KR101289063B1 - 액정표시소자의 진공장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 액정표시소자의 진공장치는 신속한 공정을 위한 것으로, 기판이 투입되어 공정이 진행되는 복수의 공정챔버와, 상기 공정챔버 사이에 설치되어 기판을 공정챔버로 공급하는 이송챔버와, 상기 이송챔버의 전단에 설치되어 외부로부터 로딩된 기판을 진공상태에서 이송챔버로 공급하는 로드락과, 상기 외부로부터 로드락에 기판을 이송하는 컨베이어로 구성된다.
진공장치, 액정표시소자, 공정챔버, 이송챔버, 로드락, 컨베이어

Description

액정표시소자의 진공장치{VACUUM APPARATUS FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPALY DEVICE}
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.
도 2는 액정표시소자를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 종래 액정표시소자의 진공장치를 나타내는 도면.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 진공장치를 나타내는 도면.
도 4b는 본 발명의 일시예에 따른 액정표시소자의 로드락을 나타내는 단면도.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 로드락을 나타내는 단면도.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 로드락에서 기판을 공급하는 것을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 기판 130 : 진공장치
132 : 로드락 133 : 이송챔버
135a,135b,135c : 공정챔버 150 : 로드락 컨베이어
153,154 : 컨베이어
본 발명은 액정표시소자의 진공장치에 관한 것으로, 특히 컨베이어에 의해 로드락에 기판을 연속적으로 공급함으로써 공정속도를 향상시키고 전체 공정라인을 인라인화할 수 있는 액정표시소자의 진공장치에 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.
액정표시소자는 굴절률이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1에 도시된 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)기판이다. 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)기판으로서, 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(Data 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 상부 기판(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 실링재(9)를 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 액정패널을 제작하게 된다(S109,S110).
통상적으로 구동소자 어레이기판공정 및 컬러필터기판 등은 주로 진공챔버내에서 이루어진다. 즉, 패턴의 형성 등이 진공챔버내에서 이루어지는 것이다. 따라서, 액정표시소자 제조라인에는 다수의 진공챔버가 설치되며, 각각의 진공챔버에 의해 공정이 종료되면 이후의 징공챔버로 이송되어 해당 공정을 진행하게 된다.
도 3은 액정표시소자의 공정을 진행하는 종래 진공장치를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 진공장치는 기판(1)이 로딩되어 진공상태에 서 패턴 형성 등의 실제 공정이 진행되는 복수의 공정챔버(35a,35b,35c)와, 상기 공정챔버(35a,35b,35c) 사이에 설치되어 기판(1)을 각 공정챔버(35a,35b,35c)로 투입하는 이송챔버(33)와, 상기 이송챔버(33) 전단에 설치되어 외부로부터 입력되는 기판(1)에게 진공환경을 제공하는 로드락(load lock;32)과, 상기 로드락(32) 전단에 설치되어 이전 공정이 종료되어 이송되어온 기판(1)을 상기 로드락(32)의 출입구(37)를 통해 상기 로드락(32)에 공급하는 로보트(40)로 구성된다.
이와 같이 구성된 진공장치에서는 이전의 공정이 종료되어 이송되어온 기판(1)이 로보트(40)에 상기 로드락(32)의 출입구(37)를 통해 로딩되면, 상기 출입문(32)이 폐쇄됨과 동시에 진공펌프(도면표시하지 않음)가 작동하여 상기 로드락(32)이 진공상태로 된다. 로드락(32)의 진공상태가 공정챔버(35a,35b,35c)와 같아지면, 이송챔버(33)의 출입문이 열리고 로드락(32)의 기판(1)이 상기 이송챔버(33)로 공급된다. 이송챔버(33)에서는 기판(1)을 제1공정챔버(35)로 투입한다. 또한, 상기 이송챔버(33)는 제1공정챔버(35a)에서 공정되어 종료되어 출력된 기판(1)을 제2공정챔버(35b)로 투입하며, 제2공정챔버(35b)에서 공정이 종료된 기판(1)을 제3공정챔버(34c)로 투입한다.
이와 같이, 이송챔버(33)에서는 로딩되는 기판(1)을 각각의 단계에 적합한 공정챔버(35a,35b,35c)로 차례로 투입하며, 모든 공정이 종료된 기판(1)을 다시 로드락(32)으로 이송한다.
한편, 로드락(32)에서 이송챔버(33)로 기판(1)이 이송되면, 이송챔버(33)의 출입문이 폐쇄된 후 동시에 로드락(32)이 배기되어 대기상태로 됨과 동시에 상기 로드락(32)의 출입문(37)이 다시 개방되어 로보트(40)에 의해 다시 기판(1)이 공급된다. 또한, 공정챔버(35a,35b,35c)에서 공정이 종료된 기판(1)은 기판 공급의 역순, 즉 제3공정챔버(35c)에서 이송챔버(33)로 이송된 후 다시 진공상태(32)의 로드락(32)에 이송된다. 로드락(32)은 공정이 종료된 기판(1)이 위치하면 배기되어 대기상태가 되며, 출입문(37)이 개방된 후 로보트(40)에 의해 로드락(32)에 위치한 기판(1)이 취출된 후 다음의 공정으로 이송되는 것이다.
그런데, 상기와 같은 진공장치에서는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 진공장치(30)로의 기판(1)의 공급은 로보트에 의해 로드락(32)을 통해 하나씩 공급되며, 또한 로드락(32)을 통해 하나씩 취출된다. 따라서, 로보트(40)에 의해 기판(1)을 로드락(32)으로부터 취출한 다음 다시 로보트(40)에 의해 새로운 기판(1)을 투입해야만 가능하게 되므로, 공정이 지연되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 로드락에 컨베이어를 설치하여 입구 및 출구를 통해 기판을 공급하고 취출함으로써 신속한 공정이 가능한 액정표시소자의 진공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자의 진공장치는 기판이 투입되어 공정이 진행되는 복수의 공정챔버; 상기 공정챔버 사이에 설치되어 기판을 공정챔버로 공급하는 이송챔버; 상기 이송챔버의 전단에 설치되어 외부로부터 로딩된 기판을 진공상태에서 이송챔버로 공급하는 로드락; 로드락에 설치된 로드락 컨베이어; 및 상기 로드락의 입구 및 출구에 각각 설치되어 상기 로드락 컨베이어와 연결되는 제1컨베이어 및 제2컨베이어로 구성되며, 상기 로드락 컨베이어는 복수의 층으로 이루어지고 복수의 로드락 컨베이어 각각에는 가이드바가 설치되어 해당 로드락 컨베이어를 상승 및 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 컨베이어는 로드락에 설치된 로드락 컨베이어와 상기 로드락의 입구 및 출구에 각각 설치되어 상기 로드락 컨베이어와 연결되는 제1컨베이어 및 제2컨베이어로 이루어지며, 로드락 컨베이어는 복수의 층으로 이루어져 상승 및 하강한다. 또한, 상기 제1컨베이어 및 제2컨베이어는 이전의 공정라인과 이후의 공정라인으로 연결되어 제조라인을 인라인화시킨다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자의 진공장치를 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 진공장치를 나타내는 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 진공장치는 기판(101)이 공급됨에 따라 진공상태에서 패턴형성 등의 실제 공정이 진행되는 복수의 공정챔버(135a,135b,135c)와, 상기 공정챔버(135a,135b,135c) 사이에 설치되어 입력되는 기판(101)을 각 공정챔버(135a,135b,135c)로 투입하는 이송챔버(133)와, 상기 이송챔버(133) 전단에 설치되어 외부로부터 입력되는 기판(101)에게 진공환경을 제공하는 로드락(132)과, 상기 로드락(132)의 양측면에 설치되어 이전 공정이 종료되어 이송되어온 기판(101)을 상기 로드락(32)의 양측면에 설치된 입구(137a)와 출구(137b)를 통해 상기 로드락(32)에 공급하고 취출하는 컨베이어(153,154)로 구성된다.
로드락(132)은 진공장치와 외부의 대기를 연결시켜주는 장소이다. 즉, 진공장치는 진공상태를 유지하고 외부는 대기상태를 유지하고 있기 때문에, 직접적으로 진공장치로 기판을 공급할 수 없기 때문에, 로드락(132)을 진공상태와 대기상태로 변환시켜 기판(101)을 공급하는 것이다. 다시 말해서, 로드락(132)의 입구(137a)와 출구(137b)가 열려 있을 때에는 대기상태를 유지하고 로드락(132)의 입구(137a)와 출구(137b)가 닫혀 있을 때에는 진공펌프를 가동하여 상기 로드락(132)을 진공상태로 만드는 것이다. 이때, 로드락(132)의 진공상태는 이송챔버(133)와 공정챔버(135a,135b,135c)의 진공상태와 동일하게 되어 기판(101)이 이송챔버(133)와 공정챔버(135a,135b,135c)이 공급되는 것이다.
공정챔버(135a,135b,135c)는 진행되는 공정에 따라 그 숫자가 달라진다. 도면에서는 비록 공정챔버(135a,135b,135c)가 3개 형성되어 있지만, 이것은 설명의 편의를 위한 것으로서, 상기 공정챔버(135a,135b,135c)의 숫자는 필요에 따라(즉, 해당 공정에 따라) 달라질 수 있을 것이다. 이송챔버(133)은 입력된 기판(101)을 공정순서에 따라 공정챔버(135a,135b,135c)로 차례로 투입한다.
한편, 로드락(132)에는 로드락 컨베이어(150)가 설치되어 있다. 상기 로드락 컨베이어(150)는 로드락(132)의 입구(137a) 및 출구(137b)에 설치된 제1컨베이어(153) 및 제2컨베이어(154)와 연결된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1컨베이어(153) 및 제2컨베이어(154)는 이전 공정이 종료된 기판을 로드락(132)으로 입력시키고 출력시키는 것으로서, 기판(101)이 로드락 컨베이어(150)와 제1컨베이어(153)를 통해 외부로부터 로드락(132)으로 공급되고 로드락 컨베이어(150)와 제2컨베이어(154)를 통해 외부로 취출되는 것이다.
상기와 같이 구성된 액정표시소자의 진공장치의 동작을 설명하면 다음과 같 다.
이전의 공정이 종료되어 이송되어온 기판(101)이 로드락(132)의 입구(137a)에 설치된 제1컨베이어(153)에 로딩되면, 상기 로드락 컨베이어(150)와 제1컨베이어(153)가 구동하여 제1컨베이어(153) 위의 기판(101)이 로드락(132)내의 로드락 컨베이어(150)로 이송된다. 상기와 같이, 기판(101)이 로드락 컨베이어(150)로 이송되면, 로드락(132) 양측면의 입구(137a) 및 출구(137b)가 폐쇄됨과 동시에 진공펌프(도면표시하지 않음)이 작동하여 상기 로드락(132)이 진공상태로 된다.
로드락(132)의 진공상태가 이송챔버(133) 및 공정챔버(135a,135b,135c)의 진공상태와 동일해지면, 이송챔버(133)의 출입문이 열리고 로드락(132)의 기판(101)이 상기 이송챔버(133)로 이송된다. 상기 이송챔버(133)에서는 기판(101)을 제1공정챔버(135a)로 투입한다. 제1공정챔버(135a)에서 공정이 종료되어 기판(101)이 다시 이송챔버(133)로 출력되면, 이송챔버(133)는 출력된 기판(101)을 다시 제2공정챔버(135b)에 투입한다. 마찬가지로, 제2공정챔버(135b)의 공정이 종료되어 기판(101)이 이송챔버(133)로 출력되면, 이송챔버(133)는 출력된 기판(101)을 다시 제3공정챔버(135c)에 투입한다.
제3공정챔버(135c)에서 공정이 종료되면, 기판(101)이 이송챔버(133)로 출력되고, 그 후 이송챔버(133)의 출입문이 개방되어 로드락(132)으로 상기 기판(101)이 이송된다. 로드락(132)에서는 기판(101)이 도착함에 따라 배기되어 대기상태로 되며, 이 상태에서 로드락(132)의 입구(137a) 및 출구(137b)가 다시 개방되어 공정이 종료된 기판(101)이 출구(137b)를 통해 로드락 컨베이어(150) 및 제2컨베이어 (154)의 구동에 의해 외부로 취출되고 다음 기판(101)이 로드락 컨베이어(150) 및 제1컨베이어(153)가 구동함에 따라 입구(137a)를 통해 다시 로드락(132)으로 이송되어 상술한 과정을 거쳐 공정을 진행하게 된다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 진공장치에서는 로드락(132)의 내부에 로드락 컨베이어(150)를 설치하고 그 외부에도 상기 로드락 컨베이어(150)와 연결되는 제1컨베이어(153) 및 제2컨베이어(154)를 설치하여 상기 컨베이어(150,153,154)를 통해 로드락(132)에 기판(101)을 공급하고 취출한다. 따라서, 로보트에 의해 기판을 공급하던 종래에 비해 신속한 기판(101)의 공급 및 취출이 가능하게 된다. 또한, 로드락(132)의 양측면에 입구(137a) 및 출구(137b)를 설치하고 기판(101)의 공급 및 취출을 상기 입구(137a) 및 출구(137b)을 통해 하므로, 연속적인 기판(101)의 공급 및 취출이 가능하게 되어 공정을 신속하게 진행할 수 있게 된다.
더욱이, 상기 제1컨베이어(153) 및 제2컨베이어(154)를 이전 공정의 공정라인 및 이후 공정의 공정라인에 연결함으로써 제조라인 전체를 인라인(in-line)화 할 수 있게 된다.
이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 진공장치를 설명한다. 이때, 이 실시예와 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예의 구성은 거의 유사하고 단지 로드락(232)에 설치되는 로드락 컨베이어(250)의 구성에만 차이가 있으므로, 전체적인 도면과 설명은 생략하고 주로 로드락(232)의 구조에 대해서만 설명한다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 진공장치의 로드락(232) 구조를 나타내는 도면이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 로드락(232)의 입구 및 출구(도면표시하지 않음) 외부에는 이전의 공정으로부터 기판이 이송되어 오는 제1컨베이어(253) 및 이후의 공정으로 기판을 이송하는 제2컨베이어(254)가 설치되어 있다. 또한, 로드락(232)의 내부에는 제1로드락 컨베이어(250a) 및 제2로드락 컨베이어(250b)가 2층으로 설치되어 있다. 상기 제1로드락 컨베이어(250a)와 제2로드락(250b)에는 각각 제1가이드바(260) 제2가이드바(262)가 설치되어 상기 제1로드락 컨베이어(250a) 및 제2로드락 컨베이어(250b)를 상승 및 하강시킨다.
이와 같이, 로드락(232) 내부의 로드락 컨베이어(250a,250b)를 이중의 층으로 형성하는 것은 진공장치로 기판을 공급하고 취출하는 공정을 신속하게 하기 위한 것이다.
즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판(201)이 제1컨베이어(253)의 구동에 의해 제1로드락 컨베이어(250a)에 이송되면, 상기 제1가이드바(260)에 의해 상기 제1로드락 컨베이어(250a)가 상승하고 제2가이드바(262)에 의해 제2로드락 컨베이어(250b)도 상승하여 제1컨베이어(253) 및 제2컨베이어(254)에 연결되어 기판(201)이 상기 제2로드락 컨베이어(250b)로 이송되어 온다. 즉, 제1로드락 컨베이어(250a)는 상승한 위치에서 기판(201)이 로딩되어 있으며, 제2로드락 컨베이어(250b)는 그 하부 위치에서 기판(201)이 로딩되어 있는 것이다.
이 상태에서 로드락(232) 양측면의 입구 및 출구가 폐쇄됨과 동시에 상기 로드락(132)이 진공상태로 되면, 제1로드락 컨베이어(250a) 위의 기판(201)이 이송챔 버 및 공정챔버로 투입되어 공정을 진행한다. 그후, 제2로드락 컨베이어(250b)의 기판(201)이 이송챔버 및 공정챔버로 투입되어 공정을 진행한다. 즉, 복수의 기판이 연속 투입되어 공정을 진행하는 것이다. 또한, 기판(201) 역시 2층의 로드락 컨베이어(250a,250b)에 의해 연속적으로 진행된다. 이와 같이, 이 실시예에 따른 액정표시소자의 진공장치에서는 기판의 연속 투입에 의해 공정을 진행하므로, 공정속도가 대폭 향상되는 것이다.
한편, 도면에서는 로드락 컨베이어가 단지 2층으로만 구성되어 있지만, 본 발명이 2층에만 한정되는 것은 아니라 3층 이상의 복수의 층에도 적용될 것이다. 그리고, 상기와 같은 진공장치에 의한 공정은 구동소자 어레이기판이나 컬러필터기판을 처리하는데 사용된다. 따라서, 상기 설명에서 언급된 기판은 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판을 모두 포함할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 공정장치의 로드락에 컨베이어를 설치하여 진공장치로의 기판 투입을 신속하게 함으로써 액정표시소자의 공정속도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 공정라인과 공정라인을 컨베이어에 의해 연결하므로, 액정표시소자 전체 공정을 인라인으로 구성할 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 기판이 투입되어 공정이 진행되는 복수의 공정챔버;
    상기 공정챔버 사이에 설치되어 기판을 공정챔버로 공급하는 이송챔버;
    상기 이송챔버의 전단에 설치되어 외부로부터 로딩된 기판을 진공상태에서 이송챔버로 공급하는 로드락;
    로드락에 설치된 로드락 컨베이어; 및
    상기 로드락의 입구 및 출구에 각각 설치되어 상기 로드락 컨베이어와 연결되는 제1컨베이어 및 제2컨베이어로 구성되며,
    상기 로드락 컨베이어는 복수의 층으로 이루어지고 복수의 로드락 컨베이어 각각에는 가이드바가 설치되어 해당 로드락 컨베이어를 상승 및 하강시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 로드락 컨베이어에는 각각 기판이 공급되어 공정챔버에 기판을 연속 투입하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1컨베이어 및 제2컨베이어는 각각 이전 공정라인 및 이후의 공정라인으로 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1컨베이어 및 제2컨베이어는 이전의 공정라인과 이후의 공정라인으로 연결되어 제조라인을 인라인화시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판은 구동소자 어레인기판 및 컬러필터기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 진공장치.
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