KR101119806B1 - 배향막도포장치의 고무판 세정장치 및 그 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 배향도포장치의 고무판을 세정하는 고무판 세정기에 관한 것으로, 맞물려 회전하며, 배향액을 공급받는 어닐록스롤 및 닥터롤과, 상기 어닐록스롤과 맞물려 회전하며 그 표면에 고무판을 통해 기판 상에 배향막을 도포하는 인쇄롤로 이루어진 배향막형성장치의 고무판 세정장치는, 상기 인쇄롤로부터 분리된 고무판이 진입하는 로딩부; 상기 고무판을 수직으로 세워주는 자동회전판; 상기 고무판을 세정하는 세정부; 및 상기 로딩부로부터 세정부에 고무판을 세워 이송하는 이송부를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성된 본 발명의 고무판 세정장치는 로딩부에 고무판을 자동으로 세울수 있는 자동회전판을 구비함으로써, 작업능률을 향상시킬 수가 있다.

Description

배향막도포장치의 고무판 세정장치 및 그 세정방법{APPARUTUS FOR CLEANING BUBBER PLATE OF FORMING SYSTEM OF ALINMENT FILM AND CLEANING METHOD USING THE SAME}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.

도 2는 액정표시소자를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도.

도 3은 롤인쇄방법을 이용한 배향막의 형성방법을 나타낸 도면.

도 4는 종래 고무판 세정장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 의한 고무판 세정장치를 나타낸 도면.

도 6은 고무판 캐리어를 나타낸 도면.

도 7a는 캐리어가 세정장치의 회전판에 로딩된 모습을 보여주는 도면이고, 도 7b는 회전판의 구동에 의해 캐리어가 세워지는 모습을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

103: 고리 105: 회전판

107: 캐리어 110: 로딩부

120: 세정부 130: 이송부

131: 로봇암 133: 지그

본 발명은 배향막 형성장치의 세정장치에 관한 것으로, 특히, 배향막 형성장치의 고무판 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 액정표시소자(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판으로, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Date Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107). 한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).

상기와 같은 과정을 통하여 제작된 액정표시소자는 액정의 전기광학효과를 이용하는 것으로, 이 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되어지므로, 액정의 분자 배열에 대한 제어는 액정표시장치의 표시 품위 안정화에 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 액정분자를 보다 효과적으로 배향시키기 위한 배향막 형성공정과, 씰 패턴과 함께 액정 셀갭을 일정하게 유지하는 역할을 하는 스페이서(spacer)는 액정셀 공정에 있어서 화질특성과 관련하여 매우 중요하며, 배향막공정은 롤을 이용한 인쇄방법이 많이 이용된다.

도 3은 롤인쇄방법(roll printing method)을 이용한 배향막의 형성방법을 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 배향막공정에서는 인쇄를 위해 복수의 롤을 사용한다. 즉, 원통형의 어닐록스롤(22)과 닥터롤(23) 사이에 공급된 배향액(24)이 상기 어닐록스롤(22)과 닥터롤(33)이 회전함에 따라 어닐록스롤(22) 전체에 걸쳐 균일하게 도포된다. 이때 배향액(24)의 공급은 주사기 형태의 디스펜서(20)에 의해 이루어진다.

한편, 상기 어닐록스롤(22)은 표면의 일정 영역에 고무판(25)이 부착된 인쇄롤(28)과 맞닿아 회전하게 되면 상기 어닐록스롤(22) 표면의 배향액이 고무판(25)으로 전사된다. 상기 고무판(25)은 배향액이 도포될 기판(26)에 대응한다. 기판(26)이 로딩된 인쇄테이블(27)이 인쇄롤(28)과 접촉하여 이동함에 따라 고무판(25)에 전사된 배향액이 기판(26) 상으로 재전사되어 배향막이 형성된다. 보통 배향막의 두께는 500~1000Å 정도이며, 동일기판에서는 100Å 정도의 두께 차이에 의해서도 액정표시소자(LCD) 화면에서 배향 불균일에 의한 얼룩과 같은 불량이 발생될 수 있기 때문에 배향막을 균일하게 도포하는 것이 화면의 특성을 좌우하게 된다.

상기한 바와 같이, 기판 상에 배향막이 형성되며, 상기 인쇄롤 표면에 부착된 고무판(25)에 잔존하는 배향액을 제거해야 한다. 즉, 고무판(25)에 전사된 배향액이 모두 기판에 전사되지 않기 때문에, 다음 기판에 균일한 두께의 배향막을 형성하기 위해서는 상기 고무판(25) 표면에 남아있는 배향액을 제거해 주어야 한다.

이때, 고무판(25) 표면에 남아 있는 배향액은 인쇄롤(28)로부터 고무판(25)을 분리시킨 다음, 별도로 마련된 고무판 세정장치를 사용하여 세정하게 된다.

도 4는 종래 고무판 세정장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래 고무판 세정장치는 고무판이 로딩되는 로딩부와, 세정액이 담긴 세정부와, 로딩부에 로딩된 고무판을 상기 세정부로 이송하기 위한 이송부로 이루어진다.

상기 이송부에는 상기 로딩부로부터 고무판을 들어올린 후, 세정부로 이송시키는 로봇암이 마련되어 있으며, 상기 고무판은 로봇암에 의해 지면에 대하여 수직인 방향으로 고정된 상태에서 이송된다.

즉, 로딩부에 지면에 대하여 평행하게 들어온 고무판을 수직으로 세운다음, 상기 고무판을 로봇암에 고정시켜, 세정부에 이송시키게 된다. 이때, 상기 고무판은 수직으로 세우는 작업은 작업자가 직접하게 된다.

그러나, 액정표시소자의 대면적화에 따라, 배향막을 형성하는 고무판의 크기가 커지게 되며, 이와 같이, 고무판의 사이즈가 커짐에 따라, 작업자가 고무판을 세우는데 어려움이 있으며, 작업시간이 증가하여 생산효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 로딩부에서 들어온 고무판을 수직으로 세우는 작업을 자동화함으로써, 작업능률을 향상시킬 수 있는 배향막형성장치의 고무판 세정장치 및 그 세정방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 맞물려 회전하며, 배향액을 공급받는 어닐록스롤 및 닥터롤과, 상기 어닐록스롤과 맞물려 회전하며 그 표면에 고무판을 통해 기판 상에 배향막을 도포하는 인쇄롤로 이루어진 배향막형성장치의 고 무판 세정장치는, 상기 인쇄롤로부터 분리된 고무판이 진입하는 로딩부; 상기 고무판을 수직으로 세워주는 자동회전판; 상기 고무판을 세정하는 세정부; 및 상기 로딩부로부터 세정부에 고무판을 세워 이송하는 이송부를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 세정부는 제1~제3세정부로 이루어지고, 상기 제1세정부에는 NMP가 채워지며, 상기 제2세정부에는 DI가 채워지고, 상기 제3세정부에는 IPA가 채워진다.

그리고, 상기 고무판은 캐리어에 안착되어 로딩되며, 상기 이송부는 캐리어와 체결하는 지그와, 상기 캐리어를 수직인 방향으로 들어 올리는 로봇암으로 이루어진다.

또한, 본 발명은 고무판이 감긴 인쇄롤을 이용하여 기판 상에 배향막을 형성하는 단계와, 상기 인쇄롤로부터 고무판을 분리시키는 단계와, 상기 고무판은 캐리어에 안착시키는 단계와, 상기 캐리어를 로딩부의 자동회전판에 진입시키는 단계와, 상기 자동회전판을 회전시켜 캐리어를 수직방향으로 세우는 단계와, 상기 캐리어를 로봇암에 체결시켜, 세정부에 이송시키는 단계와, 상기 캐리어에 안착된 고무판을 세정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 고무판을 세정하는 단계는, NMP를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 배향액을 제거하는 제1세정단계와, DI를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 NMP를 제거하는 제2세정단계와, IPA를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 DI를 제거하는 제3세정단계로 이루어지며, 상기 제3세정단계 이후에, 상기 고무판에 잔류하는 IPA를 제거하는 N₂ 블로잉(blowing)단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 제1~3세정단계를 통해 상기 고무판에 잔류하는 배향액을 완전히 제거한다. 더욱이, 본 발명은 상기 고무판이 세정장치의 로딩부에 진입한 후, 상기 고무판을 지면에 대하여 수직방향으로 세워주는 자동회전판을 둠으로써, 작업능률을 더욱 향상시킨다. 즉, 종래에는 로딩부에 진입한 고무판을 작업자가 직접 세우기 때문에, 작업의 효율성이 떨어지며 특히, 고무판이 대형화됨에 따라, 작업시간이 길어지는 문제가 있었다.

반면에, 본 발명에서는 로딩부에 진입한 고무판을 자동으로 세워주는 회전판을 추가로 구성함으로써, 작업능률을 향상시키고, 특히, 대형 고무판에 대해서도 안전하게 대응할 수가 있다.

이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 의한 고무판 세정장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고무판 세정장치(100)는 고무판이 로딩되는 로딩부(110)와, 상기 고무판을 세정하는 세정부(120) 그리고, 상기 로딩부(110)로부터 고무판을 세정부(120)로 이송하는 이송부(130)로 이루어진다.

그리고, 고무판은 배향막형성장치인 인쇄롤로부터 분리된 것으로, 별도로 마련된 고무판캐리어에 탑재되어, 로딩부(110)에 진입하게 된다. 따라서, 고무판을 캐리어(107)에 탑재시키는 작업대(140)가 별도로 마련되어 있으며, 이작업은 작업자(141)에 의해 이루어진다.

도 6은 고무판이 안착된 캐리어의 평면을 개략적으로 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 캐리어(107)는 고무판(101)이 탑재하는 탑재부(102)가 형성되어 있으며, 그 일측에는 고리(103)가 형성되어 있다. 상기 고리(103)는 캐리어(107)를 세정부로 이송하기 위한 수단으로 사용되며, 이후에 더욱 자세하게 설명하도록 한다.

계속해서, 도 5를 참조하여 고무판 세정장치를 설명하면, 상기 로딩부(110)에는 자동회전판(105)이 구비되어 있으며, 상기 자동회전판(105)은 로딩부(110)에 진입한 캐리어(107)가 지면에 대하여 수직인 방향을 갖도록 상기 캐리어(107)를 회전시키고, 캐리어(107)의 일측에 형성된 고리가 상부방향을 향하도록한다. 즉, 로딩부(110)에 진입한 캐리어는 회전판(105)에 의해 자동으로 세워지게 된다.

도 7a 및 도 7b는 캐리어가 로딩부에 진입한 후, 회전판에 의해 세우지는 모습을 나타낸 것으로, 도 7a는 캐리어가 로딩부에 탑재된 모습을 나타낸 것이고, 도 7b는 회전판이 구동하여 캐리어를 수직방향으로 세우는 모습을 각각 나타낸 것이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 로딩부에 탑재된 캐리어(107)는 회전판(105) 상부에 놓이게 된다. 이때, 캐리어(107)의 일측에 형성된 고리(103)는 바깥쪽을 향하도록 로딩되어야 한다. 이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 회전판(105)의 구동에 의해 캐리어(107)가 세워지게 되는데, 이때, 회전판(105)은 90도 회전하여, 상기 캐리어(107)가 지면에 대하여 수직방향으로 배치되면서, 고리(103)는 상부를 향하게 된다.

아울러, 상기 이송부(130)에는 상기 캐리어(107)를 세정부(120)로 이송시키는 로봇암(131)이 마련되어 있다. 그리고, 상기 로봇암(131)의 일단에는 상기 회전 판(105)에 의해서 세워진 캐리어(107)의 고리와 체결되는 지그(133)가 설치되어 있다. 즉, 회전판(105)에 의해서 캐리어(107)가 세워지면, 이송부(130)의 로봇암(131)의 지그(133)가 하부로 이동하여, 캐리어(107)의 고리와 체결된다.

캐리어(107)의 고리와 체결이 완료되면, 지그(133)는 다시 상승하면서, 캐리어(107)가 상부로 올려지고, 로봇암(131)의 구동에 의해 지그(133)에 체결된 캐리어(107)가 세정부(120)로 이송된다. 그리고, 상기 지그(133)가 다시 하강하여, 세정부(120)에 캐리어(107)를 내려놓게 된다.

세정부(120)는 제1~제3세정부로 구성된다. 각각의 세정부에는 배향액을 제거하기 위한 세정액이 채워져 있으며, 상기 제1~제3세정부를 통해 고무판은 제1~제3세정단계를 거치게 된다.

특히, 제1세정부(121)에는 NMP가 채워져 있고, 제2세정부(123)에는 DI가 채워져 있으며, 제3세정부(125)에는 IPA가 채워져있다. 따라서, 상기 제1세정부(121)에서는 NMP를 통해 상기 고무판에 잔존하는 배향액을 제거하는 제1세정단계가 행해지고, 상기 제2세정부(123)에서는 DI를 통해 제1세정단계를 마친 후, 고무판에 잔존하는 NMP를 세정하는 제2세정단계가 이루어진다. 그리고, 제3세정부(125)에서는 IPA를 통해 제2세정단계를 마친 후, 고무판에 잔존하는 DI를 제거하는 제3세정단계가 이루어진다.

더욱이, 제3세정단계를 마친 후, 고무판 표면에 잔존하는 IPA를 제거하는 N₂ 블로잉(blowing)단계를 더 수행하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 고무판 즉, 배향막을 형성하는 인쇄판의 표면 을 감싸는 고무판에 남아있는 배향액을 세정하는 고무판 세정장치 및 그 세정방법을 제공한다. 본 발명에 의한 고무판 세정장치는 고무판이 탑재된 캐리어가 세정부의 로딩부에 들어왔을때, 이를 수직방향으로 세워주는 자동회전판을 구비함으로써, 모든 세정과정을 자동화하여 작업능률을 향상시킨다. 즉, 종래에는 로딩부에 들어온 캐리어를 작업자가 직접 들어서 올리기 때문에, 시간이 오래걸리고, 작업성이 떨어지는 문제가 있었다. 특히, 고무판의 크기가 대형화됨에 따라, 캐리어를 세우는 작업에 더욱 어려움이 있었다.

반면에, 본 발명에서는 세정부의 로딩부에서 캐리어를 작업자가 직접세우지 않고, 회전판에 의해서 자동으로 이루어지기 때문에, 작업자가 필요없고, 고무판의 크기에 상관없이 캐리어를 안전하게 세울수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고무판 세정장치의 로딩부에 캐리어를 자동으로 세울 수 있는 자동회전판을 별도로 구비함으로써, 작업능률의 향상에 따른, 생산성을 증대시킬 수가 있다.

Claims (10)

1. 맞물려 회전하며, 배향액을 공급받는 어닐록스롤 및 닥터롤과, 상기 어닐록스롤과 맞물려 회전하며 그 표면에 고무판을 통해 기판 상에 배향막을 도포하는 인쇄롤로 이루어진 배향막형성장치의 고무판 세정장치는,

   상기 인쇄롤로부터 분리된 고무판이 진입하는 로딩부;

   상기 고무판을 수직으로 세워주는 자동회전판;

   상기 고무판을 세정하는 세정부; 및

   상기 로딩부로부터 세정부에 고무판을 세워 이송하는 이송부를 포함하여 구성된 고무판 세정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세정부는 제1~제3세정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1세정부에는 NMP가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2세정부에는 DI가 채워진 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제3세정부에는 IPA 채워진 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 고무판은 캐리어에 안착되어 로딩되는 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 이송부는 캐리어와 체결하는 지그와, 상기 캐리어를 수직인 방향으로 들어 올리는 로봇암으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고무판 세정장치.
8. 고무판이 감긴 인쇄롤을 이용하여 기판 상에 배향막을 형성하는 단계;

   상기 인쇄롤로부터 고무판을 분리시키는 단계;

   상기 고무판은 캐리어에 안착시키는 단계;

   상기 캐리어를 로딩부의 자동회전판에 진입시키는 단계;

   상기 자동회전판을 회전시켜 캐리어를 수직방향으로 세우는 단계;

   상기 캐리어를 로봇암에 체결시켜, 세정부에 이송시키는 단계; 및

   상기 캐리어에 안착된 고무판을 세정하는 단계를 포함하여 이루어지는 고무판 세정방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 고무판을 세정하는 단계는,

   NMP를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 배향액을 제거하는 제1세정단계;

   DI를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 NMP를 제거하는 제2세정단계; 및

   IPA를 사용하여 상기 고무판에 잔류하는 DI를 제거하는 제3세정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고무판 세정방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 제3세정단계 이후에, 상기 고무판에 잔류하는 IPA를 제거하는 N₂ 블로잉(blowing)단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고무판 세정방법.

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