KR100731047B1 - Substrate bonding device for manufacturing a liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저진공 챔버와 고진공 챔버 간의 압력차로 인한 챔버 플레이트의 휨을 방지하기 위한 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치에 관한 것으로, 상부 챔버 플레이트상에 형성되는 상부 저진공 챔버와, 하부 챔버 플레이트 배면에 형성되는 하부 저진공 챔버와, 상기 하부 챔버 플레이트의 상면을 따라 임의의 높이로 돌출되도록 장착되어 상기 상부 챔버 플레이트와 접촉되어 그 내부에 고진공 챔버를 형성하는 밀봉부재와, 상기 상부 및 하부 챔버 플레이트에 각각 형성되는 적어도 2개의 관통홀과, 상기 각 관통홀을 개폐하는 적어도 2개의 개폐수단과, 상기 각 저진공 챔버를 저진공 상태로 진공하고 상기 고진공 챔버를 상기 저진공 상태보다 높은 진공도를 가지는 고진공 상태로 진공하는 진공 펌핑 수단; 그리고 상기 고진공 챔버의 내측 공간의 상기 상부 챔버 플레이트 및 하부 챔버 플레이트에 각각 구비되어 각각 기판을 고정하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지를 포함하여 구성된 것이다.The present invention relates to a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel for preventing the bending of the chamber plate due to the pressure difference between the low vacuum chamber and the high vacuum chamber, the upper low vacuum chamber formed on the upper chamber plate, the lower chamber plate formed on the back A lower low vacuum chamber, a sealing member mounted to protrude to an arbitrary height along an upper surface of the lower chamber plate, contacting the upper chamber plate to form a high vacuum chamber therein, and the upper and lower chamber plates, respectively. A high vacuum state having at least two through holes formed, at least two opening and closing means for opening and closing the respective through holes, vacuuming each of the low vacuum chambers in a low vacuum state, and having a higher degree of vacuum in the high vacuum chamber than the low vacuum state Vacuum pumping means for vacuuming with; And an upper stage and a lower stage, respectively provided in the upper chamber plate and the lower chamber plate in the inner space of the high vacuum chamber to fix the substrate.
액정표시패널, 기판합착장치, 저진공챔버, 고진공챔버, 관통홀Liquid Crystal Display Panel, Substrate Bonding Device, Low Vacuum Chamber, High Vacuum Chamber, Through Hole
Description
도 1 및 도 2는 종래 액정표시패널의 제조 장비 중 기판 합착 장치를 나타낸 구성도1 and 2 is a configuration diagram showing a substrate bonding apparatus of the conventional manufacturing equipment of the liquid crystal display panel
도 3은 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 단면도3 is a cross-sectional view of a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 진공 펌프 연결 상태를 나타낸 개략적인 구조도4 is a schematic structural diagram showing a vacuum pump connection state of a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 챔버 플레이트의 휨을 설명하기 위한 개략적인 구조도5 is a schematic structural diagram for explaining the bending of the chamber plate of the substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시패널 제조 공정용 기판 합착 장치의 기판 합착부의 단면도6 is a cross-sectional view of a substrate bonding portion of the substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
212 : 상부 플레이트 222 : 하부 플레이트212: upper plate 222: lower plate
230 : 상부 스테이지 240 : 하부 스테이지230: upper stage 240: lower stage
410 : 상부 저진공 챔버 420 : 하부 저진공 챔버410: upper low vacuum chamber 420: lower low vacuum chamber
212a,222a : 관통홀 212b, 222b : 솔레노이드 밸브212a, 222a: Through
250 : 밀봉 부재 242,232 : 정전척250: sealing member 242,232: electrostatic chuck
본 발명은 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저진공 챔버와 고진공 챔버 간의 압력차로 인한 챔버 플레이트의 휨을 방지하기 위한 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치 및 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel, and more particularly, to a substrate bonding apparatus and a driving method for manufacturing a liquid crystal display panel for preventing the bending of the chamber plate due to the pressure difference between the low vacuum chamber and the high vacuum chamber.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다. 그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD가 많이 사용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELDs), and vacuum fluorescent (VFD) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices. Among them, LCDs are being used a lot while replacing CRTs (Cathode Ray Tubes) for mobile image display devices due to the advantages of excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption.
이와 같이 액정표시패널은 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 면이 많이 있다.As described above, although various technical advances have been made in the liquid crystal display panel to serve as a screen display device in many fields, the task of improving the image quality as the screen display device is often arranged with the above characteristics and advantages. .
따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다. Therefore, in order for a liquid crystal display device to be used in various parts as a general screen display device, the key to development is how much high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. It can be said.
상기와 같은 액정표시패널의 제조 방식으로는 진공 중에서 기판을 접합한 후에 밀봉제의 주입구를 통해 액정을 주입하는 통상적인 액정 주입 방식과, 일본국 특허출원 평11-089612(일본국 특허공개2000-284295)호 및 특허출원 평11-172903(일본국 특허공개2000-005405)호 공보에 제안된 액정 및 씨일재를 적하한 어느 하나의 기판을 다른 하나의 기판과 진공 중에서 접합하는 액정 적하 방식 등으로 크게 구분할 수 있다.As a manufacturing method of the liquid crystal display panel as described above, a conventional liquid crystal injection method for injecting liquid crystal through an injection hole of a sealing agent after bonding a substrate in vacuum, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-089612 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-). 284295) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-172903 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-005405), for example, a liquid crystal dropping method for bonding one substrate dropping liquid crystals and sealing materials into another substrate in vacuum. It can be divided largely.
도시한 도 1은 상기한 바와 같은 종래의 액정표시패널 제조 방식 중 액정 적하 방식이 적용된 기판 합착 장치를 나타내고 있다.FIG. 1 illustrates a substrate bonding apparatus to which a liquid crystal dropping method is applied among the conventional liquid crystal display panel manufacturing methods as described above.
즉, 종래의 기판 합착 장치는 외관을 이루는 프레임(10)과, 스테이지부(21,22)와, 밀봉제 토출부(도시는 생략함) 및 액정 적하부(30)와, 챔버부(31,32)와, 챔버 이동수단 그리고, 스테이지 이동수단으로 크게 구성된다.That is, in the conventional substrate bonding apparatus, the
이 때, 상기 스테이지부는 상부 스테이지(21)와 하부 스테이지(22)로 각각 구분되고, 밀봉제 토출부 및 액정 적하부(30)는 상기 프레임의 합착 공정이 이루어지는 위치의 측부에 장착되며, 상기 챔버부는 상부 챔버 유닛(31)과 하부 챔버 유닛(32)으로 각각 합체 가능하게 구분된다.At this time, the stage portion is divided into an
이와 함께, 상기 챔버 이동수단은 하부 챔버 유닛(32)을 상기 합착 공정이 이루어지는 위치 혹은, 밀봉제의 토출 및 액정의 적하가 이루어지는 위치에 이동시킬 수 있도록 구동하는 구동 모터(40)로 구성되며, 상기 스테이지 이동수단은 상기 상부 스테이지(21)를 상부 혹은, 하부로 이동시킬 수 있도록 구동하는 구동 모터(50)로 구성된다.In addition, the chamber moving means is composed of a
이하, 상기한 종래의 기판 합착 장치를 이용한 액정표시패널의 제조 과정을 그 공정 순서에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, the manufacturing process of the liquid crystal display panel using the conventional substrate bonding apparatus will be described in more detail based on the process sequence.
우선, 로더부에 의해 어느 하나의 기판(51)이 반입되어 상부 스테이지(21)에 부착 고정되고, 계속해서 상기 로더부에 의해 다른 하나의 기판(52)이 반입되어 하부 스테이지(22)에 부착 고정된다.First, any one
이 상태에서 상기 하부 스테이지(22)를 가지는 하부 챔버 유닛(32)은 챔버 이동수단(40)에 의해 도시한 도 1과 같이 밀봉제 도포 및 액정 적하를 위한 공정 위치(S1) 상으로 이동된다. 그리고, 상기 상태에서 밀봉제 토출부 및 액정 적하부(30)에 의한 밀봉제의 도포 및 액정 적하가 완료되면 다시 상기 챔버 이동수단(40)에 의해 도시한 도 2와 같이 기판간 합착을 위한 공정 위치(S2) 상으로 이동하게 된다.In this state, the
이후, 챔버 이동수단(40)에 의한 각 챔버 유닛(31,32)간 합착이 이루어져 각 스테이지(21,22)가 위치된 공간이 밀폐되고, 별도의 진공 수단에 의해 상기 공간이 진공 상태를 이루게 된다.Thereafter, the
그리고, 상기한 진공 상태에서 스테이지 이동수단(50)에 의해 상부 스테이지(21)가 하향 이동하면서 상기 상부 스테이지(21)에 부착 고정된 기판(51)을 하부 스테이지(22)에 부착 고정된 기판(52)에 밀착됨과 더불어 계속적인 가압을 통한 각 기판간 합착을 수행함으로써 액정표시패널의 제조가 완료된다.The
그러나 전술한 바와 같은 종래의 액정표시패널 제조공정용 기판 합착장치는 다음과 같은 문제점이 발생된다.However, the conventional substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel as described above has the following problems.
첫째, 종래의 기판 합착장치는 박막 트랜지스터가 형성된 기판 및 칼라 필터층이 형성된 기판에 별도의 밀봉제 및 액정 적하 그리고, 상기한 기판간의 합착을 모두 수행하도록 구성되어 있기 때문에 전체적인 장비의 크기가 커진다는 문제점을 가진다. 특히, 최근 요구되고 있는 대형 액정표시패널을 생산하기 위해 종래의 기판 합착 장치를 사용한다면 상기한 기판 합착 장치의 크기가 더욱 커진다는 문제점을 가진다.First, since the conventional substrate bonding apparatus is configured to perform a separate sealing agent and a liquid crystal dropping and bonding between the substrates on the substrate on which the thin film transistor is formed and the substrate on which the color filter layer is formed, the size of the overall equipment becomes large. Has In particular, when a conventional substrate bonding apparatus is used to produce a large-size liquid crystal display panel, which has recently been required, the size of the substrate bonding apparatus is further increased.
둘째, 종래의 기판 합착장치는 하부 챔버 유닛이 수평 이동되도록 구성되기 때문에 각 기판간 합착 공정시 상기 각 기판간의 정렬이 어려웠던 문제점을 가진다.Second, since the lower substrate unit is configured to move horizontally, the conventional substrate bonding apparatus has a problem in that alignment between the substrates is difficult during the bonding process between the substrates.
셋째, 종래의 기판 합착장치는 하부 챔버 유닛과 상부 챔버 유닛간의 합체시 상호간 밀폐가 정확히 이루어지지 않는다면 누설 부위를 통한 공기 혹은, 각종 이물질의 유입에 의해 합착 공정 도중 각 기판의 손상 및 합착 불량이 야기된 문제점이 있다.Third, in the conventional substrate bonding apparatus, if the sealing between the lower chamber unit and the upper chamber unit is not accurately sealed between each other, the damage of each substrate and the failure of the bonding may be caused during the bonding process due to the inflow of air or various foreign substances through the leakage site. There is a problem.
넷째, 종래의 기판 합착장치는 각 기판간 합착을 수행하기 위한 공간이 불필요하게 크기 때문에 상기 공간을 진공시키는데 많은 시간 및 동력이 소요되었던 문제점이 있다.Fourth, the conventional substrate bonding apparatus has a problem that it takes a lot of time and power to vacuum the space because the space for performing the bonding between the substrates is unnecessarily large.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버 자체의 이동이 필요치 않도록 하여 합착 장치의 크기를 줄일 수 있고 공정 시간 및 동력을 줄일 수 있음은 물론, 고진공 챔버와 저진공 챔버의 경계를 이루는 상부 및 하부 플레이 트에 관통홀을 형성하여 각 챔버 간의 압력차를 보상하고 상기 각 플레이트가 휘는 것을 방지할 수 있는 합착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve such a problem, it is possible to reduce the size of the bonding apparatus by reducing the movement of the chamber itself, and to reduce the process time and power, as well as the upper part forming the boundary between the high vacuum chamber and the low vacuum chamber And forming a through hole in the lower plate to compensate for the pressure difference between the chambers, and to provide a bonding apparatus capable of preventing the bending of each plate.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 합착 장치는, 상부 챔버 플레이트상에 형성되는 상부 저진공 챔버와, 하부 챔버 플레이트 배면에 형성되는 하부 저진공 챔버와, 상기 하부 챔버 플레이트의 상면을 따라 임의의 높이로 돌출되도록 장착되어 상기 상부 챔버 플레이트와 접촉되어 그 내부에 고진공 챔버를 형성하는 밀봉부재와, 상기 상부 및 하부 챔버 플레이트에 각각 형성되는 적어도 2개의 관통홀과, 상기 각 관통홀을 개폐하는 적어도 2개의 개폐수단과, 상기 각 저진공 챔버를 저진공 상태로 진공하고 상기 고진공 챔버를 상기 저진공 상태보다 높은 진공도를 가지는 고진공 상태로 진공하는 진공 펌핑 수단; 그리고 상기 고진공 챔버의 내측 공간의 상기 상부 챔버 플레이트 및 하부 챔버 플레이트에 각각 구비되어 각각 기판을 고정하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention includes an upper low vacuum chamber formed on an upper chamber plate, a lower low vacuum chamber formed on a lower chamber plate, and a lower chamber plate. A sealing member mounted to protrude to an arbitrary height along an upper surface and contacting the upper chamber plate to form a high vacuum chamber therein; at least two through holes respectively formed in the upper and lower chamber plates; At least two opening and closing means for opening and closing a hole, and vacuum pumping means for vacuuming each of the low vacuum chambers in a low vacuum state and vacuuming the high vacuum chamber in a high vacuum state having a higher degree of vacuum than the low vacuum state; In addition, the upper chamber plate and the lower chamber plate of the inner space of the high vacuum chamber are respectively provided, characterized in that it comprises an upper stage and a lower stage for fixing the substrate.
여기서, 상기 적어도 2개의 관통홀은 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 각각의 중앙부에 형성됨에 특징이 있다.Here, the at least two through holes are formed in the central portion of each of the upper plate and the lower plate.
상기 상부 챔버 플레이트 및 상기 상부 저진공 챔버는 구동장치에 의하여 상하로 이동되도록 설치됨에 특징이 있다.The upper chamber plate and the upper low vacuum chamber is characterized in that it is installed to move up and down by a drive device.
상기 상부 스테이지 및 하부 스테이지는 각각 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트에 고정 블럭에 의하여 고정됨에 특징이 있다.The upper stage and the lower stage are characterized by being fixed to the upper plate and the lower plate by fixing blocks, respectively.
상기 상부 스테이지의 저면 혹은 하부 스테이지의 상면 중 최소 어느 한 면 에는 정전력을 제공하여 기판의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전척(ESC, Electric Static Chuck)이 요입 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 진공홀이 더 형성됨에 특징이 있다.At least one of the lower surface of the upper stage or the upper surface of the lower stage is provided with at least one electrostatic chuck (ESC) so as to be able to fix the substrate by providing a constant power and the substrate is supplied with a vacuum force At least one vacuum hole is further formed so as to allow the adsorption fixation of.
상기 밀봉부재는 고무 재질로 이루어진 오링(O-ring)을 포함함에 특징이 있다.The sealing member is characterized in that it comprises an O-ring made of a rubber material.
상기 개폐수단은 솔레노이드 밸브를 포함함에 특징이 있다.The opening and closing means is characterized in that it comprises a solenoid valve.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 액정표시 패널 제조용 합착 장치 의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention having the above characteristics will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 진공 펌프 연결 상태를 나타낸 개략적인 구조도이며, 도 5는 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치의 챔버 플레이트의 휨을 설명하기 위한 개략적인 구조도이다.3 is a cross-sectional view of a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, FIG. 4 is a schematic structural diagram showing a vacuum pump connection state of a substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, and FIG. It is a schematic structural diagram for demonstrating the curvature of the chamber plate of the board | substrate bonding apparatus for liquid crystal display panel manufacture which concerns on this.
상기 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치는 기 출원된 바 있다 (한국특허출원 10-2002-0071366, 10-2002-0071368, 10-2002-0071370 및 10-2002-0071714 참조).The substrate bonding apparatus for manufacturing the liquid crystal display panel according to the present invention has been previously filed (see Korean Patent Applications 10-2002-0071366, 10-2002-0071368, 10-2002-0071370 and 10-2002-0071714).
본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 크게 베이스 프레임(100)과, 상부 챔버 유닛(210) 및 하부 챔버 유닛(220)과, 챔버 이동 수단과, 상부 스테이지(230) 및 하부 스테이지(240)와, 밀봉 수단과, 얼라인 카메라와, 얼라인 수단과, 연동수단과, 서포트 수단 그리고, 진공 펌핑 수단 및 저진공 및 고진공 챔버를 포함하여 구성된다.
As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention includes a
여기서, 상기 베이스 프레임(100)은 지면에 고정되어 상기 합착 장치의 외관을 형성함과 더불어 여타의 각 구성을 지지한다.Here, the
그리고, 상기 상부 챔버 유닛(210) 및 하부 챔버 유닛(220)은 상기 베이스 프레임(100)의 상단 및 하단에 각각 장착되고, 상호 결합되도록 동작된다.In addition, the
상기 상부 챔버 유닛(210)은 외부 환경에 노출되는 상부 베이스(211)와, 상기 상부 베이스(211)의 저면에 밀착 고정되고, 그 내부는 임의의 공간을 가지는 사각테의 형상으로 이루어진 상부 챔버 플레이트(212)를 포함하여 구성된다.The
이 때, 상기 상부 챔버 플레이트(212)에 형성되는 임의의 공간 내부에는 상부 스테이지(230)가 고정되며, 상기 상부 스테이지는 상기 상부 챔버 유닛과 연동되도록 장착된다.At this time, the
또한, 상기 상부 챔버 유닛(210)을 구성하는 상부 베이스(211)와 상부 챔버 플레이트(212) 사이에는 제 1 씨일 부재(213)가 구비되어 상기 상부 챔버 플레이트(212)의 내측 공간과 외측 공간 간이 차단된다.In addition, a
이와 함께, 상기 하부 챔버 유닛(220)은 상기 베이스 프레임(100)에 고정된 하부 베이스(221)와, 상기 하부 베이스(221)의 상면에 전후 및 좌우 방향으로의 이동이 가능하게 장착되고, 그 내부는 임의의 공간을 가지는 사각테의 형상으로 이루어진 하부 챔버 플레이트(222)를 포함하여 구성된다.In addition, the
이 때, 상기 하부 챔버 플레이트(222)에 형성되는 임의의 공간 내부에는 하부 스테이지(240)가 구비되며, 상기 하부 스테이지(240)는 상기 하부 베이스(221)의 상면에 고정된다.
In this case, a
물론, 상기 하부 챔버 유닛(220)은 베이스 프레임(100)과 하부 베이스(221) 사이에 상호간의 안정적인 고정을 위한 지지 플레이트(223)가 더 구비될 수도 있다.Of course, the
또한, 상기 하부 챔버 유닛(220)을 구성하는 하부 베이스(221)와 하부 챔버 플레이트(222) 사이에는 제 2 씨일 부재(224)가 구비되어 있기 때문에 상기 제 2 씨일 부재(224)를 기준으로 하부 챔버 플레이트(222) 내측의 하부 스테이지(240)가 구비되는 공간과 그 이외의 외측 공간 간은 서로 차단된다.In addition, since the
전술한 제 1 씨일 부재(213) 및 제 2 씨일 부재(224)는 밀봉을 위한 재질로 형성된 가스켓이나 오링 등을 포함한다.The
이와 함께, 상기 하부 베이스(221)와 하부 챔버 플레이트(222) 사이에는 적어도 하나 이상의 서포트부(225)가 구비되며, 상기 서포트부(225)는 상기 하부 챔버 플레이트(222)가 상기 하부 베이스(221)로부터 소정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있도록 지지한다.In addition, at least one
또한, 상기 서포트부(225)는 그 일단이 상기 하부 챔버 플레이트(222)의 저면에 고정되고, 그 타단은 하부 베이스(221)의 저부에 수평 방향으로의 자유로운 유동이 가능하도록 장착된다.In addition, one end of the
따라서, 상기 서포트부(225)에 의해 상기 하부 챔버 플레이트(222)는 상기 하부 베이스(221)로부터 자유롭게 이동된다.Therefore, the
그리고, 상기 챔버 이동 수단은 베이스 프레임(100)에 고정된 구동 모터(310)와, 상기 구동 모터(310)에 축결합된 구동축(320)과, 상기 구동축(320)에 대하여 수직한 방향으로 세워진 연결축(330)과, 상기 구동축(320)과 상기 연결축(330)을 연결하는 연결부(340) 그리고, 상기 연결축(330)의 끝단에 장착된 쟈키부(350)를 포함하여 구성된다.In addition, the chamber moving means includes a
이 때, 상기 구동 모터(310)는 베이스 프레임(100)의 내측 저부에 위치되어 지면과 수평한 방향으로 그 축이 돌출된 양축모터로 구성된다.At this time, the
또한, 상기 구동축(320)은 상기 구동 모터(310)의 두 축에 대하여 수평한 방향으로 구동력을 전달하도록 각각 연결되며, 상기 연결축(330)은 상기 구동축(320)에 대하여 수직한 방향으로 구동력을 전달하도록 연결된다.In addition, the
상기 연결축(330)의 끝단에 장착된 쟈키부(350)는 상부 챔버 유닛(210)과 접촉된 상태에서 상기 연결축(330)의 회전 방향을 따라 상향 혹은, 하향 이동되면서 상기 상부 챔버 유닛(210)을 이동시키는 역할을 수행하며, 너트 하우징과 같은 구성을 이룬다.The
또한, 상기 연결부(340)는 수평 방향으로 전달되는 구동축(320)의 회전력을 수직 방향을 향하여 연결된 연결축(330)으로 전달할 수 있도록 베벨 기어로 구성된다.In addition, the
그리고, 상기 각 스테이지(230,240)는 각 챔버 유닛(210,220)에 고정되는 고정 플레이트(231,241)와, 각 기판이 고정되는 흡착 플레이트(232,242) 그리고, 상기 각 고정 플레이트(231,241)와 흡착 플레이트(232,242) 사이에 구비된 다수의 고정 블록(233,243)을 포함하여 구성된다.Each of the
이 때, 상기 각 흡착 플레이트(232,242)는 정전력에 의해 각 기판을 고정하 는 정전척(ESC;Electro Static Chuck)으로 구성된다.At this time, each of the
또한, 상기 각 흡착 플레이트(232,242)에는 진공 흡입력을 전달하는 다수의 진공홀(도면에는 도시되지 않음)이 형성된다.In addition, a plurality of vacuum holes (not shown) are formed in each of the
그리고, 상기 밀봉수단은 하부 챔버 유닛(220)의 하부 챔버 플레이트(222)의 상면을 따라 임의의 높이로 돌출되도록 장착된 오링(O-ring)(이하, “제 3 씨일 부재”라 한다)(250)로 구성되며, 상기 제3씨일 부재(250)는 고무 재질로 형성된다.The sealing means is an O-ring (hereinafter referred to as a “third seal member”) mounted to protrude to an arbitrary height along the upper surface of the
이 때, 상기 제 3 씨일 부재(250)는 각 챔버 유닛(210, 220)간이 결합될 경우 그 내부 공간의 각 스테이지(230, 240)에 고정된 한 쌍의 기판(도 4의 110, 120)이 서로 밀착되지 않을 정도의 두께를 가지도록 형성된다. 물론, 상기 제 3 씨일 부재(250)가 압축될 경우 상기 한 쌍의 기판은 서로 밀착될 수 있을 정도의 두께를 가지도록 형성됨은 당연하다.At this time, the
그리고, 상기 얼라인 수단은 하부 챔버 유닛(220)에 구비되며, 각 기판(110,120)간의 위치 확인 및 정렬을 수행한다.In addition, the alignment means is provided in the
그리고, 상기 연동수단(510)은 각 챔버 유닛(210,220)이 동일한 방향을 향하여 동일한 거리만큼 이동될 수 있도록 연동시키는 역할을 수행한다.In addition, the interlocking means 510 serves to interlock the
이러한 연동수단(510)은 하부 챔버 유닛(220)의 하부 챔버 플레이트(222) 표면에 형성된 수용홈(222a)과, 상부 챔버 유닛(210)에 일단이 고정되어 상기 수용홈(222a) 내로 이동축(512)이 수용되도록 구동하는 다수의 리니어 액츄에이터(511)가 포함된다.The interlocking means 510 has a receiving
상기와 같이 구성되는 얼라인 수단 및 연동수단에 의해 하부 스테이지(240) 의 위치 변동은 이루어지지 않되, 하부 챔버 유닛(220)의 이동에 의한 상부 스테이지(230)의 위치 변동이 이루어져 각 기판간의 위치 정렬이 수행된다.Position alignment of the
그리고, 상기 서포트 수단은 상기 하부 스테이지(240)를 관통하여 상향 돌출되도록 구성되어 상기 하부 스테이지(240)로 로딩되는 기판을 안착하는 역할 및 상기 하부 스테이지(240)에 안착된 합착 기판을 언로딩 하기위한 역할을 수행한다.The support means is configured to protrude upwardly through the
물론, 상기 제2기판(120)의 로딩이 이루어지지 않을 경우 상기 서포트 수단의 상면은 상기 하부 스테이지(240)의 상면에 비해 낮게 위치된다.Of course, when the loading of the
그리고, 상기 진공 펌핑 수단(610,621,622)는 적어도 어느 한 챔버 유닛(210,220)에 구비되며, 각 챔버 유닛(210,220)의 내측 공간을 진공시키는 역할을 수행한다.In addition, the vacuum pumping means (610, 621, 622) is provided in at least one chamber unit (210, 220), serves to vacuum the inner space of each chamber unit (210, 220).
또한, 상기 상부 챔버 플레이트(212)의 상부 및 하부 챔버 플레이트(222)의 저부에는 상기 각 플레이트(212,222)의 휨을 최대한 방지하기 위하여 상부 및 하부 저진공 챔버(410,420)가 각각 더 포함된다. 상기 각각의 저진공 챔버(410,420)는 상기 각 저진공 펌프(621, 622)에 의해 그 내부가 진공되도록 구성된다.Further, upper and lower
즉, 상기 상부 저진공 챔버(410)의 하부에는 상부 챔버 플레이트(212)가 고정되어 장착되고, 상기 하부 저진공 챔버(420)의 상부에는 하부 챔버 플레이트(222)가 고정되어 장착된다. That is, the
한편, 상기 고진공 챔버는 상기 제 3 씨일 부재(250)에 의해 각 기판(110,120)이 위치되는 각 챔버 유닛(210,220)의 내부 공간은 그 외부 공간으로부터 밀폐된다
In the high vacuum chamber, an inner space of each of the
그리고, 밀폐된 공간은 상기 진공 펌핑 장치에 의하여 선택적으로 고진공 상태가 된다. The closed space is selectively in a high vacuum state by the vacuum pumping device.
이하, 상기 합착 장치의 챔버 내부를 진공 펌핑하는 과정에 관하여 설명한다. Hereinafter, a process of vacuum pumping the inside of the chamber of the cementation apparatus will be described.
상기 제 1 저진공 펌프(621)는 상부 챔버(410) 및 상부 챔버 플레이트(212)의 중앙부분을 관통하여 고진공 펌프(610)와 각 챔버 플레이트(212,222) 내부 공간을 상호 연통시키는 고진공 챔버 배관(630)에 연결되어, 상기 공간을 소정의 압력까지 진공 시키도록 동작된다.The first
이와 함께, 제 2 저진공 펌프(622)는 상부 챔버 플레이트(212)의 측부 및 하부 챔버 플레이트(222)의 측부를 관통하는 제 1 저진공 챔버 배관(641) 및 제 2 저진공 펌프 배관(642)과, 각 기판(110,120)의 진공 흡착을 위해 각 스테이지(230,240) 내부에 형성된 진공 관로에 연결된 기판 흡착용 배관(미도시)에 각각 연결된다.In addition, the second
그리고, 상기 각각의 배관에는 적어도 하나 이상의 개폐 밸브가 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 고진공 챔버 배관(630)에는 압력 센서(670)가 구비되어 각 기판(110,120)이 고정되는 공간 내부의 압력을 측정한다.In addition, each of the pipes is preferably provided with at least one on-off valve. At this time, the high
이와 함께, 상기 제 2 저진공 펌프(622)가 연통되는 각 배관(641,642,650)은 벤트를 위한 배관으로도 사용되며, 상기 벤트시에는 진공 상태를 이루는 각 챔버 유닛(210,220)의 내측 공간이 대기압 상태로 변경될 수 있도록 가스(예컨대, N2가 스)가 주입된다.In addition, each of the
상기 기판 합착장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the substrate bonding apparatus will be described below.
우선, 상부 저진공 챔버(410) 및 상부 챔버 플레이트(212) 등을 포함하는 상부 챔버 유닛(210)이 구동수단에 의하여 상부로 이동하면서 고진공 챔버가 개방되면, 기판 로딩 수단에 의하여 합착될 기판들(110,120)이 반입되어 제 1 기판(110)은 상부 스테이지(230)에 제 2 기판(120)은 하부 스테이지(240)에 각각 흡착되어 고정된다. First, when the high vacuum chamber is opened while the
이후, 기판의 얼라인이 이루어지고, 상기 상부 챔버 유닛(210)이 구동수단에 의하여 하향이동함으로서 상기 제 3 씨일 부재(250)에 의해 고진공 챔버가 밀폐되고 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 합착된다. 이때, 상기 저진공 챔버(410,420)는 저진공 상태를 유지하고, 상기 고진공 챔버는 제 1 저진공 펌프(621)의 구동에 의하여 저진공을 형성한 후 고진공 펌프(610)의 구동에 의하여 비로소 일정 진공압 이상의 고진공 상태로 선택적으로 유지된다.Subsequently, alignment of the substrate is performed, and the
상기 저진공 챔버(410,420)가 상기 고진공 챔버의 주위에 구비되는 이유는, 상기 고진공 챔버의 진공압과 대기압과의 급격한 압력 차이로 인하여 상기 상부 플레이트(212) 및 하부 플레이트(222)가 휘어지는 것을 방지하기 위함이다.The reason why the
상기 기판(110,120)의 합착이 고진공 상태에서 1차적으로 이루어진 다음에, 진공 펌핑 작업은 중단되고, 가스가 주입되어 상기 고진공 챔버 내부를 대기압 수준으로 도달시킨다. 이때, 상기 합착된 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 사이의 내부는 고진공 상태이고 그 외부는 대기압이 되므로 상기 기판(110,120) 내외부의 압력차에 의하여 더욱 견고하게 2차적으로 합착이 이루어짐으로써 기판간의 합착이 완료된다.After the bonding of the
이후, 상기 고진공 챔버는 개방되고 기판 로딩 수단(미도시)에 의하여 합착된 기판이 외부로 반출되어 다음 공정단계로 이송된다.Thereafter, the high vacuum chamber is opened and the substrate bonded by the substrate loading means (not shown) is taken out to be transferred to the next process step.
그러나, 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 챔버 플레이트(212)와 하부 챔버 플레이트(222)의 사이 공간을 이루는 고진공 챔버 내에서 진공압은 1 Pa(Pascal) 범위이고, 상기 저진공 챔버(410,420)에서의 진공압은 1000 Pa 범위이므로, 상기 고진공 챔버와 저진공 챔버 간의 압력차이로 인하여 상부 챔버 플레이트(212) 및 하부 챔버 플레이트(222)는 국부적으로 휨 현상이 발생한다. However, as shown in FIG. 5, in the high vacuum chamber forming the space between the
상기와 같이, 각 챔버 플레이트들(212, 222)이 휘게 되는 경우에 상기 플레이트들에 고정된 상하부 스테이지들(230,240)에도 영향이 미치게되고, 이에 따라, 합착될 기판들(110,120)도 휘게되어 정확하게 기판을 합착하기 어렵게 된다. 특히, 합착 대상인 기판(110,120)이 대면적하됨에 따라, 합착 장치의 각 챔버 플레이트(212,222)의 면적이 커지면 상기 휨 현상의 발생이 증가된다.As described above, when the
도 6은 본 발명에 따른 액정표시패널 제조 공정용 기판 합착 장치의 기판 합착부의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a substrate bonding part of the substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치에 상기 저진공 챔버(410,420)와 고진공 챔버를 구획시키는 상부 챔버 플레이트(212) 및 하부 챔버 플레이트(222)에 관통홀(212a, 222a)을 형성한다. Therefore, through
여기서, 상기 관통홀(212a,222a)은 상하부 챔버 플레이트(212,222) 전면에 걸쳐서 균일하게 상기 각 챔버 간의 압력차를 보상하기 위하여, 2개 이상 다수개가 형성된다. 상기 각 챔버 간의 압력차로 인한 상기 챔버 플레이트들(212,222)의 휨현상은 주로 상기 각 챔버 플레이트의 중앙부에 집중되므로 상기 관통홀(212a,222a)은 상부 및 하부 플레이트(212,222)의 중앙부에 다수개 형성되도록 함이 바람직하다.Here, two or more through-
그리고, 상기 각 관통홀(212a, 222a)에는 각각 솔레노이드 밸브(212b, 222b)가 설치되어 외부의 제어신호에 따라 관통홀(212a, 222a)을 개폐시킨다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 기판 합착 장치의 상기 솔레노이드 밸브(212b, 222b)의 개폐 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.When the opening and closing control method of the solenoid valve (212b, 222b) of the substrate bonding apparatus according to the present invention formed as described above are as follows.
상부 저진공 챔버(410) 및 상부 챔버 플레이트(212) 등을 포함하는 상부 챔버 유닛(210)이 구동수단에 의하여 상부로 이동하면서 고진공 챔버가 개방되면 상기 솔레노이드 밸브(212b, 222b)는 외부의 제어신호에 의해 닫혀진다. 상기 솔레노이드 밸브(212b, 222b)가 닫혀진 상태에서 상기 각각의 저진공 챔버(410,420)는 상기 각 저진공 펌프(621, 622)에 의해 그 내부가 진공된다.When the high vacuum chamber is opened while the
그리고, 기판 로딩 수단에 의하여 합착될 기판들(110,120)이 반입되어 제 1 기판(110)은 상부 스테이지(230)에 제 2 기판(120)은 하부 스테이지(240)에 각각 흡착되어 고정된다. Subsequently, the
이후, 기판의 얼라인이 이루어지고, 상기 상부 챔버 유닛(210)이 구동수단에 의하여 하향 이동함으로서 상기 제 3 씨일 부재(250)에 의해 외부와 밀폐되어 고진공 챔버가 형성되고, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 합착된다. 이와 같이 제 3 씨일 부재(250)에 의해 고진공 챔버가 형성되면, 상기 각 관통홀(212a, 222a)에 형성된 솔레노이드 밸브(212b, 222b)를 개방하여 상기 저진공 챔버(410, 420)와 고진공 챔버의 진공도가 같아지도록 한다.Subsequently, alignment of the substrate is performed, and the
즉, 솔레노이드 밸브(212b, 222b)를 개방하지 않고, 상기 제 1 저진공 펌프(621) 및 고진공 펌프(610)의 구동에 의해 상기 고진공 챔버가 일정 진공압 이상의 고진공 상태로 유지되면, 상술한 바와 같이, 상부 및 하부 챔버 플레이트(212, 222)가 상기 저진공 챔버(410, 420)와 고진공 챔버 간의 압력차에 의해 휘어질 가능성이 있다.That is, when the high vacuum chamber is maintained at a high vacuum state equal to or higher than a predetermined vacuum pressure by driving the first
따라서, 상기 솔레노이드 밸브(212b, 222b)를 개방하여 고진공 챔버와 저진공 챔버가 동일 진공 상태를 유지하도록 한 다음, 상기 제 1 저진공 펌프(621)의 구동에 의하여 상기 고진공 챔버가 저진공 상태가 되도록한 후, 상기 고진공 펌프(610)의 구동에 의해 상기 고진공 챔버가 일정 진공압 이상의 고진공 상태를 유지하도록 한다.Therefore, the
이와 같이 상기 기판(110,120)의 합착이 고진공 상태에서 1차적으로 이루어진 다음, 진공 펌핑 작업은 중단되고, 상기 고진공 챔버 내부에 가스가 주입되어 상기 고진공 챔버 내부를 대기압 수준으로 도달시킨다. 이때, 상기 합착된 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 사이의 내부는 고진공 상태이고 그 외부는 대기압이 되므로 상기 기판(110,120) 내외부의 압력차에 의하여 더욱 견고하게 2차적으로 합착이 이루어짐으로써 기판간의 합착이 완료된다.As such, after the bonding of the
이후, 상기 고진공 챔버는 개방되고 상기 솔레노이드 밸브는 폐쇄되어 상기 상하부 저진공 챔버는 저진공 상태를 유지하고, 기판 로딩 수단(미도시)에 의하여 합착된 기판이 외부로 반출되어 다음 공정단계로 이송된다.Thereafter, the high vacuum chamber is opened and the solenoid valve is closed so that the upper and lower low vacuum chambers remain in a low vacuum state, and the substrate bonded by a substrate loading means (not shown) is taken out to be transferred to the next process step. .
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시패널 제조용 기판 합착 장치에 있어서는 다음과 같은 효과를 가진다.The substrate bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 본 발명의 기판 합착장치는 챔버 자체의 이동이 필요 없고 오로지 로딩된 기판의 합착만을 수행하므로 합착장치의 크기를 줄일 수 있다. 특히, 대면적하된 기판을 합착하는 경우에도 합착부의 크기만을 조절하면 되므로 부수적인 부분의 크기가 증가하는 것을 최대한 억제할 수 있다.First, the substrate bonding apparatus of the present invention does not need to move the chamber itself, and only performs bonding of the loaded substrate, thereby reducing the size of the bonding apparatus. In particular, in the case of bonding the large-area reduced substrate, only the size of the bonding portion needs to be adjusted, so that the increase in the size of the incidental portion can be suppressed to the maximum.
둘째, 본 발명의 기판 합착장치는 상부 챔버 유닛이 상하로 수직운동만 하기 때문에 각 기판간 합착 공정시 상기 각 기판간의 정렬을 용이하게 할 수 있다.Second, the substrate bonding apparatus of the present invention can facilitate the alignment between the substrates during the bonding process between the substrate because the upper chamber unit only vertical movement up and down.
셋째, 본 발명의 기판 합착장치는 합착부로 제공되는 고진공 챔버의 공간을 최대한 작게 구성하고 상기 고진공 챔버의 개방과 밀폐시 상기 챔버의 이동을 최소화하므로 공정 진행중에 공기 혹은 각종 이물질의 유입을 감소시킴으로써 제품의 불량 발생을 감소시킬 수 있다.Third, the substrate bonding apparatus of the present invention configures the space of the high vacuum chamber provided to the bonding portion as small as possible and minimizes the movement of the chamber during opening and closing of the high vacuum chamber, thereby reducing the inflow of air or various foreign substances during the process. Can reduce the occurrence of defects.
넷째, 본 발명의 기판 합착장치는 각 기판간 합착을 수행하기 위한 고진공 챔버의 공간을 최소화하므로 상기 공간을 진공시키는데 소요되는 시간 및 동력을 많이 줄일 수 있다.Fourth, since the substrate bonding apparatus of the present invention minimizes the space of the high vacuum chamber for performing the bonding between the substrates, the time and power required to vacuum the space can be greatly reduced.
다섯째, 본 발명의 기판 합착장치는 고진공 상태로 작동되는 고진공 챔버와 대기압 상태인 외부와의 압력차를 보완하기 위하여 상기 고진공 챔버의 주위에 저 진공 챔버가 구비되어 보다 안정적인 진공작업을 수행할 수 있다.Fifth, the substrate bonding apparatus of the present invention is provided with a low vacuum chamber around the high vacuum chamber in order to compensate for the pressure difference between the high vacuum chamber operated in a high vacuum state and the outside at atmospheric pressure to perform a more stable vacuum operation. .
여섯째, 본 발명의 기판 합착장치에서는 상기 고진공 챔버와 저진공 챔버의 경계를 이루는 상부 및 하부 플레이트에 관통홀이 형성된다. 따라서, 상기 각 챔버 간의 압력차를 보상하고 상기 고진공 챔버와 저진공 챔버 사이에 존재하는 각 챔버 플레이트가 휘는 것을 방지함으로써 보다 정밀하게 합착작업을 수행할 수 있다.Sixth, in the substrate bonding apparatus of the present invention, through holes are formed in upper and lower plates forming a boundary between the high vacuum chamber and the low vacuum chamber. Therefore, the bonding operation can be performed more precisely by compensating the pressure difference between the chambers and preventing the bending of each chamber plate existing between the high vacuum chamber and the low vacuum chamber.
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KR20020090050A (en) * | 2001-05-26 | 2002-11-30 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Laminating Apparatus of Substrate |
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Publication number | Publication date |
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KR20050004698A (en) | 2005-01-12 |
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