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KR101476849B1 - 박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의제조방법 - Google Patents

박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의제조방법 Download PDF

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KR101476849B1
KR101476849B1 KR1020080069979A KR20080069979A KR101476849B1 KR 101476849 B1 KR101476849 B1 KR 101476849B1 KR 1020080069979 A KR1020080069979 A KR 1020080069979A KR 20080069979 A KR20080069979 A KR 20080069979A KR 101476849 B1 KR101476849 B1 KR 101476849B1
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김용진
이영진
김성민
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엘지전자 주식회사
엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 박리 및 안착 통합 장치에 관한 것으로, 회동 가능한 샤프트에 상하좌우 4 방향으로 연결된 헤드들을 회동시키는 인덱스 장치; 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 상기 백라이트 유닛과 정렬하는 정렬 보정 장치; 및 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하는 안착 장치를 구비한다. 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착됨과 동시에, 상기 인덱스 장치의 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리로부터 필름이 박리된다.

Description

박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{Combination Equipment for Exfoliation and Position, and Fabricating Method of Liquid Crystal Display using the same}
본 발명은 보호 필름을 박리함과 동시에, 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착할 수 있는 통합 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 통합 장치를 이용하여 필름 박리와 안착 공정을 동시에 처리할 수 있는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 빠르게 음극선관을 대체하고 있다.
액정표시장치는 도 1과 같이 보드 어셈블리(Board Assembly, BA)와, 백라이 트 유닛(Back Light Unit, BL)을 구비한다.
보드 어셈블리(BA)는 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에 액정이 협지된 액정표시패널, 액정표시패널의 상면과 하면에 부착된 편광판, 소스 및 게이트 구동 IC(Integrated Circuit)을 액정표시패널의 데이터라인들과 게이트라인들에 연결하기 위한 TCP(Tape Carrier Package), PCB(Printed Circuit Board) 및 그 사이에 연결된 FPC(Flexible Printed Circuit) 등을 포함한다.
백라이트 유닛(BL)은 광원, 반사시트, 도광판, 확산시트, 프리즘 시트, 몰드 프레임, 인버터 등의 조립체이다. 광원에는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등의 램프 또는, 발광다이오드(Light emitting Diode) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 인버터는 광원을 점등시키기 위한 전력 구동회로이다.
보드 어셈블리(BA)는 필름 박리와 안착 공정에서 백라이트 유닛(BL) 상에 안착된다. 필름 박리와 안착 공정은 보드 어셈블리(BA)의 패널 하면에 부착된 하부 편광판 보호필름(11)을 박리한 후에 보드 어셈블리(BA)과 백라이트 유닛(BL)을 정렬하고 백라이트 유닛(BL) 상에 보도 어셈블리(BA)를 안착한다. 이와 같은 필름 박리와 안착 공정은 도 2나 도 3과 같은 장치를 이용하고 있다.
도 2와 같은 필름 박리 및 안착 장치는 보드 어셈블리(BA)의 반송(搬送), 보드 어셈블리(BA)의 하부 보호 필름 박리, 보드 어셈블리(BA)의 반송, 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 정렬(Align), 및 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL)에 안착하는 순서로 공정을 진행한다. 이러한 필름 박리 및 안착 장치는 보 드 어셈블리(BA)에서 하부 편광판 보호 필름을 박리한 후에 보드 어셈블리(BA)를 반송하는 공정과 백라이트 유닛(BL)을 안착 위치까지 반송하는 공정이 분리되어 공정시간을 단축하는데에 유리하지만 장치 크기가 크고 복잡한 단점이 있다. 또한, 도 2와 같은 필름 박리 및 안착 장치는 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착하기 전에 보드 어셈블리(BA)의 대기시간이 길어지므로 보드 어셈블리(BA)가 이물에 의해 오염될 수 있어 보드 어셈블리(BA)의 불량 가능성이 높은 문제점이 있다. 도 2에서 화살표는 보드 어셈블리(BA)의 반송 경로이다.
도 3과 같은 필름 박리 및 안착 장치는 보드 어셈블리(BA)의 반송, 보드 어셈블리(BA)의 하부 보호 필름 박리, 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 정렬, 및 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL)에 안착하는 순서로 공정을 진행한다. 이 필름 박리 및 안착 장치는 필름 박리 공정과 안착 공정의 통합으로 장치 크기가 비교적 작고 필름 박리 직후에 안착이 진행되므로 보드 어셈블리(BA)의 이물 불량이 적은 잇점이 있지만 필름 박리 공정과 안착 공정이 1 싸이클로 연속 진행되므로 공정시간을 줄이기가 어려운 담점이 있다. 도 3에서 화살표는 보드 어셈블리(BA)의 반송 경로이다.
본 발명은 보호 필름을 박리함과 동시에, 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하여 장치 크기를 작게 하고 공정시간을 최소화화할 수 있는 박리 및 안착 통합 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 통합 장치를 이용하여 필름 박리와 안착 공정을 동시에 처리할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 박리 및 안착 통합 장치는 회동 가능한 샤프트에 상하좌우 4 방향으로 연결된 헤드들을 회동시키는 인덱스 장치; 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 상기 백라이트 유닛과 정렬하는 정렬 보정 장치; 및 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하는 안착 장치를 구비한다.
상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착됨과 동시에, 상기 인덱스 장치의 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리로부터 필름이 박리된다.
삭제
상기 박리 및 안착 통합 장치를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 회동 가능한 샤프트에 상하좌우 4 방향으로 연결된 헤드들을 회동시키는 인덱스 장치의 제1 헤드에 보드 어셈블리를 부착하는 단계; 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 보드 어셈블리를 정렬하는 단계; 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 부착된 보드 어셈블리를 상기 백라이트 유닛 상에 안착하는 공정; 및 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착됨과 동시에, 상기 인덱스 장치의 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리로부터 필름을 박리하는 공정을 포함한다.
삭제
본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 보드 어셈블리와 백라이트 유닛의 반송 경로를 짧게 하고 보드 어셈블리와 백라이트 유닛의 대기 시간을 최소로 함과 아울러 장치 내에서 박리와 안착 역할을 분리함으로써 박리와 안착까지의 공정 소요시간을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 장비 크기와 장비 설치 공간을 줄이고 보드 어셈블리와 백라이트 유닛의 이물 오염을 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 인덱스 장치의 일측에 대향하도록 자동 박리 장치를 설치하여 보드 어셈블리(BA)를 수직으로 세운 상태에서 자동 박리를 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 상기 박리 및 안착 통합 장치를 이용하여 박리 공정과 안착 공정을 동시에 처리하여 공정 소요시간을 줄이고 박리 공정과 안착 공정에서 이물 불량을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 액정표시패널의 기판 세정, 기판 패터닝 공정, 배향막형성/러빙 공정, 기판 합착 및 액정 적하 공정, 구동회로 실장 공정, 검사 공정, 리페어 공정, 백라이트 유닛(BL)의 조립 공정, 보드 어셈블리(BA)의 필름 박리와 동시에 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL) 상에 안착하는 공정 등을 포함한다.
기판세정 공정은 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 표면에 오 염된 이물질을 세정액으로 제거한다. 기판 패터닝 공정은 하부 유리기판에 데이터라인 및 게이트라인을 포함한 신호배선, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 화소전극 등의 각종 박막 재료를 형성하고 패터닝하는 공정과, 상부 유리기판 상에 블랙 매트릭스, 컬러필터, 및 공통전극 등의 각종 박막 재료를 형성하고 패터닝하는 공정을 포함한다. 배향막형성/러빙 공정은 유리기판들 상에 배향막을 도포하고 그 배향막을 러빙포로 러빙하거나 광배향 처리한다. 이러한 일련의 공정을 거쳐 액정표시패널의 하부 유리기판에는 비디오 데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 그 데이터라인들과 교차되고 스캔신호 즉, 게이트펄스가 순차적으로 공급되는 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부에 형성된 TFT들, TFT들에 1 : 1로 접속된 액정셀의 화소전극들 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한 화소 및 TFT 어레이가 형성된다. 스캔신호를 발생하는 게이트 구동회로의 쉬프트 레지스터는 기판 패터닝 공정에서 화소 및 TFT 어레이와 동시에 형성될 수 있다. 액정표시패널의 상부 유리기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판과, 그 위에 편광판 보호필름이 부착된다.
기판 합착 및 액정 적하 공정은 액정표시패널의 상부 및 하부 유리기판 중 어느 하나에 실런트를 드로잉하고 다른 기판에 액정을 적하(Dropping)한다. 하부 유리기판에 액정이 적하된 경우를 예를 들어 설명하면, 상부 유리기판에 자외선 경화성 실런트가 형성되고, 실런트가 형성된 상부 유리기판을 반전시켜 상부 스테이지에 고정하고, 액정이 적하된 하부 유리기판을 하부 스테이지에 고정한다. 이어서, 기판 합착 및 액정 적하 공정은 상부 유리기판과 하부 유리기판을 정렬한 후에, 진공펌프를 구동시켜 진공상태에서 상부 및 하부 유리기판 중 어느 하나에 압력을 가하여 상부 유리기판과 하부 유리기판을 합착한다. 이 때, 액정층의 셀갭은 설계치의 셀갭보다 크게 설정된다. 이어서, 질소(N2)를 투입하여 대기압으로 압력을 조정하면 합착된 유리기판들 내의 압력과 외부 대기압의 압력차에 의해 셀갭은 설계치의 셀갭으로 조정된다. 이 상태에서 기판 합착 및 액정 적하 공정은 자외선 광원을 점등시켜 상부 유리기판을 통해 실런트에 자외선(UV)을 조사하여 실런트를 경화시킨다.
구동회로 실장공정은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정을 이용하여 데이터 구동회로의 집적회로(IC)를 액정표시패널의 하부 유리기판 상에 실장한다. 게이트 구동회로는 전술한 바와 같이 액정표시패널의 하부 유리기판 상에 형성될 수 있고, 구동 회로 실장공정에서 TAB 공정으로 하부 유리기판 상에 부착될 수도 있다. 이어서 구동회로 실장공정은 집적회로(IC)와 PCB(printed circuit board)를 FPC(Flexible Printed Circuitboard) 또는 FFC(Flexible Flat Cable)로 연결한다.
검사 공정은 집적회로에 대한 검사, 하부 유리기판에 형성된 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선 검사, 화소전극이 형성된 후에 실시되는 검사, 기판 합착 및 액정 적하 공정 후에 실시되는 검사, 점등 검사를 포함한다. 리페어 공정은 검사 공정에 의해 리페어가 가능한 것으로 판정된 신호배선 불량, TFT 불량에 대한 복원 공정을 실시한다.
이러한 일련의 공정을 거쳐 보드 어셈블리(BA)가 완성된다.
백라이트 유닛(BL)의 조립 공정은 에지형 백라이트 유닛의 조립의 예를 들면, 몰드 프레임에 광원, 반사시트, 도광판, 확산시트, 프리즘 시트를 조립하고, 그 몰드 프레임에 패널 가이드를 조립한 후에 광원에 인버터를 연결하는 과정을 포함한다. 직하형 백라이트 유닛의 조립 공정은 상부가 개방된 보텀 커버 내에 광원을 수납한 후에 보텀 커버 상에 몰드 프레임, 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 및 패널 가이드를 조립한 다음, 광원에 인버터를 연결하는 과정을 포함한다. 광원에는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등의 램프 또는, 발광다이오드(Light emitting Diode) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 인버터는 광원을 점등시키기 위한 전력 구동회로이다.
보드 어셈블리(BA)의 필름 박리와 동시에 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL) 상에 안착하는 공정은 도 4와 같은 장치를 이용하여 수직 인덱스 장치에 보드 어셈블리(BA)를 공급하는 공정, 보드 어셈블리(BA)에서 바코드를 판독하는 공정, 보드 어셈블리(BA)의 편광판 보호필름을 박리하는 공정, 및 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL) 상에 안착하는 공정을 동시에 진행한다.
이하, 도 4 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 보드 어셈블리(BA)의 반송 장치, 틸팅 장치(Tilting Unit), 인덱스 장치(Index Unit, 26), 백라이트 유닛(BL)의 반송 장치, 및 안착 장치를 구비한다. 도 4 및 도 5에서, 적색의 화살표는 보드 어셈블리(BA)의 이동 경로이며, 청색의 화살표는 백라이트 유닛(BL)의 이동 경로이다.
본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 도 4와 같이 보드 어셈블리(BA)의 반송 장치를 이용하여 전 공정에서 공급되는 보드 어셈블리(BA)를 x축을 따라 반송한 후에 틸팅 장치를 이용하여 보드 어셈블리(BA)를 수직을 세워 인덱스 장치(26)에 전달한다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 백라이트 유닛(BL)의 반송 장치를 이용하여 백라이트 유닛(BL)을 인덱스 장치(26) 아래의 안착 장치로 반송하고, 인덱스 장치(26)의 4 면에 부착된 흡착 헤드들(25)을 회동시킴과 동시에 안착 장치를 구동시켜 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정, 보드 어셈블리(BA)의 편광판 보호필름 박리 공정, 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착하는 공정을 동시에 진행한다. 안착 공정에는 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)를 정렬하는 공정을 포함한다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치는 후술하는 바와 같이 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정, 보드 어셈블리(BA)의 편광판 보호필름 박리 공정, 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착하는 공정과 동시에, 보드 어셈블리(BA)의 바코드와 백라이트 유닛(BL)의 바코드를 판독한다.
보드 어셈블리(BA)의 반송 장치는 도 4 및 도 5와 같이 흡착 패드가 부착된 헤드(21)와 2축 직교 로봇(24)을 포함하여 보드 어셈블리(BA)를 틸팅 장치까지 반송한다. 헤드(21)는 2축 직교 로봇(24)의 z 축 가이드에 취부되어 보드 어셈블리(BA)를 1 매씩 진공흡착한다. 2 축 직교 로봇(24)은 헤드(21)가 취부된 z 축 가이드와, z 축 가이드를 x축 방향으로 이동시키기 위한 x축 가이드를 포함한다. 2축 직교 로봇(24)은 z축 가이드를 구동시켜 헤드(21)의 초기 위치에서 헤드(21)를 따라 수직 하강시킨 후에 보드 어셈블리(BA)가 흡착된 헤드(21)를 상승시킨 다음, x 축 가이드를 구동시켜 틸팅 장치 쪽으로 보드 어셈블리(BA)가 흡착된 헤드(21)와 함께 z축 가이드를 전진시킨다. 헤드(21)는 틸팅장치의 흡착 헤드(43) 상에서 진공을 해제하여 보드 어셈블리(BA)를 틸팅장치에 전달하고 2축 직교 로봇(24)에 의해 초기 위치로 후퇴한다.
틸팅 장치는 도 4 및 도 5와 같이 흡착 헤드(43), 힌지(42), 및 단축 로봇(41)를 포함하여 수평 자세로 공급받은 보드 어셈블리(BA)를 수직으로 세워 인덱스 장치(26)의 일측 흡착 헤드(25)에 전달한다. 흡착 헤드(43)는 2축 직교 로봇(24)의 헤드(21)로부터 전달 받은 보드 어셈블리(BA)를 진공 흡착한 후에 y 축 단축 로봇(41)을 따라 인덱스 장치(26)의 일측 흡착 헤드(25) 쪽으로 보드 어셈블리(BA)를 이동시킨 다음, 힌지(42)에 의해 대략 90°회동되어 보드 어셈블리(BA)의 자세를 수직으로 세우고 단축 로봇(41)에 의해 미소 거리만큼 더 이동하여 보드 어 셈블리(BA)를 인덱스 장치의 일측 흡착 헤드(25)에 전달한다. 이 전달 과정에서 틸팅 장치의 흡착 헤드(43)는 인덱스 장치의 흡착 헤드(25)에 보드 어셈블리(BA)이 흡착된 후에 진공을 해제한다. 그리고 흡착 헤드(43)는 다음 보드 어셈블리(BA)를 받을 수 있도록 단축 로봇(41)에 의해 원위치로 후퇴한다. 틸팅 장치의 힌지(42)는 에어 실린더나 서버 모터에 의해 구동되어 흡착 헤드(43)을 회동시킨다.
인덱스 장치(26)는 도 4 내지 도 10과 같이 360°회동되는 샤프트(27), 상하좌우의 4 방향 쪽으로 샤프트(27)에 수직으로 연결되는 네 개의 암들, 암들 각각에 취부되는 4 개의 흡착 헤드들(25)을 포함한 수직 인덱스 장치로 구현되어 틸팅 장치로부터 전달 받은 보드 어셈블리(BA)를 90°씩 단계적으로 회동시킨다. 암들 각각은 샤프트(27)를 중심으로 이웃하는 다른 암과 90°만큼 벌어진다. 흡착 헤드들(25) 각각에는 다수의 흡착헤드들이 바깥쪽 즉, 보드 어셈블리(BA)와 대향하도록 설치되어 있다. 인덱스 장치(26)의 제4 흡착 헤드는 틸팅 장치로부터 보드 어셈블리(BA)를 넘겨 받는 동안, 제3 흡착 헤드에 흡착된 보드 어셈블리(BA)의 바코드가 읽혀지고, 제2 흡착 헤드에 흡착된 보드 어셈블리(BA)의 편광판 보호필름이 박리된다. 또한, 이와 동시에 제1 흡착 헤드에 흡착된 보드 어셈블리(BA)는 백라이트 유닛(BL)와 정렬된 후에 그 백라이트 유닛(BL) 상에 안착된다. 따라서, 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정, 보드 어셈블리(BA)의 편광판 보호필름 박리 공정, 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착하는 공정, 및 보드 어셈블리(BA)의 바코드와 백라이트 유닛(BL)의 바코드 판독은 인덱스 장치(26)의 4 방향 흡착 헤드들의 회동에 의해 동시에 처리될 수 있다.
인덱스 장치(26)의 상단에는 보드 어셈블리(BA)에 인쇄된 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기(22)가 설치된다. 보드 어셈블리(BA)에 인쇄된 바코드는 액정표시패널의 패널 정보와 생산이력 정보 등이 기록되어 있다. 보드 어셈블리(BA)들은 자세를 바꾸지 않고 하부 유리기판에 부착된 하부 편광판 보호필름이 박리되고 백라이트 유닛(BL) 상에 안착될 수 있도록 하부 편광판 보호필름이 부착된 하면이 바깥쪽을 향하도록 인덱스 장치(26)의 흡착 헤드들(25)에는 그 내부에 진공라인만 형성되고 전기 및 신호 케이블이 연결되지 않는다. 전기 및 신호 케이블이 흡착 헤드들(25)에 연결되면 인덱스 장치(26)가 같은 방향으로 연속 회동하기 때문에 전기 및 신호 케이블이 꼬여 인덱스 장치(26)의 구동이 멈추거나 오동작할 수 있다. 진공 케이블은 인덱스 장치(26)를 따라 회전하지 않고 자세를 유지하는 슬립 링(Slip Ring)(28)을 통해 인덱스 장치(26)에 연결된다.
바코드가 보드 어셈블리(BA)의 상면에 인쇄된 경우에는 흡착 헤드들(25)에 의해 둘러 싸인 안쪽 공간에 바코드 판독기가 설치될 수 있다.
인덱스 장치(26)에서 필름 박리 방향을 향하는 흡착 헤드(25) 근방에는 도 9와 같이 자동 박리 장치(62)가 설치될 수 있다. 자동 박리 장치(62)는 도 9와 같이 보드 어셈블리(BA)의 일측 가장자레에서 테이프 바 장치(61)에 편광판 보호필름을 부착시킨 후에, 그 테이프 바 장치(61)를 보드 어셈블리(BA)로부터 이격시킨 다음, 보드 어셈블리(BA)의 일측 가장 자리로부터 대각선 방향으로 테이프 바 장치(61)를 전진시켜 편광판 보호필름을 박리하는 과정을 미리 설정된 프로그램에 따라 자동적으로 처리하여 필름 박리를 자동화한다. 이러한 자동 박리 장치(62)는 이에 한정되는 것이 아니라 공지 공용되고 있는 어떠한 자동 박리 장치로도 구현될 수 있다.
백라이트 유닛(BL)의 반송 장치는 도 4 및 도 11과 같이 척킹 장치(Chucking Unit, 31), 업/다운 구동 장치(Up/Down Driving Unit, 32), 단축 로봇(33), 및 업/다운 가이드 샤프트(Up/Down Guide Shaft, 34)를 포함하여 백라이트 유닛의 조립 공정으로부터 공급된 백라이트 유닛(BL)을 안착 장치 쪽으로 반송한다. 척킹 장치(31)는 x축 단축 로봇(33)을 따라 x축 방향으로 이동하고 또한, 업/다운 샤프트를 따라 승강한다. 이 척킹 장치(31)는 에어 실린더에 의해 구동되어 초기 위치에서 백라이트 유닛(BL)의 양측을 파지한 후에, 업/다운 구동 장치(32) 및 업/다운 가이드 샤프트(34)와 함께 x축의 단축 로봇(33)을 따라 안착 장치까지 이동된 다음, 파지를 해제하고 단축 로봇(33)을 따라 초기 위치로 복귀한다. 업/다운 구동 장치(32)는 초기 위치에서 척킹 장치(31)를 상승시킨 후에 단축 로봇(33)을 따라 안착 장치 쪽으로 이동하여 척킹 장치(31)로부터 안착 장치에 보드 어셈블리(BA)에 전달될 때 척킹 장치(31)를 하강시킨 다음, 단축 로봇(33)을 따라 초기 위치로 복귀한다. 백라이트 유닛(BL)의 이동 경로에는 백라이트 유닛(BL)에 인쇄된 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기(35)가 설치된다. 이 바코드 판독기(35)는 안착 장치에 도달하기 전의 백라이트 유닛(BL)의 이동 경로, 안착 장치 근방, 안착 장치 후의 안착된 보드 어셈블리(BA) 및 백라이트 유닛(BL)의 배출 경로 중 어느 하나 이상의 지점에 설치되어 백라이트 유닛(BL)의 바코드를 판독한다. 백라이트 유닛(BL)에 인쇄된 바코드는 백라이트 유닛 정보와 생산이력 정보 등을 포함한다.
안착 장치는 업/다운 장치(36), XYθ 테이블(37), 정렬용 비전 시스템(51), 및 비전 시스템(51)이 취부된 2축 로봇(52)를 포함한 정렬 보정 장치를 이용하여 백라이트 유닛(BL)의 반송 장치로부터 전달 받은 백라이트 유닛(BL)과 인덱스 장치에 흡착된 보드 어셈블리(BA)를 정렬한 후에 보드 어셈블리(BA)를 백라이트 유닛(BL) 상에 안착시킨다. 업/다운 장치(36)는 백라이트 유닛의 반송 장치로부터 전달 받는 과정에서 XYθ 테이블(37)을 승강시킨다. XYθ 테이블(37)은 비젼 시스템(51)에 의해 촬영되는 정렬 상태에 따라 정렬 오차가 '0'로 수렴되는 방향으로 백라이트 유닛(BL)를 x축과 y축으로 미세하게 이동시키고 또한 θ 방향으로 백라이트 유닛(BL)을 미세하게 회전시킨다. 도 12는 보드 어셈블리(BA)의 에지와 백라이트 유닛(BL)의 에지 가이드면이 이상적으로 정렬된 상태를 보여 준다. XYθ 테이블(37)은 도 12와 같은 상태로 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)이 정렬될 때까지 백라이트 유닛(BL)을 x축과 y축으로 미세하게 이동시키고 백라이트 유닛(BL)를 θ 방향으로 미세하게 회전시켜 백라이트 유닛(BL)의 자세를 조정한다. 비젼 시스템(51)과 2 축 로봇(52)은 안착 장치에 위에서 안착 장치 양측에 배치된다. 이 비젼 시스템(51)은 카메라를 이용하여 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 에지에서 양자의 정렬 상태를 촬영하여 촬영된 이미지를 관리 시스템에 실시간 전송한 후에 도 12와 같이 정렬이 이상적으로 된 후에 안착을 위한 백라이트 유닛(BL)의 상승을 간섭하지 않도록 2축 로봇(52)에 의해 후퇴된다.
도 7 내지 도 10은 인덱스 장치(26)의 보드 어셈블리 공급 공정, 보드 어셈블리(BA)의 바코드 판독 공정, 보호필름의 박리 공정, 및 안착 공정을 분리하여 보 여 주는 도면들이다. 도 7 내지 도 10은 각 공정이 알기 쉽게 분리되지만 이 공정들은 동시에 진행된다.
도 7은 인덱스 장치에서 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정을 보여 준다. 보드 어셈블리(BA)는 틸팅 장치에 의해 세워진 상태로 'A'로부터 인텍스 장치의 일측 흡착 헤드(25)에 공급된다. 보드 어셈블리(BA)가 공급되는 흡착 헤드(25)는 보드 어셈블리(BA)와 평행하게 대면한다.
도 8은 바코드 판독 공정을 보여 준다. 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정에서 보드 어셈블리(BA)를 흡착한 흡착 헤드(25)는 90°만큼 반시계방향으로 회전하여 'B'를 향한다. 바코드 판독기(22)는 'B'를 향하는 흡착 헤드(25)에 흡착된 보드 어셈블리(BA)와 대향하도록 설치되어 있다. 이 바코드 판독기(22)는 'B'를 향하는 보드 어셈블리(BA)에 인쇄된 바코드를 판독하여 판독된 패널 정보와 생산이력 정보 등의 바코드 정보를 관리 시스템에 전송한다.
도 9는 필름 박리 공정을 보여 준다. 바코드 판독 후에 흡착 헤드(25)는 90°만큼 반시계방향으로 회전하여 'C'를 향한다. 자동 박리 장치(62)는 'C'를 향하는 흡착 헤드(25)의 보드 어셈블리(BA)와 대향하도록 설치되어 있다. 자동 박리 장치(62)의 테이프 바 장치(61)는 'C'를 향하는 보드 어셈블리(BA)의 보호필름(11)의 일측 가장자리에 접착된 후에 보드 어셈블리(BA)의 대각선 방향으로 이동하면서 보호필름(11)을 박리한다. 이러한 필름 박리 공정은 도 9와 같이 자동화될 수 있지만 도 19와 같이 운용자(0perator)에 의해 수동 박리로 진행될 수도 있다. 수동 박리 공정도 보드 어셈블리 공급 공정, 보드 어셈블리(BA)의 바코드 판독 공정, 및 안착 공정과 동시에 진행된다.
도 10은 안착 공정을 보여 준다. 필름 박리 후에 흡착 헤드(25)는 90°만큼 반시계방향으로 회전하여 인덱스 장치(26) 아래의 'D'를 향한다. 안착 장치는 'D'를 향하는 보드 어셈블리(BA)와 대향한다. 안착 장치는 XYθ 테이블(37)을 이용하여 백라이트 유닛(BL)과 'B'를 향하는 보드 어셈블리(BA)를 정렬한 후에 백라이트 유닛(BL)을 상승시켜 그 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착시킨다. 'D'를 향하는 흡착 헤드(25)는 백라이트 유닛(BL)의 상승에 의해 보드 어셈블리(BA)가 안착된 후에 진공을 해제한다. 백라이트 유닛(BL) 상에 안착된 보드 어셈블리(BA)는 백라이트 유닛(BL)와 함께 백라이트 유닛의 반송 장치의 단축 로봇(33)을 따라 배출되어 배출 트레이 상에 놓이게 된다.
도 7 내지 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정, 바코드의 판독 공정, 필름 박리 공정, 및 안착 공정이 동시에 처리된다. 또한, 이와 동시에 전술한 바와 같이 백라이트 유닛(BL)의 바코드 판독 공정도 동시에 처리된다. 인덱스 장치의 흡착 헤드들(25) 각각은 반시계방향으로 90°씩 단계적으로 회전하면서 보드 어셈블리(BA)의 공급 공정 위치(A), 바코드의 판독 공정 위치(B), 필름 박리 공정 위치(C), 및 안착 공정 위치(D)로 보드 어셈블리(BA)를 회전시킨다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 박리 및 안착 공정의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다. 이 박리 및 안착 공정은 관리 시스템의 PLC(Programmable Logic Controller)로 제어된다.
본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 공정은 헤드(21)의 흡착 패드에 보드 어셈블리(BA)를 진공 흡착한 후에 헤드(21)를 틸팅 장치까지 반송시킨다(S11, S12) 헤드(21)는 틸팅장치의 흡착 헤드(43) 상에서 하강된 후에 진공 해제된다.(S13, S14) S11 내지 S13 공정은 보드 어셈블리의 반송 장치의 1 주기(Cycle) 동작에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 공정은 틸팅 장치의 흡착 헤드(43)에 보드 어셈블리(BA)를 흡착시키고 흡착 헤드(43)를 인덱스 장치(26) 쪽으로 이동시킨 후에(S21, S22), 흡착 헤드(43)를 90°틸팅시켜 보드 어셈블리(BA)의 자세를 수직으로 조정한 다음(S23), 수직 상태의 보드 어셈블리(BA)를 다시 미소 거리만큼 이동시켜 인덱스 장치의 A측 흡착 헤드(25)에 접근시킨다.(S24) 인덱스 장치의 A측 흡착 헤드(25)에 보드 어셈블리(BA)가 흡착된 직후, 틸팅 장치의 흡착 헤드(43)에는 진공이 해제된다.(S25) S21 내지 S25 공정은 틸팅 장치의 1 주기 동작에 해당한다.
백라이트 유닛(BL)의 반송 장치는 S11 내지 S25 공정이 진행되는 동안 백라이트 유닛(BL)을 안착 장치 쪽으로 반송한다. 먼저, 전 공정에서 공급된 백라이트 유닛(BL)는 척킹 장치(31)에 의해 파지(또는 Chucking)된다.(S31) 척킹 장치(31)에 파지된 보드 어셈블리(BA)는 단축 로봇(33)을 따라 안착 장치 쪽으로 이동한 후에 안착 장치의 XYθ 테이블(37) 상에 보드 어셈블리(BA)를 전달한 다음, 파지를 해제하고 업/다운 구동 장치(32)에 의해 하강하고 이동한다.(S32 내지 S35) S31 내지 S36 공정은 백라이트 유닛 반송 장치의 1 주기 동작에 해당하고 S51 공정 이 전에 완료된다.
S25 공정에 이어서, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 공정은 A 위치의 흡착 헤드(25)에 보드 어셈블리(BA)를 흡착시킨 후에(S26), 4 개의 흡착 헤드들(25)을 동시에 1차 90°회전(turn) 시켜 A 위치의 보드 흡착 헤드(25)를 B 위치로 이동시켜 보드 어셈블리(BA)의 바코드를 판독한다.(S27)
S27 공정에 이어서, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 공정은 인덱스 장치의 4 개 흡착 헤드들(25)을 다시 90°회전시킨다. 이 인덱스 장치의 회전에 의해, B 위치에서 바코드 판독공정을 마친 흡착 헤드(25)는 C 위치로 이동한다. 자동 박리 장치의 테이프 바 장치(61)는 C 위치에서 보드 어셈블리(BA)의 보호필름 일측 가장자리에 부착된 후(S41), 보드 어셈블리(BA)로부터 들려져 보호필름(11)을 초기 박리하고 계속 이동하여 보호필름(11)의 박리를 확대한다.(S42, S43) 박리된 보호 필름(11)은 회수된다.(S44) S41 공정 내지 S44의 자동화 박리 공정은 수동 박리 공정으로 대체할 수 있다.
S44 공정에 이어서, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 공정은 인덱스 장치의 4 개 흡착 헤드들(25)을 다시 90°회전시킨다. 이 인덱스 장치의 회전에 의해, C 위치에서 필름 박리공정을 마친 흡착 헤드(25)는 D 위치로 이동한다. 정렬용 비전 시스템(51)은 2축 로봇(52)에 의해 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 에지 근방으로 진입하여 그 에지 근방의 영상을 획득한다.(S51, S52) 이렇게 획득된 영상의 판독 결과에 따라, 보드 어셈블리(BA)를 아래에서 지지하는 XYθ 테이블(37)은 도 12와 같은 정렬 상태로 될 때 까지 보드 어셈블리(BA)를 x축과 y 축의 2축 방향이로 미세 이동시키고 θ 방향으로 보드 어셈블리(BA)를 틸팅하여 정렬 상태를 보정한다. 정렬 보정이 완료된 후, XYθ 테이블(37)은 상승하여 백라이트 유닛(BL) 상에 보드 어셈블리(BA)를 안착한 후에 하강한다.
S25 공정 내지 S27 공정, 및 S41 공정 내지 S56 공정은 인덱스 장치의 동작에 해당한다.
도 14 내지 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치의 구성을 알기 쉽게 하기 위하여 그 장치를 여러 각도에서 보여 주는 사시도들이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 반송 경로를 짧게 하고 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 대기 시간을 최소로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 장치 내에서 박리와 안착 역할을 분리함으로써 박리와 안착까지 나아가, 박리, 바코드 판독 및 안착까지의 공정 소요시간을 10 sec이하로 줄이고 장비 크기와 장비 설치 공간을 줄이며 또한, 보드 어셈블리(BA)와 백라이트 유닛(BL)의 이물 오염을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치와, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 인덱스 장치의 일측에 대향하도록 자동 박리 장치를 설치하여 보드 어셈블리(BA)를 수직으로 세운 상태에서 자동 박리를 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 보드 어셈블리의 필름 박리 공정과, 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하는 공정을 보여 주는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 종래의 필름 박리 및 안착 장치들을 보여 주는 사시도들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치의 외관을 보여 주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 박리 및 안착 통합 장치에서 보드 어셈블리의 반송 장치, 틸팅 장치 및 인덱스 장치를 분리해서 보여 주는 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 박리 및 안착 통합 장치에서 인덱스 장치와 안착 장치를 분리해서 보여 주는 사시도이다.
도 7은 도 4 내지 도 6에 도시된 인덱스 장치에서 보드 어셈블리의 공급 공정을 보여 주는 우측면도이다.
도 8은 도 4 내지 도 6에 도시된 인덱스 장치에서 보드 어셈블리의 바코드 판독 공정을 보여 주는 우측면도이다.
도 9는 도 4 내지 도 6에 도시된 인덱스 장치에서 필름의 자동 박리 공정을 보여 주는 우측면도이다.
도 10은 도 4 및 도 6에 도시된 인덱스 장치와 안착 장치에 의해 실시되는 안착 공정을 보여 주는 우측면도이다.
도 11은 도 4 및 도 5에 도시된 박리 및 안착 통합 장치에서 인덱스 장치, 백라이트 유닛(BL)의 반송 장치 및 안착 장치를 확대해서 보여 주는 다른 각도의 사시도이다.
도 12는 보드 어셈블리와 백라이트 유닛의 일측 에지 부분에서 보드 어셈블리와 백라이트 유닛의 정렬 상태를 보여 주는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 박리 및 안착 공정의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
도 14 내지 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 박리 및 안착 통합 장치를 여러 각도에 바라 본 사시도들이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
21 : 헤드 22, 35 : 바코드 판독기
24 : 2축 직교 로봇 25 : 인덱스 장치의 흡착 헤드
26 : 인덱스 장치 31 : 척킹 장치
32 : 백라이트 유닛의 반송 장치용 업/다운 구동 장치
33 : 백라이트 유닛의 반송 장치용 단축 로봇
34 : 백라이트 유닛의 반송 장치용 업/다운 가이드 샤프트
36 : 안착 장치의 업/다운 장치 37 : 안착 장치의 XYθ 테이블
43 : 틸팅장치의 흡착 헤드 44 : 틸팅장치의 단축 로봇
51 : 정렬용 비전 시스템 52 : 비전 시스템이 취부된 2축 로봇
61 : 자동 박리 장치의 테이프 바 장치 62 : 자동 박리 장치

Claims (12)

  1. 회동 가능한 샤프트에 상하좌우 4 방향으로 연결된 헤드들을 회동시키는 인덱스 장치;
    상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛과 정렬하는 정렬 보정 장치; 및
    상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하는 안착 장치를 구비하고,
    상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착됨과 동시에, 상기 인덱스 장치의 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리로부터 필름이 박리되는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덱스 장치의 제3 헤드에 부착된 보드 어셈블리의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 보정 장치는,
    상기 보드 어셈블리와 상기 백라이트 유닛의 정렬 상태를 촬영하기 위한 비젼 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    수평으로 공급받은 상기 보드 어셈블리를 수직으로 세워 상기 인덱스 장치의 제4 헤드에 전달하기 위한 틸팅 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보드 어셈블리를 수평 상태로 상기 틸팅 장치의 흡착 헤드에 전달하기 위한 보드 어셈블리 반송 장치; 및
    상기 백라이트 유닛을 상기 안착 장치에 전달하기 위한 백라이트 유닛의 반송 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리에 부착된 필름을 자동 박리하기 위한 자동 박리 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박리 및 안착 통합 장치.
  7. 회동 가능한 샤프트에 상하좌우 4 방향으로 연결된 헤드들을 회동시키는 인덱스 장치의 제1 헤드에 보드 어셈블리를 부착하는 단계;
    정렬 보정 장치를 이용하여 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 보드 어셈블리를 정렬하는 단계;
    안착 장치를 이용하여 상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 부착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착하는 공정; 및
    상기 인덱스 장치의 제1 헤드에 흡착된 보드 어셈블리를 백라이트 유닛 상에 안착됨과 동시에, 상기 인덱스 장치의 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리로부터 필름을 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인덱스 장치의 제3 헤드에 부착된 보드 어셈블리의 바코드를 판독하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 정렬 보정 장치의 비젼 시스템을 이용하여 상기 보드 어셈블리와 상기 백라이트 유닛의 정렬 상태를 촬영하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    틸팅 장치를 이용하여 수평으로 공급받은 상기 보드 어셈블리를 수직으로 세워 상기 인덱스 장치의 제4 헤드에 전달하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보드 어셈블리를 수평 상태로 상기 틸팅 장치의 흡착 헤드에 전달하는 공정; 및
    상기 백라이트 유닛을 상기 안착 장치에 전달하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 필름을 박리하는 공정은,
    자동 박리 장치를 이용하여 상기 제2 헤드에 부착된 보드 어셈블리에 부착된 필름을 자동 박리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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