KR20060117114A

KR20060117114A - 액정표시소자의 공정효율을 향상시킬 수 있는 세정장치 및이를 이용한 세정방법

Info

Publication number: KR20060117114A
Application number: KR1020050039888A
Authority: KR
Inventors: 한재현
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-11-16

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 공정효율을 향상시킬 수 있도록 세정장치 및 이를 이용한 기판의 세정방법에 관한 것으로, 세정하고자 하는 기판을 로딩시켜 이송시키는 컨베이어(conveyor); 상기 컨베이어의 상부에 설치되어 상기 기판 상에 초음파(ultra sonic)를 발생시키는 초음파발생기; 및 상기 초음파발생기를 통과한 기판을 임시로 보관하는 버퍼(buffer)를 포함하여 구성된 세정장치를 제공한다.

Description

액정표시소자의 공정효율을 향상시킬 수 있는 세정장치 및 이를 이용한 세정방법{CLEANING SYSTEM CAPABLE OF IMPROVING PROCESSING EFFICIENCY LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND CLEANING METHOD USING THE SAME}

도1은 액정표시소자의 개략적인 단면도.

도2는 액정표시소자의 공정을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도.

도3a 및 도3f는 종래 기판의 세정장치 및 이를 이용한 기판의 세정단계를 나타낸 도면.

도4a 및 도4f는 본 발명에 의한 기판의 세정장치 및 이를 이용한 기판의 세정단계를 나타낸 도면.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

220: 세정장치 230: 컨베이어

240: 초음파발생기 250: 버퍼

본 발명은 액정표시소자의 세정장치에 관한 것으로, 특히, 액정표시소자의 공정효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 액정패널의 세정장치 및 이를 이용한 액정 패널의 세정방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 액정표시소자(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판으로써, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로써, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Date Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107).

한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).

또한, 상기 상부기판(3)과 하부기판(5)을 합착하기 전(즉, 하부기판(5) 또는 상부기판(3)의 외곽부에 실링재를 도포한 후) 기판의 세정공정이 진행되는데, 특히, 세정공정은 초음파 세정기(ultra sonic cleaner)에 의해서 이루어진다. 특히, 초음파 세정기는 2만Hz 이상인 음파를 발생시켜 기판 상에 부착된 이물을 떼어냄과 동시에 블로잉을 통해, 기판으로부터 떨어진 이물질을 제거하게 된다.

일반적으로, 세정장치(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 세정장치의 틀을 형성하는 프레임(120)과, 기판(135)을 로딩하는 테이블(table;130)과, 상기 테이블(130)이 이송됨에 따라, 상기 기판(135) 상에 초음파를 발생시키는 초음파발생기(140) 및 초음파 세정을 마친 기판을 임시로 로딩하는 버퍼부(buffer part)로 구성되며, 도 3a ~ 도 3f에 도시된 단계를 통해 기판을 세정한다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 테이블(130) 상에 설치된 리프트핀(lift pin;125)이 상승된 상태에서 실링재가 도포된 기판(135)이 로봇암(미도시)에 의해 상기 리프트핀(125) 상에 로딩되고, 다시 리프트핀(125)이 하강하여, 기판(135)은 테이블(130) 상에 접촉하게 된다.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(135)이 로딩된 상태에서 테이블(130)이 가이드레일(guid rail;160)을 따라 구동함에 따라, 기판(135) 상부가 초음파발생기(140)를 지나게 된다. 기판이 초음파발생기(140)를 지나는 동안 초음파발생기(140)부터 발생된 초음파로 인해 기판(135)의 표면에 부착된 이물질들이 제거된다. 특히, 초음파발생기(140)는 초음파 발생과 함게 기판의 이동방향과 반대방향으로 블로잉(blowing) 함에 따라, 초음파를 통해 기판으로부터 떨어진 이물들을 효율적으로 제거한다.

상기한 바와 같이, 초음파 세정이 완료되면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 리프트핀(125)이 다시 상승하여, 기판(135)과 테이블(130) 사이에 갭을 형성하고, 상기 기판은 버퍼부에 로딩된다. 이때, 상기 버퍼(150)는 수직구동이 가능하여, 리프트핀(125)이 상승되면, 하강하여, 기판을 로딩한 후, 다시 상승하게 된다. 이때, 리프트핀도 하강하게 된다. 상기 버퍼부에 로딩된 기판(136)은 합정공정을 위해 로봇암에 의해 합착공정장비로 이송된다.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 테이블(130)은 원래 위치로 복귀되고, 리프트핀(125)이 다시 상승하여, 기판이 로딩될 수 있는 준비를 한다. 이때, 리프트핀(125)이 완전히 상승하기 전에 실링재가 도포된 기판이 세정장치에 도착할 경우, 리프트핀이 완전히 상승할때까지 대기한다.

리프트핀(125)의 상승이 완료되면, 기판(135)은 로봇암에 의해 상기 리프트핀 상에 로딩되고, 도 3e에 도시된 바와 같이, 리프트핀(125)은 다시 하강한다. 그 리고, 테이블(130)이 이동함에 따라, 초음파발생기(140)를 거쳐, 도 3f에 도시된 바와 같이, 버퍼부(150)로 이송된다. 이때, 버퍼부(150)에 로딩된 기판(136)을 합착공정의 로봇암이 이송해가지 않으면, 상기 버퍼부(150)의 기판이 이송될때까지 실링재 도포를 마친 기판이 세정을 위해 세정장치 앞에 대기하게 된다.

따라서, 세정장치에는 총 2장의 기판을 대기할 수 있으며, 버퍼부에 로딩된 기판이 이송되지 않을 경우, 실링재 도포공정을 마친 기판이 세정을 위해 세장장치 앞에 대기하고 있기 때문에, 공정이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 공정효율을 향상시킬 수 있도록 한 세정장치 및 이를 이용한 액정패널의 세정방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 세정하고자 하는 기판을 로딩시켜 이송시키는 컨베이어(conveyor); 상기 컨베이어의 상부에 설치되어 상기 기판 상에 초음파(ultra sonic)를 발생시키는 초음파발생기; 및 상기 초음파발생기를 통과한 기판을 임시로 보관하는 버퍼(buffer)를 포함하여 구성된 세정장치를 제공한다.

상기 초음파발생기는 에어블로어(air blower)를 포함하고 있다. 그리고, 상기 버퍼는 수직구동이 가능하고, 컨베이어와 기판 사이에 삽입하여 상기 기판을 들어올린 상태에서 기판을 지지해주는 복수의 지그를 포함한다.

또한, 상기 컨베이어와 기판 사이에 갭(gap)을 형성하기 위한 리프트핀(lift pin)을 포함한다.

또한, 본 발명은 세정하고자 하는 기판을 컨베이어(conveyor) 상에 로딩하는 단계; 상기 컨베이어가 구동함에 따라 컨베이어 상부에 설치된 초음파발생기로부터 기판 상에 초음파를 발생시키는 단계; 상기 초음파발생기를 통과한 기판이 리프트핀에 의해 컨베이어로부터 상승하는 단계; 및 상기 기판을 버퍼에 로딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 세정방법을 제공한다.

상기 기판을 버퍼에 로딩하는 단계는, 상기 기판과 컨베이어 사이에 복수의 지그를 삽입하는 단계; 및 상기 지그가 상승함에 따라 상기 기판을 올리는 단계로 이루어지며, 상기 기판이 초음파발생기를 통과하는 동안 기판 상에 에어블로잉(air blowing)을 행하여 진다.

그리고, 상기 버퍼에 로딩된 기판은 로봇에 의해 합착장비로 이송된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 세정장치는 컨베이어와 상기 컨베이어 상부에 설치된 초음파발생기 및 세정이 완료된 기판을 임시로 저장하는 버퍼로 구성되며, 버퍼에 로딩된 기판은 다음공정(합착공정)을 위해 로봇에 의해 합작장비로 이송된다.

이와 같이 구성된 세정장치는 종래에 비해 기판의 세정공정시간을 단축시키고, 세정장치 내에 대기할 수 있는 기판 수를 늘여 공정효율을 증가시킬 수 있는 잇점이 있다. 즉, 종래에는 테이블의 이동에 의해 기판이 세정되고, 세정이 완료된 기판이 버퍼에 로딩된 후, 다시 테이블이 세정하고자 하는 기판을 로딩하기 위해 원점으로 복귀해야 하고, 기판 테이블 상에 로딩 또는 언로딩할 때마다 테이블 상 에 형성된 리프트핀의 상승과 하강이 반복되어야 하기 때문에, 세정시간이 길어지는 문제가 있었다. 특히, 버퍼에 로딩된 기판의 언로딩이 이루어지지 않는 상태에서, 테이블에 기판을 한장 밖에 로딩할 수 없기 때문에, 세정장치에 내에 대기시킬 수 있는 기판은 총 2장이 된다.

반면에, 본 발명은 컨베이어에 의해 기판을 이송시키기 때문에, 초음파발생기를 통과한 기판이 버퍼에 로딩된 상태에서, 또 다른 기판을 초음파발생기에 통과시킬 수 있으며, 세정하고자 하는 새로운 기판을 컨베이서 상에 로딩할 수 있다. 따라서, 기판은 버퍼에 1장 그리고, 컨베이어에 2장이 대기할 수 있게 된다.

그리고, 버퍼에 기판을 로딩시킬때 이외에는 리프트핀을 상승 또는 하강시킬 필요가 없고, 테이블의 이동이 없기 때문에 공정시간도 단축된다.

이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 세정장치 및 이를 이용한 기판의 세정방법에 대하여 좀더 상세하게 설명하도록 한다.

도 4a ~ 도 4f는 본 발명에 의한 기판의 세정장치를 이를 이용한 세정방법을 나타낸 것이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 기판의 세정장치(200)는 틀을 형성하는 프레임(220)과, 컨베이어(230), 그리고 상기 컨베이어(230) 상부에 설치된 초음파발생기(240)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 컨베이어(230) 상부에는 상기 초음파발생기(240)를 통과한 기판이 다음공정(합착공정)으로 이송되기 위해 대기하는 버퍼(250)가 구성되어 있다.

도면에 상세하게 도시하지 않았지만, 상기 버퍼(250)는 수직구동이 가능하 며, 상기 양측에 기판을 로딩할 수 있는 복수의 지그들이 구성되어 있으며, 기판은 상기 지그 상에 로딩된다.

그리고, 컨베이어(230)는 기판을 로딩한 상태에서 구동함에 따라, 상기 기판이 초음파발생기(240)를 통과하도록 한다. 이때, 상기 초음파발생기(240)에는 에어블로어(미도시)가 설치되어, 기판이 이송되는 반대방향으로 블로잉한다.

도 4b ~ 도 4f를 통해 세정방법을 좀더 상세하게 설명하면, 먼저, 도 4b에 도시된 바와 같이, 세정하고자 하는 기판(235a)을 컨베이어(230) 상에 로딩(loading)한다. 이때, 상기 기판(235a)은 박막트랜지스터 어레이기판 또는 컬러필터기판이 될 수 있으며, 상기 기판의 외곽에는 씰링재가 도포되어 있다.

이때, 상기 기판(235a)은 로봇암에 의해 상기 컨베이어(230) 상에 로딩되며, 상기 컨베이어(230)에는 로봇암이 출입할 수 있는 공간이 마련되어 있다.

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어(230)가 구동함에 따라, 상기 기판(235a)이 초음파발생기(240) 하부를 통과하게 된다. 이때, 상기 초음파발생기(240)는 기판(235a) 상에 초음파를 발생시켜, 기판으로부터 이물질을 떼어내고, 이를 블로잉하여 기판으로부터 완전히 제거하게 된다. 따라서, 에어블로잉은 기판의 이송방향과 반대방향으로 행해진다.

도 4d에 도시된 바와 같이, 세정이 완료된 기판(236a)은 다시 버퍼(250)에 로딩된다. 기판이 초음파발생기(240) 통과하여 세정이 완료되면, 컨베이어(230)로부터 리프트핀(미도시)이 상승하여 상기 컨베이어(230)와 기판(236a) 사이에 갭을 형성한다. 이때. 버퍼(250)의 지그가 상기 기판(236a)과 컨베이어(230) 사이에 삽 입되어, 기판(236a)을 들어 올리게 된다. 그리고, 리프트핀은 다시 하강하게 되며, 리프트핀이 상승되어 있는 동안에는 컨베이어는 구동할 수 없다.

리프트핀이 하강하여, 컨베이어가 구동하면, 도 4e에 도시된 바와 같이, 새로운 기판(235b)이 컨베이어(230) 상에 로딩되며, 컨베이어(230)가 구동함에 따라, 초음파발생기(240)를 통과하여 기판의 세정이 이루어지게 된다.

이때, 버퍼(250)에 로딩된 기판(236a)이 다음공정(합착공정)으로 이송되지 않을 경우, 기판(236b)은 버퍼(250) 하부의 컨베이어(230) 상에 대기하게 된다. 그리고, 컨베이어(230)의 일측에는 또 다른 기판(235c)이 세정을 위해 로딩된다. 따라서, 버퍼(250)에 기판이 언로딩되지 않고 남았는 상태에서 세정장치 내부에 총 3장의 기판이 대기하게 된다.

상기 버퍼(250)에 로딩된 기판이 합착장비로 이송되면, 버퍼(250) 하부에 위치한 기판이 상기 버퍼(250)에 로딩되며, 컨베이어는 다시 구동하여 상기 기판(235c)을 초음파발생기(240)에 통과시키게 되며, 위와 같은 과정을 반복하여 실링재가 도포된 기판의 세정을 진행하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명은 기판의 세정장치 및 이를 이용한 세정방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 컨베이어를 사용하여 기판을 이송시킴에 따라, 세정시간을 줄이고, 세정장치 내에 대기할 수 있는 기판의 수를 증가시켜 공정이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 종래에는 세정장치 내에 대기할 수 있는 기판의 최대 수가 2장이었기 때문에, 세정을 마친 기판이 다음공정(합착공정)으로 이송되지 않을 경우, 실링재 도포를 마친 기판은 세정장치 앞에서 대기하게 된다. 반면에, 본 발명에서는 세정장치 내에 3장의 기판을 대기시킬 수 있기 때문에, 종래에 비해 세정장치 앞에 기판이 대기하는 시간을 줄일 수가 있다.

아울러, 종래에는 기판을 로딩/언로딩할 때마다, 리프트핀이 상승/하강하였으나, 본 발명에서는 컨베이어 상에 로봇암이 입출할 수 있는 공간이 마련되어 있기 때문에, 리프트핀 없이 컨베이어 상에 기판이 로딩된다. 따라서, 세정시간을 줄이 수 있는 잇점이 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 컨베이어방식을 통해 초음파세정이 진행됨에 따라, 종래에 비해 세정장치 내에 대기할 수 있는 기판의 수를 증가시켜, 공정의 흐름을 원활하게 하고, 세정시간을 단축시켜, 공정의 효율을 향상시킨다.

Claims

세정하고자 하는 기판을 로딩시켜 이송시키는 컨베이어(conveyor);

상기 컨베이어의 상부에 설치되어 상기 기판 상에 초음파(ultra sonic)를 발생시키는 초음파발생기; 및

상기 초음파발생기를 통과한 기판을 임시로 보관하는 버퍼(buffer)를 포함하여 구성된 세정장치.
제1항에 있어서,

상기 초음파발생기는 에어블로어(air blower)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼는 수직구동이 가능한 것을 특징으로 하는 세정장치.
제3항에 있어서,

상기 버퍼는 컨베이어와 기판 사이에 삽입하여 상기 기판을 들어올린 상태에서 기판을 지지해주는 복수의 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제4항에 있어서,

상기 컨베이어와 기판 사이에 갭(gap)을 형성하기 위한 리프트핀(lift pin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
세정하고자 하는 기판을 컨베이어(conveyor) 상에 로딩하는 단계;

상기 컨베이어가 구동함에 따라 컨베이어 상부에 설치된 초음파발생기로부터 기판 상에 초음파를 발생시키는 단계;

상기 초음파발생기를 통과한 기판이 리프트핀에 의해 컨베이어로부터 상승하는 단계; 및

상기 기판을 버퍼에 로딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 세정장치.
제6항에 있어서,

상기 기판을 버퍼에 로딩하는 단계는,

상기 기판과 컨베이어 사이에 복수의 지그를 삽입하는 단계; 및

상기 지그가 상승함에 따라 상기 기판을 올리는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제6항에 있어서,

상기 기판이 초음파발생기를 통과하는 동안 기판 상에 에어블로잉(air blowing)을 실시하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제6항에 있어서,

상기 버퍼에 로딩된 기판은 로봇에 의해 합착장비로 이송되는 것을 특징으로 하는 세정장치.