KR101252856B1 - 액정 분사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일한 액정 적하와 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있는 액정 분사 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정이 충진된 액정 용기와, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 미세 입자 형태로 분무하는 액정 노즐과, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 상기 액정 노즐에 공급하는 액정 분사기와, 상기 액정 노즐에 공급되는 액정을 미세 입자형태로 분무시키기 위하여 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부에 가스를 공급하는 가스 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하나의 액정 패널을 포함하는 대면적 유리 기판 상에 직접 액정을 분사하여 균일하게 액정층을 형성함으로써, 액정 주입 공정에서 발생되는 불량율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
액정, 적하, 분사, 노즐, 초음파

Description

액정 분사 장치 {liquid crystal dispensing apparatus}
도 1은 종래 액정 표시 장치의 공정을 설명하는 순서도.
도 2는 종래 액정 패널에 액정을 주입하는 장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정을 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 액정 분사 장치를 보여주는 사시도.
도 5a는 상기 도 4에서의 액정 노즐의 구조를 도시한 단면도.
도 5b는 상기 도 4에서의 액정 노즐과 가스 공급부의 체결 영역을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 액정 분사 장치에 의해 기판 상에 액정이 적하되는 기본적인 개념을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 분사 장치를 도시한 사시도.
도 8은 상기 도 7에서의 초음파 발생기가 설치된 액정 노즐의 구조를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
107, 207 : 액정 120, 220 : 액정 분사 장치
122, 222 : 액정 용기 123, 223 : 케이스
126, 226 : 연결관 140, 240 : 액정 분사기
142, 242 : 액정 노즐 160, 260 : 기판
152: 가스 공급부 153: 가스 공급관
250: 제어부 251: 전원 단자
252: 초음파 변환자
본 발명은 액정 분사 장치에 관한 것으로, 균일한 액정 적하와 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있는 액정 분사 장치에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판 표시 장치(flat panel display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
이러한 평판 표시 장치로는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), FED(field emission display), VFD(vacuum fluorescent display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.
액정 표시 장치는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다.
상기의 액정 표시 장치는 일반적으로 TFT(Thin Film Transistor: 이하 TFT라함)와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러필터층이 형성된 상부기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어 있다.
그리고 상기 액정 표시 장치의 제조 공정은 크게 하부 기판을 형성하는 어레이 기판 형성 공정과 상부기판을 형성하는 컬러 필터 기판 형성 공정 및 셀(CELL) 공정으로 구분되는데, 이하 도 1 을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래 액정 표시 장치의 공정을 설명하는 순서도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 우선, 구동 소자 어레이 공정에 의해 하부 기판 상에 화소 영역을 정의하는 복수의 게이트 라인(gate line) 및 데이터 라인(data line)을 형성하고, 상기 화소 영역 각각에 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 접속되는 구동 소자인 TFT를 형성한다(S101).
또한, 상기 구동 소자 어레이 공정을 통해 상기 TFT에 접속되고, 상기 데이터 라인을 통해 인가되는 신호에 따라 액정층을 구동하는 화소 전극을 형성한다.
또한, 상부 기판에는 컬러 필터 공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹, 청(R, G, B)의 컬러 필터층과 공통 전극을 형성한다(S104).
이어서, 상기 상부 기판 및 하부 기판에 각각 배향막을 도포한 후 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정 분자에 배향 규제력 또는 표면 고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙한다(S102, S105).
그런 다음, 상기 하부 기판에 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 산포하고, 상기 상부 기판의 외곽부에 실링재를 도포한 후, 상기 하부 기판과 상부 기판에 압력을 가하여 합착한다(S103, S106, S107).
한편, 상기 하부 기판과 상부 기판은 대면적의 유리 기판으로 이루어져 있다.
즉, 대면적의 유리 기판에 복수의 액정 패널 영역이 형성되고 , 상기 액정 패널 영역 각각에 구동 소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정 패널을 제작하기 위해서는 상기 합착된 기판을 절단, 가공해야 한다(S109).
이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정 패널에 액정을 주입하고 상기 액정 주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정 패널을 검사함으로써 액정 표시 장치를 제작하게 된다(S109, S110).
이때, 액정은 액정 패널에 형성된 액정 주입구를 통해 주입된다. 이와 같은 액정의 주입은 압력차에 의해 이루어진다.
도 2는 종래 액정 패널에 액정을 주입하는 장치를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(vacuum chamber;10) 내에는 액정이 충진된 용기(12)가 구비되어 있으며, 그 상부에 액정 패널(11)이 위치하고 있다.
상기 진공 챔버(10)는 진공펌프와 연결되어 있어, 액정주입시 상기 진공 챔버(10) 내부를 설정된 진공 상태로 유지시킨다.
또한, 도면에 도시하진 않았지만, 상기 진공 챔버(10) 내에는 액정 패널 이동용 장치가 설치되어, 상기 액정 패널(11)을 용기(12) 상부로부터 용기(12)까지 이동시켜 액정 패널(11)에 형성된 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨다.
이를 액정 디핑(dipping) 주입 방식이라고 한다.
상기와 같이, 액정 패널(11)의 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨 상태에서 진공 챔버(10) 내에 질소 가스를 공급하여 챔버(10)의 진공 정도를 저하시킨다.
그러면, 상기 액정 패널(11) 내부의 압력과 진공 챔버(10)의 압력차에 의해 액정(14)이 상기 주입구(16)를 통해 액정 패널(11)로 주입된다.
이와 같이, 상기 액정(14)이 액정 패널(11) 내로 완전히 충진되면, 상기 액정 패널(11)의 주입구(16)를 봉지재에 의해 봉지함으로써 액정층을 완성한다.
이러한, 방식을 액정의 진공 주입 방식이라고 한다.
그런데, 상기와 같이 진공 챔버(10) 내에서 액정 패널(11)에 액정을 주입하여 액정층을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 액정 패널(11)로의 액정(14) 주입 시간이 길어진다.
일반적으로 액정 패널의 구동 소자 어레이 기판과 컬러 필터 기판 사이의 간격은 수 ㎛정도로 매우 좁기 때문에, 단위 시간당 매우 적은 양의 액정만이 액정 패널 내부로 주입된다.
예를 들어, 약 15인치의 액정 패널을 제작하는 경우 액정을 완전히 주입하는데 대략 8시간이 소요된다. 이와 같이 액정 주입에 장시간이 소요되면, 액정 패널 제조 공정이 길어저 제조 수율(생산성)이 저하된다.
둘째, 상기와 같은 액정 주입 방식은 주입 공정중 버려지는 액정(14)이 많아지는 문제가 있다.
상기 용기(12)에 충진되어 있는 액정(14) 중에서 실제 액정 패널(11)에 주입되는 양은 매우 적은 양이다.
한편, 액정(14)은 대기나 특정 가스에 노출되면, 가스와 반응하여 열화될 뿐 만 아니라, 액정 패널(11)과의 접촉시 유입되는 불순물에 의해 열화된다.
따라서, 상기 용기(12)에 충진된 액정(14)이 복수 매의 액정 패널(11)에 주입되는 경우에도 주입 후 남아 있는 액정(14)을 폐기해야만 하는데, 이것은 액정 패널 제조 비용의 증가를 초래하는 원인이 된다.
본 발명은 하나의 액정 패널을 포함하는 대면적 유리 기판 상에 직접 액정을 분사하여 균일하게 액정층을 형성함으로써, 액정 주입 공정에서 발생되는 불량율을 최소화할 수 있는 액정 분사 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 분사 장치는, 액정이 충진된 액정 용기와, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 미세 입자 형태로 분무하는 액정 노즐과, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 상기 액정 노즐에 공급하는 액정 분사기와, 상기 액정 노즐에 공급되는 액정을 미세 입자형태로 분무시키기 위하여 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부에 가스를 공급하는 가스 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 분사 장치는, 액정이 충진된 액정 용기와, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 미세 입자 형태로 분무하는 액정 노즐과, 상기 액정 용기에 충진된 액정을 상기 액정 노즐에 공급하는 액정 분사기와, 상기 액정 노즐에 공급되는 액정을 미세 입자 형태로 변환시기 위한 초음파 변환자와, 상기 초음파 변환자와 연결된 전원 단자와, 상기 전원 단자에 제어 신호를 공급하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정을 보여주는 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 우선, 구동 소자 어레이 공정에 의해 기판 상에 화소 영역을 정의하는 복수의 게이트 라인(gate line) 및 데이터 라인(data line)을 형성하고, 상기 화소 영역 각각에 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 접속되는 구동 소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S201).
또한, 상기 구동 소자 어레이 공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되고, 상기 데이터 라인을 통해 인가되는 신호에 따라 액정층을 구동하는 화소 전극을 형성한다.
또한, 상부 기판에는 컬러 필터 공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹, 청(R, G, B)의 컬러 필터층과 공통 전극을 형성한다(S204).
이어서, 상기 상부 기판 및 하부 기판에 각각 배향막을 도포한 후 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정 분자에 배향 규제력 또는 표면 고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙한다(S202, S205).
그 후, 상기 하부 기판에는 외곽부에 씰패턴을 형성하고 상기 상부 기판에는 액정을 분사, 적하한 후, 상기 하부 기판과 상부 기판에 압력을 가하여 합착한다(S203, S206, S207).
상기에서는 하부 기판 상에 씰패턴을 형성하고, 상부 기판 상에 액정 분사공정에 따라 액정적하를 하였지만, 이것은 고정된 공정이 아니다.
따라서, 상기 하부 기판 상에 씰패턴과 액정 분사에 의한 적하를 하거나, 상기 상부 기판 상에 씰패턴을 형성하고 상기 하부 기판 상에 액정 분사공정에 따라 액정 적하를 할 수 있다.
한편, 상기 하부 기판과 상부 기판은 대면적의 유리 기판으로 이루어져 있다.
즉, 대면적의 유리 기판에 복수의 액정 패널 영역이 형성되고 , 상기 액정 패널 영역 각각에 구동 소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정 패널을 제작하기 위해서는 상기 유리 기판을 절단, 가공해야 한다(S208).
이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정 패널을 검사함으로써 액정 표시 장치를 제작하게 된다(S209).
여기서, 상기 기판 상에 액정을 적하하는 방법을 설명하기 위하여 본 발명에 따른 액정 적하 장치를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정 분사 장치를 보여주는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 분사 장치(120)에서는 액정 용기(122)가 케이스(123)에 수납되어 있다.
상기 액정 용기(122)는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 이루어져 있으며, 그 내부에 액정(107)이 충진되어 있다.
상기 케이스(123)는 스테인리스강(stainless steel)으로 형성된다.
통상적으로 상기 폴리에틸렌은 성형성이 훌륭하기 때문에 원하는 형상의 용기를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 액정(107)이 충진되었을 때 액정(107)과 반응하지 않기 때문에 액정 용기(122)로 주로 사용된다.
상기 액정 용기(122)의 하부에는 액정 분사기(140)가 배치되어 있고, 상기 액정 용기(122)와 상기 액정 분사기(140)가 연결관(126)으로 연결되어 있다.
그리고 상기 액정 분사기(140)에는 액정(107)을 분무할 수 있도록 액정 노즐(142)이 체결되어 있고, 상기 액정 노즐(142)과 액정 분사기(140)가 체결되는 영역에는 액정(107)을 미세한 입자로 분사될 수 있도록 가스를 공급하는 가스공급부(152)가 체결되어 있다.
상기 가스공급부(152)는 공기, N2, H2 등의 가스가 저장되어 있는 가스탱크(150)와 가스공급관(153)에 의해 연결되어 있어, 상기 액정 노즐(142)에 가스를 공급한다.
또한, 상기 액정 노즐(142)에는 미세한 입자들로 분무되는 액정(107)들에 의하여 장비 오염을 방지하거나, 선택 영역에만 액정(107)이 분무될 수 있도록 하기 위해 가이드(155)가 설치되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 액정 분사 장치(120)는 상기 액정 분사기(140)가 상기 액정 용기(122)로부터 액정(107)을 공급 받은 다음, 이를 상기 액정 노즐(142)로 분무시켜 액정 적하 공정을 진행한다.
이 때, 상기 액정(107)은 물보다 점도성이 높기 때문에 미세한 액정 입자들 로 분산 시키기 위해서 상기 가스탱크(150)에 저장되어 있는 가스를 함께 상기 액정 노즐(142)에 공급한다.
이렇게 상기 액정 노즐(142)에 공급된 가스는 상기 액정 노즐(142)을 통하여 분사되는 액정(107)을 미세한 입자들로 분산시켜, 상기 기판(160) 상에 미세 입자 형태로 분무되도록 한다.
이와 같이, 상기 액정(107)을 미세 입자 형태로 분무하여 액정 적하 공정을 진행하면, 상기 기판(160) 상에 액정(107)이 균일한 두께로 도포되어 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
그리고 상기 액정 노즐(142)에 가이드(155)가 설치되어 있어, 미세 입자 형태로 분무되는 액정(107)이 공정중 장비들을 오염시키는 것을 방지하거나, 선택된 일정 영역에만 액정(107)을 분무할 수 있다.
본 발명의 액정 분사 장치(120)에서 적하되는 액정량을 측정하는 방식은 액정 노즐(142)에 액정 분무를 위한 가스 공급을 차단한 상태에서, 상기 액정 노즐에서 떨어지는 액정량을 측정하여 적하량을 측정할 수 있다.
상기와 같이 액정(107)을 분사하면 기판(160) 상에 얇은 두께로 균일하게 액정(107)이 도포되기 때문에 상, 하판 합착 시간이 단축되는 효과가 있다.
또한, 상기와 같이 액정(107)을 분무하여 적하할 경우에는 상,하판 합착시에 가압에 의해 발생되는 배향막 손상을 최소화할 수 있다.
그래서, 배향막 손상으로 발생되는 액정 표시 장치의 불량률을 줄일 수 있고, 아울러 화질을 개선할 수 있는 장점이 있다.
도 5a는 상기 도 4에서의 액정 노즐의 구조를 도시한 단면도이고, 도 5b는 상기 도 4에서의 액정 노즐과 가스 공급부의 체결 영역을 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 액정 노즐(142) 내부에는 액정이 흐를 수 있는 액정 주입구(130)와, 상기 액정 주입구(130)를 통하여 분사되는 액정을 미세 입자로 분산시키기 위한 가스 주입구(131)가 형성되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 액정 노즐(142)의 중앙에는 액정 주입구(130)이 형성되어 있고, 상기 액정 주입구(130)와 액정 노즐(142)의 내벽 사이에는 원통형 실린더가 삽입되어 있어, 상기 액정 주입구(130)의 둘레를 따라 상기 원통형 실린더와 액정 노즐의 내측벽 사이에는 가스 주입구(131)가 형성되어 있다. 상기 원통형 실린더의 상측 끝단은 액정 노즐(142)의 상측 끝단인 액정 주입구(130)의 입구 영역과 대응되고, 원통형 실린더의 하측 끝단은 상기 액정 노즐(142)의 끝단 영역까지 연장되어 있다. 상기 액정 주입구(130)를 통해 주입된 액정과 가스 주입구(131)에 주입된 가스는 액정 노즐(142)의 끝단에서 서로 혼합되어, 액정을 미세 입자 형태로 분사한다. 즉, 상기 액정 주입구(130)와 가스 주입구(131)는 액정 노즐(142) 내측에서 서로 분리된 구조로 되어 있고, 액정 노즐(142)의 끝단에서 액정과 가스가 혼합되도록 되어 있다.
점도성이 높은 액정을 미세 입자 형태로 분무시키는 원리는 상기 액정 주입구(130)를 통하여 소정의 압력으로 액정이 주입될 때, 상기 가스 주입구(131)를 통하여 가스( 공기, N2, H2 등)를 공급함으로써, 액정을 미세 입자 형태로 분산시켜 분무를 한다.
따라서, 상기 가스 주입구(131)로 공급되는 가스의 압력에 따라 분산되는 액정의 입자를 조절할 수 있다.
상기와 같이 액정을 미세한 입자로 변환하기 위해서 상기 액정 노즐(142)에는 가스 공급부(152)가 체결되어 있는데, 상기 가스 공급부(152)는 가스 공급관(153)을 통해 공급되는 가스(공기, N2, H2)를 상기 액정 노즐(142)의 가스 주입구(131)에 주입한다.
상기 가스 공급부(152)에서 공급되는 가스는 상기 액정주입구(130)가 차단되어 있는 상기 가스 주입구(131)를 통하여 진행하다가, 상기 액정 노즐(142)의 분사 영역에서 액정과 혼합되어 미세한 입자 형태로 분무된다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 분사 장치에 의해 기판 상에 액정이 적하되는 기본적인 개념을 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 분사 장치(120)는 기판(160) 상부에 설치되어 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 상기 액정 분사 장치(120) 내부에는 액정(107)이 충진되어 상기 기판(160) 상에 일정량을 분사할 수 있다.
그리고, 상기 액정 분사 장치(120)는 액정 분사기(140)와 액정 노즐(142)을 포함하여 형성되는데, 상기 액정 노즐(142)에서 분사되는 미세한 액정 입자들은 기판(160) 상에 균일하게 도포된다.
그리고, 상기 액정 노즐(142)을 통해 분사된 액정(107)은 분무 형태로서 기판(160) 상에 미세한 액정 입자로 적하(도포)된다.
상기 액정 노즐(142)과 액정 분사기(140) 사이에는 가스 공급부(152)가 설치되어 있어, 가스공급관(153)으로부터 공급되는 가스를 상기 액정 노즐(142)에 공급하여 액정을 미세 입자 형태로 분산시킨다.
상기 기판(160)은 x,y 방향으로 설정된 속도로 이동하고, 상기 액정 분사 장치(120)는 설정된 시간동안 연속적으로 액정(107)을 분사한다.
또한, 액정(107) 분사시 장비 오염을 방지하기 위해 액정 노즐(142)에 설치되는 가이드(155)는 가스와 액정(107)이 혼합되어 분무되는 액정 노즐(142)의 끝단에 위치하여 미세 입자 형태로 분무되는 액정(107)이 선택된 영역에만 분무될 수 있도록 하였다.
그래서, 상기 기판(160) 상에 적하되는 액정(107)은 상기 기판(160) 표면 상에 균일하게 도포된다.
여기서, 액정 적하시 상기 기판(160)을 고정하고, 상기 액정 분사 장치(120)를 x,y방향으로 이동하여 액정(107)을 분사할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 적하 장치를 도시한 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 액정 분사 장치(220)는 액정(207)을 저장하고 있는 액정 용기(222)가 케이스(223)에 수납되어 있고, 상기 액정 용기(222)는 연결관(226)에 의해서 액정 분사기(240)와 연결되어 있다.
그리고 상기 액정 분사기(240)는 액정 노즐(242)과 직접적으로 체결되어 있어, 상기 액정 분사기(240)에서 소정의 압력으로 액정(207)을 분사할 수 있다.
상기 액정 노즐(242) 내측에는 액정(207)을 미세한 입자들로 변환시키기 위한 초음파 변환자(252), 상기 초음파 변환자(252)와 연결되어 있는 전원 단자(251)와, 상기 전원 단자(250)에 소정의 전원 신호를 인가하기 위한 제어부(250)로 구성된 초음파 발생기가 설치되어 있다.
도면에 도시하였지만 설명하지 않은 253은 상기 제어부(250)에서 발생된 전원 신호를 상기 전원 단자(251)에 전송하는 케이블이다.
또한, 상기 액정 노즐(242)에는 미세한 입자들로 분무되는 액정(207)들에 의하여 장비 오염을 방지하거나, 선택 영역에만 액정(207)이 분무될 수 있도록 하기 위한 가이드(255)가 설치되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 액정 분사 장치(220)는 상기 액정 분사기(240)로부터 상기 액정 노즐(242)로 분사되는 액정(207)을 상기 초음파 발생기의 초음파 변환자(252)의 진동에너지에 의해 미세한 액정 입자 형태로 변환한 다음, 이를 분무하도록 하여 액정 적하 공정을 진행한다.
이때, 상기 초음파 발생기의 초음파 변환자(252)에 의해 액정(207)이 미세한 입자로 변환되는 원리는 다음과 같다.
상기 액정 분사기(240)로부터 소정의 액정(207)이 상기 액정 노즐(242)에 공급되면, 상기 액정 노즐(242)의 끝단에 배치되어 있는 초음파 변환자(252)가 상기 제어부(250)의 제어 신호에 의해 진동을 한다.
이렇게 상기 초음파 변환자(252)가 진동을 하게 되면, 상기 액정(207)의 액막(liquid film)이 상기 초음파 변환자(252)의 진동 에너지를 흡수하여 액막 표면에 소정의 정상파가 발생된다.
이와 같은 정상파를 모세관 파동이라하는데, 이 파동의 임계 파고의 크기가 모세파의 안정성 한도를 넘게 되면, 그 결과 액막 표면에 형성된 파동의 꼭대기로부터 파형이 찌그러지면서 미세 액정 입자가 일정한 크기로 떨어지게 된다. 이렇게 떨어진 미세 액정 입자를 기판(260)에 분무하여 액정 적하 공정을 진행하게 된다.
이와 같이 초음파 발생기에 의해 액정(207)이 미세 입자로 분무되면, 분무되는 액정 입자들의 운동에너지가 크지 않아 배향막을 손상시키지 않고, 적하되는 액정량을 미세하게 조절할 수 있다.
이와 같이, 초음파 발생기를 사용하여 상기 액정(207)을 미세 입자 형태로 분무하여 적하하면 상기 기판(260) 상에 액정(207)이 균일한 두께로 도포할 수 있어, 기판 합착에 의한 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
그리고 상기와 같이 액정(207)을 분사하면 기판(260) 상에 얇은 두께로 균일하게 액정(207)이 도포되기 때문에 상, 하판 합착 시간이 단축되는 효과가 있다.
또한, 상기 액정 노즐(242)에 가이드(255)가 설치되어 있어, 미세 입자 형태로 분무되는 액정(207)이 공정중 장비들을 오염시키는 것을 방지하거나, 선택된 일 정 영역에만 액정(207)을 분무할 수 있다.
도 8은 상기 도 7에서의 초음파 발생기가 설치된 액정 노즐의 구조를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 액정 노즐(242) 내부에는 액정을 미세한 입자로 변환시키도록 진동하는 초음파 변환자(252)가 삽입되어 있다.
상기 초음파 변환자(252)에는 전원 단자(251)가 연결되어 있고, 상기 전원 단자(251)는 케이블(253)에 의해 외부의 제어부(250)와 연결되어 있다.
상기 제어부(250)에서 소정의 전원신호가 인가되면 상기 초음파 변환자(252)가 진동을 하게 된다. 이렇게 진동되는 초음파 변환자(252)는 액정의 표면에 소정의 파동을 발생시켜 액정이 미세 입자 형태로 떨어져 나갈 수 있도록 한다.
분무되는 액정의 미세 입자는 상기 제어부(250)의 제어에 따라 다양한 크기로 조절할 수 있는데, 예를 들어 상기 초음파 변환자(252)의 진동수를 높이거나 낮추어 미세 입자의 크기를 조절할 수 있다.
그리고 초음파 발생기가 설치된 액정 분사 장치(220)에서 기판 상에 적하될 액정량을 측정하는 방법은 초음파 발생기를 오프(off) 상태로 한다음, 액정 노즐에서 떨어지는 액정량을 측정하여 적하량을 측정한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 액정을 분사하여 기판 상에 균일하게 도포함으로써, 얼룩불량을 방지하고, 상,하판 합착시에 가압에 의해 기판 상에 형성된 배향막의 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 기판 상에 액정을 분사 적하시 기판 및 액정 분사 장치의 위치를 다양하게 배치시킬 수 있어, 액정 적하 장비 체적을 감소시킬 수 있다.
또한, 액정 적하 공정 시간을 현저히 줄일 수 있어, 액정 표시 장치 제조 수율을 향상시키는 효과가 있다.
그리고 상기 기판 상에 액정을 분사하여 도포할 경우, 액정 내에 포함되어 있을 수도 있는 기포 등에 의한 불량을 최소화할 수 있어 더욱 균일하게 액정을 도포할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 액정이 충진된 액정 용기와,
    상기 액정 용기에 충진된 액정을 미세 입자 형태로 분무하는 액정 노즐과,
    상기 액정 용기에 충진된 액정을 상기 액정 노즐에 공급하는 액정 분사기와,
    상기 액정 노즐에 공급되는 액정을 미세 입자형태로 분무시키기 위하여 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 가스 공급부에 가스를 공급하는 가스 탱크를 포함하고,
    상기 액정 노즐의 상측단과 상기 액정 분사기 사이에는 가스 공급관으로부터 가스를 공급받는 가스 공급부가 배치되고,
    상기 액정 노즐에는 액정이 주입되는 액정 주입구가 액정 노즐의 내측 중앙에 형성되어 있고, 상기 액정 주입구 둘레를 따라 원통형 실린더와 액정 노즐의 내벽 사이에는 가스 주입구가 형성되어, 상기 액정 주입구와 가스 주입구가 액정노즐 내측에서 분리되며,
    상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스는 상기 액정 노즐의 상측단의 가스 주입구로 공급되고, 상기 액정 분사기로부터 공급되는 액정은 상기 액정 노즐의 상측단의 액정 주입구로 공급되며,
    상기 액정 주입구 둘레를 따라 배치된 원통형 실린더의 상측단은 상기 액정 노즐의 상측단과 대응되는 위치에 배치되고, 상기 원통형 실린더의 끝단은 액정 노즐의 끝단 영역까지 연장되어 배치되며,
    상기 액정 노즐의 액정 주입구를 통해 주입된 액정과 상기 액정 노즐의 가스 주입구를 통해 주입된 가스는 액정 노즐의 끝단에서 혼합되어 미세 입자 형태로 분무되는 것을 특징으로 하는 액정 분사 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정을 미세 입자 형태로 분산시키기 위하여 공급하는 가스는 공기, N2, H2 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 분사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 노즐에서 액정과 가스가 혼합되어 분무될 때, 장비가 오염되는 것을 방지하거나, 분무되는 영역을 선택적으로 제한하기 위해 상기 액정 노즐의 끝단에 가이드가 배치된 것을 특징으로 하는 액정 분사 장치.
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