KR20140060148A - 경량 박형의 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형 유리기판의 공정 진행을 위해 보조기판을 이용하는 경우에 있어, 보조기판 표면에 HF나 플라즈마 처리를 하거나 또는 무기절연막이나 투명 산화막을 증착하여 표면 거칠기(surface roughness)를 증가시킴으로써 공정이 완료되어 합착된 셀(cell) 상태의 액정패널로부터 보조기판을 용이하게 분리하기 위한 것으로, 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 투명 산화막을 증착하는 단계; 상기 투명 산화막이 증착된 제 1, 제 2 보조기판에 열처리를 진행하여 상기 투명 산화막을 결정화하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 결정화된 투명 산화막이 형성된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

경량 박형의 액정표시장치 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIGHTWEIGHT AND THIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 경량화, 박형화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하고 있다.

상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G), 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.

상기 어레이 기판에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역에는 화소전극이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.

이러한 액정표시장치는 휴대용 전자기기에 특히 많이 사용되기 때문에, 그 크기와 무게를 감소시켜야만 전자기기의 휴대성을 향상시킬 수 있게 된다. 더욱이, 근래에는 대면적의 액정표시장치가 제작됨에 따라 이러한 경량 및 박형의 요구는 더욱 거세 지고 있다.

액정표시장치의 두께나 무게를 감소시키는 방법은 여러 가지가 있을 수 있지만, 그 구조나 현재 기술상 액정표시장치의 필수 구성요소를 줄이는 것은 한계가 있다. 더욱이, 이러한 필수 구성요소는 중량이 작기 때문에 이들 필수 구성요소의 중량을 감소시켜 전체 액정표시장치의 두께나 무게를 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이다.

이에 액정패널을 구성하는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 두께를 줄여 액정표시장치의 두께와 무게를 감소시키는 방법이 활발히 연구되고 있으나, 박형의 기판을 이용하여야 하기 때문에 다수의 단위공정간 이동 시 또는 단위공정 진행 시 기판이 휘거나 깨지는 현상이 발생하고 있다.

이를 해결하기 위해 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행 후 공정이 완료된 후에 박형 유리기판과 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으며, 이때 박형 유리기판에 보조기판을 부착하는 방법으로 접착제를 이용하거나 매개체 없이 대기 중에서 직접 합착하는 방법이 있다.

이때, 상기 접착제를 이용하는 방법은 보조기판 분리 시 접착제를 제거하여야 하거나, 분리할 수 있을 정도로 접착제의 접착력을 감소시켜야 하기 때문에 분리가 용이하지 않다.

상기 대기 중에서 직접 합착하는 방법은 합착력이 주로 친수성 글라스 표면에 흡착된 OH-작용기로 인해 발생하며, 공정 중에 고온에 의해 OH-작용기간 인력으로 형성된 수소결합이 공유결합으로 변화함에 따라 공정 완료 후에 기판간 합착력이 증가하여 분리가 용이하지 않다. 즉, 대기압 상태에서 기판간 직접 합착하는 방법은 친수성인 글라스 표면에 OH-작용기가 흡착되고, 합착 계면에서는 OH-작용기간 인력으로 인해 수소결합이 형성된다. 이러한 수소결합은 300℃ 내외의 고온 공정에서 공유결합을 형성함으로써 기판간 합착력이 증가하여 분리 시 기판 파손이 발생할 수 있다.

또한, 공정 중에 화학물질에 의한 보조기판 표면의 손상(damage)으로 보조기판의 재활용(recycle) 효용성이 저하되는 문제가 있다. 즉, 보조기판 사용 효율을 높이기 위해서는 공정 완료 후에 분리된 보조기판을 재활용할 수 있어야 하는데, 보조기판의 가장자리 표면은 외부에 노출되어 공정 중에 화학물질에 의한 손상을 받을 수 있어 재활용이 어려워진다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박형 유리기판의 공정 진행을 위해 보조기판을 이용하는 경우에 있어, 공정이 완료되어 합착된 셀 상태의 액정패널로부터 보조기판을 용이하게 분리할 수 있는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 보조기판의 분리 시 박형 유리기판의 파손을 방지할 수 있는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공정 중에 화학물질에 의한 보조기판 표면의 손상을 방지할 수 있는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 투명 산화막을 증착하는 단계; 상기 투명 산화막이 증착된 제 1, 제 2 보조기판에 열처리를 진행하여 상기 투명 산화막을 결정화하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 결정화된 투명 산화막이 형성된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 투명 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 ITO는 SnO₂의 함유량이 0 ~ 15%의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 투명 산화막은 50Å ~ 1000Å 두께로 증착하는 것을 특징으로 한다.

상기 투명 산화막은 실온 ~ 400℃의 온도에서 증착하는 것을 특징으로 한다.

상기 열처리는 100℃ ~ 500℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 결정화된 투명 산화막은 표면 거칠기가 0.25nm ~ 10.0nm의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리한 후, 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 다른 제조방법은 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 HF나 플라즈마 처리를 하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 HF나 플라즈마 처리된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 HF를 처리하거나 CF₄, C₃F₈, NH₃ 또는 SF₆의 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1, 제 2 보조기판은 그 표면 거칠기가 0.25nm ~ 2.0nm의 값을 가지도록 상기 HF를 처리하거나 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 N₂ 가스 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 경량 박형의 액정표시장치 또 다른 제조방법은 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막의 무기절연막을 증착하는 단계; 상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 무기절연막이 증착된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계; 상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계; 상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 무기절연막은 100Å ~ 1000Å 두께로 증착하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 박형 유리기판의 공정 진행을 위해 보조기판을 이용하는 경우에 있어, 보조기판 표면에 HF나 플라즈마 처리를 하거나 또는 무기절연막이나 투명 산화막을 증착하여 표면 거칠기(surface roughness)를 증가시킴으로써 공정이 완료되어 합착된 셀 상태의 액정패널로부터 보조기판을 용이하게 분리할 수 있게 된다. 이에 따라 보조기판의 분리에 사용되는 비용 및 시간이 감소되는 한편, 보조기판의 분리 시 기판 파손을 방지할 수 있게 되어 수율이 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 분리된 보조기판을 재활용할 수 있어 보조기판의 효용성을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법은 이러한 박형의 유리기판을 이용한 경량 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 되어 텔레비전이나 모니터 모델 및 휴대용 전자기기의 두께나 무게를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도.
도 5a 및 도 5b는 액정패널로부터 분리된 보조기판 표면을 예를 들어 보여주는 사진.
도 6은 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법을 순차적으로 나타내는 사시도.

최근 액정표시장치의 용도가 다양해지고 디자인 측면이 강조되면서 경량 박형의 액정표시장치에 대한 관심도 많아지고 있으며, 액정패널의 두께에서 가장 큰 부분을 차지하는 기판의 박형화에도 관심이 많아지고 있다. 또한, 3D(three dimensions)나 터치(touch) 패널에서는 액정패널에 리타더(retarder)나 터치 기능의 보호 기판을 추가하므로 더욱 박형화에 대한 요구가 증가된다. 하지만 박형 기판의 경우 휨, 강성 등 물리적 특성의 약화로 공정 진행에 한계가 있다.

이를 해결하기 위해 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행 후 공정이 완료된 후에 박형 유리기판과 보조기판을 분리하는 방법이 시도되고 있으며, 특히 본 발명에서는 진공력, 반데르발스의 힘(van der Waals' force), 정전기력, 또는 분자결합 등을 이용하여 박형 유리기판에 보조기판을 부착하여 공정을 진행하며, 상기 보조기판 표면에 HF나 플라즈마 처리를 하거나 또는 무기절연막이나 투명 산화막을 증착하여 합착력을 완화시킴으로써 공정이 완료되어 합착된 셀 상태의 액정패널로부터 보조기판을 용이하게 분리하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.

전술한 바와 같이 액정표시장치의 두께나 무게를 좌우하는 요소에는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 유리로 이루어진 상기 컬러필터 기판이나 어레이 기판이 액정표시장치의 다른 구성요소 중에서 가장 무거운 구성요소이다. 따라서, 액정표시장치의 두께나 무게를 감소시키기 위해서는 이 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이다.

이러한 유리기판의 두께나 무게를 감소시키는 방법으로 유리기판을 식각하여 그 두께를 감소시키거나 박형의 유리기판을 이용하는 방법이 있다. 이중 첫 번째 방법은 셀 완성 후에 글라스 식각 공정을 추가로 진행하여 그 두께를 감소시키는 것인데, 식각 진행 시 발생하는 불량과 비용 증가의 단점이 있다.

이에 본 발명에서는 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판을 이용하여 어레이공정과 컬러필터공정 및 셀 공정을 진행하는데, 이때 박형의 유리기판을 보조기판에 부착하여 공정을 진행함으로써 박형의 유리기판의 휨의 영향을 최소화하고 이동 중 박형의 유리기판의 파손이 없도록 하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 t는 mm를 의미하는 것으로 0.1t는 0.1mm의 두께를 의미하고 0.4t는 0.4mm의 두께를 의미한다. 이후 설명에서 설명의 편의를 위해 mm를 t로 표시한다.

즉, 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판은 일반적인 액정표시장치제조라인에 투입될 때 휨 발생이 크게되어 기판의 처짐이 심하게 발생하기 때문에, 카세트 등의 이동수단을 이용하여 이동하는데 문제가 있으며, 단위 공정장비에 로딩 및 언로딩시 작은 충격에 의해서도 휨 발생이 급격히 발생하게 되어 위치오차가 빈번하게 발생하며, 그 결과 부딪침 등에 의해 파손불량이 증가하여 공정 진행이 실질적으로 불가능하였다.

이에 본 발명에서는 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 제조라인에 투입하기 전에 보조기판을 부착함으로써, 일반적인 액정표시장치에 이용되는 0.7t 정도의 두께를 갖는 유리기판과 동일하거나 더 향상된 휨 발생특성을 갖도록 하여 이동 또는 단위공정 진행 중 기판 처짐 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도로써, 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 1a 내지 도 1d는 보조기판 전면에 HF를 처리하거나 플루오르( fluorine; F) 가스를 이용한 건식각(dry etch)을 진행하여 표면 거칠기를 증가시킴으로써 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(110)을 준비한다.

이때, 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판(110)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 보조기판(110)의 분리가 용이하도록 상기 보조기판(110)의 전체 표면(111)에 HF를 처리하거나 CF₄, C₃F₈, NH₃, SF₆ 등의 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행한다.

이와 같이 보조기판(110)의 표면(111)에 HF를 처리하거나 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행할 경우, 플루오르가 보조기판(110)의 표면(111)을 식각하여 표면 거칠기(roughness)를 증가시켜 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있다.

이때, 상기 보조기판(110)의 표면 거칠기는 0.25nm ~ 5.0nm의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.25nm ~ 2.0nm의 값을 가질 수 있다.

다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)에 전술한 HF가 처리되거나 건식각이 진행된 보조기판(110)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)의 합착은 상기 보조기판(110)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(100, 110)을 대기 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(100, 110)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

이렇게 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖는 박형의 유리기판(100)과 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판(110)이 합착된 상태의 공정용 패널은 이를 구성하는 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110)이 서로 동일한 유리재질로 이루어짐으로써 온도 변화에 따른 팽창률이 동일하므로 단위공정 진행 시 팽창률 차이에 의해 휨이 발생하는 등의 문제는 전혀 없는 것이 특징이다.

또한, 박형의 유리기판(100)은 그 자체로 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖지만 상기 보조기판(110)과 합착되어 공정용 패널을 구성함에 따라 그 휨 발생이 현저히 줄게 되며 일반적인 0.7t의 두께를 갖는 유리기판 정도의 휨 수준 또는 그 이하의 휨 수준이 됨으로써 액정표시장치용 단위공정을 진행하는 데에는 전혀 문제되지 않는다.

이때, 상기 박형의 유리기판(100)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.

이후, 보조기판(110)이 부착된 상기 박형의 유리기판(100)에 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성하게 된다.

그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 1d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(100)으로부터 보조기판(110)을 분리해내야 하는데, 이때 전술한 HF 처리나 플루오르 가스를 이용한 건식각으로 인해 상기 보조기판(110)의 표면 거칠기가 증가되었기 때문에 기판(100, 110)간 합착력이 완화되어 보조기판(110)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이에 합착력이 강한 경우에는 물리적으로 분리하기가 어려워 분리 시 박형의 유리기판(100)에 휨 현상이 발생할 수 있으나, 전술한 HF 처리나 플루오르 가스를 이용한 건식각으로 인해 상기 보조기판(110)의 표면 거칠기가 증가 되어있는 경우 박형의 유리기판(100)과 보조기판(110) 사이에 합착력이 저하되어 보조기판(110)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

그리고, 이렇게 박형의 유리기판(100)으로부터 분리된 상기 보조기판(110)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용(recycle)될 수 있다.

이때, 보조기판에 HF를 처리하는 방식은 전술한 전면처리 이외에 부분처리 방식이 있을 수 있다.

또한, 전술한 HF를 처리하는 방식 이외에 보조기판 표면에 N₂ 가스 플라즈마 처리를 통해 표면의 화학적 특성을 변화시킴으로써 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도로써, 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 2a 내지 도 2d는 보조기판 전면에 N₂ 가스 플라즈마 처리를 통해 표면의 화학적 특성을 변화시킴으로써 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(210)을 준비한다.

이때, 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판(210)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조기판(210)의 분리가 용이하도록 상기 보조기판(210)의 전체 표면(211)에 N₂ 가스 플라즈마를 처리한다.

이러한 N₂ 가스 플라즈마 처리로 인해 상기 보조기판(210) 표면(211)의 화학적 특성이 변화되어 박형의 유리기판과 보조기판(210) 사이의 수소결합이 약화됨에 따라 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력이 약화되게 된다.

다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(200)에 상기 N₂ 가스 플라즈마 처리된 보조기판(210)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(200)과 보조기판(210)의 합착은 상기 보조기판(210)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(200, 210)을 대기 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(200, 210)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

전술한 본 발명의 제 1 실시예와 실질적으로 동일하게 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖는 박형의 유리기판(200)과 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판(210)이 합착된 상태의 공정용 패널은 이를 구성하는 박형의 유리기판(200)과 보조기판(210)이 서로 동일한 유리재질로 이루어짐으로써 온도 변화에 따른 팽창률이 동일하므로 단위공정 진행 시 팽창률 차이에 의해 휨이 발생하는 등의 문제는 전혀 없는 것이 특징이다.

또한, 박형의 유리기판(200)은 그 자체로 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖지만 상기 보조기판(210)과 합착되어 공정용 패널을 구성함에 따라 그 휨 발생이 현저히 줄게 되며 일반적인 0.7t의 두께를 갖는 유리기판 정도의 휨 수준 또는 그 이하의 휨 수준이 됨으로써 액정표시장치용 단위공정을 진행하는 데에는 전혀 문제되지 않는다.

이때, 상기 박형의 유리기판(200)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.

이후, 보조기판(210)이 부착된 상기 박형의 유리기판(200)에 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성하게 된다.

그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 2d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(200)으로부터 보조기판(210)을 분리해내야 하는데, 이때 N₂ 가스 플라즈마 처리로 인해 기판(200, 210)간 합착력이 완화되어 보조기판(210)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 박형의 유리기판(200)과 보조기판(210) 사이에 합착력이 강한 경우에는 물리적으로 분리하기가 어려워 분리 시 박형의 유리기판(200)에 휨 현상이 발생할 수 있으나, 보조기판(210)의 전체 표면(211)에 N₂ 가스 플라즈마 처리가 되어있는 경우 보조기판(210) 표면(211)의 화학적 변화에 의해 박형의 유리기판(200)과 보조기판(210) 사이에 합착력이 저하되어 보조기판(210)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

그리고, 이렇게 박형의 유리기판(200)으로부터 분리된 상기 보조기판(210)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용될 수 있다.

이때, 보조기판에 N₂ 가스 플라즈마를 처리하는 방식은 전술한 전면처리 이외에 부분처리 방식이 있을 수 있다.

또한, 전술한 N₂ 가스 플라즈마를 처리하는 방식 이외에 보조기판 표면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막의 무기절연막을 증착함으로써 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있는데, 이를 다음의 본 발명의 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도로써, 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 3a 내지 도 3d는 보조기판 전면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막의 무기절연막을 증착하여 상기 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(310)을 준비한다.

이때, 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판(310)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 보조기판(310)의 분리가 용이하도록 상기 보조기판(310)의 전면에 무기절연막(315)을 100Å ~ 1000Å 두께로 증착한다.

이렇게 보조기판(310) 위에 OH-작용기가 없는 무기절연막(315)의 증착으로 인해 상기 박형의 유리기판과 보조기판(310) 사이의 수소결합이 약화됨에 따라 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력이 약화되게 된다.

다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(300)에 상기 무기절연막(315)이 증착된 보조기판(310)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(300)과 보조기판(310)의 합착은 상기 보조기판(310)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(300, 310)을 대기 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(300, 310)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

이때, 상기 박형의 유리기판(300)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.

이후, 보조기판(310)이 부착된 상기 박형의 유리기판(300)에 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성하게 된다.

그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 3d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(300)으로부터 보조기판(310)을 분리해내야 하는데, 이때 보조기판(310) 위에 무기절연막(315)이 증착되어 있어 기판(300, 310)간 합착력이 완화되어 보조기판(310)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

그리고, 이렇게 박형의 유리기판(300)으로부터 분리된 상기 보조기판(310)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용될 수 있다.

이때, 보조기판 위에 무기절연막을 증착하는 방식은 전술한 전면증착 이외에 부분증착 방식이 있을 수 있다.

또한, 전술한 보조기판 위에 무기절연막을 증착하는 방식 이외에 보조기판 표면에 투명 산화막을 증착함으로써 표면 거칠기를 증가시키는 동시에 박형의 유리기판과의 접촉에 의한 합착력을 약화시킬 수 있는데, 이를 다음의 본 발명의 제 4 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 경량 박형의 액정표시장치 제조방법의 공정 일부를 순차적으로 나타내는 사시도로써, 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 4a 내지 도 4e는 보조기판 전면에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 산화막을 증착하여 상기 보조기판과 박형의 유리기판간 합착력을 완화시켜 보조기판과 박형의 유리기판간 탈착이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(410)을 준비한다.

이때, 전술한 바와 같이 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판(410)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 보조기판(410)의 분리가 용이하도록 상기 보조기판(410)의 전면에 ITO와 같은 투명 산화막(415)을 50Å ~ 1000Å 두께로 증착한다.

이때, 상기 투명 산화막(415)은 실온 ~ 400℃의 온도에서 증착할 수 있으며, 증착 방식에 따라 증착 온도가 다를 수 있다.

이때, 상기 보조기판(410) 위에 증착되는 투명 산화막(415)의 조건은 증착 후 열처리를 통해 결정화가 이루어져야 하며, 결정화 후 표면 거칠기가 일반적인 글라스 표면(~ 0.2nm)보다 커야 한다.

이때, 상기 투명 산화막(415)으로 ITO를 예를 들어 일반적인 ITO 조성을 가질 필요는 없으나, 70 ~ 100%의 투과율을 가질 필요가 있다. 투과율이 너무 낮으면 기존 글라스와 차이가 많이 나기 때문에 장비 감지(sensing)에 오류가 발생할 가능성이 있다.

비저항은 10^-1 ~ 10^-8Ωm의 값을 가지면 되고, SnO₂의 함유량은 0 ~ 15%의 값을 가지면 된다. 일반적인 ITO의 경우 SnO₂의 함유량이 10%이며, SnO₂의 함유량이 0 ~ 15%의 조성 변화에도 투과율이나 비저항 특성에 큰 변화가 없으며, 표면 거칠기의 값도 글라스 대비 큰 값을 가진다.

다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 투명 산화막(415)이 증착된 보조기판(410)에 소정의 열처리를 진행하여 결정화된 투명 산화막(415')을 형성한다.

이때, 상기 열처리는 100℃ ~ 500℃의 온도에서 진행할 수 있으며, 그 결과 결정화된 투명 산화막(415')의 표면 거칠기는 0.25nm ~ 10.0nm의 값을 가질 수 있다.

상기 열처리 온도를 조절함에 따라 결정화된 투명 산화막(415')의 표면 거칠기를 조절할 수 있고, 이에 기판간 합착력을 조절할 수 있다.

다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(400)에 상기 결정화된 투명 산화막(415')이 증착된 보조기판(410)을 부착한다. 이때, 상기 박형의 유리기판(400)과 보조기판(410)의 합착은 상기 보조기판(410)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(400, 410)을 대기 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(400, 410)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

전술한 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 실시예와 실질적으로 동일하게 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖는 박형의 유리기판(400)과 0.3t ~ 0.7t의 두께를 갖는 보조기판(410)이 합착된 상태의 공정용 패널은 이를 구성하는 박형의 유리기판(400)과 보조기판(410)이 서로 동일한 유리재질로 이루어짐으로써 온도 변화에 따른 팽창률이 동일하므로 단위공정 진행 시 팽창률 차이에 의해 휨이 발생하는 등의 문제는 전혀 없는 것이 특징이다.

또한, 박형의 유리기판(400)은 그 자체로 0.1t ~ 0.4t의 두께를 갖지만 상기 보조기판(410)과 합착되어 공정용 패널을 구성함에 따라 그 휨 발생이 현저히 줄게 되며 일반적인 0.7t의 두께를 갖는 유리기판 정도의 휨 수준 또는 그 이하의 휨 수준이 됨으로써 액정표시장치용 단위공정을 진행하는 데에는 전혀 문제되지 않는다.

이때, 상기 박형의 유리기판(400)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.

이후, 보조기판(410)이 부착된 상기 박형의 유리기판(400)에 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성하게 된다.

그리고, 소정 공정이 완료된 후에는 도 4e에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(400)으로부터 보조기판(410)을 분리해내야 하는데, 이때 보조기판(410) 위에 결정화된 투명 산화막(415')이 증착되어 있어 기판(400, 410)간 합착력이 완화되어 보조기판(410)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 박형의 유리기판(400)과 보조기판(410) 사이에 합착력이 강한 경우에는 물리적으로 분리하기가 어려워 분리 시 박형의 유리기판(400)에 휨 현상이 발생할 수 있으나, 보조기판(410) 위에 결정화된 투명 산화막(415')이 형성되어 있는 경우 박형의 유리기판(400)과 보조기판(410) 사이에 합착력이 저하되어 보조기판(410)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다.

참고로, 일반 글라스간 합착 후 열처리의 경우 합착력이 약 0.7kgf로 측정되는데 비해, 본 발명의 제 4 실시예의 경우 투명 산화막(415)의 결정화에 의해 표면 거칠기가 증가하여 합착력이 약 0.6kgf로 측정되었다.

그리고, 이렇게 박형의 유리기판(400)으로부터 분리된 상기 보조기판(410)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용될 수 있다.

이때, 보조기판에 투명 산화막을 증착하는 방식은 전술한 전면증착 이외에 부분증착 방식이 있을 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제 4 실시예에서는 보조기판(410) 위에 ITO와 같은 투명 산화막(415)을 증착하여 결정한 후, 박형의 유리기판(400)에 부착함으로써 보조기판(410)의 분리 시 기판(400, 410) 파손을 방지할 수 있으며, 분리된 보조기판(410)을 재활용할 수 있어 보조기판(410)의 효용성을 증가시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 제 4 실시예에서는 합착력 조절을 위해 보조기판(410) 위에 투명 산화막(415)을 증착하고, 이를 열처리하여 결정화된 투명 산화막(415')을 형성한다. 이를 박형의 유리기판(400)에 부착하면 기존의 기판간 직접 합착보다 낮은 합착력으로 합착할 수 있게 된다.

결정화된 투명 산화막(415')이 형성된 보조기판(410)에 박형의 유리기판(400)을 직접 접촉하여 합착하는 경우 기존 기판간 직접 합착처럼 기판(400, 410)들 표면의 OH-작용기의 인력으로 합착이 이루어질 수 있다. 이때, OH-작용기간 인력은 기판(400, 410)들 사이의 갭이 낮아야 형성되는데, 결정화된 투명 산화막(415')이 형성된 보조기판(410)의 경우 일반 글라스 대비 표면 거칠기가 증가하여 기판(400, 410)들 사이 갭이 일반 글라스 대비 높아 OH-작용기간 인력으로 형성되는 수소결합의 수가 적어지며, 그 결과 합착력이 저하되게 된다.

즉, 보조기판(410) 위에 투명 산화막(415)을 증착하면, 초기에는 비정질 상태이지만, 열처리를 통해 결정화가 진행된다. 이 과정에서 표면 그레인이 뭉치면서 표면 거칠기가 증가하게 된다. 이를 이용하여 보조기판(410)에 투명 산화막(415)을 증착한 후 열처리 온도를 조절하여 다양한 표면 거칠기를 갖는 결정화된 투명 산화막(415')을 형성할 수 있고, 이에 따라 기판(400, 410)들 사이의 합착력도 다양하게 조절할 수 있을 것이다.

한편, 상기 투명 산화막(415)으로 ITO를 이용하여 결정화된 ITO는 현재 에천트로 사용되는 저 농도(< 3%)의 HF, NH₄F, KHF₂ 등의 플루오르 화학물질에 대해 내성이 있고, 건식각에 대해서는 할로겐(Halogen) 가스 화합물에 내성이 있기 때문에 공정 중 화학물질에 대한 손상이 없기 때문에 보조기판(410)의 재활용 효율도 증가할 것이다.

도 5a 및 도 5b는 액정패널로부터 분리된 보조기판 표면을 예를 들어 보여주는 사진으로써, 보조기판 표면의 주사 현미경(scanning electron microscope) 사진이다.

이때, 상기 도 5a는 보조기판 위에 ITO가 증착되지 않은 경우의 보조기판 표면의 주사 현미경 사진이며, 상기 도 5b는 보조기판 위에 결정화된 ITO가 형성되어 있는 경우의 보조기판 표면의 주사 현미경 사진이다.

상기 도면들을 참조하면, 보조기판 위에 ITO가 증착되지 않은 경우 공정 중 화학물질에 의해 보조기판 표면이 손상을 받는 반면, 보조기판 위에 결정화된 ITO가 형성되어 있는 경우 상기 결정화된 ITO에 의해 보조기판 표면이 화학물질에 대해 보호를 받을 수 있음을 알 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 전술한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정을 예를 들어 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 상기 제 4 실시예에 따른 박형의 유리기판과 보조기판의 합착 및 탈착공정에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

또한, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 경량 박형의 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타내는 사시도이다.

이때, 상기 도 6은 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 액정주입방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시장치의 제조방법에도 적용 가능하다.

전술한 바와 같이 액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.

이때, 본 발명에서는 0.1t ~ 0.4t 정도의 두께를 갖는 박형의 유리기판을 이용하여 어레이공정과 컬러필터공정 및 셀 공정을 진행하는데, 특히 상기 박형의 유리기판을 보조기판에 부착하여 공정을 진행함으로써 박형의 유리기판의 휨의 영향을 최소화하고 이동 중 박형의 유리기판의 파손이 없도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에서는 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 제조라인에 투입하기 전에 보조기판을 부착함으로써, 일반적인 액정표시장치에 이용되는 0.7t 정도의 두께를 갖는 유리기판과 동일하거나 더 향상된 휨 발생특성을 갖도록 하여 이동 또는 단위공정 진행 중 기판 처짐 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 0.1t ~ 0.4t의 박형의 유리기판을 어레이공정 및 컬러필터공정의 제조라인에 투입하기 전에 0.3t ~ 0.7t 정도의 보조기판(410a, 410b)을 준비한다.

이때, 설명의 편의를 위해 상기 보조기판(410a, 410b)은 컬러필터공정용 박형의 유리기판에 부착되는 제 1 보조기판(410a) 및 어레이공정용 박형의 유리기판에 부착되는 제 2 보조기판(410b)으로 구분할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이 본 발명이 상기 박형의 유리기판 및 보조기판(410a, 410b)의 두께에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 보조기판(410a, 410b)의 분리가 용이하도록 상기 보조기판(410a, 410b)의 전면에 ITO와 같은 투명 산화막(415a, 415b)을 50Å ~ 1000Å 두께로 증착한다(S101).

이때, 상기 투명 산화막(415a, 415b)은 실온 ~ 400℃의 온도에서 증착할 수 있으며, 증착 방식에 따라 증착 온도가 다를 수 있다.

이때, 상기 보조기판(410a, 410b) 위에 증착되는 투명 산화막(415a, 415b)의 조건은 증착 후 열처리를 통해 결정화가 이루어져야 하며, 결정화 후 표면 거칠기가 일반적인 글라스 표면(~ 0.2nm)보다 커야 한다.

이때, 전술한 바와 같이 상기 투명 산화막(415a, 415b)으로 ITO를 예를 들어 일반적인 ITO 조성을 가질 필요는 없으나, 70 ~ 100%의 투과율을 가질 필요가 있다. 투과율이 너무 낮으면 기존 글라스와 차이가 많이 나기 때문에 장비 감지에 오류가 발생할 가능성이 있다.

비저항은 10^-1 ~ 10^-8Ωm의 값을 가지면 되고, SnO₂의 함유량은 0 ~ 15%의 값을 가지면 된다. 일반적인 ITO의 경우 SnO₂의 함유량이 10%이며, SnO₂의 함유량이 0 ~ 15%의 조성 변화에도 투과율이나 비저항 특성에 큰 변화가 없으며, 표면 거칠기의 값도 글라스 대비 큰 값을 가진다.

다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 투명 산화막(415a, 415b)이 증착된 보조기판(410a, 410b)에 소정의 열처리를 진행하여 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')을 형성한다(S102).

이때, 상기 열처리는 100℃ ~ 500℃의 온도에서 진행할 수 있으며, 그 결과 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')의 표면 거칠기는 0.25nm ~ 10.0nm의 값을 가질 수 있다.

상기 열처리 온도를 조절함에 따라 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')의 표면 거칠기를 조절할 수 있고, 이에 기판간 합착력을 조절할 수 있다.

다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 박형의 유리기판(400a, 400b)에 상기 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')이 증착된 보조기판(410a, 410b)을 각각 부착한다(S103). 이때, 상기 박형의 유리기판(400a, 400b)과 보조기판(410a, 410b)의 합착은 보조기판(410a, 410b)으로 유리기판을 사용할 경우 두 기판(400a,400b, 410a,410b)을 대기 상태에서 접촉시킴으로써 가능한데, 이때 두 기판(400a,400b, 410a,410b)간 합착력은 진공력, 반데르발스의 힘, 정전기력, 또는 분자결합 등으로 추정할 수 있다.

이때, 상기 박형의 유리기판(400a, 400b)은 컬러필터공정을 위한 다수의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 모기판이거나 어레이공정을 위한 다수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 모기판일 수 있다.

이후, 보조기판(410a, 410b)이 부착된 상기 박형의 유리기판(400a, 400b) 각각에 컬러필터공정 또는 어레이공정을 진행하여 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성하게 된다.

즉, 이와 같이 박형의 유리기판(400a, 400b)에 보조기판(410a, 410b)이 각각 부착된 후, 전술한 제 2 보조기판(410b)이 부착된 어레이공정용 박형의 유리기판(400b)(이하, 설명의 편의를 위해 어레이 기판이라 함)은 어레이공정에 의해 어레이 기판(400b)에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S104). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 전술한 제 1 보조기판(410a)이 부착된 컬러필터공정용 박형의 유리기판(400a)(이하, 설명의 편의를 위해 컬러필터 기판이라 함)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S105). 이때, 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 어레이 기판(400b)에 상기 공통전극을 형성하게 된다.

이어서, 상기 컬러필터 기판(400a) 및 어레이 기판(400b)에 각각 배향막을 인쇄한 후, 컬러필터 기판(400a) 및 어레이 기판(400b) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트 각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙 처리한다(S106, S107).

이와 같이 러빙 처리된 상기 컬러필터 기판(400a)에는 실링재를 도포하여 소정의 실패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판(400b)에는 액정을 적하하여 액정층을 형성하게 된다(S108, S109).

한편, 상기 컬러필터 기판(400a)과 어레이 기판(400b)은 각각 대면적의 모기판에 형성되어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판 각각에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 컬러필터층 또는 구동소자인 박막 트랜지스터가 형성되게 된다. 다만, 설명의 편의를 위해 도면은 하나의 액정패널에 대해서만 도시하고 있다.

이때, 상기 적하방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판(400b)이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 복수의 컬러필터 기판(400a)이 배치된 제 2 모기판의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.

따라서, 상기 액정패널에 적하방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실패턴이 화소부 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.

상기 적하방식은 진공주입 방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으며, 액정패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다. 또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입 방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.

이후, 도 7e에 도시된 바와 같이, 액정이 적하되고 실링재가 도포된 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 상기 실링재에 의해 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착 함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 액정패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S110). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성된다.

그리고, 도 7f 및 도 7g에 도시된 바와 같이, 이러한 복수의 액정패널이 형성된 대면적의 제 1, 제 2 모기판으로부터 보조기판(410a, 410b)을 분리해내야 하는데, 이때 보조기판(410a, 410b) 위에 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')이 형성되어 있어 두 기판(400a,400b, 410a,410b)간 합착력이 완화되어 보조기판(410a, 410b)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다(S111).

상기에 적용될 수 있는 탈착 방법으로 보조기판(410a, 410b)이나 박형의 유리기판(400a, 400b) 상부를 진공 패드(vacuum pad)로 잡아 보조기판(410a, 410b)이나 박형의 유리기판(400a, 400b)을 들어올리는 방식이 있으며, 이때 상기 보조기판(410a, 410b) 표면에 결정화된 투명 산화막(415a', 415b')의 형성으로 인해 두 기판(400a,400b, 410a,410b)간 합착력이 크지 않아 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다. 이때, 탈착을 더욱 용이하게 하기 위해 나이프로 보조기판(410a, 410b)과 박형의 유리기판(400a, 400b) 사이에 갭을 만들어주면서 에어를 주입할 수 있다.

그리고, 이렇게 박형의 유리기판(400a, 400b)으로부터 분리된 상기 보조기판(410a, 410b)은 새로운 유리기판에 부착되어 새로운 공정 진행을 위해 재활용될 수 있다.

이후, 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사함으로써 액정표시장치를 제작하게 된다(S112). 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기의 가공, 절단 후에 전술한 보조기판(410a, 410b)의 분리공정을 진행할 수도 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100,200,300,400,400a,400b : 박형의 유리기판
110,210,310,410,410a,410b : 보조기판
415,415a,415b : 투명 산화막
415',415a',415b' : 결정화된 투명 산화막

Claims (14)

1. 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계;
   상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 투명 산화막을 증착하는 단계;
   상기 투명 산화막이 증착된 제 1, 제 2 보조기판에 열처리를 진행하여 상기 투명 산화막을 결정화하는 단계;
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 결정화된 투명 산화막이 형성된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계;
   상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
   상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
   상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및
   상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 ITO는 SnO₂의 함유량이 0 ~ 15%의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 산화막은 50Å ~ 1000Å 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 산화막은 실온 ~ 400℃의 온도에서 증착하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 열처리는 100℃ ~ 500℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 결정화된 투명 산화막은 표면 거칠기가 0.25nm ~ 10.0nm의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리한 후, 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
9. 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계;
   상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 HF나 플라즈마 처리를 하는 단계;
   상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 HF나 플라즈마 처리된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계;
   상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
   상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
   상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및
   상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 HF를 처리하거나 CF₄, C₃F₈, NH₃ 또는 SF₆의 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 보조기판은 그 표면 거칠기가 0.25nm ~ 2.0nm의 값을 가지도록 상기 HF를 처리하거나 플루오르 가스를 이용한 건식각을 진행하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 N₂ 가스 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
13. 제 1, 제 2 보조기판 및 박형의 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 보조기판 표면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막의 무기절연막을 증착하는 단계;
    상기 박형의 제 1, 제 2 모기판 각각에 상기 무기절연막이 증착된 제 1, 제 2 보조기판을 부착하는 단계;
    상기 제 1 보조기판이 부착된 제 1 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
    상기 제 2 보조기판이 부착된 제 2 모기판에 어레이공정을 진행하는 단계;
    상기 어레이공정이 진행된 제 2 모기판과 상기 컬러필터공정이 진행된 제 1 모기판을 합착하는 단계; 및
    상기 합착된 제 1, 제 2 모기판으로부터 상기 제 1, 제 2 보조기판을 분리하는 단계를 포함하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 무기절연막은 100Å ~ 1000Å 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 경량 박형의 액정표시장치 제조방법.

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