기판처리장치 document_id A220623069732

최근 들어 핸드폰(mobile phone), PDA(personal digital assistants), 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경량박소형의 평판표시장치(flat panel display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), FED(field emission display), VFD(vacuum fluorescent display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다. 상기 액정표시소자는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치로써, 크게 하부기판과 상부기판 및 상기 하부기판과 상부기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되어 있다. 상기 하부기판은 구동소자 어레이(array) 기판으로써 상기 하부기판에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상기 상부기판은 컬러 필터(color filter) 기판으로써 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러 필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판 및 상부기판에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다. 상기 하부기판 및 상부기판은 실재(seal material)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층이 형성되어 상기 하부기판에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다. 상기 액정표시소자의 제조공정은 크게 상기 하부기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이 기판공정과 상기 상부기판에 컬러 필터를 형성하는 컬러 필터 기판공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 액정표시소자의 제조공정을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 액정표시소자의 제조공정을 나타내기 위한 순서도이다. 먼저, 구동소자 어레이 공정에 의해 하부기판상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트 라인(gate line) 및 데이터 라인(date line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(101S). 또한, 상기 구동소자 어레이 공정에 의해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 상기 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다. 한편, 상기 상부기판에는 컬러 필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러 필터층과 공통전극을 형성한다(106S). 다음으로, 상기 상부기판 및 상기 하부기판에 각각 배향막을 도포한 후 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향 규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(rubbing)한다(102S,107S). 그리고, 상기 상부기판과 하부기판은 불순물을 제거하기 위한 소정의 세정과정을 거친다(103S, 108S). 다음으로, 세정 과정을 마친 상기 하부기판의 외곽부에 실재를 도포하고, 도포된 실재의 내측에 소정량의 액정을 적하한다(104S, 105S). 한편, 상기 상부기판에 은(Ag)을 도트(dot)형상으로 형성하고, 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 산포한다(109S, 110S). 그리고, 상기 하부기판과 상기 상부기판을 진공 상태에서 압력을 가하여 합착한다(111S). 상기 하부기판과 상기 상부기판은 대면적의 유리기판으로 이루어진 것으로써, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(panel) 영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러 필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 컷팅 및 연마, 가공한다(112S, 113S). 여기서, 상기 합착공정에 사용되는 합착장치에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 2a 내지 2d는 종래의 액정표시장치용 합착장치의 동작을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 이동 가능한 운반장치(109)에 구비된 하부 스테이지(103)상에 하부기판(104)이 안착되고, 상기 하부기판(104)의 하부표면을 제 1 흡착기구(108)로 흡착하여 고정시킨다. 그리고, 칼라필터 어레이가 형성된 상부기판(105)의 하부표면을 상부 스테이지(102)에 구비된 제 2 흡착기구(107)로 흡착하여 고정한다. 도면에 도시되지 않았지만, 상기 하부기판(104)에는 합착공정 이전 단계인 액정 적하공정으로써 자외선 경화형 실재(106)가 도포되어 있으며, 상기 실재(106)의 안쪽(박막 트랜지스터 어레이 부분)에는 액정(110)이 적하 되어있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하부기판(104)과 상기 상부기판(105)이 고정된 상태에서 상기 진공용기(101)를 닫아 진공 시킨다. 그리고, 상기 상부 스테이지(102)를 수직방향으로 하강시키고, 상기 하부기판(104)이 안착된 상기 하부 스테이지(103)를 수평 방향으로 이동시켜서 상기 하부기판(104)과 상기 상부기판(105)의 위치를 맞춘다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 상부 스테이지(102)를 수직방향으로 하강시켜서 상기 상부기판(105)과 상기 하부기판(104)을 가압하여 상기 실재(110)를 통해 접합한다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 흡착기구(107)의 흡착력을 해제하여 상기 상부 스테이지(102)와 상기 상부기판(105)을 분리한다. 그리고, 상기 상부 스테이지(102)를 수직으로 상승시키고 상기 진공용기(101)를 상기 하부 스테이지(103)가 이동할 수 있도록 오픈한다. 이후, 상기 하부기판(104)과 상기 상부기판(105)을 접합하고 있는 상기 실재(106)에 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 액정표시소자를 완성한다. 상술한 바와 같은 종래의 액정표시장치용 기판 합착장치는 한번의 합착공정으로 한개의 액정표시소자를 완성하기 때문에 다수의 액정표시소자를 양산하기 위해서는 다수의 합착장치가 구비되어야 한다. 즉, 양산하고자 하는 액정표시소자의 물량에 비례하여 다수의 합착장치가 필요하기 때문에 이에 따른 비용과 인력이 소모되는 문제를 감수해야 한다.