KR100807086B1 - 액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한스페이서 형성방법 - Google Patents

액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한스페이서 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 일정 높이의 컬럼 스페이서(column spacer)를 원하는 위치에 정확히 형성시킬 수 있는 액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 유리기판이 로딩되어 고정되는 스테이지; 상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 1갠트리; 상기 제 1갠트리에 장착되어 제 1갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동 하는 이송장치; 상기 이송장치에 결합되며, 상기 유리기판에 형성된 패널에 컬럼 스페이서를 형성시키는 잉크젯 헤드; 상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 2갠트리; 그리고, 상기 제 2갠트리에 장착되어 제 2갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동하며, 상기 유리기판에 적하되는 스페이서를 소프트 경화(soft baking)시키는 보조 경화수단을 포함하여 이루어지는 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 유리기판이 로딩되어 스테이지에 고정되는 (a)단계; 잉크젯 헤드가 이동하며 유리기판상의 일정 위치에 스페이서를 적하하는 (b)단계; 상기 스페이서가 유리기판상에서 확산되는 것을 방지하기 위해 보조 경화수단이 적하된 스페이서를 소프트 베이킹시키는 (c)단계; 그리고, 상기 소프트 베이킹된 스페이서를 메인 경화장치가 하드 베이킹시켜 컬럼 스페이서를 형성시키는 (d)단계를 포함하여 이루어지는 액정표시장치의 스페이서 형성방법을 제공한다.
Figure R1020060076931
액정표시장치, 컬럼 스페이서, 보조 경화수단, 메인 경화장치

Description

액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법{APPARATUS FOR PATTERNING SPACER OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR PATTERNING SPACER USING THE SAME}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보조 경화수단의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 스테이지 110: 가이드 수단
200: 제 1갠트리 210, 510: 가이드 레일
300: 잉크젯 헤드 310: 이송장치
400: 유리기판 410: 패널
500: 제 2갠트리 600: 보조 경화수단
700: 메인 경화장치
본 발명은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 일정 높이의 컬럼 스페이서(column spacer)를 원하는 위치에 정확히 형성시킬 수 있는 액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 상기 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 크게 상부 기판(10)과 하부 기판(20), 그리고 상기 상하부 기판(10, 20) 사이에 개재되는 액정층(30)으로 구성된다. 상기 하부 기판(20) 상부에는 다수개의 게이트 및 데이터 배선(21, 22)이 서로 교차되고, 상기 게이트 및 데이터 배선(21, 22)이 교차되는 지점에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 그리고, 상기 게이트 배선(21)과 데이터 배선(22)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소 영역(P)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극(23)이 형성된다. 여기서, 비록 도시하지는 않았지만 상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 신호 전압을 인가받는 게이트 전극과, 데이터 신호 전압을 인가받는 소스 및 드레인 전극과, 상기 인가된 게이트 신호 전압과, 데이터 신호 전압 차에 의해 전압의 온, 오프를 조절하는 채널(channel)로 구성된다.
그리고, 상기 상부 기판(10)의 하부에는 컬러 필터층(11), 공통 전극(12)이 차례대로 형성된다. 상기 컬러 필터층(11)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴과, 상기 각 컬러필터 패턴의 경계부에 위치하여 비정상적으로 구동하는 액정이 위치한 영역상의 빛을 차단하는 블랙 매트릭스(미도시)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 액정표시장치는 상하부 기판(10, 20) 사이에 주입된 액정 분자에 전압을 인가하여 구동하는 표시소자이므로, 상기 상하부 기판(10, 20)을 일정한 간격으로 유지시키는 것이 매우 중요하다. 만약, 상기 상하부 기판(10, 20)간의 셀 갭(cell gap)이 일정하지 않으면, 그 부분을 통과하는 빛의 투과도가 달라져 불균일한 밝기를 나타내는 유니포미티(uniformity) 불량이 발생한다.
따라서, 상기 상하부 기판(10, 20) 사이에는 일정한 갭을 유지시키기 위한 스페이서가 형성된다. 일반적인 스페이서로는 동일한 직경을 가지며, 유리섬유나 플라스틱 볼로 이루어진 볼 스페이서가 사용되고 있으며, 상기 볼 스페이서는 산포방식으로 기판상에 뿌려져 형성된다.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 나타내는 도면 이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 스페이서 형성장치는 챔버(40)와, 스테이지(41)와, 분사노즐(42)과, 상기 분사노즐(42)과 관(43)으로 연결된 스페이서 용기(44) 및 용매 용기(45)로 구성된다. 이러한 스페이서 형성장치는 챔버(40) 내부에 설치되는 스테이지(41) 상면에 놓여진 유리기판(50) 상에 용매(46)와 혼합한 스페이서(47)를 분사노즐(42)을 통해 산포함으로써 유리기판(45)상에 볼 스페이서를 형성시킨다.
하지만, 상기 볼 스페이서는 제조공정을 진행함에 따라 일정 정도의 이동가능성이 있어 배향막 등에 스크래치 등의 손상을 일으키는 문제점이 있었다. 또한, 상기 볼 스페이서는 인접한 액정분자와의 흡착력이 발생하여 그 주변에 빛샘 현상이 발생하며, 불규칙하게 산포되기 때문에 정확한 제어가 어려워 대면적 액정표시장치에 적용될 경우 신뢰성이 떨어지고, 마찬가지 이유로 화면을 만지면 한동안 흔적이 남는 리플(ripple)현상의 원인이 되는 문제점이 있었다.
이러한 볼 스페이서의 문제점을 해결하기 위해 포토리소그라피 공정을 이용하여 상부 기판 또는 하부 기판의 일정위치에 스페이서 패턴을 형성하는 방식의 컬럼 스페이서(column spacer)가 제안되었다. 상기 컬럼 스페이서는 그 위치를 비표시 영역에 한정할 수 있어 인접한 액정분자와의 흡착력이 발생되어도 빛샘 현상에 의한 화질저하를 방지할 수 있고, 또 공통전극상에 고정설치 되므로 기판 간격 유지에 신뢰성을 부여함과 동시에 화면 터치시의 리플 현상을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
하지만, 이러한 컬럼 스페이서(column spacer) 역시 공통전극상에 감광성 유기물질을 코팅하는 코팅 공정과, 마스크를 사용하는 노광 공정 및 현상공정을 포함하는 포토리소그라피 공정을 별도로 거쳐야 하기 때문에 공정 증가에 따른 액정표시장치의 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다. 또한, 현상공정을 통해 95% 이상의 감광성 수지를 현상해야 하기 때문에 재료비가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 일정 높이의 컬럼 스페이서(column spacer)를 원하는 위치에 정확히 형성시킬 수 있는 액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 유리기판이 로딩되어 고정되는 스테이지; 상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 1갠트리; 상기 제 1갠트리에 장착되어 제 1갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동 하는 이송장치; 상기 이송장치에 결합되며, 상기 유리기판에 형성된 패널에 컬럼 스페이서를 형성시키는 잉크젯 헤드; 상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 2갠트리; 그리고, 상기 제 2갠트리에 장착되어 제 2갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동하며, 상기 유리기판에 적하되는 스페이서를 소프트 경화(soft baking)시키는 보조 경화수단을 포함하여 이루어지는 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 유리기판이 로딩되어 스테이지에 고정되는 (a)단계; 잉크젯 헤드가 이동하며 유리기판상의 일정 위치에 스페이서를 적하하는 (b)단계; 상기 스페이서가 유리기판상에서 확산되는 것을 방지하기 위해 보조 경화수단이 적하된 스페이서를 소프트 베이킹시키는 (c)단계; 그리고, 상기 소프트 베이킹된 스페이서를 메인 경화장치가 하드 베이킹시켜 컬럼 스페이서를 형성시키는 (d)단계를 포함하여 이루어지는 액정표시장치의 스페이서 형성방법을 제공한다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치를 나타내는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치는 크게 스테이지(stage)(100)와, 제 1갠트리(gantry)(200)와, 잉크젯 헤드(ink-jet head)(300)와, 제 2갠트리(500)와, 보조 경화수단(600)으로 구성된다.
상기 스테이지(100)는 로딩되는 유리기판(400)을 상면에 고정시키며, 상기 제 1갠트리(300)는 스테이지(100)와 수평인 제 1방향(X축 방향)으로 이동 가능하도록 스테이지(100)에 설치된다. 이러한 제 1갠트리(200)의 수평 이동을 위해 상기 스테이지(100)의 상면 양측에는 가이드 수단(110)이 형성되어 있다.
상기 잉크젯 헤드(300)는 상기 제 1갠트리(200)를 따라 상기 제 1방향과 수 직인 제 2방향(Y축 방향)으로 수평이동 하며, 상기 유리기판(400)에 형성된 패널(410)에 컬럼 스페이서를 형성시킨다. 이러한 잉크젯 헤드(300)는 제 1갠트리(200)를 따라 이송동작을 수행하는 이송장치(310)와 결합되어 있으며, 상기 제 1갠트리(200)의 상면에는 이송장치(310)의 이동을 안내하는 가이드 레일(210)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 스테이지(100)에 유리기판(400)이 로딩되어 고정되면, 상기 제 1갠트리(200)가 가이드 수단(110)을 따라 X축 방향으로 이동하고, 상기 이송장치(310)에 의해 잉크젯 헤드(300)가 제 1갠트리(200)를 따라 Y축 방향으로 이동함에 따라 잉크젯 헤드(200)가 정확한 작업위치로 이동하여 유리기판(400)에 형성된 패널(410)에 컬럼 스페이서를 형성시키는 작업을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스페이서 형성장치는 잉크젯 헤드(300)가 이동하며 패널(410)에 컬럼 스페이서를 직접 형성시키기 때문에 종래와 같은 마스크를 사용하는 노광공정 및 현상공정을 포함하는 포토리소그래피 공정을 필요로 하지 않는다.
또한, 상기 잉크젯 헤드(300)는 상하 수직방향 즉, 상기 스테이지(100)와 수직을 이루는 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 구성됨이 바람직하다. 이 경우, 잉크젯 헤드(300)와 유리기판(400)의 수직거리 조절이 가능해져 필요에 따라 잉크젯 헤드(300)를 유리기판(400)에 근접시킴으로써 원하는 위치에 정확하게 컬럼 스페이서가 형성되도록 할 수 있다.
한편, 생산성 향상을 위해 대면적의 유리기판(400)상에는 일정간격을 두고 복수개의 패널들(410)이 형성된다. 따라서, 상기 잉크젯 헤드(400) 역시 제 1갠트 리(300)에 다수대가 장착됨이 바람직하다. 이와 같이, 잉크젯 헤드(400)가 제 1갠트리(300)에 다수대 장착되면 복수개의 패널(410)에 동시에 컬럼 스페이서 형성작업을 수행할 수 있어 작업 시간을 단축할 수 있다.
상기 제 2갠트리(500)는 스테이지(100)와 수평인 제 1방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 스테이지(100)에 설치되며, 상기 보조 경화수단(600)는 상기 제 2갠트리(500)에 장착되어 상기 제 1방향과 수직인 제 2방향(Y축 방향)으로 수평 이동한다. 구체적으로, 상기 제 2갠트리(500)는 제 1갠트리(300)와 같이 상술한 가이드 수단(110)을 따라 X축 방향으로 이동하며, 상기 보조 경화수단(600)는 제 2갠트리(500) 상면에 형성된 가이드 레일(510)을 따라 Y축 방향 이동한다. 이러한 상기 제 2갠트리(500) 및 보조 경화수단(600)의 이동은 상술한 제 1갠트리(200) 및 잉크젯 헤드(300)의 이동과 거의 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 보조 경화수단(600)는 레이저 빔을 조사하여 패널(410)에 적하된 스페이서(spacer)를 소프트 베이킹(soft baking)(예비 경화)시켜 스페이서가 유리기판(400)상에서 확산되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 좀더 상세히 설명하면, 잉크젯 헤드(300)에 의해 패널(410)에 적하되는 스페이서는 점도가 낮기 때문에 패널(410)에 도달하는 순간 퍼지게 되는데, 이와 같이 스페이서가 유리기판(400)상에서 확산되면 원하는 높이의 컬럼 스페이서를 얻지 못할 뿐만 아니라 정확한 위치에 컬럼 스페이서를 형성하지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서, 상기 스페이서가 패널(410)에 도달하는 순간에 상기 보조 경화수단(600)을 이용해 스페이서를 순간적으로 소프트 베이킹시키게 되면 스페이서가 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 잉크젯 헤드(300)는 원하는 높이의 컬럼 스페이서가 형성될 때까지 동일 위치에 스페이서를 적하하는 과정을 반복하며, 상기 보조 경화수단(600) 역시 패널(410)에 적하되는 스페이서를 경화시키는 과정을 반복적으로 수행한다. 따라서, 패널(410)에 형성되는 컬럼 스페이서는 적어도 2층 이상의 다층 구조를 이루게 된다.
그리고, 상기 보조 경화수단(600)는 잉크젯 헤드(300)와 같이 상하 수직방향 즉, 상기 스테이지(100)와 수직을 이루는 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 구성됨이 바람직하다. 이 경우, 보조 경화수단(600)와 유리기판(400)과의 수직 거리를 조절하여 소프트 베이킹 작업이 보다 정확히 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 유리기판(400)상에 복수개의 패널(410)이 형성됨을 감안하여 상기 보조 경화수단(600) 역시 제 2갠트리(500)에 다수대가 장착됨이 바람직하다.
이러한 보조 경화수단(600)은 펄스 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진수단(610)과, 상기 레이저 발진수단(610)에서 발생한 펄스 레이저 빔의 크기를 조절하는 빔 확대기(620)와, 펄스 레이저 빔을 유리기판 방향으로 반사시키는 반사경(630)과, 상기 반사되어 입사되는 레이저 빔을 유리기판(400)상에 조사하는 레이저 전달장치(640)로 구성된다
상기 보조 경화수단(600)의 구조 및 작동과정에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 4는 도 3에 도시된 보조 경화수단의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 전달장치(640)는 레이저 빔의 에너지 밀도를 조절하는 빔 균일기(641)와, 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)(642)와, 레이저 빔의 초점을 정확히 정렬시켜 스페이서에 조사되게 하는 전달수단(643)으로 이루어진다. 상기 실린드리컬 렌즈(642)는 유리나 아크릴로 가공된 원통형 물체로서 레이저 빔을 확산시켜 레이저 빔이 보다 넓은 영역에 조사될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 실린드리컬 렌즈(642)를 이용하면 복수개의 잉크젯 헤드(300)를 통해 넓은 영역에 스페이서가 동시에 적하될 경우에도 레이저 빔을 확산시켜 모든 스페이서를 동시에 소프트 베이킹시킬 수 있으며 또한, 패널(410)의 치수 변화에 따라 스페이서 형성 간격에 변화가 생기더라도 레이저 빔이 조사되는 영역을 적절히 변경시킬 수 있다.
이와 같이 레이저 발진장치(610)에서 출사된 초기 펄스 레이저 빔은 빔 확대기(620)를 거치며 원하는 크기로 확대된 후 반사경(630)으로 입사되어 유리 기판(400) 방향으로 반사되며, 상기 반사경(630)에서 반사된 레이저 빔은 빔 균일기(641)을 거치며 균일한 에너지 분포를 가지게 된 후 실린드리컬 렌즈(642)와, 전달수단(643)을 거쳐 유리기판(400)에 조사되어 스페이서를 소프트 베이킹시키게 된다.
이때, 상기 레이저 빔은 스페이서에 수직으로 조사되거나 일정 각도 경사지게 조사될 수 있다. 만약, 상기 레이저 빔이 스페이서에 경사지게 조사되면 보조 경화수단(600)이 스페이서의 수직 상방에 위치할 필요가 없기 때문에 잉크젯 헤드(300)가 스페이서를 토출한 위치로 보조 경화수단(600)을 이동시킬 필요가 없다. 즉, 이 경우 상기 보조 경화수단(600)는 잉크젯 헤드(300)와 일정 간격 이격된 위 치에서 레이저 빔을 경사지게 조사하여 스페이서의 소프트 베이킹 작업을 수행할 수 있다.
지금까지 레이저 빔을 이용하는 보조 경화수단(600)에 대해 설명하였지만, 상기 보조 경화수단(600)은 레이저 빔 이외에도 상압 플라즈마, UV광 등을 발생시켜 패널(410)에 적하된 스페이서(spacer)를 소프트 베이킹시킬 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 스페이서 형성장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 조사하여 보조 경화수단(600)에 의해 소프트 베이킹된 스페이서를 하드 베이킹(hard baking)(본 경화)시키는 메인 경화장치(700)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 메인 경화장치(700)는 제 1갠트리(200)를 따라 이송동작을 수행하는 이송장치(310)에 결합된다. 따라서, 상기 메인 경화장치(700)는 이송장치(310)에 의해 잉크젯 헤드(300)와 함께 이동하며, 상술한 보조 경화수단(600)에 의해 소프트 베이킹된 스페이서를 하드 베이킹시켜 컬럼 스페이서를 최종적으로 완성시킨다. 이러한 메인 경화장치(700)가 구비되면 패널(410)에 컬럼 스페이서를 형성하고 이를 경화시키는 작업을 유리기판(400)의 중복된 로딩없이 한번에 진행시킬 수 있어 공정을 단축시키고 생산효율을 높일 수 있다.
물론, 상기 메인 경화장치(700) 역시 상술한 보조 경화수단(600)와 같이 레이저 빔이 스페이서에 수직 조사되도록 하거나 일정 각도 경사지게 조사되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스페이서 형성장치의 다른 실시예는 메인 경화장치(700)가 보조 경화수단(600)와 통합 설치됨에 특징이 있다. 즉, 상기 메인 경화장치(700)는 제 2갠트리(500)에 설치되는 보조 경화수단(600)와 결합된 상태로 보조 경화수단(600)와 함께 이동하며 스페이서를 하드 베이킹 시키는 작업을 수행한다. 이와 같이 메인 경화장치(700)와 보조 경화수단(600)가 통합 설치되어 함께 이동하도록 구성되면 소프트 베이킹 작업 및 하드 베이킹 작업이 거의 동시에 진행될 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 스페이서 형성장치를 이용하여 패널에 컬럼 스페이서를 형성하는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 유리기판(400)이 로딩되어 스테이지(100) 상면에 고정되면, 제 1갠트리(200)를 X축 방향으로 이동시키고 이송장치(310)를 Y축 방향으로 이동시켜 잉크젯 헤드(300)의 초기위치를 정렬시킨다. 이때, 상기 잉크젯 헤드(300)는 Z축 방향으로도 이동하여 유리기판(400)에 최대한 근접된 상태를 유지함이 바람직하다.
이와 같이 잉크젯 헤드(300)의 초기 위치가 정렬되면, 상기 잉크젯 헤드(300)는 패널(410)의 일정 위치에 스페이서를 적하하며, 상기 보조 경화수단(600)는 스페이서가 유리기판(400)상에서 퍼지는 것을 방지하기 위해 레이저 빔을 조사하여 적하된 스페이서를 즉시 소프트 베이킹시킨다.
이와 같은 잉크젯 헤드(300)가 패널(410)에 스페이서를 적하하고, 보조 경화수단(600)가 적하된 스페이서를 즉시 소프트 베이킹시키는 과정은 일정 높이의 컬 럼 스페이서가 형성되기 까지 반복 수행된다. 이러한 과정을 거쳐 소프트 베이킹된 상태의 스페이서가 패널(410)에 형성되면 메인 경화장치(700)가 소프트 베이킹된 스페이서를 하드 베이킹시켜 컬럼 스페이서를 완성시킨다.
이때, 상술한 바와 같이 상기 메인 경화장치(700)는 이송장치(310)에 결합되어 잉크젯 헤드(300)와 함께 이동하거나 보조 경화수단(600)와 통합 설치되기 때문에 별도의 위치정렬 없이 하드 베이킹 공정을 진행할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정표시장치의 스페이서 형성장치 및 이를 이용한 스페이서 형성방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 잉크젯 헤드를 이용하여 원하는 위치에 정확히 컬럼 스페이서를 형성시킬 수 있어 종래와 같은 마스크를 사용하는 노광공정 및 현상공정을 포함하는 포토리소그래피 공정을 필요로 하지 않기 때문에 공정단축 및 생산성 향상을 이룰 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 보조 경화수단을 이용하여 패널에 적하되는 스페이서를 즉시 소프트 베이킹시켜 스페이서가 패널상에서 확산되는 것을 방지한다. 따라서, 컬럼 스페이서가 정확한 위치에 원하는 높이로 형성되게 할 수 있다.
셋째, 본 발명은 메인 경화장치를 이송장치에 설치하거나 보조 경화수단과 통합 설치하여 잉크젯 헤드에 의한 스페이서 형성공정과 경화공정이 유리기판의 중복된 로딩없이 한번에 이루어질 수 있도록 한다. 따라서, 스페이서를 경화시키기 위한 별도의 공정을 필요로 하지 않아 공정을 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있 는 효과가 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 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 유리기판이 로딩되어 고정되는 스테이지;
    상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 1갠트리;
    상기 제 1갠트리에 장착되어 제 1갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동 하는 이송장치;
    상기 이송장치에 결합되며, 상기 유리기판에 형성된 패널에 컬럼 스페이서를 형성시키는 잉크젯 헤드;
    상기 스테이지에 수평이동 가능하게 설치되는 제 2갠트리; 그리고,
    펄스 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진수단과, 상기 레이저 발진수단에서 발생한 펄스 레이저 빔의 크기를 조절하는 빔 확대기와, 펄스 레이저 빔을 유리기판 방향으로 반사시키는 반사경과, 상기 반사되어 입사되는 레이저 빔을 유리기판상에 적하된 스페이서에 조사시키는 레이저 전달장치를 포함하여 이루어지며, 상기 제 2갠트리에 장착되어 제 2갠트리의 이동방향과 수직인 방향으로 수평이동하며, 상기 유리기판에 적하되는 스페이서를 소프트 경화(soft baking)시키는 보조 경화수단을 포함하여 이루어지는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이지 상면 양측에는 제 1, 2갠트리의 이동을 위한 한 쌍의 가이드 수단이 형성되고, 상기 제 1, 2갠트리 상면에는 이송장치와 보조 경화수단의 이동을 위한 가이드 레일이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  3. 제 1 또는 제 2항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드와 보조 경화수단은 상하 수직방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 전달장치는,
    레이저 빔의 에너지 밀도를 조절하는 빔 균일기와, 레이저 빔을 확산시켜 레이지 빔이 보다 넓은 영역에 조사될 수 있게 하는 실린드리컬 렌즈와, 레이저 빔의 초점을 정확히 정렬시켜 스페이서에 조사되게 하는 전달수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이송장치에는 레이저 빔을 조사하여 보조 경화수단에 의해 소프트 베이킹된 스페이서를 하드 베이킹(hard baking)시키는 메인 경화장치가 결합되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 경화수단에는 레이저 빔을 조사하여 소프트 베이킹된 스페이서를 하드 베이킹(hard baking)시키는 메인 경화장치가 통합 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 스페이서 형성장치.
  9. 유리기판이 로딩되어 스테이지에 고정되는 (a)단계;
    잉크젯 헤드가 이동하며 유리기판상의 일정 위치에 스페이서를 적하하는 (b)단계;
    상기 스페이서가 유리기판상에서 확산되는 것을 방지하기 위해 보조 경화수단이 적하된 스페이서를 소프트 베이킹시키는 (c)단계; 그리고,
    상기 소프트 베이킹된 스페이서를 메인 경화장치가 하드 베이킹시켜 컬럼 스페이서를 형성시키는 (d)단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 (b), (c)단계는 일정 높이의 컬럼 스페이서가 형성될 때까지 반복 수행되는 액정표시장치의 스페이서 형성방법.
  10. 삭제
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