KR100516064B1 - 초박형 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

두께가 0.3∼0.5 mm 정도인 유리 기판에 0.4∼0.7mm 정도의 두께를 가지는 더미 기판을 봉합재로 접착하여 전체 두께가 0.7∼1.2μm 정도인 공정용 기판을 제작한다. 더미 기판이 부착된 반대편 기판 면에 박막 트랜지스터 기판용 또는 컬러 필터 기판용 패턴을 형성하는 제조 공정을 실시하여, 각각의 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판을 완성한 다음, 패턴이 형성된 면 쪽에 제1 차 스크라이브를 실시한다. 스크라이브된 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판을 서로 마주보도록 대응시키고, 두 기판의 가장자리를 따라 봉합재를 둘러서 두 기판을 일체화한다. 이때, 봉합재는 기판과 각각의 더미 기판을 접착시키고 있는 봉지재보다 기판 안쪽에 위치하도록 한다. 마지막으로, 봉합재의 바깥쪽에 위치한 부분에서 더미 기판면에 제 2차 스크라이브를 실시한 다음, 브레이크를 실시하여 더미 기판과 기판을 분리한다.

Description

초박형 기판 및 그 제조 방법
본 발명은 초박형 액정 표시 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 소자는 랩 탑(rap top) 컴퓨터, 캠코더, 항공 시스템 등으로 그 적용 분야가 넓고, 최근에는 기판의 면적도 대형화되고 있다. 특히, 브라운관을 이용하는 표시 매체에 비해 가벼워 휴대형 기기에 널리 적용되고 있으며, 그 휴대성을 용이하게 하기 위해 기판으로 사용되고 있고 유리 기판의 무게를 줄이기 위한 연구가 진행되고 있다.
현재, 박막 트랜지스터 기판은 약 0.7mm 두께의 유리 기판을 사용하여 제작되고 있으며, 기판의 면적이 대형화됨에 따라 그 한계 두께가 0.6mm 정도에 도달해 있다. 이는, 기판의 두께가 이보다 얇아질 경우 기판의 휨이나 고속 회전 스핀 코팅 시의 충격으로 인해 설비 및 공정의 진행상에 어려움이 따르기 때문이다.
보다 얇고 가벼운 액정 표시 장치를 실현하기 위한 방법으로, 액정 표시 기판의 제작을 완료한 후 기판의 뒷면을 갈아내거나 화학 약품으로 깍아내는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나, 부가 설비가 필요하고 공정이 추가되며 화학 약품에 의해 제품의 특성이 저하되는 등의 단점이 있다.
본 발명은 얇은 두께의 기판을 공정 및 설비를 추가하지 않고 안정적인 방법으로 형성하는 것이 그 과제이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 기판의 제조 방법에서는 공기 흡출구를 가지도록 봉합 패턴을 투명 절연 기판의 제1면 가장자리를 따라 도포하고 더미 기판을 접착한 후, 반대쪽 면에 박막 공정을 실시한 다음, 더미 기판을 제거한다.
여기에서, 공기 흡출구는 화학 약품의 침투가 어렵도록 기판 가장자리로부터 멀어지는 방향으로 곧게 뻗은 빨대 모양이나 굴곡을 가지는 형태로 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 기판의 제조 방법에서는 봉합 패턴을 사용하여 더미 기판을 부착한 절연 기판을 이용하여 각각 박막 공정을 실시한 두 기판을 조립한 후, 스크라이브를 실시하여 봉합 패턴을 제거함으로써 완성된 액정 표시 기판으로부터 더미 패턴을 분리한다. 이때, 박막 공정이후 각각의 기판을 1차 스크라이브하여 마지막 스크라이브를 통해 기판을 절단할 때 액정 표시 기판에 무리가 가지 않도록 한다.
박막 공정을 안정적으로 진행시키기 위해서 절연 기판은 0.3∼0.5μm의 두께로 하고 더미 기판의 두께는 0.4∼0.7μm로 하는 것이 바람직하다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 초박형 기판 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
도 1은 더미 기판이 부착된 액정 표시 기판용 유리 기판의 단면도이고, 도 2는 유리 기판 면의 봉지재 패턴을 나타낸 평면도이다.
박막 트랜지스터 또는 컬러 필터 공정을 위해, 도 1에 도시된 것과 같은 두께(d1)가 0.3∼0.5 mm 정도인 유리 기판(101, 102)에 0.4∼0.7mm 정도의 두께(d2)를 가지는 더미 기판(100)이 하나로 결합되어 있어서 공정에 사용될 기판의 전체 두께는 0.7∼1.2μm 정도가 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 봉지재(200)는 기판(100)의 액티브 영역(active area:A/A)이 형성될 부분 바깥쪽에 기판(100) 가장자리를 따라 도포되어 있다.
도 1에 제시된 기판이 액정 표시 기판의 제작 공정에 사용된다.
그러면 도 3a 내지 도 3e를 참고로 하여 초박형 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2에 언급한 공정용 기판을 이용한 본 발명의 실시예에 따른 초박형 기판의 제조 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 두께(d1)가 0.3∼0.5 mm 정도인 유리 기판(101, 102)에 0.4∼0.7mm 정도의 두께(d2)를 가지는 더미 기판(100)을 봉지재(200)를 사용하여 하나로 결합하여 전체 두께가 0.7∼1.2μm 정도인 공정용 기판을 제작한다.
이때, 기판(101;102, 100) 사이의 간격(H)이 2μm 이하가 되도록 봉지재(200)를 도포하는 것이 바람직하다. 간격(H)이 이 이상으로 넓으면 공정 진행 과정에서 기판(101;102, 100) 사이에 파티클(particle)이 쉽게 들어가 공기가 빠져나오는 것을 방해하므로, 두 기판의 접착 불량이 발생할 수 있다.
좁은 기판 간격(H)을 형성하기 위해서 액체 상태 또는 페이스트(paste) 상태의 봉지재(200)가 사용될 수 있다. 또한, 공정 중에 봉지 영역이 분리되는 것을 막기 위해서는 내열성 및 내화학성을 가지는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 더미 기판(100)이 부착된 반대편 기판(101; 102) 면에 박막 트랜지스터 기판용 또는 컬러 필터 기판용 패턴(300, 400)을 형성하는 제조 공정을 실시하여, 각각의 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판을 완성한다. 각각의 기판에 대해 세정을 실시한 후, 셀 단위로 기판을 절단하는 후 공정을 용이하게 하기 위하여 패턴(300, 400)이 형성된 면 쪽에 제1 차 스크라이브(scribe:S1, S2)를 실시한다.
도 3c에서와 같이, 스크라이브(S1, S2)된 컬러 필터 기판(102)과 박막 트랜지스터 기판(101)을 서로 마주보도록 대응시키고, 두 기판(101, 102)의 가장자리를 따라 봉합재(500)를 둘러서 두 기판(101, 102)을 일체화한다. 이때, 봉합재(500)는 기판(101; 102)과 각각의 더미 기판(100)을 접착시키고 있는 봉지재(200)보다 기판(101; 102) 안쪽에 위치하도록 한다.
다음, 도 3d에 도시한 바와 같이, 봉합재(500)의 바깥쪽에 위치한 부분에서 더미 기판(100) 면에 제 2차 스크라이브(S3, S4)를 실시한 다음, 브레이크(break)를 실시하여 더미 기판(100)과 기판(101, 102)을 분리한다.
이처럼, 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판과 더미 기판(100)에 대한 스크라이브 공정을 각각 실시하기 때문에, 기판(101, 102)과 더미 기판(100)은 큰 손상없이 쉽게 제거된다.
다음, 액정을 주입하고 액정 주입구를 밀봉함으로써 공정을 완료한다.
이처럼, 더미 기판과 공정용 기판의 접촉이 양호하여 전체 제조 공정 단계에서 충분한 기판 강도를 유지할 수 있으며, 공정을 완료한 후 더미 기판을 용이하게 제거할 수 다.
그러면, 도 4 내지 도 10을 참고로 하여 기판과 더미 기판을 접착시키는 봉지 패턴에 대하여 좀 더 설명한다.
도 4 내지 도 9는 기판과 더미 기판의 접착 불량을 줄이기 위한 봉지 패턴을 도시한 제1 내지 제6 실시예의 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 봉지재(200)가 기판(100)의 가장자리를 따라 도포되어 있고, 그 일부가 기판 안쪽을 향해 일자로 연장되어 있다. 연장된 부분의 끝은 트여 있어서 공기가 드나드는 흡출구(201)의 역할을 한다. 즉, 봉지재(200)가 도포된 후 유리 기판과 더미 기판의 접착시 발생하는 기체가 공기 흡출구(201)를 통해 흡출되므로, 열 공정시 팽창된 기체가 두 기판의 결합을 약화시키는 것을 막을 수 있다.
또한, 공기 흡출구(201)는 기판 안쪽으로 곧게 뻗은 빨대 모양을 하고 있어서 박막 공정 또는 컬러 필터 공정의 습식 식각 과정 등에서 화학 약품이 기판 사이로 유입되는 것을 막는다. 보통, 화학 약품이 유입될 경우 세정이 제대로 실시되지 않아 다음 단계에서 공정 체임버(chamber)를 오염시킬 수 있고, 공정 진행 중에 파티클이 발생할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 공기 흡출구(202, 203)가 기판(100) 안쪽을 향해 굴곡을 가지고 형성되어 있거나, 봉지재(200)의 트인 부분의 한쪽 끝으로부터 한 변에 평행하고 길게 연장된 패턴(204)을 두어 화학 약품의 침투를 방지할 수도 있다.
그러나, 미량의 화학액이 침투할 가능성은 여전히 존재한다. 이를 개선한 구조가 도 8 내지 도 10에 도시되어 있다.
도 8 내지 도 10에서와 같이, 기판(100)의 가장자리를 따라 봉지재(200)가 둘려 있고, 봉지재(200)로부터 공기 흡출구 패턴(205, 206)이 기판(100) 바깥쪽으로 뻗도록 형성되어 있다. 공기 흡출구 패턴(205, 206)의 트인 부분은 밀봉재(210)로 밀봉되어 있는데, 이 밀봉재(210)는 유리 기판(101, 102)에 더미 기판(100)이 봉지재(200)에 의해 봉합될 때 발생하는 기체가 배출된 후 도포하여 두 기판(101; 102, 100)의 결합 약화에 영향을 미치지 않도록 한다.
두 매의 기판(101; 102, 100)이 공정 중 변형되는 것을 막기 위해 봉지재 패턴을 두 겹 이상으로 형성할 수도 있다.
이상에서와 같이, 두 매의 기판을 접착하여 박막 트랜지스터 기판 또는 컬러 트랜지스터 기판 형성 등의 박막 공정을 진행함으로써 공정 중에 충분한 기판 강도를 유지하며 박막 공정 이후 제1차 스크라이브를 실시하고 두 기판을 조립한 후 제거될 기판 면에 제2 스크라이브를 함으로써 안정적인 방법으로 얇은 액정 표시 기판이 제작된다.
도 1은 더미 기판이 부착된 액정 표시 장치용 유리 기판의 단면도이고,
도 2는 기판 면의 봉지재 패턴을 나타낸 평면도이고,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 기판의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이고,
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 내지 제6 실시예에 따른 봉지재 패턴을 나타낸 평면도이고,
도 10은 도 8 및 도 9의 A 부분의 구상도이다.

Claims (14)

  1. 공기 흡출구를 가지는 봉합 패턴을 투명 절연 기판의 제 1 면 가장자리를 따라 형성하는 단계,
    상기 제 1 면에 더미 기판을 봉합하는 단계,
    상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면에 박막 공정을 행하는 단계,
    상기 더미 기판을 제거하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에서,
    상기 박막 공정을 실시하기 이전에 상기 공기 흡출구를 밀봉하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  3. 제 1 항에서, 상기 공기 흡출구는
    화학 약품의 침투가 어렵도록 상기 기판의 가장자리로부터 중앙부를 향하여 형성되는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  4. 제 3 항에서,
    상기 공기 흡출구는 곧게 뻗은 빨대 모양으로 형성하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  5. 제 3 항에서,
    상기 공기 흡출구는 굴곡을 가지는 형태로 형성하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  6. 제 3 항에서,
    상기 절연 기판은 0.3～0.5μm의 두께인 액정 표시 기판의 제조 방법.
  7. 제 6 항에서,
    상기 더미 기판의 두께는 0.4～0.7μm 인 액정 표시 기판의 제조 방법.
  8. 제 1 면 및 제 2 면을 가지는 제 1 기판의 제 1 면 가장자리에 제 1 봉지 패턴을 도포하여 제 1 더미 기판을 접착하는 단계,
    상기 제 1 기판의 상기 제 2 면에 박막 공정을 행하는 단계,
    상기 제 1 기판의 상기 제 2 면에 제 1 스크라이브를 행하는 단계,
    제 3 면 및 제 4 면을 가지는 제 2 기판의 제 3 면 가장자리에 제 2 봉지 패턴을 도포하여 제 2 더미 기판을 접착하는 단계,
    상기 제 2 기판의 상기 제 4 면에 박막 공정을 행하는 단계,
    상기 제 2 기판의 상기 제 4 면에 제 2 스크라이브를 행하는 단계,
    상기 제 1 기판의 제 2 면과 상기 제 2 기판의 제 4 면이 마주보도록 조립하는 단계,
    상기 제 1 및 제 3 면에 상기 제 1 및 제 2 봉지 패턴을 제거하기 위한 제 3 스크라이브를 행하여 상기 제 1 및 상기 제 2 기판으로부터 상기 제 1 및 제 2 더미 기판을 분리하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에서,
    상기 제 1 기판과 상기 제 1 더미 기판 사이의 간격이 2μm 이하가 되도록 접착하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  10. 제 8 항에서,
    상기 제 2 기판과 상기 제 2 더미 기판 사이의 간격이 2μm 이하가 되도록 접착하는 액정 표시 기판의 제조 방법.
  11. 제 8 항에서,
    상기 제 1 기판은 0.3～0.5μm의 두께인 액정 표시 기판의 제조 방법.
  12. 제 11 항에서,
    상기 제 2 기판은 0.3～0.5μm의 두께인 액정 표시 기판의 제조 방법.
  13. 제 12 항에서,
    상기 제 1 더미 기판의 두께는 0.4～0.7μm 인 액정 표시 기판의 제조 방법.
  14. 제 13 항에서,
    상기 제 2 더미 기판의 두께는 0.4～0.7μm 인 액정 표시 기판의 제조 방법.
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