KR20050053110A - Bonding device for liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 합착 후, 상부 스테이지 상승 시 상기 상부 스테이지와 기판 간을 쉽게 분리할 수 있도록 한 분리 수단이 설치된 합착 장치에 관한 것으로, 진공 혹은 대기압 상태를 선택적으로 이루면서 기판의 반입 또는 반출이 이루어지도록 유출구가 형성된 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되어 상기 진공 챔버 내부로 반입된 각 기판을 고정하여 합착시키는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와, 상기 상부 스테이지에 설치되어 합착된 기판을 상기 상부 스테이지로부터 분리시키는 분리 수단을 구비하여 구성된 것이다.The present invention relates to a bonding apparatus provided with a separation means for easily separating between the upper stage and the substrate when the upper stage is raised after bonding the substrate, so that the loading or unloading of the substrate is made while selectively forming a vacuum or atmospheric pressure state. A vacuum chamber in which an outlet is formed, and an upper stage and a lower stage which are respectively installed in the upper space and the lower space of the vacuum chamber so as to fix and bond the respective substrates brought into the vacuum chamber; And separating means for separating the substrate from the upper stage.
Description
본 발명은 액정표시소자 제조용 합착기에 관한 것으로, 특히 기판 합착 후, 상부 스테이지 상승 시 상기 상부 스테이지와 기판 간을 쉽게 분리할 수 있도록 한 분리 수단이 설치된 합착 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, to a bonding apparatus provided with separation means for easily separating the upper stage and the substrate when the upper stage is raised after bonding the substrate.
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 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.Among them, LCD is the most widely used as the substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the use of the present invention, a variety of applications such as a television, a computer monitor, and the like for receiving and displaying broadcast signals have been developed.
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 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 order for a liquid crystal display device to serve as a screen display device in various fields, the task of improving the image quality as a screen display device is often arranged with the above characteristics and advantages. . Therefore, in order to use a liquid crystal display device 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.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다. Such a liquid crystal display may be largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel has a predetermined space and is bonded to the first and second glass substrates. And a liquid crystal layer injected between the first and second glass substrates.
여기서, 상기 제 1 유리 기판 (TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.The first glass substrate (TFT array substrate) may include a plurality of gate lines arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data lines arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the gate lines, and A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by crossing each gate line and data line, and a plurality of thin films that transmit signals of the data line to each pixel electrode by being switched by signals of the gate line Transistors are formed.
그리고 제 2 유리 기판(칼라필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다. The second glass substrate (color filter substrate) includes a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G and B color filter layer for expressing color colors, and a common electrode for implementing an image. Is formed.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 실(seal)재에 의해 합착되어 상기 두 기판사이에 액정이 주입된다.The first and second substrates are bonded to each other by a seal material having a predetermined space by a spacer and having a liquid crystal injection hole, so that the liquid crystal is injected between the two substrates.
이 때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태를 유지하여 액정 액에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.At this time, in the liquid crystal injection method, the liquid crystal is injected between the two substrates by osmotic pressure when the liquid crystal injection hole is immersed in the liquid crystal liquid by maintaining the vacuum state between the two substrates bonded by the real material. When the liquid crystal is injected as described above, the liquid crystal injection hole is sealed with a sealing material.
그러나 이와 같은 일반적인 액정 주입식 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는, 단위 패널로 컷팅한 후 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하되고, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.However, in such a method of manufacturing a liquid crystal display liquid crystal display device, since the liquid crystal is injected into the liquid crystal liquid by cutting the unit panel in a vacuum state between the two substrates and then injecting the liquid crystal, it takes a lot of time for the liquid crystal injection. When the liquid crystal display device having a large area is lowered and the liquid crystal is injected by the liquid crystal injection method, the liquid crystal is not completely injected into the panel, which causes a defect.
따라서, 최근에는 액정을 적하하는 방법을 이용한 액정표시장치의 제조 방법이 연구되고 있다. 그 중 일본 공개특허공보 2000-147528호에 다음과 같은 액정 적하 방식을 이용한 기술이 개시되어 있다.Therefore, in recent years, the manufacturing method of the liquid crystal display device using the method of dropping a liquid crystal is researched. Among them, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-147528 discloses a technique using the following liquid crystal dropping method.
이와 같은 액정 적하 방식을 이용한 종래의 액정표시장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the conventional liquid crystal display device using the liquid crystal dropping method is as follows.
도 1a 내지 1f는 종래의 액정 적하 방식에 따른 액정표시장치의 공정 단면도이다.1A to 1F are cross-sectional views of a liquid crystal display device according to a conventional liquid crystal dropping method.
도 1a와 같이, 박막트랜지스터 어레이가 형성된 제 1 유리 기판(3)에 자외선 경화형 실재(1)를 약 30㎛ 두께로 도포하고, 상기 실재(1) 안쪽(박막트랜지스터 어레이 부분)에 액정(2)을 적하한다. 이 때, 상기 실재(3)는 액정 주입구가 없이 형성된다.As shown in FIG. 1A, an ultraviolet curable material 1 is applied to the first glass substrate 3 on which the thin film transistor array is formed to have a thickness of about 30 μm, and the liquid crystal 2 is disposed inside the material 1 (a thin film transistor array). Dropping At this time, the real material 3 is formed without a liquid crystal injection hole.
상기와 같은 제 1 유리 기판(3)을 수평방향으로 이동 가능한 진공 용기(C)내의 테이블(4)상에 탑재하고, 상기 제 1 유리 기판(3)의 하부 표면 전면을 제 1 흡착기구(5)로 진공 흡착하여 고정시킨다.The first glass substrate 3 as described above is mounted on the table 4 in the vacuum container C that is movable in the horizontal direction, and the entire lower surface of the first glass substrate 3 is mounted on the first adsorption mechanism 5. ) By vacuum adsorption.
도 1b와 같이, 칼라필터 어레이가 형성된 제 2 유리 기판(6)의 하부 표면 전면을 제 2 흡착기구(7)로 진공 흡착하여 고정하고, 진공 용기(C)를 닫아 진공시킨다. 그리고, 상기 제 2 흡착기구(7)를 수직방향으로 하강시켜 상기 제 1 유리 기판(3)과 제 2 유리 기판(6)의 간격을 1mm로 하고, 상기 제 1 유리 기판(3)을 탑재한 상기 테이블(4)을 수평 방향으로 이동시켜 상기 제 1 유리 기판(3)과 제 2 유리 기판(6)을 예비적으로 위치를 맞춘다.As shown in Fig. 1B, the entire lower surface of the second glass substrate 6 on which the color filter array is formed is vacuum-adsorbed and fixed by the second adsorption mechanism 7, and the vacuum vessel C is closed and vacuumed. Then, the second adsorption mechanism 7 is lowered in the vertical direction so that the distance between the first glass substrate 3 and the second glass substrate 6 is 1 mm, and the first glass substrate 3 is mounted. The table 4 is moved in the horizontal direction to preliminarily position the first glass substrate 3 and the second glass substrate 6.
도 1c와 같이, 상기 제 2 흡착기구(7)를 수직방향으로 하강시켜 상기 제 2 유리 기판(6)과 액정(2) 또는 실재(1)를 접촉시킨다.As shown in FIG. 1C, the second adsorption mechanism 7 is lowered in the vertical direction to bring the second glass substrate 6 into contact with the liquid crystal 2 or the actual material 1.
도 1d와 같이, 상기 제 1 유리 기판(3)을 탑재한 상기 테이블(4)을 수평 방향으로 이동시켜 상기 제 1 유리 기판(3)과 제 2 유리 기판(6)의 위치를 맞춘다. As shown in FIG. 1D, the table 4 on which the first glass substrate 3 is mounted is moved in the horizontal direction to adjust the position of the first glass substrate 3 and the second glass substrate 6.
도 1e와 같이, 상기 제 2 흡착기구(7)를 수직방향으로 하강시켜 제 2 유리 기판(6)을 상기 실재(1)를 통해 제 1 유리 기판(3)에 접합하고, 5㎛까지 가압한다.As shown in FIG. 1E, the second adsorption mechanism 7 is lowered in the vertical direction to bond the second glass substrate 6 to the first glass substrate 3 through the actual material 1, and to press to 5 μm. .
도 1f와 같이, 상기 제 2 흡착기구(7)의 흡착력을 해제하고, 상기 제 2 흡착기구(7)을 상승시킨 후, 상기 진공 용기(C)로부터 상기 접합된 제 1, 제 2 유리 기판(3, 6)을 꺼내어 상기 실재(1)에 자외선 조사하여 상기 실재(1)를 경화시켜 액정표시장치를 완성한다. As shown in FIG. 1F, after the adsorption force of the second adsorption mechanism 7 is released and the second adsorption mechanism 7 is raised, the first and second glass substrates bonded to each other from the vacuum vessel C ( 3, 6) are taken out and the ultraviolet rays are irradiated to the substance 1 to cure the substance 1 to complete the liquid crystal display device.
그러나, 이와 같은 종래의 합착 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, such a conventional bonding apparatus has the following problems.
즉, 기판을 합착한 후, 상부 제 2 흡착기구 상승 시, 상기 제 2 흡착기구와 합착된 기판 간의 인력에 의해 기판이 들어 올라가는 현상이 발생하여 합착된 제 1, 제 2 기판이 분리되거나 상기 두 기판을 합착하고 있는 시일재에 데미지가 발생되어 합착된 두 기판 사이에 공기가 유입되게 된다.That is, after the substrate is bonded, when the upper second adsorption mechanism is raised, a phenomenon in which the substrate is lifted by the attraction force between the second adsorption mechanism and the bonded substrate is generated, so that the bonded first and second substrates are separated or the two substrates are separated. Damage is generated to the sealing material to which the substrate is bonded, so that air flows between the two bonded substrates.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판을 합착 후, 상부 스테이지 상승 시, 상기 스테이지와 기판을 쉽게 분리할 수 있도록 상부 스테이지에 분리 수단이 설치된 액정표시소자의 합착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and after bonding the substrates, when the upper stage is raised, the object of the present invention is to provide a bonding apparatus for a liquid crystal display device having separation means installed on the upper stage so that the stage and the substrate can be easily separated. There is this.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자의 합착 장치는, 진공 상태 혹은 대기압 상태를 선택적으로 이루면서 기판의 반입 또는 반출이 이루어지도록 유출구가 형성된 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되어 상기 진공 챔버 내부로 반입된 각 기판을 고정하여 합착시키는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와, 상기 상부 스테이지에 설치되어 합착된 기판을 상기 상부 스테이지로부터 분리시키는 분리 수단을 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다. In accordance with one aspect of the present invention, a bonding apparatus for a liquid crystal display device includes a vacuum chamber in which an outlet is formed so that a substrate may be loaded or unloaded while selectively forming a vacuum state or an atmospheric pressure state, and an upper space in the vacuum chamber. And an upper stage and a lower stage which are respectively installed in the lower space and opposed to each other to fix and adhere the substrates brought into the vacuum chamber, and separation means for separating the substrates installed in the upper stage from the upper stage. It is characterized by being constructed.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자의 합착 장치는, 외관을 이루는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 장착되는 하부 챔버 유닛 및 상기 베이스 프레임으로부터 자유로운 상태로 상기 하부 챔버 유닛의 상측에 위치되는 상부 챔버 유닛과, 상기 베이스 프레임에 구비되어 상기 상부 챔버 유닛을 상하 이동시키는 챔버 이동 수단과, 상기 각 챔버 유닛의 내측 공간에 각각 구비되어 한 쌍의 기판을 고정하는 상부 스테이지 및 하부 스테이지와, 적어도 어느 한 챔버 유닛의 면상에 구비되어 각 챔버 유닛간 결합이 이루어질 경우 각 스테이지가 장착되는 공간과 그 외측 공간을 상호 밀폐하는 밀봉수단과, 상기 상부 스테이지에 설치되어 합착된 기판을 상기 상부 스테이지로부터 분리시키는 분리 수단을 구비하여 구성됨에 또 다른 특징이 있다.In addition, the bonding apparatus of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object, the base frame forming the appearance, the lower chamber unit mounted to the base frame and the lower chamber unit in a free state from the base frame An upper chamber unit positioned at an upper side of the chamber, chamber moving means provided on the base frame to move the upper chamber unit up and down, and an upper stage provided in an inner space of each chamber unit to fix a pair of substrates; A lower stage, provided on the surface of at least one chamber unit, and when the chamber units are coupled to each other, sealing means for sealing the space in which each stage is mounted and the outer space thereof, and a substrate installed in the upper stage With a separating means for separating from said upper stage As there is another characteristic.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 액정표시소자의 합착 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the attached device of the liquid crystal display device according to the invention having the features as described above in more detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 출원인은 2 종류의 액정표시소자의 합착 장치를 기 출원한 바 있다(대한민국 특허출원 10-2002-0006640호 및 10-2002-071227호 참조).First, the applicant has previously filed a bonding apparatus of two kinds of liquid crystal display devices (see Korean Patent Application Nos. 10-2002-0006640 and 10-2002-071227).
도 2는 본 출원인에 의해 기 출원된 합착 장치(대한민국 특허출원 10-2002-0006640)를 개략적으로 나타낸 것이다.Figure 2 schematically shows a bonding apparatus (Korean Patent Application 10-2002-0006640) previously filed by the applicant.
즉, 액정표시소자의 합착 장치는, 합착기 챔버(110)와, 스테이지부와, 스테이지 이동 장치와, 진공 장치, 벤트 장치 그리고, 로더부(30)를 포함하여 구성된다.That is, the bonding apparatus of a liquid crystal display element is comprised including the adapter chamber 110, a stage part, a stage moving apparatus, a vacuum apparatus, the vent apparatus, and the loader part 30. As shown in FIG.
상기 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.The interior of the adapter chamber 110 is selectively vacuumed or atmospheric pressure, and the adhesion through pressure between the substrates and the adhesion using the pressure difference are sequentially performed. Or, the outlet 111 is formed to be carried out.
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.At this time, the adapter chamber 110 is connected to an air discharge pipe 112 through which the air suction force transmitted from the vacuum device is transmitted to one side of the circumferential surface and the air existing in the inner space is discharged, and air from the outside thereof. Alternatively, other gas (N 2 ) is introduced to the vent pipe 113 for maintaining the interior of the adapter chamber 110 in the standby state is connected to form or release a selective vacuum of the interior space, It is configured to be possible.
또한, 상기에서 공기 배출관(112) 및 벤트관(113)에는 그 관로의 선택적인 개폐를 위해 전자적으로 제어 받는 개폐 밸브(112a,113a)가 각각 구비된다.In addition, the air discharge pipe 112 and the vent pipe 113 in the above is provided with on-off valves 112a and 113a which are electronically controlled for the selective opening and closing of the pipe.
그리고, 상기 스테이지부는 상기 합착기 챔버(110) 내의 상측 공간과 하측 공간에 각각 대향 설치되며, 로더부(30)를 통해 상기 합착기 챔버(110) 내부로 반입된 각 기판(10, 20)을 상기 합착기 챔버(110) 내의 해당 작업 위치에 고정시키는 역할을 수행하는 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)를 포함하여 구성된다.In addition, the stage unit is installed in the upper space and the lower space in the adapter chamber 110, respectively, and each substrate (10, 20) carried into the adapter chamber 110 through the loader unit 30 It is configured to include an upper stage 121 and the lower stage 122 to serve to fix to the working position in the adapter chamber 110.
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)이 형성된다. At this time, the upper and lower stages 121 and 122 are provided with at least one electrostatic chuck (ESC) 121a, 122a to provide a constant power to fix the substrate, and to provide vacuum power. At least one vacuum hole 121b is formed to receive and fix the substrate.
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 구비된다.The electrostatic chucks 121a and 122a as described above are formed of a plurality of flat plate electrode pairs, and DC power of different polarities is applied to each of the flat plate electrodes so that electrostatic attachment of each substrate is possible.
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 형성하여 배치되며, 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 형성된다.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 chuck 121a mounted on the bottom of the upper stage 121, the respective vacuum The holes 121b are formed to communicate with each other through a single or multiple pipe lines 121c so as to receive the vacuum force generated by the vacuum pump 123 connected to the upper stage 121.
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)이 형성된다.At least one electrostatic chuck 122a is mounted on the upper surface of the lower stage 122 to provide the electrostatic power to fix the substrate, and at least one vacuum hole may be sucked to fix the substrate by receiving a vacuum force. Illustration is omitted).
상기 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)가 구성된다.The stage moving device has a moving shaft 131 for selectively moving the upper stage 121 up and down, and has a rotating shaft 132 for selectively rotating the lower stage 122 horizontally. Drive motors 133 and 134 are configured to selectively drive the respective shafts in the state coupled to the stages 121 and 122 inside or outside the chamber 110.
상기 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 형성된다. The vacuum device serves to transfer suction force so that the interior of the adapter chamber 110 can achieve a vacuum state selectively, and constitutes a suction pump driven to generate a normal air suction force. The space provided with the 200 is formed to communicate with the air discharge pipe 112 of the adapter chamber 110.
그리고, 상기 로더부(30)는 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(10) 또는, 씨일재가 도포된 제 2 기판(20)을 각각 전달받아 상기 합착 장치의 합착기 챔버(110) 내부에 선택적으로 반입 혹은, 반출하는 역할을 수행한다.In addition, the loader unit 30 is constructed outside the combiner chamber 110 as a separate device from the various components provided in the combiner chamber 110 and the combiner chamber 110. The first substrate 10 having the liquid crystals loaded therein, or the second substrate 20 having the sealant applied thereon, respectively, may be selectively loaded into or taken out from inside the adapter chamber 110 of the bonding apparatus. .
이 때, 상기와 같은 로더부는 액정이 적하된 제 1 기판(10)의 반송을 위한 어느 하나의 아암(이하, “제 1 아암”이라 한다)(31)과, 씨일재가 도포된 제 2 기판(20)의 반송을 위한 다른 하나의 아암(이하, “제 2 아암”이라 한다)(32)을 포함하여 구성되며, 제 1, 제 2 기판(10, 20)이 상기 각 아암(31, 32)에 얹혀진 상태로써 합착기 챔버(110) 내부로 반송되기 전의 대기 상태에서는 상기 제 1 아암(31)이 제 2 아암(32)에 비해 상측에 위치되도록 구성된다.At this time, the loader unit as described above is any one arm (hereinafter referred to as "first arm") 31 for conveyance of the first substrate 10 in which the liquid crystal is dropped, and the second substrate coated with the sealing material ( A second arm (hereinafter referred to as a “second arm”) 32 for conveyance of the first and second substrates 10, 20, and the respective arms 31, 32. The first arm 31 is configured to be positioned above the second arm 32 in the standby state before being conveyed into the combiner chamber 110 by being placed thereon.
이는, 상기 제 1 아암(31)에 얹혀지는 제 1 기판(10)이 그 상면에 액정이 적하된 상태임과 더불어 제 2 아암(32)에 얹혀지는 제 2 기판(20)은 씨일재가 도포된 면이 하면에 위치됨을 고려할 때 만일, 상기 제 2 아암(32)이 제 1 아암(31)에 비해 상측에 위치될 경우 상기 제 2 아암(32)의 움직임에 따라 발생되어 비산될 수 있는 각종 이물질이 상기 제 1 아암(31)에 얹혀있는 제 1 기판(10)의 액정에 낙하되어 그 손실을 유발할 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 상기 제 1 아암(31)을 제 2 아암(32)의 상측에 위치되도록 구성하는 것이다.This is because the first substrate 10 mounted on the first arm 31 is in a state where liquid crystal is dropped on the upper surface thereof, and the second substrate 20 mounted on the second arm 32 is coated with a sealing material. Considering that the surface is located on the lower surface, if the second arm 32 is positioned above the first arm 31, various foreign matters may be generated and scattered according to the movement of the second arm 32. The first arm 31 is attached to the second arm 32 so as to prevent the problem that the liquid crystal of the first substrate 10 placed on the first arm 31 falls and causes the loss. It is configured to be located above.
또한, 상기 로더부에 의해 진공 챔버(110) 내부로 반입되어 각 스테이지(121,122)에 로딩된 각 기판(10,20)간의 정렬 상태를 확인하기 위한 얼라인 장치(60)가 설치된다.In addition, an alignment device 60 is installed to check an alignment state between the substrates 10 and 20 loaded into the vacuum chamber 110 by the loader and loaded into the stages 121 and 122.
이와 같이 구성된 합착 장치를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display device manufacturing method using the bonding apparatus configured as described above is as follows.
먼저, 박막트랜지스터 어레이가 형성된 후 액정이 적하된 제 1 기판(10)과, 칼라 필터 어레이가 형성된 후 씨일재가 도포된 제 2 기판(20)을 준비한다. First, after forming a thin film transistor array, a first substrate 10 having liquid crystals dropped thereon and a second substrate 20 coated with a sealing material after the color filter array is formed are prepared.
그리고, 도 2의 점선 부분에 따른 상태와 같이, 상기 로더부(30)는 제 1 아암(31)에 상기 액정이 적하된 제 1 기판(10)을 대기시키고 제 2 아암(32)에 상기 씨일재가 도포된 제 2 기판(20)을 대기시킨다.As shown in the dotted line of FIG. 2, the loader unit 30 waits for the first substrate 10 on which the liquid crystal is dropped on the first arm 31, and seals the seal on the second arm 32. The second substrate 20 to which ash is applied is waited.
이 상태에서 진공 챔버(110)의 유출구(111)가 개방되면 상기 로더부(30)는 제 2 아암(32)을 제어하여 상기 씨일재가 도포된 제 2 기판(20)을 상기 개방된 유출구(111)를 통해 진공 챔버(110) 내의 상측 공간에 설치된 상부 스테이지(121)에 반입시켜 상기 상부 스테이지(121)가 상기 제 2 기판(20)을 진공 흡착하도록 한 후, 제 1 아암(31)을 제어하여 상기 액정이 적하된 제 1 기판(10)을 상기 진공 챔버(110) 내의 하측 공간에 설치된 하부 스테이지(122)에 반입시켜 상기 하부 스테이지(122)가 상기 제 1 기판(10)을 진공 흡착하도록 한다.In this state, when the outlet 111 of the vacuum chamber 110 is opened, the loader part 30 controls the second arm 32 so that the second substrate 20 to which the seal material is applied is opened. The first arm 31 is controlled by bringing the upper stage 121 into the upper stage 121 installed in the upper space in the vacuum chamber 110 so that the upper stage 121 vacuum-adsorbs the second substrate 20. The liquid crystal is dropped into the first substrate 10 into the lower stage 122 installed in the lower space in the vacuum chamber 110 so that the lower stage 122 vacuum suction the first substrate 10 do.
만일, 상기한 과정에서 바로 이전에 합착 공정이 진행되어 하부 스테이지에 합착 기판이 존재한다면, 상기 C/F 기판을 반입하였던 제 2 아암(32)이 상기 기판의 반입 후 상기 하부 스테이지에 존재하는 합착 기판을 언로딩 시키도록 함으로써 로딩과 언로딩이 동시에 수행되도록 하여 그 작업 시간상의 단축을 얻을 수 있도록 한다. In the above process, if a bonding process is performed immediately before the bonding stage is present in the lower stage, the second arm 32 into which the C / F substrate is loaded is attached to the lower stage after the loading of the substrate. Unloading the substrate allows loading and unloading to be performed at the same time, resulting in a reduction in the working time.
그리고, 상기한 과정을 통한 각 기판(10, 20)의 로딩이 완료되면 로더부(30)를 구성하는 각 아암(31, 32)이 진공 챔버(110)의 외부로 빠져나감과 더불어 상기 진공 챔버(110)의 유출구(111)에 설치된 차폐 도어(114)가 동작하면서 상기 유출구(111)를 폐쇄하여 상기 진공 챔버(110) 내부는 밀폐된 상태를 이루게 된다.When the loading of the substrates 10 and 20 through the above-described process is completed, the arms 31 and 32 constituting the loader unit 30 exit to the outside of the vacuum chamber 110 and the vacuum chamber As the shielding door 114 installed at the outlet 111 of the 110 is operated, the outlet 111 is closed to form an airtight state inside the vacuum chamber 110.
이후, 상기 흡입 펌프(200)가 구동하여 공기 흡입력을 발생시킴과 더불어 상기 진공 챔버(110)의 공기 배출관(112)에 구비된 개폐 밸브(112a)가 상기 공기 배출관(112)을 개방된 상태로 유지시켜 상기 진공 챔버(110) 내부를 진공의 상태로 만들게 된다.Thereafter, the suction pump 200 is driven to generate an air suction force, and the opening / closing valve 112a provided in the air discharge pipe 112 of the vacuum chamber 110 opens the air discharge pipe 112. The inside of the vacuum chamber 110 is maintained in a vacuum state.
이렇게, 일정 시간 동안의 흡입 펌프(200) 구동에 의해 진공 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.As such, when the inside of the vacuum chamber 110 is in a vacuum state by driving the suction pump 200 for a predetermined time, the driving of the suction pump 200 is stopped and at the same time the opening / closing valve 112a of the air discharge pipe 112. Is operated to maintain the air discharge pipe 112 in a closed state.
그리고, 상기와 같이 진공 챔버(110) 내부가 완전한 진공 상태를 이루게 되면 상부 스테이지(121) 및 하부 스테이지(122)는 그 각각의 정전 제공기기(121a,122a)에 전원을 인가하여 각 기판(10,20)을 정전 흡착하게 된다.In addition, when the inside of the vacuum chamber 110 achieves a complete vacuum state as described above, the upper stage 121 and the lower stage 122 apply power to their respective static electricity providing devices 121a and 122a to provide a substrate 10. 20 is electrostatically adsorbed.
이 상태에서 상기 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(60)는 상기 각 스테이지(121,122)에 부착된 각각의 기판(10,20)간 정렬 상태를 확인함과 더불어 각 스테이지(121,122)에 축결합된 이동축(131,132) 및 회전축에 제어 신호를 전달하여 각 기판을 상호 정렬시키게 된다.In this state, the stage shifting device drives the driving motor 133 to move the upper stage 121 downward, thereby positioning the upper stage proximate to the lower stage 122, and together with the alignment apparatus 60. In addition to confirming the alignment between the substrates 10 and 20 attached to the stages 121 and 122, the control signals are transmitted to the moving shafts 131 and 132 and the rotating shafts axially coupled to the stages 121 and 122, respectively. Will be aligned to each other.
이후, 상기 스테이지 이동장치가 계속적인 구동신호를 전달받아 구동하면서 상부 스테이지(121)에 부착된 제 2 기판(20)을 하부 스테이지(122)에 부착된 제 1 기판(10)에 밀착한 상태로 가압하여 상호간의 일차적인 합착을 수행하게 된다.Subsequently, the stage moving device receives and drives the continuous driving signal while keeping the second substrate 20 attached to the upper stage 121 in close contact with the first substrate 10 attached to the lower stage 122. Pressing is performed to perform the primary coalescing with each other.
이 때, 상기 일차적인 합착이라 함은 상기한 각 스테이지(121,122) 이동에 의한 가압을 통해 완전한 합착 공정을 완료하는 것이 아니라 대기압 상태로의 변경시 각 기판 사이로 공기가 유입될 수 없을 정도로만 합착하는 것을 말한다.In this case, the primary bonding means not to complete the complete bonding process through pressurization by the movement of the stages 121 and 122, but to bond only enough to prevent air from flowing between the substrates when changing to atmospheric pressure. Say.
따라서, 상기한 일차적인 합착 공정이 완료되면, 상기 상부 스테이지(121)의 정전 흡착력을 해제하고 상기 상부 스테이지(121)를 합착된 기판(10, 20)으로부터 분리시킨다. 그리고, 상기 벤트관(113)을 폐쇄하고 있던 개폐 밸브(113a)가 동작하면서 상기 벤트관(113)을 개방시키게 되고, 이로 인해 진공 챔버(110) 내부는 점차 대기압 상태로 되면서 상기 진공 챔버(110) 내부에 기압차를 부여하게 되어 이 기압차로 인한 각 기판간 합착이 재차적으로 이루어지게 된다.Therefore, when the primary bonding process is completed, the electrostatic attraction force of the upper stage 121 is released and the upper stage 121 is separated from the bonded substrates 10 and 20. Then, the vent pipe 113 is opened while the opening / closing valve 113a closing the vent pipe 113 is operated. As a result, the inside of the vacuum chamber 110 gradually becomes atmospheric, and the vacuum chamber 110 is opened. The pressure difference is given to the inside, and the bonding between the substrates is caused again.
이에 보다 완전한 기판간 합착이 이루어지며, 이러한 합착 공정이 완료되면 진공 챔버(110)의 차폐 도어(114)가 구동하면서 상기 차폐 도어에 의해 폐쇄되어 있던 유출구(111)를 개방시키게 된다.Thus, a more complete substrate-to-substrate bonding is performed, and when the bonding process is completed, the shielding door 114 of the vacuum chamber 110 is driven to open the outlet 111 closed by the shielding door.
이후, 상기 로더부(30)에 의한 상기 합착 기판의 언로딩이 수행됨과 더불어 다시 기 전술한 일련의 각 과정을 반복 수행하면서 기판간 합착을 수행하게 된다.Subsequently, the unloading of the bonded substrate is performed by the loader unit 30, and the bonding between the substrates is performed while repeatedly performing the above-described series of processes.
또한, 본 출원인은 진공 챔버가 별도로 형성되지 않고 상부 챔버 유닛과 하부 챔버 유닛을 포함하여 구성되어 상하부 챔버 유닛이 접촉될 때 진공 챔버가 만들어지는 합착 장치를 본 출원인은 기 출원한 바 있다(대한민국 특허출원 10-2002-071227호 참조).In addition, the present applicant has previously filed a bonding apparatus in which a vacuum chamber is formed when the upper and lower chamber units are contacted by including an upper chamber unit and a lower chamber unit without forming a vacuum chamber separately (Korean patent) Application 10-2002-071227).
도 3은 본 출원인에 의해 기 출원된 액정표시소자 제조 공정용 기판 합착 장치(대한민국 특허출원 10-2002-071227호)의 최초 상태를 나타낸 구성도이다. 3 is a configuration diagram showing an initial state of a substrate bonding apparatus (Korean Patent Application No. 10-2002-071227) for a liquid crystal display device manufacturing process previously filed by the present applicant.
이를 통해 알 수 있듯이, 합착 장치는, 크게, 베이스 프레임(100)과, 상부 챔버 유닛(210) 및 하부 챔버 유닛(220)과, 챔버 이동 수단(310,320,330,340,350)과, 상부 스테이지(230) 및 하부 스테이지(240)와, 밀봉수단과, 한 쌍의 저진공 챔버 유닛(410,420)과, 얼라인 수단(510,520,530)과, 진공 펌핑 수단(610,622)과, 서포트 수단(710)과, 광경화 수단을 포함하여 구성된다.As can be seen from this, the bonding apparatus is largely the base frame 100, the upper chamber unit 210 and the lower chamber unit 220, the chamber moving means (310, 320, 330, 340, 350), the upper stage 230 and the lower stage 240, sealing means, a pair of low vacuum chamber units 410, 420, alignment means 510, 520, 530, vacuum pumping means 610, 622, support means 710, and photocuring means. It is composed.
상기 베이스 프레임(100)은 지면에 고정된 상태로 상기 합착 장치의 외관을 형성하며, 여타의 각 구성을 지지하는 역할을 수행한다.The base frame 100 forms the exterior of the bonding apparatus in a state of being fixed to the ground, and serves to support other components.
그리고, 상기 상부 챔버 유닛(210) 및 하부 챔버 유닛(220)은 상기 베이스 프레임(100)의 상단 및 하단에 각각 장착되고, 상호 결합 가능하게 동작된다.In addition, the upper chamber unit 210 and the lower chamber unit 220 are mounted on the upper and lower ends of the base frame 100, respectively, and are coupled to each other.
상기 상부 챔버 유닛(210)은 외부 환경에 노출되는 상부 베이스(211)와, 상기 상부 베이스(211)의 저면에 밀착 고정되고, 그 내부는 임의의 공간을 가지는 사각테의 형상으로 이루어진 상부 챔버 플레이트(212)를 포함하여 구성된다.The upper chamber unit 210 is tightly fixed to the upper base 211 exposed to the external environment and the bottom surface of the upper base 211, the inside of the upper chamber plate made of a rectangular frame having an arbitrary space 212 is configured.
이 때, 상기 상부 챔버 플레이트(212)에 형성되는 임의의 공간 내부에는 상부 스테이지(230)가 구비되며, 상기 상부 스테이지(230)는 상기 상부 챔버 유닛(210)과 연동되도록 장착된다.In this case, an upper stage 230 is provided in an arbitrary space formed in the upper chamber plate 212, and the upper stage 230 is mounted to interlock with the upper chamber unit 210.
또한, 상기 상부 챔버 유닛(210)을 구성하는 상부 베이스(211)와 상부 챔버 플레이트(212) 사이에는 씨일 부재(이하, “제 1 씨일 부재”라 한다)(213)가 구비되어 상기 상부 챔버 플레이트(212)의 내측 공간과 외측 공간 간이 차단된다.In addition, a seal member (hereinafter referred to as a “first seal member”) 213 is provided between the upper base 211 and the upper chamber plate 212 constituting the upper chamber unit 210 to provide the upper chamber plate. Between the inner space and the outer space of 212 is blocked.
이와 함께, 상기 하부 챔버 유닛(220)은 베이스 프레임(100)에 고정된 하부 베이스(221)와, 상기 하부 베이스(221)의 상면에 전후 및 좌우 방향으로의 이동이 가능하게 장착되고, 그 내부는 임의의 공간을 가지는 사각테의 형상으로 이루어진 하부 챔버 플레이트(222)를 포함하여 구성된다.In addition, the lower chamber unit 220 is mounted on the lower base 221 fixed to the base frame 100 and on the upper surface of the lower base 221 so as to be movable in the front, rear, left and right directions, and the inside thereof. Is configured to include a lower chamber plate 222 made of a rectangular frame having any space.
이 때, 상기 하부 챔버 플레이트(222)에 형성되는 임의의 공간 내부에는 하부 스테이지(240)가 구비되며, 상기 하부 스테이지(240)는 상기 하부 베이스(221)의 상면에 고정된다.In this case, a lower stage 240 is provided in an arbitrary space formed in the lower chamber plate 222, and the lower stage 240 is fixed to an upper surface of the lower base 221.
또한, 상기 하부 챔버 유닛(220)을 구성하는 하부 베이스(221)와 하부 챔버 플레이트(222) 사이에는 씨일 부재(이하, “제 2 씨일 부재”라 한다)(224)가 구비되어 상기 제 2 씨일 부재(224)를 기준으로 하부 챔버 플레이트(222) 내측의 하부 스테이지(240)가 구비되는 공간과 그 외곽측의 공간 간이 차단된다.In addition, a seal member (hereinafter referred to as a “second seal member”) 224 is provided between the lower base 221 constituting the lower chamber unit 220 and the lower chamber plate 222 to provide the second seal. The space between the space provided with the lower stage 240 inside the lower chamber plate 222 and the outer side of the member 224 is blocked.
이와 함께, 상기 하부 베이스(221)와 하부 챔버 플레이트(222) 사이에는 적어도 하나 이상의 서포트부(225)가 구비되어 상기 하부 챔버 플레이트(222)가 상기 하부 베이스(221)로부터 소정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있도록 지지한다.In addition, at least one support part 225 is provided between the lower base 221 and the lower chamber plate 222 so that the lower chamber plate 222 is spaced apart from the lower base 221 by a predetermined interval. Support to maintain
이 때, 상기 서포트부(225)는 그 일단이 상기 하부 챔버 플레이트(222)의 저면에 고정되고, 그 타단은 하부 베이스(221)의 저면에 고정된 부위로부터 수평 방향으로의 자유로운 유동이 가능하도록 장착된다. 이러한 서포트부(225)는 상기 하부 챔버 플레이트(222)가 상기 하부 베이스(221)로부터 자유롭게 함으로써 상기 하부 챔버 플레이트(222)의 전후 및 좌우 이동이 가능하도록 한다.At this time, one end of the support part 225 is fixed to the bottom of the lower chamber plate 222, and the other end thereof is free to flow in a horizontal direction from a part fixed to the bottom of the lower base 221. Is mounted. The support unit 225 allows the lower chamber plate 222 to be freed from the lower base 221 so that the lower chamber plate 222 can be moved back and forth and left and right.
상기에서 제 1 씨일 부재(213) 및 제 2 씨일 부재(224)는 가스켓이나 오링 등과 같은 밀봉을 위한 재질로 형성된다.The first seal member 213 and the second seal member 224 are formed of a sealing material such as a gasket or an O-ring.
그리고, 상기 챔버 이동 수단은 베이스 프레임(100)에 고정된 구동 모터(310)와, 상기 구동 모터(310)에 축결합된 구동축(320)과, 상기 구동축(320)에 대하여 수직한 방향으로 세워진 상태로써 상기 구동축(320)으로부터 구동력을 전달받도록 연결된 연결축(330)과, 상기 구동축(320)과 상기 연결축(330)을 연결하는 연결부(340) 그리고, 상기 연결축(330)의 끝단에 장착된 쟈키부(350)를 포함하여 구성된다.In addition, the chamber moving means includes a drive motor 310 fixed to the base frame 100, a drive shaft 320 axially coupled to the drive motor 310, and a direction perpendicular to the drive shaft 320. The connecting shaft 330 connected to receive the driving force from the drive shaft 320 as a state, the connecting portion 340 for connecting the drive shaft 320 and the connecting shaft 330, and the end of the connecting shaft 330 It is configured to include a mounted jockey 350.
이 때, 상기 구동 모터(310)는 베이스 프레임(100)의 내측 저부에 위치되어 지면과 수평한 방향으로 그 축이 돌출된 양축모터로 구성된다.At this time, the drive motor 310 is located in the inner bottom of the base frame 100 is composed of a biaxial motor protruding the axis in a direction parallel to the ground.
또한, 상기 구동축(320)은 상기 구동 모터(310)의 두 축에 대하여 수평한 방향으로 구동력을 전달하도록 각각 연결되며, 상기 연결축(330)은 상기 구동축(320)에 대하여 수직한 방향으로 구동력을 전달하도록 연결된다.In addition, the drive shaft 320 is connected to each other to transmit a driving force in a horizontal direction with respect to the two axes of the drive motor 310, the connecting shaft 330 is a driving force in a direction perpendicular to the drive shaft 320 Is connected to pass.
상기 연결축(330)의 끝단에 장착된 쟈키부(350)는 상부 챔버 유닛(210)과 접촉된 상태에서 상기 연결축(330)의 회전 방향에 따라 상향 혹은, 하향 이동되면서 상기 상부 챔버 유닛(210)을 이동시키는 역할을 수행하며, 통상의 너트 하우징과 같은 구성을 이룬다.The jockey 350 mounted at the end of the connecting shaft 330 moves upwardly or downwardly according to the rotation direction of the connecting shaft 330 in contact with the upper chamber unit 210. 210 serves to move, and achieves the same configuration as a conventional nut housing.
또한, 상기 연결부(340)는 수평 방향으로 전달되는 구동축(320)의 회전력을 수직 방향을 향하여 연결된 연결축(330)으로 전달할 수 있도록 베벨 기어로 구성된다.In addition, the connection part 340 is composed of a bevel gear to transmit the rotational force of the drive shaft 320 transmitted in the horizontal direction to the connection shaft 330 connected in the vertical direction.
그리고, 상기 각 스테이지(230,240)는 각 챔버 유닛(210,220)에 고정되는 고정 플레이트(231,241)와, 각 기판이 고정되는 흡착 플레이트(232,242) 그리고, 상기 각 고정 프레이트(231,241)와 흡착 플레이트(232,242) 사이에 구비된 다수의 고정 블럭(233,243)을 포함하여 구성된다.Each of the stages 230 and 240 may include fixed plates 231 and 241 fixed to the chamber units 210 and 220, adsorption plates 232 and 242 to which each substrate is fixed, and fixed plates 231 and 241 and adsorption plates 232 and 242. It is configured to include a plurality of fixed blocks (233, 243) provided between.
이 때, 상기 각 흡착 플레이트(232,242)는 고분자 계열의 폴리이미드(polyimide)로 형성되고, 정전력에 의해 각 기판을 고정하는 정전척(ESC:Electro Static Chuck)으로 구성된다.In this case, each of the adsorption plates 232 and 242 is formed of a polymer-based polyimide, and is composed of an electrostatic chuck (ESC) for fixing each substrate by electrostatic power.
상기 밀봉수단은 하부 챔버 유닛(220)의 하부 챔버 플레이트(222)의 상면을 따라 임의의 높이로 돌출되도록 장착된 오링(O-ring)(이하, “제 3 씨일 부재”라 한다)(250)으로 구성되며, 상기 제 3 씨일 부재(250)는 통상의 고무 재질로 형성된다.The sealing means is an O-ring (hereinafter referred to as “third seal member”) 250 mounted to protrude to an arbitrary height along the upper surface of the lower chamber plate 222 of the lower chamber unit 220. The third seal member 250 is formed of a conventional rubber material.
이 때, 상기 제 3 씨일 부재(250)는 상기 상부 및 하부 챔버 유닛(210,220)이 서로 결합될 경우 그 내부 공간의 각 스테이지(230,240)에 고정된 한 쌍의 기판이 서로 밀착되지 않을 정도의 두께를 가지도록 형성된다. In this case, the third seal member 250 has a thickness such that when the upper and lower chamber units 210 and 220 are coupled to each other, a pair of substrates fixed to the stages 230 and 240 of the inner space are not in close contact with each other. It is formed to have.
그리고, 상기 각 저진공 챔버 유닛(410,420)은 그 내부는 진공 상태를 이루는 공간을 가지도록 형성되어 상기 상부 챔버 유닛(210)의 상면 및 하부 챔버 유닛(220)의 저면에 각각의 일면이 밀착된다.In addition, each of the low vacuum chamber units 410 and 420 may be formed to have a space forming a vacuum state, and one surface of each of the low vacuum chamber units 410 and 420 may be in close contact with the upper surface of the upper chamber unit 210 and the lower surface of the lower chamber unit 220. .
이 때, 상기 각각의 저진공 챔버 유닛(410,420)은 그 중앙 부위로 갈수록 점차 내부 공간이 커지도록 형성된다. In this case, each of the low vacuum chamber units 410 and 420 is formed such that the inner space gradually increases toward its central portion.
이의 형상은, 상기 상부 챔버 유닛(210)과 하부 챔버 유닛(220)이 서로 결합된 상태에서 그 내부 공간이 진공될 경우 상기한 각 챔버 유닛(210,220)의 외부가 이루는 대기압과의 기압 차이에 의해 각 스테이지(230,240)가 휠 수 있으며, 특히 그 중앙부분으로 갈수록 휨 정도가 점차 커지기 때문에 상기한 중앙부위의 처짐을 최대한 방지할 수 있도록 한 것이다.The shape of the upper chamber unit 210 and the lower chamber unit 220 is coupled to each other when the internal space is vacuumed by the difference in atmospheric pressure with the atmospheric pressure of the outside of the chamber units (210, 220) described above Each stage (230,240) can be bent, in particular, because the degree of warpage gradually increases toward the center portion is to prevent the deflection of the center portion as described above.
그리고, 상기 얼라인 수단은 각 스테이지(230,240)에 고정되는 각 기판(110,120)간의 위치 정렬을 위해 사용되며, 하부 스테이지(240)의 위치 변동은 이루어지지 않도록 하되, 하부 챔버 유닛(220)을 이동시켜 상부 스테이지(230)의 위치 변동을 수행함으로써 각 기판(110,120)간의 위치 정렬이 수행되도록 하는 것이다.The alignment means is used to align positions between the substrates 110 and 120 fixed to the stages 230 and 240, and does not change the position of the lower stage 240, but moves the lower chamber unit 220. By performing the position shift of the upper stage 230, the alignment between the substrates 110 and 120 is performed.
상기와 같은 얼라인 수단은 다수의 리니어 액츄에이터(510)와, 다수의 얼라인 카메라(520)와, 다수의 캠(530)과, 다수의 복원 수단(도면에는 도시되지 않음)을 포함하여 구성된다.Such an alignment means includes a plurality of linear actuators 510, a plurality of alignment cameras 520, a plurality of cams 530, and a plurality of restoring means (not shown). .
상기 각 리니어 액츄에이터(510)는 상부 챔버 유닛(210)의 둘레를 따라 장착되며, 이동축(511)을 하향 이동시켜 상기 이동축(511)이 하부 챔버 유닛(220)의 하부 챔버 플레이트(222)의 수용홈(222a)에 수용되도록 동작한다.Each of the linear actuators 510 is mounted along the circumference of the upper chamber unit 210, and moves the moving shaft 511 downward so that the moving shaft 511 is lower chamber plate 222 of the lower chamber unit 220. Operate to be accommodated in the receiving groove (222a).
이와 함께, 상기 리니어 액츄에이터(510)는 하부 스테이지(240)의 기울어진 정도와 동일하게 상부 스테이지(230)가 기울어지도록 보정하여 각 스테이지(230,240)의 작업면이 서로 수평을 이루도록 한다.In addition, the linear actuator 510 is corrected so that the upper stage 230 is inclined to be equal to the inclination degree of the lower stage 240 so that the working surfaces of the stages 230 and 240 are horizontal to each other.
이러한, 상기 리니어 액츄에이터(510)는 적어도 상부 챔버 유닛(210)의 두 대각되는 모서리 부위에 구비되어야 하며, 보다 바람직하게는 상기 상부 챔버 유닛(210)의 네 모서리 부위에 각각 구비한다.The linear actuator 510 should be provided at least at two diagonal corners of the upper chamber unit 210, more preferably at four corners of the upper chamber unit 210.
이 때, 상기 각 수용홈(222a)은 상기 각 이동축(511)의 끝단 형상과 대응되도록 형성한다. 즉, 상기 각 이동축(511)의 저면 및 상기 각 수용홈(222a)의 내면을 그 중앙측으로 갈수록 점차 하향 경사지게 형성하는 것이다.At this time, the receiving grooves 222a are formed to correspond to the end shapes of the respective moving shafts 511. That is, the bottom surface of each of the moving shafts 511 and the inner surface of the receiving grooves 222a are gradually inclined downward toward the center side thereof.
이는, 상기 각 이동축(511)과 상기 각 수용홈(222a) 간의 접촉이 이루어질 경우 상호간의 위치가 정확히 일치되지 않는다 하더라도 상기 각 이동축(511)의 끝단이 각 수용홈(222a) 내의 경사면에 안내를 받는 과정에서 상호간의 위치가 정확히 일치될 수 있도록 하기 위한 것이다.When the contact between the respective moving shafts 511 and the receiving grooves 222a is made, even if the positions are not exactly matched with each other, the ends of the moving shafts 511 are inclined in the receiving grooves 222a. This is to ensure that the location of each other is exactly matched in the process of receiving guidance.
또한, 상기 각 얼라인 카메라(520)는 상부 챔버 유닛(210) 혹은, 하부 챔버 유닛(220)을 관통하여 각 스테이지(230,240)에 고정될 기판(도면에는 도시되지 않음)의 얼라인 마크(도시는 생략함)를 관측할 수 있도록 장착되며, 적어도 둘 이상이 상기 상부 스테이지(230) 및 하부 스테이지(240)에 고정될 각 기판의 적어도 대각된 두 모서리를 관측하도록 위치된다.In addition, each alignment camera 520 is an alignment mark (not shown) of a substrate (not shown) to be fixed to each stage 230 or 240 through the upper chamber unit 210 or the lower chamber unit 220. Is omitted, and at least two or more are positioned to observe at least two diagonal edges of each substrate to be fixed to the upper stage 230 and the lower stage 240.
상기 진공 펌핑 수단(610, 622)은 적어도 어느 한 챔버 유닛(210,220)에 구비되며, 각 챔버 유닛(210,220)의 내측 공간을 진공시키는 역할을 수행한다.The vacuum pumping means (610, 622) is provided in at least one chamber unit (210, 220), serves to vacuum the inner space of each chamber unit (210, 220).
상기 서포트 수단(710)은 상기 하부 스테이지(240)를 관통하여 상향 돌출되도록 구성되어 상기 하부 스테이지(240)로 로딩되는 기판(120)을 안착하는 역할 및 상기 하부 스테이지(240)에 안착된 합착 기판(110,120)을 언로딩 하기 위한 역할을 수행한다. The support means 710 is configured to protrude upward through the lower stage 240 to seat the substrate 120 loaded into the lower stage 240 and the bonded substrate seated on the lower stage 240. It serves to unload (110, 120).
물론, 상기 기판(120)의 로딩이 이루어지지 않을 경우 상기 서포트 수단(710)의 상면은 상기 하부 스테이지(240)의 상면에 비해 낮게 위치된다.Of course, when the substrate 120 is not loaded, the upper surface of the support means 710 is positioned lower than the upper surface of the lower stage 240.
그리고, 상기 광경화 수단은 적어도 어느 한 챔버 유닛(210,220)을 관통하여 장착되며, 각 스테이지(230,240)에 고정되는 기판(110,120)의 씨일재 도포 영역을 임시 경화하는 역할을 수행한다. 이러한 광경화 수단은 UV 조사를 수행하는 UV 조사부(800)로 구성된다.The photocuring means is mounted through at least one of the chamber units 210 and 220 and serves to temporarily cure the seal material applying region of the substrates 110 and 120 fixed to the respective stages 230 and 240. The photocuring means is composed of a UV irradiation unit 800 for performing UV irradiation.
또한, 상기 하부 챔버 유닛의 하부 챔버 플레이트(222) 표면에 각 챔버 유닛(210,220)간 간격 확인을 위한 간격 확인 센서(920)를 더 구비하여 각 기판(110,120)간의 합착 공정이 진행되는 도중 상부 챔버 유닛(210)의 이동에 대한 오류를 미연에 확인할 수 있도록 한다.In addition, an upper chamber is further provided on the surface of the lower chamber plate 222 of the lower chamber unit in order to check the gap between the chamber units 210 and 220, and the upper chamber during the bonding process between the substrates 110 and 120. Errors in the movement of the unit 210 can be confirmed in advance.
이하, 상기와 같이 구성된 합착 장치를 이용한 액정표시소자의 제조 방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method of the liquid crystal display device using the bonding apparatus configured as described above will be briefly described.
먼저, 액정이 적하된 제 1 기판과 씨일재가 도포된 제 2 기판이 다른 공정 라인에 의해 준비되어 진다. First, the 1st board | substrate with which the liquid crystal was dripped, and the 2nd board | substrate with which the sealing material was apply | coated are prepared by another process line.
로더부(도면에는 도시되지 않음)에 의해 씨일재(도면에는 도시되지 않음)가 도포된 제 2 기판을 상기 시일재가 도포된 부분이 하 방향을 향하도록 상기 각 챔버 유닛(210,220) 사이의 공간 내부로 반입한다. Inside the space between the chamber units 210 and 220 so that the portion coated with the seal member faces the second substrate coated with the seal member (not shown in the drawing) by a loader (not shown). Bring in
그리고, 상기 상부 챔버 유닛(210)이 하 방향으로 이동하여 상기 반입된 제 2 기판에 상부 스테이지(230)가 근접되도록하여 진공 흡착력과 상기 흡착 플레이트(정전척)(232)에 의한 정전 흡착력에 의해 상부 스테이지(230)가 상기 반입된 제 2 기판을 부착하여 상승한다.In addition, the upper chamber unit 210 moves downward to bring the upper stage 230 to the loaded second substrate so that the upper chamber unit 210 moves by the vacuum suction force and the electrostatic suction force by the suction plate (electrostatic chuck) 232. The upper stage 230 attaches and raises the loaded second substrate.
상기 상부 스테이지(230)에 제 2 기판의 부착이 완료되면, 상기 상부 챔버 유닛(210)은 상승하여 최초의 위치로 복귀되고, 상기 로더부에 의해 상기 액정이 적하된 제 1 기판이 각 챔버 유닛(210,220) 사이의 공간 내부로 반입된다. When the attachment of the second substrate to the upper stage 230 is completed, the upper chamber unit 210 is raised to return to the original position, and the first substrate on which the liquid crystal is dropped by the loader is located in each chamber unit. It is brought into the space between 210 and 220.
이의 상태에서, 상기 하부 스테이지(240)에 장착되어 있던 서포트 수단(710)이, 상승하면서 상기 로더부에 얹혀져 있는 제 1 기판을 받침과 더불어 상기 로더부가 반출된다. 그리고, 상기 서포트 수단(710)이 하강하여 상기 하부 스테이지(240)에 상기 제 1 기판을 안착하고, 상기 하부 스테이지(240)가 진공력 및 정전력을 이용하여 상기 제 1 기판을 고정한다.In this state, the support means 710 mounted on the lower stage 240 lifts up, and the loader part is carried out along with the first substrate mounted on the loader part. The support means 710 descends to seat the first substrate on the lower stage 240, and the lower stage 240 fixes the first substrate by using vacuum force and electrostatic force.
그리고, 상기 각 기판의 로딩이 완료되면, 챔버 이동 수단의 구동 모터(310)가 구동되어 구동축(320) 및 연결축(330)을 회전시켜 쟈키부(350)를 하향 이동시킨다. 이의 경우, 상기 쟈키부(350)에 얹혀져 있던 상부 챔버 유닛(210)이 상기 쟈키부(350)와 함께 점차 하향 이동된다.When the loading of each substrate is completed, the driving motor 310 of the chamber moving means is driven to rotate the driving shaft 320 and the connecting shaft 330 to move the jockey 350 downward. In this case, the upper chamber unit 210 mounted on the jockey 350 moves gradually downward with the jockey 350.
이 때에는, 각 리니어 액츄에이터(510)의 구동에 의해 각 이동축(511)이 임의의 높이만큼 하향 돌출된 상태를 이루고 있기 때문에 상기 상부 챔버 유닛(210)이 하향 이동하면 상기 각 이동축(511)의 끝단은 각 수용홈(222a) 내에 수용됨과 더불어 상기 각 수용홈(222a)의 내면에 접촉하게 된다.At this time, since each of the moving shafts 511 is protruded downward by a certain height by the driving of each linear actuator 510, when the upper chamber unit 210 moves downward, the respective moving shafts 511 The end of is received in each receiving groove (222a) and is in contact with the inner surface of each receiving groove (222a).
이후, 상기 각 리니어 액츄에이터(510)의 이동축(511)은 그 결정된 돌출 높이만큼 돌출된 상태로 챔버 이동 수단에 의해 하향 이동되는 상부 챔버 유닛(210)을 따라 하향 이동되고, 상기 쟈키부(350)에 얹혀져 있던 상부 챔버 유닛(210)은 계속적인 하향 이동에 의해 상부 챔버 플레이트(212)의 저면이 하부 챔버 플레이트(222)의 둘레 부위를 따라 장착된 제 3 씨일 부재(250)의 상면에 접촉된다.Thereafter, the moving shaft 511 of each linear actuator 510 is moved downward along the upper chamber unit 210 which is moved downward by the chamber moving means in a state of protruding by the determined protruding height, and the jockey 350 The upper chamber unit 210 mounted on the upper surface of the upper chamber unit 210 continuously contacts the upper surface of the third seal member 250 mounted on the bottom of the upper chamber plate 212 along the circumferential portion of the lower chamber plate 222. do.
이 상태에서 상기 쟈키부(350)가 계속적으로 하향 이동된다면 상기 쟈키부(350)는 상기 상부 챔버 유닛(210)으로부터 취출됨과 더불어 상기 상부 챔버 유닛(210) 그 자체의 무게 및 대기압에 의해 각 기판(110,120)이 위치되는 각 챔버 유닛(210,220)의 내부 공간은 그 외부 공간으로부터 밀폐된다.In this state, if the jockey portion 350 is continuously moved downward, the jockey portion 350 is taken out of the upper chamber unit 210 and each substrate is formed by the weight and atmospheric pressure of the upper chamber unit 210 itself. The interior space of each chamber unit 210, 220 where the 110, 120 is located is sealed from the exterior space.
이와 함께, 상기 각 스테이지(230,240)에 부착된 각 기판은 상기한 상부 챔버 유닛(210)의 무게 및 대기압에 의해 일정부분의 가압이 이루어진다.In addition, each substrate attached to each of the stages 230 and 240 is pressurized by a predetermined portion by the weight and atmospheric pressure of the upper chamber unit 210.
이 때, 상기 각 기판 간은 완전히 합착되지는 않으며, 어느 한 기판의 위치 변동이 가능한 정도로만 합착된다. 이와 같은 상부 챔버 유닛(210)과 하부 챔버 유닛(220)간의 간격은 간격 확인 센서(920)에 의해 판독된 정보가 이용된다.At this time, the respective substrates are not completely bonded, but are bonded only to the extent that positional variation of any one substrate is possible. The interval between the upper chamber unit 210 and the lower chamber unit 220 is used by the information read by the interval confirmation sensor 920.
상기의 상태에서 진공 펌프 수단(610)이 구동되면서 각 기판이 구비된 공간이 진공된다. 상기 공간의 완전 진공이 이루어지면, 얼라인 수단에 의한 기판간 위치 정렬이 수행된다.In the above state, the vacuum pump means 610 is driven, and the space provided with each substrate is vacuumed. When a full vacuum of the space is made, the alignment of the substrates by the alignment means is performed.
즉, 상기 얼라인 카메라(520)가 각 기판에 형성된 각 얼라인 마크를 관측하여 각 기판 간의 편차량을 확인하고, 상기 편차량을 기준으로 상부 스테이지(230)가 이동하여야 될 거리를 확인한 후 각 캠(530)의 회전량을 조작함으로써 하부 챔버 플레이트(222)를 이동시켜 수행된다.That is, the alignment camera 520 observes each alignment mark formed on each substrate to check the deviation amount between the substrates, and after confirming the distance to which the upper stage 230 should move based on the deviation amount, This is performed by moving the lower chamber plate 222 by manipulating the rotation amount of the cam 530.
이 때, 상기 하부 챔버 플레이트(222)는 리니어 액츄에이터(510)에 의해 상부 챔버 유닛(210)과 연결되어 있고, 서포트부(225)에 의해 하부 베이스(221)와는 일정 간격 이격된 상태이기 때문에 상기 각 캠(530)의 회전에 의해 상기 하부 챔버 플레이트(222)가 어느 한 방향으로 이동된다면 상기 상부 챔버 유닛(210) 역시 상기 하부 챔버 플레이트(222)의 이동 방향으로 이동된다.In this case, the lower chamber plate 222 is connected to the upper chamber unit 210 by the linear actuator 510, and is spaced apart from the lower base 221 by the support unit 225 at a predetermined interval. If the lower chamber plate 222 is moved in one direction by the rotation of each cam 530, the upper chamber unit 210 is also moved in the movement direction of the lower chamber plate 222.
특히, 상기 하부 챔버 플레이트(222)는 하부 스테이지(240)와는 별개로 이루어져 있기 때문에 결국, 상부 스테이지(230)만 이동되는 효과를 얻게 되어 상기 각 스테이지(230,240)에 부착된 각 기판 간의 원활한 위치 정렬이 가능하다.Particularly, since the lower chamber plate 222 is formed separately from the lower stage 240, only the upper stage 230 is moved to obtain an effect of moving only the upper stage 230. This is possible.
이와 같이 각 기판을 정렬시키고 씨일재가 서로 합착되도록 가압한 후, 상부 스테이지(230)에 인가되고 있던 흡착력 및 정전력을 해제하고 상기 챔버 이동 수단이 동작되면서 상부 챔버 유닛(210)을 소정의 높이만큼 상승시킨다.After aligning the substrates and pressing the seal members to be bonded to each other, the release force and the electrostatic force applied to the upper stage 230 are released, and the chamber moving means is operated to move the upper chamber unit 210 to a predetermined height. Raise.
이 때, 상부 스테이지(230)에 부착되어 있던 제 2 기판은 상기 상부 스테이지(230)로부터 떨어져 하부 스테이지(240)에 부착되어 있던 제 1 기판과 소정의 정도만 합착된 상태를 유지한다.At this time, the second substrate attached to the upper stage 230 maintains a state where the second substrate adhered to the first substrate attached to the lower stage 240 apart from the upper stage 230.
물론, 상기 상부 챔버 유닛(210)의 상승 거리는 각 챔버 플레이트(212,222) 내부의 공간이 제3씨일 부재(250)에 의해 외부 환경과는 밀폐된 상태를 유지할 수 있을 정도로 미세한 높이 만큼 상승되어야 한다.Of course, the rising distance of the upper chamber unit 210 should be increased by a minute height such that the space inside the chamber plates 212 and 222 is kept closed by the third seal member 250 from the external environment.
이 상태에서 얼라인 카메라(520)에 의한 재차적인 각 기판 간 위치 정렬에 대한 확인이 수행되는데, 이의 경우에는 각 기판에 형성된 정렬 마크를 이용하여 그 위치 정렬의 확인이 이루어진다.In this state, the alignment camera 520 again checks the positional alignment between the substrates. In this case, the positional alignment is confirmed using the alignment marks formed on the substrates.
만일, 상기 위치 정렬의 확인 결과 각 기판 간의 위치 정렬이 정확히 이루어지지 않아 오차 범위를 벗어났다면 각 캠(530)을 이용한 재차적인 상부 스테이지(230)의 위치 조절이 수행된다.If, as a result of checking the position alignment, the position alignment between the substrates is not precisely made and the error range is exceeded, the position adjustment of the upper stage 230 is performed again using each cam 530.
그리고, 상기 위치 정렬의 확인 결과 각 기판 간의 위치 정렬이 정확히 이루어졌으면, 각 기판이 위치된 공간 내에 N2 가스를 주입시켜 상기 씨일재에 의해 합착된 두 기판을 가압하도록 상기 공간을 대기압 상태로 만든다.If the alignment between the substrates is correct as a result of the alignment check, N2 gas is injected into the space in which the substrates are positioned to bring the space into the atmospheric pressure to press the two substrates bonded by the seal material.
즉, 상기 씨일재로 합착된 두 기판 사이의 공간은 진공 상태이므로 상기 각 기판 사이와 외부의 기압 차이에 의해 상기 두 기판은 더욱 가압되어 완전한 합착이 이루어진다.That is, since the space between the two substrates bonded to the seal material is in a vacuum state, the two substrates are further pressurized by the difference in air pressure between the respective substrates and the outside to achieve complete bonding.
그리고, 상기 합착된 두 기판의 씨일재에 UV를 조사하여 상기 씨일재를 경화시킨 후, 상기 합착된 기판을 언로딩한다. Then, the seal material of the two bonded substrates is irradiated with UV to cure the seal member, and then the bonded substrate is unloaded.
상기와 같이 합착된 기판의 언로딩이 이루어지면서 또 다른 기판 간의 합착이 반복적으로 수행된다.As the unloading of the bonded substrates is performed as described above, the bonding between the other substrates is repeatedly performed.
그러나, 상기 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같은 본 출원인에 의해 기 출원된 합착 장치에 있어서도, 두 기판을 합착한 후, 상부 스테이지(121, 230)에 제공된 진공 또는 정전 흡착력을 해제하고 상기 합착된 기판으로부터 상부 스테이지(121, 230)를 이격시키기 위하여 상기 상부 스테이지(121, 230)의 상승 시, 상기 상부 스테이지(121, 230)와 합착된 기판 간의 인력에 의해 기판이 들어 올라가는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 합착된 제 1, 제 2 기판이 분리되거나 상기 두 기판을 합착하고 있는 시일재에 데미지가 발생되어 합착된 두 기판 사이에 공기가 유입되게 되어 합착 공정에 불량이 발생하게 된다. However, in the bonding apparatus previously filed by the present applicant as described in FIG. 2 and FIG. 3, after bonding the two substrates together, the vacuum or electrostatic adsorption force provided to the upper stages 121 and 230 is released and the bonding is performed. When the upper stages 121 and 230 are raised to separate the upper stages 121 and 230 from the substrate, a phenomenon in which the substrate is lifted due to the attraction between the upper stages 121 and 230 and the bonded substrates occurs. . Therefore, the first and second bonded substrates are separated or damage is generated to the sealing material to which the two substrates are bonded, so that air is introduced between the two bonded substrates, thereby causing a defect in the bonding process.
도 4a 내지 4c는 도 2 또는 도 3의 합착 장치에서의 공정 단면도이다.4A to 4C are cross-sectional views of the process in the bonding apparatus of FIG. 2 or 3.
도 4a와 같이, 상부 스테이지(121 or 230) 및 하부 스테이지(122 or 240)에 제 1, 제 2 기판(10, 20)을 로딩하고, 도 4b와 같이, 상기 상부 스테이지(121 or 230)을 하강하여 상기 제 1, 제 2 기판(10, 20)을 정렬한 다음 씨일재가 합착되도록 가압한다.As shown in FIG. 4A, the first and second substrates 10 and 20 are loaded into the upper stage 121 or 230 and the lower stage 122 or 240, and the upper stage 121 or 230 is loaded as shown in FIG. 4B. It descends and aligns the first and second substrates 10 and 20, and then presses the seal material to bond.
그리고, 합착 장치를 벤트시키기 전에 상기 상부 스테이지(121 or 230)의 흡착력을 해제하고 상기 상부 스테이지(121 or 230)를 상승 시키면, 상기 상부 스테이지(121 or 230)와 합착된 기판(10, 20) 간의 인력에 의해 기판이 들어 올라가는 현상이 발생하게 되므로, 합착된 제 1, 제 2 기판이 분리되거나 상기 두 기판 사이에 공기가 유입되게 되어 합착 공정에 불량이 발생하게 된다. In addition, when the suction force of the upper stage 121 or 230 is released and the upper stage 121 or 230 is raised before the bonding apparatus is vented, the substrates 10 and 20 bonded to the upper stage 121 or 230. Since the substrate rises due to the attraction of the liver, the bonded first and second substrates are separated or air is introduced between the two substrates, thereby causing a defect in the bonding process.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 상부 스테이지(121, 230)에 분리 수단(seperation)을 형성한다.The present invention forms a separation means in the upper stage (121, 230) to solve this problem.
본 발명에 따른 분리 수단을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the separation means according to the invention in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 5는 본 발명에 따른 합착 장치에서 상부 스테이지에 분리 수단이 형성됨을 간략하게 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view briefly showing that the separating means are formed in the upper stage in the bonding apparatus according to the present invention.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 씨일재를 가압하고 챔버를 벤트하기 전 또는 후에 합착된 기판(10, 20)으로부터 상부 스테이지(121 or 230)를 상승시킬 때, 분리 핀(552)을 구동하여 상부 스테이지와 합착된 기판 간의 인력에 의해 기판이 들려지는 현상을 방지한다. That is, as shown in FIG. 5, when the upper stage 121 or 230 is raised from the bonded substrates 10 and 20 before or after pressurizing the seal material and venting the chamber, the separation pin 552 is driven. This prevents the substrate from being lifted by the attractive force between the upper stage and the bonded substrate.
도 6은 본 발명에 따른 분리 수단이 형성된 상부 스테이지의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 6의 I-I' 선상의 상부 스테이지 단면도이다.FIG. 6 is a plan view of the upper stage in which the separating means according to the present invention is formed, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the upper stage along the line II ′ of FIG. 6 according to the first embodiment of the present invention.
도 2에서 상부 스테이지(121)를 승강하기 위한 이동축(131)이 상부 스테이지(121)의 중앙 부분에 설치된다. 따라서, 분리 수단을 승강하기 위한 제 1, 제 2 실린더(550, 560)가 상기 이동축 양측의 상부 스테이지(121)상에 고정된다. 그리고 상기 각 실린더(550, 560)의 실린더 축에는 동력전달부재(551)가 상기 상부 스테이지(121)에 평행하게 설치되고, 상기 상부 스테이지(121)에는 핀을 관통할 수 있는 관통홀(553)이 일정한 간격으로 형성되고, 상기 동력전달부재(551)에는 수직한 방향으로 상기 관통 홀(553)을 통해 상하 운동을 할 수 있도록 복수개의 핀(552)이 형성된다.In FIG. 2, a moving shaft 131 for elevating the upper stage 121 is installed at the center portion of the upper stage 121. Therefore, the first and second cylinders 550 and 560 for lifting and lowering the separating means are fixed on the upper stage 121 on both sides of the moving shaft. In addition, a power transmission member 551 is installed in the cylinder shaft of each of the cylinders 550 and 560 in parallel to the upper stage 121, and the through hole 553 may penetrate a pin in the upper stage 121. The pins 552 are formed at regular intervals, and a plurality of pins 552 are formed in the power transmission member 551 to vertically move through the through holes 553 in a vertical direction.
이와 같은 구성은 도 3의 합착 장치에도 적용할 수 있다.Such a configuration can also be applied to the bonding apparatus in FIG. 3.
즉, 도 3의 합착 장치는 이동축이 형성되지 않고 별도의 진공 챔버를 구비하고 있지 않기 때문에, 도 6 및 도 7과 같은 구성에서, 실린더(550)를 상부 스테이지(230)의 중앙 부분에 하나 설치하고, 관통 홀(553)과 핀(552) 사이에 공기의 유출이 차단되어야 한다. 따라서, 관통 홀(553)과 핀(552) 사이에 오 링(O ring)(554)이 더 설치된다.That is, since the bonding device of FIG. 3 does not have a moving shaft and does not have a separate vacuum chamber, in the configuration as shown in FIGS. 6 and 7, one cylinder 550 is provided at the center of the upper stage 230. And the outflow of air between the through hole 553 and the pin 552 should be blocked. Therefore, an O ring 554 is further provided between the through hole 553 and the pin 552.
또한, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도 6의 I-I' 선상의 상부 스테이지 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the upper stage taken along line II ′ of FIG. 6 according to the second exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 분리 수단은, 도 8에 도시한 바와 같이, 분리 수단을 승강하기 위해 상부 스테이지(121 or 230) 내부에 관통 홀(553)은 물론 작동 공간(555)이 더 형성된다. 따라서, 분리 수단을 승강시키는 제 1, 제 2 실린더(550, 560)가 상기 이동축 양측의 상부 스테이지(121)상에 고정되고, 상기 각 실린더(550, 560)의 실린더 축에는 동력전달부재(551)가 상기 상부 스테이지(121)에 평행하게 설치되고, 상기 동력전달부재(551)에 연결되어 상기 작동 공간에 연결부재(557)가 형성되며, 상기 연결부재(557)에는 수직한 방향으로 상기 관통 홀(553)을 통해 상하 운동을 할 수 있도록 복수개의 핀(552)이 형성된다.As shown in FIG. 8, the separating means according to the second embodiment of the present invention further includes a through hole 553 as well as an operating space 555 inside the upper stage 121 or 230 for elevating the separating means. Is formed. Accordingly, the first and second cylinders 550 and 560 for elevating the separating means are fixed on the upper stage 121 on both sides of the moving shaft, and the power transmission member 551 is installed in parallel to the upper stage 121, is connected to the power transmission member 551 is formed with a connecting member 557 in the working space, the connecting member 557 in the vertical direction A plurality of pins 552 are formed to allow vertical movement through the through holes 553.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시예의 구성은 도 3의 합착 장치에도 적용할 수 있다.This configuration of the second embodiment of the present invention can also be applied to the bonding apparatus in FIG.
즉, 도 3의 합착 장치는 이동축이 형성되지 않고 별도의 진공 챔버를 구비하고 있지 않기 때문에, 도 6 및 도 8과 같은 구성에서, 실린더(550)를 상부 스테이지(230)의 중앙 부분에 하나 설치하고, 관통 홀(553)과 동력전달부재(551) 사이에 공기의 유출이 차단되어야 한다. 따라서, 관통 홀(553)과 동력전달부재(551) 사이에 오링(554)이 더 설치된다.That is, since the cementing apparatus of FIG. 3 does not have a moving shaft and does not have a separate vacuum chamber, in the configuration as shown in FIGS. 6 and 8, one cylinder 550 is provided at the center of the upper stage 230. It should be installed, and the outflow of air should be blocked between the through-hole 553 and the power transmission member 551. Thus, an O-ring 554 is further provided between the through hole 553 and the power transmission member 551.
이와 같은 분리 수단은 단순히 핀 모양으로 형성됨에 한정되지 않고 바(bar)모양으로도 형성될 수 있다.Such a separating means is not limited to being simply formed in a pin shape, but may be formed in a bar shape.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 상부 스테이지의 배면도이다.9-12 are rear views of the upper stage according to the invention.
즉, 도 9와 같이, 분리 수단이 핀 모양으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 도 10 내지 도 12와 같이 바 모양으로 형성된다.That is, as shown in FIG. 9, the separating means may not only be formed in a pin shape, but also may be formed in a bar shape as shown in FIGS. 10 to 12.
즉, 상부 스테이지(121 or 230)의 배면에 바 모양으로 요부가 형성되고, 상기 요부에 바(558)가 수용된다. 그리고, 도 6 내지 도 8에서 설명한 바와 같이, 실린더(550)가 상부 스테이지(121 or 230)의 상부면에 고정되고, 상기 상부 스테이지(121 or 230)에 상기 동력전달부재(551) 및/또는 연결부재(557)가 움직일 수 있도록 관통 홀(553) 또는 작동 공간(555)이 형성되어 상기 바(558)가 상기 동력전달부재(551) 또는 연결부재(557)에 연결되도록 구성된다.That is, a recess is formed in a bar shape on the rear surface of the upper stage 121 or 230, and the bar 558 is accommodated in the recess. 6 to 8, the cylinder 550 is fixed to the upper surface of the upper stage 121 or 230, and the power transmission member 551 and / or to the upper stage 121 or 230. A through hole 553 or an operating space 555 is formed to move the connection member 557 so that the bar 558 is connected to the power transmission member 551 or the connection member 557.
도 10에서는 바(558)가 일 방향으로 형성된 실시예를 나타내고 있고, 도 11은 바(558)가 매트릭스 형태로 배열된 실시예를 나타내고 있으며, 도 12는 바(558)가 복수개의 링 모양으로 배열되는 실시예를 나타내고 있다.10 shows an embodiment in which the bars 558 are formed in one direction, FIG. 11 shows an embodiment in which the bars 558 are arranged in a matrix form, and FIG. 12 shows the bars 558 in a plurality of ring shapes. The embodiment arranged is shown.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 합착 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the bonding apparatus according to the present invention as described above, the following effects are obtained.
상부 스테이지에 상기 상부 스테이지로부터 기판을 분리시킬 수 있는 분리 수단을 설치하여 두 기판을 합착한 후, 진공 챔버를 벤트하기 전후에 상기 상부 스테이지 상승 시, 상기 분리 수단을 이용하여 상기 상부 스테이지로부터 합착된 기판을 분리 시킬 수 있다.A separate means for separating the substrate from the upper stage is installed in the upper stage, and the two substrates are bonded together. Then, when the upper stage is raised before and after venting the vacuum chamber, the separated means is bonded from the upper stage using the separating means. The substrate can be separated.
따라서, 상기 상부 스테이지와 상기 합착된 기판 사이의 인력 등으로 인해 상기 상부 스테이지 상승 시, 기판이 들어 올라가는 현상이 발생하여 합착된 제 1, 제 2 기판이 분리되거나 상기 두 기판을 합착하고 있는 시일재에 데미지가 발생되어 합착된 두 기판 사이에 공기가 유입되는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, when the upper stage is raised due to the attraction force between the upper stage and the bonded substrate, a phenomenon in which the substrate rises may occur, causing the first and second bonded substrates to be separated or the two substrates bonded to each other. Damage may be generated to prevent the air from flowing in between the two bonded substrates.
도 1a 내지 1f는 종래의 액정 적하 방식에 따른 액정표시장치의 공정 단면도1A to 1F are cross-sectional views of a liquid crystal display device according to a conventional liquid crystal dropping method.
도 2는 본 출원인에 의해 기 출원된 제 1 실시예의 액정표시소자 제조용 합착 장치를 개략적으로 나타낸 구성도Figure 2 is a schematic view showing a bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display device of the first embodiment previously filed by the present applicant
도 3은 본 출원인에 의해 기 출원된 제 2 실시예의 액정표시소자 제조용 합착 장치를 개략적으로 나타낸 구성도Figure 3 is a schematic view showing a bonding apparatus for manufacturing a liquid crystal display device of the second embodiment previously filed by the present applicant
도 4a 내지 4c는 도 2 또는 도 3의 합착 장치에서의 공정 단면도4A to 4C are cross-sectional views of the process in the bonding apparatus of FIG. 2 or 3.
도 5는 본 발명에 따른 합착 장치에서 상부 스테이지에 분리 수단이 형성됨을 간략하게 나타낸 단면도Figure 5 is a simplified cross-sectional view showing that the separation means are formed in the upper stage in the bonding device according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 분리 수단이 형성된 상부 스테이지의 평면도6 is a plan view of an upper stage on which a separating means according to the invention is formed;
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 6의 I-I' 선상의 상부 스테이지 단면도7 is a cross-sectional view of the upper stage taken along line II ′ of FIG. 6 according to the first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도 6의 I-I' 선상의 상부 스테이지 단면도8 is a cross-sectional view of the upper stage taken along line II ′ of FIG. 6 according to the second embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 상부 스테이지의 배면도9 to 12 are rear views of the upper stage according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 Explanation of symbols for the main parts of the drawings
121, 230 : 상부 스테이지 550, 560 : 실린더121, 230: upper stage 550, 560: cylinder
551 : 동력전달부재 552 : 핀551: power transmission member 552: pin
553 : 관통 홀 554 : 오 링553: through hole 554: o-ring
555 : 작업 공간 557 : 연결부재555: working space 557: connecting member
558 : 바558: Bar
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