KR101132103B1 - 접합 방법, 및, 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

투명판(2)과 판형상체(1)를 투명 접착제층(3)으로 전면 접합한 경우에, 접착부의 기포 또는 이물(5)을 확실하게 발견한다. 이를 위해, 광파이버(4) 등을 이용해 접착제층에 측방에서 광을 조사하고, 투명 접착제층(3)을 도광한 광에 의해, 투명 접착제층(3)의 상태를 검사한다. 접합한 투명판(2)의 결점과 구별한 검사가 가능해진다.

Description

접합 방법, 및, 표시 장치의 제조 방법{BONDING METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 투명 기판과 기판을 액상 접착제로 전면 접착하는 방법에 관한것이다. 예를 들면, 휴대 전화 등의 기기의 투명 커버 플레이트와, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL, 무기 EL, FED 등의 플랫 디스플레이의 접합, 또는, 터치 패널과 플랫 디스플레이의 접합에 관한 것이다.

종래, 표시 장치 위에 투명 터치 패널을 배치하는 방법으로서, 표시 장치의 외주에 약 5㎜이상의 두께의 점착제를 붙인 쿠션 고무를 설치해 투명 터치 패널을 고정하는 것이 일반적이었다. 다른 방법으로서 액정 표시 장치와 터치 패널을 투명 접착제로 전면 붙이는 방법이 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 평 09－274536호 공보를 참조, 이하 특허 문헌 1로 칭한다).

또, 투명 점착 시트로 접합하는 방법도 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2004－5540호 공보를 참조, 이하 특허 문헌 2로 칭한다). 투명 점착 시트로의 전면 접합은 투명 접착 시트의 한쪽 면의 점착력을 조정하고, 접합에 의해 기포나 이물 등이 발생한 경우, 일단 떼어내 청소하고 다시 붙일 수 있다. 또, 휴대 전화에서는, 액정 표시 장치 상에 투명 커버 플레이트가 배치되어 있고, 투명 커버 플레이트에는, 액정 표시 장치의 표시 영역보다 외측의 외주에 흑색 등의 인쇄물을 형성했다. 인쇄물과 액정 표시 장치의 사이에는, 표시 영역 외에 고무 등의 탄성체를 끼워넣은 구조가 일반적이다.

표시 영역을 전면 접합하는 방법으로는, 실리콘 겔층과 실리콘 고무층을 적층한 시트에 의해 접합하는 방법도 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2004－101636호 공보를 참조, 이하 특허 문헌 3으로 칭한다).

최근 휴대 전화에서는, 박형화의 요구가 증가되고, 투명 커버 플레이트와 액정 표시 장치의 사이의 스페이스는 0.1mm이하일 것이 요구되고 있다. 투명 커버 플레이트는, 아크릴이나 폴리카보네이트 등의 투명 플라스틱제의 것이나, 유리 등으로 이루어진다. 투명 커버 플레이트에는 굴절률을 단계적으로 변화시킨 소재를 적층 형성한 저반사막이나, 구리나 알루미늄 등으로 이루어지는 격자 형상의 에칭 패턴을 형성한 전자 실드나, 손상을 방지하기 위한 경질 코팅이나, 유리의 경우는 균열 방지를 위한 필름 시트를 표면에 붙인 것이나, 정(正)반사를 방지하기 위한 안티글레어(anti-glare) 처리한 필름 시트 등을 붙인 것 등이 있다. 투명 커버 플레이트 및 플랫 디스플레이의 대부분이 사각형이다. 터치 패널에는 아날로그 저항막 방식, 디지털 저항막 방식이나 정전 용량, 초음파 방식 등이 있다.

액정 표시 장치와 터치 패널이나 투명 커버 플레이트의 접합 방법은, 다양한 방법이 제안되어 있다. 그러나, 어떠한 방법에서나, 접합 시의 기포나 이물(異物)의 혼입이 큰 과제이다. 투명 점착 시트는 접합 후에, 투명 접착제는 경화 전에, 투명 커버 플레이트 또는 터치 패널의 화면측에서 광을 조사해 검사를 행하는데 이하의 문제점이 있었다. 즉, 접합한 터치 패널이나 투명 커버 플레이트의 이물인지, 접합한 접착제층의 이물인지를 판단할 수 없다. 사전에 터치 패널이나 투명 커버 플레이트의 결점 위치를 확인한 다음 접합 검사하는 것은 매우 어렵다. 또, 광 경화형의 투명 접착제로 접합하는 경우, 특히 가시광 경화형 접착제를 이용한 경우에는, 검사에서 접촉된 광에 의해 접착제의 경화가 진행되므로, 단시간에 검사를 종료시키지 않으면 접착제가 굳어져 불량품의 경우의 박리가 곤란해진다.

그래서, 본 발명은, 투명 커버 플레이트나 터치 패널의 이물 등의 결점과 구별하여 접착제층의 이물이나 기포 등의 결점만 검사하고, 광 경화형의 투명 접착제로 접합하는 경우는, 검사에 의해 접착제가 경화 반응을 일으키지 않는 방법을 제공한다.

본 발명의 접합 방법은, 투명체와 판형상체의 사이에 투명 접착제층을 설치하는 제1 공정과, 투명 접착제층의 측방에서 광을 조사해 투명 접착제층 및 그 계면을 확인하는 외관 검사 공정을 이용해 판형상체에 투명체를 접합하는 것으로 했다. 이 때문에, 조사된 광이 접착제층만을 도광하고, 결점인 기포나 이물에 광이 닿아 접착 시트 및 그 계면에서 발생한 이상만 외관 검사를 행하는 것이 가능해진다.

또, 투명 접착제층이 투명 접착 시트이며, 제1 공정이, 투명체와 판형상체의 어느 한쪽에 투명 접착 시트를 붙이는 공정과, 투명 접착 시트에 의해 판형상체에 상기 투명체를 전면 접합하는 공정을 구비하는 것으로 했다.

또, 투명 접착제층으로서 광 경화형의 투명 접착제를 이용한 경우, 상기 제1 공정이 투명체와 판형상체의 사이에 상기 투명 접착제를 충전하는 공정이며, 상기 외관 검사 공정에 있어서, 투명 접착제의 측방에서 투명 접착제가 경화 반응을 하지 않는 파장의 광을 조사해 투명 접착제의 상태를 확인함과 더불어, 투명판측에서 투명 접착제가 경화 반응하는 파장의 광을 조사해 투명 접착제를 경화시키는 공정을 구비하는 것으로 했다. 혹은, 투명 접착제층으로서 광 경화형의 투명 접착제를 이용한 경우, 상기 제1 공정이 투명체와 판형상체의 사이에 투명 접착제를 충전하는 공정이며, 상기 외관 검사 공정에 있어서, 투명 접착제가 경화 반응하는 파장을 포함하는 광을 경화가 시작되지 않는 시간내에 상기 투명 접착제의 측방에서 조사해 투명 접착제의 상태를 확인함과 더불어, 투명판측에서 투명 접착제가 경화 반응하는 파장의 광을 조사해 투명 접착제를 경화시키는 공정을 구비하는 것으로 했다. 이러한 방법에 의하면, 외관 검사 공정에서는 접착제가 경화되지 않으므로, 이 공정에서 접착제 중에 기포나 이물이 있다고 판단된 경우에는 접착제를 제거하는 것이 용이하고, 다시 접착을 할 수 있어 투명체나 판형상체를 파기할 필요가 없다. 한편, 이 공정에서 양품(良品)으로 판단된 경우에는, 접착제가 경화 반응하는 조건으로 광을 조사하면 된다.

또, 본 발명의 표시 장치의 제조 방법은, 투명판과 표시 소자가 접합된 표시 장치의 제조 방법으로서, 투명체와 표시 소자의 사이에 투명 접착층을 설치하는 공정과, 투명 접착층의 측방에서 광을 조사해 투명 접착층의 상태를 확인하는 외관 검사 공정을 구비하는 것으로 했다.

이 때, 외관 검사 공정에서 조사되는 광은 투명 접착제가 경화 반응을 하지 않는 조건으로 조사되고, 외관 검사 공정 후에 투명판측에서 투명 접착제가 경화 반응하는 조건의 광이 조사되는 접착제 경화 공정을 구비하는 것으로 했다. 즉, 외관 검사 공정에서는, 경화 반응을 하지 않는 파장의 광을 조사하거나, 혹은, 경화 반응하는 파장을 포함하는 광을 접착제가 경화되지 않는 짧은 시간으로 조사하는 것으로 하고, 외관 검사 공정 후에, 경화 반응이 진행되는 파장을 포함한 광을 충분한 시간만큼 조사하는 공정을 구비하면 된다.

이러한 방법에 의하면, 투명 접착제의 측방에서 경화 반응을 하지 않는 파장의 광을 이용해 투명 접착제의 기포나 이물 등을 검사하고, 이상이 있는 것은 여기에서 리페어(투명 접착제를 일단 제거하고, 다시 투명 접착제를 도포해 충전한다)하여, 다시 외관 검사를 행하고, 한편, 양품은 광 경화형 접착제에 경화 반응하는 파장의 광을 조사해 투명판과 판형상체를 접착할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 실시예 1의 검사 상태를 설명하는 모식적인 측면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 실시예 2의 검사 상태를 설명하는 모식적인 측면도이다.

<부호의 설명>

1 : 액정 표시 장치 2 : 투명 커버 플레이트

3 : 투명 접착 시트 4 : 검사용 광파이버(fiber)

5 : 접착 시트와 액정 표시 장치의 사이에 끼워진 기포

6 : 광 경화형의 투명 접착제 7 : 투명 접착제에 혼입된 기포

본 발명의 접합 방법은 하기와 같다. 투명 커버 플레이트 또는 터치 패널에 투명 접착 시트를 접합한다. 그 후 그 투명 접착 시트와 플랫 디스플레이를 접합시킨다. 접합 후에 광파이버로 투명 접착 시트 또는 투명 접착제층에 측방으로부터 광을 조사한다. 1변의 전체를 조사해 기포나 이물의 확인을 행한다. 기포가 존재하는 경우는 광이 산란하여, 결점부(缺点部)가 휘점(spot)이 된다. 결점이 있는 경우는, 투명 커버 플레이트 또는 터치 패널을 일단 떼어내고, 접착제를 청소한 다음에 다시 접합을 행하고, 검사를 실시한다. 이 떼어냄은 접착제가 미경화이므로 특별히 어렵지는 않다. 즉, 투명 커버 플레이트나 터치 패널 등의 투명판과 플랫 디스플레이를 투명 접착 시트로 접착한 경우, 외관 검사에서 불량으로 판정된 제품은, 접착제가 미경화인 그대로의 상태로 투명판과 플랫 디스플레이를 떼어내 투명 접착 시트를 제거하고, 다시 마찬가지로 접합을 행한다.

한편, 투명 커버 플레이트나 터치 패널 등의 투명판과 플랫 디스플레이를 광 경화형의 투명 접착제로 접합한 접합 방법은, 하기와 같다. 투명 접착제를 투명판에 도포해 반전한다. 투명 접착제와 플랫 디스플레이를 천천히 기포가 들어가지 않게 맞추어 투명판과 플랫 디스플레이의 사이에 충전한다. 충전 후에 접착제층에 측방으로부터 조사한다. 이 때, 가시광 경화형의 투명 접착제의 경우는, 광 개시제의 반응 파장이 420nm이므로, 녹색과 적색의 혼합색인 옐로우의 광원을 사용한 광파이버를 이용하여, 접착제층에 조사한다. 1변의 전체를 조사하여 기포나 이물의 확인을 행한다. 기포가 있는 경우는 광이 산란하여, 결점부가 휘점이 된다. 금속조각의 먼지가 있는 경우도 마찬가지로 광이 산란하여 휘점이 된다. 실보푸라기도 형상에 따라서 반사되어 보이지만, 기포보다 반사분이 약하다. 결점이 있는 경우는, 투명판을 플랫 디스플레이로부터 일단 떼어내고, 충전한 투명 접착제를 걸레(waste cloth) 등으로 닦아내 청소한 후, 다시 투명 접착제를 도포해 접합을 행하고, 검사를 실시한다. 양품은 광을 조사해 투명 접착제를 경화시킨다. 가시광 경화형의 투명 접착제로, 검사의 광에 백색의 광을 이용하는 경우는, 5초 이내에 검사를 완료한다. 즉, 외관 검사에서 불량으로 판정된 제품은, 투명 접착제가 액상인 그대로의 상태에서 투명판과 플랫 디스플레이를 떼어내 투명 접착제를 제거하고, 다시 마찬가지로 접합을 행한다.

본 발명에 의한 투명판과 표시 소자가 접합된 표시 장치의 제조 방법은, 투명체와 표시 소자의 사이에 투명 접착층을 설치하는 공정과, 투명 접착층의 측방에서 광을 조사해 투명 접착층 상태를 확인하는 외관 검사 공정을 구비한다.

여기서, 투명 접착층의 측방에서 조사되는 광은 투명 접착제가 경화 반응을 하지 않는 파장의 광이며, 외관 검사 공정 후에 투명판측에서 투명 접착제가 경화 반응하는 파장의 광을 조사하는 접착제 경화 공정을 구비해도 된다.

혹은, 투명 접착층의 측방에서 조사되는 광은 투명 접착제가 경화 반응하는 파장을 포함하는 광이며, 경화가 시작되지 않는 시간만 조사됨과 더불어, 외관 검사 공정 후에 투명판측에서 투명 접착제가 경화 반응하는 파장의 광을 조사하는 접 착제 경화 공정을 구비해도 된다.

여기서, 투명체로서 플래스틱, 또는, 유리를 예시할 수 있다. 즉, 터치 패널이나 커버체여도 된다.

(실시예 1)

이하에 본 발명의 실시예를 도면에 의거해 설명한다. 도 1은, 본 실시예의 접합 방법의 외관 검사 공정을 도시하는 측면도이다. 액정 표시 장치(1)와 투명 커버 플레이트(2)를 투명 접착 시트(3)로 접합시킨다. 액정 표시 장치(1)는, TFT 방식이다. 2매의 0.3mm의 유리로 이루어지는 투명 기판의 한쪽에 TFT 소자를 형성한다. 대향하는 투명 기판에는 칼라 필터를 형성하고 있다. 이 2매의 투명 기판의 사이에 TN형 액정이 투명 기판의 표면에 형성된 배향막을 따라서 배향하고 있다. 각각의 투명 기판에는 편광판이 붙어 있다. 투명 커버 플레이트(2)는 아크릴로 이루어지고, 1.5mm의 두께이다. 표시면과 반대측의 면에는, 디스플레이 화면의 외주와 합쳐지는 위치에 흑색의 도장이 형성되어 있다. 투명 접착 시트(3)는, 아크릴계로 150㎛의 두께이다. 투명 커버 플레이트측이 강 접착이고, 액정 표시 장치측이 약 점착이다. 이 투명 접착 시트(3)와 액정 표시 장치(1)의 계면에 기포(6)가 접합될 때 혼입된다. 검사용 광파이버(4)에 의해 광을 조사함으로써, 광이 투명 접착 시트를 도광하고, 기포(6)에서 광이 산란해 표시 방향으로부터 휘점이 되어 기포(6)를 검출할 수 있다. 투명 커버 플레이트(2)와 투명 접착 시트(3)를 액정 표시 장치(1)에서 떼어내고, 액정 표시 장치(1)의 기포 발생부를 청소하여, 다시 투명 커버 플레이트(2)와 액정 표시 장치(1)를 투명 접착 시트(3)에 의해 접합한다. 또한, 광파이버(4)에 의해 검사를 실시하고, 문제가 없는 것을 확인하여, 접합은 완성된다.

본 실시예에서는, 액정 표시 장치였지만, 유기 EL 디스플레이, FED, SED, 플라즈마 디스플레이, 혹은 STN나 LTPS 등의 액정 표시 장치여도 된다. 또, 접합한 투명 커버 플레이트는, 아크릴계의 플래스틱에 한정되지 않고 다른 투명 수지나 경질이나 무알칼리나 소다 등의 유리여도 된다. 또, 투명 커버 플레이트 외에는, 저항막 아날로그 터치 패널이나 초음파 방식이나 정전 용량 방식의 터치 패널이여도 된다. 투명 접착 시트는, 아크릴계에 구애되지 않고, 실리콘계나 실리콘 겔과 실리콘 고무 시트의 적층 시트나, 다른 재료의 적층 시트나, 단층의 시트여도 된다. 검사광은, 광파이버에서 조사하는 것에 구애되지 않고 , 투명 접착층에 광을 조사할 수 있으면 된다.

(실시예 2)

이하에 본 발명의 실시예를 도면에 의거해 설명한다. 도 2는, 본 실시예의 접합 방법의 외관 검사 공정을 나타내는 측면도이다. 액정 표시 장치(1)와 투명 커버 플레이트(2)의 사이에 경화 전의 투명 접착제(3)를 충전한다. 액정 표시 장치(1)는 TFT 방식이다. 2매의 0.3mm의 유리로 이루어지는 투명 기판의 한쪽에 TFT 소자를 형성하고 있다. 대향하는 투명 기판에는 칼라 필터를 형성하고 있다. 이 2매의 투명 기판의 사이에 TN형 액정이 투명 기판의 표면에 형성한 배향막을 따라서 배향하고 있다. 각각의 투명 기판에는, 편광판이 붙여져 있다. 투명 커버 플레이트(2)는 아크릴제로, 1.5mm의 두께이다. 표시면과 반대측의 면에는, 디스플레 이 화면의 외주와 합쳐지는 위치에 흑색의 도장이 형성되어 있다.

투명 접착제(6)는 약 50㎛의 두께이다. 가시광 경화형이며, 경화가 시작되는 광 개시제의 반응 파장은 420nm이다. 즉 420nm의 파장의 광을 조사하면 경화가 시작된다. 이 때문에, 검사에는 녹색과 적색의 혼합색인 옐로우의 광을 사용한다. 파장이 420nm 부근의 광이 아니면 되고, 검사의 검출율에 영향을 주지 않으면 녹색이나 적색이어도 된다. 또, 광은 1색이나 2색으로 2회 검사해도 된다. 또한 복수색으로 복수회 검사해도 된다.

투명 접착제(6)에 혼입한 기포(7)가 검사용의 파이버로부터 조사된 옐로우의 광에 의해, 접착제층을 도광하여 휘점이 되어 화면 방향에서 눈으로 보아 검출된다. 특히 눈으로 보는 것에 구애되지 않고, CCD 카메라에 의한 화상 처리에 의해 검출해도 된다. 광파이버를 검사 방향의 변을 주사하도록 광을 조사함으로써, 접착면 전체를 검사할 수 있다. 광파이버는 스폿 조사형에 구애되지 않고, 라인형상으로 파이버를 배치하여 검사해도 된다. 접착제층의 기포나 이물 등의 결점을 검출한 경우는, 액정 표시 장치(1)와 투명 커버 플레이트를 떼어내고, 충전한 접착제(6)을 닦아낸 후, 다시 접착제를 충전해 검사를 행한다. 결점이 없는 것을 확인하고, 투명 커버 플레이트에서 또한 측방에서 420nm를 포함하는 영역의 광을 조사한다. 접착제(6)를 경화하여 디스플레이는 완성된다.

광 경화형의 투명 접착제(6)는, 가시광 경화형에 구애되지 않고, 자외선 경화형이어도 된다. 그 경우는, 검사에서, 가시광을 사용할 수 있다. 또, 가시광 경화형 접착제라도 가시광이 단시간이면, 조사해도 경화가 시작되지 않는다. 그 경우는, 대체로 5초 이내면 된다. 조도에 따라 틀리지만 그 이상의 시간 조사하면 경화가 시작되어 버린다. 접합 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 기포나 이물의 혼입이 심하지 않은 방법이 좋다.

본 실시예에서는, 액정 표시 장치를 예로 설명했는데, 유기 EL 디스플레이, FED, SED, 플라즈마 디스플레이, 또는, STN나 LTPS 등의 액정 표시 장치여도 된다. 또, 접한한 투명 커버 플레이트는, 아크릴계의 플래스틱에 한정되지 않고 다른 투명 수지나 경질이나 무알칼리나 소다 등의 유리여도 된다. 또, 투명 커버 플레이트 외에는, 저항막 아날로그 터치 패널이나 초음파 방식이나 정전 용량 방식의 터치 패널이라도 좋다. 검사광은, 광파이버에서 조사하는 것에 구애되지 않고, 투명 접착제층에 광을 조사할 수 있으면 된다.

상술의 접합 방법에 의해, 투명 접착제 또는 투명 접착 시트에 혼입한 기포나 이물의 검사가 확실히 가능해지고, 접착에 의해 혼입한 기포나 이물의 결점의 규격에 의해 재접합을 행할 수 있다. 이 때문에, 터치 패널이나 투명 커버 플레이트의 결점과 구별할 수 있어 불필요한 재접합이 없어져, 안정된 생산이 가능해졌다. 또, 광 경화형의 투명 접착제를 이용한 경우에는, 접착제의 경화가 진행되지 않는 안정된 검사가 가능해졌다.

Claims (7)

1. 투명체와 표시 소자의 표면에 설치된 편광판이 접합된 표시 장치의 제조 방법으로서,

   상기 투명체와 상기 편광판의 사이에 광경화형 투명 접착제를 설치하는 공정과,

   상기 광경화형 투명 접착제의 측방에서 상기 광경화형 투명접착제가 경화 반응을 일으키지 않는 파장의 광을 조사하여 상기 광경화형 투명접착제의 층 내만을 도광시키는 광조사 공정과,

   상기 광경화형 투명접착제가 경화하지 않는 상태에서, 상기 층 내만을 도광하는 광에 의해 상기 층 내 및 그 계면에 존재하는 이물이나 기포를 확인하는 외관 검사 공정과,

   상기 외관 검사 공정 뒤에, 상기 광경화형 투명접착제가 경화 반응하는 파장의 광을 상기 투명체측 및 상기 광경화형 투명접착제의 측방에서 조사하는 광경화형 투명접착제 경화 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 광 조사 공정에 있어서, 상기 광경화형 투명접착제의 측방에서 조사되는 광은, 적 또는 녹 또는 그 혼합색인 황색의 광인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   복수 색의 광을 상기 광경화형 투명접착제의 측방에서 조사하여 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
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