KR102286188B1 - 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 Download PDF

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    • H01L27/322—
    • H01L27/3262—

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법은, 컬러필터 기판과 TFT 기판이 합착된, 원장을 식각하여 원장 전체의 두께를 줄이는 단계와 원장을 절단하여 셀 상태의 디스플레이 패널을 제작하는 단계 사이에, 원장 배면에 무기 물질층을 코팅함으로써, 디스플레이 패널의 강도를 상승시킬 수 있다. 이로부터, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널은 무기 물질층과 디스플레이 패널의 배면의 유리 기판이 동시에 물리적 가공을 거침으로써 발생하는, 단차가 지지 않는 가공면을 가지게 된다.

Description

디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 {DISPLAY PANEL AND THE MANUFACTURING METHODE THEREOF}
본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격에 의한 파손이 적은 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
오늘날, 생활에서 가장 빈번하게 사용하는 전자 제품들은 모두 디스플레이 패널을 포함한다. 사용자에게 시각적인 정보를 전달하는 것이 주요한 기능인 경우(예컨대, TV, 스마트폰, 노트북 컴퓨터)뿐만 아니라, 여타 다양한 가전 제품, 운송 수단, 사무 기기 등에도 디스플레이 패널이 포함된다. 즉, 디스플레이 패널이 적용되는 영역이 점점 넓어지고 있다. 그런데 동시에, 시장의 요구에 따라 디스플레이 패널은 그 두께가 점점 얇아지고 있는 추세에 있다. 따라서, 업계에서는 더 얇고 더 가벼우면서도, 동시에 더 견고하고 더 튼튼한 디스플레이 패널을 제작하기 위하여 다양한 노력들이 시도되고 있으며, 이는 난제로 인식되는 상황이다.
이에 따라, 디스플레이 패널을 보다 가혹한 환경 조건에서 사용할 수 있도록, 디스플레이 패널의 강성을 증가하기 위한 다양한 방안들이 고려되고 있다. 일 례로, 강화 유리를 디스플레이 패널의 최외곽에 부착하는 방식이 고려되고 있다.
디스플레이 패널을 내장하는 장치는, 고정된 위치에서 사용되지 않을 수 있다. 이동 단말기와 같이, 사용자가 이동하면서 디스플레이 패널을 내장하는 장치를 사용하는 경우에는 디스플레이 패널을 내장하는 장치가 각종 외부의 충격에 수시로 노출된다.
특히, 디스플레이 패널에 있어서 각종 소자 및 배선이 포함되는 회로와 각종 기능층들이 지지되는 베이스 플레이트인 상판과 하판이 유리로 제작되는 경우에는, 유리의 특성상 충격이 가해졌을 때 금이 가거나 깨지는 문제가 있다.
이에 본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 디스플레이 패널에 있어서, 얇으면서도 동시에 충격에 대한 내성이 우수하여, 파손율이 적은 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 발명자들은 보다 더 얇고 더 가벼우면서도, 동시에 충격에 대한 내성이 우수한 디스플레이 패널을 제작하기 위하여, 디스플레이 패널의 상판 및 하판의 두께를 얇게 하면서도 동시에 상판 및 하판이 외부로부터 충격이 가해졌을 때 쉽게 금이 가거나 깨지지 않도록 하였다.
보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널은 수 개의 컬러필터 구조물들이 나열된 상판과 수 개의 TFT 구조물들이 나열된 유리 기판을 포함하는 하판을 합착하여 원장을 형성한 후, 유리 기판의 두께를 식각 공정을 통하여 감소시킨다. 이렇게 유리 기판이 식각된 원장의 배면을 유리의 경도보다 높은 경도를 가지는 무기 물질층으로 코팅을 한 후, 하나의 컬러필터 구조물과 그에 대응하는 하나의 TFT 구조물이 포함되는 셀(Cell)의 단위로 원장을 절단하는 물리적인 가공 처리를 한다. 그리고 이렇게 절단된 셀의 날카로운 모서리 부분을 완만하게 연마하는 물리적인 가공 처리를 수행한다. 즉, 원장을 형성한 단계와 셀의 단위로 원장을 절단한 단계 사이에서, 원장의 배면을 무기 물질층으로 코팅을 수행한다.
본 발명의 실시예에 대한 다른 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 디스플레이 패널의 수 개의 컬러필터 구조물들이 나열된 상판과 수 개의 TFT 구조물들이 나열된 유리 기판을 포함하는 하판을 합착하여 원장을 형성한 이후에, 원장을 하나의 컬러필터 구조물과 그에 대응하는 하나의 TFT 구조물이 포함되는 셀 단위로 절단함으로써, 처음부터 하나의 컬러필터 구조물과 하나의 TFT 구조물을 제작하여 합착하는 방식에 비하여 보다 신속하게 제품을 대량 생산할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 디스플레이 패널의 상판 및 하판에 식각 공정을 수행하여 상판 및 하판의 두께를 얇게 형성함으로써, 보다 얇은 두께의 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 디스플레이 패널의 상판 및 하판을 합착하여 원장을 형성한 이후에 그리고 원장을 셀 단위로 절단하기 이전에 식각 공정을 수행함으로써, 각각의 셀 단위로 식각 공정을 수행하는 방식에 비하여 보다 신속하게 제품을 대량 생산할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 상판 또는 하판의 배면에 유리의 경도보다 높은 경도를 가지는 무기 물질층을 코팅함으로써, 제작 과정이나 사용 과정에서 원장 또는 셀에 가해지는 물리적인 충격에 의한 파손이 방지된 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 디스플레이 패널의 상판 및 하판을 합착하여 원장을 형성한 이후에 그리고 원장을 셀 단위로 절단하기 이전에 원장의 배면에 무기 물질층을 코팅함으로써, 코팅 이후에 가해지는 물리적인 충격이 상판 또는 하판에 악영향을 미치지 않는 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 무기 물질층을 코팅함으로써, 코팅 이후에 가해지는 물리적인 충격이 상판 또는 하판에 악영향을 미치지 않음으로써, 셀에 가해지는 물리적인 충격에 의한 파손이 최소화된 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법은, 보다 얇고 가벼우면서도 동시에 충격에 대한 내성이 우수한 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널은, 얇고 가벼우면서도 동시에 충격에 대한 내성이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이 패널은, 디스플레이 패널의 상판 및 하판의 두께가 얇으면서도 동시에 상판 및 하판이 외부로부터 충격이 가해졌을 때 쉽게 금이 가거나 깨지지 않는다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에서, 셀 상태인, 디스플레이 패널을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에서, 절단 직후의, 디스플레이 패널의 양측 측면을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에서, 셀 상태의 디스플레이 패널을 연마하는 과정에 대한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에서, 연마 직후의, 디스플레이 패널의 양측 측면을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에서, 면강도측정을 위한 Ball on Ring(BOR) 검사 장비를 나타내는 모식도이다.
도 7은 디스플레이 패널을 제작하는 공정이 수행되는 단계 별로, BOR 검사를 수행하여 각 단계 별 시료들의 평균 BOR 강도값과 Weibull 분포 최하위 10%의 평균 BOR 강도값을 나타내는 그래프이다.
도 8은 5가지 무기 물질층을 원장에 증착하였을 때의, 연마 직후의 시료들의 평균 BOR 강도값과 Weibull 분포 최하위 10%의 평균 BOR 강도값을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다.
본 명세서 상에서 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
본 명세서 상에서 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 명세서 상에서 위치 관계에 대한 설명의 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접' 또는 '접하여'가 함께 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
본 명세서 상에서 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에 대한 순서도이다. 도 1의 순서도에 따라 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에 대하여 설명하면서, 동시에 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널에 대하여도 함께 설명하기로 한다.
<S1> 먼저, 컬러필터 기판과 TFT 기판을 각각 제작한다. 보다 구체적으로, 하나의 넓은 제1 베이스 플레이트에 컬러필터 구조물들을 수 개 배치하여 컬러필터 기판을 제작한다. 이 때, 제1 베이스 플레이트는, 이후에 형성되는 원장에서 상판에 해당한다. 컬러필터 구조물들을 제1 베이스 플레이트에 배치하거나, 배치된 컬러필터 구조물들을 이동시킬 때, 컬러필터 구조물들을 위치가 고정될 수 있도록 제1 베이스 플레이트가 컬러필터 구조물들을 지지하는 역할을 한다. 따라서, 제1 베이스 플레이트는, 합착 이전의 컬러필터 기판이 고정적 형태를 유지할 수 있을 정도로는 두꺼운 두께를 가진다. 또한, 제1 베이스 플레이트는 컬러필터 구조물에 열이나 수분이 침투하는 것을 방지하는 배리어 역할을 한다. 따라서, 제1 베이스 플레이트는 단열성이 높고 수분침투도(Water Vapor Transmittance Ratio, WVTR)가 낮은 물질로 구성된다. 또한, 컬러필터 구조물들을 통과하여 디스플레이 패널의 외부로 빛이 방출될 수 있도록, 제1 베이스 플레이트는 투명성이 있는 즉, 광투과성이 있는 물질로 구성된다. 예를 들어, 제1 베이스 플레이트는 유리 기판일 수 있다.
그리고, 하나의 넓은 제2 베이스 플레이트에 TFT 구조물들을 수 개 배치하여 TFT 기판을 제작한다. 이 때, 제2 베이스 플레이트는, 이후에 형성되는 원장에서 하판에 해당한다. TFT 구조물들을 제2 베이스 플레이트에 배치하거나, 배치된 TFT 구조물들을 이동시킬 때, TFT 구조물들의 위치가 고정될 수 있도록, 제2 베이스 플레이트는 TFT 구조물들을 지지하는 역할을 한다. 따라서, 제2 베이스 플레이트는, 합착 이전의 TFT 기판이 고정적 형태를 유지할 수 있을 정도로는 두꺼운 두께를 가진다. 또한, 제2 베이스 플레이트는 TFT 구조물에 열이나 수분이 침투하여 TFT 구조물 내의 소자가 열화되는 현상을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 제2 베이스 플레이트는 단열성이 높고 수분침투도(Water Vapor Transmittance Ratio, WVTR)가 낮은 물질로 구성된다. 또한, TFT 구조물들을 통과하여 디스플레이 외부로 빛이 방출될 수 있도록, 제2 베이스 플레이트는 투명성이 있는 즉, 광투과성이 있는 물질로 구성된다. 예를 들어, 제2 베이스 플레이트는 유리 기판일 수 있다.
TFT 기판에 포함된 TFT 구조물은 디스플레이 패널에서 실제 화상이 표시되는 영역인 표시 영역(Active Area)에 배치되는 화소 어레이(Pixel Array)의 화소 회로(Pixel Circuit)와, 외곽의 비표시 영역(Inactive Area)에 배치되는 각종 구동 집적회로, 얼라인 마크, 배선 및 패드로 구성된다. 이러한 TFT 구조물은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)에 의하여 증착된 각종 층들이 포토리소그래피(Photo Lithography) 방식에 의하여 패터닝 됨으로써 제작된다. 이 때, 포토리소그래피 방식은 노광 단계, 현상 단계, 식각 단계를 순차로 포함한다. 제2 베이스 플레이트에 TFT 구조물을 배치하는 과정은, 고열에서 증착이 이루어진다거나, 자외선과 같은 단파장의 빛에 노출되면서 현상이 이루어진다. 즉, 높은 에너지가 TFT 구조물 및 TFT 구조물을 지지하는 제1 베이스 플레이트에 가해지게 된다. 따라서, TFT 구조물을 구성하는 물질 및 제1 베이스 플레이트를 구성하는 물질은 높은 에너지 환경에 놓여짐에 따른 물성 변성의 부담을 안게 된다.
경우에 따라서, TFT 기판 상에 유기 발광 다이오드가 배치됨으로써, 디스플레이 패널에 의해 제작되는 표시 장치가 유기 발광 표시 장치가 될 수도 있고, TFT 기판 상에 액정이, TFT 기판 아래에 백라이트 유닛이 각각 배치됨으로써, 디스플레이 패널에 의해 제작되는 표시 장치가 액정 표시장치가 될 수도 있다.
컬러필터 기판에 포함된 컬러필터 구조물은 TFT 기판에 포함된 화소 어레이에 대응하여, 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색에 해당하는 컬러필터가 배치될 수 있다. 디스플레이 외부로 방출되는 빛이 컬러필터 기판을 통과하면서, 각각 화소 마다 특정한 색으로 빛이 필터링 됨에 따라 디스플레이 패널의 이미지가 다양한 색으로 표현될 수 있다. 컬러필터 기판은 포토레지스트를 스핀 또는 슬릿 코팅 방식으로 코팅한 후 포토리소그래피 방식에 의해 패터닝 하여 제작할 수 있다. 또는, 컬러필터 기판은 필름에 패터닝된 컬러필터를 기판에 전사하는 방식에 의해 제작할 수 있다. 또는, 컬러필터 기판은 기판에 잉크 형태의 컬러필터 물질을 화소에 대응하는 영역마다 젯팅하는, 프린팅 방식으로 제작할 수 있다. 이렇듯 다양한 방식에 의하여, 각 색의 컬러필터가 형성될 수 있다. 이러한 여러가지 컬러필터 기판을 제작하는 방식에서는, TFT 구조물을 제1 베이스 플레이트에 배치하는 과정에서 겪게되는 고온 환경에 노출되는 과정이 필요가 없다. 이는, 후에 도 7에서 살펴보면서 재차 설명이 되겠지만, 컬러필터 기판의 강도보다 TFT 기판의 강도가 현저하게 낮은 요인이 된다.
하나의 컬러필터 구조물과 하나의 TFT 구조물에 의하여 하나의 디스플레이 패널을 구성하게 되므로, 컬러필터 기판에 배치되는 컬러필터 구조물들과 TFT 기판에 배치되는 TFT 구조물들은, 합착 시에 서로 중첩될 수 있도록, 같은 갯수만큼, 그리고 같은 위치에 배치된다.
도 2를 참조하면, TFT 기판(220)은 비표시 영역 중에서, 컬러필터 기판(210)과 중첩되지 않는 X 영역을 가진다. 도 2에 도시되지는 않았으나, X 영역에는, 디스플레이 패널(200)을 구동하기 위한, 각종 구동 직접 회로 및 전원과 연결되는 패드부가 배치된다. 또한, 디스플레이 패널(200)을 제작하는 공정 중에 발생하는 정전기를 방지하기 위한 ESD 회로가 X 영역에 배치될 수 있다. 뿐만 아니라, 셀 단위의 디스플레이 패널(200)은 모듈화 되기 이전에 각종 검사가 수행되는데, 이 때 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는 X 영역 중에서도 최외곽 영역에 배치된다. 이러한 ESD 회로나, 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는, 셀 단위로의 절단 단계나 모서리 연마 단계를 통해 제거된다. 따라서, X 영역을 포함하는 TFT 기판(220)의 면적은, 컬러필터 기판(210)의 면적보다 크다.
<S2> 다음, 각각 제작된 컬러필터 기판과 TFT 기판을 합착하여 원장을 형성한다. 이 때, 컬러필터 기판의 제1 베이스 플레이트와, TFT 기판의 제2 베이스 플레이트가 원장의 최외곽에 배치되도록, 컬러필터 기판과 TFT 기판이 합착된다. 다시 말하여, 복수 개의 컬러필터 구조물들이 나열된 제1 베이스 플레이트를 포함하는 컬러필터 기판과 복수 개의 TFT 구조물들이 나열된 제2 베이스 플레이트를 포함하는 TFT 기판을 합착하여, 원장을 제작한다. 이 때, 하나의 컬러필터 구조물에 하나의 TFT 구조물이 중첩되도록, 컬러필터 기판과 TFT 기판을 정렬하면서 합착한다.
TFT 기판 상에 유기 발광 다이오드가 더 배치될 수 있다. 이 때, 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이에는 투명성 있는 점착 레진이 도포된 상태에서 컬러 필터 기판과 TFT 기판이 합착된 후, 점착 레진을 경화하는 방식으로 원장이 제조될 수도 있고, 투명성 있는 접착 필름이 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이에서 이들을 접착하는 방식으로 원장이 제조될 수도 있다.
또는, 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이에는 액정이 더 배치될 수 있다. 컬러필터 구조물과 그에 대응하는 TFT 구조물 사이에 있어서, 외곽 테두리에는 실링제가 액정을 감싸도록 도포되어 컬러필터 기판과 TFT 기판이 접착되고, 중앙에는 컬럼 스페이서에 의해 지지되는 공간에 액정이 채워지는 방식으로 원장이 제조될 수도 있다
<S3> 다음, 원장의 두께와 무게가 감소되도록, 원장의 배면을 식각한다. 다시 말하여, 원장 상태로, 원장의 최외곽에 배치된 제1 베이스 플레이트와 제2 베이스 플레이트의 두께를 식각을 통하여 감소시킨다. 디스플레이 패널의 경량화 및 박형화를 위해, 합착이 완료된 원장의 양측 배면을 강산(Strong Acid)을 포함하는 약액을 이용하여 녹인다. 이 때, 강산은, 불산(HF) 혼합물일 수 있다. 이로써, 제1 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제1 베이스 박막이 만들어질 수 있다. 또는 제2 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제2 베이스 박막이 만들어질 수 있다.
원장의 배면 식각은 다음과 같은 과정으로 수행된다. 우선, 본딩제를 이용하여 원장 측면을 실링(Sealing)한다. 즉, 제1 베이스 플레이트와 제2 베이스 플레이트 사이의 가장자리에 본딩제를 주입하여 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이를 메꾼다. 이로써, 제1 베이스 플레이트와 제2 베이스 플레이트 사이의 틈을 통하여 약액 및 세정제가 침투하여 들어오는 것을 방지할 수 있다. 다음, 원장을 알칼리 용액에 담가서 제1 베이스 플레이트의 표면과 제2 베이스 플레이트의 표면에 남아있을 수 있는 유기성 이물을 제거하고, 이들 표면을 친수성 환경으로 조성하여, 표면의 전 영역에서 균일하게 식각이 되도록 표면 처리를 한다. 다음, 탈이온수(Deionized Water)와 같은 정제수로 원장을 세정함으로써, 제1 베이스 플레이트의 표면과 제2 베이스 플레이트의 표면에 남아있을 수 있는 알칼리 용액과 표면의 이물을 제거한다. 다음, 황산과 질산과 불산이 혼합된 약액을 원장 표면에 스프레이 분사하여 화학반응을 일으킨다. 이로써 제1 베이스 플레이트의 표면과 제2 베이스 플레이트의 표면을 녹인다. 식각 후, 정제수로 원장을 세정함으로써, 제1 베이스 플레이트의 두께보다 얇아진 제1 베이스 박막의 표면과, 제2 베이스 플레이트의 두께보다 얇아진 제2 베이스 박막의 표면에 잔여하는 약액과 표면의 이물을 제거한다. 식각으로써 얇아진 원장을 건조한 후, 검사한다.
이러한 식각 공정으로써 얻어지는, 제1 베이스 박막의 두께 또는 제2 베이스 박막의 두께는, 면 식각(Thinning Etching)에 의하여 녹여내는 방식으로만이 구현이 가능할 정도로 얇은 두께를 가질 수 있다. 면 식각(Thinning Etching)에 의하여 녹여내는 방식으로만이 구현이 가능할 정도로 얇은 두께란, 그러한 두께를 가지도록, 유리를 식각 없이 성형할 수는 없음을 말한다. 또는, 그러한 두께를 가지도록 유리를 성형할 수 있다 하더라도, 그러한 두께를 가지는 유리 기판에 컬러필터 구조물을 배치하거나 TFT 구조물을 배치하는 것은 불가능한(이동이 불가능하다거나, 지지가 불가능하다는 이유로) 것을 말한다.
<S4> 이렇게 얇아지고 가벼워진 원장을 얻게 되면, 바로 셀 단위로 절단을 하지 않고, 원장의 배면에 무기 물질을 스퍼터링 방식으로 증착하여, 원장의 배면을 무기 물질층으로 코팅한다. 이 때, 제1 베이스 박막의 표면에는, 제1 베이스 박막을 구성하는 물질의 경도(Hardness)보다 높은 경도를 가지는 무기 물질로 코팅한다. 또한, 제2 베이스 박막의 표면에는, 제2 베이스 박막을 구성하는 물질의 경도보다 높은 경도를 가지는 무기 물질로 코팅한다. 제1 베이스 박막은 유리 기판일 수 있으며, 이 때, 제1 베이스 박막의 표면에 증착되는 무기 물질의 경도는 유리의 경도보다 높은 것이 바람직하다. 동일하게, 제2 베이스 박막은 유리 기판일 수 있으며, 이 때, 제2 베이스 박막의 표면에 증착되는 무기 물질의 경도는 유리의 경도보다 높은 것이 바람직하다. 또한, 디스플레이 패널에서 외부로 방출되는 빛은, 제1 베이스 박막 또는 제2 베이스 박막을 통과하여 외부로 방출되므로, 무기 물질은 광투과성을 가지는 물질인 것이 바람직하다.
스퍼터링 방식이 아닌 다른 방식에 의하여 무기 물질층을 코팅하는 경우로, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)방식에 의한 증착 코팅을 상정해 볼 수 있으나, 화학 기상 증착 방식의 증착 환경은 반드시 높은 열이 가해져야 하는 방식이므로 원장의 구성 요소들의 물성 변성을 유발할 위험이 있어 바람직하지 않다. 스퍼터링 방식에 의하여 무기 물질층을 증착할 경우, 밀도가 높은 증착면을 얻을 수 있으며, 고온의 증착 환경이 요구되지 않는다는 장점이 있다. 따라서, 무기 물질층은, 유리의 경도보다 높은 경도를 가지고, 광투과율이 약 90%가 넘고, 스퍼터링 방식에 의하여 증착이 가능한, 무기 물질로 구성될 수 있다. 이러한 무기 물질은, 예를 들어, 무기 물질은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 위의 조건을 만족하는 어떠한 무기 물질이라면 충분하다. 식각에 의한 원장의 두께 감소 및 무게 감소의 효과를 누리기 위하여, 무기 물질층은, 식각된 두께보다 더 얇은 두께를 가지도록, 증착된다.
<S5> 무기 물질층이 코팅된 원장을, 하나의 컬러필터 구조물과 중첩하는 하나의 TFT 구조물을 포함하는 셀(Cell) 단위로 절단(Scribing)하여, 셀 상태의 디스플레이 패널을 제작한다. 절단은 레이저(laser)에 의한 절단, 절단 휠(Scribing Wheel)에 의한 절단이 가능하다. 어떠한 방식으로 절단을 수행하든지 간에 원장에 물리적인 충격이 가해지기 때문에, 절단 수행 과정에서 원장에 손상이 발생될 우려가 크다.
도 3의 (a) 및 (b)는 절단된, 셀 단위의 디스플레이 패널(300)의 양측 단면을 도시하고 있다. 도 3은 각 베이스 박막(310, 320)과, 무기 물질층(330, 340)과의 관계를 설명하기 위한 도면이므로, 컬러필터 기판 중에서 제1 베이스 박막(310)만을 도시하였고, TFT 기판 중에서 제2 베이스 박막(320)만을 도시하였다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 셀 단위의 디스플레이 패널(300)의 일측 단면에서는, 무기 물질층(330)이 증착된 상태에, 원장의 절단이 수행됨에 따라, 제1 베이스 박막(310)의 끝단과 무기 물질층(330)의 끝단이 함께 절단된다. 또는, 제2 베이스 박막(320)의 끝단과 무기 물질층(340)의 끝단이 함께 절단된다. 또는, 제1 베이스 박막(310)의 끝단과 무기 물질층(330)의 끝단과 제2 베이스 박막(320)의 끝단과 무기 물질층(340)의 끝단이 함께 절단된다. 다시 말하여, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 베이스 박막(320)의 끝단 및 무기 물질층(340)의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적(S)이 남을 수 있다. 유사하게, 제1 베이스 박막(310)의 끝단 및 무기 물질층(330)의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이 남을 수 있다. 유사하게, 제1 베이스 박막(310)의 끝단과 무기 물질층(330)의 끝단과 제2 베이스 박막(320)의 끝단과 무기 물질층(340)의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이 남을 수 있다. 이 때, 물리적 가공 처리란, 원장의 절단을 포함할 수 있고, 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이란 원장의 절단 흔적을 포함할 수 있다.
도 3의 (b) 는, 디스플레이 패널의 또 다른 일 측 단면이다. 도 3의 (a)에서와 마찬가지로, 도 3의 (b) 에서의 X 영역은 앞서 도 2에서 설명하였던 TFT 기판의 X 영역과 동일하다. TFT 기판의 X 영역에는, 도 3의 (b)에 도시되지는 않았지만, 앞서 살펴보았던 것과 같이, 디스플레이 패널을 구동하기 위한, 각종 구동 직접 회로 및 전원과 연결되는 패드부가 포함된다. 또한, 디스플레이 패널을 제작하는 공정 중에 발생하는 정전기를 방지하기 위한 ESD 회로가 X 영역에 배치될 수 있다. 뿐만 아니라, 셀 단위의 디스플레이 패널은 모듈화 되기 이전에 각종 검사가 수행되는데, 이 때 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는 X 영역 중에서도 최외곽 영역에 배치된다. 이러한 ESD 회로나, 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는, 셀 단위로의 절단 단계를 통해 제거될 수 있다. 따라서, X 영역에는 디스플레이 패널을 구동하기 위한, 각종 구동 직접 회로 및 전원과 연결되는 패드부가 포함되기 때문에, 절단 과정을 거치면서 X 영역의 일부가 제거되더라도, TFT 기판의 면적은 여전히 컬러필터 기판의 면적보다 크다.
제1 베이스 박막(310)의 끝단과 무기 물질층(330)의 끝단이, 또는 제2 베이스 박막(320)의 끝단과 무기 물질층(340)의 끝단이 함께 물리적 가공 처리됨에 따라, 디스플레이 패널(300)에는 제1 베이스 박막(310)과 무기 물질층(330)의 경계나, 제2 베이스 박막(320)과 무기 물질층(340)의 경계에서 단차가 지지 않는 매끄러운 형상의, 물리적 가공 처리에 의한 흔적이 남게 된다. 이렇게 각 베이스 박막(310, 320)과 무기 물질층(330, 340)이 함께 물리적 가공 처리가 된 흔적은 측면(내지는 측부) 절단 흔적일 수 있다. 도 3의 (b) 에서는 절단 흔적(S)이 디스플레이 패널(300)의 평면과 수직하게 처리가 된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도시되지는 않았지만, 이 때 절단 흔적은, 수직하게 처리되지 않고 비스듬하게 처리가 될 수도 있다.
<S6> 셀 상태의, 디스플레이 패널의 모서리를 연마한다. 도 4의 (a) 와 같이, 연마휠(Grinding Wheel)(450)을 디스플레이 패널(400)의 평면과 수직하게 회전시키면서 디스플레이 패널(400)의 모서리를 연마할 수 있다. 또는, 도 4의 (b) 와 같이, 연마휠(450) 한 쌍을 디스플레이 패널(400)의 평면과 수평하게 각각 배치하고, 연마휠(450) 한 쌍의 사이를 디스플레이 패널(400)이 지나가도록, 또는 연마휠(450)이 한 쌍이 디스플레이 패널(400)을 연마하면서 이동하는 방식으로 디스플레이 패널(400)의 모서리를 연마할 수도 있다. 또는, 도 4의 (c) 와 같이, 연마휠(450)을 디스플레이 패널(400)의 평면과 수평하게 회전시키면서 디스플레이 패널(450)의 모서리를 연마할 수 있다.
도 5의 (a) 및 (b)는 연마된, 셀 단위의 디스플레이 패널(500)의 양측 단면을 도시하고 있다. 도 5는 각 베이스 박막(510, 520)과, 무기 물질층(530, 540)과의 관계를 설명하기 위한 도면이므로, 컬러필터 기판 중에서 제1 베이스 박막(510)만을 도시하였고, TFT 기판 중에서 제2 베이스 박막(520)만을 도시하였다. 도 5의 (a) 에 도시된 바와 같이, 셀 단위의 디스플레이 패널(500)의 모서리가 연마되어 뭉툭해진 것을 알 수 있다. 무기 물질층(530, 540)이 증착된 상태에서, 원장의 절단 및 셀 단위의 디스플레이 패널(500)의 연마가 진행됨에 따라, 제1 베이스 박막(510)의 끝단과 무기 물질층(530)의 끝단을, 또는 제2 베이스 박막(520)의 끝단과 무기 물질층(540)의 끝단을 함께 연마하게 된다. 다시 말하여, 도 5 의 (b)에 도시되어 있듯이, 제2 베이스 박막(520)의 끝단 및 무기 물질층(540)의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적(G)이 남을 수 있다. 유사하게, 제1 베이스 박막(510)의 끝단 및 무기 물질층(530)의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이 남을 수 있다. 이 때, 물리적 가공 처리란, 원장의 절단, 또는 셀 단위의 디스플레이 패널(500)의 모서리 연마를 포함할 수 있다. 제1 베이스 박막(510)의 끝단과 무기 물질층(530)의 끝단을, 또는 2 베이스 박막(520)의 끝단과 무기 물질층(540)의 끝단을 함께 물리적 가공 처리를 하게 됨에 따라, 디스플레이 패널(500)에는 제1 베이스 박막(510)과 무기 물질층(530, 540)의 경계나, 제2 베이스 박막(520)과 무기 물질층(530, 540)의 경계에서 단차가 지지 않는 매끄러운 형상의, 물리적 가공 처리에 의한 흔적이 남게 된다. 이렇게 각 베이스 박막과 무기 물질층(530, 540)이 함께 물리적 가공 처리가 된 흔적은 모서리 연마 흔일 수도 있고, 측면(내지는 측부) 절단 흔적일 수도 있다. 도 5의 (b) 에서는 연마 흔적(G)이 곡면으로 뭉툭하게 처리가 된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도시되지는 않았지만, 이 때 연마 흔적은, 곡면이 아닌 평면으로 처리가 될 수도 있다.
도 5의 (b) 는, 디스플레이 패널(500)의 또 다른 일 측 단면이다. 도 5의 (a)에서와 마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 셀 단위의 디스플레이 패널(500)의 모서리가 연마되어 뭉툭해진 것을 알 수 있다. 도 5의 (b) 에서의 X 영역은 앞서 도 2에서 설명하였던 TFT 기판의 X 영역과 동일하다. TFT 기판의 X 영역에는, 도 5의 (b)에 도시되지는 않았지만, 앞서 살펴보았던 것과 같이, 디스플레이 패널(500)을 구동하기 위한, 각종 구동 직접 회로 및 전원과 연결되는 패드부가 포함된다. 또한, 디스플레이 패널(500)을 제작하는 공정 중에 발생하는 정전기를 방지하기 위한 ESD 회로가 X 영역에 배치될 수 있다. 뿐만 아니라, 셀 단위의 디스플레이 패널(500)은 모듈화 되기 이전에 각종 검사가 수행되는데, 이 때 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는 X 영역 중에서도 최외곽 영역에 배치된다. 이러한 ESD 회로나, 검사를 위한 다수의 전기적 배선 및 on/off 패드부는, 셀 단위로의 절단 단계나 모서리 연마 단계를 통해 제거된다. 따라서, X 영역에는 디스플레이 패널(500)을 구동하기 위한, 각종 구동 직접 회로 및 전원과 연결되는 패드부가 포함되기 때문에, 절단 및 연마의 과정을 거치면서 X 영역의 일부가 제거되더라도, TFT 구조물의 면적은 여전히 컬러필터 구조물의 면적보다 크다.
도 4에서 언급한 연마 방식은 예시적인 연마 방식일 뿐, 다른 어떠한 방식으로든 디스플레이 패널의 모서리를 연마함으로써, 위에서 언급한 효과를 얻을 수 있다.
이로써, 디스플레이 패널에 있어서, 무기 물질층은 제1 베이스 박막의 배면이나 제2 베이스 박막의, 가장자리 부를 제외한 중앙 부에만 배치될 수 있다. 이는 디스플레이 패널의 모서리를 연마하여 깎아낸 경우에 해당한다. 또는, 디스플레이 패널에 있어서, 무기 물질층은 제1 베이스 박막의 배면이나 제2 베이스 박막의, 중앙 부와 가장자리 부에 걸쳐서 배치가 되더라도, 디스플레이 패널의 측면 부에는 배치되지 않는다. 이는 디스플레이 패널의 모서리를 연마하여 깎아내지 않은 경우에 해당한다. 다시 말하면, 무기 물질층은, 셀 단위의 디스플레이 패널에 가해지는 물리적 가공 처리 이후에 증착되는 것이 아니라, 그 이전에 증착됨으로써, 셀 단위의 디스플레이 패널에 가해진 물리적 가공 처리가 된 부분에는, 무기 물질층이 배치되지 않는다.
<S7> 연마가 완료된 셀 상태의 디스플레이 패널을 제1 베이스 박막과 제2 베이스 박막을 세정한다. 이후에 보호막으로 덮인 편광판의 보호막을 제거하고, 세정된 제1 베이스 박막과 제2 베이스 박막에 각각 부착한다. 이후에 구동 집접 회로를 TFT 기판의 X 영역의 연결 패드부에 연결한다. 데이터 구동 집적 회로는 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정을 이용하여 TFT 기판의 X 영역에 연결될 수 있다. 게이트 구동 집적 회로는 TFT 구조물에 포함되어, 제1 베이스 박막 상에 직접 형성되거나, 데이터 구동 집적 회로와 유사하게, TAB 공정을 이용하여 TFT 기판에 연결될 수 있다. 이로써 소위 보드 어셈블리(Board Assembly)를 완성한다. 이후에 전기적 기능 검사와 화질 검사와 같은 보드 어셈블리 검사 공정이 수행된다. 전기적 기능 검사는 신호 배선에 테스트 신호를 인가하여 신호 배선의 단락(short) 및 개방(open), 픽셀의 불량 여부 등을 검사하는 공정이다. 전기적 기능 검사 결과, 리페어(repair)가 가능한 것으로 판정된 신호배선 불량, TFT 불량에 대한 복원 공정을 실시한다. 화질 검사는 카메라를 이용하여 화면 전체의 이미지를 촬상하여 얼룩을 판정하고 그 얼룩의 휘도 분포를 측정한 다음, 얼룩을 보상하기 위한 보상 데이터를 설정한다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 시료의 면압강도 평가에 대하여 설명하고자 한다. 여기서 시료라 함은, 디스플레이 패널을 제작하는 공정이 수행되는 각 단계에 따라, 컬러필터 기판이거나, TFT 기판이거나, 원장이거나 또는 셀 단위의 디스플레이 패널을 가리키는 것일 수 있다.
도 6은 시료의 면압강도 평가를 하기 위하여, 디스플레이 패널을 제작하는 공정이 수행되는 단계 별로, 각 단계에서의 시료에 수행하는 Ball On Ring(이하, BOR이라 한다.) 검사 장비에 대한 모식도이다.
도 6에서와 같이, 구형 추(Ball)(610)와 지지링(Support-Ring)(630) 사이에 시료(620)가 중앙에 오도록 배치하고, 구형 추(610)가 지지링(630) 내부에 떨어질 수 있도록, 구형 추(610)를 지지링(630) 위에 배치한다. 구형 추(610)로써 시료(620)에 힘을 가하여, 시료(620)가 파손되는 순간에 구형 추(610)가 시료(620)에 가한 힘을 산출해 냄으로써 시료(620)의 강도(N)를 산출한다.
도 7은 디스플레이 패널을 제작하는 공정이 수행되는 단계 별로, BOR 검사를 수행하여 각 단계 별 시료 강도를 측정한 값을 나타내는 그래프이다. 도 7의 그래프의 각 값은 공정이 수행되는 각 단계 별 시료 강도를 나타낸다. 도 7의 그래프의 각 값은 하나의 짧은 실선을 가운데 두고 위의 숫자와 아래의 숫자로 표기가 되어 있다. 이 중, 위의 숫자는, 검사가 수행된 시료들 중 Weibull 분포 최하위 10%에 대한 평균값을 의미하고, 아래 숫자(괄호 안의 숫자)는, 검사가 수행된 시료들 전체의 평균값을 의미한다. 이 때, Weibull 분포란, 고장확률밀도함수를 표현하는 확률분포로서, 일부의 고장이 부품 전체의 파손, 기능 정지 등을 야기하는 사상(事象)에 적용되는 확률 분포이다. 도 7의 그래프의 각 값 중, 사각형 칸에 표기된 강도 105 N 값은 본 발명의 실시예에 따른, 디스플레이 패널의 제작 방법으로 제작한 디스플레이 패널의 연마 단계 직후의 직후의 Weibull 하위 10%에 해당하는 강도값을 나타낸다. 이 강도값은, 보다 구체적으로, 원장의 배면을 식각하는 단계와, 식각된 원장을 셀 단위로 절단하는 단계 사이에서, ITO를 스퍼터링 증착 방식으로 식각된 원장의 배면에 코팅을 하고 나서 절단 및 연마 공정을 수행하였을 때의, 디스플레이 패널의 연마 단계 직후의 Weibull 하위 10%에 해당하는 강도값이다. 반면, 원장의 배면을 식각하는 단계와 식각된 원장을 셀 단위로 절단하는 단계 사이에서, ITO를 스퍼터링 증착 방식으로 식각된 원장의 배면에 대한 코팅이 수행되지 않은 채로, 절단 및 연마 공정을 수행하였을 때의, 디스플레이 패널의 연마 단계 직후의 Weibull 하위 10%에 해당하는 강도값은 65N에 불과하다. 이로부터, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제작 방법에 따른 디스플레이 패널의 강도가 더 우수함을 알 수 있다.
TFT 기판은, 유리 기판만 존재하는 당시에는 300N이 넘는 강도를 가지고 있다가, 증착 공정인, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 단계가 진행되면서 강도가 급격하게 감소한다. 화학 기상 증착이 이루어지는 환경은, 약 360℃ 부근의, 매우 고온의 환경이다. 이 때, 유리 기판에 물성 변성이 일어나, TFT 기판의 강도가 급격하게 저하된다. 화학 기상 증착 단계 이후의 포토리소그래피 단계에서는, TFT 기판 제작 공정 진행에 따른 강도 변동이 없는 것으로 보아, 화학 기상 증착 단계 수행에서의 고열이 TFT 기판의 강도 감소의 원인이라는 것을 알 수 있다. 또한, 360℃까지 열을 가하는 과정이 없이 완성된 컬러필터 기판의 강도에 비해, 360℃까지 열을 가하는 화학 기상 증착 과정을 거쳐 완성된 TFT 기판의 강도가 상당히 낮은 것으로 보아, 화학 기상 증착 단계 수행에서의 고열이 TFT 기판의 강도 감소의 원인이라는 것을 알 수 있다.
이러한 TFT 기판의 특성을 포착하여, 제1 베이스 박막의 두께보다 제2 베이스 박막의 두께가 얇도록 디스플레이 패널을 제작한다. 그러한 방법으로, 두께가 제2 베이스 플레이트의 두께보다 두꺼운, 제1 베이스 플레이트를 가지고 원장을 제작하되, 식각 공정에서 제1 베이스 플레이트의 식각 정도와 제2 베이스 플레이트의 식각 정도를 동일하게 함으로써, 제1 베이스 박막의 두께보다 제2 베이스 박막의 두께가 얇은 디스플레이 패널을 제작할 수 있다. 또 다른 방법으로, 동일한 두께의 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트를 가지고 원장을 제작하되, 식각 공정에서 제1 베이스 플레이트의 식각 정도와 제2 베이스 플레이트의 식각 정도를 다르게 조절하여, 디스플레이 패널 제1 베이스 박막의 두께보다 제2 베이스 박막의 두께가 얇은, 디스플레이 패널을 제작할 수 있다. 이로써 원장의 강도를 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 TFT 기판의 특성을 포착하여, 제1 베이스 박막에 배치되는 무기 물질층의 두께보다 제2 베이스 박막에 배치되는 무기 물질층의 두께가 얇도록 디스플레이 패널을 제작한다. 스퍼터링 증착 방식에 의한 무기 물질층의 코팅 공정에서, 스퍼터링 증착 시간을 조절함으로써, 제1 베이스 박막에 배치되는 무기 물질층의 두께보다 제2 베이스 박막에 배치되는 무기 물질층의 두께가 얇은 디스플레이 패널을 제작할 수 있다. 이로써 원장의 강도를 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
원장의 각 배면, 즉 제1 베이스 플레이트와 제2 베이스 플레이트를 강산으로 식각하게 되면, 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트의 표면에 존재하던, 파손 씨드(Seed)인 미세 크랙이나, 그 밖의 압력 불균일을 유발하는 잔여 입자들이 제거됨으로써, 강도가 상승한다. 다시 말하여, 불소 혼합물에 의한 식각을 거친, 제1 베이스 박막의 강도와 제 2 베이스 박막의 강도는, 식각 직전의 제1 베이스 플레이트의 강도와 제2 베이스 플레이트의 강도보다 높아진다.
이로부터, 식각에 의해 개선된, TFT 기판의 강도 및 컬러필터 기판의 강도 수준을 최대한으로 유지하기 위해서는(또는, 최소한으로 감소되게 하기 위해서는), 제1 베이스 박막의 표면 및 제2 베이스 박막의 표면에 무기 물질층으로 코팅을 하는 단계는, 또 다른 미세 크랙이 제1 베이스 박막과 제2 베이스 박막에 발생하기 이전에 수행되는 것이 바람직하다.
식각 단계 이전에, 이미 제1 베이스 플레이트나 제2 베이스 플레이트에 무기 물질층으로 코팅을 수행하여 공정을 진행할 수도 있을 것이다. 그러나, 이러한 방식은, 무기 물질층이 식각 단계에서 모두 제거됨에 따라, 식각 이후의 단계에서 디스플레이 패널의 강도가 낮아지는 현상을 저지하기 위한 역할은 하지 못한다.
식각 단계 이후에, 셀 상태의 디스플레이 패널의 양측 배면에 무기 물질층으로 코팅을 수행하여 공정을 진행할 수도 있을 것이다. 그러나, 이러한 방식은, 이미 원장에 물리적인 충격 내지는 물리적인 가공을 가하여 셀 상태로 분할하는 과정에서 발생하는 파손 인자들(예를 들어, 미세 크랙 또는 잔여 입자들)이 제1 베이스 박막 및 제2 베이스 박막에 존재하는 상황에서 수행므로, 역시 식각 이후의 단계에서 디스플레이 패널의 강도가 낮아지는 현상을 저지하기 위한 역할은 하지 못한다.
이렇듯, 앞에서 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널의 제작 공정이 수행되는 각 단계 중, 물리적인 충격이나 물리적인 가공이 시료(여기서 시료란, 컬러필터 기판, TFT 기판, 원장 및 셀 상태의 디스플레이 패널을 총칭한다.)에 가해지기 전에, 무기 물질층의 증착 코팅을 각 시료 배면에 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 방식에 의해서만이, 무기 물질층의 코팅으로부터 디스플레이 패널의 강도가 낮아지는 현상이 저지될 수 있다. 또한, 이러한 방식에 의해서만이, 제1 베이스 박막과 무기 물질층의 경계나 제2 베이스 박막과 무기 물질층(340)의 경계에, 단차가 지지 않는 매끄러운 형상을 가지는 물리적 가공 처리에 의한 흔적을 가지는 디스플레이 패널이 제작될 수 있다.
도 8은 식각 직후, 원장의 절단 직전에, 원장 배면에 스퍼터링 증착 방식으로 무기 물질층을 코팅한 시료들의 BOR 값을 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프에는, 5가지의 연마 단계 직후의, 평균 강도값과 Weibull 분포 최하위 10%에 대한 강도값이 도시되어 있다. 이 때, 5가지 경우란, (1) 무기 물질층을 코팅하지 않은 경우, (2) SiO2로 구성된 무기 물질층을 100 Å 두께로 증착한 경우, (3) ITO로 구성된 무기 물질층을 100 Å 두께로 증착한 경우, (4) ITO로 구성된 무기 물질층을 200 Å 두께로 증착한 경우, 마지막으로 (2) SiO2를 100 Å 두께로, ITO를 200 Å 두께로 증착한 경우이다. 도 8에 도시되어 있듯이, ITO에 의하여 무기 물질층을 제작하는 경우의 디스플레이 패널의 강도가, SiO2에 의하여 무기 물질층을 제작하는 경우의 디스플레이 패널의 강도보다 더 우수함을 알 수 있다. 또한, ITO에 의하여 무기 물질층을 제작하는 경우에 있어서, 무기 물질층의 두께가 두꺼울수록, 디스플레이 패널의 강도가 더 우수함을 알 수 있다. 오히려, SiO2에 의한 무기 물질층이 추가되면 디스플레이 패널의 강도가 더 저하된다는 것을 (4)의 경우와 (5)의 경우를 비교해 봄으로써 알 수 있다. SiO2는 유리와 유사한 물질로서, 유리의 경도와 유사한 경도를 가지기 때문에, 디스플레이 패널의 강도를 향상시키는 데 아무런 역할을 하지 못한다. 반면, ITO는 제1 베이스 박막 또는 제2 베이스 박막을 구성하는 물질인, 유리의 경도보다 더 높은 경도를 가지기 때문에, 디스플레이 패널의 강도를 향상시키는데 결정적인 역할을 한다. 이로부터, 무기 물질층은 제1 베이스 박막 또는 제2 베이스 박막을 구성하는 물질의 경도보다 높은 경도를 가지는 무기 물질을 가지고 증착하여야 한다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법은 복수 개의 컬러필터 구조물들이 나열된 제1 베이스 플레이트를 포함하는 컬러필터 기판과 복수 개의 TFT 구조물들이 나열된 제2 베이스 플레이트를 포함하는 TFT 기판을 합착하여 원장을 제작하는 단계, 원장의 두께와 무게가 감소되도록, 원장의 배면을 식각하는 단계, 식각된 원장의 배면에, 제1 베이스 플레이트에 포함된 물질의 경도(Hardness)나, 제2 베이스 플레이트에 포함된 물질의 경도보다 높은 경도를 가지는 물질을 증착하여 무기 물질층을 배치하는 단계, 원장을 하나의 컬러필터 구조물과 하나의 컬러필터 구조물에 대응하는 하나의 TFT 구조물이 포함되는 셀(Cell) 단위로 절단하는 단계 및 셀의 모서리를 연마하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 원장의 배면을 식각하는 단계는 제1 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제1 베이스 박막이 만들어지는 단계 또는 제2 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제2 베이스 박막이 만들어지는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무기 물질층을 배치하는 단계는, 제1 베이스 박막의 표면이나 제2 베이스 박막의 표면에 유리(glass)의 경도(Hardness)보다 높은 경도를 가지는 무기 물질을 증착하여 광투과성을 가지는 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 셀의 모서리를 연마하는 단계는, 제1 베이스 박막의 끝단 또는 제2 베이스 박막의 끝단과, 무기 물질층의 끝단을 함께 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 원장의 배면을 식각하는 단계는 제1 베이스 플레이트의 일부 또는 제2 베이스 플레이트의 일부를 강산(strong acid)에 녹이는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무기 물질층을 형성하는 단계는, 유리(glass)의 경도(Hardness)보다 높은 경도를 가지는 무기 물질을 증착하여 광투과성을 가지는 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 베이스 플레이트 또는 제2 베이스 플레이트는 유리로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무기 물질층을 배치하는 단계는 스퍼터링 방식에 의해 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무기 물질층은 원장이 식각되어 감소된 두께보다 더 얇은 두께를 가지도록 증착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널은 컬러필터 기판, 컬러필터 기판에 합착된 TFT 기판 및 TFT 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치되도록 구성된, 무기 물질층;을 포함하며, 무기 물질층은 유리 기판을 구성하는 유리의 경도(Hardness) 보다 높은 경도를 가지는 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 유리 기판의 끝단 및 무기 물질층의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흔적은, 모서리 연마(Grinding) 흔적 또는 측부 절단(Scribing) 흔적인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흔적은 유리 기판과 무기 물질층의 경계에서 단차가 없는 매끄러운 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유리 기판의 끝단은 유리 기판의 가장자리와 유리 기판의 측면을 포함하고, 유리 기판의 끝단에는 무기 물질층이 배치되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, TFT 기판에 포함된 유리 기판의 두께는 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 디스플레이 패널은 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치되도록 구성된 무기 물질층을 더 포함하며, TFT 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치된 무기 물질층의 두께는, 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치된 무기 물질층의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무기 물질층은 스퍼터링 증착이 가능한 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유리 기판은 면 식각(Thinning Etching)에 의해 구현되는 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 디스플레이 패널은 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이에 액정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 디스플레이 패널은 컬러필터 기판과 TFT 기판 사이에 유기 발광 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200, 300, 400, 500 : 디스플레이 패널
210 : 컬러필터 기판
220 : TFT 기판
310, 510 : 제1 베이스 박막
320, 520 : 제2 베이스 박막
330, 340, 530, 540 : 무기 물질층
450 : 연마휠
G, S : 물리적 가공 처리가 함께된 흔적(절단 흔적, 연마 흔적)

Claims (20)

  1. 복수 개의 컬러필터 구조물들이 나열된 제1 베이스 플레이트를 포함하는 컬러필터 기판과 복수 개의 TFT 구조물들이 나열된 제2 베이스 플레이트를 포함하는 TFT 기판을 합착하여 원장을 제작하는 단계;
    상기 원장의 두께와 무게가 감소되도록, 상기 원장의 배면을 식각하는 단계;
    상기 식각된 원장의 배면 전체에, 상기 제1 베이스 플레이트에 포함된 물질의 경도(Hardness)나, 상기 제2 베이스 플레이트에 포함된 물질의 경도보다 높은 경도를 가지는 물질을 증착하여 무기 물질층을 배치하는 단계;
    상기 원장과 상기 무기 물질층을 함께 절단하여 상기 원장을 하나의 컬러필터 구조물과 상기 하나의 컬러필터 구조물에 대응하는 하나의 TFT 구조물이 포함되는 셀(Cell) 단위로 절단하는 단계; 및
    상기 셀의 모서리를 연마하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원장의 배면을 식각하는 단계는 상기 제1 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제1 베이스 박막이 만들어지는 단계 또는 상기 제2 베이스 플레이트의 두께가 감소됨에 따라 제2 베이스 박막이 만들어지는 단계인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무기 물질층을 배치하는 단계는, 상기 제1 베이스 박막의 표면이나 상기 제2 베이스 박막의 표면에 유리(glass)의 경도(Hardness)보다 높은 경도를 가지는 무기 물질을 증착하여 광투과성을 가지는 상기 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 셀의 모서리를 연마하는 단계는, 상기 제1 베이스 박막의 끝단 또는 상기 제2 베이스 박막의 끝단과, 상기 무기 물질층의 끝단을 함께 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원장의 배면을 식각하는 단계는 상기 제1 베이스 플레이트의 일부 또는 상기 제2 베이스 플레이트의 일부를 강산(strong acid)에 녹이는 단계인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기 물질층을 형성하는 단계는, 유리(glass)의 경도(Hardness)보다 높은 경도를 가지는 무기 물질을 증착하여 광투과성을 가지는 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 베이스 플레이트 또는 상기 제2 베이스 플레이트는 유리로 구성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기 물질층을 배치하는 단계는 스퍼터링 방식에 의해 상기 무기 물질층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기 물질층은 상기 원장이 식각되어 감소된 두께보다 더 얇은 두께를 가지도록 증착되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널의 제조 방법.
  10. 컬러필터 기판;
    상기 컬러필터 기판에 합착된 TFT 기판; 및
    상기 TFT 기판에 포함된 유리 기판의 배면 전체에 배치되도록 구성된, 무기 물질층;을 포함하며,
    상기 무기 물질층은 상기 유리 기판을 구성하는 유리의 경도(Hardness) 보다 높은 경도를 가지는 물질로 구성되고,
    상기 유리 기판의 배면에 접촉하는 상기 무기 물질층의 일면의 끝단은 상기 유리 기판의 배면의 끝단과 만나도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유리 기판의 끝단 및 상기 무기 물질층의 끝단은 물리적 가공 처리가 함께 된 흔적이 있는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 흔적은, 모서리 연마(Grinding) 흔적 또는 측부 절단(Scribing) 흔적인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 흔적은 상기 유리 기판과 상기 무기 물질층의 경계에서 단차가 없는 매끄러운 형상인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 유리 기판의 끝단은 상기 유리 기판의 가장자리와 상기 유리 기판의 측면을 포함하고,
    상기 유리 기판의 끝단에는 상기 무기 물질층이 배치되지 않는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 TFT 기판에 포함된 유리 기판의 두께는 상기 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치되도록 구성된 무기 물질층을 더 포함하며,
    상기 TFT 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치된 무기 물질층의 두께는, 상기 컬러필터 기판에 포함된 유리 기판의 배면에 배치된 무기 물질층의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 무기 물질층은 스퍼터링 증착이 가능한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 유리 기판은 면 식각(Thinning Etching)에 의해 구현되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 컬러필터 기판과 상기 TFT 기판 사이에 액정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 컬러필터 기판과 상기 TFT 기판 사이에 유기 발광 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널.
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