KR20070019062A - 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박형화된 액정 표시 장치 제조용 기판과 그 상부에 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것으로 액정 패널 영역과 절단영역으로 분리된 박형의 메인 기판과 상기 메인 기판의 절단 영역과 결합되어 상기 메인 기판을 지지하는 보조 기판을 포함하는 액정 표시 장치 제조용 기판과 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다. 이로써, 메인 기판과 보조 기판간의 접착력을 극대화 할 수 있어 메인 기판의 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 제조 공정시 메인 기판이 휘어지거나 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있고, 두 기판 사이의 불순물 침투를 방지할 수 있다. 또한, 액정 패널 제작 후, 개개의 패널 간을 분리하기 위한 공정시 보조 기판과 메인 기판을 분리시킬 수 있어 공정 단순화는 물론 박형화된 기판을 갖는 액정 표시 장치 제조 시, 그 제작 단가를 줄일 수 있다.

메인 기판, 보조 기판, 액정 패널, 절단 영역, 결합부재, 접착제, 레이저

Description

액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법{Substrate for manufacturing liquid crystal display device and method of manufacturing liquid crystal display device using the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 공정도.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합부재 형성의 변형예를 설명하기 위한 보조 기판의 평면도.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 40 : 메인 기판 11, 41 : 액정 패널 영역

12, 42 : 절단 영역 20, 50 : 보조 기판

30, 60 : 결합 부재 100 : 상부 패턴

200 : 하부 패턴 110 : 블랙 매트릭스

120 : 컬러 필터 130 : 오버코트막

140 : 공통 전극 150, 290 : 배양막

160 : 열경화성 수지 210 : 게이트 전극

220 : 게이트 절연막 230 : 활성층

240 : 오믹 접촉층 260 : 데이터 선

270 : 보호막 280 : 화소 전극

본 발명은 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 상부 기판과 하부 기판의 두께를 줄어 액정 표시 장치의 무게를 줄일 수 있는 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)는 종래의 표시 장치인 CRT(Cathode Ray Tube)와 비교하여 소형, 경량화 및 대화면화의 장점을 갖고 있어, 이의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히, 액정 표시 장치는 평판 표시 장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 핸드 폰, 피디에이(PDA), 디지털 카메라, 캠코더의 액정으로 사용될 뿐 아니라, 데스크 탑형 컴퓨터의 모니터와 대형 표시장치에도 사용되고 있어 그의 사용범위가 급속도로 확대되고 있다. 또 한, 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에서 사용되기 위해서는 경량, 박형 저 소비 전력의 특징을 유지하면서 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위화상을 얼마나 구현할 수 있는가가 관건이라고 할 수 있다.

또한, 중소형의 액정 표시 장치의 경우에는 액정 표시 장치의 기판으로 사용하는 유리 기판을 박형화 하여 전체 모듈의 무게와 두께를 줄이는 것이 중대한 경쟁력으로 떠오르고 있다.

따라서, 종래에는 이러한 액정 표시 장치의 기판을 박형화 하기위해 제 1 두께의 기판을 별도의 가공 공정을 통해 이보다 얇은 제 2 두께의 기판으로 제작한 다음, 이를 이용하여 액정 표시 장치를 제작하여 기판을 박형화 하였다. 그러나, 기판의 두께가 얇기 때문에 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 기판이 휘어지거나 처지는 현상이 발생하였고, 심지어 공정 중 발생하는 충격에 의해 기판이 깨어지는 현상이 발생하였다.

이에, 두꺼운 두께의 기판을 이용하여 액정 표시 장치를 제작한 다음, 기판을 가공하여 기판을 박형화 하는 기술이 제시되었다. 이는 그 두께가 두꺼운 기판을 이용하여 액정 표시 장치를 제조한 다음, 래핑(lapping) 또는 화학적 식각(chemical etch)을 실시하여 액정 표시 장치의 기판 두께를 줄이는 방법이다. 이를 통해 액정 표시 장치 제조 공정 중에 발생하는 상기의 문제를 해결할 수 있었다. 그러나, 액정 표시 장치 제조 공정 후, 별도의 공정 장치를 이용한 래핑 및 식각공정을 실시하여야 하기 때문에 제조 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 별도의 장치를 도입하여야 하기 때문에 시설 설비 비용 및 유지 보수 비용이 증가하게 된다. 이뿐 만 아니라 래핑 및 식각 공정시 사용되는 슬러리나 화학약품들의 사용량 또한 무시할 수 없을 정도여서 액정 표시 장치의 단가를 높이게 되는 원인이 된다. 또한, 래핑 및 식각 공정시 발생한 파티클과 같은 부산물들이 액정 표시 장치 내부로 유입되어 결함을 발생시키게 되는 원인이 된다.

이와 같은 문제를 해결하면서 기판을 박형화 하기 위한 방법이 현재 활발히 연구중이다.

이러한 방법으로 국내 공개특허공보 제1020040051330호에 개시된 바와 같이 박형의 유리 기판 2장을 합착하여 기판의 두께 및 강도를 외부적으로 증가시켜 액정 표시 장치의 제조 공정을 진행한 후 필요 없는 한 장의 기판을 분리하여 기판의 휨 현상과 파손 현상을 방지하고, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 기술이 제공되었다. 상기의 기술에서는 보조 기판과 메인 기판의 외곽부를 가열 또는 접착 테이프를 이용하여 합착한다. 이와 같이 두 기판의 외곽부를 프로판 토치 또는 접착 테이프를 이용하여 접합하기 때문에 두 기판의 중심부에서는 두 기판이 들뜨게 되는 문제가 발생한다. 또한, 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 보조 기판과 메인 기판 간에 열적 변형이 서로 달라 상부에 위치한 메인 기판이 휘어지거나 뒤틀리게 되는 현상이 발생하고 이로 인한 수율 저하 문제가 심각한 실정이다. 또한, 공정중 외곽부의 일부가 손상을 받게 되면 이 손상 영역으로 불순물이 침투하여 메인 기판의 하부면 전체 영역에 얼룩이나 스크래치를 발생시키는 결함의 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 보조 기판과 메인 기판의 절단 영역간을 접착시켜 두 기판간의 접착력을 극대화 할 수 있어 메인 기판의 들뜸 현상을 방지할 수 있으며, 공정 중 메인 기판이 휘어지거나 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있고, 두 기판 사이의 불순물 침투를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 액정 패널 재작 후 절단 영역을 절단하여 패널 간을 분리하는 공정시 보조 기판과 메인 기판을 분리시킬 수 있어 공정 단순화는 물론 박형화된 기판을 갖는 액정 표시 장치 제조시 제작 단가를 줄일 수 있는 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판 및 상기 메인 기판에 대응되며, 상기 메인 기판의 절단 영역의 적어도 일부와 결합되어 상기 메인 기판을 지지하는 보조 기판을 포함하는 액정 표시 장치 제조용 기판을 제공한다.

상기에서 메인 기판의 절단 영역에 해당하는 상기 보조 기판 영역을 레이저로 조사하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 메인 기판과 상기 보조 기판이 대향하는 면에 각기 양전하와 음전하로 대전하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널 을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판과, 상기 메인 기판에 대응되며, 상기 메인 기판을 지지하는 보조 기판 및 상기 메인 기판과 상기 보조 기판이 접하는 면의 상기 절단 영역의 적어도 일부에 형성되어 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 결합부재를 포함하는 액정 표시 장치 제조용 기판을 제공한다.

여기서, 상기 결합부재로 액정 표시 장치 제조 공정시의 온도에서 그 접착력을 유지하는 접착제, 접착 테이프 또는 실란트를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 접착제로 단백질계 접착제, 고무계 접착제, 합성수지계 접착제 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 결합부재가 형성되는 상기 메인 기판과 상기 보조 기판의 표면의 적어도 일부에 스크래치가 형성될 수 있다.

상기에서 횡방향과 종방향의 액정 패널 영역이 상기 절단 영역을 통해 이격되어 있을 수 있으며, 횡방향의 상기 액정 패널 영역은 밀착되고, 종방향의 상기 액정 패널 영역은 상기 절단영역을 통해 이격될 수도 있다.

상술한 메인 기판과 상기 보조 기판의 두께가 각기 0.1 내지 0.5mm인 것이 바람직하다.

상기 결합부재는 단위 액정 패널 영역을 각기 감싸거나, 다수의 액정 패널 영역을 하나의 그룹으로 하여 이를 감싸는 형태로 형성되는 것이 효과적이다. 물론 상기 결합부재는 소정 간격 이격되어 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판과 보조 기판을 마련하는 단계 와, 상기 메인 기판과 상기 보조 기판 각각의 상기 절단영역의 적어도 일부를 결합하여 상부 기판과 하부 기판을 마련하는 단계와, 상기 상부 기판의 액정 패널 영역에 컬러 필터와, 공통 전극을 포함하는 상부 패턴을 형성하고, 상기 하부 기판의 액정 패널 영역에 화소 전극과, 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 패턴을 형성하는 단계와, 상기 상부 패턴과 상기 하부 패턴이 대응하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 접합하여 액정 패널을 형성하는 단계 및 상기 절단 영역과 상기 액정 표시 영역의 경계면을 따라 절단하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.

여기서, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는, 상기 메인 기판 또는 상기 보조 기판 중 적어도 어느 하나의 절단 영역 상에 결합부재를 형성하는 단계 및 상기 결합부재를 이용하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 단계를 포함할 수도 있다. 이때, 상기 결합부재는 단위 액정 패널 영역을 각기 감싸거나, 다수의 액정 패널 영역을 하나의 그룹으로 하여 이를 감싸는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는, 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 밀착 정렬하는 단계 및 레이저를 이용하여 상기 보조 기판의 절단 영역 일부를 녹여 상기 메인 기판과 결합시키는 단계를 포함할 수도 있다.

물론 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는, 상기 메인 기판의 일면에 양전하 또는 음전하로 대전시키는 단계와, 상기 보조 기판의 일면을 상기 메인 기판과 반대 극성의 전하로 대전시키는 단계 및 상기 메인 기판과 보조 기 판을 밀착 결합시키는 단계를 포함할 수도 있다.

상기의 액정 패널을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 적어도 어느 하나의 기판의 상기 액정 표시 영역의 가장자리에 열경화성 수지막을 형성하는 단계와, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 정렬한 다음 고온 압착 공정을 통해 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 접합하는 단계 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판사이 영역에 액정 물질을 주입하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 절단 영역과 상기 액정 표시 영역의 경계면의 절단은 레이저를 이용하거나, 절단기를 이용하거나, 별도의 화학적 식각을 실시하거나, 래핑공정을 통해 실시하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 액정 표시 장치 제조용 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 공정도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조용 기판은 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역(11, 41)과 개개의 액정 패널 간을 분리하기 위한 절단 영역(12, 42)으로 분리된 메인 기판(10, 40)과, 상기 메인 기판(10, 40)에 결합되어 이를 지지하는 보조 기판(20, 50)과, 상기 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합시키기 위해 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)이 접하는 면의 절단 영역(12, 42)에 형성된 결합부재(30, 60)를 포함한다.

상기의 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)의 두께는 각기 0.1 내지 0.5mm인 것이 바람직하다. 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)의 두께는 서로 동일한 두께인 것이 바람직하지만 이에 한정되지 않고, 어느 하나의 두께가 더 두꺼울 수 있다. 또한, 상기 보조 기판(20, 50)을 다수 개 접착 시킬 수도 있다.

상기의 결합 부재(30, 60)로 접착제를 사용하거나, 접착 테이프를 사용할 수도 있다. 접착제로는 단백질계 접착제, 고무계 접착제 합성수지계 접착제 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 액정 표시 장치 제조 공정시의 온도보다 높은 온도에서도 그 접착력을 유지하는 접착제를 사용하는 것이 효과적이다. 즉, 약 600도 이상의 온도에서 접착력을 유지할 수 있는 접착제를 사용한다. 또한, 결합부재로 액정 표시 소자에서 사용하는 실란트를 사용할 수도 있다.

그리고, 결합 부재(30, 60)를 절단 영역(12, 42) 내에 형성함으로 인해 액정 패널 단위별 또는 액정 패널 그룹 단위로 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합시킬 수 있고, 후속 액정 패널 형성 후, 개개의 액정 패널간을 분리하기 위한 절단 공정 시 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)도 자동으로 분리될 수 있다. 이때, 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)이 접하는 면 즉, 절단 영역(12, 42)에는 소정의 스크래치가 형성되어 있어 두 기판간의 결합력을 향상시킬 수 있다. 물론 이러한 스크래치는 절단 영역(12, 42) 내에 한정하여 메인 기판 표면에 스크래치가 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 액정 표시 장치 제조용 기판의 제작에 관해 간략히 설명하면, 메인 기판(10, 40)의 절단 영역(12, 42)에 결합부재(30, 60)를 형성한 다음, 보조 기판(20, 50)을 결합할 수 있다. 물론 이와 반대로 보조 기판(20, 50) 중 메인 기판(10, 40)의 절단 영역(12, 42)에 대응하는 영역에 결합부재(30, 60)를 형성한 다음, 메인 기판(10, 40)에 결합할 수도 있다.

상술한 설명에서는 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합하기 위해 별도의 결합 부재(30, 60)를 사용하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 제조용 기판은 액정 패널 영역(11, 41)과 절단 영역(12, 42)으로 구분된 메인 기판(10, 40)과, 메인 기판(10, 40)의 절단 영역(12, 42)과 결합되어 메인 기판(10, 40)을 지지하는 보조 기판(20, 50)을 포함한다. 여기서, 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)간의 결합 방법으로는 앞서 설명한 결합부재(30, 60)인 접착제를 이용하여 결합할 수도 있고, 레이저를 이용하여 결합할 수도 있고, 전류를 인가하여 전자기력을 이용하여 두 기판간을 붙일 수 있다. 물론 결합부재, 레이저 및 전자기력을 사용하는 방법을 혼합하여 사용할 수도 있다. 레이저를 이용할 경우에는 메인 기판과 보조 기판을 밀착시킨 다음, 레이저를 이용하여 메인 기판의 절단 영역에 해당하는 보조 기판 영역을 레이저로 조사하여 국부적으로 기판을 녹여 결합시킬 수도 있고, 메인 기판과 보조 기판의 가장자리 영역을 레이저를 이용하여 가열하여 결합시킬 수도 있다. 전자기력을 이용할 경우에는 양과 음 의 인력을 이용하되, 메인 기판의 일면에 양전하로 대전시키고, 메인 기판의 일면에 대응하는 보조 기판의 일면을 음전하로 대전시켜 이둘 간을 결합시킬 수 있다. 물론 이의 반대의 경우도 가능하다.

하기 설명에서는 결합부재를 사용하여 메인 기판과 보조 기판간을 접착함과, 메인 기판과 보조 기판이 접착된 기판을 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관해 설명한다.

상기의 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조용 기판을 제작하기 위해 액정 패널 영역(11)과 절단 영역(12)이 정의된 상부 메인 기판(10)과, 절단 영역(12)에 대응하는 영역에 결합부재(30)가 형성된 하부 보조 기판(20)을 마련한다. 또한, 액정 패널 영역(41)과 절단 영역(42)이 정의된 하부 메인 기판(40)과 절단 영역(42)에 대응하는 영역에 결합부재(60)가 형성된 하부 보조 기판(50)을 마련한다. 상기의 기판(10, 20, 40, 50)으로는 유리 기판을 사용할 수 있고, 실리콘 기판, 플라스틱 기판 등을 사용할 수도 있다. 상기 상부 메인 기판(10) 및 하부 메인 기판(40)으로는 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 기판(10, 20, 40, 50)으로 그 두께가 0.1 내지 0.5mm인 유리 기판을 사용한다. 이때, 그 두께가 0.1mm보다 얇을 경우에는 외부 충격에 의해 쉽게 손상을 받게 되는 문제가 발생하고 0.5mm보다 두껍게 될 경우에는 본 발명에서 추구하는 박형화된 기판을 얻을 수 없게 된다.

일 기판 상에는 1개 이상의 액정 패널 영역이 정의 된다. 이는 기판의 크기와 액정 패널의 사이즈에 따라 대형 기판에 하나의 액정 패널이 형성될 수도 있고, 다수개의 액정 패널이 형성될 수 있다. 이때, 메인 기판에 셀이 형성될 수 있는 경우 수는 메인 기판의 면적과 메인 기판에 형성되는 패널의 사이즈에 따라 다양할 수 있다. 본 도면에서는 설명의 편의를 위해 4개의 액정 패널 영역을 도시하였고, 그 내부에 + 형태의 절단 영역이 도시되어 있다. 따라서, + 형태의 절단 영역 내에 + 형태의 결합 부재가 형성되어 액정 패널 단위 별로 상부 및 하부 메인 기판과 상부 및 하부 보조 기판을 결합시킬 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 결합 부재의 형상과 메인 기판과 보조 기판간의 결합에 관해 다양한 변형예가 가능하다. 또한, 도면에서 점선은 절단될 라인을 표시한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합부재 형성의 변형예를 설명하기 위한 보조 기판의 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 개개의 액정 패널 단위 별로 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합하기 위해 절단 영역(12, 42)에 해당하는 전영역의 보조 기판(20, 50) 상에 결합부재(30, 60)가 형성된다. 그리고, 결합부재(30, 60)는 보조 기판(20, 50)의 사방 가장자리 영역에도 형성된다. 즉, 결합부재(30, 60)는 메쉬 형태로 형성된다. 이를 통해 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50) 간의 결합력을 향상시킬 수 있고, 후속 액정 표시 장치 제조 공정 중 발생하는 기판의 열적 팽창에 의한 메인 기판(10, 40)의 휨 현상을 방지할 수 있게 되고, 메인 기판(10, 40)이 들뜨는 현상을 방지할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 개개의 액정 패턴 단위 별로 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합하되, 절단 영역(12, 42)에 해당하는 보조 기판(20, 50) 상부 표면 영역의 적어도 일부에 결합부재(30, 60) 를 형성한다. 즉, 결합부재(30, 60) 사이에 소정의 간격을 둠으로 인해 결합력의 향상은 물론 액정 표시 장치 제조 공정 중에 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)의 결합면 사이에서 팽창된 가스를 외부로 배기할 수 있는 통로를 줌으로 인해 두 기판 사이의 공간이 팽창하게 되어 메인 기판(10, 40)의 일부가 돌출되는 현상을 방지할 수 있다. 상술한 바와 같이 개개의 액정 패널 단위 별로 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합할 수도 있지만, 다수의 액정 패널 그룹별로 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)을 결합시킬 수도 있다. 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 4개의 액정 패널을 하나의 그룹으로 하고, 이 그룹을 감싸도록 결합부재(30, 60)를 형성할 수도 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 고정세화를 위해 횡방향의 액정 패널간을 밀착시키고, 이들간을 종방향으로 일정간격 이격 시켰을 경우에는 횡방향의 액정 패널들을 하나의 그룹으로 하고, 이 그룹을 감싸도록 결합부재(30, 60)를 형성할 수 있다. 즉, 기판 내부의 결합부재(30, 60)는 직선 형상으로 형성된다.

상술한 바와 같이 상부 메인 기판(10)과 그 표면에 결합부재(30)가 형성된 상부 보조 기판(20)을 결합하여 상부 기판을 마련하고, 하부 메인 기판(40)과 그 표면에 결합부재(60)가 형성된 하부 보조 기판(50)을 결합하여 하부 기판을 마련한다.

이후, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 상부 기판 즉, 상부 메인 기판(10) 상에는 액정 패널을 구성하기 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 필터와, 오버 코트막과, 공통 전극을 포함하는 상부 패턴(100)을 형성하고, 하부 기판 즉, 하부 메인 기판 (40) 상에 액정 패널을 구성하기 위해 일 방향으로 연장하는 다수의 게이트 선과, 상기 게이트 선과 교차하는 다수의 데이터 선과, 상기 게이트 선과 데이터 선에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 게이트 선, 데이터 선 및 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 화소 영역의 가장자리 일부에 형성되고 화소 영역으로 연장된 연장부를 갖는 유지 전극 배선을 포함하는 하부 패턴(200)을 형성 한다. 상기 패턴 형성에 관해서는 후술한다.

도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 상부 기판의 상부 패턴(100)과 하부 기판의 하부 패턴(200)이 대향하도록 두 기판을 정렬 시킨다. 이때, 상부와 하부의 절단 영역(12, 42)이 일치되도록 정렬한다. 그리고, 열경화성 수지막(미도시)을 이용한 고온 압착 공정을 통해 상부 기판과 하부 기판을 접합한다. 여기서, 진공 주입 방법을 이용하여 열 경화성 수지막에 의해 형성된 두 기판 사이의 액정 표시 영역(11, 41) 내에 액정물질을 주입할 수도 있다.

도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 절단 영역(12, 42)과 액정 표시 영역(11, 41)의 경계면을 따라 절단 공정을 실시하여 개개의 액정 표시 패널(300)을 물리적으로 분리한다. 이때, 절단 공정시 상부 메인 기판(10) 상의 상부 보조 기판(20)은 자동으로 분리되고, 또한, 하부 메인 기판(40) 하부의 하부 보조 기판(50) 또한 자동으로 분리된다. 이는 절단 영역(12, 42) 내에서만 메인 기판(10, 40)과 보조 기판(20, 50)이 결합부재(30, 60)에 의해 결합되어 있기 때문에 절단 영역(12, 42)을 제거하게 되면 결합부재(30, 60)가 형성되지 않은 액정 패널 영역(11, 41)의 보조 기판(20, 50)이 자동으로 분리된다. 상기 절단을 위한 방법으로는 레이저를 이용하 거나, 절단기를 이용하거나, 별도의 화학적 식각을 실시하거나, 래핑공정을 통해 실시할 수 있다.

이하, 상술한 기판을 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관해 좀더 구체적으로 설명한다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

하기에서는 상부 기판과 하부 기판 각각의 제작 방법을 설명한 다음 이들의 결합에 관해 설명한다. 도 6a 내지 도 6c는 상부 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 도 1의 (b)의 A-A선 단면도이며, 도 7a 내지 도 7d는 하부 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 도 1의 (b)의 B-B선 단면도이고, 도 8은 도 6c의 상부 기판을 회전시킨 다음, 도 7d의 하부 기판에 결합된 후의 단면도이다. 도 9는 도 8의 기판을 절단한 후의 개개 액정 패널의 단면도이다.

먼저 도 6을 참조하여 상부 메인 기판 상에 상부 패턴을 제작하는 방법에 관해 설명한다.

본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 상부 메인 기판(10)과 상부 보조 기판(20)이 절단 영역에 형성된 결합부재(30)에 의해 결합되어 있다. 이를 통해 상부 패턴 제작시 박형의 상부 메인 기판(10)이 뒤틀리거나 들뜨는 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 박형의 두 기판이 결합되어 있어 기판이 처치거나 휘어지는 현상이 발생하지 않게 된다.

도 6a를 참조하면, 상부 기판(10, 20) 즉, 상부 메인 기판(10) 상의 액정 패널 영역(11) 배면의 일부에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(110)를 형성하고, 나머지 영역 내에 컬러 필터(120)를 형성한다.

여기서, 블랙 매트릭스(110)는 하부 메인 기판(40)의 게이트 선(210), 데이터 선 및 박막 트랜지스터를 포함하는 영역과 대응하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 액정 패널 영역(11)의 가장자리 둘레에 형성되어 후속 열경화성 수지막(160)이 형성되는 영역을 커버할 수 있도록 하는 것이 효과적이다. 즉, 투명 절연 기판의 배면 상에 불투명 금속 또는 불투명 수지를 포함하는 불투명 물질을 도포한 다음, 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여 블랙 매트릭스(110)를 형성한다.

상기의 블랙 매트릭스(110)가 형성된 상부 메인 기판(10) 상에 R, G, B 칼라수지 중 어느 하나를 적층한 후, 칼라수지를 패터닝하여 컬러 필터(120)를 형성하는 것이 효과적이다. 컬러 필터(220)는 적(R), 녹(G) 및 청(B)색의 컬러 필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과 시켜 컬러표시를 가능하게 한다. 컬러 필터(120)는 하부 메인 기판(40) 상에 형성되는 화소 전극과 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 액정 배열에 의해 빛이 투과하여 화상을 표시하는 영역에 형성되는 것이 효과적이다.

도 6b 및 도 6c를 참조하면, 액정 패널 영역(11)의 전체 구조상에 오버코트막(130)을 형성하고, 그 상부에 공통전극(140)을 형성한다.

여기서, 오버 코트막(130)은 투명한 절연성막을 사용하고, 공통 전극(140)으로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 이용하는 것이 효과적이다. 이후, 상기 액정 표시 영역(11) 상부에 배양막(150)을 형성할 수도 있다. 또한, 상기의 공통전극(140)의 일부를 절개하는 절개패턴(미도시)을 형성할 수도 있고, 공통전극(140) 하부에 이를 돌출시키기 위한 유기 절연물질로 형성된 돌출패턴(미도시)이 형성될 수도 있다. 이때, 돌출 패턴을 화소 전극 절개부 사이에 배치되도록 형성하여 화소 영역을 다수개의 도메인으로 분할할 수 있다. 그리고, 공통전극(140)은 열경화성 수지막(160)이 형성되는 영역에는 형성되지 않는 것이 바람직하다.

이하, 하기에서는 도 7을 참조하여 하부 메인 기판 상에 하부 패턴을 제작하는 방법에 관해 설명한다.

본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 하부 메인 기판(40)과 하부 보조 기판(50)이 절단 영역에 형성된 결합부재(60)에 의해 결합되어 있다. 이를 통해 하부 패턴 제작시 박형의 하부 메인 기판(40)이 뒤틀리거나 들뜨는 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 박형의 두 기판이 결합되어 있어 기판이 처치거나 휘어지는 현상이 발생하지 않게 된다.

도 7a를 참조하면, 하부 메인 기판(40) 상에 제 1 도전성막을 형성한 다음, 이를 제 1 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 사진 식각공정을 통해 게이트 선 즉, 게이트 전극(210)을 형성하고, 유지 전극을 포함한 유지 전극 배선(미도시)이 형성한다.

여기서, 상기 제 1 도전성막으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

도 7b를 참조하면, 하부 메인 기판(40) 상에 게이트 절연막(220), 활성층(230), 오믹 접촉층(240) 및 제 2 도전성막을 순차적으로 형성한다.

하부 메인 기판(40) 상에 PECVD법, 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 게이트 절연막(220)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(220)으로는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 게이트 절연막(220) 상에는 상기의 증착 방법을 통해 활성층(230), 오믹 접촉층(240) 및 제 2 도전성막을 순차적으로 형성한다. 활성층(230)으로는 비정질 실리콘층을 사용하고, 오믹 접촉층(240)으로는 실리사이드 또는 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘층을 사용하고, 제 2 도전성막으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중 적어도 하나의 금속 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 도전성 막은 상기 제 1 도전성 막과 동일한 물질을 사용할 수도 있다.

이후, 제 2 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 사진 식각공정을 실시하여 활성층(230) 및 오믹 접촉층(240)을 패터닝하고, 게이트 전극(210) 상에는 제 2 도전성막을 패터닝하여 소스 전극(252), 드레인 전극(254) 및 데이터 선(미도시)을 형성한다.

여기서, 상기의 제 2 감광막 마스크 패턴은 회절 노광 마스크 또는 반투과 마스크를 이용하여 소정의 단차를 갖도록 한다. 다음으로, 상기 제 2 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하되, 게이트 절연막(120)을 식각 정지막으로 하는 식각 공정을 실시하여 제 2 도전성막, 오믹 접촉층(240) 및 활성층(230)을 제거한다. 이후, 애싱 공정을 실시하여 제 2 감광막 마스크 패턴의 전 체적인 높이를 낮추, 이를 이용한 건식 식각을 실시하여 게이트 전극(210) 상부의 소스 전극(252)과 드레인 전극(254) 사이에는 활성층(230)으로 이루어진 채널이 형성되고, 그와 더불어 데이터 선(260)이 형성된다.

도 7c를 참조하면, 전체구조 상에 보호막(270)을 형성한 다음, 제 3 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 보호막(270)의 일부를 제거하여 콘택홀(272)을 형성한다.

상기에서 보호막(270)은 게이트 절연막(220)과 동일한 절연물질을 사용하는 것이 바람직하고, 보호막(270)은 다층으로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 보호막(270)은 무기 보호막과 유기 보호막의 두 층으로 형성할 수 있다. 게이트 선(220)의 끝부분인 게이트 패드 일부와, 데이터 선(260)의 끝부분인 데이터 패드 일부와, 유지 전극 배선의 일부를 노출하는 콘택홀(272)을 형성한다.

도 7d를 참조하면 하부 메인 기판(40) 상에 화소 전극(280)을 형성하고, 이를 패터닝 하여 다수의 패드를 형성한다.

바람직하게, 전체구조 상에 제 3 도전성막을 형성한 다음, 제 4 감광막 마스크 패턴을 이용하여 상기 제 3 도전성막을 패터닝하여 화소 전극(280)과 패드들을 형성한다. 여기서, 제 3 도전성 막은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 이후, 상기 액정 표시 영역(41) 상부에 배양막(290)을 형성할 수도 있다.

상술한 설명에서의 하부 기판(40, 50)은 4매 마스크 공정으로 형성되었지만, 이에 한정되지 않고, 4매 이상의 마스크 공정 또는 4매 이하의 마스크 공정을 통해서도 형성될 수 있다. 또한, 상기의 화소 전극의 일부를 절개한 절개부를 둘 수도 있다.

도 8를 참조하면, 이후 열경화성 수지막(160)을 도 6에서와 같이 제조된 상부 기판(10, 20)과, 도 7에서와 같이 제조된 하부 기판(40, 50) 사이에의 액정 표시 영역의 가장자리에 형성한다. 상기 열경화성 수지막(160)으로 실란트를 사용하는 것이 바람직하다. 이후, 상부 기판(10, 20)과 하부 기판(40, 50)간을 정렬하여 위치를 맞춘다. 이후, 위치가 정렬된 두 기판을 고온 압착하여 열경화 수지를 경화시켜 상부 기판(10, 20)과 하부 기판(40, 50) 간을 접합한다. 이어서, 진공 주입 방법을 이용하여 스페이서 즉, 경화된 열경화성 수지막(160)에 의해 형성된 소정의 공간에 액정물질을 주입하여 액정층을 형성함으로써 본 실시예에 따른 액정표시장치를 제작한다. 물론 이에 한정되지 않고, 액정층을 형성한 다음, 두 막간을 정렬할 수도 있다.

도 9를 참조하면, 앞서 도 1의 (d)에서 설명함 바와 같이 레이저, 절단기, 화학적 식각, 래핑 등의 절단 공정을 실시하여 개개의 셀 즉, 패널로 분리한다.

상술한 바와 같이, 박형화된 메인 기판과 보조 기판의 절단 영역의 적어도 일부를 접착시켜 즉, 패널 또는 패널 블록 단위로 메인 기판과 보조 기판을 접착시켜 두 기판간의 접착력을 극대화 할 수 있어 메인 기판의 들뜸 현상을 방지할 수 있다.

또한, 액정 표시 장치의 제조 공정시 메인 기판이 휘어지거나 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있고, 두 기판 사이의 불순물 침투를 방지할 수 있다.

또한, 액정 패널 제작 후, 개개의 패널 간을 분리하기 위한 공정시 보조 기판과 메인 기판을 분리시킬 수 있어 공정 단순화는 물론 박형화된 기판을 갖는 액정 표시 장치 제조 시, 그 제작 단가를 줄일 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (19)

1. 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판; 및

   상기 메인 기판에 대응되며, 상기 메인 기판의 절단 영역의 적어도 일부와 결합되어 상기 메인 기판을 지지하는 보조 기판을 포함하는 액정 표시 장치 제조용 기판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 메인 기판의 절단 영역에 해당하는 상기 보조 기판 영역을 레이저로 조사하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 액정 표시 장지 제조용 기판.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 메인 기판과 상기 보조 기판이 대향하는 면에 각기 양전하와 음전하로 대전하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 액정 표시 장치 제조용 기판.
4. 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판;

   상기 메인 기판에 대응되며, 상기 메인 기판을 지지하는 보조 기판; 및

   상기 메인 기판과 상기 보조 기판이 접하는 면의 상기 절단 영역의 적어도 일부에 형성되어 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 결합부재를 포함하는 액정 표시 장치 제조용 기판.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합부재로 액정 표시 장치 제조 공정시의 온도에서 그 접착력을 유지하는 접착제, 접착 테이프 또는 실란트를 사용하는 액정 표시 장치 제조용 기판.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 접착제로 단백질계 접착제, 고무계 접착제, 합성수지계 접착제 중 적어도 어느 하나를 사용하는 액정 표시 장치 제조용 기판.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합부재가 형성되는 상기 메인 기판과 상기 보조 기판의 표면의 적어 도 일부에 스크래치가 형성된 액정 표시 장치 제조용 기판.
8. 청구항 4에 있어서,

   횡방향과 종방향의 액정 패널 영역이 상기 절단 영역을 통해 이격된 액정 표시 장치용 제조용 기판.
9. 청구항 4에 있어서,

   횡방향의 상기 액정 패널 영역은 밀착되고, 종방향의 상기 액정 패널 영역은 상기 절단영역을 통해 이격된 액정 표시 장치 제조용 기판.
10. 청구항 4에 있어서,

    상기 메인 기판과 상기 보조 기판의 두께가 각기 0.1 내지 0.5mm인 액정 표시 장치 제조용 기판.
11. 청구항 4에 있어서,

    상기 결합부재는 단위 액정 패널 영역을 각기 감싸거나, 다수의 액정 패널 영역을 하나의 그룹으로 하여 이를 감싸는 형태로 형성되는 액정 표시 장치 제조용 기판.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 결합부재는 소정 간격 이격되어 형성된 액정 표시 장치 제조용 기판.
13. 액정 패널이 형성될 액정 패널 영역과 상기 액정 패널을 분리하기 위한 절단 영역으로 구분된 메인 기판과 보조 기판을 마련하는 단계;

    상기 메인 기판과 상기 보조 기판 각각의 상기 절단영역의 적어도 일부를 결합하여 상부 기판과 하부 기판을 마련하는 단계;

    상기 상부 기판의 액정 패널 영역에 컬러 필터와, 공통 전극을 포함하는 상부 패턴을 형성하고, 상기 하부 기판의 액정 패널 영역에 화소 전극과, 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 패턴을 형성하는 단계;

    상기 상부 패턴과 상기 하부 패턴이 대응하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 접합하여 액정 패널을 형성하는 단계; 및

    상기 절단 영역과 상기 액정 표시 영역의 경계면을 따라 절단하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는,

    상기 메인 기판 또는 상기 보조 기판 중 적어도 어느 하나의 절단 영역 상에 결합부재를 형성하는 단계; 및

    상기 결합부재를 이용하여 상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 결합하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
15. 청구항 14에 있어서,

    상기 결합부재는 단위 액정 패널 영역을 각기 감싸거나, 다수의 액정 패널 영역을 하나의 그룹으로 하여 이를 감싸는 형태로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
16. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는,

    상기 메인 기판과 상기 보조 기판을 밀착 정렬하는 단계; 및

    레이저를 이용하여 상기 보조 기판의 절단 영역 일부를 녹여 상기 메인 기판과 결합시키는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
17. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 마련하는 단계는,

    상기 메인 기판의 일면에 양전하 또는 음전하로 대전시키는 단계;

    상기 보조 기판의 일면을 상기 메인 기판과 반대 극성의 전하로 대전시키는 단계; 및

    상기 메인 기판과 보조 기판을 밀착 결합시키는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
18. 청구항 13에 있어서, 상기 액정 패널을 형성하는 단계는,

    상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 적어도 어느 하나의 기판의 상기 액정 표시 영역의 가장자리에 열경화성 수지막을 형성하는 단계;

    상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 정렬한 다음 고온 압착 공정을 통해 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 접합하는 단계; 및

    상기 상부 기판과 상기 하부 기판사이 영역에 액정 물질을 주입하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
19. 청구항 13에 있어서,

    상기 절단 영역과 상기 액정 표시 영역의 경계면의 절단은 레이저를 이용하거나, 절단기를 이용하거나, 별도의 화학적 식각을 실시하거나, 래핑공정을 통해 실시하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

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