KR101029783B1 - 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔 및 이를구비한 디스펜서 - Google Patents

평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔 및 이를구비한 디스펜서 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔은, 압출 방식 제작된 통형 구조물들 사이에 복합소재로 이루어진 보강 시트가 삽입하여 구성함으로써 경량이면서 고강도를 갖는 지지대용 빔을 구성할 수 있고, 이러한 지지대용 빔을 디스펜서 등 장비에 적용할 경우에, 장비가 대형화되더라도 지지대의 전체 길이와 사이즈의 제약 없이 용이하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
헤드 지지대, 프레임, 헤드 유닛, 압출, 복합 소재

Description

평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔 및 이를 구비한 디스펜서{Beam for gantry used in device manufacturing flat display panel and, dispenser with the same}
본 발명은 평판 디스플레이 제조장비에서 디스펜서의 도포 헤드유닛과 같은 주요 구성 부분을 X축 또는 Y축 방향으로 이송시킬 수 있도록 구비되는 지지대용 빔과, 이를 이용하여 기판 등에 실런트 패턴 또는 액정층을 형성하는 디스펜서에 관한 것이다.
디스펜서는 통상 LCD와 같은 평판 디스플레이 제조 공정에서 기판에 실런트 또는 액정을 도포(또는 적하)하는데 이용되고 있는 장비로서, 기판을 스테이지의 상부에 위치시킨 상태에서 도포 헤드유닛을 이용하여 기판 상에 실런트를 도포하거나 액정을 적하할 수 있도록 구성된다.
이러한 디스펜서는 도포 헤드유닛을 지지하기 위해 헤드 지지대가 설치되는데, 일반적으로 헤드 지지대는 프레임의 상부에서 Y축 방향으로 이동하고 도포 헤드유닛은 헤드 지지대에 대하여 X 및 Z축 방향으로 이동하도록 구성됨으로써 도포 헤드유닛이 기판의 상부에서 기판에 대하여 X, Y, Z 축 방향으로 상대 이동을 하면서 실런트 또는 액정을 도포할 수 있도록 구성된다.
여기서 헤드 지지대는 기판이 위치되는 스테이지를 가로 지르는 긴 구조물로 이루어지는바, 이 구조물이 디스펜서의 X축 방향으로 길게 위치되어 도포 헤드유닛을 지지하게 되는 지지대용 빔이다.
지지대용 빔은 일반적으로 압출 구조물 또는 주물 구조물로 제작되는데, 압출 구조물은 압출 구조의 특성상 제작 길이에 제약이 발생하게 되므로, 빔의 길이가 길어질 경우에 구조적으로 강성이 취약한 부분이 발생할 수 있다. 또한 주물 구조물은 길이 제약 뿐 아니라, 전체 사이즈 대비 중량이 증가하여 동일 사이즈 대비 헤드 지지대를 구동하는 모터를 고사양으로 사용해야 하는 문제가 있다.
특히, 기판이 대형화됨에 따라 디스펜서 장비가 대형화되고 있고 이에 따라 헤드 지지대 역시 대형화되고 있어서, 상기와 같은 문제를 안고 있는 압출 구조물 또는 주물 구조물로 대형화되는 지지대용 빔에 적용하는 데는 한계가 발생되는 문제점이 있다.
한편, 도 1은 등록특허 712680호에 개시된 도면으로서, 상기한 지지대용 빔과 같은 구조물을 더욱 경량화하면서 고강성을 갖도록 하기 위해 복합수지 강화소재를 이용하여 제작된 'XY 이송장치용 거더'를 보여주는 도면이다.
상기 XY 이송장치용 거더는, 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면(51b)이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체(51)와, 상기 거더 몸체(51)의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부(51a)를 형성하는 복합소재층(55)으로 이루어지며, 상기 복합소재층(55)의 재료는 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP)으로 구성됨으로써, 거더의 중량 감소로 리니어 모터의 이송 용량을 줄이도록 설계할 수 있도록 하여 생산원가 절감을 추구하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 등록특허에 개시된 거더는, 경금속 재질의 거더 몸체(51) 내에 일정 두께로 부착된 복합소재층(55)을 형성한 구성으로 이루어지기 때문에 소형 장비용 거더(지지대용 빔)에는 적용될 수 있으나, 보다 높은 강성이 요구되는 대형화된 디스펜서에 적용하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.
또한 상기 거더는 거더 몸체(51) 내에 복합소재층(55)을 형성한 구성으로, 중공 파이프 내에 복합소재층을 형성하는 공정이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 모두 중공 구조를 갖는 몸체(51)와 복합소재층(55)의 열팽창 계수 등이 다르므로, 장시간 사용하면 몸체 내에서 복합소재층(55)이 이탈하거나 뒤틀리는 등, 변형이 발생될 소지가 많고, 이때에는 복합 소재층(55)이 몸체(51) 내에서 충분한 강성을 제공해주지 못하게 되어, 전체 거더의 구조적 강성에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압출 제작된 통형 구조물들 사이에 복합소재로 이루어진 보강 시트를 삽입하여 헤드 지지대용 빔을 구성함으로써 장비의 대형화에 따른 지지대의 길이와 사이즈의 제약 없이 저중량이면서 고강도를 실현할 수 있도록 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔 및 이를 구비한 디스펜서를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔은, 금속 소재로 압출 제작된 복수의 통형 구조물과; 복합소재로 이루어져 상기 복수의 통형 구조물들 사이에 삽입되는 보강 시트를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 상기 통형 구조물은 단면이 다각형 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
또한 상기 지지대용 빔은 상기 다수의 통형 구조물과 보강 시트들이 상호 조합된 기본 구조체의 외곽에 외장 구조체가 설치되어 구성될 수 있다.
이때, 상기 외장 구조체는 판재형 구조로 압출 제작되어 구성되는 것이 바람직하고, 상기 외장 구조체와 상기 통형 구조물 사이에도 복합소재로 이루어진 외장 보강 시트가 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 지지대용 빔을 구비한 디스펜서는, 기판이 안착되는 스테이지가 구비된 프레임과; 상기 프레임의 상부에 양단부가 전후 이동 가능하게 설치되 고, 상기한 지지대용 빔을 포함하는 헤드 지지대와; 상기 헤드 지지대에 장착되어 상기 기판에 실런트 패턴이나 액정층을 형성하는 도포 헤드유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔 및 이를 구비한 디스펜서는, 여러 개의 압출 구조물과 복합소재를 상호 조합하여 구성하므로 종래의 압출 구조물이나 주물 구조물에 비해 수배 이상의 향상된 강성을 얻을 수 있음은 물론 다양한 형태의 구조물 설계 및 저중량 설계가 가능하여 장비의 성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압출 제작된 통형 구조물들 사이에 복합소재로 이루어진 보강 시트를 삽입하여 구성하게 되므로, 장시간 사용하더라도 서로 다른 소재의 조합으로 발생할 수 있는 뒤틀림 등의 변형 발생을 최소화할 수 있고, 이에 따라 장비의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지지대용 빔이 저중량이면서 고강도를 실현할 수 있도록 구성되므로 장비의 대형화되더라도 지지대의 전체 길이와 사이즈의 제약 없이 우수한 지지 강성을 확보함과 아울러 폭넓게 적용할 수 있는 효과가 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대용 빔이 도시된 도면들로서, 도 2는 전체 사시도, 도 3은 분해 상태를 보인 구성도, 도 4는 조립 상태를 보인 구성도이다.
본 발명에 따른 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔(22)은, 기본적으로 통형 구조물(23)과 보강 시트(24)를 조합하여 구성된다.
통형 구조물(23)은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 경량의 금속소재를 이용하여 압출 방식으로 제작하는 것이 바람직하며, 도 3에서와 같이 사각 통체형(파이프) 구조로 제작된다.
이러한 통형 구조물(23)을 가로 및 세로 방향으로 상호 적층하여 지지대용 빔(22)을 구성하게 되는데, 각 통형 구조물(23)들 사이에는 보강 시트(24)를 삽입시켜 구성하게 된다.
보강 시트(24)는, 두 가지 이상의 섬유소재를 조합시킨 복합소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 복합소재의 일례로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)을 들 수 있다.
일반적으로 복합소재는 경량이면서 강성이 뛰어난 특성을 갖는데, 섬유소재를 조합시킨 구조에 한정되지 않고, 기타 소재를 첨가한 다양한 복합소재를 적용할 수도 있다. 다만, 본 발명에서는 복합소재가 통형 구조물(23)들 사이에 삽입되어 설치되므로, 두께가 일정한 시트형 구조로 형성됨이 바람직하다.
이러한 보강 시트(24)는 긴 판형의 시트 구조로 형성되어 상기 통형 구조물(23) 사이에 삽입되어 지지대용 빔(22)의 지지 강성을 보강하게 된다.
상기 통형 구조물(23)과 보강 시트(24)를 상호 고정하는 방법은, 접착제를 이용하여 부착하는 방법 또는, 볼트 등의 체결 수단을 이용하여 상호 고정하는 방법 등을 이용할 수 있다.
상기와 같은 통형 구조물(23)과 보강 시트(24)의 조합하여 지지대용 빔(22)의 기본 구조체(25)를 형성하고, 이 기본 구조체(25)의 외곽에 외장 구조체(26, 27)를 설치하여 구성할 수 있다.
이때, 외장 구조체(26, 27)는 통형 구조물(23)과 보강 시트(24)가 조합된 기본 구조체(25)의 외곽에 결합되는 방식으로 설치되는데, 도면에서와 같이 판형 구조물로 제작되어 기본 구조체(25)의 상면, 저면, 측면에 각각 설치되어 구성될 수 있다.
이러한 외장 구조체(26, 27)는 상기 통형 구조물(23)과 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 소재를 이용하여 압출 제작하는 것이 바람직하다.
또한 외장 구조체(26, 27)는 지지대용 빔(22)에 결합되는 다른 구조물, 예를 들면 도포 헤드유닛 등을 조립할 때, 조립이 용이하도록 외곽 모양을 형성시켜 구성할 수 있다.
또한 외장 구조체(26, 27)는 반드시 압출 제작하여 구성하지 않고, 필요에 따라서는 일부분을 복합소재를 이용하여 구성하는 것도 가능하다. 다만, 디스펜서로 적용되는 지지대용 빔(22)은 외부 구조물 등에 의해 빔의 외면이 손상되거나 변형될 수 있으므로 이를 방지할 수 있도록 금속성 소재로 제작된 구조체를 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 외장 구조체(26, 27)를 기본 구조체(25)의 외면에 바로 부착하여 구성할 수 있으나, 보다 바람직하게는 상기 외장 구조체(26, 27)와 상기 기본 구조체(25) 사이에 외장 보강 시트(28)를 추가로 삽입하여 구성할 수 있다.
외장 보강 시트(28)는 상기 보강 시트(24)와 동일한 소재인 복합소재로 구성되는 것이 바람직하며, 이때 외장 보강 시트(28)는 외장 구조체(26, 27)가 기본 구조체(25)에 견고하게 부착될 수 있도록 함과 아울러 전체적인 강성을 더욱 보강시키는 역할을 하게 된다.
한편, 상기에서는 사각 통체형 구조를 가진 통형 구조물(23)에 대하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 도 5에서와 같이 삼각통체 구조를 가진 통형 구조물(23)을 이용하여 구성하는 것도 가능하다. 이외에도 오각통체 등 다른 여러 다각 통체를 허니컴 구조와 같이 상호 결합시켜 구성하는 것도 가능하다.
이때, 기본 구조체(25)의 외곽이 평면으로 구성되지 않을 수도 있는데, 이때에는 도 6에서와 같이 마름모형 사각통체와 삼각통체를 조합하는 방식 등을 응용하여 구성할 수도 있다. 즉, 여러 모양의 다각 통체를 상호 조합하여 구성하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 지지대용 빔(22)은 통형 구조물(23) 사이에 복합소재로 이루어진 보강 시트(24)가 삽입되어 구성되므로, 지지대용 빔(22)의 크기가 대형화되더라도 경량화를 실현할 수 있고, 또한 높은 강성을 구현할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 지지대용 빔(22)을 디스펜서에 적용한 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 지지대용 빔(22)을 적용하여 구성한 디스펜서의 사시도이다.
본 발명에 따른 디스펜서는 프레임(10)의 상측에 기판(S)을 지지하는 스테이지(12)가 구비된다. 이 스테이지(12)의 상부에는 헤드 지지대(20)가 위치되는데, 이 헤드 지지대(20)의 양측 부분은 상기 프레임(10)에 전후(Y축 방향) 이동 가능하도록 설치된다.
헤드 지지대(20)에는, 상기 스테이지에 위치된 기판(S)에 실런트 또는 액정을 도포하기 위한 도포 헤드유닛들(31, 33)이 구비되는데, 실런트를 도포하기 위한 실런트 도포용 헤드유닛(31)과 액정을 도포하기 위한 액정 도포용 헤드유닛(33)으로 나누어 구성될 수 있다. 또한 디스펜서에 헤드 지지대(20)가 복수 개 설치된 경우에 상기 실런트 도포용 헤드유닛과 액정 도포용 헤드유닛이 각 헤드 지지대(20)에 나누어 설치될 수도 있다.
이와 같이 도포 헤드유닛들(31, 33)을 지지하는 헤드 지지대(20)는, 도 2 내지 도 6을 참고하여 설명하였던 본 발명에 따른 지지대용 빔(22)이 구비된다.
지지대용 빔(22)의 양단부 하측에는 지지대용 빔을 프레임(10) 측에 지지하기 위한 지지블록(21)이 일체로 결합되어 설치된다.
이와 같이 헤드 지지대(20)는 압출된 통체 구조물과 복합소재로 이루어진 보 강 시트가 조합된 지지대용 빔(22)과, 이 지지대용 빔의 양쪽에 결합되는 지지블록(21)으로 구성되어, 프레임(10) 위에 설치됨으로써 다수의 도포 헤드유닛(31, 33)을 지지함과 아울러 프레임 위에서 Y축 방향으로 이동할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 고강성이면서 경량화된 지지대용 빔(22)을 대형화된 디스펜서에 적용할 경우에 상대적으로 작은 용량의 구동 모터를 이용하여 헤드 지지대(20)를 고속으로 이동시킬 수 있고, 또한 고속 이동 상태에서도 헤드 지지대(20)의 진동 발생 등을 최소화할 수 있게 된다.
이와 함께 경량화에 따른 초정밀 제어 성능을 확보할 수 있으며, 고강성화에 따른 모션 응답특성도 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 헤드 지지대(20)에 탑재되는 도포 헤드유닛(31, 33)들의 설계도 보다 자유롭게 이루어질 수 있다.
본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 선행기술(등록특허 712680호)의 XY 이송장치용 거더가 도시된 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대용 빔이 도시된 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대용 빔의 분해 상태를 보인 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대용 빔의 조립 상태를 보인 구성도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지대용 빔을 보인 도면,
도 7은 본 발명에 따른 지지대용 빔을 구비한 디스펜서의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 프레임 12 : 스테이지
20 : 헤드 지지대 21 : 지지블록
22 : 지지대용 빔 23 : 통형 구조물
24 : 보강 시트 25 : 기본 구조체
26, 27 : 외장 구조체 28 : 외장 보강 시트
31, 33 : 헤드유닛

Claims (6)

  1. 금속 소재로 압출 제작되며, 상호 적층되는 복수의 통형 구조물과;
    복합소재로 이루어져 상기 복수의 통형 구조물들 사이에 삽입되는 보강 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통형 구조물은 단면이 다각형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 통형 구조물과 보강 시트들이 상호 조합된 기본 구조체의 외곽에 외장 구조체가 설치된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 외장 구조체는 판재형 구조로 압출 제작되어 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 외장 구조체와 상기 통형 구조물 사이에도 복합소재로 이루어진 외장 보강 시트가 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조장비에 이용되는 지지대용 빔.
  6. 기판이 안착되는 스테이지가 구비된 프레임과;
    상기 프레임의 상부에 양단부가 전후 이동 가능하게 설치되고, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 지지대용 빔을 포함하는 헤드 지지대와;
    상기 헤드 지지대에 장착되어 상기 기판에 실런트 패턴이나 액정층을 형성하는 도포 헤드유닛을 포함하는 디스펜서.
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