KR20030075722A - 합착기 - Google Patents

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KR20030075722A
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Abstract

본 발명은 이온화 장치가 설치된 합착기에 관한 것으로, 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 합착기 챔버와, 상기 합착기 챔버의 유출구 정면에 설치되어 이온화된 공기 또는 가스를 상기 합착기 챔버내로 불어주는 이온화 장치를 구비하여 구성된 것이다.

Description

합착기 {Bonding device for liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시소자 제조용 합착기에 관한 것으로, 특히 이온화 장치가 설치된 합착기에 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(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 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 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 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, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는경량, 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, 한쪽 기판상에 주입구가 형성되도록 밀봉제(sealant)를 도포하고 진공 중에서 다른 기판과 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 적화 방식 등으로 크게 구분할 수 있다.
상기한 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 단축할 수 있고 더불어 장비를 더 필요로 하지 않는다는 장점을 가진다.
이에 최근에는 상기한 액정 적화 방식을 이용하기 위한 각종 장비의 연구가 이루어지고 있다.
도시한 도 1 및 도 2는 상기한 바와 같은 종래의 액정 적화 방식을 적용한 기판의 조립장치를 나타내고 있다.
즉, 종래의 기판 조립장치(합착기)는, 외관을 이루는 프레임(10)과, 스테이지부(21,22)와, 밀봉제 토출부(도시는 생략함) 및 액정 적하부(30)와, 챔버부(31,32)와, 챔버 이동수단 그리고, 스테이지 이동수단으로 크게 구성된다.
여기서, 상기 스테이지부는, 상부 스테이지(21)와 하부 스테이지(22)로 각각 구분되고, 상기 밀봉제 토출부 및 액정 적하부(30)는 상기 프레임의 합착 공정이이루어지는 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)을 상기 합착 공정이 이루어지는 위치 혹은, 밀봉제의 토출 및 액정의 적하가 이루어지는 위치에 선택적으로 이동시킬 수 있도록 구동하는 구동 모터(40)로 구성되며, 상기 스테이지 이동수단은 상기 상부 스테이지(21)를 선택적으로 상부 혹은, 하부로 이동시킬 수 있도록 구동하는 구동 모터(50)로 구성된다.
이하, 상기한 종래의 기판 조립장치를 이용한 액정표시소자의 제조 과정을 그 공정 순서에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
우선, 상부 스테이지(21)에는 어느 하나의 기판(51)이 로딩된 상태로 부착 고정되고, 하부 스테이지(22)에는 다른 하나의 기판(52)이 로딩된 상태로 부착 고정된다.
이 상태에서 상기 하부 스테이지(22)를 가지는 하부 챔버 유닛(32)는 챔버 이동수단(40)에 의해 도시한 도 1과 같이 밀봉제 도포 및 액정 적하를 위한 공정 위치 상으로 이동된다.
그리고, 상기 상태에서 상기 밀봉제 토출부 및 액정 적화부(30)에 의한 밀봉제의 도포 및 액정 적하가 완료되면 다시 상기 챔버 이동수단(40)에 의해 도시한 도 2와 같이 기판간 합착을 위한 공정 위치 상으로 이동하게 된다.
이후, 챔버 이동수단(40)에 의한 각 챔버 유닛(31,32)간 합착이 이루어져 각 스테이지(21,22)가 위치된 공간이 밀폐되고, 별도의 진공 수단에 의해 상기 공간이진공 상태를 이루게 된다.
그리고, 상기한 진공 상태에서 스테이지 이동수단(50)에 의해 상부 스테이지(21)가 하향 이동하면서 상기 상부 스테이지(21)에 흡착된 기판(51)을 하부 스테이지(22)에 흡착된 기판(52)에 밀착됨과 더불어 계속적인 가압을 통한 각 기판간 합착을 수행함으로써 액정표시소자의 제조가 완료된다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 조립장치(합착기)에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 합착기 챔버내에서의 합착 공정 시, 두 기판을 합착하기 위해 상하부 스테이지에 의해 두 기판을 가압하는데, 가압 조건 또는 내부 장비의 에러에 의해 유리 기판이 깨지는 경우가 발생하게 된다. 이 때, 합착기 챔버내에 깨진 유기 조각을 오퍼레이터가 직접 제거하게 되는데 미세 유기 조각을 쉽게 제거되지 않고 챔버내에 남아 있게 되어 실재의 접착력을 저하시키거나 액정의 특성을 열화시키게 된다.
둘째, 유리 기판 파손에 따른 파티클 뿐만아니라, 합착기 챔버에는 합착될 기판들이 로딩되고 합착된 기판들이 언도딩됨이 반복된다. 따라서, 상기 기판이 로딩되고 언도딩될 때 상기 기판에 붙어있는 파티클이 챔버내에 유입되어 남아 있게되므로 합착 불량 및 수율을 저하시키게 된다.
셋째, 합착기 챔버내의 정전기를 방지하기 위한 별도의 장치가 없으므로 합착기에 기판을 로딩하고 언로딩할 때 정정기가 발생하여 액정표시장치의 내부 회로가 손상될 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 크기를 전체적인 레이아웃에 최적화가 될 수 있도록 구성함과 더불어 대형 액정표시소자의 제조 공정에 적합하며, 각 스테이지의 이동 범위 및 방향을 기판간 원활한 정렬을 위해 단순화 될 수 있도록 하고, 하나의 액정표시소자 패널을 제조하는데 소요되는 시간을 단축시켜 여타 공정과의 원활한 공정 설계가 가능하도록 한 액정표시소자의 합착기를 제공함과 동시에, 벤트관 또는 벤트홀에 이온화 장치를 설치하여 벤트시 이온화된 공기 또는 가스가 합착기 챔버로 유입되도록 하여 기판 로딩 및 언로딩 시 챔버내에서 발생될 수 있는 정전기를 방지할 수 있는 이온화 장치가 설치된 합착기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 액정 적화 방식을 적용한 기판의 조립장치의 액정 적하시 구성도
도 2는 종래의 액정 적화 방식을 적용한 기판의 조립장치의 합착시 구성도
도 3은 본 발명에 따른 액정 적하 방식을 이용한 액정표시소자 제조용 합착기를 개략적으로 나타낸 구성도
도 4는 본 발명 제 1 실시예에 따른 벤트관에 설치된 이온화 장치의 계략적 구성도
도 5는 본 발명 제 1 실시예에 따른 이온화 장치의 상세 구성도
도 6은 본 발명 제 2 실시예에 따른 합착기 챔버내에 설치된 이온화 장치의 계략적 구성도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110. 합착기 챔버 121 : 상부 스테이지
122 : 하부 스테이지 113 : 벤트관
200 : 진공 장치 300 : 로더부
400 : 저장부 510 : 제 1 기판
520 : 제 2 기판 700 : 이온화 장치
701 : 이온 발생 팁
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합착기는, 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 합착기 챔버와, 상기 합착기 챔버를 벤트시키기 위한 벤트관과, 상기 벤트관에 설치되어 상기 벤트관을 통해 유입되는 공기 또는 가스를 이온화시키기 위한 이온화 장치를 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 이온화 장치는, 상기 벤트관에 연결되는 이온 발생관과, 상기 이온 발생관 내부에 설치되어 이온을 발생하는 복수개의 이온 발생팁을 구비함이 바람직하다.
상기 벤트관이 복수개 형성되고, 각 벤트관에 이온화 장치가 설치됨이 바람직하다.
상기 벤트관이 복수개 형성되고, 복수개의 벤트관에 선택적으로 이온화 장치가 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합착는, 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 합착기 챔버와, 상기 합착기 챔버를 벤트시키기 위한 벤트홀과, 상기 벤트홀 주변의 상기 합착기 챔버 내부에 설치되어 상기 벤트홀을 통해 유입되는 공기 또는 가스를 이온화시키기 위한 이온화 장치를 구비하여 구성됨에 또 다른 특징이 있다.
여기서, 상기 이온화 장치는, 상기 벤트홀 주변의 합착기 챔버내에 고정되는 지지수단과, 상기 지지수단에 설치되어 이온을 발생하는 복수개의 이온 발생팁을 구비함이 바람직하다.
상기 벤트홀이 복수개 형성되고, 각 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 이온화 장치가 설치됨이 바람직하다.
상기 벤트홀이 복수개 형성되고, 복수개의 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 선택적으로 이온화 장치가 설치됨이 바람직하다.
상기 이온화 장치는 상기 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치됨이 바람직하다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 합착기 및 합착기의 이온화 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 액정 적하 방식을 이용한 액정표시소자 제조용 합착기를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 벤트관과 이온화 장치의 확대도이다.
본 발명에 따른 합착 장치는 합착기 챔버(110)와, 스테이지부와, 스테이지 이동 장치와, 진공 장치, 벤트 장치 그리고, 로더부(300)를 포함하여 구성됨이 제시된다.
상기에서 본 발명의 합착 장치를 구성하는 합착기 챔버(110)는 그 내부가 선택적으로 진공 상태 혹은, 대기압 상태를 이루면서 각 기판 간 가압을 통한 합착과 압력차를 이용한 합착이 순차적으로 수행되며, 그 둘레면 소정 부위에는 각 기판의 반입 또는, 반출이 이루어지도록 유출구(111)가 형성되어 이루어진다.
이 때, 상기 합착기 챔버(110)에는, 그 둘레면 일측에 진공 장치로부터 전달된 공기 흡입력을 전달받아 그 내부 공간에 존재하는 공기가 배출되는 공기 배출관(112)이 연결됨과 더불어 그 외부로부터 공기 혹은, 여타의 가스(N2) 유입이 이루어져 상기 합착기 챔버(110) 내부를 대기 상태로 유지하기 위한 벤트(Vent)관(113)이 연결되어 내부 공간의 선택적인 진공 상태 형성 혹은, 해제가 가능하도록 구성된다. 상기 도면에서 상기 벤트관(113)이 하나 도시되어 있지만, 하나로 한정되지 않고 복수개(적어도 4개 이상) 구성된다.
또한, 상기에서 공기 배출관(112) 및 벤트관(113)에는 그 관로의 선택적인 개폐를 위해 전자적으로 제어 받는 개폐 밸브(112a,113a)가 각각 구비되며, 상기 벤트관(113)에는 밴트관(113)을 통해 합착기 챔버(110)에 유입되는 공기 또는 가스를 이온화하기 위한 이온화 장치(700)가 설치된다. 여기서, 상기 이온화 장치(700)는 복수개의 벤트관 모두에 설치할 수 있고 선택적으로 선택할 수 있다.
이와 같은 이온화 장치(700)의 상세 구성은 도 4와 같다. 즉, 벤트관(113)과 같은 이온 발생관(701)내부에 이온을 발생하는 이온 발생 팁(702)이 복수개 설치되어 있다.
그리고, 본 발명의 합착 장치를 구성하는 상기 스테이지부는 상기 합착기 챔버(110) 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되며, 로더부(300)를 통해 상기 합착기 챔버(110) 내부로 반입된 각 기판(510, 520)을 상기 합착기 챔버(110) 내의 해당 작업 위치에 고정시키는 역할을 수행하는 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 상부 및 하부 스테이지(121, 122)에는 정전력을 제공하여 기판의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전척(ESC;Electric Static Chuck)(121a, 122a)이 요입 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 진공 홀(121b)을 형성한 것을 제시한다.
상기와 같은 정전척(121a, 122a)은 복수개의 평판 전극 쌍으로 이루어지며 각 쌍의 평판 전극에는 서로 다른 극성의 직류 전원이 각각 인가되어 각 기판의 정전 부착이 가능하도록 구비됨을 그 실시예로써 제시하지만, 반드시 이로 한정되지는 않으며, 하나의 정전척(121a) 자체가 두 극성을 동시에 가지면서 정전력이 제공될 수 있도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기한 상부 스테이지(121)의 구성에서 진공 홀(121b)은 상기 상부 스테이지(121)의 저면에 장착된 각 정전척(121a)의 둘레부위를 따라 다수 형성하여배치되며, 이 각각의 진공 홀(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.
이와 함께, 상기 하부 스테이지(122)의 상면에는 정전력을 제공하여 기판의 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 정전척(122a)이 장착됨과 더불어 진공력을 전달받아 기판의 흡착 고정이 가능하도록 최소 하나 이상의 진공 홀(도시는 생략함)을 형성한 것을 제시한다.
이 때, 상기 정전척 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 진공 홀의 배치가 이루어질 수 있도록 함이 보다 바람직하다.
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, 합착기 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.
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 있을뿐 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.
미설명 부호 135는 각 기판의 위치 정렬 시 하부 스테이지(122)의 좌우 이동을 위해 구동하는 구동 수단이다.
그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 진공 장치는 상기 합착기 챔버(110)의 내부가 선택적으로 진공 상태를 이룰 수 있도록 흡입력을 전달하는 역할을 수행하며, 통상의 공기 흡입력을 발생시키기 위해 구동하는 흡입 펌프로 구성하고, 이 흡입 펌프(200)가 구비된 공간은 합착기 챔버(110)의 공기 배출관(112)과 연통하도록 형성한다.
그리고, 본 발명 합착 장치를 구성하는 로더부는 상기한 합착기 챔버(110) 및 상기 합착기 챔버(110) 내부에 구비되는 각종 구성부분과는 별도의 장치로써 상기 합착기 챔버(110)의 외측에 구축되어, 액정이 적하된 제 1 기판(510) 또는, 씨일재가 도포된 제 2 기판(520)을 각각 전달받아 상기 합착 장치의 합착기 챔버(110) 내부에 선택적으로 반입 혹은, 반출하는 역할을 수행한다.
이 때, 상기와 같은 로더부는 액정이 적하된 제 1 기판(510)의 반송을 위한 어느 하나의 아암(이하, “제 1 아암”이라 한다)(310)과, 씨일재가 도포된 제 2 기판(520)의 반송을 위한 다른 하나의 아암(이하, “제 2 아암”이라 한다)(320)을 포함하여 구성되며, 제 1, 제 2 기판(510, 520)이 상기 각 아암(310, 320)에 얹혀진 상태로써 합착기 챔버(110) 내부로 반송되기 전의 대기 상태에서는 상기 제 1 아암(310)이 제 2 아암(320)에 비해 상측에 위치되도록 구성된다.
이는, 상기 제 1 아암(310)에 얹혀지는 제 1 기판(510)이 그 상면에 액정이 적하된 상태임과 더불어 제 2 아암(320)에 얹혀지는 제 2 기판(520)은 씨일재가 도포된 면이 하면에 위치됨을 고려할 때 만일, 상기 제 2 아암(320)이 제 1 아암(310)에 비해 상측에 위치될 경우 상기 제 2 아암(320)의 움직임에 따라 발생되어 비산될 수 있는 각종 이물질이 상기 제 1 아암(310)에 얹혀있는 제 1 기판(510)의 액정에 낙하되어 그 손실을 유발할 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 상기 제 1 아암(310)을 제 2 아암(320)의 상측에 위치되도록 구성하는 것이다.
하지만, 상기와 같은 로더부의 각 아암 중 제 1 아암(310)은 반드시 액정이 적하된 제 1 기판(510)만 반송하고, 제 2 아암(320)은 반드시 씨일재가 도포된 제 2 기판(520)만 반송하도록 구성되는 것은 아니며, 상기 제 1 아암(310)은 제 1 기판(510)이든 제 2 기판(520)이든 간에 액정이 적하되어 있는 기판만을 반송하도록 하고, 제 2 아암(320)은 액정이 적하되어 있지 않은 기판만을 반송하도록 구성함이 보다 바람직하다. 물론, 상기에서 어느 한 기판에 액정이 적하됨과 동시에 씨일재가 도포된다면 이 기판을 제 1 아암(310)이 반송하도록 하고, 다른 한 기판은 제 2아암(320)이 반송하도록 설정할 수 있다.
또한, 본 발명 합착 장치에는 로더부에 의해 합착기 챔버(110) 내부로 반입되어 각 스테이지(121,122)에 로딩된 각 기판(510,520)간의 정렬 상태를 확인하기위한 얼라인 장치(600)가 더 포함되어 구성됨을 추가로 제시하며, 이 때의 얼라인 장치(600)는 상기 합착기 챔버(110)의 외측 혹은, 내측 중 최소 어느 한 위치에 장착할 수 있으나 상기 합착기 챔버(110)의 외측에 장착함을 그 실시예로써 제시한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 합착 장치의 구성은 각 기판의 형성은 여타의 공정을 통해 별도로 수행하도록 함으로써 기존의 합착 장치 구성에 비해 전반적인 크기를 대폭 축소시켰을 뿐 아니라 단순한 합착 공정만을 수행하게 됨으로써 그 작업 시간을 대폭 단축시킬 수 있게 된다.
또한, 상기한 본 발명의 구성은 하부 스테이지의 이동이 극히 제한적으로만 이루어지도록 함으로써 각 기판간 위치 정렬이 보다 빠르고 정확히 이루어질 수 있게 되며, 종래의 기술과는 달리 합착기 챔버가 두 부분으로 선택적인 분리 및 결합을 이루는 것이 아니라 단일 챔버로 형성함으로써 두 부분의 챔버간 결합시 발생될 수 있는 누설에 따른 문제점이 없을 뿐 아니라 상기 누설을 방지하기 위한 많은 부속이 필요하지 않다는 장점을 가지게 된다.
한편, 도 5는 본 발명 제 2 실시예에 따른 액정 적하 방식을 이용한 액정표시소자 제조용 합착기를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 6은 도 5에서 이온화 장치의 확대도이다.
본 발명 제 2 실시예에 따른 합착기는, 본 발명 제 1 실시예의 합착기의 구성에서 이온화 장치를 벤트관에 형성하지 않고 합착기 챔버(110)와 벤트관(113)이 연결되는 벤트 홀(113b)에 이온화 장치(700)를 설치한 것이다. 즉, 상기 벤트홀(113b) 주위의 합착기 챔버(110) 내부 벽면에 지지수단(703)을 설치하고 상기 지지 수단(703)에 이온 발생 팁(702)을 복수개 설치하여 상기 벤트 관(113)을 통해 합착기 챔버(110)로 유입되는 공기 또는 가스를 이온화 시킨다.
여기서, 상기 지지수단(703)을 회전 가능하도록 상기 합착기 챔버(110) 내부에 설치하여 이온화 장치(700)가 회전 가능하도록 설치할 수 있다. 뿐만아니라, 상기 도면에서 상기 벤트홀(113b)이 하나 도시되어 있지만, 하나로 한정되지 않고 복수개(적어도 4개 이상) 구성되며, 상기 이온화 장치(700)는 복수개의 벤트홀 모두에 설치할 수 있고 선택적으로 선택할 수 있다.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 제 1, 제 2 액정표시소자의 합착 장치를 이용한 기판간 합착 과정을 보다 개략적으로 설명하면 하기와 같다.
액정이 적하된 제 1 기판과, 실재가 도포된 제 2 기판을 준비한다. 물론 제 1 기판에 액정도 적하되고 실재가 도포되어도 무관한다.
그리고, 도 3의 점선 부분에 따른 상태와 같이 로더부(300)는 제 1 아암(310)을 이용하여 액정이 적하된 제 1 기판(510)을 상측에 대기시킴과 더불어 제 2 아암(320)을 이용하여 씨일재가 도포된 부분이 하 방향으로 향하도록 제 2 기판(520)을 전달받아 상기 제 1 아암(310)의 하측에 위치시킨다.
이 상태에서 합착기 챔버(110)의 유출구(111)가 개방되면 상기 로더부는 제 2 아암(320)을 제어하여 상기 씨일재가 도포된 부분이 하 방향으로 향하도록 제 2 기판(520)을 상기 개방된 유출구(111)를 통해 합착기 챔버(110)내로 로딩시키고, 상기 상부 스테이지(121)를 하강시켜 상기 제 2 기판(520) 상측에 위치되도록 하고상부 스테이지(121)에 연결된 진공 펌프(123)가 그 동작을 수행하면서 상기 상부 스테이지(121)에 형성된 각 진공 홀(121b)로 진공력을 전달하여 제 2 아암(320)에 의해 반입된 제 2 기판(520)을 흡착하여 상기 상부 스테이지(121)가 상승한다.
이후, 상기 로더부는 제 1 아암(310)을 제어하여 상기 액정이 적하된 제 1 기판(510)을 상기 합착기 챔버(110)내로 로딩시켜 하부 스테이지(122)에 반입시키고, 하부 스테이지(122)에 연결된 진공 펌프(도시는 생략함)가 동작하면서 상기 하부 스테이지(122)에 형성된 각 진공 홀(도시는 생략함)로 진공력을 전달하여 제 1 아암(310)에 의해 반입된 제 1 기판(510)을 흡착하여 상기 하부 스테이지(122)에 고정시킨다.
상기에서 씨일재가 도포된 제 2 기판(520)을 액정이 적하된 제 1 기판(510)보다 먼저 반입시키는 이유는, 상기 제 1 기판(510)을 먼저 반입하고 상기 제 2 기판(520)을 반입할 경우 상기 제 2 기판(520)의 반입 과정 중 발생될 수 있는 먼지 등이 상기 미리 반입되어 있던 제 1 기판(510)에 적하된 액정에 떨어질 수 있기 때문에 이의 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
만일, 상기한 과정에서 바로 이전에 합착 공정이 진행되어 하부 스테이지에 합착 기판이 존재한다면, 상기 제 2 기판을 반입하였던 제 2 아암(320)이 상기 제 2 기판의 반입 후 상기 하부 스테이지에 존재하는 합착된 기판을 언로딩 시키도록 함으로써 로딩과 언로딩이 동시에 수행되도록 하여 그 작업 시간상의 단축을 얻을 수 있도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기한 과정을 통한 각 기판(510, 520)의 로딩이 완료되면, 상기 로더부(300)를 구성하는 각 아암(310, 320)이 합착기 챔버(110)의 외부로 빠져나감과 더불어 상기 합착기 챔버(110)의 유출구(111)에 설치된 차폐 도어가 동작하면서 상기 유출구(111)를 폐쇄하여 도시한 도 3의 상태와 같이 상기 합착기 챔버(110) 내부는 밀폐된 상태를 이루게 된다.
이후, 도면에는 도시되지 않았지만, 기판 리시버가 상부 스테이지 하측에 위치되고 상기 상부 스테이지가 흡착한 제 2 기판을 상기 기판 리시버위에 내려 놓는다음, 상기 합착기 챔버를 진공시킨다.
즉, 진공 장치를 구성하는 흡입 펌프(진공 장치)(200)가 구동되어 공기 흡입력을 발생시킴과 더불어 상기 합착기 챔버(110)의 공기 배출관(112)에 구비된 개폐 밸브(112a)가 상기 공기 배출관(112)을 개방된 상태로 유지시켜 상기 흡입 펌프(200)로부터 발생된 공기 흡입력을 상기 합착기 챔버(110) 내부로 전달시킴으로써 상기 합착기 챔버(110) 내부를 진공의 상태로 만들게 된다.
이렇게, 일정 시간 동안의 흡입 펌프(200) 구동에 의해 합착기 챔버(110) 내부가 진공 상태를 이루게 되면 상기 흡입 펌프(200)의 구동이 중단됨과 동시에 공기 배출관(112)의 개폐 밸브(112a)가 동작하여 상기 공기 배출관(112)을 폐쇄된 상태로 유지시키게 된다.
그리고, 상기와 같이 합착기 챔버(110) 내부가 완전한 진공 상태를 이루게 되면, 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)는 그 각각의 정전척(121a,122a)에 전원을 인가하여 각 기판(510, 520)을 정전 흡착하게 된다. 그리고 상기 기판 리시버를 원 위치시킨다.
이 상태에서 스테이지 이동장치는 구동 모터(133)를 구동하여 상기 상부 스테이지(121)를 하향 이동시킴으로써 상기 상부 스테이지를 하부 스테이지(122)에 근접 위치시키게 되며, 이와 함께 얼라인 장치(600)는 상기 각 스테이지(121,122)에 부착된 각각의 기판(510, 520)간 정렬 상태를 확인함과 더불어 각 스테이지(121,122)에 축결합된 이동축(131,132) 및 회전축에 제어 신호를 전달하여 각 기판을 상호 정렬시키게 된다.
이후, 상기 스테이지 이동장치가 계속적인 구동신호를 전달받아 구동하면서 상부 스테이지(121)에 정전 흡착된 제 2 기판(520)을 하부 스테이지(122)에 흡착된 제 1 기판(510)에 가압하여 합착을 수행하게 된다.
벤트관(113)을 폐쇄하고 있던 개폐 밸브(113a)가 동작하면서 상기 벤트관(113)을 개방시켜 건조 공기 또는 N2가스를 챔버내로 유입시키게 되고, 이로 인해 합착기 챔버(110) 내부는 점차 대기압 상태로 되면서 상기 합착기 챔버(110) 내부에 기압차를 부여하게 되어 이 기압차로 인한 상기 합착된 기판을 가압한다. 즉, 상기 씨일재로 밀봉된 제 1 기판과 제 2 기판 사이는 진공 상태이고 합착기 챔버는 대기상태가 되므로 상기 제 1, 제 2 기판이 균일하게 가압된다. 이 때, 상기 벤트관(113)을 통해 상기 합착기 챔버(110)내로 유입되는 공기 또는 가스는 상기 이온화 장치(700)의 이온 발생 팁(702)에서 발생된 이온에 의해 이온화(N2 +, N2 -)되어 합착기 챔버(110)내에 유입된다.
이와 같이 이온화된 공기 또는 가스가 합착기 챔버로 유입되므로, 합착기 챔버내에서 발생할 수 있는 정전기를 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 합착기는 정전척을 이용하여 상/하부 스테이지가 기판을 흡착하기 때문에 기판의 로딩 및 언로딩시 기판에 정전기가 발생할 가능성이 높다. 그런데 본 발명에서는 벤트관(113) 또는 벤트홀(113b)에 이온화 장치를 설치하여 벤트 시 이온화된 공기 또는 가스가 합착기 챔버(110)내로 유입되도록 하므로 이온화된 공기 또는 가스가 합착기 챔버내에 골고루 유입되어 정전기를 효과적으로 방지할 수 있다.
이러한 벤트 공정이 완료되면 합착기 챔버(110)의 차폐 도어(114)가 구동하면서 상기 차폐 도어에 의해 폐쇄되어 있던 유출구(111)를 개방시키게 된다.
이후, 상기 로더부(300)에 의한 상기 합착 기판의 언로딩이 수행됨과 더불어 다시 기 전술한 일련의 각 과정을 반복 수행하면서 기판간 합착을 수행하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 합착기 및 합착기의 이온화 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 합착기는 액정의 적하나 씨일재의 도포를 위한 각각의 장치와는 별도의 장치로써 구성함과 더불어 여타의 공정을 통해 별도로 제조된 각 기판을 전달받아 사용하도록 함으로써 기존의 기판 합착용 기기와 같이 하부 스테이지에 로딩 되는 기판에 액정 및 밀봉재의 형성을 위한 구성이 추가로 필요치 않게 되어 그 전반적인 기판 합착용 기기의 크기를 대폭 축소시킬 수 있게 되어 보다 효과적인 레이 아웃(lay-out)을 설계할 수 있을 뿐 아니라 설치 공간을 절약할 수 있다는 장점을 가지게 된다.
둘째, 상기한 바와 같이 액정의 적하와, 씨일재의 도포 그리고, 각 기판간 합착 공정이 서로 다른 장치를 통해 별도로써 동시에 진행됨에 따라 전반적인 작업 시간의 단축을 이룰 수 있게 된다.
셋째, 본 발명에 따른 합착 장치는 하부 스테이지의 이동이 진공 챔버 내에서 극히 제한적으로만 이루어지도록 함으로써 종래 기술과 같이 하부 챔버 유닛의 수평 이동에 의한 각 기판간 위치 정렬의 과정이 보다 빠르고 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.
특히, 종래의 기술과는 달리 진공 챔버가 두 부분으로 선택적인 분리 및 결합을 이루는 것이 아니라 단일체로 이루어진 챔버로 형성함으로써 두 부분의 챔버간 결합시 발생될 수 있는 누설에 따른 문제점이 없을 뿐 아니라 상기 누설을 방지하기 위한 많은 부속이 필요하지 않다.
넷째, 로더부를 구성하는 각 아암 중 액정이 적하되지 않는 기판을 진공 챔버 내로 반입하는 아암이 상기 기판의 반입 과정에서 이전 공정을 통해 합착 완료된 상태로 하부 스테이지에 얹혀져 있는 합착 기판을 동시에 반출하도록 설정함에 따라 기판의 반입 및 합착 기판의 반출을 위한 작업 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
다섯째, 본 발명에서는 정전척에 의해 기판을 흡착하였으나, 합착기 챔버의 벤트 시 이온화된 공기 또는 가스를 합착기 챔버내로 불어주므로, 합착된 기판을 언로딩하거나 합착할 기판을 로딩할 때 정전기에 의해 액정표시장치의 내부 회로가 파손됨을 방지할 수 있다.
여섯째, 상기 이온화 장치를 벤트관 또는 벤트홀에 설치하므로 합착기 챔버내에 이온화된 공기 또는 가스를 골고루 유입시키므로 정전기 방지 효과를 증가시킨다.

Claims (9)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 합착기 챔버와,
    상기 합착기 챔버를 벤트시키기 위한 벤트관과,
    상기 벤트관에 설치되어 상기 벤트관을 통해 유입되는 공기 또는 가스를 이온화시키기 위한 이온화 장치를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 합착기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 장치는,
    상기 벤트관에 연결되는 이온 발생관과,
    상기 이온 발생관 내부에 설치되어 이온을 발생하는 복수개의 이온 발생팁을 구비함을 특징으로 하는 합착기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤트관이 복수개 형성되고, 각 벤트관에 이온화 장치가 설치됨을 특징으로 하는 합착기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤트관이 복수개 형성되고, 복수개의 벤트관에 선택적으로 이온화 장치가 설치됨을 특징으로 하는 합착기.
  5. 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 합착기 챔버와,
    상기 합착기 챔버를 벤트시키기 위한 벤트홀과,
    상기 벤트홀 주변의 상기 합착기 챔버 내부에 설치되어 상기 벤트홀을 통해 유입되는 공기 또는 가스를 이온화시키기 위한 이온화 장치를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 합착기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온화 장치는,
    상기 벤트홀 주변의 합착기 챔버내에 고정되는 지지수단과,
    상기 지지수단에 설치되어 이온을 발생하는 복수개의 이온 발생팁을 구비함을 특징으로 하는 합착기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 벤트홀이 복수개 형성되고, 각 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 이온화 장치가 설치됨을 특징으로 하는 합착기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 벤트홀이 복수개 형성되고, 복수개의 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 선택적으로 이온화 장치가 설치됨을 특징으로 하는 합착기.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온화 장치는 상기 벤트홀 주변의 합착기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 합착기.
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