KR20020092817A - 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
액정 패널의 두 기판 중 하나를 구성하는 대향 기판으로 플라스틱 기판이 사용된다. 이러한 액정 패널을 형성하기 위해, 플라스틱 기판으로 구성된 대향 기판은 플라스틱 기판상에 공통 전극을 형성하는 단계로부터 대향 기판을 절단하여 액정 패널 유닛들로 나누는 단계 이전의 단계까지의 단계에서 플라스틱 기판에 대한 지지 기판으로 유리 기판이 플라스틱 기판에 부착되는 방식으로 제조된다. 따라서, 플라스틱 기판은 유리 기판을 처리하는데 사용될 수 있는 것과 똑같은 방법으로 처리될 수 있다.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 액정 패널을 더 가볍고 얇게 만들기 위하여 플라스틱 기판을 사용하는 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 디바이스의 실질적인 사용에 대해, 특히 액정 디스플레이 디바이스를 사용하는 휴대용 정보 단말 디바이스나 휴대용 전화기에서, 해결해야 할 주요 문제점 중 하나는 액정 패널을 가볍고 얇게 만드는 것이다.
이러한 문제점을 해결하려는 노력은 유리 기판의 밀도를 감소시키거나 유리 기판의 두께를 얇게 함으로써 활발하게 이루어져왔다. 유리 밀도가 감소될 때, 유리를 주로 구성하는 이산화실리콘 (SiO2)이 실질적으로 유리의 모든 물리적 특성값을 결정하므로, 유리 밀도를 더 낮추는 기술은 한계에 직면하여 유리 밀도를 더 낮추기 어려워진다. 한편, 플레이트 기판이 얇아질 때, 유리 기판의 강도가 극단적으로 저하되므로, 제조 라인에서의 설비가 강제로 대폭 변경되어야 하고, 또한 외부의 힘에 대한 물리적 저항이 낮아지게 된다. 따라서, 유리 기판 두께는 최소치로 기껏해야 0.4 내지 0.5 mm로 이루어질 수 있다고 한다.
경량으로 얇은 구조를 이루는 액정 패널로는 액정을 구동하기 위한 TFT(Thin Film Transistor)와 같은 액티브 소자를 사용하지 않는 단순 매트릭스형 단색(simple-matrix-type monochrome) 액정 패널이 예시화된다. 이러한 액정 패널에서는 매트릭스를 구성하는 재료가 ITO라 칭하여지는 투명 전극 재료로 형성되고 비교적 낮은 온도에서 형성되므로, 투명 전극 재료가 형성되는 기본 기판으로 플라스틱 기판 등을 사용하는 것이 가능하다. 실제로, 이러한 구성을 갖는 플라스틱 기판은 휴대용 정보 단말 디바이스 및 휴대용 전화기에서 사용된다.
액정 디스플레이 패널의 경향에서는 최근 휴대용 단말 장비의 성능 개선에 따라 디스플레이 정보로 처리될 수 있는 정보의 양이 증가되고 있고, 디스플레이되는 영상이 흑백 및 정지 화상에서 칼라 및 이동 화상으로 각각 변하고 있는 경향이 관찰된다.
그러나, 단순 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스는 액정 구동 모드로 STN (Super Twisted Nematic) 액정 모드를 사용하므로, 단순 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스는 다음의 불편한 점들을 갖는다. 즉, TN (Twisted Nematic) 액정 모드와 TFT를 사용하고 보편적으로 널리 사용되는 노트북형 개인용 컴퓨터 또는 모니터에 사용되는 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스와 비교해, 단순 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스는 사용자에게 충분한 화질을 제공하지 못하므로, 계조(gray-scale) 표시가 변형되거나 사용자가 잔상을 느끼게 된다.
상기에 설명된 문제점을 고려하여, 다음의 기술들이 개발되었고, 일본 특허 공개 공보 1999-212116 및 일본 특허 공개 공보 1997-116158에서 설명된다. 즉, TFT 소자와 같은 액티브 소자들이 플라스틱 기판상에 형성된다. 전자의 공보 내용에서는 액티브 소자들이 유리 기판상에 형성되고, 이어서 소자들이 위치하는 측면에서 플라스틱 기판이 유리 기판의 표면에 부착되고, 또한 소자들이 위치하지 않는 측면에서 유리 기판 일부가 기판의 두께 방향으로 폴리싱 처리되어 유리 기판을 제거한다. 후자의 공보 내용에서는 액티브 소자들이 0.5 mm 보다 크지 않은 두께를 갖는 유리 기판 또는 플라스틱 기판상에 형성된다. 그러나, 아직까지는 플라스틱 기판을 사용하는 디바이스에서 해결되어야 할 많은 기술적 문제점이 발견되고, 이러한 디바이스는 값비싼 설비를 요구하므로, 디바이스가 실질적으로 사용되는 것을 방해한다.
플라스틱 기판상에 액티브 소자들과 함께 칼라 필터를 갖는 액정 디스플레이 디바이스에서는 칼라 필터가 형성되는 플라스틱 기판이 열과 용매에 대해 좋지 못한 저항을 나타내므로, 칼라 필터로 사용될 수 있는 색소와 용매가 제한되어 칼라가 충분하게 재현될 수 없다. 따라서, 다음의 구성과 이점을 갖는 액정 디스플레이 디바이스의 개발이 많이 요구된다. 즉, 액정 디스플레이 디바이스가 더 얇고 가볍게 형성되고, 또한 칼라 및 액티브 매트릭스 액정 패널이 TN 액정 모드로 동작하는 경우와 똑같은 방식으로 동작하도록 형성된다.
더욱이, 액정 디스플레이 디바이스를 더 얇고 가볍게 만들도록 플라스틱 기판이 사용되는 경우에서도, 플라스틱 기판은 열과 용매에 대한 열악한 저항 이외에 쉽게 변형된다는 문제점을 가지므로, 유리 기판이 처리되는 경우와 비교해 액정 패널을 제조하는 단계에서 플라스틱 기판을 처리하기가 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 TFT 기판이 사용되고 동시에 액정이 더 얇고 가볍게 형성될 수 있는 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법은 다음과 같이 구성된다. 즉, 상기 방법은, 소정의 거리만큼 서로 떨어져 TFT 기판과 대향하는 TFT 기판 및 대향 기판을 배치하는 단계; 및 TFT 기판과 대향 기판 사이의 공간을 액체로 채우는 단계를 포함하고, 액정 디스플레이 디바이스는 TFT 기판 및 대향 기판 중 적어도 하나가 플라스틱 기판으로 구성되도록 구성되고, 상기 방법은 또한 그 사이에 액정을 삽입한 TFT 기판과 대향 기판으로 구성된 조합된 기판을 절단하여 기판 유닛으로 나누는 기판 분리 단계를 포함하고, 플라스틱 기판의 표면 중 하나는 조합된 기판이 절단되어 나누어질 때까지 지지 기판에 의해 지지된다.
상기에 설명된 바와 같이, 플라스틱 기판과 똑같은 두께를 갖는 유리 기판이 액정 패널에 사용되는 경우와 비교해, 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법에서 액정 패널을 구성하는 두 기판들 중 하나로 플라스틱 기판을 사용함으로써, 액정 패널이 가볍게 만들어질 수 있다. 더욱이, 플라스틱 기판이 충돌에 대해 유리 기판과 똑같은 저항을 갖도록 만들어진 경우, 플라스틱 기판의 두께는 유리 기판과 비교해 감소될 수 있으므로, 액정 패널이 더 얇은 두께를 갖도록 허용한다.
상기에 설명된 방법은 다음의 상세한 구조를 갖는다. 즉, TFT 기판을 제조하는 방법은, 제1 기판상에 박막 트랜지스터 및 배선을 형성하는 단계; 제1 기판상에 박막 트랜지스터 및 배선을 덮는 보호막을 퇴적하는 단계; 보호막상에 박막 트랜지스터에 대응하는 칼라층 및 상기 박막 트랜지스터 상을 차광하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 보호막상에 칼라층 및 블랙 매트릭스를 덮는 평탄화막을 퇴적하는 단계; 보호막 및 평탄화막에 박막 트랜지스터의 소스 전극에 이르는 콘택트 홀을 형성하도록 보호막 및 평탄화막 일부를 개방시키는 단계; 평탄화막상에 소스 전극에 연결되고 콘택트 홀들을 덮는 투명 화소 전극을 형성하는 단계; 평탄화막상에 스페이서를 형성하는 단계; 평탄화막상에 스페이서 및 투명 화소 전극을 덮는 배향막을 형성하고, 이어서 배향막을 문지르는 단계; 배향막상에 소정의 영역을 둘러싸는 봉합재를 형성하는 단계; 및 배향막을 구성하는 봉합재에 의해 둘러싸인 영역으로 액정을 적하하는 단계를 포함하고, 대향 기판을 제조하는 방법은, 투명 전극으로 제2 기판을 덮고, 투명 전극에 대향하는 제2 기판의 한 측면에 위치하는 제2 기판의 표면에 지지 기판을 접착하는 단계; 및 투명 전극상에 배향막을 위한 재료를 형성하고, 이어서 배향막을 문지르는 단계를 포함하고, 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법은, TFT 기판 및 대향 기판의 배향막이 서로 마주 대면하도록 서로 오버랩되게 TFT 기판과 대향 기판을 배치하여, 대향 기판의 배향막이 TFT 기판의 봉합재 및 스페이서와 접촉하게 하는 단계; TFT 기판 및 대향 기판이 서로에 접착되게 하도록 봉합재를 경화시켜서, 성형전 패널을 형성하는 단계; 지지 기판으로부터 제2 기판을 제거하는 단계; 성형전 패널을 절단하여 패널 유닛으로 나누는 단계; 및 패널 유닛을 구성하는 제1 및 제2 기판 중에서 적어도 상기 제1 기판의 표면- 상기 표면은 상기 액정에 대향되게 위치함 -에 편광기를 부착하는 단계를 더 포함하고, 지지 기판은 제2 기판상에 투명 전극을 형성하는 단계 이전에, 상기 제2 제2 기판의 표면- 상기 표면은 상기 투명 전극에 대향되게 배치됨 -에 미리부착된다.
더욱이, 상기에 설명된 상세 방법은 다음의 추가 구성을 갖는다. 즉, 편광기는 패널 유닛을 구성하는 제1 및 제2 기판 중에서 적어도 제1 기판의 표면에 편광기를 부착하는 단계에서 제1 기판의 표면- 적어도 상기 제1 기판의 상기 표면은 상기 액정에 대향되게 위치함 -에만 부착되고, 제2 기판은 편광기 겸용 플라스틱 기판으로 형성된다.
상기에 설명된 바와 같이, 제1 및 제2 기판 중에서 제2 기판으로 편광기와 플라스틱이 접합된 기판을 사용하면, 유리 기판을 사용하여 이루어질 수 있는 것 보다 더 얇은 제2 기판을 형성하는 것이 가능해지고, 그에 의해 액정 패널을 더 얇게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 사용하여 형성되는 액정 패널의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 도시하는 제조 공정 흐름도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 사용하여 형성되는 액정 디스플레이 디바이스의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 도시하는 제조 단계 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : TFT 기판
101 : 유리 기판
110 : 오버코트
115 : 액정
116, 216 : 편광기
200 : 대향 기판
201 : 플라스틱 기판
301 : 편광기 겸용 플라스틱 기판
본 발명의 제1 실시예는 도 1을 참고로 설명된다. 도 1은 기판에 수직으로 TFT 기판상에서 TFT를 정확히 통과하는 평면을 따라 절단된 액정 패널의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 칼라 필터(108) 및 블랙 매트릭스(109)는 노광 등을 통해 TFT상에 형성되고, 화소 전극(112) 및 원주형 스페이서(113)는 오버코트(110)를 통해 칼라 필터 및 블랙 매트릭스상에 형성되어, TFT 기판(100)을 형성한다. TFT 기판(100)과 대향하는 대향 기판(200)은 플라스틱 기판(201)상에 대향 전극(212)을 형성함으로써 형성된다.
플라스틱 기판(201)의 사용으로, 플라스틱 기판(201)과 똑같은 두께를 갖는유리 기판이 사용되는 경우와 비교해, 액정 패널이 가벼워질 수 있다. 더욱이, 플라스틱 기판(201)이 충돌에 대해 유리 기판과 똑같은 저항을 갖도록 만들어지는 경우, 플라스틱 기판의 두께는 유리 기판과 비교해 감소될 수 있으므로, 액정 패널이 더 얇은 두께를 갖도록 허용한다.
TFT 기판(100)의 유리 기판(101)상에는 비결정질 실리콘 (a-Si)층(104)이 형성된다. a-Si층(104)상에는 칼라 필터(108) 및 블랙 매트릭스(109)가 형성되고, 또한 칼라 필터 및 블랙 매트릭스를 덮는 오버코트(110)가 형성된다. 또한, 오버코트(110)에 형성된 콘택트 홀(111)에는 투명 금속으로 구성된 화소 전극(112)이 형성된다. 상기에 설명된 막들을 갖는 TFT 기판(100)은 원주형 스페이스(113)를 통해 대향 기판(200)과 마주 대하여 배치되면서, 대향 기판으로부터 수 미크론 미터의 길이로 떨어져 공간을 두고 TFT 기판(100)과 대향 전극(200) 사이에 액정(115)을 삽입한다.
상기에 설명된 바와 같이 구성되는 액정 패널에서는 플라스틱 기판(201)이 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리에테르술폰 (polyethersulfone), 폴리아릴레이트 (polyarylate) 등으로 구성된다. 플라스틱 기판(201)이 그와 똑같은 두께를 갖는 유리 기판 보다 더 작은 중력을 나타내므로, 액정 디스플레이 디바이스는 더 가벼워질 수 있다. 더욱이, 플라스틱 기판이 충돌에 대해 유리 기판과 똑같은 저항을 갖도록 만들어지는 경우, 플라스틱 기판의 두께는 유리 기판과 비교해 감소될 수 있으므로, 액정 패널이 더 얇은 두께를 갖도록 허용한다.
본 실시예의 플라스틱 기판(201)을 사용하는 대향 기판은 도 2에 도시된 제조 공정을 통해 패널에 조립된다. 대향 기판으로 플라스틱 기판을 갖는 액정 패널을 제조하는 한가지 예시화된 방법은 도 1을 참고로 설명된다.
먼저, TFT 기판(100)에서는 게이트 전극(102), 게이트 절연막(103), a-Si층(104), 데이터선(105)과 소스 전극(106), 비활성막(107), 칼라 필터(108), 블랙 매트릭스(109), 오버코트(110), 콘택트 홀(111), 및 투명 금속으로 구성된 화소 전극(112)이 순차적으로 유리 기판(101)상에 형성된다.
TFT 기판(100)에서는 화소 전극(112)을 형성하기 이전에, 감광성 아크릴 수지로 구성된 칼라 레지스트가 균일한 막 두께를 갖는 칼라 레지스트를 형성하도록 스핀 코팅 방법 또는 프린팅 방법을 사용하여 인가되고, 이어서 각 칼라에 대해 노광, 현상, 및 가열이 실행되어 소정의 위치에 순차적으로 칼라 필터(108)를 형성한다.
이어서, 감광성 아크릴 수지로 구성된 블랙 레지스트가 칼라 레지스트와 유사한 코팅 방법을 사용하여 소정의 영역에 코팅되고 패턴화되어 블랙 매트릭스(109)를 형성한다.
이어서, 감광성 아크릴 수지로 구성된 오버코트(110) (유기 층간 절연막)로 투명 레지스트가 칼라 레지스트와 유사한 코팅 방법을 사용하여 소정의 영역에 코팅되고, 소스 전극(106)에서 비활성막(107)과 함께 오버코트(110) 일부를 개방하여 콘택트 홀(111)이 형성된다. 투명 금속으로 구성되는 화소 전극(112)은 화소 전극(112)과 소스 전극(106)을 서로 연결시키도록 콘택트 홀(111)을 덮게 형성된다.
더욱이, 오버코트(110)에는 패널의 형성에 필요한 갭과 실질적으로 똑같은 막 두께를 갖는 감광 아크릴 수지가 코팅되어, 60 내지 120℃의 온도에서 일시적으로 가열되고, 수지에 소정의 패턴을 형성하도록 마스크를 사용하여 노광된다. 이어서, 노광된 수지는 현상되고, 소정의 프로파일을 갖는 원주형 스페이서(113)를 형성하도록 200 내지 250℃의 온도에서 가열된다.
이후에는 대향 기판(200)을 제조하는 방법이 설명된다.
먼저, 0.1 내지 0.7 mm의 막 두께를 갖는 플라스틱 기판(201)이 접착 결합, 음압력 흡착 (플라스틱 기판을 흡착시키도록 음압력을 발생하는 방법) 등에 의해 0.4 내지 1.1 mm (도시되지 않은)의 플레이트 두께를 갖는 유리 기판에 고정된다. 유리 기판의 두께는 플라스틱 기판이 유리 기판에 부착된 이후에 유리 및 플라스틱 기판의 총 두께가 제조 공정의 수정을 요구하지 않도록 옵션으로 선택된다. 더욱이, 유리 기판과 플라스틱 기판이 서로 부착될 때, 스핀 코팅, 프린팅 방법 등에 의해 접착제가 위치하여야 하는 측면의 유리 기판 표면에는 자연 고무계 접착제, 아크릴 접착제, 합성 고무계 접착제, 실리콘계 접착제와 같은 재료 그룹에서 선택된 봉합제 또는 셀로판 테이프와 같이 재 박리 가능한 감압형 접착제가 적용되고, 이어서 플라스틱 기판(201)이 유리 기판에 부착된다. 실리콘 등은 나중 단계에서 실행되는 박리가 용이하게 실행되도록 접착제가 위치하여야 하는 플라스틱 기판(201)의 표면에 도포될 수 있음을 주목한다. 더욱이, 유리 기판과 플라스틱 기판(201)은 똑같은 면적을 갖도록 요구되지 않고, 플라스틱 기판(201)은 나중 단계에서 실행되는 박리가 용이하게 실행되도록 유리 기판 보다 약간 더 커질 수 있다.
이어서, 플라스틱 기판(201)상에는 진공 스퍼터링을 실행함으로써, 또는 플라스틱 기판(201)에 ITO 입자 등을 포함하는 투명 레지스트를 도포함으로써 투명 금속으로 구성된 공통 전극(212)이 형성된다. 이 경우, 퇴적되거나 도포된 막을 비결정질 상태에서 결정질 상태로 변환하는 열처리는 막의 상태에 관계없이, 즉 막 형성 전후에 플라스틱 기판(201)의 열저항 온도 보다 높지 않은 온도에서 실행된다.
이어서, 패널의 제조 단계에서 TFT 기판(100)과 대향 기판(200)을 조립하는 방법이 설명된다.
먼저, 배향막을 위해 폴리이미드 (polyimide) 등으로 구성된 재료가 프린팅, 코팅 등에 의해 소정의 막 두께를 갖는 소정의 영역에 균일하게 도포되어 가열되고, 소정의 면적은 각각 액정이 위치하는 측면, 보다 상세히 화소 전극(112)과 공통 전극(212)이 위치하는 측면에 있는 TFT 기판(100)과 대향 기판(200)의 표면이다. 이 경우에는 플라스틱 기판(201)에 대해 적어도 플라스틱의 열저항 온도 보다 높지 않은 온도에서 가열 처리가 실행된다.
이어서, 일정한 방향으로 액정을 정렬하기 위해, 각 기판의 표면에 형성된 배향막의 재료들이 헝겊 등으로 문질러져 배향막(114)을 형성한다 (러빙 처리).
이후에, 자외선 경화형의 봉합재가 디스펜서 (dispenser) 방법에 의해 TFT 기판(100)상에 그려지고, 적하 기술을 사용하여 액정을 주입함으로써 봉합재로 둘러싸인 영역에 액정(115)이 채워진다. 비록 본 실시예에서는 봉합이 TFT기판(100)상에 형성되고 액정(115)이 봉합재로 둘러싸인 영역에 채워지는 예가 설명되지만, 그 방법은 이러한 예에 제한되지 않아, 봉합재가 대향 기판(200)에 형성되고 액정(115)이 봉합재에 의해 정의된 영역에 채워질 수 있다.
이어서, 대향 기판(200)은 액정(115)이 채워진 TFT 기판(100)과 오버랩되어 배치되고, 봉합재를 경화시키도록 대향 기판(200)의 측면으로부터 봉합 부분에 자외선이 조사된다.
이후에는 다음의 방식으로 플라스틱 기판(201)에 부착된 유리 기판이 플라스틱 기판(201)으로부터 제거된다. 즉, 유리 기판이 접착에 의해 플라스틱 기판(201)에 고정된 경우, 유리 기판의 끝 부분과 플라스틱 기판(201)의 끝부분이 서로 반대 방향으로 서로 떨어지는 방식으로 플라스틱 기판(201)으로부터 유리 기판이 제거되고, 그 동작은 셀로판 테이프와 봉합재를 박리할 때 관찰될 수 있는 것과 유사한 동작이 된다. 한편, 유리 기판이 음압력 흡착에 의해 플라스틱 기판(201)에 고정된 경우, 유리 기판과 플라스틱 기판(201)은 비파괴적인 방식으로 음압력을 대기압 상태로 놓아 서로 떨어지게 한다. 이후에, 서로 부착된 TFT 기판(100)과 대향 기판(200)으로 구성된 기판은 특정한 크기의 기판으로 절단되고, TFT 기판을 위한 편광기(116) 및 대향 기판을 위한 편광기(216)가 기판의 반대 표면에 대향하는 측면에서 기판의 표면에 각각 부착되어, 액정 패널의 형성을 완료한다. 비파괴적인 방식으로 플라스틱 기판에서 제거된 유리 기판은 유리 기판의 표면을 청소한 이후에 재사용될 수 있음을 주목한다. 이 경우, 유리 기판에 부착된 접착제 등은 알콜계 또는 석유계 유기 용매를 사용하여 제거된다.
상기에 설명된 바와 같이, 플라스틱 기판(201)으로 구성된 대향 기판(200)의 형성을 완료한 제조 단계에 따라, 플라스틱 기판(201)에 공통 전극을 형성하는 단계에서 대향 기판(200)을 액정 패널 유닛으로 절단하여 나누는 단계 이전의 단계까지의 범위에 있는 단계에서, 유리 기판은 플라스틱 기판에 대한 지지 기판으로 플라스틱 기판에 부착된다. 따라서, 액정 패널을 제조하는 단계에 악영향을 주는 플라스틱 기판의 구부러짐이 방지될 수 있고, 그에 의해 유리 기판을 처리하는데 사용될 수 있는 것과 똑같은 방식으로 플라스틱 기판이 처리되도록 허용한다.
본 발명의 제2 실시예는 도 3 및 도 4를 참고로 설명된다.
비록 제1 실시예에서는 기판을 액정 패널로 절단하여 나누는 처리 이후에 편광기가 플라스틱 기판에 부착되지만, 제2 실시예는 편광 기능이 플라스틱 기판에 미리 주어지는 액정 패널을 제조하는 방법을 설명한다.
편광 기능을 갖는 플라스틱 기판(301) (이후 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)이라 칭하여지는)을 사용하는 도 3에 도시된 본 실시예의 대향 기판(300)은 도 4에 도시된 단계 흐름도에 따라 패널에 조합된다. 예시화된 방법은 이후 상세히 설명된다. CF-on-TFT 기판(100)를 제조하는 방법은 제1 실시예와 똑같으므로, 그 설명은 생략됨을 주목한다.
먼저, 0.1 내지 0.7 mm의 막 두께를 갖는 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)은 접착 결합, 음압력 흡착 (플라스틱 기판을 흡착시키도록 음압력을 발생하는 방법) 등에 의해 0.4 내지 1.1 mm의 플레이트 두께를 갖는 유리 기판에 고정된다. 유리 기판의 두께는 편광기-플라스틱 부착 기판이 유리 기판에 부착된 이후에 유리 및플라스틱 기판의 총 두께가 제조 단계의 수정을 요구하지 않도록 옵션으로 선택된다. 더욱이, 유리 기판과 편광기-플라스틱 부착 기판이 서로 부착될 때, 스핀 코팅, 프린팅 방법 등에 의해 접착제가 위치하여야 하는 측면의 유리 기판 표면에는 자연 고무계 접착제, 아크릴 접착제, 합성 고무계 접착제, 실리콘계 접착제와 같은 재료 그룹에서 선택된 봉합제 또는 셀로판 테이프와 같이 재박리 가능한 감압형 접착제 (박리가 용이한 감압형 접합제)가 도포되고, 이후에 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)이 유리 기판에 부착된다. 실리콘 등은 나중 단계에서 실행되는 박리가 용이하게 실행되도록 접착제가 위치하여야 하는 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)의 표면에 도포될 수 있음을 주목한다. 더욱이, 유리 기판과 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)은 똑같은 면적을 갖도록 요구되지 않고, 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)은 나중 단계에서 실행되는 박리가 용이하게 실행되도록 유리 기판 보다 약간 더 커질 수 있다.
이어서, 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)상에는 진공 스퍼터링을 실행함으로써, 또는 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)에 ITO 입자 등을 포함하는 투명 레지스트를 도포함으로써 투명 금속으로 구성된 공통 전극(312)이 형성된다. 이 경우, 퇴적되거나 도포된 막을 비결정질 상태에서 결정질 상태로 변환하는 열처리는 막의 상태에 관계없이, 즉 막 형성 전후에 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)의 열저항 온도 보다 높지 않은 온도에서 실행된다.
이어서, 패널의 제조 단계에서 TFT 기판(100)과 대향 기판(300)을 조립하는 방법이 설명된다.
먼저, 배향막을 위해 폴리이미드 등으로 구성된 재료가 프린팅, 코팅 등에 의해 소정의 막 두께를 갖는 소정의 영역에 균일하게 도포되어 가열되고, 소정의 면적은 각각 액정(115)이 위치하는 측면, 보다 상세히 화소 전극(112)과 공통 전극(312)이 위치하는 측면에 있는 TFT 기판(100)과 대향 기판(300)의 표면이다. 이 경우에는 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)에 대해 적어도 플라스틱의 열저항 온도 보다 높지 않은 온도에서 가열 처리가 실행된다.
이어서, 일정한 방향으로 액정(115)을 정렬하기 위해, 각 기판의 표면에 형성된 배향막의 재료들이 헝겊 등으로 문질러져 배향막(114)을 형성한다 (러빙 처리).
이후에, 자외선 경화형의 봉합재가 디스펜서 방법에 의해 TFT 기판(100)상에 그려지고, 적하 기술을 사용하여 액정(115)을 주입함으로써 봉합재로 둘러싸인 영역에 액정(115)이 채워진다. 비록 본 실시예에서는 봉합이 TFT 기판(100)상에 형성되고 액정(115)이 봉합재로 둘러싸인 영역에 채워지는 예가 설명되지만, 그 방법은 이러한 예에 제한되지 않아, 봉합재가 대향 기판(300)에 형성되고 액정(115)이 봉합재에 의해 정의된 영역에 채워질 수 있다.
이어서, 대향 기판(300)은 액정(115)이 채워진 TFT 기판(100)과 오버랩되어 배치되고, 봉합재를 경화시키도록 대향 기판(300)의 측면으로부터 봉합 부분에 자외선이 조사된다.
이후에는 다음의 방식으로 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)에 부착된 유리 기판이 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)으로부터 제거된다. 즉, 유리 기판이 접착에 의해 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)에 고정된 경우, 유리 기판의 끝 부분과 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)의 끝부분이 서로 반대 방향으로 서로 떨어지는 방식으로 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)으로부터 유리 기판이 제거되고, 그 동작은 셀로판 테이프와 봉합재를 박리할 때 관찰될 수 있는 것과 유사한 동작이 된다. 한편, 유리 기판이 음압력 흡착에 의해 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)에 고정된 경우, 유리 기판과 편광기 겸용 플라스틱 기판(301)은 비파괴적인 방식으로 음압력을 대기압 상태로 놓아 서로 떨어지게 한다. 이후에, 서로 부착된 TFT 기판(100)과 대향 기판(300)으로 구성된 기판은 특정한 크기의 기판으로 절단되고, TFT 기판을 위한 편광기(116) 및 대향 기판을 위한 편광기(216)가 기판의 반대 표면에 대향하는 측면에서 기판의 표면에 각각 부착되어, 액정 패널의 형성을 완료한다. 비파과적인 방식으로 편광기 겸용 플라스틱 기판에서 제거된 유리 기판은 유리 기판의 표면을 청소한 이후에 재사용될 수 있음을 주목한다. 이 경우, 유리 기판에 부착된 접착제 등은 알콜계 또는 석유계 유기 용매를 사용하여 제거된다.
또한, 본 실시예에서는 액정 패널을 제작하는 단계에 악영향을 주는 편광기 겸용 플라스틱 기판의 구부러짐이 방지될 수 있고, 그에 의해 유리 기판을 처리하는데 사용될 수 있는 것과 똑같은 방식으로 편광기 겸용 플라스틱 기판이 처리되도록 허용한다.
지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법에 따라, TFT 및 칼라 필터가 액티브 매트릭스 기판에서 유리 기판상에 형성되고, 공통 전극이 기판으로 편광기 겸용 플라스틱 기판을 사용하는 대향 기판에서 편광기 겸용 플라스틱 기판상에 형성된다. 이 경우, 액정 패널의 대향 기판으로 편광기 겸용 플라스틱 기판을 사용하는 대향 전극의 형성을 완료하는 제조 단계에 따라, 편광기 겸용 플라스틱 기판에 공통 전극을 형성하는 단계에서 대향 기판(200)을 액정 패널 유닛으로 절단하여 나누는 단계 이전의 단계까지의 범위에 있는 단계에서, 유리 기판은 편광기 겸용 플라스틱 기판에 대한 지지 기판으로 편광기 겸용 플라스틱 기판에 부착된다. 따라서, 액정 패널을 제조하는 단계에 악영향을 주는 편광기 겸용 플라스틱 기판의 구부러짐이 방지될 수 있고, 그에 의해 유리 기판을 처리하는데 사용될 수 있는 것과 똑같은 방식으로 편광기 겸용 플라스틱 기판이 처리되도록 허용한다.
본 발명에 따라, TFT 기판이 사용되고 동시에 액정이 더 얇고 가볍게 형성될 수 있는 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법이 제공된다.
Claims (6)
- 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,TFT 기판 및 소정의 거리만큼 서로 떨어져 상기 TFT 기판과 대향하는 대향 기판을 배치하는 단계; 및상기 TFT 기판과 상기 대향 기판 사이의 공간을 액정으로 채우는 단계를 포함하고,상기 액정 디스플레이 디바이스는 상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판 중 적어도 하나가 플라스틱 기판으로 이루어지도록 구성되고, 상기 방법은 그 사이에 상기 액정을 삽입한 상기 TFT 기판과 상기 대향 기판으로 구성된 조합된 기판을 절단하여 기판 유닛으로 나누는 기판 분리 단계를 더 포함하도록 구성되고, 상기 플라스틱 기판의 표면들 중 하나는 상기 조합된 기판이 절단되어 나누어질 때까지 지지 기판에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 TFT 기판을 제조하는 방법은,제1 기판상에 박막 트랜지스터 및 배선을 형성하는 단계;상기 제1 기판상에 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 덮는 보호막을 퇴적하는 단계;상기 보호막상에 상기 박막 트랜지스터에 대응하는 칼라층 및 상기 박막 트랜지스터 상을 차광하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;상기 보호막상에 상기 칼라층 및 상기 블랙 매트릭스를 덮는 평탄화막을 퇴적하는 단계;상기 보호막 및 상기 평탄화막에 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극에 이르는 콘택트 홀을 형성하도록 상기 보호막 및 상기 평탄화막 일부를 개방시키는 단계;상기 평탄화막상에 상기 소스 전극에 연결되고 상기 콘택트 홀들을 덮는 투명 화소 전극을 형성하는 단계;상기 평탄화막상에 스페이서를 형성하는 단계;상기 평탄화막상에 상기 스페이서 및 상기 투명 화소 전극을 덮는 배향막을 형성하고, 상기 배향막을 러빙하는(rubbing) 단계;상기 배향막상에 소정의 영역을 둘러싸는 봉합재(seal material)를 형성하는 단계; 및상기 배향막을 구성하는 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 상기 영역으로 액정을 적하(dropping)하는 단계를 포함하고,상기 대향 기판을 제조하는 방법은,투명 전극으로 제2 기판을 덮고, 상기 투명 전극에 대향하는 상기 제2 기판의 한 측면에 위치하는 상기 제2 기판의 표면에 지지 기판을 접착하는 단계; 및상기 투명 전극상에 배향막을 위한 재료를 형성하고, 상기 배향막을 러빙하는 단계를 포함하고,액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 상기 방법은,상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판의 상기 배향막들이 서로 마주 대면하도록 서로 오버랩되게 상기 TFT 기판과 상기 대향 기판을 배치하여, 상기 대향 기판의 상기 배향막이 상기 TFT 기판의 상기 봉합재 및 상기 스페이서와 접촉하게 하는 단계;상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판이 서로 접착되도록 상기 봉합재를 경화시켜서, 성형전 패널(semi-completed panel)을 형성하는 단계;상기 지지 기판으로부터 상기 제2 기판을 제거하는 단계;상기 성형전 패널을 절단하여 패널 유닛들로 나누는 단계; 및상기 패널 유닛을 구성하는 상기 제1 및 제2 기판 중에서 적어도 상기 제1 기판의 표면- 상기 표면은 상기 액정에 대향되게 위치함 -에 편광기를 부착하는 단계를 더 포함하고,상기 지지 기판은 상기 제2 기판상에 상기 투명 전극을 형성하는 단계 이전에, 상기 제2 기판의 표면- 상기 표면은 상기 투명 전극에 대향되게 위치함 -에 미리 부착되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제2 기판은 플라스틱 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
- 제2항에 있어서,상기 패널 유닛을 구성하는 상기 제1 및 제2 기판 중에서 적어도 상기 제1 기판의 표면- 적어도 상기 제1 기판의 상기 표면은 상기 액정에 대향되게 위치함 -에 편광기를 부착하는 단계에서, 상기 액정에 대향되게 위치하는 상기 제2 기판의 표면에 또 다른 편광기가 부착되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
- 제2항에 있어서,상기 편광기는, 상기 패널 유닛을 구성하는 상기 제1 및 제2 기판 중에서 적어도 상기 제1 기판의 표면에 편광기를 부착하는 상기 단계에서 상기 제1 기판의 상기 표면- 적어도 상기 제1 기판의 상기 표면은 상기 액정에 대향되게 위치함 - 에만 부착되고, 상기 제2 기판은 편광기 겸용 플라스틱 기판(polarizer-cum-plastic substrate)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 지지 기판은 유리 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 디바이스 제조 방법.
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