KR20070084872A - 액정표시소자의 기판관리장치 - Google Patents

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손용수
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Abstract

본 발명은 액정표시소자의 기판관리장치에 관한 것으로, 특히 카세트를 적재하거나 이재하는 랙 마스터의 구조를 개선하여 스토커 내부에서의 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있는 액정표시소자의 기판관리장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 기판관리장치는 다수의 기판들이 수납된 카세트들이 적치되기 위한 다수의 선반장치들과; 상기 선반장치들 사이에 설치되는 가이드레일과; 상기 가이드레일을 따라 이동하여 상기 선반장치들의 선반에 상기 기판들을 적재 및 이재 하고 이동 중에 바닥면으로부터 부유 되는 파티클을 흡입하는 랙 마스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자의 기판관리장치{Apparatus For Managing Substrate OfLiquid Crystal Display}
도 1은 일반적인 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 스토커에서의 기류흐름을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 스토커의 공기유입조절셔터 일부를 확대하여 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파티클 제거장치을 구비한 랙 마스터에 대한 단면도.
도 6은 도 5의 파티클 제거장치을 확대하여 도시한 단면도.
도 7은 랙 마스터의 속도가 기준치 이상이 되었을 때 파티클 제거장치가 구동되도록 하기 위한 블럭 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 스토커 120: 랙 마스터
126: 스토커 배기부 130: 카세트
140,140': 팬 필터 유닛 160,230: 주행 휠
170: 기류조절셔터 210: 이재기 로봇
220: 승강기 240: 기저부 지지체
250: 파티클 제거장치 251: 흡입구
252: 임펠러 253,350: 제2 모터
254: 배출구 255: 집진기
256: 집진실 260: 가이드 레일
310: 제1 모터 320: 회전속도 검출센서
330: 제어기 340: 메모리
본 발명은 액정표시소자의 기판관리장치에 관한 것으로, 특히 카세트를 적재하거나 이재하는 랙 마스터의 구조를 개선하여 스토커 내부에서의 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있는 액정표시소자의 기판관리장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 상기 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이트(backlight) 유닛, 상기 백라이트유닛과 액정표시패널을 지지하는 몰드 프레임(mold frame) 및 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.
특히, 상기 액정표시패널은 크게 컬러필터(color filter) 기판과 박막 트랜지스터 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
이때, 상기 컬러필터 기판은 색상을 구현하는 서브-컬러필터(적, 녹, 청)를 포함하는 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판은 상기 기판 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 화상표시 영역의 외 곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착 되어 액정표시패널을 구성하며, 두 기판의 합착은 상기 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.
이러한 액정표시패널의 제조공정은 크게 박막 트랜지스터 어레이 기판에 스위칭소자를 형성하는 어레이공정과 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있는데, 상기 액정표시패널을 생산하는 장소는 매우 청정한 상태를 유지해야 하며, 그러기 위해서 상기 액정표시패널의 제조를 위한 기판들은 카세트(cassette)에 수납된 상태로 공정간 이동하거나 임시 저장을 위해 스토커(stocker)의 내부에 저장되게 된다.
이때, 상기 카세트가 임시 저장되는 스토커의 내부 또한 미세 먼지나 입자와 같은 파티클(particle)에 의하여 기판이 오염되지 않도록 극도로 청결한 상태가 유지되어야 하며, 이와 같이 카세트들을 저장하는 스토커를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 스토커(10) 내부에는 일정 공간의 통로(25)를 가지는 박스 형태의 스토커 본체(15)가 전후방향으로 길게 형성되어 있으며, 상기 통로(25)의 양측에는 기판이 수납된 카세트(30)들이 적치되는 다수개의 선반(shelf)(16)들이 구비되어 있다.
이때, 상기 통로(25)에는 랙 마스터(Rack Master)(20) 장비가 위치하여 상기 카세트(30)를 선반(16)으로 이동하거나 상기 선반(16)에 적치되어 있는 카세트(30) 를 인출하여 이송할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 랙 마스터(20)는 카세트(30)의 이송을 위한 구동부(21, 22)를 구비하여 소정의 레일(미도시)을 따라 주행하면서 카세트(30)를 선반(16)으로부터 이재하거나 선반(16)에 적재한다.
한편, 상기 통로(25)를 포함하는 스토커 본체(15)의 상부 천장(ceil)에는 공기를 정화하여 상기 스토커 본체(15)의 내부로 공급하는 다수개의 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit; FFU)(40, 40')이 설치되어 있으며, 상기 선반(16) 후위에는 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 공기유입조절셔터(shutter)(70)가 설치되어 있다.
도면 중 미설명 부호 50은 스토커(10)가 설치되어 있는 청정실(clean room)의 바닥(access floor)을 나타낸다.
상기와 같이 구성된 종래의 스토커(10)에서의 기류흐름은 도 2에 화살표로 표시된 바와 같이, 스토커 본체(15)의 상부에 설치된 팬 필터 유닛(40, 40')를 통하여 상기 본체(15) 내부로 공기가 유입되어 스토커(10) 하부의 배기부(26)를 통해 외부로 흘러 나가게 된다.
특히, 상기 카세트(30)가 적치되어 있는 선반(16)으로도 상부에 설치된 팬 필터 유닛(40')을 통하여 정화된 공기가 공기유입조절셔터(70)를 거쳐 각 선반(16) 내부로 유입되어 랙 마스터(20)가 위치한 통로(25)로 모아져 외부로 배출되게 된다.
이 때, 상기 공기유입조절셔터(70)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 양의 공기의 유입을 위한 복수개의 개구부(75)가 형성되어 있으며, 상기 개구부(75) 의 개구율을 조절함으로써 스토커(10) 내부(즉, 각 선반(16) 내부)로 원하는 양의 공기가 유입되도록 할 수 있다.
그러나, 상기 팬 필터 유닛(40')를 통하여 선반(16) 내부로 유입되는 공기는 스토커(10)내부에서 양압 및 다운 플로워(Down Flow)를 형성하고, 이에 따라 내부에서 발생 된 파티클이 지속적으로 하부 데크 플레이트(Deck Plate;작업자 이동경로)(미도시)나 레일(60)위로 적층 되게 된다.
이렇게 하부에 적층 된 파티클은 스토커 내에서 카세트의 운반을 위해 구동되는 랙 마스터에 의해 부유하게 된다. 더욱이 기판 사이즈의 대형화 추세에 맞추어 랙 마스터 주행속도(최대 160m/min)가 증가하고 있기 때문에 부유되는 파티클의 양도 그만큼 많아진다.
10 클래스 정도의 청정도를 요하는 스토커 내에서 상기와 같은 파타클은 LCD 공정의 수율을 떨어뜨리는 주된 요인이 되고 있다.
물론, 정기적인 PM(Pre-Maintenance)시 클리닝을 통하여 파티클을 제거하고 있으나, 스토커가 클러스터 타입(Cluster Type)으로 인라인 형태가 됨에 따라 PM을 위한 장비 다운이 점점 어려워지고 그로 인한 생산 손실도 커진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 랙 마스터의 구조 개선을 통하여 스토커 내부에서의 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있는 액정표시소자의 기판관리장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 기판관리장치는 다수의 기판들이 수납된 카세트들이 적치되기 위한 다수의 선반장치들과; 상기 선반장치들 사이에 설치되는 가이드레일과; 상기 가이드레일을 따라 이동하여 상기 선반장치들의 선반에 상기 기판들을 적재 및 이재 하고 이동 중에 바닥면으로부터 부유 되는 파티클을 흡입하는 랙 마스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 랙 마스터는, 상기 카세트를 지지하여 상기 선반장치에 적재 및 이재하는 이재기 로봇과; 상기 이재기 로봇을 승강시키기 위한 승강기와; 상기 가이드레일을 따라 이동하는 휠과; 상기 휠을 회동시키기 위한 제1 모터와; 임펠러를 회동시키기 위한 제2 모터와; 상기 임펠러 쪽으로 상기 파티클이 포함된 공기를 안내하는 흡입구와; 상기 임펠러로부터 배출되는 공기를 외부로 안내하는 배출구와; 상기 임펠러와 상기 배출구 사이에 설치되어 상기 임펠러에 의해 배출되는 상기 파티클을 포집하는 집진기와; 상기 승강기의 하단에 취부되어 상기 휠이 회동 가능하게 설치되고 상기 흡입구와 상기 배출구를 노출시키며, 상기 제1 및 제2 모터, 상기 집진기를 지지하는 기저부 지지체를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 랙 마스터는, 상기 제1 모터의 회전속도를 감지하는 센서와; 상기 센서의 출력신호를 미리 저장된 기준 속도값과 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 제2 모터의 구동을 제어하는 제어기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6 을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 기판관리장치에 대한 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 스토커(110) 내부에는 일정 공간의 통로(125)를 가지는 박스 형태의 스토커 본체(115)가 전후방향으로 길게 형성되어 있으며, 상기 통로(125)의 양측에는 기판이 수납된 카세트(130)들이 적치되는 다수개의 선반(116)들이 구비되어 있다.
이때, 상기 통로(125)에는 랙 마스터(120) 장비가 위치하여 상기 카세트(130)를 선반(116)으로 이동하거나 상기 선반(116)에 적치되어 있는 카세트(130)를 인출하여 이송할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 랙 마스터(120)는 카세트(130)의 이송을 위한 구동부(121, 122)를 구비하여 소정의 레일(미도시)을 따라 주행하면서 카세트(130)를 선반(116)으로부터 이재하거나 선반(116)에 적재한다.
한편, 상기 통로(125)를 포함하는 스토커 본체(115)의 상부 천장에는 외부 공기를 정화하여 상기 스토커 본체(115)의 내부로 공급하는 다수개의 팬 필터 유닛(140, 140')이 설치되어 있으며, 상기 통로(125)의 상측(미도시)과 선반(116) 후위에는 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 기류조절셔터(170)가 각각 설치되어 있다. 참고로, 상기 팬 필터 유닛(140, 140')은 청정실에 사용되는 공기정화장치로 팬으로 흡수된 공기가 필터를 거쳐 상기 청정실 내부로 흘러들어가게 하는 역할을 한다.
도면 중 미설명 부호 150은 스토커(110)가 설치되어 있는 청정실의 바닥을 나타낸다.
이와 같이 구성된 스토커(110)에서의 기류흐름은 종래 기술에서 설명했듯이 스토커 본체(115)의 상부에 설치된 팬 필터 유닛(140, 140')를 통하여 상기 본체(115) 내부로 공기가 유입되어 스토커(110) 하부의 배기부(126)를 통해 외부로 흘러나가게 된다.
특히, 상기 카세트(130)가 적치되어 있는 선반(116)으로도 상부에 설치된 팬 필터 유닛(140')을 통하여 정화된 공기가 공기유입조절셔터(170)를 거쳐 각 선반(116) 내부로 유입되어 랙 마스터(120)가 위치한 통로(125)로 모아져 외부로 배출되게 된다.
이때, 상기 공기유입조절셔터(170)에는 일정한 양의 공기의 유입을 위한 복수개의 개구부(미도시)가 형성되어 있으며, 상기 개구부의 개구율을 조절함으로써 스토커(110) 내부(즉, 각 선반(116) 내부)로 원하는 양의 공기가 유입되도록 할 수 있다.
그러나, 상기 팬 필터 유닛(140')를 통하여 선반(116) 내부로 유입되는 공기는 스토커(110)내부에서 양압 및 다운 플로워(Down Flow)를 형성하고, 이에 따라 내부에서 발생 된 파티클이 지속적으로 하부 데크 플레이트(Deck Plate;작업자 이동경로)(미도시)나 가이드레일(미도시)위로 적층 되게 된다.
이렇게 하부에 적층 된 파티클은 스토커 내에서 카세트의 운반을 위해 구동 되는 랙 마스터에 의해 부유하여 LCD 공정의 수율을 떨어뜨리는 주된 요인으로 작용하므로, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 부유 되는 파티클을 제거할 수 있도록 랙 마스터에 파티클 제거장치를 구비하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파티클 제거장치을 구비한 랙 마스터에 대한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 랙 마스터(120)는 카세트를 지지하여 선반장치에 적재 및 이재하는 이재기 로봇(210)과, 상기 이재기 로봇을 승강시키기 위한 승강기(220)와, 가이드레일을 따라 이동하는 휠(230)과, 상기 휠이 회동 가능하게 설치되는 기저부 지지체(240)와, 상기 기저부 지지체(240)의 일측면에 설치된 파티클 제거장치(250)를 구비한다.
이재기 로봇(210)은 진퇴 가능하게 구동되는 암부(214)와, 암부(214)에 체결된 바디부(212)를 구비한다. 암부(214)는 제1 암(214A)과 제2 암(214B)으로 이루어지고, 이러한 암부(214)의 끝단부에는 각각 제1 포크(216A)와 제2 포크(216B)가 연결되며, 포크(216)의 상면에는 카세트가 적재된다. 바디부(212)는 암부(214)를 진퇴 구동시키기 위한 구동부(미도시)를 포함하고, 또한 승강기(220)에 의해 승강 되도록 바디부(212)의 양측면은 승강기(220)에 연결된다.
기저부 지지체(240)에는 휠(230)이 회동가능하게 설치되어 있으며, 이러한 휠(230)은 제1 모터(미도시)에 의해 구동되어 랙 마스터(120)가 가이드 레일(260)을 따라 이동하면서 카세트를 선반장치에 적재 또는 이재 할 수 있게 한다.
또한, 기저부 지지체(240)에는 상기 랙 마스터(120)의 이동에 의해 가이드 레일(260) 또는 데크 플레이트(작업자 이동경로)로부터 부유 되는 파티클을 제거하기 위해 별도로 파티클 제거장치(250)가 구비되어 있다.
도 6은 도 5의 파티클 제거장치을 확대하여 도시한 단면도로서, 도 6을 참조하면, 파티클 제거장치(250)는 임펠러(252)를 회동시키기 위한 제2 모터(253)와, 상기 임펠러(252) 쪽으로 파티클이 포함된 공기를 안내하는 흡입구(251)와, 상기 임펠러(252)로부터 배출되는 공기를 외부로 안내하는 배출구(254)와, 상기 임펠러(252)와 상기 배출구(254) 사이에 설치되어 상기 임펠러(252)에 의해 배출되는 상기 파티클을 포집하는 집진기(255)로 구성된다.
이와 같은 구성을 가진 파티클 제거장치(250)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 제2 모터(253)의 구동에 의해 임펠러(252)가 회전하게 되면, 임펠러(252)를 따라 집진실(256)내의 공기도 같이 회전하면서 속도가 빨라지는데, 이 공기는 원심력에 의해 바깥쪽으로 돌게 되고 속도 에너지를 받게 된다. 즉, 안쪽 부분에 존재하는 공기 분자의 양이 적어지면서 집진실(256)내의 기압은 대기압(760토르)보다 낮은 약 600토르를 유지하게 되고, 이러한 기압차에 의해 부유 파티클이 외부 공기와 함께 흡입구(251)로 흡입된다.
이렇게 흡입된 공기는 도시되지 않은 필터를 통과하면서 파티클만 걸러진 후 집진기(255)에 의해 포집되고, 파티클이 제거된 깨끗한 공기는 제2 모터(253)를 냉각하면서 배출구(254)를 통해 외부로 배출된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 배출구(254)의 전단에는 배기필터를 더 구비할 수 있으며, 이를 통해 좀더 확실한 제진처리를 행할 수 있게 된다.
한편, 이와 같은 파티클 제거장치(250)는 랙 마스터의 동작과 동시에 구동될수도 있지만, 소비 전력의 절감을 위해 또는, 랙 마스터의 속도가 느릴 때는 파티클이 부유 될 확률이 낮은 점에 착안하여 랙 마스터가 일정 속도 이상이 되었을 때만 구동될 수도 있다.
도 7을 참조하여 이를 설명하면, 랙 마스터가 일정 속도 이상이 되었을 때 파티클 제거장치가 구동되도록 하기 위해, 랙 마스터는 휠을 회동시키는 제1 모터(310)의 회전속도를 감지하는 회전속도 검출센서(320)와, 이를 이용해서 파티클 제거장치의 임펠러를 동작시키는 제2 모터(350)를 제어하기 위한 제어기(330)를 더 구비한다.
제어기(330)는 검출센서(320)의 출력신호를 메모리(340)에 미리 저장된 기준 속도값과 비교하여, 그 비교 결과에 따라 제2 모터(350)의 구동을 제어한다.
즉, 본 발명의 랙 마스터에 구비되어 있는 제어기(330)는 검출센서(320)의 출력값이 미리 저장된 기준 속도값보다 크면 제2 모터(350)를 구동시키고, 반대로 검출센서(320)의 출력값이 미리 저장된 기준 속도값보다 작으면 제2 모터(350)를 미구동시킴으로써, 파티클 제거장치의 과동작을 방지하여 소비전력을 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 기판관리장치는, 랙 마스터내에 파티클 제거장치를 구비하여 카세트를 적재하거나 이재하기 위 해 가이드 레일을 따라 구동되는 과정에서 부유 되는 파티클을 제거함으로써, 스토커내의 청정도 유지와 이에 의한 생산 신뢰성 확보를 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 기판관리장치는, 랙 마스터내에 파티클 제거장치를 구비하여 카세트를 적재하거나 이재하기 위해 가이드 레일을 따라 구동되는 과정에서 부유 되는 파티클을 제거함으로써, 스토커 PM시 청소 시간을 단축하여 장비 가동률을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 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 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (3)

  1. 다수의 기판들이 수납된 카세트들이 적치되기 위한 다수의 선반장치들과;
    상기 선반장치들 사이에 설치되는 가이드레일과;
    상기 가이드레일을 따라 이동하여 상기 선반장치들의 선반에 상기 기판들을 적재 및 이재 하고 이동 중에 바닥면으로부터 부유 되는 파티클을 흡입하는 랙 마스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랙 마스터는,
    상기 카세트를 지지하여 상기 선반장치에 적재 및 이재하는 이재기 로봇과;
    상기 이재기 로봇을 승강시키기 위한 승강기와;
    상기 가이드레일을 따라 이동하는 휠과;
    상기 휠을 회동시키기 위한 제1 모터와;
    임펠러를 회동시키기 위한 제2 모터와;
    상기 임펠러 쪽으로 상기 파티클이 포함된 공기를 안내하는 흡입구와;
    상기 임펠러로부터 배출되는 공기를 외부로 안내하는 배출구와;
    상기 임펠러와 상기 배출구 사이에 설치되어 상기 임펠러에 의해 배출되는 상기 파티클을 포집하는 집진기와;
    상기 승강기의 하단에 취부되어 상기 휠이 회동 가능하게 설치되고 상기 흡 입구와 상기 배출구를 노출시키며, 상기 제1 및 제2 모터, 상기 집진기를 지지하는 기저부 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판관리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 랙 마스터는,
    상기 제1 모터의 회전속도를 감지하는 센서와;
    상기 센서의 출력신호를 미리 저장된 기준 속도값과 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 제2 모터의 구동을 제어하는 제어기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 기판관리장치.
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