JP4005967B2 - 液晶パネルの製造方法及びこれに使用されるシールパターン形成装置 - Google Patents

液晶パネルの製造方法及びこれに使用されるシールパターン形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、液晶パネル(LCD panel)に係り、詳しくは、液晶パネルの母基板に互いに異なるサイズのシールパターン(seal pattern)を形成する方法及びこれに使用されるシールパターン形成装置に関するものである。
液晶パネルの製造工程は、互いに異なる製造工程により完成した薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor；以下、TFTと略称する)アレイ基板とカラーフィルタ(color filter)基板とが液晶層を介して合着される合着工程を含んでなる。
前記液晶パネルの製造工程は、複数のTFTアレイ基板及び複数のカラーフィルタ基板に液晶分子を所定方向に配列するための配向膜の塗布及びラビング(rubbing)工程から始まる。通常、TFTアレイ基板には、前記TFTアレイ基板とカラーフィルタ基板とを合着するためのシールパターンが形成され、カラーフィルタ基板の共通電極端子とTFTアレイ基板のボンディングパッド(bonding pad)とを連結するためのショート(short)が設けられる。また、カラーフィルタ基板には、TFTアレイ基板とカラーフィルタ基板間に一定のセルギャップ(cell gap)を維持するためのスペーサ(spacer)が形成される。
このような液晶パネルの製造において、生産性を向上させるため、大面積の母基板(mother substrate)に複数の単位液晶パネルを同時に形成する方式が一般に適用されている。
図５は、複数の液晶パネルが形成された大面積の母基板を示した平面図で、図６は、図５の母基板上により大きい液晶パネルが形成された場合を示した平面図である。
図５には、母基板１００及び液晶パネル１１０のサイズを考慮して、六つの液晶パネル１１０が所定間隔離隔されて形成された場合が示されている。
然るに、このような従来の液晶パネルの製造方法においては、母基板１００のサイズが固定された状態でより大きいサイズの液晶パネルを製造する場合、図６に示したように、母基板１００上に三つの液晶パネル１２０のみを形成することができ、前記液晶パネル１２０が形成されない領域の母基板１００は使用せず廃棄されるしかない。よって、前記母基板１００の利用効率が低下して、生産性の低下及び製品の原価上昇の要因となるという不都合な点があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、母基板の利用効率を最大化する方案を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、前記母基板の各画像表示部の外郭に生産性を向上できるシールパターン形成方法及び形成装置を提供することにある。
このような目的を達成するため、本発明は、母基板を用意する段階と、前記母基板上に形成される第１パネル領域に少なくとも一つの第１画像表示部を形成する段階と、前記母基板上に形成される第２パネル領域に形成され、前記第１画像表示部より小さい少なくとも一つの第２画像表示部を形成する段階と、前記第１画像表示部の外郭に少なくとも一つの第１シールパターンを第１シール形成方法により形成する段階と、前記第２画像表示部の外郭に少なくとも一つの第２シールパターンを第２シール形成方法により形成する段階と、を含んでなることを特徴とする液晶パネルの製造方法を提供する。
前記母基板の前記第１パネル領域は、前記第２パネル領域より広い面積を占める。
前記第１画像表示部及び第２画像表示部は、薄膜トランジスタアレイまたはカラーフィルタを示す。
前記第１画像表示部の外郭に、第１シールパターンを同時に形成することが好ましい。
前記第２画像表示部の外郭に、第２シールパターンを同時に形成することが好ましい。
また、前記目的を達成するため、本発明は、第１シール形成方法により母基板の第１パネル領域に少なくとも一つの第１シールパターンを形成する第１シールパターン印刷機と、第２シール形成方法により母基板の第２パネル領域に少なくとも一つの第２シールパターンを形成する第２シールパターン印刷機と、を含んで構成されることを特徴とする液晶パネルのシールパターン形成装置を提供する。
前記母基板を前記第１シールパターン印刷機に伝達するローダと、前記第２シールパターン印刷機から第１シールパターン及び第２シールパターンが形成された母基板を受けるアンローダと、を更に含むことが好ましい。または、前記母基板を前記第２シールパターン印刷機に伝達するローダと、前記第１シールパターン印刷機から第１シールパターン及び第２シールパターンが形成された母基板を受けるアンローダと、を更に含むことが好ましい。
以上説明したように、本発明に係る液晶パネルの製造方法及びこれに使用されるシールパターン形成装置においては、大面積の母基板に互いに異なるサイズを有する液晶パネルを製造することによって、母基板の利用効率を最大化するという効果がある。即ち、母基板の廃棄される領域を最小化する。
また、大面積の母基板に製造される互いに異なるサイズの液晶パネル毎に互いに異なる印刷装置をインラインに備えてシールパターンを形成することによって、液晶パネルの生産性を向上させるという効果がある。
前記のように構成された本発明の実施例によれば、大面積の母基板に互いに異なるサイズを有する液晶パネルを製造することによって、母基板の利用効率を最大化し、互いに異なるサイズの液晶パネル毎に互いに異なる印刷装置をインラインに備えてシールパターンを形成することによって、液晶パネルの生産性を向上させるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例により互いに異なるサイズを有する液晶パネルが製造される母基板を示した平面図である。
互いに異なるサイズを有する２種類の液晶パネルが製造される母基板３００は、大型パネル領域３１５と小型パネル領域３２５との二つの領域に区分される。前記大型パネル領域３１５には、大型パネルを製造するための第１画像表示部３１０が形成され、前記小型パネル領域３２５には、小型パネルを製造するための第２画像表示部３２０が形成される。前記第１画像表示部３１０及び第２画像表示部３２０は、工程マージン(margin)のために互いに所定間隔離隔されるように形成される。
前記第１画像表示部３１０及び第２画像表示部３２０は、TFTアレイまたはカラーフィルタを示す。液晶パネルを製造するためには、TFTアレイ基板及びカラーフィルタ基板のために二つの母基板が必要である。第１画像表示部３１０及び第２画像表示部３２０がTFTアレイ基板の場合は、これと合着される他の母基板に形成された画像表示部はカラーフィルタで、第１画像表示部３１０及び第２画像表示部３２０がカラーフィルタの場合は、これと合着される他の母基板に形成された画像表示部はTFTアレイ基板である。
このように、母基板３００を二つの領域３１５、３２５に分けて大型パネルと小型パネルとを共に製造するようになると、従来母基板３００の廃棄される領域、即ち、小型パネル領域３２５に小型パネルが製造されることによって、母基板３００の利用効率が極大化される。図面には示していないが、大型パネル四つ、小型パネル四つ、または大型パネル二つ、小型パネル六つ、または大型パネル一つ、小型パネル二つなど、大型パネル及び小型パネルの個数に限定されることなく、多様なサイズの液晶パネルを提供することが可能である。
以下、このような大型パネル及び小型パネルのシールパターンを形成する方法について説明する。
図２は、本発明の実施例によるシールパターンを形成するシールパターン形成装置を示したブロック図である。
シールパターン形成装置は、母基板に形成された第１画像表示部の外郭に第１シールパターンを形成する第１シールパターン印刷機４００と、前記第１シールパターン印刷機４００から第１シールパターンが形成された母基板が伝達され、第２画像表示部の外郭に第２シールパターンを形成する第２シールパターン印刷機４１０と、前記第１シールパターン印刷機４００に母基板を導入させるローダ(loader)４２０と、第１シールパターン及び第２シールパターンが形成された母基板を、前記第２シールパターン印刷機４１０から取り出すアンローダ(unloader)４３０と、を含んでインライン(in-line)に構成される。ここで、前記第１シールパターン印刷機４００と第２シールパターン印刷機４１０とは、逆に配置することができる。即ち、第２シールパターン印刷機４１０がローダ４２０と連結され、第１シールパターン印刷機４００がアンローダ４３０と連結されるように構成することもできる。
本発明の実施例によれば、一つの母基板に二つの方法によりシールパターンを形成する。即ち、第１シールパターン印刷機４００においては、シールディスペンサ法により第１シールパターンを形成し、第２シールパターン印刷機４１０においては、スクリーン印刷法により第２シールパターンを形成する。
図３は、図２の第１シールパターン印刷機に用いられるシールディスペンサ法を示した斜視図である。
図示されたように、第１シールパターン印刷機は、母基板３００がローディングされるテーブル５００と、前記テーブル５００の上部の支持台５１０に設置された複数のディスペンサ５２０a〜５２０cと、を含んで構成される。前記ディスペンサ５２０a〜５２０cは、前記母基板３００に形成された第１画像表示部３１０a〜３１０cの幅と同じ間隔で前記支持台５１０に設置されている。
前記シールディスペンサ法においては、注射器のような原理を利用する。シールディスペンサ法は、円形または四角形の小さいノズルが装着された注射器タイプのディスペンサ５２０a〜５２０cが移動するか、またはテーブル５００が移動しながら、第１シールパターン５３０a〜５３０cを形成する。第１画像表示部３１０a〜３１０cに異物が発生することを防止するためには、前記母基板３００がローディングされたテーブル５００を移動させることが好ましい。
図３に示したように、ローダにより母基板３００がテーブル５００上にローディングされると、前記母基板３００がローディングされたテーブル５００を前後左右方向に移動させる。このとき、支持台５１０により整列及び固定された複数のディスペンサ５２０a〜５２０cに所定圧力を加えてシーラント(sealant)を排出することで、第１画像表示部３１０a〜３１０cの外郭に複数の第１シールパターン５３０a〜５３０cを同時に形成する。
設置されたディスペンサの個数より第１画像表示部の個数が少ない場合は、残るディスペンサのノズルを閉塞する。即ち、三つのディスペンサを使用して二つの第１画像表示部が形成された母基板に第１シールパターンを形成する場合は、一つのディスペンサのノズルを閉塞し、二つのディスペンサのみを使用して第１シールパターンを形成する。且つ、第１画像表示部が四つの場合は、二つのディスペンサのみを使用して、第１シールパターンを形成する工程を２回繰り返す。
前記シールディスペンサ法においては、母基板３００の第１画像表示部３１０a〜３１０cの外郭にのみ選択的にシーラントを供給して複数の第１シールパターン５３０a〜５３０cを形成することによって、シーラントの消費量を減少させることができ、複数のディスペンサ５２０a〜５２０cが母基板３００の第１画像表示部３１０a〜３１０cに接触されないため、配向膜(図示せず)のラビング不良を防止して液晶表示装置の画質を向上させることができる。
図４Ａ及び４Ｂは、図２の第２シールパターン印刷機に用いられるスクリーン印刷法を示した斜視図及び側面図である。
図示されたように、第２シールパターン印刷機は、母基板３００がローディングされるテーブル６００と、複数のシールパターン形成領域が選択的に露出されるようにパターニングされたスクリーンマスク６１０と、前記スクリーンマスク６１０を通して母基板３００にシーラント６５０を選択的に供給して複数の第２シールパターン６３０a〜６３０dを同時に形成するローラ(roller)６４０と、を含んで構成される。
前記スクリーン印刷法による第２シールパターンの形成は、セルギャップを維持するために熱硬化性シーラント６５０をスクリーンマスクを通して母基板３００に印刷する工程と、レベリング(leveling)のためにシーラント６５０に含有されている溶媒を蒸発させる乾燥工程と、からなる。実際的に、シールパターンにおいて、厚さ、高さ及び均一度は、工程管理における非常に重要な項目となる。これは、前記シールパターンが不均一に形成されると、シールパターンの硬化後にセルギャップが一定でなくなるためである。
前記スクリーン印刷法は、工程の便宜性及び生産性が優秀であるため普遍的に用いられているが、スクリーンマスク６１０の全面にシーラントを塗布し、ローラ６４０により印刷して複数のシールパターンを形成することによって、シーラント６５０の消費量が多くなり、スクリーンマスク６１０と母基板３００とが接触されることによって、母基板３００上に形成された配向膜にラビング不良が発生する憂いがあるため、大型液晶パネルの製造には適合しない。よって、本発明の実施例においては、小型パネル領域にのみスクリーン印刷法を用いてシールパターンを形成する。
小型パネル領域にスクリーン印刷法を用いることなく、第１シールパターンの形成に使用したディスペンサを使用して第２シールパターンを形成することもできるが、前記ディスペンサは、大型液晶パネルのサイズに合わせて支持台に設置されているため、第２シールパターンを形成するためには、一つのディスペンサのみを使用して複数の第２シールパターンを一々形成しなければならない。よって、シールディスペンサ法のみを用いて互いに異なるサイズのシールパターンを形成するようになると、工程時間が長くなり生産性が低下する。
図３及び図４に示された第１シールパターン５３０a〜５３０c及び第２シールパターン６３０a〜６３０dは、二つの基板間に液晶層を形成するためのセルギャップを設け、液晶が第１画像表示部３１０a〜３１０c及び第２画像表示部３２０a〜３２０dの外部に漏洩されることを防止する。よって、複数のシールパターン５３０a〜５３０c、６３０a〜６３０dは、前記画像表示部３１０a〜３１０c、３２０a〜３２０dの外郭に沿って形成され、その一側に液晶注入口がそれぞれ形成される。但し、最近導入された液晶滴下方式により液晶層を形成する場合は、TFTアレイ基板またはカラーフィルタ基板の何れか一つの基板に液晶を滴下した後二つの基板を合着するため、前記液晶注入口が不必要である。この場合、第１シールパターン５３０a、〜５３０c及び第２シールパターン６３０a〜６３０dは、閉鎖された形態をなすように形成する。
このように母基板の各画像表示部にシールパターンが形成されると、カラーフィルタまたはTFTアレイが形成された他の母基板と合着する工程が進行される。合着工程は、二つの母基板を整列した後、熱圧搾(hot press)によりシールパターンを硬化させることで完成する。この過程で、二つの基板間に一定のセルギャップが維持されるようにシールパターンを硬化させる必要がある。前記注入方式により液晶層を形成する場合は、シーラントとして熱硬化性シーラントを使用して加熱によりシールパターンを硬化させ、前記液晶滴下方式により液晶層を形成する場合は、シーラントとして紫外線硬化型シーラントを使用して紫外線を照射してシールパターンを硬化させる。前記紫外線硬化型シーラントは、熱硬化性シーラントを含むことができ、このときは加熱工程を追加することができる。
合着が完了した母基板は、ダイヤモンド材のペン(pen)またはホイール(wheel)により母基板の表面に切断線(cutting line)を形成するスクライブ(scribe)工程、及び衝撃を加えて単位液晶パネルに分離するブレーキ(break)工程により、単位液晶パネル別に分離されることによって液晶パネルが完成する。
前記実施例においては、２種類のサイズの液晶パネルを備えた母基板を使用する場合を例に上げて説明したが、それ以上の多様なサイズの液晶パネルを同時に製造する場合は、第１及び第２シールパターン印刷機と、他の印刷機を連結して使用することができる。即ち、複数の第１シールパターン印刷機及び複数の第２シールパターン印刷機を使用することができる。
本発明の実施例により互いに異なるサイズを有する液晶パネルが製造される母基板を示した平面図である。 本発明の実施例によるシールパターンを形成するシールパターン形成装置を示したブロック図である。 図２の第１シールパターン印刷機に用いられるシールディスペンサ法を示した斜視図である。 図２の第２シールパターン印刷機に用いられるスクリーン印刷法を示した斜視図である。 図２の第２シールパターン印刷機に用いられるスクリーン印刷法を示した側面図である。 複数の液晶パネルが形成された大面積の母基板を示した平面図である。 図５の母基板上により大きい液晶パネルが形成された場合を示した平面図である。
符号の説明
１００、３００：母基板
１１０、１２０：液晶パネル
３１０：第１画像表示部
３１５：大型パネル領域
３２０：第２画像表示部
３２５：小型パネル領域
４００：第１シールパターン印刷機
４１０：第２シールパターン印刷機
４２０：ローダ
４３０：アンローダ
５００、６００：テーブル
５１０：支持台
５２０a、５２０b、５２０c、５２０d：ディスペンサ
５３０a、５３０b、５３０c：第１シールパターン
６１０：スクリーンマスク
６３０a、６３０b、６３０c、６３０d：第２シールパターン
６４０：ローラ
６５０：シーラント

Claims (18)

  1. 母基板を用意する段階と、
    前記母基板上に形成される第１パネル領域に少なくとも一つの第１画像表示部を形成する段階と、
    前記母基板上に形成される第２パネル領域に形成され、前記第１画像表示部より小さい少なくとも一つの第２画像表示部を形成する段階と、
    前記第１画像表示部の外郭に少なくとも一つの第１シールパターンをシールディスペンサ法により形成する段階と、
    前記第２画像表示部の外郭に少なくとも一つの第２シールパターンをスクリーン印刷法により形成する段階と、
    を含んでなることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
  2. 前記第１パネル領域は、前記第２パネル領域より大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  3. 前記第１画像表示部及び第２画像表示部は、薄膜トランジスタアレイ基板であることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  4. 前記第１画像表示部及び第２画像表示部は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  5. 前記少なくとも一つの第１シールパターンを形成する段階は、複数の第１シールパターンを同時に形成することを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  6. 前記少なくとも一つの第２シールパターンを形成する段階は、複数の第２シールパターンを同時に形成することを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  7. 前記第１シールパターンを形成する段階は、前記第２シールパターンを形成する段階の前に行われることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  8. 前記第２シールパターンを形成する段階は、前記第１シールパターンを形成する段階の前に行われることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  9. 前記第１シール形成方法は、シールディスペンサ法であることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  10. 前記第２シール形成方法は、シール印刷方法であることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
  11. シールディスペンサ法により母基板の第１パネル領域に少なくとも一つの第１シールパターンを形成する第１シールパターン印刷機と、
    スクリーン印刷法により母基板の前記第１パネル領域より小さい第２パネル領域に少なくとも一つの第２シールパターンを形成する第２シールパターン印刷機とを含んで構成され、
    ことを特徴とする液晶パネルのシールパターン形成装置。
  12. 前記母基板を前記第１シールパターン印刷機に伝達するローダと、
    前記第２シールパターン印刷機から第１シールパターン及び第２シールパターンが形成された母基板を受けるアンローダと、
    を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の液晶パネルのシールパターン形成装置。
  13. 前記母基板を前記第２シールパターン印刷機に伝達するローダと、
    前記第１シールパターン印刷機から第１シールパターン及び第２シールパターンが形成された母基板を受けるアンローダと、
    を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の液晶パネルのシールパターン形成装置。
  14. 前記第１シールパターン印刷機は、テーブルと、前記テーブル上に配列される支持台と、前記支持台に固定される複数のシールディスペンサと、を備えることを特徴とする請求項１１記載の液晶パネルのシールパターン形成装置。
  15. 前記第２シールパターン印刷機は、テーブルと、スクリーンマスクと、ローラと、を備えることを特徴とする請求項１１記載の液晶パネルのシールパターン形成装置。
  16. 母基板上に形成される第１画像表示部の外郭に少なくとも一つの第１シールパターンを形成する段階と、
    母基板上に形成される第１画像表示部より小さい第２画像表示部の外郭に、前記第１シールパターンとは異なる少なくとも一つの第２シールパターンを形成する段階と含み、
    前記少なくとも一つの第１シールパターンを形成する段階と前記少なくとも一つの第２シールパターンを形成する段階が、それぞれシールディスペンサ法及びスクリーン印刷法により実行される
    ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
  17. 前記第１シールパターンを形成する段階は、
    前記母基板上にシール材を直接滴下する段階を含んでなることを特徴とする請求項１６記載の液晶パネルの製造方法。
  18. 前記第２シールパターンを形成する段階は、
    前記母基板上にスクリーンマスクを配列する段階と、
    前記スクリーンマスク上にシール材を塗布する段階と、
    前記スクリーンマスクを通して前記母基板上にシール材を印刷する段階と、
    を含んでなることを特徴とする請求項１６記載の液晶パネルの製造方法。
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