WO2013176311A1 - 스테이지 회전장치 및 이를 구비하는 러빙장치 - Google Patents

스테이지 회전장치 및 이를 구비하는 러빙장치 Download PDF

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WO2013176311A1
WO2013176311A1 PCT/KR2012/004085 KR2012004085W WO2013176311A1 WO 2013176311 A1 WO2013176311 A1 WO 2013176311A1 KR 2012004085 W KR2012004085 W KR 2012004085W WO 2013176311 A1 WO2013176311 A1 WO 2013176311A1
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stage
support
rotating
height direction
coupled
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PCT/KR2012/004085
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윤형렬
코지하시즈메
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위아코퍼레이션 주식회사
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    • G02F1/133784—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing

Definitions

  • the present invention relates to a stage rotating device capable of rotating the stage at an angle and a rubbing device having the same.
  • a liquid crystal display device in general, includes a liquid crystal layer formed between two glass substrates, and a transparent electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, a switching element for turning the electric field on and off, and color on the inner surfaces of the two glass substrates. It has a structure in which a color filter and an alignment film for orienting liquid crystal molecules are formed.
  • a liquid crystal material is encapsulated between two glass substrates to produce a liquid crystal display device.
  • the alignment film is made of a resin layer such as polyimide resin coated on a substrate, and after the alignment film is cured, the liquid crystal is aligned in a predetermined direction by a rubbing treatment with a rubbing device.
  • both ends of the rubbing roller are rotatably supported on the upper surface of the table on which the glass substrate is fixed, and a rubbing cloth (napping fabric) is attached to the surface of the rubbing roller by a double-sided tape or the like.
  • a rubbing cloth is attached to the surface of the rubbing roller by a double-sided tape or the like.
  • the rubbing device is positioned above the table on which the head portion including the rubbing roller fixes the substrate.
  • the rubbing device having such a structure is characterized in that the stage or the rubbing roller is in the process of rubbing the glass substrate by rotating the rubbing roller. Since it moves in one direction by separate moving means, the whole surface of the glass substrate can be rubbed.
  • the angle formed between the stage, that is, the glass substrate and the rubbing roller may be adjusted to a certain angle, thereby eliminating image distortion that may occur when the screen is distorted, color bleeding, or screen switching.
  • a conventional rubbing device rotates a head portion including a rubbing roller hanging on a cross roller at the bottom of a head frame located at the top of a stage, or rotates a stage or a table on which a glass substrate is fixed, The angle which a board
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and to provide a stage rotating device and a rubbing device having the same, which can accurately set and maintain the height of the stage to enable the rotation of the stage.
  • a stage rotating apparatus comprising: a driving unit providing rotational force to a stage and serving as a rotation center of the stage, a first supporting unit fixedly disposed around the driving unit and supporting the rotating stage in a height direction; It includes a second support portion disposed in a circle around the first support portion to support the stage in the height direction. And a constant space
  • Stage rotating apparatus may be provided with one or more of the following embodiments.
  • the first support may be one cross roller ring.
  • the first support part includes a circular support part fixed to the base, and a stage engaging member engaged with the stage.
  • a support step is formed in the circular support part, an accommodating groove is formed in the stage engaging member, and the cross roller ring is supported. It can be fixed in close contact with the stepped and the receiving groove.
  • the second support may be capable of linear reciprocating motion and rotational motion.
  • the second support part includes a circular guide, a rotating member movably coupled to the circular guide, and a linear moving member coupled to the rotating member and capable of linear reciprocating motion, and the rotating member rotatably supports the linear moving member.
  • a circular guide a rotating member movably coupled to the circular guide
  • a linear moving member coupled to the rotating member and capable of linear reciprocating motion, and the rotating member rotatably supports the linear moving member.
  • the drive unit includes a drive motor and a bracket coupled to the drive motor, the stage includes a coupling member coupled to the bracket, and the coupling portion of the bracket and the coupling member may have a gap in a height direction.
  • the drive motor may be implemented by a direct drive motor or a linear motor.
  • the rubbing device includes a stage rotating device as described above, and further includes a conveying device for linearly moving the stage to pass through the roller, and a table fixed on the stage to fix the workpiece. .
  • the stage rotating device can cause the stage and the table fixed to the stage to be rotated by ⁇ 45 ° or more.
  • the height of the stage can be accurately set and maintained.
  • FIG. 1 is a view of a rubbing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the stage rotating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a first support and a second support of the stage rotating apparatus illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view of a drive motor in the stage rotating apparatus illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a perspective view of the cross roller ring in the stage rotating apparatus illustrated in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the second supporter in the stage rotating apparatus illustrated in FIG. 2.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • FIG. 1 is a view of a rubbing device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view of the stage rotating apparatus 100 of the rubbing device 300 illustrated in FIG. 1
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2.
  • 4 is a plan view illustrating the first support 160 and the second support 190 of the stage rotating apparatus 100 illustrated in FIG. 2.
  • 5 and 6 are perspective views illustrating the drive motor 132 and the bearing 166 of the stage rotating apparatus 100, respectively.
  • 7 is a cross-sectional view of the second support 190.
  • the rubbing device 300 includes a table 212 on which a processing object (not shown) such as a glass substrate is fixed, and a table 212 with respect to the stage 120. ) Is a spacer 210 to be fixed at regular intervals, a stage rotating apparatus 100 for rotatably supporting the stage 120, and a conveying apparatus for linearly moving the table 212 and the stage 120 ( 220).
  • the conveying apparatus 220 is fixed on the surface plate 230.
  • the object to be fixed on the table 212 is rotated at a predetermined angle by the stage rotating device 100 and passes through a rubbing roller (not shown) while linearly moving by the conveying device 220. . Therefore, the object to be fixed on the table 212 is in contact with the rubbing roller at a predetermined angle.
  • the stage rotating apparatus 100 may cause the stage 120 to be rotated by ⁇ 45 ° or more.
  • the conveying device 220 causes the stage rotating device 100 to linearly move the fixed base 110.
  • the conveying device 220 includes a guide bar 222 fixed to the base 110, and a guide rail fixed to the surface plate 230. 224 and the linear drive motor 226 to linearly move the base 110.
  • the linear drive motor 226 may correspond to a ball screw or a linear motor.
  • the stage rotating apparatus 100 includes a driving unit 130 that provides a rotational force to the stage 120 and serves as a rotation center of the stage 120, and a stage.
  • the first support part 160 and the second support part 190 which support the 120 with respect to a height direction are included.
  • the first support unit 160 includes one cross roller ring 166, and a plurality of second support units 190 are disposed in the circular guide 192 around the first support unit 160. have.
  • the stage rotating apparatus 100 is characterized by including a first support part 160 and a second support part 190 in order to support the stage 120 in the height direction. Therefore, the stage 120 is held in a height direction by two support parts formed of the first support part 160 and the second support part 190 to maintain a constant height. As a result, a predetermined distance can be maintained between the object to be fixed to the table 212 and a rubbing roller (not shown).
  • the driving unit 130 serving as the rotation center while providing the rotational force to the stage 120 serves to provide the rotational force to the stage 120 without restraining the stage 120 in the height direction. That is, since a predetermined interval 142 is formed in the coupling portion of the driving unit 130 and the stage 120, the stage 120 is not constrained in the height direction with respect to the driving unit 130.
  • the driving unit 130 corresponding to the center of rotation of the stage 120 does not restrain the stage 120 with respect to the height direction, but the first and second supporting units 160 and the second supporting unit disposed around the driving unit 130. Since the 190 restrains the stage 120 with respect to the height direction, the stage 120 can maintain a constant height over its entirety despite its rotation and contact with the rubbing rollers and facilitates height setting.
  • the stage 120 includes a center hole 122 formed at the center and a coupling member 126 inserted into the center hole 122.
  • the stepped hole 124 is formed in the center hole 122, and the outward protrusion 131 formed on the coupling member 126 is mounted on the stepped hole 124.
  • a center hole 128 is formed at the center of the coupling member 126, and the protrusion 136 of the bracket 134 is inserted into the center hole 128.
  • the driving unit 130 is coupled to the lower center of the stage 120 to provide rotational force to the stage 120, and the first support unit for supporting the lower surface of the stage 120 around the driving unit 130 ( 160 and the second support part 190 are sequentially arranged.
  • Coupling member 126 is coupled to the bracket 134. Since the bracket 134 is coupled to the driving motor 132 and the coupling member 126, respectively, the rotational force of the driving motor 132 is coupled to the coupling member 126 and the stage 120 through the bracket 134. Is passed on.
  • the bracket 134 has a protrusion 136 protruding upward from the center thereof.
  • the protrusion 136 is inserted into the center hole 128 formed at the center of the coupling member 126.
  • the cross section of the protrusion 136 has a shape similar to a polygon or an ellipse rather than a circle, and the center hole 128 into which the protrusion 136 is inserted also has a corresponding shape.
  • the rotational force of the bracket 134 which rotates integrally with the driving motor 132 is transmitted to the coupling member 126.
  • the center hole 138 is formed in the center of the bracket 134, the center hole 138 is coupled to match the center hole 132b formed in the center of the drive motor 132.
  • a predetermined interval 142 is formed between the upper surface of the bracket 134 and the lower surface of the coupling member 126.
  • a predetermined interval 142 is formed between the coupling member 126 inserted into the center hole 122 of the stage 120 and the bracket 134 coupled to the driving motor 132 of the driving unit 130.
  • the driving unit 130 serves to provide only the rotational force without restraining the stage 120 with respect to the height direction thereof. Therefore, the driving unit 130 positioned in the center of the stage 120 does not restrain the height of the stage 120, but the first support unit 160 and the first support unit 160 are positioned around the stage 120.
  • the second support 190 positioned at the circumference supports the stage 120 in the height direction at a position spaced apart from the center of the stage 120 by a predetermined distance, precise height setting of the stage 120 is possible.
  • the set height can be maintained even during the rubbing process.
  • a height gap 142 exists between the coupling member 126 of the stage 120 and the bracket 134 of the driving unit 130, thereby installing the first support unit 160 and the second support unit 190.
  • In the horizontal direction of the stage 120 can be adjusted to enable precise position control.
  • the drive motor 132 may correspond to a direct drive motor, as illustrated in FIG. 5.
  • the drive motor 132 includes a rotating part 132a having a plurality of coupling holes 132c formed therein, and a center hole 132b is formed at the center of the rotating part 132a.
  • a screw (not shown) is inserted into the coupling hole 132c to couple the driving motor 132 and the bracket 134 to each other.
  • the direct drive motor is a motor that transmits the rotational force of the motor to the bracket 134, which is a direct drive target, without passing through a mechanism (gear box, etc.). It has the advantage of long life and high reliability.
  • a linear motor including a plurality of magnets and coils may be employed as the drive motor 132.
  • the first support unit 160 is fixedly disposed around the driving unit 130 to allow rotation of the stage 120 and at the same time support the height in the height direction.
  • the first support 160 includes a circular support 162, a bearing 166, a stage coupling member 168, a closing ring 174, and a covering 176.
  • the circular support 162 is fixed on the base 110 and has a donut shape, and the driving unit 130 is located therein. Inside the circular support 162, a support step 164 to which the bearing 166 is closely coupled is formed. Since the circular support 162 is fixed on the base 120, the circular support 162 does not rotate together with the stage 120.
  • the stage coupling member 168 is fixedly coupled to the lower surface of the stage 120 and has a donut shape, and the driving unit 130 is located therein.
  • An outer side of the stage coupling member 168 is formed with a receiving groove 172 to which the bearing 166 is closely coupled, and a locking protrusion 173 is formed at an upper portion thereof.
  • the catching protrusion 173 is caught by the catching step 178 of the covering 176, whereby the stage coupling member 168 is stably coupled to the bottom surface of the stage 120.
  • the finishing ring 174 is coupled to the lower end of the stage coupling member 168.
  • the finishing ring 174 has a ring shape and slightly protrudes outward from the stage coupling member 168 to form an accommodation groove 172 in which the bearing 166 is closely coupled.
  • the covering 176 is coupled to the upper portion of the circular support 162 has a ring shape.
  • the covering 176 is provided with a locking step 178 protruding inward, the locking step 178 is caught by the locking projection 173 of the stage coupling member 168 as described above.
  • the bearing 166 is tightly coupled to the space formed between the circular support 162 and the stage coupling member 168 to enable the rotation of the stage 120 and to support the stage 120 in the height direction. Play a role.
  • the bearing 166 may correspond to a cross roller ring, as illustrated in FIG. 6.
  • the cross roller ring 166 is composed of an inner ring 166a and an outer ring 166b, and the inner ring 166a rotates with respect to the outer ring 166b.
  • a plurality of rollers and space retainers are arranged between the inner ring 166a and the outer ring 166b to enable rotation of the inner ring 166a with respect to the outer ring 166b.
  • the inner ring 166a of the cross roller ring 166 is coupled to the outside of the stage coupling member 168, and the outer ring 166b is coupled to the inside of the circular support 162. Accordingly, the outer ring 166b of the cross roller ring 166 and the circular support 162 coupled thereto do not rotate, and the inner ring 166a and the stage coupling member 168 coupled thereto rotate together with the stage 120. Done.
  • Coupling intervals are not formed in the coupling portion of the bearing 166 and the circular support 162 and the coupling portion between the bearing 166 and the stage coupling member 168.
  • the circular support 162 is fixed to the upper surface of the base 110
  • the stage coupling member 168 is fixedly coupled to the lower surface of the stage 120. Accordingly, the first support part 160 including the circular support part 162, the bearing 166, and the stage coupling member 168 restrains the stage 120 in the height direction thereof to determine the height of the stage 120. It will play a role.
  • the second support 190 is disposed around the first support 160 to enable the rotation of the stage 120 and to support the stage 120 in the height direction.
  • the second support part 190 includes a circular guide 192, a rotating member 194, a linear moving member 196 and a fixed block 204.
  • a plurality of second support parts 190 are coupled to the bottom surface of the stage 120. In FIG. 4, eight second support parts 190 are illustrated to be coupled at equal intervals.
  • one circular guide 192 for guiding the rotating member 194, the linear moving member 196 and the fixed block 204 is provided.
  • Circular guide 192 corresponds to a guide formed in a circular shape on the base 110 as illustrated in FIG.
  • the rotating member 194 is rotatably coupled to the circular guide 192.
  • the circular guide 192 for guiding the rotating member 194, the linear moving member 196 and the fixed block 204 may have an error with respect to the radial direction. It can be corrected by the possible rotating member 194 and the linear moving member 196 which is capable of linear reciprocating motion while rotating by the rotating member 194.
  • the fixed block 204 is fixed to the lower surface of the stage 120 to be rotated integrally with the stage 120.
  • the rotating member 194 is movably coupled to the circular guide 192 to perform an orbital motion in a circular direction by the circular guide 192.
  • the rotating member 194 has a structure capable of rotating itself. That is, the rotating member 194 is guided by the circular guide 192 to rotate the first rotating member 194a and the first rotating member 194a which rotates with respect to the first rotating member 194a. Include.
  • the rotating motion of the rotating member 194 compensates for an error in the radial direction of the circular guide 192 together with the linear moving member 196.
  • the linear moving member 196 fixed on the second rotating member 194b of the rotating member 194 allows the fixed block 204 to linearly reciprocate.
  • the linear moving member 196 is composed of a guide bar 198 fixed on the second rotating member 194b and a guide rail 202 coupled to the fixed block 204, thereby fixing the block 204. Is a linear reciprocating motion on the second rotating member (194b).
  • the fixed block 204 is also rotated by the rotating member 194.
  • the radial error of the circular guide 192 is compensated for, so that the second support portion 190 has an error of the circular guide 192. Nevertheless, it is possible to perform a smooth rotational movement and as a result it is possible to maintain the height of the stage 120 precisely.
  • the second support part 190 including the circular guide 192, the rotating member 194, the linear moving member 196, and the fixed block 204 supports the stage 120 by restraining the height 120 in the height direction. It plays a role.
  • the second support part 190 is disposed outside the rotation center of the stage 120, the height of the stage 120 is stably supported even when an external force by a rubbing roller or the like acts on the stage 120. can do.

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Abstract

스테이지 회전장치 및 이를 구비하는 러빙장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 스테이지 회전장치는, 스테이지에 회전력을 제공하고 스테이지의 회전 중심이 되는 구동부와, 구동부의 둘레에 고정 배치되어 회전하는 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제1 지지부와, 제1 지지부의 둘레에 원형으로 배치되어 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제2 지지부를 포함한다. 그리고 스테이지와 구동부의 결합 부분에는 높이 방향으로 일정한 간격이 형성되어 있다.

Description

스테이지 회전장치 및 이를 구비하는 러빙장치
본 발명은 스테이지를 일정 각도로 회전할 수 있는 스테이지 회전장치 및 이를 구비하는 러빙장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시소자는 두 장의 글라스 기판 사이에 액정층이 형성되고, 두 장의 글라스 기판의 내면에 상기 액정층에 전계를 걸기 위한 투명 전극, 상기 전계를 온오프시키기 위한 스위칭 소자, 컬러를 표시하기 위한 컬러필터 및 액정분자를 배향하기 위한 배향막 등이 형성된 구조를 갖는다. 두 장의 글라스 기판 사이에 액정재료가 봉입되어 액정표시소자가 제작된다. 배향막은 기판 위에 도포된 폴리이미드 수지 등의 수지층으로 이루어지고, 배향막이 경화된 후에 러빙장치에 의한 러빙(rubbing) 처리에 의해 액정이 소정 방향으로 배향된다.
통상의 러빙장치는 러빙롤러가 글라스 기판이 고정된 테이블의 상부에서 회전 가능하게 그 양단이 지지되고, 러빙포(기모포)가 양면 테이프 등에 의해 러빙롤러의 표면에 부착된다. 이와 같은 러빙롤러의 회전에 의해 러빙포가 글라스 기판의 배향층 표면에 접촉하여 글라스 기판의 표면을 일정한 방향으로 러빙함으로써 그 방향으로 액정재료가 배향되는 것이다.
액정표시소자의 휘도나 응답성을 균일하게 유지하기 위해서는 러빙 처리시에 배향층의 표면을 균일하게 러빙하여 배향층의 표면에 방향성을 주어 액정이 균일하게 배향되도록 하는 것이 중요하다. 이로 인해, 러빙롤러와 글라스 기판의 위치 결정, 특히 러빙롤러와 글라스 기판 위의 배향막 사이의 이격거리를 균일하게 유지하는 것이 필수적이다.
최근 액정 표시소자는 그 크기가 점차 대형화 되어 가고 있기 때문에, 이와 같은 대형의 글라스 기판을 러빙 처리하기 위한 러빙롤러의 길이 또한 글라스 기판의 길이에 비례해서 증가하고 있다.
상기한 바와 같은 러빙장치는 러빙롤러를 포함하는 헤드부가 기판을 고정하는 테이블의 상부에 위치하게 되는데, 이러한 구조의 러빙장치는 러빙롤러를 회전시켜 글라스 기판을 러빙 처리하는 과정에서 스테이지 또는 러빙롤러가 별도의 이동 수단에 의해 일 방향으로 이동하므로 글라스 기판의 일 면을 전체를 러빙 처리할 수 있다.
또한, 스테이지 즉 글라스 기판과 러빙롤러가 이루는 각도를 변화시켜 글라스 기판을 러빙 처리하는 각도를 일정 각도로 조절함으로써 화면의 왜곡현상이나 색 번짐 또는 화면 전환시 발생할 수 있는 잔상을 제거할 수 있다.
이를 위해 종래의 러빙장치는 스테이지의 상부에 위치하는 헤드 프레임 하단의 크로스 롤러(cross roller)에 매달려 있는 러빙롤러를 포함하는 헤드부를 회전시키거나 또는 글라스 기판이 고정된 스테이지 또는 테이블을 회전시켜서, 글라스 기판과 러빙롤러가 이루는 각도를 변화시키고 있다.
스테이지의 회전에 의해 글라스 기판이 회전하는 경우, 러빙롤러와 글라스 기판 일면과의 이격거리를 균일하게 유지하기 위해서, 스테이지의 높이를 균일하게 하는 것이 필수적이다. 그러나 러빙롤러는 글라스 기판과 접촉한 상태에서 일정한 힘을 주면서 러빙공정을 수행하기 때문에, 회전이 가능한 스테이지의 높이를 일정하게 유지하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 스테이지의 회전을 가능하게 하게 스테이지의 높이를 정밀하게 설정 및 유지할 수 있는 스테이지 회전장치 및 이를 구비한 러빙장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 스테이지 회전장치는, 스테이지에 회전력을 제공하고 스테이지의 회전 중심이 되는 구동부와, 구동부의 둘레에 고정 배치되어 회전하는 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제1 지지부와, 제1 지지부의 둘레에 원형으로 배치되어 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제2 지지부를 포함한다. 그리고 스테이지와 구동부의 결합 부분에는 높이 방향으로 일정한 간격이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 스테이지 회전장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 제1 지지부는 하나의 크로스 롤러링일 수 있다.
제1 지지부는, 베이스에 고정되는 원형지지부와, 스테이지와 결합하는 스테이지 결합부재를 포함하고, 원형지지부에는 지지단턱이 형성되어 있으며, 스테이지 결합부재에는 수납홈이 형성되어 있고, 크로스 롤러링은 지지단턱 및 수납홈 내부에 밀착 고정될 수 있다.
제2 지지부는 직선 왕복 운동 및 회전 운동이 가능할 수 있다.
제2 지지부는, 원형가이드와, 원형 가이드에 이동 가능하게 결합된 회전부재와, 회전부재에 결합되어 직선 왕복 운동이 가능한 직선이동부재를 포함하고, 회전부재는 직선이동부재를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
구동부는, 구동모터와, 구동모터에 결합된 브라켓을 포함하고, 스테이지는 브라켓과 결합하는 결합부재를 포함하며, 브라켓과 결합부재의 결합부분에는 높이 방향으로 간격이 형성될 수 있다.
구동모터는 다이렉트 드라이브 모터 또는 리니어 모터에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 러빙장치는 상기와 같은 스테이지 회전장치를 포함하는 것으로, 스테이지를 직선 이동시켜 롤러를 통과하게 하는 반송장치와, 스테이지 상에 고정되어 가공물을 고정하는 테이블을 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 러빙장치에서, 스테이지 회전장치는 스테이지와, 스테이지에 고정된 테이블을 ±45° 이상 회전하게 할 수 있다.
본 발명은, 스테이지의 회전 중심에 해당하는 구동부를 제외한 두 개의 지지부 즉, 제1 지지부 및 제2 지지부가 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하기 때문에, 스테이지의 높이를 정밀하게 설정 및 유지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙장치의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 회전장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 4는 도 2에 예시된 스테이지 회전장치의 제1 지지부 및 제2 지지부를 예시하는 평면도이다.
도 5는 도 2에 예시된 스테이지 회전장치에서 구동모터에 대한 사시도이다.
도 6은 도 2에 예시된 스테이지 회전장치에서 크로스 롤러링에 대한 사시도이다.
도 7은 도 2에 예시된 스테이지 회전장치에서 제2 지지부에 대한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙장치(300)에 대한 도면이다. 그리고 도 2는 도 1에 예시된 러빙장치(300)의 스테이지 회전장치(100)에 대한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분에 대한 확대 단면도이다. 그리고 도 4는 도 2에 예시된 스테이지 회전장치(100)의 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)를 예시하는 평면도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 스테이지 회전장치(100)의 구동모터(132) 및 베어링(166)을 각각 예시하는 사시도이다. 그리고 도 7은 제2 지지부(190)에 대한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙장치(300)는, 글라스 기판과 같은 가공 대상물(도시하지 않음)이 고정되는 테이블(212)과, 스테이지(120)에 대해 테이블(212)이 일정 간격을 가지고 고정되도록 하는 스페이서(210)와, 스테이지(120)를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 회전장치(100)와, 테이블(212) 및 스테이지(120)를 직선 운동하게 하는 반송장치(220)를 포함한다. 반송장치(220)는 정반(230) 상에 고정되어 있다.
테이블(212) 상에 고정된 가공 대상물은, 스테이지 회전장치(100)에 의해 일정 각도로 회전을 하게 되고, 반송장치(220)에 의해 직선 이동을 하면서 러빙롤러(도시하지 않음)를 통과하게 된다. 따라서 테이블(212) 상에 고정된 가공 대상물은 러빙롤러와 일정한 각도를 가지고 접촉하게 된다. 스테이지 회전장치(100)는 스테이지(120)를 ±45° 이상 회전하게 할 수 있다.
반송장치(220)는 스테이지 회전장치(100)가 고정된 베이스(110)를 직선 운동하게 하는 것으로, 베이스(110)에 고정된 가이드바(222)와, 정반(230)에 고정된 가이드레일(224) 및 베이스(110)를 직선 이동하게 하는 직선구동모터(226)를 포함한다. 직선구동모터(226)는 볼스크류 또는 리니어 모터(linear motor) 등에 해당할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 회전장치(100)는, 스테이지(120)에 회전력을 제공하고 스테이지(120)의 회전 중심이 되는 구동부(130)와, 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 지지하는 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)를 포함한다. 제1 지지부(160)는 하나의 크로스 롤러링(cross roller ring)(166)를 포함하고, 제2 지지부(190)는 제1 지지부(160)의 둘레에서 다수 개가 원형가이드(192)에 배치되어 있다.
본 실시예에 따른 스테이지 회전장치(100)는, 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 지지하기 위해서 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 스테이지(120)는 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)로 이루어지는 두 개의 지지부에 의해서 그 높이 방향으로 구속되면서 일정한 높이를 유지하게 된다. 이로 인해, 테이블(212)에 고정되는 가공 대상물과 러빙 롤러(도시하지 않음) 사이에 일정 간격이 유지될 수 있게 된다.
그리고 스테이지(120)에 회전력을 제공하면서 그 회전 중심이 되는 구동부(130)는 스테이지(120)를 높이 방향으로 구속하지 않고 스테이지(120)에 회전력을 제공하는 역할을 한다. 즉, 구동부(130)와 스테이지(120)의 결합 부분에는 일정한 간격(142)이 형성되어 있기 때문에, 스테이지(120)는 구동부(130)에 대해서 높이 방향으로 구속되지 않게 된다.
이와 같이, 스테이지(120)의 회전 중심에 해당하는 구동부(130)가 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 구속하지 않고, 구동부(130)의 둘레에 배치된 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)가 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 구속하기 때문에, 스테이지(120)는 그 회전 및 러빙 롤러와의 접촉에도 불구하고 그 전체에 걸쳐서 일정한 높이를 유지할 수 있고 높이 설정이 용이하게 된다.
스테이지(120)는 중앙에 형성된 센터홀(122)과, 센터홀(122)에 삽입되는 결합부재(126)를 포함한다. 센터홀(122)에는 단턱(124)이 형성되어 있는데, 단턱(124)에는 결합부재(126)에 형성된 외향돌출부(131)가 안착된다. 그리고 결합부재(126)의 중앙에는 센터홀(128)이 형성되어 있는데, 센터홀(128)에는 브라켓(134)의 돌출부(136)가 삽입된다.
위에서 설명한 바와 같이, 스테이지(120)의 하부 중앙에는 구동부(130)가 결합되어 스테이지(120)에 회전력을 제공하고, 구동부(130)의 둘레에는 스테이지(120)의 하면을 지지하는 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)가 순차적으로 배치되어 있다.
결합부재(126)는 브라켓(134)과 결합한다. 브라켓(134)은 구동모터(132) 및 결합부재(126)와 각각 결합되어 있기 때문에, 구동모터(132)의 회전력은 브라켓(134)을 통해서 결합부재(126) 및 이와 결합된 스테이지(120)에 전달된다.
브라켓(134)은 그 중심에서 상향 돌출된 돌출부(136)를 구비한다. 돌출부(136)는 결합부재(126)의 중앙에 형성된 센터홀(128)에 삽입된다. 돌출부(136)의 단면은 원이 아닌 다각형 또는 타원과 유사한 형상을 갖고, 돌출부(136)가 삽입되는 센터홀(128)도 이에 대응하는 형상을 갖는다. 이로 인해, 구동모터(132)과 일체로 회전하는 브라켓(134)의 회전력이 결합부재(126)에 전달된다. 또한, 브라켓(134)의 중앙에는 센터홀(138)이 형성되어 있는데, 센터홀(138)은 구동모터(132)의 중앙에 형성된 센터홀(132b)과 일치되도록 결합된다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 브라켓(134)의 상면과 결합부재(126)의 하면 사이에는 일정한 간격(142)이 형성되어 있다. 이와 같이, 스테이지(120)의 센터홀(122)에 삽입되는 결합부재(126)와, 구동부(130)의 구동모터(132)에 결합되는 브라켓(134) 사이에는 일정한 간격(142)이 형성되어 있기 때문에, 구동부(130)는 스테이지(120)를 그 높이 방향에 대해 구속을 하지 않고 회전력만을 제공하는 역할을 한다. 따라서 스테이지(120)의 중앙에 위치하는 구동부(130)가 스테이지(120)의 높이를 구속하지 않고, 스테이지(120)의 둘레에 위치하는 제1 지지부(160)와, 제1 지지부(160)의 둘레에 위치하는 제2 지지부(190)가 스테이지(120)의 중심에서 일정 간격 이격된 위치에서 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 지지하기 때문에, 스테이지(120)의 정밀한 높이 설정이 가능함은 물론, 러빙 공정시에도 설정된 높이를 유지할 수 있게 되는 것이다.
그리고 스테이지(120)의 결합부재(126)와 구동부(130)의 브라켓(134) 사이에 높이의 간격(142)이 존재함으로써, 제1 지지부(160) 및 제2 지지부(190)를 설치하는 과정에서 스테이지(120)의 수평 방향 조정이 가능하게 되어 정밀한 위치 제어가 가능하게 된다.
구동모터(132)는 도 5에 예시된 바와 같이, 다이렉트 드라이브 모터(direct drive motor)에 해당할 수 있다. 구동모터(132)는 다수 개의 결합홀(132c)이 형성된 회전부(132a)를 포함하고, 회전부(132a)의 중앙에는 센터홀(132b)이 형성되어 있다. 결합홀(132c)에는 스크류(도시하지 않음)이 삽입되어 구동모터(132)와 브라켓(134)을 상호 결합한다.
다이렉트 드라이브 모터는 전동기의 회전력을 기구(기어 박스 등)를 통하지 않고 직접 구동대상인 브라켓(134)에 전달하는 모터로서, 마찰손실을 최소화 하여 효율을 높일 수 있고 구조가 간단하기 때문에 소음을 줄일 수 있으며, 수명이 길고 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 구동모터(132)로서 다수 개의 마그넷 및 코일을 구비하는 리니어 모터를 채용할 수도 있다.
제1 지지부(160)는 구동부(130)의 둘레에 고정 배치되어 스테이지(120)의 회전을 가능하게 함과 동시에 높이 방향으로 지지하는 역할을 한다. 제1 지지부(160)는 원형지지부(162), 베어링(166), 스테이지결합부재(168), 마감링(174) 및 커버링(176)을 포함한다.
원형지지부(162)는 베이스(110) 상에 고정되어 있으며, 도넛(donut) 형상을 갖는 것으로 그 내부에는 구동부(130)가 위치하고 있다. 원형지지부(162)의 내측에는 베어링(166)이 밀착 결합되는 지지단턱(164)이 형성되어 있다. 원형지지부(162)는 베이스(120) 상에 고정되어 있기 때문에, 스테이지(120)와 함께 회전을 하지 않는다.
스테이지결합부재(168)는 스테이지(120)의 하면에 고정 결합하고, 도넛 형상을 갖는 것으로 , 그 내부에는 구동부(130)가 위치하고 있다. 스테이지결합부재(168)의 외측에는 베어링(166)이 밀착 결합하는 수납홈(172)이 형성되어 있으며, 상부에는 걸림돌기(173)가 형성되어 있다. 걸림돌기(173)는 커버링(176)의 걸림단턱(178)에 걸리게 되는데, 이로 인해 스테이지결합부재(168)가 스테이지(120)의 하면에 안정적으로 결합된다.
스테이지결합부재(168)의 하단부에는 마감링(174)이 결합되어 있다. 마감링(174)은 링(ring) 형상을 갖는 것으로, 스테이지결합부재(168)의 외측으로 약간 돌출되어 베어링(166)이 밀착 결합하는 수납홈(172)을 형성한다.
커버링(176)은 원형지지부(162)의 상부에 결합되는 것으로 링 형상을 갖는다. 또한, 커버링(176)은 내측으로 돌출된 걸림단턱(178)을 구비하는데, 걸림단턱(178)에는 스테이지결합부재(168)의 걸림돌기(173)가 걸리게 됨은 위에서 설명한 바와 같다.
베어링(166)은, 원형지지부(162) 및 스테이지결합부재(168) 사이에 형성되는 공간에 밀착 결합되어 스테이지(120)의 회전을 가능하게 함과 동시에 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 지지하는 역할을 한다. 베어링(166)은 도 6에 예시된 바와 같이, 크로스 롤러링(cross roller ring)에 해당할 수 있다.
크로스 롤러링(166)은 내륜(166a) 및 외륜(166b)으로 구성되어 있으며, 외륜(166b)에 대해 내륜(166a)이 회전을 하게 된다. 도면에는 도시되어 있지는 않지만, 내륜(166a)과 외륜(166b) 사이에는 다수 개의 롤러 및 스페이스 리테이너가 배열되어 있어서, 외륜(166b)에 대해 내륜(166a)의 회전을 가능하게 한다.
크로스 롤러링(166)의 내륜(166a)은 스테이지결합부재(168)의 외측과 결합되어 있으며, 외륜(166b)은 원형지지부(162)의 내측과 결합되어 있다. 따라서 크로스 롤러링(166)의 외륜(166b) 및 이와 결합된 원형지지부(162)는 회전을 하지 않고, 내륜(166a) 및 이와 결합된 스테이지결합부재(168)가 스테이지(120)와 함께 회전을 하게 된다.
물론, 본 실시예에 따른 스테이지 회전장치(100)에 적용되는 베어링(166)으로는 크로스 롤러링 뿐만 아니라 스테이지(120) 높이 방향의 하중을 지지할 수 있는 다양한 스러스트 베어링(thrust bearing) 등이 사용될 수 있음은 물론이다.
베어링(166)과 원형지지부(162)의 결합 부분 그리고 베어링(166)과 스테이지결합부재(168) 사이의 결합 부분에는 도 1 내지 도 2에 예시된 바와 같이 결합 간격이 형성되어 있지 않다. 그리고 원형지지부(162)는 베이스(110)의 상면에 고정되어 있으며, 스테이지결합부재(168)는 스테이지(120)의 하면에 고정 결합되어 있다. 따라서, 원형지지부(162), 베어링(166) 및 스테이지결합부재(168)를 포함하는 제1 지지부(160)는 스테이지(120)를 그 높이 방향에 대해 구속 지지하여 스테이지(120)의 높이를 결정하는 역할을 하게 된다.
제2 지지부(190)는 제1 지지부(160)의 둘레에 배치되어 스테이지(120)의 회전을 가능하게 함과 동시에 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 지지하는 역할을 한다. 제2 지지부(190)는 원형가이드(192), 회전부재(194), 직선이동부재(196) 및 고정블록(204)을 포함한다. 그리고 제2 지지부(190)는 스테이지(120)의 하면에 다수 개가 결합되는데, 도 4에서는 8개의 제2 지지부(190)가 동일한 간격을 가지고 결합되어 있는 것으로 예시되어 있다. 물론, 회전부재(194), 직선이동부재(196) 및 고정블록(204)을 가이드하는 원형가이드(192)는 하나가 구비된다.
원형가이드(192)는 도 4에 예시된 바와 같이 베이스(110) 상에 원형으로 형성된 가이드에 해당한다. 원형가이드(192)에는 회전부재(194)가 회전 가능하게 결합된다. 회전부재(194), 직선이동부재(196) 및 고정블록(204)을 가이드하는 원형가이드(192)는 직경 방향에 대해 오차를 가질 수 있는데, 이와 같은 원형가이드(192)의 오차는, 회전이 가능한 회전부재(194)와, 회전부재(194)에 의해 회전을 하면서 직선 왕복 운동도 가능한 직선이동부재(196)에 의해서 보정될 수 있다.
고정블록(204)은 스테이지(120)의 하면에 고정되어 스테이지(120)와 일체로 회전 운동을 하게 된다.
도 7을 참조하면, 회전부재(194)는 원형가이드(192)에 이동 가능하게 결합되어 원형가이드(192)에 의해 원 방향의 공전 운동을 하게 된다. 그리고 회전부재(194)는 스스로 회전이 가능한 구조를 가지고 있다. 즉, 회전부재(194)는 원형가이드(192)에 의해 가이드 되어 공전 운동을 하는 제1 회전부재(194a)와, 제1 회전부재(194a)에 대해 자전을 하는 제2 회전부재(194b)를 포함한다. 회전부재(194)의 자전 운동은 직선이동부재(196)과 함께 원형가이드(192)의 직경 방향에 대한 오차를 보상하게 된다.
회전부재(194)의 제2 회전부재(194b) 상에 고정되어 있는 직선이동부재(196)는 고정블록(204)이 직선 왕복 운동할 수 있도록 한다. 직선이동부재(196)는, 제2 회전부재(194b) 상에 고정된 가이드바(198)와, 고정블록(204)과 결합된 가이드레일(202)로 이루어져 있으며, 이로 인해 고정블록(204)은 제2 회전부재(194b) 상에서 직선 왕복 운동을 하게 되는 것이다. 물론, 고정블록(204)은 회전부재(194)에 의해 자전 운동도 하게 된다.
이와 같이, 회전부재(194)의 자전 및 직선이동부재(196)의 직선 왕복 운동에 의해서, 원형가이드(192)의 직경 방향 오차가 보상되어 제2 지지부(190)가 원형가이드(192)의 오차에도 불구하고 원활한 회전 운동을 할 수 있으며 결과적으로 스테이지(120)의 높이를 정밀하게 유지할 수 있게 되는 것이다.
그리고 원형가이드(192), 회전부재(194), 직선이동부재(196) 및 고정블록(204)으로 이루어지는 제2 지지부(190)는 스테이지(120)를 높이 방향에 대해 구속하여 높이 방향에 대해 지지하는 역할을 한다. 또한, 제2 지지부(190)는 스테이지(120)의 회전 중심에 대해 외측에 배치되어 있기 때문에, 스테이지(120)에 러빙 롤러 등에 의한 외력이 작용하는 경우에도 스테이지(120)의 높이를 안정적으로 지지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 스테이지에 회전력을 제공하고 스테이지의 회전 중심이 되는 구동부;
    상기 구동부의 둘레에 고정 배치되어, 회전하는 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제1 지지부;
    상기 제1 지지부의 둘레에 원형으로 배치되어, 회전하는 스테이지를 높이 방향에 대해 지지하는 제2 지지부를 포함하고,
    스테이지와 상기 구동부의 결합 부분에는 높이 방향으로 일정한 간격이 형성되어 있는 스테이지 회전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지부는 하나의 크로스 롤러링인 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지부는,
    베이스에 고정되는 원형지지부와, 상기 스테이지와 결합하는 스테이지 결합부재를 포함하고,
    상기 원형지지부에는 지지단턱이 형성되어 있으며, 상기 스테이지 결합부재에는 수납홈이 형성되어 있고,
    상기 크로스 롤러링은 상기 지지단턱 및 수납홈 내부에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 직선 왕복 운동 및 회전 운동이 가능한 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 지지부는,
    원형가이드와, 상기 원형 가이드에 이동 가능하게 결합된 회전부재와, 상기 회전부재에 결합되어 직선 왕복 운동이 가능한 직선이동부재를 포함하고,
    상기 회전부재는 상기 직선이동부재를 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 구동모터와, 상기 구동모터에 결합된 브라켓을 포함하고,
    상기 스테이지는 상기 브라켓과 결합하는 결합부재를 포함하며,
    상기 브라켓과 상기 결합부재의 결합부분에는 높이 방향으로 상기 간격이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동모터는 다이렉트 드라이브 모터 또는 리니어 모터인 것을 특징으로 하는 스테이지 회전장치.
  8. 제1항 내지 제7항의 스테이지 회전장치를 포함하는 러빙장치에 있어서,
    상기 러빙장치는,
    상기 스테이지를 직선 이동시켜 롤러를 통과하게 하는 반송장치와,
    상기 스테이지 상에 고정되어 가공물을 고정하는 테이블을 포함하는 러빙장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스테이지 회전장치는 상기 스테이지와, 상기 스테이지에 고정된 상기 테이블을 ±45° 이상 회전하게 하는 것을 특징으로 하는 러빙장치.
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