KR200418561Y1 - Ｌｃｄ 패널 절단장치의 로드셀 보드 - Google Patents

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KR200418561Y1
KR200418561Y1 KR2020060008631U KR20060008631U KR200418561Y1 KR 200418561 Y1 KR200418561 Y1 KR 200418561Y1 KR 2020060008631 U KR2020060008631 U KR 2020060008631U KR 20060008631 U KR20060008631 U KR 20060008631U KR 200418561 Y1 KR200418561 Y1 KR 200418561Y1
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홍상표
송봉현
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(주)와이티에스
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Abstract

본 고안은 LCD 패널 절단장치의 로드셀에 관한 것으로, 대형 TFT-LCD 패널 절단장치에서 기판에 홈을 형성하는 스크라이빙 작업시 합착기판 절단용 휠이나 롤러에 인가되는 하중을 감지하는 로드셀로부터 입력되는 하중치에 의거하여 휠이나 롤러의 수직방향의 구동을 신속하고도 정밀하게 제어할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 고안은 TFT 기판과 CF 기판의 합착기판의 적어도 일 면에 홈을 형성하기 위한 상부휠, 상부롤러 및 하부휠을 각각 수직 방향으로 승강시키는 회전 동력을 발생시키는 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터; 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터 각각을 구동시키는 상부휠용 Z서보 구동부; 롤러용 Z서보 구동부 및 하부휠용 Z서보 구동부; 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠이 합착기판에 인가되는 하중치를 각각 감지하는 로드셀을 포함하여 이루어진 로드셀 회로부; 상부휠 Z서보용 펄스신호, 롤러 Z서보용 펄스신호 및 하부휠 Z서보용 펄스신호를 각각 발생시키는 외부의 모션보드와의 사이에서 입/출력 인터페이스를 담당하는 I/O 인터페이스; 및 I/O 인터페이스를 통해 입력되는 상부휠 Z서보용 펄스신호, 롤러 Z서보용 펄스신호 및 하부휠 Z서보용 펄스신호에 의해 상부휠용 Z서보 구동부, 롤러용 Z서보 구동부 및 하부휠용 Z서보 구동부를 제어하되 로드셀에 의해 감지된 각각의 실제 하중치를 미리 설정된 기준 하중치와 비교한 결과에 따라 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠의 수직 위치 보정을 위한 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터의 정/역 제어를 수행하는 마이크로 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.
LCD 패널, 절단, 로드셀, 하중치, 상부휠, 하부휠, 롤러, 기준

Description

ＬＣＤ 패널 절단장치의 로드셀 보드{Load cell board for LCD panel cutting apparatus}
도 1 은 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 평면도.
도 2 는 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 정면도.
도 3 은 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 측면도.
도 4 는 도 2 에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치의 상·하부휠 어셈블리 상세 구조를 보인 사시도.
도 5a 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 상부휠과 하부휠을 통해 합착기판에 홈이나 크랙의 형성을 개략적으로 보인 측면도.
도 5b 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 상부롤러와 하부휠을 통해 합착기판의 하부면 상에 부착된 CF 기판에 홈의 형성을 개략적으로 보인 측면도.
도 6 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서의 스크라이빙 방향 및 순서를 설명하기 위한 설명도.
도 7 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서 로드셀 보드의 전기적인 구성을 보인 블록 구성도.
도 8 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서 로드셀 보드에 의한 스크라이빙 제어방법을 보인 흐름도.
도 9a 및 도 9b 는 본 고안에 따른 LCD 패널절단 장치의 스크라이빙 제어방법에서 상부휠 대 하부휠 및 상부롤러 대 하부휠에 의한 스크라이빙 과정을 설명하기 위한 설명도.
도 10 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 스크라이빙 제어방법에서 상부휠과 하부휠의 하중설정 입력창을 예시한 컴퓨터 화면.
도 11a 및 도 11b 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 스크라이빙 제어방법에서 하부휠과 상부휠의 수직보정 과정을 설명하기 위한 그래프.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10. 합착기판 10u. TFT 기판
10l. CF 기판 100. TFT-LCD 패널 절단장치
110. 바디 프레임 112. 가이드 레일
120. 척 유닛 130, 130a. 이동대
140, 140a. 이동대 구동 리니어 모터 150, 150a. 컨베이어
160, 160a. 상·하부 휠 어셈블리 161. 상부휠용 Z서보모터
161a. 하부휠용 Z서보모터 162, 162a, 166. 볼 스크류
163, 163a, 167. 로드셀 164. 상부휠
164a. 하부휠 165a. 하부휠용 Y서보모터
165. 상부롤러용 Z서보모터 168. 상부롤러
170, 170a. 휠 어셈블리 구동 리니어 모터
180. 휠 어셈블리 가이드 레일
190. 얼라인 마크와 스크라이빙 라인 인식 비전
200. 모션보드 그룹 210. 상부휠 Z서보용 모션보드
220. 하부휠 Z서보용 모션보드 230. 상부롤러 Z서보용 모션보드
300. 로드셀 보드 310. 마이크로 컨트롤러
320. I/O 인터페이스 330. 상부휠용 Z서보 구동부
334. 로드셀 회로부 336. 엔코더펄스 발생부
340. 하부휠용 Z서보 구동부 344. 로드셀 회로부
346. 엔코더펄스 발생부 350. 상부롤러용 Z서보 구동부
354. 로드셀 회로부 356. 엔코더펄스 발생부
본 고안은 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형 TFT-LCD 패널 절단장치에서 기판에 홈을 형성하는 스크라이빙 작업시 상부휠 어셈블리 및 하부휠 어셈블리에 각각 포함되어 있는 로드셀로부터 입력되는 하중치에 의거하여 상부휠과 상부롤러 및 하부휠의 수직방향의 구동을 신속하고도 정밀하게 제어하는 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드에 관한 것이다.
일반적으로 근래 들어 화상 정보의 전달매체인 표시장치의 대형화 및 고품질화에 많은 관심이 집중됨에 따라 지금까지 사용되어 왔던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하는 각종 평판표시장치가 개발되어 보급되고 있다. 그리고, 이러한 평판표시장치들 중의 하나인 액정표시장치가 화질의 색상 측면에서 CRT 이상의 수준으로 발전되었음은 주지하는 바와 같다.
전술한 바와 같은 액정표시장치를 이루는 일반적인 LCD 패널(Liquid Crystal Display Panel)의 일반적인 제조공정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 개요로써 TFT-LCD 패널의 한 개 픽셀(R, G, B 3개의 서브 픽셀로 이루어진다)은 폭이 약 0.3mm 정도로 미세하다. 물론, 그 안에 들어가는 TFT (Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터)의 크기는 더 작다. 더군다나, 해상도가 1600 x 1200 수준이 되려면 그 픽셀의 수가 무려 192만개가 되며 여기에 각 서브 픽셀까지 고려한다면 3배(R, G, B)를 해야 하므로 576만개의 TFT가 필요하다. 그러므로, 전체 공정 자체의 정밀도 도 높아야하는 공정으로 반도체 수준의 공정이 요구된다.
한편, TFT-LCD 패널의 제조 공정은 크게 TFT 공정, 컬러 필터(Color Filter; 이하 간단히 "CF"라 한다) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈 공정으로 나뉘어 진행되는데, TFT 공정과 CF 공정을 거친 두 개의 글라스를 가지고 셀 공정을 거쳐 한 개의 패널이 만들어지고, 셀 공정을 거친 패널이 모듈 공정을 거쳐 실제로 모니터나 TV에 들어가는 TFT-LCD 패널 한 장이 만들어진다.
먼저, TFT 공정은 기본적인 전극을 형성하는 공정으로, 가장 기본이 되면서도 핵심적인 공정으로 각 셀의 전극을 만들어 주게 된다. 그 공정 순서로는 게이트 전극 생성, 절연막 및 반도체막 생성, 데이터 전극 생성, 보호막 생성, 화소 전극 생성의 5단계를 거치지만 각 단계마다 1회 이상의 패턴 공정이 필요하다. 이 패턴 공정이야말로 TFT-LCD 패널 제조공정의 핵심이라고도 부를 수 있는 공정으로 TFT 공정뿐만 아니라 CF 공정에도 유사한 패턴 공정이 필요하다.
전술한 바와 같은 패턴 공정은 그 하나만으로도 매우 정밀하고 복잡한 공정이다. 한 장의 TFT-LCD 패널을 만들기 위해서 적어도 이 공정을 여러 번 거치게 된다. 물론, 그때그때 동일한 증착 재료와 공법을 사용하는 것은 아니지만 개략적인 공정은 비슷하다. 이러한 패턴 공정은 증착, 세정, 감광물질(Photo Registor, 이하 PR) 코팅, 노광, 현상, 식각(Etching 공정), PR 박리(Strip 공정) 및 검사의 순서로 이루어지고, TFT 공정에서만 5번 이상의 공정이 필요하다.
한편, TFT-LCD는 PDP나 OLED(유기 EL)처럼 각 셀이 스스로 발광하는 것이 아니라 백라이트에서 나오는 일정한 빛을 각 셀에 있는 액정의 배열을 조절하여 빛의 밝기를 조절한다. 백라이트 자체는 백색광이므로 액정의 배열을 변화시켜 빛의 양을 조절하지만 색을 구현하기 위한 R, G, B로 만들기 위해서 CF(Color Filter)가 중요한 역할을 하게 된다. 이러한 CF는 TFT-LCD 패널의 상판에 위치하며 TFT 공정과는 별도의 공정을 통해 만들어진다. CF 공정에서도 앞서 설명했던 패턴 공정이 필요하다.
전술한 CF(Color Filter) 공정은 BM(Black Matrix) 공정(증착, 세정, PR 코팅, 노광, 현상, 식각, 박리 순의 패턴 공정이 필요하다), 화소별 공정(이 패턴 공정은 앞서 했던 2가지 공정과는 약간 다른 공정으로 증착과 세정 과정이 필요없이 컬러를 갖는 감광물질을 도포하여 노광과 현상의 공정을 거치면 된다) 및 ITO 공정(Indum Tin Oxide : 투과성과 도전성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료)으로 이루어진다. 이외에도 패널의 타입(VA, IPS, TN 등)에 따라 몇 가지 공정이 더 추가되기도 한다.
다음으로, 셀 공정은 CF 공정과 TFT 공정에서 만들어진 2개의 글라스를 하나로 합치고 절단하는 공정으로, CF와 TFT 세정, 배향막(Polyimide) 인쇄, 러빙(Rubbing) 공정, 스페이서(Spacer) 산포, 합착(TFT 기판과 CF 기판을 정밀하게 합착; 이하 이렇게 합착된 기판을 "합착기판"이라 한다), 절단(합착기판을 절단하여 각각의 패널로 분리), 액정 주입 및 최종 검사의 순서로 이루어진다.
마지막으로, 전술한 제조공정 중 모듈공정은 완제품 패널을 만들기 위한 마지막 공정으로 셀 공정으로 만들어진 패널에 편광판과 PCB, 백라이트유닛 등을 부착하는 최종 단계로, 세정, 편광판 부착, TAB 부착, 탈포(Autoclave), PCB 부착, BLU(Back Light Unit) 조립 및 검사의 순서로 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같은 TFT-LCD 패널의 제조공정 중 셀 공정에서 TFT 공정과 CF 공정을 거친 TFT 기판과 CF 기판을 정밀하게 합착시키는 합착 공정을 거쳐 합착기판을 절단하는 절단공정이 이루어지는데, 이 절단공정에서는 TFT 기판과 CF 기판의 합착기판을 패널로 분리하기 위해 합착기판을 절단한 후에 TAB을 부착하기 위해 CF 기판의 일단을 절단하게 된다. 이때, TFT 기판과 CF 기판의 합착기판의 절단과 TAB의 부착을 위한 CF 기판의 일단을 절단하는 장치가 LCD 패널 절단장치이다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 LCD 패널 절단장치에서는 합착기판 절단용 휠이나 롤러의 수직 위치를 제어하는 서보모터의 토크량을 제어하는 것에 의해 합착기판에 원하는 깊이만큼의 홈(이하, "홈"이라 한다)을 형성하고 있는데, 이에 따르면 홈의 절단 깊이를 정밀하게 제어하지 못할 뿐만 아니라 절단 깊이가 그 허용 한도를 벋어나는 경우에 신속한 보정이 어렵고, 이외에도 서보모터의 토크량을 모니터링하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
본 고안은 전술한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 대형 TFT-LCD 패널 절단장치에서 기판에 홈을 형성하는 스크라이빙 작업시 합착기판 절단용 휠이나 롤러에 인가되는 하중을 감지하는 로드셀로부터 입력되는 하중치에 의거하여 휠이나 롤러의 수직방향의 구동을 신속하고도 정밀하게 제어할 수 있도록 한 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드를 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 고안에 따른 기술은 대형 TFT-LCD 패널 절단장치에서 기판에 홈을 형성하는 스크라이빙 작업시 합착기판 절단용 휠이나 롤러에 인가되는 하중을 감지하는 로드셀로부터 입력되는 하중치에 의거하여 휠이나 롤러의 수직방향의 구동을 신속하고도 정밀하게 제어함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 이외에도 로드셀 보드로부터 전달되는 로그 파일에 의해 현재의 스크라이빙 조건의 적정성 여부나 거리별 하중치 등을 를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안은 다음과 같다. 즉, 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드는 TFT 기판과 CF 기판의 합착기판의 적어도 일 면에 홈을 형성하기 위한 상부휠, 상부롤러 및 하부휠을 각각 수직 방향으로 승강시키는 회전 동력을 발생시키는 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터; 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터를 각각 구동하는 상부휠용 Z서보 구동부; 롤러용 Z서보 구동부 및 하부휠용 Z서보 구동부; 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠이 합착기판에 인가하는 하중치를 각각 감지하는 로드셀을 포함하여 이루어진 로드셀 회로부; 상부휠 Z서보용 펄스신호, 롤러 Z서보용 펄스신호 및 하부휠 Z서보용 펄스신호를 각각 발생시키는 외부의 모션보드와의 사이에서 입/출력 인터페이스를 담당하는 I/O 인터페이스; 및 I/O 인터페이스를 통해 입력되는 상부휠 Z서보용 펄스신호, 롤러 Z서보용 펄스신호 및 하부휠 Z서보용 펄스신호에 의해 상부휠용 Z서보 구동부, 롤러용 Z서보 구동부 및 하 부휠용 Z서보 구동부를 제어하되 로드셀에 의해 감지된 각각의 실제 하중치를 미리 설정된 기준 하중치와 비교한 결과에 따라 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠의 수직 위치 보정을 위한 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터의 정/역 제어를 수행하는 마이크로 컨트롤러를 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 고안의 구성에서 외부의 상위 PC와의 통신은 USB에 의해 수행될 수 있다.
한편, 본 고안의 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드를 통한 스크라이빙 제어방법은 TFT 기판과 CF 기판의 합착기판의 적어도 일 면에 홈을 형성하기 위한 상부휠, 상부롤러 및 하부휠을 각각 수직 방향으로 승강시키는 승강 수단 및 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠이 합착기판에 인가하는 하중치를 각각 감지하는 로드셀을 구비한 로드셀 보드에 의해 수행되되, (a) 홈 형성을 위한 스크라이빙 작업을 시작하는 단계; (b) 스크라이빙 작업 과정에서 로드셀에 의해 감지된 실제 하중치를 실시간으로 입력받는 단계; (c) 실제 하중치를 미리 정해진 동작 안정범위를 이탈하는지를 판단하는 단계; 및 (d) 단계 (c)에서의 판단 결과, 실제 하중치가 동작 안정범위를 이탈하지 않는 경우에는 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠을 현재 상태로 유지시키고, 이탈하는 경우에는 이를 보상하기 위해 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠의 수직 위치 보정을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 고안에 따른 구성은 (e) 실제 하중치를 동작 안정범위의 외부에 설정되고 최대 허용 하중치 및 최소 허용 하중치를 각각 나타내는 (+)헌팅값 및 (-)헌팅값과 비교하는 단계; 및 (f) 실제 하중치가 (+)헌팅값 및 (-)헌팅 값을 이탈하는 경우에는 스크라이빙 작업을 중지시키는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 본 고안에는 (g) 감지된 실제 하중치 데이터가 담긴 로그 파일을 외부의 상위 PC에 전달하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예에 따른 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드에 대해 상세하게 설명하는데, 본 고안에 대한 이해를 돕기에 일반적인 LCD 패널 절단장치의 전반적인 구조에 대해 간략하게 설명한다.
도 1 은 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 평면도, 도 2 는 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 정면도, 도 3 은 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치를 보인 측면도이다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치(100)는 평탄한 지면상에 일정 높이로 설치되어지되 그 양측에 길이 방향으로 가이드 레일(114)이 구비되는 바디 프레임(110), 바디 프레임(110)의 전방 측에 일정 높이로 다수 구비되어 합착기판(10)의 일단을 잡아 고정시키는 척 유닛(120), 바디 프레임(110)의 가이드 레일(112) 상에 전후로 슬라이딩 가능하게 전후에 일정 간격으로 두 개가 구비되는 이동대(130, 130a), 전후의 이동대(130, 130a)를 전후로 이동시키는 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a), 전후 각각의 이동대(130, 130a) 상부에 설치되어 구동모터에 의해 전후 회전 가능하게 설치된 컨베이어(150, 150a), 후방측 이동대(130a)의 선단 상하에 횡방향으로 직선이동 가능하게 설치되어 합착기판(10)의 상하부면에 홈을 형성(이하, 이러한 공정을 "스크라이 빙"(scribing) 공정이라 한다)하는 상·하부 휠 유닛(도시하지 않음)이 구비된 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a), 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 횡방향으로 직선 이동시키는 휠 어셈블리 구동 리니어 모터(170, 170a), 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 가이드하는 휠 어셈블리 가이드 레일(180) 및 척 유닛(120)과 전방측 컨베이어(150) 상에 고정 지지된 합착기판(10)의 얼라인 마크(Align mark)와 스크라이빙 라인을 검사하는 얼라인 마크와 스크라이빙 라인 인식 비전(190)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치(100)를 통해 TFT 공정과 CF 공정을 거친 TFT 기판과 CF 기판을 정밀하게 합착시키는 합착 공정을 거쳐 얻어진 합착기판(10)을 패널로 분리하기 위해 합착기판(10)의 스크라이빙 작업은 먼저, 전방측 이동대(130)의 컨베이어(150) 상부에 합착기판(10)을 올려놓은 상태에서 합착기판(10)의 선단부를 척 유닛(120)을 통해 물어 고정시킨다. 이와 같이 척 유닛(120)을 통해 전방측 이동대(130)의 컨베이어(150) 상부에 지지된 합착기판(10) 선단을 고정시킨 후에는 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a)의 구동을 통해 전후의 이동대(130, 130a)를 이동시켜 합착기판(10)의 스크라이빙 작업 위치에 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 위치시킨 상태에서 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)의 상·하부 휠 유닛을 합착기판(10)의 상·하부면으로 이동시켜 후술하는 상부휠과 하부휠이 합착기판(10)의 상·하부면에 접촉되도록 한다.
한편, 전술한 바와 같이 상·하부 휠 유닛을 합착기판(10)의 상·하부면으로 이동시켜 상부휠과 하부 휠이 합착기판(10)의 상·하부면에 접촉되도록 한 상태에 서 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a)를 구동시켜 이동대(130, 130a)를 전진(스크라이빙)시키면 상부휠과 하부휠에 의해 합착기판(10)의 상하부면에 홈이 형성된다. 이처럼 합착기판(10) 상에 전후의 길이방향으로 설정된 길이만큼 홈을 형성한 후에는 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a)의 구동을 정지시켜 길이방향으로의 스크라이빙 작업을 마치고, 후술하는 휠 어셈블리 구동 리니어 모터(170, 170a)를 구동시켜 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 횡방향으로 이동시켜 횡방향으로의 스크라이빙 작업을 수행한다. 이러한 스크라이빙 작업에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.
전술한 바와 같이 방법으로 이동대(130, 130a)를 전진시켜 일측의 길이방향으로 합착기판(10)의 상하부면에 홈을 형성한 상태에서 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 횡방향으로 이동시켜 일측 횡방향으로 합착기판(10)에 홈을 형성한 후에 이동대(130, 130a)를 후진시켜 타측의 길이방향으로 합착기판(10)에 홈을 형성한 상태에서 상·하부 휠 어셈블리(160, 160a)를 상부휠 및 하부휠의 출발점 방향으로 이동시켜 합착기판(10)에 홈을 형성함으로써 홈이 형성된 부분의 절단을 통해 패널로 분리하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 합착기판(10)을 패널로 분리한 후에는 상부 휠 어셈블리(160)에 구성된 후술하는 상부롤러 유닛의 상부롤러와 하부 휠 어셈블리(160a)의 하부휠을 홈이 형성된 합착기판(10)의 상하부로 위치시켜 TAB의 부착을 위한 CF 기판 일측에 홈을 형성하게 된다. TFT-LCD 패널 절단장치의 보다 상세한 구성은 본 출원인이 "대형 TFT-LCD 패널 절단장치"를 고안의 명칭으로 하여 출원한 특허출 원 제2004-88828호(공개번호 10-2004-99220, 공개일: 2004년 11월 26일)에 개시되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 4 는 도 2 에 따른 대형 TFT-LCD 패널 절단장치의 상·하부휠 어셈블리 상세 구조를 보인 사시도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이 상부휠 어셈블리(160)는 합착기판(10)의 상부기판 즉, TFT 기판에 홈을 형성하기 위한 상부휠(164), 상부휠(164)에 인가되는 하중치를 감지하는 로드셀(163), 상부휠(164)을 수직(이하, "Z축" 또는 "Z"라고도 한다) 방향으로 이동시키는 회전 동력을 발생시키는 상부휠용 Z서보모터(161), 상부휠용 Z서보모터(161)의 축에 결합되어 상부휠(164)을 승강시키는 볼 스크류(162), 상부휠(164)과 나란히 설치되어 TAB 형성시 TFT 기판을 가압하는 가압용 상부롤러(168), 상부롤러(168)에 가해지는 하중치를 감지하는 로드셀(167), 상부롤러(168)를 수직방향으로 이동시키는 회전 동력을 발생시키는 상부롤러용 Z서보모터(165) 및 상부롤러용 Z서보모터(165)의 축에 결합되어 상부롤러(168)를 승강시키는 볼 스크류(166)를 포함하여 이루어진다.
다음으로, 하부휠 어셈블리(160a)는 합착기판(10)의 하부기판 즉, CF 기판에 홈을 형성하기 위해 상부휠(164)과 상부롤러(168)의 구성과 대향되게 설치되는 하부휠(164a), 하부휠(164a)에 인가되는 하중치를 감지하는 로드셀(163a), 하부휠(164a)을 수직방향으로 이동시키는 회전 동력을 발생시키는 하부휠용 Z서보모터(161a), 하부휠용 Z서보모터(161a)의 축에 결합되어 하부휠(164a)을 승강시키는 볼 스크류(162a), 하부휠(164a)이 상부휠(164) 또는 상부롤러(168)와 대향하는 위 치에 정렬되도록 하부휠(164a)을 수평 방향(이하, "Y축 방향"이라고 한다)으로 이동시키는 동력을 발생시키는 하부휠용 Y서보모터(165a) 및 하부휠용 Y서보모터(165a)의 축에 결합되어 하부휠(164a)을 수평 이동시키는 볼 스크류(166a)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 5a 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 상부휠과 하부휠을 통해 합착기판에 홈이나 크랙의 형성을 개략적으로 보인 측면도, 도 5b 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 상부롤러와 하부휠을 통해 합착기판의 하부면 상에 부착된 CF 기판에 홈의 형성을 개략적으로 보인 측면도이다.
먼저, 도 5a 에 도시된 바와 같이 합착기판(10)의 절단을 위해서는 상부휠(164)을 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)에 대해 소정의 깊이로 가압하고 이와 함께 하부휠(164a)을 상부휠(164)과 정대향하도록 정렬시키고, 다시 합착기판(10)의 CF 기판(10l)에 대해 소정의 깊이로 가압한 상태에서 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a) 또는 휠 어셈블리 구동 리니어 모터(170, 170a)를 구동시켜서 TFT 기판(10u) 및 CF 기판(10l) 모두에 홈을 형성시키게 된다.
반면, TAB을 형성하기 위해서는 도 5b 에 도시된 바와 같이 상부롤러(168)를 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)에 대해 가압한 후, 이와 함께 하부휠(164a)을 상부롤러(168)와 대향하도록 정렬시키고, 다시 합착기판(10)의 CF 기판(10l)에 대해 소정의 깊이로 가압한 상태에서 이동대 구동 리니어 모터(140, 140a) 또는 휠 어셈블리 구동 리니어 모터(170, 170a)를 구동시켜서 CF 기판(10l)에만 홈을 형성시키게 된다.
도 6 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서의 스크라이빙 방향 및 순서를 설명하기 위한 설명도로, 실선의 화살표는 스크라이빙 작업 방향 및 궤적을 나타내고, 점선의 화살표는 상부휠이나 상부롤러 및 하부휠의 이동 방향 및 궤적을 나타낸다.
도 6 에 도시된 바와 같이 한 장으로 이루어진 대형 TFT-LCD 패널을 이 보다 작은 사이즈를 갖는 여러 장, 예를 들어 총 12장의 소형 TFT-LCD 패널로 절단하기 위해서는 전술한 바와 같이 전방측 이동대(130)의 컨베이어(150) 상부에 합착기판(10)을 올려놓은 상태에서 합착기판(10)의 선단부를 척 유닛(120)을 통해 물어 고정시킨다. 이러한 상태에서 상부휠(164)과 하부휠(164a) 또는 상부롤러(168)와 하부휠(164a)을 합착기판(10)에 미리 정해진 하중으로 접촉시킨 상태에서 실선으로 도시된 바와 같은 방향 및 궤적을 따라 스크라이빙 작업을 수행하고, 매 다음 번의 스크라이빙 작업을 위한 이동시에는 상부휠(164)과 하부휠(164a) 또는 상부롤러(168)와 하부휠(164a)의 합착기판(10)에의 접촉을 해제시킨 상태에서 점선으로 도시한 바와 같은 방향 및 궤적을 따라 지그재그로 이동하게 된다.
도 7 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서 로드셀 보드의 전기적인 구성을 보인 블록 구성도이다.
도 7 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드의 전기적인 구성은 크게 로드셀 보드(300)의 전반적인 동작을 총괄적으로 제어하는 마이크로 컨트롤러(310), 각각 상부휠 Z서보용 펄스신호, 하부휠 Z서보용 펄스신호 및 롤러 Z서보용 펄스신호를 발생시키는 상부휠 Z서보용 모션보드(210), 하부 휠 Z서보용 모션보드(220) 및 롤러 Z서보용 모션보드(230)를 포함하여 이루어진 모션보드 그룹(200)과의 사이에서 입/출력 인터페이스를 담당하는 I/O 인터페이스(320), LCD 패널 절단장치의 전반적인 동작을 총괄적으로 제어하는 상위 PC와의 사이에서 USB(Universal Serial Bus) 통신을 지원하는 USB 통신부(360), 상부휠용 Z서보모터(161)를 구동하는 상부휠용 Z서보 구동부(330), 로드셀(163)을 포함한 구성으로 이루어져 상부휠(164)에 의한 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)에의 가압 하중치를 감지한 후 이를 마이크로 컨트롤러(310)에 제공하는 상부휠용 로드셀 회로부(334), 상부휠용 Z서보의 정밀제어를 위한 엔코더 펄스신호를 생성하여 상부휠 Z서보용 모션보드(210)에 전달하는 엔코더 펄스발생부(336), 하부휠용 Z서보모터(161a)를 구동하는 하부휠용 Z서보 구동부(340), 로드셀(163a)을 포함한 구성으로 이루어져 하부휠(164a)에 의한 합착기판(10)의 CF 기판(10l)에의 가압 하중치를 감지한 후 이를 마이크로 컨트롤러(310)에 제공하는 하부휠용 로드셀 회로부(344), 하부휠용 Z서보의 정밀 제어를 위한 엔코더 펄스신호를 생성하여 하부휠 Z서보용 모션보드(220)로 전달하는 엔코더 펄스발생부(346), 상부롤러용 Z서보모터(165)를 구동하는 롤러용 Z서보 구동부(350), 로드셀(167)을 포함한 구성으로 이루어져 상부롤러(168)에 의한 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)에의 가압 하중치를 감지한 후 이를 마이크로 컨트롤러(310)에 제공하는 롤러용 로드셀 회로부(354), 롤러용 Z서보모터(352)의 정밀제어를 위한 엔코더 펄스신호를 생성하여 롤러 Z서보용 모션보드(230)로 전달하는 엔코더 펄스발생부(356)를 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 구성에서 각각의 엔코더 펄스발생부(336, 346, 356)는 잘 알려진 바와 같이 다수의 슬릿이 원판의 가장자리에 등간격으로 배열된 슬릿 원판(도시하지 않음)과 슬릿 원판의 슬릿을 사이에 두고 대향하도록 배치된 포토 커플러(도시하지 않음)를 포함한 구성으로 이루어져 상부휠용 Z서보모터(161), 하부휠용 Z서보모터(161a) 및 상부롤러용 Z서보모터(165)의 회전각, 즉 상부휠(164)과 하부휠(164a) 및 상부롤러(168)의 승강량을 감지한 후 이를 대응되는 모션보드(210, 220, 230)에 제공하게 된다.
한편, 각각의 모션보드(210, 220, 230)는 전술한 각각의 엔코더 펄스발생부(336, 346, 356)에서 제공하는 펄스신호에 의거하여 상부휠(164), 하부휠(164a) 또는 상부롤러(168)를 각각 승강 구동시키기 위한 상부휠용 Z서보모터(161), 하부휠용 Z서보모터(161a) 및 상부롤러용 Z서보모터(165) 제어용 펄스신호, 즉 CW(Clockwise; 정) 또는 CCW(Counter Clockwise; 역) 펄스신호를 발생시키게 된다. 다음으로, I/O 인터페이스(320)는 각각의 모션보드(210, 220, 230)와 로드셀 보드(300) 사이에서 상부휠용 Z서보모터(161), 하부휠용 Z서보모터(161a) 및 상부롤러용 Z서보모터(165) 제어용 펄스신호를 로드셀 보드(300)의 마이크로 컨트롤러(310)에 전달하고 각각의 엔코더 펄스발생부(336, 346, 356)로부터 제공된 엔코더 펄스를 대응되는 모션보드(210, 220, 230)로 전달하는 등의 입/출력 인터페이스를 담당한다. 마지막으로, USB 통신부(360)는 상위 PC(도시하지 않음)에서 발생된 상부휠(164), 하부휠(164a) 및 상부롤러(168)의 설정 하중치를 로드셀 보드(300)에 전달하고, 로드셀 보드(300)에서 감지된 상부휠(164), 하부휠(164a) 및 상부롤러(168)의 실제 하중치에 대한 로그 파일을 상위 PC로 전달하는 등의 이더넷 통신 기능을 담당한다.
도 8 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치에서 로드셀 보드에 의한 스크라이빙 제어방법을 보인 흐름도로, 별 다른 설명이 없는 한 마이크로 컨트롤러(310)가 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다.
도 8 에 도시된 바와 같이 먼저, 단계 S100에서는 상위 PC로부터 상부휠(164), 하부휠(164a) 및 상부롤러(168)의 합착기판(10)에 대한 설정 하중치를 USB 통신부(360)를 경유하여 전달받은 후에 내장된 데이터 저장부(미도시)에 저장하게 된다.
다음으로, 단계 S102에서는 여러 장의 소형 패널을 얻기 위해 한 장의 대형 TFT-LCD 패널 합착기판(10)에 대해 스크라이빙 작업을 해야 될 스크라이빙 횟수 카운터(Cs)를 초기화시킨다. 이어지는 단계 S106에서는 각각의 모션보드(210, 220, 230)로부터 상부휠용 Z서보나 롤러용 Z서보 및 하부휠용 Z서보 구동용 CW 또는 CCW 펄스신호를 전달받는다.
다음으로, 단계 S106에서는 단계 S104에서 전달받은 CW 또는 CCW 펄스신호에 의해 상부휠용 Z서보모터(161)나 롤러용 Z서보모터(165) 및 하부휠용 Z서보모터(161a)를 구동하여 상부휠(164)이나 상부롤러(168) 및 하부휠(164a)을 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)과 CF 기판(10l)에 설정 하중치로 가압한 상태에서 스크라이빙 작업을 시작하게 된다.
도 9a 및 도 9b 는 본 고안에 따른 LCD 패널절단 장치의 스크라이빙 제어방법에서 상부휠 대 하부휠 및 상부롤러 대 하부휠에 의한 스크라이빙 과정을 설명하 기 위한 설명도이다.
도 9a 에 도시된 바와 같이 절단을 위한 스크라이빙 작업시에는 상부휠(164)과 하부휠(164a)이 합착기판(10)의 TFT 기판(10u)과 CF 기판(10l)에 각각 도시된 점선 깊이만큼의 홈을 형성하게 되고, 반면에 TAB 형성을 위한 스크라이빙 작업시에는 상부롤러(168)에 의해 합착기판(10)의 TFT 기판(10u) 표면을 가압한 상태에서 하부휠(164a)만에 의해 CF 기판(10l)에 도시된 점선 깊이만큼의 홈이 형성되게 된다. 도 9a 및 도 9b에서 Wheel Depth Time은 스크라이빙의 시작 전 휠 위치에서 Wheel Depth Gap까지 도달하는데 걸리는 시간을 말한다.
다시 도 8 로 돌아가서, 단계 S108에서는 각각의 로드셀 회로부(334, 344, 354)로부터 실제의 하중치를 소정 시간 주기, 예를 들어 5㎲ 주기로 입력받고, 다시 단계 S110에서는 이렇게 입력받은 실제 하중치(아날로그 신호임)를 상응하는 크기의 디지털 신호로 A/D 변환하고, 이어지는 단계 S112에서는 이렇게 변환된 실제 하중치가 미리 설정된 안정범위를 이탈하는지를 판단한다.
단계 S112에서의 판단 결과 각각의 로드셀(163, 163a, 167)의 감지 하중치가 설정 안정범위 내에서 유지되는 경우에는 상부휠용 Z서보모터(161)나 상부롤러용 Z서보모터(165) 및 하부휠용 Z서보모터(161a)를 현재의 상태로 유지시킨 채로 단계 S118로 직행하는 반면에 설정 안정범위를 이탈하는 경우에는 다시 단계 S114로 진행하여 미리 정해진 (+)Hunting값이나 (-)Hunting값(후술함)까지도 이탈하는지를 판단한다.
도 10 은 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 스크라이빙 제어방법에서 상 부휠과 하부휠의 하중설정 입력창을 예시한 컴퓨터 화면이다.
도 10 에 도시된 바와 같이 작업자는 상위 PC에 절단제어 프로그램을 실행시킨 상태에서 컴퓨터 화면에 보이는 상부휠(164)과 하부휠(164a)의 하중설정 입력창에 각각의 로드셀(163, 163a)의 원하는 하중치를 설정할 수 있다. 도 10 에서 "(+)안정치"와 "(-)안정치"는 각각 스크라이빙 작업시 상부휠(164)과 하부휠(164a)에 인가되는 하중치, 즉 로드셀 감지값의 안정동작 범위를 나타내고, "(+)Hunting(헌팅)값"과 "(-)Hunting(헌팅)값"은 각각 상부휠(164)과 하부휠(164a)에 인가되는 하중치, 즉 로드셀 감지값의 허용 상한치 및 허용 하한치를 나타낸다.
나아가, 도 10 의 예에서는 상부휠(164)에 대한 (+)안정치가 0.780㎏, (-)안정치가 0.750㎏, (+)Hunting값이 0.785㎏, (-)Hunting값이 0.745㎏로 각각 설정되어 있는 반면에 하부휠(164a)에 대한 (+)안정치가 0.980㎏, (-)안정치가 0.750㎏, (+)Hunting값이 0.985㎏, (-)Hunting값이 0.945㎏로 각각 설정되어 있어서 상부휠(164)에 대한 설정 하중치보다 큰 값으로 설정되어 있는데, 이는 스크라이빙 작업시 하부휠(164a)이 상부휠(164)보다 하중을 더 크게 받기 때문이다.
도 11a 및 도 11b 는 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 스크라이빙 제어방법에서 하부휠과 상부휠의 수직보정 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a 및 도 11b 에 도시된 바와 같이 스크라이빙 작업 과정에서 상부휠 로드셀(163)과 하부휠 로드셀(163a)에 인가되는 하중치는 각각 합착기판(10)의 강도 불균일 등에 의해 (+)안정치(Wuua, Wlua)와 (-)안정치(Wula, Wlla)의 중간치, 도 10 의 예에서는 0.765㎏와 0.965㎏를 중심으로 점선으로 도시한 바와 같이 변화하게 된다. 이때, 상부휠(164)의 경우에 그 로드셀(163)에 인가되는 하중치가 (+)안정치(Wuua)를 초과하는 경우에 즉시 상부휠용 Z서보모터(161)를, 예를 들어 CW 방향으로 회전시킴으로써 그 로드셀(163)에 인가되는 하중치를 줄이게 되고, 반면에 (-)안정치(Wula)에 미달하는 경우에 상부휠용 Z서보모터(161)를 예를 들어 CCW 방향으로 회전시킴으로써 그 로드셀(163)에 인가되는 하중치를 증가시키게 된다.
한편, 전술한 하부휠(164a)의 경우에도 마찬가지로 그 로드셀(163a)에 인가되는 하중치가 (+)안정치(Wlua)를 초과하는 경우에 즉시 하부휠용 Z서보모터(161a)를, 예를 들어 CW 방향으로 회전시킴으로써 그 로드셀(163a)에 인가되는 하중치를 줄이게 되고, 반면에 (-)안정치(Wlla)에 미달하는 경우에 하부휠용 Z서보모터(161a)를 예를 들어 CCW 방향으로 회전시킴으로써 그 로드셀(163a)에 인가되는 하중치를 증가시키게 된다.
다시 도 8 로 돌아가서, 단계 S114에서의 판단 결과 실제 하중치가 각각의 (+)Hunting값(Wuuh, Wluh)이나 (-)Hunting값(Wulh, Wllh)을 이탈하는 경우에는 단계 S124로 진행하여 스크라이빙 작업을 즉시 중지시키고, 다시 단계 S126에서는 이 사실을 해당 모션보드(210, 220, 230)에 알림으로써 해당 모션보드(210, 220, 230)가 경보를 발생시키도록 한다. 이후, 각각의 모션보드(210, 220, 230)는 상부휠(164)이나 상부롤러(168) 및 하부휠(164a)의 합착기판(10)에의 가압 해제를 지시하는 펄 스 신호를 로드셀 보드(300)에 전달하게 되는데, 이에 의해 마이크로 컨트롤러(310)가 상부휠용 Z서보모터(161)나 롤러용 Z서보모터(165) 및 하부휠용 Z서보모터(161a)를 제어하여 상부휠(164)이나 상부롤러(168) 및 하부휠(164a)의 합착기판(10)에의 가압을 해제하게 된다. 물론, 이러한 가압 해제 작업은 마이크로 컨트롤러(310)가 모션보드(210, 220, 230)의 지시 없이 독립적으로 수행할 수도 있을 것이다.
한편, 단계 S114에서의 판단 결과 실제 하중치가 각각의 (+)Hunting값(Wuuh, Wluh)이나 (-)Hunting값(Wulh, Wllh)을 이탈하지 않은 경우에는 단계 S116으로 진행하여 상부휠용 Z서보모터(161)나 롤러용 Z서보모터(165) 및 하부휠용 Z서보모터(161a)를 전술한 바와 같이 수직 보정한다.
그리고, 단계 S118에서는 해당 순서의 스크라이빙이 완료되었는지를 판단하는데, 완료되지 않은 경우에는 단계 S108로 복귀하는 반면에 완료된 경우에는 단계 S120으로 진행하여 스크라이빙 횟수 카운터(Cs)의 값을 1만큼 증가시키고, 다시 단계 S122에서는 스크라이빙 횟수 카운터(Cs)의 값이 미리 정해진 기준 회수(n)에 도달하였는지를 판단한다.
단계 S122에서의 판단 결과 스크라이빙 횟수 카운터(Cs)의 값이 기준 회수(n)에 도달하지 않은 경우에는 단계 S104로 복귀하는 반면에 도달한 경우에는 단계 S128로 진행하여 각각의 로드셀(163, 163a, 167)의 감지 하중치가 기록된 로그 파일을 생성하여 상위 PC로 전송하게 된다. 물론, 이러한 각각의 로드셀(163, 163a, 167)의 감지 하중치는 스크라이빙 작업을 하는 도중에 실시간으로 상위 PC에 전달될 수도 있을 것이다.
본 고안의 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드는 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드에 따르면 대형 TFT-LCD 패널 절단장치에서 기판에 홈을 형성하는 스크라이빙 작업시 합착기판 절단용 휠이나 롤러에 인가되는 하중을 감지하는 로드셀로부터 입력되는 하중치에 의거하여 휠이나 롤러의 수직방향의 구동을 신속하고도 정밀하게 제어함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수가 있고, 이외에도 로드셀 보드로부터 전달되는 로그 파일에 의해 현재의 스크라이빙 조건의 적정성 여부나 거리별 하중치 등을 언제든 실시간으로 모니터링할 수 있다.

Claims (2)

  1. TFT 기판과 CF 기판의 합착기판의 적어도 일 면에 홈을 형성하기 위한 상부휠, 상부롤러 및 하부휠을 각각 수직 방향으로 승강시키는 회전 동력을 발생시키는 상부휠용 Z서보모터, 롤러용 Z서보모터 및 하부휠용 Z서보모터;
    상기 상부휠용 Z서보모터, 상기 롤러용 Z서보모터 및 상기 하부휠용 Z서보모터를 각각 구동하는 상부휠용 Z서보 구동부; 롤러용 Z서보 구동부 및 하부휠용 Z서보 구동부;
    상기 상부휠이나 상기 상부롤러 및 상기 하부휠이 상기 합착기판에 인가하는 하중치를 각각 감지하는 로드셀을 포함하여 이루어진 로드셀 회로부;
    상기 상부휠 Z서보용 펄스신호, 상기 롤러 Z서보용 펄스신호 및 상기 하부휠 Z서보용 펄스신호를 각각 발생시키는 외부의 모션보드와의 사이에서 입/출력 인터페이스를 담당하는 I/O 인터페이스; 및
    상기 I/O 인터페이스를 통해 입력되는 상기 상부휠 Z서보용 펄스신호, 상기 롤러 Z서보용 펄스신호 및 상기 하부휠 Z서보용 펄스신호에 의해 상기 상부휠용 Z서보 구동부, 상기 롤러용 Z서보 구동부 및 상기 하부휠용 Z서보 구동부를 제어하되 상기 로드셀에 의해 감지된 각각의 실제 하중치를 미리 설정된 기준 하중치와 비교한 결과에 따라 상기 상부휠이나 상기 상부롤러 및 상기 하부휠의 수직 위치 보정을 위한 상기 상부휠용 Z서보모터, 상기 롤러용 Z서보모터 및 상기 하부휠용 Z서보모터의 정/역 제어를 수행하는 마이크로 컨트롤러를 포함하여 이루어진 LCD 패 널 절단장치의 로드셀 보드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부의 상위 PC와의 통신은 USB에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 절단장치의 로드셀 보드.
KR2020060008631U 2006-03-31 2006-03-31 Ｌｃｄ 패널 절단장치의 로드셀 보드 KR200418561Y1 (ko)

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