KR100673307B1 - 전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR100673307B1
KR100673307B1 KR1020060085151A KR20060085151A KR100673307B1 KR 100673307 B1 KR100673307 B1 KR 100673307B1 KR 1020060085151 A KR1020060085151 A KR 1020060085151A KR 20060085151 A KR20060085151 A KR 20060085151A KR 100673307 B1 KR100673307 B1 KR 100673307B1
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방규용
김준영
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주식회사 탑 엔지니어링
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Abstract

본 발명은 전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계와; 상기 전극층의 상면에, 폴리머 및 액정을 포함하는 PDLC 액을 도포하는 단계와; 상기 PDLC 액을 경화하여 PDLC 필름으로 변화시키는 단계와; 상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 포함하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법이 개시된다.

Description

전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법{Modulator for electric optical apparatus and method of manufacturing the same}
도 1 내지 도 5는 종래의 전광 기기용 모듈레이터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 것으로서, 도 1은 전달 어셈블리를 제공하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 2는 투명 기판 어셈블리를 제공하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 전달 어셈블리와 투명 기판 어셈블리를 결합하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 4는 전달 어셈블리에서 중간 시트 및 전달 기판을 제거하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 5는 반사층이 구비된 박막 어셈블리를 전광 모듈레이터 물질층의 상면에 접착하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도로서, 도 7은 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 8은 전극층 상에 PDLC 액을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 9는 PDLC 액을 경화하여 PDLC 필름을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 10은 PDLC 필름 상면에 중합체 코팅층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 11은 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 12는 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계 및 상기 전극층 상에 PDLC 필름을 형성하는 단계 사이에, 실링 벽을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도로서, 도 14는 투광 기판 상에 전극층 및 PDLC 필름을 접착하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 15는 PDLC 필름 상면에 중합체 코팅층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 16은 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제1, 2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조 방법에 의하여 제조된 모듈레이터 및 이를 구비한 전광 기기를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200: 전광 기기용 모듈레이터 110, 210: 투광 기판
115, 215: 골드층 120, 220: 전극층
130: PDLC 액 135, 235: PDLC 필름
140, 240: 중합체 코팅층 150, 250: 반사층
300:전광 기기
본 발명은 전광 기기에 사용되는 모듈레이터의 제조방법 및 상기 제조방법에 의하여 제조된 전광 기기용 모듈레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판 디스플레이 패널에서 전극의 결함을 검사하는 전광 기기에 사용되는 전광 기기용 모듈레이터의 제조방법 및 상기 제조방법에 의하여 제조된 전광 기기용 모듈레이터에 관한 것이다.
평판 디스플레이 패널은, 통상 상부 및 하부 기판 사이에 전극들이 형성되어 있다. 예를 들어 TFT LCD 기판은, 하부 기판 상에 TFT가 형성된 TFT 패널과, 칼라 필터 및 공통전극이 형성되어 상기 TFT 패널과 대향 배치된 필터 패널과, 상기 TFT 패널과 필터 패널 사이에 주입된 액정과, 백라이트를 구비한다.
여기서 하부 기판 위에 형성된 TFT의 결함은 전광(Electro Optical) 기기에 의하여 검사된다. 이를 상세히 설명하면, 전광 기기에 설치된 모듈레이터 및 TFT 패널에 일정한 전압을 인가한 상태에서, 상기 모듈레이터가 TFT 패널에 근접하도록 하여서 이들 사이에 전기장이 발생하도록 한다. 이때에, TFT 패널에 형성된 전극에 결함이 있는 경우가 결함이 없는 경우보다 상기 전기장의 크기가 작아지게 되며, 따라서 상기 검출된 전기장의 크기에 따라서 TFT 패널의 결함여부를 검출하게 된다.
이 경우, 상기 모듈레이터는, 상기 TFT 패널의 전극과 전기장을 형성하기 위한 공통전극과, 상기 전기장의 크기를 센싱하는 기능을 하는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)를 구비할 수 있다. 이 경우 상기 PDLC에 포함된 액정은 편광성을 가져서 TFT 패널에 형성된 전극과 모듈레이터에 형성된 공통전극 사이에 결함이 없는 경우에는 PDLC를 향하는 빛을 통과시키고, TFT 패널에 결함이 있어서 TFT 패널에 형성된 전극과 모듈레이터에 형성된 공통전극과의 사이에 전기장이 형성되지 않은 경우에는 PDLC를 향하는 빛을 통과시키지 않는다. 이로 인하여 TFT 패널의 결함 여부에 따라서 PDLC의 각 영역의 광 통과도 및 상기 광 통과도에 따른 콘트라스트 비가 차이가 나며, 이 원리를 이용하여 TFT 패널의 결함 여부를 검출하게 된다.
미국특허 6,151,153호에 기재된 종래의 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법의 각 단계가 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 상기 종래의 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법을 설명하면, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이 전달 어셈블리(20)를 제공하는 단계를 거친다. 상기 전달 어셈블리(20)는 전달 기판(21)과, 중간 시트(23)와, 전광 모듈레이터 물질층(25)을 구비한다. 이 경우 전달 기판(21)은 전광 모듈레이터 물질층(25)을 지지할 수 있는 물질이고, 상기 전 광 모듈레이터 물질층(25)은 NCAP(nematic curvilinear aligned phase)법에 의해 제조한 PDLC 액정 시트이다. 중간 시트(23)는 상기 전달 기판(21)과 전광 모듈레이터 물질층(25)을 결합한다.
이와 함께, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 전달 어셈블리와 결합될 투명 기판 어셈블리(30)를 제공하는 단계를 거친다. 상기 투명 기판 어셈블리(30)는 투명 기판(31) 및 전극층(35)을 구비한다. 이 경우, 상기 투명 기판 어셈블리(30)의 하면 및 측면(도시되지 않음)에는 공통 전극의 역할을 하는 골드층(33)이 형성되어 있다. 상기 투명 기판의 상측에 ITO(Indium Thin Oxide)와 같은 전극층(35)을 배치하는데, 상기 전극층이 투명 기판의 측면까지 연장 형성되어 골드층(33)과 접촉 배치된다,
그 후에, 도 3에 도시된 바와 같이, 전달 어셈블리(20)를 투명 기판 어셈블리(30) 상에 접착하는 단계를 거친다. 이 경우, 상기 전달 어셈블리(20)의 전광 모듈레이터 물질층(25)을 투명 기판 어셈블리의 전극층(35)과 부착한다. 여기서 상기 투명 기판과 전광 모듈레이터 물질층 사이는 광학 본드(optical bond) 등의 접착부재(40)에 의하여 결합된다.
그 후에, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 전달 어셈블리(20)에서 중간 시트(23) 및 전달 기판(21)을 제거한 뒤에, 도 5에 도시된 바와 같이 반사층(55)이 구비된 박막 어셈블리(50)를 상기 전광 모듈레이터 물질층의 상면에 접착한다.
그 후에 도면에 도시되지는 않으나, 박막 어셈블리를 투명기판 사이즈보다 크게 밴딩(Banding)하고 절연 테입 등으로 접착함으로서 모듈레이터 제조가 완료된 다.
상기한 바와 같이 종래의 모듈레이터 제조방법은, 반사층(55)을 상기 전광 모듈레이터 물질층의 상면에 접착하는 공정을 가진다. 따라서 반사층과 전광 모듈레이터 물질층 사이를 접착하기 위한 접착 부재가 별도로 필요하게 되어서, 제조 공정 단계가 증가하여 제조 시간이 증가하고, 제조 단가가 높아지게 된다.
또한, 상기 반사층은 전광 모듈레이터 물질층의 상면 및 상기 전광 모듈레이터 물질층 측면에 연장 형성되어서, 상기 전광 모듈레이터 물질층의 측면에서 접착된다. 이로 인하여 반사 목적 이외의 여분의 반사층이 필요하게 되어서 재료비가 증가하게 된다.
또한, 이와 같은 종래의 모듈레이터 제조방법은 전광 모듈레이터 물질층(25)을 투명 기판(31)과 별도로 제조한다. 즉, 전광 모듈레이터 물질층을 포함하는 전달 어셈블리(30)를 구입하여 이를 투명 기판 어셈블리(20)에 결합하여 모듈레이터를 제조한다. 이로 인하여, 광학 본드 등의 접착부재(40)를 사용하여 투명 기판 어셈블리(30)에 전광 모듈레이터 물질층(25)을 접착하여야 하는 등 별도의 공정들이 필요하게 된다. 이로 인하여 전광 기기용 모듈레이터를 제작하는 공정이 많게 되어서 그만큼 양품 생산률이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은, 반사층과 전광 모듈레이터 물질층 사이를 접착하기 위한 별도의 접착 부재가 불필요한 구조를 가진 전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 반사층의 재료비가 감소하는 전광 기기용 모듈레이터 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 제1실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법은: 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계와; 상기 전극층의 상면에, 폴리머 및 액정을 포함하는 PDLC 액을 도포하는 단계와; 상기 PDLC 액을 경화하여 PDLC 필름으로 변화시키는 단계와; 상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 포함한다.
상기 중합체 증착 코팅은 페럴린 코팅인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 중합체 증착 코팅하는 단계 이후에, 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 반사층은 증착 공정에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계 및 상기 전극층의 상면에 PDLC 액을 배치하는 단계 사이에, 상기 투광 기판 상면 가장자리를 따라서 일정한 두께로 실런트(sealant)로 이루어진 실링 벽을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 PDLC 액은 상기 실링 벽에 의하여 한정된 공간에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 실링 벽은 15㎛ 내지 25㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법은: 투 광 기판 상면으로부터 차례대로 전극층 및 PDLC 필름을 배치 결합하는 단계와; 상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 포함한다.
상기 중합체 증착 코팅은 페럴린 코팅인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 중합체 증착 코팅하는 단계 이후에, 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 반사층은 증착 공정에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에서는 상기 제조 방법에 의하여 제조된 전광 기기용 모듈레이터를 제공한다.
이어서 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전광 기기용 모듈레이터 제조방법은, 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계와, 상기 전극층의 상면에 폴리머 및 액정을 포함하는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal) 액을 도포하는 단계와, 상기 PDLC 액을 경화하여 PDLC 필름으로 변화시키는 단계와, 상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계와, 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 모듈레이터 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다. 이하에서는 도 7 내지 도 11을 참조하여 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법의 각 단계를 상세한 설명한다.
도 7을 참조하면, 먼저 투광 기판(110) 상면에 전극층(120)을 형성하는 단계를 거친다. 이 경우 상기 투광 기판(110)은 광을 투과하는 물질로 이루어지는데, 통상 유리(Quartz), BK-7 등의 투명 물질로 이루어진다. 상기 투광 기판(110)의 측면에는 전극층(120)과 접촉하여 공통전극 역할을 하는 골드층(115)이 형성될 수 있다.
전극층(120)은 전극 역할을 하며 빛의 경로가 되므로 광 투과도가 좋아야 하며 80Ω/㎠ 이하의 면 저항값을 갖는 것이 바람직하다. 따라서 상기 전극층(120)은 ITO(Indium Tin Oxide)이나 CNT(Carbon Nano Tube) 물질 등이 사용될 수 있다.
상기 전극층(120)은 ITO 필름 등의 필름 형태로 상기 투광 기판(110)에 부착될 수 있다. 이와 달리 상기 전극층(120)은 상기 투광 기판(110) 상에 전극 물질을 증착함으로써 이루어질 수 있으며, 이로 인하여 전극층(120)이 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 전극층(120)이 투광 기판(110) 상에 증착되어 이루어지는 경우, 투광 기판(110)에 전극 물질의 증착은 스퍼터링법이나 진공 증착법을 사용하여 증착할 수 있다. 여기서, 전극층(120)을 증착하는 공정에서, 전극층(120)이 투광 기판(110)의 측면에 형성되어 있는 골드층(115)과 자동적으로 연결되도록 할 수 있음으로써, 전극층(120)과 골드층(115)과의 연결을 위해 별도의 실버 페이스터 등의 접착 부재를 바르는 공정 등을 생략할 수 있다.
그 후에, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 전극층(120) 상에 적어도 액정과 폴리머를 포함하여 배합된 PDLC 액(130)을 도포하는 단계를 거친다. 상기 PDLC 액(130)은 후에 경화됨으로써 PDLC 필름(135)이 된다. 여기서 PDLC(polymer dispersed liquid crystal) 필름이란 고분자 분산형 액정 필름으로서, 액정과 폴리머의 배합 후 UV나 이와 다른 방법으로 경화시켜서 제조된 박막을 의미한다.
한편, PLDLC 액(140)을 구성하는 액정과 폴리머의 wt%의 비나 두께 등은 PDLC 특성에 영향을 주므로, 본 발명의 모듈레이터에서는 그 기능에 맞는 PDLC 특성을 구현하기 위해서 50~60wt% 액정과 40~50wt% 폴리머를 배합하여 균일하게 섞은 다음 10~20㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 액정은 E7(Merk사 제조)을 사용하고 상기 폴리머는 NOA65(Norland사 제조)가 사용될 수 있다.
그 후에 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 PDLC 액(130)을 경화하여 PDLC 필름(135)으로 변화시키는 단계를 거친다. PDLC 필름(135)은 PIPS, TIPS, SIPS 법 등 다양한 상분리를 이용하여 제조할 수 있는데, 예를 들어 PIPS법은 액정에 대하여 저 분자량을 가진 모노머나 올리고머를 용매로 사용하여 UV나 열이나 광조사를 통하여 PDLC 액(130)을 고분자화하며, 고분자의 체인이 형성되면서 액정을 드롭렛(droplet)상태로 상분리 하는 방법이다.
한편, PIPS법에서는 UV세기, 경화시간, 경화온도 등 모든 것이 PDLC 특성에 영향을 주는데, 여기서는 전광센서인 모듈레이터의 센서부인 PDLC의 양호한 특성을 구현하기 위해서는, 도포된 PDLC 액(130)에 5~15mW/㎠의 세기로 UV를 10~20분 동안 조사하여 경화시켜 PDLC 필름(135)를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 UV는 λ=365nm인 것이 바람직하다.
한편, 상기 PDLC 액(130)의 경화는 UV뿐만 아니라 열이나 광조사에 의해서도 구현할 수도 있다.
그 후에 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 PDLC 필름(135) 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 거친다. 상기 중합체 증착 코팅을 행하여 중합체 코팅층(140)을 형성시킴으로써 PDLC 필름(135)이 내식성, 내수성 및 내화학성이 우수하게 되며, 후에 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층이 우수하고 간편하게 증착될 수 있게 된다.
이 경우, 상기 중합체 증착 코팅은, 페럴린 상태에서 가스 상의 형태로 증착하여 이루어지는 페럴린 코팅인 것이 바람직하다. 페럴린 코팅이란 상온의 진공 상태에서 가스상의 형태로 증착되는, 투명한 등각 중합체 증착 코팅을 의미한다. 이런 종류의 폴리머는 자연 상태에서 다결정적이고 선형적이며, 우수한 보호 특성 및 극심한 화학반응을 일으키지 않는다. 상기 페럴린 코팅은 밀봉성이 우수하여 높은 방수성을 가지고, 산, 알칼리 또는 솔벤트 등의 대부분의 화학 약품에 거의 영향을 받지 않아서 우수한 내식성 및 내화학성을 가지며, -200℃ 내지 150℃ 사이의 범위에서 열적, 기계적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않아서 우수한 열 안정성을 가진다. 이와 더불어 페럴린 코팅은 침투력이 뛰어나서 균일한 코팅층의 형성 및 두께 조절이 가능하게 된다.
이 경우, 상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 행해질 수 있다. 이를 위하여, 먼저 페럴린 코팅 원자재인 다이머(dimer) 를 증발기에 분말 형재로 장입시켜서 가스상으로 승화되도록 한다. 그 후에 기체로 변화된 다이머를 열분해기에 통과시켜서 단량체로 쪼개지도록 한다. 그 후에 단량체로 쪼개진 다이머를 진공챔버 내 처리물 표면에서 중합체로 재구성되어 코팅하도록 한다.
그 후에, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 중합체 코팅층(140) 상면에 반사층(150)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다. 즉, 상기 평판 디스플레이 패널 면을 사이에 두고 서로 반대 방향에 광 발생 장치 및 상기 광 발생 장치로부터 조사된 광의 콘트라스트 비를 검출하는 비전 장비가 위치하는 일명 투과형 전광 기기인 경우에는, 모듈레이터에 반사층(150)이 불필요할 수 있다. 왜냐하면, PDLC 필름(135) 상의 전기장의 크기에 따라서 상기 광 발생 장치로부터의 광이 PDLC 필름(135) 및 평판 디스플레이 패널을 통과하여 반대편에 있는 비전 장비에 촬상되기 때문이다.
이와 달리, 상기 평판 디스플레이 패널 면과 동일한 방향으로 광 발생 장치 및 비전 장비가 위치하는 일명 반사형 전광 기기의 경우에는 모듈레이터에 반사층(150)이 필요할 수 있다. 왜냐하면, 상기 광 발생 장치로부터의 광이 PDLC 필름(135)으로 입사된 후, 다시 광 입사 방향의 반대 방향으로 출사될 필요가 있기 때문이며, 이 경우 반사층(150)이 상기 광의 방향을 제어할 수 있다. 따라서 도 6 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 PDLC 필름(135)의 외부로 노출된 상면에 반사층(150)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우 반사층(150)은 반사 필름일 수도 있고, 반사 유리일 수 있고, 이에 따라서 PDLC 필름(135)에 합착될 수 있다.
이와 달리 상기 반사층(150)이 중합체 코팅층(140) 상에 증착되어서 이루어질 수도 있다. 반사층(150)이 증착되는 경우에는 별도로 반사층(150)과 중합체 코팅층(140) 사이를 접착시키는 접착부재가 불필요하고, 그 두께 또한 얇게 할 수 있다. 상기 반사층(150)의 예로서는, 6~10㎛ 두께의 PET(Polyethylene terephthalate)막 위에 TiO2, SiO2를 다층으로 진공 증착할 수 있다. 여기서 사용되는 PET막의 두께는 얇으면 얇을수록 PDLC의 특성에는 좋지만 제어하기가 힘이 들기 때문에 통상 6~10㎛를 사용한다.
여기서, 상기 반사층(150)은 PDLC 필름(135)의 콘트라스트를 극대화 해주며 특정 파장대의 투과률을 제한하여 포토 커런트(Photo Current)의 영향을 감소하게 한다. 즉, 빛이 PDLC에 투과되어 반사층(150)에서 반사되어 나온 빛을 CCD 카메라 등의 촬상 장치로 잡아 화상처리할 때 화상처리가 잘 되게 하기 위해, 반사층(150)에서 투과 빛의 량이 손실 없이 반사되도록 하는 것이다.
상기 반사층(150)은 λ=650nm에서 반사율이 95% 되도록 하는 것이 바람직하다. λ=650nm는 일반적인 어레이 체크(array check)장비에서 사용하는 파장으로서, λ=630 내지 670nm 정도의 범위까지 사용된다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계 및 상기 전극층의 상면에 PDLC 액을 배치하는 단계 사이에, 상기 투광 기판(110) 상면 가장자리를 따라서 일정한 두께로 실링 벽(160)을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 PDLC 액(130)은 상기 실링 벽(160)에 의하여 한정된 공간에 배치되도록 할 수 있다.
이 경우, 상기 실링 벽은 그 주 소재(主素材)가 실런트(sealant)(164)로서, 디스펜서에서 실런트를 토출함으로써 이루어질 수 있다. 따라서 상기 실런트는 통상 디스플레이 패널 사이를 접착하는 접착부재이다. 여기서 상기 전극층(120)이 투광 기판(110) 상면 가장자리에도 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 실링 벽(160)은 상기 전극층(120) 상에 배치된다. 또한, 상기 전극층(120)이 투광 기판(110) 상면 가장자리에는 형성되지 않을 수 있으며, 이 경우 상기 실링 벽(160)은 상기 투광 기판(110) 상면에 배치된다.
이 경우, 상기 실링 벽(160)은 구 형상의 유리(162) 성분이 통상 포함된다. 따라서 상기 고체 성분의 유리(162)의 높이를 제어함으로써, 실런트(164)의 높이가 쉽게 제어될 수 있다. 이 경우, 본 단계에서는, 상기 실링 벽을 15 내지 25㎛의 높이로 형성하는 것이 바람직한데, 이로써 상기 실링 벽 내측 공간에 도포되는 PDLC 액이 경화되어 형성된 PDLC 필름 또한 15 내지 25㎛의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
이는 상기 PDLC 필름의 높이가 15㎛ 이하인 경우 결함 여부에 따른 콘트라스트 비 차이가 만족할 정도로 커지 않고, 상기 높이가 25㎛인 경우 구동전압이 지나치게 커지기 때문이다.
한편, 상기 실링 벽이 투광 기판 상면의 외곽을 따라서 형성됨으로써, PDLC 액(130)이 투광 기판(110) 외측으로 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 따라서 PDLC 액(130)이 투광 기판(110) 외측으로 흘러내리지 않도록 PDLC 액(130)을 투광 기판(110) 중앙부에 집중적으로 도포할 필요가 없으며 전체 면에 걸쳐 균일하게 도포할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법의 단계들을 도시한 블록도이다. 도 13을 참조하면, 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법은, 투광 기판 상면으로부터 차례로 전극층 및 PDLC 필름을 접착하는 단계(S100)와, 상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 코팅층을 형성하는 단계(S200)를 포함한다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터의 제조방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다. 도 14 내지 도 16을 참고하여 이를 상세히 설명하면, 먼저 도 14에 도시된 바와 같이 투광 기판(200) 상면에 전극층(220)이 접착되도록 하고, 상기 전극층(220) 상면에 PDLC 필름(235)이 접착되도록 한다. 다시 말하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조방법에서의 PDLC 필름(235)은 상기 투광 기판(200) 상에 PDLC 액이 도포, 경화되어서 이루어진 것이 아니라, PDLC 필름을 시트(sheet) 형태로 제조한 후에, 이를 상기 투광 기판(200) 상면에 접착하는 것이다.
이를 위하여 투광 기판(200) 상면에 전극층(220)을 증착 등의 방법을 사용하여 먼저 형성시키고, 상기 전극층 상면에 PDLC 필름(235)을 접착시킬 수 있다. 이와 달리 전극층(220)이 패턴화된 PDLC 필름(235)을 바로 투광 기판(200)에 접착할 수도 있다. 이 경우, 상기 투광 기판(210)의 측면에는 전극층(220)과 접촉하여 공통전극 역할을 하는 골드층(215)이 형성될 수 있다.
그 후에 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 PDLC 필름(235) 상면에 투명한 중합체 코팅층(240)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 중합체 증착 코팅을 행함으로써 PDLC 필름(235)이 내식성, 내수성 및 내화학성이 우수하게 되며, 후에 상기 중합체 코팅층(240)에 쉽게 반사층(250)이 증착될 수 있게 된다.
이 경우, 상기 중합체 증착 코팅은, 페럴린 상태에서 가스 상의 형태로 증착하여 이루어지는 페럴린 코팅인 것이 바람직하다. 페럴린 코팅이란 상온의 진공 상태에서 가스상의 형태로 증착되는, 투명한 등각 중합체 증착 코팅을 의미한다. 이런 종류의 폴리머는 자연상태에서 다결정적이고 선형적이며, 우수한 보호 특성 및 극심한 화학반응을 일으키지 않는다. 상기 페럴린 코팅은 밀봉성이 우수하여 높은 방수성을 가지고, 산, 알칼리 또는 솔벤트 등의 대부분의 화학 약품에 거의 영향을 받지 않아서 우수한 내식성 및 내화학성을 가지며, -200℃ 내지 150℃ 사이의 범위에서 열적, 기계적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않아서 우수한 열 안정성을 가진다. 이와 더불어 페럴린 코팅은 침투력이 뛰어나서 균일한 코팅층의 형성 및 두께 조절이 가능하게 된다.
이 경우, 상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 이루어질 수 있다. 이를 위하여, 먼저 페럴린 코팅 원자재인 다이머(dimer)를 증발기에 분말 형재로 장입시켜서 가스상으로 승화되도록 한다. 그 후에 기체로 변화된 다이머를 열분해기에 통과시켜서 단량체로 쪼개지도록 한다. 그 후에 단량체로 쪼개진 다이머를 진공챔버 내 처리물 표면에서 중합체로 재구성되어 코팅하도록 한다.
그 후에, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 상기 중합체 코팅층(240) 상면에 반사층(250)을 형성하는 단계(S300)를 거칠 수 있다. 이에 대해서는 본 발명의 제1실시예에 따른 모듈레이터 제조 방법에서의 반사층(150) 형성 단계와 제조 방법이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이 경우 반사층(250)은 반사 필름일 수도 있고, 반사 유리일 수 있고, 이에 따라서 PDLC 필름(235)에 합착될 수 있다. 이와 달리 상기 반사층(250)이 중합체 코팅층(240) 상에 증착되어서 이루어질 수도 있다. 반사층(250)이 증착되는 경우에는 별도로 반사층(250)과 중합체 코팅층(240) 사이를 접착시키는 접착부재가 불필요하고, 그 두께 또한 얇게 할 수 있다. 상기 반사층(250)의 예로서는, 6~10㎛ 두께의 PET(Polyethylene terephthalate)막 위에 TiO2, SiO2를 다층으로 진공 증착할 수 있다. 여기서 사용되는 PET막의 두께는 얇으면 얇을수록 PDLC의 특성에는 좋지만 제어하기가 힘이 들기 때문에 통상 6~10㎛를 사용한다.
여기서, 상기 반사층(250)은 PDLC 필름(235)의 콘트라스트를 극대화 해주며 특정 파장대의 투과률을 제한하여 포토 커런트(Photo Current)의 영향을 감소하게 한다. 즉, 빛이 PDLC에 투과되어 반사층(250)에서 반사되어 나온 빛을 CCD 카메라 등의 촬상 장치로 잡아 화상 처리할 때 화상처리가 잘 되게 하기 위해, 반사층(250)에서 투과 빛의 량이 손실 없이 반사되도록 하는 것이다. 상기 반사층(250)은 λ=650nm에서 반사율이 95% 되도록 하는 것이 바람직하다. λ=650nm는 일반적인 어레이 체크(array check)장비에서 사용하는 파장으로서, λ=630 내지 670nm 정도의 범위까지 사용된다.
도 17은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법으로 제조된 전광 기기용 모듈레이터(100)(200) 및 이를 구비한 전광 기기(300)를 도시한 단면도이다. 이 경우 도 17에는 전광 기기용 모듈레이터가 반사층(150)(250)을 구비하는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 전광 기기용 모듈레이터(100)(200)가 반사층(150)(250)을 구비하지 않을 수도 있다. 도 17을 참조하면, 전광 기기용 모듈레이터(100)(200)는 투광 기판(110)(210)과, 전극층(120)(220)과, PDLC 필름(135)(235)과, 중합체 코팅층(140)(240)을 구비한다. 이와 더불어 전광 기기용 모듈레이터는 반사층(150)(250)을 더 구비할 수 있다.
투광 기판(110)(210)은 빛을 통과시키는 소재로 이루어지며, 그 상부에 후술하는 전극층(120)(220)과, PDLC 필름(135)(235)과, 중합체 코팅층(140)(240)과, 반사층(150)(250)이 설치된다. 따라서 상기 투광 기판(110)(210)은 통상 유리 기판과 같이 투명하며 소정 이상의 강성을 가진 소재로 이루어진다. 상기 투광 기판(110)(210) 측면에는 공통전극의 기능을 하는 골드층(115)(215)이 배치될 수 있다.
전극층(120)(220)은 상기 투광 기판(110)(210)의 상면에 배치된다. 이 경우 상기 전극층(120)(220)은 ITO 또는 CNT 등의 소재로 상기 투광 기판(110)(210) 상에 증착됨으로써 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 전극층(120)(220)은 상기 투광 기판(110)(210)의 골드층(115)(215)과 접촉될 수 있다.
PDLC 필름(135)(235)은 액정 및 폴리머가 배합되어 이루어진 PDLC 액을 경화 시킴으로써 이루어진다. 상기 PDLC 필름(135)(235)의 특성은 구동 전압 30V이하, 콘트라스트 40:1, 라이징 타임(Rising time) 1.7ms, 폴링타임(Falling time) 3ms, 최소 보유시간(minimum retention time ) 30ms인 것이 바람직하다.
중합체 코팅층(140)(240)은, 페럴린 상태에서 가스 상의 형태로 증착하여 이루어지는 페럴린 코팅층인 것이 바람직하다. 페럴린 코팅이란 상온의 진공 상태에서 가스상의 형태로 증착되는, 투명한 등각 중합체 증착 코팅을 의미한다. 이런 종류의 폴리머는 자연상태에서 다결정적이고 선형적이며, 우수한 보호 특성 및 극심한 화학반응을 일으키지 않는다. 상기 페럴린 코팅은 밀봉성이 우수하여 높은 방수성을 가지고, 산, 알칼리 또는 솔벤트 등의 대부분의 화학 약품에 거의 영향을 받지 않아서 우수한 내식성 및 내화학성을 가지며, -200℃ 내지 150℃ 사이의 범위에서 열적, 기계적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않아서 우수한 열 안정성을 가진다. 이와 더불어 페럴린 코팅은 침투력이 뛰어나서 균일한 코팅층의 형성 및 두께 조절이 가능하게 된다.
상기 중합체 코팅층(140)(240) 상면에 반사층(150)(250)이 형성될 수 있다. 상기 중합체 코팅층(140)(240)은 상기 PDLC를 통하여 입사되는 빛을 다시 상기 PDLC 방향으로 반사하는 기능을 한다. 상기 반사층(150)(250)으로 반사 필름이나 반사 유리 등이 사용될 수 있으며, 이와 달리 PDLC 필름(135)(235) 상면에 증착되어 형성될 수 도 있다. 이 경우 상기 반사층(250)은 λ=630 내지 670nm 정도, 보다 바람직하게는 λ=650nm에서 반사율이 95% 되도록 하는 것이 바람직하다. λ=650nm는 일반적인 어레이 체크(array check)장비에서 사용하는 파장이다.
이하에서는, 본 발명의 모듈레이터 제조 방법으로 제조된 모듈레이터를 구비한 전광 기기를 사용하여 TFT의 결함을 검사하는 방법의 일예를 도 17을 참조하여 설명한다. 먼저, 전광 센서인 모듈레이터(100)와 TFT 패널(210)에 일정한 전압을 인가한 상태에서 모듈레이터(100)(200)를 TFT 패널(310)에 근접시켜 모듈레이터(100)와 TFT 패널(310) 사이에 일정한 전기장(Electric Field)을 형성시킨다. 이 때, 모듈레이터의 센서부인 PDLC 필름(135)(235)의 콘트라스트(Contrast)는 TFT 패널(310)과 모듈레이터(100)(200) 사이의 전기장의 크기에 따라 변화하게 되므로, 이를 이용하여 TFT 패널(310)의 결합을 검사하게 된다.
즉, TFT 셀(cell)에 결함이 있으면 상기 전기장의 크기가 작아지고 PDLC 필름(135)(235)을 구성하는 액정이 구동하지 않아 그만큼 PDLC 필름(135)(235)의 투과도가 낮아지게 되므로, 모듈레이터(100)(200)의 후방에서 조사되어 PDLC 필름(135)(235)을 통과하는 빛이 반사층(150)(250)에 의해 반사되는 반사량이 상대적으로 적어진다.
따라서 빛의 반사량을 CCD 카메라로 찍어 픽셀 배열(Pixel array) 전체의 전압도(voltage map)를 작성했을 때, TFT 셀에 결함이 있으면 빛의 반사량의 차이가 전압도에서 다르게 나타나므로 TFT 패널의 결함을 쉽게 찾아낼 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 투명한 중합체 증착 코팅하는 공정이 추가됨으로써, 우수한 밀봉성과, 우수한 내식성 및 내화학성과, 우수한 열 안정성을 가짐으로써, 모듈레이터의 성능이 향상된다.
또한, 중합체 증착 코팅이 침투력이 뛰어나서 상기 중합체 코팅층의 균일한 두께 조절이 가능하게 되며, 상기 중합체 코팅층 상에 반사층을 증착 형성 시킬 수 있음으로써 상기 반사층 또한 균일하고 얇은 두께로 형성 가능하다.
이와 더불어, 반사층을 증착하여 형성시킬 수 있음으로써, 반사층의 재료비가 감소하게 되어서 전체 모듈레이터 제조 코스트가 감소하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계;
    상기 전극층의 상면에, 폴리머 및 액정을 포함하는 PDLC 액을 도포하는 단계;
    상기 PDLC 액을 경화하여 PDLC 필름으로 변화시키는 단계; 및
    상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 포함하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 증착 코팅은 페럴린 코팅인 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 증착 코팅하는 단계 이후에, 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반사층은 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    투광 기판 상에 전극층을 형성하는 단계 및 상기 전극층의 상면에 PDLC 액을 배치하는 단계 사이에,
    상기 투광 기판 상면 가장자리를 따라서 일정한 두께로 실런트(sealant)로 이루어진 실링 벽을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 PDLC 액은 상기 실링 벽에 의하여 한정된 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실링 벽은 15㎛ 내지 25㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  8. 투광 기판 상면으로부터 차례대로 전극층 및 PDLC 필름을 배치 결합하는 단계; 및
    상기 PDLC 필름 상면에 투명한 중합체 증착 코팅을 하는 단계를 포함하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중합체 증착 코팅은 페럴린 코팅인 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 중합체 증착 코팅하는 단계 이후에, 상기 중합체 코팅층 상면에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반사층은 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전광 기기용 모듈레이터 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항으로 제조된 전광 기기용 모듈레이터.
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