KR100833657B1 - 세정기 및 그 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치 단위셀 세정기 및 세정방법이 개시되어있다. 세정기는 크게 X-Y 테이블, X-Y 테이블에 연결된 지지대, 지지대에 각각 배치된 회전 연마 헤드 및 스크레이퍼를 포함한다. 액정 표시 장치 단위셀 세정 방법은 스크레이퍼와 회전 연마 헤드를 포함하는 장치를 제공하는 단계, 스크레이퍼로 단위셀의 표면과 접촉하도록 스크레이퍼를 이동하는 단계, 액정 주입구에 인접한 단위셀 표면에 봉합되고 남은 여분의 밀봉제를 제거하기 위해 액정 주입구에 인접한 단위셀의 표면을 스크레이퍼로 스크레이핑하는 단계, 스크레이핑 단계 후 단위셀의 표면으로부터 스크레이퍼를 분리시키는 단계 및 단위셀의 표면으로부터 스크레이퍼를 분리시킨 상태에서 회전 연마 헤드를 이용하여 단위셀의 표면을 세정하는 단계를 포함한다. 과잉되어 남은 밀봉제 및 다른 표면 오염물을 동시에 처리함으로써 인력을 절감하고 작업 지연시간을 줄여 생산량을 증가시킬 수 있다. 또한, 과잉되어 남은 밀봉제를 제외한 모든 표면 오염물이 회전 연마 헤드에 의해 제거될 수 있으므로, 스크레이퍼에 의한 단위셀 표면의 손상을 현저히 감소시킬 수 있다.
액정, 액정 표시 장치, 세정, 세정기, 회전 연마 헤드, 스크레이퍼, 밀봉제

Description

세정기 및 그 세정 방법{CLEANING MACHINE AND METHOD}
도 1은 밀봉제로 봉합된 액정 주입구를 갖는 액정 표시 장치 단위셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세정기의 단면도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세정 과정의 주요 단계를 도시하는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정 표시 장치 단위셀
110 : X-Y 테이블
120 : 지지대
130 : 회전 연마 헤드(polishing head)
132, 142 : 엑츄에이터(actuator)
134 : 동력수단
136, 140 : 로드(rod)
140a : 스크레이퍼(scraper)
150 : 스테이지(stage)
본 발명은 세정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 단위셀의 세정 공정에 사용되는 세정기 및 그 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 제조 공정에서, 2개의 유리 기판이 밀봉제로 접착되고 접착된 유리 기판 사이의 작은 공간으로 액정(liquid crystal)이 주입된다. 그 다음에, 편광필름이 각 유리 기판의 외부에 붙여지고 그 위에 전기적 구동 수단인 인쇄 배선 기판(Printed Wiring Board; 이하 PWB)들이 연결된다. 최종적으로, 백라이트 유닛이 첨가되어 액정 표시 장치 모듈이 완성된다.
구체적으로, 유리 기판은 다음과 같은 단계에 의해 조립된다. 우선, 주로 실크스크린, 또는 스크린 프린팅으로 밀봉제가 공급된다. 액정 주입구는 그 다음 공정에서 액정을 주입하기 위해 접착되지 않도록 남겨진다. 밀봉제를 공급한 후, 밀봉제로부터 용매를 제거하고 폴리머의 부분적인 크로스 링킹을 위해 밀봉제를 경화한다. 이는 점도가 떨어진 밀봉제(B-단계 물질)만들어 두 기판이 얼라인 도중 상호 접촉되도록 한다. 두 기판을 맞붙이기 전에, 두 기판사이의 셀 간격(5-10 마이크로미터)을 유지하기 위해 하나의 기판에 스페이서를 증착한다. 이후, 두 기판을 겹쳐진 상태로 얼라인하고, 열과 압력으로 박판으로 만들어 폴리머의 크로스링킹을 완결시킨다.
액정 표시 장치 조립 공정이 끝난 후, 조립된 유리 기판을 각각의 액정 표시 장치 단위셀(이하, 단위셀이라고 한다)로 잘라낸다. 액정은 스페이서로 형성된 갭사이로 주입된다. 단위셀의 가장자리로부터 여분의 액정을 제거한 후, 에폭시와 같은 밀봉제가 액정 주입구를 봉합하기 위해 공급되고 경화된다. 마지막으로, 한 면이 접착층으로 되어있는 편광판을 각각의 단위셀의 바깥면에 붙인다.
도 1은 일반적인 액정 주입구를 갖는 단위셀(100)을 설명하기 위한 도면으로, 특히, 밀봉제로 봉합된 액정 주입구(100a)를 갖는 단위셀(100)을 설명한다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정 주입구(100a)를 갖는 단위셀(100)은 액정 주입을 위해 액정 주입구(100a)를 포함한다. 단위셀(100)의 액정 주입구(100a)를 봉합할 때, 적어도 액정 주입구(100a) 표면 부근까지 도포될 만큼의 밀봉제를 사용한다.
이처럼, 액정이 주입된 후 액정 주입구(100a)를 봉합하는 과정에서 단위셀(100)의 액정 주입구(100a) 외부 표면에도 밀봉제가 남아 있을 수 있다.
액정 표시 장치 표면의 외부 물질이나 오염물질은 결정적인 실패를 초래한다. 단위셀(100) 표면의 외부 물질을 제거하는 것은 LCD 제작에 매우 중요하다. 액정 주입구(100a)를 봉합하는 공정에 뒤이은 편광판 부착 공정에 있어서 이와같은 오염물을 제거하므로써 공정 수율을 증가시킬 수 있다.
이와 같은 표면 오염물을 제거하기 위해서, 전형적으로 단위셀(100)은 블레이드(blade)를 이용한 세정 시스템이나 테이프(tape)를 이용한 세정 시스템으로 세정된다. 그러나, 상기 액정 주입구(100a) 외부 표면에 남은 밀봉제는 테이프 기반의 세정 시스템으로는 제거 될 수 없다.
또한, 블레이드를 사용한 세정 시스템이 유기 용매를 사용하여 액정 주입구(100a) 외부표면에 남은 밀봉제를 제거하기 위해 최적화 될 수 있다고 하여도, 상기 블레이드를 사용한 시스템은 추가적으로 압력을 가해야 하므로 단위셀(100)에 스트레스를 줄 수 있고 심지어 단위셀(100) 표면에 손상을 줄 수 있다.
또한, 최적의 조건이 적용된다 할지라도, 블레이드를 사용한 세정 공정 처리 후 단위셀(100)의 액정 주입구(100a) 외부표면에 밀봉제가 남아 있을 가능성은 여전히 남아 있다.
따라서, 기존에는 액정 주입구(100a) 외부표면에 남은 밀봉제를 수동으로 제거하여, 부가적으로 인력이 요구되었고 공정시간이 현저히 길어졌으며 생산량 또한 매우 적은 문제점이 발생했다.
일반적으로, 수동으로 남은 밀봉제를 제거한 후, 다른 표면 오염물질을 제거하기 위해 상기 남은 밀봉제가 제거된 단위셀(100)은 블레이드를 사용한 세정기나 테이프를 사용한 세정기로 이송되었다.
그러나, 단위셀(100)을 이송하는데 소요되는 시간은 전체 공정 시간을 지연시키는 문제점이 있다. 이에 부가하여, 하나의 단위 공정에서 다른 단위 공정으로 단위셀(100)을 이송하는 것은 단위셀(100)에 손상을 초래할 수 있는 위험을 야기하는 부가적인 문제점을 갖고 있다.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으 로, 본 발명의 목적은 남은 밀봉제 및 다른 표면 오염물질을 자동으로 세정함으로써 인력 절감뿐만 아니라, 작업 지연 시간의 감소 및 생산량을 증가시키기 위한 세정기를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기한 세정기를 이용한 세정 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위한 세정기는, 크게 X-Y 테이블, X-Y 테이블에 연결된 지지대, 상기 지지대에 각각 배치된 회전 연마 헤드(polishing head) 및 스크레이퍼(scraper)를 포함한다. X-Y 테이블은 작업대상물에 대해 회전 연마 헤드와 스크레이퍼가 이동하도록 하기 위해 작업대상물의 X축 및 Y축 방향으로 수평하게 이동한다. 회전 연마 헤드는 작업대상물의 표면을 세정하기 위해 상기 회전 연마 헤드로부터 제공되는 연마 테이프를 포함한다. 상기 세정기는 작업대상물 및 작업대상물의 표면과의 접촉부로 회전 연마 헤드와 스크레이퍼를 이동하기 위한 2개의 엑츄에이터(actuator)를 각각 포함하여 이루어진다.
또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치 단위셀 세정 방법은, 액정 주입구(100a)에 인접한 단위셀(100) 표면을 밀봉하기에 충분한 양의 액정 주입구(100a) 봉합용 밀봉제로 봉합된 액정 주입구(100a)를 가진 단위셀(100)을 세정하기 위한 방법을 더 제공한다. 상기 세정 방법은 스크레이퍼와 회전 연마 헤드를 포함한 장치를 제공하는 단계, 단위셀(100) 표면과 접촉하도록 스크레이퍼를 이동하는 단계, 과잉되어 남은 밀봉제를 제거하기 위해 스크레이퍼로 단위셀(100)의 액정 주입구(100a)에 가까운 표면을 스크레이핑하는 단계, 스크레이핑 단계 후 단위셀(100)의 표면으로부터 스크레이퍼를 분리시키는 단계 및 단위셀(100)의 표면으로부터 스크레이퍼를 분리하는 동안 회전 연마 헤드를 이용하여 단위셀(100) 표면을 세정하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세정기의 단면도이고, 도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세정 과정의 주요 단계를 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 세정기는 크게 X-Y 테이블(110), X-Y 테이블(110)에 연결된 지지대(120), 상기 지지대(120)에 각각 배치된 회전 연마 헤드(130) 및 스크레이퍼(140a)를 포함한다.
X-Y 테이블(110)이 X축 및 Y축 방향으로 수평하게 이동하여, 지지대(120)가 단위셀(100)과 같은 작업대상물에 대해 X-Y 테이블(110)을 따라 움직인다. 단위셀(100)은 스테이지(stage)(150)에 장착되며, 스테이지(150)는 소정의 진공 연결부(미도시)를 구비하여 진공펌프(미도시)와의 연결을 통해 스테이지(150)에 단위셀(100)을 고정시킬 수 있다.
X-Y 테이블(110)의 X축, 또는 Y축 방향으로의 이동은 단위셀(100)에 대해 X축, 또는 Y축 방향으로 수평하게 회전 연마 헤드(130)와 스크레이퍼(140a)를 움직이기 위해 정확히 제어된다.
회전 연마 헤드(130)는 LCD 유리 기판에 유착되는 물질을 제거하기 위해 고안된 연마 테이프를 포함한다. 이러한 연마 테이프는 각각의 작업대상물이 깨끗한 테이프로 처리되는 것을 확실히 하도록 회전 연마 헤드(130)를 통해 지속적으로 제공된다.
스크레이퍼(140a)는 SUS304 혹은 강철과 같은 단단한 재질로 이루어진 하나의 사각 블레이드를 포함한다. 블레이드의 수는 필요하다면 조절할 수 있다.
회전 연마 헤드(130)는 제1 엑츄에이터(132)의 제1 로드(rod)(136)가 연장될 때 단위셀(100)로 미끄러지듯이 이동하여 단위셀(100)의 표면과 접촉하게 된다(도4 참조).
또한, 회전 연마 헤드(130)는 제1 엑츄에이터(132)의 제1 로드(136)가 수축될 때 반대방향으로 미끄러지듯 이동한다. 제1 엑츄에이터(132)는 지지대(120)에 연결되며 수압식 실린더일 수 있다(도 2 또는 도 3 참조). 스크레이퍼(140a)가 지지대(120)에 연결된 다른 제2 엑츄에이터(142)에 의해 단위셀(100)에 대해 수직 방향으로 움직여 스크레이퍼(140a)는 단위셀(100)로 접촉되거나 뒤로 분리된다.
이하, 상기한 세정기를 이용하여 단위셀(100)과 같은 작업대상물을 세정하기 위한 세정 방법을 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 스크레이퍼(140a)는 제2 엑츄에이터(142)의 제2 로드(140)가 연장될 때 단위셀(100)의 표면과 접촉하기 위해 이동한다. 이후, X-Y 테이블(100)은 단위셀(100)의 표면으로부터 상기 남은 밀봉제를 스크레이핑하기 위해 스크레이퍼(140a)를 서보모터로 단위셀(100)의 가장자리와 평행하게 이동시킨다.
또한, 단위셀(100) 표면으로부터 제거된 남은 밀봉제를 씻어내기 위해 스크 레이퍼(140a)에 접촉된 단위셀(100) 표면을 물로 직접 씻어준다.
스크레이핑 단계를 거친 후, 제2 엑츄에이터(142)의 제2 로드(140)가 수축 될 때 스크레이퍼(140a)는 단위셀(100) 표면으로부터 멀어진다(도 2 참조).
이후, 단위셀(100)의 전체 표면은 단위셀(100)표면으로부터 유리 부스러기 혹은 분진과 같은 다른 오염물질을 제거하기 위해 회전 연마 헤드(130)에 의해 세정된다. 회전 연마 헤드(130)는 단위셀(100)에 대해 수직에 위치한 모터 혹은 다른 동력 수단(134)에 의해 중심 축을 중심으로 회전한다. 회전 연마 헤드(130)는 단위셀(100) 표면의 오염물을 제거하기 위해 회전 연마 헤드(130)를 통해 제공되는 연마 테이프를 이용한다. 또한, 단위셀(100) 표면으로부터 제거된 오염물을 씻어내기 위해 연마 테이프에 접촉된 단위셀(100) 표면을 물로 직접 씻어준다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연마 단계 진행 시, 단위셀(100) 표면으로부터 스크레이퍼(140a)를 분리시킨 상태에서 단위셀(100) 표면으로 회전 연마 헤드(130)는 이동한다. 때로, 남은 밀봉제가 스크레이퍼(140a)에 의해 완전히 제거되지 않는 경우가 발생하여 남은 밀봉제의 일부가 단위셀(100)에 여전히 존재하기도 한다. 그러나, 상기 남아 있는 밀봉제는 회전 연마 헤드(130)를 통해 제공된 연마 테이프에 의해 단위셀(100) 표면으로부터 쉽게 제거된다.
이상에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상기 설명된 자동 세정기에 의해 단위셀 표면으로부터 남은 밀봉제와 다른 표면 오염물들을 제거할 수 있고, 그 결과 인력을 절감하고 작업 지연 시간을 줄여 생산량을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 남은 밀봉제를 제외한 모든 표면 오염물은 회전 연마 헤드에 의해 제거되므로, 스크레이퍼에 의해 단위셀 표면에 손상을 줄 가능성을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종래의 세정 공정에 필요했던 유기 용매를 사용하지 않으므로, 유기 용매를 구매 및 관리하는데 소용되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 폐수로 처리할 때 소요되는 비용을 절감시켜 전체 공정의 운용비를 절감시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 작업대상물에 대해 X축 및 Y축 방향으로 수평하게 움직이는 X-Y 테이블;
    상기 X-Y 테이블의 움직임에 따라 이동하도록 상기 X-Y 테이블에 연결된 지지대;
    상기 지지대에 배치되고, 상기 작업대상물의 표면을 세정하기 위해 공급되는 연마 테이프를 포함하는 회전 연마 헤드;
    상기 회전 연마 헤드를 상기 작업대상물로 이동시켜 상기 작업대상물의 표면과 접촉하도록 하는 제1 엑츄에이터;
    상기 지지대에 배치된 스크레이퍼; 및
    상기 스크레이퍼를 상기 작업대상물로 이동시켜 상기 작업대상물의 표면과 접촉하도록 하는 제2 엑츄에이터를 포함하는 세정기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지대는 상기 X-Y 테이블과 함께 상기 작업대상물에 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 세정기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스크레이퍼는 강철로 이루어진 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 엑츄에이터는 상기 작업대상물에 대해 상기 회전 연마 헤드를 수직 방향으로 움직이기 위한 실린더 형태의 엑츄에이터인 것을 특징으로 하는 세정기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 엑츄에이터는 상기 작업대상물에 대해 상기 스크레이퍼를 수직방향으로 움직이기 위한 실린더 형태의 엑츄에이터인 것을 특징으로 하는 세정기.
  6. 스크레이퍼와 회전 연마 헤드를 포함하는 장치를 제공하는 단계;
    상기 스크레이퍼를 작업대상물로 이동시켜 상기 작업대상물의 표면과 접촉하도록 이동하는 단계;
    상기 스크레이퍼로 상기 작업대상물의 표면을 스크레이핑하는 단계;
    상기 스크레이핑 단계 후, 상기 작업대상물의 표면으로부터 상기 스크레이퍼를 분리시키는 단계; 및
    상기 작업대상물의 표면으로부터 상기 스크레이퍼를 분리시킨 상태에서 상기 회전 연마 헤드를 이용하여 상기 작업대상물의 표면을 세정하는 단계
    를 포함하는 작업대상물의 표면 세정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회전 연마 헤드는 상기 작업대상물의 표면을 세정하기 위해 상기 회전 연마 헤드를 통해 제공되는 연마 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업대상물의 표면 세정 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스크레이퍼는 강철로 만들어진 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업대상물 표면 세정 방법.
  9. 스크레이퍼와 회전 연마 헤드를 포함하는 장치를 제공하는 단계;
    상기 스크레이퍼로 액정 표시 장치 단위셀의 표면과 접촉하도록 상기 스크레이퍼를 이동하는 단계;
    액정 주입구에 인접한 상기 액정 표시 장치 단위셀 표면에 봉합되고 남은 여분의 밀봉제를 제거하기 위해 상기 액정 주입구에 인접한 상기 액정 표시 장치 단위셀의 표면을 상기 스크레이퍼로 스크레이핑하는 단계;
    상기 스크레이핑 단계 후 상기 액정 표시 장치 단위셀의 표면으로부터 상기 스크레이퍼를 분리시키는 단계; 및
    상기 액정 표시 장치 단위셀의 표면으로부터 상기 스크레이퍼를 분리시킨 상태에서 상기 회전 연마 헤드를 이용하여 상기 액정 표시 장치 단위셀의 표면을 세정하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 단위셀의 세정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전 연마 헤드는 상기 액정 표시 장치 단위셀의 표면을 세정하기 위해 상기 회전 연마 헤드를 통해서 공급되는 연마 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 단위셀의 세정 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 스크레이퍼는 강철로 이루어진 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 단위셀의 세정 방법.
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