KR100840681B1 - 봉지기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 봉지제의 높이를 확보하여 안정되게 세정을 수행할 수 있도록 하는 봉지 기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법에 관한 것으로, 액정주입방식을 적용한 액정 셀 공정에서 봉지제가 하면에 점착된 봉지기구에 있어서, 상기 봉지기구는 하면이 평탄하며 높은 표면 에너지를 갖는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하고, 또한 본 발명에 따른 액정패널의 제조방법에 있어서, 액정주입구를 갖는 액정패널을 제공하는 단계; 상기 액정패널 내에 액정을 주입하는 단계; 하면이 평평하며 상기 하면에 봉지제가 점착된 봉지기구를 이용하여 상기 액정주입구 주변을 적어도 약 0.15mm 이상의 균일한 높이를 갖도록 상기 봉지제를 도포하여 상기 액정주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

봉지기구, 봉지제, 액정주입, 가압, 봉지

Description

봉지기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법{END SEALING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISPLAY CRYSTAL PANEL USING IT}

도 1은 종래의 액정패널을 제조하기 위한 순서도.

도 2는 도 1의 액정패널 세정의 공정블록도.

도 3은 종래의 봉지기구를 이용한 공정진행 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 봉지기구의 정면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 봉지기구를 이용한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

200 : 액정패널 200a : 제 1 기판

200b : 제 2 기판 300 : 봉지기구

400 : 봉지제

본 발명은 봉지기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정패널 상에 도포되는 봉지제의 높이를 균일하게 확보할 수 있 는 봉지기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 브라운관(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 액정표시장치가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 텔레비전 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이러한 액정표시장치는 크게 어레이(Array) 공정, 칼라 필터(Color Filter) 공정, 액정 셀(Cell) 공정 등을 거쳐 제조된다.

상기 어레이 공정은 증착(Deposition) 및 사진 석판술(Photolithography), 식각(Etching) 공정을 반복하여 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT로 약칭) 및 화소전극을 형성하는 공정이다.

상기 컬러 필터 공정은 화소 전극이 형성된 영역을 제외한 영역에는 빛의 누설을 방지하기 위해 제 2 기판에 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 형성하고, 염료나 안료를 사용하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 칼라 필터를 제작한 후, 공통전극용 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성하는 공정이다.

상기 액정 셀 공정은 스페이서를 이용하여 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이 에 일정한 셀 갭(Cell Gap)을 유지하고, 씨일재를 이용하여 양 기판을 합착한 후, 복수의 단위 액정패널로 절단하고 상기 각 단위 액정패널에 액정을 주입하여 액정 셀을 완성하는 공정이다.

이하, 도면을 참조로 종래의 액정 셀 공정을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 제 1 기판 및 제 2 기판이 제공된다.

상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 다수의 액정패널 영역을 구비한다.

상기 제 1 기판의 각 액정패널 영역에는 상기 어레이 공정에 의해 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인(Gate Line)과 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인(Data Line)과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성된다.

그리고, 상기 제 2 기판의 각 액정패널 영역에는 상기 컬러필터 공정에 의해 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 필터가 형성되어 있고, 제 2 기판 전면에 공통전극이 형성된다.

이러한 제 1 기판 및 제 2 기판은 액정 셀 공정라인으로 이송되어 액정 셀 공정을 진행하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 제 1 기판과 제 2 기판 상에 배향막을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정(1S)이 각각 진행된다. 상기 배향 공정(1S)은 배향막 도포 전 세정, 배향막 인쇄, 배향막 소성, 배향막 검사, 러빙 공정 순으로 진행된다.

다음, 배향 공정(1S) 후 갭(Gap) 공정이 진행된다. 상기 갭 공정은 제 1 기판 및 제 2 기판을 각각 세정(2S)한 다음, 제 2 기판에 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포(4S)하고, 상기 제 1 기판의 각 액정패널 영역 외곽에 씨일(Seal)재를 도포(3S)하며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 상기 씨일재를 통하여 합착 및 경화(5S)공정을 진행함으로써, 다수의 액정패널 영역을 포함하는 속이 빈 액정 셀을 형성하는 공정으로 이루어진다.

다음, 상기 액정 셀의 액정패널 영역을 절단(6S)하여 다수의 단위 액정패널을 형성한다.

상기 절단공정은 유리보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜(Pen)으로 유리 표면에 커팅 라인을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과, 힘을 가하여 절단하는 브레이크(Break) 공정으로 진행된다.

다음, 상기 단위 액정패널에 액정을 주입하는 공정(7S)을 진행한다.

상기 액정주입 공정(7S)은 도면에는 도시하지 않았지만 이를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버 내에 액정 물질을 담은 용기를 위치시킨 후, 상기 챔버 내부를 진공상태로 유지하여 액정 물질 속이나 용기 안벽에 붙어 있는 수분 및 기포를 제거한다.

그후, 여러 장의 단위 액정패널의 액정주입구를 상기 용기에 담그거나 접촉시킨 후, 챔버 안에 질소(N₂) 가스를 유입하여 챔버 내의 압력을 대기압 상태까지 높이면, 상기 단위 액정패널 안의 압력과 상기 챔버 내의 압력 사이의 차이에 의하여 액정물질이 상기 액정주입구를 통하여 단위 액정패널의 내부로 주입되게 된다.

다음, 액정이 단위 액정패널에 충진되면, 상기 액정이 흘러나오지 않도록 상기 액정주입구를 밀봉하는 가압, 봉지 공정(8S)을 수행하여 액정셀을 완성하게 된다.

이어, 각 단위 액정패널의 절단된 면을 연마한 다음, 외관 및 전기적 불량 검사(9S)를 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다.

한편, 상기 가압, 봉지공정을 수행한 후, 상기 액정패널의 제조공정에서 발생된 유기물, 무기물, 부착입자 등의 파티클(Particle)을 제거하기 위하여 세정공정을 진행하게 된다.

상기 세정공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 액정패널을 탈이온수(DI : Deionized Water)에 담아 세정하는 DI 세정(10)과, 세정 용액에 담아 세정하는 세정제 세정(20)과, IPA(Iso Propyl Alcohol)와 같은 용액에 담근 다음 초음파(Ultra Sonic) 세정으로 진동을 주면서 세정하는 초음파 세정(30)과, 질소(N₂) 가스를 투사하여 액정패널상의 세정 용액을 제거하는 건조 세정(40)으로 진행된다.

이때, 상기 액정주입구를 봉지하는 봉지공정에 있어서, 하면에 일정 점도를 갖는 봉지제가 점착된 봉지기구를 액정주입구에 가압하여 봉지제를 액정주입구 주위에 도포한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하면에 봉지제(50)가 점착된 봉지기구(60)는 그 하면 중앙부에 요철(60a)을 구비하고 있다. 상기 요철(60a)은 봉지제의 충격으로 인한 하방향으로의 처짐현상을 방지하기 위한 것으로, 종래에는 상기 요철(60a)을 구비한 봉지기구(60)를 사용하고 있다.

그러나, 종래의 액정표시소자는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 도 3을 참조하면, 상기와 같은 봉지기구(60)로 상기 단위 액정패널(100)의 액정주입구에 상기 봉지제(50)를 도포하면, 도시된 바와 같이 봉지 형상의 중앙부에 도포된 봉지제가 충분한 두께로 도포되지 않았다.

이로 인하여, 상기 초음파 세정의 진동에 의해 봉지 높이가 확보되지 않은 중앙부의 봉지제가 떨어져 나가 액정이 새는 현상이 발생함으로써, 단위 액정패널 내의 액정 미주입 현상이 발생하게 되어 화면의 얼룩 불량 등의 문제점을 발생시켰다.

또한, 상기 봉지제 높이를 확보하기 위해 상기 봉지제의 점도를 높이고 두껍게 봉지기구(60)에 점착시켜 액정주입구에 도포할 수 있다. 그러나, 상기 점도 증가시 봉지제의 전체 높이는 향상되나 여전히 상기 요철(60a)로 인해 봉지제의 높이를 확보하기 어렵다.

아울러, 상기 봉지제의 전체적인 높이가 향상되면 이후 기구물에 장착할 때 상기 봉지제가 상기 기구물과 마찰되어 백라이트 쪽으로 떨어져 나갈 수 있어, 이로 인해 휘도에 영향을 주어 화면 품위를 손상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 봉지제의 높이를 확 보하여 안정되게 세정을 수행할 수 있도록 하는 봉지 기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은 액정주입방식을 적용한 액정 셀 공정에서 봉지제가 하면에 점착된 봉지기구에 있어서, 상기 봉지기구는 하면이 평탄하며 높은 표면 에너지를 갖는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 액정패널의 제조방법에 있어서, 액정주입구를 갖는 액정패널을 제공하는 단계; 상기 액정패널 내에 액정을 주입하는 단계; 하면이 평평하며 상기 하면에 봉지제가 점착된 봉지기구를 이용하여 상기 액정주입구 주변을 적어도 약 0.15mm 이상의 균일한 높이를 갖도록 상기 봉지제를 도포하여 상기 액정주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 봉지기구를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 봉지기구를 이용한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 봉지기구(300)는 액정패널 내에 액정을 주입하고 난 다음, 액정주입구를 가압, 밀봉하기 위한 기구이다.

상기 봉지기구(300)의 하면은 종래 요철구조를 갖는 것과 달리, 평평하게 되어 있다. 이러한 봉지기구(300)는 금속재질로 형성되어 있으며, 바람직하게는 높은 표면에너지를 갖는 금속으로 구성된다.

이와 같은 봉지기구(300)의 하면에 봉지제(400)가 도포되면, 상기 봉지제가 표면에너지가 높은 봉지기구에 의해 균일하게 점착된다. 여기서, 봉지제의 점도를 향상시키면 더욱 균일하고 두껍게 봉지기구 하면에 점착시킬 수 잇다.

이러한 봉지기구를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 단위 액정패널(200)이 제공된다.

상기 단위 액정패널(200)은 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b)이 액정이 형성된 상태에서 씨일재를 통해 합착되어 이루어진 것으로, 다수의 액정패널 영역을 갖는 대면적 액정패널을 절단하여 다수의 패널을 형성한 다음, 액정주입구를 통해 액정을 주입하여 이루어진 것이다.

상기 제 1 기판(200a)에는 어레이 공정에 의해 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인(Gate Line)과 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인(Data Line)과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제 2 기판(200b)에는 상기 컬러필터 공정에 의해 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 필터가 형성되어 있고, 제 2 기판 전면에 공통전극이 형성되어 있다.

이러한 단위 액정패널(200)의 제 1, 제 2 기판(200a, 200b)에는 액정 셀 공정에 의해 각각 액정 배향을 위한 배향막이 형성되어 있고, 그 사이에는 셀 갭 유 지를 위한 스페이서가 형성되어 있다.

이와 같은 단위 액정패널(200)은 액정주입구를 갖는 씨일재를 가압, 밀봉하여 액정이 흘러나오지 않도록 하는 공정(가압, 봉지공정)을 진행하는데, 본 발명의 실시예에서는 도 4에서 설명한 봉지기구(300)를 이용하여 공정을 진행한다.

즉, 높은 표면 에너지에 의해 균일하게 봉지제가 점착되어 있는 봉지기구(300)를 이용하여 단위 액정패널(200)의 액정주입구 상에 봉지제(400)를 도포한다.

이때, 상기 봉지제(400)는 단위 액정패널(200) 상에 균일하게 도포될 수 있는데, 상기 봉지제(400)의 높이를 적어도 약 0.15mm 이상이 되도록 균일하게 도포함이 바람직하다. 왜냐하면, 어느 정도 봉지제의 높이가 확보되어야만, 이후 진행되는 초음파 세정에서의 진동에도 견딜 수가 있는데, 그 높이가 적어도 약 0.15mm 이상이 되어야 종래와 같은 액정이 새어나가는 현상을 방지할 수 있기 때문이다.

이와 같이 하면이 평평하고 높은 표면에너지를 갖는 봉지기구를 이용함으로써, 봉지제의 점도를 조절하여 단위 액정패널상에 균일한 높이를 갖는 봉지제를 도포할 수 있다. 따라서, 단위 액정패널의 세정 시 봉지제 높이가 확보되어 초음파 세정에 의한 액정 미주입 현상 등을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 본 발명의 봉지기구 및 이를 이용한 액정패널의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

하면이 평평하고 높은 표면에너지를 갖는 봉지기구를 이용함으로써, 봉지제의 점도를 조절하여 단위 액정패널상에 균일한 높이를 갖는 봉지제를 도포할 수 있다.

따라서, 단위 액정패널의 세정 시 봉지제 높이가 확보되어 초음파 세정에 의한 액정 미주입 현상 등을 방지함으로써, 화면 품위를 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 액정주입방식을 적용한 액정 셀 공정에서 봉지제가 하면에 점착된 봉지기구에 있어서,

   상기 봉지기구는 하면이 평탄하며 높은 표면 에너지를 갖는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 봉지기구.
2. 액정주입구를 갖는 액정패널을 제공하는 단계;

   상기 액정패널 내에 액정을 주입하는 단계;

   하면이 평평하며 상기 하면에 봉지제가 점착된 봉지기구를 이용하여 상기 액정주입구 주변을 적어도 약 0.15mm 이상의 균일한 높이를 갖도록 상기 봉지제를 도포하여 상기 액정주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 봉지기구는 표면 에너지가 높은 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.

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