SUBSTRATE BONDING METHOD AND DISPLAY SUBSTRATE MANUFACTURED THEREBY

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기의 구체적 설명은 본 발명의 일 실시예에 대한 설명이므로, 비록 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위를 제한하는 것은 아니다.

종래기술의 기판을 접착하는 방법에는 바 코팅 혹은 슬롯다이 코팅 같은 프린팅 기술을 사용한다. 그러나 이러한 방법은 균일한 두께 및 얇은 두께로 접착을 하는데 한계가 있다.

이에 본 발명자들은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한바, 잉크젯 공정을 사용하여 기판을 접착할 경우, 두께 조절을 할 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명은 (1) 하부기판에 광경화 접착제 잉크를 잉크젯 프린팅하여 패턴을 형성하는 단계; (2) 상기 패턴을 광경화시켜 상기 하부기판에 스페이서(spacer)를 형성하는 단계; (3) 상기 하부기판의 스페이서가 형성된 면에 상기 광경화 접착제 잉크를 잉크젯 프린팅하여 접착제 층을 형성하는 단계; 및 (4) 상기 하부기판의 접착제 층과 상부기판을 광경화하여 합지하는 단계;를 포함하는 기판 접착방법을 제공한다.

본 발명의 도트(dot)는 잉크젯 공정에서 잉크젯 헤드를 통해 광경화 접착제가 토출되어 기재 위에 형성되는 액적을 의미한다.

도 1 및 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 접착방법의 모식도이다.

구체적으로 설명하면, 도 1의 (a) 및 도 2의 (a)는 잉크젯 공정을 통해 형성된 광경화 접착제 패턴이 경화되어 스페이서(11)가 하부기판(10)에 형성되어있다. 그리고 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)는 잉크젯 공정을 통해 광경화 접착제 잉크를 스페이서가 형성된 하부기판 전면(全面)에 제팅(jetting)하여 접착제 층이 형성되어 있다. 도 1의 (c) 및 도 2의 (c)는 상기 접착제 층과 상부기판을 광경화로 합지하여 하부기판 및 상부기판을 접착한다.

이하 본 발명의 기판 접착방법에 대해 설명한다.

먼저 상기 (1) 단계에 대해 설명한다.

본 단계에서는 하부기판에 광경화 접착제 잉크를 잉크젯 프린팅하여 패턴을 형성한다. 구체적으로, 상기 잉크젯 프린터의 잉크젯 헤드를 통해 광경화 접착제 잉크를 사용하여 하부기판에 제팅(jetting)하여, 도트(dot)로 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 하부 기판은 유리 또는 필름일 수 있다. 그리고 상기 필름은 통상적으로 사용되는 것이면 무방하고, 기판이 사용되는 목적에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

만약, 열경화 접착제 잉크를 사용하게 되면, 이는 고온 조절을 수반하기 때문에 필름과 같은 기판에는 사용이 어렵다. 그러나 본 발명에서는 광경화 접착제 잉크를 사용함으로써, 기판 사용에 제한 없이 필름을 사용할 수 있다.

상기 광경화 접착제 잉크는 통상적으로 사용 가능한 것이면 무방하나, 바람직하게는 에폭시 화합물, 광중합 개시제, 계면활성제, 광안정제 및 용매를 포함할 수 있다. 그리고 상기에 언급된 성분들 외에, 부식 방지제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 광경화 접착제 잉크는 UV경화용 또는 전자빔경화용일 수 있으며, 바람직하게는 UV 경화용일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계의 패턴은 점 패턴 및 선 패턴 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 도 3을 참고하여 설명하면, 도 3의 (a)는 기판에 도트(dot)로 점 패턴을 형성하고 있고, 도 3의 (b)는 도트(dot)가 연결되어 선 패턴을 형성하고 있다. 본 발명에서는 상기 패턴의 형태가 거의 유지하면서 스페이서가 형성된다. 즉, 본 발명에서 제시하는 광경화 접착제 잉크는 경화 후, 수축이 거의 없기 때문에 그대로 형상이 유지될 수 있다. 다만, 액적이 토출된 후, 바로 경화가 이루어지지 않으면 점도나 표면장력에 따라 다르지만, 약간의 퍼짐이 발생할 수 있다. 그러나 이 또한 액적 토출 후 바로 경화를 진행하면 거의 오차가 없다고 볼 수 있다.

한편, 상기 패턴은 상부기판을 합지하는 (4) 단계에서 공기의 배출을 용이하게 되도록 패턴 형성시, 배열과 형상을 조절해야 한다. 상기 패턴은 본 단계의 제팅 시에, 도트(dot)의 직경, 높이 및 간격(dot pitch)으로 조절하여 형성될 수 있다. 또한, 이와 같은 도트(dot)의 직경, 높이 및 간격(dot pitch)은 제팅 조건 또는/및 광경화 접착제 잉크의 조성을 통해 조정 가능하다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계의 도트 간격(dot pitch)은 300 ~ 2,500㎛ 일 수 있고, 바람직하게는 500 ~ 1,800㎛일 수 있다. 만약 상기 도트 간격이 300㎛ 미만이면, (3) 단계에서 하부기판의 전면(全面)에 도포하여 접착제 층을 형성할 때에, 모세혈관(capillary) 효과로 잉크(ink)가 기판 전체에 고르게 퍼지지 않을 수 있다. 또한, 도트(dot)인 스페이서들 사이에서 기공(pore)을 만들어내 깔끔하게 접착이 되지 않고, 잘 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 또한, 도트 간격이 2500㎛를 초과하면, 기판의 처짐 등으로 균일한 접착이 힘들 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 패턴은 기판의 외곽에 격벽패턴을 추가로 포함할 수 있다. 상기 격벽패턴은 상기 (3) 단계에서 광경화 접착제 잉크를 잉크젯 프린팅 할 때, 접착제 잉크가 접착면 외부로 넘치는 것을 방지하는 역할을 한다. 그리고 상기 격벽패턴은 일부가 열린 형태일 수 있다. 상기 격벽패턴의 일부가 열린 형태이면, 상기 (3) 단계를 수행할 때 그 열린 부분을 통하여 여분의 접착제가 외부로 나갈 수 있도록 하여 후속 공정에서 여분의 접착제 제거를 용이하게 할 수 있도록 한다. 또한, 상기 격벽패턴은 엣지(edge) 부분이 둥근 형태일 수 있다. 이는 상기 격벽을 형성하는 데 있어, 기포가 엣지(edge) 부분에 포집되는 것을 막기 위해 엣지를 둥글게 형성함으로써 해결할 수 있다.

도 4를 참고하여 본 발명의 패턴을 설명하면, 도 4의 (a)는 기판의 외곽에 격벽패턴과 상기 격벽패턴 내부에 점 패턴이 형성되어 있다. 도 4의 (b)는 기판의 외곽에 일부가 열린 형태인 격벽패턴과 상기 격벽패턴 내부에 점 패턴이 형성되어 있다. 도 4의 (c)는 기판의 외곽에 엣지부분이 둥근 형태인 격벽패턴과 상기 격벽패턴 내부에 선 패턴이 형성되어 있다. 그리고 선 패턴은 상기 (4) 단계에서 광경화 접착제 잉크를 하부기판 전면(全面)에 도포할 때에 형성되는 기포를 이동시킬 수 있는 패턴이다.

다음 상기 (2) 단계에 대해 설명한다.

본 단계는 상기 (1) 단계에서 형성된 광경화 접착제 잉크 패턴을 광경화시켜서 스페이서를 형성시키는 단계이다. 상기 광경화는 상기 (1) 단계에서 사용한 광경화접착제 잉크의 종류에 따라 수행될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 광경화는 자외선(UV) 경화 또는 전자빔(E-beam) 경화일 수 있고, 바람직하게는 자외선 경화일 수 있다. 그리고 상기 자외선(UV) 경화는 통상적으로 사용 가능한 방법이면 무방하나, 바람직하게는 50 내지 500㎽/㎠의 세기로 5 내지 500초 동안 수행할 수 있다. 그리고 상기 전자빔 경화는 5 내지 500초 동안 수행할 수 있다.