KR20040040046A - Ｌｃｄ 패널 제조용 가압장치 - Google Patents

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Abstract

LCD 패널 제조용 가압장치에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는, 공정이 진행되는 챔버와; 하부기판이 안착되는 하판과; 상부기판이 안착되는 상판과; 상판이 균형을 유지하고 자신과 연결되도록 적어도 세 개 설치되는 가압샤프트와; 하단은 가압샤프트의 하단 각각을 연결하는 가상의 선이 그리는 도형 내측에 위치되어 상판과 연결되는 적어도 하나의 미세 가압샤프트와; 가압샤프트 및 미세 가압샤프트 각각이 고정, 설치되는 이동부재와; 이동부재를 상하로 이동시키는 엑츄에이터가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상부기판 및 하부기판을 전면에 걸쳐서 균일한 압력으로 가압하게 되므로, 상부기판 및 하부기판 전면에 걸쳐서 균일한 셀갭이 유지된 LCD 패널을 제조할 수 있으며, 챔버 내의 압력과 외압의 차이를 이용하여 상하 이동하는 벨로우즈와, 상판과 하판의 간격 및 상판의 수평도를 측정하는 디지털 프로브를 더 설치함으로써 넓은 면적에 대하여 보다 효율적으로 균일하게 가압할 수 있고, 가압의 최적 조건을 형성할 수 있어 LCD 제조공정의 수율이 향상되고, 고품질의 LCD를 제조할 수 있다.

Description

ＬＣＤ 패널 제조용 가압장치{Pressure apparatus for manufacture of LCD panel}
본 발명은 LCD 패널 제조용 가압장치에 관한 것으로서 특히, 스페이서와 밀봉제를 사이에 두고 상부기판과 하부기판을 가압하여 접합시키는 공정에서, 기판의 보다 넓은 범위에 균일한 가압을 함으로써 상부기판과 하부기판 사이의 간격을 전면에 걸쳐서 일정하게 유지시킬 수 있는 LCD 패널 제조용 가압장치에 관한 것이다.
정보 통신 분야의 급속한 발전과 더불어 다량의 정보를 수신자에게 정확하고 효과적으로 전달하기 위한 전달 매체로써의 디스플레이 산업이 매우 중요하게 인식되고 있다. 디스플레이 산업은 가벼우면서 고화질의 영상을 구현하는 방향으로 계속하여 연구, 개발되어 왔으며, 현재의 디스플레이 산업은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 EL(Electro-Luminescence)과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)산업이 급성장을 이루며, 앞으로도 더욱 많은 수요가 예상된다.
도 1은 LCD 패널의 일반적인 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, LCD 패널은 상부기판(10), 하부기판(20), 상부 및 하부 기판(10, 20)에 각각 도포되는 액정(30), 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이의 중심 부분에 산포되어 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이의 간격을 유지시켜주는 스페이서(Spacer)(40), 상부기판(10)과 하부기판(20)의 외곽에 도포되어 상부기판(10)과하부기판(20) 사이를 밀봉해주는 밀봉제(Sealant)(50), 및 상부기판(10)과 하부기판(20)에 각각 설치되는 편광판(60) 등으로 이루어진다. 그리고 LCD 패널에는 미도시 되었지만, 전극 등이 더 설치된다. 일반적으로 LCD 패널은 스페이서(40)와 밀봉제(50)를 사이에 두고 상부기판(10)에 도포된 액정(30)과 하부기판(20)에 도포된 액정(30)이 서로 마주보도록 상부기판(10)과 하부기판(20)을 위치시킨 다음, 상부기판(10)과 하부기판(20)을 가압하여 접합함으로써 제조된다. 이와 같이 제조된 LCD 패널은 액정에 전압을 인가함으로써 구동된다.
이 때, LCD 패널의 제조공정 중에서 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이의 간격(이하에서, 셀갭(Cell Gap)이라 한다.)을 전면(全面)에 걸쳐서 일정하게 유지하는 것은 매우 중요하다. 셀갭이 일정하지 않으면 그 부분을 통과하는 빛의 투과도가 달라져 밝기가 불균일해지는 데, 그러한 현상은 액정 패널의 크기가 대형화 추세에 따라 더욱더 부각되고 있다. 그런데, 셀갭을 전면에 걸쳐서 균일하게 유지하는 것은 상술한 스페이서(40)의 산포만으로는 충분하지 않으므로 셀갭을 전면에 걸쳐서 균일하게 유지할 수 있는 상부기판(10)과 하부기판(20)의 가압장치가 필요하다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 셀갭을 상부기판 및 하부기판 전면에 걸쳐서 균일하게 유지할 수 있는 LCD 패널 제조용 가압장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 LCD 패널의 일반적인 구조를 설명하기 위한 개략도; 및
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치를 설명하기 위한 개략도들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
10 : 상부기판 110 : 하부기판
100 : 챔버 210 : 하판
220 : 상판 310 : 엑츄에이터
320 : 이동부재 330 : 가압샤프트
340 : 미세 가압샤프트 341 : 피스톤
342 : 샤프트 343 : 실린더
351, 352 : 벨로우즈 400 : 제어부
510 : 디지털 프로브
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치는: 가압하여 접합시키는 공정이 진행되는 챔버와; 상기 챔버 내에 위치되며, 자신의 상면에 상기 하부기판이 안착되는 하판과; 상기 챔버 내에 위치되며, 자신의 하면에 상기 상부기판이 안착되는 상판과; 하단은 상기 챔버 내에 위치하여 상기 상판과 연결되고, 상단은 상기 챔버 외측에 위치되되, 상기 상판이 균형을 유지하면서 자신과 연결되도록 적어도 세 개 설치되는 가압샤프트와; 하단은 상기 가압샤프트의 하단 각각을 연결하는 가상의 선이 그리는 도형 내측에 위치되어 상기 상판과 연결되고, 상단이 상기 챔버 외측에 위치되는 적어도 하나의 미세 가압샤프트와; 상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트 각각이 고정, 설치되는 이동부재와; 상기 이동부재를 상하로 이동시키는 엑츄에이터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 미세 가압샤프트는 외압에 의하여 상하운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 하단과 연결되어 상기 피스톤과 더불어 상하운동하는 가압샤프트와, 상기 피스톤 및 가압샤프트의 외장을 형성하며 하단이 개방된 실린더로 이루어지는 피스톤식 실린더인 것을 특징으로 하여도 좋다.
나아가, 상기 챔버 외측에 위치되는 자신의 상면은 상하로 이동가능하고, 자신의 내부 저면은 상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트의 하단에 고정되며, 자신의 내주면 각각과 상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트의 외주면의 소정영역이 각각 밀착되도록 설치되는 벨로우즈가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 챔버는 진공상태로 유지되고, 상기 벨로우즈의 상단은 대기압에 노출됨으로써 그 압력차이로 인하여 상기 벨로우즈의 상면이 이동되는 것을 특징으로 하여도 좋다.
더 나아가, 상기 상판과 하판의 간격 및 상기 상판의 수평도를 측정하는 디지털 프로브가 더 구비되어도 좋다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2b는 도 2a에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치에서 상판 또는 하판을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2c는 도 2a에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치에서 가압샤프트, 미세 가압샤프트 및 벨로우즈의 위치관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, LCD 패널 제조용 가압장치는, 스페이서와 밀봉제를 사이에 두고 상부기판(10)과 하부기판(20)을 가압하여 접합시키는 공정이 진행되는 동안 내부에 진공이 형성되는 챔버(100)와, 챔버(100) 내에 위치되며 상면에 하부기판(20)이 안착되는 하판(210)과, 챔버(100) 내에 위치되며 하면에 상부기판(10)이 안착되는 상판(220)과, 상판(220)을 원하는 위치 즉, 하판(210)의 직상부로 이동시킨 다음 가압하는 가압수단과, 가압수단을 제어하는 제어부(400)를 포함하여 이루어진다. 상판(220)에는, 상판(220)의 하면으로부터 소정높이로 형성된 복수 개의 진공홈(221)과, 그 진공홈(221)들과 각각 연결되도록 상판(220)의 내부에 형성된 유로(222)와, 그 유로(222)와 연결되는 진공포트(Port)(223)로 이루어진진공척(Chuck)이 형성되며, 진공포트(223)에는 외부에 별도로 마련되는 진공펌프가 연결된다. 따라서, 상부기판(10)은 진공척에 의하여 상판(220)의 하면에 안착된다. 하판(210)에도 상판과 같은 진공척이 형성된다. 다만, 진공홈들이 하판(210)의 상면으로부터 소정깊이로 형성되는 것이 다를 뿐이다. 따라서, 상부기판(10) 및 하부기판(20)은 진공에 의하여 균일하게 처킹(Chucking)된다.
가압수단은, 엑츄에이터(Actuator)(310), 이동부재(310), 가압샤프트(Shaft)(330), 미세 가압샤프트(340) 및 벨로우즈(Bellows)(351, 352)를 포함하여 이루어진다.
엑츄에이터(310)는 챔버(100) 외측에 위치되며, 제어부(400)의 제어에 의하여 이동부재(320)를 상하로 이동시킨다. 이동부재(320)는, 가압샤프트(330) 및 미세 가압샤프트(340)가 고정, 설치되는 판형으로 챔버(100) 외측에 위치된다.
가압샤프트(330)는, 하단은 챔버(100) 내에 위치되어 상판(220)과 연결되고 상단은 챔버(100) 외측에 위치되어 이동부재(320)에 고정된다. 이 때, 가압샤프트(330)는 상판(220)의 균형이 유지되도록 적어도 세 개 설치된다.
미세 가압샤프트(340)는, 가압샤프트(330)처럼 하단은 챔버(100) 내에 위치되어 상판(220)과 연결되고 상단은 챔버(100) 외측에 위치되어 이동부재(320)에 고정된다. 이 때, 미세 가압샤프트(340)는 하단이 가압샤프트(330)의 하단 각각을 연결하는 가상의 선이 그리는 도형 내측에 위치되도록 적어도 하나가 설치된다. 즉, 가압샤프트(330)의 하단 각각을 꼭지점으로 하는 도형의 내측에 미세 가압샤프트(340)의 하단이 위치된다. 미세 가압샤프트(340)는, 가압샤프트(330)에의한 가압력이 균일하지 못한 영역에 별도의 가압력을 공급하기 위함이다. 미세 가압샤프트(340)에 의한 가압정도는 제어부(400)에 의하여 제어된다.
본 실시예에서, 가압샤프트(330)는 하단을 연결하는 가상의 선이 그리는 도형이 사각형이 되며, 상판(220)에 안착된 상부기판(10)의 모서리부분의 직상부에 위치되도록 네 개가 설치되었다. 그리고, 미세 가압샤프트(340)는 하단이 그 사각형의 내측에 위치하도록 바람직하게는, 상기 상부기판(10)의 중심영역의 직상부에 위치되도록 두 개가 설치되었다.
본 실시예에서, 미세 가압샤프트(340)는 상하운동하는 피스톤(341)과, 피스톤의 하단과 연결되어 역시 상하운동하는 샤프트(342)와, 피스톤(341) 및 샤프트(342)의 외장을 형성하며 하단이 개방된 실린더(343)로 이루어지는 피스톤식 실린더로 구성된다. 제어부(400)의 제어에 의하여 외부로부터 피스톤(341)의 상부에 소정압력의 에어(Air)가 공급되면, 피스톤(341)과 샤프트(342)는 하방향으로 이동하여, 상기 상부기판(10)의 중심영역의 직상부에 위치된 상판(220)의 소정영역을 가압하게 된다.
벨로우즈(351, 352)는 상면은 상하이동 가능하고, 자신(351, 352)의 내주면과 가압샤프트(330) 또는 미세 가압샤프트(340)의 외주면의 소정영역은 밀착되며, 내부 저면은 가압샤프트(330) 또는 미세 가압샤프트(340)의 하단에 각각 고정되어, 가압샤프트(330)와 미세 가압샤프트(340) 각각의 소정영역을 각각 감싸주는 형상으로 설치된다. 따라서, 벨로우즈(351, 352)의 상면은 외압에 의하여 하측으로 이동하게 된다. 이와 같이 벨로우즈(351, 352)들을 설치함으로써, 외압에 의하여 벨로우즈(351, 352)의 상면이 하측으로 이동하면, 벨로우즈(351, 352)의 하면이 상판(220)에 밀착되어 상판(220)에 대한 가압력이 미치는 면적이 넓어지게 되므로 보다 균일한 압력으로 상판(220)을 가압하게 된다. 한편, 챔버(100)는 공정이 진행되는 동안 진공으로 유지되고 벨로우즈(351, 352)의 상면은 챔버(100) 외측에 위치하여 대기압이 작용하므로 별도의 외압이 없어도 소정의 효과를 얻을 수 있다. 필요한 경우에는 별도의 외압을 공급할 수도 있다.
한편, 가압력에 의한 스페이서의 눌림정도와 셀갭을 최상의 상태로 조절하도록, 하판(210)과 상판(220)의 간격 및 상판(220)의 수평도를 측정하여 제어부(400)로 송부하는 디지털 프로브(Digital Probe)(510)가 하판(210)의 모서리 영역에 각각 더 설치된다. 디지털 프로브(510)에서 상판(220)의 위치 이동값을 측정하여 전류값으로 변환한 다음 제어부(400)로 송부하면, 제어부(400)에서는 디지털 프로브(510)로부터 받은 데이터를 이용하여 액츄에이터(310) 등의 가압수단을 미세조정하여 가압의 최적 조건을 만들어주게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 LCD 패널 제조용 가압장치에 의하면, 상부기판 및 하부기판을 전면에 걸쳐서 균일한 압력으로 가압하게 되므로, 상부기판 및 하부기판 전면에 걸쳐서 균일한 셀갭이 유지된 LCD 셀을 제조할 수 있다.
또한, 챔버 내의 압력과 외압 특히, 대기압의 차이로 상하 이동하는 벨로우즈를 더 설치하고, 상판과 하판의 간격 및 상판의 수평도를 측정하는 디지털 프로브를 더 설치함으로써 넓은 면적에 대하여 보다 효율적으로 균일하게 가압할 수 있고, 가압의 최적 조건을 형성할 수 있다.
따라서, LCD 제조공정의 수율이 향상되고, 고품질의 LCD를 제조할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (6)

  1. 스페이서와 밀봉제를 사이에 두고 상부기판과 하부기판을 가압하여 접합시키는 LCD 제조용 가압장치에 있어서,
    가압하여 접합시키는 상기 공정이 진행되는 챔버와;
    상기 챔버 내에 위치되며, 자신의 상면에 상기 하부기판이 안착되는 하판과;
    상기 챔버 내에 위치되며, 자신의 하면에 상기 상부기판이 안착되는 상판과;
    하단은 상기 챔버 내에 위치하여 상기 상판과 연결되고, 상단은 상기 챔버 외측에 위치되되, 상기 상판이 균형을 유지하면서 자신과 연결되도록 적어도 세 개 설치되는 가압샤프트와;
    하단은 상기 가압샤프트의 하단 각각을 연결하는 가상의 선이 그리는 도형 내측에 위치되어 상기 상판과 연결되고, 상단이 상기 챔버 외측에 위치되는 적어도 하나의 미세 가압샤프트와;
    상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트 각각이 고정, 설치되는 이동부재와;
    상기 이동부재를 상하로 이동시키는 엑츄에이터가 구비되는 LCD 패널 제조용 가압장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 미세 가압샤프트는 외압에 의하여 상하운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 하단과 연결되어 상기 피스톤과 더불어 상하운동하는 샤프트와, 상기 피스톤 및 샤프트의 외장을 형성하며 하단이 개방된 실린더로 이루어지는 피스톤식 실린더인 것을 특징으로 하는 LCD 패널 제조용 가압장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 챔버 외측에 위치되는 자신의 상면은 상하로 이동가능하고, 자신의 내부 저면은 상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트의 하단에 고정되며, 자신의 내주면 각각과 상기 가압샤프트 및 상기 미세 가압샤프트의 외주면의 소정영역이 각각 밀착되도록 설치되는 벨로우즈가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 제조용 가압장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 챔버는 진공상태로 유지되고, 상기 벨로우즈의 상단은 대기압에 노출됨으로써 그 압력차이로 인하여 상기 벨로우즈의 상면이 이동되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 제조용 가압장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 상판과 하판의 간격 및 상기 상판의 수평도를 측정하는 디지털 프로브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 제조용 가압장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 상판 및 하판에는 진공척이 형성되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 제조용 가압장치.
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