KR20120103507A

KR20120103507A - 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120103507A
Application number: KR1020120024457A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 다우치; 다다시 다나카; 가즈히로 시라이시; 타이시앙 후앙; 테-젠 쳉; 노리오 스기우라
Original assignee: 에이유 오프트로닉스 코퍼레이션; 하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-09-19
Also published as: TWI487973B; US20120236274A1; TW201237508A; CN102608810B; CN102608810A

Abstract

일 실시예에 따르면, 액정 패널 제조 장치는 처리조, 투광성의 창, 액체 유동 유닛, 및 광 조사 유닛을 포함한다. 상기 처리조는 액체를 수용하고, 상기 액체 속에서 패널을 처리하도록 구성되며, 상기 패널은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함한다. 상기 광 투광성의 창은 처리조에 설치된다. 상기 액체 유동 유닛은 상기 패널의 주면을 따라 상기 액체를 유동시키도록 구성된다. 상기 광 조사 유닛은 투광성의 창을 통하여 상기 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하도록 구성된다.

Description

액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법 {LIQUID CRYSTAL PANEL MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE LIQUID CRYSTAL PANEL}

본 명세서에 기재된 실시예는 일반적으로 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2011년 3월 10일에 출원된 일본 특허출원 제2011-053133호 및 2011년 3월 10일에 출원된 일본 특허출원 제2011-053134호를 기초로 우선권의 혜택을 주장하며, 이 출원들의 내용 전부는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

광 중합성 재료(photo polymerizable material)와 액정이 혼합되어 있는 액정층을 사용하는 액정 패널이 있다. 예를 들면, 고분자 분산형 액정(polymer-dispersed liquid crystal)에서는, 고분자 매트릭스 속에 액정 입자가 분산된다. 또한, 배향성(orientation)을 부여하기 위해, 이러한 액정층을 사용하는 구성도 있다. 또한, 예를 들면, 네마틱 액정(nematic liquid crystal)과 키랄제(chiral material)를 혼합하여 만든 액정과, 광 중합성 재료를 혼합한 층에 자외선(UV)을 조사함으로써, 고분자 안정화 블루상(polymer-stabilized blue phase, PSBP)을 얻을 수 있다.

이러한 액정 패널의 제조에 있어서, 광 중합성 재료를 중합하기 위해 자외선 램프로 자외선을 조사하는 방식이 있다. 자외선 조사 시에, 액정 패널의 온도는 패널 면 내에서 균일할 것이 요구된다. 특히, 고분자 안정화 블루상(PSBP)을 사용하는 구성에서는, 광 조사 시의 패널 면 내의 온도 불균일(temperature variation)이 표시 특성의 불균일에 미치는 영향이 크다.

이러한 액정 패널의 제조에 있어서, 광 중합성 재료의 중합을 위해 광을 조사할 때의 온도를 제어하기 위해, 처리될 패널(이하, 피처리 패널이라 함)을 액체 속에 넣은 상태로 광을 조사하는 구성이 있다. 예를 들면, 광을 조사한 후에 피처리 패널을 액체로부터 인출했을 때 피처리 패널에 액체가 부착되어 있으면, 어떤 경우에는 그 후의 공정에 악영향을 줄 수 있어, 실용상 문제가 발생한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.
도 3은 액정 패널 제조 장치의 특성을 예시하는 그래프이다.
도 4a 및 도 4b는 참고예의 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부 구성을 예시하는 개략 사시도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 특성을 예시하는 그래프가다.
도 8은 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부 구성을 예시하는 개략 단면도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 액정 패널의 제조 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.
도 13은 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 단면도이다.
도 14는 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 15a 내지 도 15c는 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부 구성을 예시하는 개략도이다.
도 16은 제4 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.
도 17은 제4 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 단면도이다.

일 실시예에 따르면, 액정 패널 제조 장치는 처리조(treatment bath), 투광성의 창(light transmissive window), 액체 유동 유닛(liquid flowing unit), 및 광 조사 유닛(light irradiation unit)을 포함한다. 상기 처리조는 액체를 수용하고 상기 액체 속에서 패널을 처리하도록 구성되며, 상기 패널은 광 중합성 재료 및 액정 조성물(liquid crystal composition)을 가지는 액정층을 포함한다. 상기 투광성의 창은 상기 처리조에 설치된다. 상기 액체 유동 유닛은 액체를 패널의 주면(major surface)을 따라 유동시키도록 구성된다. 상기 광 조사 유닛은 상기 투광성의 창을 통하여 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 상기 광을 조사하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 패널의 제조 방법이 제공된다. 본 제조 방법은, 피처리 패널을 투광성의 창이 설치된 처리조의 내부에 도입한 액체 속에 수용하는 단계를 포함한다. 상기 피처리 패널은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함한다. 본 제조 방법은, 상기 피처리 패널과 상기 투광성의 창에 접촉하는 액체를 상기 피처리 패널의 주면을 따라 유동시키면서, 상기 투광성의 창을 통하여 상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 상기 광을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 패널 제조 장치는 처리조, 광 조사 유닛, 및 액체 제거부(liquid remover)를 포함한다. 상기 처리조는 내부에 액체를 보유하고 상기 액체 속에 피처리 패널을 수용한다. 상기 피처리 패널은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함한다. 상기 광 조사 유닛은 상기 처리조의 내부에 수용된 상기 피처리 패널에, 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사한다. 상기 액체 제거부는 상기 피처리 패널의 적어도 일부분에 부착된 상기 액체를 제거한다. 상기 일부분은 상기 액체로부터 인출되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 패널의 제조 방법이 개시된다. 상기 제조 방법은 피처리 패널을 처리조의 내부에 도입된 액체 속에 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 피처리 패널은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함한다. 상기 제조 방법은 또한 상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 제조 방법은 상기 피처리 패널 중의, 적어도 상기 액체로부터 인출된 부분에 부착된 상기 액체를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예에 대해 설명한다.

도면은 개략적 또는 개념적인 것이며; 부분들의 두께와 폭의 관계, 부분들 사이의 크기의 비율 등은 반드시 그 실제 값과 동일한 것은 아니다. 또한, 동일한 부분을 나타내는 경우라도, 도면들 간에 치수와 비율이 다르게 나타날 수도 있다. 본 출원의 명세서와 도면에서, 이전에 도면과 관련하여 설명한 것과 동일한 요소에는 동일한 도면부호를 부여하여, 상세한 설명은 적절히 생략한다.

(제1 실시예)

도 1은 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

도 1에는, 구성 요소 일부의 단면이 도시되어 있고, 다른 일부는 개략적으로 도시되어 있다.

도 2는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.

도 2에는 도 1에 예시된 요소의 일부가 생략되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(110)는 처리조(10), 창(12), 액체 유동 유닛(20), 및 광 조사 유닛(30)을 구비한다.

처리조(10)는 내부에 액체(50)를 보유한다. 처리조(10)는 피처리 패널(40)(이하, 패널(40)이라 한다)을 액체(50) 속에 수용한다. 창(12)은 처리조(10)에 설치된다. 창(12)은 액체(50)와 접촉한다. 또 창(12)은 투광성이다.

처리조(10)로는, 예를 들면, 스테인레스 강 등을 사용할 수 있다. 창(12)으로는 자외선 투과성의 유리를 사용할 수 있다. 예를 들면, 창(12)으로는 석영 유리 또는 붕규산초사(boron siliate glass) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면 창(12)으로는 PYREX(등록상표)를 사용할 수도 있다.

본 예에서는, 처리조(10)는 용기(11)와 창(12)을 포함한다. 용기(11)는 그 내부에 액체(50)를 보유한다. 용기(11)는 액체(50) 속에 패널(40)을 수용한다.

예를 들면, 처리조(10)는 패널(40)을 유지하는 패널 유지부(panel holder)(15)를 포함한다. 패널 유지부(15)는, 예를 들면, 베이스부(base)(15a), 축부(axis)(15b), 암부(arm)(15c), 및 탑재부(placement part)(15d)를 포함한다. 베이스부(15a)는 용기(11)의 바닥부(bottom)에 고정된다. 축부(15b)는 베이스부(15a)에 고정된다. 암부(15c)는 탑재부(15d)와 축부(15b)를 결합한다. 예를 들면, 암부(15c)의 길이는 가변이다. 탑재부(15d) 상에 패널(40)이 탑재된다. 패널(40)의 상면 및 하면에는 공간이 있다. 그 공간이 액체(50)로 충전된다.

창(12)은 액체(50)를 통하여 패널(40)에 대향한다. 즉, 창(12)과 패널(40) 사이의 액체(50)는 창(12)과 패널(40)에 접촉한다.

패널(40)은 액정층(43)을 포함한다. 액정층(43)은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유한다. 액정 조성물은, 예를 들면, 네마틱 액정과 키랄제를 함유한다. 광 중합성 재료는, 예를 들면, 자외선 경화형 모노머(UV curable monomer)를 함유한다. 광 중합성 재료는, 예를 들면, 아크릴계 모노머(acryl-based monomer)를 함유한다. 본 실시예는 전술한 것으로 한정되지 않고, 임의의 광 중합성 재료를 사용할 수 있고, 임의의 액정 조성물을 사용할 수 있다.

패널(40)은, 예를 들면, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)을 더 포함한다. 제2 기판(42)은 제1 기판(41)에 대향한다. 제1 기판(41)과 제2 기판(42) 사이에 액정층(43)이 배치된다. 제1 기판(41)과 제2 기판(42) 사이의 액정층(43) 주위에 실링제(seal material)(도시하지 않음)가 설치된다. 그러므로, 액정층(43)은 제1 기판(41), 제2 기판(42) 및 실링제에 의해 밀폐되어 있다.

패널(40)은 제1 주면(40a)(주면)과 제2 주면(40b)을 가진다. 제1 주면(40a)은 창(12)에 대향하는 측의 면이다. 제2 주면(40b)은 제1 주면(40a)과는 반대 측의 면이다.

액체 유동 유닛(20)은 패널(40)과 창(12) 사이의 액체(50)를 패널(40)의 주면(예를 들면, 제1 주면(40a))을 따라 유동시킨다. 즉, 액체 유동 유닛(20)은 패널(40)과 창(12) 사이에 액체(50)를 흐르게 한다. 또한, 액체 유동 유닛(20)은 패널(40)의 제2 주면(40b)(창(12)과는 반대 측의 면)에 접촉하는 액체(50)를 또한 유동시킬 수 있다.

이 때문에, 액체(50)는 패널(40)의 제1 주면(40a)을 따라 흐른다. 또한, 액체(50)는 패널(40)의 제2 주면(40b)을 따라 흐른다. 이와 같이, 패널(40)의 주면을 따라 액체(50)가 흐름으로써, 패널(40)의 온도의 균일성이 더 높아진다.

광 조사 유닛(30)은 처리조(10) 내부에 수용된 패널(40)에 광 중합성 재료를 중합시키는 광(30L)을 조사한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 패널(40)의 주면을 따라 액체(50)가 흐름으로써, 패널(40)의 온도의 균일성이 높아진다. 이로써, 패널(40)의 온도의 균일성이 높은 상태에서, 패널(40)에 광이 조사된다. 그러면, 광 중합성 재료가 중합하고, 액정 패널이 제작된다.

액정 패널 제조 장치(110)에 따르면, 균일한 조건(구체적으로는 균일한 온도 분포) 하에서 광을 조사할 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 패널 제조 장치(110)에서는, 광 조사 유닛(30)에서 창(12)을 향하는 축(광 조사 유닛(30)에서, 창(12)의 광 조사 유닛(30)에 가장 가까운 부분을 향하는 방향의 축)은, 중력의 방향(z축 방향)에 대하여 실질적으로 평행이다. 예를 들면, 창(12)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 수직이다. 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 수직이다.

액체 유동 유닛(20)은, 예를 들면, 액체(50)의 온도를 제어하는 온도 제어부(temperature controller)(23)를 포함할 수 있다. 액체 유동 유닛(20)은, 예를 들면, 공급부(supplier)(21), 공급 배관(supply pipe)(21p), 배출부(drain)(22), 및 배출 배관(drain pipe)(22p)을 더 포함할 수 있다.

공급부(21)는 액체(50)를 처리조(10) 내에 공급한다. 배출부(22)는 처리조(10) 내의 액체(50)를 배출한다. 공급 배관(21p)은 온도 제어부(23)와 공급부(21)를 연결한다. 배출 배관(22p)은 배출부(22)와 온도 제어부(23)를 연결한다.

공급부(21)로부터 처리조(10)의 내부에 공급된 액체(50)는 패널(40)의 제1 주면(40a)을 따라 흘러 배출부(22)로부터 배출된다. 또한, 액체(50)는 패널(40)의 제2 주면(40b)을 따라 흘러 배출부(22)로부터 배출된다. 배출부(22)에 의해 배출된 액체(50)는 온도 제어부(23)에 도달한다.

온도 제어부(23)는 액체(50)의 온도를 제어한다. 온도 제어부(23)는 액체(50)를 가열한다. 또는, 온도 제어부(23)는 액체(50)를 냉각한다. 이렇게 하여, 액체(50)의 온도는 원하는 온도로 제어된다. 온도 제어부(23)를 나온 액체(50)는 공급 배관(21p)을 경유하여 공급부(21)에 도달한다. 그리고, 액체(50)는 공급부(21)로부터 처리조(10)에 다시 공급된다. 이와 같이, 액체(50)는 처리조(10)의 외부에 설치되는 온도 제어부(23)를 경유하여 순환된다. 액체 유동 유닛(20)은 처리조(30)와 온도 제어부(23) 사이의 경로를 따라 액체(50)를 순환시킨다.

그러나, 상기한 것은 일례일 뿐이며, 본 실시예에서 액체 유동 유닛(20)의 구성은 임의이다. 예를 들면, 액체(50)는 처리조(10)의 내부에서만 유동할 수도 있다.

액체(50)는, 예를 들면, 물이다. 액체(50)로서, 예를 들면, 자외선 투과성이 뛰어나는 순수(pure water) 또는 초순수(ultrapure water)를 사용할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 액체(50)로는 기술적으로 가능한 임의의 재료를 사용할 수 있다. 액체(50)의 온도는 제어된다. 예를 들면, 액체(50)의 온도는 25℃ 이상, 90℃ 이하이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 공급부(21)는 복수의 개구부(opening)(21o)를 가질 수 있다. 또한, 배출부(22)는 복수의 개구부(22o)를 가질 수 있다. 복수의 개구부(21o)로부터 공급됨으로써, 또한 복수의 개구부(22o)로부터 배출됨으로써, 액체(50)의 흐름이 더욱 균일해진다.

복수의 개구부(22o)가 존재하는 경우에는, 중앙부 측(central side)의 흐름은 더 빠른 경향이 있고, 주변부 측(periphery side)의 흐름은 더 느린 경향이 있다. 이에 대한 대책으로, 예를 들면, 주변부 측의 구멍의 크기를 중앙부 측의 구멍의 크기보다 크게 한 구성을 사용할 수 있다. 또한, 주변부 측의 구멍의 수를 중앙부 측의 구멍의 수보다 많게 한 구성을 사용할 수도 있다. 이러한 구성을 사용함으로써, 전술한 상기한 불균일한 흐름을 억제할 수 있다.

처리조(10) 내에서, 공급부(21)와 배출부(22) 사이에 패널(40)이 배치된다. 균일한 흐름의 액체(50)에 패널(40)이 접촉함으로써, 패널(40)의 온도의 면내 균일성(in-plane uniformity)이 더 높아진다.

이와 같이, 패널(40)의 온도의 균일성이 높은 상태에서, 패널(40)에 광이 조사된다.

패널(40)과 창(12) 사이의 액체(50)의 유속(flow rate)은, 예를 들면, 1m/s(미터/초) 이상, 10m/s 이하이다. 유속이 높으면, 패널(40)의 온도의 균일성이 더 높아진다.

도 1에 예시한 바와 같이, 광 조사 유닛(30)은, 예를 들면, 광원(31), 반사기(reflector)(32), 장파장 광 차단 필터(long-wavelength-light cutting filter)(33), 및 단파장 광 차단 필터(short-wavelenth-light cutting filter)(34)를 포함할 수 있다. 광원(31)은 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 생성한다. 광원(31)은 반사기(32)와 창(12) 사이에 배치된다. 반사기(32)는 광원(31)으로부터 방출된 광의 일부를 창(12) 쪽으로 반사한다.

장파장 광 차단 필터(33)는 광원(31)과, 처리조(10)의 패널(40)을 수용하는 위치 사이에 설치된다. 장파장 광 차단 필터(33)는, 예를 들면, 적외선을 감쇠시키는 적외선 차단 필터이다. 장파장 광 차단 필터(33)는, 예를 들면 400 나노미터(㎚) 이상의 파장을 가지는 광을 감쇠시킨다. 이로써, 광(30L)이 조사되는 패널(40)의 온도의 상승이 억제된다.

단파장 광 차단 필터(34)는 광원(31)과, 처리조(10)의 패널(40)을 수용하는 위치 사이에 설치된다. 단파장 광 차단 필터(34)는, 예를 들면, 340㎚ 이하의 파장을 가지는 광을 감쇠시킨다. 이로써, 예를 들면, 패널(40)에 함유된 재료(예를 들면, 유기 재료)의, 광(30L)에 의한, 열화가 억제된다.

처리조(10)의 창(12)은 광(30L)에 대하여 투과성을 가진다.

이로써, 광 중합성 재료를 중합시키기 위해 필요한 파장의 광이 효율적으로 패널(40)에 조사된다.

그러나, 상기와 같은 필터를 설치한 경우에도, 광(30L)의 조사에 의해 패널(40)의 온도를 완전히 일정하게 하기는 어렵고, 패널(40)의 온도는 상승한다.

도 3은 액정 패널 제조 장치의 특성을 예시하는 그래프이다.

도 3은 액정 패널의 제조 시에 패널(40)에 광(30L)을 조사했을 때의 패널(40)의 온도 변화를 예시한다. 이 도면에는, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(110)의 특성과, 제1 참고예의 액정 패널 제조 장치(119a)의 특성이 나타나 있다. 제1 참고예의 액정 패널 제조 장치(119a)에서는, 패널(40)과 창(12) 사이에 액체(50)가 유동하지 않는다. 즉, 액체 유동 유닛(20)이 설치되어 있지 않다. 이를 제외하고는, 액정 패널 제조 장치(119a)의 구성은 액정 패널 제조 장치(110)의 구성과 같다.

패널(40)에 광(30L)을 조사하는 시간은 30초(s)이다. 도 3의 가로축은 시간 t를 나타낸다. t = 0에서 t = 30s 사이의 기간이 패널(40)에 광(30L)이 조사되는 기간에 상당한다. 시간 t가 30초보다 긴 기간은 패널(40)에 광(30L)을 조사하는 것이 종료한 후의 기간에 상당한다.

도 3의 세로축은 패널(40)의 온도 Tp를 나타낸다. 도 3에는, 액정 패널 제조 장치(110)에 대한 두 개의 곡선이 나타나 있다. 두 개의 곡선 중 하나는 패널(40)의 면 내에서 온도가 높은 영역의 온도 Tp에 대응하고, 다른 하나는 패널(40)의 면 내에서 온도가 낮은 영역의 온도 Tp에 대응한다. 마찬가지로, 액정 패널 제조 장치(119a)에 대한 두 개의 곡선이 나타나 있다. 두 개의 곡선 중 하나는 패널(40)의 면 내에서 온도가 높은 영역의 온도 Tp에 대응하고, 다른 하나는 면 내에서 온도가 낮은 영역의 온도 Tp에 대응한다. 도 3에서, 온도 Tp는 표준 온도 Ts를 사용하여 나타나 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 참고예에 따른 액정 패널 제조 장치(119a)에서는, 시간 t의 경과와 함께 온도 Tp가 크게 상승한다. 예를 들면, 패널(40)에 광(30L)을 조사하기 전의 온도 Tp는, 패널(40)에 광(30L)의 조사를 완료한 때(시간 t가 30초 일 때) 약 3.5℃ 상승한다. 또한, 온도가 높은 영역의 온도 Tp와 온도가 낮은 영역의 온도 Tp의 차는 약 1.5℃이며, 크다.

제1 참고예에서는, 패널(40)과 창(12) 사이의 액체(50)가 흐르지 않으므로, 광(30L)의 조사에 의해, 패널(40)이 가열되어, 패널(40)의 온도가 크게 상승한 것으로 생각된다. 또한, 패널(40)에서의 방열성(heat dissipation property)이 불균일하므로, 패널(40)의 면 내에서의 온도 편차(temperature variation)도 큰 것으로 생각된다.

이와는 달리, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(110)에서, 온도 Tp의 변화는 작다. 예를 들면, 패널(40)에 광(30L)을 조사하기 전의 온도 Tp는, 패널(40)에 광(30L)의 조사를 완료한 때(시간 t가 30초 일 때) 약 1.0℃ 상승한다. 또한, 온도가 높은 영역의 온도 Tp와 온도가 낮은 영역의 온도 Tp의 차는 약 0.3℃이며, 매우 작다.

본 실시예에서는, 패널(40)와 창(12) 사이의 액체(50)가 흐르므로, 패널(40)의 온도가 액체(50)에 의해 빼앗겨, 온도의 상승이 작은 것으로 생각된다. 또한, 패널(40) 내에서 균일하게 방열되므로 패널(40)의 면 내에서의 온도 편차가 작은 것으로 생각된다.

액정 패널 제조 장치(110)에 따르면, 패널(40)에 광(30L)이 조사되면 패널(40) 내의 최고 온도와 최저 온도의 차는, 예를 들면, 5℃ 이하, 바람직하게는 1℃ 이하일 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 균일한 조건 하에서 패널(40)에 광을 조사할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 참고예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

즉, 도 4a는 제2 참고예에 따른 액정 패널 제조 장치(119b)에 대응하고, 도 4b는 제3 참고예에 따른 액정 패널 제조 장치(119c)에 대응한다.

도 4a에 나타낸 바와 같이, 액정 패널 제조 장치(119b)에는 창(12)이 설치되어 있지 않다. 이런 이유로, 액정 패널 제조 장치(119b)에서는, 패널(40) 위를 액체(50)가 유동할 때, 액체(50)의 표면에 물결이 발생하기 쉽다. 또한, 액체(50)의 표면에 거품이 발생하기 쉽다. 이러한 물결과 거품이 발생하면, 패널(40)의 온도는 면내 불균일이 발생하기 쉽다. 또한, 물결이나 거품에 의해, 광(30L)의 광 경로가 변화되고, 패널(40)에 광(30L)이 조사될 때, 광(30L)의 강도에 불균일이 발생하기 쉽다. 이와 같이, 제2 참고예에서는, 패널(40)에 광(30L)을 조사할 때, 패널(40)의 온도와 광(30L)의 강도가 불균일하다.

이와는 달리, 액정 패널 제조 장치(110)는 창(12)을 구비하고 있으므로, 물결과 거품의 발생을 억제할 수 있다. 이로써, 광(30L)을 패널(40)에 조사할 때 패널(40)의 온도와 광(30L)의 강도를 균일하게 할 수 있다.

도 4b에 나타낸 바와 같이, 액정 패널 제조 장치(119c)에서는, 광원(31)이 액체(50) 속에 매몰되어 있다. 이런 이유로, 광원(31)의 열이 액체(50)를 통하여 패널(40)에 전달되기 쉽다. 이런 이유로, 제3 참고예에서는, 패널(40)의 온도가 상승하기 쉽다. 이에 더해, 패널(40)의 면 내의 온도도 불균일하게 되기 쉽다.

이와는 달리, 액정 패널 제조 장치(110)에서는, 광원(31)(광 조사 유닛(30))은 창(12)의 밖에 설치된다. 이런 이유로, 창(12)과 광원(31)(광 조사 유닛(30)) 사이에, 예를 들면, 공기를 개재할 수 있다. 이로써, 열의 전달을 억제할 수 있다. 이 때문에, 패널(40)의 온도가 상승하기 어렵고, 면 내의 온도는 균일하다.

창(12)과 액체(50)가 접촉하지 않고, 창(12)과 액체(50) 사이에 간극이 존재하는 구성도 생각할 수 있다. 이 구성에서는, 광의 균일성을 방해하는 물방울이 창(12)에 부착된다. 액체(50)의 온도가 높을 때는, 물방울은 증기가 되어 창(12)을 흐리게 하고, 따라서 투과성을 더욱 방해한다.

이와는 달리, 액정 패널 제조 장치(110)에서는, 창(12)이 액체(50)와 접촉하고 있으므로, 물결과 거품의 발생이 억제되고 흐름의 발생도 억제된다. 이로써, 또한 광(30L)의 강도가 또한 균일하게 유지된다.

액체(50)의 온도는, 예를 들면, 실온보다 높다. 액체(50)의 온도는, 예를 들면, 40℃ 이상이다. 즉, 광(30L)이 조사될 때의 패널(40)의 온도는, 예를 들면, 40℃ 이상이다. 이와 같이, 액체(50)의 온도가 40℃일 때, 액체(50)는 쉽게 증발한다. 본 실시예에서는, 이와 같은 조건에서도, 흐림의 발생이 억제된다.

도 5는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부의 구성을 예시하는 개략 사시도이다.

도 5에서는, 창(12)의 구성의 예를 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 창(12)은 내측부(inside part)(12c)와 프레임부(frame)(12p)를 가질 수 있다. 프레임부(12p)의 두께는, 내측부(12c)보다 두껍다. 창(12)의 액체(50)와 접촉하는 면(하면)은 창(12) 전체에 걸쳐 평면이다. 즉, 내측부(12c)의 하면과 프레임부(12p)의 하면은 동일 평면 상에 있다. 프레임부(12p)는 내측부(12c)의 측면보다 높은 측면 상에 돌출되어 있다. 이러한 구성을 사용함으로써, 창(12)의 상면, 특히 내측부(12c)에, 액체(50)(또는 액적)가 위치하는 것을 억제할 수 있다. 창(12)의 상면에 액체(50)가 위치하면, 광의 조사가 불균일할 수 있지만, 상기한 구성을 사용함으로써 패널(40)에 균일하게 광을 조사할 수 있다.

도 6은 제1 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치(111)에서는, 액체(50)는 창(12)으로 덮여 있다. 즉, 액체(50)는 처리조(10)에 의해 실질적으로 밀폐되어 있다. 따라서, 예를 들면, 액체(50)의 증발에 의해, 액체(50)의 가스가 처리조(10) 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 액체(50)의 온도의 제어의 정밀도가 향상된다. 또한, 액정 패널 제조 장치(111)가 설치된 장소 주위에 미치는 악영향을 억제할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 특성을 예시하는 그래프이다.

즉, 도 7a는 광원(31)에 의해 생성된 광(장파장 광 차단 필터(33) 및 단파장 광 차단 필터(34)를 통과하기 전)의 특성을 예시하고 있다. 도 7b는 광원(31)에 의해 방출되어, 장파장 광 차단 필터(33) 및 단파장 광 차단 필터(34)를 통과한 후의 광(광(30L))의 특성을 예시하고 있다. 도 7a 및 도 7b의 가로축은 파장 λ를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b의 세로축은 광의 상대 강도 LI를 나타낸다. 이 예에서, 광원(30L)으로는 철 금속 할라이드 램프(iron-metal halide lamp)가 사용되고 있다. 철 금속 할라이드 램프는, 예를 들면, 석영 유리 등으로 이루어지는 원통형의 유리관 내에, 수은, 철 및/또는 철 할로겐화물, 및 가스가 밀봉되고, 또한 유리관 내의 양단에 한 쌍의 전극이 배치된 램프이다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 광원(31)에 의해 생성된 광은, 약 300㎚ 내지 약 340㎚의 단파장 영역과, 약 400㎚ 내지 약 460㎚의 장파장 영역 양쪽에서 광의 상대 강도 LI가 크다.

이와는 달리, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 장파장 광 차단 필터(33) 및 단파장 광 차단 필터(34)를 통과한 후의 광(광(30L))은, 340㎚ 이하의 파장 영역, 및 400㎚ 이상의 파장 영역 양쪽에서 상대 강도 LI가 매우 작다.

이와 같이, 장파장 광 차단 필터(33) 및 단파장 광 차단 필터(34)를 사용함으로써, 패널(40)의 광 중합성 재료를 중합시키기 위해 필요한 파장의 광이 효율적으로, 패널(40)에 조사된다.

도 8은 제1 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부의 구성을 예시하는 개략 단면도이다.

도 8은 광 조사 유닛(30)의 구성의 다른 예를 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 이 예에서, 광 조사 유닛(30)은 광원(31)과 이중관 액체 냉각부(35)를 포함한다. 광원(31)은 광 중합성 재료를 중합시키는 광(예를 들면, 자외선)을 방출한다.

이중관 액체 냉각부(35)는 내관(35i), 외관(35o), 및 중간 벽(35m)을 포함한다. 내관(35i)은 광원(31)으로부터 이격되어 있으면서 내부에 광원(31)을 포함한다. 외관(35o)은 내관(35i)의 외측에 설치된다. 중간 벽(35m)은 내관(35i)과 외관(35o) 사이에 설치된다. 내관(35i)과 중간 벽(35m) 사이에는 냉각액(35l)이 도입될 수 있다. 외관(35o)과 중간 벽(35m) 사이에도 냉각액(35l)이 도입될 수 있다. 냉각액(35l)은 내관(35i)과 중간 벽(35m) 사이의 공간, 및 외관(35o)과 중간 벽(35m) 사이의 공간을 서로 순환할 수 있다. 이 때문에, 이 예에서는 냉각 효율이 높다.

또한, 중간 벽(35m)은 장파장 광 차단 필터(33)의 기능과 단파장 광 차단 필터(34)의 기능 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 예를 들면, 중간 벽(35m)은 적외선 차단 필터이다. 창(12)도 필터의 기능을 가질 수 있다. 특히, 적외선 차단 필터와 열선 흡수 필터(heat absorbing filter)를 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 중간 벽(35m)을 생략할 수 있다. 또한, 적외선에 의해 온도가 상승하는 창(12)은 처리조(10) 내의 액체(50)에 의해 냉각될 수 있다.

또한, 내관(35i) 및 외관(35o) 중 적어도 하나는 장파장 광 차단 필터(33)와 단파장 광 차단 필터(34) 중 적어도 하나의 기능을 가질 수 있다. 이로써, 장파장 광 차단 필터(33) 또는 단파장 광 차단 필터(34)를 별도 설치하는 것을 생략할 수 있다.

광원(31)은, 탈륨 및/또는 탈륨 할라이드를 함유하는 탈륨-금속 할라이드 램프와 철과 탈륨을 함유하는 철-탈륨-금속 할라이드 램프일 수 있다.

또한, 광원(31)은 자외선 형광 램프(ultraviolet fluorescent lamp, UV-FL)일 수도 있다. 자외선 형광 램프는 석영 유리 등으로 이루어지는 원통형의 유리관을 가질 수 있고, 이 유리관 안에는 수은 및 가스가 밀봉되고, 전극이 배치되고, 또한 유리관 내벽에 형광체 층(fluorescent substance layer)이 형성된다. 가스로는, 네온, 아르곤, 크세논 등의 희가스(rare gas)의 단일 가스(single gas) 또는 혼합 가스를 사용할 수 있다. 전극으로는, 예를 들면, 열 음극형(hot-cathode) 전극을 사용할 수 있다. 형광체 층으로는, 예를 들면, 수은에 의해 생성된 254㎚의 광을 300 내지 400㎚ 광으로 변환 가능한 형광체를 포함하는 형광체 층을 사용할 수 있다. 254㎚의 광을 300 내지 400㎚ 광으로 변환 가능한 형광체로는, LaPO4:Ce(3가 세륨 활성 인산 란탄) 등이 있다. 형광체 층은 필요한 파장에 따라 복수 종류의 형광체를 혼합하여 만든다.

광원(31)으로 이러한 자외선 형광 램프를 사용할 때, 복수의 자외선 형광 램프가 병렬로 배치된다. 광원(31)은 제1 형광체 층을 포함하는 제1 자외선 형광 램프와, 제1 형광체 층의 피크 파장과는 상이한 피크 파장을 가지는 제2 형광체 층을 포함하는 제2 자외선 형광 램프의 구성을 가질 수 있다. 이 경우에, 제1 자외선 형광 램프 옆에, 제2 자외선 형광 램프가 배치되도록, 교대로 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 자외선 형광 램프와 제2 자외선 형광 램프가 상이한 타이밍과 출력으로 점등하도록 제어하여, 광의 파장, 강도 등이 상이한 복수의 조사 모드를 실현가능 것도 가능하다.

또한, 광원(31)은 엑시머 램프(excimer lamp)일 수 있다. 엑시머 램프는 석영 유리 등으로 이루어지는 원통형의 유리관을 가질 수 있으며, 이 유리관 안에는 가스 및/또는 할로겐이 밀봉되고, 유리관의 외부에 적어도 하나의 전극이 배치되고, 유전체 배리어 방전(dielectric barrier electric discharge)이 생성된다. 유리관은 단일관(single pipe) 또는 내관과 내관을 덮도록 배치된 외관을 포함하고 관들 사이에 가스를 밀봉하는 방전 공간을 형성하도록 내관과 외관이 폐쇄된 이중관일 수 있다. 가스는, 램프로부터 300 내지 400㎚ 광이 발생하도록 선택된다. 예를 들면, 유리관 내에 크세논과 염소가 밀봉되면, 308㎚의 광을 발생시킬 수 있다. 유리관 내에 크세논을 밀봉하고, 또한 유리관의 내벽에

크세논에 의해 발생한 172㎚를 300 내지 400㎚의 광으로 변환하는 형광체 층을 형성하면, 300 내지 400㎚의 광을 발생시킬 수 있다. 형광체 층으로는, LaPO4: Ce(3가 세륨 활성 인산 란탄) 등의 형광체를 포함하는 형광체 층을 사용할 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 전극이 사용될 수 있으며, 전극 중 하나는 유리관의 내부 또는 유리관의 내벽에 배치되고, 다른 하나는 유리관의 외부 또는 유리관의 외벽에 배치되는 구성, 또는 전극 모두를 유리관의 외부 또는 유리관의 외벽에 배치되는 구성을 사용할 수 있다. 전극은, 봉형(rod-shape), 코일형, 박막형, 및 판형 등 다양한 형태일 수 있다.

또한, 이중관 액체 냉각부(35), 장파장 광 차단 필터(33) 및/또는 단파장 광 차단 필터(34)는 반드시 필요한 것은 아니며, 적절히 생략할 수도 있다.

도 9는 제1 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치(112)에서는, 처리조(10)는 패널(40)을 유지하는 패널 유지부(panel holder)(15)를 포함한다. 패널 유지부(15)는 패널(40)의 주면(예를 들면, 제1 주면(40a))에 대하여 수직인 방향을 축으로 하여, 패널(40)을 회전시킨다. 예를 들면, 축부(15b)를 축으로 하여, 암부(15c)가 회전한다. 이로써, 탑재부(15d)에 탑재된 패널(40)이 축부(15b)를 축으로 하여 회전된다.

즉, 액정 패널 제조 장치(112)에서는, 패널(40)이 회전되는 동안에, 패널(40)에 광(30L)을 조사할 수 있다.

이로써, 패널(40)의 온도가 패널의 면 내에서 더욱 균일해진다. 이에 더해, 패널(40)에 조사되는 광(30L)의 강도가 패널의 면 내에서 더욱 균일해진다.

(제2 실시예)

도 10은 제2 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(120)는 처리조(10), 창(12), 액체 유동 유닛(20), 및 광 조사 유닛(30)을 포함한다.

액정 패널 제조 장치(120)에서는, 광 조사 유닛(30)에서 창(12)을 향하는 축(광 조사 유닛(30)에서, 창(12)의 광 조사 유닛(30)에 가장 가까운 부분을 향하는 방향의 축)은, 중력의 방향(z축 방향)에 대하여 실질적으로 수직이다. 예를 들면, 창(12)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 평행이다. 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 평행이다.

예를 들면, 처리조(10)의 윗부분에 공급부(21)가 설치되고, 아랫부분에 배출부(22)가 설치된다. 공급부(21)로부터 액체(50)가 공급되고, 액체(50)는 아래를 향해 유동하고, 액체(50)는 배출부(22)로부터 배출된다.

패널(40)과 창(12)의 사이의 액체(50)는 패널(40)의 주면(제1 주면(40a))을 따라 유동한다. 또한, 패널(40)의 창(12)과는 반대 측의 면(제2 주면(40b))에 접촉하는 액체(50)가 유동한다.

액정 패널 제조 장치(120)에서는, 패널(40)의 온도의 면내의 균일성이 높다. 즉, 균일한 조건 하에서 패널(40)에 광(30L)을 조사할 수 있다. 액정 패널 제조 장치(120)에서는, 예를 들면, 장치의 설치 면적을 작게 할 수 있다.

그리고, 액정 패널 제조 장치(120)에서, 예를 들면, 처리조(10)의 아랫부분에 공급부(21)가 설치되고, 윗부분에 배출부(22)가 설치될 수도 있다.

제1 실시예에서는, 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 수직이며, 제2 실시예에서는, 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 평행이지만, 실시예는 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 경사질 수도 있다. 패널(40)의 주면이 z축 방향에 대하여 경사지게 함으로써, 예를 들면, 패널(40)을 액체(50) 내로 도입하고 패널(40)을 액체로부터 인출하는 것이 용이하게 된다.

(제3 실시예)

도 11은 제3 실시예에 따른 액정 패널 제조 방법을 예시하는 흐름도이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 방법에서는, 패널(40)을 투광성의 창(12)이 설치된 처리조(10)의 내부에 도입한 액체(50) 속에 수용한다(단계 S110).

패널(40)과 창(12)에 접촉하는 액체(50)를 패널(40)의 주면(예를 들면, 제1 주면(40a))을 따라 유동시키면서, 패널(40)에 창(12)을 통하여 광 중합성 재료를 중합시키는 광(30L)을 조사한다(단계 S120).

따라서, 패널(40)의 면내의 온도의 균일성이 높아진다. 이 제조 방법에 따르면, 균일한 조건 하에서 패널(40)에 광을 조사할 수 있다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 단계 S110과 단계 S120 사이에서, 액정층(43)의 온도가 제어된다. 예를 들면, 패널(40)의 온도를 균일하게 함으로써, 패널의 전체에 블루상을 출현시킨다. 그러므로, 단계 S120에서는, 예를 들면, 액정층(43)의 전체에 블루상이 출현하도록 액정층(43)의 온도를 제어한 후에 패널(40)에 광(30L)을 조사한다. 따라서, 균일한 특성의 고분자 안정화 블루상의 액정 패널을 얻을 수 있다.

본 제조 방법에서는, 액체(50)의 온도를 제어한다(단계 S115). 또한, 패널(40)의 주면에 대하여 수직인 방향을 중심으로 하여 상기한 피처리 패널을 회전시키면서, 패널(40)에 광(30L)을 조사할 수 있다.

또한 패널(40)의 창(12)과는 반대 측의 면(제2 주면(40b))과 접촉하는 액체(50)를 흐르게 하면서, 패널(40)에 광(30L)을 조사할 수 있다.

패널(40)의 주면은 중력의 방향에 대하여 실질적으로 수직이다. 또는, 패널(40)의 주면은 중력의 방향에 대하여 실질적으로 평행이다. 또는, 패널(40)의 주면은 중력의 방향에 대하여 경사져 있다.

광(30L)을 조사할 때의 패널(40)의 온도는 40℃ 이상이다. 흐림의 발생을 억제하는 효과가 특히 발휘된다.

패널(40)에 대한 광(30L)의 조사는, 340㎚ 이하의 파장의 광을 감쇠시키는 단파장 광 차단 필터(34), 및 광 중합성 재료를 중합시키는 광의 파장보다 긴 파장의 광을 감쇠시키는 장파장 광 차단 필터(33) 중 적어도 하나를 통한 조사를 포함한다.

액정층(43)은 블루상을 가질 수 있다. 고분자 안정화 블루상에서는, 패널(40)에 광(30L)을 조사할 때의 패널(40)의 온도가 고 정밀도로 제어될 것이 특히 요구된다. 고분자 안정화 블루상에 본 제조 방법을 적용함으로써, 균일한 조건 하에서 광을 조사할 수 있어, 원하는 특성의 액정 패널을 제조할 수 있다.

블루상은, 예를 들면, 이중 꼬임 구조(double twist structure)를 가지는 프러스트레이션계 구성(frustration-based configuration)을 가진다. 블루상으로 이루어진 액정층(43)은, 예를 들면, 가시광의 파장에 대응하는 길이의 3차원 주기 구조를 가진다. 블루상에서는, 예를 들면, 포토닉스(photonics)의 특성을 얻을 수 있다. 또한, 블루상에서는, 고속의 전기 광학 응답(electro-optics response)을 얻을 수 있다.

그러나, 본 실시예에서, 패널(40)의 구성은 임의이다.

패널(40)에서, 예를 들면, 제1 기판(41)은 복수의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 복수의 박막 트랜지스터의 각각에 화소 전극이 접속된다. 제1 기판(41)과 제2 기판(42) 중 어느 하나에 컬러 필터가 설치된다. 컬러 필터가 설치되지 않은 기판을 통하여 액정층(43)에 광(30L)이 조사되는 것이 바람직하다. 이로써, 예를 들면, 컬러 필터에 의한 광(30L)의 흡수를 억제할 수 있다. 따라서, 온도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 컬러 필터의 특성이 열화되는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 패널(40)은 컬러 필터를 가지는 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판에 대향하는 대향 기판(예를 들면, TFT 기판), 및 컬러 필터 기판과 대향 기판 사이에 설치된 액정층을 포함할 수 있다. 대향 기판에는, 예를 들면, 복수의 박막 트랜지스터를 설치할 수 있다. 또한, 복수의 박막 트랜지스터가 설치된 기판에 컬러 필터를 설치할 수도 있다.

광 조사 유닛(30)은 대향 기판의 측으로부터 패널(40)에 광을 조사한다. 이에 더해, 액체 유동 유닛(20)은 패널(40) 측의 면과 접촉하는 액체(50)를 유동시킬 수 있고, 또한 패널(40)의 창(12)과는 반대 측의 면과 접촉하는 액체(50)를 유동시킬 수도 있다. 대향 기판의 측으로부터 패널(40)에 광을 조사함으로써 온도의 상승을 억제할 수 있다. 대향 기판의 측으로부터 패널(40)에 광을 조사해도 온도는 상승하기 때문에, 컬러 필터 기판의 측의 액체(50)를 유동시켜, 온도의 상승을 억제할 수 있다.

패널(40)에서, 예를 들면, 제2 기판(42)에는 화소 전극에 대향하는 대향 전극이 형성된다. 액정층(43)에는, 제1 기판(41)에서 제2 기판(42)을 향하는 축을 따라 전계가 인가된다.

또는, 예를 들면, 제1 기판(41)에는 화소 전극에 대향하는 대향 전극이 형성된다. 액정층(43)에는, 제1 기판(41)에서 제2 기판(42)을 향하는 축에 대하여 수직인 성분을 가지는 전계가 인가된다.

제1 실시예 내지 제3 실시예에 따르면, 균일한 조건 하에서 광을 조사할 수 있는 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널 제조 방법이 제공된다.

(제4 실시예)

도 12는 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.

도 13은 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 단면도이다.

즉, 도 13은 도 12의 A1 - A2선을 따른 단면을 예시한다.

도 14는 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.

즉, 도 14에서는, 구성 요소의 일부에 대한 단면(도 12의 B1 - B2 선을 따른 단면)이 도시되고, 다른 일부는 개략적으로 도시되어 있다.

도 12에서는, 도 13 및 도 14에 예시된 요소 중 일부가 생략되어 있다.

도 12 내지 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(310)는 처리조(10), 광 조사 유닛(30), 및 액체 제거부(60)를 구비한다.

처리조(10)는 그 내부에 액체(50)를 보유한다. 처리조(10)는 패널(40)을 액체(50) 속에 수용한다.

광 조사 유닛(30)은 처리조(10)의 내부에 수용된 패널(40)에, 광 중합성 재료를 중합시키는 광(30L)을 조사한다.

처리조(10) 및 광 조사 유닛(30)에는, 제1 실시예와 관련하여 설명한 구성을 적용할 수 있으므로 설명을 생략한다. 패널(40)에는, 제1 실시예와 관련하여 설명한 구성을 적용할 수 있으므로 설명을 생략한다.

액정 패널 제조 장치(310)는 액체 유동 유닛(20)을 더 포함할 수 있다. 액체 유동 유닛(20)에는, 제1 실시예와 관련하여 설명한 구성을 적용할 수 있으므로 설명을 생략한다.

액체 제거부(60)는 패널(40) 중의, 적어도 액체(50)로부터 인출되는 부분에 부착된 액체(50)를 제거한다. 액체 제거부(60)는, 패널(40)이 액체(50)로부터 인출된 후에 패널(40)에 부착된 액체(50)를 제거한다. 또는, 액체 제거부(60)는 액체(50)로부터 인출되고 있는 패널(40)에서의, 액체(50)로부터 인출된 부분에 부착되어 있는 액체(50)를 제거한다. 예를 들면, 패널(40)의 일부가 액체(50) 속에 수용되어 있고 나머지 부분이 액체(50)로부터 인출되어 있을 때, 그 나머지 부분에 부착된 액체(50)를 제거한다.

본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(310)는 액체 제거부(60)를 사용하여 패널(40)에 부착된 액체(50)를 제거할 수 있다. 이로써, 광(30L)의 조사 후의 공정에 악영향을 주는 것을 억제할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 패널(40)에 광(30L)을 조사하는 실용적인 액정 패널 제조 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에서, 패널(40)에 부착된 액체(50)는 가능한 한 빨리 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 액체(50)의 액적(liquid drop)의 자취가 거의 남지 않는다. 예를 들면, 패널(40)을 액체(50)로부터 인출하면서 패널(40)에 에어 제트(air jet)를 가하여 액체(50)를 제거한다. 예를 들면, 패널(40)을 인출하는 동작에서, 액체(50)를 날려 버릴 수가 있다. 제거한 액체(50)는 처리조(10)로 되돌리는 것이 바람직하다.

이하, 액체 제거부(60)의 예에 대하여 설명한다.

도 15a 내지 도 15c는, 제4 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치의 일부의 구성을 예시하는 개략도이다.

도 15a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(311)에 있어서는, 액체 제거부(60)는 패널(40)에 기체류(gas stream)(61)를 분사한다. 구체적으로는, 액체 제거부(60)는 제1 기체 토출부(gas blowing part)(61a)와 제2 기체 토출부(61b)를 포함한다. 제1 기체 토출부(61a)는 패널(40)의 제1 주면(40a)에 기체류(61)를 분사한다. 제2 기체 토출부(61b)는, 패널(40)의 제2 주면(40b)에 기체류(61)를 분사한다. 기체류(61)은, 예를 들면, 공기이다. 제1 기체 토출부(61a) 및 제2 기체 토출부(61b)는, 예를 들면, 송풍기(air blower)이다. 기체류(61)에 의해, 패널(40)에 부착된 액체(50)의 액적(51)을 제거할 수 있다.

도 15b에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(312)에 서, 액체 제거부(60)는 패널(40)을 가열한다. 구체적으로는, 액체 제거부(60)는 제1 가열부(62a)와 제2 가열부(62b)를 포함한다. 제1 가열부(62a)는 패널(40)의 제1 주면(40a)에 적외선(62)을 조사한다. 제2 가열부(62b)는 패널(40)의 제2 주면(40b)에 적외선(62)을 조사한다. 적외선(62)에 의해, 패널(40)에 부착된 액체(50)의 액적(51)을 제거할 수 있다.

도 15c에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(313)에 서, 액체 제거부(60)는 패널(40)에 고온, 고압의 기체류(63)를 분사한다. 구체적으로는, 액체 제거부(60)는 제1 고온 기체 토출부(63a)와 제2 고온 기체 토출부(63b)를 포함한다. 제1 고온 기체 토출부(63a)는 패널(40)의 제1 주면(40a)에 고온의 기체류(63)를 분사한다. 제2 고온 기체 토출부(63b)는 패널(40)의 제2 주면(40b)에 고온의 기체류(63)를 분사한다. 고온의 기체류(63)는, 예를 들면, 고온의 공기이다. 고온의 기체류(63)에 의해, 패널(40)에 부착된 액체(50)의 액적(51)을 제거할 수 있다. 액정 패널 제조 장치(313)에서, 액체 제거부(60)는 패널(40)을 가열하면서, 패널(40)에 기체류(고온의 기체류(63))를 분사한다.

또한, 액체 제거부(60)로는, 예를 들면, 기계적인 방법으로 액체(50)를 제거하는 구성을 사용할 수 있다. 예를 들면, 액체 제거부(60)로는, 패널(40)과 접촉하는 가요성의 구조체(flexible structure)를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 액체 제거부(60)로는, 예를 들면, 고무형의 재료(rubber-like material)로 이루어진 주걱(스키지(squeege), 와이퍼 블레이드(wiper blade) 등)을 사용할 수 있다.

상기한 액체 제거부(60)의 각종 구성은 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 액체 제거부(60)는 기체 토출부와 가열부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 패널(40)에 부착된 액체(50)의 대부분을 에어 제트로 제거한 후, 약간 남은 액체(50)를 히터로 확실하게 제거할 수 있다. 액체 제거부(60)로는, 임의의 복수의 구성을 포함할 수 있다.

도 16은 제4 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 평면도이다.

도 17은 제4 실시예에 따른 다른 액정 패널 제조 장치의 구성을 예시하는 개략 단면도이다.

즉, 도 17은 도 16의 A1 - A2선을 따른 단면을 예시한다.

도 16의 B1 - B2선을 따른 단면은 도 14와 동일하므로, 도시하지 않는다.

도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치(320)는 젖음성 향상부(wettability improver)(70)를 더 포함한다. 젖음성 향상부(70)는 액체(50) 속에 패널(40)을 수용하기 전에, 패널(40)의 표면의 젖음성을 향상시킨다.

이로써, 패널(40)을 액체(50) 속에 수용했을 때, 패널(40)의 표면에 기포 등이 부착되는 것이 억제할 수 있다. 패널(40)의 표면에 기포 등이 부착되어 있는 상태에서, 패널(40)에 광(30L)을 조사하면, 조도 분포가 불균일할 수 있고, 온도 분포가 불균일할 수 있다.

이와는 달리, 젖음성 향상부(70)는 패널(40)의 표면에 기포 등이 부착되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 조도의 균일성 및 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 젖음성 향상부(70)는 패널(40)의 표면을 플라즈마로 처리한다. 예를 들면, 젖음성 향상부(70)는 패널(40)에 상압 플라즈마 처리(atmospheric pressure plasma)를 실시한다. 예를 들면, 젖음성 향상부(70)는 패널(40)의 표면에 자외선을 조사한다. 예를 들면, 젖음성 향상부(70)는 패널(40)의 표면을 세정액(cleaning liquid)으로 처리한다. 이들 처리에 의해, 패널(40)의 표면의 젖음성을 향상시킬 수 있다.

젖음성 향상부(70)가 패널(40)에 자외선을 조사하는 경우에, 자외선의 파장은, 액체(50) 속에서 패널(40)에 조사하는 자외선의 파장보다 짧은 것이 바람직하다. 즉, 젖음성 향상부(70)가 패널(40)에 조사하는 자외선의 파장은, 광 조사 유닛(30)이 패널(40)에 조사하는 광(30L)(자외선)의 파장보다 짧은 것이 바람직하다. 젖음성 향상부(70)가 조사하는 자외선의 파장(주파장)은, 예를 들면, 185㎚ 또는 254㎚이다. 광 조사 유닛(30)이 조사하는 자외선의 파장(주파장)은, 예를 들면, 340㎚이다. 이로써, 젖음성 향상부(70)가 조사하는 자외선에 의해, 광 중합성 재료의 중합이 진행되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 젖음성 향상부(70)가 조사하는 자외선의 에너지는, 광 조사 유닛(30)이 조사하는 광(30L)의 에너지보다 낮은 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치에서, 처리조(10)에는 창(12)을 설치할 수도 있다. 광원(31)(광 조사 유닛(30))은 창(12) 외부에 설치된다.

본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치에서도, 광 조사 유닛(30)은 광원(31)과 이중관 액체 냉각부(35)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치에서, 패널 유지부(15)는 패널(40)의 주면(예를 들면, 제1 주면(40a))에 대하여 수직 방향의 축 주위로 패널(40)을 회전시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 액정 패널 제조 장치에서도, 광 조사 유닛(30)으로부터 처리조(10)의 패널(40)을 수용하는 위치를 향하는 축(광 조사 유닛(30)으로부터, 처리조(10)의 패널(40)을 수용하는 위치 중에서 광 조사 유닛(30)에 가장 가까운 부분을 향하는 축)은, 중력의 방향(z축 방향)에 대하여 실질적으로 수직일 수 있다. 예를 들면, 패널(40)의 주면은 z축 방향에 대하여 실질적으로 평행이다.

본 실시예에서도, 액정층(43)은, 예를 들면, 블루상을 가질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서, 패널(40)의 구성은 임의이다.

(제5 실시예)

제5 실시예는, 액정 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

본 제조 방법은 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층(43)을 포함하는 패널(40)을, 처리조(10) 내부에 도입한 액체(50) 속에 수용하는 단계를 포함한다(단계 S310).

본 제조 방법은 또한, 패널(40)에 광 중합성 재료를 중합시키는 광(30L)을 조사하는 단계를 포함한다(단계 S320).

본 제조 방법은 또한 패널(40) 중에서, 적어도 액체(50)로부터 인출된 부분에 부착된 액체(50)를 제거하는 단계를 포함한다(단계 S330).

이 제거 프로세스에서는, 예를 들면, 도 15a 내지 도 15c와 관련하여 설명한 각종 방법과 기계적인 방법 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 복수의 방법을 조합하여 사용할 수도 있다.

제4 실시예 및 제5 실시예에 따르면, 피처리 패널에 광을 조사하는 실용적인 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법이 제공된다.

본 출원의 명세서에서, "수직" 및 "평행"은 엄밀한 수직 및 엄밀한 평행뿐 아니라, 예를 들면, 제조 공정으로 인한 변동 등을 포함할 수 있다. 실질적으로 수직 및 실질적으로 평행이면 충분하다.

이상에서는, 구체예를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이들의 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 해당 기술분야의 당업자는 액정 패널 제조 장치에 포함되는 처리조, 창, 액체 유동 유닛, 광 조사 유닛, 광원 등의 구성요소의 구체적인 구성을 공지의 범위로부터 적절 선택함으로써 본 발명을 마찬가지로 실시할 수 있다. 그러한 실시는 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 구체예 중 어느 둘 이상의 구성요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

또, 본 발명의 실시예로서 전술한 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법을 기초로 하여, 해당 기술분야의 당업자가 적절한 설계 변경에 의해 실시할 수 있는 모든 액정 패널 제조 장치 및 액정 패널의 제조 방법도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명의 사상 내에서, 해당 기술분야의 당업자라면, 각종 변경예 및 수정예를 생각할 수 있으며, 그러한 변경예 및 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다.

본 발명의 특정 실시예를 설명하였으나, 이들 실시예는 예로서 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 실제로, 여기에 기술한 신규한 실시예는 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서, 여기에 기술한 실시예의 형태에서 각종 생략, 치환, 및 변경을 행할 수 있다. 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물은, 본 발명의 범위 및 사상에 속할 것인 그러한 형태 또는 수정도 포함하도록 의도된다.

Claims

액체를 수용하고, 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함하는 피처리 패널을 상기 액체 속에서 처리하도록 구성된 처리조;
상기 처리조에 설치된 투광성의 창;
상기 액체를 상기 피처리 패널의 주면을 따라 유동시키도록 구성된 액체 유동 유닛; 및
상기 투광성의 창을 통하여 상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하도록 구성된 광 조사 유닛
을 포함하는 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 피처리 패널은,
컬러 필터를 가지는 컬러 필터 기판; 및
상기 컬러 필터 기판에 대향하는 대향 기판을 더 포함하고,
상기 액정층은 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판 사이에 설치되고,
상기 광 조사 유닛은 상기 대향 기판의 측으로부터 상기 피처리 패널에 상기 광을 조사하고,
상기 액체는 상기 창과는 반대 측의 상기 피처리 패널의 면과 접촉하는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 조사 유닛은,
상기 광 중합성 재료를 중합시키는 상기 광을 방출하도록 구성된 광원; 및
상기 광원과 이격된 내관, 상기 내관의 외측에 설치된 외관, 및 상기 내관과 상기 외관 사이에 설치된 중간 벽을 포함하는 이중관 액체 냉각부를 포함하고, 상기 광원은 상기 내관 내에 있는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 피처리 패널에 상기 광이 조사될 때의 상기 피처리 패널 내의 최고 온도와 최저 온도의 차는 5℃ 이하인, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 액체 유동 유닛은 상기 액체의 온도를 제어하도록 구성된 온도 제어부를 포함하는, 액정 패널 제조 장치.
제5항에 있어서,
상기 액체 유동 유닛은 상기 처리조와 상기 온도 제어부 사이의 경로를 따라 상기 액체를 순환시키는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 온도 제어부는 상기 액체의 온도를 25℃ 이상, 90℃ 이하의 범위 내의 온도로 제어하는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 피처리 패널과 상기 창 사이에서 상기 액체의 유속은 1 미터/초 이상, 10 미터/초 이하인, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 조사 유닛은,
상기 광을 생성하도록 구성된 광원; 및
상기 광을 필터링하여 400 나노미터 이상의 파장을 가지는 출력 광을 얻도록 구성된 필터를 포함하는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 조사 유닛은 광을 필터링하여 340 나노미터 이하의 파장을 가지는 출력 광을 얻도록 구성된 필터를 포함하는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 투광성의 창은 프레임부, 및 상기 프레임부의 내측의 내측부를 포함하고, 상기 프레임부는 상기 액체와 접촉하는 제1 면을 가지고, 상기 내측부는 상기 액체와 접촉하는 제2 면을 가지고,
상기 프레임부의 두께는 상기 내측부의 두께보다 두껍고,
상기 제1 면은 상기 제2 면을 포함하는 평면 내에 위치하는, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 조사 유닛에서 상기 투광성의 창을 향하는 축은 중력의 방향에 대하여 수직인, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 조사 유닛에서 상기 투광성의 창을 향하는 축은 중력의 방향에 대하여 평행한, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 액정층은 블루상(blue phase) 액정층인, 액정 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 투광성의 창은 상기 액체와 접촉하는, 액정 패널 제조 장치.
광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함하는 피처리 패널을, 투광성의 창이 설치된 처리조의 내부의 액체 속에 수용하는 단계; 및
상기 피처리 패널 및 상기 투광성의 창과 접촉하는 상기 액체를 상기 피처리 패널의 주면을 따라 유동시키면서, 상기 투광성의 창을 통하여 상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하는 단계
를 포함하는 액정 패널 제조 방법.
액체를 수용하고, 광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함하는 피처리 패널을 상기 액체 속에서 처리하도록 구성된 처리조;
상기 처리조의 내부에 수용된 상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하는 광 조사 유닛; 및
상기 피처리 패널의 적어도 일부 상의 상기 액체를 제거하도록 구성된 액체 제거부
를 포함하는 액정 패널 제조 장치.
제17항에 있어서,
상기 액체 제거부는 상기 피처리 패널에 기체류를 제공하도록 구성되는, 액정 패널 제조 장치.
제17항에 있어서,
상기 피처리 패널의 표면 젖음성을 제어하도록 구성된 젖음성 향상부를 더 포함하는 액정 패널 제조 장치.
광 중합성 재료와 액정 조성물을 함유하는 액정층을 포함하는 피처리 패널을, 처리조 내부에 도입된 액체 속에 수용하는 단계;
상기 피처리 패널에 상기 광 중합성 재료를 중합시키는 광을 조사하는 단계; 및
상기 피처리 패널의 적어도 일부 상의 상기 액체를 제거하는 단계
를 포함하는 액정 패널 제조 방법.