KR100778846B1 - 액정표시소자의 에이징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널을 전파장 램프와 DC 구동으로 에이징하는 액정표시소자의 에이징 방법으로, 패널에 패드를 사용하여 PCB를 부착하는 단계와, 상기 패널을 전파장 램프가 부착된 에이징 챔버에 설치하는 단계와, 상기 램프를 켜고 동시에 상기 패널을 DC 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 에이징 방법이다.

에이징, 광, 구동

Description

액정표시소자의 에이징 방법{Method For Aging A Liquid Crystal Display Device}

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 제조 공정도.

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 에이징 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 에이징 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : PCB 본딩된 패널 201 : PCB

202 : 패드 203 : 전파장 램프

205 : 에이징 챔버

본 발명은 액정표시소자의 에이징 방법에 관한 것으로, 패널을 구동하면서 전파장 램프로 광을 조사하여 에이징하는 액정표시소자의 에이징 방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 저전압 구동, 저소비 전력, 풀 칼라 구현, 경박 단소 등의 특징으로 인해 계산기, 시계, 노트북, PC용 모니터 등에서 항공용 모니터, TV, 개인 휴대 단말기, 휴대 전화 등으로 그 용도가 다양해지고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 액정표시소자의 에이징 방 법을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자 제조 공정도이다.

먼저, 박막 트랜지스터 기판(하부 기판)을 준비하는 공정(100)이다. 박막 트랜지스터 기판에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)가 배열되어 있고, 박막 트랜지스터와 일대일 대응하게 화소 전극이 형성되어 있다.

상기 하부 기판과 대향되는 상부 기판에는 칼라 필터와 공통 전극이 형성되어 있다.

그 다음 단계는 배향막 형성 처리 공정(101)이다. 하부 기판과 상부 기판 상에 배향막을 형성한다. 배향막 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙 공정을 포함한다. 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 하판상의 전체에 균일한 두께로 증착되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

러빙 공정은 액정의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정 분자들이 정렬하게 된다. 이에 따라, 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이 특성을 갖게 한다.

일반적으로, 배향막은 유기질의 유기배향막인 폴리이미드(polyimide) 계열이 주로 쓰이고 있다.

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다음 단계는 시일재 형성 공정(102)이다. 즉, 시일재 패턴을 인쇄하는 공정이다. 액정셀에서 시일재 패턴은 액정 주입을 위한 갭 형성과 주입된 액정이 새지 않도록 하는 두 가지 기능을 한다. 시일재 패턴은 열경화형 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법이 주류를 이루고 있다.

다음 단계는 스페이서를 산포하는 공정(103)이다. 액정 셀의 공정에서 상부 기판과 하부 기판사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다. 따라서, 스페이서 산포시 하부 기판에 대해 균일한 밀도로 산포해야 하며, 산포 방식은 크게 알코올 등에 스페이서를 혼합하여 분사하는 습식산포법과 스페이서만을 산포하는 건식산포법으로 나눌 수 있다.

건식산포에는 정전기를 이용하는 정전산포식과 기체의 압력을 이용하는 제전산포식으로 나뉘는 데, 정전기에 취약한 구조를 갖고 있는 액정 셀에서는 제전산포법을 많이 사용한다.

스페이서 산포 공정이 끝나면, 칼라 필터 기판인 상판과 박막 트랜지스터 배열 기판인 하판의 합착 공정(104)으로 진행된다.

상부 기판과 하부 기판의 합착 배열은 각 기판의 설계시 주어지는 마진(margin)에 의해 결정되는데, 보통 수 ㎛의 정밀도가 요구된다. 두 기판의 합착 오차 범위를 벗어나면, 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동시 원하는 화질 특성을 기대할 수 없다.

다음 단계는 제작된 액정 셀을 단위 셀로 절단하는 공정(105)이다. 일반적으로, 액정 셀은 대면적의 유리 기판에 다수 개의 액정 셀을 형성한 후 각각 하나의 액정 셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이 공정이 셀 절단 공정이다.

초기 액정표시소자의 제조 공정에서는 여러 셀에 동시에 액정주입 후 셀 단위로 절단하는 공정을 진행하였으나, 셀 크기가 증가함에 따라 단위 셀로 절단한 후, 액정을 주입하는 방법을 사용한다.

셀 절단 공정은 유리 기판 보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(scribe) 공정과 힘을 가해 절단하는 브레이크(break) 공정으로 이루어진다.

다음으로, 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입(106)한다. 단위 액정 셀은 수백 ㎠의 면적에 수 ㎛의 갭을 갖는다. 따라서, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공주입법이 가장 널리 이용된다.

이 후, 액정 주입후 UV 봉지재로 주입구를 봉지한다(End Seal, 107).

그리고, 셀 내부의 배향 이상, 지문, 흑백점, 도메인과 기판 깨짐, 긁힘, 주입 불량, 색얼룩, 외형 치수, 러빙 불량, 시일재 인쇄 불량등을 검사 기준에 의해 선별하는 제조 검사를 실행한다.
다음으로, 패널이 입고되면 세정한다(108). 그리고 편광판을 부착한다.
이후, 폴리이미드 테이프위에 TFT-LCD용 드라이브 IC를 결합시켜 놓은 패키지인 TCP(Tape Carrier Package)를 입고하고, TCP를 패널의 게이트 패드, 데이터 패드에 각각 연결시키는 ACF(이방성 도전 필름, Anisotropic Conductive Film)를 부착 및 펀칭(Punching)을 하고, 가압착과 본압착을 하고, 편광판 부착시 발생한 기포를 탈포하고, TAB(Tape Automated Bonding) 검사를 하고, PCB(Printed Circuit Board) 및 베젤(Bezel)과 백라이트(B/L)를 조립한다.

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다음으로, 에이징 공정을 진행한다(109).

에이징 공정(109) 이 후, 점등 검사를 하고 최종 검사(110)를 한 후 포장 및 출하 대기한다.

여기서, 베젤과 백라이트를 조립 후 에이징 공정(109)이 진행되고, 에이징 공정(109)이란 LCM이 장시간이 지나면서 안정화되는 것을 열이나 DC 구동으로 단시간내 안정화시키는 공정을 말한다. 특히, 배향막 형성후 에이징이 진행되고 열이나 DC 구동으로 인한 에이징은 주로 배향막을 안정화시킨다.

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 에이징 공정도이다.

도 2와 같이, 모듈을 장착하고 편광판을 붙인 완성 패널(120)을 에이징 챔버(125)에 넣는다. 에이징 챔버(125)는 일정 온도를 유지해 주고 에이징할 패널(120)을 외부와 격리시키는 역할을 한다. 그리고, 에이징 챔버(125)내의 패널(120)은 구동 가능하도록 전원과 연결되어 있다.

일정 온도를 장시간 가해주면 상기 패널(120)의 구성 요소들이 안정화된다. 즉, 내후성을 높이는 것으로 액정표시소자를 소비자가 어느 지역, 어느 기후에서 사용하는 가에 영향을 받지 않고 일정한 품질을 유지토록 하는 것이다.

패널(120)에 소정의 화상이 구현되도록 장시간 구동시키면 패널(120)의 내구성이 좋아져 안정적인 액정표시소자가 된다. 여기서, 패널(120)을 시험하기 위해 패널(120)을 동작시키기 위한 전원(Vdd/Vdd2, data level, B/L)과 화소들을 구동하기 위한 구동 신호(Vsync, Hsync, CLK, RGB 데이터 등)를 필요로 하고 구동시 이들 전원과 구동 신호가 패널(120)에 가해져 실제의 디스플레이 동작을 확인하고 제대로 된 동작일 경우 장시간 동안 상기 에이징 챔버(105)에서 에이징(안정화)하여 내구성 있는 액정표시소자를 제조한다.

종래의 에이징 방법은 패널(120)에 장시간 일정 온도를 가해주고, 또한 패널(120)을 구동하는 방법을 채용하였다. 그러나, 시간이 오래 걸리고 열로 인해 안정화되지 않는 구성 요소들도 있어 안정한 액정표시소자를 제작하는 데 어려움이 있다. 그리고, 구동시 B/L(back light)에서 특정 파장의 광이 나오나 전파장이 아니므로 에이징 효과가 없다.

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상기와 같은 액정표시소자의 에이징 방법은 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 열을 사용하여 에이징하므로 에이징 시간이 많이 걸린다.

둘째, 구동시 B/L 광이 배향막에 충분히 조사되지 않고 또한 특정 피크의 파장이므로 에이징 효과가 적다.

셋째, 열과 구동으로 장시간 에이징하므로 패널에 불필요한 스트레스를 유발한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전파장 광원과 DC 구동을 동시에 진행하므로 짧은 시간에 효과적으로 에이징할 수 있고, 전파장이므로 배향막을 충분히 안정화할 수 있어 잔상이 사라지고, 적외선도 배출되므로 내후성도 좋아지는 액정표시소자의 에이징 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 에이징 방법 은, 패널에 패드를 사용하여 PCB를 부착하는 단계와, 상기 패널을 전파장 램프가 부착된 에이징 챔버에 설치하는 단계와, 상기 램프를 켜고 동시에 상기 패널을 DC 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정표시소자의 에이징 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 에이징 공정도이다.

도 3과 같이, PCB(201)를 패드(202)를 사용하여 패널(200)에 연결한 후(B/L 체결전) 패널(200)을 에이징 챔버(205)에 넣는다. 에이징 챔버(205)는 전파장의 빛이 배출되는 램프(203)가 설치되어 있고 에이징할 패널(200)을 외부와 격리시키는 역할을 한다. 그리고, 에이징 챔버(205)내의 패널(200)은 구동 가능하도록 전원과 연결되어 있다.

램프(203)에서는 전파장의 광량이 고루 나오고 기판, 편광판에 의해 자외선 영역은 80% 이상 차단되고 가시광선과 적외선이 고루 패널(200)에 유입되어 단시간 가해주더라도 패널(200)의 구성 요소들이 안정화된다. 특히, 배향막은 유기물질이므로 일정 광량의 자외선이 조사되면 배향 방향이 일정한 방향을 유지하여 액정표시소자가 안정화되고, 잔상이 사라진다. 불안정화된 배향막도 에이징을 통해 안정화된다.

그리고, 램프(203)의 적외선 파장에 의해 열로 에이징되는 효과도 얻을 수 있다. 즉, 내후성을 높이는 것으로 액정표시소자를 소비자가 어느 지역, 어느 기후에서 사용하는 가에 영향을 받지 않고 일정한 품질을 유지토록 하는 것이다.

패널(200)은 편광판 부착 전후에도 모두 가능하고 편광판을 부착할 시에는 편광판에 의해 자외선이 차단되어 편광판 부착전보다 에이징 시간이 조금 더 걸린다.

그리고, 패널(200)에 소정의 화상이 구현되도록 장시간 구동시키면 패널(200)이 내구성이 좋아져 안정적인 액정표시소자가 된다. 여기서, 패널(200)을 시험하기 위해 패널(200)을 동작시키기 위한 전원(Vdd/Vdd2, data level, B/L)과 화소들을 구동하기 위한 구동 신호(Vsync, Hsync, CLK, RGB 데이터 등)를 필요로 하고 구동 시 이들 전원과 구동 신호가 상기 패널(200)에 가해져 실제의 디스플레이 동작을 확인하고 제대로 된 동작일 경우 장시간동안 상기 에이징 챔버(205)에서 에이징(안정화)하여 내구성 있는 액정표시소자를 제조한다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시소자의 에이징 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전파장에 고른 광량을 가진 광을 이용하여 에이징하므로 에이징 시간이 줄어든다.

둘째, 전파장에 고른 광량을 가진 광을 이용하여 에이징하므로 배향막이 일정 방향으로 배향되는 것을 도와주어 잔상이 사라진다.

셋째, 전파장에 고른 광량을 가진 광을 이용하여 에이징하므로 적외선에 의한 열 에이징도 가능하여 에이징 효과가 증가된다.

넷째, 전파장에 고른 광량을 가진 광을 이용하여 단시간 에이징하므로 패널 에 불필요한 스트레스가 제거된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (2)

1. 패널에 패드를 사용하여 PCB를 부착하는 단계와,

   상기 패널을 전파장 램프가 부착된 에이징 챔버에 설치하는 단계와,

   상기 램프를 켜고 동시에 상기 패널을 DC 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 에이징 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 램프는 적외선 또는 가시광선 파장인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 에이징 방법.

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