KR101935786B1 - 경량 박형의 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판의 공정 진행을 위해 보조기판을 이용하는 경우에 있어, 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 에지부에 버퍼 금속 패턴(buffer metal pattern)을 증착한 다음 컬러필터공정을 진행하고, 이후 셀 공정에서 상기 버퍼 금속 패턴의 식각을 통해 컬러 레지스트의 잔막을 제거함으로써 상기 컬러 레지스트의 잔막에 의한 불량을 방지하기 위한 것으로, 박형의 제 1, 제 2 모기판 및 제 1, 제 2, 제 3 보조기판을 제공하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 각각 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 제 1 모기판에 제 1 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판의 일면에 제 2 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 터치전극이 형성된 제 2 모기판의 일면에 상기 제 3 보조기판을 부착한 후, 상기 제 2 모기판으로부터 상기 제 2 보조기판을 분리하는 단계; 상기 제 3 보조기판이 부착된 상태에서 상기 제 2 모기판의 다른 일면 가장자리에 버퍼 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 버퍼 금속 패턴이 형성된 제 2 모기판의 다른 일면에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계; 상기 버퍼 금속 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 3 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

경량 박형의 액정표시장치 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIGHTWEIGHT AND THIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 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 컬러필터층과 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 합착키를 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 두께나 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 감소시켜 전체 액정표시장치의 두께나 무게를 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이다.

이에 액정패널을 구성하는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 두께를 줄여 액정표시장치의 두께와 무게를 감소시키는 방법이 활발히 연구되고 있으나, 박형의 기판을 이용하여야 하기 때문에 다수의 단위공정간 이동 시 또는 단위공정 진행 시 기판이 휘거나 깨지는 현상이 발생하고 있다.

이를 해결하기 위해 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행 후 공정이 완료된 후에 박형 유리기판과 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으나, 컬러필터층을 형성하기 위한 포토리소그래피(photolithography)공정 중에 상기 박형 유리기판과 보조기판 사이에 포토레지스트의 잔막(residual layer)이 남아 공정불량을 야기하고 있다.

도 1a는 기판 위에 포토레지스트가 코팅된 상태를 예시적으로 보여주는 단면도이며, 도 1b는 EBR(edge bead remove) 후에도 기판 에지부에 포토레지스트의 잔막이 제거되지 않은 상태를 예시적으로 보여주는 단면도이다.

또한, 도 2a 및 도 2b는 기판 에지부에 포토레지스트의 잔막이 제거되지 않은 상태를 예시적으로 보여주는 사진이다.

이때, 상기 도 1a 및 도 1b는 일반적인 단일의 유리기판의 에지부에 포토레지스트의 잔막이 발생한 경우를 예를 들어 나타내고 있으며, 상기 도 2b는 보조기판이 부착된 박형 유리기판의 에지부에 포토레지스트의 잔막이 발생한 경우를 예를 들어 나타내고 있다.

상기 도면들을 참조하면, 스핀코팅을 이용한 포토레지스트(photoresist; PR)(즉, 컬러 레지스트)(20)의 코팅 과정에서 원심력에 의해 에지부의 포토레지스트(20')가 두꺼워지면서 EBR 처리나 노광 및 현상공정에서 두꺼워진 에지부의 포토레지스트(20')를 완전히 제거하지 못하기 때문이다.

특히, EBR 처리 장치에 의한 에지부의 포토레지스트(20') 제거 시 EBR 영역이 부족하거나 포토레지스트(20)의 밀림 현상이 발생하여 에지부의 포토레지스트(20')를 전부 제거할 수 없게 된다.

이러한 포토레지스트의 잔막은 EBR 처리 라인을 따라 선 형태로 남으며, 셀 공정에서 진공 합착 시 갭(gap) 불량을 일으킨다. 즉, 셀 합착 시 두꺼워진 포토레지스트의 잔막에 의해 액정패널 에지부에서 실이 덜 눌리게 되어 액정이 누출되는 한편, 이러한 포토레지스트의 잔막으로 인해 보조기판의 분리 시 기판이 파손되는 등 불량이 발생하게 된다.

한편, 최근에는 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 장점을 갖는 터치패널(touch panel)이 전자수첩이나 개인용 정보처리 장치들에 많이 사용되고 있는데, 이에 최근에는 상기 액정표시장치에 이와 같은 터치패널을 부착한 터치패널을 구비한 액정표시장치가 제공되고 있다.

현재, 터치패널을 구비한 액정표시장치는 터치패널과 액정패널을 각각 별도로 형성하고, 이 둘을 접착층을 통해 서로 부착함으로써 이루어진다.

이러한 터치패널을 구비한 액정표시장치에서는 액정패널에 리타더(retarder)나 터치 기능의 보호 기판을 추가하므로 더욱 박형화에 대한 요구가 증가된다.

하지만, 일반적인 터치패널을 구비한 액정표시장치는 전체 두께가 두꺼워지게 되며, 이에 따라 터치패널을 구비한 액정표시장치의 투과율 및 색감 역시 저하시키는 단점을 야기하게 됨으로써, 터치패널을 구비한 액정표시장치의 신뢰성을 저하시키게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 액정패널 상부에 일정한 공간을 가지고 터치패널이 부착되기 때문에 빈 공간에 의해 광 손실이 증가하고, 액정표시장치의 두께가 증가하게 된다. 또한, 공정비용을 증가시키는 동시에 공정의 효율성을 저하시키는 문제점을 야기하게 된다.

따라서, 액정패널에 터치패널을 부착할 때 터치패널과 액정패널 사이에 발생하는 공간을 제거하여 빈 공간에 의해 발생되는 광 손실과 두께를 최소화하고, 액정표시장치에 반드시 사용되어야 하는 편광필름을 액정표시장치의 최 외각에 위치시킴으로써 표면 반사 및 명암비 손실을 최소화할 수 있는 내장형 터치패널(embedded touch panel)을 개발하고 있다.

다만, 이 경우 커버 글라스의 특징이 현재 양산과 달라 장비 및 공정의 개선이 필요하며, 온-셀(on cell) 타입의 경우 액정과 실런트가 150℃ 이상에서 손상을 받기 때문에 150℃ 이하의 저온 ITO 증착기술이 필요하다. 기존과 같이 저온 ITO 증착으로 상부전극을 형성하게 되면 저항 문제로 터치 시인성이 악화되는 한편, 저항을 줄이기 위해 ITO의 두께를 증가시키거나 열처리 공정을 추가하는 경우 투과율이 저하되거나 공정이 증가하는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박형의 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행함으로써 공정 중에 박형의 유리기판의 파손을 방지하도록 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 포토리소그래피공정 중에 발생한 포토레지스트의 잔막을 제거하도록 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 인-셀(hybrid in cell) 구조를 적용하여 박형의 터치패널을 제작하도록 한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 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 제 1, 제 2 모기판 및 제 1, 제 2, 제 3 보조기판을 제공하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 각각 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 제 1 모기판에 제 1 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판의 일면에 제 2 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 터치전극이 형성된 제 2 모기판의 일면에 상기 제 3 보조기판을 부착한 후, 상기 제 2 모기판으로부터 상기 제 2 보조기판을 분리하는 단계; 상기 제 3 보조기판이 부착된 상태에서 상기 제 2 모기판의 다른 일면 가장자리에 버퍼 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 버퍼 금속 패턴이 형성된 제 2 모기판의 다른 일면에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계; 상기 버퍼 금속 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 3 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 경량 박형의 액정표시장치의 다른 제조방법은 박형의 제 1, 제 2 모기판 및 제 1, 제 2, 제 3 보조기판을 제공하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 각각 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 제 1 모기판에 제 1 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판의 일면에 제 2 터치전극을 형성하는 단계; 상기 제 3 보조기판의 에지부에 버퍼 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 터치전극이 형성된 제 2 모기판의 일면에 상기 버퍼 금속 패턴이 형성된 제 3 보조기판을 부착한 후, 상기 제 2 모기판으로부터 상기 제 2 보조기판을 분리하는 단계; 상기 제 3 보조기판이 부착된 상태에서 상기 제 2 모기판의 다른 일면에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계; 상기 버퍼 금속 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 3 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판은 0.1mm ~ 0.4mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1, 제 2, 제 3 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 금속 패턴은 상기 제 3 보조기판 에지부를 포함하여 상기 제 2 모기판의 가장자리가 덮이도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 습식각을 진행하여 상기 제 3 보조기판 에지부를 포함하여 상기 제 2 모기판의 가장자리에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 금속 패턴은 상기 제 3 보조기판 에지부에 선택적으로 금속층을 증착하여 상기 제 3 보조기판의 가장자리가 덮이도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 습식각을 진행하여 상기 제 3 보조기판 에지부에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 금속 패턴의 제거는 상기 합착 공정의 이전에 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1, 제 3 보조기판이 분리된 상기 제 1, 제 2 모기판을 다수의 액정패널로 절단하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 컬러필터공정 중에 생성되어 상기 제 2 모기판이나 제 3 보조기판의 에지부에 잔류되는 컬러 레지스트는 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 제거되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형의 유리기판을 이용한 경량 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 되어 텔레비전이나 모니터 모델 및 휴대용 전자기기의 두께나 무게를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 에지부에 버퍼 금속 패턴(buffer metal pattern)을 증착한 다음 컬러필터공정을 진행하고, 이후 셀 공정에서 상기 버퍼 금속 패턴의 식각을 통해 컬러 레지스트의 잔막을 제거함으로써 상기 컬러 레지스트의 잔막에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다. 그 결과 공정의 안정화를 가져와 제품의 가격 경쟁력을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 하이브리드 인-셀 구조를 적용하여 박형의 터치패널을 제작하는데 있어, 보조기판을 이용하여 박형 유리기판의 공정을 진행함으로써 파손으로 인한 불량률을 최소화하는 한편, 저비용으로 성능이 향상된 박형의 터치패널을 제작할 수 있게 된다.

도 1a는 기판 위에 포토레지스트가 코팅된 상태를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 1b는 EBR(edge bead remove) 후에도 기판 에지부에 포토레지스트의 잔막이 제거되지 않은 상태를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 2a 및 도 2b는 기판 에지부에 포토레지스트의 잔막이 제거되지 않은 상태를 보여주는 사진.
도 3은 본 발명에 따른 온-셀(on cell) 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인-셀(hybrid in cell) 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치에 있어, 터치패널의 동작 원리를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.
도 7a 내지 도 7c는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 어레이공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 8a 내지 도 8f는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 컬러필터공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 9a 내지 도 9d는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 셀 공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.
도 11a 내지 도 11c는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 어레이공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 12a 내지 도 12f는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 컬러필터공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 13a 내지 도 13d는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 셀 공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

도 3은 본 발명에 따른 온-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 온-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치는 크게 외측에 편광필름(101, 111)이 부착된 액정패널(110) 및 상부 편광필름(101)과 액정패널(110)의 상부 컬러필터 기판(105) 사이에 구비되어 터치센서를 이루는 터치패널(130)로 이루어진다.

이렇게 온-셀 타입의 터치패널(130)은 상부 편광필름(101)과 액정패널(110)의 상부 컬러필터 기판(105) 사이에 위치함에 따라 기존의 빈 공간이 줄어들어 두께가 감소하게 되며, 터치패널(130)이 형성된 상기 상부 편광필름(101)은 접착층(132)을 통해 커버 글라스(135)와 합착되게 된다.

상기 액정패널(110)은 크게 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 및 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다.

이때, 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(105)은 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. 다만, 본 발명이 이러한 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 방식에 한정되는 것은 아니며, 횡전계(In Plane Switching; IPS) 방식의 경우 상기 공통전극은 하부 어레이 기판(115)에 형성되게 된다.

또한, 상기 어레이 기판(115)에는 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 기판(105)과 어레이 기판(115)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널(110)을 구성하며, 상기 액정패널(110)의 외측에는 각각 상, 하부 편광필름(101, 111)이 부착되어 있다.

전술한 바와 같이 상기 터치패널(130)은 상기 상부 편광필름(101)과 액정패널(110)의 상부 컬러필터 기판(105) 사이에 위치하며, 상부전극(132)과 하부전극(133) 및 상기 상부전극(132)과 하부전극(133) 사이에 형성된 절연층(134)으로 이루어진다.

상기 하부전극(133)은 상기 컬러필터 기판(105)의 배면에 형성되며, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 또는 불투명 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 알루미늄의 이중층, 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.

그리고, 절연층(134)을 사이에 두고 상기 하부전극(133) 상부에는 상부전극(132)이 형성되며, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 또는 불투명 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 알루미늄의 이중층, 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 상부전극(132)과 하부전극(133)은 터치센서를 이루게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치는 크게 외측에 편광필름(201, 211)이 부착된 액정패널(210) 및 상기 액정패널(210) 내에 구비되어 터치센서를 이루는 터치패널로 이루어진다.

이렇게 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널은 컬러필터 기판(205) 배면에 상부전극(232)이 형성되는 한편 어레이 기판(215) 상부에 하부전극(233)이 형성되어 액정패널(210) 내에 위치함에 따라 기존의 빈 공간이 줄어들어 두께가 감소하게 되며, 절연층(234)이 형성된 상기 상부 편광필름(201)은 접착층(220)을 통해 커버 글라스(235)와 합착되게 된다.

전술한 바와 같이 상기 액정패널(210)은 크게 컬러필터 기판(205)과 어레이 기판(215) 및 상기 컬러필터 기판(205)과 어레이 기판(215) 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다.

이때, 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(205)은 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. 다만, 본 발명이 이러한 트위스티드 네마틱 방식에 한정되는 것은 아니며, 횡전계 방식의 경우 상기 공통전극은 하부 어레이 기판(215)에 형성되게 된다.

또한, 상기 어레이 기판(215)에는 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 기판(205)과 어레이 기판(215)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널(210)을 구성하며, 상기 액정패널(210)의 외측에는 각각 상, 하부 편광필름(201, 211)이 부착되어 있다.

전술한 바와 같이 상기 터치패널은 상기 컬러필터 기판(205) 배면에 상부전극(232)이 형성되는 한편 어레이 기판(215) 상부에 하부전극(233)이 형성되어 액정패널(210) 내에 위치하게 된다.

즉, 상기 상부전극(232)은 상기 컬러필터 기판(205)의 배면에 형성되며, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 또는 불투명 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 알루미늄의 이중층, 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 하부전극(233)은 상기 어레이 기판(215) 상부에 형성되며, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 또는 불투명 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 알루미늄의 이중층, 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 상부전극(232)과 하부전극(233)은 터치센서를 이루게 된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널에 있어서, 터치패널의 터치센서는 상기 상부전극(232)과 하부전극(233) 및 이들 사이의 일정 간격 이격된 갭으로 구성되는 커패시터 형태를 이루게 되며, 이때 손가락 등이 접촉하게 되면 커패시터의 프린지 필드 변동에 의한 용량 변화를 인식하여 터치센서로서의 작용을 하게 되는 것이다.

도 5a 및 도 5b는 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치에 있어, 터치패널의 동작 원리를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

이때, 설명의 편의를 위해 스위칭 박막트랜지스터는 생략하고 터치센서(TS)만을 간략히 도시하였다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 인-셀 타입의 터치패널을 구비한 액정표시장치에 있어, 터치패널의 커버 글라스(235) 표면에 대해 사용자의 손가락 등의 터치가 이루어지지 않았을 경우, 상부전극(232)과 하부전극(233) 간에 형성되는 프린지 필드가 일정하게 유지됨으로써 커패시터의 용량 변화가 없으므로 동작을 하지 않게 된다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 터치패널의 커버 글라스(235) 표면에 사용자의 손가락 등의 터치가 발생하면 상기 상부전극(232)과 하부전극(233) 간에 형성되는 프린지 필드가 터치가 이루어진 손가락 등에 영향을 받아 변화를 일으키게 됨으로써 터치센서가 터치된 것을 감지하게 되고, 이를 통해 터치 시의 동작을 실시하게 된다.

참고로, 도면부호 206, 207 및 216은 각각 액정, 컬러필터층 및 보호층을 나타낸다.

최근 액정표시장치의 용도가 다양해짐에 따라 경량 박형의 액정표시장치에 대한 관심도 많아지고 있으며, 액정패널의 두께에서 가장 큰 부분을 차지하는 기판의 박형화에도 관심이 많아지고 있다. 또한, 3D나 터치 시스템에서는 액정패널에 리타더(retarder)나 터치 기능의 터치패널을 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 유리기판으로부터 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으며, 이때 본 발명에서는 박형의 유리기판과 보조기판 사이의 에지부에 버퍼 금속 패턴을 증착한 다음 컬러필터공정을 진행하고, 이후 셀 공정에서 상기 버퍼 금속 패턴의 식각을 통해 컬러 레지스트의 잔막을 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 전술한 보조기판을 이용한 박형 유리기판의 공정을 적용함으로써, 액정의 적하나 실링재의 도포 전에 터치패널의 전극용 ITO 증착이 가능하기 때문에 저온 ITO 증착기술의 필요 없이 저비용으로 성능이 향상된 박형의 터치패널을 구비한 액정표시장치를 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 경우에는 액정의 적하나 실링재의 도포 전에 터치패널의 전극용 ITO 증착이 가능하기 때문에 고온에서 ITO를 증착할 수 있으며, 완성된 터치패널은 저저항 ITO 전극을 구비하여 투과율이 확보되는 한편 기존의 장비와 공정을 이용할 수 있어 저비용으로 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도로써, 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 6은 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.

그리고, 도 7a 내지 도 7c는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 어레이공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 8a 내지 도 8f는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 컬러필터공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 9a 내지 도 9d는 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 셀 공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터층을 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.

전술한 바와 같이 액정표시장치의 두께나 무게를 좌우하는 요소에는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 유리로 이루어진 상기 컬러필터 기판이나 어레이 기판이 액정표시장치의 다른 구성요소 중에서 가장 무거운 구성요소이다. 따라서, 액정표시장치의 두께나 무게를 감소시키기 위해서는 이 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이다.

이러한 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 방법으로 유리기판을 식각하여 그 두께를 감소시키거나 박형의 유리기판을 이용하는 방법이 있다. 이중 첫 번째 방법은 셀 완성 후에 글라스 식각 공정을 추가로 진행하여 그 두께를 감소시키는 것인데, 식각 진행 시 발생하는 불량과 비용 증가의 단점이 있다.

이에 본 발명에서는 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판을 이용하여 어레이공정과 컬러필터공정 및 셀 공정을 진행하는데, 이때 박형의 유리기판을 보조기판에 부착하여 공정을 진행함으로써 박형의 유리기판의 휨의 영향을 최소화하고 이동 중 박형의 유리기판의 파손이 없도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이 경우에는 액정의 적하나 실링재의 도포 전에 터치패널의 전극용 ITO 증착이 가능하기 때문에 저온 ITO 증착기술의 필요 없이 저비용으로 성능이 향상된 박형의 터치패널을 구비한 액정표시장치를 제조할 수 있게 된다. 이때, 상기 t는 mm를 의미하는 것으로 0.1t는 0.1mm의 두께를 의미하고 0.4t는 0.4mm의 두께를 의미한다. 이후 설명에서 설명의 편의를 위해 mm를 t로 표시한다.

즉, 0.1t ~ 0.4t 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 언로딩시 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 ~ 0.4t의 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.

우선, 도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 상기 0.1t ~ 0.4t의 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)에 0.3t ~ 0.7t 정도의 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)을 각각 부착한다(S210, S220). 다만, 본 발명이 상기 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205) 및 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

상기 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)과 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)의 합착은 각각 두 기판(215,205, 250a,250b)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(215,205, 250a,250b)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

이와 같이 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)에 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)이 각각 부착된 후, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 전술한 제 1 보조기판(250a)이 부착된 어레이 기판용 박형의 제 1 유리기판(215)(이하, 설명의 편의를 위해 어레이 기판이라 함)은 어레이공정에 의해 어레이 기판(215)에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다(S230). 이때, 상기 도 7b 및 도 7c에는 편의상 이러한 어레이 구성요소들을 도면부호 240으로 간략하게 나타내고 있다.

이때, 상기 어레이공정 중에 고온에서 ITO의 증착 및 패터닝을 통해 상기 어레이 기판(215) 위에 터치센서용 제 1 터치전극(233)을 형성하게 된다.

또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 전술한 제 2 보조기판(250b)이 부착된 컬러필터 기판용 박형의 제 2 유리기판(205)(이하, 설명의 편의를 위해 컬러필터 기판이라 함)의 일면에 컬러필터공정에 의해 고온에서 ITO의 증착 및 패터닝을 통해 터치센서용 제 2 터치전극(232)을 형성하게 된다(S240-1).

이때, 상기 제 2 터치전극(232)이 형성된 컬러필터 기판(205) 전면에 오버코트층(over coat layer)을 형성할 수도 있다.

이후, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 터치전극(232)이 형성된 컬러필터 기판(205)에 0.3t ~ 0.7t 정도의 제 3 보조기판(250c)을 부착한다(S240-2).

상기 컬러필터 기판(205)과 제 3 보조기판(250c)의 합착은 두 기판(205, 250c)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(205, 250c)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

그리고, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 보조기판(250c)이 부착된 컬러필터 기판(205)을 반전한 후, 상기 컬러필터 기판(205)으로부터 제 2 보조기판(250b)을 분리해낸다(S240-3).

다음으로, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 합착된 두 기판(205, 250c) 에지부에 선택적으로 금속층을 증착하여 상기 제 3 보조기판(250c) 에지부를 포함하여 상기 컬러필터 기판(205)의 가장자리가 덮이도록 버퍼 금속 패턴(260)을 형성한다(S240-4).

이후, 도 8f에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 금속 패턴(260)이 형성된 컬러필터 기판(205)의 다른 면에 상기 컬러필터공정에 의해 블랙매트릭스(BM)와 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층(245) 및 공통전극(미도시)을 형성한다(S240-5).

이때, 횡전계 방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 어레이 기판(215)에 상기 공통전극을 형성하게 된다.

이어서, 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(205) 및 어레이 기판(215)에 각각 배향막(미도시)을 인쇄한 후, 컬러필터 기판(205) 및 어레이 기판(215) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트 각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙 처리한다(S250, S260).

이와 같이 러빙 처리된 상기 컬러필터 기판(205)에는 실링재를 도포하여 소정의 실패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판(215)에는 액정을 적하하여 액정층을 형성하게 된다(S270, S280).

한편, 상기 어레이 기판(215)과 컬러필터 기판(205)은 각각 대면적의 제 1 모기판과 제 2 모기판에 형성되어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 제 1, 제 2 모기판 각각에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층이 형성되게 된다.

이때, 상기 적하방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판(215)이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 복수의 컬러필터 기판(205)이 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.

다음으로, 도 9b에 도시된 바와 같이, 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(S290-1).

이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이후 도 9c에 도시된 바와 같이, 습식각(wet etch)을 진행하여 상기 제 3 보조기판(250c) 에지부를 포함하여 상기 컬러필터 기판(205)의 가장자리에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거한다(S290-2). 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 버퍼 금속 패턴의 제거는 전술한 합착 공정의 이전에 진행될 수 있다.

이때, 전술한 컬러필터공정 중에 생성되어 상기 컬러필터 기판(205)이나 제 3 보조기판(250c)의 에지부에 잔류하는 컬러 레지스트의 잔막이 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 제거될 수 있다. 즉, 컬러필터층을 형성하기 위한 포토리소그래피공정 중에 상기 컬러필터 기판(205)이나 제 3 보조기판(250c)의 에지부에 컬러 레지스트의 잔막이 남아있을 수 있으나, 본 발명의 제 1 실시예의 경우에는 (컬러필터공정 전에) 상기 제 3 보조기판(250c) 에지부를 포함하여 상기 컬러필터 기판(205)의 가장자리에 버퍼 금속 패턴이 형성됨에 따라 상기 컬러 레지스트의 잔막은 상기 버퍼 금속 패턴 위에 남아있게 되며, 이에 따라 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 리프트 오프(lift-off) 방식으로 그 상부의 컬러 레지스트가 제거되게 된다.

다음으로, 도 9d에 도시된 바와 같이, 이러한 복수의 액정패널이 형성된 대면적의 제 1, 제 2 모기판으로부터 제 1, 제 3 보조기판을 분리한 후, 가공하여 복수의 액정패널로 절단하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시장치를 제작하게 된다(S290-3, S290-4).

한편, 전술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 2 터치전극이 형성된 컬러필터 기판에 제 3 보조기판을 부착한 후에 상기 합착된 두 기판, 즉 상기 컬러필터 기판과 제 3 보조기판 에지부에 금속층을 증착하여 버퍼 금속 패턴을 형성하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 본 발명은 제 3 보조기판 에지부에 버퍼 금속 패턴을 형성한 후에 이를 제 2 터치전극이 형성된 컬러필터 기판에 부착하는 경우에도 적용 가능하며, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도로써, 터치패널을 구비한 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 10은 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있으나, 전술한 바와 같이 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 액정주입방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법에도 적용 가능하다.

그리고, 도 11a 내지 도 11c는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 어레이공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 12a 내지 도 12f는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 컬러필터공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 13a 내지 도 13d는 상기 도 10에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법에 있어, 셀 공정 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

전술한 바와 같이 액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터층을 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.

우선, 도 11a 및 도 12a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 상기 0.1t ~ 0.4t의 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)에 0.3t ~ 0.7t 정도의 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)을 각각 부착한다(S210, S220). 다만, 본 발명이 상기 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205) 및 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

상기 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)과 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)의 합착은 각각 두 기판(215,205, 250a,250b)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(215,205, 250a,250b)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

이와 같이 박형의 제 1, 제 2 유리기판(215, 205)에 제 1, 제 2 보조기판(250a, 250b)이 각각 부착된 후, 도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 전술한 제 1 보조기판(250a)이 부착된 어레이 기판용 박형의 제 1 유리기판(215)(이하, 설명의 편의를 위해 어레이 기판이라 함)은 어레이공정에 의해 어레이 기판(215)에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다(S230). 이때, 상기 도 11b 및 도 11c에는 편의상 이러한 어레이 구성요소들을 도면부호 240으로 간략하게 나타내고 있다.

이때, 상기 어레이공정 중에 고온에서 ITO의 증착 및 패터닝을 통해 상기 어레이 기판(215) 위에 터치센서용 제 1 터치전극(233)을 형성하게 된다.

또한, 도 12b에 도시된 바와 같이, 전술한 제 2 보조기판(250b)이 부착된 컬러필터 기판용 박형의 제 2 유리기판(205)(이하, 설명의 편의를 위해 컬러필터 기판이라 함)의 일면에 컬러필터공정에 의해 고온에서 ITO의 증착 및 패터닝을 통해 터치센서용 제 2 터치전극(232)을 형성하게 된다(S240-1).

이때, 상기 제 2 터치전극(232)이 형성된 컬러필터 기판(205) 전면에 오버코트층을 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 12c 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 0.3t ~ 0.7t 정도의 제 3 보조기판(250c) 에지부에 선택적으로 금속층을 증착하여 상기 제 3 보조기판(250c)의 가장자리가 덮이도록 버퍼 금속 패턴(260)을 형성한다(S240-2'). 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 버퍼 금속 패턴은 상기 제 3 보조기판 전면에 형성될 수도 있다.

이후, 상기 제 2 터치전극(232)이 형성된 컬러필터 기판(205)에 상기 버퍼 금속 패턴(260)이 형성된 제 3 보조기판(250c)을 부착한다(S240-3').

상기 컬러필터 기판(205)과 제 3 보조기판(250c)의 합착은 두 기판(205, 250c)을 진공 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(205, 250c)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

그리고, 도 12e에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 보조기판(250c)이 부착된 컬러필터 기판(205)을 반전한 후, 상기 컬러필터 기판(205)으로부터 제 2 보조기판(250b)을 분리해낸다(S240-4').

다음으로, 도 12f에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 보조기판이 분리된 컬러필터 기판(205)의 다른 면에 상기 컬러필터공정에 의해 블랙매트릭스(BM)와 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층(245) 및 공통전극(미도시)을 형성한다(S240-5).

이때, 횡전계 방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 어레이 기판(215)에 상기 공통전극을 형성하게 된다.

이어서, 도 13a에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(205) 및 어레이 기판(215)에 각각 배향막(미도시)을 인쇄한 후, 컬러필터 기판(205) 및 어레이 기판(215) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트 각과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙 처리한다(S250, S260).

이와 같이 러빙 처리된 상기 컬러필터 기판(205)에는 실링재를 도포하여 소정의 실패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판(215)에는 액정을 적하하여 액정층을 형성하게 된다(S270, S280).

이때, 전술한 바와 같이 상기 어레이 기판(215)과 컬러필터 기판(205)은 각각 대면적의 제 1 모기판과 제 2 모기판에 형성되어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 제 1, 제 2 모기판 각각에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 또는 컬러필터층이 형성되게 된다.

다음으로, 도 13b에 도시된 바와 같이, 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(S290-1).

이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이후 도 13c에 도시된 바와 같이, 습식각을 진행하여 제 3 보조기판(250c) 에지부에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거한다(S290-2). 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 버퍼 금속 패턴의 제거는 전술한 합착 공정의 이전에 진행될 수 있다.

이때, 전술한 컬러필터공정 중에 생성되어 상기 컬러필터 기판(205)이나 제 3 보조기판(250c)의 에지부에 잔류하는 컬러 레지스트의 잔막이 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 제거될 수 있다. 즉, 컬러필터층을 형성하기 위한 포토리소그래피공정 중에 상기 컬러필터 기판(205)이나 제 3 보조기판(250c)의 에지부에 컬러 레지스트의 잔막이 남아있을 수 있으나, 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 (컬러필터공정 전에) 상기 제 3 보조기판(250c) 에지부에 버퍼 금속 패턴이 형성됨에 따라 상기 컬러 레지스트의 잔막의 일부는 상기 버퍼 금속 패턴 위에 남아있게 되며, 이에 따라 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 그 상부의 컬러 레지스트가 제거되게 된다.

다음으로, 도 13d에 도시된 바와 같이, 이러한 복수의 액정패널이 형성된 대면적의 제 1, 제 2 모기판으로부터 제 1, 제 3 보조기판을 분리한 후, 가공하여 복수의 액정패널로 절단하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시장치를 제작하게 된다(S290-3, S290-4).

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.

205,215 : 박형의 유리기판 232 : 제 2 터치전극
233 : 제 1 터치전극 250a,250b,250c : 보조기판
260 : 버퍼 금속 패턴

Claims (11)

1. 박형의 제 1, 제 2 모기판 및 제 1, 제 2, 제 3 보조기판을 제공하는 단계;
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 각각 부착하는 단계;
   상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
   상기 제 1 모기판에 제 1 터치전극을 형성하는 단계;
   상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판의 일면에 제 2 터치전극을 형성하는 단계;
   상기 제 2 터치전극이 형성된 제 2 모기판의 일면에 상기 제 3 보조기판을 부착한 후, 상기 제 2 모기판으로부터 상기 제 2 보조기판을 분리하는 단계;
   상기 제 3 보조기판이 부착된 상태에서 상기 제 2 모기판의 다른 일면 가장자리에 버퍼 금속 패턴을 형성하는 단계;
   상기 버퍼 금속 패턴이 형성된 제 2 모기판의 다른 일면에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
   상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계;
   상기 버퍼 금속 패턴을 제거하는 단계; 및
   상기 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 3 보조기판을 분리하는 단계를 포함하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
2. 박형의 제 1, 제 2 모기판 및 제 1, 제 2, 제 3 보조기판을 제공하는 단계;
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판에 상기 제 1, 제 2 보조기판을 각각 부착하는 단계;
   상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
   상기 제 1 모기판에 제 1 터치전극을 형성하는 단계;
   상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판의 일면에 제 2 터치전극을 형성하는 단계;
   상기 제 3 보조기판의 에지부에 버퍼 금속 패턴을 형성하는 단계;
   상기 제 2 터치전극이 형성된 제 2 모기판의 일면에 상기 버퍼 금속 패턴이 형성된 제 3 보조기판을 부착한 후, 상기 제 2 모기판으로부터 상기 제 2 보조기판을 분리하는 단계;
   상기 제 3 보조기판이 부착된 상태에서 상기 제 2 모기판의 다른 일면에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
   상기 어레이공정이 진행된 제 1 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 2 모기판을 합착하는 단계;
   상기 버퍼 금속 패턴을 제거하는 단계; 및
   상기 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 3 보조기판을 분리하는 단계를 포함하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
3. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판은 0.1mm ~ 0.4mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 보조기판은 0.3mm ~ 0.7mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 금속 패턴은 상기 제 3 보조기판 에지부를 포함하여 상기 제 2 모기판의 가장자리가 덮이도록 형성하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 습식각을 진행하여 상기 제 3 보조기판 에지부를 포함하여 상기 제 2 모기판의 가장자리에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 버퍼 금속 패턴은 상기 제 3 보조기판 에지부에 선택적으로 금속층을 증착하여 상기 제 3 보조기판의 가장자리가 덮이도록 형성하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 습식각을 진행하여 상기 제 3 보조기판 에지부에 형성된 버퍼 금속 패턴을 제거하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
9. 제 4 항에 있어서, 상기 버퍼 금속 패턴의 제거는 상기 합착 공정의 이전에 진행하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1, 제 3 보조기판이 분리된 상기 제 1, 제 2 모기판을 다수의 액정패널로 절단하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 컬러필터공정 중에 생성되어 상기 제 2 모기판이나 제 3 보조기판의 에지부에 잔류되는 컬러 레지스트는 상기 버퍼 금속 패턴의 제거와 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.

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