KR100867876B1 - 기판 합착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부 챔버에서 상승된 상부 챔버가 하강하여 결합될 때 결합이 용이하게 실시되는 기판 합착기에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 하부 챔버에서 상부 챔버를 승강시켜 개방하는 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버의 모서리부마다 구비되며, 상단이 상기 상부 챔버 내부에 삽입된 상태로 구비되어 상부 챔버의 흔들림 및 틀어짐을 방지하는 승강수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기에 관한 것이다.

기판 합착기, 상, 하부 챔버, 승강, 승강수단, 제1, 2 가이드부재, 어라인(Align)

Description

기판 합착기{SUBSTRATES ALIGNMENT APPARATUS}

도 1은 종래의 기판 합착기를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 상, 하부 챔버가 결합 및 분리되는 상태를 확대 도시한 측단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 합착기에 있어 승강수단에 의해 상, 하부 챔버가 결합 및 분리되는 상태를 확대 도시한 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

114 : 상부 챔버 114a, 116a : 삽입홀

114b : 결합부재 116 : 하부 챔버

130 : 고정부재 132 : 제1 가이드부재

136 : 제2 가이드부재

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부 챔버에서 상승된 상부 챔버가 하강하여 결합될 때 결합이 용이하게 실시되는 기판 합착기에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 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, 상기 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 전 극을 이용하여 전원을 인가하고, 이 전원의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

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

종래의 기판 합착기는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게는 하부 베이스(10)와, 상기 하부 베이스(10)와 이격된 상태로 마련되는 상부 베이스(12)와, 상기 상부 베이스(12)의 상부에 마련되는 상, 하부 챔버(14, 16)와, 상기 상, 하부 챔버(14, 16) 내 상측과 하측에 각각 마련되는 상, 하부 스테이지(18, 20)로 이루어지며, 상기 상, 하부 챔버(14, 16) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : S)을 상부 스테이지(18)와 하부 스테이지(20)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어있다.

그리고 상기 상부 스테이지(18)의 저면과 하부 스테이지(20) 상면에는 로딩된 기판(S)이 안착되고 일차적으로 가흡착시키는 리프트 핀(22, 24)이 다수개 마련되며, 이러한 리프트 핀(22, 24)은 상, 하부에 마련되는 하나의 플레이트에 의해 일률적으로 이동한다.

여기서, 상기 기판(S)의 합착 수행 전 하부 스테이지(20)에 배치된 기판(S)을 정확한 위치로 정렬하는 스테이지 어라인(Align) 과정이 포함되며, 이러한 기판(S)의 정렬은 하부 챔버(16)의 이웃된 측벽 세 지점에 접한 상태로 마련되는 정렬수단에 의해 실시된다.

그리고 상기 상, 하부 챔버(14, 16)에 기판(S)의 반입 또는 반출시 상기 상 부 챔버(14)를 승강시키는 승강수단이 하부 챔버(16)를 관통하여 형성된 삽입홀(16a)을 통해 상부 챔버(14)의 모서리 저면에 접한 상태로 각각 구비된다.

상기 하부 챔버(16)의 삽입홀(16a)은 내경이 후술할 승강수단의 구동축(26)의 외경보다 확장되어 어느 정도 이격되도록 설치된다.

상기 승강수단은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 구동축(26) 및 구동부(28)로 이루어지되 상기 구동축(26)은 수직 방향으로 연장되며 하단에 이 구동축(26)을 승강시키는 구동부(28)가 구비되고 상단 중심부는 돌출되는 단차 형상을 갖으며 선단 둘레면이 경사지게 형성된다.

상기 구동축(26)과 수직선상에 구비되는 상부 챔버(14)의 삽입홀(14a)에는 상기 구동축(26)의 상단의 경사면과 상응하도록 경사면을 갖는 결합부재(14b)가 구비된다.

즉, 상기 상, 하부 챔버(14, 16)의 결합시 상기 구동축(26)의 선단이 상기 결합부재(14b)의 저면 경사면에서 이격되어 있다가 상기 상부 챔버(14)의 상승시 구동축(26)의 선단이 결합부재(14b)의 저면에 접한 후 안착된 상태로 상승되는 것이다.

여기서, 상기 구동축(26)의 상단 둘레면과 상기 결합부재(14b)의 내주면 하단이 상응하는 형상으로 경사져 형성된 이유는 상기 구동축(26)의 중심과 결합부재(14b)의 중심이 동일하지 않고 편심되어도 경사면을 따라 안내되고 정렬되기 때문이다.

그리고 상기 상, 하부 챔버(14, 16)의 접촉면 중 어느 한 승강수단과 근접한 위치에 위치결정수단이 구비되며, 상기 위치결정수단은 하부 챔버(16)에 위치 고정되는 위치결정핀(30)과, 상기 위치결정핀(30)에서 수직선상 위치인 상부 챔버(14)의 삽입홀(14a)에 삽입 고정된 하우징(32a)과, 상기 하우징(32a)에 의해 위치 고정되면서 승강되는 승강부재(32b)와, 상기 승강부재(32b)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(32c)로 이루어진다.

상기 위치결정핀(30)의 선단은 둘레면을 따라 경사지며 상기 하우징(32a)의 내주면 하단에도 하방으로 갈수록 확대되는 경사면이 형성된다.

이와 같이 상승된 상기 상부 챔버(14)가 하강하여 원 위치될 때 구동축(26)이 하강하며 하강된 상부 챔버(14)가 하부 챔버(16)에 근접되면 위치결정수단이 작동되어 상기 상부 챔버(14)를 어라인(Align)하게 된다.

즉, 돌출되도록 구비되는 하부 전극(16)에 구비되는 위치결정핀(30)의 상단 경사면이 하우징(32a)의 내주면 경사 부위를 따라 동심되도록 안내되어 상기 하우징(32a)의 축선이 위치결정핀(30)의 축선과 동일선상에 위치되도록 한다.

그러나 상기 구동축(26)은 길이가 길어 상부 챔버(14)의 개방 또는 폐쇄시 흔들림이 발생하며 상기 상부 챔버(14)가 안착된 후 실시되는 상부 챔버(14)의 폐쇄 과정에서는 상관없지만 상부 챔버(14)의 개방시 구동축(26)이 흔들려 접촉부재(14b)의 중심점과 편심되게 안착된 상태로 상승하게 된다.

그 후, 상승된 상부 챔버(14)의 하강시 구동축(26)의 축 중심과 상부 챔버(14)에 구비된 결합부재(14b)의 중심이 일치하지 않으므로 위치결정수단의 하우징(32a) 내주면이 위치결정핀(30)과 편심되면서 상기 하우징(32a)의 내주면이 마모되 고 결국 파티클(Particle)이 발생된다. 더욱이, 상기 구동수단의 축 중심과 위치결정수단의 축 중심이 일치할 경우에만 정확하게 어라인이 되어 구동수단과 위치결정수단을 정확한 위치에 도달시켜야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 구동수단의 구동축이 상부 챔버에 삽입된 상태로 구비되어 별도의 어라인이 필요하지 않고 마모에 따른 파티클이 발생되지 않는 기판 합착기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하부 챔버에서 상부 챔버를 승강시켜 개방하는 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버의 모서리부마다 구비되며, 상단이 상기 상부 챔버 내부에 삽입된 상태로 구비되어 상부 챔버의 흔들림 및 틀어짐을 방지하는 승강수단이 구비됨으로써, 상기 상부 챔버를 하부 챔버로부터 정렬할 필요가 없고 상부 챔버 내부에 구비된 상태로 승강하여 마모에 따른 파티클이 발생되지 않으므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 기판 합착기를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기판 합착기는 도면에는 도시하지 않았지만 상, 하부 베이스와 상, 하부 챔버(114, 116)와 상, 하부 스테이지와 승강수 단으로 이루어지며, 상, 하부 베이스와 상, 하부 챔버(114, 116)와 상, 하부 스테이지는 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 승강수단은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상, 하부 챔버(114, 116)의 모서리에 각각 수직 방향으로 구비될 있도록 상기 하부 챔버(116)에 삽입홀(116a)이 각각 형성되고 이 하부 챔버(116)의 삽입홀(116a)과 동일축선상에 위치되도록 상부 챔버(114)에 삽입홀(114a)이 각각 형성된다.

상기 승강수단은 결합부재(114b)와 구동축(126)과 고정부재(130)와 제1 가이드부재(132) 및 제2 가이드부재(136)로 구성된다.

상기 결합부재(114b)는 상기 상부 챔버(114)의 삽입홀(114a)에 삽입되되 상단에 직경이 축소되도록 단차 형성되고 중심부에 후술할 제2 가이드부재(136)가 삽입되도록 상응되는 내경을 갖는 관통 구멍이 형성된다. 그리고 상기 결합부재(114b)의 내주면 상단은 그 둘레를 따라 경사면이 형성된다.

상기 구동축(126)은 이 구동축(126)의 하단에 구동부(도면에 미도시)가 결합되어 상기 구동부의 구동에 의해 승강력을 부여하며 상단은 단차 형성되어 상기 제2 가이드부재(136)의 내경과 상응되도록 형성된다. 더욱이, 상기 구동축(126)의 외주면 상단은 상기 결합부재(114b)의 상단 둘레면과 상응하도록 경사면이 형성된다.

상기 고정부재(130)는 하단에서 내측으로 돌출되는 턱이 형성된 원통 형상으로 상기 하부 챔버(116)의 삽입홀(116a) 상단에 삽입되어 결합되며 상기 구동축(126)의 외경보다 큰 내경을 갖도록 형성된다.

상기 제1 가이드부재(132)는 상기 고정부재(130)의 내경과 상응되는 외경을 갖으며 내경은 상기 구동축(126)의 외경과 상응되는 내경을 갖는다. 결국, 상기 구동축(126)과 고정부재(130)의 사이에 제1 가이드부재(132)가 삽입되는 것으로 이 구동축(126)의 승강시 구동축(126)의 흔들림을 방지하는 기능을 하며, 접한 상태로 승강되므로 마모 방지를 위해 내구성을 향상시킨 테프론(Teflon) 또는 폴리 에테르 에테르 케톤(Poly ether ether ketone : PEEK) 중 선택되는 어느 하나로 형성시킨다.

여기서, 상기 제1 가이드부재(132)의 내주면을 따라 안내되면서 상승할 때 상기 제1 가이드부재(132)가 구동축(126)을 따라 상승하는 것을 방지할 수 있도록 고정부재(130)의 내주면 상단에 멈춤링(134)을 구비한다.

한편, 상기 하부 챔버(116)의 삽입홀(116a)은 구동축(126)보다 확대되지만 상기 고정부재(130)와 제1 가이드부재(132)가 설치 간격이 발생되지 않도록 개재되어 상기 구동축(126)이 승강할 때 이 구동축(126)의 흔들림을 방지하는 것이다.

상기 제2 가이드부재(136)는 링 형상으로 상기 상부 챔버(114)의 삽입홀(114a)에 삽입 고정되는 결합부재(114b)의 내주면에 삽입되며, 내주면에 삽입된 상기 구동축(126) 상단을 지지하면서 안내하는 기능을 하도록 구동축(126)의 외주면 선단과 상응하는 외경을 갖되 마모 우려가 있으므로 볼 부싱(Ball Bushing) 또는 오일리스 베어링(Oilless Bearing) 중 어느 하나를 적용한다.

즉, 상기 제2 가이드부재(136)는 그 외경이 결합부재(114b)의 내경과 상응하며 내경은 상기 구동축(126)의 외경과 상응한다. 그러나 상기 제2 가이드부재(136)의 내주면을 따라 구동축(126)이 승강하므로 서로 정밀 공차를 갖도록 가공한다.

또한, 상기 제2 가이드부재(136)는 구동축(126)의 하강시 결합부재(114b)에서 이탈될 수 있으므로 상기 결합부재(114b)의 내주면 하단에 멈춤링(134)으로 위치 고정시킨다.

그러므로 본 발명의 기판 합착기는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 승강수단에 의해 상부 챔버(114)를 하부 챔버(116)로부터 상승 또는 하강시키며 상, 하부 챔버(114, 116)의 폐쇄시 상기 구동축(126)의 단차진 상단은 결합부재(114b) 내주면에 구비되는 제2 가이드부재(136) 내주면을 정밀 공차로 가공한 후 삽입된다.

이때, 상기 상부 챔버(114)는 구동부가 구동되면 상기 구동축(126)이 상승하되 이 구동축(126)이 제1 가이드부재(132)의 내주면을 따라 흔들림없이 상승하며 상기 결합부재(114b)에서 소정 간격만큼 이격된 구동축(126)의 상면이 상기 결합부재(114b)의 내주면 상단에 접한 후 안착된 상태로 상승되어 상부 챔버(114)가 개방되는 것이다.

역으로, 상기 상부 챔버(114)의 하강시 상기 구동부가 구동되면 상기 구동축(126)이 하강하고 이 구동축(126)이 제1 가이드부재(132)의 내주면을 따라 흔들림없이 하강하며, 하강하다 최하점에 도달하기 전 상부 챔버(114)가 하부 챔버(116)에 정확하게 안착되고 상기 구동축(126)이 더 하강하여 결합부재(114b)의 내주면 상단에서 이격되게 위치된다.

이렇게, 상기 상부 챔버(114)가 하부 챔버(116)로부터 상승 또는 하강시 상부 챔버(114)를 안착시킨 상태로 승강하는 구동축(126)의 상단이 최초 상부 챔버 (114)의 모서리에 구비되는 제2 가이드부재(136) 내주면에 삽입된 상태로 위치되고 상기 구동축(126)이 제1 가이드부재(132)를 따라 흔들림없이 승강하므로 어라인 과정이 별도로 필요하지 않다.

이와 같은 본 발명의 기판 합착기는 상기 상부 챔버를 구동부에 의해 승강시키는 구동축이 최초 상부 챔버 내부에 삽입된 상태에서 승강하게 되며 상기 구동축을 하부 챔버의 제1 가이드부재가 흔들림없이 승강하도록 안내하여 별도의 어라인 과정이 필요하지 않고 마모에 따른 파티클이 발생하지 않는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 하부 챔버에서 상부 챔버를 승강시켜 개방하는 기판 합착기에 있어서,

   상기 상, 하부 챔버의 모서리부마다 상단이 상기 상부 챔버 내부에 삽입된 상태로 마련되어 상부 챔버의 흔들림 및 틀어짐을 방지하는 승강수단이 구비되며,

   상기 승강수단은,

   구동부의 구동에 의해 승강되며 외주면 상단에 경사면이 형성되는 구동축;

   상기 하부 챔버의 삽입홀 상단에 개재되며 승강시 상기 구동축 하단의 흔들림을 방지하는 제1 가이드부재;

   상기 상부 챔버의 삽입홀에 결합되며 내주면 상단에 상기 구동축의 경사면에 대응되도록 경사면이 형성되는 결합부재; 및

   상기 결합부재의 내주면에 개재되어 승강되는 구동축 상단을 지지하면서 안내하는 제2 가이드부재; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 제1 가이드부재는,

   테프론(Teflon) 또는 폴리 에테르 에테르 케톤(Poly ether ether ketone : PEEK) 중 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제2 가이드부재는,

   볼 부싱(Ball Bushing) 또는 오일리스 베어링(Oilless Bearing) 중 선택되는 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.

Images