KR950014501B1 - 액정패널의 충전방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정패널의 충전방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따라 액정패널을 제조(충전)하기 위한 방법 및 장치의 제1구체예를 예시하는 약시도이고,

제2도는 본 발명에 따라 액정패널을 제조(충전)하기 위한 방법 및 장치의 제2구체예를 도시하는 약시도이고,

제3a 내지 3c도는 이승부재의 액정을 담지하기 위한 부분의 형상을 각각 예시하는 투시도이고,

제4a 및 4b도는 이송부재의 액정을 도포하기 위한 부분을 각각 도시하는 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액정패널 2 : 진공실

3 : 액정저장기 5 : 이송부재

6 : 주입포오트 8,11,14 : 히이터

(기술분야 및 배경기술)

본 발명은 액정패널의 제조(충전)방법 및 장치, 특히 강유전성 액정을 액정셀내에 주입함에 의한 액정패널을 제조(충전)하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

예컨대 일본특허공보 소 60-49889호에 의해 개시된 것과 같이 지금까지 알려진 액정패널을 액정으로 충전시키는 관례적 방법에서는, 액정패널과 액정저장기를 내압용기 또는 챔버내에 넣고, 용기내 압력을 감소시키고, 액정패널의 주입포오트를 액정저장기내에 침지시키고, 그런뒤 용기의 압력을 상압으로 복귀시켜 액정패널을 액정으로 충전시켰다.

그러나 비틀린 네마틱 액정물질(twisted nematic liquid crystal material) 보다 정도가 큰 강유전성 액정물질로 충전하는데에 상기 액정주입법이 이용되는 경우에는, 액정패널에 충전된 양의 10배나 될 많은 양의 액정이 액정패널의 주입포오트 주위부분에 부착된다. 따라서 대량의 액정이 손실되고, 주입포오트 주위에 부착된 과잉의 액정을 제거하기 위한 성가신 세척단계를 위해 큰 부하가 소요된다.

(발명의 개요)

본 발명의 목적은, 액정물질의 손실을 줄이고 후단계로서의 세척의 부하를 줄이기 위해 액정물질을 액정패널내에 주입하는 관례적 방법의 개선을 통해서 강유전성 액정패널의 주입에 의한 액정패널의 제조에 최적한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양태에 따라, 주입포오트를 가진 공(블랭크) 액정패널(즉 액정물질이 채워지지 않은 상태)과 액정을 담고있는 액정저장기를 진공환경내에 위치시키고, 액정저장기와 액정패널 사이에서 이동하는 이송부재가 액정저장기내 액정의 일부를 담지하게 하고, 이승부재에 담지된 액정을 액정패널의 주입포오트에 도포하고, 액정패널의 주입포오트를 상압 환경내에 위치시키는 단계로 되어있는 액정패널 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 진공 공간내에서 액정저장기내에 수용된 액정을 공액정패널의 주입포오트에 도포한뒤 진공공간의 압력을 상압으로 복귀시켜 액정이 액정패널내에 주입되게 하는 것으로 되어 있으며 거기에 있어 액정저장기와 액정패널사이에서 이동하는 이송부재는 액정저장기내 액정을 담지하고 그런뒤 액정패널의 주입포오트에 액정을 도포하는데 사용되는 액정패널 제조방법이 제공된다.

본 발명의 추가 양태에 의하면, 진공실, 그리고 진공실내에 배치된, 주입포오트를 가진 액정패널 및 액정을 담고있는 액정저장기로 구성되어 있으며, 그리하여 액정저장기에 수용된 액정의 일부가 액정패널의 주입포오트에 도포되고 그런뒤 진공실은 상압에 복귀되며, 액정저장기내 액정의 일부를 담지한 뒤 그 액을 액정패널의 주입포오트에 도포하도록 액정저장기와 액정패널사이에서 이동하는 이송부재를 추가로 포함하고 있는 액정패널 제조장치가 제공된다.

본 발명의 이들 및 기타목적, 특징 및 이점은 첨부도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 다음의 기재를 고려하면 분명해질 것이다.

(바람직한 실시예의 설명)

본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 액정패널의 주입포오트의 길이보다 길고, 주입포오트가 있는 액정패널의 면 보다는 짧은 길이의 이송부(단)를 가진 이송부재가 사용된다. 진공실내에서, 이송부재의 이송부는 액정저장기내에 침지되고 액정저장기로부터 인양되어 액정저장기내 액정은 이송부재에 부착되며 그런뒤 이송부는 액정패널의 주입포오트의 인근지점에 접근, 즉 주입포오트에 접촉되어 그리하여 액정은 주입포오트에 이송된다. 그 결과 액정패널의 주입포오트는, 액정이 액정패널의 불필요한 부분에 최소로 부착하면서, 액정으로 완전히 덮일 수 있다.

그런뒤 진공실은 상압에 복귀되어 액정은 액정패널내로 주입된다.

각 부재의 온도가 조절되면 상기 이송단계는 더욱 안정화된다.

보다 상세하게는, 이송부재, 액정패널의 주입포오트 및 액정저장기를 가열하여, 액정저장기내 액정은 온도T₁, 이송부제는 온도 T₂그리고 액정패널의 주입포오트는 온도 T₃가 되고, 관계 :

T₁ T₃ T₂

를 만족하게 하는 것이 바람직하다.

상기 온도관계는 다음의 이유로 바람직하다.

강유전성 액정은 일반적으로 점도가 높고, 따라서 액정을 이송 또는 도포(부착)함에 있어 두 부재사이의 온도차를 이용하여 액정의 이동을 조절하는 것이 바람직하다.

첫째, 액정저장기내 액정을 이송부재로 옮기는 단계를 설명한다.

액정은 일반적으로 다수의 중간상태 화합물로 된 혼합물이며 따라서 액정저장기내에 있어 조성의 변화 또는 국소화를 방지할 필요가 있다.

이런 이유로, 액정저장기를 고온으로 가열하여 저장기내 액정의 점도를 낮추는 것이 바람직하다.

액정을 이송부재에 이송하는 경우, 액정저장기의 온도 T₁와 이송부재의 온도 T₂사이에 관계 T₁ T₂가 성립하면 필요한 최소량으로 액정을 옮기는 것이 가능하다. 역으로 T₁＜T₂의 조건이 성립하면 과잉량의 액정이 이송부재로 옮겨져, 이숭부재의 소제를 할 필요가 있게 되거나 또는 액정은 이송부재의 이동중 낙하하기쉽다.

다음에는, 액정을 이송부재로부터 액정패널에 도포하는 단계를 설명한다.

이송부재에 옮겨진 액정이 가능한대로 많이 액정패널에 도포되게 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 다량의 액정이 이송부재에 부착된채 머물면, 다음의 이송주기전에 액정제거를 위해 소제 공정이 필요할 수 있기 때문이다.

또한 액정패널의 주입포오트가 액정으로 완전으로 덮히지 않으면 액정주입이 실패한다. 이때문에 이송부재의 온도 T₂와 액정패널의 주입포오트의 온도 T₃사이에는 T₃ T₂의 관계가 만족될 필요가 있다.

높은 주입온도 즉 높은 T₃하에서는 저점도로 인해 고도의 기포혼입을 방지할 수 있고 따라서 높은 T₃가 일반적으로 바람직하다.

그러나 T₃가 너무 높으면 액정이 액정패널로부터 낙하하는 문제가 일어난다.

따라서 T₃의 상한은 T₁으로 설정하여 관계 T₁ T₃가 만족되게 함이 바람직하다.

결과적으로 T_l, T₂및 T₃는 T₁ T₃ T₂의 관계를 만족하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명이 강유전성 액정물질에 도포되는 경우에는, 온도 T_l, T₂및 T₃를 강유전성 액정의 상전이 온도에 대응하여 조절하는 것이 바람직하다.

강유전성 액정은 특별한 제약없이 넓은 범위에서 선정될 수 있다. 예컨대,

(1) 강유전성 액정이, 결정(SmC^*: 카이랄 스멕틱상, SmA스멕틱 A상, Ch 콜레스테릭상, Iso : 등방성 상)의 상전이계열, 또는 결정←SmC*→Ch ← Iso의 상전이계열을 갖는 경우에는, T₁ T₃ (콜레스테릭상 온도)T₂의 관계를 만족하도록 온도를 조절하는것이 바람직하며,

(2) 강유전성 액정 이, 결정또는 결정 →(Sm3 : 스멕틱상(미확인)의 상전이 계열을 갖는 경우에는, T₁ T₃ (등방성 상 온도)T₂의 관계를 만족하도록 온도를 조절하는 것이 바람직하다.

결론적으로, T₁ T₃ T₄ (SmC^*보다 높은 온도상을 제공하는 온도)T₂의 관계를 만족하도록 온도를 조절하는 것이 바람직하다. 그 이유는 강유전성 액정은 일반적으로 충분한 유동성을 나타내지 않아 SmC^*상에서 또는 SmC^*보다 낮은 온도상에서 이송 및 도포를 하기에는 적합치 않기 때문이다.

그런 온도조절은 히이터, 더어미스터 및/또는 온도조절기에 의해 행해진다.

주입포오트를 포함하고 있고 길이 L₁를 가진 면을 갖고 있으며, 길이 L₃의 주입포오트를 갖고 있는 액정패널에 대하여 L₃ L₂ L₁의 관계를 만족하는 액정패널의 주입포오트에 액정을 도포하기 위해 이송부재는길이 L₂의 끝면을 갖는 것이 바람직하다.

그 이유는 L₁＜L₂의 경우에는 이송부의 한쪽 또는 양쪽에 부착된 액정이 액정패널에 도포(부착)되지 않고 이송부재위에 남고 그리하여 그 액이 낙하하거나 소제 단계를 요하고 또한 불필요한 양의 액정이 액정패널의 측면에 부착하는 곤란이 발생하기 때문이다.

한편 L₂＜L₃의 경우에는 액정패널의 주입포오트가 도포액정으로 충분히 덮히지 않아 기포가 액정패널로 들어가게 된다.

제3a 내지 3c도는 각각 이송부재(5)의 액정을 운반 및 도포하기 위한 부분(8)(제3a도) 또는 부분(8)(제3b 및 3c도)의 몇 형상을 보여주며, 특히 카세트내에 지지된 복수개의 액정패널에 액정을 동시에 이송하기위한 부분(8)(제3b 및 3c도)의 실시예들을 보여준다.

제4a 및 4b도는 액정을 이송하기 위한 부분(8)의 상부에 형성된 2종의 홈의 부분확대 예시도로서 제3b도에 예시된 것에 대응되는 부분(8)의 작동을 보여준다. 주입포오트를 가진 액정패널의 끝면은, 선택적으로는 절단(커팅)에 의해 형성된 그 끝들을 일직전상에 놓이게 한뒤 두 유리기판 또는 플라스틱 기판을 결합함으로써 형성된다. 특히 끝면이 예컨대 절단단부에 의해 형성되는 경우에는 주입포오트는 기판들의 맨끝으로부터 안쪽으로 위치하며 이송부재의 액정을 운반도포하는 부분(8)은 제4a 및 4b도에 표시된 것처럼 움푹한 것이 바람직하다.

그런 요부(움푹부)는 액정을 액정패널에 도포할때 액정패널의 끝면을 자동적으로 가지런하게 하는 작용을 한다. 요부는 액정의 적하를 방지하도록 액정을 효과적으로 수용지지하는 기능도 한다.

액정을 이송하기 위한 이송부재 및 그 끝면의 형상은 도면에 특정 표시한 것에 한정되지 않는다.

진공후의 그리고 액정이송조작을 위한 진공실내 압력은 10×10^-3토르 이하, 바람직하게는 10×10^-5토르이하안 것이 바람직하다.

상술과 같이 본 발명에 의하면 최소액정손실로 또한 후처리로서의 액정 소제 부하를 경감한 가운데 액정을 액정패널내에 효과적으로 주입할 수 있으며 또한 고점도의 강유전성 액정을 용이하게 주입할 수도 있다.

아래에 특정 실시예로서 본 발명을 설명한다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명에 따라 액정패널을 제조하기 위한 장치의 구체예의 약시도이다.

제1도에 있어서, 장치는 진공실(2)안에, 적어도 하나의 주입포오트(6)를 가진 액정패널(1), 액정(4)을 수용한 액정저장기(3) 및 이 액정저장기(3)내의 액정(4)의 일부를 운반하여 그 운반된 액정부분올 액정패널의 주입포오트(6)에 도포하기 위해 액정저장기(3)와 액정패널(1) 사이에서 이동되는 이송부재(5)를 포함하고있다.

이 경우 액정패널은 길이는 L₁이고, 길이 L₃의 액정포오트(6)를 내포하는 끝면을 갖도록 형성하며, 액정을 액정패널의 주입포오트에 도포하기 위해 길이 L₂의 끝변을 포함하도록 이송부재(5)를 구성하여 L₃ L₂ L₁의 관계가 만족되게 한다.

특정예에 있어 이들 길이는 L₁=275mm, L₂=100mm 및 L₃=60mm로 설정했다. 액정(4)은 다음 상전이계열을 보이는 강유전성 액정("CS-1014", 칫소 가부시끼가이샤 제)이었다.

액정저장기(3)내 액정(4)의 온도 T_l, 이송부재(5)의 온도 T₂및 액정패널(1)의 주입포오트에서의 온도T₃는 T₁=90℃, T₂=25℃ 및 T₃=75℃로 설정했다.

이송부재(5)는, 제3c도에 표시되어 있고 제4b도에 도시된 요부를 가진 액정도포부(8)를 갖도록 만들었다.

상술 장치를 사용하여 액정패널을 제조함에 있어서는, 진공실(2)에 도전적으로 연결된 배기시스템(7)을 먼저 작동하여 진공실(2) 및 그안에 수용된 액정패널(1)의 내부를 배기한다. 배기단계중 액정저장기용 히이터(8)에 의해 액정저장기(3)내 액정(4)을 등방상을 제공할 온도(T₁=90℃)까지 가열하고, 액정패널용 히이터(14)에 의해 액정패널(1)의 주입포오트(6)를 갖고 있는 끝면을 액정의 클레스테릭상을 제공하는 온도(T₃=75℃)까지 가열하고, 이송부재용 가열기(11)에 의해 이송부재(5)를 온도(T₂=25℃)까지 가열한다. 진공실(2)내를 압력(예컨대 3×10^-5토르)까지 충분한 정도로 배기한뒤, 이송부재(5)를 액정저장기(3)내에 부분적으로 침지한뒤 꺼내어 액정(4)의 일부를 담지하게 한다.

그런뒤 이송부재(5)를 뒤집어 침지단이 상향되게 하고, 그런뒤 다시 위로 이동시켜 액정패널(1)의 주입포오트(6)에 접촉되계 함으로써 주입포오트(6)가 이송부재에 의해 담지이송된 액정(4) 부분으로 완전히 덮히게 한다.

그런뒤 진공실(2)을 상압으로 복귀시키고 액정이 액정패널(1)내에 효과적으로 주입되게 한다.

이런식으로 특정예에 있어서는 주입포오트(6) 이의의 불필요한 부분에의 액정부착은 최소화되었다.

액정저장기용 히이터(8), 이송부재용 히이더(11) 및 액정패널등 히이터(l4)로부터의 열발생은 부설된 더어미스더(9,12,15)의 각각에 의해 또한 온도제어기(10)에 의해 조절되었다.

[실시예 2]

제2도는 본 발명에 따른 액정패널 제조용 장치의 다른 실시예의 약시도이다.

제2도에 있어 유사부품은 제1도에서 사용된 것과 유사한 부재번호로 표시되었다.

보다 상세하게는, 제2도는 이송부재(5a)는 액정저장기(3)내에서 액정(4)의 일부를 운반하기 위해 침지된뒤 뒤집어지거나 회전됨이 없이 액정의 전달을 의해 액정패널(1)의 주입포오트(6)로 이동되는 본 발명의 구체예를 보여준다.

이 실시예에 있어서는, 이송부재(5)가 침지후 회전되지 않기 때문에 액정저장기와 액정패널의 상대위치또는 방향이 실시예 1의 것과 상이하다.

그러나 다른 구조 또는 부재 및 그 조작은 실시예 1에서와 유사하다.

제2도에 있어, 히이터, 더어미스터 및 온도조절기는 표시생략되었다.

본 발명에 의한 특정 실시예에 있어, 액정패널은 액정으로 역시 효과적으로 충전되었다.

[비교실시예 1]

L_l, L₂및 L₃를 L₃＜L_l＜L₂가 되게 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사하게 액정패널을 제조했다.

L₁＜L₂의 관계때문에, 이송부재에 담지되었으나 액정패널에 전말되지 못한 액정의 일부가 이송부재의 양단에 잔류했다. 그결과 수회 이송조작을 반복한 후에는 액정이 적하하여 이송부제 및 진공실의 내부부제의 청소가 필요했다.

또한 액정의 일부가 액정패널의 측면에 부착했기 때문에 액정패널의 청소도 필요했다.

[비교실시예 2]

온도를 T₂=40℃, T₃=30℃(실시예 2에서의 T₂＜T₃와는 달리 T₂＞T₃)로 설정한 것을 제외하고는 실시예2에서와 같은 방식으로 액정을 만들었다.

이송부재의 온도 T₂는 액정패널의 주입포오트 온도 T₃보다 높기 때문에 이송부재에 의해 담지된 액정의약 반이 액정패널의 주입포오트에 도포되지 않고 그대로 잔류했다. 주입포오트에 가해진 액정량이 조금 부족하여 진공실내가 상압으로 회복될때 기포가 액정패널내에 도입되었고 그로인해 완성된 액정패널은 실용상 허용될 수 없는 것이었다.

Claims (16)

1. 주입포오트(6)를 구비한 속이 빈 액정패널(1)과 액정물질(4)을 담고있는 액정저장기(3)를 진공분위기내에 위치시키는 단계 ; 상기 액정저장기와 상기 액정패널사이에 이송부재(5)를 이송시켜 상기 액정저장기로부더 상기 액정물질의 일부를 운반하는 단계 ; 상기 이송부제상에 운반된 상기 액정물질을 상기 액정패널의 주입포오트에 도표시키는 단계 ; 그 액정패널의 주입포오트를 상기 진공분위기의 압력보다 더 높은 압력분위기내에 위치시켜 상기 액정물질을 상기 액정패널내에 주입하는 단계 ; 및 그 액정패널을 소정의 동작온도로 냉각시키는 단계로 구성되는 액정패널을 충전하는 방법에 있어서, 상기 액정물질(4)은 온도가 감소항에 따라 등방성상, 클레스테릭상, 스멕틱 A상, 카이랄 스멕틱상 및 결정상의 연속적인 상전이를 나타내는 카이랄 스멕틱 액정물질이고 ; 상기 저장기(3)내의 상기 액정물질(4)의 온도(T₁)는 상기 액정물질의 등방성 상 또는 클레스테릭상에 해당하는 온도로 유지되고 ; 상기 이송부재(5)의 온도(T₂)는 상기 액정물질의 스멕틱상에 해당하는 온도로 유지되고 ; 상기 액정물질의 주입시 상기 주입포오트(6)의 온도(T₃)는 상기액정물질의 클레스테릭상에 해당하는 온도로 유지됨으로써 T₁≥T₃＞T₂의 관계가 만족되는 것을 특징으로하는 액정패널 충전방법.
2. 제l항에 있어서, 상기 온도가 T₁＞T₃＞T₂의 관계가 만족되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송부재(5)는 상기 주입포오트(6)의 길이(L₃)와 상기 액정패널(1)의 면의 길이(L₁) 사이의 길이(L₂)를 갖는 면을 가짐으로써 L₁≥L₂≥L₃의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송부재(5)는 상기 액정물질(4)를 수용하는 오목부를 포함하는것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 이송부재(5)는 상기 액정불질(4)를 수용하는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공분위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 진공분위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 진공분위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 액정물질(4)을 액정패널(1)에 주입하기 위한 주입포오트(6)를 구비한 상기 액정패널(1)을 수용하는 진공챔버(2) ; 이 진공챙버(2)내에 배치되어 상기 액정물질을 담고 있는 액정저장기(3) ; 상기 주입포오트와 상기 액정저장기 사이에 이동가능하게 상기 진공챔버(2)내에 제공되어 상기 액정저장기내에 담겨진 상기액정물질의 일부를 상기 주입포오트에 이송하고 도포하는 이송부재(5) ; 및 압력차이로 인하여 상기 액정물질이 상기 액정패널(1)의 내부로 주입되도록 하기 위해 상기 진공챙버내의 압력을 감소시키고, 상기 액정물질을 상기 주입포오트에 도포한 후은 그 진공챔버내의 압력을 증가시키는 수단(7)으로 구성되는 카이랄 스멕틱 액정으로 액정패널을 충전하는 장치에 있어서, 상기 액정물질(4)은 온도가 감소함에 따라 등방성 상, 콜레스테릭상, 스멕틱 A상, 카이랄 스멕틱상 및 결정상의 연속적인 상전이를 나타내는 카이랄 스멕틱 액정물질이고, 상기 저장기(3)내의 액정물질(4)의 온도(T₁), 상기 이송부재(5)의 온도(T₂), 그리고 상기 주입포오트(6)의 온도(T₃)를 개별적으로 조절하여 T₁이 상기 액정물질의 등방성 상 또는 콜레스테릭상에 해당하는 온도가 되고, T₂가 상기 액정뭍질의 스덱틱상에 해당하는 온도가 되고, 상기 액정물질 주입시의 T₃가 상기 액정물질의 콜레스테릭상에 해당하는 온도가 되어 T₁≥T₃＞T₂의 관계가 만족되도록 하는 온도제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 충전장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 온도가 T₁＞T₃＞T₂의 관계가 만족되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이송부재(5)는 상기 주입포오트(6)의 길이(L₃)와 상기 액정패널(1)의 면의 길이(L₁) 사이의 길이(L₂)를 갖는 면을 가짐으로써 L₁≥L₂≥L₃의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이송부제(5)는 상기 액정물질(4)를 수용하는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 이송부재(5)는 상기 액정물질(4)를 수용하는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 진공분위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 진공분위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 진공불위기보다 더 높은 상기 액정물질 주입압력은 대기압력인 것을 특징으로 하는 장치.