KR20070088858A - 표시장치의 제조장치 및 이를 이용한 표시장치의 제조방법 - Google Patents

표시장치의 제조장치 및 이를 이용한 표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치의 제조장치와 이를 이용한 표시장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시장치의 제조장치는, 유기막이 형성되어 있는 절연기판이 안착되는 스테이지와; 절연기판 상에서 승강운동하며, 유기막에 요철패턴을 형성하는 몰드와; 몰드를 정렬 및 승강운동시키는 제1구동부와; 유기막에 몰드가 몰딩 되었을 때, 몰드를 홀딩하여 몰드를 재정렬시키는 몰드정렬부와; 몰드정렬부를 구동시키는 제2구동부와; 제1 및 제2구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 유기막 상에 형성된 패턴의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조장치가 제공된다.

Description

표시장치의 제조장치 및 이를 이용한 표시장치의 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS FOR DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치의 요부 사시도이며,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치의 제어 블록도이고,
도 4a는 본 발명에 의하여 제조된 박막트랜지스터 기판의 배치도이고,
도 4b는 도 4a의 Ⅳb-Ⅳb를 따른 단면도이며,
도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법을 순차적으로 설명하는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 표시장치의 제조장치 5 : 스테이지
10 : 몰드 15 : 제1구동부
20 : 몰드정렬부 21 : 홀더
23 : 지지프레임 30 : 제2구동부
40 : 카메라 45 : 제어부
본 발명은 표시장치의 제조장치와 이를 이용한 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광원의 형태에 따라 투과형, 반투과형 및 반사형으로 나눌 수 있다. 투과형은 액정패널의 배면에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터의 빛이 액정패널을 투과하도록 한 것이다. 반사형은 자연광을 이용한 것으로, 소비전력의 70%를 차지하는 백라이트 유닛의 사용을 제한하여 소비전력을 절감할 수 있는 형태이다. 반투과형 액정표시장치는 상기 투과형과 반사형 액정표시장치의 장점을 살린 것으로, 자연광과 백라이트 유닛을 이용함으로써, 주변 광도의 변화에 관계없이 사용환경에 맞게 적절한 휘도를 확보할 수 있는 형태이다.
여기서, 반사형 또는 반투과형 액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 보호막을 도포하고, 보호막 상에 요철패턴을 형성한다. 그리고, 요철패턴 상의 전면에 반사층을 형성하면 반사형 액정표시장치가 되고, 일영역에만 반사층을 형성하면 반투과형 액정표시장치가 제조된다. 여기서, 요철패턴은 반사층에 난반사 또는 빛의 산란을 유도하고, 빛의 반사 효율을 높이기 위한 것이다. 이러한, 요철패턴은 대응되는 패턴이 형성된 표시장치용 몰드를 보호막 상에 정렬 배치하고 가 압하여 형성된다.
그러나, 보호막은 유동성이 있는 유기물질로, 표시장치용 몰드를 보호막 상으로 가압시 보호막의 유동성에 의하여 표시장치용 몰드가 틀어져 오정렬이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 유기막 상에 형성된 패턴의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조장치와 이를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 유기막이 형성되어 있는 절연기판이 안착되는 스테이지와; 절연기판 상에서 승강운동하며, 유기막에 요철패턴을 형성하는 몰드와; 몰드를 정렬 및 승강운동시키는 제1구동부와; 유기막에 몰드가 몰딩 되었을 때, 몰드를 홀딩하여 몰드를 재정렬시키는 몰드정렬부와; 몰드정렬부를 구동시키는 제2구동부와; 제1 및 제2구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치에 의하여 달성된다.
여기서, 몰드정렬부는 몰드를 홀딩하는 홀더와, 홀더를 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다.
그리고, 홀더는 진공척(VACUUM CHUCK) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 몰드의 정렬 상태를 확인하는 카메라를 더 포함할 수 있다.
여기서, 몰드는 일면에 요철패턴이 형성되어 있는 패턴형성부와 패턴형성부 의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부를 가지며, 홀더는 평탄부에 대응하는 몰드의 타면을 홀딩할 수 있다.
그리고, 제어부는 제1구동부를 제어하여 몰드를 절연기판 상에 정렬 배치시킨 후, 몰드를 절연기판 방향으로 가압할 수 있다.
또한, 제어부는 카메라로 몰드의 정렬상태를 확인하면서 제2구동부를 제어하여 몰드를 재정렬 시킬 수 있다.
여기서, 패턴형성부에는 요철패턴이 형성된 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 유기막 제거부가 마련되어 있을 수 있다.
그리고, 절연기판과 유기막 사이에는 게이트 패드, 데이터 패드 및 드레인 전극이 마련되어 있으며, 제어부는 유기막 제거부가 게이트 패드, 데이터 패드 및 드레인 전극 중 적어도 하나에 대응하도록 몰드를 정렬시킬 수 있다.
또한, 몰드에는 절연기판과의 정렬을 위한 정렬키가 마련되어 있을 수 있다.
본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 보호막이 형성되어 있는 절연기판을 마련하는 단계와; 보호막 상에 패턴형성부를 갖는 몰드를 정렬 배치시키는 단계와; 몰드를 절연기판 방향으로 가압하여 보호막에 패턴형성부에 대응하는 요철패턴을 형성하는 단계와; 몰드를 홀딩하여 몰드를 재정렬시키는 단계와; 몰드를 보호막으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 몰드의 재정렬 단계와 몰드의 분리단계 사이에, 보호막을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 보호막은 고분자 유기물을 포함하며, 열 및 광 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화될 수 있다.
여기서, 몰드의 정렬상태를 확인하는 카메라를 더 포함할 수 있다.
그리고, 몰드정렬부는 몰드를 홀딩하는 홀더와 상기 홀더를 지지하는 지지프레임을 포함하고, 재정렬 단계는 홀더가 몰드의 가장자리를 홀딩하는 단계와; 카메라를 이용하여 몰드의 정렬상태를 확인하면서 몰드를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 홀더는 진공척(VACUUM CHUCK) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 몰드는 일면에 요철패턴이 형성되어 있는 패턴형성부와 패턴형성부의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부를 가지며, 홀더는 평탄부에 대응하는 몰드의 타면을 홀딩할 수 있다.
그리고, 보호막의 형성 전에, 절연기판 상에 일방향으로 연장되어 있는 게이트 배선, 게이트 배선과 절연 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 패턴형성부는 요철패턴이 형성된 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 유기막 제거부를 포함하고, 게이트 배선은 게이트 패드를 포함하고, 데이터 배선은 데이터 패드와 드레인 전극을 포함하며, 재정렬 단계는 유기막 제거부가 게이트 패드, 데이터 패드 및 드레인 전극 중 적어도 하나에 대응하도록 몰드를 재정렬시킬 수 있다.
그리고, 보호막의 경화 후, 보호막 상의 화소영역에 대응하여 화소전극을 형성하는 단계와; 화소전극 상의 적어도 일영역에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치의 요부 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실싱에 따른 표시장치의 제조장치의 제어 블럭도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치(1)는 유기막에 요철패턴을 형성할 수 있는 몰드(10)를 구비한 것으로, 이하의 설명에서는 요철패턴을 형성하는 기능에 초점을 두어 설명하나 요철패턴의 형성 이외에도 코팅, 노광 및 현상 등의 다른 공정의 수행에도 적용될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조장치(1)는, 도1, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 유기막이 형성된 절연기판(110)이 안착되는 스테이지(5)와; 스테이지(5) 상에서 승강운동하며, 유기막에 요철패턴을 형성하는 몰드(10)와; 몰드(10)를 정렬 및 승강운동시키는 제1구동부(15)와; 유기막에 몰드(10)가 몰딩 되었을 때 몰드(10)를 홀딩하여 몰드(10)를 재정렬시키는 몰드정렬부(20)와; 몰드정렬부(20)를 구동시키는 제2구동부(30), 몰드(10)의 정렬상태를 확인하는 카메라(40) 및 카메라(40), 제1 및 제2구동부(15, 30)를 제어하는 제어부(45)를 포함한다.
스테이지(5)는 절연기판(110)이 안착되는 안착영역을 형성하고 있으며, 대략 사각형상을 이루고 있다. 도시되지 않았으나, 스테이지(5)의 내부에는 절연기판(110)을 지지하고 상하로 운동시킬 수 있는 복수의 리프트핀이 마련되어 있을 수 있다. 리프트핀은 외부로부터 유입된 절연기판(110)이 스테이지(5)의 안착영역에 안착될 수 있도록 가이드 한다.
스테이지(10) 상부에는 본 발명에 따른 몰드(10)가 위치하고 있다. 본 발명에 따른 몰드(10)는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치에 있어서 반사층에 의한 빛의 난반사 또는 산란을 유도하고, 빛의 반사 효율을 향상시키기 위한 요철패턴을 유기막에 형성하는 경우에 사용되는 것이다. 도5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 몰드(10)는 베이스층(11)과, 베이스층(11)의 일면에 마련되어 있는 패턴형성부(12)와, 패턴형성부(12)의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부(14)를 포함한다. 여기서, 패턴형성부(12)는 유기막에 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 패턴이 마련되어 있으며, 일예로 도5a에 도시된 바와 같이 요철패턴 또는 엠보싱 패턴이 마련되어 있을 수 있다. 그리고, 패턴형성부(12)는 요철패턴이 형성된 일면으로부터 돌출 형성된 유기막 제거부(13)를 포함한다. 유기막 제거부(13)는 유기막의 일영역을 가압하여 제거하기 위한 것으로, 제거할 영역에 대응하는 형상 및 크기로 마련된다. 일실시예로, 유기막 제거부(13)는 절연기판(110) 상에 마련된 게이트 패드(123, 도4a), 데이터 패드(164, 도4a참조 및 드레인 전극(163, 도4a참조)에 대응하는 위치에 마련될 수 있다. 요철패턴은 베이스층(11)의 일면에 음각으로 형성되어 있으며, 유기막 제거부(13)는 양각으로 형성되어 있다. 몰드(10)에는 절연기판 (110)과의 정렬을 위한 정렬키(미도시)가 마련되어 있다. 본 발명에 따르는 몰드(10)는 유기막과의 균일한 접촉과 반복사용을 위하여 소프트한 재질로 마련될 수 있으며, 자외선이 투과가능한 투명한 재질로 마련될 수 있다. 일예로 몰드(10)는 PDMS(polydimethylsilixane)을 포함하여 만들어 질 수 있다.
몰드(10)는 제1구동부(15)의 구동에 의하여 움직인다. 제1구동부(15)는 로봇 등에 의하여 스테이지(5) 상으로 유입된 몰드(10)를 지지하며 원하는 위치에 패턴이 형성될 수 있도록 몰드(10)를 정렬 시킨다. 그리고, 제1구동부(15)는 몰드(10)를 승강운동시켜 유기막에 요철패턴을 형성한다. 즉, 제1구동부(15)는 몰드(10)를 절연기판(110) 방향으로 가압하여 유기막에 요철패턴을 형성하며, 요철패턴이 형성된 후 다시 몰드(10)를 홀딩하여 유기막으로부터 몰드(10)를 분리한다.
그러나. 유기막은 유동성이 있어서, 몰드(10)를 유기막 상으로 가압시 유기막의 유동성에 의하여 몰드(10)가 틀어져 오정렬이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 유기막의 유동성 때문에 미세한 정렬이 힘들며, 이에 따라 형성하고자 하는 패턴의 수율이 저하되는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 표시장치의 제조장치(1)는 몰드(10)가 유기막에 가합될 때 유기막의 유동성에 의하여 몰드(10)가 틀어지더라도 다시 미세하게 몰드(10)를 재정렬할 수 있는 몰드정렬부(20)가 마련되어 있어 형성하고자 하는 요철패턴의 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 몰딩된 몰드(10)를 몰드정렬부(20)를 이용하여 홀딩한 후 몰드(10)를 미세하게 조정하여 원하는 패턴이 형성되도록 몰드(10)를 재정렬할 수 있다. 이는 유기막이 경화되기 전까지는 유동성을 유지하고 있기 때문에 가능하다.
본 발명에 따른 몰드정렬부(20)는 몰드(10)를 홀딩하는 홀더(21)와, 홀더(21)를 지지하는 지지 프레임(23)을 포함한다. 여기서, 홀더(21)는 진공청(VACUUM) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 홀더(21)는 평탄부(14)에 대응하는 몰드(10)의 타면을 홀딩한다. 이는 화상이 표시되는 유효영역의 외곽을 홀딩하도록 함으로써 미세정렬시 유기막의 탄성에 의한 복원오차를 최소화하기 위한 것이다. 그리고, 홀더(21)는 제1구동부(15)에 의하여 절연기판(110)이 스테이지(5) 상으로 안착될 때, 절연기판(110) 및 제1구동부(15)와의 간섭을 최소화하기 위하여 회전가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 스테이지(5)의 외곽영역으로 홀더(21)가 회전된 상태에서 절연기판(110)이 안착된다. 그리고, 홀더(21)는 가압된 몰드(10)를 홀딩하기 위하여 상하로 운동 가능하도록 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 스테이지(5)의 외곽에는 홀더(21)를 지지하는 지지 프레임(23)이 위치하여 홀더(21)의 안정적인 구동을 돕는다.
한편 다른 실시예로, 몰드(10)의 타면에는 홀더(21)와의 결합을 용이하게 하기 위한 별도의 결합부(미도시)가 마련될 수도 있다.
제2구동부(30)는 홀더(21)의 회전운동 및 상하운동을 구동시킨다. 제2구동부(30)는 몰드(10)의 미세한 정렬을 가능하게 하는 공지의 장치들이 적용될 수 있다.
스테이지(5)의 상부영역에는 몰드(10)의 정렬상태를 확인하는 카메라(40)가 위치하고 있다. 카메라(40)는 CCD(charged-coupled device) 카메라일 수 있으며, 몰드(10)와 절연기판(110)에 마련된 정렬키(미도시)의 정렬상태를 확인한다. 카메 라(40)는 지지부(45)에 의하여 지지되어 있다.
제1구동부(15), 제2구동부(30) 및 카메라(40)는 제어부(45)의 제어에 의하여 구동한다. 제어부(45)는 제1구동부(15)를 제어하여 몰드(10)를 절연기판(110) 상에 정렬 배치시킨다. 정렬시 제어부(45)는 카메라(40)를 이용하여 몰드(10)와 절연기판(110) 간의 정렬상태를 확인하면서 정렬한다. 정렬이 완료되면, 제어부(45)는 제1구동부(15)를 구동시켜 몰드(10)를 절연기판(110) 방향으로 가압하여 유기막에 패턴형성부(12)에 대응하는 요철패턴을 형성한다. 그 후, 제어부(45)는 다시 카메라(40)를 이용하여 가압시 발생한 오정렬 상태를 확인하고 오정렬이 확인되면 제2구동부(30)를 제어하여 몰드(10)를 재정렬시킨다. 구체적으로, 제어부(45)는 카메라(40)로 몰드(10)와 절연기판(110) 간의 정렬상태를 확인하여 몰드(10)를 어느 방향으로 어느 정도 움직이게 할 것인지를 계산한다. 그리고, 제어부(45)는 제2구동부(30)를 구동시켜 홀더(21)로 몰드(10)를 홀딩한 후 계산된 값에 따라 몰드(10)를 운동시킨다. 그 후, 다시 몰드(10)와 절연기판(110) 간의 정렬상태를 확인하여 재정렬 상태를 검증한다. 제어부(45)는 이와 같은 과정을 반복함으로써 재정렬시 유기막의 탄성력에 의한 정렬 오차를 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 형성하고자 하는 패턴의 수율이 향상된다.
도 4a는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 배치도이며, 도 4b는 도 4a의 Ⅳb-Ⅳb를 따른 단면도이다.
일반적으로 액정표시장치는 각 픽셀의 동작을 제어 및 구동하는 스위칭 및 구동 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 마련되어 있는 박막 트랜지스터 기판(이하 제1기판이라 함, 100)과 상기 제1 기판(100)과 대향 접착되어 있는 컬러필터 기판(이하 제2기판이라 함, 200) 및 양 기판(100, 200) 사이에 액정층(300)이 위치하고 있는 액정패널(50)을 포함한다.
우선, 제1 기판(100)에 대하여 설명한다. 제1 기판(100)은 제1절연기판(110), 제1절연기판(110) 상에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 게이트 배선(121, 122, 123) 및 복수의 데이터 배선(161, 162, 163, 164), 게이트 배선(121, 122, 123) 및 데이터 배선(161, 162, 163, 164)의 교차점에 형성된 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T) 및 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(180)을 포함한다. 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극(180)과 후술할 컬러필터 기판(200)의 공통전극(250) 사이의 액정층(300)에 신호전압이 인가되며, 액정층(300)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
제1절연기판(110)으로는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 기판이 사용될 수 있다. 제1절연기판(110) 위에는 게이트 배선(121, 122, 123)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122), 게이트선(121)의 단부에 마련되어 있으며 게이트 구동부(미도시)와 연결되어 구동신호를 전달 받는 게이트 패드(123)를 포함한다.
제1절연기판(110)위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(130)이 게이트 배선(121, 122, 123)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(130) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(140)이 형성되어 있으며, 반도체층(140)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(150)이 형성되어 있다. 소스전극(162)과 드레인 전극(163) 사이의 채널영역에서는 저항 접촉층(150)이 제거되어 있다.
저항 접촉층(150) 및 게이트 절연막(130) 위에는 데이터 배선(161, 162, 163, 164)이 형성되어 있다. 데이터 배선(161, 162, 163, 164) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(161, 162, 163, 164)은 게이트선(121)과 절연 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터선(161), 데이터선(161)의 분지이며 저항 접촉층(150)의 상부까지 연장되어 있는 소스전극(162), 소스전극(162)과 분리되어 있으며 소스전극(162)의 반대쪽 저항 접촉층(150) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(163) 및 데이터선(161)의 단부에 마련되어 있으며 데이터 구동부(미도시)와 연결되어 영상신호를 전달 받는 데이터 패드(164)을 포함한다.
데이터 배선(161, 162, 163, 164) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(140)의 상부에는 보호막(170)이 형성되어 있다. 보호막(170)에는 요철패턴(175), 드레인 전극(163)을 드러내는 드레인 접촉구(171) 및 게이트선(121)과 데이터선(161)에 구동신호를 인가하기 위하여 게이트 구동부(미도시)와 데이터 구동부(미도시)와 연결되기 위한 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173)가 형성되어 있다. 보호막(170)의 표면에 형성된 요철패턴(175)은 빛의 산란을 유발하여 반사율을 높이며, 빛의 전면반사율을 향상시키기 위한 것이다.
요철패턴(175)이 형성된 보호막(170)의 상부에는 화소전극(180)이 형성되어 있다. 화소전극(180)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(180)은 드레인 접촉구(171)를 통해 드레인 전극(163)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173) 상에는 접촉보조부재(181, 182)가 형성되어 있다. 접촉보조부재(181, 182)도 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 그리고, 화소전극(180)에는 보호막(170) 표면의 요철패턴(175)에 의하여 요철패턴이 형성된다.
반사층(190)은 화소전극(180)의 상부에 형성되어 있다. 여기서, 게이트선(121)과 데이터선(161)에 의하여 정의된 화소영역은 반사층(190)이 형성되어 있지 않은 투과영역과 반사층(190)이 형성되어 있는 반사영역으로 구분된다. 반사층(190)이 형성되어 있지 않는 투과영역에서는 백라이트 유닛(미도시)의 빛이 통과하여 액정패널(50) 밖으로 조사되며, 반사층(190)이 형성되어 있는 반사영역에서는 외부로부터의 빛이 반사되어 다시 액정패널(50) 밖으로 조사된다. 반사층(190)은 주로 알루미늄이나 은이 사용되는데, 경우에 따라서는 알루미늄/몰리브덴의 이중층을 사용할 수도 있다. 반사층(190)은 화소전극(180) 상에 형성되어 있다. 한편, 드레인 접촉구(171)에 만입되지 않고 화소전극(180) 상에 형성되어 화소전극(180)으로부터 신호를 받을 수도 있다. 그리고, 화소전극(180) 표면의 요철패턴에 의하여 반사층(190)에도 요철패턴이 형성되어 있다.
이어, 컬러필터 기판(200)에 대하여 설명하겠다.
제2절연기판(210) 위에 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1기판(100)에 위치하는 박막트랜지스터(T)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(220)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터(230)는 블랙 매트릭스(220)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러필터(230)는 백라이트 유닛(미도시)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(230)은 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터(230)와 컬러필터(230)가 덮고 있지 않은 블랙 매트릭스(220)의 상부에는 오버코트층(240)이 형성되어 있다. 오버코트층(240)은 컬러필터(230)를 평탄화 하면서, 컬러필터(230)를 보호하는 역할을 하며 통상 아크릴계 에폭시 재료가 많이 사용된다.
오버코트층(240)의 상부에는 공통전극(250)이 형성되어 있다. 공통전극(250)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(250)은 제1 기판(100)의 화소전극(180)과 함께 액정층(300)에 직접 전압을 인가한다.
이렇게 마련된 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에는 액정층(300)이 위치하고 있다.
이하에서는, 도 5a 내지 5e를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장 치의 제조장치를 이용한 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법을 순차적으로 설명하는 도면이다.
먼저, 도 4a과 도4b에 도시된 바와 같이, 공지의 방법을 통하여 제1절연기판(110)상에 게이트 배선(121, 122, 123), 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 저항 접촉층(150) 및 데이터 배선(161, 162, 163, 164)을 형성한다..
다음으로, 도5a에 도시된 바와 같이, 스핀코팅(spin coating) 또는 슬릿코팅(slit coating) 방법 등을 통하여 보호막(170)을 형성한다. 여기서, 보호막(170)은 고분자 유기물을 포함할 수 있으며, 열 및 광(UV) 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화될 수 있다. 이어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 보호막(170) 상에 요철패턴이 마련된 몰드(10)를 정렬하여 배치한다.
여기서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 사용되는 몰드(10)는 베이스층(11)과, 베이스층(11)의 일면에 마련되어 있는 패턴형성부(12)와, 패턴형성부(12)의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부(14)를 포함한다. 패턴형성부(12)에는 요철패턴이 마련되어 있으며, 요철패턴이 형성된 일면으로부터 돌출 형성된 적어도 하나의 유기막 제거부(13)가 형성되어 있다. 여기서, 유기막 제거부(13)는 복수일 수 있다. 패턴형성부(12)는 보호막(170)에 요철패턴을 형성하기 위한 것이며, 유기막 제거부(13)는 보호막(170)에 드레인 전극(163), 게이트 패드(123) 및 데이터 패드(164)의 일부를 노출시키는 드레인 접촉구(171), 게이트 패드 접촉구(172) 및 데이터 패드 접촉구(173) 중 적어도 하나를 형성하기 위한 것이다. 이때, 적어도 하 나의 유기막 제거부(13)가 게이트 패드(123), 데이터 패드(164) 및 드레인 전극(163) 중 적어도 하나에 대응하도록 정렬한다.
그 후, 도5b에 도시된 바와 같이, 제어부(45)는 제1구동부(15)를 제어하여 몰드(10)를 보호막(170) 방향으로 가압하여 보호막(170)의 표면에 요철패턴(175)을 형성한다. 이어, 제어부(45)는 카메라(40)를 이용하여 가압시 보호막(170)의 유동성에 의하여 발생 가능한 오정렬 상태를 확인한다. 일예로, 보호막(170)의 유동성에 의하여,‘m’과 같은 오정렬이 발생할 수 있다.
오정렬이 발생한 경우 도 5c에 도시된 바와 같이 몰드정렬부(20)를 이용하여 몰드(10)를 미세하게 재정렬 시킨다. 더욱 구체적으로, 재정렬 단계는 홀더(21)가 몰드(10)의 가장자리를 홀딩하고, 카메라(40, 도1참조)를 이용하여 몰드(10)와 절연기판(110) 간의 정렬상태를 확인하면서 몰드(10)를 미세하게 재정렬한다. 여기서, 홀더(21)는 진공척(VACUUM CHUCK) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나일 수 있으며, 홀더(21)는 평탄부(14)에 대응하는 몰드(10)의 타면을 홀딩하는 것이 바람직하다. 이는 재정렬시 발생할 수 있는 보호막(170)의 탄성력에 의한 복원오차를 최소화하기 위함이다. 재정렬 단계도 앞선 정렬단계와 같이, 적어도 하나의 유기막 제거부(13)가 게이트 패드(123), 데이터 패드(164) 및 드레인 전극(163) 중 적어도 하나에 대응하도록 정렬할 수 있다. 이에 의하여, 형성하고자 하는 패턴의 수율이 향상된다.
재정렬 상태가 신뢰할만한 오차범위 내로 확인되면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 몰드(10)가 가압된 상태에서 보호막(170)을 경화시킨다. 이는 보호막(170)에 형성된 패턴을 유지하기 위함이다. 상기 경화단계는 열 또는 광을 이용할 수 있다.
다음, 보호막(170)의 경화가 완료되면, 도5e에 도시된 바와 같이, 몰드(10)를 보호막(170)으로부터 분리함으로써 요철패턴(175)과 드레인 접촉구(171) 등의 형성이 완료된다. 여기서, 몰드(10) 표면에 이형제를 도포하여 몰드(10)의 분리를 용이하게 할 수 있다.
이렇게 요철패턴(175)이 마련된 보호막(170)이 마련되면, 도 4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(170) 위에 ITO 또는 IZO를 증착하고 사진 식각하여 드레인 접촉구(171)를 통하여 드레인 전극(163)과 연결되는 화소전극(180)을 형성한다. 화소전극(180)은 하부의 요철패턴(175)에 의하여 요철패턴을 이루고 있다. 그리고, 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173)을 통하여 게이트 패드(123) 및 데이터 패드(164)와 각각 연결되어 있는 접촉보조부재(181, 182)를 각각 형성한다.
화소전극(180)이 형성된 후, 화소전극(180) 상에 반사층 물질을 증착하고 패터닝하여 화소전극(180) 상의 적어도 일영역에 반사층(190)을 형성한다. 반사층(190)은 투과영역 이외의 영역(반사영역)에 형성된다. 앞에서 설명한 요철패턴(175)에 의하여 반사층(190) 역시 요철패턴을 갖는다. 반사층(190)은 화소전극(180)를 통하여 전기적 신호를 받으며, 상기 신호는 반사층(190) 상부에 위치하는 액정층(300)에 인가된다.
그 후, 배향막(미도시)을 형성하여 본 발명의 제1실시예에 따른 제1기판(100)을 마련한다.
그리고, 공지의 방법에 의하여 제2절연기판(210) 상에 블랙매트릭스(220),컬러필터(230), 오버코트층(240), 공통전극(250) 및 배향막을 형성하여 제2기판(200)을 완성한다. 이렇게 마련된 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 대향 접착시켜 액정을 주입하여 액정패널(50)을 완성한다.
한편 이상에서 본 발명의 일 실시예에 따라 몰드를 이용하여 반사층의 요철패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 표시장치용 몰드는 반사층의 요철패턴 뿐만 아니라 표시장치 상의 다양한 패턴을 형성하는데 변형 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유기막 상에 형성된 패턴의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조장치와 이를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

Claims (20)

  1. 유기막이 형성되어 있는 절연기판이 안착되는 스테이지와;
    상기 절연기판 상에서 승강운동하며, 상기 유기막에 요철패턴을 형성하는 몰드와;
    상기 몰드를 정렬 및 승강운동시키는 제1구동부와;
    상기 유기막에 상기 몰드가 몰딩 되었을 때, 상기 몰드를 홀딩하여 상기 몰드를 재정렬시키는 몰드정렬부와;
    상기 몰드정렬부를 구동시키는 제2구동부와;
    상기 제1 및 제2구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몰드정렬부는 상기 몰드를 홀딩하는 홀더와, 상기 홀더를 지지하는 지지 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 홀더는 진공척(VACUUM CHUCK) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 몰드의 정렬 상태를 확인하는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몰드는 일면에 요철패턴이 형성되어 있는 패턴형성부와 상기 패턴형성부의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부를 가지며,
    상기 홀더는 상기 평탄부에 대응하는 상기 몰드의 타면을 홀딩하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1구동부를 제어하여 상기 몰드를 상기 절연기판 상에 정렬 배치시킨 후, 상기 몰드를 상기 절연기판 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라로 상기 몰드의 정렬상태를 확인하면서 상기 제2구동부를 제어하여 상기 몰드를 재정렬 시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 패턴형성부에는 상기 요철패턴이 형성된 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 유기막 제거부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 절연기판과 상기 유기막 사이에는 게이트 패드, 데이터 패드 및 드레인 전극이 마련되어 있으며,
    상기 제어부는 상기 유기막 제거부가 상기 게이트 패드, 상기 데이터 패드 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 대응하도록 상기 몰드를 정렬시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 몰드에는 상기 절연기판과의 정렬을 위한 정렬키가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.
  11. 보호막이 형성되어 있는 절연기판을 마련하는 단계와;
    상기 보호막 상에 패턴형성부를 갖는 몰드를 정렬 배치시키는 단계와;
    상기 몰드를 상기 절연기판 방향으로 가압하여 상기 보호막에 상기 패턴형성부에 대응하는 요철패턴을 형성하는 단계와;
    상기 몰드를 홀딩하여 상기 몰드를 재정렬시키는 단계와;
    상기 몰드를 상기 보호막으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 몰드의 재정렬 단계와 상기 몰드의 분리단계 사이에, 상기 보호막을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보호막은 고분자 유기물을 포함하며, 열 및 광 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 몰드의 정렬상태를 확인하는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 몰드정렬부는 상기 몰드를 홀딩하는 홀더와 상기 홀더를 지지하는 지지프레임을 포함하고,
    상기 재정렬 단계는 상기 홀더가 상기 몰드의 가장자리를 홀딩하는 단계와;
    상기 카메라를 이용하여 상기 몰드의 정렬상태를 확인하면서 상기 몰드를 정 렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 홀더는 진공척(VACUUM CHUCK) 및 클램프(CLAMP) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 몰드는 일면에 요철패턴이 형성되어 있는 패턴형성부와 상기 패턴형성부의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부를 가지며,
    상기 홀더는 상기 평탄부에 대응하는 상기 몰드의 타면을 홀딩하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 보호막의 형성 전에,
    상기 절연기판 상에 일방향으로 연장되어 있는 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 절연 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차영역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 패턴형성부는 상기 요철패턴이 형성된 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 유기막 제거부를 포함하고,
    상기 게이트 배선은 게이트 패드를 포함하고, 상기 데이터 배선은 데이터 패드와 드레인 전극을 포함하며,
    상기 재정렬 단계는 상기 유기막 제거부가 상기 게이트 패드, 상기 데이터 패드 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 대응하도록 상기 몰드를 재정렬시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 보호막의 경화 후,
    상기 보호막 상의 상기 화소영역에 대응하여 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 화소전극 상의 적어도 일영역에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
KR1020060018620A 2006-02-27 2006-02-27 표시장치의 제조장치 및 이를 이용한 표시장치의 제조방법 KR20070088858A (ko)

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