KR100847820B1 - 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정의 탈포를 효율적으로 할 수 있는 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 액정용기와, 상기 액정용기와 연결된 액정토출의 개폐부와, 상기 개폐부로부터 상기 액정용기내의 액정을 외부로 토출하는 노즐과, 상기 액정의 토출을 제어하는 니들과, 상기 니들을 상, 하 방향으로 제어하는 솔레노이드수단과,상기 액정용기내를 진공시키는 진공수단과, 상기 액정에 압력을 가하는 가스공급수단과, 상기 니들의 일단부와 접촉되고, 상기 액정 토출의 배출공을 갖는 상기 개폐부의 니들시트와, 상기 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 제어하는 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 종래의 진공주입법을 적용한 액정표시장치의 제조순서도.
도 2는 본 발명에 따른 액정적하방법을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 액정시린지를 설명하기 위한 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3의 액정시린지를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 제조공정도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 액정 용기 110 : 개폐부
110A : 제 1 체결부 110B : 제 2 체결부
110C : 니들 시트 120 : 노즐
130 : 니들 140 : 진공수단
150 : 가스공급수단 160 : 솔레노이드수단
본 발명은 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으 로 보다 구체적으로는 진공수단을 구비하는 액정시린지를 이용한 액정표시장치의 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, 컬러 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, 컬러 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 컬러 필터를 제작한 후, 공통전극용 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성하는 공정이다.
또한, 액정 셀 공정은 박막 트랜지스터 형성 공정이 완료된 제 1 기판과 컬러필터 공정이 완료된 제 2 기판 사이에 일정한 셀겝이 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 컬러필터 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 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 인쇄, 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 갖는 씨일(Seal)재를 도포(4S)한 후 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 압력을 가하여 합착(5S)한다.
그리고, 상기 합착된 제 1 기판과 제 2 기판을 각 단위 액정패널별로 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.
액정 물질을 주입할 때에는, 먼저 액정 물질을 용기에 담은 다음, 챔버(Chamber) 속에 용기를 집어넣고 상기 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 액정주입구를 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 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 적어도 하나의 단위액정패널을 포함하는 대면적의 유리기판상에 직접 액정을 적하하는 액정시린지내의 액정 탈포를 효율적으로 진행할 수 있는 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은, 액정용기와, 상기 액정용기와 연결된 액정토출의 개폐부와, 상기 개폐부로부터상기 액정용기내의 액정을 외부로 토출하는 노즐과, 상기 액정의 토출을 제어하는 니들과, 상기 니들을 상, 하 방향으로 제어하는 솔레노이드수단과, 상기 액정용기내를 진공시키는 진공수단과, 상기 액정에 압력을 가하는 가스공급수단과, 상기 니들의 일단부와 접촉되어 액정주입 통로의 배출공을 갖는 상기 개폐부의 니들시트를 포함하며, 상기 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 제어하는 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 마주보는 제 1 기판 및 제 2 기판을 마련하는 단계; 진공수단을 구비하는 액정시린지를 액정디스펜싱장비에 장착하는 단계; 상기 진공수단을 가동시켜 상기 액정시린지내의 액정을 자체적으로 탈포하는 단계; 일정 시간 후, 상기 액정시린지 내를 대기 상태로 환원하는 단계; 상기 액정디스펜싱장비에 제 1 기판이 로딩되면, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 합착되기 전에 상기 제 1 기판에 액정을 적하하는 단계;상기 액정시린지는 액정용기와, 상기 액정용기내의 액정을 외부로 토출하는 노즐과, 상기 액정의 토출을 제어하는 니들과, 상기 니들의 일단부와 접촉되고, 상기 액정 토출의 배출공을 갖는 니들시트와, 상기 액정에 압력을 가하는 가스공급수단과, 상기 니들의 상, 하 방향으로 제어하는 솔레노이드수단과, 상기 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 제어하는 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
액정딥핑방식 또는 액정진공 주입방식과 같은 종래의 액정주입방식의 단점들을 극복하기 위해, 근래 제안되고 있는 방법이 액정적하방식(Liquid Crystal Dropping Method)에 의한 액정층 형성방법이다. 상기 액정적하방식은 패널 내부와 외부의 압력차에 의해 액정을 주입하는 것이 아니라 액정을 직접 기판에 적하(Dropping) 및 분배(Dispensing)하고 패널의 합착 압력에 의해 적하된 액정을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 분포시킴으로써 액정층을 형성하는 것이다. 이러한 액정적하방식은 짧은 시간 동안에 직접 기판상에 액정을 적하하기 때문에 대면적의 액정표시소자의 액정층 형성도 매우 신속하게 진행할 수 있게 될 뿐만 아니라 필요한 양의 액정만을 직접 기판상에 적하하기 때문에 액정의 소모를 최소화할 수 있게 되므로 액정표시소자의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다는 장점을 가진다.
도 2는 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정적하방식에서는 구동소자와 컬러필터가 각각 형성된 하부기판(105)과 상부기판(103)을 합착하기 전에 하부기판(105)상에 방울형상으로 액정(107)을 적하한다. 상기 액정(107)은 컬러필터가 형성된 기판(103)상에 적하될 수도 있다. 다시 말해서, 액정적하방식에서 액정적하의 대상이 되는 기판은 TFT기판과 CF기판 어느 기판도 가능하다. 그러나, 기판(103,105)의 합착시 액정(107)이 적하된 기판(105)은 하부에 놓여져야만 한다.
이때, 상부기판(103)의 외곽영역에는 실링재(109)가 도포되어 상기 상부기판(103)과 하부기판(105)에 압력을 가함에 따라 상기 상부기판(103) 및 하부기판(105)이 합착되며, 이와 동시에 상기 압력에 의해 액정(107) 방울이 외부로 퍼져 상기 상부기판(103)과 하부기판(105) 사이에 균일한 두께의 액정층이 형성된다. 다시 말해서, 상기 액정적하방식의 가장 큰 특징은 패널(101)을 합착하기 전에 하부기판(105)상에 미리 액정(107)을 적하한 후 실링재(109)에 의해 패널(101)을 합착하는 것이다.
이러한 액정적하방식을 적용한 액정표시소자 제조방법은 종래의 액정주입방식에 의한 제조방법과는 다음과 같은 차이를 가진다. 종래의 일반적인 액정주입방식에서는 복수의 패널이 형성되는 대면적의 유리기판을 패널 단위로 분리하여 액정을 주입했지만 액정적하방식에서는 미리 기판상에 액정을 적하하여 액정층을 형성한 후 유리기판을 패널단위로 가공 분리할 수 있게 된다. 이러한 공정상의 차이는 실제 액정표시소자를 제작할 때 많은 장점을 제공한다. 물론 액정적하방식 자체에 의한 장점(즉, 신속한 액정층의 생성이라는 장점)도 있지만, 복수의 패널이 형성된 유리기판 단위로 액정층을 형성함으로써 생기는 장점도 존재한다. 예를 들어, 유리기판에 4개의 액정패널이 형성되는 경우, 액정주입방식에 의한 액정층의 형성공정에서는 가공된 4개의 액정패널 각각에 액정을 한번에 주입할 때 동일한 조건(동일한 액정용기, 동일한 주입압력 등)에 의해 동일한 셀갭을 갖는 액정패널을 형성할 수 있었지만, 액정적하방식에서는 한번의 적하에 의해 상기 4개의 액정패널에 적하되는 액정량을 제어함으로써 각각 다른 셀갭을 갖는 액정패널을 형성할 수 있게 된다.
상기 액정의 적하는 통상적으로 액정시린지를 이용하여 액정을 적하한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정시린지를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 액정시린지는 액정용기(100)와, 액정용기(100)와 연결된 액정토출의 개폐부(110)와, 상기 개폐부(110)로부터 액정용기(100)내의 액정을 외부로 토출하는 노즐(120)과, 상기 액정의 토출을 제어하는 니들(130)과, 액정용기(100)내를 진공시키는 진공수단(140)과, 액정에 압력을 가하는 가스공급수단(150)을 포함하여 이루어진다.
상기 액정용기(100)는 성형성이 좋은 폴리에틸렌으로 이루어진 액정용기(100)이며, 별도로 강도가 높은 케이스(200)를 준비하여 상기 액정용기(100)를 케이스(200)에 수납하여 사용한다. 또한, 액정용기(100)는 액정과 반응성이 없는 재질로 폴리에틸렌 소재로 한정되는 것은 아니다.
그리고, 액정용기(100)와 연결된 액정토출의 개폐부(110)는 제 1 체결부(110A) 및 제 2 체결부(110B)와, 상기 제 1, 제 2 체결부(110A, 110B) 사이에 액정 주입 통로인 니들 시트(Needle Sheet, 110C)로 구성된다. 여기서, 제 1, 제 2 체결부(110A, 110B)는 일측부는 숫나사로 되어 있고, 타측부는 암나사로 되어 있다. 상기 니들 시트(110C)는 상기 니들(130)과 접촉되는 배출공(111)을 구비하여 액정 통로의 역할을 한다.
상기 액정용기(100)는 개폐부(110)와의 체결부위가 암나사로 되어 있어 제 1 체결부(110A)의 일측부와 체결되고, 제 1 체결부(110A)의 타측부는 제 2 체결부(110B)의 일측부와 접속되어 있다. 이때, 상기 제 1 체결부(110A)의 타측부와 제 2 체결부(110B)의 일측부와의 체결시 니들 시트(110C)가 맞물려 체결된다. 그리고, 노즐(120)은 제 2 체결부(110B)의 타측부와 접속된다.
그리고, 니들(130) 상부에는 스프링(도시되지 않음)이 구비되어 있어 상기 스프링의 장력에 의해 니들(130)이 니들시트(110C)의 배출공(111)에 접촉되도록 하여 액정의 토출을 막는다.
상기 니들(130) 상단에 솔레노이드(Solenoid)수단(160)이 구비되어 있다. 솔레노이드수단(160)은 솔레노이드코일(도시되지 않음)에 전원이 인가되어 자기력이 발생하게 되면, 상기 니들(130)을 상부로 이동시키고, 이때 상기 가스공급수단(150)에서 외부의 가스공급부로부터 질소(N2) 가스가 공급되도록 하여 액정용기(100)의 액정이 충진되지 않은 영역에 가스를 채움으로써 상기 액정에 압력을 가하게 되어 액정이 적하되도록 한다. 그리고나서, 코일에 전원 공급이 중단되면 상기 스프링의 탄성에 의해 니들(130)이 원래의 위치로 복원된다. 이와 같은 니들(130)의 상하 이동에 의해 액정이 토출된다.
한편, 액정표시장치는 액정 셀에 전압을 인가하면 액정의 배열 상태가 변하면서 액정 셀의 광학적 성질이 변하여 소정의 상(Image)을 나타낸다. 따라서, 광학적 성질을 이용하는 액정표시장치는 액정 셀 사이에 채워지는 액정 분자가 균일하게 채워지고, 또한 소정의 방향으로 일정하게 배열되어야 광학적인 제 기능을 발휘할 수 있다. 이러한 이유로 액정 적하 전에 액정에 용해되어 있는 미세한 공기방울을 제거하여 액정주입불량(기포의 발생)을 방지하고, 액정 내 수분을 제거하여 액정의 비저항 감소 및 전압 유지율 저하의 원인을 제거하기 위한 탈포 공정이 반드시 수반된다.
상기 탈포 공정은 본 발명의 액정시린지 자체 내에서 액정을 탈포할 수 있도록 상기 진공수단(140)을 구비한다. 이러한 진공수단(140)을 이용하여 액정용기(100)의 대기를 진공으로 펌핑하여 배기함으로써, 액정의 수분을 제거하고 액정에 용해되어 있는 미세한 공기방울을 탈포한다.
이와 같은 액정시린지를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제 1 기판 및 제 2 기판이 제공된다. 상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 각각 전술한 바와 같은 어레이(Array) 공정 및 컬러필터(Color Filter) 공정이 수행된 기판으로, 복수의 제 1, 제 2 기판이 카세트에 적재되어 액정 셀 공정으로 로딩된다.
상기 제 1 기판(이하, "TFT 기판"이라 칭함)은 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 전극들을 구비한다.
그리고, 상기 제 2 기판(이하, "컬러필터 기판"이라 칭함)은 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 필터층 및 공통전극 등을 구비한다.
이러한 어레이 공정 및 컬러필터 공정이 진행된 복수의 TFT 기판 및 컬러필터 기판을 각각 적재하는 카세트는 액정 셀 공정으로의 진입 시, 먼저 제 1 공정 라인 및 제 2 공정 라인의 시작 포트(Port)상에 놓여진다.
즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 카세트(도시되지 않음)가 제 1 공정라인(300) 및 제 2 공정라인(400)의 시작 포트(310, 410)에 놓여지면, 라인 상 에 배치된 로봇 암(도시되지 않음)에 의해 카세트에 적재된 복수의 TFT 기판 및 컬러필터 기판 중 하나씩을 각각 선택하여 액정 셀 공정에 진입시킨다.
여기서, 상기 제 1 공정라인(300)은 TFT 기판을 수납하여 액정 셀 공정을 진행하는 공정라인으로, 그 주변부에 액정을 적하하는 액정 디스펜싱(LC Dispensing) 장치부(320)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 제 2 공정라인(400)은 컬러필터 기판을 수납하여 액정 셀 공정을 진행하는 공정라인으로, 그 주변부에 위치되어 상기 컬러필터 기판의 공통전극과 전기적 연결을 위한 은(Ag) 도트를 형성하는 은(Ag) 디스펜싱(Dispensing) 장치부(420)와, 상기 컬러필터 기판상의 외주연부에 씨일(Seal)재를 도포하는 씨일 디스펜싱(Seal Dispensing) 장치부(430)를 포함하여 이루어진다.
상기 TFT 기판과 컬러필터 기판이 이와 같은 제 1, 제 2 공정라인(300,400)에 각각 제공되면, 상기 TFT 기판 및 컬러필터 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 TFT 기판과 컬러필터 기판을 세정(25S)한 다음, 상기 컬러필터 기판을 은 디스펜싱 장치부(420)와 씨일 디스펜싱 장치부(430)에 로딩한다. 이에 의해, 컬러필터 기판 상에는 은(Ag)도트 및 씨일재가 도포(27S)(28S)된다. 이때, 씨일재는 광 또는 열 경화성 수지가 이용된다.
한편, TFT 기판은 액정 디스펜싱 장치부(320)로 로딩되어 상기 컬러필터 기판 상의 씨일재 안쪽의 대응 영역에 액정을 적하(29S)하는 공정을 실시한다. 상기 액정 적하(29S) 공정은 다음과 같이 진행된다.
먼저, 도 3에 도시된 액정시린지를 액정 디스펜싱 장치부(320)에 장착한다(30S). 그런 다음, 상기 액정시린지의 내부 공기를 진공 수단(140)을 통하여 대기로 배출하게 되면, 액정시린지내의 압력이 낮아지면서 시린지와 액정 내부의 압력차이가 심화되어 액정에 내재하고 있던 수분 및 미세한 공기방울 등이 대기중으로 펌핑된다. 이와 같은 탈포 공정(31S)은 액정시린지 자체 내에서 탈포 공정이 진행되므로 신속하고, 효과적으로 액정 내의 수분 및 공기방울 등을 제거할 수 있다.
또한, 액정의 탈포 공정을 먼저 수행한 다음, 액정시린지를 액정 디스펜싱 장치부(320)에 장착해도 상관없다.
이렇게 탈포 공정이 완료되면, 가스공급수단(150)을 작동시켜 질소(N2) 가스를 액정시린지로 유입시킴으로써 액정시린지 내를 대기압과 같은 압력으로 되게 한다. 상기 질소 가스는 탈포 공정이 완료된 다음, 계속해서 액정시린지에 유입된다.
다음, TFT 기판이 액정디스펜싱 장치부(320)에 로딩되면 탈포 공정이 수행된 액정시린지를 이용하여 전술한 바와 같이 솔레노이드수단(160)과 가스공급수단(150)에 의해 액정을 기판상에 적하한다.
이어, 상기와 같은 공정이 진행된 각각의 TFT 기판과 컬러필터 기판은 진공 챔버(500)에 로딩되어 상기 적하된 액정이 균일하게 각 패널에 채워지도록 TFT 기 판과 컬러필터 기판을 합착한 다음, 상기 씨일재를 경화시킨다(30S).
여기서, 상기 합착 공정을 살펴보면 다음과 같이 진행된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 TFT 기판을 수평방향으로 이동 가능한 진공 용기 내의 테이블상에 탑재하고, 상기 TFT 기판의 하부 표면 전면을 제 1 흡착기구로 진공 흡착하여 고정시킨다. 다음, 컬러필터 기판의 하부 표면 전면을 제 2 흡착기구로 진공 흡착하여 고정하고, 진공 챔버(500)를 닫아 진공시킨다. 그리고, 상기 제 2 흡착기구를 수직방향으로 하강시켜 상기 TFT 기판과 컬러필터 기판의 간격을 소정 간격으로 두고, 상기 TFT 기판을 탑재한 상기 테이블을 수평 방향으로 이동시켜 TFT 기판과 컬러필터 기판을 위치 맞춤 한다.
그런 다음, 상기 제 2 흡착기구를 수직방향으로 하강시켜 컬러필터 기판을 상기 씨일재를 통해 TFT 기판에 접합하고, 상기 적하된 액정이 TFT 기판 및 컬러필터 기판에 소정 두께로 충진되도록 가압하여 액정 원판을 형성한다.
이어, 상기 진공 챔버(500)로부터 상기 액정 원판을 꺼내어 상기 씨일재에 자외선 조사하여 상기 씨일재를 경화시켜 액정표시장치를 완성한다.
다음, 상기 액정 원판을 각 패널 별로 절단(33S)하고, 절단된 각 패널을 연마 가공하고 최종 검사(34S)하여 액정 셀 공정을 완료한다.
상기 검사(34S)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, 컬러필터 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.
상술한 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은, TFT 기판상에 액정을 적하하고, 컬러필터 기판상에 은 도트 형성 및 씨일재를 도포하였지만, 상기 컬러필터 기판상에 액정을 적하하고, 은 도트 형성 또는 씨일재 도포를 TFT 기판상에 형성할 수도 있다.
이후, 도면에는 도시하지 않았지만, 드라이버 IC의 부착이나 백 라이트 장착 등을 하는 모듈공정이 진행된다.
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 액정시린지 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 진공수단을 구비한 액정시린지를 이용하여 자체적으로 탈포공정을 수행한 다음 액정을 적하함으로써, 신속하고, 효과적으로 액정 내의 수분 및 기포 등을 제거할 수 있다.
둘째, 액정적하방식을 이용하여 짧은 시간 동안에 직접 기판상에 액정을 적하하기 때문에 대면적의 액정표시소자의 액정층 형성도 매우 신속하게 진행할 수 있게 될 뿐만 아니라, 필요한 양의 액정만을 직접 기판상에 적하하기 때문에 액정 의 소모를 최소화할 수 있게 되므로 액정표시소자의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다는 장점을 가진다.
Claims (13)
- 액정용기와,상기 액정용기와 연결된 액정토출의 개폐부와,상기 개폐부로부터 상기 액정용기내의 액정을 외부로 토출하는 노즐과,상기 액정의 토출을 제어하는 니들과,상기 니들의 상, 하 방향으로 제어하는 솔레노이드수단과,상기 액정용기내를 진공시키는 진공수단과,상기 액정에 압력을 가하는 가스공급수단과,상기 니들의 일단부와 접촉되어 액정주입 통로의 배출공을 갖는 상기 개폐부의 니들시트를 포함하며,상기 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 제어하는 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정시린지.
- 제 1항에 있어서,상기 개폐부는 상기 용기와 연결되는 제 1 체결부와,상기 제 1 체결부와 연결되는 제 2 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정시린지.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 진공수단은 상기 액정의 토출 전, 상기 액정의 탈포 공정의 수단으로 이용되는 것을 특징으로 하는 액정시린지.
- 서로 마주보는 제 1 기판 및 제 2 기판을 마련하는 단계;진공수단을 구비하는 액정시린지를 액정디스펜싱장비에 장착하는 단계;상기 진공수단을 가동시켜 상기 액정시린지내의 액정을 자체적으로 탈포하는 단계;일정 시간 후, 상기 액정시린지 내를 대기 상태로 환원하는 단계;상기 액정디스펜싱장비에 제 1 기판이 로딩되면, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 합착하기 전에 상기 제 1 기판에 액정을 적하하는 단계;상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하며,상기 액정시린지는 액정용기와,상기 액정용기내의 액정을 외부로 토출하는 노즐과,상기 액정의 토출을 제어하는 니들과,상기 니들의 일단부와 접촉되고, 상기 액정 토출의 배출공을 갖는 니들시트와,상기 액정에 압력을 가하는 가스공급수단과,상기 니들의 상, 하 방향으로 제어하는 솔레노이드수단과,상기 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 제어하는 스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 6항에 있어서,상기 솔레노이드수단에 의해 상기 니들이 상방향으로 이동하면 상기 가스공급수단에 의해 가스가 공급되어 액정이 토출되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,상기 스프링은 니들이 상기 배출공에 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1 기판에는 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 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제 2 기판에는 블랙 매트릭스층과,상기 블랙 매트릭스층 사이에 형성되어 적, 녹, 청의 삼원색을 나타내는 컬러 필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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Also Published As
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|---|---|
| KR20030095887A (ko) | 2003-12-24 |
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