KR100468147B1 - 액정충전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀로의 액정충전을 종료한 후에 흡인포트에서 액정이 새어 나오는 것을 억제할 수 있음과 아울러 공기가 흡인포트를 통해 셀 내로 침입하는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 그 구성은 셀의 흡인포트에 진공흡인통로의 일단을 접속함과 아울러 셀의 도입포트에 액정공급통로의 일단을 접속하고, 이 상태에서 진공흡인통로와 흡인포트를 통해 셀의 내부공간을 진공흡인하고, 이후 셀의 내부공간을 진공흡인하면서 가압액정을 액정공급통로와 도입포트를 통해 셀의 내부공간으로 공급하고, 셀의 내부공간으로의 액정충전이 종료된 후에 가압액정의 공급을 정지함과 아울러 진공흡인통로의 부압 정도를 서서히 완화하여 대기압으로 되돌리는 것이다.

Description

액정충전방법

본 발명은 셀(cell) 내에 액정을 충전(充塡)하는 방법에 관한 것이다.

셀에는 액정을 충전하기 위하여 도입포트와 흡인포트가 형성되어 있다. 일본국 공개특허공보 소89-37529호에 개시되어 있는 방법에서는 도입포트와 흡인포트에 각각 커넥터를 통하여 진공흡인통로와 액정공급통로가 접속되며, 일측 커넥터와 진공흡인통로를 통해 셀의 내부공간이 진공흡인되고, 타측 커넥터와 액정공급통로를 통해 액정이 가압상태에서 내부공간으로 도입된다. 이 방법에서는 액정이 광범위하게 부착되는 것을 막을 수 있다. 또한 셀 내를 진공흡인한 상태에서 액정을 가압상태로 셀로 공급하기 때문에 액정을 단시간에 확실하게 충전할 수 있다.

상기 방법에서는 액정충전 종료시점에 있어서 도입포트 근방에서 액정이 대기압보다 높은 압력으로 되어 있기 때문에 셀을 구성하는 2장의 기판 사이에 형성된 간격이 정상상태보다 커진다. 이에 비하여 셀의 흡인포트 근방에서는 진공흡인된 영향으로 액정의 압력이 대기압보다 낮기 때문에 2장의 기판 사이에 형성된 간격이 정상상태보다 작아지게 된다. 이와 같은 액정충전 종료시점의 셀의 상태를 어떻게 처리할지에 대해서는 상기 공보에 기재되어 있지 않다.

만약 액정충전 직후에 흡인포트에 접속된 진공흡인통로를 갑자기 대기압으로 되돌리면, 흡인포트를 통해 셀 내로 공기가 들어가게 된다.

또한 액정충전후에 흡인포트에 접속된 진공흡인통로의 진공상태를 유지함으로써 상기 기판에 변형이 해소되어 액정압력이 셀의 전체 범위에 걸쳐서 균등하게 될 때까지 기다린 경우에는 흡인포트에서 셀 내로 공기가 들어가는 문제점은 발생하지 않는다. 그러나 이 경우에는 흡인포트에서 진공흡인통로로 액정이 조금씩 새어 나오는 문제가 발생한다. 또 이 흡인포트가 진공흡인된 상태로 되어 있기 때문에 상기 기판의 변형 해소가 지연된다.

본 발명의 목적은 셀로의 액정충전을 종료한 후에 흡인포트에서 액정이 새어 나오는 것을 억제할 수 있음과 아울러 공기가 흡인포트를 통해 셀 내로 침입하는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

(a) 셀의 흡인포트에 진공흡인통로의 일단을 접속함과 아울러 셀의 도입포트에 액정공급통로의 일단을 접속하는 공정과,

(b) 상기 진공흡인통로의 타단에 접속된 진공흡인수단에 의하여 흡인포트를 통해 셀의 내부공간을 진공흡인하는 공정과,

(C) 상기 진공흡인수단에 의하여 셀의 내부공간을 진공흡인하면서 액정공급통로의 타단에 접속된 가압액정 공급수단에 의하여 가압액정을 도입포트를 통해 셀의 내부공간으로 공급하는 공정과,

(d) 상기 셀의 내부공간으로의 액정충전이 종료된 후에 가압액정의 공급을 정지하는 공정과,

(e) 진공흡인통로를 셀의 흡인포트에 접속한 상태를 유지한 채로 진공흡인통로에 설치된 부압조정수단에 의하여 진공흡인통로의 부압 정도를 서서히 완화하여 대기압으로 되돌리는 공정을 차례로 행하는 것을 특징으로 한다.

이어서, 본 발명의 액정충전방법을 실행하기 위한 시스템을 설명하기 전에 셀에 관하여 설명하여 둔다. 제 2 도 및 제 4 도에 나타낸 바와 같이 이 셀(1)은 투명재료, 예를 들면 유리로 된 직사각형 기판(2),(3)을 구비하고 있다. 이들 기판(2),(3)의 둘레가장자리부는 접착층(4)에 의해 붙어 있다. 이들 기판(2),(3)과 접착층(4)에 의하여 미소두께(5㎛ 정도)를 가지는 내부공간(5)이 형성되어 있다. 셀(1)의 한 가장자리부에는 접착층(4)이 형성되어 있지 않으며, 이 부위가 도입포트(6)로 되어 있다. 셀(1)의 반대측 가장자리부에도 접착층(4)이 형성되어 있지 않으며, 이 부위가 흡인포트(7)로 되어 있다.

액정충전 시스템은 제 1 도에 나타낸 바와 같이 각각 관이나 튜브 등으로 구성된 진공흡인통로(10)와 액정공급통로(20)를 구비하고 있다. 진공흡인통로(10)의 일단(하류단)에는 진공펌프(11)(진공흡인수단)가 접속되고, 타단(상류단)에는 커넥터(12)가 접속되어 있다. 그리고 진공흡인통로(10)에는 진공펌프(11)와 커넥터(12) 사이에 하류측을 향하여 액정트랩(13), 개폐밸브(14), 필터(15), 진공도 조정밸브(16)(부압조정수단)가 차례로 설치되어 있다.

상기 액정공급통로(20)의 일단(상류단)에는 가압액정 공급수단(21)이 접속되고, 타단(하류단)에는 커넥터(22)가 접속되어 있다. 그리고 액정공급통로(20)의 중간부에는 개폐밸브(23)가 설치되어 있다.

상기 가압액정 공급수단(21)은 액정(LC)을 수용하는 탱크(25)를 구비하고 있으며, 이 탱크(25)에 상기 액정공급통로(20)의 일단이 접속되어 있다. 가압액정 공급수단(21)은 가스공급통로(26)와, 이 가스공급통로(26)의 일단(상류단)에 접속된 가압가스원(27)과, 상기 가스공급통로(26)에 있어서 가압가스원(27)과 탱크(25) 사이에 하류측을 향하여 차례로 설치된 가스압력 조정밸브(28)와 개폐밸브(29)를 더 구비하고 있다. 그리고 상기 가압가스원(27)은 건조한 질소가스 등의 불활성가스를 가압한 상태로 저장하고 있다. 가스압력 조정밸브(28)는 가스압력을 수기압(數氣壓)으로 조정하여 탱크(25)로 공급한다.

그리고 상기 시스템은 액정센서(40)와 마이크로 컴퓨터를 포함하는 제어장치(50)(제어수단)를 구비하고 있다. 이 액정센서(40)는 소정 위치에 세트된 셀(1)의 흡인포트(7) 근방에 배치되어 있다.

상기 액정센서(40)는 셀(1)을 사이에 두고 그 양측에 배치된 발광기와 수광기(모두 도시생략)를 가지고 있다. 발광기와 셀(1) 사이 및 수광기와 셀(1) 사이에는 각각 편광필터(도시생략)가 설치되어 있다. 이들 편광필터의 편광면은 서로 90° 를 이루고 있다. 셀(1)의 기판(2),(3) 사이에 액정이 없는 경우에 발광기로 부터의 광(光)은 1쌍의 편광필터로 차단되어 수광기에 도달하지 않는다. 기판(2),(3) 사이에 액정이 있는 경우에 발광기로 부터의 광은 일측 편광필터를 통과한 후에 액정을 통과하는 과정에서 복굴절되고, 그 일부가 타측 편광필터를 통과하여 수광기예 도달함으로써 액정이 검출된다.

제어장치(50)는 상기 시스템에 구비된 도시하지 않은 압력계와 상기 액정센서(40)와 조작버튼 등에 응답하여 개폐밸브(14),(23),(29)와 진공도 조정밸브(16) 그 외의 구성요소를 제어한다. 이하, 제어장치(50)의 제어에 의거한 셀(1)로의 액정충전방법에 대하여 설명한다.

개폐밸브(14),(23)를 미리 닫아 둔다. 또 개폐밸브(29)는 열어서 탱크(25)에 수용된 액정(LC)에 가스압력을 부여하여 둔다. 진공펌프(11)도 구동시켜 둔다.

그리고 셀(1)을 소정 위치에 세트한 후에 커넥터(12)를 셀(1)의 흡인포트(7)에 접속하고, 커넥터(22)를 도입포트(6)에 접속한다. 이들 커넥터(12),(22)의 접속은 에어 실린더 등과 같은 구동수단에 의하여 가능하다.

이어서 진공흡인통로(10)의 개폐밸브(14)를 엶으로써 셀(1)의 내부공간(5)내의 공기를 커넥터(12), 진공흡인통로(10)를 통해 흡인하여 내부공간(5)을 진공 상태로 한다.

내부공간(5)이 소정 진공도(예를 들면, 1Torr)에 도달하였을 때, 즉 진공흡인통로(10)에 설치한 압력계(도시생략)가 상기 소정 진공도를 검출하였을 때에 액정공급통로(20)의 개폐밸브(23)를 엶으로써 탱크(25) 내의 가압액정(LC)이 액정공급통로(20), 커넥터(22)를 거쳐 셀(1)의 도입포트(6)를 통해 내부공간(5)으로 도입된다. 도입된 액정(LC)은 제 1 도에 있어서 가상선으로 나타낸 바와 같이 내부공간(5) 내로 퍼져 곧 셀(1)의 흡인포트(7)에 도달한다.

액정센서(40)가 액정(LC)을 검출하고 나서 소정 시간이 경과한 시점에서 개폐밸브(23)를 닫음으로써 액정(LC)의 공급을 정지한다. 이 개폐밸브(23)의 닫힘 타이밍은 상기 소정 시간을 설정함으로써 액정(LC)이 셀(1)의 흡인포트(7)에 도달한 시점과 일치시키는 것이 바람직하지만, 액정(LC)이 흡인포트(7)를 통과하여 커넥터(12) 내 또는 진공흡인통로(10)의 상류단부에 도달한 시점으로 하여도 된다.

상기한 바와 같이 하여 액정(LC)이 셀(1) 내에 충전되어 액정(LC)의 공급이 정지된 시점에서는 제 3 도에 나타낸 바와 같이 도입포트(6) 근방에서는 액정(LC)이 대기압보다 높은 압력으로 되어 있기 때문에 셀(1)을 구성하는 2장의 기판(2),(3) 사이에 형성된 간격이 정상상태보다 커진다. 이와는 반대로 셀(1)의 흡인포트(7) 근방에서는 진공흡인의 영향으로 액정(LC)의 압력이 대기압보다 낮기 때문에 2장의 기판(2),(3) 사이에 형성된 간격이 정상상태보다 작아진다. 이 액정(LC)의 압력 불균형과 기판(2),(3)의 변형 상태는 시간이 경과함에 따라 서서히 해소되어 수십분후에 제 4 도에 나타낸 정상상태와 거의 가까운 상태로 되며 1시간후에는 완전히 정상상태로 되돌아간다.

본 발명에서는 액정충전이 종료된 후에 진공도 조정밸브(16)를 제어하여 이 진공도 조정밸브(16)보다 상류측의 진공흡인통로(10)의 압력을 시간(예를 들면, 수십분)을 들여서 대기압으로 되돌린다. 상세하게 설명하면, 액정충전 종료직후에 진공흡인통로(10)의 부압 정도를 한번에 1Torr에서 -750mmHg까지 완화한다. 이후 -750mmHg에서 서서히 대기압까지 되돌린다. 이 과정에 있어서 커넥터(22),(12)는 도입포트(6), 흡인포트(7)에 각각 접속된 상태로 유지되어 있다.

상기 진공흡인통로(10)의 진공도 조정밸브(16)보다 상류측의 압력이 대기압으로 되돌아간 후에 개폐밸브(14)를 닫음과 아울러 이 개폐밸브(14)보다 하류측이 상술한 진공도 1Torr로 되도륵 진공도 조정밸브(16)를 원래 상태로 되돌린다.

이어서, 커넥터(22),(12)를 셀(1)에서 후퇴시켜 도입포트(6), 흡인포트(7)에서 분리한 후에 셀(1)을 소정 위치에서 분리하고 새로운 셀을 세트한다. 분리된 셀(1)의 도입포트(6)와 흡인포트(7)는 접착제로 신속하게 봉하여 막고 적외선으로 경화시킨다. 이하, 동일한 방법으로 하여 새로운 셀로의 액정충전이 이루어진다.

상기 방법에서는 액정충전 종료후에 진공흡인통로(10)의 압력을 한번에 대기압까지 되돌리는 것이 아니라 셀(1) 내에서의 액정(LC)의 압력 불균형 해소 및 기판(2),(3)의 변형 해소과정에 대응시켜 시간을 들여 서서히 대기압으로 되돌리기 때문에 흡인포트(7)를 통해 셀(1)로 공기가 들어가는 것을 방지할 수 있다.

또 액정충전 종료후에 상기 진공흡인통로(10)를 고도의 진공상태로 유지하지 않기 때문에 셀(1) 내에서의 액정(LC)의 압력 불균형 해소 및 기판(2),(3)의 변형 해소가 지연되는 일이 없으며 또한 흡인포트(7)를 통해 액정(LC)이 새어 나오는 것을 억제할 수 있다. 특히, 상기 실시형태에서는 진공흡인통로(10)의 부압 정도를 1Torr에서 -750mmHg까지 한번에 완화하기 때문에 액정(LC)이 새어 나오는 것을 최소한으로 줄일 수 있다. 그리고, 액정충전 종료후에 진공흡인통로(10)의 부압을 -750mmHg 정도까지 완화한다 하더라도 공기가 들어가는 일은 거의 없다.

또한 상기 진공흡인통로(10)의 압력완화 과정에서 커넥터(22)가 도입포트(6)에 접속된 채로 되어 있기 때문에 이 도입포트(6)에서 액정이 새어 나오는 것을 막을 수 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 제약을 받는 것이 아니라 여러가지 형태가 가능하다. 예를 들면, 액정충전 종료직후에 진공흡인통로(10)의 압력을 한번에 소정 레벨까지 완화하지 않고 고진공도 상태에서 서서히 진공도를 완화하여도 무방하다.

제 1 도는 본 발명에 관한 액정충전방법을 실행하는 액정충전 시스템을 나타낸 개략도,

제 2 도는 본 발명에서 사용되는 셀을 나타낸 평면도,

제 3 도는 본 발명에 관한 액정충전방법을 실행하는 과정의 도중 상태, 즉 셀로의 액정충전이 종료된 직후의 상태를 나타낸 확대단면도 (셀의 기판두께, 기판 사이의 간격, 기판의 변형 정도는 과장하여 나타낸 것임),

제 4 도는 본 발명의 액정충전방법을 실행하는 과정의 최종단계 상태, 즉 셀로의 액정충전이 종료되고 나서 소정 시간이 경과한 후의 상태를 나타낸 제 3 도에 상당하는 확대단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 셀 2,3 : 기판

4 : 접착층 5 : 내부공간

6 : 도입포트 7 : 흡인포트

10 : 진공흡인통로 11 : 진공펌프(진공흡인수단)

12.22 : 커넥터 14,23,29 : 개폐밸브

16 : 진공도 조정밸브(부압조정수단)

20 : 액정공급통로 21 : 가압액정 공급수단

25 : 탱크 40 : 액정센서

50 : 제어장치(제어수단) LC : 액정

Claims (4)

1. (a) 셀의 흡인포트에 진공흡인통로의 일단을 접속함과 아울러 셀의 도입포트에 액정공급통로의 일단을 접속하는 공정과,

   (b) 상기 진공흡인통로의 타단에 접속된 진공흡인수단에 의하여 흡인포트를 통해 셀의 내부공간을 진공흡인하는 공정과,

   (C) 상기 진공흡인수단에 의하여 셀의 내부공간을 진공흡인하면서 액정공급통로의 타단에 접속된 가압액정 공급수단에 의하여 가압액정을 도입포트를 통해 셀의 내부공간으로 공급하는 공정과,

   (d) 상기 셀의 내부공간으로의 액정충전이 종료된 후에 가압액정의 공급을 정지하는 공정과,

   (e) 진공흡인통로를 셀의 흡인포트에 접속한 상태를 유지한 채로 진공흡인통로에 설치된 부압조정수단에 의하여 진공흡인통로의 부압 정도를 서서히 완화하여 대기압으로 되돌리는 공정을 차례로 행하는 것을 특징으로 하는 액정충전방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진공흡인통로의 압력이 대기압으로 되돌아갈때까지 액정공급통로가 셀의 도입포트와 접속한 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 액정충전방법.
3. 제 1 항에 있어서, 흡인포트의 근방에 배치된 액정센서에 의하여 셀 내의 액정을 검출하고, 이 액정검출로 부터 소정 시간이 경과한 시점에서 상기 가압액정의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 액정충전방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 액정충전이 종료된 시점에서 상기 진공흡인통로의 부압 정도를 한번에 소정 레벨까지 완화하고, 이 소정 레벨에서 서서히 대기압을 향하여 완화하는 것을 특징으로 하는 액정충전방법.