KR20040091850A - 액정표시소자의 기판 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 기판을 이송하는 장치에 관한 것으로써 특히, 액정표시장치의 제조 공정 중 모 기판을 단위 셀로 절단한 후에 절단면을 연마하는 글라인더로 단위 셀을 이송하는 장치에 관한 것이다. 절단된 단위 셀을 글라인더로 이송하는 클램프의 구조를 다수의 분할된 기판 홀더를 포함하도록 구성함으로써 절단된 기판이 클램프와 충돌하여 파티클이 발생하는 것을 억제하고, 파티클이 발생하더라도 분할형 클램프 사이로 배출되게 함으로써 글라인딩 공정에서 파티클이 장애요인으로 작용하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

액정표시소자의 기판 이송 장치{SUBSTRATE TRANSFER DEVICE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시소자의 기판 이송 장치에 관한 것으로써, 특히 액정표시소자가 형성된 모 기판을 단위 셀로 절단한 후에, 절단 된 기판의 가장자리를 연마하는 글라인딩(grinding) 공정으로 기판을 이송하기 위하여 기판의 절단면을 붙잡는 클램프의 구조에 관한 것이다.

오늘날, 액정표시장치는 영상표시장치 중에서도 가장 각광을 받는 것으로써 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 그러므로 액정표시장치의 대량 생산이 요구되며 또한 대형화가 진행되고 있다.

액정표시소자는 하나의 모 기판 상에 여러 장의 단위 셀을 제작한 후, 상기의 모 기판을 단위 셀 별로 절단하게 된다.

도 1을 통하여 액정표시소자의 제조 공정을 간략히 설명한다.

액정표시장치는 TFT 기판과 상기 TFT 기판과 서로 대향하여 형성되는 컬러필터 기판과 그 사이에 액정이 충진되어 있는 구조를 하고 있다. 상기의 액정표시소자를 형성하는 공정은 TFT기판을 준비하는 단계와, 상기 TFT 기판 상에 배향막을 형성하는 단계와, 상기 배향막 위에 액정의 초기 배향을 위하여 배향막을 러빙(rubbing)하는 단계와, 별도의 공정을 통해 형성되는 컬러필터 기판과 합착하고 상기 TFT기판과 컬러필터 기판 사이에 충진되는 액정을 유지하기 위해 TFT기판의 액티브 영역 외곽으로 실(seal)패턴을 형성하는 단계와, TFT기판과 컬러필터 기판의 셀 갭 형성을 위한 스페이서를 산포하는 단계와, TFT 기판과 컬러필터 기판을 합착하는 단계와, 접합된 기판을 단위 셀 단위로 절단하는 단계와, 단위 셀에 액정을 주입하는 단계로 이루어진다.

상기의 액정표시소자를 형성하는 공정을 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 1단계로 유리 등로 이루어진 모 기판에 다수의 스위칭 소자와 스위칭 소자를구동하기 위한 매트릭스 형태로 게이트 배선과 데이터 배선이 배열되고 상기의 스위칭 소자와 일대일 대응되는 화소전극을 형성하여 TFT 기판을 준비한다.

준비된 상기의 TFT기판 상에 배향막을 형성하는 2단계는 고분자 물질 등으로 이루어진 배향막을 도포하는 단계와 액정의 초기 배향을 위해 배향막을 러빙(rubbing)하는 단계를 포함한다. 배향막은 통상 폴리이미드(polyimide)와 같은 고분자 재질로 이루어지며, 스핀 코팅(spin coating)방법 등에 의해 기판 상에 도포된다. 또한, 배향막의 러빙(rubbing)은 러빙포를 이용하여 기판 전체를 문지르는 것으로 정상적인 액정 구동을 가능하게 하기 위하여 기판 전체에 균일하게 러빙을 실시하는 것이 중요하다.

실 패턴(seal pattern)을 형성하는 3 단계에서는 TFT기판과 컬러필터 기판을 합착하여 셀 갭(cell-gap)을 형성하는 기능과 TFT기판과 컬러필터 기판 사이에 충진된 액정이 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 실 패턴은 열경화 수지를 TFT 기판의 액티브 영역 외곽에 스크린 인쇄법, 실런트 디스펜서(sealant dispenser)방법 등에 의해 인쇄한 후, 열 경화시킴으로써 형성된다.

스페이서를 산포하는 4 단계에서는 스페이서를 TFT 기판 상에 균일한 밀도로 산포하여 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀 갭(cell gap)을 일정하게 유지한다.

컬러필터 기판과 TFT 기판을 합착하는 5 단계에서는 설계 시부터 정밀하게 제어되는 합착 마진을 유지하면서 수 ㎛의 정밀도로 합착을 실시한다.

이와 같이 합착 마진이 중요한 이유는 두 기판의 합착 오차범위를 벗어나면 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동 시 원하는 화질을 얻을 수 없기 때문이다.

상기와 같이 합착된 TFT기판과 컬러필터 기판은 6단계에서 가공되어 단위 셀로 분리된다. 일반적으로 대면적의 모 기판은 다수의 액정 셀을 포함하는데, 다수의 단위 셀별로 나누어야만 하나의 액정표시소자가 제작되는 것이다.

한편, 모 기판을 단위 셀로 절단하는 공정은 액정 주입 공정 후 실시할 수도 있고, 액정 주입 공정 전에 실시할 수도 있다. 진공 주입법에 의해 액정을 주입하는 경우에는 공정의 신속한 진행을 위해 액정 주입 전에 모 기판을 단위 셀로 분리하고 각각의 단위 셀에 액정을 주입한다.

분리된 단위 셀에 액정을 주입하는 7단계에서는 수백 ㎠의 단위 셀이 수 ㎛의 셀 갭을 가지기 때문에 효과적으로 단위 셀의 이격 공간 내로 액정을 주입하기 위해서 단위 셀의 안과 밖의 압력차를 이용하여 액정을 주입하는 진공 주입법이 널리 이용되고 있다. 이때, 액정 주입은 실 패턴이 형성되지 않은 액정 주입구를 통해 이루어지며, 상기 액정 주입구는 액정 주입이 종료된 후 봉지제에 의해 봉지 된다. 상기와 같은 공정에 의해 액정표시소자가 완성된다.

합착 공정 후, 모 기판을 단위 셀로 분리하는 절단 공정을 더 자세히 살펴 보면, 절단 공정은 기판 상에 절단하고자 하는 선을 따라 크랙을 발생시키는 스크라이브(scribe) 공정과 크랙이 발생한 스크라이브 라인을 따라 기판을 파괴하는 브래이크(break)공정으로 구분된다.

스크라이브 공정은 다이아몬드 등의 고 경도의 칼날을 구비하는 스크라이브 휠을 사용하여 기판 상에 크랙을 발생시키는 공정이고, 브래이크 공정은 상기의 크랙부에 압력을 가하여 기판을 절단하는 공정이다. 흠이 없는 유리기판은 강도가 매우 높지만 일단 크랙이 발생하면 그 강도가 수십 분의 일로 감소하여 분할이 쉽게 된다.

그러나, 상기의 절단 공정을 통하여 형성된 단위 셀은 절단면이 거칠고 날카롭다. 그러므로 절단이 끝난 단위 셀의 가장자리를 글라인딩(grinding)하는 공정이 필요하다.

한편, 상기 단위 셀의 절단 공정과 단위 셀의 글라인딩 공정은 서로 다른 공정 라인에서 진행된다. 따라서, 절단 공정이 끝난 단위 셀은 로봇 암에 의해 글라인더(grinder)로 이송되는데, 이때 단위 셀은 로봇 암에 설치된 클램프(clamp)(100)에 의해 고정되어 낙하에 의한 파손이 방지된다.

도 2에 종래의 클램프(100)가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(100)는 베이스(101)와, 이송되는 단위 셀을 고정하는 홀더(102)와, 로봇 암에 크램프를 고정시키는 결합부(103)로 구성된다. 이때, 상기 홀더(102)은 베이스(101)와 일체로 형성된다. 상기와 같이 구성된 클램프(100)가 절단 공정이 끝난 단위 셀을 글라인더로 이송하는 것이다.

글라인더에 로딩된 기판은 글라인더를 통과하면서 가장자리의 절단면이 매끄럽게 연마된다.

한편, 클램프의 홀더(102)는 일체형으로 구성되어 있으므로, 단위 셀의 가장자리 절단면과 홀더가 접촉하는 면적이 넓게 된다.

절단공정을 거친 단위 셀의 절단면은 거칠고 날카로운데, 상기 단위 셀의 절단면과 상기 클램프의 홀더(101)가 부딪치면서 단위 셀의 파티클이 다수 발생할 수있다. 이 파티클은 글라인딩 공정이나 액정 주입 공정에 혼입되어 이물질로 작용하여 액정표시소자에 불량을 발생시킨다. 뿐만 아니라 상기의 거친 절단면과 클램프(100)의 홀더(102)가 부딪혀 절단된 단위 셀 상에 크랙을 발생시키는 문제를 발생시키다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 로봇 암에 설치되어 단위 셀을 이송하는 클램프의 홀더와 단위 셀의 저촉면적을 최소화하여 홀더와 단위 셀의 충돌로 인한 파티클의 발생을 최소화 할 수 있는 크램프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 목적은 단위 셀의 절단면과 홀더의 충돌에 의한 파티클의 발생을 최소화하여 액정표시소자의 불량발생을 최소화하는 클램프를 제공한다.

도 1은 종래의 액정표시장치를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 순서도.

도 2는 종래의 기판 이송 장치에 부착된 클램프의 구조를 나타내는 사시도.

도 3는 본 발명의 기판 이송 장치에 부착된 클램프의 구조를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 기판 이송 장치에 부착된 클램프의 구조를 나타내는 정면도.

도 5는 본 발명의 클램프 구조를 나타내는 다른 실시 예를 나타내는 정면도.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

200: 클램프 201:베이스

202: 홀더 203:연결부

본 발명의 절단 공정이 완료된 단위 셀을 이송하는 클램프는 단위 셀을 이송하는 로봇 암과 상기 단위 셀을 이송을 위해 고정하는 클램프를 연결하는 연결부와, 상기 연결부가 부착되는 베이스와 , 상기 베이스에 와 연결되며 단위 셀의 절단면을 고정하는 홀더를 구비하여 구성된다.

일반적으로 절단된 단위 셀의 이송 시 단위 셀로부터 불필요한 파티클들이 발생하는 것은 단위 셀의 절단 부위와 클램프의 홀더가 접촉하여 충격이 발생하기 때문이다. 이것은 단이 셀로부터 발생하는 파티클의 발생량이 단위 셀과 홀더의 접촉면적과 비례한다는 것을 의미한다. 따라서, 단위 셀로부터 발생하는 파티클의량을 감소시키기 위해서는 단위 셀과 홀더의 접촉면적을 감소시켜야만 한다. 그런데, 단위 셀의 절단면의 면적은 감소시킬 수 없으므로 단위 셀의 절단면과 접촉하는 홀더의 면적을 감소시켜야 파티클의 발생을 줄일 수 있다.

한편, 발생된 파티클이 항상 액정표시소자에 불량을 야기하는 것은 아니다. 절단 공정의 후속 공정인 글라인딩 공정이나 액정 주입 공정에서 파티클에 의한 불량이 발생하기 위해서는 발생한 파티클이 글라인딩 공정 라인과 액정 주입 공정 라인에 혼입 되어야 한다. 다시 말해서, 단위 셀의 이송시 단위 셀의 절단 부위와 클램프의 홀더가 접촉하여 파티클이 발생하는 경우에도 이 파티클을 이송 도중 제거할 수 있다면 절단 공정 이후의 후속 공정에서 파티클에 의해 발생하는 불량을 방지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서는 상기와 같은 2가지 조건을 만족시키기 위해, 클램프의 홀더를 일정거리 이격된 복수 개로 구성한다. 따라서, 홀더의 전체 면적이 종래의 클램프 홀더 보다 감소되므로 단위 셀의 절단 면적과 홀더의 접촉면적이 감소되어 파티클의 발생이 감소된다. 또한, 홀더와 홀더 사이에 이격 공간이 형성되어 단위 셀의 이송 시 발생하는 파티클이 상기 공간으로 낙하하게 되어 파티클이 후속 공정으로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 클램프의 구조를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 클램프의 정면도를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 클램프(200)는 일정거리 이격된 복수개의 홀더를 구비하는 홀더부(202)와, 홀더가 부착되는 베이스(201)와, 상기 베이스(201)상에 형성되고 클램프를 로봇 암에 연결하는 연결부(203)를 구비하여 구성된다.

홀더부(202)의 홀더들은 그 사이에 공간이 형성되도록 일정 거리 이격되어 형성되므로 단위 셀을 이송할 때, 단위 셀의 절단면과 접촉 면적이 감소하게 된다.

이러한 점을 감안하면, 홀더부(202)는 접촉면적을 감소시키고 발생하는 파티클을 낙하시키는 어떠한 구조라고 가능하다. 즉, 다양한 개수의 홀더를 구비할 수 있으며, 홀더 사이의 공간은 파티클이 낙하될 수 있도록 파티클의 크기보다 큰 어떠한 크기도 가능하다.

한편, 상기의 클램프(200)는 유리재질의 기판과 충격을 줄이기 위하여 화학 수지 계열의 재료를 사용함이 적당하다.

한편, 일정한 거리로 이격된 다수의 홀더를 포함하는 홀더부(202)로 구성하게 되면 클램프는 외측에 형성되는 홀더가 내 측에 존재하는 홀더보다 외부 충격에 노출되어 있으므로 파손의 우려가 있어 외측에 형성되는 홀더를 내 측 보다 두껍게 형성할 수 있다.

도 5는 일정한 거리로 이격 되어 형성되는 홀더부(202) 중 외측의 홀더가 내측에 형성된 홀더보다 두껍게 형성된 모습을 도시한 것이다.

또한, 본 발명의 클램프는 클램프의 마모가 발생할 경우 쉽게 교체가 가능하도록 연결부(203)를 베이스(201)의 상부에 더 구비한다. 본 발명의 클램프는 절단된 기판을 용이하게 고정할 수 있도록 꺽쇄형으로 구성되어 있다.

절단 공정이 끝난 기판을 글라인더로 이송하는 로봇 암은 다수의 클램프를 구비하고 있는데, 상기의 로봇 암은 일정한 거리로 이격되어 형성되는 홀더부를 구비하는 클램프로 절단된 기판의 4모서리를 각각 고정시키고 기판을 글라인더 공정으로 이송한다.

글라인딩 공정이 끝난 기판은 합착된 컬러필터기판과 TFT어레이 기판 사이에 액정을 주입하는 액정주입 공정으로 이송되고 액정을 주입한 후 액정 주입구를 봉지 함으로써 액정표시장치의 영상 패널이 완성된다.

액정표시장치의 제조 공정 중 기판의 절단 공정 후, 기판의 절단면을 연마하기 위하여 기판을 글라인더로 이송하는 로봇 암에 형성된 클램프의 구조를 일정한 거리로 이격 되어 형성되는 홀더부를 포함하는 클램프로 구성함으로써, 절단된 단위 셀의 절단면과 홀더의 접촉면적을 줄여 파티클의 발생을 줄이고 홀더 사이의 이격 공간을 통하여 충돌에 의해 발생하는 파티클이 낙하할 수 있도록 하여 후속 공정으로 파티클이 유입되어 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 베이스;

   상기 베이스에 설치되며 분할된 복수개의 홀더를 가진 홀더부로 구성된 액정표시소자의 기판 이송 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 홀더는 서로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판 이송 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 베이스는 결합부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판 이송 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 홀더는 두께가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판 이송 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 클램프는 화학 수지 계열의 재료인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판 이송 장치.
6. 베이스를 구성하는 단계;

   상기 베이스에 설치되며, 분할된 복수개의 홀더를 가진 홀더부를 구성하는단계;

   상기 베이스와 기판을 이송하는 로봇을 연결하는 결합부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 기판 이송 장치 제조 방법.