KR20070038211A

KR20070038211A - 액정 표시 장치 제조용 압착 장치

Info

Publication number: KR20070038211A
Application number: KR1020050093246A
Authority: KR
Inventors: 김동원; 황일권
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2007-04-10

Abstract

액정 표시 장치 제조 공정 중, 액정 패널의 주변 영역에 신호 전송 부재를 실장하는 압착 공정에 사용되는 압착 장치가 개시된다. 압착 장치는 지지 유닛, 단차 보상 부재 및 가압 유닛을 포함한다. 지지 유닛은 액정 패널 및 신호 전송 부재를 포함하는 피압착 부재를 지지하는 지지면을 갖는다. 단차 보상 부재는 피압착 부재의 양 측부에 배치되도록 상기 지지면 상에 형성된다. 가압 유닛은 지지 유닛의 상부에 배치되어, 상기 피압착 부재 및 상기 단차 보상 부재를 가압한다. 이에 따라, 압착 공정 시 발생하는 압착면의 변형에 따른 평탄도 저하를 효과적으로 억제하는 압착 장치를 제공할 수 있다.

단차 보상 부재, 열 플럭스, 열전도도

Description

액정 표시 장치 제조용 압착 장치{PRESS DEVICE FOR MANUFACTURING LIQUID DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압착 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에서 도시된 압착 장치를 Ⅰ-Ⅰㅄ을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에서 도시된 압착 장치에 의해 피압착 부재가 압착된 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압착 장치의 단차 보상 부재의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3 : 액정 패널 6 : 신호 전송 부재

7 : 이방성 도전 필름 8 : 단차 조정 시트

10 : 지지 유닛 12 : 단차 보상 부재

20 : 가압 유닛 30, 40 : 제1 및 제2 가열 유닛

50 : 조정 유닛 100 : 압착 장치

본 발명은 액정 표시 장치 제조용 압착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 패널에 신호 전송 부재를 균일하게 압착시키는 압착 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치에는 박막 트랜지스터 패턴들을 구동시키기 위한 구동 회로가 사용된다. 이때, 구동 회로에서 공급하는 신호들을 박막 트랜지스터 패턴들이 위치하는 액정 패널에 전송하기 위해서 다수의 드라이버 집적 회로(Driver IC)가 필요하다. 드라이버 집적 회로를 액정 패널에 실장하는 방식은 별도의 구조물 없이 액정 패널에 드라이버 집적 회로를 직접 실장하는 방식인 씨오지(COG, Chip On Glass) 방식과, 드라이버 집적 회로가 탑재된 테이프 캐리어 패키지(TCP, Tape Carrier Package) 또는 칩 온 필름(COF, Chip On Film)을 통해 드라이버 집적 회로를 간접적으로 액정 패널에 실장하는 방식인 탭(TAB, Tape Automated Bonding) 방식이 있다.

탭 방식을 사용할 경우, 드라이버 집적 회로가 탑재된 테이프 캐리어 패키지 또는 칩 온 필름은 일종의 신호 전송 부재로서의 역할을 하게 되며, 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive film)을 통해 액정 패널과 접착된다. 마찬가지로, 액정 패널에 인접하며 구동 회로가 인쇄된 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)에 신호 전송 부재를 접착시키는 경우에도 이방성 도전 필름이 이용될 수 있다.

이때, 상술한 방식으로 신호 전송 부재를 액정 패널에 안정적으로 실장시키기 위해서는, 이방성 도전 필름이 개재된 액정 패널과 신호 전송 부재에 적당한 압력과 열이 가해져야 한다.

열과 압력을 가하기 위한 장치로서, 일반적으로 신호 전송 부재와 액정 패널이 놓이는 지지 유닛과 신호 전송 부재에 압력을 가하는 가압 유닛으로 구성된 압착 장치가 사용된다. 이때, 지지 유닛과 가압 유닛을 가열하기 위한 가열 유닛이 함께 사용될 수 있다.

이방성 도전 필름을 통해 신호 전송 부재와 액정 패널을 접합하는 과정은 압착 장치의 가압 유닛을 이용한 열 압착 과정을 통해 이루어지며, 이 과정에서 압착 유닛의 평탄도 관리는 매우 중요한 요소로 작용한다.

그런데, 압착 장치의 지지 유닛 및 가압 유닛의 폭이 액정 패널의 폭보다 클 경우, 액정 패널에 의해 커버되는 부분과 커버되지 않는 부분 사이에는 열전도도 차이에 의해 국부적으로 온도 차이가 발생하므로, 각 부분 사이에는 열에 의한 변형 정도가 달라져 전체적으로 보아 평탄도가 낮아지는 문제점이 발생한다. 또한, 지지 유닛 및 가압 유닛의 각 부분에 따라 액정 패널 및 테이프 캐리어 패키지와 실제로 접촉하는지 여부가 달라지므로 압력에 의한 변형 정도의 차이도 발생하여 평탄도 저하를 유발하게 된다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반복적인 압착 공정 시에도 신호 전송 부재를 액정 패널에 균일하게 압착되도록 하는 액정 표시 장치 제조용 압착 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 압착 장치는 지 지 유닛, 단차 보상 부재 및 가압 유닛을 포함한다. 상기 지지 유닛은 액정 패널 및 신호 전송 부재를 포함하는 피압착 부재를 지지하는 지지면을 갖는다. 상기 단차 보상 부재는 상기 피압착 부재의 양 측부에 배치되도록 상기 지지면 상에 형성된다. 상기 가압 유닛은 상기 지지 유닛의 상부에 배치되어, 상기 피압착 부재 및 상기 단차 보상 부재를 가압한다.

이러한 압착 장치에 의하면, 상기 지지 유닛 및 가압 유닛보다 상기 피압착 부재의 너비가 작은 경우라도 상기 단차 보상 부재를 상기 피압착 부재 측부에 배치함으로써, 상기 지지 유닛 및 가압 유닛 전체 영역에서 열과 압력이 균일하게 분포하도록 할 수 있다. 따라서 상기 열 및 압력에 의한 변형의 차이를 줄여, 상기 피압착 부재가 균일한 상태로 압착되도록 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압착 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시된 압착 장치를 Ⅰ-Ⅰㅄ을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2에서 도시된 압착 장치에 의해 피압착 부재가 압착된 상태를 나타내는 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압착 장치의 단차 보상 부재의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 압착 장치(100)는 지지 유닛(10), 단차 보상 부재(12), 가압 유닛(20), 제1 가열 유닛(30), 제2 가열 유닛(40) 및 조정 유닛(50)을 포함한다.

상기 지지 유닛(10)은 액정 표시 장치의 액정 패널(3)과 신호 전송 부재(6) 를 포함하는 피압착 부재를 지지하는 역할을 한다. 상기 액정 패널(3)은 하부의 박막 트랜지스터 기판(1)과 상부의 컬러 필터 기판(2)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터 기판(1) 중 상기 컬러 필터 기판(2)에 의해 커버되지 않는 주변 영역에는 구동 회로에서 공급되는 신호를 상기 액정 패널(3)로 전송하기 위한 상기 신호 전송 부재(6)가 실장된다.

상기 신호 전송 부재(6)로서 베이스 필름(4)에 드라이버 집적 회로(5)가 탑재된 테이프 캐리어 패키지가 사용될 수 있으며, 상기 테이프 캐리어 패키지는 탭 방식에 의해 상기 액정 패널(3)에 실장된다. 이때, 상기 테이프 캐리어 패키지를 상기 액정 패널(3)에 실장하기 위해서 이방성 도전 필름(7)이 개재된다.

상기 가압 유닛(20)은 상기 피압착 부재에 압력을 가하는 역할을 한다. 즉, 상기 피압착 부재에 포함된 상기 테이프 캐리어 패키지에 일정한 압력을 가하여 상기 테이프 캐리어 패키지가 상기 액정 패널(3)에 완전히 접착되도록 한다.

상기 지지 유닛(10)에 놓이는 상기 피압착 부재를 상기 가압 유닛(20)으로 압력을 가하는 경우, 열경화성 수지인 상기 이방성 도전 필름(7)이 개재되므로 일정한 열을 함께 가하여 압착하게 된다. 따라서 상기 지지 유닛(10)과 가압 유닛(20)에 열을 가하여 각각 제1 및 제2 온도를 갖도록 하는 제1 및 제2 가열 유닛(30, 40)을 배치한다. 이때, 상기 제1 및 제2 가열 유닛(30, 40)은 각각 상기 지지 유닛(10) 및 가압 유닛(20)의 외부에 별도로 배치할 수도 있고, 상기 지지 유닛(10) 및 가압 유닛(20)의 내부에 배치할 수도 있다.

상기 제1 가열 유닛(30)은 상기 지지 유닛(10)의 하부에 배치되어, 상기 지 지 유닛(10)을 가열한다.

상기 제2 가열 유닛(40)은 상기 가압 유닛(20) 상부에 배치되어, 상기 가압 유닛(20)을 가열한다. 상기 제2 가열 유닛(40)은 상기 가압 유닛(20)과 결합된 가열 블록(42) 및 상기 가열 블록(42) 내부에 배치된 가열 부재(44)를 포함한다. 실질적으로, 상기 가열 부재(44)의 온도를 제어함으로써, 상기 가열 블록(42) 및 가압 유닛(20)의 온도가 제어된다.

한편, 상기 가열 부재(44)는 상기 가압 유닛(20)의 각 부분을 독립적으로 가열하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 가열 부재(44)는 독립적으로 제어되는 복수개의 서브 가열 부재들로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 가열 유닛(40)의 각 부분에는 서로 다른 열이 공급됨으로써, 상기 제2 가열 유닛(40)과 접촉하는 상기 가압 유닛(20) 또한 각 부분에 따라 서로 다른 온도가 형성될 수 있다. 따라서 상기 가압 유닛(20)의 각 부분에 따른 평탄도의 조절이 가능해진다.

상기 제1 온도를 상기 제2 온도보다 낮게 하는 경우, 상기 지지 유닛(10)과 가압 유닛(20)의 온도 차이로 인해 상기 가압 유닛(20)으로부터 상기 지지 유닛(10)으로 전달되는 열 플럭스가 발생하게 된다. 상기 제1 온도를 대략 100도 정도로 하고 상기 제2 온도는 대략 350도 정도로 하는 경우, 상기 열 플럭스에 의해 상기 이방성 도전 필름(7)의 온도는 대략 180도 정도로 유지되며, 이때 상기 테이프 캐리어 패키지와 액정 패널(3)의 접착 효과는 우수하다.

한편, 상기 신호 전송 부재(6)로 사용되는 상기 테이프 캐리어 패키지는 복수개가 사용되며 상기 액정 패널(3) 위에 연속적으로 배치되지는 않으므로, 상기 가압 유닛(20)에 접촉되는 면이 일정하지 않게 되어 이를 조정하기 위한 단차 조정 시트(8)가 사용될 수 있다. 이때, 상기 단차 조정 시트(8)는 상기 가압 유닛(20)과 테이프 캐리어 패키지 사이에 개재된다.

상기 조정 유닛(50)은 상기 가압 유닛(20)의 수평 레벨을 조정하기 위해 상기 가압 유닛(20) 상부에 배치된다. 또한, 열 압착을 위해 상기 제2 가열 유닛(40)을 상기 가압 유닛(20) 상부에 배치하게 되므로, 상기 조정 유닛(50)은 상기 제2 가열 유닛(40) 상부에 배치되게 된다. 상기 제2 가열 유닛(40)은 상기 가압 유닛(20)과 일체형으로 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 조정 유닛(50)은 상기 제2 가열 유닛(40)과 접촉하여 상기 가열 유닛(40)을 조정함으로써 상기 가압 유닛(20)의 수평 레벨을 조정하는 효과를 가진다.

상기 조정 유닛(50)은 조정 블록(52)에 구비된 조정 볼트(54)를 통해 상기 가압 유닛(20)의 수평 레벨을 조정한다. 상기 조정 볼트(54)는 상기 제2 가열 유닛(40) 표면과 접촉하는 푸시 조정 볼트(54a)와 상기 제2 가열 유닛(40) 내부에까지 일부가 삽입되는 풀 조정 볼트(54b)를 포함한다. 상기 푸시 조정 볼트(54a)는 상기 제2 가열 유닛(40)을 밀어 올리는 역할을 하고, 상기 풀 조정 볼트(54b)는 상기 제2 가열 유닛(40)을 끌어 내리는 역할을 한다. 이때, 상기 가압 유닛(20)의 각 위치에 따라 상기 수평 레벨을 정교하게 조정하기 위해서, 상기 푸시 조정 볼트(54a) 및 풀 조정 볼트(54b)는 각각 복수개로 형성될 수 있다.

한편, 액정 표시 장치 제조에서 반복적인 압착 공정을 수행하는 경우, 상기 지지 유닛(10)과 가압 유닛(20)에는 변형이 발생한다. 특히, 전술한 바와 같이 상 기 가압 유닛(20)은 상기 제2 가열 유닛(40)에 의해 가열되어 고온 상태에 있으므로 열적 변형이 함께 발생하게 된다. 상기 가압 유닛(20)의 변형은 압착면의 수평 레벨을 변화시켜 여러 문제점이 발생하는데, 예를 들어 압착 압력 균일도가 저하되어 접착 불량이 나타나거나, 국부적 온도 불 균일로 인해 상기 이방성 도전 필름(7)이 균일하지 않게 부착되거나, 기타 상기 단차 조정 시트(8)의 파손 등이 초래된다. 상기 가압 유닛(20)의 변형은 전술한 바와 같이, 상기 조정 유닛(50) 혹은 제2 가열 유닛(40)에 의해 조정될 수 있다.

하지만, 상기 피압착 부재에 포함되는 액정 패널(3)은 그 크기가 다양하므로, 모든 액정 패널(3)의 크기에 맞는 압착 장치를 만들 수는 없다. 따라서 상기 지지 유닛(10)의 지지면 중 상기 액정 패널(3)에 의해 커버되지 못하는 부분이 발생하며, 이는 곧 상기 지지 유닛(10) 및 가압 유닛(20)에서 상기 액정 패널(3)이 위치하는 부분과 그렇지 않는 부분 사이에 열과 압력의 불균형을 발생시킨다.

이를 해결하기 위해, 상기 단차 보상 부재(12)를 상기 지지 유닛(10)에 배치한다. 즉, 일반적으로 상기 압착 장치(100)에서 상기 지지 유닛(10) 및 상기 가압 유닛(20)의 너비(W2)가 상기 액정 패널(3)의 너비(W1)보다 크므로, 상기 지지 유닛(10)이 상기 액정 패널(3)을 지지하는 면은 상기 액정 패널(3)에 의해 커버되는 제1 영역(A1)과 커버되지 않는 제2 영역(A2)으로 구분된다. 따라서 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 상기 가압 유닛(20) 영역인 제3 영역(A3)은 상기 액정 패널(3) 및 상기 신호 전송 부재(6)를 포함하는 피압착 부재와 직접 접촉하여 가압하지만, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 가압 유닛(20) 영역인 제4 영역(A4)은 공기 이외 에는 실제로 접촉하여 가압하는 부분이 없다.

이 경우, 상기 피압착 부재의 열전도도와 상기 공기의 열전도도가 다르므로, 상기 지지 유닛(10) 및 가압 유닛(20)의 온도는 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2) 사이에 혹은 상기 제3 및 제4 영역(A3, A4) 사이에 각각 차이가 나게 되며 그로 인한 열적 변형도 차이가 나게 된다. 또한, 상기 제1 영역 및 제2 영역(A1, A2) 사이에 혹은 상기 제3 및 제4 영역(A3, A4) 사이에는 직접 가압되는 부재의 존부에 따라 압력에 의한 변형에도 각각 차이가 발생한다.

그러나 본 발명에 따르면, 상기 단차 보상 부재(12)가 상기 제2 영역(A2)에 배치되어 이를 실질적으로 커버함으로써, 상기 제4 영역(A4)도 실제로 상기 단차 보상 부재(12)를 접촉하여 가압하게 되고, 따라서 상기 열전도도 및 압력 차이에 의한 변형을 줄일 수 있다. 특히, 상기 피압착 부재로 사용되는 액정 패널(3)과 동일한 소재를 사용하거나, 혹은 적어도 열전도도가 비슷한 소재를 사용하여 상기 단차 보상 부재(12)를 형성하는 경우, 상기 열전도도의 차이는 극히 작아지게 되어 상기 각 영역 사이의 열적 변형의 차이는 줄어든다.

또한, 상기 단차 보상 부재(12)의 두께(D2)를 상기 피압착 부재의 두께(D1)와 실질적으로 동일하게 함으로써, 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2) 사이에 혹은 제3 및 제4 영역(A3, A4) 사이에 각각 발생하는 압력의 차이를 줄일 수 있어, 결국 각 영역 사이의 압력에 의한 변형의 차이도 줄어든다. 이때, 상기 단차 보상 부재(12)에 완충 작용을 하는 소재를 코팅하여 사용하면, 상기 단차 보상 부재(12)의 두께(D2)와 상기 피압착 부재의 두께(D1)에 다소간의 차이가 발생하더라도 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2) 사이에 혹은 상기 제3 및 제4 영역(A3, A4) 사이에 상기 압력의 차이는 거의 발생하지 않게 된다.

도 4를 참조하면, 상기 단차 보상 부재(12)를 구성하는 소재의 예로서, 스테인레스 강철(12a) 위에 실리콘과 테프란(Teflon)을 결합시킨 화합물(12b)을 적층하고, 그 위에 다시 실리콘 막(12c)을 코팅한 다음, 유리 섬유 막(12d)을 적층한 것이 개시되어 있다.

한편, 상기 단차 보상 부재(12)는 상기 제2 영역(A2)을 실질적으로 모두 커버하도록 형성되지만, 완전히 커버하여 상기 액정 패널(3)과 접촉하게 되면 상기 액정 패널(3)을 상기 지지 유닛(10)에 올려놓거나 교체하는 과정에서 마모가 발생할 수 있으므로 소정의 간격은 두도록 배치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 압착 장치(100)는 다양한 너비를 갖는 상기 액정 패널(3)에 상기 신호 전송 부재(6)를 압착할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하므로, 상기 단차 보상 부재(12)는 상기 지지 유닛(10)에 일체형으로 형성시키는 것 보다는, 상기 지지 유닛(10)에 부착하거나 떼어낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 액정 패널(3)의 너비에 따른 다양한 너비를 갖는 상기 단차 보상 부재(12)를 구비하여 상기 지지 유닛(10)에 착탈할 수도 있고, 혹은 일정한 너비를 갖는 상기 단차 보상 부재(12)를 구비하되 상기 지지 유닛(10)에서 수평적으로 이동 가능하도록 형성할 수도 있다.

한편, 상기 가압 유닛(20)의 상하 운동을 구동하는 부분으로서 구동 유닛(미도시)를 배치할 수 있으며, 상기 구동 유닛(미도시)은 회전 운동을 하는 실린더와 상기 실린더의 회전 운동을 상하 운동으로 변환시키는 레버를 포함할 수 있다.

또, 도시되지는 않았지만 상기 압착 장치(100)는 상기 액정 패널(3)을 상기 지지 유닛(10)에 올려놓는 또 다른 구동 유닛도 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 액정 표시 장치 제조 공정 중 액정 패널에 신호 전송 부재를 실장하는 압착 공정을 반복할 경우 발생하는 지지 유닛 및 가압 유닛의 수평 레벨 변화를 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 다양한 너비를 갖는 액정 패널을 하나의 압착 장치를 사용하여 압착할 경우 필연적으로 발생하는 액정 패널과 지지 유닛 혹은 가압 유닛 사이의 너비 차이로 인한 각 부분 간의 열적 변형 혹은 압력에 의한 변형 차이를 효과적으로 줄일 수 있다.

즉, 피압착 부재를 지지하는 지지 유닛의 지지면 중 피압착 부재의 측부에 단차 보상 부재를 배치함으로써, 피압착 부재에 의해 커버되는 영역과의 온도 및 압력 차이를 줄일 수 있다. 따라서 온도 및 압력 차이에 의해 발생되는 각 부분의 변형의 차이를 효과적으로 줄여, 압착 공정 시 지지 유닛과 가압 유닛의 압착면이 균일하게 유지되도록 할 수 있다.

본 발명에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

액정 패널 및 신호 전송 부재를 포함하는 피압착 부재를 지지하는 지지면을 갖는 지지 유닛;

상기 피압착 부재의 양 측부에 배치되도록 상기 지지면 상에 형성된 단차 보상 부재; 및

상기 지지 유닛의 상부에 배치되어, 상기 피압착 부재 및 상기 단차 보상 부재를 가압하는 가압 유닛을 포함하는 압착 장치.
제1항에 있어서, 상기 단차 보상 부재는 상기 지지 유닛에 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서, 상기 단차 보상 부재의 두께는 상기 피압착 부재의 두께와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서, 상기 단차 보상 부재는 상기 가압 유닛에 의한 압력을 완충시키는 기능을 하는 완충 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서, 상기 단차 보상 부재는 상기 액정 패널과 실질적으로 유사한 열전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서, 상기 피압착 부재는 상기 액정 패널과 상기 신호 전송 부재 사이에 개재된 이방성 도전 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서,

상기 지지 유닛을 가열하는 제1 가열 유닛; 및

상기 가압 유닛을 가열하는 제2 가열 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
제1항에 있어서,

상기 가압 유닛의 수평도를 조정하는 조정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.