KR100687335B1 - Liquid crystal display and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 절연기판의 상부에 형성된 서브컬러필터 및 블랙매트릭스와, 상기 서브컬러필터 및 블랙매트릭스 상부를 덮어 평탄화시키는 제 1 평탄화막과, 상기 제 1 평탄화막의 상부에 형성되어 한쪽에서 액정층에 전압을 인가하는 공통전극과, 엠보싱 형상의 표면을 갖는 제 1 배향막을 구비하는 제 1 기판; 상기 제 1 기판에 대향되게 배치된 제 2 기판으로서, 제 2 절연기판의 상부에 형성된 스위칭소자와, 상기 스위칭소자와 연결되어 다른 한쪽에서 상기 액정층에 전압을 인가하는 화소전극과, 상기 스위칭소자와 화소전극을 덮어 평탄화시키는 제 2 평탄화막과, 엠보싱 형상의 표면을 갖는 제 2 배향막을 구비하는 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 가장자리에 구비되는 실란트에 의해 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 봉인된 액정층;을 포함하며, 상기 제 1 배향막과 제 2 배향막은 그 가장자리에서 상기 액정층을 봉인하기 위한 실란트와 오버랩되지 않도록 상기 실란트 형성 영역 이전 까지만 형성된 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same; a subcolor filter and a black matrix formed on an upper portion of a first insulating substrate; A first substrate formed on the first planarization film and having a common electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer on one side thereof, and a first alignment film having an embossed surface; A second substrate disposed opposite the first substrate, the switching element formed on the second insulating substrate, a pixel electrode connected to the switching element to apply a voltage to the liquid crystal layer on the other side, and the switching element And a second planarization film covering and planarizing the pixel electrode, and a second substrate including a second alignment film having an embossed surface; And a liquid crystal layer sealed between the first substrate and the second substrate by sealants provided at edges of the first substrate and the second substrate, wherein the first alignment layer and the second alignment layer have the liquid crystal at their edges. It is characterized in that it is formed only before the sealant forming region so as not to overlap with the sealant for sealing the layer.
Description
도 1은 종래기술에 따른 액정표시소자를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.Figure 2 is a process cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device and a manufacturing method according to the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호설명)(Code description of main parts of drawing)
100 : 하판 120 : 하부유리기판100: lower plate 120: lower glass substrate
140 : 박막트랜지스터 160 : 화소전극140: thin film transistor 160: pixel electrode
180 : 평탄화층 190 : 배향막180
200 : 상판 220 : 상부유리기판200: top plate 220: upper glass substrate
240 : 서브컬러필터 260 : 평탄화층240: sub-color filter 260: planarization layer
280 : 공통전극 290 : 배향막280: common electrode 290: alignment layer
300 : 실란트 400 : 액정층300: sealant 400: liquid crystal layer
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정층내의 분술물 이온으로 인한 화면표시 불량 또는 그 열화를 방지하기 위한 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same for preventing the display display defect or degradation thereof due to the ion ions in the liquid crystal layer.
도 1을 참조하여 종래의 액정표시소자를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a conventional liquid crystal display device will be described.
도 1에 도시된 액정표시소자는 여러 종류의 소자들이 형성된 두장의 기판(10)(20)이 서로 대응되게 배열되어 있고, 상기 두 장의 기판(10)(20)사이에 액정층(40)이 끼워진 형태로 위치하고 있다.In the liquid crystal display shown in FIG. 1, two
상기 액정표시소자의 하부유리기판(10)은 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(14)와, 상기 박막트랜지스터(14)로부터 신호를 인가받고 상기 액정층(40)으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(16), 그리고 상기 박막트랜지스터(14)와 화소전극(16)을 덮는 평탄화막(18)과 하부배향막(19)으로 구성되어 있다.The
또한, 상부유리기판(20)에는 색을 구현하는 서브컬러필터(24)와 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 상기 서브컬러필터(24)와 상기 블랙매트릭스(25) 상부에는 표면을 평탄화하기 위한 평탄화막(26)이 형성되어 있다. 상기 평탄화막(26) 상부에는 액정층(40)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 하는 공통전극(28)과 상부배향막(29)이 순차적으로 형성되어 있다.In addition, the
여기서, 상기 상부배향막(29)의 가장자리에는 실란트(30)가 형성되는 낮은 단차부분(A)이 형성되어 있다.Here, a low stepped portion A in which the
그리고, 상기 상부기판(20)과 하부기판(10)의 사이에 주입되는 액정(40)의 누설을 방지하기 위해, 그 가장자리에 실란트(30)를 형성하여 봉인한다. In order to prevent leakage of the
여기서, 상기 상부기판(20)과 하부기판(10)의 가장자리에서 상기 상하부 배향막(29)(19)과 상기 실란트(30)는 서로 오버랩되는 구조를 갖는다.The upper and
그러나, 이러한 종래의 액정표시소자에서는 배향막의 표면 또는 내부에 불순물 이온이 잔류하여 액정층의 유지율(hold ratio)을 저하시키고 이는 액정배열을 변화시켜 무라(Mura) 즉, 화면표시불량을 발생시키는 문제점이 있다.However, in such a conventional liquid crystal display device, impurity ions remain on the surface or inside of the alignment layer to lower the hold ratio of the liquid crystal layer, which changes the liquid crystal array, thereby causing Mura, that is, a screen display defect. There is this.
또한, 액정주입구의 봉인에 이용되는 실란트로부터 뽑아진 수지열경화성 실리콘 결합제가 유리기판과 완전히 반응하지 않아 발생된 불순물이온은 액티브영역내로 확산하여 액정층의 유지율을 저하시키고 이는 액정배열을 변화시켜 무라를 발생시키는 문제점이 있다.In addition, the resin thermosetting silicone binder extracted from the sealant used to seal the liquid crystal inlet does not completely react with the glass substrate, so that impurity ions generated are diffused into the active region, thereby lowering the retention of the liquid crystal layer. There is a problem that occurs.
또한, 실란트가 형성되는 낮은 단차부분인 상부배향막 가장자리에는 불순물이온이 집중적으로 모여있게 되어 액정층의 유지율을 저하시키고 이는 액정배열을 변화시켜 무라를 발생시키는 문제점이 있다.In addition, the impurity ions are concentrated at the edge of the upper alignment layer, which is a low stepped portion where the sealant is formed, thereby lowering the retention of the liquid crystal layer, which causes a problem of changing the liquid crystal array.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 배향막의 표면 또는 내부에 불순물 이온이 잔류하지 않도록 함으로써 화면표시불량을 방지할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can prevent screen display defects by preventing impurity ions from remaining on or inside the alignment layer. The purpose is.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는, 제 1 절연기판의 상부에 형성된 서브컬러필터 및 블랙매트릭스와, 상기 서브컬러필터 및 블랙매트릭스 상부를 덮어 평탄화시키는 제 1 평탄화막과, 상기 제 1 평탄화막의 상부에 형성되어 한쪽에서 액정층에 전압을 인가하는 공통전극과, 엠보싱 형상의 표면을 갖는 제 1 배향막을 구비하는 제 1 기판; 상기 제 1 기판에 대향되게 배치된 제 2 기판으로서, 제 2 절연기판의 상부에 형성된 스위칭소자와, 상기 스위칭소자와 연결되어 다른 한쪽에서 상기 액정층에 전압을 인가하는 화소전극과, 상기 스위칭소자와 화소전극을 덮어 평탄화시키는 제 2 평탄화막과, 엠보싱 형상의 표면을 갖는 제 2 배향막을 구비하는 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 가장자리에 구비되는 실란트에 의해 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 봉인된 액정층;을 포함하며, 상기 제 1 배향막과 제 2 배향막은 그 가장자리에서 상기 액정층을 봉인하기 위한 실란트와 오버랩되지 않도록 상기 실란트 형성 영역 이전 까지만 형성된 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a subcolor filter and a black matrix formed on an upper portion of a first insulating substrate, a first planarization film covering and planarizing an upper portion of the subcolor filter and a black matrix; A first substrate formed on the first planarization film and having a common electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer on one side thereof, and a first alignment film having an embossed surface; A second substrate disposed opposite the first substrate, the switching element formed on the second insulating substrate, a pixel electrode connected to the switching element to apply a voltage to the liquid crystal layer on the other side, and the switching element And a second planarization film covering and planarizing the pixel electrode, and a second substrate including a second alignment film having an embossed surface; And a liquid crystal layer sealed between the first substrate and the second substrate by sealants provided at edges of the first substrate and the second substrate, wherein the first alignment layer and the second alignment layer have the liquid crystal at their edges. It is characterized in that it is formed only before the sealant forming region so as not to overlap with the sealant for sealing the layer.
또한, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 제 1 절연기판의 상부에 서브컬러필터 및 블랙매트릭스를 형성하는 단계; 상기 서브컬러필터 및 블랙매트릭스 상부에 제 1 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 제 1 평탄화막의 상부에 한쪽에서 액정층에 전압을 인가하기 위한 공통전극을 형성하는 단계; 상기 공통전극 상부에 실란트와 오버랩되지 않도록 상기 실란트 형성 영역 이전까지 엠보싱 형상의 표면을 갖는 제 1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 절연기판에 대향되게 배치된 제 2 절연기판의 상부에 스위칭소자를 형성하는 단계; 상기 스위칭소자와 연결되어 다른 한쪽에서 액정층에 전압을 인가하기 위한 화소전극을 형성하는 단계; 상기 스위칭소자와 화소전극의 상부에 제 2 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 제 2 평탄화막 상부에 실란트와 오버랩되지 않도록 상기 실란트 형성 영역 이전까지 엠보싱 형상의 표면을 갖는 도전성의 제 2 배향막을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 절연기판과 제 2 절연기판 사이에 상기 제 1 절연기판과 제 2 절연기판의 가장자리에 구비되는 실란트를 봉지제로 이용해서 액정층을 주입하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of forming a sub-color filter and a black matrix on the first insulating substrate; Forming a first planarization layer on the sub-color filter and the black matrix; Forming a common electrode on one side of the first planarization layer to apply a voltage to the liquid crystal layer; Forming a first alignment layer on the common electrode, the first alignment layer having an embossed surface until the sealant forming region so as not to overlap with the sealant; Forming a switching device on an upper portion of the second insulating substrate disposed to face the first insulating substrate; Forming a pixel electrode connected to the switching element to apply a voltage to the liquid crystal layer on the other side; Forming a second planarization layer on the switching element and the pixel electrode; Forming a conductive second alignment layer having an embossed surface before the sealant forming region so as not to overlap with the sealant on the second planarization film; And injecting a liquid crystal layer between the first insulating substrate and the second insulating substrate using a sealant provided at edges of the first insulating substrate and the second insulating substrate as an encapsulant.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a liquid crystal display and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 액정표시소자는 여러 종류의 소자들이 형성된 두장의 상하부기판(200)(100)이 서로 대응되게 배열되어 있고, 상기 두 장의 기판(100)(200)사이에 액정층(400)이 끼워진 형태로 위치하고 있다.In the liquid crystal display according to the present invention, two upper and
상기 상부기판(200)은 컬러필터와 블랙매트릭스가 구성된 컬러필터 기판이고, 상기 하부기판(100)은 박막트랜지스터와 화소전극이 구성된 어레이기판이다.The
먼저, 어레이기판(100)을 설명하면, 하부절연기판(120)상에 박막트랜지스터(140)를 형성하고 상기 박막트랜지스터(140)의 드레인전극(미도시)과 연결되는 화소전극(160)을 형성한 후 상기 결과물의 상부에 표면을 평탄화하기 위해 투명한 유기물질을 도포하여 평탄화막(180)을 형성한다.First, referring to the
이때, 상기 화소전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명전도성 금속을 사용한다.In this case, the
또한, 상기 평탄화막(180)은 후속의 배향막과의 계면에서 1㎛ 이상의 깊이를 갖는 엠보싱 형상의 표면을 갖는다. 여기서, 상기 엠보싱 형상의 깊이는 엠보싱의 오목한 부위의 꼭지점과 볼록한 부위의 꼭지점 간의 높이 차를 나타내며, 이하에서사용되는 동일한 표현은 모두 같은 의미를 갖는다. In addition, the
그 다음, 상기 평탄화막(180)의 상부에 폴리이미드(polyimid)와 같은 투명한 고분자물질을 도포하여 배향막(190)을 형성한다. 상기 배향막(190)은, 도시된 바와 같이, 상기 액정층을 봉인하기 위한 실란트(300)와 오버랩되지 않도록 상기 실란트(300) 이전 까지만 형성하며 소정방향으로 러빙방향(rubbing direction)이 정의되어 액정의 배향특성을 결정한다.Next, an
이때, 상기 배향막(190)은 액정층과의 계면과 상기 배향막(190)의 계면에서 1㎛ 이상의 깊이를 갖는 엠보싱 형상의 표면을 갖는다. 상기 배향막(190)은 도전성이기 때문에 액정내의 불순물 이온을 캡쳐하여 액정내에서의 부유를 방지한다. 여기서, 상기 배향막(190)이 도전 특성을 나타내는 것은 배향막을 구성하는 고분자막 내에 알칼리 금속 이온과 같은 전도성 도펀트가 함유됨으로써 가능해진다. In this case, the
또한, 상기 배향막(190)을 형성하기 전에 자외선을 이용한 세정공정을 추가로 수행할 수도 있으며, 상기 배향막(190)의 러빙 후에 전기적 세정공정을 수행할 수도 있다.In addition, before the
여기서, 상기 배향막(190), 상기 평탄화막(180) 및 상기 화소전극(160)의 두께 합이 700Å 이하의 얇은 두께로 형성되도록 하여 불순물이온의 캡쳐를 원만하게 한다.Here, the sum of the thicknesses of the
그 다음, 상기 배향막(190)이 형성된 투명한 하부절연기판(120)의 하부에 하부 편광판(미도시)이 형성된다. Next, a lower polarizer (not shown) is formed under the transparent lower
이어서, 컬러필터기판(200)을 설명하면, 상부절연기판(220)상에는 상기 화소전극(160)에 대응하여 서브컬러필터(적,녹,청)(240)를 형성하고, 상기 화소전극(160)사이에 대응하는 영역에 블랙매트릭스(250)를 형성한 후 상기 결과물의 상부에 표면을 평탄화하기 위해 투명한 유기물질을 도포하여 평탄화막(over coating film)(260)을 형성한다.Next, referring to the
상기 블랙매트릭스는 1㎛ 이상의 깊이를 갖는 엠보싱 형상의 표면을 갖는다.The black matrix has an embossed surface having a depth of 1 μm or more.
그 다음, 상기 평탄화막(260)상에 공통전극(280)을 형성한 후 폴리이미드(polyimid)와 같은 투명한 고분자물질을 도포하여 배향막(290)을 형성한다. 상기 배향막(290)은 소정방향으로 러빙방향이 정의되어 액정의 배향특성을 결정한다.Next, after forming the
이때, 상기 배향막(290)은 액정층과 접하는 계면에서 1㎛ 이상의 깊이를 갖는 엠보싱 형상의 표면을 가지며, 또한 상기 배향막(290)의 가장자리에서 상기 액정층을 봉인하기 위한 실란트(300)와 오버랩되지 않도록 상기 실란트(300) 이전 까지만 형성함으로써, 종래의 상대적으로 단차가 낮은 부분인 배향막 가장자리로 인해 발생하던 세정공정시 불순물 이온이 집중할 가능성을 원천적으로 방지하게 되어 화면불량을 방지하게 된다. In this case, the
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또한, 상기 배향막(290)과 블랙매트릭스(250)는 도전성이기 때문에 공통전극(280)과 배향막(290)은 전기적으로 접촉하며 액정층내 불순물 이온을 캡쳐하여 액정내에서의 부유를 방지함으로써 화면품위를 향상시키게 된다. 여기서, 상기 배향막(290)이 도전 특성을 나타내는 것은 배향막을 구성하는 고분자막 내에 알칼리 금속 이온과 같은 전도성 도펀트가 함유됨으로써 가능해진다. In addition, since the
여기서, 상기 배향막(290), 상기 평탄화막(260) 및 상기 공통전극(280)의 두 께 합이 700Å 이하의 얇은 두께로 형성되도록 함으로써 불순물이온의 캡쳐를 원만하게 한다.Here, the sum of the thicknesses of the
또한, 상기 배향막(290)을 형성하기 전에 자외선을 이용한 세정공정을 추가로 수행할 수도 있으며, 상기 배향막(290)의 러빙 후에 전기적 세정공정을 수행할 수도 있다.In addition, before the
이어서, 상기 배향막(290)이 형성된 상부절연기판(220)의 상부에 상부 편광판(미도시)이 형성된다.Subsequently, an upper polarizer (not shown) is formed on the upper insulating
그 다음, 상부기판(200)과 하부기판(100) 사이에 액정을 주입하여 액정층(400)을 형성한 후 이를 봉인하기 위한 실란트(300)를 형성한다.Next, a liquid crystal is injected between the
이때, 열경화성 수지를 이용한 주입구를 봉합할때에는 액정을 주입한 후 상하부기판의 열결화성 수지 주입구를 자외선 조사하여 봉합할 수 도 있다.In this case, when the injection hole using the thermosetting resin is sealed, the liquid crystal may be injected and then sealed by UV irradiation of the thermosetting resin injection hole of the upper and lower substrates.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상하부 배향막을 도전성 물질로 형성하되, 상하부배향막을 액정층을 봉인하기 위한 실란트와 오버랩되지 않도록 상기 실란트 이전 까지만 형성함으로써, 실란트와 배향막간의 오버랩에 지역에서의 불순물 집중을 방지하고 배향막의 표면 또는 내부에 불순물 이온이 잔류하지 않도록 함으로써 화면표시불량을 개선할 수 있다. As described above, the present invention forms the upper and lower alignment layers with a conductive material, but forms the upper and lower alignment layers only before the sealant so as not to overlap with the sealant for sealing the liquid crystal layer, thereby concentrating impurities in the region in the overlap between the sealant and the alignment layer. It is possible to improve display defects by preventing impurities and remaining impurity ions on the surface or inside of the alignment layer.
또한, 전극 일부를 배향막에 직접 콘택 또는 전기인가함으로써, 전극이 절연막으로 배향막과 절연되는 경우 보다 화면불량(무라)을 억제할 수 있다는 효과가 있다.Further, by directly contacting or applying a portion of the electrode to the alignment film, there is an effect that the screen defect (mura) can be suppressed more than when the electrode is insulated from the alignment film with the insulating film.
또한, 자외선 조사에 의한 수지의 경화시켜 액정주입구를 봉합함으로써 불순물 이온을 줄여 화면불량을 억제할 수 있다는 효과가 있다. In addition, there is an effect that the screen defect can be suppressed by reducing impurity ions by curing the resin by ultraviolet irradiation and sealing the liquid crystal inlet.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.
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