KR20030076874A - 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법 - Google Patents

스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030076874A
KR20030076874A KR1020020015870A KR20020015870A KR20030076874A KR 20030076874 A KR20030076874 A KR 20030076874A KR 1020020015870 A KR1020020015870 A KR 1020020015870A KR 20020015870 A KR20020015870 A KR 20020015870A KR 20030076874 A KR20030076874 A KR 20030076874A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
dropping
spacer
amount
Prior art date
Application number
KR1020020015870A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100817133B1 (ko
Inventor
김완수
박무열
정성수
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020020015870A priority Critical patent/KR100817133B1/ko
Priority to JP2003077906A priority patent/JP4210139B2/ja
Priority to US10/392,871 priority patent/US7258894B2/en
Priority to CNB031073689A priority patent/CN100338518C/zh
Publication of KR20030076874A publication Critical patent/KR20030076874A/ko
Priority to US11/600,808 priority patent/US8899175B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100817133B1 publication Critical patent/KR100817133B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/0007—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm for discrete indicating and measuring
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1341—Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
    • B05B1/304—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
    • B05B1/3046—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

본 발명의 액정적하장치에서는 패턴스페이서(또는 컬럼스페이서)가 형성된 기판에 액정을 적하한다. 패턴스페이서의 높이는 액정적하장치에 일체로 형성된 스페이서 측정부에 의해 이루어지며, 측정된 패턴스페이서의 높이에 따라 기판에 적하될 액정의 적하량이 산출되어 기판상에 적하된다.

Description

스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한 액정적하장치 및 적하방법{APPARATUS AND METHOD OF DISPENSING LIQUID CRYSTAL IN WHICH DISPENSING AMOUNT OF LIQUID CRYSTAL IS DEPENDANT UPON HEIGHT OF SPACER}
본 발명은 액정적하장치에 관한 것으로, 특히 기판에 형성된 스페이서의 높이를 측정하여 측정된 스페이서의 높이에 따라 기판에 적하되는 액정의 적하량을 제어할 수 있는 액정적하장치 및 방법에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
LCD는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, LCD(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하, TFT라 한다)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.
상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing Material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.
액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Date Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).
이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재(9)를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107).
한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).
액정은 패널에 형성된 액정주입구를 통해 주입된다. 이때, 액정의 주입은 압력차에 의해 이루어진다. 도 3에 액정패널에 액정을 주입하는 장치가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진공챔버(Vacuum Chamber;10)내에는 액정이 충진된 용기(12)가 구비되어 있으며, 그 상부에 액정패널(1)이 위치하고 있다. 상기 진공챔버(10)는 진공펌프와 연결되어 설정된 진공상태를 유지하고 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 진공챔버(10) 내에는 액정패널 이동용 장치가 설치되어 상기 액정패널(1)을 용기(12) 상부로부터 용기까지 이동시켜 액정패널(1)에 형성된 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨다(이러한 방식을 액정딥핑(Dipping) 주입방식이라 한다).
상기와 같이 액정패널(1)의 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨 상태에서 진공챔버(10)내에 질소(N2)가스를 공급하여 챔버(10)의 진공정도를 저하시키면, 상기 액정패널(1) 내부의 압력과 진공챔버(10)의 압력차에 의해 액정(14)이 상기 주입구(16)를 통해 패널(1)로 주입되며 액정이 패널(1)내에 완전히 충진된 후에 상기 주입구(16)를 봉지재에 의해 봉지함으로써 액정층이 형성된다(이러한 방식을 액정의 진공주입방식이라 한다).
그런데, 상기와 같이 진공챔버(10)내에서 액정패널(1)의 주입구(16)를 통해 액정을 주입하여 액정층을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 패널(1)로의 액정주입시간이 길어진다는 것이다. 일반적으로 액정패널의 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판 사이의 간격은 수μm 정도로 매우 좁기 때문에, 단위 시간당 매우 작은 양의 액정만이 액정패널 내부로 주입된다. 예를 들어, 약 15인치의 액정패널을 제작하는 경우 액정을 완전히 주입하는데 에는 대략 8시간이 소요되는데, 이러한 장시간의 액정주입에 의해 액정패널 제조공정이 길어지게 되어 제조효율이 저하된다.
둘째, 상기와 같은 액정주입방식에서는 액정소모율이 높게 된다. 용기(12)에 충진되어 있는 액정(14)중에서 실제 액정패널(1)에 주입되는 양은 매우 작은 양이다. 한편, 액정은 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화될 뿐만 아니라 액정패널(1)과의 접촉시 유입되는 불순물에 의해 열화된다. 따라서, 용기(12)에충진된 액정(14)이 복수매의 액정패널(1)에 주입되는 경우에도 주입후 남게 되는 액정(14)을 폐기해야만 하는데, 고가의 액정을 폐기하는 것은 결국 액정패널 제조비용의 증가를 초래하게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 적어도 하나의 액정패널을 포함하는 대면적의 유리기판상에 직접 액정을 적하하는 액정적하장치 및 액정적하방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 패턴스페이서 높이측정수단을 일체로 형성하여 측정된 스페이서의 높이에 기초하여 액정의 적하량을 산출하고 이에 해당하는 양의 액정을 적하함으로써 제작된 액정패널에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정적하장치는 기판상에 형성된 스페이서의 높이를 측정하는 수단과, 액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하기와, 상기 솔레노이드코일에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 액정적하수단에 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 전원공급부 및 가스공급부를 제어하여 기판상에 설정된 액정을 적하하며, 상기 스페이서높이 측정수단으로부터 입력된 스페이서의 높이에 기초하여 기판에 적하될 액정의 적하량을 산출하는 제어부로 구성된다.
액정이 적하되는 기판에 형성된 스페이서는 패턴스페이서 또는 컬럼스페이서로서, TFT공정을 거친 TFT기판에 형성될 수도 있으며, 컬러필터공정을 거친 컬러필터기판에 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정적하방법은 기판에 형성된 스페이서의 높이를 측정하는 단계와, 상기 측정된 스페이서의 높이에 기초하여 액정의 적하량을 산출하는 단계와, 산출된 적하량의 액정을 기판상에 적하하는 단계로 구성된다.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.
도 2는 액정표시소자를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 종래 액정표시소자의 액정주입을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 액정적하방식에 의해 제작된 액정표시소자를 나타내는 도면.
도 5는 액정적하방식에 의해 액정표시소자를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 6은 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 액정적하장치의 구조를 나타내는 도면으로, 도 7(a)는 액정미적하시의 도면이고 도 7(b)는 액정적하시의 도면.
도 8은 도 7의 액정적하장치가 채용된 액정패널 제조방법을 나타내는 흐름도.
도 9는 도 7의 제어부의 구조를 나타내는 블럭도.
도 10은 본 발명에 따른 액정적하방법을 나타내는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 액정패널 103,105 : 기판
107 : 액정 120 : 액정적하장치
122 : 케이스 124 : 액정용기
128 : 스프링 130 : 솔레노이드코일
132 : 자성막대 134 : 간극조정부
136 : 니들 141,142 : 결합부
143 : 니들시트 144 : 배출공
146 : 배출구 150 : 전원공급부
152 : 가스공급부 154 : 유량제어밸브
160 : 제어부 161 : 스페이서높이 입력부
164 : 적하량 산출부 166 : 기판구동부
167 : 전원제어부 168 : 유량제어부
170 : 스페이서 측정부
액정딥핑방식 또는 액정진공 주입방식과 같은 종래의 액정주입방식의 단점들을 극복하기 위해, 근래 제안되고 있는 방법이 액정적하방식(Liquid Crystal Dropping Method)에 의한 액정층 형성방법이다. 상기 액정적하방식은 패널 내부와 외부의 압력차에 의해 액정을 주입하는 것이 아니라 액정을 직접 기판에 적하(Dropping) 및 분배(Dispensing)하고 패널의 합착 압력에 의해 적하된 액정을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 분포시킴으로써 액정층을 형성하는 것이다. 이러한 액정적하방식은 짧은 시간 동안에 직접 기판상에 액정을 적하하기 때문에 대면적의 액정표시소자의 액정층 형성도 매우 신속하게 진행할 수 있게 될 뿐만 아니라 필요한 양의 액정만을 직접 기판상에 적하하기 때문에 액정의 소모를 최소화할 수 있게 되므로 액정표시소자의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다는 장점을 가진다.
도 4는 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정적하방식에서는 구동소자와 컬러필터가 각각 형성된하부기판(105)과 상부기판(103)을 합착하기 전에 하부기판(105)상에 방울형상으로 액정(107)을 적하한다. 상기 액정(107)은 컬러필터가 형성된 기판(103)상에 적하될 수도 있다. 다시 말해서, 액정적하방식에서 액정적하의 대상이 되는 기판은 TFT기판과 CF기판 어느 기판도 가능하다. 그러나, 기판의 합착시 액정이 적하된 기판은 하부에 놓여져야만 한다.
이때, 상부기판(103)의 외곽영역에는 실링재(109)가 도포되어 상기 상부기판(103)과 하부기판(105)에 압력을 가함에 따라 상기 상부기판(103) 및 하부기판(105)이 합착되며, 이와 동시에 상기 압력에 의해 액정(107) 방울이 외부로 퍼져 상기 상부기판(103)과 하부기판(105) 사이에 균일한 두께의 액정층이 형성된다. 다시 말해서, 상기 액정적하방식의 가장 큰 특징은 패널(101)을 합착하기 전에 하부기판상에 미리 액정(107)을 적하한 후 실링재(109)에 의해 패널을 합착하는 것이다.
상기와 같은 액정적하방식이 적용된 액정표시소자 제조방법이 도 5에 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, TFT어레이공정과 컬러필터공정을 통해 하부기판(150) 및 상부기판(103)에 각각 구동소자인 TFT와 컬러필터층을 형성한다(S201,S202). 상기 TFT어레이공정과 컬러필터공정은 도 2에 도시된 종래의 제조방법과 동일한 공정으로서 복수의 패널영역이 형성되는 대면적의 유리기판에 일괄적으로 진행된다. 특히, 상기 제조방법에서는 액정적하방식이 적용되기 때문에, 종래의 제조방법에 비해 더 넓은 유리기판, 예를 들면 1000×1200mm2이상의 면적을 갖는 대면적 유리기판에 유용하게 사용될 수 있다.
이어서, 상기 TFT가 형성된 하부기판(105)과 컬러필터층이 형성된 상부기판(103)에 각각 배향막을 도포한 후 러빙을 실행한 후(S202,S205), 하부기판(105)의 액정패널 영역에는 액정(107)을 적하하고 상부기판의 액정패널 외곽부 영역에는 실링재(109)를 도포한다(S203,S206).
그 후, 상기 상부기판(103)과 하부기판(105)을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 실링재(109)에 의해 상기 상부기판(105)과 하부기판(103)을 합착함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정(107)을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S207). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 유리기판(하부기판 및 상부기판)에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S208,S209).
도 5에 도시된 액정적하방식이 적용된 액정표시소자의 제조방법과 도 2에 도시된 종래의 액정주입방식이 적용된 액정표시소자 제조방법의 차이점을 비교하면, 액정의 진공주입과 액정적하의 차이 및 대면적 유리기판의 가공시기의 차이 이외에도 다른 차이점을 있음을 알 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 액정주입방식이 적용된 액정표시소자 제조방법에서는 주입구를 통해 액정을 주입한 후에 상기 주입구를 봉지재에 의해 봉지해야만 하지만 액정적하방식이 적용된 제조방법에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 이러한 주입구의 봉지공정이 필요없게 된다. 또한, 도 2에는 도시하지 않았지만, 액정주입방식이 적용된 제조방법에서는 액정주입시 기판이 액정에 접촉하기 때문에 패널의 외부면이 액정에 의해 오염되므로 오염된 기판을 세정하기 위한 공정이 필요하게 되지만, 액정적하방식이 적용된 제조방법에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 패널이 액정에 의해 오염되지 않으며, 그 결과 세정공정이 필요없게 된다. 이와 같이, 액정적하방식에 의한 액정표시소자의 제조방법은 액정주입방식에 의한 제조방법에 의해 간단한 공정으로 이루어져 있기 때문에 제조효율이 향상될 뿐만 아니라 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 액정적하방식이 도입된 액정표시소자의 제조방법에서 액정층을 원하는 두께로 정확하게 형성하기 위한 가장 중요한 요인은 적하되는 액정의 위치 및 액정의 적하량이다. 특히, 액정층의 두께는 액정패널의 셀갭과 밀접한 관계를 가지기 때문에, 정확한 액정의 적하위치 및 적하량은 액정패널의 불량을 방지하기 위한 매우 중요한 요소이다. 따라서, 정확한 위치에 정확한 양의 액정을 적하하는 장치가 필요하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 액정적하장치를 제공한다.
도 6은 본 발명에 따른 액정적하장치(120)를 이용하여 기판(대면적의 유리기판;105)상에 액정(107)을 적하하는 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정적하장치(120)는 기판(105)의 상부에 설치되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 상기 액정적하장치(120)의 내부에는 액정이 충진되어 기판상에 일정량을 충진한다.
통상적으로 액정은 방울형태로 기판상에 적하된다. 기판(105)은 x,y방향으로 설정된 속도로 이동하고 액정적하장치는 설정된 시간 간격으로 액정을 배출하기 때문에, 기판(105)상에 적하되는 액정(107)은 x,y방향으로 일정한 간격으로 배치된다. 물론 액정적하시 기판(105)이 고정되어 있고 액정적하장치(120)가 x,y방향으로이동하여 액정을 일정간격으로 적하할 수도 있다. 그러나, 이 경우 액정적하장치(120)의 움직임에 의해 방울형상의 액정이 흔들리기 때문에 액정의 적하위치 및 적하량에 오차가 발생할 수 있으므로 액정적하장치(120)를 고정시키고 기판(105)을 이동하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 액정적하장치를 나타내는 도면으로서, 도 7(a)는 액정미적하시의 단면도이고 도 7(b)는 액정적하시의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 액정적하장치(120)에서는 원통형의 액정용기(124)가 케이스(122)에 수납되어 있다. 상기 액정용기(124)는 폴리에틸렌(Polyethylene)으로 이루어져 있으며 그 내부에 액정(107)이 충진되어 있으며, 케이스(122)는 스테인리스강(Stainless Steel)으로 형성되어 그 내부에 상기 액정용기(124)가 수납된다. 통상적으로 폴리에틸렌은 성형성이 훌륭하기 때문에 원하는 형상의 용기를 용이하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 액정(107)이 충진되었을 때 액정과 반응하지 않기 때문에 액정용기(124)로서 주로 사용된다. 그러나, 상기 폴리에틸렌은 강도가 약하기 때문에 외부의 약한 충격에 의해서도 변형되기 쉽게 되는데, 특히 액정용기(124)로 폴리에틸렌을 사용하는 경우 용기(124)가 변형되어 정확한 위치에 액정(107)을 적하시킬 수 없기 때문에 강도가 큰 스테인리스강으로 이루어진 케이스(122)에 수납하여 사용하는 것이다. 상기 액정용기(124)의 상부에는 외부의 가스공급부(152)에 연결된 가스공급관(153)이 형성되어 있다. 이 가스공급관(153)을 통해 외부의 가스공급부(152)로부터 질소 같은 가스가 공급되어 액정용기(124)의 액정이 충진되지 않은 영역에는 가스가 채워져서 액정이 적하되도록 상기 액정에 압력을 가하게 된다.
상기 액정용기(124)는 스테인리스강과 같은 금속으로 형성될 수도 있다. 이 경우 외부의 충격에 의해 액정용기(124)가 변형되지 않기 때문에 외부 케이스(122)가 필요없게 된다. 따라서, 액정적하장치(120)의 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 이와 같이, 액정용기(124)를 금속으로 형성하는 경우 충진된 액정(107)이 금속과 화학적인 반응을 일으키는 것을 방지하기 위해 내부에 불소수지막을 도포하는 것이 바람직하다.
상기 케이스(122)의 하단부에는 개구(도면표시하지 않음)가 형성되어 있다. 액정용기(124)가 상기 케이스(122)에 수납될 때 액정용기(124)의 하단부에 형성된 돌기(도면표시하지 않음)는 상기 개구에 삽입되어 상기 액정용기(124)가 케이스(122)에 결합되도록 한다. 또한, 상기 돌기는 제1결합부(141)와 결합된다. 도면에 도시하진 않았지만, 돌기에는 너트가 형성되어 있고 제1결합부(141)의 일측에는 볼트가 형성되어 있어, 상기 너트와 볼트에 의해 돌기와 제1결합부(141)가 체결된다.
상기 제1결합부(141)의 타단에는 너트가 형성되어 있으며, 제2결합부(142)의 일단에는 볼트가 형성되어 상기 제1결합부(141)와 제2결합부(142)가 체결된다. 이때, 상기 제1결합부(141)와 제2결합부(142) 사이에는 니들시트(143)가 위치한다. 상기 니들시트(143)는 제1결합부(141)의 너트에 삽입되어 제2결합부(142)의 볼트가 삽입되어 체결될 때 상기 제1결합부(141) 및 제2결합부(142) 사이에 결합된다. 니들시트(143)에는 배출공(도면표시하지 않음)이 형성되어 액정용기(124)에 충진된액정(107)이 결합부(142)를 거쳐 상기 배출공을 통해 배출된다.
또한, 상기 제2결합부(142)에는 노즐이 결합된다. 상기 노즐은 액정용기(124)에 충진된 액정(107)을 소량으로 적하하기 위한 것으로, 제2결합부(142) 일단의 너트와 체결되어 상기 노즐을 제2결합부(142)와 결합시키는 볼트를 포함하는 지지부(147)와 상기 지지부(147)로부터 돌출되어 소량의 액정을 방울형상으로 기판상에 적하시키는 배출구(146)로 구성된다.
상기 지지부(147)의 내부에는 니들시트(143)의 배출공으로부터 연장된 배출관이 형성되어 있으며, 상기 배출관이 배출구(146)와 연결되어 있다. 통상적으로 노즐의 배출구(146)는 매우 작은 직경으로 이루어져 있으며(미세한 액정 적하량을 조절하기 위해), 상기 지지부(147)로부터 돌출되어 있다.
상기 액정용기(124)에는 니들(136)이 삽입되어 그 일단부가 니들시트(143)에 접촉한다. 특히, 상기 니들시트(143)와 접촉하는 니들(136)의 단부는 원뿔형상으로 이루어져 있기 때문에, 해당 단부가 니들시트(143)의 배출공으로 삽입되어 상기 배출공을 막게 된다.
또한, 액정적하장치(120)의 상부 케이스(126)에 위치하는 상기 니들(136)의 타단부에는 스프링(128)이 장착되어 있으며, 그 상부에는 간극조정부(134)가 부착된 자성막대(132)가 장착되어 있다. 상기 자성막대(132)는 강자성 물질 또는 연자성 물질로 이루어져 있으며, 그 외부에는 원통형상의 솔레노이드코일(130)이 설치되어 있다. 상기 솔레노이드코일(130)은 전원공급부(150)와 접속되어 전원이 인가되며, 전원이 인가됨에 따라 상기 자성막대(132)에 자기력이 발생하게 된다.
상기 니들(136)과 자성막대(132)는 일정한 간격(x)을 두고 설치되어 있다. 상기 전원공급부(150)로부터 솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되어 자성막대(132)에 자기력이 발생하게 되면, 상기 자기력에 의해 상기 니들(136)이 상기 자성막대(132)에 닿게 되며, 전원 공급이 중단되면 니들(136)의 단부에 설치된 스프링(128)의 탄성에 의해 원래의 위치로 복원된다. 이와 같은 니들(136)의 상하 이동에 의해 니들시트(143)에 형성된 배출공이 열리거나 닫히게 된다. 상기 니들(136)의 단부와 니들시트(143)는 솔레노이드코일(130)에 전원이 공급되고 중단됨에 따라 반복적으로 접촉하게 된다. 이와 같은 반복적인 접촉에 의해 니들(136)의 단부와 니들시트(143)가 지속적인 충격에 노출되기 때문에 파손될 가능성이 존재하게 된다. 따라서, 상기 니들(136)의 단부와 니들시트(143)를 충격에 강한 물질, 예를 들면 초경합금으로 형성하여 충격에 의한 파손을 방지하는 것이 바람직하다.
도 7(b)에 도시된 바와 같이, 니들시트(143)의 배출공이 오픈됨에 따라 액정용기(124)에 공급되는 가스(즉, 질소가스)가 액정에 압력을 가하여 노즐로부터 액정(107)이 적하되기 시작한다. 이때, 상기 적하되는 액정(107)의 양은 상기 배출공이 오픈되는 시간과 액정에 가해지는 압력에 따라 달라지며, 상기 오픈시간은 니들(136)과 자성막대(132)의 간격(x), 솔레노이드코일(130)에 의해 발생하는 자성막대(132)의 자기력 및 니들(136)에 설치된 스프링(128)의 장력에 의해 결정된다. 자성막대(132)의 자기력은 자성막대(132) 주위에 설치되는 솔레노이드코일(130)의 권선수나 솔레노이드코일(130)에 인가되는 전원의 크기에 따라 조정할 수 있으며, 니들(136)과 자성막대(132)의 간격(x)은 상기 자성막대(132)의 단부에 설치된 간극조정부(134)에 의해 조정할 수 있게 된다.
가스공급부(152)로부터 액정용기(124)에 가스를 공급하는 가스공급관(153)에 는 유량제어밸브(154)가 설치되어 있다. 상기 유량제어밸브(154)는 제어부(160)로부터 인가되는 제어신호에 따라 액정용기(124) 내에 가스를 공급하여 액정용기(124)의 액정(107)내의 압력을 제어한다. 이와 같은 압력의 제어에 따라 기판상에 적하되는 액정(107)의 양을 제어할 수 있게 된다. 솔레노이드코일(130)에는 전원공급부(150)가 연결되어, 제어부(160)의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드코일(130)에 설정된 전원이 공급된다.
또한, 상기 제어부(160)에는 스페이서 측정부(170)가 연결되어 있다. 상기 스페이서 측정부(170)는 기판에 형성된 스페이서(109)의 높이를 측정하여 이를 제어부(160)에 제공한다.
종래의 액정진공주입방식의 경우 스페이서는 주로 볼스페이서(Ball Spacer)를 사용하지만 액정적하방식에서는 주로 패턴스페이서(Pattern Spacer, 혹은 Column Spacer)를 사용하는데, 그 이유는 다음과 같다. 전에 언급한 바와 같이 액정적하방식은 주로 대면적 액정패널의 제작에 사용하는데, 대면적의 액정패널에 볼스페이서를 사용하는 경우 기판상에 볼스페이서를 균일하게 산포하기가 힘들뿐만 아니라 산포된 볼스페이서도 기판상에서 뭉치게 되어 액정패널의 셀갭불량의 원인이 된다. 따라서, 액정적하방식에서는 설정된 위치에 패턴스페이서를 형성함으로써 상기한 문제를 해결하는 것이다.
일반적으로 상기 패턴스페이서는 도 5에 도시된 컬러필터공정시 컬러필터기판상에 형성되고 액정은 TFT기판에 적하된 후 상기 컬러필터기판과 TFT기판이 합착됨으로써 액정패널이 완성된다. 이러한 일반적인 액정적하방식에서는 TFT기판상에 적하되는 액정의 적하량은 기판의 면적이나 기판에 형성될 패널의 매수, 액정의 점도와 같은 액정의 정보 및 설정된 셀갭의 높이에 의해 결정된다.
따라서, 컬러필터기판에 실제 형성된 패턴스페이서 높이가 설정된 셀갭과 다를 경우 설정된 적하량의 액정이 기판에 적하되어도 실제 제작된 액정패널에 충진된 액정의 양은 최적의 액정량과는 차이가 있을 것이다(실제 형성된 패턴스페이서의 높이에 의해 셀갭에 차이가 발생하므로). 실제 적하되는 액정의 적하량이 최적의 적하량보다 작을 경우, 예를 들어 노멀리블랙모드(Normally Black Mode)의 액정표시소자의 경우 블랙휘도에 문제가 발생하게 되고 노멀리화이트모드(Normally White Mode)의 액정표시소자의 경우 화이트휘도에 문제가 발생하게 된다.
또한, 실제 적하되는 액정의 적하량이 최적의 적하량보다 많을 경우 액정패널을 제작했을 때 중력불량이 발생하게 된다. 중력불량은 액정패널을 제작했을 때 액정패널의 내부에 형성된 액정층이 온도상승에 의해 부피가 증가하기 때문에 발생하는 것으로, 액정패널의 셀갭이 스페이서보다 커지게 되며 이에 따라 액정이 중력에 의해 하부로 이동하여 액정패널의 셀갭이 불균일하게 되므로 액정표시소자의 품질저하의 원인이 된다.
상기 스페이서 측정부(170)는 이러한 문제를 해결한다. 즉, 액정의 적하시 기판에 형성된 패턴스페이서의 높이를 측정하고 이 측정된 패턴스페이서의 높이에 의해 액정의 적하량을 산출하여 기판상에는 항상 최적의 액정을 적하하도록 하는것이다.
이 경우, 도 5에 도시된 일반적인 적하방식과 같이 패턴스페이서가 형성되는 기판과 액정이 적하되는 기판이 다르면, 컬러필터공정라인에서 스페이서의 높이를 측정한 후 이 측정된 데이터를 액정이 적하되는 TFT공정라인으로 전송하여 액정의 적하량을 산출하고 액정적하를 실행해야만 한다. 따라서, 스페이서측정수단이 별도로 컬러필터공정라인에 설치되어야만 할뿐만 아니라 데이터를 전송하기 위한 수단이 필요하게 되기 때문에 장비의 비용이 증가하게 된다. 더욱이, 전송된 컬러필터기판의 데이터를 대응하는(합착될) TFT기판에 매칭시키지 못하는 경우 적하불량의 원인이 된다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 스페이서측정수단, 즉 스페이서 측정부(170)를 액정적하장치(또는, 액정이 적하되는 기판의 공정라인)에 일체로 형성해야만 정확하게 적하량의 액정을 적하시킬 수 있는 저가의 장비를 사용할 수 있게 된다.
이러한 관점으로 볼 때, 도 7의 액정적하장치가 채용된 액정패널 제조공정은 도 5에 도시된 일반적인 공정과는 달라져야만 한다. 도 8에 도 7의 액정적하장치가 채용된 액정패널 제조공정이 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 하부기판 및 상부기판에는 각각 TFT어레이공정과 컬러필터공정에 의해 TFT와 컬러필터가 형성된 후(S301,S304), 배향막이 도포되고 러빙이 실행된다(S302,S305). 이때, 상기 컬러필터공정중 상부기판의 설정 영역에는 패턴스페이서가 형성된다. 이어서, TFT공정에서는 하부기판의 외곽부에 실링재를 도포하고(S303), 컬러필터공정에서는 상부기판에 액정을 적하한다(S305). 상기와 같이, 실링재가 도포된 상부기판과 액정이 적하된 하부기판을 합착하고 가공한 후 검사함으로써 액정패널이 완성된다(S307,S308,S309).
상기한 액정패널 제조공정에서는 패턴스페이서의 높이측정과 액정의 적하가 컬러필터기판인 상부기판에 실행된다. 이것은 패턴스페이서의 높이측정과 액정의 적하가 동일한 라인, 구체적으로 동일한 장치에 의해 실행된다는 것을 의미한다. 도 7에 도시된 장치의 스페이서 측정부(170)는 액정적하장치와 일체로 형성된 패턴스페이서의 높이를 측정하기 위한 수단으로서, 상기 장치에 의해 도 8에 도시된 공정을 수행할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 8에 도시된 공정에서는 상부기판(즉, 컬러필터기판)에 패턴스페이서가 형성되고 액정이 적하되지만, 하부기판(즉, TFT기판)에 상기 패턴스페이서가 형성되고 액정이 적하될 수 도 있다. 또한, 실링재 역시 액정이 적하되는 기판상에 도포될 수도 있다.
패턴스페이서의 높이는 이미 알려진 다양한 방법에 의해 실행될 수 있다. 예를 들면, 레이저를 이용하여 패턴스페이서의 높이를 측정하는 방법이나 기계적인 방법을 이용하여 패턴스페이서의 높이를 측정하는 방법은 이미 공지되어 있다. 도 7에 도시된 스페이서 측정부(170)에서 사용되는 방법은 이와 같은 공지된 모든 방법(또는 장치)을 사용할 수 있는 것으로, 특정한 방법이나 장치에 한정되는 것은 아니다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 스페이서 측정부(170)에서 측정된패턴스페이서의 높이가 입력되는 스페이서높이 입력부(161)와, 기판의 면적과 기판에 형성될 패널의 매수, 액정의 정보 등과 같은 각종 정보가 입력되는 입력부(162)와, 상기 스페이서높이 입력부(161)로부터 입력되는 패턴스페이서의 높이와 입력부(162)를 통해 입력되는 각종 정보를 기초로 기판에 적하될 액정의 적하량을 산출하는 적하량 산출부(164)와, 기판을 구동하여 기판의 적하위치가 액정적하장치로 위치시키는 기판구동부(166)와, 전원공급부(150)를 작동하여 상기 전원공급부(150)로부터 상기 적하량 산출부(164)에 의해 산출된 적하량에 대응하는 전원을 기판에 공급하는 전원제어부(167)와, 상기 적하량 산출부(164)에 의해 산출된 적하량에 대응하는 가스의 유량을 산출하고 이에 기초하여 유량제어밸브(154)를 제어하여 가스공급부(152)로부터 액정용기(124)내로 공급되는 가스의 유량을 조절하는 유량제어부(168)와, 입력된 패턴스페이서의 높이, 산출된 액정의 적하량, 현재의 액정적하상황 등과 같은 각종 정보를 출력하는 출력부(169)로 구성된다.
상기 적하량 산출부(164)에서는 입력되는 패널의 크기와 패턴스페이스의 높이 및 액정의 특성정보에 기초하여 액정패널에 적하될 적하량 및 1회의 액정적하량을 계산한다. 적하횟수의 산출은 액정의 적하량, 패널의 면적, 액정 및 기판의 특성에 기초하여 한 패널내에 적하될 적하횟수를 계산한다. 일반적으로 적하방식에서는 기판에 적하된 액정이 상하기판의 합착시 인가되는 압력에 의해 기판에서 퍼지게 된다. 이러한 액정의 퍼짐은 액정의 점도와 같은 액정의 특성과 패턴의 배치 등과 같은 액정이 적하될 기판의 구조에 의해 좌우된다. 따라서, 상기와 같은 특성에 의해 1회 적하된 액정이 퍼져 나가는 영역이 결정되며 이러한 영역을 감안하여 패널에 적하될 액정의 적하횟수를 계산한다. 또한, 상기 패널에서의 적하횟수에 의해 기판 전체에 걸쳐 적하될 횟수를 산출하게 된다. 또한, 1회 적하량은 산출된 적하량에 기초하여 산출한다.
액정의 적하위치는 산출된 액정의 적하량과 액정의 특성에 기초하여 적하된 액정이 퍼져 나가는 범위를 계산하여 산출된다.
상기와 같이 산출된 적하횟수와 1회의 적하량 및 적하위치는 도 8에 도시된 바와 같이 기판구동부(166), 전원제어부(167) 및 유량제어부(168)에 입력된다. 전원제어부(167)에서는 산출된 데이터(적하횟수 및 1회 적하량)에 기초하여 공급될 전원을 계산한 후 전원공급부(150)에 신호를 출력하여 솔레노이드코일(130)에 해당 전원을 공급한다. 유량제어부(168)에서는 입력된 데이터에 기초하여 공급될 가스의 유량을 계산하여 유량제어밸브(154)를 제어하여 액정용기(124)에 해당하는 양의 질소를 공급한다. 또한, 기판구동부(166)에서는 산출된 적하위치 데이터에 기초하여 기판구동신호를 출력하여 기판구동용 모터(도면표시하지 않음)를 작동시켜 상기 기판을 이동함으로써 액정적하장치를 기판의 적하위치에 정렬시킨다.
상기 전원제어부(167)와 유량제어부(168)의 제어에 의해 산출된 양의 액정이 기판상에 적하된다. 일반적으로 기판상에 적하되는 액정의 양은 니들(136)에 설치된 스프링(128)의 탄성력, 액정용기(124)에 공급되는 가스의 공급량(즉, 액정에 인가되는 압력) 및 솔레노드이코일(130)에 인가되는 전원양에 따라 달라진다. 이중에서, 스프링(128)의 탄성력은 적하될 액정의 양에 따라 수시로 변경하기가 곤란하므로 미리 고정된다. 따라서, 액정의 적하량은 주로 액정용기(124)에 공급되는 가스의 공급량과 솔레노이드코일(130)에 인가되는 전원의 양의 의해 제어된다. 이때, 실제 액정의 적하량 제어는 액정의 적하량은 주로 액정용기(124)에 공급되는 가스의 공급량과 솔레노이드코일(130)에 인가되는 전원의 양을 조정하여 할 수도 있지만, 하나는 고정시키는 다른 하나만을 조정하여 제어할 수도 있다.
한편, 출력부(169)에는 입력부(162)를 통해 입력된 액정패널의 크기와 액정의 특성정보를 표시하고 스페이서높이 입력부(161)를 통해 입력되는 패턴스페이서의 높이 측정값을 표시할 뿐만 아니라 상기 입력된 데이터에 기초하여 산출된 적하횟수와 1회의 적하량 및 적하위치, 현재 액정이 적하된 횟수와 위치 및 적하량과 같은 현재의 적하상태를 표시하여, 작업자가 항상 이를 확인할 수 있도록 한다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 액정적하장치에서는 측정된 패턴스페이서의 높이에 기초하여 액정의 적하량을 산출하고, 이 산출된 액정의 적하량에 의해 기판상에 액정을 적하한다.
이하, 상기한 액정적하장치를 이용하여 실제 기판상에 액정을 적하하는 방법을 설명한다.
도 10은 기판에 형성된 패턴스페이서의 높이에 따른 액정의 적하방법을 나타내는 흐름도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 우선 TFT공정이나 컬러필터공정에 의해 TFT나 컬러필터 및 패턴스페이서가 형성된 기판이 로딩되면(S401), 패턴스페이서 높이측정수단으로 전공정에서 형성된 패턴스페이서의 높이를 측정한다(S402). 이어서, 상기 측정된 패턴스페이서의 높이에 기초하여 액정의 적하량, 적하횟수, 적하위치 및 1회의 적하량을 산출한다(S403).
그후, 상기 산출된 적하량에 기초하여 솔레노이드코일(130)에 인가될 전원의 공급량을 산출한 후 전원공급부(150)를 제어하여 솔레노이드코일(130)에 산출된 전원을 공급함으로써 액정을 적하한다(S404,S405,S408). 또한, 상기 산출된 액정의 적하량에 기초하여 액정용기(124)에 인가될 가스압력 및 이에 대응하는 가스의 공급량을 산출한 후(S406), 유량제어밸브(154)를 제어하여 유량공급부(152)로부터 산출된 유량의 가스를 액정용기(124)에 공급하여 액정을 적하한다(S406,S407,S408).
상기 솔레노이드코일에 인가되는 전원의 제어와 액정용기(124)에 공급되는 가스공급량의 제어는 동시에 이루어질 수도 있지만 하나는 고정된 채로 별개로 이루어질 수도 있다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 액정의 적하시 기판이 이동하여 액정적하장치가 기판상의 적하위치에 위치하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공한다. 특히, 본 발명에서는 패턴스페이서가 형성된 기판에 액정을 적하하는 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공하는 것으로, 형성된 패턴스페이서의 높이를 측정하고 이 측정된 패턴스페이서의 높이를 기초로 액정의 적하량을 산출하여 액정을 적하한다. 이러한 본 발명은 특정한 구조에 한정되는 것은 아니라 패턴스페이서의 높이 측정장치가 일체로 형성된 어떠한 구조의 액정적하장치도 포함할 것이다. 더욱이, 본 발명에서 액정이 적하되는 기판은 특정 기판에 한정될 필요가 없다. 패턴스페이서가 형성된 TFT기판이나 컬러필터기판중 어느 기판에도 본 발명의 액정적하장치를 이용하여 액정을 적하할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 패턴스페이서의 높이를 측정하고 이 측정된 높이에 따라 액정의 적하량을 산출하여 액정을 적하한다. 따라서, 액정패널에는 항상 셀갭에 대응하는 액정이 충진되기 때문에 액정의 적하의 불량에 의해 발생하는 휘도문제나 중력불량의 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 액정적하기와 스페이서측정수단을 동일한 장치에 설치하기 때문에 장비의 비용을 절감할 수 있으며 설치공간을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (14)

  1. 기판상에 형성된 스페이서의 높이를 측정하는 수단; 및
    액정이 충진되며, 상기 측정된 스페이서의 높이에 기초하여 기판에 적하될 액정의 적하량을 산출하여 기판상에 직접 액정을 적하하는 액정적하수단으로 이루어진 액정적하장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 패턴스페이서인 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 컬럼스페이서인 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판은 박막트랜지스터기판인 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 컬러필터기판인 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액정적하수단은,
    액정이 충진되고 가스가 공급되어 가스의 압력에 의해 노즐을 통해 적어도 하나의 액정패널이 형성된 기판상에 액정을 적하하며, 내부에 설치된 솔레노이드코일의 자기력과 스프링의 장력에 의해 니들이 상하 이동하여 노즐과 연결된 배출공이 열리고 닫혀 액정의 적하량을 조절하는 액정적하기;
    상기 솔레노이드코일에 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 액정적하수단에 가스를 공급하는 가스공급부; 및
    상기 전원공급부 및 가스공급부를 제어하여 기판상에 설정된 액정을 적하하며, 상기 스페이서높이 측정수단으로부터 입력된 스페이서의 높이에 기초하여 기판에 적하될 액정의 적하량을 산출하는 제어부로 구성된 액정적하장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    스페이서높이 측정부로부터 입력된 스페이서높이를 기초로 액정의 적하량을 산출하는 적하량 산출부;
    전원공급부를 제어하여 상기 산출된 액정의 적하량에 대응하는 전원을 솔레노이드코일에 공급하는 전원제어부; 및
    기판을 구동하여 액정의 적하위치를 액정적하기 하부에 위치시키는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    스페이서높이 측정부터 입력된 스페이서높이를 기초로 액정의 적하량을 산출하는 적하량 산출부;
    가스공급부의 유량을 제어하여 상기 산출된 액정의 적하량에 대응하는 가스를 액정용기에 공급하는 유량제어부; 및
    기판을 구동하여 액정의 적하위치를 액정적하기 하부에 위치시키는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    스페이서높이 측정부터 입력된 스페이서높이를 기초로 액정의 적하량을 산출하는 적하량 산출부;
    전원공급부를 제어하여 상기 산출된 액정의 적하량에 대응하는 전원을 솔레노이드코일에 공급하는 전원제어부;
    가스공급부의 유량을 제어하여 상기 산출된 액정의 적하량에 대응하는 가스를 액정용기에 공급하는 유량제어부; 및
    기판을 구동하여 액정의 적하위치를 액정적하기 하부에 위치시키는 기판구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제어부는 측정된 패턴스페이서의 높이, 산출된 액정의 적하량 및 현재의 액정적하상황을 출력하는 출력부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정적하장치.
  11. 기판에 형성된 스페이서의 높이를 측정하는 단계;
    상기 측정된 스페이서의 높이에 기초하여 액정의 적하량을 산출하는 단계; 및
    산출된 적하량의 액정을 기판상에 적하하는 단계로 구성된 액정적하방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판상에 액정을 적하하는 단계는,
    상기 산출된 적하량을 기초로 솔레노이드코일에 공급될 전원량을 계산하는 단계;
    기판을 액정적하위치로 이동시키는 단계; 및
    솔레노이드코일에 계산된 전원을 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 기판상에 액정을 적하하는 단계는,
    상기 산출된 적하량을 기초로 액정용기의 가스압력을 계산한 후 공급될 가스의 양을 산출하는 단계;
    기판을 액정적하위치로 이동시키는 단계; 및
    액정용기에 산출된 양의 가스를 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 기판상에 액정을 적하하는 단계는,
    상기 산출된 적하량을 기초로 솔레노이드코일에 공급될 전원량을 계산하는 단계;
    상기 산출된 적하량을 기초로 액정용기의 가스압력을 계산한 후 공급될 가스의 양을 산출하는 단계;
    기판을 액정적하위치로 이동시키는 단계; 및
    액정용기에 산출된 양의 가스를 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정적하방법.
KR1020020015870A 2002-03-23 2002-03-23 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법 KR100817133B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020015870A KR100817133B1 (ko) 2002-03-23 2002-03-23 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법
JP2003077906A JP4210139B2 (ja) 2002-03-23 2003-03-20 スペーサの高さによって液晶の滴下量調整が可能である液晶滴下装置及びその滴下方法
US10/392,871 US7258894B2 (en) 2002-03-23 2003-03-21 Apparatus and method for dispensing liquid crystal material
CNB031073689A CN100338518C (zh) 2002-03-23 2003-03-24 用于分配液晶材料的装置和方法
US11/600,808 US8899175B2 (en) 2002-03-23 2006-11-17 Apparatus and method for dispensing liquid crystal material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020015870A KR100817133B1 (ko) 2002-03-23 2002-03-23 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030076874A true KR20030076874A (ko) 2003-09-29
KR100817133B1 KR100817133B1 (ko) 2008-03-27

Family

ID=32226012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020015870A KR100817133B1 (ko) 2002-03-23 2002-03-23 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100817133B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553392B2 (en) 2003-12-10 2009-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid crystal display device and one drop fill apparatus used for the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2788532B2 (ja) * 1990-04-18 1998-08-20 株式会社テック ファクシミリ装置
JP3084975B2 (ja) * 1992-11-06 2000-09-04 松下電器産業株式会社 液晶表示用セルの製造装置
US5539545A (en) * 1993-05-18 1996-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of making LCD in which resin columns are cured and the liquid crystal is reoriented
KR100208475B1 (ko) * 1996-09-12 1999-07-15 박원훈 자기장 처리에 의한 액정배향막의 제조방법
JP3678974B2 (ja) * 2000-03-29 2005-08-03 富士通ディスプレイテクノロジーズ株式会社 液晶表示装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553392B2 (en) 2003-12-10 2009-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid crystal display device and one drop fill apparatus used for the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100817133B1 (ko) 2008-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100511352B1 (ko) 액정적하장치 및 액정적하량 제어방법
US8899175B2 (en) Apparatus and method for dispensing liquid crystal material
KR100469508B1 (ko) 스프링의 장력조정에 의해 액정적하량을 제어가 가능한액정적하장치
KR100511350B1 (ko) 노즐의 보호가 가능한 액정적하장치
KR100532083B1 (ko) 일체화된 니들시트를 가진 액정적하장치
KR100817132B1 (ko) 액정적하장치
KR100817133B1 (ko) 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량 조정이 가능한액정적하장치 및 적하방법
KR100511351B1 (ko) 액정적하장치
KR100548779B1 (ko) 다양한 규격의 패널이 형성된 기판상에 액정을 적하시키는 액정적하장치 및 이를 이용한 액정패널 제조방법
KR100606445B1 (ko) 스페이서의 높이에 따라 액정의 적하량의 보정이 가능한 액정적하장치 및 적하방법, 이를 이용한 액정표시소자 제조방법
JP3822177B2 (ja) 液晶滴下装置
KR100532084B1 (ko) 액정적하장치
KR100841622B1 (ko) 액정적하장치
KR100832295B1 (ko) 액정의 잔량측정용 저울이 구비된 액정적하장치
KR100807588B1 (ko) 효율적인 액정적하가 가능한 액정적하장치 및 적하방법
KR100841621B1 (ko) 액정잔량의 확인이 가능한 액정적하장치
KR100832294B1 (ko) 액정적하장치
KR100841618B1 (ko) 액정적하장치
KR100841624B1 (ko) 대용량 액정적하장치
KR100518268B1 (ko) 노즐에 홈이 형성된 액정적하장치
KR100798321B1 (ko) 액정적하장치
KR100841620B1 (ko) 스프링의 장력조정이 가능한 액정적하장치
KR100841619B1 (ko) 액정의 가열이 가능한 액정적하장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121228

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150227

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160226

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180213

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 13