KR101055199B1 - 배향막 인쇄 시스템 및 이를 이용한 배향막 인쇄 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판과 APR 플레이트간의 정렬을 정확하게 제어할 수 있고, 작업시간을 줄일 수 있는 배향막 인쇄 시스템에 관한 것으로, 기판이 안착된 스테이지; 상기 스테이지의 상부면에 안착된 기판을 소정각도로 기울이기 위해 상기 스테이지의 상부면의 가장자리에 돌출된 형태로 형성된 다수의 리프트핀들; 기판의 배향막의 불량을 검사하기 위한 제 2 카메라를 구비한 검사부; 상기 기판에 형성된 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키간의 오정렬을 수정하는 얼라인키 정렬기를 포함하며; 상기 얼라인키 정렬기는, 상기 배향막, 제 1 얼라인 키 및 제 2 얼라인 키를 포함한 상기 기판의 전면을 촬영하는 제 1 카메라; 상기 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부의 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 영상판독부; 상기 영상판독부로부터 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 스테이지 제어부를 포함하며; 상기 얼라인키 정렬기는 상기 검사부의 제 2 카메라를 공유하여 사용함을 특징으로 한다.
액정표시장치, 배향막 인쇄장치, APR 플레이트, 얼라인 키, 배향막

Description

배향막 인쇄 시스템 및 이를 이용한 배향막 인쇄 방법{SYSTEM OF PRINTING ALIGNMENT LAYER AND METHOD FOR PRINTING ALIGNMENT LAYER USING THE SAME}
도 1은 종래의 배향막 인쇄 시스템의 구성도
도 2는 도 1의 인쇄부에 구비된 종래의 플렉소그래피 방식의 배향막 인쇄장치의 구성도
도 3은 도 1의 기판에 대한 평면도
도 4는 도 2의 APR 플레이트에 대한 평면도
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 배향막 인쇄 시스템을 이용한 배향막 인쇄과정을 나타낸 공정단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 얼라인 키 정렬기의 구성도
도 7은 본 발명의 얼라인 키 정렬기를 사용한 배향막 인쇄 시스템의 구성도
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 얼라인 키 정렬기를 사용한 배향막 인쇄 시스템에서의 배향막 인쇄방법을 나타낸 공정단면도
도 9는 기판과 APR 플레이트간의 오정렬을 설명하기 위한 도면이다.
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
110 : 영상저장부 120 : 영상판독부
130 : 제 1 카메라 140 : 스테이지 제어부
200 : 스테이지 210 : 기판
본 발명은 액정표시장치의 제조장비에 관한 것으로, 특히 기판과 APR 플레이트간의정렬을 정확하게 제어할 수 있고, 작업시간을 줄일 수 있는 배향막 인쇄 시스템 및 이를 이용한 배향막 인쇄 방법에 대한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), 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 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화 상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 액정표시장치에서, 시야각을 향상시키기 위한 방법으로 하나의 픽셀(pixel)이 적어도 2개의 서로 다른 배향 방향을 갖는 멀티도메인(Multi-domain) 액정표시장치가 최근에 많은 관심을 받고 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1 및 제 2 유리 기판과, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬 러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1 및 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.
한편, 제 1 기판 및 제 2 기판의 마주보는 면에는 배향막이 형성되어 있어서, 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 형성된 액정층의 모든 액정분자는 동일 방향으로 배향된다. 상기 배향막은 폴리이미드 재질을 사용하여 약 500∼1000Å의 두께로 형성된다. 상기 배향막을 형성하는 방식으로는 스핀 코팅(spin coating)이 이용되기도 하는데, 이 방식은 패턴을 형성한 후에 일정부분을 식각해야 하는 번거로움이 있다. 따라서 현재는 별도의 식각공정없이 원하는 패턴으로 직접 인쇄하는 플렉소그래피(Flexography) 방식을 채용하고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 플렉소그래피 방식의 배향막 인쇄장치를 구비한 배향막 인쇄 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 배향막 인쇄 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 인쇄부에 구비된 종래의 플렉소그래피 방식의 배향막 인쇄장치의 구성도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 기판에 대한 평면도이고, 도 4는 도 2의 APR 플레이트에 대한 평면도이다.
종래의 배향막 인쇄 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(50)이 반입되어 대기하는 대기부(10)와, 상기 기판(50)에 배향막을 인쇄하는 인쇄부(11)와, 상기 기판(50)에 형성된 배향막의 불량여부를 검사하는 검사부(12)로 크게 구분된다.
여기서, 상기 대기부(10)에는 상기 기판(50)의 얼라인 키를 정렬시키기 위한 다수개의 제 1 카메라들(10a)이 구비되어 있고, 상기 인쇄부(11)에는 상기 기판(50)에 배향막을 도포하기 위한 배향막 도포장치가 구비되어 있으며, 상기 검사부(12)에는 상기 기판(50)에 형성된 배향막의 불량을 검사하기 위한 제 2 카메라들(12a)이 구비되어 있다.
구체적으로, 상기 인쇄부(11)에 구비된 상기 배향막 인쇄장치(11)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 배향액인 폴리이미드 용액을 저장하는 저장탱크(7) 및 공급라인(8)을 통해 상기 저장탱크(7)로부터 상기 폴리이미드 용액을 일정하게 적하하는 디스펜서(6)와, 서로 맞물려 형성되어 상기 디스펜서(6)로부터 상기 폴리이미드 용액을 균일한 두께로 롤의 표면에 퍼지게 하는 닥터롤(3) 및 아닐록스롤(2)과, 상기 닥터롤(3)과 아닐록스롤(2)에 의해 균일한 두께로 형성된 상기 폴리이미드 용액을 공급받아 기판(5)에 전사하는 인쇄롤(1)과, 상기 인쇄롤(1)의 외주면에 부착된 APR 플레이트(9)와, 상기 기판(50)이 안착되는 스테이지(21)를 구비하여 구성된다.
상기 아닐록스롤(2)상에는 질소가스(N2)에 의해 상기 저장탱크(7)로부터 밀려나와 상기 디스펜서(6)를 통해 낙하되는 폴리이미드 용액이 보존된다. 상기 아닐록스롤(2)은 크롬이나 크롬/니켈도금의 재질로 이루어지며 피라미드 형태의 셀(cell)들이 대략 20㎛의 깊이로 형성되어 상기 폴리이미드 용액을 수용할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 닥터롤(3)은 상기 아닐록스롤(2)과 함께 회전하며, 상기 아닐 록스롤(2)표면에 상기 폴리이미드 용액이 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 또한, 상기 닥터롤(3)의 표면상에 장착된 닥터블레이드(도시되지 않음)는 상기 APR 플레이트(9)에 전사되는 폴리이미드 용액의 양을 제어한다.
상기 APR 플레이트(9)는 폴리부타디엔(polybutadien)계 수지로서 상기 인쇄롤(1)의 외주면에 부착되며, 상기 스테이지(21)상의 기판(50)과 직접적으로 접촉하여 상기 폴리이미드 용액을 상기 기판(50)상에 전사시킨다.
여기서, 상기 기판(50)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 패널영역(22a)을 가지며 가장자리에 얼라인 키(23)가 형성된 모기판으로서, 상기 APR 플레이트(9)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모기판(50)의 패널영역(22a) 및 상기 얼라인 키(23)에만 선택적으로 폴리이미드 용액이 전사되도록 패널 패턴부(33a) 및 얼라인 키 패턴부(33b)가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 패널 패턴부(33a) 및 상기 얼라인 키 패턴부(33b)에는 다수개의 망점들이 형성되며 상기 망점들 사이에 상기 폴리이미드 용액이 수용된다.
한편, 상기 모기판(50)의 액정패널 영역에는 박막트랜지스터 어레이 또는 컬러필터 어레이가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 배향막 인쇄 시스템에 따른 배향막 인쇄방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 배향막 인쇄 시스템을 이용한 배향막 인쇄과정을 나타낸 공정단면도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지(21)를 대기부(10)에 위치시 키고, 상기 스테이지(21)의 상부면에 더미 글래스(40)를 안착시킨다. 여기서, 상기 더미 글래스(40)는 상기 모기판(50)과 동일하며, 상기 박막트랜지스터 어레이, 컬리필터 어레이 및 얼라인 키(33)가 형성되지 않은 모기판 그 자체이다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 더미 글래스(40)가 안착된 스테이지(21)를 상기 인쇄부(11)로 이동시켜, 상기 배향막 인쇄장치(11b)를 사용하여 상기 더미 글래스(40)상에 폴리이미드 용액을 인쇄한다. 이때, 상기 배향막 인쇄장치(11b)의 APR 플레이트(9)가 상기 더미 글래스(40)에 접촉함에 따라, 상기 APR 플레이트(9)의 패널 패턴부(33a)에 대응하는 상기 더미 글래스(40)의 패널영역에는 배향막이 형성되고, 상기 APR 플레이트(9)의 얼라인 키 패턴부(33b)에 대응하는 상기 더미 글래스(40)의 가장자리에는 제 1 얼라인 키가 형성된다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지(21)를 다시 상기 대기부(10)로 이동시킨 후, 상기 제 1 카메라(10a)를 이용하여 상기 더미 글래스(40)상의 제 1 얼라인 키를 촬영한다. 이때, 상기 각 제 1 카메라(10a)의 표시부의 중앙에 상기 제 1 얼라인 키가 위치하도록 상기 제 1 카메라(10a)들을 정렬시킨다.
이어서, 상기 더미 글래스(40)를 상기 스테이지(21)로부터 언로딩하고, 다른 더미 글래스(40)를 상기 스테이지(21)에 안착시킨 후, 상술한 과정을 반복한다. 이와 같은 과정을 약 20개의 더미 글래스(40)에 적용시킨다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지(21)를 대기부(10)에 위치시키고, 상기 스테이지(21)에 상기 모기판(50)을 안착시킨다. 그리고, 상기 모기판(50)의 가장자리에 형성된 제 2 얼라인 키(23)가 상기 제 1 카메라(10a)의 표시 부의 중앙에 위치하도록, 상기 스테이지(21)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킨다. 여기서, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 스테이지(21)의 상부면의 가장자리에는 다수개의 리프트핀들이 구비되어 있으며, 상기 리프트핀들은 소정길이로 돌출되어 상기 상부면에 안착된 모기판(50)을 소정각도로 기울일 수 있다. 따라서, 상기 스테이지(21)는 상기 모기판(50)을 X축 방향 및 Y축 방향 이외에도, 소정각도로 움직일 수 있다.
이와 같이, 상기 스테이지(21)를 이동시켜, 상기 스테이지(21)에 안착된 모기판(50)의 제 2 얼라인 키(23)를 상기 제 1 카메라(10a)의 표시부의 중앙에 위치시킨다. 이렇게 함으로써, 상기 모기판(50)과 상기 APR 플레이트(9)를 정렬시킬 수 있다.
이어서, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 모기판(50)이 안착된 스테이지(21)를 상기 인쇄부(11)로 이동시키고, 상기 배향막 인쇄장치(11b)를 사용하여 상기 모기판(50)상에 폴리이미드 용액을 도포한다. 그러면, 상기 모기판(50)의 패널영역(22a)에는 배향막이 형성되고, 상기 제 2 얼라인 키(23)의 상부에 상기 제 1 얼라인 키가 형성된다. 여기서, 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키(23)는 상기 대기부(10)에서 정렬되었기 때문에, 상기 모기판(50)의 제 2 얼라인 키(23)의 상부에 상기 제 1 얼라인 키가 정렬된다.
다음으로, 상기 배향막, 제 1 얼라인 키 및 제 2 얼라인 키(23)가 형성된 모기판(50)이 안착된 스테이지(21)를 상기 검사부(12)로 이동시키고, 상기 제 2 카메라(12b)들을 사용하여 상기 모기판(50)의 전면을 촬영하여, 상기 모기판(50)에 형 성된 배향막 패턴의 불량여부를 검사한다.
그러나, 종래의 배향막 인쇄 시스템에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래는 상기 모기판과 상기 APR 플레이트간의 정렬을 위해, 상기 모기판에 형성된 제 2 얼라인 키를 카메라의 표시부의 중앙에 위치시키는 작업을 하였다. 그런데, 상기 카메라는 작업자에 의해서 수동으로 조절되기 때문에, 작업시간이 길어지고 오차 발생률이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스테이지에 안착되는 기판상에 형성된 제 1 얼라인 키 및 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 제 2 얼라인 키를 촬영하는 카메라와, 상기 카메라에 의해 촬영된 제 1 및 제 2 얼라인 키의 영상을 저장하는 영상저장부와, 상기 영상저장부의 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 영상판독부와, 상기 영상판독부로부터 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 스테이지 제어부를 포함하는 배향막 인쇄 시스템 및 이를 이용한 배향막 인쇄 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배향막 인쇄 시스템은, 배향막, 제 1 얼라인키 및 상기 제 2 얼라인키에 대응하는 제 2 얼라인키가 형성된 기판이 안착된 스테이지; 상기 스테이지의 상부면에 안착된 기판을 소정각도로 기울이기 위해 상기 스테이지의 상부면의 가장자리에 돌출된 형태로 형성된 다수의 리프트핀들; 상기 배향막의 불량을 검사하기 위한 제 2 카메라를 구비한 검사부; 상기 기판에 형성된 제 1 얼라인키와 제 2 얼라인키간의 오정렬을 수정하는 얼라인키 정렬기를 포함하며; 상기 얼라인키 정렬기는, 상기 배향막, 제 1 얼라인키 및 제 2 얼라인키를 포함한 상기 기판의 전면을 촬영하는 제 1 카메라; 상기 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부의 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 영상판독부; 상기 영상판독부로부터 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 스테이지 제어부를 포함하며; 상기 얼라인키 정렬기는 상기 검사부의 제 2 카메라를 공유하여 사용함을 특징으로 한다.
또한, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 배향막 인쇄 시스템을 이용한 배향막 인쇄 방법은, 배향막, 제 1 얼라인 키 및 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 제 2 얼라인 키가 형성된 기판이 안착된 스테이지를 준비하는 단계; 얼라인 키 정렬기에 구비된 제 1 카메라를 이용하여 상기 배향막, 제 1 얼라인키 및 제 2 얼라인키를 포함한 상기 기판의 전면을 촬영하는 단계; 상기 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 단계; 상기 촬영된 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 단계; 상기 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키 단계; 및, 검사부에 구비된 제 2 카메라를 이용하여 상기 배향막의 불량을 검사하는 단계를 포함하며; 상기 얼라인키 정렬기는 상기 검사부의 제 2 카메라를 공유하여 사용함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 얼라인 키 정렬기를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 얼라인 키 정렬기의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 얼라인 키 정렬기(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 스테이지(200)에 안착되는 기판(210)상에 형성된 제 1 얼라인 키 및 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 제 2 얼라인 키를 촬영하는 제 1 카메라(130)와, 상기 제 1 카메라(130)에 의해 촬영된 제 1 및 제 2 얼라인 키의 영상을 저장하는 영상저장부(110)와, 상기 영상저장부(110)의 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 영상판독부(120)와, 상기 영상판독부(120)로부터 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지(200)를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 스테이지 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 스테이지 제어부(140)는 상기 스테이지(200)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 스테이지(200)에 안착된 기판(210)의 위치를 상기 스테이지(200)의 이동방향과 동일한 방향으로 변화시키게 된다. 한편, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 스테이지(200)의 상부면의 가장자리에는 다수개의 리프트핀들이 구비되어 있으며, 상기 핀은 소정길이로 돌출되어 상기 상부면에 안착된 모기판(210)을 소정각도로 기울일 수 있다. 따라서, 상기 스테이지(200)는 상기 모기판(210)을 X축 방향 및 Y축 방향 이외에도, 소정각도로 움직일 수 있다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 얼라인 키 정렬기(100)를 사용한 배향막 인쇄시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 얼라인 키 정렬기를 사용한 배향막 인쇄 시스템의 구성도이다.
먼저, 배향막 인쇄 시스템은, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(210)이 반입되어 대기하는 대기부(310)와, 상기 기판(210)에 배향막을 인쇄하는 인쇄부(320)와, 상기 기판(210)과 APR 플레이트와의 오정렬을 디텍팅하여 상기 오정렬을 수정하는 오정렬 수정부(330)와, 상기 기판(210)상에 형성된 배향막의 불량여부를 검사하는 검사부(340)로 크게 구분된다.
여기서, 상기 인쇄부(320)에는 상기 기판(210)에 배향막을 도포하기 위한 배향막 인쇄장치(320a)가 구비되어 있고, 상기 오정렬 수정부(330)에는 상기 기판(210)과 APR 플레이트간의 오정렬을 검사하기 위한 본 발명의 얼라인 키 정렬기(100)가 구비되어 있으며, 상기 검사부(340)에는 상기 기판(210)에 형성된 배향막의 불량을 검사하기 위한 제 2 카메라들(340a)이 구비되어 있다. 여기서, 상기 오정렬 수정부(330)의 상기 얼라인 키 정렬기(100)는 상기 검사부(340)의 제 2 카메라들(340a)을 공유하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 인쇄부(320)에 구비된 상기 배향막 인쇄장치는, 배향액인 폴리이미드 용액을 저장하는 저장탱크 및 공급라인을 통해 상기 저장탱크로부터 상기 폴리이미드 용액을 일정하게 적하하는 디스펜서와, 서로 맞물려 형성되어 상기 디스펜서로부터 상기 폴리이미드 용액을 균일한 두께로 롤의 표면에 퍼지게 하는 닥터롤 및 아닐록스롤과, 상기 닥터롤과 아닐록스롤에 의해 균일한 두께로 형성된 상기 폴리이미드 용액을 공급받아 기판(210)에 전사하는 인쇄롤과, 상기 인쇄롤의 외주면에 부착된 APR 플레이트와, 상기 기판(210) 안착되는 스테이지(200)를 구비하여 구성된다.
상기 아닐록스롤상에는 질소가스에 의해 상기 저장탱크로부터 밀려나와 상기 디스펜서를 통해 낙하되는 폴리이미드 용액이 보존된다. 상기 아닐록스롤은 크롬이 나 크롬/니켈도금의 재질로 이루어지며 피라미드 형태의 셀(cell)들이 대략 20㎛의 깊이로 형성되어 상기 폴리이미드 용액을 수용할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 닥터롤은 상기 아닐록스롤과 함께 회전하며, 상기 아닐록스롤표면에 상기 폴리이미드 용액이 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 또한, 상기 닥터롤의 표면상에 장착된 닥터블레이드는 상기 APR 플레이트에 전사되는 폴리이미드 용액의 양을 제어한다.
상기 APR 플레이트는 폴리부타디엔(polybutadien)계 수지로서 상기 인쇄롤의 외주면에 부착되며, 상기 스테이지(200)상의 기판(210)과 직접적으로 접촉하여 상기 폴리이미드 용액을 상기 기판(210)상에 전사시킨다.
여기서, 상기 기판(210)은 다수개의 패널영역 및 얼라인 키를 가지는 모기판으로서, 상기 APR 플레이트에는 상기 모기판(210)의 패널영역 및 상기 얼라인 키 에만 선택적으로 폴리이미드 용액이 전사되도록 패널 패턴부 및 얼라인 키 패턴부가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 패널 패턴부 및 상기 얼라인 키 패턴부에는 다수개의 망점들이 형성되며 상기 망점들 사이에 상기 폴리이미드 용액이 수용된다.
한편, 상기 모기판의 액정패널 영역에는 박막트랜지스터 어레이 또는 컬러필터 어레이가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 얼라인 키 정렬기를 사용한 배향막 인쇄 시스템에서의 배향막 인쇄방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 얼라인 키 정렬기를 사용한 배향막 인쇄 시스 템에서의 배향막 인쇄방법을 나타낸 공정단면도이고, 도 9는 기판과 APR 플레이트간의 오정렬을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 인쇄부(320)에 구비된 배향막 인쇄장치(320a)의 스테이지(200)를 대기부(310)로 이동시키고, 상기 스테이지(200)에 준비된 모기판(210)을 안착시킨다. 여기서, 상기 모기판(210)의 가장자리에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 얼라인 키(123)가 형성되어 있다.
이어서,8b에 도시된 바와 같이, 상기 모기판(210)이 안착된 스테이지(200)를 상기 인쇄부(320)로 이동시키고, 상기 배향막 인쇄장치(320a)를 사용하여 상기 모기판(210)에 폴리이미드 용액을 도포하여 인쇄한다. 이때, 상기 배향막 인쇄장치(320a)의 APR 플레이트가 상기 모기판(210)에 접촉함에 따라, 상기 APR 플레이트의 패널 패턴부에 대응하는 상기 모기판(210)의 패널영역(122a)에는 배향막(800)이 형성되고, 상기 APR 플레이트의 얼라인 키 패턴부에 대응하는 상기 모기판(210)의 제 1 얼라인 키(123)의 상부에는 제 2 얼라인 키(180)가 형성된다.
다음으로, 8c에 도시된 바와 같이, 상기 배향막(800), 제 1 및 제 2 얼라인 키(123, 180)가 형성된 모기판(210)이 안착된 스테이지(200)를 오정렬 수정부(330)로 이동시킨다. 그리고, 상기 오정렬 수정부(330)에 구비된 얼라인 키 정렬기(100)는 상기 모기판(210)에 형성된 제 1 얼라인 키(123)와 제 2 얼라인 키(180)가 제대로 정렬되지 않을 경우, 상기 제 1 얼라인 키(123)와 제 2 얼라인 키(180)를 정렬시킴으로써, 상기 모기판(210)과 상기 배향막 인쇄장치(320a)의 APR 플레이트간의 오정렬을 수정한다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 얼라인 키(123)와 상기 제 2 얼라인 키(180)간에 미스얼라인이 발생하였을 경우, 상기 얼라인 키 정렬기(100)의 제 1 카메라(130)는 상기 배향막(800), 제 1 및 제 2 얼라인 키(123, 180)를 포함한 상기 모기판(210)의 전면을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 영상저장부(110)에 저장한다. 이어서, 영상판독부(120)는 상기 영성저장부(110)에 저장된 영상을 판독하고, 상기 제 1 얼라인 키(123)가 상기 제 2 얼라인 키(180)로부터 미스얼라인된 거리 및 상기 제 1 얼라인 키(123)가 상기 제 2 얼라인 키(180)로부터 미스얼라인된 방향을 측정하여 그 값을 산출한다. 다음으로, 스테이지 제어부(140)는 상기 영상판독부(120)의 측정된 값을 입력받아 상기 스테이지(200)의 위치를 변화시킨다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 얼라인 키(123)가 상기 제 2 얼라인 키(180)로부터 X축의 양의 방향으로 5만큼 이동하였고, Y축의 양의 방향으로 5만큼 이동하였다면, 상기 스테이지 제어부(140)는 상기 스테이지(200)를 상기 X축 방향의 음의 방향으로 5만큼 이동시키고, 다시 Y축의 음의 방향으로 5만큼 이동시켜 상기 제 1 얼라인 키(123)가 상기 제 2 얼라인 키(180)와 정렬되도록 한다. 이때, 상기 스테이지(200)가 움직임에 따라 상기 모기판(210)의 위치가 변화된다.
이어서, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 위치가 변화된 스테이지(200)를 상기 검사부(340)로 이동시키고, 상기 제 2 카메라(340a)를 사용하여 상기 모기판(210)의 전면을 촬영하여, 상기 모기판(210)에 형성된 배향막(800) 패턴의 불량여부를 검사하고, 이상이 없을 경우 상기 모기판(210)을 언로딩한다.
다음으로, 상기 스테이지(200)를 다시 상기 대기부(310)로 이동시키고, 상기 스테이지(200)에 다음번째 모기판(210)을 안착시킨다. 이때, 상기 스테이지(200)는 상기 오정렬 수정부(330)에 의해서 그의 위치가 변화되었기 때문에, 상기 스테이지(200)에 안착되는 모기판(210)은 상기 인쇄부(320)에 구비된 배향막 인쇄장치(320a)의 APR 플레이트와 정확하게 정렬된다. 즉, 상기 모기판(210)에 상기 배향막 인쇄장치(320a)의 폴리이미드 용액이 인쇄되면, 상기 모기판(210)의 패널영역(122a)에는 배향막(800)이 정확하게 형성되고, 상기 모기판(210)의 제 1 얼라인 키(123)의 상부에는 상기 제 2 얼라인 키(180)가 정확하게 정렬된다.
즉, 첫 번째 모기판(210)은 상기 APR 플레이트(170)와 정확하게 정렬되지 않아 상기 첫 번째 모기판(210)의 제 1 얼라인 키(123)와, 상기 APR 플레이트의 얼라인 키 패턴부에 의해 형성된 제 2 얼라인 키(180)는 서로 오정렬될 수 있지만, 상기 두 번째 모기판(210)은 상기 제 1 얼라인 키(123)와 제 2 얼라인 키(180)가 서로 정렬되도록 위치가 변화된 스테이지(200)에 안착되기 때문에, 상기 첫 번째 모기판(210) 이후의 모기판(210)에는 상기 제 1 얼라인 키(123)와 제 2 얼라인 키(180)가 정확하게 정렬된다.
따라서, 상기 첫 번째 모기판(210) 이후의 모기판(210)에는 배향막(800)이 정확한 위치에 형성된다. 또한, 상기 배향막 인쇄 시스템에 반입되는 모기판(210)들은 모두 상기 오정렬 수정부(330)의 얼라인 키 정렬기(100)를 지나가기 때문에, 상기 모기판(210)과 상기 APR 플레이트간의 오정렬을 실시간으로 확인하고 수정할 수 있다.
한편, 상기 첫 번째 모기판(210)은 종래의 더미 글래스를 사용하여도 무방하다.
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.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 배향막 인쇄 시스템 및 이를 이용한 배향막 인쇄 방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 얼라인 키 정렬기는 기판의 전면을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 판독하여 상기 기판에 형성된 제 1 얼라인 키가 상기 제 2 얼라인 키로부터 미스얼라인된 거리 및 상기 제 1 얼라인 키가 상기 제 2 얼라인 키로부터 미스얼라인된 방향을 측정하여 그 값을 산출한다. 그리고, 상기 산출된 값을 근거로 하여 상기 기판이 놓여진 스테이지의 위치를 변화시켜 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정확하게 정렬시킨다. 즉, 상기 기판의 제 2 얼라인 키를 상기 제 1 얼라인 키에 정렬시킴으로써, 상기 기판과 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 얼라인 키 패턴부를 가지는 APR 플레이트를 종래보다 정확하고 빠르게 정렬할 수 있다.

Claims (3)

  1. 배향막, 제 1 얼라인 키 및 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 제 2 얼라인 키가 형성된 기판이 안착된 스테이지;
    상기 스테이지의 상부면에 안착된 기판을 소정각도로 기울이기 위해 상기 스테이지의 상부면의 가장자리에 돌출된 형태로 형성된 다수의 리프트핀들;
    상기 배향막의 불량을 검사하기 위한 제 2 카메라를 구비한 검사부;
    상기 기판에 형성된 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키간의 오정렬을 수정하는 얼라인키 정렬기를 포함하며;
    상기 얼라인키 정렬기는,
    상기 배향막, 제 1 얼라인 키 및 제 2 얼라인 키를 포함한 상기 기판의 전면을 촬영하는 제 1 카메라;
    상기 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 영상저장부;
    상기 영상저장부의 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 영상판독부;
    상기 영상판독부로부터 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 스테이지 제어부를 포함하며;
    상기 얼라인키 정렬기는 상기 검사부의 제 2 카메라를 공유하여 사용함을 특징으로 하는 배향막 인쇄 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지 제어부는 상기 미스얼라인의 방향의 반대방향으로 상기 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 하는 배향막 인쇄 시스템.
  3. 배향막, 제 1 얼라인 키 및 상기 제 1 얼라인 키에 대응하는 제 2 얼라인 키가 형성된 기판이 안착된 스테이지를 준비하는 단계;
    얼라인키 정렬기에 구비된 제 1 카메라를 이용하여 상기 배향막, 제 1 얼라인 키 및 제 2 얼라인 키를 포함한 상기 기판의 전면을 촬영하는 단계;
    상기 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 단계;
    상기 촬영된 영상을 판독하여 상기 제 1 얼라인 키로부터 미스얼라인된 상기 제 2 얼라인 키의 거리 및 방향을 산출하는 단계;
    상기 산출된 상기 미스얼라인의 방향 및 거리에 따라 상기 스테이지를 움직여 상기 제 1 얼라인 키와 제 2 얼라인 키를 정렬시키는 단계; 및,
    검사부에 구비된 제 2 카메라를 이용하여 상기 배향막의 불량을 검사하는 단계를 포함하며;
    상기 스테이지의 상부면에 안착된 기판을 소정각도로 기울이기 위해 상기 스테이지의 상부면의 가장자리에는 다수의 리프트핀들이 돌출된 형태로 구비되어 있으며;
    상기 얼라인키 정렬기는 상기 검사부의 제 2 카메라를 공유하여 사용함을 특징으로 하는 배향막 인쇄 시스템을 이용한 배향막 인쇄방법.
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