JP4904138B2 - 液晶表示パネル製造システム及びこれを用いて製造された液晶表示パネル - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より詳しくは、液晶表示装置の製造時より効率的で、かつ、経済的な作業工程が可能であるように改良された液晶表示パネル製造システム及びこれを用いて製造された液晶表示パネルに関する。

最近、液晶表示装置が表示手段として脚光を浴びている。

液晶表示装置は、パネルの内部に注入された液晶の電気的、光学的性質を用いてディスプレイ機能を遂行するが、小型、軽量及び低消費電力などの長所によりコンピュータモニタや移動通信端末機などの多様な分野に幅広く応用されている。

このような液晶表示装置は、幾多の工程段階を経て製作されるので、各々の工程を遂行するための各種機器と、各種機器を運用するための幾多のオペレータ（operator）を必要とする。

これによって、液晶表示装置を製造するためには、莫大な費用と、機器及び運用に必要な充分の空間などが要求されている。

したがって、液晶表示装置を製造することにおいて、製造工程の効率化及び機器収容面積の縮小は、製造歩留まりを増加させ、製造のコストを低減することにおいて重要である。

例えば、薄膜トランジスタ基板のエッチング工程のためのエッチング機器の場合、既存にはコーティング及び露光のための工程チャンバーを各々一つずつ備えたシングルライン（single line）において、コーティング及び露光のための工程チャンバーが各々２つずつ備えられたデュアルライン（dual line）に発展して来た。この場合、１つの基板に対し、シングルラインの場合、約８０秒ぐらいの工程時間がかかるが、デュアルラインの場合には約４５秒ぐらいの工程時間がかかるので、シングルラインより製造工程を效率よく遂行することができる。さらに、設備収容面積を縮小することができるので、製造歩留まりを増加させ、かつ、製造コストを低減することができる。

以下、関連技術に係る液晶表示パネル製造システムについて説明する。

図１ａは関連技術に係る液晶表示パネル製造システムを概略的に示す構成図であり、図１ｂは図１ａに図示された液晶表示パネル製造システムの動作方法を説明するための説明図である。

まず、図１ａを参照すれば、関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、各製造工程段階で、工程を遂行する前に基板をローディング（loading）する工程ライン（line）と、製造工程を遂行した後、基板をアンローディング（unloading）する工程ラインが互いに分離されたデュアルライン（dual line）からなる。

すなわち、関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、ローダ（loader）１１０と洗浄器１２０、コータ（coator）１３０−１、１３０−２、露光機１５０−１、１５０−２、デベロッパー（developer）１６０、検査器１７０及びアンローダ（unloader）１８０を含む。

このように構成される液晶表示パネル製造システムの作動過程を説明すれば、次の通りである。

まず、２つのポート（port）が備えられたローダ１１０を介して基板が供給されれば、各々の基板は洗浄器１２０、コータ１３０−１、１３０−２、露光機１５０−１、１５０−２、デベロッパー１６０及び検査器１７０を経る間、該工程が自動に進行し、工程が完了した基板はアンローダ１８０を介してカセットにまた積載された後、搬出される。

この際、関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、図１ｂの（Ａ）に示すように、ローダ１１０に工程を遂行しようとする基板が積載された実カセット（cassette）がローディングすることになれば、各々の基板を後段の工程チャンバーに投入させ、以後、投入が完了すれば空カセットを排出した後、基板が積載された他の実カセットに入れ替える。

同様に、アンローダ１８０では工程遂行が完了した基板を空カセットに積載するが、空カセットに基板が全て詰まれば基板が積載された実カセットを排出し、また工程遂行が完了した基板を積載する空カセットに入れ替える。

ところが、このような関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、２つのコータ１３０−１、１３０−２、または、２つの露光機１５０−１、１５０−２が各々同一な工程を遂行しなければならないという不都合がある。

また、工程遂行が完了した基板に対して不良が発生した場合、該基板に遂行された工程が２つのコータ１３０−１、１３０−２、または、２つの露光機１５０−１、１５０−２のうち、どのチャンバーで遂行されたかに対する区分が基板単位、または、カセット単位でなされられなくて、不良の原因が正確に把握できないという問題がある。

その上、製造工程履歴の把握が困難であるという問題がある。

図２ａは他の関連技術に係る液晶表示パネル製造システムを概略的に示す構成図であり、図２ｂは図２ａに図示された液晶表示パネル製造システムの動作方法を説明するための説明図である。

他の技術に係る液晶表示パネル製造システムは、基板のローディングとアンローディングが分離された既存の液晶表示パネル製造システムとは異なり、基板のローディングとアンローディングが統合されたデュアルライン液晶表示パネル製造システムを示している。

図２ａを参照すれば、他の関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、各々３つのポートで備えられた第１ローダ２１０及び第２ローダ２１５、洗浄器２２０、第１コータ２３０、第２コータ２３５、第１露光機２５０、第２露光機２５５、デベロッパー２６０、検査器２７０、及び移送ライン２８０、２８５を含む。

すなわち、他の関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、図２ｂに図示された第１ローダ２１０及び第２ローダ２１５において、基板のローディングとアンローディングが統合的に遂行され、２つのローダ２１０、２１５を介して２種のカセットに対する生産が可能な構造である。この際、各ローダ２１０、２１５は、基板のローディングとアンローディング及びカセットの入替えの有無を考慮して最小３つのポートを必要とする。

このように構成される液晶表示パネル製造システムによれば、一側のローダを介して投入される基板は、第１コータ２３０、または、第２コータ２３５、及び第１露光機２５０、または、第２露光機２５５のうち、各々指定された１つのコータと露光機を通じてのみ工程がなされるようになる。

これによって、各々のコータ２３０、２３５と露光機２５０、２５５が互いに異なる工程が進行できるようになることによって、より効率のよい工程の遂行が可能であるだけでなく、各基板に対する工程の履歴の把握が容易であるため、不良基板に対する原因が追跡できる長所がある。

ところが、他の関連技術に係る液晶表示パネル製造システムは、図２ｂに示すように、カセットに対する基板の円滑なローディング／アンローディング作業のためのポートのみならず、入替えポートが各々別途に要求されるので、各々のローダ２１０、２１５は少なくとも３つのポートを具備しなければならない。

また、各々のポートと工程チャンバーとの間を相互連結する移送ライン２８０、２８５が必要となるが、これは全体の設置面積を過度に増加させることになって、空間の効率性を低減させる問題がある。

したがって、本発明が達成しようとする技術的課題は、液晶表示装置の製造工程の際、基板のローディング及びアンローディングのためのポートを１つに統合して全体の設置面積を縮小することにより、効率のよい運営が可能な液晶表示パネル製造システム及びこれを用いて製造された液晶表示パネルを提供しようとするものである。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、工程を遂行しようとする基板のモデルを区分しなくて、定まった工程順序に従って製造工程が遂行されることにより、製品不良発生の際、原因の追跡が可能な液晶表示パネル製造システム及びこれを用いて製造された液晶表示パネルを提供しようとするものである。

本発明の技術的課題は、以上、言及した技術的課題に限るのでなく、言及されていない更に他の技術的課題は下記の記載から当業者であれば明確に分かるはずである。

前記技術的課題を達成するための本発明に係る液晶表示パネル製造システムは、２つのポートを備え、各ポートにローディングされた1グループのカセットに対し基板の投入及び排出作業が同時に遂行できる第１ローダ、２つのポートを備え、各ポートにローディングされた他グループのカセットに対し、基板の投入及び排出作業が同時に遂行できる第２ローダ、前記第１ローダを介して投入される基板に対し、製造工程を遂行した後、前記第１ローダに移送させる第１工程部、前記第２ローダを介して投入される基板に対し、製造工程を遂行した後、前記第２ローダに移送させる第２工程部、及び前記基板の移送のための移送ラインを含む。

その他、実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

前述したようになされた本発明の好ましい実施形態において、製造システムとこれにより製造された液晶表示パネルは２ポートローダを用いて３ポートローダと同一な工程が遂行できるようになった。

これによって、面積対比工程の効率性を画期的に増加させて、製品歩留まりの向上及び製造コストの低減などが可能になる等の多様な長所がある。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。明細書の全体に亘って同一構成要素には同一参照符号を与えている。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システム及びこれを用いて製造された液晶表示パネルについて詳細に説明する。

図３は本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムの構成を示す図であり、図４は本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムのポート運用方式を説明するための概念図であり、図５は本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムのローダ（loader）において、基板の投入及び排出動作を説明するための図である。

まず、図３を参照すれば、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムは、第１ローダ３１０と第２ローダ３１５、洗浄器３２０、第１コータ３３０、第２コータ３３５、第１バッファー３４０、第２バッファー３４５、第１露光機３５０、第２露光機３５５、デベロッパー３６０、検査器３７０、及び移送ライン３８０、３８５を含む。

第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５は、各々２つのポートａ、ｂを備える。

各ポートａ、ｂでは、カセットに対する基板のローディング及びアンローディング作業が全てなされることができるが、特に同一カセットに対して基板のローディング及びアンローディング作業が同時に遂行されることができる。

詳細には、図４を参照すると、既存には基板のローディング及びアンローディングのためのポートを別途に運用して、ローディングポート４１０では基板を後段の工程チャンバーに投入させ、アンローディングポート４２０では製造工程を完了した基板を排出した。しかしながら、本発明では、これを１つのポート４００に統合することで、同一カセットで基板の搬入及び排出が同時になされることができる。

これは、基板のローディング及びアンローディング作業に必要とする最小のポート数を減らすことによって、既存のシステムより全体の設置面積を縮小することができる。

これによって、第１ローダ３１０と第２ローダ３１５は、図５に示すように、各ポートａ、ｂでカセットに積載された基板が投入されてカセット内に基板を積載することができる余裕空間が発生すれば、該カセットがローディング進行中であっても工程の遂行が完了した基板を排出してカセットの余裕空間に積載することができる。

したがって、第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５の各ポートａ、ｂでは、基板が積載された実カセットが供給されれば、積載された基板が投入され、空間に製造工程を完了した基板がまた積載されることにより、基板が積載されたカセットが排出される。

言い換えると、第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５は基板を投入及び排出するカセットを別途に運営しなくて、１つのカセットで基板の投入及び排出を同時に遂行することができる。したがって、第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５にカセットをローディング及びアンローディングする際、カセット内には常に基板が積載された状態となる。

この際、所定のカセットから投入された基板が必ず同一なカセットに排出されないこともあるが、連続的な工程が絶えず遂行される場合であれば、カセットから投入される基板と排出される基板は必然的に異なる。

但し、この場合にも各々の第１ローダ３１０と第２ローダ３１５は、指定された工程チャンバー（たとえば、第１コータ３３０及び第１露光機３５０）を通じて工程が遂行された基板に対してのみローディング／アンローディング作業を遂行することによって、相異なる２つの工程の同時進行及び工程遂行が完了した基板に対する工程履歴の把握を可能にすることができる。

洗浄器３２０は、第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５を介して投入された基板を洗浄することにより、基板の表面の有機物及び異質物を除去する。

第１コータ３３０及び第２コータ３３５は、基板上に感光剤（Photo Resist）をコーティングするための工程チャンバーであって、コーティング方式に従ってスリット（slit）方式、スピン（spin）方式、及びインクジェット（inkjet）プリンティング方式などに分けられる。

第１露光機３５０及び第２露光機３５５は、感光剤がコーティングされた基板上にマスクパターンを形成する。

第１バッファー３４０及び第２バッファー３４２は、基板を第１露光機３５０または第２露光機３５５に投入する前に待機するラインである。

デベロッパー３６０は、第１露光機３５０または第２露光機３５５を経た基板の露光部位を除去する。

検査器３７０は、以前の工程チャンバーを通過した後の基板を検査して、むら等の不良を感知する。

このように構成される本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムは、次の通り進行する。

図６は、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムの全体進行過程を示す図である。

図６を参照して説明すれば、第１ローダ３１０及び第２ローダ３１５を介して投入される基板は、洗浄器３２０により洗浄された後、各々第１コータ３３０及び第２コータ３３５に進入する。この際、第１ローダ３１０から提供された基板が第１コータ３３０に提供されれば、第２ローダ３１５から提供された基板は第２コータ３３５に提供されなければならないし、第１ローダ３１０から提供された基板が第２コータ３３５に提供されれば、第２コータ３１５から提供された基板は第１コータ３３０に提供されなければならない。これは、第１露光機３５０と第２露光機３５５に対しても同様に適用され、システム管理者などによる別途の設定があるまでは継続的で、かつ、強制的に適用されるようにすることが良い。

第１バッファー３４０及び第２バッファー３４５では、各々第１露光機３５０及び第２露光機３５５に対する基板の工程待機がなされる。

次に、第１露光機３５０及び第２露光機３５５を介して露光工程が遂行完了した基板は、デベロッパー３６０と検査器３７０を経て、また初めアンローディングされた第１ローダ３１０または第２ローダ３１５へ移送された後、待機中のカセットにローディングされて排出される。

第１移送ライン３８０は、第２ローダ３１５と洗浄器３２０及び検査器３７０と第１ローダ３１０との間の相互基板の移送を可能にし、第２移送ライン３８５は第１コータ３３０または第２コータ３３５と第２バッファー３４５及び第１露光機３５０とデベロッパー３６０間の相互基板の移送を可能にする機能をする。

以上の工程により製造される液晶表示パネルに対する構成及び機能を簡単に説明すれば、次の通りである。

図示してはいないが、液晶表示パネルは、下部基板と上部基板及び両基板間に形成された液晶層などを備える。

一般に、下部基板は、ゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ及び画素電極などを含み、上部基板は下部基板の上部にこれと対向するように位置し、カラーフィルタ、ブラックマトリックス及び共通電極などを含む。

下部基板には多数のゲートラインとデータラインがｍ×ｎのマトリックス形態を有するように配列される。そして、多数のゲートラインとデータラインとの交差点にはスイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される。

薄膜トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、アクティブ層、及びオーミック接触層等で構成され、ドレイン電極が画素電極と連結されて単位画素をなす。言い換えると、薄膜トランジスタは、ゲートラインを介してゲート電極にゲート信号が印加されれば、これに同期されてデータラインに印加されたデータ信号がオーミック接触層及びアクティブ層を通じてソース電極からドレイン電極に伝えられることができるように動作する。

すなわち、ソース電極にデータ信号が印加されれば、ドレイン電極と連結された画素電極にこれと対応する電圧が印加されるが、これによって、画素電極と共通電極との間に電圧差が発生する。そして、画素電極と共通電極との電圧差によって、その間に介されている液晶の分子配列が変化され、液晶の分子配列の変化により画素の光透過量が変わることになって、各々の画素別に印加されたデータ信号の差によって画素の色相差が発生する。このような色相差を用いて液晶表示装置の画面が制御できるようになる。

ゲートラインに印加されるゲート信号とデータラインに印加されるデータ信号は、各々ゲート駆動部及びデータ駆動部などの駆動回路により生成され、駆動回路と液晶表示パネルとの間はＴＣＰ（Tape Carrier Package）などにより連結されることができる。

この際、カラーフィルタ及び共通電極は、前述したように、上部基板に備えられることができるが、液晶表示装置の駆動方式によって、その位置が変わることができる。例えば、水平配向方式（IPS mode）の液晶表示装置の場合、共通電極は下部基板に形成され、ＣＯＡ（Color-Filter On Array）方式の液晶表示装置の場合、カラーフィルタが下部基板に形成される。

以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更しなくて他の具体的な形態で実施できるということが分かるはずである。

したがって、以上、記述した実施形態は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであるから、全ての面で例示的なものであり、限定的でないことと理解しなければならなくて、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。

は関連技術に係る液晶表示パネル製造システムを概略的に示す構成図である。 は図１ａに図示された液晶表示パネル製造システムの動作方法を説明するための説明図である。 は他の関連技術に係る液晶表示パネル製造システムを概略的に示す構成図である。 は図２ａに図示された液晶表示パネル製造システムの動作方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムのポート運用方式を説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムのローダ（loader）において、基板の投入及び排出動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル製造システムの全体進行過程を示す図である。

符号の説明

１１０ ローダ
１２０、３２０ 洗浄器
１３０−１、１３０−２ コータ
１５０−１、１５０−２ 露光機
１６０、２６０、３６０ デベロッパー
１７０、２７０、３７０ 検査器
１８０ アンローダ
２１０、３１０ 第１ローダ
２１５、３１５ 第２ローダ
２２０、３３０ 第１コータ
２３５、３５５ 第２コータ
２５０、３５０ 第１露光機
２５５、３５５ 第２露光機
２８０、２８５、３８０、３８５ 移送ライン
３４０ 第１バッファー
３４５ 第２バッファー

Claims (3)

1. ２つのポートを備え、各ポートにローディングされた１グループのカセットに対し基板の投入及び排出作業が同時に遂行できる第１ローダと、
   ２つのポートを備え、各ポートにローディングされた他グループのカセットに対し、基板の投入及び排出作業が同時に遂行できる第２ローダと、
   前記第１ローダを介して投入される基板に対し、製造工程を遂行した後、前記第１ローダに移送させる第１工程部と、
   前記第２ローダを介して投入される基板に対し、製造工程を遂行した後、前記第２ローダに移送させる第２工程部と、
   前記基板の移送のための第１及び第２の移送ラインと、
   を含み、
   前記第１ローダ及び前記第２ローダは、同一カセットに対し、基板の投入及び排出作業を同時に遂行でき、
   前記第１ローダ及び前記第２ローダから投入される基板に対し、共通して製造工程を遂行する共通工程部を更に含み、前記共通工程部は、前記第１及び第２の移送ラインを介して、前記第１ローダ、第２ローダ、第１工程部及び第２工程部に接続され、
   前記第１の移送ラインは、前記第１ローダと前記第２ローダと前記共通工程部との間の基板の移送を可能にし、前記第２の移送ラインは、前記第１工程部と前記第２工程部と前記共通工程部との間の基板の移送を可能にし、
   前記同一カセットから投入された基板は、前記同一カセットへ排出された基板と異なり、
   前記第１工程部及び前記第２工程部は、各々互いに異なる製造工程が同時に進行できることを特徴とする液晶表示パネル製造システム。
   
2. 前記第１工程部は、第１コータ及び第１露光機を含み、前記第２工程部は、第２コータ及び第２露光機を含む請求項１記載の液晶表示パネル製造システム。
   
3. 前記共通工程部は洗浄器及び検査器を含む請求項１記載の液晶表示パネル製造システム。

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