KR100382770B1 - 액정의 주입 및 봉입 일체화 장치 및 방법 - Google Patents

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KR100382770B1 KR10-1999-0054289A KR19990054289A KR100382770B1 KR 100382770 B1 KR100382770 B1 KR 100382770B1 KR 19990054289 A KR19990054289 A KR 19990054289A KR 100382770 B1 KR100382770 B1 KR 100382770B1
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Abstract

본 발명은 액정의 주입 및 액정 주입구의 봉입을 동일 설비내에서 인 라인으로 수행할 수 있는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치를 개시한다. 본 발명의 액정 주입 및 봉입 일체화 장치는, 액정 주입구와 액정 흡입구를 갖는 합착 상태의 액정 패널을 챔버 내에서 이동 및 회동시키는 패널 이동장치; 상기 액정 패널의 액정 주입구를 통하여 액정을 공급하기 위한 액정공급장치; 상기 액정 패널의 액정 흡입구를 통하여 액정을 흡입하기 위한 액정 흡입장치; 및 상기 액정이 채워진 액정 패널의 액정 주입구와 액정 흡입구를 봉입하는 봉입장치를 포함한다.

Description

액정의 주입 및 봉입 일체화 장치 및 방법{In-line apparatus and method for filling liquid crystal and sealing openings for introduction of the liquid crystal into LCD panel}
본 발명은 액정의 주입 및 액정 주입구의 봉입에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정의 주입 및 액정 주입을 위하여 액정 패널에 형성된 개구의 봉입을 동일 설비내에서 인 라인으로 수행할 수 있는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치 및 방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 액정표시기 패널의 제작은, 컬러필터용 기판과 박막 트랜지스터 기판을 순차적으로 형성하고, 이들 두 기판의 사이에 스페이서를 개재하여 셀 갭을 유지하도록 합착하고, 합착 패널의 액정 주입구를 통하여 액정을 주입하고, 액정이 주입된 액정 주입구를 봉입하는 공정으로 이루어진다.
이러한 액정의 주입 및 액정 주입구의 봉입 공정은 각각 별도의 장치에서 수행된다. 즉, 챔버 내부에 액정 주입전의 합착 상태의 액정 패널을 챔버 내에 장착하고, 챔버 내부를 진공 상태로 만들어서, 합착 패널의 액정주입공간을 진공상태로 만든다. 그런다음, 챔버의 분위기 압력을 대기압 상태로 높인다. 이때, 액정 주입공간은 챔버 내부가 대기압 상태로 됨에도 불구하고 여전히 진공상태를 유지한다. 진공상태로 있는 합착 패널의 액정 주입구를 액정이 담겨있는 용기에 담그면 액정은 모세관 현상에 의하여 액정 주입구를 통하여 액정 패널의 액정 주입공간으로 주입된다.
또 다른, 액정 주입공정은, 합착 패널의 액정주입구와 대향하는 부분에 액정주입공간의 공기를 흡입하는 흡입부를 형성하고, 액정 주입구가 액정이 들어있는액정용기에 담그어진 상태에서 이 흡입부를 통하여 액정주입공간의 공기를 흡입한다. 이때, 액정의 주입속도를 향상시키기 위하여 챔버의 내부를 고온으로 유지하기도 한다.
그런데, 종래의 액정 주입 및 봉입공정은 분리된 별개의 장치에서 각각 수행되고, 액정패널의 액정주입공간과 챔버내의 압력차이가 작아서, 액정 주입에서 봉입까지 소요되는 시간이 길어지는 단점이 있다.
또한, 상기한 액정주입방법은 액정의 주입동안 대기압 상태의 챔버와 저압상태의 액정주입공간 사이의 기압차이로 인하여, 액정이 액정주입공간내로 흡입되는 동안, 패널이 볼록해진다. 이로 인하여, 액정이 필요한 양 이상으로 주입되어, 액정이 낭비되는 문제가 있다.
아울러, 합착 패널의 제작공정에서 제작된 형상대로 액정주입이 이루어지므로, 셀 갭의 균일도(Uniformity)를 확보하기가 어렵다.
따라서, 본 발명은 액정의 주입과 봉입공정을 인라인으로 수행하는데 그 한 가지 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 액정을 고속으로 주입하여 액정의 주입 및 액정주입구의 봉입에 소요되는 시간을 단축하는데 그 한가지 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액정 패널의 셀 갭 균일도를 유지하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액정주입동안 액정의 소모량을 최소화하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 주입 및 봉입 일체형 장치의 개략적 구성도.
도 2는 도 1의 장치에 사용된 지그에 장착된 액정 패널의 평면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따르는 액정 주입 및 봉입 방법을 설명하기 위한 액정 패널의 단면도.
도 4a와 도 4b는 종래기술과 본 발명에 따르는 액정 주입 및 봉입공정동안 챔버내에서 시간에 따르는 압력변화를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 주입 및 봉입 일체형 장치의 블록 구성도.
도 6a 내지 도 6c는 액정 패널의 주입구와 흡입구의 밀봉순서를 보여주는 도면.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 액정 주입구와 흡입구의 밀봉제 경화방법을 보여주는 도면.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르는 액정 주입 및 봉입 일체화 장치는, 액정 주입구와 액정 흡입구를 갖는 합착 상태의 액정 패널을 챔버 내에서 이동 및 회동시키는 패널 이동수단; 상기 액정 패널의 상기 액정 주입구를 통하여 액정을 공급하기 위한 액정공급수단; 상기 액정 패널의 상기 액정 흡입구를 통하여 액정을 흡입하기 위한 액정 흡입수단; 및 상기 액정이 채워진 상기 액정 패널의 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 봉입하는 봉입수단을 포함한다.
상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구는 서로 대향하도록 위치한다.
바람직하게는, 상기 액정 패널은 볼 타입이 아니라 단단한 바형태의 스페이서를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액정 주입 및 봉입 일체형 장치는, 내부 압력을 조절하기 위한 압력조절수단을 갖으며, 액정 주입구와 액정 흡입구를 갖는 합착 상태의 액정 패널을 로딩하기 위한 제 1 챔버; 내부 압력을 조절하기 위한 압력조절수단과, 상기 액정 패널의 액정 주입구를 통하여 액정을 공급하기 위한 액정 공급수단과, 및 상기 액정 패널의 상기 액정 흡입구를 통하여 액정을 흡입하기 위한 액정 흡입수단을 포함하며, 상기 제 1 챔버와 연통되고, 상기 제 1 챔버로부터 로딩된 상기 액정 패널의 액정 주입공간에 액정을 주입하기 위한 제 2 챔버; 상기 제 2 챔버와 연통되고, 상기 액정 패널의 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 봉입하는 봉입수단을 포함하는 제 3 챔버를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액정의 주입 및 봉입 일체화 방법은, 액정 주입공간, 액정 주입구 및 액정 흡입구를 갖으며, 액정 주입전 합착 상태의 액정 패널을 대기압 상태의 챔버 내에 로딩하는 단계; 상기 챔버의 분위기 압력을 낮추고 소정 시간 후에 상기 챔버의 압력을 대기압 보다 높은 제 1 압력까지 높이고, 상기 제 1 압력을 소정시간 유지하는 단계로서, 상기 압력이 대기압보다 높아질 때, 상기 패널의 액정 주입구로 액정을 공급하고, 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구내로 유입되는 액정을 흡입하는 단계; 및 상기 액정 주입이 완료되면, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 밀봉하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 밀봉단계는 액정주입구의 세정, 밀봉제의 봉입, 경화단계를 포함하며, 상기 봉입단계후 상기 경화단계전에, 상기 챔버의 압력을 상기 제 1 소정 기압보다 낮고 대기압보다 높은 제 2 소정기압으로 낮추는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액정의 주입 및 봉입 일체화 방법은, 액정 주입공간, 액정 주입구 및 액정 흡입구를 갖으며, 액정 주입전 합착 상태의 액정 패널을 대기압 상태의 제 1 챔버 내에 로딩하는 단계; 상기 제 1 챔버와 연통되고 대기압 상태를 유지하는 상기 제 2 챔버내로 상기 액정 패널을 로딩하는 단계; 상기 제 2 챔버의 분위기 압력을 대기압 미만으로 낮추고 소정 시간 후에 상기 제 2 챔버의 압력을 대기압 보다 높은 제 1 압력까지 높이고, 상기 제 1 압력을 소정 시간 유지하는 단계로서, 상기 제 2 챔버의 압력이 대기압 보다 높아질 때 상기 패널의 액정 주입구로 액정을 공급하고, 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구내로 유입되는 액정을 흡입하는 단계; 상기 액정 주입이 완료되면, 상기 제 2 챔버와 연통되고 상기 제 1 압력을 유지하는 제 3 챔버로 상기 액정 패널을 이송하여, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적과 특징 및 장점들은 첨부한 도면을 참고한 상세한 설명으로부터 보다 분명해질 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정의 주입 및 액정 주입구의 봉입을 단일 장치내에서 수행할 수 있도록 하는 액정의 주입 및 봉입 일체화 장치의 개략적 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정 주입전, 합착 상태의 패널에 액정을 주입하기 위하여, 소정의 체적을 갖는 챔버(10)가 제공된다. 챔버(10)는 챔버 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단으로서 가스 배출장치와 가스 흡입장치를 포함한다. 가스 배출장치, 즉 감압장치는 챔버 내의 가스를 챔버(10) 외부로 방출하여 진공을 형성하는 역할을 하고, 가스 흡입장치, 즉 가압장치는 챔버(10) 내로 고압의 질소(N2) 가스 등을 주입하여 챔버의 분위기 압력을 높이는 역할을 한다.
챔버(10)의 내벽면에는 한 쌍의 지지바(14)가 설치된다. 한 쌍의 지지바(14)는 일측 단부가 액정 패널(20)이 장착된 패널 수납용 지지판(19)과 연결된다. 한 쌍의 지지판(19)을 연결하는 연결바(17)의 소정 부분에 원형의 회동판(18)이 부착되고, 회동판(18)에 회전축(16)이 연결된다.
한 쌍의 지지바(14)와 회동축은 챔버(10)의 내벽면에 장착된 상하 이동 및 회전부재(12)에 또한 연결된다.
상하 이동 및 회동부재(12)는 챔버(10)의 내벽면을 따라 상하로 이동하여 지지판(19)에 장착된 패널(20)을 상하로 이동시키는 동시에, 한 쌍의 지지바(14)와 회동축(16)의 회동에 의하여 지지판(19)에 장착된 액정 패널(20)을 회동시킨다.
합착상태의 액정패널(20)은, 도 2에 도시된 것처럼, 액정이 주입되는 액정 주입구(22)와 액정의 주입속도를 높이기 위하여, 액정 패널(20)의 액정주입공간의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(24)를 갖는다.
흡입구(24)는 지그(60)에 물려 있고, 지그(60)는 배출관(62)과 연결되어, 액정 패널(20)의 액정주입공간에서 뽑아낸 가스를 배출관(62)을 통하여 배출한다. 지그(60)는 패널(20)이 챔버 내에 장착된 상태에서 액정패널(20)의 흡입구(24)를 물어야 하므로, 상하 이동이 가능하고, 선택적으로 배출관(62)을 따라서 수평 이동하는 것도 가능하다.
액정 패널(20)의 주입구(24) 측은 액정의 주입동안 액정과 접촉할 수 있도록 지지판(19)으로 덮여있지 않고 노출되어 있고, 흡입구(22) 측 또한 액정의 주입동안 지그(60)에 물려지도록 노출된다.
액정 패널(22)의 아래쪽에는 내부에 소정 량의 액정(34)을 담고 있는 액정 수납용기(32)가 배치된다. 액정 수납용기(32)는 상하 이동이 가능한 스테이지(30) 위에 안치된다.
한편, 액정이 주입된 액정패널의 액정 주입구를 봉입하기 위하여, 액정 주입구 봉입장치(40)가 챔버(10)에 설치된다.
선택적으로, 봉입장치(40)는 액정의 주입후에 180도 회전한 액정 패널(20)의액정 주입구를 봉입하도록 액정 패널(20)의 상부에 배치된다. 봉입장치(40)는 상부로 향한 액정 주입구를 자외선(Ultra violet)에 경화되는 봉입제를 발라서 막는다.
봉입제를 액정 주입구와 그 주변에 정확하기 바르기 위하여, 봉입장치(40)는 챔버(10)의 내벽면을 따라서 수직이동이 가능하고, 봉입장치(40)에 결합된 디스펜서(미도시)는 수평 이동이 가능하다. 봉입장치(40)가 설치되는 바(42)는 하강동안 지그 장착용 바(62)로 인한 운동의 방해를 배제하기 위하여 엇갈리게 설치된다. 아울러, 봉입장치(40)는 액정이 주입된 패널의 액정 주입구를 세정하기 위한 세정부를 장착하고 있다.
챔버(10) 내의 봉입장치(40)의 상부에 봉입제를 자외선을 조사하여 경화시키기 위한 자외선 조사 램프, 즉 UV 램프(50)가 설치된다.
도 2의 미설명부호 25는 액정패널(20)의 상하 기판을 합착하기 위한 씰제이다.
상기한 구성을 갖는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치의 액정 주입 방법 및 액정 주입구 봉입 방법을 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명한다.
먼저, 액정 주입전의 합착 상태의 패널(20)이 패널 수납용 지지판(19)에 수납된 상태로 챔버(10)의 지지판(19)에 장착된다. 이때, 챔버(10)는 도 4b에 도시한 것처럼 대기압 상태(P0)에 있다.
다음으로, 액정 패널(20)의 액정 주입공간에 들어있는 가스를 배출하도록, 가스 배출장치를 구동시켜 챔버(10)의 분위기 압력을 대기압 이하, 즉 P1으로 낮춘다. 이때, 액정패널(20)의 액정 주입공간 또한 챔버(10) 내의 분위기 압력(P1)과 같아지게 된다.
액정 패널(10)의 액정 주입 공간에 들어있던 가스가 충분히 배출되면, 지그(60)가 하강하여 패널(20)의 흡입구(24)를 밀봉상태로 문다.
그런다음, 지지부재(14)와 스테이지(30)를 상대적으로 하강 또는 상승시켜, 액정 패널(22)의 액정 주입구(22) 측 단부가 액정 수납용기(32)에 들어있는 액정과 접촉되도록 한다.
그런다음, 고압의 질소 가스가 챔버(10)로 유입되도록 가스 흡입장치를 구동시킨다. 가스 흡입장치는, 도 4a에 도시된 것처럼, 챔버(10)의 분위기 압력을 대기압(P0)까지 높인 상태에서 소정시간을 대기압 상태에서 유지시키는 것이 아니라, 도 4b에 도시된 것처럼, 대기압보다 높은 소정 기압(P2)까지 높이고, 이 기압(P2)에서 소정시간을 유지한다.
챔버(10) 내의 압력을 높이기 위한 가스 흡입장치의 구동과 동시에, 지그(60)에 연결된 제 2 의 가스 배출장치(미도시)를 구동시켜, 배출관(62)을 통하여 액정주입공간 내의 가스를 배출하므로써, 액정주입공간의 분위기 압력을 더욱 낮추어준다.
그 결과, 액정 패널(20)의 액정 주입공간과 챔버(10)의 분위기의 압력차이가 크게 유발된다. 이들 두 부분의 압력차이에 기인한 모세관 현상에 의하여, 액정(34)은 액정 패널(20)의 액정 주입구(22)를 통하여 액정 주입공간으로 빨려 들어가기 시작한다.
액정이 액정 주입공간으로 약 80%정도 채워지면, 패널은 팽창하여 도 3a에 도시한 것처럼 배불뚝이 형상으로 변형되려고 하지만, 챔버(10) 내의 분위기 압력이 대기압(P0)보다 높은 상태를 유지하므로, 도 3b에 도시된 것처럼, 셀 갭이 일정하게 유지된다.
챔버(10) 내의 압력 P2는 액정 패널(20)의 액정 주입공간내에 설치된 스페이서의 압축율을 고려하여 0.1 ~ 1.0 Kgf/cm2의 범위로 형성한다. 바람직하게는, 스페이서 압축율 뿐만 아니라 스페이서 개수, 셀 갭의 목표치를 함께 고려한다.
상기한 셀 갭을 일정하게 유지하는 효과를 배가시키기 위하여, 스페이서는 기존의 볼 타입이 아닌 포토 레지스트 패턴을 이용한 단단한 바(Rigid Bar) 형태로 제조하여 액정 주입시 셀이 부풀어 오르는 현상과 액정 주입중 주입 압력에 의하여 스페이서가 이동하므써 주로 나타나는 주입구 불량도 제거할 수 있다.
스페이서는 감광성을 갖는 단단한 바를 핫 프레스(Hot press)방법으로 형성한다.
액정의 주입이 완료되면, 패널(20)의 흡입구(24)를 물고있던 지그(60)는 분리되어 상측으로 이동하고, 스테이지(30)가 하측으로 이동하여 액정 패널(20)을 지그(60)와 액정 수납용기(32)로부터 분리시킨다.
상기한 과정을 통하여 액정의 주입이 완료되면, 봉입(End seal) 공정이 수행된다.
즉, 봉입장치(40)의 세정부가 하강하여, 액정 패널(20)의 흡입구(24)와 정렬된다. 세정부는 패널(20)의 흡입구(24)를 세정한다. 다음으로, 봉입장치(40)의 디스펜서는, 도 3c에 도시한 것처럼, 세정된 액정 흡입구(24)와 그 주변에 봉입제(52)를 발라서 흡입구(24)를 밀봉한다.
다음으로, 패널 지지판(19)을 180도만큼 회동시켜, 액정 패널(20)의 액정 주입구(22)측 단부가 챔버(10)의 상부를 향하도록 한다.
그런다음, 챔버(10) 내에 장착된 봉입장치(40)의 세정부가 다시 하강하여, 액정 주입구(22)와 정렬된다. 세정부는 패널(20)의 액정 주입구(22)를 세정한다. 다음으로, 봉입장치(40)의 디스펜서는 세정된 액정 주입구(22)와 그 주변에 봉입제(52)를 발라서, 도 3c에 도시된 것처럼, 액정 주입구(22)를 밀봉한다.
그럼다음, 도 4b에 도시된 것처럼, P2의 압력으로 유지되던 챔버(10)의 분위기 압력을 P2 보다 낮고 대기압보다 높은 소정 압력 P3로 낮추어 봉입제(52)를 액정 주입구(22) 내로 침투시킨다.
다음으로, UV 램프를 구동시켜, 봉입제를 경화시킨다.
이처럼, 상기한 방법에 따르면, 액정의 주입과 봉입이 하나의 챔버 내에서 수행되고, 액정의 주입동안 액정의 주입구와 대향하는 측에 흡입구를 형성하여 액정을 흡입하므로써, 공정 시간이 크게 단축된다.
즉, 도 4a와 도 4b를 비교하면, 액정의 주입시간이 t1, 봉입시간이 t2에 해당하므로, t3만큼의 시간을 단축할 수 있다.
아울러, 챔버 내의 분위기 압력 조절에 의하여 액정의 주입동안에도 셀 갭을일정하게 유지할 수 있으므로, 셀 갭 유지를 위하여 압력판과 간지의 사용이 불필요하게 되고, 그에 따르는 시간이 단축되며, 액정의 불필요한 낭비를 줄일 수 있다.
이러한 셀 갭의 유지는 15인치 이상의 대형 패널에서 특히 효과적이다.
한편, 상기한 실시예에서는 봉입장치와 UV 램프가 패널 지지부재의 상부에 배치된 경우를 보이고 설명하였지만, 그들의 위치는 선택적으로 변화될 수 있음은 물론이다. 또한, 지그 및 패널의 회동을 위한 수단들 또한 상기한 설명을 기준으로 변형이 가능하다.
한편, 상기한 실시예는 하나의 챔버 내에 패널 로딩장치와, 액정 주입장치, 봉입장치, 언로딩장치등이 모두 설치되어야 하므로, 매우 복잡하다.
따라서, 다음의 실시예에서는, 각 공정단계별로 챔버를 별도로 마련하되, 이들 각각의 챔버들은 인 라인 공정이 가능하도록 외부 분위기와의 접촉이 차단된 상태로 되어 있는 인-라인형 다중 챔버의 경우를 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 액정의 주입 및 봉입을 위한 인-라인형 다중 챔버의 개략적 구성도이다.
도 5를 참조하면, 인 라인형 액정주입 및 봉입 일체화 장치는, 도 1 내지 도 3에서 도시한 것처럼, 액정 주입구(22)와 액정 흡입구(24)를 갖는 패널(20)을 로딩하기 위한 로더 챔버(Loader chamber: 100)와, 액정을 주입하기 위한 액정 주입챔버(200), 액정 주입이 완료된 패널(20)의 액정 주입구(22) 및 액정 흡입구(24)를 봉입하기 위하여, 봉입제를 액정 주입구와 액정 흡입구에 바르고(dispensing), 봉입제를 경화하기 위한 자외선을 조사하는 자외선 조사장치를 갖는 봉입제 디스펜서 및 자외선 조사 챔버(300), 엔드 씰(End seal) 공정이 완료된 패널을 보관하는 덤퍼 챔버(400), 및 덤프 챔버(400)로부터 패널을 언로딩하기 위한 언로더 챔버(Unloader chamber:500)을 포함한다.
로더 챔버(또는, 제 1 챔버:100)는 패널을 로딩할 때에는 대기압 상태를 유지하고, 외부 분위기로부터 고립된 상태로 주입 챔버(또는, 제 2 챔버: 200)로 패널을 이동시키는데, 이를 위하여 로더 챔버(100)는 주입 챔버(200)와 연통된다. 주입 챔버(200)로의 패널의 로딩동안, 로더 챔버(100)는 주입 챔버(200)와 동일한 압력을 유지한다. 로더 챔버(100)는 챔버 내의 압력조절을 위하여 압력조절수단, 즉 가스 흡입장치와 가스 배출장치를 구비한다.
주입 챔버(200)는 셀 갭 유지와 챔버내의 압력조절을 위하여, 가스 흡입장치와 가스 배출장치를 구비하며, 앞서 설명된 것처럼, 액정의 주입동안 액정 흡입구를 통하여 액정을 흡입하는 흡입형이다.
봉입제 디스펜서 및 자외선 조사챔버(또는, 제 3 챔버: 300) 또한 챔버 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단과, 패널(20)의 액정 주입구(22)를 세정하기 위한 세정장치와, 밀봉제를 디스펜싱하기 위한 디스펜서와, 밀봉제를 경화시키는 경화수단으로서, 자외선 램프를 구비하고, 주입 챔버(200)와 동일한 압력을 유지하면서 엔드 씰을 진행한다.
덤퍼 챔버(또는, 제 4 챔버: 400)는 챔버 내의 압력조절을 위한 압력조절수단을 갖으며, 엔드 씰 공정이 완료된 패널을 보관하는 챔버로서, 대기압보다 높은소정 기압으로 유지된다.
언로더 챔버(또는 제 5 챔버: 500)도 챔버 내의 압력조절을 위한 압력조절수단을 갖으며, 덤퍼 챔버(400)에서 패널이 이동할 때는 압력을 유지시키고, 외부로 패널을 이동시킬 때에는 압력을 대기압으로 환원한다.
상기한 다중 챔버를 갖는 액정 주입 및 엔드 씰 일체형 장치에서 액정 주입구와 액정 흡입구의 봉입은 봉입제 디스펜서 및 자외선 조사 챔버(300)에서 이루어진다.
봉입제를 봉입하기 위한 여러 가지 방법이 있다.
첫 번째로, 액정 주입이 완료된 패널이 주입 챔버(200)로부터 봉입제 디스펜서 및 자외선 조사 챔버(300)로 이송되면, 봉입제를 흡입구와 액정 주입구에 디스펜싱하여 자연 침투시키는 방법이다. 이때, 봉입제 디스펜서 및 자외선 조사 챔버(300)의 압력은 주입 챔버(200)의 압력과 동일하게 유지된다.
두 번째로는, 챔버(300) 내 압력을 대기압보다 높은 제 1 소정 기압으로 유지한 상태에서 흡입구(또는 액정 주입구)에 봉입제를 자연 침투시켜 봉입하고, 주입구(또는 흡입구)에 봉입제를 디스펜싱하고, 제 1 소정 기압보다 낮고 대기압보다 높은 제 2 소정 기압으로 챔버내 압력을 낮추어 봉입제가 침투하도록 한다.
세 번째로는, 흡입구와 주입구의 크기 차이가 20% 이내, 바람직하게는 동일하게 설계하여, 챔버(300) 내 압력을 대기압보다 높은 제 1 소정 기압으로 유지한 상태에서 흡입구와 액정 주입구 양측에 봉입제를 동시에 디스펜싱하고, 제 1 소정 기압보다 낮고, 대기압보다 높은 제 2 소정 기압으로 낮추어 봉입제가 침투하도록한다.
첫 번째와, 두 번째 방법으로 봉입공정을 진행하는 경우에는, 도 6a 내지 도 6c에 도시한 순서에 따라 패널을 회동시키면서 공정을 진행한다.
즉, 도 6a를 참조하면, 주입공정은 패널을 수평으로 두고서 실시한다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 봉입공정은 흡입구(24)가 먼저 상측으로 향하도록 하여 흡입구(24)를 봉입하고, 패널을 회동시켜 주입구(22)를 상측으로 향하도록 하여 주입구(22)를 봉입한다.
그런다음, 도 6c에 도시한 것처럼, 자외선 경화공정을 실시하여 액정 주입구(22)와 흡입구(24)에 침투된 봉입제(52)를 경화시킨다.
두 번째 방법으로 봉입공정을 진행하는 경우에는, 봉입제 디스펜싱 공정 및 엔드 씰 공정 때, 자외선 조사 영역(Zone)을 상하에 설치하여 흡입구(24)(또는 주입구(22))가 상측을 향하도록 패널을 위치시키고, 자연 침투시켜 경화시킨 후, 아래 부분에 디스펜싱 한 후에 압력을 약간 낮추어 봉입제를 침투시키고, 자외선을 밀봉제(52)에 조사하여 경화시킨다.
세 번째 방법으로 봉입공정을 진행하는 경우에는, 패널(20)을 평면으로 위치시켜 주입구(22)와 흡입구(24)를 동시에 디스펜싱 한 후에, 압력을 낮추어 봉입제를 주입구(22)와 흡입구(24)로 침투시킨 다음 자외선을 밀봉제(52)에 조사하여 경화시킨다.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 밀봉제의 경화공정을 보여주는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 앞서 언급한 첫 번째와 두 번째 방법으로 밀봉제가 발라진 다수의 액정 패널(24-1, 24-2, …, 24-5)의 경화는 챔버의 상하 양측에 자외선 조사램프(50)를 설치하여 액정 패널의 주입구와 흡입구를 동시에 경화시킨다.
도 7b를 참조하면, 앞서 언급한 첫 번째 내지 세 번째 방법으로 밀봉제가 발라진 다수의 액정 패널(24-1, 24-2, …, 24-5)의 경화는 챔버의 좌우 양측에 자외선 조사램프(50)를 설치하여 액정 패널의 주입구와 흡입구를 동시에 경화시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액정의 주입장치와 액정 주입구 봉입장치를 일체화하고, 액정 패널의 액정 주입공간을 진공상태로 만들기 위한 시간을 단축하므로써, 액정 주입시간을 실질적으로 단축할 수 있다.
또한, 패널의 로딩, 액정의 주입, 밀봉 및 언로딩을 인-라인화하므로써, 공정시간의 단축 및 외부 환경에 의한 영향을 실질적으로 배제한다.
아울러, 액정의 주입동안 챔버의 압력을 고압으로 유지하고, 볼 타입 대신 단단한 바형태의 스페이서를 사용하므로써, 효과적으로 셀 갭을 일정하게 유지하고, 그 결과 액정 사용량을 줄일 수 있다.
한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명의 상세한 설명으로부터 통상의 지식을 가진 자에 의하여 그 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이하 특허청구범위는 본 발명의 사상과 정신을 벗어나지 않는 한 이러한 변형과 변경을 포함하는 것으로 간주된다.

Claims (23)

  1. 내부의 압력을 조절하는 내부압력 조절수단을 갖는 챔버;
    액정 주입구와 액정 흡입구를 갖는 합착 상태의 액정 패널을 상기 챔버 내에 도입하여 이동 및 회동시키는 패널 이동수단;
    상기 액정 패널의 상기 액정 주입구를 통하여 액정을 공급하기 위한 액정공급수단;
    상기 액정 패널의 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구로부터 공급되는 액정을 흡입하기 위한 액정 흡입수단;
    상기 패널의 액정 주입구를 세정하기 위한 세정부와, 상기 액정 주입구에 봉입제를 바르기 위한 디스펜서와, 상기 봉입제를 경화시키는 경화수단으로 구성되어 상기 액정이 채워진 액정 패널의 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 봉입하는 봉입수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패널 이동수단은, 적어도 하나의 상기 패널을 장착하기 위한 지그와, 상기 지그와 연결되어, 상기 지그를 상하 및 회전운동시키는 운송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 지그는 상기 패널의 외표면을 노출하는 노출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 봉입제는 자외선 경화제이고, 상기 경화수단은 자외선을 조사하는 램프인 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구는 서로 대향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 패널은 단단한 바형태의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  8. 내부 압력을 조절하기 위한 내부압력 조절수단을 가지며, 액정 주입구와 액정 흡입구를 갖는 합착 상태의 액정 패널을 로딩하기 위한 제 1 챔버;
    내부 압력을 조절하기 위한 압력조절수단과, 상기 액정 패널의 액정 주입구를 통하여 액정을 공급하기 위한 액정 공급수단, 및 상기 액정 패널의 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구로부터 공급되는 액정을 흡입하기 위한 액정 흡입수단을 포함하며, 상기 제 1 챔버와 연통되고, 상기 제 1 챔버로부터 로딩된 상기 액정 패널의 액정 주입공간에 액정을 주입하기 위한 제 2 챔버;
    상기 제 2 챔버와 연통되고, 상기 액정 패널의 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 봉입하는 봉입수단을 포함하는 제 3 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 챔버는, 상기 액정 패널을 이동 및 회동하기 위한 이동수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 봉입수단은 상기 패널의 액정 주입구를 세정하기 위한 세정부와, 상기 액정 주입구에 봉입제를 바르기 위한 디스펜서와, 상기 봉입제를 경화시키는 경화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 챔버와 연통되고, 내부 압력조절수단을 갖으며, 봉입 및 경화된 상기 액정 패널을 보관하는 제 4 챔버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 4 챔버와 연통되고, 내부 압력조절수단을 갖으며, 상기 제 4 챔버로부터 이송된 액정패널을 언로딩하는 제 5 챔버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 액정 패널은 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구가 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구의 크기 차이는 20% 이내인 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 액정 패널은 단단한 바형태의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체형 장치.
  16. 액정 주입공간, 액정 주입구 및 액정 흡입구를 가지며, 액정 주입전의 합착 상태의 액정 패널을 대기압 상태의 챔버 내에 로딩하는 단계;
    상기 챔버의 압력을 대기압 이하로 낮추고, 소정 시간 후에 상기 액정패널의 상기 액정흡입구를 밀봉한 상태에서 상기 챔버의 압력을 대기압 보다 높은 제 1 압력까지 높인 후, 상기 제 1 압력을 소정시간 유지하면서 상기 패널의 액정 주입구로 액정을 공급하고, 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구내로 유입되는 액정을 흡입하는 단계;
    상기 액정 주입이 완료되면, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정의 주입 및 봉입 일체화 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 밀봉단계는
    액정 주입구를 세정하는 단계;
    상기 액정 주입구를 자외선 경화제로 봉입하는 단계; 및
    상기 자외선 경화제를 자외선에 노광시켜 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 세정 단계, 상기 봉입 단계, 및 상기 경화 단계는 상기 챔버 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 밀봉단계는 상기 봉입단계후 상기 경화단계전에, 상기 챔버의 압력을 상기 제 1 소정 기압보다 낮고 대기압보다 높은 제 2 소정기압으로 낮추는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 소정 압력은 약 0.1 ~ 1.0 Kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
  20. 액정 주입공간, 액정 주입구 및 액정 흡입구를 갖으며, 액정 주입전 합착 상태의 액정 패널을 대기압 상태의 제 1 챔버 내에 로딩하는 단계;
    상기 제 1 챔버와 연통되고 대기압 상태를 유지하는 상기 제 2 챔버내로 상기 액정 패널을 로딩하는 단계;
    상기 제 2 챔버의 분위기 압력을 대기압 미만으로 낮추고 소정 시간 후에 상기 제 2 챔버의 압력을 대기압 보다 높은 제 1 압력까지 높이고, 상기 제 1 압력을 소정 시간 유지하는 단계로서, 상기 제 2 챔버의 압력이 대기압 보다 높아질 때 상기 패널의 액정 주입구로 액정을 공급하고, 상기 액정 흡입구를 통하여 상기 액정 주입구내로 유입되는 액정을 흡입하는 단계;
    상기 액정 주입이 완료되면, 상기 제 2 챔버와 연통되고 상기 제 1 압력을 유지하는 제 3 챔버로 상기 액정 패널을 이송하여, 상기 액정 주입구와 상기 액정 흡입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정의 주입 및 봉입 일체화 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 밀봉단계는
    액정 주입구를 세정하는 단계;
    상기 액정 주입구를 자외선 경화제로 봉입하는 단계; 및
    상기 자외선 경화제를 자외선에 노광시켜 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 세정 단계, 상기 봉입 단계, 및 상기 경화 단계는 상기 챔버 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 밀봉단계는 상기 봉입단계후 상기 경화단계전에, 상기 챔버의 압력을 상기 제 1 소정 기압보다 낮고 대기압보다 높은 제 2 소정기압으로 낮추는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 소정 압력은 약 0.1 ~ 1.0 Kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 액정 주입 및 봉입 일체화 방법.
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