KR20130085172A - 액정 적하용 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이의 제조 과정에서 기판 상에 액정을 적하시키는 액정 디스펜서에 장착되는 액정 적하용 노즐에 관한 것이다. 본 발명은, 액정이 유입되는 유입 채널; 및 상기 유입 채널과 유체적으로 연통하며, 상기 액정을 분할하여 적하시키기 위한 복수의 분기 채널을 포함하며, 상기 분기 채널로부터 적하되는 각각의 액정 방울의 크기는 적어도 두 종류인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 특징에 의하여, 본 발명의 노즐에 의하면, 기판에 적하되는 액정 방울들의 공극률이 감소되어 무라 현상이 방지되는 효과가 있다.

Description

액정 적하용 노즐{DISPENSING NOZZLE FOR LIQUID CRYSTAL}
본 발명은 액정 디스플레이의 제조 공정 중 기판 상에 액정을 적하시키는 액정 디스펜서에 장착되는 액정 적하용 노즐에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보 신호를 각각 입력하여 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.
일반적으로 액정 디스플레이는, TFT(Thin Film Transistor)와 같은 구동 소자가 형성된 하부 기판과, 컬러필터가 형성된 상부 기판과, 양 기판 사이에 충전된 액정층으로 구성된다. 따라서, 액정 디스플레이를 제조하기 위해서는 양 기판 사이에 액정층을 형성시키는 공정이 필요하며, 그 방법 중의 하나로서 액정 적하 방식이 있다.
액정 적하 방식은 하부 기판과 상부 기판 중 어느 하나의 기판에 액정 디스펜서가 액정을 적하한 후 양 기판을 서로 합착시켜 액정층을 형성하는 방식이다. 양 기판을 서로 합착시킬 때 기판에 적하된 액정 방울들은 합착 압력에 의해 합착한 기판 사이를 채우며 사방으로 확산된다. 그런데, 액정 방울들의 확산 과정에서 인접한 액정 방울들끼리 서로 충돌이 일어난다. 액정 방울들이 충돌하여 액정이 고루 퍼지지 못한 부분에는 휘도 또는 색채 불균일 현상인 무라 현상이 발생됨으로써 액정 디스플레이의 불량이 유발된다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 일정 양의 액정을 가능한 한 작은 양으로 나누어 촘촘하게 기판에 적하시켜 액정 방울들 사이의 간격을 좁혀야 한다. 다시 말해, 기판에 적하된 액정 방울들의 공극률을 감소시켜야 한다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판에 액정 방울들의 공극률을 감소하여 적하시킬 수 있는 액정 적하용 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 액정이 유입되는 유입 채널; 및 상기 유입 채널과 유체적으로 연통하며, 상기 메인 채널로부터 유입된 액정이 몇 갈래로 나뉘어 흘러 들어가는 복수의 분기 채널을 포함하며, 상기 분기 채널로부터 적하되는 액정 방울의 크기는 적어도 두 종류인 액정 적하용 노즐을 제공한다.
이때, 상기 복수의 분기 채널은 서로 다른 단면적 크기를 가질 수 있다.
또한, 액정 적하용 노즐은, 각각 상기 복수의 분기 채널과 연통하는 복수의 노즐 팁을 더 포함하며, 상기 복수의 노즐 팁은, 서로 다른 내경을 가질 수 있다.
상기 복수의 분기 채널은 적어도 세 개 구비되고, 상기 복수의 분기 채널의 출구는 모두 동일 선상에 위치할 수 있다.
다른 실시예에서는, 상기 복수의 분기 채널은 적어도 세 개이며, 상기 복수의 분기 채널의 출구는 각각 삼각형의 꼭지점에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 액정 적하용 노즐을 통해 적하되는 액정 방울들의 크기가 적어도 두 종류로 이루어짐으로써, 기판에 적하되는 액정 방울들의 공극률이 감소되어 무라 현상이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 분기 채널 중 적어도 하나의 분기 채널의 출구는, 다른 분기 채널의 출구와 수평면 상에서, 액정 적하 공정 시 액정 적하용 노즐이 기판에 대하여 이동하는 방향 및 그 수직 방향으로 소정 거리 이격하여 위치하도록 구성됨으로써, 액정 방울의 크기가 모두 동일하게 적하되는 것은 아니기 때문에액정 방울들의 공극률이 감소하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 분기 채널의 출구와 이격하여 위치되는 분기 채널의 출구를 통해 적하되는 액정 방울의 크기는 상기 하나의 분기 채널을 통해 적하되는 액정 방울의 크기보다 작도록 구성됨으로써, 큰 액정 방울들 사이에 작은 액정 방울이 배치될 수 있어 액정 방울들의 공극률이 더욱 감소하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정 적하용 노즐을 아래 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 A-A'선에 따른 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐을 통해 적하된 액정 방울을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐을 통해 적하된 액정의 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 크기가 서로 다른 액정방울을 적하하기 위해, 각 분기채널들의 유로의 단면적을 서로 다르게 한 것을 도시하는 액정 적하용 노즐의 단면도이다.
도 8은 크기가 서로 다른 액정방울을 적하하기 위해, 각 노즐팁들의 직경을 서로 다르게 한 것을 도시하는 액정 적하용 노즐의 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 다른 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 저면도 및 상기 노즐에 의해 적하된 액정 방울을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정 적하용 노즐을 아래 방향에서 바라본 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐의 A-A'선에 따른 종단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐을 통해 적하된 액정 방울을 도시하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐을 통해 적하된 액정의 상태를 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 적하용 노즐(이하에서는 간단히 '노즐'이라 한다)은, 블록 유닛(10)과, 액정이 유입되는 유입 채널(30)과, 유입 채널(30)과 유체적으로 연통하며, 액정을 분할하여 서로 독립적으로 적하시키기 위한 복수의 분기 채널(40)과, 각각 복수의 분기 채널(40)과 연통하는 복수의 노즐 팁(50)을 포함한다.
블록 유닛(10)은, 유입 채널(30)이 구비되는 제1 블록(11)과, 분기 채널(40)이 구비되는 제2 블록(12)을 포함한다. 제2 블록(12)의 상면은 제1 블록(11)의 하면에 접하며, 제1 블록(11)과 제2 블록(12)은 결합 볼트와 같은 결합 수단에 의하여 서로 결합된다.
유입 채널(30)은 제1 블록(11)의 내부에 형성된다. 유입 채널(30)은 제1 블록(11)의 상면으로부터 하면까지 관통하여 형성되며, 유입 채널(30)의 입구(32)는 제1 블록(11)의 상면에 형성되고 출구(34)는 제1 블록(11)의 하면에 형성된다. 제1 블록(11)의 상면에는 유입 채널(30)에 액정을 공급하기 위한 액정공급부(90)가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다. 유입 채널(30)을 통해 액정공급부(90)로부터 공급된 액정이 흐른다. 액정공급부(90)로부터 공급되는 액정은 유입 채널(30)의 입구(32)로 유입된 후 출구(34)를 통해 유입 채널(30) 밖으로 유출된다.
분기 채널(40)은 제2 블록(12)에 형성되며, 적어도 두 개 구비된다. 분기 채널(40)은 각각 유입 채널(30)과 유체적으로 연통하며, 각각 유입 채널(30)의 출구(34)로부터 연장되는 전단부(42)와, 전단부(42)와 연통하는 후단부(44)를 포함한다. 분기 채널(40)의 전단부(42)는 제2 블록(12)의 상면에 형성되고 수평 방향으로 연장된다. 분기 채널(40)의 후단부(44)는 제2 블록(12)의 내부에 형성되며, 제2 블록(12)의 상면으로부터 하면까지 수직 방향으로 관통하여 형성된다.
노즐 팁(50)은 제2 블록(12)의 하면에 구비되며, 노즐 팁(50)의 내부에는 분기 채널(40)과 연통하는 유로(52)가 형성된다.
유입 채널(30)의 입구(32)을 통해 유입 채널(30)로 유입된 액정은 유입 채널(30)의 출구(34)를 거쳐 분기 채널(40)의 전단부(42)로 유입된다. 이때, 액정은 유입 채널(30)로부터 분기 채널(40)로 유입되면서 분기 채널(40)의 개수만큼 분할되며, 분할된 각각의 액정은 각각 분기 채널(40) 내를 유동한다. 분기 채널(40) 내를 유동한 액정은 노즐 팁(50)을 통해 노즐 외부로 적하된다. 각각의 분기 채널(40)들은 모두 유입 채널(30)과 유체적으로 연통하나, 분기 채널(40)들은 각각의 유로를 가진다. 따라서, 유입 채널(30)로 유입되는 액정은 분기 채널(40)들에 의해 분할되어 동시에 각각 적하된다.
유입 채널(30)과 분기 채널(40)은 대략 육면체 형상의 제1 블록(11)과 제2 블록(12)을 기계 가공하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 가공 편의성 및 가공 정밀도 향상을 위해서, 블록 유닛(10)은 제1 블록(11) 및 제2 블록(12)으로 분리될 수 있는 구조로 이루어지며, 유입 채널(30)과 분기 채널(40)의 후단부(44)는 수직 방향으로 형성되고, 분기 채널(40)의 전단부(42)는 수평 방향으로 형성되었으나, 유입 채널(30) 및 분기 채널(40)의 형상은 이에 한정되지 않으며 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 블록 유닛(10)은 일체형으로 이루어지고, 유입 채널(30)은 블록 유닛(10)에 수직 방향으로 형성되며, 각각의 분기 채널(40)은 유입 채널(30)로부터 경사지게 연장되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐에 의하면, 액정공급부(90)로부터 유입 채널(30)로 유입된 액정은 분기 채널(40)에 의해 분할되어 동시에 각각 적하된다. 따라서, 액정공급부(90)로부터 유입 채널(30)로 유입되는 액정의 크기보다 노즐로부터 적하되는 액정의 크기가 감소한다. 또한, 본 발명의 가장 큰 특징은 한번에 복수개의 액정이 분기 채널(40)로부터 각각 적하되며, 한번에 적하되는 액정 방울의 크기가 서로 다른 적어도 두 종류라는 점이다. 상기 노즐로부터 서로 다른 크기의 액정이 적하됨으로써, 기판에 적하된 액정 방울의 공극률이 감소될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서는, 노즐(1)의 양 측에 배치되는 두 개의 분기 채널의 출구(46a)를 통해서는 한번에 적하되는 액정방울들 중, 크기가 큰 액정 방울(72)이 적하되고, 양 측 분기 채널의 출구(46a)들 사이에 배치되는 분기 채널의 출구(46b)를 통해서는 양 측의 분기 채널의 출구(46a)를 통해 적하되는 액정 방울(72)보다 작은 크기의 액정 방울(74)이 적하되도록 구성된다. 또한, 가운데 분기 채널의 출구(46b)는 양 측 분기 채널의 출구(46a)로부터 액정 적하 공정 동안 노즐(1)이 이동하는 방향으로 소정 거리 이격하여 배치된다. 따라서, 본 실시예에 따른 노즐(1)에 의해 적하된 액정 방울은 도 5에 도시된 바와 같이 노즐의 이동 방향을 따라 양 측의 큰 액정 방울(72)과 가운데의 작은 액정 방울(74)이 번갈아 적하되도록 배치됨으로써, 큰 액정 방울(72)들 사이에 작은 액정 방울(74)이 적하된 형태를 이룬다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 큰 액정 방울들 사이가 빈 공간으로 남아있을 때보다 큰 액정 방울들 사이에 작은 액정 방울이 놓임으로써 액정 방울들 사이의 공극률이 감소한다. 이로 인하여, 기판의 합착 시 액정 방울들이 고루 퍼짐으로써 무라 현상이 감소한다.
상기와 같이, 본 발명은 서로 다른 크기의 적어도 두 종류의 액정이 노즐로부터 적하될 수 있도록 구성되고, 큰 액정 방울들 사이에 작은 액정 방울이 놓이게 함으로써 기판에 적하된 액정 방울의 공극률을 감소시킬 수 있다. 이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 노즐을 통해 서로 다른 크기의 액정을 적하하기 위한 방법을 설명한다.
분기 채널의 출구를 통해 적하되는 액정 방울의 크기는 분기 채널의 유로의 단면적에 비례한다. 즉, 액정이 유입 채널로부터 각 분기 채널로 유입되면서 나누어질 때 각 분기 채널로 유입되는 액정의 양은 액정이 유입되는 분기 채널의 유로의 단면적에 비례한다. 따라서, 각 분기 채널을 통해 적하되는 액정 방울의 크기는 분기 채널의 유로의 단면적에 비례한다. 도 7을 참조하면, 다른 분기 채널(40a)들보다 유로의 단면적의 크기가 작은 분기 채널(40b)로 유입되는 액정의 크기는 다른 분기 채널(40a)들로 유입되는 액정의 크기보다 작다. 따라서, 유로의 단면적이 큰 분기 채널(40a)로부터 적하되는 액정의 크기는 유로의 단면적이 작은 분기 채널(40b)로부터 적하되는 액정의 크기보다 크다.
또한, 분기 채널의 출구에 노즐 팁이 구비되는 경우, 노즐 팁을 통해 적하되는 액정 방울의 크기는 노즐 팁의 내경에 비례한다. 즉, 각 분기 채널의 유로의 단면적의 크기가 동일하더라도 각각의 분기 채널에 연통된 노즐 팁의 내경이 클수록 해당 노즐 팁에 연통된 분기 채널로 유입되는 액정 방울의 크기는 커진다. 도 8을 참조하면, 각 분기 채널(40a, 40b)의 유로의 단면적은 동일하나, 다른 노즐 팁(50a)들보다 내경이 작은 노즐 팁(50b)에 연통된 분기 채널(40b)로 유입되어 적하되는 액정의 크기는 다른 분기 채널(40a)로 유입되어 적하되는 액정의 크기보다 작다.
이와 같이, 분기 채널의 유로의 단면적의 크기를 조정하거나, 노즐 팁의 내경을 조정하거나, 또는 분기 채널의 유로의 단면적과 노즐 팁의 내경을 모두 조정함으로써 각 분기 채널을 통해 적하되는 액정 방울의 크기를 조정할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 각 분기 채널의 출구(46a, 46b)는 수평면 상에서 다양한 형태로 배치 가능하다. 예컨대, 도 9a에 도시된 바와 같이, 하나의 노즐(1a)에 분기 채널이 적어도 세 개 구비되는 경우, 큰 액정 방울을 적하하기 위한 분기 채널의 출구(46c)와 작은 액정 방울을 적하하기 위한 분기 채널의 출구(46d)는 일렬로 배치되어 모두 동일 선상에 위치될 수도 있다. 이 경우, 노즐(1a)에 의해 기판(80)에 적하되는 액정 방울들은 모두 동일 선상에 위치된다.
또한, 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 하나의 노즐(1b)에 분기 채널이 적어도 세 개 구비되는 경우, 각각의 분기 채널의 출구(46e, 46f)는 서로 동일 선상에 위치하지 않을 수 있다. 즉, 적어도 하나의 분기 채널의 출구(46f)는 다른 분기 채널의 출구(46e)들이 놓이는 선상에서 벗어난 위치에 배치됨으로써 세 개의 분기 채널의 출구(46e, 46f)는 삼각형의 꼭지점을 이룬다. 세 개의 분기 채널의 출구(46e, 46f)가 서로 동일 선상에 위치하지 않을 경우 일렬로 배치되는 액정 방울들 사이에 다른 액정 방울을 배치시킬 수 있어, 즉 액정 방울을 지그재그로 배치시킬 수 있어, 적하된 액정 방울의 공극률을 더욱 감소시킬 수 있다.
10: 블록 유닛 11: 제1 블록
12: 제2 블록 30: 유입 채널
32: 유입 채널의 입구 34: 유입 채널의 출구
40: 분기 채널 42: 분기 채널의 전단부
44: 분기 채널의 후단부 46: 분기 채널의 출구
50: 노즐 팁 52: 노즐 팁의 유로

Claims (5)

  1. 액정이 유입되는 유입 채널; 및
    상기 유입 채널과 유체적으로 연통하며, 상기 액정을 분할하여 적하시키기 위한 복수의 분기 채널을 포함하며,
    상기 분기 채널로부터 적하되는 각각의 액정 방울의 크기는 적어도 두 종류인 액정 적하용 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분기 채널은, 서로 다른 단면적 크기를 가지는 적어도 두 종류로 이루어지는 액정 적하용 노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    액정 적하용 노즐은, 각각 상기 복수의 분기 채널과 연통하는 복수의 노즐 팁을 더 포함하며,
    상기 복수의 노즐 팁은, 서로 다른 내경을 가지는 적어도 두 종류로 이루어지는 액정 적하용 노즐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분기 채널은 적어도 세 개 구비되고,
    상기 복수의 분기 채널의 출구는 모두 동일 선상에 위치하는 액정 적하용 노즐.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분기 채널은 적어도 세 개 구비되고,
    상기 복수의 분기 채널의 출구는 각각 삼각형의 꼭지점에 위치하는 액정 적하용 노즐.
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