JP2003295145A - 液晶脱泡装置及びこれを用いた脱泡方法 - Google Patents

液晶脱泡装置及びこれを用いた脱泡方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は振動方式を適用して液晶の脱泡を効
率的に行うことができる液晶脱泡装置及びこれを用いた
脱泡方法に関する。 【解決手段】 本発明は、開閉可能な蓋を備えているチ
ャンバと、前記チャンバ内に備えられる少なくとも２以
上の液晶シリンジを固定する第１手段と、前記チャンバ
に振動及び回転力を加える第２手段と、前記チャンバ内
を真空排気させる第３手段と、前記チャンバ内を大気状
態に形成する第４手段と、前記チャンバ及び第２手段を
支持する本体を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶脱泡装置及びこ
れを用いた脱泡方法に関し、特に、振動方式を適用した
液晶脱泡装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【関連技術】情報化社会の発展につれてディスプレイ装
置に対する要求も多様な形態として漸増しており、これ
に応じて最近は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ
ディスプレイ（ＰＤＰ）、電場発光ディスプレイ（ＥＬ
Ｄ）及び真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）など種々の平
板ディスプレイ素子が研究されており、一部は既に様々
な装置のディスプレイ素子として活用されている。
【０００３】そのうち、現在は、ＬＣＤが画質に優れ、
軽量薄型、低消費電力等の特長によって、移動型画像デ
ィスプレイ装置の用途にブラウン管の代りに一番多く使
用されており、ノートブックコンピュータのモニターの
ような移動型の用途以外にも、テレビジョンモニターな
どとして多様に開発されている。
【０００４】このようなＬＣＤは互いに向き合うように
結合されている二つの基板と、その間に注入され、温度
の変化や濃度の変化に従って相転移を発生する液晶物質
からなっている。
【０００５】上記液晶は液体の流動性と固体の秩序性を
有する、液体と固体の中間性質を有する物質である。即
ち、固体である結晶が溶けて液体になる前に、固体結晶
とか液体ではない中間状態になることをいう。このよう
な液晶に光を照射したり電界または磁界を付加すると光
学的な異方性結晶に特有な複屈折性を表し、ある温度範
囲内では液体と結晶の双方の性質を表す。
【０００６】このようなＬＣＤは大きくアレイ工程、カ
ラーフィルタ工程、液晶セル工程及びモジュール工程を
実施することにより製造される。
【０００７】上記アレイ工程は第１基板上に蒸着、フォ
トリソグラフィー及びエッチング工程を繰り返して第１
基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の配列を製作する
工程であり、カラーフィルタ工程はブラックマトリック
スが形成されている第２基板上に染料とか顔料を使用し
て赤、緑、青のカラーフィルタと、共通電極用のインジ
ウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）膜などを形成する工程であ
る。
【０００８】また、液晶セル工程はＴＦＴ配列が完了し
た第１基板（以下「ＴＦＴ基板」という）とカラーフィ
ルタ工程が完了した第２基板（以下「カラーフィルタ基
板」という）との間に一定した隙間が維持されるように
合着して空液晶セルを作った後、その隙間の間に液晶を
注入してＬＣＤセルを形成する工程であり、上記モジュ
ール工程は信号処理のための回路部を製作し、ＴＦＴ液
晶ディスプレイ装置のパネルと信号処理回路部とを実装
技術を通じて互いに連結したうえ何点かの機構物を取り
付けてモジュールを製作する工程である。
【０００９】ここで、前記液晶セル工程のうち、液晶注
入工程についてさらに詳細に説明すると、次の通りであ
る。まず、液晶物質を注入する時は、液晶物質を容器に
入れた後、該容器をチャンバの中に入れてチャンバ内の
圧力を真空状態にすることで液晶物質の中や容器の内側
に付いている水分を除去し気泡を脱泡する。次に、チャ
ンバ内の圧力を真空状態に保持したまま空液晶セルの液
晶注入口を液晶物質に浸けるか接触させた後、チャンバ
内の圧力を真空状態から大気圧状態まで高めると空液晶
セル内の圧力とチャンバの圧力差によって液晶注入口を
介して液晶物質が注入される。
【００１０】しかしながら、かかる液晶注入方法は単位
パネルに切断した後、両基板の間を真空状態に保持して
液晶注入口を液晶物質に浸けるか接触させて液晶を注入
するので、液晶注入に相当長い時間を必要とするので生
産性が低下する。また、大面積の液晶ディスプレイ装置
を製造する場合、パネル内に液晶が完全に注入されず不
良の原因になるおそれがある。これに対して最近アレイ
基板の周囲にフレーム状に形成されたメインシーリング
内のフレーム内の基板面上に規定量の液晶を滴下し、真
空中においてアレイ基板とカラー基板を接合して液晶封
入を行う滴下注入法が注目を浴びている。
【００１１】前記滴下注入法を用いた液晶セル工程を簡
略に説明する。図１に示すように、ＴＦＴ基板及びカラ
ーフィルタ基板上に配向物質を塗布した後液晶分子が均
一な方向性を有するように配向工程（１Ｓ）を各々実施
し、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を各々洗浄する
（２Ｓ）。
【００１２】ここで、前記ＴＦＴ基板には一定間隔をお
いて一方向に配列された複数のゲートラインと前記各ゲ
ートラインに垂直な方向に一定間隔をおいて配列された
複数のデータラインと前記ゲートライン及びデータライ
ンとによって定義されたマトリックス画素領域に各々形
成される複数のＴＦＴ及び画素電極などが形成されてお
り、前記カラーフィルタ基板には前記画素領域を除外し
た部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層と
カラーフィルタ層及び共通電極などが形成されている。
【００１３】次に、前記洗浄されたカラーフィルタ基板
をシール剤ディスペンシング装置にローディングして各
パネル領域の周辺部にシール剤を塗布（３Ｓ）する。前
記シール剤は光及び熱硬化性樹脂を用いており、液晶注
入口を作る必要はない。尚、前記洗浄されたＴＦＴ基板
を銀ディスペンシング装置にローディングして前記ＴＦ
Ｔ基板上の共通電圧供給ラインに銀ドットを形成し（５
Ｓ）、その後前記ＴＦＴ基板を液晶ディスペンシング装
置にローディングして各パネルのアクティブアレイ領域
上に液晶を滴下する（６Ｓ）。
【００１４】この時前記液晶の滴下（６Ｓ）工程は次の
ように行う。先ず、液晶シリンジが組み立て及びセッテ
ィングされる前のシリンジ内に液晶を入れてこれを真空
下で脱泡させた後（７Ｓ）、液晶シリンジを組み立て及
びセッティングして（８Ｓ）液晶ディスペンシング装置
に取り付ける（９Ｓ）。その後、液晶ディスペンシング
装置にローディングされた基盤に対して、前記液晶シリ
ンジを用いて液晶を滴下する（６Ｓ）。前記液晶滴下
は、ＴＦＴ基板又はカラーフィルタ基板上であってフレ
ーム状のシール剤が塗布された内側（画素領域）に、一
定のピッチで所定量の液晶を均一にドット状に滴下す
る。
【００１５】その後、前記ＴＦＴ基板とカラーフィルタ
基板を真空合着機チャンバにローディングして前記滴下
された液晶が均一に各パネルに満たされるようにＴＦＴ
基板とカラーフィルタ基板を合着し前記シール剤を硬化
させる（１０Ｓ）。そして、前記合着されたＴＦＴ基板
とカラーフィルタ基板を各パネル別に切断する（１１
Ｓ）。切断された各パネルを研磨加工し最終検査（１２
Ｓ）して液晶ディスプレイ装置を完成する。
【００１６】しかしながら、前記関連技術における液晶
滴下工程を適用した液晶ディスプレイ装置の製造方法は
次のような問題があった。液晶ディスプレイ装置は液晶
セルに電圧を印加すると液晶の配列状態が変りながら液
晶セルの光学的な性質が変って所定のイメージを表す。
従って、光学的な性質を用いる液晶ディスプレイ装置は
液晶セルの間に満たされる液晶分子が均一に満たされま
た、所定の方向に対して一定に配列されないと光学的な
機能をうまく発揮することができない。かかる理由から
液晶滴下前に液晶に含まれている気泡を除去する脱泡工
程（７Ｓ）が必要とされる。
【００１７】前記脱泡工程は液晶シリンジが組み立て及
びセッティングされる前に、真空下で液晶を脱泡させる
もので、その後シリンジを組み立てて液晶を滴下するた
めのチャンバに移送して液晶をＴＦＴ基板の画素領域上
に滴下することになる。
【００１８】しかしながら、脱泡工程を行う時、シリン
ジ内の液晶と外気との接触面積が小さいので真空度を高
くしなければならないし、また、そのために時間が多く
消費されるなど脱泡工程が容易ではなかった。かかる脱
泡工程の難しさは液晶内の気泡を十分に除去できないた
め液晶ディスプレイ装置の自体の不良を起こした。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
問題を解決するために成されたもので、液晶の脱泡を効
率的に行うことができる液晶脱泡装置及びこれを用いた
脱泡方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の液晶脱泡装置は、開閉可能な蓋を備えてい
るチャンバと、前記チャンバ内に備えられる少なくとも
２以上の液晶シリンジを固定する第１手段と、前記チャ
ンバに振動及び回転力を加える第２手段と、前記チャン
バ内を真空排気させる第３手段と、前記チャンバ内を大
気状態に形成する第４手段と、前記チャンバ及び第２手
段を支持する本体を含むことを特徴とする。
【００２１】また、本発明による脱泡方法は、液晶が各
々入っている複数の液晶シリンジをチャンバ内に取り付
ける段階と、前記チャンバを密閉させる段階と、前記チ
ャンバに振動及び回転力を加えながら、前記チャンバ内
部の空気を外部に排気させて真空状態に作る段階と、及
び一定時間の後、前記チャンバ内を大気状態に還元する
段階とからなることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施例に
ついて添付した図面を参照して詳しく説明する。図２は
液晶滴下方式を適用した液晶ディスプレイ装置におい
て、液晶脱泡装置を説明するための斜視図である。図２
に示すように、脱泡させる液晶を入れる複数の液晶シリ
ンジ１（図には一つの液晶シリンジだけが示されてい
る）をチャンバ１０内に取り付ける。前記液晶シリンジ
１は組立及びセッティングされて液晶ディスペンシング
装置に取り付けられる前の状態で別のチャンバ１０を備
える液晶脱泡装置１００に取り付けて脱泡工程を行う。
【００２３】前記液晶シリンジ１は液晶２を入れる容器
５と、前記容器５と連結された液晶吐き出しの開閉部７
と、前記開閉部７と連結されており、液晶排出口を備え
ているノズル９からなっている。前記チャンバ１０内に
は液晶シリンジ１を固定することができる第１手段１４
を備える。第１手段１４は前記液晶シリンジ１の開閉部
７を固定する第１固定部１４ａと、容器５を固定する第
２固定部１４ｂからなる。また、第１固定部１４ａは前
記開閉部７の直径に対応する複数のホール１５を備えて
おり、第２固定部１４ｂは前記容器５の直径に対応する
複数のホール１６を備える。かかる第１、第２固定部１
４ａ、１４ｂを介して前記液晶シリンジ１が固定され
る。
【００２４】又、チャンバ１０に振動及び回転力を加え
る第２手段２０を備える。前記第２手段２０は前記チャ
ンバ１０の下側に備えられて前記チャンバ１０内の液晶
シリンジ１内にある液晶が循環されるように前記チャン
バ１０に振動及び回転力を加える役割を果たしている。
又、チャンバ１０内を真空排気させる第３手段３０と、
チャンバ１０内を大気状態に還元する第４手段４０と、
前記チャンバ１０及び第２手段２０を支持する本体５０
を備える。前記第３手段３０は真空ポンプとしてチャン
バ１０内の圧力を低めながらチャンバ１０内の空気を大
気に排出する役割をし、第４手段４０は窒素ガスを流し
込みながら、チャンバ１０内を大気圧と同じ圧力で更に
還元する役割を果たしている。
【００２５】このように構成される液晶脱泡装置を用い
た脱泡方法を説明すると次の（ようである）とおりであ
る。先ず、蓋１１を開けて組み立て前の液晶シリンジ１
をチャンバ１０内の第１、第２固定部１４ａ、１４ｂに
取り付ける。次に蓋１１を閉じてチャンバ１０内を密閉
した後第２手段２０を作動させて液晶シリンジ１内の液
晶２が循環されるようにする。この時第３手段３０を作
動させてチャンバ１０の内部空気を真空ライン（図示せ
ず）を介して大気に排出すると、チャンバ１０内の圧力
が低くなってチャンバ１０と液晶２内部の圧力差が大き
くなり液晶に内在していた水分及び気泡などがチャンバ
１０外に出て大気中にポンピングされる。このような脱
泡工程は液晶２に上、下、左、右の流れを起こしながら
脱泡工程が進行されるので効果的であり、迅速に液晶２
内の水分及び気泡などを除去することができる。
【００２６】このようにして脱泡工程が完了した後、第
４手段４０を作動させて窒素ガスを窒素ガスライン（図
示せず）を介してチャンバ１０に流れ込ませることによ
ってチャンバ１０内が大気圧と同じ圧力になるようにす
る。このような作業が全て完了した後、液晶シリンジ１
をチャンバ１０の外部に取り出して液晶滴下工程を進行
する。
【００２７】図示してはないが、前記のように脱泡工程
が完了した液晶シリンジ１を組立及びセッティングして
液晶ディスペンシング装置に取り付けた後、ＴＦＴ基板
又はカラーフィルタ基板の画素領域上に液晶を滴下す
る。
【００２８】次に前記ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板
を真空合着機チャンバにローディングして前記滴下され
た液晶が均一に各パネルに満たされるようにＴＦＴ基板
とカラーフィルタ基板を合着し前記シール剤を硬化させ
た後、前記合着されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板
を各パネル別に切断し、切断された各パネルを研磨加工
し最終検査して液晶ディスプレイ装置を完成する。
【００２９】以上本発明の好適な一実施形態について説
明したが、前記実施形態のものに限定されるわけではな
く、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶脱泡
装置及びこれを用いた脱泡方法によると、次のような効
果がある。本発明の液晶脱泡装置は複数の液晶シリンジ
をチャンバ内に取り付けて一挙に液晶シリンジ内の液晶
を脱泡することによって、時間損失を最小化することが
できる。又、本発明の脱泡工程は液晶に上、下、左、右
の流れを起こしながら脱泡工程が進行されるので効果的
であり、迅速に液晶内の水分及び気泡などを除去するこ
とができる。また、液晶内の水分及び気泡を確実に除去
して液晶内部の気泡存在による液晶ディスプレイ装置の
不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術における液晶滴下工程を適用した液晶
ディスプレイ装置の製造方法を説明するための製造工程
図である。
【図２】本発明の実施形態による液晶脱泡装置及びこれ
を用いた脱泡方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１ ：液晶シリンジ ２ ：液晶 ５ ：容器 ７ ：開閉部 ９ ：ノズル １０：チャンバ １１：蓋 １４：第１手段 １４ａ：第１固定部 １４ｂ：第２固定部 １５、１６：ホール ２０：第２手段 ３０：第３手段 ４０：第４手段 ５０：本体 １００：液晶脱泡装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 孫 海 ▲チュン▼ 大韓民国 慶尚北道 漆谷郡 石積面エル ジー 中里 寄宿舎 204−413 Ｆターム(参考） 2H088 FA08 FA09 FA21 FA22 FA30 MA20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開閉可能な蓋を備えているチャンバと、 前記チャンバ内に備えられる少なくとも２以上の液晶シ
    リンジを固定する第１手段と、 前記チャンバに振動及び回転力を加える第２手段と、 前記チャンバ内を真空排気させる第３手段と、 前記チャンバ内を大気状態に形成する第４手段と、 前記チャンバ及び第２手段を支持する本体を含むことを
    特徴とする液晶脱泡装置。
  2. 【請求項２】 前記液晶シリンジは液晶を入れる容器
    と、 前記容器と連結された液晶吐き出しの開閉部と、 前記開閉部と連結されており、液晶排出口を備えたノズ
    ルを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の液晶
    脱泡装置。
  3. 【請求項３】 前記第１手段は前記開閉部を固定する第
    １固定部と、 前記容器を固定する第２固定部とからなっていることを
    特徴とする請求項２に記載の液晶脱泡装置。
  4. 【請求項４】 第１固定部は前記開閉部の直径と対応す
    る複数のホールを含んでいることを特徴とする請求項３
    に記載の液晶脱泡装置。
  5. 【請求項５】 前記第２固定部は前記容器の直径と対応
    する複数のホールを含んでいることを特徴とする請求項
    ３に記載の液晶脱泡装置。
  6. 【請求項６】 液晶が各々入っている複数の液晶シリン
    ジをチャンバ内に取り付ける段階と、 前記チャンバを密閉させる段階と、 前記チャンバに振動及び回転力を加えながら、前記チャ
    ンバ内部の空気を外部に排気させて真空状態に作る段階
    と、 一定時間の後、前記チャンバ内を大気状態に還元する段
    階とからなることを特徴とする液晶脱泡方法。
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