KR100337401B1 - 액정표시장치를 위한 가용성 시일, 가용성 시일을 사용하는 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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클라크 3세 존 엠.
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Abstract

본 발명은 액정표시장치를 봉합하기 위한 가용성 시일을 제공한다. 가용성 시일은 투명판상에 또는 픽셀 어레이를 가진 다이상에 형성된다. 가용성 시일은, 다이와 투명판이 접합될 때, 다이의 픽셀 어레이를 둘러싸도록 구성된다. 다이 및 투명판은, 가용성 시일이 투명판과 다이 사이에 위치하도록, 접합된다. 투명판 또는 다이를 별로 가열하지 않도록 가용성 시일에 국부적으로 열이 가해진다. 가용성 시일을 가열하는 것은 투명판을 다이에 융합시키며 픽셀 어레이를 봉한다. 이에 의해, 액정표시장치의 뒤틀림을 자주 일으키는 전체 액정표시장치의 경화의 필요 없이, 액정표시장치가 제조된다.

Description

액정표시장치를 위한 가용성 시일, 가용성 시일을 사용하는 액정표시장치 및 그 제조방법{Fusible Seal for LCD Devices, LCD Devices using Fusible Seal and Methods for Making Same}
본 발명은 일반적으로 액정표시 (Liquid Crystal Display) 장치에 대한 것으로, 특히, 액정표시장치를 봉합하기 위한 방법 및 수단에 관한 것이다.
최근까지 액정표시장치는 기본적으로 휴대용 컴퓨터에 사용되는 것과 같은 평판 장치이었다. 도 1a 에는, 평판 액정표시장치 (1) 의 일부의 모식적 사시도가 도시된다. 평판 장치 (1) 는 2개의 투명한 패널 (Panel) (2 및 4) 을 포함한다. 픽셀 어레이 층 (Pixel Array Layer) (3) 이 유리판들 (2 및 4) 사이에 위치한다. 픽셀 어레이 층은 일반적으로 픽셀들의 어레이 (6) 를 포함한다.
픽셀들은 픽셀 어레이 층 (3) 내의 배선들에 의해 서로 접속된다. 적절한 픽셀들 (6) 을 스위칭-온 (Switching-on) 함으로써, 빛이 유리판들 (2 및 4) 을 통과하도록 하거나 통과하지 못하도록 한다. 픽셀은 유리판 사이에 함유된 액정 물질내의 액정이 정열 또는 흩어지게 하여, 시각 효과를 유발시킨다. 픽셀어레이의 동작은, 공지된 바와 같이, 픽셀 어레이 층 (3) 과 그 대향하는 유리판 (2) 사이의 거리에 의해 결정된다. 도 1a 는 빛이 투명 패널들을 통과하지 못하도록 스위칭된, 그래서 어둡게 보이는, 3개의 픽셀 (6) 을 도시한다.
도 1b 는 선 (1B-1B) 을 따라 자른 도 1a 의 평판 액정표시장치의 모식적 단면도이다. 유리판들 사이 및 평판 액정표시장치의 주위를 따라, 액정물질을 둘러싸도록, 시일 (Seal) (9) 이 형성된다. 유리판 사이에는 스페이서들 (8) 이 또한 함유된다. 스페이서들 (8) 은 일반적으로 구형이며 투명하고 2 내지 4㎛ 정도의 지름을 가진다. 픽셀들 (6) 은 100㎛ 정도의 길이/폭을 가지며 2 내지 4㎛의 간극을 가지고 분리된다. 크기의 차이 때문에 스페이서는 픽셀 어레이의 동작에 거의 시각적 간섭을 일으키지 않는다.
스페이서의 다른 중요한 역할은 유리판의 평탄성을 유지시켜주는 것이다. 스페이서들이 액정표시 평판 장치 전체에 걸쳐 산포되어 있으므로, 유리판들은 서로 일정한 거리만큼 떨어져 있게 된다. 유리판들간의 간격에 있어서의 편차는 픽셀 어레이가 비정상적으로 동작하게 하거나 전혀 동작하지 못하도록 할 수 있다.
최근, 광 밸브 (Light Valve) 와 같은 소형 액정표시장치들이 각광을 받고 있다. 소형 액정표시장치 및 광 밸브는 일반적으로, 이들이 정상적으로 기능하도록 하기 위해, 일정한 사양에 따라 제조된다. 픽셀 어레이와 그 대향 유리판 사이의 거리가 일정해야 한다는 것이 그중 하나의 기준이다.
도 2a 에서, 일반적인 소형 액정표시장치 (10) 는 픽셀 어레이 (22) 를 함유한 다이 (20) 를 포함한다. 픽셀 어레이 (22) 는 전기적 도전성 경로들의 행들과 열들로 이루어진다. 전기적 도전성 경로들의 하나의 행과 하나의 열이 교차하는 곳에 픽셀 (23) 이 존재한다 (도 2b 참조). 각 픽셀 (23) 은 픽셀 어레이 (22) 의 적절한 행 및 열을 선택함으로써 개별적으로 온 (On) 될 수 있다. 픽셀 (23) 의 선택은 제어회로에 의해 제어되는데, 이 회로는 다이 (20) 내에 포함되거나 다이 (20) 밖에 위치한다. 두 경우에 있어, 외부 제어신호는 다이 (20) 의 기능을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 본드 패드들 (25) 은 일반적으로 픽셀 어레이 (22) 주위에 배치되는데, 이들은 픽셀 어레이 (22) 의 동작을 제어할 수 있도록 하기 위해 픽셀 어레이 (22) 에 접속된다.
본드 패드 (25) 들은 일반적으로 다이 (20) 내부에 존재하는 회로에 의해 픽셀 어레이 (22) 에 전기적으로 연결된다. 일반적으로, 유리판 (30) 이 다이 (20) 위에 돌출하도록, 그리고 본드 패드들 (25) 을 포함할 수 있는 다이 (20) 의 영역을 덮을 수 있도록, 유리판 (30) 이 다이 및 픽셀 어레이 (22) 위쪽에 배치된다. 유리판 (30) 이 본드 패드 (25) 를 덮지 않도록, 본드 패드 (25) 의 배치는 다이 (20) 의 하나 또는 두개의 변쪽에 집중되기도 한다.
다이 (20) 는 일반적으로 기판 (80) 에 탑재된다. 기판 (80) 은 다수의 기판 패드 (85) 를 포함한다. 본드 패드 (25) 는 일반적으로 본딩 와이어 (90) 에 의해 기판 패드 (85) 에 와이어 본딩된다.
액정표시장치 (10) 의 제조에 있어 제안된 방법중의 하나가, 액정표시장치 (10) 의 정상적 동작을 확보하기 위해, 픽셀 어레이 (22) 와 마주보는 유리판 (30) 의 한 측면을 접지시키는 것이다. 유리판 (30) 의 저면을 접지시킴으로써 유리판 (30) 과 픽셀 어레이 (22) 사이에 적절한 전계가 형성되도록 할 수 있다.
유리판 (30) 을 접지시키는 일반적인 방법은, 도전성 코팅 (40) 을 기판 (80) 에 전기적으로 접속시키는 도전성 에폭시 (70) 를 사용하는 것인데, 다이 (20) 는 기판 (80) 상에 부착된다. 도전성 에폭시 (70) 는 일반적으로 기판 (80) 위, 다이 (20) 에서 돌출한 유리판 (30) 아래에 위치된다. 그러나, 도전성 에폭시 (70) 는 유리판 (30) 또는 기판 (80) 과 양호한 접속을 이루지 못하는데, 이는 액정표시장치 (10) 가 동작하지 못하도록 한다. 도전성 에폭시 (70) 를 부착하는 것은 또한 액정표시장치 (10) 의 제조에 있어 여러 공정 단계들을 포함한다.
도 2b 에는, 선 (2B-2B) 을 따라 자른 도 2a 의 액정표시장치 (10) 의 단면이 도시된다. 유리판은 일반적으로 접착성 시일 (50) 에 의해 다이 (20) 에 부착된다. 유리판 (30) 은 픽셀 어레이에 대향하는 면상에 도전성 코팅을 가질 수도 또는 갖지 않을 수도 있다. 유리판 (30) 과 픽셀 어레이 (22) 사이의 봉합된 영역은 일반적으로 폴리머 분산 액정 (60) 의 용액으로 채워진다. 다이 (20) 를 유리판 (30) 에 올바르게 부착시킨 후, 다이 (20) 를 기판 (80) 에 부착하여 연결시키고 봉합한다. 일반적으로 글롭 코팅 (Glob Coating) 이 다이 (20) 를 기판 (80) 에 봉합시키는데 사용된다. 글롭 코팅 (95) 은, 유리판 (30) 을 통한 픽셀 에레이 (22) 의 표시를 흐리게 함이 없이, 일반적으로 본딩 와이어 (90) 및 다이 (20) 의 내부 부품들을 감싼다.
유리판 (30) 을 접지하는 것 외에, 픽셀 어레이 (22) 위쪽에 유리판 (30) 을정확한 높이로 배치시키는 방법이 추천되고 있다. 전계의 강도는 접지된 유리판 (30) 과 픽셀 어레이 (22) 사이의 거리에 의존한다. 전계는 액정 (60) 이 올바르게 정렬하도록 하여 액정표시장치 (10) 의 디스플레이에 있어 원하는 시각적 효과를 발생시킨다. 픽셀에 의해 발생된 전계는 액정표시장치 (10) 의 조립후에는 일반적으로 변화될 수 없기 때문에, 유리판 (30) 은 픽셀 어레이 (22) 위쪽에 정확하게 배치되어야 한다.
대형 액정표시장치와는 달리, 스페이서는 치수의 차이 때문에 액정표시장치 전체에 걸쳐 분포될 수 없다. 일반적으로, 유리판 (30) 과 다이 (20) 사이의 요구되는 거리는 약 2 내지 4㎛ 이다. 그러나 소형 액정표시장치에서 픽셀의 크기는 10 내지 12㎛ 이고 약 5 내지 10㎛의 간극을 가진다. 대형 액정표시장치에서 사용되는 것과 같은, 약 2 내지 4㎛ 의 크기의 스페이서는 소형 액정표시장치에서는 픽셀의 표시를 흐리게 하고 왜곡을 일으킨다.
소형 액정표시장치에서 다이와 유리판사이에 간격을 주는 한가지 방법으로 비도전성 스페이서를 사용하여 왔다. 일반적으로, 유리판 (30) 은 비도전성 스페이서 (도시되지 않음) 에 의해 픽셀 어레이 (22) 로부터 분리된다. 비도전성 스페이서는 일반적으로 다이 (20) 와 별개로 제조된다. 비도전성 스페이서는 일반적으로 유리판을 부착시키기 전에 다이 (20) 상에 배치된다. 그러나, 요구되는 정확한 높이를 얻기는 어렵다. 또한, 비도전성 스페이서를 다이 (20) 상에 적절하게 배치하는 것에 대해서도 어려움이 존재한다.
픽셀 어레이 (22) 위쪽에 유리판 (30) 을 간격을 두고 위치시키는 다른 방법으로 접착성 시일 (50) 내에 다수의 비도전성 스페이서를 사용하는 것이 있다. 비도전형 스페이서들은, 픽셀 어레이 (22) 위쪽에 유리판 (30) 을 봉합하기 위해 사용되는 접착성 물질 (50) 전체에 걸쳐 산포된다. 그러나, 접착성 시일 (50) 전체에 걸쳐 균일하게 간격지워진 높이를 형성하도록 비도전성 스페이서들을 충분히 배치하는 것은 어렵다. 비도전성 스페이서는 접착성 시일 (50) 을 함유한 용액으로부터 빠져나오려는 경향을 가지는 것으로 알려져 있는데, 이는 접착성 시일 (50) 의 높이가 요구되는 높이보다 크도록 만든다. 또한, 접착성 시일 (50) 의 일부분들에서 비도전성 스페이서가 결핍되어 유리판 (30) 이 특정한 영역에서 요구되는 높이보다 밑으로 가라앉는 현상을 초래할 수도 있다.
픽셀 어레이 (22) 와 유리판 (30) 사이에 간격을 두기 위한 또 다른 방법은 단순히 비도전성 스페이서 없는 접착성 시일 (50) 을 사용하는 것이다. 분리의 높이는 그러한 접근 방법에서 조절된다. 이 방법은 일반적으로 더 다루기 힘들고 신뢰성이 떨어지며 원하는 결과를 얻기 위해 많은 추가적인 공정 단계들을 요구한다.
비효율적이기는 하나마, 소형 액정표시장치에서 다이와 유리판 사이에 간격을 주는 이러한 방법들이 그 기능을 수행해 왔으나, 이들을 사용함에 있어 다른 문제점들이 발생한다. 일반적으로 유리판과 다이사이의 모든 영역에서 충분하게 간격이 지워지지는 않는다. 시일 (50) 을 경화시키기 위해 액정표시장치를 경화시킬 때, 액정표시장치가 자주, 도 2c 에 도시된 바와 같이, 뒤틀린다.
도 2c 는 기판에 탑재되기 전의, 유리판 (30) 이 부착된 다이 (20) 의 단면도이다. 경화되기 전에 다이 및 부착된 유리판은 평행하다. 시일을 경화시키기 위해서는 일반적으로 전체 액정표시장치를 고온의 환경하에 위치시키는 것이 요구된다. 경화시에 다이 또는 유리판 중의 어느 하나 또는 모두가 팽창계수의 차이로 인해 뒤틀릴 수도 있다. 냉각시에 유리판과 다이가 분리되어 있면, 이들은 원래의 모양으로 되돌아갈 수도 있을 것이다. 그러나, 유리판과 다이가 시일 (50) 에 의해 서로 부착되어 있으므로, 뒤틀린 부분 (다이 또는 유리판 중의 하나) 은 뒤틀린 상태를 유지한다.
도 2d 는 도 2c 의 시일 (50) 의 단면도의 확대도이다. 경화시에 시일 (50) 은 그것이 접촉하고 있는 다이 (30) 및 유리판 (20) 의 모양과 일치하게 된다. 시일은, 다이 또는 유리판중 하나가 뒤틀린 경우에도, 그 모양을 유지한다. 따라서, 뒤틀린 부분은, 도 2d 에 과장하여 상세히 도시한 바와 같이, 뒤틀린 모양으로 경화된 시일때문에 원래의 평면 상태로 복원되지 못한다.
따라서, 액정표시장치에 간격을 부여하고 봉합하는 현재의 방법들은 어느 정도 이점을 제공하는 반면 많은 문제점들도 야기한다. 소형 액정표시장치의 다이에 유리판을, 뒤틀림 또는 휘어짐 없이, 적절하게 봉합하고자 하는 요청이 있다. 동시에, 액정표시장치가 제대로 동작하기 위해, 유리판이 다이 위쪽에 정확히 배치되어야 한다. 또한, 개별 장치 레벨보다 웨이퍼 레벨에서 이러한 것들을 수행할 수 있는 방법들과 수단들, 및 다른 공정 단계들을 제공하는 것이 유익하다.
도 1a 는 종래 평판 액정표시장치의 일부의 모식적 사시도.
도 1b 는 1B-1B 선을 따라 자른 도 1a 의 평판 액정표시장치의 모식적 단면도.
도 2a 는 종래의 소형 액정표시장치의 모식적 사시도.
도 2b 는 2B-2B 선을 따라 자른 도 2a 의 액정표시장치의 단면도.
도 2c 는 기판에 탑재되기 전의 도 2b 의 다이 및 유리판의 단면도.
도 2d 는 도 2c 의 시일의 단면의 확대도.
도 3a 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 도시의 목적상 부분적으로 절단된, 투명판을 가진 액정표시장치의 모식적 사시도.
도 3b 는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 3a 의 영역 3B 의 확대도.
도 3c 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 선 3C-3C 를 따라 자른 도 3b 의 모식적 단면도.
도 4a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치 다이상에 위치한 투명판의 단면도.
도 4b 는 본 발명의 일 실시예에 의한 상부 시일의 단면도.
도 4c 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다층 상부 시일의 단면도.
도 4d 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 4a 의 액정표시장치의 다이상에 위치한 투명판의 이후 공정단계에서의 단면도.
도 4e 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 4d 의 액정표시장치의 다이상에 위치한 투명판의 이후 공정단계에서의 단면도.
도 5a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치의 사시도.
도 5b 는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 5a 에서 동그라미 친 영역 5B 의 상면평면도.
도 5c 는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 도 5a 에서 동그라미 친 영역 5B 의 상면평면도.
도 5d 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 시일 흡입부를 형성하는 가용성 물질을 가진 도 5c 의 그림.
도 5e 는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 5d 의 시일 흡입부의 봉합을 도시하는 도면.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 의한, 트레이스의 변형예를 가진 액정표시장치 다이의 도 5a 의 영역 5B 의 상면평면도.
도 7a 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 모식적 사시도.
도 7b 는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 모식적 사시도.
도 8a 는 본 발명의 일 실시예에 따라 봉합된 주입/배출 홀의 단면도.
도 8b 는 본 발명의 다른 실시예에 따라 봉합된 주입/배출 홀의 단면도.
도 9a 는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정표시장치를 채우는 단계에서의 단면도.
도 9b 는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 9a 의 액정표시장치를 채우는 이후의 단계에서의 단면도.
도 9c 는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 9b 의 액정표시장치를 채우는 이후의 단계에서의 단면도.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 의한, 웨이퍼상의 다수의 액정표시장치의 상면평면도.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따라 절단되는 동안의, 선 11-11 을 따라 자른 도 10 의 웨이퍼의 부분적 단면도.
도 12a 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 새김눈이 형성되고 있는 절단된 액정표시장치의 모식적 사시도.
도 12b 는 본 발명의 일 실시예에 의한, 완전한 새김눈이 형성된 도 12a 의 다이의 모식적 사시도.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따라 투명판을 형성하는 공정의 흐름도.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정표시장치의 다이를 형성하는 공정의 흐름도.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따라 웨이퍼 스케일 레벨상의 하나 이상의다이 및 투명판을 조립하는 공정의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 설명 *
120 : 다이
130 : 투명판
150 : 가용성 물질
155 : 상부 시일
160 : 트레이스
본 발명은 액정표시장치를 봉합하기 위한 가용성 시일 (fusible seal) 을 제공한다. 가용성 시일은 투명판 또는 픽셀 어레이를 가진 다이상에 형성된다. 가용성 시일은, 다이 및 투명판이 결합될 때, 다이의 픽셀 어레이를 둘러싸도록 배치된다. 다이 및 투명판은, 가용성 시일이 투명판 및 다이 사이에 위치하도록 서로 결합된다. 가용성 시일에 국부적으로, 투명판 또는 다이가 별로 가열되지 않도록, 열을 가한다. 가용성 시일을 가열함으로써 투명판을 다이에 융합시키며 픽셀 어레이를 봉한다. 이에 의해, 자주 액정표시장치의 뒤틀림을 유발시키는 전체 액정표시장치의 경화를 수행할 필요없이, 액정표시장치가 제조된다.
다른 실시예에서는, 가용성 시일을 가진 액정표시장치가 형성되며 액정물질로 채워진다. 투명판은, 투명판, 다이 및 가용성 시일로 둘러싸인 공간내로 액정물질을 통과시키는 하나 이상의 주입/배출 홀 (entry/exit hole) 을 포함할 수 있다. 일단 폐공간이 액정으로 채워지면, 주입/배출 홀이 봉합된다. 일 실시예에서는, 실런트 (Sealant) 가 주입/배출 홀을 메우기 위해 사용된다. 다른 실시예에서는, 가용성 덮개 (Lid) 시일을 가진 덮개가 주입/배출 홀을 봉합하기 위해 사용된다.
가용성 시일은 다이상에 형성되어 픽셀 어레이 주위에 저장소를 형성하며, 이 저장소는 본 발명의 다른 실시예에서 액정물질로 채워진다. 그리고 나서, 투명판이, 액정물질을 둘러싸는 가용성 시일위에 배치된다. 가용성 시일은 국부적으로 가열되어 투명판과 다이 사이에 연속적인 시일을 형성한다.
다른 실시예에서는, 가용성 시일이 시일 흡입 개구를 형성하도록 배열된다. 가용성 시일은, 투명판이 가용성 시일 및 다이에 부착될 때, 투명판 밑으로부터 부분적으로 돌출하도록 형성된다. 시일 흡입 개구를 형성하는 가용성 시일의 부분적 돌출부를 가열함이 없이, 가용성 시일을 국부적으로 가열하여 투명판을 다이에 융합시킨다. 가용성 시일의 돌출부는 투명판, 다이 및 가용성 시일에 의해 둘러싸인 공간내로 및 외부로 액정물질을 통과시키는 시일 흡입 개구를 제공한다. 그리고 나서, 가용성 시일의 돌출부는 가열되어 투명판 밑으로 당겨 넣어져 투명판과 다이 사이에서 연속적 시일을 형성한다.
또 다른 실시예에서는, 가용성 시일이 주입/배출 홀과 함께 사용된다. 가용성 시일은, 주입/배출 홀이 투명판, 다이 및 가용성 시일로 둘러싸인 공간으로의 접근을 제공할 수 있도록 배열된다. 폐공간은 액정물질로 채워진다. 주입후, 가용성 시일의 일부를 국부적으로 가열하여 주입/배출 홀이 폐공간으로부터 차단되도록 한다.
가용성 시일 및 액정표시장치에 액정 물질을 주입하는 다른 방법은 액정표시장치의 웨이퍼 스케일 제조에 사용될 수 있는데, 이 방법은 가용성 시일의 유연성에 의해 가능하게 된다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 효과들은, 본 발명에 대한 다음의 설명을 숙독하고 도면의 그림들을 연구함으로써 당업자에게 자명해질 것이다.
본 발명은 액정표시장치에서 사용되는 가용성 시일을 제공한다. 가용성 시일은 에폭시 및 다른 종류의 종래의 시일과 연관된 문제점들을 예방한다. 액정표시장치의 다이 및/또는 투명판의 휨 (Bowing) 에 의한 영향이 크게 감소된다. 가용성 시일은, 특히 스페이서와 함께 사용될 경우, 정확한 간격의 시일을 제공한다. 가용성 시일은, 액정표시장치에 액정물질을 주입하는 독특하고 진보성 있는 방법을 가능케 한다. 보다 큰 스케일로, 종래 기술 방법에 의해 일반적으로 요구되는 장치 레벨 처리에 대비해, 액정표시장치의 웨이퍼 레벨 처리를 가능하게 한다.
가용성 시일
도 3a 는, 도시의 목적상 부분적으로 절단된 투명판 (130) 을 가진 소형 액정표시장치 (110) 의 모식적 사시도이다. 소형 액정표시장치 (110) 는 다이 (120) 상에 형성된 픽셀 어레이 (122) 를 포함한다. 다이 (120) 상에 포함된 회로를 통해, 본드 패드 (125) 가 픽셀 어레이 (122) 에 연결된다. 가용성 물질 (150) 이 픽셀 어레이 (122) 를 둘러싼다. 일반적으로, 가용성 물질 (150) 은 다이 (120) 상에 형성된 트레이스 (Trace) (160) (도 3c 에 도시됨) 상에 형성된다. 정밀 도전성 스페이서 (157) 는 가용성 물질 (150) 에 의해 둘러싸인 영역 내부 또는 둘러싸인 영역 밖에 위치시킬 수도 있다. 정밀 도전성 스페이서는 Ranjan J. Mathew에 의해 발명되어 1997년 9월 8일에 'Precision Conductive Spacers for Liquid Crystal Display Devices and Method for Making Same' 이라는 명칭으로 출원되어 계류중인 미국 특허출원 번호 08/925,846 에 상세히 설명되어 있으며, 여기에 그 전체를 참조에 의해 삽입한다. 투명판 (130) 은 가용성 물질 (150) 의 정부 (Top) 및 정밀 도전성 스페이서 (157) 상에 위치한다.
투명판 (130) 은 도시의 목적상 절단되었으나, 가용성 물질 (150) 에 의해 둘러싸인 전체 영역을 덮는다. 투명판 (130) 은 가용성 물질 (150) 및 정밀 도전성 스페이서 (157) 상에 위치한다. 가용성 물질 (150) 은 투명판 (130) 과 다이 (120) 사이에 형성된 공간 주위에 시일을 형성한다. 공간의 내부는, 이하에서 설명되는 바와 같이, 액정 물질로 채워진다. 가용성 물질 (150) 에 의해 형성된 시일은 액정표시장치가 정상적으로 작동하도록 한다.
종래 액정표시장치에서 사용되는 시일과는 달리, 가용성 물질 (150) 은 에폭시 또는 경화처리를 요하는 다른 종류의 물질로부터 형성되지 않는다. 상기하였듯이, 경화처리는, 에폭시 시일을 경화시키기 위해 전체 액정표시장치를 고온 환경내에 위치시킬 것을 요한다.
본 발명의 일 실시예에서, 가용성 물질 (150) 은, 다이 및 투명판이 가열되지 않도록 국부적으로 가열된다. 국부 가열은, 전체 액정표시장치를 가열하지 않고도, 가용성 물질이 폐공간 주위에 시일을 형성하도록 한다. 이것은 종래 장치의 제조에 일반적으로 사용되는 경화 공정동안 발생되는 휨 효과를 방지한다.
도 3b 및 3c 에는, 투명판 (130) 과 가용성 물질 (150) 사이의 경계부분의 확대도가 도시된다. 도 3b 는 도 3a 에서의 영역 3B 의 확대도이며, 도 3c 는 선 3C-3C 를 따라 자른 도 3b 의 모식적 단면도이다. 투명판 (130) 은, 도 3b 및 도 3c 에 도시된 바와 같이, 상부 시일 (155) 을 포함한다. 상부 시일 (155) 은 가용성 물질 (150) 의 모양에 대응하는 모양으로 형성된다.
트레이스 (160) 는 상부 시일 (155) 의 모양과 거울상을 이루는 모양으로 다이 (120) 상에 형성된다. 가용성 물질 (150) 은 다이 (120) 상의 트레이스 (160) 상에 형성된다. 투명판 (130) 은, 상부 시일 (155) 이 가용성 물질 (150) 과 접촉하도록, 가용성 물질 (150) 의 정부상에 배치된다. 그리고 나서,가용성 물질 (150) 은 국부적으로 가열되어 가용성 물질 (150) 이 상부 시일 (155) 과 결합하도록 한다. 다른 실시예에서는, 정밀 도전성 스페이서 (157) 가 투명판과 다이 사이에 적절하게 간격을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 가용성 물질 (150) 및 상부 시일 (155) 의 규격은 정확한 높이의 시일을 형성하도록 조절될 수 있어, 스페이서가 필요하지 않을 수도 있다. 그 결과가, 전체 액정표시장치를 경화처리할 필요 없이, 픽셀 어레이를 둘러싸는 투명판과 다이 사이의 융합된 시일이다.
도 4a 내지 4e 는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치 (110) 를 봉합하는 단계들을 도시한다. 트레이스 (160) 가 우선 다이 (120) 상에 형성된다. 트레이스 (160) 는, 픽셀 어레이 (122) 를 둘러싸는 주변부을 형성하도록 임의의 적절한 패턴으로 형성될 수 있다. 트레이스 (160) 는, 예로서, 솔더가 융착될 수 있는 임의의 적절한 물질일 수 있다. 예를 들어, 트레이스 (160) 는 구리, 알루미늄, 니켈, 니켈-바나듐, 티타늄 또는 티타늄-텅스텐 또는 임의의 다른 적당한 물질일 수 있다.
일단 트레이스 (160) 가 다이 (120) 상에 형성되면, 가용성 물질 (150) 이 트레이스 (160) 상에 형성될 수 있다. 가용성 물질 (150) 은 융합될 수 있는 임의의 적당한 물질로 구성될 수 있다. 예로서, 가용성 물질 (150) 은 주석, 주석-납, 인듐-주석, 주석-인듐-납 또는 임의의 다른 가용성 물질로부터 형성될 수 있다. 가용성 물질 (150) 은 임의의 적당한 방법으로 트레이스 (160) 상에 형성될 수 있는데, 예를 들어, 스퍼터링, 퇴적, 트레이스 (160) 에의 단순 물리적 배치 (Simple Physical Placement), 정밀 볼 본드 (precision ball bond) 배치 및 유사한 방법이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 가용성 물질이 융합 공정에서 재유동되므로, 가용성 물질 (150) 이 정확한 형태를 가질 필요가 없다.
상부 시일 (155) 은, 다이 (120) 상의 트레이스 (160) 의 패턴에 대응하는 패턴으로, 투명판 (130) 상에 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 정밀 도전성 스페이서 (157) 는 다이 (120) 위에 보다는 투명판 (130) 위에 형성된다.
도 4b 및 4c 에서, 상부 시일 (155) 은 단층 또는 다층일 수 있다. 도 4b 는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 단층으로 형성된 상부 시일 (155) 의 단면이다. 단층 상부 시일 (155) 은, 투명판 (130) 에 접합될 수 있고 이후에 가용성 물질 (150) 에 접합될 수 있는 임의의 적합한 물질로부터 형성될 수 있다. 예로서, 단층 상부 시일 (155) 은 금, 주석, 티타늄, 니켈, 니켈-바나듐, 티타늄-텅스텐 또는 임의의 다른 적당한 물질로부터 형성될 수 있다.
도 4c 는 상부층 (155a), 중간층 (155b), 및 하부층 (155c) 을 가지는 다층 상부 시일 (155) 의 단면이다. 상부층 (155a) 은 투명판 (130) 에 접합되기에 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상부층 (155a) 은 투명판 (130) 과 상부 시일 (155) 의 다음 층들간에 산화층으로서 작용한다. 예로서, 상부층(155a) 은 금, 백금, 팔라듐, 은, 은-주석 콤비네이션 또는 임의의 다른 적절한 물질로부터 형성된다.
어떤 실시예에서, 이들 물질은 이후의 단계에서 가용성 물질 (150) 과 융합하기에 가장 바람직한 물질이 아닐 수도 있다. 따라서, 때로는 중간층 (155b) 이 요구된다. 중간층 (155b) 은 투명판 (130) 에 접합되는 상부층 (155a) 및 가용성 물질 (150) 에 융합될 하부층 (155c) 사이의 경계층을 제공한다. 중간층 (155b) 은, 예로서, 니켈, 주석, 주석-니켈, 구리 또는 임의의 다른 적합한 물질로 이루어진다.
그리고 나서, 하부층 (155c) 이 중간층 (155b) 상에 형성된다. 하부층 (155c) 은 가용성 물질 (150) 과 쉽게 융착하는 물질로부터 형성된다. 예로서, 하부층 (155c) 은 주석, 주석-납, 주석-인듐, 주석-납-인듐 또는 임의의 적합한 물질로부터 이루어진다.
상부층 (155a) 은 중간층 (155b) 및 하부층 (155c) 의 위에 위치하는 것으로 표현되었으나, 상부층 (155a)은 도시의 목적상 맨위에 위치하는 것으로 표현된 것일 뿐이다. 일반적으로, 상부층 (155a) 은 투명판 (130) 상에 먼저 형성되며 이후의 층들 (155b 및 155c) 이 상부층 (155a) 위에 형성된다. 단층 상부 시일 (155) 뿐만 아니라, 개별적인 층들 (155a, 155b 및 155c) 을 형성하는 방법은 본 기술분야에서 공지된 방법으로 수행될 수 있다. 예로서, 새도우 마스킹 (shadow making), 퇴적과 식각, 스퍼터링, 증발 또는 투명판 (130) 상에 금속층을 형성하기 위한 임의의 적합한 기술이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 더욱이,상부 시일 (155) 은 임의의 적합한 수의 층을 가질 수도 있다.
정밀 도전성 스페이서 (157) 가, 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 조립하기 전에, 투명판 (130) 상에 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 정밀 도전성 스페이서 형성을 위한 방법 및 장비가 계류중인 출원에 기재되어 있다. 정밀 도전성 스페이서 (157) 는 투명판 (130) 상 보다는 다이 (120) 상에 형성될 수도 있다. 또는, 정밀 도전성 스페이서가 투명판 (130) 과 다이 (120) 사이에 간격을 주는 기능을 수행하는 한, 정밀 도전성 스페이서 (157) 는 투명판 (130) 또는 다이 (120) 에 의해 덮여지는 영역내의 임의의 위치에 형성될 수도 있다.
도 4d 에서, 상부 시일 (155) 및 스페이서 (157) 를 가진 투명판 (130) 이 다이 (120) 상의 가용성 물질 (150) 의 정부상에 위치된다. 일 실시예에서, 가용성 물질 (150) 및 상부 시일 (155) 의 높이가 스페이서 (157) 의 높이보다 크다. 따라서, 가용성 물질 (150) 을 융합하기 전에는 다이 (120) 와 스페이서 (157) 사이에 간극이 존재한다.
도 4e 에는, 가용성 물질 (150) 에 열을 가하는 것이 표현된다. 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 일치시킨 후, 가용성 물질 (150) 에 의해 덮여진 영역에 열을 가한다. 전체 액정표시장치를 가열하기 보다는, 이는 액정표시장치를 봉합하는 종래 기술에서와 같이 자주 휨, 뒤틀림 및 다른 해로운 부작용을 초래하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 가용성 물질 (150) 에 의해 덮여진 영역만이 가열된다.
가용성 물질 (150) 에 가해진 열은, 가용성 물질 (150) 이 용융되어 상부 시일 (155) 과 융합하도록 한다. 만일, 가용성 물질 (150) 이미 트레이스 (160) 에 융합되어 있지 않다면, 가용성 물질 (150) 은 용융되어 트레이스 (160) 와도 접합한다. 투명판 (130) 의 무게는, 일실시예에서, 스페이서 (157) 가 다이 (120) 와 접촉할 때까지 투명판 (130) 이 다이 (120) 에 가까와 지도록 할 만큼 충분하다. 또한, 용융된 가용성 물질의 표면 장력이 투명판 (130) 을 다이 (120) 가까이로 끌어내릴 수 있다. 다른 실시예에서는, 투명판 (130) 에 힘을 가해 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 접근하도록 할 수도 있다.
용융상태의 가용성 물질 (150) 의 표면 장력이든 또는 중력의 영향이든 간에, 투명판 (130) 은 다이 (120) 가까이로 균일하게 당겨진다. 스페이서 (157) 의 전략적 배치와 조합되어, 투명판 (130) 이 다이 (120) 로부터 일정한 거리를 갖도록, 투명판 (130) 이 다이 (120) 에 접합된다. 따라서, 본 발명에 의해, 전체 액정표시장치를 경화시키는 것과 연관된 많은 부작용 및 다이 (120) 가 투명판 (130) 에 불완전하게 봉합되는 것을 피할 수 있게 된다.
가용성 물질 (150) 은 다이상의 국부를 가열하기에 적합한 임의의 방법을 통해 가열될 수 있다. 예로서, 적외선, 자외선, 또는 가시광 레이저 등이 가용성 물질 (150) 을 가열하는데 사용될 수 있다. 또한, 이온 빔, 펄스드 서모우드 (Pulsed Thermode) 및 국부 가열에 적합한 다른 방법이 본 발명에 따라 사용되어 질 수 있다. 투명판 (130) 을 장치 (120) 에 융합하기 위한 가용성 물질 (150) 의 국부 가열은, 상기한 바와 같이, 전체 액정표시장치를 가열해야 하는 문제를 피할 수 있게 한다.
주입
가용성 시일은 액정표시장치를 경제적으로 제조하는 다른 기회를 제공한다. 도 5a 에는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치 (110') 의 사시도가 도시된다. 액정표시장치 (110') 는 도 3a 의 액정표시장치 (110) 와 유사하다. 그러나, 액정표시장치 (110') 는 시일 흡입부 (180) 를 가진 가용성 물질 (150) 을 포함한다. 시일 흡입부 (180) 는 투명판 (130) 밑으로부터 돌출하여 투명판 (130) 과 다이 (120) 사이의 폐공간내로의 개구(開口)를 제공한다. 개구는, 액정표시장치 (110') 제조의 이후 단계동안 액정 물질의 주입 또는 배출을 가능하게 한다.
도 5b 에는, 도 5a 에서 동그라미 친 영역 5B 의 상면평면도가 도시된다. 도 5b 에 도시된 바와 같이, 시일 흡입부 (180) 는 투명판 (130) 밑으로부터 돌출한다. 개구 (181) 는, 주입 또는 배출 홀이 투명판 (130), 다이 (120) 및 가용성 물질 (150) 에 의해 형성된 폐공간 내로 액정물질을 주입되게 할 수 있도록 형성된다.
가용성 물질 (150) 의 가열시, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 투명판 (130) 으로부터 돌출한 시일 흡입부 (180) 를 제외한 모든 가용성 물질 (150) 부분에 열이 가해진다. 이것은, 개구 (181) 가 차단되지 않은 상태를 유지하게 하면서, 정확한 간격으로 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 접합할 수 있도록 해준다. 일단 폐공간이 액정 물질로 채워지면, 전에 가열되지 않았던 시일 흡입부 (180) 및 상부시일 (155) 과 트레이스 (160) 의 대응부분에 열을 가할 수 있다. 이러한후속 가열은 가용성 물질 (150) 의 시일 흡입 부분이 트레이스 (160) 에 융착하도록 한다. 이에 의해 시일 흡입부 (180) 의 돌출부분은 투명판 (130) 밑으로 끌어 당겨져 완전한 봉합을 형성한다.
도 5c 는, 도시의 목적상 가용성 시일을 제거한, 본 발명의 다른 실시예에 의한, 도 5a 의 동그라미 친 영역 5B 의 상면도이다. 도 5b 에서, 트레이스 (160) 는 연속적이나, 트레이스 (160) 의 일부를 따라 간극들 (162) 을 가지는 것이 바람직할 수도 있다. 가용성 물질 (150) 을 포함하는 도 5d 에서, 간극들 (162) 은, 시일 흡입부 (180) 가 트레이스 (160) 의 행로로부터 휘어지는 위치 아래에 위치한다. 간극들 (162) 은, 초기 융합 공정에서 시일 흡입부 (180) 의 가용성 물질이 많이 용융되는 것을 방지하기 위해, 시일 흡입부 (180) 의 휘어지는 부분 아래에 형성된다. 도 5b 를 참조하여 설명된 바와 같이, 투명판 (130) 바로 아래에 위치한 시일 흡입부 (180) 의 부분들만이 초기에 국부 가열된다. 이것은 나머지 가용성 물질 (150) 부분에 바로 인접한 시일 흡입부 (180) 의 부분들을 포함할 수도 있다. 트레이스 (160) 의 일부를 제거함으로써, 폐공간이 액정물질로 채워지기 전에, 시일 흡입부 (180) 가 트레이스 (160) 에 많이 융착되는 것이 방지된다.
일단, 투명판 (130) 이 가용성 물질 (150) 에 의해 다이 (120) 에 고정되면, 그 내부의 폐공간은 시일 흡입부 (180) 인 개구 (181) 를 통해 액정 물질로 채워진다. 일단, 폐공간이 액정 물질로 채워지면, 시일 흡입부는 용융되어 가용성 물질 (150) 에 의해 형성된 시일을 완성한다.
도 5e 는 용융되어 가용성 물질 (150) 과 재합체되고 있는 시일 흡입부 (180) 의 모식적 상면 평면도이다. 봉합 공정에서, 가용성 물질 (150) 의 시일 흡입 부분 및 시일 흡입부 (180) 에 인접한 가용성 물질 (150) 의 부분들에 열이 가해진다. 국부 가열은 시일 흡입부 (180) 및 가용성 물질 (150) 의 그 인접부가 용융되어, 표면장력에 의해, 트레이스 (160) 에 의해 형성된 주변부로 끌어 들여지도록 한다. 따라서, 시일 흡입부 (180) 가 끌어 당겨지는 작용에 의해 가용성 물질 (150) 내로 재합체된다.
시일 흡입부 (180) 는 도 5b 및 도 5d 에 도시된 'V'자와 같은 모양을 포함한 임의의 모양으로 형성될 수도 있다. 예로서, 시일 흡입부 (180) 는 반원형, 반사각형 (semi-rectangular), 반사다리꼴형 (semi-trapezoidal), 또는 임의의 다른 적합한 형태일 수 있다.
다른 실시예에서는, 트레이스 (160) 를 특별하게 형성함으로써 보다 양호한 끌어 당기기 작용을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 도 6 은 트레이스 (160) 의 변형예를 가진, 다이 (120) 의 도 5b 내지 5e 에서와 유사한 영역의 상면 평면도이다. 변형예에서, 트레이스 (160) 는 시일 흡입 트레이스 (165) 및 채널 (168) 을 포함한다. 시일 흡입 트레이스 (165) 는, 초기에 다이 (120) 상에 형성될 때, 가용성 물질 (150) 의 시일 흡입부 (180) 의 모양과 거울상을 이루는 모양을 가진다. 채널 (168) 은 트레이스 (160) 의 주부 (main portion) 와 시일 흡입 트레이스 (165) 를 연결한다.
채널 (168) 은, 최종 봉합공정에서 시일 흡입부 (180) 가 트레이스 (160) 의주부로 끌어 당겨지는데 편리한 통로를 제공한다. 시일 흡입부 (180) 는 국부 가열되어 가용성 물질 (150) 과 완전히 재합체된다. 국부 가열은, 시일 흡입부 (180) 가 끌어 당겨지기 시작할 때까지, 우선 시일 흡입 트레이스 (165) 바로 위의 시일 흡입부 (180) 에 그리고 채널 (168) 에 가해진다. 그리고 나서, 열은, 시일 흡입부 (180) 의 가용성 물질을 끌어 당기기 위해, 주트레이스 (160) 쪽에 가해질 수도 있다. 결과적으로, 시일 흡입 트레이스 (160) 및 채널 (168) 을 제외한 트레이스 (160) 의 주부상에 형성된 연속적 가용성 물질 (150) 이 형성된다. 이에 의해, 투명판 (130) 및 다이 (120) 사이의 폐공간 주위로 픽셀 어레이 (122) 및 액정 물질을 감싸도록, 균일한 시일이 형성된다.
액정표시장치 (110') 는, 본 기술분야에서 공지된 바와 같이, 개구 (181) 가 아직 존재하는 상태에서, 임의의 적합한 방법으로 액정 물질을 채울 수 있다. 일 실시예에서, 액정표시장치 (110') 는 낮은 압력 환경내에 위치한다. 일단 이 환경에 동화되면, 투명판 (130), 다이 (120) 및 가용성 물질 (150) 에 의해 둘러싸인 공간 내부의 압력도 낮은 압력 상태에 있게 된다. 고압 상태로 유지된 액정물질이 개구 (181) 를 통해 폐공간 내로 도입될 수 있다. 폐공간은 낮은 압력으로 유지되므로, 액정 물질을 폐공간 내로 빨아들이는 진공 작용이 발생한다. 폐공간이 액정 물질로 채워진 후 시일 흡입부 (180) 가 융합되어 가용성 물질 (150) 에 합체될 수 있다.
다른 실시예에서, 폐공간은 투명판 (130) 에 뚫려진 주입 및 배출 홀을 통해 채워질 수도 있다. 도 7a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치(110') 의 모식적 사시도이다. 액정표시장치 (110') 는 투명판 (130) 에 뚫려진 주입/배출 홀들 (200) 을 포함한다. 주입/배출 홀들은 임의의 적절한, 본 기술분야에서 공지된 바와 같은, 드릴링 기술에 의해 투명판 (130) 내에 형성될 수도 있다. 예로서, 홀들 (200) 은 슬러리 워터 제트 (slurry water jet), 레이저 드릴링 (laser drilling), 정밀 드릴링 (precision drilling), 초음파 드릴링 (ultrasonic drilling), 정밀 에칭 (precision etching) 또는 임의의 적합한 드릴링 기술에 의해 형성된다.
몇개의 주입/배출 홀들 (200) 이 액정 물질을 폐공간내로 도입하는데 사용되는 반면에, 다른 홀들 (200) 은 폐공간으로부터 공기가 빠져 나가게 하며 임의의 여분의 액정 물질이 주입공정에서 배출되게 하는데 사용된다. 또한, 폐공간내를 낮은 압력으로 하고 더 높은 압력으로 유지된 액정 물질을, 상기한 바와 같이, 도입하는 방법이 본 발명의 특정 실시예에 따라 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 형태에서, 주입/배출 홀들 (200) 중의 하나가, 폐공간을 채울 만큼 충분한 액정 물질을 함유할 정도로 큰 부피를 가질 수도 있다. 도시된 그림은, 도시된 실시예의 치수가 정확한 스케일이 아니기 때문에, 이와 같이 보이지 않을 수도 있지만, 주입/배출 홀들 (200) 은, 당업자들이 인정할 수 있듯이, 폐공간을 채울 만큼 충분한 액정 물질을 함유할 수 있다. 따라서, 주입/배출 홀들 (200) 중 하나는 저장소로 사용될 수 있으며 액정 물질로 채워질 수 있다. 그리고 나서, 액정 물질을 저장소로서 사용되는 주입/배출 홀로부터 폐공간내로 유동시킨다. 나머지 다른 주입/배출 홀들은 공기를 빠져나게게 하고 임의의 여분의 양의 액정 물질을 배출시킨다.
도시된 주입/배출 홀들은 폐공간의 구석쪽에 형성되는 것으로 도시되었지만, 주입/배출 홀들은, 이들이 픽셀 어레이 (122) 와 간섭하지 않는 한, 폐공간의 어떤 위치에도 형성될 수 있다.
도 7b 에는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치 (110''') 의 사시도를 도시한다. 액정표시장치 (110''') 는 반-사각형 모양의 시일 흡입부 (180') 를 포함하는 가용성 물질 (150) 을 포함한다. 주입/배출 홀 (200') 은 시일 흡입부 (180') 에 의해 둘러싸인 영역내에 형성된다. 주입/배출 홀 (200') 은, 많은 양의 액정 물질을 함유하기 위해, 나머지 주입/배출 홀들 (200) 보다 크게 형성될 수도 있다. 여기서도 액정물질은 주입/배출 홀 (200') 을 저장소로서 사용하여 주입/배출 홀 (200') 에 채워질 수 있다. 액정 물질은 폐공간내로 흘러들어 가게 되며 임의의 공기나 가스는 나머지 다른 주입/배출 홀들 (200) 을 통해 배출된다. 주입/배출 홀들 (200) 은, 전체 폐공간이 액정 물질로 채워진 후, 주입/배출 홀 (200') 을 봉합하지 않은 상태에서 봉합될 수 있다. 일단 폐공간이 액정 물질로 채워지면, 주입/배출 홀 (200')은 시일 흡입부 (180') 를 용융시켜 가용성 물질 (150) 로 재합체시킴으로써 봉합될 수 있으며, 이에 의해 주입/배출 홀 (200') 을 폐공간으로부터 차단시킨다.
다른 실시예에서, 주입/배출 홀 (200') 은 투명판 (130) 내의 유일한 홀일 수 있다. 또한, 액정표시장치 (110''') 를 먼저 저압의 환경내로 도입한 후, 고압으로 유지된 액정 물질을 주입/배출 홀 (200') 을 통해 채울 수 있다. 진공 작용에 의해, 주입/배출 홀 (200') 을 유일한 개구로서 사용하여, 폐공간을 액정물질로 채운다. 주입/배출 홀 (200') 은 시일 흡입부 (180') 를 용융하여 가용성 물질 (150) 로 재합체시킴으로써 폐공간으로부터 차단될 수 있다.
도 8a 및 8b 는 주입/배출 홀 (200 및/또는 200') 의 봉합 방법에 관한 설명에 참조된다. 이하의 설명은 주입/배출 홀들 (200) 을 봉합하는 방법에 집중되지만, 이 방법은 주입/배출 홀 (200') 에도 쉽게 적용될 수 있다. 설명은 상기한 모든 종류의 주입/배출 홀들을 포함하도록 이해되어야 한다.
투명판 (130), 다이 (120) 및 가용성 물질 (150) 에 의해 둘러싸인 공간을 액정 물질 (222) 로 채운 후, 주입/배출 홀 (200) 을 실런트 (210) 로 채운다. 물리적으로, 투명판 (130) 의 평면위로 돌출하지 않는 밀폐 시일을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 기능을 수행하기 위해, 포팅용 (Potting) 화합물 또는 임의의 다른 적합한 물질이 실런트 (210) 로서 사용될 수 있다.
실런트 (210) 는, 액정 물질 (222) 및 주입/배출 홀 (200) 의 내부에 의해 생기는 빈공간에 일치되도록 홀 (200) 내에 퇴적된다. 도시된 실시예에서는, 경화성 액정 물질이 바람직할 수도 있다. 경화성 액정 물질은 일반적으로 홀 (200) 을 봉합하기전에 경화된다. 경화성 액정 물질의 경화는 실런트 (210) 를 홀 내의 빈 영역에 일치시킨다.
그리고 나서, 실런트는 자외선 또는 국부 적외선 가열, 및/또는 실런트를 경화시키기 위해 사용되는 임의의 다른 적합한 방법으로 경화될 수 있다. 실런트 (210) 는, 예로서, 아크릴/에폭시계 물질들로 구성될 수 있으며, 이는 자외선가열에 의해 경화될 수도 있는데, 다른 종류의 경화성 물질이 본 발명에 따라 사용될 수도 있다. 여기에서도, 실런트 (210) 의 경화는 국부적이며, 다이 및 투명판이 별로 가열되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 덮개가 주입/배출 홀 (200) 을 봉합하는데 사용될 수도 있다. 도 8b 는 덮개 (250) 를 사용한 액정표시장치의 모식적 단면도이다. 우선, 주입/배출 홀 (200) 의 개구 위쪽에, 주입/배출 홀 (200) 보다 큰 지름을 가지도록 식각된 영역 (202) 을 형성한다. 식각된 영역 (202) 은 주입/배출 홀 (200) 을 형성하는 것과 동일한 방법을 사용하여 형성될 수도 있다.
주입/배출 홀 (200) 의 개구에 바로 인접한 영역에 금속층 (267) 을 퇴적한다. 금속층 (267) 은, 예를 들어, 스퍼터링, 퇴적 또는 다른 적합한 방법에 의해, 식각된 영역 (202) 내에 형성된다. 금속층 (267) 은, 투명판 (130) 상에 형성될 수 있으며 쉽게 솔더링할 수 있는 임의의 적합한 물질로 이루어질 수도 있다.
그리고 나서, 가용성 물질 (255) 이 금속층 (267) 상에 형성된다. 가용성 물질 (255) 은 임의의 적합한 솔더 같은 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 낮은 온도에서 가용성 물질을 가열하기 위해, 저온에서 솔더링할 수 있는 물질이 사용될 수도 있다. 덮개 (250) 는 금속층 (267) 및 가용성 물질 (255) 위에, 식각된 영역 (202) 내에 배치된다. 그러나, 우선 금속층 (252) 이 덮개 (250) 상에 형성된다. 금속층 (252) 은 금속층 (267) 의 경우와 유사한 방법으로 덮개 (250) 상에 형성된다. 금속층 (252) 은 투명판 (130) 상의 금속층(267) 의 모양에 맞도록 유사한 형태로 형성된다.
덮개 (250) 는, 금속층 (252) 면이 아래로 향하도록 하여, 금속층 (252) 및 금속층 (267) 이 정렬되도록 가용성 물질 (255) 상에 얹어진다. 덮개 (250) 는 투명판 (130) 을 형성하는데 사용되는 물질과 유사한 투명판으로부터 형성될 수 있다. 덮개 (250) 는, 도 4a 내지 4e 와 관련해 설명하였듯이, 국부 가열을 통해 투명판 (130) 에 융합된다.
따라서, 주입/배출 홀 (200 또는 200') 위쪽에 또는 내부에 시일을 형성하는 여러가지 다른 방법이 존재한다. 또한, 액정표시장치에 사용되는 투명판내의 홀을 봉합하는 다른 방법들을 본 발명에 따라 적용할 수도 있다. 또한, 액정표시장치의 폐공간을 액정 물질로 채우기 위한 다른 방법들이 본 발명에 따라 사용될 수도 있다.
도 9a 내지 9c 는 액정표시장치의 폐공간을 액정 물질로 채우는 그러한 한가지 다른 방법을 도시한다. 도 9a 내지 9c 는, 도 4a, 4d 및 4e 에 도시된 단면들과 유사한, 본 발명에 의한 액정표시장치의 단면이다. 그러나, 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 융합시키기 전에, 가용성 물질 (150) 로 둘러싸인 공간을 액정 물질 (222) 로 채운다. 액정 물질 (222) 은, 일 실시예에서, 경화성 액정 물질이다.
도 9b 에서, 투명판 (130) 은, 상부 시일 (155) 이 가용성 물질 (150) 상에 정렬되도록, 다이 (120) 위쪽에 배치된다. 이리하여 액정 물질 (222) 이, 투명판 (130), 다이 (120) 및 가용성 물질 (150) 에 의해 둘러싸인 공간내에 포획된다.
도 9c 에서, 가용성 물질 (150) 이, 상기한 바와 같이, 국부 가열된다. 가용성 물질 (150) 을 용융시킴으로써, 정밀 도전성 스페이서 (157) 가 투명판 (130) 및 다이 (120) 양자와 모두 접촉할 때까지, 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 접근시킬수 있다. 가용성 물질 (150) 을 용융시켜 투명판 (130) 을 다이 (120) 에 접착한 후에, 액정물질 (222) 을 경화시킬 수 있다. 액정 물질 (222) 은 자외선, 적외선 또는 전체 액정표시장치를 별로 가열하지 않고 액정 물질을 경화시킬 수 있는 다른 적합한 방법 등의 여러 방법으로 경화될 수 있다.
웨이퍼 스케일 공정
따라서, 액정표시장치의 폐공간을 액정물질로 채우는 여러 가지 다른 방법이 존재한다. 도 7a 와 7b, 도 8a 와 8b, 및 도 9a 내지 9c 를 참조하여 설명된 방법들은 웨이퍼 스케일 공정에도 적용될 수 있다는 부가적 효과를 가진다. 즉, 상기 도면들을 참조하여 설명된 방법들과 공정들 및, 잠재적으로, 모든 설명된 방법들과 공정들은 액정표시장치 다이들의 전체 웨이퍼에 적용될 수 있다. 웨이퍼 스케일 공정은 다수의 단일 액정표시장치 다이상에 단계들을 수행하는 것과 연관된 문제들을 회피할 수 있게 한다. 웨이퍼 스케일 공정을 사용함으로써 상당한 규모의 경제를 달성할 수 있다. 따라서, 이하의 설명은 웨이퍼 스케일 공정에 본 발명을 적용하는 것에 집중한다.
도 10 을 참조하여, 웨이퍼 스케일 공정 방법들이 설명된다. 도 10 은 액정표시장치 다이들 (120) 의 어레이를 함유하는 웨이퍼 (300) 의 상면평면도이다. 종래 액정표시장치 다이들은 일반적으로 단일 웨이퍼상에서 대량으로 처리되지는 않는다. 일반적으로, 액정표시장치를 형성하는 종래 방법에서, 액정표시장치 다이들은 이후 공정을 행하기 전에 절단된다. 즉, 액정표시장치 다이들은, 기판상에 탑재되기 전 또는 투명판을 다이상에 탑재하기 전에 개별적으로 웨이퍼로부터 절단된다. 그리고 나서, 이후의 공정단계들은 각각의 다이상에 개별적으로 수행된다. 웨이퍼 스케일 공정은, 공정 단계들이 각 다이들상에 각각 수행되어야 하는 경우와는 달리, 한번에 단일 웨이퍼상의 다수의 다이들에 대해 공정 단계들이 수행될 수 있도록 한다.
우선, 큰 투명판 (330) 이 다수의 다이 (120) 를 포함하는 웨이퍼 (300) 위에 배치될 수 있다. 큰 투명판 (330) 을 배치하기 전에, 상기한 바와 같이, 정밀 도전성 스페이서 (157) 및 가용성 시일 (150) 이 각 액정표시장치 다이 (120) 상에 형성될 수 있다. 도 7a 와 7b, 도 8a 와 8b 및 도 9a 내지 9c 를 참조하여 설명된, 액정표시장치의 폐공간을 채우는 방법은 큰 투명판 (330) 과 각각의 액정표시장치 다이 (120) 를 위한 웨이퍼 (300) 가 만남으로써 형성되는 폐공간을 채우는데 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에따라, 액정표시장치를 형성하는 많은 공정 단계들이 웨이퍼 스케일상에서 완료된다. 각 개별 다이를 위한 개별적인 공정 단계들이 제거된다는 효과가 있다.
일단, 큰 투명판 (330) 이 웨이퍼 (300) 에 접착되고 액정물질 주입이 수행되고 나면, 개별 액정표시장치 다이들은 절단된다. 컷 (Cut) (340 및 341) 이, 예를 들어, 개별 액정표시장치 다이들 (120) 사이에 만들어질 수 있다. 또한,컷 (340 및 341) 과 유사한 컷이, 모든 액정표시장치 다이들 (120) 을 개별적으로절단하기 위해 형성되며, 이에 의해 다수의 개별 액정표시장치들 (111) 을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 도 11 에서, 웨이퍼상에 형성된 컷 (예를 들어, 340 및 341) 은 이중날 메카니즘을 이용해 형성될 수도 있다. 도 11 은 선 11-11 을 따라 자른 도 10 의 웨이퍼 (300) 의 부분적 단면이다. 도 11 은 이중 절단날 (350 및 351) 을 도시하는데, 이들은 선 11-11 을 따라 웨이퍼 (300) 및 큰 투명판 (330) 을 절단한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 날 (350) 은 제 2 날 (350) 에 선행한다. 도시된 실시예에서, 제 1 날 (350) 은 웨이퍼 (300) 를 건드리지 않고 큰 투명판 (330) 을 절단한다. 제 2 날 (351) 은 제 1 날 (351) 의 뒤를 따른다. 제 2 날 (351) 은 큰 투명판 (330) 을 건드리지 않고 웨이퍼 (300) 를 절단한다. 제 1 및 제 2 날 (350 및 351) 을 웨이퍼 (300) 및 큰 투명판 (330) 의 길이방향으로 통과하게 함으로써, 양 물질을 완전히 관통하는 컷이 형성된다. 웨이퍼 (300) 상의 모든 액정표시장치 다이들을 완전히 절단하기 위해 다른 컷이 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서는 제 1 날 (350) 이 제 2 날 (351) 에 선행하지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 둘중의 어느 한 날이 다른 날을 선행할 수도 있다. 또한, 단일 날이 우선 큰 투명판 (330) 또는 웨이퍼 (300) 중 어느 하나를 자르고, 그리고 나서, 두 물질중 나머지를 자르도록 할 수도 있다.
일단 웨이퍼 스케일상에서 모든 컷들이 형성되어지면, 그 최종 결과는 도 12a 에 도시된 바와 같은, 다수의 액정표시장치들 (111) 이다. 도 12a 는 본발명의 일 실시예에 의한, 절단된 액정표시장치의 모식적 사시도이다. 액정표시장치 (111) 는 이전의 도면들을 참조하여 설명된 액정표시장치와 유사하다. 그러나, 액정표시장치 (111) 는 본드 패드 (125) 위쪽까지 확장된 투명판 (130) 을 가진다. 본드 패드 (125) 위쪽으로 확장된 투명판 (130) 부분을 제거하기 위해, 다른 컷이 투명판 (130) 에 형성된다.
본드 패드 (125) 바로 위쪽 투명판 (130) 부분과 가용성 물질 (150) 위쪽의 부분 사이에 새김눈 (132) 을 형성하기 위해, 날 (352) 이 투명판 (130) 에 가해진다. 도 12b 는 완성된 새김눈 (132) 을 가진 도 12a 의 다이의 도면이다. 새김눈 (132) 은 투명판 (130) 의 주부분과 확장된 부분 (130') 을 분리시킨다. 본드 패드 (125) 를 노출시키기 위해서는 확장된 부분 (130') 을 제거하는 것이 바람직하다.
일단 새김눈 (132) 이 만들어 지면, 확장된 부분 (130') 을 부러뜨리기 위해 임의의 방법이 사용될 수 있다. 예로서, 펀치 프레스 (punch press), 본딩 니들 (bonding needle) 또는 확장된 부분 (130') 에 약간의 힘을 가하기 위한 임의의 적합한 수단이 확장된 부분 (130') 을 부러뜨리기 위해 사용될 수도 있다. 약간의 압력을 확장된 부분 (130') 에 가하면 확장된 부분 (130') 은 새김눈 (132) 에서 투명판 (130) 으로부터 떨어져나가, 투명판 (130) 밑으로부터 본드 패드 (125) 를 노출시킨다. 액정표시장치 (111) 는 완전한 액정표시장치를 형성하기 위해 기판에 접착된다. 글롭 코팅 및 와이어 본딩과 같은 이후의 공정 단계들이 완성된 액정표시장치에 수행될 수 있다.
공정 방법
도 13 내지 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따라 액정표시장치를 제조하기 위한 공정 흐름을 도시하는 흐름도이다. 상기한 바와 같이, 공정 단계들은 단일 다이 레벨 또는 웨이퍼 스케일 레벨에 적용될 수 있다. 간결의 목적상, 도 13 내지 15 에 도시된 흐름도는 단일 다이 및 웨이퍼 스케일 공정 양자에 관련된다. 그러나, 본 발명의 방법의 다른 실시예들은 어느 한 스케일로 수행될 수도 있다. 도 13 에는, 투명판을 준비하는 공정의 흐름도 (400) 가 도시된다.
흐름도 (400) 는 블록 (401) 에서 개시하여 블록 (403) 으로 진행한다. 블록 (403) 에서, 투명판이 형성된다. 투명판은 단일 다이 또는 다이들의 전체 웨이퍼에 적합할 수 있다. 투명판은 임의의 적합한 종류의 물질일 수도 있다.다른 실시예에서, 유리 및 플라스틱이 투명판 (130) 에 사용되는 투명 물질로서 제대로 기능한다. 이 때, 임의의 종류의 층들이 투명판에 가해질 수도 있다. 예를 들어, 다이의 픽셀 어레이에 대향하는 도전층을 제공하는 ITO (Indium-Tin Oxide) 층이 투명판에 가해질 수도 있다. 다른 종류의 도전성 또는 보호용 층이 투명판에 가해질 수 있다. 임의의 층들을 입힌 후, 일 실시예에서는, 주입/배출 홀들이 투명판 및 도포된 층들을 관통하도록 뚫릴 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 주입/배출 홀들이 요구되지 않는다.
흐름도 (400) 는 투명판에 상부 시일이 가해지게 되는 블록 (405) 으로 진행한다. 상부 시일은 다이/웨이퍼의 픽셀 어레이를 마주 보는 투명판의 면에 부착된다. 상부 시일은, 상기한 바와 같이, 단층 또는 다층으로 구성될 수도있다. 상부 시일을 가하는 방법은 스퍼터링, 퇴적, 전해 석출, 무전해 석출 또는 투명판에 그리고 상부 시일의 하지층들상에 금속층을 입히는데 적합한 임의의 다른 방법들을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
특정 실시예에서는, 블록 (407) 에서 스페이서가 투명판에 형성된다. 스페이서는, 일 실시예에서, 앞에서 참조된 계류중인 출원에 상세하게 설명되어 있듯이, 정밀 도전성 스페이서일 수도 있다. 스페이서는 투명판보다는 다이/웨이퍼 상에 형성될 수도 있는데, 이 경우 그 단계는 도 14 에 의해 참조된 흐름도에서 수행될 수 있다.
다른 실시예에서는 스페이서가 필요 없을 수도 있다. 그러한 실시예에서는, 투명판이, 가용성 물질이 용융되는 동안, 고정될 수 있다. 투명판은 가용성 물질이 냉각되고 경화될 때까지 고정된다. 다이 위쪽의 고정된 높이에 투명판을 유지하기 위한 기술들이, 본 기술분야에서 공지된 바와 같이, 특정 실시예에 따라 사용될 수도 있다.
블록 (409) 으로 진행되었을 때, 투명판이 단일 액정표시장치 다이에 가해지는 단일 투명판인 경우에는 흐름이 블록 B 및 도 14 로 진행된다. 투명판이 웨이퍼에 가해지는 더 큰 투명판인 경우에는, 흐름이 블록 A 및 도 15 로 진행된다.
도 14 는 액정표시장치 다이를 제조하고 액정표시장치 다이를, 본 발명에 따라, 투명판과 조립하는 공정의 흐름도 (500) 이다. 흐름도 (500) 는 블록 (501) 에서 시작하여 블록 (503) 으로 진행한다. 블록 (503) 에서 픽셀 어레이 및 임의의 다른 적합한 회로를 가진 액정표시장치 다이가 형성된다.
블록 (505) 으로 옮겨가서, 트레이스가 픽셀을 둘러싸도록 다이에 형성된다. 대부분의 트레이스의 위치는, 대응하는 투명판상의 상부 시일의 위치에 대응한다. 다른 실시예에서, 트레이스의 일부는 시일 흡입부인 개구를 형성하기 위한 채널 및 시일 흡입 트레이스를 형성하는데 사용될 수 있다. 트레이스는 스퍼터링, 퇴적, 전해 석출, 무전해 석출을 포함하는, 이에 한정되지는 않는, 임의의 적합한 방법들을 통해 다이상에 형성될 수 있다.
트레이스가 다이상에 형성된 후, 블록 (507) 에서, 가용성 물질이 트레이스 상에 형성될 수 있다. 가용성 물질은, 다른 실시예들을 참조하여 설명되었듯이, 트레이스 전부 또는 그 일부에 가해진다. 가용성 물질은, 도금, 스퍼터링, 제트 솔더링, 진공 솔더링, 가용접 (tack welding) 또는 임의의 적합한 방법에 의해 트레이스에 가해질 수 있다. 다른 실시예에서는 볼 본딩 장비가, 트레이스를 따라 가용성 물질로 된 다수의 볼 본드 (ball bond) 를 가하는데 사용될 수도 있다. 가용성 물질은 최종 시일을 만들기 위해 재유동될 것이므로 크기의 균일성이 엄격히 요구되지는 않는다.
흐름은 블록 (509) 까지 진행하며, 여기서 다이가 유사하게 처리된 다른 다이들을 포함하는 웨이퍼의 부분이면 블록 C 및 도 15 로 계속 진행된다. 다이가 단일 다이이면, 흐름은 블록 (510) 으로 진행된다. 블록 (510) 에서는, 도 13 의 블록 B 로부터 제공되는 단일 다이 및 단일 투명판이, 가용성 물질이 상부 시일과 정렬되도록, 서로 정렬된다. 블록 (512) 에서, 다이 및 투명판이 서로 융합된다. 가용성 물질은 투명판의 상부 시일에 융합된다. 시일 흡입부가사용되는 다른 실시예에서는, 가용성 물질의 그 부분들은 융합되지 않는다. 상기한 바와 같이, 융합 공정은 적외선 레이저, 자외선 레이저, 광학 레이저, 펄스드 서모우드 가열을 포함하는 국부 융합에 적합한 임의의 방법에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
융합 후에, 다이 및 투명판의 결합에 의해 형성된 액정표시장치는 블록 (514) 에서 액정물질로 채워진다. 임의의 종류의 적합한 액정물질이 사용되어질 수 있다. 다른 실시예에서, 경화성 액정 물질, 폴리머 분산 액정 물질, 트위스트 네마틱 (Twisted Nematic) 결정, 강유전 물질 또는 이들의 조합물이 본 발명에 따라 사용될 수도 있다.
필요하다면, 액정 물질은 블록 (514) 에서 경화된다. 이 공정 단계에서의 경화는, 가용성 시일이 이미 형성되었고 종래 방법에서와 같이 영구히 변형되지는 않을 것이기 때문에 휨 또는 뒤틀림의 문제를 일으키지 않는다. 따라서, 다이 또는 투명판이 임의의 경화 공정 동안 변형되지 않으려는 경향을 가질 것이다. 다른 실시예에서, 액정 물질은 가용성 물질에 열을 가하는 방법과 유사한 국부 경화를 통해 경화될 수도 있다. 국부 가열은 뒤틀림의 문제를 회피할 수 있게 해준다. 다른 실시예에서, 액정 물질은 다이 및 투명판이 정렬된 후에, 그러나 가용성 물질을 상부 시일에 융합하기 전에 경화될 수 있다.
블록 (516) 으로 진행되어, 액정표시장치는 완전히 봉합된다. 일 실시예에서 주입/배출 홀은 상기한 바와 같이 봉합된다. 다른 실시예에서, 시일 흡입부인 개구는 그 부분의 가용성 물질을 용융하여 끌어 당겨지게 함으로서 봉합된다. 공정은 블록 (518) 에서 종료된다.
도 15 는 투명판 및 웨이퍼 스케일 레벨상의 하나 이상의 다이를 조립하는 흐름도 (600) 이다. 흐름도는, 도 13 의 블록 A 에 의해 제공되는 투명판과 도 14 의 블록 C 에 의해 제공되는 웨이퍼가 정렬되는 블록 (601) 에서 시작한다. 상부 시일 및 개별 장치들의 가용성 물질은 웨이퍼 레벨상에서 서로 정렬된다.
정렬 후에, 투명판과 웨이퍼는 도 14 의 블록 (512) 을 참조하여 설명된 방법들 중 하나를 통해 블록 (602) 에서 서로 융합된다. 웨이퍼 스케일 공정이 사용된다면, 시일 흡입부가 아래에 설명되는 주입 및 봉합 동안 접근 가능하지 않기 때문에 시일 흡입부인 개구를 사용하는 것은 불편하다. 따라서, 액정표시장치의 주입을 위한 수단을 제공하기 위해 시일 흡입부 대신에 주입/배출 홀을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 시일 흡입부와 함께 사용되는 주입/배출 홀은 웨이퍼 스케일 공정에 적합할 수도 있다.
투명판을 웨이퍼에 융합하여 형성된 각 액정표시장치들은 블록 (604) 에서 액정 물질로 채워진다. 설명한 액정표시장치의 적합한 주입 방법중 어느 하나가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 액정표시장치의 주입 후에 주입/배출 홀 또는 다른 개구는 봉합된다.
다른 실시예에서는, 투명판을 웨이퍼에 정렬, 융합, 봉합하기 전에 액정표시장치에 주입이 진행된다. 도 9a 내지 9c 를 참조하여 설명하였듯이, 가용성 물질로 둘러싸인 영역은, 투명판을 웨이퍼상에 위치시키기 전에 액정 물질로 채워질 수 있다. 이 방법은 웨이퍼 스케일 레벨상에서 액정표시장치에의 주입을 위해서 사용될 수도 있다. 이 특정 실시예는 가용성 물질의 융합이 완전한 시일을 형성하기 때문에 블록 (606) 의 봉합 공정을 제거할 수 있다는 부가적 효과를 가진다.
각 액정표시장치는 블록 (607) 에서 절단된다. 도 10, 11 및 12a 와 12b 를 참조하여 설명된 절단 방법은 액정표시장치를 절단하는데 사용될 수 있다. 또한, 레이저 절단, 정밀 드릴링, 화학적 식각 등을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 임의의 다른 적합한 절단 방법이 사용될 수 있다. 흐름도는 액정표시장치가 절단되는 블록 (608) 에서 종료된다.
본 발명은 설명된 방법들이 임의의 적합한 조합으로 수행될 수도 있다. 도 13 및 14 를 참조해 설명된 단계들은, 상기한 바와 같이, 단일 다이 제조 및 웨이퍼 스케일 제조에 일반적으로 적용될 수 있다. 공정 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수도 있다. 도 15 를 참조하여 설명된 웨이퍼 스케일 제조에 대한 제조 단계들도 마찬가지이다.
웨이퍼 스케일 제조는 본 발명의 많은 효과들 중의 단지 하나에 불과하다. 웨이퍼 스케일 제조는 대량의 액정표시장치의 제조와 관련된 공정단계의 수를 현격히 감소시킨다. 웨이퍼 스케일 제조를 통해 비용 및 시간이 크게 감소된다. 단일 웨이퍼의 복수의 다이상에 형성될 수 있는 가용성 시일의 사용은 웨이퍼 스케일 처리를 가능케 한다.
더욱 중요한 것은, 가용성 시일이, 액정표시장치를 봉합하는 종래 기술 방법에 있어 일반적으로 필연적인 전체 액정표시장치의 경화의 부정적인 부작용을 방지할 수 있다는 것이다. 가용성 시일은, 액정표시장치의 가용성 시일을 구비하는 부분만을 가열함으로써 형성될 수 있다. 국부 가열은 종래 기술에 의한 액정표시장치를 동작 불능으로 만드는 휨과 뒤틀림을 회피할 수 있게 한다.
가용성 시일은 선택적 융합 공정을 가능케 한다. 가용성 시일은 국부적 방식으로 가열될 수 있으므로, 가용성 시일상에 더욱 상세한 공정이 수행될 수 있다. 설명한 바와 같이, 여러가지 주입 방법 및 액정표시장치 내의 임의의 주입/배출 홀을 봉합하는 방법이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이러한 특유한 주입 및 봉합 방법은 웨이퍼 스케일 제조에 쉽게 적용될 수 있다.
본 발명은 여러 실시예의 관점에서 기재되었지만, 당업자에게는 그 변형예, 치환예 및 균등예 등이, 명세서를 숙독하고 도면을 연구함으로써, 자명해질 것이다. 따라서, 다음에 첨부된 청구범위는 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 포함되는 모든 변형예, 치환예, 균등예를 포함하는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (5)

  1. 셀 어레이를 포함하는 다이 및
    상기 다이로부터 소정의 거리만큼 간격을 두어 상기 픽셀 어레이 위쪽에 배치된 투명판을 구비하는 액정표시장치의 가용성 시일에 있어서,
    상기 가용성 시일은 상기 다이에 형성된 가용성 물질 및 상기 투명판 상에 형성된 상부 시일을 구비하고,
    상기 가용성 물질 및 상기 상부 시일은, 전체 액정표시장치를 경화시킬 필요없이, 국부적으로 가열되어 상기 픽셀 어레이를 둘러싸는 상기 투명판 및 상기 다이 사이에서 연속적인 시일이 형성된 것을 특징으로 하는 가용성 시일.
  2. 픽셀 어레이를 포함하는 다이;
    상기 다이로부터 소정의 거리만큼 간격을 두어 상기 픽셀 어레이 위쪽에 배치된 투명판; 및
    상기 다이 및 상기 투명판 사이의 폐공간내에, 상기 다이 상의 가용성 물질 및 상기 투명기판 상의 상부 시일을 구비하는 가용성 시일을 구비하고,
    상기 액정표시장치의 상기 다이 및 상기 투명판을 실질적으로 가열하지 않도록 국부적으로 가열함으로써, 상기 가용성 물질 및 상기 상부 시일은 상기 픽셀 어레이를 둘러싸는 상기 투명판 및 상기 다이 사이에서 연속적인 시일이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 주변부를 가지는 투명판;
    상기 투명판의 상기 주변부보다 큰 주변부 및 픽셀 어레이를 가지는 다이로서, 상기 투명판이 상기 픽셀 어레이 및 상기 다이의 일부분을 덮도록 상기 투명판 아래쪽에 소정의 거리를 두고 위치한 다이; 및
    상기 다이상에 위치하고, 상부 시일 및 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지는 가용성 물질을 구비하는 가용성 시일을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제 1 부분은 상기 투명판을 상기 다이에 봉합하고 상기 투명판과 상기 다이 사이의 상기 픽셀 어레이를 둘러싸며,
    상기 제 2 부분은 상기 투명판의 상기 주변부로부터 바깥쪽으로 돌출하나 상기 다이의 상기 주변부내에 위치하며 상기 투명판, 상기 다이 및 상기 가용성 시일의 상기 제 1 부분으로 둘러싸인 공간에의 접근을 가능하게 하는 개구를 형성하는데, 상기 개구가 상기 공간 내부 및 외부로 액정물질을 통과하게 할 수 있도록 구성된 가용성 시일을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 다이 위쪽에 투명판을 배치하는 단계로서, 상기 다이가 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이를 둘러싸며 상기 다이상에 배치된 가용성 물질을 가지며, 상기 가용성 물질이 상기 투명판 및 상기 다이 사이에 배치되는 단계;
    상기 투명 기판 상에 상부시일을 형성하는 단계; 및
    상기 가용성 물질을 국부적으로 가열하여 상기 가용성 물질을 상기 상부시일에 용융시켜 상기 투명판과 상기 다이 사이에 픽셀 어레이를 둘러싸는 가용성 시일을 형성하는 단계로서, 상기 투명판 및 상기 다이가 변형되지 않도록, 상기 가용성 시일에 대한 가열이 상기 투명판 또는 상기 다이를 실질적으로 가열시키지 않는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  5. 가용성 시일로 이루어진 주변부 및 픽셀 어레이를 가지는 다이에 주변부를 가지는 투명판을 융합시키는 단계로서, 상기 픽셀 어레이가 상기 다이, 상기 투명판 및 상기 가용성 물질 및 상부시일로 둘러싸인 폐공간 내에 위치하며, 융합 공정에서 상기 투명판 및 상기 다이가 실질적으로 가열되지 않도록 상기 가용성 물질 및 상부 시일을 국부적으로 가열하는 단계;
    액정 물질로 상기 폐공간을 채우는 단계; 및
    상기 가용성 물질과 상부시일의 부분을 국부적으로 가열하여 상기 가용성 물질과 상부시일의 부분을 재융합함으로써 상기 폐공간을 봉합시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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