KR20040038540A - 기판 로딩 및 언로딩용 테이블 - Google Patents

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KR20040038540A
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곽용근
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 로딩 및 언로딩용 테이블에 관한 것으로, 평판 형태의 스테이지의 표면으로부터 돌출된 수직구동 핀들이 포크 형태의 로봇 암에 의해 이송되는 기판을 전달받아 프리-얼라인 및 지지한 다음 스테이지의 표면까지 하강하여 기판을 평판 형태의 스테이지에 안착시키므로, 기판의 휨 현상이 발생하지 않게 된다.

Description

기판 로딩 및 언로딩용 테이블{TABLE FOR LOADING AND UNLOADING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 로딩 및 언로딩용 테이블에 관한 것으로, 특히 기판의 평탄도를 확보하고, 기판과 공정진행 장비를 프리-얼라인(pre-align)시킬 수 있는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보에 따른 데이터 신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
따라서, 액정 표시장치는 화소 단위의 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널과; 상기 액정 셀들을 구동시키는 드라이버 집적회로(integrated circuit : IC)를 구비한다.
상기 액정 표시패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판 및 컬러필터(color filter) 기판과, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판의 이격 간격에 충진된 액정층으로 구성된다.
그리고, 상기 액정 표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터 신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 데이터 라인들과, 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 게이트 라인들이 서로 직교하며, 이들 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부마다 액정 셀들이 정의된다.
상기 게이트 드라이버 집적회로는 다수의 게이트라인에 순차적으로 주사신호를 공급함으로써, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 1개 라인씩 순차적으로 선택되도록 하고, 그 선택된 1개 라인의 액정 셀들에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 데이터 신호가 공급된다.
한편, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 액정 셀 별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정 셀들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
이와같이 화소전극에 인가되는 전압을 액정 셀 별로 제어하기 위하여 각각의 액정 셀에는 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.
상기한 바와같은 액정 표시장치의 구성요소들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향하여 합착된 단위 액정 표시패널의 개략적인 평면구조를 보인 예시도이다.
도1을 참조하면, 액정 표시패널(100)은 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 화상표시부(113)와, 그 화상표시부(113)의 게이트 라인들과 접속되는 게이트 패드부(114) 및 데이터 라인들과 접속되는 데이터 패드부(115)를 포함한다. 이때, 게이트 패드부(114)와 데이터 패드부(115)는 컬러필터 기판(102)과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 가장자리 영역에 형성되며, 게이트 패드부(114)는 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 화상표시부(113)의 게이트 라인들에 공급하고, 데이터 패드부(115)는 데이터 드라이버 집적회로로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(113)의 데이터 라인들에 공급한다.
상기 화상표시부(113)의 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)에는 화상정보가 인가되는 데이터 라인들과 주사신호가 인가되는 게이트 라인들이 서로 수직교차하여 배치되고, 그 교차부에 액정 셀들을 스위칭하기 위한 박막 트랜지스터와, 그 박막 트랜지스터에 접속되어 액정 셀을 구동하는 화소전극과, 이와같은 전극과 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 전면에 형성된 보호막이 구비된다.
상기 화상표시부(113)의 컬러필터 기판(102)에는 블랙 매트릭스에 의해 셀 영역별로 분리되어 도포된 칼러필터들과, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)에 형성된 화소전극의 상대전극인 공통 투명전극이 구비된다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(102)은 스페이서(spacer)에 의해 일정하게 이격되도록 셀-갭(cell-gap)이 마련되고, 상기 화상표시부(113)의 외곽에 형성된 실 패턴(seal pattern, 116)에 의해 합착되어 단위 액정 표시패널을 이루게 된다.
상기한 바와같은 단위 액정 표시패널을 제작함에 있어서, 수율을 향상시키기 위하여 대면적 유리재질의 모기판에 복수의 단위 액정 표시패널들을 동시에 형성하는 방식이 일반적으로 적용되고 있다. 따라서, 상기 복수의 액정 표시패널들이 제작된 모기판을 절단 및 가공하여 대면적의 모기판으로부터 단위 액정 표시패널들을 분리하는 공정이 요구된다.
상기 대면적의 모기판으로부터 분리된 단위 액정 표시패널에는 액정 주입구를 통해 액정을 주입하여 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(102)이 이격되는 셀-갭에 액정층을 형성하고, 그 액정 주입구를 밀봉한다.
상술한 바와같이 단위 액정 표시패널을 제작하기 위해서는 2개의 대면적 모기판에 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)이나 컬러필터 기판(102)을 개별적으로 제작한 다음 상기 2개의 모기판 상에 실 패턴(116)이나 스페이서를 선택적으로 형성하여 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착하고, 합착된 대면적 모기판으로부터 단위 액정 표시패널을 분리하고, 액정을 주입하는 공정들이 요구된다.
특히, 상기 2개의 대면적 모기판에 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)이나 컬러필터 기판(102)을 개별적으로 제작하거나 또는 2개의 대면적 모기판 상에 실 패턴(116)이나 스페이서를 선택적으로 형성하기 위해서는 상기 대면적 모기판을 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블이 구비되어야 한다. 종래의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 종래의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 보인 예시도이다.
도2를 참조하면, 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 평판 형태의 제1스테이지(stage, 201)와, 상기 제1스테이지(201) 상에 구비되어 일정한 간격의 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)로 구성된다.
그리고, 도3a 내지 도3c는 상기한 바와같이 구성되는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블에 기판을 로딩하는 순차적인 과정을 보인 예시도이다.
먼저, 도3a에 도시한 바와같이 포크(fork) 형태의 로봇 암(robot arm, 210)이 기판(200)을 들어 올려 상기 제1스테이지(201)와 제2스테이지(202)로 구성되는 테이블로 이송한다.
그리고, 도3b에 도시한 바와같이 상기 포크 형태의 로봇 암(210)이 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)의 홈부까지 하강하여 제2스테이지(202)의 돌출부에 기판(200)이 로딩되도록 한다.
그리고, 도3c에 도시한 바와같이 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)의 홈부까지 하강한 로봇 암(210)이 제1스테이지(201)와 제2스테이지(202)로 구성되는 테이블로부터 빠져나온다.
한편, 상기한 바와같이 기판(200)이 로딩되어 공정이 진행된 후에는 상기 기판(200)을 언로딩한다.
상기 기판(200)의 언로딩은 상기 포크 형태를 갖는 로봇 암(210)이 제2스테이지(202)의 홈부로 진입하여 상승함으로써, 공정이 완료된 기판(200)을 들어 올려 다음 공정이 진행될 장비로 이송하는 과정으로 이루어진다.
따라서, 종래에는 포크 형태를 갖는 로봇 암(210)의 입출로를 확보하기 위해서 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)가 테이블에 필수적으로 구비되어야 한다.
그러나, 종래의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 대면적 유리재질의 모기판이 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)의 돌출부에 로딩됨에 따라 모기판의 평탄도를 확보하기 어려운 문제점이 있다.
즉, 도4에 도시한 바와같이 테이블이 평판 형태의 제1스테이지(201)와 요철구조를 갖는 제2스테이지(202)로 구성되고, 기판(200)이 상기 제2스테이지(202)의돌출부에 로딩되므로, 제2스테이지(202)의 홈부에서 기판(200)을 지지하지 못하여 기판(200)이 아랫 방향으로 휘어지게 된다.
상기한 바와같은 기판(200)의 휨 현상은 기판(200) 상에 패터닝되는 도전막이나 절연막들의 패턴 불량을 유발하여 액정 표시패널의 구동불량을 유발할 수 있으며, 특히 기판(200) 상에 형성되는 실 패턴의 경우에는 두께와 폭이 불균일하게 형성되어 액정 표시패널의 화질을 저하시킬 뿐만 아니라 심한 경우 실 패턴의 단선이 발생하여 액정 표시패널의 불량을 유발할 수 있는 문제가 있다.
최근 들어, 액정 표시장치가 점차 대형화됨에 따라 액정 표시패널들이 제작되는 모기판의 면적도 증가되는 추세에 있으며, 따라서 상기 기판(200)의 휨 현상이 더욱 심해져, 불량 발생률이 증가되며, 이에 따라 생산성이 감소되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 평탄도를 확보하고, 기판과 공정진행 장비를 프리-얼라인시킬 수 있는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 제공하는데 있다.
도1은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향하여 합착된 단위 액정 표시패널의 개략적인 평면구조를 보인 예시도.
도2는 종래의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 보인 예시도.
도3a 내지 도3c는 도2의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 이용하여 기판을 로딩하는 순차적인 과정을 보인 예시도.
도4는 종래의 기술에 따른 기판 휨 현상을 보인 예시도.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 보인 예시도.
도6a 내지 도6g는 도5의 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 이용하여 기판을 로딩 및 언로딩하는 순차적인 과정을 보인 예시도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
301:스테이지302:수직구동 핀
302A:정렬 핀302B:지지 핀
303:흡착홀
상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 평판 형태의 스테이지와; 상기 스테이지의 표면으로부터 돌출되는 복수의 수직구동 핀들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 및 언로딩용 테이블을 상세히 설명한다.
도5를 참조하면, 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 평판 형태의 스테이지(301)와; 상기 스테이지(301)의 표면으로부터 돌출되는 복수의 수직구동 핀(302)들로 구성된다. 상기 수직구동 핀(302)들은 스테이지(301)의 가장자리에 구비되어 기판과 공정진행 장비를 프리-얼라인시키는 정렬 핀(align pin, 302A)들과; 스테이지(301)의 중앙에 일정하게 배열되어 기판을 지지하는 지지 핀(support pin, 302B)들로 구성된다.
상기 복수의 정렬 핀(302A)들은 기판(300)을 효과적으로 프리-얼라인시킬 수 있도록 상기 지지 핀(302B)에 비해 돌출되는 높이가 더 높게 제작하는 것이 바람직하다.
상기 스테이지(301)의 표면에는 기판이 로딩될 때 공기를 빨아들여 기판을 스테이지(301)에 흡착시키고, 기판이 언로딩될 때 공기를 불어넣어 기판을 스테이지(301)로부터 탈착시키는 복수의 흡착홀(303)들을 추가로 구비할 수 있다.
도6a 내지 도6g는 상기한 바와같이 구성되는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블에 기판을 로딩 및 언로딩하는 순차적인 과정을 보인 예시도이다.
먼저, 도6a에 도시한 바와같이 포크 형태의 로봇 암(310)이 기판(300)을 들어 올려 상기 스테이지(301)로 이송한다. 이때, 복수의 수직구동 핀(302)들은 상기 기판(300)이 스테이지(301)로 이송되기 전에 스테이지(301)의 표면으로부터 돌출되어 있는 상태이거나 또는 기판(300)이 스테이지(301) 상에 이송된 다음 돌출될 수 있다.
상기 스테이지(301)로 이송되는 기판(300)은 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 제1모기판이거나 복수의 컬러필터 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 제2모기판일 수 있으며, 또는 상기 제1,제2모기판이 합착된 패널일 수 있다.
그리고, 도6b에 도시한 바와같이 상기 포크 형태의 로봇 암(310)이 상기 스테이지(301)의 표면에 근접하도록 하강하여 스테이지(301)의 표면으로부터 돌출된 복수의 수직구동 핀(302)들에 의해 기판(300)이 로딩되도록 한다. 이때, 수직구동 핀(302)들은 스테이지(301)의 가장자리에 구비된 복수의 정렬 핀(302A)들을 통해서 기판(300)과 공정진행 장비를 프리-얼라인시키고, 또한 스테이지(301)의 중앙에 일정하게 배열된 복수의 지지 핀(302B)들을 통해서 기판(300)을 지지한다.
상기 복수의 정렬 핀(302A)들은 상기 지지 핀(302B)에 비해 돌출되는 높이가 높게 제작되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 로봇 암(310)이 하강할 때, 상기 복수의 지지 핀(302B)들에 비해 높게 돌출된 복수의 정렬 핀(302)들이 먼저 기판(300)을 프리-얼라인시키고, 이와같이 프리-얼라인된 기판(300)은 복수의 지지 핀(302B)들에 의해 지지된다.
상기 복수의 정렬 핀(302A)들이 기판(300)과 공정진행 장비를 프리-얼라인 시킴에 따라 기판(300)의 오정렬로 인해 공정진행 장비가 기판(300)에 형성된 정렬마크(align mark)를 인지하지 못하여 정렬마크 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 도6c에 도시한 바와같이 상기 스테이지(301)의 표면에 근접하도록하강한 로봇 암(310)이 스테이지(301)로부터 빠져나온다.
따라서, 상기 복수의 수직구동 핀(302)들은 상기 포크 형태의 로봇 암(310)의 입출로에서 로봇 암(310)과 간섭이 발생하지 않도록 배열되어야 한다.
그리고, 도6d에 도시한 바와같이 상기 복수의 수직구동 핀(302)들이 하강하여 상기 기판(300)을 상기 스테이지(301)에 안착시킨다. 이때, 복수의 수직구동 핀(302)들은 적어도 스테이지(301)의 표면과 일치하는 높이까지 하강하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 스테이지(301)의 표면에 구비된 복수의 흡착홀(303)은 공기를 빨아들여 상기 기판(300)을 상기 스테이지(301)에 흡착시킴으로써, 기판(300)의 요동을 방지한다.
상기한 바와같이 기판(300)이 스테이지(301)에 로딩되면, 해당 공정이 진행된 후에 기판(300)이 스테이지(301)로부터 언로딩된다. 이때, 기판(300) 상에는 박막 트랜지스터 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 제작과정에서 요구되는 도전막들이나 절연막들이 패터닝될 수 있으며, 특히 박막 트랜지스터 어레이 기판이나 컬러필터 기판 상에 실 패턴을 형성할 수 있다.
상기 기판(300)의 언로딩을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도6e에 도시한 바와같이 상기 스테이지(301)의 표면에 구비된 복수의 흡착홀(303)이 공기를 불어넣어 기판(300)을 스테이지(301)로부터 탈착시키면서, 상기 복수의 수직구동 핀(302)들이 상승하여 상기 기판(300)을 상기 스테이지(301)로부터 일정한 높이까지 밀어올린다. 이때, 복수의 수직구동 핀(302)들은 적어도포크 형태의 로봇 암(310)이 기판(300)과 스테이지(301)의 이격된 공간에 진입할 수 있는 높이까지 상승하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 도6f에 도시한 바와같이 상기 포크 형태의 로봇 암(310)이 상기 기판(300)과 스테이지(301)의 이격된 공간에 진입한다.
그리고, 도6g에 도시한 바와같이 상기 포크 형태의 로봇 암(310)이 상승함으로써, 기판(300)을 들어올린다.
상기 포크 형태의 로봇 암(310)이 기판(300)을 들어올린 다음에는 후속 공정이 진행될 장비로 이송한다.
상기한 바와같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 평판 형태의 스테이지(301)의 표면으로부터 돌출된 수직구동 핀(302)들이 포크 형태의 로봇 암(310)에 의해 이송되는 기판(300)을 전달받아 프리-얼라인 및 지지한 다음 스테이지(301)의 표면까지 하강하여 기판(300)을 평판 형태의 스테이지(301)에 안착시키므로, 종래에서와 같이 기판(300)의 휨 현상이 발생하지 않게 되며, 프리-얼라인이 가능하여 기판(300)과 공정진행 장비의 정렬마크 오류를 방지하게 된다. 또한, 스테이지(301)의 표면에 복수의 흡착홀(303)이 구비되어 기판(300)의 요동을 방지함에 따라 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와같이 본 발명에 의한 기판 로딩 및 언로딩용 테이블은 기판의 평탄도를 확보하고, 기판과 공정진행 장비를 프리-얼라인시킬 수 있게 되므로, 기판의 휨 현상을 방지하여 기판 상에 패터닝되는 도전막이나 절연막들의 패턴 불량이발생하지 않으며, 이로 인해 액정 표시패널의 구동 불량을 방지할 수 있게 된다.
특히, 기판 상에 실 패턴을 형성하는 경우에도 두께와 폭을 균일하게 형성할 수 있게 되어 액정 표시패널의 화질 저하를 방지할 뿐만 아니라 실 패턴의 단선을 방지하여 액정 표시패널의 불량 발생을 억제할 수 있게 된다.
또한, 액정 표시장치가 점차 대형화됨에 따라 액정 표시패널들이 제작되는 모기판의 면적이 증가할 경우에도, 상기 기판의 휨 현상을 방지할 수 있게 되므로, 대면적 액정 표시패널의 불량 발생률이 증가되는 것을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 평판 형태의 스테이지와; 상기 스테이지의 표면으로부터 돌출되는 복수의 수직구동 핀들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이지는 복수의 흡착홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 수직구동 핀들은 상기 스테이지의 가장자리에 구비되어 기판과 공정진행 장비를 프리-얼라인시키는 복수의 정렬 핀들과; 상기 스테이지의 중앙에 일정하게 배열되어 기판을 지지하는 복수의 지지 핀들로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 정렬 핀들은 상기 복수의 지지 핀들에 비해 돌출되는 높이가 높게 제작된 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 모기판인 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 복수의 컬러필터 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 모기판인 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 제1모기판과 복수의 컬러필터 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 제2모기판이 합착된 패널인 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 공정진행 장비는 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 모기판이나 복수의 컬러필터 기판들이 제작된 대면적 유리재질의 모기판 상에 실 패턴을 형성하는 장비인 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 수직구동 핀들은 적어도 기판과 스테이지 사이의 공간에 로봇 암의 진입이 가능한 높이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 수직구동 핀들은 적어도 스테이지의 표면과 일치하는 높이까지 하강하는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 및 언로딩용 테이블.
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