KR101353844B1 - 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 LCD 패널 제조 공정보다 간소화된 공정을 제공하는 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 관한 것으로서, 컬러필터층이 마련되는 상부기판이 배치되는 상측정반, 상기 상부기판으로부터 이격되어 화소영역을 이루는 배선 및 전극이 마련되고, 기판을 합착하기 위한 실런트가 드로잉된 하부기판이 상기 상부기판과 대향되게 배치되는 하측정반, 상기 하측정반의 하부에 배치되어 상향으로 광을 조사하여 상기 실런트를 경화시키는 램프, 상기 램프로부터 발생하여 조사되는 광의 일부를 선택적으로 차단하도록 상기 하측정반에 설치되는 차단부재, 상기 상부기판과 하부기판이 합착되도록 가압력을 제공하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법{BONDING DEVICE FOR LIQUID CRYSRAL DISPLAY AND METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY MANUFACTURING USING THE SAME}
본 발명은 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광이 투과되는 하측정반에 차단부재를 삽입하여 기존의 경화공정에서 기판 반전공정 및 차단부재 장착 공정을 생략함으로서, 기존 공정에 비해 액정과 실런트가 접촉하기 전에 실런트를 경화할 수 있는 시간이 확보되어 액정과 실런트의 접촉에 의해 발생하는 액정의 오염불량으로 인한 화품저하를 개선할 수 있는 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(즉, LCD)는 어레이 기판과 컬러필터기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정물질에 전계(electric field)를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절하므로써 원하는 화상신호를 얻는 장치이다.
액정표시장치의 제조 공정에서 실라인을 형성한 후 액정을 위치시키는 방법으로는 필링(filling)공정과 적하(dropping)공정이 있다. 필링공정에서는 두 기판을 접착시킨 후 진공과 질소 압력을 이용하여 주입구를 통하여 액정을 주입하고, 주입구를 봉입한다. 이 공정은 액정속의 미세한 공기방울이 셀 주입되어 기포를 형성하는 문제가 있어 탈포과정이 필요하다. 또한, 이 공정은 기판의 크기가 커질 경우 주입시간이 매우 길어지고 공정에 많은 시간이 소요되며 복잡하다는 문제점이있다. 따라서 실라인이 형성된 기판위에 액정을 떨어뜨려 채운 후 기판을 접착시키는 적하공정이 주로 사용된다. 적하공정은 ODF(One Drop Filling)공정으로 불리기도 하는데 이 공정은 상대적으로 공정이 간단하고 적은 시간이 소요되어 대량생산에 적합한 장점이 있다.
ODF 공정을 상세히 설명하자면, 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상부기판과 전극과 배선으로 이루어진 하부기판을 합착할 때, 실런트를 하부기판의 테두리 영역에 드로잉하고, 드로잉된 실런트의 내부영역에 액정을 적하한 후 상부기판과 하부기판을 합착시킨다. 여기서, 합착된 패널의 실런트를 경화시킬 때, 상부에 광조사 램프가 위치할 경우, 상부기판에는 블랙매트릭스가 존재하므로 실런트를 경화하는 광이 차단되기 때문에 하부기판에 광이 조사될 수 있도록 하기 위해 패널을 반전하는 반전공정이 필요하며, 액정의 특성이 변화되지 않도록 합착된 패널에서 액정이 위치한 부분에 조사되는 광을 차단하기 위해 부재를 위치하도록 하는 차단부재 장착공정이 필요하게 된다.
이러한, 종래의 ODF(One Drop Filling) 공정은 상부기판 및 하부기판을 합착하고 나서 광을 조사하여 실런트를 경화시키기 전에 기판을 반전하는 반전공정과 차단부재를 장착하는 장착공정에 의해 소요되는 시간이 길어지게되어 기판이 이동하는 동안 미경화된 실런트와 액정이 접촉하게 되어 경계부분에 오염이 발생하게 되어 화품저하를 일으키는 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 기판 반전 공정 및 차단부재 장착 공정을 거치지 않음으로서, 액정과 실런트가 접촉하기 전에 실런트를 경화시킬 수 있는 시간을 확보하여 미경화된 실런트와 액정이 만나는 부분의 오염으로 인한 화품저하를 개선할 수 있는 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 블랙매트릭스와 컬러필터층이 마련되는 상부기판이 배치되는 상측정반과 상기 상부기판으로부터 이격되며 화소영역을 이루는 배선 및 전극이 마련되고 기판을 합착하기 위한 실런트가 드로잉된 하부기판이 상기 상부기판과 대향되게 배치되는 하측정반과 상기 하측정반의 하부에 배치되어 상향으로 광을 조사하여 상기 실런트를 경화시키는 램프와 상기 램프로부터 발생하여 조사되는 광의 일부를 선택적으로 차단하도록 상기 하측정반에 설치되는 차단부재와 상기 상부기판과 하부기판이 합착되도록 가압력을 제공하는 가압부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차단부재는 액정이 마련되는 영역이 상기 램프에서 조사되는 빛으로부터 차단되도록 상기 하부정반에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하측정반은 상기 실런트 측으로 광이 투과되어 실런트가 경화되도록 광 투과성을 갖는 소재로 이루어지는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하측정반에는 상기 차단부재가 삽입되는 삽입부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상부기판이 배치되는 상측정반과 상기 상부기판과 대향되는 위치에 하부기판이 마련되고, 액정이 마련되는 공간에 조사되는 광을 차단하는 차단부재가 삽입되는 하측정반을 준비하는 준비단계와 상기 상부기판 및 하부기판을 각각 상기 상측정반과 하측정반에 고정하는 고정단계와 상기 하부기판 상에 실런트를 마련하는 실런트마련단계와 상기 실런트에 의해 차단되는 공간에 액정을 적하하는 액정적하단계와 상기 상측정반 또는 하측정반을 상호 가압하여 상기 상부기판과 하부기판을 합착하는 합착단계와 상기 실런트가 경화되도록 상기 하측정반의 하측에서 광을 조사하되, 상기 액정측으로 조사되는 광은 상기 차단부재를 이용하여 선택적으로 차단하여 실런트를 경화하는 경화단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 액정적하단계 전에 실런트에 광을 조사하여 실런트를 가경화하는 가경화단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 의하면 하측정반에 삽입되는 차단부재에 의해 기판 반전 공정 및 차단부재 장착 공정을 거치지 않고 실런트를 경화 시킴으로서, 기존 공정에 비해 실런트가 액정과 접촉하기 전에 실런트가 경화되는 시간을 확보하여 실런트와 액정이 접촉하여 발생하는 액정의 오염을 최소화할 수 있는 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법이 제공된다.
또한, 합착 단계 전에 실런트를 가경화시키면서 합착을 진행함으로써, 액정이 퍼지더라도 가경화된 실런트와 접촉하게 되어 실런트의 성분에 의해 액정이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에서 차단부재가 광을 선택적으로 차단하는 것을 나타내는 단면도이고,
도 2는 도 1의 차단부재가 하측정반에 삽입되는 상태를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고,
도 4a 내지 도 4f는 도 3의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 의하여 공정이 진행되는 과정을 나타내는 개요도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 다른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고,
도 6은 도 5의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조방법에 의하여 진행되는 과정에서 가경화단계와 경화단계를 나타내는 개요도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법의 제1실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에서 차단부재가 광을 선택적으로 차단하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에따른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법은 상측정반(1100)과 하측정반(1200)과 램프(1500)와 차단부재(1600)와 가압부(1700)을 포함한다.
상측정반(1100)은 블랙매트릭스와 컬러필터층이 마련되는 상부기판(1300a)이 배치되며 상부기판(1300a)를 작업 영역에 배치시킨다.
하측정반(1200)은 상부기판(1300a)으로부터 이격되어 화소영역을 이루는 배선 및 전극이 마련되고 기판을 합착하기 위한 실런트(1400)가 드로잉되며 상부기판(1300a)과 대향되도록 배치되는 하부기판(1300b)을 작업 영역에 배치시킨다.
여기서, 실런트(1400)는 하부기판(1300b)에 드로잉되어 액정(1800)이 마련되는 영역을 형성하고, 상부기판(1300a) 및 하부기판(1300b)을 합착시키는 것이 바람직하다.
또한, 하측정반(1200)은 실런트(1400)측으로 광이 투과되어 실런트(1400)가 경화되도록 광 투과성을 갖는 소재로 이루어질 수 있으며, 삽입부(1210)가 형성된다.
삽입부(1210)는 하측정반(1200)의 내부에 마련되며 차단부재(1600)가 삽입되는 공간을 제공한다.
본 실시예에서는 삽입부(1210)가 하측정반(1200)의 내부에 관통되어 형성된 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 후술할 차단부재(1600)가 액정(1800)이 마련되는 영역을 차단하는 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
램프(1500)는 하측정반(1200)의 하부에 배치되어 상향으로 광을 조사하여 실런트(1400)를 경화시킨다.
차단부재(1600)는 상기 램프(1500)로부터 조사되는 광의 일부를 선택적으로 차단하도록 상기 하측정반(1200)에 설치된다.
즉, 액정(1800)이 마련되는 영역이 상기 램프(1500)에서 조사되는 빛으로부터 차단되도록 상기 삽입부(1210)에 설치되는 것이다.
가압부(1700)는 상측정반(1100)과 하측정반(1200)이 상호 접근하여 상부기판(1300a)과 하부기판(1300b)이 합착되도록 가압력을 제공한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 액정표시소자 합착 장치를 이용하여 본 발명에 따른 액정표시소자 제조 방법의 제1실시예에 대하여 도 3 내지 도 4f를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자 제조 방법은 액정표시소자의 합착 공정 중 액정과 실런트 간의 접촉시간을 줄여 액정의 오염을 최소화할 수 있는 방법으로서, 준비단계(S110)와 고정단계(S120)와 실런트마련단계(S130)와 액정적하단계(S140)와 합착단계(S150)와 경화단계(S160)를 포함한다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법에 의하여 공정이 진행되는 과정을 나타내는 개요도이다.
도 4a를 참조하면, 준비단계(S110)는 상부기판(1300a)이 배치되는 상측정반(1100)과 상부기판(1300a)과 대향되는 위치에 하부기판(1300b)이 마련되고, 액정(1800)이 마련될 공간에 조사되는 광을 차단하는 차단부재(1600)가 삽입되는 하측정반(1200)을 준비하는 단계이다.
이때, 하측정반(1200)은 견고하고 투명한 물질로 형성하여 상부기판(1300a) 및 하부기판(1300b)의 하중을 견딜 수 있고, 광을 투과시킬 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 차단부재(1600)는 하측정반(1200)에 마련되는 삽입부(1210)를 따라 삽입되어 액정(1800)이 마련될 공간에 조사되는 광을 선택적으로 차단하는 부재이다.
도 4b를 참조하면, 고정단계(S120)는 상부기판(1300a) 및 하부기판(1300b)을 각각 상기 상측정반(1100)과 하측정반(1200)에 고정하는 단계이다.
여기서, 상측정반(1100) 및 하측정반(1200)에 정전력을 제공하여 상부기판(1300a)과 하부기판(1300b)이 각각 고정가능하도록 정전척(미도시)을 형성하는 것이 바람직하다.
도 4c를 참조하면, 실런트마련단계(S130)는 하부기판(1300b)에 실런트(1400)를 마련하는 단계이다.
실런트(1400)를 마련하는 방법에는 스크린 인쇄 방법, 디스펜서(Dispenser Drawing) 드로잉 방법 등이 있으며, 배향막 손상방지 및 실런트(1400)의 절약을 위하여 디스펜서 드로잉 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 실런트(1400)를 드로잉하여 실라인을 형성함으로서, 액정이 적하되는 공간을 제공하는 것이 바람직하다.
도 4d를 참조하면, 액정적하단계(S140)는 액정(1800)이 마련된 영역에 액정(1800)을 적하하는 단계이다.
여기서, 액정적하 시 실라인이 형성된 하부기판(1300b)에 액정(1800)을 떨어뜨려 채운 후 합착시키는 ODF(One Drop Filling)방식이 사용될 수 있다.
도 4e를 참조하면, 합착단계(S150)는 상측정반(1100) 또는 하측정반(1200)을 상호 가압하여 상부기판(1300a)과 하부기판(1300b)에 압력을 가하여 합착하는 단계이다.
여기서, 가압부(1700)는 일측이 구동모터(미도시)와 연결되어 구동되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고 소정의 가압을 가하는 수단이 사용될 수 있다.
도 4f를 참조하면, 경화단계(S160)는 하측정반(1200)의 하부에 배치되는 램프(1500)에서 상향으로 광을 조사하여 실런트(1400)를 경화시키는 단계이다.
여기서, 액정(1800)이 마련되는 영역으로 조사되는 광은 차단부재(1600)를 이용하여 선택적으로 차단하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 자외선을 조사하여 실런트(1400)를 경화하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니고, 실런트(1400)의 종류를 고려하여 조사되는 광의 종류를 결정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 하측정반(1200)의 삽입부(1210)에 차단부재(1600)가 삽입되어 램프(1500)에서 조사되는 광으로부터 액정(1800)이 마련되는 영역이 차단부재(1600)에 의해 차단되어 광을 실런트(1400) 측으로만 선택적으로 제공함으로써 실런트(1400)만 경화되는 것이다.
또한, 하측정반(1200)에 차단부재(1600)를 삽입하여 경화를 진행함으로써 종래의 합착 공정 중 기판의 반전 공정 및 차단부재 장착 공정이 생략됨으로 기존 공정에 비해 액정(1800)과 실런트(1400)가 접촉되기 전에 실런트 경화 시간이 확보되어 미경화된 실런트(1400)와 액정(1800)의 접촉으로 인해 발생되는 오염으로 인한 품위 불량을 오염을 줄일 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 액정표시소자 합착 장치를 이용하여 본 발명에 따른 액정표시소자 제조 방법의 제2실시예에 대하여 도 5 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 다른 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 5에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자 제조 방법은 준비단계(S110), 고정단계(S120), 실런트마련단계(S130), 가경화단계(S235), 액정적하단계(S140), 합착단계(S150), 경화단계(S260)를 포함한다.
상기 단계 중 준비단계(S110), 고정단계(S120), 실런트마련단계(S130),액정적하단계(S140), 합착단계(S150)는 상술한 단계와 동일하므로 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 도 5의 액정표시소자 합착 장치 및 이를 이용한 액정표시소자 제조방법에 의하여 진행되는 과정에서 가경화단계와 경화단계를 나타내는 개요도이다.
도 6(a)를 참조하면, 가경화단계(S235)는 액정적하단계(S140)전에 실런트(2400)에 광을 조사하여 실런트(2400)를 가경화하는 단계이다.
가경화단계(S235) 후에 제1실시예에서 상술한 바와 같은 액정적하단계(S140)와 합착단계(S150)을 거치게된 다음 경화단계(S260)가 진행된다.
도 6(b)를 참조하면, 경화단계(S260)는 가경화된 실런트(2400)를 완전하게 경화시켜 상부기판(2300a) 및 하부기판(2300b)을 완전히 합착시킨다.
상술한 바와 같이 광에 노출된 영역의 실런트(2400)의 외면이 가경화되어 적하된 액정(2800)이 실런트(2400)와 접촉하더라도 액정(2800)에 대한 오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1100 : 상측정반 1200 : 하측정반 1210 : 삽입부
1300a, 2300a : 상부기판 1300b, 2300b : 하부기판
1400, 2400 : 실런트 1500 : 램프 1600 : 차단부재 1700 : 가압부 1800, 2800 : 액정

Claims (6)

  1. 블랙매트릭스와 컬러필터층이 마련되는 상부기판이 배치되는 상측정반;
    상기 상부기판으로부터 이격되며 화소영역을 이루는 배선 및 전극이 마련되고, 기판을 합착하기 위한 실런트가 드로잉된 하부기판이 상기 상부기판과 대향되게 배치되는 하측정반;
    상기 하측정반의 하부에 배치되어 상향으로 광을 조사하여 상기 실런트를 경화시키는 램프;
    상기 하측정반에 마련되며, 상기 램프로부터 발생하여 조사되는 광의 일부를 선택적으로 차단하는 차단부재;
    상기 상부기판과 하부기판이 합착되도록 가압력을 제공하는 가압부; 및,
    상기 하측정반에 상기 차단부재가 삽입되도록 형성되는 삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 합착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차단부재는 액정이 마련되는 영역이 상기 램프에서 조사되는 빛으로부터 차단되도록 하부정반에 설치되는 것을 포함하는 액정표시소자 합착장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하측정반은 상기 실런트 측으로 광이 투과되어 실런트가 경화되도록 광 투과성을 갖는 소재로 이루어지는 것을 더 포함하는 액정표시소자 합착 장치.
  4. 삭제
  5. 상부기판이 배치되는 상측정반과 상기 상부기판과 대향되는 위치에 하부기판이 마련되고, 액정이 마련되는 공간에 조사되는 광을 차단하는 차단부재가 삽입되는 하측정반을 준비하는 준비단계;
    상기 상부기판 및 하부기판을 각각 상기 상측정반과 하측정반에 고정하는 고정단계;
    상기 하부기판 상에 실런트를 마련하는 실런트마련단계;
    상기 실런트에 의해 차단되는 공간에 액정을 적하하는 액정적하단계;
    상기 상측정반 또는 하측정반을 상호 가압하여 상기 상부기판과 하부기판을 합착하는 합착단계;
    상기 실런트가 경화되도록 상기 하측정반의 하측에서 광을 조사하되, 상기 액정측으로 조사되는 광은 상기 차단부재를 이용하여 선택적으로 차단하여 실런트를 경화하는 경화단계;를 포함하는 액정표시소자 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액정적하단계 전에 실런트에 광을 조사하여 실런트를 가경화하는 가경화단계를 더 포함하는 액정표시소자 제조 방법.


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