KR101067972B1 - 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기는 수분을 저장하는 수분저장부와; 상기 수분저장부로부터 분출된 수분을 입자화하여 기판에 분사시키며, 수십㎛크기의 홀이 형성된 필터가 포함된 수분입자발생부와; 상기 수분저장부와 수분입자발생부를 연결하는 배관을 포함하여 구성되며, 상기 수분입자발생부는 기판과 가까운 배관의 끝부분에 위치되어 고른 수분입자가 기판에 분사되도록 하여 정확한 러빙불량검사를 할 수가 있다.

Description

액정표시소자의 배향막러빙불량검사기{APPARATUS FOR INSPECTING ALIGNMENT FILM OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 액정표시소자의 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 종래 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기를 나타낸 도면.

도 3은 액정표시소자의 공정흐름도를 나타낸 도면.

도 4는 배향막형성공정을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기를 나타낸 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

20a: 닥터롤 20b: 어닐록스롤

20c: 인쇄롤 22: 고무판

30: 배향막러빙불량검사기 31: 수분저장부

32: 수분입자발생부 33: 배관

34: 배향막 35: 기판

37: 수분입자 39: 홀

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 배향막 형성 이후, 배향막의 러빙불량을 정확하게 검사할 수 있는 액정표시장소자의 배향막러빙불량검사기에 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 칼라필터(Color Filter)기판으로써, 실제 칼라를 구현하기 위한 칼라필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막(6) 이 도포되어 있다.

상기 배향막(6)에는 러빙공정을 통해 형성된 홈의 방향을 따라 액정분자가 배열되어 있으며, 상기 러빙공정을 통하여 액정분자의 초기배향방향 및 프리틸트각(pretilt angle)이 결정된다.

통상적으로 배향막 러빙공정 이후에, 러빙불량을 알아보기 위한 수분을 이용한 러빙불량검사가 이루어진다.

도 2는 종래 배향막 러빙불량검사방법을 나타낸 것으로, 도면에 도시한 바와 같이, 종래 러빙불량검사는 기판(15) 위에 형성된 배향막(14) 위에 미세한 수분입자(17)를 분사한 후, 배향막(14)에 분사된 수분(17)의 얼룩을 체크하여 러빙불량을 검출하였다.

상기 수분입자(17)는 배관(13)을 통하여 기판(15) 위에 분사되며, 미세한 수분입자(17)는 별도로 마련된 배향막러빙불량검사기(10)로부터 발생된다.

상기 배향막러빙불량검사기(10)는 수분저장부(11)와 수분저장부(17)로부터 분출되어 나오는 수분을 입자화시킨 후, 배관(13)을 통해 기판(15)에 분사시키는 수분입자발생부(12)로 구성된다. 도면에 상세하게 도시하진 않았지만, 상기 수분입자발생부(12)는 수분에 열을 가하는 히터와 수증기화된 수분이 통과할 수 있는 필터로 구성되어 있으며, 상기 필터를 통과하면서 수분입자가 형성되고, N2가스와 함께 배관밖으로 분출되어 기판위에 분사된다.

그러나, 상기와 같은 종래 배향막러빙불량검사기(10)는 수분입자발생부(12)로부터 고른 수분입자가 발생된다하더라도 상기 수분입자가 통과하는 배관(13)의 길이가 길기 때문에 수분입자가 배관을 지나는 중 서로 결합하여 실질적으로 기판(15)에 분사되는 수분입자(17)의 크기가 고르지 않으며, 이때문에 러빙불량을 정확하게 검출하는데 어려움이 있었다.

또한, 상기 수분입자발생부(12)는 히터 및 필터등을 필요로하기 때문에 배향막러빙불량검사기가 차지하는 공간이 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 기판에 수분입자를 분사하는 배향막러빙불량검사기의 배관끝부분에 미세한 홀이 형성된 필터를 부착시킴으로써, 크기가 고른 수분입자를 기판에 분사하여 러빙불량을 정확하게 검출할 수 있는 배향막러빙불량검사기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래 수분입자발생부의 히터를 제거함으로써, 배향막러빙불량검사기의 부피를 줄여 공간을 효율을 높이는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배향막러빙불량검사기는 수분을 저장하는 수분저장부와; 상기 수분저장부로부터 분출된 수분을 입자화하여 기판에 분사시키는 수분입자발생부를 포함하여 구성된다.

상기 수분입자발생기는 수십㎛ 크기를 가지는 홀이 형성된 필터를 포함하고, 상기 수분입자발생부를 통하여 분사되는 수분입자는 수십㎛ 크기를 가진다.

또한, 수분저장부와 수분입자발생부를 연결하는 배관을 추가로 포함하며, 상기 수분입자발생부는 기판과 가까운 배관의 끝부분에 위치한다.

또한, 본 발명에 의한 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기는 수분을 저장하는 수분저장부와; 상기 수분저장부로부터 분출된 수분을 입자화하여 기판에 분사시키며, 수십㎛크기의 홀이 형성된 필터가 포함된 수분입자발생부와; 상기 수분저장부와 수분입자발생부를 연결하는 배관을 포함하여 구성되며, 상기 수분입자발생부는 기판과 가까운 배관의 끝부분에 위치되어 기판에 분사되는 수분입자가 균일한 크기를 가지도록 한다.

일반적으로, 액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판에 칼라필터를 형성하는 칼라필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판 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, 상부기판에는 칼라필터공정에 의해 칼라를 구현하는 R,G,B의 칼라필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판 및 하부기판에 각각 배향막을 형성한다. 배향막 형성은(S102,S105) 배향막 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(Rubbing) 공정을 포함하 며, 상기 고분자 박막을 통상적으로 배향막이라 하고 배향막은 유기물질의 유기배향막인 폴리이미드(polyimide) 계열이 주로 쓰이고 있다. 상기 배향막은 상부기판 및 하부기판 전체에 걸쳐서 균일한 두께로 도포 되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

러빙공정은 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정분자들이 정렬하게된다. 상기 러빙공정은 액정분자들의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이(Display) 특성을 갖게 된다.

그 후, 하부기판에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 하부기판과 상부기판에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107). 한편, 상기 하부기판과 상부기판은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 칼라필터층이 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).

상기와 같은 과정을 통하여 제작된 액정표시소자는 액정의 전기광학효과를 이용하는 것으로, 이 전기광학효과는 액정분자의 이방성과 액정분자배열 상태에 의해 결정되어진다. 따라서, 배향막도포 및 러빙공정은 액정표시소자의 표시품위를 결정하는데 매우 중요한 공정이다.

도 4는 배향막공정을 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 배향막(24)은 복수의 롤(20a,20b,20c)로 구성된 인쇄장치에 의해서 기판(25)에 도포된다.

먼저, 배향액(27)이 저정된 배향액저장부(26)에 외부로부터 N2가스가 공급되면 이 공급된 N2가스에 의해 배향액저장부(26) 내부에 압력이 차게되어 배향액(27)이 배향액공급관(21)을 통해 디스펜서(23)로 공급된다. 상기와 같은 과정을 통하여 디스펜서(23) 내부로 주입된 배향액(27)은 원통형의 어닐록스롤(20b)과 닥터롤(20a) 사이에 공급되고, 상기 어닐록스롤(20b)과 닥터롤(20a)이 동시에 회전함에 배향액(27)은 어닐록스롤(20b)의 표면 전체에 걸쳐 균일하게 도포된다. 이때, 상기 어닐로스롤(20b)의 표면에 도포된 배향액은 상기 어닐록스롤(20b)과 맞닿아 회전하는 인쇄롤(20c)의 고무판(22)에 전사되고, 상기 인쇄롤(20c)의 고무판(22)에 전사된 배향액은 기판(25) 위에 재전사되어 배향막(24)을 형성한다. 상기와 같이 기판(25)위에 배향막(24)을 균일하게 도포한 다음, 러빙공정을 통하여 상기 배향막(24) 위에 미세한 홈을 형성된다.

언급한 바와 같이, 러빙공정은 액정분자의 초기 배열상태를 결정하는 것으로, 배향막 전체에 걸쳐서 균일한 리빙이 이루어지는 것은 곧 액정표시소자의 표시품위를 결정하게 된다. 따라서, 러빙공정 이후 실링재를 도포공정으로 진행되기 이전에 배향막의 러빙불량검사가 이루어지게 된다. 배향막 러빙불량검사는 배향막러빙불량검사기를 사용하여 러빙처리된 배향막 위에 수분입자를 분사시킨 후, 육안으로 보여지는 얼룩을 통하여 검출된다. 즉, 부분적으로 러빙불량이 발생된 영역에서 는 러빙이 정상적으로 이루어진 영역과는 차별화되는 얼룩무늬를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따른 배향막러빙불량검사기를 사용한 러빙검사를 나타낸 것으로, 도면에 도시한 바와 같이, 러빙검사는 배향막러빙불량검사기(30)로부터 분출되는 미세한 수분입자(37)가 배향막(34)이 도포된 기판(35) 위에 분사되어 이루어진다. 또한, 도면에상세히 도시하지 않았지만, 상기 기판(35)은 상부기판 및 하부기판이며, 상부기판인 경우에는 박막트랜지스터 및 화소전극등이 형성되고 있으며, 하부기판에는 칼라필터 및 공통전극등이 형성되어 있다.

상기 기판(34)에 분사되는 미세한 수분입자(34)는 그 크기가 균일하며, 이와 같은 수분입자(34)는 본 발명의 배향막러빙불량검사기(30)로부터 발생된다.

본 발명의 배향막러빙불량검사기(30)는 수분이 저장된 수분저장부(31)와 상기 수분저장부(31)에 저장된 수분을 균일한 크기로 입자화하여 분사하는 수분입자발생부(32)로 이루어져 있으며, 상기 수분입자발생부(32)는 크기가 균일한 수분입자(37)를 기판(35) 위에 도포된 배향막(34) 위에 분사시킨다.

수분이 저정된 수분저장부(31)에 외부로부터 N2가스가 공급되며 이 공급된 N2가스에 의해 수분저장부(31) 내부에 압력이 차게되면 수분은 상기 수분저장부(31)와 수분입자발생부(32)를 연결하는 배관(33)을 통하여 수분입자발생부(32)로 공급된다. 상기 수분입자발생부(32)에 공급된 수분은 수십㎛의 크기의 복수의 홀이 형성된 필터를 통하여 입자화되어 N2가스와 함께 배향막(34) 위에 분사된다. 이때, 상기 필터를 통하여 분사되는 수분입자는 그 크기가 고르기 때문에 배향막의 러빙불량을 정확하게 검출할 수가 있다.

도 5는 상기 수분입자발생부(32)인 필터의 평면을 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 수분입자발생부(32)에는 수십㎛ 크기의 균일한 홀(39)이 형성되어 배관을 따라 N2가스와 함께 분출되어 나오는 수분을 상기 홀(39)을 통과시켜 수십㎛ 크기의 수분입자들을 발생시킨다. 이때, 상기 수분입자발생부(32)에 형성된 홀(39)의 크기가 모두 동일하기 때문에 상기 홀(39)을 통하여 기판에 분사되는 수분입자들의 크기가 모두 동일하다.

상기와 같이 구성된 배향막러빙불량검사기는 수분입자를 발생시키기 위한 히터를 필요로 하지 않지 때문에 장비의 부피를 줄일수 있을 뿐만 아니라, 상기 수분입자발생부가 배관의 끝부분에 위치하기 때문에 배관내에서 수분입자들이 서로 결합하는 것을 막을 수가 있다.

본 발명은 배향막의 러빙불량을 검사하기 위한 배향막러빙불량검사기를 제공한다. 종래의 배향막러빙불량검사기는 수분입자를 발생시키는 수분입자발생부가 히터 및 필터로 구성되어 장비가 차지하는 공간이 많아지고, 상기 수분입자발생부가 수분입자의 분출통로인 배관의 중심부에 위치하고 있기 때문에 수분입자발생부에서 수분입자가 발생되어 기판위에 분사되기까지 배관을 지나면서 이들끼리 결합하여 수분입자의 크기가 고르지 않았다. 즉, 기판위에 분사되는 수분입자가 고르기 않기 때문에 러빙불량을 정확히 검출하는데 어려움이 있었다. 반면에 본 발명은 수분입자발생부의 히터를 제거하여 공간 효율을 높이고, 상기 수분입자발생부를 기판과 가까운 배관의 끝부분에 배치시킴으로써, 균일한 크기를 가지는 수분입자를 기판에 분사시켜 러빙불량을 정확하게 검출할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수분입자발생부를 기판과 가까운 배관의 끝부분에 배치시키고, 히터를 제거함으로써 균일한 크기를 가지는 수분입자를 기판에 분사시킴으로써 러빙불량을 정확하게 검출할 수 있으며, 공간효율을 향상시킬 수가 있다.

Claims (7)

1. 수분입자를 분사하여 배향막의 러빙불량을 검출하기 위한 배향막러빙불량검사기에 있어서, 상기 배향막러빙불량검사기는

   수분을 저장하는 수분저장부와,

   상기 수분저장부에 연결된 배관과,

   기판과 가까운 배관의 끝부분에 구비되어 상기 수분저장부로부터 분출된 수분을 입자화하여 상기 기판에 도포된 배향막위에 분사시키며, 복수개의 홀이 형성된 필터가 구비된 수분입자발생부;를 포함하여 구성되며,

   상기 수분이 저장된 수분저장부에 외부로부터 질소가스(N₂)가 공급되어 이 공급된 질소가스에 의해 상기 수분저장부내부에 압력이 차게 되면 수분이 상기 수분저장부와 상기 수분입자발생부에 연결된 상기 배관을 통하여 상기 수분입자발생부에 공급되고, 이 공급된 수분이 수십 ㎛ 크기를 가지는 동일한 복수 개의 홀이 형성된 필터를 통하여 입자화되어 상기 질소가스와 함께 상기 기판에 도포된 배향막위에 분사되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막러빙불량검사기.
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