KR100848957B1 - 액정표시소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 반송을 용이하게 할 수 있는 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 제1 기판과 제1 더미기판을 접착하여 상판을 형성하는 단계와, 제1 기판과 대향하는 제2 기판과 제2 더미기판을 접착하여 하판을 형성하는 단계와, 상판과 하판을 접합하는 단계와, 제1 및 제2 더미기판들과의 접착부분을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

액정표시소자의 제조방법{Fabricating Method of Liquid Crystal Display Device}

도 1은 종래의 액정표시소자를 개략적으로 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 박막트랜지스터와 화소전극을 상세히 나타내는 평면도.

도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 컬러필터 기판 및 TFT 기판의 접합방법을 나타내는 단면도.

도 4a 및 도 4b는 증착막에 의해 수축 및 신장되는 기판을 나타내는 단면도.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 단면도.

도 6은 도 5c에 도시된 컬러필터 기판과 TFT 기판을 개략적으로 나타내는 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11,17 : 편광판 12,16 : 기판

13,56 : 컬러필터 14,59 : 공통전극

15,64 : 액정 18,58 : 게이트라인

19,59 : 데이터라인 20,60 : TFT

21,61 : 화소전극 22 : 소스전극

23 : 게이트전극 24 : 드레인전극

35,71 : 컬러필터 기판 36,72 : TFT 기판

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 기판 반송을 용이하게 할 수 있는 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정표시소자는 각 액정셀을 구동하기 위한 스위칭소자에 의해 동영상을 표시하기에 적합하다. 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.

액정표시소자는 도 1과 같이 액정(15)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 기판(35)과 TFT 기판(36)을 구비한다.

액정(15)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 기판(36)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.

컬러필터 기판(35)은 상부기판(12)의 배면 상에 형성되는 컬러필터(13) 및 공통전극(14)과, 상부기판(12)의 전면 상에 부착되는 편광판(11)을 구비한다. 컬러필터(13)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터(13)들 사이에는 도시하지 않은 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.

TFT 기판(36)은 하부기판(16)의 전면에 데이터라인(19)과 게이트라인(18)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(20)가 형성된다. TFT(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 게이트라인(18)에 접속된 게이트전극(23), 데이터라인(19)에 접속된 소스전극(22) 및 접촉홀(25)을 통해 화소전극(21)에 접속된 드레인전극(24)으로 이루어진다. 이러한 TFT(20)는 게이트라인(18)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(19)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(21)에 공급한다.

화소전극(21)은 데이터라인(19)과 게이트라인(18)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(21)은 접촉홀(25)을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(12)에 형성되는 공통전극(14)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(16)과 상부기판(12) 사이에 위치하는 액정(15)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(21)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(12) 쪽으로 투과된다.

상부기판(12)과 하부기판(16) 상에는 편광판(11,17)이 부착된다. 편광판(11,17)들은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정(15)이 90°TN모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다.

이러한 액정표시소자의 제조공정은 세정공정, 패터닝공정, 배향막형성공정, 합착/액정주입공정 등으로 나뉘어진다.

세정공정은 도 3a에 도시된 상부기판(12)과 하부기판(16)을 패터닝전후에 기판(12,16)들의 이물질을 세정제로 제거하게 된다. 이물질이 제거된 상부기판(12)과 하부기판(16)에 패터닝공정을 실행하여 도 3b에 도시된 바와 같이 컬러필터 기판(35)과 TFT 기판(36)이 형성된다. 컬러필터 기판(35)에는 도 1에 전술한 바와 같이 상부기판(12) 상에 블랙매트릭스(도시하지 않음), 칼라필터(13), 공통전극(14) 및 상부배향막(도시하지 않음)이 순차적으로 형성되며, TFT 기판(36)에는 하부기판(16) 상에 데이터라인(19), 게이트라인(18), TFT(20), 화소전극(21) 및 하부배향막(도시하지 않음)이 형성된다.

이러한 TFT기판(36)과 컬러필터기판(35)의 합착공정에 이어서, 액정주입공정 및 주입구 봉지공정이 순차적으로 이루어지게 된다.

합착된 컬러필터 기판(35)과 TFT 기판(36)을 도 3c에 도시된 바와 같이 사용자가 원하는 크기로 절단하여 액정표시소자를 형성하게 된다.

이러한 액정표시소자의 상부기판(12)과 하부기판(16)의 두께는 0.7mm정도로 형성된다. 이 상부기판(12)과 하부기판(16)의 두께는 사용자가 얇고 가벼운 제품을 선호하고 있기 때문에 점차적으로 얇아지고 있는 추세이다. 그러나, 기판(12,16)의 두께를 얇게 형성하면, 기판(12,16) 상에 고온에서 증착막이 증착되 면서 기판(12,16)의 변형을 초래하게 된다.

기판(12,16)을 반송하는 방법에는 롤러반송과 로봇암반송이 있다.

롤러반송은 기판(12,16)을 롤러(28)에 실어 반송할시 롤러(28)를 타고 지나가므로 기판(12,16)의 중간부분이 처지게 된다. 즉, 롤러(28) 상에 위치하는 기판(12,16)은 도 4a에 도시된 바와 같이 양쪽에만 롤러(28)가 설치되어 있기 때문에 아래로 처지게 된다. 또한, 로봇암반송은 카세트(도시하지 않음)에 로봇 암(29)이 기판(12,16)을 삽입하게 되는데, 이 때 기판(12,16)의 양쪽 끝이 도 4b에 도시된 바와 같이 처지게 된다. 이에 따라, 카세트 안에서 로봇이 상하좌우로 움직일 때마다 상하에 위치하는 기판(12,16)에 닿게 되어 기판(12,16)의 스크래치 및 깨짐이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 기판(12,16)의 크기가 커짐에 따라 더욱 대두되고 있다.

또한, 기판(12,16)의 두께를 상대적으로 얇게 함에 따라 장비의 센서(sensor) 감도가 달라져 테크닉이 요구되며 각종 테이블(table)을 개조해야 하는 문제점이 있다. 즉, 기존의 모든 장비들은 상대적으로 두꺼운 기판(12,16)에 대응되도록 설정되어 있어 상대적으로 얇은 기판(12,16)에 대응되기 위해 장비를 새로이 만들거나 개조가 필요한 실정이다. 장비의 개조 또는 새로운 라인을 셋업한다고 해도 반송 및 공정 진행이 가능할 것인가에 대한 많은 문제점을 안고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판 반송을 용이하게 할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 제1 기판과 제1 더미기판을 접착하여 상판을 형성하는 단계와, 제1 기판과 대향하는 제2 기판과 제2 더미기판을 접착하여 하판을 형성하는 단계와, 상판과 하판을 접합하는 단계와, 제1 및 제2 더미기판을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 제1 기판과 제1 더미기판, 제2 기판과 제2 더미기판 각각은 접착제로 접착되는 것을 특징으로 한다.

상기 접착제는 록타이트인 것을 특징으로 한다.

상기 상판과 하판은 실재로 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기 상판과 하판의 두께는 약 0.5mm이상인 것을 특징으로 한다.

상기 상판과 하판의 두께는 약 0.63mm~0.7mm인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 기판과 제2 기판의 두께는 약 0.2mm이상인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 기판과 제2 기판의 두께는 약 0.2~0.7mm인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 기판과 제1 더미기판, 제2 기판과 제2 더미기판 각각은 1㎛이내에서 접착되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설 명하기로 한다.

도 5a를 참조하면, 기판(51)과 더미기판(52)을 마련한다.

기판(51)은 사용자가 원하는 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성되어 추후에 상부기판과 하부기판으로 이용된다. 더미기판(52)은 기판(51)과 추후에 합착되어 종래의 기판과 동일한 두께로 보정될 수 있는 두께를 갖도록 형성된다. 이 더미기판(52) 상에는 기판(51)과 추후에 합착될 수 있도록 접착제(53)가 미리 정해진 간격으로 도포된다. 접착제(53)는 록타이트(loctite) 등으로 형성된다.

기판(51)과 더미기판(52)의 두께는 조정이 가능하며 원하는 두께에 따라서 언제든지 변할 수 있다. 기판(51)은 약 0.2mm이상으로 형성되며, 바람직하게는 0.2~0.7mm로 형성된다.

도 5b를 참조하면, 기판(51)과 더미기판(52)이 접착된다.

더미기판(52) 상에 도포된 접착제(53)를 UV로 조사하면, 접착제(53)는 경화되어 1㎛이내에서 기판(51)과 더미기판(52)이 접착된다. 접착된 기판(51)과 더미기판(52)은 종래의 상부기판과 하부기판과 동일한 두께를 갖게 된다. 즉, 접착된 기판(51)과 더미기판(52)의 두께는 0.5mm이상으로 형성되며, 바람직하게는 약 0.63mm~0.7mm로 형성된다. 접착시 기판(51)과 더미기판(52) 상에는 접착마크(54)가 형성되어 있어 기판(51)과 더미기판(52)은 정확하게 얼라인된다.

도 5c를 참조하면, 접착된 기판(51)과 더미기판(52)을 반송하여 컬러필터기판(61)과 TFT기판(62)이 형성된다.

즉, 접착된 제1 기판(51a)과 제1 더미기판(52a)과, 접착된 제2 기판(51b)과 제2 더미기판(52b)을 반송하여 각각 컬러필터기판(61)과 TFT기판(62)이 형성된다. 컬러필터기판(61)과 TFT기판(62)이 종래와 동일한 두께를 갖음으로써, 반송시 기판두께로 인한 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 기판이 얇음으로써 공정상의 문제점과 기판 변형의 문제를 해소할 수 있다.

컬러필터 기판(61)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 기판(51a)상에 블랙매트릭스(도시하지 않음), 칼라필터(56) 및 공통전극(69)이 순차적으로 형성된다. 컬러필터(56)는 적(R), 녹(G) 및 청(B)색의 컬러필터층이 스트라이프 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러를 표시가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터(56)들 사이에는 블랙매트릭스가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.

TFT 기판(62)은 제2 기판(51b) 상에 데이터라인(59), 게이트라인(58), TFT(60) 및 화소전극(50)이 형성된다. 즉, 데이터라인(59)과 게이트라인(58)은 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에는 TFT(60)가 형성된다. 그리고 제2 기판(51b)의 전면에는 데이터라인(59)과 게이트라인(58) 사이의 셀 영역에 화소전극(50)이 형성된다. TFT(60)는 게이트라인(58)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터라인(59)과 화소전극(50) 사이의 데이터 전송패스를 절환함으로써 화소전극(50)을 구동하게 된다.

컬러필터기판(61)의 제1 기판(51a)과 TFT기판(62)의 제2 기판(51b) 상에 배향막(도시하지 않음)을 도포하고 러빙한 다음 실재(55)를 이용하여 컬러필터기판(61)과 TFT기판(62)을 합착하게 된다. 실재(55)는 접착제(53)와 미리 정해진 간격을 두고 형성된다.

컬러필터기판(61)과 TFT기판(62) 사이에는 액정(64)이 주입된다. 액정(64)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT기판(62)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.

도 5d를 참조하면, 합착된 컬러필터기판(61)과 TFT기판(62)을 원하는 패턴의 셀모양대로 절단하게 된다.

접착제(53)와 실재(55) 사이를 절단선(CL)을 따라 절단함으로써 제1 기판(51a)과 제1 더미기판(52a), 제2 기판(51b)과 제2 더미기판(52b)을 합착하기 위해 사용된 접착제(53)는 제거된다.

도 5e를 참조하면, 사용자가 원하는 두께를 갖는 액정표시소자를 형성하게 된다.

원하는 패턴의 셀모양으로 절단된 컬러필터 기판(61)과 TFT 기판(62)에서 종래와 동일한 두께를 보정하기 위해 이용된 제1 및 제2 더미기판(52a,52b)은 제거된다. 이에 따라, 종래보다 컬러필터 기판(61)과 TFT 기판(62)의 두께가 얇은 액정표시소자를 형성하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 원하는 두께의 얇은 기판과 더미기판을 합착하여 종래와 동일한 두께를 갖는 기판을 형성하게 된다. 그런 다음, 두께가 얇은 기판을 이용하여 상판 및 하판을 형성한 후 더미기판을 제거하게 된다. 이에 따라, 종래의 모든 공정에서 반송가능한 영역 내의 두께를 갖는 기판을 이용하여 반송함으로써 기판 반송이 용이하게 된다. 또한, 종래의 모든 장비를 이용할 수 있으며, 두께가 얇은 기판의 휨현상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 얇은 기판으로 인한 공정진행시 생기는 기판 변형 현상을 방지할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

1. 제1 기판과 제1 더미기판을 접착하여 상판을 형성하는 단계와,

   상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판과 제2 더미기판을 접착하여 하판을 형성하는 단계와,

   상기 상판과 하판을 접합하는 단계와,

   상기 제1 및 제2 더미기판들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 기판과 제1 더미기판, 상기 제2 기판과 제2 더미기판 각각은 접착제로 접착되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 접착제는 록타이트인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 상판과 하판은 실재로 접합되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상판과 하판의 두께는 약 0.5mm이상인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 상판과 하판의 두께는 약 0.63mm~0.7mm인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 기판과 제2 기판의 두께는 약 0.2mm이상인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 기판과 제2 기판의 두께는 약 0.2~0.7mm인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 기판과 제1 더미기판, 상기 제2 기판과 제2 더미기판 각각은 1㎛이내에서 접착되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 합착된 상판과 하판을 절단선을 따라 절단하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
11. 제 2 항에 있어서,

    상기 접착제는 상기 접합된 상판 및 하판의 절단시에 제거되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.

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