KR100477121B1 - 패널 합착 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널 합착 장치 및 패널 합착 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 패널의 자유낙하 및 압력차에 의한 흡착 방식을 채용한 패널 합착 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 달성하기 위해, 본 발명에서는, 게이트 밸브의 작동에 의해 내부 압력이 제어되는 진공 챔버와, 패널을 진공흡착방식으로 상기 진공 챔버 내부의 천정부에 위치시키는 상부 패널고정수단과, 상면에 실링재가 접착된 패널을 상기 진공 챔버 내부의 바닥부에 고정하는 하부 패널고정수단을 포함하여 구성되되, 상기 상부 패널고정수단은 패널을 자유낙하시키는 흡착해제수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치가 개시된다.

Description

패널 합착 장치 및 방법{Panel combining device and method thereof}

본 발명은 액정 패널의 합착 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 챔버를 이용하여 상부 기판과 하부 기판을 자유낙하 방식으로 합착시키고 압력차를 이용하여 상기 압착을 강화하는 패널 합착 장치 및 패널 합착 방법에 관한 것이다.

최근들어 컴퓨터, TV 등 액정표시장치의 사용이 활발해지고, 이에 따라 액정표시장치의 수요가 급증하고 있다.

액정패널은, 상기 액정표시장치의 일 구성요소로서, 내부에 공간이 형성되도록 합착된 2장의 기판과 상기 기판 사이에 주입된 액정으로 이루어져 있다.

종래 액정패널을 합착하는 장치 및 방법의 실시예는 일본 공개특허공보 제2000-147528호, 대한민국 공개특허공보 제2003-66845호 등에 개시되어 있다. 이 중 대한민국 공개특허공보 제2003-66845호에 개시된 액정패널의 합착 장치는 도 1 에 도시된 바와 같으며, 그 작동순서는 다음과 같다.

즉, 제 1 유리 기판(11)에 액정(12)을 적하한다. 제 2 유리 기판(13)에 Ag 도트를 형성하고 실(seal)재(14)를 도포한다. 상기 제 1 , 제 2 유리 기판(11,13)을 진공 합착기 챔버(10)의 상부 스테이지(15) 및 하부 스테이지(16)에 진공흡착법에 의해 로딩한다. 상기 적하된 액정이 균일하게 각 패널에 채워지도록 상기 상부 및 하부 스테이지(15,16)를 구동하여 균일한 압착력을 가하여 상기 제 1 , 제 2 유리 기판(11,13)을 합착하고 상기 실재(14)를 경화시킨다.

여기서, 상기 제 1 , 제 2 유리 기판(11,13)의 합착은 진공상태에서 진행함에 따라 각 스테이지(15,16)의 진공도보다 챔버 내의 진공도가 더 높아지기 때문에 상기 제 1 , 제 2 유리 기판(11,13)의 흡착력이 상실될 염려가 있다. 따라서, 이를 방지하고자 상기 상부 스테이지(15)에는 기판 리시버가 설치된다.

그러나, 상기 종래 패널 합착 장치의 일 실시예에서 보는 바와 같이, 진공상태의 챔버 내에서 기판(11,13)을 흡착시키기 위해 고가의 스테이지(15,16)(예를 들면, 정전척)가 필요함에 따라 장비의 비대화 및 제품 원가 상승의 요인이 되고 있다. 그리고, 상기 스테이지(15,16)의 작동오차 등으로 인하여 기판(11,13)의 흡착력이 균일하지 못한 경우가 발생할 염려가 있다.

또한, 챔버 내의 진공도는 대개 저진공도(0.001Torr)를 유지하고 있으며, 이에 따라 고가의 터보 펌프가 필요하다는 문제가 있다.

또한, 종래기술에 의하면 기판의 합착이 진공상태에서 이루어짐으로써 스테이지(15 또는 16)와 기판(11 또는 13)의 흡착이 해제되는 경우가 발생하고, 이에 따라 별도의 기판 리시버가 필요하다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 단순하고 저렴한 장비구조를 가짐으로써 제품원가가 감소하고, 효율적으로 기판의 합착이 이루어짐과 동시에 합착가압력의 자유로운 조절이 이루어지도록 하는 패널 합착 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 게이트 밸브의 작동에 의해 내부 압력이 제어되는 진공 챔버와, 패널을 진공흡착방식으로 상기 진공 챔버 내부의 천정부에 위치시키는 상부 패널고정수단과, 상면에 실링재가 접착된 패널을 상기 진공 챔버 내부의 바닥부에 고정하는 하부 패널고정수단을 포함하여 구성되되, 상기 상부 패널고정수단은 패널을 자유낙하시키는 흡착해제수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치를 제공한다.

여기서, 상기 진공 챔버는, 중진공 펌프와 양압공급라인을 더 구비하고, 상기 게이트 밸브의 작동에 의해 상기 진공 챔버 내부가 중진공 내지 양압 상태로 되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부 패널고정수단 또는 하부 패널고정수단은, 패널을 수평방향으로 조정할 수 있는 얼라인먼트 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 복수의 패널을 챔버 내부의 상부 및 하부에 각각 서로 평행하게 배치하여 고정하는 제 1 단계;와 상기 챔버 내부를 진공 상태로 형성하는 제 2 단계;와 상기 챔버 내부의 상부 패널을 자유낙하시켜 상기 상부 패널과 상기 하부 패널을 합착시키는 제 3 단계;와 상기 챔버 내부를 대기압 또는 양압 상태로 형성하여 압력차에 의해 상기 상부 및 하부 패널의 합착을 강화하는 제 4 단계;와 상기 챔버 내부를 대기압 상태로 형성하고 상기 합착된 상부 및 하부 패널을 토출하는 제 5 단계를 포함하여 구성되는 패널 합착 방법을 제공한다.

여기서, 상기 제 1 단계 또는 제 2 단계는, 상기 상부 또는 하부 패널을 정렬시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 2 단계는, 상기 챔버 내부를 중진공 상태로 형성시키는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 패널 합착 장치는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)와, 상기 진공 챔버(110)의 천정부에 설치된 상부패널 고정수단(120)과, 상기 진공 챔버(110)의 바닥부에 설치된 하부패널 고정수단(130)으로 이루어져 있다.

진공 챔버(110)는, 패널을 수용하기에 충분한 크기를 갖고 있으며, 일측에 게이트 밸브(111)를 구비하고 있다. 상기 게이트 밸브(111)에는 중진공 펌프(도면 미도시)와 양압공급라인(도면 미도시)이 연결되어 있다. 따라서, 상기 게이트 밸브(111)의 작동에 의해, 상기 진공 챔버(110)의 내부 압력을 중진공 상태로부터 대기압을 거쳐 소정의 양압까지 변화시킬 수 있다. 여기서, 중진공이라 함은 500Torr 정도의 진공도를 갖는 경우를 말하며, 이러한 중진공 상태를 유지하기 위한 중진공 펌프는 일반적으로 사용되고 있는 로터리 펌프만으로도 충분하다. 한편, 상기 양압은 대기압(760Torr)보다 높은 압력을 갖는 상태를 말하며, 본 발명에서는 1500Torr 정도의 압력을 말한다. 이러한 양압 상태를 유지하기 위한 상기 양압공급라인은 일반 압축기 공급라인만으로 충분하다. 이러한 게이트 밸브(111)의 연결상태에 의하면, 도 2 에서 상기 게이트 밸브(111)를 1 의 위치에 이동시키는 경우 양압공급라인과 연결되어 진공 챔버(110)의 내부압력이 양압 상태로 된다. 상기 게이트 밸브(111)를 2 의 위치로 이동시키는 경우 진공 챔버(110)의 내부압력은 대기압 상태로 된다. 그리고, 상기 게이트 밸브(111)를 3 의 위치로 이동시키는 경우에는 중진공 펌프와 연결되어 진공 챔버(110)의 내부압력이 중진공 상태로 된다.

상부패널 고정수단(120)은, 진공 챔버(110)의 내부 천정부에 설치되어 있고, 패널을 진공흡착방식으로 흡착시키는 장치가 구비되어 있다. 여기서, 상기 진공흡착방식에 필요한 진공도는 일반적으로 사용되는 패널 고정수단의 경우와 같이 저진공(0.001Torr)으로 한다. 또한, 상기 상부패널 고정수단(120)에는 흡착된 패널을 흡착해제하여 자유낙하하도록 할 수 있는 흡착해제수단(도면 미도시)을 구비하고 있다.

하부패널 고정수단(130)은, 진공 챔버(110)의 내부 바닥부에 상기 상부패널 고정수단(120)과 대향되게 설치되어 있고, 패널을 저진공(0.001Torr)에 의한 진공흡착방식으로 흡착시키는 장치가 구비되어 있다. 그리고, 상기 하부패널 고정수단(130)에는 흡착된 패널을 상기 상부패널 고정수단(120)에 흡착된 패널과 나란히 배치되도록 얼라이닝 하기 위한 얼라인먼트 수단(131)을 포함하고 있다. 상기 얼라인먼트 수단(131)은 패널을 수평방향으로 전후좌우로 이동시켜 얼라이닝을 하는 기능을 담당한다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 패널 합착 장치의 작동상태 및 작동순서를 설명하면 다음과 같다(도 3a 내지 도 4 참조).

먼저, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 대기압 상태에서 상부패널 고정수단(120)과 하부패널 고정수단(130)에 각각 상부 패널(P1)과 하부 패널(P2)을 흡착시킨다. 여기서, 상기 하부 패널(P2)의 상면 둘레부에 실링재(S)가 일정두께로 도포되어 있다(도 4 의 1S 단계).

다음으로, 도 3b 에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브(111)를 중진공 상태로 위치이동하여 진공 챔버(110) 내부를 중진공(500Torr) 상태로 유지한다. 이 때, 상기 상부 및 하부 패널 고정수단(120,130)에 흡착된 패널은 저진공으로 흡착되어 있으므로, 상기 진공 챔버(110)의 내부가 중진공 상태라 하더라도 흡착된 패널의 이탈염려는 없다 할 것이다. 따라서, 본 발명에서는 상기한 종래의 패널 합착 장치의 경우와 달리 별도의 기판 리시버가 불필요하다. 그리고, 상기 하부패널 고정수단(130)의 얼라인먼트 수단(131)을 구동하여 상부 패널(P1)과 하부 패널(P2)을 상하 나란히 배치하도록 얼라이닝 한다(도 4 의 2S 단계).

그리고, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 상부패널 고정수단(120)의 흡착해제수단(도면 미도시)을 작동시켜 상부 패널(P1)의 흡착을 해제하고 자유낙하시킨다. 상기 자유낙하에 의해 상기 상부 패널(P1)은 하부 패널(P2) 상면에 접착된 실링재(S)에 부착 및 지지된다(도 4 의 3S 단계).

다음으로, 도 3d 에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)의 게이트 밸브(111)를 대기압 상태에 위치시킨다. 이에 따라, 상기 진공 챔버(110) 내부의 압력이 대기압(760Torr) 상태로 된다. 한편, 실링재(S)를 매개로 부착된 상부 패널(P1)과 하부 패널(P2)의 내부공간은 중진공(500Torr) 상태에 있으므로, 내외 공간 사이의 압력차에 의해 각 패널(P1,P2)은 서로 밀착력이 작용하게 된다. 즉, 실링재(S)의 높이가 감소하고 폭이 커져 상부 패널(P1)과 하부 패널(P2)과의 접촉면적이 넓어져 실링작용이 일어난다(도 4 의 4S 단계). 즉, 이러한 본 발명의 압력차에 의한 패널 합착 기술에는 종래에 일반적으로 사용되는 고가의 스테이지가 불필요하므로, 종래기술에 비해 장비구조가 간단하고 제조원가도 저렴하다는 이점이 있다.

다음으로는, 도 3e 에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)의 게이트 밸브(111)를 양압 상태에 위치시킨다. 즉, 진공 챔버(110) 내부의 압력을 양압(1500Torr) 상태로 되도록 하여, 서로 합착된 상부 및 하부 패널(P1,P2)의 내부와 외부의 압력차를 더욱 크게 함으로써, 상기 상부 패널(P1)과 하부 패널(P2)의 합착을 더욱 강화시킨다(도 4 의 5S 단계).

마지막 단계로서, 도 3f 에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)의 게이트 밸브(111)를 대기압 상태로 위치시킨다. 그리고, 합착된 상부 및 하부 패널(P1,P2)을 진공 챔버(110) 외부로 토출시킨다(도 4 의 6S 단계).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 패널 합착 장치 및 방법에 의하면, 패널 합착 장치가 단순하고 저렴한 장비구조를 가짐으로써 제품원가가 감소하고, 효율적으로 기판의 합착이 이루어짐과 동시에 합착가압력의 자유로운 조절이 이루어진다는 효과가 있다.

도 1 은 종래 패널 합착 장치를 나타내는 단면도,

도 2 는 본 발명에 의한 패널 합착 장치를 나타내는 단면도,

도 3a 내지 도 3f 는 도 2 의 작동과정을 나타내는 단면도,

도 4 는 도 2 의 작동순서를 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 진공 챔버 111 : 게이트 밸브

120 : 상부패널 고정수단 130 : 하부패널 고정수단

131 : 얼라인먼트 수단 P1 : 상부 패널

P2 : 하부 패널 S : 실링재

Claims (6)

1. 게이트 밸브의 작동에 의해 내부 압력이 제어되는 진공 챔버와,

   패널을 진공흡착방식으로 상기 진공 챔버 내부의 천정부에 위치시키는 상부 패널고정수단과,

   상면에 실링재가 접착된 패널을 상기 진공 챔버 내부의 바닥부에 고정하는 하부 패널고정수단을 포함하여 구성되되,

   상기 상부 패널고정수단은 패널을 자유낙하시키는 흡착해제수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 챔버는,

   중진공 펌프와 양압공급라인을 더 구비하고,

   상기 게이트 밸브의 작동에 의해 상기 진공 챔버 내부가 중진공 내지 양압 상태로 되는 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 패널고정수단 또는 하부 패널고정수단은,

   패널을 수평방향으로 조정할 수 있는 얼라인먼트 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
4. 복수의 패널을 챔버 내부의 상부 및 하부에 각각 서로 평행하게 배치하여 고정하는 제 1 단계;와

   상기 챔버 내부를 진공 상태로 형성하는 제 2 단계;와

   상기 챔버 내부의 상부 패널을 자유낙하시켜 상기 상부 패널과 상기 하부 패널을 합착시키는 제 3 단계;와

   상기 챔버 내부를 대기압 또는 양압 상태로 형성하여 압력차에 의해 상기 상부 및 하부 패널의 합착을 강화하는 제 4 단계;와

   상기 챔버 내부를 대기압 상태로 형성하고 상기 합착된 상부 및 하부 패널을 토출하는 제 5 단계를 포함하여 구성되는 패널 합착 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 단계 또는 제 2 단계는,

   상기 상부 또는 하부 패널을 정렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,

   상기 챔버 내부를 중진공 상태로 형성시키는 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.