KR101820171B1 - 경량 박형의 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형 유리기판의 공정 진행을 위해 부착되는 보조기판에 불소(fluorine) 처리나 요철(凹凸) 패턴을 형성하여 합착력을 완화시킴으로써 박형 유리기판과의 탈착을 용이하게 하기 위한 것으로, 박형의 유리기판과 보조기판을 준비하는 단계; 상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 단계; 상기 불소가 처리된 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 단계; 상기 보조기판이 부착된 박형의 유리기판에 어레이공정 또는 컬러필터공정을 진행하는 단계; 및 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

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 접어듬에 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 합착 키를 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 크기나 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 감소하여 전체 액정표시장치의 크기나 무게를 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이다.
이때, 액정표시장치를 구성하는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 두께를 줄여 액정표시장치의 크기와 무게를 감소시키는 방법이 활발히 연구되고 있으나, 기판이 박형이기 때문에 다수의 단위공정간 이동 시 또는 단위공정 진행 시 기판이 휘거나 깨지는 현상이 발생하고 있다. 따라서, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판으로 박형의 폴리이미드(polyimide) 기판을 이용하는 경우 공정 진행이 용이하도록 희생층을 사이에 두고 0.7mm 두께의 보조기판을 상기 폴리이미드 기판에 부착하여 사용하여야 한다. 그러나, 공정이 완료된 후에는 상기 폴리이미드 기판을 보조기판으로부터 떼어내야 하는데, 이 경우 상기 폴리이미드 기판을 보조기판으로부터 떼어내기 위해서는 레이저를 폴리이미드 기판 전면에 조사하여야 하기 때문에 비용 및 시간이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박형 유리기판을 이용한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 박형 유리기판에 부착되는 보조기판의 합착력을 완화시킴으로써 박형 유리기판의 탈착을 용이하게 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판과 보조기판을 준비하는 단계; 상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 단계; 상기 불소가 처리된 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 단계; 상기 보조기판이 부착된 박형의 유리기판에 어레이공정 또는 컬러필터공정을 진행하는 단계; 및 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판의 전체 표면 또는 중앙 일부에 불소를 처리하여 표면 거칠기를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
불소를 포함하는 가스를 상기 보조기판 표면에 반응시키거나 액체 상태의 불소를 상기 보조기판 표면에 반응시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 불소를 포함하는 가스로 SF6, CF4, C4F8, NF3 등을 포함하며, 이러한 가스를 이용한 플라즈마 처리 또는 이러한 가스를 흘려주는 방식의 증기(fume) 처리를 진행하는 것을 특징으로 한다.
HF, NH4F, KHF2 등이 포함된 약액에 디핑(dipping)하거나 스프레이(spray)하여 상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 불소가 처리된 보조기판과 박형의 유리기판을 진공 상태에서 접촉시켜 정전기력, 진공력, 표면장력 등을 통해 상기 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판이나 박형의 유리기판 상부를 진공 패드로 잡아 상기 보조기판이나 박형의 유리기판을 들어올리는 방식으로 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리할 때 에어를 주입하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판의 배면에 불소를 처리하는 단계를 추가로 포함하며, 이 경우 상기 어레이공정 또는 컬러필터공정의 CVD 공정 진행 시 상기 보조기판을 척에서 분리할 때 제전처리가 필요 없는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 다른 제조방법은 박형의 유리기판과 보조기판을 준비하는 단계; 상기 보조기판의 표면에 요철 패턴을 형성하는 단계; 상기 요철 패턴이 형성된 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 단계; 상기 보조기판이 부착된 박형의 유리기판에 어레이공정 또는 컬러필터공정을 진행하는 단계; 및 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 박형의 유리기판은 0.1mm ~ 0.5mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은 상기 보조기판 전면에 SiO2, SiNx 등의 무기절연막을 1,000Å ~ 10,000Å 두께로 증착하는 단계; 상기 무기절연막이 증착된 보조기판 전면에 감광막을 도포하는 단계; 포토리소그래피공정을 통해 상기 감광막을 노광 및 현상하여 소정의 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 무기절연막을 선택적으로 패터닝하여 상기 보조기판 표면에 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은 상기 보조기판 전면에 포토아크릴(photo acryl), 포토 스페이서(photo spacer), 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide) 등의 유기절연막을 0.5㎛ ~ 5㎛ 두께로 도포하는 단계; 및 상기 유기절연막을 포토리소그래피공정을 통해 노광 및 현상하여 상기 보조기판 표면에 상기 유기절연막으로 이루어진 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은 상기 보조기판 전면에 250℃ 내외의 저온에서 SiO2를 증착하는 단계; 및 상기 증착된 SiO2에 대해 언더 식각(under etch)을 진행하여 부분적으로 식각된 SiO2로 이루어진 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은 상기 보조기판 상부에 레이저 장치를 정렬시키는 단계; 및 상기 레이저 장치를 통해 보조기판 표면에 레이저를 조사하여 상기 보조기판 표면을 부분적으로 제거하여 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴은 상기 보조기판의 가장자리로부터 10mm ~ 50mm의 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 중앙의 사각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 4개로 나뉘어진 사각형 형태 또는 다수 라인의 스트립(strip) 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 각 요철 패턴들 사이는 10mm ~ 50mm의 간격을 두는 것을 특징으로 한다.
상기 라인 형태의 요철 패턴의 폭은 상기 요철 패턴들 사이 간격의 3/2로 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 상하 좌우 대칭이 되도록 다수 라인이 교차한 격자 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 요철 패턴은 각 라인이 보조기판의 가장자리로까지 연장되어 에어 패스(air path)를 구성하고 있으며, 라인들 사이의 간격과 라인의 폭은 10mm ~ 50mm로 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 중앙의 사각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보조기판의 적어도 하나의 모서리 또는 상하 좌우 대칭이 되도록 상기 보조기판의 4면 중앙에 형성된 에어 패스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형 유리기판의 공정 진행을 위해 부착되는 보조기판에 불소(fluorine) 처리나 요철(凹凸) 패턴을 형성하여 합착력을 완화시킴으로써 박형 유리기판의 탈착을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라 박형 유리기판을 이용하여 경량 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 되며, 박형 유리기판의 탈착 비용 및 시간을 절감할 수 있어 제품의 가격 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 개략적으로 나타내는 흐름도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 3a 내지 도 3c는 보조기판에 불소를 처리하는 방법을 예를 들어 나타내는 예시도.
도 4a 및 도 4b는 불소 처리된 보조기판의 표면상태를 보여주는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 이미지.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 8a 및 도 8b는 요철 패턴이 형성된 보조기판의 표면상태를 보여주는 SEM 이미지.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 또 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 또 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도.
최근 액정표시장치의 용도가 다양해짐에 따라 경량 박형의 액정표시장치에 대한 관심도 많아지고 있으며, 액정패널의 두께에서 가능 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 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행 후 공정이 완료된 후에 박형 유리기판과 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으며, 특히 본 발명에서는 정전기력, 진공력, 표면장력 등을 이용하여 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행하는 한편, 상기 보조기판에 불소(fluorine) 처리나 요철(凹凸) 패턴을 형성하여 합착력을 완화시킴으로써 박형 유리기판과의 탈착을 용이하게 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
이때, 상기 도 1은 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.
전술한 바와 같이 액정표시장치의 크기나 무게를 좌우하는 요소에는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 유리로 이루어진 상기 컬러필터 기판이나 어레이 기판이 액정표시장치의 다른 구성요소 중에서 가장 무거운 구성요소이다. 따라서, 액정표시장치의 크기나 무게를 감소시키기 위해서는 이 유리기판의 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이다.
이러한 유리기판의 무게를 감소시키는 방법으로 유리기판을 식각하여 그 두께를 감소시키거나 박형의 유리기판을 이용하는 방법이 있다.
본 발명에서는 0.1t ~ 0.5t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판을 이용하여 어레이공정 및 컬러필터공정을 진행하는데, 이때 박형의 유리기판을 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 0.5t는 0.5mm의 두께를 의미한다. 이후 설명에서 설명의 편의를 위해 mm를 t로 표시한다.
즉, 0.1t ~ 0.5t 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 언로딩 시 작은 충격에 의해서도 휨 발생이 급격히 발생하게 되어 위치오차가 빈번하게 발생하며, 그 결과 부딪침 등에 의해 파손불량이 증가하여 공정 진행이 실질적으로 불가능하였다.
이에 본 발명에서는 0.1t ~ 0.5t의 박형의 유리기판을 제조라인에 투입하기 전에 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.
이에 우선, 0.1t ~ 0.5t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 상기 0.1t ~ 0.5t의 박형의 유리기판에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판을 부착한다(S101, S102). 다만, 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판의 두께에 한정되는 것은 아니다.
상기 박형의 유리기판과 보조기판의 합착은 두 기판을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판간 합착력은 정전기력, 진공력, 표면장력 등으로 추정할 수 있다.
이후, 상기와 같이 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(S103). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 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(S104). 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(S105, S106).
이와 같이 러빙 처리된 상기 컬러필터 기판에는 실링재를 도포하여 소정의 실패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판에는 액정을 적하하여 액정층을 형성하게 된다(S107, S108).
한편, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 각각 대면적의 모기판에 형성되어져 있다. 다시 말해서, 보조기판이 부착된 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(S109). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시장치를 제작하게 된다(S111).
이때, 상기 유리기판을 가공, 절단하기 전에 합착된 대면적의 제 1, 제 2 모기판으로부터 보조기판을 탈착하는 공정이 이루어져야 하며(S110), 전술한 바와 같이 본 발명은 보조기판에 불소 처리나 요철 패턴을 형성하여 합착력을 완화시킴으로써 박형 유리기판과의 탈착이 용이해지는 것을 특징으로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도로써, 불소 처리된 보조기판과 박형의 유리기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.
또한, 도 3a 내지 도 3c는 보조기판에 불소를 처리하는 방법을 예를 들어 나타내는 예시도이다.
이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예는 보조기판 전면에 불소를 처리하여 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 0.1t ~ 0.5t 정도의 박형의 유리기판(100)과 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(110)을 준비한다.
이때, 상기 박형의 유리기판(100)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조기판(110)의 탈착이 용이하도록 상기 보조기판(110)의 전체 표면(111)에 불소를 처리한다.
이와 같이 보조기판(110)에 불소를 처리할 경우, 불소가 보조기판(110)의 표면(111)을 식각하여 표면 거칠기(roughness)를 증가시키거나 표면의 화학적 특성을 변화시켜 박형의 유리기판(100)과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있다.
이때, 상기 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 불소 계열로 보조기판(110) 표면을 처리하는 방법으로 불소를 포함하는 가스를 표면에 반응시키거나 액체 상태의 불소를 표면에 반응시키는 방법이 있다.
이때, 상기 불소를 포함하는 가스로는 SF6, CF4, C4F8, NF3 등이 적용될 수 있으며, 이러한 가스를 이용한 플라즈마 처리(상기 도 3a 참조) 또는 이러한 가스를 흘려주는 방식의 증기(fume) 처리(상기 도 3b 참조)가 있다.
또한, 액체 상태의 불소를 표면에 반응시키는 방법은 HF, NH4F, KHF2 등이 포함된 약액에 디핑(dipping)하거나 스프레이(spray)하는 방법이 있다. 일 예로 BOE(Buffered Oxide Etchant) 처리(상기 도 3c 참조)가 가능하며, 상기 BOE 처리는 소정의 수조(150)에 HF와 NH4F로 이루어진 BOE 용액(155)을 채운 뒤 상기 BOE 용액(155) 내에 보조기판(110)을 디핑(dipping)하는 방식으로 진행될 수 있다.
참고로, 도 4a 및 도 4b는 불소 처리된 보조기판의 표면상태를 보여주는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 이미지로써, 각각 SF6 및 C4F8 플라즈마 처리된 보조기판의 표면 거칠기를 보여주고 있다.
상기 도 4a 및 도 4b를 참조하면, SF6 또는 C4F8 플라즈마 처리에 의해 보조기판의 표면 거칠기가 증가한 것을 알 수 있으며, C4F8 보다 SF6 플라즈마 처리의 경우에 표면 거칠기가 더 증가하는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 박형의 유리기판(100)에 상기 불소가 처리된 보조기판(110)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)의 합착은 상기 보조기판(110)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(100, 110)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(100, 110)간 합착력은 정전기력, 진공력, 표면장력 등으로 추정할 수 있다.
이렇게 0.1t ~ 0.5t의 두께를 갖는 박형의 유리기판(100)과 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판(110)이 합착된 상태의 공정용 패널은 이를 구성하는 박형의 유리기판(100)과 보조기판이 서로 동일한 유리재질로 이루어짐으로써 온도 변화에 따른 팽창률이 동일하므로 단위공정 진행 시 팽창률이 다름에 의해 휨이 발생하는 등의 문제는 전혀 없는 것이 특징이다.
또한, 박형의 유리기판(100)은 그 자체로 0.1t ~ 0.5t의 두께를 갖지만 상기 보조기판(110)과 합착되어 공정용 패널을 구성함에 따라 그 휨 발생이 현저히 줄게 되며 일반적인 0.7t의 두께를 갖는 유리기판 정도의 휨 수준 또는 그 이하의 휨 수준이 됨으로써 액정표시장치용 단위공정을 진행하는 데에는 전혀 문제되지 않는다.
이후, 보조기판(110)이 부착된 상기 박형의 유리기판(100)에 전술한 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층을 형성하게 된다.
그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 2d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)으로부터 보조기판(110)을 분리해내야 하는데, 본 발명의 제 1 실시예의 경우 상기 보조기판(110)의 전체 표면(111)에 불소 처리가 되어있어 보조기판(110)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.
즉, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이에 합착력이 강한 경우에는 물리적으로 분리하기가 어려워 분리 시 박형의 유리기판(100)에 휨 현상이 발생할 수 있으나, 보조기판(110)의 전체 표면(111)에 불소 처리가 되어있는 경우 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이에 합착력이 저하되어 보조기판(110)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.
참고로, 탈착 방법은 보조기판(110)이나 박형의 유리기판(100) 상부를 진공 패드(pad)로 잡아 보조기판(110)이나 박형의 유리기판(100)을 들어올리는 방식으로 진행할 수 있으며, 이때 표면(111)의 불소 처리 효과로 인해 두 기판(100, 110)간 합착력이 크지 않아 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다. 이때, 탈착을 더욱 용이하게 하기 위해 에어 주입(air blowing)도 사용될 수 있다.
그리고, 이렇게 박형의 유리기판(100)으로부터 탈착된 상기 보조기판(110)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용될 수 있다.
한편, 보조기판에 불소를 처리하는 방식은 전술한 전면처리 이외에 부분처리 방식이 있을 수 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도로써, 불소 처리된 보조기판과 박형의 유리기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.
이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예는 보조기판의 부분에 불소를 처리하여 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 0.1t ~ 0.5t 정도의 박형의 유리기판(200)과 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(210)을 준비한다.
이때, 상기 박형의 유리기판(200)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 보조기판(210)의 탈착이 용이하도록 상기 보조기판(210)의 일부 표면(211)에 불소를 처리한다. 이때, 상기 도 5b는 보조기판(210) 중앙의 일부 표면(211)이 불소 처리된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 보조기판(210)에 불소를 처리할 경우, 불소가 보조기판(210)의 일부 표면(211)을 식각하여 표면 거칠기를 증가시키거나 표면의 화학적 특성을 변화시켜 박형의 유리기판(200)과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 보조기판(210)의 일부 표면(211)에만 불소를 처리함에 따라 기판(200, 210)간 접촉이 가능한 영역에서 합착이 이루어지게 되고, 탈착할 때는 불소 처리된 영역, 즉 일부 표면(211)으로 인해 탈착이 용이해지는 이점이 있다.
이때, 불소 계열로 보조기판(210) 표면을 처리하는 방법으로 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하게 불소를 포함하는 가스를 표면에 반응시키거나 액체 상태의 불소를 표면에 반응시키는 방법이 있다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 박형의 유리기판(200)에 상기 불소가 처리된 보조기판(210)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(200)과 보조기판(210)의 합착은 상기 보조기판(210)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(200, 210)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(200, 210)간 합착력은 정전기력, 진공력, 표면장력 등으로 추정할 수 있다.
이후, 보조기판(210)이 부착된 상기 박형의 유리기판(200)에 전술한 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층을 형성하게 된다.
그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 5d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(200)으로부터 보조기판(210)을 분리해내야 하는데, 본 발명의 제 2 실시예의 경우 상기 보조기판(210)의 일부 표면(211)에 불소 처리가 되어있어 보조기판(210)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기의 탈착 방법은 보조기판(210)이나 박형의 유리기판(200) 상부를 진공 패드로 잡아 보조기판(210)이나 박형의 유리기판(200)을 들어올리는 방식으로 진행할 수 있으며, 이때 일부 표면(211)의 불소 처리 효과로 인해 두 기판(200, 210)간 합착력이 크지 않아 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다. 이때, 탈착을 더욱 용이하게 하기 위해 에어 주입도 사용될 수 있다.
이와 같이 상기 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예에 따르면, 박형 유리기판을 이용하여 경량 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 되며, 박형 유리기판의 탈착 비용 및 시간을 절감할 수 있어 제품의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 불소 처리된 보조기판과 합착된 박형의 유리기판은 불소 처리가 안된 보조기판과 합착된 박형의 유리기판보다 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정에서도 향상된 특성을 보여줄 것으로 예상된다.
일 예로, 불소 처리가 안된 보조기판과 박형의 유리기판을 단순 접촉에 의해 합착할 경우, Nin(SiNx + a-Si + n-doped a-Si) 증착 시 기판 내 증착 두께에 불균일이 발생하는데, 이는 기판간 단순 접촉 시 발생한 정전기력이 그 원인으로 추정된다.
그러나, 보조기판에 불소를 처리하고 박형의 유리기판과 접촉 방식으로 합착하는 경우에는 정전기력이 완화되기 때문에 Nin 증착 시 기판 내 증착 두께 불균일이 개선될 것으로 판단된다.
또한, 기판 배면의 불소 처리는 CVD 공정 완료 후 기판을 척(chuck)에서 떼어낼 때 향상된 특성을 보여줄 것으로 예상된다. CVD 공정을 위해 기판은 척에 안착되지만 척에서 기판을 분리할 때는 기판과 척간 정전기력이 발생하여 제전처리를 하고 기판과 척을 분리한다. 그러나, 척에 기판을 안착하기 전에 기판 배면에 불소를 처리한다면 기판을 척에서 분리할 때 제전처리 공정은 축소될 것으로 판단된다.
한편, 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예는 보조기판에 불소 처리를 진행하여 박형 유리기판과의 합착력을 완화시킴으로써 탈착을 용이하게 하는 경우를 예를 들어 설명하고 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하여 박형 유리기판과의 합착력을 완화시킬 수도 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도로써, 요철 패턴이 형성된 보조기판과 박형의 유리기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.
이때, 상기 본 발명의 제 3 실시예는 보조기판 부분에 요철 패턴을 형성하여 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 0.1t ~ 0.5t 정도의 박형의 유리기판(300)과 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(310)을 준비한다.
이때, 상기 박형의 유리기판(300)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 보조기판(310)의 탈착이 용이하도록 상기 보조기판(310)의 일부 표면에 요철 패턴(325)을 형성한다. 이때, 상기 도 6b는 보조기판(310) 중앙의 일부 표면에 요철 패턴(325)이 형성된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 보조기판(310)에 요철 패턴(325)을 형성할 경우 표면 거칠기가 증가함에 따라 박형의 유리기판(300)과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 제 3 실시예의 경우에는 보조기판(310)의 일부 표면에만 요철 패턴(325)이 형성됨에 따라 기판(300, 310)간 접촉이 가능한 영역에서 합착이 이루어지게 되고, 탈착할 때는 요철 패턴(325)이 형성된 영역으로 인해 탈착이 용이해지는 이점이 있다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 박형의 유리기판(300)에 상기 요철 패턴(325)이 형성된 보조기판(310)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(300)과 보조기판(310)의 합착은 상기 보조기판(310)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(300, 310)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(300, 310)간 합착력은 정전기력, 진공력, 표면장력 등으로 추정할 수 있다.
이후, 보조기판(310)이 부착된 상기 박형의 유리기판(300)에 전술한 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층을 형성하게 된다.
그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 6d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(300)으로부터 보조기판(310)을 분리해내야 하는데, 본 발명의 제 3 실시예의 경우 상기 보조기판(310)의 일부 표면에 요철 패턴(325)이 형성 되어있어 보조기판(310)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기의 탈착 방법은 보조기판(310)이나 박형의 유리기판(300) 상부를 진공 패드로 잡아 보조기판(310)이나 박형의 유리기판(300)을 들어올리는 방식으로 진행할 수 있으며, 이때 보조기판(310)의 일부 표면에 요철 패턴(325)이 형성됨에 따라 두 기판(300, 310)간 접촉 면적이 크지 않아 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다. 이때, 탈착을 더욱 용이하게 하기 위해 에어 주입도 사용될 수 있다.
이와 같은 요철 패턴을 형성하는 방법으로 무기절연막 패터닝, 유기절연막 패터닝, 저온 SiO2 식각, 레이저 패터닝 방법 등이 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 무기절연막 패터닝 방법을 이용하여 요철 패턴을 형성하는 것을 예를 들어 나타내고 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 보조기판(310) 전면(全面)에 SiO2, SiNx 등의 무기절연막(320)을 1,000Å ~ 10,000Å 두께로 증착한다.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 무기절연막(320)이 증착된 보조기판(310) 전면에 포토레지스트와 같은 감광성 물질로 이루어진 감광막을 도포한 후, 포토리소그래피(photolithography)공정을 통해 노광 및 현상하여 소정의 감광막 패턴(370)을 형성한다.
다음으로, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(370)을 마스크로 하부의 무기절연막을 선택적으로 패터닝하여 보조기판(310)의 일부 표면에 요철 패턴(325)을 형성한다.
도 8a 및 도 8b는 요철 패턴이 형성된 보조기판의 표면상태를 보여주는 SEM 이미지로써, SiO2의 무기절연막으로 형성된 요철 패턴을 예를 들어 나타내고 있다.
이때, 상기 도 8a 및 도 8b는 각각 2,400배 및 10,000배의 배율로 측정된 SEM 이미지를 나타내고 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 유기절연막 패터닝 방법을 이용하여 요철 패턴을 형성하는 것을 예를 들어 나타내고 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 보조기판(310) 전면에 포토아크릴(photo acryl), 포토 스페이서(photo spacer), 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide) 등의 유기절연막(320')을 0.5㎛ ~ 5㎛ 두께로 도포한다.
이후, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 유기절연막을 포토리소그래피공정을 통해 노광 및 현상하여 상기 보조기판(310)의 일부 표면에 상기 유기절연막으로 이루어진 요철 패턴(325')을 형성한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 또 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 저온 SiO2 식각 방법을 이용하여 요철 패턴을 형성하는 것을 예를 들어 나타내고 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 보조기판(310) 전면에 저온에서 증착한 SiO2 절연막(320")을 형성한다. 이때, 예를 들어 상기 SiO2 절연막(320")은 250℃ 내외의 저온에서 증착하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 SiO2 절연막에 대해 언더 식각(under etch)을 진행하여 부분적으로 식각된 SiO2 막질로 이루어진 요철 패턴(325")을 형성한다. 이때, 상기 저온 SiO2 절연막을 언더 식각할 경우 SiO2 막질은 표면 거칠기가 증가하여 포토리소그래피공정이 없이도 요철 패턴(325")을 형성할 수 있게 된다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 또 다른 방법을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 레이저 패터닝 방법을 이용하여 요철 패턴을 형성하는 것을 예를 들어 나타내고 있다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 보조기판(310) 상부에 소정의 레이저 장치(380)를 정렬시킨다. 이때, 상기 레이저 장치(380)는 UV 레이저, 나노(nano) 레이저, 피코(pico) 레이저, 펨토 초(femto second) 레이저 장치를 예로 들 수 있다.
이후, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 장치를 통해 보조기판(310) 표면에 레이저를 조사하여 상기 보조기판(210) 표면을 부분적으로 제거함으로써 소정의 요철 패턴(325'")을 형성한다.
한편, 상기와 같은 방법으로 형성된 요철 패턴의 보조기판 내 배치는 에어 패스(air path)의 형성유무에 함께 다음과 같이 다양한 실시예가 가능하다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
이때, 상기 도 12 내지 도 14는 보조기판 내에 에어 패스를 형성하지 않은 경우의 요철 패턴의 배치를 예를 들어 나타내고 있다.
상기 도 12 내지 도 14를 참조하면, 요철 패턴(325, 425, 525)은 각각 보조기판(310, 410, 510) 내에 중앙의 사각형 형태, 4개로 나뉘어진 사각형 형태 및 다수 라인의 스트립(strip) 형태로 배치될 수 있다.
이때, 탈착이 용이하도록 상기 요철 패턴(325, 425, 525)은 보조기판(310, 410, 510)의 가장자리로부터 10mm ~ 50mm 정도의 간격을 두고 형성될 수 있다. 그리고, 상기 도 13 및 도 14의 경우 각 요철 패턴(425, 525)들 사이는 10mm ~ 50mm 정도의 간격을 둘 수 있다. 상기 도 14의 경우 라인 형태의 요철 패턴(525)의 폭은 상기 요철 패턴(525)들 사이 간격의 3/2 정도로 설계될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 있어, 보조기판 내에 요철 패턴의 또 다른 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
상기 도 15 내지 도 17은 보조기판 내에 에어 패스를 형성한 경우의 요철 패턴의 배치를 예를 들어 나타내고 있다.
상기 도 15의 요철 패턴(625)은 보조기판(610) 내에 상하 좌우 대칭이 되도록 다수 라인이 교차한 격자 형태로 배치되고, 상기 도 16 및 도 17의 요철 패턴(725, 825)은 보조기판(710, 810) 내에 중앙의 사각형 형태로 배치되고 있다.
이때, 상기 도 15의 요철 패턴(625)은 탈착이 용이하도록 각 라인이 보조기판(610)의 가장자리까지 연장되어 에어 패스를 구성하고 있으며, 라인들 사이의 간격과 라인의 폭은 10mm ~ 50mm 정도로 할 수 있다.
또한, 상기 도 16 및 도 17의 요철 패턴(825, 925)은 탈착이 용이하도록 보조기판(810, 910)의 가장자리로부터 10mm ~ 50mm 정도의 간격을 두고 형성될 수 있다. 특히, 상기 도 16 및 도 17의 경우에는 탈착을 더욱 용이하게 하도록 각각 에어 패스(730, 830)가 적어도 하나의 모서리 및 상하 좌우 대칭이 되는 보조기판(810)의 4면 중앙에 추가로 형성되어 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.
100,200,300 : 박형의 유리기판 110~810 : 보조기판
325~825 : 요철 패턴 730,830 : 에어 패스

Claims (27)

  1. 박형의 유리기판과 보조기판을 준비하는 단계;
    상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 단계;
    상기 불소가 처리된 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 단계;
    상기 보조기판이 부착된 박형의 유리기판에 어레이공정 또는 컬러필터공정을 진행하는 단계; 및
    상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 단계에서 상기 보조기판의 배면에도 불소를 처리하는, 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 박형의 유리기판은 0.1mm ~ 0.5mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보조기판의 전체 표면 또는 중앙 일부에 불소를 처리하여 표면 거칠기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 불소를 포함하는 가스를 상기 보조기판 표면에 반응시키거나 액체 상태의 불소를 상기 보조기판 표면에 반응시키는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 불소를 포함하는 가스로 SF6, CF4, C4F8, NF3 등을 포함하며, 이러한 가스를 이용한 플라즈마 처리 또는 이러한 가스를 흘려주는 방식의 증기(fume) 처리를 진행하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, HF, NH4F, KHF2 등이 포함된 약액에 디핑(dipping)하거나 스프레이(spray)하여 상기 보조기판의 표면에 불소를 처리하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 불소가 처리된 보조기판과 박형의 유리기판을 진공 상태에서 접촉시켜 정전기력, 진공력, 표면장력 등을 통해 상기 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 보조기판이나 박형의 유리기판 상부를 진공 패드로 잡아 상기 보조기판이나 박형의 유리기판을 들어올리는 방식으로 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리할 때 에어를 주입하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 보조기판의 배면에 불소를 처리하는 단계를 추가로 포함함으로써, 상기 어레이공정 또는 컬러필터공정의 CVD 공정 진행 시 상기 보조기판을 척에서 분리할 때 제전처리가 필요 없는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  12. 박형의 유리기판과 보조기판을 준비하는 단계;
    상기 보조기판의 표면에 요철 패턴을 형성하는 단계;
    상기 요철 패턴이 형성된 보조기판을 상기 박형의 유리기판에 부착하는 단계;
    상기 보조기판이 부착된 박형의 유리기판에 어레이공정 또는 컬러필터공정을 진행하는 단계; 및
    상기 박형의 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 보조기판의 표면에 요철 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 보조기판에 에어 패스를 형성하는, 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 박형의 유리기판은 0.1mm ~ 0.5mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은
    상기 보조기판 전면에 SiO2, SiNx 등의 무기절연막을 1,000Å ~ 10,000Å 두께로 증착하는 단계;
    상기 무기절연막이 증착된 보조기판 전면에 감광막을 도포하는 단계;
    포토리소그래피공정을 통해 상기 감광막을 노광 및 현상하여 소정의 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 무기절연막을 선택적으로 패터닝하여 상기 보조기판 표면에 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은
    상기 보조기판 전면에 포토아크릴(photo acryl), 포토 스페이서(photo spacer), 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide) 등의 유기절연막을 0.5㎛ ~ 5㎛ 두께로 도포하는 단계; 및
    상기 유기절연막을 포토리소그래피공정을 통해 노광 및 현상하여 상기 보조기판 표면에 상기 유기절연막으로 이루어진 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은
    상기 보조기판 전면에 250℃ 내외의 저온에서 SiO2를 증착하는 단계; 및
    상기 증착된 SiO2에 대해 언더 식각(under etch)을 진행하여 부분적으로 식각된 SiO2로 이루어진 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 보조기판에 요철 패턴을 형성하는 방법은
    상기 보조기판 상부에 레이저 장치를 정렬시키는 단계; 및
    상기 레이저 장치를 통해 보조기판 표면에 레이저를 조사하여 상기 보조기판 표면을 부분적으로 제거하여 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판의 가장자리로부터 10mm ~ 50mm의 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 중앙의 사각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 4개로 나뉘어진 사각형 형태 또는 다수 라인의 스트립(strip) 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 각 요철 패턴들 사이는 10mm ~ 50mm의 간격을 두는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 라인 형태의 요철 패턴의 폭은 상기 요철 패턴들 사이 간격의 3/2로 설계하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  24. 제 12 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 상하 좌우 대칭이 되도록 다수 라인이 교차한 격자 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 각 라인이 보조기판의 가장자리로까지 연장되어 에어 패스(air path)를 구성하고 있으며, 라인들 사이의 간격과 라인의 폭은 10mm ~ 50mm로 설계하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  26. 제 19 항에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 보조기판 내에 중앙의 사각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 보조기판의 적어도 하나의 모서리 또는 상하 좌우 대칭이 되도록 상기 보조기판의 4면 중앙에 형성된 에어 패스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
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