KR101385459B1 - 액정표시장치용 인쇄장치 - Google Patents

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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 컬러필터 등을 형성하는 액정표시장치용 인쇄장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은, 기판과 롤러의 얼라인 정보를 확인할 수 있는 광학장비가 구비되어 있는 액정표시장치용 인쇄장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치는, 액정표시장치용 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지에 안착된 상기 기판에 패턴을 전사하며, 얼라인 키가 전사되어 있는 롤러; 및 상기 기판 또는 스테이지에 형성되어 있는 얼라인 확인용 키와 상기 얼라인 키에 의해 상기 기판에 형성된 얼라인 키 패턴의 얼라인 여부를 확인할 수 있는 광학장비를 포함한다.

Description

액정표시장치용 인쇄장치{PRINTING APPARATUS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래의 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치에서 기판과 롤러의 얼라인을 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 스테이지 120 : 기판
130 : 롤러 140 : 광학장비
150, 151, 152 : 얼라인 확인용 키
160, 161, 162 : 얼라인 키
161-1, 162-1 : 얼라인 키 패턴
본 발명은 액정표시장치의 제조장비에 관한 것으로서, 특히 컬러필터 등을 형성하는 액정표시장치용 인쇄장치에 관한 것이다.
최근 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 대량의 정보를 처리하여 표시하는 디스플레이(display) 산업이 급속도로 발전하고 있으며, 이에 부응하여 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 널리 활용되고 있다.
그 중에서도, 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 LCD가 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정표시패널은 공간을 갖고 합착된 제1 및 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭 되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제1 및 제2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정층이 형성된다.
한편, 상기 제1 기판과 제2 기판의 마주보는 면에는 각각 배향막이 형성되고 상기 액정층을 배향시키기 위하여 러빙처리된다.
상기 액정표시장치를 제작하기 위해서는 여러 번의 박막 증착 공정(thin film deposition process)과, 포토리소그래피 공정(photolithography process)과, 식각 공정(etching process)을 거쳐야 한다. 특히, 박막트랜지스터와 칼라필터 및 블랙매트랙스 등을 제작하기 위해서는 포토레지스트를 증착하고 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정에 의해 포토레지스트의 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 식각 공정을 거쳐야 하지만, 이러한 포토레지스트 패턴형성 공정은 마스크를 정렬(Align) 시켜야 하는 등의 제조 공정이 복잡할 뿐 아니라, 대면적 표시소자에 적용시 제조공정 원가 상승에 주요한 요인이 된다.
따라서, 근래에는 노광 공정 없이도 각종 패턴(박막트랜지스터, 칼라필터, 블랙매트릭스, 포토레지스트 등)을 간단하게 형성할 수 있는 인쇄법이 제시되고 있 다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기 인쇄법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도이다.
종래의 액정표시장치용 인쇄장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 컬러필터(R, G, B), 블랙매트릭스, TFT 등 인쇄장치에 의해 각종 패턴이 형성될 기판(20)이 놓이게 되는 스테이지(10) 및 상기 기판(20)상에 상기 패턴을 형성하기 위한 롤러(30)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 기판(20)은 각종 이송장치 등에 의해 상기 스테이지(10)에 안착된다.
상기 롤러(30)는 상기 기판(20)에 형성될 각종 패턴을 위한 인쇄물질을 상기 기판(20)으로 옮겨 붙이는 기능을 수행한다.
한편, 상기와 같은 액정표시장치용 인쇄장치를 이용하는 경우, 상기 롤러(30)와 기판(20)의 얼라인을 위해 오프-셋(off-set)(보정값)을 맞추는 공정이 요구된다. 즉, 롤러(30) 등을 이용하는 얼라인(align)에 있어서 시작 부분이 롤러(30)와 기판(20) 사이에 틀어지는 부분이 존재하게 되며 이를 확인하기 위해 인쇄 후 확인을 위해 현미경이나 다른 장치를 이용하여 광학 검사를 하는 공정이 요구된다.
그러나, 상기한 바와 같이, 종래의 액정표시장치용 인쇄장치에서는 인쇄공정의 진행 도중 오프-셋(off-set)(보정값)을 확인할 수 있는 장치가 없었으며, 따라서, 이러한 오프-셋(off-set)을 확인 및 보정하기 위해 기판을 별도의 광학 시스템 등에 옮긴 상태에서 오프-셋을 측정하는 번거로움이 있었다.
더욱이, 액정표시장치의 크기가 대형화되어 모기판(mother glass)의 크기 등이 증가함에 따라, 모기판을 별도의 광학 시스템에 이동시켜 오프-셋(off-set)을 확인한 후 기판과 얼라인의 위치를 재보정하는 것은 어려울 뿐만 아니라, 작업 효율을 저하시키게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기판과 롤러의 얼라인 정보를 확인할 수 있는 광학장비가 구비되어 있는 액정표시장치용 인쇄장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치는, 액정표시장치용 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지에 안착된 상기 기판에 패턴을 전사하며, 얼라인 키가 전사되어 있는 롤러; 및 상기 기판 또는 스테이지에 형성되어 있는 얼라인 확인용 키와 상기 얼라인 키에 의해 상기 기판에 형성된 얼라인 키 패턴의 얼라인 여부를 확인할 수 있는 광학장비를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예가 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치의 예시도이다.
본 발명은 기판에 각종 패턴을 형성하기 위한 롤러와 상기 기판에 형성되어 있는 레이어의 위치를 정확히 맞춤으로써, 상기 패턴이 상기 레이어에 정확히 맞추어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 롤러와 기판의 얼라인 여부를 확인할 수 있는 광학장비를 구비한 액정표시장치용 인쇄장치에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은 기판의 레이어와 롤러에 의해 상기 기판에 전사된 패턴의 얼라인(align)을 확인하기 위한 광학장비를 스테이지(Stage)의 하부(스테이지 및 기판이 투명한 경우) 또는 상부(스테이지 또는 기판이 불투명한 경우)에 형성하여, 인쇄 후 기판의 이동 없이도 기판과 롤러의 얼라인 정도를 확인하여 롤러의 위치를 제어하는데 이용할 수 있다.
먼저, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치를 나타낸 것으로서, 광학장비(140)가 스테이지(110)의 하부에 형성되어 있다. 즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치는, 스테이지(110) 및 기판(120)이 유리(Glass) 또는 투명한 플라스틱 재질로 형성되는 경우에 이용될 수 있는 것으로서, 스테이지(110)의 하부에 광학장비(140)를 배치함으로써, 기판(120)과 롤러(130)의 얼라인(보다 정확히 설명한다면, 기판에 형성되어 있는 레이어와 롤러에 의해 상기 기판에 전사된 패턴의 얼라인)을 확인할 수 있도록 하고 있다.
상기와 같은 구성에서, 상기 스테이지(110) 또는 기판(120) 중 어느 하나에는 얼라인 확인용 키(150)가 형성되어 있으며, 상기 얼라인 확인용 키(150)는 스테이지(110) 또는 기판(120) 상의 여러 곳에 형성될 수 있다.
또한, 상기 광학장비(140)는 상기 얼라인 확인용 키(150)들을 모두 확인할 수 있도록 이동가능하게 만들어질 수도 있으며, 상기 얼라인 확인용 키(150)와 일대일로 매칭될 수 있도록 다수 개가 배치될 수도 있다. 한편, 상기 광학장비(140)는 각종 현미경으로 구성될 수 있으며, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 광학장비(140)는 컴퓨터와 같은 모니터링장비에 연결될 수 있어서, 사용자는 상기 모니터링장비를 통해 상기 기판과 롤러의 얼라인 여부 및 정확한 오프-셋 값을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치를 나타낸 것으로서, 광학장비(140)가 스테이지(110) 및 기판(120)의 상부에 형성되어 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치용 인쇄장치는, 스테이지(110) 또는 기판(120)이 불투명한 재질로 형성되는 경우에 이용될 수 있는 것으로서, 스테이지(110) 및 기판(120)의 상부에 광학장비(140)를 배치함으로써, 기판과 롤러의 얼라인을 확인할 수 있도록 하고 있다.
상기와 같은 구성에서, 상기 기판이 불투명한 경우에는 상기 기판(120)의 상부표면에 얼라인 확인용 키(150)가 형성될 수 있으며, 상기 기판(120)이 투명하고 상기 스테이지(110)가 불투명한 경우에는 상기 스테이지(110) 또는 기판(120) 중 어느 하나에 얼라인 확인용 키(150)가 형성될 수 있으며, 상기 얼라인 확인용 키(150)는 스테이지(110) 또는 기판(120) 상의 여러 곳에 형성될 수 있다.
또한, 상기 광학장비(140)는 상기 얼라인 확인용 키(150)들을 모두 확인할 수 있도록 이동가능하게 만들어질 수도 있으며, 상기 얼라인 확인용 키(150)와 일대일로 매칭될 수 있도록 다수 개가 배치될 수도 있다. 한편, 상기 광학장비(140) 는 각종 현미경으로 구성될 수 있으며, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 광학장비(140)는 컴퓨터와 같은 모니터링 장비에 연결될 수 있어서, 사용자는 상기 모니터링 장비를 통해 상기 기판과 롤러의 얼라인 여부 및 정확한 오프-셋 값을 확인할 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치는, 인쇄(Printing)를 이용한 공정에 있어서 기판과 롤러의 얼라인을 맞추는 공정, 보다 상세히 설명하면, 기판 상의 레이어(layer)와 롤러에 의해 상기 기판에 전사되는 패턴을 얼라인 시키기 위해 상기 롤러의 위치를 제어하는 공정을 신속하고 유용하게 진행하기 위한 것으로서, 스테이지(110)의 상부 또는 하부에, 광학장치(140)를 배치하여, 인쇄공정의 진행과 동시에 얼라인 여부를 확인할 수 있게 함으로써, 다른 광학 시스템의 이용 및 기판의 이동 없이도 상기 얼라인 여부를 확인할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치에서 기판과 롤러의 얼라인을 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
우선, 본 발명에 따른 액정표시장치용 인쇄장치의 스테이지(110)에는 도 4에 도시된 바와 같이 얼라인 확인용 키(150)가 형성되어 있다. 상기 얼라인 확인용 키(150)는 상기한 바와 같이, 상기 스테이지(110)의 여러 곳에 형성될 수 있으며, 도 4에는, 상기 스테이지(110)의 네 면에 각 하나씩의 얼라인 확인용 키(150)가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
상기와 같은 스테이지(110)가 구비된 상태에서 기판(120)이 각종 이송장비에 의해 상기 스테이지(110)에 안착된 후, 상기 스테이지(110)와 얼라인 된다. 즉, 각종 제조장비에 의해 레이아웃이 형성된 상기 기판(120)은 상기 이송장비에 의해 상기 스테이지(110)에 안착되며, 각종 얼라인 장비들을 통해 상기 스테이지(110)와 얼라인된다.
상기와 같은 공정에 의해 스테이지(110)와 기판(120)이 얼라인되면, 도 5에 도시된 바와 같이 얼라인 확인용 키(150)는 스테이지(110) 및 기판(120)에 모두 얼라인된 상태가 된다. 도 5에서는 얼라인 확인용 키(150)들 중 좌우측면에 형성된 얼라인 확인용 키가 제1 얼라인 확인용 키(151)로, 상하측면에 형성된 얼라인 확인용 키가 제2 얼라인 확인용 키(152)로 구분되어 도시되어 있다.
즉, 상기한 바와 같이 상기 얼라인 확인용 키(150)는 스테이지(110) 또는 기판(120) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있으며, 상기 공정에 의해 스테이지(110)와 기판(120)이 얼라인 됨으로써, 상기 얼라인 확인용 키(150)는 스테이지(110) 및 기판(120) 모두에 얼라인된 상태가 된다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 롤러(130)에는 상기 얼라인 확인용 키(150)와 대응되는 위치에 얼라인 키(161, 162)가 전사되어 있어서, 상기 롤러(130)가 상기 기판(120) 위를 지나면서 인쇄물질을 상기 기판(120)에 옮겨 놓을 때, 상기 얼라인 키(161, 162)에 해당되는 패턴(161-1, 162-1) 역시 상기 기판(120)에 형성된다. 상기 얼라인 키(161, 162)는, 상기 롤러(130)의 표면 중 상기 얼라인 확인용 키(151, 152)와 대응되는 위치에 전사되어 있는 것으로서, 인쇄공정에 의해 상기 얼라인 키(161, 162)에 의한 패턴(161-1, 162-1)이 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 얼라인 확인용 키(151, 152)와 대응되는 위치에 형성된다.
먼저, 도 6은 도 5에 도시된 기판(120)의 표면 중, 제1 얼라인 확인용 키(151)에 대응되는 위치에 형성된 제1 얼라인 키 패턴(161-1)을 나타낸 것으로서, 도 6은 상기 스테이지(110)의 상부 또는 하부에 배치되어 있는 상기 광학장비(140)를 통해 상기 기판(120) 또는 스테이지(110)를 관찰한 화면을 나타낸 것이다. 상기 제1 얼라인 확인용 키(151)는 상기 스테이지(110) 또는 기판(120)에 형성되어 있는 것이며, 상기 제1 얼라인 키 패턴(161-1)은 상기 기판(120)의 표면에 형성되어 있는 것이다.
즉, 사용자는 상기 제1 얼라인 키 패턴(161-1)의 눈금과 상기 제1 얼라인 확인용 키(151)의 어긋난 정도를 수치로 확인하여 그 수치에 따라 상기 롤러(130)의 위치를 재조정함으로써, 각종 패턴을 상기 기판(120)의 어레이와 일치시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 얼라인 키 패턴(161-1)의 눈금과 상기 제1 얼라인 확인용 키(151)의 어긋난 정도를 수치로 확인하는 과정은 사용자가 직접 눈으로 확인한 후 직접 상기 롤러(130)의 위치를 제어하는 방법이 적용될 수도 있으나, 상기 광학장비(140)와 연결되어 있는 모니터링장비(미도시)가 자동으로 계산한 후 상기 롤러(130)의 위치를 제어하도록 하는 방법이 적용될 수도 있다.
다음으로, 도 7은 도 5에 도시된 기판(120)의 표면 중, 제2 얼라인 확인용 키(152)에 대응되는 위치에 형성된 제2 얼라인 키 패턴(162-1)을 나타낸 것으로서, 도 7은 상기 스테이지(110)의 상부 또는 하부에 배치되어 있는 상기 광학장비(140) 를 통해 상기 기판(120) 또는 스테이지(110)를 관찰한 화면을 나타낸 것이다. 상기 제2 얼라인 확인용 키(152)는 상기 스테이지(110) 또는 기판(120)에 형성되어 있는 것이며, 상기 제2 얼라인 키 패턴(162-1)은 상기 기판(120)의 표면에 형성되어 있는 것으로서, 상기 제2 얼라인 확인용 키(152) 및 제2 얼라인 키 패턴(162-1)의 기능은 상기 제1 얼라인 확인용 키(151) 및 제1 얼라인 키 패턴(161-1)의 기능과 동일하다.
즉, 상기 얼라인 확인용 키(151, 152) 및 얼라인 키(161, 162)는 기판에 배치되는 위치에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있는 것으로서, 그 수가 많아지는 만큼 보다 정교하게 기판(120)과 롤러(130)를 얼라인시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 기판과 롤러의 얼라인 여부를 확인할 수 있는 각종 키 및 광학장비를 하나의 액정표시장치용 인쇄장치에 구비하는 한편, 인쇄공정과 동시에 상기 얼라인 여부를 확인함으로써, 기판과 롤러의 얼라인 공정을 보다 신속하고 정확하게 처리할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판과 롤러의 얼라인 공정을 보다 신속하고 정확하게 처리함으로써, 얼라인 불량 발생률을 감소시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 얼라인 확인용 광학장비들을 액정표시장치용 인쇄장치와 별도의 시스템으로 구성할 필요가 없으므로, 액정표시장치의 제조단가를 절감할 수있다는 우수한 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 액정표시장치용 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지에 안착된 상기 기판에 패턴을 전사하며, 얼라인 키가 전사되어 있는 롤러;
    상기 기판 또는 스테이지에 형성되어 있는 얼라인 확인용 키와 상기 얼라인 키에 의해 상기 기판에 형성된 얼라인 키 패턴의 얼라인 여부를 확인할 수 있는 광학장비; 및,
    상기 광학장비로부터의 확인 결과에 따라 상기 롤러의 위치를 제어하는 모니터링장비를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학장비는,
    상기 스테이지에 안착된 상기 기판의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학장비는,
    상기 스테이지의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학장비는,
    현미경을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼라인 확인용 키는,
    상기 기판 또는 스테이지에 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 얼라인 키는,
    상기 각각의 얼라인 확인용 키에 대응될 수 있도록 상기 롤러 상에 적어도 하나 이상 전사되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학장비는,
    상기 얼라인 확인용 키 또는 얼라인 키의 숫자만큼 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼라인 키는 다수의 눈금들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 인쇄장치.
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