KR101186372B1

KR101186372B1 - 스페이서 산포장치

Info

Publication number: KR101186372B1
Application number: KR1020100090834A
Authority: KR
Inventors: 이찬희
Original assignee: 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2012-09-26
Also published as: KR20120029038A

Abstract

본 발명은 스페이서 산포장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 스페이서 산포장치는 기판에 스페이서를 산포하기 위한 공간을 제공하는 챔버;와, 상기 기판을 향해 스페이서를 산포하도록 상기 챔버의 상부영역에 설치되는 스페이서 공급부;와, 상기 기판의 저면을 지지하는 스테이지; 및, 상기 상기 기판의 저면을 향해 압축공기를 분사하는 분사노즐이 형성된 압축공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 기판의 상면에 스페이서를 산포하는 과정에서 기판의 저면에 스페이서가 들러붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치가 제공된다.

Description

스페이서 산포장치{APPARATUS FOR DIFFUSING SPACER}

본 발명은 스페이서 산포장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 상면에 스페이서를 산포하는 과정에서 기판의 저면에 스페이서가 들러붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치에 관한 것이다.

통상적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, LCD는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과, 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다. 액정패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련된다. 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀이 구동된다. 이러한 LCD는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하며, 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기까지 광범위하게 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 LCD는 상부기판(11) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(32)와 칼라필터(30), 공통전극(28) 및 배향막(34)으로 구성되는 상판과, 하부기판(1) 상에 형성된 TFT와 화소전극(22) 및 배향막(24)으로 구성되는 하판과, 상판과 하판 사이에 형성된 스페이서(26)와, 상판 및 하판과 스페이서(26)에 의해 마련된 내부공간에 주입되는 액정(도시되지 않음)을 구비한다.

블랙매트릭스(32)는 불투명수지와 크롬과 같은 불투명한 금속을 상부기판(11) 상에 코팅 또는 증착하고 패터닝함으로써 형성된다. 이 블랙매트릭스(32)는 상부기판(11) 상에 매트릭스 형태로 형성되어 상부기판(11)의 표면을 칼라필터(30)들이 형성되어질 다수의 셀영역들로 나눔과 아울러 인접 셀간의 광간섭을 방지하는 역할을 한다.

칼라필터(30)는 블랙 매트릭스(32)에 의해 나누어진 셀영역들에 위치하게 된다. 칼라필터(30)는 블랙매트릭스(32)가 형성된 상부기판(11)의 전면에 백색광원을 흡수하여 특정파장(적색, 녹색, 또는 청색)의 광만을 투과시키는 물질을 도포한 후 패터닝함으로써 형성된다.

공통전극(28)에는 공통전압이 공급되며 투명전도막을 증착함으로써 형성된다.

배향막(34)은 공통전극(28) 상에 폴리이미드를 전면 도포한 후, 러빙공정을 수행하여 프리틸트 각을 가지도록 배향처리한다.

하판에서 TFT는 게이트전극(6), 게이트절연막(12), 활성층(14) 및 오믹접촉층(16), 소스 및 드레인전극(8, 10)이 순차적으로 적층되어 구성된다. 이때, 게이트전극(6)은 게이트라인(GL)과 연결되며, 소스전극(8)은 데이터라인(DL)과 연결된다. 드레인전극(10)은 TFT를 보호하기 위한 보호층(18)에 형성된 접촉홀(20)을 통해 화소전극(22)과 접촉된다.

스페이서(26)는 상기와 같은 구성을 가지는 상부 및 하부기판들의 합착시 액정셀의 셀갭(Cell Gap)을 규제하고 적당한 액정층의 두께를 유지하여 액정층 두께의 불균일로 인하여 발생하는 표시얼룩과 시인성 저하를 방지하기 위해 스페이서 산포기에 의해 상판 또는 하판 상에 산포된다.

기판상에 스페이서를 산포하는 방법으로서는 프론이나 알코올, 순수 등의 용매에 스페이서를 편차시키고, 이 용매를 노즐로부터 분무하는 습식 산포 방법과, 정전 건이나 마찰 등에 의해 스페이서를 대전시키고, 이 대전한 스페이서를 노즐로부터 분출하는 건식 산포 방법이 있고, 습식 산포 방법에서는 프론이나 알코올 등을 회수하여야 하며, 또한, 스페이서가 용매중에서 응집되기 쉬우며 기판면 내에 균일하게 스페이서를 산포하는 것이 어렵기 때문에, 근래에는 건식 산포 방법이 널리 이용되고 있다.

도 2를 참조하면, 종래의 건식 스페이서 산포장치는 스페이서(56)를 산포하기 위한 챔버(42)와, 스페이서(56)를 공급하는 스페이서 공급부(48)와, 스페이서 공급부(48)로부터 스페이서(56)를 챔버(42)에 공급하기 위한 공급파이프(50)와, 챔버(42)에 LCD의 상판 또는 하판(41, 이하에서는 '기판'이라고 함)을 로딩시키는 로딩부(44)와, 스페이서(56)가 산포된 기판(41)을 챔버(42)에서 언로딩하기 위한 언로딩부(46)와, 기판(41)에 산포된 스페이서(56)에 대해 분산성 검사를 실시하기 위한 검사부(47)를 구비한다.

챔버(42)는 공급파이프(50)와 연결되어 스페이서(56)의 산포영역을 조절하기 위한 분사노즐(52)과, 선행 공정을 마친 기판(41)이 로딩되어 안착되는 테이블(54)을 추가로 구비한다.

분사노즐(52)은 기판(41) 상에 스페이서(56)가 고르게 분사되도록 하는 역할을 한다. 공급파이프(50)는 스테인레스 재질의 관 형태로 제작되어 스페이서 공급부(48)로부터 스페이서(56)를 챔버(42)의 분사노즐(52)로 압송하는 통로이다.

스페이서 공급부(48)는 스페이서(56)를 공정에 필요한 만큼 계량하여 불활성가스에 의해 공급파이프(50)로 압송된다.

로딩부(44)는 선행 공정을 마친 기판(41)을 챔버(42) 내에 로딩시키는 역할을 하며, 언로딩부(46)는 스페이서(56) 산포공정이 완료된 기판(41)을 챔버(42)에서 언로딩하여 검사부(47)로 이동시키는 역할을 한다. 여기서, 기판(41)은 도시되지 않은 로봇에 의해 로딩부(44)에 로딩되고, 언로딩부(46)에서 검사부(47)로 언로딩된다.

검사부(47)는 기판(41)에 산포된 스페이서(56)의 밀도를 검출하여 스페이서 산포불량을 판단하게 된다.

그런데, 종래의 스페이서 산포장치는 분사노즐을 통해 기판을 향해 산포되는 스페이서가 챔버의 벽면이나 테이블에 튕겨 기판의 저면에 붙게 되거나, 기판의 주변에 쌓여있다가 기판을 인출하는 과정에서 기판의 저면에 붙는 문제점이 있다.

상기와 같이 산포공정 중 기판의 저면에 부착된 스페이서는, 스페이서 산포공정 이후에 진행되는 상부기판과 하부기판의 접합공정에서 기판의 저면을 파지하는 정전척(Electrostatic Chuck)이나 SFC(Sticky Film Chuck) 또는 진공척(Vacuum Chuck)의 접착면과 기판의 사이에서 기판의 접착력 저하를 일으키게 되며, 이로 인해, 접합공정의 진행과정 중 정전척 등을 이용하여 기판을 파지한 상태로 이송하는 과정에서 접착력 저하에 의해 기판이 추락하는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 전면에 스페이서를 산포하는 과정에서 기판의 저면에 스페이서가 들러붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치를 제공함에 있다.

또한, 기판과 중첩되지 않는 스테이지의 테두리부분에 스페이서가 쌓여 기판의 인출과정에서 기판의 저면이나 인출장비에 붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 스페이서를 산포하기 위한 공간을 제공하는 챔버;와, 상기 기판을 향해 스페이서를 산포하도록 상기 챔버의 상부영역에 설치되는 스페이서 공급부;와, 상기 기판의 저면을 지지하는 스테이지; 및, 상기 기판의 저면을 향해 압축공기를 분사하는 분사노즐이 형성된 압축공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 분사노즐은 기판의 테두리에 인접한 저면을 향해 압축공기를 분사하도록, 상기 기판의 테두리로부터 내측으로 이격된 위치에 다수 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분사노즐은 스테이지에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스테이지는 스테이지의 상면으로부터 기판이 이격되도록 지지하는 지지핀이 상면에 다수 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압축공기 공급부는 압축공기의 공급라인을 개폐하는 제어밸브가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기판의 전면에 스페이서를 산포하는 과정에서 기판의 저면에 스페이서가 들러붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치가 제공된다.

또한, 기판과 중첩되지 않는 스테이지의 테두리부분에 스페이서가 쌓여 기판의 인출과정에서 기판의 저면이나 인출장비에 붙는 것을 방지할 수 있는 스페이서 산포장치가 제공된다.

도 1은 일반적인 LCD의 구조를 나타내는 단면도,
도 2는 종래의 건식 스페이서 산포장치의 정단면도,
도 3은 본 발명 스페이서 산포장치의 정단면도,
도 4는 본 발명 스페이서 산포장치의 평단면도이고,
도 5는 본 발명 스페이서 산포장치의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 스페이서 산포장치에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 중 도 3은 본 발명 스페이서 산포장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 스페이서 산포장치는 챔버(110),스페이서 공급부(130), 스테이지(120) 및, 압축공기 공급부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 챔버(110)는 기판(P)에 스페이서(S) 산포하기 위한 공간이 내부에 형성된다.

상기 스페이서 공급부(130)는 상기 챔버(110)의 상부영역에 설치되는 산포노즐(131)과, 상기 산포노즐(131)로 스페이서(S)를 공급하는 공급호퍼(132)와, 상기 산포노즐(131)과 공급호퍼(132)를 연결하는 연결관(133)으로 이루어진다.

상기 스테이지(120)는 상면에 기판(P)의 저면을 지지하는 지지핀(121)이 형성되어 상기 챔버(110)의 하부공간에 설치된다.

상기 압축공기 공급부(140)는 상기 기판(P)의 테두리에 인접한 저면을 향해 압축공기를 분사하도록, 상기 기판(P)의 테두리로부터 내측으로 이격된 위치에 다수 마련되는 분사노즐(122)과, 소정압력의 압축공기를 제공하는 압축공기 발생기(141)와, 상기 압축공기 발생기(141)와 분사노즐(122)을 연결하는 공급라인(142)과, 상기 공급라인(142)상에 형성되어 압축공기의 공급을 개폐하는 제어밸브(143)로 구성된다. 한편, 상기 압축공기 발생기(141)에서 제공되는 압축공기의 압력은 기판(P)이 스테이지(120)상에 지지된 상태를 유지하는 범위 내에서 제공되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 실시예에서는 스테이지의 면적이 기판보다 넓게 형성되고, 스테이지의 테두리부분에 분사노즐이 스테이지를 관통하여 설치되는 것으로 설명하였으나, 스테이지가 기판보다 작게 형성되고, 스테이지의 테두리부분에 분사노즐이 설치되는 것도 가능할 것이다.

지금부터는 상술한 스페이서 산포장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.

도 3에서 나타난 바와 같이 본 발명 스페이서 산포장치는 기판(P)에 스페이서(S)를 산포하기 위한 챔버(110)의 내측 상부공간에 스페이서 공급부(130)가 설치되고, 하부공간에는 기판(P)을 지지하는 스테이지(120)가 설치된다.

여기서, 상기 기판(P)은 스테이지(120)의 상면에 형성된 다수의 지지핀(121)들에 의해 스테이지(120)의 상면으로부터 이격된 상태로 지지된다.

상기와 같이 기판(P)이 지지된 상태에서, 스페이서 공급부(130)를 구동시키면 공급호퍼(132)에 보관된 스페이서(S)들이 연결관(133)을 경유하여 산포노즐(131)을 통해 스테이지(120)에 지지된 기판(P)을 향해 공급된다.

이때, 압축공기 공급부(140)의 압축공기 발생기(141)를 구동시켜 공급라인(142)으로 연결된 분사노즐(122)로 압축공기를 공급하면, 분사노즐(122)의 토출구를 통해 기판(P)의 저면 테두리 내측 부분을 향해 압축공기가 각각 수직방향으로 분사된다.

즉, 기판(P)의 테두리에 대응되는 위치에 형성된 다수의 분사노즐(122)로부터 각각 분사되는 압축공기는, 기판(P)의 저면 테두리 내측부분을 향하면서 스페이서의 유입을 방지하기 위한 장벽을 형성하게 된다. 따라서, 챔버(110) 상부의 스페이서 공급부(130)의 산포노즐(131)을 통해 산포되는 스페이서(S) 중 챔버(110)의 내벽면에 부딪쳐 기판(P)과 스테이지(120) 사이공간의 개구측을 향해 공급되는 스페이서(S)는, 상기와 같이 기판(P)과 스테이지(120)의 사이공간으로부터 배출되는 압축공기에 의해 스테이지(120)의 바깥쪽으로 이동하여 챔버(110)의 바닥으로 떨어지게 된다.

아울러, 기판(P)의 저면을 향해 공급되는 압축공기에 의해 기판(P)과 스테이지(120) 사이영역이 챔버(110) 내부영역보다 높은 압력으로 유지되므로, 기판(P)과 스테이지(120) 사이공간의 개구측을 통해 소정의 압력으로 압축공기가 배출된다. 상기와 같이 기판(P)과 스테이지(120) 사이공간의 개구측을 통해 배출되는 압축공기에 의해 스테이지(120)의 바깥쪽으로 이동하여 챔버(110)의 바닥으로 떨어지게 되므로, 기판(P)과 중첩되지 않는 스테이지(120)의 테두리 부분에 스페이서(S)가 쌓이는 것이 방지된다. 이로 인해 스페이서(S) 산포공정의 완료 후, 스테이지(120) 상에서 기판(P)을 인출하는 과정에서 스테이지(120)의 테두리 부분에 쌓인 스페이서(S)가 기판(P)의 저면이나 인출장비에 부착되는 것이 방지된다.

한편, 상기 압축공기 공급부(140)의 공급라인(142)에 형성된 제어밸브(143)를 통해 압축공기의 공급을 제어하는 것이 가능하다. 즉, 기판(P)의 인입 또는 인출시에는 제어밸브(143)를 통해 공급라인(142)을 차단하여 압축공기의 공급을 제한하고, 기판(P)에 스페이서(S)를 산포하는 과정에서는 제어밸브(143)를 통해 공급라인(142)을 개방하여 압축공기를 공급하므로, 기판의 인입 또는 인출과정에서 불필요하게 압축공기가 공급되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 분사노즐(122)은, 도 4에서 도시하는 바와 같이 평면상에서 보았을 때, 기판(P)의 테두리 영역을 따라 소정간격으로 이격되어 다수 배치된다. 또한, 양측 분사노즐(122) 사이간격(L2)가 기판(P)의 폭(L1)보다 좁게 형성된다.

즉, 이러한 분사노즐(122)로부터 각각 압축공기가 기판(P)의 저면을 향해 분사되면서, 기판(P)의 테두리에 균등한 압력으로 압축공기가 제공되므로, 일부 영역에서 스페이서(S)가 기판(P)의 저면으로 유입되거나, 즉 기판(P)과 중첩되지 않는 나머지 부분의 스테이지(120)의 테두리부분에 스페이서(S)가 쌓이는 것이 방지된다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 스페이서 산포장치에 대하여 설명한다.

첨부도면 중 도 5는 본 발명 스페이서 산포장치의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.

도 5에서 도시하는 바와 같이, 상기 스테이지(120)는 압축공기 공급부(140)의 공급라인(142)으로부터 공급되는 압축공기를 각각의 분사노즐(122)로 공급하기 위해 다수의 분사노즐(122)이 형성된 제1판재(120a)와, 상기 압축공기 공급부(140)의 공급라인(142)과 분사노즐(122)을 연결하는 연결통로(123)가 형성되어 상기 제1판재(120a)의 하부에 조립되는 제2판재(120b)와 같은 구성으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제2판재(120b)는 상기 압축공기 공급부(140)의 공급라인(142)이 접속하도록 제2판재(120b)의 외측면에 형성되어 상기 연결통로(123)와 연통하는 접속부(124)가 마련된다.

즉, 접속부(124)에 연결된 압축공기 공급부(140)의 공급라인(142)을 통해 압축공기가 공급되면 제2판재의 연결통로(123)를 경유하여 제1판재(120a)의 분사노즐(122)을 통해 분사되도록 함으로써, 다수의 분사노즐(122)에 균등한 압력으로 압축공기가 분사되도록 하는 것이 가능하다.

한편, 본 실시예에서는 연결통로(123)가 제2판재(120b)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 제1판재(120a)의 저면에 연결통로(123)가 형성되고, 제2판재(120b)가 상기 제1판재(120a)의 저면에 조립되는 구성으로도 이루어질 수 있을 것이다. 아울러, 본 실시예에서는 상기 연결통로(123)가 빈 공간의 형태로 이루어지는 것으로 도시하였으나, 각각의 분사노즐(122)에 압축공기가 균등하게 공급될 수 있도록 연결통로(123) 내부에 다양한 구조물을 형성하는 것도 가능할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 압축공기를 이용해 기판(P)의 저면에 스페이서(S)가 들러붙는 것을 방지함으로써, 스페이서(S) 산포공정의 이후에 수행되는 상부기판과 하부기판의 접합공정에서 기판(P)의 저면을 파지하는 정전척이나 진공척의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110:챔버, 120:스테이지, 121:지지핀, 122:분사노즐, 123:연결통로,
130:스페이서 공급부, 131:산포노즐, 140:압축공기 공급부, 141:공급라인,
142:압축공기 발생기, 143:제어밸브

Claims

기판에 스페이서를 산포하기 위한 공간을 제공하는 챔버;
상기 기판을 향해 스페이서를 산포하도록 상기 챔버의 상부영역에 설치되는 스페이서 공급부;
상기 기판의 저면을 지지하는 스테이지; 및,
상기 기판의 저면을 향해 압축공기를 분사하는 분사노즐이 형성된 압축공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치.
제 1항에 있어서,
상기 분사노즐은 기판의 테두리에 인접한 저면을 향해 압축공기를 분사하도록, 상기 기판의 테두리로부터 내측으로 이격된 위치에 다수 마련되는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치.
제 2항에 있어서,
상기 분사노즐은 스테이지에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치.
제 3항에 있어서,
상기 스테이지는 스테이지의 상면으로부터 기판이 이격되도록 지지하는 지지핀이 상면에 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치.
제 4항에 있어서,
상기 압축공기 공급부는 압축공기의 공급라인을 개폐하는 제어밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 스페이서 산포장치.