KR101568266B1 - 표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 유리 기판 상에 다수의 단위 셀 영역으로 정의된 플라스틱 기판을 형성하는 단계와, 상기 플라스틱 기판 상에 다수의 단위 셀을 형성하는 단계와, 상기 단위 셀을 최종 패널 크기보다 크게 절단하는 제 1 스크라이빙 공정을 수행하는 단계와, 상기 단위 셀의 에지에 형성된 패드부에 드라이버-IC를 본딩하는 단계와, 상기 유리 기판의 배면 가장자리까지 실재를 도포하여 상기 플라스틱 기판 상에 지그를 부착하는 단계와, 상기 실재에 의해 노출된 부분의 상기 유리 기판을 제거하는 식각 공정을 수행하는 단계 및 상기 단위 셀을 최종 패널 크기로 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
E-INK, 플라스틱 기판, 유리 기판, D-IC, FPC

Description

표시장치의 제조방법 {Manufacturing Method of A Display Device}
본 발명은 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계방출장치(Field Emission Display Device), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD)등 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
평판표시장치는 일반적으로 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있는 유리 기판 상에서 제조 공정을 진행함으로써 형성된다. 유리는 두께를 박형화하는데 제한이 따르며, 내구성이 약한 단점이 있다. 이에 따라 유리보다 얇으며, 내구성이 강한 플라스틱을 기판으로 사용한 표시장치가 제안되었다.
플라스틱 표시장치는 내구성이 강해 쉽게 깨지지 않으며, 유연성이 있어서 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있고, 유리보다 원가가 저렴한 플라스틱을 기판으로 사용하므로 원가를 절감할 수 있는 장점들이 있다. 그러나 플라스틱 기 판은 그 유연성 때문에 제조공정 중 기판의 형태가 고정되기 어려워서 표시장치의 제조공정을 정밀하게 진행하는데 어려움이 있다.
상술한 어려움을 해결하고 플라스틱 기판이 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 플라스틱 기판을 안정적으로 지지하기 위해 유리 기판 상에 플라스틱 기판을 부착한 후 플라스틱 기판 상에 셀을 형성한 다음 유리 기판을 박리하는 방법이 제안되었다.
한편, 플라스틱 기판 상의 셀에 외부 데이터 신호 및 전원 신호 등을 전달하기 위하여 플라스틱 기판의 에지 부분에 드라이브 IC(D-IC) 및 FPC를 본딩하는 공정이 진행되어야 한다. 드라이브 IC 및 FPC 본딩 공정이 유리 기판의 박리 공정 후에 진행될 경우, 플라스틱 기판의 휘거나 뒤틀리는 특성에 의해 드라이브 IC 및 FPC를 안정적으로 본딩하는 것이 어렵다.
또한, 플라스틱 기판 상의 셀을 구성하는 박막들에 드라이브 IC 및 FPC의 본딩 공정에 따른 열에 의해 필링(Peeling) 등의 불량이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 드라이브 IC 및 FPC의 본딩 공정은 유리 기판의 박리 공정 전에 진행되어야 한다.
드라이브 IC 및 FPC의 본딩 공정을 진행한 다음 플라스틱 기판의 배면에 부착된 유리 기판의 박리 공정을 진행할 경우, 플라스틱 기판 상의 셀을 보호하기 위하여 보호 필름이 플라스틱 기판의 전면에 부착된다. 그러나, 플라스틱 기판의 에지 부분에 부착되는 드라이브 IC 및 FPC의 배면은 여전히 노출되어 유리 기판의 박리 공정 시에 손상되어 표시장치의 신뢰성을 저하시킬 염려가 있다.
유리 기판의 박리 공정은 셀이 형성된 플라스틱 기판 상에 부착되는 지그를 이용하여 수행된다. 이때, 지그는 플라스틱 기판의 에지에 실재에 의해 실링되므로써 부착된다. 그러나, 드라이브 IC 및 FPC가 플라스틱 기판의 에지에 본딩되어 있으므로 돌출된 드라이브 IC 및 FPC에 의해 플라스틱 기판에 지그를 실링하는 공정이 제대로 진행되지 않는 등 공정 시간을 연장시키고 수율을 저하시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 유리 기판 상에 다수의 단위 셀 영역으로 정의된 플라스틱 기판을 형성하는 단계와, 상기 플라스틱 기판 상에 다수의 단위 셀을 형성하는 단계와, 상기 단위 셀을 최종 패널 크기보다 크게 절단하는 제 1 스크라이빙 공정을 수행하는 단계와, 상기 단위 셀의 에지에 형성된 패드부에 드라이버-IC를 본딩하는 단계와, 상기 유리 기판의 배면 가장자리까지 실재를 도포하여 상기 플라스틱 기판 상에 지그를 부착하는 단계와, 상기 실재에 의해 노출된 부분의 상기 유리 기판을 제거하는 식각 공정을 수행하는 단계 및 상기 단위 셀을 최종 패널 크기로 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위 셀은 화상을 구현하는 이 잉크 필름과 상기 이 잉크 필름을 구동시키는 셀 구동 어레이로 이루어진다.
상기 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계는 최종 패널 크기로 상기 플라스틱 기판과 남아있는 상기 유리 기판을 선택적으로 절단하여 제거한다.
상기 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계는 다이아몬드 휠 또는 레이저를 이용한다.
상기 패드부에 상기 드라이버-IC를 본딩하는 단계는 상기 드라이버-IC가 실장된 필름의 일측을 상기 패드부에 부착하여 수행된다.
상기 제 1 스크라이빙 공정은 제 1 스크라이브 라인을 따라 수행되고, 상기 제 1 스크라이브 라인은 상기 단위 셀 에지로부터 상기 드라이버-IC가 실장되는 상기 필름의 너비보다 넓게 이격되어 형성된다.
상기 패드부에 상기 드라이버-IC를 본딩하는 단계는 TAB 방식 또는 COG 방식으로 수행된다.
상기 실재는 상기 드라이버-IC 및 상기 단위 셀의 바깥쪽 유리 기판까지만 도포된다.
본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 상기 지그를 부착하는 단계를 수행하기 전에 상기 플라스틱 기판과 상기 지그 사이에 보호 필름을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 상기 드라이버-IC의 일측에 FPC를 본딩하는 공정을 더 포함한다.
본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 최종 패널 크기보다 넓게 플라스틱 기판 및 유리 기판을 절단함으로써, 지그를 플라스틱 기판에 실링하는 공정이 수월하여 공정 시간을 단축시키고 수율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 플라스틱 기판에 부착시키는 지그 및 실재에 의해 드라이버-IC의 배면이 노출되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 최종 패널 크기보다 넓게 플라스틱 기판 및 유리 기판을 절단하는 제 1 스크라이빙 공정과 최종 패널 크기로 플라스틱 기판 및 유리 기판을 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정으로 나누어 진행됨으로써, 유리 기판의 식각 공정 시에 플라스틱 기판의 에지 부분에 부착되는 드라이버-IC의 손상을 방지하여 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b을 참조하면, 유리 기판(110)의 전면에 다수의 단위 셀(UC) 영역으로 정의된 플라스틱 기판(120)을 형성한다. 이어서, 플라스틱 기판(120) 상에 다수의 단위 셀(UC)을 형성한다. 단위 셀(UC)은 셀 구동 어레이(130) 및 이 잉크 필름(140)으로 이루어진다. 하나의 단위 셀(UC) 영역은 최종 패널의 크기와 동일하다.
유리 기판(110)은 플라스틱 기판(120)을 고정시켜 플라스틱 기판(120) 상에 다수의 단위 셀(UC)를 안정적이고 정밀하게 형성되도록 하는 역할을 한다. 유리 기판(110)으로는 공지의 유리 기판을 이용한다.
플라스틱 기판(120)은 표시장치를 유연하게 하는 역할을 한다. 플라스틱 기판(120)은 대면적의 모기판으로 공지의 플라스틱 기판을 이용하여 형성할 수 있다. 플라스탁 기판(120)으로는 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate: PEN), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 폴리 카보 네이트(polycarbonate: PC), 폴리 이미드(poly imide: PI) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
셀 구동 어레이(130)는 플라스틱 기판(120) 상에 형성된다. 여기서, 하나의 단위 셀(UC)은 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)의 교차로 정의되는 다수의 서브 화소와, 다수의 서브 화소에 게이트 신호, 데이터 신호 및 전원 신호를 공급하기 위한 패드부(132)로 이루어진다.
하나의 서브 화소는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성되는 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극(미도시)을 포함한다. 박막 트랜지스터는 구체적으로 아래와 같이 형성된다.
플라스틱 기판(120) 상에 도전 물질을 증착 및 패터닝함으로써 게이트 전극을 형성하고, 게이트 전극이 형성된 플라스틱 기판(120) 전면에 게이트 절연막을 형성한다. 게이트 절연막 상에 게이트 전극과 중첩되는 반도체 패턴을 형성한다. 이후, 반도체 패턴이 형성된 게이트 절연막 상에 도전물질을 증착 및 패터닝함으로써 반도체 패턴과 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하여 박막 트랜지스터를 완성한다.
다음으로, 플라스틱 기판(120) 전면에 박막 트랜지스터를 보호하는 보호막을 증착한 후 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 보호막을 관통하는 콘택홀을 통해 드레인 전극에 전기적으로 접촉되는 화소전극을 형성한다.
패드부(132)는 단위 셀(UC)의 에지에 돌출되어 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 서브 화소에 여러 신호들을 공급하기 위한 패드부(132) 상에는 여러 신호 라인들이 도전 물질을 증착 및 패터닝함으로써 형성된다. 패드부(132) 상의 여러 신호 라인들은 서브 화소 내의 박막 트랜지스터 형성공정과 함께 진행된다. 패드부(132)의 개수는 도면에 도시된 개수에 한정되는 것은 아니다.
셀 구동 어레이(130)와 플라스틱 기판(120) 사이에는 버퍼막(미도시)이 더 형성될 수 있다. 버퍼막은 셀 구동 어레이(130)를 형성하는 공정 중에 사용되는 스트립퍼(striper), 에천트(etchant) 등의 화학물질 또는 식각 가스 등이 플라스틱 기판(120)에 침투하여 플라스틱 기판(120)이 변형되는 것을 막아준다. 버퍼막은 플라스틱 기판(120)의 상면에 실리콘 질화막 등의 무기물을 전면 증착함으로써 형성된다.
이 잉크 필름(140)은 셀 구동 어레이(130) 상에 형성된다. 이 잉크 필름(140)은 화소 전극(미도시)과 상부 전극(미도시) 사이에 형성되는 전계에 의해 필름 내의 안료입자들의 배열 상태를 전기적으로 제어하여 소정의 화상을 구현하기 위한 것이다. 이 잉크 필름(140)은 베이스 필름(미도시) 상에 상부 전극(미도시)과, 캡슐화된 안료입자(미도시) 및 용매 역할을 하는 고분자 물질(미도시)을 형성함으로써 형성된다.
도 2를 참조하면, 단위 셀(UC) 별로 제 1 스크라이브 라인(A)을 따라 플라스틱 기판(120)과 유리 기판(110)을 절단하는 제 1 스크라이빙 공정을 수행한다.
이때, 제 1 스크라이브 라인(A)은 셀 구동 어레이(130)의 모든 에지로부터 소정 거리 이격되어 있다. 제 1 스크라이브 라인(A)은 셀 구동 어레이(130) 에지로부터 드라이버-IC(미도시)가 실장되는 필름(미도시)의 너비보다 넓게 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 스크라이브 라인(A)은 최종 패널 크기보다 넓게 형성된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 드라이버-IC(152)를 패드부(132)에 본딩하는 공정을 수행한다. 드라이버-IC(152)의 본딩 공정은 드라이버-IC(152)가 실장된 필름(150)의 일측을 ACF(미도시)를 이용하여 패드부(132)에 접착하는 TAB 방식으로 수행된다. 또는, 드라이버-IC(152)를 패드부(132)에 직접 실장하는 COG 방식으로 수행될 수 있다.
이후 공정은 단위 셀(UC)에 동시에 적용되므로 이하 하나의 단위 셀(UC)에 대하여 도시된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 드라이버-IC(152)가 본딩된 플라스틱 기판(120) 전면에 보호 필름(160)을 형성한다. 이어서, 보호 필름(160)이 형성된 플라스틱 기판(120)에 지그(170)를 부착하는 공정을 수행한다.
보호 필름(160)은 플라스틱 기판(120) 상에 형성된 셀 구동 어레이(130), 이 잉크 필름(140) 및 드라이버-IC(152)를 보호하기 위한 것이다. 보호 필름(160)은 보호 필름(160) 하부에 형성된 점착제(미도시)에 의하여 플라스틱 기판(120)의 전면에 부착되거나 탈착이 가능하다.
지그(170)는 실재(172)에 의해 플라스틱 기판(120)의 에지에 실링됨으로써 부착된다. 이때, 실재(172)는 유리 기판(110)의 배면 가장자리까지 도포된다. 구체적으로 실재(172)는 드라이버-IC(152)가 실장된 필름(150)의 타측 수직 단면의 바깥쪽 및 필름(150)이 형성되지 아니한 셀 구동 어레이(130)의 수직 단면의 바깥 쪽까지만 도포된다.
실재(172)는 종래와 달리 제 1 스크라이빙 공정에 의해 최종 패널 크기보다 넓게 절단된 플라스틱 기판(120) 및 유리 기판(110)에 의해 지그(170)를 플라스틱 기판(120)에 부착시키는 역할을 할 뿐만 아니라 보호 필름(160)으로도 노출되는 드라이버-IC(152)의 배면이 노출되지 않도록 밀봉하는 역할도 한다.
도 4c를 참조하면, 식각 공정을 통해 플라스틱 기판(120)의 배면에 부착된 유리 기판(110)을 제거한다.
유리 기판(110)의 식각 공정은 HF를 이용한 습식 식각으로 수행될 수 있다. 습식 식각은 유리 기판(110)에 HF를 포함하는 에천트를 분사하거나, HF를 포함하는 에천트가 수용된 탱크에 유리 기판(110)을 담그는 방법으로 수행된다. 이때, 실재(172)가 도포되지 아니한 유리 기판(110)의 노출된 부분은 제거되고, 실재(172)가 도포된 유리 기판(110)의 가장자리는 제거되지 않고 남아 있게 된다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 지그(170) 및 실재(172)를 제거한다. 이어서, 최종 패널 크기 정의된 제 2 스크라이브 라인(B)을 따라 플라스틱 기판(120) 및 유리 기판(110)을 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정을 수행한다.
제 2 스크라이빙 공정은 다이아몬드 휠(Diamond wheel) 또는 레이저(laser)를 이용하여 플라스틱 기판(120)의 배면(R)에 남아 있는 남아 있는 유리 기판(110) 및 플라스틱 기판(120)을 선택적으로 제거할 수 있다. 제 2 스크라이빙 공정에 의해 유리 기판(110)은 전부 제거되게 된다.
제 2 스크라이브 라인(B)은 최종 패널 크기로 정의되는데, 드라이버-IC(152) 가 본딩된 부분의 남아있는 유리 기판(110)의 안쪽으로 형성되는 것이 바람직하다. 도면에서는 제 2 스크라이빙 공정 중에 보호 필름(160)이 부착되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 보호 필름(160)은 제 2 스크라이빙 공정 수행 전에 제거될 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 드라이버-IC(152)의 일측 또는 드라이버-IC(152)가 실장된 필름(150)의 타측에 FPC(154)를 부착한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 최종 패널 크기보다 크게 유리 기판(110) 및 플라스틱 기판(120)을 절단하는 제 1 스크라이빙 공정과 최종 패널 크기로 플라스틱 기판(120)과 남아있는 유리 기판(110)을 선택적으로 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정으로 나누어 수행된다.
이렇듯, 제 1 스크라이빙 공정과 제 2 스크라이빙 공정으로 나누어 진행함으로써, 유리 기판(110)의 식각 공정 시에 플라스틱 기판(120)의 에지 부분에 부착되는 드라이버-IC(152)의 손상을 방지하여 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 스크라이빙 공정에 의해 최종 패널 크기보다 넓게 절단된 플라스틱 기판(120)에 의해 드라이버-IC(152)가 돌출되지 않으므로 실재(172)로 지그(170)를 플라스틱 기판(120)에 실링하는 공정이 수월하여 공정 시간을 단축시키고 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 이 잉크 필름(140)이 유리 기판(110)의 식각 공정 전에 형성되는 것으로 기술되어 있으나, 이 잉크 필름(140)은 유리 기판(110)의 식각 공정 후에 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 기술들은 현재 바람직한 실시예를 나타내는 것이고, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 실시예의 변경 및 다른 용도는 당업자들에게는 알 수 있을 것이며, 상기 변경 및 다른 용도는 본 발명의 취지 내에 포함되거나 또는 첨부된 청구범위의 범위에 의해 정의된다.
도 1a는 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법 중 다수의 단위 셀을 형성하는 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b는 도 1a를 Ⅰ-Ⅰ'로 절단한 단면도이다.
도 2는 도 1a의 다음 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a는 도 2의 다음 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3b는 도 3a를 Ⅱ-Ⅱ'로 절단한 단면도이다.
도 4a는 도 3a의 다음 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b 및 도 4c는 도 4a를 Ⅱ-Ⅱ'로 절단한 단면도이다.
도 5a는 도 4a의 다음 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 배면을 나타내는 평면도이다.
도 5c는 도 5a를 Ⅱ-Ⅱ'로 절단한 단면도이다.
도 6a는 도 5a의 다음 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6b는 도 6a를 Ⅱ-Ⅱ'로 절단한 단면도이다.
<<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>>
110: 유리 기판 120: 플라스틱 기판
130: 셀 구동 어레이 140: 이 잉크 필름
152: 드라이버-IC 154: FPC
160: 보호 필름 170: 지그
172: 실재

Claims (10)

  1. 유리 기판 상에 다수의 단위 셀 영역으로 정의된 플라스틱 기판을 형성하는 단계;
    상기 플라스틱 기판 상에 다수의 단위 셀을 형성하는 단계;
    상기 단위 셀을 최종 패널 크기보다 크게 절단하는 제 1 스크라이빙 공정을 수행하는 단계;
    상기 단위 셀의 에지에 형성된 패드부에 드라이버-IC를 본딩하는 단계;
    상기 유리 기판의 배면 가장자리까지 실재를 도포하여 상기 플라스틱 기판 상에 지그를 부착하는 단계;
    상기 실재에 의해 노출된 부분의 상기 유리 기판을 제거하는 식각 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 단위 셀을 최종 패널 크기로 절단하여 제거하는 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단위 셀은 화상을 구현하는 이 잉크 필름과 상기 이 잉크 필름을 구동시키는 셀 구동 어레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계는 최종 패널 크기로 상기 플라스틱 기판과 남아있는 상기 유리 기판을 선택적으로 절단하여 제거하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스크라이빙 공정을 수행하는 단계는 다이아몬드 휠 또는 레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패드부에 상기 드라이버-IC를 본딩하는 단계는 상기 드라이버-IC가 실장된 필름의 일측을 상기 패드부에 부착하여 수행되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스크라이빙 공정은 제 1 스크라이브 라인을 따라 수행되고,
    상기 제 1 스크라이브 라인은 상기 단위 셀 에지로부터 상기 드라이버-IC가 실장되는 상기 필름의 너비보다 넓게 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 패드부에 상기 드라이버-IC를 본딩하는 단계는 TAB 방식 또는 COG 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 실재는 상기 드라이버-IC 및 상기 단위 셀의 바깥쪽 유리 기판까지만 도포되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 지그를 부착하는 단계를 수행하기 전에 상기 플라스틱 기판과 상기 지그 사이에 보호 필름을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 드라이버-IC의 일측에 FPC를 본딩하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
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