KR20060001665A - Apparatus for dispensing liquid crystal and method of dispensing liquid crystal using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정의 적하량을 정확히 측정하고 보정하여 기판상에 항상 정확한 양의 액정을 적하하기 위한 것으로, 액정이 충진된 용기와, 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프와, 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐과, 상기 용기로부터 유출되는 액정의 유량을 측정하여 기판상에 적하되는 액정의 적하량을 검출하는 유량계로 구성된다.The present invention is to accurately measure and correct the amount of liquid crystal dropping to always drop the correct amount of liquid crystal on the substrate, a container filled with the liquid crystal, a discharge pump for sucking and discharging the liquid crystal filled in the container, And a nozzle for dropping the liquid crystal discharged from the discharge pump onto the substrate, and a flowmeter for measuring the flow rate of the liquid crystal flowing out of the container and detecting the drop amount of the liquid crystal dropped on the substrate.
액정적하, 적하량, 유량계, 온도, 적하량보정Liquid crystal dropping, dripping amount, flow meter, temperature, dripping correction
Description
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a general liquid crystal display device.
도 2는 액정표시소자를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 흐름도.2 is a flowchart showing a conventional method for manufacturing a liquid crystal display device.
도 3은 종래 액정표시소자의 액정주입을 나타내는 도면.3 is a view showing liquid crystal injection of a conventional liquid crystal display device.
도 4는 본 발명에 따른 액정적하방식에 의해 제작된 액정표시소자를 나타내는 도면.4 is a view showing a liquid crystal display device manufactured by the liquid crystal dropping method according to the present invention.
도 5는 액정적하방식에 의해 액정표시소자를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device by the liquid crystal dropping method.
도 6은 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면.6 is a view showing a basic concept of the liquid crystal dropping method.
도 7은 본 발명에 따른 액정적하기의 구조를 나타내는 사시도.7 is a perspective view showing the structure of the liquid crystal droplets according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 액정적하기의 구조를 나타내는 분해사시도.8 is an exploded perspective view showing the structure of the liquid crystal droplets according to the present invention.
도 9는 도 8의 A영역 확대도로서, 액정적하기에 유량계가 설치된 구조를 나타내는 도면.FIG. 9 is an enlarged view of region A of FIG. 8 and illustrates a structure in which a flowmeter is installed to be liquid crystal.
도 10a는 본 발명에 따른 액정적하기의 액정토출펌프의 구조를 나타내는 사시도.Figure 10a is a perspective view showing the structure of the liquid crystal discharge pump of the liquid crystal drop according to the present invention.
도 10b는 액정토출펌프의 구조를 나타내는 분해사시도.10B is an exploded perspective view showing the structure of a liquid crystal discharge pump.
도 11은 액정토출펌프가 고정부에 고정된 상태를 나타내는 도면.11 is a view showing a state in which the liquid crystal discharge pump is fixed to the fixed portion.
도 12a∼도 12d는 액정토출펌프의 동작을 나타내는 도면.12A to 12D are views showing the operation of the liquid crystal discharge pump.
도 13는 고정각도가 증가한 액정토출펌프의 구조를 나타내는 도면.13 is a view showing the structure of the liquid crystal discharge pump with a fixed angle increased.
도 14는 본 발명에 따른 액정적하장치의 제어부의 구조를 나타내는 블럭도.14 is a block diagram showing the structure of a control unit of the liquid crystal dropping apparatus according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 액정적하장치에 의한 액정의 적하방법을 나타내는 흐름도.15 is a flowchart showing a liquid crystal dropping method by the liquid crystal dropping apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
120 : 액정적하기 122 : 액정용기120: liquid crystal drop 122: liquid crystal container
123 : 케이스 128 : 핀123: Case 128: Pin
131,133 : 모터 134 : 액정용적량 조절부재131,133: motor 134: liquid crystal volume adjusting member
136 : 회전축 137 : 조절레버136: rotation axis 137: control lever
140 : 액정토출펌프 142 : 실린더140: liquid crystal discharge pump 142: cylinder
145 : 피스톤 145a : 홈145:
147 : 액정흡입구 148 : 액정토출구147: liquid crystal suction opening 148: liquid crystal discharge opening
149 : 고정부 150 : 노즐149: fixing part 150: nozzle
154, 162 : 센서 160 : 연결관154, 162
190 : 유량계 192 : 히터190: flow meter 192: heater
194,196 : 온도센서 200 : 제어부194,196: temperature sensor 200: control unit
202 : 적하량설정부 204 : 온도차검출부202: dripping amount setting unit 204: temperature difference detection unit
206: 적하량검출부 208 : 적하량보정부206: load detection unit 208: load compensation
210 : 모터구동부 212 : 출력부210: motor drive unit 212: output unit
본 발명은 액정적하장치에 관한 것으로, 특히 기판상에 항상 정확한 양의 액정을 정밀하게 적하하여 액정표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액정적하장치 및 액정적하방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
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.Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, there is a growing demand for flat panel display devices for light and thin applications. Such flat panel displays are being actively researched, such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), VFD (Vacuum Fluorescent Display), but mass production technology, ease of driving means, Liquid crystal display devices (LCDs) are in the spotlight for reasons of implementation.
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.LCD is a device for displaying information on the screen using the refractive anisotropy of the liquid crystal. As shown in FIG. 1, the
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.The
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.The manufacturing process of the liquid crystal display device can be largely divided into a driving element array substrate process of forming a driving element on the
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.First, a plurality of gate lines and data lines arranged on the
또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).In addition, the
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).Subsequently, an alignment layer is applied to the
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).On the other hand, the
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 설치되 어 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).The liquid crystal is injected through the liquid crystal inlet formed in the panel. At this time, the injection of the liquid crystal is made by the pressure difference. 3 shows an apparatus for injecting liquid crystal into the liquid crystal panel. As shown in FIG. 3, a
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).As described above, when nitrogen (N 2 ) gas is supplied into the
그런데, 상기와 같이 진공챔버(10)내에서 액정패널(1)의 주입구(16)를 통해 액정을 주입하여 액정층을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.However, the method of forming the liquid crystal layer by injecting liquid crystal through the
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.First, the liquid crystal injection time to the
둘째, 상기와 같은 액정주입방식에서는 액정소모율이 높게 된다. 용기(12)에 충진되어 있는 액정(14)중에서 실제 액정패널(1)에 주입되는 양은 매우 작은 양이 다. 한편, 액정은 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화될 뿐만 아니라 액정패널(1)과의 접촉시 유입되는 불순물에 의해 열화된다. 따라서, 용기(12)에 충진된 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.Second, the liquid crystal consumption rate is high in the liquid crystal injection method as described above. Of the
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 적어도 하나의 액정패널을 포함하는 대면적의 유리기판상에 직접 액정을 적하하는 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a liquid crystal dropping device and a liquid crystal dropping method for directly dropping a liquid crystal onto a large glass substrate including at least one liquid crystal panel.
본 발명의 다른 목적은 기판상에 적하되는 액정의 적하량을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal dropping device and a liquid crystal dropping method capable of accurately measuring the amount of liquid crystal dropped on a substrate in real time.
본 발명의 또 다른 목적은 기판상에 항상 정확한 양의 액정을 적하할 수 있는 액정적하장치 및 액정적하방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal dropping apparatus and a liquid crystal dropping method capable of always dropping an accurate amount of liquid crystal onto a substrate.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정적하장치는 액정이 충진된 용기와, 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프와, 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐과, 상기 용기로부터 유출되는 액정의 유량을 측정하여 기판상에 적하되는 액정의 적하량을 검출하는 유량계로 구성된다.In order to achieve the above object, the liquid crystal dropping apparatus according to the present invention is to drop the container filled with the liquid crystal, the discharge pump for sucking and discharging the liquid crystal filled in the container, and the liquid crystal discharged from the discharge pump to the substrate It consists of a nozzle and the flowmeter which measures the flow volume of the liquid crystal which flows out from the said container, and detects the dripping amount of the liquid crystal dropped on a board | substrate.
상기 토출펌프는 실린더와, 상기 실린더 내에 삽입되며, 하부의 일정 영역에 홈이 형성되어 회전 및 상하운동함에 따라 액정을 흡입하고 토출하는 피스톤과, 상 기 피스톤이 운동함에 따라 액정이 흡입되고 토출되는 흡입구 및 토출구로 이루어지며, 상기 토출펌프에는 피스톤이 고정되어 피스톤을 회전운동시키는 회전부재를 포함하는 고정부를 추가로 포함한다. 또한, 상기 피스톤에는 바가 형성되고 회전부재에는 홀이 형성되어 상기 바가 홀에 회동가능하게 삽입되어 피스톤이 회전부재에 고정되는데, 토출펌프의 액정용적량은 피스톤이 회전부재에 고정되는 각도에 따라 달라진다.The discharge pump is inserted into the cylinder, the cylinder, a groove is formed in a predetermined lower portion of the piston to suck and discharge the liquid crystal as the rotation and up and down movement, and the liquid crystal is sucked and discharged as the piston moves It is composed of a suction port and a discharge port, the discharge pump further comprises a fixing part including a rotating member fixed to the piston to rotate the piston. In addition, a bar is formed in the piston and a hole is formed in the rotating member so that the bar is rotatably inserted into the hole so that the piston is fixed to the rotating member. The liquid crystal volume of the discharge pump varies depending on the angle at which the piston is fixed to the rotating member.
상기 유량계는 액정용기와 토출펌프의 사이에 배치된 제1연결관에 설치되어 상기 제1연결관을 가열하는 가열수단과, 상기 제1연결관의 두지점에 설치되어 액정과의 열전달에 의한 제1연결관의 두짐의 온도차를 측정하는 제1온도센서 및 제2온도센서로 이루어진다. 이때, 상기 가열수단과 제1온도센서 및 제2온도센서는 토출펌프와 노즐 사이에 구비된 제2연결관에 설치될 수도 있다.The flow meter is installed in a first connecting tube disposed between the liquid crystal container and the discharge pump, and heating means for heating the first connecting tube, and installed at two points of the first connecting tube, It consists of a 1st temperature sensor and a 2nd temperature sensor which measure the temperature difference of the two loads of a connection pipe. In this case, the heating means, the first temperature sensor and the second temperature sensor may be installed in the second connecting pipe provided between the discharge pump and the nozzle.
유량계에서 측정된 액정의 유량은 제어부에 입력되는데, 상기 제어부는 제1온도센서 및 제2온도센서에 의해 측정된 온도의 차이를 검출하는 온도차 검출부와, 상기 온도차검출부에서 검출된 온도차에 기초하여 액정의 실제 적하량을 검출하는 적하량검출부와, 설정된 적하량과 적하량검출부에서 검출된 실제 적하량을 비교하여 차이가 발생하는 경우 그 차이 만큼 액정의 적하량을 보정하는 적하량보정부로 이루어진다.The flow rate of the liquid crystal measured by the flowmeter is input to the control unit, wherein the control unit detects the difference between the temperatures measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor, and the liquid crystal based on the temperature difference detected by the temperature difference detection unit. The dripping detection unit detects the actual dripping amount of the load, and the dripping correction unit corrects the dripping amount of the liquid crystal by the difference when a difference occurs by comparing the set dripping amount and the actual dripping amount detected by the dripping amount detecting unit.
또한, 본 발명에 따른 액정적하장치는 복수의 액정패널이 형성된 기판을 로딩하는 단계와, 액정의 적하량을 설정하는 단계와, 액정토출펌프를 작동하여 액정을 기판에 적하하는 단계와, 액정이 흐르는 통로의 온도를 측정하여 액정의 실제 적하량을 검출하는 단계와, 설정된 적하량과 실제 적하량을 비교하여 적하량을 보정하는 단계로 구성된다.In addition, the liquid crystal dropping apparatus according to the present invention includes the steps of loading a substrate on which a plurality of liquid crystal panels are formed, setting a dropping amount of the liquid crystal, dropping the liquid crystal onto the substrate by operating a liquid crystal discharge pump, Measuring the temperature of the flow path to detect the actual amount of the liquid crystal and the step of correcting the amount of drop by comparing the set amount of drop and the actual drop.
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.In order to overcome the shortcomings of the conventional liquid crystal injection method such as the liquid crystal dipping method or the liquid crystal vacuum injection method, a method proposed in recent years is a liquid crystal layer forming method by the liquid crystal dropping method. The liquid crystal dropping method does not inject the liquid crystal by the pressure difference between the inside and the outside of the panel, but directly drops and dispenses the liquid crystal onto the substrate, and uniformly spreads the liquid crystal dropped by the bonding pressure of the panel. The liquid crystal layer is formed by distribution. Since the liquid crystal dropping method directly drops the liquid crystal onto the substrate for a short time, the liquid crystal layer formation of the large area liquid crystal display device can be performed very quickly, and only the required amount of liquid crystal is directly dropped onto the substrate. Since it is possible to minimize the consumption of the liquid crystal display device has the advantage that can significantly reduce the manufacturing cost.
도 4는 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정적하방식에서는 구동소자와 컬러필터가 각각 형성된 하부기판(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.4 is a view showing a basic concept of the liquid crystal dropping method. As shown in the figure, in the liquid crystal dropping method, before the
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.In this case, a sealing
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 1000×1200mm2 이상의 면적을 갖는 대면적 유리기판에 유용하게 사용될 수 있다.The liquid crystal display device manufacturing method to which the above liquid crystal dropping method is applied is shown in FIG. 5. As shown in the figure, TFT and color filter layers, which are driving elements, are formed on the
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).Subsequently, after the alignment film is applied to the
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).Thereafter, pressure is applied while the
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 때 문에 제조효율이 향상될 뿐만 아니라 수율을 향상시킬 수 있게 된다.Comparing the difference between the method of manufacturing the liquid crystal display device to which the liquid crystal drop method shown in FIG. 5 is applied and the method of manufacturing the liquid crystal display device to which the conventional liquid crystal injection method shown in FIG. 2 is applied, the difference between the vacuum injection and the liquid crystal drop of the liquid crystal and In addition to the difference in the processing time of the large-area glass substrate it can be seen that there are other differences. That is, in the method of manufacturing a liquid crystal display device to which the liquid crystal injection method shown in FIG. 2 is applied, the injection hole must be sealed by an encapsulant after the liquid crystal is injected through the injection hole. This eliminates the need for sealing of these inlets. In addition, although not shown in FIG. 2, in the manufacturing method to which the liquid crystal injection method is applied, since the substrate contacts the liquid crystal when the liquid crystal is injected, the outer surface of the panel is contaminated by the liquid crystal. In the manufacturing method in which the liquid crystal dropping method is applied, since the liquid crystal is directly dropped on the substrate, the panel is not contaminated by the liquid crystal, and as a result, the cleaning process is unnecessary. As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display device by the liquid crystal dropping method is a simple process by the manufacturing method by the liquid crystal injection method, so that not only the manufacturing efficiency can be improved but also the yield can be improved.
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 액정적하기를 제공한다.In the manufacturing method of the liquid crystal display device in which the liquid crystal dropping method is introduced as described above, the most important factors for accurately forming the liquid crystal layer to a desired thickness are the position of the liquid crystal to be dropped and the amount of liquid crystal dropping. In particular, since the thickness of the liquid crystal layer has a close relationship with the cell gap of the liquid crystal panel, the accurate dropping position and the dropping amount of the liquid crystal are very important factors for preventing defects of the liquid crystal panel. Therefore, there is a need for an apparatus for dropping the correct amount of liquid crystal at the correct position, and the present invention provides such liquid crystal droplets.
도 6은 본 발명에 따른 액정적하기를 이용하여 기판(대면적의 유리기판;105)상에 액정(107)을 적하하는 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정적하기(120)는 기판(105)의 상부에 설치되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 상기 액정적하기(120)의 내부에는 액정이 충진되어 기판상에 일정량을 충진한다.6 is a view showing a basic concept of dropping the
통상적으로 액정은 방울형태로 기판상에 적하된다. 기판(105)은 x,y방향으로 설정된 속도로 이동하고 액정적하기는 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 액정적하기(120)가 x,y방향으로 이동하여 액정을 일정간격으로 적하할 수도 있다. 그러나, 이 경우 액정적하기(120)의 움직임에 의해 방울형상의 액정이 흔들리기 때문에 액정의 적하위치 및 적하량에 오차가 발생할 수 있으므로 액정적하기(120)를 고정시키고 기판(105)을 이동하는 것이 바람직하다.Typically, the liquid crystal is dropped onto the substrate in the form of droplets. Since the
도 7은 본 발명에 따른 액정적하기(120)의 구조를 나타내는 사시도이고 도 8은 액정적하기(120)의 사시분해도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 액정적하기(120)에서는 원통형의 액정용기(122)가 케이스(123)에 수납되어 있다. 상기 액정용기(122)는 폴리에틸렌(Polyethylene)으로 이루어져 있으며 그 내부에 액정(107)이 충진되어 있으며, 케이스(123)는 스테인리스강(Stainless Steel)으로 형성되어 그 내부에 상기 액정용기(122)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(122)로서 주로 사용된다. 그러나, 상기 폴리에틸렌은 강도가 약하기 때문에 외부의 약한 충격에 의해서도 변형되기 쉽게 되는데, 특히 액정용기(122)로 폴리에틸렌을 사용하는 경우 용기(122)가 변형되어 정확한 위치에 액정(107)을 적하시킬 수 없기 때문에 강도가 큰 스테인리스강으로 이루어진 케이스(123)에 수납하여 사용하는 것이다.FIG. 7 is a perspective view showing the structure of the
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정용기(122)의 상부에는 가스공급관이 연결되어 외부로부터 질소와 같은 가스가 공급된다. 이러한 가스 공급에 의해 액정의 적하시 액정용기(122)의 액정이 충진되지 않은 영역이 압력이 저하되어 액정적하를 방해하는 것을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, although not shown in the figure, a gas supply pipe is connected to the upper portion of the
상기 액정용기(122)는 스테인리스강과 같은 금속으로 형성될 수도 있다. 이 경우 외부의 충격에 의해 액정용기(122)가 변형되지 않기 때문에 외부 케이스(123)가 필요없게 된다. 따라서, 액정적하기(120)의 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 이와 같이, 액정용기(122)를 금속으로 형성하는 경우 충진된 액정(107)이 금속과 화학적인 반응을 일으키는 것을 방지하기 위해 내부에 불소수지막을 도포하는 것이 바람직하다.The
상기 액정용기(122)의 하부에는 액정토출펌프(140)가 배치되어 있다. 상기 액정토출펌프(140)는 액정용기(122)의 액정을 일정량 토출하여 기판상에 적하하기 위한 것으로, 상기 액정용기(122)와 연결되어 액정토출펌프(140)가 작동함에 따라 액정이 흡입되는 액정흡입구(147)와 상기 액정흡입구(147)의 반대편에 형성되어 액정토출펌프(140)가 작동함에 따라 액정이 토출되는 액정토출구(148)를 구비하고 있다.The liquid
도 8에 도시된 바와 같이, 액정흡입구(147)에는 제1연결관(126)이 결합되어 있다. 도면에는 상기 액정흡입구(147)가 제1연결관(126)에 삽입되어 결합되어 있지만, 나사와 같은 결합수단에 의해 액정흡입구(147)와 제1연결관(126)이 결합될 수도 있다. 상기 제1연결관(126)의 일측에는 주사바늘과 같이 내부가 통공된 핀(128)이 형성되어 있으며, 상기 제1연결관(126)으로 액정을 유출하는 액정용기(122)의 하부에는 실리콘이나 부틸고무계열과 같이 수축성과 밀폐성이 강한 재질의 패드(도면표시하지 않음)가 설치되어 있다. 상기 핀(128)은 패드를 통해 액정용기(122)로 삽입되어 액정용기(122)의 액정(107)을 액정흡입구(147)로 유입한다. 핀(128)의 삽입시 패드가 핀(128)으로 강하게 수축되므로 핀(128)의 삽입영역으로 액정(107)이 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 핀과 패드에 의해 액정흡입구(147)와 액정용기(122)를 체결하므로 체결구조가 간단하게 되고 그 결과 체결 및 탈착이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.As shown in FIG. 8, the
상기 액정흡입구(147)와 제1연결관(126)은 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 핀(128)이 액정흡입구(147)에 형성되어 패드를 통해 액정용기(122)에 직접 삽입되어 액정용기(122)의 액정을 유출하므로, 구조를 간단하게 할 수 있게 된다.The liquid
또한, 상기 제1연결관(126)에는 유량계(190)가 설치되어 있다. 상기 유량계(190)는 액정용기(122)로부터 유출되는 액정의 유출량을 측정하기 위한 것으로, 액정용기(122)로부터의 액정의 유출량을 측정함으로서 액정적하기에서 적하되는 액정의 적하량을 검출할 수 있게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 유량계(190)는 제1연결관(192)에 설치되어 상기 제1연결관(192)을 가열하는 히터(192)와 상기 제1연결관(192)의 상하부(즉, 액정용기(122)로부터 액정의 흐르는 상류 및 하류)에 각각 설치된 제1온도센서(194) 및 제2온도센서(194)로 구성된다. 히터(192)에 의해 가열되어 온도가 상승한 제1연결관(192)은 액정이 흐름에 따라 액정으로 열전달이 이루어져 온도가 하강한다. 특히, 액정이 흐름에 따라 열전달에 의해 상류에서 하류측으로 갈수록 온도가 하강하게 된다. 이와 같은 액정의 흐름에 따른 제1연결관(192)의 온도 하강에 기초하여 제1연결관(126)을 통해 흐르는 액정의 적하량을 측정하는 것이다.In addition, a
도 9에 도시된 바와 같이, 제1온도센서(194) 및 제2온도센서(194)에서 측정된 온도는 제어부(200)로 입력되며, 제어부(200)에서는 입력되는 온도를 기초로 액정의 유량을 검출하여 액정의 적하량을 검출하고 이 검출된 적하량을 설정된 양과 비교한 후 적하량을 보정함으로써 기판상에 항상 정확한 양의 액정이 적하되도록 하는 것이다.As shown in FIG. 9, the temperature measured by the
상기 액정토출펌프(140)의 하부에는 노즐(150)이 설치되어 있다. 상기 노즐(150)은 제2연결관(160)을 통해 액정토출펌프(140)의 액정토출구(148)에 연결되어 상기 액정토출펌프(150)로부터 토출되는 액정(107)을 기판상에 적하한다.The
상기 제2연결관(160)은 불투명한 물질로 형성하는 것도 가능하지만 투명한 물질로 형성할 수도 있다. 상기와 같이, 제2연결관(160)을 투명한 물질로 형성하는 이유는 다음과 같다.The
일반적으로 액정의 적하시 액정(107)속에 기포가 포함되어 있으며, 기판에 적하되는 액정(107)의 적하량을 정확하게 제어할 수 없게 된다. 따라서, 액정(107)의 적하시 반드시 기포를 제거해야만 한다. 한편, 기포는 액정용기(122)에 충진되는 액정(107) 속에 이미 포함되어 있다. 비록 기포제거장치에 의해 액정(107)속의 기포를 제거할 수는 있지만, 이 경우에도 모든 기포를 제거하기란 사실상 불가능하다. 또한, 액정용기(122)로부터 액정토출펌프(140)로의 액정(107)을 유입시 기포가 발생할 수 있다. 결국, 적하되는 액정(107)으로부터 기포를 완전히 제거하기란 거의 불가능하게 된다. 따라서, 기포가 발생했을 경우 액정적하기의 작동을 중단하여 기포를 제거하는 것이 불량을 방지하기 위한 가장 좋을 방법일 것이다.Generally, bubbles are contained in the
제2연결관(160)을 투명한 물질로 형성하는 것은 액정용기(122)에 포함된 기포 또는 액정용기(122)에서 발생한 기포를 용이하게 발견하여 불량을 방지하기 위한 것이다. 이때, 기포의 발견은 작업자의 육안에 의해 이루어질 수도 있지만, 상기 제2연결관(160)의 양측에 포토커플러(photo coupler)와 같은 제1센서(162)를 설치하여 자동으로 기포를 발견하는 것이 더 확실하게 불량을 방지할 수 있을 것이 다.The second connecting
상기 제2연결관(160)을 통해 토출된 액정이 유입되는 노즐(150)의 양 측면에는 외력 등으로부터 노즐(150)이 파손되는 것을 방지하기 위한 보호부(152)가 설치되어 있으며, 노즐(150)의 하부의 보호부(152)에는 노즐(150)로부터 적하되는 액정에 기포가 포함되어 있는지 또는 노즐(150) 표면에 액정이 뭉쳐 있는지를 감지하기 위한 제2센서(154)가 설치되어 있다.On both sides of the
노즐(150)의 표면에 액정이 뭉치는 현상은 액정(107)의 정확한 적하를 방해한다. 노즐(150)을 통해 액정이 적하될 때, 설정된 양의 액정이 액정토출펌프(140)로부터 토출되어도 일부의 액정이 노즐(150) 표면으로 퍼지기 때문에 기판상에는 설정된 양 보다 적은 액정이 적하된다. 또한, 노즐(150) 표면에서 뭉친 액정이 기판에 적하되는 경우에는 액정표시소자의 치명적인 불량의 원인이 될 수도 있다. 이와 같이, 노즐(150) 표면에 액정이 뭉치는 것을 방지하기 위해, 노즐(150)의 표면에는 불소수지와 같은 액정에 대한 접촉각(Contact Angle)이 높은 물질(즉, 소수성 물질)이 딥핑(dipping)이나 스프레이(spray)방법에 의해 도포될 수도 있다. 불소수지의 도포에 의해 적하되는 액정이 노즐(150)의 표면으로 퍼지지 않고 완전한 방울형태로 노즐(150)을 통해 기판에 적하되는 것이다.The phenomenon that the liquid crystal agglomerates on the surface of the
한편, 상기 액정토출펌프(140)는 회전부재(157)에 삽입되어 있으며, 상기 회전부재(157)는 고정부(155)에 고정된다. 상기 회전부재(157)는 제1모터(131)와 연결되어 있다. 상기 제1모터(131)가 작동함에 따라 상기 회전부재(157)가 회전하게 되며, 상기 회전부재(157)에 고정된 액정토출펌프(140)가 작동하게 된다.On the other hand, the liquid
상기 액정토출펌프(140)는 바(bar)와 같은 형태로 이루어진 액정용적량 조절부재(134)의 일측에 접촉되어 있다. 상기 액정용적량 조절부재(134)의 타측에는 구멍이 형성되어 있으며, 회전축(136)이 상기 구멍에 삽입된다. 상기 액정용적량 조절부재(134)의 구멍과 회전축(136)의 둘레에는 나사가 형성되어, 서로 나사결합된다. 또한, 상기 회전축(136)은 일단은 제2모터(133)에 연결되어 있으며, 타단은 조절레버(137)에 연결되어 있다.The liquid
액정토출펌프(140)를 통해 액정용기(122)로부터 토출되는 액정의 양은 회전부재(157)에 고정되는 각도에 따라 달라진다. 즉, 회전부재(157)에 고정되는 고정각도에 따라 액정토출펌프(140)의 액정용적량이 달라지는 것이다. 상기 회전축(136)에 연결된 제2모터(133)가 구동(자동조절)하거나 조절레버(137)를 작동(수동조절)하면 회전축(136)이 회전하게 되며, 이에 따라 상기 회전축(136)과 나사결합된 액정용적량 조절부재(134)의 일단이 회전축(136)을 따라 전후로(직선으로) 움직이게 된다. 이와 같이, 상기 액정용적량 조절부재(134)의 일단이 움직임에 따라 상기 액정토출펌프(140)에 인가되는 힘이 달라지게 되고, 그 결과 상기 액정토출펌프(140)의 고정각도가 달라지게 된다.The amount of liquid crystal discharged from the
상기한 바와 같이, 제1모터(131)는 액정토출펌프(140)을 작동시켜 액정용기(122)의 액정을 토출하여 기판으로 적하하며, 제2모터(133)는 회전부재(157)에 고정되는 액정토출펌프(140)의 고정각도를 조절하여 액정토출펌프(140)로부터 토출되는 액정의 양을 제어한다.As described above, the
한편, 액정토출펌프(140)를 통해 기판으로 적하되는 액정의 1회 적하량은 매 우 미세한 양이며, 따라서 제2모터(133)에 의해 조절되는 액정토출펌프(140)의 변화량 역시 미세한 양이다. 이것은 액정토출펌프(140)의 토출량을 제어하기 위해서는 액정토출펌프(140)의 경사각도를 매우 미세하게 조정해야한다는 것을 의미한다. 이러한 미세 조정을 위해 상기 제2모터(133)로는 펄스입력값에 의해 작동하는 스텝모터(step motor)를 사용한다.Meanwhile, the one-time dropping amount of the liquid crystal dropped onto the substrate through the liquid
도 10a 및 도 10b는 액정토출펌프(140)의 구조를 나타내는 도면으로, 도 10a는 사시도이고 도 10b는 분해사시도이다.10A and 10B are views showing the structure of the liquid
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 액정토출펌프(140)는 액정흡입구(147) 및 액정토출구(148)가 형성된 케이스(141)와, 상부에 개구가 형성되며 케이스(141)에 결합되는 캡(144)과, 상기 케이스(141) 내부에 삽입되어 액정이 흡입되는 실린더(142)와, 상기 실린더(142)를 실링하는 실링수단(143)과, 상기 캡(144) 상부에 위치하여 액정이 누설되는 것을 방지하는 오링(o-ring;144a)과, 상기 캡(144)의 개구를 통해 실린더(142)에 삽입되어 상하 및 회전운동함으로써 액정흡입구(147) 및 액정토출구(148)를 통해 액정(107)을 흡입 및 토출하는 피스톤(145)으로 구성된다. 상기 피스톤(145)의 상부에는 회전부재(157)에 고정되는 헤드(146a)가 설치되어 있으며, 상기 헤드(146a)에는 바(146b)가 설치되어 있다. 상기 바(146b)은 회전부재(157)에 형성된 홀(도면표시하지 않음)에 삽입, 고정되어 제1모터(131)의 힘에 의해 상기 회전부재(157)가 회전운동할 때 상기 피스톤(145)이 회전운동하도록한다.10A and 10B, the liquid
한편, 도 10b에 도시된 바와 같이, 피스톤(145)의 단부에는 홈(145a)이 형성 되어 있다. 이 홈(145a)은 피스톤(145)의 단면 원형상의 약 1/4 면적(또는 그 이하의 면적)으로 형성되어, 피스톤(145)이 회전운동시(즉, 상하운동시) 액정흡입구(147) 및 액정토출구(148)를 열고 닫아 상기 액정흡입구(147) 및 액정토출구(148)를 통해 액정을 흡입하고 토출하도록 한다.On the other hand, as shown in Figure 10b, the
이러한 액정토출펌프(140)의 작동을 자세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the liquid
도 11은 액정토출펌프(140)가 회전부재(157)에 고정된 상태를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 피스톤(145)은 회전부재(157)에 일정 각도(α)로 고정되어 있으며, 피스톤헤드(146a)에 형성된 바(146b)는 회전부재(157)의 내면에 형성된 홀(159)에 삽입되어 피스톤(145)과 회전부재(157)가 결합된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 홀(159) 내부에는 베어링이 구비되어 있기 때문에, 홀(159) 내부에 삽입된 피스톤(145)의 바(146b)는 전후 좌우로 움직일 수 있게 된다. 제1펌프(131)가 작동하게 되면 상기 회전부재(157)가 회전하게 되며, 그 결과 상기 회전부재(157)와 결합된(즉, 고정된) 피스톤(145)이 회전하게 된다.11 is a view showing a state in which the liquid
이때, 회전부재(157)에 대한 액정토출펌프의 고정각도(α), 즉 회전부재(157)에 대한 피스톤(145)의 고정각도(α)가 0이라고 가정하면 상기 피스톤(145)은 단지 회전부재(157)를 따라 회전운동만 하게 된다. 그러나, 실질적으로 상기 고정각도(α)가 0이 아니기 때문에(즉, 일정한 각도로 고정되기 때문에), 상기 피스톤(145)은 회전부재(157)의 회전운동을 따라 회전함과 동시에 상하운동을 하게 되는 것이다.At this time, assuming that the fixed angle α of the liquid crystal discharge pump with respect to the rotating
이와 같은 피스톤(145)의 운동시, 피스톤(145)이 일정 각도 회전하여 상부방 향으로 움직이면 실린더(142) 내부에 빈 공간이 생기게되어 이 공간으로 액정흡입구(147)을 통해 액정이 흡입되며, 이후 피스톤(145)이 더 회전함에 따라 상기 피스톤(145)이 하부방향으로 움직이게 되어 실린더(142)에 흡입된 액정이 액정토출구(148)를 통해 토출된다. 이때, 피스톤(145)에 형성된 홈(145a)은 피스톤(145)의 회전에 의해 액정의 흡입 및 토출시 액정흡입구(147)와 액정토출구(148)을 개폐하는 역할을 한다.During the movement of the
이하에서는 도 12a∼도 12d를 참조하여 상기와 같은 액정토출펌프(140)의 작동을 더욱 자세히 설명한다. Hereinafter, the operation of the liquid
도 12a∼도 12d에 도시된 바와 같이, 액정토출펌프(140)는 4행정을 통해 액정용기(122)의 액정(107)을 노즐(150)로 토출한다. 도면에서, 도 12a 및 도 12c는 교차행정이며. 도 12b는 액정흡입구(147)를 통한 흡입행정이고 도 12d는 액정토출구(148)를 통한 액정토출행정이다.12A to 12D, the liquid
도 12a에 도시된 바와 같이, 회전부재(157)에 일정 각도(α)로 고정된 피스톤(145)은 회전부재(157)가 회전함에 따라 회전하게 된다. 이때, 액정흡입구(147) 및 액정토출구(148)는 피스톤(145)에 의해 닫혀있다.As shown in FIG. 12A, the
상기 회전부재(157)가 약 45˚회전함에 따라 피스톤(145)도 회전하여, 도 12b에 도시된 바와 같이 액정흡입구(147)가 피스톤(145)의 홈(145a)에 의해 열리게 된다. 한편, 회전부재(157)의 홀(159)에는 피스톤(145)의 바(146b)가 삽입되어, 상기 회전부재(157)와 피스톤(145)을 결합한다. 따라서, 회전부재(157)가 회전함에 따라 피스톤(145)이 회전하게 되는데, 이때 상기 바(146b)는 회전면을 따라 회전하 게 된다.As the rotating
피스톤(145)이 회전부재(157)와 일정 각도로 고정되어 있고 바(146b)는 회전면을 따라 회전하므로, 상기 회전부재(145)가 회전함에 따라 피스톤(145)이 상승하게 된다. 또한, 실린더(142)가 고정되어 있으므로, 상기 회전부재(145)가 회전함에 따라 피스톤(145) 하부의 실린더(142)에 공간이 생기게 된다. 따라서, 홈(145a)에 의해 열린 액정흡입구(147)를 통해 상기 공간으로 액정이 흡입된다.Since the
이러한 액정의 흡입은 흡입행정이 시작된 후(즉, 액정흡입구(147)가 열린 후), 회전부재(157)가 약 45˚회전하여 도 12c에 도시된 바와 같은 흡입행정이 시작될 때까지(액정흡입구(147)가 닫힐 때까지) 계속된다.The suction of the liquid crystal is carried out until the suction stroke starts (that is, after the liquid
이후, 도 12d에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(157)가 더 회전함에 따라 액정토출구(148)가 열림과 동시에 상기 피스톤(145)이 하강하기 시작하여, 실린더(142)내의 공간에 흡입된 액정이 상기 액정토출구(148)를 통해 토출된다(토출행정).Thereafter, as shown in FIG. 12D, as the
상기한 바와 같이, 액정토출펌프(140)는 제1교차행정, 흡입행정, 제2교차행정 및 토출행정으로 이루어진 4행정을 반복함으로써 액정용기(122)에 충진된 액정(107)을 노즐(150)로 토출하게 된다.As described above, the liquid
이때, 액정의 토출양은 피스톤(145)의 상하운동범위에 따라 달라진다. 그런데, 피스톤(145)의 상하운동범위는 회전부재(157)에 고정되는 액정토출펌프(140)의 각도에 따라 달라진다.At this time, the discharge amount of the liquid crystal depends on the vertical movement range of the
도 13은 액정토출펌프(140)가 회전부재(157)에 β의 각도로 고정된 것을 나 타내는 도면이다. 액정토출펌프(140)가 α(〈β)의 각도로 회전부재(157)에 고정된 도 11에 비해서 도 13의 액정토출펌프(140)는 피스톤(145)이 상부방향으로 더 높이 움직일 수 있게 된다. 이것은 회전부재(157)에 고정되는 각도가 증가할수록 피스톤(145)의 운동시 실린더(142) 내부로 흡입되는 액정(107)의 양이 증가한다는 것을 의미하는 것으로, 결국 회전부재(157)에 고정되는 각도를 조정함으로써 액정의 토출량을 제어할 수 있다는 것을 의미한다.13 is a view showing that the liquid
한편, 회전부재(157)에 고정되는 액정토출펌프(140)의 각도는 도 7에 도시된 바와 같이, 액정용적량 조절부재(134)에 의해 제어되며, 상기 액정용적량 조절부재(134)는 제2펌프(133)을 구동함에 따라 움직이게 된다. 다시 말해서, 액정토출펌프(140)의 각도는 제2펌프(133)를 제어함으로써 조절할 수 있는 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the angle of the liquid
물론 상기 액정토출펌프(140)의 고정각도를 각도조절레버(137)에 의해 작업자가 수동으로 할 수도 있지만, 이 경우 정확한 조정이 불가능하고 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라 작업중에 액정토출펌프를 중단해야만 한다는 단점도 발생하게 된다. 따라서, 제2펌프(133)에 의해 액정토출펌프(140)의 고정각도를 조절하는 것이 바람직하다.Of course, the operator may manually adjust the fixed angle of the liquid
한편, 상기와 같이 구성된 액정적하기를 이용하여 기판상에 액정을 적하하는 경우, 실제 기판상에 적하되는 액정의 적하량이 설정된 적하량과 일치하는지를 검사해야만 한다. 실제 적하되는 액정의 적하량이 설정된 최적의 적하량보다 작을 경우, 예를 들어 노멀리블랙모드(Normally Black Mode)의 액정표시소자의 경우 블랙휘도에 문제가 발생하게 되고 노멀리화이트모드(Normally White Mode)의 액정표시 소자의 경우 화이트휘도에 문제가 발생하게 된다.On the other hand, when the liquid crystal is dropped onto the substrate using the liquid crystal drop configured as described above, it is necessary to check whether the drop amount of the liquid crystal actually dropped onto the substrate matches the set drop amount. If the actual amount of liquid crystal dropping is smaller than the set optimal dropping amount, for example, a liquid crystal display device in a normally black mode will cause a problem in black brightness and normally a white mode. In the case of the liquid crystal display device of), a problem occurs in white luminance.
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.In addition, when the amount of liquid crystal actually dropped is more than the optimum amount of dropping, gravity failure occurs when the liquid crystal panel is manufactured. Gravity defect occurs when the liquid crystal layer formed inside the liquid crystal panel increases in volume due to temperature increase when the liquid crystal panel is manufactured. The cell gap of the liquid crystal panel becomes larger than the spacers, and thus the liquid crystal is moved downward by gravity. Since the cell gap of the liquid crystal panel is uneven due to the movement, the quality of the liquid crystal display device is reduced.
이와 같은 불량을 방지하기 위해서는 액정적하기에 의해 기판상에 실제 적하되는 적하량을 측정하여 설정된 적하량과 비교한 후 그 차이값 만큼 실제 적하량을 보정해야만 한다.In order to prevent such a defect, the actual amount of dripping on the substrate by liquid crystal dropping is measured, compared with the set dripping amount, and the actual dripping amount must be corrected by the difference value.
액정의 적하량은 여러가지 방법에 의해 측정될 수 있다. 가장 손쉬운 방법은 별도의 용기를 구비하여 액정적하기로부터 일정 횟수의 액정을 적하한 후 적하된 액정을 중량을 측정하고 이를 부피로 환산하여 액정의 적하량을 측정하는 것이다. 그러나, 이 방법에서는 기판상에 적하중인 액정적하기를 적하량의 측정을 위해 사용해야만 하기 때문에, 공정이 지연되는 문제가 발생한다. 더욱이, 적하량측정을 위한 적하와 실제 기판에서의 적하는 외부 조건에 따라 적하량이 달라질 수 있으므로 미세한 양의 적하량을 정학하게 측정하기가 대단히 어렵게 된다.The dripping amount of liquid crystal can be measured by various methods. The easiest method is to have a separate container and drop a predetermined number of liquid crystals from the liquid crystal dropping, and then measure the weight of the dropped liquid crystals and convert them into volume to measure the amount of liquid crystal dropping. However, in this method, since the liquid crystal dropping on the substrate must be used for the measurement of the dropping amount, there is a problem that the process is delayed. Moreover, the loading amount for the loading measurement and the loading on the actual substrate may vary depending on external conditions, making it very difficult to precisely measure the loading amount of the minute amount.
그러나, 본 발명에서는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 제1연결관(126)에 설치된 유량계(190)에 의해 액정용기(122)로부터 유출되는 액정의 유량을 측정함으로써 기판에 적하되는 액정의 적하량을 측정할 수 있게 된다. 액정용기(122)로부터 의 액정의 유출은 액정토출펌프(140)의 작동시에만 발생하며, 그 양은 액정토출펌프(140)에 의해 흡입되는 양과 동일하다. 한편, 액정토출펌프(140)에 의해 토출되는 양은 흡입되는 양과 동일하므로, 결국 액정토출펌프(140)의 한행정에 의해 기판상에 적하되는 액정은 유량계(190)에 의해 측정되는 유량과 동일하게 되므로, 액정의 적하량을 측정할 수 있게 되는 것이다.However, in the present invention, as shown in FIGS. 8 and 9, the liquid crystal dropped onto the substrate by measuring the flow rate of the liquid crystal flowing out of the
도 9에 도시된 바와 같이, 유량계(190)의 제1온도센서(194) 및 제2온도센서(196)에서 측정된 제1연결관(126)의 온도는 제어부(200)로 입력되어 액정의 적하량을 측정한다. 도 14는 제어부(200)의 구조를 나타내는 블럭도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제1온도센서(194) 및 제2온도센서(196)에서 측정된 제1연결관(126)의 온도는 온도차검출부(204)로 입력되어 액정의 흐르는 상류 및 하류의 온도차를 검출하며, 이 검출된 온도차이값을 적하량검출부(206)로 전송한다. 적하량검출부(206)에서는 입력된 온도차이값에 기초하여 기판에 적하되는 액정의 적하량(엄밀하게 말하면, 액정토출펌의 한행정에 의해 액정용기(122)로부터 액정토출펌프(140)로 유출되는 양)을 검출한다.As shown in FIG. 9, the temperature of the
실질적으로 액정의 유량을 측정하는 것은 온도에 의해서가 아니라, 액정의 흐름에 따라 가열된 제1연결관(126)에서 액정으로 전이되는 열량에 기인하는 것이다. 그러나, 액정이 흐르는 제1연결관(126)의 상류 및 하류의 온도의 차이값은 상류에서 하류로 흐르면서 제1연결관(126)으로부터 액정에게 전달되는 열량의 차이를 의미하므로, 이 온도차에 의해 액정의 유량을 측정할 수 있게 된다.Substantially measuring the flow rate of the liquid crystal is not due to temperature but due to the amount of heat transferred from the heated
실질적으로 적하량산출부(206)에는 온도차에 대한 액정의 적하량 데이터가 설정되어 있다. 따라서, 온도차검출부(204)로부터 온도차이값이 입력되면, 현재 적하중인 액정의 적하량을 실시간으로 검출할 수 있게 된다.Substantially, the dripping
한편, 적하량설정부(202)에서는 액정패널에 적하되는 액정의 적하량을 설정한다. 적하량의 설정은 작업자가 수동으로 조작하여 입력할 수도 있지만 각종 데이터를 기초로 자동으로 최적의 적하량을 설정하는 것이 더욱 정확한 적하량의 설정을 위해 바람직하다. 이때, 적하량의 설정은 제작하고자 하는 액정패널의 크기, 기판에 포함되는 액정패널의 매수, 액정패널의 셀갭(즉, 스페이서의 높이), 액정에 대한 정보와 같은 각종 데이터에 기초하여 이루어진다.On the other hand, the drop
상기 적하량설정부(202)에서 설정된 액정의 적하량과 적하량검출부(206)에서 검출된 현재의 적하량은 적하량보정부(208)로 입력된다. 적하량보정부(208)에서 입력된 적하량의 설정값과 검출값(측정값)을 비교하여 그 차이가 발생하는 경우 신호를 구동부(210)로 출력한다. 상기 구동부(210)에서는 적하량보정부(208)로부터 입력되는 신호에 따라 제2모터(133)를 구동하여 회전부재(157)에 고정되는 각도를 조정함으로써 액정의 토출량을 조정한다.The drop amount of the liquid crystal set by the drop
한편, 출력부(212)는 CRT(Cathod Ray Tube)나 LCD와 같은 디스플레이 및 프린터로 이루어져 설정적하량, 현재 적하시 검출되는 적하량, 설정량과 검출량의 차이 등과 같은 적하에 대한 각종 정보를 작업자에게 제공할 뿐만 아니라 설정량과 검출량 사이에 차이가 발생하는 경우 알람(alarm) 등에 의해 작업자에게 적하 이상을 알려준다.On the other hand, the
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 유량계(190)를 이용하여 액정용기(122)로 부터 유출되는 액정의 유량을 측정함으로써 기판에 적하되는 액정의 적하량을 정확하게 검출하며, 이 검출된 양을 기초로 액정의 적하량을 보정함으로써 기판상에 항상 정확한 양의 액정이 적하되도록 한다.As described above, in the present invention, by measuring the flow rate of the liquid crystal flowing out of the
특히, 본 발명에서는 액정이 흐르는 제1연결관(126)의 열량 차이를 이용하여 액정의 유량을 측정하는데, 이러한 유량계를 이용함으로써 다음과 같은 장점을 얻을 수 있게 된다.In particular, in the present invention, the flow rate of the liquid crystal is measured by using the difference in calories of the
첫째, 미세한 액정의 적하량을 측정할 수 있게 된다. 기판에 적하되는 액정의 적하량(즉, 액정토출펌프(140)의 1회 행정에 의한 액정의 토출량)은 수mg의 매우 작은 양이다. 따라서, 유체의 체적을 측정하는 유량계로는 정확한 적하량을 측정할 수 없는 반면에 본 발명에 적용되는 유량계는 액정에 의한 제1연결관(126)의 두지점에서의 열량 차이를 이용하므로 미세한 액정의 적하량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.First, it is possible to measure the drop amount of the fine liquid crystal. The dropping amount of the liquid crystal dropped on the substrate (that is, the discharge amount of the liquid crystal by one stroke of the liquid crystal discharge pump 140) is a very small amount of several mg. Therefore, a precise flow rate cannot be measured by a flow meter for measuring the volume of the fluid, whereas the flow meter used in the present invention uses the difference in calories at two points of the
둘째, 외부의 영향에 영향을 받지 않는다. 본 발명의 유량계는 제1연결관(126)의 두지점의 상대적 열량 차이에 의해 적하량을 측정하므로, 외부온도나 압력과 같은 외부의 조건에 영향을 받지 않고 적하량을 항상 정확하게 측정할 수 있게 된다.Second, it is not affected by external influences. Since the flow meter of the present invention measures the amount of dropping by the difference in relative calories between two points of the
셋째, 구조가 간단하고 설치비용이 저렴한다. 본 발명에 적용되는 유량계는 히터와 온도센서만이 필요할 뿐 다른 기계적인 장치나 외부 조건에 따른 영향을 제거하기 위한 보정수단이 필요하지 않으므로 다른 유량계에 비해 상대적으로 구조가 간단하고 설치비용도 저렴하다.Third, the structure is simple and the installation cost is low. The flowmeter applied to the present invention requires only a heater and a temperature sensor, and does not need a correction means for removing the influence of other mechanical devices or external conditions, so that the structure is simpler and cheaper to install than other flowmeters. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기 구조의 액정적하장치를 이용한 액정적하방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal dropping method using the liquid crystal dropping apparatus having the above structure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 17은 유량계를 구비한 액정적하장치를 이용하여 복수의 액정패널이 형성된 기판에 액정을 적하하는 방법을 나타내는 도면이다.Fig. 17 is a view showing a method of dropping liquid crystal onto a substrate on which a plurality of liquid crystal panels are formed using a liquid crystal dropping device having a flow meter.
도면에 도시된 바와 같이, 작업자가 키보드나 마우스, 터치패널 등을 조작하여 액정패널의 크기, 셀갭 및 액정의 특성정보를 입력하면, 적하량설정부(202)에서 기판에 적하될 액정의 적하량을 설정한다(301). 이어서, 액정적하기가 구동하여 기판상에 액정이 적하되기 시작한다(S302).As shown in the figure, when the operator inputs the size of the liquid crystal panel, the cell gap and the characteristic information of the liquid crystal by operating a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like, the drop
상기와 같이 기판상에 액정이 적하됨에 따라 제1연결관(126)에 설치된 유량계(190)에서는 액정이 흐르는 두지점(상류 및 하류측)의 온도를 측정하고 이 온도에 기초하여 적하량검출부(206)에서 현재 적하중인 액정의 적하량을 실시간으로 검출한다(S303,S304).As the liquid crystal is dropped on the substrate as described above, the
적하량보정부(208)에서는 설정된 적하량과 검출된 실제 적하량을 비교하여(S305), 차이가 발생하면 그 차이값을 산출한 후 제2모터(133)를 구동하여 차이값에 해당하는 만큼 액정의 적하량을 보정한다(S306,S307).In the dripping
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 액정적하기의 제1연결관(126)에 액정의 유량을 측정하는 유량계를 설치하여 기판상에 적하되는 액정의 적하량을 정확하게 측정할 수 있게 된다. 한편, 상기한 설명에서는 유량계(190)가 제1연결관(126)에 설치되어 액정토출펌프(140)의 작동에 의해 액정용기(122)로부터 유출되는 액정의 유량을 측정함으로써 액정의 적하량을 검출하지만, 본 발명에 적용되는 유량계(190) 가 제1연결관(126)만에만 설치되는 것은 아니다.As described above, in the present invention, the flow rate meter for measuring the flow rate of the liquid crystal is provided in the first connecting
유량계(190)의 목적은 유량을 측정함으로써 액정의 적하량을 검출하는 것이므로, 가능한 모든 위치에 설치될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제2연결관(160)에 유량계를 설치하여 액정토출펌프(140)로부터 토출되는 액정의 유량을 직접 측정할 수도 있을 것이다.Since the purpose of the
한편, 상술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 개념은 유량계를 설치하여 액정의 적하량을 검출함으로써 항상 기판상에 정확한 액정을 적하하기 위한 것이다. 따라서, 상기 설명에서 개시한 특정 구조의 액정적하기에만 한정되는 것이 아니라 다양한 구조의 액정적하기에 적용될 수 있을 것이다.On the other hand, the above description relates to a preferred embodiment of the present invention, it does not limit the scope of the present invention. The concept of the present invention is to always drop an accurate liquid crystal onto a substrate by providing a flow meter to detect the amount of liquid crystal dropping. Thus, the present invention is not limited to the liquid crystal phase of the specific structure disclosed in the above description, but may be applied to the liquid crystal phase of various structures.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 액정의 흐르는 통로에 액정의 유량을 측정하는 유량계를 설치함으로써 액정의 적하량을 실시간으로 정확하게 검출할 수 있으며, 검출된 적하량에 기초하여 액정의 실제 적하량을 보정함으로서 기판상에 항상 정확한 양의 액정이 적하될 수 있게 된다.As described above, in the present invention, by installing a flow meter for measuring the flow rate of the liquid crystal in the flow path of the liquid crystal, it is possible to accurately detect the amount of liquid crystal dropping in real time, and correct the actual drop amount of the liquid crystal based on the detected drop amount As a result, the correct amount of liquid crystal can always be loaded onto the substrate.
Claims (21)
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