KR101243561B1 - 액정 패널용 가요성 기판의 접착 방법 및 그 장비 - Google Patents

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Abstract

액정 패널의 제조 시의 박막의 오 정렬이 최소화되게끔 가요성 기판을 보강 보드에 접착하는 방법 및 그 장치가 개시된다.
액정 패널용 가요성 기판 접착 방법에서는 보강 보드 상에 접착제 막이 일정한 기간 미리 열처리 된다. 이렇게 열처리 된 접착제 막 상에 가요성 기판이 압착되어 가요성 기판이 보강 보드에 접착되게 된다.
이렇게 보강 보드에 접착된 가요성 기판은 액정 패널의 고온 처리 공정에서 유동 또는 주름지지 않게 된다. 이에 따라, 가요성 기판에 적층되게 형성되는 박막들이 정확하게 정렬되게 된다.
Figure R1020050131107
보강, 가요성, 기판, 접착제, 히터, 오븐.

Description

액정 패널용 가요성 기판의 접착 방법 및 그 장비{Method and Equipment of Bonding Flexible Substrate for the Liquid Crystal Panel on Glass Board}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면에 대한 보다 충분한 이해를 돕기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널용 가요성 기판의 접착 장비의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 패널용 가요성 기판의 접착 장비의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 3a 는 접착제 막의 선 열처리 없이 접착된 가요성 기판상의 정렬마크와 마스크 필름상의 정렬 마크의 정렬 상태를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 접착 장비에 의하여 보강 보드에 접착된 가요성 기판상의 정렬 마크와 마스크 필름상의 정렬 마크의 정렬 상태를 도시하는 도면이다.
《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》
10 : 도포 스테이지 12 : 노즐
20 : 열처리 스테이지 22,26 : 히터
24 : 오븐 30 : 라미네이트 스테이지
32 : 압축 롤러 40 : 반송 롤러
100 : 열 전도 플레이트 102 : 보강 보드
104 : 접착제 막 106 : 가요성 기판
본 발명은 액정 패널의 기판으로 사용되는 가요성(Flexible) 기판에 관한 것으로, 가요성 기판을 보강 보드에 접착하는 방법 및 그 장비에 관한 것이다.
액정 패널은 전계에 의하여 액정의 광 투과량을 제어하여 화상이 표시되게 한다. 이러한 액정 패널에는, 화상의 화소별로 액정에 전계를 인가하기 위하여 매트릭스 형태로 배열된 화소 전극들과 이들 화소 전극들 각각에 공급된 전하들을 절환하기 위한 스위치 소자들이 포함된다. 스위치 소자로는 박막들의 적층에 의하여 형성되는 박막 트랜지스터가 사용된다. 이들 화소 전극들 및 박막 트랜지스터들을 열처리 및 약액 처리 등의 공정을 통하여 제조된다. 이렇게 매트릭스 형태로 배열되는 화소 전극들 및 박막 트랜지스터들은 열처리 및 약액 처리 등의 공정에 견딜 수 있는 유리 기판 또는 석영 기판에 탑재되고 있다.
최근, 수요가 점점 더 증가하여 가고 있는 휴대 정보 단말기를 포함하여 다 양한 분야에, 박막 트랜지스터를 포함하는 액정 패널이 탑재되고 있다. 또한, 박막 트랜지스터를 포함하는 액정 패널에 요구되는 성능도 다양화되고 있다. 액정 패널에 가장 많이 요구되는 성능으로서는, 상기한 바와 같이 높은 수요의 휴대 정보 단말기와 마찬가지로 경량화, 내충격성의 향상, 혹은 저비용화 등이다. 실제로, 유리 기판 및 석영 기판은 두께가 얇아지는 만큼 깨어지기 쉽다. 이로 인하여, 유리 기판 및 석영 기판은 두께를 한계 이하로 얇게 하기 곤란함은 물론 내충격성을 향상시키기도 어렵다. 나아가 유리 기판 또는 석영 기판의 제조에 소요되는 비용 때문에, 액정 패널의 저비용화에도 한계가 있다.
그와 같은 액정 패널에서의 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화를 실현하기 위해, 플라스틱 기판과 같은 가요성 기판에 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 시도가 이루어지고 있다. 가요성 기판은, 온도에 따라 팽창 및 수축되는 정도가 유리 기판 및 석영 기판에 비하여 크기 때문에, 박막들의 지정에 위치에 형성될 수 없게 한다. 다시 말하여, 가요성 기판에서는 박막들이 지정된 위치에 정확하게 정렬되기 곤란하다. 이러한 박막의 오 정렬을 해소하기 위하여, 가요성 기판을 유리 기판 또는 석영 기판과 같은 보강 보드에 접착시키는 방안이 시도되고 있다. 보강 보드는 박막 트랜지스터 및 화소 전극의 형성 공정에서 온도가 변하더라도 가요성 기판의 팽창 및 수축을 제한한다. 이러한 가요성 기판의 팽창 및 수축의 제한은 박막의 오 정렬이 완화되게 한다.
그러나 보강 보드에 가요성 기판을 접착시키는 접착제는 휘발성 용매를 포함한다. 이 휘발성 용매는 박막 트랜지스터 및 화소 전극의 형성 공정 중의 고온으 로 인하여 보강 보드 및 가요성 기판의 사이로 증발되어 접착제 층이 경화되게 한다. 접착제 층이 경화됨에 따라 가요성 기판이 미세하게 이동 또는 울게 되거나 또는 가요성 기판에 주름이 생기게 된다. 이로 인하여, 가요성 기판상에 형성되는 박막들의 지정된 위치에 정확하게 정렬될 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정 패널의 제조 시의 박막의 오 정렬이 최소화되게끔 가요성 기판을 보강 보드에 접착시키는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 액정 패널의 기판으로 사용되는 가요성 기판을 보강 보드에 접착하는 방법 및 그 장비에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면의 실시 예에 따른 가요성 기판의 접착 방법은, 보강 보드 상에 접착제 막을 형성하는 단계; 접착제 막을 일정한 기간 열처리하는 단계; 및 접착제 막 상에 가요성 기판을 압착시키는 단계를 포함한다.
상기의 열처리 단계는 1시간 내지 5시간 정도 진행될 수 있다. 바람직하게는, 상기의 열처리 단계는 1시간 정도 진행되는 것이 좋다.
상기의 열처리 단계는 150 내지 250℃ 정도의 온도에서 진행될 수 있다.
상기 보강 보드는 유리 및 석영 중 어느 한 물질로 그리고 상기의 가요성 기판은 플라스틱으로 제조된다.
상기 열처리 단계는 오븐에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일면의 실시 예에 따른 액정 패널용 가요성 기판의 접착 장비는, 보강 보드 상에 접착제가 막의 형태로 도포되게 하는 제1 스테이지; 보강 보드 상의 접착제 막을 열처리하는 제2 스테이지; 접착제 막을 사이에 두고 보강 보드와 대면하게 가요성 기판을 가압하는 제3 스테이지; 및 보강 보드가 제1 스테이지로부터 제3 스테이지까지 순차적으로 반송되게 하는 반송 롤러를 구비한다.
상기의 제1 스테이지는 접착제가 분사되게 하는 노즐 및 접착제가 전사되게 하는 롤러 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기의 제2 스테이지는 반송 롤러의 하부에 위치하여 보강 보드에 열을 가하는 히터를 구비한다. 이 경우, 상기의 보강 보드는 열 전도율이 양호한 플레이트에 탑재되어 반송되는 것이 바람직하다.
상기 제2 스테이지는 보강 보드를 감싸기에 충분한 내부 공간을 가지는 오븐; 및 이 오븐의 주위에 설치되어 오븐에 열을 가하는 히터를 구비할 수도 있다.
이상과 같은 구성에 의하여, 본 발명에 따른 액정 패널용 가요성 기판의 접착 방법 및 장비에서는, 가요성 기판이 액정 패널의 고온 처리 공정으로 인하여 유동 또는 주름지지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 접착 방법 및 장비에 의하여 보강 보드에 접착된 가요성 기판에 적층되게 형성되는 박막들은 정확하게 정렬될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적들 외에, 본 발명의 다른 목적들, 다른 이점들 및 다른 특징들은 첨부한 도면을 참조한 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면과 결부되어 본 발명에 바람직한 실시 예들이 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 가요성 기판의 접착 장비의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가요성 기판의 접착 장비는 연이어진 도포 스테이지(10), 열처리 스테이지(20) 및 라미네이트 스테이지(30)에 설치된 반송 롤러(40)를 포함한다. 반송 롤러(40)는 회전하여 열 전도 플레이트(100)가 도포 스테이지(10)로부터 열처리 스테이지(20)를 거쳐 라미네이트 스테이지(30)로 반송되게 한다. 열 전도 플레이트(100)로는 열전도율이 양호한 금속판이 바람직하다. 보강 보드(102)는 온도의 변화에 둔감한 물질로 형성된다. 바람직하게는, 석영 또는 유리 기판이 보강 보드(102)로 사용되는 것이 좋다.
도포 스테이지(10)는 노즐(12)을 구비한다. 이 노즐(12)은 열 전도 플레이트(100)에 놓인 보강 보드(102)의 표면에 접착제를 도포하여 보강 보드(102) 상에 얇은 접착제 막(104)가 형성되게 한다. 다른 형태로, 도포 스테이지(10)는 노즐(12) 대신에 롤러를 포함할 수도 있다. 이 경우, 롤러의 표면이 접착제로 1차적으로 된다. 이어서, 롤러가 회전함에 따라 그 표면의 접착제가 보강 보드(102)에 전사되어 보강 보드(102) 상에 접착제 막이 형성되게 된다.
이렇게 접착제 막(104)이 형성된 보강 보드(102)는 열 전도 플레이트(100)와 함께 반송 롤러(40)에 의하여 열처리 스테이지(20)로 반송된다. 열처리 스테이지 (20)는 반송 롤러(40)의 하부에 설치된 히터(22)를 구비한다. 이 히터(22)는 열 전도 플레이트(100)에 열을 가하여 보강 보드(102) 상의 접착제 막(104)이 선 열처리 (Precompaction)되게 한다. 이를 상세히 하면, 열 전도 플레이트(100)는 히터(22)로부터의 열에 의해 가열되어 보강 보드(102)를 경유하여 접착제 막(104)의 전면이 균일하게 뜨거워지게 한다. 열 전도 플레이트(100) 및 보강 보드(102)를 경유하여 가해지는 열에 의하여, 접착제 막(104)에 포함된 휘발성분의 용매가 증발되어 접착제 막(104)의 분자 조직이 조밀해지게 된다. 이렇게 조밀해진 분자 조직을 가지는 접착제 막(104)는 액정 패널의 고온 처리 공정에서도 용적의 변화가 최소화 되게 한다. 이 열처리 스테이지(20)에서 접착제 막(104)가 가열되는 온도로는 대략 150 내지 250℃ 정도가 적당하다. 접착제 막(104)은 1 내지 5시간 정도의 가열될 수 있으나, 바람직하게는 1시간 정도가 적당하다.
분자 조직이 조밀하게 된 접착제 막(104)을 가지는 보강 보드(102)는 반송 롤러(40)에 의하여 열처리 스테이지(20)에서 라미네이트 스테이지(30) 쪽으로 반송된다. 라미네이트 스테이지(30)에서는 접착제 막(104)의 표면에 가요성 기판(106)이 실장 된다. 또한, 접착제 막(104) 상에 실장 되는 가요성 기판(106)은 가압 되어 접착제 막(104)에 의하여 보강 보드(102)에 접착되게 된다. 가요성 기판(106)의 가압 접착을 위하여, 라미네이트 스테이지(30)에는 압축 롤러(32)가 마련된다. 이 압축 롤러(32)는 회전하면서 접착제 막(104) 상에 실장 된 가요성 기판(106)의 한쪽 에지로부터 다른 쪽 에지까지 연속적으로 가요성 기판(106)을 보강 보드(102) 쪽으로 가압한다. 이에 따라, 가요성 기판(106)이 접착제 막(104)에 의하여 보강 보드(102) 상에 단단하게 접착되게 된다.
이렇게 보강 보드(102) 상에 접착된 가요성 기판(106)은 액정 패널의 제조 공정에서의 온도의 변화에 따른 수축 및 신장이 제한되게 된다. 이에 더하여, 접착제 막(104)이 선 열처리(Precompaction)되었기 때문에, 액정 패널의 고온 처리 공정중에 접착제 막(104)으로부터 증발되는 휘발성분의 용매가 거의 없게 된다. 이에 따라, 가요성 기판(106)의 유동은 물론 주름의 발생이 거의 없게 된다. 이 결과, 가요성 기판(106) 상에 적층되게 형성되는 박막들이 정확하게 정렬되게 한다. 박막들이 형성된 가요성 기판(106)은 보강 보드(102)로부터 박리된 후 액정층을 기준으로 다른 가요성 기판과 대면되게 설치됨으로써 휘어질 수 있는 액정 패널이 제작되게 한다. 이러한 가요성 기판(106)으로는 쉽게 구부러질 수 있는 투명한 플라스틱 시트(또는 필름)가 사용된다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가요성 기판의 접착 장비를 도시한다.
도 2 의 가요성 기판의 접착 장비는 도 1에서의 히터(22)가 오븐(24) 및 그 주위에 설치된 히터(26)로 대치되고 도 1에서의 열 전도 플레이트(100)가 제거된 것을 제외하고는 도 1의 접착 장비와 동일한 구성을 가진다. 도 1에 도시된 것들과 동일한 기능, 역할 및 명칭을 가지는 도 2의 구성요소들은 도 1에서와 동일한 참조 번호로 인용될 것이다. 아울러, 설명의 중복을 피하기 위하여, 도 1에서의 것과 동일한 도 2의 구성요소들에 대한 설명은 생략될 것이다.
열처리 스테이지(20)에 포함된 오븐(24)는 접착제 막(104)이 표면에 형성된 보강 보드(102)를 수용하기에 충분한 크기의 내부 공간을 가지게 제작된다. 나아가, 오븐(24)는 다수의 보강 보드(102)를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지게 제작될 수도 있다. 이 경우, 가요성 기판(106)을 접착한 보강 보드(102)이 대량으로 생산될 수 있다. 이 오븐(24)의 주위(즉, 외부 표면)에는 히터(26)가 설치된다. 이 히터(26)는 오븐(24)에 열을 가하여 오븐(24)의 내부의 공기를 뜨거워지게 한다. 이렇게 뜨거워진 오븐(24)의 내부 공기에 의하여 보강 보드(102) 상의 접착제 막(104)에 포함된 휘발성분의 용매가 증발되어 접착제 막(104)의 분자 조직이 조밀해지게 된다. 이렇게 조밀해진 분자 조직을 가지는 접착제 막(104)는 액정 패널의 고온 처리 공정에서도 용적의 변화가 최소화 되게 한다. 이 열처리 스테이지(20)에서 접착제 막(104)가 가열되는 온도로는 대략 150 내지 250℃ 정도가 적당하다. 접착제 막(104)은 1 내지 5시간 정도의 가열될 수 있으나, 바람직하게는 1시간 정도가 적당하다. 분자 조직이 조밀하게 된 접착제 막(104)을 가지는 보강 보드(102)에는 라미네이트 스테이지에서 반송 롤러(40)에 의하여 가요성 기판(106)이 가압 접착된다. 이러한 가요성 필름의 라미네이트 과정은 도 1의 설명과 동일하므로 생략된다.
이에 더하여, 접착제 막(104)이 미리 열처리(Precompaction)되었기 때문에, 액정 패널의 고온 처리 공정중에 접착제 막(104)으로부터 증발되는 휘발성분의 용매가 거의 없게 된다. 이에 따라, 가요성 기판(106)의 유동은 물론 주름의 발생이 거의 없게 된다. 이 결과, 가요성 기판(106) 상에 적층되게 형성되는 박막들이 정확하게 정렬되게 한다. 박막들이 형성된 가요성 기판(106)은 보강 보드(102)로부 터 박리된 후 액정층을 기준으로 다른 가요성 기판과 대면되게 설치됨으로써 휘어질 수 있는 액정 패널이 제작되게 한다. 이러한 가요성 기판(106)으로는 쉽게 구부러질 수 있는 투명한 플라스틱 시트(또는 필름)가 사용된다.
실제로, 접착제 막(104)의 선 열처리(Precompaction) 없이 보강 보드(102) 상에 접착된 가요성 기판에 마련된 정렬 마크(106A)는 도 3a에서와 같이 마스크 필름(200) 상의 정렬 마크(200A)와 기판의 상단 좌우측 코너부 및 하단 우측 코너부(2 내지 4)에서 일치되지 않게 된다. 이는 접착제 막(104)에 포함된 휘발성분의 용매가 액정 패널의 고온 처리 공정에서 증발되어 가요성 기판(106)이 유동되거나 또는 주름지어지는 것에 기인한다. 이와는 달리, 접착제 막(104)가 미리 열처리 된 후 보강 보드(102)에 접착된 가요성 기판(106)에 마련된 정렬 마크들(106A)은, 도 3b에서와 같이, 액정 패널의 고온 처리 공정 후에도 마스크 필름(200) 상의 정렬 마크들(200A)과 정확하게 정렬되게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 접착 장비에 의하여 보강 보드(102)에 접착된 가요성 기판(106)에 적층되게 형성되는 박막들은 정확하게 정렬되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 패널용 가요성 기판의 접착 방법 및 장치에서는, 가요성 기판이 미리 열처리된 접착제 막에 의해 보강 보드에 접착되어 액정 패널의 고온 처리 공정으로 인하여 유동 또는 주름지지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 접착 방법 및 장비에 의하여 보강 보드에 접착된 가요성 기판 에 적층되게 형성되는 박막들은 정확하게 정렬될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명이 도면에 도시된 실시 예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 보강 보드 상에 접착제가 막의 형태로 도포되게 하는 제1 스테이지;
    상기 보강 보드 상의 접착체 막을 열처리하는 제2 스테이지;
    상기 접착제 막을 사이에 두고 상기 보강 보드와 대면하게 가요성 기판을 가압하는 제3 스테이지; 및
    상기 보강 보드가 상기 제1 스테이지로부터 상기 제3 스테이지까지 순차적으로 반송되게 하는 반송 롤러를 구비하고,
    상기 접착제 막은 휘발성분을 포함하고, 상기 가요성 기판을 가압하는 상기 제3 스테이지 이전에 상기 제2 스테이지에서 상기 열처리에 의해 상기 휘발성분의 용매가 증발되는 것을 특징으로 하는 액정 패널용 가요성 기판 접착 장비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스테이지는 접착제가 분사되게 하는 노즐 및 접착제가 전사되게 하 는 롤러 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는액정 패널용 가요성 기판 접착 장비.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 스테이지는 상기 반송 롤러의 하부에 위치하여 상기 보강 보드에 열을 가하는 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판 접착 장비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보강 보드는 열 전도율이 양호한 플레이트에 탑재되어 반송되는 것을 특징으로 하는 액정 패널용 가요성 기판 접착 장비.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제2 스테이지는
    상기 보강 보드를 감싸기에 충분한 내부 공간을 가지는 오븐; 및
    상기 오븐의 주위에 설치되어 상기 오븐에 열을 가하는 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널용 가요성 기판 접착 장비.
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