KR101328546B1

KR101328546B1 - 평판 디스플레이 패널 제조용 마스크 스트레칭 장치

Info

Publication number: KR101328546B1
Application number: KR1020130065230A
Authority: KR
Inventors: 김정호
Original assignee: 주식회사 케이피에스
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-11-13

Abstract

본 발명은 평판 디스플레이 제조용 마스크 프레임에 마스크 스틱을 용접하기 위하여 마스크 스틱을 스트레칭시켜 주기 위한 마스크 스트레칭장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 마스크 스트레칭장치는, 마스크 스틱을 그립핑하기 위한 클램프 유닛과, 마스크 스틱을 인장하도록 클램프 유닛을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛과, 클램프 유닛과 슬라이드 유닛의 사이에 개재되도록 설치되는 에어 베어링과, 슬라이드 유닛과 에어 베어링의 사이에 개재되도록 설치되는 탄성체와, 슬라이드 유닛을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛와, 클램프 유닛과 슬라이드 유닛 및 구동 유닛을 지지하는 베이스 프레임을 포함하여 된 구성을 특징으로 가진다. 이러한 구성에 의하면, 에어 베어링에 의한 비접촉식 슬라이딩 동작과 그립퍼의 클램핑 동작시 균일한 가압력 인가가 가능한 면접촉식 마스크 스틱 파지 동작의 구현에 의해 미세 동작 제어에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시켜 마스크 스틱의 스트레칭과 마스크 프레임의 용접 품질향상을 통하여 대화면 평판 디스플레이 패널에 대한 발광층의 품질 향상을 도모할 수 있다.

Description

평판 디스플레이 패널 제조용 마스크 스트레칭 장치{Mask Stretching Apparatus for Manufaturing Flat Display Pannel}

본 발명은 유기발광다이오드(OLED)와 같은 평판 디스플레이 패널 제조용 새도우 마스크(shadow mask)의 핸들링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 디스플레이 패널의 발광층을 형성하기 사용되는 새도우 마스크와 프레임의 용접시 마스크의 처짐 방지를 위해 인장력을 부여하기 위한 마스크 스트레칭(stretching) 장치에 관한 것이다.

최근, 넓은 시야각과 저전압 구동 및 동영상 재생능력 등에 있어서 우수한 성능을 가지는 발광소자로서, 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diod ; 이하 OLED)가 널리 주목 받고 있다. 이러한 OLED는 전압을 가하면 스스로 발광하는 유기발광물질의 특성을 이용하여 원하는 문자와 영상 등의 디스플레이가 가능한 표시소자로서, 기존의 LCD(Liquid Crystal Display)와는 달리 컬러 필터 없이 자체 발광에 의한 빠른 응답속도와 우수한 휘도 및 별도의 광원이 필요 없어 전력소모가 줄어드는 등의 장점으로 인해 차세대 평면 TV, 스마트폰, 조명 등의 다양한 분야에서 그 응용제품의 상용화를 위한 연구개발 활동이 활발하게 전개되고 있다.

상술한 바와 같은 OLED는 기판 상의 두 전극 사이에 형성되는 유기 발광층에 전기적인 신호를 공급하여 자체 발광을 유도하게 되는 것으로서, 통상 상기 유기 발광층은 다수의 개구 패턴을 갖는 박막 형성용 새도우 마스크를 이용하여 진공 증착공정에 의해 형성된다. 이와 같은 유기 발광층을 형성하기 위한 마스크 조립체는 단위 마스크 패턴이 다수 형성된 박막의 금속 띠(band or strip) 또는 스틱(stick) 형태로 제작된 단위 마스크 스틱 다수가 사각 틀 형태의 마스크 프레임에 나란하게 고정되도록 용접된 상태로 진공증착공정에 투입되는 것으로서, 그 일예가 대한민국 등록특허 제10-0696523호 공보 및 공개특허 제10-2009-0053418호 공보에 상세하게 개시되어 있다.

한편, 최근에 이르러 점차적으로 대면적화 되는 OLED의 개발 추세에 따라 유리 기판도 대면적화 되면서 유기 발광층 형성을 위한 마스크의 크기도 점차적으로 증대하고 있다. 이와 같이 크기가 증대한 박막 금속 마스크는 부분적으로 장력(tension)이 다르게 나타나 프레임에 용접할 때 유효영역이 아래로 처지는 현상이 발생하게 되는데, 이를 보완하기 위한 방법으로 마스크에 인장력을 부여하는 방법이 이용되고 있다. 즉, 마스크의 처짐 방지를 위해 단위 마스크 스틱의 양끝단을 그립퍼(gripper)가 클램핑(clamping)하여 잡아당김(인장; 引仗)으로써 마스크 전체 면적에 균일한 장력이 작용하도록 하는 스트레칭(stretching) 방법 및 장치가 이용되고 있으며, 그 일예가 대한민국 등록특허 제10-0615536호 공보와 공개특허 제10-2011-0046782호 공보 및 제10-2006-0114462호 공보 등에 상세하게 개시되어 있다.

그런데 종래의 통상적인 마스크 스트레칭 장치는 마스크 스틱을 잡아당기기 위하여 클램핑 유닛을 후진시키는 구동 유닛의 인장기구에 LM(Linear Moudle) 가이드와 같은 접촉식 슬라이드 기구가 설치된다. 이러한 접촉식 슬라이드 기구는 구동시의 마찰 작용에 따른 진동 및 마모 등으로 인하여 마스크 스트레칭 동작시 예를 들면, 1 내지 2gf 단위의 미세하고 정밀한 동작 제어가 어려워 마스크와 프레임의 용접 불량을 유발시켜 유기 발광층을 형성하는 증착공정에서 치명적인 불량을 발생시키는 문제점이 있다.

그리고 종래의 통상적인 마스크 스트레칭장치는 마스크 스틱을 그립핑(gripping)하여 잡아당기도록 헤드부에 구비된 마스크 클램핑 유닛(clamping unit)이 마스크 스틱의 양끝단을 클램핑할 때 그립퍼(gripper)가 회전축을 중심으로 회동하여 집게 형태로 파지한다.

따라서 그립퍼(gripper)의 접촉면이 동시에 마스크 스틱에 면접촉하지 않고 순차적으로 접촉함으로써, 접촉부에 균일한 가압력이 작용하지 않아 마스크 스트레칭시 미소한 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 마스크 왜곡 현상은 마스크와 프레임의 용접 불량을 유발시켜 유기 발광층을 형성하는 증착공정에서 치명적인 불량을 발생시키는 문제점이 있다.

또한 종래의 통상적인 마스크 스트레칭 장치는 마스크 스틱을 잡아당기기 위하여 클램핑 유닛을 후진시키기 위한 구동 유닛의 인장기구에 미소 단위의 인장력 제어를 위해 설치되는 탄성부재로 환선형 코일 스프링이 설치된다. 이러한 코일 스프링 형태의 탄성부재는 기계장치에 대한 조립 작업성이 떨어지는 한편, 인장과 회복 과정에서 나타나는 과도한 히스테리시스(hysteresis) 현상으로 인하여 제어 정밀도가 저하되므로 마스크와 프레임의 용접 불량을 유발시켜 유기 발광층을 형성하는 증착공정에서 치명적인 불량을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 바와 같은 종래의 마스크 스트레칭 장치가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마스크 클램핑 유닛을 후진시키기 위한 구동 유닛의 인장기구에 비접촉식 슬라이드 기구를 개재하여 마스크 스트레칭시 미세 동작 제어에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 개량된 마스크 스트레칭 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 평판 디스플레이 패널 제조용 마스크의 스트레칭을 위한 클램핑시 그립퍼(gripper)가 동시에 면접촉하여 마스크에 가해지는 가압력이 균일하게 전달되도록 파지하여 클램핑 정밀도를 향상시킨 마스크 스트레칭 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 클램핑 유닛을 후진시키기 위한 구동 유닛의 인장기구에 개량된 탄성부재를 설치하여 마스크 스트레칭시 미세 동작 제어에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 개량된 마스크 스트레칭 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 평판 디스플레이 패널 제조용 마스크 스트레칭 장치는, 단위 마스크 패턴이 다수 형성된 마스크 스틱을 클램핑하여 스트레칭시켜 주기 위해 상기 마스크 스틱을 그립핑하기 위한 클램프 유닛과, 상기 마스크 스틱을 인장하도록 상기 클램프 유닛을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛 및 상기 슬라이드 유닛을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛을 포함하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치에 있어서, 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛과 상기 구동 유닛의 어느 둘 사이에 개재되도록 에어 베어링이 구비되며, 상기 에어 베어링은, 상기 베이스 프레임에 설치되는 중공형 하우징과; 상기 하우징의 중공부에 비접촉식으로 관통되도록 결합되어 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛 중 인접한 어느 양측에 각각 양단이 지지되는 가동축과; 상기 하우징의 중공부에 공기를 공급시켜 주기 위한 공기 공급원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 다른 평판 디스플레이 패널 제조용 마스크 스트레칭 장치는, 단위 마스크 패턴이 다수 형성된 마스크 스틱을 클램핑하여 스트레칭시켜 주기 위한 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치에 있어서, 상기 마스크 스틱을 그립핑하기 위한 클램프 유닛과; 상기 마스크 스틱을 인장하도록 상기 클램프 유닛을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛과; 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛의 사이에 개재되도록 설치되는 에어 베어링과; 상기 에어 베어링과 상기 슬라이드 유닛의 사이에 개재되도록 설치되는 탄성체와; 상기 슬라이드 유닛을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛; 및 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛을 지지하는 베이스 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 마스크 스트레칭 장치에 있어서, 상기 에어 베어링은, 상기 베이스 프레임에 설치되는 중공형 하우징과; 상기 하우징의 중공부에 비접촉식으로 관통되도록 결합되어 상기 클램프 유닛과 상기 탄성체에 각각 양단이 지지되는 가동축과; 상기 하우징의 중공부에 공기를 공급시켜 주기 위한 공기 공급원;을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 클램프 유닛은, 상기 베이스 프레임의 선단부에 마련되어 헤드부를 이루는 지지 프레임과; 상기 지지 프레임에 설치되는 구동 모터와; 상기 지지 프레임에 설치되는 고정 그립퍼와; 상기 고정 그립퍼와 상보적으로 작용하여 상기 마스크 스틱을 클랭핑하도록 상기 지지 프레임에 승강운동 가능한 상태로 설치되는 승강 그립퍼와; 상기 구동 모터의 동력을 전달받아 상기 승강 그립퍼를 승강운동시켜 주기 위한 동력전달부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 동력전달부는, 상기 베이스 프레임에 설치되는 리드 스크류와; 상기 구동모터의 출력축에 연결되도록 상기 지지 프레임에 설치되는 구동 풀리와; 상기 리드 스크류와 연결되도록 상기 지지 프레임에 설치되는 종동 풀리와; 상기 구동 풀리와 종동 풀리를 연결하는 벨트부재;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 슬라이드 유닛은, 상기 베이스 프레임에 구비된 슬라이드 가이드와; 상기 슬라이드 가이드에 탑재되어 직선왕복 운동하도록 상기 탄성체와 상기 구동 유닛의 사이에 연결되는 압력감지부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 탄성체는 상기 가동축과 상기 구동 유닛에 각각 연결되도록 설치되는 1쌍의 평판형 플랜지와, 상기 1쌍의 평판형 플랜지 상단부와 하단부에 각각 브릿지 형태로 연결되도록 설치되는 1쌍의 스프링 구조체를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 스프링 구조체는 판스프링체가 좌우방향으로 교번하여 동일한 폭으로 벤딩된 다단 벤딩부를 가지는 지그재그의 형상 구조를 가지도록 형성되는 동시에 상기 평판형 플랜지와 일체적으로 성형된 것이 바람직하다.

상기 구동 유닛은, 상기 베이스 프레임에 설치되는 구동원과; 상기 구동원의 출력축에 연결되어 상기 슬라이드 가이드에 탑재된 압력감지부를 직선왕복 운동시켜 주기 위한 리드 스크류;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 마스크 스트레칭장치에 의하면, 마스크 클램핑 유닛을 후진시키기 위한 구동 유닛의 인장기구에 비접촉식 슬라이드 기구인 에어 베어링을 개재하여 마스크 스트레칭 과정에서 마찰작용의 배제에 따른 미세 동작 제어에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시켜 마스크 스틱의 스트레칭 품질 향상에 따른 마스크 프레임의 용접 품질 향상에 의해 대화면 평판 디스플레이 패널 발광층의 품질 향상을 도모할 수 있다.

그리고 본 발명에 의한 마스크 스트레칭장치는 마스크의 스트레칭을 위한 마스크 스틱 클램핑시 그립퍼(gripper)가 동시에 면접촉하여 마스크 스틱에 가해지는 가압력이 균일하게 전달되도록 파지할 수 있게 되므로 마스크 스틱의 클램핑 및 스트레칭에 대한 정밀도를 향상시켜 마스크 프레임의 용접 품질 향상에 따른 대화면 평판 디스플레이 패널 발광층의 품질 향상을 도모할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 마스크 스트레칭장치는 클램핑 유닛을 후진시키기 위한 구동 유닛의 인장기구에 개량된 탄성부재를 설치하여 마스크 스트레칭시 미세 동작 제어에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시켜 마스크 스틱의 스트레칭 품질 향상에 따른 마스크 프레임의 용접 품질 향상에 의해 대화면 평판 디스플레이 패널 발광층의 품질 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭장치를 나타내 보인 개략적 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭장치를 나타내 보인 개략적 분해 사시도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭장치의 클램프 유닛을 발췌하여 커버 프레임을 분리한 상태로 나타내 보인 개략적 사시도,
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭장치의 에어 베어링을 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도,
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭 장치에 설치되는 탄성체를 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 평판 디스플레이 제조용 마스크 스트레칭장치를 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 마스크 스틱 스트레칭장치는 동일한 1쌍이 1조를 이루도록 서로 마주보게 배치된 상태에서 그 사이에 위치하도록 공급되는 마스크 스틱의 양단을 동시에 잡아당겨 인장시켜 줌으로써 마스크 스트레칭 작업을 수행하는 것으로서, 이하에서는 단일 장치를 중심으로 본 발명에 의한 마스크 스틱 스트레칭장치를 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 의한 평판 디스플레이 패널 제조용 마스크 스트레칭장치(100)는, 마스크 스틱(M)을 그립핑(gripping)하기 위한 클램프 유닛(120)과, 상기 마스크 스틱(M)을 인장하도록 상기 클램프 유닛(120)을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛(130)과, 상기 클램프 유닛(120)과 상기 슬라이드 유닛(130)의 사이에 개재되도록 설치되는 에어 베어링(140)과, 상기 슬라이드 유닛(130)과 상기 에어 베어링(140)의 사이에 개재되도록 설치되는 탄성체(150)와, 상기 슬라이드 유닛(130)을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛(160)과, 상기 클램프 유닛(120)과 슬라이드 유닛(130) 및 구동 유닛(140)를 지지하는 베이스 프레임(110)을 포함하여 구성된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 클램프 유닛(120)은 상기 베이스 프레임(110)의 선단부에 위치하도록 마련되어 헤드부를 이루는 지지 프레임(121)과, 그 지지 프레임(121)에 설치되는 정역 구동이 가능한 구동 모터(123)와, 상기 지지 프레임(121)의 선단부로 돌출되도록 구비되는 고정 그립퍼(124)와, 그 고정 그립퍼(124)와 상보적으로 작용하여 마스크 스틱(M; 도 1 참조)을 그립핑하여 클랭핑하도록 상기 지지 프레임(121)에 승강운동 가능한 상태로 설치되는 승강 그립퍼(125) 및 상기 구동 모터(123)의 동력을 전달받아 상기 승강 그립퍼(125)를 승강운동시켜 주도록 상기 지지 프레임(121)에 설치되는 동력전달부(126)를 포함하여 구성된다. 여기서, 미설명 도면 부호 122는 상기 지지 프레임(121)에 탑재되도록 결합되는 커버 프레임을 나타낸다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 동력전달부(126)는 상기 승강 그립퍼(125)가 너트부재 형태로 결합되어 축선상으로 이동하는 것을 허용하도록 상기 지지 프레임(121)에 설치되는 리드 스크류(126a)와, 상기 구동모터(123)의 출력축에 동축상으로 설치되는 구동 풀리(126b)와, 상기 리드 스크류(126a)에 동축상으로 설치되는 종동 풀리(126c) 및 상기 구동 풀리(126b)와 종동 풀리(126c)에 연결되어 무한궤도상의 회전 주행이 가능하도록 설치되는 타이밍 벨트(B)를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 마스크 클램프 유닛(120)에 따르면, 상기 구동모터(123)로부터 출력되는 회전력이 상기 동력전달부(126) 즉, 상기 구동 풀리(126b)와 타이밍 벨트(B) 및 종동 풀리(126c)를 통해 상기 리드 스크류(126a)에 전달된다. 이와 같은 동력전달에 의해 상기 리드 스크류(126a)가 회전 구동하면, 그 리드 스크류(126a)에 너트부재 형태로 결합된 상기 승강 그립퍼(125)가 리드 스크류(126a)의 축을 따라 직선 이동하여 승강운동하게 된다. 본 발명에 있어서, 상기 리드 스크류(126a)는 볼 스크류가 채용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 고정 그립퍼(124)와 상기 승강 그립퍼(125)는 각각 상기 지지 프레임(121)의 상방과 하방 또는 하방과 상방에 각각 대응하도록 선택적인 위치 설정이 가능한 상태로 구성될 수 있다. 그리고 상기 고정 그립퍼(124)는 상기 지지 프레임(121)과 일체적으로 형성되는 것이 바람직하며, 분리된 별도의 부품으로 제작되어 결합된 상태로 설치될 수도 있다.

따라서, 상기 승강 그립퍼(125)는 상기 구동모터(123)의 정역 구동모드 상태에 따라 상기 고정 그립퍼(124)에 대해 승강 운동하도록 상기 리드 스크류(126a)의 축선상을 따라 직선 이동하면서 상기 마스크 스틱(M)을 파지하는 동작과 파지 해제하는 동작을 수행하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 슬라이드 유닛(130)은 마스크 스틱(M)를 인장하기 위해 상기 마스크 클램프 유닛(120)을 후진시켜 주기 위한 것으로서, 슬라이드 가이드(131)와 지지 블록(132) 및 압력감지부(133)를 포함하여 구성된다.

상기 슬라이드 가이드(131)는 상기 구동 유닛(160)의 구동력에 의해 직선 왕복 운동하도록 상기 베이스 프레임(110)에 탑재된 상태로 설치되며, 예를 들어 리니어 모터(LM) 가이드와 같은 통상의 슬라이드 기구가 이용될 수 있다.

상기 지지 블록(132)은 후술하는 구동 유닛(160)의 리드 스크류(163)에 결합되어 축상으로 이동 가능하게 설치됨으로써, 상기 슬라이드 가이드(131)의 직선운동을 유도한다.

상기 압력감지부(133)는 상기 탄성체(150)에 연결되도록 상기 지지 블록(132)에 지지되며, 상기 구동 유닛(16)의 구동력이 상기 탄성체(150)와 상기 에어 베어링(140)에 가해지는 압력(인장력)을 감지하기 위한 것으로서, 통상적인 로드셀(load cell)이 사용될 수 있다.

상기 압력감지부(133)에 의해 감지된 신호는 제어부(미도시)로 전송되며, 제어부는 수신된 신호에 기초하여 상기 탄성체(140)와 상기 에어 베어링(150)에 가해지는 압력(인장력)에 대응하는 이동 거리를 산출하고, 미리 입력된 기준 데이터와의 비교를 통해 상기 구동 유닛(160)의 구동 상태를 제어함으로써, 원하는 마스크 스틱의 인장상태를 확보할 수 있도록 기능하게 된다.

도 1 및 도 2와 도 4를 참조하면, 상기 에어 베어링(140)은 상기 베이스 프레임(110)에 탑재되도록 설치되는 중공형 하우징(141)과, 그 하우징(141)의 중공부에 비접촉식으로 관통되도록 결합되는 가동축(142) 및 상기 하우징(141)의 중공부에 공기를 공급시켜 주기 위한 공기 공급원(143)을 포함하여 구성된다.

여기서, 미설명 도면부호 144는 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)과 상기 클램프 유닛(120)을 지지하여 서로 연결되도록 결합시켜 주는 지지 브라켓을 나타낸다. 따라서, 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)은 상기 지지 브라켓(144)과 상기 탄성체(150)에 각각 양단이 연결되도록 지지되어 상기 구동 유닛(160)의 구동력을 상기 클램프 유닛(120)에 전달할 수 있도록 기능하게 된다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 하우징(141)은 사각 실린더 블록 구조로 형성되고, 상기 가동축(142)은 그 실린더 블록의 중공부에 미소한 틈새 공간이 형성되도록 비접촉 상태로의 상보적인 결합이 가능한 사각 블록 구조로 형성되는 것이 바람직하나, 이러한 형상 구조는 부품의 가공 제작 및 조립성 등을 고려하여 예시한 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 예를 들면 원통형의 실린더 구조의 하우징과 원기둥형 구조의 가동축으로 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 에어 베어링(140)에 따르면, 상기 하우징(141)과 가동축(142)의 사이에 형성되는 틈새 공간에는 상기 공기 공급원(143)으로부터 공급된 공기가 공기막을 형성하게 된다. 이에 따라 상기 가동축(142)은 공기막의 작용에 의해 마찰이 없는 상태로 상기 하우징(142)의 중공부에서 부양되어 미소하고 미세한 직선 운동을 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 비록 도면으로 예시하지는 않았으나, 상기 에어 베어링(140)은 상기 슬라이드 유닛(130)과 상기 탄성체(150)의 사이에 개재되도록 설치될 수도 있다.

즉, 상기 에어 베어링(140)은 상기 슬라이드 유닛(130)의 압력감지부(133)와 상기 탄성체(150)의 사이에 개재되도록 설치될 수 있으며, 다른 한편으로는 상기 슬라이드 유닛(130)의 압력감지부(133)와 구동 유닛(160)의 사이에 개재되도록 설치될 수도 있다.

도 1 및 도 2와 도 5를 참조하면, 상기 탄성체(150)는 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)과 상기 슬라이드 유닛(130)의 압력감지부(133)에 각각 연결되도록 설치되는 1쌍의 평판형 플랜지(151)(152)와, 그 평판형 플랜지(151)(152)의 상단부와 하단부에 각각 브릿지 형태로 연결되도록 설치되는 1쌍의 스프링 구조체(153)(154)를 포함하여 구성된다. 여기서, 미설명 도면 부호 151a 및 152a는 각각 상기 평판형 플랜지(151)(152)가 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)과 상기 구동 유닛(160)에 각각 연결되도록 결합되는 결합 플랜지를 나타낸 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 플랜지(151a)(152a)는 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)과 상기 구동 유닛(160)에 용이하게 결합하기 위한 수단으로 기능하는 것으로서, 도면에 도시된 형태의 형상 구조로 한정되는 것은 아니며, 그 결합 상대물에 따라 볼트 및 너트 체결구조나 리벳 또는 용접에 의한 결합구조 등과 같이 공지공용의 다양한 결합구조와 수단을 이용하여 변형된 형태로 적용할 수 있음이다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 스프링 구조체(150)는 서펜트(serpent) 또는 사(蛇)형 구조로 형성된 판스프링체로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 서펜트(serpent)형 또는 사(蛇)형 구조는 판스프링체가 좌우방향으로 교번하여 동일한 폭으로 벤딩된 다단 벤딩부를 가지는 지그재그의 모양을 가지는 형상 구조로 정의할 수 있다.

상기 평판형 플랜지(151)(152)와 상기 스프링 구조체(153)(154)는 레이저 컷팅과 같은 기계 가공이나 몰딩 가공에 의해 일체적으로 성형되는 것이 바람직하며, 다른 한편으로는 각각이 별도 부품으로 제작되어 용접 등에 의해 일체적으로 형성된 구성을 가질 수도 있다.

상술한 바와 같이 평판형 플랜지(151)(152)와 스프링 구조체(153)(154)로 이루어진 구성을 가지는 탄성체(150)에 의하면 기존의 환선형 코일 스프링에 비해 조립성이 대폭 향상될 수 있다.

그리고 상기 탄성체(150)는 상기 구동 유닛(160)가 상기 슬라이드 유닛(130)을 직선 운동시켜 주는 과정에서 상기 구동 유닛(160)의 구동원(예를 들면, 서보 모터)으로부터 출력되는 구동력을 탄성작용에 의해 변화시킨 상태로 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)에 전달하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 상기 마스크 스틱(M)의 스트레칭 과정에서 실제로 마스크 스틱(M)이 인장되는 길이가 매우 미세하여 상기 구동 유닛(160)의 구동원에 의한 제어는 그 정밀도에 한계를 가지게 된다.

따라서 상기 구동 유닛(160)과 슬라이드 유닛(130)의 사이에 개재되도록 설치된 탄성체(150)가 탄성작용에 의해 구동력을 매우 미세하고 정밀하게 변화(증폭 또는 흡수)시켜 줌으로써, 예를 들면 상기 구동 유닛(160)의 구동원에서는 마스크 스틱이 10um 늘어나게 제어하더라도 상기 탄성체(150)의 작용에 의해 실제 마스크 스틱이 1um 늘어나게 제어할 수 있게 된다. 다른 표현으로, 실제 마스크 스틱이 1um 늘어나게 제어해야 하는 경우에 있어서 상기 구동 유닛(160)의 구동원은 마스크 스틱이 10um 늘어나도록 제어하게 할 수 있으므로, 상기 구동 유닛(160)의 구동원에 대한 제어 정밀도를 용이하게 만족시킬 수 있게 된다. 이러한 구동력 제어 과정에서 상기 탄성체(150)는 평판형 플랜지(1510(152)와 스프링 구조체(153)(154)에 의해 균일한 힘과 변형량의 비례관계가 성립되도록 작용하게 됨으로써, 마스크 스틱의 인장 상태와 스트레칭 상태에 대한 정밀도 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있도록 기능하게 된다.

한편, 상기 구동 유닛(160)의 구동력이 제공되지 않으면, 상기 탄성체(150)는 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)을 상기 클램프 유닛(120) 측으로 탄성 바이어스 한다.

상기 구동 유닛(160)은 구동원인 서보 모터(161)와, 상기 베이스 프레임(110)에 설치되는 지지 브라켓(162)에 의해 지지되어 상기 서보 모터(161)의 출력축과 연결되는 리드 스크류(163)를 포함하여 구성된다.

상기 리드 스크류(163)는 상기 슬라이드 유닛(130)의 지지 블록(132)이 너트부재의 형태로 결합되어 축상으로 이동하며 직선운동을 허용하게 된다.

상기 서보 모터(161)는 상기 클램브 유닛(120)의 구동 모터(123)의 동작 상태와 연계하여 도시되어 있지 않은 제어부에 의해 마스크 스틱의 스트레칭을 위한 동작 상태가 제어된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 마스크 스틱 스트레칭장치의 동작 상태를 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 마스크 스틱 스트레칭장치(100)는 1쌍이 1조를 이루도록 서로 마주보게 배치된 상태에서 각각의 마스크 클램프 유닛(120)의 사이에 마스크 프레임(미도시)이 위치하도록 공급되어 지지대(미도시)에 세팅되며, 그 마스크 프레임(미도시)의 상부에 마스크 스틱(M)이 공급되어 위치 정렬되는 동작 초기화 작업이 이루어진다. 이와 같은 초기화 작업이 이루어지면, 제어부(미도시)의 지령에 의해 상기 마스크 클램프 유닛(120)이 마스크 스틱(M)을 파지하여 클램핑하는 동작을 수행하게 된다.

즉, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 구동되는 구동모터(123)의 회전력이 상기 구동 풀리(126b)와 타이밍 벨트(B) 및 종동 풀리(126c)를 통해 리드 스크류(126a)에 전달된다. 이와 같은 동력전달에 의해 상기 리드 스크류(126a)가 회전 구동하게 되고, 그 리드 스크류(126a)에 너트부재 형태로 결합된 승강 그립퍼(125)가 리드 스크류(126a)의 축을 따라 직선 이동하여 상승하면서 고정 그립퍼(124)와 협력하여 마스크 스틱(M)을 파지하여 클램핑하게 된다.

상술한 바와 같은 마스크 클램프 유닛(120)의 마스크 스틱(M) 클램핑 동작에 이어서 제어부가 상기 구동 유닛(160)을 연계적으로 구동시켜 상기 슬라이드 유닛(130)을 통해 상기 마스크 클램프 유닛(120)을 후진시켜 클램핑된 마스크 스틱(M)을 잡아당겨 스트레칭 작업을 수행하게 된다.

즉, 상기 구동 유닛(160)은 제어부의 제어 신호에 의해 서보 모터(161)가 구동하면서 리드 스크류(163)의 축상으로 상기 슬라이드 유닛(130)의 슬라이드 가이드(131)가 직선운동하게 된다. 이에 따라 상기 슬라이드 가이드(131)에 탑재된 압력감지부(133)와 순차적으로 연결된 탄성체(150) 및 에어 베어링(140)의 가동축(142)이 후진하게 된다. 이때, 상기 압력감지부(133)는 상기 탄성체(150)와 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)에 가해지는 압력(인장력)을 감지하여 상기 제어부(미도시)에 신호로 전송하게 된다. 이에 따라 제어부는 수신된 신호에 기초하여 상기 탄성체(150)와 상기 에어 베어링(140)의 가동축(142)에 가해지는 압력에 대응하는 이동 거리를 산출하고, 미리 입력된 기준 데이터와의 비교를 통해 상기 서보 모터(161)의 구동 상태를 제어한다.

상기 구동 유닛(160)의 서보 모터(161)의 구동에 의해 상기 슬라이드 유닛(130)이 직선운동하면서 상기 마스크 클램프 유닛(120)을 후진시킴에 따라 고정 그립퍼(124)와 승강 그립퍼(125)에 의해 파지되도록 클램핑된 마스크 스틱(M)의 양단이 잡아당겨져 스트레칭이 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이 스트레칭된 마스크 스틱은 용접 공정을 통하여 마스크 프레임에 용접되어 마스크 조립체로 형성되며, 그 마스크 조립체가 진공증착공정에 투입되어 평판 디스플레이 패널의 유기 발광층을 형성하기 위한 새도우 마스크로 사용된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

110 : 베이스 프레임 120 : 마스크 클램프 유닛
124 : 고정 그립퍼 125 : 가동 그립퍼
130 : 슬라이드 유닛 133 : 압력감지부
140 : 에어 베어링 141 : 하우징
142 : 가동축 150 : 탄성체
160 : 구동 유닛 161: 서보 모터
163 : 리드 스크류

Claims

단위 마스크 패턴이 다수 형성된 마스크 스틱을 클램핑하여 스트레칭시켜 주기 위해 상기 마스크 스틱을 그립핑하기 위한 클램프 유닛과, 상기 마스크 스틱을 인장하도록 상기 클램프 유닛을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛 및 상기 슬라이드 유닛을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛과, 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛을 지지하는 베이스 프레임을 포함하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치에 있어서,
상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛 중의 어느 둘 사이에 에어 베어링이 개재되도록 구비되며,
상기 에어 베어링은,
상기 베이스 프레임에 설치되는 중공형 하우징과;
상기 하우징의 중공부에 비접촉식으로 관통되도록 결합되어 상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛 중 인접한 어느 양측에 각각 양단이 지지되는 가동축과;
상기 하우징의 중공부에 공기를 공급시켜 주기 위한 공기 공급원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
단위 마스크 패턴이 다수 형성된 마스크 스틱을 클램핑하여 스트레칭시켜 주기 위한 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치에 있어서,
상기 마스크 스틱을 그립핑하기 위한 클램프 유닛과;
상기 마스크 스틱을 인장하도록 상기 클램프 유닛을 후진시켜 주기 위한 슬라이드 유닛과;
상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛의 사이에 개재되도록 설치되는 에어 베어링과;
상기 에어 베어링과 상기 슬라이드 유닛의 사이에 개재되도록 설치되는 탄성체와;
상기 슬라이드 유닛을 직선 구동시켜 주기 위한 구동 유닛; 및
상기 클램프 유닛과 상기 슬라이드 유닛 및 상기 구동 유닛을 지지하는 베이스 프레임;을 포함하며,
상기 에어 베어링은,
상기 베이스 프레임에 설치되는 중공형 하우징과;
상기 하우징의 중공부에 비접촉식으로 관통되도록 결합되어 상기 클램프 유닛과 상기 탄성체에 각각 양단이 지지되는 가동축과;
상기 하우징의 중공부에 공기를 공급시켜 주기 위한 공기 공급원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
삭제
제 2 항에 있어서, 상기 클램프 유닛은,
상기 베이스 프레임의 선단부에 마련되어 헤드부를 이루는 지지 프레임과;
상기 지지 프레임에 설치되는 구동 모터와;
상기 지지 프레임에 설치되는 고정 그립퍼와;
상기 고정 그립퍼와 상보적으로 작용하여 상기 마스크 스틱을 클랭핑하도록 상기 지지 프레임에 승강운동 가능한 상태로 설치되는 승강 그립퍼와;
상기 구동 모터의 동력을 전달받아 상기 승강 그립퍼를 승강운동시켜 주기 위한 동력전달부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 4 항에 있어서, 상기 동력전달부는,
상기 베이스 프레임에 설치되는 리드 스크류와;
상기 구동모터의 출력축에 연결되도록 상기 지지 프레임에 설치되는 구동 풀리와;
상기 리드 스크류와 연결되도록 상기 지지 프레임에 설치되는 종동 풀리와;
상기 구동 풀리와 종동 풀리를 연결하는 벨트부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 2 항에 있어서, 상기 슬라이드 유닛은,
상기 베이스 프레임에 구비된 슬라이드 가이드와;
상기 슬라이드 가이드에 탑재되어 직선왕복 운동하도록 상기 탄성체와 상기 구동 유닛의 사이에 연결되는 압력감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 2 항에 있어서, 상기 탄성체는,
상기 에어 베어링과 상기 구동 유닛에 각각 연결되도록 설치되는 1쌍의 평판형 플랜지와;
상기 1쌍의 평판형 플랜지 상단부와 하단부에 각각 브릿지 형태로 연결되도록 설치되는 1쌍의 스프링 구조체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 7 항에 있어서,
상기 스프링 구조체는 판스프링체가 좌우방향으로 교번하여 동일한 폭으로 벤딩된 다단 벤딩부를 가지는 지그재그의 형상 구조를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 스프링 구조체는 상기 평판형 플랜지와 일체적으로 성형된 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.
제 2 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
상기 베이스 프레임에 설치되는 구동원과;
상기 구동원의 출력축에 연결되어 상기 슬라이드 유닛에 구비된 압력감지부를 직선왕복 운동시켜 주기 위한 리드 스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자 제조용 마스크 스트레칭장치.