KR101018650B1 - 씰 도포 시스템 및 이를 이용한 씰 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조 공정에 이용되는 씰 도포 시스템 및 이를 이용한 기판상의 씰 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

최근에 액정표시장치의 제조에 있어서, 기판이 점점 대형화 되고 있으며, 종래에는 한 가지 모델 패턴만이 상기 기판에 형성되었으나, 최근에는 기판의 면적 이용 효율을 높이고자 큰 사이즈 갖는 메인 모델 패턴과 상기 메인 모델 패턴이 형성된 영역 외의 영역에는 사이즈가 작은 서브 모델 패턴을 형성하고 있는 추세이다.

따라서, 종래의 씰 디스펜싱 장치만으로 이루어진 씰 도포 시스템을 이용하여 씰 패턴을 형성시는 시간이 많이 걸리는 등의 문제가 발생한다.

본 발명에서는 씰 패턴 형성 시간을 단축시켜 단위 시간당 처리량을 늘릴 수 있는 메인 모델 패턴에 대응하여 씰 패턴을 형성하는 씰 디스펜싱 장치와 서브 모델 패턴에 대응하여 단 시간내에 씰 패턴을 형성하는 씰 스크린 인쇄 장치를 구비한 씰 도포 시스템과 이를 이용한 씰 패턴 형성 방법을 제공한다.

다 모델 패턴 기판, 씰 도포 시스템

Description

씰 도포 시스템 및 이를 이용한 씰 패턴 형성 방법{Seal patterning system and method of forming a seal pattern using the same}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도.

도 2는 일반적으로 적용되는 액정 셀의 제작 공정을 도시한 흐름도.

도 3은 종래의 씰 패턴 형성을 위한 씰 도포 시스템을 도시한 도면.

도 4는 서로 다른 크기를 갖는 모델 패턴이 형성된 기판의 간략한 평면도.(멀티 모델 구조 기판의 평면도)

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템을 도시한 도면.

도 6은 씰 디스펜싱 장치를 이용한 기판 상에 씰 패턴을 형성하는 방법을 도시한 도면.

도 7은 씰 스크린 인쇄 장치 및 이를 이용한 씰 패턴 형성 방법을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제 1 변형예로써의 씰 도포 시스템을 도시한 도면

도 9는 본 발명의 제 2 변형예로써의 씰 도포 시스템을 도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 씰 도포 시스템 110 : 씰 스크린 인쇄 장치

112, 132 : 스테이지 115a, 115b : 다 모델 패턴이 형성된 기판

117 : 메인 모델 패턴 118 : 서브 모델 패턴

120 : 스크린 마스크 124 : 스퀴지

127 : 씰 패턴 130a, 130b, 130c : 씰 디스펜싱 장치

135 : 디스펜서 연결 축 137a, 137b, 137c : 디스펜서

150 : 로봇 155 : 로봇 이동로

본 발명은 액정표시장치의 제조공정에 관한 것으로써, 더 상세하게는 액정 패널의 제조공정에 있어서 씰 패턴을 형성하는 장치 및 이를 이용한 씰 패턴 형성방법에 관한 것이다 .

최근에 평판표시장치 중 하나인 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.

일반적인 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 상기 두 전극이 서로 대향하도록 배치하고, 상기 두 기판 사이에 액정을 주입한 다음, 상기 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직여 빛의 투과 율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도로서, 화상이 표시되는 액티브 영역을 중심으로 도시하였다.

도시한 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부 기판(60, 10)이 대향하고 있고, 이 상부 및 하부 기판(60, 10) 사이에는 액정층(80)이 개재되어 있다.

상기 하부기판(10) 상부에는 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(15, 20)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트 및 데이터 배선(15, 20)이 교차되는 지점에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(15)과 데이터 배선(20)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소영역(P)에는 상기 박막 트랜지스터(Tr)와 연결된 화소전극(30)이 형성되어 있다.

또한, 도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터(Tr)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.

다음, 상부기판(60) 하부에는 컬러필터층(65), 공통 전극(70)이 차례대로 형성되어 있다. 도면으로 상세히 도시하지 않았지만, 컬러필터층(65)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴과, 상기 각 컬러필터 패턴의 경계부에 위치하여 비정상적으로 구동하는 액정이 위치한 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 구성된다.

그리고, 상부 및 하부기판(60, 10)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(미도시)이 위치하고, 하부 편광판(미도시) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.

이러한 액정표시장치는 화소전극과 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 각 화소별로 형성되는 어레이 기판을 제조하는 공정과, 상기 어레이 기판과 대향되어 공통전극 및 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴이 각 화소에 대응하여 형성되는 되어 있는 컬러필터 기판을 제조하는 공정과, 상기 두 공정을 통해 제작된 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입하고, 합착하는 셀 공정을 진행하여 완성된다.

여기서 간단히 전술한 액정표시장치 특히 액정패널의 제조 공정인 셀 공정에 대하여 설명한다.

액정패널은 통상적으로 구동회로를 포함하는 모듈을 구성하지 않은 상태의 액정표시장치를 지칭하는 것으로써, 상기 액정패널의 제조공정을 셀 공정이라고 칭한다.

상기 셀 공정은 박막 트랜지스터가 배열된 어레이 기판과 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판에 액정을 한 방향으로 배향시키기 위한 배향공정과 상기 배향공정을거친 두 기판을 일정한 갭(Gap)을 유지시키며 합착하는 셀 갭(cell gap) 형성공정과, 상기 셀 갭 형성공정을 진행하여 일정한 갭을 유지하며 합착된 원판패널을 단위 패널로 절단하는 셀 절단(cutting) 공정과, 상기 각각의 단위패널 내부에 액정을 주입하는 액정 주입 및 봉지 공정으로 크게 나눌 수 있다.

이하, 앞서 설명한 액정 표시장치의 제조공정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 일반적으로 적용되는 액정 셀의 제작 공정을 도시한 흐름도로써, st1 단계에서는 먼저 하부기판인 어레이 기판을 준비한다. 상기 어레이 기판에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)가 배열되어 있고, 상기 박막 트랜지스터와 일대 일 대응하게 화소전극이 형성되어 있다.

st2 단계는 상기 하판 상에 배향막을 형성하는 단계이다.

상기 배향막 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(Rubbing) 공정을 포함한다. 상기 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 하판 상의 전체에 균일한 두께로 증착 되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

상기 러빙은 액정의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 상기 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이(Display)특성을 갖게 한다.

일반적으로 배향막은 유기질의 유기배향막인 폴리이미드(polyimide) 계열이 주로 쓰이고 있다.

러빙공정은 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정 분자들이 정렬하게 된다.

st3 단계는 씰 패턴(seal pattern)을 형성하는 공정을 나타낸다.

액정 셀에서 씰 패턴은 액정 주입을 위한 갭 형성과 주입된 액정을 새지 않게 하는 두 가지 기능을 한다. 상기 씰 패턴은 열경화성 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법과 디스펜서법이 있으며, 종래에는 스크린법이 많이 이용되고 있으나, 최근에 기판이 점점 대형화됨으로써 디스펜서를 통한 디스펜싱법이 일반화되고 있다.

st4 단계는 스페이서(Spacer)를 산포하는 공정을 나타낸다.

액정 셀의 제조공정에서 상판과 하판 사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다. 따라서, 상기 스페이서 산포시 하판에 대해 균일한 밀도로 산포해야 하며, 산포 방식은 크게 알코올 등에 스페이서를 혼합하여 분사하는 습식 산포법과 스페이서만을 산포하는 건식 산포법으로 나눌 수 있다.

전술한 스페이서 산포공정은 스페이서를 기판 상에 직접 형성하는 패턴드 스페이서를 적용한 경우 생략될 수 있다.

상기 스페이서 산포 공정이 끝나면, 컬러필터 기판인 상판과 박막 트랜지스터 배열 기판인 하판의 합착공정으로 진행된다(st5).

상판과 하판의 합착 배열은 각 기판의 설계시 주어지는 마진(Margin)에 의해 결정되는데, 보통 수 ㎛의 정밀도가 요구된다. 두 기판의 합착 오차범위를 벗어나면, 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동시 원하는 화질 특성을 기대할 수 없다.

st6 단계는 상기 st1 내지 st5 단계에서 제작된 액정 셀을 단위 셀로 절단하는 공정이다. 일반적으로 액정 셀은 대면적의 유리기판에 다수개의 액정 셀을 형성한 후 각각 하나의 액정 셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이 공정이 셀 절단 공정이

상기 셀 절단 공정은 유리기판 보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과 힘을 가해 절단하는 브 레이크(Break) 공정으로 이루어진다.

st7 단계는 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입하는 단계이다.

단위 액정 셀은 수백 cm²의 면적에 수 ㎛의 갭을 갖는다. 따라서, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 가장 널리 이용된다.

한편, 도 3은 종래의 씰 패턴 형성을 위한 씰 도포 시스템을 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 씰 도포 시스템(50)내의 씰 디스펜싱 장치(53a 내지 53d)에는 씰 패턴 형성 시간을 단축하기 위해 다수의 씰 디스펜서(59) 장치가 구성되어 있다.

상기 씰 도포 시스템(50)은 다수의 디스펜서 장치(53a 내지 53d)와 기판을 투입 대기시키는 로더(73)와 씰 도포가 끝난 기판을 적재 대기시키는 언로더(76)와 상기 로더(loader)(73)와 언로더(unloader)(76) 사이를 이동하며, 각 디스펜서 장치(53a 내지 53d)에 기판을 공급하고, 씰 도포 공정이 끝난 기판을 상기 언로더(76)에 적재시키는 작업을 하는 로봇(68)으로 구성된다. 상기 씰 디스펜서 장치(53a 내지 53d)는 상기 로봇이 움직이는 중앙의 이동 수단(시스템)(70)을 기준으로 쌍으로 마주보며 구성되어 있다.

이때, 씰 도포 시스템을 통한 씰 패턴을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 로더(73)에 다수의 단을 구비하여 상기 각 단마다 기판(미도시)을 적 재할 수 있는 구조의 카세트(79)가 위치하면, 로봇(68)이 상기 카세트(79)의 제 1 단으로부터 기판(미도시)을 빼내어 제 1 디스펜서 장치(53a)의 스테이지(55) 위로 공급한다. 이때, 상기 제 1 디스펜서 장치(53a)는 상기 디스펜서 장치(53a) 내에 구비된 다수의 디스펜서(59a, 59b, 59c)를 이동시키며, 기판(62) 상에 실란트를 디스펜싱함으로써 씰 패턴(미도시)을 형성한다.

다음, 상기 제 1 디스펜서 장치(53a)에서 디스펜싱(dispensing)에 의해 씰 패턴(alehtl)을 형성하는 동안 상기 로봇(68)에 의해 상기 제 2 내지 4 디스펜서 장치(53b, 53c, 53d)에도 기판이 공급하여 각각의 디스펜서 장치(53b, 53c, 53d) 내에 구비된 다수의 디스펜서에 의해 기판 상에 씰 패턴을 형성하게 된다. 이후, 상기 다수의 씰 디스펜서 장치(53a, 53b, 53c, 53d)내에서 기판(62) 상에 씰 패턴 형성이 완료되면(제 1 디스펜서 장치(53a) 내의 기판 상의 씰 패턴 형성이 완료되었다 가정함) 상기 로봇(68)이 상기 씰 패턴 형성이 완료된 제 1 디스펜서 장치(53a)로 이동하여 제 1 디스펜서 장치 내의 스테이지(55) 상에 놓여진 기판(62)을 배출시켜 언로더(76) 상에 위치한 카세트(81)로 적재시킨다.

이때, 각각의 씰 디스펜서 장치(53)에 있어서 효율을 높이고자 다수의 디스펜서(59a, 59b. 59c)를 구비하여 기판(62) 상에 적정 간격 이격하여 형성된 동일한 모델 패턴(64)에 대해 동시에 씰 디스펜싱이 이루어지도록 하고 있다. 따라서 단일 크기를 갖는 다수의 모델 패턴(64)만으로 구성된 기판(62)상에 씰 도포를 형성함에 있어서는 다수의 디스펜서(59a, 59b. 59c)가 동시에 진행함으로써 공정시간을 단축할 수 있다.

하지만, 최근에는 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(90)이 대면적화 되면서 하나의 기판(90) 내에 그 크기를 달리하는 두 모델 이상의 패턴(92, 93) 섞여 구비되고 있는 실정이다. 즉, 기판(90)의 면적 이용효율을 높이기 위해서 메인이 되는 대형 모델 패턴(92)과 그 나머지 영역에 중/소형 모델 패턴(93)을 배치하고 있다.

따라서, 도 4에 도시한 바와 같은 두 모델 이상이 혼합된 기판(90)을 전술한 종래의 씰 도포 시스템(도 3의 50)을 이용하여 처리함에 있어서는 모델 패턴의 크기가 달라짐으로 해서 각 디스펜서의 위치를 설정 및 상기 패턴에 따른 궤적을 설정하는데 어려움이 있으며, 이로 인해 프로세스가 복잡해지는 문제가 있다. 또한, 상기 서브 모델 패턴의 크기가 작아 패턴 간 거리가 디스펜서간 최소 이격간격의 범위보다 작을 경우 패턴간 디스펜서의 시작 위치를 맞출 수 없게되어 하나의 디스펜서만으로 씰 패턴을 형성해야 한다. 이 경우, 씰 도포 공정 시간이 길어지게 되며, 타 장비의 시간당 생산량과 맞추기 위해서는 씰 도포 시스템의 장비대수를 늘려야 하므로 초기 장비 투자비가 증가하는 문제가 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 씰 도포 공정을 위한 시스템 구성을 달리함으로써 여러 모델이 혼합된 기판 상에 씰 패턴의 형성을 효율적으로 진행하여 단위 기판 당 씰 패턴 형성시간을 단축시킬 수 있는 씰 도포 시스템을 구성하는 것을 그 목적으로 하며, 나아가 시간당 형성시간을 줄임으로써 초기 설비 투자를 절감시키는 것을 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 씰 도포 시스템은 스테이지와, 상기 스테이지 상부에 위치한 다수의 디스펜서를 포함하여 구성되는 씰 디스펜싱 장치와; 스테이지와, 소정의 개구부 패턴을 갖는 스크린 마스크와, 상기 스크린 마스크상에 실란트를 도포하는 실란트 공급 수단과, 문지름 수단을 포함하여 구성되는 씰 스크린 인쇄 장치와; 상기 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치의 스테이지에 기판을 투입 또는 배출시키는 로봇을 포함하며, 씰 디스펜싱과 씰 스크린 인쇄를 동시에 진행할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 다수의 디스펜서는 하나의 축에 연결되어 있어 모두 동일한 속도로 움직이는 것이 특징이며, 상기 다수의 디스펜서는 투입되는 기판 상에 형성된 모델 패턴에 따라 상기 디스펜서 간 이격간격이 조정되는 것이 특징이다.

또한, 상기 씰 디스펜싱 장치는 상기 디스펜서 내부에 구비된 실란트를 일정한 압력을 가해 디스펜서 끝단의 배출구를 통해 기판 위로 디스펜싱 함으로써 기판 씰 패턴을 형성하는 것이 특징이다.

또한, 상기 씰 스크린 인쇄 장치는 기판 상에 형성된 다수의 패턴에 대응하는 개구부 패턴을 갖는 스크린 마스크를 상기 기판상의 다수의 패턴에 대응하여 상기 기판과 접촉하며 위치시킨 후, 상기 스크린 마스크 상에 실란트를 도포하고, 문지름 수단으로 상기 스크린 마스크 표면을 일방향으로 문지름으로써 실란트가 상기 개구부를 채우도록 하여 기판 상에 씰 패턴을 형성하는 것을 특징이다.

또한, 상기 씰 도포 시스템에는 씰 디스펜싱 장치와 상기 씰 스크린 인쇄 장치 사이를 상기 로봇이 이동할 수 있는 로봇 이동로를 더욱 포함하는 것이 바람직 하다.

이때, 상기 로봇 이동로의 양 끝단에는 로더와 언로더를 더욱 구비하거나, 또는 상기 로봇 이동로의 양 끝단에는 타 공정 장비가 연결되는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 씰 패턴 형성 방법은 씰 스크린 인쇄 장치를 이용한 씰 스크린 인쇄법에 의해 다수의 메인 모델 패턴과 다수의 서브 모델 패턴이 구비된 기판 상의 상기 각각 서브 모델 패턴 대응하여 씰 패턴을 동시에 형성하는 (a)단계와; 상기 서브 모델 패턴에 대응하여 씰 패턴을 형성한 기판을 상기 씰 도포 시스템 내의 씰 디스펜싱 장치를 이용한 디스펜싱법에 의해 메인 모델 패턴에 각각 대응하여 씰 패턴을 형성하는 (b)단계를 포함하는 제 1 항의 씰 도포 시스템을 이용하는 것을 특징이다.

이때, 상기 (a)단계 이후에는 로봇을 이용하여 상기 씰 스크린 인쇄 장치에서 상기 씰 디스펜싱 장치로 이동시키는 단계를 더욱 포함한다.

또한, 상기 (a)단계는 다수의 메인 모델 패턴과 다수의 서브 모델 패턴이 구비된 기판을 상기 씰 스크린 인쇄 장치내의 스테이지 위로 위치시키는 단계와; 상기 기판 상의 다수의 서브 모델 패턴에 대응하여 스크린 마스크에 구비된 개구부 패턴이 정확히 상기 각 패턴에 위치하도록 정렬한 후, 상기 스크린 마스크를 상기 기판에 접촉시키는 단계와; 상기 스크린 마스크 상에 실란트를 도포하는 단계와; 상기 실란트가 도포된 스크린 마스크 표면을 스퀴지를 접촉시켜 일방향으로 이동시켜 개구부 패턴에 상기 실란트를 채우는 단계와; 상기 스크린 마크스를 기판으로부터 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징이다.

또한, 상기 (b)단계는 기판을 스테이지 위에 위치시키는 단계와; 상기 기판 상의 다수의 메인 모델 패턴의 씰 패턴 형성 시작 위치로 다수의 디스펜서를 각각 위치시키는 단계와; 상기 각각의 디스펜서를 동일한 속도로 상기 각각의 메인 모델 패턴을 따라 이동시키며, 실란트를 디스펜싱함으로써 씰 패턴을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템을 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 씰 도포 시스템(100)은 로더(173)와 언로더(176)와 상기 로더(173) 및 언로더(176) 사이에 위치한 로봇 이동로(155) 및 로봇(150)과, 상기 로봇 이동로(155)를 따라 배치된 제 1 내지 제 3 씰 디스펜싱 장치(130(130a 내지 130c))와 더불어 씰 스크린 인쇄 장치(110)를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 로더 및 언로더(173, 176)는 상기 씰 도포 공정 이전 공정 장비(미도시)와 상기 씰 도포 공정 이후의 공정(예를 들면 합착 공정) 진행을 위한 타 공정 장비(미도시)와 직접 연결될 수 있으므로 생략될 수도 있다.

한편, 상기 씰 도포 시스템(100)의 상기 씰 디스펜싱 장치(130)는 기판(115b)을 위치시키는 스테이지(132)와 상기 스테이지(132) 상부에 위치한 다수의 디스펜서(137(137a 내지 137c))로 구성되며, 상기 디스펜서(137) 내에는 접착물질의 씰 재인 실란트(sealant)가 구비됨을 특징으로 한다. 또한, 상기 씰 디스펜싱 장치(130)에 구비된 다수의 디스펜서(137)는 투입되는 기판(115b) 상에 형성된 모 델 패턴(117)에 대응하여 상기 모델 패턴(117)의 크기 및 이격된 간격을 반영하여 이격 간격이 조정되어 적정 간격 이격되어 위치하는 것이 특징이다.

여기서, 씰 디스펜싱 장치에 의한 기판 상의 씰 패턴 형성 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템 내에 구비된 씰 디스펜싱 장치를 이용한 기판 상에 씰 패턴을 형성하는 방법을 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 씰 디스펜싱 장치(130)내의 스테이지(132) 상에 기판(115)이 투입되어 정렬 위치하면, 상기 기판(115)상의 소정의 위치 즉 씰 디스펜싱의 시작 위치로 상부의 디스펜서(137a, 137b, 137c) 각각이 이동 위치하게 된다. 이때, 다수의 디스펜서(137a, 137b, 137c)는 각각 동일한 축(135)에 연결되어 있으므로, 상기 축(135)이 움직임으로써 상기 다수의 디스펜서(137a, 137b, 137c)는 모두 동일하게 움직이게 된다. 따라서, 기판(115)상의 동일한 각각의 모델 패턴(117a, 117b)의 씰 패턴을 형성할 임의로 지정한 시작 위치에 상기 디스펜서(137a, 137b, 137c)의 일끝 즉 실란트 배출구가 각각 위치한다. 이렇게 기판(115)상의 동일한 크기를 갖는 각각의 모델 패턴(117a, 117b)의 씰 패턴 형성할 시작 위치에 각각 위치한 디스펜서(137a, 137b, 137c)는 상기 패턴을 따라 일정한 속도로 움직이며, 일정한 압력이 상기 디스펜서(137a, 137b, 137c) 내부에 가해짐에 따라 상기 디스펜서(137a, 137b, 137c) 내부에 구비된 실란트(미도시)가 디스펜서(137a, 137b, 137c) 일끝단의 실란트 배출구를 통해 기판(115) 상에 디스펜싱 됨으로써 씰 패턴(128)을 형성하게 된다.

상기 다수의 디스펜서(137a, 137b, 137c)에 의해 기판(115)상의 첫 번째 행에 구비된 모델 패턴(117a)에 대한 씰 패턴(128) 형성 공정이 완료되면 두 번째 행에 구비된 모델 패턴(117b)으로 이동하여 동일한 씰 패턴(미도시) 형성 공정을 진행한다. 따라서, 동일한 모델 패턴이 3행 3열로 형성된 기판에 대해 도시한 바와같이 3개의 디스펜서(137a, 137b, 137c)를 구비한 씰 디스펜싱 장치(130)를 이용하여 씰 패턴(128)을 형성할 경우 상기 3개의 디스펜서(137a, 137b, 137c)가 동시에 씰 패턴(128)을 형성함으로써 하나의 디스펜서가 기판상의 3개의 모델 패턴에 대해 디스펜싱 공정을 진행함으로써 완료할 수 있다. 이는 즉, 하나의 디스펜서가 3번의 패턴을 디스펜싱하는 시간만큼의 공정 진행 시간만이 소요됨을 알 수 있다.

다음, 도 7을 참조하여 씰 스크린 인쇄 장치 및 상기 장치를 이용한 기판상의 씰 패턴 형성방법에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템 내의 씰 스크린 인쇄 장치 및 이를 이용한 씰 패턴 형성 방법을 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 씰 도포 시스템(도 5의 100) 내의 씰 스크린 인쇄 장치(110)는 기판(115)을 위치시키는 스테이지(111)와 소정의 패턴이 형성된 스크린 마스크(120)와 상기 스크린 마스크(120) 표면에 도포된 실란트(미도시)가 고른 두께를 가지며 상기 스크린 마스크(120) 내에 구비된 개구부 패턴(121)에 채워지도록 하는 역할을 하는 스퀴지(124)로 구성된다. 이때, 상기 스크린 마스크(120)는 투입되는 기판(115) 상에 구성된 서브 모델 패턴(116)에 대응하여 소정 폭을 갖는 개구부 패턴(121)을 구비한 것을 특징으로 한다.

씰 스크린 인쇄 장치(110)를 통한 기판(115) 상의 서브 모델 패턴에 대한 씰 패턴 형성은 일일이 패턴을 따라 디스펜서가 이동하며 씰 패턴을 형성하는 씰 디스펜싱 장치를 이용한 씰 패턴 형성 대비 단순히 소정의 개구부 패턴(121)을 갖는 스크린 마스크(120)를 단순히 기판(115) 상에 적정 위치 즉, 스크린 마스크(120)에 형성된 개구부 패턴(121)이 기판(115)상의 서브 모델 패턴(116)에 대응되도록 위치시키고, 상기 기판(115)에 접촉하도록 한 후, 상기 스크린 마스크 상부로 실란트를 도포한 후, 스크린 마스크(120) 상부에 도포된 실란트(미도시)를 스퀴지(124)로 밀어내며 상기 스크린 마스크(120)에 구비된 소정 폭을 갖는 개구부 패턴(121) 내로 상기 실란트로써 채운 후, 기판(115)으로부터 상기 스크린 마스크(120)를 제거함으로써 기판(115) 상에 씰 패턴을 형성하므로 그 공정 속도가 빠른 장점을 갖는다.

최근에는 액정표시장치의 제조에 있어서 제조 효율을 높이기 위해 기판의 사이즈를 늘림에 따라, 하나의 기판에서 적게는 1개에서 많게는 수 십개의 셀 패턴을 형성하고, 액정표시장치 제조에 필요한 일련의 제조 과정을 진행하여 최종적으로 상기 기판을 각각의 셀(패턴) 단위로 절단함으로써 하나의 원판 단위 기판으로부터 수 십개의 액정패널을 동시에 얻을 수 있는데, 기판 내의 모델 패턴의 사이즈가 증가하여 동일 모델 패턴만을 형성 시에는 기판 내에서 버려지는 부분이 많게 되므로 기판의 면적 이용 효율이 떨어지게 된다. 따라서 기판상에 큰 사이즈의 메인 모델 패턴을 형성하고 남은 여백에 상기 메인 모델의 사이즈 보다 작은 서브 모델 패턴을 더욱 형성함으로서 기판의 면적 이용 효율을 증가시키고 있다.

따라서, 전술한 바와 같은 그 크기를 달리하는 서로 다른 종류의 모델 패턴이 동시에 구비된 기판에 씰 패턴을 형성하는 경우 종래의 씰 도포 시스템(도 3의 50)에 의해서는 씰 디스펜서 장치 내에 구비된 디스펜서의 이용 효율이 저하되고, 또한 하나의 기판에 씰 패턴 형성하는 시간이 길어지게 되어 동일한 생산량을 맞추기 위해서는 씰 도포 장치 내에 씰 디스펜싱 장치를 더욱 많이 구비하여야 하는 문제가 있지만, 본 발명에 의한 씰 도포 시스템을 이용하여 씰 패턴을 형성하면 이러한 문제를 해결할 수 있다.

이후에는 본 발명의 실시예에 의한 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치를 구비한 씰 도포 시스템을 이용한 씰 패턴의 형성 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

이때, 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템은 크기가 다른 다 모델 패턴이 형성된 액정표시장치용 기판에 적용됨을 특징으로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템(100)의 로더(173)에 씰 패턴 형성을 위한 기판을 적재한 카세트(179)가 위치하면, 로봇(150)이 상기 로더(173) 상의 카세트(179)로부터 기판을 배출하여 씰 스크린 인쇄 장치(110)의 스테이지(112) 위로 기판(115a)을 투입한다.

다음, 상기 씰 스크린 인쇄 장치(110)내의 스테이지(112) 상에 위치한 기판(115)을 정렬시킨 후, 기판(115a)상의 큰 사이즈의 메인 모델 패턴(117) 외의 작은 사이즈의 서브 모델 패턴(118)이 위치한 영역(SA)위로 스크린 마스크(120)를 위치시킨다. 이때, 상기 스크린 마스크(120)는 기판(115a) 전체 면적 크기보다 작게 즉 서브 모델 패턴(118)들이 형성된 기판 영역(SA)만 덮을 정도의 크기를 갖도록 형성된 것이 특징이다.

다음, 기판(115a) 상의 서브 모델 패턴(118)이 위치한 영역(SA)에 위치한 스크린 마스크(120)를 상기 기판(115a) 상의 다수의 서브 모델 패턴(118)을 따라 씰 패턴이 형성되어야 위치에 상기 스크린 마스크(120)의 개구부 패턴(121)이 정확히 위치하도록 정렬한 후, 기판(115a)과 접촉시킨다. 이때, 기판(115) 상의 씰 패턴이 형성될 부분은 스크린 마스크(120)의 개구부 패턴(121)을 통해 노출된 상태가 된다.

다음, 상기 스크린 마스크(120) 위로 실란트를 도포하고, 스퀴지(124)로써 일방향을 밀어줌으로써 상기 스크린 마스크(120)의 개구부 패턴(121) 내부를 동일한 높이를 갖도록 실란트로써 채운 후, 상기 기판(115a)으로부터 상기 스크린 마스크(120)를 제거함으로써 다수의 서브 모델 패턴(118) 각각에 대응하여 상기 스크린 인쇄 장치에 의한 공정을 마치고 메인 모델 패턴의 씰 패턴 형성을 위해 씰 디스펜싱 장치로 이동한 기판(115b)에 도시한 바와 같은 씰 패턴(127)이 형성된다.

기판(115a, 115b) 상에 서브 모델 패턴(118)이 다수 개 형성되어 있거나, 단지 하나의 서브 모델 패턴만이 존재하여도 상기 스크린 마스크(120)를 이용한 씰 패턴(127)의 형성 시간은 동일한 것이 특징이다. 따라서, 씰 디스펜싱 장치(130)를 이용하여 씰 패턴(127)을 형성하는 것 대비 그 공정 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다.

다음, 이렇게 서브 모델 패턴(118)에 대한 씰 패턴(127) 형성이 완료된 기판(115b)은 상기 씰 스크린 인쇄 장치(110)의 스테이지(112)로부터 로봇(150)에 의해 배출되어 제 1 내지 제 3 씰 디스펜싱 장치(130a, 130b, 130c) 중 어느 하나의 디스펜싱 장치(본 실시예에서는 제 1 디스펜싱 장치로 이동한 다고 가정한다.)(130a)의 스테이지(132) 위로 투입된다.

상기 서브 모델 패턴(118) 각각에 대응하여 씰 패턴(127)이 형성된 기판(115b)은 씰 디스펜싱 장치(130a)내의 스테이지(132) 상에서 정렬하게 되고, 상기 정렬된 기판(115b) 상의 큰 사이즈를 갖는 메인 모델 패턴(117) 중 일부에 대응하여 씰 패턴을 형성하기 위한 기준 위치로 다수의 디스펜서(137(137a, 137b, 137c))가 각각 위치한다.

이후, 상기 다수의 디스펜서(137a, 137b, 137c)가 동시에 하나의 축(135)에 의해 일정한 속도로 이미 입력된 기판(115b) 상의 메인 모델 패턴(118) 사이즈 및 모양을 반영하여 이동하며 상기 디스펜서(137a, 137b, 137c) 각각의 내부에 구비된 실란트(미도시)를 기판(115b)상의 각 메인 모델 패턴(118)을 따라 배출구 통해 디스펜싱함으로써 씰 패턴(127)을 형성한다.

이때, 상기 로봇(150)은 로더(173) 상의 카세트(179)로부터 새로운 기판(미도시)을 배출하여 씰 스크린 인쇄 장치(110)로 공급하고, 상기 씰 스크린 인쇄 장치(110)에서 서브 모델 패턴에 대응하여 씰 패턴 형성을 마친 상기 기판(미도시)을 제 2 씰 디스펜싱 장치(130b)로 공급한다.

통상적으로 씰 스크린 인쇄 장치(110)를 통한 기판(115a) 상의 서브 모델 패턴(117)에 씰 패턴을 형성하는 공정이 디스펜싱에 의한 메인 모델 패턴(118)에 씰 패턴 형성보다 그 처리 속도가 빠르다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 씰 패턴 형성 공정의 최적화를 위해 씰 디스펜싱 장치(130) 3대당 1대의 씰 스크린 인쇄 장치(110)로 씰 도포 시스템(100)을 구성하였지만 이는 기판의 사이즈 및 그 기판 내에 구비되는 메인 모델 패턴의 사이즈와 디스펜싱의 속도에 따라 씰 패턴 형성시간이 달라지게 된다. 따라서, 씰 도포 시스템의 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치의 대수는 본 실시예와는 다르게 구성될 수 있다.

다음, 제 1 내지 제 3 씰 디스펜싱 장치(137a, 137b, 137c)에서 메인 모델 패턴(118)에 씰 패턴 형성이 완료된 기판(115b)은 로봇(150)에 의해 배출되어 언로더(176) 상의 카세트(181)로 적재됨으로써 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템(100)에 의한 씰 패턴 형성 공정을 완료한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 씰 도포 시스템을 이용하면, 종래 씰 도포 시스템(도 3의 50)과 비교하여 크기를 달리하는 다수의 모델 패턴이 형성된 기판 즉, 혼합 모델 기판 상에 씰 패턴을 형성함에 있어 그 공정 시간을 단출할 수 있다.

도 8과 도 9는 본 발명의 변형예로써의 씰 도포 시스템을 도시한 도면이다.

우선 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 1 변형예에 의한 씰 도포 시스템(200)은 로더(273)와 언로더(276)와 로봇(250)과 상기 로봇(250) 사이로 기판(215a, 215b)의 투입구가 서로 마주보며 구성된 씰 스크린 인쇄 장치(210)와 씰 디스펜싱 장치(230)로 구성된 것을 특징으로 한다. 이를 이용한 씰 패턴의 형성은 이미 설명한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

전술한 제 1 변형예는 메인 모델 패턴에 대응한 씰 패턴 형성 공정 속도와 씰 스크린 인쇄 장치에 의한 서브 모델 패턴에 대응한 씰 패턴 형성 공정의 속도가 비슷할 경우 바람직한 구성을 실시예로써 보인 것이다. 도면에서는 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치가 각각 1대씩 구성된 것을 보이고 있으나, 각각 2대 또는 3대로 구성될 수 도 있다. 이 경우 기판을 공급 배출시키는 로봇이 이동할 수 있는 로봇 이동로가 더욱 구비된다.

다음, 본 발명의 제 2 변형예인 도 9를 참조하면, 제 2 변형예에 의한 씰 도포 시스템(300)은 로더(373)와 언로더(376), 상기 로더(373)와 언로더(376) 사이에 로봇 이동로(355)가 구비되어 있으며, 상기 로봇 이동로(355)를 사이에 두고 로더(373)와 인접하여 제 1 씰 디스펜싱 장치(330a)와 씰 스크린 인쇄 장치(310)가 기판의 투입구를 서로 마주하며 구비되어 있으며, 상기 제 1 씰 디스펜싱 장치(330a)와 씰 스크린 인쇄 장치(310)의 측면에 각각 제 2, 3 디스펜싱 장치(330b, 330c)와 제 4, 5 디스펜싱 장치(330d, 330e)가 서로 기판 투입구를 마주보며 구성된 것을 특징으로 한다.

전술한 구성은 기판 상에 메인 모델 패턴이 매우 다수 형성되어 씰 디스펜싱에 의한 씰 패턴 형성 시간이 씰 스크린 인쇄 장치를 이용한 서브 모델 패턴에 대응한 씰 패턴 형성 공정 대비 현저한 공정 진행 시간차가 있는 경우의 구성을 도시한 것이다. 이때, 시간당 생산량을 고려하여 씰 디스펜싱 장치는 늘리거나 줄어 들 수 있다.

전술한 실시예 및 변형예에 있어서 씰 도포 시스템 내에 구비된 로더 및 언 로더는 씰 패턴 형성 공정 전/후 공정 예를들어 씰 패턴 전공정인 러빙 또는 러빙후 세정 또는 씰 패턴 형성 공정 후공정인 합착공정 등의 장치와 연결되는 경우 구비되지 않을 수도 있다.

전술한 본 발명의 실시예 및 그 변형예는 단순한 예를 보인 것이며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 다양한 변형이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 씰 도포 시스템은 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치를 포함하여 구성함으로써 사이즈가 큰 메인 모델 패턴과 사이즈가 작은 서브 모델 패턴이 혼합 형성된 기판 상에 각 모델 패턴을 따른 씰 패턴을 형성함에 있어, 종래의 씰 디스펜싱 장치만으로 구성된 도포시스템 대비 기판 하나당 처리시간을 단축시키는 효과가 있다.

또한, 제조능률 즉, 당위시간당 처리 능력이 상승하여 초기 설비 투자 시 장비 대수를 줄여 투자비의 절감의 효과가 있다.

Claims (12)

1. 스테이지와, 상기 스테이지 상부에 위치한 다수의 디스펜서를 포함하여 구성되는 씰 디스펜싱 장치와;

   스테이지와, 소정의 개구부 패턴을 갖는 스크린 마스크와, 상기 스크린 마스크상에 실란트를 도포하는 실란트 공급 수단과, 문지름 수단을 포함하여 구성되는 씰 스크린 인쇄 장치와;

   상기 씰 디스펜싱 장치와 씰 스크린 인쇄 장치의 스테이지에 기판을 투입 또는 배출시키는 로봇

   을 포함하며, 씰 디스펜싱과 씰 스크린 인쇄를 동시에 진행할 수 있는 것을 특징으로 하는 씰 도포 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 디스펜서는 하나의 축에 연결되어 있어 모두 동일한 속도로 움직이는 것이 특징인 씰 도포 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 다수의 디스펜서는 투입되는 기판 상에 형성된 모델 패턴에 따라 상기 디스펜서 간 이격간격이 조정되는 것이 특징인 씰 도포 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 씰 디스펜싱 장치는 상기 디스펜서 내부에 구비된 실란트를 일정한 압력을 가해 디스펜서 끝단의 배출구를 통해 기판 위로 디스펜싱 함으로써 기판 씰 패턴을 형성하는 것이 특징인 씰 도포 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 씰 스크린 인쇄 장치는 기판 상에 형성된 다수의 패턴에 대응하는 개구부 패턴을 갖는 스크린 마스크를 상기 기판상의 다수의 패턴에 대응하여 상기 기판과 접촉하며 위치시킨 후, 상기 스크린 마스크 상에 실란트를 도포하고, 문지름 수단으로 상기 스크린 마스크 표면을 일방향으로 문지름으로써 실란트가 상기 개구부를 채우도록 하여 기판 상에 씰 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 씰 도포 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 씰 도포 시스템에는 씰 디스펜싱 장치와 상기 씰 스크린 인쇄 장치 사이를 상기 로봇이 이동할 수 있는 로봇 이동로를 더욱 포함하는 씰 도포 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 로봇 이동로의 양 끝단에는 로더와 언로더를 더욱 구비한 씰 도포 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 로봇 이동로의 양 끝단에는 타 공정 장비가 연결되는 것을 특징으로 하는 씰 도포 시스템.
9. 씰 스크린 인쇄 장치를 이용한 씰 스크린 인쇄법에 의해 다수의 메인 모델 패턴과 다수의 서브 모델 패턴이 구비된 기판 상의 상기 각각 서브 모델 패턴 대응하여 씰 패턴을 동시에 형성하는 (a)단계와;

   상기 서브 모델 패턴에 대응하여 씰 패턴을 형성한 기판을 상기 씰 도포 시스템 내의 씰 디스펜싱 장치를 이용한 디스펜싱법에 의해 메인 모델 패턴에 각각 대응하여 씰 패턴을 형성하는 (b)단계

   를 포함하는 제 1 항의 씰 도포 시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 씰 패턴 형성 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 (a)단계 이후에는 로봇을 이용하여 상기 씰 스크린 인쇄 장치에서 상기 씰 디스펜싱 장치로 이동시키는 단계를 더욱 포함하는 씰 패턴 형성 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 (a)단계는 다수의 메인 모델 패턴과 다수의 서브 모델 패턴이 구비된 기판을 상기 씰 스크린 인쇄 장치내의 스테이지 위로 위치시키는 단계와;

    상기 기판 상의 다수의 서브 모델 패턴에 대응하여 스크린 마스크에 구비된 개구부 패턴이 정확히 상기 각 패턴에 위치하도록 정렬한 후, 상기 스크린 마스크를 상기 기판에 접촉시키는 단계와;

    상기 스크린 마스크 상에 실란트를 도포하는 단계와;

    상기 실란트가 도포된 스크린 마스크 표면을 스퀴지를 접촉시켜 일방향으로 이동시켜 개구부 패턴에 상기 실란트를 채우는 단계와;

    상기 스크린 마크스를 기판으로부터 제거하는 단계

    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 씰 패턴 형성 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 (b)단계는 기판을 스테이지 위에 위치시키는 단계와;

    상기 기판 상의 다수의 메인 모델 패턴의 씰 패턴 형성 시작 위치로 다수의 디스펜서를 각각 위치시키는 단계와;

    상기 각각의 디스펜서를 동일한 속도로 상기 각각의 메인 모델 패턴을 따라 이동시키며, 실란트를 디스펜싱함으로써 씰 패턴을 형성하는 단계

    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 씰 패턴 형성 방법.

Images