KR100961871B1 - 기판 접합 장치 - Google Patents

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KR100961871B1
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유정필
문성철
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Abstract

본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로, 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블과, 상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부와, 상기 상측 정전척부들 간의 평탄도를 조절하는 평탄도 조절 수단 및 상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하는 기판 접합 장치를 제공한다. 이와같이 복수의 상측 정전척부를 통해 대면적의 기판을 지지 고정시킬 수 있고, 평탄도 조절 수단을 구비하여 상측 테이블의 표면 불균일 또는 상측 정전척부간의 높이 차에 의한 표면 평탄도 불균일을 해소하여, 상측 정전척부와 기판 간의 처킹력과 밀착력을 향상시킬 수 있다.
기판 접합, 액정 표시 패널, 정전척, 대면적, 개별 조립

Description

기판 접합 장치{SUBSTRATE ASSEMBLING APPARATUS}
본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로, 평판 표시 패널의 구성 요소인 한쌍의 기판을 접합시키는 기판 접합 장치에 관한 것이다.
종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 이는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있었다. 이에 최근에는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 EL(Organic Light Emitting Device; OLED)와 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 이는 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.
이와 같은 평판 표시 패널의 경우, 한쌍의 평판형 기판을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 먼저, 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판을 제작한다. 이후에 하부 기판 상에 액정을 적하하고, 하부 기판의 가장자리 영역에 실란트를 도포한다. 이어서, 화소 전극이 형성된 하부 기판 면과 공통 전극이 형성된 상부 기판 면이 서로 대향하도록 위치시킨 다음 두 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다.
여기서, 상기 하부 기판과 상부 기판 간을 대향 배치시키고, 이들을 합착 밀봉하기 위해 기판 접합 장치가 사용된다. 이러한, 기판 접합 장치는 하부 기판과 상부 기판 간을 대향 배치시키기 위해서는 상부 기판을 일정 높이로 들어올려야 한다. 이때, 상부 기판을 들어올리기 위한 힘으로 진공 흡착력 또는 정전력을 사용한다. 그리고, 정전력 인가를 위해 기판 접합 장치는 정전척을 사용한다. 하지만, 최근들어 평판 표시 패널의 사이즈가 증대(예를 들어 6세대 이상)됨에 따라 상부 기판의 무게가 급격하게 증가하게 되었다. 이로인해 기존의 단일 판 형태의 정전척을 이용하여 그 무게와 크기가 증대된 상부 기판을 지지 고정하기 어려운 문제가 있다. 이는 기판 사이즈에 맞는 정전척 제작이 어려울 뿐만 아니라 정전척의 중심부에 원활한 정전력이 인가되지 않게 되고, 기판과 정전척 표면간의 평탄도가 일정하지 않게 되어 처킹력이 저하되어 기판이 떨어지는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 정전척의 표면과 기판의 표면 간의 평탄도를 향상시키고, 기판 전체에 균일한 정전력을 인가할 수 있는 기판 접합 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블과, 상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부와, 상기 상측 정전척부들 간의 평탄도를 조절하는 평탄도 조절 수단 및 상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하는 기판 접합 장치를 제공한다.
상기 평탄도 조절 수단은, 상기 복수의 상측 정전척부 각각을 관통하여 형성된 다수의 제 1 조절 나사공과, 상기 상측 테이블에 형성되고 상기 다수의 제 1 조절 나사공에 대응하는 다수의 제 2 조절 나사공과, 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공 내측으로 인입되어 상기 상측 정전척부와 상기 상측 테이블 간의 간격을 조절하는 간격 조절 나사를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 평탄도 조절 수단은, 상기 복수의 상측 정전척부에 각기 형성된 다수의 제 1 조절 나사공과, 상기 상측 테이블을 관통하여 형성되고 상기 다수의 제 1 조절 나사공에 대응하는 다수의 제 2 조절 나사공과, 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공 내측으로 인입되어 상기 상측 정전척부와 상기 상측 테이블 간의 간격을 조절하는 간격 조절 나사를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 평탄도 조절 수단은, 상기 복수의 상측 정전척부에 각기 대응하는 상기 상측 테이블의 상측 표면에 위치하는 복수의 구동 모터부와, 상기 상측 테이블을 관통하여 상기 구동 모터부에서 연장하여 상기 상측 정전척부에 접속된 적어도 하나의 구동축부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 평탄도 조절 수단으로 공압, 유압 또는 전동 실린더를 사용하는 것이 가능하다.
상기 복수의 상측 정전척부에 대응하는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련된 복수의 오목홈부를 더 구비하고, 상기 공압, 유압 또는 전동 실린더가 상기 복수의 오목홈부 내에 마련되는 것이 효과적이다.
상기 복수의 상측 정전척부는 상기 상측 테이블의 하측 표면에 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 상측 정전척부는, 베이스 판과, 상기 베이스 판에 위치하는 완충층과, 상기 완충층 상에 위치하는 제 1 필름층과, 상기 제 1 필름층 상에 형성된 전극층과, 상기 전극층을 피복하는 제 2 필름층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전극층은 판 형상으로 제작되고 각기 엇갈리게 배치되거나, 직선 형상으로 제작되고 각기 엇갈리게 배치된 양 전극 패턴과 음전극 패턴을 구비하는 것이 효과적이다.
상기 하측 테이블을 이동시키는 하측 스테이지부와, 상기 상측 테이블을 이 동시키는 상측 스테이지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하측 스테이지부는 상기 하측 테이블의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절부를 포함하는 것이 효과적이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 복수의 상측 정전척부를 통해 대면적의 기판을 지지 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 상측 정전척부의 표면 평탄도를 맞추기 위한 별도의 평탄도 조절 수단을 구비하여 상측 테이블의 표면 불균일 또는 상측 정전척부간의 높이 차에 의한 표면 평탄도 불균일을 해소하여, 상측 정전척부와 기판 간의 처킹력과 밀착력을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도이다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 복수의 정전척부의 배치를 설명하기 위한 상측 테이블의 평면도이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 정전척부의 단면도이고, 도 4는 제 1 실시예에 따른 정전척부의 전극 패턴을 설명하기 위한 정전척부의 평면도이다. 도 5는 제 1 실시예의 변형예에 따른 정전척부의 평면도이다. 도 6은 제 1 실시예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도이다. 도 7 및 도 8은 제 1 실시예에 따른 평탄화 조절 수단을 이용한 정전척부들의 평탄화 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 9는 제 1 실시예의 변형예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 내부 공간을 구비하는 챔버부(100)와, 챔버부(100) 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블(200)과 하측 테이블(300) 그리고, 상기 상측 테이블(200)의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부(400)와, 상측 정전척부(400)들 간의 평탄도를 조절하는 평탄도 조절 수단(500)과, 상기 하측 테이블(300)의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부(600)와, 상기 하측 테이블(300)을 이동시키는 하측 스테이지부(700) 및 상기 상측 테이블(200)을 이동시키는 상측 스테이지부(800)를 구비한다. 이때, 도시되지 않았지만, 상기 챔버부(100)를 감싸고, 상기 하부 스테이지부(700)와 상부 스테이지부(800)가 배치된 별도의 프레임을 더 구비할 수도 있다.
상술한 챔버부(100)는 기판 접합을 수행하는 공간을 형성하는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)를 구비한다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)는 착탈 가능하게 결합되는 것이 효과적이다. 그리고, 챔버부(100)는 도시되지 않았지만, 챔버부(100)의 내부 공간의 압력을 조절하는 별도의 압력 조절 수단을 더 구비 할 수 있다. 또한, 챔버부(100)는 내부 공간의 불순물을 배기하는 별도의 퍼지 수단을 더 구비할 수 있다. 도 1에서는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)가 결합된 형상을 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 챔버부(100)는 상측부, 측벽부 및 하측부로 구성될 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 상기 챔버부(100)의 일측에는 기판이 출입하는 출입구가 마련된다. 그리고, 출입구를 개폐하는 별도의 게이트 벨브를 더 구비할 수도 있다. 물론 상기 챔버부(100)의 상부 챔버(110) 또는 하부 챔버(120)가 승강하여 기판이 챔버부(100) 내외측으로 출입할 수도 있다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120) 각각을 승강시키는 별도의 승강 부재들이 더 구비될 수 있다.
상측 테이블(200)은 판형상으로 제작되어, 상부 챔버(110)의 내측면에 인접 배치된다. 상기 판의 형상을 상측 테이블(200)의 하측면에 위치하는 기판의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 본 실시예에서는 상측 테이블(200)을 사각 판 형상으로 제작한다. 또한, 하측 테이블(300)도 판 형상으로 제작하고, 하측 챔버(120)의 내측면에 인접 배치한다. 그리고, 하측 테이블의 형상은 상측 테이블과 유사 또는 동일한 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 상측 테이블(200)의 하측면과 하측 테이블의 상측면이 서로 마주 보도록 배치될 수 있다.
복수의 상측 정전척부(400)는 상측 테이블(200)의 하측 표면에 매트릭스 형태로 장착 고정된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 20개의 상측 정전척부(400)가 상측 테이블(200)의 하측 표면 전체에 걸쳐 배치된다. 물론 상측 정전척부(400)의 개수는 이에 한정되지 않고, 이보다 많은 개수 또는 적은 개수의 정전척부가 사용 될 수 있다.
상기 상측 정전척부(400) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 베이스 판(410)과, 베이스 판(410)에 위치하는 완충층(420)과, 완충층(420) 상에 위치하는 제 1 필름층(430)과, 제 1 필름층(430) 상에 형성된 전극층(440)과, 상기 전극층(440)을 피복하는 제 2 필름층(450)을 구비한다. 여기서, 완충층(420)은 제 1 접착 부재(411)에 의해 베이스 판(410)에 부착되고, 제 1 필름층(430)은 제 2 접착 부재(421)에 의해 완충층(420) 상에 부착된다. 그리고, 상기 전극층(440)은 복수의 전극 패턴을 구비하고, 복수의 전극 패턴이 제 3 접착 부재(431)에 의해 제 1 필름층(430) 상에 부착된다. 그리고, 제 2 필름층(450)은 제 4 접착 부재(431)에 의해 전극층(440)이 그 상측 영역에 위치하는 제 1 필름층(450)과 전극층(440)에 부착된다.
이와 같이 본 실시예의 상측 정전척부(400)는 베이스 판(410)과 전극층(440) 사이에 완충층(420)을 두어 상측 정전척부(400) 표면을 유연하여, 기판(11)에 밀착되도록 할 수 있다. 즉, 상기 기판(11)의 표면에 굴곡이 있을 경우, 전극층(440) 하측에 완충층(420)이 없는 경우에는 상기 굴곡에 의해 전극층(440)과 기판(11) 사이가 완전히 밀착되지 않고, 소정의 이격 공간이 발생된다. 이는 처킹력 저하를 이르킨다. 하지만, 본 실시예에서와 같이 전극층(440) 하측에 완충층(420)이 있는 경우에는 기판(11) 표면의 굴곡을 완충층(420)에서 흡수하여 기판(11) 표면과 전극층(440) 사이에 이격 공간 없이 밀착시킬 수 있다. 또한, 외부 힘이 상측 정전척부(400) 상측 표면 영역에 인가되는 경우, 완충층(420)이 이 힘을 흡수하여 외부 힘에 의한 전극층(440)의 손상을 방지할 수 있다. 이때, 상기 완충층(420)으로 고무 또는 실리콘 고무를 사용하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 완충재 역할을 할 수 있는 다양한 물질들이 사용될 수 있다.
여기서, 본 실시예의 베이스 판(410)은 금속성의 물질로 제작하는 것이 효과적이다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 4 접착 부재(411, 421, 431, 441)로 접착제를 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 제 1 필름층(430)으로 폴리이미드(Polyimide) 또는 캡톤(Kapton)을 사용할 수 있다. 그리고, 제 2 필름층(450)으로 폴리에스테르(Polyester)를 사용할 수 있다. 물론 제 1 및 제 2 필름층(430, 450)은 이에 한정되지 않고, 상기 전극층(440)을 보호할 수 있는 다양한 절연성 필름을 사용할 수 있다.
본 실시예의 전극층(440)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 양 전극 패턴(442)과 복수의 음 전극 패턴(443)을 구비한다. 이때, 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)은 사각 판 형상으로 제작되고, 이들이 서로 엇갈리도록 매트릭스 배열된다. 물론 도 4에서는 5개의 양 전극 패턴(442)과 4개의 음 전극 패턴(443)이 3*3 행렬 형상으로 배치되었다. 하지만, 이때, 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)의 개수는 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 작을 수가 있다. 또한, 행렬 또한 3*3 행렬에 한정되지 않고, 다양한 형태의 행렬이 가능하다. 그리고, 일 상측 정전척부(400) 내의 양 전극 패턴(442)들 모두는 전기적으로 연결되고, 음 전극 패턴(443)들 또한 모두 전기적으로 연결된다. 즉, 양 전극 패턴(442)은 복수의 제 1 연결 배선들에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 음 전극 패턴(443)은 복수의 제 2 연결 배선들에 의해 전기적으로 연결된다.
물론 상기 양 전극 패턴(442)과 음전극 패턴(443)은 이에 한정되지 않고, 도 5의 변형예에서와 같이 손가락 형상의 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)이 엇갈리게 배치될 수도 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형상의 양 전극 패턴(442)과 음전극 패턴(443)은 서로 엇갈리게 배치되는 것이 가능하다.
상술한 구조의 복수의 상측 정전척부(400)를 상측 테이블(200)에 배치시킴으로써, 대면적의 기판(11)을 들어올릴 수 있다.
즉, 기판(11, 12)의 사이즈가 증대되는 경우, 이를 지지 고정하기 위한 정전척부의 사이즈 또한 증대하게 된다. 하지만 정전척부의 사이즈가 증대될 경우, 정전척 내의 전극 패턴에 의한 저항 증가로, 정전척부의 가장자리 영역과 중심 영역간의 전자기력의 차가 발생하게 되어 기판을 원할하게 처킹하지 못하는 문제가 발생한다. 이에 본 실시예에서는 작은 사이즈(즉, 그 중심과 가장자리 영역 간의 전자기력 차가 발생하지 않는)의 다수의 상측 정전척부(400)를 상측 테이블(200)에 균일하게 장착시킴으로 인해 상측 정전척부(400)의 처킹력을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 기판 사이즈가 증대(예를 들어 6세대(1500*1800mm) 이상)되더라도 기판을 안정적으로 지지 고정시킬 수 있다.
이때, 복수의 상측 정전척부(400)가 상측 테이블(200)의 하측 표면에 배치된다. 따라서, 상측 테이블(200)의 표면의 불균일과, 복수의 상측 정전척부(400) 간의 두께가 균일하지 않음으로 인해 복수의 상측 정전척부(400)들 간이 균일하게 배치(즉, 장착)되지 않는 문제가 발생한다.
이에 본 실시예에서는 상측 테이블(200)에 부착되는 복수의 상측 정전척부(400) 간의 평탄도를 조절하는 별도의 평탄도 조절 수단(500)을 더 구비한다. 본 실시예에서의 평탄도 조절 수단(500)은 나사선을 이용하여 복수의 상측 정전척부(400)와 상측 테이블(200) 간의 간격을 조절하는 것이 효과적이다.
따라서, 평탄도 조절 수단(500)은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 상측 정전척부(400)에 각기 형성된 복수의 제 1 조절 나사공(510)과, 상측 테이블(200)에 형성되고 상기 제 1 조절 나사공(510)에 대응하는 복수의 제 2 조절 나사공(520)과, 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공(510, 520) 내측으로 인입되는 간격 조절 나사(530)를 구비한다. 이때, 복수의 제 1 조절 나사공(510)은 상측 정전척부(400)을 관통하는 관통홀 형상으로 제작된다. 이때, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 상측 정전척부(400)에 4개의 제 1 조절 나사공(510)이 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 사각형 형태의 상측 정전척부(400)의 4개의 모서리 영역에 제 1 조절 나사공(510)이 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 조절 나사공(510)의 상측 영역(즉, 전극층(440) 영역)은 간격 조절 나사(530)의 나사 머리에 대응하는 형상을 갖고, 하측 영역(즉, 베이스 판(410) 영역)은 나사선 형상으로 제작된다. 그리고, 제 2 조절 나사공(510)의 상측 영역(즉, 상측 테이블(200)의 하측 표면 영역)은 나사선 형상으로 제작되고, 하측 영역(즉, 상측 테이블(200)의 중심 영역)은 직선 형상으로 제작된다. 또한, 상기 간격 조절 나사(530)는 나사 머리와 나사 몸통을 구비하고, 나사 몸통의 중심 영역에 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공(510, 520)의 나사선 형상 에 대응하는 나사선이 형성된다.
본 실시예에서는 평탄도 조절 수단(500)을 통해 상측 테이블(200)에 부착되는 복수의 상측 정전척부(400) 간의 평탄도를 조절할 수 있다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 테이블(200)의 표면이 기준 표면에 대하여 평탄화되어 있지 않을 경우(즉, 공정 상의 오차 또는 제작 공정상의 오류 등)를 고려하면 다음과 같다. 즉, 그 하측 표면이 기울어진 상측 테이블(200)의 하측 표면에 상측 정전척부(400)를 부착시킬 경우, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상측 정전척부(400)의 표면 또한 기울어지게 된다. 하지만, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 상측 테이블(200)의 기울어진 영역에 위치하는 간격 조절 나사(530)를 조절하여 상측 정전척부(400)의 표면과 상측 테이블(200) 간의 표면을 이격 시킬 경우, 상측 정전척부(400)를 기준 표면에 대하여 평탄화시킬 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 상측 정전척부(400)의 높이가 균일하지 않을 경우(즉, 제작상의 오차 또는 상측 정전척부(400)의 완충층에 의한 높이 감소 등)를 고려하면 다음과 같다. 도 8의 중심에 위치한 상측 정전척부(400)는 그 높이가 낮기 때문에 상측 테이블(200)에 밀착시킬 경우(점선 참조)에는 전체 상측 정전척부(400) 간의 높이가 일정하지 않게 된다. 하지만 간격 조절 나사(530)를 이용하여 상측 정전척부(400)와 상측 테이블(200) 간의 간견을 조절하여 복수의 상측 정전척부(400)의 높이를 평탄화시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 평탄도 조절 수단(500)을 통해 복수의 상측 정전척부(400)의 표면 평탄도를 일정하게 유지할 수 있다.
이때, 상술한 구조의 평탄도 조절 수단(500)은 도 9의 변형예에서와 같이 간격 조절 나사(530)가 상측 테이블(200)에서 상측 정전척부(400) 방향으로 관통할 수도 있다. 즉, 제 2 조절 나사공(520)이 상측 테이블(200)을 관통하는 관통홈 형상으로 제작될 수 있다. 그리고, 제 1 조절 나사공(510)이 상측 정전척부(400)의 베이스 판(410) 영역에만 위치할 수 있다. 이를 통해 상측 정전척부(400)의 하측 표면(즉, 기판과 접하는 표면) 상에 별도의 홈이 형성되지 않을 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 상측 테이블(200)의 하측 표면에 정전기력을 통해 기판(11)을 처킹하는 복수의 상측 정전척부(400)가 장착된다. 이때, 복수의 상측 정전척부(400)는 각기 단품 형태로 제작되어 조립되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 간격 조절 나사(530)에 의해 상측 정전척부(400)가 상측 테이블(200)에 고정될 수 있다. 물론 별도의 고정 부재(나사, 볼트 또는 접착제)에 의해 고정될 수도 있다. 앞서 설명한 이유 이외에 복수의 상측 정전척부(400)는 챔버부(100) 내부가 진공 상태가 되기 전까지는 자중에 의해 처칠 수 있게 된다. 하지만, 상기 기판(11)은 본 실시예의 복수의 상측 정전척부(400)의 표면에 완전 밀착 고정되기 때문에 처지는 현상 없이 일정 높이로 유지될 수 있다.
또한, 상술한 상측 정전척부(400)에 대향되는 위치 즉, 하측 테이블(300) 상에는 적어도 하나의 하측 정전척부(600)가 위치한다. 이때, 하측 정전척부(600)의 형상은 상술한 상측 정전척부(400)의 형상과 유사하거나 동일하다. 그리고, 하측 정전척부(600) 또한, 대면적의 기판(12)을 지지 고정시키기 위해서 복수개의 부분으로 분리 조립될 수 있다.
이때, 상측 기판(11)은 복수의 상측 정전척부(400)에 의해 상측 테이블(200)에 지지 고정되고, 하측 기판(12)은 하측 정전척부(600)에 의해 하측 테이블(300)에 지지 고정된다. 이때, 상측 기판(11)과 하측 기판(12)을 합착 밀봉시키기 위해서는 먼저, 두 기판(11, 12)을 챔버부(100) 내측으로 이동시켜야 하고, 이동된 기판을 각기 상측 정전척부(400)와 하측 정전척부(600) 상에 위치시켜야 한다. 또한, 두 기판(11, 12) 간을 정렬시키고, 두 기판(11, 12) 간을 가압하여야 한다.
따라서, 본 실시예에서는 하측 스테이지부(700)와 상측 스테이지부(800)를 구비한다.
하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)을 이동시켜 하측 기판(12)을 이동시키고, 상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)을 이동시켜 상측 기판(11)을 이동시킨다.
하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)에 접속된 적어도 하나의 하측 구동축(710)과, 하측 구동축(710)에 구동력을 인가하는 하측 구동부(720)를 구비한다. 이때, 상기 하측 구동축(710)은 챔버부(100)의 일부를 관통한다. 따라서 하측 구동축(710)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위한 하측 벨루우즈(730)가 하측 구동축(710) 둘레에 설치된다. 또한, 하측 스테이지부(700)는 도시되지 않았지만, 하측 테이블(300)을 관통하여 승강하는 복수의 리프트 핀을 더 구비할 수 있다. 그리고, 하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 하측 스테이지부(700)는 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절 수단을 구비한다. 이를 통해 하측 기판(12)와 상측 기판(13) 간을 정렬시킬 수 있다. 이때, 본 실시예의 기판 접합 장치는 정렬을 위한 카메라 또는 센서와 같은 별도의 정렬 수단을 더 구비할 수 있다.
상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)에 접속된 적어도 하나의 상측 구동축(810)과, 상측 구동축(810)에 구동력을 인가하는 상측 구동부(820)을 구비한다. 그리고, 상측 구동축(810)의 외측에 위치하는 상측 벨로우즈(830)를 더 구비한다. 이때, 상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)을 하강시켜 상부 기판(11)과 하부 기판(12) 간을 합착시키기 위한 가압을 할 수 있다.
또한, 기판 접합 장치는 하측 테이블(300)과 상측 테이블(200) 각각은 정전기력 이외에 진공 흡착력을 이용하여 기판(11, 12)을 고정시키기 위한 별도의 진공 흡착부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이때, 진공 흡착부는 기판(11, 12)이 밀착되는 노즐부와, 노즐에 연결된 연장 배관과, 배관의 끝단에 마련된 진공펌프를 구비한다. 이때, 상기 노즐부가 본 실시예의 상측 정전척부(400) 및/또는 하측 정전척부(600)의 표면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 노즐부가 상측 정전척부(400) 들의 사이 공간에 위치할 수도 있다.
따라서, 본 실시예의 기판 접합 장치는 챔버부(100) 내측의 하측 테이블(300) 상에 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 투과성 유리 기판(12)을 위치시킨다. 먼저, 진공 흡착력을 이용하여 하측 테이블(300) 상의 하측 정전척부(600) 상에 밀착시키고, 이어서, 하측 정전척부(600)을 통해 정전력으로 기판(12)을 지지고정시킨다. 이때, 유리 기판(12) 상에 액정을 적하시킬 수 있다. 물론 유리 기판(12)의 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링 부재를 도포할 수 있다. 또한, 상측 테이블(200) 상에 공통 전극과 컬러 필터 패턴이 형성된 투광성 유리 기판(11)을 위치시킨다. 이경우에도 먼저 진공 흡착력으로 기판(11)을 지지하고, 상측 정전척부(400)의 정전력으로 기판(11)을 지지 고정한다. 이때, 유리 기판(11)이 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링 부재를 도포할 수 있다.
이후에 챔버부(100) 내부를 진공상태로 유지시킨 다음 두 기판(11, 12) 간을 정렬 시킨다. 이어서, 상측 테이블(200)을 하강시켜 두 기판(11, 12) 간을 합착 밀봉시킨다. 이어서, 진공을 파기하고, 합착 밀봉된 두 기판(11, 12)을 별도의 경화 장치로 이동시킨 다음 상기 실링 부재 영역에 광 또는 열을 조사하여 실링 부재를 경화시켜 두 기판(11, 12)간을 완전히 접합시킨다.
물론 상술한 본 실시예의 기판 접합 장치는 상술한 실시예에 한정되지 않고, 다양한 예가 가능하다. 하기에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 접합 장치를 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 제 2 실시예의 기술적 사상은 제 1 실시예에 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 챔버부(100), 상측 및 하측 테이블(200, 300)과, 복수의 상측 및 하측 정전척부(400, 600) 그리고, 하측 및 상측 스테이지부(700, 800)를 구비하고, 상기 상측 테이블(200)의 하측 표면에 마련된 복수의 상측 정전척부(400)들 간의 표면 평탄도를 맞추기 위한 평탄도 조절 수단(500)과, 상측 정전척부(400)의 표면 높이를 센싱하는 센서부(900)를 구비한다. 본 실시예에서의 평탄도 조절 수단(500)은 상기 복수의 상측 정전척 부(400)에 각기 대응하는 상기 상측 테이블(200)의 상측 표면에 위치하는 복수의 구동 모터부(550)와, 상측 테이블(200)을 관통하여 구동 모터부(550)에서 상측 정전척부(400)로 연장된 적어도 하나의 구동축부(540)를 구비한다. 이와 같이 본 실시예에서는 개개의 구동 모터부(550)를 통해 상측 정전척부(400)의 높이를 자동으로 제어한다. 본 실시예에서는 센서부(900)를 챔버부(100)의 내벽 영역에 위치시켜 복수의 상측 정전척부(400) 들의 높이가 균일한지 검출한다. 상기 검출 결과 그 높이가 맞지 않는 경우에는 해당 상측 정전척부(400)에 접속된 구동 모터부(550)를 통해 그 높이를 일정하게 조절할 수도 있다. 물론 그 높이를 자동으로 검출하는 센서부(900)를 생략하고, 육안 또는 평탄도 측정 장치를 이용하여 상기 상측 정전척부(400)의 평탄도를 일정하게 유지할 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 구동 모터부(550)가 상측 테이블(200) 상측 표면에 위치함에 관해 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 구동 모터부(550)가 챔버부(100)의 외측에 위치할 수 있다. 이때, 구동축부(540)는 챔버부(100)와 상측 테이블(200)을 관통하여 해당 상측 정전척부(400)에 결합되는 것이 바람직하다.
물론 상술한 본 발명의 기판 접합 장치는 상술한 제 2 실시예에 한정되지 않고, 다양한 예가 가능하다. 하기에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 접합 장치를 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 제 3 실시예의 기술적 사상은 제 1 및 제 2 실시예에 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 챔버부(100), 상측 및 하측 테이블(200, 300)과, 복수의 상측 및 하측 정전척부(400, 600) 그리고, 하측 및 상측 스테이지부(700, 800)를 구비하고, 상기 상측 테이블(200)의 하측 표면에 마련된 복수의 상측 정전척부(400)들 간의 표면 평탄도를 맞추기 위한 평탄도 조절 수단(500)을 구비한다.
이때, 상기 상측 테이블(200)의 하측 표면에는 상기 복수의 상측 정전척부(400)에 대응하는 복수개의 오목홈부(210)가 마련된다. 즉, 상기 복수의 오목홈부(210) 각각 상측에 상기 상측 정전척부(400)가 위치한다. 이때, 본 실시예의 평탄도 조절 수단(500)은 상기 오목홈부(210) 내측 영역에 위치한다. 이때, 본 실시예의 평탄도 조절 수단(500)으로 공압, 유압 또는 전동 실린더를 사용하는 것이 효과적이다. 이때, 상기 실린더를 이용하여 오목홈부(210)의 상측에 위치한 상측 정전척부(400)의 높이 일정하게 조절하여 복수의 상측 정전척부(400)들 간의 표면 평탄도를 향상시킬 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 복수의 정전척부의 배치를 설명하기 위한 상측 테이블의 평면도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 정전척부의 단면도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 정전척부의 전극 패턴을 설명하기 위한 정전척부의 평면도.
도 5는 제 1 실시예의 변형예에 따른 정전척부의 평면도.
도 6은 제 1 실시예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도.
도 7 및 도 8은 제 1 실시예에 따른 평탄화 조절 수단을 이용한 정전척부들의 평탄화 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 9는 제 1 실시예의 변형예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 챔버부 200 : 상측 테이블
300 : 하측 테이블 400, 600 : 정전척부
410 : 베이스 판 420 : 완충층
430, 450 : 필름층 440 : 전극층
500 : 평탄도 조절 수단 510, 520 : 조절 나사공
530 : 간격 조절 나사 540 : 구동축부
550 : 구동 모터부 700, 800 : 스테이지부

Claims (11)

  1. 챔버부;
    상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블;
    상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착되고, 베이스 판과, 상기 베이스 판에 위치하는 완충층과, 상기 완충층 상에 위치하는 제 1 필름층과, 상기 제 1 필름층 상에 형성된 전극층과, 상기 전극층을 피복하는 제 2 필름층을 포함하는 복수의 상측 정전척부;
    상기 상측 정전척부를 상기 상측 테이블에 장착시키고, 상기 상측 정전척부들 간의 평탄도를 조절하는 평탄도 조절 수단; 및
    상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하는 기판 접합 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 평탄도 조절 수단은,
    상기 복수의 상측 정전척부 각각을 관통하여 형성된 다수의 제 1 조절 나사공과, 상기 상측 테이블에 형성되고 상기 다수의 제 1 조절 나사공에 대응하는 다수의 제 2 조절 나사공과, 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공 내측으로 인입되어 상기 상측 정전척부와 상기 상측 테이블 간의 간격을 조절하는 간격 조절 나사를 포함하는 기판 접합 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 평탄도 조절 수단은,
    상기 복수의 상측 정전척부에 각기 형성된 다수의 제 1 조절 나사공과, 상기 상측 테이블을 관통하여 형성되고 상기 다수의 제 1 조절 나사공에 대응하는 다수의 제 2 조절 나사공과, 상기 제 1 및 제 2 조절 나사공 내측으로 인입되어 상기 상측 정전척부와 상기 상측 테이블 간의 간격을 조절하는 간격 조절 나사를 포함하는 기판 접합 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 평탄도 조절 수단은,
    상기 복수의 상측 정전척부에 각기 대응하는 상기 상측 테이블의 상측 표면에 위치하는 복수의 구동 모터부와, 상기 상측 테이블을 관통하여 상기 구동 모터부에서 연장하여 상기 상측 정전척부에 접속된 적어도 하나의 구동축부를 포함하는 기판 접합 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 평탄도 조절 수단으로 공압, 유압 또는 전동 실린더를 사용하는 기판 접합 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 상측 정전척부에 대응하는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련된 복수의 오목홈부를 더 구비하고, 상기 공압, 유압 또는 전동 실린더가 상기 복수의 오목홈부 내에 마련된 기판 접합 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 상측 정전척부는 상기 상측 테이블의 하측 표면에 매트릭스 형 태로 배치된 기판 접합 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극층은 판 형상으로 제작되고 각기 엇갈리게 배치되거나, 직선 형상으로 제작되고 각기 엇갈리게 배치된 양 전극 패턴과 음전극 패턴을 구비하는 기판 접합 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하측 테이블을 이동시키는 하측 스테이지부와,
    상기 상측 테이블을 이동시키는 상측 스테이지부를 더 포함하는 기판 접합 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하측 스테이지부는 상기 하측 테이블의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절부를 포함하는 기판 접합 장치.
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