KR200281564Y1 - A liquid crystal filling apparatus - Google Patents
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Abstract
본 고안은 VA 모드 액정표시장치의 제조 공정에서 액정을 셀 내부로 주입시 배향막과의 저항을 감소시켜 공정시간을 단축시킬 수 있는 액정주입장치에 관한 것으로, 게이트 패드와 데이터 패드 그리고 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터가 배열된 하부기판과, 상기 하부기판과 대향되도록 컬러필터가 인쇄된 상부기판과, 상기 상하부 기판 사이에 액정을 주입하는 액정주입장치에 있어서, 상기 하부기판과 상부기판을 합착시킨 후, 장착하여 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정 주입 공정을 실시하는 챔버와, 상기 챔버내에 액정이 담긴 용기와, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정 주입시 상기 게이트 패드와 데이터 패드에 전압을 공급하는 전원 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal injection device capable of shortening the process time by reducing the resistance with the alignment layer when the liquid crystal is injected into the cell in the manufacturing process of the VA mode liquid crystal display device, having a gate pad, a data pad and a semiconductor layer In the liquid crystal injection device for injecting a liquid crystal between the lower substrate, the thin substrate transistor array, the upper substrate printed with a color filter so as to face the lower substrate, and the upper and lower substrates, after the lower substrate and the upper substrate are bonded Mounted to perform a liquid crystal injection process between the lower substrate and the upper substrate, a container containing liquid crystal in the chamber, and supplying voltage to the gate pad and the data pad when the liquid crystal is injected between the lower substrate and the upper substrate. It characterized in that it comprises a power supply.
Description
본 고안은 액정주입장치에 관한 것으로, 특히 VA(Vertical Alignment) 모드 액정표시장치의 제조 공정에서 액정을 셀 내부로 주입시 배향막과의 저항을 감소시켜 공정시간을 단축시킬 수 있는 액정주입장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal injection device, and more particularly to a liquid crystal injection device that can shorten the process time by reducing the resistance with the alignment film when the liquid crystal is injected into the cell in the manufacturing process of the VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal display device will be.
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터가 배열된 기판인 어레이 기판과, 컬러필터가 인쇄된 컬러필터 기판으로 구성되며, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정이 위치한다.In general, an LCD includes an array substrate, which is a substrate on which thin film transistors are arranged, and a color filter substrate on which a color filter is printed, and a liquid crystal is positioned between the array substrate and the color filter substrate.
한편, 상기 각 기판 외측면에는 편광판을 부착시켜 어레이 기판과 컬러필터 기판사이에 위치한 전극에 입력시킨 전기신호에 따라 액정을 동작시켜 편광판을 경유한 빛의 편광 방향을 조절하여 빛의 통과 및 차단을 조절할 수 있도록 되어 있다.On the other hand, by attaching a polarizing plate to the outer surface of each substrate to operate the liquid crystal according to the electrical signal input to the electrode located between the array substrate and the color filter substrate to control the polarization direction of the light passing through the polarizing plate to pass and block the light. It is adjustable.
이러한 액정표시장치를 제조하는데 있어서, 2매의 기판 내부에 배향막을 형성시키고 씨재(sealant)로 봉합하여 합착한 후, 액정을 채우고 액정 주입구를 엔드 실재(end sealant)로 봉합하면 액정 셀을 완성한다.In manufacturing such a liquid crystal display device, an alignment layer is formed inside two substrates, and is sealed and sealed with a seed material, and then the liquid crystal cell is filled and the liquid crystal inlet is sealed with an end sealant to complete the liquid crystal cell. .
여기서, 상기와 같은 액정표시시장치의 액정주입방법은 모세관 현상과 압력차를 이용하여 2매의 기판사이에 액정을 주입하는 것인데, 이러한 주입방법은 진공배기장치, 진공챔버, 소정의 이동장치, 액정 트레이 및 가스 분사기등을 필요로 한다.Here, the liquid crystal injection method of the liquid crystal display device as described above is to inject the liquid crystal between the two substrates using a capillary phenomenon and the pressure difference, such injection method is a vacuum exhaust device, a vacuum chamber, a predetermined moving device, It requires a liquid crystal tray and a gas injector.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정표시장치의 액정주입방법을 나타낸도면이다.1A to 1D are views illustrating a liquid crystal injection method of a conventional liquid crystal display device.
도 1a에 도시한 바와 같이 액정 셀(11)이 제 1 챔버(10)로 이동된 후, 상기 액정 셀(11) 내부에 있는 이온류나 불순물 등을 배출시키기 위해 수 mTorr 정도의 고진공 상태로 상기 제 1 챔버(10) 내부를 수시간 정도 배기 시킨다.As shown in FIG. 1A, after the liquid crystal cell 11 is moved to the first chamber 10, the liquid crystal cell 11 is discharged in a high vacuum state of several mTorr to discharge ions or impurities in the liquid crystal cell 11. 1 The chamber 10 is evacuated for several hours.
한편, 액정(13)속의 미세한 공기방울이 상기 액정 셀(11)로 주입되어 시간이 지남에 따라 이들끼리 결합하여 기포를 형성하면 불량이 발생하므로 상기 액정(13)내에 존재하는 미세한 공기방울을 제거하기 위해 상기 제 1 챔버(10)와 연결된 제 2 챔버(도면에 도시하지 않았음)에서 상기 액정(13)을 장시간 진공상태로 방치하여 상기 액정(13)내에 존재하는 기포를 제거하는 탈포(脫泡) 공정을 진행한다.On the other hand, when air bubbles in the liquid crystal 13 are injected into the liquid crystal cell 11 to form bubbles by combining them with each other over time, defects occur. Therefore, the air bubbles in the liquid crystal 13 are removed. Degassing to remove the air bubbles in the liquid crystal 13 by leaving the liquid crystal 13 in a vacuum state for a long time in a second chamber (not shown) connected to the first chamber 10 for Proceed with the process.
이어, 상기 제 2 챔버내의 액정(13)을 이동장치에 의해 상기 액정 셀(11)이 로딩되어 있는 제 1 챔버(10)로 이동시킨 후, 도 1b와 같이 상기 액정 셀(10)의 주입구(15)만을 상기 액정(13)에 접촉시키는 터치(touch)방식을 이용하여 상기 액정(13)을 액정 셀(11) 내부로 주입시킨다.Subsequently, the liquid crystal 13 in the second chamber is moved to the first chamber 10 in which the liquid crystal cell 11 is loaded by the moving device, and then the injection hole of the liquid crystal cell 10 as shown in FIG. The liquid crystal 13 is injected into the liquid crystal cell 11 by using a touch method in which only 15 is in contact with the liquid crystal 13.
도 1c에 도시한 바와 같이 상기 액정(13)과 상기 액정 셀(11) 내부의 압력차가 없어 액정주입 초기에는 모세관 현상에 의해 상기 액정(13)이 상기 액정 셀(11) 내부로 주입되고, 일정 정도 주입이 시작되면, 도 1d에 도시한 바와 같이 상기 제 1 챔버(10) 내부로 불활성 가스를 주입하면서 상기 제 1 챔버(10) 내부를 대기압 상태로 환원시킨다. 대기압 상태로 환원되면 외부의 압력차에 의해 액정(13)이 서서히 액정 셀(11) 내부로 서서히 주입된다.As shown in FIG. 1C, since there is no pressure difference between the liquid crystal 13 and the liquid crystal cell 11, the liquid crystal 13 is injected into the liquid crystal cell 11 by a capillary phenomenon at an initial stage of liquid crystal injection. When the degree injection starts, as shown in FIG. 1D, the inside of the first chamber 10 is reduced to an atmospheric pressure while injecting an inert gas into the first chamber 10. When reduced to the atmospheric pressure state, the liquid crystal 13 is gradually injected into the liquid crystal cell 11 by an external pressure difference.
여기서, 상기 액정(13)이 액정 셀(11) 내부에서 받는 저항력의 차이에 따라액정주입 시간이 큰 차이가 난다.Here, the liquid crystal injection time is greatly different according to the difference in the resistive force that the liquid crystal 13 receives inside the liquid crystal cell 11.
도 2a는 일반적으로 액정 초기 배열이 수평한 상태를 나타난 액정표시장치의 단면도이고, 도 2b는 일반적으로 액정 초기 배열이 수직한 상태를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.FIG. 2A is a cross-sectional view of a liquid crystal display generally showing a state where the liquid crystal initial arrangement is horizontal, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a liquid crystal display generally showing a state where the liquid crystal initial arrangement is vertical.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 하부기판(20)과 상부기판(30)이 마주보는 각 내측의 한쪽면에 투명전도막(21)(31)을 형성하고, 상기 투명전도막(21)(31)상에 배향막(22)(32)을 형성한다. 그리고 상기 투명전도막(21)(31)과 배향막(22)(32)이 서로 대향하도록 배열한 후, 상기 상부기판(30)과 하부기판(20) 사이의 간격에 액정(40)을 주입시켜 주입구를 봉합한다. 이때, 상기 상부기판(30)과 하부기판(20)의 외측에 각각 편광판(도면에 도시하지 않았음)을 부착시킴으로써 액정 셀을 완성한다.As shown in FIGS. 2A and 2B, transparent conductive films 21 and 31 are formed on one inner surface of the lower substrate 20 and the upper substrate 30 facing each other, and the transparent conductive film 21 is formed. Alignment films 22 and 32 are formed on (31). After the transparent conductive films 21 and 31 and the alignment films 22 and 32 are arranged to face each other, the liquid crystal 40 is injected into the gap between the upper substrate 30 and the lower substrate 20. Seal the inlet. At this time, the liquid crystal cell is completed by attaching polarizing plates (not shown) to the outer side of the upper substrate 30 and the lower substrate 20, respectively.
한편, 상기 도 2a는 IPS 모드(In Plain Switching)나 FFS(Fringe Field Switching) 모드를 액정 구동방법으로 하는 경우에 있어서 초기의 액정배열이 수평(Homogeneous)한 상태로 되어 있으며, 도 2b는 VA 모드를 액정 구동방법으로 하는 경우, 초기 액정 배열이 수직(Homeotropic)한 상태로 되어 있다.On the other hand, Figure 2a is the initial liquid crystal array in the case of using the liquid crystal driving method in the IPS mode (In Plain Switching) or FFS (Fringe Field Switching) mode, Fig. 2b is VA mode When the liquid crystal driving method is used, the initial liquid crystal array is in a homeotropic state.
여기서, 두 가지 경우의 차이는 액정이 장축방향으로 적층되어 있느냐 단축방향으로 적층되어 있느냐이다. 즉, IPS 모드 또는 FFS 모드 액정표시장치의 경우, 액정이 셀 내부로 주입될 때 초기 액정배열의 변화없이 액정이 누운 초기 배열 상태 그대로 진행되어 셀 내부에서 받는 저항이 크지 않지만, VA 모드 액정표시장치의 경우, 도 3와 같이 액정이 셀 내부로 주입되면서 배향방향이 수직한 상태로 변화하려고 하기 때문에 액정이 수직으로 일어서면서 셀 내부로 밀려들어가 IPS 모드 또는 FFS 모드 액정표시장치에 비해 액정 주입시 액정이 받는 저항이 상대적으로 크다.Here, the difference between the two cases is whether the liquid crystals are stacked in the major axis direction or in the minor axis direction. That is, in the case of the IPS mode or FFS mode liquid crystal display device, when the liquid crystal is injected into the cell, the liquid crystal is left in the initial arrangement state without the change of the initial liquid crystal array and the resistance received inside the cell is not large. In the case of FIG. 3, since the liquid crystal is injected into the cell and the alignment direction is changed to a vertical state, the liquid crystal is vertically pushed into the cell, and the liquid crystal is injected into the cell compared to the IPS mode or FFS mode liquid crystal display. This receiving resistance is relatively large.
그러나 상기와 같은 종래의 액정표시장치의 액정주입방법에 있어서는 액정방향이 수평한 상태보다 수직한 상태에서 셀 내부에서 받는 저항이 커 액정 주입시간이 길다.However, in the liquid crystal injection method of the conventional liquid crystal display device as described above, the liquid crystal injection time is long because the resistance received inside the cell is larger than the horizontal liquid crystal direction.
이를 해결하기 위해 국내 특허 출원번호 10-1999-0050992에 의하면 셀 외부 기판에 필드를 인가해 주었다.In order to solve this problem, according to Korean Patent Application No. 10-1999-0050992, a field is applied to an outer cell substrate.
그러나 이는 현실적으로 외부 필드에 의한 셀 내부에서의 액정의 움직임이 장축 기준으로 상부기판과 하부기판에 대해 수직에서 수평으로 움직이는 것이 불가능하다.However, in reality, it is impossible for the liquid crystal movement inside the cell due to the external field to move vertically and horizontally with respect to the upper substrate and the lower substrate on the long axis basis.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 어레이 기판의 게이트 패드와 데이터 패드에 전압을 인가하여 액정 셀에 액정을 주입하는 시간을 단축시킬 수 있는 액정주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal injection apparatus capable of shortening the time for injecting liquid crystal into a liquid crystal cell by applying a voltage to a gate pad and a data pad of an array substrate. have.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정표시장치의 액정주입방법을 나타낸 도면1A to 1D are views illustrating a liquid crystal injection method of a conventional liquid crystal display device.
도 2a는 일반적으로 액정 초기 배열이 수평한 상태를 나타난 액정표시장치의 단면도FIG. 2A is a cross-sectional view of a liquid crystal display generally showing a horizontal state of liquid crystal initial arrangements
도 2b는 일반적으로 액정 초기 배열이 수직한 상태를 나타낸 액정표시장치의 단면도2B is a cross-sectional view of a liquid crystal display generally showing a state in which the liquid crystal initial arrangement is vertical.
도 3은 일반적으로 액정 주입시 액정의 이동 행태를 나타낸 액정표시장치의 단면도3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display generally showing the movement behavior of the liquid crystal when the liquid crystal is injected;
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 액정주입장치를 나타낸 도면4 is a view showing a liquid crystal injection device according to an embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100 : 상부기판 200 : 하부기판100: upper substrate 200: lower substrate
201 : 게이트 패드 202 : 데이터 패드201: gate pad 202: data pad
203 : 픽셀전극 204 : 박막 트랜지스터203: pixel electrode 204: thin film transistor
300 : 액정 301 : 용기300: liquid crystal 301: container
400 : 챔버 500 : 전원 공급부400: chamber 500: power supply
600 : 액정 셀600: liquid crystal cell
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 액정주입장치는 게이트 패드와 데이터 패드 그리고 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터가 배열된 하부기판과, 상기 하부기판과 대향되도록 컬러필터가 인쇄된 상부기판과, 상기 상하부 기판 사이에 액정을 주입하는 액정주입장치에 있어서, 상기 하부기판과 상부기판을 합착시킨후, 장착하여 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정 주입 공정을 실시하는 챔버와, 상기 챔버내에 액정이 담긴 용기와, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정 주입시 상기 게이트 패드와 데이터 패드에 전압을 공급하는 전원 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal injection device of the present invention for achieving the above object is a lower substrate arrayed thin film transistor having a gate pad, a data pad and a semiconductor layer, an upper substrate printed with a color filter so as to face the lower substrate, A liquid crystal injection device for injecting liquid crystal between upper and lower substrates, comprising: a chamber in which the lower substrate and the upper substrate are bonded together and then mounted to perform a liquid crystal injection process between the lower substrate and the upper substrate; And a power supply device supplying a voltage to the gate pad and the data pad when the liquid crystal is injected between the container and the lower substrate and the upper substrate.
또한, 상기 게이트 패드와 데이터 패드에 각각 다른 전압을 공급하거나 동일한 전압을 인가하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to supply different voltages or apply the same voltage to the gate pad and the data pad, respectively.
또한, 상기 게이트 패드와 데이터 패드에 공급되는 전압은 -50∼50V인 것이 바람직하다.In addition, the voltage supplied to the gate pad and the data pad is preferably -50 to 50V.
또한, 상기 액정의 온도는 25∼100℃인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the temperature of the said liquid crystal is 25-100 degreeC.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 액정주입장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the liquid crystal injection device of the present invention.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 액정주입장치를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a liquid crystal injection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이 액정 셀(600)을 장착시키는 챔버(400)와, 상기 챔버(400)내에 액정(300)이 담긴 용기(301)가 존재한다. 그리고 상기 챔버(400) 외부에 상기 액정 셀(600)의 하부기판(200)의 게이트 패드(201)와 데이터 패드(202)에 전압을 인가하는 전원공급부(500)를 구비한다. 이때, 상기 액정 셀(600)은 게이트 패드(201)와 데이터 패드(202) 그리고 반도체층(도면에 도시하지 않았음)을 갖는 박막 트랜지스터(204)가 배열된 하부기판(200)과, 상기 하부기판(200)과 대향되도록 컬러필터가 인쇄된 상부기판(100)과, 상기 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 액정(300)을 구비한 수직배향 모드 액정표시장치이다.As shown in FIG. 4, there is a chamber 400 in which the liquid crystal cell 600 is mounted, and a container 301 containing the liquid crystal 300 in the chamber 400. In addition, a power supply unit 500 for applying a voltage to the gate pad 201 and the data pad 202 of the lower substrate 200 of the liquid crystal cell 600 is provided outside the chamber 400. In this case, the liquid crystal cell 600 includes a lower substrate 200 on which a thin film transistor 204 including a gate pad 201, a data pad 202, and a semiconductor layer (not shown) is arranged, The vertical alignment mode liquid crystal display device includes an upper substrate 100 on which a color filter is printed to face the substrate 200, and a liquid crystal 300 between the upper substrate 100 and the lower substrate 200.
여기서, 상기와 같은 액정주입장치를 이용한 액정주입방법은 다음과 같다.Here, the liquid crystal injection method using the liquid crystal injection device as described above is as follows.
상기 액정 셀(600)이 챔버(400)로 이동된 후, 상기 액정 셀(600) 내부에 있는 이온류나 불순물 등을 배출시키기 위해 수 mTorr 정도의 고진공 상태로 상기 챔버(400) 내부를 수 시간 정도 배기 시킨다.After the liquid crystal cell 600 is moved to the chamber 400, the inside of the chamber 400 is several hours in a high vacuum state of several mTorr to discharge ions or impurities in the liquid crystal cell 600. Exhaust.
한편, 상기 액정(300)을 장시간 진공상태로 방치하여 상기 액정(300)내에 존재하는 기포를 제거하는 탈포(脫泡) 공정을 진행한다.On the other hand, the liquid crystal 300 is left in a vacuum state for a long time to perform a degassing step of removing bubbles existing in the liquid crystal 300.
이어, 액정 셀(600)이 로딩되어 있는 챔버(400)로 상기 액정(300)을 이동시킨 후, 상기 액정 셀(600)의 주입구만을 상기 액정(300)에 접촉시키는 터치(touch)방식을 이용하여 상기 액정(300)을 액정 셀(600) 내부로 주입시킴과 동시에 상기 외부의 전원 공급부(500)를 통해 상기 게이트 패드(201)와 데이터 패드(202)에 각각 다른 전압을 공급하거나 또는 동일한 전압을 인가한다. 즉, 상기 액정(300)이 액정 셀(600) 내부로 주입되면서 액정(300)의 장축이 다시 상하부 기판(100)(200)에 수직방향으로 움직이는 동작을 하지 않고, 상기 액정(300)의 장축이 상하기판(100)(200)에 걸린 전압에 의해 수평상태를 유지하여 상기 액정 셀(600) 내부에서의 저항이 최소가 되고, 액정 주입 속도도 최소가 된다.Subsequently, after the liquid crystal 300 is moved to the chamber 400 in which the liquid crystal cell 600 is loaded, a touch method of contacting only the injection hole of the liquid crystal cell 600 with the liquid crystal 300 is used. By injecting the liquid crystal 300 into the liquid crystal cell 600 and supplying different voltages to the gate pad 201 and the data pad 202 through the external power supply 500, or supplying the same voltage to each other. Is applied. That is, as the liquid crystal 300 is injected into the liquid crystal cell 600, the long axis of the liquid crystal 300 does not move in the vertical direction again to the upper and lower substrates 100 and 200, and the long axis of the liquid crystal 300. The horizontal state is maintained by the voltage applied to the upper and lower substrates 100 and 200, so that the resistance in the liquid crystal cell 600 is minimized, and the liquid crystal injection speed is also minimized.
이때, 상기 게이트 패드(201)와 데이터 패드(202)에 공급되는 전압은 -50∼50V이다.At this time, the voltage supplied to the gate pad 201 and the data pad 202 is -50 to 50V.
한편, 상기 액정(300)의 온도는 25∼100℃ 범위내에서 자유롭게 조절하므로 액정의 점도를 떨어뜨린다.On the other hand, since the temperature of the liquid crystal 300 is freely adjusted within the range of 25 to 100 ° C., the viscosity of the liquid crystal is lowered.
상기 액정(300)을 주입한 후, 시간이 수분 경과하면 상기 챔버(400)에 불활성 기체를 주입하여 내부가 대기압 상태가 되도록 한다.After injecting the liquid crystal 300, if a time elapses, an inert gas is injected into the chamber 400 so that the interior is in an atmospheric pressure state.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 액정주입장치에 의하면, 수직배향모드 액정표시장치에 있어 액정 주입시 액정 주입 시간을 감소시킬 수 있다.As described above, according to the liquid crystal injection device of the present invention, the liquid crystal injection time during the liquid crystal injection in the vertical alignment mode liquid crystal display device can be reduced.
따라서, 제조 공정의 전반적인 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that can improve the overall productivity and efficiency of the manufacturing process.
Claims (4)
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Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110513 Year of fee payment: 10 |
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| EXPY | Expiration of term |