KR20050064888A - 배향막 리페어 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 제조 공정 중 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키기 위하여 도포하는 배향막에 홀이 발생할 경우, 기판의 전면에 도포된 배향막을 제거하지 않고 홀 불량 부분만 리페어할 수 있는 배향막 리페어 장비를 개시한다. 개시된 본 발명은 배향액을 배향막의 핀 홀 상에 공급하는 디스펜서; 상기 디스펜서와 함께 공급된 배향액을 경화시키는 열처리부; 상기 디스펜서에 배향액을 공급하는 배향액 탱크; 및 상기 열처리부에 배향액 경화를 위하여 열을 공급하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 디스펜서와 배향액 탱크 사이에는 배향액의 공급량을 조절하는 제 1 컨트롤러와, 상기 열처리부와 히터 사이에 온도 조절을 위한 제 2 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배향막 리페어 장비{POLYIMIDE REPAIR APPARATUS}

본 발명은 배향막 리페어 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배향막 상에 핀홀 불량이 발생한 경우, 배향막의 전면 제거후 다시 도포하지 않고 핀홀 부분만 리페어하여 기판 상의 레이어 손상 방지와 생산성을 개선할 수 있는 배향막 리페어 장비에 관한 것이다.

최근, 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.

이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력 및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치(LCD)가 주목을 받고 있다.

상기 액정 표시 장치는 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.

또한, 상기 액정 표시 장치는 고휘도, 고콘트라스트, 저소비전력성 등이 우수한 특성을 가지므로 데스크탑 컴퓨터 모니터, 노트북 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 차량 탑재용 TV 수상기, 네비게이션 등 광범위한 분야에서 활용되고 있다.

일반적으로 액정 표시 장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

이와 같은 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 가지고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

통상 상기 액정 패널은 두 개의 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판 사이에 액정을 채운 구조로 되어 있다. 이 액정에 전압을 인가할 수 있도록 기판에는 투명 전극(공통 전극, 화소 전극)이 형성되어 있다. 이 투명 전극은 상기 액정에 전압을 가하여 온/오프(on/off)를 제어하는 역할을 한다.

즉, 액정 표시 장치의 광 투과량은 상기 투명 전극에 인가되는 전압에 의해 제어되고, 광 셔터(shutter) 효과에 의해 문자/화상을 표시하게 된다.

이러한 액정 표시 장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온/오프를 조절할 수 있는 스위칭 소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 컬러 필터 기판 제조 공정을 도시한 도면이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 투명성 상부 기판(10) 상에 블랙매트릭스(11)를 형성하는 방법은 크롬(Cr)과 같은 저 반사 특성을 가지는 불투명 금속을 증착하고 패턴하여 형성하거나, 감광성 블랙수지를 도포한 후 이를 노광하고 식각하는 과정을 통해 형성하는 방법이다.

최근에는 블랙매트릭스의 재질로서 크롬막을 사용하는 경우 중금속 물질이므로 환경 오염에 심각한 작용을 하므로, 중금속이 아닌 금속을 사용하거나 합성 수지 계열의 재질을 사용하여 패터닝을 한다.

상기 투명성 상부 기판(10) 상에 형성되는 블랙매트릭스(11)는 어레이 기판 상의 엑티브층의 화소들과 대응되고, 게이트 패드와 데이터 패드 영역과 대응되는 영역에도 빛샘을 방지하기 위하여 상부 기판 가장자리를 따라 블랙매트릭스를 형성한다.

상기와 같이 투명성 상부 기판(10) 상에 블랙매트릭스(11)가 형성되면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 레드(12a: red), 그린(12b: green), 블루(12c: blue)의 컬러 필터층(R, G, B)을 형성한다.

보통 컬러 필터층(R, G, B)의 형성 방법은 안료분사법에 의하여 형성하는데, 상기 안료분사법은 미리 준비된 안료에 의해 조색되어 감광화된 레지스트를 기판에 도포, 노광, 패턴하는 공정을 반복함으로써 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 컬러필터를 형성하는 방법이다.

이때, 상기 컬러 필터의 재료로서 아크릴계 수지 등을 예로 들 수 있는데, 이러한 수지를 패턴화 하기 위해서는 프리-베이크(pre-bake), 노광(exposure), 현상(development), 포스트베이크(post-bake)과정을 거쳐 패턴화 할 수 있다.

상기 레드 컬러 필터층(12a)이 상기 블랙매트릭스(111)의 격자 공간 상에 형성되면, 이후 그린 감광막을 도포하고, 노광 및 현상하여 그린 컬러 필터층(5)을 형성한다. 같은 방법으로 레드와 그린 컬러 필터층(12b, 12c)이 형성된 투명성 상부 기판(10) 상에 블루 감광막을 도포하고, 이를 노광 및 현상하여 블루 컬러 필터층(12c)을 형성하여 레드, 그린, 블루 컬러 필터층(12a, 12b, 12c)을 완성한다.

이와 같이 레드(R), 그린(G), 블루(B) 컬러 필터층(12a, 12b, 12c)이 형성되면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 투명성 상부 기판(10) 상에 블랙매트릭스(11)와 레드, 그린, 블루 컬러 필터층(12a, 12b, 12c)이 형성되면 ITO 투명 금속막을 기판의 전 영역에 증착한 다음, 공통 전극(15)을 형성하고 계속해서 액정 분자의 방향을 일정하게 배열시키기 위하여 폴리이미드 계열의 배향막(20)을 기판의 전 영역에 도포한다.

도 2는 상기 도 1a 내지 도 1c의 칼라 필터 제조 공정 중 도포된 배향막에 핀홀이 발생한 모습을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 공통 전극(15)을 형성한 다음, 배향막(20) 형성을 위하여 기판(10)의 전 영역에 폴리이미드 계열의 물질을 도포하면, 공정 중 배향막(20)이 도포되지 않은 핀홀(pin hole) 불량이 발생한다.

상기와 같이 배향막(20) 상에 핀홀 불량이 발생하면 액정 분자가 핀홀 영역에서 바르게 배열되지 않아, 빛샘 발생등과 같은 화면 품위를 저하시키는 불량을 유발한다. 또한, 이와 같은 배향막(20) 불량에 의하여 공통 전극(15) 표면이 외부로 노출되어 공통 전극(15)의 손상을 야기하기도 한다.

도 3은 상기 도 2에서와 같이 배향막 상에 핀홀이 발생한 경우 배향막 리페어를 위한 공정 흐름도로서, 공통 전극이 형성된 기판이 배향막 도포를 위한 챔버내로 로딩되면, 폴리이미드(PI: Polyimide) 계열의 물질의 기판의 전 영역 상에 도포하여 배향막 인쇄 작업을 진행한다.(S1)

상기와 같이 배향막(PI)이 인쇄되면 기판의 전 영역 상에 고르게 인쇄되었는지를 검사하는 배향막 검사기를 통하여 표면 검사 작업을 진행한다.(S2)

상기 배향막(PI) 검사기로 검사된 기판중 핀홀과 같은 불량이 없는 경우에는 PI 소성로에서 가열하여 경화시킨 다음, 언로더로 언로딩하고 다음 공정으로 진행시킨다.(S3, S4, S5)

하지만, 상기 배향막 검사기에서 불량으로 검출된 기판은 언로더를 통하여 상기 배향막을 리페어하는 리워크 공정을 진행하게 된다.(S6) 상기 리워크 장비에서 배향막을 리페어한 기판은 다시 배향막 인쇄기로 진행하여(S1) 최초 배향막 도포와 검사 작업을 진행한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 배향막 리워크 장비에서는 기판 상에 인쇄된 배향막 표면에 핀홀 불량이 발생한 경우에는 기판 상에 형성된 배향막 전체를 제거한 다음, 다시 배향막을 인쇄하는 공정으로 진행하여 공정이 복잡한 단점이 있다.

또한, 기판 상에 인쇄된 배향막을 다시 제거하는 공정을 진행해야 하므로 기판 상에 형성되어 있는 다른 레이어에 손상을 발생시킬 수 있는 문제가 있다.

본 발명은, 액정표시장치의 제조공정 중 기판 상에 도포되는 배향막의 핀홀 불량이 발생할 때, 배향막 전면 제거 공정 없이 불량 영역 부분만 리페어할 수 있도록 함으로써, 액정표시장치의 생산성을 향상시키고 기판에 형성된 레이어들의 손상을 최소화할 수 있는 배향막 리페어 장비를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 배향막 리페어 장비는,

배향액을 배향막의 핀 홀 상에 공급하는 디스펜서;

상기 디스펜서와 함께 공급된 배향액을 경화시키는 열처리부;

상기 디스펜서에 배향액을 공급하는 배향액 탱크; 및

상기 열처리부에 배향액 경화를 위하여 열을 공급하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 디스펜서와 배향액 탱크 사이에는 배향액의 공급량을 조절하는 제 1 컨트롤러와, 상기 열처리부와 히터 사이에 온도 조절을 위한 제 2 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 디스펜서는 배향막 상에 핀홀이 발생된 영역에 소정의 배향액을 떨어뜨려 리페어하고, 상기 열처리부는 상기 디스펜서가 핀홀을 상에 배향액을 떨어뜨릴 때, 열을 가하여 경화시켜 리페어하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제 1 컨트롤러는 배향막에 발생된 핀홀의 크기에 따라 리페어를 위해 공급해야할 배향액을 조절하여 공급하고, 상기 제 2 컨트롤러는 배향막에 발생된 핀홀 상에 리페어를 위하여 공급된 배향액의 양에 따라 경화 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액정표시장치의 제조공정 중 기판 상에 도포되는 배향막의 핀홀 불량이 발생할 때, 배향막 전면 제거 공정 없이 불량 영역 부분만 리페어할 수 있도록 함으로써, 액정표시장치의 생산성을 향상시키고 기판에 형성된 레이어들의 손상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 배향막 리페어 장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 배향막 리페어 장치는 배향액을 공급하는 배향액 탱크(101), 배향액을 경화시키기 위하여 열을 가해주는 히터(103)로 구성된 리페어 베이스(100)와, 상기 배향액 탱크(101)로부터 배향액을 공급받아 배향막 상에 발생된 핀홀(pin hole) 불량을 리페어하는 디스펜서(120)와, 상기 열처리부(130)로부터 전달되는 열에 의하여 배향액을 경화시키는 열처리부(130)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 디스펜서(120)와 배향액 탱크(101) 사이에는 배향액의 공급량을 조절하는 제 1 컨트롤러(105)와, 상기 열처리부(130)와 히터(103) 사이에 온도 조절을 위한 제 2 컨트롤러(106)가 배치되어 있다.

따라서, 상기 디스펜서(120)가 핀홀(pin hole)이 발생된 배향막 상에 리페어를 위하여 공급되어야 할 양을 상기 제 1 컨트롤러(105)가 조절할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제 2 컨트롤러(106)는 배향막을 리페어(repair)하기 위하여 상기 디스펜서(120)가 배향액을 떨어뜨린 양에 따라 온도를 조절하여 경화시키는 기능을 담당한다.

본 발명에서 제안된 배향막 리페어 장치는 배향막 도포후, 배향막 검사(PI 검사) 과정에서 핀홀 불량을 발견하게 되면 상기 배향막 리페어 장치가 작동을 하여 곧바로 리페어 작업이 진행된다.

상기 배향막 검사에서 핀홀의 위치가 판별되면, 상기 배향막 리페어 장치의 디스펜서(120)와 열처리부(130)가 상기 핀홀 상부로 이동한 다음, 상기 배향막의 배향액 탱크(101)로부터 공급되는 배향액을 상기 제 1 컨트롤러(105)의 조절에 따라 소정 양의 배향액을 상기 핀홀에 떨어뜨린다.

여기서 소정 양의 배향액은 불량으로 판별된 핀홀을 메워줄 수 있는 정도 양으로써, 불량 핀홀에 따라 그 양이 상이할 수 있다.

상기의 디스펜서(120)에 의하여 배향액이 핀홀(pin hole)에 공급되면, 상기 열처리부(130)에서는 상기 히터(103)로부터 인가 받는 열을 열풍 형태로 변환하여 상기 배향액을 경화시킨다.

이와 같이, 본 발명에서는 배향막 도포 공정에서 배향막 검사 후 곧바로 리페어를 진행하기 때문에 생산 공정이 단순화되고, 아울러 배향막 전체를 제거 하지 않기 때문에 다른 레이어에 대한 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 배향막 리페어 장치를 이용하여 핀홀이 발생한 배향막을 리페어하는 모습을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 글라스 기판(200) 상에 R, G, B 칼라 필터층(212a, 212b, 212c), 블랙 매트릭스(211), 공통 전극(215)이 형성되면, 액정 분자의 배열을 일정한 방향으로 하기 위하여 배향막(220)을 도포한다.

상기 도포된 배향막(220) 상에 핀홀 불량이 발생한 경우, 배향막 리페어 장치의 디스펜서(120)와 열처리부(130)가 상기 핀홀 상부로 이동하여 리페어 작업을 진행한다.

상기 디스펜서(120)에서 핀홀을 리페어하기 위한 배향액을 떨어뜨리면, 곧바로 상기 열처리부(130)에서는 열풍을 가하여 배향액을 경화시킨다.

도 6은 본 발명에 따른 배향막 리페어를 위한 공정 흐름도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안된 배향막 리페어 장치를 사용하면 종래의 배향막 도포 공정이 다음과 같이 바뀌게 된다.

먼저, 배향막을 도포하기 위한 기판이 배향막 형성 공정에 로딩되면, 기판의 전 영역 상에 배향막을 인쇄한다.(S301)

상기 배향막이 인쇄되면 기판의 전 영역에 고르게 도포되어 있는지를 검사하는 배향막 검사 공정이 진행되고(S302), 여기서 도포된 배향막에 불량이 발생되지 않은 경우에는 곧바로 소성(경화) 작업을 진행한 다음(S303), 이를 언로딩하고 다음 공정으로 진행한다.(S304, S305)

만약, 상기 배향막 검사 공정에서 배향막 상에 핀홀 불량이 발생되면 검사 과정에서 판별된 위치 좌표에 본 발명의 배향막 리페어 장치의 디스펜서와 열처리부가 이동하여 리페어 작업이 진행된다.(S302, S306)

상기 도 4와 도 5에서 설명한 바와 같이, 배향막 리페어 작업이 완료되면, 이를 배향막 소성 공정으로 진행시켜 경화시키고, 이를 언로딩하고 다음 공정으로 진행시킨다.

따라서 본 발명에서는 배향막 도포 후 배향막 검사 공정에서 불량이 발생된 핀홀을 즉시 리페어를 실시 함으로써, 생산 공정이 단순화되는 장점이 있다.

또한, 불량이 발생된 부분만 국부적으로 리페어를 실시하므로, 다른 레이어에 대한 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 제조공정 중 기판 상에 도포되는 배향막의 핀홀 불량이 발생할 때, 배향막 전면 제거 공정 없이 불량 영역 부분만 리페어할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 핀홀이 발생된 배향막 전체를 제거하지 않고 불량 발생 부분만 배향용액을 디스펜서하고 이를 경화시켜 리페어함으로써, 공정이 단순화와 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 배향막 전면 제거 공정으로 인한 하부 레이어의 손상을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 컬러 필터 기판 제조 공정을 도시한 도면.

도 2는 상기 도 1a 내지 도 1c의 칼라 필터 제조 공정 중 도포된 배향막에 핀홀이 발생한 모습을 도시한 도면.

도 3은 상기 도 2에서와 같이 배향막 상에 핀홀이 발생한 경우 배향막 리페어를 위한 공정 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 배향막 리페어 장치의 구조를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 배향막 리페어 장치를 이용하여 핀홀이 발생한 배향막을 리페어하는 모습을 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 배향막 리페어를 위한 공정 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 리페어 베이스 101: 배향액 탱크

103: 히터 105: 제 1 컨트롤러

106: 제 2 컨트롤러 120: 디스펜서

130: 열처리부 200: 기판

211: 블랙 매트릭스 212a: 레드 칼라필터층

212b: 그린 칼라필터층 212c: 블루 칼라필터층

215: 공통 전극 220: 배향막

Claims (6)

1. 배향액을 배향막의 핀 홀 상에 공급하는 디스펜서;

   상기 디스펜서와 함께 공급된 배향액을 경화시키는 열처리부;

   상기 디스펜서에 배향액을 공급하는 배향액 탱크; 및

   상기 열처리부에 배향액 경화를 위하여 열을 공급하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스펜서와 배향액 탱크 사이에는 배향액의 공급량을 조절하는 제 1 컨트롤러와, 상기 열처리부와 히터 사이에 온도 조절을 위한 제 2 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스펜서는 배향막 상에 핀홀이 발생된 영역에 소정의 배향액을 떨어뜨려 리페어하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 열처리부는 상기 디스펜서가 핀홀을 상에 배향액을 떨어뜨릴 때, 열을 가하여 경화시켜 리페어하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 컨트롤러는 배향막에 발생된 핀홀의 크기에 따라 리페어를 위해 공급해야할 배향액을 조절하여 공급하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.
6. 제 2 항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 제 2 컨트롤러는 배향막에 발생된 핀홀 상에 리페어를 위하여 공급된 배향액의 양에 따라 경화 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 배향막 리페어 장치.