KR20050113729A - 플라스틱기판을 이용한 액정패널 및 이의 제조방법과액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한지지판 및 이의 제조방법 - Google Patents

플라스틱기판을 이용한 액정패널 및 이의 제조방법과액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한지지판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 대면되는 제 1 및 제 2 플라스틱기판과; 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판의 마주보는 내면에 각각 형성된 버퍼층과; 상기 제 1 플라스틱기판의 버퍼층 상에 종횡 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 대응 접속되어 상기 각 화소영역에 위치되는 화소전극과; 상기 제 2 플라스틱기판의 버퍼층 하부로 형성되어 상기 화소영역 이외의 부분을 가리는 블랙매트릭스 및 상기 각 화소영역에 대응되도록 순차적으로 반복 배열된 R,G,B 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 하부로 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널 및 이의 제조방법과, 유리기판을 처리 대상으로 하는 기존의 액정표시장치용 제조장비를 이용하여 플라스틱기판의 액정패널을 제조할 수 있도록 제조공정 중 상기 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

플라스틱기판을 이용한 액정패널 및 이의 제조방법과 액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판 및 이의 제조방법{liquid crystal display panel using plastic substrate and fabricating method thereof, support plate for the plastic substrate therein and fabricating method the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 플라스틱기판을 이용한 액정패널 및 이의 제조방법과 상기 액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)형 액정표시장치(TFT-LCD)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.
액정표시장치의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 화소전극과 공통전극이 형성된 어레이기판(array substrate)과 컬러필터기판(color filter substrate)을 합착시켜 구성된 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 이들 전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시하는 비발광 소자이다.
최근에는 특히 화상표현의 기본단위인 화소(pixel)를 행렬 방식으로 배열하고 스위칭소자를 각 화소에 배치시켜 독립적으로 제어하는 능동행렬방식(active matrix type)이 해상도 및 동영상 구현능력에서 뛰어나 주목받고 있는데, 이 같은 스위칭소자로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 사용한 것이 잘 알려진 TFT-LCD(Thin Firm Transistor Liquid Crystal Display device) 이다.
좀더 자세히, 일반적인 액정패널은 분해사시도인 도 1에 나타낸 바와 같이 액정층(30)을 사이에 두고 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이기판(10)은 제 1 투명기판(12) 및 이의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트배선(14)과 게이트배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14,16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한 이와 마주보는 상부의 컬러필터기판(20)은 제 2 투명기판(22) 및 이의 배면으로 상기 게이트배선(14)과 데이터배선(16) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25) 그리고 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 R(rea),G(green),B(blue) 컬러필터(26)로 이루어진 컬러필터층(24)을 포함하며, 이의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 마련되어 있다.
그리고 비록 도면상에 명확하게 도시되지는 않았지만 이들 두 기판(10,20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제 등으로 봉함(封函)된 상태에서 각 기판(10,20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10,20)의 적어도 하나 외면으로 편광판이 부착된다.
더불어 액정패널 배면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온/오프 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
한편, 이 같은 액정표시장치에 있어 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20)의 모체가 되는 제 1 및 제 2 투명기판(12,22)은 전통적으로 유리기판이 사용되었지만, 최근 들어 노트북이나 PDA와 같은 소형의 휴대용 단말기가 널리 보급됨에 따라 이들에 적용 가능하도록 유리보다 가볍고 경량임과 동시에 유연한 특성을 지니고 있어 파손위험이 적은 플라스틱기판을 이용한 액정패널이 소개된 바 있다.
그러나 이러한 플라스틱기판은 잘 휘어지며 열에 약한 고유의 특성 때문에 유리기판을 처리대상으로 하는 종래의 액정표시장치용 제조장비에 적용되기 어려운데, 일례로 트랙(track) 장비나 로봇(robot)에 의한 이송 또는 카세트로의 수납 등이 불가능하며 특히 고온의 고유환경을 갖는 증착장비 등에 사용되기 어려운 단점이 있다.
이에 유리기판을 처리대상으로 하는 종래의 액정표시장치용 제조장비를 사용하면서도 가볍고 탄력성이 높은 플라스틱기판으로 액정패널을 제조할 수 있는 방안이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로 종래의 액정표시장치용 제조장비를 그대로 사용하면서도 가볍고 탄력성이 뛰어난 플라스틱기판으로 액정패널을 제조할 수 있는 방법 및 이를 통해서 제조된 액정패널을 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은 액정표시장치의 제조공정 중 플라스틱기판을 상면에 고정시킨 상태로 해당공정을 함께 겪는 지지판 및 이의 제조방법을 제시하며, 특히 상기 지지판 상에 안착된 플라스틱기판이 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 구체적인 방도를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 서로 대면되는 제 1 및 제 2 플라스틱기판과; 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판의 마주보는 내면에 각각 형성된 버퍼층과; 상기 제 1 플라스틱기판의 버퍼층 상에 종횡 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 대응 접속되어 상기 각 화소영역에 위치되는 화소전극과; 상기 제 2 플라스틱기판의 버퍼층 하부로 형성되어 상기 화소영역 이외의 부분을 가리는 블랙매트릭스 및 상기 각 화소영역에 대응되도록 순차적으로 반복 배열된 R,G,B 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 하부로 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널을 제공한다.
이때 상기 버퍼층은 무기 또는 유기막인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 플라스틱기판을 이용한 액정패널 제조방법으로서, a)다수의 베큠홀이 상하 관통된 적어도 하나 이상의 패널영역 및 이의 가장자리를 두르도록 돌출된 경계영역으로 상면이 구분되어진 유리재질의 제 1 및 제 2 지지판을 구비하는 단계와; b)상기 제 1 및 제 2 지지판의 상기 패널영역으로 각각 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판을 안착시키는 단계와; c)상기 베큠홀에 진공을 부여하여 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판을 각각 고정시킨 상태에서 상기 제 1 및 제 2 지지판 상면으로 각각 상기 버퍼층을 형성하는 단계와; d)상기 제 1 플라스틱기판의 버퍼층 상부로 상기 게이트배선, 데이터배선, 박막트랜지스터, 화소전극을 형성하고, 상기 제 2 플라스틱기판의 버퍼층 상부로 상기 컬러필터층, 공통전극을 형성하는 단계와; e)액정층을 사이에 두고 상기 화소전극과 공통전극이 서로 대면되도록 상기 제 1 및 제 2 지지판을 합착하는 하는 단계와; f)상기 합착된 제 1 및 제 2 지지판을 액정패널 별로 절단한 후 상기 제 1 및 제 2 지지판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 a)단계는 유기기판을 준비하는 단계와; 상기 유리기판을 선택적으로 식각하여 상기 패널영역을 형성하는 단계와; 상기 패널영역에 상기 베큠홀을 관통 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 패널영역의 형성단계는 HF 계열 식각용액을 사용하고, 상기 베큠홀의 관통형성 단계는 HF 계열 식각용액을 사용하거나 또는 물리적인 펀칭하는 것을 특징으로 하며, 상기 c)단계는 상기 제 1 및 제 2 지지판을 각각 베큠척에 안착시켜 상기 베큠홀에 진공을 부여하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 지지판 상부에 유기막을 스핀 코팅하거나 또는 무기막을 증착하여 상기 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어 본 발명은 유리기판용 액정표시장치 제조장비로 처리가 가능하도록 액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판으로서, 다수의 베큠홀이 상하 관통된 적어도 하나 이상의 패널영역 및 이의 가장자리를 두르도록 돌출된 경계영역으로 상면이 구분되어진 유리재질로 이루어져, 상기 패널영역에 안착된 상기 플라스틱기판을 상기 베큠홀에 진공을 부여하여 파지한 후 상부 전면에 걸쳐 형성된 버퍼층으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판을 제공한다.
이때 상기 버퍼층은 유기막 또는 무기막인 것을 특징으로 한다.
그리고 이러한 지지판의 제조방법으로서, 유리기판을 준비하는 단계와; 상기 유리기판을 선택적으로 식각하여 상기 패널영역을 형성하는 단계와; 상기 패널영역에 상기 베큠홀을 관통 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지판의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 패널영역의 형성단계는 HF 계열 식각용액을 사용하고, 상기 베큠홀의 관통형성 단계는 HF 계열 식각용액을 사용하거나 또는 물리적인 펀칭하는 것을 특징으로 하는 바, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 플라스틱기판을 이용한 액정패널(이하 간략하게 액정패널이라 한다.)에 대한 분해사시도로서, 일반적인 경우와 동일 유사하게 액정층(130)을 사이에 두고 대면 합착된 어레이기판(110)과 컬러필터기판(120)으로 이루어지지만 이중 어레이기판(110)은 제 1 플라스틱기판(112) 상부 전면에 걸쳐 제 1 버퍼층(113)이 형성되어 있고, 이러한 제 1 버퍼층(113) 상에는 복수개의 게이트배선(114)과 데이터배선(116)이 종횡으로 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하며 이들의 교차점에 형성된 박막트랜지스터(T)가 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(118)과 일대일 대응 접속되어 있다.
이때 박막트랜지스터(T)는 게이트배선(114)에 연결된 게이트전극과 데이터배선(116)에 연결되는 드레인전극과 화소전극(118)에 연결되는 소스전극 그리고 전하(electron) 또는 정공(hole)의 이동통로인 액티브채널층 및 오믹콘택층을 포함하며, 게이트배선(114)으로부터 스캔 입력되는 주사신호에 의해 온/오프되면서 데이터배선(116)의 화상신호를 선택된 화소전극(118)으로 전달하는 스위칭소자로 작동된다.
그리고 이러한 어레이기판(110)과 액정층(130)을 사이에 두고 대면되는 컬러필터기판(120) 역시 제 2 플라스틱기판(122) 하부 전면에 걸쳐 제 2 버퍼층(123)이 형성되어 있고, 이러한 제 2 버퍼층(123) 하부로 어레이기판(110)의 화소영역(P) 이외 부분, 구체적으로는 게이트배선(114), 데이터배선(116), 박막트랜지스터(T) 등을 가려 빛샘 현상을 방지하는 격자 형상의 블랙매트릭스(125) 및 상기 화소영역(P)과 각각 대응되도록 순차적으로 반복 배열되는 R,G,B 컬러필터(126)로 이루어진 컬러필터층(124)이 마련되며, 이의 하단으로 투명한 공통전극(128)이 개재되어 잇다.
더불어 비록 도면상에 명확하게 도시되지는 않았지만 본 발명에 따른 액정패널은 이들 두 기판(110,120) 사이로 주입된 액정층(130)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리가 실링제 등으로 봉함되고 각 기판(110,120)과 액정층(130)의 경계부분으로는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(110,120)의 적어도 하나의 외면으로는 편광판이 부착되어 있다.
또한 상술한 액정패널 배면으로는 백라이트가 구비되어 빛을 공급하는 바, 박막트랜지스터(T)에 의해 선택된 화소영역(P)의 화소전극(118)과 공통전극(128) 사이에 전압차가 발생되면 그 사이로 개재된 액정층(130)의 분자 배열방향이 변화되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화 및 R,G,B 컬러필터(126)의 색조합을 이용하여 여러 가지 다양한 컬러영상을 외부로 표시한다.
이때 본 발명에 따른 액정패널은 특히 기존의 유리기판이 아닌 제 1 및 제 2 플라스틱기판(112,122)이 사용됨과 동시에 이들의 서로 마주보는 내면에 각각 제 1 및 제 2 버퍼층(113,123)이 추가로 형성되어 있는 것이 일반적인 경우와 상이한데, 상기 버퍼층(113,123)은 유리기판에 적합하도록 설계된 종래의 액정표시장치용 제조장비에 본 발명에 따른 플라스틱기판(112,122)이 처리될 수 있도록 각각의 플라스틱기판(112,122)을 자신에 상면에 안착시킨 상태로 함께 제조공정을 겪는 지지판(도 3a 및 도 3b의 150 참조)에 해당 플라스틱기판(112,122)을 고정시키기 위한 요소이다.
그리고 이러한 버퍼층(113,123)은 도면에서 보인 바와 같이 액정패널의 완성 후에도 그 내부에 잔존해 있다.
이에 대하여 본 발명에 따른 지지판의 평면도인 도 3a 및 이의 III-III 선을 따라 절단한 단면도인 도 3b를 함께 참조하여 설명한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지지판(150)은 소정깊이의 단차를 두도록 상대적으로 낮게 형성된 적어도 하나 이상의 패널영역(152) 그리고 이를 둘러싸도록 돌출된 경계영역(156)으로 상면이 구획되며, 이중 패널영역(152)에는 다수의 베큠홀(154)이 상하 관통되어 있다. 이 경우 바람직하게는 패널영역(152) 면적은 제 1 또는 제 2 플라스틱기판(112,122)의 면적과 일치하고 깊이 또한 이의 두께와 동일할 수 있으며, 따라서 이들 패널영역(152)에 제 1 또는 제 2 플라스틱기판(112,122)이 안착될 경우 상면은 평평한 상태를 유지하게 된다.
이때 지지판(150)은 종래의 액정패널용 유리기판으로 제작될 수 있는데, 구체적으로는 준비된 유리기판 평평한 일면으로 포토레지스트를 도포한 후 각 패널영역(152)에 대응되는 패턴을 지닌 마스크(mask)를 그 상단에 대면시켜 노광함으로서 경계영역(156)을 제외한 나머지 패널영역(152)의 포토레지스트를 제거하고, 이어서 노출된 부분이 소정 깊이로 낮아지도록 식각하여 패널영역(152)을 완성할 수 있다.
이 경우 목적에 따라 포토레지스트 도포 전에 유리기판 상의 습기를 제거하여 밀착성을 향상시키기 위한 프리베이크(pre-bake) 단계와, 도포된 포토레지스트에 잔류하는 솔벤트(solvent)를 증발시켜 경화하는 소프트베이크(soft-bake) 단계가 추가될 수 있으며, 포트레지스트의 도포 방법으로는 스핀코팅(spin coating) 또는 롤 코팅(roll coating) 방법이 동원될 수 있다.
또한 유리기판의 식각에 있어서도 양호한 선택비와 대면적에서의 우수한 균일도를 얻을 수 있도록 화학용액을 이용한 습식식각 방법이 사용될 수 있는데, 구체적으로는 HF 계열의 식각용액이 사용될 수 있다. 더불어 이 같은 식각이 종료되면 균일도(uniformity)의 확보를 위하여 유리기판 상에 존재하는 식각 용액을 신속하게 제거하는 QDR(Quick Dipping Rinse)를 거친 후 미량의 화학성분을 제거하는 2차 린스를 진행할 수 있으며, 경계영역(156)에 존재하는 포트레지스트를 스트리퍼(stripper) 용액으로 제거한 후 세정하게 된다.
그리고 이 같은 과정을 거친 유리기판의 패널영역(152)으로 다수의 배큠홀(154)을 상하 관통시키는데, 이는 앞서 설명한 포트리소그라피 공정 및 HF 계열의 화학용액을 이용한 습식식각 방법이 사용될 수도 있고 이와 달리 단순한 물리적 펀칭(punching) 방법이 동원될 수 있다.
한편, 이와 같이 제조된 지지판(150)의 패널영역(152)으로는 플라스틱기판(112 또는 122, 이하 임의로 112라 한다.)이 안착 고정된 후 일체로 액정패널 제조공정을 거치게 되는데, 이에 대하여 본 발명에 따른 액정패널의 제조공정을 나타낸 순서도인 도 4 그리고 이에 따른 공정단면도인 도 5a 내지 도 5g를 함께 참조하여 설명한다. 이때 본 발명에 따른 액정패널의 제조공정을 세분화하면 지지판(150)의 제작과정(st1)과, 플라스틱기판(112)의 고정과정(st2) 그리고 액정패널의 제조과정(st3)으로 구분될 수 있는데, 이중 지지판(152)의 제작과정(st1)은 앞서 자세히 설명한 바 있으므로 간단하게 정리한다.
즉, 지지판(152)의 제작과정은 종래의 액정표시장치용 유리기판을 준비하는 단계(st'1)와, 이의 상면을 선택적으로 식각하여 소정깊이의 단차를 두고 낮아지도록 적어도 하나 이상의 패널영역(152)을 형성함으로서 이의 가장자리를 둘러 돌출된 경계영역(156)과 구분시키는 단계(st'2)와, 이중 패널영역(152)에 다수의 베큠홀(154)을 상하 관통시키는 단계(st'3)로 구분될 수 있다. 그리고 이중 패널영역(152)의 형성을 위한 선택적 식각은 HF 계열의 식각용액을 사용할 수 있고, 베큠홀(154)의 관통 형성은 HF 계열 식각용액을 사용하거나 또는 펀칭 방법이 동원될 수 있음은 앞서 언급한 바 있다.
이어서 이 같은 지지판(152) 상에 플라스틱기판(112)을 고정시키는 과정(st2)으로서, 도 5a에 나타낸 바와 같이 플라스틱기판(112)을 준비하여 지지판(150)의 패널영역(152)에 안착시키는 단계(st'4)와, 도 5b와 같이 플라스틱기판(112)이 안착된 패널영역(152)을 상하 관통하는 다수의 베큠홀(154)에 진공을 부여하여 플라스틱기판(112)을 밀착시키는 단계(st'5) 그리고 이러한 지지판(150) 상부 전면에 걸쳐 버퍼층(113 또는 123, 이하 임의로 113이라 한다.)을 형성하여 견고하게 고정시키는 단계(st'6)를 포함한다.
이때 버퍼층(113)은 유기막 또는 무기막이 가능한데 이중 유기막의 경우에는 BCB나 아크릴 수지와 같은 물질을 스핀코팅해서 형성할 수 있고 무기막의 경우에는 SiNx와 SiO2와 같은 물질을 화학기상 증착하여 형성할 수 있는 바, 이 같은 버퍼층(113)은 플라스틱기판(112)을 지지판(150)에 견고하게 고정시킴은 물론 후속의 액정패널 제조공정(st3) 중에 플라스틱기판(112)으로부터 발생되는 가스를 억제하는 역할을 한다.
한편, 이와 같이 버퍼층(113)을 형성하기 위하여 유기막을 스핀코팅을 하거나 또는 무기막을 화학기상증착을 할 경우에 플라스틱기판(112)이 지지판(150)의 패널영역(152)으로부터 이탈되거나 또는 형태가 변형될 수 있고, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 패널영역(152)에 다수의 베큠홀(154)을 상하로 관통시킨 후 진공을 부여하여 플라스틱기판(112)을 지지판(150)에 밀착시키는 것이다.
즉, 고속 회전하는 스핀코팅 장비 내에서 지지판(150)으로부터 플라스틱기판(112)이 이탈될 가능성이 크고 이와 달리 고온의 고유환경을 갖는 화학기상증착장비 내에서는 플라스틱기판(112)이 열에 의해 우그러지는 등의 형태변형이 나타날 수 있는 바, 플라스틱기판(112)이 안착된 지지판(150)은 일례로 베큠척(160) 상에 놓여 각 베큠홀(154)로 진공을 부여할 수 있고 이를 통해 긴밀하게 밀착된 상태에서 상기 베큠척(160)과 함께 스핀코팅 또는 화학기상증착 장비 내로 반입되어 버퍼층(113)이 형성되는 것이다.
참고로 베큠척(160)은 반도체 또는 액정표시장치의 제조공정 중에 처리 대상물인 웨이퍼(Wafer) 또는 기판이 안착되면 진공을 조성하여 이를 파지하는 치구로서, 구체적인 설명을 하지 않더라도 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
그리고 상기 버퍼층(113)을 이용하여 적어도 하나 이상의 플라스틱기판(112)이 견고하게 고정된 지지판(150)은 어레이공정(st'7) 또는 컬러필터공정(st'8)을 거친 후 액정셀공정(st'9)에서 서로 합착되어 액정패널을 이루는 것으로, 이 경우 플라스틱기판(112) 및 이를 고정시키는 지지판(150)은 외관상 일반적인 유리기판과 별반 다를 바 없으므로 이를 처리대상물로 하는 종래의 액정표시장치용 제조장비에 그대로 적용될 수 있다. 즉, 상기 플라스틱기판(112)은 지지판(150)과 함께 하는 한 일반적인 반송트랙을 이용한 이송 및 증착장비에서의 공정 진행이 가능하며, 카세트에 수납되어도 휘어지는 등의 문제점이 나타나지 않게 된다.
따라서 플라스틱기판(112) 및 이를 고정하는 지지판(150) 전체를 액정표시장치용 제조장비에 경유시킴으로서 해당 구성요소가 갖춰진 어레이기판(110) 또는 컬러필터기판(120)이 얻어질 수 있는 바, 도 5c 이하의 도면에서는 어레이 구성요소가 갖춰진 제 1 플라스틱기판(112) 및 이를 고정시키는 제 1 지지판(150a) 및 제 1 버퍼층(113)을 구별하여 어레이모기판이라 하고, 컬러필터 구성요소가 갖춰진 제 2 플라스틱기판(122) 및 이를 고정시키는 제 2 지지판(150b) 및 제 2 버퍼층(123)을 구별하여 컬러필터모기판이라 한다.
먼저 도 5c에 나타낸 바와 같이 제 1 플라스틱기판(112) 및 이를 고정시키는 지지판(150)은 제 1 버퍼층(113) 상에 수 차례에 걸친 박막의 증착 및 이의 선택적 식각을 통해 어레이 구성요소(170)가 갖춰지는데, 이는 종횡 교차된 게이트배선(114)과 데이터배선(116), 이들의 교차점에 형성된 박막트랜지스터(T) 및 이와 대응 접속되며 각 화소영역(P)에 위치되는 화소전극(118)을 포함한다.(도 2 참조)
그리고 이와 별도로 제 2 플라스틱기판(122) 및 이를 고정시키는 제 2 지지판(150a)의 제 2 버퍼층(123)에는 컬러필터 구성요소(174)로서 블랙매트릭스(125) 및 R,G,B 컬러필터(126)를 포함하는 컬러필터층(124)과 공통전극(128)이 차례로 형성된다.(도 5d 참조)
이어서 액정셀 공정(st'9)이 후속되는데 이는 구체적으로 액정분자를 일정방향으로 배열시키기 위하여 어레이모기판과 컬러필터모기판의 마주보게될 일면으로 각각 배향막을 도포한 후 이를 러빙하는 배향막 도포 및 러빙공정과, 합착을 위해 어레이모기판에 씰패턴(172)을 형성하는 씰패턴 인쇄공정과, 액정주입공간을 확보하고 일정한 셀갭을 유지시키기 위하여 컬러필터모기판에 스페이서를 뿌리는 스페이서 산포공정을 포함한다.
그리고 이와 같은 어레이모기판과 컬러필터모기판은 공통전극과 화소전극이 서로 마주보도록 합착되어 그 사이로 액정이 진공 주입되거나 또는 합착 전 적하 방식으로 액정이 충진된 후 합착되며, 도 5e와 같이 각 액정패널 별로 절단한 후 제 1 및 제 2 지지판(150a,150b)을 분리해냄으로서 전 공정이 완료되는 바, 이후 간단한 온-오프 시험으로 양품만을 선별하여 편광판을 부착함으로서 도 5f 및 이의 분해사시도인 도 2와 같은 액정패널이 구현된다.
본 발명에 의하면 종래의 유리기판을 식각하여 패널영역을 형성한 후 이에 플라스틱기판을 안착시키고 버퍼층을 형성함으로서 플라스틱기판을 고정시키고, 그 결과로 기존의 유리기판용 액정표시장치 제조장비를 그대로 활용하여 플라스틱기판으로 구성된 액정패널을 제조할 수 있는 장점이 있다.
더불어 본 발명에 따른 지지판에는 상술한 버퍼층의 형성과정에서 플라스틱기판이 지지판으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 패널영역에 다수의 베큠홀을 상하 관통시킨 후 베튬척으로 진공을 부여하여 긴밀하게 파지하는 바, 이를 통해서 버퍼층을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 유리기판을 이용한 액정패널에 대한 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 플라스틱기판을 이용한 액정패널에 대한 분해사시도.
도 3a와 도 3b는 각각 본 발명에 따른 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조공정에 있어서 상기 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판의 평면도와 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조공정순서도.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 액정패널의 제조공정순서에 따른 공정단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 어레이기판 112 : 제 1 플라스틱기판
113 : 제 1 버퍼층 114 : 게이트배선
116 : 데이터배선 118 : 화소전극
120 : 컬러필터기판 122 : 제 2 플라스틱기판
123 : 제 2 버퍼층 124 : 컬러필터층
125 : 블랙매트릭스 126a,126b,126c : R,G,B 컬러필터
128 : 공통전극 130 : 액정층
150 : 지지판 150a,150b : 제 1 및 제 2 지지판
152 : 패널영역 154 : 베큠홀
156 : 경계영역 160 : 베큠척
170 : 어레이 구성요소 172 : 씰패턴
174 : 컬러필터구성요소

Claims (10)

  1. 서로 대면되는 제 1 및 제 2 플라스틱기판과;
    상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판의 마주보는 내면에 각각 형성된 버퍼층과;
    상기 제 1 플라스틱기판의 버퍼층 상에 종횡 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기 게이트배선 및 데이터배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 대응 접속되어 상기 각 화소영역에 위치되는 화소전극과;
    상기 제 2 플라스틱기판의 버퍼층 하부로 형성되어 상기 화소영역 이외의 부분을 가리는 블랙매트릭스 및 상기 각 화소영역에 대응되도록 순차적으로 반복 배열된 R,G,B 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과;
    상기 컬러필터층 하부로 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버퍼층은 무기 또는 유기막인 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널.
  3. 제 1항에 기재된 플라스틱기판을 이용한 액정패널 제조방법으로서,
    a)다수의 베큠홀이 상하 관통된 적어도 하나 이상의 패널영역 및 이의 가장자리를 두르도록 돌출된 경계영역으로 상면이 구분되어진 유리재질의 제 1 및 제 2 지지판을 구비하는 단계와;
    b)상기 제 1 및 제 2 지지판의 상기 패널영역으로 각각 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판을 안착시키는 단계와;
    c)상기 베큠홀에 진공을 부여하여 상기 제 1 및 제 2 플라스틱기판을 각각 고정시킨 상태에서 상기 제 1 및 제 2 지지판 상면으로 각각 상기 버퍼층을 형성하는 단계와;
    d)상기 제 1 플라스틱기판의 버퍼층 상부로 상기 게이트배선, 데이터배선, 박막트랜지스터, 화소전극을 형성하고, 상기 제 2 플라스틱기판의 버퍼층 상부로 상기 컬러필터층, 공통전극을 형성하는 단계와;
    e)액정층을 사이에 두고 상기 화소전극과 공통전극이 서로 대면되도록 상기 제 1 및 제 2 지지판을 합착하는 하는 단계와;
    f)상기 합착된 제 1 및 제 2 지지판을 액정패널 별로 절단한 후 상기 제 1 및 제 2 지지판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 a)단계는 유기기판을 준비하는 단계와;
    상기 유리기판을 선택적으로 식각하여 상기 패널영역을 형성하는 단계와;
    상기 패널영역에 상기 베큠홀을 관통 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 패널영역의 형성단계는 HF 계열 식각용액을 사용하고, 상기 베큠홀의 관통형성 단계는 HF 계열 식각용액을 사용하거나 또는 물리적인 펀칭하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 c)단계는 상기 제 1 및 제 2 지지판을 각각 베큠척에 안착시켜 상기 베큠홀에 진공을 부여하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 지지판 상부에 유기막을 스핀 코팅하거나 또는 무기막을 증착하여 상기 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 이용한 액정패널의 제조방법.
  7. 유리기판용 액정표시장치 제조장비로 처리가 가능하도록 액정패널의 제조공정 중 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판으로서,
    다수의 베큠홀이 상하 관통된 적어도 하나 이상의 패널영역 및 이의 가장자리를 두르도록 돌출된 경계영역으로 상면이 구분되어진 유리재질로 이루어져, 상기 패널영역에 안착된 상기 플라스틱기판을 상기 베큠홀에 진공을 부여하여 파지한 후 상부 전면에 걸쳐 형성된 버퍼층으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 버퍼층은 유기막 또는 무기막인 것을 특징으로 하는 플라스틱기판을 고정시키기 위한 지지판.
  9. 제 7항에 기재된 지지판의 제조방법으로서,
    유리기판을 준비하는 단계와;
    상기 유리기판을 선택적으로 식각하여 상기 패널영역을 형성하는 단계와;
    상기 패널영역에 상기 베큠홀을 관통 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지판의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 패널영역의 형성단계는 HF 계열 식각용액을 사용하고, 상기 베큠홀의 관통형성 단계는 HF 계열 식각용액을 사용하거나 또는 물리적인 펀칭하는 것을 특징으로 하는 지지판의 제조방법.
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KR101040929B1 (ko) * 2008-10-22 2011-06-16 웅진케미칼 주식회사 유연한 액정 디스플레이, 그의 제조방법 및 그 제조장치

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