JP4187551B2

JP4187551B2 - 貼り合わせ装置及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP4187551B2
Application number: JP2003080111A
Authority: JP
Inventors: 相碩李; 相昊朴
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: KR20030077081A; CN1447165A; US20030181124A1; US7426951B2; CN1325982C; US20050092419A1; JP2004029734A; KR100685923B1; US6893311B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、特に大面積の液晶表示素子に有利な貼り合わせ装置、及びこれを用いた液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様な形態に増加しており、これに応じて、最近はＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、ＥＬＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（ＶａｃｕｕｍＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＤｉｓｐｌａｙ）など様々な平板表示装置が研究され、その一部は既に各種装備で表示装置として活用されている。
【０００３】
そのうち、現在は優秀な画質、軽薄型、低消費電力などの長所のため、移動型画像表示装置の用途としてＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）に代わってＬＣＤが最も多く使われており、ノートパソコンのモニターのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信してディスプレイするＴＶ及びコンピュータのモニターなどに多様に開発されている。
【０００４】
このように、液晶表示素子は様々な分野で画面表示装置としての役割を果たすため多様な技術的発展が進められてきているにも拘わらず、画面表示装置として画像の品質を高めるような作業においては上記の長所と背馳している面が多かった。
従って、液晶表示素子が一般的な画面表示装置として多様な部分に使用されるためには、軽薄型、低消費電力の特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積など、高品位の画像をどれだけ実現できるかが重要な問題とされている。
【０００５】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、大きく分けて、液晶注入口が形成されるように一方の基板上にシール剤を塗布して、真空中で一対の基板を接合した後、形成された注入口を介して液晶を注入する液晶注入方式と、特開２０００−２８４２９５号及び特開２００１−００５４０５号公報で提案されたように、液晶注入口を設けないようにシール剤を閉じたパターンで形成した一つの基板を用意し、この基板上のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した後、他の基板を前記一つの基板上に配置し、真空中で上下の基板を近接させて接合する液晶滴下方式とがある。
【０００６】
前記した各種方式のうち、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べていくつかの工程（例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程）を省略して行うことができることから、それらの工程に伴う装備が必要ではなくなるという長所を有する。このため、最近は液晶滴下方式を用いた各種製造装置の研究が行われている。
【０００７】
図１Ａ乃至図１Ｂは従来の液晶滴下方式の液晶表示素子の貼り合わせ装置を製造順序に従って概略的に示す構成図であり、図２は従来の貼り合わせ装置を構成する基板受止手段の動作状態を概略的に示す要部斜視図である。
即ち、関連技術の基板組立装置は、大きく分けて外形をなすフレーム１０と、ステージ部２１、２２と、シール剤吐出部（図示せず）及び液晶滴下部３０と、チャンバー部３１、３２と、チャンバー移動手段と、受け止め手段、そして、ステージ移動手段とで構成されている。
【０００８】
この際、前記ステージ部は上部ステージ２１と下部ステージ２２とからなり、前記上部ステージ２１には、基板を静電吸着法で吸着するための静電チャック２８が形成されている。
前記シール剤吐出部及び液晶滴下部３０は、前記フレームの貼り合わせ工程が行われる位置の側部に装着される。
【０００９】
前記チャンバー部は、上部チャンバーユニット３１と下部チャンバーユニット３２とにそれぞれ合体可能に区分され、前記上部チャンバーユニット３１には、前記チャンバー部を真空にするための真空バルブ２３及び配管ホース２４が連結されており、真空状態のチャンバー部を大気状態にするためのガスパージバルブ７０及びガスチューブ７１が連結されている。
【００１０】
これと共に、前記チャンバー移動手段は、下部チャンバーユニット３２を前記貼り合わせ工程が行われる位置、或いはシール剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置に選択的に移動させ得るように駆動する駆動モータ４０で構成され、前記ステージ移動手段は、前記上部ステージ２１を選択的に上部、或いは下部に移動させ得るように駆動する駆動モータ５０で構成されている。
【００１１】
そして、前記受け止め手段は、上部ステージ２１に固定される基板５２の両対角位置で前記チャンバー部の内部が真空時に前記基板を臨時に受け止める役割を果たす。この際、前記受け止め手段は、回転軸６１と、回転アクチュエータ６３及び昇降アクチュエータ６４と、そして、基板の角部を受け止める受止部６２とで構成されている。
【００１２】
以下、上記した関連技術の基板組立装置を用いた液晶表示素子の製造過程を、その工程順序に従ってより具体的に説明する。
【００１３】
まず、上部ステージ２１には第２基板５２がローディングされて固定され、下部ステージ２２には第１基板５１がローディングされて固定される。この状態で前記下部ステージ２２を有する下部チャンバーユニット３２はチャンバー移動手段４０によって、図１Ｂに示すように、シール剤の塗布及び液晶滴下のための位置に移動する。
【００１４】
そして、前記状態でシール剤吐出部及び液晶滴下部３０によるシール剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバー移動手段４０によって、図１Ａに示すように、基板間の貼り合わせのための位置に移動する。
その後、チャンバー移動手段４０による各チャンバーユニット３１，３２の合体がなされて各ステージ２１，２２が位置した区間が密閉され、受け止め手段を構成する昇降アクチュエータ６４及び回転アクチュエータ６３が駆動しながら受止部６２を上部ステージ３１に固定された第２基板５２の両角部に位置させる。
【００１５】
この状態で第２基板５２を固定していた吸着力を解除して、図２に示すように、前記第２基板を前記受け止め手段の各受止部６２に落下させる。これと共に、真空バルブ２３及び配管ホース３４を用いて、チャンバー部の内部を真空状態にし、前記チャンバー部の内部が真空状態になると、上部ステージ３１の静電チャック２８に電圧を印加して、前記第２基板５２を静電吸着法で固定すると共に、受け止め手段の回転アクチュエータ６３及び昇降アクチュエータ６４を駆動して、受止部６２及び回転軸６１が両基板の接合に障害とならないようにする。
【００１６】
そして、前記した真空状態でステージ移動手段５０によって上部ステージ２１が下向きに移動しながら、前記上部ステージ２１に固定された第２基板５２を下部ステージ２２に固定された第１基板５１に貼り合わせる。
【００１７】
そして、上記した過程の上／下部ステージ２１、２２による両基板の貼り合わせが完了すると、前記ガスパージバルブ８０を開放して、チャンバー部の内部を大気圧状態に戻す。その後、完了した基板はアンローディングされ、後工程で搬送されると共に、新たなそれぞれの基板が搬送されることで、連続的に基板間の貼り合わせ作業が行われる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような関連技術の液晶滴下方式の液晶表示装置の製造方法においては次のような問題がある。
【００１９】
第一に、チャンバー部の内部が真空状態である時、上部ステージは静電チャックによって第２基板を吸着しているが、下部ステージは第１基板を吸着していないので、チャンバー部の真空時に下部ステージに位置した第１基板の位置が変更する可能性があり、これによって貼り合わせる両基板間の誤整列が発生する。
【００２０】
第二に、基板間の貼り合わせ工程が完了して、チャンバー部内の真空状態を解除する過程において急激な圧力変化によって前記貼り合わせ基板間の捻れなどが発生し、貼り合わせ不良が引き起こされる。その理由は、前記基板間の貼り合わせ過程の完了後、上部ステージが上向きに移動した後、チャンバー部内が大気圧状態になるため、貼り合わせ基板を固定させる構成がないからである。
勿論、下部ステージを通じて静電力を発生させ、前記貼り合わせ基板の底面を前記静電力で固定することは可能ではあるが、これは、単に貼り合わせ基板の底部をなす第１基板のみを固定するだけで、前記貼り合わせ基板の上部をなす第２基板は、前記第１基板に対して捻れが生じる問題がある。
【００２１】
第三に、関連技術では搬送装置をなすロボットアームの形状が各基板のローディングを円滑に行えるように多数のフィンガー部を有してなり、この際、前記各フィンガー部は、通常、基板の長さ方向（或いは、幅方向）に長く形成されることを考慮する時、前記長さに比べて幅が狭いので、垂れ下がり現象が発生する。特に、フィンガー部を構成する先端（即ち、搬送装置に結合された部位とは反対側の部位）は、その垂れ下がり程度が他の部位に比べてかなり大きいことから、基板の撓みが生じ、全体的な基板の各部位の損傷を引き起こす原因となる。
【００２２】
第四に、下部チャンバーユニット２２により貼り合わせられる基板がチャンバー部にローディングされ、貼り合わせられた基板がアンローディングされるので、チャンバー部に基板をローディング及びアンローディングする時間を減らすのに限界がある。
【００２３】
そこで、本発明は上記のような問題を解決するために成されたもので、基板間の貼り合わせのための作業途中に発生し得る基板のローディング不良や、基板間の貼り合わせ不良などを未然に防止することができ、工程時間を短縮させえる液晶表示装置の製造方法を提供することにその目的がある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明による貼り合わせ装置は、第１、第２基板の貼り合わせ工程が行われる貼り合わせ器チャンバー、前記貼り合わせ器チャンバー内にそれぞれ対向して備えられ、搬入された第２、第１基板をそれぞれ吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージ、前記貼り合わせ器チャンバーの内部に設けられ第２基板を受け止める受止手段、前記下部ステージに第１基板がローディングされる時と、貼り合わせられた第１、第２基板が下部ステージからアンローディングされる時に基板をリフティングするリフティング手段、前記貼り合わせ器チャンバー内に昇降及び回転するように備えられ、貼り合わせ完了した基板を固定するか、或いは上部ステージに固定される基板を受け止める工程補助手段を含むことを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明による貼り合わせ装置の製造方法は、前記貼り合わせ器チャンバー内にそれぞれ対向して備えられ、搬入された第２、第１基板をそれぞれ吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージと、前記貼り合わせ器チャンバーの内部に設けられて第２基板を受け止める受止手段と、前記下部ステージに第１基板がローディングされる時と、貼り合わせられた第１、第２基板が下部ステージからアンローディングされる時に基板をリフティングするリフティング手段と、前記貼り合わせ器チャンバー内に昇降及び回転するように備えられ、貼り合わせ完了した基板を固定するか、或いは上部ステージに固定する基板を受け止める工程補助手段とを含み、第１基板及び第２基板を前記各ステージにローディングする工程と、前記受止手段を駆動させて、上部ステージにローディングされた第２基板を前記受止手段に載置し、前記貼り合わせ器チャンバーを真空にする工程と、前記第２基板を上部ステージが吸着して、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる工程と、前記貼り合わせられた第１、第２基板を前記リフティング手段を用いて前記下部ステージから脱去させアンローディングする工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図３は本発明による液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の構成を概略的に示す構成図であり、図４は本発明による工程補助手段の斜視図であり、図５は本発明による工程補助手段の装着状態を示す平面図であり、図６は本発明による第１、第２リフティング手段を概略的に示す斜視図である。
【００２８】
本発明の真空貼り合わせ装置は、大きく分けて真空チャンバー１１０と、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２と、ステージ移動装置、真空装置２００と、そして、工程補助手段６００とで構成されている。
ここで、真空チャンバー１１０は、その内部が選択的に真空状態、或いは大気圧状態を成して各基板間の貼り合わせ作業が行われ得るように形成される。
この際、前記真空チャンバー１１０は、その縁面の一方に真空装置２００と連結され、空気が排出される空気排出管１１２が連結されると共に、外部から空気、或いは他のガスが流入されるベント管１１３が連結され、内部空間の選択的な真空状態の形成、或いは解除が可能なように構成される。
【００２９】
また、空気排出管１２１及びベント管１１３には、その管路の選択的な開閉のために電子的に制御される開閉バルブ１１２ａ、１１３ａがそれぞれ備えられる。前記上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２は前記真空チャンバー１１０内の上側空間と下側空間とにそれぞれ対向して設けられ、搬送装置３００によって真空チャンバー１１０の内部に搬入された各基板５１０、５２０を真空、或いは静電吸着して、前記真空チャンバー１１０内の該当作業位置に固定された状態に維持させると共に、この固定された各基板５１０、５２０間の貼り合わせを行うように選択的な移動が可能なように構成される。
この際、前記搬送装置３００は、多数のフィンガー部３１１を有するロボットアーム３１０、３２０を制御して、真空チャンバー１１０の内部の基板の搬入／搬出を行う。
【００３０】
また、前記上部ステージ１２１は、その底面に多数の静電力を提供して、第２基板５２０の固定が可能なように、少なくとも一つ以上の静電チャック（ＥＳＣ：ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃＣｈｕｃｋ）１２１ａが装着されてなると共に、真空ポンプ１２３の駆動により発生した真空吸着力が伝達され、第２基板５２０を吸着して固定する多数の真空ホール１２１ｂが形成されてなる。
【００３１】
これと共に、真空チャンバーの内部の各角部には、真空チャンバー１１０の内部を真空状態にする過程で、第２基板５２０を一時的に受け止める役割をする受止手段４１０が備えられる。しかし、前記受止手段４１０は必ずしも上記した形態でのみ構成可能なものではなく、第２基板５２０を臨時に受け止められる多様な形態で構成することができ、その位置も上部ステージ１２１の対角となる２つの角部と隣接した部位、或いは各ステージ１２１、１２２の対角となる４つの角部にそれぞれ備えることもできる。
【００３２】
また、前記下部ステージ１２２の上面にも前記上部ステージ１２１の底面形状のように少なくとも一つ以上の静電チャック１２２ａを装着すると共に、真空ホールを形成し、更に、下部ステージ１２２にローディングするために搬入される第１基板５１０のローディング及びアンローディングを行う第１リフティング手段４２０が昇降可能に設けられ、前記下部ステージ１２２の周縁に前記第１基板５１０の縁部の垂れ下がりを防止するための第２リフティング手段４３０が備えられる（図６参照）。
【００３３】
この際、前記第１リフティング手段４２０は、前記第１基板５１０の底面に接触するように備えられ、下部ステージ１２２を貫通して動作するように備えられ、第２リフティング手段４３０は、下部ステージ１２２の両側の上面の周縁に形成された収容部４３１内に選択的に収容され昇降するようにして、第１基板５１０のローディング時や貼り合わせ基板のアンローディング時に前記第１基板５１０、及び貼り合わせ基板の縁部を受け止められるようにして、その部位の垂れ下がりを防止できるようにしたものである。前記第１、第２リフティング手段４２０、４３０を昇降可能なようにする構成として流空圧シリンダー４２１やモータなどがある。
しかしながら、前記第１、第２リフティング手段４２０、４３０は、基板のローディング及びアンローディングのための多様な構成からなり得ることを考慮する時、所定の形状にのみ限定されるわけではない。
【００３４】
そして、ステージ移動装置は、上部ステージ１２１に結合され、前記上部ステージ１２１を上向きに、或いは下向きに移動させる移動軸１３１を有し、下部ステージ１２２に結合され、前記下部ステージを回転させる回転軸１３２を有し、前記各ステージ１２１、１２２に結合されたそれぞれの軸を移動、又は回転させるように駆動する駆動モータ１３３、１３４を含む。
【００３５】
この際、前記ステージ移動装置は、単に前記上部ステージ１２１を上下にのみ移動させるか、下部ステージ１２２を左右にのみ回転させるように構成したものに限定されない。即ち、前記上部ステージ１２１を左右に回転可能なように構成することができ、前記下部ステージ１２２を上下に移動させ得るように構成することもできる。
この場合、前記上部ステージ１２１には別途の回転軸（図示せず）を更に設けてその回転が可能なようにし、前記下部ステージ１２２には別途の移動軸（図示せず）を更に設けて、その上下移動が可能なようにすることが好ましい。
【００３６】
そして、本発明の貼り合わせ装置を構成する真空装置２００は、前記真空チャンバー１１０の内部が選択的に真空状態になり得るように吸入力を伝達する役割を果たし、通常の空気吸入力を発生させるために駆動する吸入ポンプで構成される。この際、前記真空装置２００が備えられた空間は真空チャンバー１１０の空気排出管１１２と連通するように形成する。
【００３７】
そして、工程補助手段６００は、図４のように、真空チャンバー１１０の内部の真空状態を解除する過程で貼り合わせ基板５００を固定する役割、或いは真空チャンバー１１０の内部が真空状態になった場合、上部ステージ１２１に固定される第２基板５２０を前記上部ステージ１２１に加圧する役割を果たす。
【００３８】
前記工程補助手段６００は、大きく分けて回転軸６１０と、受止部６２０と、そして、駆動部６３０とで構成されている。
この際、前記回転軸６１０は、真空チャンバー１１０内で昇降及び回転可能な所に位置し、駆動部６３０によって選択的な回転を行いながら受止部６２０を下部ステージ１２２の上側の縁部に位置させる役割を果たす。
【００３９】
そして、前記受止部６２０は、前記回転軸６１０の一端に一体化され、第２基板５２０、貼り合わせ基板５００及び搬送装置３００の所定の部位と接触しながら前記第２基板５２０を受け止めるか、貼り合わせ基板５００を固定する役割、又は搬送装置３００の先端を受け止める役割を果たす。
この際、前記受止部の各基板５１０、５２０と接触する面は、相互間の接触時にキズを防止可能な材質で形成された第１接触部６２１及び第２接触部６２２が含まれ、前記第１接触部６２１及び第２接触部６２２はテフロン（登録商標）やピークのような材質で形成する。
しかしながら、必ずしも前記各接触部６２１、６２２を更に構成すべきわけではなく、受止部６２０の各面を前記テフロン（登録商標）やピークのような材質のコーティング剤でコーティングすることもできる。
【００４０】
そして、前記駆動部６３０は、真空チャンバー１１０の外部（或いは、内部）に備えられ、前記回転軸６１０に軸結合されて前記回転軸６１０を回転させる回転モータ６３１と、流空圧を用いて前記回転軸６１０を昇降させるように駆動する昇降シリンダー６３２とを含む。
勿論、前記回転軸６１０を回転させ且つ昇降させるために前記回転モータ６３１及び昇降シリンダー６３２でのみ構成することに限定されず、他の多様な装置や装備で構成することもできる。
この際、前記昇降シリンダー６３２により昇降する回転軸６１０の昇降範囲は、本発明による工程補助手段が行う各役割の動作範囲となる。
【００４１】
即ち、真空チャンバー１１０の内部の真空状態を解除する過程において貼り合わせ基板５００を固定する役割を果たすように動作する範囲と、真空チャンバー１１０の内部が真空状態になった場合、上部ステージ１２１に固定される第２基板５２０を前記上部ステージ１２１に加圧する役割を果たすように動作する範囲、そして、搬送装置３００による各基板５１０、５２０の搬入が行われる場合、該当基板を搬入する前記搬送装置３００の各フィンガー部３１１の先端を受け止める役割を果たすように動作する範囲などが回転軸６１０の昇降範囲として設定される。
【００４２】
仮に、上記した構成で駆動部６３０が本発明の実施形態による図面上で示したように、真空チャンバー１１０の外側の下部に設けられる場合、回転軸６１０は、前記真空チャンバー１１０を貫通して結合されると共に、この真空チャンバー１１０と回転軸６１０との結合部位はシーリングが行われる。
【００４３】
また、本発明では、上述したような工程補助手段６００が、図５に示すように、前記第２リフティング手段４３０が形成されていない下部ステージ１２２の一方の各角部と隣接した部位に位置する。
しかしながら、必ずしもこのような構成にのみ限定されるわけではなく、下部ステージ１２２の各側面の中央部位と隣接した位置でその動作が行われるように本発明の工程補助手段６００を設けることができ、下部ステージ１２２の各角部、及び各側面の中央部位と隣接した位置でその動作が行われるように本発明の工程補助手段６００を設けることもできる。
【００４４】
以下、上述したような構成を有する本発明の貼り合わせ装置を用いた液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００４５】
図７乃至図１７は本発明による液晶表示装置の製造方法による貼り合わせ器チャンバーの動作状態を示すもので、図１８は本発明による液晶表示装置の製造工程順序図である。
【００４６】
本発明による貼り合わせ工程は、大きく分けて、貼り合わせ器チャンバーに両基板をローディングする工程と、前記貼り合わせ器チャンバーを真空にする工程と、前記両基板を整列させる工程と、前記両基板を貼り合わせる工程と、前記同一のチャンバー内で貼り合わせられたシール剤を硬化させ固定する工程と、前記両基板を加圧するために前記貼り合わせ器チャンバーをベントさせる工程と、そして、前記貼り合わせられた両基板を貼り合わせ器チャンバーからアンローディングする工程とに区分することができる。
ここで、前記同一のチャンバー内で貼り合わせられたシーズ剤を硬化して固定する工程は省略可能である。
【００４７】
まず、第１基板５１０に液晶を滴下し、第２基板５２０にシール剤を形成する。ここで、前記第１、第２基板５１０、５２０のうち一方の基板には複数個のパネルが設計され、各パネルに薄膜トランジスターアレイが形成され、他方の基板には前記各パネルに相応するように複数個のパネルが設けられ、各パネルにブラックマトリックス層、カラーフィルター層、及び共通電極などが備えられたカラーフィルターアレイが形成される。ここで、説明の便宜上、薄膜トランジスターアレイが形成された基板を第１基板５１０、カラーフィルターアレイが形成された基板を第２基板５２０とする。勿論、前記第１、第２基板のうち何れか一方に液晶の滴下やシール剤の塗布を共に行うこともできる。
【００４８】
前記搬送装置３００は、多数のフィンガー部３１１を有する第１、第２アーム３１０、３２０を制御して下部ステージ１２２に搬入する第１基板５１０と、上部ステージ１２１に搬入する第２基板５２０とがそれぞれ伝達される。
この状態で、図７のように、前記搬送装置３００は、第２アーム３２０を制御して、貼り合わせ器チャンバー１１０の開放された部位を通じて液晶が塗布されていない第２基板５２０を貼り合わせる面が下部に向かうように貼り合わせ器チャンバー１１０内に搬入される。この際、工程補助手段６００を構成する駆動部６３０の昇降シリンダー６３２が駆動しながら回転軸６１０を上向きに移動させると共に、回転モータ６３１が駆動しながら前記回転軸６１０を回転させ、受止部６２０を作業部位に位置させる。
【００４９】
この際、前記回転軸６１０は大略第２アーム３２０が有する各フィンガー部３１１の先端が位置する高さにまで上向きに移動し、各受止部６２０は、前記各フィンガー部３１１の先端の下側に位置する。
これにより、前記各工程補助手段６００の受止部６２０の上面に前記各フィンガー部３１１の先端の底面が受け止められ、前記フィンガー部３１１の先端の部位が垂れ下がることを防止できる。この状態は図７及び図８に示す通りである。
【００５０】
勿論、上記した各動作過程において、本発明による工程補助手段６００が第２基板５２０の搬送前にその動作を先に行い、該当作業位置にローディングされるようにした後、搬送装置３００を制御して、第２基板５２０が搬送されるように設定することもできる。
【００５１】
そして、上記したように、工程補助手段６００の各受止部６２０に各フィンガー部３１１が受け止められている状態で、前記上部ステージ１２１が前記第２基板５２０に近接するように下降し、前記真空ポンプ１２３が動作しながら上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂを通じて真空吸着力を伝達して、前記第２基板５２０を上部ステージ１２１に吸着させ、前記上部ステージ１２１が上昇することで、第２基板５２０のローディングが完了する。この際、各工程補助手段６００は最初の位置に復帰する。
【００５２】
仮に、第２基板５２０のローディング過程の直ぐ前に貼り合わせ工程が進行し、下部ステージ１２２に貼り合わせ基板が存在するなら、前記第２基板５２０を搬入した第２アーム３２０が前記下部ステージ１２２に存在する貼り合わせ基板をアンローディングすることがより好ましく、このような過程は後述する通りである。
【００５３】
続けて、搬送装置３００をなす第１アーム３１０は、真空チャンバー１１０の基板流出口を介して下部ステージ１２２にローディングされる第１基板５１０を搬送する。これと共に、それぞれの工程補助手段６００を構成する駆動部６３０の昇降シリンダー６３２が駆動しながら回転軸６１０を上向きに移動させると共に、回転モータ６３１が駆動しながら前記回転軸６１０を回転させる。
【００５４】
この際、前記回転軸６１０は、大略第１アーム３１０の有する各フィンガー部３１１の先端が位置する高さにまで上向きに移動し、回転モータ６３１の駆動により回転した受止部６２０は、前記各フィンガー部３１１の先端の下側に位置する。これにより、前記各フィンガー部３１１の先端は前記各工程補助手段６００の各受止部６２０にその底面が受け止められ、下部に垂れ下がることが防止される。この様な状態は図９に示す通りである。
【００５５】
そして、上記したように、工程補助手段６００の各受止部６２０に各フィンガー部３１１が受け止められている状態で、前記下部ステージ１２２の収容溝１２２ｃ及び収容部４３１内に収容されていた第１、第２リフティング手段４２０、４３０が上向きに移動しながら、前記搬送装置３００により搬送された第１基板５１０を持ち上げる。この様な状態は図１０に示す通りである。
【００５６】
その後、前記搬送装置３００を構成する第１アーム３１０の各フィンガー部３１１が搬出されると共に、各工程補助手段６００の受止部６２０が回転モータ６３１、及び昇降シリンダー６３２の駆動によって連続的な動作を行いながら最初の装着位置に戻る。
そして、上記した過程が完了すると、第１基板５１０は、第１、第２リフティング手段４２０、４３０に載せられ、この状態で前記第１、第２リフティング手段４２０、４３０は下向きに移動しながら下部ステージ１２２の収容溝１２２ｃ及び収容部４３１内に収容される。
【００５７】
これにより、第１基板５１０は前記下部ステージ１２２の上面に載せられ、続けて前記下部ステージ１２２の各真空ホールを介して伝達される真空吸着力によって前記第１基板５１０は下部ステージ１２２に吸着されることで、前記第１基板５１０のローディングが完了する（１Ｓ）。この状態は図１１に示す通りである。
【００５８】
一方、上記したような前記工程補助手段６００の動作過程において、第１アーム３１０の各フィンガー部３１１の垂れ下がりを防止するための過程は、図示したように、基板の流出口が形成された側とは反対側（ロボットアームと各フィンガー部との結合が行われた部位とは反対側の部位）に備えられた２つの工程補助手段６００のみを動作させ、各フィンガー部３１１の先端の垂れ下がりを防止することができ、図示していないが、全ての工程補助手段を同時に動作させ、前記各フィンガー部の一端及び先端を同時に支持することもできる。
【００５９】
また、上記したように、本発明の工程補助手段６００が第１アーム３１０の各フィンガー部３１１を受け止める場合、必ずしも受止部６２０のみを用いるわけではない。即ち、図４に示すように、受止部６２０の測部に前記受止部６２０の長さ方向とは垂直な方向に沿って長く形成された補助受止部６４０を更に形成して、この補助受止部６４０が前記各フィンガー部３１１を受け止められるように構成することもできる。
この際、前記補助受止部６４０を前記受止部６２０の長さ方向に対して垂直な方向に沿って形成する理由は、該当工程位置への回転が行われた場合、補助受止部６４０の長さ方向が各フィンガー部３１１の幅方向に向かうようにすることで、受け止めの役割を円滑に行えるからである。
【００６０】
それだけでなく、上記した補助受止部６４０は、各基板との接触が行われるわけではないため、その上面にテフロン（登録商標）やピークなどのような材質の接触部を別途で備える必要がない。
【００６１】
また、上記した工程補助手段６００は、必ずしも搬送装置３００を構成するフィンガー部３１１の先端を受け止めるように動作することに限定されず、前記搬送装置により搬送される各基板５１０、５２０の先端を受け止めるように設定することもできる。
その後、真空装置２００の駆動によって貼り合わせ器チャンバー１１０の内部が真空になる（２Ｓ）。この際、前記貼り合わせ器チャンバー１１０を真空にすると、上部ステージ１２１に真空吸着された第２基板５２０が取れるので、図１２のように、前記第２基板５２０を受止手段４１０上に載せる。
【００６２】
即ち、受止手段４１０を上昇させ、前記第２基板と前記受止手段４１０とを近接させた後、前記第２基板５２０を前記受止手段４１０に載せるか、第２基板を吸着した上部ステージ１２１と前記受止手段４１０とを一定の間隔を置いて位置させた後、チャンバー内を真空の状態にする間に第２基板５２０が前記受止手段４１０で自然に落下するようにする。
ここで、貼り合わせ器チャンバー１１０の真空度は、貼り合わせる液晶モードによって差があるが、ＩＰＳモードは１．０×１０^−３Ｐａ乃至１Ｐａ程度にし、ＴＮモードは約１．１×１０^−３Ｐａ乃至１０^２Ｐａにする。
【００６３】
前記貼り合わせ器チャンバー１１０が一定の真空状態に至ると、前記上下部の各ステージ１２１、１２２は、静電吸着法（ＥＳＣ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＳｔａｔｉｃＣｈａｒｇｅ）で前記第１、第２基板５１０、５２０を固定させる。
この際、本発明による工程補助手段６００は、真空チャンバー１１０の内部が真空になった状態で前記第２基板５２０を押し上げて前記上部ステージ１２１に円滑に静電吸着可能となるようにする役割を果たす（図１３及び図１４参照）。そして、前記第１基板受止手段４１０は元の位置に戻る。
そして、上部ステージ１２１を下方向に移動させ、第２基板５２０を第１基板５１０に近接させた後、前記第１基板５１０と第２基板５２０を整列させる（３Ｓ）。
【００６４】
前記両基板を貼り合わせた後、前記第１、第２基板５１０、５２０を貼り合わせるシーズ剤にＵＶを照射するか、前記シール剤に部分的に熱又は圧力を伝達して、前記シール剤を硬化させ、前記第１、第２基板５１０、５２０を固定する（５Ｓ）。ここで、前記固定工程は、基板が大型化（１０００ｍｍ×１２００ｍｍ）し、液晶滴下後に両基板を貼り合わせるため、貼り合わせ工程の後次の工程を進行するか移動する時に貼り合わせられた両基板が捻れて、誤整列が発生する可能性が高い。従って、貼り合わせ後に次の工程を進行するか、移動する時に貼り合わせされた両基板の誤整列が発生することを防止し、貼り合わせられた状態を維持させるために固定するのである。勿論、前記固定工程は省略可能である。
【００６５】
上述したように、両基板の固定が完了したら、図１５のように、前記ステージで静電吸着法で吸着することを停止（ＥＳＣｏｆｆ）した後、前記上部ステージ１２１を上昇させ、上部ステージ１２１を前記貼り合わせられた両ガラス基板５１０、５２０から分離させる。
【００６６】
そして、図１６に示すように、前記工程補助手段６００を用いて貼り合わせ完了した貼り合わせ基板５００を下部ステージ１２２に固定する。即ち、工程補助手段６００を構成する駆動部６３０の昇降シリンダー６３２を駆動させながら回転軸６１０を上向きに移動させると共に、回転モータ６３１を駆動させながら前記回転軸６１０を回転させ、受止部６２０を作業部位に位置させる。
この際、前記回転軸６１０は、だいたい貼り合わせ基板５００の上面の高さより所定の高さだけ更に上向きに移動する。
【００６７】
上記した状態で各工程補助手段６００を構成する昇降シリンダ６３２は継続的に駆動しながら回転軸６１０を下向きに移動させ、各受止部６２０が前記貼り合わせ基板５００を固定する。これにより、次の工程のベント工程時に基板間のすれ違いや貼り合わせ基板の捻れを防止できる。
【００６８】
そして、図１７のように、ベント管１１３に備えられた開閉バルブ１１３ａを開放して、空気、或いはガス（例えば、Ｎ_２ガスなど）が前記ベント管１１３の開放された管路を介して真空チャンバー１１０の内部に流入するようにしてチャンバー１１０をベントさせる（６Ｓ）。
【００６９】
このように、前記貼り合わせ器チャンバー１１０がベントすると、前記シール剤により貼り合わせられた第１、第２基板の間は真空状態となり、前記貼り合わせ器チャンバー１１０は大気状態となるので、大気圧によって真空状態の第１、第２基板５１０、５２０は均一なギャップを維持するように均一な圧力で加圧される。ここで、前記貼り合わせられた第１、第２基板５１０、５２０は大気圧により加圧されるだけでなく、ベント時に入力されるＮ_２又は乾燥空気の注入力によっても加圧される。
【００７０】
また、前記チャンバーを急速にベントさせると、基板の揺れや貼り合わせ基板の誤整列が発生し得るので、１次で徐々にベントを進行させることで基板の揺れを防止し、一定の時点に到達したら、２次でベントの速度を異なるようにして、より迅速に大気圧状態に至るようにすることもできる。
【００７１】
そして、加圧された基板をアンローディングする（７Ｓ）。即ち、加圧が完了すると、第１、第２リフティング手段４２０、４３０の各駆動部を駆動させ、それぞれの昇降軸、及びそれぞれの受止部を上向きに移動させることで、下部ステージ１２２に載せられていた貼り合わせ基板を前記下部ステージ１２２から脱去すると共に、継続的に上向きに移動させ、前記下部ステージ１２２の上側の空間上に位置させる。その後、ローディング３００を制御して、第２基板５２０をローディングさせた第２アーム３２０が貼り合わせ器チャンバー１１０の内部に再び搬入されるようにする。この際、前記第２アーム３２０の搬入位置は、第１、第２リフティング手段４２０、４３０により上向きに移動した貼り合わせ基板の下部に位置するようにする。
【００７２】
この状態で第１、第２リフティング手段４２０、４３０の各駆動部を駆動させ、それぞれの昇降軸、及びそれぞれの受止部を下向きに移動させると、前記各受止部の上面に載せられていた貼り合わせ基板は前記第２アーム３２０の上面に載せられ、前記各受止部は継続的な下向き移動によって下部ステージ１２２の収容部内に収容される。
その後、ローダ部３００の制御によって第２アーム３２０が貼り合わせ器チャンバー１１０の外部に搬出され、貼り合わせ基板のアンローディングが完了する。
【００７３】
勿論、上記したような貼り合わせ基板のアンローディング過程が完了すると、アーム３１０、及び第１、第２リフティング手段４２０、４３０による第１基板５１０のローディング過程が行われることは当然であり、かかる過程は上述したので省略する。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による貼り合わせ装置、及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法においては次のような効果がある。
【００７５】
第一に、搬送装置を用いて貼り合わせる基板を貼り合わせ器チャンバーにローディングし、貼り合わせられた基板を貼り合わせ器チャンバーからアンローディングするので、下部チャンバーユニットで基板をローディング及びアンローディングする関連技術の製造方法に比べてローディング及びアンローディング時間を短縮して、生産性を向上させえる。
【００７６】
第二に、第２基板を上部ステージに静電吸着する過程で、前記工程補助手段が前記第２基板を持ち上げることで、前記上部ステージに第２基板をより容易に静電吸着させえる。特に、このような効果によって静電吸着のための過程時（或いは、チャンバー部の内部を真空状態化する過程時）には、前記上部ステージを第２基板の安着する位置に最大限近接させなくても良い制御上の長所を有する。
【００７７】
第三に、前記受止手段が第２基板の中央部分を受け止めるため、基板が大型化しても基板の撓みによって受止手段から離脱するような問題を解決できる。
【００７８】
第四に、工程補助装置を用いて貼り合わせ基板を下部ステージに固定するので、基板間の貼り合わせ工程が完了して真空チャンバー内の真空状態を解除する過程において急激な圧力の変化によって貼り合わせられた基板間に捻れが生じることを防止できる。
【００７９】
第五に、各基板のローディング時に、工程補助手段が搬送装置をなすアームの各フィンガー部の先端を支持できるように動作することにより、フィンガー部の先端が垂れ下がることが防止されるので、より安定的に基板のローディングが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】従来の液晶滴下方式の液晶表示素子の貼り合わせ装置を製造順序に従って概略的に示す構成図である。
【図１Ｂ】従来の液晶滴下方式の液晶表示素子の貼り合わせ装置を製造順序に従って概略的に示す構成図である。
【図２】従来の貼り合わせ装置を構成する基板受止手段の動作状態を概略的に示す要部斜視図である。
【図３】本発明による工程補助手段が適用された真空貼り合わせ装置の内部状態を概略的に示す構成図である。
【図４】本発明による工程補助手段の斜視図である。
【図５】本発明による工程補助手段の装着状態を示す平面図である。
【図６】本発明による第１、第２リフティング手段の斜視図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、第２基板ローディング時の貼り合わせ器チャンバーの断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、第２基板ローディング時の搬送装置、及び工程補助手段の動作状態を概略的に示す平面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、第１基板ローディング時の貼り合わせ器チャンバーの動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、第１基板ローディング時の貼り合わせ器チャンバーの動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、第１基板ローディング時の貼り合わせ器チャンバーの動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、貼り合わせ器チャンバーの真空時の動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、上部ステージが静電吸着で第２基板を吸着する動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、上部ステージが静電吸着で第２基板を吸着する動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１５】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、貼り合わせ状態を概略的に示す構成図である。
【図１６】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、工程補助手段で貼り合わせられた基板を下部ステージに固定する動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１７】本発明による液晶表示装置の製造方法のうち、貼り合わせ器チャンバーをベントさせる動作状態を概略的に示す構成図である。
【図１８】本発明による液晶表示装置の製造工程の順序を示す動作順序図である。
【符号の説明】
１１０：真空チャンバー
１２１：上部ステージ
１２２：下部ステージ
３００：搬送装置
４１０：受止手段
４２０：第１リフティング手段
４３０：第２リフティング手段
６００：工程補助手段
６１０：回転軸
６２０：受止部
６３０：駆動部

Claims

第１、第２基板の貼り合わせ工程が行われる貼り合わせ器チャンバー、
前記貼り合わせ器チャンバー内にそれぞれ対向して備えられ、搬入された第２、第１基板をそれぞれ吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージ、
前記上部ステージ及び下部ステージに結合され、前記上部ステージ及び下部ステージを昇降又は回転させる軸と、前記軸のそれぞれを昇降又は回転させるように駆動する駆動モータを有するステージ移動装置、
前記貼り合わせ器チャンバーの内部に設けられ第２基板を受け止める受止手段、
前記下部ステージに第１基板がローディングされる時と、貼り合わせられた第１、第２基板が前記下部ステージからアンローディングされる時に基板をリフティングするリフティング手段、及び
前記貼り合わせ器チャンバー内に昇降及び回転するように備えられ、貼り合わせ完了した基板を前記下部ステージに固定するか、或いは前記上部ステージに固定する基板を受け止める、前記下部ステージの縁部に対応する複数の工程補助手段を含むことを特徴とする貼り合わせ装置。
前記上部ステージ及び下部ステージは、静電吸着力で前記各基板を吸着する静電チャックを備える請求項１記載の貼り合わせ装置。
前記リフティング手段は、
前記下部ステージに備えられて基板の中央部分を受け止める第１リフティング手段、及び
前記下部ステージの両側の上面の縁部に形成され、基板の縁部を受け止める第２リフティング手段を含む請求項１記載の貼り合わせ装置。
前記貼り合わせ器チャンバー内にそれぞれ対向して備えられ、搬入された第２、第１基板をそれぞれ吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージ、
前記上部ステージ及び下部ステージに結合され、前記上部ステージ及び下部ステージを昇降又は回転させる軸と、前記軸のそれぞれを昇降又は回転させるように駆動する駆動モータを有するステージ移動装置、
前記貼り合わせ器チャンバーの内部に設けられて前記第２基板を受け止める受止手段、
前記下部ステージに前記第１基板がローディングされる時と、貼り合わせられた前記第１、第２基板が前記下部ステージからアンローディングされる時に基板をリフティングするリフティング手段、及び
前記貼り合わせ器チャンバー内に昇降及び回転するように備えられ、貼り合わせ完了した基板を前記下部ステージに固定するか、或いは前記上部ステージに固定する基板を受け止める、前記下部ステージの縁部に対応する複数の工程補助手段を含む貼り合わせ装置を用いた液晶表示装置の製造方法において、
（ａ）前記第１基板及び第２基板を前記各ステージにローディングする工程、
（ｂ）前記受止手段を駆動させて、上部ステージにローディングされた前記第２基板を前記受止手段に載置し、前記貼り合わせ器チャンバーを真空にする工程、
（ｃ）前記第２基板を前記上部ステージが吸着して、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる工程、及び
（ｄ）前記貼り合わせられた第１、第２基板を前記リフティング手段を用いて前記下部ステージから脱去させアンローディングする工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記ローディング工程は、
前記第２基板を搬送装置を用いて前記貼り合わせ器チャンバー内に搬入し、前記上部ステージに吸着させる工程、及び
前記第１基板を前記搬送装置を用いて前記貼り合わせ器チャンバー内に搬入し、前記リフティング手段で第１基板を受け止め、前記下部ステージに吸着させる工程を含む請求項４記載の貼り合わせ装置の製造方法。
前記リフティング手段は、前記下部ステージに備えられて基板の中央部分を受け止める第１リフティング手段と、前記下部ステージの両側の上面の周縁に形成され、基板の縁部を受け止める第２リフティング手段とを備えて構成され、前記第２リフティング手段が先に前記第１基板を受け止め、後で前記第１リフティング手段が第１基板を受け止める請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
前記搬送装置の一方を支持するように前記工程補助手段を駆動させる工程を更に含む請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
前記工程補助手段は、
回転及び昇降可能に装着された回転軸と、その回転軸の一端に一体化され、且つ各基板又は搬送装置の所定の部位と接触する受止部と、前記回転軸の他端に装着された駆動部とを備え、
前記工程補助手段の駆動工程は、前記駆動部を駆動して前記受止部を前記搬送装置の位置に移動させる工程と、
前記搬送装置が掛けられるように前記受止部を回転させる工程とを含む請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
前記第２基板を前記上部ステージが吸着して、前記第１基板、第２基板とを貼り合わせる工程の後、前記貼り合わせられた両基板を加圧するために前記貼り合わせ器チャンバー内を大気圧に近付ける工程を更に含む請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記工程補助手段を用いて前記貼り合わせられた基板を前記下部ステージに固定する工程の後、前記貼り合わせ器チャンバー内を大気圧に近付ける工程を更に含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記工程補助手段は、回転及び昇降可能に装着された回転軸と、その回転軸の一端に一体化され、且つ各基板又は搬送装置の所定の部位と接触する受止部と、前記回転軸の他端に装着された駆動部とを備え、
前記工程補助手段を用いて前記貼り合わせ基板を前記下部ステージに固定させる工程は、前記駆動部を駆動させて、前記受止部を前記貼り合わせ基板の位置に移動させる工程と、
前記搬送装置を掛けられるように前記受止部を回転させる工程と、
前記受止部を下向きにさせ、前記貼り合わせ基板を下部ステージに固定する工程とを含む請求項１０記載の液晶表示装置の製造方法。
前記第２基板を前記上部ステージが吸着して、前記第１基板、第２基板とを貼り合わせる工程の後、前記貼り合わせられた両基板を固定する工程を更に含む請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記ローディング工程時に、前記各ステージは真空吸着法で基板を吸着する請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空工程の後、前記受止手段に位置した前記第２基板を前記上部ステージが静電吸着して上昇する工程を更に含む請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記上部ステージが前記第２基板を静電吸着する時、前記工程補助手段を駆動させ、前記受止手段に位置した前記第２基板を前記上部ステージ側に押す工程を含む請求項１４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記アンローディング工程前に貼り合わせる基板を前記上部ステージにローディングする請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記第１基板と第２基板とを貼り合わせた後、前記第１基板と前記第２基板とを共に固定させるために、シール剤を塗布する工程を更に含む請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記貼り合わせられた両基板から前記上部ステージを分離するために、前記上部ステージを上昇させる工程を更に含む請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
前記貼り合わせられた両基板を分離するために、前記第１リフティング手段と前記第２リフティング手段とを駆動させ、前記加圧した両基板をアンローディングする工程を更に含む請求項１６記載の液晶表示装置の製造方法。