KR100720414B1 - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

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이상석
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Abstract

본 발명은 액정 적하 방식의 액정표시장치 제조 방법에 관한 것으로, 제 1 기판과, 실재가 형성된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 정렬하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정; 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고 상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며; 상기 로딩하는 공정은, 상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과, 상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과, 상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과, 상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과, 상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
액정 적하 방식 액정표시장치 제조 방법, 액정표시장치의 합착 방법

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{Method for manufacturing liquid crystal display device}
도 1a 내지 1f는 종래의 액정 적하 방식의 액정표시장치 공정을 도시한 모식적 단면도
도 2a 내지 2h는 본 발명에 따른 액정 적하 방식의 액정표시장치 공정을 도시한 모식적 단면도
도 3은 본 발명에 따른 합착 공정 순서도
도 4(a) 내지 4(c)는 본 발명에 따른 정렬 방식을 설명하기 위한 대 마크(Rough Align Mark) 설명도
도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 정렬 방식을 설명하기 위한 소 마크(Fine Align Mark) 설명도
도 6은 본 발명에 따른 정렬 시 카메라의 포커싱 위치 설명도
도 7은 본 발명 제 1 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 8은 본 발명 제 2 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 9는 본 발명 제 3 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 10은 본 발명 제 4 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 11은 본 발명 제 5 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 12는 본 발명 제 6 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 실재 레이 아웃도
도 13은 도 7의 I-I'선상의 상하부 스테이지 및 기판 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 진공 합착기 챔버 11, 13 : 유리 기판
12 : 액정 14 : 실재
15 : 상부 스테이지 16 : 하부 스테이지
17 : 홀 18a, 18b : UV 조사 핀 또는 열 가열장치
본 발명은 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 액정 적하 방식의 액정표시장치 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid 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.
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.
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.
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.
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 신호 를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
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.
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.
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.
그러나 이와 같은 일반적인 액정 주입식 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다.
둘째, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.
셋째, 상기와 같이 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되므로 여러개의 액정 주입 장비가 요구되어 많은 공간을 요구하게 된다.
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.
이와 같은 액정 적하 방식을 이용한 종래의 액정표시장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 1f는 종래의 액정 적하 방식에 따른 액정표시장치의 공정 단면도이다.
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(1)는 액정 주입구가 없이 형성된다.
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.
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.
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.
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.
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.
도 1f와 같이, 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.
그러나, 이와 같은 종래의 액정 적하 방식의 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 동일 기판에 실재를 형성하고 액정을 적하하므로 두 기판을 합착하기 전까지의 공정 시간이 많이 소요된다.
둘째, 상기 제 1 기판에는 실재가 도포되고 액정이 적하된 반면 상기 제 2 기판에는 어떤 공정도 수행되지 않으므로 제 1 기판과 제 2 기판의 공정 간에 불균형(Unbalance)이 발생되어 생산 라인을 효율적으로 가동하기 곤란하다.
셋째, 상기 제 1 기판에 실재가 도포되고 액정이 적하되므로 합착하기 전에 세정 장비(USC)에서 실재가 도포된 기판을 세정을 할 수 없게된다. 따라서, 상하 기판을 합착하는 실재를 세척할 수 없어 파티클을 제거하지 못하고, 합착 시 실재 접촉 불량 발생을 야기한다.
넷째, 상기 제 1, 제 2 기판 정렬 시, 액정 또는 실재가 상기 제 2 기판에 접촉되도록하여 두 기판을 정렬시키므로 액정 또는 실재에 접촉되는 제 2 기판의 배향막이 데미지(Damage)를 받을 수 있고 이로 인하여 화질이 저하될 수 있다. 또한, 상하부 스테이지의 수평도에 이상이 있을 경우 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 접촉될 수 있으므로 각 기판에 형성된 패턴들에 스크래치(scratch)가 발생될 수 있으며, 실재의 두께가 불균일하게 될 수 있다.
다섯째, 기판 정렬시 2차에 걸쳐 정렬시키고 있으나, 단지 두 기판 사이의 거리만을 가변하여 정렬시키므로 두 기판을 정확하게 정렬시키는데 한계가 있다.
여섯째, 기판 크기가 대형화 함에 따라 합착 후 언로딩 공정 또는 후속 공정을 위해 기판을 이송 시, 기판이 고정되지 않아 틀어짐(misalign)이 발생할 수 있다.
일곱째, 기판 크기가 대형화 함에 따라, 후속 공정에서 실재를 경화할 때까지 합착 상태를 유지하기 어렵다.
여덟 번째, 기판의 틀어짐이 발생하면, 기판 사이의 액정에 유동이 발생하여 액정 배향 불량의 원인이 된다.
아홉 번째, 기판의 틀어짐이 발생하면, 상하 기판의 정렬이 틀어져 개구율이 저하될 수 있다.
열 번째, 액정의 배향 불량이 발생하면, 스크래치(scratch) 등의 얼룩과 휘도와 관련된 얼룩이 발생할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 공정 시간을 단축시키고 정렬 공정 등의 효율을 극대화하며 합착 후 미스 얼라인을 방지할 수 있는 액정 적하 방식의 액정표시장치 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 제 1 기판과, 실재가 형성된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 정렬하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정; 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고 상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며; 상기 로딩하는 공정은, 상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과, 상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과, 상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과, 상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과, 상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
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상기 1차 정렬은 대 마크만 정렬시킴이 바람직하다.
상기 제 1, 제 2 기판을 정렬시키는 공정은, 상기 하부 스테이지를 이동시켜대 마크와 소 마크를 차례로 정렬시킴이 바람직하다.
상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 각각 별개의 카메라에 의해 정렬시킴이 바람직하다.
상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 상기 제 2 유리 기판과 제 1 유리 기판 사이의 중간에 초점을 맞추어 정렬함이 바람직하다.
상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 상기 제 2 유리 기판의 마크와 제 1 유리 기판의 마크를 각각 번갈아 초점을 맞추어 정렬함이 바람직하다.
상기 합착하는 공정은, 압력을 적어도 2단계로 가변함이 바람직하다.
상기 실재는 메인 실재와 고정용 실재를 구비하고, 상기 합착된 기판을 고정하는 공정은, 상기 고정용 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 합착된 두 기판을 고정함이 바람직하다.
상기 고정용 실재는 기판의 가장자리에 형성함이 바람직하다.
상기 고정용 실재는 각 패널 사이의 컷팅 부분 및 기판의 가장자리에 형성함이 바람직하다.
상기 실재는, 복수개의 패널부에 적하된 액정을 밀봉하기 위한 복수개의 메인 실재와, 상기 복수개의 메인 실재를 보호하기 위한 더미 실재와, 상기 합착된 두 기판을 고정하기 위한 고정용 실재를 구비하고, 상기 합착된 기판을 고정하는 공정은, 상기 고정용 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 상기 합착된 두 기판을 고정함이 이 바람직하다.
상기 실재는, 복수개의 패널부에 적하된 액정을 밀봉하기 위한 복수개의 메인 실재와, 상기 복수개의 메인 실재를 각각 보호하기 위한 복수개의 더미 실재를 구비하고, 상기 합착된 기판을 고정하는 공정은, 상기 더미 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 상기 합착된 두 기판을 고정함이 바람직하다.
상기 고정 공정 시, 열 조건은 50 ∼200℃의 온도로 고정함이 바람직하다.
상기 고정 공정 시, 광 조건은 50 ∼500mW의 광으로 고정함이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 액정이 적하되고 메인 실재가 도포된 제 1 기판과, 고정용 실재가 도포된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정; 상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고 상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며; 상기 로딩하는 공정은, 상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과, 상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과, 상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과, 상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과, 상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 액정이 적하되고 고정용 실재가 형성된 제 1 기판과, 메인 실재가 형성된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정; 상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고 상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며; 상기 로딩하는 공정은, 상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과, 상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과, 상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과, 상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과, 상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 액정이 적하되고 메인 실재 및 고정용 실재가 형성된 제 1 기판과, 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정; 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정; 상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고 상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며; 상기 로딩하는 공정은, 상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과, 상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과, 상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과, 상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과, 상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 2h는 본 발명에 따른 액정표시장치의 공정을 도시한 모식적 단면도이다.
도 2a와 같이, 제 1 유리 기판(11)에 액정(12)을 적하하고, 제 2 유리 기판(13)에 실재(14)를 도포한다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13) 중 하나의 기판에는 복수개의 패널이 설계되어 각 패널에 박막트랜지스터 어레이가 형성되며, 나머지 기판에는 상기 각 패널에 상응하도록 복수개의 패널이 설계되어 각 패널에 블랙매트릭스층, 칼라 필터층 및 공통전극 등이 구비된 칼라필터 어레이가 형성된다. 설명을 쉽게하기 위하여 박막트랜지스터 어레이가 형성된 기판을 제 1 유리 기판(11)이라 하고, 칼라 필터 어레이가 형성된 기판을 제 2 유리 기판(13)이라 한다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 진공 합착기 챔버(10)에 로딩하여 합착 공정을 실시한다.
여기서, 상기 합착 공정을 보다 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 합착 공정 순서도이다.
본 발명에 따른 합착 공정은 크게 진공 합착기 챔버에 두 기판을 로딩하는 공정, 상기 두 기판을 정렬하는 공정, 상기 두 기판을 합착하는 공정, 상기 합착된 두 기판을 고정하는 공정, 그리고 상기 고정된 두 기판을 진공 합착기 챔버로부터 언로딩하는 공정으로 구분할 수 있다.
상기 로딩하는 공정은, 도 2b와 같이, 실재(sealant)(14)가 도포된 제 2 유리 기판(13)을 실재(14)가 도포된 부분이 하 방향을 향하도록 하여 진공 합착기 챔버(10)의 상부 스테이지(15)에 진공 흡착법으로 고정시키고(31S), 액정(12)이 적하된 제 1 유리 기판(11)을 진공 합착기 챔버(10)의 하부 스테이지(16)에 진공 흡착법으로 고정시킨다(32S). 이 때, 상기 진공 합착기 챔버(10)는 대기 상태를 유지한다.
이를 구체적으로 설명하면, 실재(sealant)(14)가 도포된 제 2 유리 기판(13)을 실재(14)가 도포된 부분이 하 방향을 향하도록 로봇(도면에는 도시되지 않음)의 로더(Loader)가 제 2 유리 기판(13)을 취부하여 진공 합착기 챔버(10) 내로 위치시킨다. 이 상태에서 상기 진공 합착기 챔버(10)의 상부 스테이지(15)가 하강하여 상기 제 2 유리 기판(13)을 진공 흡착법으로 고정한 후 상승한다. 이 때, 진공 흡착법 대신에 정전 흡착법으로 고정할 수 있다. 그리고 상기 로봇의 로더는 진공 합착기 챔버(10)를 나가고, 다시 로봇의 로더에 의해 액정(12)이 적하된 제 1 유리 기판(11)을 상기 진공 합착기 챔버(10)내의 하부 스테이지(16) 상측으로 위치시킨다.
상기에서, 박막트랜지스터 어레이가 형성된 상기 제 1 유리 기판(11)에 액정(12)을 적하하고 칼라필터 어레이가 형성된 제 2 유리 기판(13)에 실재를 형성한다고 언급하였으나, 상기 제 1 유리 기판(11)에 실재를 도포하고, 상기 제 2 기판에 액정을 적하할 수 있으며, 상기 두 유리 기판 중 어느 한 유리 기판에 액정도 적하하고 실재도 도포할 수도 있다. 단, 액정이 적하된 기판은 하부 스테이지에 위치시키고, 나머지 기판을 상부 스테이지에 위치시키면 된다.
그리고, 상기 제 2 유리 기판(13)을 흡착한 상부 스테이지(15)가 하강하고 상기 하부 스테이지(16)가 수평 방향으로 이동하여 흡착된 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 1차 정렬시킨다(33S). 이 때, 상기 1차 정렬은 대 마크(Rough Align Mark)를 정렬시키며, 상기 정렬 방법은 정렬 공정에서 보다 구체적으로 설명한다.
다시, 상기 상부 스테이지(15)를 상승시킨 다음, 진공 합착기 챔버(10)의 기판 리시버(glass receiver)(도면에는 도시되지 않음)를 상기 상부 스테이지(15)에 고정된 제 2 유리 기판(13)의 바로 하측에 위치시킨다(34S). 이 때, 상기 기판 리시버를 제 2 유리 기판(13) 하측에 위치시키는 방법은 다음과 같다.
첫째, 상기 상부 스테이지(15)를 하강시키거나 상기 기판 리시버를 상승시켜 상기 제 2 유리 기판(13)과 상기 기판 리시버를 근접시킨 다음 상기 제 2 유리 기판(13)을 상기 기판 리시버위에 내려 놓는다.
둘째, 상기 상부 스테이지(15)를 1차적으로 일정 거리 하강시키고 상기 기판 리시버를 2차적으로 상승시켜 상기 제 2 유리 기판(13)과 기판 리시버를 근접시킨 다음 상기 제 2 유리 기판(13)을 상기 기판 리시버위에 내려 놓는다.
셋째, 상기 상부 스테이지(15)를 하강하거나, 상기 기판 리시버를 상승하거나, 또는 상기 상부 스테이지를 1차 하강하고 기판 리시버를 2차 상승하여 상기 제 2 유리 기판(13)과 상기 기판 리시버가 일정 간격을 갖도록 근접시킨 다음 상부 스테이지가 제 2 유리 기판을 흡착할 수 있다.
이 때, 상기 기판 리시버를 상기 제 2 유리 기판(13)의 하측에 위치시키는 이유는, 상기 각 스테이지(15, 16)가 진공 흡착법으로 제 1, 제 2 유리 기판을 흡착하고 있는 상태에서 다음 공정인 상기 합착기 챔버(10)를 진공 상태로 만드는 동안 상기 각 스테이지의 진공보다 합착기 챔버내의 진공도가 더 높아지기 때문에 상기 스테이지가 잡고 있는 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)의 흡착력을 잃게되고, 특히 상부 스테이지에 흡착된 제 2 유리 기판이 이탈되어 상기 제 1 유리 기판(11)상에 떨어지는 것을 방지하고자 하는 것이다.
따라서, 상기 합착기 챔버를 진공 상태로 만들기 전에 상부 스테이지에 흡착된 제 2 유리 기판(13)을 상기 기판 리시버에 내려 놓거나, 제 2 유리 기판을 흡착한 상부 스테이지와 상기 기판 리시버를 일정 간격을 두고 위치시켰다가 챔버내를 진공 상태로 만드는 동안 제 2 유리 기판(13)을 상기 상부 스테이지로부터 상기 기판 리시버에 위치되도록 할 수 있다. 또한, 상기 합착기 챔버를 진공 상태로 만들기 시작하면 초기 공정에서 챔버내에 유동이 있어 기판이 움직일 수 있으므로 이를 고정하는 수단을 추가로 구성할 수도 있다.
상기 진공 합착기 챔버(10)를 진공시켜 진공 상태로 만든다(35S). 여기서, 진공 합착기 챔버(10)의 진공도는 합착하고자 하는 액정 모드에 따라 차이가 있으나, IPS 모드는 1.0 x 10-3 Pa 내지 1Pa 정도로하고, TN 모드는 약 1.1 x 10-3Pa 내지 102Pa로 한다.
상기에서, 진공 합착기의 챔버(10)를 2단계로 진공할 수 있다. 즉, 상기 상/하부 스테이지(15, 16)에 각각 유기 기판을 흡착시키고 챔버의 도어를 닫은 다음, 1차 진공을 시작한다. 그리고, 상기 기판 리시버를 상부 스테이지 하측에 위치시켜 상부 스테이지에 흡착된 기판을 상기 기판 리시버에 내려 놓거나 기판을 흡착한 상태에서 상부 스테이지와 상기 기판 리시버가 일정 간격을 유지한 후, 상기 진공 합착기 챔버를 2차 진공한다. 이 때, 1차 진공시보다 2차 진공시 더 빠르게 진공되며, 1차 진공은 상기 진공 합착기 챔버의 진공도가 상부 스테이지의 진공 흡착력보다 높지 않도록 한다. 이와 같이 진공 합착기 챔버의 진공을 2차에 걸쳐 진행하는 이유는, 상기 진공 합착기 챔버가 갑자기 진공되면 챔버내의 기판이 틀어지거나 유동될 가능성이 있기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다.
또한, 진공을 1차, 2차로 구분하지 않고 상기 각 스테이지에 기판을 흡착시키고 챔버의 도어를 닫은 다음, 진공을 시작하여 진공 중에 상기 기판 리시버를 상부 스테이지 하측에 위치시킬 수 있다. 이 때, 상기 기판 리시버가 상부 스테이지 하측에 위치되는 시점은 진공 합착기 챔버의 진공도가 상부 스테이지의 진공 흡착력보다 높아기지 전에 위치되어야한다.
상기 진공 합착기 챔버(10)가 일정 상태의 진공에 도달하게 되면, 상기 상하부 각 스테이지(15, 16)는 정전 흡착법(ESC; Electric Static Charge)으로 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 고정하고(36S), 상기 기판 리시버를 원래의 자리로 위치시킨다(37S).
여기서, 정전 흡착법은 스테이지에 형성된 적어도 2개 이상의 평판전극을 구비하여 상기 평판전극에 음/양의 직류 전원을 공급하여 흡착한다. 즉, 각 평판 전극에 양 또는 음의 전압이 인가되면, 상기 스테이지에 음 또는 양의 전하가 유기되 고 그들 전하에 의해 유리 기판에 도전층(공통 전극 또는 화소 전극 등 투명 전극이 형성됨)이 형성되어 있으므로 상기 도전층과 스테이지 사이에 발생하는 쿨롱력으로 기판이 흡착된다. 이 때 기판의 도전층이 형성된 면이 상기 스테이지쪽에 위치될 경우는 약 0.1 내지 1KV의 전압을 인가하고, 기판의 도전층이 형성된 면이 상기 스테이지에 대향되는 쪽에 위치될 경우는 3 내지 4KV를 인가한다. 여기서, 상기 상부 스테이지상에 탄성 시트를 형성할 수도 있다.
상기 정렬 공정은, 상기 상부 스테이지를 하 방향으로 이동하여 제 2 유리 기판(13)을 제 1 유리 기판(11)에 근접시킨 다음, 상기 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 정렬시킨다(38S).
상기 정렬시키는 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4(a) 내지 4(c)는 본 발명에 따른 정렬 방식을 설명하기 위한 대 마크(Rough Align Mark) 설명도이고, 도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 정렬 방식을 설명하기 위한 소 마크(Fine Align Mark) 설명도이며, 도 6은 본 발명에 따른 정렬 시 카메라의 포커싱 위치 설명도이다.
즉, 상기 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)에는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 각각 지정된 위치에 복수개의 대 마크(Rough align Mark)(크기가 약 3㎛정도)(도 4)와 복수개의 소 마크(Fine align Mark)(크기가 약 0.3㎛ 정도)(도 5)가 새겨져 있다. 여기서, 제 1 유리 기판(11)에는 도 4(a)와 같은 대 마크와 도 5(a)와 같은 소 마크가 새겨져 있고, 제 2 유리 기판(13)에는 도 4(b)와 같은 대 마크와 도 5(b)와 같은 소 마크가 각각 새겨져 있다. 그리고, 이와 같은 대 마 크를 정렬시키기 위한 카메라와 소 마크를 정렬시키기 위한 카메라가 각각 별개로 진공 합착기에 설치되어 있다. 이와 같이 카메라를 각각 별도로 설치한 이유는, 상술한 바와 같이, 대 마크와 소 마크는 그 크기 차이가 있고, 대 마크와 소 마크가 형성되는 위치가 다르기 때문에 하나의 카메라로 대 마크와 소 마크를 정렬시키기에는 어려움이 있기 때문이다. 그리고, 각 카메라의 포커싱(Focussing) 지점은, 도 6과 같이, 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13) 사이의 중앙 부분을 포커싱한다.
따라서, 1차적으로, 도 2c와 같이, 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)의 간격이 0.4mm∼0.9mm 정도 (바람직하게는 0.6mm 정도)가 되도록 상기 상부 스테이지를 하강하여, 상기 제 1 유리 기판(11)에 새겨진 대 마크(도 4a) 안에 제 2 유리 기판(13)에 새겨진 대 마크(도 4b)가 정확하게 위치되도록 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 정렬시킨다. 그리고, 2차적으로, 도 2d와 같이, 상기 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)의 간격이 0.1mm∼0.4mm 정도 (바람직하게는 0.2mm 정도)가 되도록 상기 상부 스테이지를 하강하여, 상기 제 1 유리 기판(11)에 새겨진 소 마크(도 5a) 안에 제 2 유리 기판(13)에 새겨진 소 마크(도 5b)가 정확하게 위치되도록 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 미세하게 정렬시킨다. 여기서, 상기 소 마크 정렬 시 필요에 따라서 제 1 유리 기판(11)에 적하된 액정(12)이 제 2 유리 기판(13)에 접촉하도록 하여 정렬할 수 있다.
이 때, 상기 상부 스테이지(15)는 상하 왕복 운동을 하고 하부 스테이지(16)가 X축 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있으므로, 상기 하부 스테이지(16)를 이동하여 두 기판을 정렬시킨다.
상기 대 마크와 소 마크를 정렬하는 방법은, 상기 각 카메라를 기판의 상부 또는 하부에 형성할 수도 있으며, 기판의 상부 또는 하부에 위치한 카메라를 이용하여, 첫째 제 2 유리 기판(13)에 형성된 마크와 제 1 유리 기판(11)에 형성된 마크의 사이의 중간에 초점을 맞추어 정렬하는 방법과, 둘째 카메라의 초점 거리를 이동하여 제 2 유리 기판(13)의 마크와 제 1 유리 기판(11)의 마크를 번갈아 초점을 맞추어 정밀도를 향상시키는 방법이 있다.
또한, 상기 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)상에 형성된 대 마크와 소 마크의 숫자는 최소 4개 이상으로 형성하며, 상기 기판의 크기가 대형화됨에 따라 정렬의 정밀도 향상을 위하여 마크의 숫자는 증가할 수 있다. 그리고, 상기 대 마크 및 소 마크의 형성위치는 각 패널 사이의 컷팅 부분 또는 복수개의 패널이 형성된 기판의 가장자리 부분에 각각 형성된다.
도 4 및 도 5에서 4(c) 및 5(c)는 대 마크와 소 마크가 각각 정렬되었을 때를 나타낸 것이고, 대 마크와 소 마크 정렬시 각각 다른 카메라를 이용하여 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 정렬시키므로 정렬을 보다 신속하고 정확하게 할 수 있다.
이와 같이 두 기판이 정렬되면, 도 2e 및 도 2f와 같이, 이와 같이 두 유리 기판(11, 13)이 정전 흡착법으로 각 스테이지(15, 16)에 로딩된 상태에서 상기 상부 스테이지(15)를 하강하여 상기 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)을 합착하기 위하여 가압한다(39S). 이 때, 가압하는 방법은 상부 스테이지(15) 또는 하 부 스테이지(16)를 수직 방향으로 이동시켜 두 기판을 가압하며, 이 때 스테이지의 이동 속도 및 압력을 가변하여 가압한다. 즉, 제 1 유리 기판(11)의 액정(12)과 제 유리 2 기판(13)이 접촉되는 시점 또는 제 1 유리 기판(11)과 제 2 유리 기판(13)의 실재(14)가 접촉되는 시점까지는 일정 속도 또는 일정 압력으로 스테이지를 이동시키고, 접촉되는 시점부터 원하는 최종 압력까지는 점점 공정별로 압력을 상승시킨다. 즉, 상기 이동 스테이지의 축에 로드 셀이 설치되어 접촉시점을 인식하고, 접촉되는 시점에는 0.1ton, 중간 공정에서는 0.3ton, 마지막 공정에서는 0.4ton, 그리고 최종 공정에서는 0.5ton의 압력으로 상기 두 유리 기판(11, 13)을 합착한다(도 2f 참조).
이 때, 상부 스테이지는 하나의 축에 의해 기판을 가압하나, 여러개의 축을 설치하여 각 축마다 별로의 로드 셀(load cell; 압력을 측정하는 장치)이 장착되어 각 축마다 독립적으로 가압하도록 설치할 수 있다. 따라서, 상기 하부 스테이지와 상부 스테이지가 수평이 맞지 않아 실재가 균일하게 합착되지 않을 경우에는 해당 부분의 축을 상대적으로 더 높은 압력으로 가압하거나 더 낮은 압력으로 가압하여 실재가 균일하게 합착될 수 있도록 한다.
가압하여 상기 두 기판의 합착이 완료되면, 상기 합착된 두 기판을 고정한다(40S). 즉, 도 2g와 같이, 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 합착하는 실재에 UV를 조사하거나, 상기 실재에 부분적으로 열을 전달하여 상기 실재를 경화시켜 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 고정한다. 여기서, 상기 고정 공정은, 기판이 대형화(1000mm ×1200mm)되고 액정 적하 후 두 기판을 합착하기 때문에, 합 착 후 다음 공정을 진행하거나 이동 시 합착된 두 기판이 틀어져 오 정렬이 발생될 가능성이 높다. 따라서, 합착 후 다음 공정을 진행하거나 이동 시 합착된 두 기판의 오 정렬이 발생됨을 방지하고 합착된 상태를 유지시키기 위하여 고정하는 것이다.
여기서, 상기 고정 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 고정 방법은, 상기 합착 챔버내에서 이루어지며, 이 때 합착기 챔버는 진공 또는 대기 상태를 유지한다. 그리고 합착 공정이 이루어진 다음 고정 공정을 진행함이 바람직하나 공정 시간을 단축하기 위하여 합착 공정이 완료되기 전에 진행될 수도 있다. 그리고, 공정을 단순화시키기 위하여 고정용 실재를 메인 실재와 동일한 재료를 이용하는 것이 바람직하나, 고정 효율을 향상시키기 위하여 메인 실재와 다른 재료를 이용할 수 있다. 고정용 실재로는 광(UV) 경화성 수지, 열 경화성 수지, 광(UV) 및 열 경화성 수지, 압력 경화성 수지, 또는 접착력이 높은 재료를 사용할 수 있다. 여기서, 광 경화성 수지는 UV 경화성 수지를 포함하며, UV 경화성 수지를 사용할 경우, UV 조사 조건은 50∼500mW의 UV를 5∼40초 동안 조사한다(바람직하게는 200mW의 UV를 약 14초 조사함). 그리고, 열 경화성 수지를 사용할 경우, 고정용 실재의 물질에 따라 가변될 수 있으나 50 내지 200℃의 온도를 약 10초 이상 가한다. 따라서, 합착된 기판 고정 방법은 광, 열, 광 및 열, 또는 압력 등을 이용하여 고정할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 아웃도이고, 도 13은 도 7의 I-I'선상의 상/하부 스테이지 및 기판 단면도이다.
본 발명 제 1 실시예의 합착된 기판 고정 방법은, 상술한 바와 같은 실재(14) 도포 공정 시, 상기 실재로 광(UV) 경화성 수지, 열 경화성 수지, 광(UV) 및 열 경화성 수지, 또는 압력 경화성 수지를 이용하여, 도 7과 같이, 각 패널부의 주변에 두 기판을 합착함은 물론 두 기판 사이의 액정을 밀봉하는 복수개의 메인 실재(14a)와, 합착 및 가압 공정시 내부 각 메인 실재(14a)를 보호하기 위하여 복수개의 패널부를 감싸도록 형성되는 더미 실재(14b)와, 상기 더미 실재(14b) 외곽부(기판의 가장자리 부분)에 일정 간격을 두고 형성되는 복수개의 고정용 실재(14c)를 상기 제 2 유리 기판(13)에 형성한다. 상기 더미 실재(14b)는 상기 메인 실재(14a)를 보호하기 위한 것이고 상기 고정용 실재(14c)는 단지 두 기판을 고정하기 위한 것이므로 컷팅 공정 시 제거되는 것이다.
이와 같이 상기 고정용 실재(14c)를 형성하고 상기 두 기판을 합착 및 가압한 다음, 그 상태에서 상기 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하여 상기 고정용 실재(14c)를 경화시키거나 상기 고정용 실재(14c)에 열을 가하여 상기 고정용 실재(14c)를 경화시켜 상기 합착된 두 기판을 고정한다. 즉, 상기 고정용 실재(14c)를 UV 경화성 수지로 형성한 경우는 상기 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하여 고정하고, 상기 고정용 실재(14c)가 열 경화성 수지로 형성될 경우는 상기 고정용 실재(14c)에만 선택적으로 열을 가하여 고정용 실재(14c)를 경화시킨다.
여기서, 도 13과 같이, 상기 상부 스테이지(15) 또는/그리고 하부 스테이지(16)에는 UV를 조사하거나 또는 열을 가할 수 있는 복수개(14개 정도)의 홀(hole)(17)이 형성되어 있다. 따라서, 합착전 각 기판은 각 스테이지에 정렬된 후 흡착되었으므로 상기 고정용 실재(14c)와 상기 홀(17)이 정렬되어 있다고 볼 수 있다. 따라서, 상기 홀(17)이 형성된 상부 스테이지 또는/그리고 하부 스테이지쪽에서 상기 홀(17)을 통해 상기 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하거나 열을 가하면, 상기 고정용 실재(14c)가 경화되므로 합착된 두 기판이 고정된다. 이 때, UV 조사는 UV를 조사하는 UV 조사 핀(Pin)(18a, 18b)이 합착기 챔버의 상측에서 하강하거나 합착기 챔버의 하측에서 상승하여 UV를 고정용 실재(14c)에 조사하고 UV 조사 조건은 50∼500mW의 UV를 5∼40초 동안 조사한다. 바람직하게는 200mW의 UV를 약 14초 조사한다. 그리고, 열로 경화시킬 경우는, 열 기구(18a, 18b)가 합착기 챔버의 상측에서 하강하거나 합착기 챔버의 하측에서 상승하여 상기 홀(17)을 통과하여 상기 고정용 실재(14c)가 도포된 부분의 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)에 접촉되어 상기 고정용 실재(14c)에 열을 가한다. 열을 가하는 조건은 상기 고정용 실재의 물질에 따라 가변될 수 있으나 50 내지 200℃의 온도를 약 10초 이상 가하면 고정용 실재(14c)만 선택적으로 경화시킬 수 있다. 또한, UV 조사 및 열을 병행하여 고정시킬 수 있다.
물론, 제 2 유리 기판에 메인 실재(14a), 더미 실재(14b) 및 고정용 실재(14c)를 동시에 형성할 수 있으나, 경우에 따라 더미 실재(14b) 또는 고정용 실재(14c)는 제 1 유리 기판(11)에 형성할 수 있다. 고정용 실재(14c)는 메인 실재(14a)와 다른 물질로 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명 제 2 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 아웃도이다.
본 발명 제 2 실시예의 합착된 기판 고정 방법은, 상술한 바와 같은 재료(UV 경화성 수지, 열 경화성 수지, UV 및 열 경화성 수지, 압력 경화성 수지 등)를 도포하되, 도 8과 같이, 각 패널부의 주변에 두 기판을 합착함은 물론 두 기판 사이의 액정을 밀봉하는 메인 실재(14a)와, 합착 및 가압 공정시 내부 메인 실재(14a)를 보호하기 위하여 제 2 기판의 가장자리에 모든 패널부를 감싸도록 형성되는 더미 실재(14b)를 형성하고, 상기 더미 실재(14b)에 부분적으로 UV를 조사하거나 열또는 압력을 가하거나 열 및 광(UV)을 가하여 두 기판을 고정시킨다.
즉, 도 7과 같은 본 발명 제 1 실시예의 고정 방법에서, 고정용 실재가 도포된 부분에 더미 실재(14b)를 도포하고 상기 더미 실재(14b)에 부분적으로 UV를 조사하거나 열을 가하여 상기 더미 실재(14b)를 부분적으로 고정시킨다. 나머지 UV 조사 조건 및 열을 가한 조건은 본 발명 제 1 실시예에서 설명한 바와 같고, 상기 UV 및 열을 병행하여 고정할 수 있다. 도 8에서, 미 설명 부호(14d)가 상기 UV 조사 및/또는 열을 가한 부분을 나타내고 있다.
도 9는 본 발명 제 3 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 아웃도이다.
본 발명 제 3 실시예의 고정 방법은, 본 발명 제 1 실시예의 고정 방법에 있어서, 더미 실재를 형성하지 않고 메인 실재(14a)와 기판의 가장자리에 형성된 고정용 실재(14c)를 형성하여 상기 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하거나 열 또는 압력을 가하여 합착된 두 기판을 고정한 것이다. 나머지 조건들은 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같다. 여기서, 상기 고정용 실재(14c)를 섬 모양으로 형성한 것 을 설명하였으나, 상기 고정용 실재(14c)를 상기 제 1, 제 2 실시예에서 설명한 더미 실재와 같이 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명 제 4 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 아웃도이다.
본 발명 제 4 실시예의 합착된 기판 고정 방법은, 본 발명 제 3 실시예의 합착된 기판 고정 방법에서, 고정용 실재(14c)를 기판의 주변부 뿐만아니라 상기 패널부들 사이의 컷팅부분에도 일정 간격으로 고정용 실재(14c)를 형성하고 상기 각 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하거나 열 또는 압력을 가하여 합착된 두 기판을 고정한 것이다. 나머지 조건들은 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같다.
도 11은 본 발명 제 5 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 웃도이다.
본 발명 제 5 실시예에 따른 고정 방법은, 도 7과 같은 본 발명 제 1 실시예에서, 상기 더미 실재(14b)를 모든 패널부(메인 실재)를 감싸도록 형성하는 것이 아니라 각 패널부(메인 실재)를 각각 감싸도록 복수개의 더미 실재(14b)를 형성하고 기판의 가장자리에 고정용 실재(14c)를 형성하여 상술한 바와 같이 상기 고정용 실재(14c)에 UV를 조사하거나 열 또는 압력을 가하여 합착된 두 기판을 고정한 것이다. 나머지 조건들은 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같다.
도 12는 본 발명 제 6 실시예에 따른 고정을 설명하기 위한 기판의 레이 아웃도이다.
본 발명 제 6 실시예에 따른 고정 방법은, 도 11과 같은 본 발명 제 5 실시 예에서, 고정용 실재(14c)를 별도로 형성하지 않고 상기 각 패널부에 형성된 복수개의 더미 실재(14b)에 부분적으로 UV를 조사하거나 열을 가하여 합착된 두 기판을 고정하는 것이다. 나머지 조건들은 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명 제 7 실시예 따른 고정 방법으로, 기판에 별도의 더미 실재 및 고정용 실재를 형성하지 않고 상기 두 기판을 합착하는 메인 실재(UV 경화성 수지,열 경화성 수지 또는 UV 및 열 경화성 수지)에 부분적으로 UV를 조사하거나 열 또는 압력을 가하여 상기 실재를 부분적으로 경화시켜 고정할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명 제 8 실시예에 따른 고정 방법으로, 상기 제 1, 제 3, 제 4, 제 5 실시예에서 고정용 실재(14c)가 형성되는 부분에 상기 고정용 실재보다 경화성이 우수한 접착제를 도포하여 상기 제 1, 제 2 유리 기판을 합착하면 상기 접착제에 의해 두 기판이 고정되도록 할 수 있다.
상기 각 실시예에서 제 1 기판에 액정을 적하하고 또한 메인 실재 및 고정용 실재를 형성할 수 있다.
이와 같이, 상기 합착된 두 기판이 고정되면, 다음 공정을 위해 이동할 때 합착된 제 1, 제 2 유리 기판이 어긋나거나 상태가 변형됨을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 두 기판이 합착되어 고정이 완료되면, 상기 정전 흡착법으로 흡착함을 정지한 다음(ESC off), 도 2h와 같이, 상기 상부 스테이지(15)를 상승시켜 상부 스테이지(15)를 상기 합착된 두 유리 기판(11, 13)으로부터 분리시킨다.
그리고, 기판을 언로딩한다(41S). 즉, 합착이 완료되면, 상기 상부 스테이지(15)가 상승하고 로봇의 로더를 이용하여 합착된 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 언로딩하거나, 합착된 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 상부 스테이지(15)가 흡착하여 상승한 후 로봇의 로더가 상기 상부 스테이지(16)로부터 언로딩한다.
이 때, 공정 시간을 단축하기 위하여, 다음 합착 공정이 진행될 제 1 유리 기판(11) 또는 제 2 유리 기판(13) 중 하나를 스테이지에 로딩시키고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판을 언로딩할 수 있다. 즉, 다음에 합착 공정이 진행될 제 2 기판을 로봇의 로더를 이용하여 상기 상부 스테이지(15)에 위치시켜 진공 흡착법으로 상부 스테이지가 제 2 기판을 고정시키도록 한 다음, 상기 하부 스테이지(16) 상의 합착된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하거나, 상기 상부 스테이지(15)가 합착된 제 1, 제 2 유리 기판(11, 13)을 흡착하여 상승하고 로봇의 로더가 다음 합착 공정이 진행될 제 1 유리 기판(11)을 상기 하부 스테이지에 로딩시킨 후 상기 합착된 제 1, 제 2 유리 기판을 언로딩 할 수 있다.
상기에서, 기판을 합착한 후 언로딩하기 전에 합착된 기판의 액정이 실재쪽으로 퍼지도록하는 액정 퍼짐 공정을 추가로 진행할 수 있다. 또는 언로딩 공정을 완료한 후, 액정이 퍼지지 않을 경우에는 액정이 실재쪽으로 골고루 퍼지게 하기 위하여 액정 퍼짐 공정을 추가로 진행할 수도 있다. 이 때, 액정 퍼짐 공정은 10분 이상 실시하며, 액정 퍼짐 공정은 대기 중 또는 진공 중에서도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제 1 기판에는 액정을 적하하고 제 2 기판에는 실재를 형성하므로 두 기판을 합착하기 전까지의 공정 시간이 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 상기 제 1 기판에는 액정이 적하되고 상기 제 2 기판에는 실재가 도포되므로 제 1 기판과 제 2 기판의 공정이 균형(balance)적으로 진행되므로 생산 라인을 효율적으로 가동할 수 있다.
셋째, 상기 제 1 기판에는 액정이 적하되고 제 2 기판에는 실재가 도포되므로 합착하기 바로 직전에 세정 장비(USC)에서 실재가 도포된 기판을 세정을 할 수 있게되므로 실재가 파티클로부터 오염됨을 최대한 방지할 수 있다.
넷째, 상기 기판 리시버를 기판 하측에 위치시키고 합착기 챔버를 진공 상태로 만들기 때문에 상기 상부 스테이지에 흡착된 기판이 추락하여 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다섯째, 합착기 챔버를 진공할 때 2차에 걸쳐 진공하기 때문에, 챔버가 갑자기 진공됨을 방지할 수 있으므로 갑작스런 진공에 의한 기판의 트러짐 및 유동을 방지할 수 있다.
여섯째, 제 1, 제 2 유리 기판 정렬 시, 두 기판 사이의 거리를 조절하여 정렬시킬 뿐만 아니라 대 마크와 소 마크를 별도의 카메라를 이용하여 정렬하므로 두 기판을 신속하고 정확하게 정렬할 수 있다.
일곱 번째, 두 기판이 접촉되는 시점을 인식하여 압력을 가변하면서 두 기판 을 합착하므로 적하된 액정이 배향막에 영향을 줄 수 있는 데미지를 최소화할 수 있다.
여덟 번째, 상기 상부 스테이지가 각 축마다 독립적으로 가압할 수 있는 다수개의 축에 의해 기판을 가압하므로, 상기 하부 스테이지와 상부 스테이지가 수평이 맞지 않아 실재가 균일하게 합착되지 않을 경우, 해당 부분의 축을 상대적으로 더 높은 압력으로 가압하거나 더 낮은 압력으로 가압하여 실재가 균일하게 합착될 수 있도록 할 수 있다.
아홉 번째, 상기 두 기판을 합착한 후, 더미 실재 또는 메인 실재를 부분적으로 경화하거나 별도의 접착제를 이용하여 합착된 두 기판을 고정한 다음, 다음 공정을 진행하거나 합착된 기판을 이동하므로 다음 공정 진행 시 또는 이동 시 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판이 어긋남(misalign)을 방지할 수 있다.
열 번째, 로딩과 언로딩을 동시에 진행하므로 공정 시간을 단축할 수 있다.
열 한 번째, 액정 퍼짐 공정을 실시하므로, 액정표시장치의 공정 시간을 단축할 수 있다.

Claims (18)

  1. 제 1 기판과, 실재가 형성된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정;
    상기 제 1, 제 2 기판을 정렬하는 공정;
    상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정;
    상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고
    상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며;
    상기 로딩하는 공정은,
    상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과,
    상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과,
    상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과,
    상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과,
    상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 정렬은 대 마크만 정렬시킴을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 기판을 정렬시키는 공정은, 상기 하부 스테이지를 이동시켜대 마크와 소 마크를 차례로 정렬시킴을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 각각 별개의 카메라에 의해 정렬시킴을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 상기 제 2 유리 기판과 제 1 유리 기판 사이의 중간에 초점을 맞추어 정렬함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 대 마크와 소 마크의 정렬은 상기 제 2 유리 기판의 마크와 제 1 유리 기판의 마크를 각각 번갈아 초점을 맞추어 정렬함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정은, 압력을 적어도 2단계로 가변함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실재는 메인 실재와 고정용 실재를 구비하고,
    상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정은, 상기 고정용 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정용 실재는 기판의 가장자리에 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정용 실재는 각 패널 사이의 컷팅 부분 및 기판의 가장자리에 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실재는, 복수개의 패널부에 적하된 액정을 밀봉하기 위한 복수개의 메인 실재와, 상기 복수개의 메인 실재를 보호하기 위한 더미 실재와, 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하기 위한 고정용 실재를 구비하고,
    상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정은, 상기 고정용 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 실재는, 복수개의 패널부에 적하된 액정을 밀봉하기 위한 복수개의 메인 실재와, 상기 복수개의 메인 실재를 각각 보호하기 위한 복수개의 더미 실재를 구비하고,
    상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정은, 상기 더미 실재에 광(UV), 열 또는 압력을 가하여 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  14. 제 9 항 또는 12 항 또는 13 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 공정 시, 열 조건은 50 ∼200℃의 온도로 고정함을 특징으로 하는 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  15. 제 9 항 또는 12 항 또는 13 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 공정 시, 광 조건은 50 ∼500mW의 광으로 고정함을 특징으로 하는 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  16. 액정이 적하되고 메인 실재가 도포된 제 1 기판과, 고정용 실재가 도포된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정;
    상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정;
    상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고
    상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며;
    상기 로딩하는 공정은,
    상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과,
    상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과,
    상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과,
    상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과,
    상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  17. 액정이 적하되고 고정용 실재가 형성된 제 1 기판과, 메인 실재가 형성된 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정;
    상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정;
    상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고
    상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며;
    상기 로딩하는 공정은,
    상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과,
    상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과,
    상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과,
    상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과,
    상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  18. 액정이 적하되고 메인 실재 및 고정용 실재가 형성된 제 1 기판과, 제 2 기판을 합착기 챔버내에 로딩하는 공정;
    상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 공정;
    상기 고정용 실재를 경화시켜 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 고정하는 공정; 그리고
    상기 고정된 제 1, 제 2 기판을 언로딩하는 공정을 포함하며;
    상기 로딩하는 공정은,
    상기 합착기 챔버내의 하부 및 상부 스테이지에 제 1 기판 및 제 2 기판을 흡착시키는 공정과,
    상기 흡착된 제 1 기판 및 제 2 기판을 1차 정렬시키는 공정과,
    상기 합착기의 기판 리시버를 상기 상부 스테이지에 고정된 제 2 기판 하측에 위치시키는 공정과,
    상기 합착기 챔버를 진공시키는 공정과,
    상기 제 1, 제 2 기판을 상기 각 스테이지가 정전 흡착법으로 고정하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
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