KR100847822B1 - 액정표시장치의 진공척 - Google Patents

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Abstract

진공척 형상에 의해 척 세로선 얼룩이 발생하는 것과, 척 형상에 따른 유리기판의 변형에 의해 포토 공정시에 Cdp 편차가 유발되는 것을 방지하기에 알맞은 액정표시장치의 진공척을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 진공척은 유리기판이 안착되도록 사각 테투리 모양의 돌출부를 갖고 구성된 복수개의 지지부들과, 상기 지지부들 사이의 요(凹)부에 형성된 진공라인(Vacuum line)과, 상기 진공라인 중 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인의 상부에 일정 간격으로 패터닝된 더미패턴으로 구성됨을 특징으로 한다.
진공라인, 더미패턴

Description

액정표시장치의 진공척{Vacuum chuck of Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도
도 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 단위 화소의 확대평면도
도 3은 종래 기술에 따른 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선상의 구조 단면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도
도 5는 도 4의 데이터라인의 진공라인에 형성된 더미패턴 부분을 나타낸 구조 단면도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50, 60 : 유리기판 51, 61 : 지지부
52, 62 : 진공라인 53 : 더미패턴
본 발명은 액정표시장치에 대한 것으로, 특히 포토 공정시 척(Chuck) 형상에 의한 패턴의 왜곡이 발생하여 패턴의 임계치수(CD:Critical Dimension) 차를 유발하고, 척의 세로선 형태의 불량이 발생하는 것을 방지하기에 알맞은 액정표시장치의 진공척에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점차 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시 장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시 장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 점이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과 상기 액정패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있다.
상기에서 액정패널은 복수개의 픽셀 영역이 매트릭스 형태로 배열되고 각 픽셀마다 하나의 박막트랜지스터와 하나의 화소전극이 배열되어 있는 하부기판과, 색상을 나타내기 위한 칼라필터 및 공통전극이 구성된 상부기판과, 상기 상부기판과 하부기판 사이에 충진된 액정층으로 구성되어 있다.
그리고 상기 상,하부기판의 양쪽면에는 가시광선(자연광)을 선편광 시켜주는 편광판이 각각 부착되어 있다.
여기서, 상기 하부기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트배선과, 상기 각 게이트배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터배선과, 상기 각 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소전극과, 상기 게이트배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터배선의 신호를 상기 각 화소전극에 전달하는 복수개의 박막트랜지스터가 형성된다.
그리고 상부기판(칼라필터 기판)에는, 상기 화소영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R,G,B 칼라필터층과 화상을 구현하기 위한 공통전극이 형성된다.
또한, 이와 같이 형성된 상부기판과 하부기판은 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고, 씨일재(sealant)에 의해 합착된다. 그리고 씨일재 내부의 공간에 액정이 형성된다.
이와 같은 구조를 갖는 액정표시장치를 제조할 때 하나의 유리기판에 하나의 액정 패널을 형성하는 것이 아니라, 유리기판의 크기 및 액정패널의 사이즈에 따라 하나의 대형 기판에 복수개의 액정 패널을 동시에 형성한다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정셀의 형성 공정을 동반하는 패널 상부기판 및 하부기판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙(Rubbing) 공정과, 상부기판 및 하부기판의 합착 공정과, 합착된 상,하부기판 사이에 액정을 주입하고 봉지 하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성되게 된다.
여기에서 하부기판의 제조공정은 기판 상에 전극 물질, 반도체층 및 절연막의 도포와 에칭 작업을 통한 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 'TFT'라 함)부의 형성과 기타 전극부를 형성하는 과정을 포함한다.
액정 주입 및 봉지 공정을 거친 다음 상,하부기판의 양쪽 면에 편광판이 부착되어 액정패널이 완성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치의 제조에 사용되는 진공척에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도이다.
그리고 도 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 단위 화소의 확대평면도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선상의 구조 단면도이다.
종래 기술에 따른 액정표시장치의 진공척은 도 1에 도시한 바와 같이 금속 재질로 구성되며 유리기판(10)이 안착되도록 복수개의 돌출부를 갖고 구성된 지지부(11)와, 유리기판(10)이 진공척의 지지부(11)상에 안착되도록 고정시키기 위해서 상기 돌출된 지지부(11) 사이에 형성된 진공라인(Vacuum line)(12)으로 구성된다.
이때 지지부(11)는 사각 테두리 모양의 돌출부가 일정간격을 갖고 척의 가장자리에서 중심부까지 반복하여 형성되어 있는 것으로, 유리기판(10)은 진공척의 돌출된 지지부(11)에 안착되어 있다.
이때 유리기판(10)은 하부기판을 나타낸 것으로, 일측 가장자리는 게이트패드이고, 이에 수직한 다른측 가장자리는 소오스패드이다.
이하, 상기의 진공척을 사용하여 제조한 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성에 대하여 살펴보고자 한다.
종래의 액정표시장치는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 하부기판(31) 상에 일방향으로 연장된 게이트라인(32)이 있고, 게이트라인(32)과 교차하여 화소영역을 정의하며 일방향으로 연장된 데이터라인(35)이 있다.
그리고 상기 데이터라인(35)에서 돌출되어 소오스전극(35a)이 형성되어 있고, 상기 소오스전극(35a)과 소정 간격 이격되어 드레인전극(35b)이 형성되어 있다.
이때 소오스전극(35a)은 '⊂' 형상의 홈을 갖도록 돌출되어 있고, 상기 드레인전극(35b)은 상기 '⊂' 형상의 홈 안쪽에 상기 소오스전극(35a)과 소정간격 이격되어 있으며, 상기 소오스전극(35a)과 드레인전극(35b) 사이에 액티브 채널이 '⊂' 형상으로 형성되어 있다.
그리고 상기 게이트라인(32)의 일측으로 게이트전극(32a)이 돌출되어 있고, 상기 게이트라인(32)을 포함한 하부기판(31) 상에 게이트절연막(33)이 형성되어 있다.
상기 게이트전극(32a) 상부와, 데이터라인(35), 소오스전극(35a) 및 드레인전극(35b) 하부의 게이트절연막(33) 상에 액티브층(34)이 형성되어 있다.
이때 액티브층(34)은 데이터라인(35), 소오스전극(35a) 및 드레인전극(35b)보다 좁은 폭으로 형성되고, 비정질 실리콘층(34a)과 n+ 비정질 실리콘층(34b)이 적층되어 구성된다.
그리고 스토리지 커패시터 형성영역의 전단 게이트라인(32)이 스토리지 하부전극 역할을 하고, 그 상측의 게이트절연막(33)상에 스토리지 상부전극이 섬형상으로 구성되어 있다.
이때 스토리지 상부전극은 상기 액티브층(34)과 데이터라인(35)을 형성할 때 섬 형상으로 적층 형성된 것이다.
그리고 데이터라인(35)을 포함한 하부기판(31) 전면에 보호막(36)이 형성되어 있고, 보호막(36)은 드레인전극(35b)과 스토리지 상부전극의 일영역상에 콘택홀을 갖고 있다.
그리고 화소영역에 투명 화소전극(37)이 형성되어 있는데, 이때 화소전극(37)은 상기 콘택홀을 통해 드레인전극(35b) 및 스토리지 상부전극과 콘택되어 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치를 제조하는 공정중, 도 1의 진공척 을 이용하여 포토공정을 진행할 때, 진공척의 지지부(11)가 부분적으로 돌출되어 있고, 그 사이에 진공라인(12)이 형성되어 있기 때문에, 그 상부에 안착된 유리기판(특히, 하부기판)이 굴곡을 갖게된다.
또한, 이와 같은 유리기판에 굴곡이 형성됨에 의해서 포토 공정시 빛이 왜곡되어 원하는 패턴을 형성하지 못하게 된다.
특히, 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인(12) 부분에서 포토 공정시 패턴의 왜곡 현상이 집중된다.
좀 더 자세하게는 하부기판의 데이터라인, 소오스/드레인전극(35a/35b) 및 화소전극을 포토 공정으로 패터닝할 때, 진공척의 굴곡진 모양 및 진공라인에 의해 유리기판이 변형되고, 이에 의해서 패터닝시 왜곡이 발생하여 임계치수(CD)의 차이를 유발하게 된다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이 데이터라인(35)과 화소전극(37)을 패터닝할 때 수평 임계치수 차이(△CD(Critical Dimension))가 발생하여 데이터라인(35)과 화소전극(37)이 오버랩되는 면적이 변하게 된다.
이에 의해서 전기적 Cdp(데이터라인과 화소전극간의 커패시턴스)의 편차가 유발된다.
상기 임계치수(CD) 차이는 게이트라인 방향보다 데이터라인에서 더 크게 발생하여 Cgp보다 Cdp에 의한 영향이 더 현저하게 나타난다.
상기와 같은 Cdp차이로 인해서 척에 세로선 얼룩이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 진공척 형상에 의해 척 세로선 얼룩이 발생하는 것과, 척 형상에 따른 유리기판의 변형에 의해 포토 공정시에 Cdp 편차가 유발되는 것을 방지하기에 알맞은 액정표시장치의 진공척을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 진공척은 유리기판이 안착되도록 사각 테투리 모양의 돌출부를 갖고 구성된 복수개의 지지부들과, 상기 지지부들 사이의 요(凹)부에 형성된 진공라인(Vacuum line)과, 상기 진공라인 중 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인의 상부에 일정 간격으로 패터닝된 더미패턴으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 지지부들은 사각 테두리 모양의 돌출부가 일정간격을 갖고 진공척의 가장자리로 부터 중심부까지 반복하여 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기 더미패턴에 의해서 상기 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인은 도트 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.
일정 간격을 갖고 일방향으로 돌출 구성된 복수개의 지지부들과, 상기 지지부들 사이의 요(凹)부에 일방향으로 형성된 진공라인(Vacuum line)으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 지지부와 진공라인은 게이트라인 방향으로 형성된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 진공척의 형상에 의한 척 세로선 발생과, 진공척의 진공라인에서의 유리기판의 변형에 의해 포토공정시 패턴 왜곡에 의한 Cdp차 이가 발생하는 것을 방지할 수 있는 진공척의 구성에 특징이 있는 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 진공척을 실시예별로 나누어 설명하기로 한다.
제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예는 데이터라인을 따라 형성된 진공라인의 사이에 진공 압력을 분산시킬 수 있는 더미패턴을 삽입하여 진공 압력에 의한 데이터라인 방향의 패턴 왜곡을 최소화시킬 수 있는 액정표시장치의 진공척을 제공하는데, 그 구성적 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 데이터라인의 진공라인에 형성된 더미패턴 부분을 나타낸 구조 단면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공척은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이 금속 재질로 구성되며 유리기판(50)이 안착되도록 돌출부를 갖고 복수개 형성된 지지부(51)들과, 유리기판(50)이 진공척의 지지부(51)상에 안착되도록 고정시키기 위해서 상기 지지부(51)들 사이의 요(凹)부에 형성된 진공라인(Vacuum line)(52)과, 상기 진공라인(52) 중 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인(52)의 상부에 일정 간격으로 패터닝된 더미패턴(53)으로 구성된다.
이때 지지부(51)들은 사각 테두리 모양의 돌출부가 일정간격을 갖고 진공척의 가장자리로부터 중심부까지 반복하여 형성된 것이다.
그리고 유리기판(50)은 진공척의 돌출된 지지부(51)에 안착되는 것으로, 액 정패널의 사이즈에 따라 하나의 유리기판에 복수개의 액정 패널이 형성될 수 있다. 도면에서는 유리기판에 2개의 액정 패널이 형성됨을 도시하였다.
상기에서와 같이 데이터라인 방향의 진공라인(52)의 상부에 일정간격으로 더미패턴(53)을 형성하면, 사실상 진공라인(52)이 도트(DOT) 형태로 형성된 효과가 나타난다.
이에 의해서 진공척상에 유리기판을 고정시킨후 포토 공정을 진행할 때 진공압을 분산시킬 수 있다.
이와 같이 진공압을 분산시킬 수 있으므로 유리기판에 굴곡이 발생하여 포토 공정시 데이터라인의 패턴 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 데이터라인의 패턴 왜곡에 의해 Cdp 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다시말해서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공척을 사용하여 포토공정을 진행하면, 액정표시장치의 데이터라인을 패터닝할 때 원하는 임계치수(CD:Critical Dimension)를 얻을 수 있어서 척 세로선 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예는 데이터라인 방향의 패턴 왜곡을 최소화시키고, 척 세로선 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 포토 공정을 위한 진공척의 진공 라인 형상을 게이트라인을 따라 형성하는 것에 구성적 특징이 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 진공척 및 그 상부에 안착된 유리기판을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 진공척은 도 6에 도시한 바와 같이 유리기판(60)이 안착되도록 라인방향으로 일정 간격을 갖도록 돌출 구성된 복수개의 지지부(61)들과, 유리기판(60)이 진공척의 지지부(61)상에 안착되도록 고정시키기 위해서 상기 지지부(61)들 사이의 요(凹)부에 형성된 진공라인(Vacuum line)(62)으로 구성된다.
이때 지지부(61)는 복수개의 돌출부가 일정간격을 갖고 게이트라인 방향으로 반복 형성된 것이고, 진공라인(62)도 게이트라인 방향으로 지지부(61)들 사이에 형성된 것이다.
그리고 유리기판(60)은 진공척의 돌출된 지지부(61)에 안착되는 것으로, 액정패널의 사이즈에 따라 하나의 유리기판에 복수개의 액정 패널이 형성될 수 있다. 도면에서는 유리기판(60)에 2개의 액정 패널이 형성됨을 도시하였다.
상기에서와 같이 진공라인(62)을 게이트라인 방향으로 형성하면 포토공정시 진공압에 의해 데이터라인 방향의 패턴 왜곡에 의한 Cdp 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해서 액정 패널에 세로선 얼룩이 발생하는 것도 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예로부터 당업자라면 용이하게 도출할 수 있는 여러 가지 형태를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시장치의 진공척은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인의 사이에 더미패턴을 형성하므로써, 데이터라인 방향의 진공압을 분산시킬 수 있다.
이에 의해서 데이터라인의 패턴 왜곡에 의한 Cdp 편차가 발생하는 것을 줄일 수있고, 척 세로선 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 진공라인을 게이트라인 방향으로 형성하므로써, 데이터라인의 패턴 형성시 패턴 왜곡에 의해 Cdp 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 유리기판이 안착되도록 사각 테두리 모양의 돌출부를 갖고 구성된 복수개의 지지부들과,
    상기 지지부들 사이의 요(凹)부에 형성된 진공라인(Vacuum line)과,
    상기 진공라인 중 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인의 상부에 일정 간격으로 패터닝된 더미패턴으로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부들은 사각 테두리 모양의 돌출부가 일정간격을 갖고 진공척의 가장자리로 부터 중심부까지 반복하여 형성된 것임을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미패턴에 의해서 상기 데이터라인 방향으로 형성된 진공라인은 도트 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
  4. 일정 간격을 갖고 일방향으로 돌출 구성된 복수개의 지지부들과,
    상기 지지부들 사이의 요(凹)부에 일방향으로 형성된 진공라인(Vacuum line)으로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부는 게이트라인 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 진공라인은 게이트라인 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 진공척.
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