KR20020057232A - 분리/일체형 실링 오븐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경화 타임 및 쿨링 타임은 그대로 유지하되, TACT 타임을 감소시키는데 적당한 분리/일체형 실링 오븐을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 분리/일체형 실링 오븐은 상, 하 유리 기판을 합착하기 위한 시일 오븐에 있어서, 로딩된 JIG를 경화시키는 경화 영역과 상기 경화된 JIG를 쿨링시키는 쿨링 영역을 분리 및 일체화한 것을 특징으로 한다.

Description

분리/일체형 실링 오븐{Seperation/unity type sealing oven}

본 발명은 액정디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 유리 기판을 합착하기 위한 실링 오븐에 관한 것이다.

액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 경박,단소하고 저전압구동과 저전력 소모라는 장점을 바탕으로 널리 이용되고 있으며, 그 발전속도도 연 10%이상이며, 차세대 디스플레이로 인식되고 있다.

또한, 그 응용분야도 다양하며, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, 카 네비게이션 시스템(CNS: Car Navigation System) , 삐삐, 캠코더 등 각종 전자기기에 널리 사용되고 있다.

최근, 액정표시장치의 개발방향은 오랫동안 단점으로 지적되어 온 좁은 시야각과 화질을 개선하는데 그 초점이 맞추어져있다. 그리하여 씨알티(CRT: Cathode Ray Tube)에 견줄만한 시야각을 가진 액정표시장치들이 등장하게 되었다.

또한, 액정표시장치 패널의 광온도 범위 구동 특성의 온도 변화에 따른 패널의 휘도, 색좌표, 플리커(Flicker), 크로스토크(Crosstalk), 잔상 등에 대한 관심이 높아지고 있다.

종래의 티에프티 액정표시장치(TFT-LCD)를 이용한 디스플레이 장치들은 대부분이 노트북 컴퓨터에 응용되어 왔으며, 티에프티 액정표시장치를 이용하여 디스플레이 화면을 구현하는 방법은 패널에 매트릭스 구조로 되어 있는 티에프티 어레이(TFT Array)를 구동하여 전기적인 신호를 화상신호로 만들어 액정표시장치 화면을 동작시킨다.

이와 같은 액정표시장치는 전기장에 의하여 분자 배열이 변화하는 액정의 광학적 성질을 이용하는 액정기술과 반도체기술을 융합한 표시장치이다.

이러한 액정표시장치는 크게 두 장의 유리 기판과, 그 사이에 봉입된 액정으로 구성되며, 게이트 라인과 데이터 라인 그리고 박막트랜지스터 및 화소전극은 두 장의 유리 기판 중 하부 기판에 배치되고, 색상을 나타내기 위한 칼라필터층은 상부 기판에 배치된다.

즉, 하부 기판에는 복수개의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 데이터 라인들과, 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 부위에 형성된 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 화소전극이 배치되며, 상기 상부 기판에는 R, G, B칼라필터층과, 상기 화소전극 이외의 부분으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 상기 화소전극과 함께 액정에 전압을 인가하기 위한 공통전극이 배치된다.

상기 박막트랜지스터는 상기 하부 유리기판 상에 상기 게이트 라인과 연장되는 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 게이트 절연막을 개재하여 박막트랜지스터의 채널영역으로 사용되는 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 대향하는 소스 및 드레인 전극으로 구성된다.

이와 같은 액정표시장치는 상기 각 화소전극에 신호 데이터의 인가 여부를 스위칭하는 스위칭소자로서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT)를 채용하고 있으며, 이 박막 트랜지스터의 온/오프에 의해 화소의 온/오프가 결정되게 된다. 박막 트랜지스터의 온/오프를 결정하기 위해 사용되는 게이트 구동회로는, 화소들 각각에 형성되어 있는 박막 트랜지스터의 게이트들을 한 라인씩 차례대로 구동하여, 데이터가 소오스 드라이브 IC로부터 데이터라인을 통해 각 화소로 전달되도록 한다.

상기 각 데이터 라인과 게이트 라인들은 각각 투명한 절연기판의 주변에까지 연장되어서 외부단자를 구성하고, 이 외부단자에 각각 접속되어서 소스 드라이브IC, 게이트 드라이브 IC가 투명한 절연기판의 주변에 배치되도록 되어 있다.

이와 같은 액정표시장치는 상기 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과 칼라필터가 형성된 칼라필터 기판을 씨일재를 이용하여 씨일 오븐내에서 합착공정을 진행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 씨일 오븐을 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 씨일 오븐의 구성도이다.

종래에는 액정 패널이 적층된 지그(JIG)를 전 공정인 JIG 프로세서 M/C에서 진행하고, 이 공정이 진행되어진 JIG는 시일제를 경화시키는 공정인 실링 오븐공정으로 로드(load)된다.

여기서, 상기 실링 오븐의 경우 1개의 챔버(Chamber)내에 2 JIG 또는 4 JIG를 셋팅하여 실링 공정이 진행되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 JIG가 고정된 위치에서 시일 경화 및 글라스 쿨링 공정이 진행된다.

이와 같은 실링 공정은 포크-리프트(Fork-lifter)에 의해 챔버내로 옮겨진 JIG는 챔버내의 고정된 위치(셋팅된 위치)에서 도 2에 도시된 표와 같이 각 온도 스탭별로 짜여진 프로그램에 의해 1사이클(cycle) 완료 후, 공정 진행을 완료한다.

도 2에 도시된 표는 시일제의 경화를 위한 단계별 경화 스텝(Cure step)과 열처리 완료 후, 글라스 쿨링 스텝(Glass cooling step)으로 짜여진 프로그램을 나타낸 것이다.

그러나 상기와 같은 종래 실링 오븐은 실링 오브내에 로딩된 JIG가 챔버내고정된 위치에서 각 단계별 경화 스텝 및 쿨링 스텝을 프로그램에 의해 진행한 후, 언로딩(unloading)하게 된다.

이는 시일제의 경화 목적에는 부합되나, 하나의 챔버내에서 경화 및 쿨링 과정을 모두 진행하게 되므로(실제로 한 사이클 타임 중 배기 상태에 따라 다소의 차이는 보일 수 있으나, 비율이 경화 타임이 차지하는 비율이 70%정도이고, 쿨링 타임이 차지하는 비율은 30%가 됨) 사이클 타임(경화 타임+쿨링 타임)이 TACT 타임과 비례식으로 되어 TACT 타임이 증가하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 경화 타임 및 쿨링 타임은 그대로 유지하되, TACT 타임을 감소시키는데 적당한 분리/일체형 실링 오븐을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 실링 오븐의 JIG를 도시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 분리/일체형의 실링 오븐의 구성도

도 3은 실링 오븐의 온도 변화를 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 로더(Loader)부 22 : 경화(Curing)부

23 : 쿨링(Cooling)부 24 : 언로더(Unloader)부

22a : 컨베이어 롤(Conveyor Roll) 22b : 열순환팬 및 모더

22c : 열선 23a : 냉각팬 및 모터

23b : 풍향조정판

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분리/일체형 실링 오븐은 상, 하 유리 기판을 합착하기 위한 시일 오븐에 있어서, 로딩된 JIG를 경화시키는 경화 영역과 상기 경화된 JIG를 쿨링시키는 쿨링 영역을 분리 및 일체화한 것을 특징으로 하는 분리/일체형 시일 오븐.

이와 같은 본 발명의 실링 오븐은 한 오븐내에서 경화와 쿨링이 모두 이루어지는 것을 경화 영역과 쿨링 영역으로 분리시키고, 이 두 영역을 컨베이어 롤(Conveyor roll) 방식을 도입하여 연결시킴으로써, 세부적으로는 각각의 영역을 영역내 몇 개의 단위 유닛(Unit)으로 나눈다.

본 발명의 실링 오븐은 TACT 타임이 전체 사이클 타임에 비례하는 것이 아니라 경화 타임(Cure time) 대 쿨링 타임(Cooling time)의 비율이 대략 전체 사이클 타임의 70% : 30% 비율로 공정이 진행된다.

따라서, TACT 타임은 단지 경화 타임에만 의존성을 나타낼 뿐, 쿨링 타임과는 무관하게 되어 결국 TACT 타임은 쿨링 타임의 30% 비율만큼 감소하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실링 오븐을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 실링 오븐의 구성도로써, 분리일체형의 실링 오븐의 구성을 나타낸 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 분리일체형의 실링 오븐은 크게 로더부(21)와, 경화부(22), 쿨링부(23) 및 언로더부(24)로 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 경화부(22)의 경화 영역내 유닛(Unit)의 수는 8개이나, 상기 유닛의 수는 설계자에 따라 변경이 가능하다. 그리고 쿨링부(23)의 쿨링 영역내 유닛(Unit)의 수는 4개이나, 이 또한 설계자에 따라 변경이 가능하다.

전체적인 구성을 보면, 상기 로더부(21)에는 도어가 구성되고, 경화부(22)에는 컨베이어 롤(22a)이 경화 영역내 첫 번째 유닛(unit 1)에서부터 8번째 유닛(unit 8)까지 연결되고, 열순환팬 및 모터(22b) 및 열선(22c)이 구비된다.

그리고 쿨링부(23)에는 냉각팬 및 모터(23a), 그리고 풍향조정판(23b)이 구성되고, 마지막으로 언로더부(24)에는 도어(24a)가 구성된다.

이와 같은 구조의 분리/일체형 실링 오븐은 상기 경화 영역의 온도는 실란트(Sealant) XN-256X-Y의 예를 들어 175℃를 유지하고, JIG는 경화 영역내에서295분간 유지한다.

실제로 JIG가 로더부(21)에서 오븐으로 이동되어 1개의 유닛(Unit)에 머무르는 시간은 전체 유닛이 8개이므로 36.88분이 되며, 첫 번째 유닛에서부터 여덟 번째 유닛까지 이동이 진행되면 총295분이 소요된다.

한편, 상기 경화영역의 온도 175℃는 열선(22c)과 열순환팬(22b)에 의해 유지 및 기류가 설정된다.

상기 경화 공정이 완료되면 쿨링 공정으로 넘어가게 되는데, 쿨링 영역의 온도는 상온이하가 되며, 쿨링 영역에서 JIG가 머무르는 시간은 140분 정도가 되며, 그로 인해, 글라스 온도는 60℃까지 떨어진다.

따라서, 쿨링 영역의 하나의 유닛에 JIG가 머무리는 시간은 약35분이 소요되며, 이때, 상온 또는 상온 이하의 온도는 냉각팬(23a) 및 풍향조정판(23b)에 의해 온도 유지 및 기류가 설정된다.

이때, TACT 타임은 다음과 같이 계산할 수 있다.

종래 기술에 따른 TACT 타임은 쿨링 타임을 포함한 전체 사이클 타임에 비례하는 반면에 본 발명의 분리/일체형 실링 오븐의 경우 한 개의 가장 긴 유닛(Unit) 타임(경화 타임/8)에만 비례한다.

즉, 본 발명의 분리/일체형의 실링 오븐은 쿨링 타임이 배제된 경화 타임에만 의존하게 되므로 종래의 실링 오븐에서 쿨링 타임이 차지하는 비율이 전체 사이클 타임의 30%을 차지할 때, 본 발명의 실링 오븐에서는 사기 쿨링 타임이 차지하는 만큼 감소하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 온도 그래프를 나타낸 것으로, 실란트 XN-256X-Y에 대한 실링 오븐의 온도 그래프이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 경화 영역의 온도 설정 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시일 상태를 고려하여 장시간 고온 유지시 손상될 수 있는 온도가 175℃ 이상이고, 160℃에서의 균일도(Uniformity)를 감안할 때, 설정될 수 있는 온도는 175℃이다.

이와 같이, 경화 영역의 온도를 175℃로 설정할 때, 200℃로 상승시키면 균일도가 ±12℃, 180℃로 유지할 경우에는 ±5℃이므로 175℃일 때, 글라스 온도는 최소 160℃에서 최대 168∼171℃가 예상된다.

그러므로 균일도 측면에서는 문제가 없으며, 175℃ 이상에서 시일이 손상되지 않으므로 이 조건들은 충족되며 160℃ 이상에서 65분간 유지하면 된다.

이어, 온도를 175℃로 유지할 때, JIG가 투입되면 글라스 온도가 150℃로 상승하게 되는데, 종래에 비하여 시간이 얼마나 소요되는지 여부이다.

종래의 실링 오븐의 경우에는 200℃로 상응시킬 때, 글라스 온도는 최소 150℃에 도달하는데 걸리는 시간은 145분정도가 소요되는데 균일도를 감안하여 글라스 온도가 150℃로 상응 도달한 후 오븐 온도를 200℃로 유지시키지 않는다.

그리고 180℃로 상승시킬 때 도달하는 시간은 200℃로 유지시킬 때보다 25분 지연된 170분이 소요되나, 글라스 온도가 150℃로 도달한 후 180℃를 그 이후의 시간에도 계속 유지할 경우, 시일 상태가 손상될 수 있으므로 글라스 온도가 150℃이상 도달하는 시점에서는 챔버의 온도를 떨어뜨려야 한다.

따라서 글라스 온도를 빨리 상승시키고 균일도를 유지하면서 시일이 손상되지 않으면서 경화 온도가 다변화되었던 것인데, 시일 손상 및 균일도 측면에서는 175℃로 장시간 유지해도 문제가 발생하지 않으므로 글라스 온도가 150℃로 도달하는 시간만 고려하면 된다.

이상에서 언급한 대로, 200℃ 그리고 180℃에 도달하는데 걸리는 시간을 감안할 때, 175℃로 설정시 1 JIG가 경화 영역으로 투입되어 글라스 온도가 150℃로 상승하는데 걸리는 시간은 5∼10분이 지연된 175∼180분이 소요된다.

그러므로 175℃로 설정시, 경화 영역에 필요한 시간은 150℃ 이상에서 115분이 필요한 것을 감안할 때 295분이 소요된다.

이 소요시간은 종래 실링 오븐에 비해 사이클 타임이 15분 증가된 시간인데, 종래의 경우 상온에서 고온으로 상승되고, 쿨링 공정에서 다시 고온에서 저온으로 하강시키면서 글라스 온도를 하강시키는 점을 감안한다면 본 발명의 분리/일체형 실링 오븐의 경우에는 경화 영역 및 쿨링 영역의 온도가 항상 유지되므로 JIG가 투입되어 고온으로 도달하고 쿨링 영역으로 이동되면서 글라스 온도가 변하는 기울기는 종래에 비해 더 커지므로 글라스 온도의 상승 속도 및 하강 속도를 고려할 때, 종래와 비교하여 동일해짐을 알 수 있다.

따라서, 종래의 실링 오븐의 다변화된 온도 스텝에 비해 본 발명의 분리/일체형의 경화 영역의 온도를 175℃로 항상 유지하면 사이클 타임은 동일해지면, 시일 신뢰성 및 불량 특성에도 문제가 발생하지 않는다.

따라서, 실란트 XN-256X-Y의 경우, 경화 영역의 온도를 175℃로 설정하고, 쿨링 영역의 온도는 상온(23℃)로 항상 유지된다.

본 발명은 실란트 XN-256X-Y의 경우에 대해서만 설명하였지만, 다른 실란트에 대해서도 전술한 방법을 토대로 설정하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 분리/일체형 실링 오븐은 다음과 같은 효과가 있다.

TACT 타임이 경화 타임에만 비례하며 쿨링 타임은 배제되므로 사이클 타임은 이전과 동일하되, TACT 타임은 쿨링 타임만큼 감소시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 상, 하 유리 기판을 합착하기 위한 시일 오븐에 있어서,

   로딩된 JIG를 경화시키는 경화 영역과 상기 경화된 JIG를 쿨링시키는 쿨링 영역을 분리 및 일체화한 것을 특징으로 하는 분리/일체형 시일 오븐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 경화 영역을 8개의 유닛으로 나누고, 상기 쿨링 영역은 4개의 유닛으로 구분하는 것을 특징으로 하는 분리/일체형 시일 오븐.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유닛의 수는 변경가능함을 특징으로 하는 분리/일체형 시일 오븐.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 경화영역의 온도는 175℃를 유지하고, 쿨링 영역은 상온으로 유지하는 것을 특징으로 하는 분리/일체형 실링 오븐.