KR20120038265A - 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치 제조용 합착 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 표시부를 형성하는 단계와, 수지 매트릭스와 복수의 탄소 섬유를 포함하는 복합 부재 및 복합 부재의 일면에 배치된 금속막을 포함하는 밀봉 기판을 제조하는 단계와, 기판과 밀봉 기판 중 어느 한 기판 상에 수지층과 복수의 스페이서를 포함하는 접합층을 도포하는 단계와, 접합층을 사이에 두고 기판과 밀봉 기판이 마주하도록 표시 장치를 가조립하는 단계와, 표시 장치의 외측에 두께 유지용 스페이서를 배치하는 단계와, 접합층에 열을 가하면서 복수의 가압기를 이용하여 접합층이 위치하는 표시 장치의 가장자리와 두께 유지용 스페이서를 가압하는 단계를 포함한다.

Description

표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치 제조용 합착 장치 {MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE AND ASSEMBLING DEVICE FOR MANUFACTURING OF THE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판과 밀봉 기판을 균일한 간격으로 합착하는 대면적 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치 제조용 합착 장치에 관한 것이다.

표시 장치 중 평판형이면서 자체 발광형인 유기 발광 표시 장치가 있다.

유기 발광 표시 장치는 스스로 빛을 내는 유기 발광 소자를 구비하여 화상을 표시한다. 복수의 유기 발광 소자를 포함하는 표시부는 수분과 산소에 노출되면 기능이 저하되므로 표시부를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소 침투를 차단하는 기술이 중요하다.

본 발명은 기판과 밀봉 기판을 합착하여 표시부를 밀봉할 때 기판과 밀봉 기판을 균일한 간격으로 합착할 수 있는 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치 제조용 합착 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 표시부를 형성하는 단계와, 수지 매트릭스와 복수의 탄소 섬유를 포함하는 복합 부재 및 복합 부재의 일면에 배치된 금속막을 포함하는 밀봉 기판을 제조하는 단계와, 기판과 밀봉 기판 중 어느 한 기판 상에 수지층과 복수의 스페이서를 포함하는 접합층을 도포하는 단계와, 접합층을 사이에 두고 기판과 밀봉 기판이 마주하도록 표시 장치를 가조립하는 단계와, 표시 장치의 외측에 두께 유지용 스페이서를 배치하는 단계와, 접합층에 열을 가하면서 복수의 가압기를 이용하여 접합층이 위치하는 표시 장치의 가장자리와 두께 유지용 스페이서를 가압하는 단계를 포함한다.

복수의 스페이서는 접합층의 최종 두께의 0.7배 내지 1배의 크기를 가질 수 있다. 복수의 스페이서는 규소, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화알루미늄, 산화칼슘, 및 폴리머 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

복수의 탄소 섬유는 수지 매트릭스 내부에 함침되며 서로 교차하도록 직조될 수 있다. 다른 한편으로, 복합 부재는 복수의 층으로 구성되고, 복수의 층 각각은 수지 매트릭스와 일 방향을 따라 배치된 복수의 탄소 섬유를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 층 가운데 어느 한 층에 배치된 탄소 섬유는 다른 한 층에 배치된 탄소 섬유와 서로 교차할 수 있다.

금속막은 구리 포일 또는 알루미늄 포일로 형성되며, 표시 장치를 가조립할 때 접합층과 접할 수 있다. 밀봉 기판을 제조할 때 금속막 상에 흡습 충진재와 게터를 형성할 수 있다.

표시 장치와 두께 유지용 스페이서는 베이스 플레이트 위에 배치되고, 베이스 플레이트 바로 위에 쿠션 테이프가 위치할 수 있다. 베이스 플레이트는 핫 플레이트로 대체되어 접합층에 열을 제공할 수 있다.

두께 유지용 스페이서의 두께는 기판의 두께와 밀봉 기판의 두께 및 접합층의 최종 희망 두께를 더한 값으로 설정될 수 있다. 표시 장치의 가장자리와 두께 유지용 스페이서 위에 압력 바가 배치되며, 압력 바 바로 아래에 쿠션 테이프가 위치할 수 있다.

압력 바는 단일 몸체로 형성되거나 가압기의 개수에 대응하여 복수개로 분할 형성될 수 있다. 복수의 가압기는 스프링을 구비하며 스프링의 길이 조절로 개별적인 힘 조절이 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조용 합착 장치는, 접합층을 사이에 두고 기판과 밀봉 기판이 마주하도록 가조립된 표시 장치를 지지하는 핫 플레이트와, 핫 플레이트를 받치는 받침대와, 받침대 하부에 설치되어 받침대를 승, 하강시키는 리프트와, 측벽에 연결된 상부 고정대에 설치되어 받침대 상승시 표시 장치의 가장자리와 접하여 접합층에 압력을 가하는 복수의 가압기를 포함한다.

가압기는 슬라이딩 로드와, 슬라이딩 로드와 상부 고정대 사이에 설치되어 슬라이딩 로드의 이동을 가이드하는 가이드 블록과, 상부 고정대 아래에서 슬라이딩 로드의 둘레에 설치된 스프링과, 슬라이딩 로드에 결합되어 스프링의 길이를 조절하는 스프링 길이 조절 나사를 포함할 수 있다.

가압기는 상부 고정대 위에서 슬라이딩 로드 둘레에 결합된 스토퍼와, 유니버셜 조인트에 의해 슬라이딩 로드의 하단에 결합된 가압 패드를 더 포함할 수 있다.

상부 고정대에는 슬라이딩 로드와 가이드 블록이 끼워지는 복수의 개구부가 형성되고, 복수의 개구부는 막대 모양으로 형성되어 슬라이딩 로드와 가이드 블록을 이동시킬 수 있다. 복수의 개구부는 방사 모양으로 배치될 수 있다.

핫 플레이트는 알루미늄 또는 구리로 제조되고, 받침대는 열선을 내장하며, 핫 플레이트를 향한 받침대의 일면에 단열 코팅층이 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면 대면적 유기 발광 표시 장치 제조시 접합층을 일정한 두께로 경화시킬 수 있으며, 이에 따라 기판과 밀봉 기판을 균일한 간격으로 합착할 수 있다. 또한, 가압기의 압력으로 복합 부재를 평탄화시킴과 동시에 접합층의 들뜸이나 끊어짐을 방지하여 접합 불량을 방지할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2a는 도 1b에 도시한 밀봉 기판 중 복합 부재의 일부를 확대한 개략적인 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 변형예로서 도 1b에 도시한 밀봉 기판 중 복합 부재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1c에 도시한 합착 장치의 제1 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 4a와 도 4b는 도 1c에 도시한 합착 장치의 제2 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 5a와 도 5b는 각각 도 1c에 도시한 합착 장치의 제3 실시예를 나타낸 정면도와 측면도이다.
도 5c는 도 5a의 부분 확대도이다.
도 6은 도 5a에 도시한 합착 장치 중 상부 고정대의 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시한 상부 고정대의 변형예를 나타낸 개략도이다.
도 8은 도 5a에 도시한 받침대와 표시 장치의 부분 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 같은 도면 부호를 붙이도록 한다. 도면에 표시된 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시된 예로 한정되지 않는다.

명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분의 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접 연결”되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 개략도이다.

도 1a를 참고하면, 기판(10)을 준비하고, 기판(10) 상에 표시부(11)를 형성한다. 표시부(11)는 복수의 화소를 포함하며, 전기 신호 인가시 소정의 영상을 표시한다. 표시 장치는 대면적 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 이 경우 표시부(11)의 각 화소마다 구동 회로부와 유기 발광 소자가 위치한다.

구동 회로부는 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터를 포함하는 적어도 2개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 캐패시터를 포함한다. 유기 발광 소자는 화소 전극과 유기 발광층 및 공통 전극을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 정공 주입 전극이 되고, 다른 하나는 전자 주입 전극이 된다. 도 1a에서는 편의상 표시부(11)를 하나의 층으로 개략화하여 도시하였다.

기판(10)은 표시부(11)에서 방출된 빛을 투과시킬 수 있도록 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱으로 형성된다. 기판(10) 상에 표시부(11)를 형성한 다음 수지층(121) 내부에 복수의 스페이서(122)가 분산된 접합층(12)을 기판(10) 상의 표시부(11) 외측에 도포한다. 기판(10) 상의 표시부(11) 외측에는 수많은 전기 배선이 위치하므로 광 투과도가 높지 않다. 따라서 수지층(121)은 자외선 경화형 수지 대신 열경화형 수지를 포함하며, 예를 들어 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

도 1a에 도시한 접합층(12)은 열 경화 이전 상태의 접합층으로서, 이 상태의 접합층(12)은 유체와 같이 일정한 형상을 가지지 않고 외부 압력이 가해질 때 쉽게 옆으로 퍼진다. 이때 수지층(121) 내부에 단단한 구형 스페이서(122)가 균일하게 분산되어 있으므로, 접합층(12)이 일정 두께 이하로 눌리는 것을 방지할 수 있다.

스페이서(122)는 흡습 기능을 가진 물질로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서(122)는 접합층을 열 경화시키는 과정 또는 그 이외의 제조 과정에서 유기 발광 소자에 악영향을 미치는 아웃가스 발생이 없는 물질로 형성될 수 있다. 스페이서(122)는 규소, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화알루미늄, 및 산화칼슘과 같은 화학적으로 안정한 무기 재료 또는 폴리머와 같은 유기 재료로 형성될 수 있다.

스페이서(122)의 크기는 열 경화된 최종 접합층(12) 두께의 0.7배 내지 1배로 설정될 수 있다. 스페이서(122)의 크기가 최종 접합층(12) 두께의 0.7배 미만이면, 다음에 설명하는 가압 합착 과정에서 스페이서(122)의 반발력이 저하되어 힘 평형에 의한 균일 두께의 합착이 어려워진다. 한편, 스페이서(122)의 크기가 최종 접합층(12) 두께의 1배를 초과하면, 수지층(121) 대비 스페이서(122)의 함량이 과도하게 되어 접합층(12)의 접합력이 저하된다.

도 1a에서는 구형 스페이서(122)를 예로 들어 도시하였으나, 스페이서(122)의 모양은 구형에 한정되지 않으며, 스페이서로의 기능을 손상시키지 않는 범위에서 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

도 1b를 참고하면, 수지 매트릭스와 복수의 탄소 섬유를 포함하는 복합 부재(21)와, 복합 부재(21)의 일면에 배치된 금속막(22)을 포함하는 밀봉 기판(20)을 제조한다. 도 1a에 도시한 기판(10)은 그 위에 구동 회로부와 유기 발광 소자를 형성하기 위한 열처리 공정을 수십 차례 거쳐야 하므로 열팽창 계수가 작은 유리 또는 플라스틱으로 형성된다. 이러한 기판(10)은 대략 3X10^-6K 내지 4X10^-6K의 열팽창 계수를 가질 수 있다.

복합 부재(21) 중 탄소 섬유의 열팽창 계수는 기판(10)의 열팽창 계수보다 낮고, 수지 매트릭스의 열팽창 계수는 기판(10)의 열팽창 계수보다 높다. 특히 탄소 섬유의 길이 방향에 따른 열팽창 계수는 마이너스(-) 값을 가진다. 복합 부재(21)는 탄소 섬유의 함량과 수지 매트릭스의 함량 조절을 통해 기판(10)의 열팽창 계수와 같거나 극히 유사한 열팽창 계수를 가질 수 있다.

따라서 이후 과정에서 접합층(12)을 고온에서 경화시켜 기판(10)과 밀봉 기판(20)을 합착할 때, 기판(10)과 밀봉 기판(20)의 열팽창 계수 차이로 인한 휘어짐 문제가 발생하지 않으며, 합착 후 환경 신뢰성 테스트에서 휨 문제도 발생하지 않는다.

도 2a는 도 1b에 도시한 밀봉 기판 중 복합 부재의 일부를 확대한 개략적인 평면도이다.

도 2a를 참고하면, 복합 부재(21)는 수지 매트릭스(23)와 복수의 탄소 섬유(24)를 포함하며, 복수의 탄소 섬유(24)는 수지 매트릭스(23)에 함침된 구성으로 이루어진다. 탄소 섬유(24)는 수분을 흡수하지 않으므로 복합 부재(21)의 수분 침투 방지 능력을 높인다. 탄소 섬유(24)를 포함한 복합 부재(21)는 기계적 물성이 우수하므로 작은 두께로도 큰 강성을 구현할 수 있다.

복수의 탄소 섬유(24)는 서로 교차하도록 배치되고, 예를 들어 씨줄과 날줄로 서로 엮어 직조된 형태를 가질 수 있다. 도 2a에서는 탄소 섬유들(24)이 직교하는 경우를 도시하였으나 본 발명은 도시한 예에 한정되지 않으며, 탄소 섬유들(24)은 직각 이외의 다른 각도로도 교차할 수 있다.

도 2b는 도 2a의 변형예로서 도 1b에 도시한 밀봉 기판 중 복합 부재를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2b를 참고하면, 복합 부재(21)는 제1층 내지 제4층(L10, L20, L30, L40)의 적층 구조로 이루어지며, 각 층(L10, L20, L30, L40)은 수지 매트릭스(23)와 복수의 탄소 섬유(241, 242, 243, 244)를 포함한다.

제1층 내지 제4층(L10, L20, L30, L40) 각각은 수지 매트릭스(23)에 복수의 탄소 섬유(241, 242, 243, 244)가 함침된 탄소 섬유 프리프래그(prepreg)로 이루어진다. 제1층 내지 제4층(L10, L20, L30, L40)은 소성에 의해 수지 매트릭스(23)가 일체로 경화되면서 단일 복합 부재(21)를 구성한다.

제1층(L10)의 탄소 섬유(241)와 제4층(L40)의 탄소 섬유(244)는 제1 방향을 따라 배열하고, 제2층(L20)의 탄소 섬유(242)와 제3층(L30)의 탄소 섬유(243)는 제2 방향을 따라 배열한다. 제1 방향과 제2 방향은 직교하거나 직교하지 않을 수 있다. 도 2b에서는 제1 방향과 제2 방향이 직교하는 경우를 예로 들어 도시하였다.

복수의 탄소 섬유(241, 242, 243, 244)를 위와 같이 배치하면 복합 부재(21)의 수평 방향 열팽창률과 수직 방향 열팽창률이 동일해지므로 복합 부재(21)를 제조하는 과정에서 이의 휘어짐을 방지할 수 있다.

다시 도 1b를 참고하면, 복합 부재(21)의 일면에 구리 또는 알루미늄을 증착하여 금속막(22)을 형성하거나, 복합 부재(21)의 일면에 구리 포일 또는 알루미늄 포일을 붙여서 금속막(22)을 형성할 수 있다. 금속막(22)은 외부의 수분과 산소를 차단하는 효과가 우수하다. 이로써 표시 장치 외부의 수분과 산소는 치밀한 구조를 가진 복합 부재(21)에 의해 1차로 차단되고, 금속막(22)에 의해 2차로 차단된다.

또한, 금속막(22) 상에는 흡습 충진재(25)와 게터(26)가 위치할 수 있다. 이 경우 표시 장치 외부의 수분과 산소는 흡습 충진재(25)에 의해 3차로 차단된다. 따라서 복합 부재(21)와 금속막(22) 및 흡습 충진재(25)를 포함하는 밀봉 기판(20)은 유리 기판과 같은 정도의 높은 기밀성을 확보할 수 있다.

한편, 상기에서는 접합층(12)을 기판(10) 상에 도포하는 경우를 설명하였으나, 접합층(12)을 기판(10) 대신 금속막(22) 상에 도포할 수도 있다. 또한, 상기에서는 흡습 충진재(25)와 게터(26)를 금속막(22) 상에 형성하는 경우를 설명하였으나, 흡습 충진재(25)와 게터(26)를 금속막(22) 대신 기판(10) 상에 형성할 수도 있다.

도 1c를 참고하면, 접합층(12)을 사이에 두고 기판(10)과 밀봉 기판(20)이 마주하도록 두 기판(10, 20)을 적층하여 표시 장치(100)를 가조립한다. 이때 밀봉 기판(20)은 금속막(22)이 표시부(11)를 향하도록 접합층(12) 상에 위치한다. 그리고 평탄한 베이스 플레이트(30) 상에 가조립된 표시 장치(100)를 배치하고, 베이스 플레이트(30) 위로 표시 장치(100) 외측에 두께 유지용 스페이서(31)를 배치한다.

베이스 플레이트(30)는 표시 장치(100) 전체를 지지하거나, 표시 장치(100)의 일부를 지지하는 사각 프레임 모양으로 형성될 수 있다. 두 번째 경우, 베이스 플레이트(30)는 중앙에 개구부(301)를 형성하여 가조립된 표시 장치(100)의 가장자리와 두께 유지용 스페이서(31)만을 지지하도록 할 수 있다. 베이스 플레이트(30)는 핫 플레이트로 대체되어 접합층(12)에 열을 가할 수 있다.

그리고 베이스 플레이트(30) 바로 위에는 쿠션 테이프(32)가 위치할 수 있다. 쿠션 테이프(32)는 기판(10)의 스크래치를 방지하고, 다음에 설명하는 가압 합착 과정에서 표시 장치(100)에 가해지는 힘을 분산시키는 역할을 한다. 쿠션 테이프(32)는 실리콘으로 형성되거나, 테플론과 같은 불소 수지 또는 우레탄 계열의 고분자 수지로 형성될 수 있다.

두께 유지용 스페이서(31)는 단단한 재질로 형성되며, 가조립된 표시 장치(100)와 일정한 거리를 두고 이의 외측에 위치한다. 두께 유지용 스페이서(31)의 두께는 기판(10)의 두께와, 밀봉 기판(20)의 두께, 및 접합층(12)의 최종 희망 두께를 더한 값으로 설정된다. 두께 유지용 스페이서(31)는 정밀 가공을 통해 두께 균일도를 확보할 수 있다. 도 1c에서 두께 유지용 스페이서(31)는 가조립된 표시 장치(100)보다 작은 두께를 가진다.

이어서 가조립된 표시 장치(100)의 가장자리와 두께 유지용 스페이서(31) 상에 압력 바(33)와 복수의 가압기(40)를 구비한 합착 장치를 배치한다. 압력 바(33)는 접합층(12) 전체와 중첩되도록 표시 장치(100)의 가장자리와 충분한 폭으로 접하며, 가압기(40)의 작동 압력을 표시 장치(100)의 가장자리와 두께 유지용 스페이서(31)에 전달하는 역할을 한다. 이때 압력 바(33) 아래에도 쿠션 테이프(32)가 위치하여 밀봉 기판(20)의 스크래치를 방지하고, 가압 합착 과정에서 표시 장치(100)에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있다.

가압기(40)는 표시 장치(100)의 가장자리를 따라 서로간 거리를 두고 복수개로 구비되며, 개별적으로 힘 조절이 가능한 구조로 이루어진다. 이를 위해 가압기(40)는 지지 핀(41)과, 지지 핀(41)의 외측에 설치된 스프링(42)과, 스프링(42)에 연결된 스프링 길이 조절 장치(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 압력 바(33)는 복수의 가압기와 마주하는 막대 모양으로 형성되거나, 각 가압기(40)마다 하나씩 분리되어 위치할 수 있다. 합착 장치의 세부 구조에 대해서는 후술한다.

도 1d를 참고하면, 접합층(12)에 열을 가하면서 가압기(40)를 작동하여 압력 바(33)를 통해 접합층(12)을 누르면서 이를 경화시킨다. 그러면 접합층(12) 내부의 스페이서(122)(도 1a 참조)와 두께 유지용 스페이서(31)의 평형에 의해 접합층(12)의 최종 두께가 결정된다. 즉, 가압기(40)를 작동하여 압력 바(33)를 통해 접합층(12)을 누르면 접합층(12) 및 스페이서(122)의 반력과 위에서 접합층(12)을 누르는 힘이 평형이 되는 지점까지 접합층(12)이 압착되므로 일정한 접합층(12) 두께를 얻을 수 있다.

전술한 과정을 거쳐 대면적 유기 발광 표시 장치에서 접합층(12)을 일정한 두께로 경화시킬 수 있으며, 이에 따라 기판(10)과 밀봉 기판(20)을 균일한 간격으로 합착할 수 있다. 완성된 표시 장치(100)의 두께는 두께 유지용 스페이서(31)의 두께와 동일하다.

만일 가압기(40)가 힘 조절이 아닌 변위 조절이 가능한 구조인 경우를 가정하면 접합층(12)의 두께가 불균일해질 수 있다. 그러나 본 실시예의 가압기(40)는 스프링(42) 길이가 조금씩 조절되도록 하면 스프링 상수가 변하는 효과를 낼 수 있으므로 스프링(42)이 일정 길이 압축되었을 때 설계상 원하는 힘이 나오도록 할 수 있다. 따라서 표시 장치(100)의 두께에 관계없이 일정한 접합층(12) 두께를 얻을 수 있다.

또한, 가조립된 표시 장치(100)를 대기압으로 가압하는 경우를 가정하면, 표시 장치(100)의 아래에 생기는 반력은 균일하지 않으며, 특히 표시 장치(100)의 코너 부분에서 다른 부분과 다른 반력이 생기게 된다. 그러나 본 실시예에서는 복수의 가압기(40)를 이용하여 표시 장치(100)의 가장자리를 따라 개별적인 힘을 인가하므로 표시 장치(100)의 가장자리 전체에서 균일한 반력을 얻을 수 있다. 이는 곧 접합층(12) 전체에 균일한 압력이 가해짐을 의미하므로 접합층(12)의 두께를 균일하게 할 수 있다.

전술한 표시 장치(100)에서 밀봉 기판(20)은 수분과 산소 투과를 막기 위해 금속막(22)을 구비하며, 접합층(12)은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지를 포함하는 접합층(12)은 유리-유리 접합의 경우 우수한 접합력을 나타내지만, 유리-금속과 같은 이종 재료의 접합의 경우 낮은 접합력을 보인다.

또한, 밀봉 기판(20)의 복합 부재(21)는 재료 선정과 제조 방법 등에 따라 국부적인 두께 편차 또는 국부적인 변형이 발생할 수 있으며, 그 정도는 접합층(12)의 두께 정도로 커질 수 있다. 이 경우 유리-유리 접합에 사용되는 통상의 진공 합착 방법을 적용하면, 접합층(12)의 일부가 기판(10)에 붙지 못하고 빈 공간이 생기는 접합 불량이 발생하게 된다.

본 실시예에서는 경화 과정 중의 접합층(12)을 강하게 눌러 접합층(12)을 기판(10)과 금속막(22) 양측에 강하게 밀착시킴에 따라 접합층(12)의 접합력을 높일 수 있고, 가압기(40)의 압력으로 복합 부재(21)를 평탄화함과 동시에 접합층(12)의 들뜸이나 끊어짐을 방지하여 전술한 접합 불량을 효과적으로 예방할 수 있다.

도 3은 도 1c에 도시한 합착 장치의 제1 실시예를 나타낸 개략도이다.

도 3을 참고하면, 합착 장치는 압력 바(33)와, 압력 바(33) 위에 배치된 복수의 가압기(40)를 포함한다. 압력 바(33)는 복수의 가압기(40)에 대응하는 막대 모양으로 형성되며, 표시 장치(100)의 가장자리와 두께 유지용 스페이서(31) 위에 배치된다. 가압기(40)는 지지 핀(41)과, 지지 핀(41)의 외측에 설치된 스프링(42)과, 스프링(42)에 연결된 스프링 길이 조절 장치(도시하지 않음)을 포함한다.

압력 바(33)는 위에서 누르는 가압기(40)의 압력이 국부적으로 다를 때 연속적인 변형을 일으켜 표시 장치(100)의 가장자리에 다른 크기의 압력을 인가한다.

도 4a와 도 4b는 도 1c에 도시한 합착 장치의 제2 실시예를 나타낸 개략도이다.

도 4a와 도 4b를 참고하면, 합착 장치는 복수의 압력 바(34)와, 각 압력 바(34) 위에 배치된 복수의 가압기(40)를 포함한다. 가압기(40)의 구성은 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 복수개로 분할된 압력 바(34)는 국부적으로 완전히 다른 변형을 일으킬 수 있으므로 불연속적인 가압에 용이하게 대응할 수 있다. 도 4b에서 화살표의 길이는 해당 압력 바(34)에 가해지는 힘의 크기에 비례한다. 복수의 압력 바(34)는 가해지는 힘의 크기에 비례하여 각기 다른 변위를 나타낸다.

도 5a와 도 5b는 각각 도 1c에 도시한 합착 장치의 제3 실시예를 나타낸 정면도와 측면도이고, 도 5c는 도 5a의 부분 확대도이다.

도 5a 내지 도 5c를 참고하면, 합착 장치(200)는 핫 플레이트(35)와 표시 장치(100)를 지지하는 받침대(36)와, 받침대(36) 하부에 설치되어 받침대(36)를 승, 하강시키는 리프트(50)와, 측벽(37)에 연결된 상부 고정대(38)에 설치되며 받침대(36) 상승시 표시 장치(100)의 가장자리와 접하여 표시 장치(100)에 압력을 가하는 복수의 가압기(40)를 포함한다.

리프트(50)는 교차 부위에서 힌지 결합된 제1, 2 지지대(51, 52)와, 제1, 2 지지대(51, 52)를 움직여 제1, 2 지지대(51, 52) 사이의 각도를 조절하는 구동 실린더(53)를 포함한다. 제1, 2 지지대(51, 52)의 하단은 하부 고정대(39)에 설치된 하부 레일(54)에 결합되고, 제1, 2 지지대(51, 52)의 상단은 받침대(36) 아래에 설치된 상부 레일(55)에 결합된다. 구동 실린더(53)는 제1, 2 지지대(51, 52)의 하단과 결합된 2개의 피스톤을 포함하며, 피스톤의 확장/수축 작용으로 제1, 2 지지대(51, 52)의 하단을 밀어내거나 끌어당겨 받침대(36)를 하강 또는 상승시킨다.

또한, 리프트(50)는 이동 레일(56) 위에 설치되어 가조립된 표시 장치(100)를 받침대(36) 위에 적재할 때와 합착이 완료된 표시 장치(100)를 받침대(36)로부터 인출할 때, 합착 장치(200) 바깥에 위치할 수 있다. 도 5a와 도 5b에 도시한 리프트(50)는 하나의 예로서, 합착 장치(200)의 리프트(50)는 도시한 구성에 한정되지 않으며, 받침대(36)를 승, 하강시킬 수 있는 구성이면 모두 적용 가능하다.

가압기(40)는 슬라이딩 로드(43), 가이드 블록(44), 스프링(42), 스프링 길이 조절 나사(45), 및 스토퍼(46)를 포함한다. 슬라이딩 로드(43)는 상부 고정대(38)를 관통하며, 가이드 블록(44)이 슬라이딩 로드(43)와 상부 고정대(38) 사이에 설치되어 슬라이딩 로드(43)의 상하 이동을 가이드한다. 표시 장치(100)를 향한 슬라이딩 로드(43)의 하단에는 유니버셜 조인트(47)와 가압 패드(48)가 설치된다.

상부 고정대(38) 아래로 슬라이딩 로드(43) 둘레에 스프링(42)이 설치되며, 스프링 길이 조절 나사(45)가 슬라이딩 로드(43)에 결합된다. 상부 고정대(38) 위로 슬라이딩 로드(43) 둘레에 스토퍼(46)가 결합된다. 스토퍼(46)는 2개의 볼트로 이루어질 수 있다.

핫 플레이트(35)는 접합층(12)에 열을 가하여 접합층(12)을 열 경화시키며, 이와 동시에 리프트(50)의 작동으로 받침대(36)와 표시 장치(100)가 상승하여 가압기(40)의 가압 패드(48)가 압력 바(33)와 접촉한다. 또한, 표시 장치(100)를 상승시키는 힘에 의해 슬라이딩 로드(43)가 상승하고, 스프링(42)이 압축되면서 스프링(42)의 탄성에 의해 가압기(40)가 표시 장치(100)의 가장자리를 강한 힘으로 누르게 된다. 이러한 작용으로 기판(10)과 밀봉 기판(20)을 균일한 간격으로 합착할 수 있다.

전술한 합착 장치에서, 스토퍼(46)는 슬라이딩 로드(43)를 일정한 높이에 있게 하고, 볼트로 구성되어 있으므로 필요시 슬라이딩 로드(43)의 길이를 조절할 수 있도록 한다. 가이드 블록(44)은 슬라이딩 로드(43)가 상하로 이동할 때 옆으로 흔들리지 않도록 좌우 방향 이동을 구속한다.

스프링(42)은 가이드 블록(44)과 스프링 길이 조절 나사(45)에 의해 지지된다. 스프링(42)은 대략 10cm 내지 30cm의 길이로 형성될 수 있으며, 전체 길이의 절반 정도가 눌렸을 때 원하는 압력이 나오도록 할 수 있다. 가압기(40)마다 눌러야 할 면적이 다를 경우 스프링 길이 조절 나사(45)의 높이를 변경하여 스프링 힘을 보정함으로써 접합층(12)에 걸리는 압력을 동일하게 할 수 있다.

슬라이딩 로드(43)와 가압 패드(48)는 유니버셜 조인트로 결합되는데, 이 경우 슬라이딩 로드(43)와 표시 장치(100)가 완벽한 수직이 되지 않을 때 발생할 수 있는 응력 집중을 제거할 수 있다. 압력 바(33)는 표시 장치(100)에 가해지는 압력을 균일하게 분산시키는 역할을 하며, 대략 2m 내지 5mm 두께의 알루미늄 판재로 형성될 수 있다. 표시 장치(100) 및 두께 유지용 스페이서(31)와 접하는 압력 바(33)의 아랫면에는 쿠션 테이프(32)가 위치한다.

전술한 합착 장치(200)의 구성에 의해 접합층(12)이 위치하는 표시 장치(100)의 가장자리에 균일한 압력을 인가할 수 있다.

한편, 같은 크기의 표시 장치(100)라도 설계 조건에 따라 접합층(12)의 위치가 변경될 수 있으므로 접합층(12)의 위치에 따라 슬라이딩 로드(43)의 위치를 변경할 수 있어야 한다. 도 6은 도 5a에 도시한 합착 장치 중 상부 고정대의 개략도이다.

도 6을 참고하면, 상부 고정대(38)에는 슬라이딩 로드(43)와 가이드 블록(44)이 끼워지는 복수의 개구부(381)가 형성되며, 각 개구부(381)는 막대 모양으로 형성된다. 실현 가능한 접합층 위치 중 표시 장치의 중앙과 가장 가까운 위치를 제1 위치라 하고, 표시 장치의 중앙과 가장 먼 위치를 제2 위치라 하면, 개구부(381)는 제1 위치와 제2 위치를 연결하는 막대 모양으로 형성된다.

가이드 블록(44)은 표시 장치의 장변과 단변 및 코너마다 하나씩 구비될 수 있으며, 코너측을 제외한 나머지 가이드 블록(44)은 복수의 슬라이딩 로드(43)와 결합될 수 있다. 이때 표시 장치의 코너측에 위치하는 슬라이딩 로드(43)의 가압 패드(48)(도 5c 참조)는 위치에 따라 적정 크기의 가압 패드(48)로 교체될 수 있다. 도 5c와 도 6에서 부호 49는 가이드 블록(44)을 상부 고정대(38)에 고정시키는 볼트를 나타낸다.

표시 장치의 장변에 대응하여 위치하는 개구부(381)는 표시 장치의 수직 방향을 따라 배치되고, 표시 장치의 단변에 대응하여 위치하는 개구부(381)는 표시 장치의 수평 방향을 따라 배치될 수 있다. 한편, 합착 장치(200)를 이용하는 표시 장치의 크기 변화가 매우 크면 가이드 블록(44)의 이동량도 커지므로, 도 7에 도시한 바와 같이 복수의 개구부(382)를 방사 모양으로 배치할 수 있다. 도 7에서 접합층(12)의 제1 위치를 실선으로 도시하고, 접합층(12)의 제2 위치를 점선으로 도시하였다.

도 8은 도 5a에 도시한 받침대와 표시 장치의 부분 확대도이다.

도 8을 참고하면, 핫 플레이트(35)는 열전도율이 높은 알루미늄 또는 구리로 제작될 수 있으며, 핫 플레이트(35)와 접하는 받침대(36)에 열선(61)이 내장된다. 받침대(36)와 핫 플레이트(35) 사이에는 단열 코팅층(62)이 형성되어 핫 플레이트(35)의 열이 받침대(36)를 통해 빠져나가지 않도록 한다. 전술한 구성에 의해 핫 플레이트(35)의 온도를 최대한 균일하게 할 수 있으며, 접합층(12)에 일정한 온도를 가할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100: 표시 장치 10: 기판
11: 표시부 12: 접합층
20: 밀봉 기판 21: 복합 부재
22: 금속막 23: 수지 매트릭스
24: 탄소 섬유 25: 흡습 충진재
26: 게터 30: 베이스 플레이트
31: 두께 유지용 스페이서 32: 쿠션 테이프
33, 34: 압력 바 35: 핫 플레이트
36: 받침대 40: 가압기

Claims (19)

1. 기판 상에 표시부를 형성하는 단계;
   수지 매트릭스와 복수의 탄소 섬유를 포함하는 복합 부재 및 복합 부재의 일면에 배치된 금속막을 포함하는 밀봉 기판을 제조하는 단계;
   상기 기판과 상기 밀봉 기판 중 어느 한 기판 상에 수지층과 복수의 스페이서를 포함하는 접합층을 도포하는 단계;
   상기 접합층을 사이에 두고 상기 기판과 상기 밀봉 기판이 마주하도록 표시 장치를 가조립하는 단계;
   상기 표시 장치의 외측에 두께 유지용 스페이서를 배치하는 단계; 및
   상기 접합층에 열을 가하면서 복수의 가압기를 이용하여 상기 접합층이 위치하는 상기 표시 장치의 가장자리와 상기 두께 유지용 스페이서를 가압하는 단계
   를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 스페이서는 상기 접합층의 최종 두께의 0.7배 내지 1배의 크기를 가지는 표시 장치의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 스페이서는 규소, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화알루미늄, 산화칼슘, 및 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 탄소 섬유는 상기 수지 매트릭스 내부에 함침되며 서로 교차하도록 직조되는 표시 장치의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복합 부재는 복수의 층으로 구성되고, 복수의 층 각각은 수지 매트릭스와 일 방향을 따라 배치된 복수의 탄소 섬유를 포함하며,
   상기 복수의 층 가운데 어느 한 층에 배치된 탄소 섬유는 다른 한 층에 배치된 탄소 섬유와 서로 교차하는 표시 장치의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 금속막은 구리 포일 또는 알루미늄 포일로 형성되며, 상기 표시 장치를 가조립할 때 상기 접합층과 접하는 표시 장치의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 밀봉 기판을 제조할 때 상기 금속막 상에 흡습 충진재와 게터를 형성하는 표시 장치의 제조 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 표시 장치와 상기 두께 유지용 스페이서는 베이스 플레이트 위에 배치되고, 베이스 플레이트 바로 위에 쿠션 테이프가 위치하는 표시 장치의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트는 핫 플레이트로 대체되어 상기 접합층에 열을 제공하는 표시 장치의 제조 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 두께 유지용 스페이서의 두께는 상기 기판의 두께와 상기 밀봉 기판의 두께 및 상기 접합층의 최종 희망 두께를 더한 값으로 설정되는 표시 장치의 제조 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치의 가장자리와 상기 두께 유지용 스페이서 위에 압력 바가 배치되며, 압력 바 바로 아래에 쿠션 테이프가 위치하는 표시 장치의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 압력 바는 단일 몸체로 형성되거나 상기 가압기의 개수에 대응하여 복수개로 분할 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가압기는 스프링을 구비하며 스프링의 길이 조절로 개별적인 힘 조절이 이루어지는 표시 장치의 제조 방법.
14. 접합층을 사이에 두고 기판과 밀봉 기판이 마주하도록 가조립된 표시 장치를 지지하는 핫 플레이트;
    상기 핫 플레이트를 받치는 받침대;
    상기 받침대 하부에 설치되어 상기 받침대를 승, 하강시키는 리프트;
    측벽에 연결된 상부 고정대에 설치되어 상기 받침대 상승시 상기 표시 장치의 가장자리와 접하여 상기 접합층에 압력을 가하는 복수의 가압기
    를 포함하는 표시 장치 제조용 합착 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 가압기는 슬라이딩 로드와, 슬라이딩 로드와 상기 상부 고정대 사이에 설치되어 슬라이딩 로드의 이동을 가이드하는 가이드 블록과, 상기 상부 고정대 아래에서 슬라이딩 로드의 둘레에 설치된 스프링과, 슬라이딩 로드에 결합되어 스프링의 길이를 조절하는 스프링 길이 조절 나사를 포함하는 표시 장치 제조용 합착 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 가압기는 상기 상부 고정대 위에서 상기 슬라이딩 로드 둘레에 결합된 스토퍼와, 유니버셜 조인트에 의해 상기 슬라이딩 로드의 하단에 결합된 가압 패드를 더 포함하는 표시 장치 제조용 합착 장치.
17. 제15항에 있어서,
    상기 상부 고정대에는 상기 슬라이딩 로드와 상기 가이드 블록이 끼워지는 복수의 개구부가 형성되고, 복수의 개구부는 막대 모양으로 형성되어 상기 슬라이딩 로드와 상기 가이드 블록을 이동시키는 표시 장치 제조용 합착 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 개구부는 방사 모양으로 배치되는 표시 장치 제조용 합착 장치.
19. 제14항에 있어서,
    상기 핫 플레이트는 알루미늄 또는 구리로 제조되고, 상기 받침대는 열선을 내장하며, 상기 핫 플레이트를 향한 상기 받침대의 일면에 단열 코팅층이 형성되는 표시 장치 제조용 합착 장치.

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