KR100720247B1

KR100720247B1 - 디스플레이 패널의 접합 장치

Info

Publication number: KR100720247B1
Application number: KR1020030043427A
Authority: KR
Inventors: 시미즈야스시
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2007-05-22
Also published as: KR20040014906A; TW200402579A; TWI282029B; CN1485663A; JP4039174B2; JP2004077583A

Abstract

본 발명은, 차광 마스크에 드는 비용을 저렴하게 하는 것을 가능하게 한 디스플레이 패널의 접합 장치를 제공한다.

2장의 광투과성 기판(7, 7) 사이에 끼워진 자외선 경화성 접착제(8)에 자외선을 조사하여, 상기 2장의 광투과성 기판(7, 7)을 접합시키는 디스플레이 패널의 접합 장치로서, 광투과성 기판에 상기 자외선 경화성 접착제(8)에 대응하는 투광부 (32)를 남기고 차광부(31)를 형성한 차광 마스크(3)와, 자외선을 투과하는 부재로 형성되고, 차광 마스크(3)를 유지하는 마스크 유지 수단(2)과, 차광 마스크(3)보다 큰 개구부(1a)를 갖고, 마스크 유지 수단(2)을 유지하는 마스크 스테이지(1)를 구비하는 것을 특징으로 하며, 종래의 차광 마스크의 기능을 차광 마스크(3)와 마스크 유지 수단(2)으로 분할함으로써, 전체적으로 접합 장치의 비용을 저감화할 수 있다.

Description

디스플레이 패널의 접합 장치{BONDING APPARATUS OF DISPLAY PANEL}

도 1은 제1 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성의 일부를 도시하는 사시도,

도 2는 제1 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도,

도 3은 제2 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도,

도 4는 제3 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성의 일부를 도시하는 사시도,

도 5는 제3 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도,

도 6은 종래 기술의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도,

도 7은 제1 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성의 일부를 도시하는 정면 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 마스크 스테이지 1a : 마스크 스테이지의 개구부

2 : 마스크 유지 수단 3 : 차광 마스크

31 : 차광부 32 : 투광부

4 : 흡착판(또는 흡착 패드) 5 : 진공 배관

6 : 워크 스테이지 7 : 유리 기판

8 : 시일제 9 : 광 조사부

10 : 광원(램프) 11 : 마스크 유지 수단

111 : 진공실(감압실) 112 : 진공 흡착 구멍

12 : 위치결정 핀 13 : 고정 기구

본 발명은, 디스플레이 패널의 조립 공정에서, 2장의 광투과성 기판을 광경화형의 접착제로 접합시키는 디스플레이 패널의 접합 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 소자의 제조 방법으로서, 일본국 특개평 9-73096호 공보에도 개시되어 있는 바와 같이, 적하 공법(One Drop Fill)이 채용되고 있다.

이 공법은, 먼저, 광투과성 기판(유리 기판) 상에, 자외선 경화 수지인 시일제에 의해 둘러싸고, 그 속에 액정을 적하한다. 액정이 적하된 유리 기판 상에 별도의 유리 기판을 얹어놓고, 이 유리 기판 너머로, 시일제에 자외선을 조사하여 시일제를 경화시켜, 2장의 유리 기판을 접합시키는 것이다. 시일제에 자외선을 조사할 때, 액정에 자외선이 조사되면, 액정이 분해나 특성 변화를 일으키므로, 시일제 이외의 액정에 자외선이 조사되지 않도록 자외선 조사 장치의 광원과 유리 기판의 사이에 차광 마스크를 설치하여, 자외선을 조사하고 있다.

도 6은, 종래 기술의 디스플레이 패널의 접합 장치의 일례를 도시하는 도면이다.

이 도면에 나타낸 바와 같이, 이 접합 장치는, 워크 스테이지 상에 시일제를 사이에 끼워 형성된 2장의 유리 기판을 얹어놓고, 그 상부에서, 상기 시일제에 위치하는 개소는 투광부로 형성하고, 상기 시일제로 둘러싸여 액정이 충전되는 개소에 상당하는 개소는 차광부로 형성한 차광 마스크를, 마스크 스테이지의 하측에서 진공 흡착에 의해 유지하고, 또한 이 차광 마스크의 상부에 배치된 광 조사부의 광원(램프)으로부터, 차광 마스크의 투광부를 개재하여 시일제에 자외선을 조사하는 것이다.

도 7은, 차광 마스크의 유지 수단으로서, 도 6에서의 차광 마스크를 마스크 스테이지의 하측에서 진공 흡착하여 유지하는 것을 대신하여, 마스크 스테이지 상에 차광 마스크를 얹어놓는 경우의 예를 도시하는 도면이다.

상술한 바와 같이, 차광 마스크는, 시일제에 대응하는 개소만 자외선이 투과하는 투광부로 형성하고, 그 이외의 부분을 차광부로 형성하며, 이 차광부는, 통상, 석영판에 크롬 도금함으로써 만들어지는데, 최근, 액정 유리 기판은 해마다 대형화하고 있어, 액정 유리 기판의 대형화에 따라 상기 차광 마스크도 대형화하고 있다.

또한, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 차광 마스크를 마스크 스테이지에 유지할 때는, 차광 마스크에「유지 부분」을 형성할 필요가 있으므로, 차광 마스크를 접합을 행하는 유리 기판보다, 보다 한층 크게 형성할 필요가 있다. 또, 차광 마스크는, 상기의「유지 부분」을 확보하기 위해 유리 기판의 사이즈보다 크게 할 필요가 있는 동시에, 자중에 의한 휨을 방지하기 위해 두께도 두껍게 할 필요가 있다.

그 결과, 예를 들면 유리 기판 사이즈가, 680 ×880mm인 경우, 차광 마스크의 크기는 800 ∼ 850 ×1050 ∼ 1100mm이고 두께는 5 ∼ 10 mm 정도의 크기가 필요하게 된다.

또, 차광 마스크는, 반도체의 노광 장치에 사용되는 마스크(레티클)와 마찬가지로, 자외선을 효율적으로 투과시키기 위해 석영이 사용되나, 석영은 유리 소재 중에서도 고가인 것이다. 또한, 차광 마스크는, 크롬 도금을 행하는 면의 평면도를 좋게하기 위해 높은 가공 정밀도가 필요하다.

상기한 것과 같은 큰 면적의 석영 표면을 높은 정밀도로 가공하기 위해서는, 대형의 가공 장치와 장시간을 요하여, 마스크에 드는 비용이 대단히 커진다. 또한, 차광 마스크는, 유리 기판에 형성하는 패턴 수만큼 필요해지므로, 차광 마스크의 비용만으로, 접합 장치의 가격이 대단히 고가인 것이 되어 버린다.

또, 차광 마스크가 대형화하면, 차광 마스크용의 석영 기판에 크롬을 증착하기 위한 장치가 없고, 또 증착한 크롬을 에칭하여 차광부의 패턴을 형성하기 위한 장치도 없는 등, 차광 마스크에 패턴을 형성하기 위해 필요한 여러가지 장치가 없 다. 이 때문에, 이들 장치를 만든 후 차광 마스크를 만들려고 하면 차광 마스크의 가격이 대단히 높아져 버린다.

본 발명의 목적은, 상기의 여러가지 문제점을 감안하여, 차광 마스크에 드는 비용을 저렴하게 하는 것을 가능하게 한 디스플레이 패널의 접합 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 수단을 채용하였다.

제1 수단은, 2장의 광투과성 기판 사이에 끼워진 자외선 경화성 접착제에 자외선을 조사하여, 상기 2장의 광투과성 기판을 접합시키는 디스플레이 패널의 접합 장치로서, 광투과성 기판에 상기 자외선 경화성 접착제에 대응하는 투광부를 남기고 차광부를 형성한 차광 마스크과, 자외선을 투과하는 부재로 형성되고, 상기 차광 마스크를 유지하는 마스크 유지 수단과, 상기 차광 마스크보다 큰 개구부를 갖고, 상기 마스크 유지 수단을 유지하는 마스크 스테이지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 마스크 유지 수단은, 상기 차광 마스크를 이 차광 마스크의 차광부에서 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성의 일부를 도시하는 사시도, 도 2는 이 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도이다.

이들 도면에서, 1은 마스크 유지 수단을 지지하는 마스크 스테이지, 1a는 마 스크 스테이지의 개구부, 2는 투명 부재(석영)로 형성되어, 차광 마스크를 유지하는 마스크 유지 수단, 3은 흡착판(또는 흡착 패드)을 개재하여 마스크 유지 수단(2)에 유지되는 차광 마스크, 31은 차광 마스크(3)에서의 차광부, 32는 차광 마스크(3)에서의 투광부, 4는 마스크 유지 수단(2)의 하면에 설치되어, 진공 배관에 접속되는 차광 마스크(3)를 면 흡착하는 흡착판(또는 흡착 패드), 5는 자외선에 내성을 갖는, 예를 들면 스테인리스 등의 금속으로 이루어지는 진공 배관, 6은 유리 기판을 얹어놓는 워크 스테이지, 7은 접합을 행하는 유리 기판, 8은 2장의 유리 기판(7, 7) 사이에 형성된 시일제, 9는 차광 마스크(3)의 투광부(32)를 개재하여 시일제(8)에 자외선을 조사하는 광 조사부, 10은 자외선을 방사하는 광원(램프)이다.

본 실시 형태에서는, 마스크 유지 수단(2)으로서, 차광 마스크(3) 전체를 흡착하는 큰 것은 필요 없고, 도 1에 도시하는 바와 같이 분할된 다수의 봉 형상의 것을 사용해도 되고, 또 일체로 형성된 것을 사용해도 된다. 그 결과, 마스크 유지 수단(2)으로서, 1장의 가공 정밀도가 높은 큰 석영판을 사용할 필요가 없으므로, 부재가 소형화되어, 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

이 장치에서, 진공 배관(5)에 의해, 광원(램프)(10)과 차광 마스크(3) 사이에 불투명한 배관이 존재하게 되나, 마스크 유지 수단(2)에 진공 흡착 구멍을 형성하는 위치를 차광 마스크(3)의 차광부(31)의 위치가 되도록 배치하고, 배관은 진공 흡착 구멍의 위치로부터 수직으로 가능한 한 광원(램프)(10)의 가까이까지 일으켜 세우고, 이 후 굽혀 장치 밖으로 연장되도록 한다. 이렇게 배관함으로써, 일으켜 세운 부분의 그림자는, 차광부(31)에 숨겨지므로 문제가 없고, 또 굽어져 장치 밖으로 연장되는 부분의 그림자는, 광원(램프)(10)에 가깝다는 것과, 광원(램프)(10)으로부터의 광이 발산광이라는 것에 의해 전체가 희미해져, 거의 영향을 주지 않는다.

흡착판(4)으로는, 다수의 진공 흡착 구멍을 형성한 플레이트를 사용하나, 다공질의 소결체를 사용한 것이 시판되어 있어, 이것을 이용하는 것이 가능하다. 다공질의 소결체를 사용하면, 일반적으로 진공 흡착 구멍을 형성한 것보다, 개구율을 크게 할 수 있어, 큰 흡착력(마스크의 유지력)을 얻을 수 있다. 또 흡착판(4)에 의해 차광 마스크(3)의 어느 정도의 면적을 유지할 수 있도록 할 수 있기 때문에, 진공 배관(5)의 개수를 비교적 적게 할 수 있다.

또한, 차광 마스크는, 대부분이 차광부로 형성되므로, 이 부분을 이용하여 차광 마스크를 유지할 수 있기 때문에, 차광 마스크가 얇아도 휨이 적은 상태로 유지하는 것이 가능해진다.

또, 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 이 접합 장치에서는, 워크 스테이지(6) 상에 시일제(8)를 사이에 끼고 형성된 2장의 유리 기판(7)의 상부에, 시일제(8)에 위치하는 개소는 투광부(32)로 형성되고, 시일제(8)로 둘러싸여 액정이 충전된 개소에 상당하는 개소는 차광부(31)로 형성된 차광 마스크(3)가 마스크 유지 수단(2)에 의해 진공 흡착에 의해 유지되고, 차광 마스크(3)의 상부에 배치된 광 조사부(9)의 광원(램프)(10)으로부터, 차광 마스크(3)의 투광부(32)를 개재하여 시일제(8)에 자외선이 조사됨으로써, 시일제(8)가 자외선 경화되어, 2장의 유리 기 판(7)을 접합할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태를 도 3을 사용하여 설명한다.

도 3은, 본 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도이다.

이 도면에서, 11은 제1 실시 형태에 나타낸 마스크 유지 수단(2)과 다른 형태를 갖는, 투명 부재(석영)로 형성된 마스크 유지 수단, 111은 마스크 유지 수단(11) 내에 형성된 진공실(감압실), 112는 진공실(감압실)(111)로 연결되어 차광 마스크(3)를 흡착하기 위해 형성된 다수의 진공 흡착 구멍이다.

또한, 마스크 유지 수단(11)은, 진공 흡착 구멍(112)을 형성하는 측의 면은, 차광 마스크(3)를 좋은 평면도로 흡착할 수 있도록, 높은 평면도로 가공되어 있다. 또, 진공 흡착 구멍(112)은, 광을 투과하지만 렌즈 효과를 방지하기 위해 차광 마스크(3)의 차광부(31)에 위치하도록 형성한다. 그 밖의 구성은 도 2에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 접합 장치에서도, 워크 스테이지(6) 상에 시일제(8)를 사이에 끼고 형성된 2장의 유리 기판(7)의 상부에, 시일제(8)에 위치하는 개소가 투광부(32)로 형성되고, 시일제(8)로 둘러싸여 액정이 충전된 개소에 상당하는 개소가 차광부(31)로 형성된 차광 마스크(3)가 마스크 유지 수단(11)의 진공 흡착 구멍에 의해 흡착 유지되고, 또한 차광 마스크(3)의 상부에 배치된 광 조사부(9)의 광원(램프)(10)으로부터, 차광 마스크(3)의 투광부(32)를 개재하여 시일제(8)에 자외선이 조사됨으로써, 시일제(8)가 자외선 경화되어, 2장의 유리 기판(7)이 접합된다.

본 실시 형태의 접합 장치는, 제1 실시 형태의 것과 비교하여, 진공 배관을 설치할 필요가 없어지나, 마스크 유지 수단(11)에 진공실(감압실)(111)이 되는 공동(空洞)을 형성하는 가공이 필요해진다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태를 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다.

도 4는 본 실시 형태의 발명의 디스플레이 패널의 접합 장치의 구성의 일부를 도시하는 사시도, 도 5는 이 장치의 구성을 도시하는 정면 단면도이다.

이들 도면에서, 12는 마스크 유지 수단(2) 상에 유지된 차광 마스크(3)를 소정의 위치에 위치결정하는 위치결정 핀이다. A부는 마스크 스테이지(1) 상에 마스크 유지 수단(2)의 단부를 얹어놓고 진공 흡착에 의해 고정하는 상태를 나타내고, B부는 마스크 스테이지(1) 상에 마스크 유지 수단(2)의 단부를 얹어놓고 고정 기구(13)에 의해 고정하는 상태를 나타내고, A부 또는 B부 중 어느 하나의 고정 수단이 채용된다.

또한, 그 밖의 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서도, 마스크 유지 수단(2)은, 차광 마스크(3) 전체를 유지하는 큰 것은 필요 없고, 도 4에 도시하는 바와 같이 분할된 다수의 봉 형상의 것을 사용해도 되고, 또 분할되지 않은 일체로 형성된 것을 사용해도 된다. 이에 의해, 마스크 유지 수단(2)으로서 1장의 가공 정밀도가 높은 큰 석영판을 사용할 필요가 없어, 부재가 소형화되어, 비용이 저감된다.

또, 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 이 접합 장치에서는, 워크 스테이지(6) 상에 시일제(8)를 사이에 끼고 형성된 2장의 유리 기판(7)의 상부에, 시일제(8)에 위치하는 개소는 투광부(32)로 형성되고, 시일제(8)로 둘러싸여 액정이 충전된 개소에 상당하는 개소는 차광부(31)로 형성된 차광 마스크(3)가 마스크 유지 수단(2) 상에 유지되고, 또한 차광 마스크(3)의 상부에 배치된 광 조사부(9)의 광원(램프)(10)으로부터, 차광 마스크(3)의 투광부(32)를 개재하여 시일제(8)에 자외선을 조사함으로써, 시일제(8)가 자외선 경화되어, 2장의 유리 기판(7)을 접합하는 것이 가능해진다.

이상 기술한 바와 같이, 상기 각 실시 형태에 나타낸 디스플레이 패널의 접합 장치는, 종래의 차광 마스크의 기능 중, 소정의 영역에만 광을 조사하는 기능을 차광 마스크에, 마스크를 마스크 스테이지에 평면도 높게 유지하는 기능을 마스크 유지 수단에 분할한 점에 특징을 갖는 것이며, 이렇게 구성함으로써 접합 장치의 비용을 저감하는 것이 가능해지는 것이다.

즉, 마스크 유지 수단은, 차광 마스크가 작고 얇게 제작되는 결과, 마스크 스테이지에 유지할 수 없는 크기가 되므로, 또 유지된 상태에서는 휨을 발생시키므로, 차광 마스크를 유지하고, 휘어지게 하지 않는 투명한 차광 마스크의 유지 수단으로서 설치되는 것이다. 마스크 유지 수단을 설치하는 것은, 종래 장치에 비해 새롭게 구성 부품이 증가한 것이 되어, 비용 상승 요인이 된다. 그러나, 마스크 패턴이 변화함에 따라 차광 마스크가 변화해도, 마스크 유지 수단은 그대로 범용적으로 사용하는 것이 가능하므로, 차광 마스크만을 교환하면 되어, 전체적으로 접합 장치를 저비용화하는 것이 가능해진다.

또, 상기 각 실시 형태의 차광 마스크는, 종래의 차광 마스크와 같은 고가의 석영을 재료로서 사용할 필요가 없고, 워크용으로 제작된 광투과성 기판과 동일한 광투과성 기판을 사용하는 것이 가능하며, 광투과성 기판에 대해서는, 디스플레이 패널 제조 회사는, 당연히 많은 광투과성 기판을 갖고 있기 때문에, 차광 마스크와 공통으로 사용하는 것이 가능하여, 차광 마스크를 염가로 제조하는 것이 가능하다. 또한, 광투과성 기판(유리 기판)은, 높은 평면 정밀도가 요구되지만, 종래의 차광 마스크 같은「유지 부분」등은 불필요해져, 그 크기는 워크(2장의 유리 기판)와 동일 크기까지 작게 하는 것이 가능하여, 보다 한층 염가로 제작하는 것이 가능해진다.

또한, 광투과성 기판과 동일한 기판을 차광 마스크로서 사용하면, 광투과성 기판용의 증착 장치나 에칭 장치 등의 기존의 장치를 그대로 사용할 수 있기 때문에, 종래의 차광 마스크처럼 이를 위해 제작된 각별한 장치를 필요로 하지 않으므로, 보다 한층 차광 마스크를 염가로 제조하는 것이 가능해진다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 디스플레이 패널의 접합 장치로서, 광투과성 기판에 상기 자외선 경화성 접착제에 대응하는 투광부를 남기고 차광부를 형성한 차광 마스크과, 자외선을 투과하는 부재로 형성되고, 상기 차광 마스크를 유지하는 마스크 유지 수단과, 상기 차광 마스크보다 큰 개구부를 갖고, 상기 마스크 유지 수단을 유지하는 마스크 스테이지를 사용하도록 하였으므로, 마스크 유지 수단은, 마스크 패턴이 변화함에 따라 차광 마스크가 변화해도, 마스크 유지 수단은 그대로 범용적으로 사용할 수 있고, 차광 마스크만을 교환하면 되어, 전체적으로 접합 장치를 저비용화할 수 있다. 또, 차광 마스크로서, 종래의 차광 마스크처럼 고가인 석영을 재료로서 사용할 필요가 없고, 워크용으로 제작된 광투과성 기판과 동일한 광투과성 기판을 사용하는 것이 가능하여, 액정 패널 제조 회사는 많은 광투과성 기판을 갖고 있으므로, 차광 마스크와 공통적으로 사용하는 것이 가능하고, 또한, 종래의 차광 마스크처럼 「유지 부분」등은 불필요하므로, 그 크기는 광투과성 기판(유리 기판)과 같은 크기까지 작게 하는 것이 가능해져, 차광 마스크를 염가로 제조하는 것이 가능하다. 또한, 차광 마스크 상에 크롬 도금으로 이루어지는 패턴을 형성하기 위한 장치로서 기존의 장치를 사용할 수 있으므로, 종래의 차광 마스크처럼 이를 위한 각별한 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 한층 차광 마스크를 염가로 제조하는 것이 가능해진다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 마스크 유지 수단은, 차광 마스크를 이 차광 마스크의 차광부에서 유지하도록 구성하였으므로, 차광 마스크는 많은 부분이 차광부로 형성되어 있기 때문에, 넓은 범위에서 차광 마스크를 유지하는 것이 가능해져, 차광 마스크가 얇아도 평면도 높게 유지하는 것이 가능해진다.

Claims

2장의 광투과성 기판 사이에 끼워진 자외선 경화성 접착제에 자외선을 조사하여, 상기 2장의 광투과성 기판을 접합시키는 디스플레이 패널의 접합 장치에 있어서,

상기 광투과성 기판과 동일하게 제작된 광투과성 기판에 상기 자외선 경화성 접착제에 대응하는 투광부를 남기고 차광부를 형성한 차광 마스크와,

자외선을 투과하는 부재로 형성되고, 상기 차광 마스크를 유지하는 마스크 유지 수단과,

상기 차광 마스크보다 큰 개구부를 갖고, 상기 마스크 유지 수단을 유지하는 마스크 스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 유지 수단은, 상기 차광 마스크를 이 차광 마스크의 차광부에서 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 접합 장치.