KR100609055B1

KR100609055B1 - Ｌｃｄ기판의 노광 장치

Info

Publication number: KR100609055B1
Application number: KR1020030044500A
Authority: KR
Inventors: 정성욱; 서봉성; 유기천; 이원제
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2006-08-09
Also published as: KR20050004351A

Abstract

본 발명은, LCD 기판 상에 자외선에 의해 노광 되는 실란트에 의해 형성된 실 라인을 노광시키기 위한 노광장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노광장치는, UV 램프와; UV 램프에 의해 형성된 자외선 광을 통과시켜 LCD기판에 투사 되도록 하는 적어도 하나의 투과슬릿을 가지고 LCD기판 면을 따라 이동하는 램프하우징과; 투과슬릿에 각각 대응하여 각각의 투과슬릿의 적어도 일부 구간을 차단 및 개방하도록 독립구동되는 적어도 하나 이상의 셔터; 및 램프하우징이 기판 면을 따라 이동할 때 실라인에 대응하는 투과슬릿을 개방하도록 셔터를 구동시키는 셔터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 마스크 없이 실 라인을 노광할 수 있게 됨으로써, 마스크 제작 공정이 생략된 간단한 공정을 제공 받을 수 있게 되고, 생산성 향상 및 품질 향상의 효과를 제공한다.

Description

ＬＣＤ기판의 노광 장치{UV Exposure apparatus of LCD substrate}

도 1은 종래 액정표시장치의 제조 공정 흐름도이고,

도 2는 본 발명의 노광 장치의 사시도이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'에 따른 단면도이고,

도 4는 투과슬릿의 개폐를 위한 셔터의 동작도이고,

도 5는 단위 투과슬릿의 확대도이고,

도 6은 본 발명에 따른 노광장치의 제어 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 램프하우징 2 : 하우징 구동부

10 : 제 1기판 20 : 제 2기판

30 : 가로 방향1번 실 라인 31 : 세로 방향1번 실 라인

32 : 세로 방향2번 실 라인 33 : 가로 방향2번 실 라인

40 : UV 광 50 : 차광 마스크

60 : 반사판 70 : UV 램프

80 : 집광렌즈 90 : 투과슬릿

91 : 슬릿부재 100 : 셔터

105 : 회전축 110 : 구동부

120 : 제어부 130 : 데이터 메모리

본 발명은, LCD 기판의 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 마스크를 사용하지 않고 실 라인(seal line)을 노광하는 LCD 기판의 노광장치에 관한 것이다.

일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display) 제작 공정은, 배향막 및 러빙(Rubbing)공정과 기판 어셈블리(Assembly) 공정과 액정 주입의 공정을 수행하여, 완성된 LCD를 제조한다.

그러나, 종래의 LCD공정을 통해서는 기판과 기판 사이의 간격을 줄여 반응이 빠른 제품을 제조하기 어렵다. 또한, 큰 사이즈의 LCD를 제조하는데 있어 액정 주입 공정을 진공 분위기 하에서 수행하는데 어려움이 있다. 이러한 문제점들을 해결하는 공정이 최근에 많이 행해지고 있는 ODF(one drop filling) 공정이다.

ODF공정은, 제 1기판과 제 2기판 사이에 UV 실란트(Ultra Violet sealant)를 마련하고, 상기 UV 실란트에 UV광을 조사하여 경화시키는 것에 의해 제1기판과 제2기판을 합착시키는 노광 공정을 포함하고 있다.

이러한 종래의 노광 공정에 있어서는 UV광을 조사할 때 액티브(Active) 영역에 UV가 조사되지 않도록 마스크를 적용하고 있는 것이 일반적이다.

도 1은 종래 기술에 따른 ODF 공정이다. 이 도면에서 도시 된 바와 같이, 종 래의 공정은 제1기판(10)과 제2기판(20) 준비 및 제1기판에 실 라인 그리기(S1), 진공 챔버(Chamber)에서 액정 액 강하(S2), 제1기판(10)과 제2기판(20) 합착(S3), 커팅(cutting)(S4)의 공정으로 진행된다. 제1기판과 제2기판 준비 및 실 라인 그리기 공정(S1)에서는 스페이서(spacer)를 마련하여 제1 기판(10)과 제2기판(20)의 간격을 조정하는 공정이 포함된다.

액정 강하 공정(S2)에서는 진공 챔버 안에서 액정이 흐르지 않도록 실 라인 안에 LC액을 넣는다.

기판 합착(S3)에서는 제1기판(10)과 제2기판(20)을 합착하기 위해 배향막과 액정 부분에 마스크를 씌워 상기 배향막과 액정 부분을 UV광으로부터 차광하도록 한 후, UV광을 조사하여 UV 실란트를 경화시킴으로써, 제1기판(10)과 제2기판(20)을 합착한다.

커팅 공정(S4)에는 UV광 차단 마스크를 벗기고, 액정이 들어 있는 실 라인 주변밖에 불필요한 기판을 컷팅 한다.

그러나, 이러한 종래의 UV 실란트를 사용한 노광 장치는 마스크를 쿼츠(Quartz)나 유리기판 위에 LCD의 액티브 영역부분을 UV가 투과하지 않는 물질, 대표적으로 금속 등으로 패터닝하여 사용하고 있다.

그리고 점점 LCD가 대형화되고 있는 추세에 마스크를 대형화된 쿼츠로 제작은 불가능해지고, 유리 마스크를 사용하는 경우에는 작업성 및 공정성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 300nm이하의 UV는 배향막과 액정을 변형을 일으켜, 얼룩 또는 구동시 에 표시 품질을 저하시키는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공정의 단순화와 품질 좋은 LCD를 생산할 수 있는 노광 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, LCD 기판 상에 자외선에 의해 노광되며 실란트에 의해 형성된 실 라인을 노광시키기 위한 노광장치에 있어서, UV 램프와; UV 램프에 의해 형성된 자외선 광을 통과시켜 LCD기판에 투사 되도록 하는 적어도 하나의 투과슬릿을 가지고 LCD기판 면을 따라 이동하는 램프하우징과; 투과슬릿에 각각 대응하여 각각의 투과슬릿의 적어도 일부 구간을 차단 및 개방하도록 독립구동되는 적어도 하나 이상의 셔터; 및 램프하우징이 상기 기판 면을 따라 이동할 때 상기 실라인에 대응하는 상기 투과슬릿을 개방하도록 셔터를 구동시키는 셔터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 투과슬릿은 상기 램프하우징이 이동되는 방향의 가로 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투과 슬릿은 0.5mm 내지 2.0mm의 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 ODF 공정상에서 행하여지는 것을 예로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 노광 장치의 사시도 및 단면도에 관한 도면 이다. 도 2의 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노광 장치는 UV 광을 발광하는 UV 램프(70)와 LCD 기판 면을 따라 이동하는 램프하우징(1)과 UV 광을 투과하는 투과슬릿(90)과 투과슬릿(90)의 개폐를 결정하는 셔터(100)와 하우징 구동부와 셔터 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다. 하우징 구동부과 제어부는 종래에 쓰이는 장비이므로 미도시하였다.

UV 램프(70)는 UV 실란트를 경화시키기 위해 UV 광을 발광하는 램프이다.

램프하우징(1)은 UV 광을 모아주는 반사판(60)과, UV 광을 집광해 주는 집광렌즈(80)와, UV 광을 투과하는 투과슬릿(90)을 포함한다.

여기서, 반사판(60)과 집광렌즈(80)는 UV 램프(70)에서 발광하는 UV 광의 세기가 약하게 될 수도 있기 때문에 UV 광의 세기 조절 및 UV 광을 모아 주는 역할을 한다.

투과슬릿(90)은 UV를 투과 시키는 역할을 하는데 도 5는 투과슬릿의 확대도이다. 투과슬릿(90)의 폭은 0.5 내지 2.0mm로 하는 것이 바람직하다. 이는 실 라인(30)의 폭이 대략 0.5 내지 1.5mm 이며 BM(black matrix)의 폭이 2 내지 4mm 정도 된다. 이것 때문에 투과슬릿(90)의 폭이 2.0mm 이상이 되면 조사되는 UV 광이 액정을 구동 시키는 액티브 영역에까지 영향을 준다. 이로 인해 배향막 및 액정을 손상 시켜 얼룩등과 같은 문제점을 유발 시킬 수 있다. 반면, 투과슬릿(90)의 폭이 0.5mm 이하가 되면 UV 광의 충분한 세기를 얻지 못해 UV 실란트를 경화시키기에 충분한 UV 조사량을 얻지 못하게 될 수도 있다.

하우징 구동부(2)는 UV 광을 충분히 얻도록 기판 면과 램프하우징(1)이 수직 을 이루도록 해준다. 또한, 하우징 구동부(2)는 램프하우징(1)이 기판 면을 따라 스캔하도록 구동하는데, UV 광의 충분한 조사량을 위해서 램프하우징(1)의 스캔 구동속도를 제어하거나 투과슬릿을 여러 개 설치하여 충분한 조사량을 얻을 수도 있다.

이러한 투과슬릿(90)에 의해서, 마스크 제작이 필요 없게 되었으며, 공정의 단순화 효과가 있다. 또한, 투과슬릿(90)을 멀티로 구성하여 구동 속도를 높임으로써 생산성이 향상 될 수 있다.

도 3 내지 5는 투과슬릿의 개폐를 위한 셔터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 셔터(100)는 투과슬릿(90)의 하부에 배치된다. 셔터(100)는 셔터의 회전축(105)과 회전축 구동을 위한 구동부(110)를 포함한다. 구동부(110)는 셔터(100)를 전체 또는 개별적으로 구동이 가능하게 하였다. 또한, 셔터(100)의 동작을 통해 UV 광의 차광과 노광 부분을 구별하여 선택적으로 조사 할 수 있다.

도 4의 도면을 참조하면, 셔터의 구동부(110)에 의해서 회전축(105)이 구동되어 개별 슬릿 및 전체 투과슬릿은 전체 및 일부가 차단된다.

구동부(110)는 리니어 모터 또는 마이크로 모터 등 다양한 구동방식을 포함한다.

셔터(100)는 램프 하우징(1)가 이동하면서 기판(10) 위에 형성된 실 라인(30)의 모양에 따라 슬릿(90)의 개폐를 결정짓는다. 액티브(Active) 영역에는 UV 광이 노광 되지 않도록 셔터(100)로 개폐를 연속적으로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 노광장치의 제어 블록도이다. 제어부(120)는 저장된 데이터 메모리(130)에 의해 UV광을 발광하는 UV 램프(70)와 셔터(100)의 개폐를 동작하는 셔터 구동부(110)와 램프하우징(1)이 소정의 위치로 이동하도록 하는 하우징 구동부(2)를 제어 한다. UV 램프(70)는 UV 광을 발광 하도록 제어부(120)에서 ON/OFF 할 수 있다. 하우징 구동부(2)는 램프하우징(1)이 제어부(120)에 의해 기판 면을 따라 이동하도록 한다. 셔터 구동부(110)는 제어부(120)를 통해 셔터(100)의 동작으로 투과슬릿(90)의 개폐를 결정한다. 제어부(120)는 저장된 데이터 메모리(130)에 따라 가로방향1번 실 라인(30)에 위치했을 때 셔터는 모두 열림(open)상태가 된다. 셔터(100)가 열림 상태가 됨으로 UV광이 투과슬릿(90)을 투사하여 실란트에 의하 만들어지 실라인을 경화시킨다. 램프하우징(1)이 세로방향1번(31)과 세로방향2번 실란트(32)에 도달했을 때는 셔터가 액티브 영역부분에서 닫힘(close)상태로 되고, 양쪽 실 라인 위치(세로방향1번 실라인(31), 세로방향2번 실라인(32))에서는 셔터가 열림상태로 되여 UV광이 투과하여 실 라인을 경화 시킨다. 또한 램프하우징(1)이 가로방향2번 실 라인(33)에 도달 했을 때는 가로 방향1번(30) 실 라인을 경화 시키는 동작과 같은 동작을 한다. 제어부(120)는 셔터(100)가 연속적으로 개폐하도록 제어하여 형성된 실 라인의 모양과 크기에 따라 실 라인을 노광할 수 있게 한다.

이와 같이, ODF 공정에서 실라인(30)을 경화시키는 노광 단계에 있어서 UV 램프와 램프하우징(1)과, 투과슬릿(90)과 셔터(100)와 구동부(110)와 제어부(120)를 마련하였다. 이 노광장치를 통해 액정 영역에 손상을 주지 않고 실 라인(30)을 따라 노광함으로써 대형화된 마스크 제작이 필요 없게 되었다. 또한, 본 발명의 노광 장치는 판넬 패턴에 관계없이 적용이 가능하고, 마스크의 취급이 없으므로 설비 및 작업이 간단해 진다. 크기가 다른 유리기판으로 교환할 경우도 부수적인 작업이 제거됨으로써, 제품의 질 향상과 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시 예에서 기판 합착 단계에 대해 설명했지만, 본 발명에 따라 차광과 노광의 구분이 필요한 기판이라면 어떠한 형태의 실 라인에 대해 한정 되지 않고 적용이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 본 발명의 노광장치는 판넬 패턴(panel pattern)에 상관없이 적용이 가능하고 마스크 제작의 공정이 없어 설비 및 작업, 제작 공정을 단순화 시킨다. 본 발명의 노광장치는 UV가 액티브 영역의 조사로 인해 제품의 질 저하가 일어나는 것을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 노광장치는 크기가 다른 유리기판을 교환할 경우 마스크의 교환 등의 부수적인 작업이 없어지므로 전체 공정의 단축으로 생산성을 높일 수 있다.

Claims

LCD 기판 상에 자외선에 의해 노광되며 실란트에 의해 형성된 실 라인을 노광시키기 위한 노광장치에 있어서,

UV 램프와;

자외선 광을 모아주는 반사판, 자외선 광을 집광해주는 집광렌즈, 및 상기 UV 램프에 의해 형성된 자외선 광을 통과시켜 LCD기판에 투사 되도록 하는 적어도 하나의 투과슬릿을 포함하며, 상기 LCD기판 면을 따라 이동하는 램프하우징과;

상기 램프하우징을 구동하는 하우징 구동부와;

상기 투과슬릿에 각각 대응하여 상기 각각의 투과슬릿의 적어도 일부 구간을 차단 및 개방하도록 구동하는 적어도 하나 이상의 셔터와;

상기 램프하우징이 상기 기판 면을 따라 이동할 때 상기 실라인에 대응하는 상기 투과슬릿을 개방하도록 상기 셔터를 각각 독립구동시키는 셔터 구동부; 및

상기 하우징 구동부와 상기 셔터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서,

상기 투과슬릿은 상기 램프하우징이 이동되는 방향의 가로방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서,

상기 투과 슬릿은 0.5mm 내지 2.0mm의 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.