KR100831279B1 - 액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법에 관한 것으로, 예비 건조를 위한 유리 기판의 위치 이동시 다수 개의 열판에 구비되는 진공 홀의 위치를 각각 다르게 설정하여 배향막의 휘점 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 액정표시장치의 배향막 형성장치는, 기판상에 도포된 배향막을 건조시키기 위한 다수 개의 열판을 구비하는 배향막 형성장치에 있어서, 상기 열판에 구비되고, 상기 기판을 상기 각각의 열판으로의 위치 이동시, 상기 기판을 상기 각각의 열판마다 서로 다른 지점에서 콘택되도록 진공 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

건조, 배향막, 열판, 진공 홀, 더미라인

Description

액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법{ APPARATUS FOR FORMING ALIGNMENT LAYER IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 액정표시장치의 배향막 형성장치를 설명하기 위한 평면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법을 설명하기 위한 평면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 기판 200 : 배향막

300 : 열판 400 : 더미 라인

500 : 진공 홀

본 발명은 액정표시장치의 배향막 형성장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배향막의 예비 건조시 휘점 불량을 개선할 수 있는 배향막 형성장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 크게 트랜지스터 공정, 컬러 필터 공정, 액정 셀 공정 및 모듈 공정을 거쳐 제조된다.

상기 트랜지스터 공정은 증착(deposition) 및 사진 식각(photolithography), 식각(etching) 공정을 반복하여 유리 기판 상에 박막트랜지스터 배열을 제작하는 공정이고, 컬러 필터 공정은 블랙 매트릭스(black matrix)가 형성된 유리 기판 상에 염료나 안료를 사용하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 컬러 필터를 제작한 후, 공통전극용 ITO막을 형성하는 공정이다.

또한, 액정 셀 공정은 박막 트랜지스터가 완료된 유리기판과 컬러필터 공정이 완료된 유리기판을 두 기판 사이에 일정한 틈이 유지되도록 합착한 후, 그 틈 사이로 액정을 주입하여 LCD 셀을 형성하는 공정이고, 상기 모듈 공정은 신호 처리를 위한 회로부를 제작하고, 박막 트랜지스터 액정표시장치의 패널과 신호처리회로부를 실장 기술을 통해 서로 연결한 후 기구물을 부착하여 모듈을 제작하는 공정이다.

이 중에서 액정 셀 공정은 보다 구체적으로 배향 처리 공정, 기판 합착 공정, 액정 주입 공정으로 이루어지며, 상기 배향 처리 공정은 기판 세정, 배향막 도포, 배향막 소성, 러빙처리, 배향막 세정 등으로 이루어진다.

종래의 단순 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에는 배향막 재료로 폴리아믹산(polyamicacid)을 사용하였으나, 박막 트랜지스터가 구동 소자로 사용되면서, 높은 온도를 필요로 하는 폴리아믹산 대신 온도에 민감하지 않고, 높은 화학적 안정성과 신뢰성을 갖는 폴리이미드(polyimide)계를 사용해왔다.

이하, 종래의 일반적인 배향막 형성 방법은 다음과 같다.

폴리이미드계 용액을 세정된 액정 표시 장치의 기판 위에 도포한 후, 예비 건조(pre-baking) 공정을 실시하여 용제를 증발시킨다. 상기 예비 건조는 배향막으로의 먼지 등의 부착 방지와 소성 전의 예비 소성이므로, 80℃ 전후의 가열 온도에서 용제를 건조하는 공정이다.

건조기의 예비 건조 방식에는 평행방식 또는 세움방식이 있다. 상기 평행 방식은 열판(heater plate)이 옆으로 나란히 배치되어 일정 시간 간격으로 유리 기판을 이동시켜 건조시키는 방식이고, 상기 세움방식은 열판(heater plate)을 적층하여 유리 기판상의 배향막을 일정시간 건조시키는 방식이다. 이러한 건조 방식은 배향막을 평탄화시키기 위해 온도를 점차적으로 상승시켜 건조시킴으로써 상기 배향막을 안정한 폴리이미드막으로 형성한 후, 러빙(rubbing) 공정을 실시한다.

도 1은 배향막이 인쇄된 기판을 건조기에 삽입하여 예비 건조하는 공정을 간략히 설명한 도면이다.

도시된 바와같이, 다수 개의 열판(10)이 제공되고, 이러한 열판(10)상에 유리 기판(20)이 일정한 시간을 가지고 위치 이동을 하여, 그 상부에 도포된 배향막(30)을 건조시킨다. 각각의 열판(10)에는 유리 기판(20)을 고정하고, 건조상태의 균일성을 확보하기 위한 진공 홀(Vacuum Hole)(40)이 구비되는데, 이러한 진공 홀(40)을 통하여 유리 기판(20)을 진공 흡착함으로써, 유리 기판(20)을 고정하여 배향막(30)을 건조시킨다.

그러나, 종래의 배향막을 예비 건조하는 공정에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

각각의 열판(10)에 구비되는 진공 홀(40)은 동일한 위치에 형성되어 있어, 위치 이동시 그 지점에서 콘택되는 유리 기판(20)의 위치도 일정하였다. 상기 진공 홀(40)은 대기층으로 되어있고, 열판(10)은 알루미늄에 니켈을 도금한 것으로서 열전도도가 다르다. 이에 의해, 유리 기판(20) 상의 배향막(30)의 건조되는 정도가 다르게 되어 배향막(30)에 얼룩이 생기는 등의 불량을 유발하였다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 예비 건조를 위한 유리 기판의 위치 이동시 다수 개의 열판에 구비되는 진공 홀의 위치를 각각 다르게 설정하여 배향막의 휘점 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치의 배향막 형성장치는, 기판상에 도포된 배향막을 건조시키기 위한 다수 개의 열판을 구비하는 배향막 형성장치에 있어서, 상기 열판에 구비되고, 상기 기판을 상기 각각의 열판으로의 위치 이동시, 상기 기판을 상기 각각의 열판마다 서로 다른 지점에서 콘택되도록 진공 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판상에 도포된 배향막을 건조시키기 위한 다수 개의 열판을 구비하는 배향막 형성장치에 있어서, 상기 열판에 구비되고, 상기 기판과 상기 배향막 사이의 더미라인 영역에서 상기 기판을 진공, 흡착하는 진공 홀 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판상에 배향막 도포액을 형성하는 단계; 상기 상술한 진공홀을 구비하는 배향막 형성장치를 이용하여 상기 배향막 도포액을 소성하는 단계; 및 상기 소성된 배향막 표면의 고분자 사슬을 일정 방향으로 정렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 배향막 형성장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도이다.

먼저, 도면에는 도시하지 않았지만, 배향막 도포 전, TFT 어레이 및 컬러 필터가 형성된 상, 하부 기판에 이물질 및 파티클(particle)을 제거하기 위한 세정 공정을 수행한다. 그 다음, 배향막을 도포하게 되는데, 먼저, 배향막의 도포액은 디스펜서(Dispensor)에서 회전하고 있는 닥터 롤(Doctor Roll)과 아닐록스 롤(Anilox Roll) 사이에 적하 공급된다. 이 도포액은 2개의 롤 사이에서 아닐록스 롤 면에 액체 박막으로 되어 유지되고, 아닐록스 롤로부터 인쇄고무판이 부착된 인쇄롤로 전사된다. 그리고 도포 스테이지 위에 고정된 유리 기판이 진행할 때에 이 도포액의 박막이 유리 기판에 전사 도포된다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100)상에 인쇄된 배향막(200) 내의 용매를 증발시키기 위해 기판(100)이 이송부(미도시)를 통하여 다수 개의 열판(300)이 구비된 배향막의 예비 건조(Pre-Baking)장비로 이송된다.

그러면, 열판(300)상에 기판(100)이 일정 시간을 가지고 위치 이동을 하여, 그 상부에 도포된 배향막(200)을 예비 건조시킨다. 이때, 기판의 미끄러짐과 건조 상태의 균일성을 위하여 진공(Vacuum) 방식을 사용한다.

즉, 기판(100)의 위치 이동시, 열판(300)에 형성되어 배향막(200)이 도포된 기판(100)을 진공, 흡착하여 기판(100)을 고정시키는 진공 홀(500)을 구비한다.

이러한 진공 홀(500)은 각각의 열판(300)마다 일정한 행과 열을 갖도록 형성되는데, 그 위치를 각각의 열판(300)마다 다르게 형성하거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 열판(300)마다 진공 홀(500)을 지그재그 형상으로 상이한 위치에 형성하여, 진공 홀(500)의 위치에서 기판(100)이 동일한 위치에 콘택되지 않도록 한다. 이에 의해, 위치 이동시 동일 위치의 진공 홀(500)을 피함으로써, 특정지점에서 건조가 다른 지점과 차이가 나지 않도록 하여 열전도도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 열전도도의 차이에 따른 배향막의 얼룩 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도포된 배향막을 예비 건조하는 과정에서, 기판(100)과 배향막(200) 사이의 더미 라인(400)에 상기 진공 홀(500)을 형성할 수 있다. 이는 더미 라인(400)에서의 배향막(200) 건조 상태가 불량하여도, 불필요한 부분이므로 특별히 문제가 되지 않는다. 이는 배향막의 예비 건조 방식 중 평행 방식 및 세움 방식 둘 다 적용 가능하고, 포토(photo) 장비 또는 실(Seal) 인쇄 장비 등에도 적용 가능하다.

이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 잔류 용매 성분을 제거 및 소성하는 공정으로 배향막 소성 공정을 수행하고, 소성된 배향막 표면을 러빙포로 균일한 압력과 속도로 마찰시켜 배향막 표면의 고분자 사슬을 일정한 방향으로 정렬함으로써, 액정 분자의 배향 방향을 결정한다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 본 발명의 액정표시장치의 배향막 형성장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

상기 열판에 구비되어 상기 기판을 고정시키는 진공 홀(500)을 상기 각각의 열판마다 서로 다른 지점에 형성하거나, 상기 각각의 열판(300)마다 진공 홀(500)을 지그재그 형상으로 상이한 위치에 형성하여, 진공 홀(500)의 위치에서 기판(100)이 동일한 위치에 콘택되지 않도록 함으로써, 특정지점에서의 건조가 다른 지점과 차이가 나지 않도록 하여 열전도도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 열전도도의 차이에 따른 배향막의 얼룩 불량을 방지하여 배향막 건조시 생기는 휘점 불량을 개선할 수 있다.

Claims (5)

1. 기판상에 도포된 배향막을 건조시키기 위한 다수 개의 열판을 구비하는 배향막 형성장치에 있어서,

   상기 열판에 구비되고, 상기 기판을 상기 각각의 열판으로의 위치 이동시, 상기 기판을 상기 각각의 열판마다 서로 다른 지점에서 콘택되도록 진공 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배향막 형성장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진공 홀은 상기 각각의 열판마다 일정한 행과 열을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배향막 형성장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 진공 홀은 상기 각각의 열판마다 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배향막 형성장치.
4. 삭제
5. 기판상에 배향막 도포액을 형성하는 단계;

   상기 제 1항의 배향막 형성장치를 이용하여 상기 배향막 도포액을 소성하는 단계; 및

   상기 소성된 배향막 표면의 고분자 사슬을 일정 방향으로 정렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배향막 형성방법.

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