KR19990041103A - 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 플라스틱 기판을 베이스 기판으로 사용하되, 열에 약한 플라스틱 기판에 손상을 주지 않기 위하여, 지지기판 전면에 접착층을 형성하는 제 1 공정과, 상기 접착층 상에 절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 절연막 상에 소자를 형성하는 제 3 공정과, 상기 소자에 플라스틱 기판을 접착하는 제 4 공정과, 상기 소자가 형성된 플라스틱 기판을 상기 지지기판으로부터 분리하는 제 5 공정을 포함하여 제조되며, 가볍고 내구성이 강한 플라스틱 기판 액정표시장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 특히 경량 박형화의 요구가 강한 전자수첩, 노트타입의 개인컴퓨터, 워드프로세서와 같은 PDA(Personal Display Assistancs)의 디스플레이에 적용할 수 있도록 하기 위하여 각각의 소자를 지지하는 기판으로 플라스틱 기판을 사용한 플라스틱 기판 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정보산업이 고도로 발달함에 따라 습득된 정보를 어디에서든지 전달하는 개인이동통신기인 PDA가 출현되고, 발전되었다. PDA의 발전은 정보를 화상으로까지 변경하는 기술로도 발전하였는데, 이러한 기술 발전에 따라 액정표시장치의 기술이 더욱 필요하게 되었다.
PDA가 이동환경(mobility environment)에 사용되고 있으므로, 어디에서든지 사용이 가능하여야 되고, 필요한 정보를 습득할 수 있도록 작동되어야 하며, 누구라도 편리하게 사용할 수 있어야 한다. 따라서 PDA에 사용되는 액정표시장치도 작고 가벼워야 할 필요가 있다.
도 1a내지 도 1b는 액정표시장치를 제조하기 위한 종래의 기술을 설명하기 위한 것으로, 기판을 유리로 사용하는 경우에 있어서의 액정표시장치의 제조공정을 나타낸 것이다.
도 1a를 참조하면, 박막트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor, 이하 TFT라 함) 기판(10A)과 컬러필터(C/F; Color Filter, 이하 C/F라 함) 기판(10B)을 마련한다.
TFT 기판(10A)은 제 1 유리기판(11a) 상에 통상적인 제조공정을 거쳐 TFT와 이에 전기적으로 연결되는 화소전극을 구비하는 다수의 화소셀을 형성한다. TFT 기판(10A)을 제조하기 위해서는 절연막, 활성층, 도전층을 여러차례 증착하고, 여기에 사진식각공정에 의하여 패턴식각하고, 세정하는 등의 공정을 수차례 실시한다. 이러한 공정은 고온열처리 조건이 필요한 것도 있고, 기판을 수십번 이동해야 가능한 것이 있다. 상술한 바와 같이, TFT 공정은 반도체 제작공정과 유사하며, 증착 및 식각공정을 반복하여 유리기판 위에 박막트랜지스터 배열을 제작하는 공정이다. 이 때, 각 화소셀을 구동시키기 위한 구동회로부를 동일 기판에 형성할 경우, 액정표시장치의 구동회로부도 제 1 유리기판(11a) 상에 형성할 수 있다.
C/F 기판(10B)은 블랙매트릭스가 형성된 유리기판 위에 R.G.B의 컬러필터층을 제작한 후, 공통전극용 ITO를 형성하는 공정을 진행하여 제조한다.
미설명 도면 부호 12는 TFT 기판에 형성되는 TFT와 화소전극등의 소자층을 나타내며, 14는 C/F 기판에 형성되는 컬러필터와 공통전극등의 소자층을 나타낸다.
도 1b를 참조하면, TFT 기판(10A)과 C/F 기판(10B) 사이에 일정한 틈이 유지되도록 합착한 후, 그 틈사이로 액정(17)을 주입하여 도면에 보인 바와 같은 액정패널을 만든다. 두 기판의 접착은 실프린트 공정을 통하여 실현되며, 두 기판의 간격은 스페이서(15)를 곳곳에 위치시켜 일정하게 유지하도록 한다.
상기와 같이 제조된 액정표시패널의 두 유리기판(11a)(11b)의 외부에 편광판과 백라이트를 설치하여 액정표시장치의 제조를 완료한다.
상술한 바와 같이 종래의 기술에 의하여 제조되는 액정표시장치는 유리기판을 베이스(base) 기판으로 사용하고 있다. 유리는 물질 특성상, 비중이 크고, 내구성이 약하여 깨지기 쉬운 성질을 가지고 있다. 따라서 가볍고 이동이 용이해야 할 조건을 갖추어야 하는 PDA와 같은 제품에 상기 종래의 액정표시장치를 디스플레이로 사용할 경우에는 경량소형화가 어려울 뿐만 아니라, 손상을 염려하고 사용해야 하기 때문에 취급하기에 불편한 점이 있다.
본 발명은 플라스틱 기판을 사용하여 TFT 기판 혹은, C/F 기판을 제조함으로써, 가볍고 내구성이 강한 플라스틱 기판 액정표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 플라스틱 물질이 열에 약하기 때문에 종래의 공정 기술로는 상기 플라스틱 기판 액정표시장치를 제조할 수 없는 기술적인 문제를 해결하기 위하여 플라스틱 기판 액정표시장치를 제조할 수 있는 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 가볍고 운반이 용이한 플라스틱 기판 액정표시장치를 제조하기 위하여 플라스틱 기판을 베이스 기판으로 사용하되, 열에 약한 플라스틱 기판에 손상을 주지 않는 플라스틱 기판 액정표시장치의 제조공정을 제공하고자 한다.
본 발명은 지지기판 전면에 접착층을 형성하는 제 1 공정과, 상기 접착층 상에 절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 절연막 상에 소정의 소자를 형성하는 제 3 공정과, 상기 소자에 플라스틱 기판을 접착하는 제 4 공정과, 상기 소자가 접착된 플라스틱 기판을 상기 지지기판으로부터 분리하는 제 5 공정을 포함하는 플라스틱 기판 액정표시장치의 제조방법이다. 이 때, 상기 소정의 소자를 TFT 기판에서 필요한 제 1 소자로 형성하여 TFT 플라스틱 기판을 제조할 수 있고, 상기 소정의 소자를 C/F 기판에서 필요한 제 2 소자로 형성하여 C/F 플라스틱 기판을 제조할 수 있다. 이 때, 플라스틱 기판은 편광판일 수 있으며, 이 경우 편광판은 TFT 및 C/F등의 소자를 지지하는 베이스 기판으로서의 기능도 함께 가진다.
상기에서 제조가 완료된 TFT 플라스틱 기판과 C/F 플라스틱 기판을 합착하고 액정을 주입하여 액정표시장치의 패널을 마련할 수 있다.
도 1a부터 도 1b는 종래의 기술에 의한 액정표시장치의 제조공정도
도 2a부터 도 2f는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 사용한 액정표시장치의 제조공정도
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 기판 액정표시장치의 개략적 단면도
도 2a부터 도 2f는 본 발명에 따른 플라스틱 기판 액정표시장치의 실시예를 설명하기 위한 도면으로, TFT 기판의 제조공정도를 나타낸 것이다. 다음에 설명되는 본 발명에서는 별도의 지지기판에 TFT 등의 소자를 형성하고 그 위에 베이스 기판인 플라스틱 기판을 접착한 후, 지지기판을 이탈시킴으로써, 상기 소자들은 지지기판에서 플라스틱 기판으로 옮겨 놓는 제조공정을 제시하고 있다.
도 2a를 참조하면, 지지기판(21) 상에 접착층(22)을 전면에 형성한 후, 산화실리콘 혹은 질화실리콘과 같은 절연물질을 증착하여 2000∼8000Å정도의 두께로 절연막(23)을 형성한다.
절연기판(21)은 이후, 설명될 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성은 아니지만, 제조공정 중에 TFT 등의 소자의 제조와 플라스틱 기판을 합착하는 작업등을 진행하기 위한 스테이지(stage)로서 사용된다. 이때, 유리기판을 지지기판(21)으로 사용할 수 있으며, 제조공정이 요구하는 조건에 따라 적절한 기판을 마련할 수 있다. 절연막(23)은 공정중에 제조되는 TFT 혹은 C/F 등의 소자를 직접적으로 지지하고 있는 기능을 한다. 접착층(22)은 상기 지지기판(21)과 절연막(23)을 제조공정이 진행되는 동안에 접착시키도록 하고, 공정이 완료된 이후에는 지지기판(21)과 절연막(23)이 분리되도록 하는 기능을 하고 있다. 따라서 접착층(22)은 소정 크기를 가지는 외부의 힘에 의하여 접착력이 약화되는 정도의 접착성을 가지고 있으면 된다. 이 때, 지지기판(21) 상에 구리박막을 형성하여 이를 접착층(22)으로 사용할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 절연막(23) 상에 통상적인 증착 및 식각공정 등의 공정기술을 사용하여 TFT 기판이 갖추고 있는 TFT 등의 각종 소자(24)를 형성한다. 즉, 절연막(23) 상에 TFT와 이에 전기적으로 연결되는 화소전극을 구비하는 다수의 화소셀을 형성한다. 이 때, 구동회로부의 소자를 화소셀이 형성되는 절연막(23) 상에 동시에 형성할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 스크라이브(scribe) 장치를 이용하여 절연막(23)에 선택적으로 자름선을 만든 다음, 브레이크(brake) 장치를 이용하여 소자가 형성되지 않은 필요 없는 절연막 부분을 제거한다.
도 2d를 참조하면, 액정표시장치의 베이스 기판이 될 플라스틱 기판(25)을 준비한 후, 그 상면 전체에 에폭시 수지 등과 같은 접착성이 있는 물질을 도포하여 플라스틱 기판(25)의 일 면이 점착성을 띄게 한다. 이 후, 상기 플라스틱 기판(25)을 TFT 등의 각종 소자(24)가 형성된 기판에 접착한다.
이 때, 각종 소자를 지지하는 베이스 기판으로 통상의 플라스틱 기판을 사용할 수 도 있지만, 이 후의 공정에서 TFT 기판과 C/F 기판의 외부면에 부착해야 할 편광판(polarizer plate)을 사용할 수 있다. 이는 편광판의 주요 구성인 편광물질(polarizer)을 보호하는 보호판이 아크릴등의 플라스틱으로 제조되기 때문이다. 이 경우, 편광판은 TFT 혹은, C/F 등의 각종 소자를 지지하는 베이스 기판으로서의 기능도 함께 가진다.
도 2e를 참조하면, 접착층(24)의 접착력을 약화시킴으로써, 플라스틱 기판(25)을 지지기판(21)으로부터 분리시킨다. 이 때, 접착층(22)은 접착정도에 따라 지지기판(21)에 남겨지거나(도면에 보임), 절연막(23)에 붙어서 플라스틱 기판(25)과 같이 분리될 수 있다. 접착층(22)이 플라스틱 기판(25)의 절연막(23)에 접착되어 있는 경우에는 접착층(22)을 절연막(23)에서 제거하는 작업이 필요하다.
도 2f를 참조하면, TFT 등의 각종 소자와 구동회로부가 동일평면상에 형성하는 경우에는 구동회로부를 외부 회로에 연결시켜 주기 위하여 구동회로부의 패드부분의 일부를 오픈시켜 주는 작업이 필요한데, 이를 위하여 패드부분을 막고 있는 절연막(23) 부분을 식각한다. 도면에서 ↑가 가리키는 부분은 구동회로부의 패드부분을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 플라스틱 기판이 열에 약하여 액정표시장치의 일부공정을 진행할 수 없다는 단점을 극복하기 위하여, TFT 등의 각종 소자(24)를 공정 환경에 영향을 적게 받는 지지기판(21) 상에 서 형성한 후, 이를 가볍고 내구성이 강한 플라스틱 기판(25)으로 이전시킨다. 따라서 플라스틱 기판을 베이스 기판으로 이용하는 액정표시장치를 제조할 수 있는 것이다.
상기 실시예에서는 TFT 플라스틱 기판만을 형성하는 경우를 예를 들었지만, 도 2b의 제조단계에서 소정의 제조공정을 실시하여 C/F 플라스틱 기판을 형성할 수 있다. 즉, 도 2b의 단계에서, 통상의 C/F 기판 공정을 실시하여 C/F 어레이를 형성할 수 있다. 이 경우, 블랙매트릭스를 형성하고, R.G.B의 컬러필터층을 제작한 후, 공통전극용 ITO를 형성하는 공정을 거쳐 C/F 기판을 제조한다.
이 후, TFT 플라스틱 기판과 C/F 플라스틱 기판을 마련한 다음, 앞에서 언급한 바와 같은 통상적인 엘씨디 공정을 진행하여 두 기판을 합착하고 편광판과 백라이트등을 설치하여 액정표시장치를 제조한다. 이 때, 편광판을 베이스 기판으로 하여 액정표시장치를 제조하는 경우에는 편광판을 별도로 설치해야 할 필요가 없다. 완성된 액정표시장치는 종래의 액정표시장치에 비교하여 그 단면구조가 동일하지만, 베이스 기판으로 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 사용하였기 때문에 경량박형화가 가능하다.
도 3은 완성된 액정표시장치의 개략도를 보인 것으로, TFT 플라스틱 기판(21A)과 C/F 플라스틱 기판(21B) 사이로 액정(27)이 주입되고, 밀봉된 상태를 보여준다. 미설명 도면부호 22는 TFT 플라스틱 기판(21A)에서의 TFT등의 각종 소자를 나타내며, 24는 C/F 플라스틱 기판(21B)에서의 C/F등의 각종 소자를 나타내며, 25는 두 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서를 나타낸다.
본 발명은 도 3에 보인 바와 같이, TFT 기판과 C/F 기판을 모두 플라스틱 기판으로 제조할 수 있지만, TFT 기판 혹은, C/F 기판 중 어느 하나만을 플라스틱 기판으로 하고, 다른 쪽을 유리기판으로 제조할 수 있다.
본 발명은 베이스 기판으로 플라스틱 기판을 사용하기 때문에 가볍고 내구성이 강하여 휴대하고 사용하기에 편리한 액정표시장치를 제공할 수 있다. 특히, 경량 박형화의 요구가 강한 PDA에 적용할 수 있다. 특히, 베이스 기판을 편광판으로 하여 플라스틱 기판 액정표시장치를 제조할 경우에는 별도의 편광판을 부착해야 할 필요가 없기 때문에 경령박형 효과가 뛰어나다. 또한, 본 발명은 플라스틱 기판을 베이스 기판으로 사용하되, 제조공정중에는 별도의 지지기판에 소자를 형성하고 이 소자들을 지지기판에서 플라스틱 기판으로 옮겨 놓는 제조공정에 의하여 플라스틱 기판에 손상을 주지 않고도 플라스틱 기판 액정표시장치를 제조할 수 있다.
Claims (9)
- 지지기판 전면에 접착층을 형성하는 제 1 공정과,상기 접착층 상에 절연막을 형성하는 제 2 공정과,상기 절연막 상에 소정의 소자를 형성하는 제 3 공정과,상기 소자에 플라스틱 기판을 접착하는 제 4 공정과,상기 소자가 접착된 플라스틱 기판을 상기 지지기판으로부터 분리하여 는 제 5 공정을 포함하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 플라스틱 기판은 편광판인 것이 특징인 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 소정의 소자는 TFT 기판에서 필요한 제 1 소자인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 소정의 소자는 C/F 기판에서 필요한 제 2 소자인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 제 3 공정 후, 절연막을 선택적으로 제거하는 공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1 또는 3에 있어서,상기 제 5 공정 후, 상기 기판에서 구동회로부의 패드부분을 오픈시키는 공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 접착층은 상기 지지기판과 접착력이 양호한 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 접착층은 구리로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
- 청구항 1 내지 3에 있어서,상기 공정에 의하여 상기 제 1 소자가 형성된 기판과 상기 제 2 소자가 형성된 기판을 합착하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판 액정표시장치 제조방법.
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