KR101087976B1 - 기판 합착기 - Google Patents

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    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Abstract

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 기판 합착기는, 상하 기판을 합착하는 기판 합착기에 있어서, 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 상하 기판을 각각 흡착하는 상, 하부 정반; 및 상기 상, 하부 정반 중 승강 구동시 회전되는 것을 방지하는 회전방지수단;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상하 기판의 갭 조정시 하부 정반의 일측을 접촉시켜 기준이 되게 하면서 타측에서 기준 방향으로 가압하여 하부 정반의 회전현상을 방지하는 효과가 있다.
기판, 합착, 상, 하부 정반, 회전현상

Description

기판 합착기{SUBSTRATES ADHESION APPARATUS}
본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 합착을 위해 승강하는 정반의 회전 현상을 방지하는 기판 합착기에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Device), PDP(Plasma Display Panal) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 형광체가 도포된 칼라 필터(Color filter) 기판 사이에 액정(Liquid Crystal)을 주입하여 형성된다. 물론 양 기판의 가장자리에는 액정 물질을 가두기 위한 봉인재(Sealer)가 구비되며, 양 기판 사이에는 소정 간격으로 양 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 간격재(Spacer)가 위치된다.
상기 액정 표시 장치는 액정 물질에 전원을 인가하여 구동되는 것이며, 액정 물질은 이방성 유전율을 갖기 때문에 전원의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.
따라서 액정 표시 장치를 제조함에 있어서는 TFT기판 및 칼라필터 기판을 제조한 후에 양 기판을 합착하고 그 사이의 공간에 액정 물질을 주입하는 것이 필수적인 공정이면서, 매우 중요한 공정이다.
이러한 기판 합착 공정은 그 내부를 진공 상태로 형성시킬 수 있는 기판 합착기에 의하여 수행되며, 기판 합착기에서는 진공 상태에서 기판 합착기 내의 상부 정반 및 하부 정반에 기판을 고정하기 위하여 정전척(ESC: Electro Static Chuck)이 사용되고 있다. 즉, 상부 정반 및 하부 정반에 전원을 인가하고 그 전원에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 것이다.
그리고 상기 기판 합착기는 진공 상태와 대기압 상태를 전환이 불가피하며, 진공 상태에서 대기압 상태로의 전환시 그 내부에 벤팅 가스(Venting gas)를 주입한다.
종래의 기판 합착기는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게는 하부 베이스(10)와, 상기 하부 베이스(10)와 이격된 상태로 마련되는 상부 베이스(12)와, 상기 상부 베이스(12)의 상부에 마련되는 상, 하부 챔버(14, 16)와, 상기 상, 하부 챔버(14, 16) 내 상부 영역과 하부 영역에 마련되는 상, 하부 정반(20, 22)로 이루어지며, 상기 상, 하부 챔버(14, 16) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : 도면에 미도시)을 상부 정반(20)와 하부 정반(22)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어있다.
이때, 상, 하부 정반(20, 22)은 상부판(18)과 하부 베이스(10)에 지지부(20a, 20b)로 각각 복수 지점이 지지된다. 그리고 상기 상부 챔버(14)의 상면에 는 내부 구성물의 유지 보수시 개방하는 상부판(18)이 마련된다.
그리고 상기 상, 하부 챔버(14, 16)의 내부에 기판 반입 또는 반출시 상기 상부 챔버(14)를 승강시키는 승강수단(도면에 미도시)이 상부 챔버(14)의 저면 모서리 영역에 각각 마련된다.
그리고 상기 베이스(12) 및 상부판(18)에는 다수개의 배기 펌프(도면에 미도시)가 구비되어 벤팅 가스를 배기하는 기능을 한다.
그러나 상기 상, 하부 정반(20, 22) 중 특히 하부 정반(22)은 도 2에 도시된 바와 같이 상하 기판 간의 갭(Gap) 조정시 하부 정반(22)을 지지하는 4개의 지지부(20b)의 밸런스(balance)가 좋지 않을 경우 하부 정반(22)에 회전현상이 발생하므로 무게 중심의 변화에 따라 상하 기판이 틀어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 상하 기판의 갭 조정시 하부 정반의 일측을 접촉시켜 기준이 되게 하면서 타측에서 기준 방향으로 가압하여 하부 정반의 회전현상을 방지할 수 있게 한 기판 합착기를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상하 기판을 합착하는 기판 합착기에 있어서, 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 상하 기판을 각각 흡착하는 상, 하부 정반; 및 상기 상, 하부 정반 중 승강 구동시 회전되는 것을 방지하는 회 전방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서의 상기 회전방지수단은 상기 하부 정반의 측벽에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서의 상기 회전방지수단은, 상기 하부 정반의 일측 이웃한 양측변에 각각 위치되어 기준점이 되는 고정부; 및 상기 하부 정반의 타측 이웃한 양변에 각각 위치되어 상기 고정부 방향으로 상기 하부 정반을 가압하는 정렬부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서의 상기 정렬부는 실린더 또는 쇽업 소버(shock absorber)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서의 상기 정렬부는 탄성체인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 기판 합착기는, 상하 기판의 갭 조정시 하부 정반의 일측을 접촉시켜 기준이 되게 하면서 타측에서 기준 방향으로 가압하여 하부 정반의 회전현상을 방지하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 기판 합착기를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기판 합착기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하부 베이스(110), 베이스(112), 상, 하부 챔버(114, 116), 상부 판(118), 상, 하부 정반(120, 122) 및 회전방지수단을 포함한다.
여기서, 상기 하부 베이스(110), 베이스(112), 상, 하부 챔버(114, 116), 상부판(118) 및 상, 하부 정반(120, 122)은 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 두 개의 기판인 TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판을 상, 하부 챔버(114, 116) 내부로 반입 또는 반출시키는 반송 로봇(도면에 미도시)이 구비되며 상기 반송 로봇에 있어서 상측에 마련된 상측 핸드(Hand)와 하측에 마련된 하측 핸드가 포함되고 상술한 상측 핸드의 하부에는 흡착력에 의해 컬러필터 기판이 흡착되며, 상술한 하측 핸드의 상부에는 TFT 어레이 기판이 위치된다.
그리고 상기 상부 정반(120)의 하부와 하부 정반(122) 상부에는 로딩된 기판이 각각 위치되고 일차적으로 가흡착시키는 리프트 핀(Lift pin : 도면에 미도시)이 다수개 마련되며, 이러한 리프트 핀은 상, 하부에 마련되는 하나의 플레이트와 플레이트에 구동력을 제공하는 구동부(도면에 미도시)에 의해 일률적으로 이동된다.
여기서, 상기 기판의 합착 수행 전 하부 정반(122)에 배치된 기판을 정확한 위치로 정렬하는 정반 어라인(Align) 과정이 포함되며, 이러한 기판의 정렬은 하부 챔버(116)의 이웃된 측벽 세 지점에 접한 상태로 마련되는 정렬수단에 의해 실시된다.
상기 정렬수단은 적층된 상, 하부 챔버(114, 116) 중 하부 챔버(116)에 직접적으로 접한 상태로 상부 베이스(112)의 상면에 고정되며, 편심되게 마련되는 캠(Cam)과, 상기 캠에 회전력을 부여하는 구동부로 이루어진다. 또는 하부 정반(122)을 X, Y, θ축으로 이동 및 회전하는 UVW 스테이지 타입으로 대체 가능하다.
상기 회전방지수단은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상, 하부 정반(120, 122) 중 특히 하부 정반(122)이 상하 기판 간의 갭(Gap) 조정을 위해 승강하는 과정에서 통상적으로 하부 정반(122)의 저면 4 지점을 지지하는 지지부(120b)의 밸런스가 불량할 경우에 하부 정반(122)이 회전되는 현상을 방지하게 된다.
즉, 상기 회전방지수단은 하부 정반(122)에 회전 현상이 발생하면 하부 정반(122)의 일측 이웃한 양측벽을 지지하여 기준이 되게 하고, 타측 이웃한 양측벽을 기준 방향을 향해 가압하여 하부 정반(122)을 정렬하게 한다.
이때, 상기 회전방지수단은 고정부(130) 및 정렬부(132)를 포함하며, 상기 고정부(130)는 상기 하부 정반(122)의 일측 이웃한 양측변부 측벽에 각각 위치되어 기준점이 되게 한다.
여기서, 상기 고정부(130)는 위치 고정되는 블럭 형태로 구비되며, 하부 정반(122)의 이웃한 모서리 양쪽 한 지점씩 각각 구비되거나 하부 정반(122)의 이웃한 양측벽 복수지점마다 각각 구비될 수 있다.
상기 정렬부(132)는 상기 하부 정반(122)의 타측 이웃한 양측변부 측벽에 각각 위치되어 상기 고정부(130) 방향으로 하부 정반(122)을 밀어서 정렬하게 한다. 그리고 상기 정렬부(132)는 상기 고정부(130)와 대각선 방향으로 대칭되는 양측벽 복수지점에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 정렬부(132)는 실린더 또는 쇽업 소버(shock absorber) 등에서 어느 하나를 접목시키며, 직선 왕복 운동이 가능한 것이면 어느 것이던 대체 적용이 가능하다.
상기 정렬부의 다른 실시 예로는 도면에는 도시하지 않았지만 처음부터 하부 정반(122)의 일측은 고정부(130)에 의해 접한 상태에서 타측에 고무 또는 스프링 등과 같은 탄성체 등이 하부 정반(122)의 타측에 접한 상태로 복원력에 의해 가압하고 있는 상태로, 하부 정반(122)에 회전현상이 발생하여도 복원력에 의해 원위치한다.
그러므로 본 발명에 의한 기판 합착기는 상하 기판을 합착하기 전 상하 기판 간의 갭(Gap) 조정을 위해 승강하는 과정에서 하부 정반(122)의 저면 4 지점을 지지하는 지지부(120b)의 밸런스가 불량할 경우에 하부 정반(122)이 회전되는 현상을 방지하게 되며, 이는 하부 정반(122)에 회전 현상이 발생하면 하부 정반(122)의 일측 이웃한 양측벽을 지지하여 기준면이 되게 하고, 타측 이웃한 양측벽을 기준면 방향을 향해 가압하여 하부 정반(122)을 정렬하게 한다.
즉, 상기 하부 정반(122)의 일측 이웃한 양측변부 측벽에 상기 고정부(130)가 각각 위치되어 기준점이 되게 하고, 상기 정렬부(132)가 상기 하부 정반(122)의 타측 이웃한 양측변부 측벽에 각각 위치되어 상기 고정부(130) 방향으로 하부 정반(122)을 밀어서 정렬하게 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 기판 합착기를 도시한 측단면도이다.
도 2는 상기 기판 합착기에서 하부 정반에 회전현상이 발생되는 상태를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 기판 합착기를 도시한 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 상기 기판 합착기에서 회전방지수단에 의해 하부 정반에 회전현상 발생을 방지하는 상태를 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
114, 116: 상, 하부 120, 122: 상, 하부 정반
130: 고정부 132: 정렬부

Claims (5)

  1. 상하 기판을 합착하는 기판 합착기에 있어서,
    챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 상기 상하 기판을 각각 흡착하는 상, 하부 정반;
    상기 하부 정반의 일측 이웃한 양측변에 각각 위치되어 기준점이 되는 고정부;및
    상기 하부 정반의 타측 이웃한 양변에 각각 위치되어 상기 고정부 방향으로 상기 하부 정반을 가압하여 상기 하부 정반이 회전되는 것을 방지하는 정렬부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬부는 실린더 또는 쇽업 소버(shock absorber)인 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬부는 탄성체인 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
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