KR20000051503A - 상변화 액정주입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강유전성 액정표시기의 제작을 위하여 액정의 주입을 용이하게 할 수 있는 상변화 액정주입장치를 개시한다. 본 발명에 따르는 상변화 액정주입장치는, 액정 주입을 위한 적어도 하나의 액정표시기 셀의 액정주입구가 담겨지는 액정수납용기를 내부에 구비한 챔버; 상기 챔버의 내부를 소정 압력의 진공상태 또는 대기압 상태가 되도록 압력을 조절하는 압력 조절부; 상기 챔버의 외부에 설치되어, 상기 챔버를 소정 온도로 가열하기 위한 가열부; 및 상기 가열부로부터 공급된 열을 상기 챔버 내부의 액정표시기 셀에 균일하게 전달하는 히트 파이프를 포함한다.

Description

상변화 액정주입장치{Apparatus for filling phase changeable liquid crystal}
본 발명은 액정표시기 패널의 제작을 위한 액정주입기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강유전성 및 반강유전성 액정과 같은 상변화 액정을 주입하는데 사용되는 액정주입기에 관한 것이다.
액정표시기 패널을 제작하기 위한 여러 가지 공정 중 하나인 액정주입공정은, 일반적으로 소정의 셀 갭을 유지하는 합착 상태의 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 기판의 사이에 액정을 주입하는 공정이다.
이러한 액정주입공정은 일반적으로 셀 내부와 외부의 기압차에 의한 모세관 현상을 이용하여 액정을 주입하는 공정으로서, 트위스티드 네마틱 액정이나 슈퍼 트위스티드 네마틱 액정의 경우 약 10-3~ 10-4Torr의 진공에서 셀과 액정을 접촉시킨 다음, 진공을 해제하면, 셀 내부와 셀 외부의 기압차이가 발생하고, 모세관 현상에 의하여 액정이 셀 내부로 주입된다.
이러한 액정주입방법은 상온에서도 액정의 유동성이 유지되는 기존 액정의 경우는 문제가 없지만, 강유전성(Ferroelectric) 또는 반강유전성(Anti-Ferroelectric) 액정표시기에 사용되는 스멕틱(Smectic) 액정의 경우 점도가 높아 상온에서는 주입이 불가능하다.
그러므로, 강유전성 또는 반강유전성 액정표시기에서 액정의 주입은 액정표시기 셀의 온도를 일정 온도(N-I) 이상으로 올려서, 등온(Isotropic) 상태로 액정을 주입하는 방식을 선택하여야 한다.
상기한 요구를 만족시키기 위하여 액정표시기 셀에 열을 공급하기 위한 가열부를 챔버내에 설치하면, 가열부에서의 아웃 개싱(Out gassing)으로 인하여 원하는 진공을 얻기가 힘들다.
또한, 강유전성 또는 반강유전성 액정표시기는 배향의 균일성을 위하여 액정의 주입후 상승된 액정의 온도를 서서히 냉각하는 과정을 필요로 한다.
따라서, 본 발명은 셀 내로 액정을 주입하는 동안 셀 내의 진공을 저하시키지 않는 동시에 액정이 주입된 셀에 균일하게 열 전달을 할 수 있도록 하는 상 전이 액정주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정주입장치의 개략적 구성도.
도 2는 도 1의 히트 파이트의 개략적 구성도.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르는 액정주입장치는, 액정 주입을 위한 적어도 하나의 액정표시기 셀의 액정주입구가 담겨지는 액정수납용기를 내부에 구비한 챔버와. 상기 챔버의 내부를 소정 압력의 진공상태 또는 대기압 상태가 되도록 압력을 조절하는 압력 조절부와, 상기 챔버의 외부에 설치되어, 상기 챔버를 소정 온도로 가열하기 위한 가열부와, 상기 가열부로부터 공급된 열을 상기 챔버 내부의 셀에 균일하게 전달하는 히트 파이프를 포함한다.
선택적으로, 액정주입장치는 가열부의 열이 외부로 발산되는 것을 방지하는 단열부를 추가로 포함한다.
히트 파이프는 내부에 들어있는 응결유체의 순환에 의하여, 작은 면적으로 많은 열량을 전달하는 이상적인 열교환기로서, 육면체 형태로 장치되며, 가열증발부에는 히터가 부착되어 열을 공급하고, 냉각응결부에는 액정표시기 셀이 부착되어 가열된다.
히트 파이프의 액정표시기 셀이 부착된 냉각응결부는 넓은 면적에서도 거의 동일한 온도를 유지하므로 강유전성 액정표시기의 서냉 배향시 요구되는 온도 균일도 조건을 만족시킬 수 있다.
내표면은 다공질 재료로 덮여있고, 용기내부에는 응결성 유체(사용온도 범위에 따라 선택)가 들어 있어 응결된 액체는 모세관 현상으로 다공질 물질을 통과할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정주입기의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 액정주입장치는, 스멕틱 액정의 주입을 위한 액정표시기 셀이 수납되는 챔버(12)와, 챔버(12)의 외주면에 설치되고, 육면체 형태를 갖는 히트 파이프(14)와, 히트 파이프(14)의 외주면에 설치되고, 열원 역할 및 온도조절을 하는 가열부(16)와, 가열부(16)의 외주면에 설치되고, 가열부(16)에서 발생된 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 단열부(18)를 포함한다.
챔버(12)에는 진공펌프(미도시)가 연결되어, 챔버(12)의 내부를 진공상태 또는 대기압 상태로 유지한다.
도 2는 도 1의 히트 파이프(14)의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 히트 파이프(14)는 작은 면적으로 많은 열량을 전달하는 이상적인 열교환기로서, 응결유체(36)가 내부를 순환한다.
구체적으로, 히트 파이프(14)는 육면체 형태의 외부 용기(32)의 내표면이 다공질 재료(34)로 덮여있고, 용기(32) 내부의 공간(35)에는 응결성 유체(36:사용온도 범위에 따라 선택)가 들어 있다. 응결된 액체(36)는 모세관 현상으로 다공질 물질을 통과할 수 있다. 도면중 미설명부호 38은 단열재이다.
히트 파이프(14)의 일측단은 히터가 부착되어 열을 공급받는 가열증발부(14a)로 기능하고, 타단은 열을 방출하는 냉각응결부(14b)로 기능한다. 냉각응결부(14b)에는 액정표시기 셀이 부착되어 가열된다.
액정표시기 셀이 부착된 냉각응결부(14b)는 넓은 면적에서도 거의 동일한 온도를 유지하므로 강유전성 액정표시기의 서냉 배향시 요구되는 온도 균일도 조건을 만족시킬 수 있다.
가열 증발부(14a)에 열이 가해지면 액체상태의 응결유체(36)는 다공질 물질(34) 안에서 증발하고 기화된 증기는 중심부로 이동한다. 냉각 응결부(14b)의 증기는 열이 손실되어 응결되어 액체상태로 되고, 다시 다공질 물질 안으로 들어가 모세관 현상에 의하여 가열 증발부(14a)로 액체가 이동한다.
이와 같은 현상으로 히트 파이프(14)는 중력이나 위치에 무관하게 작동하며, 열원인 가열부(16)로부터의 균일한 열전달 매질로 이용된다.
즉, 도 1을 참조하면, 가열부(16)로부터 히트 파이프(14)로 전달된 열은 히트 파이프(14)에 의하여 챔버(12)의 내벽면에 부착된 액정표시기 셀(24)로 전달된다.
액정표시기 셀(24)의 내부는 챔버(12)를 진공상태로 만드는 것에 의하여 진공상태로 된다. 이후 챔버(12)를 대기압 상태로 전환하면, 챔버(12) 내에서 스멕틱 액정을 담고 있는 액정 트레이(22)는 대기압 상태로 되지만, 액정표시기 셀(24)의 내부는 진공상태가 거의 유지된다.
그러므로, 액정트레이(22)와 액정표시기 셀(24)의 상대적인 위치 변경에 의하여 액정표시기 셀(24)의 액정주입구(미도시)가 액정 트레이(22)에 담그지면, 액정은 모세관 현상에 의하여 액정 표시기 셀(24) 내로 주입된다.
챔버(12) 내를 진공상태로 만드는 것과, 액정표시기 셀(24)을 등온상태로 만드는 동작은 함께 진행되지만, 본 발명의 가열부(16)는 챔버(12)의 외부에 설치되므로, 챔버(12)의 내부 진공을 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 도 1에 도시한 본 발명의 액정주입장치에서 가열부(16)에서 발생된 열이 외부로 방출되는 량을 감소시키기 위한 단열부는 선택적으로 설치된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정주입기는 액정주입을 위한 셀이 장입된 챔버를 소정 온도로 가열하기 위한 가열부를 챔버의 외부에 장착하므로써, 적정 범위의 진공상태를 유지할 수 있다.
또한, 히트 파이프를 이용하므로써, 특수한 설계없이도 대면적에서 ±1 ℃이하의 균일한 온도를 얻을 수 있으므로, 액정의 주입동안 액정표시기 셀의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명의 상세한 설명으로부터 통상의 지식을 가진 자에 의하여 그 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이하 특허청구범위는 본 발명의 사상과 정신을 벗어나지 않는 한 이러한 변형과 변경을 포함하는 것으로 간주된다.

Claims (3)

  1. 액정 주입을 위한 적어도 하나의 액정표시기 셀의 액정주입구가 담겨지는 액정수납용기를 내부에 구비한 챔버;
    상기 챔버의 내부를 소정 압력의 진공상태 또는 대기압 상태가 되도록 압력을 조절하는 압력 조절수단;
    상기 챔버의 외부에 설치되어, 상기 챔버를 소정 온도로 가열하기 위한 가열수단; 및
    상기 가열수단으로부터 공급된 열을 상기 챔버 내부의 액정표시기 셀에 균일하게 전달하는 히트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 액정주입장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열수단의 열이 외부로 발산되는 량을 감소시키기 위한 단열수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 액정주입장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 파이프는 용기와, 상기 용기의 내표면에 덮여있는 다공질 물질과, 상기 용기내를 순환하는 응결 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 액정주입장치.
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