KR100790485B1 - 평판디스플레이용 소성장치 및 소성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발물질을 상측에서 배기시킴으로써 파티클을 최소화 할 수 있도록 한 평판디스플레이용 소성장치 및 소성방법에 관한 것이다.
본 발명은 인쇄막이 형성된 기판이 로딩 및 언로딩되는 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 기판을 가열하기 위한 기판가열기와, 상기 인쇄막의 증발방향 상에 위치하도록 상기 챔버내에 설치되어 상기 인쇄막에서 증발되는 물질을 집진하여 외부로 배기시키기 위한 배기구를 구비한다.
이러한 구성에 의하여 챔버 내부에 파티클이 발생되지 않으며, 챔버 내부의 열대류 현상을 제어하기가 용이하므로 챔버의 내부온도를 균일하게 유지할 수 있다.

Description

평판디스플레이용 소성장치 및 소성방법{BAKING APPARATUS AND METHOD FOR FLAT PANEL DISPLAY}
도 1은 도 1은 통상적인 박막 트랜지스터를 나타내는 단면도.
도 2a는 종래의 평판디스플레이용 소성장치를 나타내는 평면도.
도 2b는 종래의 평판디스플레이용 소성장치를 나타내는 측면도.
도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 국부배기구에 의해 증발물질이 집진되는 것을 나타내는 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 평판디스플레이용 소성장치를 나타내는 평면도.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 평판디스플레이용 소성장치를 나타내는 측면도.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 국부배기구에 의해 증발물질이 집진되는 것을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 32 : 챔버 4, 34 : 히터
6, 36, 218 ; 기판 8, 38a, 38b : 국부배기구
7, 37 : 인쇄막 10, 40 : 메인배기구
12, 42 : 배기라인 14 : 파티클
16, 46 : 증발 물질 220 : 게이트전극
222 : 게이트절연막 224 : 반도체층
226 : 오믹접촉층 228 : 소오스전극
230 : 드레인전극 232 : 보호막
234 : 화소전극
본 발명은 평판소자용 소성장치 및 소성방법에 관한 것으로, 특히 증발물질을 상측에서 배기시킴으로써 파티클을 최소화 할 수 있도록 한 평판소자용 소성장치 및 소성방법에 관한 것이다.
평판소자는 기판상에 전극이나 형광층 등의 기능층을 배열하여 소정의 기능을 달성하도록 한 기능소자로서, 작게는 반도체소자로부터 크게는 플라즈마 표시소자(PDP)나 액정표시소자(LCD) 등의 평판표시소자에 이르기까지 널리 응용되고 있다.
예를 들어, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화소들이 게이트라인들 과 데이터라인들의 교차부들 각각에 배열되어진 화소매트릭스(Picture Element Matrix 또는 Pixel Matrix)에 텔레비전 신호와 같은 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 화소들 각각은 데이터라인으로부터의 데이터신호의 전압레벨에 따라 투과 광량을 조절하는 액정셀을 포함한다. TFT는 게이트라인과 데이터라인들의 교차부에 설치되어 게이트라인으로부터의 스캔신호에 응답하여 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치의 제조공정은 기판 세정과, 기판 패터닝, 배향막형성, 기판합착/액정주입, 실장 공정 및 테스트 공정으로 나뉘어져 제작된다.
기판세정 공정에서는 상/하부기판의 패터닝 전후에 기판들의 이물질을 세정제를 이용하여 제거하게 된다.
기판 패터닝 공정에서는 상부기판의 패터닝과 하부기판의 패터닝으로 나뉘어진다. 상부기판에는 칼라필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 하부기판에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 TFT가 형성된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다.
기판합착/액정주입 공정에서는 하부기판 상에 배향막을 도포하고 러빙하는 공정에 이어서, 실(Seal)을 이용한 상/하부기판 합착공정, 액정주입, 주입구 봉지공정이 순차적으로 이루어진다. 여기서, 실재는 액정주입 공간과 액정영역을 한정하는 역할을 겸한다.
도 1을 참조하면, 기판(218) 위에 형성된 TFT가 도시되어 있다. TFT의 제조공정은 다음과 같다. 먼저, 게이트전극(220)과 게이트라인이 Al, Mo, Cr 등의 금속으로 기판(218) 상에 증착된 후, 사진식각법에 의해 패터닝된다.
게이트전극(220)이 형성된 기판(218) 상에는 SiNx 등의 무기막으로 된 게이트절연막(222)이 형성된다. 게이트절연막(222) 위에는 비정질 실리콘(amorphous-Si : 이하 "a-Si"이라 함)으로 된 반도체층(224)과 n+ 이온이 도핑된 a-Si으로 된 오믹접촉층(226)이 연속 증착된다.
오믹접촉층(226)과 게이트절연막(222) 위에는 Mo, Cr 등의 금속으로 된 소오스전극(228)과 드레인전극(230)이 형성된다. 이 소오스전극(228)은 데이터라인과 일체로 패터닝된다. 소오스전극(228)과 드레인전극(230) 사이의 개구부를 통하여 노출된 오믹접촉층(226)은 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 제거된다.
그리고 기판(218) 상에 SiNx 또는 SiOx로 된 보호막(232)이 전면 증착되어 TFT를 덮게 된다. 이어서, 보호막(232) 위에는 콘택홀이 형성된다. 이 콘택홀을 통하여 드레인전극(230)에 접속되게끔 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)로 된 화소전극(234)이 증착된다.
이와 같은, TFT 제조공정 중 기판(18) 상에 배향막을 인쇄하고, 배향막 내의 휘발물질을 제거하고, 인쇄된 배향막을 딱딱하게 굳히기 위해서는 소성과정이 필요하게 된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래 평판디스플레이용 소성장치는 챔버(2) 내부에 등간격으로 설치되어 기판(6)을 가열하기 위한 다수개의 히터(4)들과, 챔버(2)의 하측 및 히터(4)들 사이에 설치되어 기판(6)에서 증발된 물질을 집진하기 위한 다수개의 국부배기구(8)들과, 다수개의 국부배기구(8)들과 연결되어 국부배기구(8)들에 의해 집진된 증발된 물질을 통합하여 외부로 배출시키기 위한 메인배기구(10)를 구비한다.
히터(4)들에는 도시하지 않은 로딩장치에 의해 기판(6)이 안착된다. 이를 위해, 히터(4)들에는 기판(6)을 고정시키고 건조의 균일성을 확보시키기 위한 진공홀(9)들이 구비된다.
이어서, 히터(4)들은 안착된 기판(6)을 고온으로 가열하게 된다. 이렇게, 히터(4)들에 의해 기판(6)이 고온으로 가열됨에 따라 기판(6) 상에 형성된 도시하지 않은 인쇄막(7)이 액체에서 고체로 변화되어 일정한 강도를 얻게 된다. 여기서, 인쇄막(7)은 PI(Poly Imide) 또는 실재(Seal) 등이 된다.
국부배기구(8)들은 히터(4)들에 의해 기판(6)들이 고온으로 가열됨에 따라 휘발되는 인쇄막(7)의 휘발성 물질 또는 용매 물질을 집진하여 챔버(2)의 외부로 배출시킨다. 즉, 기판(6)을 고온으로 가열함에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 증발된 물질(16)이 챔버(2)의 상측으로 상승되었다가 챔버(2)의 하측에 위치한 국부배기구(8) 쪽으로 집진된다. 이렇게 국부배기구(8)에 의해 집진된 증발된 물질(16)은 배기라인(12)을 통해 메인배기구(10)에 집진되어 외부로 배출된다.
메인배기구(10)는 챔버(2) 내부의 하측에 설치된 다수개의 국부배기구(8)에 의해 집진되는 증발된 물질(16)을 통합하여 외부로 배출한다.
이와 같은, 종래의 평판디스플레이용 소성장치는 도시하지 않은 로딩장치에 의해 기판(6)이 히터(4) 상에 안착된다. 그런 다음, 기판(6) 상에 형성된 인쇄막(7)이 일정한 강도를 갖도록 히터(4)를 이용하여 기판(6)을 가열하게 된다. 히터(4)에 의해 기판(6) 상에 형성된 인쇄막(7)이 가열됨에 따라 발생되는 증발 물질(16)은 챔버(2)의 하측에 설치된 국부배기구(8)을 통해 배기시킨다.
이러한, 평판디스플레이용 소성장치는 하부 지향적 배기구조이기 때문에 증발된 물질(16)이 챔버(2)의 하측에 설치된 국부배기구(8)를 통해 배기됨과 아울러 챔버(2) 내부의 천장측에 고착화되는 현상이 발생하게 된다.
챔버(2)의 천장에 고착된 물질(14)은 챔버(2) 내부의 열에 의해 강도를 가지는 물질로 변화게 된다. 이러한 물질(14)은 시간이 경과함에 따라 파티클(Particle)의 원인이 된다.
이러한, 파티클은 챔버(2) 내부의 온도에 의해 다음으로 진행되는 기판(6) 상에 떨어지게 된다. 이러한, 파티클로 인해 기판(6) 상에는 흑/백점의 얼룩이 발생하거나 스크래치(Scratch) 등이 불량이 발생하게 된다. 나아가, 챔버(2)의 내부가 심하게 오염되는 원인이 된다.
또한, 종래의 평판디스플레이용 소성장치는 하부 지향적 배기구조이기 때문에 챔버(2) 내부의 열대류 현상을 제어하기가 어려워 챔버(2) 내의 온도가 불균일하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 증발물질을 상측에서 배기시킴으로써 파티클을 최 소화 할 수 있도록 한 평판디스플레이용 소성장치 및 소성방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 평판디스플레이용 소성장치는 인쇄막이 형성된 기판이 로딩 및 언로딩되는 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 기판을 가열하기 위한 기판가열기와, 상기 인쇄막의 증발방향 상에 위치하도록 상기 챔버내에 설치되어 상기 인쇄막에서 증발되는 물질을 집진하여 외부로 배기시키기 위한 배기구를 구비한다.
상기 배기구는 적어도 하나 이상이 상기 기판과 수직으로 대향되게 위치되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기구는 상기 기판의 위치보다 높게 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 인쇄막은 폴리 이미드(Poly Imide) 또는 시일재(Sealant)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 평판소자용 소성방법은 인쇄막이 형성된 기판을 챔버로 로딩시키는 단계와, 상기 챔버에 로딩된 기판을 가열하는 단계와, 상기 인쇄막에서 증발되는 물질의 증발방향으로 상기 증발되는 물질을 집진하여 외부로 배기시키는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 4a 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기 로 한다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 평판디스플레이용 소성장치는 챔버(32) 내부에 설치되어 기판(36)을 가열하기 위한 다수개의 히터(34)들과, 챔버(32)의 상측에 적어도 하나 이상이 설치되어 기판(36)에서 증발된 물질을 집진하기 위한 다수개의 국부배기구(38a, 38b)들과, 다수개의 국부배기구(38a, 38b)들과 연결되어 국부배기구(38a, 38b)들에 의해 집진된 증발된 물질을 통합하여 외부로 배출시키기 위한 메인배기구(40)를 구비한다.
히터(34)들에는 도시하지 않은 로딩장치에 의해 기판(36)이 안착된다. 히터(34)들은 안착된 기판(36)을 고온으로 가열하게 된다. 이렇게, 히터(34)들에 의해 기판(36)이 고온으로 가열됨에 따라 기판(36) 상에 형성된 도시하지 않은 인쇄막(37)이 액체에서 고체로 변화된다. 이로 인해, 기판(36) 상에 형성된 인쇄막(37)은 일정한 강도를 얻게 된다. 또한, 히터(34)들에는 기판(36)을 고정시키고 건조의 균일성을 확보하기 위한 진공홀(39)들이 형성된다.
인쇄막(37)은 배향막 재료나 시일재(Sealant) 재료가 된다. 배향막 재료로는 PI(Poly Imide) 계통의 유기막을 사용할 수 있으며, 실런트 재료로는 열경화성수지, 에폭시 수지 및 광경화성수지 등을 사용할 수 있다.
국부배기구(38a, 38b)들은 히터(34)들 각각의 상부 양쪽에 설치된다. 즉, 국부배기구(38a, 38b)들은 히터(34)의 가열에 의해 기판(36)의 인쇄막(37)이 증발하는 방향으로 챔버(32)의 상부측면에 설치된다.
이러한, 국부배기구(38a, 38b)들은 인쇄막(37)의 휘발성 물질 또는 용매 물 질이 증발되는 것을 집진하여 챔버(32)의 외부로 배출시킨다. 즉, 국부배기구(38a, 38b)들은 히터(34)에 의해 기판(36)이 고온으로 가열됨에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 기판(36) 상의 인쇄막(37)에서 챔버(32)의 상측으로 상승되는 증발된 물질(46)을 집진하게 된다.
이러한, 국부배기구(38a, 38b)들은 증발된 물질(46)이 기판(36)에서 증발되는 방향으로 설치되므로 기판(36)에서 증발되는 물질(46)을 빠르게 집진하게 된다.
이와 같이 국부배기구(38a, 38b)들에 의해 집진된 증발된 물질(46)은 배기라인(42)을 통해 메인배기구(40)에 집진되어 외부로 배출된다.
메인배기구(40)는 챔버(32) 내부의 상부 양쪽에 설치된 다수개의 국부배기구(38a, 38b)들과 상호 연결되어 다수개의 국부배기구(38a, 38b)들로부터 집진되는 증발된 물질(46)을 통합하여 외부로 배출한다.
이러한, 본 발명의 실시 예에 따른 평판디스플레이용 소성장치는 도시하지 않은 로딩장치에 의해 기판(36)들이 히터(34)들 상에 안착된다. 그런 다음, 기판(36) 상에 형성된 인쇄막(37)이 변화되어 일정한 강도를 갖도록 히터(34)를 이용하여 기판(36)을 고온으로 가열하게 된다. 히터(34)에 의해 기판(36)의 인쇄막(37)이 가열됨에 따라 발생되는 증발 물질은 국부배기구(38a, 38b)들을 통해 열과 함께 배기된다. 이에 따라, 기판(36) 상에 형성된 인쇄막(37)은 일정한 강도를 갖게 된다.
이와 같은, 본 발명의 평판디스플레이용 소성장치는 상부 지향적 배기구조이기 때문에 증발된 물질(46)이 챔버(32)의 상부 양쪽에 설치된 국부배기구(38a, 38b)들을 통해 열과 함께 배기됨에 따라 챔버(32) 내부의 천장에 고착화되는 현상이 최소화된다.
이로 인해, 파티클로 인해 기판(36) 상에 발생되는 흑/백점의 얼룩 또는 스크래치(Scratch) 등이 불량이 발생하지 않는다. 또한, 챔버(32)의 내부가 오염이 최소화된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 평판디스플레이용 소성장치는 챔버 내부의 상부측에 국부배기구를 설치하여 기판에서 휘발되는 물질을 열과 함께 배기시킴으로써 챔버 내부에 파티클이 발생되지 않으며, 챔버 내부의 열대류 현상을 제어하기가 용이하므로 챔버의 내부온도를 균일하게 유지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 인쇄막이 형성된 기판이 로딩 및 언로딩되는 챔버와,
    상기 챔버 내부에 설치되어 상기 기판을 가열하기 위한 기판가열기와,
    상기 인쇄막의 증발방향 상에 위치하도록 상기 챔버내에 설치되어 상기 인쇄막에서 증발되는 물질을 집진하여 외부로 배기시키기 위한 배기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기구는 적어도 하나 이상이 상기 기판과 수직으로 대향되게 위치되는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기구는 상기 기판의 위치보다 높게 위치하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄막은 폴리 이미드(Poly Imide) 또는 시일재(Sealant)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성장치.
  5. 인쇄막이 형성된 기판을 챔버로 로딩시키는 단계와,
    상기 챔버에 로딩된 기판을 가열하는 단계와,
    상기 인쇄막에서 증발되는 물질의 증발방향으로 상기 증발되는 물질을 집진하여 외부로 배기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인쇄막은 폴리 이미드(Poly Imide) 또는 시일재(Sealant)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 소성방법.
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