KR100485012B1 - 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치 - Google Patents

얼라인 및 핫프레스 겸용 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD 패널 얼라인 및 핫프레스 장치에 관한 것으로 종래의 얼라인 장치에 열발생부를 설치하여 얼라인 공정과 핫프레스 공정을 동시에 진행함으로써 핫프레스 공정에서 발생되는 얼라인 미스를 보정하고, 또한 핫프레스 설비로 LCD 패널을 이송시키지 않으므로 이송과정에서 발생되었던 조립오차를 제거하여 화소의 개구율을 증대시킬 수 있다.
또한, 얼라인 공정과 핫프레스 공정을 진행하는 동안 TFT 기판과 칼라필터 기판을 1번만 가압함으로써 실런트에 버블이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

얼라인 및 핫프레스 겸용 장치
본 발명은 LCD 패널의 얼라인과 핫프레스 겸용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TFT 기판 및 칼라필터 기판의 얼라인 공정과 핫프레스 공정에서 TFT 기판 및 칼라필터 기판이 틀어지는 조립오차를 최소화하기 위한 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치 및 이를 이용한 LCD 패널 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 TFT 기판, TFT 기판과 마주보는 칼라필터 기판, 그리고, 양 기판 사이에 주입되는 액정물질을 포함하는 장치로서, 내부에 삽입되는 액정의 전기 광학적 성질을 이용한 표시장치이다.
일반적으로 TFT 기판에는 다수의 게이트선 및 데이터선이 서로 교차하여 형성되어 있고 교차영역의 각각에는 스위칭소자인 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되어 있다. 또한, 칼라필터기판에는 빛의 3원색인 빨간색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 안료가 도포된 칼라필터가 형성되어 있고 각각의 칼라필터의 가장지리에는 블랙매트릭스가 형성되어 있다.
한편, TFT 기판과 칼라필터 기판의 간격을 일정하게 유지시키기 위해서 칼라필터 기판 가장자리를 따라 스페이서(spacer)가 혼합된 실런트 라인(sealant line)을 형성한다.
이와 같이 칼라필터 기판에 실런트를 도포한 후 TFT 기판과 칼라필터 기판을 얼라인시키고 칼라필터 기판에 산포된 실런트를 경화시키는 공정인 핫프레스(hot press) 공정이 진행된다. 도 1에 도시된 공정 진행 순도를 참조하여 이를 좀더 상세히 설명하면 TFT 기판과 칼라필터 기판을 각각 얼라인 장치로 이송시켜 2개의 기판이 서로 마주보도록 TFT 기판과 LCD 패널을 정확히 얼라인시킨다. 이때, 얼라인 장치는 광학 장비를 사용하여 TFT 기판에 인쇄된 얼라인키와 칼라필터 기판에 인쇄된 얼라인 키를 정확히 일치시킴으로써 TFT 기판과 칼라필터기판을 얼라인시킨다. 여기서, TFT 기판과 칼라필터 기판의 얼라인시 약간의 조립오차가 발생되는데, 이 얼라인 오차는 1㎛이하이다.(S10)
이후, TFT 기판과 칼라필터 기판이 사이에 존재하는 실런트를 경화시켜 TFT 기판과 칼라필터 기판을 부착시키기 위해서 LCD 패널(TFT 기판과 칼라필터 기판이 부착된 상태)을 열경화 장치인 핫프레스 설비로 이송시킨다. 이때 TFT 기판과 칼라필터 기판 사이의 간격을 일정하게 유지시켜 주는 실런트가 경화되지 않았기 때문에 LCD 패널의 이송도중 LCD 패널이 하부 방향으로 휘어지거나 흔들림으로 인해 TFT 기판과 칼라필터기판이 틀어져 이송도중 국소적으로 1㎛이상의 조립오차가 발생할 수 있다.(S20)
핫프레스 설비는 이송된 LCD 패널에 열을 가하여 TFT 기판과 칼라필터 기판 사이에 존재하는 실런트를 경화시키는 동시에 TFT 기판과 칼라필터 기판에 압력을 가하여 TFT 기판과 칼라필터 기판 사이의 간격이 어느 영역에서나 균일하도록 유지시켜준다. 그러나, 핫프레스의 수평도, TFT 기판과 칼라필터간의 수평도, 압력의 균일도, 실 라인 균일도등과 같은 조건에 의해서 TFT 기판과 칼라필터 기판이 전후 또는 좌우로 미끄러져 얼라인이 틀어지는 얼라인 미스 현상이 발생되는데, 핫프레스 설비에는 얼라인 미스를 보정해주는 설비가 없다.(S30)
한편, 실런트를 경화시키는 핫프레스 공정이 완료되면 이송장치에 의해서 LCD 패널이 베이크(bake) 설비로 이동되어 실런트를 완전히 경화시킨다. 여기서, LCD 패널이 베이크 설비로 이송될 때에는 핫프레스 공정에 의해 실런트가 거의 경화되었기 때문에 TFT 기판과 칼라필터 기판이 틀어지지 않는다.(S40)
그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 얼라인 장치에서 핫프레스 설비로 이송도중 TFT 기판과 칼라필터 기판이 틀어져 발생되는 조립오차나 TFT 기판과 칼라필터 기판이 미끄러져 발생되는 조립오차는 블랙매트릭스와 화소를 초기 얼라인 상태보다 많이 겹치게 함으로써 빛을 투과시키는 화소의 개구율이 감소되는 문제점이 있었다. 또한, TFT 기판과 칼라필터 기판 사이에 존재하는 실런트를 얼라인 장치와 핫프레스 장치에서 2번 가압함에 따라 실런트 내에 버블(bubble)이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 얼라인 장치에 열원을 장착하여 얼라인 장치와 핫프레스 장치를 겸용하여 사용함으로써 TFT 기판과 칼라필터 기판을 얼라인시키는 동시에 실런트의 경화시키는 공정까지 함께 진행하여 이송 및 보정 불능으로 인해 발생되는 조립오차 최소화하고 실런트에 버블이 발생되는 것을 방지한 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치 및 이를 이용한 LCD 패널 제조 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 TFT 기판과 칼라필터 기판을 고정하기 위해 소정영역에 복수개의 흡착진공홀이 형성되어 있어 있는 하부 프레스와 상부 프레스로 구성된 프레스부와, 상기 상부 프레스와 상기 하부 프레스에 각각 설치되어 상기 TFT 기판과 상기 칼라필터 기판 사이에 간격을 일정하게 유지시켜 주는 실런트를 경화시키기 위한 열발생부와, 상기 TFT 기판과 상기 칼라필터 기판에 형성된 얼라인 키의 얼라인 상태를 감지하는 제어부에 전달하는 광학부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 설비로 LCD 패널의 제조 방법은 하부 프레스 및 상부 프레스에 놓여진 TFT 기판과 칼라필터 기판을 오차 허용범위 안에서 정확히 얼라인시키는 동안 열발생부에서 상기 TFT 기판과 상기 칼라필터 기판에 열을 가하여 상기 TFT 기판과 상기 칼라필터 사이에 존재하는 실런트를 경화시키는 얼라인 공정 및 핫프레스 공정 단계와, 상기 TFT 기판과 상기 칼라필터 기판이 부착된 LCD 패널을 상기 베이크 설비로 이송시키고 상기 베이크 설비에서 실런트를 완전히 경화시키는 실런트 재경화 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 LCD 패널의 얼라인 장치 및 얼라인 방법을 첨부된 도면 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 얼라인 및 핫프레스 겸용 설비를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 LCD 패널의 얼라인 공정진행 순서를 도시한 순서도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 얼라인 장치(100)는 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)을 가압하는 프레스부(110)와, 프레스부(110) 내부에 설치되고 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)에 열을 가하여 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143) 사이에 존재하는 실런트(145)를 경화시키는 열발생부(120)와, 프레스부(110)의 상부에 설치되어 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)에 인쇄된 얼라인 키(미도시)의 얼라인 상태를 감지하는 광원부(130)로 구성되어 있다.
여기서, 프레스부(110)는 TFT 기판(141)이 놓여지고 양단부 소정영역에 TFT 기판(141)을 진공으로 흡착하여 고정하기 위한 흡착진공홀(116)이 형성된 하부 프레스(113)와, 하부 프레스(113)의 상부면에 설치되며 칼라필터 기판(143)을 상부에서 가압하고 칼라필터 기판(143)을 고정시키기 위해서 하부 프레스(113)에 형성된 흡착진공홀(116)과 대응되는 영역에 또 다른 흡착진공홀(117)이 형성된 상부 프레스(115)로 구성된다.
실런트(145)를 경화시키기 위해 열원으로 사용되는 열발생부(120)는 하부 및 상부 프레스(113)(115)의 내부에 각각 설치되며 열발생부(120)는 TFT 기판(141) 및 칼라필터 기판(143)과 근접된 영역에 길이방향을 따라 설치되어 있다. 바람직하게 열발생부(120)는 하부 및 상부 프레스(113)(115)의 일면을 균일한 온도로 제어하기 위해서 상부 및 하부 프레스(115)(113)에 작은 히터를 여러개 설치하여 형성할 수도 있고 큰 히터를 한개만 설치하여 형성할 수도 있다.
이와 같은 얼라인 및 핫프레스 겸용 설비를 이용하여 TFT 기판과 칼라필터 기판을 얼라인시키는 공정에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
TFT 기판(141)의 가장자리를 따라 형성되어 있는 실라인(미도시)에 실런트(145)가 산포되면 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)을 얼라인 및 핫프레스 겸용 설비로 이송시킨 상태에서 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)이 서로 마주보도록 얼라인시키는 동시에 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143) 사이에 존재하는 실런트(145)를 경화시킨다.(S210)
여기서, TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)의 얼라인 공정은 광학부(130)가 TFT 기판(141) 및 칼라필터 기판(143)에 형성된 얼라인 키의 얼라인 상태를 감지하여 제어부(미도시)에 전송하면 제어부는 광학부(130)에서 전달된 신호에 따라 상부 프레스(115)와 하부 프레스(113)에 신호를 전달하여 2개의 기판(141)(143)을 얼라인시킨다. 상부 프레스(115)와 하부 프레스(113)는 제어부의 신호에 따라 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)에 형성되어 있는 화소와 칼라필터, 게이트 및 데이터선과 블랙매트릭스가 오차허용 범위 안에서 정확히 일치되도록 2개의 기판(141)(143)을 전후 또는 좌우로 이동시키며 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)에 압력을 가한다.
이와 같이 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)의 얼라인 공정이 진행되는 동안 열발생부(120)에서는 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)에 약 100∼150℃정도의 열을 가한다. 이때, 상부 프레스(115)와 하부 프레스(113)는 얼라인 공정을 진행하면서 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)을 가압하고 있기 때문에 열발생부(120)에서 열을 가해주며 얼라인 공정이 진행되는 동안 실런트(145)를 경화시키는 핫프레스 공정이 진행된다. 또한, 얼라인 공정과 동시에 핫프레스 공정을 진행하면 실런트가 경화되기 전까지 두 기판(141)(143)을 좌우 또는 전후로 이동시키면서 계속적으로 얼라인할 수 있어 상부 프레스(115) 및 하부 프레스(113)의 압력에 의해서 두 기판(141)(143)이 미끄러지는 얼라인 미스를 보정할 수 있다. 바람직하게 얼라인 미스 보정은 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143) 사이에 존재하는 실런트(145)가 경화되지 않아 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)이 전후·좌우로 부드럽게 이동될 수 있는 상태에서만 가능하다.
이와 같이 얼라인 장치에 의해 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)의 얼라인 공정이 종료되면 TFT 기판(141)과 칼라필터 기판(143)이 부착된 상태인 LCD 패널(140)의 베이크 설비(미도시)로 이동시켜 실런트(145)를 완전히 경화시킨다.(S220)
상기에서 설명한 바와 같이 설비 하나에서 얼라인 공정과 핫프레스 공정을 함께 진행함으로 공정시간을 단축할 수 있으며 종래에서와 같이 얼라인 공정 종료 후 핫프레스 설비로 LCD 패널을 이송시키지 않음으로써 이송과정에서 발생되었던 조립오차를 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 얼라인 장치에 열발생부를 설치하여 얼라인 공정과 핫프레스 공정을 동시에 진행함으로써 핫프레스 공정에서 발생되는 얼라인 미스를 보정하고, 또한 핫프레스 설비로 LCD 패널을 이송시키지 않으므로 이송과정에서 발생되었던 조립오차를 제거하여 화소의 개구율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 얼라인 공정과 핫프레스 공정을 진행하는 동안 TFT 기판과 칼라필터 기판을 1번만 가압함으로써 실런트에 버블이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LCD 패널 얼라인 공정의 진행 순서를 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명에 의한 얼라인 및 핫프레스 겸용 설비를 개략적으로 나타낸 단면도이며,
도 3은 LCD 패널의 얼라인 공정진행 순서를 도시한 순서도이다.

Claims (3)

  1. 칼라필터기판 및 TFT 기판을 고정하기 위해 소정영역에 복수개의 흡착진공홀이 형성되어 있는 상부 프레스 및 하부 프레스를 갖는 프레스부;
    상기 상부 프레스 및 하부 프레스에 각각 설치되어 상기 칼라필터기판 및 TFT 기판 사이에 간격을 일정하게 유지시켜 주는 실런트를 경화시키는 열발생부;
    상기 칼라필터기판 및 TFT 기판에 형성된 얼라인 키의 얼라인 상태를 감지하는 광학부; 및
    상기 얼라인 상태에 대응하여 상기 칼라필터기판 및 TFT 기판을 얼라인시켜 가압하도록 상기 상부 프레스 및 하부 프레스를 제어하는 제어부를 포함하는 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열발생부는 상기 상부 프레스 및 하부 프레스의 일면에 복수의 히터들로 형성되는 것을 특징으로 하는 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열발생부는 상기 상부 프레스 및 하부 프레스의 일면에 하나의 히터로 형성되는 것을 특징으로 하는 얼라인 및 핫프레스 겸용 장치.
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