JP4272389B2 - 液晶表示素子用貼り合わせ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の製造装備に係り、特に大面積の液晶表示素子の製造に有利な液晶滴下方式を適用した液晶表示素子の製造装備に関する。
【0002】
【従来の技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様な形態に増加しており、これに応じて、最近はLCD(Liquid Crystal Display Device)、PDP(Plasma Display Panel)、ELD(Electro Luminescent Display)、VFD(Vacuum Fluorescent Display)など様々な平板表示装置が研究され、その一部は既に各種装備で表示装置として活用されている。
【0003】
その中、現在は優秀な画質、軽薄型、低消費電力などの長所のため、移動型画像表示装置の用途としてCRT(Cathode Ray Tube)を代替してLCDが最も多く使われており、ノートパソコンのモニタのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信してディスプレイするテレビジョン及びコンピュータのモニタなどで多様に開発されている。
【0004】
このように、液晶表示素子は様々な分野で画面表示装置としての役割を果たすため多様な技術的な発展が進められてきているにも拘わらず、画面表示装置として画像の品質を高めるような作業に当たっては上記長所と背馳している面が多かった。
従って、液晶表示素子が一般的な画面表示装置として多様な部分に使用されるためには、軽薄型、低消費電力の特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積など、高品位の画像をどれほど実現できるかが重要な問題にされている。
【0005】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、一方の基板上に注入口が形成されるように密封剤(シール剤)を塗布して、真空中で基板を接合した後、密封剤の注入口を介して液晶を注入するような通常的な液晶注入方式と、特開2000−284295号及び特開2001−005405号公報で提案されたように、注入口を設置しないように密封剤を遮断したパターンで形成したある一つの基板に液晶を滴下し、その後、他の一基板を前記ある一つの基板上に配置して、真空中で上下の基板を近接させ且つ接合するような液晶滴下方式に大きく分けることができる。
【0006】
この際、前記した各々の方式の中、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べて多数の工程(例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程)を省略して行うことにより、前記追加工程に伴う各々の装備が更に不要であるという長所を有する。
このため、最近は前記液晶滴下方式を用いるための各種装備の研究が行われている。
【0007】
図1及び図2はかかる従来の液晶滴下方式を適用した基板の組み立て装置を示す。
即ち、従来の基板組み立て装置は外形をなすフレーム10と、ステージ部21,22と、密封剤吐出部(図示せず)及び液晶滴下部30と、チャンバ部31,32と、チャンバ移動手段と、ステージ移動手段とから構成されている。
【0008】
この際、前記ステージ部は上部ステージ21と下部ステージ22とで構成され、密封剤吐出部及び液晶滴下部30は前記フレームの貼り合わせ工程が行われる位置の側部に装着され、前記チャンバ部は上部チャンバユニット31と下部チャンバユニット32とで各々合体が可能であるように構成される。
【0009】
これと共に、前記チャンバ移動手段は下部チャンバユニット32を前記貼り合わせ工程が行われる位置或いは、密封剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置に選択的に移動させ得るように駆動する駆動モータ40で構成され、前記ステージ移動手段は前記上部ステージを選択的に上部或いは下部に移動させ得るように駆動する駆動モータ50で構成されている。
【0010】
そして、上部ステージ21に固定される基板52の両対角位置で前記チャンバ部の内部の真空時に前記基板を臨時に受け止める役割を果たす受け止め手段が設けられる。
この際、前記受け止め手段は上部チャンバユニット31の外側から前記上部チャンバユニット31の内側に貫通した状態として回転自在に装着された回転軸61と、その回転軸の一端の前記上部チャンバユニット31の外側に固定され、前記回転軸61を選択的に回転させるように駆動する回転アクチュエータ63及び前記回転軸を選択的に昇降させる昇降アクチュエータ64と、前記回転軸の他端に一体化され、選択的に基板のエッジ部を受け止める受止爪62とから構成されている。
【0011】
以下、上記した従来の基板組み立て装置を用いた液晶表示素子の製造過程をその工程順序に基づいてより詳細に説明する。
【0012】
まず、上部ステージ21には何れか一つの基板(以下、第2基板)52がローディングされた状態に固定され、下部ステージ22には他の一基板(以下、第1基板)51がローディングされた状態に固定される。
この状態で前記下部ステージ22を有する下部チャンバユニット32はチャンバ移動手段40によって、図1に示すように、密封剤の塗布及び液晶滴下のための工程位置上に移動される。
【0013】
そして、前記状態で密封剤吐出部及び液晶滴下部30による第1基板51への密封剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバ移動手段40によって、図2に示すように、基板間の貼り合わせのための工程位置上に移動する。
【0014】
以後、チャンバ移動手段40による各チャンバユニット31,32間の合体が行われて各ステージ21,22が位置した空間が密閉され、受け止め手段を構成する昇降アクチュエータ64が駆動しつつ回転軸61を下向きに(上部ステージの下側に)移動させると共に、回転アクチュエータ63が駆動しつつ前記回転軸61を回転させ、受止爪62を上部ステージ21に固定された第2基板52の両角部に位置させる。
【0015】
この状態でステージ移動手段50は上部ステージ21を下向きに移動させると共に、前記受け止め手段を構成する受止爪62が位置した高さまで近接させた後、第2基板52を固定していた吸着力を解除して、図3のように、前記第2基板を前記受け止め手段の各受止爪62に載せる。
【0016】
これは、チャンバ部の内部が真空状態をなす場合、第2基板52を固定させるために与えている上部ステージ21の真空吸着力に比べて前記チャンバ部の内部の真空度が増加することで前記第2基板52の落下に伴う破損が発生し得るので、チャンバ部の内部が完全に真空状態となる前臨時に前記第2基板52を保持できるようにするためである。
【0017】
これと共に、図示しない別途の真空手段を用いてチャンバ部の内部を完全に真空状態にし、前記チャンバ部の内部が完全な真空状態になると、上部ステージ21に静電力を印加して前記第2基板52を固定すると共に、受け止め手段の回転アクチュエータ63及び昇降アクチュエータ64を駆動して、受止爪62及び回転軸61を元位置(貼り合わせ工程に干渉を与えない位置)に復帰させる。
【0018】
そして、前記した真空状態でステージ移動手段50によって上部ステージ21が下向きに移動することで、前記上部ステージ21に固定された第2基板52を下部ステージ22に固定された第1基板51に密着させると共に、継続的に加圧して各基板間の貼り合わせを行うことによって液晶表示素子の製造が完了する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の如き基板の組立装置は次のような問題があった。
【0020】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程において前記真空力によって第2基板が上部ステージから落ち、破損することを防止するための受け止め手段が存在するものの、この受け止め手段を構成する受止爪の形状が前記第2基板の両角部の先端部分のみを受け止め得るように形成されているため、前記第2基板の中間部が垂れ下がることがある。
特に、液晶表示素子の大型化を考慮する時、上述した従来の受け止め手段の構成を大型化した液晶表示素子の製造装備に適用する場合、大型化した基板の面積に比べてその厚さが極めて薄いため、前記した基板の垂れ下がりの程度が更に増加することで基板変形に伴う問題点が発生し得ることから、事実上その適用が不可能であって改善が必要とされている。
【0021】
第二に、従来の受け止め手段を構成する受止爪のサイズが第2基板の全体的なサイズに比べて極めて小さいため、前記第2基板との接触面積が相対的に小さくならざるを得ない。このため、受け止め手段を構成する回転アクチュエータの動作不良によって回転軸の正確な回転が行われない場合、受止爪と第2基板との接触面積が前記第2基板を受け止め得るほど十分ではなくて、前記第2基板が落ちるおそれがあった。
特に、大型液晶表示素子の製造のための基板貼り合わせ装置に前記した構成が適用される場合、第2基板の全体面積に比べて受止爪の接触面積が相対的に更に小さいため、その問題点は更に深刻である。
【0022】
第三に、従来の基板組立装置は、受け止め手段の数が基板の全体的なサイズに比べて少なく備えられるので、大型基板を用いた液晶表示素子の製造工程に効果的に対応し難いという不具合がある。
【0023】
第四に、基板モデルの変更に従い、基板の各セルが形成された領域ではない他の部分、即ち、破断して除去されるダミー領域が変化するが、これに効果的に対応し難いという不具合がある。
【0024】
第五に、下部チャンバユニットと上部チャンバユニットとの合体時に密閉が正確に行われない場合、そのリーク部を介した空気の流入によって各基板の損傷及び貼り合わせ不良を発する。
そのため、前記した真空状態での空気リーク防止のための方策が更に必要とされたと共に、更なる精密工程が要求されるという不具合があった。
【0025】
そこで、本発明は諸事情に鑑み創出されたもので、その目的は、液晶表示素子の真空貼り合わせのための工程時に、真空チャンバ内部が真空状態になることにより作業途中で上部ステージに固定された基板が下部に落ちることを防止できるよう臨時に受け止める手段を受け止め対象基板の特定部位の垂れ下がりを防止できるように構成し、全体的な基板の受け止め形状が安定的なものになるようにし、他の装備動作に対して干渉を行わないように構成した液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の基板受け止め手段を提供することにある。
【0026】
特に、本発明は液晶表示素子の大型化を考慮して、大型液晶表示素子の製造工程にも適した構造の基板受け止め手段を提供することにその目的がある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の一形態によれば、基板間の貼り合わせ工程が行われる真空チャンバと、第2基板を固定する上部ステージ及び第1基板を固定する下部ステージと、前記真空チャンバの内部に設けられ、各基板の搬入/搬出方向に沿って移動し、前記第2基板の底面を受け止める基板受け止め手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【0028】
また、上記目的を達成するための本発明の他の形態によれば、基板間の貼り合わせ工程が行われる真空チャンバと、第2基板を固定する上部ステージ及び第1基板を固定する下部ステージと、何れか一方のステージの側面の隣接部位に設けられ、各基板の搬入/搬出方向とは垂直な方向に沿って移動し、前記第2基板の底面を受け止める基板受け止め手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図4〜図23を参照してより詳細に説明する。
【0030】
まず、図4〜図6は本発明の第1実施形態による液晶表示素子の真空貼り合わせ装置に対する構成を概略的に示している。即ち、本発明の真空貼り合わせ装置は大きく真空チャンバ110と、上部ステージ121及び下部ステージ122と、ステージ移動装置と、真空装置200と、ローダー部300とで構成され、更に基板受け止め手段を含むことが提示されている。
【0031】
前記真空チャンバ110はその内部が選択的に真空状態或いは大気圧状態をなしつつ、各基板間の貼り合わせ作業が行われる。この際、前記真空チャンバ110の一端には空気吸入力が伝達される空気排出管112が連結される。
【0032】
上部ステージ121及び下部ステージ122は前記真空チャンバ110内の上側空間と下側空間とに各々対向して設けられる。そして、前記各ステージは前記真空チャンバ110の内部に搬入された各基板510,520を真空或いは、静電吸着して固定すると共に、その固定した各基板間の貼り合わせを行うため選択的に移動される。
この際、前記上部ステージ121は、その底面に多数の静電力を提供して基板の固定が可能であるように、少なくとも一つ以上の静電チャック(ESC:Electro Static Chuck)121aが装着されている。
【0033】
これと共に、前記上部ステージ121の底面には、真空力を伝達され且つ基板を吸着固定する少なくとも一つ以上の真空ホール121bが更に形成されている。
前記真空ホール121bは前記上部ステージ121の底面に装着された各静電チャック121aの縁部に沿って多数個が配置され、この各々の真空ホール121bは、上部ステージ121に連結された真空ポンプ123により発生した真空力を伝達され得るように、単一或いは多数の管路121cを介して互いに連通するように形成する。
【0034】
また、前記下部ステージ122の上面にも前記した上部ステージ121の底面形状と同様に、少なくとも一つ以上の静電チャック122aを装着すると共に、その静電チャック122aの縁部に沿って少なくとも一つ以上の真空ホール(図示せず)を形成する。
【0035】
しかしながら、前記下部ステージ122の上面に装着する静電チャック122a及び真空ホールは必ず前記上部ステージ121の構成と同一の形状に実現できるものと限定されるのではなく、通常、作業対象基板の全般的な形状又は各液晶塗布領域などを考慮して配設することがより好ましい。
【0036】
そして、前記ステージ移動装置は、上部ステージ121に連結され、上下移動する移動軸131と、下部ステージ122に連結され且つ左右回転する回転軸132と、真空チャンバ110の内側又は外側で前記各ステージ121,122と軸結合され前記した各々の軸を選択的に駆動する駆動モータ133,134とを備えている。
【0037】
この際、前記ステージ移動装置は、単に前記上部ステージ121を上下のみに移動させるか、下部ステージ122を左右のみに回転させるよう構成したものに限定されるのではなく、前記上部ステージ121が左右に回転したり、前記下部ステージ122が上下に移動するように構成することもできる。
この場合、前記上部ステージ121には別途の回転軸(図示せず)を更に設置してその回転が可能であるようにし、前記下部ステージ122には別途の移動軸(図示せず)を更に設置してその上下移動が可能であるようにする。
【0038】
そして、前記真空装置200は、前記真空チャンバ110の内部が選択的に真空状態を成し得るように吸入力を伝達する役割を果たし、通常の空気吸入力を発生させるために駆動する吸入ポンプから構成し、この真空装置200が備えられた空間は真空チャンバ110の空気排出管112と連通するように形成する。
【0039】
そして、前記ローダー部300は真空貼り合わせ装置とは別途の装置として前記真空チャンバ110の外側に備えられ、2つのアームを有する。
その一方のアーム(以下、第1アーム)310は液晶が滴下した第1基板510を真空チャンバ内に搬送する役割を果たす。そして、他方のアーム(以下、第2アーム)320は、液晶が滴下されておらず典型的にはシール材が塗布された第2基板520を真空チャンバ110内に搬送する役割を果たす。
【0040】
仮に、何れか一方の基板に液晶が滴下すると共にシール剤が塗布されると、この基板を第1アーム310が搬送するようにし、他方の基板は第2アーム320が搬送するように設定する。
また、前記したローダー部300はそれぞれの基板510,510が前記各アーム310,320に載せられた状態として真空チャンバ110の内部に搬送される前の大気状態で前記第1アーム310が第2アーム320に比べ上側に位置するように構成されている。
【0041】
前記第1アーム310に載せられる第1基板510が第2基板520の上側に位置する理由は、前記第1基板510の上面に液晶が滴下された状態であるからである。
即ち、前記第2アーム320が第1アーム310に比べて上側に位置する場合、前記第2アーム320の動きによって発生し得る異物質が前記第1アーム310に載せられている第1基板510の液晶に落下して損傷を起こすおそれがあるので、前記第1アーム310を第2アーム320の上側に位置させることが好ましい。
【0042】
そして、前記基板受け止め手段は前記真空チャンバ110内で各基板の搬入/搬出方向に沿って移動しつつ選択的に上部ステージ121に固定された基板520を受け止める役割を果たし、大きくリフティング部と移動部とから構成される。
【0043】
前記リフティング部はリフトバー411と、支持台412とを備えている。
この際、前記リフトバー411は第2基板520の幅方向に向かって長く形成され、上部ステージ121に固定される第2基板520の底面をその幅方向に受け止める役割を果たす。
【0044】
前記リフトバー411は、図7aに示すように、単純なバーの形状を有して第2基板520と面接触を行いつつ前記第2基板を受け止めるように構成できる。
しかしながら、前記リフトバー411の上面に前記第2基板520の底面と接触する少なくとも一つ以上の突起411aを突出させ、前記各突起411aが前記第2基板520と点接触を行いつつ前記第2基板520を受け止めるように構成することもできる。
この際、前記突起411aは図7b、或いは図7cに示すような形状で形成することもできる。
【0045】
また、前記支持台412はその一端が前記リフトバー411の一端に結合され、その他端が移動部に結合されて前記リフトバー411を支持できるようにする。
【0046】
そして、前記リフティング部は少なくとも2つ以上備えることで、それぞれが第2基板520の各部位を同時に受け止めるようにする。これにより、前記第2基板520の垂れ下がりが最大限防止される。
特に、前記各リフティング部は、第2基板520の各部位のうちダミー領域が位置する部位をそれぞれ選択的に受け止められるようにして、セル形成部位との接触に従う損傷防止や第2基板520の撓みを最大限防止する。
【0047】
そして、前記移動部は螺旋軸413と駆動モータ414とを備えており、リフティング部を水平移動させるように動作する。
前記移動部を螺旋軸413と駆動モータ414とで構成する場合、図4〜図6のように、螺旋軸413は真空チャンバ110内に下部ステージ122の長辺側に沿って長く設置し、駆動モータ414は前記螺旋軸413に軸結合する。
この際、前記螺旋軸413の螺旋方向はその中央を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成する。即ち、前記螺旋軸413の一側は右ネジで形成し、他側は左ネジで形成する。
【0048】
これと共に、リフティング部は前記螺旋軸413の両側の先端部にそれぞれ対応して設置し、駆動モータ414の駆動が行われる場合、前記螺旋軸413の中央側に移動されるようにする。
特に、前記螺旋軸413は上から見る時、下部ステージ122の長辺側の両側部にそれぞれ備え、支持台412はその一端を前記各螺旋軸413にネジ結合して前記螺旋軸413に沿って移動可能であるようにする。
この際、前記支持台412の他端はリフトバー411の両端にそれぞれ結合する。
【0049】
また、2つの支持台412が一つのリフトバー411を支持できるようにする場合、前記リフトバー411がある一側に垂れ下がるような問題が防止できるので、本発明の実施形態では一つのリフティング部が2つの支持台412と一つのリフトバー411とで構成されることを提示している。
【0050】
また、各螺旋軸413に駆動モータ414をそれぞれ連結することができ、何れか一つの螺旋軸413のみに駆動モータ414を連結することもできる。
この際、前記駆動モータ414が連結されない螺旋軸413は螺旋を形成しなくても構わない。
【0051】
また、前記した構成においてリフティング部は、その動作が行われない場合、下部ステージ122の上面に比べて低く位置するようにする。
これのために、前記支持台412を上下移動させる駆動手段415を更に備えて構成する。この際、前記駆動手段415は空気圧や油圧を用いて支持台412を上下移動させ得る油・空圧シリンダーや、回転移動力を用いて支持台412を上下移動させ得るステップモータの中少なくとも何れか一つから構成する。
この場合、支持台412の形状は前記各駆動手段415によって一部が変わることがある。
【0052】
未説明符号416は螺旋軸413の一端、即ち、駆動モータ414に結合された側の反対側の垂れ下がり及び振動を防止できるように備えられる固定部である。
【0053】
以下、上述したような構成を有する本発明の液晶表示素子の貼り合わせ装置を用いた基板間の貼り合わせ過程を概略的に説明する。
【0054】
まず、ローダー部300は各アーム310,320を制御して下部ステージ122に搬入する第1基板510と、上部ステージ121に搬入する第2基板520とをそれぞれ担持させる。
この状態で前記ローダー部300は第2アーム320を制御して、真空チャンバ110の流出口111を介して第2基板520を真空チャンバ110内の上部ステージ121に搬入させる。
【0055】
この場合、上部ステージ121に連結された真空ポンプ123がその動作を行いつつ前記上部ステージ121に形成された各真空ホール121bに真空力を伝達する。従って、第2アーム320により搬入された第2基板520は前記上部ステージ121に真空吸着される。
仮に、前記した過程において下部ステージに他の基板(例えば、貼り合わせ基板)が存在すれば、前記第2基板520を搬入していた第2アーム320が前記下部ステージ122に安着されていた貼り合わせ基板を搬出する。
【0056】
そして、前記過程が完了して、第2アーム320が真空チャンバ110の外部に抜け出ると、ローダー部300は第1アーム310を制御して第1基板510を前記真空チャンバ110内の下側空間に設けられた下部ステージ122に搬入させる。
【0057】
その後、下部ステージ122に連結された真空ポンプ(図示せず)が動作しながら前記下部ステージ122に形成された各真空ホール(図示せず)に真空力を伝達する。
従って、第1アーム310により搬入された第1基板510は前記下部ステージ122に真空吸着される。
そして、前記した第1アーム310が真空チャンバ110の外部に抜け出ると、各基板510,520のローディング過程が完了する。
【0058】
前記した過程でシール剤が塗布された第2基板520を液晶が滴下された第1基板510より先に搬入させる理由は、前記第2基板520の搬入過程で発生し得るパーティクルなどが前記第1基板510の液晶が滴下された領域に落ちることを防止するためである。
【0059】
そして、かかる過程を通じた各基板510,520のローディングが完了すると、前記真空チャンバ110の流出口111が閉鎖され、真空チャンバ110の内部は密閉状態になる。その後、真空装置200が駆動して空気吸入力を発生させる。この際、前記真空チャンバ110の空気排出管112に備えられた開閉バルブ112aが前記空気排出管112を開放して、前記真空装置200から発生した空気吸入力を前記真空チャンバ110の内部に伝達する。従って、前記真空チャンバ110の内部は次第に真空される。
【0060】
そして、駆動手段415の駆動によって各支持台412が上向き移動する。
これと共に、移動部を構成する一対の駆動モータ414が動作しつつ一対の螺旋軸413をそれぞれ回転させる。
これに、前記各螺旋軸413の両端にそれぞれ結合されていた一対のリフティング部は、前記各螺旋軸413の形成方向に対応して前記各螺旋軸413の中央部位に向かって移動する。
【0061】
即ち、各リフティング部を構成する一対の支持台412が前記螺旋軸413の回転による水平移動力を与えられ、前記螺旋軸413の中央部位に向かって移動することでリフトバー411を移動させる。
この際、前記各リフティング部が設定の距離だけ移動すると、各駆動モータ414の駆動が中断され、前記リフティング部が停止される。
【0062】
前記各リフティング部の位置制御は、各駆動モータ414の駆動時間又は駆動量などを制御することで可能である。
好ましくは前記各リフティング部の停止位置が第2基板520のダミー領域が位置した部位の下側であれば良い。
【0063】
前記過程が完了すると、真空ポンプ123の動作が中断され、第2基板520を固定していた真空力の遮断が行われる。
従って、前記上部ステージ121に吸着されていた第2基板520は落下して、その底部に位置していた各リフトバー411の上面に載せられる。
この際、前記第2基板520を各リフトバー411の上面に載せる過程は、上部ステージ121を下向け移動させ、第2基板520と各リフトバー411とを接触させた後、上部ステージ121の各真空ホール121bを介して伝達していた真空力を解除するように設定することもできる。
この場合、第2基板520の落下による各リフトバー411との衝撃から発生し得る損傷を未然に防止できる。
【0064】
その後、一定時間の間真空装置200を駆動させ、真空チャンバ110の内部を完全に真空させると、前記真空装置200の駆動が中断されると共に、空気排出管112の開閉バルブ112aが動作して前記空気排出管112を閉鎖させる。
そして、上部ステージ121及び下部ステージ122の各静電チャック121a,122aに電源が印加され、各基板520,510が前記各ステージ121,122に静電吸着される。
【0065】
前記過程が完了すると、各基板受け止め手段は上述した各過程の逆順に動作しながら前記基板受け止め手段を構成する各リフトバー411及び各支持台412をそれぞれ元位置に復帰させる。
その後、ステージ移動装置はそれぞれのステージ121,122を選択的に移動させながら(例えば、上部ステージを下向き移動することで)各ステージ121,122に静電吸着された各基板520,510間の貼り合わせを行う。
【0066】
上述した各過程において基板受け止め手段の駆動時期は必ず真空チャンバ110の内部の真空化途中に行うべきものではない。即ち、各基板510,520の搬入が完了した後、真空チャンバ110の内部を真空化させる直前に行うこともできる。
【0067】
一方、図8及び図9は基板受け止め手段の第2実施形態を示す。
即ち、本発明の第2実施形態による基板受け止め手段は螺旋軸を2対以上に備え、3つ或いは4つのリフティング部が選択的に移動され得るようにする。
これは、前記リフティング部の数が基板のモデルや大きさによって変わることがあるから、それの対応が容易となり得るようにするためである。
【0068】
例えば、図8に示すように3つのリフティング部が使用される場合、下部ステージ122に最も隣接した位置に設けられる一対の螺旋軸(以下、第1螺旋軸)421はその螺旋方向が中央軸を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成する。
即ち、第1螺旋軸421の一側は右ネジで形成し、他側は左ネジで形成する。
【0069】
これと共に、何れか一つのリフティング部(以下、第1リフティング部)422及び他のリフティング部(以下、第2リフティング部)423は前記第1螺旋軸421の両側の先端部にそれぞれ対応して設置する。
そして、第1螺旋軸421に比べて外側部位に設けられる一対の螺旋軸(以下、第2螺旋軸)424はその螺旋方向が全体的に同一方向に向かうように形成する。
【0070】
これと共に、また他のリフティング部(以下、第3リフティング部)425は前記第2螺旋軸424の何れか一側の先端部に設ける。この際、前記各螺旋軸421,424はそれぞれ駆動モータ426が軸結合される。
従って、各駆動モータ426の駆動が行われて各螺旋軸421,424が回転すると、第1リフティング部422及び第2リフティング部423は第1螺旋軸421の中央側にそれぞれ移動し、第3リフティング部425は第2螺旋軸424の中央側に移動しつつ既セッティングされた位置に停止される。
【0071】
勿論、前記した構成において第1螺旋軸421はその螺旋方向が同一方向に向かうように形成し、第2螺旋軸424はその螺旋方向が前記第2螺旋軸424の中央部位を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成することもできる。
この場合、第1リフティング部422及び第2リフティング部423は前記第2螺旋軸424の両先端に設けられ、第3リフティング部425は前記第1螺旋軸421の何れか一先端に設けられる。
【0072】
仮に、図9に示すように、基板のモデルが異なって4つのリフティング部を必要とする場合、第2螺旋軸424の形状を第1螺旋軸421と同様に形成し、第3リフティング部425及び別途のリフティング部(以下、第4リフティング部)427は第2螺旋軸424の両側の先端部にそれぞれ対応して設置する。
従って、各駆動モータ426の駆動が行われて各螺旋軸421,424が回転すると、第1リフティング部422及び第2リフティング部423は第1螺旋軸421の中央側にそれぞれ移動し、第3リフティング部425及び第4リフティング部427は第2螺旋軸424の中央側にそれぞれ移動しながら既セッティングされた位置に停止される。
【0073】
一方、図10及び図11は基板受け止め手段の第3実施形態を示す。
即ち、本発明の第3実施形態による基板受け止め手段は、移動部が多数のリフティング部をそれぞれ選択的に制御して移動できるようにした構成が提示されている。これのために、前記移動部は移動軸431と前記移動軸431に結合されるリフティング部とに直結され、前記リフティング部が前記移動軸431に沿って移動するように駆動する駆動手段432を備えて構成され、各リフティング部433を水平移動させるように動作する。
【0074】
特に、前記移動軸431は通常のガイドレールで形成し、駆動手段432はリニアモータで構成する。
この際、前記駆動手段は各リフティング部433と移動軸431との連結部位に結合して、前記各リフティング部433が移動軸431に沿って移動するように構成する。
【0075】
そして、各リフティング部433は前記移動軸431の何れか一側の先端に全て位置させ得る。勿論、前記各リフティング部433を前記移動軸431の両先端にそれぞれ位置させることもできる。
前記したように、各リフティング部433が互いに異なる制御によってそれぞれ移動するように構成すれば、図12及び図13のように、リフティング部433を3つ以上備えることが可能である。これにより、第2基板520の全般的な部位を更に安定的に受け止めることができる。
【0076】
勿論、図示していないが、前記移動軸はラック或いは、ギアやチェーンなどで形成し、駆動手段はピニオン、ギア或いは、スプロケットフィールなどが軸結合されたモータから構成することもできる。
また、前記移動軸はレールで形成し、駆動手段は油・空圧シリンダーで構成することもできる。
【0077】
一方、図14〜図17は基板受け止め手段の第4実施形態を示す。
前記本発明の第4実施形態による基板受け止め手段はリフティング部441を構成する一つのリフトバー442が一つの支持台443のみによって支持され得るようにすることを提示している。
即ち、前記リフトバー442はその長方向の中央側が両端に分離された状態として互いに対向するように形成される。
【0078】
これは、各駆動手段444間の動作エラーが発生した場合、各移動軸445に連結されるそれぞれの支持台443が互いにずれることによって動作不良が発生し得るからである。
即ち、各移動軸445に連結されるそれぞれの支持台443が個別的に制御されるようにすることで、各駆動手段444間の動作誤差に伴う動作不良を防止できるようにしたものである。
【0079】
そして、前記した構成で移動部を構成する移動軸445及び駆動手段444は、本発明の第1実施形態及び第2実施形態で提示した螺旋軸及び駆動モータから構成できるが、図16及び図17の場合には、本発明の第3実施形態で提示した移動部から構成することがより好ましい。
【0080】
特に、図15及び図17に示すように、真空チャンバ110の内部を上から見た時、各リフトバー442は互いに交差した状態に位置させることで、第2基板520をより安定的に受け止めるように設定することもできる。
【0081】
一方、図18及び図19は基板受け止め手段の第5実施形態を示す。
即ち、本発明の第5実施形態による基板受け止め手段は下部ステージ122の一側面の隣接部位に互いに対向した状態で2つずつそれぞれ構成することが提示されている。
この場合、何れか一方の基板受け止め手段(以下、第1基板受け止め手段)451は真空チャンバ内の各部位のうち流出口111が形成された部位に設置し、他方の基板受け止め手段(以下、第2基板受け止め手段)452は前記第1基板受け止め手段451の位置と対向する側に位置するように構成される。
【0082】
前記のような第5実施形態は、各螺旋軸451a、451b、452a、452bの螺旋が何れか一方向のみに向かうように形成すれば良く、前記各螺旋軸451a、451b、452a、452bはそれぞれの駆動モータ451c、451d、452c、452dによって制御を受けるように構成されることで、より精密な移動が可能であるような長所を有する。
【0083】
一方、前記のような第5実施形態は第2基板520の中央側のダミー領域を受け止めるような構成の追加が困難である。
これに、本発明の第6実施形態では、図20及び図21のように、各基板受け止め手段451,452の間に選択的な上向き移動及び左右回転を行いつつ第2基板520の中央側を受け止める別途の基板受け止め手段(以下、回転式基板受け止め手段)453を更に備えることを提示している。
【0084】
この際、前記回転式基板受け止め手段453は第2基板520と接触する受け止めバー453aと、その受け止めバーと結合された連結軸453bと、前記連結軸を上下移動及び左右回転させるために駆動力を提供する駆動手段453cとを備えて構成され、前記した駆動手段は油・空圧シリンダー或いは、モータのうち少なくとも何れか一つから構成する。
即ち、前記した回転式基板受け止め手段453は他の基板受け止め手段451,452の移動時に上向き移動及び左右回転を行いつつ第2基板520の中央側のダミー領域の下部に受け止めバー453aが位置するように駆動する。
【0085】
また、本発明による基板受け止め手段は、必ず基板の搬入/搬出方向に沿って移動しつつ第2基板520の底面をその幅方向に受け止めるように構成できることに限定されるものではない。
例えば、基板受け止め手段を図22の本発明による第7実施形態のように、第2基板520の搬入/搬出方向とは垂直な方向に沿って移動しつつ、第2基板520の底面、特に、前記第2基板520のダミー領域が形成された部位をその長方向に受け止めるように構成することもできる。
【0086】
この場合、前記基板受け止め手段のリフトバー471は第2基板520の長方向に向かって長く形成され、一つ或いは2つの支持台472が前記一つのリフトバー471を支持するように構成する。
【0087】
また、本発明による基板受け止め手段の移動部は必ず真空チャンバ110内の下部のみに設置すべきものとは限らない。
例えば、図23の本発明による第8実施形態のように、真空チャンバ110内の上部に移動部を設置することもできる。
即ち、本発明による第1実施形態乃至第7実施形態における各移動部を真空チャンバ110内の上部に設置することもできる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表素子用真空貼り合わせ装置の基板受け止め手段による構成によって次のような効果が得られる。
【0089】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程のうち、上部ステージに固定される第2基板の支持を行う基板受け止め手段を前記第2基板の各セルが形成された領域には如何なる影響を与えることなく、各ダミー領域と面接触を行いながら基板の中央部及び縁部をそれぞれ受け止め得るようにして、前記第2基板の特定の部位が下部に垂れ下がるような問題点を防止できる。
特に、大型化しつつある液晶表示素子の製造工程に使用される真空貼り合わせ装置に本発明の構成を適用する場合、基板の垂れ下がり防止が円滑に行えるので、前記基板の垂れ下がりに伴う不良率を最大限防止することができる。
【0090】
第二に、本発明による各基板受け止め手段を用いて基板を受け止める場合、前記基板を落とせず安定的に受け止めることができ、基板の破損を未然に防止することができる。
【0091】
特に、大型化しつつある液晶表示素子の製造工程に適用する場合、従来の技術に比べて基板破損に伴う不良率を最大限防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の液晶表示素子の製造装備の中、基板組立装置を概略的に示す構成図
【図2】従来の液晶表示素子の製造装備の中、基板組立装置を概略的に示す構成図
【図3】従来の基板組立装置の受け止め手段の動作状態を概略的に示す要部斜視図
【図4】本発明の第1実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図5】図4のI−I線断面図
【図6】本発明の第1実施形態による基板受け止め手段が基板を受け止める状態を概略的に示す斜視図
【図7a】基板とリフトバーとの接触状態を概略的に示す要部断面図
【図7b】基板とリフトバーとの接触状態を概略的に示す要部断面図
【図7c】基板とリフトバーとの接触状態を概略的に示す要部断面図
【図8】本発明の第2実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図9】図8の他の形態を概略的に示す構成図
【図10】本発明の第3実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図11】図10のII−II線断面図
【図12】本発明の第3実施形態の他の形態を概略的に示す構成図
【図13】図12のIII−III線断面図
【図14】本発明の第4実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す平面図
【図15】本発明の第4実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す平面図
【図16】本発明の第4実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す平面図
【図17】本発明の第4実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す平面図
【図18】本発明の第5実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図19】図18のIV−IV線断面図
【図20】本発明の第6実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図21】図20のV−V線断面図
【図22】本発明の第7実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【図23】本発明の第8実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部構造を概略的に示す構成図
【符号の説明】
110:真空チャンバ
121:上部ステージ
122:下部ステージ
300:ローダー部
411,442,471:リフトバー
412,472:支持台
413:螺旋軸
414:駆動モータ
Claims (33)
- 一体型からなる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内の上側空間と下側空間とに各々対向して設けられた、第2基板を固定する上部ステージ及び第1基板を固定する下部ステージと、
前記真空チャンバの内部に設けられ、各基板の搬入/搬出方向に沿って移動し、前記第2基板の底面を受け止める基板受け止め手段と
を備えて構成されている液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 基板受け止め手段は、
第2基板の底面を受け止めるリフティング部と、
前記リフティング部を各基板の搬入/搬出方向に沿って移動させる移動部と
を備えて構成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - リフティング部は、
第2基板の幅方向に沿って長く形成され、前記第2基板の底面と接触するリフトバーと、
一端は前記リフトバーに垂直結合され、他端は前記移動部に結合して前記リフトバーを支持する支持体と
が備えられていることを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - リフトバーの上面には多数の突起が形成されることを特徴とする請求項3記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- 一つのリフトバーには一つ又は2つの支持体が結合されることを特徴とする請求項3記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- リフティング部は2つ以上であり、各リフティング部は第2基板のダミー領域を受け止められるように位置することを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- 支持体には
前記支持体を上向き移動させる駆動部が備えられることを特徴とする請求項3記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 駆動部は、
空気圧や流体圧を用いて支持体を上向き移動させるシリンダー又は、回転力を用いて前記支持体を上下移動させるモータの中少なくとも何れか一つから構成することを特徴とする請求項7記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 移動部は、
真空チャンバ内の何れか一方のステージの長辺側の隣接部位に沿って長く設置された螺旋軸と、
前記螺旋軸に軸結合された駆動モータと
を備えて構成されていることを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 螺旋軸の螺旋方向は、
前記螺旋軸の中央部位を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成されることを特徴とする請求項9記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - リフティング部は、
螺旋軸の両側の先端部にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項10記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 螺旋軸は、
何れか一方のステージの両側にそれぞれ一つずつ設けられることを特徴とする請求項9記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 螺旋軸は、
何れか一方のステージの両側にそれぞれ2つずつ設けられることを特徴とする請求項9記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 各螺旋軸のうち、前記ステージに最も隣接した位置に設けられる2つの螺旋軸は、その螺旋方向が前記螺旋軸の中央部位を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成され、
前記ステージの外側に設けられる2つの螺旋軸はその螺旋方向が同一方向に向かうように形成されることを特徴とする請求項13記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - ステージに最も隣接した位置に設けられた2つの螺旋軸の両先端には2つのリフティング部をそれぞれ結合し、
ステージの外側に設けられた2つの螺旋軸の何れか一方の先端には一つのリフティング部を結合して構成することを特徴とする請求項14記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 各螺旋軸のうち、前記ステージに最も隣接した位置に設けられる2つの螺旋軸はその螺旋方向が同一方向に向かうように形成され、
前記ステージの外側に設けられる2つの螺旋軸は、その螺旋方向が前記螺旋軸の中央部位を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成されることを特徴とする請求項13記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - ステージに最も隣接した位置に設けられた2つの螺旋軸の何れか一方の先端には一つのリフティング部をそれぞれ結合し、
ステージの外側に設けられた2つの螺旋軸の両先端には2つのリフティング部を結合して構成することを特徴とする請求項16記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 各螺旋軸の螺旋方向は、その螺旋軸の中央部位を基準に両側が互いに逆方向に向かうように形成され、
ステージに最も隣接した位置に設けられた2つの螺旋軸の両先端及び、前記ステージの外側に設けられた2つの螺旋軸の両先端にはそれぞれ2つずつ総4つのリフティング部を結合して構成することを特徴とする請求項13記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 螺旋軸は、
何れか一方のステージの両側にそれぞれ2つ以上が設けられることを特徴とする請求項10記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 移動部は、
真空チャンバ内の何れか一方のステージの長辺側の隣接部位に沿って長く設けられた移動軸と、
前記移動軸に結合されるリフティング部に直結して、前記リフティング部が前記移動軸に沿って移動するように駆動する駆動手段と
を備えて構成されていることを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 移動軸はガイドレールから形成され、
駆動手段はリニアモータ或いは、流体圧又は空気シリンダーの中何れか一つから構成されることを特徴とする請求項20記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 移動軸はラック、ギア又はチェーンから構成され、駆動手段はピニオン、ギア又は、スプロケットホイールが軸結合されたモータから構成されることを特徴とする請求項20記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- リフティング部は少なくとも2つ以上が備えられることを特徴とする請求項20記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- リフティング部は、
第2基板の幅に比べ短く形成され、前記第2基板の底面と接触するリフトバーと、
一端は前記リフトバーに垂直結合され、他端は前記移動部に結合して前記リフトバーを支持する支持体と
が備えられていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 2つのリフティング部の間には、上向き移動及び左右回転を選択的に行いつつその上面が第2基板の中央部のダミー領域を受け止める別途の基板受け止め手段が更に備えられていることを特徴とする請求項6記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。
- 別途の基板受け止め手段は、
基板と接触する受け止めバーと、その受け止めバーと結合された連結軸と、前記連結軸を上下移動及び左右回転させるために駆動力を提供する駆動手段と
を備えていることを特徴とする請求項25記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 基板受け止め手段は、
真空チャンバ内の上、下面の中少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 一体型からなる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内の上側空間と下側空間とに各々対向して設けられた、第2基板を固定する上部ステージ及び第1基板を固定する下部ステージと、
何れか一方のステージの側面の隣接部位に設けられ、各基板の搬入/搬出方向とは垂直であり、かつ前記下部ステージの表面に平行な方向に沿って移動し、前記第2基板の底面を受け止める基板受け止め手段と
を備えて構成されている液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 基板受け止め手段は、
第2基板の底面を受け止めるリフティング部と、
前記リフティング部を各基板の搬入/搬出方向とは垂直な方向に沿って移動させる移動部と
を備えて構成されることを特徴とする請求項28記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - リフティング部は、
第2基板の幅方向に向かって長く形成され、前記第2基板の底面と接触するリフトバーと、
一端は前記リフトバーに垂直結合され、他端は前記移動部に結合して前記リフトバーを支持する支持体と
から構成されていることを特徴とする請求項29記載の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置。 - 第2基板を一体型真空チャンバ内に備えられた上部ステージに固定する段階と、
第1基板を一体型真空チャンバ内に備えられた下部ステージに固定する段階と、
一体型真空チャンバ内に備えられた基板受け止め手段で第2基板の底面を受け止めるように、前記基板受け止め手段を各基板の搬入/搬出方向に沿って移動させる段階と
を含むことを特徴とする液晶表示素子製造用真空貼り合わせ方法。 - 基板受け止め手段は、
第2基板の底面を受け止めるリフティング部と、
前記リフティング部を各基板の搬入/搬出方向に沿って移動させる移動部と
が備えられていることを特徴とする請求項31記載の液晶表示素子製造用真空貼り合わせ方法。 - 基板受け止め手段は真空チャンバ内の上部側又は下部側空間の中何れか一カ所に位置することを特徴とする請求項31記載の液晶表示素子製造用真空貼り合わせ方法。
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