KR20070051464A - 액정표시패널의 제조장치 - Google Patents

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KR20070051464A
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KR1020050109072A
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이승렬
윤진희
나문익
김경식
박준형
박상효
정각규
김재광
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시패널의 제조장치에 관한 것으로, 특히 기판의 슬립을 효과적으로 방지할 수 있는 진공반송용 로봇을 가진 액정표시패널의 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 진공계에서 공정을 진행하는 프로세스 챔버와, 상기 공정 전후의 기판을 수납하고 대기와 진공계사이의 버퍼 역할을 하는 로드락 챔버와, 상기 프로세스 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에 위치하여 상기 기판을 반송하기 위한 로봇을 포함하는 트랜스퍼 챔버를 구비하고, 상기 로봇의 암부 상에는 상기 로봇의 제어공차로 인해 발생되는 상기 기판의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널의 제조장치{Apparatus For Fabricating Liquid Crystal Display Pannel}
도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 사시도.
도 2는 종래 트랜스퍼 챔버내에서 기판을 이송하는 진공 반송 로봇을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬립 방지부재가 장착된 제1 로봇을 도시한 도면.
도 5는 도 4를 A - A'에 따라 절취하여 계단형 스토퍼를 보여주는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102 : 트랜스퍼 챔버 120 : 제1 로봇
132 : 제1 암 134 : 제2 암
136 : 패드 138 : 슬립 방지 부재
138a ~ 138d : 제1 ~ 제4 계단형 스토퍼
139 : 스토퍼 장착수단
본 발명은 액정표시패널의 제조장치에 관한 것으로, 특히 기판의 슬립을 효과적으로 방지할 수 있는 진공반송용 로봇을 가진 액정표시패널의 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시패널은 도 1에 도시된 바와 같이 액정(86)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 기판(81)과 TFT 기판(91)을 구비한다.
액정(86)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 기판(91)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.
컬러필터 기판(81)은 상부기판(80a)의 배면 상에 형성되는 컬러필터(82) 및 공통전극(84)을 구비한다. 컬러필터(82)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터(82)들 사이에는 블랙 매트릭스(Black Matrix)(85)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.
TFT 기판(91)은 하부기판(90a)의 전면에 데이터라인(99)과 게이트라인(94)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(96)가 형성된다. TFT(96)는 게이트라 인(94)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(99)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 마주보는 드레인전극으로 이루어진다. 이 TFT(96)는 드레인전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소전극(92)과 접속된다. 이러한 TFT(96)는 게이트라인(94)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(99)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(92)에 공급한다.
화소전극(92)은 데이터라인(99)과 게이트라인(94)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(99)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(80a)에 형성되는 공통전극(84)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(90a)과 상부기판(80a) 사이에 위치하는 액정(86)은 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(92)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(80a) 쪽으로 투과된다.
이와 같은 구성을 갖는 액정표시패널의 반도체층, 절연층, 게이트전극 및 화소전극 등 무기물을 증착하는 경우 스퍼터링(Sputtering) 장치가 이용된다. 스퍼터링 장치는 플라즈마에 의해 이온을 가속시켜 이온을 타겟에 충돌하게 하여 기판에 타겟물질을 성막하는 장치이다. 이 스퍼터링장치를 이용한 스퍼터링공정은 고온에서 진행되는 화학증착장치에 비해 기판을 약 400℃의 저온으로 유지하면서 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로, 스퍼터링 장치는 스퍼터링 공정이 진행되는 다수의 프로세스 챔버와 상기 스퍼터링 공정을 위해 기판을 수납하는 로드락 챔버를 구비한다. 또한, 스퍼터링 장치는 프로세스 챔버와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하기 위한 진공 반송 로봇을 포함하는 트랜스퍼 챔버를 구비한다.
이때, 프로세스 챔버에서 행해지는 스퍼터링 공정은 일정한 진공상태를 필요로 한다. 따라서, 기판은 대기압 상태에서 바로 프로세스 챔버로 로딩 될 수는 없다. 일반적으로 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버는 프로세스 챔버보다 기압이 더 낮게 조정되어 진공에 대한 버퍼 공간 역할을 한다.
이에 따라, 트랜스퍼 챔버내에 장착되어 있는 진공 반송 로봇은 고진공 상태에서 기판을 이송해야 하므로 도 2에 도시된 바와 같이 진공 반송 로봇(20)의 암부(32,34)에는 기판(50)을 고정하기 위한 패드(36)들이 구비되어 있다.
이러한 패드(36)들은 기판(50)과의 사이에서 마찰력을 발생시켜 진공내에서 진공 반송 로봇(20)이 상하로 또는 전후로 움직이더라도 기판(50)을 로봇 암부(32,34)에 고정시키는 역할을 한다.
그러나, 상기 패드(36)들은 불소계열의 고무재질로 형성되어 일반적인 고무나 플라스틱 재질에 비하여 내성이 강하지만, 열 및 화학적인 특성에서 마모나 재질 변경이 일어날 수 밖에 없다. 트랜스퍼 챔버는 진공과 온도에 대한 버퍼공간의 역할을 수행하기 위해 고온으로 유지되고, 공정진행을 위한 가스들로 차 있기 때문에 챔버 내에 장착되어 있는 진공반송로봇(20)에 영향을 준다.
즉, 진공 반송 로봇(20)에 구비되어 있는 패드(36)들은 챔버내의 고온이나 가스들로 인해 쉽게 마모되고, 이렇게 패드(36)들의 표면 경화가 발생되면 기판 이송시 기판이 쉽게 슬립 된다.
특히, 열적 또는 화학적 내구성을 크게 필요로 하는 공정일수록 패드(36)의 마모가 빨리 발생하므로 로봇 암부(32,34)에 패드(36)들을 장착하는 것만으로는 슬립을 안정적으로 제어할 수 없다.
또한, 패드(36)가 마모되기 전이더라도 기판에 열변형이 생겨 기판이 휘는 경우에는 패드(36)와의 접촉 면적이 줄어들어 역시 안정적으로 슬립을 제어하는데 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 진공 챔버 내에서 기판 이송시 안정적으로 기판의 슬립을 방지할 수 있는 액정표시패널의 제조장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 진공계에서 공정을 진행하는 프로세스 챔버와; 상기 공정 전후의 기판을 수납하고 대기와 진공계사이의 버퍼 역할을 하는 로드락 챔버와; 상기 프로세스 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에 위치하여 상기 기판을 반송하기 위한 로봇을 포함하는 트랜스퍼 챔버를 구비하고; 상기 로봇의 암부 상에는 상기 로봇의 제어공차로 인해 발생되는 상기 기판의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 로봇의 암부는 제1 및 제2 암을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬립 방지부재는 상기 제1 및 제2 암 상에 장착되는 제1 내지 제4 계단형 스토퍼를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 계단형 스토퍼는 상기 제1 암 상에 이격되어 장착되고, 상기 제3 및 제4 계단형 스토퍼는 상기 제2 암 상에 이격되어 장착되되, 상기 제1 및 제3 계단형 스토퍼는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착되고, 상기 제 2 및 제 4 계단형 스토퍼는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬립 방지부재는 상기 로봇의 암부 상에서 일직선 방향으로 이동 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시패널의 제조장치는 중앙에 배치된 트랜스퍼 챔버(102), 트랜스퍼 챔버(102)의 주위에 방사형으로 배치되는 로드락 챔버(104), 언로드락 챔버(106), 제1 내지 제4 프로세스 챔버(108,109,110,111) 등으로 이루어지며, 로드락챔버(104)와 트랜스퍼챔버(102)가 연결되는 영역에는 제1 도어(116)가 위치하고, 언로드락챔버(106)와 트랜스퍼챔버(102)가 연결되는 영역에는 제2 도어(117)가 위치하며, 트랜스퍼챔버(102)와 제1 내지 제4 프로세스 챔버(108,109,110,111)를 연결하는 영역에는 제3 도어(112)들이 위치한다.
트랜스퍼챔버(102) 내에는 진공 반송 로봇(이하 "제1 로봇(120)"이라 한다)이 설치되어 있으며, 이러한 제1 로봇(120)은 로드락 챔버(102)에 로딩된 기판을 공정 수행을 위해 제1 내지 제4 프로세스 챔버(108,109,110,111)로 순차적으로 이송시키고, 프로세스 챔버에서 해당 공정이 완료되면 다시 상기 기판을 언로드락 챔버(106)로 이송시킨다.
제1 내지 제4 프로세스 챔버(108,109,110,111)내에는 스퍼터링 장치가 설치되어 있으며, 이러한 스퍼터링 장치에 의해 스퍼터링공정이 진행된다.
제1 도어(116)는 로드락 챔버(104)와 트랜스퍼 챔버(102)의 환경(압력,온도등)을 각각 분리하는 역할을 하고, 제2 도어(117)는 언로드락 챔버(106)와 트랜스퍼 챔버(102)의 환경을 각각 분리하는 역할을 한다. 또한,제3 도어(112)들은 트랜스퍼 챔버(102)와 프로세스 챔버(108,109,110,111)의 환경을 분리하여 프로세스 챔버들(108,109,110,111)이 일정한 진공상태를 유지할 수 있게 한다.
이러한 액정표시패널의 제조장치에 관한 작동을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
이재기 로봇(이하 "제2 로봇(140)"이라 한다)은 외부의 카세트 스테이지(160)에 적재되어 있는 기판을 로드락챔버(104) 내에 배치되어 있는 기판카세트에 소정의 갯수(25매 정도)로 적재한다. 그러면, 트랜스퍼챔버(102)내에 설치되어 있는 제1 로봇(120)이 로드락챔버(104) 내에 로딩되어 있는 기판을 한 매씩 꺼내어 각 프로세스 챔버(108,109,110,111)에 순차적으로 이송한다. 각 프로세스 챔버에서 스퍼터링을 포함하는 각종 공정이 완료되면, 상기 제1 로봇(120)은 프로세스 챔버내에 있는 기판을 언로드락 챔버(106)로 이송한다. 언로드락 챔버(106)에도 기판카세트가 배치되어 있으며, 처리가 끝난 기판은 제1 로봇(120)에 의해 소정의 갯수까지 기판카세트에 적재된다.
한편, 프로세스 챔버에서 행해지는 스퍼터링 공정은 일정한 진공상태를 필요로 한다. 따라서, 기판은 대기압 상태에서 바로 프로세스 챔버로 로딩 될 수는 없다. 일반적으로 로드락 챔버(104)와 트랜스퍼 챔버(102)는 프로세스 챔버(108,109,110,111) 보다 기압이 더 낮게 조정되어 진공에 대한 버퍼 공간 역할을 한다.
이에 따라, 트랜스퍼 챔버(102)내에 장착되어 있는 제1 로봇(120)은 고진공 상태에서 기판을 이송해야 하므로 제1 로봇(120)의 암부에는 기판을 고정하기 위한 패드들외에 별도의 스토퍼가 형성되어 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬립 방지 부재가 장착된 제1 로봇을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 트랜스퍼 챔버내에 장착되어 기판을 이송하는 제1 로봇(120)은 기판(150)이 적재되는 암부(130)와, 암부(130)와 체결된 바디부(140)를 구비한다.
암부(130)는 제1 암(132)과 제2 암(134)으로 이루어지며, 이러한 제1 암과 제2 암의 상면에는 기판(150)이 적재된다. 이때, 진공상태에서도 기판(150)을 잡 아주기 위해 제1 암(132) 및 제2 암(134)의 상면에는 다수의 패드(136)들이 구비되어 있으며, 더불어 각 암의 양측 가장자리에는 슬립 방지부재(138)가 장착되어 있다.
바디부(140)는 제1 및 제2 암(132,134)과 체결되는 바디(142)와, 바디(142)를 지지하고 바디(142)를 회동시키기 위한 구동부(144)를 구비한다.
바디(142)는 기판(150)이 적재되는 제1 및 제2 암(132,134)을 고정시키는 역할을 함과 아울러 구동부(144)과 체결된다.
구동부(144)은 제1 및 제2 암(132,134)에 기판(150)이 적재된 후, 바디(142)와 제1 및 제2 암 (132,134)및 기판(150)을 사용자가 지시한 곳으로 이동시킨다.
이와 같은 구조를 가지는 제1 로봇(120)은 제1 및 제2 암(132,134)의 상면에 다수의 패드(136)들을 구비하여 기판(150)과의 사이에서 마찰력을 발생시킴으로써, 진공내에서 상하 또는 전후 이동시 기판(150)을 로봇 암부(132,134)에 고정시킨다.
또한, 제1 로봇(120)은 패드(136)들을 사이에 두고 각 암(132,134)의 양측에 슬립 방지부재(138)를 장착함으로써 패드(136)들의 마모에 따른 추가적인 슬립을 방지한다.
특히, 기판의 대형화 추세에 따른 로봇의 제어공차가 증가하는 것을 고려하여 본 발명의 실시 예에 따른 제1 로봇(120)은 슬립 방지부재(138)로서 계단형 스토퍼를 구비한다.
즉, 일반적으로 로봇은 제어공차 없이 항상 일정한 위치들 사이에서 이송을 하여야 하나, 현실적으로 다소의 제어공차가 존재한다. 이 때문에 슬립 방지부재 (138)는 로봇마다 다른 제어공차를 고려하여 로봇 암에서 기판의 스톱위치를 가변시킬 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 로봇의 제어공차만큼 기판의 스톱위치를 가변할 수 있도록 슬립 방지부재를 계단형 스토퍼로 구현한다. 계단형 스토퍼는 기판 스톱위치에 각각 대응하는 단턱면이 연속적으로 배치되어 있다.
도 5는 도 4를 A - A'에 따라 절취하여 계단형 스토퍼를 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 4를 참조하면, 슬립 방지부재(138)는 제1 로봇(120)의 제1 및 제2 암(132,134) 상에 장착되는 제1 내지 제4 계단형 스토퍼(138a ~ 138d)를 포함하여 이루어진다.
제1 및 제2 계단형 스토퍼(138a,138b)는 제1 암(132) 상에 이격되어 장착되고, 제3 및 제4 계단형 스토퍼(138c,138d)는 제2 암(134) 상에 이격되어 장착되되, 상기 제1 및 제3 계단형 스토퍼(138a,138c)는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착되고, 상기 제 2 및 제 4 계단형 스토퍼(138b,138d)는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착된다.
이렇게 장착된 제1 내지 제4 계단형 스토퍼(138a ~ 138d)는 베스펠(Vespel)등의 플라스틱 재료로 형성되어 열적, 화학적 공정에 따른 패들의 마모 및 기판의 여러 가지 열변형에 대응하여 기판의 슬립을 효과적으로 방지한다.
또한, 제1 내지 제4 계단형 스토퍼(138a ~ 138d)는 스토퍼 장착수단(139)에 의해 로봇의 암부 상에서 일직선 방향으로 이동 가능하도록 장착되어 기판의 크기에 유연하게 대응할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 종래의 패드외에 별도의 계단형 스토퍼가 장착된 기판 이송용 로봇을 구비함으로써, 패드 마모나 기판의 열변형으로 인한 기판의 슬립을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조장치는 종래의 패드외에 별도의 계단형 스토퍼가 장착된 기판 이송용 로봇을 구비함으로써, 기판의 대형화 추세에 따라 로봇의 제어공차가 증가하는 것에 유연하게 대응할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

  1. 진공계에서 공정을 진행하는 프로세스 챔버와;
    상기 공정 전후의 기판을 수납하고 대기와 진공계사이의 버퍼 역할을 하는 로드락 챔버와;
    상기 프로세스 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에 위치하여 상기 기판을 반송하기 위한 로봇을 포함하는 트랜스퍼 챔버를 구비하고;
    상기 로봇의 암부 상에는 상기 로봇의 제어공차로 인해 발생되는 상기 기판의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇의 암부는 제1 및 제2 암을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬립 방지부재는 상기 제1 및 제2 암 상에 장착되는 제1 내지 제4 계단형 스토퍼를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 계단형 스토퍼는 상기 제1 암 상에 이격되어 장착되고, 상기 제3 및 제4 계단형 스토퍼는 상기 제2 암 상에 이격되어 장착되되,
    상기 제1 및 제3 계단형 스토퍼는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착되고, 상기 제 2 및 제 4 계단형 스토퍼는 동일 수평면 상에서 대칭되는 위치에 장착되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬립 방지부재는 상기 로봇의 암부 상에서 일직선 방향으로 이동 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220079010A (ko) * 2020-12-04 2022-06-13 주식회사 에스에프에이 이차전지 제조용 디게싱장치

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