KR20060108120A

KR20060108120A - 기판 합착기

Info

Publication number: KR20060108120A
Application number: KR1020050030281A
Authority: KR
Inventors: 이영종; 최준영; 김동건; 지재규
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-17
Also published as: CN1849061A; KR100829419B1; CN100504522C

Abstract

본 발명은 기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 상, 하부 챔버를 구비한 평판 디스플레이 제조 장비인 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버내 상부 영역과 하부 영역에 각각 마련되는 상, 하부 스테이지; 상기 상부 스테이지의 승강이 용이하도록 외측벽에 마련되어 연장되며, 이 상부 스테이지를 지지할 수 있도록 마련되는 지지부재; 상기 상부 챔버의 외부에서 지지부재의 상측에 마련되어 상부 스테이지의 높이를 상측에서 미세 조정하는 수직방향구동부; 상기 지지부재의 하부 영역에 접한 상태로 마련되어 상부 스테이지를 지지하는 하부 지지부재;를 포함하여 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기를 제공한다.

기판 합착기, 상부 스테이지, 수직방향구동부, 하부 지지부재, 스토퍼(Stopper), 간격조정

Description

기판 합착기{Substrates alignment apparatus}

도 1은 종래의 기판 합착기를 도시한 정단면도이다.

도 2는 상기 기판 합착기의 일측을 확대 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 합착기를 도시한 정단면도이다.

도 4는 상기 기판 합착기의 일측을 확대 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

114 : 상부 챔버 114a : 개폐부재

120 : 상부 스테이지 130 : 지지부재

132 : 체결부재 134 : 수직방향구동부

144 : 하부 지지부재 146 : 스토퍼(Stopper)

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 합착기 내부에 마련되는 상, 하부 스테이지의 간격 조정을 수직방향구동부에 의해 실시하되 수직방향구동부에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 기판 합착기에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증 하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Device), PDP(Plasma Display Panal) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.

상기의 표시 장치 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 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 액정표시소자는 여러 분야에서 화면 표시장치로서 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 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, 저소비전력의 특징을 유지하면서도 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

여기서, 상술한 액정표시소자는 전극이 형성되어 있는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 형광체가 도포된 CF(Color Filter) 기판 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 두 기판 가장자리에 액정 물질을 가두는 봉인재로 결합하여 있으며 두 기판 사이에 산포되어 있는 간격재에 의해 지지가 되고 있다.

그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전극을 이용하여 전원을 인가하고, 이 전원의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

상기와 같은 액정표시소자를 제조하기 위해서는 많은 장비들이 필요로 하고, 이 중에서 두 개의 기판을 합착하는 합착기도 중요한 장비에 해당한다.

이러한 종래의 기판 합착기는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게는 하부 베이스(10)와, 상술한 하부 베이스(10)와 이격된 상태로 마련되는 상부 베이스(12)와, 상술한 상부 베이스(12)의 상부 영역에 마련되는 상, 하부 챔버(14, 16)와, 상술한 상, 하부 챔버(14, 16)내 상부 영역과 하부 영역에 마련되는 상, 하부 스테이지(20, 22)로 이루어지며, 상술한 상, 하부 챔버(14, 16) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : S)을 상부 스테이지(20)와 하부 스테이지(22)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어있다.

그리고 상술한 상부 챔버(14)의 상부 영역에는 기밀이 유지된 상태로 내부 구성물의 유지 보수에 따라 개폐하는 상부판(18)이 마련된다.

그리고 상술한 상, 하부 챔버(14, 16)의 내부에 기판(S) 반입 또는 반출시 그 기판(S)의 이동 통로를 확보하기 위해 상술한 상부 챔버(14)를 승강시키는 승강수단(도면에 미도시)이 상부 챔버(14)의 저면 모서리 영역에 각각 마련된다.

그리고 상술한 상부 스테이지(20)의 하부 영역과 하부 스테이지(22) 상부 영역에는 로딩된 기판(S)을 흡착하기 위해 정전기력을 발생하는 정전척(ESC : 도면에 미도시)이 마련된다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만 상술한 상, 하부 스테이지(20, 22)를 수직 방향으로 다수 관통시켜 그 관통된 구멍을 통해 기판(S)을 일차적으로 가흡착시 키는 리프트 핀(도면에 미도시)이 다수개 마련되며, 이러한 리프트 핀은 상, 하부에 마련되는 하나의 플레이트에 의해 일률적으로 이동한다.

한편, 상술한 상, 하측 리프트 핀의 상부 영역과 하부 영역에서 그 리프트 핀을 일체로 고정하는 플레이트에는 그 플레이트를 승강되게 하는 별도의 구동수단(도면에 미도시)이 마련된다.

여기서, 상술한 기판(S)의 합착 수행 전 하부 스테이지(20)에 배치된 기판(S)을 X, Y 축 직선 방향과 θ 축 회전 방향의 정확한 위치로 정렬하는 스테이지 어라인(Align) 과정이 포함되며, 이러한 기판(S)의 정렬은 하부 챔버(16)의 이웃된 측벽 세 지점에 접한 상태로 마련되는 정렬수단(24)에 의해 실시된다.

상술한 정렬수단(24)은 적층된 상, 하부 챔버(14, 16) 중 하부 챔버(16)에 직접적으로 접한 상태로 상부 베이스(12)의 상부 영역에 고정되며, 편심되게 마련되는 캠(Cam)과, 상술한 캠에 회전력을 부여하는 구동부로 이루어진다.

그리고 상술한 상부 스테이지(20)를 미세 승강하게 하여 양 기판(S) 사이의 간격을 조절하기 위한 수직방향구동부(34)가 마련되고 상술한 수직방향구동부(34)의 승강력을 상부 스테이지(20)에 전달할 수 있도록 상술한 상부 스테이지(20)의 양측면 또는 사방 측면에 외측 방향으로 돌출되는 지지부재(30)가 마련되며, 상술한 지지부재(30)는 수직방향구동부(34)상에 마련된다.

이러한 수직방향구동부(34)는 도 2에 도시된 바와 같이 하부 챔버(16)를 두께 방향으로 관통한 다음 그 관통 구멍에 하축지지부(42)를 삽입하여 상호 상면이 일직선상에 놓이도록 하고 체결한 후 그 하축지지부(42)의 하단 내주면에 고정하 며, 상술한 수직방향구동부(34)의 이동축에 접하도록 하축지지부(42)의 중심부에 하축(36)을 위치되게 한다.

그리고 상술한 상부 스테이지(18)의 대향된 외측벽에 외측으로 연장되고 이 상부 스테이지(18)의 지지가 용이하도록 마련하는 지지부재(30)가 고정되며, 이 지지부재(30)의 내측벽에 나사선이 돌출 형성되는 체결부재(32)가 고정된다.

그러므로 일측에 나사선이 돌출 형성된 체결부재(32)를 상부 스테이지(20)의 외측벽에 상술한 체결부재(32)가 체결될 수 있도록 나사선홈이 형성되어 상부 스테이지(20)에 체결부재(32)가 고정된다.

이러한 지지부재(30)는 수직방향구동부(34)상에 위치될 수 있도록 상부 챔버(14)의 내측면을 외측 방향으로 함몰하여 공간을 형성하고 그 공간은 수직방향구동부(34)와 연통될 수 있도록 하방으로 관통 형성되게 한다.

그리고 상술한 지지부재(30)의 하부 영역을 접한 상태로 상축(38)이 상축지지부(40)에 의해 승강할 수 있도록 마련되며, 상술한 상축(38)과 수직방향구동부(34)에 접한 하축(36)은 수직선상에 구비된다.

여기서, 상술한 수직방향구동부(34)의 구동력 전달은 그 수직방향구동부(34)와 접한 하축(36)과 이 하축(36)과 개별적으로 접한 상축(38)을 통해 지지부재(30)로 이어지며, 그 지지부재(30)는 상부 스테이지(20)의 외측벽에 고정되어 미세 이동이 가능하다.

그리고 상술한 상부판(18)에는 하측의 상부 스테이지(20)를 지지할 수 있도록 수직방향의 탄성부재(26)를 상부판(18)과 상부 스테이지(20)와의 사이 모서리 영역마다 각각 개재하되 그 상부판(18)을 관통하고 삽입하여 돌출되는 탄성부재(26)의 상단은 탄성부재 고정구(28)로 상부판(18)에 볼트에 의해 고정하고 그 탄성부재(26)의 하단은 상부 스테이지(20)에 볼트로 체결한다.

그러나 상술한 상부 스테이지(20)는 다수개의 탄성부재(26)로 상부판(18)에 지지가 되어 있어 그 탄성부재(26)에 의해 상부 스테이지(20)의 하중이 분산되지만 상부 스테이지(20)의 요동이 불가피하며, 그 요동 현상을 제거하기 위해 탄성부재(26)를 제거하면 수직방향구동부(34)가 상부 스테이지(20) 전체 하중을 지지하게 되어 체결부재(32)에 응력 집중이 증대되고 수직방향구동부(34)의 용량이 커져야 하며, 수직방향구동부(34)와 상부 스테이지(20)를 지지하는 지지부재(30)와의 사이에 상, 하축(38, 36)이 개입되어 승강력 전달시 구조가 복잡한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 상부 스테이지를 상, 하부 영역에서 지지하여 수직방향구동부에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있게 한 기판 합착기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 상, 하부 챔버를 구비한 평판 디스플레이 제조 장비인 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버내 상부 영역과 하부 영역에 각각 마련되는 상, 하부 스테이지; 상기 상부 스테이지의 승강이 용이하도록 외측벽에 마련되어 연장되며, 이 상부 스테이지를 지지할 수 있도록 마련되는 지지부재; 상기 상부 챔버의 외부에서 지지부재의 상측에 마련되어 상부 스테이지의 높이를 상측에서 미세 조정하는 수직방향구동부; 상기 지지부재의 하부 영역에 접한 상태로 마련되어 상부 스테이지를 지지하는 하부 지지부재;를 포함하여 마련함으로써, 상술한 상부 스테이지의 상부 영역 모서리 부근에는 각각 수직방향구동부가 마련되고 상부 스테이지의 하부 영역 모서리 부근에는 각각 하부 지지부재가 마련되어 상, 하측에서 상부 스테이지의 하중을 분산하므로 그 상부 스테이지의 요동 발생을 차단하고 상술한 수직방향구동부에 과부하가 걸리는 것을 방지하며, 직접 접촉에 의해 구조의 단순화를 실현할 수 있으므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 하부 지지부재의 내측에 상부 스테이지의 하강 높이를 제한하는 완충재인 스토퍼가 더 마련됨으로써, 상술한 스토퍼에 의해 상부 스테이지의 최대 하강 높이가 제한되므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상부 챔버내 공간에 마련되는 하부 지지부재와 스토퍼의 유지 보수시 그 하부 지지부재와 스토퍼를 분리하기 위해 설치 공간을 개폐하는 판상의 결합부재가 더 마련되어 바람직하다.

이하, 본 발명의 기판 합착기를 첨부도면을 참조하여 일 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시예의 기판 합착기가 마련되는 기판 합착기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상, 하부 베이스(112, 110); 상, 하부 챔버(114, 116); 상, 하부 스테이지(120, 122); 승강수단(도면에 미도시); 정렬수단(124); 수직방향구동부(134); 하부 지지부재(144)로 이루어지며, 종래와 마찬가지로 상술한 상, 하부 챔버(114, 116) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : S)을 상부 스테이지(120)와 하부 스테이지(122)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어있다.

여기서, 상술한 상, 하부 베이스(112, 110)와 상, 하부 챔버(114, 116)와 상, 하부 스테이지(120, 122)와, 정렬수단(124)은 종래의 그것과 동일한 구조 및 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상술한 상, 하부 스테이지(120, 122) 중 상부 스테이지(120)는 상, 하부 스테이지(120, 122) 간에 간격을 미세 조정하기 위해 승강이 요구되며, 그 상부 스테이지(120)의 지지가 용이하도록 외측벽에 외측 방향으로 돌출되는 지지부재(130)가 마련되며, 이러한 지지부재(130)를 상부 스테이지(120)에 고정하기 위해서는 상호 연결하는 체결부재(132)가 개재된다.

상술한 지지부재(130)의 내측면에 고정되는 체결부재(132)는 외주면에 나사선이 돌출 형성되고, 상부 스테이지(120)의 외측벽에는 나사선이 함몰 형성되어 상호 체결하여 지지부재(130)가 상부 스테이지(120)의 외측벽에 각각 고정된다.

이러한 지지부재(130)는 수직방향구동부(134)의 하측에 위치될 수 있도록 상부 챔버(114)의 내측면을 외측 방향으로 함몰하여 공간을 형성하고 그 공간에 상부 스테이지(120)에 고정된 지지부재(130)를 위치시킨다.

여기서, 상술한 지지부재(130)의 상부 영역 가장자리부에는 리니어 액추에이터(Linear Actuator)인 수직방향구동부(134)가 접한 상태로 마련되되 이 수직방향구동부(134)의 설치 위치는 상부 챔버(114)의 상면 소정 위치를 관통하여 그 관통된 부분에 기밀이 유지된 상태로 고정한다.

그리고 상술한 지지부재(130)가 위치되는 상부 챔버(114)의 공간 중 수직방향구동부(134)와의 수직일직선상에 하방으로 관통하고 그 관통된 공간에 하부 지지부재(144)와 스토퍼(146)를 삽입한 후 상부 챔버(114)의 하부 영역에서 개폐부재(114a)를 고정한다.

상술한 하부 지지부재(144)는 압축 스프링으로 지지부재(130)와 개폐부재(114a)의 사이에 개재되어 상부 스테이지(120)를 대향된 상태로 다수 지지하여 그 상부 스테이지(120)의 하중을 분산하며, 그 상부 스테이지(120)의 하강시 수직방향구동부(134)의 작동에 의해 수동적으로 승강한다.

한편, 상술한 하부 지지부재(144)내 개폐부재(114a)의 상부 영역에는 완충 역할을 하는 스토퍼(Stopper : 146)가 마련되어 상부 스테이지(120)에 고정된 지지부재(130)의 최대 하강 위치를 제한하고 상술한 상부 스테이지(120)의 요동을 최소화한다. 이러한 스토퍼(146)의 높이 영역을 지지부재(130)와 개폐부재(114a)의 높이 영역에 상응하도록 형성할 수도 있고 약간 공간이 형성되도록 작게 마련할 수 있다.

그리고 상술한 개폐부재(114a)는 판상으로 하부 지지부재(144)와 스토퍼 (146)의 유지 보수시 외부로 탈착하기 위해 마련되며, 볼트에 의해 상부 챔버(114) 저면에 체결된다.

여기서, 설명하지 않은 부호 118 은 상부판이다.

그러므로 본 발명의 기판 합착기에서 상, 하부 스테이지의 간격을 미세 조정하기 위해 상부 스테이지의 작동은 도 4에 도시된 바와 같이 상술한 상부 스테이지(120)의 외측 방향으로 다수개 마련되는 지지부재(130)에 의한 상부 스테이지(120)의 지지는 그 상부 스테이지(120)의 모서리 하부 영역에 마련되는 다수개의 하부 지지부재(144)에 의해 실시되고 상술한 지지부재(130)의 상부 영역 중 하부 지지부재(144)와 수직동일선상 위치에 상부 챔버(114)의 외측에 마련된 수직방향구동부(134)에 의해 지지가 되어 상, 하측에 마련된 수직방향구동부(134)와 하부 지지부재(144)에 의해 수직방향구동부(134)의 하중을 분산한다.

그리고 상술한 상부 스테이지(120)가 요동할 경우 하부 지지부재(144)의 내측에 마련된 스토퍼(146)에 의해 최소화한다.

이와 같은 본 발명의 기판 합착기는 상, 하부 스테이지의 간격을 조절하기 위해 이 상부 스테이지를 승강되게 함에 있어 상술한 상부 스테이지의 상측에서 수직방향구동부가 지지하고 상부 스테이지의 하측에서 하부 지지부재 및 스토퍼에 의해 지지함에 따라 상, 하측에서 상부 스테이지를 지지하여 수직방향구동부에 과부하가 발생하는 것을 방지하므로 소용량의 수직방향구동부를 사용하여 제작비가 감 소하며, 지지 구조의 단순화 실현 효과가 있다.

Claims

기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 상, 하부 챔버를 구비한 평판 디스플레이 제조 장비인 기판 합착기에 있어서,

상기 상, 하부 챔버내 상부 영역과 하부 영역에 각각 마련되는 상, 하부 스테이지;

상기 상부 스테이지의 승강이 용이하도록 외측벽에 마련되어 연장되며, 이 상부 스테이지를 지지할 수 있도록 마련되는 지지부재;

상기 상부 챔버의 외부에서 지지부재의 상측에 마련되어 상부 스테이지의 높이를 상측에서 미세 조정하는 수직방향구동부;

상기 지지부재의 하부 영역에 접한 상태로 마련되어 상부 스테이지를 지지하는 하부 지지부재;를 포함하여 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
제 1항에 있어서, 상기 하부 지지부재는,

압축 스프링인 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
제 2항에 있어서,

상기 하부 지지부재의 내측에 상부 스테이지의 하강 높이를 제한하는 완충재인 스토퍼가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
제 3항에 있어서,

상기 상부 챔버내 공간에 마련되는 하부 지지부재와 스토퍼의 유지 보수시 그 하부 지지부재와 스토퍼를 분리하기 위해 설치 공간을 개폐하는 판상의 결합부재가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.