KR20030074890A - bonding device for liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 대면적의 액정표시소자에 유리한 액정 적하 방식을 적용한 액정표시소자의 제조 장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to manufacturing equipment, and more particularly, to manufacturing equipment for a liquid crystal display device employing a liquid crystal dropping method, which is advantageous for large liquid crystal display devices.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid 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.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, the LCD (Lipuid Crystal Display Device), PDP (Plasma Display Panel), ELD (Electro Luminescent Display), and VFD (Vacuum Fluorescent) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices.
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.Among them, LCD is currently being used most frequently as a substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display because of its excellent image quality and light weight, thinness and low power consumption. In addition to the mobile use, various types of monitors, such as televisions and computers that receive and display broadcast signals, have been developed.
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.As described above, although various technical advances have been made in the liquid crystal display device to serve as a screen display device in many fields, the operation of improving the image quality as the screen display device has many aspects and features. . 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 definition 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 액정표시소자의 제조 방법으로는 한쪽의 기판상에 주입구가 형성되도록 밀봉제를 패턴 묘화하여 진공 중에서 기판을 접합한 후에 밀봉제의 주입구를 통해 액정을 주입하는 통상적인 액정 주입 방식과, 일본국 특개평11-089612 및 특개평 11-172903호 공보에서 제안된 액정을 적하한 기판과 다른 하나의 기판을 준비하고, 진공 중에서 상하의 기판을 근접시켜 접합하는 액정 적하 방식 등으로 크게 구분할 수 있다.As a method for manufacturing a liquid crystal display device as described above, a conventional liquid crystal injection method in which a liquid crystal is injected through an injection hole of a sealant after the sealing agent is pattern-drawn to bond a substrate in a vacuum so as to form an injection hole on one substrate; The substrates prepared in Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-089612 and 11-172903 are prepared by dropping a substrate into which a liquid crystal is dropped and another substrate, and can be broadly classified into a liquid crystal dropping method in which the upper and lower substrates are brought together and bonded in a vacuum. .
이 때, 상기한 각각의 방식 중 액정 적화 방식은 액정 주입 방식에 비해 많은 공정(예컨대, 액정 주입구의 형성, 액정의 주입, 액정 주입구의 밀봉 등을 위한 각각의 공정)을 단축하여 수행함에 따라 상기 추가되는 공정을 따른 각각의 장비를 더 필요로 하지 않는다는 장점을 가진다.At this time, the liquid crystal integration method of each of the above-described method is shorter than the liquid crystal injection method (for example, the formation of the liquid crystal injection hole, the injection of the liquid crystal, the sealing of the liquid crystal injection hole, etc.) by performing the above The advantage is that no additional equipment is required for the additional process.
이에 최근에는 상기한 액정 적화 방식을 이용하기 위한 각종 장비의 연구가 이루어지고 있다.Recently, a variety of equipment for using the liquid crystal integration method has been studied.
도시한 도 1a 내지 도 1d는 상기한 바와 같은 종래의 액정 적화 방식을 적용한 진공 합착 장치를 나타내고 있다.1A to 1D show a vacuum bonding apparatus to which the conventional liquid crystal integration method as described above is applied.
즉, 종래의 기판 조립장치는 외관을 이루는 프레임(10)과, 스테이지부(21,22)와, 밀봉제 토출부(도시는 생략함) 및 액정 적하부(30)와, 챔버부(31,32)와, 챔버 이동수단과, 기판 받침 수단과, 스테이지 이동수단 그리고, 진공 수단(80)으로 크게 구성된다.That is, the conventional substrate assembly apparatus includes a frame 10, stage portions 21 and 22, an sealant discharge portion (not shown), a liquid crystal dropping portion 30, and a chamber portion 31. 32, the chamber moving means, the substrate support means, the stage moving means, and the vacuum means 80.
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 upper stage 21 and a lower stage 22, respectively, the sealant discharge portion and the liquid crystal dropping portion 30 is mounted on the side of the position where the bonding process of the frame is made, the chamber The unit is divided into an upper chamber unit 31 and a lower chamber unit 32 so as to be merged with each other.
이와 함께, 상기 챔버 이동수단은 하부 챔버 유닛(32)를 상기 합착 공정이 이루어지는 위치 혹은, 밀봉제의 토출 및 액정의 적하가 이루어지는 위치에 선택적으로 이동시킬 수 있도록 구동하는 구동 모터(40)로 구성된다.In addition, the chamber moving means is constituted by a drive motor 40 for selectively moving the lower chamber unit 32 to a position where the bonding process is performed or to a position where discharge of the sealant and dropping of the liquid crystal are performed. do.
그리고, 상기 기판 받침 수단은 상부 스테이지(21)에 부착 고정되는 기판(이하, “제2기판”이라 한다)(52)의 양 대각위치에서 상기 챔버부 내부의 진공시 상기 제2기판(52)을 임시로 받쳐주는 역할을 수행하게 된다.In addition, the second substrate 52 is vacuumed inside the chamber at both diagonal positions of the substrate (hereinafter, referred to as “second substrate”) 52 attached to and fixed to the upper stage 21. It will serve as a temporary support.
이 때, 상기 기판 받침 수단은 상부 챔버 유닛(31)의 외측으로부터 상기 상부 챔버 유닛(31)의 내측으로 관통한 상태로써 회전 가능하게 장착된 회전축(61)과, 상기 회전축의 일단인 상기 상부 챔버 유닛(31)의 외측에 고정 설치되어 상기 회전축(61)을 선택적으로 회전시키도록 구동하는 회전 액츄에이터(63) 및 상기 회전축을 선택적으로 승강시키는 승강 액츄에이터(64)와, 상기 회전축의 타단에 일체화되어 선택적으로 기판의 모서리를 받치는 받침판(62)으로 구성된다.At this time, the substrate support means is a rotating shaft 61 rotatably mounted in a state penetrating from the outside of the upper chamber unit 31 to the inside of the upper chamber unit 31, and the upper chamber which is one end of the rotating shaft. It is fixed to the outside of the unit 31, the rotary actuator 63 for driving the rotary shaft 61 to selectively rotate, and the lifting actuator 64 for selectively raising and lowering the rotary shaft, and integrated with the other end of the rotary shaft It is optionally composed of a backing plate 62 which supports the edge of the substrate.
그리고, 상기 스테이지 이동수단은 크게 샤프트(71)와, 하우징(72)과, 리니어 가이드(73)와, 모터(74)와, 볼나사(75) 및 너트 하우징(76)으로 이루어진다.The stage moving means includes a shaft 71, a housing 72, a linear guide 73, a motor 74, a ball screw 75, and a nut housing 76.
즉, 상부 스테이지(21)는 샤프트(71)에 의해 지지되고, 상기 샤프트(71)는 하우징(72)에 고정되며, 상기 너트 하우징(76)은 프레임(10)에 대하여 리니어 가이드(73)로 설치되고, 그 상하 구동은 프레임(10) 상의 브라켓(77)에 고정된 모터(74)에 의하여 행하여 진다. 이 때 구동력의 전달은 볼나사(75)와 너트 하우징(76)으로 실행되도록 구성되고, 상기 너트 하우징(76)은 하중계(78)를 거쳐 하우징(72)과 이어진다.That is, the upper stage 21 is supported by the shaft 71, the shaft 71 is fixed to the housing 72, and the nut housing 76 is moved to the linear guide 73 with respect to the frame 10. The vertical drive is performed by the motor 74 fixed to the bracket 77 on the frame 10. At this time, the transmission of the driving force is configured to be carried out by the ball screw 75 and the nut housing 76, the nut housing 76 is connected to the housing 72 via the load gauge 78.
그리고, 진공 수단(80)은 통상의 진공 펌프로 구성되며, 상부 챔버 유닛에 연결된다.The vacuum means 80 is composed of a conventional vacuum pump and is connected to the upper chamber unit.
이하, 상기한 종래의 합착 장치를 이용한 액정표시소자의 제조 과정을 그 공정 순서에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, the manufacturing process of the liquid crystal display using the conventional bonding apparatus described above will be described in more detail based on the process sequence.
우선, 하부 스테이지(22)에는 제2기판(52)이 반송 장치를 구성하는 로보트 아암(90)에 의해 그 반입이 이루어져 탑재됨과 더불어 챔버 이동수단을 구성하는 구동 모터(40)의 구동에 의해 도시한 도 1a와 같이 상부 스테이지(21)가 위치된 측으로 이동한다.First, the second substrate 52 is loaded into the lower stage 22 by the robot arm 90 constituting the conveying device and mounted thereon, and is driven by driving of the drive motor 40 constituting the chamber moving means. As shown in FIG. 1A, the upper stage 21 moves to the side where it is located.
이 상태에서 상기 상부 스테이지(21)는 진공 흡착력을 발생시켜 제2기판(52)을 진공 흡착하고, 계속해서 하부 스테이지(22)를 가지는 하부 챔버 유닛(32)은 구동 모터(40)의 구동에 의해 도시한 도 1b와 같이 밀봉제 도포 및 액정 적하를 위한 공정 위치 상으로 이동된다.In this state, the upper stage 21 generates a vacuum suction force to suck the second substrate 52 in a vacuum, and then the lower chamber unit 32 having the lower stage 22 is driven to drive the driving motor 40. 1b is moved onto the process position for sealing agent application and liquid crystal dropping as shown in FIG.
이후, 상기 하부 스테이지(22)에 다른 하나의 기판(이하, “제1기판”이라 함)(51)이 상기 로보트 아암(90)에 의해 그 반입이 이루어지고, 계속해서 상기 하부 스테이지(22)는 진공 흡착력을 발생시켜 상기 제1기판(51)을 진공 흡착한다. 이의 상태는 도시한 도 1c와 같다.Subsequently, another substrate (hereinafter referred to as “first substrate”) 51 is loaded into the lower stage 22 by the robot arm 90, and then the lower stage 22 is carried on. Generates a vacuum suction force to vacuum-suck the first substrate 51. Its state is as shown in Figure 1c.
그리고, 상기 밀봉제 토출부 및 액정 적하부(30)에 의한 제1기판(51)에의 밀봉제 도포 및 액정 적하가 완료되면 다시 상기 챔버 이동수단(40)에 의해 도시한 도 1d와 같이 기판간 합착을 위한 공정 위치 상으로 이동하게 된다.When the sealant is applied to the first substrate 51 by the sealant discharging unit and the liquid crystal dropping unit 30 and the liquid crystal dropping is completed, the inter-substrate as shown in FIG. 1D shown by the chamber moving unit 40 is again. It is moved onto the process position for bonding.
이후, 챔버 이동수단(40)에 의한 각 챔버 유닛(31,32)간 합체가 이루어져 각 스테이지(21,22)가 위치된 공간이 밀폐되고, 진공 수단(80)가 동작하면서 상기 각 챔버 유닛(31,32)간 합체에 의해 생성된 내부 공간을 진공시킨다.Thereafter, the chamber units 31 and 32 are coalesced by the chamber moving means 40 to seal the space in which the stages 21 and 22 are positioned, and the vacuum unit 80 operates to operate the chamber units ( The internal space created by the coalescing is then vacuumed.
또한, 이 때에는 기판 받침 수단을 구성하는 승강 액츄에이터(64)가 구동하면서 회전축(61)을 하향(상부 스테이지의 하측을 향하여) 이동시킴과 더불어 회전 액츄에이터(63)가 구동하면서 상기 회전축(61)을 회전시킴으로써 받침판(62)은 상부 스테이지(21)에 진공 흡착된 제2기판(52)의 두 모서리에 위치된다.At this time, the lifting shaft 64 constituting the substrate supporting means drives the rotating shaft 61 downward (toward the lower side of the upper stage) while the rotating actuator 63 is driven while the rotating shaft 61 is driven. By rotating, the backing plate 62 is located at two corners of the second substrate 52 vacuum-adsorbed to the upper stage 21.
이 상태에서 스테이지 이동수단은 상부 스테이지(21)를 하향 이동시킴과 더불어 상기 기판 받침 수단을 구성하는 받침판(62)이 위치된 높이까지 근접시킨 후제2기판(52)을 고정하던 흡착력을 해제하여 도시한 도 2와 같이 상기 제2기판(52)을 상기 기판 받침 수단의 각 받침판(62)에 얹게 된다.In this state, the stage moving means moves the upper stage 21 downward, and moves the upper stage 21 downward to the height at which the supporting plate 62 constituting the substrate supporting means is released, thereby releasing the suction force that fixed the second substrate 52. As shown in FIG. 2, the second substrate 52 is mounted on each support plate 62 of the substrate support means.
이는, 챔버부 내부가 진공 상태를 이룰 경우 제2기판(52)을 고정시키기 위해 부여하고 있는 상부 스테이지(21)의 진공 흡착력에 비해 상기 챔버부 내부의 진공도가 커짐으로써 상기 제1기판(51)의 낙하에 따른 파손이 발생될 수 있기 때문에 챔버부 내부가 완전한 진공 상태를 이루기전에 임시적으로 상기 제2기판(52)을 보관할 수 있도록 하기 위한 과정이다.This is because when the inside of the chamber is in a vacuum state, the degree of vacuum inside the chamber is increased as compared with the vacuum suction force of the upper stage 21 which is applied to fix the second substrate 52. This is a process for temporarily storing the second substrate 52 before the interior of the chamber is completely vacuumed because damage may occur due to the fall of the substrate.
이와 함께, 진공 수단(80)의 계속적인 구동에 의한 상기 챔버부 내부가 완전한 진공 상태를 이루게 되면 상부 스테이지(21)에 정전력을 인가하여 상기 제2기판(52)을 부착 고정함과 더불어 기판 받침 수단의 회전 액츄에이터(63) 및 승강 액츄에이터(64)를 구동하여 받침판(62) 및 회전축(61)을 원위치(합착 공정에 간섭을 주지 않는 위치)로 복귀시킨다.In addition, when the inside of the chamber part is continuously vacuumed by the continuous driving of the vacuum means 80, the electrostatic force is applied to the upper stage 21 to fix and fix the second substrate 52. The rotary actuator 63 and the elevating actuator 64 of the supporting means are driven to return the supporting plate 62 and the rotating shaft 61 to their original positions (positions that do not interfere with the bonding process).
그리고, 상기한 진공 상태에서 스테이지 이동수단을 구성하는 모터(74)가 구동함에 따라 샤프트(71)가 하강하고, 이 샤프트(71)의 하강에 의해 상부 스테이지(21)가 하향 이동하면서 각 기판(51,52)간 합착을 수행하게 된다.Then, as the motor 74 constituting the stage moving means is driven in the above vacuum state, the shaft 71 descends, and the lower stage 71 moves the upper stage 21 downward to move each substrate ( 51, 52) will be performed.
이 때, 하중계(78)는 로드셀(가압력센서)로 작용하고, 차차로 피드백된 신호를 기초로 모터(74)를 제어하여 합착에 필요한 가압력을 설정된 만큼만 부여하는 것이 가능하다.At this time, the load gauge 78 acts as a load cell (pressure force sensor), and it is possible to control the motor 74 based on the signal fed back into the vehicle to give only the pressing force necessary for the bonding.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 진공 합착 장치는 다음과 같은 각각의 문제점을 발생시키게 된다.However, the conventional vacuum bonding apparatus as described above causes each of the following problems.
첫째, 종래의 진공 합착 장치는 챔버부 내부를 진공 상태로 유지시키기 위한 구성이 단순히 하나의 진공 수단을 이용함에 따라 진공 속도를 자유롭게 조절하기 어려웠던 문제점이 있었다.First, the conventional vacuum bonding apparatus has a problem that the configuration for maintaining the inside of the chamber in a vacuum state is difficult to freely adjust the vacuum speed by simply using one vacuum means.
특히, 제조 공정에 따른 작업 시간의 단축을 위해서는 빠른 시간 내에 챔버부 내부가 진공 상태를 이루어야 하지만 이를 위해 고진공을 발생시키는(높은 공기 흡입력을 발생시키는) 진공 수단을 사용할 경우 액정양의 불량이 발생될 수 있음으로써 제품 불량을 유발하게 된 원인이 되었다.In particular, in order to shorten the working time according to the manufacturing process, the inside of the chamber should be vacuumed in a short time, but when using a vacuum means for generating high vacuum (generating a high air suction force), a liquid crystal amount defect may occur. This could cause product defects.
즉, 액정의 특성상 고진공 상태로 갈수록 그 휘발이 커지게 됨을 고려할 때 진공 챔버 내부가 급격한 고진공 상태를 이루게 될 경우 상기 액정의 더욱 급격한 휘발이 발생되어 액정양의 불량을 발생시키게 되었던 것이다.That is, in consideration of the volatilization of the liquid crystals, the volatilization of the liquid crystals is more rapid when the inside of the vacuum chamber is rapidly formed in the high vacuum state.
둘째, 만일 상기한 문제점을 해결하기 위해 낮은 공기 흡입력을 발생시키는 진공 펌프를 이용한다면 챔버부 내부를 진공 상태로 이루기 위한 작업 시간상의 손실이 발생될 수 있게 되는 문제점이 발생되었다.Second, if a vacuum pump for generating a low air suction force is used to solve the above problems, a problem arises in that a loss of working time for generating a vacuum inside the chamber may occur.
셋째, 진공 상태의 챔버부 내부를 대기압 상태로 변경시키는 과정에서 공기 혹은, 대기압 유지를 위한 가스가 급격히 상기 챔버부 내로 투입될 경우 상부 스테이지 혹은, 하부 스테이지와 합착 기판이 서로 붙어버릴 수 있게 되어 대기압 상태에서의 각 기판간 합착 과정에 큰 영향을 미치에 되어 합착 불량을 유발하게 된 원인이 되었다.Third, in the process of changing the interior of the vacuum chamber to atmospheric pressure, if air or gas for maintaining atmospheric pressure is suddenly introduced into the chamber, the upper stage or the lower stage and the bonded substrate may stick to each other. It has a great influence on the bonding process between the substrates in the state, causing a failure in bonding.
넷째, 종래의 합착 장치는 챔버부가 두 개의 유닛으로 분할되어 형성됨으로써 하부 챔버 유닛과 상부 챔버 유닛간의 합체시 상호간의 간격에 따른 밀폐가 정밀하게 이루어져야만 하는 문제점이 있었다.Fourth, the conventional coalescing device has a problem that the chamber portion is formed by dividing into two units, the sealing according to the gap between the lower chamber unit and the upper chamber unit must be precisely made.
특히, 상기한 누설 부위에 따른 문제점으로 인해 챔버부 내부를 고진공으로 만들기가 어려워 기대하는 합착 정도를 얻기가 어려웠다.In particular, due to the problems caused by the above-mentioned leakage site, it is difficult to make the inside of the chamber portion high vacuum, it is difficult to obtain the degree of adhesion expected.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상기 액정표시소자 제조 공정용 진공 합착 장치 내부를 진공 상태로 만드는 과정에서 높은 공기 흡입력 적용에 따른 기판에 적하된 액정의 불량 발생 및 낮은 공기 흡입력 적용에 따른 작업 시간상의 손실을 방지할 수 있도록 한 액정표시소자 제조 공정용 진공 합착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the process of making the inside of the vacuum bonding device for the liquid crystal display device manufacturing process in a vacuum state, the occurrence of defects and low air of the liquid crystal dropped on the substrate by applying a high air suction force It is an object of the present invention to provide a vacuum bonding device for a liquid crystal display device manufacturing process that can prevent the loss of working time due to the application of suction force.
또한, 본 발명은 전술한 목적에 추가하여 챔버부 내부를 대기압 상태로 만드는 과정에서 합착 기판의 손상 없이 원활한 과정 수행이 이루어질 수 있도록 한 액정표시소자 제조 공정용 진공 합착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a vacuum bonding apparatus for a liquid crystal display device manufacturing process to perform a smooth process without damaging the bonding substrate in the process of making the interior of the chamber portion to atmospheric pressure in addition to the above object. .
도 1a 내지 도 1d 는 종래 액정표시소자의 합착 장치를 개략적으로 나타낸 동작 상태도1A to 1D are schematic diagrams illustrating an operation of a conventional bonding apparatus for a liquid crystal display device.
도 2 은 종래 합착 장치를 구성하는 기판 받침 수단의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 요부 사시도Fig. 2 is a perspective view of principal parts schematically showing an operation state of a substrate support means constituting a conventional bonding apparatus;
도 3 은 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 각 기판의 로딩이 완료된 상태를 나타낸 동작 구성도3 is an operation configuration diagram showing a state in which the loading of each substrate is completed in the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention
도 4 는 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 저진공 펌프에 의해 진공 챔버 내부가 진공 상태로 변경되는 상태를 나타낸 동작 구성도4 is an operation configuration diagram showing a state in which the inside of the vacuum chamber is changed to a vacuum state by the low vacuum pump of the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 고진공 펌프에 의해 진공 챔버 내부가 진공 상태로 변경되는 상태를 나타낸 동작 구성도5 is an operation configuration diagram showing a state in which the inside of the vacuum chamber is changed to a vacuum state by the high vacuum pump of the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 각 기판간 가압을 통한 합착을 수행하는 상태를 나타낸 동작 구성도6 is an operation configuration diagram showing a state of performing bonding by pressing between the substrates of the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 진공 챔버 내부를 서서히 대기압 상태로 전환하는 상태를 나타낸 동작 구성도7 is an operation configuration diagram showing a state of gradually switching the inside of the vacuum chamber to the atmospheric pressure of the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention;
도 8 은 본 발명에 따른 진공 합착 장치의 동작 상태 중 진공 챔버 내부를완전한 대기압 상태로 전환하는 상태를 나타낸 동작 구성도8 is an operation configuration diagram showing a state of switching the inside of the vacuum chamber to a complete atmospheric pressure state of the operating state of the vacuum bonding apparatus according to the present invention;
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of drawings
110. 진공 챔버112. 제1공기 배출관110. Vacuum chamber 112. 1st air discharge pipe
112a. 개폐 밸브113. 제2공기 배출관112a. Opening and closing valve 113. Second air discharge pipe
113a. 개폐 밸브114. 제3공기 배출관113a. Opening and closing valve 114. 3rd air discharge pipe
115. 벤트121. 상부 스테이지115.Bent121. Upper stage
122. 하부 스테이지210. 고진공 펌프122. Lower stage 210. High vacuum pump
220. 저진공 펌프300. 가스 공급 수단220. Low vacuum pump 300. Gas supply
310. 가스 충전부320. 개폐 밸브310. Gas filling unit 320. On-off valve
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 단일의 몸체로 형성되고, 그 둘레면 소정 부위에는 각 기판의 반입/반출이 이루어지도록 기판 유출구가 형성되며, 그 내부 공간상의 공기가 배출되는 하나 이상의 공기 배출관이 연통된 상태로 연결되어 기판간 합착 공정이 수행되는 진공 챔버와; 상기 공기 배출관에 연결되어 상기 진공 챔버 내부가 진공 상태를 이룰 수 있도록 공기 흡입력을 발생시키는 최소 둘 이상의 진공 수단:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공 합착 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object is formed of a single body, the substrate outlet is formed in a predetermined portion of the periphery surface so that each substrate is carried in / out, and the air in the interior space is discharged A vacuum chamber in which the above air discharge pipes are connected and connected to each other to perform a bonding process between the substrates; And at least two vacuum means connected to the air discharge pipe to generate an air suction force so that the inside of the vacuum chamber is in a vacuum state, wherein the vacuum bonding apparatus of the liquid crystal display device is provided.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, with reference to Figures 3 to 8 attached to a preferred embodiment of the present invention in more detail as follows.
우선, 도시한 도 3 내지 도 8은 본 발명 액정 적하 방식을 이용한 액정표시소자의 진공 합착 장치를 개략적으로 나타내고 있으며, 이를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 진공 합착 장치는 진공 챔버(110)와, 스테이지부와, 스테이지 이동장치와, 진공 수단을 포함하여 구성됨이 제시된다.3 to 8 schematically show a vacuum bonding device of a liquid crystal display device using the liquid crystal dropping method of the present invention. As can be seen from this, the vacuum bonding device of the present invention includes a vacuum chamber 110 and a stage. It is proposed to include a part, a stage moving device, and a vacuum means.
상기에서 본 발명의 합착 장치를 구성하는 진공 챔버(110)는 단일의 몸체로 형성되고, 그 내부가 선택적으로 진공 상태 혹은, 대기압 상태를 이루면서 각 기판(510,520)간 가압을 통한 합착과 압력차를 이용한 합착이 순차적으로 수행되며, 그 둘레면 소정 부위에는 각 기판(510,520)의 반입 또는, 반출이 이루어지도록 기판 유출구(111)가 형성되어 이루어진다.In the above, the vacuum chamber 110 constituting the bonding apparatus of the present invention is formed as a single body, and the inside thereof is selectively vacuumed or atmospheric pressure to form a bonding and pressure difference through the pressure between the respective substrates (510,520) The used bonding is sequentially performed, and the substrate outlet 111 is formed at a predetermined portion of the circumferential surface so that the substrates 510 and 520 are loaded or unloaded.
이 때, 상기 진공 챔버(110)는 그 둘레면 일측에 진공 수단으로부터 발생된 공기 흡입력을 전달받아 그 내부 공간에 존재하는 공기가 배출되는 하나 이상의 공기 배출관(112,113,114)이 연결됨과 더불어 그 외부로부터 공기 혹은, 여타의 가스 유입이 이루어져 상기 진공 챔버(110) 내부를 대기 상태로 유지하기 위한 벤트(Vent)관(115)이 연결되어 내부 공간의 선택적인 진공 상태 형성 혹은, 해제가 가능하도록 구성된다.At this time, the vacuum chamber 110 is connected to one or more air discharge pipes (112, 113, 114) through which the air suction force generated from the vacuum means is discharged to one side of the circumferential surface thereof to discharge the air present in the inner space, and the air from the outside thereof. Alternatively, a vent tube 115 for maintaining the inside of the vacuum chamber 110 in a standby state due to the inflow of other gases is connected to be configured to selectively form or release a vacuum state of the internal space.
또한, 상기 각 공기 배출관(112,113,114)에는 그 관로의 선택적인 개폐를 위해 전자적으로 제어 받는 개폐 밸브(112a,113a,114a)가 구비된다.In addition, each of the air discharge pipe (112, 113, 114) is provided with an on-off valve (112a, 113a, 114a) that is electronically controlled for the selective opening and closing of the pipe.
이와 함께, 상기 진공 챔버(110)의 기판 유출구(111)에는 상기 기판 유출구로 인한 개구 부위를 선택적으로 차폐할 수 있도록 차폐 도어(111a)가 설치됨을 추가로 제시한다.In addition, the substrate outlet 111 of the vacuum chamber 110 further suggests that a shielding door 111a is installed to selectively shield the opening portion due to the substrate outlet.
이 때, 상기 차폐 도어(111a)는 통상의 슬라이딩식 도어 혹은, 회전식 도어 등으로 구현할 수 있을 뿐 아니라 여타의 개구부 개폐를 위한 구성으로 구현할 수 있으며, 상기 슬라이딩식 혹은, 회전식 도어로 구성할 경우 틈새의 밀폐를 위한 밀폐재가 포함되어 구성함이 보다 바람직하나 본 발명에서는 그 부분에 대한 상세 도시를 생략한다.In this case, the shielding door (111a) can be implemented not only as a conventional sliding door or a rotary door, but also as a configuration for opening and closing other openings, and when the sliding door or a rotary door is configured, a gap It is more preferable to include a sealing material for the sealing of the present invention, the detailed illustration of the portion is omitted.
그리고, 본 발명의 합착 장치를 구성하는 스테이지부는 상기 진공 챔버(110) 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되며, 진공 챔버(110) 내부로 반입된 각 기판(510,520)을 상기 진공 챔버 내의 해당 작업 위치에 고정시키는 역할을 수행하는 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)를 포함하여 구성된다.The stage unit constituting the bonding apparatus of the present invention is installed in the upper space and the lower space in the vacuum chamber 110, respectively, and the respective substrates 510 and 520 carried into the vacuum chamber 110 are corresponding to each other in the vacuum chamber. It is configured to include an upper stage 121 and the lower stage 122 that serves to secure the work position.
이 때, 상기 상부 스테이지(121)의 저면에는 다수의 정전력을 제공하여 기판의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전 제공기기(ESC;Electro Static Chuck)(121a)가 요입 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 진공홀(121b)을 형성한 것을 제시한다.At this time, at least one electrostatic chuck (ESC) 121a is mounted at the bottom of the upper stage 121 to provide a plurality of electrostatic powers to secure the substrate, and to transfer a vacuum force. The present invention suggests that at least one vacuum hole 121b is formed to allow suction fixing of the substrate.
상기와 같은 정전 제공기기(121a)는 서로 다른 극성의 직류 전원이 각각 인가되어 각 기판의 정전 부착이 가능하도록 최소 둘 이상 서로 다른 극성을 가지면서 쌍을 이루도록 구비됨을 그 실시예로써 제시하지만, 반드시 이로 한정되지는 않으며, 하나의 정전 제공기기 자체가 두 극성을 동시에 가지면서 정전력이 제공될 수 있도록 구성할 수도 있다.Although the above-described static electricity providing device 121a is provided to form a pair having at least two different polarities so that DC power of different polarities are applied to each substrate to allow electrostatic attachment of the substrates, but not necessarily. The present invention is not limited thereto, and the single power providing device itself may be configured to provide constant power while simultaneously having both polarities.
또한, 상기한 상부 스테이지(121)의 구성에서 진공홀(121b)은 상기 상부 스테이지(121)의 저면에 장착된 각 정전 제공기기(121a)의 둘레부위를 따라 다수 형성하여 배치되며, 이 각각의 진공홀(121b)은 상부 스테이지(121)에 연결된 진공 펌프(123)에 의해 발생된 진공력을 전달받을 수 있도록 단일 혹은, 다수의 관로(121c)를 통해 서로 연통되도록 형성한다.In addition, in the configuration of the upper stage 121, the vacuum hole 121b is formed by forming a plurality along the periphery of each electrostatic providing device 121a mounted on the bottom of the upper stage 121, The vacuum holes 121b are formed to communicate with each other through a single or a plurality of pipes 121c so as to receive the vacuum force generated by the vacuum pump 123 connected to the upper stage 121.
이와 함께, 상기 하부 스테이지(122)의 상면에는 다수의 정전력을 제공하여 기판의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전 제공기기(122a)가 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 진공홀(도시는 생략함)을 형성한 것을 제시한다.In addition, at least one electrostatic providing device 122a is mounted on the upper surface of the lower stage 122 so that the substrate can be fixed by providing a plurality of electrostatic powers, and the suction of the substrate is possible by receiving a vacuum force. It is shown that at least one vacuum hole (not shown) is formed.
이 때, 상기 정전 제공기기 및 진공홀 역시, 상기 상부 스테이지(121)의 구성과 동일한 형상을 이루도록 형성할 수 있으나 반드시 이로 한정하지는 않으며, 통상 작업 대상 기판의 전반적인 형성 또는 각 액정 도포 영역 등을 고려하여 상기 정전 제공기기 및 진공홀의 배치가 이루어질 수 있도록 함이 보다 바람직하다.In this case, the electrostatic providing device and the vacuum hole may also be formed to have the same shape as the configuration of the upper stage 121, but is not necessarily limited thereto. In general, the overall formation of the target substrate or each liquid crystal coating area is considered. More preferably, the electrostatic providing device and the vacuum hole may be arranged.
그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 스테이지 이동장치는 상부 스테이지(121)를 선택적으로 상하 이동시키도록 구동하는 이동축(131)을 가지고, 하부 스테이지(122)를 선택적으로 좌우 회전시키도록 구동하는 회전축(132)을 가지며, 진공 챔버(110)의 내측 또는 외측에 상기 각 스테이지(121,122)와 축결합된 상태로 상기한 각각의 축을 선택적으로 구동하기 위한 구동 모터(133,134)를 포함하여 구성된다.In addition, the stage shifting device constituting the bonding apparatus of the present invention has a moving shaft 131 for driving the upper stage 121 to move up and down selectively, and a rotation shaft for driving the lower stage 122 to selectively rotate left and right. 132 and a drive motor 133, 134 for selectively driving the respective axes in the state coupled to the stage (121, 122) in the inner or outer side of the vacuum chamber 110.
이 때, 상기 스테이지 이동장치는 단순히 상기 상부 스테이지(121)를 상하로만 이동시키거나, 하부 스테이지(122)를 좌우 회전만 시키도록 구성할 수 한정되는 것은 아니며, 상기 상부 스테이지(121)를 좌우 회전 가능하도록 구성할 수도 있을 뿐 아니라 상기 하부 스테이지(122)를 상하 이동시킬 수 있도록 구성할 수도 있으며, 이의 경우 상기 상부 스테이지(121)에는 별도의 회전축(도시는 생략함)을 추가로 설치하여 그 회전이 가능하도록 하고, 상기 하부 스테이지(122)에는 별도의 이동축(도시는 생략함)을 추가로 설치하여 그 상하 이동이 가능하도록 한다.In this case, the stage shifting device is not limited to simply move the upper stage 121 only up and down or rotate the lower stage 122 sideways, and rotates the upper stage 121 left and right. Not only may it be configured to be possible, but may also be configured to move the lower stage 122 up and down, in this case, the upper stage 121 is installed by additional rotation shaft (not shown) additional rotation To this end, the lower stage 122 is further provided with a separate moving shaft (not shown) to enable its vertical movement.
그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 진공 수단은 상기 진공 챔버(110)의 공기 배출관(112,113,114)에 연결되어 상기 진공 챔버 내부(110)를 진공 상태로 변경하도록 구동하며, 최소 둘 이상으로 구성된다. 바람직하기는 5개로 구성한다.And, the vacuum means constituting the bonding apparatus of the present invention is connected to the air discharge pipes (112, 113, 114) of the vacuum chamber 110 to drive to change the vacuum chamber interior (110) to a vacuum state, it is composed of at least two. Preferably, it consists of five.
상기와 같은 각 진공 수단 중 최소 어느 하나의 진공 수단은 여타의 각 진공 수단에 비해 더 큰 압력의 공기 흡입력을 발생시키는 고진공 펌프(TMP;Tubo Molecular Pump)(210)로 구성하며, 상기 고진공 펌프를 제외한 여타의 진공 수단은 저진공 펌프(Dry-pump)(220)로 구성한다.At least one of the vacuum means as described above comprises a high vacuum pump (TMP; Tubo Molecular Pump) (210) for generating a higher pressure air suction force than each of the other vacuum means, the high vacuum pump The other vacuum means except for the configuration consists of a low-pump (Dry-pump) (220).
특히, 상기에서 고진공 펌프(210)는 하나로 구성하고, 저진공 펌프(220)는 4개로 구성한다.In particular, the high vacuum pump 210 is configured in one, the low vacuum pump 220 is configured in four.
이 때, 진공 챔버(110)에 연결되는 공기 배출관(112,113,114)은 총 3개로 구성하며, 그 중 하나의 공기 배출관(이하, “제1공기 배출관”이라 한다)(112)은 고진공 펌프(210)에 연결하고, 나머지 두 개의 공기 배출관(이하, “제2공기 배출관” 및 “제3공기 배출관”이라 한다)(113,114)은 2개의 저진공 펌프(220)가 한 쌍을 이루면서 각각 연결되도록 구성한다.At this time, the air discharge pipe (112, 113, 114) connected to the vacuum chamber 110 is composed of a total of three, one of the air discharge pipe (hereinafter referred to as "first air discharge pipe") 112 is a high vacuum pump 210 And the remaining two air discharge pipes (hereinafter, referred to as “second air discharge pipe” and “third air discharge pipe”) 113 and 114 are configured such that two low vacuum pumps 220 are connected in pairs, respectively. .
하지만, 상기와 같은 진공 수단을 고진공 및 저진공 펌프(210,220) 등 각각 하나씩 모두 두 개로만 구성하고, 진공 챔버(110)에 형성되는 공기 배출관은 상기 각 펌프(210,220)의 대수에 대응하여 두 개로만 형성할 수도 있다.However, the vacuum means as described above comprises only two of each of the high vacuum and low vacuum pumps (210, 220), each one, and the two air discharge pipes formed in the vacuum chamber 110 corresponding to the number of each of the pumps (210, 220) It can also form only.
또한, 상기 공기 배출관은 총 5개로 구성하여 어느 하나의 공기 배출관에는 고진공 펌프(210)를 연결하고, 나머지 4개의 공기 배출관은 각각의 저진공 펌프(220)를 연결하여 구성할 수도 있다. 이에 대한 도시는 생략한다.In addition, the air discharge pipe is composed of a total of five by connecting a high vacuum pump 210 to any one of the air discharge pipe, the remaining four air discharge pipe may be configured by connecting the respective low vacuum pump 220. The illustration thereof is omitted.
이와 함께, 본 발명에서는 진공 챔버(110)에 연결되는 벤트관(115)에 공기 혹은, 가스의 투입량 조절이 가능한 가스 공급 수단(300)을 추가로 연결하여 구성함을 제시한다.In addition, the present invention proposes that the gas supply means 300 that can adjust the input amount of air or gas to the vent pipe 115 connected to the vacuum chamber 110 is configured to be further configured.
이 때, 상기 가스 공급 수단(300)은 진공 챔버(110) 내부를 대기압 상태로 이룰 수 있도록 공급되는 공기 혹은, 가스가 각각 저장된 가스 충전부(310)와, 상기 벤트관(115)을 선택적으로 소정 양만큼 개방시키거나 폐쇄하도록 구동하는 개폐 밸브(320)가 포함되어 구성된다.At this time, the gas supply means 300 selectively selects the gas charging unit 310 and the vent pipe 115 in which air or gas is stored so as to achieve the inside of the vacuum chamber 110 at atmospheric pressure. An on / off valve 320 is configured to be driven to open or close by an amount.
또한, 상기한 구성에서 본 발명은 개폐 밸브(320) 대신 상기 가스 충전부(310)에 충전된 공기 혹은, 가스를 선택적인 압력으로 강제 펌핑하여 벤트관(115)으로 전송할 수 있도록 펌프를 포함하여 구성할 수도 있기 때문에 반드시 진공 챔버(110) 내부를 대기압 상태로 만들기 위한 구성을 개폐 밸브로만 적용할 수 있는 것으로 한정되지는 않는다.In addition, the present invention in the above configuration is configured to include a pump to be pumped to the vent pipe 115 by forcibly pumping the air or gas charged in the gas filling unit 310 at a selective pressure instead of the on-off valve 320. Since it may be possible, the configuration for making the inside of the vacuum chamber 110 to the atmospheric pressure is not necessarily limited to being applicable only as an on / off valve.
하지만, 진공 챔버 내부(110)는 진공 상태임을 고려할 때 미세한 틈새를 통해서도 공기 혹은, 가스가 스스로 상기 진공 챔버(110) 내부에 유입될 수 있기 때문에 굳이 강제적인 펌핑력을 이용하지 않아도 된다. 이에 따라 본 발명에서는, 펌프 대신 벤트관(115)을 선택적으로 소정 양만큼 개방시키거나 폐쇄하도록 구동하는 개폐 밸브(320)를 적용한 구성을 제시한다.However, considering that the vacuum chamber interior 110 is in a vacuum state, air or gas may be introduced into the vacuum chamber 110 by itself even through a minute gap, and thus, it is not necessary to use a forced pumping force. Accordingly, the present invention proposes a configuration in which the on-off valve 320 is driven to selectively open or close the vent pipe 115 by a predetermined amount instead of the pump.
미설명 부호 400은 진공 챔버(110) 내부가 진공 상태를 이루는 과정에서 상기 진공 챔버(110) 내부가 완전한 진공 상태를 이룰 때까지 상부 스테이지(121)에 흡착된 기판(520)을 임시로 받아주는 기판 받침 수단이다.Reference numeral 400 denotes a substrate that temporarily receives the substrate 520 adsorbed to the upper stage 121 until the interior of the vacuum chamber 110 achieves a complete vacuum while the interior of the vacuum chamber 110 is in a vacuum state. It is a supporting means.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 액정표시소자의 진공 합착 장치를 이용한 기판간 합착 과정을 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, the substrate-to-substrate bonding process using the vacuum bonding apparatus of the liquid crystal display device having the above-described configuration will be described in more detail.
우선, 각 스테이지(121,122)에 각 기판(510,520)의 로딩이 완료되면 차폐 도어(111a)가 동작하면서 진공 챔버(110)의 기판 유출구(111)를 폐쇄시켜 진공 챔버(110) 내부를 밀폐된 상태로 이루게 된다.First, when the loading of the substrates 510 and 520 in each stage 121 and 122 is completed, the shield door 111a is operated to close the substrate outlet 111 of the vacuum chamber 110 to seal the inside of the vacuum chamber 110. It is made up of.
이 때, 상기 각 기판(510,520)의 로딩은 각 스테이지(121,122)가 진공 흡착력을 발생시켜 각 기판(510,520)을 각각 흡착 고정함으로써 수행된다.At this time, the loading of each of the substrates 510 and 520 is performed by each stage 121 and 122 to generate a vacuum suction force and to suck and fix the substrates 510 and 520, respectively.
그리고, 이 상태에서 본 발명의 진공 수단을 구성하는 각각의 저진공 펌프(220)가 대략 10㎘~30㎘/min(특히, 23㎘/min)의 배기 속도로 구동하면서 공기 흡입력을 발생시킨다.In this state, each low vacuum pump 220 constituting the vacuum means of the present invention generates an air suction force while driving at an exhaust speed of approximately 10 kPa to 30 kPa / min (particularly, 23 kPa / min).
이에 상기와 같이 발생된 공기 흡입력은 각 저진공 펌프(220)와 연결된 제2공기 배출관(113) 및 제3공기 배출관(114)을 통해 진공 챔버(110) 내부로 전달되어 상기 진공 챔버(110) 내부를 서서히 진공 상태로 만들게 된다.Accordingly, the air suction force generated as described above is transferred into the vacuum chamber 110 through the second air discharge pipe 113 and the third air discharge pipe 114 connected to each low vacuum pump 220, and thus the vacuum chamber 110. The interior is slowly vacuumed.
이 때, 상기 제2공기 배출관(113) 및 제3공기 배출관(114)에 구비된 각각의개폐 밸브(113a,114a)는 상기 각 배출관(113,114)의 관로를 개방시킨 상태이다.At this time, each of the opening and closing valves 113a and 114a provided in the second air discharge pipe 113 and the third air discharge pipe 114 opens the pipes of the respective discharge pipes 113 and 114.
이 때, 상기 진공 챔버(110) 내부의 진공 정도가 상부 스테이지(121)를 통해 기판(520)을 흡착 고정하던 진공력에 비해 떨어질 경우(즉, 진공 챔버(110) 내부가 고진공 상태에 이르게 되면) 상기 상부 스테이지(121)에 흡착 고정되어 있던 기판(520)이 상기 상부 스테이지(121)로부터 떨어지게 된다.At this time, when the degree of vacuum inside the vacuum chamber 110 is lower than that of the vacuum force used to adsorb and fix the substrate 520 through the upper stage 121 (that is, when the inside of the vacuum chamber 110 reaches a high vacuum state). The substrate 520 that has been adsorbed and fixed to the upper stage 121 is separated from the upper stage 121.
이에 따라 발생될 수 있는 기판(520)의 파손을 방지하기 위해 도시한 도 4와 같이 상기 진공 챔버(110) 내부를 서서히 진공 상태로 만드는 과정에서(진공 챔버(110) 내부가 고진공 상태에 이르기 전까지) 기판 받침 수단(400)이 동작하면서 상부 스테이지(121)에 흡착된 기판(520)을 임시로 받아주게 된다.Accordingly, in order to prevent damage to the substrate 520 that may occur, as shown in FIG. 4, the vacuum chamber 110 is gradually vacuumed (until the vacuum chamber 110 reaches a high vacuum state). The substrate support means 400 operates to temporarily receive the substrate 520 adsorbed to the upper stage 121.
상기와 같이 진공 챔버(110) 내부를 진공 상태로 만드는 과정은 반드시, 상술한 바와 같이 차폐 도어(111a)에 의한 기판 유출구(111)의 폐쇄가 완료된 이후에만 수행하여야 하는 것은 아니다.As described above, the process of making the inside of the vacuum chamber 110 in a vacuum state is not necessarily performed only after the closing of the substrate outlet 111 by the shielding door 111a is completed as described above.
즉, 최초의 진공 상태를 만드는 과정이 느리게 이루어짐을 고려할 때 상기 진공 상태를 만드는 과정 중 기판 유출구(111)의 폐쇄를 수행할 수도 있다.That is, considering that the process of making the initial vacuum is slow, the substrate outlet 111 may be closed during the process of creating the vacuum.
뿐만 아니라, 진공 상태를 만드는 과정 중 진공 챔버(110) 내부가 고진공 상태에 이르기 전까지 기판 받침 수단(400)의 동작이 이루어져 상부 스테이지(121)에 흡착 고정된 기판(520)을 받아주기 위한 위치로 이동하여야만 하는 것은 아니며, 진공 상태를 만들기 전에 상기 기판 받침 수단(400)을 동작시켜 기판(520)을 받아주기 위한 위치로 이동시켜둘 수도 있음은 이해 가능하다.In addition, the operation of the substrate support means 400 is performed until the inside of the vacuum chamber 110 reaches a high vacuum state during the process of creating a vacuum state, to a position for receiving the substrate 520 adsorbed and fixed to the upper stage 121. It is not necessary to move, and it is understood that the substrate support means 400 may be moved to a position for receiving the substrate 520 before the vacuum is made.
하지만, 작업 공정의 효율을 높이기 위해서는 진공 챔버(110) 내부를 진공상태로 만드는 과정 중 기판 받침 수단(400)의 동작이 이루어질 수 있도록 함이 보다 바람직하다.However, in order to increase the efficiency of the work process, it is more preferable that the operation of the substrate support means 400 can be performed during the process of making the inside of the vacuum chamber 110 into a vacuum state.
그리고, 상기한 바와 같이 상부 스테이지(121)에 흡착 고정된 기판(520)이 기판 받침 수단(400)에 의해 지지된 상태를 이룸과 더불어 계속적인 각 저진공 펌프(220)의 구동에 의한 진공이 이루어지는 도중 진공 챔버(110) 내부의 압력이 대략 50Pa 이하(특히, 13Pa 이하)로 되면 도시한 도 5와 같이 제1공기 배출관(112)을 폐쇄하고 있던 개폐 밸브(112a)가 상기 제1공기 배출관(112)이 개방되도록 동작함과 더불어 고진공 펌프(210)가 구동하게 된다.As described above, the substrate 520 adsorbed and fixed to the upper stage 121 is supported by the substrate support means 400, and the vacuum by the continuous driving of the low vacuum pump 220 is continued. When the pressure inside the vacuum chamber 110 becomes about 50 Pa or less (particularly, 13 Pa or less) during the process, the opening / closing valve 112a that closes the first air discharge pipe 112 as shown in FIG. 5 shows the first air discharge pipe. In addition to operating 112 to open, the high vacuum pump 210 is driven.
이 때, 상기 고진공 펌프(210)는 대략 0.1㎘~5.0㎘/min(특히, 1.1㎘/min)의 배기 속도를 이루도록 동작하면서 제1공기 배출관(112)을 통해 진공 챔버(110) 내부로 공기 흡입력을 전달하여 상기 진공 챔버(110) 내부를 급격하게 진공 상태로 만들게 된다.At this time, the high vacuum pump 210 operates to achieve an exhaust speed of approximately 0.1 kPa to 5.0 kPa / min (particularly 1.1 kPa / min) while allowing air into the vacuum chamber 110 through the first air discharge pipe 112. The suction force is transmitted to rapidly make the inside of the vacuum chamber 110 into a vacuum state.
하지만, 상기한 고진공 펌프(210)와 저진공 펌프(220)와의 구동 관계는 반드시 특정 시점(예컨대, 상부 스테이지(121)에 흡착된 기판(520)이 기판 받침 수단(400)에 의해 지지된 상태를 이루는 시점)에 급격히 고진공을 이루도록 하는 것으로 한정되지는 않는다.However, the driving relationship between the high vacuum pump 210 and the low vacuum pump 220 is necessarily a state in which the substrate 520 adsorbed to the upper stage 121 is supported by the substrate support means 400. At the time of forming a rapid vacuum) is not limited to.
즉, 점진적으로 고진공 상태를 이루도록 구동 제어를 수행할 수도 있는데 이는, 각 공기 배출관(112,113,114)에 설치된 각 개폐 밸브(112a,113a,114a)의 개폐량을 선택적으로 조절함으로써 가능하다.That is, the driving control may be performed to achieve a progressively high vacuum state, which is possible by selectively adjusting the opening / closing amount of each open / close valve 112a, 113a, 114a provided in each air discharge pipe 112, 113, 114.
그리고, 전술한 바와 같은 일련의 과정이 소정 시간동안 수행되어 진공챔버(110) 내부가 원하는 진공도의 범위내에 이르게 되면 즉, 진공 챔버(110) 내부가 대략 0.01Pa(특히, 0.67Pa) 이하의 진공도에 도달하게 되면, 고진공 펌프(210)의 구동이 정지하게 된다.When the series of processes described above are performed for a predetermined time and the inside of the vacuum chamber 110 reaches the desired vacuum degree, that is, the vacuum degree inside the vacuum chamber 110 is about 0.01 Pa (in particular 0.67 Pa) or less. When it reaches, the driving of the high vacuum pump 210 is stopped.
이 때, 제1공기 배출관(112)에 설치된 개폐 밸브(112a)는 상기 제1공기 배출관(112)이 폐쇄된 상태를 이루도록 동작한다.At this time, the opening and closing valve 112a installed in the first air discharge pipe 112 operates to achieve a state in which the first air discharge pipe 112 is closed.
그리고, 기판 받침 수단(400)에 임시로 지지되어 있던 제2기판(520)은 상부 스테이지(121)에 고정됨과 더불어 하부 스테이지(122)에 얹혀져 있던 기판(510) 역시 상기 하부 스테이지(122)에 고정된다.The second substrate 520 temporarily supported by the substrate support means 400 is fixed to the upper stage 121 and the substrate 510 mounted on the lower stage 122 is also attached to the lower stage 122. It is fixed.
이 때, 각 기판(510,520)은 상기 각 스테이지(121,122)의 각 정전척(121a,122a)을 통하여 발생되는 정전력에 의해 각 스테이지(121,122)에 정전 고정이 이루어짐으로써 고진공 상태에서도 상기한 각 기판(510,520)의 유동이 방지될 수 있게 된다.At this time, each of the substrates 510 and 520 is electrostatically fixed to each of the stages 121 and 122 by the electrostatic force generated through the electrostatic chucks 121a and 122a of the stages 121 and 122, so that the substrates may be used even in a high vacuum state. Flow of 510 and 520 can be prevented.
이후, 합착 장치를 구성하는 상부 스테이지(121)가 도시한 도 6과 같이 스테이지 이동장치의 구동에 의해 하향 이동(혹은, 하부 스테이지(122)가 스테이지 이동장치의 구동에 의해 상향 이동)하면서 한 쌍의 기판(510,520)을 정렬하고 가압하여 합착을 수행하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 6, in which the upper stage 121 constituting the bonding apparatus moves downward (or the lower stage 122 moves upward by driving the stage moving apparatus), a pair The substrates 510 and 520 are aligned and pressed to perform bonding.
따라서, 상기한 합착 공정이 완료되면 도시한 도 7과 같이 상부 스테이지(121)가 소정 간격만큼 상향 이동함과 더불어 벤트관(115)을 폐쇄하고 있던 개폐 밸브(320)가 동작하면서 상기 벤트관(115)을 소정 양만큼만 개방시키게 되고, 이로 인해 진공 챔버(110) 내부는 서서히 대기압 상태를 이루게 된다.Therefore, when the bonding process is completed, as shown in FIG. 7, the upper stage 121 moves upward by a predetermined interval, and the opening / closing valve 320 closing the vent pipe 115 operates to operate the vent pipe ( 115 is opened only by a predetermined amount, and the inside of the vacuum chamber 110 gradually becomes an atmospheric pressure state.
이 때, 상기와 같은 점진적인 대기압 상태로의 변경 과정에서 상기 진공 챔버(110) 내부는 기압차가 부여되며, 이 기압차로 인해 각 기판(510,520)간 가압이 이루어지게 된다.At this time, a pressure difference is applied to the inside of the vacuum chamber 110 in the process of changing to the gradual atmospheric pressure as described above, and the pressure difference is caused between the substrates 510 and 520.
그리고, 상기한 과정이 소정 시간 동안 지속적으로 이루어지면서 각 기판(510,520)간 기압차에 의한 가압이 충분히 완료되었다고 판단될 경우 도시한 도 8과 같이 벤트관(115)에 설치된 개폐 밸브(320)가 재차적인 동작을 수행하면서 상기 벤트관(115)을 완전 개방시키게 된다.In addition, when the above process is continuously performed for a predetermined time and it is determined that the pressurization by the pressure difference between the substrates 510 and 520 is sufficiently completed, the opening / closing valve 320 installed in the vent pipe 115 as shown in FIG. The vent pipe 115 is completely opened while performing the operation again.
상기한 바와 같은 일련의 과정에 의해 기판간 벤트 공정이 완료되면 진공 챔버(110)의 차폐 도어(111a)가 구동하면서 상기 차폐 도어에 의해 폐쇄되어 있던 기판 유출구(111)를 개방시키게 된다.When the substrate-to-substrate venting process is completed by the above-described process, the shielding door 111a of the vacuum chamber 110 is driven to open the substrate outlet 111 closed by the shielding door.
이후, 별도의 기판 반송 장치에 의해 상기 합착 기판의 언로딩/로딩이 수행됨과 더불어 다시 기 전술한 일련의 각 과정을 반복 수행하면서 기판간 합착을 수행하게 된다.Subsequently, the unloading / loading of the bonded substrate is performed by a separate substrate transfer apparatus, and the substrate-to-substrate bonding is performed while repeating the above-described series of processes.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 액정 적화 방식을 이용한 액정표시소자의 진공 합착 장치에 따른 구성에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the following effects can be obtained by the configuration of the vacuum bonding apparatus of the liquid crystal display device using the liquid crystal integration method of the present invention.
첫째, 본 발명에 따른 진공 합착 장치는 진공 챔버 내부를 진공 상태로 유지시키기 위한 구성이 고진공 진공 펌프 및 저진공 진공 펌프와 같이 적어도 둘 이상의 서로 다른 압력의 공기 흡입력을 발생시키는 진공 펌프를 각각 구비함으로써 액정의 손상 없이 진공 챔버 내부를 원활히 진공 상태로 변경시킬 수 있게 된 효과가있다.First, the vacuum bonding apparatus according to the present invention is provided with a vacuum pump for generating an air suction force of at least two or more different pressures, such as a high vacuum vacuum pump and a low vacuum vacuum pump, each of which is configured to maintain a vacuum inside the vacuum chamber. There is an effect that can be smoothly changed to the vacuum state inside the vacuum chamber without damaging the liquid crystal.
둘째, 진공 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 과정이 단계적으로 이루어지도록 함으로써 상기 진공 상태를 이루는 각 단계의 수행 과정 중 필요한 여타 구성 부분의 동작이 함께 이루어질 수 있도록 함으로써 작업 공정에 따른 시간상의 효율을 향상시킬 수 있게 된 효과가 있다.Secondly, the step of making the inside of the vacuum chamber into a vacuum is performed step by step so that the operation of other components necessary for performing the steps of forming the vacuum may be performed together, thereby improving time efficiency according to the working process. It is effective.
셋째, 처음부터 과도한 압력의 공기 흡입력을 발생시키지 않고, 저진공 상태에서 점차 고진공 상태를 이루도록 2단계로의 진공이 가능함으로써 기판의 액정 분포 불량을 최대한 방지할 수 있게 된 효과가 있다.Third, it is possible to prevent the liquid crystal distribution defect of the substrate to the maximum by enabling the vacuum in two stages so as to achieve a high vacuum gradually from a low vacuum state without generating an air suction force of excessive pressure from the beginning.
넷째, 진공 상태의 진공 챔버 내부를 대기압 상태로 변경시키는 과정에서 공기 혹은, 대기압 유지를 위한 가스가 점진적으로 상기 진공 챔버 내로 투입될 수 있도록 함으로써 순간적인 대기압 상태로의 변경에 따른 기판간 합착 불량을 미연에 방지할 수 있게 된 효과가 있다.Fourth, in the process of changing the inside of the vacuum chamber in the vacuum state to the atmospheric pressure state, air or gas for maintaining the atmospheric pressure can be gradually introduced into the vacuum chamber, thereby preventing adhesion between substrates due to the change to the instantaneous atmospheric pressure state. There is an effect that can be prevented in advance.
다섯째, 본 발명에 따른 진공 챔버가 단일의 몸체로 이루어져 있어서, 그 내부 공간을 고진공으로 이루기에 유리하다. 이로 인해, 진공 합착이 보다 원활히 진행될 수 있음에 따라 합착 효율이 향상되는 효과가 있다.Fifth, since the vacuum chamber according to the present invention consists of a single body, it is advantageous to make the inner space high vacuum. For this reason, as the vacuum bonding can proceed more smoothly, there is an effect that the bonding efficiency is improved.
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