KR20100042796A - Method for manufacturing display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a display device.
OLED, LCD, PDP 등과 같은 디스플레이 장치에 있어 서로의 기술적 장점 격차가 많이 좁혀져 비용 절감이 최고의 관심사가 되고 있다. 상기와 같은 디스플레이 장치 제조 원가를 절감하기 위해서는, 저렴한 재료를 사용하거나 공정비용을 줄이는 방법이 있다. 이를 위해, 디스플레이 장치 제조 비용 절감을 가져오는 신기술을 개발하기 위해 다양한 방법으로 개발을 시도하고 있다.In the display devices such as OLED, LCD, PDP, etc., the gap between the technical advantages of each other is narrowed, and cost reduction is a top concern. In order to reduce the manufacturing cost of the display device as described above, there is a method of using inexpensive materials or reducing the process cost. To this end, it is attempting to develop in various ways to develop a new technology that can reduce the display device manufacturing cost.
잉크젯 프린팅 기술은 디스플레이 제조에서 대면적 제조에 보다 용이할 뿐 아니라 공정수를 획기적으로 줄일 수 있고 재료효율이 90% 가까이 되는 등 기존 공정대비 비용을 크게 줄일 수 있는 장점을 지니고 있다.Inkjet printing technology is not only easier for large-area manufacturing in display manufacturing, but also has the advantage of significantly reducing costs compared to existing processes, such as drastically reducing the number of processes and nearing 90% of material efficiency.
본 발명은 디스플레이 영상의 열화없이 제조 비용을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a display device that can reduce the manufacturing cost without deterioration of the display image.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 잉크젯을 이용해 잉크 액을 분사한 후, 상기 잉크 액의 분산 용매를 증발시켜 패턴을 형성하는 단계; 및 화학 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polish) 공정을 이용하여, 상기 패턴의 표면을 평탄화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display apparatus, comprising: spraying an ink liquid using an ink jet, and then evaporating a dispersion solvent of the ink liquid to form a pattern; And planarizing the surface of the pattern by using a chemical mechanical polishing (CMP) process.
본 발명에 따르면, 잉크 젯 프린팅 방식에 의해 형성된 패턴의 표면을 화학 기계적 연마 공정에 의해 평탄화함으로써, 패턴에서 발생하는 커피 링 현상(coffee ring effect)를 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 표면이 얼룩진 형태를 가지게 됨에 따른 디스플레이 영상의 열화를 개선할 수 있다.According to the present invention, by flattening the surface of the pattern formed by the ink jet printing method by a chemical mechanical polishing process, it is possible to reduce the coffee ring effect occurring in the pattern, thereby resulting in a stained surface It is possible to improve the deterioration of the display image as it has.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 흐름도로 도시한 것으로, 도 1에 도시된 패턴 형성 방법은 OLED, LCD, PDP 등과 같은 다양한 디스플레이 장치에 전극이나 특정 기능 층 등의 패턴을 형성하기 위해 이용될 수 있다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device according to the present invention. The pattern forming method illustrated in FIG. 1 is used to form a pattern such as an electrode or a specific functional layer on various display devices such as an OLED, an LCD, and a PDP. Can be used for
먼저, 잉크젯(ink-jet)을 이용하여 잉크액을 분사한다(10 단계). 상기 잉크액은 상기 패턴의 기능을 수행하기 위한 물질, 예를 들어 형성하고자 하는 패턴이 전극인 경우 전극재인 은(Ag)과 바인더, 솔벤트 및 분산 용매 등을 포함할 수 있다.First, the ink liquid is injected using an ink-jet (step 10). The ink solution may include a material for performing the function of the pattern, for example, silver (Ag) as an electrode material, a binder, a solvent, a dispersion solvent, and the like when the pattern to be formed is an electrode.
상기 잉크액이 분사된 영역에 열처리 공정을 통해 열을 가하여 상기 잉크액 의 분산 용매 등을 증발시켜 상기 기능 물질, 예를 들어 형성하고자 하는 패턴이 전극인 경우 전극재인 은(Ag)을 남겨 패턴을 형성한다(20 단계).Heat is applied to the area where the ink liquid is injected through heat treatment to evaporate the dispersion solvent of the ink liquid to form the functional material, for example, when the pattern is an electrode, leaving silver (Ag) as an electrode material to form a pattern. Form (step 20).
그 후, 화학 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polish) 공정을 이용하여 상기 패턴의 표면을 평탄화한다(30 단계).Thereafter, the surface of the pattern is planarized by using a chemical mechanical polish (CMP) process (step 30).
흡입 장치를 이용하여 상기 화학 기계적 연마(CMP) 공정에 의해 발생한 입자들을 흡입한다.A suction device is used to suck particles generated by the chemical mechanical polishing (CMP) process.
상기와 같은 잉크젯 프린팅 방식을 이용한 패턴 형성, 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 이용한 패턴 표면의 평탄화 및 흡입 공정은 디스플레이 장치에 잉크젯 프린팅 방식으로 형성 가능한 모든 패턴들에 적용 가능하다.The pattern formation using the inkjet printing method, the planarization of the surface of the pattern using the chemical mechanical polishing (CMP) process, and the suction process may be applied to all patterns that can be formed by the inkjet printing method on the display device.
이하에서는 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 일실시예로서 액정 표시 장치(LCD, Lyquid Crystal Display)의 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display (LCD) as an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8.
도 2는 액정 표시 장치의 구조에 대한 일실시예를 단면도로 도시한 것이다.2 is a cross-sectional view of an embodiment of a structure of a liquid crystal display.
액정표시장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러 필터 기판과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.The liquid crystal display includes a thin film transistor array substrate and a color filter substrate bonded to each other, a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은 기판(125) 위에 게이트 절연막을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 게이트 라인과 화소 전극의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터를 구비한다. 게이트 신호를 공급하는 게이트 라인과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인은 교차 구조로 형 성되어 화소 영역을 정의한다.The thin film transistor array substrate may include a gate line and a data line intersecting a gate insulating layer on the
상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인의 화소 신호가 화소 전극(114)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터는 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 라인에 접속된 게이트 전극(108), 데이터 라인(104)에 접속된 소스 전극(110), 화소 전극(114)에 접속된 드레인 전극(112)을 구비한다.The thin film transistor keeps the pixel signal of the data line charged and held in response to the gate signal of the gate line. For this purpose, as shown in FIG. 4, the thin film transistor includes a
또한, 박막 트랜지스터는 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(127)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이에 채널(111)을 형성하는 활성층(121)을 더 구비한다. 이러한 활성층(121) 위에는 데이터 라인(104), 소스 전극(110), 드레인 전극(112)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(123)이 더 형성된다.In addition, the thin film transistor further includes an
화소 전극(114)은 보호막(129)을 관통하는 접촉홀(113)을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극(112)과 접속된다. 이에 따라, 박막 트랜지스터를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(114)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(미도시) 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.The
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 제조 방법에 따라 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대한 일실시예를 단계적으로 설명하기 위한 단면도들로 서, 본 발명의 일실시예로 활성층(121)을 잉크젯 프린팅 방식으로 형성하는 것을 예로 든 것이다.3 to 8 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the liquid crystal display shown in FIG. 2 step by step according to the manufacturing method according to the present invention, the active layer as an embodiment of the present invention An example of forming the 121 by an inkjet printing method is given.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 마스크를 이용한 공정을 통해, 하부 기판(125) 상에 게이트 전극(108)이 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(108) 위로 게이트 절연막(127)이 도포된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 절연막(127)은, 상기 활성층(121)이 형성되는 공간이 볼록하게 돌출되어 있는 몰드(200)에 의해 눌려지게 된다. 상기 몰드(200)는 탄성이 큰 고무재료 예컨대, 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(Polyurethane), 크로스 링크드 노볼락 수지(Cross-linked Novolac resin) 등으로 제작될 수 있다.First, as shown in FIG. 3, the
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 몰드(200)에 의해 움푹 파여진 형상으로 패터닝된 공간으로는 잉크 젯(300)을 이용해 분산용매(131)와 활성층 물질(132)이 섞여있는 용액(130)을 주입한다. 상기 활성층 물질(132)로는 Si, znO, InSe, CdS, CdSe 등이 이용될 수 있으며, 분산 용매로(131)는 알코올, 글리세롤, 물, NMP, Toluene 등의 비극성용매가 이용될 수 있다.As shown in FIG. 6, a
도 7에 도시된 바와 같이, 분산용매(131)와 섞여있는 활성층 물질(132)이 주입된 상기 하부기판(125) 은 열처리 장치를 통해 가열되어 지며, 가열에 의해 상기 분산용매(131)는 기화하고 상기 활성층 물질(132)만이 남게 된다.As shown in FIG. 7, the
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 활성층 물질(132)들은 상호 인력에 의해 응집되어 활성층(121)을 형성한다. 즉, 활성층(121)을 잉크젯 프린팅 방식에 의해 형성함에 따라, 박막 증착 공정, 세정 공정, 포토리쏘그래피 공정, 식각 공정, 포토 레지스트 박리 공정, 검사 공정 등과 같은 많은 공정이 생략될 수 있다. 또한, 나노 사이즈의 활성층 물질을 분산용매에 분산시켜 활성층(121)을 형성함으로써, 활성층(121) 전체의 표면적이 넓어져 전자이동도가 증가하게 된다는 특징이 있다.As shown in FIG. 8, the
도 3 내지 도 8에서는, 액정 표시 장치의 활성층(121)을 잉크젯 프린팅 방식으로 형성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 일실시예에 불과하므로 도 2에 도시된 액정 표시 장치의 다른 층들, 예를 들어 전극들, 오믹 접촉층, 보호막 또는 도시되지 않은 배향막, 스페이서 등의 형성을 위해 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법이 적용될 수 있다. 또한, 상기 액정 표시 장치뿐 아니라 PDP, OLED 등과 같은 다른 디스플레이 장치의 패턴 형성에 적용될 수도 있다. 3 to 8 illustrate an example in which the
도 9a 및 도 9b는 잉크 젯 방식에 의해 형성된 패턴의 형상에 대한 실시예들을 도시한 것이다.9A and 9B illustrate embodiments of a shape of a pattern formed by an ink jet method.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린팅 방식에 의해 형성된 패턴의 경우, 잉크액 분사후 열처리시 분사된 잉크액의 가장 자리 부분에서 증발이 더욱 빨리 일어나 잉크액이 바깥 쪽으로 이동하거나 그 반대의 경우에 패턴의 표면이 평탄하지 않은 커피 링 현상(coffee ring effect)가 발생할 수 있다.As shown in Figs. 9A and 9B, in the case of the pattern formed by the inkjet printing method, evaporation occurs more quickly at the edge of the ejected ink liquid during the heat treatment after the ink liquid ejection so that the ink liquid moves outward or vice versa. In this case, a coffee ring effect may occur in which the surface of the pattern is uneven.
도시된 바와 같이 형성된 패턴에서 커피 링 현상이 발생하면, 스캔 얼룩(scan mura)가 일어나 표면이 얼룩진 형태를 띄게되어 디스플레이를 구현할 경우 디스플레이되는 영상의 화질이 열화될 수 있다.When the coffee ring phenomenon occurs in the pattern formed as shown, scan mura occurs and the surface is smeared, and when the display is implemented, the image quality of the displayed image may be deteriorated.
따라서 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 잉크젯 프린팅 방식 에 의해 형성된 패턴의 표면을 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 이용하여 평탄화하는 것이 바람직하다.Therefore, in the method of manufacturing the display device according to the present invention, it is preferable to planarize the surface of the pattern formed by the inkjet printing method using a chemical mechanical polishing (CMP) process.
도 10은 잉크젯 방식에 의해 형성된 패턴의 표면을 평탄화하는 화학 기계적 연마(CMP) 장치의 구성에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것이다.FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of the configuration of a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus for planarizing the surface of a pattern formed by the inkjet method.
화학 기계적 연마(CMP)란 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드 위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(Slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.Chemical mechanical polishing (CMP) is a method in which a wafer surface having a step is brought into close contact with a polishing pad, and then a slurry containing an abrasive and a chemical is injected between the wafer and the polishing pad to planarize the surface of the wafer.
도 10에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마(CMP)는 폴리싱헤드(Polishing Head)(200)가 웨이퍼(Wafer)(210)를 픽업한 상태에서 물리적/기계적인 힘을 가하여 폴리싱을 행하게 된다. 동시에, 화학적 연마를 위해 별도의 슬러리 공급장치(미도시)를 통해 슬러리를 공급받게 되며, 펌프 등의 구동수단에 의해 공급된 슬러리는 슬러리노즐(220)을 통하여 상기 웨이퍼(210)와 폴리싱헤드(200) 사이로 주입되어 웨이퍼(210)의 표면을 평탄화시키게 된다As shown in FIG. 10, chemical mechanical polishing (CMP) is performed by applying a physical / mechanical force while the
상기한 바와 같이, 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 이용하여 형성된 패턴의 표면을 평탄화함에 의해, 표면 처리를 위해 사용된 용매의 회수, 정제, 재상용을 위한 별도의 공정 또는 설비가 불필요하다.As mentioned above, by planarizing the surface of a pattern formed using a chemical mechanical polishing (CMP) process, no separate process or equipment is required for the recovery, purification and recycling of the solvent used for the surface treatment.
다만, 화학 기계적 연마(CMP) 공정에 의해 작은 입자들이 발생할 수 있으며, 이는 디스플레이 장치의 오동작을 일으킬 수 있다. 따라서 상기 발생한 입자들을 흡입하는 과정이 추가될 수 있다. 상기와 같은 흡입 과정에 의해, 별도의 세정 공정이 불필요하며, 세정 공정에서 발생할 수 있는 기판 및 물질의 솔벤트 데미 지(solvent damage) 또는 수분 투과 현상을 방지할 수 있다.However, small particles may be generated by a chemical mechanical polishing (CMP) process, which may cause a malfunction of the display device. Therefore, the process of inhaling the generated particles can be added. By the suction process as described above, a separate cleaning process is unnecessary, and solvent damage or moisture permeation of the substrate and the material that may occur in the cleaning process may be prevented.
도 11은 화학 기계적 연마(CMP)에 의해 발생한 입자들을 흡입하는 장치의 구성에 대한 일실시예를 도시한 것이다.FIG. 11 shows one embodiment of the configuration of a device for sucking particles generated by chemical mechanical polishing (CMP).
도 11에 도시된 바와 같이, 흡입 장치(300)가 기판(320) 상에 잉크젯 프린팅 방식으로 패턴(310)이 형성된 후 화학 기계적 연마(CMP) 공정에 따른 평탄화 작업에 의해 발생하는 입자들(300)을 흡입할 수 있다.As illustrated in FIG. 11, the
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device according to the present invention.
도 2는 액정 표시 장치의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a structure of a liquid crystal display.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 제조 방법에 따라 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대한 일실시예를 나타내는 단면도들이다.3 to 8 are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing the liquid crystal display shown in FIG. 2 according to the manufacturing method according to the present invention.
도 9a 및 도 9b는 잉크 젯 방식에 의해 형성된 패턴의 형상에 대한 실시예들을 나타내는 도면들이다.9A and 9B are diagrams illustrating embodiments of shapes of patterns formed by an ink jet method.
도 10은 잉크젯 방식에 의해 형성된 패턴의 표면을 평탄화하는 화학 기계적 연마(CMP) 장치의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of a configuration of a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus for planarizing the surface of a pattern formed by an inkjet method. FIG.
도 11은 화학 기계적 연마(CMP)에 의해 발생한 입자들을 흡입하는 장치의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of the configuration of an apparatus for sucking up particles generated by chemical mechanical polishing (CMP).
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080101944A KR20100042796A (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Method for manufacturing display apparatus |
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KR1020080101944A KR20100042796A (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Method for manufacturing display apparatus |
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KR1020080101944A KR20100042796A (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Method for manufacturing display apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108001062A (en) * | 2017-12-05 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | It is a kind of to repair the excessive method of large area high uniformity inkjet printing film surface fluctuating |
-
2008
- 2008-10-17 KR KR1020080101944A patent/KR20100042796A/en not_active Application Discontinuation
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