KR20100050950A - 실런트 경화장치 및 경화방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예의 실런트 경화장치 및 실런트 경화방법에서 실런트 경화장치는 챔버, 챔버의 상부에 위치하는 램프, 챔버 내부에 실런트가 도포된 기판이 안착되는 기판 스테이지, 기판 스테이지의 상부에 위치하며 마스크를 하향 흡착 지지하는 흡착기, 챔버 내부중 기판 스테이지 주변에 위치하여 흡착기에 흡착된 마스크가 기판 측으로 이동할 수 있도록 흡착기를 승강시키는 흡착기 승강기를 구비하는 것으로, 이러한 본 실시예에 따른 실런트 경화장치 및 이를 이용한 실런트 경화방법은 기판과 마스크를 겹쳐서 노광이 이루어지도록 하므로 기판과 마스크 사이의 이격간격 발생에 의하여 광이 실런트 도포 주변으로 산란되는 것을 최소화함으로써 실런트 경화 신뢰성 및 액정표시장치의 제조 신뢰성을 향상시키고, 또한 기판과 마스크의 겹침시에 정밀한 얼라인이 가능하도록 함으로써 실런트 경화 효율을 보다 향상시키며, 마스크 지지 또는 배치를 위한 복잡한 마스크 홀딩구조가 불필요하여 실런트 경화장치의 제조효율을 향상시킬 수 있다.

Description

실런트 경화장치 및 경화방법{Sealant curing apparatus and sealant curing method}

본 발명은 실런트 경화장치 및 경화방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display)를 형성하는 두 패널의 합착을 위하여 도포된 실런트를 경화하기 위한 실런트 경화장치 및 경화방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(LCD:liquid crystal display)는 전공정에서 제조된 TFT 기판과 컬러필터 기판을 합착시킨 후 액정을 두 기판 사이로 주입함으로써 제조된다. 이때 두 기판의 합착을 위하여 사용되는 실런트는 기판의 가장자리를 따라 도포되어 합착된 기판 내의 액정이 외부로 누출되지 않도록 기판을 밀봉시키는 역할을 한다.

한편, 기판에 도포된 실런트는 두 기판의 합착 후에 실런트 경화장치에 의하여 경화된다. 그런데 기판의 가장자리에 도포된 실런트 외에 액정에 자외선이 입사되면 액정을 열화시켜 액정의 수명을 단축시킨다. 따라서 경화시 실런트가 도포된 영역에만 선택적으로 자외선이 입사되도록 하기 위하여 실런트 경화시 마스크가 사용된다.

그러나 마스크를 사용하더라도 마스크와 기판의 간격 및 얼라인이 정밀하게 제어되지 못하면 마스크를 통과한 광이 실런트 영역외의 다른 영역, 예를 들어 액정에 입사되어 액정표시장치의 품질을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예는 기판의 실런트를 경화하기 위하여 사용되는 마스크를 기판에 겹쳐서 경화를 수행하도록 하는 실런트 경화장치 및 실런트 경화방법을 제공하기 위한 것이다.

실런트 경화장치는 챔버, 상기 챔버의 상부에 위치하는 램프, 상기 챔버 내부에 실런트가 도포된 기판이 안착되는 기판 스테이지, 상기 기판 스테이지의 상부에 위치하며 마스크를 흡착 지지하는 흡착기, 상기 챔버 내부의 상기 기판 스테이지 주변에 위치하여 상기 흡착기에 흡착된 상기 마스크가 상기 기판 측으로 이동할 수 있도록 상기 흡착기를 승강시키는 흡착기 승강기를 구비한다.

상기 기판 스테이지의 하부에는 상기 기판이 안착된 기판 스테이지와 상기 마스크를 얼라인하는 정렬 스테이지와 카메라가 구비될 수 있다.

상기 흡착기는 다수의 흡착포트가 설치되는 흡착바와 상기 흡착바를 회동시키는 회동암과 상기 회동암을 회동시키는 회동기를 구비할 수 있다.

상기 스테이지의 가장자리에는 상기 마스크와 상기 기판이 겹쳐진 상태로 클램핑 되도록 하는 클램프가 구비될 수 있다.

상기 정렬 스테이지의 하부에는 상기 정렬 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 램프 측으로 승강시키는 승강기가 구비될 수 있다.

실런트 경화 방법은 기판에 도포된 실런트 경화를 위하여 사용되는 마스크를 흡착하고, 상기 마스크와 겹쳐지는 기판을 상기 마스크와 이격된 상태로 기판 스테이지에 안착하고, 상기 마스크를 하강시켜 상기 기판 상에 상기 마스크를 낙하하여 상기 마스크와 상기 기판을 겹치고, 겹쳐진 상기 마스크와 상기 기판을 램프 측으로 근접시켜 상기 마스크 상으로 광이 입사되도록 한다.

상기 기판과 상기 마스크가 겹쳐지기 전에 상기 기판과 마스크를 얼라인할 수 있다.

상기 기판과 마스크의 얼라인후 상기 기판과 상기 마스크가 겹쳐지면 겹쳐진 상기 마스크와 상기 기판의 겹침 상태를 클램핑하여 유지시킬 수 있다.

상기 마스크가 상기 기판 상에 낙하하여 겹쳐지면 상기 마스크를 흡착하는 흡착기가 상기 마스크 주변 외측으로 위치 이동하도록 할 수 있다.

상기 마스크 상으로 입사되는 상기 광의 입사 종료 후 상기 겹쳐진 상기 기판과 상기 마스크를 상기 램프로부터 이격시키고, 상기 마스크를 흡착하여 상기 기판과 상기 마스크를 이격시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 실런트 경화장치 및 실런트 경화방법은 기판과 마스크를 겹쳐서 노광이 이루어지도록 하므로 기판과 마스크 사이의 이격간격 발생에 의하여 광이 실런트 도포 주변으로 산란되는 것을 최소화함으로써 실런트 경화 신뢰성 및 액정표시장치의 제조 신뢰성을 향상시키고, 또한 기판과 마스크의 겹침시에 정밀한 얼라인이 가능하도록 함으로써 실런트 경화 효율을 보다 향상시키며, 마스크 지지 또는 배치를 위한 복잡한 마스크 홀딩구조가 불필요하여 실런트 경화장치의 제조효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 실런트 경화장치와 실런트 경화방법에 대한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 실런트 경화장치는 챔버(100)를 구비한다. 챔버(100) 상부에는 자외선을 챔버(100) 내부로 조사하는 복수개의 램프(111)가 설치된 램프 하우징(110)이 설치된다.

챔버(100) 내부에는 기판(S)이 안착되는 기판 스테이지(140)가 설치된다. 기판 스테이지(140) 상에는 다수개의 기판 지지포트(150)가 구비된다. 기판 지지포트(150)는 진공흡착으로 기판(S)을 흡착할 수 있다. 따라서 실질적으로 기판(S)은 기판 지지포트(150)에 흡착 지지될 수 있다.

기판 스테이지(140)의 외측 주변에는 복수개의 클램프(160)가 구비된다. 클램프(160)는 기판(S)과 마스크(M)가 겹쳐졌을 때 기판(S)과 마스크(M)의 겹침 상태를 유지시켜준다. 클램프(160)는 클램핑을 위하여 기판(S)과 마스크(M)가 겹쳐진 상부면과 하부면 상에서 압착하는 제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162) 제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162)를 함께 슬라이딩 이동시키는 슬라이더(163)를 구비할 수 있다.

제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162)는 하나의 유압 또는 공압 실린더에 의하여 연동되도록 할 수 있다. 또한 슬라이더(163)는 제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162)를 기판(S)과 마스크(M)가 겹쳐진 상부면과 하부면으로 이동시키기 위하여 제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162)를 전후진시키는 리니어 모터, 정역회전모터, 유압 또는 공압 실린더로 실시될 수 있다.

기판 스테이지(140)의 가장자리 부분에는 복수개의 조명창(141)이 설치된다. 조명창(141)은 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인을 위하여 사용되는 카메라(180)가 기판(S)과 마스크(M)에 형성된 얼라인 마크를 촬영할 수 있게 하기 위한 것이다.

기판 스테이지(140)의 하부에는 기판 스테이지(140)를 X축 Y축 그리고 회전시키는 정렬 스테이지(170)가 구비된다. 그리고 정렬 스테이지(170)의 테두리 부분에는 전술한 복수개의 카메라(180)가 위치할 수 있다.

정렬 스테이지(170)의 하부에는 정렬 스테이지(170) 및 기판 스테이지(140)를 램프(111) 측으로 상승시키거나 또는 램프(111)로부터 이격시키기 위하여 정렬 스테이지(170)와 기판 스테이지(140)를 함께 승하강 시키는 승강기(191)와 승강 축(190)이 구비된다. 승강기(191)는 정역회전모터로 실시될 수 있고, 승강축(190)은 볼스크류로 실시될 수 있다. 또는 다른 실시예로 승강축(190)은 접철식 동작이 가능한 복수개의 링크 구조물로 실시될 수 있다.

챔버(100) 내부의 기판 스테이지(140)의 외측 주변에는 복수개의 흡착기(120)와 이 흡착기(120)를 상하 승강시키는 흡착기 승강기(130)가 구비된다. 도 2는 본 실시예에 따른 흡착기(120)와 흡착기 승강기(130)를 도시한 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 흡착기(120)는 흡착기 승강기(130)에 결합된 회동기(124)와 회동기(124)에 결합된 회동암(123) 그리고 회동암(123)의 단부에 결합되어 양측으로 연장된 흡착바(122) 그리고 흡착바(122)의 하면에 구비된 다수개의 흡착포트(121)를 구비한다.

하나의 흡착기 승강기(130)는 LM 가이드와 LM 가이드에 설치된 볼스크류 그리고 직류모터로 구성되거나 또는 하나의 리니어 모터일 수 있다. 그리고 회동기(124)는 정역 회전모터, 유압 또는 공압 실린더로 실시될 수 있다.

흡착포트(121)는 마스크(M)를 흡착하기 위하여 다수개가 흡착바(122)에 설치된다. 따라서 흡착바(122)에는 흡착포트(121)에서 진공흡착력이 제공될 수 있도록 공기 흡착 유로가 내부에 형성되고, 도면에 도시하지 않았지만 다수개의 공기 흡착 라인이 공기 흡착 유로와 연결되도록 설치될 수 있다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 실런트 경화장치를 이용한 실런트 경화방법에 대한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 실시예에 따른 실런트 경화방법을 설명하는 순서도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 기판(S)에 도포된 실런트 경화방법은 실런트 경화를 위하여 사용되는 마스크(M)를 흡착하고(S100), 마스크(M)와 겹쳐지는 기판(S)을 마스크(M)와 이격된 상태로 기판 스테이지(140)에 안착하고(S110), 마스크(M)를 하강시켜 기판(S) 상에 마스크(M)를 낙하하여 마스크(M)와 기판(S)을 겹치고(S120), 겹쳐진 마스크(M)와 기판(S)을 램프(111) 측으로 근접시켜 마스크(M) 상으로 광이 입사(S130)함으로써 수행된다.

이하에서는 각각의 단계를 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치의 기판(S)과 마스크(M) 위치 관계를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 기판(S)에 도포된 실런트 경화를 위하여 사용되는 마스크(M)를 흡착하는 단계와 마스크(M)와 겹쳐지는 기판(S)을 마스크(M)와 이격된 상태로 기판 스테이지(140)에 안착하는 단계는 마스크(M)를 최초 챔버(100) 내부로 외부의 로봇암으로 반입하여 기판 스테이지(140)의 지지포트(150) 상에 안착한다.

그리고 마스크(M)가 기판 스테이지(140)의 지지포트(150)에 안착되면 마스크 흡착기(120)가 하강하여 마스크(M)의 상부면을 흡착한다. 이후 흡착기(120)를 흡착기 승강기(130)가 상부로 상승시키면 마스크(M)는 흡착기(120)에 흡착된 상태로 기판 스테이지(140) 상부로 이동한다.

이후 기판(S)을 챔버(100) 내부로 로봇암으로 이송시켜 기판 스테이지(140)의 지지포트(150)에 안착한다. 기판(S)이 지지포트(150)에 안착되면 지지포트(150)는 기판(S)을 흡착하여 견고히 위치 고정시킴으로써 기판(S)과 마스크(M)의 챔 버(100) 내 반입 및 마스크(M)의 흡착과 기판(S)의 안착이 완료된다.

도 5는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 마스크(M)가 기판(S)측으로 하강한 상태를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이 마스크(M)를 하강시켜 기판(S) 상에 마스크(M)를 낙하하여 마스크(M)와 기판(S)을 겹치는 단계는 흡착기 승강기(130)를 동작시켜 마스크(M)를 기판 스테이지(140) 상의 기판(S) 상부면으로 하강시켜 기판(S)과 마스크(M)의 간격이 수 mm 정도(예를들어 2mm)가 되도록 근접시킨다.

그리고 이때 기판(S)과 마스크(M)가 근접하면 카메라(180)는 조명창(141)을 통하여 기판(S)과 마스크(M)에 형성된 얼라인 마크를 촬영하여 얼라인 상태를 측정하고, 측정된 얼라인 상태에 따라 정렬 스테이지(170)는 기판 스테이지(140)를 X축 Y축 또는 회전시켜 기판(S)과 마스크(M)를 정밀 얼라인한다.

이후 기판(S)과 마스크(M)의 정밀 얼라인이 완료되면 흡착기(120)는 마스크(M)의 흡착 상태를 해제하여 마스크(M)가 기판(S) 상으로 낙하되도록 한다. 이후 흡착기(120)는 상승하고, 클램프(160)에 의하여 기판(S)과 마스크(M)의 클램핑이 이루어진다.

도 6은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 흡착기가 마스크(M) 흡착 상태를 해제하고 상승한 상태를 도시한 도면이다. 도 7은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 흡착기가 회동한 상태를 도시한 도면이다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 마스크(M)가 낙하하여 기판(S)과 마스크(M)는 겹쳐지면 흡착기(120)는 흡착기 승강기(130)에 의하여 상부로 이동한다. 그리고 이동한 흡착기(120)의 회동암(123)은 회동기(124)에 의하여 상측(또는 하측)으로 접혀지게 된다.

이후 기판(S)과 마스크(M)의 견고한 겹침 상태의 유지를 위하여 클램프(160)가 동작한다. 도 8은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 겹쳐진 마스크(M)와 기판(S)이 클램핑된 상태를 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 마스크(M)가 정밀 얼라인이 유지된 상태에서 겹침 상태가 유지될 수 있도록 클램프(160)는 마스크(M)와 기판(S)이 겹쳐진 상부면과 하부면으로 슬라이더(163)에 의하여 이동하고, 이후 제 1구동피스(161)와 제 2구동피스(162)가 상하부에서 기판(S)과 마스크(M)를 눌러서 겹침 상태를 견고하게 유지시킨다.

이후 겹쳐진 마스크(M)와 기판(S)을 램프(111) 측으로 근접시켜 마스크(M) 상으로 광이 입사되도록 한다. 도 9는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 겹쳐진 마스크(M)와 기판(S)이 램프 측으로 상승하여 노광이 실시되는 상태를 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이 승강기(191)는 기판 스테이지(140)와 정렬 스테이지(170)를 함께 램프(111) 측으로 상승시킨다. 이때 회동암(123)은 접혀있기 때문에 겹쳐진 기판(S)과 마스크(M)의 상승 동작을 방해하지 않는다. 이후 램프(111)를 온시켜 마스크(M)의 상부면으로 자외선이 노광되도록 하고 이에 따라 실런트 경화가 이루어지게 된다.

한편, 실런트 경화가 완료되면 승강기(191)는 기판 스테이지(140)와 정렬 스 테이지(170)를 하강시켜 겹쳐진 기판(S)과 마스크(M)가 승강전 위치로 복원되도록 한다. 그리고 기판(S)과 마스크(M)가 승강전 위치로 복원되면 클램프(160)는 겹쳐진 기판(S)과 마스크(M)의 고정 상태를 해제하고, 이와 함께 회동암(123)은 펼쳐진다. 회동암(123)이 펼쳐진 흡착기(120)는 이후 마스크(M) 표면으로 하강하여 마스크(M)를 흡착한다.

그리고 마스크(M)의 흡착이 완료되면 흡착기 승강기(130)는 흡착기(120)를 상승시켜 마스크(M)가 기판(S)으로부터 분리되도록 하고, 마스크(M)가 분리되면 기판(S)은 챔버(100) 외부로 반출된다. 이후 다음 실런트 경화 공정 수행을 위한 기판(S)이 챔버(100) 내부로 반입되어 이후 전술한 방법과 동일한 방법으로 실런트 경화 공정이 수행된다.

한편, 본 실시예와 달리 실런트 경화장치와 실런트 경화방법은 변형되어 실시될 수 있다. 예를 들어 기판(S)과 마스크(M)를 겹치기 위하여 흡착기(120)를 흡착기 승강기(130)로 하강시키는 동작을 하지 않고, 승강기(191)로 기판(S)을 상승시키게 할 수 있고, 그 외에 공정 조건에 따라 실런트 경화장치의 동작 시퀀스를 다양하게 변형할 수 있다. 그러나 변형된 실시예가 본 실시예의 기본적인 기술적 개념을 포함하는 것이라면 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보야 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 실시예에 따른 흡착기와 흡착기 승강기를 도시한 사시도이다.

도 3은 본 실시예에 따른 실런트 경화방법을 설명하는 순서도이다.

도 4는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치의 기판과 마스크 위치 관계를 도시한 도면이다.

도 5는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 마스크가 기판측으로 하강한 상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 흡착기가 마스크 흡착 상태를 해제하고 상승한 상태를 도시한 도면이다.

도 7은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 흡착기가 회동한 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 겹쳐진 마스크와 기판의 클램핑된 상태를 도시한 도면이다.

도 9는 본 실시예에 따른 실런트 경화장치에서 겹쳐진 마스크와 기판이 램프 측으로 상승하여 노광이 실시되는 상태를 도시한 도면이다.

Claims (10)

1. 챔버;

   상기 챔버의 상부에 위치하는 램프;

   상기 챔버 내부에 실런트가 도포된 기판이 안착되는 기판 스테이지;

   상기 기판 스테이지의 상부에 위치하며 마스크를 흡착 지지하는 흡착기;

   상기 챔버 내부의 상기 기판 스테이지 주변에 위치하여 상기 흡착기에 흡착된 상기 마스크가 상기 기판 측으로 이동할 수 있도록 상기 흡착기를 승강시키는 흡착기 승강기를 구비하는 실런트 경화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기판 스테이지의 하부에는 상기 기판이 안착된 기판 스테이지와 상기 마스크를 얼라인하는 정렬 스테이지와 카메라가 구비되는 실런트 경화장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 흡착기는 다수의 흡착포트가 설치되는 흡착바와 상기 흡착바를 회동시키는 회동암과 상기 회동암을 회동시키는 회동기를 구비하는 실런트 경화장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스테이지의 가장자리에는 상기 마스크와 상기 기판이 겹쳐진 상태로 클램핑 되도록 하는 클램프가 구비되는 실런트 경화장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 정렬 스테이지의 하부에는 상기 정렬 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 램프 측으로 승강시키는 승강기가 구비되는 실런트 경화장치.
6. 기판에 도포된 실런트 경화를 위하여 사용되는 마스크를 흡착하고,

   상기 마스크와 겹쳐지는 기판을 상기 마스크와 이격된 상태로 기판 스테이지에 안착하고,

   상기 마스크를 하강시켜 상기 기판 상에 상기 마스크를 낙하하여 상기 마스크와 상기 기판을 겹치고,

   겹쳐진 상기 마스크와 상기 기판을 램프 측으로 근접시켜 상기 마스크 상으로 광이 입사되도록 하는 실런트 경화방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 기판과 상기 마스크가 겹쳐지기 전에 상기 기판과 마 스크를 얼라인 하는 실런트 경화방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 기판과 마스크의 얼라인후 상기 기판과 상기 마스크가 겹쳐지면 겹쳐진 상기 마스크와 상기 기판의 겹침 상태를 클램핑하여 유지시키는 실런트 경화방법.
9. 제 6항에 있어서, 상기 마스크가 상기 기판 상에 낙하하여 겹쳐지면 상기 마스크를 흡착하는 흡착기가 상기 마스크 주변 외측으로 위치 이동하도록 하는 실런트 경화방법.
10. 제 6항에 있어서, 상기 마스크 상으로 입사되는 상기 광의 입사 종료 후 겹쳐진 상기 기판과 상기 마스크를 상기 램프로부터 이격시키고, 상기 마스크를 흡착하여 상기 기판과 상기 마스크를 이격시키는 실런트 경화방법.

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