KR20070066525A - 액정표시패널의 합착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시패널을 가압하는 상부 및 하부 프레스와, 상기 상부 프레스 및 하부 프레스 각각에 부착되며 액정표시패널의 크기보다 작게 형성된 상부 및 하부 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치를 제공한다.

Description

액정표시패널의 합착 장치{APPARATUS OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL BONDING}

도 1은 종래 액정표시패널의 합착 장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 합착 장치를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 액정표시패널 합착 장치의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

30: 액정표시패널 50: 열선

70: 실라인 100: 하부 프레스

101: 하부 탄성부재 120: 상부 프레스

121: 상부 탄성부재

본 발명은 액정표시패널의 합착 장치에 관한 것으로, 특히 상부 프레스와 하부 프레스에 장착된 러버의 크기를 액정표시패널의 크기보다 작게 형성한 액정표시패널의 합착 장치에 관한 것이다.

현재 표시장치로 가장 많이 사용되고 있는 것은 CRT(Cathode Ray Tube)이다. 그러나, CRT는 경박단소화에 어려움이 있기 때문에 CRT의 대체수단으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등과 같은 평판표시장치(Flat Panel Display, FPD)가 개발되어 사용되고 있다. 그 중 저소비전력과 고해상도를 가지며 대면적화가 가능한 액정표시장치가 최근에 가장 널리 사용되고 있는 추세이다.

액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이며 액정을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 컬러필터기판 및 박막트랜지스터기판을 포함하고 있다.

종래의 액정표시패널은 컬러필터 어레이가 형성된 제1 모기판 및 박막트랜지스터 어레이가 형성된 제2 모기판 중 어느 한 측에 합착제인 실란트를 도포하고 가열/가압하여 제1 및 제2 모기판을 합착한다.

액정표시패널의 합착에 사용되는 합착 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 상 부 프레스(20)에 부착된 상부 러버(21)와 하부 프레스(10)에 부착된 하부 러버(11)를 구비한다. 이러한 상부 및 하부 프레스(20, 10) 사이에 얼라인 된 액정표시패널(30)을 안착한 후 가열/가압한다. 가열과정에서 내부에서 팽창된 공기와 실란트의 열반응에 의한 가스 및 박막 트랜지스터 기판에 사용된 유기막의 열반응에 의한 가스가 발생되며 이러한 공기 및 가스는 높은 압력을 갖게 된다. 상부 프레스(20)와 하부 프레스(20)의 크기가 제1 및 제2 모기판(31, 32)의 크기보다 크게 형성되어 있어 제1 및 제2 모기판(31, 32) 외곽에 패턴 미형성부를 가압한다. 이 때, 상부 러버(21) 및 하부 러버(11)에 의해 제1 및 제2 모기판(31, 32) 내부에서 외부로 방출되는 공기 또는 가스의 통로를 막아 가스의 분출을 방해하여 제1 및 제2 기판(31, 32) 사이에 형성된 실라인에 압력을 가하게 되어 결국 실라인에 손상이 발생되고 액정표시패널의 불량을 발생시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 가열 및 가압과정을 천천히 진행할 경우 공정 시간이 길어져 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 상부 프레스와 하부 프레스 각각에 장착된 상부 및 하부 러버의 크기를 제1 및 제2 모기판의 크기보다 작게 형성한 액정표시패널의 합착 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액정표시패널을 가압하는 상부 및 하부 프레스와, 상기 상부 및 하부 프레스 각각에 부착되며 액정표시패널의 크기보다 작게 형성된 상부 및 하부 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치를 제공한다.

상기 탄성부재는 상기 액정표시패널의 긁힘을 방지하기 위해 고무, 실리콘 또는 합성수지 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 상부 및 하부 프레스는 상기 액정표시패널에 열을 공급하기위한 열선을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 상부 및 하부 프레스는 상기 탄성부재와 동일한 크기인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 합착 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 액정표시패널의 합착 장치의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 합착 장치는 액정표시패널(30)을 가압하는 상부 및 하부 프레스(120, 100)와; 상기 상부 및 하부 프레스(120, 100) 각각에 부착되며 액정표시패널(30)의 크기보다 작게 형 성된 상부 및 하부 탄성부재(121, 101)를 구비한다.

구체적으로, 액정표시패널(30)은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 모기판(31)과 컬러필터 어레이가 형성된 제2 모기판(32) 사이의 외곽에 실란트가 도포되어 합착된다.

제1 모기판(31)은 유리나 플라스틱 같은 절연 기판 상에 Cr 또는 Cr합금, Al 또는 Al합금, Mo 또는 Mo합금, Ag 또는 Ag합금 등의 게이트 라인, 게이트 전극, 스토리지 라인 및 스토리지 전극을 포함하는 게이트 패턴과, 게이트 패턴 상부에 형성된 SiNx 또는 SiOx와 같은 게이트 절연막과, a-Si와 같은 활성층과, n도핑된 a-Si와 같은 오믹접촉층을 구비한다. 그리고, 게이트절연막 및 활성층, 오믹접촉층의 상부에 Cr 또는 Cr합금, Al 또는 Al합금, Mo 또는 Mo합금, Ag 또는 Ag합금, Ti 또는 Ti합금 등의 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성되고 드레인 전극이 노출된 보호막을 구비한다. 그리고 화소 영역에 ITO나 IZO와 같은 투명도전금속층으로 이루어진 화소전극을 구비한다.

이렇게 형성된 제2 모기판(32)의 외곽의 비표시영역을 따라 제1 및 제2 기판을 합착시키기 위한 실란트가 도포된다. 실라인(70)는 열경화 특성을 갖는다.

제2 모기판(32)은 유리나 플라스틱 같은 절연 기판상에 Cr 또는 Cr합금 등의 블랙층이 단일층 또는 다중층으로 형성된 블랙매트릭스와, 블랙매트릭스로 구분된 각각의 화소영역에 컬러 수지로 형성된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터와, 컬러필터 전면에 유기물질로 형성된 오버코트와 ITO나 IZO 등의 투명한 금속으로 형성된 공통전극을 구비한다. 그리고. 제1 및 제2 모기판(31, 32)의 간격을 일정 하게 유지시키기 위한 컬럼 스페이서을 더 구비한다.

실라인(70)가 도포되고 정렬된 제1 및 제2 모기판(31, 32)은 합착 장치에 안착된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 프레스(100)는 제1 및 제2 모기판(31, 32)이 안착되어 수평을 유지하도록 바닥면에 단단히 고정되거나 상부로 압력을 가할 수 있도록 유동이 가능하도록 설치될 수 있다.

상부 프레스(120)는 하부 및 상부 프레스(120) 사이에 위치한 제1 및 제2 모기판을 합착하기 위해 압력을 가하도록 외부 실린더(도시하지 않음)와 연결되어 상하로 수직이동할 수 있도록 설치된다.

이러한 상부 및 하부 프레스(120, 100)에는 제1 및 제2 모기판(31, 32) 사이에 형성된 실라인(70)를 열경화 시키기 위해 열을 공급하는 열선(50)을 더 구비한다. 열선(50)은 코일 형태로 상부 및 하부 프레스(120, 100)의 내부에 형성되며 제1 및 제2 모기판(31, 32)과 가까운 측면에 고루 분포되어 형성된다.

하부 프레스(100) 상에 형성된 하부 탄성부재(101) 상에 제1 및 제2 모기판(31, 32)이 안착된다. 이 때, 상부 및 하부 탄성부재(121, 101)는 제1 및 제2 모기판(31, 32)보다 그 크기가 작게 형성된다. 제1 및 제2 모기판(31, 32)의 외곽부에 패턴이 형성되지 않은 10mm가량의 영역이 상부 및 하부 탄성부재(121, 101) 외곽으로 노출되도록 10 내지 20mm 정도 작게 형성된다. 이러한 상부 및 하부 탄성부재(121, 101)는 탄성을 갖고 표면이 부드러운 고무, 실리콘 또는 합성수지 등으로 형성된다.

이렇게 제1 및 제2 모기판(31, 32)이 상부 및 하부 탄성부재(121, 101) 외곽으로 노출되면 가압공정에서 압력이 전달되지 않아 소정의 공간이 생겨 가압시 내부의 압축된 공기가 외부로 방출되어 실라인에 영향을 미치지 않는다. 특히, 가열공정에서 발생되는 유기막의 열반응으로 인해 발생되는 가스 및 실라인의 열반응으로 인해 발생되는 가스를 외부로 방출하여 실라인이 파괴되는 불량을 방지한다.

도 4는 액정표시패널의 합착 장치를 이용한 액정표시패널의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 셀공정은 먼저 박막 트랜지스터 어레이 공정(S1)이 진행된 제1 모기판을 세정장치를 사용하여 세정하고(S2), 컬러필터 어레이공정(S5)이 진행된 제2 모기판을 세정장치를 사용하여 세정한다(S6).

구체적으로, 제1 및 제2 모기판을 UV를 조사하여 세정한다. 이 때, UV의 파장은 200nm ∼ 420nm의 범위인 것이 바람직하다. 이어 브러쉬(Brush)와 테트라메틸암모늄하이드록사이드(Tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH)를 사용하여 제1 및 제2 기판을 세정한다. 여기서, 테트라메틸암모늄하이드록사이드는 제1 및 제2 모기판 표면에서 회전하는 브러쉬와 제1 및 제2 모기판의 마찰이 부드럽게 이루어지도록 하는 윤활제 및 브러쉬가 제1 및 제2 모기판을 세정할 수 있도록 하는 세정제 역할을 한다. 이어 초순수를 사용하여 제1 및 제2 모기판을 세정한 후에 에어나이프를 사용하여 제1 및 제2 모기판을 건조시킨다.

그런 다음, 세정된 제1 모기판 상에 제1 배향막을 형성하고(S3), 세정된 제2 모기판 상에 제2 배향막을 형성한다(S7).

구체적으로, 수지판을 사용하여 수평배향제를 포함한 배향액을 제1 모기판과 제2 모기판 상에 도포한다. 수평배향제로는 폴리아믹산(Polyamic acid)을 사용한다. 또는, 수평배향제 대신 폴리아믹산의 수직배향제를 사용할 수 있다. 이 때, 용매에 대한 수평배향제의 용해도, 점성 등이 적절히 조절되는 것이 바람직하다. 이어 배향액을 소성시켜 배향액에 포함되어 있는 용매를 제거함으로써 폴리이미드(Polyimide)의 제1 및 제2 배향막을 형성한다.

다음으로, 제1 모기판의 박막 트랜지스터 어레이에 마련된 비표시영역 상에 쇼트 도포 및 실란트를 도포한다(S4). 이 때, 제2 모기판의 컬러필터 어레이에 마련된 표시영역 상에 스페이서를 도포한다.

구체적으로, 제1 모기판의 박막 트랜지스터 어레이에 마련된 비표시영역에 Ag와 같은 도전 물질인 쇼트를 도포한다. 그런 다음, 제1 모기판의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 마련된 비표시영역에 에폭시 수지와 같은 실란트를 도포한다. 여기서, 쇼트 도포와 실란트 도포 순서는 바뀔 수 있다.

그런 다음, 쇼트 및 실란트가 도포된 제1 모기판과 스페이서가 도포된 제2 모기판을 가열 및 가압하여 합착한다.(S9)

구체적으로, 제1 및 제2 모기판을 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치에 로딩하여 제1 및 제2 모기판을 합착한다. 먼저, 제1 및 제2 모기판은 하부 프레스상에 형성된 하부 탄성부재에 안착된다. 하부 탄성부재에 안착된 제1 및 제2 모기판은 외곽이 하부 탄성부재의 외부로 노출되도록 얼라인 되어 안착된다. 다음으로, 상부 프레스를 이동시켜 제1 및 제2 모기판을 압착한다. 상부 프레스의 일측면에 형성된 상부 탄성부재는 제1 및 제2 모기판의 외곽이 노출될 수 있도록 제1 및 제2 모기판의 크기보다 작게 형성되어 있어 가압공정시 제1 및 제2 모기판의 외곽의 소정영역이 외부로 노출된다. 이를 통해, 제1 및 제2 모기판의 외곽영역은 소정의 공간이 마련되어 내부에서 생성되는 고압공기 또는 가스등이 외곽에 마련된 공간을 통해 외부로 방출된다. 그리고, 합착된 제1 및 제2 모기판을 상부 및 하부 프레스에 형성된 열선을 통해 가열시켜 실란트를 열경화한다. 예를 들어, 열경화는 1시간 동안 120℃에서 진행할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 모기판에 형성된 유기막의 열반응에 의해 생성된 가스 또는 실란트의 열반응에 의해 생성된 가스는 제1 및 제2 모기판의 외곽에 마련된 소정의 공간을 통해 외부로 방출된다.

이후, 합착된 제1 및 제2 모기판을 실온상태로 식혀준다. 한편, 가온 전 네마틱(Nematic) 상태의 액정은 가온 후 아이소트로픽(Isotropic)상태가 되며 그 후의 실온상태에서는 다시 네마틱 상태로 되돌아오기 때문에 보다 더 균일한 액정 배향을 얻을 수 있다.

그런 다음, 합착된 제1 및 제2 모기판을 절단하여 각각의 액정표시패널을 형성한다(S10).

구체적으로, 글래스 스크라이버(Glass Scriber)장치에 합착된 제1 모기판과 제2 모기판을 로딩하여 x, y 방향 중 어느 한 방향으로 1차절단을 진행한 다음, 90도 회전시켜 2차절단을 진행하여 액정표시패널을 형성한다.

그런 다음, 액정표시패널의 불균일한 측면을 연마한다(S11).

구체적으로, 액정표시패널을 그라인딩(Grinding)장치에 로딩하여 액정표시패 널의 절단 부분의 불균일한 측면을 연마하여 균일하게 한다.

그런 다음, 액정표시패널을 검사한 후에(S12) 양품의 액정표시패널을 모듈 공정으로 인계하여 액정표시장치를 제조한다(S13).

구체적으로, 오토 프로브 스테이션(Auto Probe Station)에 액정표시패널을 로딩한 후, 액정표시패널의 패드부와 액정표시패널을 구동하기 위한 게이트구동회로와 데이터구동회로가 장착된 지그를 접촉시켜 정해진 영상 패턴을 디스플레이한다. 다음, 영상 패턴을 바꿔가며 목시 검사를 수행하여 액정표시패널의 상태를 검사하여 액정표시패널의 상태에 맞게 등급별로 분리한 다음, 양품의 액정표시패널을 모듈 공정으로 인계한다.

이상에서 상술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하지 않고 청구범위에 의해 그 권리가 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널의 압착 장치는 상부 및 하부 탄성부재를 액정표시패널의 크기보다 작게하여 액정표시패널을 가열 및 가압하는 공정에서 탄성부재에 의해 액정표시패널 내에서 발생한 가스를 용이하게 방출시킬 수 있다. 따라서, 액정표시패널의 내부에서 가열에 의해 발생되는 다수의 가스 방출에 의한 실라인의 손상을 방지하여 액정표시패널의 불량을 방지할 수 있다.

그리고 합착 공정에서 발생되는 고압의 가스들이 외부로 빠져나가므로 가열 및 가압공정을 종래보다 빠르게 진행할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다.

Claims (4)

1. 액정표시패널을 가압하는 상부 및 하부 프레스와;

   상기 상부 프레스 및 하부 프레스 각각에 부착되며 액정표시패널의 크기보다 작게 형성된 상부 및 하부 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 상기 액정표시패널의 긁힘을 방지하기 위해 고무, 실리콘 또는 합성수지 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 및 하부 프레스는 상기 액정표시패널에 열을 공급하기위한 열선을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 및 하부 프레스는 상기 탄성부재와 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 합착 장치.

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