KR101241128B1 - 평판표시장치용 얼라이너와 이를 이용한 스크라이빙장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시장치용 얼라이너 및 이를 이용한 스크라이빙장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일정간격을 유지하는 한 쌍의 수직 얼라인핀으로 기판과 같은 대상물의 모서리측 양 측면을 밀어 정렬시키는 얼라이너로서, 특히 얼라인핀의 마모 등에 의한 오정렬 가능성을 줄일 수 있는 평판표시장치용 얼라이너와 이를 이용한 스크라이빙장비에 관한 것이다.

세부적으로 본 발명은 스테이지에 안착되고, 네 모서리와 네 측면을 갖는 판 형태의 대상물을 정렬하는 평판표시장치용 얼라이너로서, 승강 및 수평이동이 가능하도록 상기 대상물의 적어도 일 모서리 상단에 위치되는 얼라인플레이트와; 상기 얼라인플레이트로부터 하방 돌출되어 상기 대상물의 해당 모서리측 양 측면에 밀착되는 한 쌍의 얼라인핀과; 상기 한 쌍의 얼라인핀 중 어느 하나를 개별적으로 승강시키는 승강수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

평판표시장치용 얼라이너와 이를 이용한 스크라이빙장비{scribing unit for plat display panel and scribing method}

도 1은 일반적인 얼라이너의 개요도.

도 2는 일반적인 얼라인핀의 오접촉 상태를 보인 모식도.

도 3은 본 발명에 따른 얼라이너의 개요도.

도 4는 도 3의 VI-VI 선에 대한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 얼라이너를 이용한 스크라이빙장비의 개략적인 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 기판 4 : 얼라인핀

50 : 촬상수단 52 : CCD 카메라

60 : 얼라인수단 62 : 얼라인플레이트

64,66 : 얼라인핀 70 : 승강부재

72 : 래크 80 : 핸들

82 : 하우징

본 발명은 평판표시장치용 얼라이너(aligner) 및 이를 이용한 스크라이빙장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일정간격을 유지하는 한 쌍의 수직 얼라인핀으로 기판과 같은 대상물의 모서리측 양 측면을 밀어 정렬시키는 얼라이너로서, 특히 얼라인핀의 길이차로 인한 오정렬 가능성을 줄일 수 있는 평판표시장치용 얼라이너와 이를 이용한 스크라이빙장비에 관한 것이다.

최근의 본격적인 정보화 시대에 발맞추어 각종 전기적 신호에 의한 대용량 데이터를 시각적 화상으로 표시하는 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전하였고, 이에 부응해서 경량화, 박형화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display device : ELD) 등이 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

한편, 일반적인 평판표시장치는 실질적인 화상 또는 투과율 차이를 구현하는 평판표시패널(plat display panel)을 공통의 필수 구성요소로 하며, 이는 나란한 두 기판 사이로 고유의 형광 또는 편광 물질층을 개재한 형태를 나타내는바, 최근에는 특히 평판표시패널에 화상표현의 기본단위인 화소(pixel)를 행렬로 배열하고 각각을 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)와 같은 스위칭 소자로 개별 제어하는 능동행렬 방식(active matrix type)이 동영상 구현능력과 색 재현성에서 뛰어나 널리 이용되고 있다.

이를 위한 일반적인 평판표시장치 제조공정은 여러 가지 다양한 공정을 포함하며, 예컨대 기판 표면에 소정 박막을 형성하는 박막증착(deposition)공정, 상기 박막의 선택된 일부를 노출시키는 포토리소그라피(photo lithography)공정, 상기 박막의 노출된 부분을 제거함으로써 목적하는 형태로 패터닝(patterning)하는 식각(etching) 공정을 비롯해서 세정, 합착, 절단 등의 수많은 공정을 수반한다.

그리고 이들 각각의 공정은 전용의 공정장비에서 진행되고, 기판을 이들 각 전용장비로 이송되어 해당 공정이 수행되는데, 초정밀 미세패턴이 고집적화되는 평판표시장치의 특성상 각 공정장비에서 기판 등의 대상물에 대한 초기위치를 정확하게 정렬하는 것은 완제품의 신뢰성을 좌우하는 중요한 요인이 된다.

따라서 일반적인 평판표시장치용 제조장비에는 대상물의 정위치 정렬을 위한 얼라이너가 구비된다.

도 1은 일반적인 얼라이너의 일례를 나타낸 개요도로서, 편의상 대상물을 기판(2)이라 하면, 스테이지(미도시)에 안착된 기판(2)의 얼라인 상태를 확인하기 위한 촬상수단(10)과, 오정렬시 기판(2)의 위치를 직접적으로 이동시켜 정렬되록 하는 얼라인수단(20)을 구비하고 있다.

이중 촬상수단(10)으로는 기판에 기(旣) 형성된 얼라인마크(4)의 정위치 존재여부를 검사하는 CCD 카메라(12) 등이 사용될 수 있고, 얼라인수단(20)으로는 승 강과 수평운동이 가능한 복수의 얼라인플레이트(22) 및 이들 각각으로부터 하방 돌출되어 기판(2) 측면을 밀어 이동시키는 얼라인핀(24)으로 이루어질 수 있다. 이때 특히 얼라인플레이트(22)는 도시한 것처럼 기판(2)의 각 모서리 상단에 위치해서 개별적인 승강 및 수평이동이 가능한 네 개로 이루어질 수 있고, 이 경우 각각의 얼라인플레이트(22)에 고정된 얼라인핀(24)은 일정간격을 유지하는 한 쌍으로 이루어져 기판(2)의 네 모서리측 양 측면에 각각 밀착됨으로써 얼라인플레이트(22)의 수평운동을 따라 기판(2)을 평면상의 모든 방향으로 밀어 정렬시킬 수 있다.

따라서 스테이지에 기판(2)이 안착되면 촬상수단(10)을 이용해서 얼라인마크(4)의 정위치 존재여부를 통해 기판(2)의 정렬여부를 검사하고, 오 정렬시 얼라인수단(20)을 이용하여 기판(2)을 정위치 정렬시키는바, 얼라인플레이트(22)의 하강에 의해 각각의 얼라인핀(24)이 기판(2)의 네 모서리측 양 측면에 각각 밀착되도록 한 후 적절히 수평 이동해서 기판(2)을 올바른 위치로 밀어 정렬시킨다.

하지만 이상에서 살펴본 일반적인 얼라이너는 한가지 문제점을 나타내는데, 동일 얼라인플레이트(22)에 고정된 한 쌍의 얼라인핀(24) 중 어느 하나가 마모 등을 이유로 길이차를 보일 경우, 해당 얼라인핀(24) 및 이에 대응되는 기판(2) 측면 사이의 접촉상태가 불량해져 얼라인플레이트(22)의 수평이동에 따른 압력을 온전히 전달할 수 없으며, 이로 인해 기판(2)의 미세정렬이 어려운 단점을 보인다.

즉, 첨부된 도 2는 동일 얼라인플레이트(22)에 고정된 한 쌍의 얼라인핀(24) 중 어느 하나가 길이 차이를 보여 대응되는 기판(2) 측면에 올바르게 접촉되지 못한 상태를 도식화한 개요도로서, 다소 과장되게 표현하였지만, 통상적인 기판(2)의 두께가 0.76mm 정도로 극히 얇음을 감안하면 얼라인핀(24)의 미세한 길이차이에도 큰 영향을 받을 수 있다. 때문에 현재 기판(2)의 얼라인을 위해서는 수십회에 걸친 보정과정이 필수적인데, 그 원인은 대부분 얼라인핀(24)의 길이차이로 인해 얼라인플레이트(22)의 수평이동압력이 기판(2)에 올바르게 전달되지 못하는 것으로 밝혀져 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 얼라인핀의 마모 등의 길이차이에도 불구하고 얼라인플레이트의 수평 이동압력을 기판에 온전히 전달하여 미세정렬이 가능한 평판표시장치용 얼라이너를 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 스테이지에 안착되고, 네 모서리와 네 측면을 갖는 판 형태의 대상물을 정렬하는 평판표시장치용 얼라이너로서, 승강 및 수평이동이 가능하도록 상기 대상물의 적어도 일 모서리 상단에 위치되는 얼라인플레이트와; 상기 얼라인플레이트로부터 하방 돌출되어 상기 대상물의 해당 모서리측 양 측면에 밀착되는 한 쌍의 얼라인핀과; 상기 한 쌍의 얼라인핀 중 어느 하나를 개별적으로 승강시키는 승강수단을 포함하는 평판표시장치용 얼라이너를 제공한다.

이때 상기 승강수단은, 상기 얼라인핀 중 개별적으로 승강되는 하나의 길이 방향을 따라 결합된 래크와; 상기 래크와 치합 회전되도록 상기 얼라인플레이트에 그 위치가 고정된 피니언을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 승강수단은, 상기 피니언을 회전시키는 핸들을 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 승강수단은, 상기 피니언이 실장되고 상기 래크가 승강 가능하게 결합되며, 상기 얼라인핀 중 개별적으로 승강되는 하나와 상기 핸들을 외부로 노출시키도록 상기 얼라인플레이트에 고정된 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 얼라인플레이트는 상기 대상물의 일 측면을 공유하는 두 모서리 상단에 위치되거나 또는 상기 대상물의 대각선 방향 두 모서리 상단에 위치된 적어도 두 개인 것을 특징으로 하고, 상기 대상물에는 적어도 하나의 얼라인마크가 구비되며, 상기 얼라인마크의 정위치 존재여부를 통해 상기 대상물의 정렬을 확인하는 적어도 하나의 촬상수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 대상물은 평판표시패널이거나 또는 기판인 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명은 상기의 기재에 따른 얼라이너를 이용한 스크라이빙장비로서, 상기 대상물이 각각 로딩 및 언로딩 되는 로딩 및 언로딩 컨베이어와; 상기 로딩 및 언로딩 컨케이어 사이로 위치되며, 상기 얼라이너가 그 상단에 위치된 상기 스테이지와; 상기 스테이지의 상하부에 각각 승강 및 수평이동 가능하게 마련되어 상기 대상물 앞뒷면에 크랙을 발생시키는 스크라이빙헤드를 포함하는 것을 특징으징으로 하고, 상기 스크라이빙헤드는 상기 대상물 표면에 밀착 회전되는 스크라이빙휠 또는 상기 대상물 표면에 레이저를 조사하는 레이저발진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 얼라이너의 모식도이다.

설명의 편의를 위해 대상물을 기판(2)이라 가정하면, 본 발명에 따른 얼라이너는 스테이지(미도시)에 안착된 기판(2)의 정렬여부에 대한 확인과 더불어 오정렬시 기판(2)의 위치를 물리적으로 이동시켜 정렬시킬 수 있다. 이중 전자를 위해서는 기판(2) 상에 기(旣) 형성된 얼라인마크(4)의 정위치 존재여부를 검사하는 CCD 카메라(52) 등의 촬상수단(50)이 사용될 수 있고, 후자를 위해서는 기판(2)의 측면을 밀어 이동시키는 얼라인수단(60)으로서, 기판(2) 상부에 마련되며 상하 및 수평운동이 가능한 복수의 얼라인플레이트(62) 및 이들 각각으로부터 하방 돌출된 얼라인핀(64,66)을 갖추고 있다.

이때 특히 얼라인플레이트(62)는 기판(2)의 일 측면을 공유하는 두 모서리나 대각선 방향의 두 모서리 상단을 포함하는 두 개 이상일 수 있으며, 이 경우 각각의 얼라인플레이트(62)로부터 하방 돌출된 얼라인핀(64,66)은 일정간격의 한 쌍으로 이루어져 기판(2)의 해당 모서리측 양 측면에 각각 밀착됨으로써 얼라인플레이트(62)의 수평운동을 따라 기판(2)을 평면상의 모든 방향으로 밀어 정렬시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 얼라이너는 스테이지에 기판(2)이 안착되면 촬상수단(50)을 이용해서 얼라인마크(4)의 정위치 존재여부를 통해 기판(2)의 정렬여부를 검사할 수 있고, 오정렬시 얼라인플레이트(62)의 하강에 의해 각각의 얼라인핀(62,64)이 기판(2)의 적어도 두 모서리측 양 측면에 각각 밀착되도록 한 후 적절히 수평 이동해서 기판(2)을 정위치 정렬시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 얼라이너는 얼라인플레이트(62)로부터 하방 돌출된 한 쌍이 얼라인핀(64,66) 중 어느 하나는 해당 얼라인플라이트(62)의 승강과는 무관하게 개별적 승강이 가능한 것을 특징으로 하는바, 구분을 위해 편의상 개별적으로 승강되는 하나를 제 1 얼라인핀(64)이라 하고 나머지 하나를 제 2 얼라인핀(66)이라 하면, 제 1 얼라인핀(64)은 본 발명에서 제시하는 승강수단(70)을 통해 승강이 가능하다.

즉, 첨부된 도 4는 도 3의 원내에 표시된 IV-IV 선에 대한 단면도로서, 도 3과 함께 참조하면, 본 발명에서 제안하는 구동수단(70)은 래크 엔 피니언(rack and pinion)에 의한 승강원리를 나타내고 있으며, 보다 세부적으로는 제 1 얼라인핀(64)의 길이방향을 따라 래크(72)가 결합되어 있고, 얼라인플레이트(62)로부터는 래크(72)의 기어열(74)에 치합 회전되는 피니언(76)이 제공되어 그 회전방향에 따라 래크(72)를 비롯한 제 1 얼라인핀(64)이 승강될 수 있도록 이루어져 있다.

한편, 이들 래크(72)와 피니언(76)의 물리적 접촉에 의한 제 1 얼라인핀(64)의 승강이 기판(2) 상부에서 이루어질 수 있고, 이에 따른 파티클 발생 가능성이 있다. 따라서 본 발명에 따른 승강수단(70)은 래크(72)와 피니언(76)이 실장될 수 있도록 얼라인플레이트(62) 일측에 장착되는 하우징(82)을 제공하며, 이러한 하우징(82)의 일측면에 레크(72)가 결합되고, 피니언(76)은 하우징(82)을 관통하는 회전축(78)에 관통 고정되어 래크(72)의 기어열(74)과 치합 회전될 수 있다. 더불어 하우징(82) 외측에는 회전축(78) 일단과 연결된 핸들(80)이 구비되어 있다.

그 결과 핸들(80)의 회전방향에 따라 하우징(82) 내의 피니언(76)을 회전시 켜 래크(72)가 승강되도록 할 수 있고, 이의 길이방향을 따라 고정된 제 1 얼라인핀(64) 또한 함께 승강된다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 얼라이너의 기판(2) 얼라인 동작을 정리하면, 먼저 스테이지 상에 기판(2)이 안착된다. 이때 기판(2)에는 복수개의 얼라인 마크(4)가 기(旣) 형성되어 있다. 이어서 CCD 카메라(52) 등의 촬상수단(50)을 이용해서 얼라인마크(4)의 정 위치에 존재여부를 통해 기판(2)의 정렬상태를 확인한다.

그리고 만일 기판(2)의 오정렬시에는 기판(2) 상부에 위치된 복수개의 얼라인플레이트(62)가 하강 및 수평 이동해서 각각의 얼라인핀(64,66)이 기판(2)의 해당 모서리측 양 측면으로 밀착되는데, 이 과정 중에 각 얼라인플레이트(62)로부터 하방 돌출된 한 쌍의 얼라인핀(64,66) 중 어느 하나가 마모 등을 원인으로 길이 차이를 나타내어 해당 기판(2) 측면에 올바르게 접촉되지 않을 수 있다. 따라서 이 경우 작업자는 조절수단(70)의 핸들(80)을 회전시켜 제 1 얼라인핀(64)을 개별적으로 승강시킴으로써 한 쌍의 얼라인핀(64,66)의 길이를 동일하게 한다.

이로써 각 얼라인플레이트(62)에 마련된 한 쌍의 얼라인핀(64,66)은 동일한 길이로 기판(2)의 해당 모서리측 양 측면에 안정적으로 밀착될 수 있고, 이후 얼라인플레이트(62)가 적절히 수평 운동을 해서 한 쌍의 얼라인핀(64,66)으로 하여금 기판(2) 측면을 밀어 정위치 정렬시킬 수 있다.

한편, 이상에서 살펴본 얼라이너는 각 얼라인플레이트(62)에 마련된 한 쌍의 얼라인핀(64,66) 중 어느 하나를 개별 승상시켜 두 개의 길이를 동일하게 할 수 있고, 이에 따라 한 쌍의 얼라인핀(64,66) 모두를 기판(2)의 해당 측면에 안정적으로 밀착시킬 수 있으며, 그 결과 얼라인플레이트(62)의 수평운동에 의한 압력을 기판(2)에 온전히 전달할 수 있다. 따라서 기판(2)의 미세정렬이 가능하다.

이에 본 발명에 따른 얼라이너는 기판(2)의 미세정렬이 요구되는 공정장비, 일례로 스크라이빙장비에 적용 가능하다. 이에 첨부된 도 5는 본 발명에 따른 얼라이너가 사용된 스크라이빙장비의 개략적인 측면도로서, 이때의 스크라이빙대상물은 고유의 형광 또는 편광물질층을 사이에 두고 두 기판이 나란히 합착된 평판표시패널이지만, 편의상 판 형태로 나타내었고, 간단히 기판(2)이라 칭한다.

보이는 것처럼 본 발명에 따른 스크라이빙장비는 기판(2)이 로딩되는 로딩컨베이어(92)와 기판(2)이 언로딩되는 언로딩컨베이어(94) 사이에 스테이지(96)가 개재되어 있다. 이때 스테이지(96)에는 슬릿홀(97)이 가로질러 관통되고, 이의 상부에는 본 발명에 따른 얼라이너의 촬상수단(50)과 얼라인수단(60)이 구비된다. 아울러 스테이지(96)의 상하부에는 각각 승하강 및 스테이지(96)의 슬릿홀(97)을 따라 수평 이동이 가능한 한 쌍의 스크라이빙헤드(98)가 마련되는바, 이들 스크라이빙헤드(98)에는 각각 기판(2) 외면에 물리적으로 접촉 및 회전해서 크랙(crack)을 발생시키는 스크라이빙 휠(wheel) 또는 기판(2)을 향해 크랙발생을 위한 레이저빔을 조사하는 레이저발진유닛이 구비될 수 있다.

따라서 기판(2)은 최초 로딩컨베이어(92)를 통해 스테이지(96)로 옮겨지고, 본 발명에 따른 얼라이너의 촬상수단(50)과 얼라인수단(60)에 의해 절단선이 슬릿홀(94) 내에 위치되도록 정렬된다. 이후 스테이지(96)의 상하에 마련된 한 쌍의 스크라이빙헤드(98)는 적절히 이동하여 슬릿홀(97) 내의 절단선을 따라 수평이동하여 기판(2) 앞뒷면에 크랙을 발생시키고, 이후 기판은 언로딩 컨베이어(94)를 통해 후속의 분리장치 등에 이송되어 각 절단선 별로 절단된다.

이상에서 살펴본 것처럼 본 발명에 따른 얼라이너는 임의의 얼라인플레이트에 마련된 한 쌍의 얼라인핀 중 어느 하나를 개별적으로 승강시킬 수 있다.

따라서 마모 등에 의한 얼라인핀의 길이차이에도 불구하고 기판의 목적하는 측면에 정확하게 밀착될 수 있고, 얼라인플레이트의 수평 이동압력을 기판에 온전히 전달하여 미세정렬이 가능한 장점이 있다.

Claims (10)

1. 스테이지에 안착되고, 네 모서리와 네 측면을 갖는 판 형태의 대상물을 정렬하는 평판표시장치용 얼라이너로서,

   승강 및 수평이동이 가능하도록 상기 대상물의 적어도 일 모서리 상단에 위치되는 얼라인플레이트와;

   상기 얼라인플레이트로부터 하방 돌출되어 상기 대상물의 해당 모서리측 양 측면에 밀착되어 접촉하며, 상기 얼라인플레이트의 수평이동에 따라 상기 대상물의 양 측면을 밀어 이동시키는 한 쌍의 얼라인핀과;

   상기 한 쌍의 얼라인핀 중 어느 하나를 개별적으로 승강시키는 승강수단

   을 포함하는 평판표시장치용 얼라이너.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 승강수단은,

   상기 얼라인핀 중 개별적으로 승강되는 하나의 길이방향을 따라 결합된 래크와;

   상기 래크와 치합 회전되도록 상기 얼라인플레이트에 그 위치가 고정된 피니언

   을 포함하는 평판표시장치용 얼라이너.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 승강수단은, 상기 피니언을 회전시키는 핸들을 더 포함하는 평판표시장치용 얼라이너.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 승강수단은,

   상기 피니언이 실장되고 상기 래크가 승강 가능하게 결합되며, 상기 얼라인핀 중 개별적으로 승강되는 하나와 상기 핸들을 외부로 노출시키도록 상기 얼라인플레이트에 고정된 하우징

   을 더 포함하는 평판표시장치용 얼라이너.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 얼라인플레이트는 상기 대상물의 일 측면을 공유하는 두 모서리 상단에 위치되거나 또는 상기 대상물의 대각선 방향 두 모서리 상단에 위치된 적어도 두 개인 평판표시장치용 얼라이너.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 대상물에는 적어도 하나의 얼라인마크가 구비되고,

   상기 얼라인마크의 정위치 존재여부를 통해 상기 대상물의 정렬을 확인하는 적어도 하나의 촬상수단을 더 포함하는 평판표시장치용 얼라이너.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 대상물은 평판표시패널인 평판표시장치용 얼라이너.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서,

   상기 대상물은 기판인 평판표시장치용 얼라이너.
9. 제 1항 내지 제 7항 중 하나의 선택된 항의 기재에 따른 얼라이너를 이용한 스크라이빙장비로서,

   상기 대상물이 각각 로딩 및 언로딩 되는 로딩 및 언로딩 컨베이어와;

   상기 로딩 및 언로딩 컨케이어 사이로 위치되며, 상기 얼라이너가 그 상단에 위치된 상기 스테이지와;

   상기 스테이지의 상하부에 각각 승강 및 수평이동 가능하게 마련되어 상기 대상물 앞뒷면에 크랙을 발생시키는 스크라이빙헤드

   를 포함하는 스크라이빙장비.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 스크라이빙헤드는 상기 대상물 표면에 밀착 회전되는 스크라이빙휠 또는 상기 대상물 표면에 레이저를 조사하는 레이저발진기를 포함하는 스크라이빙장비.

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