JP2007213092A - 液晶表示装置を製造するためのシステム及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第1基板上にディスペンサーを用いて液晶を滴下する工程と、第2基板上に主UV硬化型シール剤を形成する工程と、前記第1及び第2基板を真空貼り合わせする工程と、前記主UV硬化型シール剤をUV硬化する工程と、前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程と、前記切断された基板を研磨する工程及び、前記研磨された基板を最終検査する工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
このような前記第1、第2基板はスペーサによって一定間隔だけ離れており、液晶注入口を有するシール剤によって固定されて前記両基板間に液晶が注入される。
この時液晶注入方法は前記シール剤によって固定された両基板間を真空状態に維持しながら液晶容器に前記液晶注入口を浸すようにすると、浸透圧現象によって液晶が両基板間に注入される。このように液晶が注入されると前記液晶注入口を密封剤で密封することになる。
第一に、単位パネルにカットした後両基板間を真空状態に維持して液晶注入口を液晶容器に浸して液晶を注入する方法は、液晶注入に多くの時間を必要とするので生産性が低下する。
第二に、大面積の液晶表示装置を製造する場合、液晶を注入する上記の方法で液晶を注入すると、パネル内に液晶が完全に注入されず不良の原因になる。
第三に、前記のように工程が複雑で多くの時間を必要とするので多数の液晶注入装備が必要となり多くの空間を占めることになる。
従って、最近、液晶を滴下する方法を用いた液晶表示装置の製造方法が研究されている。そのうち、日本特許公開公報2000−147528号に次のような液晶滴下方式を用いた技術が開示されている。
図1aないし1fは従来の液晶滴下方式による液晶表示装置の工程断面図である。
図1aに示すように、薄膜トランジスタアレイが形成されている第1ガラス基板3に紫外線硬化型シール剤1を塗布し、前記シール剤1内側(薄膜トランジスタアレイ部分)に液晶2を滴下する。この時前記シール剤1には液晶注入口は形成されない。
図1bに示すようにカラーフィルタアレイが形成されている第2ガラス基板6の下部表面全面を第2吸着機構7で真空吸着して固定し、真空容器Cを閉じて内部を真空にすると共に、前記第2吸着機構7を垂直方向に降下させて前記第1ガラス基板3と第2ガラス基板6の間隔を調節し、前記第1ガラス基板3を搭載した前記テーブル4を水平方向に移動させて前記第1ガラス基板3に対する第2ガラス基板6のおおよその位置を調節する。
図1dに示すように、第1ガラス基板3を搭載した前記テーブル4を水平方向に移動させて前記第1ガラス基板3と第2ガラス基板6との位置を合わせる。
図1eに示すように、前記第2吸着機構7を垂直方向に降下させて第2ガラス基板6を前記シール剤1にて第1ガラス基板3に貼り合わせて、加圧する。
図1fに示すように、前記真空容器Cから前記貼り合わせされた第1、第2ガラス基板3、6を取り出して前記シール剤1に紫外線8を照射して前記シール剤1を硬化させて液晶表示装置を完成する。
第一に、同一基板にシール剤を形成し液晶を滴下することで、両基板を固定する前までの工程時間は長時間を必要とする。
第二に、前記第1基板にはシール剤が塗布され液晶が滴下されているのに対して前記第2基板には何の工程も行われていないから第1基板と第2基板との工程間に不均衡が発生して生産ラインを効率的に稼働し難い。
第三に、前記第1基板にシール剤が塗布され液晶が滴下されているため、固定前に洗浄装備でシール剤が塗布された基板を洗浄することができない。従って、上下基板を固定するシール剤を洗浄できないので微細なほこり(particle)を除去できず、固定時にシール剤が不良を起こすことになる。
第五に、前記液晶を滴下する時、的確な量を滴下することが難しく、過充填された場合には液晶が流れることになったり又は未充填時セルギャップの変動が生じて画質に影響を与えることになる。
図2は、本発明による液晶を滴下する方式を用いた液晶表示装置の工程順である。
本発明による液晶を滴下する方式の液晶表示装置の製造方法を簡単に説明し各単位工程を後に具体的に説明することにする。
図2に示すように、第1基板にゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ及び画素電極又は共通電極を備えたTFTアレイを形成し(S1)、第2基板にブラックマトリックス(black matrix)層及びカラーフィルタ層又は共通電極を備えたカラーフィルタアレイを形成する(S6)。この時、前記各基板は1000×1200mm2以上の面積を有し、各基板には一つのパネルが構成されるのではなく液晶パネルのサイズに応じて複数のパネルが配列され得る。
前記洗浄された第1基板と第2基板各々に配向膜を塗布しラビング(摩擦)工程を進行して配向方向を決定する(S3、S8)。この時、前記ラビング工程に代えて前記配向膜に光配向膜を形成し偏光されていない光、偏光された光、又は部分偏光された光などを用いて光配向処理を行う。
前記配向工程時に発生した微粒子などを除去するために前記第1基板及び第2基板を洗浄する(S4、S9)。
前記シール剤又はAgドット工程時に発生する微粒子を除去するために前記のようにシール剤又はAgドットが形成された第2基板をUSC(Ultra Sonic Cleaning)洗浄装備を利用して洗浄する(S11)。
即ち、前記第2基板には液晶が滴下されていないので、洗浄が可能であり、前記微粒子による不良発生などを未然に防止できる。
また、前記第1基板と第2基板を真空貼り合わせ装置に搬入して両基板を貼り合わせする(S13)。
前記シール剤としてUV及び熱硬化性樹脂を用いる場合は、貼り合わせされた基板を一次的にUV照射を照射して前記シール剤を硬化させた後(S14)、更に加熱して前記シール剤を完全硬化させる(S15)。また、前記シール剤はUV照射照射のみにより硬化することもできる。前記UV硬化時には滴下された液晶がシール剤に接触せず、熱硬化が成された後(即ち、シール剤が完全に硬化された後)前記液晶が、貼り合わせた基板間のシール剤が塗布された部分まで広がることになる。即ち、前記液晶はUV硬化時70〜80%程度広がることなり、熱硬化時20〜30%程度に広がることになって液晶が貼り合わせされた基板の間で均衡に分布される。
前記貼り合わせて完全硬化された両基板を各単位パネル別に切断する(S16)。
この時スクライビング(scribing)及びブレイキング(breaking)工程が同時に行われる。
また、前記切断された各単位パネルに分けられた基板を研磨した後(S17)最終検査してシップメントする(S17)。ここで前記研磨工程時に小さな障害物(shorting bar)が除去される。
図3aは本発明によるTNモード液晶表示装置の平面図であり、図3bは図3aのI−I’線上の第1基板断面図であり、図3cは図3aのI−I’線上の第2基板断面図である。
図3bに示すように、第1基板10上にAl、Cr、Mo、Al合金、Cuなどを用いてゲート電極11aと一定間隔を有して一方向に配列されるようにゲートライン11を形成する。また、又前記ゲート電極11a及びゲートライン11を含む基板全面にシリコン窒化膜(SiNx)又はシリコン酸化膜(SiOx)、有機絶縁膜のBCB(Benzo Cyclo Butene)、アクリル樹脂などを用いてゲート絶縁膜15を形成し、前記ゲート電極11a上側のゲート絶縁膜15上にa−Siとn+a−Siを用いて半導体層13をその後に形成する。
第2基板20上の前記画素領域を除く部分には光が遮光されるようにブラックマトリックス21を形成し、各画素領域に対応する部分に色を実現するためのR、G、Bからなるカラーフィルタ層22を形成した後、前記第2基板全面にITO(Indium Tin Oxide)又はIZO(Indium ZincOxide)などを用いて共通電極23を形成する。また、前記基板を洗浄した後、基板全面にポリアミド又はポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール、ポリアミック酸などを用いて第2配向膜24を塗布しラビング工程を行う。
まず、TFTアレイ工程を説明する。
図4bに示すように、第1基板10上に、Al、Cr、Mo、Al合金、Cuなどを用いてゲート電極11aと一定な間隔を有して一方向に配列されるようにゲートライン11を形成すると共に画素領域に複数の共通電極23aを備えて前記ゲートライン11に平行な方向に共通ライン23を形成する。
また、前記ゲートライン11及び共通ライン23を含む基板全面にシリコン窒化膜またはシリコン酸化膜、有機絶縁膜のBCB(Benzo Cyclo Butene)アクリル樹脂などを用いてゲート絶縁膜15を形成し、前記ゲート電極11a上側のゲート絶縁膜15上にa−Si、n+a−Siを用いて半導体層13をその後形成する。
ここで、前記ゲート絶縁膜半導体層13両側にAl、Cr、Mo、Al合金、Cuなどを用いてソース電極12a及びドレイン電極12bを形成し、前記ゲートライン11に垂直な方向に沿って前記ゲート絶縁膜15上にデータライン12を形成する。前記ドレイン電極12bにコンタクトホールを有するように前記基板全面にシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜、有機絶縁膜のBCB、アクリル樹脂などを用いて保護膜16を形成し、前記共通電極23a間にデータ電極14aが位置するように画素領域に画素電極14を形成する。
また、前記基板を洗浄し基板全面にポリアミド又はポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール、ポリアミク酸(polyamic acid)などを用いて第1配向膜17を塗布しラビング工程を行う。
図4cに示すように第2基板20上に前記画素領域を除く部分では光が遮光されるようにブラックマトリックス21を形成し、各画素領域に対応される部分に色を実現するためのR、G、Bからなるカラーフィルタ層22を形成した後、前記第2基板全面にオーバーコート25を形成する。また、前記基板を洗浄し基板全面にポリアミド又はポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール、ポリアミク酸などを用いて第2配向膜24を塗布したラビング工程を行う。
第一に、第1基板には液晶を滴下し、第2基板にはシール剤を塗布して二つの基板を貼り合わせするので、液晶滴下工程時間とシール剤塗布工程時間とが均衡をなすことによって貼り合わせ前までの工程時間を短縮することができる。
第三に、ダミー領域にダミーコラムスペーサが形成されているので、シール剤が完全硬化される前に、液晶が前記シール剤に接触することを防止し、歩留まり及び品質を向上させることができる。
第五に、シール剤塗布時、主シール剤より補助シール剤を印刷するので、シール剤の塗布始めの際、始め地点でシール剤が固まる現象を防止できる。
第六に、液晶とシール剤とが互いに異なる基板に形成されるので、シール剤が形成された基板を貼り合わせする前に、USC洗浄することができ、微細粒子汚染を防止できる。
第八に、貼り合わせ機の基板支持手段などの構成が基板の中央部分を支えることができるように構成されるので、1000×1200mm2以上の基板を用いて液晶表示装置を製造することができる。
図5は本発明の第1実施例による液晶表示素子の平面図である。
図5のように、本発明の第1実施例による液晶表示素子は第1基板10と第2基板20を含めて構成され、前記両基板10、20間の外郭領域にはUV硬化型シール剤30が形成される。
また、前記両基板10、20間には液晶層(図示せず)が形成されている。
また、前記ダミー柱状スペーサ28は前記柱状スペーサと同一高さで形成され少なくとも一つのエッジ領域に開口部29が形成されている。図面には四つのエッジ領域の全部に開口部29が形成されているが、開口部29は適切に調節され得る。
即ち、図面に矢印で示したように、液晶は前記ダミー柱状スペーサ28に沿って移動し開口部29を通して基板のエッジ領域に移動することで基板のエッジ領域に液晶が充填されないことが防止される。
また、前記開口部29が形成されない領域のダミー柱状スペーサ28は液晶がUV硬化型シール剤30と直接的に接して汚染されないようにダム(dam)の役割を果たすことになる。
図6aから分かるように、第2基板20上にはブラックマトリックス層21、カラーフィルタ層22、共通電極23が順に形成されている。
また、第1基板10上には図示していないが、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ及び画素電極が形成されている。
また、前記第2基板20上の画素領域にはセルギャップの高さで柱状スペーサ27が形成されている。
前記柱状スペーサ27はゲート配線又はデータ配線形成領域に形成されるので、前記ゲート配線又はデータ配線に光が漏れることを防止するために第2基板20上に形成されるブラックマトリックス層21上部の共通電極23上に形成される。
前記ダミー柱状スペーサ28は画素領域を除くダミー領域中UV硬化型シール剤30の内側であればいずれかの領域に形成されても構わない。即ち、図面には下部に柱状フィルタ層22が形成されていない共通電極23上にダミー柱状スペーサ28が形成されているが、下部にカラーフィルタ層22が形成された共通電極23上にダミー柱状スペーサ28を形成することも可能である。
また、前記第2基板20上のカラーフィルタ層22と共通電極23の間にはオーバーコート層を付加的に形成することもでき、また、前記ダミー柱状スペーサ28を含む第2基板20及び第1基板10上には配向膜が形成される。
図6bは他の実施例による液晶表示素子の断面図であって、前記図6aの液晶表示素子で第2基板20上に共通電極23が形成されたものではなく、オーバーコート層25が形成されたものである。
従って、柱状スペーサ27及びダミー柱状スペーサ28がオーバーコート層25上に形成されること以外は図6aによる液晶表示素子と同一である。
図6cは他の実施例による液晶表示素子の断面図であって、前記図6bの液晶表示素子でオーバーコート層25がブラックマトリックス層21上に形成され、シール剤30上には形成されないようにパタニングされたものである。その以外は図6bによる液晶表示素子と同一である。
図7は本発明の第2実施例による液晶表示素子の平面図である。
図7から分かるように、本発明の第2実施例は基板エッジ領域に複数の開口部29が形成されたダミー柱状スペーサ28を備えた液晶表示素子に関する。
前記開口部29が複数個形成されることによって液晶がより円滑に基板エッジ領域に移動して未充填を防止する。
前記開口部29は少なくとも一つのエッジ領域に形成され、複数個を連続、又は不連続的に形成することもできる。
その以外は前記第1実施例と同一である。
図8は本発明に第3実施例による液晶表示素子の平面図である。
図8から分かるように、本発明の第3実施例は画素領域(A`ラインは画素領域を区分するための仮想線である)には柱状スペーサ(図8には図示せず)が形成されており、前記画素領域外郭部のダミー領域のうち、前記UV硬化型シール剤30の内側には液晶流れ調節用第1、第2ダミー柱状スペーサ28a、28bが形成されている。前記第1、第2ダミー柱状スペーサ28a、28bは前記柱状スペーサと同一高さで形成され、少なくとも一つのエッジ領域に開口部29が形成されている。
このように第1ダミー柱状スペーサ28aの内側に点線型第2ダミー柱状スペーサ28bを付加的に形成することによって液晶が前記第1ダミー柱状スペーサ28aのみならず点線型第2ダミー柱状スペーサ28bの空間に沿って移動することになって液晶の流れをより円滑に調節することができる。
図9から分かるように、第2基板20上にはブラックマトリックス層21、カラーフィルタ層22、共通電極23が順に形成されている。
また、前記第2基板20上の画素領域にもセルギャップの高さで柱状スペーサ27が形成されている。
また、前記第2基板20上のダミー領域には前記柱状スペーサ27と同一高さの第1ダミー柱状スペーサ28aが形成されている。
また、前記第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域には前記柱状スペーサ27と同一高さの点線型第2ダミー柱状スペーサ28bが形成されている。
図9aには一つの点線型第2ダミー柱状スペーサ28bだけを図示しているが、複数個形成することできる。また、前記点線型第2ダミー柱状スペーサ28bはダミー領域であれば何れの領域に形成されても構わない。
また、前記第2基板20上のカラーフィルタ層22と、共通電極23間にはオーバーコート層を付加的に形成することができ、また、第1ダミー柱状スペーサ28a及び点線型第2ダミー柱状スペーサ28bを含む第2基板20及び第1基板10上には配向膜が形成される。
このような図9bによる液晶表示素子は一名IPSモード液晶表示素子に関するもので、共通電極は第1基板10上に形成されるようになる。
従って、柱状スペーサ27、第1ダミー柱状スペーサ28a、及び点線型第2ダミー柱状スペーサ28bがオーバーコート層25上に形成されること以外、その他は図9aによる液晶表示素子と同一である。
図9cは他の実施例による液晶表示装置の断面図であって、前記図9bの液晶表示素子でオーバーコート層25がブラックマトリックス層21上には形成され、シール剤30上には形成されないようにパタニングされたものである。その他は図9bによる液晶表示素子と同一である。
図10は本発明の第4実施例による液晶表示素子の平面図である。
図10から分かるように、本発明の第4実施例は基板エッジ領域に複数の開口部29が形成されている第1ダミー柱状スペーサ28aを備えた液晶表示素子に関する。
前記開口部29は少なくとも一つのエッジ領域に形成され、複数個を連続、又は不連続的に形成することもできる。
その他は前記第3実施例と同一である。
図11は本発明の第5実施例による液晶表示素子の平面図であって、点線型第2ダミー柱状スペーサ28bを第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域ではなく第1ダミー柱状スペーサ28aの外側ダミー領域に形成したものである。
その他は前記した第3実施例と同一であり、図11のV−V'ラインの多様な実施例による断面図である図12aないし図12cを参照すると容易に理解できるだろう。
図13は本発明の第6実施例による液晶表示素子の平面図である。
図13から分かるように、本発明の第6実施例は基板エッジ領域に複数の開口部29が形成されている第1ダミー柱状スペーサ28aを備えた液晶表示素子に関する。
前記開口部29は少なくとも一つのエッジ領域に形成され、複数個を連続、又は不連続的に形成することもできる。
その他は前記第5実施例と同一である。
図14a及び図14bは本発明の第7実施例による液晶表示素子の平面図である。本発明の第7実施例は第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域又は外側ダミー領域に第2ダミー柱状スペーサ28bを形成したものである。
即ち、ダミー柱状スペーサを二重に形成することで液晶の流量をより円滑に調節できるようにしたものである。
この時、前記第1ダミー柱状スペーサ28a及び/又は第2ダミー柱状スペーサ28bは少なくとも一つのエッジ領域に連続又は不連続的に複数個の開口部を形成することができる。
このような第1ダミー柱状スペーサ28a及び第2ダミー柱状スペーサ28bは前記第1ダミー柱状スペーサ28a及び第2ダミー柱状スペーサ28bの形成スタイルと同一、かつ多様に変更され得る。
図15は本発明の第8実施例による液晶表示素子の平面図である。
図15に示されているように、本発明の第8実施例は、第1基板10と、第2基板20を含み、前記両基板10、20間の外郭領域にはUV硬化型シール剤30が形成されている。
また、画素領域(Aラインは画素領域を区分するための仮想線である)には柱状スペーサ(図15には図示せず)が形成されており、前記画素領域外郭部のダミー領域のうち前記UV硬化型シール剤30の内側には液晶の流量調節用ダミー柱状スペーサ28が形成されている。
また、前記両基板10、20間には液晶層が形成されている。
この時前記柱状スペーサは前記第1基板10及び第2基板20の間のセルギャップの高さで形成されてセルギャップを維持させる役割を果たしている。
即ち、図面に矢印で示したように、液晶が前記ダミー柱状スペーサ28に沿って移動するので基板のエッジ領域に液晶が不完全に充填されることが防止され、また、前記ダミー柱状スペーサ28と第1基板10との間の間隔によって液晶が移動するので全液晶量に応じて液晶の流量が調節される。
図16aから分かるように、第2基板20上にはブラックマトリックス層21、柱状スペーサ22、共通電極23が順に形成されている。
また、第1基板10上には図示していないが、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、及び画素電極が形成されている。
また、前記第2基板20上の画素領域にはセルギャップと同一の高さで柱状スペーサ27が形成されている。
前記柱状スペーサ27はゲート配線又はデータ配線形成領域に形成されるので前記ゲート配線又はデータ配線に光が入射することを防止するために第2基板20上に形成されるブラックマトリックス層21上部の共通電極23上に形成されるようになる。
より具体的に前記ダミー柱状スペーサ28はダミー領域のブラックマトリックス層21上部の共通電極23上に形成されるので、カラーフィルタ層22の高さと概ね等しい段差を生じ、その間隔と概ね等しい間隔だけ第1基板10から離隔される。
このような柱状スペーサ27、ダミー柱状スペーサ28には、感光性有機樹脂を用いるのが望ましい。
図16bは他の実施例による液晶表示素子の断面図である。前記図16aの液晶表示素子で第2基板20上に共通電極23を形成する代わりに、オーバーコート層25を形成するものである。
このような図16bによる液晶表示素子はいわゆるIPSモード液晶表示素子に関するもので、共通電極は第1基板10上に形成されるようになる。
その他の構成要素は図16aに示すように、オーバーコート層25上に形成されるダミー柱状スペーサ28を第1基板10から離隔して形成することも同様である。
図16cは他の実施例による液晶表示装置の断面図であって、前記図14bの液晶表示素子でオーバーコート層25をブラックマトリックス層21上に形成し、シール剤30上には形成しないようにパタニングしたものである。その他は図16bによる液晶表示素子と同様である。
つまり、ダミー柱状スペーサ28をオーバーコート層25上に形成するものではなく、ブラックマトリックス層21上に形成するので第1基板10との間隔がより大きくなる。
尚、図面では、オーバーコート層25をカラーフィルタ層22上のみに形成するようにパタニングしているが、ダミー柱状スペーサ28が形成されないブラックマトリックス層21にオーバーコート層25を形成してもよい。
図17a及び図17bは本発明の第9実施例による液晶表示素子の平面図である。
図17aから分かるように本発明の第9実施例においては、ダミー柱状スペーサ28の基板エッジ領域上の部分に開口部29が形成されている。
従って、前記開口部29を通して液晶がより円滑に基板エッジ領域に移動して不完全な充填が防止される。前記開口部29はダミー柱状スペーサの基板エッジ領域上の部分に形成される。
その他ダミー柱状スペーサ28を多様な位置に形成して第1基板10から所定間隔をおいて離隔していることなどは前記第8実施例と同様である。
図17bは基板エッジ領域のダミー柱状スペーサ28に複数の開口部29を形成して液晶の流量をより大きくしたものである。前記開口部29は連続、又は不連続的に形成され得る。
図18は本発明の第10実施例による液晶表示素子の平面図である。
図18のように、本発明の第10実施例による液晶表示素子は第1基板10と第2基板20とを含み、前記両基板10、20との間の周縁部領域にはUV硬化型シール剤30が形成されている。
また、画素領域(ライン”A”は画素領域を区分するための仮想線である)には柱状スペーサ(図18には図示せず)が形成されており、前記画素領域の周縁部のダミー領域のうち前記UV硬化型シール剤30の内側には液晶の流量調節用の第1ダミー柱状スペーサ28aが形成されている。
また、前記第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域には液晶の流量の調節を補助する点線型(dotted−line type)の第2ダミー柱状スペーサ28bが形成されている。
また前記両基板10、20間には液晶層(未図示)が形成されている。
この時前記第1ダミー柱状スペーサ28aは前記第1基板10から所定間隔をおいて離隔され、その間隔によって液晶の流量を調節する。一方、液晶滴下時に過剰な量の液晶を滴下した場合、液晶が前記第1ダミー柱状スペーサ28aを通過してUV硬化型シール剤と接触する。
従って、本発明の第10実施例は前記第1ダミー柱状スペーサ28aの内側に第2ダミー柱状スペーサ28bをさらに形成することで、過剰に滴下した液晶の流量を適切に調節する。
尚、前記点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bを形成する位置に応じて第1基板10から離隔することも可能であり、隣接させることも可能である。
図19aから分かるように、第2基板20上にはブラックマトリックス層21、カラーフィルタ層22、共通電極23が順に形成されている。
また、第1基板10上には図示していないが、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、及び画素電極が形成されている。
また、前記第2基板20上の画素領域にはセルギャップと同一の高さで柱状スペーサ27が形成されている。
図19aには一つの点線型第2ダミー柱状スペーサ28bだけを図示しているが複数個を形成することもできる。
従って、前記第1ダミー柱状スペーサ28a及び点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bはカラーフィルタ層22の高さと概ね等しい段差だけ第1基板10から離隔される。
従って、点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bは段差をおかずに第1基板10と接するため、点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bの下側からは液晶を移動させることができないが、第1ダミー柱状スペーサ28aの下側を通って液晶を移動させることが可能である。
即ち、IPSモード液晶表示素子に関するもので、共通電極は第1基板10上に形成されることになる。
図19g及び図19hは他の実施例による液晶表示素子の断面図である。各々前記図19c及び図19dの液晶表示素子では、オーバーコート層25をブラックマトリックス層21の所定の領域上に形成しないようにパタニングする。
つまり、第1ダミー柱状スペーサ28a及び/又は点線型第2ダミー柱状スペーサ28bをオーバーコート層25上に形成する代わりに、ブラックマトリックス層21上に形成するので第1基板10との間隔が更に大きくなる。
図20a及び図20bは本発明の第11実施例による液晶表示素子の平面図であって、基板エッジ領域の第1ダミー柱状スペーサ28aに開口部29を形成する点以外は前記第10実施例による液晶表示素子と同様である。
図20bは基板エッジ領域の第1ダミー柱状スペーサ28aに複数の開口部29を形成して液晶の流量をより大きくする。
図21は、本発明の第12実施例による液晶表示素子の平面図であって、点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bを第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ではなく、前記第1ダミー柱状スペーサ28aの外側に形成する。
その効果は前記第10実施例と同様である。
この時前記第1ダミー柱状スペーサ28a及び点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bを形成する位置は図22a、図22b及び図22cに示されている。
即ち、両第1、第2ダミー柱状スペーサ28a、28bは、何れも図22aのようにダミー領域のブラックマトリックス層21上部の共通電極23上に形成されるか、図22b及び図22cのようにダミー領域のブラックマトリックス層21上部のオーバーコート層25上に形成されるか図22dのようにダミー領域のブラックマトリックス層21上に形成される。
図23a及び図23bは本発明の第13実施例による液晶表示素子の平面図であって、基板エッジ領域の第1ダミー柱状スペーサ28aに開口部29を形成する点以外前記第12実施例による液晶表示素子と同様である。
図23bは基板エッジ領域の第1ダミー柱状スペーサ28aに複数の開口部29を形成して液晶の流量をより大きくするものである。
図24aないし図24dは、本発明の第14実施例による液晶表示素子の平面図であって、本発明の第14実施例は第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域又は外側ダミー領域に第2ダミー柱状スペーサ28bを形成したものである。
この時、図24a及び図24bは、第1ダミー柱状スペーサ28aの外側ダミー領域に第2ダミー柱状スペーサ28bが形成された液晶表示素子に関するものである。図24c及び図24dは、第1ダミー柱状スペーサ28aの内側ダミー領域に第2ダミー柱状スペーサ28bを形成した液晶表示素子に関する。
また、図24b及び図24dは、少なくとも一つの基板エッジ領域で第2ダミー柱状スペーサ28bに開口部を形成したものである。この時、前記開口部は連続又は不連続的に複数個形成され得る。
このような第1ダミー柱状スペーサ28a及び第2ダミー柱状スペーサ28bは、前記第1ダミー柱状スペーサ28a及び点線型の第2ダミー柱状スペーサ28bの形成位置と同様に多様な位置に形成することが可能であり、前記液晶モードに限定されず垂直配向モードやポリ−Si、強誘電体、OCB(Optically Compensated Birefringence)モードなどに適用できる。
また、前記配向及びラビング工程時に発生する微細粒子を除去するために洗浄工程S4、S9を行う。
図示してはいないが、TNモードの場合、前記第2基板20の周縁部に銀(Ag)をドット形状に形成して前記第1、第2基板10、20の貼り合わせの後、前記第2基板20上の共通電極23に電圧を印加できるようにする。
尚、IPSモード液晶表示素子の場合は共通電極を画素電極と同一の第1基板上に形成して横方向の電界(IPSモード)を誘導することになるので前記銀ドットは形成する必要はない。
前記第2基板20上に閉じたパターンで各パネルの縁に複数の主UV硬化型シール剤30を形成し、前記各主UV硬化型シール剤30の外側ダミー領域に閉じたパターンで第1ダミーUV硬化型シール剤40を形成する。また、前記第1ダミーUV硬化型シール剤40の外側領域のエッジ部分に第2ダミーUV硬化型シール剤50を塗布する。
シール剤塗布方法はスクリーン印刷法、ディスペンシング(dispensing)法などがあるが、スクリーン印刷法はスクリーンが基板と接触するので基板上に形成された配向膜などを損傷するおそれがあり、基板を大面積化した場合にはシール剤の損失量が多くて非経済的であるのでディスペンシング法が望ましい。
図26a及び図26bは、本発明第1実施例の主UV硬化型シール剤を形成する工程を示した斜視図であり、図27は、本発明の第2実施例による主UV硬化型シール剤を形成する工程を示した斜視図である。
液晶を滴下する方式は、液晶を注入するための注入口が不要であるので図26a及び図26bのように第2基板20上にディスペンシング装置31を用いて注入口のないパターンで主UV硬化型シール剤30を形成する。
このように過剰分布された主UV硬化型シール剤は図26bのように後続の貼り合わせ工程でアクティブ領域(基板の中央部)及びダミー領域(基板の周縁部)の両方に過度に広がり、アクティブ領域に広がっているシール剤は液晶を汚染し、ダミー領域に広がっているシール剤はセル切断ラインまで浸透してセル切断工程を困難にする。
従って、より均一な密度の主UV硬化型シール剤を形成して貼り合わせ工程時に、液晶が汚染されずセル切断工程を容易にするために次のように主UV硬化型シール剤を印刷する。
前記補助UV硬化型シール剤30aはディスペンシング装置のノズル先に固まっているシール剤による悪影響を防止するために形成され、基板のダミー領域のいずれに形成しても構わず、シール剤形成時前記主UV硬化型シール剤30より前に形成すれば十分である。また、図面のように直線状に形成することもでき、曲線状に形成することもできる。
このようにAgドットシール剤を塗布する工程S10を完了する。
また、前記シール剤が塗布された第2基板20をUSC(Ultra Sonic Cleaner)で洗浄して工程中に発生した微細粒子を除去する(S11)。
即ち、第2ガラス基板13は液晶が滴下されておらず、シール剤が塗布されているのみであるので洗浄可能である。
図28は本発明によるディスペンシング装置を示す図であって、図28aは液晶を滴下していない時点の断面図であり、図28bは液晶を滴下した時点の断面図であり、図28cは分解斜視図である。前記図面を参照して本発明のディスペンシング装置を説明する。
図示するようにディスペンシング装置120では、筒状の液晶容器124がケース122に収納されている。前記液晶容器124はポリエチレンからなり、その内部に液晶26が充填されており、ケース122はステンレス鋼によって形成されてその内部に前記液晶容器124が収納される。通常ポリエチレンは成形が容易であるという特性に優れるので所望の形状の容器を容易に形成できるのみならず液晶26が充填された時、液晶と反応しないので液晶容器124として主に用いられる。しかしながら、前記ポリエチレンは強度が弱いので外部から弱い衝撃だけで変形し、特に液晶容器124にポリエチレンを用いる場合、液晶容器124が変形して正確な位置に液晶26を滴下することができないので、強度が大きいステンレス鋼によって形成されるケース122に収納して用いる。前記液晶容器124の上部には外部のガス供給部162に連結されたガス供給管164が形成されている。該ガス供給管164を通して外部のガス供給部162から窒素などのガスが供給されて液晶容器124の液晶が充填されない領域にはガスが詰められて前記液晶に圧力を加えつつ滴下する。
また、前記突起138は第1結合部141と結合される。図示するように突起138のナットが形成されており、第1結合部141の一端にはボルトが形成されていて前記ナットとボルトによって突起138と第1結合部141が係合される。
前記ニードルシート143は第1結合部141のナットに挿入されて第2結合部142のボルトが挿入されるとき前記第1結合部141及び第2結合部142間に結合される。ニードルシート143には排出孔144が形成されて液晶容器124に充填された液晶26が結合部142を経て前記排出孔144を介して排出される。
図29は前記保護壁148が形成された図28aのAの部分の拡大図であって、図29aは斜視図であり図29bは断面図である。図示したように、ノズル145の排出口146の周囲には前記排出口146と概ね同一の高さ、望ましくは排出口146より高く形成された保護壁148が形成されているので前記ノズル145の結合や分離のような取り扱いの際ノズルが結合用工具などの器具によって変形したり破損することを防止する。
しかしながら、本発明のように保護壁148を形成してノズル145のサイズを大きくする場合には前記ノズル145の結合及び分離を容易にすることができる。
保護壁148は外力から排出口146を保護できる物質であれば如何なる物質も可能であるが、強度の高いステンレス鋼や超軽合金などが用いられる。
接触角は液体が固体表面での熱力学的な平衡を表わすパラメータをいう。
かかる接触角は個体表面の吸湿性(Wettability)を示す尺度である。ノズル145は金属からなっており、金属は通常低い接触角を有する。
これに対して本発明のようにノズル145、特にノズル145の排出口146の周囲に接触エッジが高いフッ素樹脂膜149を塗布する場合にはフッ素樹脂膜149の低い吸湿性(疎水性)と低い表面エネルギーとによってノズル145の排出口146を通して排出される液晶26がノズル145の表面に広がることなく完全な玉形状を成すことになり、その結果所望の量の液晶を正確に基板に滴下することができる。
ニードル135はその端部がニードルシート143と接触して排出孔144を開閉することによって基板上に液晶を滴下する際に非常に重要な役割を果たす。ニードル135は、一つのセットをなす。言い換えれば、ニードル135とニードルシート143とは、一方が破損されて交換すべきの場合、両方とも交換しなければならない。なお、ニードル135は基板に液晶を滴下するために周期的に上下移動することになる。
ニードル135の変形又は破損は円錐状の端部が排出孔144に挿入されるとき排出孔144が完全に栓をされずに隙間が発生する原因になり、かかる隙間を通して液晶が滴下されるべきでない時に基板上に液晶が滴下されることになる。従って、ニードル135が変形又は破損した場合、ニードル135を交替すべきであるが、ニードル135とニードルシート143が一つのセットになっているので高価のニードル135とニードルシート143を一挙に交換しなければならない。
前記磁性棒132は強磁性物質又は軟磁性物質からなり、第2スプリング収納筒135の外部には筒状のソレノイドコイル130が設置されている。
言い換えれば、供給電力とガス流入量は作業者の直接的な操作によって決定されるものではなく、主制御部の制御によって決定されるもので、入力されるデータに基づいて供給電力とガス流入量を算出して決定する。
従って、前記測定されたスペーサの高さは有線又は無線を介してスペーサの高さ入力部180に入力される。
滴下パターン算出部175は、図32に示すように滴下量算出部173で算出された滴下量に基づいて基板上の特定位置に滴下される1回の液晶滴下量を算出する一回の滴下量算出部186と、基板上に滴下される滴下回数を算出する滴下回数算出部187と、前記1回の滴下量算出部186が算出した1回の滴下量と滴下回数算出部187が算出した滴下回数とに基づいて基板上に液晶が滴下される位置を算出する滴下位置算出部188と、前記算出された滴下位置によって液晶の滴下パターンを決定する滴下パターン決定部189とから構成される。
1回の滴下量算出部186は、算出された総滴下量に基づいて1回の液晶滴下量を算出する。言い換えれば、前記1回の滴下量は総滴下量と密接な相互関係を有すると共に、滴下回数とも密接な関係を有する。
前記液晶の滴下位置は液晶パネルの形状、液晶パネルに形成された素子のパターン方向及び配向方向によって決められる。
液晶の滴下位置の算出は、パネルに滴下される液晶の滴下回数、1回に滴下される液晶の滴下量、滴下された液晶間の間隔(ピッチ)、液晶の広がり特性によって行われる。特に液晶の広がり特性は、基板の貼り合わせ時に、液晶のシール剤まで至っているか否かを判断する重要な特性である。従って、シール剤の硬化前に液晶がシール剤に接触することを防止するためには前記液晶の広がり特性を考慮して滴下位置を算出すべきである。
これに対して、滴下領域を広めた設定する場合は、シール剤が硬化する前に液晶が前記シール剤に接触するので前記問題が発生するおそれがある。従って、液晶の滴下位置は、シール剤の不良問題や工程の迅速性に鑑みて算出しなければならない。
液晶の広がり特性は、液晶の固有な特性の粘度と関連するが、該液晶の粘度は同一の種類の液晶に対しては同一の値を有するので、多様なサイズ及び多様なモードを有する液晶表示素子での液晶の広がり特性を設定するための要素は、液晶が滴下される基板の幾何学的な特性である。
図38aに示すように正方形の液晶パネル即ち、下部基板105に円形状の液晶117が滴下された場合、液晶117から各辺までの距離aとエッジまでの距離bとは異なる。基板105における液晶の広がり速度が等方的であると仮定する場合、図38bに示すように液晶117がいずれかの辺に至る場合、液晶117とエッジ間にはb'の距離が残っていて結局基板105のエッジには液晶107が分布しない領域が存在することになる。
かかるパターンは、基板上に段差を生成することになり、従って、該段差が液晶の広がりを妨害することになり液晶の広がり速度に差が生じる。図38hに示すように、液晶パネルの下部基板105は、TFT基板としてマトリックス形状に配置された複数の画素106a〜106cを含んでいる。図面は図示していないが、前記画素106a〜106cは、縦横に配列された複数のゲートライン及びデータラインによって定義され、各画素内には駆動素子のTFTの画素電極が形成されている。
前記ブラックマトリックス108は液晶表示素子の非表示領域に光が漏れることを防止し、図38iに示すように、画素106a〜106c間の領域と対向するように配置されて前記領域に光が漏れることを防止する。
一般的な液晶表示素子の場合、前記カラーフィルタはデータラインに沿って配列されており、従って、ゲートライン方向には前記カラーフィルタ104a〜104cによる段差が形成される。
まず図38nはTNモード液晶表示素子の滴下パターン117を示す図面である。一般的にTNモードでは、パネル105の上部基板及び下部基板に形成されている配向膜のラビング方向は互いに垂直となっている。従って、実際、基板の貼り合わせ時に直交するラビング方向によって液晶の広がり速度が相殺されて配向膜のラビング方向は液晶の広がりにあまり影響は与えない。この時、前記配向膜のラビング方向が液晶の広がりに全く影響を与えないのではなくその影響は最小化されるということである。かかる観点から基板の貼り合わせ時に、液晶の滴下パターン117に主に影響を与える要因は基板の形状と基板に形成されているパターンである。
前述したようにTNモード液晶表示素子では配向方向が上下基板で互いに直交しているので配向方向による影響を無視した。かかる配向方向を無視した液晶滴下パターンはVAモード液晶表示素子にも適用され得る。一般的にVAモード液晶表示素子では特定の配向方向が無いのでVAモード液晶表示素子の滴下パターンは図38n及び図38oに示した四エッジ形状及び亜鈴形の滴下パターンと実質的に類似した形状に設定される。従って、VAモード液晶表示素子の滴下パターンに対してはその詳細な説明を省略する。
このようなモードによるカラーフィルタ層の配列は複数の液晶パネルが形成されるガラス板(即ち、基板)を効率的に用いるためである。言い換えれば、液晶滴下方法を用いた液晶表示素子の製造方法では液晶表示素子のモードに応じてカラーフィルタ層をゲートライン方向やデータライン方向に形成する。勿論、このようなカラーフィルタ層の配列方向は特定方向に限定されるものではない。より重要なことはIPSモード液晶表示素子に設定される滴下パターンの方向がx方向であるかy方向であるかが問題ではなく液晶の流れ速度が小さい方向(又はカラーフィルタ層の段差方向)に滴下パターンが延長されるというものである。
また第2滴下パターン317b、317cは第1滴下パターン317aの両端部で相互反対方向に延長されている。前記第2滴下パターン317a、317cの延長方向は配向方向と直交する方向であり、これは、該方向の液晶広がり速度が配向方向の液晶広がり速度より遅いのでこれを補充するためである。
かかるIPSモード液晶表示素子では液晶広がり速度に影響を与える因子が、パターンの形状及び配向方向であるので、該二つの因子を考慮して滴下ピッチを設定すべきである。
パターンによる液晶広がり速度差を考慮するとデータライン方向のピッチt2よりゲートライン方向のピッチt1がより大きく設定され、配向方向による広がり速度を考慮すると配向方向と直交する方向のピッチt4よりは配向方向のピッチt3をより大きく設定すべきである。
前記滴下パターンは液晶滴下前に算出される。このように算出された滴下パターンによってノズルが移動して液晶が滴下される。液晶の滴下パターンは基板の形状や基板に形成されるパターンの形状によって自動で算出される。図示してはないが、制御システムに連結され前記制御システムによって液晶滴下パターン及び液晶の滴下が行われる。
前記制御システムでは入力された情報に基づいて基板又はパネルに滴下される液晶の総滴下量、滴下回数、1回の滴下量及び滴下パターンを算出して前記液晶滴下装置及び基板を駆動させる駆動手段(図示せず)を制御して液晶を所望の位置(即ち、滴下パターンによって設定された位置)に滴下する。
図33は液晶滴下方法を示す流れ図である。図示するように、作業者がキーボードやマウス、タッチパネルを操作して入力部171を通して液晶パネルの情報及び液晶の特性情報が入力され、以前工程で測定されたスペーサの高さ(即ち、セルギャップ)が入力されると(S21)、滴下量算出部173では基板(又はパネル)に滴下される液晶の総滴下量を算出する(S22)。続いて1回の滴下量算出部186及び滴下回数算出部187で1回の滴下量及び滴下回数を算出した後これに基づき滴下位置算出部188で液晶の滴下位置を算出して液晶の滴下パターンを算出する(S23、S24)。
通常、液晶滴下量の補正は前記電力供給部160と流量制御バルブ161を制御して1回の滴下量を補正することにより行われる。しかしながら、1回の液晶滴下量は非常細な量であるので前記1回の滴下量を微細に調整することは極めて困難である。勿論、的確に液晶滴下量を補正するためには前述のように1回の滴下量と液晶滴下回数を全て補正すべきであるが、これは極めて困難である。従って、更に簡単な滴下量の補正のために液晶滴下回数のみを補正することで液晶の滴下量を補正する。液晶滴下回数を補正することは設定された滴下パターンに基づいて新しい滴下位置を算出して滴下パターンを補正することを意味する。
図39は本発明による液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の構成を概略的に示したものであり、図40は本発明による工程補助手段の斜視図であり、図41は本発明による工程補助手段の装着状態を示す平面図である。
この時、前記真空チャンバ210は、その表面の一端に真空装置(高真空)200から伝えられた空気吸入力を伝達してその内部空間に存在する空気を排出する第1排出管212が連結されると共に、その表面の下端に低真空装置242から伝達された空気吸入力を伝達してその内部空間に存在する空気を排出する第2排出管241が連結される。
また、前記第1、第2排出管212、241及びベント管213にはその管路の選択的な開閉のために電子的に制御される開閉バルブ212a、241a、213aが各々備えられる。
この時、前記搬送装置300は多数のフィンガ部311を有する第1アーム310を制御して真空チャンバ201内部の基板搬入/搬出を行う。
これと共に、真空チャンバ内の各エッジ部位には、真空チャンバ210の内部に真空状態を作る課程で前記第2基板20を一時的に支える役割を果たしている第2基板支持手段400が備えられる。
また、前記下部ステージ222の上面も前記上部ステージ221の底面と同様に少なくとも一つの静電チャック222aを装着すると共に真空ホール222b(図42参照)を形成して構成し、これに加えて下部ステージ222に装着するために搬入される基板(第1基板)10の装着を行う第1基板支持手段420が上下方向に運動可能に設置されている。
しかしながら、前記第1基板支持手段420は基板の搬入のための多様な構成に形成されていることを考慮すれば、いずれか一つの形状だけには限定されない。
即ち、前記上部ステージ221を左右回転を可能とするように構成することもでき、前記下部ステージ222を上下移動させるように構成することもできる。
また、本発明の貼り合わせ装置を構成する真空装置200は前記真空チャンバ210の内部が選択的に真空状態を形成することができるように吸入力を伝達する役割を担い、通常の空気吸入力を発生させるために駆動する吸入ポンプの形態で構成される。
また、本発明の貼り合わせ装置を構成する工程補助手段600は、図40に示すように真空チャンバ210内部の真空状態を解除する過程で貼り合わせ基板を固定する役割或いは真空チャンバ210内部が真空状態を形成している場合に上部ステージ221に固定される第2基板20を前記上部ステージ221に押し出す役割を担う。
この時、前記回転軸610は、前記真空チャンバ210内で上下運動及び回転可能な位置に配置され、駆動部630の駆動によって選択的な回転を行いながら支持部620を下部ステージ222の上側周囲部に位置させる役割を担う。
また、前記支持部620は、前記回転軸610の一端に一体化され第2基板20及び搬送装置300の所定部位と接触しながら前記第2基板20を支持し、貼り合わせ基板を固定する役割又は搬送装置300の先端を支える役割を担う。
加えて、前記支持部620の形状は、長さと幅が同じ正六面体から構成できるのみならず、円柱又は多面体の形状にも構成できるが、望ましくは長さが幅に比べて長く形成される平行六面体の形状を形成するようにすることが各基板10、20の固定時広い面積を支持することができて更に有利である。
この時、前記昇降シリンダー632によって昇降する回転軸610の昇降範囲は、本発明による工程補助手段の動作範囲になり得る。
即ち、真空チャンバ210内部の真空状態を解除する過程で貼り合わせ基板を固定するための動作の範囲と、真空チャンバ210の内部が真空状態になった場合上部ステージ221に固定される第2基板20を前記上部ステージ221に押し出すための動作の範囲と、搬送装置300による各基板10、20の搬入がなされる場合、当該基板を搬入する前記搬送装置300の各フィンガ部311の先端を支えるための動作の範囲などが回転軸610の昇降範囲として設定される。
図42は本発明による第1基板支持手段420が収容された下部ステージの状態を概略的に示す平面図であり、図43aは図39の”B”部分拡大断面図であり、図43bは第1基板の搬入/搬出方向に対して垂直な方向に設けられる第1支持台の構成を前記第1基板の搬入/搬出方向から見た状態図であり、図44は図42による第1基板支持手段420の動作状態を概略的に示す斜視図である。
また、前記第1基板支持手段420は前記第1収容部222dの内部に選択的に収容され、前記第1基板10を選択的に支える第1支持部420aと下部ステージ222の下側から前記第1収容部222dを貫通して第1支持部420aの一端に一体化された状態として前記第1支持部420aを選択的に上下移動させる第1昇降軸420cと、前記第1昇降軸420cに連結され前記第1昇降軸420cが選択的に昇降されるように駆動する第1駆動部421が含まれて構成される。
例えば、図42に示すように前記第1アーム310が所定の間隔を有しながら三つのフィンガ311を有するように形成される場合、該各々のフィンガ311の間の間隔(S)内に各々の第1支持部420aが位置されるようにすることで前記第1アーム310の移動に干渉を与えないようにする。
本発明では前記第1支持部420a、420bと軸結合する第1昇降軸420c及び該第1昇降軸420cを昇降駆動させる第1駆動部421を各第1支持部420a、420bごとに少なくとも二つ以上互いに対向する位置で各々装着してもよい(図44参照)。
また、前記構成で第1支持部420a、420bは少なくとも第1基板10と接触する面を含む各面をコーティング材料によってコーティングして、前記第1支持部420a、420bが第1基板10と接触する際に、前記第1支持部420a、420bと基板間の接触による傷等の各種損傷を予め防止できるようにする。
特に本発明では前記のようなコーティング材料としてテフロン(登録商標)やピーク、又は電流が流れる材料を使用することにより、基板との接触時の基板の傷や衝撃の防止及び静電気の発生を予め防止できる。
また、前記第1基板支持手段420を構成する第1駆動部421は、通常、空気圧や油圧などを用いて昇降軸を上下運動させるためのシリンダーやスッテプモータのうち、少なくともいずれか一つによって構成され、真空チャンバ210内の下側空間上に固定するか、前記真空チャンバ210の底面を貫通して真空チャンバ210の外側に固定して各駆動装備との干渉を防止し及び設置を容易にする。
この時前記第2収容部222eは、前記下部ステージ222の両端の周囲のうちその上に載せられる第1基板10のダミー領域が形成された部分に沿って所定の長さを有するように形成し、第2支持部710は前記第2収容部222eの形状に対応した長さを有すると共に第1基板10の周囲を支えるように形成する。
この時のコーティング材料は、前記第1支持部420a、420bにコーティングしたコーティング材料と同様にテフロン(登録商標)やピーク、又は導電性の材料で形成することで基板との接触時の静電気発生を防止する。
また、第2昇降軸720及び第2駆動部730は、前述した第1昇降軸420c及び第1駆動部421と同一構成に形成するが、同一に形成する場合のみに限定されない。その詳細な説明は省略する。
この時、前記各第2支持部710の一端は、互いに一体に形成し、該一体に形成された第2支持部710の一端に第2昇降軸720及び第2駆動部730を少なくとも一つ以上設置することで前記第2支持部710の円滑な動作を可能とする。
前記クランピング手段700は、前記第1基板支持手段420と連動しながら動作する。
図46は本発明による第2基板支持手段400が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示したものである。
本発明の貼り合わせ装置を構成する第2基板支持手段400は、上部ステージ221から分離される第2基板20の底面に形成されたセル領域と、セル領域間のダミー領域が位置する部位と接触するように構成され、全角に回転可能に装着された回転軸415と、支持台412と、駆動部411とから構成され、真空チャンバ210の内側の底面中の下部ステージ222の側面が位置する部位と隣接する部位に装着される(図39参照)。
この時、前記第2基板支持手段400は、概ね二つ以上、10個以下の要素によって構成する。
もし、支持台412の上面に形成される支持突起413が二つ以上の場合、前記各々の支持突起間の間隔は基板の垂れ下がりを最大限に防止できる間隔を有するようにする。
また、前記第2基板支持手段400の形成位置は、下部ステージ222の一方の側面(即ち、長辺又は単辺)のいずれか一辺から一定間隔を置いて構成することもでき、また、一方の側面の中間部位又は端部から所定の間隔を置いて構成できる。
加えて、下部ステージ222の単辺側よりは長辺側に第2基板支持手段400を装着するのが望ましいが、その理由は真空貼り合わせ装置の断面が長方形の形状を有しているので、その単辺側には余剰空間が少なく、その長辺側には余剰空間が多くて前記余剰空間を有する長辺側に設置することがより望ましい。
しかしながら、前記構成に限定されるものではなく、前述のように第2基板支持手段400を、下部ステージ222の各辺の各々の中央部分又は端部から一定間隔を置き各々設置することでその干渉をさけるように構成することもできる。
また、前記第2基板支持手段400を構成する駆動部411は、空気圧や油圧を用いて回転軸を回転或いは上下移動させるシリンダー及び回転力を用いて回転軸を回転或いは上下移動させる回転モータ中少なくともいずれか一つで構成する。
これは前記駆動部411が真空チャンバ210の内部に設置される場合に発生する各構成部分の動作時の干渉(特に搬入部300の各アーム310、320による各基板の搬入/搬出時の干渉)と、真空チャンバ210内部のサイズを大きく形成しなければならないという不具合を防止するためである。
この時前記駆動部411の駆動力を伝達する回転軸415は、真空チャンバ210の底面を貫通して設置し、前記貫通部位には空気の流出入を防止するようにシーリングを行う。
この時、図示するように、前記第2回転軸416a、416bは第1回転軸417a、417bに比べて下部ステージ222の単辺側により近接する部位に位置するようにして相互にずらした位置に配置した状態で動作できるようにする。
特に前記第2基板支持手段401と前記第2基板支持手段402の駆動時期を互いに異なるように設定することで相互間の動作の干渉がないようにする。
図47は、本発明による液晶表示装置の貼り合わせ工程のフローチャートであり、図48a乃至図48eは本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す断面図である。
本発明による貼り合わせ工程は、真空チャンバに両基板を搬入する工程、前記真空チャンバを真空にする工程、前記両基板を整列する工程、前記両基板を貼り合わせする工程、前記真空チャンバを動作させて貼り合わせされた両基板を加圧する工程、また、前記貼り合わせされた両基板を真空チャンバから搬出する工程とからなる。
第一に、前記上部ステージ221を降下させ、又は前記第2基板支持手段400を上昇させ前記第2基板20下側に前記第2基板支持手段400を近接させた後前記上部ステージ221が前記第2基板20を吸着していた真空力又は静電力を0にする。
前記真空チャンバ210を真空にする(S54)。ここで真空チャンバ210の真空度は液晶モードによって差があるがIPSモードは1.0×10−3Paないし1Pa程度にし、TNモードは約1.1×10−3Paないし102Paにする。
前記真空チャンバ210が一定の真空状態に至ると、前記上下部各ステージ221、222は静電気吸着法にて前記第1、第2ガラス基板を固定し(S55)、前記第2基板支持手段400を元の位置に戻す(S56)。
整列する方法は前記第1、第2基板10、20に示されている二種の整列マークを次第に整列して両基板を整列させる。
この時貼り合わせする方法は上部ステージ221又は下部ステージ222を垂直方向に移動させ両基板を加圧し、この時のステージの移動速度及び圧力を調節して加圧する。即ち、第1基板10の液晶26と第2基板20が接触する時点又は第1基板10と第2基板20のシール剤30が接触する時点までは一定速度又は一定圧力でステージを移動させ、接触する時点からは所望の最終圧力まで次第に段階的に圧力を上昇させる。
即ち、前記移動ステージの側にロードセルが設置されて接触時点を認識し、接触する時点には0.1トン、中間段階では0.3トン、終わりでは0.4トンまた、最終段階では0.5トンの圧力で前記両基板10、20を貼り合わせする。
また、次の工程で貼り合わせされた両基板10、20の歪みを防止するためにダミーシール剤などの一部分を硬化して固定する(S59)。
また、前記真空チャンバ210を大気圧状態にして前記貼り合わせされた基板を均一に加圧するために図48eに示すように前記真空チャンバ210に窒素などのガス又は乾燥空気を供給して真空チャンバ210に充填させる(S60)。
真空チャンバ210をベントさせながら基板の各部分に均一に圧力を加えるためには真空チャンバ210にベントされるガスがどの方向からベントされるかというベント方向がなによりも重要である。
第一に、真空チャンバの上部に多数個の管を形成して真空チャンバの内部へガスを注入したり、第二に、真空チャンバの下部に多数個の管を形成して真空チャンバの内部へガスを注入したり、第三に、真空チャンバの側面に多数個の管を形成して真空チャンバの内部へガスを注入したり、第四に、前記の方法を並用することができる。真空チャンバの上部からガスを注入するのが望ましいが、基板の大きさ、ステージの状態などを考慮して前記ベント方向を決めることができる。
前記真空チャンバのベント (給気)時、基板が振動することを防止するために基板の移動を防止できる固定手段や方法を用いることもできる。
図49a乃至図49bは本発明の実施例による液晶表示素子の製造工程のうち、UV硬化工程のみを示した斜視図である。
この時、前記マスク80を貼り合わせされた上側または下側に位置させてUVを照射することができ、図面には図示されていないが、前記マスク80を貼り合わせた基板の上側及び下側に位置させてUVを照射することもできる。
このように、UV及び熱硬化が完了した基板を単位パネル別にセル切断工程(S16)を行う。
本発明の一実施例による液晶パネルの切断装置は図50に示したように、単位液晶パネルなどが複数個配列されて貼り合わせ及び硬化された第1、第2基板10、20を搬入した後、整列させる搬入部800と、前記第1、第2基板10、20の表面に第1上部ホイールと第1下部ホイールとを通して切断予定線を形成し、その切断予定線の少なくとも一つの部分に第1ロールを通して圧力を印加し、第1、第2基板10、20を逐次的に切削する第1スクライビング部810と、前記切削された第1、第2基板10、20を90゜回転させる第1回転部820と、前記回転された第1、第2基板10、20の表面に第2上部ホイールと第2下部ホイールとを通して2次切断予定線を形成し、その2次切断予定線の少なくとも一つの部分に第2ロールを通して圧力を印加し、第1、第2基板10、20を順次的に切削する第2スクライビング部830と、前記第1、第2スクライビング部810、830によって切削された単位液晶パネルを搬出して後続工程が進行される装備に移送する搬出部840とから構成される。
また、図51eに示したように、前記第2スクライビング部830では回転された第1、第2基板10、20を一定に離隔された第3、第4テーブル811、812間に置かれるように予め設定された距離だけ移動させながら、第3、第4テーブル811、812間の離隔された空間で第2上部ホイール813と第2下部ホイール814とを通して第1、第2基板10、20の表面に切断予定線815、816を逐次的に形成する。
また、図53eに示したように、前記第2スクライビング部930では回転された第1、第2基板10、20を一定に離隔された第3、第4テーブル931、932間に掛けられるように搬入し、吸着ホール933を通して吸着した後、第3、第4テーブル931、932間の離隔された空間で第2上部ホイール934と第2下部ホイール935とを通して第1、第2基板10、20の表面に切断予定線936、937を逐次的に形成する。
また、図56eに示したように、前記第1、第2テーブル604、650間の離隔された空間で第1上部ホイール606と第1下部ホイール607とを通して第1、第2基板10、20の表面に第2切断予定線611を形成する。
前記のような工程によって液晶滴下方式で液晶パネルを製造する液晶表示装置の製造システムを説明すれば、次の通りである。
20:第2基板
21:ブラックマトリックス層
22:カラーフィルタ層
23:共通電極
25:オーバーコート層
26:液晶
27:柱状スペーサ
28、28a、28b:ダミー柱状スペーサ
29:開口部
30:シール剤
31:ディスペンシング装置
120:ディスペンシング装置
121:支持部
122:ケース
123:開口
124:液晶容器
125、153:ボルト
128、133:スプリング
130:ソレノイドコイル
132:磁性棒
134:隙間調整部
135、136、137:ニードル
138:突起
139:固定手段
141、142:結合部
143:ニードルシート
144:排出孔
145:ノズル
146:排出口
147:支持部
148:保護壁
149:フッ素樹脂膜
150:収納筒
152:張力調整部
154:固定板
160:電源供給部
162:ガス供給管
170:メイン制御部
171:入力部
173:液晶滴下量の算出部
175:滴下パターンの算出部
176:基板駆動部
177:電源制御部
178:流量制御部
179:出力部
180:スペーサ高さの入力部
182:液晶特性情報の入力部
184:基板情報の入力部
186:1回滴下量の算出部
187:滴下回数の算出部
188:滴下位置の算出部
189:滴下パターンの決定部
190:補正制御部
191:滴下量の測定部
192:補正量の算出部
193:滴下パターンの補正部
195:滴下量の設定部
196:比較部
197:誤差滴下量の算出部
200:真空装置
210:真空チャンバ
221:上部ステージ
222:下部ステージ
233:真空ポンプ
300:搬送装置
400:第2基板受取手段
420:第1基板受取手段
600:工程補正手段
700:クランピング手段
Claims (142)
- 第1基板に液晶を滴下する液晶形成ラインと、
第2基板にシール剤を滴下するシール剤形成ラインと、
前記第1、第2基板を貼り合わせて前記シール剤を硬化する貼り合わせ及び硬化ラインと、
前記貼り合わせ及び硬化された第1、第2基板を各パネル単位に切断して研磨及び検査する検査工程ラインと
を備えて構成されることを特徴とする液晶表示装置の製造システム。 - 前記液晶形成ラインは、
複数個の液晶パネルが形成されている第1基板を搬入する第1搬入手段と、
前記搬入された第1基板上に配向膜を塗布しラビングする第1配向及びラビング機及び、
前記第1基板の各パネルに液晶を滴下する液晶ディスペンシング装置を備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記第1配向及びラビング機に先立って前記第1搬入手段から搬入された前記第1基板を洗浄して前記第1配向及びラビング機に返送する第1洗浄機及び、
前記第1配向及びラビング機で配向された前記第1基板を洗浄する第2洗浄機からなることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記第2洗浄機で洗浄された各基板をバッファリングして前記液晶形成機に返送する第1バッファを更に備えて構成されることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記シール剤の形成ラインは、
複数の液晶パネルが形成されている第2基板を搬入する第2搬入手段と、
前記搬入された第2基板に配向膜を塗布し、ラビングする第2配向及びラビング機と、
前記ラビングされた第2基板の各パネル周辺部にシール剤を形成するシール剤滴下機と、
前記第2基板を下方向に向かうように反転させる第1反転機とを備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記第1基板と第2基板に配向膜を塗布した後、前記配向状態を確認するための検査機を更に含んでいることを特徴とする請求項2又は5に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記ラビングされた第2基板の各パネルに銀を滴下する銀滴下機を更に含むことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記第2配向及びラビング前に前記第2搬入手段によって搬入された前記第2基板を洗浄して前記第2配向及びラビング機に返送する第3洗浄機と、
前記第2配向及びラビング機で配向された第2基板を洗浄して前記銀滴下機に返送する第4洗浄機及び、
第4洗浄機で洗浄された各基板をバッファリングして前記銀滴下機に返送する第2バッファを更に含んでいることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記貼り合わせ及び硬化ラインは、前記液晶が滴下された第1基板と前記シール剤が形成されて反転された第2基板を真空状態で貼り合わせする貼り合わせ機と、
前記貼り合わせされた第1、第2基板のシール剤をUV硬化させるUV硬化機及び、
前記硬化された基板を搬出する第1搬出手段を備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記UV硬化機で硬化された第1、第2基板を選択的に反転させるための第2反転機及び
前記UV硬化機で硬化された両基板又は前記第2反転機で反転された両基板のシール剤を熱硬化させて前記第1搬出手段に返送する熱硬化機を更に含んでいることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記UV硬化機と第2反転機との間に貼り合わせ程度を検査する検査機及び、
前記熱硬化機と第1出手段との間で硬化された基板の外観を検査するための外観検査機が更に備えられることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記検査工程ラインは、
前記貼り合わせ及び硬化ラインから貼り合わせされた基板を搬入する第3搬入手段と、
前記第3搬入手段によって搬入される貼り合わされた基板を各パネル単位に切断する切断機と、
前記切断機で切断された各パネルのサイズを検査する検査機及び
前記検査機で検査された各パネルを研磨する研磨機と
を含めて構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記研磨機で研磨された各パネルを最終的に検査する最終検査機及び、
前記最終検査機で良品として判定されたパネルを搬出するための第2搬出手段を更に備えて構成されることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記貼り合わせ機は、
内部を真空状態又は大気圧状態にして各基板間を加圧することにより貼り合わせ及び圧力差を用いた貼り合わせが逐次的に行われ、その周囲面の所定部位には各基板の搬入又は搬出がなされるように通気口が形成されている真空チャンバと、
前記真空チャンバの外側に設置され、第1基板又は第2基板を伝達されて前記真空チャンバ内部に選択的な搬入又は搬出を行う搬入手段部と、
前記真空チャンバ内の上側空間と下側空間に各々対向設置されて前記搬入手段部を通して真空チャンバ内部に搬入された各基板を前記真空チャンバ内の該当作業位置に固定するように動作する上部及び下部ステージと、
前記各ステージを選択的に移動させるステージ移動装置及び、
前記真空チャンバ内部が選択的に真空状態となるように吸入力を提供する真空装置を含めて構成されることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記真空チャンバは、その周囲面の一端及び下側に真空装置から伝達された空気吸入力を伝達されてその内部空間に存在する空気が排出される空気排出管が連結され、前記周囲面上側に外部から空気又はガスを流入させるベント管が連結されて内部空間の選択的な真空状態の形成又は解除を可能とするように構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記真空チャンバの流出口には、前記流出口による開口部位を選択的に遮蔽できるように遮蔽ドアが設置されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記上部ステージの底面又は下部ステージの上面のうち、少なくともいずれかの一面には複数の静電力を印加して基板を固定するように少なくとも一つ以上の静電チャックが凹部に入装着され、真空力を伝達されて前記基板の吸着固定を可能とするように少なくとも一つ以上の真空ホールが形成されて構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 相互に異なる極性の電圧が各々印加されて各基板の静電付着を可能とするように少なくとも二つ以上の対を形成して前記静電チャックを備えることを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記真空ホールは前記上部ステージの底面に装着された各静電チャックの周囲部位に沿って複数個形成されて配置されることを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記ステージ移動装置は、
前記真空チャンバの外側に装着された駆動モータと軸結合された状態で前記上部ステージと連結され前記上部ステージを選択的に上下運動させる移動軸及び、
前記下部ステージの下部に設置されて前記下部ステージを選択的に左右回転させる回転軸を含めて構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記真空チャンバの外側又は内側に装着されて各基板の搬入時に、前記各基板間の整列状態を確認するための整列装置を更に含んで構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記搬入手段部は、
前記第2基板の搬送のための第1アームと、
前記基板と貼り合わせされる他の基板の搬送のための第2アームを含んで構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記搬入手段部を構成する各アームのうち、前記液晶が滴下された基板の搬送のためのアームは、その大気圧状態時に、他の一つのアームに比べて上側に位置されるように構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記搬入手段部は液晶が滴下されると共にシール剤が塗布された基板搬送のための第1アームと、前記基板と貼り合わせされる他の基板の搬送のための第2アームを含んで構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記下部ステージの上面に少なくとも一つ以上の第1収容部を凹面状に又は貫通するように形成し、前記第1収容部の内部に選択的に収容され、前記下部ステージを選択的に昇降可能とするように駆動する第1基板リフティング手段を更に含めることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記第1基板リフティング手段は、
前記第1収容部の内部に選択的に収容され、基板を選択的に支える第1支持部と、
前記下部ステージの下側から前記第1収容部を貫通して第1支持部と一体化され、前記第1支持部を選択的に上下移動させる第1昇降軸及び、
前記第1昇降軸に連結されて前記第1昇降軸を選択的に昇降するように駆動する第1駆動部を含めて構成されることを特徴とする請求項25に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記基板の搬入又は搬出方向に対して直交する側の前記下部ステージの両側上面周囲に少なくとも一つ以上の第2収容部を凹面状に又は貫通するように形成し、一端は前記各第2収容部の内部に収容された状態で選択的に前記下部ステージの両側上面周囲から所定高さだけ上下運動し、多端は前記一端を昇降可能とするように駆動するクランピング手段を更に含めて構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記クランピング手段は、
前記下部ステージの両側に位置された状態で第2収容部の内部に選択的に収容され、基板の両側底面を選択的に支える少なくとも一つ以上の第2支持部と、
前記第2支持部と一体化されて前記第2支持部を選択的に上下移動させる第2昇降軸及び、
第2昇降軸に連結され前記第2昇降軸が選択的に昇降されるように駆動する第2駆動部と
を含めて構成されることを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記貼り合わせ機は、
前記真空チャンバ内に設置され、前記上部ステージに吸着された第2基板の下側で前記第2基板を支える少なくとも二つの第2基板支持手段を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記第2基板支持手段は、前記下部ステージの一方の側面に隣接して位置することを特徴とする請求項29に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記少なくとも二つの第2基板支持手段はその長さが互いに異なって形成されることを特徴とする請求項29に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記第2基板支持手段は、
回転可能に装着された回転軸と、
前記回転軸の一端に一体化され、その上面には複数個の突起が突出して形成されて前記上部ステージから分離される基板を支える支持台及び、
前記回転軸の他端に装着されて前記回転軸を選択的に回転させるように駆動する駆動部と
を含んで構成されることを特徴とする請求項29に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記支え台の上面に形成される突起は高さ及び位置調節を可能とするように構成されることを特徴とする請求項32に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記貼り合わせ機は、
前記真空チャンバ内に昇降及び回転自在に備えられ、貼り合わせされた基板を固定するか、又は前記上部ステージに固定される基板を支える工程補助手段を更に含んでいることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記工程補助手段は、
回転及び乗降可能に装着された回転軸と、
前記回転軸の一端に一体化され、各基板又は搬送装置の所定部位と接触する支持部及び、
前記回転軸の他端に装着された駆動部を含むことを特徴とする請求項34に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記支持部は、前記支持部の底面と上面とに形成された第1接触部及び第2接触部とを備えることを特徴とする請求項35に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記貼り合わせ機は、
前記真空チャンバの内部空間と相互接続された複数の空気排出管と、
前記各空気排出管に連結され前記真空チャンバ内部が真空状態となるように空気吸入力を発生させる少なくとも二つの真空手段と、
前記真空チャンバの内部空間と相互接続されて空気又はガスを供給するベント管と、
前記ベント管に連結されて空気又はガスをベント管に供給するガス供給手段を更に含めて構成されることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造システム。 - 前記少なくとも二つの真空手段のうち一つの真空手段は、他の真空手段に比べてより大きな圧力の空気吸入力を発生させる高真空ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)からなり、他の真空手段は低真空ポンプ(dry−pump)からなることを特徴とする請求項37に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 前記低真空ポンプを四つに含み、二つずつ一対にしていずれか一つの空気排出管及び他の一つの空気排出管に各々連結されることを特徴とする請求項38に記載の液晶表示装置の製造システム。
- 第1基板上にディスペンサーを用いて液晶を滴下する工程と、
第2基板上に主UV硬化型シール剤を形成する工程と、
前記第1及び第2基板を真空貼り合わせする工程と、
前記主UV硬化型シール剤をUV硬化する工程と、
前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程と、
前記切断された基板を研磨する工程及び、
前記研磨された基板を最終検査する工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記液晶を滴下する工程は、
前記第1基板上に液晶を滴下する排出口を備えたノズルと、前記排出口を閉じる下部位置と前記排出口を開く上部位置との間を動くニードルと、前記ニードルを下部位置に移動させるスプリング部材と、
前記ニードルを上部位置に移動させるように前記ニードルに磁気力を印加するソレノイドコイルとを含み液晶を滴下するディスペンシング部と、
前記ソレノイドコイルに電力を供給して前記ニードルを上部位置に移動させる電源部と、
前記ニードルが上部位置に移動した時前記ディスペンシング部にガス圧力を印加して排出口を通して液晶を排出するガス供給部と、
前記第1基板上に滴下される液晶の滴下量を計算し、前記電源部とガス供給部を制御して計算された滴下量の液晶を基板上に滴下する制御部とからなっていると共に、少なくとも一つのパネル領域を含む基板上に液晶を滴下するディスペンシング装置によって行われることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記ディスペンシング部は、
液晶が充填された液晶容器と
前記液晶容器の下部に位置した本体と、
前記本体の下部から突出されて液晶を滴下する排出部と、
前記排出部の周囲に形成されていて前記排出部を保護する保護部を含むノズルと、
前記液晶容器の下部に装着され液晶容器の液晶が排出される排出孔が形成されたニードルシートと、
前記液晶容器に挿入され、端部がニードルシートに接触して排出部を通した液晶の流れを遮断する下部位置及び端部が前記ニードルシートから分離される上部位置の間を動くニードル部材と、
前記ニードル部材を下部位置に移動させる第1スプリングと、
磁気力を発生させて前記ニードル部材を上部位置に移動させるソレノイドシステム及び、
前記液晶容器にガス圧力を提供してニードル部材が上部位置に位置する場合ノズルを通して液晶を滴下させるガス供給部と
から構成されたことを特徴とする請求項41に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記液晶容器は金属からなっていることを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記金属はステンレス鋼であることを特徴とする請求項43に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶容器が収納されるケースを追加に含むことを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶容器はポリエチレンからなり前記ケースは金属からなることを特徴とする請求項45に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記保護部は排出部の周囲に形成されている保護用壁を含むことを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ノズルの表面にはフッ素樹脂膜が形成されていることを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ニードル部材は、
第一ニードルと、
前記第一ニードルに結合された第二ニードル及び、
前記第一ニードルと第二ニードルを固定させる固定手段と
からなることを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第二ニードルには突起が形成され第一ニードルには前記第二ニードルの突起が挿入される溝が形成されていて前記第一ニードルと第二ニードルとが結合されることを特徴とする請求項49に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第一ニードルと第二ニードルは分離可能なことを特徴とする請求項49に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1スプリング部材は、
前記第二ニードルの端部に設置された第1スプリングと、
前記第1スプリングの張力を調整する張力調整手段と
を含むことを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記張力調整手段は、
前記第1スプリングが収納される第1スプリング収納筒及び、
前記第1スプリング収納筒に挿入されて前記第1スプリングの張力を制御する張力調整部からなることを特徴とする請求項52に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記張力調整部を固定して前記第1スプリングを設定された長さで固定させるための張力固定手段を追加に含むことを特徴とする請求項53に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第二ニードルには第1スプリングを固定させる第1スプリング固定手段を追加に含むことを特徴とする請求項49に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1スプリング部材の上部に一定間隔を置き設定されて前記ソレノイドシステムに電源が印加される場合磁気力を発生して前記ニードルを上部位置に移動させる磁性棒を追加に含むことを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記磁性棒は軟磁性物質及び強磁性物質からなっている一群から選択された物質からなることを特徴とする請求項56に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ソレノイドシステムは前記磁性棒周囲に設置されたソレノイドコイルであることを特徴とする請求項56に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記磁性棒の端部に設置されて前記磁性棒を下部に移動させることによって前記ニードルを下部位置に復元させる第2スプリング部材を追加に含むことを特徴とする請求項56に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2スプリング部材は、
前記磁性棒に設置された第2スプリング及び、
前記第2スプリングが収納される第2スプリング収納筒
からなることを特徴とする請求項59に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第2基板上に銀(Ag)ドットを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記主UV硬化型シール剤はディスペンサー法で形成されることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記主UV硬化型シール剤と連結して補助UV硬化型シール剤を形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記補助UV硬化型シール剤は前記第2基板のダミー領域に形成することを特徴とする請求項63に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記主UV硬化型シール剤の外郭領域に第1ダミーUV硬化型シール剤を追加に形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミーUV硬化型シール剤の外郭領域に第2ダミーUV硬化型シール剤を追加に形成することを特徴とする請求項65に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミーUV硬化型シール剤は前記第1ダミーUV硬化型シール剤の端部の一辺の周縁部領域に形成することを特徴とする請求項66に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミーUV硬化型シール剤は一字型に形成されることを特徴とする請求項67に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミーUV硬化型シール剤は¬字型にことを特徴とする請求項67に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミーUV硬化型シール剤は閉鎖型に形成することを特徴とする請求項67に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2基板上の画素領域に柱状スペーサを追加に形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1基板と第2基板との間のダミー領域に液晶流れ調節用第1ダミー柱状スペーサ追加に形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサは前記主UV硬化型シール剤の内側に形成することを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサの少なくとも一つのエッジに開口部が追加に形成されることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記開口部は複数個が連続的に形成されていることを特徴とする請求項74に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記開口部は複数個が不連続的に形成されていることを特徴とする請求項74に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサの内側ダミー領域に液晶流れ調節を補助する点線型ダミー柱状スペーサが追加に形成されていることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサの外側ダミー領域に液晶流れ調節を補助する点線型ダミー柱状スペーサが付加的に形成されていることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記点線型ダミー柱状スペーサは前記第1基板から所定間隔だけ離隔されていることを特徴とする請求項77又は78に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサが二重に形成されていることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサは前記第1基板から所定間隔だけ離隔されていることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ダミー領域にはカラーフィルタ層と、ブラックマトリックス層が更に形成されていることを特徴とする請求項72に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ダミー柱状スペーサは前記ブラックマトリックス層又はカラーフィルタ層上に形成されていることを特徴とする請求項82に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ブラックマトリックス層上に第2ダミー柱状スペーサを追加に形成することを特徴とする請求項82に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミー柱状スペーサの少なくとも一つのエッジに開口部が追加に形成されていることを特徴とする請求項84に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記開口部は複数個が連続的に形成されていることを特徴とする請求項85に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記開口部は複数個が不連続的に形成されていることを特徴とする請求項85に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2ダミー柱状スペーサは前記第1基板から所定間隔だけ離隔されていることを特徴とする請求項84に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2基板上に前記主UV硬化型シール剤を形成する工程後前記第2基板を洗浄する工程を追加に含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1及び第2基板を真空吸着する工程前に前記第2基板を反転する工程を追加に含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1及び第2基板を真空吸着する工程は、
前記第2基板を貼り合わせ機チャンバの上部ステージに搬入し、前記第1基板を下部ステージに搬入する工程と、
基板支え手段を前記第2基板下側に位置させる工程と、
前記真空チャンバを真空にする工程と、
前記基板支え手段を元の位置に戻す工程と、
前記上下部ステージが静電吸着法で前記第1及び第2基板を吸着する工程と、
前記第1、第2基板を整列させる工程と、
前記第1、第2基板を貼り合わせする工程と、
前記真空チャンバを給気して前記貼り合わせされた基板を加圧する工程及び、
前記加圧された基板を搬出する工程とを備えてなることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第2基板を前記上部ステージに搬入するとき前記シール剤が下向きになるように搬入することを特徴とする請求項91に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1、第2基板を搬入する工程は、前記真空チャンバの下部及び上部ステージに真空吸着法で第1基板と第2基板を吸着させることを特徴とする請求項91に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせ機チャンバを給気する工程は、
前記静電吸着力を解除し前記上部ステージを貼り合わせされた基板から分離させる工程及び、
前記真空チャンバ内にガス又は乾燥空気を注入する工程を備えることを特徴とする請求項91に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記加圧された基板を搬出する工程前に次に貼り合わせされる第1基板と第2基板のうち一つを前記上部ステージ又は下部ステージに搬入する工程を更に含むことを特徴とする請求項91に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記シール剤をUV硬化する工程は前記主UV硬化型シール剤内部のアクティブ領域をマスクに覆って、UVを照射して行うことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記シール剤をUV硬化する工程は前記主UV硬化型シール剤内部のアクティブ領域と前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程におけるセル切断ラインとオーバーラップする領域をマスクに覆って、UVを照射して行うことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記シール剤をUV硬化する工程時、前記補助UV硬化型シール剤の一部分をマスクに覆って、UVを照射して行うことを特徴とする請求項63に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記主UV硬化型シール剤は両末端にアクリル基が結合されたモノマー又はオリゴマーを用いて形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記主UV硬化型シール剤は一方末端にはアクリル基が、他の末端にはエポキシ基が結合されたモノマー又はオリゴマーを用いて形成することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記UV照射工程後熱硬化工程を追加に含むことを特徴とする請求項100に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程は、
前記第1、第2基板の表面に第1、第2ホイールを用いて1次切断予定線を形成し、その1次切断予定線の少なくとも一部分に第1ロールを通して圧力を印加して第1、第2基板を順次的に切削する第1スクライビング部と
前記切削された第1、第2基板を回転させる第1回転部及び、
前記回転された第1、第2基板に表面に第3、第4ホイールを用いて2次切断予定線を形成し、その2次切断予定線の少なくとも一部分に第2ロールを通して圧力を印加して第1、第2基板を順次的に切削する第2スクライビング部とを備えた切断装置を用いて行うことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1ロールは前記第1ホイールが第1基板の表面に1次切断予定線を形成した後元の位置に移動するとき第1ホイールと連動して1次切断予定線に沿って圧力を印加しながら移動することを特徴とする請求項102に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1、第2ロールはウレタン材質であることを特徴とする請求項102に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1回転部は前記第1、第2基板を90°回転させることを特徴とする請求項102に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程は、
前記第1、第2基板の表面に1次切断予定線を形成する第1スクライビング工程と、
前記1次切断予定線の少なくとも一部分に第1ロールを通して圧力を印加して第1、第2基板を切削する第1切削工程と、
前記第1、第2基板の表面に2次切断予定線を形成する第2スクライビング工程及び、
前記2次切断予定線の少なくとも一部分に第2ロールを通して圧力を印加して第1、第2基板を切削する第2切削工程を含めてなることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1、第2ロールはウレタン材質であることを特徴とする請求項106に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2スクライビング工程前に前記第1、第2基板を90°回転させることを特徴とする請求項106に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程は、
前記第1、第2基板を第1、第2テーブルの間に搬入して吸着した後第1、第2ホイールを用いて第1、第2基板の表面に1次切断予定線を形成し、第1、第2テーブルを相互に遠くなる方向に移動させて第1、第2基板を切削する第1スクライビング部と、
前記切削された第1、第2基板を90°回転させる第1回転部及び、
前記回転された第1、第2基板を第3、第4テーブルの離隔された領域に亘られるように搬入して吸着した後第3、第4ホイールを用いて第1、第2基板の表面に2次切断予定線を形成し、第3、第4テーブルを相互遠くなる方向に移動させて第1、第2基板を切削する第2スクライビング部を備えた切断装置を用いて行うことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記少なくとも一つの第1ないし第4テーブルの表面にドット形態の吸着ホールや一定面積の吸着部を備えることを特徴とする請求項109に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記少なくとも一つの第1ないし第4ホイールは歯車状のホイールであることを特徴とする請求項109に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ホイールの中央部には貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項111に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程は、
前記第1、第2基板を第1、第2テーブルの間に搬入して吸着した後第1、第2基板の表面に1次切断予定線を形成する第1スクライビング工程と、
前記第1、第2テーブルを相互に遠くなる方向に移動させて第1、第2基板を切削する第1切削工程と、
前記第1、第2基板を第3、第4テーブルの離隔された領域に亘られるように搬入して吸着した後前記第1、第2基板の表面に2次切断予定線を形成する第2スクライビング工程及び、
前記第3、第4テーブルを相互遠くなる方向に移動させて第1、第2基板を切削する第2切削工程を含めて成されることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第2スクライビング工程前に前記第1、第2基板を90°回転させることを特徴とする請求項113に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記少なくとも一つの第1ないし第4テーブルの表面にドット形態の吸着ホールや一定面積の吸着部を備えることを特徴とする請求項113に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板をセル単位に切断する工程は、
前記第1、第2基板の一側ダミー領域が第1テーブルの一側に突出されるように吸着した後第1上部ホイールと第1下部ホイールを通して突出された第1、第2基板の表面に第1切断予定線を形成する第1スクライビング工程と、
前記第1切断予定線が形成された第1、第2基板からロボットグリップを通して前記一側ダミー領域を外して除去する第1切削工程と、
前記一側ダミー領域が除去された第1、第2基板を第1テーブルと所定距離離隔された第2テーブルとの間に移動させて、吸着した後第1上部ホイールと第1下部ホイールを通して前記第1、第2基板の表面に第2切断予定線を形成する第2スクライビング工程及び、
前記第1、第2テーブルを相互遠くなる方向に移動させて第1、第2基板を切削する第2切削工程を含めて成されることを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1切断予定線と第2切断予定線の少なくとも一つの部分にロールを用いて圧力を印加する工程を更に含むことを特徴とする請求項116に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記少なくとも一つの第1切断予定線と第2切断予定線に沿って前記第1切断予定線と第2切断予定線の少なくとも一つの部分にロールを用いて圧力を印加する工程を更に含むことを特徴とする請求項116に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ロールはウレタン材質であることを特徴とする請求項117又は118に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1上部ホイール又は第2上部ホイールは歯車状のホイールであることを特徴とする請求項116に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ホイールの中央部には貫通ホールが形成されていることを特徴とする請求項120に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせ基板をセル単位に切断した後切断状態を検査する工程を追加に含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記切断状態を検査する工程は、
前記貼り合わせされた基板の長辺に対応して切断された状態を検査し、前記基板の長辺間の距離を測定する第1、第2検査バー及び、
前記貼り合わせされた基板の単辺に対応して切断された状態を検査し、前記基板の単辺間距離を測定する第3、第4検査バーを備えた検査装置を用いて行うことを特徴とする請求項122に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1〜第4検査バーはゲージが内在されたことを特徴とする請求項123に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1、第2検査バーは前記貼り合わせされた基板の大きさが一番大きいモデルの長辺に対応する長さで制作され、前記第3、第4検査バーは前記貼り合わせされた基板の大きさが一番大きいモデルの単辺に対応する長さで制作されることを特徴とする請求項123に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1、第2検査バーは前記貼り合わせされた基板の大きさが一番大きいモデルの長辺に対応する長さで制作され、前記第3検査バーは前記貼り合わせされた基板の大きさが一番大きいモデルの単辺に対応する長さで制作され、前記第4検査バーは前記貼り合わせされた大きさが一番小さいモデルの単辺に対応する長さで制作されることを特徴とする請求項123に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1、第3検査バーは前記貼り合わせされた基板の一側長辺及び単辺に形成される階段形状の段差に噛み合わせるように制作されることを特徴とする請求項123に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記切断状態を検査する工程は、
前記貼り合わせされた基板を第1〜第4検査バーが備えられた第1テーブルに搬入させる搬入段階及び、
前記第1〜第4検査バーを駆動させて前記貼り合わせされた基板の長辺及び単辺に滓が残っているかを検査し、前記貼り合わせされた基板の長辺間距離及び単辺間距離を測定する検査段階を含むことを特徴とする請求項122に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1、第2検査バーを駆動させて前記貼り合わせされた基板の長辺に滓が残留するかを検査し、前記貼り合わせされた基板の長辺間の距離を測定する段階及び、
前記第3、第4検査バーを駆動させて前記貼り合わせされた基板の単辺に滓が残留するかを検査し、前記貼り合わせされた基板の単辺間の距離を測定する段階に成されていることを特徴とする請求項128に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記検査段階は、
前記第1〜第4検査バーを同時に駆動させて前記貼り合わせされた基板の長辺及び単辺に滓が残留するかを検査し、前記貼り合わせされた基板の長辺間距離及び単辺間の距離を測定することを特徴とする請求項128に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記貼り合わせされた基板を研磨する工程は、
前記第1基板及び第2基板のゲートパッド部及びデータパッド部に形成されている少なくとも一つの整列マーク及び、
前記ゲートパッド部及びデータパッド部の先端と整列マーク間に研磨量識別パターンを用いて研磨量を検出することを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記整列マークはタップマークであることを特徴とする請求項131に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板の縁に研磨予定線が形成されていることを特徴とする請求項131に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記研磨量識別パターンは前記研磨予定線に基づき限界許容値に当たる領域に形成されていることを特徴とする請求項133に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記限界許容値は前記研磨予定線から±100μmに設定されていることを特徴とする請求項134に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記研磨量識別パターンは多数個のパターンなどが一定に離隔されて前記貼り合わせされた基板の先端方向と、前記整列マークが形成された方向の領域とが区分されていることを特徴とする請求項131に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記研磨量識別パターンなどの区分領域は前記研磨量識別パターンの中央から一側方向に行くほど一定距離単位に前記貼り合わせされた基板の先端に近づけるように形成され、他側方向に行くほど一定距離単位に前記整列マークに近くなるように形成されていることを特徴とする請求項136に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記研磨量識別パターンに対応して整列マークが形成された領域の縁に一定単位で数値が示されていることを特徴とする請求項136又は137に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせされた基板を研磨する工程は、
前記貼り合わせされた基板のゲートパッド部及びデータパッド部に少なくとも一つの整列マークが整列され、前記ゲートパッド部及びデータパッド部の先端と整列マーク間に研磨量識別パターンが備えられた前記貼り合わせされた基板のエッジを研磨する段階及び、
前記研磨量識別パターンを目視検査して前記貼り合わせされた基板の研磨量を判断する段階を含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記ゲートパッド部に形成されている研磨量識別パターンは前記第1基板上にゲート配線を形成するとき、同時に形成することを特徴とする請求項139に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記データパッド部に形成されている研磨量識別パターンはデータ配線を形成する時、同時に形成することを特徴とする請求項139に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記研磨された基板を最終検査する段階後貼り合わせされた基板を出荷する段階を追加に含むことを特徴とする請求項40に記載の液晶表示装置の製造方法。
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