KR100672630B1 - 액정패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 액정 주입구를 일괄적으로 봉지 가능케 함으로써 봉지 작업시간을 단축하여 공정의 효율성을 향상시키는 액정패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 액정주입구를 제외한 상기 제 1 기판의 외곽부에 씨일제를 형성하는 단계와, 상기 제 1 ,제 2 기판을 대향 합착하는 단계와, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계와, 상기 액정주입구를 트레이에 담긴 봉지제에 접촉시켜 봉지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

액정 주입구, 봉지, 딥 방식

Description

액정패널의 제조방법{Method For Fabricating Liquid Crystal Display Panel}

도 1은 종래 기술에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 블록도.

도 2는 종래 기술에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

도 3은 일반적인 액정패널의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

도 5는 본 발명에 의한 봉지제가 채워진 트레이의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명

11 : 제 1 기판 12 : 제 2 기판

14 : 게이트 전극 15 : 게이트 절연막

16 : 반도체층 17 : 데이터 배선

17a,17b : 소스/드레인 전극 18 : 보호막

19 : 화소전극 31 : 블랙 매트릭스

32 : 컬러필터층 33 : 공통전극

40 : 스페이서 41 : 씨일제

50 : 액정 99 : 액정패널

100 : 트레이 101 : 봉지제

102 : 액정주입구

본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 수동 액정주입구 봉지 방법에 있어서, 그 작업 효율성을 높인 액정패널의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 평판표시소자로서 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

상기 액정표시소자는 대향하는 두 기판 사이에 액정을 주입하고 밀봉함으로써 제작되며, 밀봉과정은 액정주입구를 통해 액정을 주입한 후, 액정주입구를 밀봉처리하는 과정으로 이루어지는데, 이로써 액정이 외부로 흘러나오는 것을 완전 방지할 수 있다.

액정을 주입하는 공정은 장비를 이용하여 이루어지나, 장비에 문제(trouble)가 생겨 자동으로 봉지할 수 없을 때에는 작업자가 수동으로 액정주입구 봉지기구를 이용하여 봉지하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정패널의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 1을 참고로 하여 액정패널의 제조방법을 살펴보면, 먼저, 제 1 기판 상에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 사이에 염색법, 전착법, 안료분산법, 도포법 등을 사용하여 적,녹,청(red, green, blue)의 컬러필터층을 형성한 다음, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하여 공통전극을 형성한다.

다음, 제 2 기판 상에 복수의 게이트 배선과 데이터 배선을 교차 형성하고, 상기 두 배선의 교차 부위에 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 소스/드레인 전극으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성한 후, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 ITO 재질의 화소전극을 형성한다.(S10)

이후, 제 1 기판에 셀 간격을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서를 균일하게 산포하고, 제 2 기판의 외곽에 액정이 주입될 자리를 남겨두고 씨일제(sealant)를 빈틈없이 인쇄한 뒤, 두 기판을 대향 합착시켜 액정패널을 완성한다.(S11, S12)

다음, 합착된 두 기판에 높은 압력(hot pressure)을 주면서 씨일제를 경화시켜 두 기판을 완전히 접착시킨다.

계속하여, 상기 액정패널 내부를 진공화한 후 모세관 현상과 대기압 차를 이용하여 두 기판 사이에 액정을 주입하고 이 후, 기판 사이의 갭을 균일하게 제어하기 위해 가압상태에서 액정주입구를 봉지한다.(S13)

이 때, 액정 주입구를 봉지할 때에는 1CST(cassette) 단위로 묶어 자동 봉지를 한다.

여기서, 1CST 단위로 자동 봉지한다 함은 여러장의(여기서는 60장 정도) 액정패널을 한꺼번에 카세트에 로딩시켜 자동기계를 이용하여 봉지제를 형성하고, 형성된 상기 봉지제를 경화시킨다는 것을 말한다.

상기 패널의 수는 기판의 크기나 모델에 따라 달라진다.

하지만, 상기 기계에 문제가 생겨 자동 봉지를 할 수 없을 때에는, 도 2에 도시된 바와 같이 작업자가 직접 수동으로 봉지기구(1)를 이용하여 액정패널(3)의 액정주입구(2)를 하나씩 봉지한다.

상기 봉지기구(1)는 주사기 타입으로써, 주사기 끝부분에 봉지제(4)를 일정량 묻혀서 액정패널의 액정주입구(2)를 하나씩 봉지한다.

이와같이 봉지된 액정패널이 여러장이 되면, 상기 여러장의 액정패널을 한꺼번에 카세트 내에 로딩시키고 열을 주거나 또는 UV를 조사하여 액정주입구에 형성된 봉지제(4)를 경화시킨다.

계속하여, 패널 외부의 액정 및 이물을 제거하기 위해 초음파를 이용한 세정공정을 수행한 후, 외관 상태를 검사하거나 전기적 신호를 인가하여 패널의 양부을 판정한다.(S14)

그러나, 상기와 같은 종래의 액정패널의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 액정주입구 봉지 장비에 문제가 발생하여 자동 봉지가 불가능할 경우에는 작업자가 수동으로 액정패널을 하나씩 봉지하여 여러장을 채운 뒤, 여러장을 한꺼번에 카세트로 로딩시켜 봉지제를 경화시키는데, 수동으로 액정패널 여러장을 봉지하는 동안 시간이 길어져 봉지제가 액정패널 쪽으로 흡입되어 UV조사에 의한 봉지제 경화가 잘 되지 않는 등 불량이 발생한다.

둘째, 주사기 타입의 봉지기구를 이용하여 수동으로 봉지작업을 하기 때문에 봉지 작업 시간이 길어져 생산성이 저하되고, 액정패널의 봉지상태도 일정치 않게 된다.

셋째, 봉지제를 과다하게 형성할 경우, 액정 주입구 외측으로 봉지제가 흐르게 되어 봉지제를 낭비하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 일괄적으로 다수의 액정패널을 봉지할 수 있는 딥(dip) 방식의 봉지 기구를 사용함으로써 봉지 작업시간을 단축하고 봉지제 흡입량 과다에 의한 불량 발생을 방지하는 액정패널의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정패널의 제조방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 액정주입구를 제외한 상기 제 1 기판의 외곽부에 씨일제를 형성하는 단계와, 상기 제 1 ,제 2 기판을 대향 합착하는 단계와, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계와, 상기 액정주입구를 트레이에 담긴 봉지제에 접촉시켜 봉지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 봉지제를 액정패널과 접촉하여 일괄봉지하여 봉지시간을 단축하고 봉지 불량을 방지하는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정패널의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 일반적인 액정패널의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 액정패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 5는 본 발명에 의한 봉지제가 채워진 트레이의 사시도이다.

도 3을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정패널의 제조방법을 설명하면, 먼저 제 1 기판(11) 상에 주사신호를 전달하는 게이트 배선(미도시) 및 영상신호를 전달하는 데이터 배선(17)을 교차 형성하여 복수의 화소영역을 정의하고, 상기 두 배선이 교차하는 부위에 박막트랜지스터를 형성한다.

상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선에서 분기된 게이트 전극(14)과, 게이트 전극(14) 상에 형성된 게이트 절연막(15) 및 반도체층(16)과, 상기 데이터 배선(17)에서 분기된 소스/드레인 전극(17a,17b)으로 이루어져, 주사신호에 따라 영상신호를 각 화소영역에 선택적으로 전달하는 역할을 한다.

다음, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 유기절연물질 또는 무기절연물질을 재료로 보호막(18)을 형성하고, 상기 보호막(18) 상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 ITO재질의 화소전극(19)을 형성한다.

상기 게이트 절연막(15), 상기 보호막(18)으로는 SiNx, SiOx 등의 무기막이나 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 계열 등의 유기막으로 형성할 수 있다.

한편, 제 2 기판(12) 상에는 빛샘을 방지하기 위해 액정을 제어할 수 없는 영역에 블랙 매트릭스(31)을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스(31) 사이에 R,G,B로 각각 착색된 컬러필터층(32)을 형성한 뒤, 상기 컬러필터층(32)을 포함한 전면에 ITO재질의 공통전극(33)을 형성한다.

다음, 상기 제 1 기판(11)의 액티브 영역 외부에 씨일제(41)를 빈틈없이 형성하고, 상기 제 2 기판(12) 상에 스페이서(40)를 균일하게 산포한 뒤, 상기 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12)을 대향 합착한다.

다만, 이후 액정주입구가 될 부분은 씨일제(41)를 형성하지 않는다.

이어서, 상기 액정주입구를 통하여 상기 제 1 ,제 2 기판(11,12) 사이에 액정(50)을 주입함으로써 액정패널을 완성한다.

구체적으로, 진공조 내에서 액정패널 내부의 공기를 진공 배기하면서 동시에 액정 재료를 진공 탈기하여 모세관 현상을 이용함으로써 액정쟁반에 채워져 있는 액정을 기판 사이로 주입한다.

다음, 상기와 같이 형성된 다수의 액정패널을 딥 방식을 이용하여 일괄적으로 봉지한다.

즉, 도 4에서와 같이, 액정주입시 사용되었던 액정쟁반과 같은 도 5의 트레이(tray)(100)에 봉지제(101)를 가득 채운 뒤, 다수의 액정패널(99)의 액정주입구(102)와 봉지제(101)가 서로 접촉하도록 하여 액정주입구(102)에 봉지제(101)가 묻도록 한다.

이 때, 제 1 ,제 2 기판의 간격이 4∼5㎛로 매우 좁고 액정패널 내부의 내부 압력이 크기 때문에 액정패널을 뒤집어도 액정주입구를 통해 액정이 흘러나올 염려 가 없다.

이러한 방식은 주사기형 액정주입구 봉지기구를 사용하여 액정패널을 하나씩 봉지하였던 종래와 달리 다수의 액정패널의 액정주입구를 일괄적으로 봉지할 수 있기 때문에 봉지작업 시간을 단축시킬 수 있다.

마지막으로, 이와 같이 봉지된 다수의 액정패널을 한꺼번에 카세트 내에 로딩시키고 UV를 조사하여 상기 봉지제를 경화시켜 액정이 외부로 흐르지 않도록 액정패널을 완전 밀봉한다.

상기 봉지제로는 열경화성 수지, 광경화성 수지 등이 사용되지만, 현재는 에폭시 계열의 광경화성 수지를 주로 사용한다.

상기와 같은 본 발명의 액정패널의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 작업자에 의한 수동 봉지시 본 발명에 의할 경우 다수의 액정패널을 일괄적으로 봉지할 수 있으므로 봉지 작업시간이 크게 단축된다.

그리고, 봉지 작업시간 지연에 따른 봉지제 흡입량 과다에 의한 불량을 방지하여 양호한 봉지 상태를 얻을 수 있다.

둘째, 일괄적으로 다수의 액정패널을 봉지함으로써 액정패널의 봉지상태가 균일해지고 봉지 공정 시간도 단축되어 생산성이 향상된다.

Claims (5)

1. 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;

   액정주입구를 제외한 상기 제 1 기판의 외곽부에 씨일제를 형성하는 단계;

   상기 제 1 ,제 2 기판을 대향 합착하는 단계;

   상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정을 주입하여 액정패널을 완성하는 단계;

   상기 액정패널의 액정주입구를 봉지제가 담겨져 있는 트레이에 딥시켜 상기 액정주입구를 봉지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정주입구 봉지시 다수의 액정패널을 일괄적으로 봉지하는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정주입구 봉지 후, 상기 봉지제를 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선을 교차 형성하는 단계;

   상기 두 배선의 교차 부위에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

   상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와,

   상기 블랙 매트릭스 사이에 컬러필터층을 형성하는 단계와,

   상기 제 2 기판 전면에 공통전극을 형성하는 단계가 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.

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