KR20030020365A

KR20030020365A - 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트 및 이를 이용한액정 표시 패널의 제조 방법

Info

Publication number: KR20030020365A
Application number: KR10-2003-7000440A
Authority: KR
Inventors: 데쯔오 시미즈; 가쯔사다 도꾸히라; 히또시 이마무라; 다까히사 사까모또
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-03-08
Also published as: TWI294534B; CN1441921A; US20050100725A1; JP2002023131A; WO2002005018A1; CN1251000C; US20030179330A1

Abstract

본 발명은 1개 이상의 액정 셀을 압축하고, 스페이서를 가압하여 액정을 균일하게 봉입하기 위한 스페이스를 만들고, 이어서 접합용의 수지를 경화시키는 공정 및(또는) 액정을 봉입한 1개 이상의 액정 셀을 압축하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에 있어서, 액정 셀의 1개 이상의 주표면에 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트로 이루어지는 완충재를 사용하는 액정 표시 패널의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 제조 방법은 액정 표시 패널의 수율을 향상시킨다.

Description

불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트 및 이를 이용한 액정 표시 패널의 제조 방법 {Porous Sheet Made of Fluoropolymer and Process for Producing Liquid-Crystal Display Panel with the Same}

액정 표시 패널은 2매의 유리 기판을 중첩하여 형성되는 액정 셀로 구성된다. 액정 셀은 미세한 격자상으로 분리되어 있지만 그 전체를 액정 셀이라 부른다. 빈 액정 셀에 액정을 봉입하고 입구를 밀봉하여 완성된 것을 액정 표시 패널이라 부른다. 또한, 게이트 전극, 드라이버 LSI, 제어 IC 등을 접속함으로써 액정 모듈을 얻을 수 있다. 액정 모듈에 최종적으로 표시 기능을 갖게 한 것을 액정 표시 장치라고 부른다.

액정 표시 패널을 구성하는, 2매의 유리 기판을 중첩하여 만들어지는 액정 셀은, 예를 들면 유리 기판에 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터를 접속하는 배선 및 화소 전극으로 이루어지는 액정 소자를 형성하는 공정, 유리 기판을 접합시키는 공정 및 유리 기판의 표면에 편광판을 접합하는 공정 등을 거쳐 제조된다.액정 셀에 액정을 주입하고, 구동 IC를 접속함으로써 액정 표시 장치가 형성된다. 액정 셀을 제조하는 유리 기판을 접합시키는 공정에 있어서, 비용 절감의 목적으로 다수의 액정 셀을 동시에 중첩하여 압축 처리하는 공정이 있다.

그러나, 액정 셀을 중첩하여 압축 처리한 경우, 이물질에 의해 유리 기판에 상처가 나거나, 압축 압력이 균일하게 가해지지 않거나, 유리 기판이 깨어지는 등의 트러블이 있어, 액정 셀의 수율 저하의 원인이 되고 있다.

<발명의 개요>

본 발명의 하나의 목적은, 액정 셀의 수율을 향상시키는 액정 표시 패널의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 액정 셀의 수율을 향상시키는 불소계 중합체로 제조된 완충 시트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 반복 사용성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 내열성, 단열성, 비점착성, 쿠션성 등의 특성을 갖는 불소계 중합체, 특히 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 만들어지는 쿠션재를 액정 표시 패널의 제조 공정에서 사용할 경우, 공정의 개선과 수율의 향상으로 연결된다는 것을 알게 되었다.

하나의 요지에 의하면, 본 발명은 액정 표시 패널의 제조 방법 중, 2매의 유리 기판을 중첩하여 만들어지는 1개 이상의 액정 셀을 압축하고, 스페이서를 가압하여 액정을 균일하게 봉입하기 위한 스페이스를 만들고, 이어서 접합용의 수지를경화시키는 공정 및(또는) 액정을 봉입한 1개 이상의 액정 셀을 압축하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에서, 액정 표시 셀의 1개 이상의 주표면에 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트로 이루어지는 완충재를 사용하는 액정 표시 패널의 제조 방법을 제공한다.

별도의 요지에 따르면, 본 발명은 액정 셀을 압축하고, 스페이서를 가압하여 액정을 균일하게 봉입하기 위한 스페이스를 만들고, 이어서 접합용의 수지를 경화시키는 공정 및(또는) 액정을 봉입한 1개 이상의 액정 셀을 압축하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에서 완충재로서 사용하는, 액정 표시 패널 제조용의 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트를 제공한다.

다른 요지에 의하면, 본 발명은 평균 섬유 길이 100 내지 5000 ㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 액체 중에 분산시키고, 상기 분산액을 사용하여 초지(抄紙)한 다공질 시트로서 공극률이 20 내지 55 ％인 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트를 제공한다.

본 발명은 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트로 이루어지는 완충재 및 이를 이용한 액정 표시 패널의 제조 방법 및 상기 완충재에 적합한 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트에 관한 것이다.

본 발명에 있어서는, 액정 셀을 접합하는 공정과 액정을 봉입하여 입구를 밀봉하는 공정에 페이퍼를 사용하여 액정 셀로 구성되는 액정 표시 패널을 제조한다. 즉, 본 발명은 엄밀히 말하면 액정 셀의 제조 공정과 액정 표시 패널의 제조 공정에 관한 것이지만, 액정 셀 제조 공정은 액정 표시 패널 제조의 하나의 공정이기 때문에, 본 발명의 제조 방법은 액정 표시 패널의 제조 방법이라고 한다.

액정 셀은 2매의 유리 기판이 플라스틱 비드 등으로 이루어지는 스페이서를 끼운 상태로 중첩되어 이들의 사이에 액정을 봉입하기 위한 간극이 형성되어 있다. 이러한 유리 기판을 접합시키기 위해서 유리 기판 사이에는 미리 밀봉재가 도포되고, 유리 기판을 중첩시킨 후에, 유리 기판을 압박하면서 밀봉재를 경화시킨다. 밀봉재로서는 열경화성이나 자외선 경화성인 것이 일반적으로 알려져 있다. 이 접합의 압박시에 본원 발명의 불소계 중합체 시트를 사용한다.

또한, 상기 접합 공정 후, 얻어지는 액정 셀에 액정을 함유시키고, 액정 셀을 압박하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에서 액정 셀을 압박한다. 이 압박시에도 본원 발명의 불소계 중합체 시트를 사용한다.

이하, 액정 표시 패널을 제조하는 방법에서 사용하는 (1) 접합 공정, (2) 액정 주입 공정 및 (3) 밀봉 공정에 대해서 설명한다. 본 발명에 있어서, 불소계 중합체로 제조된 완충 시트는 스페이서 도포 후의 유리 기판 접합 공정과 액정 봉입 후의 압박 공정 (즉, 밀봉 공정)에서 사용된다.

(1) 접합 공정

유리 기판에 배향막재를 도포하고, 러빙 처리를 행한 후, 디스펜서로 주변에 20 내지 50 ㎛, 예를 들면 약 30 ㎛ 정도의 높이로 접합용 수지 (즉, 밀봉재)를 도포한다. 이 때, 접합시킨 후 액정을 넣을 간극을 길이 10 내지 20 mm로 한 군데 내지 여러 군데 비워 놓는다. 그 후, 컬러 필터와 도통시키는 공정을 거치고, 액정이 들어가는 간극을 만들기 위해서 입경 20 내지 50 ㎛, 예를 들면 약 30 ㎛의입자상 스페이서를 균일하게 뿌린다. 스페이서는 컬러 필터에 설치된 기둥상 스페이서일 수도 있다. 스페이서로서는 입자상 스페이서 타입에서 칼라 필터 기둥상 스페이서 타입을 사용하는 움직임이 활발하며, 이러한 컬러 필터를 이용한 접합 공정에 있어서도 불소계 중합체 완충 시트의 사용이 유효하다.

그 후, TFT 전극, 유리 기판 등을 카메라로 위치 결정하면서 정합하여 중첩한다. 이와 같이 하여 합쳐진 액정 셀을 수십단 겹치고, 압축하면서 가열 처리하여 스페이서를 20 내지 50 ㎛에서 약 2 내지 10 ㎛, 특히 약 5 ㎛ 정도까지 압축시킨다. 통상, 0.02 내지 0.4 MPa (0.2 내지 4.0 Kg/cm²)의 하중하에서 압축하면서 온도 150 내지 200 ℃에서 5 내지 10 시간 처리하여 밀봉재, 예를 들면 에폭시 수지를 경화시킨다.

이 때, 유리 기판과 압축기 사이에 불소계 중합체 완충 시트를 배치하고(거나) 접합된 유리 기판과 유리 기판 사이에 불소계 중합체 완충 시트를 끼워둔다. 이렇게 함으로써, 이물질이 존재한다 하더라도 불소계 중합체 완충 시트로 매몰하여 유리 기판에 상처가 생기는 일 없이 균일하게 압력이 가해진다.

또한, 완충 시트는 다공체이며, 불소계 중합체로부터 제조되어 내열성과 단열성이 있기 때문에, 열에 의한 유리의 균열도 방지할 수 있으며, 수율도 증가된다. 성형 후에 액정 셀들을 박리할 때도 불소계 중합체의 비점착성으로 인해 이형성도 양호하므로 작업성이 좋다.

다음은, 액정 셀 내에 액정을 주입하는 공정에 관한 것이다.

(2) 액정 주입 공정

접합용 수지, 예를 들면 에폭시 수지가 경화한 후, 액정 셀 내를 취출하고, 진공 챔버 중에서 액정 셀 내를 감압으로 만든 후, 액정을 셀 내에 취입시켜 채운다.

(3) 밀봉 공정

액정 셀을 몇장 중첩하여 압력을 가할 때 불소계 중합체 완충 시트를 액정 셀 사이에 끼우고, 압력, 예를 들면 약 1OOO Pa (약 1 kg/15 inch²)을 걸어 여분의 액정을 압출하여 닦아낸다. 그 후, 밀봉재를 도포하고 나서 자외선 램프로 경화시킨다. 이 후, 편광판을 접착하여 액정 셀을 완성한다.

공정 (1) 및 공정 (3)에 있어서 사용하는 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트의 두께는 0.2 내지 2.0 mm, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.0 mm일 수 있다. 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트의 공극률은 20 내지 80 ％, 특히 20 내지 55 ％일 수 있다.

불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트는 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조되는 것이 바람직하다. 불소계 중합체 완충 시트는 테트라플루오로에틸렌과 공중합체에 대하여 1 중량％ 이하의 다른 공단량체의 공중합체로 이루어진다. 다른 공단량체의 예는 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(프로필비닐에테르), 퍼플루오로(이소프로필비닐에테르), 클로로트리플루오로에틸렌 등이다.

폴리테트라플루오로에틸렌 시트로는 다이킨 고교 가부시끼 가이샤 제조의 불소 수지 시트 제품인 PA-5L, PA-1OL이 일반적으로 사용 가능하다. 불소계 중합체시트의 제법에 관하여는 일본 특허 공개 소 제42-5244호 또는 미국 특허 명세서 제3003912호에 기재되어 있는 방법 등으로 제조 가능하다. 구체적으로는, 평균 섬유 길이 100 내지 5000 ㎛, 평균 형태 계수 10 이상 (「평균 형태 계수」란 상기 분말을 현미경으로 임의로 관찰하여 얻어지는 섬유 방향의 길이의 산술 평균을 섬유 폭의 산술 평균으로 나누어 얻어지는 계수를 의미하는 것임)의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말, 또는 압출 보조제를 가한 폴리테트라플루오로에틸렌의 콜로이드상 입자를 가는 노즐로부터 압출하여 로드형, 튜브형으로 만들고, 이것을 6 내지 25 mm의 길이로 절단한 후, 마찰력을 가하여 얻어진 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 물 또는 계면 활성제를 가한 물 중에 넣어 분산물을 얻고, 분산물을 초지하여 지상물을 제조할 수 있다.

불소계 중합체 시트는 액정 표시 패널의 제조에 있어서 유리 기판의 접합 공정과 밀봉 공정에서 사용되지만, 밀봉재의 종류에 따라서 150 내지 200 ℃의 온도에서 5 내지 10 시간 노출되게 된다. 이 때, 불소계 중합체 시트가 수축한다는 문제가 생기게 된다. 특히 연속 초지에 의해 양산된 불소계 중합체 시트에서는 불소계 중합체 시트의 인취 방향과 그 직각 방향에서 수축성에 차이가 있는데, 인취 방향에서 수축성이 커지게 된다. 이 이유는, 초지 후 100 ℃ 건조 공정 후에 실시되는 300 내지 400 ℃의 소성 공정에서 연속 초지의 경우에 보통 수분간의 체류가 있게 되어 소성이 불충분해지기 때문이라고 생각할 수 있다.

폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트는, 상기 시트를 200 ℃에서 1 시간 열 처리했을 때의 최대 수축률이 5 ％ 이하가 되도록 열 처리된 것이 바람직하다.이러한 시트는 분산액을 초지하여 얻어진 페이퍼를 예를 들면 150 ℃ 내지 320 ℃, 바람직하게는 180 ℃ 내지 220 ℃에서 가열 처리함으로써 얻어진다.

폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트는 상기 시트를 180 ℃, 하중 0.06 MPa (0.6 kg/cm²)에서 360 시간 처리했을 때의 두께 유지율이 85 ％ 이상인 것이 바람직하다.

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

이하의 예에 있어서, 시트의 물성을 다음과 같이 구하였다.

공극률

공극률 (％)=((수지의 비중)-d)×100/(수지의 비중)

(PTFE의 경우, 수지의 비중=2.2)

비중 d(g/cm³)=무게(g)/(면적(cm²)×두께 (cm))

인장 강도

폭 15 mm의 시험편을 척 간격 30 mm, 인장 속도 30 mm/분으로 시험하였다.

유연성

유연성은 엄지와 인지 사이에 시트를 끼워 이하의 기준으로 평가하였다.

◎: 쉽게 휘어지고 녹피(鹿皮)와 동등한 유연성이 있음

△: 펠트에 가까움

○: 이들의 중간

두께 유지율

180 ℃에서 하중 0.06 MPa (0.6 kg/cm²)으로 360 시간 방치한 후의 두께 L과 미사용의 두께 L₀로부터 두께 유지율 [(L/L₀×100)(％)]을 계산하였다.

반복 사용성

반복 사용성은, 180 ℃에서 하중 0.06 MPa (0.6 kg/cm²)의 조건하에서 5 시간 유지하는 조작을 72 회 반복하는 가열 가압 시험을 행함으로써 평가하였다. 두께 유지율이 높을수록 많은 횟수로 반복하여 사용하는 것이 가능하다. 단, 두께가 감소하여 유연성이 손상하면 쿠션재로서의 기능이 저하된다.

◎: 가열 가압 시험 후에 유연성이 ○ 이상이며 두께 유지율이 80 ％ 이상

○: 가열 가압 시험 후에 유연성이 ○ 이상이며 두께 유지율이 65 이상 80 ％ 미만

△: 가열 가압 시험 후에 유연성이 △

<실시예 1>

평균 섬유 길이 850 ㎛, 평균 형태 계수 30의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말 3 g에 트리클로로트리플루오로에탄 30O mL를 가하여 500 mL의 입구가 넓은 병에 넣고 잘 진탕하여 분말 덩어리가 없는 분산액을 만들었다. 별도로, 약 21 cm 직경의 샤알레에 트리클로로트리플루오로에탄 약 50O mL을 넣고, 140 mm 직경의 스테인레스제의 100 메쉬 체를 가라앉혔다. 샤알레 중의 트리클로로트리플루오로에탄은 체의 망을 침지할 정도의 양만큼만 사용하였다. 이 체 안으로 미리 준비한상기 분산액을 옮기면 분말은 체의 망 위로 일괄적으로 퍼졌다. 수분 후에 체를 조용히 들어올려 건조시키고, 온도 100 ℃, 클리어런스 0.2 mm로 설정한 롤로 롤 질을 2회 행하였다. 그 후, 340 ℃의 온도로 조정한 전기로 중에서 40 분간 소성하여 유연성 및 통기성을 갖는 박판형의 불소계 중합체 시트를 얻었다.

<실시예 2 내지 6>

폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 표 1에 나타낸 양으로 사용하고 롤의 클리어런스는 목적으로 하는 시트의 두께로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 순서를 반복하여 불소계 중합체 시트를 얻었다. 얻어진 불소계 중합체 시트의 특성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 7 및 8>

불소계 중합체 시트의 사용 환경에서의 불소계 중합체 시트의 치수 유지율 (％)을 측정하였다. 실시예 7에 있어서는 다이킨 고교 가부시끼 가이샤 제조의 폴리프론 페이퍼 PA-5L을 그대로 사용하였다. 실시예 8에 있어서는 폴리프론 페이퍼 PA-5L을 200 ℃에서 5 시간에 걸쳐 열 처리하였다. 이들 시트를 180 ℃에서 0.6kg/cm²의 하중하에서 455 시간 방치하여 시트의 수축률을 측정하였다.

본 발명에 따르면 액정 표시 패널의 수율이 향상된다. 본 발명의 불소계 중합체 시트는 액정 표시 패널의 제조에 있어서 반복하여 여러회 사용할 수 있다. 본 발명의 불소계 중합체 시트를 사용할 경우에는 다수의 액정 표시 패널을 동시에 가공할 수 있다.

Claims

액정 표시 패널의 제조 방법 중, 2 매의 유리 기판을 중첩하여 제조되는 1개 이상의 액정 셀을 압축하고, 스페이서를 가압하여 액정을 균일하게 봉입하기 위한 스페이스를 만들고, 이어서 접합용의 수지를 경화시키는 공정 및(또는) 액정을 봉입한 1개 이상의 액정 셀을 압축하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에서, 액정 셀의 1개 이상의 주표면에 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트로 이루어지는 완충재를 사용하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서, 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트의 두께가 0.2 내지 2.0 mm인 액정 표시 패널의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트의 공극률이 20 내지 80 ％인 액정 표시 패널의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트가 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트인 액정 표시 패널의 제조 방법.
제4항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트가, 평균 섬유 길이1O0 내지 50OO ㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 액체 중에 분산시켜 분산액을 제조하고, 상기 분산액을 이용하여 초지된 것인 액정 표시 패널의 제조 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트가, 상기 시트를 200 ℃에서 1 시간 열 처리하였을 때의 최대 수축률이 5 ％ 이하가 되도록 열 처리된 것인 액정 표시 패널의 제조 방법.
액정 셀을 압축하고, 스페이서를 가압하여 액정을 균일하게 봉입하기 위한 스페이스를 만들고, 이어서 접합용의 수지를 경화시키는 공정 및(또는) 액정을 봉입한 1개 이상의 액정 셀을 압축하여 여분의 액정을 압출한 후, 액정 봉입구를 밀봉하기 위한 수지를 경화시키는 공정에서 완충재로서 사용하는, 액정 패널 제조용의 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
제7항에 있어서, 두께가 0.2 내지 2.0 mm인 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
제7항 또는 제8항에 있어서, 공극률이 20 내지 80 ％인 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트인 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
제10항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트가, 평균 섬유 길이 100 내지 5 OOO ㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 액체 중에 분산시키고, 상기 분산액을 사용하여 제조된 것인 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
제10항 또는 제11항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트가, 상기 시트를 200 ℃에서 1 시간 열처리를 실시하였을 때의 최대 수축률이 5 ％ 이하가 되도록 열 처리된 것인 불소 함유 중합체로 제조된 다공질 시트.
평균 섬유 길이 100 내지 5000 ㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유상 분말을 액체 중에 분산시키고, 상기 분산액을 사용하여 초지된 다공질 시트로서, 공극률이 20 내지 55 ％인 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트.
제13항에 있어서, 180 ℃, 하중 O.6 kg/cm²로 360 시간 처리하였을 때의 두께 유지율이 85 ％ 이상인 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트.
제13항 또는 제14항에 있어서, 200 ℃에서 1 시간 열 처리를 실시하였을 때의 최대 수축률이 5 ％ 이하가 되도록 열 처리된 것인 폴리테트라플루오로에틸렌다공질 시트.
제13항 내지 제15항에 있어서, 두께가 0.2 내지 2.0 mm인 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 시트.