KR0146191B1 - 액정 셀 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상, 하 유리 기판, 금속 배선, 절연막, 에폭시 및 스페이서로 이루어진 균일한 셀 갭을 갖는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 둘 이상의 배선과 상기 배선을 외부와 연결하는 다수의 패드가 서로 다른 두께로 가장자리에 형성되어 있는 제1기판의 둘레를 따라 상기 패드의 두께와 반비례하는 크기의 스페이서가 혼합된 봉인재를 형성하고 제1기판의 전면에 셀 간격을 주는 스페이서를 산포하고 제2기판을 제1기판 위에 부착한다. 따라서, 본 발명에 따른 이러한 액정 표시 장치에서는 내부에 에폭시를 형성하는 방법의 변화를 통하여 혼합되어 있는 스페이서의 크기를 부분적으로 다르게 함으로써 전체적으로 액정 셀의 갭을 균일하게 하여 발생되는 오차를 없애고 화면의 상 하 좌 우 및 중앙부의 투과율을 동일하게 하여 콘트라스트와 휘도를 좋게 할 수 있다.

Description

액정 셀 및 그 제조 방법

제1도는 종래 기술에 따른 액정 셀의 구조를 나타낸 평면도

제2도는 제1도에서 A-A'의 구조를 나타낸 단면도

제3도는 제1도에서 B-B'의 구조를 나타낸 단면도

제4도는 본 발명에 따른 액정 셀의 구조를 나타낸 평면도

제5도는 제1도에서 A-A'의 구조를 나타낸 단면도

제6도는 제1도에서 B-B'의 구조를 나타낸 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,11:하부 기판 2,21,6,61:금속 배선

3,31,7,71:절연막 4,41,91:스페이서

5,51:상부 기판 8,81:에폭시

본 발명은 액정 셀 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 균일한 셀 간격을 갖는 액정 셀 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 액정 셀은 서로 마주보는 두 개의 기판과 그 사이에 봉입되어 있는 액정 물질로 이루어져 있다. 두 기판의 사이에는 액정 물질이 들어갈 수 있는 간격이 필요한데 이를 셀 간격(cell gap)이라 하며 이는 구형 또는 원통형의 스페이서(spacer)로 만들어진다. 그 외에도 액정 물질이 외부로 흘러 나오지 않도록 두 기판 사이의 둘레를 따라 실(seal)재라고도 하는 봉합둑을 형성한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 액정 셀에 대하여 상세하게 설명한다.

제1도는 종래 기술에 따른 액정 셀 중 한 기판의 구조를 나타낸 평면도이고, 제2도는 제1도에서 A-A'의 구조를 나타낸 단면도이고, 제3도는 제1도에서 B-B'의 구조를 나타낸 단면도이다.

제1도는 종래의 액정 셀에서 금속 배선이 형성되어 있는 한 기판만을 도시한 것으로서, 스페이서(4)가 혼합되어 있는 에폭시(8)가 기판(1)의 가장자리에 형성되어 있다. 그리고 한 쪽 모퉁이 부분에 액정 물질을 주입할 수 있도록 주입구(10)가 형성되어 있다.

제2도는 제1도에서 A-A'의 단면도로서 다른 기판과 결합되어 있는 상태를 나타낸 것으로서, 기판(1) 위에 게이트 배선과 같은 제1금속 배선(2)이 형성되어 있고, 제1절연막(3)이 제1금속 배선(2) 및 하부 기판(1) 일부 위에 형성되어 있다. 그리고 셀(cell) 내부에 액정을 주입할 수 있는 공간을 만들어 주고 액정의 흐름을 방지할 수 있도록 다수의 스페이서(spacer)(4)가 혼합된 에폭시(epoxy)(8)가 상부 기판(5)과 하부 기판(1)의 사이에 형성되어 있다. 여기서 스페이서(4)는 제1절연막(3) 상부에, 제1금속 배선(2) 상부 및 제1금속 배선(2)과 제1절연막(3)이 겹친 부분 상부에 각각 위치하여 상부 기판(5)과 하부 기판(1) 사이의 간격(a)을 주고 있다.

제3도는 제1도에서 B-B'의 단면도를 나타낸 것으로서, 제2도의 스페이서(4)와 같은 크기의 스페이서(4)가 존재하고, 데이타 배선과 같은 제2 금속 배선(6)이 하부 기판(1) 위에 형성되어 있고, 제2절연막(7)은 제2금속 배선(6) 및 하부 기판(1) 일부 위에 형성되어 있다. 여기서, 제2금속 배선(6)은 제1금속 배선(2)보다 두껍고 제2절연막(7)도 제1절연막(3)보다 두껍다. 따라서, 상부 기판(5)와 하부 기판(1) 사이의 간격(b)는 간격 a보다 크며 따라서, 일반적으로 금속 배선 및 절연막의 두께 차이에 따라 상부 기판과 하부 기판 사이의 간격이 달아진다.

이러한 종래의 액정 셀의 제조는 다음과 같이 이루어진다.

제1금속 배선(2), 제1절연막(3), 제2금속 배선(6) 및 제2절연막(7)이 형성되어 있는 하부 기판(1)의 테두리를 따라 액정이 빠져나오지 않도록 봉인제인 에폭시(8)를 이용하여 스크린 인쇄법으로 봉합 둑을 형성한다. 여기서 봉합 둑의 높이를 일정하게 하기 위해 스페이서(4)를 에폭시(8)에 혼합하여 사용한다. 다음으로, 셀 간격을 유지하도록 하부 기판(1) 전면에 스페이서를 산포하고 접착제를 이용하여 상부 기판(5)을 접착한다.

그러나 이러한 종래의 액정 셀에서는 에폭시 내에 혼합된 스페이서의 크기가 동일하지만, 절연막 및 금속 배선 등의 두께가 다르므로 셀 간격 a와 b의 차이로 인한 오차가 5000∼8000Å 정도 발생하게 된다. 이로 인하여, 액정 층의 두께 즉 하부 기판과 상부 기판의 간격이 불균일하게 되어, 결과적으로 봉합 둑 내부에 액정을 주입하여 편광판으로 편광을 변화시켜 관찰하면, 화면의 상 하 좌 우 및 중앙부의 투과율이 서로 다르게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시 장치 내부에 에폭시를 형성하는 방법의 변화를 통하여 혼합되어 있는 스페이서의 크기를 부분적으로 다르게 하여 전체적으로 액정 셀의 간격을 균일하게 하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 셀의 구조는, 두께가 서로 다른 둘 이상의 배선이 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주보고 있는 제2기판, 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 끼어 있는 봉인재를 포함하며 상기 두 기판 사이에 액정 물질이 봉입되는 액정 셀로서, 상기 봉인재에는 상기 두 기판 사이의 간격을 주는 스페이서가 포함되어 있으며, 상기 스페이서의 크기는 상기 금속 배선의 두께에 따라 다른 스페이서를 포함하고, 둘 이상의 배선이 형성되어 있으며 상기 배선과 외부를 전기적으로 연결할 수 있는 다수의 패드가 가장자리에 서로 다른 두께로 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주 보고 있으며 일정한 간격을 두고 있는 제2기판, 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 끼워져 있고 상기 두 기판의 가장자리를 따라 연속하여 형성되어 있는 봉인재, 상기 봉인재에 포함되어 상기 두 기판 사이의 간격을 주는 다수의 스페이서를 포함하는 액정 셀로서, 상기 봉인재는 상기 패드와 제2기판 사이, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성되어 있고, 상기 두 기판 사이에 액정 물질이 주입될 수 있도록 빈틈이 형성되어 있으며, 상기 스페이서는 상기 패드의 두께에 따라 크기가 다른 스페이서를 포함하고 있다.

그리고, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 셀의 제조 방법은, 둘 이상의 배선과 상기 배선을 외부와 연결하는 다수의 패드가 서로 다른 두께로 가장자리에 형성되어 있는 제1기판의 둘레를 따라 상기 패드의 두께와 반비례하는 크기의 스페이서가 혼합된 봉인재를 형성하는 제1공정, 상기 제1기판의 전면에 셀 간격을 주는 스페이서를 산포하는 제2공정, 상기 제2기판을 상기 제1기판 위에 부착하는 제3공정을 포함하고있다.

본 발명에 따른 이러한 액정 셀에서는 스페이서의 크기를 부분적으로 다르게 하여 스페이서와 배선의 두께로 결정되는 액정 셀의 간격을 일정하게 하여 내부에 주입되는 액정층의 두께를 균일하게 함으로서, 화면의 상 하 좌 우 및 중앙부의 투과율을 동일하게 하여 콘트라스트와 휘도를 좋게 한다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 액정 셀 중 한 기판의 구조를 나타낸 평면도이고, 제5도는 제4도에서 A-A' 부분의 구조를 나타낸 단면도이고, 제6도는 제4도에서 B-B' 부분의 구조를 나타낸 단면도이다.

제4도는 본 발명에 따른 액정 셀에서 금속 배선이 형성되어 있는 한 기판을 도시한 것으로서, 기판(51) 위에 스페이서(41, 91)가 혼합되어 있는 에폭시(81)가 가장자리에 형성되어 있다. 여기서, 에폭시(81)가 형성되어 있는 사면 중 한 방향으로 대응하는 두 면에는 스페이서(41)가 혼합되어 있고, 다른 방향으로 대응하는 두 면에는 스페이서(41)과 크기가 다른 스페이서(91)가 혼합되어 있다. 그리고 한 쪽 모퉁이 부분에 액정 물질을 주입할 수 있도록 주입구(20)가 형성되어 있다.

제5도는 제4도에서 A-A'의 단면도로서 다른 기판과 결합되어 있는 상태를 나타낸 것으로서, 하부 기판(11) 위에 액정 셀의 내부와 연결되어 있는 게이트 배선과 같은 제1금속 배선(21)이 형성되어 있고, 제1금속 배선(21)을 절연하기 위해 제1절연막(31)은 제1금속 배선(21) 일부와 하부 기판(11) 위에 형성되어 있다. 그리고 셀(cell) 내부에 액정을 주입할 수 있는 공간을 만들어 주기 위해 액정의 흐름을 방지할 수 있도록 다수의 스페이서(spacer)(41)가 혼합된 에폭시(epoxy)(81)가 상부 기판(51)과 하부 기판(11)의 사이에 형성되어 있다. 그리고 스페이서(41)는 제1절연막(31) 상부에, 제1금속 배선(21) 상부 및 제1금속 배선(21)과 제1절연막(31)이 겹친 부분 상부에 각각 위치하여 상부 기판(51)를 지지하고 있다. 여기서 상부 기판(51)과 하부 기판(11)의 간격은 a이다.

제6도는 제4도에서 B-B'의 단면도로서 다른 기판과 결합되어 있는 상태를 나타낸 것으로서, 혼합된 에폭시(81) 내부에 제5도의 스페이서(41)의 크기보다 작은 스페이서(91)가 존재하고, 하부 기판(11) 위에 박막 트랜지스터의 소스나 드레인과 연결되어 있는 데이타 배선과 같은 제2금속 배선(61)이, 제2절연막(71)은 제2금속 배선(61) 일부와 기판(11) 위에 형성되어 있다. 여기서, 제2금속 배선(61)은 제1금속 배선(21)보다 두께가 두껍고 제2절연막(71)도 제2절연막(31)보다 두껍다. 따라서 상부 기판(51)과 하부 기판(11)의 간격은 제5도에서 a와 동일하다.

이와 같이 두꺼운 배선이 형성되어 있는 부분에는 크기가 작은 스페이서를 사용하고, 반대로 얇은 배선이 형성되어 있는 부분에는 크기가 큰 스페이서를 사용한다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 제조 방법은 다음과 같이 이루어진다. 제1금속 배선(21) 및 제1절연막(31), 제1금속 배선보다 두꺼운 제2금속 배선(61) 및 제2절연막(71)이 형성되어 있는 하부 기판(11) 외주부에 테두리 형태로 봉인제인 에폭시(81)를 이용하여 종래의 프린트 방법이 아닌 토출식 방법으로 봉합 둑을 형성한다. 토출식이라 함은 주사기와 같은 튜브에 스페이서가 혼합되어 있는 에폭시를 넣고 바늘 끝을 따라 내용물을 배출함으로서 봉합뚝을 형성하는 것으로 부분적으로 다른 내용물을 토출할 수 있다.

여기서 에폭시(81)는 봉합 둑의 높이를 일정하게 하기 위해 스페이서(41,91)를 혼합한 것으로 한다. 이때, 큰 스페이서(41)가 혼합되어 있는 에폭시(81)는 제1금속 배선(21)이 형성되어 있는 면에 토출하고, 스페이서(41)보다 작은 스페이서(91)가 혼합되어 있는 에폭시(81)는 제2금속 배선(61)이 형성되어 있는 면에 토출한다. 다음으로, 하부 기판(11) 전면에 스페이서를 산포하고 접착제를 이용하여 컬러 필터가 부착되어 있는 상부 기판(51)을 접착한다. 그러면 동일한 액정 셀에서 게이트 패드 측의 액정 층의 두께와 데이타 패드 측의 액정 층의 두께가 동일하게 된다.

본 발명에 따른 이러한 액정 표시 장치에서는 내부에 에폭시를 형성하는 방법의 변화를 통하여 혼합되어 있는 스페이서의 크기를 부분적으로 다르게 함으로써 전체적으로 액정 셀의 갭을 균일하게 하여 발생되는 오차를 없애고 화면의 상 하 좌 우 및 중앙부의 투과율을 동일하게 하여 콘트라스트와 휘도를 좋게 하는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 두께가 서로 다른 둘 이상의 배선이 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주보고 있는 제2기판, 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 끼어 있는 봉인재를 포함하며 상기 두 기판 사이에 액정 물질이 봉입되는 액정 셀로서, 상기 봉인재에는 상기 두 기판 사이의 간격을 주는 스페이서가 포함되어 있으며, 상기 스페이서의 크기는 상기 금속 배선의 두께에 따라 다른 액정 셀.
2. 제1항에서, 상기 스페이서는 상기 배선이 두꺼운 곳에서는 그 크기가 작고, 상기 배선이 얇으면 그 크기가 커서 상기 두 기판 사이의 간격이 일정한 액정 셀.
3. 제2항에서, 상기 봉인재는 상기 두 기판의 둘레를 따라 형성되어 있는 액정 셀.
4. 제3항에서, 상기 배선은 외부와 전기적으로 연결될 수 있는 패드를 포함하며 상기 패드는 상기 제1기판의 가장자리에 형성되어 있는 액정 셀.
5. 둘 이상의 배선이 형성되어 있으며 상기 배선과 외부를 전기적으로 연결할 수 있는 다수의 패드가 가장자리에 서로 다른 두께로 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주 보고 있으며 일정한 간격을 두고 있는 제2기판, 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 끼워져 있고 상기 두 기판의 가장자리를 따라 연속하여 형성되어 있는 봉인재, 상기 봉인재에 포함되어 상기 두 기판 사이의 간격을 주는 다수의 스페이서를 포함하는 액정 셀로서, 상기 봉인재는 상기 패드와 제2기판 사이, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성되어 있고, 상기 두 기판 사이에 액정 물질이 주입될 수 있도록 빈틈이 형성되어 있으며, 상기 스페이서는 상기 패드의 두께에 따라 크기가 다른 액정 셀.
6. 제5항에서, 상기 스페이서는 상기 패드가 두꺼운 부분에서는 크기가 작고 상기 패드가 얇은 부분에서는 크기가 큰 액정 셀.
7. 제5항에서, 상기 둘 이상의 배선은 게이트선 및 데이타선을 포함하며, 상기 다수의 패드는 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드와 상기 데이타선에 연결되어 있는 데이타 패드를 포함하며, 상기 데이타 패드는 상기 제1기판의 한 변을 따라, 상기 데이타 패드는 또 한변을 따라 형성되어 있고, 상기 두 패드는 두께가 다른 액정 셀.
8. 제5항에서, 상기 제1기판은 상기 패드를 일부 덮고 있는 절연막을 더 포함하는 액정 셀.
9. 제5항에서, 상기 봉인재는 에폭시인 액정 셀.
10. 둘 이상의 배선과 상기 배선을 외부와 연결하는 다수의 패드가 서로 다른 두께로 가장자리에 형성되어 있는 제1기판의 둘레를 따라 상기 패드의 두께와 반비례하는 크기의 스페이서가 혼합된 봉인재를 형성하는 제1공정, 상기 제1기판의 전면에 셀 간격을 주는 스페이서를 산포하는 제2공정, 상기 제2기판을 상기 제1기판 위에 부착하는 제3공정을 포함하는 액정 셀의 제조 방법.
11. 제10항에서, 상기 제1공정에서 상기 봉인재를 토출법으로 형성하는 액정 셀의 제조 방법.
12. 제10항에서, 상기 봉인재로 에폭시를 사용하는 액정 셀의 제조 방법.