KR101074386B1 - 액정표시소자 제조용 기판 반전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡착 패드의 높이 및 패드 진공홀 사이즈의 크기를 증가하여 기판과 흡착 패드간의 미접촉으로 인한 흡착 에러를 방지하여 생산성을 향상시키도록 한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 관한 것으로서, 기판을 안착하여 흡착 고정하는 스테이지와, 상기 기판이 안착된 스테이지를 회전시키는 회전축과, 상기 스테이지와 회전축을 지지하는 몸체를 포함하여 구성된 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 있어서, 상기 스테이지는 상기 기판의 진공 흡착하기 위한 다수의 흡착 패드를 구비하고, 상기 흡착 패드는 진공 흡입력을 전달하는 다수의 패드 진공홀을 갖고 기판이 고정되는 패드와 상기 패드의 내부에 2중 구조의 흡착 패드 가스켓으로 이루어지고, 상기 각 패드 진공홀은 상기 스테이지에 형성된 진공 관로를 따라 연통되고, 상기 각 진공 관로 일측에는 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 진공 펌프 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

스테이지, 반전장치, 기판, 흡착 패드

Description

액정표시소자 제조용 기판 반전장치{manufacturing device for liquid crystal display device turning the glass}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 제조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 제조장치에서 기판 반전장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도

도 3은 도 2의 스테이지에 탑재되는 기판을 나타낸 평면도

도 4는 도 3의 흡착패드를 나타낸 개략적인 구성도

도 5는 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치의 흡착 패드를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 반전장치의 스테이지 내부 구조를 나타낸 상세 구성도

도 7a 및 도 7b는 종래와 본 발명의 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에서 기판이 안착된 스테이지가 90°회전한 상태를 나타낸 도면

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

100 : 흡착 패드 110 : 패드 진공홀

120 : 패드 130 : 가스켓

본 발명은 액정표시소자의 제조 장치에 관한 것으로, 특히 기판의 흡착 불량을 개선하여 생산성을 향상시키도록 한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이 하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시소자는 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 면이 많이 있다. 따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

이와 같은 액정표시소자는, 통상 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

그리고 제 2 유리 기판(칼라필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술에 의한 액정표시소자 제조용 반전장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 제조장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제 1 유리 기판(10a)은 씨일(seal)재 도포부(11) 및 씨일재 건조부(12)가 각각 배치된 어느 한 공정 라인을 통과하면서 씨일재의 도포가 이루어짐과 상기 도포된 씨일재의 건조가 이루어진다.

이와 함께, 제 2 유리 기판(10b)은 Ag 도포부(13) 및 스페이서(spacer) 산포부(14)가 각각 배치된 다른 한 공정 라인을 통과하면서 Ag 도포가 이루어짐과 더불어 스페이서 산포가 이루어진다.

그리고, 상기와 같은 제 1, 제 2 유리 기판(10a,10b)은 합착부(16)를 통과하는 과정에서 상호간의 합착이 이루어지며, 이렇게 합착된 합착 기판은 경화부(17)에 의해 경화가 수행된다.

이 때, 상기 한 쌍의 기판간에는 상기 과정에서 산포되었던 스페이서로 인해 액정이 주입되는 소정의 공간이 발생되며, 그 둘레면 소정 부위에는 액정 주입구가 형성된다.

따라서, 상기 액정 주입구를 통해 액정 주입부(18)에서 상기 합착된 합착 기판의 내부로 액정 주입이 이루어짐과 더불어 상기 액정 주입이 완료될 경우 봉지부(19)에 의한 액정 주입구의 봉지가 이루어지고, 패널 세정부(20)에 의한 세정이 이루어짐으로써 액정 패널이 완성된다.

그러나 이와 같은 액정 주입식 액정표시소자의 제조방법에 있어서는, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하되고, 대면적의 액정표시소자를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.

따라서 최근에는 액정을 적하하는 방법을 이용한 액정표시소자의 제조방법이 연구되고 있다.

즉, 일본국 특허출원 평11-089612 및 특허 출원 평11-172903호 공보에는 어느 하나의 기판에 액정을 적하하고 시일재를 도포한 후, 다른 하나의 기판을 강기 액정 및 시일재가 형성된 기판상에 위치시켜 진공 중에서 접합하는 액정 적하 방식 등을 제시하였다.

상기한 액정 적하 방식은 액정 주입 방식에 비해 많은 공정(예를 들면, 액정 주입구 형성, 액정 주입, 액정 주입구의 밀봉 등을 위한 각각의 공정)을 생략할 수있음에 따라 공정을 단순화시키는 장점을 가지고 있다.

한편, 상기 두 기판을 접합시키기 위해서는 적어도 어느 하나의 기판을 반전시키기 위한 반전장치를 필요로 한다.

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 제조장치에서 기판 반전장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 이재 로봇(도시되지 않음)으로부터 전달받은 기판(40)을 90°또는 180°반전시키는 반전기(30)는 상기 기판(40)이 안착되어 흡착 고정되는 스테이지(31)와, 상기 기판(40)이 안착된 스테이지(31)를 90°또는 180°회전시키는 회전축(32)과, 상기 스테이지(31) 및 회전축(32)을 지지하는 몸체(33)를 포함하여 구성되어 있다.

도 3은 도 2의 스테이지에 탑재되는 기판을 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 흡착패드를 나타낸 개략적인 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 기판(40)은 스테이지(31)에 일정한 간격을 갖고 형성된 다수의 흡착패드(50)에 의해 흡착 고정되어 있다.

한편, 상기 흡착패드(50)는 도 4에서와 같이, 약 1㎜ 크기의 패드 진공홀(pad vacuum hole)(51)을 갖고 기판(40)이 고정되는 패드(52)와, 상기 패드(52)의 내부에 약 1.5㎜의 두께를 갖고 구성되는 흡착 패드 가스켓(pad gasket)(53)으로 이루어져 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 스테이지에 구비된 흡착 패드의 높이가 낮아 기판 표면 가열시 밴딩(bending)으로 인해 흡착 패드가 원상태로 돌출되지 못해 기판과 흡착 패드간에 갭이 발생하여 미접촉으로 인한 흡착 에러(error)가 발생하여 생산성이 떨어진다.

보다 구체적으로 설명하면, 기판은 흡착 패드에 의해 흡인되어 0°에서 90°로 회전된 상태에서 다음 공정으로 이송되는데, 앞 공정이 베이킹(baking) 처리인 경우에는 예를 들면, 200℃ 이상으로 가열된 기판에 상온 상태의 흡착 패드가 접촉하면, 흡착패드의 냉열이 기판으로 전달되어 국부적인 온도 저하가 발생한다.

이 국부적인 온도 저하가 기판의 겉면측에 영향을 주면, 국부적(접촉부분)으로 접착 성능의 저하를 초래하여, 현상 후의 에칭에 있어서, 그 경계 부분의 어레이의 각층 사이에 접착 불량, 즉 말림, 소위 써멀 이미지(thermal image)를 발생시키는 경우가 있다.

특히, 기판의 박층화에 따른 냉열이 표면측으로 전달되기 쉬워져 써멀 이미지 문제가 보다 현재화하여 생산성을 더욱 악화시킬 위험이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 흡착 패드의 높이 및 패드 진공홀 사이즈의 크기를 증가하여 기판과 흡착 패드간의 미접촉으로 인한 흡착 에러를 방지하여 생산성을 향상시키도록 한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치는 기판을 안착하여 흡착 고정하는 스테이지와, 상기 기판이 안착된 스테이지를 회전시키는 회전축과, 상기 스테이지와 회전축을 지지하는 몸체를 포함하여 구성된 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 있어서, 상기 스테이지는 상기 기판의 진공 흡착하기 위한 다수의 흡착 패드를 구비하고, 상기 흡착 패드는 진공 흡입력을 전달하는 다수의 패드 진공홀을 갖고 기판이 고정되는 패드와 상기 패드의 내부에 2중 구조의 흡착 패드 가스켓으로 이루어지고, 상기 각 패드 진공홀은 상기 스테이지에 형성된 진공 관로를 따라 연통되고, 상기 각 진공 관로 일측에는 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 진공 펌프 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 기판 반전장치의 흡착 패드를 나타낸 도면이다.

본 발명은 종래의 액정표시소자 제조용 기판 반전장치의 구성과는 기본적으로 동일하다. 즉, 기판(40)을 안착하여 흡착 고정하는 스테이지(31)와, 상기 기판 (40)이 안착된 스테이지(31)를 90°또는 180°회전시키는 회전축(32)과, 상기 스테이지(31)와 회전축(32)을 지지하는 몸체(33)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 스테이지(31)는 그 중앙부위를 기준으로 하여 회전하도록 설치된다.

한편, 본 발명에서는 스테이지(31)를 이루는 흡착 패드(100)를 종래와 다르게 구성하고 있다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 흡착 패드(100)는 약 2.5㎜ 크기의 패드 진공홀(pad vacuum hole)(110)을 갖고 기판이 고정되는 패드(120)와, 상기 패드(120)의 내부에 약 3㎜의 두께를 갖고 구성되는 2중 구조의 흡착 패드 가스켓(pad gasket)(130)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 흡착 패드 가스켓(130)은 금속이나 그 밖의 재료가 서로 접촉할 경우, 접촉면에서 진공 가스가 새지 않도록 하기 위하여 끼워 넣는 패킹(packing)으로서, 재료는 고물질의 종류, 고무를 입힌 천, 석면 질이나 구리 등을 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 액정표시소자 제조용 반전장치의 스테이지 내부 구조를 나타낸 상세 구성도이다.

도 6에서와 같이, 흡착 패드(100)는 진공 흡입력을 전달하는 다수의 진공홀(110)이 형성되며, 상기 각 진공홀(110)은 스테이지(31)에 형성된 진공 관로(140)를 따라 연통되고, 상기 각 진공 관로(140) 일측에는 기판을 진공 흡착하기 위한 진공 펌프 수단(P)(150)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 흡착 패드(100)에 의해 스테이지위에 흡착 고정되는 기판은 박막트랜지스터 어레이 기판, 컬러필터 기판 그리고 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 기판을 사용할 수 있다.

또한, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판은 일정한 간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 화소영역에 각각 형성되는 복수개의 박막트랜지스터 및 화소전극들이 형성되어 있다.

또한, 상기 컬러필터 기판은 화소영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)층과 컬러필터층 및 공통전극이 형성되어 있다.

그리고 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 기판은 박막트랜지스터 어레이 기판의 화소영역 외곽에 컬러필터 기판이 일정 간격을 갖고 합착되도록 하는 씨일재를 컬러필터 기판상에 형성하고, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판상에는 상기 컬러필터상의 공통전극과 전기적 연결을 은(Ag)을 도트형상으로 도포하며, 상기 컬러필터 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판 사이에 액정이 주입한 후 봉지하여 형성된다.

한편, 상기 컬러필터 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판 사이에 주입된 액정은 액정적하방식 또는 액정주입방식을 이용할 수 있다.

또한, 이에 한정하지 않고, 상기 씨일재의 형성 및 액정의 적하는 박막트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판 중 어느 한 기판상에 형성할 수 있고, IPS 모드에서는 박막트랜지스터 어레이 기판상에 화소전극과 공통전극이 형성되므로 상기 은 도트를 형성할 필요가 없다.

또한, 본 발명에 의한 기판 반전장치는 칼라필터(CF) ITO 스퍼터 인라인(sputter inline)장비에서 기판을 90도로 세워 로딩(loading)하는 곳에도 사용할 수가 있다.

도 7a 및 도 7b는 종래와 본 발명의 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에서 기판이 안착된 스테이지가 90°회전한 상태를 나타낸 도면이다.

종래에는 도 7a에서와 같이, 스테이지(31)에 형성된 다수의 흡착 패드(50)상에 기판(40)이 안착되어 있지만, 일부의 흡착 패드(50)와 기판(40) 사이에는 갭이 발생하여 상기 기판(40)을 효과적으로 흡착 고정하지 못하고 있다.

그러나 본 발명은 도 7b에서와 같이, 스테이지(31)에 형성된 다수의 흡착 패드(100)상에 기판(40)이 완전히 흡착되어 있음을 알 수 있다.

이는 전술한 바와 같이 본 발명은 패드의 패드 진공홀의 사이즈를 약 2.5㎜로 하고, 상기 패드내에 구성되는 가스켓을 2중 구조로 형성하여 완충 사이즈를 약 3㎜로 가져감으로써 기판과 흡착 패드 사이의 갭을 제거할 수가 있다.

즉, 본 발명은 상기 가스켓을 2중 구조로 함으로써 흡착 완충 가능 높이를 종래보다 높게 하여 기판 밴딩에 대한 흡착 성공률을 높임과 동시에 패드 진공홀의 사이즈를 증가하여 흡착 패드 표면의 흡입압을 완화하여 스테이지가 0°에서 90°로 회전할 때 흡착 패드의 복원(돌출)을 신속하게 이룰 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 액정표시소자 제조용 기판 반전장치는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 패드 내의 가스켓을 2중 구조로 구성함으로써 패드의 완충높이를 높임과 동시에 패드 진공홀의 사이즈를 증가시키어 진공압에 의해 흡착 패드의 복귀 능력을 향상시키어 흡착패드를 통해 기판을 완전하게 흡착 고정하여 이동시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 기판을 안착하여 흡착 고정하는 스테이지와, 상기 기판이 안착된 스테이지를 회전시키는 회전축과, 상기 스테이지와 회전축을 지지하는 몸체를 포함하여 구성된 액정표시소자 제조용 기판 반전장치에 있어서,

   상기 스테이지는 상기 기판의 진공 흡착하기 위한 다수의 흡착 패드를 구비하고, 상기 흡착 패드는 진공 흡입력을 전달하는 다수의 패드 진공홀을 갖고 기판이 고정되는 패드와 상기 패드의 내부에 2중 구조의 흡착 패드 가스켓으로 이루어지고,

   상기 각 패드 진공홀은 상기 스테이지에 형성된 진공 관로를 따라 연통되고, 상기 각 진공 관로 일측에는 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 진공 펌프 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 기판 반전장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 진공홀은 2.5㎜의 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 기판 반전장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 2중 구조의 가스켓은 3㎜의 완충 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 기판 반전장치.

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