KR100898572B1 - 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의본딩 방법 - Google Patents

가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의본딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 패턴 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조는 전면 또는 후면 글래스 기판; 상기 전면 또는 후면 글래스 기판 상에 형성되는 복수의 글래스 패턴 전극; 탭(TAB); 상기 탭 상에 형성되는 복수의 탭 패턴 전극; 및 상기 복수의 글래스 패턴 전극 또는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에 도포되는 가시광선 경화제층을 포함하고, 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 전극 간의 본딩은 상기 가시광선 경화제층이 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극이 정렬된 상태에서 가압 장치에 의한 가압력이 인가되면서, 가시광선 조사장치에서 발생되는 가시광선에 의해 상온에서 경화되는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
패턴 전극, 본딩 구조

Description

가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법{Bonding Structure of Pattern Electrodes Using Visible Rays and Method for Bonding Pattern Electrodes Using the Same}
본 발명은 가시광선(visible rays)을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 가시광선을 이용하여 플라즈마 패널 디스플레이(PDP) 또는 액정 디스플레이(LCD)의 글래스 기판의 글래스 패턴 전극과 외부 연결용 연성 회로 기판(FPC: Flexible Printed Circuit Boards)의 패턴 전극을 가시광선 경화제를 사용하여 상온에서 접착(본딩)하는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법에 관한 것이다.
최근에 컴퓨터 모니터 또는 TV 분야에서는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 또는 액정 디스플레이(LCD)의 사용이 급증하고 있다. 이러한 PDP 또는 LCD를 제조하기 위해서는, 전면 글래스 기판 및 후면 글래스 기판 상에 전극(어드레스 전극 및 전원 전극) 패턴을 형성한 전면 패턴 전극 단자부 및 후면 패턴 전극 단자부와 이들 전면 및 후면 패턴 전극 단자부를 각각 제어하기 위한, 구동 IC(Drive IC)를 구비한 연성 회로 기판(FPC)의 패턴 전극(이하 "IC 단자용 패턴 전극"이라 함) 및 구동 IC(Drive IC)를 구비하지 않으며, 리드선 기능만을 하는 연성 회로 기판(FPC)의 패턴 전극(이하 "단자용 패턴 전극"이라 함)이 각각 형성되어 있는 탭(TAB: Tape Automatic Bonding)을 본딩하여야 한다. 통상적으로, 탭(TAB)은 테이프를 자동으로 본딩하는 공정 또는 FPC의 패턴 전극(IC 단자용 패턴 전극 또는 단자용 패턴 전극)이 형성되어 있는 테이프 자체를 지칭하는 것으로 본 발명에서 사용되는 탭(TAB)은 이들 양자의 의미를 모두 포함한다는 점에 유의하여야 한다.
상기 PDP 또는 LCD의 복수의 전면 및 후면 패턴 전극을 탭과 본딩하기 위한 종래의 방법으로는 복수의 전면 및 후면 패턴 전극과 탭에 부착된 복수의 패턴 전극 사이에 내부에 도전볼을 구비한 이방성 전도성 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)을 전착시킨 후 상기 복수의 전면 및 후면 패턴 전극과 탭의 복수의 패턴 전극을 정렬(align)하여, 히터(heater)에 의해 열을 가하여 압착시키는 ACF 열압착 본딩 방법이 널리 사용되고 있다. 또한 또 다른 종래 기술에서는, 비도전성 페이스트(NCP: Non-Conductive Paste) 또는 비전도성 필름(NCF: Non-Conductive Film)을 사용하여 전면 및 후면 패턴 전극과 탭의 패턴 전극을 열압착하여 도포하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 상기 열압착 본딩 방법을 사용하는 종래 기술의 경우에는, 1) 경화시간이 불안정하여 전극 간의 위치 결정 오차 및 이종 재료 간의 열팽창 차이로 인한 위치 결정 오차가 발생하며, 궁극적으로 내부 응력이 발생하여 전극 접촉부의 파손에 따른 미세 피치(pitch)의 구현이 어렵다는 문제점; 2) ACF 열압착 방법의 경우, ACF가 고가이며 접착이 불필요한 탭들 사이의 빈 부분까지도 접착하게 되어 비용이 증가한다는 문제점; 3) 가열 압착을 위해 가열 장치를 별도로 사용하여야 하므로 비용이 증가하고, 가열 및 냉각에 따른 공정 시간의 증가로 인해 제품 생산 시간(tact time)이 증가한다는 문제점; 및 4) ACF 부착 공정 및 본압 공정을 포함한 다수의 본딩 공정 단계 및 다수의 스테이션 및 다수의 본딩 공정 장비가 필요하여 비용이 증가하고, 공간 효율성이 불량하다는 문제가 있었다.
한편, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 본 출원인에 의해 2005년 11월 3일자에 "자외선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 그 본딩 방법"이라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제 2005-01050258호로 출원되어 2007년 3월 5일자로 등록된 대한민국 특허 제 693193호(이하 "'193 특허"라 함)에는 자외선을 이용하여 패턴 전극을 본딩하는 패턴 전극의 본딩 구조 및 그 본딩 방법을 제안하고 있다. 이러한 '193 특허에 개시된 내용은 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.
좀 더 구체적으로, 도 1은 상기 '193 특허에 개시된 종래 기술에 따른 자외선(UV)을 이용한 전극 본딩 방법을 사용하는 패턴 전극 구조의 단면을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 자외선(UV)을 이용한 전극 본딩 방법을 사용하는 패턴 전극 구조(100)는 전면 또는 후면 글래스 기판(110) 상에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(120), 및 탭(140) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극(150)을 구비한다. 복수의 탭 패턴 전극(150) 상에는 UV 경화제(180)가 도포된다. 그 후, 자외선(UV) 조사장치(미도시)에서 발생되는 자외선(UV)(170)을 사용하여 복수의 글 래스 패턴 전극(120)과 복수의 탭 패턴 전극(150)을 상온에서 압착 본딩시킴으로써 패턴 전극 구조(100)가 얻어진다. 압착 본딩의 경우, 소정의 가압장치를 사용하여 압착이 행해지는데, 균일한 가압력을 인가하기 위해 상기 소정의 가압장치와 탭 패턴 전극(250)이 형성된 연성 회로 기판(FPC) 사이에 쿠션 시트(cushion sheet)를 사용할 수도 있다. 이러한 쿠션 시트의 구체적인 실시예로는 대략 0.3mm 두께를 갖는 실리콘 고무(rubber)가 사용될 수 있다. 또한, 복수의 탭 패턴 전극(150) 상에 도포되는 UV 경화제(180)는 복수의 글래스 패턴 전극(120) 상에 도포되는 것도 가능하다. 이울러, 복수의 글래스 패턴 전극(120)과 복수의 탭 패턴 전극(150)이 맞닿을 전극 표면에는 금(Au) 또는 은(Ag)으로 코팅된 코팅층(160)이 제공될 수 있다. 이러한 코팅층(160)의 사용은 예시적인 것으로 필요에 따라 사용하지 않을 수도 있다.
도 2a는 일반적으로 전면 및 후면 글래스 기판의 3변(side)에 형성된 패턴 전극에 탭 상의 패턴 전극이 본딩되는 것을 도시한 도면이다. 좀 더 구체적으로, 각각의 탭(TAB)(250) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극(미도시)은 전면 및 후면 글래스 기판(210,212) 중 어느 하나의 2개의 단변(단변 A 및 단변 B 또는 제 1 단변 및 제 2 단변)에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(미도시)과 동시에 또는 순차적으로 본딩된 후, 전면 및 후면 글래스 기판(210,212) 중 다른 하나의 1개의 장변에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(미도시)과 본딩되거나, 또는 그 반대(즉, 탭(250) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극이 전면 및 후면 글래스 기판(210,212) 중 다른 하나의 1개의 장변에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극과 본딩된 후, 전면 및 후면 글래스 기판(210,212) 중 어느 하나의 2개의 단변(단변 A 및 단변 B 또는 제 1 단변 및 제 2 단변)에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극과 본딩됨)도 가능하다. 또한, 장변의 경우, 장변 전체에 대해 한번에 본딩 공정을 수행하거나, 또는 1개의 장변을 장변 A 및 장변 B로 나누어 순차적으로 본딩 공정을 수행할 수도 있다. 나아가, 패턴 전극 본딩은 전면 및 후면 글래스 기판(210,212)이 이미 부착 형성된 상태에서 해당되는 글래스 기판 상에 형성된 복수의 패턴 전극과 탭(250) 상에 형성된 복수의 패턴 전극을 본딩하여야 하므로, 전면 및 후면 글래스 기판(210,212)의 뒤집기 또는 턴오버(turn over) 공정(이하 "턴오버 공정"이라 함)이 통상적으로 요구된다.
도 2b는 종래 기술의 일 실시예에 따른 자외선(UV)을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 2a와 도 2b를 참조하면, 스테이션 1(ST1)에서 글래스 기판을 턴오버하면, 도 2a에 도시된 상태가 얻어진다. 그 후, 스테이션 2(ST2)에서 글래스 기판의 장변A 및 장변B에 부착되는 면 방향의 복수의 탭 상에 UV 경화제가 도포된다. 이 때, UV 경화제의 도포는 장변A 및 장변B가 동시에 또는 순차적으로 도포되며, 또한 각각의 탭 상에만 도포되고, 탭(250)과 탭(250) 사이의 빈 공간에는 도포되지 않는다. 그 후, 스테이션 3(ST3)에서 장변A 및 장변B에 대해 글래스 기판 상의 글래스 패턴 전극들과 탭 상의 탭 패턴 전극들을 정렬(align)시킨 후, 가압착하면서 UV 경화가 행해진다. 그 후, 단변 본딩을 위해 스테이션 4(ST4)에서 턴오버가 행해진다. 그 후, 스테이션 5(ST5)에서 글래스 기판의 단변A(제 1 단변) 및 단변B(제 2 단변)에 부착되는 탭 상에 UV 경화제가 도포되는데, 그 도포 방식은 단변A(또는 제 1 단변) 및 단변B((또는 제 2 단변)가 동시에 또는 순차적으로 도포될 수 있다. 그 후, 스테이션 6(ST6)에서 단변A(또는 제 1 단변) 및 단변B(또는 제 2 단변) 각각에 대해 글래스 기판 상의 글래스 패턴 전극들과 탭 상의 탭 패턴 전극들을 정렬시킨 후, 가압착하면서 UV 경화가 행해진다. 이렇게 하여, 글래스 기판 상의 글래스 패턴 전극들과 탭 상의 탭 패턴 전극들 간의 전체 본딩 공정이 완료된다.
한편, 도 2c는 종래 기술의 또 다른 실시예에 따른 자외선(UV)을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 2a와 도 2c를 참조하면, 도 2c의 실시예는 도 2b에 도시된 실시예에서 스테이션 3(ST3)이 각각 하나의 장변을 장변A 및 장변B로 분리하여 정렬, 가압착 및 UV 경화 공정이 이루어진다는 점을 제외하고는 도 2b에 도시된 실시예와 완전히 동일하다.
상술한 도 2a 내지 도 2c에 도시된 종래 기술은 자외선(UV)을 사용하여 글래스 기판 상의 글래스 패턴 전극들과 탭 상의 탭 패턴 전극들을 본딩시킴으로써, 상술한 열압착 본딩 방법의 문제점을 해결한다는 장점을 갖는다.
그러나, 패턴 전극의 본딩을 위해 자외선(UV)을 사용하는 경우, 자외선(UV)이 갖는 일정한 한계로 인하여 다음과 같은 문제점을 갖는다.
먼저, 자외선(UV)은 그 자체로 인체에 유해하므로, 패턴 전극 본딩 공정이 행해지는 동안 작업자의 건강에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
또한, 자외선은 작업 대상물에 따라 투과율이 달라지며, 이러한 상이한 투과 율은 경화 속도 및 자외선(UV) 경화제의 부착력에 영향을 미친다. 좀 더 구체적으로, 도 2d는 패턴 전극의 본딩을 위해 PDP 및 LCD 패널용 글래스 기판 상에 자외선(UV)을 조사하는 경우 글래스 기판에 대한 자외선 투과율을 도시한 그래프이고, 도 2e는 패턴 전극의 본딩을 위해 사용되는 자외선(UV) 경화제용 접착제(A) 및 가시광선 경화제용 접착제(B)의 파장(가로축)에 따른 상대적인 경화의 정도(세로축)를 도시한 그래프이다.
도 2d를 참조하면, 통상적으로 자외선(UV)의 파장 범위인 100 내지 380 nm 중 225 내지 380 nm 범위에서 LCD 패널용 글래스 기판(상부 라인)에 대한 자외선 투과율은 대략 최저 2% 내지 최고 91%이고, PDP 패널용 글래스 기판(하부 라인)에 대한 자외선 투과율은 대략 최저 0% 내지 최고 87%이다. 좀 더 구체적으로, 자외선(UV)의 파장 범위 중에서도 주로 사용되는 파장인 365 nm와 250 nm에서의 투과율은 대략 다음과 같다.
365 nm (UVA) 250 nm (UVC)
PDP 글래스 기판의 투과율 80% 0.2%
LCD 글래스 기판의 투과율 88% 6.2%
또한, 도 2e를 참조하면, 자외선(UV) 경화제용 접착제(A)에 대해 상대적인 경화의 정도가 가장 큰 값을 갖는 자외선(UV)의 파장은 대략 365 nm와 250 nm이다. 특히, 250 nm (UVC)의 자외선은 투과율이 낮지만 자외선(UV) 경화제용 접착제의 표면 경화에 도움이 되기 때문에 사용된다. 좀 더 구체적으로, 현재까지의 자외선 경화 기술 수준에서 365 nm (UVA)의 자외선만을 방출하는 자외선 조사장치를 사용하는 경우, 하나의 탭에 사용되는 복수의 탭 패턴 전극을 복수의 글래스 패턴 전극에 본딩하는데 필요한 시간은 대략 3초 정도이다. 그러나, 250 nm (UVC)의 자외선과 365 nm (UVA)의 자외선을 함께 방출하는 자외선 조사장치를 사용하는 경우, 하나의 탭에 사용되는 복수의 탭 패턴 전극을 복수의 글래스 패턴 전극에 본딩하는데 필요한 시간은 대략 2.5초 정도이다.
상술한 바와 같이, 자외선(UV)을 사용하는 경우, LCD 패널용 글래스 기판 또는 PDP LCD 패널용 글래스 기판에 대한 투과율의 변화가 심하고, 그에 따른 자외선(UV) 경화제의 경화 시간(경화 속도)가 달라진다는 문제가 발생한다. 또한, 250 nm (UVC)의 자외선을 사용하는 경우, 글래스 기판에 대한 투과율이 상당히 낮아 자외선(UV) 경화제의 경화 시간(경화 속도)이 증가한다.
또한, 자외선을 사용하는 종래 기술에서는 자외선 조사장치로 통상적으로 고압 수은 램프광을 사용한다. 이러한 고압 수은 램프광은 가격이 고가일 뿐만 아니라, 수은의 사용 및 방출된 자외선으로 인하여 인체에 유해하다.
한편, 자외선(UV)은 투명 재질만을 투과하므로 현재 사용 중인 투명 재질의 LCD 패널용 글래스 기판 및 PDP 패널용 글래스 기판에만 사용될 수 있다. 그러나, 향후 LCD 패널 및 PDP 패널용 재질로 플라스틱이 사용될 가능성이 있다. 이러한 플라스틱 재질은 투명 플라스틱 재질과 불투명 플라스틱 재질로 분류된다.
도 2f에는 자외선과 가시광선의 글래스 재질 및 플라스틱 재질에 대한 투과 상태가 도시되어 있다.
도 2f를 참조하면, 글래스 재질의 경우에는 자외선(220 nm 및 365 nm)과 가시광선(420 nm)이 모두 투과 가능하다. 그러나, 플라스틱의 경우에는 자외선 중 220 nm의 자외선은 투과가 불가능하고, 365 nm의 자외선(점선 화살표)은 투명 플라스틱인 경우에는 일부 투과가 가능하지만, 불투명 플라스틱의 경우에는 투과가 불가능하다. 가시광선(420 nm)은 투명/불투명 플라스틱에 대해 모두 투과 가능하다. 따라서, 향후 LCD 패널 및 PDP 패널용 재질로 플라스틱이 사용될 경우, 자외선 경화제용 접착제는 사용이 불가능하다. 특히, 투명 플라스틱에 대한 일부 투과가 가능한 자외선은 그 투과율이 글래스 재질에 대한 투과율에 비해 상대적으로 낮기 때문에, LCD 패널 및 PDP 패널용 재질로 투명 플라스틱이 사용되는 경우에도 자외선(UV) 경화제가 패턴 전극의 본딩 용도로 사용되는 것은 실질적으로 불가능하다.
본 발명은 종래 기술의 자외선(UV) 대신 가시광선을 사용하여 PDP 또는 LCD의 글래스 기판에 사용되는 글래스 패턴 전극과 탭의 탭 패턴 전극을 가시광선 경화제를 사용하여 상온에서 접착(본딩)하는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법을 제공함으로써 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조에 있어서, 전면 또는 후면 글래스 기판; 상기 전면 또는 후면 글래스 기판 상에 형성되는 복수의 글래스 패턴 전극; 탭(TAB); 상기 탭 상에 형성되는 복수의 탭 패턴 전극; 및 상기 복수의 글래스 패턴 전극 또는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에 도포 되는 가시광선 경화제층을 포함하고, 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 전극 간의 본딩은 상기 가시광선 경화제층이 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극이 정렬된 상태에서 가압 장치에 의한 가압력이 인가되면서, 가시광선 조사장치에서 발생되는 가시광선에 의해 상온에서 경화되는 방식으로 이루어지는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법에 있어서, 복수의 글래스 패턴 전극이 형성되는 전면 또는 후면 글래스 기판을 준비하는 단계; 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 탭(TAB)을 준비하는 단계; 상기 복수의 글래스 패턴 전극 상에 또는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에 가시광선 경화제층을 도포하는 단계; 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극을 정렬시키는 단계; 및 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극에 대해 가압장치에 의해 가압력을 인가하면서 가시광선 조사장치에서 발생되는 가시광선을 이용하여 상기 가시광선 경화제층을 경화시키는 단계를 포함하는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법에 있어서, a) 복수의 글래스 패턴 전극이 형성된 글래스 기판의 장변에 부착되며, 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 장변용 탭 상에 가시광선 경화제를 도포하는 단계; b) 상기 장변에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 장변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극을 정렬(align)시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계; c) 상기 글래스 기판의 제 1 단변 및 제 2 단변에 각각 부착되며, 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성된 복수의 제 1 단변용 탭 및 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성된 복수의 제 2 단변용 탭 상에 상기 가시광선 경화제를 도포하는 단계; 및 d) 상기 제 1 단변 및 상기 제 2 단변 각각에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 제 1 단변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극 및 상기 제 2 단변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극을 정렬시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계를 포함하고, 상기 가시광선 경화제는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에만 도포되거나 또는 상기 복수의 탭이 부착될 위치의 상기 복수의 글래스 패턴 전극 상에만 도포되는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법에 있어서, a) 복수의 글래스 패턴 전극이 형성된 글래스 기판의 장변A 및 장변B로 구성되는 장변에 부착되며, 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 장변A용 탭 및 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 장변B용 탭 상에 가시광선 경화제를 도포하는 단계; b) 상기 장변A에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 장변A용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극을 정렬(align)시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계; c) 상기 장변B에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 장변B용 탭 상의 복수의 패턴 전극을 정렬시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계; d) 상기 글래스 기판의 제 1 단변 및 제 2 단변에 각각 부착되며, 각각이 복수의 패턴 전극이 형성된 복수의 제 1 단변용 탭 및 각각이 복수의 패턴 전극이 형성된 복수의 제 2 단변용 탭 상에 상기 가시광선 경화제를 도포하는 단계; 및 e) 상기 제 1 단변 및 상기 제 2 단변 각각에 대해 상기 복수의 글 래스 패턴 전극과 상기 제 1 단변용 탭 상의 복수의 패턴 전극 및 상기 제 2 단변용 탭 상의 복수의 패턴 전극을 정렬시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계를 포함하고, 상기 가시광선 경화제는 상기 복수의 탭 상에만 도포되거나 또는 상기 복수의 탭이 부착될 위치의 상기 복수의 글래스 패턴 전극 상에만 도포되는 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
본 발명의 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 구조 및 패턴 전극의 본딩 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 가시광선을 사용하므로 인체에 무해하다.
2. 가시광선은 종래 기술의 자외선에 비해 투과율이 더 크므로, 동일한 조건(동일한 조사량) 하에서 경화시간(경화속도)이 상당히 감소된다. 또한, 가시광선 경화제용 접착제의 접착력이 증가하여, 패턴 전극 간의 본딩의 안정성 및 품질이 향상된다.
3. 가시광선 조사장치로 사용되는 할로겐 램프광이 저가이며, 인체에 무해하다.
4. LCD 패널 및 PDP 패널용 재질로 플라스틱이 사용되는 경우에도 패턴 전극의 본딩이 가능하다.
5. 턴오버 공정이 불필요하므로, 패턴 전극 본딩 시간 및 공정수가 현저하게 감소하며, 턴오버 공정에 필요한 설비 비용이 절감된다.
이하에서 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 3a는 본 발명에 따른 가시광선(VR)을 이용한 전극 본딩 방법을 사용하는 패턴 전극 구조의 단면을 도시한 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패턴 전극 구조(300)에 사용되는 전면 또는 후면 글래스 기판(310) 상에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(320), 및 탭(340) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극(350)은 도 1에 도시된 종래 기술의 패턴 전극 본딩 구조에 사용되는 것과 실질적으로 동일하다. 여기서, 전면 또는 후면 글래스 기판(310)의 재질은 통상적인 유리 재질이거나 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 본 발명의 패턴 전극 구조(300)에서는, 도 1에 도시된 패턴 전극 구조(100)와는 달리 가시광선 조사장치(미도시)가 탭(340)의 상부에 위치하거나, 또는 전면 또는 후면 글래스 기판(310)의 하부에 위치할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 패턴 전극 구조(300)는 가시광선 조사장치(미도시)에서 발생되는 가시광선(370a) 또는 가시광선(370b)을 사용하여 복수의 글래스 패턴 전극(320)과 복수의 탭 패턴 전극(350)을 상온에서 압착 본딩시킴으로써 얻어진다. 압착 본딩의 경우, 소정의 가압장치를 사용하여 압착이 행해지는데, 균일한 가압력을 인가하기 위해 상기 소정의 가압장치와 탭 패턴 전극(350)이 형성된 연성 회로 기판(FPC) 사이에 쿠션 시트(cushion sheet)를 사용할 수도 있다. 이러한 쿠션 시트의 구체적인 실시예로는 대략 0.3mm 두께를 갖는 실리콘 고무(rubber)가 사용될 수 있다. 또한, 복수의 탭 패턴 전극(350) 상에 도포되는 UV 경화제(380)는 복수의 글래스 패턴 전극(320) 상에 도포되는 것도 가능하다. 이울러, 복수의 글래스 패턴 전극(320)과 복수의 탭 패턴 전극(350)이 맞닿을 전극 표면에는 금(Au) 또는 은(Ag)으로 코팅된 코팅층(360)이 제공될 수 있다. 이러한 코팅층(360)의 사용은 예시적인 것으로 필요에 따라 사용하지 않을 수도 있다.
한편, 본 발명의 패턴 전극 구조(300)에 사용되는 가시광선 경화제(380)는 도 1에 도시된 자외선(UV) 경화제(180)와 유사하지만 광개시제, 증감제 등이 다르며, 광개시제로는 벤질과 같은 가시광선 영역 중 400 nm 부근 이상에서 흡수가 큰 것이 유효하다. 증감제 중 아민은 환원제로서 작용하고 공기 중의 산소의 작용을 억제하며 경화반응을 빠르게 하는 효과가 있다. 또한, 가시광선 경화제(380)를 사용하면, 유리와 같은 투명 재질은 물론 플라스틱과 같은 불투명 재질을 전면 또는 후면 글래스 기판(310)으로 사용하더라도 가시광선(370a,370b)이 투과될 수 있으므로 복수의 글래스 패턴 전극(320)과 복수의 탭 패턴 전극(350) 간의 본딩이 가능하다. 가시광선 경화제(380)를 사용한 접착제의 사용은 예를 들어 2001년 5월 15일자로 공개된 대한민국 공개특허 제2001-004548호에 개시되어 있다.
도 3b 및 도 3c는 각각 본 발명에 따른 전면 및 후면 글래스 기판의 3변(side)에 형성된 패턴 전극에 탭 상의 패턴 전극이 본딩되는 것을 도시한 도면이다. 좀 더 구체적으로, 각각의 탭(TAB)(350) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극(미도시)은 전면 및 후면 글래스 기판(310,312) 중 어느 하나의 2개의 단변(단변 A 및 단변 B 또는 제 1 단변 및 제 2 단변)에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(미도시) 과 동시에 또는 순차적으로 본딩된 후, 전면 및 후면 글래스 기판(310,312) 중 다른 하나의 1개의 장변에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극(미도시)과 본딩되거나, 또는 탭(350) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극이 전면 및 후면 글래스 기판(310,312) 중 다른 하나의 1개의 장변에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극과 본딩된 후, 전면 및 후면 글래스 기판(310,312) 중 어느 하나의 2개의 단변(단변 A 및 단변 B 또는 제 1 단변 및 제 2 단변)에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극과 본딩될 수 있다. 또한, 장변의 경우, 장변 전체에 걸쳐 복수의 탭(350)에 대해 한번에 본딩 공정을 수행하거나, 또는 복수의 탭(350)에 대해 1개의 장변을 장변 A 및 장변 B로 나누어 순차적으로 본딩 공정을 수행할 수도 있다. 도 3b 및 도 3c에서는 각각의 단변(단변 A 및 단변 B 또는 제 1 단변 및 제 2 단변)에 2개의 탭이, 1개의 장변에 6개의 탭(장변 A 및 장변 B에 각각 3개의 탭)이 부착된 것으로 도시하고 있지만, 이는 설명 목적상 예시한 것에 불과하며, 탭의 개수는 필요에 따라 증가 또는 감소될 수 있다.
상술한 도 3b 및 도 3c의 패턴 전극의 본딩 공정은 도 2a에 도시된 경우와 실질적으로 동일하지만 후술하는 바와 같은 차이점을 갖는다.
좀 더 구체적으로, 패턴 전극의 본딩은 전면 및 후면 글래스 기판(310,312)이 이미 부착 형성된 상태에서 해당되는 글래스 기판 상에 형성된 복수의 글래스 패턴 전극과 탭(350) 상에 형성된 복수의 탭 패턴 전극을 본딩하여야 한다, 이와 관련하여 도 2a에 도시된 종래 기술에서는, 전면 및 후면 글래스 기판(310,312)의 턴오버 공정이 통상적으로 요구되지만, 도 3b 및 도 3c에 도시된 본 발명의 실시예 에서는 전면 및 후면 글래스 기판(310,312)의 턴오버 공정이 불필요하다. 즉, 본 발명에서는 가시광선을 이용하므로, 예를 들어 본딩 전 공정이 완료된 후 글래스 기판(310,312)의 상태가 도 3b에 도시된 바와 같은 상태인 경우에는, 장변 상의 탭(350)에 대한 본딩 공정은 도 3a에 도시된 가시광선 조사장치(미도시)에서 발생되는 가시광선(370a)이 사용되고, 단변 상의 탭(350)에 대한 본딩 공정은 도 3a에 도시된 가시광선 조사장치(미도시)에서 발생되는 가시광선(370b)이 사용된다. 또한, 본딩 전 공정이 완료된 후 글래스 기판(310,312)의 상태가 도 3c에 도시된 바와 같은 상태인 경우에는, 장변 상의 탭(350)에 대한 본딩 공정은 도 3a에 도시된 가시광선 조사장치(미도시)에서 발생되는 가시광선(370b)이 사용되고, 단변 상의 탭(350)에 대한 본딩 공정은 도 3a에 도시된 가시광선 조사장치(미도시)에서 발생되는 가시광선(370a)이 사용된다. 따라서, 도 3b 및 도 3c의 어느 경우에도 턴오버 공정이 불필요하다. 그 결과, 동일한 본딩 조건 하에서, 본 발명에 따른 패턴 전극의 본딩 공정 시간이 자외선을 사용하는 경우의 종래 기술의 패턴 전극 본딩 공정 시간과 비교하여 현저하게 감소된다. 또한, 글래스 기판(310,312)의 턴오버에 필요한 장비가 불필요하므로 설비에 소요되는 비용이 절감된다.
나아가, 도 2d에서 알 수 있는 바와 같이 패턴 전극의 본딩을 위해 본 발명과 같이 가시광선을 사용하는 경우의 투과율이 자외선을 이용하는 종래 기술의 투과율에 비해 현저하게 높다. 또한, 가시광선의 투과율은 가시광선 파장 영역(대략 400 내지 700nm)에 걸쳐 거의 일정하다. 따라서, 동일한 조건(예를 들어, 동일한 세기의 자외선량 및 가시광선량) 하에서, 가시광선을 사용하는 본 발명의 가시광선 경화제의 경화시간(경화속도)이 현저하게 줄어든다. 구체적으로, 동일 조건 하에서 자외선을 사용하는 종래 기술에서는 자외선 경화제의 경화시간은 대략 2.5 내지 3초인 반면, 가시광선을 사용하는 본 발명에서는 가시광선 경화제의 경화시간은 대략 0.5초이다. 또한, 종래 기술의 자외선 경화제를 사용한 접착제의 부착력은 대략 1kg/cm2인 반면, 본 발명의 가시광선 경화제를 사용한 접착제의 부착력은 대략 1.5kg/cm2이다. 따라서, 본 발명의 경우 종래기술에 비해 부착력이 대략 50% 증가한다.
나아가, 자외선을 사용하는 종래 기술에서는 자외선 조사장치로 통상적으로 고압 수은 램프광을 사용한다. 이러한 고압 수은 램프광은 가격이 고가일 뿐만 아니라, 수은의 사용 및 방출된 자외선으로 인하여 인체에 유해하다. 반면에, 가시광선을 사용하는 본 발명에서는 가시광선 조사장치로 할로겐 램프광을 사용할 수 있으며, 이러한 할로겐 램프광은 가격이 저가일 뿐만 아니라, 인체에도 무해하다는 장점을 갖는다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광선을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 3b 내지 도 3d를 참조하면, 스테이션 1(ST1)에서는 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 상태의 글래스 기판(310,312)의 장변A 및 장변B에 부착되는 면 방향의 복수의 탭(350) 상에 가시광선 경화제가 도포된다. 이 때, 가시광선 경화제의 도포는 장변A 및 장변B가 동시에 또는 순차적으로 도포된다. 그 후, 스테이션 2(ST2)에 서 장변A 및 장변B에 대해 글래스 기판(310,312) 상의 글래스 패턴 전극들과 탭(350) 상의 탭 패턴 전극들을 정렬(align)시킨 후, 가압착하면서 가시광선(370a)(도 3a의 경우) 및 가시광선(370b)(도 3b의 경우)을 사용하여 가시광선 경화가 행해진다. 그 후, 단변 본딩을 위해 스테이션 3(ST3)에서 글래스 기판(310,312)의 단변A(제 1 단변) 및 단변B(제 2 단변)에 부착되는 탭(350) 상에 가시광선 경화제가 도포되는데, 그 도포 방식은 단변A(또는 제 1 단변) 및 단변B((또는 제 2 단변)가 동시에 또는 순차적으로 도포될 수 있다. 여기서, 하나의 장변을 구성하는 장변A 및 장변B와 2개의 단변인 단변A(또는 제 1 단변) 및 단변B(또는 제 2 단변)에 각각 부착되는 복수개의 탭(350)의 가시광선 경화제 도포 방식은 각각의 변에 부착되는 복수개의 탭(350)이 한 개씩 연속적으로 공급되면서 각각의 탭 상에 가시광선 경화제가 도포되거나, 또는 가시광선 경화제가 각각의 탭(350)이 부착될 위치의 글래스 기판(310,312) 상에 도포될 수 있다. 그 후, 스테이션 4(ST4)에서 단변A(또는 제 1 단변) 및 단변B(또는 제 2 단변) 각각에 대해 글래스 기판(310,312) 상의 글래스 패턴 전극들과 탭(350) 상의 탭 패턴 전극들을 정렬시킨 후, 가압착하면서 가시광선(370b)(도 3a의 경우) 및 가시광선(370a)(도 3b의 경우)을 사용하여 가시광선 경화가 행해진다. 이렇게 하여, 글래스 기판(310,312) 상의 글래스 패턴 전극들과 탭(350) 상의 탭 패턴 전극들 간의 전체 본딩 공정이 완료된다.
한편, 도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가시광선을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다. 도 3b, 도 3c 및 도 3e를 참조하면, 도 3e의 실시예는 도 3d에 도시된 실시예에서 스테이션 2(ST2)가 각각 하나의 장변을 장변A 및 장변B로 분리하여 정렬, 가압착 및 가시광선 경화 공정이 이루어진다는 점을 제외하고는 완전히 동일하다.
도 3d 및 도 3e에 도시된 실시예의 경우, 턴오버 공정이 불필요하므로, 도 2b 및 도 2c에 도시된 종래 기술에 비해 패턴 전극의 본딩에 요구되는 공정시간(tact time)이 현저하게 감소하며, 또한 공정 단계의 수가 감소한다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 자외선(UV)을 이용한 전극 본딩 방법을 사용하는 패턴 전극 구조의 단면을 도시한 도면이다.
도 2a는 일반적으로 전면 및 후면 글래스 기판의 3변(side)에 형성된 패턴 전극에 탭 상의 패턴 전극이 본딩되는 것을 도시한 도면이다.
도 2b는 종래 기술의 일 실시예에 따른 자외선(UV)을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 2c는 종래 기술의 또 다른 실시예에 따른 자외선(UV)을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 2d는 패턴 전극의 본딩을 위해 PDP 및 LCD 패널용 글래스 기판 상에 자외선(UV)을 조사하는 경우 글래스 기판에 대한 자외선 투과율을 도시한 그래프이다.
도 2e는 패턴 전극의 본딩을 위해 사용되는 자외선(UV) 경화제용 접착제(A) 및 가시광선 경화제용 접착제(B)의 파장(가로축)에 따른 상대적인 경화의 정도(세로축)를 도시한 그래프이다.
도 2f에는 자외선과 가시광선의 글래스 재질 및 플라스틱 재질에 대한 투과 상태가 도시되어 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 가시광선(VR)을 이용한 전극 본딩 방법을 사용하는 패턴 전극 구조의 단면을 도시한 것이다.
도 3b 및 도 3c는 각각 본 발명에 따른 전면 및 후면 글래스 기판의 3변(side)에 형성된 패턴 전극에 탭 상의 패턴 전극이 본딩되는 것을 도시한 도면이 다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광선을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.
도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가시광선을 이용한 본딩 공정을 도시한 도면이다.

Claims (21)

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  9. 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법에 있어서,
    복수의 글래스 패턴 전극이 형성되는 전면 또는 후면 글래스 기판을 준비하는 단계;
    각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 탭(TAB)을 준비하는 단계;
    상기 복수의 글래스 패턴 전극 상에 또는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에 가시광선 경화제층을 도포하는 단계;
    상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극을 정렬시키는 단계; 및
    상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 복수의 탭 패턴 전극에 대해 가압장치에 의해 가압력을 인가하면서 가시광선 조사장치에서 발생되는 가시광선을 이용하여 상기 가시광선 경화제층을 경화시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 가시광선의 파장 영역은 400 내지 700nm 범위를 가지며,
    상기 가시광선은 상기 전면 또는 후면 글래스 기판을 투과하거나 또는 상기 복수의 탭을 투과하여 상기 가시광선 경화제층을 경화시킬 수 있고,
    상기 전면 또는 후면 글래스 기판의 재질이 유리 재질 또는 플라스틱 재질인
    가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법.
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  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법에 있어서,
    a) 복수의 글래스 패턴 전극이 형성된 글래스 기판의 장변에 부착되며, 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성되는 복수의 장변용 탭 상에 가시광선 경화제를 도포하는 단계;
    b) 상기 장변에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 장변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극을 정렬(align)시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계;
    c) 상기 글래스 기판의 제 1 단변 및 제 2 단변에 각각 부착되며, 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성된 복수의 제 1 단변용 탭 및 각각이 복수의 탭 패턴 전극이 형성된 복수의 제 2 단변용 탭 상에 상기 가시광선 경화제를 도포하는 단계; 및
    d) 상기 제 1 단변 및 상기 제 2 단변 각각에 대해 상기 복수의 글래스 패턴 전극과 상기 제 1 단변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극 및 상기 제 2 단변용 탭 상의 복수의 탭 패턴 전극을 정렬시킨 후, 가압착하면서 가시광선 경화를 행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 가시광선 경화제는 상기 복수의 탭 패턴 전극 상에만 도포되거나 또는 상기 복수의 탭이 부착될 위치의 상기 복수의 글래스 패턴 전극 상에만 도포되고,
    상기 가시광선의 파장 영역은 400 내지 700nm 범위를 가지며,
    상기 가시광선은 상기 전면 또는 후면 글래스 기판을 투과하거나 또는 상기 복수의 탭을 투과하여 상기 가시광선 경화제층을 경화시킬 수 있고,
    상기 전면 또는 후면 글래스 기판의 재질이 유리 재질 또는 플라스틱 재질인
    가시광선을 이용한 패턴 전극의 본딩 방법.
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