KR19990010129A - 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치에 관한 것으로써, 배향막을 형성하기 위한 배향막 인쇄 수단과; 상기 배향막 인쇄 수단의 동작에 의해 설정된 위치에 배향막이 형성되는 글래스 기판과; 설정된 경로를 따라서 이동하고, 상기 글래스 기판이 놓여 있으며 상기 글래스 기판을 가열할 수 있는 히터가 내장되어, 상기 배향막 인쇄 수단을 통과함에 따라 배향막 인쇄 수단에 의해 글래스 기판 위에 배향막이 형성되면 설정된 양만큼의 수분을 증발시키는 테이블을 포함하여 이루어져, 신속한 배향막의 레벨링 동작에 의해 마이크로 핀홀의 발생을 억제하여 액정 표시 장치의 화질을 향상시키는 효과가 발생한다.

Description

액정 표시 장치의 배향막 형성 장치

이 발명은 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 말하자면, 액정 표시 장치를 제조하기 위한 폴리이미디(polyimide) 액을 이용한 배향막 형성시 마이크로 핀홀(micro-pinhole)의 발생을 감소시키기 위한 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)의 크기가 증가하여 대 화면화되어 가고, 동시에 정밀도가 증가되어 양질의 화질을 실현할 수 있도록 하고 있다.

따라서 양질의 대화면이 실현 가능하므로 액정 표시 장치의 수요가 급증하여, 액정 패널의 질이 중요시되고 있으므로, 액정 패널의 질을 향상시키는 측면과 향후 양산적인 측면을 고려하여, 두가지 측면을 모두 만족할 수 있는 제조 기술의 개발이 요구된다.

그러나 투명 도전막 위에 액정 분자를 배향시키기 위하여 유기 고분자막을 도포하는 액정 배향막 도포 공정에서, 폴리이미디 코팅후에 코팅된 배향막을 평탄하게 고르기 위해 코팅된 배향막에 함유된 수분을 일정량 증발시키는 레벨링(leveling)동작 상태에 따라 작은 폴리이미드 버블(bubble) 즉, 마이크로 핀홀이 발생한다.

도1의 (a)∼(d)을 참고로 하여 종래의 배향막 형성시 마이크로 핀홀의 발생 과정을 설명한다.

도1의 (a)에 도시된 것처럼, 폴리이미드 액이 배향막 인쇄부(100)인 상부의 디스펜저(dispensor,10)로부터 회전하고 있는 닥터 롤(dictor roll,20))과 아니록스 롤(anilox roll,30) 사이의 갭(gap)에 고여 상기 아니록스 롤(30)에 박막의 상태로 유지된다.

상기와 같이 폴리이미드 액이 아니록스 롤(30)에 박막 상태를 유지한 상태에서, 제판(42) 등이 형성된 수지판(41)인 APR판(Asahikasei Photosensitive Resin plate)이 부착된 판동(40)이 회전하면 판동위의 제판(42)에 폴리이미드 액이 전이되고, 테이블(60) 위에 고정된 글래스 기판(50)이 상기 판단(40) 밑을 통과할 때 도포액은 인쇄되어 도1의 (b)처럼 글래스 기판(50)상으로 전이되어 폴리이미드 막인 배향막(70)이 형성된다.

그러나 도1의 (b)에서 도포액이 글래스 기판(50)상으로 전이되어 폴리이미드 코팅 동작을 실행할 때 작은 마이크로 핀홀이 발생하고, 이 작은 마이크로 핀홀은 도1의 (c)에 도시된 것처럼 성장한다.

그리고 결국 상기 마이크로 핀홀들은 다수개의 프리 베이크(pre-bake) 장치의 동작을 이용하여 코팅된 배향막(70)의 수분을 설정량만큼 증발시키기 위한 레벨링 동작시에 터져 마이크로 핀홀이 발생한 부분에서 도포된 두께의 차이가 발생하여 전체적으로 프리틸트(pretilt)가 다른 영역들이 산재하게 된다.

상기와 같이 배향막을 형성하는 도중에 상기와 같은 마이크로 핀홀이 발생하는 되는 원인은 폴리이미드 사용 횟수가 증가하면서 수지판에 형성되어 있는 홀(hole)과 각 해당 롤 부분이 깨끗하게 세척되지 않아 폴리이미드의 잔유물이 남게 되어 배향막 코팅시 평평하게 이루어지지 않은 불완전한 레벨링에 의해 상기와 같은 마이크로 핀홀이 형성된다.

그리고 또다른 이유로는 사용되는 폴리이미드 재료 자체가 배향막 코팅시 특성상 특이하게 마이크로 핀홀이 잘 발생되는 경우가 있다.

따라서 상기와 같이 배향막을 형성할 경우, 상기한 이유 등으로 인해 발생하는 마이크로 핀홀은 액정 표시 장치의 전기 특성을 시험하기 위한 그로스 테스트(gross test)시 마이크로 핀홀(micro-pinhole)이 형성된 부분에 검은 점(black spot)이 발생하여, 화이트(white) 화면에 그레이(gray) 상태로 표시되어 화면 표시 불량으로 나타난다.

상기와 같은 불량율을 증대시키는 마이크로 핀홀의 발생을 억제하기 위해서는, 폴리이미드 인쇄후, 즉 배향막 형성된 수분이 많이 포함된 습식 영역(wet zone)에서의 지체 시간을 가능한 한 약 5초 이내로 줄여야 하며, 배향막 코팅후 배향막에 포함된 수분을 설정량만큼 증발시키는 레벨링 동작을 곧바로 실행하야 한다.

그러나 종래의 레벨링 동작은 글래스 기판(50)위에 코팅된 배향막을 약 4개의 영역으로 구분한 후, 각 설정된 영역의 레벨링 동작을 실행하는 4개의 프리 베이크 장치가 각각 장착되어 있다.

그러므로 4개의 프리 베이크 장치를 순차적으로 통과하면 적외선과 핫 플레이트(hot plate)를 이용하여 각 설정된 온도로 수분의 증발 동작을 실행하고 불순 이온 물질을 태워 버리므로 배향막의 레벨링 동작이 순차적으로 이루어지게 된다.

그러므로 종래에는 단지 수지판을 교체하거나 세척하는 방법만이 유일한 해결책이므로, 상기 수지판의 수시 교체 작업과 세척 동작에 따른 비용 상승과 작업 지연에 따른 엄청난 경제적인 손실을 초래한다.

또한 각 구분된 배향막의 레벨링 동작을 위하여 구분된 영역만큼의 프리 베이크 장치를 필요로 하므로 복잡한 작업 구조를 초래하였고, 프리 베이크 동작에 따른 패널의 오염 현상이 발생하여 액정 패널의 질을 저하시키는 문제가 발생하였다.

그리고 레벨링 동작이 동시에 이루어지지 않고 순차적으로 이루어지므로 레벨링 동작이 이루어지기까지 마이크로 핀홀의 형성 동작이 이루어져 액정 표시 장치의 화질을 악화시키게 되는 문제점이 발생한다.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 글래스 기판위에 배향막 형성시 마이크로 핀홀의 발생 정도를 감소시켜 액정 패널의 질을 향상시키기 위한 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치에 관한 것이다.

도1의 (a)∼(d)는 종래의 액정 디스플레이 장치의 배향막 형성 과정을 도시한 것이고,

도2는 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치의 블럭도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

배향막을 형성하기 위한 배향막 인쇄 수단과;

상기 배향막 인쇄 수단의 동작에 의해 설정된 위치에 배향막이 형성되는 글래스 기판과;

설정된 경로를 따라서 이동하고, 상기 글래스 기판이 놓여 있으며 상기 글래스 기판을 가열할 수 있는 히터가 내장되어, 상기 배향막 인쇄 수단을 통과함에 따라 배향막 인쇄 수단에 의해 글래스 기판 위에 배향막이 형성되면 설정된 양만큼의 수분을 증발시키는 테이블을 포함하여 이루어져 있다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 종래의 기술과 유사한 구성으로 이루어져 같은 기능을 실행하는 부분은 종래의 기술과 동일한 부호를 부여한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치의 블럭도이다

도2를 참고로 하여 이 발명의 구성을 살펴보면, 배향막을 장착하기 위한 해당 글래스 기판(50)을 테이블(600)위에 장착하기 위한 장착부(1)와, 장착부(1)에 의해 테이블(600) 위에 놓여진 글래스 기판(50)의 위치를 정렬하기 위한 정렬부(2)와, 테이블(600) 위에 놓여진 글래스 기판(50) 위에 배향막을 형성하기 위한 배향막 인쇄부(100)와, 배향막이 형성된 글래스 기판(50)을 테이블(600) 위에서 해당 위치로 이동시키기 위한 이송부(3)로 이루어져 있다.

상기 테이블(600)은 히팅 코일(601)로 이루어진 히터가 장착되어 있어, 테이블(600)의 온도를 원하는 온도로 상승시킬 수 있다.

상기 배향막 인쇄부(100)는 폴리이미디 용액을 주입하기 위한 디스펜저(10)와, 회전하는 닥터 롤(20)과, 상기 닥터 롤(20)과 치합되어 있어 닥터 롤(20)과 맞물려 회전하는 아니록스 롤(30)과, 제판(42)이 형성되어 있는 수지판(41)이 장착되어 있고 상기 아니록스 롤(30)과 맞물려 회전하는 판동(40)으로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

먼저, 장착부(1)의 동작에 의해 액정을 글래스 기판(50) 위에 액정을 배향하기 위해, 상기 테이블(600)이 설계된 레일 등을 따라서 순차적으로 이동하여, 장착부(1)를 지나게 되면, 상기 장착부(1)의 동작에 의해 해당 글래스 기판(50)을 장착부(1)의 동작에 의해 테이블(600)위에 위치시킨다.

그리고 정렬부(2)를 지나면서 정렬부(2)의 동작에 의해 테이블(600) 위에 놓여진 글래스 기판(50)의 위치를 정확한 위치로 정렬하여 정확한 글래스 기판(50)의 위치에 배향막이 형성될 수 있도록 한다.

장착부(1)의 동작에 의해 히터가 내장된 테이블(600) 위에 글래스 기판(50)이 놓여진 채로 배향막 인쇄부(100)를 지나면서, 상기 배향막 인쇄부(100)의 디스펜저(10)에 의해 폴리이미드 용액이 주입됨에 따라 닥터 롤(20)과 아니록스 롤(30)이 회전하고 판동(40)의 회전 동작에 따라 폴리이미드 액이 글래스 기판(50)위에 도포되어 배향막을 형성하게 된다.

이때, 테이블(600)의 온도는 히팅 코일(601)을 이용한 내장된 히터에 의해 도시되지 않은 제어 장치의 동작을 통하여 온도 조절이 가능하다.

그러므로 상기 배향막 인쇄부(100)의 동작에 의해 폴리이미드 액으로 이루어져 있는 배향막이 글래스 기판(50)위에 형성되면, 상기 테이블(600)에 내장된 히터의 동작에 의해 테이블(600)은 이미 가열되어 있으므로 배향막의 수분을 신속하게 증발시켜 신속한 레벨링 동작을 수행하게 된다.

이때, 정렬부(2)에서부터 이미 테이블(600)위에 놓여진 글래스 기판(50)의 온도를 약 60∼70℃로 예열시켜 놓으므로 급격한 온도 차이로 인한 글래스 기판(50)의 손상을 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 배향막 인쇄부(100)의 동작에 의해 글래스 기판(50) 위에 배향막이 형성되자마자 곧바로 수분을 증발시켜 배향막을 구워버리는 레벨링 동작을 실행하므로, 버블인 마이크로 핀홀의 발생을 억제하게 되고 만약 배향막 형성시 이미 마이크로 핀홀이 형성되었을지라도 마이크로 핀홀의 성장 동작을 중지시키므로 액정 표시 장치의 화질을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한 배향막을 형성한 후 레벨링하기 위한 다수개의 프리 베이크 장치를 필요로 하지 않고 한꺼번에 레벨링 동작이 이루어지므로, 프리 베이크 장치를 장착하기 위한 비용 발생이나 공간의 낭비를 감소시킬 수 있고, 신속한 레벨링 동작으로 마이크로 핀홀의 발생을 현저히 억제할 수 있다.

액정을 배향하기 위한 배향막 형성시 신속한 레벨링 동작에 의해 마이크로 핀홀의 발생을 억제하고, 더 이상의 마이크로 핀 성장 동작을 중지시키므로 액정 표시 장치의 화질을 향상시킬 수 있고, 불량율을 감소시킬 수 있다.

또한 배향막의 레벨링 동작을 위한 별도의 장치를 필요치 않으므로 제작비용, 제작 시간, 및 공간의 효율적인 사용을 실현할 수 있으므로 현저한 비용 절감을 실현할 수 있다.

더욱이, 마이크로 핀홀의 형성을 억제하기 위하여 수동으로 이루어지는 수지판의 교환이나 세척 동작을 필요치 않게 되므로, 많은 인력 소모 및 비용 절감을 실현할 수 있다.

Claims (3)

1. 배향막을 형성하기 위한 배향막 인쇄 수단과;

   상기 배향막 인쇄 수단의 동작에 의해 설정된 위치에 배향막이 형성되는 글래스 기판과;

   설정된 경로를 따라서 이동하고, 상기 글래스 기판이 놓여 있으며 상기 글래스 기판을 가열할 수 있는 히터가 내장되어, 상기 배향막 인쇄 수단을 통과함에 따라 배향막 인쇄 수단에 의해 글래스 기판 위에 배향막이 형성되면 설정된 양만큼의 수분을 증발시키는 테이블을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 글래스 기판은 배향막 인쇄 수단을 통과하기 전에 이미 설정 온도로 예열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 히터는 히팅 코일을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 장치.