KR101281749B1 - 실 경화로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제작공정에 관한 것으로, 실(seal)패턴이 형성된 기판을 경화하기 위한 실 경화로의 기판 수납방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 실패턴이 형성된 기판을 실 경화 공정의 실 경화로 내에 세로로 세워서 수납되도록 하는 것이다.
이로 인하여, 기존의 기판을 가로로 수납함으로써 중력의 영향에 의한 기판의 휨 불량이 발생되지 않게 되며, 실 경화로 내에 부유(浮游)하는 이물질들로 인한 기판의 오염을 줄일 수 있다.
Figure R1020060118589
실(seal) 경화로, 기판이송로봇

Description

실 경화로{Seal hardening furnace}
도 1은 실패턴의 경화가 이루어지는 실 경화로의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 기판의 휨을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 액정패널의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실 경화로의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 로봇암이 구성된 기판이송로봇을 통해 실 경화로 내에 기판을 이재하는 공정을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 실 경화로 121 : 기판
130 : 그립
200 : 기판이송로봇
(210 : 본체, 220 : 로봇암, 230 : 핸드, 231 : 진공척, 233 : 방지핀)
300 : 카세트
본 발명은 액정표시장치의 제작공정에 관한 것으로, 실 패턴이 형성된 기판을 경화하기 위한 실 경화로의 기판 수납방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임으로 조절하면 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이기판 제조공정과 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 컬러필터기판 제조공정을 통해 각각 어레이기판 및 컬러필터기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성한다.
이러한 액정표시장치의 셀 공정에 있어서, 상기 컬러필터기판 및 어레이기판 사이에 액정주입을 위한 갭 형성과 주입된 액정을 새지 않게 하기 위한 실패턴 형성공정을 포함하는데, 상기 실패턴 형성공정은 스크린(screen) 인쇄법과 디스펜서(dispenser) 인쇄방법으로 열경화성 수지의 실런트(sealant)를 양 기판 중 어느 하나의 가장자리로 둘러 형성하는데, 상기 실패턴은 소정의 온도로 가열된 별도의 챔버로 구성되는 실 경화로에서 실패턴의 경화를 진행하게 된다.
도 1은 일반적인 실패턴의 경화가 이루어지는 실 경화로의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 실 경화로(10)는 천장과 바닥 역할을 담당하는 상하플레이트(14, 16)와, 이들 상하플레이트(14, 16)의 서로 대응된 가장자리를 연결함으로써 개구된 입구면(12)을 비롯하여 내부의 기판수납공간을 형성하도록 전방의 입구면(12)을 기준으로 서로 마주보는 양 측면(18, 20) 그리고 입구면(12)과 마주보는 후방의 뒷면으로 구분된다.
이러한 고온환경이 조성된 실 경화로(10) 내에 실패턴이 형성된 기판(21)을 기판이송로봇(미도시)을 통해 수납하게 되는데, 상기 실 경화로(10) 내에는 다수개의 기판(21)이 놓일 수 있도록 다층으로 구성되어, 기판(21)을 지지하는 기판거치대(30)가 구비된다.
상기 기판거치대(30)는 상기 실 경화로(10)의 입구면(12)을 가로질러 구성되는 플레이트(31)가 구성되며, 상기 플레이트(31)와 수직하게 구성되어 상기 실 경화로(10)의 양측면에 대응되어 구성되는 제 1 및 제 2 측면 지지바(33a, 33b)를 통해 상기 기판(21)의 양측 장변의 가장자리를 지지하고, 중앙 지지바(35)를 통해 상기 기판(21)의 중앙을 지지하게 된다.
따라서, 상기 중앙 지지바(35)와 제 1 및 제 2 측면 지지바(33a, 33b)를 통해 상기 기판(21)은 실 경화로(10)에 내에서 실패턴의 경화를 위해 기판(21)의 양측 장변 가장자리와 중앙을 지지한 체, 120℃에서 한 시간 가량 놓여 있게 된다.
그러나, 이러한 실 경화로(10) 내에 구비되는 기판(21)은 액정표시장치의 사이즈 증가에 따라 면적 및 하중이 증가하고 있는 실정이며, 최근 경량에 대한 요구로 인하여 기판(21)의 두께가 매우 얇아지고 있다.
따라서, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 중앙 지지바(35)와 제 1 및 제 2 측면 지지바(33a, 33b)를 통해 상기 면적 및 하중이 증가되는 반면에 얇은 두께를 갖는 대면적 기판(21)은 중력에 의해 상기 중앙 지지바(35)와 제 1 및 제 2 측면 지지바(33a, 33b) 사이에서 아래로 기판(21)의 휨이 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실패턴 경화시 기판의 휨 발생을 방지하고자 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상하플레이트와; 상기 상하플레이트를 연결하며, 입구면을 정의하는 양 측면 및 뒷면과; 상기 상하플레이트 각각에 일정간격을 두고 구성되어, 세로로 수납되는 기판의 양단부를 고정하는 다수의 그립(grip)을 포함하는 실 경화로를 제공한다.
상기 상하플레이트 각각에 구성되는 그립은 서로 대응되어 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 그립은 받침부와, 진공척(=흡입구)이 각각 구성된 제 1 및 제 2 압착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공척 주위에 링 형상의 진공패드가 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 받침부는 레일(rail)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 로봇암이 구성된 기판이송로봇을 통해 세로로 세워져 수납되는 것을 특징으로 하며, 상기 그립들 간의 이격된 거리는 기판과 함께, 기판을 수납하기 위한 기판이송로봇의 핸드가 들어갈 수 있을 정도의 폭으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 액정패널의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 흐름도이다.
제 1 단계(st1)는, 컬러필터기판인 제 1 기판과 어레이기판인 제 2 기판을 각각 준비하는 단계이다. 상기 제 2 기판에는 게이트전극, 반도체층, 소스 및 드레인전극으로 이루어진 박막트랜지스터와 전극역할을 하는 화소전극이 형성되어 있다.
상기 제 1 기판에는 제 2 기판의 화소전극과 대응되는 위치에 특정 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터층이 형성되어 있고, 컬러필터층의 컬러별 경계부에는 비화소영역을 가리기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있다.
또한, 컬러필터층 및 블랙매트릭스의 하부에는 액정층에 전압을 인가하는 공통전극이 형성되어 있다.
제 2 단계(st2)는, 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 배향막을 형성하는 단계이다. 이 단계는 제 1 및 제 2 기판의 액정과 접촉되는 전극부 상에 각각 배향막을 형성하는 단계로서, 배향막의 도포 및 경화 그리고, 러빙(rubbing)처리 공정이 포 함된다. 상기 배향막은 유기배향막인 폴리이미드계열(polyimide)이 주로 쓰인다.
제 3 단계(st3)는, 실패턴을 인쇄하는 단계이다. 이때, 실패턴은 디스펜서(dispenser)나 스크린(screen) 인쇄방법으로 열경화성 또는 자외선경화성 수지의 실런트(sealant)를 양 기판 중 어느 하나의 가장자리로 둘러 형성한다.
제 4 단계(st4)는, 스페이서(spacer)를 형성하는 공정이다. 상기 액정패널의 제조공정에서 상기 제 1 및 제 2 기판 사이의 셀갭(cell gap)을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다.
제 5 단계(st5)는, 상기 제 1 및 제 2 기판 중의 어느 하나에 액정을 도포하는 단계이다. 이때, 액정도포 방법은 기판 상에 스프레이(spray) 방식을 통해 액정을 분사한다.
제 6 단계(st6)는, 상기 액정분사 공정이 끝나면, 제 1 및 제 2 기판의 합착 공정을 통해 액정셀을 형성하는 단계이다.
전술한 공정을 거친 액정셀은 품질검사 후, 액정셀에 구동회로를 연결한 다음, 편광판 및 다수의 모듈을 구성하면 액정표시장치가 완성된다.
여기서, 상기 제 3 단계인 실패턴을 형성한 후, 실패턴을 소정의 온도로 가열된 별도의 챔버로 구성되는 실 경화로에서 실패턴의 경화를 진행하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실 경화로의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 실 경화로(100)의 전체적인 형태는 개구된 입구면(112)을 이루는 육면체의 박스형상을 나타내고 있는데, 기판(121)과 유사한 직사각형의 상 하플레이트(114, 116)가 각각 천정과 바닥 역할을 담당하며, 이들 상하플레이트(114, 116)의 서로 대응된 가장자리를 연결함으로써 개구된 입구면(112)을 비롯하여 내부의 기판수납공간을 형성하도록 전방의 입구면(112)을 기준으로 서로 마주보는 양 측면(118, 120) 그리고 입구면(112)과 마주보는 후방의 뒷면(미도시)으로 구분된다.
이때, 상기 고온환경이 조성되어 기판(121)의 수납공간이 형성된 실 경화로(100) 내에는 다수개의 기판(121)이 세워져 수납되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상하플레이트(114, 116)에는 각각 기판(121)을 고정시키기 위한 다수의 그립(grip : 130)이 일정간격으로 구성되는데, 상기 그립(130)은 받침부(131) 상에 진공척(= 흡입구 : 135)이 구성된 제 1 및 제 2 압착바(133a, 133b)가 일정간격을 두고 서로 마주보도록 구성된다.
이때, 상기 진공척(135)은 가장자리를 둘러 가이드 하도록 링(ring) 형상을 나타내는 소정 높이의 진공패드(137)가 부착되어 있다. 이때 상기 진공패드(137)는 내열성이 큰 열가소성의 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone : PEEK) 재질로 이루어질 수 있고, 그 역할은 기판(121)과의 유격 없는 밀착을 통해 진공 흡착력을 향상시킴과 동시에 기판(121)과 제 1 및 제 2 압착바(133a, 133b) 간의 직접적인 접촉을 방지하여 마찰로 인한 기판(121) 손상을 감소시키는 역할을 한다.
상기 상하플레이트(114, 116)에 각각 구성된 다수개의 그립(130)은 서로 대응되어 구성하며, 상기 그립(130)들 간의 거리는 기판(121)과 함께, 기판(121)을 수납하기 위한 기판이송로봇(도 5의 200)의 핸드(도 5의 230)가 들어갈 수 있을 정도 의 폭으로 구성한다.
즉, 상기 기판(121)을 기판이송로봇(도 5의 200)의 핸드(도 5의 230)를 통해 상기 실 경화로(100) 일측에서부터 차례로 세워서 수납하면, 상기 기판(121)은 상하플레이트(114a, 116) 상에 각각 구성된 그립(130)의 제 1 및 제 2 압착바(133a, 133b)의 사이로 양단부가 끼워지게 되고, 별도의 진공발생수단이 작동하여 상기 제 1 및 제 2 압착바(133a, 133b)의 진공척(135)을 통해 공기를 흡입하게 되면, 그 진공 발생수단의 흡입력이 진공척(135)을 통해 기판(121)에 작용하여, 상기 제 1 및 제 2 압착바 (133a, 133b)사이에 상기 기판(121)의 양단부를 흡착하여 단단하게 고정하게 된다.
또한, 상기 그립(130)의 받침부(131)를 레일(rail)로 구성할 수도 있는데, 이는 기판이송로봇(도 5의 200)의 좌, 우 이동 없이 상기 실 경화로(100) 입구면(112)의 일측에서부터 차례로 기판(121)을 수납할 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 상기 양단부가 단단하게 고정된 기판(121)은 상기 레일을 통해 상기 실 경화로(100)의 타측으로 이동되어 차례대로 차곡하게 수납되게 된다. 이때, 상기 기판이송로봇(도 5의 200)은 별도의 좌, 우 이동 없이 상기 실 경화로(100)의 일측에서 계속하여 기판(121)을 수납하는 것이다.
이렇게 세로로 세워진 기판(121)은 상기 실 경화로(100) 내에서 120℃의 온도에서 한 시간 동안 경화가 이루어지는데 이때, 실 경화로(100) 내에 수납된 기판(121)은 세로로 수납되기 때문에 기존의 기판(도 2의 21)을 가로로 수납함으로써 중력의 영향에 의한 기판(121)의 휨 불량이 발생되지 않게 된다.
또한, 기판(121)을 실 경화로 내에 세로로 수납함으로써, 실 경화로(100) 내에 부유(浮游)하는 이물질들로 인한 오염을 줄일 수 있다.
한편, 상기 실 경화로(100) 내에 기판(121)을 세워서 수납하기 위해서는, 상기 기판(121)을 이재 및 적재하는 기판이송로봇(도 5의 200)이 진공척(도 5의 231)이 형성된 핸드(도 5의 230)를 포함하는 것이 바람직하다.
도 5는 로봇암이 구성된 기판이송로봇을 통해 실 경화로 내에 기판을 이재하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 실패턴 형성 단일 공정 내에서, 액정(미도시)의 누설을 방지하기 위해, 비교적 고온에서도 기구적 경도, 접착강도가 큰 열경화성 수지를 주재료로 하여 스크린(screen) 인쇄법과 디스펜서(dispenser) 인쇄법을 통해 실패턴이 형성된 기판(121)은 평판표시장치용 제조장비의 일예로써 다수의 기판(121)이 상하 복층으로 수납되어진 카세트(300)에 수납되어, 실 경화 공정으로 이송되어 지는데, 상기 카세트(300)에 수납된 기판(121)은 기판이송로봇(200)을 통해 상기 실 경화 공정의 실 경화로(100) 내로 이재되게 된다.
상기 기판이송로봇(200)은 상하로 움직임으로써 높이의 조절이 용이한 본체(210)와, 이에 구성되어 접혀지거나 펼쳐질 수 있으며 회전가능한 로봇암(220) 그리고 로봇암(220)의 일 끝단에 대략 포크 형상으로 구성되어 직접적으로 기판(121)을 지지하는 핸드(230)로 구성한다.
이때, 상기 핸드(230)는 수평/수직하게 움직일 수 있도록 구성하며, 상기 핸드(230) 상에는 다수의 진공척(231)을 구성하여 흡착을 통해 상기 기판(121)을 단 단하게 고정할 수 있도록 한다.
또한, 상기 기판(121)을 안착시킨 상태로 상기 핸드(230)를 수직하게 움직일 때, 상기 기판(121)의 흘러내림을 방지하기 위한 방지핀(233)을 더욱 구성한다.
이와 같은 기판이송로봇(200)은 상기 카세트(300)로부터 기판(121)을 하나씩 반출하여 실 경화로(100)에 공급한다.
즉, 상기 카세트(300)가 실 경화 공정으로 이송되어 오면, 상기 카세트(300)는 상기 실 경화 공정의 로더(미도시) 상부에 안착되어지고, 상기 로더(미도시)의 상부에 카세트(300)가 안착되어진 신호를 인가받은 기판이송로봇(200)에는 작업 명령이 내려지게 된다. 이에 따라, 상기 기판이송로봇(200)은 상기 로봇암(220)을 카세트(300)로 뻗어 상기 카세트(300) 내부에 수납되어 있는 기판(121)을 상기 로봇암(220)의 일 끝단에 구성된 핸드(230) 상에 안착시킨 다음 상기 핸드(230) 상에 구성된 진공척(231)을 통해 상기 기판(121)을 상기 핸드(230)에 흡착시켜 반출한다.
다음으로, 상기 기판(121)이 안착되어 있는 핸드(230)를 수직하게 하여, 상기 기판(121)이 세워진 상태로 로봇암(220)을 회전시켜 상기 실 경화로(100) 내로 기판(121)과 함께 들어오게 하여, 상기 기판(121)의 양단부가 상기 실 경화로(100) 내의 그립(130)에 의해 고정되도록 한다.
상기 기판(121)이 상기 실 경화로(100) 내에서 그립(130)을 통해 고정되면, 상기 핸드(230) 상에 다수로 구성된 진공척(231)의 진공을 해제한 후, 상기 기판(121)과 핸드(230)를 각각 분리되도록 한다. 이와 같은 과정을 반복하여 상기 카 세트(300)에 수납된 모든 기판(121)을 상기 실 경화로(100) 내에 수납하여 경화공정을 진행하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 실 경화로(100) 내에 기판(121)이 세로로 세워서 수납함으로써, 기존의 기판(도 2의 21)을 가로로 수납함으로써 중력의 영향에 의한 기판(121)의 휨 불량이 발생되지 않게 되며, 실 경화로(100) 내에 부유(浮游)하는 이물질들로 인한 기판(121)의 오염을 줄일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 실 경화로 내에 기판이 세로로 세워서 수납함으로써, 기존의 기판을 가로로 수납함으로써 중력의 영향에 의한 기판의 휨 불량이 발생되지 않게 되는 효과가 있으며, 실 경화로 내에 부유(浮游)하는 이물질들로 인한 기판의 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 상하플레이트와;
    상기 상하플레이트를 연결하며, 입구면을 정의하는 양 측면 및 뒷면과;
    상기 상하플레이트 각각에 일정간격을 두고 구성되어, 세로로 수납되는 기판의 양단부를 고정하는 다수의 그립(grip)
    을 포함하며, 상기 그립(grip)은 레일(rail)로 이루어지는 받침부와, 진공척이 구성된 제 1 및 제 2 압착부로 이루어지는 실 경화로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하플레이트 각각에 구성되는 그립은 서로 대응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 실 경화로.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공척 주위에 링 형상의 진공패드가 구성되는 것을 특징으로 하는 실 경화로.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 로봇암이 구성된 기판이송로봇을 통해 세로로 세워져 수납되는 것을 특징으로 하는 실 경화로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 그립들 간의 이격된 거리는 기판과 함께, 기판을 수납하기 위한 기판이송로봇의 핸드가 들어갈 수 있을 정도의 폭으로 구성하는 것을 특징으로 하는 실 경화로.
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