KR20080036676A - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20080036676A
KR20080036676A KR1020060103190A KR20060103190A KR20080036676A KR 20080036676 A KR20080036676 A KR 20080036676A KR 1020060103190 A KR1020060103190 A KR 1020060103190A KR 20060103190 A KR20060103190 A KR 20060103190A KR 20080036676 A KR20080036676 A KR 20080036676A
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이병훈
황정호
김정수
강호정
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 액정 표시 모듈에 액정 패널을 보호하는 보호 필름 부착시, 점착제를 플라즈마 처리함으로써 접착력을 향상시켜 대기압 상태에서 부착 가능한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정 표시 모듈을 마련하는 단계와, 상기 액정 표시 모듈에 점착제를 형성하는 단계와, 상기 점착제를 플라즈마 처리하는 단계와, 상기 액정 표시 모듈을 보호하는 보호 필름을 부착하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리, 점착제, 보호 필름

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정 패널 110 : 컬러 필터 기판
120 : 박막 트랜지스터 기판 130 : 상부 편광판
140 : 하부 편광판 200 : 액정 패널 구동부
210 : 구동 집적회로 220 : 연성 인쇄 회로
300 : 백라이트 어셈블리 305 : 광원 유닛
310 : 도광판 320 : 반사 시트
330 : 확산 시트 340 : 프리즘 시트
400 : 몰드 프레임 500 : 점착제
600 : 보호 필름 700 : 액정 표시 모듈
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 액정 표시 모듈에 보호 필름 부착 공정 시 점착제를 플라즈마 처리함으로써 접착력을 향상시켜 대기압 상태에서 부착 가능한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 액정 표시 장치는 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 구조를 갖는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다. 그리고 액정 표시 장치는 액정 표시 패널이 비발광 소자이기 때문에 액정 패널의 후면에서 빛을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리 구비한다.
액정 표시 패널은 비디오 신호에 따라 액정 배열 상태가 가변하여 백라이트 유닛에서 조사된 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 이동 통신 단말기, 휴대용 컴퓨터, 액정 텔레비젼 등과 같이 소형 표시 장치부터 대형 표시 장치까지 널리 사용되고 있다.
특히, 이동 통신 단말기의 박형화가 요구되는 개발 환경에 맞추어 액정 표시 장치의 투명창을 삭제하는 구조가 개발되었다. 이와 같이 투명창을 삭제한 구조에 서 액정 표시 모듈에 보호 필름을 부착하는 공정의 경우, 부착후의 기포문제를 해결하기 위해서 진공상태의 공정 조건에서 부착 공정이 이루어지고 있다.
그러나, 진공상태로 감압하기 위해서는 고가의 부가적인 추가 설비가 요구되며, 진공도를 추가로 관리해야 하는 어려움이 있다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 액정 표시 장치의 액정 패널을 보호하기 위해 액정 표시 모듈에 보호 필름 부착 공정 시 점착제를 플라즈마 처리한 후, 접착력이 향상된 접착제를 통하여 액정 표시 모듈에 보호 필름을 부착하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시 모듈을 마련하는 단계와; 상기 액정 표시 모듈에 점착제를 형성하는 단계와; 상기 점착제를 플라즈마 처리하는 단계와; 상기 액정 표시 모듈을 보호하는 보호 필름을 부착하는 단계를 포함한다.
상기 액정 표시 모듈을 마련하는 단계는 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널을 구동하기 위한 액정 패널 구동부 및 백라이트 어셈블리를 순차적으로 수납하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 패널을 마련하는 단계는 상기 액정 패널 상부 및 하부에 상부 및 하부 편광판 각각을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 점착제를 형성하는 단계에서는 상기 상부 편광판에 상기 점착제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시 모듈(700)을 마련하는 단계(S1)와, 상기 액정 표시 모듈(700)에 점착제(500)를 형성하는 단계(S2)와, 상기 점착제(500)를 플라즈마 처리하는 단계(S3)와, 상기 액정 표시 모듈(700)을 보호하는 보호 필름(600)을 부착하는 단계(S4)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 모듈을 도시한 분해 사시도이도, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 도 2 내지 도 4를 결부하여 설명하면, 본 발명에 따른 액정 표시 모듈(700)을 마련하는 단계(S1)는 화상을 표시하는 액정 패널(100)을 마련하는 단계와, 액정 패널(100)을 구동하기 위한 액정 패널 구동부(200)를 마련하는 단계와, 액정 패널(100)에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(300)를 마련하는 단계와, 이들을 순차적으로 몰드 프레임(400)에 수납하는 단계를 포함한다.
액정 패널(100)을 마련하기 위해서 먼저, 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터가 배열된 박막 트랜지스터 기판(120)과 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판(110)을 준비한다.
여기서, 컬러 필터 기판(110) 및 박막 트랜지스터 기판(120)은 여러가지 광투과성 재료로 이루어 질 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(120)에는 박막 트랜지스터 어레이가 형성되며 증착(deposition) 및 사진 식각(photolithography), 식각(etching) 공정을 반복하여 박막 트랜지스터 기판(120) 상에 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 공정으로 제작된다.
박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 선택적으로 화소 전극에 공급한다. 이를 위해, 박막 트랜지스터는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 화소 전극과 접속된 드레인 전극, 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 그 활성층과 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층으로 형성된다.
컬러 필터 기판(110)은 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)가 형성된 기판상에 염료나 안료를 사용하여 컬러 구현을 위한 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 컬러 필터를 제작한 후, 화소전극과 수직전계를 이루는 공통전극용 ITO(Induim Tin Oxide)막을 형성하는 공정으로 제작된다.
그런 다음, 박막 트랜지스터 기판(120)과 컬러필터 기판(110)에 배향막을 형 성하고 액정의 배향을 위한 러빙 공정을 실시한다. 배향막 형성은 기판을 세정하여 배향막층을 도포한 후 건조공정이 연속적으로 진행될 수 있는 설비를 이용하며, 배향막 공정은 기판 전체에 대한 일정한 두께의 배향막 형성이 중요하다. 일반적으로 배향막은 유기물질로 이루어진 유기 배향막이 사용되며, 수평 배향막일 수도 있고, 수직 배향막일 수도 있다.
다음으로, 컬러 필터 기판(110) 및 박막 트랜지스터 기판(120) 사이에 광 투과량을 조절하는 액정(미도시)을 형성한다. 액정의 형성 방식은 액정 적하 방식과 액정 주입 방식으로 나눌 수 있다. 적하 방식은 두 기판을 합착하기 전에 두 기판 중 어느 한 기판 상에 액정을 적하하는 방식이고, 주입 방식은 두 기판을 합착하고 난 후에 액정 주입구를 통해 액정을 주입하는 방식이다.
위와 같이 마련된 액정 패널(100)의 상부에 배치되는 상부 편광판(130)과 액정 패널(100)의 하부에 배치되는 하부 편광판(140)을 더 형성한다.
상부 편광판(130)은 특정 방향의 광을 흡수하는 편광막과, 편광막을 사이에 두고 편광막의 양측면에 각각 지지막이 형성된다. 상부 편광판(130)은 액정 패널(100)과 상부 편광판(130) 사이에 위치하는 접착층에 의해 액정 패널(100)에 접착된다.
편광막은 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA)의 얇은 막을 가열시키면서 일축 연신시켜 요오드 산(iodic acid)을 이색성 염료 용액에 침적시킴으로써 형성된다. 이러한 편광막을 가지는 상부 편광판(130)은 편광막을 연신한 방향인 연신축(흡수축)과, 그 연신축과 직교되는 투과축(편광축)을 가진다. 이 때문에, 상부 편광판(130)은 편광판의 입사광을 서로 직교하는 두 가지 편광성분으로 나누어 한 성분은 흡수 또는 분산시키고 다른 한 성분은 투과시킨다. 이러한 상부 편광판(130)의 편광막은 수 내지 수백um의 두께를 가진다.
지지막은 수분친화력이 강한 폴리비닐알콜과 승화성을 가지는 요오드의 특성을 가지는 편광막이 공기 중에 노출 시 편광능력이 변화 및 저하됨을 막기 위해 편광막의 양측면에 배치된다. 이러한 상부 편광판(130)의 지지막으로는 투과광의 편광상태에 영향을 주지 않도록 하기 위해 위상차가 0에 가까운 물질인 투명한 트리아세틸셀룰로스가 사용된다. 이러한 상부 편광판(130)의 지지막의 두께는 수 내지 수백um의 두께를 가진다.
하부 편광판(140)은 특정 방향의 광을 흡수하는 편광막과 편광막을 사이에 두고 편광막의 양측면에 각각 지지막이 형성된다. 하부 편광판(140)의 편광막 및 지지막은 상부 편광판(130)의 편광막 및 지지막과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 액정 패널(100)을 구동하기 위한 액정 패널 구동부(200)를 마련한다. 액정 패널 구동부(200)는 박막 트랜지스터 기판(120)의 일측에 접속되어 액정 패널(100)의 게이트 및 데이터 라인에 구동 신호를 공급한다. 이러한 패널 구동부(200)에는 액정 패널(100)에 형성된 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버와 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 드라이버를 포함하는 구동 집적회로(Integrated Circuit; 이하 "IC"라 함)(210)가 형성된다.
여기서, 구동 IC(210)의 게이트 드라이버는 칩 온 글라스(Chip On Glass; COG) 형태로 박막 트랜지스터 기판(120)상에 실장되거나, 박막 트랜지스터 기판(120) 상에 집적될 수 있다. 그리고, 구동 IC(210)는 필름 형태의 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하 "TCP"라 함)에 실장되어 TCP 본딩 공정을 통해 액정 패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서는, 구동 IC(210)가 박막 트랜지스터 기판(120)의 일측에 COG 형태로 실장된 예를 들어 설명하기로 한다.
이때, 구동 IC(210)는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 신호를 공급하는 타이밍 제어부 및 게이트 드라이버에 게이트 온/오프 전압을 공급하는 전원부를 집적하여 더 포함한다.
구동 IC(210)가 실장된 박막 트랜지스터 기판(120)의 일측에는 구동 IC(210)와 연결된 금속 패드에 부착되어 외부로부터의 화상 신호를 구동 IC(210)에 공급하는 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; 이하 "FPC"라 함)(220)가 형성된다. FPC(220)는 다수의 신호 라인으로 형성되어 일측이 박막 트랜지스터 기판(120)의 일측에 형성된 금속 패드에 접속되도록 형성되고, 타측은 외부로부터 화상 신호를 공급하는 장치에 접속되도록 형성된다.
다음으로, 액정 패널(100)에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(300)를 액정 패널(100)의 하측에 마련한다.
백라이트 어셈블리(300)는 광을 발생시키는 광원 유닛(305), 광원 유닛(305)에서 발생한 광을 가이드 하는 도광판(310), 도광판(310)의 하부로 유출되는 광들을 도광판(310) 상부로 반사시키는 반사 시트(320), 확산 시트(330) 및 프리즘 시트(340)를 포함하는 광학 시트를 몰드 프레임(400)에 차례로 수납한다.
여기서, 광원 유닛(305)은 다수개의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 전원 공급을 위한 광원 기판에 동일한 간격으로 실장되며, 광원기판을 통해 공급되는 구동신호를 통해 구동되어 광을 발생시킨다. 광원기판은 FPC 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : PCB)으로 형성된다. 또한, 광원 기판은 발광 다이오드들이 실장되는 영역 외에 전원부와 접속되도록 형성된다. 그리고 광원 기판의 양측 말단에는 전극이 형성되어 외부로부터 발광 다이오드들에 구동 전원을 공급한다.
도광판(310)은 입사면을 통해 공급된 선 광원을 면 광원 형태로 변환하여 액정 패널(100)로 가이드한다. 이러한, 도광판(310)은 입사면으로 공급된 광을 반대면까지 공급하기 위해 다수의 'V'자형 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.
반사 시트(320)는 도광판(310)의 배면에 부착되어 도광판(310)의 하부로 공급되는 광을 상부로 반사시킨다. 이를 위해, 반사 시트(320)는 높은 광반사율을 갖는 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
확산 시트(330)는 도광판(310)에 의해 공급되는 광을 산란하여 확산시키고, 프리즈 시트(340)는 확산 시트(330)를 통과하여 확산된 광을 집광시켜 휘도를 향상시킨다. 여기서, 확산 시트(330) 및 프리즘 시트(340)는 액정 표시 장치의 특성에 맞게 2장 이상으로 구성된다.
몰드 프레임(400)은 백라이트 어셈블리(300)가 수납된 후 백라이트 어셈블리(300)의 상측에 액정 패널(100)을 수납한다.
상술한 바와 같이 형성된 액정 표시 모듈(700)에 점착제(500)를 형성한 다.(S2)
구체적으로, 액정 표시 모듈(700)의 상부에 형성된 상부 편광판(130) 상에 점착제(500)를 형성한다. 이러한 점착제(500)는 온도의 변화가 있더라도 성질이 변하지 않아야 한다. 예를 들어, 영하 40도 내지 영상 200도 범위 내에서 그 성질이 변하지 않아야 한다. 그러나, 일반적인 재료는 저온에서 경도가 상승하여 충격 흡수력이 떨어지는 경우 Glass Broken이 발생하게 되므로 점착제(500)의 역할을 할 수 없게 된다. 따라서, 점착제(500)는 온도의 영향을 적게 받는 재료를 사용해야 한다. 예를 들어, 실리콘 등을 사용할 수 있다. 또한, 점착제(500)의 두께는 0.4mm ~ 0.5mm가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 그러면 90% 이상의 투과율을 얻을 수 있다.
다음으로, 점착제(500)를 플라즈마 처리한다.(S3)
플라즈마 처리는 점착 표면에 전기적인 충격을 가해 요철을 형성하거나 표면 성질을 개질하여 보호 필름(600)과의 인력을 증가시킬 수 있는 처리 방법이다. 이러한 방법은 조성물의 가교를 수반하며 극 표면을 형성시켜 분자간의 반응성을 증대시키는 역할을 한다.
여기서, 플라즈마 처리는 전자, 이온, 자유 라디칼, 들뜬 원자 등의 활성종을 포함하는 플라즈마를 점착제(500) 표면과 충돌시키거나 표면에서의 재조합 반응을 발생시키는 것이다. 따라서, 점착제(500) 표면과 충돌한 활성종들은 표면을 활성화시켜 자유 라디칼을 형성하게 되어 표면의 개질과 구조적 변형을 유도할 뿐만 아니라 표면의 오염물을 제거할 수 있다.
위와 같은 방법으로 플라즈마 처리된 점착제(500)는 표면 에너지를 높여 효율적인 접착제의 기능을 한다.
다음으로 액정 표시 모듈(700)을 플라즈마 처리된 점착제(500)를 통하여 보호 필름(600)과 부착한다.(S4)
보호 필름(600)은 액정 패널(100)의 상측에 형성되어 점착제(500)를 통하여 액정 표시 모듈(700)과 부착된다. 여기서, 보호 필름(600)은 외부에서 액정 패널(100)의 화상을 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성된다. 구체적으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethleneterephthalate; PET), 폴리 카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate; PMMA)등의 물질을 사용할 수 있다. 그리고, 보호 필름(600)은 액정 표시 장치의 전체 두께를 줄이기 위해 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 0.2mm ~ 0.8mm의 두께로 형성한다. 점착제(500)와 마찬가지로 90% 이상의 투과율을 얻을 수 있다.
점착제(500) 및 보호 필름(600) 각각은 90% 이상의 투과율을 가지지만, 이를 액정 표시 모듈(700)에 부착시킴으로써 이에 따른 투과율은 94% ~98% 정도까지 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이는, 액정 패널(100)과 점착제(500) 및 보호 필름(600)이 단순히 적층되는 방식이 아니고, 점착제(500)가 접착력을 가지고 있는 접착제로 액정 패널(100)과 점착제(500), 보호 필름(600)이 라미네이팅(Laminating) 방식으로 부착되므로 점착제(500)와 보호 필름(600) 추가에 따른 투과율은 94% ~ 98% 정도가 된다.
이러한, 보호 필름(600)은 외부 충격으로부터 액정 패널(100)을 보호하고 이 물질의 유입을 차단하여 액정 패널(100)의 손상 및 이물질로 인한 표시 불량을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 보호 필름(600)은 적어도 액정 패널(100)보다 크거나 같은 크기로 형성된다.
이상에서의 설명은 싱글 액정 표시 장치에 대해 예를 들어 설명했으나, 듀얼 액정 표시 장치, 예를 들어 듀얼 폴더 휴대폰 등에도 얼마든지 적용이 가능하다.
또한, 이와 같은 액정 표시 장치는 액정 패널(100)을 보호하기 위한 투명창을 구비하는 기존의 구조에서 투명창을 투명창보다 슬림한 보호 필름(600)으로 대체함으로써 액정 패널(100)을 보호하는 기능은 그대로 유지하면서 액정 표시 장치의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 패널을 보호하기 위한 보호 필름 부착 공정 시, 진공 조건이 아닌 대기압 상태에서도 감압 상태와 동일한 수준의 품질을 유지하기 위해 점착면을 플라즈마 처리한 후, 액정 표시 모듈에 보호 필름을 부착하는 방법에 관한 것이다.
점착제를 플라즈마 처리함으로써 점착면의 표면 에너지를 높여 점착제의 접착력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통사의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기 술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 자명하다.

Claims (4)

  1. 액정 표시 모듈을 마련하는 단계와;
    상기 액정 표시 모듈에 점착제를 형성하는 단계와;
    상기 점착제를 플라즈마 처리하는 단계와;
    상기 액정 표시 모듈을 보호하는 보호 필름을 부착하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 표시 모듈을 마련하는 단계는
    화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널을 구동하기 위한 액정 패널 구동부 및 백라이트 어셈블리를 순차적으로 수납하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널을 마련하는 단계는
    상기 액정 패널 상부 및 하부에 상부 및 하부 편광판 각각을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 점착제를 형성하는 단계에서는
    상기 상부 편광판에 상기 점착제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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CN108153025A (zh) * 2018-01-25 2018-06-12 广东欧珀移动通信有限公司 显示屏组件及电子设备

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