KR0118481Y1 - 액정디스플레이 판넬의 상/하기판 결합장치 - Google Patents

액정디스플레이 판넬의 상/하기판 결합장치

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KR0118481Y1
KR0118481Y1 KR2019940001535U KR19940001535U KR0118481Y1 KR 0118481 Y1 KR0118481 Y1 KR 0118481Y1 KR 2019940001535 U KR2019940001535 U KR 2019940001535U KR 19940001535 U KR19940001535 U KR 19940001535U KR 0118481 Y1 KR0118481 Y1 KR 0118481Y1
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Abstract

본 고안은 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치에 관한 것으로, 기계적인 압력수단으로 평판표시소자의 상/하기판을 결합시키도록 구성된 핫 프레스장치에 있어서, 상기 기판 조립체가 배치되는 상/하 프레스 사이에 전압 인가에 따라 체적 팽창을 조절하여 기판에 압력을 가하도록 하는 평판 및 블록 구조의 압전소자를 부착하므로써 상/하기판 결합공정시 문제시되는 압력의 미세조절을 행할 수 있을 뿐 아니라 상/하기판의 미스얼라인을 방지할 수 있는 고신뢰성이 프레스장치를 실현할 수 있게 된다.

Description

액정디스플레이 판넬의 상/하기판 결합장치
제1도는 종래기술에 따른 단순 형태의 핫 프레스 장치를 나타낸 단면도.
제2도는 본 고안의 제1실시예에 따른 상/하부기판 결합장치를 나타낸 단면도.
제3도는 본 고안의 제2실시예에 따른 상/하부기판 결합장치를 나타낸 단면도.
제4도는 본 고안의 제3실시예에 따른 상/하부기판 결합장치를 나타낸 단면도.
제5도는 본 고안의 제4실시예에 따른 상/하부기판 결합장치를 나타낸 단면도이다.
본 고안은 액정표시판넬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 판넬의 상/하부기판 결합장치에 관한 것이다.
화상정보시대에 있어서, 정보전달의 최대 매개체인 표시장치에 많은 기대가 모아지고 있으며 이로인해 지금까지의 음극선관을 대신한 각종 평면 표시장치가 개발되어 급속히 보급되고 있다.
그중에서도 액정표시소자는 극도로 경량으로 박형, 저가 저소비 전력구동으로 집적회로와의 정합성이 좋은 등의 특징을 가져 랩 톱 컴퓨터나 포켓 컴퓨터의 표시외에 차량 적재용, 칼라TV 화상용으로서 그 용도를 확대하고 있다.
이러한 액정표시소자는 유전 이방성을 갖는 물질이 전계상에 놓일 때 배향되는 성질을 이용하여 화상표시를 하게 한 것으로서, 투명전극과 배향막이 적층된 상하부유리기판의 주위를 밀봉재로 둘러쌓아 만들어진 액정셀에 콜레스테릭 또는 네마틱 액정을 주입한 구조로 되어 있다.
즉, 상/하부 유리기판 상에 형성된 투명전극으로 전압이 인가되어 그 사이로 전계가 형성될 때, 내부에 수용되어 있는 액정은 유전 이방성에 의해 배향막이 일정한 방향으로 뒤틀려서 외부로부터 입사된 빛을 분자축 방향으로 굴절시키게 된다. 그 결과 액정의 디스플레이 영역에서 뒤틀린 액정이 존재하는 부분은 그렇지 않은 부분과는 다른 색상을 띄게 되어 화상표시를 가능케 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 액정표시소자는 기본적으로 투명한 유리재질로 형성된 하부기판과 상부기판을 포함하며, 하부기판에는 액정 구동 스위칭소자 및 화소전극 등이 형성되어 있고, 상부기판에는 칼라필터 및 대향전극이 형성되어 있다. 이러한 두 개의 기판은 그 사이에 액정이 봉입되어 서로 맞물려 결합되므로서 하나의 판넬을 구성하게 된다.
이때 화소전극의 위치와 칼라필터는 서로 정확하게 위치 정렬될 필요가 있고, 두 기판이 결합될 때에는 기판의 가장자리 근처에서 결합접착제를 수단으로 하여 상/하부기판이 정렬된 가운데 접착에 의해 일체화된다.
이러한 기판 결합에 있어서 통상 행해지는 방법은, 시일재(sealant)로서 통상의 방법으로 열경화수지를 하부기판 또는 상부기판중 하면에 도포하여 두고 현미경이나 고체촬상소자(CCD) 카메라등을 사용하여 기판정렬을 실시하여 위치맞추을 한 후에, 고열로 가열된 두 개의 프레스(1,3) 사이에 상기 위치 정렬된 두 개의 기판을 배치시키고 고온 프레스로 압착하여 가온 가압에 의하여 열경화수지를 가온〔히터에 의한 가열(5)〕 경화시키므로써 기판이 결합되도록 하고 있다. 제1도에는 이러한 원리에 의해 결합되는 단순형태의 핫 프레스(hot press) 장치가 도시되어 있다.
이때 초기에 상/하부기판 사이에 도포된 열경화수지는 20~30μm두께를 가지며 프레스되는 온도는 150~170℃이다. 상기 온도로 열경화수지를 가온 가압처리하면 상기 수지가 경화되어 수지의 두께가 대략 5~6μm정도로 줄어들게 된다.
그러나 상기 방법을 이용하여 상/하부기판을 부착하게 되면, 위치 정렬 이후에 가온에 의하여 결합시키는 과정에서 높은 온도에 의해서 유동적으로 된 수지가 위치정렬된 상태를 이탈하여 약 10~20μm 정도의 위치 오차가 생기게 되는 문제점이 발생된다. 이것은 기판에 압착을 가하는 과정에서 종래의 기계적인 구조 즉, 나사의 피치를 이용하여 압력을 가하는등과 같은 방식으로는 미세조절의 한계점이 있기 때문이다. 최근 개발되어진 제품에서는 공기를 이용하는 공압방식이나 실리콘 오일등을 이용하는 유압식등이 있으나, 이역시 압력을 미세하게 조절하기는 어렵다는 단점을 가지게 된다.
이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전압 인가에 따라 체적팽창을 조절하여 기판에 압력을 가하도록 하는 압전소자를 상하의 프레스장치 사이에 부착하므로써 상/하기판 결합공정시 문제시되는 압력의 미세조절을 행할 수 있고 상/하기판의 미스얼라인을 방지할 수 있는 액정표시판넬의 상/하기판 결합장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스 장치는 기계적인 압력수단으로 평판표시소자의 상/하기판을 결합시키도록 구성된 핫 프레스장치에 있어서, 상기 기판(도시하지 않음) 조립체가 배치되는 상/하 프레스(1,3) 사이에 평판의 압전소자(7)를 부착하여 상기 소자(7)에 가해지는 전압에 의해 기판에 압력이 전달되도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 고안에 의한 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치는 크게 기판의 열경화를 위한 히터장치(5)와, 압전소자(7),(7')제어장치, 및 프레스 구동장치로 구분할 수 있다.
상기 구성요소를 갖는 프레스장치를 이용하여 본 고안의 목적을 실현하기 위한 일련의 공정을 살펴보면 아래와 같다. 즉, 액정디스플레이 판넬의 상측 또는 하측 기판중 일면의 양 에지(edge)에 열경화수지를 스크린 프린트와 같은 방식을 통하여 도포하고 두 개의 기판을 미경화된 상태로 결합하여 둔 예비 상/하기판 조립체를 준비한다.
그후 상기 기판 조립체를 핫 프레스 사이에 배치시키고, 상기 핫 프레스 내측에 위치하도록 평판 압전(piezoelectric)소자(7)를 배치한다. 이때 압전소자(7)는 상기 기판에 의해 압력을 받지 않도록 핫 프레스의 구동부를 이용하여 대략 기판과 1~2mm의 간격을 유지하도록 위치조절을 실시한다. 대략의 간격 조절이 이루어지면, 이때부터는 압전소자(7)를 사용하여 압력을 전압으로 미세하게 조절하므로서 프레스의 효과를 얻을 수 있게 된다. 이때 열경화수지를 경화시키기 위하여 압력과는 별도로 온도 조절을 실시한다.
이러한 압전소자는 소자의 양단자에 전극이 두 개 달려있으며, 상기 단자에 전기를 연결하여 전압을 인가하면 상기 압전소자가 부피팽창(체적팽창)을 하게 된다. 이러한 압전소자는 내전압 이내에서는 가해준 전압에 비례하여 부피팽창을 하게 되는데, 주변에서 쉽게 볼 수 있는 전자저울이나 전자 라이터의 점화장치(압력을 전기로 변환) 및 수정진동자(전기를 압력으로 변환한 것으로 통상 교류를 인가하여 진동시킴)등은 상기 압전소자를 이용한 대표적인 예이다.
압전효과로도 불리는 압전소자의 일반적 성질은, 강유전체 상태에 있는 모든 결정에서 나타나며 전압 인가시 변형력 Z이 발생되고, 그 반대로 변형력이 인가되며 전압 변화가 유발된다. 이를 공식화된 식으로 표현하면 아래와 같다.
P=Zd+Ex
e=Zs+Ed 식(1)
여기서 P는 편극을, Z는 변형력을, d는 압전변형상수를, E는 전기장을, x는 유전감수율을, e는 탄성변형을, s는 탄성상수를 나타낸다.
상기 식(1)을 참조하면 1) 전기장으로 편극 압전효과를 조절할 수 있으며, 2) 압전체의 종류에 따라서 동일 전기장에 의해 발생되는 압전효과가 다르다는 것을 알 수 있다.
압전체로서는 Rochelle Salt(NaK4H4O6, 4H2O)와 같이 큰 압전효과를 나타내는 것등이 있으며 Barrium Strontium(BaxSrl-xTiO3), Leda Zirconim Titrate(PZT)(pbxZrl-xTiO3), Ammonium Dihydrogen Phosphate(KDP)(NH4H2PO4)등과 같이 비교적 큰 압전상수를 갖는 물질 등도 있다. 압전 평형상수는 일반적으로 10-5~10-7cm/statvolts를 갖는다.
제2도에는 이와 같은 특징을 갖는 상/하기판 결합용 프레스장치의 제1실시예가 도시되어 있다. 상기 도면에서 보는 바와 같이 상/하의 프레스 사이에 평판의 압전 소자가 결합되어 구성된 프레스장치 사이에는 상/하판이 예비 결합된 기판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 이때 상기 프레스장치는 통상의 핫 프레스 장치와 구조적으로 동일한 방식인 히터(5)로서 온도를 제어한다. 상기 장치를 이용하여 기판을 결합시키는 방법을 설명하면 아래와 같다. 즉, 기판을 위치시킨 후에 통상의 방법대로 프레스(1,3)를 기판에 근접시키되 접촉시키지는 않는다.(약 1mm정도 이내의 간격을 둔다) 그후 압전소자(7)에 전압을 걸어서 온도와 동시에 압력제어를 조절한다. 이렇게 하면, 50~100μm 정도의 거리를 두고 결합되어 있던 예비결합된 상태의 상/하 두기판은 압전소자(7)의 변형력으로 인하여 압력을 받게 되어 최종 4~10μm 정도의 간극이 형성된다. 즉, 프레스 내측에 위치하고 있는 상기 압전소자(7)에 전압을 인가하게 되면 상기 소자(7)가 체적팽창을 하게 되어 두 기판 사이의 간격이 줄어들게 되고, 일정간격이 유지되었다고 판단한 시점에서 다시 상기 소자에 인가되었던 전압을 끊게 되면 상기 간격을 유지한 상태로 다시 압전 소자가 수축을 하게 되므로 이때 기판은 압력을 받게 되어 좁은 간극을 유지한 채로 결합되게 되는 것이다. 두기판 사이에는 간극제로서 스페이서라는 물질을 도포하게 되며, 이때 상/하기판은 전극제의 크기만큼의 거리를 두고 결합을 하게 된다. 상기압전소자에 의한 압력 변화정도는 0.1mm 범위까지 조절이 가능하므로 4~10μm 범위의 위치조절에는 매우 민감하게 반응시킬 수 있다.
이러한 평판 압전소자(7)는 상/하 프레스 사이의 양측에 모두 부착되도록 배치할 수도 있고, 상기 프레스의 일면에만 부착되도록 배치할 수도 있다. 후자의 경우(프레스의 일면에만 부착된 경우) 역시 제1실시예와 동일한 원리에 의해 상/하기판을 결합시킬 수 있으며, 이는 제3실시예로서 제4도에도시해 놓았다.
본 고안의 또다른 구성으로는 제2실시예로서 제3도에 도시되어 있다. 상기 실시예와 제1실시예는 압력인가의 수단을 압전소자로 구성한 점에서는 동일하나, 평판형태의 압전소자 대신에 블록 형태의 압전소자를 사용한 점에서는 차이점이 있다.
상기 블록 구조의 압전소자(7')는 축이 결합된 상부 프레스측 에지에 지지부를 가지고다수개 부착되도록 배치될 수도 있고, 프레스의 일측에 결합된 측(9) 상에 부착되도록 배치할 수도 있다. 후자의 경우(축상에 부착되도록 배치된 경우)는 제4실시예로서 제5도에 도시되어 있다.
상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 상기 기판 조립체가 배치되는 상/하 프레스(1,3) 사이에 전압 인가에 따라 체적 팽창을 조절하여 기판에 압력을 가하도록 하는 평판 및 블록 구조의 압전소자를 부착하므로써 상/하기판 결합공정시 문제시 되는 압력의 미세조절을 행할 수 있을 뿐 아니라상/하기판의 미스얼라인을 방지할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 기계적인 압력수단으로 평판표시소자의 상/하기판을 결합시키도록 구성된 핫 프레스장치에 있어서, 상기기판 조립체가 배치되는 상/하 프레스(1,3) 사이에 평판의 압전소자(7)를 부착하여 상기 소자(7)에 가해지는 전압에 의해 기판에 압력이 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평판 압전소자(7) 상/하 프레스(1,3) 사이의 양측에 모두 부착되거나 혹은 상기 프레스의 일측에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압전소자는 평판 구조외에 블록 구조(7')를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 블록 구조의 압전소자(7')는 축이 결합된 프레스측 에지에 지지부를 가지고 다수개 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 블록 구조의 압전소자(7')는 프레스의 일측에 결합된 축(9) 상에 부착된 것을 특징으로 하는 액정표시판넬의 상/하기판 결합용 프레스장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100475726B1 (ko) * 2001-03-22 2005-03-10 코닉시스템 주식회사 Ｌｃｄ 셀의 접합 공정용 가압 장치

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