KR100511352B1

KR100511352B1 - 액정적하장치 및 액정적하량 제어방법

Info

Publication number: KR100511352B1
Application number: KR10-2002-0010616A
Authority: KR
Inventors: 권혁진; 손해준
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2005-08-31
Also published as: CN1441292A; KR20030071085A; JP4021309B2; JP2003280015A; CN1210599C; USRE42372E1; US6610364B1; US20030161939A1

Abstract

본 발명의 액정적하장치는 입력되는 데이터에 기초하여 기판에 적하될 액정의 적하량을 산출하여 해당하는 양의 액정을 기판상에 적하하고 산출된 액정의 적하량과 측정된 액정의 적하량을 비교하여 오차가 발생하는 경우 솔레노이드코일에 인가되는 전원 및/또는 액정에 압력을 가하기 위해 공급되는 질소의 양을 제어하여 기판상에는 항상 정확한 양의 액정이 적하되도록 한다.

Description

액정적하장치 및 액정적하량 제어방법{AN APPARATUS FOR DISPENSING LIQUID CRYSTAL AND A METHOD OF CONTROLLING LIQUID CRYSTAL DROPPING AMOUNT}

본 발명은 액정적하장치(Liquid Crystal Dispensing Apparatus) 및 액정적하량 제어방법에 관한 것으로, 특히 액정패널의 크기와 셀갭에 기초하여 최적의 적하량을 계산하여 적하하고 실제 적하되는 액정의 양을 설정된 양과 비교하여 적하량을 보정함으로써 항상 정확한 양의 액정을 기판에 적하시킬 수 있는 액정적하장치 및 액정적하량 제어방법에 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)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)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 실링재를 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 주입하는데 에는 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(10)에 주입되는 양은 매우 작은 양이다. 한편, 액정은 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화된다. 따라서, 용기(12)에 충진된 액정(14)이 복수매의 액정패널(10)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, 적어도 하나의 액정패널을 포함하는 대면적의 유리기판상에 직접 액정을 적하하는 액정적하장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 제작하고자하는 액정패널의 정보와 액정의 특성정보에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원의 공급량 및/또는 액정용기에 공급되는 질소의 양을 산출하여 액정의 적하를 자동으로 실행할 수 있는 액정적하장치 및 이를 이용한 액정적하량 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 실제 적하되는 액정의 적하량과 설정된 적하량을 비교하여 오차가 발생하는 경우 이를 보정함으로써 항상 정확한 양의 액정을 기판상에 적하시킬 수 있는 액정적하량 보정장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정적하장치는 액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하수단과, 상기 솔레노이드코일에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 액정적하수단에 가스를 공급하는 가스공급부와, 액정의 적하량을 산출하고 상기 전원공급부 및 가스공급부를 제어하여 산출된 적하량의 액정을 기판상에 적하시키는 주제어부로 구성된다.

상기 주제어부는 데이터가 입력되는 입력부와, 상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부와, 상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 솔레노이드코일에 공급되는 전원량을 제어하는 전원제어부와, 상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부와, 상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어지며, 입력부에 입력되는 데이터는 액정패널의 면적, 액정패널의 셀갭 및 액정의 특성정보와 같은 각종 정보를 포함한다.

상기 적하량산출부는 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터를 기초로 액정의 총적하량을 산출하는 총적하량 산출부와, 상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 적하위치를 산출하는 적하위치 산출부와, 상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 적하횟수를 산출하는 적하횟수 산출부와, 상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 1회 적하량을 산출부는 1회 적하량 산출부로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 액정적하량 제어방법은 액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하장치를 이용한 액정적하방법에 있어서, 데이터를 입력하는 단계와, 상기 입력된 데이터에 기초하여 기판에 적하될 액정의 총적하량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 총적하량을 기초로 액정의 적하위치를 산출하여 액정적하장치를 상기 액정적하위치로 이동시키는 단계와, 상기 산출된 총적하량을 기초로 1회의 액정적하량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 1회의 액정적하량에 기초하여 전원공급량 및 가스압력을 계산하는 단계와, 상기 계산된 전원공급량에 해당하는 전원을 솔레노이드코일에 인가하고 계산된 가스압력에 해당하는 양의 가스를 액정적하장치에 공급하여 액정을 적하시키는 단계로 구성된다.

그리고, 본 발명에 따른 액정적하량 보정장치는 액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 기판에 액정을 적하하는 액정적하장치에 있어서, 기판에 적하되는 액정의 적하량을 측정하는 적하량 측정부와, 상기 측정된 적하량과 설정된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하는 보정량 산출부와, 상기 보정량 산출부에서 산출된 보정량을 기초로 솔레노이드코일에 인가되는 전원을 제어하는 전원제어부와, 상기 보정량 산출부에서 산출된 보정량을 기초로 액정적하장치에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부로 구성된다.

상기 보정량 산출부는 기판에 적하될 적하량을 설정하는 적하량 설정부와, 상기 적하량 설정부에 의해 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부와, 상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 액정적하장치내의 액정에 압력을 가하는 압력의 오차값을 산출하고 상기 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하여 유량제어부에 출력하는 오차압력 산출부와, 상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원량의 오차를 산출하여 상기 전원제어부에 출력하는 오차 전원량산출부로 이루어진다.

또한, 상기 적하량 보정장치를 이용한 액정적하량 보정방법은 액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하장치를 이용한 액정적하방법에 있어서, 기판에 적하될 액정의 적하량을 설정하는 단계와, 기판에 적하된 액정의 적하량을 측정하는 단계와, 상기 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 보정량을 기초로 솔레노이드코일에 인가되는 전원과 액정적하장치에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 단계로 구성된다.

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. 이러한 공정상의 차이는 실제 액정표시소자를 제작할 때 많은 장점을 제공한다. 물론 액정적하방식 자체에 의한 장점(즉, 신속한 액정층의 생성이라는 장점)도 있지만, 복수의 패널이 형성된 유리기판 단위로 액정층을 형성함으로써 생기는 장점도 존재한다. 예를 들어, 유리기판에 4개의 액정패널이 형성되는 경우, 액정주입방식에 의한 액정층의 형성공정에서는 가공된 4개의 액정패널 각각에 액정을 한번에 주입할 때 동일한 조건(동일한 액정용기, 동일한 주입압력 등)에 의해 동일한 셀갭을 갖는 액정패널을 형성할 수 있었지만, 액정적하방식에서는 한번의 적하에 의해 상기 4개의 액정패널에 적하되는 액정량을 제어함으로써 각각 다른 셀갭을 갖는 액정패널을 형성할 수 있게 된다.

상기와 같은 액정적하방식이 적용된 액정표시소자 제조방법이 도 5에 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, TFT어레이공정과 컬러필터공정을 통해 상부기판 및 하부기판에 각각 구동소자인 TFT와 컬러필터층을 형성한다(S201,S202). 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 하부기판과 컬러필터층이 형성된 상부기판에 각각 배향막을 도포한 후 러빙을 실행한 후(S202,S205), 하부기판의 액정패널 영역에는 액정을 적하하고 상부기판의 액정패널 외곽부 영역에는 실링재를 도포한다(S203,S206).

그 후, 상기 상부기판과 하부기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 실링재에 의해 상기 하부기판과 상부기판을 합착함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 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 진공주입과 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, 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 액정주입방식에 의한 제조방법에 의해 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 장치가 필요하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 액정적하장치를 제공한다.

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

통상적으로 액정은 방울형태로 기판상에 적하된다. 기판(105)은 x,y방향으로 설정된 속도로 이동하고 액정적하장치는 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 액정적하장치(120)가 x,y방향으로 이동하여 액정을 일정간격으로 적하할 수도 있다. 그러나, 이 경우 액정적하장치(120)의 움직임에 의해 방울형상의 액정이 흔들리기 때문에 액정의 적하위치 및 적하량에 오차가 발생할 수 있으므로 액정적하장치(120)를 고정시키고 기판(105)을 이동하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명에 따른 액정적하장치를 나타내는 도면으로서, 도 7(a)는 액정미적하시의 단면도이고 도 7(b)는 액정적하시의 단면도이며, 도 7(c)는 분해사시도이다. 상기 도면을 참조하여 본 발명의 액정적하장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정적하장치에서는 원통형의 액정용기(124)가 케이스(122)에 수납되어 있다. 상기 액정용기(124)는 폴리에틸렌(Polyethylene)으로 이루어져 있으며 그 내부에 액정(107)이 충진되어 있으며, 케이스(122)는 스테인리스강(Stainless Steel)으로 형성되어 그 내부에 상기 액정용기(124)가 수납된다. 통상적으로 폴리에틸렌은 성형성이 훌륭하기 때문에 원하는 형상의 용기를 용이하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 액정(107)이 충진되었을 때 액정과 반응하지 않기 때문에 액정용기(124)로서 주로 사용된다. 그러나, 상기 폴리에틸렌은 강도가 약하기 때문에 외부의 약한 충격에 의해서도 변형되기 쉽게 되는데, 특히 액정용기(124)로 폴리에틸렌을 사용하는 경우 용기(124)가 변형되어 정확한 위치에 액정(107)을 적하시킬 수 없기 때문에 강도가 큰 스테인리스강으로 이루어진 케이스(122)에 수납하여 사용하는 것이다. 상기 액정용기(124)의 상부에는 외부의 가스공급부에 연결된 가스공급관(153)이 형성되어 있다. 이 가스공급관(153)을 통해 외부의 가스공급부(152)로부터 질소 같은 가스가 공급되어 액정용기(124)의 액정이 충진되지 않은 영역에는 가스가 채워져서 액정이 적하되도록 상기 액정에 압력을 가하게 된다.

상기 케이스(122)의 하단부에는 개구(123)가 형성되어 있다. 액정용기(124)가 상기 케이스(122)에 수납될 때 액정용기(124)의 하단부에 형성된 돌기(138)는 상기 개구(123)에 삽입되어 상기 액정용기(124)가 케이스(122)에 결합되도록 한다. 또한, 상기 돌기(138)는 제1결합부(141)와 결합된다. 도면에 도시된 바와 같이, 돌기(138)의 너트가 형성되어 있고 제1결합부(141)의 일측에는 볼트가 형성되어 있어, 상기 너트와 볼트에 의해 돌기(138)와 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(144)이 형성되어 액정용기(124)에 충진된 액정(107)이 결합부(142)를 거쳐 상기 배출공(144)을 통해 배출된다.

또한, 상기 제2결합부(142)에는 노즐(145)이 결합된다. 상기 노즐(145)은 액정용기(124)에 충진된 액정(107)을 소량으로 적하하기 위한 것으로, 제2결합부(142) 일단의 너트와 체결되어 상기 노즐(145)을 제2결합부(142)와 결합시키는 볼트를 포함하는 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 배출공(144)으로부터 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, 해당 단부가 니들시트(143)의 배출공(144)으로 삽입되어 상기 배출공(144)을 막게 된다.

또한, 액정적하장치(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. 상기 솔레노이드코일(130)은 전원공급부(150)와 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. 상기 전원공급부(150)로부터 솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되어 자성막대(132)에 자기력이 발생하게 되면, 상기 자기력에 의해 상기 니들(136)이 상기 자성막대(132)에 닿게 되며, 전원 공급이 중단되면 니들(136)의 단부에 설치된 스프링(128)의 탄성에 의해 원래의 위치로 복원된다. 이와 같은 니들(136)의 상하 이동에 의해 니들시트(143)에 형성된 배출공(144)이 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.

도 7(b)에 도시된 바와 같이, 니들시트(143)의 배출공(144)이 오픈됨에 따라 액정용기(124)에 공급되는 가스(즉, 질소가스)가 액정에 압력을 가하여 노즐(145)로부터 액정(107)이 적하되기 시작한다. 이때, 상기 적하되는 액정(107)의 양은 상기 배출공(144)이 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 장력에 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.

니들(136)과 자성막대(132) 사이의 간격(x) 및 스프링(128)의 장력은 작업자에 의해 설정될 수 있다. 즉, 작업자가 간극조정부(134)를 직접 조작하여 니들(136)과 자성막대(132)의 간격(x)을 설정하거나 스프링조정수단(도면표시하지 않음)을 조작하여 스프링(128)의 길이를 변화시킴으로써 스프링(128)의 장력을 설정할 수 있다.

반면에 솔레노이드코일(130)에 인가되는 전원의 크기나 액정용기(124)에 공급되는 질소가스의 양은 도면에 도시된 바와 같이 상기 가스공급부(152)에 연결되어 액정용기(124)내에 가스를 공급하는 가스공급관(153)에 설치된 유량제어밸브(154)와 전원공급부(150)를 제어하는 주제어부(160)에 의해 결정된다. 다시 말해서, 전원공급량과 가스유입량은 작업자의 직접적인 조작에 의해 결정되는 것이 아니라 주제어부에 제어에 의해 결정되는 것으로, 입력되는 데이터에 기초하여 전원공급량과 가스유입량을 산출하여 결정하는 것이다.

상기 주제어부(160)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제작하고자 하는 액정패널의 크기, 기판에 포함되는 액정패널의 매수, 액정패널의 셀갭(즉, 스페이서의 높이), 액정에 대한 정보와 같은 각종 데이터가 입력되는 입력부(161)와, 상기 입력된 데이터에 기초하여 기판 전체에 적하될 액정의 양과 액정적하 횟수, 1회의 액정적하량 및 액정적하위치를 산출하여 신호를 출력하는 적하량산출부(170)와, 상기 적하량산출부(170)에 의해 산출된 액정의 적하위치에 기초하여 기판을 구동하는 기판구동부(163)와, 상기 적하량산출부(170)에 의해 산출된 1회의 액정적하량에 기초해서 전원공급부(150)를 제어하여 솔레노이드코일(130)에 전원을 공급하는 전원제어부(165)와, 상기 적하량산출부(170)에 의해 산출된 1회의 액정적하량에 기초해서 유량제어밸브(154)를 제어하여 상기 가스공급부(154)로부터 액정용기(124)내로 가스를 공급하는 유량제어부(167)와, 입력데이터, 산출된 적하량 및 적하위치, 액정적하의 현재 상황 등을 출력하는 출력부(169)로 구성된다.

입력부(161)는 키보드(Key Board)나 마우스, 터치패널(Touch Panel)과 같은 통상적인 조작수단에 의해 데이터를 입력하는 것으로, 제작하고자 하는 액정패널의 크기, 기판의 크기 및 액정패널의 셀갭 등과 같은 데이터가 작업자에 의해 입력된다. 출력부(169)는 작업자에게 각종 정보를 알려주기 위한 것으로, CRT(Cathod Ray Tube)나 LCD와 같은 디스플레이 및 프린터와 같은 각종 출력장치를 포함한다.

상기 적하량 산출부(170)에서는 액정패널에 적하될 액정의 적하량뿐만 아니라 복수의 액정패널이 형성되는 기판 전체에 적하될 액정의 적하량, 1회의 액정 적하량 및 액정의 적하위치 등을 산출한다. 상기 적하량 산출부(170)는 도 9에 도시된 바와 같이, 입력부(161)를 통해 입력되는 액정패널의 크기 및 셀갭을 기초로 패널에 적하될 액정의 총적하량 및 복수의 액정패널이 형성되는 기판 전체에 적하되는 액정의 총적하량을 산출하는 총적하량 산출부(171)와, 상기 총적하량 산출부(171)에 의해 산출된 총적하량 데이터에 기초하여 기판상에 적하될 적하횟수를 산출하는 적하횟수 산출부(175)와, 기판상의 특정 위치에 적하되는 1회의 액정적하량을 산출하는 1회 적하량산출부(173), 기판상에 액정이 적하되는 위치를 산출하는 적하위치 산출부(177)로 구성된다.

상기 총적하량 산출부(171)에서는 입력되는 패널의 크기(d)와 셀갭(t)에 기초하여 액정패널의 적하량(Q)을 계산하며(Q=d×t), 기판상에 형성되는 패널의 매수에 의해 기판에 적하될 총적하량을 산출한다.

적하횟수 산출부(175)에서는 입력되는 총적하량과 패널의 면적, 액정 및 기판의 특성에 기초하여 한 패널내에 적하될 적하횟수를 계산한다. 일반적으로 적하방식에서는 기판에 적하된 액정이 상하기판의 합착시 인가되는 압력에 의해 기판에서 퍼지게 된다. 이러한 액정의 퍼짐은 액정의 점도와 같은 액정의 특성과 패턴의 배치 등과 같은 액정이 적하될 기판의 구조에 의해 좌우된다. 따라서, 상기와 같은 특성에 의해 1회 적하된 액정이 퍼져 나가는 영역이 결정되며 이러한 영역을 감안하여 패널에 적하될 액정의 적하횟수를 계산한다. 또한, 상기 패널에서의 적하횟수에 의해 기판 전체에 걸쳐 적하될 횟수를 산출하게 된다.

또한, 1회 적하량 산출부(173)에서는 입력되는 총적하량에 기초하여 1회의 액정적하량을 산출한다. 도면에서는 비록 적하횟수 산출부(175)와 1회 적하량 산출부(173)가 별개로 형성되어 입력되는 총적하량에 기초하여 적하횟수와 1회의 적하량을 산출하지만, 실제 상기 적하횟수 산출부(175)와 1회 적하량 산출부(173)는 밀접한 관계를 가지며, 적하횟수와 1회의 적하량 역시 상호관계를 가진다. 즉, 적하횟수에 따라 1회 적하량이 결정되는 것이다.

적하위치 산출부(177)에서는 적하될 액정의 적하량과 액정의 특성에 기초하여 적하된 액정이 퍼져 나가는 범위를 계산하여 적하될 위치를 산출한다.

상기와 같이 산출된 적하횟수와 1회의 적하량 및 적하위치는 도 8에 도시된 바와 같이 기판구동부(163), 전원제어부(165) 및 유량제어부(167)에 입력된다. 전원제어부(165)에서는 입력된 데이터(적하횟수 및 1회 적하량)에 기초하여 공급될 전원을 계산한 후 전원공급부(150)에 신호를 출력하여 솔레노이드코일(130)에 해당 전원을 공급한다. 유량제어부(167)에서는 입력된 데이터에 기초하여 공급될 가스의 유량을 계산하여 유량제어밸브(154)를 제어하여 액정용기(124)에 해당하는 양의 질소를 공급한다. 또한, 기판구동부(163)에서는 산출된 적하위치 데이터에 기초하여 기판구동신호를 출력하여 기판구동용 모터(도면표시하지 않음)를 작동시켜 상기 기판을 이동함으로써 액정적하장치를 기판의 적하위치에 정렬시킨다.

한편, 출력부(169)에는 입력부(161)를 통해 작업자가 직접 입력한 액정패널의 크기와 셀갭 및 액정의 특성정보를 표시할 뿐만 아니라 상기 입력된 데이터에 기초하여 산출된 적하횟수와 1회의 적하량 및 적하위치, 현재 액정이 적하된 횟수와 위치 및 적하량과 같은 현재의 적하상태를 표시하여, 작업자가 항상 이를 확인할 수 있도록 한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 액정적하장치에서는 작업자가 입력한 데이터에 기초하여 액정의 적하위치와 적하횟수 및 1회의 적하량을 산출한 후 기판상에 자동으로 액정을 적하시킬 수 있게 된다. 이러한 구성으로 이루어진 액정적하장치를 이용한 액정적하방법을 설명하면 다음과 같다.

도 10은 액정적하방법을 나타내는 흐름도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 작업자가 키보드나 마우스, 터치패널을 조작하여 입력부(161)를 통해 액정패널의 크기, 셀갭 및 액정의 특성정보를 입력하면(S301), 총적하량 산출부(171)에서는 기판(또는 패널)에 적하될 액정의 총적하량을 산출한다(S302). 이어서, 적하횟수 산출부(175)와 1회 적하량 산출부(173) 및 적하위치 산출부(177)에서는 상기 산출된 총적하량을 기초로 적하횟수와 적하위치 및 1회의 액정적하량을 산출한다(S303,S305).

액정적하장치(120)의 하부에 배치되는 기판은 모터에 의해 x,y방향으로 이동한다. 적하위치 산출부(177)에서는 입력되는 총적하량과 액정의 특성정보 및 기판정보에 기초하여 액정이 적하될 위치를 산출하고 이에 기초하여 상기 모터를 작동하여 설정된 적하위치에 액정적하장치(120)가 위치하도록 상기 기판을 이동시킨다(S304).

상기와 같이, 기판이 이동된 상태에서 상기 산출된 1회의 액정적하량을 기초로 전원제어부(165)와 유량제어부(167)에서는 상기 1회의 액정적하량에 해당하는 배출공(144)의 오픈시간에 해당하는 전원량과 유량을 산출한 후(S306), 상기 전원공급부(150)와 유량제어밸브(154)를 제어하여 솔레노이드코일(130)에 전원을 공급하고 액정용기(124)에 질소를 공급함으로써 설정된 위치에 액정을 적하하기 시작한다(S307,S308).

상기와 같이, 1회의 적하량은 솔레노이드코일(130)에 공급되는 전원의 공급량과 액정용기(124)에 공급되어 액정에 압력을 가하는 질소의 공급량에 의해 결정된다. 그러나, 상기와 같이 2개의 인자를 변화시켜서 액정적하량을 조정할 수도 있지만, 하나의 인자는 고정시키고 다른 하나의 인자를 변화시켜 액정적하량을 조정할 수도 있다. 다시 말해서, 액정용기(124)에 공급되는 질소의 유량을 설정된 양으로 고정시키고 솔레노이드코일(130)에 공급되는 전원의 양만을 변화시켜 원하는 양의 액정을 기판에 적하시킬 수도 있으며, 솔레노이드코일(130)에 공급되는 전원의 양을 설정된 양으로 고정시키고 액정용기(124)에 공급되는 질소의 양만을 변화시켜 원하는 양의 액정을 기판에 적하시킬 수도 있다.

한편, 기판의 특정 위치에 적하되는 1회의 액정적하량은 스프링(128)의 장력을 조정하거나 니들(136)이 자성막대(132) 사이의 간격(x)을 조정하는 것에 의해 결정될 수도 있다. 그러나, 상기 스프링(128)의 장력조정이나 간격(x)의 조정은 작업자가 간단한 조작에 의해 임의로 실행할 수 있기 때문에 액정의 적하시 미리 설정하는 것이 바람직할 것이다.

기판상에 액정을 적하할 때, 적하되는 액정의 적하량은 수mg 정도의 매우 미세한 양이다. 따라서, 이러한 미세한 양을 정확하게 적하하는 것은 대단히 어려운 일이며, 각종 요인에 의해 설정된 양이 쉽게 변하게 된다. 따라서, 적하되는 액정의 적하량을 보정하여 항상 정확한 적하량의 액정을 기판에 적하할 필요가 있는데, 이러한 액정적하량의 보정은 도 7(a)에 도시된 주제어부(160)에 포함되는 보정제어부 의해 실행된다.

보정제어부는 도 11에 도시된 바와 같이, 적하되는 액정의 양을 측정하는 적하량측정부(181)와 상기 측정된 적하량을 설정된 적하량과 비교하여 액정의 보정량을 산출하는 보정량산출부(190)로 구성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 액정적하장치(또는 액정적하장치의 외부)에는 액정의 중량을 정밀하게 측정하기 위한 중량계가 설치되어 있어서 액정의 중량을 주기적으로 또는 비주기적으로 측정할 수 있게 된다. 통상적으로 액정은 수 mg의 미세한 양이기 때문에, 이 미세한 양을 정확하게 측정하기에는 한계가 있다. 따라서, 본 발명에서는 일정한 적하횟수의 액정량, 예를 들면 10회나 50회 또는 100회의 액정량을 측정함으로써 1회의 액정적하량을 검출하게 된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 보정량산출부(190)는 도 9의 1회 적하량 산출부(173)에 의해 산출된 적하량을 현재의 적하량으로 설정하는 적하량 설정부(191)와, 상기 설정된 적하량과 적하량측정부(181)에 의해 측정된 적하량을 비교하여 그 차이값을 계산하는 비교부(192)와, 상기 비교부(192)에 의해 계산된 적하량 차이값이 입력되어 상기 차이값에 해당하는 압력의 오차값를 산출하는 오차압력 산출부(194)와, 상기 비교부(192)에 의해 계산된 적하량 차이값이 입력되어 상기 차이값에 해당하는 전원량의 오차값을 산출하는 오차전원량 산출부(196)로 구성된다.

오차압력 출력부(194)에서는 산출된 압력의 오차값을 유량제어부(167)에 출력하며, 상기 유량제어부(167)에서는 입력된 압력의 오차값을 가스공급량으로 변환한 후 유량제어밸브(154)에 제어신호를 출력하여 액정용기(124)로 유입되는 가스의 유량을 증가시키거나 감소시킨다.

또한, 오차전원량 산출부(196)에서는 산출된 압력의 오차값을 전원제어부(165)에 출력하며, 상기 전원제어부(165)에서는 입력된 압력의 오차값을 전원량으로 변환한 후 솔레노이드코일(130)에 증가하거나 감소된 전원을 인가하여 액정의 적하량을 보정한다.

도 13은 액정적하량 보정방법을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 설정된 횟수의 액정적하가 종료되면, 중량계를 이용하여 적하되는 액정의 적하량을 측정한다(S401). 이어서, 측정된 적하량을 설정된 측정량과 비교하여 적하량의 오차값이 존재하는가를 판단한다(S402,S403).

오차값이 없는 경우 현재 적하중인 액정량이 설정된 양임을 판단하여 적하를 계속 진행하며, 오차값이 있는 경우 오차압력 산출부(194)에서 오차값에 해당하는 질소가스의 압력을 계산한다(S404). 이어서, 상기 유량제어부(167)에서는 상기 오차값에 해당하는 압력으로부터 액정용기(124)로 공급될 질소의 유량을 산출하며(S405), 유량제어밸브(154)를 작동시켜 원래 산출된 질소의 유량을 산출된 유량만큼 증가하거나 감소하여 액정용기(124)에 공급함으로써 보정된 적하량의 액정을 기판상에 적하한다(S406,S409).

한편, 오차전원량 산출부(196)에서는 액정의 적하량에 오차값이 존재하는 경우 상기 오차값에 해당하는 전원량을 산출하여 전원공급부(150)를 제어하여 솔레노이드코일(130)에 해당 전원량만큼 증가하거나 감소된 전원을 공급함으로써 기판상에 조정된 적하량의 액정을 기판상에 적하한다(S407,S408,S409).

상기한 바와 같은 액정량의 보정 공정은 반복된다. 설정된 횟수의 액정적하가 종료될 때마다 상기와 같은 보정 공정이 반복되어 기판상에는 항상 정확한 양의 액정이 적하된다.

상기 액정 적하량의 보정시 액정용기(124)에 공급되는 질소의 유량제어나 솔레노이드코일(130)에 공급되는 전원의 제어는 서로 상호적으로 제어됨으로써 액정의 적하량을 보정할 수도 있지만 하나를 고정시키고 다른 하나를 제어하여 액정의 적하량을 보정할 수도 있다. 또한, 액정 적하량의 보정시 스프링(128)의 장력이나 간격(x)은 최초의 설정된 값으로 고정하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 액정적하장치를 제공한다. 특히, 본 발명에서는 입력된 패널의 크기 및 셀갭, 액정의 특성정보에 기초하여 기판에 적하될 액정의 적하량을 자동적으로 산출하여 기판상에 액정을 적하하며, 적하되는 액정의 적하량을 측정하여 오차가 있는 경우 이를 보정함으로써 기판상에 항상 정확한 양의 액정을 적하할 수 있는 액정적하장치를 제공한다. 이러한 본 발명의 가장 큰 특징은 입력데이터에 기초하여 액정의 적하위치와 적하횟수 및 적하량을 자동으로 산출하며, 적하량을 측정하여 설정된 적하량과 차이가 발생하였을 경우 이를 자동으로 보정한다는 것이다. 따라서, 상기한 상세한 설명에서는 비록 특정 구조의 액정적하장치를 예시하여 설명하고 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조의 액정적하장치에 한정되는 것이 아니라 액정의 적하위치와 적하횟수 및 적하량을 자동 산출기능과 보정기능을 구비하고 있는 모든 구조의 액정적하장치에 적용 가능할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 액정적하장치에서는 입력되는 패널의 크기와 셀갭 및 액정의 특성정보에 의해 기판에 적하되는 액정의 위치 및 적하량을 산출하기 때문에 항상 정확한 위치에 정확한 양의 액정을 적하할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 다를 경우 이를 주기적으로 보정하기 때문에, 액정의 적하량 오차에 의해 발생하는 액정패널의 불량을 효과적으로 방지할 수 있게 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 액정적하장치의 구조를 나타내는 도면으로, 도 7(a)는 액정미적하시의 도면이고 도 7(b)는 액정적하시의 도면이며, 도 7(c)는 분해사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 액정적하장치의 주제어부의 구조를 나타내는 블록도.

도 9는 도 8의 적하량 산출부의 구조를 나타내는 블록도.

도 10은 본 발명에 따른 액정적하방법을 나타내는 흐름도.

도 11은 1회의 액정적하량 보정을 수행하는 주제어부의 구조를 나타내는 블록도.

도 12는 도 11의 보정량 제어부의 구조를 나타내는 블록도.

도 13은 본 발명에 따른 액정의 적하량 보정방법을 나타내는 흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

101 : 액정패널 103,105 : 기판

107 : 액정 120 : 액정적하장치

122 : 케이스 124 : 액정용기

128 : 스프링 130 : 솔레노이드코일

132 : 자성막대 134 : 간극조정부

136 : 니들 141,142 : 결합부

143 : 니들시트 144 : 배출공

145 : 노즐 146 : 배출구

150 : 전원공급부 152 : 가스공급부

154 : 유량제어밸브 160 : 주제어부

163 : 기판구동부 165 : 전원제어부

167 : 유량제어부 170 : 적하량 산출부

181 : 적하량 측정부 190 : 보정량 산출부

191 : 적하량 설정부 192 : 비교부

Claims

액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하수단;

상기 솔레노이드코일에 전원을 공급하는 전원공급부;

상기 액정적하수단에 가스를 공급하는 가스공급부; 및

액정의 적하량을 산출하고 상기 전원공급부 및 가스공급부를 제어하여 산출된 적하량의 액정을 기판상에 적하시키는 주제어부로 구성된 액정적하장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 솔레노이드코일에 공급되는 전원량을 제어하는 전원제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 솔레노이드코일에 공급되는 전원량을 제어하는 전원제어부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제2항∼제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터는 액정패널의 면적, 액정패널의 셀갭 및 액정의 특성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제2항∼제4항 중 어느 한 항에 있어서, 입력되는 데이터와 산출된 액정적하량 및 액정의 적하상태를 표시하는 출력부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제2항∼제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적하량산출부는,

상기 입력부를 통해 입력되는 데이터를 기초로 액정의 총적하량을 산출하는 총적하량 산출부;

상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 적하위치를 산출하는 적하위치 산출부;

상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 적하횟수를 산출하는 적하횟수 산출부; 및

상기 총적하량 산출부로부터 입력된 총적하량을 기초로 액정의 1회 적하량을 산출하는 1회 적하량 산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제1항에 있어서, 기판에 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 다를 경우 액정의 적하량을 보정하는 보정수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제8항에 있어서, 상기 보정수단은,

액정의 적하량을 측정하는 적하량 측정부; 및

상기 측정된 적하량과 1회 적하량 산출부에 의해 산출된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하여 상기 전원제어부와 유량제어부를 구동하는 보정량산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제9항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

1회 적하량 산출부에서 산출된 적하량이 입력되는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 입력된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 액정에 압력을 가하는 압력의 오차값을 산출하고 상기 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하여 유량제어부에 출력하는 오차압력 산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제9항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

1회 적하량 산출부에서 산출된 적하량이 입력되는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 입력된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원량의 오차를 산출하여 상기 전원제어부에 출력하는 오차전원량 산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제9항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

1회 적하량 산출부에서 산출된 적하량이 입력되는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 입력된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부;

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 액정에 압력을 가하는 압력의 오차값을 산출하고 상기 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하여 유량제어부에 출력하는 오차압력 산출부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원량의 오차를 산출하여 상기 전원제어부에 출력하는 오차 전원량산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하장치를 이용한 액정적하방법에 있어서,

데이터를 입력하는 단계;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판에 적하될 액정의 총적하량을 산출하는 단계;

상기 산출된 총적하량을 기초로 액정의 적하위치를 산출하여 액정적하장치를 상기 적하위치로 위치시키는 단계;

상기 산출된 총적하량을 기초로 1회의 액정적하량을 산출하는 단계;

상기 산출된 1회의 액정적하량에 기초하여 전원공급량 및 가스압력을 계산하는 단계;

상기 계산된 전원공급량에 해당하는 전원을 솔레노이드밸브에 인가하고 계산된 가스압력에 해당하는 가스를 액정적하장치에 공급하여 액정을 적하시키는 단계로 구성된 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 상기 데이터는 액정패널의 면적, 액정패널의 셀갭 및 액정의 특성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 스프링을 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제15항에 있어서, 상기 스프링의 장력은 작업자에 의해 초기에 설정되는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 1회의 적하량에 대한 전원량을 액정적하 초기에 고정되는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 1회의 적하량에 대한 가스의 압력은 액정적하 초기에 고정되는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 기판에 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 다를 경우 액정의 적하량을 보정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제19항에 있어서, 상기 액정의 적하량을 보정하는 단계는,

액정의 적하량을 측정하는 단계;

상기 측정된 적하량과 산출된 1회의 적하량을 비교하여 보정량을 산출하고 상기 산출된 보정량에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원과 액정적하장치에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
제13항에 있어서, 입력되는 데이터와 산출된 액정적하량 및 액정의 적하상태를 표시하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 제어방법.
액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 기판에 액정을 적하하는 액정적하장치에 있어서,

기판에 적하되는 액정의 적하량을 측정하는 적하량 측정부;

상기 측정된 적하량과 설정된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하는 보정량 산출부;

상기 보정량 산출부에서 산출된 보정량을 기초로 솔레노이드에 인가되는 전원을 제어하는 전원제어부; 및

상기 보정량 산출부에서 산출된 보정량을 기초로 액정적하장치에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부로 구성된 액정적하장치의 적하량 보정장치.
제22항에 있어서, 상기 적하량 측정부는 중량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치의 적하량 보정장치.
제22항에 있어서, 상기 적하량 측정부는 설정된 횟수의 적하량을 합산하여 적하량을 측정하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치의 적하량 보정장치.
제22항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

기판에 적하될 적하량을 설정하는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 의해 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원량의 오차를 산출하여 상기 전원제어부에 출력하는 오차 전원량산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치의 적하량 보정장치.
제22항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

기판에 적하될 적하량을 설정하는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 의해 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 액정적하장치내의 액정에 압력을 가하는 압력의 오차값을 산출하고 상기 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하여 유량제어부에 출력하는 오차압력 산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치의 적하량 보정장치.
제22항에 있어서, 상기 보정량 산출부는,

기판에 적하될 적하량을 설정하는 적하량 설정부;

상기 적하량 설정부에 의해 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 차이값을 산출하는 비교부;

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 액정적하장치내의 액정에 압력을 가하는 압력의 오차값을 산출하고 상기 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하여 유량제어부에 출력하는 오차압력 산출부; 및

상기 비교부에서 산출된 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원량의 오차를 산출하여 상기 전원제어부에 출력하는 오차 전원량산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치의 적하량 보정장치.
액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하장치를 이용한 액정적하방법에 있어서,

기판에 적하될 액정의 적하량을 설정하는 단계;

기판에 적하된 액정의 적하량을 측정하는 단계;

상기 설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 보정량을 기초로 솔레노이드코일에 인가되는 전원과 액정적하장치에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 단계로 구성된 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 액정의 적하량은 액정패널의 면적, 액정패널의 셀갭 및 액정의 특성정보에 기초로 산출되는 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 적하량을 측정하는 단계는 액정의 중량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 보정량을 산출하는 단계는,

설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 적하량의 차이값을 산출하는 단계;

상기 산출된 적하양의 차이값에 기초하여 액정적하장치내의 액정에 인가되는 압력의 오차값을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 압력의 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 보정량을 산출하는 단계는,

설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 적하량의 차이값을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 적하양의 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원의 오차량을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 보정량을 산출하는 단계는,

설정된 적하량과 측정된 적하량을 비교하여 적하량의 차이값을 산출하는 단계;

상기 산출된 적하양의 차이값에 기초하여 액정적하장치내의 액정에 인가되는 압력의 오차값을 산출하고 산출된 오차값에 해당하는 가스의 유량을 계산하는 단계; 및

상기 산출된 적하양의 차이값에 기초하여 솔레노이드코일에 인가되는 전원의 오차량을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
제28항에 있어서, 상기 산출된 오차값에 기초하여 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하량 보정방법.
액정이 충진되어 기판상에 액정을 적하하는 적하수단;

상기 적하수단에 구비되어 상기 적하수단을 구동하는 구동수단;

액정의 적하량을 산출하고 상기 구동수단을 제어하여 산출된 적하량의 액정을 기판상에 적하시키는 제어부로 구성된 액정적하장치.
제35항에 있어서, 상기 적하수단은,

액정이 충진되는 용기;

상기 구동수단에 의해 상하 운동하는 니들; 및

상기 니들하부에 위치하여 니들이 상하운동함에 따라 열리고 닫혀 용기에 충진된 액정을 기판에 적하하는 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제35항에 있어서, 상기 구동수단은,

자기력에 의해 상기 니들을 상승시키는 솔레노이드;

상기 솔레노이드에 전원을 공급하는 전원공급부;

장력에 의해 니들을 하강시키는 스프링; 및

상기 용기에 가스를 공급하는 가스공급부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제35항에 있어서, 상기 제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 솔레노이드코일에 공급되는 전원량을 제어하는 전원제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제35항에 있어서, 상기 제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제35항에 있어서, 상기 제어부는,

데이터가 입력되는 입력부;

상기 입력된 데이터에 기초하여 기판상에 적하되는 액정의 적하위치 및 액정적하량을 산출하는 적하량산출부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 솔레노이드코일에 공급되는 전원량을 제어하는 전원제어부;

상기 적하량 산출부로부터 입력된 액정적하량에 기초하여 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어부; 및

상기 적하량 산출부로부터 산출된 액정의 적하위치로 노즐이 위치하도록 기판을 구동하는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제35항에 있어서, 기판에 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 다를 경우 액정의 적하량을 보정하는 보정수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
제41항에 있어서, 상기 보정수단은,

액정의 적하량을 측정하는 적하량 측정부; 및

상기 측정된 적하량과 1회 적하량 산출부에 의해 산출된 적하량을 비교하여 보정량을 산출하여 상기 전원제어부와 유량제어부를 구동하는 보정량산출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
기판에 적하될 액정의 적하량을 설정하는 단계;

액정이 적하될 적하위치를 산출하는 단계;

액정적하기를 산출된 적하위치로 이동시키는 단계; 및

액정적하기를 구동하여 상기 적하위치에 액정을 적하하는 단계로 구성된 액정적하방법.
제43항에 있어서, 상기 적하량을 산출하는 단계는,

데이터를 입력하는 단계;

입력된 데이터를 기초로 기판에 적하될 액정의 총적하량을 산출하는 단계; 및

산출된 총적하량을 기초로 1회의 액정 적하량을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
제44항에 있어서, 상기 데이터는 액정패널의 면적, 액정패널의 셀갭 및 액정의 특성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
제43항에 있어서, 기판에 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 다를 경우 액정의 적하량을 보정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
제46항에 있어서, 상기 액정의 적하량을 보정하는 단계는,

액정의 적하량을 측정하는 단계;

상기 측정된 적하량과 산출된 1회의 적하량을 비교하여 보정량을 산출단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하방법.