KR20070121067A - Apparatus and method for forming an aligning film - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for forming an alignment layer are provided to form the alignment layer promptly while preventing the contamination of the alignment layer, by performing a cleaning process, a process for forming the alignment layer, and a process for forming an aligning groove on the alignment layer within a single unit in an in-situ method. A plasma generator(10) includes a box-shaped cathode electrode(4) having an opening(1), and an anode electrode(5) distanced from the cathode electrode oppositely to the opening. A gas supply unit(20) includes a first gas supply unit(22) for supplying a cleaning gas into the cathode electrode, a second gas supply unit(24) for supplying a gas for forming an alignment layer, and a third gas supply unit(26) for supplying an aligning gas for forming an aligning portion on the alignment layer. A transfer unit(30) is disposed to face the opening, wherein the transfer unit transfers a substrate.

Description

배향막 형성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORMING AN ALIGNING FILM}Alignment film forming apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR FORMING AN ALIGNING FILM}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 배향막 형성 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an alignment film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 캐소드 전극을 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating the cathode electrode of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배향막 형성 장치를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an alignment film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 배향막 형성 방법을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming an alignment layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 배향막 형성 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 세정 공정, 배향막 형성 공정 및 배향막에 배향홈을 형성하기 위한 일련의 공정들을 인-시튜 방식으로 수행할 수 있도록 한 배향막 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alignment film forming apparatus and method. Specifically, the present invention relates to an alignment film forming apparatus and a method for performing a cleaning process, an alignment film forming process, and a series of processes for forming an alignment groove in the alignment film in an in-situ manner.

최근 들어, 방대한 데이터를 단시간 내 처리하는 것이 가능한 정보처리장치의 기술 개발이 진행되고 있다. 최근에는 정보처리장치의 기술 개발과 함께 정보처리장치에서 처리된 데이터를 영상으로 표시하기 위한 표시장치의 기술 개발 또한 급속히 진행되고 있다.In recent years, the technology development of the information processing apparatus which can process a large amount of data in a short time is progressing. Recently, with the development of the technology of the information processing apparatus, the development of the technology of the display apparatus for displaying the data processed by the information processing apparatus as an image is also rapidly progressing.

대표적인 표시장치로는 액정표시장치, 유기광발생장치 및 플라즈마 표시 패널 등을 들 수 있다. 최근에는 이들 표시장치들 중 액정표시장치가 가장 널리 사용되고 있다.Representative display devices include liquid crystal displays, organic light generating devices, and plasma display panels. Recently, among these display devices, liquid crystal displays are most widely used.

액정표시장치는 한 쌍의 기판들에 각각 전계를 형성하기 위한 전극들을 형성하고, 전극들 사이에 액정을 주입하여 영상을 표시한다.The liquid crystal display forms electrodes for forming an electric field on a pair of substrates, and injects liquid crystal between the electrodes to display an image.

일반적으로, 액정표시장치는 액정을 규칙적으로 배열하기 위하여 각 전극들 상에 배향막을 형성하고 배향막에 지정된 방향으로 배향홈을 형성한다.In general, a liquid crystal display device forms an alignment film on each of the electrodes in order to regularly arrange the liquid crystal, and forms an alignment groove in a direction designated to the alignment film.

이와 같은 공정은 러빙 공정에 의하여 수행된다. 러빙 공정은 습식 세정 공정이 종료된 기판상에 폴리이미드 필름을 증착한 후, 러빙 롤러의 표면에 부착된 러빙천을 이용하여 배향막 상에 지정된 방향으로 배향홈(alignment groove)을 형성한다. 배향홈을 갖는 배향막에 배치된 액정은 배향홈에 의하여 규칙적으로 배열된다.This process is performed by a rubbing process. The rubbing process deposits a polyimide film on the substrate on which the wet cleaning process is completed, and then forms an alignment groove on the alignment film in a designated direction by using a rubbing cloth attached to the surface of the rubbing roller. The liquid crystals arranged in the alignment film having the alignment grooves are regularly arranged by the alignment grooves.

이와 같이 러빙 공정을 이용한 접촉식 배향 방법은 대 면적 기판을 빠른 속도로 배향할 수 있는 장점을 갖는 반면, 다양한 문제점을 갖는다.As such, the contact alignment method using the rubbing process has the advantage of being able to orient the large area substrate at high speed, but has various problems.

문제점으로는 러빙천에 의한 배향막의 오염을 들 수 있다. 러빙천은 배향홈을 형성하기 위한 다수개의 파일(pile)들을 포함하며, 파일의 일부가 러빙천으로부터 빠져 배향막에 묻음으로써 배향막을 오염시킬 수 있다. 또한, 배향막에 묻은 파일들은 배향막에 심각한 스크래치를 일으킬 수 있다. 또한, 러빙천과 배향막이 마찰될 때 다량의 정전기가 발생되고 정전기에 의하여 영상을 제어하기 위해 기판 상에 형성 된 박막 트랜지스터가 손상되는 문제점을 갖는다.Problems include contamination of the alignment film by the rubbing cloth. The rubbing cloth includes a plurality of piles for forming the alignment groove, and a portion of the pile may be removed from the rubbing cloth and buried in the alignment film to contaminate the alignment film. Also, piles on the alignment film may cause serious scratches on the alignment film. In addition, a large amount of static electricity is generated when the rubbing cloth and the alignment layer are rubbed, and the thin film transistor formed on the substrate is damaged to control the image by the static electricity.

따라서, 본 발명의 목적은 배향막의 오염, 스크래치 및 정전기 발생을 억제할 뿐만 아니라 세정 공정, 배향막 형성 공정 및 배향홈 형성 공정을 단일 장치에서 인-시튜 방식으로 수행할 수 있는 배향막 형성 장치를 제공한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an alignment film forming apparatus capable of suppressing contamination, scratching and static electricity generation of an alignment film as well as performing a cleaning process, an alignment film forming process and an alignment groove forming process in an in-situ manner in a single device. .

본 발명의 다른 목적은 상기 배향막 형성 장치에 의한 배향홈을 갖는 배향막의 제조 방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an alignment film having an alignment groove by the alignment film forming apparatus.

이와 같은 본 발명의 하나의 목적을 구현하기 위한 배향막 형성 장치는 개구를 갖는 박스 형상의 캐소드 전극, 캐소드 전극과 이격되고 개구와 마주보는 애노드 전극을 갖는 플라즈마 발생 장치, 캐소드 전극 내부로 클리닝 가스를 제공하는 제1 가스 제공 유닛, 배향막 형성 가스를 제공하는 제2 가스 제공 유닛 및 배향막에 배향부를 형성하기 위한 배향 가스를 제공하는 제3 가스 제공 유닛을 포함하는 가스 공급 장치 및 개구와 마주보도록 배치되며, 기판을 이송하기 위한 이송 장치를 포함한다.An alignment film forming apparatus for implementing one object of the present invention is a plasma generator having a box-shaped cathode electrode having an opening, an anode spaced apart from the cathode and facing the opening, and providing a cleaning gas into the cathode electrode. A first gas supply unit, a second gas supply unit for providing an alignment film forming gas, and a third gas supply unit for providing an alignment gas for forming an alignment portion in the alignment film, and are disposed to face the opening. And a transfer device for transferring the substrate.

또한, 본 발명의 다른 목적을 구현하기 위한 배향막 형성 방법은 애노드 전극 및 캐소드 전극을 통해 기판의 표면을 플라즈마화 된 클리닝 가스로 세정하고, 애노드 전극 및 캐소드 전극을 통해 플라즈마화 된 배향막 형성 가스를 기판에 제공하여 클리닝된 상기 기판의 표면에 인-시튜로 배향막을 형성한다. 이어서, 애노드 전극 및 캐소드 전극을 통해 플라즈마화 된 배향 가스를 상기 배향막에 제공하 여 배향막에 인-시튜로 배향홈을 형성한다.In addition, the alignment film forming method for realizing another object of the present invention is to clean the surface of the substrate with a plasma cleaning gas through the anode electrode and the cathode electrode, the plasma-formed alignment film forming gas through the anode electrode and the cathode electrode To form an alignment film in-situ on the surface of the cleaned substrate. Subsequently, an alignment gas that has been plasma-formed through an anode electrode and a cathode electrode is provided to the alignment layer to form an alignment groove in-situ in the alignment layer.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 배향막 형성 장치 및 배향막 형성 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 캐소드 전극, 애노드 전극, 플라즈마 발생 장치, 가스 공급 장치, 이송장치 및 기타 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 캐소드 전극, 애노드 전극, 플라즈마 발생 장치, 가스 공급 장치, 이송장치 및 기타 구조물들이 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 캐소드 전극, 애노드 전극, 플라즈마 발생 장치, 가스 공급 장치, 이송장치 및 기타 구조물들이 직접 캐소드 전극, 애노드 전극, 플라즈마 발생 장치, 가스 공급 장치, 이송장치 및 기타 구조물들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 캐소드 전극, 애노드 전극, 플라즈마 발생 장치, 가스 공급 장치, 이송장치 및 기타 구조물들이 기판상에 추가로 형성될 수 있다.Hereinafter, an alignment film forming apparatus and an alignment film forming method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. Persons having the present invention may implement the present invention in various other forms without departing from the spirit of the present invention. In the accompanying drawings, the dimensions of the cathode electrode, the anode electrode, the plasma generating device, the gas supply device, the transfer device and the other structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the present invention. In the present invention, the cathode electrode, the anode when the cathode electrode, the anode electrode, the plasma generating device, the gas supply device, the conveying device and other structures are referred to as being formed "on", "upper" or "lower". Electrodes, plasma generators, gas supply devices, transfer devices and other structures are directly formed on or below the cathode electrode, anode electrode, plasma generator, gas supply device, transfer devices and other structures, or other cathodes Electrodes, anode electrodes, plasma generating devices, gas supply devices, transfer devices and other structures may be further formed on the substrate.

배향막 형성 장치Alignment film forming apparatus

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 배향막 형성 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an alignment film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 배향막 형성 장치(100)는 플라즈마 발생 장치(10), 가스 공급 장치(20) 및 이송 장치(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the alignment layer forming apparatus 100 may include a plasma generator 10, a gas supply device 20, and a transfer device 30.

플라즈마 발생 장치(10)는 개구(1)를 갖는 박스 형상의 캐소드 전극(4), 캐소드 전극(4)과 이격되고 개구(1)와 마주보는 애노드 전극(5)을 포함한다. 플라즈마 발생 장치(10)의 캐소드 전극(4)의 내부에는 가스 분사 매니폴더(7)를 선택적으로 포함할 수 있다.The plasma generating apparatus 10 includes a box-shaped cathode electrode 4 having an opening 1, and an anode electrode 5 spaced apart from the cathode electrode 4 and facing the opening 1. The gas injection manifold 7 may be selectively included in the cathode electrode 4 of the plasma generator 10.

구체적으로, 플라즈마 발생 장치(10)의 캐소드 전극(4)은 박스 형상의 외형을 갖고, 도전체로 이루어진다. 예를 들어, 캐소드 전극(4)은 직육면체 박스 형상을 갖는다.Specifically, the cathode electrode 4 of the plasma generating apparatus 10 has a box-shaped outline and is made of a conductor. For example, the cathode electrode 4 has a rectangular box shape.

도 2는 도 1의 캐소드 전극을 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating the cathode electrode of FIG. 1.

도 1 및 도2를 참조하면, 캐소드 전극(4)은 제1 캐소드 전극(2) 및 제2 캐소드 전극(3)으로 이루어진다. 제1 캐소드 전극(2)은 전체적으로 직육면체 박스 형상을 갖고 이송 장치(30)와 마주보는 하면이 직사각형 형상으로 개구되어 형성되고, 제2 캐소드 전극(3)은 제1 캐소드 전극(2)의 개구된 부분에 배치된다. 본 실시에에서, 제2 캐소드 전극(3)은 제1 캐소드 전극(2)의 개구보다 다소 작은 평면적을 갖는다. 따라서, 평면상에서 보았을 때, 제1 캐소드 전극(2) 및 제2 캐소드 전극(3)의 사이에는 사각 폐루프 형상을 갖는 개구(1)가 형성된다.1 and 2, the cathode electrode 4 is composed of a first cathode electrode 2 and a second cathode electrode 3. The first cathode electrode 2 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is formed by opening the bottom surface facing the transfer device 30 in a rectangular shape, and the second cathode electrode 3 is formed by opening the first cathode electrode 2. Is placed in the part. In the present embodiment, the second cathode electrode 3 has a planar area which is somewhat smaller than the opening of the first cathode electrode 2. Therefore, when viewed in plan view, an opening 1 having a rectangular closed loop shape is formed between the first cathode electrode 2 and the second cathode electrode 3.

도 1을 다시 참조하면, 캐소드 전극(4)의 내부에는, 예를 들어, 영구 자석(6)이 배치된다. 이와 다르게, 캐소드 전극(4)의 내부에 영구 자석 대신 전자석을 배치하여 무방하다.Referring again to FIG. 1, for example, a permanent magnet 6 is arranged inside the cathode electrode 4. Alternatively, an electromagnet may be disposed in place of the permanent magnet in the cathode electrode 4.

영구 자석(6)은 S극 영구자석(6a) 및 N극 영구자석(6b)로 이루어진다. 영구자석(6)의 S극 영구자석(6a)은, 예를 들어, 제2 캐소드 전극(3)과 전기적으로 연결 되고, 영구 자석(6)의 N극 영구자석(6b)은, 예를 들어, 캐소드 전극(3)의 제1 캐소드 전극(2)과 전기적으로 연결된다. 이로써, 캐소드 전극(4)의 개구(1) 주변에는 영구자석(6)에 의하여 자기장이 형성된다.The permanent magnet 6 is composed of an S pole permanent magnet 6a and an N pole permanent magnet 6b. The S pole permanent magnet 6a of the permanent magnet 6 is electrically connected to, for example, the second cathode electrode 3, and the N pole permanent magnet 6b of the permanent magnet 6 is, for example. The first cathode electrode 2 of the cathode electrode 3 is electrically connected to the first electrode 2. As a result, a magnetic field is formed by the permanent magnet 6 around the opening 1 of the cathode electrode 4.

애노드 전극(5)은 캐소드 전극(4)의 내부에 배치된다. 애노드 전극(5)은 캐소드 전극(4)의 개구(1)와 대응하는 곳에 배치되며, 캐소드 전극(4)과는 일정 간격 이격된다. 애노드 전극(5) 및 캐소드 전극(4)에는 애노드 전극(5) 및 캐소드 전극(4)을 통과하는 가스를 플라즈마화 하기에 적합한 전압이 각각 인가된다.The anode electrode 5 is arranged inside the cathode electrode 4. The anode electrode 5 is disposed at a position corresponding to the opening 1 of the cathode electrode 4, and is spaced apart from the cathode electrode 4 by a predetermined interval. The anode electrode 5 and the cathode electrode 4 are respectively applied a voltage suitable for plasmalizing the gas passing through the anode electrode 5 and the cathode electrode 4.

가스 공급 장치(20)는 캐소드 전극(4)의 내부로 클리닝 가스, 배향막 형성 가스 및 배향 가스를 각각 제공한다.The gas supply device 20 provides a cleaning gas, an alignment film forming gas, and an alignment gas into the cathode electrode 4, respectively.

구체적으로, 가스 공급 장치(20)는 클리닝 가스를 제공하는 제1 가스 제공 유닛(22), 배향막 형성 가스를 제공하는 제2 가스 공급 유닛(24) 및 배향 가스를 제공하는 제3 가스 공급 유닛(26)을 포함한다.Specifically, the gas supply device 20 includes a first gas supply unit 22 for providing a cleaning gas, a second gas supply unit 24 for providing an alignment film forming gas, and a third gas supply unit for providing an alignment gas ( 26).

제1 가스 공급 유닛(22)은 제1 분기관(23)을 통해 가스 매니 폴더(7)와 연결된 메인 배관(28)과 연결되고, 제2 가스 공급 유닛(24)은 제2 분기관(25)을 통해 메인 배관(28)과 연결되며, 제3 가스 공급 유닛(26)은 제3 분기관(27)을 통해 메이 배관(28)과 연결된다. The first gas supply unit 22 is connected to the main pipe 28 connected to the gas manifold 7 through the first branch pipe 23, and the second gas supply unit 24 is connected to the second branch pipe 25. The main pipe 28 is connected to the main pipe 28, and the third gas supply unit 26 is connected to the main pipe 28 through the third branch pipe 27.

제1 분기관(23), 제2 분기관(25) 및 제3 분기관(27)에는 각각 제어 밸브(29)가 연결되어 제1 내지 제3 분기관(23,25,27)들을 개방 및 폐쇄한다.A control valve 29 is connected to the first branch pipe 23, the second branch pipe 25, and the third branch pipe 27, respectively, to open the first to third branch pipes 23, 25, and 27. To close.

본 실시예에서, 제1 가스 공급 유닛(22) 및 제1 분기관(23)을 통해 캐소드 전극(4)으로 제공된 가스는 불활성 가스인 아르곤 가스이다. 제1 분기관(23)을 통 해 캐소드 전극(4)으로 제공된 아르곤 가스는 플라즈마화되어 기판(1)의 표면으로 제공되어 기판(1)의 표면을 건식 세정한다.In this embodiment, the gas provided to the cathode electrode 4 through the first gas supply unit 22 and the first branch pipe 23 is argon gas which is an inert gas. Argon gas provided to the cathode electrode 4 through the first branch pipe 23 is plasmalated and provided to the surface of the substrate 1 to dry clean the surface of the substrate 1.

제2 가스 공급 유닛(24) 및 제2 분기관(25)을 통해 캐소드 전극(4)으로 제공된 가스는 탄화 수소 화합물일 수 있다. 제2 분기관(25)을 통해 캐소드 전극(4)으로 제공된 탄화 수소 화합물은 플라즈마화 되어 기판(1)의 표면으로 제공되어 클리닝된 기판(1)의 표면에, 예를 들어, 다이아몬드 라이크 카본(diamond-like carbon, DLC) 박막을 형성한다. 본 실시예에서, 탄화 수조 화합물로 사용될 수 있는 물질들의 예로서는 CH4 가스, C2H2 가스 및 C6H6 가스 등을 들 수 있다. The gas provided to the cathode electrode 4 through the second gas supply unit 24 and the second branch pipe 25 may be a hydrocarbon compound. The hydrocarbon compound provided to the cathode electrode 4 through the second branch pipe 25 is plasmalated and provided to the surface of the substrate 1 so that the surface of the cleaned substrate 1, for example, diamond-like carbon ( diamond-like carbon (DLC) thin film. In this embodiment, examples of the materials that can be used as the hydrocarbon bath compound are CH 4 There may be mentioned the gas, C 2 H 2 gas and C 6 H 6 gas or the like.

제3 가스 공급 유닛(26) 및 제3 분기관(25)을 통해 캐소드 전극(4)으로 제공된 가스는 불활성 가스인 아르곤 가스일 수 있다. 제3 분기관(26)을 통해 캐소드 전극(4)으로 제공된 아르곤 가스는 플라즈마화되어 기판(1)의 표면에 형성된 DLC 박막의 표면에 주사되어 DLC 박막의 탄소 이중 결합을 탄소 단일 결합으로 변경시켜 배향막에 액정과 전기적으로 결합하는 배향부를 형성한다.The gas provided to the cathode electrode 4 through the third gas supply unit 26 and the third branch pipe 25 may be argon gas which is an inert gas. The argon gas provided to the cathode electrode 4 through the third branch pipe 26 is plasmalized and scanned on the surface of the DLC thin film formed on the surface of the substrate 1 to convert the carbon double bond of the DLC thin film into a single carbon bond. An alignment portion that is electrically coupled with the liquid crystal is formed in the alignment film.

한편, 제1 분기관(23), 제2 분기관(25) 및 제3 분기관(27)에는 퍼지가스 공급장치(21)가 배치된다. 퍼지가스 공급장치(21)는 제1 내지 제3 분기관(23, 25, 27)들에 각각 퍼지가스를 제공하여 메인 배관(28) 및 캐소드 전극(4) 내부에 제1 분기관(23)을 통해 제공된 클리닝 가스, 제2 분기관(25)을 통해 제공된 배향막 형성 가스 및 제3 분기관(36)을 통해 제공된 배향 가스가 상호 혼합 또는 잔류되지 않도록 한다. 본 실시예에서, 기판 클리닝 공정, 기판에 배향막 형성 공정 및 배향 막에 배향홈 형성 공정이 인-시튜로 수행되기 때문에 본 실시예에서 퍼지가스 공급장치(21)는 매우 중요한 역할을 한다.On the other hand, a purge gas supply device 21 is disposed in the first branch pipe 23, the second branch pipe 25, and the third branch pipe 27. The purge gas supply device 21 supplies purge gas to the first to third branch pipes 23, 25, and 27, respectively, so that the first branch pipe 23 is provided inside the main pipe 28 and the cathode electrode 4. The cleaning gas provided through the through hole, the alignment film forming gas provided through the second branch pipe 25, and the alignment gas provided through the third branch pipe 36 are not mixed with each other or remain. In this embodiment, since the substrate cleaning process, the alignment film formation process on the substrate, and the alignment groove formation process on the alignment film are performed in-situ, the purge gas supply device 21 plays a very important role in this embodiment.

이송 장치(30)는 캐소드 전극(4)의 개구(1)와 마주보도록 배치된다. 이송 장치(30)는, 예를 들어, 클리닝, 배향막 형성 및 배향홈이 형성되는 배향막이 형성되는 기판(1)을 이송한다.The conveying device 30 is arranged to face the opening 1 of the cathode electrode 4. The conveying apparatus 30 conveys the board | substrate 1 in which the alignment film in which the cleaning, the alignment film formation, and the alignment groove are formed is formed, for example.

본 실시예에서, 이송 장치(30)는 플라즈마화 된 클리닝 가스, 플라즈마화 된 배향막 형성 가스 및 플라즈마화 된 배향 가스의 극성과 반대 극성을 인가 또는 접지시키는 바이어스부(32)를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, the transfer device 30 may further include a bias unit 32 for applying or grounding a polarity opposite to that of the plasmalized cleaning gas, the plasmalized alignment layer forming gas, and the plasmalized alignment gas. .

한편, 본 실시예에 의한 배향막 형성 장치는 중화 장치(40)를 더 포함할 수 있다. 중화 장치(40)는 전자 발생 장치(42) 및 전자 회수 장치(44)를 포함한다. 본 실시예에서, 전자 발생 장치(42) 및 전자 회수 장치(44)는 캐소드 전극(4) 및 기판(1)의 사이에 배치되며, 전자 발생 장치(42) 및 전자 회수 장치(44)의 사이에서는 방전이 발생된다. 중화 장치(40)는 배향막에 배향부를 형성할 때 고속으로 이동하는 아르곤 이온에 전자를 제공하여 아르곤 이온을 아르곤 원자로 변경한다.On the other hand, the alignment film forming apparatus according to the present embodiment may further include a neutralizing device (40). The neutralization device 40 includes an electron generating device 42 and an electron recovery device 44. In the present embodiment, the electron generating device 42 and the electron collecting device 44 are disposed between the cathode electrode 4 and the substrate 1, and between the electron generating device 42 and the electron collecting device 44. Discharge occurs. The neutralizing device 40 converts argon ions into argon atoms by providing electrons to argon ions moving at high speed when forming the alignment portion in the alignment film.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배향막 형성 장치를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an alignment film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 배향막 형성 장치(100)의 플라즈마 발생 장치(10) 및 기판(1)은 상호 평행하게 배치되어도 무방하지만, 배향막 형성 장치(100)의 플라즈마 발생 장치(10) 및 기판(1)은 상호 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 플라즈마 발생 장치(10) 및 기판(1)을 상호 경사지게 배치할 경우 본 실 시예에 의한 기판 클리닝 공정, 기판에 배향막 형성 공정 및 배향막 형성 공정 후 배향부 형성 공정 효율을 보다 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, although the plasma generating apparatus 10 and the substrate 1 of the alignment film forming apparatus 100 according to the present embodiment may be arranged in parallel with each other, the plasma generating apparatus 10 of the alignment film forming apparatus 100 may be used. ) And the substrate 1 are preferably arranged to be inclined with each other. When the plasma generator 10 and the substrate 1 are disposed to be inclined with each other, the efficiency of the alignment portion forming process after the substrate cleaning process, the alignment film forming process on the substrate, and the alignment film forming process according to the present exemplary embodiment may be further improved.

배향막 형성 방법Alignment film formation method

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 배향막 형성 방법을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming an alignment layer according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하면, 단계 S10에서, 애노드 전극(5) 및 캐소드 전극(4)을 통해 기판(1)의 표면을 플라즈마화 된 클리닝 가스로 세정하는 공정이 수행된다.1 and 4, in step S10, a process of cleaning the surface of the substrate 1 with the plasmaized cleaning gas through the anode electrode 5 and the cathode electrode 4 is performed.

보다 구체적으로, 기판(1)의 표면을 클리닝하기 위해서, 먼저, 캐소드 전극(4)의 개구(1) 주변에 자기장을 먼저 형성한다.More specifically, in order to clean the surface of the substrate 1, first, a magnetic field is first formed around the opening 1 of the cathode electrode 4.

이어서, 단계 S10에서, 가스 공급 장치(20)의 제1 가스 공급 유닛(22)을 통해 클리닝 가스인 아르곤 가스가 제1 분기관(23) 및 메인 배관(28)을 통해 캐소드 전극(4)의 내부에 배치된 가스 매니 폴더(7)로 제공되어 캐소드 전극(4)의 내부로는 아르곤 가스가 제공된다.Subsequently, in step S10, argon gas, which is a cleaning gas, is supplied to the cathode electrode 4 through the first branch pipe 23 and the main pipe 28 through the first gas supply unit 22 of the gas supply device 20. Argon gas is provided inside the cathode electrode 4 provided to the gas manifold 7 arranged therein.

아르곤 가스는 캐소드 전극(4) 및 애노드 전극(5)의 사이를 통과하면서 플라즈마화 되고, 플라즈마화 된 아르곤 이온은 개구(1) 주위의 자기장의 영향에 의하여 기판(1)을 향해 주사되어 기판(1)의 표면에 부착된 미세한 이물질들을 제거한다.Argon gas is plasma-formed while passing between the cathode electrode 4 and the anode electrode 5, and the plasma-formed argon ions are scanned toward the substrate 1 by the influence of the magnetic field around the opening 1 Remove the fine foreign substances attached to the surface of 1).

이어서, 클리닝 가스의 공급이 중단된 후, 캐소드 전극(4)의 개구(1) 주변에 자기장을 형성한 후, 단계 S20에서, 가스 공급 장치(20)의 제2 가스 공급 유닛(22) 을 통해 배향막 형성 가스인 탄화 수소 가스가 제2 분기관(23) 및 메이 배관(28)을 통해 캐소드 전극(4)의 내부에 배치된 가스 매니 폴더(7)로 인-시튜 방식으로 제공되어 캐소드 전극(4) 내부로는 탄화 수소 가스가 제공된다.Subsequently, after the supply of the cleaning gas is stopped, a magnetic field is formed around the opening 1 of the cathode electrode 4, and then, in step S20, through the second gas supply unit 22 of the gas supply device 20. Hydrocarbon gas, which is the alignment film forming gas, is provided in-situ to the gas manifold 7 disposed inside the cathode electrode 4 through the second branch pipe 23 and the may pipe 28 to form the cathode electrode ( 4) Hydrocarbon gas is provided inside.

탄화 수소는 캐소드 전극(4) 및 애노드 전극(5)의 사이를 통과하면서 플라즈마화 되면서 탄소 이온 및 수소로 분해되고 탄소 이온은 기판(1)의 표면에 증착되어 기판(1)의 표면에는 초경 박막인 다이아몬드-라이크 카본(DLC) 박막이 형성된다.Hydrocarbon is decomposed into carbon ions and hydrogen as it passes through between the cathode electrode 4 and the anode electrode 5 and becomes plasma, and carbon ions are deposited on the surface of the substrate 1 so that the carbide thin film is formed on the surface of the substrate 1. Phosphorous diamond-like carbon (DLC) thin film is formed.

이어서, 탄화 수소 가스의 공급이 중단된 후, 퍼지 가스 공급 장치(21)로부터 제공된 퍼지 가스에 의하여 제2 분기관(23) 및 메인 배관(28) 내부에 잔류된 탄화 수소 가스는 제2 분기관(23) 및 메인 배관(28)으로부터 퍼지된다.Subsequently, after the supply of the hydrocarbon gas is stopped, the hydrocarbon gas remaining in the second branch pipe 23 and the main pipe 28 by the purge gas provided from the purge gas supply device 21 is transferred to the second branch pipe. It is purged from 23 and the main pipe 28.

탄화 수소 가스가 퍼지된 후, 단계 S30에서, 기판(1)상에 형성된 배향막의 표면에 배향부를 형성하기 위해서, 캐소드 전극(4)의 개구(1) 주변에 자기장을 형성하고, 가스 공급 장치(20)의 제3 가스 공급 유닛(26)을 통해 배향 가스인 아르곤 가스가 제3 분기관(27) 및 메인 배관(28)을 통해 캐소드 전극(4)의 내부에 배치된 가스 매니 폴더(7)로 제공되어 캐소드 전극(4)의 내부로는 아르곤 가스가 제공된다.After the hydrocarbon gas is purged, in step S30, in order to form an alignment portion on the surface of the alignment film formed on the substrate 1, a magnetic field is formed around the opening 1 of the cathode electrode 4, and the gas supply device ( The gas manifold 7 in which argon gas, which is an orientation gas, is disposed inside the cathode electrode 4 through the third branch pipe 27 and the main pipe 28 through the third gas supply unit 26 of 20). And argon gas is provided inside the cathode electrode 4.

아르곤 가스는 캐소드 전극(4) 및 애노드 전극(5)의 사이를 통과하면서 플라즈마화 되고, 플라즈마화 된 아르곤 이온은 개구(1) 주위의 자기장의 영향에 의하여 배향막을 향해 주사된다. 배향막을 향해 주사된 아르곤 이온은 배향막에 도달하기 이전에 중화장치(40)에 의하여 제공된 전자(electron)에 의하여 중화되어 아르 곤 이온은 아르곤 원자가 되고 아르곤 원자는 다이아몬드-라이크 카본 박막인 배향막에 주사되어 배향막의 탄소 이중 결합을 강한 결합력을 갖는 탄소 단일 결합으로 변경시켜 배향부를 형성한다.Argon gas is plasma-formed while passing between the cathode electrode 4 and the anode electrode 5, and the plasma-formed argon ions are scanned toward the alignment film under the influence of the magnetic field around the opening 1. Argon ions injected toward the alignment film are neutralized by electrons provided by the neutralizing device 40 before reaching the alignment film, whereby the argon ions become argon atoms and the argon atoms are injected into the alignment film which is a diamond-like carbon thin film. The carbon double bond of the alignment film is changed to a carbon single bond having a strong bonding force to form an alignment portion.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 하나의 장치에서 클리닝 가스를 플라즈마화하여 기판을 세정하고, 인-시튜 방식으로 세정된 기판에 배향막을 형성한 후, 인-시튜 방식으로 배향막에 액정을 배향하기 위한 배향부를 형성함으로서 액정을 배향하기 위한 배향막 및 배향부를 형성하기 위한 공정을 보다 빠른 시간내에 수행할 수 있는 장점을 갖는다. As described in detail above, in one apparatus, the cleaning gas is converted into plasma to clean the substrate, and the alignment layer is formed on the cleaned substrate in an in-situ manner. By forming the alignment portion, the alignment film for aligning the liquid crystal and the process for forming the alignment portion can be performed in a faster time.

Claims (15)

개구를 갖는 박스 형상의 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극과 이격되고 상기 개구와 마주보는 애노드 전극을 갖는 플라즈마 발생 장치;A plasma generating apparatus having a box-shaped cathode electrode having an opening, and an anode electrode spaced apart from the cathode electrode and facing the opening; 상기 캐소드 전극 내부로 클리닝 가스를 제공하는 제1 가스 제공 유닛, 배향막 형성 가스를 제공하는 제2 가스 제공 유닛 및 상기 배향막에 배향부를 형성하기 위한 배향 가스를 제공하는 제3 가스 제공 유닛을 포함하는 가스 공급 장치; 및A gas including a first gas providing unit for providing a cleaning gas into the cathode electrode, a second gas providing unit for providing an alignment film forming gas, and a third gas providing unit for providing an alignment gas for forming an alignment portion in the alignment film Feeding device; And 상기 개구와 마주보도록 배치되며, 기판을 이송하기 위한 이송 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.An alignment film forming apparatus, disposed to face the opening, and including a transfer device for transferring a substrate. 제1항에 있어서, 상기 캐소드 전극의 상기 개구는, 평면상에서 보았을 때, 사각 폐루프 형상을 가져 상기 케소드 전극은 상기 폐루프 형상을 갖는 개구에 의하여 제1 캐소드 전극 및 제2 캐소드 전극으로 분할된 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.The method of claim 1, wherein the opening of the cathode electrode has a rectangular closed loop shape when viewed in a plan view, and the cathode electrode is divided into a first cathode electrode and a second cathode electrode by an opening having the closed loop shape. The alignment film forming apparatus characterized by the above-mentioned. 제2항에 있어서, 상기 제1 캐소드 전극에는 영구 자석의 N극이 배치되고 상기 제2 캐소드 전극에는 상기 영구 자석의 S극이 배치되어 상기 개구 주변에는 자기장이 형성된 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.The alignment layer forming apparatus of claim 2, wherein an N pole of the permanent magnet is disposed on the first cathode electrode, and an S pole of the permanent magnet is disposed on the second cathode electrode, and a magnetic field is formed around the opening. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 가스 및 상기 배향 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.2. The alignment film forming apparatus as claimed in claim 1, wherein the cleaning gas and the alignment gas are inert gases. 제4항에 있어서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.5. The alignment film forming apparatus as claimed in claim 4, wherein the inert gas is argon gas. 제1항에 있어서, 상기 배향막 형성 가스는 탄화수소 화합물인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.The alignment film forming apparatus according to claim 1, wherein the alignment film forming gas is a hydrocarbon compound. 제6항에 있어서, 상기 탄화수소 화합물은 CH4 가스, C2H2 가스 및 C6H6 가스로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.The apparatus of claim 6, wherein the hydrocarbon compound is any one selected from the group consisting of CH 4 gas, C 2 H 2 gas, and C 6 H 6 gas. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생 장치는 상기 기판에 대하여 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.2. The alignment film forming apparatus as claimed in claim 1, wherein the plasma generator is disposed inclined with respect to the substrate. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생 장치 및 상기 기판 사이에 개재되어 상기 플라즈마 발생 장치로부터 발생된 이온을 원자로 환원시키기 위해 상기 이온에 전자를 제공하는 중화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a neutralizer interposed between the plasma generator and the substrate to provide electrons to the ions to reduce ions generated from the plasma generator to atoms. . 제1항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는 상기 클리닝 가스, 상기 배향막 형성 가스 및 상기 배향 가스를 퍼지하는 퍼지 가스 공급 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 장치.2. The alignment film forming apparatus as claimed in claim 1, wherein the gas supply device further comprises a purge gas supply device for purging the cleaning gas, the alignment film forming gas, and the alignment gas. 애노드 전극 및 캐소드 전극을 통해 상기 기판의 표면을 플라즈마화 된 클리닝 가스로 세정하는 단계;Cleaning the surface of the substrate with a plasma cleaning gas through an anode electrode and a cathode electrode; 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극을 통해 플라즈마화 된 배향막 형성 가스를 상기 기판에 제공하여 클리닝된 상기 기판의 표면에 인-시튜로 배향막을 형성하는 단계; 및Providing an alignment film forming gas plasma-formed through the anode electrode and the cathode electrode to the substrate to form an alignment film in-situ on the surface of the cleaned substrate; And 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극을 통해 플라즈마화 된 배향 가스를 상기 배향막에 제공하여 상기 배향막에 인-시튜로 배향홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.And forming an alignment groove in-situ on the alignment layer by providing the alignment gas plasma-formed through the anode electrode and the cathode electrode to the alignment layer. 제11항에 있어서, 상기 캐소드의 개구 주변에는 자기장이 형성되는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.12. The method of claim 11, wherein a magnetic field is formed around the opening of the cathode. 제11 항에 있어서, 상기 클리닝 가스는 아르곤 가스이고, 상기 배향막 형성 가스는 탄화 수소 화합물 가스이고, 상기 배향 가스는 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.12. The method of claim 11, wherein the cleaning gas is an argon gas, the alignment film forming gas is a hydrocarbon compound gas, and the alignment gas is an argon gas. 제11항에 있어서, 상기 기판에 형성된 배향막은 다이아몬드 라이크 카 본(DLC) 박막인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.12. The method of claim 11, wherein the alignment film formed on the substrate is a diamond-like carbon (DLC) thin film. 제11항에 있어서, 상기 캐소드 전극을 통과한 플라즈마화 된 배향 가스를 중화시키기 위한 전자(electron)를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.12. The method of claim 11, further comprising providing an electron for neutralizing the plasmalized alignment gas that has passed through the cathode electrode.
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