KR100639096B1 - 액정표시장치의 액정주입구 봉지방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 특히 합착된 두 기판 사이에 액정을 주입하고 주입구를 봉지하는 데 있어서, 상기 봉지제를 가시광 경화성수지를 사용함으로써, UV경화제를 사용할 때 발생했던 액정주입구 주변의 액정배향불량을 방지할 수 있으므로 액정표시장치의 제품 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치의 액정주입구 봉지방법{method for sealing liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정패널의 액정주입구 봉지방법을 도시한 사시도이고,
도 2는 액정주입구에 충진된 봉지제를 자외선 빔 장치에 의해 경화하는 과정을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 가시광 조사를 위한 추가 필터링장치와 이를 장착한 홀더를 도시한 분해사시도이고,
도 4는 액정주입구에 충진된 본 발명에 따른 봉지제를 본 발명에 따른 빛조사장치에 의해 경화하는 과정을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
21a : 자외선 광 토출구 111 : 광필터
113 : 필터홀더
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)의 제조공정 중, 액정주입구의 봉지(封止)기술에 관련된 것으로서, 더 상세하게는 액정패널에 액정을 주입한 후, 상기 액정이 주입된 액정패널의 주입구를 봉지하는 봉지수단에 관한 것이다.
일반적으로, 액정패널은 하부기판과, 상기 하부기판과 소정의 간격을 두고 위치한 상부기판과, 상기 하부기판과 상부기판의 사이에 충진되어 있는 액정으로 구성되어 있다. 특히 스위칭소자(switching device)가 매트릭스(matrix)형태로 하부기판에 형성되어 있는 액티브매트릭스형 액정표시장치가 노트북 등에 사용된다.
도 1은 전술한 바와 같은 액정주입구의 봉지방법을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 종래에는 액정주입구(15)의 액정(17)을 제거하고 이를 봉지하기 위해 봉지제 제공수단(19)을 상기 액정주입구(15) 상에 위치시키고, 고분자물질인 봉지제(18)를 상기 액정주입구(15)에 충진하여 상기 액정주입구(15)를 봉지하였다.
다음으로, 상기 봉지제(18)의 흐름을 방지하기 위해 상기 고분자 물질인 봉지제를 경화시키는 과정을 행하게 된다.
일반적으로, 상기 액정패널(10)을 봉지하기 위해 사용되는 고분자 물질은 자외선(ultra violet : UV)에 의해 경화되는 특성을 갖는 UV 경화물질을 사용하게 된다.
현재 액정표시장치 양산공정의 액정패널 주입구 봉지에는 강한 자외선에 의 해 경화되는 "자외선 경화형수지"를 봉지제로 사용하는 "급봉지 공정"을 채택하고 있다.
상기 급봉지 공정은 기판의 앞뒤면에 가압판을 두어 압력을 가하면서 주입구를 봉지하는 "가압봉지과정"과는 달리 전혀 구조물의 도입없이 그대로 주입구를 봉지하는 방법을 사용한다.
이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 종래의 액정패널을 봉지하기 위한 봉지제의 경화공정을 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정주입구(15)에 봉지제(18)가 발라진 다수의 액정패널(10)이 소정간격으로 고정되어 있고, 상기 액정패널(10)의 상부에 빛을 방사하는 빛 방사수단(21)이 위치한다.
상기 빛 방사수단은 상기 봉지제(18)를 경화하는 수단인 자외선을 상기 봉지제에 방사시키는 자외선빔 장치(21)이다.
상기 자외선 빔 장치(21)를 이용하여 상기 봉지제(18)에 빛을 방사 할 경우, 상기 자외선은 상기 액정주입구(15)뿐 아니라 상기 액정주입구(15) 주변영역으로도 회절하기 때문에 당연히 상기 액정주입구(15) 주변의 액정에도 닿게 된다.
따라서, 상기 봉지제(18)를 자외선배향 패널(10)에 적용하여 상기 주입구(15)를 봉지하게 되는 경우, 상기 봉지제(15)가 자외선의 경화로 조사되는 동안 자외선배향 패널(10)은 강한 자외선에 노출될 수 밖에 없고 그에 의해 상기 주입구(15) 주변의 액정배향은 광범위한 영역에서의 배향손상을 받을 수 밖에 없 다.
특히, 배향을 기계적인 러빙방법이 아닌 UV광을 이용하는 광 배향을 채용한 액정패널에서 이러한 문제가 심각하다.
이러한 결과는 액정(17)의 배향에 필요한 자외선 빔의 조사 파장영역과 상기 봉지제가 경화되는데 필요한 파장영역이 일부구간에서 겹쳐지기 때문에 필연적으로 발생하는 현상이다.
따라서, 본 발명은 액정패널의 액정주입구를 봉지하기 위해 빛을 사용한 봉지제의 경화과정 중 상기 빛에 의해 액정주입구의 주변의 액정배향에 아무런 영향을 미치지 않는 액정봉지제를 사용하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 액정주입구 봉지방법은 액정이 주입되고, 액정주입구를 가진 액정패널을 배치하는 단계와; 상기 액정주입구에 가시광경화성 수지를 충진하는 단계와; 광토출구를 가지는 광 조사부와 상기 광 조사부에서 토출되는 자외선의 파장을 흡수하는 필터와 상기 필터를 장착하고, 상기 광 조사부와 탈착가능하게 연결되는 필터홀더를 포함하는 액정패널 봉지제의 광 조사장치를 이용하여 상기 가시광 경화성 수지에 가시광을 조사하여 경화하는 단계;를 포함한다.하는 액정패널의 액정주입구 봉지방법.
상기 광 조사부는 할로겐 램프인 것을 특징으로 한다.
통상의 고압수은램프(High Pressure Hg Lamp)에 탈착이 가능한 필터를 부착한 조사장치를 적용하는 것을 특징으로 한다.
상기 가시광경화성 수지는 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가시광경화성 수지를 경화하는 파장대는 380㎚-635nm 의 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 액정주입구를 봉지하기 위한 봉지제를 UV경화성 수지가 아닌 가시광경화성 수지(Visible range curable)를 사용하여 종래의 문제를 해결한다.
액정주입구봉지에 앞서 전술한 바와 같은 하부기판과 상부기판을 하나의 단일장치인 액정패널로 구성하기 위해서는 1) 씰(seal : 이하 "접착제"라 칭함)재료를 도포하는 과정, 2) 스페이서를 배치하는 과정, 3) 상·하로 2매의 기판을 합착시키는 조립과정, 3)액정을 주입하는 과정, 4) 액정주입구의 봉지과정 등을 거쳐야 하는 것이 일반적이다.
이 때, 상기 접착제를 도포하는 과정은 상기 상부기판과 하부기판을 합착하고 추후 액정주입공정에서 액정이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 과정으로, 상기 하부기판의 가장자리 둘레에 에폭시(epoxy)와 같이 열 또는 자외선에 의해 경화되는 수지를 소정의 방법으로 인쇄하는 방식을 사용한다.
이 때, 접착제는 추후 액정을 주입하는 과정을 위해, 액정의 주입구를 제외하고 인쇄된다.
다음으로 상기 스페이서를 배치하는 과정은 상기 접착제에 의해 조합된 상기 상부기판과 하부기판의 간격을 균일하게 유지하기 위해 필요한 과정으로, 일정한 직경을 갖는 플라스틱 볼이나 실리카(silica)구를 하부기판의 전면에 고르게 산포하는 방식으로 행해지고 있다.
다음으로 전술한 바와 같은 과정을 거쳐 기판의 둘레에 접착제가 인쇄된 하부기판과 상부기판을 합착하는 과정을 거친다.
이 때, 소정의 압력과 열 또는 자외선을 가해서 상기 접착제를 경화시킨다.
다음으로, 상기 상부기판과 하부기판이 합착된 액정패널 중 접착제가 없는 부분인 액정주입구에 액정을 주입하게 된다.
그 후, 상기 액정이 주입된 액정패널의 액정주입구를 봉지하여야 하는데, 이 때, 액정이 충진된 액정패널의 주입구 주변은 불필요한 액정이 묻어 있게 된다.
따라서, 상기 액정패널의 액정주입구를 봉지하기 위해서는 액정주입구 주변에 묻어 있는 액정을 제거하는 과정이 필요하다.
다음으로, 상기 액정주입구 주변의 액정을 제거한 후, 상기 액정주입구를 봉지하는 과정이 진행된다.
상기 액정주입구를 봉지하기 위해서 가시광에 경화되는 고분자물질을 사용하게 된다.
상세히 설명하면, 현재 양산적용 중인 주입구 봉지제(TB-3052 : 일본 Three Bond사)의 주요 경화파장은 330㎚이하에 존재한다.
그러나, 새로이 봉지제로 적용하고자 하는 가시광 경화성수지는 380㎚이상(∼650㎚)에 주요 경화파장이 존재한다.
또한 UV배향에 필요한 주요 파장영역인 360㎚이하의 파장을 제거하거나 혹은 그 영역의 강도가 낮은 광원을 사용하여 봉지하는 것이 가능하게 된다.
상기 가시광경화성 수지는 가시광영역의 빛을 받아 그 에너지로 인해 활성을 나타내는 광 개시제를 포함하는 광중합성 고분자를 말한다.
종래의 자외선 경화수지와의 차이점은 그 반응 개시제가 활성에 필요한 빛 에너지 영역이 가시광 영역인 것만이 다른 점이다.
따라서, 보다 작은 에너지로도 활성을 나타낼 수 있는 성질을 가지며, 그로인해 보다 장파장 영역인 가시광선 영역의 빛의 조사로 고분자의 광중합을 유도하여 경화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가시광경화제를 경화시키기 위한 파장대를 얻기 위해서는 종래의 자외선 빔 장치에 간단한 장치를 추가함으로써 가능하다.
이하 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
종래의 자외선 빔 장치의 끝단인 광토출구(21a)는 광섬유 재질(optical fiber)로 되어 있으며, 기존에는 상기 끝단에서 자외선이 조사되었다.
상기 자외선 조사장치의 끝단에 상기 전술한 360㎚이하의 파장대를 흡수하는 필터(111)를 장착한 필터홀더(filter holder)(113)를 추가한다.
이때, 바람직하게는 상기 자외선빔 장치의 광 토출구(21a)와 상기 필터홀더는(113) 탈착이 가능하도록 스크류의 암나사와 숫나사의 형태로 제작한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정패널의 주입구 봉지공정을 나타내는 사시도이다.
도시한 바와 같이, 상기 필터가 장착된 필터홀더(113)가 추가된 자외선 빔 장치를 이용하여 상기 액정패널 주입구(115)에 충진된 상기 가시광 경화성수지(118)에 빛을 조사하게 되면, 상기 필터에 의해 불필요한 파장대의 빛은 흡수시키고 상기 가시광경화에 요구되는 파장대만을 조사하게 됨으로 상기 액정주 입구(115) 주변의 액정(117)배향에 아무런 영향을 미치지 않게 된다.
본 발명에 사용되는 액정주입구 봉지제는 아크릴레이트(acrylate)계열의 수지 또는 에폭시(epoxy)계열의 수지 예를 들면 사이클로알리파틱(cycloaliphatic),비스페놀 에이(bisphenol A), 노볼락(novolac)으로서 단독 조성이거나 또는 상기 아클릴레이트와 에폭시가 서로 혼합된 유동성을 가진 수지에 가시광의 조사에 의해 중합반응을 일으키는 가시광경화제(visible range-photo initiator)가 소량 첨가된 수지혼합물이다.
한편, 상기 설명한 장착홀더를 채택하지 않더라도, 가시광을 발산하는 할로겐 램프를 광원으로 사용할 수 있다.
따라서, 액정주입구 봉지공정에서 나타났던 액정패널 불량을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정주입구 봉지공정은 상기 봉지제를 가시광에 의해 경화되는 가시광경화성 수지를 사용하여, 상기 자외선에 의해 배향성을 갖는 자외선 액정배향막에 아무런 영향을 끼치지 않기 때문에, 종래의 UV 경화성수지를 봉지제로 사용하였을 경우의 봉지공정에서 발생하는 액정의 배향불량을 방지할 수 있음으로, 액정표시장치의 공정수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 액정이 주입되고, 액정주입구를 가진 액정패널을 배치하는 단계와;
    상기 액정주입구에 가시광경화성 수지를 충진하는 단계와;
    광토출구를 가지는 광 조사부와 상기 광 조사부에서 토출되는 자외선의 파장을 흡수하는 필터와 상기 필터를 장착하고, 상기 광 조사부와 탈착가능하게 연결되는 필터홀더를 포함하는 액정패널 봉지제의 광 조사장치를 이용하여 상기 가시광 경화성 수지에 가시광을 조사하여 경화하는 단계;
    를 포함하는 액정패널의 액정주입구 봉지방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사부는 할로겐 램프인 액정패널의 액정주입구 봉지방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광경화성 수지는 가시광 경화형 광개시제를 포함하는 액정주입구 봉지방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광경화성 수지를 경화하는 파장대는 380㎚ - 635nm인 액정주입구 봉지방법.
  5. 광 토출구를 가지는 광 조사부와;
    상기 광 조사부에서 토출되는 자외선의 파장을 흡수하는 필터와;
    상기 필터를 장착하고, 상기 광 조사부와 탈착가능하게 연결되는 필터홀더;
    를 포함하는 액정패널 봉지제의 광 조사장치
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 조사부의 외부에 숫나사와 상기 필터홀더의 내부에 암나사를 설치하고, 상기 광 조사부와 상기 필터홀더가 상기 필터를 개재하여 스크류 결합하는 액정패널 봉지제의 광 조사장치
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