KR101186516B1

KR101186516B1 - 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR101186516B1
Application number: KR1020050119042A
Authority: KR
Inventors: 정성태
Original assignee: 티이씨 주식회사; 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2012-10-08
Also published as: KR20070059777A

Abstract

본 발명의 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 챔버(chamber) 측면과 구동부에 센서(sensor)를 부착하여 상기 챔버의 개폐(開閉)상태 및 좌, 우측 균일도를 감지함으로써 챔버의 오동작(誤動作)을 방지하는 동시에 건조장비의 공정능력을 향상시키기 위한 것으로, 상부 몸체와 기판이 로딩되는 하부 몸체의 두 개의 몸체로 이루어진 챔버; 상기 챔버의 개폐를 위해, 회전동력을 발생시키는 서브 모터와 상기 하부 몸체의 좌, 우측에 연결되어 상기 하부 몸체를 상하 방향으로 구동시키는 지지봉 및 상기 서브 모터의 좌, 우측에 설치되어 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력을 상기 좌, 우측의 지지봉으로 전달하는 기어박스로 이루어진 구동부; 상기 챔버의 측면에 적어도 하나가 설치되어, 상기 상부 몸체와 하부 몸체 사이의 거리를 감지하는 제 1 센서; 상기 좌, 우측 기어박스의 상부에 설치되며, 다수개의 돌출된 톱니를 가진 감지 브라켓; 및 상기 돌출된 톱니 사이에 위치하여 상기 좌, 우측 지지봉의 위치를 감지하는 제 2 센서를 포함한다.

액정표시장치, 글라스, 건조장비, 센서

Description

글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{APPARATUS FOR DRYING GLASS AND METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.

도 2a 및 도 2b는 슬릿코터의 기본적인 개념 및 상기 슬릿코터에 의해 감광물질이 도포되는 것을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감광액 도포 시스템을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 글라스 건조장비를 개략적으로 나타내는 예시도.

도 5는 도 4에 도시된 글라스 건조장비에 있어서, 감지 센서가 부착된 챔버 측면을 개략적으로 나타내는 도면.

도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 글라스 건조장비에 있어서, 안전 센서가 부착된 구동부의 일부를 개략적으로 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으 로 나타내는 흐름도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 글라스 200 : 슬릿코터

300 : 로봇 암 400 : 건조장비

410 : 챔버 415 : 리프트 핀

420 : 감지 센서 421 : 광원부

422 : 반사부 450 : 글라스 버퍼

460 : 모터 465 : 기어박스

466 : 지지봉 470 : 감지 브라켓

475 : 안전 센서

본 발명은 글라스 건조장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치용 글라스에 도포된 감광막 내의 솔벤트(solvent)를 제거하기 위한 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장 치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.

일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 상기 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

이하, 도 1을 참조하여 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판(5)과 제 2 기판인 어레이(array) 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(40)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G), 청(Blue; B)의 서브컬러필터(7)로 구성되는 컬러필터(C)와 상기 서브컬러필터(7) 사이를 구분하고 상기 액정층(40)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(40)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.

상기 어레이 기판(10)에는 종횡으로 배열되어 화소영역(P)을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T)가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소전극(18)이 형성되어 있다.

상기 화소영역(P)은 컬러필터 기판(5)의 하나의 서브컬러필터(7)에 대응하는 서브화소(sub pixel)로 컬러화상은 상기 적, 녹, 청의 세 종류의 서브컬러필터(7)를 조합하여 얻어진다. 즉, 적, 녹, 청의 세 개의 서브화소가 모여서 한 개의 화소를 이루며, 박막 트랜지스터(T)는 상기 적, 녹 청의 서브화소에 각각 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀공정으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 어레이공정과 컬러필터공정 및 셀공정은 다수의 단위공정으로 이루어지며, 상기 단위 공정은 소정의 박막 증착공정과 상기 증착된 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography)공정 및 상기 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각공정이 다수회 포함되어 있다. 특히, 상기 포토리소그래피공정은 기판 또는 웨이퍼 상에 감광성 물질의 감광막을 형성하는 코팅공정과 소정의 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 이를 패터닝하는 노광 및 현상공정으로 이루어져 있다.

일반적으로 기판 또는 웨이퍼 상에 감광막을 형성하는 상기 코팅공정에는 스프레이(spray) 코팅방법, 롤 코팅방법 또는 스핀(spin) 코팅방법 등이 사용된다.

상기 스프레이 코팅방법과 롤 코팅방법의 경우는 코팅막의 균일성과 막 두께 조정에서 고정밀도용으로는 적합하지 않아 고정밀 패턴 형성용으로는 스핀 코팅방 법이 사용된다.

그러나, 상기 스핀코터를 이용한 스핀 코팅방법은 웨이퍼와 같이 크기가 작은 피처리물에 감광막을 형성하는데 적합하며, 피처리물의 크기가 크고 중량이 무거운 평판표시장치용 기판(예를 들면, 액정표시패널용 글라스)에 감광막을 형성하는데는 적합하지 않다.

이는 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광물질이 도포될 기판이 크고 중량이 무거울수록 기판을 고속으로 회전시키기 매우 어려우며, 고속 회전시 기판의 파손 및 에너지 소모가 매우 큰 문제점을 갖기 때문이다.

또한, 상기 스핀 코팅방법은 코팅에 사용되는 감광액의 양에 비해 버려지는 양이 너무 많아 감광액의 낭비가 심하다는 문제점이 있다. 즉, 기판 표면에 도포된 감광액은 고속 회전시 상당량이 스핀척 밖으로 비산(飛散)되어 버려지게 된다. 실질적으로 감광을 위해 사용되는 감광액보다 낭비되는 감광액의 양이 훨씬 많을 뿐만 아니라, 상기 비산되는 감광액 파편은 이후 박막 형성공정에서 이물로 작용되기가 쉽고, 환경 오염원이 되기도 한다.

상기와 같이 감광액 도포가 끝난 기판은 상기 감광액 내에 포함되어 있는 솔벤트를 제거하기 위한 건조공정을 진행하여야 한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대면적의 글라스에 도포된 감광액 내에 포함된 솔벤트를 제거하기 위한 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 글라스 건조장비에 감지 센서와 안전 센서를 설치함으로써 챔버의 오동작을 방지하며 공정능력을 향상시킨 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 글라스 건조장비는 상부 몸체와 기판이 로딩되는 하부 몸체의 두 개의 몸체로 이루어진 챔버; 상기 챔버의 개폐를 위해, 회전동력을 발생시키는 서브 모터와 상기 하부 몸체의 좌, 우측에 연결되어 상기 하부 몸체를 상하 방향으로 구동시키는 지지봉 및 상기 서브 모터의 좌, 우측에 설치되어 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력을 상기 좌, 우측의 지지봉으로 전달하는 기어박스로 이루어진 구동부; 상기 챔버의 측면에 적어도 하나가 설치되어, 상기 상부 몸체와 하부 몸체 사이의 거리를 감지하는 제 1 센서; 상기 좌, 우측 기어박스의 상부에 설치되며, 다수개의 돌출된 톱니를 가진 감지 브라켓; 및 상기 돌출된 톱니 사이에 위치하여 상기 좌, 우측 지지봉의 위치를 감지하는 제 2 센서를 포함한다.

또한, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 복수개의 어레이 기판 또는 복수개의 컬러필터 기판이 배치된 글라스를 제공하는 단계; 상기 어레이 기판들에 어레이공정을 진행하며, 상기 컬러필터 기판들에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정 및 컬러필터공정의 단위 공정에 있어서, 상기 기판들 위에 소정의 패턴을 형성하기 위해 감광막 도포, 노광 및 현상공정 등의 포토공정을 진행하는 단계; 상부 몸체와 상기 감광막이 도포된 글라스가 로딩되는 하부 몸체의 두 개의 몸체로 이루어진 챔버; 상기 챔버의 개폐를 위해, 회전동력을 발생시키는 서브 모터와 상기 하부 몸체의 좌, 우측에 연결되어 상기 하부 몸체를 상하 방향으로 구동시키는 지지봉 및 상기 서브 모터의 좌, 우측에 설치되어 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력을 상기 좌, 우측의 지지봉으로 전달하는 기어박스로 이루어진 구동부; 상기 챔버의 측면에 적어도 하나가 설치되어 상기 상부 몸체와 하부 몸체 사이의 거리를 감지하는 제 1 센서; 상기 좌, 우측 기어박스의 상부에 설치되며, 다수개의 돌출된 톱니를 가진 감지 브라켓; 및 상기 돌출된 톱니 사이에 위치하여 상기 좌, 우측 지지봉의 위치를 감지하는 제 2 센서로 이루어진 건조장비를 통해 상기 글라스를 진공, 건조시키는 단계; 상기 어레이공정과 컬러필터공정이 끝난 한 쌍의 글라스를 합착하는 단계; 및 상기 합착된 글라스를 다수개의 단위 액정표시패널로 절단하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

일반적으로 반도체 제조분야, 평판표시장치 제조분야에서는 특정 기능을 수행하는 박막, 예를 들면 산화 박막, 금속 박막, 반도체 박막 등을 원하는 형상으로 패터닝하기 위해서는 전술한 바와 같이 포토리소그래피공정이 필요하며, 상기 포토리소그래피공정에는 광과 화학 반응하는 포토레지스트와 같은 감광물질이 사용된다.

이때, 상기 감광물질은 박막이 형성된 기판에 매우 균일한 두께로 형성되어야 공정 중에 불량이 발생하지 않게 된다. 예를 들어, 감광물질이 지정된 두께보다 두껍게 형성될 경우 박막 중 원하는 부분이 식각되지 않게 되며, 상기 감광물질이 지정된 두께보다 얇게 형성될 경우 박막이 원하는 식각량보다 더 많이 식각되는 문제점이 발생하게 된다.

특히, 이와 같은 균일한 감광물질의 도포는 평판표시장치용 기판, 그 중에서도 액정표시패널이 대면적화 되어감에 따라 글라스의 사이즈가 증가하는 현 추세에 있어서 매우 중요한 요인의 하나이다.

상기 문제를 해결하고자 기존의 스핀척과 같은 스피너(spinner)를 사용하지 않고 소정의 감광물질을 슬릿노즐을 사용하여 분사하는 노즐방식이 제안되었다. 상 기 노즐방식을 스피너를 이용하지 않기 때문에 스핀리스 코터(spinless coater) 또는 슬릿을 통해 감광물질이 분사되므로 슬릿코터(slit coater)라 부른다. 상기 슬릿코터는 폭보다 길이가 긴 슬릿 형상의 노즐을 통하여 감광물질을 공급하여 기판 표면에 면 형태로 감광물질을 도포함으로써, 대형의 액정표시패널에 감광물질을 도포하는데 적합하다.

도 2a 및 도 2b는 슬릿코터의 기본적인 개념 및 상기 슬릿코터에 의해 감광물질이 도포되는 것을 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬릿코터는 폭이 좁고 길이가 긴 슬릿 형태의 노즐(140)을 구비하여 상기 노즐(140)을 통해, 예를 들어 감광액(145)을 공급함으로써 기판(110) 표면에 면 형태로 감광액(145)을 도포하게 된다.

즉, 상기 슬릿코터는 소정량의 감광액(145)을 바(bar)형의 긴 노즐(140)을 통해 기판(110) 등에 도포하는 장치로, 기판(110)의 일측에서 다른 일측으로 일정한 속도로 이동하면서 미세한 노즐(140)을 통해 일정량의 감광액(145)을 도포함으로써 상기 기판(110) 표면에 균일한 감광막을 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 슬릿코터는 원하는 기판(110) 표면에만 감광액(145)을 도포할 수 있어 전술한 스핀코터에 비해 도포액을 보다 낭비 없이 사용할 수 있는 장점이 있으며, 폭이 긴 면 형태로 도포액의 도포가 가능하여 대형의 기판이나 사각형의 기판에 적합하다.

참고로, 미설명부호 120은 기판(110)이 안착되는 테이블을 나타내며, 화살표는 슬릿노즐(140)이 이동하는 방향으로 상기 화살표 방향으로 감광액(145)이 도포 되게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감광액 도포 시스템을 개략적으로 나타내는 예시도로서, 상기 노즐방식의 슬릿코터를 이용한 감광액 도포 시스템을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 감광액 도포 시스템은 노즐을 구비한 슬릿코터(200)가 설치되어 소정 기판(110) 표면에 감광액을 균일하게 도포하는 감광액 도포부 및 상기 슬릿코터(200)를 통해 감광액이 도포된 기판(110)을 건조장비(400) 내에서 건조시켜 상기 감광액 내의 솔벤트를 제거하는 건조부로 이루어져 있다. 이때, 상기 감광액 도포부와 건조부 사이에는 로봇 암(300)과 같은 이송수단이 설치되어 감광액이 도포된 기판(110)을 상기 건조부로 이송시키는 이송부가 설치되어 있다.

이때, 상기 건조장비(400)는 내부가 밀폐되어 흡입장치를 통해 그 내부를 진공상태로 만들어 줌으로써 감광액 내의 솔벤트를 외부로 배기(排氣)시키는 챔버를 구비하고 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 글라스 건조장비를 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 글라스 건조장비(400)는 감광액이 도포된 글라스(110)가 인입(引入)되어 건조되는 챔버(410)와 상기 챔버(410)의 개폐를 위한 구동부 및 여분의 글라스(110)가 대기하는 글라스 버퍼(450)로 이루어져 있다.

이때, 상기 챔버(410)는 상부 몸체(410A)와 하부 몸체(410B)의 두 개의 몸체(410A, 410B)로 이루어지며, 글라스(110)는 상기 하부 몸체(410B)의 상부면에 놓여지게 된다. 상기 하부 몸체(410B)에는 그 내부를 관통하는 다수개의 리프트 핀(lift pin)(415)이 설치되어 있어 상기 리프트 핀(415) 위에 로딩된 글라스(110)를 상기 하부 몸체(410B)의 상부면에 안착되도록 한다.

상기 구동부는 챔버(410)를 개폐시키기 위해 상기 챔버(410)의 하부 몸체(410B)를 상하방향으로 이동시키는 서브 모터(460)를 포함한다. 상기 서브 모터(460)의 좌우에는 상기 서브 모터(460)를 통해 전달된 동력을 상기 하부 몸체(410B)에 연결된 지지봉(466)으로 전달하는 기어박스(465)가 설치되어 있으며, 상기 기어박스(465)를 통해 Z축 방향으로의 회전동력이 X축 방향으로의 회전동력으로 변환되게 된다. 이때, 상기 X축 방향으로의 회전동력은 볼 스크루(ball screw)를 통해 직선동력으로 변환되어 상기 지지봉(466)을 상하방향으로 구동시키게 하며, 상기 지지봉(466)의 구동에 따라 기판(110)이 로딩된 하부 몸체(410B)가 상하방향으로 이동하게 된다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 건조장비(400)는 구동부를 통한 하부 몸체(410B)의 상승에 의해 챔버(410)가 닫혀, 밀폐되게 되며, 이후 소정의 흡입장치(미도시)를 통해 챔버(410) 내부의 공기를 흡입하여 배기시킴으로써 글라스(110)에 도포된 감광액 내의 솔벤트가 제거되게 된다.

이때, 최근 들어서 액정표시장치 분야의 대형화 추세는 글라스 사이즈의 대형화를 요구하고 있으며, 상기 대형화된 글라스가 로딩된 하부 몸체를 건조장비 내 에서 정확하고 안전하게 승강(昇降)시키기란 매우 조심스럽고 난해한 일이 아닐 수 없다. 또한, 사이즈의 대형화로 하중이 커진 글라스를 정확하고 안전하게 승강시키는 데에는 좌, 우측 균일성 문제도 중요하게 여겨지고 있다.

이에 따라 본 발명에서는 상기 챔버의 상, 하부 몸체 측면에 상기 상부 몸체와 하부 몸체사이의 거리를 측정하기 위한 감지 센서를 설치하고 좌, 우측 구동부의 소정영역에 안전 센서를 부착함으로써 상기 문제를 해결할 수 있게 되다.

도 5는 도 4에 도시된 글라스 건조장비에 있어서, 감지 센서가 부착된 챔버 측면을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상부 몸체(410A)와 하부 몸체(410B)로 이루어진 챔버(410)는 상기 하부 몸체(410B)의 상승에 의해 상기 챔버(410)가 닫혀 그 내부가 밀폐되게 된다.

이때, 본 실시예의 챔버(410) 측면에는 상기 상부 몸체(410A)와 하부 몸체(410B) 사이의 거리를 측정하기 위한 감지 센서(420)가 설치되어 있는데, 도면에는 상기 상부 몸체(410A)에 광을 발광(發光)하거나 반사된 광을 수광(受光)하기 위한 광원부(421)가 설치되고 상기 하부 몸체(410B)에 상기 발광된 광을 반사시키는 반사부(422)가 설치되어 있는 것을 예를 들어 나타내고 있다.

이와 같이 설치된 상기 감지 센서(420)는 상기 하부 몸체(410B)의 상승에 따라 상기 광원부(421)와 반사부(422)를 통해 측정된 상기 상부 몸체(410A)와 하부 몸체(410B) 사이의 거리를 감지하게 된다. 상기 감지 센서(420)는 챔버(410)의 좌우 측면에 적어도 하나씩 설치되어 챔버(410)의 개폐상태 및 상기 챔버(410) 좌우 의 균일성을 감지하게 된다. 이때, 상기 챔버(410)가 닫히지 않았거나 좌우의 균일성에 문제가 발견되게 되면 좌, 우측 구동부를 제어하여 그 차이를 보상하게 된다. 그 결과 건조장비의 오동작을 방지하는 동시에 건조장비의 공정능력을 향상시킬 수 있게 된다.

도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 글라스 건조장비에 있어서, 안전 센서가 부착된 구동부의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 구동부의 좌, 우측 기어박스(465) 상부에는 다수개의 톱니를 가진 감지 브라켓(470)이 설치되어 있으며, 상기 브라켓(470)의 돌출된 톱니 사이에는 본 실시예의 안전 센서(475)가 위치하여 상기 좌, 우측 구동부의 구동을 제어하게 된다.

즉, 상기 안전 센서(475)를 통해 상기 브라켓(470)의 톱니 위치를 파악하게 되며, 상기 좌, 우측 안전 센서(475)를 통해 파악된 측정치를 서로 비교하게 된다. 이후, 상기 파악된 좌, 우측 측정치가 일치하지 않거나 설정된 값과 다른 경우에는 상기 좌, 우측 구동부의 구동을 개별적으로 제어함으로써 그 차이를 보상하게 된다.

이하, 이와 같이 구성되는 글라스 건조장비를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도이며, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.

이때, 상기 제 1 실시예는 액정주입방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 나타내며, 상기 제 2 실시예는 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 나타낸다.

액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀공정으로 구분될 수 있다.

우선, 어레이공정에 의해 하부기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹, 청의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S103).

이때, 상기 어레이공정과 컬러필터공정은 다수의 단위공정으로 이루어지며, 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 및 컬러필터층을 포함하는 컬러필터 기판의 제조에는 여러 횟수의 포토리소그래피공정(photolithography)을 필요로 한다.

상기 포토리소그래피공정은 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 원하는 패턴을 형성하는 일련의 공정으로 감광액 도포, 노광, 현상공정 등 다수의 공정으로 이루어져 있다.

이때, 예를 들면 슬릿코터와 같은 감광막 도포장치를 통해 액정표시장치용 기판 표면에 감광막이 도포된 후에는 본 발명의 글라스 건조장비로 이송되어 진공건조를 통해 상기 감광막에 포함된 솔벤트와 같은 화학물질을 건조, 배출시키게 된다. 이때, 본 발명의 건조장비에는 상, 하부 챔버 몸체 사이의 거리를 감지하는 감지 센서와 좌, 우측 구동부의 구동상태를 측정하는 안전 센서가 설치되어 있어, 사이즈가 크고 중량이 무거운 대형의 글라스를 안전하고 정확하게 승강시킨 후 챔버 내부가 완전히 닫혀진 상태에서 진공건조를 실시할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 다수의 포토리소그래피공정을 마친 상기 상부기판 및 하부기판에 각각 배향막을 인쇄한 후 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 배향 처리한다(S102, S104). 이때, 상기 배향 처리방법으로 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다.

이후, 상기 러빙공정을 마친 상부기판 및 하부기판은 배향막 검사기를 통해 배향막의 불량여부를 검사하게 된다(S105). 이때, 상기 배향막 검사기로 스팀 검사기를 이용할 수 있다.

이와 같은 배향막 검사를 마친 상기 하부기판에는 도 7에 도시된 바와 같이, 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 산포되고 상기 상부기판의 외곽부에는 실링재가 도포된 후 상기 하부기판과 상부기판에 압력을 가하여 합착하게 된다(S106, S107, S108).

한편, 상기 하부기판과 상부기판은 대면적의 모기판(또는, 글라스)으로 이루 어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정표시패널을 제작하기 위해서는 상기 모기판을 절단, 가공해야만 한다(S109). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정표시패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S1109, S111).

이때, 상기 액정의 주입은 압력차를 이용한 진공주입방식을 사용하는데, 상기 진공주입 방식은 대면적의 모기판으로부터 분리된 단위 액정표시패널의 액정주입구를 일정한 진공이 설정된 챔버 내에서 액정이 채워진 용기에 침액시킨 다음 진공 정도를 변화시킴으로써, 상기 액정표시패널 내부 및 외부의 압력차에 의해 액정을 액정표시패널 내부로 주입시키는 방식으로, 이와 같이 액정이 액정표시패널 내부에 충진 되면, 액정주입구를 밀봉시켜 액정표시패널의 액정층을 형성한다. 따라서, 상기 액정표시패널에 진공주입 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 실 패턴의 일부가 개방되도록 형성하여 액정주입구의 기능을 갖도록 하여야 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 진공주입 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 액정표시패널에 액정을 충진 하는데 소요되는 시간이 매우 길다. 일반적으로, 합착된 액정표시패널은 수백 ㎠의 면적에 수 ㎛ 정도의 갭을 갖기 때문에 압력차를 이용한 진공주입 방식을 적용하더라도 단위 시간당 액정의 주입량은 매우 작을 수밖에 없다. 예를 들어, 약 15인치의 액정표시패널을 제작하는 경우에 액정을 충진 시키는데 대략 8시간 정도가 소요됨에 따라 액정표시패널의 제작에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널이 대형화되어 갈수록 액정 충진에 소요되는 시간이 더욱 길어지고, 액정의 충진불량이 발생되어 결과적으로 액정표시패널의 대형화에 대응할 수 없는 문제점이 있다.

둘째, 액정의 소모량이 높다. 일반적으로, 용기에 채워진 액정량에 비해 실제 액정표시패널에 주입되는 액정량은 매우 작고, 액정이 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화 된다. 따라서, 용기에 채워진 액정이 복수의 액정표시패널에 충진 된다고 할지라도, 충진 후에 잔류하는 많은 양의 액정을 폐기해야 하며, 이와 같이 고가의 액정을 폐기함에 따라 결과적으로 액정표시패널의 단가를 상승시켜 제품의 가격경쟁력을 약화시키는 요인이 된다.

상기한 바와 같은 진공주입 방식의 문제점을 극복하기 위해 적하 방식을 적용할 수 있다.

상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 적하방식을 이용한 제 2 실시예의 경우에는 배향막 검사(S105)를 마친 후, 상기 컬러필터 기판에 실런트로 소정의 실 패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판에 액정층을 형성하게 된다(S106', S107').

상기 적하 방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 또는 복수의 컬러필터 기판이 배치된 제 2 모기판의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.

따라서, 상기 액정표시패널에 적하 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실 패턴이 화소부 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.

상기 적하 방식은 진공주입 방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으며, 액정표시패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다.

또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입 방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정표시패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.

이후, 상기와 같이 액정이 적하되고 실링재가 도포된 상기 상부기판과 하부기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 상기 실링재에 의해 상기 하부기판과 상부기판을 합착함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S108'). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 모기판(하부기판 및 상부기판)에는 액정층이 형성된 복수의 액정표시패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수의 액정표시패널로 분리하고 각각의 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S109', S110').

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표 시장치의 제조방법은 감지 센서와 안전 센서를 설치하여 좌, 우측 구동부를 제어함으로써 대면적이면서도 중량이 무거운 대형 글라스를 안정적으로 승강시켜 진공, 건조시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 글라스 건조장비 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 챔버의 오동작을 방지하는 동시에 건조장비의 공정능력을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

상부 몸체와 기판이 로딩되는 하부 몸체의 두 개의 몸체로 이루어진 챔버;

상기 챔버의 개폐를 위해, 회전동력을 발생시키는 서브 모터와 상기 하부 몸체의 좌, 우측에 연결되어 상기 하부 몸체를 상하 방향으로 구동시키는 지지봉 및 상기 서브 모터의 좌, 우측에 설치되어 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력을 상기 좌, 우측의 지지봉으로 전달하는 기어박스로 이루어진 구동부;

상기 챔버의 측면에 적어도 하나가 설치되어, 상기 상부 몸체와 하부 몸체 사이의 거리를 감지하는 제 1 센서;

상기 좌, 우측 기어박스의 상부에 설치되며, 다수개의 돌출된 톱니를 가진 감지 브라켓; 및

상기 돌출된 톱니 사이에 위치하여 상기 좌, 우측 지지봉의 위치를 감지하는 제 2 센서를 포함하는 건조장비.
제 1 항에 있어서, 여분의 기판이 대기하는 버퍼를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
제 1 항에 있어서, 상기 하부 몸체에 설치되어 상기 챔버 내로 로딩된 기판을 상기 하부 몸체의 상부면에 안착시키는 다수개의 리프트 핀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력은 상기 기어박스를 통해 그 방향이 변환되는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
제 1 항에 있어서, 상기 지지봉에 전달된 회전동력을 상하 방향의 직선동력으로 변환시키는 볼 스크루를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 센서는

상기 상부 몸체에 설치된 광원부; 및

상기 하부 몸체에 설치되어, 상기 광원부를 통해 발산된 광을 반사시키는 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
제 7 항에 있어서, 상기 광원부는 광을 발산하는 발광부와 상기 반사부를 통해 반사된 빛을 수용하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 건조장비.
삭제
삭제
복수개의 어레이 기판 또는 복수개의 컬러필터 기판이 배치된 글라스를 제공하는 단계;

상기 어레이 기판들에 어레이공정을 진행하며, 상기 컬러필터 기판들에 컬러필터공정을 진행하는 단계;

상기 어레이공정 및 컬러필터공정의 단위 공정에 있어서, 상기 기판들 위에 소정의 패턴을 형성하기 위해 감광막 도포, 노광 및 현상공정 등의 포토공정을 진행하는 단계;

상부 몸체와 상기 감광막이 도포된 글라스가 로딩되는 하부 몸체의 두 개의 몸체로 이루어진 챔버; 상기 챔버의 개폐를 위해, 회전동력을 발생시키는 서브 모터와 상기 하부 몸체의 좌, 우측에 연결되어 상기 하부 몸체를 상하 방향으로 구동시키는 지지봉 및 상기 서브 모터의 좌, 우측에 설치되어 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력을 상기 좌, 우측의 지지봉으로 전달하는 기어박스로 이루어진 구동부; 상기 챔버의 측면에 적어도 하나가 설치되어 상기 상부 몸체와 하부 몸체 사이의 거리를 감지하는 제 1 센서; 상기 좌, 우측 기어박스의 상부에 설치되며, 다수개의 돌출된 톱니를 가진 감지 브라켓; 및 상기 돌출된 톱니 사이에 위치하여 상기 좌, 우측 지지봉의 위치를 감지하는 제 2 센서로 이루어진 건조장비를 통해 상기 글라스를 진공, 건조시키는 단계;

상기 어레이공정과 컬러필터공정이 끝난 한 쌍의 글라스를 합착하는 단계; 및

상기 합착된 글라스를 다수개의 단위 액정표시패널로 절단하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
삭제
제 11 항에 있어서, 상기 서브 모터를 통해 전달된 회전동력은 상기 기어박스를 통해 그 방향이 변환되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 지지봉에 전달된 회전동력을 상하 방향의 직선동력으로 변환시키는 볼 스크루를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 센서는

상기 상부 몸체에 설치된 광원부; 및

상기 하부 몸체에 설치되어, 상기 광원부를 통해 발산된 광을 반사시키는 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 15 항에 있어서, 상기 광원부는 광을 발산하는 발광부와 상기 반사부를 통해 반사된 빛을 수용하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
삭제
삭제