KR100703070B1 - Large area substrate drooping prevention device for organic EL - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PDP, LCD, 유기EL등과 같은 평판디스플레이 제조시 유리기판등의 평판기판의 쳐짐 방지 및 고정은 물론 이동시에도 기판을 효과적으로 지지하기 위한 홀딩장치에 관한 것으로 승강제어되는 기판 고정판(5) 사이에 기판(3)을 홀딩하는 장치를 구성함에 있어서, 기판 고정판 둘레에서 수평이동을 가능케하는 기판 고정대(4)를 기판의 장축 또는 단축 양끝쪽에 위치시키고 기판 고정대 안쪽의 기판 고정판으로 기판을 압축 홀딩한 후 기판 고정대를 수평방향으로 이동시키는 기판 쳐짐 방지 및 홀딩장치를 제공하여 구조가 간단하면서도 진공 중에서도 사용이 가능하게 되는 것은 물론, 대면적 평판 기판도 손쉽게 홀딩할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a holding device for effectively supporting a substrate even when moving as well as preventing and fixing flat substrates such as glass substrates when manufacturing flat panel displays such as PDP, LCD, organic EL, and the like. In constructing an apparatus for holding the substrate 3 on the substrate, the substrate holders 4, which allow horizontal movement around the substrate holder plate, are positioned at both ends of the major and minor axes of the substrate, and the substrate is held by the substrate holder plate inside the substrate holder. By providing a substrate drooping prevention and holding device for moving the substrate holder in the horizontal direction, the structure is simple and can be used even in a vacuum, as well as has the effect of easily holding a large area flat substrate.
유기EL, 기판, 유리기판, 기판 고정대, 기판 고정판Organic EL, substrate, glass substrate, substrate holder, substrate holder
Description
도 1은 종래의 증착 공정용 점 증발원의 소면적 기판 증착방법 일례를 나타내는 개략도 1 is a schematic view showing an example of a small area substrate deposition method of a point evaporation source for a conventional deposition process
도 2은 종래의 증착 공정용 점 증발원의 대면적 기판 증착방법 일례를 나타내는 개략도2 is a schematic view showing an example of a method for depositing a large area substrate of a point evaporation source for a conventional deposition process;
도 3은 본 발명의 유기EL용 대면적 기판 쳐짐 방지 장치의 기판 종방향 압착 전 일례를 나타내는 개략도Figure 3 is a schematic diagram showing an example before the longitudinal longitudinal pressing of the large-area substrate sagging prevention device for organic EL of the present invention
도 4는 본 발명의 유기EL용 대면적 기판 쳐짐 방지 장치의 기판 종방향 압착 후 일례를 나타내는 개략도4 is a schematic view showing an example after the substrate longitudinal compression of the large-area substrate sagging prevention device for organic EL of the present invention.
도 5는 본 발명의 유기EL용 대면적 기판 쳐짐 방지 장치의 기판 종방향 압착 후 횡방향으로 당겼을 때의 일례를 나타내는 개략도Fig. 5 is a schematic view showing an example when the large area substrate deflection prevention apparatus for organic EL of the present invention is pulled in the transverse direction after the substrate longitudinal compression.
도 6은 본 발명의 기판 고정판을 나타내는 부분확대 단면도Figure 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing a substrate fixing plate of the present invention.
도 7은 본 발명의 구성을 종방향 압착 후 나타내는 단면도Figure 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the present invention after longitudinal compression
도 8은 본 발명의 구성을 종방향 압착 후 횡방향으로 당겼을 때의 나타내는 단면도Fig. 8 is a cross-sectional view of the configuration of the present invention when pulled in the transverse direction after longitudinal compression.
도 9은 본 발명의 일례를 종,횡방향으로 확장했을 때의 개념도9 is a conceptual diagram when an example of the present invention is expanded in the longitudinal and lateral directions
도 10은 본 발명의 일례를 대각선 방향으로 확장했을 때의 개념도10 is a conceptual diagram when an example of the present invention is extended in a diagonal direction;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 소면적 유리기판 2: 도가니 (증발원)1: small area glass substrate 2: crucible (evaporator)
3: 대면적 유리기판 4: 기판 고정대3: large area glass substrate 4: substrate holder
5: 마찰력이 크고 연한 재질의 기판 고정판 5: substrate holding plate of high friction and soft material
6: 마찰력이 크고 연한 재질의 비스듬한 기판 고정판6: oblique substrate holding plate of high friction and soft material
본 발명은 평판 기판(flat panel)의 쳐짐방지 및 홀딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LCD, PDP 또는 유기 EL등과 같은 평판 디스플레이의 제조시 기재로 사용되는 유리 기판 등의 평판기판을 효과적으로 고정하며, 각 공정간의 이동시에도 기판을 견고하게 지지하기 위한 홀딩장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sagging prevention and holding device of a flat panel, and more particularly, to effectively fix a flat substrate such as a glass substrate used as a base material in the manufacture of a flat panel display such as LCD, PDP or organic EL. The present invention relates to a holding device for firmly supporting a substrate even during movement between processes.
일반적으로 평판 디스플레이로는 액정표시장치(LCD), PDP 또는 유기 EL(Organic Electroluminescence)이 널리 이용되고 있다. LCD는 별도의 광원을 필요로 하고 밝 기, 대조, 시야각 및 대면적화에 기술적 한계가 있어 최근에는 유기 EL에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 유기 EL은 저전압으로 구동가능하며 자기발광형이고, 경량박형이며 넓은 시야각을 제공할 수 있고 무엇보다도 빠른 응답성을 갖고 있다. In general, a liquid crystal display (LCD), a PDP, or an organic electroluminescence (EL) is widely used as a flat panel display. As LCDs require a separate light source and technical limitations in brightness, contrast, viewing angle, and large area, research on organic ELs has been actively conducted in recent years. The organic EL can be driven at low voltage, is self-luminous, light and thin, can provide a wide viewing angle, and above all, has fast response.
이와 같은 평판디스플레이는 주로 유리등으로 이루어진 소자를 증착공정등이 포함되는 일련의 공정을 통과시키며 제조된다.
도 1은 종래의 소면적 기판 증착 공정용 점 증발원의 증착 방법을 나타내는 개략도로서, 이러한 증착 방법은 기판의 크기가 소면적이기 때문에 기판의 쳐짐을 고려하지 않아도 증착에 큰 문제점이 대두되지 않았다. 그러나 기판의 크기가 대면적이었을 경우에는 기판의 쳐짐 현상이 두드러지게 나타나고 그 때문에 양산성에 저하를 가져올 수 있다.
도 2는 대면적 기판 증착 공정용 점 증발원의 증착 방법을 나타내는 개략도이다.
이 평판기판은 기판 홀더(holder)에 고정시킨 상태에서 여러 종류의 증착 공정을 거쳐야 하는데, 이때 기판 홀더는 증착면이 아래로 향하도록 기판을 지지하여야 한다. 이러한 홀딩작업은 증착공정의 정밀도에 중요한 요소로 작용하게 된다. 예컨대 홀딩상태에서는 기판이 양호한 평면도를 유지할 것을 요구하게 된다. 또한, 기판은 작업성 및 작업시간 단축을 위해 착탈이 용이할 것을 요구하게 된다. Such a flat panel display is manufactured by passing a series of processes including a deposition process and the like mainly made of glass and the like.
1 is a schematic view showing a method of depositing a point evaporation source for a conventional small area substrate deposition process. Since the deposition method has a small size of the substrate, no significant problem arises in the deposition without considering the deflection of the substrate. However, when the size of the substrate is large, the drooping phenomenon of the substrate is remarkable, which may cause a decrease in mass productivity.
2 is a schematic view showing a deposition method of a point evaporation source for a large area substrate deposition process.
The flat substrate must be subjected to various deposition processes in a state of being fixed to the substrate holder, where the substrate holder must support the substrate with the deposition surface facing down. This holding operation is an important factor in the precision of the deposition process. For example, in the holding state, the substrate is required to maintain a good plan view. In addition, the substrate is required to be easily removable for workability and work time shortening.
종래에는 평판 기판을 홀딩하기 위한 방법으로 진공 척(vacuum chuck)을 사용하거나 또는 정전 척(electrostatic chuck)을 사용하는 방법이 이용되고 있었다. Conventionally, a method using a vacuum chuck or an electrostatic chuck has been used as a method for holding a flat substrate.
진공 척은 기판에 흡착판을 대고 평판 기판의 뒤쪽에서 흡착판의 공기를 흡입하여 기압 차이를 이용해 평판 기판을 홀딩하는 방법으로서, 대부분 진공 상태에서 이루어지는 증착 공정 등에서는 사용할 수 없으며 구조가 복잡하다는 문제점을 갖고 있었다. 즉, 평판디스플레이는 먼지, 수증기, 산소 등의 이물질이 불량률 상승에 주 요인으로 작용하게 되므로 진공상태에서의 작업을 필요로 하게 되는 바, 진공 척은 이러한 진공 장비에서는 적용할 수 없다는 문제를 갖고 있는 것이다. A vacuum chuck is a method of holding a flat plate substrate by using an air pressure difference by holding a sucker plate on a substrate and sucking air from the sucker plate from the back of the flat plate substrate. there was. In other words, flat panel displays require foreign matters such as dust, water vapor, and oxygen to increase the defective rate, and thus require work in a vacuum state. The vacuum chuck cannot be applied to such vacuum equipment. will be.
또한, 정전 척은 평판 기판의 뒤쪽에 전류를 흘려서, 전류에 의해 형성된 전기장(electric field)이 유리 등의 재질로 된 평판 기판을 대전(electrify)시켜 정전기력(electrostatic force)에 의해 평판 기판을 홀딩(부착)하는 방법으로서, 이 방법은 진공 중에서도 사용이 가능하나 후술하는 몇 가지 단점을 내포하고 있다. 즉, 정전 척은 넓은 면적을 갖는 평판 기판을 홀딩하기 위해서는 큰 전기장을 필요로 하게 되므로 소비전력이 늘어나게 되고, 여러 종류의 증착공정을 거치는 동안 계속 전류를 공급해주기 위해 복잡한 기계장치를 필요로 하는 것은 물론 전류에 의해 기판에 형성된 전기장이 평판 기판에 올려질 물질 예컨대 증착화학물질 등에 영향을 미쳐 성능저하를 유발하는 문제를 갖고 있다. In addition, the electrostatic chuck flows a current to the back of the flat plate substrate, thereby electrifying the flat plate substrate made of a material such as glass by the electric field formed by the current, and holding the flat plate substrate by electrostatic force ( This method can be used even in vacuum, but has some disadvantages described below. In other words, the electrostatic chuck requires a large electric field to hold a flat plate substrate having a large area, thus increasing power consumption, and requiring a complicated mechanism to continuously supply current during various deposition processes. Of course, the electric field formed on the substrate by the current affects the material to be placed on the flat substrate, such as a deposition chemical, and thus has a problem of causing performance degradation.
특히, 기판을 분리하기 위하여서는 전류공급을 차단하게 되는데, 이때 대전된 평판 기판에 형성된 전하(charge)가 즉시 제거되지 않고 계속하여 잔류하게 되어 분리가 어려운 문제를 수반되고 있었다. In particular, in order to separate the substrate to cut off the current supply, at this time, the charge (charge) formed in the charged flat substrate is not immediately removed, it is continuously remaining, it was accompanied with a problem that is difficult to separate.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 그 목적은 구조가 단순하면서도 진공 중에서도 사용이 가능한 평판 기판 쳐짐 방지 및 핸들링장치를 제공함에 있다. The present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a flat plate drooping prevention and handling apparatus that is simple in structure and can be used in a vacuum.
본 발명의 다른 목적은 넓은 면적을 갖는 평판 기판을 양호한 평면도를 유지시키면서 손쉽게 핸들링할 수 있는 평판 기판의 홀딩 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a holding device for a flat substrate that can easily handle a flat substrate having a large area while maintaining a good plan view.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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도 3은 본 발명의 유기EL용 대면적 기판 쳐짐 방지 장치의 기판 종방향 압착 전 일례를 나타내는 개략도로서, 본 발명에 의한 평판기판 홀딩장치는 기판의 가장자리를 홀딩하는 기판고정대(4)를 포함하여 이루어진다. 상기 기판고정대(4)는 상기 기판(3)의 하면을 지지하는 하부고정대(4c)와, 상기 기판(3)의 가장자리 상면을 가압하는 상부고정대(4a)와, 상기 상부고정대(4a)와 하부고정대(4c)의 사이에 개재되는 승강수단(4b)으로 구성되며, 상기 상부고정대(4a)는 상기 승강수단(4b)에 의해 승강되어 기판(3)을 홀딩한다. 또한 상기 하부고정대(4c)의 상부 및 상부고정대(4a)의 하부에는 마찰력이 크고 연질인 기판고정판(5)이 구비되어 있음을 알 수 있다.
기판의 크기가 대면적이었을 경우에는 기판의 쳐짐 현상이 두드러지게 나타나고 있고, 증착 공정용 점 증발원의 증착방법으로 증착을 하였을 경우 박막균일도, 물질사용율, 및 증착공정의 정밀도등의 면에서 양산성 저하가 우려된다.Figure 3 is a schematic diagram showing an example before the longitudinal longitudinal pressing of the large area substrate sagging prevention device for organic EL of the present invention, the flat panel holding apparatus according to the present invention includes a substrate holder (4) for holding the edge of the substrate Is done. The substrate holder 4 includes a
When the size of the substrate is large, the deflection of the substrate is remarkable, and when the deposition is performed by the evaporation method of the point evaporation source for the deposition process, the productivity decreases in terms of thin film uniformity, material usage rate, and precision of the deposition process. Is concerned.
도 4는 본 발명의 유기EL용 대면적 기판 쳐짐 방지 장치의 기판 종방향 압착 후 일례를 나타내는 개략도로서, 기판 고정대(4)의 종방향 압축으로 기판 쳐짐을 줄일 수 있다.Fig. 4 is a schematic view showing an example after the substrate longitudinal compression of the large area substrate deflection prevention device for organic EL of the present invention, and the substrate deflection can be reduced by the longitudinal compression of the substrate holder 4.
도 5는 기판 고정대(4)를 종방향으로 압축한 뒤에 다시 횡방향(화살표 참조)으로 당겼을 때를 나타내는 계략도로서, 기판 고정대(4)를 종방향 압축했을 때보다 이 두가지를 함께 진행하였을 경우에 기판쳐짐을 더 많이 줄일 수 있다.FIG. 5 is a schematic view showing a case in which the substrate holder 4 is longitudinally compressed and then pulled back in the lateral direction (see arrow). In this case, the substrate deflection can be further reduced.
도 6은 마찰력이 크고 연한 재질의 비스듬한 기판 고정판(6a,6b)을 부분 확대한 단면도이다. 종방향 압축과 횡방향 당김과 더불어 연한 재질의 비스듬한 기판 고정판(6a,6b)을 제공 함으로서 기판 쳐짐 현상을 보다 더 많이 보상 받을 수 있어 거의 평면에 가까운 기판 상태를 복원할 수 있다.Fig. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of oblique
비스듬한 각도를 0o ~ 90o 까지 변화를 주어 최적의 각도를 찾을 수 있다.You can find the optimum angle by changing the oblique angle from 0 o to 90 o .
도 7은 본 발명의 구성을 종방향 압착 후 나타내는 단면도이다. 승강제어되는 기판 고정대(4)를 일정한 힘의 세기로 종방향 압착을 했을 경우 기판 쳐짐의 보상을 확연하게 받을 수 있는데, 기판고정대(4)를 승강제어하기 위한 승강수단은 스쿠류 방식, 에어실린더 방식등으로 쉽게 제작 응용이 가능하여 그 활용도는 이루 말할 수 없다.It is sectional drawing which shows the structure of this invention after longitudinal crimping. When the substrate holder 4 which is controlled to be lifted and lowered in the longitudinal direction by a constant strength can be clearly compensated for the substrate sagging, the lifting means for controlling the substrate holder 4 to lift is controlled by a slew flow method and an air cylinder method. It can be easily produced by the application, etc., its utilization is indescribable.
도 8은 본 발명의 구성을 종방향 압착 후 횡방향으로 당겼을 때의 나타내는 단면도로서, 위 기판고정대(4)를 종방향으로 압축시 기판고정대(4)에 의해 기판고정판(5)이 기판(3)에 일정한 힘을 분배하여 압축시켜 기판쳐짐의 현상을 어느정도 보상받고 이에 더불어 기판고정판(4)을 일정한 힘의 세기로 횡방향(화살표 참조)으로 당김으로서 기판의 쳐짐을 거의 완벽에 가깝게 보상받을 수 있다.
본 실시예에서는 이와 같이 횡방향으로 당기기 위한 스크류 방식의 수평이동수단이 구비된다. 도시된 바와 같이, 마주보는 기판고정대(4) 중 어느 일측의 상부고정대에 연장부재(4d)를 형성하고, 상기 스크류의 회전에 의해 기판고정대(4)가 바깥쪽 방향(화살표방향)으로 수평이동하고, 이에 의해 기판(3)은 횡방향으로 당겨지는 것이다.
위와 마찬가지로 기판고정대(4)를 수평이동하여 기판을 인장시키는 수평이동수단은 스쿠류 방식, 에어 실린더 방식등 힘을 일정하게 제공할 수 있는 방식이면 모두 가능하고 적용 또한 용이하다.8 is a cross-sectional view showing the configuration of the present invention when pulled in the transverse direction after the longitudinal compression, the
In this embodiment, the horizontal movement means of the screw system for pulling in the transverse direction is provided. As shown, an extension member 4d is formed on the upper side of any one of the substrate holders 4 facing each other, and the substrate holder 4 is horizontally moved outwardly (arrow direction) by the rotation of the screw. The
As described above, the horizontal moving means for tensioning the substrate by horizontally moving the substrate holder 4 may be any method that can provide a constant force such as a scoop type, an air cylinder type, and is also easy to apply.
도 9는 본 발명의 일례를 종,횡방향으로 확장했을 때의 개념도로서, 기판고정대가 직사각형의 기판의 좌우측 또는 전후측의 가장자리를 각각 홀딩한 후에, 수평이동수단에 의해 상기 기판고정대를 바깥쪽 방향(화살표 참조)으로 수평이동함으로써 결과적으로 기판을 횡방향 당김(b) 또는 종방향 당김(c)을 할 수 있는 것이다.
유리 기판 처럼 종례의 잘 구부려지지 않고 부러지는 기판뿐만 아니라 플라스틱 기판, 스테인레스스틸 기판처럼 잘 구부려지고 신축성이 있는(flexible) 기판에도 충분히 적용할 수 있다.Fig. 9 is a conceptual view when an example of the present invention is extended in the longitudinal and lateral directions, and after the substrate holders hold the edges on the left and right sides and the front and rear sides of the rectangular substrate, respectively, the substrate holders are moved outwardly by horizontal moving means. By horizontally moving in the direction (see arrow), the substrate can be transversely pulled (b) or longitudinally pulled (c).
It can be applied not only to the conventional hard-to-bent and broken substrates such as glass substrates, but also to well-flexible and flexible substrates such as plastic substrates and stainless steel substrates.
도 10은 본 발명의 일례를 대각선 방향으로 확장했을 때의 개념도이다. 이를 위하여는 상기 기판고정대는 직사각형 기판의 네모서리의 가장자리를 홀딩하여야 할 것이다.
위와 같이 본 발명은 어느 방향으로도 그 개념을 확장하여 적용 시킬 수 있기 때문에 활용의 폭이 대단히 크다고 말할 수 있다.10 is a conceptual diagram when an example of the present invention is extended in a diagonal direction. To this end, the substrate holder should hold the edges of the four corners of the rectangular substrate.
As described above, the present invention can be said to be very wide because it can be applied to extend the concept in any direction.
이상과 같은 본 발명은 마찰력이 크고 연한 재질의 기판 고정판과 수평이동제어가 가능한 기판 고정대로 구성된 기판 홀더를 제공함으로써 구조가 단순하면서도 진공 중에서도 사용이 가능하게 되는 것은 물론, 대면적의 평판 기판도 쳐짐 없이 손쉽게 홀딩할 수 있는 효과를 갖는 것이다.The present invention as described above provides a substrate holder consisting of a substrate holding plate made of a large friction material and a soft material and a substrate holding member capable of horizontal movement control, so that the structure is simple and can be used even in a vacuum, as well as a large-area flat substrate. It will have an effect that can be easily held without.
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