JP4146398B2 - 液晶表示パネルのディスペンサ装置及びディスペンシング方法 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示パネルに対する物質の供給方法、いわゆるディスペンシング方法に係るもので、詳しくは、銀ペースト及びシーラント塗布を１つの統合された装置で行うことで、製造工程を単純化させた銀−シーラント複合化ディスペンサ、遊休装置が生じることによる工程能率の低下を防止するシーラントディスペンサ及びこれらを利用した液晶表示パネルのディスペンシング方法に関するものである。
最近、情報化社会におけるディスプレイは、視覚情報伝達媒体としてその重要性が一層強調されているが、今後も主要な位置を占めるためには、低消費電力化、薄型化、軽量化及び高画質化などの要件を充足する必要がある。現在、平板ディスプレイ(FPD)の主力製品である液晶表示装置(LCD)は、ディスプレイの前記条件を充足する性能だけでなく、量産性までも備えているため、これを利用した各種の新製品が急速に創出されており、既存のブラウン管(CRT)を代替する核心部品産業として位置づけられている。
一般に、液晶表示装置は、マトリックス状に配列された各液晶セルに画像情報に係るデータ信号を個別的に供給し、前記各液晶セルの光透過率を調節することで所望の画像を表示する表示装置である。
このために、前記液晶表示装置は、駆動回路ユニットを含んで映像を出力する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの下部に設置されて液晶表示パネルに光を放出するバックライトユニットと、それらバックライトユニットと液晶表示パネルとを結合して支持するケース等と、から構成される。
以下、液晶表示パネルに対し、図６に基づいて説明する。
図６は一般の液晶表示パネルの構造を示した平面図である。図示されたように、前記液晶表示パネルは、駆動回路部(図示せず)を含むアレイ基板２０、カラーフィルタ基板３０、及びそれらアレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０との間に形成された液晶層(図示せず)により構成される。
図６は一般の液晶表示パネルの構造を示した平面図である。図示されたように、前記液晶表示パネルは、駆動回路部(図示せず)を含むアレイ基板２０、カラーフィルタ基板３０、及びそれらアレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０との間に形成された液晶層(図示せず)により構成される。
このとき、前記アレイ基板２０には、前記基板２０上に縦横に配列されて複数個の画素領域を定義する複数個のゲートライン２１及びデータライン２２が形成される。また、図示してないが、前記ゲートライン２１とデータライン２２との交差領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)が形成され、前記各画素領域には画素電極が形成される。
また、前記アレイ基板２０の一方の側の長辺及び一方の側の短辺には、カラーフィルタ基板３０から突出して液晶表示パネルを駆動する駆動回路部が位置するが、特に、前記アレイ基板２０から突出した一方の側の短辺にはゲートパッド部２４が形成され、突出した一方の側の長辺にはデータパッド部２３が形成される。
このとき、前記ゲートパッド部２４は、ゲート駆動回路部(図示せず)から供給される走査信号を画像表示領域２５である画素部の各画素領域のゲートライン２１に供給し、前記データパッド部２３は、データ駆動回路部(図示せず)から供給される画像情報を画素領域のデータライン２２に供給する。
一方、図示してないが、前記カラーフィルタ基板３０の画像表示領域２５には、カラーを具現するカラーフィルタと、前記アレイ基板２０に形成された画素電極の対電極である共通電極とが形成される。
このように構成された前記アレイ基板２０及びカラーフィルタ基板３０は、スペーサ(図示せず)によるセルギャップで所定間隔離され、前記画像表示領域２５の外縁に形成されたシールパターン４０により合着されて単位液晶表示パネルを構成する。このとき、それら基板２０、３０の合着は、前記アレイ基板２０又はカラーフィルタ基板３０に形成された合着キー(図示せず)により行われる。
前述したように、液晶表示パネルを製作するときは、特に、アレイ基板とカラーフィルタ基板とを合着するために、画像表示領域の外縁にシールパターンを形成する工程が要求されるが、以下、一般のシールパターン形成方法に対し、図面に基づいて説明する。
まず、図７(A)及び(B)は、一般のスクリーン印刷方法によりシールパターンを形成する例を示した例示図である。
図示されたように、複数のシールパターン４０A〜４０Cの形成領域が選択的に露出するようにパターニングされたスクリーンマスク５０と、前記スクリーンマスク５０により基板１０にシーラント７０を選択的に供給し、複数のシールパターン４０A〜４０Cを同時に形成するゴムローラ(squeegee)５５とが備わる。
図示されたように、複数のシールパターン４０A〜４０Cの形成領域が選択的に露出するようにパターニングされたスクリーンマスク５０と、前記スクリーンマスク５０により基板１０にシーラント７０を選択的に供給し、複数のシールパターン４０A〜４０Cを同時に形成するゴムローラ(squeegee)５５とが備わる。
このとき、前記基板１０に形成される複数のシールパターン４０A〜４０Cは、液晶層(図示せず)が形成されるギャップを設けて、前記液晶が画像表示領域２５A〜２５Cの外部に漏洩することを防止する。従って、前記複数のシールパターン４０A〜４０Cは、基板１０の画像表示領域２５A〜２５Cの縁部に沿って形成され、一側には液晶注入口４５A〜４５Cが形成される。
このようなスクリーン印刷方法は、複数のシールパターン４０A〜４０Cの形成領域がパターニングされたスクリーンマスク５０の上にシーラント７０を塗布し、ゴムローラ５５により印刷して、基板１０上に複数のシールパターン４０A〜４０Cを形成する段階と、前記複数のシールパターン４０A〜４０Cに含まれた溶媒を蒸発させてレベリングする乾燥段階と、から構成される。
一方、前記スクリーン印刷方法は、工程の便宜性が優秀なため普遍的に使用されているが、スクリーンマスク５０の全面にシーラント７０を塗布し、ゴムローラ５５により印刷して複数のシールパターン４０A〜４０Cを形成するため、前記シーラント７０の消費量が多くなるという短所があった。
また、前記スクリーンマスク５０と基板１０とが接触することで、基板１０上に形成された配向膜(図示せず)のラビング(rubbing)不良が発生し、液晶表示装置の画質が低下するという短所があった。
従って、このようなスクリーン印刷方法の短所を補完するために、シールディスペンシング方法が提案された。
図８は一般のシールディスペンシング方法によりシールパターンを形成する例を示した例示図で、図示されたように、基板１１０がローディングされたテーブル１１５を前後左右方向に移動させながら、支持台１８５により整列及び固定された複数のシリンジ１８０A〜１８０Cに所定圧力を加えてシーラントを排出することで、基板１１０の画像表示領域１２５A〜１２５Cの縁部に沿って複数のシールパターン１４０A〜１４０Cを形成する。
このとき、前記シールディスペンシング方法は、基板１１０の画像表示領域１２５A〜１２５Cの外縁のみに選択的にシーラントを供給して複数のシールパターン１２５A〜１２５Cを形成することで、シーラントの消費量を減少することができ、複数のシリンジ１８０A〜１８０Cが基板１１０の画像表示領域１２５A〜１２５C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することができる。
然し、前記シールディスペンシング方法は、基板１１０の面積が増加するか、液晶表示パネルのモデル変更によって、基板１１０上に形成される画像表示領域１２５A〜１２５Cの面積が変更される場合、効率的に対処できないという問題点があった。
即ち、最近、液晶表示パネルが徐々に大型化されるにつれて、大面積の液晶表示パネルを製作するための基板１１０の面積も増大しており、よって、基板１１０上のシールパターン１４０A〜１４０Cの形成位置が変更されるが、前述したシールディスペンシング方法では、シールパターン１４０A〜１４０Cの形成位置が変更される場合、支持台１８５及びシリンジ１８０A〜１８０Cを分解して再び組み立てることで、ディスペンサ装置を再構成することが必要になる。
同様に、液晶表示パネルのモデルを変更する場合は、基板１１０上に形成される画像表示領域１２５A〜１２５Cの面積が変更されることで、前記画像表示領域１２５A〜１２５Cの外縁に形成されるシールパターン１４０A〜１４０Cの位置が変更されるが、前述したシールディスペンシング方法では、シールパターン１４０A〜１４０Cの位置が変更される場合も、前記支持台１８５及びシリンジ１８０A〜１８０Cを分解して再び組み立てることで、ディスペンサ装置を再構成することが必要になる。
従って、作業者に不便を与えるとともに、工程に要する時間が遅延されることで、生産性が低下するという問題点があった。
一方、このようなシールディスペンシング工程の前後に、アレイ基板やカラーフィルタ基板に銀ドットを形成する工程を行うが、以下、前記銀ドットに対し、図面に基づいて説明する。
図９は図６に示した液晶表示パネルの一側縁部を示した断面図である。
図示されたように、液晶表示パネルは、アレイ基板１２０とカラーフィルタ基板１３０とが互いに対向して、スペーサ１５５及びシールパターン１４０により所定ギャップを有して合着され、前記アレイ基板１２０とカラーフィルタ基板１３０との間のギャップに液晶層１６０が形成されている。
図示されたように、液晶表示パネルは、アレイ基板１２０とカラーフィルタ基板１３０とが互いに対向して、スペーサ１５５及びシールパターン１４０により所定ギャップを有して合着され、前記アレイ基板１２０とカラーフィルタ基板１３０との間のギャップに液晶層１６０が形成されている。
このとき、図示してないが、前記アレイ基板１２０の画像表示領域には、外部からゲートパッド部を通して走査信号が印加されるゲートラインと、データパッド部を通して画像情報が印加されるデータラインとが互いに直交配置され、前記交差領域には、液晶セルをスイッチングするための薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とが形成される。
また、前記カラーフィルタ基板１３０の画像表示領域には、ブラックマトリックス(図示せず)によりセル領域別に分離されて塗布されたカラーフィルタ(図示せず)と、前記アレイ基板１２０に形成された画素電極と共に液晶層１６０を駆動させる共通電極１３８とが備わる。
また、前記カラーフィルタ基板１３０の画像表示領域には、ブラックマトリックス(図示せず)によりセル領域別に分離されて塗布されたカラーフィルタ(図示せず)と、前記アレイ基板１２０に形成された画素電極と共に液晶層１６０を駆動させる共通電極１３８とが備わる。
このとき、前記カラーフィルタ基板１３０に形成された共通電極１３８に共通電圧を印加する共通電圧配線１３９が前記アレイ基板１２０上に形成され、前記アレイ基板１２０やカラーフィルタ基板１３０に形成された銀ドット１９０を通して、前記共通電圧配線１３９と共通電極１３８とが電気的に接続される。
上述のように、一般に、前記銀ドット及びシールパターンは、互いに異なるディスペンサ装置を利用して、異なる工程段階で形成されるため、全体の工程に必要な時間が遅延されて生産性が低下するという不都合な点があった。
特に、液晶表示装置のモデル種類によって(例えば、横電界(In Plane Switching;IPS)方式液晶表示装置の場合)、前記銀ドット形成工程が必要でない場合も、一般の方式で工程を行うと、銀ドットディスペンサ装置が遊休状態になるため、設備の効率及び製造時間が低下す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、銀ペースト及びシーラント塗布を１つの統合されたディスペンサ装置で行うことで、製造工程を単純化させた銀−シーラント複合化ディスペンサ及びこれを利用した液晶表示パネルのディスペンシング方法を提供することを目的とする。
また、大面積の液晶表示パネルの製作に対応することができ、ディスペンシング工程のイン-ライン化を可能にする液晶表示パネルのディスペンサを提供することを目的とする。
特開２００３−５７６６６号公報
このような目的を達成するため、本発明に係る銀−シーラント複合ディスペンサ装置は、複数個の画像表示領域が形成された基板を載置するテーブルと、前記テーブルの両側に設けられて、少なくとも１つのディスペンシング物質を前記基板に供給する少なくとも２つのディスペンサとを含む。
また、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンシング方法は、テーブルに複数個の単位パネルが形成された少なくとも１つの基板を提供する段階と、前記テーブルの両側に配置された少なくとも２個のディスペンサにディスペンシング物質を供給する段階と、各ノズルを通して、前記基板の複数個の単位パネルに少なくとも１つのディスペンシング物質を供給する段階とを含む。
本発明に係る銀−シーラント複合化ディスペンサは、銀ドット工程及びシールパターン形成工程を１つの統合された装置で行うことで、工程に不要な動作を最小化し、銀ドット工程が必要でない場合、遊休装置による工程能率の低下を防止し得るという効果がある。
また、前記ディスペンサを利用した液晶表示パネルのディスペンシング方法は、銀ドット形成とシールパターン形成とを簡便に且つ迅速に行うことができ、工程に必要な時間を短縮して生産性を向上し得るという効果がある。
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図１(A)は本発明の実施形態に係る銀−シーラント複合化ディスペンサ装置を示した例示図で、図１(B)は図１(A)に示したディスペンサ装置のA部を示した拡大図である。
まず、図１(A)に示したように、本発明のディスペンサ装置は、イン-ライン状のセル工程中に選択された基板２１０A〜２１０D、即ち、アレイ基板が配置された第１母基板またはカラーフィルタ基板が配置された第２母基板をディスペンシングのためにローディングする複数のテーブル２１５A〜２１５Dを備える。このとき、前記テーブル２１５A〜２１５D上には、銀ドット及びシールパターンを１つの装置で形成する複数の銀−シーラント複合化ディスペンサ(図示せず)が設けられる。
図１(A)は本発明の実施形態に係る銀−シーラント複合化ディスペンサ装置を示した例示図で、図１(B)は図１(A)に示したディスペンサ装置のA部を示した拡大図である。
まず、図１(A)に示したように、本発明のディスペンサ装置は、イン-ライン状のセル工程中に選択された基板２１０A〜２１０D、即ち、アレイ基板が配置された第１母基板またはカラーフィルタ基板が配置された第２母基板をディスペンシングのためにローディングする複数のテーブル２１５A〜２１５Dを備える。このとき、前記テーブル２１５A〜２１５D上には、銀ドット及びシールパターンを１つの装置で形成する複数の銀−シーラント複合化ディスペンサ(図示せず)が設けられる。
このとき、本実施形態は、画像表示領域(図示せず)が形成された複数個の基板２１０A〜２１０Dの移送経路に沿って、独立的に駆動される２行×２列の第１乃至第４テーブル２１５A〜２１５Dが備わって(以下、各テーブルを１つのディスペンシングユニットという)、前記第１乃至第４テーブル２１５A〜２１５D上には、銀ドットまたはシーラント塗布のために基板２１０A〜２１０Dがそれぞれローディングされて構成されるが、本発明は、これに限定されることなく、前記工程を迅速に行うために、複数のM行×N列のディスペンシングユニットにより構成することもできる。
前記１つのディスペンシングユニットを見ると、図１(B)に示したように、基板２１０Bがローディングされるテーブル２１５Bの両側面には、シールパターンを形成する第１ディスペンサ２８０及び銀ドットを形成する第２ディスペンサ２８０'が６個ずつ設置される。
一方、図示してないが、前記ディスペンサ２８０、２８０'は、シーラントまたは銀ペーストで充填された複数のシリンジが個別に装着され、前記テーブル２１５Bの両側面に配列される複数のロボットアームにより構成される。このとき、前記シリンジの一端には、前記基板２１０Bに複数の銀ドットまたはシールパターンを形成する複数のノズル(図示せず)が備わる。
このように構成された本発明のディスペンシング装置において、複数個の画像表示領域が形成された複数個の基板２１０A-２１０Dを前記第１乃至第４テーブル２１５A〜２１５Dにローディングすると、前記テーブル２１５A〜２１５Dの両側面に６個ずつ設けられたディスペンサ２８０、２８０'を利用して、画像表示領域の外縁に沿ってシールパターンを形成するか、前記画像表示領域の外縁に銀ドットを形成するか、またはシールパターン及び銀ドットを共に形成する。
このとき、本実施形態では、テーブルの両側面に６個ずつ配列されたディスペンサを利用してディスペンシング工程を行ったが、本発明は、これに限定されることなく、基板の大きさ及び液晶表示パネルのモデルによって前記ディスペンサの個数が変動される。即ち、実際に液晶表示パネルを製作する場合、基板上にM行×N列の行列を有する複数の画像表示領域が製作され、それに対応して前記ディスペンサの個数及び配列方法が変わる。
また、本実施形態のように、１つのテーブルの両側にそれぞれシールパターン用ディスペンサ及び銀ドット用ディスペンサを設置すると、同一装置内でシール工程及び銀ドット工程を全て行うことで、前記シール工程及び銀ドット工程を別途に行う重複動作を減少することができる。
一方、前記ディスペンシングユニットは、シールパターンを形成するための第１ディスペンサ及び銀ドットを形成するための第２ディスペンサにより構成したが、液晶表示パネルのモデルによって、銀ドット形成が必要でない場合は、前記第２ディスペンサのシリンジに、銀ペーストの代わりにシーラントを充填してシールパターンを形成することもできる。
即ち、本実施形態では、銀ドット形成が必要なモデルの液晶表示装置を説明しているが、横電界方式液晶表示装置のように、銀ドット工程が必要でない場合は、前記銀ドット形成のためのディスペンサのシリンジにシーラントを充填してシール工程を行うことで、遊休装置が生じることによる工程能率の低下を防止することができる。
このとき、前記シーラントは、アクリル樹脂のような紫外線硬化性シーラント、エポキシ樹脂のような熱硬化性シーラント、又はアクリルとエポキシ樹脂とが混合された紫外線・熱硬化性シーラントが適用される。
また、前記シーラントにより形成されるシールパターンは、開放された形態又は画像表示領域の外縁を取り囲む閉鎖された形態である。
以下、このように構成された本発明のディスペンシングユニットを利用したディスペンシング方法の実施形態を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係るディスペンシング方法を示した例示図で、シーラント及び銀ペーストで充填されたディスペンサにより、大面積の基板にシールパターン及び銀ドットを形成する工程を例示している。
図２は、本発明の第１実施形態に係るディスペンシング方法を示した例示図で、シーラント及び銀ペーストで充填されたディスペンサにより、大面積の基板にシールパターン及び銀ドットを形成する工程を例示している。
このとき、ディスペンシングに利用される前記ディスペンサとしては、大面積の液晶表示パネルの製作に対応することができ、ディスペンシング工程のイン-ライン化を可能にするディスペンサを例示する。
図示されたように、ディスペンシングユニットは、複数の画像表示領域３２５A〜３２５Dが形成された大面積の基板３１０をローディングするテーブル３１５と、シーラントまたは銀ペーストで充填された複数のシリンジ３８０A〜３８０Dが個別的に装着され、前記テーブル３１５の両側面に配列される複数のロボットアーム３８５A〜３８５Dと、から構成される。
このとき、前記シリンジ３８０A〜３８０Dの一端には、前記基板３１０の画像表示領域３２５A〜３２５Dの外縁に複数のシールパターン３４０A〜３４０Dまたは銀ドット(図示せず)を形成する複数のノズル(図示せず)が備わる。
このとき、前記シリンジ３８０A〜３８０Dの一端には、前記基板３１０の画像表示領域３２５A〜３２５Dの外縁に複数のシールパターン３４０A〜３４０Dまたは銀ドット(図示せず)を形成する複数のノズル(図示せず)が備わる。
前記基板３１０には、複数のアレイ基板が配置された大面積のガラス材質の第１母基板や、複数のカラーフィルタ基板が配置された大面積のガラス材質の第２母基板が適用される。
このとき、前記テーブル３１５の左側に設置されるロボットアーム３８５A、３８５Cに装着されたシリンジ３８０A、３８０Cには銀ペーストが充填され、前記テーブル３１５の右側に設置されるロボットアーム３８５B、３８５Dに装着されたシリンジ３８０B、３８０Dにはシーラントが充填されるが、本発明は、これに限定されない。
このとき、前記テーブル３１５の左側に設置されるロボットアーム３８５A、３８５Cに装着されたシリンジ３８０A、３８０Cには銀ペーストが充填され、前記テーブル３１５の右側に設置されるロボットアーム３８５B、３８５Dに装着されたシリンジ３８０B、３８０Dにはシーラントが充填されるが、本発明は、これに限定されない。
一方、このように構成された２行×２列の画像表示領域３２５A〜３２５Dが形成された基板３１０をテーブル３１５にローディングすると、前記テーブル３１５の右側面に配列されたロボットアーム３８５B、３８５Dに装着されたシリンジ３８０B、３８０Dを利用して、２行×２列の画像表示領域３２５A〜３２５Dの外縁に沿ってシールパターン３４０A〜３４０Dを形成し、前記テーブル３１５の左側面に配列されたロボットアーム３８５A、３８５Cに装着されたシリンジ３８０A、３８０Cを利用して、２行×２列の画像表示領域３２５A〜３２５Dの外縁に銀ドット(図示せず)を形成する。
このとき、図示してないが、前記銀ドットは、画像表示領域３２５A〜３２５Dの外縁に少なくとも１つずつ形成し、信号特性を考慮して複数個形成することもできる。
また、前記テーブル３１５と複数のシリンジ３８０A〜３８０Dとの相対的位置関係が変化されながら、ノズルを通してシーラント及び銀ペーストを供給して、前記基板３１０上に複数のシールパターン３４０A〜３４０D及び銀ドットを形成する。従って、前記テーブル３１５または複数のシリンジ３８０A〜３８０D中少なくともいずれか１つが水平移動するように製作される。
また、前記シリンジ３８０A〜３８０Dが個別的に装着されるロボットアーム３８５A〜３８５Dは、前記基板３１０上に配置されるアレイ基板やカラーフィルタ基板の個数に対応するように、テーブル３１５の両側面に配列される。
例えば、前記基板３１０上に形成される画像表示領域３２５A〜３２５Dが、図２と異なって、M行×N列の行列を有して形成される場合、ロボットアーム３８５A〜３８５Dは、M行×N列の行列を有する画像表示領域３２５A〜３２５Dの全領域に対応するように、テーブル３１５の両側面に配列される。
以上説明したように、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサは、ロボットアームが個別的に装着されたシリンジをテーブルの所望の位置にそれぞれ移動して、シールパターン形成または銀ドット形成を行うことができるため、基板の面積が増加されるか、又は液晶表示パネルのモデルが変更される場合にも直ちに対処することができる。
従って、従来のディスペンサの各構成要素を分解して再び組み立てて、再構成するという一連の作業は不要になる。
また、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサは、１つの基板上に互いに異なる大きさを有する液晶表示パネルを同時に製作する際に、シールパターン及び銀ドットを形成する場合に非常に効果的に適用される。
以下、横電界方式液晶表示装置のように、銀ドット工程が必要でない場合の本発明の実施形態を説明する。
図３は本発明の第２実施形態に係るディスペンシング方法を示した例示図で、シーラントが充填されたディスペンサで大面積の基板にシールパターンを形成する工程を示している。即ち、本実施形態は、図２に示した第１実施形態のディスペンサユニットにおいて、銀ペーストで充填されたディスペンサがシーラントで充填されることを除けば、同じ構成となっている。
図３は本発明の第２実施形態に係るディスペンシング方法を示した例示図で、シーラントが充填されたディスペンサで大面積の基板にシールパターンを形成する工程を示している。即ち、本実施形態は、図２に示した第１実施形態のディスペンサユニットにおいて、銀ペーストで充填されたディスペンサがシーラントで充填されることを除けば、同じ構成となっている。
図示されたように、本実施形態のディスペンサユニットは、複数の画像表示領域４２５A〜４２５Dが形成された大面積の基板４１０をローディングするテーブル４１５と、シーラントで充填された複数のシリンジ４８０A〜４８０Dが個別的に装着され、前記テーブル４１５の両側面に配列される複数のロボットアーム４８５A〜４８５Dと、から構成される。
このとき、前記シリンジ４８０A〜４８０Dの一端には、前記基板４１０の画像表示領域４２５A〜４２５Dの外縁にシーラントを供給して複数のシールパターン４４０A〜４４０Dを形成する複数のノズル(図示せず)が備わる。
このように構成された前記テーブル４１５と複数のシリンジ４８０A〜４８０Dとの相対的位置関係が変化されながら、ノズルを通してシーラントを供給して、前記基板４１０上に複数のシールパターン４４０A〜４４０Dを形成する。従って、前記テーブル４１５または複数のシリンジ４８０A〜４８０D中少なくともいずれか１つが水平移動するように製作される。
一方、本実施形態のように、銀ドット工程が必要でない横電界方式液晶表示パネルを製作する場合は、銀ドットを形成するためのディスペンサのシリンジにシーラントを充填してシール工程を行うことで、従来の遊休装置による工程能率の低下を防止することができる。
また、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサは、１つの基板上に互いに異なる大きさを有する液晶表示パネルを同時に製作する際に、シールパターンを形成する場合に非常に効果的に適用される。前記方式は、基板及びパネルが大きくなることで、基板の余分な部分に小型モジュールを形成する場合に基板の効率を向上し得る方式である。
また、１つの基板上に互いに異なる液晶モードを製作する場合、例えば、前述したツイステッドネマティックモード及び横電界モードを同時に製作する場合、シールパターン及び銀ドットを同時に形成することができる。一般に、前記基板上に大型モジュールの横電界モードを形成し、前記基板の余分な部分に小型モジュールのツイステッドネマティックモードを形成するが、これに限定されない。
また、前記液晶モードは、ツイステッドネマティックモード及び横電界モードに限定されず、互いに異なる液晶モードであれば、いかなる場合も適用することができる。そして、前記基板上に形成される液晶表示パネルの数は、基板の大きさによって変化することは当然である。
以下、基板上に互いに異なる大きさを有する複数個の液晶表示パネルを製作する方式を説明する。
例えば、基板上に第１の大きさの液晶表示パネルのみを複数個配置して製作する場合、前記第１の大きさの液晶表示パネルを製作できない領域は廃棄することで、基板の利用効率が低下する。
従って、前記第１の大きさの液晶表示パネルを製作できない領域には、前記第１の大きさに比べて小さい第２の大きさの液晶表示パネルを製作して、基板の利用効率を向上することができる。
例えば、基板上に第１の大きさの液晶表示パネルのみを複数個配置して製作する場合、前記第１の大きさの液晶表示パネルを製作できない領域は廃棄することで、基板の利用効率が低下する。
従って、前記第１の大きさの液晶表示パネルを製作できない領域には、前記第１の大きさに比べて小さい第２の大きさの液晶表示パネルを製作して、基板の利用効率を向上することができる。
図４は本発明の第３実施形態に係るディスペンシング方法を示した例示図で、互いに異なる大きさを有する複数個の液晶表示パネルが同時に製作される基板上にディスペンシングを行う方法を示している。
このとき、図面には、第１の大きさの液晶表示パネルに横電界モードを構成し、第２の大きさの液晶表示パネルにツイステッドネマティックモードを構成したことを示している。
このとき、図面には、第１の大きさの液晶表示パネルに横電界モードを構成し、第２の大きさの液晶表示パネルにツイステッドネマティックモードを構成したことを示している。
即ち、図示されたように、ディスペンシングユニットは、複数の画像表示領域５２５A〜５２５Jが形成された大面積の基板５１０をローディングするテーブル５１５と、シーラントまたは銀ペーストで充填された複数のシリンジ５８０A〜５８０Dが個別的に装着され、前記テーブル５１５の両側面に配列される複数のロボットアーム５８５A〜５８５Dと、から構成される。
このとき、前記シリンジ５８０A〜５８０Dの一端には、前記基板５１０の画像表示領域５２５A〜５２５Jの外縁にシーラントまたは銀ペーストを供給して、複数のシールパターン５４０A〜５４０Jまたは銀ドット(図示せず)を形成する複数のノズル(図示せず)が備わる。
また、前記基板５１０には、第１の大きさの横電界モード液晶表示パネル(即ち、第１の大きさの画像表示領域５２５E〜５２５Jが形成された横電界モード液晶表示パネル）が６個形成され、第２の大きさのツイステッドネマティックモード液晶表示パネル(即ち、第２の大きさの画像表示領域５２５A〜５２５Dが形成されたツイステッドネマティックモード液晶表示パネル）が４個形成されているが、本発明は、これに限定されない。
また、図面には、第１の大きさの液晶表示パネルのシール工程を終了した後、第２の大きさの液晶表示パネルにシール工程及び銀ドット工程を同時に行うことを示しているが、本発明は、これに限定されず、複数個のディスペンサを利用して、互いに異なる大きさ及びモードに構成される複数個の液晶表示パネルに多様な方法によりシール工程及び銀ドット工程を行うことができる。
このように、本実施形態では、銀ドット工程が必要でない第１の大きさの横電界モード液晶表示パネルの画像表示領域５２５E〜５２５Jの外縁に沿って、まず、シールパターン５４０E〜５４０Jを形成した後、第２の大きさのツイステッドネマティックモード液晶表示パネルの画像表示領域５２５A〜５２５Dの外縁に、シールパターン５２５A〜５２５D及び銀ドットを同時に形成する順に工程を行うことができる。
一方、図面には、シリンジ５８０A〜５８０Dが個別的に装着されて、前記テーブル５１５の両側面に配列される４個のロボットアーム５８５A〜５８５Dのみが示されているが、これは、第２の大きさの液晶表示パネルにディスペンシングを行うことのみを示している。
即ち、前記テーブル５１５の左側に設置されるロボットアーム５８５A、５８５Cに装着されたシリンジ５８０A、５８０Cには銀ペーストが充填され、前記テーブル５１５の右側に設置されるロボットアーム５８５B、５８５Dに装着されたシリンジ５８０B、５８０Dにはシーラントが充填される。
従って、前記４個の画像表示領域５２５A〜５２５Dが形成された第２の大きさの液晶表示パネルにディスペンシング工程を行うと、前記テーブル５１５の右側面に配列されたロボットアーム５８５B、５８５Dに装着されたシリンジ５８０B、５８０Dを利用して、４個の画像表示領域５２５A〜５２５Dの外縁に沿ってシールパターン５４０A〜５４０Dが形成され、前記テーブル５１５の左側面に配列されたロボットアーム５８５A、５８５Cに装着されたシリンジ５８０A、５８０Cを利用して、前記４個の画像表示領域５２５A〜５２５Dの外縁に銀ドットが形成される。
以上説明したように、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサは、基板上に互いに異なる大きさを有する複数個の液晶表示パネルを同時に製作する方式で、互いに異なる大きさを有する画像表示領域の外縁に沿ってシールパターン及び銀ペーストを同時に形成する場合に非常に効果的に対処することができる。
以下、このような銀−シーラント複合化ディスペンサ装置を利用して液晶表示パネルを製作する方法に対し、図面に基づいて説明する。
図５は本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの製造工程を示したフローチャートである。
まず、ガラスのような透明な絶縁基板上に縦横に配列されて複数個の画素領域を定義する複数個のゲートライン及びデータラインを形成し、前記各画素領域には、前記ゲートライン及びデータラインに接続されるスイッチング素子である薄膜トランジスタを形成する(S６０１)。また、前記アレイ工程により薄膜トランジスタに接続され、前記薄膜トランジスタを通して信号が印加されることで、液晶層を駆動する画素電極を形成する。一方、横電界モードである場合は、前記アレイ工程により液晶層に水平電界を形成する画素電極及び共通電極を共に形成する。
まず、ガラスのような透明な絶縁基板上に縦横に配列されて複数個の画素領域を定義する複数個のゲートライン及びデータラインを形成し、前記各画素領域には、前記ゲートライン及びデータラインに接続されるスイッチング素子である薄膜トランジスタを形成する(S６０１)。また、前記アレイ工程により薄膜トランジスタに接続され、前記薄膜トランジスタを通して信号が印加されることで、液晶層を駆動する画素電極を形成する。一方、横電界モードである場合は、前記アレイ工程により液晶層に水平電界を形成する画素電極及び共通電極を共に形成する。
また、カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ工程によりカラーを具現するサブカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、前記サブカラーフィルタの間を区分して、液晶層を透過する光を遮断するブラックマトリックスと、前記画素電極の対電極である透明な共通電極とを形成する(S６０４)。
このとき、横電界モードの場合は、前述したように、アレイ基板に共通電極が形成されるが、外部からの静電気による影響を防止するために、カラーフィルタ基板の背面または上面にインジウム-スズ-オキサイド(Indium Tin Oxide;ITO)のような透明電極を形成した後、前記カラーフィルタ工程を行うこともできる。
次いで、前記アレイ基板及びカラーフィルタ基板にそれぞれ配向膜を塗布した後、前記２つの基板間に形成される液晶層の液晶分子に配向規制力または表面固定力(即ち、プレチルト角及び配向方向)を提供するために、前記配向膜を配向処理する(S６０２、S６０５)。このとき、前記配向処理方法としては、ラビングまたは光配向の方法を適用することができる。
次に、本発明の複合化ディスペンサを利用して、前記カラーフィルタ基板の外縁にシーラント及び銀ペーストを塗布すると同時に、前記アレイ基板に液晶を滴下する(S６０３、S６０６)。このとき、前記アレイ基板またはカラーフィルタ基板上には、所定セルギャップを維持するためのスペーサを散布することもでき、前記カラーフィルタ工程の進行時、前記カラーフィルタまたは共通電極上には、有機膜によりパターニングされたカラムスペーサを形成することもできる。
ここで、前記カラーフィルタ基板に液晶を滴下するか、アレイ基板にシーラント及び銀ペーストを塗布することもできる。
このとき、前記液晶層の形成方法は、真空注入方式と滴下方式とに区分されるが、以下、この点を説明する。
まず、前記真空注入方式は、大面積の母基板から分離された単位液晶表示パネルの液晶注入口を、所定の真空が設定されたチャンバ内で、液晶の充填された容器に浸液した後、真空程度を変化させることで、前記液晶表示パネルの内部と外部との圧力差により液晶を液晶表示パネルの内部に注入させる方式で、このように液晶が液晶表示パネルの内部に充填されると、液晶注入口を密封させて液晶表示パネルの液晶層を形成する。従って、前記液晶表示パネルに真空注入方式により液晶層を形成する場合、シールパターンの一部が開放されるように形成して、液晶注入口の機能を有するようにする必要がある。
然し、このような真空注入方式には、次のような問題点がある。
第一に、液晶表示パネルに液晶を充填する時間が非常に長い。一般に、合着された液晶表示パネルは、数百ｃｍ２の面積に数μｍ程度のギャップを有するため、圧力差を利用した真空注入方式を適用する場合、単位時間当りの液晶の注入量は非常に少ない。例えば、約１５インチの液晶表示パネルを製作する場合、液晶の充填に約８時間程度を要するため、液晶表示パネルの製作に時間を多く要することになり、生産性が低下するという問題点がある。また、液晶表示パネルが大型化されるほど、液晶の充填に要する時間が一層長くなり、液晶の充填不良が発生するため、結果的に液晶表示パネルの大型化に対応できないという問題点がある。
第一に、液晶表示パネルに液晶を充填する時間が非常に長い。一般に、合着された液晶表示パネルは、数百ｃｍ２の面積に数μｍ程度のギャップを有するため、圧力差を利用した真空注入方式を適用する場合、単位時間当りの液晶の注入量は非常に少ない。例えば、約１５インチの液晶表示パネルを製作する場合、液晶の充填に約８時間程度を要するため、液晶表示パネルの製作に時間を多く要することになり、生産性が低下するという問題点がある。また、液晶表示パネルが大型化されるほど、液晶の充填に要する時間が一層長くなり、液晶の充填不良が発生するため、結果的に液晶表示パネルの大型化に対応できないという問題点がある。
第二に、液晶の消耗量が多い。一般に、容器に充填された液晶量に比べて実際に液晶表示パネルに注入される液晶量は非常に少なく、液晶が大気や特定ガスに露出されると、ガスと反応して劣化する。従って、容器に充填された液晶が複数の液晶表示パネルに充填される場合、充填後に残留する多量の液晶を廃棄する必要があり、このように高価な液晶を廃棄するため、結果的に液晶表示パネルの単価が上昇し、製品の価格競争力を弱化させる要因となる。
このような真空注入方式の問題点を克服するために、最近、滴下方式が適用されている。
前記滴下方式は、ディスペンサを利用して複数のアレイ基板が配置された大面積の第１母基板や、複数のカラーフィルタ基板が配置された第２母基板の画像表示領域に液晶を滴下及び分配し、それら第１及び第２母基板を合着する圧力により、液晶を画像表示領域の全体に均一に分布して液晶層を形成する方式である。
前記滴下方式は、ディスペンサを利用して複数のアレイ基板が配置された大面積の第１母基板や、複数のカラーフィルタ基板が配置された第２母基板の画像表示領域に液晶を滴下及び分配し、それら第１及び第２母基板を合着する圧力により、液晶を画像表示領域の全体に均一に分布して液晶層を形成する方式である。
従って、前記液晶表示パネルに滴下方式により液晶層を形成する場合、液晶が画像表示領域の外部に漏洩することを防止するために、シールパターンは、画像表示領域の外縁を取り囲む閉鎖パターンに形成する必要がある。
前記滴下方式は、真空注入方式に比べて短時間に液晶を滴下することができ、液晶表示パネルが大型化される場合も液晶層を非常に迅速に形成することができる。
また、基板上に液晶を必要量のみ滴下するため、真空注入方式のように高価の液晶の廃棄による液晶表示パネルの単価上昇を防止し、製品の価格競争力を強化させる。
また、基板上に液晶を必要量のみ滴下するため、真空注入方式のように高価の液晶の廃棄による液晶表示パネルの単価上昇を防止し、製品の価格競争力を強化させる。
前記滴下方式が適用された液晶表示パネルは、真空注入方式と異なって、液晶層が形成された後、大面積の母基板から単位液晶パネルを分離する工程が行われる。
前記滴下方式により液晶を基板に滴下する場合、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサを利用することができる。その後、前記アレイ基板及びカラーフィルタ基板に圧力を加えて合着し、単位液晶表示パネルを構成する(S６０７)。
前記滴下方式により液晶を基板に滴下する場合、本発明に係る液晶表示パネルのディスペンサを利用することができる。その後、前記アレイ基板及びカラーフィルタ基板に圧力を加えて合着し、単位液晶表示パネルを構成する(S６０７)。
一方、このような単位液晶表示パネルの製作において収率を向上するために、一般に、大面積の母基板に複数の単位液晶表示パネルを同時に形成する方式が適用されている。従って、複数の液晶表示パネルが製作された母基板を切断及び加工して、大面積の母基板から単位液晶表示パネルを分離する工程が要求される(S６０８)。
その後、前記各液晶表示パネルを検査することで、液晶表示パネルを製作する(S６０９)。
２１０A〜２１０D：基板
２１５A〜２１５D：テーブル
２８０、２８０’：第１及び第２ディスペンサ
２１５A〜２１５D：テーブル
２８０、２８０’：第１及び第２ディスペンサ
Claims (28)
- 複数個の画像表示領域が形成された基板を載置するテーブルと、前記テーブルの両側に設置されて、少なくとも１つのディスペンシング物質を前記基板に供給する少なくとも２つのディスペンサと、を含む液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記ディスペンサのそれぞれは、
少なくとも１つのロボットアームと、
前記ロボットアームに設置されて、ディスペンシング物質を収容する１個のシリンジと、
前記各シリンジの端部に形成されたノズルと、を含む請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。 - 前記少なくとも１つのロボットアームは、少なくとも１つの行や列を形成する画像表示領域に対応する請求項２記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記ディスペンシング物質の１つは、シーラントである請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記シーラントは、紫外線硬化性シーラント、熱硬化性シーラント及び紫外線・熱硬化性シーラントの内のいずれか１つである請求項４記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記ディスペンシング物質の１つは、銀ペーストである請求項４記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 第１シリンジのディスペンシング物質はシーラントで、第２シリンジのディスペンシング物質は銀ペーストである請求項２記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記基板には、複数個の薄膜トランジスタアレイ基板または複数個のカラーフィルタ基板が形成される請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記基板には、少なくとも２つ以上の異なる大きさの画像表示領域が形成される請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記基板には、少なくとも２つ以上の異なる駆動モードの画像表示領域が形成される請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記異なる駆動モードは、横電界モード及びツイステッドネマティックモード内のいずれか１つを含む請求項１０記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記テーブルは、第１軸及び第２軸に沿って移動する請求項１記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記第１軸は左右方向で、前記第２軸は上下方向である請求項１２記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記少なくとも１つのシリンジは、第１軸及び第２軸に沿って移動する請求項２記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- 前記第１軸は左右方向で、前記第２軸は上下方向である請求項１４記載の液晶表示パネルのディスペンサ装置。
- テーブルに複数個の単位パネルが形成された少なくとも１つの基板を提供する段階と、
前記テーブルの両側に配置された少なくとも２個のディスペンサにディスペンシング物質を供給する段階と、
ノズルを通して、前記基板の複数個の単位パネルに少なくとも１つのディスペンシング物質を供給する段階と、を含む液晶表示パネルのディスペンシング方法。 - 前記ディスペンシング物質は、シーラント、又は、シーラント及び銀ペースト内のいずれか１つである請求項１６記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記少なくとも２個のディスペンサのぞれぞれは、１個のシリンジを含む請求項１６記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記第１シリンジのディスペンシング物質はシーラントで、前記第２シリンジのディスペンシング物質は銀ペーストである請求項１８記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記各ノズルは、各シリンジの端部に形成される請求項１８記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記基板は、前記複数個の単位パネルに対応する複数個の画像表示領域を含む請求項１６記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記各単位パネルは、少なくとも２つの異なる大きさを有する請求項１６記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記各画像表示領域は、少なくとも２つの異なる駆動モードを有する請求項２１記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記異なる駆動モードは、横電界モード及びツイステッドネマティックモード内のいずれか１つを含む請求項２３記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記テーブルは、第１軸及び第２軸に沿って移動する請求項１６記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記第１軸は左右方向で、前記第２軸は上下方向である請求項２５記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記シリンジは、第１軸及び第２軸に沿って移動する請求項１８記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
- 前記第１軸は左右方向で、前記第２軸は上下方向である請求項２７記載の液晶表示パネルのディスペンシング方法。
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