KR100474386B1

KR100474386B1 - 액정적하기 세정장치

Info

Publication number: KR100474386B1
Application number: KR10-2002-0014198A
Authority: KR
Inventors: 권혁진; 손해준
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2005-03-09
Also published as: KR20030075091A

Abstract

본 발명의 액정적하기의 세정장치는 본 발명에 따른 액정적하기의 세정장치는 제1세정액이 충진되어 기판상에 액정을 적하하는 적어도 하나의 액정적하기를 1차 세정하는 제1세정부와, 제2세정액이 충진되어 상기 제1세정부에 의해 세정된 액정적하기를 2차 세정하는 제2세정부와, 필터 및 펌프가 설치되어 상기 제1세정부 및 제2세정부 중 적어도 하나의 세정부에 형성되어 세정액을 순환시키는 순환관과, 제1세정부 및 제2세정부에 의해 세정된 액정적하기를 증기세정하는 증기세정부로 구성된다.

Description

액정적하기 세정장치{AN APPARATUS FOR CLEANING LIQUID CRYSTAL DISPENSING DEVICE}

본 발명은 액정적하기에 관한 것으로, 특히 IPA(Iso-Propyl Alcohol) 증기를 이용하여 액정적하기를 세정함으로써 세정력을 향상시킴과 동시에 세정액을 순환시킴으로써 세정액을 사용을 반복 사용할 수 있는 액정적하기의 세정장치에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

LCD는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, LCD(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(array)기판이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하 TFT라 약칭함)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter;이하, CF라 한다)기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing Material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Date Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재(9)를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107).

한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).

액정은 패널에 형성된 액정주입구를 통해 주입된다. 이때, 액정의 주입은 압력차에 의해 이루어진다. 도 3에 액정패널에 액정을 주입하는 장치가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진공챔버(Vacuum Chamber;10)내에는 액정이 충진된 용기(12)가 구비되어 있으며, 그 상부에 액정패널(1)이 위치하고 있다. 상기 진공챔버(10)는 진공펌프와 연결되어 설정된 진공상태를 유지하고 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 진공챔버(10) 내에는 액정패널 이동용 장치가 설치되어 상기 액정패널(1)을 용기(12) 상부로부터 용기까지 이동시켜 액정패널(1)에 형성된 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨다(이러한 방식을 액정딥핑(Dipping) 주입방식이라 한다).

상기와 같이 액정패널(1)의 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨 상태에서 진공챔버(10)내에 질소(N₂)가스를 공급하여 챔버(10)의 진공정도를 저하시키면, 상기 액정패널(1) 내부의 압력과 진공챔버(10)의 압력차에 의해 액정(14)이 상기 주입구(16)를 통해 패널(1)로 주입되며 액정이 패널(1)내에 완전히 충진된 후에 상기 주입구(16)를 봉지재에 의해 봉지함으로써 액정층이 형성된다(이러한 방식을 액정의 진공주입방식이라 한다).

그런데, 상기와 같이 진공챔버(10)내에서 액정패널(1)의 주입구(16)를 통해 액정을 주입하여 액정층을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 패널(1)로의 액정주입시간이 길어진다는 것이다. 일반적으로 액정패널의 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판 사이의 간격은 수μm 정도로 매우 좁기 때문에, 단위 시간당 매우 작은 양의 액정만이 액정패널 내부로 주입된다. 예를 들어, 약 15인치의 액정패널을 제작하는 경우 액정을 완전히 주입하는데에는 대략 8시간이 소요되는데, 이러한 장시간의 액정주입에 의해 액정패널 제조공정이 길어지게 되어 제조효율이 저하된다.

둘째, 상기와 같은 액정주입방식에서는 액정소모율이 높게 된다. 용기(12)에 충진되어 있는 액정(14)중에서 실제 액정패널(1)에 주입되는 양은 매우 작은 양이다. 한편, 액정은 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화되며 기판과의 접촉에 의해 오염된다. 따라서, 용기(12)에 충진된 액정(14)이 복수매의 액정패널(1)에 주입되는 경우에도 주입후 남게 되는 액정(14)을 폐기해야만 하는데, 고가의 액정을 폐기하는 것은 결국 액정패널 제조비용의 증가를 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 액정주입방식 보다 개선된 액정적하방식에 사용되는 액정적하기를 완벽하게 세정할 수 있는 액정적하기의 세정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 세정액을 순환, 필터링시킴으로써 세정액의 사용주기를 증가하고 세정효과를 향상시킬 수 있는 액정적하기의 세정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 세정증기를 사용하여 세정시 남아 있는 오염된 잔류액정을 완전히 제거할 수 있는 액정적하기의 세정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정적하기의 세정장치는 제1세정액이 충진되어 기판상에 액정을 적하하는 적어도 하나의 액정적하기를 1차 세정하는 제1세정부와, 제2세정액이 충진되어 상기 제1세정부에 의해 세정된 액정적하기를 2차 세정하는 제2세정부와, 상기 제1세정부 및 제2세정부 중 적어도 하나의 세정부에 형성되어 세정액을 순환시키는 순환관과, 상기 순환관에 설치되어 순환관을 통해 순환하는 세정액을 필터링하는 필터로 구성된다.

상기 제1세정액으로는 아세톤을 사용하고 제2세정액은 IPA(Iso-Propyl Alcohol)을 주로 사용한다. 상기 순환관에는 필터가 설치되어 세정액을 필터링하며, 상기 필터링된 세정액은 펌프에 의해 다시 제1세정조 및/또는 제2세정조로 순환된다.

상기 제1세정부 및 제2세정부에 의해 세정된 액정적하기는 증기세정부에서 IPA증기에 의해 잔류하는 오염된 액정이 제거된다.

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 4는 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, 기판의 합착시 액정이 적하된 기판은 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 하부기판상에 미리 액정(107)을 적하한 후 실링재(109)에 의해 패널을 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.

상기와 같은 액정적하방식이 적용된 액정표시소자 제조방법이 도 5에 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, TFT어레이공정과 컬러필터공정을 통해 하부기판(105) 및 상부기판(103)에 각각 구동소자인 TFT와 컬러필터층을 형성한다(S201,S204). 상기 TFT어레이공정과 컬러필터공정은 도 2에 도시된 종래의 제조방법과 동일한 공정으로서 복수의 패널영역이 형성되는 대면적의 유리기판에 일괄적으로 진행된다. 특히, 상기 제조방법에서는 액정적하방식이 적용되기 때문에, 종래의 제조방법에 비해 더 넓은 유리기판, 예를 들면 1000×1200mm²이상의 면적을 갖는 대면적 유리기판에 유용하게 사용될 수 있다.

이어서, 상기 TFT가 형성된 하부기판(105)과 컬러필터층이 형성된 상부기판(103)에 각각 배향막을 도포한 후 러빙을 실행한 후(S202,S205), 하부기판의 액정패널 영역에는 액정(107)을 적하하고 상부기판(103)의 액정패널 외곽부 영역에는 실링재(109)를 도포한다(S203,S206).

그 후, 상기 상부기판(103)과 하부기판(105)을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 실링재에 의해 상기 상부기판(103)과 하부기판(105)을 합착함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정(107)을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S207). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 유리기판(하부기판 및 상부기판)에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S208,S209).

도 5에 도시된 액정적하방식이 적용된 액정표시소자의 제조방법과 도 2에 도시된 종래의 액정주입방식이 적용된 액정표시소자 제조방법의 차이점을 비교하면, 액정의 주입과 액정적하의 차이 및 대면적 유리기판의 가공시기의 차이 이외에도 다른 차이점을 있음을 알 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 액정주입방식이 적용된 액정표시소자 제조방법에서는 주입구를 통해 액정을 주입한 후에 상기 주입구를 봉지재에 의해 봉지해야만 하지만 액정적하방식이 적용된 제조방법에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 이러한 주입구의 봉지공정이 필요없게 된다. 또한, 도 2에는 도시하지 않았지만, 종래의 액정주입방식이 적용된 제조방법에서는 액정주입시 기판이 액정에 접촉하기 때문에 패널의 외부면이 액정에 의해 오염되므로 오염된 기판을 세정하기 위한 공정이 필요하게 되지만, 액정적하방식이 적용된 제조방법에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 패널이 액정에 의해 오염되지 않으며, 그 결과 세정공정이 필요없게 된다. 이와 같이, 액정적하방식에 의한 액정표시소자의 제조방법은 종래의 액정주입방식에 의한 제조방법에 비해 간단한 공정으로 이루어져 있기 때문에 제조효율이 향상될 뿐만 아니라 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 액정적하방식이 도입된 액정표시소자의 제조방법에서 액정층을 원하는 두께로 정확하게 형성하기 위한 가장 중요한 요인은 적하되는 액정의 위치 및 액정의 적하량이다. 특히, 액정층의 두께는 액정패널의 셀갭과 밀접한 관계를 가지기 때문에, 정확한 액정의 적하위치 및 적하량은 액정패널의 불량을 방지하기 위한 매우 중요한 요소이다. 따라서, 정확한 위치에 정확한 양의 액정을 적하하는 액정적하기가 필요하게 된다.

도 6은 액정적하기(120)를 이용하여 기판(대면적의 유리기판;105)상에 액정(107)을 적하하는 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정적하기(120)는 기판(105)의 상부에 설치되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 상기 액정적하기(120)의 내부에는 액정이 충진되어 기판상에 일정량을 적하한다.

통상적으로 액정은 방울형태로 기판상에 적하된다. 기판(105)은 x,y방향으로 설정된 속도로 이동하고 액정적하기는 설정된 시간 간격으로 액정을 배출하기 때문에, 기판(105)상에 적하되는 액정(107)은 x,y방향으로 일정한 간격으로 배치된다. 물론 액정적하시 기판(105)이 고정되어 있고 액정적하기(120)가 x,y방향으로 이동하여 액정을 일정간격으로 적하할 수도 있다. 그러나, 이 경우 액정적하기(120)의 움직임에 의해 방울형상의 액정이 흔들리기 때문에 액정의 적하위치 및 적하량에 오차가 발생할 수 있으므로 액정적하기(120)를 고정시키고 기판(105)을 이동하는 것이 바람직하다.

도 7은 액정적하기를 나타내는 도면으로, 도 7(a)는 액정의 미적하시의 구조를 나타내는 도면이고 도 7(b)는 액정적하시의 구조를 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정적하장치에서는 원통형의 액정용기(124)에 액정이 충진되어 있다. 상기 액정용기(124)는 스테인리스강(Stainless Steel)과 같은 금속으로 이루어져 있으며, 도면에는 도시하지 않았지만 상부에는 외부의 가스공급부에 연결된 가스공급관이 형성되어 있다. 이 가스공급관을 통해 외부의 가스공급부로부터 질소와 같은 가스가 공급되어 액정용기(124)의 액정이 충진되지 않은 영역에 가스가 채워져서 상기 액정에 압력을 가하게 되어 액정이 적하된다.

상기 액정용기(124)의 하단부에는 돌기(도면표시하지 않음)가 형성되어 제1결합부(141)와 결합된다. 상기 돌기에는 너트가 형성되어 있고 제1결합부(141)의 일측에는 볼트가 형성되어 있어, 상기 너트와 볼트에 의해 돌기와 제1결합부(141)가 체결된다.

상기 제1결합부(141)의 타단에는 너트가 형성되어 있으며, 제2결합부(142)의 일단에는 볼트가 형성되어 상기 제1결합부(141)와 제2결합부(142)가 체결된다. 이때, 상기 제1결합부(141)와 제2결합부(142) 사이에는 니들시트(143)가 위치한다. 상기 니들시트(143)는 제1결합부(141)의 너트에 삽입되어 제2결합부(142)의 볼트가 삽입되어 체결될 때 상기 제1결합부(141) 및 제2결합부(142) 사이에 결합된다. 니들시트(143)에는 배출공(도면표시하지 않음)이 형성되어 액정용기(124)에 충진된 액정(107)이 상기 배출공을 통해 배출된다.

또한, 상기 제2결합부(142)에는 노즐이 결합된다. 상기 노즐은 액정용기(124)에 충진된 액정(107)을 소량으로 적하하기 위한 것으로, 제2결합부(142) 일단의 너트와 체결되어 상기 노즐을 제2결합부(142)와 결합시키는 지지부(147)와, 상기 지지부(147)로부터 돌출되어 소량의 액정을 방울형상으로 기판상에 적하시키는 배출구(146)로 구성된다. 상기 지지부(147)의 내부에는 니들시트(143)의 배출공으로부터 연장된 배출관이 형성되어 있으며, 상기 배출관이 배출구(146)와 연결되어 있다. 통상적으로 노즐(145)의 배출구(146)는 매우 작은 직경으로 이루어져 있으며(미세한 액정 적하량을 조절하기 위해), 상기 지지부(147)로부터 돌출되어 있다.

상기 액정용기(124)에는 니들(136)이 삽입되어 그 일단부가 니들시트(143)에 접촉한다. 특히, 상기 니들시트(143)와 접촉하는 니들(136)의 단부는 원뿔형상으로 이루어져 있기 때문에, 니들(136)이 상기 니들시트(143)와 접촉할 때 원뿔형상의 니들(136) 단부가 니들시트(143)의 배출공으로 삽입되어 상기 배출공을 막게 된다.

또한, 상기 액정적하기(120)의 상부 케이스(126)에 위치하는 상기 니들(136)의 타단부에는 스프링(128)이 장착되어 있으며, 그 상부에는 간극조정부(134)가 부착된 자성막대(132)가 장착되어 있다. 상기 자성막대(132)는 강자성 물질 또는 연자성 물질로 이루어져 있으며, 그 외부에는 원통형상의 솔레노이드코일(130)이 설치되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 솔레노이드코일(130)은 전원공급수단과 접속되어 전원이 인가되며, 전원이 인가됨에 따라 상기 자성막대(132)에 자기력이 발생하게 된다.

상기 니들(136)과 자성막대(132)는 일정한 간격(x)을 두고 설치되어 있다. 솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되어 자성막대(132)에 자기력이 발생하게 되면, 상기 자기력에 의해 상기 니들(136)이 상승하여 상기 자성막대(132)에 닿게 되며, 전원 공급이 중단되면 니들(136)의 단부에 설치된 스프링(128)의 탄성에 의해 하강하여 원래의 위치로 복원된다. 이와 같은 니들(136)의 상하 이동에 의해 니들시트(143)에 형성된 배출공이 열리거나 닫히게 된다. 상기 니들(136)의 단부와 니들시트(143)는 솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되고 중단됨에 따라 반복적으로 접촉하게 된다. 이와 같은 반복적인 접촉에 의해 니들(136)의 단부와 니들시트(143)가 지속적인 충격에 노출되기 때문에 파손될 가능성이 존재하게 된다. 따라서, 상기 니들(136)의 단부와 니들시트(143)를 충격에 강한 물질, 예를 들면 초경합금으로 형성하여 충격에 의한 파손을 방지하는 것이 바람직하다.

솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되면, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 니들(136)의 상승에 의해 니들시트(143)의 배출공이 오픈됨에 따라 액정용기(124)에 공급되는 질소가 액정에 압력을 가하여 노즐로부터 액정(107)이 적하되기 시작한다. 이때, 상기 적하되는 액정(107)의 양은 니들시트(143)의 배출공이 오픈되는 시간과 액정에 가해지는 압력에 따라 달라지며, 상기 오픈시간은 니들(136)과 자성막대(132)의 간격(x), 솔레노이드코일(130)에 의해 발생하는 자성막대(132)의 자기력 및 니들(136)에 설치된 스프링(128)의 탄성력에 의해 결정된다. 자성막대(132)의 자기력은 자성막대(132) 주위에 설치되는 솔레노이드코일(130)의 권선수나 솔레노이드코일(130)에 인가되는 전원의 크기에 따라 조정할 수 있으며, 니들(136)과 자성막대(132)의 간격(x)은 상기 자성막대(132)의 단부에 설치된 간극조정부(134)에 의해 조정할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 액정적하방식에 사용되는 액정적하기(120)에서는 원통형의 액정용기(124)에 액정을 충진한 후 액정을 적하한다. 이러한 액정적하기(120)에서는 액정용기(124)에 충진된 액정이 기판상에 적하되어 액정이 설정량 이하로 되면 상기 액정용기(124)에 다시 액정을 충진시킨 후 적하를 진행한다. 한편, 액정은 공기중에 노출되면 공기속에 포함된 성분, 특히 수분과 반응하여 액정이 오염되는 일이 발생한다. 이러한 액정의 오염은 액정표시장치를 제작했을 때 치명적인 결함을 야기하게 된다. 따라서, 액정용기(124)를 주기적으로 세정해야만 하는데, 가장 좋은 방법은 액정용기(124)에 다시 액정을 충진하기 전에 상기 액정용기(124)를 세정하는 것이다.

종래에 액정진공 주입방식에 사용되는 액정용기는 납작한 접시형상으로 이루어져 있다. 따라서, 액정진공 주입방식에 사용되는 액정용기를 세정하는 경우에는 세정액이 충진되어 있는 세정조에 상기 액정용기를 담그기만 하면 액정용기에 묻어 있는 오염된 액정을 제거할 수 있었다. 그러나, 액정적하방식에 사용되는 액정적하기(120)의 액정용기(124)는 긴 원통형상으로 이루어져 있기 때문에, 단순히 세정조에 액정용기를 담그기만 해서는 완전한 세정이 불가능하게 된다. 따라서, 종래의 액정진공 주입방식에 사용되는 액정용기의 세정장치와는 다른 세정장치가 필요하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 액정적하기(120)의 세정장치를 제공한다.

도 8은 본 발명에 따른 액정적하기(120)의 세정장치를 나타내는 도면이다. 이러한 세정장치에 의해 실제 세정되는 것은 액정이 충진되는 액정용기(124)이지만, 상부 케이스(126)와 니들(136)을 제외한 액정적하기 전체를 세정할 수도 있다. 따라서, 도면에서는 상기 상부 케이스(126)와 니들(136)을 제외한 액정적하기 전체를 간단하게 도시하여 표시하였다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정적하기(120)의 세정장치는 충진된 액정의 적하가 종료된 액정적하기(120)를 이송하는 제1로더(150)와, 세정액이 충진되어 상기 제1로더(150)에 의해 이송된 액정적하기(120)를 1차 세정하는 제1세정부(152)와 상기 제1차 세정부(152)에 의해 세정된 액정적하기(120)내에 잔류하는 액정을 제거하는 제2세정부(154)와, 상기 제2세정부(152)에 의해 세정된 액정적하기(120)를 건조하는 건조부(156)와, 세정이 완료된 액정적하기(120)를 외부로 이송하는 제2로더(158)로 구성된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1세정부(152)는 세정액(166)이 충진된 제1세정조(160)로 구성된다. 세정액(166)으로는 아세톤과 같은 세정액이 사용된다. 상기 제1세정조(160)의 하부(바닥 또는 측벽 하부)에는 측벽의 상부와 연결된 순환관(168)이 설치되어 있으며, 상기 순환관(168)에는 필터(170)가 장착되어 상기 제1세정조(160)로부터 배출되는 세정액(166)이 상기 필터(170)에 의해 필터링된다. 또한, 상기 순환관(168)에는 순환용 펌프(172)가 설치되어 있기 때문에, 필터링된 세정액(166)이 다시 제1세정조(160)로 공급된다. 상기와 같이, 필터(170)와 펌프(172)를 설치함에 따라 오염된 액정을 포함하는 세정액(166)이 다시 깨끗한 세정액(166)으로 필터링되므로, 한번 사용한 세정액(166)을 폐기 처분하지 않고 다시 사용할 수 있게 되어 액정적하기의 세정비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 펌프(172)에 의한 세정액(166)의 순환이 이루어지기 때문에, 액정적하기(120)의 세정효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

제1세정기(160)의 상부에는 도면표시하지 않은 구동수단에 의해 이동하는 지지대(162)가 장착되어 있으며, 상기 지지대(162)에는 적어도 하나의 액정적하기(120)를 고정시키는 홀더(164)가 설치되어 있다. 제1로더(150)에 의해 이송된 액정적하기(120)는 홀더(164)에 의해 고정되며, 구동수단에 의해 지지대(162)가 제1세정조(160) 위로 이송한 후 아래로 하강하여 상기 액정적하기(120)가 제1세정조(160)의 세정액(166)에 잠겨 오염된 액정이 제거된다. 제1세정조(160)에서 액정적하기(120)가 세정될 때, 상기 지지대(162)는 구동수단에 의해 상하로 요동될 수도 있는데, 이러한 요동은 액정적하기(120)의 세정효과를 더욱 향상시키기 위한 것이다.

제2세정부(154)는 도 10에 도시된 바와 같이 IPA(182)가 충진된 제2세정조(180)로 이루어진다. 제1세정조(160)에 충진된 세정액(166)에 의해 액정적하기(120)에 부착된 대부분의 오염된 액정은 제거되지만 모든 액정이 제거되는 것은 아니다. 따라서, 상기 제2세정조(180)에 의해 충진된 IPA(182)로 다시 한번 액정적하기(120)를 세정해야만 하는 것이다.

상기 제1세정조(160)에 의해 세정된 액정적하기(120)는 지지대(162)가 이동함에 따라 제2세정조(180)로 이동하며 상기 지지대(162)가 하강함에 따라 상기 IPA(182)에 잠기게 되어 나머지 오염된 액정을 제거하게 된다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2세정조(180)에도 세1세정조(160)와 마찬가지로 순환관을 형성하여 필터링된 IPA(182)를 순환시킴으로써 세정효과를 향상시키고 비용을 절감할 수 있게 된다.

상기와 같이, 제1세정조(160)와 제2세정조(180)에 충진된 세정액에 의해 액정적하기(120)의 오염된 액정을 제거할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 2회의 세정에 의해서는 액정적하기(120)의 내부, 특히 원통형의 액정용기(124) 내부에 액정이 잔류할 수가 있다.

이러한 잔류 액정의 제거를 위해, 본 발명에서는 도 11에 도시된 바와 같은 세정조(190)를 이용하여 액정적하기를 세정한다. 상기 세정조(190)는 IPA증기를 이용한 증기세정조로서, 도면에 도시된 바와 같이, 세정조(190) 내부에는 IPA증기를 분사하는 복수의 분사구(192,194)가 설치되어 있다. 제1세정조(160) 및 제2세정조(180)에서 세정된 액정적하기(120)는 지지대(162)가 이동함에 따라 증기세정조(190)에 이동, 위치하며, 상기 분사구(192,194)로부터 IPA증기가 분사되어 잔류하는 액정을 제거할 수 있게 된다. 상기 분사구(192,194)는 세정조(190)의 벽면에 형성된 분사구(192)와 바닥에 형성된 분사구(194)로 구성되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 벽면의 분사구(192)로부터 분사되는 IPA증기는 액정적하기(120)의 외부, 즉 액정용기(124)의 외부 표면을 주로 세정하는 반면에, 바닥의 분사구(194)로부터 분사되는 IPA증기는 액정용기(124)의 내부를 주로 세정한다. 액정용기(124)의 외부 표면은 제1세정조(160)와 제2세정조(180)를 거치면서 충분한 세정이 이루어지기 때문에 잔류하는 액정이 거의 없는 반면에, 액정용기(124)의 내부는 제1세정조(160)와 제2세정조(180)에 의해 충진된 세정액에 의해 세정되기가 힘들기 때문에, 상기 바닥에 형성된 분사구(194)로부터 분사되는 IPA증기가 완벽한 세정을 위해 더욱 중요하게 된다.

IPA증기는 상기와 같이 액정용기(124)의 내부를 세정할 뿐만 아니라 표면에 묻어 있는 세정액을 건조시키는 역할을 한다. IPA는 끓는 점이 낮고 휘발성이 강하여 용이하게 증발하기 때문에 아세톤과 같은 세정액을 건조시키는데 사용할 수도 있다.

상기 증기세정조(190)의 하부(바닥 또는 측벽 하부)에는 수거조에 연결된 배출관(196)이 형성되어 액정적하기(120)를 세정한 후 발생하는 액체상태의 IPA를 수거한다. 상기 수거된 액체상태의 IPA는 폐기처분될 수도 있지만, 필터링을 통해 깨끗한 상태의 IPA액체상태로 복원되어 세정에 다시 사용될 수도 있다.

상기와 같이 제1세정조(160)와 제2세정조(180) 및 증기세정조(190)에서 세정된 액정적하기(120)는 도 8에 도시된 건조부(156)로 이송되어 열풍에 의해 건조된(액정적하기(120)에 남아 있는 세정액을 증발시킴) 후 제2로더(158)에 의해 이송된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 복수의 세정기(세정조)를 이용하여 액정적하기를 세정한다. 특히, 본 발명에서는 세정액(아세톤 및 IPA)을 순환, 필터링함으로써 세정효과를 향상시킴과 동시에 세정액의 소모를 최소화한다. 더욱이, 본 발명에서는 세정증기(IPA증기)를 이용하여 액정적하기에 잔류하는 액정을 완전히 제거할 수 있게 된다. 본 발명의 설명에서는 이러한 3조의 세정기에 의해 액정적하기가 세정되지만, 단지 1조의 세정기나 2조의 세정기에 세정이 실행될 수도 있을 것이다. 본 발명의 가장 큰 특징들, 예를 들면 세정액의 순환, 필터링이나 세정증기를 이용한 세정 등과 같은 특징을 이용한 본 발명의 다른 응용들은 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 실행할 수 있는 것으로, 본 발명의 특징을 이용한 이러한 응용 역시 본 발명의 권리범위에 속해야만 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 아세톤, IPA, IPA증기를 이용하여 액정적하기를 세정하므로 액정적하기에 잔류하는 오염된 액정을 완전하게 제거할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 아세톤과 IPA와 같은 세정액을 순환, 필터링시키기 때문에 세정효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 세정액의 소모를 최소화(또는 세정액의 사용주기를 최대화)할 수 있게 된다. 따라서, 액정적하기의 세정비용을 최소화할 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명에서는 IPA증기를 이용하여 세정중 잔류하는 오염된 액정을 제거하므로 완벽한 액정적하기의 세정이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.

도 2는 액정표시소자를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 흐름도.

도 3은 종래 액정표시소자의 액정주입을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 액정적하방식에 의해 제작된 액정표시소자를 나타내는 도면.

도 5는 액정적하방식에 의해 액정표시소자를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도.

도 6은 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 액정적하기의 구조를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 액정적하기의 세정장치를 나타내는 도면.

도 9는 도 8의 제1세정부를 나타내는 도면.

도 10은 도 8의 제2세정부를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 세정장치의 증기세정조를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 액정패널 103,105 : 기판

107 : 액정 120 : 액정적하기

124 : 액정용기 128 : 스프링

130 : 솔레노이드코일 132 : 자성막대

134 : 간극조정부 136 : 니들

141,142 : 결합부 143 : 니들시트

152,154 : 세정부 156 : 건조부

160,180 : 세정조 162 : 지지대

164 : 홀더 166,182 : 세정액

170 : 필터 172 : 펌프

190 : 증기세정조

Claims

세정액이 충진되어 기판상에 액정을 적하하는 적어도 하나의 액정적하기를 세정하는 세정조;

상기 세정조의 바닥 및 벽면에 형성되어 세정액을 순환시키는 순환관;

상기 순환관에 설치되어 순환관을 통해 순환하는 세정액을 필터링하는 필터로 구성된 액정적하기의 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 세정액은 아세톤인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 세정액은 IPA(Iso-Propyl Alcohol)인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 순환관에 설치되어 필터에 의해 필터링된 세정액을 상기 세정조로 순환시키는 펌프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서,

구동수단에 의해 이동하는 지지대; 및

상기 지지대에 설치되어 액정적하기를 고정하는 적어도 하나의 홀더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 지지대는 상하로 요동하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 세정조에 의해 세정된 액정적하기에 세정증기를 분사하여 잔류하는 액정을 제거하는 증기세정조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제7항에 있어서, 상기 세정증기는 IPA증기인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 세정조에 의해 세정된 액정적하기를 건조하는 건조수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제1세정액이 충진되어 기판상에 액정을 적하하는 적어도 하나의 액정적하기를 1차 세정하는 제1세정부;

제2세정액이 충진되어 상기 제1세정부에 의해 세정된 액정적하기를 2차 세정하는 제2세정부;

상기 제1세정부 및 제2세정부 중 적어도 하나의 세정부에 형성되어 세정액을 순환시키는 순환관; 및

상기 순환관에 설치되어 순환관을 통해 순환하는 세정액을 필터링하는 필터로 구성된 액정적하기의 세정장치.
제10항에 있어서, 상기 제1세정액은 아세톤이고, 상기 제2세정액은 IPA(Iso-Propyl Alcohol)인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제10항에 있어서, 상기 순환관에 설치되어 필터에 의해 필터링된 세정액을 상기 세정부로 순환시키는 펌프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제10항에 있어서, 상기 제1세정부 및 제2세정부에 의해 세정된 액정적하기에 세정증기를 분사하여 잔류하는 액정을 제거하는 증기세정부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제13항에 있어서, 상기 세정증기는 IPA증기인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제10항에 있어서, 상기 제1세정부 및 제2세정부에 의해 세정된 액정적하기를 건조하는 건조수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정장치.