KR20030040840A - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 씰링이 완성된 기판을 준비하는 단계; 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동실로 이동시키고, 상기 냉동실에서 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동시키는 단계; 상기 냉동된 기판을 제습기로 이동시키고, 상기 제습기에서 상기 냉동된 기판을 제습하는 단계; 상기 제습된 기판을 냉장실로 이동시키고, 상기 냉장실에서 상기 제습된 기판에 액정을 주입한 다음, 상기 액정이 주입된 기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 기판을 핫플레이트로 이동시키고, 상기 핫플레이트에서 상기 합착된 기판을 경화시키는 단계를 포함하며, 기존의 씨일 재료 특성을 최대한 살리면서 씨일 재료가 액정에 의해 최대한 영향을 받지 않고 빠른 시간내에 액정이 기판에 주입되는 효과가 있는 것이다.

Description

액정표시장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 씨일(Seal) 재료를 저온 경화시킨 후 액정을 주입하여 액정셀을 합착하는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 유리재질로 된 2매의 기판사이에 액정을 삽입하고 기판 외측면에는 편광판을 부착시킨 것으로, 2매의 기판사이에 위치한 전극에 입력시킨 전기신호에 따라 액정을 동작시켜 편광판을 경유한 빛의 편광방향을 조절하여 빛의 통과 및 차단을 조절할 수 있도록 되어 있다.

종래 이러한 액정표시장치를 제조하는데 있어서, 2매의 기판 내부에 배향막을 형성시키고 씨일런트(sealant)로 봉합하여 합착한 후 액정을 채우고, 액정주입구를 엔드 씨일런트(end sealant)로 봉합하여 액정셀을 완성한다. 종래는 진공주입법에 의하여 합착된 기판 내부에 액정을 주입하였다.

도 1은 종래 액정표시장치의 제조방법에 있어서 액정주입방법인 이른바 진공주입법을 나타내는 단면도이다.

종래의 진공주입법은, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 진공배기(점선화살표)를 통해 챔버(100)내를 진공상태로 유지한다.

이어서, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(170)로 챔버(100)을 밀봉한 상태에서 소정의 이동장치(미도시)를 이용하여 액정주입구(150) 부분을 액정 트레이(120)에 들어있는 액정(130)의 표면에 접촉 또는 침적시킨다. 그러면, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 모세관 현상에 의해 액정(130)이 셀(110)내로 주입된다. 계속하여, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 질소등의 가스를 진공챔버(100)내로 서서히 분사시키면 셀(110)내부와 챔버(100)내에 압력차가 발생하여 액정(130)이 셀(110)내부의 빈 공간을 채우게 된다.

상기와 같은 진공주입법은 그 주입공정시간이 매우 장시간(약 16시간 이상)이고, 공정장비 및 그 비용도 매우 높다는 단점이 있었다. 더욱이, 액정표시장치의 제조기술이 발달함에 따라 낮은 셀갭(CELL GAP)과 수직배향, 고점도 액정 등을 보다 큰 면적의 패널에 주입하여야 할 필요성 등이 대두됨에 따라 액정주입시간의 비약적 장기화 및 양산성에서 문제점이 있었다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이른바 원-드롭 필링(ONE-DROP FILLING)이라는 액정주입방법이 대한민국특허출원 제10-1997-004884호로 제안된 바 있었다.

도 2는 종래의 원-드롭 필링법을 나타내는 공정별 도면이다.

종래의 원-드롭 필링법은, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(200)에 씨일런트(220)를 씨일라인(미도시)을 따라 도포한 후 건조시킨다.

이후, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버(미도시)내에서 상기 컬러필터 기판(200)을 회전시키면서 액정공급노즐(240)을 통해 액정(260)을 상기 컬러필터 기판(200)의 표면에 강하시킨다. 그러면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 액정(260)이 원심력을 받아 상기 컬러필터 기판(200)상에 분산된다.

마지막으로, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(200)과 박막트랜지스터 기판(280)을 합착하면 상기 양 기판(200)(280) 사이에 액정층(미도시)이 형성되는 것이다.

그러나, 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서는 다음과 같은문제점이 있었다.

종래 기술에 있어서는, 원-드롭 필링법에 적합한 씨일 재료를 개발하지 못하였으며, 합착시 기판 바깥으로 밀려 나오는 액정유출압을 견딜 수 있는 씨일 재료의 내구성에 관한 문제점이 있었다.

또한, 씨일 재료가 경화되기 이전에 액정과 혼합되지 않아야 하는 재료적인 문제와 종래 기술에서 갖는 점착력, 액정셀 갭 형성 및 신뢰성 등을 거의 동일수준으로 가져야 한다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 합착시 액정이 기판 바깥으로 밀려나오는 압력을 견디고 경화(Cure) 전에 액정과의 혼합을 최소화하도록 씨일(Seal) 재료를 저온 경화시킨 후 액정을 주입하여 액정셀을 합착하는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 진공주입법을 나타내는 공정별 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 원-드롭 필링법을 나타내는 공정별 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 제습기의 내부를 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

400: 제습기410: 노즐

420: 기판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 씰링이 완성된 기판을 준비하는 단계; 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동실로 이동시키고, 상기 냉동실에서 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동시키는 단계; 상기 냉동된 기판을 제습기로 이동시키고, 상기 제습기에서 상기 냉동된 기판을 제습하는 단계; 상기 제습된 기판을 냉장실로 이동시키고, 상기 냉장실에서 상기 제습된 기판에 액정을 주입한 다음, 상기 액정이 주입된 기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 기판을 핫플레이트로 이동시키고, 상기 핫플레이트에서 상기 합착된 기판을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 제습기의 내부를 도시한 평면도이다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 씰링이 완성된 기판을 냉동실에서 냉각시켜 씨일 재료를 냉각시키고, 상기 기판을 제습기에서 습기를 제거한 다음 냉장실에서 액정주입 및 합착한 후, 핫플레이트에서 경화시키는 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 대하여 각 공정 단계별로 상세히 설명한다.

본 발명에 대한 액정표시장치의 제조방법은, 먼저 씰링(Sealing)이 완성된 기판을 준비한다. 이때, 상기 기판은 투명성 절연기판으로 준비한다.

그다음, 씰링을 위한 씨일런트(Sealant) 재료로는 저온에서 빠른 시간내에 경화될 수 있는 저온 속경화 재료를 준비한다. 이때, 상기 기판은 씰링 이외에 세정공정과 트랜스퍼 도팅(Transfer Dotting) 공정이 진행된 것이다.

이어서, 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동실로 이동시키고, 상기 냉동실에서 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동시킨다. 이때, 상기 냉동실은 적어도 기판투입 부분, 냉각온도 안정화 부분 및 기판출구 부분으로 구성되어 있으며, 상기 냉동실의 냉각온도는 -15℃ 이하로 유지한다. 상기 냉장실내로 상기 기판을 투입하여 수분이내, 바람직하게는 3 ~ 7분 동안 냉각시켜 상기 기판상의 씨일(Seal) 재료가 고상화되도록 한다.

이어서, 상기 기판이 상기 -15℃ 이하로 유지되어 있는 냉장실에서 냉각될 때와 상기 냉장실에서 배출되어 상온으로 노출될 때 발생하는 습기를 제거하기 위하여 상기 냉동된 기판을 제습기로 이동시키고, 상기 제습기에서 상기 냉동된 기판을 제습한다.

이때, 상기 기판은 상기 제습기에서 수분 동안, 바람직하게는 2 ~ 4분 동안 제습과정으로 습기가 제거되는데, 상기 제습과정은 상기 제습기 내부 측벽에 구비되어 있는 에어분사용 노즐로부터 나오는 에어(Air)에 의한다.

상기 제습기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판입구와 기판출구의 좌우 상측내벽에 예들 들어 각각 2기씩, 총 4기의 노즐(410)이 설치되어 있는데, 상기 노즐(410)은 상기 제습기(400)에서 제습되는 기판(420)의 이동방향에 대하여 10 ~ 40도 방향을 이루어 에어를 분사한다. 또한, 상기 노즐(410)은 상기 제습기(400)의 입출구에서 제습되는 기판(420)의 1/3 ~ 2/3 부분을 가로지르며 에어를 분사한다.

이어서, 상기 제습된 기판을 냉장실로 이동시키고, 상기 냉장실에서 상기 제습된 기판에 액정을 주입한 다음, 상기 액정이 주입된 기판을 합착한다. 이때, 상기 냉장실은 적어도 액정주입과 기판합착을 위한 장치를 구비하고 있어서, 상기 제습된 기판은 상기 냉장실에서 상기 5 ~ 10도의 온도하에 놓여진 채로 액정이 주입된다.

계속하여, 상기 냉장실에서 상기 액정이 주입된 기판을 합착하는데, 상기 액정주입 및 기판합착 과정은 상기 냉장실에서 수분 동안에 이루어진다.

한편, 상기 제습된 기판을 상기 냉장실에서 재차 제습하는 단계를 추가하여 더욱 더 효과적인 제습효과를 얻을 수도 있다. 이때, 상기 냉장실보다 더 나은 제습효과를 위해서는 냉장실외 다른 장비를 도입할 수 있음은 물론이다.

그 다음, 상기 합착된 기판을 핫플레이트(Hot Plate)로 이동시키고, 상기 핫플레이트에서 상기 합착된 기판을 경화시킨다. 이때, 상기 기판은 상온하에서 프레스(Press)를 가한 상태에서 상기 핫플레이트로 이동시킨다.

또한, 상기 기판은 상기 핫플레이트에서 액정의 열적붕괴가 없는 온도에서 수분 동안 경화시키는데, 바람직하게는 180℃ 이하 온도에서 10분 동안 경화시킨다. 상기와 같은 경화과정을 거치면 상기 기판상의 액정이 열에 의한 손상을 입지 않게 된다.

계속하여 예정된 후속 공정을 진행하여 액정표시장치를 완성한다.

본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 있어서는, 기존의 씨일 재료 경화에 필요한 온도 및 액정의 손상을 주지 않는 온도 범위에서 액정과 씨일 재료의 화학적 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 기판합착, 액정주입 및 엔드씰링(End Sealing) 등에 소비되는 시간을 대폭 줄일 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 패널(Panel)의 제조시간을 상당량 감축할 수 있으며, 이와 더불어 제조공정상 필요한 장비들도 줄일 수 있는 효과가 있다.

추가적으로, 기판상에 액정주입구를 만들지 않아도 되어 액정주입구의 오염에 따른 화질 저하 현상도 제거할 수도 있다.

Claims (18)

1. 씰링이 완성된 기판을 준비하는 단계;

   상기 씰링이 완성된 기판을 냉동실로 이동시키고, 상기 냉동실에서 상기 씰링이 완성된 기판을 냉동시키는 단계;

   상기 냉동된 기판을 제습기로 이동시키고, 상기 제습기에서 상기 냉동된 기판을 제습하는 단계;

   상기 제습된 기판을 냉장실로 이동시키고, 상기 냉장실에서 상기 제습된 기판에 액정을 주입한 다음, 상기 액정이 주입된 기판을 합착하는 단계; 및

   상기 합착된 기판을 핫플레이트로 이동시키고, 상기 핫플레이트에서 상기 합착된 기판을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉동실은 적어도 기판투입 부분, 냉각온도 안정화 부분 및 기판출구 부분으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 냉동실의 냉각온도는 -15℃이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 냉각방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 상기 냉동실에서 수분 이내에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 기판은 상기 냉동실에서 3 ~ 7분 동안 냉각되는 것읕 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 상기 제습기에서 수분 동안 제습되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 기판은 상기 제습기에서 2 ~ 4분 동안 제습되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 제습기는 그 내부 측벽에 에어분사용 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 노즐은 상기 제습기의 기판입구와 기판출구의 좌우 상측내벽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 노즐은 상기 제습기에서 제습되는 기판의 이동방향에 대하여 10 ~ 40도 방향을 이루어 에어를 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 노즐은 상기 제습기에서 제습되는 기판의 1/3 ~ 2/3 부분을 가로지르며 에어를 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 제습된 기판을 상기 냉장실에서 재차 제습시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 냉장실은 적어도 액정주입과 기판합착을 위한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 냉장실은 냉장온도가 5 ~ 10도인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 액정주입 및 기판합착은 상기 냉장실에서 수분 동안에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
16. 제 1항에 있어서,

    상기 기판은 상기 핫플레이트에서 액정의 열적붕괴가 없는 온도에서 수분 동안 경화되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 기판은 상기 핫플레이트에서 180℃ 이하 온도에서 경화되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
18. 제 16항에 있어서,

    상기 기판은 상기 핫플레이트에서 10분 동안 경화되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.