KR20070001703A

KR20070001703A - 액정표시장치용 편광판 부착설비

Info

Publication number: KR20070001703A
Application number: KR1020050057321A
Authority: KR
Inventors: 임배혁; 홍권삼; 이정호; 이남석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-04

Abstract

편광판 부착 시 발생하는 기포를 감소시키고, 액정패널에 균일하게 부착되도록 하는 액정표시장치용 편광판 부착설비가 제공된다. 액정표시장치용 편광판 부착설비는, 액정패널을 이동시키는 이송롤러와, 이송롤러의 종단부에 위치하고 이송롤러로부터 유입되는 액정패널의 일면과 접촉하여 액정패널을 이동시키는 제1 압착롤러와, 액정패널의 타면에 편광판을 압착하도록 액정패널을 중심으로 제1 압착롤러와 대향하여 배치되고, 중간부분의 반경이 끝부분 반경보다 큰 제2 압착롤러를 포함한다.

액정표시장치, 편광판, 부착

Description

액정표시장치용 편광판 부착설비{Apparatus for attaching polarizer to liquid crystal display}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 부착설비가 사용되는 액정셀 공정의 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 부착설비의 사시도이다.

도 3은 도 2의 편광판 부착설비를 Ⅲ-Ⅲ' 선으로 자른 단면도이다.

도 4는 도 3의 편광판 부착설비를 Ⅳ- Ⅳ' 선으로 자른 단면도이다.

도 5는 도 1의 편광판 부착설비에 사용되는 제2 압착롤러의 부분절개 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 편광판 부착설비 201 : 액정패널

202 : 편광판 210 : 상부테이블

220 : 하부테이블 230 : 제1 압착롤러

240 : 제2 압착롤러 250 : 이송롤러

260 : 편광판 이송롤러 270 : 진공흡착판

501 : 실린더형 강체봉 502 : 외피

본 발명은 액정표시장치용 편광판 부착설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대형 액정패널에 편광판을 부착시키는 압착롤러를 포함하는 액정표시장치용 편광판 부착설비에 관한 것이다.

최근 현대사회가 정보사회화가 되어감에 따라 정보표시장치의 하나인 액정표시장치는 그 중요성이 점차 증가되는 추세에 있으며, 특히 그것이 갖고 있는 소형화, 경량화, 저전력 소비화 등의 장점 때문에, 액정표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되는 추세에 있다.

액정표시장치에는 단순 매트릭스형 또는 액티브(active) 매트릭스형이 있다. 단순 매트릭스형 액정표시장치에는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic ; TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(Super Twisted Nematic ; STN) 액정표시장치가 있다. 액티브 매트릭스 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 각 화소에 비선형 특성을 갖춘 액티브 소자를 부가하여 이 소자의 스위치특성을 이용하여 각 화소의 동작을 제어하는 장치이다. 이러한 액티브 매트릭스 액정표시 장치로는, 통상 3단자형인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)가 이용되며, 2단자형인 MIM(Metal Isulator Metal)등 박막다이오드(Thin Film Diode ; TFD)가 사용되기도 한다.

통상, 종래의 액정표시장치는 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판에 각각 투명전극을 형성하고, 액정의 유전이방성을 한정하는 배향막을 적층하며, 이 렇게 형성된 두 표시판을 실링하고, 두 표시판 사이에 액정을 주입한 후 밀봉하여 완성된다.

이렇게 완성된 액정표시장치용 패널을 이루는 박막트랜지스터 표시판 및 공통전극 표시판의 최외곽면에는 실제적으로 디스플레이 효과를 얻기위해 편광판이 부착되며, 이 편광판은 액정을 투과한 빛 중 특정 방향으로 강하게 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시키는 역할을 한다.

또한 편광판은 액정패널에 부착되기 위하여 일면에 접착제가 도포되어 있고, 이 접착제의 표면에 편광판의 손상, 오염 등의 치명적인 결함을 방지하기 위한 보호필름이 부착되어있다. 이러한 보호필름은 편광판이 액정패널에 부착되기 전에 제거된다.

이러한 편광판을 액정패널에 부착하기 위해 압착롤러를 이용한 편광판 부착설비가 개발되었다.

종래기술에 의한 편광판 부착설비에 사용되는 압착롤러는 실린더형 구조로 이루어져 있는데, 액정패널의 크기가 대형화됨에 따라 편광판 부착설비의 압착롤러의 길이가 길어짐에 따라 편광판 부착 시 중앙부분에 기포가 많이 발생하여 편광판이 액정패널에 균일하게 붙지 않는 문제가 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 대형사이즈 액정패널에 편광판을 부착 시, 편광판을 액정패널에 균일하게 부착할 수 있는 액정표시장치용 편광판 부착설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 부착설비는 액정패널을 이동시키는 이송롤러와, 이송롤러의 종단부에 위치하고, 이송롤러로부터 유입되는 액정패널의 일면과 접촉하여 액정패널을 이동시키는 제1 압착롤러와, 액정패널의 타면에 편광판을 압착하도록 액정패널을 중심으로 제1 압착롤러에 대향하여 배치되고, 중간부분의 반경이 끝부분 반경보다 큰 제2 압착롤러를 포함한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 액정표시장치의 제조공정에 사용되는 본 발 명의 일 실시예에 따른 편광판 부착 설비에 대하여 설명한다.

액정표시장치의 제조공정은 크게 박막트랜지스터 표시판 제조 공정과, 공통전극 표시판 제조 공정과, 액정셀(cell) 공정과, 모듈(module) 공정 등의 4단계로 나누어질 수 있다.

우선 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판 제조 공정은 동시에 또는 순차적으로 진행될 수 있다. 박막트랜지스터 표시판은 투명 기판상에 형성된 박막트랜지스터 어레이와, 각 박막트랜지스터에 연결된 화소전극을 포함한다. 공통전극 표시판은 투명 기판상에 형성된 색상을 구현하는 RGB칼라필터와, 투명기판 전면에 형성된 공통전극을 포함한다.

이와 같이 제작된 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판 사이에 액정을 주입하고 편광판을 부착하는 일련의 제조공정을 액정셀 공정이라 한다.

액정 셀 공정에서 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 부착 설비가 사용된다.

이렇게 액정셀 공정이 끝난 액정패널을 구동에 필요한 회로를 조립하는 제조공정을 모듈 공정이라 한다.

이하 도 1을 참조하여 액정표시장치의 액정셀 공정에 대하여 상세히 설명한다.

기 제조된 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판에 폴리이미드계의 고분 자 화합물 등을 포함하는 배향막을 인쇄한다(S10). 그리고, 부드러운 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 러빙(rubbing)한다(S12).

여기서 배향막은 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판의 동적 화소영역에만 형성되도록 하고, 넓은 면적에 균일한 두께로 인쇄되도록 하는 것이 중요하다. 또한, 인쇄된 배향막은 러빙을 통해 액정분자들이 배향막의 표면에서 제한된 일정한 방향으로 배열되도록 하여 균일한 디스플레이 특성을 갖도록 한다.

두 장의 표시판 사이에 액정을 주입하기 위하여 씰(seal)패턴을 형성한다(S14). 씰 패턴은 박막트랜지스터 표시판의 동적 화면 주변부에 열 경화성 수지를 이용하여 주머니 형태로 형성한다. 이러한 씰 패턴은 공통전극 표시판에 형성될 수도 있다.

씰 패턴 형성 후, 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판 사이의 전기적인 연결을 위해 단락(short)을 형성한다(S16). 여기서 단락은 씰 패턴의 바깥쪽에 형성하여 단락물질에 의한 액정분자의 오염을 최소화 한다.

공통전극 표시판에도 박막트랜지스터 표시판에서와 동일하게 배향막을 인쇄하고(S20), 배향막을 일정한 방향으로 러빙한다(S22).

그리고, 박막트랜지스터 표시판과의 일정한 이격거리를 유지하기 위해 스페이서(spacer)를 산포한다(S24). 스페이서는 두 표시판 사이의 일정한 이격거리를 유지하여 액정패널의 응답 속도나 컨트라스(contrast)비, 시야각 등을 좋게 하지만, 액정분자의 배향을 방해하는 불순물의 존재와 같기 때문에 밀도는 어느 수준 이하로 조절해야 하며, 그 밀도도 화면 전체에서 균일하게 유지해 주어야 한다. 이 러한 스페이서는 박막트랜지스터 표시판에 산포될 수도 있다.

이렇게 완성된 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판을 일정한 이격거리를 유지하면서, 주어진 설계마진에 의한 정밀한 정렬도로 정렬하여 합착한다(S30).

이와 같이 서로 합착된 박막트랜지스터 표시판과 공통전극 표시판으로 구성된 액정패널에 열 또는 자외선을 인가하여 씰 패턴을 경화시킨다(S40).

씰 패턴의 경화가 완료되면 합착된 액정패널을 셀(cell) 단위로 절단·분리한다(S50). 이 때, 다이아몬드 재질의 펜으로 액정패널의 표면에 컷팅 라인을 형성하여, 충격을 가하여 액정셀 단위로 분리한다.

그 후, 액정패널의 내·외의 압력차를 이용한 진공주입법으로 액정을 주입하고, 주입구에서 액정이 흘러나오지 않도록 밀봉한다(S60). 이 때 밀봉한 곳을 자외선을 조사하여 경화할 때, 액정이 손상되지 않도록 주의하여야 한다. 이러한 액정주입공정은 진공주입법 이외에 액정적하주입법(one drop filling)을 이용하여 액정을 주입할 수도 있다.

이렇게 완성된 액정패널은 전기적·광학적 검사를 거쳐(S70), 액정패널의 상·하단부에 편광판을 부착한다(S80). 여기서 편광판은 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛은 투과시키고, 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 빛들은 흡수 및 반사하여 특정한 방향으로 진동하는 빛을 만들어낸다. 또한 편광판은 입사광을 편광시키는 고분자 편광매질을 중심으로 양쪽에 지지체가 형성되고, 접착층에 편광판을 보호하기 위한 보호필름이 접착되어 있는 구조로 이루어져있다.

이러한 편광판의 부착공정에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하 게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 부착설비의 사시도이고, 도 3은 도 2의 편광판 부착설비를 Ⅲ-Ⅲ' 선으로 자른 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시장치용 편광판 부착설비(200)는 제1 압착롤러(230)와, 제2 압착롤러(240)와, 이송롤러(250)와, 상부테이블(210)과, 하부테이블(220)과, 진공흡착판(270)을 포함한다.

이송롤러(250)는 액정패널(201)의 일면에 접촉하여, 액정패널(201)을 롤러들의 회전에 의해 상부테이블(210)의 하부로 이송한다.

상부테이블(210)은 이송롤러(250)를 통해 이동된 액정패널(201)을 고정시킨다. 이때 상부테이블(210)은 진공흡착 등의 방법을 이용하여 액정패널(201)을 고정시킬 수 있다.

제1 압착롤러(230)는 상부테이블(210)과 이송롤러(250)의 종단부에 위치하여 상부테이블(210)에 고정되어있던 액정패널(201)을 이동시킨다. 여기서 제1 압착롤러(230)는 실린더형 강체봉과 강체봉의 외주면을 감싸서 충격을 흡수하는 실리콘 또는 에폭시 소재의 외피를 포함하며, 액정패널(201)에 소정의 압력을 가할 수 있도록 제작된다.

하부테이블(220)은 이송롤러(250)의 하단부에 위치하며, 외부로부터 유입된 편광판을 진공흡착하여 고정 시킨다. 하부테이블(220)은 편광판(202)을 이동시키는 편광판 이송롤러(260)와, 편광판 이송롤러를 통해 이송된 편광판(202)을 흡착·고정시키는 진공흡착판(270)을 포함한다.

편광판(202)이 진공흡착되어 고정되는 부분의 일면에는, 제2 압착롤러(240)가 연결되고, 타면에는 상·하로 움직이는 축(280)이 구성되어, 축(280)을 중심으로 제1 압착롤러(230)로부터 소정의 이격거리까지 테이블을 들어올린다.

축(280)에 의해 들어올려진 하부테이블(220)에 고정되어 있던 편광판(202)은 상부테이블(210)에 고정되어 있던 액정패널(201)과 서로 얼라인 되어, 제1 압착롤러(230)와 제2 압착롤러(240)의 회전에 의해 서로 압착된다.

제2 압착롤러(240)는 하부테이블(220)에 연결되어 있으며, 이동된 액정패널(201)을 중심으로 제1 압착롤러(230)에 대향하여 위치한다. 여기서 제2 압착롤러(240)는 제1 압착롤러(230)와 마찬가지로 실린더형 강체봉과 강체봉의 외주면을 감싸서 충격을 흡수하는 실리콘 또는 에폭시 소재의 외피를 포함하며, 편광판(202)에 소정의 압력을 가할 수 있도록 제작된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 압착롤러(230)와 제2 압착롤러(240)는 실린더형 강체봉(402,404)과, 강체봉의 외주면을 감싸며 충격을 흡수하는 실리콘 또는 에폭시 소재의 외피(401,403)를 포함하며, 액정패널(201)과 편광판(202)에 소정의 압력을 가할 수 있도록 서로 대향하여 위치한다.

또한 제1 압착롤러(230)와 제2 압착롤러(240)의 끝부분의 이격거리(r)는 액정패널(201)의 두께(t1)와 편광판(202)의 두께(t2)의 합보다 작게 한다(r<t1+t2). 여기서 제2 압착롤러(240)의 끝부분과 편광판(202)의 끝부분은 서로 접촉되고, 제2 압착롤러(240)와 편광판(202)과의 접촉면은 편평하게 밀착된 형태로 된다. 이때 제 2 압착롤러(240)의 중간부분은 끝부분보다 강한 압력을 제공하여, 액정패널(201)에 편광판(202)을 균일하게 부착한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 압착롤러(240)는 실린더형 구조의 강체봉(404)과 강체봉의 외주면을 감싸서 충격을 흡수하는 실리콘 또는 에폭시 재질로 이루어진 외피(403)을 포함한다.

또한 제2 압착롤러(240)의 중간부분의 외피(403)의 반경(r1)은 끝부분의 외피(403)의 반경(r2)보다 큰 형태로 하여(r1>r2), 제2 압착롤러(240)의 중간부분이 끝부분보다 강한 압력을 제공할 수 있도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치용 편광판 부착설비에 의하면, 대형 사이즈의 액정패널에 편광판을 부착 시, 편광판의 중간 부분이 끝 부분에 비해 더 강한 압력으로 압착되어 가운데 부분에 발생되는 기포가 현저히 감소하고, 편광판이 액정패널에 균일하게 부착되는 장점이 있다.

Claims

액정패널을 이동시키는 이송롤러;

상기 이송롤러의 종단부에 위치하고, 상기 이송롤러로부터 유입되는 상기 액정패널의 일면과 접촉하여 상기 액정패널을 이동시키는 제1 압착롤러; 및

상기 액정패널의 타면에 편광판을 압착하도록 상기 액정패널을 중심으로 상기 제1 압착롤러에 대향하여 배치되고, 중간부분의 반경이 끝부분 반경보다 큰 제2 압착롤러를 포함하는 액정표시장치용 편광판 부착설비.
제1 항에 있어서,

상기 제2 압착롤러와 연결되어 상기 편광판을 상기 제2 압착롤러에 제공하는 하부테이블을 더 포함하고,

상기 하부테이블은 일면에 위치하여 상기 편광판을 진공흡착 할 수 있는 진공흡입판을 포함하는 액정표시장치용 편광판 부착설비.
제1 항에 있어서,

상기 제1 압착롤러의 끝부분과 상기 제2 압착롤러의 끝부분의 이격거리는 상기 액정패널과 상기 편광판의 두께의 합보다 작은 액정표시장치용 편광판 부착설비.
제1 항에 있어서, 상기 제2 압착롤러는,

회전 중심축이 되는 실린더형 강체봉; 및

상기 강체봉의 외주면을 감싸며 상기 강체봉의 중간부분의 반경이 상기 강체봉의 끝부분의 반경보다 큰 외피를 포함하는 액정표시장치용 편광판 부착설비.
제4 항에 있어서,

상기 외피는 실리콘 또는 에폭시 재질로 이루어진 액정표시장치용 편광판 부착설비.