KR100218576B1 - 대면적 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대면적 액정표시장치의 제조방법 및 그 구조에 관련된 것으로써, 대면적 액정표시장치의 이어붙임되는 부분이 눈에 관측되지 않도록 하고, 휘도분포가 균일하게 유지되고, 개구율이 향상되도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 대면적 액정표시장치는 이어붙임부의 블랙매트릭스의 폭(2×d1)을 기준으로 하는 d2와 d2의 블랙매트릭스의 폭 사이에 d2 보다 작은 폭을 갖는 d3의 블랙매트릭스의 폭이 형성되도록 한다.

그리고, 블랙매트릭스 135의 폭 d2, d3를 경계로 하여 각각 형성되는 칼리필터 130의 폭이 2종류의 크기를 갖고, 상기 칼라필터 130은 블랙매트릭스의 폭 d2, d3를 경계로 하여 각각 교대로 배치되도록 한다.

상기와 같이 칼라필터와 블랙매트릭스를 구성함으로써 개구율이 향상되고, 기판의 이어붙임부가 쉽게 눈에 관측되지 않으며 기판의 전체면에 걸쳐 휘도 분포가 균일하게 유지된다.

Description

대면적 액정표시장치 및 그 제조방법

액정표시장치는 TV, 게임기기, 컴퓨터 등의 정보, 통신분야에 많이 이용되고 있다. 상기 액정표시장치는 얇고, 가볍고, 저소비전력으로 구동이 가능하며, 고화질을 구현할 수 있는 특징이 있다.

특히, 상기 액정 표시장치는 품질의 향상과 함께, 박물관이나 기차역, 공항 등에 설치되는 대형 TV나 안내표시장치 또는 대형 화면을 갖는 컴퓨터 등으로 이용할 수 있도록 대형화하는 방법 등이 개발되고 있다.

본 발명은 대형 액정표시장치에 관련된 것으로써, 복수개의 소형 액정패널을 이어붙임하여 대형 화면을 구성하는 것과 관련된 것이다.

상기 대형 화면을 갖는 액정표시장치는 일본의 샤프(SHARP)사에서 1995년의LCDINTERNATIONAL에 발표한 구조 등이 있다.

상기 대형 화면을 갖는 액정표시장치를 하나의 예를 들어 도 1, 도 2, 도 3에 도시한다.

도 1은 액정패널 1a, 1b를 각각 구성한 후 상기 액정패널 1a, 1b를 서로 이어붙임하여 대형 화면을 갖는 액정표시장치를 구성한 평면도이다.

도 2는 도 1의 부분 확대도이고, 매트릭스상으로 형성된 칼라필터 30과, 상기 칼라필터의 경계영역에 형성되는 블랙매트릭스 35의 패턴형태를 나타낸다.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1∼도 3을 참고하여 상기 대형 화면을 갖는 액정표시장치를 더 상세히 설명한다.

매트릭스상의 칼라필터 30 및 블랙매트릭스 35가 형성된 투명기판 10과, 상기 칼리필터와 비슷한 패턴모양의 매트릭스상의 화소전극 8 및 상기 화소전극에 접촉된 스위칭소자 15가 형성된 투명기판 20을 스페이서 50, 씰 60 등을 이용하여 서로 대향하도록 합착하고, 상기 합착된 공간에 액정 40을 주입하고 봉합하여 액정 패널 1a, 1b를 각각 구성한다.

상기 액정패널 1a, 1b의 이어붙임할 면을 커팅하거나 그라인딩하여 정밀가공하고, 상기 가공된 면을 이어붙임하여 대형 화면을 갖는 액정표시장치가 구성된다.

상기 대형 화면을 갖는 액정표시장치의 블랙매트릭스 35의 폭 W1, W2, W3는 440㎛정도로 거의 균일하게 형성된다.

그리고, 기판에 인쇄된 씰의 폭은 블랙매트릭스의 영역안에 150㎛정도로 형성된다.

그런데, 상기 종래의 대형 화면을 갖는 액정표시장치는 개구율이 작은 문제점이 있다.

개구율은 일반적으로 블랙매트릭스가 점유하는 면적에 의하여 영향을 많이 받고, 개구율이 낮으면 고화질의 액정표시장치를 구현하기 어렵다.

종래의 대형 화면을 갖는 액정표시장치는 블랙매트릭스의 면적이 점유하는 비율이 높아 개구율이 낮은데, 도 4등을 참고하여 그에 대한 이유를 설명한다.

도 4에서 액정패널과 액정패널이 이어붙임되는 부분의 씰 60이 2줄로 구성되기 때문에 상기 이어붙임되는 부분의 칼라필터 30의 경계영역의 폭 D1은 다른 부분의 칼라필터 30의 경계영역의 폭 D2보다 넓어진다.

그러므로, 도 4의 구조에서는 D1 부분을 차폐하는 블랙매트릭스의 폭이 D2 부분을 차폐하는 블랙매트릭스의 폭보다 넓게 형성되어야 한다.

상기 도 4와 같은 구조의 블랙매트릭스의 패턴을 갖는 대면적 액정표시장치는 이어붙임된 경계부분이 다른 부분 보다 넓은 폭을 갖기 때문에 이 부분이 확연히 눈에 관측되어 액정표시장치의 화질이 떨어진다.

상기와 같이 액정패널의 이어붙임된 경계 부분이 눈에 관측되지 않도록 하기 위하여 종래의 대면적 액정표시장치는 도 2와 같이 이어붙임되는 경계부의 폭 W1에 맞추어 블랙매트릭스의 패턴 폭을 일정하게 정한 것이다.

따라서, 종래의 대형 화면을 갖는 액정표시장치는 블랙매트릭스 35에 의하여 칼라필터가 차폐되는 면적이 증가하게 되고, 그 만큼 개구율이 저하된다.

본 발명은 액정패널을 이어붙임하여 대형화면을 갖는 액정표시장치를 구성하는데 있어서, 종래의 균일한 휘도 분포를 유지하면서도 개구율을 높이기 위하여 칼라필터를 최소한 2종류의 크기로 형성하고, 일정한 주기를 갖도록 배치한다.

또, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭이 최소한 2종류의 크기로 형성되고, 일정한 주기를 갖도록 배치한다.

더 구체적으로 설명하면 액정패널이 이어붙임된 경계 부분에 형성된 블랙매트릭스의 폭을 기준으로하여 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭을 일률적으로 정하지 않고, 기준 블랙매트릭스의 폭 사이사이에 기준 폭보다 작은 블랙매트릭스의 폭이 형성되도록 한다.

즉, 기준 블랙매트릭스의 폭과 그보다 작은 블랙매트릭스의 폭이 교대로 배치되도록 블랙매트릭스를 형성한다.

따라서, 블랙매트릭스의 폭이 작아진 면적 만큼 칼라필터의 면적이 증가하여 액정표시장치의 개구율이 높아지고, 착시현상에 의하여 기판의 이어붙임부가 쉽게 눈에 관측되지 않고, 휘도 분포도 기판의 모든 부분에서 균일하게 유지되기 때문에 화면의 품질이 향상된다.

상기 설명에 의하여 알 수 있는 것처럼 본 발명의 목적은 휘도분포가 균일하고, 기판의 이어붙임부가 눈에 관측되지 않고, 개구율이 향상되는 대면적 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘도분포가 균일하고, 기판의 이어붙임부가 눈에 관측되지 않고, 개구율이 향상된 대면적 액정표시장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래 대면적 액정표시장치의 평면도.

제2도는 제1도의 부분 확대도.

제3도는 제1도의 단면도.

제4도는 종래의 블랙매트릭스의 패턴을 설명하기 위한 평면도.

제5도, 제6도, 제8도, 제9도, 제10도는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 단면도.

제7a도∼제7c도는 본 발명의 실시예의 칼라필터 및 블랙매트릭스의 패턴 형태를 설명하기 위한 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a,1b,400 : 액정패널 8, 108 : 화소전극

10, 20, 100, 200 : 투명기판 15, 115 : TFT

30, 130 : 칼라필터 35, 135 : 블랙매트릭스

40, 140 : 액정 50, 150 : 스페이서

60, 160 : 씰

본 발명의 대면적 액정표시장치는 제1기판 위에 최소한 2종류의 크기를 갖는 칼라필터가 일정한 주기를 갖도록 배치되고, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭이 최소한 2종류의 크기를 갖고, 일정한 주기를 갖도록 배치된다.

제2기판에는 화소전극이 구성된다.

상기 제1기판과 제2기판이 서로 대향하도록 합착되어 액정패널이 구성되고, 상기 액정패널이 복수개 이어붙임된다.

특히, 액정패널의 이어붙임된 경계선 양쪽에 형성된 블랙매트릭스의 폭이 400㎛이하이고, 상기 경계선 양쪽에 형성된 블랙매트릭스의 폭을 기준하여 칼리필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭도 400㎛이하로 형성한다.

상기 블랙매트릭스의 패턴형성 방법 등은 실시에에서 상세히 설명한다.

[실시예]

본 발명의 실시예는 도 5∼도 10에 의하여 설명한다.

먼저 도 5도와 같이 투명기판 200 위에 스위칭소자 등으로 이용되는 TFT 115 및 상기 TFT에 연결되는 화소전극 108을 소정의 패턴 모양(투명기판 100 위에 형성되는 칼라필터와 비슷한 매트릭스상의 패턴)으로 형성한다.

이어서, 도 6과 같이 투명기판 100 위에 매트릭스상의 블랙매트릭스 135를 형성하고, 상기 블랙매트릭스 135를 경계로 하는 칼라필터 130을 형성한다.

상기 블랙매트릭스는 도 7a(도 6의 평면도) 등에서 보는 바와 같이 이어붙임할 기판의 경계부 d1 영역은 이후에 150㎛의 폭을 갖는 씰을 인쇄할 때 씰의 인쇄오차를 감안하여 200㎛의 폭으로 형성되고, d2 영역은 기판을 이어붙임하였을 때의 이어붙임부의 블랙매트릭스 폭(2×d1)을 기준으로 하여 400㎛의 폭으로 형성되고, d3 영역은 약 200㎛폭으로 형성한다.

상기 d3 영역은 400㎛ 보다 작은 크기로 임의 선택하여 형성할 수 있고, 패턴을 형성할 수 있는 최소한의 폭으로 형성할 수도 있다.

즉, 이어붙임부의 블랙매트릭스의 폭을 기준으로하여 형성된 d2의 블랙매트릭스의 폭과 d2 보다 작은 폭으로 형성된 d3의 블랙매트릭스의 폭이 주기성을 갖도록 교대로 배치되는 구조를 하고 있다.

그리고, 상기 블랙매트릭스 135의 폭 d2, d3를 경계로 하여 각각 형성되는 칼라 필터 130의 폭이 2종류의 크기를 갖고, 상기 2종류의 크기를 갖는 칼라필터 130은 블랙매트릭스의 폭 d2, d3를 경계로 하여 주기성을 갖도록 교대로 배치되는 구조가 된다.

따라서, 종래와 같이 기판의 이어붙임부의 블랙매트릭스의 폭을 기준으로하여 블랙매트릭스의 폭이 일률적으로 형성되지 않고, 폭이 좁은 부분이 사이 사이에 형성되기 때문에 칼라필터의 면적이 그만큼 넓어지고, 기판의 이어붙임부가 시각 특성에 의하여 눈에 쉽게 관측되지 않으며 휘도분포도 균일하게 유지된다.

도 7b, 7c는 칼라필터의 다른 패턴 형태를 나타내는 구조이고, 이 외에 다양한 패턴 형태로 제조될 수 있다.

도 6, 도 7a∼7c의 C영역은 기판을 합착하여 액정패널을 구성한 후 액정패널을 서로 이어붙임하기 전에 커팅하여 제거하는 부분이다.

이어서, 칼라필터 130 및 블랙매트릭스 135가 형성된 기판 위에 씰 160을 인쇄하고, 기판을 합착하였을 때 셀갭을 유지시켜주는 스페이서 150을 산포하여 도8의 구조가 되도록 기판을 구성한다.

상기 씰 160은 약 150㎛의 폭으로 인쇄되고, 특히 기판이 이어붙임되는 면쪽에 인쇄되는 씰은 d1 영역 내에 인쇄되도록 한다.

상기와 같은 과정을 거친 후 도 5와 도 8의 구조의 기판을 합착하고, 액정 140을 주입하고, 액정 주입구를 봉합하면 도 9의 구조를 갖는 액정패널 400이 구성된다.

상기 액정패널 400을 복수개 구성하고, 액정패널 400의 C영역을 정밀 커팅하여 제거한 후 상기 액정패널 400을 서로 이어붙임하면 도 10의 구조를 갖는 대면적 액정표시장치가 구성된다.

종래의 대면적 액정표시장치는 도 2와 같이 액정패널의 이어붙임된 경계선 부분이 눈에 관측되지 않도록 하기 위하여 액정패널의 경계부에 형성된 블랙매트릭스의 폭 W1에 맞추어 다른 부분의 블랙매트릭스의 폭을 균일하게 형성한다.

상기와 같이 블랙매트릭스를 형성하였을 때 블랙매트릭스의 면적의 증가로 인하여 개구율이 저하된다.

본 발명은 상기 개구율이 저하되는 문제점을 개선하기 위하여 도 7a 등과 같이 이어붙임부의 블랙매트릭스의 폭(2×d1)을 기준으로하여 형성된 블랙매트릭스의 폭 d2와 d2 사이에 d2 보다 작은 폭을 갖는 d3의 블랙매트릭스의 폭이 형성되도록 한다.

그리고, 상기 블랙매트릭스의 폭을 경계로 하여 각각 형성되는 칼라필터의 폭이 2종류의 크기를 갖고, 상기 2종류의 칼라필터 130은 블랙매트릭스의 폭 d2, d3를 경계로 하여 각각 교대로 배치되도록 한다.

상기와 같이 칼라필터와 블랙매트릭스를 구성함으로써 칼라필터의 면적이 그만큼 넓어지는 효과가 있고, 또 기판의 이어붙임부가 착시현상에 의하여 쉽게 눈에 관측되지 않으면서도 기판의 전체면에 걸쳐 휘도 분포가 균일하게 유지되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 최소한 2종류의 크기를 갖는 칼라필터가 일정한 주기를 갖도록 배치되어 형성되고, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭이 최소한 2종류의 크기를 갖고, 일정한 주기를 갖도록 배치되어 형성된 구조를 포함하는 제1기판과, 화소전극을 포함하는 제2기판이 서로 대향하도록 합착되어 액정패널이 형성되고, 상기 액정패널이 복수개 이어붙임되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정패널이 이어붙임된 경계선 양쪽에 소정의 폭으로 블랙매트릭스가 형성되고, 상기 경계선을 기준으로 하여 양쪽에 소정의 폭으로 형성된 블랙매트릭스위에 씰이 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액정패널이 이어붙임된 경계선의 양쪽에 형성된 블랙매트릭스의 폭이 400㎛이하인 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭은 400㎛이하인 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치.
5. 칼라필터 및 블랙매트릭스를 포함하는 제1기판과, 화소전극을 포함하는 제2기판이 서로 대향하도록 합착되어 액정패널이 형성되고, 상기 액정패널이 이어붙임되어 형성되는 대면적 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 제2기판의 칼라필터가 최소한 2종류의 크기를 갖고, 일정한 주기로 배치되어 형성되고, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭이 최소한 2종류의 크기를 갖고, 일정한 주기로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 액정패널이 이어붙임된 경계부의 블랙매트릭스의 폭이 400㎛이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 칼라필터의 경계부에 형성되는 블랙매트릭스의 폭은 400㎛이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정표시장치의 제조방법.

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