KR100720094B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

절연 기판 위의 표시 영역에는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되어 있고, 그 위에 감광막으로 이루어진 스페이서 패턴이 형성되어 있다. 표시 영역의 바깥쪽에는 기판의 가장자리를 따라 스페이서 패턴과 동일한 층으로 제1 봉함재 패턴이 형성되어 있으며, 제1 봉함재 패턴의 바깥쪽에는 기판의 가장자리를 따라 열경화성 또는 광경화성 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴이 형성되어 있다. 이러한 액정 표시 장치에서는 공정을 추가하지 않고 감광막을 이용하여 스페이서 패턴과 제1 봉함재 패턴을 형성하여 제2 봉함재 패턴과 액정이 닿는 것을 막을 수 있으므로 열경화성 또는 광경화성 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴이 액정과 반응하여 액정 배향이 깨지는 문제점을 해결하여 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 셀 갭을 유지하는 능력 및 균일도가 향상된다.
봉함재 패턴, 스페이서 패턴, 셀 갭

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{liquid crystal display and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
두 기판 중에 한 기판에는 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있고 나머지 한 기판에는 색 필터와 공통 전극 등이 형성되는 것이 일반적이며, 이들을 각각 박막 트랜지스터 기판과 색 필터 기판이라 한다. 이 두 기판을 각각 제조한 후 조립하면 액정 표시 장치가 완성된다.
그러면, 이러한 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 간략히 설명한다. 먼저, 두 유리 기판에 각각 수 번의 사진 식각 공정을 통하여 다층의 박막 패턴을 형성하여 박막 트랜지스터 기판과 색 필터 기판을 형성한다. 다음, 각 기판 위에 배향막을 도포하고 각각 러빙(rubbing)을 실시한다. 다음, 한 쪽 기판 위에 봉함재(seal) 패턴을 프린트하고 색 필터 기판의 공통 전극에 전압을 인가하기 위한 전기적 연결 통로인 단락점(short) 패턴을 형성하며, 다른 쪽 기판 위에 스페이서(spacer)를 도포한다. 다음, 두 기판을 정렬하고 봉합재 패턴을 경화시킨 후, 두 기판 사이에 액정을 주입하고 주입구에 봉함재 패턴을 형성하여 주입구를 막는다. 다음, 두 기판의 바깥쪽에 각각 편광판을 부착하고 구동 회로를 부착하는 모듈(module) 공정을 실시한다.
여기서, 액정을 주입할 때는 먼저, 봉함재 패턴에 의해 접착되어 있는 두 기판을 챔버(chamber)에 넣고 챔버 안을 진공 상태로 만들고 주입구를 액정이 담긴 용기에 닿도록 한다. 다음, 질소와 같은 기체를 챔버 안에 주입하면 두 기판 사이의 공간과 챔버 안의 압력차에 의해 액정이 주입구를 통해 두 기판 사이의 공간에 채워진다.
한편, 액정을 주입하지 않고 두 기판을 접착시키기 전에 기판 위에 액정을 프린트하는 방식이 제시되었다.
그러나, 액정 프린트 방식은 봉함재 패턴의 경화가 덜 된 상태에서 액정이 프린트되는 경우에 액정과 봉함재 패턴이 혼합되거나 반응하여 봉함재 패턴 부근에서 액정의 배향이 깨지기 시작하여 점차 표시 영역으로 퍼지게 되어 화질이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 강유전성(ferroelectric) 액정 표시 장치에서는 액정의 배향이 봉함재 패턴 부근에서 깨지기 시작하여 화상 표시 영역이 Z자형(zig-zag)의 결함선으로 나타나고 이러한 현상은 표시 영역으로 퍼지는데 그 경향이 더욱 심하게 나타난다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 봉함재 패턴에 의해 액정 배향이 깨지는 것을 방지하여 액정 표시 장치의 화질을 향상시키는 것이다.
이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 감광막을 이용하여 스페이서 패턴과 봉함재 패턴을 함께 형성한다.
본 발명에 따르면, 제1 절연 기판과 이와 마주하는 제2 절연 기판이 있고, 제1 기판과 제2 기판 중 적어도 어느 한 기판 위에 화소 전극 및 공통 전극이 형성되어 있다. 제1 기판과 제2 기판 중 적어도 어느 한 기판 위에는 다수의 스페이서 패턴이 형성되어 있고, 스페이서 패턴을 포함하는 기판의 가장자리를 따라 스페이서 패턴과 동일한 물질로 제1 봉함재 패턴이 형성되어 있고 제1 봉함재 패턴 안쪽에 액정층이 형성되어 있다.
여기서, 스페이서 패턴과 제1 봉함재 패턴은 감광막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 화소 전극 및 공통 전극은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 이루어지는 것이 바람직하고, 화소 전극은 제1 기판 위에 형성되어 있으며 공통 전극은 제2 기판 위에 형성되어 있을 수 있다.
제1 봉함재 패턴의 바깥쪽에는 기판의 가장자리를 따라 제2 봉함재 패턴이 형성되어 있으며, 제2 봉함재 패턴은 열경화성 또는 광경화성 수지 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 기판 위에 각각 제1 및 제2 배향막이 더 형성되어 있을 수 있다.
이러한 액정 표시 장치를 제조하기 위해서 먼저, 절연 기판 위에 전극을 형성하고, 전극 위에 다수의 스페이서 패턴을 형성한다. 다음, 전극 바깥쪽에 기판의 가장자리를 따라 스페이서 패턴과 동일한 층으로 제1 봉함재 패턴을 형성하고, 제1 봉함재 패턴 안쪽에 액정층을 형성한다.
이때, 스페이서 패턴과 제1 봉함재 패턴을 감광막으로 형성하며, 한 번의 사진 공정으로 형성하는 것이 바람직하다.
전극은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 형성할 수 있다.
제1 봉함재 패턴의 바깥쪽에 기판의 가장자리를 따라 제2 봉함재 패턴을 형성할 수도 있다.
한편, 기판 위에 배향막을 도포하고 러빙할 수 있다.
이러한 본 발명에서와 같이, 공정을 추가하지 않고 감광막을 이용하여 스페이서 패턴과 제1 봉함재 패턴을 형성하면 제1 봉함재 패턴과 액정이 반응하지 않으므로 액정 배향이 깨지는 문제점을 해결하여 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 셀 갭을 유지하는 능력 및 균일도가 향상된다.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 1에서는 본 발명에 필요한 구성 요소만을 도시하고, 그 외의 구성 요소는 도시하지 않았으며 이에 대하여는 간략히 설명하기로 한다. 여기서는 액정 표시 장치의 두 기판 중에서 박막 트랜지스터 기판을 예로 들어 설명한다.
기판(10) 위에 가로 방향으로 뻗어 있는 다수의 게이트선과 이와 절연되어 세로 방향으로 뻗어 있는 다수의 데이터선이 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선의 교차에 의하여 정의되는 다수의 화소 영역에는 화소 전극에 인가되는 화상 전압을 스위칭하는 역할을 하는 박막 트랜지스터 소자와 이와 연결되어 있으며 투명 도전 물질로 이루어져 있는 화소 전극이 형성되어 있다. 이러한 박막 트랜지스터 소자와 화소 전극이 각각 형성되어 있는 다수의 화소 영역이 모여 표시 영역(D)을 이루고 있으며, 표시 영역(D)의 바깥 영역을 주변부(C)라 한다. 주변부(C)에는 외부 구동 회로에서 인가되는 화상 신호 등을 전달받기 위한 다수의 패드로 이루어진 패드부(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
이러한 기판(10) 위의 표시 영역(D)에는 감광막으로 이루어진 다수의 스페이서 패턴(20)이 형성되어 있으며, 이는 박막 트랜지스터 기판과 색 필터 기판 사이의 셀 갭(cell gap)을 유지하는 역할을 한다.
기판(10) 위에는 배향막이 도포되어 있으며, 배향막을 스페이서 패턴(20)을 형성한 후에 도포하는 경우에 배향막이 스페이서 패턴(20) 위에도 형성되어 있을 수 있다.
또한, 패드부와 표시 영역(D) 사이의 주변부에 스페이서 패턴(20)과 동일한 층으로 기판(10)의 가장자리를 따라 제1 봉함재 패턴(25)이 형성되어 있다. 패드부와 제1 봉함재 패턴(25) 사이에는 기판(10)의 가장자리를 따라 열경화형 또는 광 경화형 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴(30)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 봉함재 패턴(25)은 다수로 형성되어 있을 수도 있다.
제1 봉함재 패턴(25) 안쪽 영역에는 액정(40)이 프린트되어 있다.
여기서, 감광막으로 이루어진 제1 봉함재 패턴(25)이 제2 봉함재 패턴(30)과 액정이 닿는 것을 막을 수 있으므로 종래의 열경화성 또는 광경화성 수지로 이루어진 봉함재 패턴이 액정과 반응하여 액정 배향이 깨지는 문제점을 해결하여 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 스페이서 패턴(20)과 함께 제1 봉함재 패턴(25)이 형성되어 있어 셀 갭을 유지하는 능력 및 균일도가 향상된다.
제1 봉함재 패턴(25)은 스페이서 패턴(20)을 형성할 때 함께 형성되므로 공정을 추가하지 않아도 된다.
그러면, 이러한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 간략히 설명한다.
먼저, 기판 위에 다층의 박막을 증착하고 패터닝하여 다수의 박막 패턴으로 이루어진 박막 트랜지스터 소자를 화소 영역마다 형성한다. 다음, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 다수의 화소 전극을 화소 영역마다 형성한다. 다음, 감광막을 도포하고 패터닝하여 기판의 표시 영역에 다수의 스페이서 패턴을 형성하고 표시 영역 바깥쪽에 제1 봉함재 패턴을 형성한다. 다음, 기판 위에 배향막을 도포하고 러빙을 실시한다. 이때, 배향막의 도포 및 러빙 공정을 스페이서 패턴을 형성하기 전에 형성할 수도 있다. 다음, 열경화형 또는 광경화형 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴을 형성한 다음, 액정을 프린트한다. 제2 봉함재를 패터닝하는 공정과 액정을 프린트하는 공정의 순서는 바뀔 수 있다.
여기서, 액정을 프린트하지 않고 주입하는 방식을 사용하는 경우에는 액정 주입구(도시하지 않음)를 제외한 기판(10)의 가장자리에 제1 봉함재 패턴(25)과 제2 봉함재 패턴(30)을 형성하고, 두 기판을 정렬하여 봉함재 패턴을 경화시키고 액정을 주입한 후 주입구에 봉함재 패턴을 형성하여 주입구를 막는다.
한편, 스페이서 패턴(20) 및 제1 봉함재 패턴(25)은 색 필터 기판 위에 형성할 수도 있으며, 이때 제2 봉함재 패턴(30)과 액정(40)도 색 필터 기판 위에 형성하는 것이 바람직하다.
그러면, 제1 봉함재 패턴이 형성되어 있는 색 필터 기판에 대하여 간략히 설명한다.
색 필터 기판은 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극에 대응하는 색 필터, 색 필터 이외의 영역에 형성되어 있는 블랙 매트릭스 및 색 필터와 블랙 매트릭스 위에 투명 도전 물질로 형성되어 있는 공통 전극을 포함하고 있다. 공통 전극 위에는 감광막으로 이루어진 다수의 스페이서 패턴이 형성되어 있으며, 스페이서 패턴과 동일한 물질로 기판의 가장자리에 감광막으로 이루어진 제1 봉함재 패턴이 형성되어 있다. 제1 봉함재 패턴의 바깥쪽의 기판의 가장자리에 열경화성 또는 광경화성 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴이 형성되어 있다.
이러한 색 필터 기판을 형성하기 위해, 먼저 기판 위에 블랙 매트릭스를 형성하고, 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극에 대응하는 영역에 적, 녹, 청의 색 필터를 각각 형성한다. 다음, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 기판 전면에 증착하여 공통 전극을 형성한다. 다음, 감광막을 도포하고 패터닝하여 공통 전극 위에 다수의 스페이서 패턴을 형성하고 공통 전극의 바깥쪽에 제1 봉함재 패턴을 형성한다. 다음, 기판 위에 배향막을 도포하고 러빙을 실시한다. 이때, 배향막의 도포 및 러빙 공정을 스페이서 패턴을 형성하기 전에 실시할 수도 있다. 다음, 열경화형 또는 광경화형 수지로 이루어진 제2 봉함재 패턴을 형성한 다음, 액정을 프린트한다. 이때, 제2 봉함재를 패터닝하는 공정과 액정을 프린트하는 공정의 순서는 바뀔 수 있다.
한편, 색 필터 기판 위에 공통 전극을 형성하지 않고 박막 트랜지스터 기판 위에 화소 전극과 공통 전극을 패터닝하여 기판에 수평하게 전기장을 형성하여 액정을 배향하는 액정 표시 장치의 경우에도 앞서 설명한 방법과 같이 박막 트랜지스터 기판 또는 색 필터 기판 위에 스페이서 패턴과 함께 제1 봉함재 패턴을 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 공정을 추가하지 않고 감광막을 이용하여 스페이서 패턴과 제1 봉함재 패턴을 형성하여 제2 봉함재 패턴과 액정이 닿는 것을 막을 수 있으므로 종래의 열경화성 또는 광경화성 수지로 이루어진 봉함재 패턴이 액정과 반응하여 액정 배향이 깨지는 문제점을 해결하여 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 셀 갭을 유지하는 능력 및 균일도가 향상된다.

Claims (12)

  1. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중 적어도 어느 한 절연 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극 및 공통 전극,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중 적어도 어느 한 절연 기판 위에 형성되어 있는 다수의 스페이서 패턴,
    상기 스페이서 패턴을 포함하는 상기 절연 기판의 가장자리를 따라 상기 스페이서 패턴과 동일한 물질로 형성되어 있는 제1 봉함재 패턴,
    상기 제1 봉함재 패턴의 바깥쪽에 상기 절연 기판의 가장자리를 따라 형성되어 있는 제2 봉함재 패턴,
    상기 제1 봉함재 패턴 안쪽에 형성되어 있는 액정층
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 스페이서 패턴과 상기 제1 봉함재 패턴은 감광막으로 이루어진 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 이루어져 있고, 상기 화소 전극은 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 공통 전극은 상기 제2 절연 기판 위에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 제2 봉함재 패턴은 열경화성 또는 광경화성 수지 중의 어느 하나로 이루어진 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 절연 기판 위에 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 배향막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 절연 기판 위에 전극을 형성하는 단계,
    상기 전극 위에 다수의 스페이서 패턴을 형성하는 단계,
    상기 전극의 바깥쪽에 상기 절연 기판의 가장자리를 따라 상기 스페이서 패턴과 동일한 층으로 제1 봉함재 패턴을 형성하는 단계,
    상기 제1 봉함재 패턴의 바깥쪽에 상기 절연 기판의 가장자리를 따라 제2 봉함재 패턴을 형성하는 단계,
    상기 제1 봉함재 패턴 안쪽에 액정층을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 스페이서 패턴과 상기 제1 봉함재 패턴을 감광막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 스페이서 패턴과 상기 제1 봉함재 패턴을 한 번의 사진 공정으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 전극은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제7항에서,
    상기 절연 기판 위에 배향막을 도포하고 러빙하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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KR19980020937A (ko) * 1996-09-13 1998-06-25 엄길용 이중 실패턴을 구비하는 액정표시장치
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