KR20060000938A - 액정표시장치의 제조장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치는 기판에 형성된 패턴의 크기 및 형태를 검사하는 토털피치 공정과 기판에 형성된 패턴의 두께 및 위치를 검사하는 크리티컬 디맨션 공정에 사용되는 액정표시장치의 제조장치에 있어서, 기판이 적재되는 정반과; 상기 정반의 상면에 다수개의 폐라인으로 형성되는 베큠 라인과; 상기 베큠 라인의 일측으로부터 상기 정반의 측면 및 배면으로 관통되는 홀과; 상기 홀에 접속되어 공기를 흡입하는 공기 흡입장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 제조장치 및 방법{FABRICATING APPARATUS AND METHOD OF LIQUID CRYSTAL DEVICE}
도 1은 종래의 액정표시장치의 제조장치에 사용되는 스테이지를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스테이지 상면에 기판 적재를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 스테이지의 크기가 기판보다 큰 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치에 사용되는 스테이지를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 스테이지에 제 1 베큠라인과 대응되는 크기의 기판 적재를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 스테이지에 제 2 베큠라인과 대응되는 크기의 기판 적재를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치에 의해 제조되는 액정패널을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 102 : 액정패널 10, 110 : 스테이지
12, 112 : 정반 14, 114a 내지 114c : 베큠 라인
16, 116 : 공기흡입장치 18, 118 : 폐공간라인
24, 124 : 베큠 튜브 122 : 홀
본 발명은 액정표시장치의 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 기판 패터닝 공정에 사용되는 스테이지에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 영상신호에 대응하도록 광빔의 투과량을 조절함에 의해 화상을 표시하는 대표적인 평판 표시장치이다. 특히, 액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 액정표시장치는 사무자동화(Office Automation) 장치 및 노트북 컴퓨터의 표시장치로 적용되고 있다. 또한, 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대화면화, 고정세화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있어서 많은 응용분야에서 음극선관을 빠른 속도로 대체하고 있다. 특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해 상도화로 급속히 발전하고 있다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제조하기 위한 제조공정은 기판 세정 공정, 기판 패터닝 공정, 배향막형성/러빙 공정, 기판합착/액정주입 공정, 검사 공정, 리페어(Repair) 공정, 실장 공정 등으로 나뉘어진다.
기판세정 공정에서는 액정표시장치의 기판 표면에 오염된 이물질을 세정액으로 제거하게 된다.
기판 패터닝 공정에서는 상판(컬러필터 기판)의 패터닝과 하판(TFT-어레이 기판)의 패터닝으로 나뉘어진다. 상판에는 칼라필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 하판에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 TFT가 형성되며, TFT의 소오스전극에 접속되는 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에 화소전극이 형성된다.
배향막형성/러빙 공정에서는 상부기판과 하부기판 각각에 배향막을 도포하고 그 배향막을 러빙포 등으로 러빙하게 된다.
기판합착/액정주입 공정에서는 실재(Sealant)를 이용하여 상부기판과 하부기판을 합착하고 액정주입구를 통하여 액정과 스페이서를 주입한 다음, 그 액정주입구를 봉지하는 공정으로 진행된다.
검사 공정은 하부기판에 각종 신호배선과 화소전극이 형성된 후에 실시되는 전기적 검사와 기판합착 및 액정주입 공정 후에 실시되는 전기적검사 및 육안검사를 포함한다.
리페어 공정은 검사 공정에 의해 리페어가 가능한 것으로 판정된 기판에 대 한 복원을 실시하는 한편, 검사 공정에서 리페어가 불가능한 불량기판들에 대하여는 폐기처분된다.
이러한 액정표시장치의 제조 공정 중 기판 패터닝 공정에는 기판에 박막을 형성한 후, 기판에 형성된 패턴을 분석하는 TP(Total Pitch) 및 CD(Critical Dimension) 공정 등이 있다.
TP공정은 기판에 형성된 패턴이 작업자가 요구한 크기 및 형태로 형성되었는지의 여부를 확인하기 위하여 기판의 패턴 크기 및 형태를 판독하는 공정이다.
CD공정은 기판에 형성된 패턴의 박막두께 및 위치가 작업자가 요구한 크기 및 형태로 형성되었는지의 여부를 판단하는 공정이다.
이와 같은 TP/CD공정에는 기판을 고정시키기 위하여 도 1에 도시된 스테이지가 사용된다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치의 제조장치에 사용되는 스테이지(10)는 기판(2)이 적재되는 전면이 균일한 평면을 가지는 직육면체형태의 정반(12)과, 정반(12)에 적재된 기판(2)을 고정시키기 위하여 공기흡입력을 사용하는 베큠 라인(14)과, 베큠 라인(14)의 공기를 흡입하는 공기 흡입장치(16)를 구비한다.
정반(12)은 기판(2)을 지지하기 위하여 그 전면이 기판(2)의 배면과 고르게 접촉할 수 있도록 평면 균일도가 일정하게 형성된다. 이러한 정반(12)은 상면에 적재되는 기판(2)의 측정을 위하여 투명한 재질로 형성된다.
베큠 라인(14)은 정반(12)의 중앙에서 소정 넓이를 제외하고 가로 및 세로 방향으로 일정간격씩 이격되어 다수개가 형성된다. 이러한 베큠 라인(14)은 정반(12)의 전면에 고르게 분포되어 있으며, 정반(12)의 표면을 기준으로 상단이 개구된 반원모양으로 음각되어 있다.
공기 흡입장치(16)는 정반(12)에 형성된 다수개의 베큠 라인(14)의 끝단 즉, 정반(12)의 가장자리와 접촉되어 공기를 흡입하게 된다. 구체적으로, 정반(12)에 기판(2)이 적재되면, 도 2에 도시된 바와 같이 베큠 라인(14)은 개구된 상단이 기판(2)으로 인하여 폐쇄되게 된다. 이에 따라, 공기 흡입장치(16)는 베큠 라인(14) 및 기판(2)으로 형성된 폐공간라인(18)에 존재하는 공기를 정반(12)의 가장자리에서 흡입하게 된다. 공기 흡입장치(16)가 폐공간라인(18)의 공기를 흡입하게 되면, 폐공간라인(18)의 압력은 기판을 정반(12)으로 흡착하게 된다. 따라서, 기판(2)이 정반(12)의 상면에 흡착되어 고정되게 된다. 이때 공기 흡입장치(16)는 베큠 튜브(24)를 이용하여 공기를 흡입하게 된다.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 액정표시장치의 제조장치의 구동방법에 대해서 살펴보기로 하자.
먼저, 패턴이 형성된 기판(2)을 정반(12)의 상면에 적재한다. 기판(2)이 정반(12)의 상면에 적재되면, 공기 흡입장치(16)가 공기 흡입을 시작한다. 이에 따라, 기판(2)과 베큠 라인(14)으로 형성된 폐공간라인(18)의 공기가 기판(2)을 정반(12)의 상면에 흡착하게 된다. 이때, 정반(12)의 크기는 기판(2)과 베큠 라인(14)이 폐공간라인(18)을 형성하기 위하여 기판(2)의 크기보다 작아야 한다. 기판(2)이 정반(12)에 고정되면, 기판(2)의 전면에 TP/CD 작업을 수행한다. TP/CD 작업 완료후, 공기 흡입장치(16)의 작동이 정지하고 이후 기판(2)을 스테이지(10) 로부터 분리하여 이재 시킨다.
이러한 종래의 액정표시장치의 제조장치에서 기판(2)을 정반(12)의 상면에 적재시키기 위한 조건이 필요하다. 즉, 폐공간라인(18)을 형성하기 위하여 기판(2)이 스테이지(10) 상면의 크기보다 커야 한다. 기판(2)의 크기가 스테이지(10)의 크기보다 클 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이 정반(12)의 가장자리 부근이 기판(2)과 접촉되지 않기 때문에 베큠 라인(14)과 기판(2)이 폐공간라인(18)을 형성할 수 없게 된다. 따라서, 공기 흡입장치(16)의 공기흡입이 작동한다 하더라도 기판(2)은 정반(12)에 흡착되지 않게되어 유동성을 가지게 된다. 또한, 스테이지(10) 크기는 가변적으로 조정될 수 없다. 따라서, 스테이지(10)보다 크기가 작은 기판(2)의 검사는 사실상 불가능하다. 이에 따라, 스테이지(10) 및 기판(2)의 크기에 관계없이 기판(2)을 검사할 수 있도록 고정시키는 기술이 절실히 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판의 크기에 관계없이 기판을 고정시킬 수 있는 스테이지를 가지는 액정표시장치의 제조장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치는 기판에 형성된 패턴의 크기 및 형태를 검사하는 토털피치 공정과 기판에 형성된 패턴의 두께 및 위치를 검사하는 크리티컬 디맨션 공정에 사용되는 액정표시장치의 제조장치에 있어서, 기판이 적재되는 정반과; 상기 정반의 상면에 다수개의 폐라인으로 형성되는 베큠 라인과; 상기 베큠 라인의 일측으로부터 상기 정반의 측면 및 배면으로 관통되는 홀과; 상기 홀에 접속되어 공기를 흡입하는 공기 흡입장치를 구비한다.
상기 액정표시장치의 제조장치는 상기 홀과 상기 공기 흡입장치를 연결하는 튜브를 추가로 구비한다.
상기 튜브는 투명재질로 형성된다.
상기 다수개의 베큠 라인은 상단이 개구된 사각띠 형태로 형성된다.
상기 베큠 라인의 사각띠 형태는 상기 정반의 표면으로부터 음각되어 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 기판에 형성된 패턴의 크기를 검사하는 토털피치 공정과 상기 기판에 형성된 패턴의 두께를 검사하는 크리티컬 디맨션 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 기판을 마련하는 단계와; 상기 기판을 다수개의 폐라인을 가지는 베큠 라인을 구비하는 정반에 적재하는 단계와; 공기 흡입장치를 이용하여 상기 베큠 라인의 공기를 흡입하는 단계와; 상기 기판을 검사하는 단계를 포함한다.
상기 공기 흡입장치를 이용하여 상기 베큠 라인의 공기를 흡입하는 단계는; 상기 기판과 상기 베큠 라인으로 이루어진 폐공간라인이 형성되는 단계와; 상기 베큠 라인의 일측에 형성된 홀을 이용하여 상기 폐공간라인의 공기를 흡입하는 단계 를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 4 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치를 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치 중 기판을 검사할 수 있도록 고정시키는 스테이지(110)를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치에 사용되는 스테이지(110)는 기판(102)이 적재되는 정반(112)과, 정반(112)의 상면에 소정이 깊이를 가지며 폐라인으로 형성된 베큠 라인(114)과, 베큠 라인(114)의 일측에서 형성됨과 아울러 정반(12)의 배면으로 관통하여 형성된 홀(120)과, 베큠 라인(114)의 공기를 흡입하는 공기 흡입장치(116)와, 공기 흡입장치(116) 및 홀(122) 사이를 연결하는 베큠 튜브(124)를 구비한다.
정반(112)은 기판(102)의 배면과 접촉되어 고정시키도록 그 면의 평면 균일도가 일정하게 형성된다. 또한, 정반(112)은 기판(102)의 검사를 위하여 투명한 재질로 형성된다.
베큠 라인(114)은 정반(112)의 중앙을 중심으로 처음과 끝이 같은 폐라인으로 형성된다. 이러한 폐라인은 정반(112)의 전면에 일정한 간격으로 이격되어 형성되며, 폐라인의 상단은 개구되고 정반(112)의 표면을 중심으로 소정의 깊이로 음각되어 있다. 예를 들면, 사각띠 형태의 폐라인이 정반(112)의 중앙을 중심으로 그 크기가 다르게 다수개가 형성된다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치에 사용되는 스테이지(110)의 베큠 라인(114)은 그 형태에 국한되지 않는다. 예를 들면, 사각띠 형태 뿐만아니라, 삼각형 등의 다각형 및 타원, 원형 등의 둥근 형태로 제작될 수 있다.
홀(122)은 정반(112)으로부터 음각된 베큠 라인(114)의 일측으로부터 정반(112)의 배면으로 수직하게 관통하여 형성된다. 여기서 홀(122)은 정반(112)의 배면 뿐만아니라 배면으로 소정의 깊이를 가진후, 다시 측면으로 정반(112)의 가장자리까지 관통될 수 있다.
베큠 튜브(124)는 정반(112)을 관통하는 홀(122)과 연결되어 공기 흡입장치(118)에 연결된다. 이러한 베큠 튜브(124)는 기판(102) 검사를 위하여 투명 재질로 형성된다.
공기 흡입장치(116)는 베큠 라인(114)과 베큠 라인(114)의 상단을 덮는 기판(102)으로 형성된 폐공간라인(118)의 공기를 홀(122)과 베큠 튜브(124)를 이용하여 흡입함으로써, 기판(102)을 정반(112)의 상면에 흡착 및 고정시키게 된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치의 구동방법에 대해서 살펴보기로 하자.
먼저, 정반(112)의 상면에 기판(102)의 크기가 정반(102)의 크기보다 작은 경우를 예를 들어보기로 하자.
정반(112)에 형성된 다수개의 제 1 내지 제 3 베큠 라인(114a 내지 114c)은 각각의 크기에 대응되는 기판(102)을 흡착하게 된다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 베큠 라인(114a)의 크기에 대응되는 기판(102)을 검사하게 될 경우에는 제 1 베큠 라인(114a)과 기판(102)에 의해 형성된 제 1 폐공간라인(118a)의 공기만 공기 흡입장치(116)가 흡입하게 된다. 이때, 제 1 베큠 라인(114a)의 개구된 상단은 기판(102)에 의해 폐쇄되기 때문에 공기 흡입이 순조롭게 발생한다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 베큠 라인(114b)의 크기에 대응되는 기판(102)을 검사하게 될 경우, 제 2 베큠 라인(114b)과 기판(102)에 의해 형성된 제 2 폐공간라인(118b)의 공기를 흡입하게 된다. 이때, 제 2 베큠 라인 및 제 1 베큠 라인(118a, 118b)의 개구된 상단은 기판(102)에 의해 폐쇄되기 때문에 공기 흡입이 순조롭게 발생되어 기판(102)을 흡착 및 고정시키게 된다.
같은 방법으로 제 3 베큠 라인(114c)의 크기에 대응되는 기판(102)을 검사할 수 있다.
여기서, 제 2 및 제 3 베큠 라인(114b, 114c)은 정반(112)에 적재되는 기판(102)을 흡착 및 고정시 필요에 따라 제 1 베큠 라인(114a)의 공기를 흡입할 수 있다. 즉, 기판(102)이 커질수록 기판(102)을 고정시키기 위하여 공기 흡입량이 더 커져야 하므로 그에 대응되게 제 2 베큠 라인(114b)은 제 1 베큠 라인(114a)을, 제 3 베큠 라인(114c)은 제 2 및 제 1 베큠 라인(114a, 114b)을 동작시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치에 의하여 제조되는 액정패널을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 액정패널은 액정(86)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레 이 기판(81)과 박막트랜지스터 어레이 기판(91)을 구비한다.
액정(86)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 박막트랜지스터 어레이 기판(91)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.
컬러필터 어레이 기판(81)은 상부기판(80a)의 배면 상에 형성되는 블랙매트릭스(96), 컬러필터(82), 공통전극(84)을 구비한다. 블랙매트릭스(96)는 불투명물질로 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. 컬러필터(82)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다.
박막트랜지스터 어레이 기판(91)은 하부기판(80b)의 전면에 데이터라인(98)과 게이트라인(94)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(90)가 형성된다. TFT(90)는 게이트라인(94)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(98)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 마주보는 드레인전극으로 이루어진다. 이 TFT(90)는 드레인전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소전극(92)과 접속된다. 이러한 TFT(90)는 게이트라인(94)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(98)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(92)에 공급한다.
화소전극(92)은 데이터라인(98)과 게이트라인(94)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(92)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(80a)에 형성되는 공통전극(84)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(80b)과 상부기판(80a) 사이에 위치하는 액정(86)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(92)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(80a) 쪽으로 투과된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치 및 방법은 스테이지의 정반에 형성되는 베큠 라인을 다수개의 폐라인으로 형성한다. 이에 따라, 정반의 상면에 검사를 위해 적재되는 기판과 베큠 라인은 기판의 크기에 관계없이 폐공간라인을 형성하게 됨으로 공기 흡입장치에 의하여 공기 흡입이 용이하게 발생하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조장치 및 방법은 공기 흡입으로 기판을 흡착 및 고정시키게 된다.
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 (7)

  1. 기판에 형성된 패턴의 크기 및 형태를 검사하는 토털피치 공정과 기판에 형성된 패턴의 두께 및 위치를 검사하는 크리티컬 디맨션 공정에 사용되는 액정표시장치의 제조장치에 있어서,
    기판이 적재되는 정반과;
    상기 정반의 상면에 다수개의 폐라인으로 형성되는 베큠 라인과;
    상기 베큠 라인의 일측으로부터 상기 정반의 측면 및 배면으로 관통되는 홀과;
    상기 홀에 접속되어 공기를 흡입하는 공기 흡입장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀과 상기 공기 흡입장치를 연결하는 튜브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브는 투명재질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 베큠 라인은 상단이 개구된 사각띠 형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베큠 라인의 사각띠 형태는 상기 정반의 표면으로부터 음각되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
  6. 기판에 형성된 패턴의 크기를 검사하는 토털피치 공정과 상기 기판에 형성된 패턴의 두께를 검사하는 크리티컬 디맨션 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 기판을 마련하는 단계와;
    상기 기판을 다수개의 폐라인을 가지는 베큠 라인을 구비하는 정반에 적재하는 단계와;
    공기 흡입장치를 이용하여 상기 베큠 라인의 공기를 흡입하는 단계와;
    상기 기판을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 흡입장치를 이용하여 상기 베큠 라인의 공기를 흡입하는 단계는;
    상기 기판과 상기 베큠 라인으로 이루어진 폐공간라인이 형성되는 단계와;
    상기 베큠 라인의 일측에 형성된 홀을 이용하여 상기 폐공간라인의 공기를 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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