KR100884995B1 - 액정표시장치의 공정라인 및 이를 이용한 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 셀 공정에서 공정 라인간의 균형성을 확보하여 시간 손실을 방지할 수 있는 액정표시장치의 공정라인 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로, 제 1 기판상에 제 2 기판과 전기적 연결을 위한 도트형 금속막을 형성하고 액정을 적하하는 제 1 공정 라인과, 상기 제 2 기판상에 씨일재를 도포하는 제 2 공정 라인과, 상기 제 1기판 및 제 2 기판을 합착하여 경화하는 제 3 공정 라인을 포함하여 구성되고, 이를 이용한 제조방법은, 제 2 기판상에 씨일을 도포하는 단계; 제 1 기판상에 은 도트를 형성하고, 액정을 적하하는 단계; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 종래의 액정 주입법을 적용한 액정 셀 공정을 설명하기 위한 순서도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인을 설명하기 위한 평면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인을 설명하기 위한 평면도
도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 도 3의 공정라인을 이용한 액정표시장치의 제조 공정 순서도
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인을 설명하기 위한 평면도.
도 6은 본 발명 제 3 실시예에 따른 도 5의 공정라인을 이용한 액정표시장치의 제조 공정 순서도
도 7은 본 발명에 따른 액정 적하 방법을 설명하기 위한 순서도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10a, 10b : 포트 20 : Ag 디스펜싱 장치
30 : 액정 디스펜싱 장치 40 : 씨일 디스펜싱 장치
50 : 진공 합착기 50a : 경화기
60, 70 : 배향 공정 장치 80 : 절단기
90 : 연마기 100 : 검사기
110 : 제 1 공정 라인 120 : 제 2 공정 라인
130 : 제 3 공정 라인 140 : 제 4 공정 라인
본 발명은 액정표시장치의 공정 라인 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 적하 방식을 적용한 액정표시장치의 공정라인 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 브라운관(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 액정표시장치가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 텔레비전 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
LCD는 서로 마주 보도록 결합되어 있는 두 기판과 그 사이에 주입되어 온도의 변화나 농도의 변화에 따라 상 전이를 발생하는 액정 물질로 이루어져 있다.
상기 액정은 액체의 유동성과 고체의 장거리 질서(Long Range Order) 성질을 가지는 액체와 고체의 중간 성질을 갖는 물질이다. 즉, 고체인 결정이 녹아서 액체가 되기 전에 고체결정이나 액체가 아닌 중간 상태로 되는 것을 말하며, 빛을 쪼이거나 전계 또는 자계를 부가시키면 광학적인 이방성 결정에 특유한 복굴절성을 나타내고, 어떠한 온도 범위내에서는 액체와 결정의 쌍방의 성질을 나타낸다.
이러한 LCD는 크게 어레이(Array) 공정, 칼라 필터(Color Filter) 공정, 액정 셀(Cell) 공정 및 모듈(Module) 공정을 거쳐 제조된다.
상기 어레이 공정은 증착(Deposition) 및 사진 석판술(Photolithography), 식각(Etching) 공정을 반복하여 제 1 기판(제 1 기판) 상에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT로 약칭) 어레이를 제작하는 공정이고, 칼라 필터 공정은 화소 영역을 제외한 부분에는 빛이 차광되도록 제 2 기판에 블랙 매트릭스(Black Matrix)을 형성하고, 염료나 안료를 사용하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 칼라 필터를 제작한 후, 공통전극용 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성하는 공정이다.
또한, 액정 셀 공정은 박막 트랜지스터 형성 공정이 완료된 제 1 기판과 칼라필터 공정이 완료된 제 2 기판 사이에 일정한 셀갭이 유지되도록 합착하여 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정을 주입하여 LCD 셀을 형성하는 공정이고, 상기 모듈 공정은 신호 처리를 위한 회로부를 제작하고, 박막 트랜지스터 액정표시장치의 패널과 신호처리회로부를 실장 기술을 통해 서로 연결한 후 기구물을 부착하여 모듈을 제작하는 공정이다.
여기서, 종래의 액정 셀 공정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복수 개의 제 1 기판이 적재된 카세트(Cassette;도시되지 않음)와 복수 개의 제 2 기판이 적재된 카세트(도시되지 않음)가 각각 로더(Loader;적재기)에 의해 각각의 포트(Port)에 안착된다.
여기서, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에는 복수개의 액정표시패널이 설계되어 있으며, 각 패널에 해당되는 상기 제 1 기판에는 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인(Gate Line)과 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인(Data Line)과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성되어 있다. 또한, 각 패널에 해당되는 상기 제 2 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 칼라 필터층 및 공통전극 등이 형성되어 있다.
다음, 상기 복수 개의 제 1 기판 및 복수 개의 제 2 기판을 각각 하나씩 선택하도록 프로그램(Program) 된 로봇 암(Robot Arm)을 이용하여 제 1 기판 및 제 2 기판을 선택한다.
이어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선택된 제 1 기판과 제 2 기판 상의 각 패널에 배향물질을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정(1S)을 각각 진행한다. 상기 배향 공정(1S)은 배향막 도포 전 세정, 배향막 인 쇄, 배향막 소성, 배향막 검사, 러빙 공정 순으로 진행된다.
다음, 배향 공정(1S) 후 갭(Gap) 공정이 진행된다. 상기 갭 공정은 제 1 기판 및 제 2 기판을 각각 세정(2S)한 다음, 제 1 기판에 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포(3S)하고, 제 2 기판의 각 패널 외곽부에 액정주입구를 갖도록 씨일(Seal)재를 도포(4S)한 후 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 압력을 가하여 합착한다(5S).
그리고, 상기 합착된 제 1 기판과 제 2 기판을 각 단위 패널별로 절단 및 가공한다(6S).
이후, 상기와 같이 가공된 각각의 단위 액정패널에 상기 액정주입구를 통해 액정을 주입한 후, 상기 액정주입구를 봉지한다(7S).
다음, 각 단위액정패널의 절단된 면을 연마하고, 외관 및 전기적 불량 검사(8S)를 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다.
여기서, 상기 액정주입공정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 액정 물질을 주입할 때에는, 먼저 액정 물질을 용기에 담은 다음, 챔버(Chamber) 속에 용기를 집어넣고 챔버 안의 압력을 진공상태로 유지함으로써 액정 물질 속이나 용기 안벽에 붙어 있는 수분을 제거하고 기포를 탈포한다.
이어, 챔버 안의 압력을 진공 상태로 유지한 채로 빈 액정 셀의 액정 주입구를 액정 물질에 담그거나 접촉시킨 다음, 챔버 안의 압력을 진공 상태로부터 대기압 상태까지 높이면, 빈 액정 셀 안의 압력과 챔버의 압력 차이에 의하여 액정 주입구를 통하여 액정 물질이 주입된다.
그러나, 이러한 종래의 액정 주입 방법에 의한 액정표시장치의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다.
둘째, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.
셋째, 상기와 같이 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되므로 여러개의 액정 주입 장비가 요구되어 많은 공간을 요구하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 공정 시간을 단축시키고 대면적의 액정표시장치에 유리한 액정 적하 방식의 액정표시장치를 제조하기 위한 공정 라인 및 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치 공정 라인은, 제 1 기판상에 제 2 기판과 전기적 연결을 위한 도트형 금속막을 형성하고 액정을 적하하는 제 1 공정 라인과, 상기 제 2 기판상에 씨일재를 도포하는 제 2 공정 라인과, 상기 제 1기판 및 제 2 기판을 합착하여 경화하는 제 3 공정 라인을 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제 1 공정 라인은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 증착하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치와, 상기 러빙된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 금속도트를 형성하는 금속 디스펜싱 장치와, 제 1 기판에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱 장치를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
상기 금속 디스펜싱 장치는 은(Ag) 도트를 디스펜싱하는 은 도트 디스펜싱 장치임이 바람직하다.
상기 제 1 공정 라인은, 제 1 기판을 로딩하는 제 1 로더와, 상기 제 1 로더로부터 로딩된 제 1 기판을 세정하여 상기 제 1 배향 공정 장치로 반송하는 제 1 세정기와, 상기 제 1 배향 공정 장치에서 배향된 제 1 기판을 세정하여 상기 액정 디스펜싱 장치에 반송하는 제 2 세정기를 더 구비함이 바람직하다.
상기 제 2 공정 라인은, 상기 제 2 기판을 수납하여 상기 제 2 기판에 배향막을 도포하여 러빙하는 제 2 배향 공정 장치와, 상기 제 2 배향 공정 장치에서 러빙된 상기 제 2 기판상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(Seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱장치를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
상기 제 2 공정 라인은, 상기 제 2 기판을 로딩하는 제 2 로더와, 상기 제 2 로더에 의해 로딩된 제 2 기판을 각각 세정하여 상기 제 2 배향 공정 장치에 반송하는 제 3 세정기와, 상기 제 2 배향 공정 장치에서 러빙된 제 2 기판을 세정하여 상기 씨일 디스펜싱 장치에 반송하는 제 4 세정기와, 상기 씨일 디스펜싱 장치에서 씨일재가 적하된 제 2 기판을 세정하는 USC 세정기와, 상기 USC 세정기에서 세정된 제 2 기판을 씨일재가 형성된 부분이 하 방향으로 향하도록 반전시키는 반전기를 더 구비함이 바람직하다.
상기 제 3 공정 라인은, 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 진공 합착기와, 상기 합착된 기판의 씨일재를 경화시키는 경화기를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
상기 제 3 공정 라인에서 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하여 연마 및 검사하는 제 4 공정 라인을 더 포함함이 바람직하다.
상기 제 4 공정 라인은, 상기 제 3 공정 라인에서 합착된 두 기판을 로딩하는 로더와, 상기 로더에 의해 로딩되는 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하는 절단기와, 상기 절단기에서 절단된 각 패널의 절단된 모서리 부분 및 쇼팅바 등을 연마 가공하는 연마기와, 상기 연마기에서 연마된 각 패널을 정품/불량 등 최종적으로 검사하는 검사기를 구비하여 구성됨이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 공정라인은, 제 1 기판상에 도트형 금속막을 형성함과 동시에 액정을 적하하는 제 1 공정 라인과, 상기 제 2 기판상에 씨일재를 도포하는 제 2 공정 라인과, 상기 제 1기판 및 제 2 기판을 합착하여 경화하는 제 3 공정 라인을 포함하여 구성됨에 또 다른 특징이 있다.
여기서, 상기 제 1 공정 라인은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 형성하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치와, 상기 러빙된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 금속도트를 형성하고, 액정을 적하하는 금속 및 액정 디스펜싱 장치를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 제조방법은, 제 2 기판상에 씨일을 도포하는 단계; 제 1 기판상에 금속 도트, 예를 들면, 은 도트를 형성하고, 액정을 적하하는 단계; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제 1 기판은 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 구비한 박막트랜지스터 어레이가 형성된 기판임이 바람직하다.
상기 제 2 기판은, 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 사이에 형성되어 적, 녹, 청의 삼원색을 나타내는 칼라 필터층을 구비한 칼러필터 어레이가 형성된 기판임이 바람직하다.
상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 씨일재 및 은 도트를 형성하기 전에 상기 제 1, 제 2 기판에 각각 배향막을 형성하고 러빙하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
상기 배향막 형성 및 러빙 단계 전, 후에 각각 제 1, 제 2 기판을 세정하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
상기 합착 공정 후, 상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 복수 개의 단위 패널로 절단하는 단계; 상기 단위 패널을 연마, 가공하는 단계; 및 상기 단위 패널을 검사하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인을 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 도 3의 공정라인을 이용한 액정표시장치의 제조 공정 순서도이다.
먼저, 제 1 기판 및 제 2 기판이 제공된다. 상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 각각 복수개의 단위 패널들이 설계되어 각 패널에, 전술한 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이(TFT-Array) 공정 및 칼라필터(Color Filter) 공정이 수행된 기판으로, 복수의 제 1, 제 2 기판이 카세트에 적재되어 액정 셀 공정으로 로딩된다.
즉, 상기 제 1 기판의 각 단위 패널 영역에는, 어레이 공정에 의해 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들 등이 구비된다.
그리고, 상기 제 2 기판의 각 단위 패널 영역에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 칼라 필터층 및 공통전극 등이 구비된다.
이러한 어레이 공정 및 칼라필터 공정이 진행된 복수의 제 1 기판 및 제 2 기판을 각각 적재하는 카세트는 액정 셀 공정으로의 진입 시, 먼저 제 1 공정 라인 및 제 2 공정 라인의 시작 포트(Port)상에 놓여진다.
도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 공정라인 및 이를 이용한 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
제 1 기판에 배향막을 형성하고 러빙한 후 액정을 적하하는 제 1 공정 라인(110)과, 제 2 기판에 배향막을 형성하고 러빙한 후 은(Ag)를 도팅하고 씨일재를 인쇄하는 제 2 공정 라인(120)과, 상기 제 1, 제 2 두 기판을 합착하여 씨일재를 경화시키는 제 3 공정 라인(130)과, 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하여 연마 및 검사하는 제 4 공정 라인(140)으로 구분할 수 있다.
상기 제 1 공정 라인(110)은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 형성하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치(60)와 상기 러빙된 제 1 기판에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱(LC Dispensing) 장치(40)를 포함하여 이루어진다. 그밖에 도면에는 도시되지 않았지만, 제 1 공정 라인(110)은, 제 1 기판을 로딩하는 제 1 로더와, 상기 제 1 로더로부터 로딩된 제 1 기판을 세정하여 상기 제 1 배향 공정 장치(60)로 반송하는 제 1 세정기와, 상기 제 1 배향 공정 장치(60)에서 배향된 제 1 기판을 세정하여 상기 액정 디스펜싱 장치(40)에 반송하는 제 2 세정기를 더 구비한다.
그리고, 상기 제 2 공정 라인(120)은 상기 제 2 기판을 수납하여 상기 제 2 기판에 배향막을 도포하여 러빙하는 제 2 배향 공정 장치(70)와, 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에서 러빙된 제 2 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 형성하는 은(Ag) 디스펜싱(Dispensing) 장치(20)와, 상기 제 2 기판상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(Seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱(Seal Dispensing) 장치(30)를 포함하여 이루어진다. 그 밖에도 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 2 공정 라인(120)은, 상기 제 2 기판을 로딩하는 제 2 로더와, 상기 제 2 로더에 의해 로딩된 제 2 기판을 각각 세정하여 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에 반송하는 제 3 세정기와, 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에서 러빙된 제 2 기판을 세정하여 상기 은 도트 디스펜싱장치(20)에 반송하는 제 4 세정기와, 상기 씨일 디스펜싱 장치(30)에서 씨일재가 적하된 제 2 기판을 세정하는 USC 세정기와, 상기 USC 세정기에서 세정된 제 2 기판을 씨일재가 형성된 부분이 하 방향으로 향하도록 반전시키는 반전기를 더 구비하여 구성된다.
상기 제 3 공정 라인(130)은 상기 두 기판을 합착하는 진공 합착기(50)와 상기 합착된 기판의 씨일재를 경화시키는 경화기(50a)를 포함하여 구성된다.
상기 제 4 공정 라인(140)은, 상기 제 3 공정 라인(130)에서 합착된 두 기판을 로딩하는 로더(도면에는 도시되지 않음)와, 상기 로더에 의해 로딩되는 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하는 절단기(80)와, 상기 절단기(80)에서 절단된 각 패널의 절단된 모서리 부분 및 쇼팅바 등을 연마 가공하는 연마기(90)와, 상기 연마기(90)에서 연마된 각 패널을 정품/불량 등 최종적으로 검사하는 검사기(100)를 구비하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명 제 1 실시예의 공정라인을 이용하여 액정표시장치 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 복수개의 제 1 기판이 적재된 카세트(Cassette;도시되지 않음)와 복수 개의 제 2 기판이 적재된 카세트(도시되지 않음)가 각각 로더(Loader;적재기)에 의 해 각각의 포트(Port)(10a, 10b)에 안착된다.
다음, 상기 복수개의 제 1 기판과 복수개의 제 2 기판을 각각 하나씩 선택하도록 프로그램(Program) 된 로봇 암(Robot Arm)을 이용하여 제 1 기판 및 제 2 기판을 선택한다. 이어, 상기 선택된 제 1 기판과 제 2 기판 상에 배향물질을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정을 각각 진행한 다음, 제 1, 제 2 기판을 각각 세정한다.
이어, 상기 세정된 제 2 기판을 은(Ag) 디스펜싱(Dispensing) 장치(20)에 로딩(Loading)하여 공통 전압 공급 라인에 은(Ag) 도트(Dot)를 형성한 다음, 상기 제 2 기판을 씨일(Seal) 디스펜싱(Dispensing) 장치(30)에 로딩하여 각 패널 영역의 주변부에 씨일재를 도포한다. 이때, 씨일재는 광 및 열 경화성 수지를 이용하고 액정주입구를 만들 필요가 없다.
한편, 상기 제 1 기판을 액정 디스펜싱(LC Dispensing) 장치(40)에 로딩하여 각 패널의 액티브 어레이(Active Array) 영역상에 액정을 적하한다.
여기서, 상기 제 2 기판 상에 씨일재 도포 공정과 제 1 기판 상에 액정적하공정을 나누어 진행하는 이유는, 만약, 제 1 기판 상에 씨일재 도포 공정이 액정이 적하되는 제 1 기판상에서 진행되면, 이후 진행되는 진공 합착 공정 전, 입자(Particle) 제거를 위해 진행하는 세정 장비(Ultra Sonic Cleaner;USC)에서 상기 씨일재가 도포된 제 1 기판을 세정을 할 수 없어 입자를 제거하지 못해, 합착 공정시 씨일재 접촉 불량 발생을 야기할 수 있으므로, 상기 씨일재 도포 공정과 액정 적하 공정을 각각 나누어 진행한다. 여기서, 상기 은 도트 형성 공정을 상기 씨 일재 도포 공정과 동일한 공정 라인에서 진행하면 상기 세정 장비(USC)에 의한 입자 제거를 동시에 수행할 수 있다.
이때, 상기 액정의 적하 공정을 간략히 살펴보면 다음과 같이 진행된다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 적하 공정 순서도이다.
먼저, 액정 시린지(LC Syringe)가 조립 및 셋팅 되기 전의 시린지 내에 액정을 넣고, 이를 진공하에서 액정을 탈포시킨 후(100S), 액정 시린지를 조립 및 셋팅하여(110S) 액정 디스펜싱 장치(40) 내에 구비되는 다수의 헤드에 각각 장착(120S)한다. 그런 다음, 제 1 기판이 액정 디스펜싱 장치(40)에 로딩(130S)되면, 상기 액정 시린지를 이용하여 액정을 적하한다. 상기 액정 적하는 프레임 형상의 씨일재가 도포된 안쪽(화소 영역)에 일정한 피치(Pitch)로 제 1 기판 상에 소정의 액정을 균일하게 도팅한다.
이때, 액정 디스펜싱 장치(40)는 챔버와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 챔버 분위기를 일정 온도하에서 액정과 반응을 하지 않는 불활성 기체를 주입할 수 있는 가스 라인이 연결되어 있어, 제 1 기판이 액정 디스펜싱 장치(40)내로 진입하면 밀폐된 불활성 기체 분위기 하에서 액정을 적하(140S)하게 된다. 따라서, 외부 환경 노출로 인한 온도 및 외부 오염(산소, 공기) 등 외부 환경의 영향을 받지 않아 수율을 상당히 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 공정이 진행된 각각의 제 1 기판과 제 2 기판은 진공 합착기(50)에 로딩되어 상기 적하된 액정이 균일하게 각 패널에 채워지도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한 다음, 상기 경화기(50a)에서 씨일재를 경화시킨다.
이어, 상기 절단기(80)에서 합착된 제 1 기판과 제 2 기판을 각 패널 별로 절단하고, 상기 연마기(90)에서 절단된 각 패널을 연마 가공하고 상기 검사기(100)에서 최종 검사하여 액정표시장치를 완성한다.
또한, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 액정표시장치의 공정 라인 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
제 2 실시예는 제 1 공정 라인(110)에서 은(Ag)을 도팅하고 액정을 적하하는 것이다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 공정 라인(110)은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 형성하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치(60)와, 상기 러빙된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 형성하는 은(Ag) 디스펜싱(Dispensing) 장치(20)와, 제 1 기판에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱(LC Dispensing) 장치(40)를 포함하여 이루어진다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 1 공정 라인(110)은, 제 1 기판을 로딩하는 제 1 로더와, 상기 제 1 로더로부터 로딩된 제 1 기판을 세정하여 상기 제 1 배향 공정 장치(60)로 반송하는 제 1 세정기와, 상기 제 1 배향 공정 장치(60)에서 배향된 제 1 기판을 세정하여 상기 은(Ag) 디스펜싱 장치(20)에 반송하는 제 2 세정기를 더 구비한다.
그리고, 상기 제 2 공정 라인(120)은 상기 제 2 기판을 수납하여 상기 제 2 기판에 배향막을 도포하여 러빙하는 제 2 배향 공정 장치(70)와, 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에서 러빙된 상기 제 2 기판상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(Seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱(Seal Dispensing) 장치(30)를 포함하여 이루어진다. 그 밖에도 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 2 공정 라인(120)은, 상기 제 2 기판을 로딩하는 제 2 로더와, 상기 제 2 로더에 의해 로딩된 제 2 기판을 각각 세정하여 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에 반송하는 제 3 세정기와, 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에서 러빙된 제 2 기판을 세정하여 상기 씨일 디스펜싱장치(40)에 반송하는 제 4 세정기와, 상기 씨일 디스펜싱 장치(30)에서 씨일재가 적하된 제 2 기판을 세정하는 USC 세정기와, 상기 USC 세정기에서 세정된 제 2 기판을 씨일재가 형성된 부분이 하 방향으로 향하도록 반전시키는 반전기를 더 구비하여 구성된다.
그 밖의 구성은 본 발명 제 1 실시예와 같다.
이와 같이 구성된 본 발명 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 다음과 같다.
상기 제 1 기판과 제 2 기판이 이와 같은 제 1, 제 2 공정라인에 각각 제공되면, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 배향 물질을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정이 진행된다. 상기 배향 공정은 배향막 도포 전 세정(20S), 배향막 인쇄(21S), 배향막 소성(22S), 배향막 검사(23S), 러빙(24S) 공정 순으로 구성된다.
다음, 배향 공정이 수행된 제 1 기판과 제 2 기판을 세정(25S)한 다음, 상기 각각의 제 1 기판 및 제 2 기판을 은 디스펜싱 장치(20)와 씨일 디스펜싱 장치(30)에 로딩된다.
이에 의해, 제 1 기판 상에는 상기 제 2 기판상의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag)을 도트 형상으로 도포(27S)하고, 제 2 기판 상에는 각 패널 영역의 주변부에 액정 주입구가 없는 씨일재를 도포한다(28S). 이때, 씨일재는 광 또는 열 경화성 수지가 이용된다.
다음, 은 도트가 형성된 제 1 기판을 액정 디스펜싱 장치(40)로 로딩하여 상기 제 2 기판 상의 씨일재 안쪽의 대응 영역에 액정을 적하(29S)하는 공정을 실시한다. 이때, 상기 씨일 디스펜싱 장치에서 씨일재 도포 공정이 계속 수행되고 있다. 이는 상기 씨일재 도포 공정이 상기 은 도트 형성 공정 보다 시간이 많이 소요되므로, 액정 적하 공정이 완료될 무렵에 상기 씨일재 도포 공정도 완료된다. 이때, 상기 씨일재 도포 공정과 액정 적하 공정이 동일한 시간에 동시에 완료될 필요는 없다.
다음 공정은 상술한 본 발명 제 1 실시예와 같다.
즉, 상기와 같은 공정이 진행된 각각의 제 1 기판과 제 2 기판은 진공 합착기(50)에 로딩되어 상기 적하된 액정이 균일하게 각 패널에 채워지도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한 다음, 상기 씨일재를 경화시킨다(30S).
여기서, 상기 합착 공정을 살펴보면 다음과 같이 진행된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제 1 기판을 수평방향으로 이동 가능한 진공 용기 내의 테이블상에 탑재하고, 상기 제 1 기판의 하부 표면 전면을 제 1 흡착기구로 진공 흡착하여 고정시킨다. 다음, 제 2 기판의 하부 표면 전면을 제 2 흡착기구로 진공 흡착하여 고정하고, 진공 합착기(50)를 닫아 진공시킨다. 그리고, 상기 제 2 흡착기구를 수직방향으로 하강시켜 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 간격을 소정 간격으로 두고, 상기 제 1 기판을 탑재한 상기 테이블을 수평 방향으로 이동시켜 제 1 기판과 제 2 기판을 위치 맞춤 한다.
그런 다음, 상기 제 2 흡착기구를 수직방향으로 하강시켜 제 2 기판을 상기 씨일재를 통해 제 1 기판에 접합하고, 상기 적하된 액정이 제 1 기판 및 제 2 기판에 소정 두께로 충진되도록 가압하여 액정 원판을 형성한다.
이어, 상기 진공 합착기(50)로부터 상기 액정 원판을 꺼내어 상기 씨일재에 자외선 조사하여 상기 씨일재를 경화시켜 액정표시장치를 완성한다.
다음, 상기 액정 원판을 각 패널 별로 절단(31S)하고, 절단된 각 패널을 연마 가공하고 최종 검사(32S)하여 액정 셀 공정을 완료한다.
상기 검사(32S)는 액정 배향 상태를 검사하는 외관 검사 및 A/P(Auto/Probe) 검사를 진행하는 공정으로 얼룩불량 및 전기적 점등 상태, 예를 들면 바둑판 얼룩, 검정 얼룩, 칼라필터 돌기, 사선얼룩, 러빙줄무늬, 핀 홀(Pin Hole), 게이트 라인 및 데이터 라인의 단선 또는 합선 등을 검사한다. 상기 얼룩 불량은 육안 혹은 CCD 등의 고체 촬상 소자에 의한 자동 검출이 가능하다.
다음, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 공정 라인 및 이를 이용한 제조방법을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3 및 도 4와 동일한 장치 또는 공정은 도 3 및 도 4의 도면 부호와 동일하다.
본 발명 제 3 실시예는 은(Ag) 도트 형성 공정과 액정 적하 공정을 동일 디스펜싱 장치에서 진행한 것이다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 공정 라인(110)은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 형성하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치(60)와, 상기 러빙된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 형성함과 함께 제 1 기판에 액정을 적하하는 은(Ag) 및 액정 디스펜싱(LC Dispensing) 장치(150)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제 2 공정 라인(120)은 상기 제 2 기판을 수납하여 상기 제 2 기판에 배향막을 도포하여 러빙하는 제 2 배향 공정 장치(70)와, 상기 제 2 배향 공정 장치(70)에서 러빙된 상기 제 2 기판상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(Seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱(Seal Dispensing) 장치(30)를 포함하여 이루어진다.
그 밖의 구성은 본 발명 제 2 실시예와 같다.
이와 같이 구성된 본 발명 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 다음과 같다.
상기 제 1 기판과 제 2 기판이 상기 제 1, 제 2 공정라인(110, 120)에 각각 제공되면, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 배향 물질을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정이 진행된다. 상기 배향 공정은 배향막 도포 전 세정(20S), 배향막 인쇄(21S), 배향막 소성(22S), 배향막 검사(23S), 러빙(24S) 공정 순으로 구성된다.
다음, 배향 공정이 수행된 제 1 기판과 제 2 기판을 세정(25S)한 다음, 상기 각각의 제 1 기판 및 제 2 기판을 Ag 및 액정 디스펜싱 장치(150)와 씨일 디스펜싱 장치(30)에 로딩한다.
이에 의해, 제 2 기판 상에는 각 단위기판 영역의 주변부에 액정주입구가 없는 씨일재가 도포된다(28S). 이때, 상기 씨일재는 광 또는 열 경화성 수지가 이용된다.
그리고, 제 1 기판 상에는 상기 제 2 기판상의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag)이 도트 형상으로 도포되고, 또한 상기 씨일재 안쪽의 대응 영역에 액정을 적하하는 공정이 동시에 진행된다(33S). 이는 도면에는 도시하지 않았지만, 은(Ag) 및 액정 디스펜싱 장치(150) 내에 적어도 하나 이상의 액정적하장치와, 상기 은을 도포하는 도포장치가 함께 구비되어 동일 장비내에서 차례로 진행되도록 한다.
다음, 상기와 같은 공정이 진행된 각각의 제 1 기판과 제 2 기판은 진공 합기(50)에 로딩되어 상기 적하된 액정이 균일하게 각 단위패널 영역에 채워지도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한 다음, 상기 씨일재를 경화시킨다(28S).
다음, 상기 액정 원판을 각 패널 별로 절단(31S)하고, 절단된 각 패널을 연마 가공하고 최종 검사(32S)하여 액정 셀 공정을 완료한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 본 발명의 액정표시장치의 공정라인 및 이를 이용한 제조방법에 의하 면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판상에 액정 적하 공정 및 씨일재 도포 공정을 분별하여 진행함으로써, 공정 라인간의 시간 차이를 억제하여 공정 라인간의 안정된 균일성(Balance)을 확보할 수 있다.
둘째, 액정표시장치를 제조하는 공정라인에 있어서, 은 디스펜싱 장치를 액정 디스펜싱 장치와 동일 라인에 배치하고, 씨일 디스펜싱 장치와 분별하여 액정표시장치를 제조함으로써, 공정 라인간의 시간 차이를 억제하여 공정 라인간의 안정된 균일성(Balance)을 더욱 확보할 수 있다.
셋째, 액정표시장치를 제조하는 공정라인에 있어서, 은 도트 형성 공정과 액정적하 공정을 동일 장치내에서 형성하고, 또한 씨일 디스펜싱 장치와 분별하여 액정표시장치를 제조함으로써, 공정 라인간의 시간 차이를 억제하여 공정 라인간의 안정된 균일성(Balance)을 더욱 확보할 수 있다.
넷째, 액정 디스펜싱 장치를 챔버화하고 불활성 분위기하에서 액정을 적하함으로써, 외부 환경 노출로 인한 온도 및 외부 오염(산소, 공기) 등 외부 환경의 영향을 방지할 수 있다.
따라서, 액정 셀 공정을 효과적으로 수행하여 생산성의 극대화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
Claims (24)
- 제 1 기판상에 제 2 기판과 전기적 연결을 위한 도트형 금속막을 형성하고 액정을 적하하는 제 1 공정 라인과,상기 제 2 기판상에 씨일재를 도포하는 제 2 공정 라인과,상기 제 1기판 및 제 2 기판을 합착하여 경화하는 제 3 공정 라인을 포함하고,상기 제 1 공정 라인은, 제 1 기판을 로딩하는 제 1 로더와, 상기 제 1 로더를 통해 공급된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 디스펜싱하여 형성하는 은 디스펜싱 장치와, 상기 은 도트가 형성된 제 1 기판 상에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱 장치를 구비하며,상기 제 2 공정 라인은, 상기 제 2 기판을 로딩하는 제 2 로더와, 상기 제 2 로더를 통해 공급되는 상기 제 2 기판 상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱 장치를 구비하고,상기 제 3 공정 라인은, 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 진공 합착기와, 상기 합착된 기판의 씨일재를 경화시키는 경화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 공정 라인은, 상기와 같은 제 1 기판을 수납하여 상기 제 1 기판 상에 배향막을 형성하고 상기 배향막을 러빙하는 제 1 배향 공정 장치를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 공정 라인은, 상기 제 1 로더로부터 로딩된 제 1 기판을 세정하여 상기 제 1 배향 공정 장치로 반송하는 제 1 세정기와, 상기 제 1 배향 공정 장치에서 배향된 제 1 기판을 세정하여 상기 액정 디스펜싱 장치에 반송하는 제 2 세정기를 더 구비함을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 공정 라인은, 상기 제 2 기판을 수납하여 상기 제 2 기판에 배향막을 도포하여 러빙하는 제 2 배향 공정 장치를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 공정 라인은,상기 제 2 로더에 의해 로딩된 제 2 기판을 각각 세정하여 상기 제 2 배향 공정 장치에 반송하는 제 3 세정기와,상기 제 2 배향 공정 장치에서 러빙된 제 2 기판을 세정하여 상기 씨일 디스펜싱 장치에 반송하는 제 4 세정기와,상기 씨일 디스펜싱 장치에서 씨일재가 적하된 제 2 기판을 세정하는 USC 세정기와,상기 USC 세정기에서 세정된 제 2 기판을 씨일재가 형성된 부분이 하 방향으로 향하도록 반전시키는 반전기를 더 구비함을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 공정 라인에서 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하여 연마 및 검사하는 제 4 공정 라인을 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 4 공정 라인은,상기 제 3 공정 라인에서 합착된 두 기판을 로딩하는 로더와,상기 로더에 의해 로딩되는 합착된 두 기판을 각 패널 단위로 절단하는 절단기와,상기 절단기에서 절단된 각 패널의 절단된 모서리 부분 및 쇼팅바를 연마 가공하는 연마기와,상기 연마기에서 연마된 각 패널을 정품 및 불량 여부를 최종적으로 검사하는 검사기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 기판을 제 1 공정 라인에 투입하고, 제 2 기판을 제 2 공정 라인에 투입하는 단계;상기 제 2 공정 라인에서 제 2 기판상에 씨일을 도포하는 단계;상기 제 1 공정 라인에서 제 1 기판상에 은 도트를 형성하고, 액정을 적하하는 단계;상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 제 3 공정 라인에 투입하는 단계;상기 제 3 공정 라인에서 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계;상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 복수 개의 단위 패널로 절단하는 단계;상기 단위 패널을 연마, 가공하는 단계; 및상기 단위 패널을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 기판은 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 구비한 박막트랜지스터 어레이가 형성된 기판임을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 2 기판은, 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 사이에 형성되어 적, 녹, 청의 삼원색을 나타내는 칼라 필터층을 구비한 칼라필터 어레이가 형성된 기판임을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 씨일재 및 은 도트를 형성하기 전에 상기 제 1, 제 2 기판에 각각 배향막을 형성하고 러빙하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 15항에 있어서,상기 배향막 형성 및 러빙 단계 전 및 후에 각각 제 1, 제 2 기판을 세정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 삭제
- 제 1 기판상에 액정을 적하하는 제 1 공정 라인과,제 2 기판상에 제 1 기판과 전기적 연결을 위한 은 도트를 형성하고 씨일재를 도포하는 제 2 공정 라인과,상기 제 1기판 및 제 2 기판을 합착하여 경화하는 제 3 공정 라인을 포함하여 구성되고,상기 제 1 공정 라인은, 제 1 기판을 로딩하는 제 1 로더와, 상기 제 1 로더를 통해 공급된 제 1 기판에 제 2 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 디스펜싱하여 형성하는 은 디스펜싱 장치와, 상기 은 도트가 형성된 제 1 기판 상에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱 장치를 구비하며,상기 제 2 공정 라인은, 상기 제 2 기판을 로딩하는 제 2 로더와, 상기 제 2 로더를 통해 공급되는 상기 제 2 기판 상의 각 단위 패널의 외주부에 씨일(seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱 장치를 구비하고,상기 제 3 공정 라인은, 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 진공 합착기와, 상기 합착된 기판의 씨일재를 경화시키는 경화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 공정 라인.
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- 제 1 기판을 제 1 공정 라인에 투입하고, 제 2 기판을 제 2 공정 라인에 투입하는 단계;상기 제 2 공정 라인에서 제 2 기판상에 은 도트를 형성하고, 씨일을 도포하는 단계;상기 제 1 공정 라인에서 제 1 기판상에 액정을 적하하는 단계;상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 제 3 공정 라인에 투입하는 단계;상기 제 3 공정 라인에서 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계상기 합착된 제 1, 제 2 기판을 복수 개의 단위 패널로 절단하는 단계;상기 단위 패널을 연마, 가공하는 단계; 및상기 단위 패널을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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