JP2005013994A

JP2005013994A - 平板表示装置製造用ペースト塗布装置

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Publication number: JP2005013994A
Application number: JP2004187779A
Authority: JP
Inventors: Saiyuku Lee; 載 ▲ユク▼ 李
Original assignee: Top Engineering Co Ltd
Current assignee: Top Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-06-28
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-01-20
Also published as: TWI289872B; KR20050001279A; TW200501223A; CN1576958A; KR100552092B1; CN100339742C

Abstract

【課題】ディスペンスヘッドの動きを最小化すると共に、作業時の振動を減少させて正確なパターン形成を可能にし、装置の大きさを著しく増加させずに、平板表示装置の大型化に対応したペースト塗布を可能にすること。
【解決手段】フレームと、該フレームの上面に具備される固定テーブルと、該固定テーブルの上部に、前後方向に移動可能なステージと、該ステージを前後方向に駆動する第１リニアモーターと、前記固定テーブルの両側に、フレームの前後方向に長さを有するように配置されるＹ軸と、該Ｙ軸に沿って移動可能で、両側Ｙ軸の間を横切って設置されるカラムと、該カラムをＹ軸方向に駆動する第２リニアモーターと、前記カラムに長さ方向に沿ってＹ軸と直交する方向に移動可能で、ステージに載置された基板上にペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、該各ヘッドユニットをＹ軸と直交する方向に駆動させる第３リニアモーターとで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、平板表示装置の製造過程で基板上に所定のパターンでペーストを塗布する装置に関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）のような平板表示装置を構成するガラス基板上にペーストを所定のパターンで塗布する装備の駆動方式を改善した平板表示装置製造用ペースト塗布装置に関するものである。

周知のように、平板表示装置の一つの液晶表示装置（ＬＣＤ）は、陰極線管（ＣＲＴ）に比べて視認性が優秀で、平均消費電力も同一画面大きさのＣＲＴに比べて小さいだけでなく、発熱量も小さいため、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）や電界放出表示装置（ＦＥＤ…Field Emission Display）と共に、最近、携帯電話やコンピュータのモニター及びテレビなどの次世代表示装置として脚光を浴びている。

このような液晶表示装置（ＬＣＤ）は、一枚のガラス基板に複数個のピクセルパターンを形成して対向する他の一枚のガラス基板にカラーフィルター層を形成した後、該二枚のガラス基板を合着し、該合着された前記二枚のガラス基板と内部の密封剤により形成された空間に所定の方法で液晶を注入することにより製造される。

上述した液晶表示装置の製造過程においては、ガラス基板に所定のパターンでペーストを塗布する作業は、ペースト塗布装置により行われるが、従来のペースト塗布装置は、ヘッドの位置をＸＹ平面上の一地点に固定させた状態で、ガラス基板に載置するステージをＸ及びＹ軸方向に移動させながらペーストを塗布する。

既存のペースト塗布装置の構成及び作用についてより詳しく説明する。
既存のペースト塗布装置は、作業者の位置を基準にしてステージが左右方向（これを"Ｘ軸方向"と定義する）に駆動し得るように構成されるか、又は前後方向（これを"Ｙ軸方向"と定義する）に駆動し得るように構成され、ペーストを供給するシリンジが装着されるヘッドは、ヘッド部に具備されるが、該ヘッド部は、ガラス基板（例：ＬＣＤパネル）のパターンによる装備セッティング時にヘッド部が全体的に左右方向（即ち、ステージのＸ軸方向）に駆動し得るように構成されている。

即ち、前記ステージは、ボールスクリューとロータリーモーターを利用して駆動するが、前後駆動軸と左右駆動軸が互いに直交するように構成される。

そして、前記ヘッド部もボールスクリューとロータリーモーターにより駆動する方式を採用しているが、上述したように、前記ヘッド部はガラス基板のサイズ等によって異なるパターン位置に対応するため、ヘッド部の位置セッティング用に左右に駆動し得るようになっていて、ペースト塗布の時には左右駆動をせずに固定され、上下駆動のみをする方式であった。

即ち、前記ヘッド部は、ガラス基板のサイズ等によって異なるパターン位置に対応するようにヘッド部の位置を変更する時だけ左右に駆動し得るようになっていて、ペースト塗布の過程では何らのＸＹ平面上の動きはなくなる。

要するに、既存のペースト塗布装置は、ステージとヘッド部が全部ボールスクリューとロータリーモーターとの組合せにより駆動する構造をなし、ロータリーモーターの駆動によりステージが前後方向及び左右方向に駆動することでペーストの塗布が行われ、前記ヘッド部は、ペースト塗布時には平面上における位置が固定された状態で上下駆動のみを行う。

しかしながら、上記の構成で動作する既存の塗布装置は、以下のような多くの短所や問題点を抱いていて、このような短所や問題点は、昨今のガラス基板大型化の趨勢によってさらに深刻になると予想される。

先ず、既存のペースト塗布装置の駆動方式は、ボールスクリューによって駆動する方式であって、ガラス基板のサイズが大きくなるにつれて、ステージのサイズと重量が、ともに増加し、駆動部等からの騷音や振動を増大させる要因として作用する。

また、既存のペースト塗布装置は、ボールスクリューを採用していて、精度面においてもリニアモーターと比較した場合、精度誤差範囲がさらに大きく発生することがあるという問題点があった。

即ち、既存のペースト塗布方式においては、ヘッドが固定された状態で、テーブルのみのＸ軸、Ｙ軸駆動によりガラス基板の全表面にペーストを塗布しなければならないため、平板表示装置が大型化する場合、ガラス基板のサイズ増加に比例してステージ及びステージ移動空間の確保のために、塗布装置の全体的なサイズを急激に大きくしなければならないという短所があって、サイズ及び重さの増加によって騷音及び振動も増加し、塗布精度が低下するなど、色々な問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、液晶表示装置のような平板表示装置のガラス基板上にペーストを所定パターンで塗布するのに適用される塗布装置の駆動方式を変更することで、ディスペンスヘッドの動きを最小化すると共に、塗布作業の時に振動を減少させて正確なパターン形成を可能にし、装備全体の大きさを大きく増加させることなく、平板表示装置の大型化に対応して効果的なペースト塗布を可能にすることにある。

上記目的を達成するため、本発明による平板表示装置製造用ペースト塗布装置は、フレームと、該フレームの上面に具備される固定テーブルと、該固定テーブルの上部に、フレームの前後方向に移動可能に設置されるステージと、該ステージをフレームの前後方向に駆動させる第１リニアモーターと、前記固定テーブルの両側に、フレームの前後方向に長さを有するように夫々配置されるＹ軸と、該Ｙ軸に沿って移動可能に設置されると共に、両側Ｙ軸の間を横切って設置されるカラムと、該カラムをＹ軸方向に駆動させる第２リニアモーターと、前記カラムの一方側面に、長さ方向に沿ってＹ軸と直交する方向に移動可能に設置されて、ステージに安着された基板上に所定パターンでペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、該各ヘッドユニットをＹ軸と直交する方向に駆動させる第３リニアモーターとを含んで構成されることを特徴とする。

本発明の平板表示装置製造用ペースト塗布装置には、次のような効果がある。
先ず、本発明は、リニアモーターを利用して直交軸を構成してステージとカラム及びヘッドが直線運動をするようにすることで、駆動部の摩擦による騷音及び振動問題を効果的に解消して安定した作業性を得ることができる。

そして、本発明は、リニアモーターを採用することで、急減速及び急加速の具現にも利点があって、塗布速度及び位置の迅速、正確な制御によりペースト塗布の品質を向上し得るという効果がある。

また、本発明は、ステージが一軸のみで動くようになり、他方の軸にはヘッド部が動くことで、ガラス基板のサイズ増加による装備サイズの増加を最小化し得るという効果がある。

本発明は、フレームと、該フレームの上面に具備される固定テーブルと、該固定テーブルの上部に、フレームの前後方向に移動可能に設置されるステージと、該ステージをフレームの前後方向に駆動させる第１リニアモーターと、前記固定テーブルの両側に、フレームの前後方向に長さを有するように夫々配置されるＹ軸と、該Ｙ軸に沿って移動可能に設置されると共に、両側Ｙ軸の間を横切って設置される少なくとも二つ以上のカラムと、該カラムをＹ軸方向に駆動させる第２リニアモーターと、前記カラムの一方の側面に、長さ方向に沿ってＹ軸と直交する方向に移動可能に設置されて、前記ステージに載置された基板上に所定パターンでペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、該各ヘッドユニットをＹ軸と直交する方向に駆動させる第３リニアモーターとを含んで構成される。

前記第１リニアモーターは、前記固定テーブルの上面に、該固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してステージに具備される可動子とからなり、
前記第２リニアモーターは、前記Ｙ軸の上面に、固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してカラム両側の下端部に具備される可動子とからなり、
前記第３リニアモーターは、前記カラムの一方の側面上に、固定テーブルの左右方向に沿って配置されるマグネットと、該マグネットに対応して各ヘッドマウント上に内蔵される可動子とからなり、
前記ヘッドユニットは、前記第３リニアモーターを構成する各可動子の個別的な制御により駆動力が個別的に直接伝達されて、前記カラムの長さ方向に移動する各ヘッドマウントと、該各ヘッドマウント上に装着されるヘッドユニットと、該ヘッドユニットに装着されて、内部にはペーストが充填されるシリンジとを含んで構成され、
前記固定テーブル、Ｙ軸及びカラム上には、前記ステージ、カラム及び各ヘッドマウントの直線運動を案内するＬＭガイドが夫々具備されることにより、ノズル位置補正の正確性と作業性を向上させるという目的を実現した。

以下、本発明の実施例を、図１乃至図３を参照して詳しく説明する。
本発明の平板表示装置製造用ペースト塗布装置は、
フレーム１と、
該フレーム１の上面に具備される固定テーブル４と、
該固定テーブル４の上部に、前記フレーム１の前後方向に移動可能に設置されて、その上部にはペーストが塗布される基板が載置されるステージ５と、
該ステージ５をフレームの前後方向（即ち、Ｙ軸方向）に駆動する第１リニアモーターと、
前記固定テーブルの両側に、前記フレーム１の前後方向に長さを有するように夫々配置されるＹ軸２と、
該Ｙ軸２に沿って移動可能に設置されると共に、両側Ｙ軸２の間を横切って設置されるカラム３と、
該カラム３をＹ軸２の方向に駆動する第２リニアモーターと、
前記カラム３の一方側面に、長さ方向に沿ってＹ軸２と直交する方向（即ちＸ軸方向）に移動可能に設置されて、前記ステージ５に載置された基板上に所定パターンでペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、
該各ヘッドユニットをＹ軸２と直交する方向に駆動する第３リニアモーターとを含んで構成される。

この時、前記第１リニアモーターは、前記固定テーブル４の上面に、前記フレーム１の前後方向に配置される固定子としてのマグネット４ａと、該マグネット４ａに対応して前記ステージ５に具備される可動子４ｃとを含んで構成される。

そして、前記第２リニアモーターは、前記Ｙ軸２の上面に、前記フレーム１の前後方向に配置される固定子としてのマグネット２ａと、該マグネット２ａに対応して前記カラム３の両側下端部に具備される可動子２ｃとを含んで構成される。

そして、前記第３リニアモーターは、前記カラム３の一方側面上に、前記フレーム１の左・右方向に沿って配置される固定子としてのマグネット３ａと、該マグネット３ａに対応して各ヘッドマウント６上に内蔵される可動子（図示せず）とを含んで構成される。該ヘッドマウント６については後述する。

また、前記固定テーブル４、Ｙ軸２及びカラム３の各マグネット４ａ、２ａ、３ａの周辺には、前記ステージ５、カラム３及び各ヘッドマウント６の直線運動を正確に案内するＬＭ（Linear Motion）ガイド４ｂ、２ｂ、３ｂが夫々具備される。

そして、前記ヘッドユニットは、前記第３リニアモーターの駆動力の伝逹を直接受けて、前記カラム３の長さ方向に移動するヘッドマウント６と、該ヘッドマウント６上に装着されるヘッド（図示せず）と、該ヘッドに装着されて内部にペーストが充填されるシリンジ（Syringe）（図示せず）が具備される。

以下、このように構成された本発明による塗布装置の動作について説明する。
本発明の作用説明に先立って、作業者の位置を基準にして前記ステージ５が左右方向に駆動することを“Ｘ軸方向駆動”と定義し、前記ステージ５が前後方向に駆動することを“Ｙ軸方向駆動”と定義することを前提とする。

即ち、Ｘ軸方向駆動は、前記フレーム１の左右方向への直線運動を言い、Ｙ軸方向駆動は、前記フレーム１の前後方向への直線運動を言う。
先ず、本発明においては、前記ステージ５上にガラス基板（図示せず）が載置された状態で、第１リニアモーター及び第３リニアモーターの作動によって前記ステージ５又はヘッドの移動が行われながらペースト塗布作業が遂行される。

この時、前記ステージ５の駆動方向と前記ヘッド部の駆動方向とは、互いに直交するようになっている。
そして、ペースト塗布の時には、前記カラム３の移動はなく、前記ステージ５とヘッド部のみが移動する。

即ち、ペースト塗布の時、前記ステージ５は、第１リニアモーターの駆動により前記フレーム１の前後方向に直線運動するようになっており、前記カラム３の一方側面に装着されたヘッドユニットは、第３リニアモーターの駆動により前記フレーム１の左右方向（即ちＸ方向）に直線運動するようになっている。

この時、前記各ヘッドユニットは個別的に制御されるので、本発明による塗布装置は、ガラス基板の種類及び該ガラス基板に形成されたパターンの形態差に効果的に対応し得るようになる。

即ち、前記ヘッドユニットの直線運動を個別的に別途制御することで、前記各ヘッドユニットの位置は、ガラス基板の種類及び該ガラス基板に形成されたパターンの形態差異等に対応して異なる。

一方、Ｙ軸２は、ガントリ方式（Gantry type）により遠く隔離されている二つの第２リニアモーターを同期化制御して同時に動かすようにして作業を行う。
要するに、ＬＣＤパネル製品を生産する既存の装置では、ペースト塗布のために前記ステージ５の前後方向及び左右方向の駆動が必要で、該駆動を該ステージ５だけでした時には、装備のサイズは、ガラス基板のサイズ増加に比例して急激に大きくなる。

これに対して、本発明は、以上のようなステージ５のみに前後方向及び左右方向に駆動してペーストを塗布する方式を変更し、該ステージ５とヘッドとが同時に互いに直交する方向に駆動し得るようにすることで、装備のサイズを減らし得るようになる。

一方、本発明のペースト塗布装置は、前記ステージ５を固定した状態でヘッドを前後方向及び左右方向方向に駆動させながらペーストを塗布する方式と比較しても、装備駆動時に発生する振動の要因を減らし得るという長所がある。

また、前記ステージ５が一方軸のみに動くようになり、他方の軸はヘッド部で動かすことで、ガラス基板のサイズ増加による装備サイズの増加を最小化し得る。

そして、本発明のペースト塗布装置は、リニアモーター及びＬＭガイドを採用することで、装置の騷音及び振動を効果的に抑制して安定的な作業性を得られるようになり、また、リニアモーターを利用することで急減速及び急加速を容易に行えるようにすることで、塗布の品質を向上させることができる。

上記本発明は、一つの実施例のみについて説明したが、添付した特許請求の範囲の項から分かるように、本発明が属した通常の知識を持つ者には、本発明の技術範囲を外れない限り色々な形態への変形が可能で、このような変形は本発明の範囲に属するものと理解することができる。
例えば、前記実施例においては、前記カラム３が一つ設置されたことを例示して説明したが、ガラス基板のサイズ及び単位時間当り生産量等を考慮してカラム３を二つあるいはそれ以上の数で設置し、上記の実施例と同じく各カラムには、複数個のヘッドユニットを装着して個別的に制御することができる事は勿論である。

本発明による平板表示装置製造用ペースト塗布装置の一実施例を示した斜視図である。図１の平面図である。図１のＡ方向から見た正面図である。

符号の説明

１…フレーム、２…Ｙ軸、２ａ…マグネット、２ｂ…ＬＭガイド、２ｃ…可動子、３…カラム、３ａ…マグネット、３ｂ…ＬＭガイド、４…固定テーブル、４ａ…マグネット、４ｂ…ＬＭガイド、４ｃ…可動子、５…ステージ、６…ヘッドマウント。

Claims

固定テーブルと、
該固定テーブルの上部に、前記固定テーブルの前後方向に移動可能に設置されるステージと、
該ステージを前記固定テーブルの前後方向に駆動させる第１リニアモーターと、
前記固定テーブルの両側に、該固定テーブルの前後方向に長さを有するように夫々配置されるＹ軸と、
該Ｙ軸に沿って移動可能に設置されると共に、両側Ｙ軸の間を横切って設置されるカラムと、
該カラムをＹ軸に沿って移動するように駆動させる第２リニアモーターと、
前記カラムの一方の側面に、長さ方向に沿ってＹ軸と直交する方向に移動可能に設置され、ステージに載置された基板上に所定のパターンでペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、
該各ヘッドユニットをＹ軸と直交する方向に移動するように駆動させる第３リニアモーターとを含んで構成されることを特徴とする平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記第１リニアモーターは、
前記固定テーブルの上面に、該固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してステージに具備される可動子とからなることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記第２リニアモーターは、
前記Ｙ軸の上面に、固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してカラム両側の下端部に具備される可動子とからなることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記第３リニアモーターは、
前記カラムの一方側面上に、固定テーブルの左右方向に沿って配置されるマグネットと、該マグネットに対応して各ヘッドマウント上に内蔵される可動子とからなることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記ヘッドユニットは、
前記第３リニアモーターを構成する各可動子の駆動力が個別的に直接伝達されて、カラムの長さ方向に移動する各ヘッドマウントと、
該各ヘッドマウント上に装着されるヘッドと、
該ヘッドに装着されて、内部にはペーストが充填されるシリンジ（Syringe）とを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記各ヘッドマウントは、
前記第３リニアモーターを構成する各可動子の個別的な制御により、夫々個別的に駆動することを特徴とする請求項５記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記固定テーブル、Ｙ軸及びカラム上には、
前記ステージ、カラム、各ヘッドマウントの直線運動を案内するＬＭ（Linear Motion）ガイドが夫々具備されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
前記カラムは、複数個設置されることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造用ペースト塗布装置。
フレームと、
該フレームの上面に具備される固定テーブルと、
該固定テーブルの上部に、フレームの前後方向に移動可能に設置されるステージと、
該ステージをフレームの前後方向に駆動させる第１リニアモーターと、
前記固定テーブルの両側に、フレームの前後方向に長さを有するように夫々配置されるＹ軸と、
該Ｙ軸に沿って移動可能に設置されると共に、両側Ｙ軸の間を横切って設置される少なくとも二つ以上のカラムと、
該カラムをＹ軸方向に駆動させる第２リニアモーターと、
前記カラムの一方の側面に、長さ方向に沿ってＹ軸と直交する方向に移動可能に設置されて、前記ステージに載置された基板上に所定パターンでペーストを塗布する複数個のヘッドユニットと、
該各ヘッドユニットをＹ軸と直交する方向に駆動させる第３リニアモーターとを含んで構成され、
前記第１リニアモーターは、前記固定テーブルの上面に、該固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してステージに具備される可動子とからなり、
前記第２リニアモーターは、前記Ｙ軸の上面に、固定テーブルの前後方向に配置されるマグネットと、該マグネットに対応してカラム両側の下端部に具備される可動子とからなり、
前記第３リニアモーターは、前記カラムの一方の側面上に、固定テーブルの左右方向に沿って配置されるマグネットと、該マグネットに対応して各ヘッドマウント上に内蔵される可動子とからなり、
前記ヘッドユニットは、前記第３リニアモーターを構成する各可動子の個別的な制御により駆動力が個別的に直接伝達されて、前記カラムの長さ方向に移動する各ヘッドマウントと、該各ヘッドマウント上に装着されるヘッドユニットと、該ヘッドユニットに装着されて、内部にはペーストが充填されるシリンジとを含んで構成されて、
前記固定テーブル、Ｙ軸及びカラム上には、前記ステージ、カラム及び各ヘッドマウントの直線運動を案内するＬＭガイドが夫々具備されることを特徴とする平板表示装置製造用ペースト塗布装置。