KR20070055219A

KR20070055219A - 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070055219A
Application number: KR1020050113674A
Authority: KR
Inventors: 김민수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-05-30

Abstract

액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치는 단위셀을 고정하는 지지유닛, 상기 지지유닛을 구동하는 구동부를 포함한다. 상기 지지유닛은 상기 단위셀의 하부에 위치하는 스테이지, 상기 스테이지의 일단에 연결되어 상기 스테이지를 회전시키는 회전축을 포함한다.

상기 구동부에 의하여 상기 스테이지를 회전시킴으로써 상기 단위셀 내에 충진된 액정이 고르게 분포할 수 있다.

적하, 단위셀, 회전, 수직배향

Description

액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치{method and apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel}

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 액정 주입방법을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 액정 주입방법을 나타내는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 제1기판 210 : 배향막

220 : 봉인제(sealant) 230 : 액정공급장치

240 : 액정 250 : 제2기판

260 : 배향막 300 : 단위셀

400 : 지지유닛 500 : 구동부

600 : 고정유닛

본 발명은 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시패널 내에 액정을 주입하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 휴대가 간편하고 전력 소모가 적으며 저전압에서 동작할 수 있는 장점이 있다. 따라서 액정 표시 장치는 디지털 시계, 계산기, 노트북 컴퓨터, 휴대용 텔레비전, 벽걸이 텔레비전 및 하이데피니션 텔레비전 등에 사용되고 있다.

액정 표시 장치의 제조 공정은, 유리 기판 상에 배선 패턴이나 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자 등을 형성하는 어레이 공정, 배향 처리를 하거나 스페이서를 배치하거나 대향하는 유리 기판간에 액정을 봉입하는 셀 공정 및 드라이버 집적 회로를 부착하거나 백라이트 등을 장착하는 모듈 공정으로 이루어진다.

이 중 셀 공정에서 액정 주입 공정에는 주로 진공 주입법이 사용되었다. 그러나 진공 주입법은 액정 주입 공정 시간이 약 16시간 이상이며, 공정 장비의 가격이 높고, 제조 비용이 비싼 단점이 있으므로 액정의 주입 시간을 단축시킬 수 있는 적하주입법(one-drop filling)이 사용되고 있다.

그러나 적하 주입법은 상기한 장점에 비하여 단위셀 내부의 공백(void)을 제어하기 어려운 단점이 있다.

박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판으로 이루어진 액정셀 내에는 액정이 충진된다. 그러나, 액정셀은 사각형 형태이므로 액정이 적하되는 위치로부터 먼 위치까지 쉽게 확산되지 못한다. 따라서, 액정셀의 가장자리 부분에는 보이드(side unfilled area : SUA)가 발생한다. 특히, 수직배향모드에서 액정은 고점도 특성을 가지므로 보이드가 발생하기 쉽다.

또한, 액정셀은 복수의 단위셀들로 절단되는 바, 단위셀이 액정셀의 어느 부분에 해당하느냐에 따라 액정의 충진상태는 달라질 수 있다. 이는 단위셀의 위치에 따라 액정이 이동하는 거리가 달라지기 때문이다.

본 발명의 목적은 단위셀 내의 액정이 고르게 분포되도록 할 수 있는 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 단위셀 내의 액정이 단위셀의 가장자리에 도달하도록 할 수 있는 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 액정표시패널을 제조하는 방법은 박막 트랜지스터 기판 또는 상기 컬러필터 기판 중 어느 하나의 상부에 봉인제를 도포하는 단계, 봉인제가 도포된 상기 기판의 상부에 액정을 적하하는 단계, 상기 액정이 적하된 상기 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판 또는 상기 컬러필터 기판 중 다른 하나를 결합하는 단계, 결합된 액정셀을 복수의 단위셀들로 절단하는 단계, 절단된 상기 단위셀을 지지유닛 상에 위치하는 단계, 상기 단위셀 내의 액정이 고르게 분포할 수 있도록 상기 단위셀을 회전중심을 기준으로 회전시키는 단계를 포함한다.

상기 단위셀을 회전중심을 기준으로 회전시키는 단계는 상기 단위셀 내부의 액정이 상기 단위셀의 가장자리에 도달할 수 있는 속도로 회전시킬 수 있다.

상기 액정은 상기 단위셀 내에서 수직으로 배향될 수 있다.

본 발명에 의하면, 액정 표시 패널을 제조하는 장치는 내부에 액정이 적하되 며 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판으로 이루어진 단위셀을 고정하는 지지유닛, 상기 지지유닛을 구동하는 구동부를 포함하되, 상기 지지유닛은 상기 단위셀의 하부에 위치하는 스테이지, 상기 스테이지에 연결되며 상기 단위셀 내의 액정이 고르게 분포할 수 있도록 상기 스테이지를 회전시키는 회전축을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1a 내지 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 액정 주입방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 액정 주입방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1기판(200) 상에 제1기판(200)상에 배향막(210)을 형성한다. 제1기판(200) 상에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)들이 배열되고, 박막 트랜지스터와 일대일 대응하게 화소전극이 형성된다. 배향막(210) 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(Rubbing) 공정을 포함하는데, 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 제1기판(200) 상의 전체에 균일한 두께로 증착되어야하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

다음으로, 도 1b에 도시한 바와 같이, 배향막(210)이 형성된 제1기판(200) 상에 봉인제(220)를 도포한다(S10). 봉인제(220)는 액정 주입을 위한 갭 형성과 주 입된 액정을 새지 않게 하는 두 가지 기능을 수행한다. 이러한 봉인제(220)는 열경화성 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법이 주류를 이루고 있다.

상기 봉인제(220)가 도포된 제1기판(200)을 진공 상태로 만든다. 진공 상태는 예를 들어 기판 어셈블리를 진공챔버 내에 투입하여 달성할 수 있다. 여기서 '진공'이라는 용어는 약 10^-2 토르 정도의 기압을 의미하는 것이며, 0기압의 완전 진공 상태에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 제1기판(200) 상으로 액정(240)을 적하한다(S20). 액정(240)은 액정 공급 장치(230)를 통하여 적하한다.

다음으로, 도 1d에 도시한 바와 같이, 제1기판(200)과 배향막(260)이 도포된 제2기판(250)을 결합한다(S30). 제2기판(250) 상에 도포된 배향막(260)은 상기 제1기판(200) 상에 도포된 배향막(210)과 동일한 물질일 수 있다. 제2기판(250)은 컬러필터 기판에 해당한다.

다음으로, 도 1e에 도시한 바와 같이, 제1기판(200)과 제2기판(250)이 결합된 액정셀을 복수의 단위셀(300)들로 절단한다(S40). 일반적으로 액정셀은 대면적의 유리 기판에 다수개의 단위셀들을 형성한 후 각각 하나의 단위셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이러한 공정이 셀 절단 공정이다. 이러한 셀 절단 공정은 미세한 다이아몬드가 소정 간격으로 이격되어 박혀있는 스크라이브 휠(scribe wheel)을 이용하여 절단하는 방법 과 레이저빔을 이용하여 절단하는 방법이 있다.

다음으로, 도 1f에 도시한 바와 같이, 절단된 단위셀(300)을 지지유닛(400) 상에 안착시킨다(S50). 지지유닛(400)은 단위셀(300)의 하부에 위치하는 스테이지(410), 스테이지(410)에 연결되며, 단위셀(300) 내의 액정이 고르게 분포할 수 있도록 스테이지(410)를 회전시키는 회전축(420), 회전축(420)을 구동하는 구동부(500)를 포함한다.

스테이지(410) 상에는 단위셀(300)이 안착되며, 단위셀(300)이 회전하는 스테이지(410)로부터 이탈하거나 편심되지 않도록 하기 위하여 단위셀(300)의 위치를 고정할 수 있는 고정유닛(600)이 연결된다.

고정유닛(600)은 단위셀(300)을 진공에 의하여 흡착할 수 있도록 진공라인(610)과 펌프(620)를 포함한다. 진공라인(610)은 스테이지(410) 상에 형성된 흡착홀(412)에 연결되어 있으며, 스테이지(410) 상에 단위셀(300)이 놓여지면 펌프(620)를 통하여 단위셀(300)을 흡착할 수 있다. 본 실시예에서, 고정유닛(600)은 진공에 의하여 단위셀(300)을 흡착하였으나, 이와 달리 정전척이나 기계적 클램프가 사용될 수도 있다.

흡착된 단위셀(300)은 스테이지(410) 상에 고정되며, 구동부(500)에 의하여 회전한다(S60). 단위셀(300)이 회전되면, 단위셀(300) 내의 액정(240)은 회전에 의한 원심력을 받으므로, 단위셀(300)의 가장자리에 형성될 수 있는 보이드(void)까지 확산될 수 있으며, 보이드(void)의 형성을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치에 의하면 단위셀(300) 내의 액정이 단위셀(300) 내의 공간에서 고르게 분포될 수 있 도록 함으로써, 단위셀(300) 내에 보이드(void)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서 제1기판(200)은 박막 트랜지스터(thin film transistor :TFT) 기판에 해당하며 제2기판(250)은 컬러필터(color filter:CF) 기판에 해당하나, 이와 달리, 제2기판(250)이 하부에 위치하여 제2기판(250) 상에 봉인제(220)가 도포될 수 있으며, 제2기판(250) 상부에 액정(240)을 적하하여 액정을 주입할 수도 있다.

본 발명에 의하면 단위셀 내의 액정이 고르게 분포되도록 할 수 있는 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면 단위셀 내의 액정이 단위셀의 가장자리에 도달하도록 할 수 있는 액정표시패널을 제조하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims

박막 트랜지스터 기판 또는 상기 컬러필터 기판 중 어느 하나의 상부에 봉인제를 도포하는 단계와;

봉인제가 도포된 상기 기판의 상부에 액정을 적하하는 단계와;

상기 액정이 적하된 상기 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판 또는 상기 컬러필터 기판 중 다른 하나를 결합하는 단계와;

결합된 액정셀을 복수의 단위셀들로 절단하는 단계와;

절단된 상기 단위셀을 지지유닛 상에 위치하는 단계와;

상기 단위셀 내의 액정이 고르게 분포할 수 있도록 상기 단위셀을 회전중심을 기준으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단위셀을 회전중심을 기준으로 회전시키는 단계는 상기 단위셀 내부의 액정이 상기 단위셀의 가장자리에 도달할 수 있는 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 액정표시패널 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 액정은 상기 단위셀 내에서 수직으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액 정표시패널 제조방법.
내부에 액정이 적하되며, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판으로 이루어진 단위셀을 고정하는 지지유닛과;

상기 지지유닛을 구동하는 구동부를 포함하되,

상기 지지유닛은,

상기 단위셀의 하부에 위치하는 스테이지와;

상기 스테이지에 연결되며, 상기 단위셀 내의 액정이 고르게 분포할 수 있도록 상기 스테이지를 회전시키는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널 제조장치.