KR101437534B1 - 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정층이 사이에 형성된 제1, 제2기판의 평면을 식각하여 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널부에 구동회로부가 결합된 상태에서 액정층이 형성된 부분을 보호하는 보호층을 형성하고, 구동회로부를 식각액으로부터 보호하고, 상기 제1, 제2기판의 비식각 영역을 마스킹한 다음, 마스킹된 디스플레이 패널부를 고정한 상태에서 제1, 제2기판의 평면을 식각한다. 이로부터 식각 과정에서 구동회로부의 손상 없이 초박막의 기판을 얻을 수 있어 곡면 디스플레이 패널 제조에 활용될 수 있다.

Description

곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법{ETCHING METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY PANEL WITH CURVED SHAPE}
본 발명은 곡면 디스플레이 패널 제조를 위하여 평판 디스플레이 패널의 기판을 초박막으로 식각하기 위한 기판 식각방법에 관한 것이다.
플랫 디스플레이 패널(FDP)의 기판 식각 방법은, 스프스프레이(Spray) 방식 또는 하향식(Down flow) 방식이 있다. 이러한 식각 방식들은 종래는 OLED(Organic Light Emitting Diodes)나 LCD(Liquid Crystal Display)의 기판을 식각하는데 사용해 오고 있다.
일반적으로 LCD 모듈은 상술한 디스플레이 패널부와, 구동회로부, 백라이트 및 샤시부로 이루어진다.
디스플레이 패널부는, 두 기판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 서로 마주하도록 배치되는 두 기판 중 하부 기판에는 복수의 표시 신호선, 즉 게이트선과 데이터선, 다수의 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되며, 두 기판 중 상부의 기판에는 색 필터(color filter)와 공통 전극이 형성된다.
구동회로부는, 디스플레이 패널부의 구동을 위한 PCB(Printed Curcuit Board)와 이를 기판에 연결하며 드라이버 IC 칩과 같은 부품이 부착된 TCP(Tape Carrier Package)로 이루진다.
일반적인 곡면 디스플레이 패널의 제조방법은, 한국 공객특허공보 제10-2011-0100537호(발명의 명칭 : 곡면 디스플레이 패널 제조 방법, 이를 이용한 곡면 디스플레이 패널, 및 이를 이용한 다중 영상 표시 장치)에도 기재된 바와 같이, 제1, 제2기판 사이에 액정층을 형성한 유리 기판을 식각한 후, 원한 곡면 형태로 휜 상태에서 가이드 부재를 이용하여 원하는 형상을 유지시키는 방법을 이용한다. 그런 다음 구동회로부를 곡면 디스플레이 패널에 설치하게 된다.
이때 기판의 곡면을 유지시키기 위한 가이드 부재가 결합되기 위해서는, 기판의 상, 하부의 일부(3~4mm)는 비식각 영역으로 남겨 놓은 상태에서, 비식각된 부분에 구동회로부가 설치된다.
그러나, 위와 같은 종래의 방법에 의한 경우, 식각 공정을 통해 기판이 초박막(160㎛ 이하) 상태가 되는 경우, 구동회로부를 설치하는 작업이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 작업 과정에서 기판에 크랙과 같은 손상이 발생될 위험이 크다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 구동회로부와 디스플레이 패널이 결합된 디스플이 모듈 상태에서, 구동회로부에 손상을 주지 않으면서 기판을 식각하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 기판을 초박막으로 식각하는 동안에도 안전하게 디스플레이 패널을 지지할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 액정층이 사이에 형성된 제1, 제2기판의 평면을 식각하여 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법에 있어서, 디스플레이 패널부에 구동회로부가 결합된 상태에서 상기 액정층이 형성된 부분을 보호하는 보호층 형성 단계; 상기 구동회로부를 식각액으로부터 보호하고, 상기 제1, 제2기판의 비식각 영역을 마스킹하는 마스킹 단계; 상기 마스킹된 디스플레이 패널부를 고정하는 기판 고정 단계; 및 상기 제1, 제2기판의 평면을 식각하는 식각 단계; 를 포함한다.
바람직하게, 상기 보호층 형성 단계는, 상기 액정층의 밀봉재 상부에 실란트를 도포하고 경화시킨다.
바람직하게, 상기 마스킹 단계는, 상기 비식각 영역과 상기 구동회로부를 횡방향으로 마스킹하는 제1마스킹 단계; 및 상기 구동회로부에 보호캡을 씌워 마스킹하는 제2마스킹 단계; 를 포함한다.
이때, 상기 구동회로부는 PCB(Printed Curcuit Board)와 그 하부에 상기 디스플레이 패널 상부를 연결하는 TCP(Tape Carrier Package)로 이루어지고, 상기 제1마스킹 단계는, 상기 PCB 하부와 상기 디스플레이 패널 상부의 비식각 영역을 1차 테이프를 이용하여 횡방향으로 고정시킨다.
이때, 상기 보호캡은, 2개의 플레이트가 면접한 상태에서 상부와 양측부가 결합되어 하부로 상기 구동회로부가 삽입되도록 구성된다.
바람직하게, 상기 제2마스킹 단계 이후에, 상기 보호캡 하부와 상기 식각 영역 상부를 캡 고정 테이프로 함께 접착하는 캡 고정 단계; 를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 기판 고정 단계는, 상기 보호캡의 상단을 지면에 수직한 캡 지지대의 내측 홈에 삽입하고, 상기 제1, 제2기판 하단의 전체 또는 일부를 상기 캡 지지대와 마주보는 기판 지지대로 지지한다.
바람직하게, 상기 액정층이 형성된 부분에 보호층을 형성시킨 상태에서, 상기 디스플레이 패널부 하부의 설정된 영역이 식각되지 않도록 마스킹하는 제3마스킹 단계; 를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 디스플레이부로만 구성된 상태에서 식각하는 것이 아니라 구동회로부가 결합된 디스플레이 모듈 상태에서 테이프 및 보호캡을 이용하여 구동회로부를 보호함으로서 식각 과정에서 구동회로부의 손상 없이 곡면 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
또한, 테이프 및 보호캡이 부착된 상태에서 보호캡을 식각을 위한 지지대 일측에 삽입시켜 고정함으로써, 초박막의 기판도 안전하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1, 2는 디스플레이 패널부에 구동회로부가 결합된 일반적인 디스플레이 모듈의 평면도와 측면도.
도 3은 본 발명을 구성하는 실링 단계를 거친 디스플레이 모듈의 측면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 제1마스킹 단계를 거친 디스플레이 모듈의 평면도.
도 5는 본 발명을 구성하는 제2마스킹 단계를 나타내는 조립 평면도.
도 6은 본 발명을 구성하는 테이핑 단계를 거친 디스플레이 모듈의 평면도.
도 7은 본 발명을 구성하는 고정 단계에 의해 디스플레이 모듈이 고정된 상태를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명을 구성하는 식각 단계를 거친 디스플레이 모듈의 측면도.
도 9는 본 발명을 구성하는 제3마스킹 단계를 나타내는 조립 평면도.
도 10은 제3마스킹 단계를 포함한 상태에서 식각 단계를 거친 디스플레이 모듈의 측면도.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명 따라 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각은, 도 1, 2에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈에서 백라이트와 샤시부가 제거된 상태에서의 구동회로부가 결합된 디스플레이 패널부를 대상으로 한다.
구체적으로, 구동회로부는 배경 기술에서 설명한 바와 같이 PCB(Printed Curcuit Board, 17)와, 그 하부에 연결된 다수개의 TCP(Tape Carrier Package, 16)로 이루어진다. 디스플레이 패널부는 평판 디스플레이 패널(10)로서 각각의 TCP(16) 하단과 연결되는 연결부(15)에 의하여 제1, 제2기판(11, 12)가 설치된다. 각 기판(11, 12) 사이는 액정층(13)이 형성되어 있으며, 액정층(13)은 도시하지는 않았으나 통상 밀봉재로 밀봉된다.
상술한 구동회로부가 결합된 디스플레이 패널부의 제1, 제2기판(11, 12)를 식각하기 위한 방법은 다음의 단계로 나누어 볼 수 있다.
1. 보호층 형성 단계
제1, 제2 기판 사이의 액정층(13)이 형성된 부분에 식각액 침투에 의한 데이터선, 게이트배선 등을 보호하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 보호층(20)을 형성시킨다. 이때 보호층(20)은 액정층(13)을 밀봉하는 밀봉재 상에 실란트를 도포한 후 경화시킴으로써 이루어진다. 이때, 제1, 제2기판(11, 12) 표면에 실란트가 도포되지 않도록 주의하여 하고, 도포 후 바로 설정된 경화 공정을 거침으로써 다른 부분으로 실란트가 흘러 내리지 않도록 하는 것이 바람직하다.
2. 마스킹 단계
마스킹 단계는 식각액으로부터 구동회로부를 보호함과 동시에 제1, 제2기판(11, 12)를 식각하기 위하여 비식각 영역을 마스킹하는 단계이다. 이러한 마스킹 단계는 제1, 제2마스킹 단계로 다시 나눌 수 있다.
제1마스킹 단계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 제2기판(11, 12)의 비식각 영역과 구동회로부를 제1테이프(30)를 횡방향으로 둘러서 접착시킨다. 이때, 제1테이프(30)는 백라이트의 빛을 차단하는 블랙 매트릭스(14)가 남겨질 수 있도록 접착하며, 바람직하게는 블랙 매트릭스 상단에서 3~4mm 아래로 부착하는 것이 바람직하다. 제1테이프(30)는 마스킹을 하는 기능 이외에, TCP(16)와 PCB(17) 일부를 보호하는 역할과 함께 후공정으로서 기판을 지지대에 고정시킬 때 지지력을 강화시키는 기능도 수행한다.
제2마스킹 단계는, 도 5의 조립도에 도시된 바와 같이, 구동회로부 구체적으로 PCB(17)를 보호캡(40)로 씌워 구동회로부 전체를 보호함과 동시에 식각액으로부터 손상을 방지하는 기능을 한다. 이러한 보호캡(40)은 내산성이 있는 폴리염화비닐(Poly vinyl chloride : PVC) 재질로 사용함으로써, 후공정으로 기판을 지지대에 고정시킨 상태에서 초박막의 기판이 견고하게 지지하는 역할도 수행하다.
이러한 보호캡(40)은 2개의 PVC 플레이트를 겹친 상태에서 그 상부와 양측부를 부착시킴으로써 하부만 개방된 상태를 형성하도록 하여, PCB(17) 상부에 씌워진다. 즉, 보호캡(40) 하부의 개방된 부분으로 PCB(17)가 삽입된다.
보호캡(40) 하단과 제1, 제2기판(11, 12) 사이의 틈으로 식각액이 침투하는 것을 방지하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이 보호캡(40) 하부와 식각 영역 상부를 캡 고정 테이프(50)로 마감하는 캡 고정 단계를 더 포함할 수 있다.
3. 기판 고정 단계
상술한 바와 같이 마스킹 단계를 완료하면, 제1, 제2기판(11, 12)의 식각 영역을 초박막으로 형성시키기 위해서는 디스플레이 패널부를 견고하게 고정시켜야 한다. 만약 식각 과정에서 디스플레이부가 흔들리거나 움직이는 경우는 초박막의 기판에 실금이 발생되어 파손될 수 있기 때문이다.
이를 위하여 도 7에 도시된 바와 같이, 보호캡(40)의 상단을 지면에 수직한 캡 지지대(70)의 내측에 형성된 캡 지지홈(71)에 삽입시키고, 제1, 제2기판(11, 12)의 일부를 캡 지지대(70)와 마주보는 기판 지지대(80) 내측에 구비된 기판 지지구(81)로 지지한다. 이때 기판 지지구(81)의 내측에는 홈을 형성함으로써 제1, 제2기판(11, 12)이 삽입되도록 한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 기판 지지대(80)는 제1, 제2기판(11, 12) 하단 전체를 지지하도록 구성할 수도 있다.
4. 식각 단계
기판 고정 단계를 완료한 상태에서, 스프레이(Spray) 방식 또는 하향식(Down Flow) 식각 모두 가능하다. 도 8은 식각 단계가 완료된 상태를 나타내며, 식각이 완료된 후에는 통상의 세정 단계를 거치게 된다.
하향식 식각의 경우, 식각 과정에서 시간이 지남에 따라 식각 용액의 농도가 변하여 식각되는 속도가 변할 수 있으므로 균일한 두께의 식각면(18)을 얻기 위해서는 다단계로 나누어 식각함이 바람직하다.
하향식 식각을 단계별로 진행하는 경우, 각 단계마다 제1테이프(30)에 의한 마스킹으로 단차가 형성되는 부분을 젖은 헝겊이나 고운 솔로 2~3회 문질러 줌으로써 미세한 슬러지가 기판 표면에 부착됨으로써 발생될 수 있는 부분 미식각 현상을 방지할 수 있다.
그러나, 스프레이 방식에 의한 식각은 스프레이 압력에 의한 세정 효과로 인하여 슬러지 발생에 대한 부분 미식각의 문제는 발생되지 않는다.
이러한 식각을 통하여 제1, 제2기판(11, 12) 전체의 두께는 160mm 이하로 형성할 수 있으며, 이로부터 곡면 디스플레이 패널을 형성할 수 있다.
한편, 상술한 본격적인 식각 단계을 거치기에 앞서, 상술한 마스킹 단계에서의 작업이 제대로 이루어져 있는지 검사하는 액침투 단계를 더 포함할 수 있다. 만약 액침투가 발생되는 경우 마스킹 단계를 다시 거치게 함으로서 불량률을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 제1, 제2기판(11, 12) 하부에 제2테이프(90)를 횡방향으로 부착하는 제3마스킹 단계를 거침으로써, 디스플레이 패널부 하단에 비식각 영역을 설정할 수 있다. 이는 곡면 디스플레이 패널에 곡률을 부여하기 위한 가이드 부재의 종류에 따라 식각 영역을 달리 설정할 수 있기 때문이다. 이와 같은 제3마스킹 단계는 액정층이 형성된 부분에 보호층을 형성한 상태에서 이루어지므로, 상술한 제1, 제2마스킹 단계와의 순서는 상관 없다.
도 10는 도 9와 같이 제3마스킹 단계를 거친 상태에서 식각 공정이 완료된 구동회로부가 결합된 디스플레이 패널부 측면을 나타낸다.
이상에서는 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되는 것을 아니며 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 중심으로 하여, 그 변형 내지는 균등물에까지 그 효력이 미침은 자명하다.
10 : 평판 디스플레이 패널 11 : 제1기판
12 : 제2기판 13 : 액정층
14 : 블랙 매트릭스 15 : 연결부
16 : TCP 17 : PCB
18 : 식각면 20 : 보호층
30 : 제1테이프 40 : 보호 테이프
50 : 캡 고정 테이프 60 : 하부 지지대
70 : 캡 지지대 71 : 캡 지지홈
80 : 기판 지지대 81 : 기판 지지구
90 : 제2테이프

Claims (8)

  1. 액정층이 사이에 형성된 제1, 제2기판의 평면을 식각하여 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법에 있어서,
    PCB(Printed Curcuit Board)를 포함하여 이루어진 구동회로부가 디스플레이 패널부에 결합된 상태에서,
    상기 액정층이 형성된 부분을 보호하는 보호층 형성 단계;
    상기 제1, 제2기판의 비식각 영역과 상기 구동회로부를 마스킹하는 마스킹 단계;
    상기 구동회로부의 마스킹 부분을 지지한 상태에서 상기 디스플레이 패널부를 고정하는 기판 고정 단계; 및
    상기 제1, 제2기판의 평면을 식각하는 식각 단계;를 수행하고,
    상기 마스킹 단계는, 상기 비식각 영역과 상기 구동회로부를 횡방향으로 마스킹하는 제1마스킹 단계; 및 상기 구동회로부에 보호캡을 씌워 마스킹하는 제2마스킹 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호층 형성 단계는, 상기 액정층의 밀봉재 상부에 실란트를 도포하고 경화시키는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동회로부는 상기 PCB(Printed Curcuit Board)와 그 하부에 상기 디스플레이 패널 상부를 연결하는 TCP(Tape Carrier Package)로 이루어지고,
    상기 제1마스킹 단계는, 상기 PCB 하부와 상기 디스플레이 패널 상부의 비식각 영역을 1차 테이프를 이용하여 횡방향으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호캡은, 2개의 플레이트가 면접한 상태에서 상부와 양측부가 결합되어 하부로 상기 구동회로부가 삽입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2마스킹 단계 이후에,
    상기 보호캡 하부와 상기 식각 영역 상부를 캡 고정 테이프로 함께 접착하는 캡 고정 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 고정 단계는,
    상기 보호캡의 상단을 지면에 수직한 캡 지지대의 내측 홈에 삽입하고, 상기 제1, 제2기판 하단의 전체 또는 일부를 상기 캡 지지대와 마주보는 기판 지지대로 지지하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액정층이 형성된 부분에 보호층을 형성시킨 상태에서, 상기 디스플레이 패널부 하부의 설정된 영역이 식각되지 않도록 마스킹하는 제3마스킹 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 패널 제조를 위한 기판 식각방법.
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