KR101936583B1 - 경량 박형의 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판의 공정 진행을 위해 보조기판을 이용하는 경우에 있어, 박형의 유리기판을 보조기판보다 작은 크기로 설정하여 외부 충격으로부터 보호하는 한편, 그 차이를 적어도 EBR(edge bead remove) 영역보다 작은 값으로 설정함으로써 박형의 유리기판의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

경량 박형의 액정표시장치 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIGHTWEIGHT AND THIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 경량화, 박형화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하고 있다.

상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G), 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.

상기 어레이 기판에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역에는 화소전극이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.

이러한 액정표시장치는 휴대용 전자기기에 특히 많이 사용되기 때문에, 그 크기와 무게를 감소시켜야만 전자기기의 휴대성을 향상시킬 수 있게 된다. 더욱이, 근래에는 대면적의 액정표시장치가 제작됨에 따라 이러한 경량 및 박형의 요구는 더욱 거세 지고 있다.

액정표시장치의 두께나 무게를 감소시키는 방법은 여러 가지가 있을 수 있지만, 그 구조나 현재 기술상 액정표시장치의 필수 구성요소를 줄이는 것은 한계가 있다. 더욱이, 이러한 필수 구성요소는 중량이 작기 때문에 이들 필수 구성요소의 중량을 감소시켜 전체 액정표시장치의 두께나 무게를 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이다.

이에 액정패널을 구성하는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 두께를 줄여 액정표시장치의 두께와 무게를 감소시키는 방법이 활발히 연구되고 있으나, 박형의 기판을 이용하여야 하기 때문에 다수의 단위공정간 이동 시 또는 단위공정 진행 시 기판이 휘거나 깨지는 현상이 발생하고 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박형의 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행함으로써 공정 중에 박형의 유리기판의 파손을 방지하도록 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 박형의 유리기판과 보조기판 사이에 크기 관계를 설정함으로써 외부 충격으로부터 박형의 유리기판을 보호하는 동시에 공정이 완료되어 합착된 셀(cell) 상태의 액정패널로부터 보조기판을 파손 없이 분리하도록 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 제 1, 제 2 보조기판 및 상기 제 1, 제 2 보조기판보다 작은 크기를 갖는 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함하며, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 적어도 0.015mm에서 0.5mm 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1, 제 2 보조기판 및 상기 제 1, 제 2 보조기판보다 작은 크기를 갖는 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공한 후, 상기 제 1, 제 2 보조기판 및 제 1, 제 2 모기판의 4모서리에 기울어진 각도로 커팅(cutting)하여 모서리 컷(corner cut)을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 기판들의 4면뿐만 아니라, 상기 모서리 컷이 형성된 모서리에도 적용되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1, 제 2 모기판의 적어도 1개의 모서리는 상기 제 1, 제 2 보조기판의 모서리에 비해 더 안쪽 방향으로 커팅이 이루어짐에 따라 상기 제 1, 제 2 보조기판의 모서리 부분이 노출되는 것을 특징으로 한다.

상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 합착 마진을 고려하여 적어도 0.015mm보다는 커야 하며, 박형의 제 1, 제 2 모기판의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지하기 위해 적어도 EBR(edge bead remove) 영역보다 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 EBR 영역은 상기 박형의 제 1 모기판이나 제 2 모기판에 증착된 증착 막을 패터닝하기 위해 도포된 포토레지스트가 제거되는 가장자리 영역으로 상기 제 1 보조기판이나 제 2 보조기판의 가장자리로부터 3mm ~ 5mm로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 EBR 영역에 대한 ±1mm 정도의 공정 오차를 고려하면, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 0.015mm에서 2mm 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

기판들의 치수 변동을 추가로 고려하면, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 0.5mm에서 1mm 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 박형의 제 1, 제 2 모기판은 0.1mm ~ 0.4mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1, 제 2 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판을 이용한 경량 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 되어 텔레비전이나 모니터 모델 및 휴대용 전자기기의 두께나 무게를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판을 보조기판보다 작은 크기로 설정하여 외부 충격으로부터 보호하는 한편, 그 차이를 적어도 EBR(edge bead remove) 영역보다 작은 값으로 설정함으로써 박형의 유리기판의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 그 결과 공정의 안정화를 가져와 제품의 가격 경쟁력을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1a 및 도 1b는 모서리 컷(corner cut)이 형성된 보조기판 및 박형의 유리기판을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 보조기판과 박형의 유리기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 3은 상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 보조기판과 박형의 유리기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이가 EBR 영역보다 더 큰 값을 가지는 경우에 있어, 포토공정의 결과를 나타내는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이가 EBR 영역보다 더 작은 값을 가지는 경우에 있어, 포토공정의 결과를 나타내는 단면도.
도 6은 박형의 유리기판과 보조기판을 동일한 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7a 내지 도 7f는 상기 도 6에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판의 치수 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도.
도 8은 박형의 유리기판을 보조기판에 비해 면취 거리 정도의 작은 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 9a 내지 도 9f는 상기 도 8에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판의 치수 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도.
도 10은 박형의 유리기판을 보조기판에 비해 치수 변동 값의 2배 정도의 작은 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 11a 내지 도 11f는 상기 도 10에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판의 치수 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.

최근 액정표시장치의 용도가 다양해짐에 따라 경량 박형의 액정표시장치에 대한 관심도 많아지고 있으며, 액정패널의 두께에서 가장 큰 부분을 차지하는 기판의 박형화에도 관심이 많아지고 있다. 또한, 3D나 터치(touch) 패널에서는 액정패널에 리타더(retarder)나 터치 기능의 보호 기판을 추가하므로 더욱 박형화에 대한 요구가 증가된다. 하지만 박형 기판의 경우 휨, 강성 등 물리적 특성의 약화로 공정 진행에 한계가 있다.

이를 해결하기 위해 박형의 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행 후 공정이 완료된 후에 박형의 유리기판과 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으며, 특히 본 발명의 실시예에서는 상기 박형의 유리기판을 보조기판보다 작은 크기로 설정하여 공정 진행 시 외부 충격으로부터 보호하는 한편, 그 차이를 적어도 EBR(edge bead remove) 영역보다 작은 값으로 설정함으로써 박형의 유리기판의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 박형의 유리기판과 보조기판 사이에 크기 관계가 설정되면 정전기력, 진공력 또는 표면장력 등을 이용하여 박형의 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행하며, 상기 보조기판에 불소(fluorine) 등의 플라즈마 처리나 요철(凹凸) 패턴을 형성하여 합착력을 완화시키는 한편, 나이프(knife)로 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 에지부를 탈착하고 에어 나이프를 통해 그 사이에 에어(air)나 물, 또는 에어 및 물을 분사함으로써 공정이 완료되어 합착된 셀 상태의 액정패널로부터 보조기판을 분리하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 모서리 컷(corner cut)이 형성된 보조기판 및 박형의 유리기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

또한, 도 2는 상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 보조기판과 박형의 유리기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 3은 상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 보조기판과 박형의 유리기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

전술한 바와 같이 액정표시장치의 두께나 무게를 좌우하는 요소에는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 유리로 이루어진 상기 컬러필터 기판이나 어레이 기판이 액정표시장치의 다른 구성요소 중에서 가장 무거운 구성요소이다. 따라서, 액정표시장치의 두께나 무게를 감소시키기 위해서는 이 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이다.

이러한 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 방법으로 유리기판을 식각하여 그 두께를 감소시키거나 박형의 유리기판을 이용하는 방법이 있다. 이중 첫 번째 방법은 셀 완성 후에 글라스 식각 공정을 추가로 진행하여 그 두께를 감소시키는 것인데, 식각 진행 시 발생하는 불량과 비용 증가의 단점이 있다.

이에 본 발명의 실시예에서는 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판을 이용하여 어레이공정과 컬러필터공정 및 셀 공정을 진행하는데, 이때 박형의 유리기판을 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판에 부착하여 공정을 진행함으로써 박형의 유리기판의 휨의 영향을 최소화하고 이동 중 박형의 유리기판의 파손이 없도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 t는 mm를 의미하는 것으로 0.1t는 0.1mm의 두께를 의미하고 0.4t는 0.4mm의 두께를 의미한다.

즉, 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판은 일반적인 액정표시장치제조라인에 투입될 때 휨 발생이 크게되어 기판의 처짐이 심하게 발생하기 때문에, 카세트 등의 이동수단을 이용하여 이동하는데 문제가 있으며, 단위 공정장비에 로딩 및 언로딩시 작은 충격에 의해서도 휨 발생이 급격히 발생하게 되어 위치오차가 빈번하게 발생하며, 그 결과 부딪침 등에 의해 파손불량이 증가하여 공정 진행이 실질적으로 불가능하였다.

이에 본 발명의 실시예에서는 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판을 부착함으로써, 일반적인 액정표시장치에 이용되는 0.7t 정도의 두께를 갖는 유리기판과 동일하거나 더 향상된 휨 발생특성을 갖도록 하여 이동 또는 단위공정 진행 중 기판 처짐 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 박형의 유리기판과 보조기판을 동일한 크기(size)로 제작하는 경우에는 얼라인(align)을 하더라도 이들을 합착할 때 ±0.015mm 정도의 합착 마진(margin)이 발생하게 된다. 이러한 합착 마진에 의해 돌출된 기판은 공정 진행 시 가이드 롤러(guide roller)와 가이드 핀(guide pin) 등과의 충돌에 의해 파손이 될 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시예에서는 상기 도면들에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)의 크기를 서로 다르게 설정하게 된다.

이때, 복수의 액정패널(103)이 할당되어 있는 합착된 상태의 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)의 모서리는 소정의 기울어진 각도로 커팅(cutting)이 되어 있으며, 이를 모서리 컷이라 한다. 이러한 모서리 컷이 박형의 유리기판(100)에 형성되지 않는 경우 포토레지스트(photoresist) 등 유기물의 침투로 잔류 이물이 형성되게 된다.

특히, 상기 박형의 유리기판(100)의 적어도 1개의 모서리는 방향 구별과 후공정을 위해 상기 보조기판(110)에 비해 더 안쪽 방향으로 커팅이 이루어짐에 따라 상기 보조기판(110)의 모서리 부분이 노출되게 되는데, 이 영역은 보조기판(110)의 분리 공정을 시작하기 위해 푸시 핀(push pin)이 적용되는 푸시 핀 영역(E)으로 사용될 수 있다.

이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 박형의 유리기판(100)은 하부의 보조기판(110)에 비해 더 작은 크기로 제작되어야 외부 충격에 보호될 수 있을 것이다. 즉, 상기 박형의 유리기판(100)은 두께가 얇기 때문에 외부 충격에 약하므로 상기 보조기판(110)보다 작은 크기로 형성되어야 한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이(즉, 상기 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)과의 편측 거리)(d)는 전술한 합착 마진을 고려하여 적어도 0.015mm보다는 커야 한다.

또한, 그 크기 차이(d)는 적어도 EBR 영역보다 작은 값으로 설정하여야 박형의 유리기판(100)의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지할 수 있을 것이다.

참고로, 상기 EBR 영역은 상기 박형의 유리기판(100)에 증착된 증착 막을 패터닝하기 위해 도포된 포토레지스트가 제거되는 가장자리 영역으로 보조기판(110)의 가장자리로부터 3mm ~ 5mm 정도로 설정할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이가 EBR 영역보다 더 큰 값을 가지는 경우에 있어, 포토리소그래피(photolithography; 이하 포토라 함)공정의 결과를 나타내는 단면도이다.

상기 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 예를 들어 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이(d')가 EBR 영역(D)보다 더 큰 값을 가지는 경우, 상기 증착 막(140) 위에 도포된 포토레지스트 막(150)은 상기 증착 막(140)이 증착된 박형의 유리기판(100)의 가장자리를 완전히 덮도록 패터닝되게 된다.

이에 따라 증착 막(140)의 패터닝 시 상기 박형의 유리기판(100)의 가장자리 측면에 식각되지 않고 증착 막(140)이 잔류하게 되며, 그 결과 보조기판(110)의 탈착 시 상기 박형의 유리기판(100)이 파손되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 정렬 키(align key)가 위치하는 포토레지스트 막(150)의 두께가 두꺼워지게 되어 키 패턴이 변형되는 문제가 있다.

반면에 도 5a 및 도 5b는 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이가 EBR 영역보다 더 작은 값을 가지는 경우에 있어, 포토공정의 결과를 나타내는 단면도이다.

상기 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 예를 들어 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이(d")가 EBR 영역(D)보다 더 작은 값을 가지는 경우, 상기 증착 막(140) 위에 도포된 포토레지스트 막(150)은 상기 증착 막(140)이 증착된 박형의 유리기판(100)의 가장자리를 노출시키도록 패터닝되게 된다.

이에 따라 증착 막(140)의 패터닝 시 상기 박형의 유리기판(100)의 가장자리 측면에 증착된 증착 막(140)이 완전히 제거되게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 합착 마진을 고려하여 적어도 0.015mm보다 커야하며, 전술한 바와 같이 증착 막이 잔류하는 현상을 방지하기 위해서 적어도 EBR 영역보다 작은 값으로 설정하여야 한다. 즉, 상기 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 적어도 0.015mm에서 5mm 사이의 값을 가져야 한다. 이러한 크기 차이는 기판들의 4면뿐만 아니라, 모서리 컷이 형성된 모서리에도 동등하게 적용될 수 있다.

이때, 상기 EBR 영역에 대한 ±1mm 정도의 공정 오차를 고려하면 상기 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 0.015mm에서 2mm 사이의 값을 가질 수 있다.

한편, 상기 박형의 유리기판과 보조기판은 대부분 동일한 제조라인에서 제조됨에 따라 서로간에 기판의 치수 변동에 따른 영향이 상쇄되기 때문에 기판의 치수 변동을 고려하지 않을 수 있다.

다만, 상기 박형의 유리기판과 보조기판이 서로 다른 제조라인에서 제조되거나 동일한 제조라인에서 제조되더라도 기판의 치수 변동이 다른 경우에는 상기 기판의 치수 변동을 고려하여 전술한 기판 크기의 관계를 조정하여야 한다.

대략적으로 기판의 치수 변동은 ±0.5mm 정도로 편측의 경우 ±0.25mm가 될 것이다.

이러한 기판의 치수 변동을 고려하면, 상기 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 0.5mm에서 1mm 사이의 값을 가질 수 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 박형의 유리기판과 보조기판을 동일한 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

또한, 도 7a 내지 도 7f는 상기 도 6에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판의 치수 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도이다.

이때, 상기 도 6에 도시된 거리 L은 하부 보조기판(110)을 가공(절단)할 때 발생한 측면의 돌출부를 둥글게 연마함에 따라 형성된 연마면의 면취 거리를 나타내며, 대략 0.3mm의 값을 가질 수 있다.

상기 도 7a 내지 도 7f에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)을 동일한 크기로 설계하더라도 기판의 치수 변동(dimensions variable)을 고려하면 NG(no good)가 발생될 수 있음을 알 수 있다.

여기서는 상기 박형의 유리기판(100) 및/또는 보조기판(110)의 치수 변동이 상기 보조기판(110)의 면취 거리(L)보다 작은 값을 가지는 경우를 예를 들어 설명하며, 이하 치수 변동 값(Dv)은 편측의 경우를 나타내기로 한다.

일 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 7a에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 상기 치수 변동 값(Dv) 정도를 유지하게 된다.

다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하거나 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)이 보조기판(110)보다 상기 치수 변동 값(Dv) 정도로 돌출하게 됨에 따라 충격 파손으로 인해 NG가 발생하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 7d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 상기 치수 변동 값(Dv) 정도를 유지하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 7e에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)이 보조기판(110)보다 상기 치수 변동 값(Dv)의 2배 정도로 돌출하게 됨에 따라 충격 파손으로 인해 NG가 발생하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 7f에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 상기 치수 변동 값(Dv)의 2배 정도를 유지하게 된다.

이와 같이 박형의 유리기판과 보조기판을 동일한 크기로 설계하는 경우에는 기판의 치수 변동을 고려하면 경우에 따라 NG가 발생될 수 있음을 알 수 있다.

도 8은 박형의 유리기판을 보조기판에 비해 면취 거리 정도의 작은 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

또한, 도 9a 내지 도 9f는 상기 도 8에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판의 치수 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도이다.

상기 도 9a 내지 도 9f에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)을 보조기판(110)에 비해 작은 크기로 설계하더라도 면취 거리(L) 정도의 차이로는 기판의 치수 변동을 고려하면 NG가 발생될 수 있음을 알 수 있다.

일 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 9a에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= L)에서 치수 변동 값(Dv)만큼 더 증가하게 된다.

다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하거나 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= L)에서 치수 변동 값(Dv)을 뺀 정도, 즉 단지 0.05mm 정도를 유지함에 따라 충격 파손으로 인해 NG가 발생될 수 있다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 9d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= L)에서 치수 변동 값(Dv)만큼 더 증가하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 9e에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)이 보조기판(110)보다 상기 치수 변동 값(Dv)의 2배에서 면취 거리(L)를 뺀 정도로 돌출하게 됨에 따라 충격 파손으로 인해 NG가 발생하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 9f에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= L)에서 치수 변동 값(Dv)의 2배만큼 더 증가하게 된다.

이와 같이 박형의 유리기판을 보조기판에 비해 작은 크기로 설계하더라도 전술한 면취 거리 정도의 차이로는 기판의 치수 변동을 고려하면 NG가 발생될 수 있음을 알 수 있다.

도 10은 박형의 유리기판을 보조기판에 비해 치수 변동 값의 2배 정도의 작은 크기로 설계한 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판이 합착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

또한, 도 11a 내지 도 11f는 상기 도 10에 도시된 박형의 유리기판에 있어, 기판 크기의 변동에 따른 박형의 유리기판의 파손 여부를 보여주는 단면도이다.

일 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 11a에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= 2Dv)에서 치수 변동 값(Dv)만큼 더 증가하게 된다.

다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하거나 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 상기 치수 변동 값(Dv) 정도를 유지하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 11d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 원래의 크기 차이(= 2Dv)에서 치수 변동 값(Dv)만큼 더 증가하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 경우에는 상기 도 11e에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)이 크기에 차이는 면취 거리(L)에서 치수 변동 값(Dv)을 뺀 정도를 유지하게 된다.

또 다른 예로, 치수 변동으로 인해 보조기판(110)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 증가하는 동시에 박형의 유리기판(100)의 크기가 상기 치수 변동 값(Dv)만큼 감소하는 경우에는 상기 도 11f에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이의 크기 차이는 치수 변동 값(Dv)의 4배 정도를 유지하게 된다.

이와 같이 박형의 유리기판과 보조기판 사이에 크기 관계가 설정되면 상기 박형의 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행하여 액정표시장치를 제조하게 되며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

이때, 상기 도 12는 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 액정주입방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법에도 적용 가능하다.

액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.

우선, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 상기 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판을 부착한다(S101). 다만, 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판의 두께에 한정되는 것은 아니다.

이때, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 적어도 0.015mm에서 5mm 사이의 값을 가져야 한다. 이러한 크기 차이는 기판들의 4면뿐만 아니라, 모서리 컷이 형성된 모서리에도 동등하게 적용될 수 있다.

이때, 상기 EBR 영역에 대한 ±1mm 정도의 공정 오차를 고려하면 상기 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 0.015mm에서 2mm 사이의 값을 가질 수 있다.

또한, 상기 박형의 유리기판과 보조기판이 서로 다른 제조라인에서 제조되거나 동일한 제조라인에서 제조되더라도 기판의 치수 변동이 다른 경우에는 기판의 치수 변동을 추가로 고려하여야 하며, 이때는 상기 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 크기 차이는 0.5mm에서 1mm 사이의 값을 가질 수 있다.

이와 같은 크기의 관계를 가진 상기 박형의 유리기판과 보조기판의 합착은 두 기판을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판간 합착력은 정전기력, 진공력 또는 표면장력 등으로 추정할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예는 보조기판에 불소 등을 이용한 플라즈마 처리나 요철 패턴을 형성하여 합착력을 완화시킴으로써 박형의 유리기판과의 탈착을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 이렇게 박형의 유리기판으로부터 탈착된 상기 보조기판은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용(recycle)될 수 있다.

상기 보조기판에 플라즈마를 처리하는 방식은 전면처리 이외에 부분처리 방식이 있을 수 있으며, 요철 패턴의 형성의 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

다만, 본 발명이 전술한 보조기판의 합착방법에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 박형의 유리기판에 상기 보조기판을 합착하기 위해 접착제나 표면처리 없이 진공상태에서 이루어질 수 있으며, 이때 상기 두 기판은 진공 중에서 정전기력, 진공력, 반데르발스 힘 또는 표면장력 등에 의해 합착이 이루어질 수 있다.

이와 같이 박형의 유리기판에 보조기판이 부착된 후, 전술한 보조기판이 부착된 어레이 기판용 박형의 유리기판(이하, 설명의 편의를 위해 어레이 기판이라 함)은 어레이공정에 의해 어레이 기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S102). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 전술한 보조기판이 부착된 컬러필터 기판용 박형의 유리기판(이하, 설명의 편의를 위해 컬러필터 기판이라 함)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S103). 이때, 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 어레이 기판에 상기 공통전극을 형성하게 된다.

이어서, 상기 컬러필터 기판 및 어레이 기판에 각각 배향막을 인쇄한 후, 컬러필터 기판 및 어레이 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트 각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙 처리한다(S104, S105).

이와 같이 러빙 처리된 상기 컬러필터 기판에는 실링재를 도포하여 소정의 실패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판에는 액정을 적하하여 액정층을 형성하게 된다(S106, S107).

한편, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 각각 대면적의 모기판에 형성되어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판 각각에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층이 형성되게 된다.

이때, 상기 적하방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 복수의 컬러필터 기판이 배치된 제 2 모기판의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.

따라서, 상기 액정패널에 적하방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실패턴이 화소부 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.

상기 적하방식은 진공주입 방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으며, 액정패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다. 또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입 방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.

이후, 상기와 같이 액정이 적하되고 실링재가 도포된 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 상기 실링재에 의해 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착 함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 액정패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S108). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이러한 복수의 액정패널이 형성된 대면적의 제 1, 제 2 모기판을 보조기판으로부터 분리한 후, 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시장치를 제작하게 된다(S109, S110).

이때, 예를 들어 나이프로 보조기판과 박형의 유리기판 사이의 에지부를 탈착하고 에어 나이프를 통해 그 사이에 에어나 물, 또는 에어 및 물을 주입하는 방식으로 액정패널로부터 보조기판을 분리할 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100 : 박형의 유리기판 110 : 보조기판
140 : 증착 막 150 : 포토레지스트 막

Claims (10)

1. 제 1, 제 2 보조기판 및 상기 제 1, 제 2 보조기판보다 작은 크기를 갖는 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계;
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계;
   상기 제 1, 제 2 보조기판 및 상기 제 1, 제 2 모기판 각각의 네 모서리를 기울어진 각도로 커팅(cutting)하여 모서리 컷(corner cut)을 형성하는 단계;
   상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
   상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
   상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및
   상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함하며,
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 적어도 0.015mm에서 0.5mm 사이의 값이고,
   상기 제 1, 제 2 모기판의 적어도 1개의 모서리는 상기 제 1, 제 2 보조기판의 모서리에 비해 더 안쪽 방향으로 커팅이 이루어짐에 따라 상기 제 1, 제 2 보조기판의 모서리 부분이 노출되는경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 기판들의 4면뿐만 아니라, 상기 모서리 컷이 형성된 모서리에도 적용되는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 합착 마진을 고려하여 적어도 0.015mm보다 크고, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판의 가장자리 측면에 증착 막이 잔류되는 현상을 방지하기 위해 적어도 EBR(edge bead remove) 영역보다 작게 설정되는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 EBR 영역은 상기 박형의 제 1 모기판이나 제 2 모기판에 증착된 증착 막을 패터닝하기 위해 도포된 포토레지스트가 제거되는 가장자리 영역으로 상기 제 1 보조기판이나 제 2 보조기판의 가장자리로부터 3mm ~ 5mm로 설정되는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 EBR 영역에 대한 ±1mm 정도의 공정 오차를 고려하면, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 0.015mm에서 2mm 사이의 값인 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
8. 제 5 항에 있어서, 기판들의 치수 변동을 추가로 고려하면, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판과 제 1, 제 2 보조기판 사이의 크기 차이는 0.5mm에서 1mm 사이의 값인 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판은 0.1mm ~ 0.4mm의 두께인 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께인 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.

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