KR101888158B1

KR101888158B1 - 평판표시소자의 박형 유리기판의 합착라인 및 합착방법

Info

Publication number: KR101888158B1
Application number: KR1020110128541A
Authority: KR
Inventors: 오재영; 김기용; 신우섭; 이재균; 안용수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2018-08-14
Also published as: JP2013117713A; KR20130062117A; CN103135274A; CN103135274B; TWI617863B; TW201323202A

Abstract

본 발명은 유리기판과 보조기판을 합착하는 라인을 하나의 인라인으로 형성하여 공정을 신속하게 하기 위한 것으로, 기판이 투입되는 기판투입라인; 보조기판이 투입되는 보조기판 투입라인; 및 기판투입라인 및 보조기판 투입라인을 통해 투입된 기판 및 보조기판을 합착하여 실제 표시소자 공정이 진행되고 공정이 종료후에는 다시 분리되는 공정패널을 형성하는 기판합착라인으로 구성되며, 상기 기판투입라인과 보조기판 투입라인 및 기판합착라인은 인라인(in-line)인 것을 특징으로 한다.

Description

평판표시소자의 박형 유리기판의 합착라인 및 합착방법{METHOD OF FABRCIATION LINE FOR ATTACHING THIN GLASS SUBSTRATE FOR FLAT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 평판표시소자용 유리기판의 합착라인 및 합착방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

이러한 액정표시소자는 휴대용 전자기기에 특히 많이 사용되기 때문에, 그 크기와 무게를 감소시켜야만 전자기기의 휴대성을 향상시킬 수 있게 된다. 더욱이, 근래에는 대면적의 액정표시소자가 제작됨에 따라 이러한 경량 및 박형의 요구는 더욱 거세지고 있다.

액정표시소자의 크기나 무게를 감소시키는 방법은 여러가지가 있을 수 있지만, 그 구조나 현재 기술상 액정표시소자의 필수 구성요소를 줄이는 것은 한계가 있다. 더욱이, 이러한 필수 구성요소는 중량이 작기 때문에 이들 필수 구성요소의 중량을 감소하여 전체 액정표시소자의 크기나 중량을 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 유리기판의 식각없이 경량 박형의 유리기판을 보조기판에 합착하여 두꺼운 공정패널을 형성하고 이 공정패널에 의해 액정표시소자 제조공정을 진행함으로써 액정표시소자 제조공정을 단순화할 수 있는 기판합착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기판의 합착을 인라인으로 이루어진 공정라인에 의해 진행함으로써 신속한 기판의 합착이 가능한 기판합착장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 기판합착장치는 기판이 투입되는 기판투입라인; 보조기판이 투입되는 보조기판 투입라인; 및 기판투입라인 및 보조기판 투입라인을 통해 투입된 기판 및 보조기판을 합착하여 실제 표시소자 공정이 진행되고 공정이 종료후에는 다시 분리되는 공정패널을 형성하는 기판합착라인으로 구성되며, 상기 기판투입라인과 보조기판 투입라인 및 기판합착라인은 인라인(in-line)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

기판투입라인은 기판을 로딩하는 제1로더; 로딩된 기판을 단위 패널로 분리하는 제1절단기; 상기 절단된 기판을 세정하는 제1세정기; 상기 세정된 기판을 검사하는 제1검사기; 및 기판을 언로딩하는 제1언로더로 구성되며, 보조기판 투입라인은 보조기판을 로딩하는 제2로더; 로딩된 보조기판을 단위 패널로 분리하는 제2절단기; 상기 절단된 보조기판을 세정하는 제2세정기; 상기 세정된 보조기판을 검사하는 제2검사기; 및 보조기판을 언로딩하는 제2언로더로 구성된다.

상기 기판합착라인은 기판투입라인 및 보조기판 투입라인을 통해 입력되는 기판 및 보조기판중 하나를 반전하여 서로 마주시키는 반전기; 기판 및 보조기판을 합착하는 합착기; 기판 및 보조기판을 보관하여 공정을 동기화시키는 버퍼; 및 상기 반전기, 버퍼 및 합착기 사이에 배치되어 기판 및 보조기판을 이송하는 제2로보트로 이루어진다.

본 발명에서는 별도의 패널 식각공정 없이 경량 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있으며, 패널식각에 의해 패널의 표면의 거칠기가 증가하여 기판 강성이 약화됨에 발생하는 기판의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 공정패널의 형성시 기판 및 보조기판의 합착을 인라인으로 이루어진 공정라인에 의해 진행함으로써 연속적인 공정이 자동으로 진행되어 신속한 기판의 합착이 가능하게 된다.

도 1a-도 1e는 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 기판합착라인의 개략적인 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 기판합착라인의 구체적인 구조를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 기판합착라인의 로보트의 구조를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 기판합착라인의 반전기의 구조를 나타내는 도면.
도 6a-도 6c는 본 발명에 따른 기판합착라인에서 반전기에 의해 기판을 반전하는 방법을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 기판합착라인의 진공합착기의 구조를 나타내는 도면.
도 8a-도 8d는 발명에 따른 기판합착라인에서 진공합착기를 이용하여 보조기판에 기판을 부착하는 것을 나타내는 도면.

액정표시소자의 무게를 좌우하는 요소에는 여러가지가 있지만, 그중에서도 유리로 이루어진 기판이 액정표시소자의 다른 구성요소 중에서 가장 무거운 구성이다. 따라서, 액정표시소자의 무게를 감소시키기 위해서는 이 유리기판의 무게를 감소하는 것이 가장 효율적이다.

통상적으로 유리기판의 식각은 HF와 같은 식각액에 의해 이루어진다. 즉, 두매의 기판을 합착하여 액정패널을 제작한 후, 분사장치 등에 의해 액정패널의 양면에 불산 용액을 분사함으로써 두매의 기판 외측면을 식각함으로써 이루어진다. 그러나, 이 경우 유리기판의 특성상 식각이 기판 전체 영역에서 동일한 속도로 진행되지 않으므로 상기 기판 표면 거칠기가 증가하게 되는데, 이러한 표면거칠기의 증가는 액정패널의 양면에 편광판을 부착할 때 접착력이 저하되어 편광판의 부착력이 저하된다.

또한, 표면 거칠기 증가에 따라 상대적으로 두께가 얇아지는 부분이 발생되는데, 이 영역의 강성이 약화되므로 기판 자체의 강성이 약화되어 외부 충격에 의해 쉽게 크렉 등이 발생하여 파손되는 문제가 발생하게 된다. 그리고, HF와 같은 식각액에 의한 유리기판의 식각은 십 수분 내지 수 십분이 소요됨으로써 단위시간당 생산성을 저하시키는 요인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 유리기판을 식각하지 않고, 유리기판 제조회사에서 제작된 박형의 유리기판을 이용하여 액정표시소자를 제작한다. 사용되는 유리기판이 별도의 식각공정없이 유리기판에세 제작된 형태로 공급되기 때문에, 유리기판의 두께를 감소하기 위한 식각 등의 공정이 필요없게 될 뿐만 아니라 매끄러운 표면을 갖는 유리기판을 사용할 수 있게 된다. 식각 등에 의해 유리기판의 두께를 얇게 하는 경우, 표면거칠기가 증가하지만, 본 발명에서는 유리공장에서 가공된 박형 유리를 사용하므로, 거칠기(Ra)가 5.0nm 이하의 박형 유리로 액정표시소자를 제작할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 0.1t-0.5t 정도의 두께를 갖는 유리기판을 이용하여 어레이기판 및 컬러필터를 제작한 후, 이를 합착하여 액정표시소자를 완성하는데, 이때 박형 기판의 휨의 영향을 최소화하고 이동중 기판의 파손이 없도록 하는 것을 특징으로 한다. 이때, t는 mm를 의미하는 것으로, 0.1t는 0.1mm의 두께를 의미하고 0.5t는 0.5mm의 두께를 의미한다. 이후 설명에서 설명의 편의를 위해, mm를 t로 표시한다.

0.1t-0.5t 정도의 두께를 갖는 유리기판은 일반적인 액정표시소자 제조라인에 투입될 때 휨 발생이 크게 되어 기판의 처짐이 심하게 발생하기 때문에, 카세트 등의 이동수단을 이용하여 이동하는데 문제가 있으며, 단위 공정장비에 로딩 및 언로딩시 작은 충격에 의해서도 휨발생이 급격히 발생하게 되어 위치오차가 빈번하게 발생하며, 그 결과 부딪침 등에 의해 파손불량이 증가하여 공정 진행이 실질적으로 불가능하였다.

본 발명에서는 0.1t-0.5t의 박형 유리기판을 제조라인에 투입하기 전에 보조기판을 부착함으로써, 일반적인 액정표시소자에 이용되는 0.7t 정도의 두께를 갖는 유리기판과 동일하거나 더 향상된 휨발생특성을 갖도록 하여 이동 또는 단위공정 진행중 기판 처짐 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 보조기판은 0.1t-0.5t 두께의 유리기판의 탈착이 용이하며, 일반적인 액정표시소자의 제조공정 온도에서도 진행이 가능하며, 온도 변화에 따른 팽창율이 상기 유리기판과 유사한 물질로 이루어진다.

특히, 본 발명에서는 박형 유리기판과 보조기판을 합착을 하나의 연속된 인라인(in-line)으로 형성함으로써 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화시킬 수 있게 된다. 이러한 합착라인은 복수개의 별도의 라인으로 이루어져 있지만, 이들 복수의 라인이 하나의 연속적인 인라인으로 이루어져 유리기판과 보조기판의 합착이 연속적으로 쉼없이 이루어진다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1a-도 1g는 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 도면이다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 실제 공정이 진행되는 제1기판(110)을 제1보조기판(101)에 합착하여 제1공정패널(280)을 형성한다. 이때, 상기 제1기판(110)은 0.1t-0.5t의 두께를 갖는 유리재질로 이루어지며, 제1보조기판(101)은 제1기판(110)과 동일한 유리재질로 이루어지고 그 두께가 0.4t 이상, 특히 0.4t-1.0t로 형성된다. 이와 같이, 제1기판(110)과 제1보조기판(101)을 동일한 재질로 형성함에 따라 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 온도변화에 따른 팽창률이 실질적으로 동일하게 되므로, 이후의 공정 진행시 팽창률의 차이에 의한 오차를 최소화하여 얼라인불량 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이후 공정의 CVD(Chmical Vapor Deposition)증착시 발생하는 게이트절연층이나 반도체층, 보호층 등이 불균일한 두께로 적층되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이때, 상기 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)의 합착은 접착제에 의해 이루어질 수 있지만, 이 경우 제1기판(110) 또는 제1보조기판(101)에 접착제를 도포하는 공정이 필요할 뿐만 아니라 액정표시소자 공정이 종료된 후 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)을 서로 분리하기 위해 다시 접착제를 제거하는 공정이 필요하게 되어 공정이 복잡하게 된다. 또한, 접착제가 도포된 기판을 세정하는 공정도 필요하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)의 합착을 접착제와 같은 외부로부터 인의적으로 인가되는 외력(예를 들면, 접착력)에 의해 이루어지는 것이 아니라 유리기판 자체에 기인하는 힘에 의해 합착이 이루어진다. 예를 들면, 본 발명에서는 접촉하는 유리 사이의 계면특성에 의해 밀찰력, 외부로부터 공급되거나 자연상태로 포함되는 정전기에 의한 정전기력, 유리기판의 표면의 표면장력 등에 의해 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)의 합착이 이루어진다. 이와 같이, 밀착력, 정전기력, 표면장력에 의해 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)이 합착되는 경우, 별도의 장비에 의해 외력을 인가할 필요가 없기 때문에, 제조공정이 단순화되고 제조비용이 절감된다.

그러나, 본 발명에서 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)의 합착이 밀착력, 정전기력, 표면장력에 의해서만 이루어지는 것은 아니다. 비록, 공정이 복잡해지지만, 접착제를 이용한 합착도 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.

상기 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)은 대기중에서 압력을 인가하여 합착될 수도 있지만, 이 경우 제1기판(110) 및 제1보조기판(101) 사이에 이물질 등의 침투할 수도 있기 때문에 진공상태에서 합착하는 것이 바람직하다.

그 후, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 제1공정패널(280)에 대해 어레이공정을 진행함으로써 상기 제1기판(110) 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 게이트절연층(156)을 개재하여 서로 교차하는 데이터라인(도면표시하지 않음)과 게이트라인(도면표시하지 않음)을 형성한다.

이어서, 각각의 화소영역에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 형성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(115)과, 상기 게이트전극(115) 위에 형성된 게이트절연층(117)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어져 게이트절연층(117) 위에 배치되는 반도체층(120)과, 상기 반도체층(120)에 위에 형성된 소스전극(133) 및 드레인전극(136)으로 이루어진다.

그리고, 상기 박막트랜지스터(Tr) 상부에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극(136)을 노출시키는 보호층(140)을 형성하고, 상기 보호층(140) 위에는 드레인전극(136)과 전기적으로 접촉하는 투명도전물질로 이루어진 화소전극(148)을 형성한다.

그 후, 도 1c에 도시한 바와 같이, 상기 제1보조기판(101)과 동일한 재질 및 구성을 갖는 0.4t 두께 이상의 제2보조기판(180)을 0.1t 내지 0.5t의 두께를 갖는 유리재질의 제2기판(150)과 합착하여 제2공정패널(290)을 완성한다.

상기 제2공정패널(290)의 형성은 제1공정패널(280)과 마찬가지로 진공하에서 이루어진다. 또한, 제2기판(150)과 제2보조기판(180)의 합착도 접착제 등에 의해 합착할 수도 있지만, 밀착력이나 표면장력 또는 정전기력에 의해 합착하는 것이 더 바람직하다.

그 후, 상기 제2공정패널(290)의 상기 제2기판(150) 상에 일반적인 컬러필터공정을 진행하여 각 화소영역이 경계에 블랙매트리스(153)를 형성하고, 상기 블랙매트릭스(153)와 상기 블랙매트릭스(153)로 둘러싸인 영역에 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(156)을 형성한 후, 상기 컬러필터층(156) 위에 투명도전성물질을 증착하여 공통전극(158)을 형성한다. 그 후, 상기 공통전극(158) 상부에 일정 높이의 컬럼스페이서(170)를 형성한다.

이와 같은 컬러필터공정을 진행하여도 제2공정패널(290)이 일반적인 0.7t 정도의 두께를 갖는 유리기판과 유사한 휨 정도를 가짐으로써 큰 휨 발생에 의한 단위 공정 불량 또는 파손 없이 안정적으로 진행될 수 있게 된다.

이어서, 도 1d에 도시한 바와 같이, 상기 제1공정패널(280) 또는 제2공정패널(290)의 가장자리영역에 씰패턴(177)을 형성한 후, 상기 화소전극(148)이 형성된 제1공정패널(220)과 상기 공통전극(158)이 형성된 제2공정패널(290)을 상기 화소전극(148)과 공통전극(158)이 마주하도록 위치시킨다. 그 후, 상기 씰패턴(177) 내측에 액정층(175)을 개재한 상태에서 상기 컬럼스페이서(170)의 단부가 상기 제2공정패널(290)딩의 최상층에 구성된 상기 보호층(140)과 접촉하도록 한 후, 합착 공정을 진행하여 상기 제1공정패널(280) 및 제2공정패널(290)이 합착된다.

그 후, 도 1e에 도시한 바와 같이, 합착된 상태의 상기 제1공정패널(280)및 제2공정패널(290)로부터 각각 제1보조기판(101) 및 제2보조기판(180)을 분리하여 액정패널(100)을 완성한다. 이때, 상기 액정패널(100)로부터 분리된 제1보조기판(101) 및 제2보조기판(180)은 세정 후, 재활용될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 액정패널(100)은 비록 어레이소자가 형성된 제1기판(110)과 컬러필터층이 형성된 제2기판(150)이 모두 0.1t-0.5t의 두께를 갖는다 하더라도 합착되어 서로 액정패널(100)을 이룬 상태가 되므로 휨이 거의 발생되지 않으며, 휨이 발생된다 하더라도 그 휨의 정도는 0.1t-0.5t의 두께를 갖는 단판 상태의 유리기판 보다는 작으며, 합착력을 고려할 때, 0.7t의 두께를 갖는 단판 상태의 유리기판의 휨보다도 작으므로 이후에 진행되는 단위 공정에서는 휨 발생에 기인한 문제는 발생되지 않는다.

이러한 유리기판(110,150)과 보조기판(101,180)의 합착은 다양한 공정을 거쳐 다양한 방법으로 이루어지는데, 특히 본 발명에서는 유리기판(110,150)과 보조기판(101,180)의 합착이 하나의 인라인으로 이루어지기 때문에, 신속한 합착이 가능해진다.

도 2는 본 발명에 따른 유리기판과 보조기판을 합착하는 기판합착라인을 간략하게 나타내는 블럭도이다. 이때, 유리기판은 어레이소자가 형성되는 제1기판(110)과 컬러필터층이 형성되는 제2기판(150) 모두 대상이 되지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 어레이소자가 형성되는 제1기판(110)에 대해서만 설명한다. 물론, 이 설명은 컬러필터가 형성되는 기판에도 동등하게 적용될 수 있을 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기판합착라인은 0.1t-0.5t 정도의 두께를 갖는 유리기판을 투입하는 기판투입라인(210)과, 0.4t 이상, 특히 0.4t-1.0t의 유리로 이루어진 보조기판을 투입하는 보조기판 투입라인(220)과, 상기 기판투입라인(210)과 보조기판 투입라인(220)을 통해 각각 투입되는 기판과 보조기판을 실제 합착하여 공정패널을 형성하는 합착라인(230)과, 합착된 공정패널을 검사하여 실제 합착이 정확히 이루어졌는지를 검사하는 검사라인(210)으로 구성된다.

각각의 기판투입라인(210), 보조기판 투입라인(220), 합착라인(230) 및 검사라인(210)은 각각 하나 또는 복수의 장치로 이루어지며, 투입된 기판 또는 보조기판은 해당 라인의 각 장치에서 해당 공정이 진행된다. 이때, 각각의 라인 내부에는 컨베이어벨트와 같은 운송수단이 구비되어 투입된 기판 또는 보조기판이 상기 운송수단에 의해 이동하면서 공정장비에 의해 해당 공정이 진행된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 기판투입라인(210), 보조기판 투입라인(220), 합착라인(230) 및 검사라인(210) 사이에는 로보트 등과 같은 이송수단이 구비되어 각각의 라인에서 공정이 종료된 기판 및 보조기판을 이후의 공정으로 이송한다. 이때, 상기와 같은 기판투입라인(210), 보조기판 투입라인(220), 합착라인(230), 검사라인(210) 및 사이의 로보트는 제어수단에 의해 제어되어 기판투입라인(210)에 투입된 기판과 보조기판 투입라인(220)에 투입된 보조기판이 상기 기판투입라인(210), 보조기판 투입라인(220), 합착라인(230) 및 검사라인(210)을 통해 연속적으로 쉼없이 공정이 진행된다. 다시 말해서, 기판투입라인(210)에 투입된 기판과 보조기판 투입라인(220)에 투입된 보조기판의 연속적인 공정에 의해 합착되는 것이다.

상기 보조기판은 베어(bare)형태의 유리기판으로 이루어진다. 즉, 본 발명에서 유리기판과 보조기판은 주로 밀착력, 표면장력 및 정전기력에 의해 합착되기 때문에 상기 보조기판은 별도의 접착제 등이 도포되지 않은 베어상태의 유리기판이다. 이때, 상기 보조기판에는 엠보싱패턴이 형성될 수 있다. 상기 엠보싱패턴은 액정표시소자의 제작 후, 보조기판로부터 기판을 분리할 때 분리를 용이하게 하기 위한 것이다.

보조기판과 기판은 밀착력, 표면장력 및 정전기력에 의해 합착되므로, 보조기판으로부터 기판을 분리하는 경우 상기 밀착력, 표면장력 및 정전기력 등에 의해 원활하게 분리되지 않는다. 엠보싱패턴은 보조기판에 형성되어 기판이 부착될 때 두 기판 사이의 접촉면적을 감소시켜 밀착력을 감소시킴으로써 분리를 원활하게 한다. 이때, 상기 보조기판과 기판의 접촉면적을 감소시키면 합착력이 역시 감소되므로, 보조기판과 기판을 합착하는데 문제가 있다. 따라서, 엠보싱패턴은 물론 보조기판과 기판의 합착력을 유지하면서 분리를 용이하게 하는 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

엠보싱패턴은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 엠보싱패턴은 보조기판의 외곽을 제외한 내부 전체에 사각형상으로 형성될 수도 있으며 복수의 더미형상(예를 들면, 사각형, 삼각형, 원형 등)으로 형성될 수도 있다. 또한, 보조기판에 격자형상으로 엠보싱패턴을 형성할 수도 있으며 보조기판의 형상한 유사한 폐곡선 띠형상을 복수개 배치하여 형성할 수도 있다. 엠보싱패턴은 SiO₂와 같은 무기절연물질을 CVD법에 의해 무기절연물질을 증착한 후 노광공정에 의해 식각하여 형성할 수도 있고 유리기판상에 컬럼스페이서를 패턴형상으로 형성하거나, 혹은 포토레지스트를 이용한 노광공정에 의해 형성할 수도 있다.

또한, 상기 보조기판상에 상기 엠보싱패턴을 형성하는 대신에 보조기판의 표면을 처리하여 보조기판과 기판 사이의 합착력을 조절함으로써 보조기판과 기판의 합착이 유지됨과 동시에 분리를 용이하게 할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 보조기판상에는 합착을 위한 접착제를 도포할 수도 있다. 이 경우에도 상기 보조기판상에는 엠보싱패턴이 형성되거나 표면이 처리될 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 기판합착라인을 좀더 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판투입라인(210)은 기판이 실제 로딩하는 제1로더(212)와, 상기 제1로더(212)에 의해 로딩된 기판을 복수의 단위 패널 단위로 절단하는 제1절단기(214)와, 상기 제1절단기(214)에 의해 절단된 기판을 세정하는 제1세정기(216)와, 상기 제1세정기(216)에 의해 세정된 기판을 검사하는 제1검사기(217)과, 검사가 종료된 기판을 언로딩하는 제1언로더(218)로 구성된다.

또한, 보조기판 투입라인(220)은 보조기판이 실제 로딩하는 제2로더(222)와, 상기 제2로더(222)에 의해 로딩된 보조기판을 복수의 단위 패널 단위로 절단하는 제2절단기(224)와, 상기 제2절단기(224)에 의해 절단된 보조기판을 세정하는 제2세정기(226)와, 상기 제2세정기(226)에 의해 세정된 보조기판을 검사하는 제2검사기(227)와, 검사가 종료된 보조기판을 언로딩하는 제2언로더(228)로 구성된다.

제1로더(212) 및 제2로더(222)는 로보트암으로 이루어져 카세트 등에 적재된 기판 및 보조기판을 로보트암에 재치한 상태에서 기판합착라인의 입구에 투입한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제1절단기(214) 및 제2절단기(224)는 각각 회전하는 기판 및 보조기판에 절단예정선을 형성하는 원형의 절단날과, 상기 기판 및 보조기판에 형성된 절단예정선에 압력을 인가하여 압력봉으로 이루어져 있다. 이때, 절단된 유리조각등의 이물질을 제거하기 위한 흡입수단을 구비할 수 도 있다. 또한, 원형의 절단날 대신에 레이저을 조사하여 기판 및 보조기판에 절단예정선을 형성할 수도 있으며, 압력봉 대신에 고압의 에어를 분사하는 에어나이프를 구비하여 기판 및 보조기판을 분리할 수도 있다.

제1세정기(216) 및 제2세정기(226)에서는 절단된 기판 및 보조기판에 순수나 이소프로필알콜 등의 세정액을 분사하여 절단시 기판 및 보조기판에 부착되는 이물질을 제거한다. 이때 세정액으로는 다양한 순수와 같은 다양한 세정액이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 초음파에 의한 초음파 세정도 가능하다.

제1검사기(217) 및 제2검사기(227)는 세정된 기판 및 보조기판을 검사한다. 즉, 기판 또는 유리기판이 이물질에 의해 오염되었는지, 기판이나 유리기판에 크랙이나 스크래치가 있는지를 조사하여 불량여부를 판단한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1검사기(217) 및 제2검사기(227)는 CCD(Charge Coupled Device)카메라 등과 같은 카메라가 구비되어 각각 기판 및 보조기판을 촬영한 후, 촬영된 화상을 기준화상과 비교하여 이물질이 침투하였는지, 기판이나 유리기판에 크랙이나 스크래치가 있는지를 조사한다. 또한, 상기 기판과 보조기판의 불량은 작업자의 육안에 의해 이루어질 수도 있다.

제1언로더(218) 및 제2언로더(228)은 각각 검사된 기판 및 보조기판을 언로딩하여 다음의 합착라인(230)으로 전달한다. 이때, 합착라인(230)으로 이송되는 기판 및 보조기판은 제1검사기(217) 및 제2검사기(227)의 검사된 양품으로 판정된 기판 및 보조기판이고 불량으로 판정된 기판 및 보조기판은 합착라인(23)으로 이송되지 않고 재사용되거나 폐기 처분된다.

상기 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)과 합착라인(230) 사이에는 제1로보트(262)가 구비된다. 상기 제1로보트(262)는 상기 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)과 합착라인(230) 사이를 이동하여 상기 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)으로부터 출력되는 기판 및 보조기판을 합착라인(230)으로 이송한다.

도 4는 이러한 제1로보트(262)에 의해 기판 및 보조기판을 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)에서 합착라인(230)으로 이송하는 것을 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)과 합착라인(230) 사이에는 가이드레일(263)이 배치되어 있으며, 가이드레일(263)의 일측에 일정 거리를 두고 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)이 배치된다. 또한, 가이드레일(263)의 타측에는 기판합착라인(230)이 배치된다.

기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)의 출구 및 기판합착라인(230)의 입구에는 각각 포트(264,265,266)가 설치되어 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)로부터 출력되는 기판과 보조기판 및 기판합착라인(230)으로 입력되는 기판과 보조기판이 놓이게 된다.

상기 제1로보트(262)는 2개의 암(arm;262a)과, 상기 암(262a)의 단부에 형성되어 실제 기판(110) 및 보조기판(101)이 놓이는 기판재치부(262b)와, 상기 암(262a)과 기판재치부(262b)를 90°회전시킴과 동시에 상승 및 하강하는 가이드(262c)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 제1로보트(262)는 기판투입라인(210)으로부터 기판(110)이 출력되면, 제1로보트(262)가 가이드레일(263)을 따라 기판투입라인(210)의 포트(264) 전방으로 이동한 후 암(262a)에 의해 포트(264)에 출력된 기판(110)을 기판재치부(262b)에 재치한다. 이어서, 상기 제1로보트(262)가 다시 이동한 후, 가이드(262c)에 의해 암(262a)과 기판재치부(262b)가 90°회전하여 기판합착라인(230)의 포트(266) 전방에 위치하면, 상기 기판재치부(262b)에 놓인 기판(110)을 포트(266)에 올려 놓아 기판합착라인(230)으로 기판(110)을 투입한다.

또한, 보조기판 투입라인(220)으로부터 보조기판(101)이 출력되면, 제1로보트(262)가 가이드레일(263)을 따라 보조기판 투입라인(220)의 포트(265) 전방으로 이동한 후 암(262a)에 의해 포트(265)에 출력된 보조기판(101)을 기판재치부(262b)에 재치한다. 이어서, 상기 제1로보트(262)가 다시 이동한 후, 가이드(262c)에 의해 암(262a)과 기판재치부(262b)가 90°회전하여 기판합착라인(230)의 포트(266) 전방에 위치하면, 상기 기판재치부(262b)에 놓인 보조기판(101)을 포트(266)에 올려 놓아 기판합착라인(230)으로 보조기판(101)을 투입한다.

이와 같이, 제1로보트(262)는 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)로부터 출력되는 기판(110)과 보조기판(101)을 자동으로 기판합착라인(230)을 전송함으로써 연속적인 공정이 가능하게 된다.

합착라인(230)은 상기 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)을 통해 투입된 기판 및 보조기판을 합착하기 위한 것으로, 입력되는 기판 또는 보조기판을 반전하여 대응하는 면을 서로 마주보도록 하는 제1반전기(232)와, 입력된 기판 및 보조기판을 진공하에서 합착하는 제1합착기(236) 및 제2합착기(238)와, 상기 합착된 기판 및 보조기판을 다시 반전하는 제2반전기(239)와, 상기 제1반전기(232), 제1합착기(236), 제2합착기(238) 및 제2반전기(239) 사이에 배치되어 입력되는 기판 및 보조기판을 상기 제1반전기(232), 제1합착기(236), 제2합착기(238) 및 제2반전기(239) 사이로 이송하는 제2로보트(234)로 구성된다.

도 5는 제1반전기(232) 및 제2반전기(239)의 구조를 나타내는 도면이다. 이때, 제1반전기(232) 및 제2반전기(239)는 동일한 구조로 형성되어 동일한 작동을 하므로, 제1반전기(232)를 대표로 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 반전기(232)는 본체(232a)와, 제1로보트(262)에 의해 입력되는 반전될 기판(110)이 놓이는 기판로딩부(232b)와, 상기 기판로딩부(232b)에 형성되어 기판(110)을 흡착하는 복수의 흡착구(232c)와, 진공펌프(도면표시하지 않음)에 연결되어 흡착구(232c) 내부를 진공상태로 만들어 기판(110)을 기판로딩부(232b)에 흡착시키는 배기구(232d)로 구성된다. 이때, 도면부호 232e은 반전기(232)가 반전하는 회전축을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 반전기(232)에 의한 기판반전방법을 도 6a-도 6c을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서는 기판(110)과 보조기판(101)중 어느 기판을 반전하여 합착할 수도 있지만, 이하에서는 기판(110)을 반전하는 것으로 설명한다.

우선, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기판투입라인(210)을 통해 투입되어 제1로보트(262)에 의해 기판합착라인(230)에 기판(110)이 반전기(232)에 입력된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 입력된 기판(110)은 반전기(233)와 정렬된 후 반전기(232)의 일측에 형성된 기판로딩부(232b)에 로딩된다. 이때, 반전기(232)에 형성된 흡착구(232b)는 배기구(232d)를 통해 진공펌프로 연결되므로, 상기 진공펌프가 작동함에 따라 상기 흡착구(232c)가 기판로딩부(232a)에 놓인 기판(110)을 흡착, 고정한다. 이어서, 상기 반전기(232)가 회전축(232e)을 중심으로 회전한다. 상기와 같은 반전기(232)의 회전에 의해 기판(110)의 상면이 하부를 향하여 반전된다.

이후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 반전된 기판(110)은 제2로보트(234)에 의해 합착기(236) 또는 버퍼(238)로 이송된다. 상기 기판(110)이 제2로보트(234)에 이송된 후 상기 반전기(232)는 다시 회전하여 다음에 입력되는 기판(110)을 반전할 준비를 한다.

또한, 제2반전기(239) 역시 제1반전기(232)와 동일한 구조로 이루어져 있다. 다만, 제1반전기(232)에서는 기판 또는 보조기판을 반전하는데 반해, 제2반전기(232)에서는 합착된 기판과 보조기판을 반전한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제2로보트(234)는 제1로보트(262)와 동일한 구성으로 이루어져 있다. 즉, 제2로보트(234)도 암과 기판재치부 및 가이드로 구성되며, 제1반전기(232), 제1합착기(236), 제2합착기(238) 및 제2반전기(239) 사이를 가이드레일을 따라 이동하여 기판 및 보조기판을 제1반전기(232)에서 제1합착기(236)와 제2합착기(238) 및 제2로 이송하여 입력시킨다.

상기와 같이 본 발명에서 합착기(236,238)을 두개 구비하는 것은 기판과 보보기판의 합착을 신속하게 할 뿐만 아니라 기판과 보조기판을 정지없이 연속적으로 합착하기 위해서이다. 즉, 하나의 합착기(236)에서 합착공정이 진행되는 동안 투입되는 기판(110) 및 보조기판(101)을 다른 합착기(236)로 투입함으로써 신속한 공정이 가능하게 된다. 물론, 본 발명이 합착기가 2개로 구성된 구조에만 한정되는 것이 아니라 합착기가 1개인 구조도 가능하며, 필요에 따라 합착기를 3개 이상 구비할 수도 있을 것이다.또한, 상기 합착라인(230)에는 버퍼를 구비할 수도 있다. 상기 버퍼는 제1반전기(232)에 의해 반전되는 기판(110)과 제1반전기(232)를 거치지 않는 보조기판(101)을 동기화하기 위한 것이다. 즉, 제1반전기(232)에 의해 반전되는 기판(110)과 제1반전기(232)에 의해 반전되지 않는 보조기판(101)의 제1합착기(236)로 투입되는 시점이 다르게 되기 때문에, 제1반전기(232)를 거치는 기판(110)을 잠시 보관함으로써 기판(110)과 보조기판(101)을 동기화하기 위한 것이다.

이러한 버퍼는 기판(110) 또는 보조기판(101)을 잠시 보관할 수만 있다면 어떠한 형태도 가능한다. 예를 들면, 복수의 기판(110) 또는 보조기판(101)을 수납하는 카세트 등과 같이 다양한 형태가 가능할 것이다.

한편, 상기 버퍼는 제1반전기(232)를 거치는 기판(110) 및 보조기판(101)의 동기화를 위해서만 제공되는 것은 아니다. 통상적으로 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)을 통해 투입되는 기판의 투입속도와 합착기에서 합착되는 공정의 속도가 다르다. 따라서, 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)과 기판합착라인(230) 사이를 동기화하여 공정이 지연없이 기판을 합착해야만 한다. 상기 버퍼(238)는 이러한 라인 사이를 동기화하여 신속한 공정 진행이 가능하도록 한다. 이때, 상기 버퍼(238)는 반전기(232)를 거치는 기판(110) 및 보조기판(101)중 하나만을 보관하여 동기화하는 것이 아니라 기판(110) 및 보조기판(101) 둘다를 보관하여 라인을 동기화한다.

제1합착기(236) 및 제2합착기(238)는 진공상태에서 입력되는 기판(110)과 보조기판(101)을 합착하는 것으로 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 이때, 제1합착기(236)와 제2합착기(238)는 동일한 구조로 이루어져 동일한 작동을 하므로, 제1합착기(236)를 대표도 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 진공합착기를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 진공합착기(236)는 진공챔버(310)와, 스테이지부와, 스테이지 이동장치와, 진공장치(360)를 포함하여 구성된다.

상기 진공챔버(310)는 내부가 진공상태 및 대기압 상태로 되어 제1기판(110) 및 제1보조기판(101) 사이에 압력을 인가하여 압력차를 이용한 합착이 수행되며, 진공챔버(310)의 일측 벽면에는 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)을 반입하고 반출하는 유출구(311)가 형성된다.

상기 진공챔버(310)에는 설치된 진공장치(360)에 의해 내부의 공기가 배출되는 공기배출관(312)과 외부로부터 공기 또는 다른 가스가 유입되어 진공챔버 내부를 대기상태로 만드는 벤트(Vent)관(313)이 연결되어 내부를 진공상태 혹은 대기상태로 만들 수 있게 된다. 이때, 상기 공기배출관(312)과 벤트관(313)에는 각각 개폐밸브(312a,313a)가 구비되어 상기 공기배출관(312)과 벤트관(313) 선택적으로 개폐한다.

스테이지부는 진공챔버(310) 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되는 상부 스테이지(321) 및 하부 스테이지(322)로 구성되어, 제2로보트(234)에 의해 진공챔버(310) 내부로 반입된 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)을 상기 진공챔버(310) 내에 고정시킨다. 이때, 상기 상부 스테이지(321)의 저면에는 다수의 정전력을 제공하여 기판을 고정시키는 적어도 하나의 정전기척(Electric Static Chuck;321a)이 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정시키는 적어도 하나의 진공홀(321b)이 형성된다.

상기와 같은 정전기척(321a)은 서로 다른 극성의 직류전원이 각각 인가되는 서로 다른 극성을 갖는 복수의 척으로 이루어져 제1기판(110)을 정전부착한다. 또한, 상부 스테이지(321)에 형성되는 진공홀(321b)은 상기 상부 스테이지(321)의 저면에 장착된 각 정전기척(321a)의 둘레를 따라 복수개 형성하여 배치되며, 상기 진공홀(321b)이 단일 혹은 다수의 관로(321c)를 통해 서로 연통되어 상부 스테이지(321)에 연결된 진공 펌프(323)로부터 진공력을 전달받는다.

또한, 상기 하부 스테이지(322)의 상면에도 다수의 정전력을 제공하여 제1보조기판(101)을 고정시키는 적어도 하나의 정전척(322a)이 설치되고 진공력에 의해 제1보조기판(101)을 흡착 고정시키는 적어도 하나의 진공홀(도면표시하지 않음)형성될 수도 있다. 스테이지 이동장치는 상부 스테이지(321)를 상하 이동시키는 이동축(331)과, 하부 스테이지(322)를 좌우 회전시키는 회전축(332)과, 진공챔버(310)의 내측 또는 외측에 상기 각 스테이지(321,322)와 축결합된 상태로 각각의 축을 구동시키는 구동모터(333,334)와, 하부 스테이지1322)의 좌우 이동하여 제1보조기판(101)과 제1기판(110)을 정렬하는 정렬부(400)로 구성된다.

상기 진공장치(360)는 진공챔버(310)의 공기 배출관(312)과 연결되어, 구동됨에 따라 상기 진공챔버(310) 내부의 공기를 흡입하여 상기 진공챔버(310)를 진공상태로 만든다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 진공합착기(236)에 의해 실제 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)을 합착하는 방법을 설명하면 도 8a-도 8d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 진공챔버(310)의 유출구(311)가 개방되면, 제2로보트(234)의 제1아암(234a)에 의해 제1기판(110)이 진공챔버(310)내로 반입되고 제2아암(234)에 의해 제1보조기판(101)이 진공챔버(310) 내로 반입된다. 이러한 과정에서 상부 스테이지(321)에 연결된 진공펌프(323)가 작동하여 상부 스테이지(321)에 형성된 진공홀(321b)로 진공력을 전달하여 반입된 제1기판(110)을 흡착하여 상부 스테이지(321)에 고정시키며, 하부 스테이지(322)에 연결된 진공펌프(도면표시하지 않음)가 작동하여 상기 하부스테이지(322)에 형성된 각 진공홀(도면표시하지 않음)로 진공력을 전달하여 반입된 제1보조기판(101)을 하부스테이지(122)에 고정시키게 된다.

이와 같이, 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)이 각각 상부 스테이지(321) 및 하부 스테이지(322)에 고정된 상태에서 제1아암(234a) 및 제2아암(234b)이 진공챔버(310)의 외부로 빠져나가고 유출구(311)가 폐쇄된 후, 공기배출관(312)의 개폐밸브(312a)를 개방한 상태에서 진공장치(360)를 구동하여 진공챔버(310) 내부를 진공의 상태로 만든다.

이와 같이 진공장치(360)를 일정 시간 구동함에 따라 진공챔버(310) 내부의 공기과 외부로 빠져 나가 진공챔버(310) 내부는 설정된 정도의 진공상태를 유지하게 된다. 이후, 상부 스테이지(321) 및 하부 스테이지(322)의 정전척기(321a,322a)에 전원이 인가되어 정전기에 의해 상기 제1기판(110) 및 제1보조기판(101)을 흡착하게 된다.

그 후, 도 8b에 도시된 바와 같이, 구동모터(333)를 구동하여 상부 스테이지(321)를 하향 이동시킴으로써 상기 상부 스테이지(321)를 하부 스테이지(322)에 근접 위치시킨다. 이때, 얼라인장치(400)는 상기 각 스테이지(321,322)에 부착된 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 정렬상태를 확인하여 각 스테이지(321,322)에 축결합된 이동축(331,332) 및 회전축에 제어신호를 전달하여 제1기판(110)과 제1보조기판(101)을 상호 정렬시키게 된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 얼라인장치(400)는 복수의 카메라로 구성되어, 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 모서리영역의 얼라인을 확인한다. 또한, 상기 얼라인장치(400)는 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 네변에 배치되는 카메라로 이루어질 수도 있다. 이러한 에지얼라인장치는 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 네변에 배치된 카메라에 의해 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 네변을 촬영한 후 이를 기초로 제1기판(110)과 제1보조기판(101)을 정렬한다. 본 발명에서는 이러한 네변에 의해 얼라인을 함으로써 미스-얼라인을 500㎛ 이내로 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 얼라인장치(400)는 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 모서리 및 네변에 모두 카메라가 설치되어 이들 모서리 및 변을 촬영하여 제1기판(110)과 제1보조기판(101)의 얼라인을 확인할 수도 있다.

이후, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상부 스테이지(321)에 제1기판(110)과 하부 스테이지(322)에 부착된 제1보조기판(101)을 접촉한 상태에서 가압하여 일차적인 합착을 수행한다. 이와 같은 일차적인 합착에 의해 제1기판(110)과 제1보조기판(101) 사이가 완전히 밀폐되어 대기압으로의 변경시 외부의 공기가 제1기판(110)과 제1보조기판(101) 사이로 유입되지 않게 된다.

이어서, 도 8d에 도시된 바와 같이, 개폐밸브(313a)를 작동하여 벤트관(313)을 개방하면, 진공챔버(310) 내부는 점차 대기압으로 되면서 상기 진공챔버(310) 내부에 기압차가 인가되어 이 기압차에 의해 제1기판(110)과 제1보조기판(101) 사이의 합착이 다시 이루어지는데, 이때의 합착은 압력차에 의한 강한 합착이므로, 이 합착에 의해 제1기판(110)과 제2보조기판(101)이 최종적으로 완전하게 합착된다. 합착이 완료되면, 진공 챔버(310)의 차폐도어(314)가 구동하여 유출구(311)가 개방되며, 이 개방된 유출구(311)를 통해 합착된 제1공정패널(220)을 반출한다.

이와 같이, 본 발명에서는 제1기판(110)과 제1보조기판(101)을 진공중에서 합착하는 것은 제1기판(110)과 제1보조기판(101) 사이에 이물질이 침투하거나 기포가 발생하는 것을 방지하고 공기압력에 의해 제1기판(110)과 제1보조기판(101) 사이를 균일한 힘에 의해 합착하여 왑(wrap)현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 제1합착기(236) 및 제2합착기(238)에 의해 합착된 공정패널(280)은 제2반전기(239)에 의해 반전된 후, 검사라인(240)으로 투입된다. 검사라인(240)은 투입된 공정패널(280)의 이상을 검사하는 제3검사기(242)와, 상기 제3검사기(242)에서 이상이 발견되는 경우 합착된 공정패널(280)을 다시 보조기판과 기판을 분리하는 탈착기(244)로 이루어진다.

상기 제3검사기(242)는 육안검사 및 카메라를 이용한 화상검사 등에 의해 공정패널(280)을 검사한다. 공정패널(280)을 합착했을 때 주로 발생하는 결함은 공정패널(280) 내부에 이물질이 침투하거나 공정패널(280)에 크랙이나 스크래치가 발생하는 경우이다. 제3검사기(242)에 의한 검사시 이상이 발견되지 않는 경우, 공정패널은 일반적인 박막트랜지스터 제조라인 및 컬러필터 제조라인으로 이송되어 액정표시소자 제조공정이 진행된다.

제3검사기(224)에 의해 이상이 발생되는 경우, 공정패널(280)은 탈착기에 의해 보조기판과 기판으로 분리된 후, 기판투입라인(210) 또는/및 보조기판 투입라인(220)으로 다시 투입된다. 이때, 제3검사기(224)에 의한 이상이 이물질의 침투인 경우에는 분리된 보조기판과 기판이 각각 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)으로 투입되어 재활용되며, 이상이 크랙이나 스크래치인 경우 분리된 보조기판과 기판중 크랙이나 스크래치가 발생한 보조기판과 기판은 폐기 처분하고 이상이 발생하지 않은 보조기판과 기판은 기판투입라인(210) 및 보조기판 투입라인(220)으로 재투입되어 재활용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 박형의 유리기판을 보조기판에 부착하여 상대적으로 두꺼운 공정패널을 제작한 후, 이 공정패널 단위로 각종 액정표시소자의 공정을 진행한다. 이때, 유리기판과 보조기판의 합착은 투입라인과 합착라인 및 검사라인에서 이루어지는데, 각각의 투입라인과 합착라인 및 검사라인에는 컨베이어벨트나 로보트와 같은 이송수단이 구비되어 유리기판과 보조기판이 이 이송수단에 의해 이동하면서 공정이 연속적으로 이루어지며, 각각 라인 사이도 로보트 등에 의해 자동으로 인접하는 라인으로 이송되어, 기판합착공정이 연속적으로 인라인으로 이루어진다.

본 발명에 의하면 상기 기판합착장치에서는 유리기판과 보조기판의 합착이 인라인으로 이루어지기 때문에, 라인중간에 소모되는 시간이 필요없게 되어 기판을 합착하는 택타인(tact time)의 대부분이 진공합착기에서 소모된다. 예를 들어, 진공합착기에서의 진공작동에 약 50초, 실제 합착에 30초 및 합착된 공정패널을 검사하는 약 20초가 소모되어 신속한 합착이 가능하게 된다.

한편, 상술한 상세한 설명에서는 각각의 공정장비가 구체적으로 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 구체적인 장비에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상세한 설명에서는 제1로보트와 제2보로트, 반전기, 합착기 등이 특정 구조로 형성되지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것이 아니라 기판을 이송하거 반전하고 합착하는 어떠한 구조의 공정장비에도 적용될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

101 : 제1보조기판 103 : 제1엠보싱패턴
105 : 제1접착패턴 110 : 제1기판
210 : 기판투입라인 220 : 보조기판 투입라인
230 : 합착라인 240 : 검사라인

Claims

제1 및 제2기판이 투입되는 기판투입라인;
제1 및 제2보조기판이 투입되는 보조기판 투입라인;
상기 기판투입라인 및 상기 보조기판 투입라인을 통해 투입된 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판을 합착하고 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 합착하여 실제 표시소자 공정이 진행되고 공정이 종료후에는 다시 분리되는 제1 및 제2공정패널을 형성하는 기판합착라인;
상기 기판투입라인 및 상기 보조기판 투입라인과 상기 기판합착라인 사이에 배치되는 가이드레일; 및
상기 가이드레일을 따라 이동하고, 상기 기판투입라인에서 출력되는 상기 제1 및 제2기판과 상기 보조기판 투입라인에서 출력되는 상기 제1 및 제2보조기판을 상기 기판합착라인으로 이송하는 제1로보트로 구성되며,
상기 기판투입라인과 상기 보조기판 투입라인 및 상기 기판합착라인은 인라인(in-line)으로 이루어지고,
상기 기판투입라인 및 상기 보조기판 투입라인은 상기 가이드레일의 일측에 이격되어 배치되고, 상기 기판합착라인은 상기 가이드레일의 타측에 배치되고,
상기 제1 및 제2보조기판은, 각각 접촉면적을 감소시키는 엠보싱패턴을 포함하거나 합착력 조절을 위하여 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 기판투입라인은,
상기 제1 및 제2기판을 로딩하는 제1로더;
로딩된 상기 제1 및 제2기판을 단위 패널로 분리하는 제1절단기;
분리된 상기 제1 및 제2기판을 세정하는 제1세정기;
세정된 상기 제1 및 제2기판을 검사하는 제1검사기; 및
상기 제1 및 제2기판을 언로딩하는 제1언로더로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제2항에 있어서, 보조기판 투입라인은,
상기 제1 및 제2보조기판을 로딩하는 제2로더;
로딩된 상기 제1 및 제2보조기판을 단위 패널로 분리하는 제2절단기;
분리된 상기 제1 및 제2보조기판을 세정하는 제2세정기;
세정된 상기 제1 및 제2보조기판을 검사하는 제2검사기; 및
상기 제1 및 제2보조기판을 언로딩하는 제2언로더로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제3항에 있어서, 상기 제1검사기 및 제2검사기는 CCD카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 기판합착라인은,
상기 기판투입라인 및 상기 보조기판 투입라인을 통해 입력되는 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판중 하나를 반전하여 서로 마주시키고 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판 중 하나를 반전하여 서로 마주시키는 제1반전기; 및
상기 제1기판 및 상기 제1보조기판을 합착하고 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 합착하는 적어도 하나의 합착기로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제6항에 있어서, 상기 기판합착라인은,
합착된 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 합착된 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 다시 반전하는 제2반전기; 및
상기 제1반전기, 합착기 및 제2반전기 사이에 배치되어 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 이송하는 제2로보트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제7항에 있어서, 상기 기판합착라인은 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 보관하여 공정을 동기화시키는 버퍼를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1반전기 및 제2반전기는,
본체;
상기 본체의 일면에 형성되어 입력되는 상기 제1 및 제2기판이 로딩되는 기판로딩부;
상기 본체에 형성되어 상기 기판로딩부에 로딩된 상기 제1 및 제2기판을 고정시키는 고정수단; 및
상기 본체를 회전시키는 회전축으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제9항에 있어서, 상기 고정수단은,
기판로딩부에 형성된 흡착구;
상기 흡착구와 연결되어 흡착구 내부를 진공상태로 만드는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제6항에 있어서, 상기 합착기는,
상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판이 수납되며, 내부가 진공상태 혹은 대기압상태를 선택적으로 형성하여 대기압과 진공상태의 압력차에 의해 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판을 합착하고 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 합착하는 진공챔버;
상기 진공챔버 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되어 상기 진공챔버 내부로 반입되는 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 진공챔버 내의 해당 작업 위치에 고정시키는 상부 스테이지 및 하부 스테이지; 및
상기 진공챔버 내부가 선택적으로 진공상태로 만드는 진공펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 상기 기판합착라인에서 합착된 상기 제1 및 제2공정패널을 검사하는 검사라인을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제12항에 있어서, 상기 검사라인은,
상기 기판합착라인에서 합착된 상기 제1 및 제2공정패널을 검사하는 제3검사기; 및
상기 제3검사기에서 검사된 상기 제1 및 제2공정패널에 불량이 발생하는 경우 상기 제1 및 제2공정패널을 분리하여 분리된 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 분리된 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판을 각각 상기 기판투입라인 및 상기 보조기판 투입라인으로 반송하는 탈착기로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1보조기판 및 상기 제2보조기판은 각각 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제15항에 있어서, 상기 제1보조기판 및 상기 제2보조기판은 유리로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2보조기판의 두께는 각각 0.4mm 이상인 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2보조기판의 두께는 각각 0.4mm-1.0mm인 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판의 두께는 각각 0.1mm-0.5mm인 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판의 표면 거칠기는 각각 5.0nm 이하인 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1항에 있어서, 상기 제1기판 및 상기 제1보조기판과 상기 제2기판 및 상기 제2보조기판은 정전기력, 밀착력 및 표면장력 중 적어도 하나의 힘에 의해 합착되는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 엠보싱패턴은, 외곽을 제외한 내부 전체에 사각형상으로 형성되거나, 복수의 더미형상으로 형성되거나, 격자형상으로 형성되거나, 복수의 폐곡선 띠형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
삭제