KR101349330B1 - 기판 합착기 및 기판 합착기의 클리닝방법 - Google Patents

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Abstract

점착부재에 부착된 파티클들을 제거할 수 있는 클리닝장치가 개시된다. 본 발명은 기판처리장치에 설치되는 점착부재를 플라즈마로 클리닝하는 클리닝부재 및상기 클리닝부재가 설치되는 이동플레이트 및 상기 이동플레이트를 적어도 하나의 방향 이상으로 이동시키는 이동유닛을 포함한다.

Description

기판 합착기 및 기판 합착기의 클리닝방법 {SUBSTRATE ATTACHING APPARATUS AND CLEANING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 기판 합착기 및 기판 합착기에 설치된 점착부재를 클리닝하는 클리닝방법에 관한 것이다.
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 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이 하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시소자는 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.
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.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판 (TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
그리고 제 2 유리 기판(칼라필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖도록 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판사이에 액정이 주입된다.
이 때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태를 유지하여 액정 액에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 애정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.
그러나 이와 같은 일반적인 액정 주입식 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다.
둘째, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.
셋째, 상기와 같이 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되므로 여러개의 액정 주입 장비가 요구되어 많은 공간을 요구하게 된다.
따라서, 최근에는 액정을 적하하는 방법을 이용한 액정표시장치의 제조 방법이 연구되고 있다.
즉, 일본국 특허 출원 평11-089612 및 특허 출원 평 11-172903호 공보에는 어느 하나의 기판에 액정을 적하하고 시일재를 도포한 후, 다른 하나의 기판을 상기 액정 및 시일재가 형성된 기판상에 위치시켜 진공 중에서 접합하는 액정 적하 방식 등을 제시하였다.
상기한 액정 적하 방식은 액정 주입 방식에 비해 많은 공정(예컨대, 액정 주입구 형성, 액정 주입, 액정 주입구의 밀봉 등을 위한 각각의 공정)을 생략할 수 있음에 따라 공정을 단순화 시키는 장점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 점착부재를 클리닝할 수 있는 클리닝장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다
본 발명에 따른 클리닝장치는 기판처리장치에 설치되는 점착부재를 플라즈마로 클리닝하는 클리닝부재 및 상기 클리닝부재가 설치되는 이동플레이트 및 상기 이동플레이트를 적어도 하나의 방향 이상으로 이동시키는 이동유닛을 포함한다.
상기 클리닝장치는 상기 점착부재와 상기 이동플레이트의 사이에 배치되어, 상기 플라즈마가 상기 점착부재를 향해 집중되도록 상기 점착부재가 클리닝되는 공간을 외부로부터 차단하는 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 격벽은 상기 이동플레이트의 가장자리에 설치되어 상기 점착부재가 클리닝되는 공간을 외부로부터 차단할 수 있다.
상기 점착부재는 복수로 마련되고 상기 클리닝부재는 복수의 상기 점착부재에 대응되도록 복수로 설치되고 상기 격벽은 복수의 상기 클리닝부재의 각각에 설치되어 복수의 상기 점착부재가 클리닝되는 각각의 공간을 외부로부터 차단할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 이동플레이트를 상기 점착부재의 평면방향으로 이송하는 제 1이동부 및 상기 제 1이동부를 상기 평면방향에 교차하는 방향으로 이송하는 제 2이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 클리닝장치는 상기 격벽에 의해 마련되는 상기 점착부재가 클리닝되는 공간에 상기 플라즈마를 형성하는 기반이 되는 소스가스를 공급하는 가스공급라인을 더 포함하고 상기 점착부재가 클리닝되는 공간에 전계를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면 점착부재에 부착된 파티클들을 제거할 수 있다.
도 1은 기판 합착기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 유닛 및 이동유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 클리닝 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 클리닝 부재에 격벽이 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 3의 이동플레이트에 격벽이 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
이하에서는 기판을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
한편, 명세서 내용 중 "포함하는", "구비하는", "갖는", "함유하는", "수반하는", 그리고 이와 동등한 의미를 가지는 단어는 기재된 항목과 그 등가물 뿐만 아니라 추가적인 항목도 포함하는 것으로 해석된다.
도 1은 기판 합착기를 개략적으로 나타내는 도면이다. 기판 합착는 상부챔버(110) 및 하부챔버(120)와, 상부스테이지 및 하부스테이지를 포함한다. 상부챔버(110)는 하부챔버(120)의 상부에 위치하며, 상부챔버(110)는 하부챔버(120)와 함께 기판합착공정이 이루어지는 공간을 제공한다. 상부챔버(110)의 측벽(112)은 하부챔버(122)와 접촉하여 공정이 이루어지는 공간을 외부로부터 차단하며, 이를 위해 측벽(112)과 측벽(122) 사이에는 실링부재(122a)가 설치된다.
상부챔버(110)는 승강축(114)에 의해 지지되며, 승강축(114)에 의해 상하로 승강한다. 마찬가지로, 하부챔버(120)는 지지축(124)에 의해 지지되며, 지지축(124)에 의해 상하로 승강할 수 있다.
상부스테이지는 상부챔버(110)의 내측공간에 설치되고, 하부스테이지는 하부챔버(120)의 내측공간에 설치된다. 상부챔버(110) 및 하부챔버(120) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판: S)은 상부스테이지와 하부스테이지에 각각 고정된 상태에서 상하로 합착된다.
상부스테이지는 상부플레이트(130) 및 상부플레이트(130)의 하면에 설치된 복수의 점착부재들(132)을 구비하며, 하부스테이지는 하부플레이트(140) 및 하부플레이트(140)의 상면에 설치된 복수의 점착부재들(142)을 구비한다. 점착부재들(132,142)은 점착력을 이용하여 기판들(S)을 상부플레이트(130)의 하면 및 하부플레이트(140)의 상면에 각각 고정한다.
한편, 기판(S)에 부착된 파티클들 또는 상부챔버(110) 및 하부챔버(120)의 내부공간 중에 떠다니는 파티클들은 기판(S)이 점착되는 점착부재들(132,142)의 점착면에 부착될 수 있다. 점착면에 파티클들이 부착된 경우, 점착부재들(132,142)의 점착력은 현저하게 저하되며, 이로 인하여 기판(S)을 상부플레이트(130)의 하면 또는 하부플레이트(140)의 상면에 안정적으로 고정할 수 없다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 유닛 및 이동유닛을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 클리닝 부재를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 클리닝 유닛(80)은 이동플레이트(81) 및 클리닝 부재(82)를 포함한다. 이동플레이트(81)는 상부플레이트(130) 및 하부플레이트(140)와 대체로 나란하게 배치되며, 후술하는 이동유닛(90)에 의해 상부플레이트(130) 및 하부플레이트(140)와 대체로 나란한 방향으로 이동할 수 있다.
클리닝 부재(82)는 이동플레이트(81)의 상부면에 설치되며, 상부플레이트(130)에 설치된 점착부재(132)와 대응되도록 설치된다. 점착부재(132)의 개수에 대응되도록 복수의 점착부재들(132)이 이동플레이트(81)의 상부면에 설치된다. 한편, 본 실시예에서는 상부플레이트(130)의 점착부재(132)를 대상으로 클리닝 유닛(80)을 설명하나, 이와 달리 클리닝 유닛(80)은 하부플레이트(140)의 점착부재(142)를 대상으로 사용될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 클리닝 부재(82)는 내부에 저장된 플라즈마를 점착부재(132)를 향하여 분출하여 점착부재(132)의 점착면에 부착된 파티클들을 제거한다. 플라즈마의 종류는 점착면에 쉽게 부착되는 파티클의 종류에 따라 선택될 수 있다.
이동유닛(90)은 클리닝 유닛(80)을 이동플레이트(81)와 나란한 방향으로 이동시키는 제1 이동부(91)와, 클리닝 부재(82)를 점착부재(132)를 향하여 이동시키는 제2 이동부(92)를 포함한다.
제1 이동부(91)는, 이동플레이트(81)와 나란한 방향으로 연장되는 레일(911)과, 레일(911)에 레일(911)을 따라 이동이 가능하게 설치되고 이동플레이트(81)가 연결되는 프레임(912)과, 프레임(912)과 연결되어 프레임(912)을 레일(911)을 따라 이동시키는 제1 구동장치(913)를 포함하여 구성될 수 있다. 레일(911) 상에는 랙기어(914)가 설치될 수 있으며, 제1 구동장치(913)는, 외주면에 랙기어(914)와 치합되는 나사산이 형성되는 피니언기어(915)와, 프레임(912)에 회전이 가능하게 설치되며 피니언기어(915)와 연결되는 회전축(916)과, 프레임(912)에 설치되고 회전축(916)과 연결되어 회전축(916)을 회전시키는 회전모터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 피니언기어(915)의 주위에는 랙기어(914)와 치합되어 회전되는 것과 함께 프레임(912)을 지지하는 적어도 하나의 아이들기어(918)가 설치될 수 있다.
제2 이동부(92)는, 프레임(912)에 설치되며 이동플레이트(81)와 연결되어 클리닝 부재(82)를 점착부재(132)를 향하는 방향으로 이동시키는 제2 구동장치(921)를 포함한다. 제2 구동장치(921)로는 유압실린더 또는 공압실린더가 적용될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참고하여 클리닝 유닛 및 이동유닛의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 점착부재(132)의 이물질을 제거가 요구되는 경우, 승강축(114)을 상승시키면, 상부챔버(110)와 하부챔버(120)는 서로 이격된다.
그리고, 상부챔버(110)와 하부챔버(120) 사이에 레일(911)을 설치하고, 클리닝 유닛(80)과 제1이동부(91) 및 제2이동부(92)가 조립된 프레임(912)을 그 피니언기어(915)가 랙기어(914)와 치합되도록 레일(911)상에 안착시킨다.
이때, 회전모터(미도시)를 작동시키면, 랙기어(914)와 피니언기어(915)의 상호동작에 의하여 프레임(912)이 레일(911)을 따라 상부챔버(110)와 하부챔버(120)의 사이로 이동되며, 이에 따라, 클리닝 유닛(80)이 점착부재(132)의 하부로 이동한다.
클리닝 유닛(80)이 이동하여 클리닝 부재(82)와 점착부재(132)의 위치가 정렬되면 회전모터(미도시)의 동작을 중지한다. 이때, 실린더(921)를 동작시켜 이동플레이트(81)를 상측으로 이동시켜 클리닝 부재(82)를 점착부재(132)에 근접시킨 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 클리닝 부재(82)로부터 점착부재(132)를 향하여 플라즈마를 분출한다. 이와 같은 방법을 통해 점착부재(132)에 부착된 파티클을 제거할 수 있다.
파티클 제거과정이 종료되면, 이동플레이트(81)를 하강시키고, 클리닝 유닛(80)을 레일(911)을 따라 이동시켜 상부챔버(110) 및 하부챔버(120)의 사이로부터 벗어나도록 한 후, 클리닝 유닛(80)과 제1 이동부(91) 및 제2 이동부(92)가 조립된 프레임(912)을 레일(911)로부터 제거하고, 레일(911)을 제거하면 파티클을 제거하는 과정이 완료된다.
본 실시예에서는 클리닝 유닛(80)을 점착부재(132)의 하부로 이동시키기 위한 구성으로 레일(911)에 안착되고 랙기어(914) 및 피니언기어(915)의 동작에 의하여 클리닝 유닛(80)을 이동시키는 제1 이동부(91)와, 실린더(921)의 동작에 의하여 이동플레이트(81)를 상하방향으로 이동시키는 제2 이동부(92)가 제시된다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 구성에 한정되지 아니하며, 제1 이동부(91) 및 제2 이동부(92)로, 볼스크류를 이용한 이송메커니즘, 가동자 및 고정자를 구비하고 가동자 및 고정자의 전자기적 상호작용을 이용하여 클리닝 유닛(80)을 선형으로 이동시키는 이송메커니즘, 벨트를 이용한 선형이송메커니즘 또는 로봇을 이용한 2축 이송메커니즘, 그리고 리니어 액츄에이터를 이용한 이송메커니즘 등 다양한 구성이 적용될 수 있다.
도 5는 도 3의 클리닝 부재에 격벽이 설치된 모습을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이 클리닝 부재(82)로부터 플라즈마를 분출할 경우, 플라즈마가 점착부재(132)에 집중되지 못하므로, 도 5에 도시한 바와 같이 클리닝 부재(82)의 주위에 격벽(83)을 설치하고, 클리닝이 이루어질 때 격벽(83)의 상단을 상부플레이트(130)에 밀착시켜 클리닝이 이루어지는 공간을 외부로부터 차단할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 플라즈마를 점착부재(132)에 집중시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 3의 이동플레이트에 격벽이 설치된 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 격벽(84)을 이동플레이트(81)의 가장자리에 설치할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 플라즈마가 상부플레이트(130)의 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있으며, 플라즈마를 점착부재(132)에 집중시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 클리닝이 이루어지는 공간을 외부로부터 차단한 상태에서 밸브(134a)를 개방하여 가스공급라인(134)을 통해 소스가스를 공급하고, 클리닝이 이루어지는 공간에 전계를 형성하여 플라즈마를 형성할 수 있다. 형성된 플라즈마는 점착부재(132)의 점착면을 클리닝하는 데 사용된다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
90 : 이동유닛 110 : 상부챔버
114 : 승강축 120 : 하부챔버
124 : 지지축 130 : 상부 플레이트
132 : 상부점착부재 140 : 하부 플레이트
142 : 하부점착부재 80 : 클리닝 유닛

Claims (7)

  1. 하부챔버;
    상기 하부챔버의 상부에 위치하여 상기 하부챔버와 함께 기판이 합착되는 공간을 제공하는 상부챔버;
    상기 하부챔버와 상기 상부챔버 사이에서 합착되는 기판을 점착하는 점착부재가 구비되는 스테이지;
    상기 점착부재를 플라즈마로 클리닝하는 클리닝부재;
    상기 클리닝부재가 설치되는 이동플레이트;
    상기 클리닝부재를 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이로 반입하여 상기 점착부재를 클리닝할 수 있도록 상기 이동플레이트를 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 이동유닛; 및
    상기 이동플레이트에 구비되어 플라즈마가 상기 점착부재를 향해 집중되도록 상기 점착부재가 클리닝되는 공간을 외부로부터 차단하는 격벽;을 포함하는 기판 합착기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 점착부재는 복수개로 구비되고, 상기 클리닝부재는 복수개의 상기 점착부재에 대응되도록 복수개로 설치되며, 상기 격벽은 복수개의 상기 클리닝부재의 각각에 설치되어 복수개의 상기 점착부재가 클리닝되는 각각의 공간을 외부로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이동유닛은,
    상기 이동플레이트를 상기 점착부재의 평면방향으로 이송하는 제 1이동부; 및
    상기 제 1이동부를 상기 평면방향에 교차하는 방향으로 이송하는 제 2이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽에 의해 상기 점착부재가 클리닝되는 공간에 상기 플라즈마를 형성하는 기반이 되는 소스가스를 공급하는 가스공급라인을 더 포함하고, 상기 클리닝부재는 상기 점착부재가 클리닝되는 전계를 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
  5. 하부챔버; 상기 하부챔버의 상부에 위치하여 상기 하부챔버와 함께 기판이 합착되는 공간을 제공하는 상부챔버; 상기 하부챔버와 상기 상부챔버 사이에서 합착되는 기판을 점착하는 점착부재가 구비되는 스테이지; 플라즈마를 분출하는 클리닝부재; 상기 클리닝부재가 설치되는 이동플레이트; 및 상기 이동플레이트를 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 이동유닛;을 포함하는 기판 합착기를 준비하는 단계;
    상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 서로 이격시키는 단계;
    이격된 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이로 상기 점착부재를 향해 상기 클리닝부재가 구비된 상기 이동플레이트를 반입시키는 반입단계;
    상기 점착부재가 클리닝되는 공간에 소스가스를 공급하여 상기 소스가스를 기반으로 하는 플라즈마를 이용하여 상기 점착부재의 파티클을 클리닝하는 클리닝단계; 및
    상기 이동플레이트를 상기 점착부재로부터 벗어나도록 이격된 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이로부터 상기 이동플레이트를 반출하는 반출단계;를 포함하는, 기판 합착기의 클리닝방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 클리닝단계 이전에,
    상기 점착부재가 클리닝되는 공간을 격벽으로 차단시켜 상기 플라즈마가 상기 점착부재로 집중되도록 하는 단계를 더 포함하는 기판 합착기의 클리닝방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 점착부재와 상기 클리닝부재는 서로 대응되도록 복수개로 구비되고,
    상기 격벽은 상기 복수개의 클리닝부재의 각각에 구비되어 상기 복수개의 점착부재가 클리닝되는 각각의 공간을 차단하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기의 클리닝방법.
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