KR20080003092A

KR20080003092A - 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치

Info

Publication number: KR20080003092A
Application number: KR1020060061630A
Authority: KR
Inventors: 신태화; 이덕원
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-07
Also published as: KR101265086B1

Abstract

본 발명은 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치에 관한 것으로, 패널이 고정 배치되는 스테이지와; 액정이 충진된 용기와 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프 및 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐로 이루어지며 상기 스테이지 상측에 설치되어 상기 기판에 액정을 적하하는 제1액정적하기와, 상기 제1액정적하기와 동일하게 구성되며 상기 제1액정적하기의 대향측에 구비되는 제2액정적하기로 이루어지는 액정적하유닛과; 상기 액정적하유닛이 적어도 복수개 장착되는 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비하도록 함으로써, 액정 도핑시 선택적으로 동작하는 복수의 액정적하기를 사용하여 상태가 불량한 패널의 파티션에 도핑되는 액정의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

액정적하기, 토출펌프, 가이드바

Description

복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치{LIQUID CRYSTAL DISPENSE DEVICE HAVING LIQUID CRYSTAL DISPENSER}

도 1는 액정적하방식에 의해 제작된 액정표시소자를 나타내는 도면,

도 2는 액정적하방식에 의해 액정표시소자를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도,

도 3은 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치의 구조를 도시한 사시도,

도 5는 도 4의 액정적하장치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도,

도 6은 액정토출펌프가 고정부에 고정된 상태를 나타내는 사시도,

도 7(a)∼도 7(d)는 액정토출펌프의 동작을 나타내는 단면도,

도 8은 고정각도가 증가한 액정토출펌프의 구조를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치에 관한 것으로, 더욱 상세하세는, 액정 도핑시 선택적으로 동작하는 복수의 액정적하기를 사용하여 상태 가 불량한 패널의 파티션에 도핑되는 액정의 손실을 방지할 수 있는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치에 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.

이러한 액정표시소자(LCD)를 형성하는 방법에는 여러가지 방법이 있으나 최근에는 액정적하방식(Liquid Crystal Dropping Method)에 의한 액정층 형성방법이 널리 사용된다. 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 1는 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.

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, 종 래의 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).

상기와 같은 액정적하방식에 의하여 액정표시소자를 제조방법에서는 액정층을 원하는 두께로 정확하게 형성하기 위하여 적하되는 액정의 위치 및 액정의 적하량을 정확하게 조절하는 것이 무엇보다 중요하다. 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 된다.

도 3은 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.

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.

그런데, 이러한 종래의 액정적하기(120)는 단일개의 노즐이 구비되며 액정적하의 대상이 되는 패널의 상측에 배치되어 상기 패널의 상측면에 액정을 도포하게 되므로 여러개의 파티션으로 구분되는 패널의 일부 파티션의 상태가 불량하더라도 셀갭을 맞추기 위하여 상태가 불량하여 사용할 수 없는 패널의 파티션에도 액정을 도포하게 되므로 결과적으로 고가의 액정이 낭비된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 액정 도핑시 선택적으로 동작하는 복수의 액정적하기를 사용하여 상태가 불량한 패널의 파티션에 도핑되는 액정의 손실을 방지할 수 있는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 패널이 고정 배치되는 스테이지와; 액정이 충진된 용기와 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프 및 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐로 이루어지며 상기 스테이지 상측에 설치되어 상기 기판에 액정을 적하하는 제1액정적하기와, 상기 제1액정적하기와 동일하게 구성되며 상기 제1액정적하기의 대향측에 구비되는 제2액정적하기로 이루어지는 액정적하유닛과; 상기 액정적하유닛이 적어도 복수개 장착되는 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 제1액정적하기와 상기 제2액정적하기에 충진되는 액정은 상호 다른 물질인 것이 바람직하다.

이는 액정적하장치가 하나의 모기판에 다양한 크기와 상태를 갖는 액정패널을 제작하는 MMG(Multi-Model Glass)에 사용될 경우 사용자가 원하는 액정패널의 성격에 따라 상호 다른 물질의 액정을 적하시키기 위함이다.

아울러, 상기 제1액정적하기에는 소정의 액정이 충진되며, 상기 제2액정적하기에는 순수(純水)가 충진될 수도 있다.

이는, 상태가 불량한 액정패널의 경우에는 상기 제2액정적하기에 충진된 순수(純水)가 적하되어 상기 제1액정적하기에 충진된 고가의 액정이 낭비되는 일이 없도록 하기 위함이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 액정적하기의 구조를 나타내는 사시도이고 도 5는 액정적하기의 사시분해도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1액정적하기(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.

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.

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, 제1액정적하기(120)의 제조비용을 절감할 수 있게 된 다. 이와 같이, 액정용기(122)를 금속으로 형성하는 경우 충진된 액정(107)이 금속과 화학적인 반응을 일으키는 것을 방지하기 위해 내부에 불소수지막을 도포하는 것이 바람직하다.

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.

도 5에 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.

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.

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.

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.

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.

제2연결관(160)을 투명한 물질로 형성하는 것은 액정용기(122)에 포함된 기 포 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 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

상기한 바와 같이, 제1모터(131)는 액정토출펌프(140)을 작동시켜 액정용 기(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.

액정토출펌프(140)를 통해 기판으로 적하되는 액정의 1회 적하량은 매우 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.

한편, 제1액정적하기(120)의 대향측에 구비된 제2액정적하기(170)는 그 구조가 제1액정적하기(120)와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치는 다음과 같이 동작한다.

도 6은 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, (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.

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.

이와 같은 피스톤(145)의 운동시, 피스톤(145)이 일정 각도 회전하여 상부방향으로 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.

이하에서는 도 7(a)∼도 7(d)를 참조하여 상기와 같은 액정토출펌프(140)의 작동을 더욱 자세히 설명한다.

도 7(a)∼도 7(d)에 도시된 바와 같이, 액정토출펌프(140)는 4행정을 통해 액정용기(122)의 액정(107)을 노즐(150)로 토출한다. 도면에서, 도 7(a) 및 도 7(c)는 교차행정이며. 도 7(b)는 액정흡입구(147)를 통한 흡입행정이고 도 7(d)는 액정토출구(148)를 통한 액정토출행정이다.

도 7(a)에 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.

상기 회전부재(157)가 약 45˚회전함에 따라 피스톤(145)도 회전하여, 도 7(b)에 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 회전하게 된다.

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(141)가 고정되어 있으므로, 상기 회전부재(145)가 회전함에 따라 피스톤(145) 하부의 실린더(141)에 공간이 생기게 된다. 따라서, 홈(145a)에 의해 열린 액정흡입구(147)를 통해 상기 공간으로 액정이 흡입된다.

이러한 액정의 흡입은 흡입행정이 시작된 후(즉, 액정흡입구(147)가 열린 후), 회전부재(157)가 약 45˚회전하여 도 7(c)에 도시된 바와 같은 흡입행정이 시작될 때까지(액정흡입구(147)가 닫힐 때까지) 계속된다.

이후, 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(157)가 더 회전함에 따라 액정토출구(148)가 열림과 동시에 상기 피스톤(145)이 하강하기 시작하여, 실린더(141)내의 공간에 흡입된 액정이 상기 액정토출구(148)를 통해 토출된다(토출행 정).

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.

이때, 액정의 토출양은 피스톤(145)의 상하운동범위에 따라 달라진다. 그런데, 피스톤(145)의 상하운동범위는 회전부재(157)에 고정되는 액정토출펌프(140)의 각도에 따라 달라진다.

도 8은 액정토출펌프(140)가 회전부재(157)에 β의 각도로 고정된 것을 나타내는 도면이다. 액정토출펌프(140)가 α(〈β)의 각도로 회전부재(157)에 고정된 도 6에 비해서 도 8의 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.

한편, 회전부재(157)에 고정되는 액정토출펌프(140)의 각도는 도 4에 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.

물론 상기 액정토출펌프(140)의 고정각도를 각도조절레버(137)에 의해 작업자가 수동으로 할 수도 있지만, 이 경우 정확한 조정이 불가능하고 시간이 많이 소 모될 뿐만 아니라 작업중에 액정토출펌프를 중단해야만 한다는 단점도 발생하게 된다. 따라서, 제2펌프(133)에 의해 액정토출펌프(140)의 고정각도를 조절하는 것이 바람직하다.

이때, 액정토출펌프(140)의 고정각도는 변위측정 자기센서(Linear Variable Differential Transformer)와 같은 센서(139)에 의해 측정되어, 고정각도가 설정된 각도를 초과하는 경우 경보를 발하여 액정토출펌프(140)가 파손되는 것을 방지한다.

상기와 같이, 제1 및 제2액정적하기(120, 170)는 액정토출펌프가 작동함에 따라 기판상에 형성된 액정패널에 액정을 적하한다. 일반적으로 모기판에는 복수의 액정패널이 형성된다. 따라서, 하나의 모기판 위에서 사용자가 원하는 액정패널의 종류가 다를 경우에는 제1액정적하기(120)와 제2액정적하기(170)에 각각 다른 성질을 갖는 액정을 충진하여 선택적으로 사용함에 따라 짧은 시간에 다양한 종류의 액정패널을 제작할 수 있으며, 모기판 위에서 복수의 동일한 액정패널을 제작할 경우에는 제2액정적하기(170)에는 순수(純水)를 충진하여 상태가 불량한 액정패널이 발견될 경우에는 제2액정적하기(170)에 충진된 순수(純水)를 적하하여 셀갭을 일정하게 유지하면서 상태가 불량한 액정패널에는 고가의 액정을 적하하지 않아도 되므로 액정의 손실을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 패널이 고정 배치되는 스테이지와; 액정이 충진된 용기와 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프 및 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐로 이루어지며 상기 스테이지 상측에 설치되어 상기 기판에 액정을 적하하는 제1액정적하기와, 상기 제1액정적하기와 동일하게 구성되며 상기 제1액정적하기의 대향측에 구비되는 제2액정적하기로 이루어지는 액정적하유닛과; 상기 액정적하유닛이 적어도 복수개 장착되는 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비하도록 함으로써, 액정 도핑시 선택적으로 동작하는 복수의 액정적하기를 사용하여 상태가 불량한 패널의 파티션에 도핑되는 액정의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

패널이 고정 배치되는 스테이지와;

액정이 충진된 용기와 상기 용기에 충진된 액정을 흡입하여 토출하는 토출펌프 및 상기 토출펌프로부터 토출된 액정을 기판으로 적하하는 노즐로 이루어지며 상기 스테이지 상측에 설치되어 상기 기판에 액정을 적하하는 제1액정적하기와, 상기 제1액정적하기와 동일하게 구성되며 상기 제1액정적하기의 대향측에 구비되는 제2액정적하기로 이루어지는 액정적하유닛과;

상기 액정적하유닛이 적어도 복수개 장착되는 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치.
제1항에 있어서,

상기 제1액정적하기와 상기 제2액정적하기에 충진되는 액정은 상호 다른 물질인 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치.
제2항에 있어서,

상기 제1액정적하기에는 소정의 액정이 충진되며, 상기 제2액정적하기에는 순수(純水)가 충진되는 것을 특징으로 하는 복수의 액정적하기를 구비한 액정적하장치.