KR100477371B1 - 액정 주입방법 - Google Patents

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KR100477371B1
KR100477371B1 KR10-2003-0025762A KR20030025762A KR100477371B1 KR 100477371 B1 KR100477371 B1 KR 100477371B1 KR 20030025762 A KR20030025762 A KR 20030025762A KR 100477371 B1 KR100477371 B1 KR 100477371B1
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Abstract

액정 주입방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 방법은, 단순화시킨 기본항목만을 레시피 데이터로 취하고, 그를 이용하여 공정을 진행하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 공정 데이터의 준비시간을 단축시키고, 공정을 단순화시킬 수 있으며, 제어장치를 고급화시킬 필요가 없으므로 비용이 절감된다. 그리고, 액정을 주입하기 전에 일정량의 액정을 외부로 배출시키는 단계를 더 포함시킴으로써 주입되는 액정의 양적 균일성을 확보할 수 있으며, 노즐의 이동 경로를 최소화함으로써 공정시간을 단축시킬 수 있다.

Description

액정 주입방법{Method of injecting liquid crystal}
본 발명은 액정 주입방법에 관한 것으로서, 특히 적하식 액정 주입방법에 관한 것이다.
현재 LCD 사업은 제5세대 대형 사이즈 개발에 주력하고 있으며 셀 크기의 대형화에 따라 적하식 액정 주입방법을 채택하고 있다.
적하식 액정 주입방법은 두 장의 유리기판의 합착공정(assembly)에 앞서 유리기판들 사이에 채워질 액정을 하나의 유리기판에 미리 주입하는 방법이다.
도 1은 종래의 적하식 액정 주입장치 및 그를 이용한 적하식 액정 주입방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 어느 하나의 유리기판은 x축 및 y축으로 이동이 가능한 스테이지 상에 위치된다. 액정 주입장치는 스테이지 상부에 위치되며 x축 및 y축으로 이동이 가능한 노즐과, 액정이 담겨있는 용기 등을 포함하여 이루어지며, 적정량이 노즐을 통하여 주입되도록 조절한다.
적하식 액정 주입방법은, 먼저 액정 노즐의 위치를 셋팅하고, 스테이지를 주입 위치로 이동시킨 다음 액정 주입장치를 제어하여 유리기판에 형성된 액정 주입 포인트에 액정을 주입한다. 이 때, 액정 주입 포인트들의 위치는 각각 레시피에 입력되고, 입력된 데이터에 의하여 스테이지가 이동되게 된다.
그런데, 유리기판의 대형화로 인해 액정이 주입되게 되는 포인트의 수가 증가하고 있으므로, 액정 주입 포인트 각각에 대하여 공정용 레시피를 취한다면 레시피 데이터의 용량이 커지고 레피시 데이터를 준비하는데 많은 시간이 소요되어 대단히 비효율적인 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정 주입공정을 효율적으로 진행할 수 있는 액정 주입방법을 제공하는 데 있다.
나아가, 주입되는 액정의 양적 균일성을 확보할 수 있는 액정 주입방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 주입방법은: 하나의 셀에는 좌하측에 위치하는 기준포인트를 기준으로 하여 열간격 및 행간격이 각각 등간격을 이루고 동일한 양의 액정이 주입되게 되는 복수 개의 포인트들이 형성되는데, 좌하측에 있는 상기의 셀을 기준셀로 하여 열간격 및 행간격이 각각 등간격을 이루도록 복수 개의 셀들이 형성된 유리기판에 각각 액정을 주입하는 공정에 있어서, (a) 상기 셀들이 형성하는 열의 개수 및 행의 개수와, 어느 하나의 셀에 형성된 상기 포인트들이 형성하는 열의 개수 및 행의 개수와, 상기 포인트들 사이의 열간격 및 행간격과, 상기 셀들 사이의 열간격 및 행간격과, 어느 하나의 포인트에 주입되는 액정의 양과, 상기 유리기판의 좌하측에 마련된 기준점을 기준으로 하는 상기 기준셀의 기준포인트의 위치를 레시피에 각각 입력하고, (b) 상기 포인트들 각각에 정해진 양의 액정을 주입할 수 있는 양의 액정을 액정 주입장치에 충진하는 것을 포함하는 준비 단계와; 상기 유리기판의 기준점이 스테이지 상면의 좌하측에 위치되도록 상기 스테이지에 상기 유리기판을 로딩하는 단계와; 상기 기준셀의 기준포인트에 액정이 주입되도록 상기 액정 주입장치의 노즐을 위치시키는 단계와; 상기의 레시피에 따라 상기 기준셀의 기준포인트로부터 순차적으로 각각의 상기 포인트들에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 준비 단계와 상기 노즐을 위치시키는 단계 사이에, 상기 액정 주입장치 내의 액정을 외부로 배출하는 단계를 적어도 1회 실시하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 액정을 주입하는 단계는, 하나의 셀에 형성된 포인트들 모두에 액정을 주입한 다음 상기 노즐이 인접한 셀로 이동함으로써 각각의 셀들에 대하여 액정 주입 공정을 순차적으로 완료하되, 상기 노즐 및/또는 상기 스테이지는 상기 기준셀의 기준포인트로부터 연속된 'ㄹ'자의 궤적을 그리도록 지그재그로 이동하는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 기준셀의 기준포인트로부터 셀구분 없이 같은 열 또는 같은 행에 위치된 모든 포인트들에 액정을 주입한 다음 인접한 열 또는 행에 위치한 포인트들에 각각 액정을 주입하도록 상기 노즐 및/또는 상기 스테이지는 연속된 하나의 'ㄹ'자 궤적을 그리면서 지그재그로 이동하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기의 셀들을 적어도 두 개의 그룹으로 나누고, 각각의 그룹의 좌하측에 있는 셀을 각각의 기준셀로 하며, 각각의 그룹에 대하여 각각의 노즐을 사용하여 동시에 액정을 주입하는 것을 특징으로 하여도 좋다.
나아가, 주류를 이루는 포인트들의 사이의 간격과 다른 간격을 형성하는 포인트들이 더 있으면 그 포인트들의 위치와 간격을 상기 레시피에 더 입력한다. 그리고, 주류를 이루는 셀들 사이의 간격과 다른 간격을 형성하는 셀들이 더 있으면 그 셀들의 위치와 간격을 상기 레시피에 더 입력한다. 또한, 주류를 이루는 액정의 주입량과 다른 양의 액정이 주입되는 포인트들이 더 있으면, 그 포인트들의 위치와 액정의 양을 상기 레시피에 더 입력한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 일반적인 LCD용 유리기판을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 주입방법을 설명하기 위한 공정도이며, 도 4a 내지 도 4c는 도 3에 따른 액정 주입방법에 있어서 액정을 주입하는 단계를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 2를 참조하면, 일반적으로 LCD용 유리기판 상에는 동일한 크기의 셀들이 동일한 간격(a, b)을 사이에 두고 복수 개 형성된다. 그리고, 각각의 셀들에는 동일한 양의 액정이 주입되는 영역으로서의 포인트들이 동일한 간격(c, d)을 사이에 두고 형성된다. 그리고, 유리기판의 한쪽 모서리, 예컨대 좌하측에는 유리기판이 스테이지 상에 올바른 상태로 위치되었는 지를 확인하기 위한 기준점이 형성되어 있다. 이하에서 본 실시예에 따른 액정 주입방법을 설명함에 있어서, 유리기판의 기준점은 좌하측에 형성되어 있는 것으로 가정하고, 좌하측에 있는 셀을 기준셀로 칭하고, 기준셀의 좌하측에 있는 포인트를 기준포인트로 칭한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 주입방법은, 준비 단계로서 셀의 개수 및 위치, 포인트의 개수 및 위치, 액정의 양과 관련된 레시피를 입력한다.
셀의 개수 및 위치와 관련해서는 셀의 열(列)의 개수 및 행(行)의 개수와 열과 열사이의 간격 및 행과 행사이의 간격이 입력된다.
포인트의 개수 및 위치와 관련해서는 기준포인트의 위치와 포인트의 열(列)의 개수 및 행(行)의 개수와 열과 열사이의 간격(이하, 열간격) 및 행과 행사이의 간격(이하, 행간격)이 입력된다. 이 때, 기준포인트의 위치는 액정을 포인트에 주입함에 있어서 액정 주입장치의 노즐을 액정의 주입이 시작되는 포인트인 기준포인트에 정확히 위치시키기는 데 사용된다. 기준포인트의 위치를 구하는 방법은 여러 가지가 있지만, 기준포인트는 유리기판의 기준점의 중심과 기준셀의 중심을 연결하는 사선상에 위치하게 되므로 유리기판의 기준점의 중심과 기준셀의 중심을 연결하는 사선의 길이로부터 기준점의 중심과 기준포인트의 중심을 연결하는 사선의 길이를 역산(逆算)하여 그 길이로 나타내어도 좋고, 유리기판의 기준점을 기준으로 하는 x,y 좌표로 나타내어도 좋다. 길이로 나타내는 경우에는 유리기판의 기준점의 중심과 기준셀의 중심을 연결하는 사선을 따라서 노즐이 유리기판의 기준점으로부터 이동하는 거리에 해당한다.
액정의 양과 관련해서는 하나의 포인트에 주입되는 액정의 양만을 입력한다.
상술한 레시피 데이터를 표로 나타내면 표 1과 같다.
셀에 대한 대이터 포인트에 대한 대이터 액정의 양
열의 개수 행의 개수 열의 개수 행의 개수 기준포인트의 위치
A B C D E F
열간격 행간격 열간격 행간격
a b c d
따라서, 유리기판의 크기에 상관없이 레시피에 입력되는 데이터의 양을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 하나의 유리기판에 형성되는 셀들 사이의 간격, 포인트들 사이의 간격 및 주입되는 액정의 양은 동일한 것이 일반적이지만, 그들 중에서 다른 것들이 있다면, 레시피를 추가적으로 작성한다. 이 때에는 셀들 및 포인트들 각각에 식별번호를 부여하고 해당하는 그에 해당하는 데이터를 입력한다. 식별번호는 예를 들어, 기준셀 및 기준포인트를 기준으로 하여 x, y 좌표로 나타낸다.
예들 들어 표 2와 같이 입력할 수 있다.
모든 셀에 대하여 세 번째 열의 셀과 네 번째 열의 셀 사이의 열간격이 다른 셀들 사이의 열간격과 다른 경우 3α to 4α a'
1행의 세 번째 셀과 네 번째 셀 사이의 열간격이 다른 셀들 사이의 열간격과 다른 경우 3α1β to4α1β a"
모든 셀에 대하여 세 번째 열의 포인트와 네 번째 열의 포인트 사이의 열간격이 다른 포인트들 사이의 열간격과 다른 경우 3γ to 4γ c'
1행의 세 번째 셀의 세 번째 열의 포인트와 네 번째 열의 포인트 사이의 열간격이 다른 포인트들 사이의 열간격과 다른 경우 3α1β3γ to3α1β4γ c"
각각의 셀에 대하여 세 번째 열의 포인트에 주입되는 액정의 양이 다른 포인트들에 주입되는 액정의 양과 다른 경우 3γ f'
1행의 세 번째 셀에 대하여 세 번째 열의 포인트에 주입되는 액정의 양이 다른 포인트들에 주입되는 액정의 양과 다른 경우 3α1β3γ f"
표 2에서, α는 셀의 열 번호, β는 셀의 행번호, γ는 포인트의 열 번호를 각각 나타낸다.
한편, 준비 단계에는 액정 주입장치에 액정을 충진시키는 것도 포함된다. 충진되는 액정의 양은 각각의 포인트에 주입되는 액정의 양에 후술되는 액정을 외부로 배출하는 단계에서 배출되게 되는 액정의 양을 합한 것이다.
다음에, 유리기판의 기준점이 스테이지 상면의 좌하측에 위치되도록 유리기판을 스테이지에 로딩한다. 기준점의 위치에 따라 유리기판의 좌우가 바뀌었는지 또는 상하가 바뀌었는지를 확인할 수 있다.
한편, 유리기판을 로딩하는 동안에 액정 주입장치에서는 충진되어 있는 액정의 일부를 외부로 배출한다. 공정의 지연 등으로 인하여 액정이 주입되지 않고 일정시간 이상 노즐 내에서 체재하게 되거나 새로운 액정이 공급되게 되면 액정의 체적이 변하게 되고, 초기 주입되는 액정에 대해서는 양적 균일성이 떨어지게 된다. 이런 경우에는 일정량의 액정을 외부로 배출시킴으로써 유리기판에 주입되는 액정의 양적 균일성을 확보할 수 있다. 본 단계는 필요에 따라 수회 반복 실시된다.
그 다음에, 노즐의 사출단을 기준셀의 기준포인트 상부로 이동시킨다. 일반적으로, 액정 주입장치와 스테이지는 미리 셋팅된 경로로 자동으로 작동되고 있다. 따라서, 액정 주입장치의 노즐은 유리기판의 기준점까지는 거의 일정하게 이동된다. 그리고, 유리기판의 기준점에서 기준셀의 기준포인트까지는 레시피 데이터에 의하여 이동된다.
이어서, 기준셀의 기준포인트로부터 순차적으로 각각의 포인트들에 액정을 주입한다. 이 때, 노즐의 이동 경로는 여러 가지가 있을 수 있지만 본 발명에서는 짧은 시간 안에 모든 포인트들에 액정을 주입할 수 있는 노즐 이동 경로를 소개한다.
[실시예 1]
일 예로 도 4a를 참조하면, 각각의 셀들을 단위로 하여 액정 주입 공정이 순차적으로 이루어진다. 예를 들어, 기준셀에 형성된 모든 포인트들에 각각 액정을 주입한 다음, 기준셀과 같은 행에 속하는 셀들에 대하여 기준셀과 인접한 순서대로 각각의 셀에 형성된 포인트들에 액정을 주입하고, 인접한 행을 이루는 셀들에 형성된 포인트들에 액정을 주입한다. 이를 위하여 노즐 및/또는 스테이지는 입력된 레시피 데이터에 따라 이동과 정지를 반복하면서 기준셀의 기준포인트로부터 연속된 'ㄹ'자의 궤적을 그리도록 지그재그로 움직이고, 노즐에서는 레시피 데이터에 따라 포인트들 각각에 액정을 사출한다.
본 공정에 의하면, 최단시간 안에 액정 주입 공정을 완료할 수 있는 장점이 있다.
[실시예 2]
다른 예로 도 4b를 참조하면, 셀구분 없이 모든 포인트들에 액정 주입 공정이 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 기준포인트에 액정을 주입한 다음, 기준포인트과 같은 행에 있는 모든 포인트들에 순차적으로 각각 액정을 주입하고, 인접한 행을 이루는 모든 포인트들에 각각 액정을 주입한다. 이때에도, 노즐 및/또는 스테이지는 입력된 레시피 데이터에 따라 이동과 정지를 반복하면서 기준셀의 기준포인트로부터 연속된 'ㄹ'자의 궤적을 그리도록 지그재그로 움직이고, 노즐에서는 레시피 데이터에 따라 포인트들 각각에 액정을 사출한다.
본 공정에 의하면, 상술한 실시예 1에 비하여 노즐 및/또는 스테이지의 이동 경로를 단순화시킬 수 있다.
[실시예 3]
또 다른 예로서 도 4c를 참조하면, 셀들을 두 개의 그룹으로 나누고 각각의 그룹에 노즐을 각각 사용하여 실시예 1의 방법으로 액정을 주입하는 것을 특징으로 한다. 이 때에는 각각의 그룹을 형성하는 셀들 중에서 좌하측에 위치한 셀이 각각의 기준셀이 되고, 각각의 기준셀에 형성된 각각의 포인트들 중에서 좌하측에 위치한 각각의 포인트가 각각의 기준포인트가 된다.
이 경우에는 보다 빠른 시간 안에 액정을 주입할 수 있으며, 노즐 및/또는 스테이지의 이동 경로를 단순화시킬 수 있는 장점이 있다.
한편 미도시 되었지만, 셀들을 두 개의 그룹으로 나누고 각각의 그룹에 노즐을 각각 사용하여 실시예 2의 방법으로 액정을 주입하여도 좋다.
본 발명을 설명함에 있어서 유리기판의 기준점, 기준셀 및 기준포인트가 좌하측에 위치되는 것으로 기술하였지만, 여기서 '좌하측'의 의미는 유리기판을 여러개의 영역으로 나누었을 때 여러 개의 영역 중에서 하나의 영역을 예로 들은 것이고, '좌하측에 위치된다'의 의미는 그 영역(동일한 영역) 안에 기준점, 기준셀 및 기준포인트가 각각 형성되는 것을 말한다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 유리기판의 기준점, 기준셀 및 기준포인트가 좌하측에 위치되었을 경우에만 국한되는 것은 아니며 다른 영역, 예를 들어 우상측, 좌상측 등에 위치되는 경우에도 본 발명의 권리범위가 미치게 됨은 자명하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정 주입방법에 의하면, 단순화시킨 기본항목만을 레시피 데이터로 취하고, 그를 이용하여 공정을 진행함으로써 공정 데이터의 준비시간을 단축시키고, 공정을 단순화시킬 수 있으며, 제어장치를 고급화시킬 필요가 없으므로 비용이 절감된다.
또한, 액정을 주입하기 전에 일정량의 액정을 외부로 배출시키는 단계를 더 포함시킴으로써 주입되는 액정의 양적 균일성을 확보할 수 있다.
나아가, 노즐의 이동 경로를 최소화함으로써 공정시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1은 종래의 적하식 액정 주입장치 및 그를 이용한 적하식 액정 주입방법을 설명하기 위한 개략도;
도 2는 일반적인 LCD용 유리기판을 설명하기 위한 개략도; 및
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 주입방법을 설명하기 위한 도면들이다.

Claims (8)

  1. 하나의 셀에는 좌하측에 위치하는 기준포인트를 기준으로 하여 열간격 및 행간격이 각각 등간격을 이루고 동일한 양의 액정이 주입되게 되는 복수 개의 포인트들이 형성되는데, 좌하측에 있는 상기의 셀을 기준셀로 하여 열간격 및 행간격이 각각 등간격을 이루도록 복수 개의 셀들이 형성된 유리기판에 각각 액정을 주입하는 공정에 있어서,
    (a) 상기 셀들이 형성하는 열의 개수 및 행의 개수와, 어느 하나의 셀에 형성된 상기 포인트들이 형성하는 열의 개수 및 행의 개수와, 상기 포인트들 사이의 열간격 및 행간격과, 상기 셀들 사이의 열간격 및 행간격과, 어느 하나의 포인트에 주입되는 액정의 양과, 상기 유리기판의 좌하측에 마련된 기준점을 기준으로 하는 상기 기준셀의 기준포인트의 위치를 레시피에 각각 입력하고, (b) 상기 포인트들 각각에 정해진 양의 액정을 주입할 수 있는 양의 액정을 액정 주입장치에 충진하는 것을 포함하는 준비 단계와;
    상기 유리기판의 기준점이 스테이지 상면의 좌하측에 위치되도록 상기 스테이지에 상기 유리기판을 로딩하는 단계와;
    상기 기준셀의 기준포인트에 액정이 주입되도록 상기 액정 주입장치의 노즐을 위치시키는 단계와;
    상기의 레시피에 따라 상기 기준셀의 기준포인트로부터 순차적으로 각각의 상기 포인트들에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 액정 주입방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 준비 단계와 상기 노즐을 위치시키는 단계 사이에, 상기 액정 주입장치 내의 액정을 외부로 배출하는 단계를 적어도 1회 실시하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 액정을 주입하는 단계는,
    하나의 셀에 형성된 포인트들 모두에 액정을 주입한 다음 상기 노즐이 인접한 셀로 이동함으로써 각각의 셀들에 대하여 액정 주입 공정을 순차적으로 완료하되,
    상기 노즐 및/또는 상기 스테이지는 상기 기준셀의 기준포인트로부터 연속된 'ㄹ'자의 궤적을 그리도록 지그재그로 이동하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 액정을 주입하는 단계는,
    상기 기준셀의 기준포인트로부터 셀구분 없이 같은 열 또는 같은 행에 위치된 모든 포인트들에 액정을 주입한 다음 인접한 열 또는 행에 위치한 포인트들에 각각 액정을 주입하도록 상기 노즐 및/또는 상기 스테이지는 연속된 하나의 'ㄹ'자 궤적을 그리면서 지그재그로 이동하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 액정을 주입하는 단계는,
    상기의 셀들을 적어도 두 개의 그룹으로 나누고, 각각의 그룹의 좌하측에 있는 셀을 각각의 기준셀로 하며, 각각의 그룹에 대하여 각각의 노즐을 사용하여 동시에 액정을 주입하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  6. 제 1항에 있어서, 주류를 이루는 포인트들의 사이의 간격과 다른 간격을 형성하는 포인트들이 더 있으면 그 포인트들의 위치와 간격을 상기 레시피에 더 입력하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  7. 제 1항에 있어서, 주류를 이루는 셀들 사이의 간격과 다른 간격을 형성하는 셀들이 더 있으면 그 셀들의 위치와 간격을 상기 레시피에 더 입력하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
  8. 제 1항에 있어서, 주류를 이루는 액정의 주입량과 다른 양의 액정이 주입되는 포인트들이 더 있으면, 그 포인트들의 위치와 액정의 양을 상기 레시피에 더 입력하는 것을 특징으로 하는 액정 주입방법.
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