KR20030075521A - 액정표시소자용 진공 합착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 진공 합착을 위한 공정에서 기판간 합착을 위한 작업(예컨대, 각 스테이지에 각 기판을 로딩히는 과정, 챔버부 내부를 진공 상태로 만드는 과정, 챔버부 내부를 진공 상태로부터 해제하는 과정 등) 도중 발생될 수 있는 기판의 로딩 불량이나 기판간의 합착 불량 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 진공 합착 장치의 공정 보조 수단에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버와; 상기 진공 챔버 내에 각각 대향되어 구비되고, 반송 장치에 의해 반입된 각 기판을 흡착하여 각 기판간 합착을 수행하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와; 상기 진공 챔버 내에 승강 및 회전하게 구비되고, 합착 완료된 기판을 고정하거나 혹은, 상부 스테이지에 고정되는 기판을 받쳐주는 공정 보조 수단:을 포함하여 구성함을 제공한다.

Description

액정표시소자용 진공 합착 장치{vacuum bonding device for liquid crystal display}

본 발명은 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 대면적의 액정표시소자에 유리한 액정 적하 방식을 적용한 액정표시소자의 제조 장비에 관한 것이다.

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(VacuumFluorescent 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.

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.

이 때, 상기한 각각의 방식 중 액정 적하 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.

이에 최근에는 상기한 액정 적하 방식을 이용하기 위한 각종 장비의 연구가 이루어지고 있다.

도시한 도 1a 내지 도 1d 그리고, 도 2는 상기한 바와 같은 종래의 액정 적하 방식을 적용한 진공 합착 장치를 나타내고 있다.

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 수단 그리고, 스테이지 이동수단으로 크게 구성된다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이하, 상기한 종래의 합착 장치를 이용한 액정표시소자의 제조 과정을 그 공정 순서에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

우선, 하부 스테이지(22)에는 제2기판(52)이 반송 장치를 구성하는 로보트 아암(80)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.

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.

이후, 상기 하부 스테이지(22)에 다른 하나의 기판(이하, “제1기판”이라 함)(51)이 상기 로보트 아암에 의해 그 반입이 이루어지고, 계속해서 상기 하부 스테이지는 진공 흡착력을 발생시켜 상기 제1기판을 진공 흡착한다. 이의 상태는 도시한 도 1c와 같다.

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.

이후, 챔버 이동수단(40)에 의한 각 챔버 유닛(31,32)간 합체가 이루어져 각 스테이지(21,22)가 위치된 공간이 밀폐되고, 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 회전시켜 받침판(62)을 상부 스테이지(21)에 진공 흡착된 제2기판(52)의 두 모서리에 위치시키게 된다.

이 상태에서 스테이지 이동수단은 상부 스테이지를 하향 이동시킴과 더불어 상기 기판 받침 수단을 구성하는 받침판(62)이 위치된 높이까지 근접시킨 후 제2기판(52)을 고정하던 흡착력을 해제하여 도시한 도 2와 같이 상기 제2기판(52)을 상기 기판 받침 수단의 각 받침판(62)에 얹게 된다.

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 완전히 진공 상태를 이루기전에 임시적으로 상기 제2기판(52)을 보관할 수 있도록 하기 위한 과정이다.

이와 함께, 도시하지 않은 별도의 진공 수단을 이용하여 챔버부 내부를 완전히 진공 상태를 이루도록 하고, 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.

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.

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.

그리고, 상기한 과정에 의한 기판간의 가압에 의한 합착이 완료되면 챔버부내의 진공 상태를 해제시켜 대기압 상태를 이루도록 한다.

상기와 같은 과정에서 각 기판 사이인 합착 부위의 기압과 챔버부 내의 기압간은 점차적으로 차이가 커지게 되고, 이러한 상호간의 기압차에 의해 각 기판간이 밀착되면서 재차적인 합착이 이루어진다.

이후, 상기 재차적인 합착이 완료된 기판은 언로딩 되어 후 공정으로 반송됨과 더불어 새로운 각각의 기판이 반송됨으로써 연속적인 기판간 합착 작업의 수행이 이루어진다.

그러나 전술한 바와 같은 종래 진공 합착 장치는 다음과 같은 각각의 문제점을 발생시키게 된다.

첫째, 챔버부 내부가 완전한 진공 상태를 이루게 되어 상부 스테이지에 제2기판을 정전 흡착하는 과정에서 단순히 상부 스테이지를 통해 전달되는 정전력으로만 상기 제2기판을 흡착하도록 이루어져 있음에 따라 그 흡착이 원활히 이루어지지 않을 수도 있는 문제점을 가진다.

즉, 상부 스테이지 및 제2기판간의 간격이 크면 클수록 상호간의 정전 흡착이 용이하게 이루어지지 못하였다. 이에 따라 정전 흡착을 위한 과정시(혹은, 챔버부 내부를 진공 상태로 만드는 과정시)에는 상기 상부 스테이지를 제2기판이 안착되는 위치에 최대한 근접시켜야만 하는 제어상의 어려움이 있었다.

둘째, 가압 과정에 의한 기판간 합착이 완료되어 챔버부 내의 진공 상태를 해제하는 과정에서 급작스러운 압력의 변화로 인해 상기 합착된 기판간의 비틀림등이 발생되어 합착 불량을 유발할 수 있게 된 문제점을 가진다.

이는, 상기 기판간 합착 과정이 완료된 후 상부 스테이지가 상향 이동한 후 챔버부 내를 대기압 상태로 만들기 때문에 합착 기판을 고정시키기 위한 구성이 없었기 때문이다.

물론, 하부 스테이지를 통해 정전력을 발생시켜 상기 합착 기판의 저면을 상기 정전력으로 고정할 수 있겠지만, 이는 단순히 합착 기판의 저부를 이루는 제1기판만을 고정하기 때문에 상기 합착 기판의 상부를 이루는 제2기판은 상기 제1기판에 대하여 비틀리게 되는 문제점은 계속해서 남아 있다.

셋째, 종래에는 반송 장치를 이루는 로보트 아암의 형상이 각 기판의 로딩을 원활히 수행할 수 있도록 다수의 핑거부가 형성되어 이루어지는데, 이 때 상기의 각 핑거부는 통상 기판의 길이 방향(혹은, 폭 방향)으로 길게 형성됨을 고려할 때 상기 길이에 비해 폭이 좁음에 따라 하부로 처지게 되는 문제점을 유발하게 되었다.

특히, 핑거부를 구성하는 끝단(즉, 반송 장치에 결합된 부위와는 반대측 부위)은 그 처짐 정도가 여타 부위에 비해 상당히 큼을 고려할 때 기판 역시 휘게 되어 전체적인 기판의 각 부위 손상을 유발시키게 된 원인이 있다.기판의 휨과 같은 문제점의 유발을 심화되었다.

본 발명은 상기와 같은 각종 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기판간 합착을 위한 작업(예컨대, 각 스테이지에 각 기판을 로딩히는 과정, 챔버부 내부를 진공 상태로 만드는 과정, 챔버부 내부를 진공 상태로부터 해제하는 과정 등)도중 발생될 수 있는 기판의 로딩 불량이나 기판간의 합착 불량 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 진공 합착 장치의 공정 보조 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1d 는 종래 액정표시소자의 합착 장치를 개략적으로 나타낸 구성도

도 2 은 종래 합착 장치를 구성하는 기판 받침 수단의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 요부 사시도

도 3 은 본 발명에 따른 공정 보조 수단이 적용된 진공 합착 장치의 내부 상태를 개략적으로 나타낸 구성도

도 4 는 본 발명에 따른 공정 보조 수단의 사시도

도 5 는 본 발명에 따른 공정 보조 수단의 장착 상태를 나타낸 평면도

도 6 은 본 발명 공정 보조 수단의 제1실시예에 따른 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도

도 7 은 도 6의 공정 보조 수단의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 평면도

도 8 은 본 발명 공정 보조 수단의 제1실시예에 따른 또 다른 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도

도 9 및 도 10 는 제1기판이 하부 스테이지에 로딩되는 과정을 나타낸 구성도

도 11 내지 도 13 은 본 발명의 공정 보조 수단을 이용한 제2실시예에 따른 동작 상태를 나타낸 구성도

도 14 내지 도 16 은 본 발명의 공정 보조 수단을 이용한 제3실시예에 따른 동작 상태를 나타낸 구성도

도 16 은 본 발명 공정 보조 수단의 제3실시예에 따른 동작 상태를 개략적으로 나타낸 요부 사시도

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

110. 진공 챔버121. 상부 스테이지

122. 하부 스테이지300. 반송 장치

410. 제2기판 받침 수단410. 제1기판 받침 수단

600. 공정 보조 수단610. 회전축

620. 받침부630. 구동부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버와; 상기 진공 챔버 내에 각각 대향되어 구비되고, 반송 장치에 의해 반입된 각 기판을 흡착하여 각 기판간 합착을 수행하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와; 상기 진공 챔버 내에 승강 및 회전하게 구비되고, 합착 완료된 기판을 고정하거나 혹은, 상부 스테이지에 고정되는 기판을 받쳐주는 공정 보조 수단:을 포함하여 구성된 액정표시소자용 진공 합착 장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 각 실시예를 첨부한 도 3 내지 도 16을 참조하여 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

우선, 도시한 도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자용 진공 합착 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 진공 합착 장치는 크게 진공 챔버(110)와, 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)와, 스테이지 이동장치, 진공 장치(200) 그리고, 공정 보조 수단(600)을 포함하여 구성됨이 제시된다.

상기에서 본 발명의 합착 장치를 구성하는 진공 챔버(110)는 그 내부가 선택적으로 진공 상태 혹은, 대기압 상태를 이루면서 각 기판간 합착 작업이 수행될 수 있도록 형성되어 이루어진다.

이 때, 상기 진공 챔버(110)는 그 둘레면 일측에 진공 장치(200)로부터 전달된 공기 흡입력을 전달받아 그 내부 공간에 존재하는 공기가 배출되는 공기 배출관(112)이 연결됨과 더불어 그 외부로부터 공기 혹은, 여타의 가스 유입이 이루어지져 상기 진공 챔버(110) 내부를 대기 상태로 유지하기 위한 벤트(Vent)관(113)이 연결되어 내부 공간의 선택적인 진공 상태 형성 혹은, 해제가 가능하도록 구성된다.

또한, 상기에서 공기 배출관(112) 및 벤트관(113)에는 그 관로의 선택적인 개폐를 위해 전자적으로 제어 받는 개폐 밸브(112a,113a)가 각각 구비된다.

그리고, 본 발명의 합착 장치를 구성하는 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)는 상기 진공 챔버(110) 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되며, 반송 장치(300)에 의해 진공 챔버(110) 내부로 반입된 각 기판(510,520)을 진공 혹은, 정전 흡착하여 상기 진공 챔버(110) 내의 해당 작업 위치에 고정된 상태로 유지시킴과 더불어 이 고정된 각 기판(510,520)간 합착을 수행하도록 선택적 이동이 가능하게 구성된다.

이 때, 상기 반송 장치(300)는 다수의 핑거부(311)를 가지는 로보트 아암(310)을 제어하여 진공 챔버(110) 내부의 기판 반입/반출을 수행한다.

또한, 상기에서 상부 스테이지(121)는 그 저면에 다수의 정전력을 제공하여 기판(이하, “제2기판”이라 한다)(520)의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전척(ESC;Electro Static Chuck)(121a)이 장착되어 이루어짐과 더불어 진공 펌프(123)의 구동에 의해 발생된 진공 흡착력을 전달받아 제2기판(520)을 흡착 고정하는 다수의 진공홀(121b)이 형성되어 이루어진다.

이와 함께, 진공 챔버 내부의 각 모서리 부위에는 진공 챔버(110) 내부를 진공 상태로 만드는 과정에서 제2기판(520)을 일시적으로 받아주는 역할을 수행하는 제2기판 받침 수단(410)이 구비된다.

하지만, 상기 제2기판 받침 수단(410)은 반드시 상기한 형태로만 구성할 수 있는 것은 아니며, 제2기판(520)을 임시적으로 받아줄 수 있는 다양한 형태로 구성할 수 있고, 그 위치도 상부 스테이지(121)의 대각된 두 모서리 부위와 인접된 부위 혹은, 각 스테이지(121,122)의 대각된 네 모서리 부위에 각각 구비할 수도 있다.

또한, 상기 하부 스테이지(122)의 상면에도 상기한 상부 스테이지(121)의 저면 형상과 같이 최소 하나 이상의 정전척(122a)을 장착함과 더불어 진공홀(122b)을 형성하여 구성하고, 이에 추가하여 하부 스테이지(122)에 로딩되기 위해 반입되는 기판(이하, “제1기판”이라 한다)(510)의 로딩을 수행하는 제1기판 받침 수단(420)이 승강 가능하게 설치되어 구축된다.

이 때, 상기 제1기판 받침 수단(420)은 상기 제1기판(510)의 저면에 접촉되도록 구비되고, 하부 스테이지(122)를 관통하여 동작되도록 구비된다. 상기 제1기판 받침 수단(420)을 승강 가능하도록 하는 구성으로는 유공압 실린더(421) 또는, 모터 등이 될 수 있다.

하지만, 상기 제1기판 받침 수단(420)은 기판의 로딩을 위한 다양한 구성으로 이루어질 수 있음을 고려할 때 반드시 어느 한 형상으로만 한정하지는 않는다.

그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 스테이지 이동장치는 상부스테이지(121)에 결합되어 상기 상부 스테이지(121)를 상향 이동 혹은, 하향 이동시키는 이동축(131)을 가지고, 하부 스테이지(122)에 결합되어 상기 하부 스테이지를 회전시키는 회전축(132)을 가지며, 상기 각 스테이지(121,122)에 결합된 각각의 축을 이동 또는, 회전시키도록 구동하는 구동 모터(133,134)를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 스테이지 이동장치는 단순히 상기 상부 스테이지(121)를 상하로만 이동시키거나, 하부 스테이지(122)를 좌우로만 회전시키도록 구성한 것으로 한정되지는 않는다.

즉, 상기 상부 스테이지(121)를 좌우 회전 가능하도록 구성할 수도 있을 뿐 아니라 상기 하부 스테이지(122)를 상하 이동시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

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 함이 바람직하다.

그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 진공 장치(200)는 상기 진공 챔버(110)의 내부가 선택적으로 진공 상태를 이룰 수 있도록 흡입력을 전달하는 역할을 수행하며, 통상의 공기 흡입력을 발생시키기 위해 구동하는 흡입 펌프로 구성한다.

이 때, 상기 진공 장치(200)가 구비된 공간은 진공 챔버(110)의 공기 배출관(112)과 연통하도록 형성한다.

그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 공정 보조 수단(600)은 도시한 도 4와 같이 진공 챔버(110) 내부의 진공 상태를 해제하는 과정에서 합착 기판(500)을 고정하는 역할 혹은, 진공 챔버(110) 내부가 진공 상태를 이루었을 경우 상부 스테이지(121)에 고정되는 제2기판(520)을 상기 상부 스테이지(121)로 밀어주는 역할을 수행하게 된다.

상기에서 공정 보조 수단(600)은 회전축(610)과, 받침부(620) 그리고, 구동부(630)로 크게 구성된다.

이 때, 상기 회전축(610)은 진공 챔버(110) 내에서 승강 및 회전 가능한 위치에 위치되며, 구동부(630)의 구동에 의해 선택적인 회전을 수행하면서 받침부(620)를 하부 스테이지(122)의 상측 둘레부위에 위치시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 받침부(620)는 상기 회전축(610)의 일단에 일체화되고, 제2기판(520), 합착 기판(500) 및 반송 장치(300)의 소정 부위와 접촉하면서 상기 제2기판(520)을 받쳐주거나, 합착 기판(500)을 고정하는 역할 또는, 반송 장치(300)의 끝단을 받쳐주는 역할을 수행한다.

이 때. 상기 받침부의 각 기판(510,520)과 접촉되는 면은 상호간의 접촉시 긁힘을 방지할 수 있는 재질로 형성된 제1접촉부(621) 및 제2접촉부(622)가 포함되어 형성되며, 상기 제1접촉부(621) 및 제2접촉부(622)의 재질은 테프론이나 피크와 같은 재질로써 형성한다.

하지만, 반드시 상기 각 접촉부(621,622)를 추가로 구성할 수만 있는 것은 아니며, 받침부(620)의 각 면을 상기 테프론이나 피크와 같은 재질의 코팅재로 코팅할 수도 있다.

이와 함께, 상기 받침부(620)의 형상은 단순한 길이와 폭이 동일한 정육면체로 구성할 수 있을 뿐 아니라, 원기둥 또는, 다면체의 형상으로도 구성할 수 있으나, 바람직하기로는 길이가 폭에 비해 길게 형성되는 직육면체의 형상을 이루도록 함이 각 기판(510,520)의 고정시 넓은 면적을 잡아줄 수 있어서 보다 유리하다.

그리고, 상기 구동부(630)는 진공 챔버(110) 외부(혹은, 내부)에 구비되고, 상기 회전축(610)에 축결합되어 상기 회전축(610)을 회전시키는 회전 모터(631)와, 유공압을 이용하여 상기 회전축(610)을 승강시키도록 구동하는 승강 실린더(632)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 회전축(610)을 회전시키기 위한 구성 및 회전축(610)을 승강시키기 위한 구성이 상기한 회전 모터(631) 및 승강 실린더(632)로만 구성할 수 있는 것 만은 아니며, 여타의 다양한 장치나 장비로 구성할 수도 있다.

이 때, 상기 승강 실린더(632)에 의해 승강하는 회전축(610)의 승강 범위는 본 발명에 따른 공정 보조 수단이 수행하는 각 역할의 동작 범위가 될 수 있다.

즉, 진공 챔버(110) 내부의 진공 상태를 해제하는 과정에서 합착 기판(500)을 고정하는 역할을 수행하도록 동작하는 범위와, 진공 챔버(110) 내부가 진공 상태를 이루었을 경우 상부 스테이지(121)에 고정되는 제2기판(520)을 상기 상부 스테이지(121)로 밀어주는 역할을 수행하도록 동작하는 범위 그리고, 반송 장치(300)에 의한 각 기판(510,520)의 반입이 이루어질 경우 해당 기판을 반입하는 상기 반송 장치(300)의 각 핑거부(311) 끝단을 받쳐주는 역할을 수행하도록 동작하는 범위등이 회전축(610)의 승강 범위로 설정되는 것이다.

만일, 상기의 구성에서 구동부(630)가 본 발명의 실시예에 따른 도면상에서 제시된 바와 같이 진공 챔버(110)의 외측 하부에 위치되도록 설치될 경우 회전축(610)은 상기 진공 챔버(110)를 관통하여 결합됨과 더불어 이 진공 챔버(110)와 회전축(610) 간의 결합 부위는 씰링이 이루어져야 한다.

또한, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 공정 보조 수단(600)의 위치가 도시한 도 5와 같이 하부 스테이지(122)의 장변측(혹은, 단변측) 각 모서리 부분과 인접한 부위에 위치되도록 함을 제시한다.

그리나, 반드시 상기의 구성으로만 한정되지는 않으며, 하부 스테이지(122)의 각 측면 중앙 부위와 인접한 위치에서 그 동작이 이루어지도록 본 발명의 공정 보조 수단(600)을 설치할 수도 있고, 하부 스테이지(122)의 각 모서리 및 각 측면 중앙 부위와 인접한 위치에서 그 동작이 이루어지도록 본 발명의 공정 보조 수단(600)을 설치할 수도 있다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 합착 보조 장치의 각 역할에 따른 동작 수행 과정을 상기 각 역할별로 설명하면 하기와 같다.

제1실시예:

우선, 본 발명에 따른 공정 보조 장치(600)는 각 기판(510,520)의 반입/반출시 반송 장치(300)를 구성하는 로보트 아암(310)의 각 핑거부(311) 끝단을 받쳐주는 역할을 수행한다.

이를, 각 구성요소의 동작 순서에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 3과 같은 최초의 상태에서 반송 장치(300)를 이루는 로보트 아암(310)이 진공 챔버(110)의 기판 유출구(111)를 통해 상부 스테이지에 로딩될 제2기판(520)을 반송한다.

이 경우, 본 발명에 따른 각각의 공정 보조 수단(600)를 구성하는 구동부(630)의 승강 실린더(632)가 구동하면서 회전축(610)을 상향 이동시킴과 더불어 회전 모터(631)가 구동하면서 상기 회전축(610)을 회전시켜 받침부(620)를 작업 부위에 위치시킨다.

이 때, 상기 회전축(610)은 대략 로보트 아암(310)이 가지는 각 핑거부(311)의 끝단이 위치되는 높이에까지 상향 이동하게 되고, 각 받침부(620)는 하부 스테이지(122)의 상측 둘레 부위인 상기 각 핑거부(311)의 끝단 하측에 위치된다.

이에 따라, 상기 각 공정 보조 수단(600)의 받침부(620) 상면에 상기 각 핑거부(311)의 끝단 저면이 받쳐지게 되어 상기 핑거부(311)의 끝단 부위가 하부로 처지게 됨이 방지된다. 이의 상태는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같다.

물론, 상기의 각 동작 과정에서 본 발명에 따른 공정 보조 수단(600)이 제2기판(520)의 반송 전에 그 동작을 먼저 수행하여 해당 작업 위치에 로딩되도록 한 후 반송 장치(300)를 제어하여 제2기판(520)의 반송이 이루어지도록 그 동작 과정을 설정할 수도 있다.

그리고, 상기한 바와 같이 공정 보조 수단(600)의 각 받침부(620)에 각 핑거부(311)가 받쳐져 있는 상태에서 진공 펌프(123)가 동작하면서 상부 스테이지(121)의 각 진공홀(121b)을 통해 진공 흡착력을 전달하여 상기 제2기판(520)을 상부 스테이지(121)에 흡착시킴으로써 제2기판(520)의 로딩이 완료된다. 이 때, 각 공정 보조 수단(600)은 최초 위치로의 복귀된다.

계속해서, 반송 장치(300)를 이루는 로보트 아암(310)은 진공 챔버(110)의 기판 유출구(111)를 통해 하부 스테이지(122)에 로딩될 제1기판(510)을 반송한다.

이와 함께, 각각의 공정 보조 수단(600)을 구성하는 구동부(630)의 승강 실린더(632)가 구동하면서 회전축(610)을 상향 이동시킴과 더불어 회전 모터(631)가 구동하면서 상기 회전축(610)을 회전시킨다.

이 때, 상기 회전축(610)은 대략 로보트 아암(310)이 가지는 각 핑거부(311)의 끝단이 위치되는 높이에까지 상향 이동하게 되고, 회전 모터(631)의 구동에 의해 회전된 받침부(620)는 하부 스테이지(122)의 상측 둘레 부위인 상기 각 핑거부(311)의 끝단 하측에 위치된다.

이에 따라, 상기 각 핑거부(311)의 끝단은 상기 각 공정 보조 수단(600)의 각 받침부(620)에 그 저면이 받쳐지게 되어 하부로 처지게 됨이 방지된다. 이의 상태는 도 8에 도시한 바와 같다.

그리고, 상기한 바와 같이 공정 보조 수단(600)의 각 받침부(620)에 각 핑거부(311)가 받쳐져 있는 상태에서 상기 하부 스테이지(122)의 수용홈(122c) 내에 수용되어 있던 제1기판 받침 수단(420)이 그 동작에 따른 제어를 받아 상향 이동하면서 반송 장치(300)에 의해 반송된 제1기판(510)을 안착하게 된다. 이의 상태는 도 9에 도시한 바와 같다.

이후, 상기 반송 장치(300)를 구성하는 로보트 아암(310)의 각 핑거부(311)가 반출됨과 더불어 각 공정 보조 수단(600)의 받침부(620)가 회전 모터(631) 및 승강 실린더(632)의 구동에 의해 연속적인 동작을 수행하면서 최초 장착 위치로 되돌아가게 된다.

그리고, 상기한 과정이 완료되면 제1기판(510)은 제1기판 받침 수단(420)에 얹혀진 상태를 이루게 되고, 이 상태에서 상기 제1기판 받침 수단(420)은 그 동작에 따른 제어를 받아 하향 이동하면서 하부 스테이지(122)의 수용홈(122c) 내로 수용된다.

이에 따라, 제1기판(510)은 상기 하부 스테이지(122)의 상면에 얹혀지고, 계속해서 상기 하부 스테이지(122)의 각 진공홀(122b)을 통해 전달되는 진공 흡착력에 의해 상기 제1기판(510)은 하부 스테이지(122)에 흡착됨으로써 상기 제1기판(510)의 로딩이 완료된다. 이의 상태는 도 10에 도시한 바와 같다.

한편, 상기한 바와 같은 제1실시예에 따른 공정 보조 수단(600)의 동작 과정에 있어서, 로보트 아암(310)의 각 핑거부(311)의 처짐을 방지하기 위한 과정은 도시된 바와 같이 기판 유출구(111)가 형성된 측과는 반대측(로보트 아암과 각 핑거부 간의 결합이 이루어진 부위와는 반대측 부위)에 구비된 두 개의 공정 보조 수단(600)만을 동작시켜 각 핑거부(311)의 끝단 처짐만을 방지하도록 할 수도 있고, 도시하지는 않았지만 모든 공정 보조 수단의 동시적인 동작에 의해 상기 각 핑거부의 일단 및 끝단을 동시에 지지하도록 할 수도 있다.

또한, 상기한 바와 같이 본 발명의 공정 보조 수단(600)이 로보트 아암(310)의 각 핑거부(311)를 받쳐주는 역할을 수행할 경우에는 반드시 받침부(620)를 이용하여 상기 각 핑거부(311)를 받쳐주도록 할 수 있는 것은 아니다.

즉, 도시한 도 4와 같이 받침부(620)의 측부에 상기 받침부(620)의 길이 방향과는 수직된 방향을 따라 길게 형성된 보조 받침부(640)를 추가로 형성하여, 이 보조 받침부(640)가 상기 각 핑거부(311)를 받쳐주도록 구성할 수도 있다.

이 때, 상기 보조 받침부(640)를 상기 받침부(620)의 길이 방향에 대하여 수직된 방향을 따라 형성하는 이유는 해당 공정 위치로의 회전이 이루어졌을 경우 보조 받침부(640)의 길이 방향이 각 핑거부(311)의 폭 방향을 향하도록 함에 따라 원활한 받침 역할이 수행될 수 있기 때문이다.

뿐만 아니라, 상기한 역할을 수행하는 보조 받침부(640)는 각 기판과의 접촉이 이루어지는 것이 아니기 때문에 그 상면에 테프론이나 피크 등과 같은 재질의 접촉부를 별도로 구비할 필요가 없다.

또한, 상기한 본 발명의 공정 보조 수단(600)은 반드시 반송 장치(300)를 구성하는 핑거부(311)의 끝단을 받쳐주도록 동작하는 것으로 한정하지는 않으며, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 각 기판(510,520)의 끝단을 받쳐주도록 설정할 수도 있다.

제2실시예:

본 발명에 따른 공정 보조 수단(600)은 진공 챔버(110) 내부가 완전히 진공된 상태에서 제2기판(520)을 상부 스테이지(121)에 정전 흡착하는 도중 상기 제2기판(520)을 밀어올려 상기 상부 스테이지(121)에의 원활한 부착이 가능하도록 하는역할을 수행한다.

이를, 각 구성요소의 동작 순서에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 11과 같이 진공 챔버(110) 내부를 진공 상태로 만드는 과정에서 제2기판(520)은 제2기판 받침 수단(410)에 얹혀져 있게 된다.

이의 상태에서 진공 챔버(110) 내부가 완전한 진공 상태를 이루게 되면 상부 스테이지(121)의 각 정전척(121a)이 전원의 인가를 받아 정전력을 발생시킴으로써 상기 제2기판 받침 수단(410)에 얹혀져 있는 제2기판(520)을 정전 흡착하게 된다.

이 때, 진공 챔버(110) 내의 하측인 하부 스테이지(122)의 각 모서리 부위 측부에 장착된 각각의 공정 보조 수단(600)이 그 구동을 수행하게 된다.

즉, 도시한 도 12과 같이 승강 실린더(632)가 구동하면서 회전축(610)을 상향 이동시킴과 더불어 회전 모터(631)가 구동하면서 상기 회전축(610)을 회전시키게 된다.

상기 과정에서 회전축(610)은 대략 받침부(620)가 제2기판(520)의 저면에 닿을 정도의 높이에까지 상향 이동하게 되고, 회전 모터(631)의 구동에 의해 회전된 상기 받침부(620)는 제2기판(520)의 둘레 부위인 각 더미 영역의 하측에 위치된다.

계속해서, 각각의 공정 보조 수단(600)을 구성하는 승강 실린더(632)가 구동하면서 회전축(610) 및 이 회전축(610)에 일체화된 받침부(620)를 상향 이동시키게 되고, 이러한 상향 이동에 의해 상기 받침부(620)는 제2기판(520)의 둘레 부위를 상부 스테이지(121)와 최대한 가까운 위치에까지 들어올리게 된다.

이에 따라, 상기 제2기판은 상부 스테이지의 각 정전척을 통해 발생된 정전력을 더욱 원활히 전달받게 되어 상기 상부 스테이지(121)에의 정전 흡착이 더욱 원활히 이루어질 수 있다. 이의 상태는 도 13에 도시한 바와 같다.

그리고, 상기한 과정이 진행되는 도중 제2기판(520)을 들어올리는 공정 보조 수단(600)의 받침부(620) 상면은 테프론 또는, 피크와 같은 재질로 이루어진 제1접촉부(621)가 구비되어 있음에 따라 제2기판(520) 및 받침부(620) 상호간의 접촉에 따른 상기 제2기판(520)의 손상(예컨대, 긁힘 등)은 방지된다.

또한, 상기한 바와 같이 진공 챔버 내부를 진공시키는 과정에서 본 발명에 따른 공정 보조 수단은 제2기판(520) 만을 받쳐주는 역할을 수행하도록 한정되지는 않는다.

즉, 상기와 같은 진공 챔버(110) 내부의 진공시 하부 스테이지(122)에 위치되는 제1기판(510)을 고정하는 역할도 추가로 수행하도록 설정함으로써 상기 제1기판(510)의 유동을 방지할 수 있도록 함이 보다 바람직하다.

제3실시예:

본 발명에 따른 공정 보조 수단(600)은 각 기판(510,520)간 가압에 의한 합착이 완료된 후 진공 챔버(110) 내부를 진공 해제하는 도중에서 상기 합착 완료된 합착 기판(500)을 하부 스테이지(122)에 고정하는 역할을 수행하게 된다.

이를, 각 구성요소의 동작 순서에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 14와 같이 각 기판(510,520)간 가압에 의한 일차적인 합착이 완료되면 상부 스테이지(121)는 정전력을 해제함과 동시에 상향 이동한다.

이와 함께, 본 발명에 따른 각각의 공정 보조 수단(600)을 구성하는구동부(630)의 승강 실린더(632)가 구동하면서 회전축(610)을 상향 이동시킴과 더불어 회전 모터(631)가 구동하면서 상기 회전축(610)을 회전시켜 받침부(620)를 작업 부위에 위치시킨다.

이 때, 상기 회전축(610)은 대략 합착 기판(500)의 상면 높이보다 소정 높이만큼 더 상향 이동하게 된다.

또한, 상기에서 각 받침부(620))의 작업 부위라 함은 상기 합착 기판(500)의 둘레 부위인 더미 영역의 상측이다.

상기한 상태에서 각 공정 보조 수단(600)을 구성하는 승강 실린더(632)는 계속적인 구동을 수행하면서, 회전축(610)을 하향 이동시켜 각 받침부(620)가 상기 합착 기판(500)의 상측 더미 영역을 누르도록 하여 상기 합착 기판(500)을 고정하게 된다. 이의 상태는 도시한 도 15와 같다.

그리고, 상기한 일련의 과정이 완료되면 도시한 도 16과 같이 벤트관(113)에 구비된 개폐 밸브(113a)가 그 제어에 따른 동작을 수행하면서 상기 벤트관(113)의 관로를 개방시킴에 따라 공기 혹은, 가스(예컨대, N₂가스 등)가 상기 벤트관(113)의 개방된 관로를 통해 진공 챔버(110) 내부로 유입된다.

이에 따라, 진공 챔버(110) 내부는 점차적으로 진공 상태로부터의 해제가 이루어진다.

이 때, 합착 기판(500)은 진공 챔버(110) 내부의 점차 변동되는 기압과 상기 합착 기판(500)의 합착 부위에 존재하는 잔여 기압과의 차이에 의해 상기 합착 부위가 보다 밀착되면서 재차적인 기판간 합착이 이루어진다.

이 과정에서 본 발명의 각 공정 보조 수단(500)을 구성하는 각 받침부(620)가 합착 기판(500)의 각 모서리 부위를 눌러주면서 상기 합착 기판(500)이 고정된 상태를 유지할 수 있도록 함으로써 합착 기판을 이루는 제1기판(510) 및 제2기판(520)간 밀착이 이루어지는 도중 발생될 수 있는 기판간의 어긋남에 대한 문제점이 방지된다.

그리고, 상기한 과정이 진행되는 도중 합착 기판(특히, 제2기판의 상면)(500)을 누르는 각 공정 보조 수단(600)의 각 받침부(620) 저면은 테프론 또는, 피크와 같은 재질로 이루어진 제2접촉부(622)가 각각 구비되어 있음에 따라 합착 기판(500) 및 받침부(620) 상호간의 접촉에 따른 상기 합착 기판(500)의 손상(예컨대, 긁힘 등)은 방지된다.

한편, 본 발명에 따른 공정 보조 수단(600)은 반드시 전술한 각 실시예에 따른 작업만을 수행하도록 구성되는 것은 아니다.

예컨대, 진공 챔버(110) 내부를 진공 상태로 변경하는 도중 상부 스테이지(121)에 진공 흡착된 제2기판(520)을 임시로 받아 주기 위한 제2기판 받침 수단(410)의 역할을 수행하도록 구성 또는, 제어 할 수 있고, 제1기판(510)의 로딩을 위한 제1기판 받침 수단(420)의 역할을 수행하도록 구성 또는, 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 공정 보조 수단(600)의 위치 역시 전술한 각 실시예와 같이 진공 챔버(110) 내의 하부에만 설치할 수 있는 것은 아니며, 진공 챔버 내의상부에 설치할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 액정표시소자 진공 합착 장치의 공정 보조 수단에 따른 구성에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 공정 보조 수단은 제2기판을 상부 스테이지에 정전 흡착하는 과정에서 상기 제2기판의 둘레부위를 들어줌에 따라 상기 제2기판이 상부 스테이지에 보다 용이하게 정전 흡착될 수 있는 효과가 있다.

특히, 상기한 효과로 인해 정전 흡착을 위한 과정시(혹은, 챔버부 내부를 진공 상태로 만드는 과정시)에는 상기 상부 스테이지를 제2기판이 안착되는 위치에 최대한 근접시키지 않아도 되는 제어상의 장점을 가진다.

둘째, 가압 과정에 의한 기판간 합착이 완료되어 진공 챔버 내의 진공 상태를 해제하는 과정에서 급작스러운 압력의 변화로 인해 상기 합착된 기판간의 비틀리려고 하는 현상이 발생되더라도 본 발명에 따른 합착 보조 장치에 의해 합착 기판이 하부 스테이지에 고정된 상태를 유지할 수 있게 되어 합착 불량을 미연에 방지할 수 있게 된 효과가 있다.

셋째, 본 발명에 따른 공정 보조 수단은 반송 장치를 이루는 로보트 아암에 의해 각 기판의 반입/반출시 상기 로보트 아암의 각 핑거부 끝단을 지지할 수 있도록 동작됨에 따라 기판이 휘게 되는 문제점을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버와;

   상기 진공 챔버 내에 각각 대향되어 구비되고, 반송 장치에 의해 반입된 각 기판을 흡착하여 각 기판간 합착을 수행하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와;

   상기 진공 챔버 내에 승강 및 회전하게 구비되고, 합착 완료된 기판을 고정하거나 혹은, 상부 스테이지에 고정되는 기판을 받쳐주는 공정 보조 수단:을 포함하여 구성된 액정표시소자용 진공 합착 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   공정 보조 수단은

   하부 스테이지 혹은, 상부 스테이지의 각 모서리와 인접한 부위에 위치하도록 구비함을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   공정 보조 수단은

   하부 스테이지 혹은, 상부 스테이지의 각 변 중앙 부위와 인접한 부위에 위치하도록 구비함을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   공정 보조 수단은

   각 스테이지의 각 모서리 및 변의 중앙 부위와 인접한 부위에 위치되도록 설치함을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   공정 보조 수단은

   회전 및 승강 가능하게 장착된 회전축과;

   상기 회전축의 일단에 일체화되며, 각 기판 혹은, 반송 장치의 소정 부위와 접촉하는 받침부와;

   상기 회전축의 타단에 장착된 구동부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   받침부의 저면인 합착 기판의 상면과 접촉하는 면에는

   상호간의 접촉시 긁힘을 방지할 수 있는 재질로 형성된 제1접촉부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   받침부의 상면인 상부 스테이지에 고정되는 기판의 저면을 받쳐주는 면은

   상호간의 접촉시 긁힘을 방지할 수 있는 재질로 형성된 제2접촉부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   각 접촉부가 이루는 재질은

   테프론이나 피크와 같은 재질임을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
9. 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   각 접촉부는

   테프론이나 피크와 같은 재질로 코팅되어 형성됨을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.
10. 제 5 항에 있어서,

    구동부는

    회전축을 회전시키는 구동 모터와, 상기 회전축을 승강시키는 승강 실린더가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자용 진공 합착 장치.