KR100849084B1 - 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치 - Google Patents

러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상면에 글라스기판이 투입되고 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 횡 방향 또는 종 방향으로 긴 형상의 가이드 홀이 형성된 스테이지와, 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 설치되어, 스테이지의 가이드 홀 내에서 정렬 핀을 상하로 이동시키는 한편 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키는 다수개의 정렬 유닛을 포함하는 것으로서 다수개의 정렬 유닛에 의해 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬할 수 있다.
러빙장치, 러빙 스테이지, 글라스 기판, 정렬장치, 고강도가이드 실린더.

Description

러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치{glass board align unit}
도1 내지 도7은 본 발명에 의한 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치를 보인 도면이다.
도8 내지 도13은 도1 내지 도7에 개시된 정렬유닛을 보인 도면이다.
도14 내지 도21은 글라스기판의 정렬 예를 보인 도면이다.
도22 내지 도31은 글라스기판 정렬을 위한 정렬유닛을 작동 예를 보인 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 스테이지 12, 13 : 가이드 홀
14, 15 : 정렬 유닛 16 : 정렬 핀
17 : 통공 18 : 에어 블로우 및 진공 형성장치
19 : 수직 이동용 고강도 가이드 실린더
20 : 수평 이동용 고강도 가이드 실린더
21, 22, 23 : 고정 패널 24 : 베어링
25 : 글라스기판
본 발명은 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 러빙장치에서 다수개의 정렬유닛을 이용하여 러빙 처리를 위해 스테이지 위에 투입된 글라스기판을 미리 설정한 위치로 자동 정렬시킬 수 있도록 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시소자는 2장의 글라스기판 사이에 액정층을 형성하고, 2장의 글라스기판의 내면에는 상기 액정층에 전계를 걸기 위한 투명전극, 상기 전계를 온/오프하기 위한 스위칭소자, 컬러 표시를 하기 위한 컬러 필터 및 액정분자를 배향하기 위한 배향막 등이 각각 형성되어 있다. 2장의 글라스기판 사이에 액정재료를 봉입하여 액정표시소자를 제작한다. 배향막은 글라스기판 위에 도포된 폴리이미드 수지(PI) 등의 수지층으로 이루어지며, 배향막을 경화시킨 후 러빙장치에 의해 러빙 처리함으로써 액정을 소정 방향으로 배향하게 된다.
통상의 러빙장치는 글라스기판이 투입되는 스테이지의 위쪽으로 회전 가능하게 양끝이 지지된 러빙롤러를 구비하고 있으며, 러빙롤러의 표면에는 양면 테이프 등에 의해 기모포(起毛布 : 러빙포)가 감겨 있다. 이 러빙롤러의 회전에 따라 러빙포가 글라스기판의 배향층 표면에 접촉되면서 글라스기판의 표면을 일정한 방향으로 문지름으로써 필름의 일축 연신방향과 마찬가지의 효과를 부여하고, 그 방향으로 액정재료를 배향시키게 된다.
액정표시소자의 휘도나 응답성을 균일하게 유지하기 위해서는 러빙처리에 있 어서 배향층의 표면을 균일하게 문지름으로써 배향층의 표면에 방향성을 주어 액정이 균일하게 배향되도록 하는 것이 중요하다. 그 때문에 러빙롤러와 글라스기판의 위치 결정, 특히 러빙롤러와 글라스기판 위의 배향막 사이의 이격거리를 균일하게 유지할 필요가 있다.
뿐만 아니라 상기한 바와 같은 글라스 기판은 일정한 러빙각도가 요구하는데, 종래에는 글라스기판이 투입되는 스테이지를 상하로 이동시키거나 혹은 스테이지를 횡 방향이나 종 방향으로 이동시켜 러빙롤러에 의해 러빙 처리되는 글라스기판의 러빙각도를 조절하는 것이 일반적이다. 물론 러빙각도는 러빙롤러에 의해서도 조절가능하다.
하지만 상기한 바와 같이 스테이지나 러빙롤러를 이용하여 러빙각도 즉, 스테이지 위에 투입된 글라스기판의 위치를 조정하는 경우 스테이지나 러빙롤러의 부피가 너무 커서 이들의 방향을 바뀌기 위한 구조물도 매우 커지고 복잡해지며, 부피가 큰 스테이지나 러빙롤러를 이용한 글라스기판의 위치조정은 미세하게 잘 이루어지지 않는다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 스테이지 위에 투입된 글라스기판을 정렬하기 위한 구조물의 부피를 최소한으로 줄이고, 글라스기판의 위치를 미세 조정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치는, 상면에 글라스기판이 투입되고 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 횡 방향 또는 종 방향으로 긴 형상의 가이드 홀이 형성된 스테이지; 및 상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 설치되어, 상기 스테이지의 가이드 홀 내에서 정렬 핀을 상하로 이동시키는 한편 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키는 다수개의 정렬 유닛;을 포함하는 것으로서 다수개의 정렬 유닛에 의해 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬하는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이지에 스테이지를 상하로 관통하는 다수개의 통공이 형성되고, 상기 통공이 형성된 스테이지의 저면에 상기 스테이지의 상면에 에어 블로우 또는 진공 형성을 위한 에어 블로우 또는 진공 형성장치가 설치될 수 있다.
상기 가이드 홀이 상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되고, 상기 정렬 유닛이 상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되어, 서로 다른 방향의 글라스기판을 정렬할 수 있다.
상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 각각 두 개의 정렬 유닛이 배치되어, 상기 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 흔들림 없이 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 정렬유닛은, 글라스 기판을 정렬하기 위한 정렬 핀과, 상기 정렬 핀을 상하로 이동시키기 위한 수직 이동용 고강도 가이드 실린더와, 상기 정렬 핀과 상기 수직 이동용 고강도 가이드 실린더를 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키기 위 한 수평 이동용 고강도 가이드 실린더 및 상기 수평 이동용 고강도 가이드 실린더의 일면을 상기 스테이지의 저면에 고정하기 위한 고정 패널로 구성될 수 있다.
상기 정렬 핀의 상단에 플라스틱 재질의 베어링이 끼워 글라스기판 정렬 시 글라스기판에 가해지는 충격을 최소한으로 줄일 수 있다.
상기 수평 이동용 고강도 가이드 실린더와 상기 수직 이동용 고강도 가이드 실린더는, 한 쌍의 LM 레일과 LM 레일 가이드 그리고 공압 실린더로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 의한 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬방법은, 러빙 처리를 위한 스테이지(stage) 상면에 에어 블로우(air blow)를 형성시키는 제1단계; 상기 에어 블로우가 형성된 스테이지 상면에 러빙 처리하고자 하는 글라스기판을 투입하는 제2단계; 상기 투입된 글라스기판의 방향에 따라 다수개의 정렬유닛(align unit)을 선택적으로 작동시켜 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬하는 제3단계; 및 상기 글라스기판의 정렬을 완료한 후 상기 스테이지 상면에 진공(vacuum)을 형성시켜 글라스기판을 고정하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수개의 정렬유닛은 정렬 핀을 상하로 이동시키는 한편 정렬 핀을 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시켜 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬할 수 있다.
상기 스테이지 상면에 투입된 글라스기판의 정렬에 참여하지 않는 다수개의 정렬유닛의 정렬 핀은 상기 스테이지의 상면보다 낮게 위치하는 것이 좋다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치는 도1 내지 도5에 도시한 바와 같이, 통상의 러빙장치에서 러빙 처리하고자 하는 글라스기판이 상면에 투입되는 스테이지(11)는 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 횡 방향 또는 종 방향으로 긴 형상을 가지는 다수개의 가이드 홀(12)(13)이 형성되어 있다.
다수개의 가이드 홀(12)(13)에 대응되게 스테이지의(11)의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 설치된 다수개의 정렬 유닛(14)(15)은 스테이지(11)의 가이드 홀(12)(13) 내에서 정렬 핀(16)을 상하로 이동시키는 한편 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시켜 스테이지에 투입된 글라스기판을 실질적으로 정렬하는 구성요소이다. 물론, 정렬 핀(16)은 다수개의 정렬 유닛(14)(15)을 구성하는 하나의 구성요소이다.
즉, 본 발명은 스테이지나 러빙롤러의 위치나 방향을 바꾸지 않고도 다수개의 정렬 유닛(14)(15)을 이용하여 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬할 수 있다.
또한 본 발명은 도6 및 도7에서와 같이 스테이지(11)를 상하로 관통하는 다수개의 통공(17)이 스테이지(11)에 형성되어 있고, 통공(17)이 형성된 스테이지(11)의 저면에 스테이지(11) 상면에 에어 블로우 또는 진공 형성을 위한 에어 블로우 또는 진공 형성장치(18)가 설치되어 있으므로 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판을 정렬하는 과정에서 스테이지(11)와 글라스기판 사이의 마찰력을 최소한으로 줄일 수 있고, 정렬 처리를 마친 글라스기판을 러빙 처리가 가능하도록 스테이지(11) 상면에 고정할 수 있다.
특히, 본 발명은 다수개의 가이드 홀(12)(13)들이 스테이지(11)의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되어 있고, 다수개의 정렬 유닛(14)(15)들이 다수개의 가이드 홀(12)(13)들에 대응되게 스테이지(11)의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되어 있으므로 도8 내지 도10이나 도11 내지 도13과 같이 스테이지(11) 상면에 서로 다른 방향의 글라스기판(25)이 투입되어도 모두 정렬이 가능하다.
또한 스테이지(11)의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에서 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판을 정렬하기 위한 정렬 유닛(14)(15)들이 두 개가 한 쌍을 이루도록 배치되어 있으므로 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판을 정렬할 때 글라스기판이 흔들리지 않고 횡 방향 또는 종 방향으로 이동 가능하다.
위에서 같이 글라스기판의 실질적인 정렬을 수행하는 정렬 유닛(14)(15)들은 도8 내지 도10이나 도11 내지 도13과 같이 구성되는데, 이 정렬 유닛(14)(15)들은 동일한 구성요소로 이루어진다. 다만, 주변의 다른 정렬 유닛과의 관계를 고려하여 일부 구성요소의 위치가 달라지나, 이로 인하여 정렬 유닛(14)(15)의 전체적인 구성이나 동작에 영향을 미치지 않으므로 이하에서는 같은 구성요소에 대해 동일한 도면번호를 부여한다.
상기한 정렬 유닛(14)(15)은 도8 내지 도10이나 도11 내지 도13에 도시한 바와 같이 글라스기판을 정렬하기 위한 정렬 핀(16)과, 이 정렬 핀(16)을 상하로 이동시키기 위한 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)와, 정렬 핀(16)과 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)를 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키기 위한 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(20) 그리고 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(20)의 일면을 스테이지(11)의 저면에 고정하기 위한 고정 패널(21)로 구성되어 있다.
여기서 정렬 핀(16)은 직접 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)에 결합될 수 있지만 별도의 고정 패널(22)에 의해 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)에 결합되는 것이 바람직하다. 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19) 역시 별도의 고정 패널(23)을 매개로 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(20)에 결합되는 것이 바람직하다.
상기 플라스틱 재질의 정렬 핀(16)의 상단에 플라스틱 재질의 베어링(24)이 끼워져 있는데, 이는 스테이지(11)에 투입된 글라스기판을 정렬할 때 글라스기판에 가해지는 충격을 최소한으로 줄이기 위함이다.
정렬 유닛(14)(15)을 구성하는 구성요소 중 정렬 핀(16)을 상하와 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키기 위한 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(20)와 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)는 한 쌍의 LM 레일과 LM 레일 가이드 그리고 공압 실린더로 이루어지는데, 이는 공지의 기술이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 정렬장치에 의해 스테이지에 투입된 글라스기판을 정렬하는 과정을 설명한다.
먼저, 도14 및 도18과 같은 대기 상태에서는 에어 블로우 및 진공 형성장치(18)에 의해 러빙 처리를 위한 스테이지(11) 상면에 에어 블로우(air blow)가 형성되고, 도22a,b 및 도27a,b에서와 같이 정렬 핀(16)의 베어링(24)은 스테이지(11) 상면보다 낮은 위치에 있다.
이렇게 에어 블로우가 형성된 스테이지(11) 상면에 도15 및 도19에서와 같이 러빙 처리하고자 하는 횡 방향 또는 종 방향의 글라스기판(25)이 투입되면, 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(19)의 작동으로 도23a,b 및 도28a,b에서와 같이 베어링(24)이 글라스기판(25)에 닿을 수 있는 높이까지 정렬 핀(16)과 이의 상단에 위치한 베어링(24)이 상승한다.
이어서 도16 및 도20에서와 같이 정렬유닛(14)(15)에 의한 글라스기판(25)의 정렬이 이루어지는데, 이때 글라스기판(25)의 정렬은 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(20)의 작동으로 도24a,b 및 도29a,b에서와 같이 정렬 핀(16)의 베어링(24)이 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판(25)을 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시켜 미리 설정된 위치로 이동시킴으로써 이루어진다.
여기서, 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판(25)을 정렬하는 과정에 모든 정렬유닛(14)(15)이 참여하지 않는다. 그리고 스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판(25)의 정렬에 참여하지 않는 다수개의 정렬유닛(14)(15)의 정렬 핀(16)은 글라스기판이 투입되기 전 상태와 마찬가지로 스테이지(11)의 상면보다 낮은 위치를 유지한다.
스테이지(11) 상면에 투입된 글라스기판(25)의 정렬을 완료한 후 에어 블로우 및 진공 형성장치(18)에 의해 스테이지(11) 상면에 진공(vacuum)을 형성시켜 도17 및 도21에서와 같이 글라스기판(25)을 고정하는 한편 수평 이동용 고강도 가이드 실린더(29)와 수직 이동용 고강도 가이드 실린더(20)의 순차적으로 구동으로 도25a,b 및 도30a,b에서와 같이 정렬 핀(16)을 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키는 한편 도26a,b 및 도31a,b에서와 같이 정렬 핀(16)을 스테이지(11) 아래로 하강시키게 된다.
위와 같은 정렬 유닛(14)(15)의 동작은 스테이지(11) 상면에 새로운 글라스기판(25)이 투입될 때마다 반복된다.
따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 글라스기판의 투입되는 스테이지의 4면 외곽에 스테이지를 관통해서 상하로 이동하고 글라스기판을 횡 방향이나 종 방향으로 자유롭게 이동시킬 수 있는 다수개의 정렬유닛을 설치함으로써 스테이지 위에 투입된 글라스기판을 정렬하기 위한 구조물의 부피를 최소한으로 줄이고, 글라스기판의 위치를 미세 조정할 수 있다.

Claims (10)

  1. 상면에 글라스기판이 투입되고 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 횡 방향 또는 종 방향으로 긴 형상의 가이드 홀이 형성된 스테이지; 및
    상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 설치되어, 상기 스테이지의 가이드 홀 내에서 정렬 핀을 상하로 이동시키는 한편 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키는 다수개의 정렬 유닛;
    을 포함하는 것으로서 다수개의 정렬 유닛에 의해 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 미리 설정된 위치로 정렬하는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지에 스테이지를 상하로 관통하는 다수개의 통공이 형성되고, 상기 통공이 형성된 스테이지의 저면에 상기 스테이지의 상면에 에어 블로우 또는 진공 형성을 위한 에어 블로우 또는 진공 형성장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀이 상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되고, 상기 정렬 유닛이 상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분 저면에 일정간격을 두고 두 줄로 배치되어, 서로 다른 방향의 글라스기판을 정렬할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지의 횡 방향과 종 방향의 양쪽 끝 부분에 각각 두 개의 정렬 유닛이 배치되어, 상기 스테이지 상면에 투입된 글라스기판을 흔들림 없이 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  5. 상기 제1항에 있어서,
    상기 정렬유닛은, 글라스 기판을 정렬하기 위한 정렬 핀과, 상기 정렬 핀을 상하로 이동시키기 위한 수직 이동용 고강도 가이드 실린더와, 상기 정렬 핀과 상기 수직 이동용 고강도 가이드 실린더를 횡 방향 또는 종 방향으로 이동시키기 위한 수평 이동용 고강도 가이드 실린더 및 상기 수평 이동용 고강도 가이드 실린더의 일면을 상기 스테이지의 저면에 고정하기 위한 고정 패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정렬 핀의 상단에 플라스틱 재질의 베어링이 끼워 글라스기판 정렬 시 글라스기판에 가해지는 충격을 최소한으로 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수평 이동용 고강도 가이드 실린더와 상기 수직 이동용 고강도 가이드 실린더는, 한 쌍의 LM 레일과 LM 레일 가이드 그리고 공압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 러빙 스테이지 상의 글라스기판 정렬장치.
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