KR20050070456A

KR20050070456A - 러빙 시스템

Info

Publication number: KR20050070456A
Application number: KR1020030100008A
Authority: KR
Inventors: 윤헌도; 최정원; 이홍석
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2005-07-07

Abstract

본 발명은 러빙 시스템에 대해 개시된다. 본 발명에 따른 러빙 시스템은, 배향막이 형성된 기판을 수납하는 카세트와; 상기 카세트에 수납된 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇과; 상기 제 1 이송 로봇으로부터 기판을 전달받아 배향 각도로 회전시키는 회전부와; 상기 회전부에서 배향 각도로 회전된 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇과; 상기 제 2 이송 로봇으로부터 전달받은 기판을 러빙하는 러빙부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 러빙 시스템은, 러빙 시스템에 의해 공정을 진행하는데 있어, 회전부에서 기판을 배향 각도로 회전시켜 러빙부에 로딩하여 일정한 러빙밀도로 러빙함으로써 러빙 불량을 방지할 수 있다.

Description

러빙 시스템{RUBBING SYSTEM}

본 발명은 러빙 시스템에 관한 것으로, 특히 러빙 시스템에 의해 공정을 진행하는데 있어, 회전부에서 기판을 배향 각도로 회전시켜 러빙부에 로딩하여 일정한 러빙밀도로 러빙함으로써 러빙 불량을 방지할 수 있는 러빙 시스템에 관한 것이다.

최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 그 중 색 재현성 등이 우수한 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 활발하게 개발되고 있다.

일반적으로 액정 표시 장치는 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 움직이게함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

알려진 바와 같이, 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 갖고 있는 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열방향을 조절할 수 있다. 따라서, 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단시킬 수 있게 되어, 색상 및 영상을 표시할 수 있게 된다.

그러면, 도 1을 참조하여 이와 같은 액정표시장치에 대하여 간략하게 살펴 보기로 한다. 도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는, 여러 가지 소자들이 형성된 두 개의 기판(칼라필터 기판(120), TFT 기판(110))들이 대향되어 붙어있고, 그 사이에 액정층(130)이 충진된 형태로 이루어지며, 영상 표시를 위한 빛을 공급하는 백라이트(140)를 포함하여 구성된다.

상기 액정표시장치의 한쪽 기판에는 색상을 구현하는 소자들이 구성되어 있다. 이를 흔히 '칼라필터 기판'이라고 부른다. 상기 칼라필터 기판(120)은 투명 기판 위에 각 컬러 필터를 구분하며 화소 영역 이외의 부분에서 발생하는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(121)와, 화소의 위치에 따라 순차적으로 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)으로 형성된 칼라필터층(122)과, 상기 칼라필터층(122)상에 형성되며, 액정에 인가하는 전기장의 한쪽 전극 역할을 수행하는 공통 전극(123)으로 이루어진다.

그리고, 액정 표시 장치의 다른 한쪽 기판(110)에는 액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키는 스위칭 소자 및 배선들이 형성되어 있다. 이를 흔히 'TFT 기판'이라고 부른다. TFT 기판(110)에는 교차 배치되는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)이 형성되고, 상기 게이트 배선과 연장되는 게이트 전극(111)과, 상기 게이트 전극(111)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(112)과, 상기 게이트 절연막(112)상에 형성된 반도체층(113,114)과, 상기 반도체층(113,114)상에 형성된 소스/드레인 전극(115a,115b)으로 이루어진 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 보호막(116)에 형성된 콘택홀(116c)을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극(115b)과 연결되는 화소전극(117)이 형성된다.

이와 같이 형성된 두 개의 기판(칼라필터 기판과 TFT 기판)이 일정 간격(이 간격을 '셀 갭(cell gap)'이라 부른다)을 두고 서로 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질이 채워진다. 상기 두 개의 패널 사이의 셀 갭을 일정하게 유지하고, 상기 액정 물질이 밖으로 새어나오지 않도록 하기 위해 상기 두 기판의 가장자리 부분을 에폭시와 같은 실링재(sealing material)로 봉합한다. 이로써, 액정 표시 장치의 주요 부분인 액정 패널 부분이 완성되게 된다.

한편, 이와 같은 액정 표시 장치는 액정의 전기광학적 효과를 이용한 것이고, 이러한 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열상태에 의해 결정되어진다. 따라서, 액정에 단결정 질서를 효과적으로 부여하기 위하여 상기 칼라 필터 기판과 TFT 기판에 대하여 배향막(orientation film)(124,118)을 각각 형성시킨다.

이러한 배향막(124,118)은 무기 배향막과 유기 배향막으로 나누어지며 특히 유기 배향막 중 폴리이미드계 배향막이 많이 사용되고 있다. 상기 유기 배향막은 회전 도포법이나 인쇄 도포법으로 기판상에 유기 고분자막을 형성하고 경화시킨 후 러빙(Rubbing) 공정을 거치게 된다. 상기 러빙 공정은 배향막의 표면에 배향 각도를 정의하여 액정분자의 배향 방향에 프리틸트각(pre-tilt angle)을 부여하는 역할을 하게 된다.

한편, 도 2는 일반적인 러빙 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 이에 도시된 바와 같이, 배향막이 형성된 기판을 수납하는 카세트(201)와; 상기 카세트(201)에 수납된 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇(202)과; 상기 제 1 이송 로봇(202)으로부터 기판을 전달받아 90°간격으로 회전시키는 회전부(203)와; 상기 회전부(203)에서 회전된 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇(204)과; 상기 제 2 이송 로봇(204)으로부터 전달받은 기판을 소정각도로 러빙하는 러빙부(205)를 포함하여 구성된다.

상기 회전부(203)는 상기 제 1 이송 로봇(202)으로부터 전달받은 기판을 90도 간격으로 회전시켜 기판의 장축 방향 또는 단축 방향이 상기 러빙부(205)에 로딩되게 한다.

도 3은 상기 도 2의 러빙부에 의해 러빙이 진행되는 것을 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 러빙부(205)는 러빙포로 둘러싸여지고, 러빙을 수행하는 러빙롤(rubbing roll)(302)과; 상기 러빙롤(302)에 회전력을 전달하며, 상기 러빙롤(302)을 구동하는 스핀들(spindle)(미도시)과; 러빙하고자 하는 기판(303)을 안착하는 스테이지(stage)(301)로 구성되어진다.

상기 러빙롤(302)은 스핀들(미도시)에 의해 배향하고자 하는 배향 각도로 전환하게 되며, 회전하면서 기판상에 형성된 배향막의 표면에 러빙이 이루어진다.

즉, 일반적으로 TN 모드의 경우 배향 각도는 기판상에 45도로 배향되며, IPS 모드일 경우 20도로 배향 각도를 갖는다. 이때, 상기 러빙롤(302)의 방향을 각 모드에 맞는 배향 각도로 전환하여 러빙하게 된다.

그러나, 상기와 같이 배향 각도로 전환하여 러빙하는 러빙롤(302)은 러빙 방향을 매번 전환하면서 진행하기 때문에 러빙롤(302)과 상기 스테이지(301)사이의 간격이 일정하지 않게 되어 배향막상의 러빙 불량의 문제점이 발생된다.

본 발명은, 러빙 시스템에 의해 공정을 진행하는데 있어, 회전부에서 기판을 배향 각도로 회전시켜 러빙부에 로딩하여 일정한 러빙밀도로 러빙함으로써 러빙 불량을 방지할 수 있는 러빙 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 러빙 시스템은,

배향막이 형성된 기판을 수납하는 카세트와;

상기 카세트에 수납된 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇과;

상기 제 1 이송 로봇으로부터 기판을 전달받아 배향 각도로 회전시키는 회전부와;

상기 회전부에서 배향 각도로 회전된 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇과;

상기 제 2 이송 로봇으로부터 전달받은 기판을 러빙하는 러빙부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 회전부는 기판을 안착하는 스테이지와; 상기 스테이지에 회전력을 전달하여 배향 각도로 회전시키는 구동부와; 상기 구동부를 지지하는 지지대를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 구동부는 360도 회전이 가능하며, 설정된 배향 각도로 기판을 회전하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 러빙부는 러빙포로 둘러싸여지고, 러빙을 수행하는 러빙 롤과; 상기 러빙 롤에 회전력을 전달하여, 상기 러빙 롤을 구동하는 스핀들과; 러빙하고자 하는 기판을 안착하는 러빙 스테이지를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 러빙 롤은 배향 각도로 전환하지 않고, 일방향으로 진행하면서 러빙하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 러빙 시스템에 의해 공정을 진행하는데 있어, 회전부에서 기판을 배향 각도로 회전시켜 러빙부에 로딩하여 일정한 러빙밀도로 러빙함으로써 러빙 불량을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 러빙 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 러빙 시스템은, 배향막이 형성된 기판을 수납하는 카세트(401)와; 상기 카세트(401)에 수납된 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇(402)과; 상기 제 1 이송 로봇(402)으로부터 기판을 전달받아 배향 각도로 회전시키는 회전부(403)와; 상기 회전부(403)에서 배향 각도로 회전된 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇(404)과; 상기 제 2 이송 로봇(404)으로부터 전달받은 기판을 러빙하는 러빙부(405)를 포함하여 구성된다.

상기 카세트(401)에는 배향막이 형성된 기판들이 적재되어 수납되어 있으며, 상기 제 1 이송 로봇(402)은 상기 카세트(401)에 수납된 기판들을 순차적으로 상기 회전부(403)에 이송하게 된다.

또한, 도 5는 상기 도 4의 회전부의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(403)는, 기판을 안착하는 스테이지(503)와; 상기 스테이지(503)에 회전력을 전달하여 배향 각도로 회전시키는 구동부(502)와; 상기 구동부(502)를 지지하는 지지대(501)를 포함하여 구성된다.

상기 구동부(502)는 360도 회전이 가능한 것으로 외부로부터 입력되는 배향 각도로 회전하게 된다.

즉, 일반적으로 액정표시장치가 TN 모드의 경우 배향 각도는 45도이며, IPS 모드일 경우 20도의 배향 각도를 갖게 된다. 따라서, 액정표시장치에 적용되는 모드에 따라 배향되는 각도는 달라질 수 있다. 이때, 상기 구동부(502)에 각 모드에 따른 배향 각도를 설정시킴으로써 그 배향 각도로 회전하게 한다.

상기 제 2 이송 로봇(404)에서는 상기 구동부(502)에서 배향 각도로 회전된 상태의 기판을 그대로 전달받아 상기 러빙부(405)에 로딩하게 된다.

또한, 도 6은 상기 도 4의 러빙부에 의해 러빙이 진행되는 것을 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 러빙부(405)는, 러빙포로 둘러싸여지고, 러빙을 수행하는 러빙롤(rubbing roll )(602)과; 상기 러빙롤(602)에 회전력을 전달하여, 상기 러빙롤(602)을 구동하는 스핀들(spindle)(미도시)과; 러빙하고자 하는 기판(603)을 안착하는 러빙 스테이지(rubbing stage)(601)로 구성되어진다.

상기 러빙롤(602)은 스핀들(미도시)에 의해 회전하면서 기판(603)상에 형성된 배향막의 표면에 러빙을 수행한다. 이때, 러빙은 배향막 표면에 상기 러빙포가 균일한 압력과 속도로 마찰시킴으로써, 배향막 표면의 고분자 사슬이 일정한 방향으로 정렬되도록 하여 액정이 일정한 방향으로 배열되도록 한다.

또한, 상기 러빙롤(602)은 배향 각도로 전환하지 않고, 일방향으로 진행하면서 러빙하게 된다.

따라서, 상기와 같이 상기 러빙부(405)에서는 러빙롤(602)이 배향 각도로 전환하지 않으면서 러빙을 수행하게 되며, 상기 러빙롤(602)의 방향 전환에 의한 러빙 불량을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 러빙 시스템은, 러빙 시스템에 의해 공정을 진행하는데 있어, 회전부에서 기판을 배향 각도로 회전시켜 러빙부에 로딩하여 일정한 러빙밀도로 러빙함으로써 러빙 불량을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 일반적인 러빙 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도.

도 3은 상기 도 2의 러빙부에 의해 러빙이 진행되는 것을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 러빙 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도.

도 5는 상기 도 4의 회전부의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 상기 도 4의 러빙부에 의해 러빙이 진행되는 것을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

401 --- 카세트 402 --- 제 1 이송로봇

403 --- 회전부 404 --- 제 2 이송로봇

405 --- 러빙부 501 --- 지지대

502 --- 구동부 503 --- 스테이지

601 --- 러빙 스테이지 602 --- 러빙롤

603 --- 기판

Claims

배향막이 형성된 기판을 수납하는 카세트와;

상기 카세트에 수납된 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇과;

상기 제 1 이송 로봇으로부터 기판을 전달받아 배향 각도로 회전시키는 회전부와;

상기 회전부에서 배향 각도로 회전된 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇과;

상기 제 2 이송 로봇으로부터 전달받은 기판을 러빙하는 러빙부를 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 회전부는 기판을 안착하는 스테이지와; 상기 스테이지에 회전력을 전달하여 배향 각도로 회전시키는 구동부와; 상기 구동부를 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 구동부는 360도 회전이 가능하며, 설정된 배향 각도로 기판을 회전하는 것을 특징으로 하는 러빙 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 러빙부는 러빙포로 둘러싸여지고, 러빙을 수행하는 러빙 롤과; 상기 러빙 롤에 회전력을 전달하여, 상기 러빙 롤을 구동하는 스핀들과; 러빙하고자 하는 기판을 안착하는 러빙 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 러빙 롤은 배향 각도로 전환하지 않고, 일방향으로 진행하면서 러빙하는 것을 특징으로 하는 러빙 시스템.