KR20070055442A

KR20070055442A - 액정적하장치 및 인 라인 프로세스장치

Info

Publication number: KR20070055442A
Application number: KR1020070031508A
Authority: KR
Inventors: 사토시 무라타; 히로유키 스기무라; 노리미치 나카야마; 히로야스 이노우에
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-05-30
Also published as: US6819392B2; KR20010093660A; JP3678974B2; US20050042368A1; TW546508B; JP2001281678A; US20010026348A1; US7316750B2

Abstract

본 발명은 적하(滴下)주입법을 사용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이며, 기판마다 최적의 적하량으로 액정을 적하할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

적하주입공정에 있어서 1매의 유리기판(80)으로 2매의 액정표시 패널을 만드는 2면취(面取)의 경우, 예를 들면 기둥형상의 스페이서가 형성된 2매의 CF기판(82)을 도시와 같이 A면, B면으로 하고, A면과 B면의 각각에서 복수점(도시예에서는 숫자 1 내지 숫자 5의 5개소)의 지주 높이를 레이저 변위계(84)로 측정하여 평균치를 구한다. 이와 같이 하여 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 미리 측정하여, 측정치에 의해서 액정적하량을 제어한다.

Description

액정적하장치 및 인 라인 프로세스장치{LIQUID CRYSTAL DISPENSING APPARATUS AND IN-LINE PROCESS APPARATUS}

도1은 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 CF기판의 구성례를 나타낸 도면.

도2는 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 디스펜서의 설명도.

도3은 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 적하주입법의 설명도.

도4는 최적적하량의 범위와 액정량의 과부족의 설명도.

도5는 지주 높이와 최적액정량과의 관계도.

도6은 각종의 지주 높이에 대한 최적적하량의 범위의 설명도.

도7은 높이 측정의 설명도.

도8은 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 적하주입법에 있어서의 적하량 제어의 설명도.

도9는 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 인 라인 프로세스장치의 구성례를 나타낸 도면.

도10은 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 인 라인 프로세스장치의 다른 구성례를 나타낸 도면.

도11은 본 발명의 일실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 인 라인 프로세스장치의 또 다른 구성례를 나타낸 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

20 돌기

20c 돌기(지주)

30 디스펜서

32 케이싱체

34 피스톤

36 노즐

38 액정수용기

40 공급관

42, 44 공기유입구

46 격벽

48 펌프 콘트롤러

50 액정

52 마이크로 게이지

60 어레이 기판(TFT기판)

62 액정

64 UV 실링제

66 CF기판

68 이동방향

70 UV광원

72 UV광

80 유리기판

82 패널(CF기판)로 되는 기판면

84 레이저 변위계

90, 92 디스펜서

94 유리기판

96 TFT기판으로 되는 기판면

98 UV 실링제

100, 101 액정

120, 122 세정기

124 지주 높이 측정장치

125 지주 높이측정 및 실링 묘화장치

126 실링 묘화장치

128 액정적하장치

129 지주 높이 측정 및 액정적하장치

130 진공접합장치

132 UV경화장치

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이며, 특히 적하(滴下)주입법을 사용하여 2매의 기판 사이에 액정을 밀봉하는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치 중에서도, 박막 트랜지스터(TFT)를 스위칭소자로서 사용한 액티브 매트릭스형의 컬러액정표시장치는 플랫 패널 디스플레이의 주류로서 주목되어, 고품질로 대량생산할 수 있는 제조방법이 요구되고 있다.

액정표시장치의 제조공정을 크게 나누면, 유리기판 상에 배선패턴이나 박막 트랜지스터(TFT) 등의 스위칭소자(액티브 매트릭스형의 경우) 등을 형성하는 어레이공정과, 배향처리나 스페이서의 배치, 및 대향하는 유리기판 사이에 액정을 봉입하는 셀 공정과, 드라이버IC의 부착이나 백 라이트 장착 등을 행하는 모듈공정으로 이루어진다.

이 중 셀 공정으로 행하여지는 스페이서의 배치 프로세스로서는, 비드상의 다수의 구(球)형상의 입자를 기판면에 산포(散布)하는 방법과, 구형상의 입자로 바꾸어, 대향하는 유리기판의 한쪽 또는 쌍방에 기둥형상의 스페이서를 형성하는 방법 중 어느 하나가 사용된다. 이들 방법으로 형성되는 스페이서는 대향하는 유리기판 사이의 셀 갭(셀 두께)을 일정하게 유지하기 위해서 사용된다.

또 액정주입 프로세스로는, TFT가 형성된 어레이기판과, 그에 대향하여 컬러 필터(CF) 등이 형성된 대향기판을 실링제를 통하여 접합한 후 실링제를 경화시키고, 이어서 액정과 기판을 진공조에 넣어서 실링제에 개구된 주입구를 액정에 담근 후에 조(槽) 내를 다시 대기압으로 복귀시킴으로써 기판 사이에 액정을 봉입하는 방법(진공 주입법)이 사용되고 있다.

이에 대하여 근년, 예를 들면 어레이기판 주위에 프레임상으로 형성된 메인 실링의 프레임 내의 기판면 상에 규정량의 액정을 적하하고, 진공 중에서 어레이기판과 대향기판을 접합하여 액정봉입을 행하는 적하주입법이 주목되고 있다. 이 적하주입법은 종래의 액정표시 패널의 제조에 널리 사용되어 온 진공주입법과 비교해서, 첫째로 액정재료의 사용량을 대폭 저감할 수 있고, 둘째로 액정주입시간을 단축할 수 있는 등, 액정표시 패널제조의 코스트를 저감하여 양산성을 향상시킬 수 있기 때문에, 액정표시 패널제조공정에서의 적용이 강하게 요망되고 있다.

적하주입법에서는, 액정적하주입장치(디스펜서)를 사용하여 소정량의 액정을 기판 상에 적하한다. 그런데 디스펜서의 적하정밀도나 셀 갭의 불균일에 의해서 접합하는 2매의 기판 사이에 밀봉되는 액정량에 과부족이 생기는 등의 문제가 있다. 밀봉된 액정량이 부족하면 소위 기포가 발생하게 된다. 또 밀봉 액정량이 많으면 표시 불균일이 생긴다. 이들 기포나 표시 불균일이 생긴 패널은 어느 것이나 불량품으로 된다.

셀 갭을 기둥형상의 스페이서로 확보하는 방법에서는, 기판 상에 수(數)미크론 높이의 수지제 지주를 형성하기 때문에 기판 사이에서 지주 높이(막 두께)가 불 균일하게 되기 쉽다. 기판 사이에서의 지주 높이의 불균일이 크면, 임의의 기판용으로 설정한 액정적하량을 다른 기판에 그대로 적용할 때, 액정량이 너무 많거나 또는 너무 적거나 하는 일이 생긴다. 1매의 유리기판으로 복수의 액정표시 패널을 형성하는 다면취(多面取)용 기판이라도, 각 표시패널 형성영역간에서 지주 높이가 불균일하게 될 가능성이 있다. 이 때문에 다면취 유리기판 내의 최적액정적하량은 각 표시패널형성 영역마다 달라지는 경우가 생긴다.

또 셀 갭을 비드 산포에 의해서 확보하는 방법에서는, 크기가 대략 갖추어진 구형상의 입자가 사용되지만, 비드의 산포수(산포밀도)에 의해서 접합하는 2매의 기판 사이에 밀봉되는 최적액정량이 다르기 때문에, 상기와 마찬가지로 적하액정량의 과부족이 생기는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 적하주입법에 있어서, 기판마다 최적의 적하량으로 액정을 적하할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 기판 상에 액정을 적하하여, 상기 기판의 액정적하면측을 대향기판에 대향시켜 진공 중에서 접합한 후에 대기압으로 복귀시킴으로써 액정주입을 행하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 액정을 적하하는 기판의 상태에 의해서, 접합하는 2매의 기판 사이에 밀봉되는 최적액정량을 예측하고, 예측치에 의해서 적하액정량을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 최적액정량은 상기 2매의 기판 사이의 셀 두께를 결정하기 위해서 설치된 기둥형상 스페이서의 높이를 측정하여 예측하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 최적액정량은 상기 2매의 기판 사이의 셀 두께를 결정하기 위해서 산포(散布)된 구형상 입자의 산포밀도를 측정하여 예측하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 최적액정량의 예측은 다면취 기판에 있어서는 패널형성 영역마다 행하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 최적액정량의 예측은 상기 2매의 기판의 한 쪽에 메인 실링을 형성하는 공정과 병행하여 행하여지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 최적액정량의 예측은 상기 액정을 적하하는 기판 스테이지 상에서 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 적하주입법을 사용하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 측정하고, 그 측정치에 의해서 최적액정량을 적하할 수 있다. 또 구형상의 입자를 산포하는 경우는 그 산포밀도를 측정하고, 이에 의해서 최적액정량을 적하할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 액정표시 패널마다 최적의 액정량을 적하할 수 있고, 액정량의 부족에 의한 소위 기포나 액정량의 과다에 의한 표시 불균일을 없앨 수 있어, 안정된 양산이 가능하게 된다.

실시예

본 발명의 일실시의 형태에 의한 액정표시장치의 제조방법을 도1 내지 도11 을 사용하여 설명하겠다. 도1은 본 실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 CF기판의 구성례로서, MVA방식(Multi-domain Vertical Alignment) 액정표시장치로 사용되는 CF기판을 나타내고 있다. 이 CF기판은 수지겹침에 의해서 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 때에, 돌기구조를 겹쳐서 스페이서를 겸하는 지주를 더 설치한 스페이서레스 CF의 일례이다.

도1의 a에 있어서, 사선을 친 부분은 각각 색수지(R, G, B)가 형성되어 컬러 필터로서 기능하는 부분이다. 그 이외의 부분은 색수지가 겹쳐져서 블랙 매트릭스(BM)로서 기능한다. 그 위에 돌기(20, 20c)가 형성된다. 도1의 b는 도1의 a의 A-A'선에 있어서의 단면도이다. 도1의 b에서 유리기판(22) 상에 색수지(R, G, B)가 형성되지만, 횡방향의 각 화소 사이에서는 2색의 색수지가 겹쳐져서 블랙 매트릭스(BM)가 형성되어 있다. 또 도1의 c는 도1의 a의 B-B'선에 있어서의 단면도이다. 격자점을 제외한 부분은 2색의 수지가 겹쳐져서 블랙 매트릭스(BM)로 되어 있지만, 격자점에서는 3색의 색수지가 겹쳐지고, 또 돌기(20)의 일부인 돌기(20c)가 겹쳐지고, 그 부분이 기둥형상의 스페이서(지주)로서 기능하고 있다.

다음에 본 실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용되는 플런저 펌프식의 디스펜서의 개략적 구성에 대하여 도2를 사용하여 설명하겠다. 도2에 있어서 디스펜서(30)는 중공의 원통형상의 케이싱체(32)를 갖고 있고, 원통형상의 중심축을 대략 연직방향을 향해서 사용하도록 되어 있다. 케이싱체(32) 내에는 원통형상의 중심축을 따라 가늘고 긴 막대 형상의 피스톤(34)이 연직방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 피스톤(34)의 선단부는 케이싱체(32)의 연직 아래 쪽의 단부 에 설치된 노즐(36) 내쪽을 이동할 수 있도록 되어 있다. 케이싱체(32)의 노즐(36) 근방의 측벽 개구에서는, 액정수납용기(38) 내의 액정이 공급관(40)을 통해서 도시의 화살표에 따라 노즐(36)까지 유입할 수 있게 되어 있다. 노즐(36) 내에 도달한 액정은, 노즐(36)에서의 피스톤(34) 선단의 이동량에 의존하여 노즐(36)로부터 적하하도록 되어 있고, 외력을 받지 않는 한 액정 자체의 표면장력에 의해서 노즐(36)로부터 토출하지 않도록 되어 있다.

케이싱체(32) 내의 공기실의 측벽에는, 연직 방향으로 떨어저서 설치된 2개의 공기유입구(42, 44)가 부착되어 있다. 피스톤(34)에는 공기실 내를 2개로 분리하는 격벽(46)이 고정되어 있다. 격벽(46)은 피스톤(34)과 함께 공기유입구(42, 44) 사이의 공기실 내벽을 접동할 수 있도록 되어 있다. 따라서 격벽(46)은 공기유입구(42)로부터 공기실 내에 공기가 유입되면 연직 아래쪽에 압력을 받아서 아래쪽으로 이동하고, 공기유입구(44)로부터 공기실 내에 공기가 유입되면 연직 위쪽에 압력을 받아서 위쪽으로 이동한다. 이에 의해서 피스톤(34)을 연직방향으로 소정량이동시킬 수 있도록 되어 있다.

공기유입구(42, 44)는 펌프 콘트롤러(48)에 접속되어 있다. 펌프 콘트롤러(48)는 공기를 흡입하여 소정의 타이밍으로 공기유입구(42, 44)의 어느 하나에 공기를 보내주도록 되어 있다.

이상 설명한 구성의 디스펜서(30)는 1숏(shot)당 5mg의 액정(50)을 적하하도록 되어 있다. 또 이 1숏당의 액정적하량은 케이싱체(32) 위쪽에 돌출한 피스톤(34)에 고정된 마이크로 게이지(52)를 사용하여, 피스톤(34)의 연직방향의 이동량 을 제어함으로써 조정할 수 있도록 되어 있다.

다음에 본 발명의 실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 적하주입법의 개요를 도3을 사용하여 설명하겠다. 우선 도3의 a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 TFT 등의 스위칭소자가 형성된 어레이기판(60)의 기판면 상의 복수개소에, 디스펜서(30)(도시하지 않음)로부터 액정(62)을 적하한다. 이어서 표시영역 내에 공통(코몬)전극이나 컬러 필터가 형성되고, 표시영역의 주위에 자외선(UV)조사로 경화되는 UV 실링제(64)가 도포된 대향기판인 CF기판(66)을 위치맞춤하여 어레이기판(60)에 접합한다. 이 공정은 진공 중에서 행하게 된다. 이어서 접합한 기판을 대기 중에 복귀시키면 도3의 b에 나타낸 바와 같이, 접합된 어레이기판(60)과 CF기판(66) 사이의 액정(62)이 대기압에 의해서 확산된다. 다음에 도3의 c에 나타낸 바와 같이 실링제(64)의 도포영역(메인 실링)을 따른 이동방향(68)으로 UV광원(70)을 이동시키면서 UV 광(72)을 실링제(64)에 조사하여 실링제(64)를 경화시킨다. 이에 의해서 어레이 기판(60)과 CF기판(66) 사이의 셀 갭(셀 두께)은 도1에서 나타낸 복수의 지주(20c)에 의해서 확보된 액정표시패널이 만들어진다.

여기서 셀 두께와 최적적하량과의 관계는 예를 들면 도4에 나타낸 바와 같이 되어 있다. 도4는 프레임부 대각의 길이가 15인치로 셀 두께가 5μm인 액정표시 패널에 대하여 나타내고 있다. 이 이후의 각 도면에 있어서도 당해 액정표시패널을 예로 들어 설명하겠다. 도4는 횡축에 액정의 적하량(mg)을 취하여 최적적하량의 범위 및 액정량의 과부족에 대하여 나타내고 있고, 도면 중 거의 중앙에 나타낸 250mg이 최적적하량인 것을 나타내고 있다. 또 이 액정표시 패널에서의 적하량 마 진(최적적하량의 범위)(200)은 최적적하량의 ±2.0%이고, 245mg 내지 255mg의 범위로 된다. 적하량이 245mg 이하의 범위(202)에서는 액정량이 부족하여, 소위 기포가 생기어 불량 패널로 된다. 또 적하량이 255mg를 넘는 범위(204)에서는 여분의 액정이 주위의 프레임부분에 밀려서, 프레임부분의 셀 두께의 증가에 의한 표시 불균일이 생기어 불량 패널로 된다.

도5는 액정표시 패널의 기둥형상 스페이서의 지주 높이와 최적액정량과의 관계를 나타내고 있다. 도5에 있어서 횡축은 지주 높이(μm)를 나타내고, 종축은 최적액정량(mg)을 표시하고 있다. 도5에 나타낸 바와 같이, 지주 높이가 5μm를 중심으로 ±0.2μm의 범위 내로 분산시키면, 최적액정량은 250mg을 중심으로 ±10mg의 범위 내로 분산된다.

도4와의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 15인치 패널의 경우, 셀 두께가 5μm이면 최적적하량의 범위는 지주 높이가 5±0.1μm의 범위 내에 있는 경우에 얻어진다. 실제로 지주 높이의 불균일은 동일 로트이면 거의 ±0.1μm 이내에서 해결되고 있다. 그런데 성막조건 등에 의해서 상이한 로트 끼리인 경우에는, ±0.2μm의 불균일이 생길 수 있다. 또 1매의 유리기판에서 복수의 패널을 형성하는 다면취의 경우, 유리기판 상의 각 패널형성 영역에 형성되는 기둥형상 스페이서의 지주 높이가 각 패널 형성 영역간에서 ±0.1μm 정도 서로 어긋나는 일이 있을 수 있다.

지주 높이의 상이에 대한 최적적하량의 범위는 예를 들면 도6에 나타낸 바와 같이 된다. 도6의 횡축은 적하량(mg)을 표시하고 있다. 도6에 있어서 지주 높이가 5μm인 경우의 최적적하범위(210)는, 245mg 내지 255mg이다. 이것은 도4에 나타낸 최적적하량의 범위(200)와 동일하다. 이에 대하여 지주 높이가 4.9μm인 경우의 최적적하범위(212)는 240mg 내지 250mg이다. 또 지주 높이가 5.1μm인 경우의 최적적하범위(214)는 250mg 내지 260mg이다.

액정의 적하량이 지주 높이 5μm용으로 설정되어 있다고 하고, 실제로 액정적하하는 기판의 지주 높이가, 도6에 나타낸 바와 같이 4.9μm이거나 또는 5.1μm이거나 하면 다음과 같은 문제가 생긴다. 즉 최적적하범위(212)의 기판에 최대허용적하량의 250mg를 넘는 범위(화살표(216)로 나타낸다)의 액정이 적하되면 액정과다가 생긴다. 또는 최적적하범위(214)의 기판에 최소허용적하량의 250mg보다 적은 범위(화살표(218)로 나타낸다)의 액정이 적하되면 액정부족이 생긴다.

이와 같이 지주 높이에 대하여 적하량이 2.0% 이상 상이하면 불량이 발생한다. 바꾸어 말하면 지주 높이가 0.1μm 상이하면, 5μm의 셀 두께에 대하여 2%의 이상이 생긴다. 셀두께를 5μm로 가정하여 액정의 적하량을 고정하면, 기판마다 지주 높이의 불균일을 흡수할 수 있는 마진이 전혀 없기 때문에, 디스펜서 등의 다른 요소가 원인으로 액정적하량이 불균일하게 되면 패널불량이 생기고 만다.

그래서 본 실시형태에서는 도3을 사용하여 설명한 적하주입공정에 있어서, 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 미리 측정하고, 측정치에 의해서 액정적하량을 제어할 수 있도록 하고 있다.

도7은 지주 높이를 측정하는 방법을 예시하고 있다. 도7은 1매의 유리기판(80)으로 2매의 액정표시 패널(82)을 만드는 2면취(面取)의 경우를 나타내고 있다. 예를 들면 기둥형상 스페이서가 형성된 2매의 CF기판(82)을 도시와 같이 A면, B면 으로 하고, A면과 B면의 각각에서, 복수점(도시예에서는 숫자 1 내지 숫자 5의 5개소)의 지주 높이를 레이저 변위계(84)로 측정하여 평균치를 구한다. 또 CF기판면은 소정의 배향처리 등이 이미 실시되고 있다.

다음에 배향처리 후의 TFT기판측에는 열병용형의 UV 실링제를 도포한다. 이어서 도7에 나타낸 방법으로 미리 측정된 CF기판측의 지주 높이에 의해서 TFT기판측에 적하하는 액정의 양을 제어한다.

액정적하에는 도8에 나타낸 바와 같이, 디스펜서를 2대 준비한다. 한 쪽 디스펜서(90)는 도2에서 설명한 것과 동일하며, 1숏당 5mg의 액정을 적하하도록 조정되어 있다. 다른 쪽 디스펜서(92)는 디스펜서(90)와 동일구조를 갖고 있으나, 마이크로 게이지(52)를 조절하여 1숏당 2mg의 액정을 적하하도록 조정되어 있다.

도8에 나타낸 바와 같이 TFT 기판을 형성하는 유리기판(94)도, CF기판 형성용의 유리기판(80)(도7 참조)과 같이 2매의 TFT기판(96)을 얻는 2면취의 구성으로 되어 있다. 각 TFT기판 형성하는 영역(82)에는 외주위에 프레임상으로 도포한 UV 실링제에 의해서 메인 실링(98)이 형성되어 있다.

우선 UV 실링제(98)의 프레임 내의 TFT기판(96)을 형성하는 면 상에, 1숏 5mg으로 조정한 디스펜서(90)를 사용하여, 미리 측정한 CF기판측에 배치한 기둥형상 스페이서의 지주 높이의 평균치에 의해서 소정량의 액정(100)을 적하한다. 예를 들면 CF기판의 완성 중의 치수측정으로 A면이 평균5μm, B면이 평균5.1μm의 지주 높이를 갖고 있는 경우를 예로 들어 설명하겠다.

A면에 대향하는 TFT기판이 형성되는 면에서는, 표준으로서 디스펜서(90)에 의해서 1숏 5mg의 액정을 50숏 적하한다. 예를 들면 기판마다 또는 소정 간격에서의 취출에 의해서 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 측정하고, 0.1μm의 증감 불균일로 1숏 증가, 또는 1숏 감소의 제어를 한다.

B면에 대향하는 TFT기판이 형성되는 면에서는, 표준으로서 디스펜서(90)에 의해서 1숏 5mg의 액정을 51숏 적하한다. 예를 들면 기판마다 또는 소정 간격에서의 취출에 의해서 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 측정하고, 0.1μm의 증감 불균일로 1숏 증가, 또는 1숏 감소의 제어를 한다.

디스펜서(90)는 적하량에 대하여 ±1%의 불균일을 갖고 있기 때문에, 적하량 마진 내에서 적하하려면, 도6에서 설명한 지주 높이마다의 최적적하 범위의 중앙부 가까이에 적하량을 제어하지 않으면 불량이 발생할 가능성이 있다. 또 1숏의 적하량설정치가 커서 미세한 조정에 문제가 생길 경우가 있다. 그와 같은 경우에는 적하량이 적은 디스펜서(92)로 조정분의 액정(101)을 적하하여 미조정한다.

이어서 이렇게 하여 적하량을 제어한 유리기판 끼리를, 도3의 b에서 설명한 바와 같이 진공 중에서 접합한다. 대기해방시 면내가 진공으로 유지되어 있기 때문에, 차압(差壓)으로 갭 형성이 완료된다. 그 후 실링제(98)에 UV광을 조사하여 일차경화하고, 이어서 오븐으로 열경화를 한다. 접합한 2매의 유리기판의 각 면의 소정 위치를 스크라이브하여 절단함으로써, 2매의 액정표시패널이 얻어진다.

또 디스펜서의 숏수는 50회로서 많기 때문에, 적하되는 액정의 총적하량에 불균일 생길 가능성이 있다. 따라서, (1) 필요한 전(全)중량 또는 전체적에 따른 액정을 미리 정량(定量)한 후, 전(全)액정을 적하하는 방법, 또는 (2) 패널을 중량 계에 설치하여 액정을 디스펜서로 적하하면서, 적산(積算)된 중량의 변화량을 모니터하여 적하량을 정하는 방법을 포함하여도 좋다.

다음에 도9 내지 도11을 사용하여, 본 실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법으로 사용하는 인 라인 프로세스장치의 구성례에 대하여 설명하겠다. 도9는 지주 높이 측정과 실링 묘화(描畵)를 병행하여 행하는 경우의 장치구성을 나타내고 있다.

도9에 있어서 CF기판과 TFT기판은 모두 배향처리를 끝내고 세정기(1250, 122)에 반입되어서 각각 세정된다. 세정된 CF기판은 지주 높이 측정장치(124)에 반송된다. 세정된 TFT기판은 실링 묘화장치(126)에 반송된다.

지주 높이 측정장치(124)는 예를 들면 레이저 변위계를 구비하고 있다. CF기판에 형성된 기둥형상 스페이서의 복수점의 지주 높이가 측정되고, 그 평균치가 지주 높이 측정결과로서 액정적하장치(128)에 주어진다. 한편 실링 묘화장치(126)는 도2에 나타낸 디스펜서와 동일한 구조·기능을 갖고 있고, UV 실링제를 TFT기판의 외주위에 프레임상으로 묘화하여 메인 실링을 형성한다. 메인 실링이 형성된 TFT기판은 액정적하장치(128)에 반송된다.

액정적하장치(128)는 도2에 나타낸 디스펜서를 갖고, CF기판에서의 지주 높이의 측정결과에 의한 소정량의 액정을 TFT기판의 메인 실링 내에 적하한다. 이어서 CF기판과 TFT기판은 진공 접합장치(130)에 반송되어서 소정의 셀 갭을 유지하여 접합되고, UV경화장치(132)로써 경화처리를 받은 후 하류장치에 반송된다.

다음에 도10을 사용하여 본 실시형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 인 라인 프로세스장치의 다른 구성례에 대하여 설명하겠다. 도10은 지주 높이 측정과 실링 묘화를 동일한 기판으로 거의 동시에 행하는 경우의 장치구성을 나타내고 있다. 도10에 있어서 세정된 CF기판은 지주 높이 측정 및 실링 묘화장치(125)에 반입되어, 지주 높이의 측정과 실링 묘화는 거의 동시에 행하게 된다. 실링 묘화는 기판면의 기복을 레이저 변위계로 감시하면서 행하여지기 때문에, 이 레이저 변위계를 지주 높이의 측정에도 사용하도록 하고 있다. 따라서 세정된 TFT기판은, 실링 묘화되지 않고 그대로 액정적하장치(128)에 삽입된다. 이 경우에는 CF기판에 실링 묘화가 행하여진다. 도10의 구성에 의하면 TFT기판측의 실링 묘화장치를 생략할 수 있으므로 장치의 설치 스페이스를 줄일 수 있다.

다음에 도11을 사용하여 본 실시의 형태에 의한 액정표시장치의 제조방법에서 사용하는 인 라인 프로세스장치의 또 다른 구성례에 대하여 설명하겠다. 도11은 지주 높이 측정과 액정적하를 거의 동시에 행하는 경우의 장치구성을 나타내고 있다. 도11에 있어서, 세정된 CF기판은 지주 높이 측정 및 액정적하장치(129)에 반송된다. 또 실링 묘화장치(126)에서 실링 묘화가 이루어진 TFT기판도 지주 높이 측정 및 액정적하장치(129)에 반입된다.

지주 높이 측정 및 액정적하장치(129)는 디스펜서에 가하여, 지주 높이 측정용의 소형의 레이저 변위계는 액정적하의 XY스테이지에 장치되어 있다. 따라서 지주 높이 측정 및 액정적하장치(129)에서는 CF기판 상의 기둥형상 스페이서의 지주 높이의 측정치에 의한 소정량의 액정을 CF기판 또는 TFT기판에 적하한다. 도11의 구성에 의해서도 장치의 설치 스페이스를 감소할 수 있다.

이상의 과정에서 만들어진 액정표시패널은 지주 높이에 따라서 액정량이 결정되어 있다. 그 때문에 액정의 부족에 의한 소위 기포나 과다에 의한 갭 불량은 전혀 발생하지 아니하게 되므로, 매우 안정된 표시품질을 유지할 수 있게 된다. 또 제작일이 상이한 CF기판을 혼재하여 프로세스 상에 흘리는 것은 종래에는 불량의 발생을 의미하고 있었으나, 본 실시형태에 의하면 그 제약이 없어질 뿐만 아니라, 동일 로트 내에서의 최적적하량의 변동이나, 다면취용 유리기판면 내에서의 최적적하량의 변동을 모두 흡수할 수 있으므로, 적하주입법에 의한 액정표시장치의 양산에 대응할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정하지 않고 여러가지 변형이 가능하다.

예를 들면 상기 실시형태에서는 기둥형상 스페이서를 CF기판측에 설치하고 있으나, 그에 한정하지 않고 TFT기판측에 설치하거나, 또 CF기판과 TFT기판의 쌍방에 설치하도록 하여도 좋다.

또 셀 두께를 기둥형상 스페이서에 의해서 확보하는 예로서 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정하지 않고, 한 쪽 기판에 비드를 산포하여 셀 두께를 확보하는 방법에도 동일하게 적용가능하다. 비드산포의 경우에는 종래부터 다른 목적으로 측정하고 있는 비드의 산포밀도를 적하량 제어에 피드백시키고, 산포밀도에 의해서 소정량의 액정을 적하하도록 하면 상기 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 액정표시 패널마다 최적의 액정량을 적하할 수 있으므로, 소위 기포나 액정과다에 의한 갭불량을 없앨 수 있어, 안정된 양산이 가능하게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 적하주입 프로세스에 의한 불량을 저감시켜서, 현행의 진공주입 프로세스 정도의 수율을 달성할 수 있게 된다. 또 적하주입법의 적용으로 공정의 간략화에 의한 코스트 저감을 도모할 수 있다.

Claims

기판 위에 액정을 적하하는 액정적하장치에 있어서,

접합하는 2매의 기판 사이에 밀봉되는 최적액정량을 예측하고, 예측치에 의거하여 적하액정량을 제어하고,

상기 최적액정량은 상기 2매의 기판 사이의 셀 두께를 결정하기 위하여 설치된 기둥형상 스페이서의 높이의 측정치에 의거하여 예측하는 것

을 특징으로 하는 액정적하장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정적하량의 제어는 액정의 적하 횟수 또는 적하량을 조정함으로써 행하여지는 것

을 특징으로 하는 액정적하장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액정적하장치와, 기판 위에 형성된 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 측정하는 지주 높이 측정장치를 구비하고,

상기 액정적하장치는 상기 지주 높이 측정장치에 의해 측정된 상기 기둥형상 스페이서의 지주 높이에 따라서 액정적하량을 제어하는 것

을 특징으로 하는 인 라인 프로세스장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액정적하장치와, 기판 위에 형성된 기둥형상 스페이서의 지주 높이를 측정하는 동시에, 액정을 밀봉하기 위한 실링제를 상기 기판 위에 묘화(描畵)하는 지주 높이 측정 및 실링 묘화장치를 구비하고,

상기 액정적하장치는 상기 지주 높이 측정 및 실링 묘화장치에 의해 측정된 상기 기둥형상 스페이서의 지주 높이에 따라서 액정적하량을 제어하는 것

을 특징으로 하는 인 라인 프로세스장치.