KR100527088B1 - 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량을 가지면서 이동시에 떨어뜨림에 의한 깨짐을 방지할 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치는, 가장자리에 홈을 구비하며, 대향 배치된 상부 및 하부 플라스틱 기판; 상기 상부 및 하부 플라스틱 기판의 비대향면 각각에 배치된 보조기판; 상기 상부 및 하부 플라스픽 기판을 대응하는 보조기판 각각에 고정시키기 위한 열안정성 고정 테이프; 및 상기 상부 플라스틱 기판과 하부 플라스틱 기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치{LCD by using plastic substrate}

본 발명은 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 고화질, 경량화 및 이동시 떨어뜨림에 의한 깨짐 등을 방지할 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

무선 이동 통신의 발달과 더불어 통신 단말기의 정보 디스플레이 창으로 LCD(Liquid Crystal Display)가 거의 보편적으로 이용되게 되었다. 특히 최근 이동 기능을 갖는 단말기용 액정 디스플레이에 이용되는 기판이 유리에서 플라스틱 재질로 변화되어 가고 있다. 그러나 가벼우면서도 한번에 많은 정보를 처리하기 위해서는 플라스틱 기판에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성해야 한다.

플라스틱 기판은 폴리카본(Polycarbonate), 폴리아미드(Polyimide), PES, PAR, PEN, PET 등의 고분자 물질이 이용될 수 있고, 이들의 열적 허용 온도는 일반적으로 150∼200℃ 정도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 종래의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치에 대해 간략하게 설명하도록 한다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 1a에 도시한 바와 같이 유연성을 갖는 플라스틱 기판(20)을 공정대(10)에 고정하기 위해 상기 공정대(10)의 홀(11)을 통해 진공 압력을 가한다. 이 때, 상기 플라스틱 기판(20)은 유리기판과는 달리 얇아서 외부 스트레스에 의한 기판 자체의 컬(Curl)성질, 즉 돌돌 말리려는 성질과 진공압력에 의해 불균일한 형상으로 변형된다.

도 1b에 도시한 바와 같이 상기 플라스틱 기판(20)에 전사판(30)을 이용한 오프-셋(off-set) 인쇄방식을 이용하여 배향제(40)를 코팅한다. 이때, 상기 플라스틱 기판(20)의 표면 높낮이차에 의해 코팅시 액을 건네주는 인압이 달라져 결과적으로 도 1c에 도시한 바와 같이 불균일하게 배향막(40)이 코팅된다.

도 1d에 도시한 바와 같이 상기 결과물에 러빙 공정을 진행시 러핑포(50)와 상기 배향막(40)간의 마찰 정도가 달라 불균일하게 러빙된다.

이러한 문제를 일시적으로 해결하기 위해 유리기판과 같은 보조기판(60)상에 플라스틱 기판(20)을 열안정성 고정테이프(70)를 이용하여 고정한다.

그러나, 상기와 같이 열안정성 고정테이프(70)를 이용하여 보조기판(60)상에 플라스틱 기판(20)을 고정할 경우, 러빙시 고정 테이프(60)부분에서 테이프만큼의 높이 불균일에 의한 불균일 러빙이 발생한다.

또한, 상하부 플라스틱 기판(20a,20b) 합착공정시, 도 2에 도시한 바와 같이 약 30∼100㎛에 이르는 적층된 고정테이프(70) 높이만큼 셀 갭 불균일이 발생한다. 여기서, d1은 적층된 고정테이프(70) 높이로 약 60∼200㎛이고, d2는 셀 갭으로 대략 3∼8㎛정도이다.

따라서, 불균일한 배향코팅 및 불균일 러빙 그리곡 불균일 셀 갭은 화면품위를 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 플라스틱 기판의 가장자리에 두께가 얇은 홈을 형성하여 보조기판상에 열안정성 고정테이프을 이용하여 고정하므로 배향막 코팅 및 러빙 공정시 그리고 합착 공정시 불균일한 문제점을 해결할 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치는 가장자리에 홈이 있는 상하부 플라스틱 기판과, 상기 상하부 플라스틱 기판을 받쳐주는 보조기판과, 상기 보조기판상에 상하부 플라스틱 기판을 고정하기 위한 열안정성 고정테이프와, 상기 상하부 플라스틱 기판이 보조기판 및 열안정성 고정테이프가 일체화되어 주입된 액정층으로 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부 및 하부 플라스틱 기판은 200∼700㎛의 두께를 가지며, 상기 가장자리의 홈은 100∼350㎛의 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상하부 플라스틱 기판의 가장자리 홈은 플라스틱 기판의 단변, 장변 또는 네변 모두에 형성하거나, 또는 가장자리의 일정영역을 패터닝하여 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조기판은 유리기판, 아크릴류, 금속류중 하나이고, 크기는 상기 플라스틱 기판과 같거나 크게 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열안정성 고정테이프의 두께는 상기 플라스틱 기판의 가장자리 홈의 깊이보다 얇은 것이 바람직하다.

또한, 상기 가장자리에 홈이 있는 상하부 플라스틱 기판을 고정하기 위한 고정장치가 각 공정대에 포함되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정장치의 두께는 상기 플라스틱 기판의 가장자리 홈의 깊이보다 얇은 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 기판은 양각 패터닝된 홈 패턴을 갖는 주롤과 하부의 보조롤을 이용한 롤 압축 방식 및 양각 패터닝된 홈 패턴의 모드 프레임을 갖는 프레스 방식 중 어느 하나를 이용하여 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 롤 압축방식에 있어서 상기 주롤의 반지름(r)과 기판 길이(L)는 2πr=L이 성립되고, 양각된 기판의 가장자리 홈의 폭은 절단된 가장자리 홈의 폭과 동일한 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레스 방식에 있어서 양각된 홈의 폭은 플라스틱 기판에 형성된 가장자리 홈의 폭과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

(실시예)이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에서의 플라스틱 기판을 나타낸 평면도 및 단면도이다.

도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이 플라스틱 기판(20)의 가장자리에 두께가 얇은 가장자리 홈(21)을 형성한다. 이때, 상기 기판(20)의 두께 t1은 200∼700㎛ 정도이고, t2는 가장자리 홈(21)의 깊이로 상기 플라스틱 기판(20) 두께의 1/2 정도, 즉 이 깊이는 후 액정공정에서 사용되는 열안정성 고정 테이프나 기판 고정장치의 두께보다는 깊어야 한다. 또한, 상기 가장자리 홈(21)은 플라스틱기판의 단변 뿐만 아니라 장변 또는 네변 모두에 형성할 수도 있고, 도 3b와 같이 기판(20)의 가장자리 일정영역을 패터닝하여 형성할 수도 있다.

한편, 상기 홈(21)의 폭(w1)은 플라스틱 기판(20)을 고정하는 고정 테이프나 기판 고정장치를 이용하여 안정적으로 고정할 수 있는 넓이, 예컨데, 대략 0.3∼1.5㎜ 정도가 적합하다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에서의 플라스틱 기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4a에 도시한 바와 같이 양각된 가장자리 홈 형상이 패턴된 주롤(100)과 하부의 보조롤(200)을 구비하고, 상기 주롤(100)의 양각된 가장자리 홈(101)의 폭(w2)은 절단된 기판(20)의 가장자리 홈(21)의 폭(w1)의 2배 즉, w2=w1×2로 0.6∼3mm가 되게 형성한다.

이와 같이 형성된 원판 플라스틱 기판(20) 내의 패터닝된 홈(21)의 폭 w3은 w2의 폭과 동일하다.

또한, 상기 주롤(100)의 반지름(r)은 절단된 기판(20)의 길이(L)를 고려해서 2πr=L의 식을 만족하도록 한다. 예를들어, 절단된 기판(20)의 길이(L)가 470㎜일 때, 상기 주롤(100)의 반지름(r)은 74.8㎜이다.

도 4b에 도시한 바와 같이 상기 주롤(100)의 양각된 가장자리 홈의 폭(w2)은 기판(20) 절단시 가장자리 홈의 폭(w1)의 2배 즉, w2=w1×2로 0.6∼3mm가 되게 형성한다. 이와 같이 형성된 원판 플라스틱 기판(20)내의 패터닝된 홈(21)의 폭 w3은 w2의 폭과 동일하다.

또한, 상기 주롤(100)의 반지름(r)은 절단된 기판(20) 길이(L)를 고려하여 2πr=L이 되도록 한다. 그리고 가장자리 홈(w3)의 길이(ℓ)는 액정 공정에서 사용되는 열안정성 고정테이프나 기판 고정장치가 안정적으로 고정할 수 있는 길이로 대략 3∼10㎝가 적당하다.

도 4c에 도시한 바와 같이 양각 패터닝된 모드 프레임(300a, 300b)을 준비한 후, 일정량의 플라스틱 용액(301)을 상기 모드 프레임(300b)에 붓는다. 그리고 압착 인쇄(pressing)를 통해 패터닝한 후, 가장자리 홈이 있는 플라스틱 기판(20)을 형성한다. 이 경우, 양각된 홈의 폭(w4)은 상기 플라스틱 기판(20)에 형성된 가장자리 홈의 폭(w1)과 동일하며, 대개 0.3∼1.5mm이고, 상기 플라스틱 기판(20)에 형성된 가장자리 홈 폭(w5)은 양각된 홈의 폭(w4)과 동일하다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라스틱을 기판을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 5a에 도시한 바와 같이 유연성을 갖는 플라스틱 기판(20)을 보조기판(60)상에 열안정성 고정테이프(70)를 이용하여 고정하고, 상기 플라스틱 기판(20) 및 보조기판(60)을 공정대(10)에 고정하기 위해 상기 공정대(10)의 홀(11)을 통해 진공 압력을 가한 후, 상기 플라스틱 기판(20)에 전사판(30)을 이용한 오프-셋(off-set) 인쇄방식을 이용하여 배향제(40)를 코팅한다. 이 때, 상기 보조기판(60)은 유리기판이나 아크릴류 혹은 SUS 등 금속류를 사용한다.

여기서, 상기 플라스틱 기판(20)상에 배향막(40)의 두께는 균일하다.

도 5b에 도시한 바와 같이 상기 결과물에 러빙 공정 진행시 러핑포(50)와 상기 배향막(40)간의 마찰 정도가 동일하여 균일하게 러빙된다.

도 5c에 도시한 바와 같이 상기 결과물 즉, 상하부 기판(10)을 합착한 후, 액정(도면에 도시하지 않았음)을 주입한다.

즉, 열안정성 고정테이프(70) 두께가 셀 갭에 영향을 미치지 않기 때문에 균일한 셀 갭을 형성할 수 있다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이 가장자리 홈이 있는 플라스틱 기판(20)과 기판 고정장치(80)를 이용하여 장비대(10)에 부착한다. 이때, 상기 고정장치(80)의 두께(t4)는 기판(20)의 가장자리 홈의 깊이(t2)보다 얇게 하여 이후 공정인 러빙시 러빙 불균일 및 합착시 셀 갭 불균일을 방지할 수 있도록 대개 두께가 50∼300㎛이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치에 의하면, 패널 전체적으로 균일한 배향막을 코팅하고, 균일한 러빙 그리고 균일 셀 갭을 형성할 수 있다.

따라서, 액정표시장치의 휘도 특성을 향상시켜 고품위 액정표시장치를 제작할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 플라스틱을 기판을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도

도 2는 종래의 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치를 나타낸 단면도

도 3a와 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 플라스틱 기판을 나타낸 평면도 및 단면도

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 플라스틱 기판을 제조하는 방법을 나타낸 도면

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라스틱을 기판을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 기판을 공정대에 부착한 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 공정대 11 : 홀

20 : 플라스틱 기판 21 : 홈

30 : 전사판 40 : 배향막

50 : 러핑포 60 : 보조기판

70 : 열안정성 고정테이프 80 : 고정장치

100 : 주롤 200 : 보조롤

300 : 모드 프레임

Claims (10)

1. 가장자리에 홈을 구비하며, 대향 배치된 상부 및 하부 플라스틱 기판;

   상기 상부 및 하부 플라스틱 기판의 비대향면 각각에 배치된 보조기판;

   상기 상부 및 하부 플라스픽 기판을 대응하는 보조기판 각각에 고정시키기 위한 열안정성 고정 테이프; 및

   상기 상부 플라스틱 기판과 하부 플라스틱 기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 및 하부 플라스틱 기판은 200∼700㎛의 두께를 가지며, 상기 가장자리의 홈은 100∼350㎛의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상하부 플라스틱 기판의 가장자리 홈은 플라스틱 기판의 단변, 장변, 또는 단변 및 장변을 포함한 네변 모두에 위치하거나, 플라스틱 기판의 가장자리의 일정영역을 패터닝하여 위치하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조기판은 유리기판, 아크릴류, 금속류 중 하나이고, 크기는 상기 플라스틱 기판과 같거나 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 열안정성 고정테이프의 두께는 상기 플라스틱 기판의 가장자리 홈의 깊이보다 얇은 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가장자리에 홈이 있는 상부 및 하부 플라스틱 기판을 고정하기 위한 고정장치가 각 공정대에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 고정장치의 두께는 상기 플라스틱 기판의 가장자리 홈의 깊이보다 얇은 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라스틱 기판은 양각 패터닝된 홈 패턴을 갖는 주롤과 하부의 보조롤을 이용한 롤 압축 방식 및 양각 패터닝된 홈 패턴의 모드 프레임을 갖는 프레스 방식 중 어느 하나를 이용하여 형성됨을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 롤 압축방식에 있어서 상기 주롤의 반지름(r)은 기판 길이(L)와 2πr=L이 성립하고, 양각된 기판의 가장자리 홈의 폭은 절단된 가장자리 홈의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 프레스 방식에 있어서 양각된 홈의 폭은 플라스틱 기판에 형성된 가장자리 홈의 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시장치.