KR20030090856A - 액정표시소자의 핫 프레스 장치 및 이를 이용한 합착방법 - Google Patents

액정표시소자의 핫 프레스 장치 및 이를 이용한 합착방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수개의 액정 패널이 형성되는 상하부 주기판의 가고정시 정렬 마크를 이용하여 오정렬 정도를 수치화하고, 상기 오정렬 정도에 따라 핫 프레스 공정시 이를 보정함으로써 빛샘 불량을 제어하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치 및 이를 이용한 합착 방법에 관한 것으로, 상반 및 하반과, 볼록한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 하나에 형성된 제 1 쉬트와, 오목한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 나머지 하나에 형성된 제 2 쉬트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자의 핫 프레스 장치 및 이를 이용한 합착 방법{Device for Hot Pressing Liquid Crystal Display and Assembling Method by Using the same}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로 특히, 복수개의 액정 패널이 형성되는 상하부 주기판의 가고정시 정렬 마크를 이용하여 오정렬 정도를 수치화하고, 상기 오정렬 정도에 따라 핫 프레스 공정시 이를 보정함으로써 빛샘 불량을 제어하는 액정표시소자의 합착 장치 및 합착 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)을대체하면서LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정표시소자가 여러 분야에서 화면 표시 장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시 장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 점이 많이 있다. 따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시소자는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판(11, 12) 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 씨일(seal)재에 의해 합착되어 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.
이 때, 액정 주입 방법은 상기 씨일재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공상태를 유지하여 액정액에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하면 된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 액정표시소자의 합착 방법 및 장치를 설명한다.
도 1a는 복수개의 패널(101)이 설계되는 일반적인 하부 주기판(11)을 나타낸 평면도이며, 도 1b는 도 1a에 대응되도록 복수개의 패널이 설계되어 각 패널 주변에 씨일(seal)재(102)가 도포된 상부 주기판(12)을 나타낸 평면도이다.
일반적으로, 액정표시소자를 제조할 때 하나의 기판에 하나의 액정 패널을 형성하는 것이 아니라, 대형 유리 기판에 복수개의 액정 패널을 설계하여 복수개의 액정 패널이 설계된 두 기판을 합착한 다음, 각 단위의 액정 패널별로 컷팅하고 컷팅된 단위 액정 패널별로 액정을 주입한다.
따라서, 도 1a와 같이, 하부 주기판(11)의 각 패널 부분에 박막 트랜지스터 어레이(101)를 형성하고, 도 1b와 같이, 상부 주기판(12)의 각 패널 부분에 칼라필터층 어레이를 형성하고, 상부 주기판(12)의 각 패널 주변부에 씨일재(102)를 도포한다. 이와 같이 형성된 두 기판을 서로 마주보도록 하여 정렬시킨 후 합착한다.
이와 같이, 두 기판을 정렬시키고 합착하기 위하여 상기 각 기판(11, 12)의 가장 자리 또는 모서리 부분에는 각각 정렬 마크(Align mark)(107, 108)가 새겨져 있으며, 상기 정렬 마크를 이용하여 두 기판을 정렬시켜 가고정한 다음 핫 프레스(Hot Press)에서 셀 갭(cell gap)을 갖도록 가압하고 오븐(Oven)에서 상기 씨일재(102)를 경화시킨다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a와 도 1b에 도시된 도면에는, 하부 주기판(11)과 상부 주기판(12)에는 6개의 패널이 형성되었으나, 이는 하나의 실시례를 도시한 도면일 뿐, 상하부 주기판(12, 11)을 통해 셀이 나올 수 있는 가지 수는 상하부 주기판(12, 11)의 면적과 상기 상하부 주기판(12, 11)에 형성되는 패널의 사이즈에 따라 다양할 수 있다.
이와 같은 각 기판(11, 12)에는 가장 자리(모서리) 부분에 정렬 마크들이 새겨져 있으며, 두 기판의 합착 공정시 기판을 정렬할 때 사용된다. 여기서는 좌측 상부의 1번 마크 영역(A)과 이와 대각선 방향의 3번 마크 영역(B)에서 정렬 마크를 읽어들인다.
도 2는 도 1a의 하부 주기판과 도 1b의 상부 주기판이 가고정된 모양을 나타낸 도면이다.
도 2와 같이, 하부 주기판(11)과 상부 주기판(12)을 형성한 후에는, 먼저, 칼라 필터 어레이가 형성된 상부 주기판(12)에는 각 패널의 주변부에 열 또는 UV경화성의 씨일(seal)재(102)를 인쇄하고, 상기 TFT 어레이가 형성된 하부 주기판(11)에는 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서(미도시)를 산포시킨 후, 상기 상하부 주기판(12, 11)을 합착한다. 이 때, 각 주기판의 정렬 마크(107, 108)를 이용하여 두 기판을 정렬시킨 후 합착하고, 합착 후 상기 씨일재(102)를 부분적으로 경화시켜 합착된 두 기판을 가고정하게 된다. 상기 스페이서는 상부 주기판(12)에 산포되기도 하며 이 경우는 상기 상부 주기판(12)을 합착시 하반 상에 위치시키고 다음 공정을 진행한다.
이 때, 하부 주기판(11)의 정렬 마크를 하부 정렬 마크(107)라 하고, 상부 주기판(12)의 정렬 마크를 상부 정렬 마크(108)라 하면, 상기 상부 정렬 마크(108)에 상기 하부 정렬 마크(107)가 위치하는 정도를 판단하여 상하 주기판의 정렬 정도를 조정한다.
그리고 상기 가고정된 두 기판을 고온 프레스에서 가압하여 셀 갭을 갖도록 가압하고 오븐에서 상기 씨일재(102)를 경화시킨다.
도 3은 종래의 액정 표시장치의 핫 프레스 장치를 나타낸 도면이다.
즉, 도 3에는 일반적인 배치(Batch)식 핫 프레스 장치를 나타낸 것으로, 도 3과 같이, 일반적인 배치식 핫 프레스 장치는 각각 히터가 내장된 상하 정반(22, 21) 사이에 압축의 대상이 되는 가고정된 상하부 주기판(26)(이 때, 상하 주기판은 도 2와 같이, 가고정되어 있는 상태이다)이 10개 내지 13개정도 들어가도록 구성된다. 글라스 성분의 기판을 압축시키기 위해 상기 상하 정반(22, 21) 상에는 충격을 완화시키는 러버 쉬트(Rubber Sheet)(23)와, 이물질 방지 및 완충 역할을 하는 화이트 보드(24)가 형성된다.
또한, 10 내지 13 쌍 정도의 상기 상하부 주기판(26) 사이에는 서로 간의 물리적 변화의 영향을 줄이기 위해 간지(25)가 삽입된다. 또한, 실제 프레스 공정을 진행하게 되면, 상부 정반(22) 쪽의 기판이 손상되기 때문에, 상부 정반(22) 쪽에 더미 기판을 위치시킨다.
이와 같은 복수개의 가고정된 기판을 150℃ 내외의 온도 하에서 가압하여 일정한 셀 갭을 가지게 한다. 그리고, 상기 가압된 기판을 오븐에서 구워 상부 주기판에 인쇄된 씨일(seal)재를 경화시킨다.
그 후, 합착된 상하부 주기판(21, 11)에 스크라이빙(scribing) 및 브레이킹(breaking) 공정을 진행하여 각 단위 패널로 컷팅하고, 단위 패널별로 액정을 주입하여 액정 패널을 완성한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 배치(Batch)식 핫 프레스 장치 이외에 가고정된 한 쌍의 기판을 가압하는 매엽식 핫 프레스 장치도 이용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 액정표시소자의 합착 방법 및 합착 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 핫 프레스 합착 장치 중 특히, 다량의 기판이 하나의 지그(JIG)에 장착되는 배치식 합착 장치에서는 가압 공정을 진행할 때, 단지 상하 주기판의 좌우 중심만을 맞추어 합착 공정을 진행하게 된다.
따라서, 상부 기판과 하부 기판에 새겨진 정렬 마크에 차이가 발생할 경우는불량 처리를 하였다.
즉, 불량 처리되는 정렬 마크의 오차가 발생할 수 있는 경우는 다음과 같다.
첫째, 마스크 자체에 결함이 있고, 상부 기판의 정렬 마크 간격과 하부 기판의 정렬 마크 간격이 서로 다르게 새겨진 경우이다.
두 번째, 하부 주기판에 형성되는 TFT 어레이의 주성분인 금속의 열팽창 계수와 상부 주기판에 형성되는 칼라 필터층의 필름 물질의 열팽창 계수가 다르기 때문에 마스크 자체에는 결함이 없더라도 상하부 기판에 박막 트랜지스터 어레이 및 칼라 필터 어레이가 형성된 상태에서 기판의 휨 정도 차이에 의해 정렬 마크간의 간격에 차이가 발생할 수 있다.
예를 들어, 금속의 경우 일반적인 재료보다 열팽창 계수가 크므로, 상기 박막 트랜지스터가 형성된 하부 주기판은 상부 주기판에 비해 보다 열 공정을 진행한 후 크기 변화가 심하다.
이와 같이, 상하부 주기판에 새겨진 정렬 마크의 간격에 차이가 있을 경우, 그 차가 작을 경우는 어느 정도 보정이 가능하겠지만, 그 크기가 좌우로 ±5㎛ 이상이라면, 이는 종래의 합착 장치로는 보정이 불가능하고, 따라서 오정렬된 상태에서 상하부 주기판의 합착이 이루어지게 되므로 빛샘 불량을 발생하게 된다.
도 4a 내지 도 4c는 하부 주기판과 상부 주기판 정렬시 나타날 수 있는 정렬 마크의 정렬 정도를 나타낸 것이다.
도 4a는 상부 주기판(12)에 새겨진 상부 정렬 마크(108)의 간격보다 하부 주기판(11)에 새겨진 하부 정렬 마크(107)의 간격이 더 좁을 경우 나타난 형상이고,도 4b는 상부 정렬 마크(108)의 간격보다 하부 정렬 마크(107)의 간격이 더 넓을 경우를 나타낸 것이고, 도 4c는 상하부 정렬 마크(107, 108)의 간격이 동일하지만 단지 오정렬된 경우를 나타낸 것이다.
도 4c와 같은 경우는 기판을 이동하여 가고정 전에 정렬시킬 수 있으므로 별 문제가 되지 않는다.
그러나, 도 4a 및 도 4b와 같은 경우에는 그 차이가 5㎛ 이상일 경우 보정이 불가능하고, 빛샘 현상이 발생하기 때문에 불량 처리된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 복수개의 액정 패널이 형성되는 상하부 주기판의 가고정시 정렬 마크를 이용하여 오정렬 정도를 수치화하고, 상기 오정렬 정도에 따라 핫 프레스(Hot Press) 공정시 이를 보정함으로써 빛샘 불량을 제어하는 액정표시소자의 합착 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
도 1a는 일반적인 액정표시소자의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판을 나타낸 평면도
도 1b는 도 1a에 대응되도록 액정표시소자의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판을 나타낸 평면도
도 2는 도 1a의 하부 주기판과 도 1b의 상부 주기판이 합착된 모양을 나타낸 도면
도 3은 종래의 핫 프레스 장치를 나타낸 단면도
도 4a 내지 도 4c는 가고정시 상하부 주기판의 정렬 마크로 판단된 오정렬의 경우를 나타낸 도면
도 5a 내지 5b는 도 4a 내지 도 4b의 각 경우를 보정하는 쉬트를 형성한 본 발명의 핫 프레스 장치의 개략도
도 6은 본 발명 다른 실시예의 핫 프레스 장치를 나타낸 개략도
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
A : 1번 마크 영역 B : 3번 마크 영역
11 : 하부 주기판 12 : 상부 주기판
51, 61 : 하부 정반 52, 62 : 상부 정반
53 : 하부 제 1 쉬트 54 : 상부 제 1 쉬트
55 : 하부 제 2 쉬트 56 : 상부 제 2 쉬트
63 : 하부 쉬트 64 : 상부 쉬트
101 : 액정 패널 102 : 씨일재
107 : 하부 정렬 마크 108 : 상부 정렬 마크
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 핫 프레스 장치는, 내부에 가고정된 상하부 주기판을 장착하여 일정한 셀 갭을 갖기까지 가압하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치에 있어서, 상반 및 하반과, 볼록한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 하나에 형성된 제 1 쉬트와, 오목한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 나머지 하나에 형성된 제 2 쉬트를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 제 1 쉬트 및 상기 제 2 쉬트는 상기 상반 및 하반으로부터 탈착 가능한 쉬트임이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 쉬트 및 제 2 쉬트는 표면의 곡률 반경이 서로 다른 복수개의 쉬트를 구비함이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 제 2 쉬트는 상기 상하부 주기판의 가고정시 수치화된 각 주기판간의 정렬 마크 간격에 상응하는 곡률 반경을 가짐이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 합착 방법은 액정 패널의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판과 상기 하부 주기판에 대향하여 액정 패널의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판을 준비하는 단계와, 상기 상하부 주기판 상에 있는 정렬 마크를 이용하여 가고정한 후 상하부 주기판의 오정렬 정도를 기억하는 단계와, 상기 상하부 주기판이 장착되는 핫 프레스 장치의 상반과 하반에 각각 상기 상하부 주기판의 오정렬 정도를 보상하기 위한 곡률 반경을 갖는 제 1, 제 2 쉬트를 구비하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 쉬트 사이에 상기 상하부 주기판을 장착하여 소정 온도에서 가압하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 핫 프레스 장치 내부의 가압 공정은 한 쌍의 상하부 주기판을 단위로 하여 이루어짐이 바람직하다.
상기 상하부 주기판을 가고정 후, 상부 주기판의 정렬 마크 간격이 하부 주기판의 정렬 마크 간격보다 큰 경우, 상기 상부 주기판이 접하는 제 1 쉬트는 표면이 오목한 곡면을 갖는 쉬트로 구비하고, 상기 하부 주기판이 접하는 제 2 쉬트는 표면이 볼록한 곡면을 갖는 쉬트로 구비함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 합착 방법은 액정 패널의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판과 상기 하부 주기판에 대향하여 액정 패널의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판을 준비하는 단계와, 상기 상하부 주기판 상에 있는 정렬 마크를 이용하여 가고정한 후, 상하부 주기판의 오정렬 정도를 기억하는 단계와, 상기 핫 프레스 장치 내부에 장착되고 상하부 주기판이 접하는 상반 및 하반의 온도를 상기 상하부 주기판의 오정렬 정도에 따라 서로 다르게 조절하여 상기 상하부 주기판의 길이를 조정하며 가압하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시소자의 핫 프레스 장치 및 이를 이용한 합착 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 TFT 어레이가 하부 주기판에 구성되며, 칼라 표시용의 칼라 필터층이 상부 주기판에 구성되며, 상기 상하 주기판 사이에 액정 주입 방식으로 액정층이 형성되는 액정표시소자를 예를 들어 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 하부 주기판과 상부 주기판 정렬시 나타날 수 있는 정렬 마크의 정렬 정도를 나타낸 것이다.
여기서는 2대의 카메라로 정렬 공정을 진행하고 있으며, 정렬 마크를 읽어들이는 부위는 상하부 주기판(12, 11)의 대각선 방향으로 1번 마크 영역(A)과, 3번 마크 영역이다. 이 경우 외에 정렬 정도를 확인하는 마크 영역의 위치를 바꾸어 2대의 카메라로 다른 대각선 방향인 2번 마크 영역과 4번 마크 영역을 읽어들여 정렬 정도를 확인할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에서 설명한 바와 같이, 상하부 주기판(12, 11)의 크기 차이 또는 오정렬이 발생하였을 때는 합착시 원래의 대향하여 할 상하부 주기판(12, 11)의 위치가 정확히 맞지 않게 되며, 그 정도가 심한 경우에는 합착된 액정 셀을 이용하지 못할 경우도 발생한다.
도시되지는 않았지만, 가고정시 상하부 주기판(12, 11)이 정상 정렬하게 되면 상기 하부 주기판의 하부 정렬 마크(107)가 상기 상부 주기판의 상부 정렬 마크(108)의 중앙에 위치하게 된다.
합착 공정은 먼저, 상하부 주기판(12, 11)이 서로 정렬 마크를 맞추어 일차 정렬한 가고정한 다음, 핫 프레스 공정을 진행하는 데, 어느 한쪽 기판의 길이가 늘거나 기판이 휘는 현상이 발생하여 상하부 주기판(12, 11)간의 정렬 마크 간격이 다르다면, 상기 상부 정렬 마크(108)에 상기 하부 정렬 마크(107)가 위치하는 정도로 확인이 가능할 것이다.
이 때, 수율을 높이기 위해서는 오정렬이나 기판의 크기 차이를 보정하여 주어야 하는데, 본 발명에서는 그 보정을 상하부 주기판(12, 11) 한 쌍을 매엽식으로 합착하는 핫 프레스 장치에서 진행하며, 이러한 핫 프레스 장치와 이를 이용한 합착 방법을 다음에서 설명한다.
도 5a 내지 5b는 도 4a 내지 도 4b의 각 경우를 보정하는 쉬트를 형성한 본 발명 액정표시소자의 핫 프레스 장치의 개략도이다.
먼저, 도 4a와 같이, 하부 주기판(11)의 하부 정렬 마크(107)가 상부 주기판(12)의 상부 정렬 마크(108)의 안쪽에 위치할 경우, 마크 간격 차이가 발생하므로, 상하 주기판 정렬을 위해 하부 주기판(11)을 상대적으로 늘리고 상부 주기판(12)을 줄여 줄 필요가 있다.
이 때, 본 발명의 액정표시소자의 핫 프레스 장치는 도 5a와 같이, 하부 주기판(11)이 접하는 하부 정반(51) 상에 볼록한 곡면을 갖는 모양으로 형성하여 제 1 하부 쉬트(53)를 배치시키고, 상부 주기판(12)이 접하는 상부 정반(52) 상에는 오목한 곡면을 갖는 모양으로 형성한 제 1 상부 쉬트(54)를 배치시킨다.
이와 같은 하부 정반(51) 및 상부 정반(52)에 배치된 하부 쉬트(53)와 상부 쉬트(54) 사이에 상하부 주기판을 장착한 후 이를 핫 프레스(150℃ 내외의 열을 가하면서 압축) 공정을 진행하게 되면 볼록한 곡면이 닿게 되는 하부 주기판(11)은 가로 길이가 늘고 오목한 곡면이 닿는 상부 주기판(12)은 줄게 되어, 하부 정렬 마크(107)와 상부 정렬 마크(108)의 간격 차이가 보정된다.
또한, 도 4b와 같이, 하부 주기판의(11)의 하부 정렬 마크(107)가 상부 주기판(12)의 상부 정렬 마크(108)에 비해 바깥 쪽에 위치한 경우는 하부 주기판(11)을 상대적으로 줄이거나 상부 주기판(12)을 늘려 줄 필요가 있다.
이 때 본 발명 액정표시소자의 핫 프레스 장치는 도 5b에 도시된 바와 같이, 도 5a와 반대로 하부 주기판(11)이 접하는 하부 정반(51)상에 오목한 곡면을 갖는 형상으로 제 2 하부 쉬트(55)를 배치시키고, 상부 정반(52) 상에 볼록한 곡면을 갖는 제 2 상부 쉬트(56)를 배치시킨다.
마찬가지로, 상기 제 2 상하부 쉬트(56, 55) 내부에 상하 주기판(미도시)을 장착시킨 후 핫 프레스 공정을 진행하게 되면 상부 주기판(12)이 가로 길이가 늘게되어 하부 정렬 마크(107)와 상부 정렬 마크(108)의 간격 차가 보정된다.
이와 같이, 상하부 주기판(12, 11)간의 정렬 마크(108, 107) 간격차가 발생할 경우는, 가고정시 카메라로 1번 정렬 마크 영역(A)과 3번 정렬 마크 영역(B)의 상하부 정렬 마크(108, 107)의 위치를 읽어들인 값으로, 곡면의 곡률을 조정한 쉬트를 상하부 주기판(12, 11)이 장착되는 핫 프레스 장치 상하반(52, 51) 상에 위치시켜 핫 프레스 공정을 진행함으로써, 상하부 주기판(12, 11)의 정렬 마크의 간격차를 보정한다.
실제 공정에서는, 도 5b와 같은 구성의 핫 프레스 장치를 구성하지 않고, 도 5a와 같이, 표면이 볼록한 쉬트(53)를 하반(51) 상에 갖고, 표면이 오목한 쉬트(54)를 상반(52) 상에 갖는 구성을 취하는 핫 프레스 장치만을 구성하고 진행할 수 있다.
즉, 하부 정렬 마크(107) 간격이 상부 정렬 마크(108) 간격보다 작은 경우(도 4a에 해당하는 경우)는 가고정된 상하부 주기판(12, 11)을 그대로, 즉, 상부 주기판(12)이 하부 주기판(11) 상에 올려진 상태로 핫 프레스 장치 내에 장착시켜 핫 프레스 공정을 진행하며, 하부 정렬 마크(107)의 간격이 상부 정렬 마크(108)의 간격보다 클 경우(도 4b에 해당하는 경우)는, 가고정된 상하부 주기판(12, 11)을 핫 프레스 장치에 장착할 때 뒤집어서, 하부 주기판(11)이 상부 주기판(12)에 대해 위쪽을 향하도록 하여 핫 프레스 공정을 진행한다.
한편, 도 4c와 같이, 하부 주기판(11)이 상부 주기판(12)과 가고정시, 어느 하나의 주기판이 일 방향으로 치우쳤을 경우는 가고정할 때 오정렬한 경우로서, 핫프레스 장치에서 오정렬을 보상하는 것이 아니라, 정렬 마크 간격을 이용하여 상하부 주기판 중 하나를 쉬프트시켜 보상할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 액정표시소자의 핫 프레스 장치는 도 4a 내지 도 4b에 도시된 각 경우에 대응하여 도 5a 내지 도 5b에 도시된 각 형상의 쉬트를 배치시켜 핫 프레스(Hot Press) 공정을 진행함으로써, 상하부 주기판(12, 11)의 상하부 정렬 마크(108, 107) 간격 차이를 보정한다.
본 발명 다른 실시예의 액정표시소자의 핫 프레스 장치를 설명한다.
도 6은 본 발명 다른 실시예의 핫 프레스 장치를 나타낸 개략도이다.
다른 실시예의 액정표시소자의 핫 프레스 장치는 반전기를 포함한 것이 특징이다.
도 6에 도시된 합착 장치와 쉬트는 하부 정렬 마크(107)가 상부 정렬 마크(108)의 안쪽에 있거나, 바깥 쪽에 있거나, 모두 대응 가능한 것으로, 도 5a 또는 도 5b에 도시된 핫 프레스 장치에 반전기를 포함하여 구성한다.
이 경우, 가고정된 상하부 주기판(12, 11)을 핫 프레스 장치에 장착시키기 전, 먼저 상하부 주기판(12, 11)의 상하부 정렬 마크(108, 107) 간격을 판단한 후, 필요에 따라 상반 및 하반을 원 상태로 놓을 것인지 또는 반전시켜 놓을 것인지를 결정한다.
상기에서 설명한 쉬트들(53, 54, 55, 56, 63, 64)은 모두 탈착 가능한 쉬트로, 상기 핫 프레스 장치에 상하부 주기판이 장착된 후에는, 상하부 주기판과 함께 이동되어 공정이 진행된다.
본 발명 액정표시소자의 핫 프레스 장치를 이용한 합착 방법은 다음과 같다.
먼저, 액정 패널의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판(11)과 상기 하부 주기판(11)에 대향하여 액정 패널의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판(12)을 준비한다.
이어, 상기 상하부 주기판(12, 11) 상에 있는 정렬 마크를 이용하여 가고정한 후 상하부 주기판(12, 11)의 오정렬 정도를 기억한다.
이어, 상기 상하부 주기판(12, 11)이 장착되는 핫 프레스 장치의 상반(52)과 하반(51)에 각각 상기 상하부 주기판(12, 11)의 오정렬 정도를 보상하는 제 1, 제 2 쉬트를 구비한다.
상기 제 1, 제 2 쉬트는 상기 상하부 주기판(12, 11)의 가고정시 수치화된 각 주기판간의 정렬 마크 간격을 이용하여 그 곡률 정도를 조정한다.
예를 들어, 도 4a와 같이, 상기 상하부 주기판(12, 11)을 가고정 후, 상부 주기판(12)의 상부 정렬 마크(108) 간격이 하부 주기판(11)의 하부 정렬 마크(107) 간격보다 큰 경우는, 도 5a와 같이, 상기 상부 주기판(12)이 접하는 제 1 쉬트는 표면이 오목한 곡면을 갖는 제 1 상부 쉬트(54)로 구비하고, 상기 하부 주기판이 접하는 제 2 쉬트는 표면이 볼록한 곡면을 갖는 제 1 하부 쉬트(53)로 구비한다.
또는, 도 4b와 같이, 상기 상하부 주기판(12, 11)을 가고정 후, 상부 주기(12)판의 상부 정렬 마크(108) 간격이 하부 주기판(11)의 하부 정렬 마크(107) 간격보다 작은 경우는, 도 5b와 같이, 상기 상부 주기판이 접하는 제 1 쉬트는 표면이 볼록한 곡면을 갖는 제 2 상부 쉬트(56)로 구비하고, 상기 하부 주기판이 접하는 제 2 쉬트는 표면이 오목한 곡면을 갖는 제 2 하부 쉬트(55)로 구비한다.
합착 공정 중에서는 상기 제 1, 제 2 상부 쉬트(54, 56), 상기 제 1, 제 2 하부 쉬트(53, 55)를 이용하여 하는 핫 프레스 공정은 지그(JIG) 단위로 이루어져, 상하부 주기판과 동시에 이동, 배치된다. 이러한 쉬트들(53, 54, 55, 56)은 1회용으로, 상하부 주기판(12, 11)의 길이 차이가 발생했을 각 경우에 대응하여 패터닝된 쉬트로 배치 및 형성하는 것이며, 실제 상하부 주기판(12, 11)을 합착하는 공정을 완료한 후에는 제거되는 것이다.
여기서 상기 핫 프레스 장치 내부의 가압 공정은 한 쌍의 상하부 주기판(12, 11)을 단위로 하여 이루어진다.
이어, 상기 핫 프레스 장치 내부에 상하부 주기판(12, 11)을 장착하여 소정 온도에서 가압하여 합착 공정을 완료한다.
본 발명의 다른 실시예의 액정표시소자의 핫 프레스 장치를 이용한 합착 방법으로 합착 공정시 상부 주기판(12)과 하부 주기판(11)에 가해지는 가열 및 냉각 온도에 차이를 주어 주기판간의 수축(shrinkage) 정도를 조절하여 크기를 보정하는 방법을 취할 수도 있다.
즉, 온도가 다를 때 열팽창 정도의 차이가 발생하는 현상을 이용하여 크기가 작은 쪽의 주기판에 상대적으로 높은 온도를 주어 핫 프레스 공정을 진행시켜, 상대적으로 높은 온도에 노출된 주기판을 더 늘리는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자의 합착 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 칼라 필터층이 형성되는 상부 주기판과 TFT 어레이가 형성되는 하부 주기판간의 정렬 마크 간격 차이가 존재하더라도 핫 프레스 공정시 곡면이 있는 쉬트를 이용하여 각 주기판의 휘는 방향 및 크기를 조절함으로써, 상기 정렬 마크 간격 차이를 보정할 수 있다.
둘째, 상부 주기판과 하부 주기판을 가고정하는 공정까지, 두 기판간의 정렬 마크 간격 차이가 발생하여도 상기 가고정시 읽어들인 상하부 주기판의 정렬 정보를 이용하여 상하부 주기판간의 정렬 간격 차이를 보정하여 화상 검사시의 빛샘 불량을 예방할 수 있다.

Claims (8)

  1. 내부에 가고정된 상하부 주기판을 장착하여 일정한 셀 갭을 갖기까지 가압하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치에 있어서,
    상반 및 하반;
    볼록한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 하나에 형성된 제 1 쉬트;
    오목한 표면을 갖고 상기 상반 및 하반 중 나머지 하나에 형성된 제 2 쉬트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 쉬트 및 상기 제 2 쉬트는 상기 상반 및 하반으로부터 탈착 가능한 쉬트임을 특징으로 하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 쉬트 및 제 2 쉬트는 표면의 곡률 반경이 서로 다른 복수개의 쉬트를 구비함을 특징으로 하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 쉬트는 상기 상하부 주기판의 가고정시 수치화된 각 주기판간의 정렬 마크 간격에 상응하는 곡률 반경을 가짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 핫 프레스 장치.
  5. 액정 패널의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판과 상기 하부 주기판에 대향하여 액정 패널의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판을 준비하는 단계;
    상기 상하부 주기판 상에 있는 정렬 마크를 이용하여 가고정한 후 상하부 주기판의 오정렬 정도를 기억하는 단계;
    상기 상하부 주기판이 장착되는 핫 프레스 장치의 상반과 하반에 각각 상기 상하부 주기판의 오정렬 정도를 보상하기 위한 곡률 반경을 갖는 제 1, 제 2 쉬트를 구비하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 쉬트 사이에 상기 상하부 주기판을 장착하여 소정 온도에서 가압하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 합착 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 핫 프레스 장치 내부의 가압 공정은 한 쌍의 상하부 주기판을 단위로 하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 합착 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 상하부 주기판을 가고정 후,
    상부 주기판의 정렬 마크 간격이 하부 주기판의 정렬 마크 간격보다 큰 경우
    상기 상부 주기판이 접하는 제 1 쉬트는 표면이 오목한 곡면을 갖는 쉬트로구비하고, 상기 하부 주기판이 접하는 제 2 쉬트는 표면이 볼록한 곡면을 갖는 쉬트로 구비함을 특징으로 하는 액정표시소자의 합착 방법.
  8. 액정 패널의 하부 기판이 복수개 형성된 하부 주기판과 상기 하부 주기판에 대향하여 액정 패널의 상부 기판이 복수개 형성된 상부 주기판을 준비하는 단계;
    상기 상하부 주기판 상에 있는 정렬 마크를 이용하여 가고정한 후, 상하부 주기판의 오정렬 정도를 기억하는 단계;
    상기 핫 프레스 장치 내부에 장착되고 상하부 주기판이 접하는 상반 및 하반의 온도를 상기 상하부 주기판의 오정렬 정도에 따라 서로 다르게 조절하여 상기 상하부 주기판의 길이를 조정하며 가압하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 합착 방법.
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