KR20130009663A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20130009663A
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세쯔오 고바야시
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신지 다나베
기요시 센또
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이 이스트
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Abstract

본 발명의 과제는, 판 형상 부품이 붙어도 액정 표시 패널의 색 얼룩이 생기지 않는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
액정 표시 장치는, 액정 표시 패널(10)과, 액정 표시 패널(10)의 표시면(12)에 대향하도록 배치되어 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품(32)과, 액정 표시 패널(10)의 표시면(12)에 점착되는 광 투과성의 점착층(38)과, 판 형상 부품(32)의 표시면(12)을 향하는 면에 접착되는 광 투과성의 접착층(40)을 갖고, 점착층(38) 및 접착층(40)을 개재하여, 판 형상 부품(32)이 액정 표시 패널(10)에 설치되어 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
면판이나 터치 패널 등의 판 형상 부품을 액정 표시 패널에 접합한 구조의 액정 표시 장치가 알려져 있다. 그 접합에는 UV 경화형 접착제가 사용된다. 이 방식에서는, 판 형상 부품 및 액정 표시 패널의 휘어짐 및 변형 및 접합 장치의 평행도의 영향에 의해 UV 접착제의 막 두께 분포가 나빠져, 경화 과정에 있어서 수축량에 차이가 생겨 버리고, 그 작용에 의해 액정 표시 패널에 응력이 가해져 표시 얼룩의 원인으로 되고 있다. 이 대책으로서, UV 접착제의 막 두께를 두껍게 하여 응력을 완화시키는 방법이 생각되지만, 접합 후에서의 UV 접착제의 유동성에 의해 접합 단부면으로부터 UV 접착제가 유출되어 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 액자 형상으로 인쇄를 실시한 면판을 접합하는 경우, 인쇄부와 투명부에서 UV광의 광량차에 의해 UV 접착제의 경화도에 차이가 생겨, 상기한 바와 마찬가지로, 액정 표시 패널에의 응력차로 인해 액정 표시 패널 기판이 변형되어 표시 얼룩의 원인으로 되고 있다.
이들의 대책으로서, 접합부의 막 두께차가 없고, 경화 프로세스를 필요로 하지 않는 양면 점착 시트에 의한 접합 프로세스가 고안되어 있지만, 접합 후, 양면 점착 시트에 의해 접착되어 있으므로 피착체를 움직일 수 없고, 고정밀도의 접합에는 얼라인먼트 기구를 구비한 고가의 장치가 필요하다고 하는 결점이 있었다. 또한, 양면 점착 시트로서, 기재를 갖지 않는 시트에서는, 응집력이 높기 때문에 나중에 박리시키는 것이 곤란하므로, 공정 내에서의 부품의 재이용인 리페어성이 현저하게 저하된다고 하는 결점도 있었다. 이 문제를 해결하는 수단으로서, PET 시트를 기재로 하고, 그 양면에 점착제를 형성한 양면 점착 시트를 사용한 액정 표시 장치가 고안되어 있다(특허 문헌 1).
일본 특허 출원 공개 제2009-229538호 공보
상기 방법에서는 점착 시트 중에 기재가 있으므로, 면판에 실시되어 있는 액자 형상의 인쇄 부분의 단차에 의해 기포가 발생하기 쉬워져, 인쇄 단차의 저감이나 점착층의 후막화가 필요하여, 광범위한 제약이 필요하였다.
본 발명은, 판 형상 부품이 붙어도 액정 표시 패널의 색 얼룩이 생기지 않는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 관한 액정 표시 장치는, 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널의 표시면에 대향하도록 배치되어 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품과, 상기 액정 표시 패널의 상기 표시면에 점착되는 광 투과성의 점착층과, 상기 판 형상 부품의 상기 표시면을 향하는 면에 접착되는 광 투과성의 접착층을 갖고, 상기 점착층 및 상기 접착층을 개재하여, 상기 판 형상 부품이 상기 액정 표시 패널에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 접착층의 경화 수축량의 변동을 점착층에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
(2) (1)에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 점착층 및 상기 접착층의 사이에 개재하는 광 투과성의 수지판을 더 갖고, 상기 점착층은 상기 수지판에 점착되고, 상기 접착층은 상기 수지판에 접착되는 것을 특징으로 한다.
(3) (1)에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 점착층 및 상기 접착층은 서로 접촉하는 것을 특징으로 한다.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 판 형상 부품은, 광 투과성의 판재와, 상기 판재의 상기 액정 표시 패널측의 면의 적어도 중앙부를 피하여 상기 판재에 적층된 차광층을 포함하고, 상기 접착층은, 상기 판재의 상기 중앙부와 상기 차광층의 경계선에 걸쳐 상기 판 형상 부품에 접착되는 것을 특징으로 한다.
(5) (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 판 형상 부품은, 터치 패널인 것을 특징으로 한다.
(6) (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정 표시 패널은, 적어도 상기 표시면측에 편광판을 갖고, 상기 점착층은, 상기 편광판에 접착되는 것을 특징으로 한다.
(7) 본 발명에 관한 액정 표시 장치의 제조 방법은, 액정 표시 패널의 표시면에 광 투과성의 점착층을 형성하는 공정과, 상기 점착층에, 광 투과성의 액상 접착제를 개재하여, 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품을 붙이는 공정과, 상기 액상 접착제의 경화 전에, 상기 판 형상 부품을 움직여 위치를 조정하는 공정과, 상기 액상 접착제를 경화시켜 접착층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 액상 접착제의 경화 수축량의 변동을 점착층에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 액상 접착제의 경화 전에 판 형상 부품의 위치의 조정이 가능하므로, 조립 공정이 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 제1 변형예를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 제2 변형예를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 평면도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 단면도이다.
액정 표시 장치는, 액정 표시 패널(10)을 갖는다. 액정 표시 패널(10)은, 한 쌍의 기판(모두 글래스 기판)을 갖고, 양자 간에는 도시하지 않은 액정이 개재한다. 한쪽의 기판은, 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 배선 등을 포함하는 TFT(Thin Film Transistor) 기판(또는 어레이 기판)이며, 다른 쪽의 기판은 컬러 필터 기판이다. 액정 표시 패널(10)의 구동 방식은, IPS(In Plane Switching) 방식, TN(Twisted Nematic) 방식 또는 VA(Vertical Alignment) 방식 등 어느 방식이어도 되고, 방식에 따른 전극 및 배선이 형성된다.
액정 표시 패널(10)은, 적어도, 화상 표시면인 전면(12)측(front side)에 편광판(14)을 갖고 있다. 도 1의 예에서는, 액정 표시 패널(10)의 전면(12)과는 반대측의 배면측(back side)에도 편광판(16)이 붙어 있다.
액정 표시 장치는, 액정 패널의 배면측에 백라이트를 갖고, 백라이트는 도시하지 않은 광원(예를 들면 발광 다이오드) 및 도광판(18)을 갖는다. 도광판(18)은 액정 표시 패널(10)에 겹쳐져 있다. 도광판(18)은, 점광원인 광원의 광을 면광원으로 변환하여 액정 표시 패널(10)에 조사한다. 액정 표시 패널(10)과 도광판(18)의 사이에는 광학 시트(20)가 배치되어 있다.
액정 표시 장치는, 액정 표시 패널(10)을 지지하는 수지 프레임(22)을 갖는다. 수지 프레임(22)은, 수지를 몰드 성형에 의해 형성한 것이다. 액정 표시 장치는, 액정 표시 패널(10), 수지 프레임(22), 도광판(18) 및 도시하지 않은 광원을 수용하는 금속 프레임(24)을 갖는다. 수지 프레임(22)은, 금속 프레임(24)에 끼워져 보유 지지되어 있다. 수용하는 부품 아래에 배치된 금속 프레임(24)의 외측에, 상부 금속 프레임(26)이 끼워져 있다. 상부 금속 프레임(26)은, 액정 표시 패널(10)의 전면(12)을 내측에 배치하는 개구(28)를 갖고 있다.
도광판(18)의 배면측[광학 시트(20)와는 반대측]에는, 반사 시트(30)가 배치되어 있다. 반사 시트(30)에 의해, 도광판(18)으로부터 액정 표시 패널(10)과는 반대 방향으로 출사된 광을 도광판(18)으로 되돌리도록 되어 있다. 반사 시트(30)도 금속 프레임(24)에 수용되어 있다.
액정 표시 패널(10)의 전면(12)에 대향하도록, 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품(32)이 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 판 형상 부품(32)은, 광 투과성의 판재(34)(예를 들면 글래스 기판)와, 판재(34)의 액정 표시 패널(10)측의 면의 적어도 중앙부(예를 들면 화상 표시 영역)와의 대향을 피하여 판재(34)에 적층된 차광층(36)을 포함한다. 판재(34)는, 표시 패널(10)의 보강판으로서의 기능을 갖는다. 차광층(36)은 인쇄에 의해 형성되는 부분이다. 차광층(36)은, 장식적 기능을 함과 함께, 화상 표시 영역의 외측으로 누설된 광을 차단하는 기능을 한다. 차광층(36)의 두께에 따라, 판재(34)의 배면측의 표면과 차광층(36)의 배면측의 표면에는 높이의 차이(단차)가 생겨, 이에 의해, 판 형상 부품(32)의 배면측의 표면에는 요철이 형성된다.
액정 표시 패널(10)의 전면(12)[예를 들면 편광판(14)의 표면]에는, 광 투과성의 점착층(pressure sensitive adhesive layer)(38)이 점착되어 있다. 점착층(38)은 유연성 및 점착성을 갖고 있다. 점착층(38)은, 편광판(14)에 접착되어 있다.
판 형상 부품(32)의 전면(12)을 향하는 면에는, 광 투과성의 접착층(adhesive layer)(40)이 접착되어 있다. 접착층(40)은 경화된 상태이다. 도 1에 도시하는 접착층(40)은, 점착층(38)보다도 얇게(예를 들면 1/2 이하) 되어 있지만, 양자는 동일한 두께여도 된다.
접착층(40)은, 판재(34)의 중앙부(예를 들면 화상 표시 영역과의 대향 영역)와 차광층(36)의 경계선에 걸쳐 판 형상 부품(32)에 접착되어 있다. 접착층(40)은, 차광층(36)의 표면과 판재(34)의 표면의 높이의 차이(단차)에 의해 형성되는 요철에 대응하여, 두께의 차이(요철)를 갖는다. 즉, 접착층(40)은, 차광층(36)의 판재(34)로부터 입상(立上)하는 측면(두께 방향의 면)에도 접착되어 있다. 그로 인해, 차광층(36)에 의해 형성되는 볼록부에 인접하는 기포가 존재하지 않거나, 존재하였다고 해도 그 기포는 미소한 것으로 되어 있다.
점착층(38) 및 접착층(40)의 사이에 광 투과성의 수지판(42)이 개재하고 있다. 수지판(42)은, 예를 들면 PET(Polyethylene Terephthalate) 수지로 이루어진다. 수지판(42) 그 자체는, 접착력 및 점착력 모두 발현되어 있지 않다. 수지판(42)에는, 점착층(38)이 점착되고, 접착층(40)이 접착되어 있다.
점착층(38) 및 접착층(40)을 개재하여, 판 형상 부품(32)이 액정 표시 패널(10)에 설치되어 있다. 점착층(38)은 수지판(42)의 액정 표시 패널(10)측의 면[즉, 수지판(42)의 전면]에 점착되고, 접착층(40)은 수지판(42)의 판 형상 부품(32)측의 면[즉, 수지판(42)의 배면]에 접착되어 있다. 접착층(40)은, UV 경화형 접착제를 사용한 경우, 경화 수축에 의해 내부 스트레스를 갖도록 되어 있다. 또한, 접착층(40)은, 차광층(36)을 형성한 것에 의한 두께의 불균일 등의 이유로 인해, 경화 수축량은 균일하지는 않다. 그러나 본 실시 형태에 따르면, 접착층(40)의 경화 수축량의 변동을 점착층(38) 및 수지판(42)에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널(10)의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 점착층(38)과 접착층(40)의 차이에 대해 설명한다. 점착층(38)은 처음부터 고점도이며, 붙임 후에도 점착성 및 탄성을 갖는다. 한편, 접착제(40)는, 도포할 때에는 액상이며, 외부로부터의 에너지, 예를 들면 자외선 또는 열에 의해 경화된다.
다음으로, 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 제조 프로세스에서는, 액정 표시 패널(10)을 준비한다. 그리고 액정 표시 패널(10)의 전면(12)에 광 투과성의 점착층(38)을 형성한다. 예를 들면, 수지판(42)을 기재로 하여 한쪽의 면에 점착층(38)을 갖는 점착 시트를 액정 표시 패널(10)에 붙인다. 점착층(38)은, 일단 점착시켜도 떼어내는 것이 가능하며, 특히, 수지판(42)과 점착층(38)이 일체화된 점착 시트는, 수지판(42)이 기재로 되어 박리하기 쉬우므로 리페어성이 우수하다. 또한, 수지판(42)을 기재로 하고 있으므로, 작업자에 의한 취급이 용이하다. 그러나 점착 시트를 액정 표시 패널(10)에 접촉시킨 상태에서는, 점착 시트와 액정 표시 패널(10)의 평면적인 위치 조정은 곤란하다. 점착 시트를 액정 표시 패널(10)에 붙인 상태에서는, 도 4의 X-Y방향의 어긋남을 수정하는 것은 어렵다. 그로 인해, 수지판(42)은, 미소한 위치 정렬이 필요없는, 예를 들면, 배선 등이 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다. 이 수지판(42)은, 수지판(42) 상에 도포되어, 경화된 자외선 경화형 수지의 경화 수축으로부터 액정 표시 패널(10)을 보호하기 위해 배치된다.
다음으로, 판 형상 부품(32)을 붙인다. 예를 들면, 광 투과성의 액상 접착제를 사용하는 경우, 판 형상 부품(32) 및 수지판(42)의 적어도 한쪽에, 액상 접착제를 도포하여, 판 형상 부품(32)을 수지판(42)에 붙인다. 액상 접착제는, 예를 들면, UV 경화 접착제 또는 열경화성 접착제이다. 액상 접착제는, 액상이므로, 차광층(36)에 의해 형성되는 판 형상 부품(32)의 볼록부에 대응한 오목부가 형성된다. 즉, 볼록부에 인접하는 기포가 존재하지 않거나, 존재하였다고 해도 그 기포는 미소한 것으로 되어 있다. 또한, 액상 접착제의 경화 전에는, 판 형상 부품(32)을 도 4에 도시하는 X-Y방향으로 움직여 위치를 조정할 수 있다. 그 후, 액상 접착제를 경화시켜 접착층(40)을 형성한다.
본 실시 형태에 따르면, 액상 접착제의 경화 수축량의 변동을 점착층(38) 및 수지판(42)에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널(10)의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 액상 접착제의 경화 전에 판 형상 부품의 위치의 조정이 가능하므로, 조립 공정이 용이하다.
컬러 필터 기판과 TFT 기판과 시일재로 둘러싸여진 공간에 액정이 배치되어 있다. 또한, 액정 표시 패널(10)에는 다음 2종류의 대표적인 제조 방법이 있다. 제1 제조 방법은, 표시 영역을 둘러싸도록 배치한 시일재의 일부에 개구를 형성하고, 진공 중에서 그 개구로부터 액정을 주입하고, 그 후, 시일재의 개구를 밀봉재에 의해 밀봉하는 제조 방법이다. 제2 제조 방법은, 연속된 시일재를 한쪽의 기판에 형성하고, 그 안에 액정을 넣고, 그 후 다른 쪽의 기판을 서로 포개는 제조 방법이다. 제2 제조 방법에 의해 만들어진 액정 표시 패널(10)에는 시일재의 개구는 없고, 또한, 밀봉재도 없다. 제2 제조 방법은, 대기압 중에서 제조 가능하다. 그러나 제2 제조 방법으로 제조한 액정 표시 패널(10)은 Z방향으로의 힘에는 약하고, 변형되기 쉽다. 즉, Z방향으로 힘에 대하여, 액정층의 두께의 변형이 일어나기 쉽다.
본 실시예를 적용함으로써, 대기 중에서 제조한 액정 표시 패널(10)에 판 형상 부품(32)을 붙여도, 액정층의 두께 변화에 기인하는 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 제1 변형예를 도시하는 단면도이다. 제1 변형예에서는, 점착층(38) 및 접착층(40)이 서로 접촉하고 있다. 즉, 도 1에 도시하는 수지판(42)이 생략되어 있다. 그 밖의 구성은, 상기 실시 형태의 내용이 해당한다. 이 예도, 접착층(40)의 경화 수축량의 변동을 점착층(38)에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널(10)의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
액정 표시 장치의 제조 방법에서는, 판 형상 부품(32)을 붙일 때에, 점착층(38)에 액상 접착제를 직접 도포하는 점에서 상기 실시 형태와는 다르지만, 그 이외의 내용은 공통이다. 또한, 판 형상 부품(32) 및 점착층(38)의 적어도 한쪽에, 액상 접착제를 도포하여, 판 형상 부품(32)을 점착층(38)에 붙인다.
이 예에서도, 액상 접착제의 경화 수축량의 변동을 점착층(38)에서 흡수할 수 있으므로, 액정 표시 패널(10)의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 액상 접착제의 경화 전에 판 형상 부품의 위치의 조정이 가능하므로, 조립 공정이 용이하다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 제2 변형예를 도시하는 단면도이다. 제2 변형예에서는, 판 형상 부품(132)이 터치 패널인 점에서 상기 실시 형태와 다르고, 그 밖의 구성은, 상기 실시 형태의 내용이 해당한다.
특히 X-Y방향의 미소한 위치 정렬이 필요한 판 형상 부품(132)을 액정 표시 패널(10)의 상면에 배치하는 경우에는, 액상의 접착제를 도포하고, 위치 정렬을 행한 후에 경화될 수 있으므로, 본 발명의 실시 형태가 유효해진다. 판 형상 부품(132)은 터치 패널뿐만 아니라, 3차원 표시용의 패널이어도 되고, 예를 들면, 3D용 렌즈, 3D용 시차 배리어여도 된다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 패널(10)을 화상 관찰 창측으로부터 본 상면도이다. 표시 영역 AR을 구비하는 액정 표시 패널(10)에는 플렉시블 프린트 기판 FPC1이 접속되고, 백라이트에 배치된 광원에는 LED용 플렉시블 프린트 기판 FPC2가 접속된다. 상부 금속 프레임(26)은, 액정 표시 패널(10)의 표시 영역을 둘러싸는 개구(28)를 갖고 있다. 또한, 도 1은 도 4의 I-I선 단면도이다.
본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 실시 형태에서 설명한 구성은, 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 발휘하는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환할 수 있다.
10 : 액정 표시 패널
12 : 전면
14 : 편광판
16 : 편광판
18 : 도광판
20 : 광학 시트
22 : 수지 프레임
24 : 금속 프레임
26 : 상부 금속 프레임
28 : 개구
30 : 반사 시트
32 : 판 형상 부품
34 : 판재
36 : 차광층
38 : 점착층
40 : 접착층
42 : 수지판
132 : 판 형상 부품

Claims (7)

  1. 액정 표시 패널과,
    상기 액정 표시 패널의 표시면에 대향하도록 배치되어 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품과,
    상기 액정 표시 패널의 상기 표시면에 점착되는 광 투과성의 점착층과,
    상기 판 형상 부품의 상기 표시면을 향하는 면에 접착되는 광 투과성의 접착층을 갖고,
    상기 점착층 및 상기 접착층을 개재하여, 상기 판 형상 부품이 상기 액정 표시 패널에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착층 및 상기 접착층의 사이에 개재하는 광 투과성의 수지판을 더 갖고,
    상기 점착층은 상기 수지판에 점착되고,
    상기 접착층은 상기 수지판에 접착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점착층 및 상기 접착층은 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판 형상 부품은, 광 투과성의 판재와, 상기 판재의 상기 액정 표시 패널측의 면의 적어도 중앙부를 피하여 상기 판재에 적층된 차광층을 포함하고,
    상기 접착층은, 상기 판재의 상기 중앙부와 상기 차광층의 경계선에 걸쳐 상기 판 형상 부품에 접착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판 형상 부품은, 터치 패널인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 표시 패널은, 적어도 상기 표시면측에 편광판을 갖고,
    상기 점착층은, 상기 편광판에 접착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 액정 표시 패널의 표시면에 광 투과성의 점착층을 형성하는 공정과,
    상기 점착층에, 광 투과성의 액상 접착제를 개재하여, 광 투과성 영역을 갖는 판 형상 부품을 붙이는 공정과,
    상기 액상 접착제의 경화 전에, 상기 판 형상 부품을 움직여 위치를 조정하는 공정과,
    상기 액상 접착제를 경화시켜 접착층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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