KR100789310B1

KR100789310B1 - 마더 기판, 액정표시장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100789310B1
Application number: KR1020060017538A
Authority: KR
Inventors: 타케시 오하시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-12-28
Also published as: JP2006284987A; KR20060105439A

Abstract

러빙 처리시에, 액정 패널 표면의 선 얼룩의 발생을 억제하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다. 마더 기판(10)위에, 더미 패널부(31)를 형성한다. 더미 패널부(31)는, 액정 패널부와 액정 패널부의 사이, 액정 패널부와 마더 기판(10)단 사이에 배치한다. 또한 더미 패널부(31)는, 컬러필터(2)와 동일한 구성으로 한다. 그 때문에 마더 기판(10)전체의 경도등의 표면상태가 균일하게 된다. 그 결과, 액정 패널부와 액정 패널부 사이, 액정 패널부와 마더 기판(10) 가장자리 사이의 표면상태가 액정 패널부와 다른 것에 기인하는 러빙시의 선 얼룩의 발생을 억제 할 수 있다.

마더 기판, 더미 패널부, 컬러필터, 러빙, 선 얼룩

Description

마더 기판, 액정표시장치 및 그 제조 방법{MOTHER SUBSTRATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 실시예 1에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판의 구성을 나타내는 평면도,

도 2는 실시예 1에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판의 러빙 처리의 모양을 도시한 도면,

도 3은 실시예 1에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판과, 어레이 기판측의 마더 기판을 접착한 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 실시예 2에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판의 구성을 나타내는 단면도,

도 5는 실시예 3에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판의 구성을 나타내는 단면도,

도 6은 실시예 4에 따른 컬러필터 기판측의 마더 기판의 구성을 나타내는 단면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1, 12 : 투명절연성 기판 2 : 컬러필터

3 : 패널 외형 5 : 실(seal)내 스페이서

6 : 화소전극, 7 : 면내 스페이서

8, 38 : 블랙 매트릭스 9 : 착색층

10 : 마더 기판 11 : 투명전극

31 : 더미 패널부 33 : 러빙 롤러

39 : 더미 착색층 40 : 더미 투명전극

50 : 배향막

본 발명은, 마더 기판, 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정표시장치는, 액정 패널과, 편광판 및 백라이트 등으로 구성되어 있다. 그리고, 액정표시장치는, 이하의 순서에 따라서 형성된다.

우선, 박막트랜지스터, 배향막 등을 적층한 투명절연성 기판(어레이 기판, 제1기판)과, 컬러필터(CF), 배향막 등을 적층한 투명절연성 기판(컬러필터 기판, 제2기판)을 면내에 산포된 스페이서를 이용하여 소정의 간격을 두고 적층한다.

계속해서, 주변부에 설치한 실(seal)재(材)에 의해 접착한 뒤, 실재의 일부에 형성된 액정주입구으로부터 액정을 주입한다. 그리고, 액정주입구를 밀봉함으로써 액정 패널을 형성한다.

그 후에 액정 패널의 양 기판의 외측에 편광판을 부착하고, 액정 패널의 한 쪽의 기판측에 백라이트를 배치하여 액정표시장치를 제조한다.

여기에서, 액정표시장치에서는, 투명절연성 기판간에 주입되는 액정의 액정분자의 배열을 제어하기 위해, 배향막에 배향 처리를 실시할 필요가 있다. 이 배향처리로서, 예를 들면 러빙 처리가 이용되고 있다.

러빙 처리는, 러빙직포를 붙여, 회전하고 있는 러빙 롤러 위를 스테이지 위에 고정한 마더 기판(복수의 컬러필터 기판 혹은 어레이 기판을 가지는 기판)을 일정 속도로 이동시켜, 배향처리를 행하는 방법이다. 여기에서, 러빙직포는, 레이온, 면등의 재질의 실을 짜서 제작하고 있다.

러빙 처리 시에는, 러빙직포와 기판의 간격을 일정하게 유지하고, 러빙직포를 규정량만 누르고 있다.

특히, 액정 패널부(마더 기판 중 액정표시장치가 되는 영역, 즉 컬러필터 기판 혹은 어레이 기판이 되는 영역)를 복수 갖는 마더 기판의 러빙 처리를 행하면, 마더 기판에 있어서의 액정 패널부와 다른 액정 패널부 사이에 있어서는, 배향막등의 막이 형성되지 않거나 혹은 오버코트(OC)만을 형성하거나 또는 ITO만 성막되어 있을 경우가 많으며, 액정 패널부와 액정 패널부 사이의 부분과 액정 패널부가 형성된 부분에서는 마더 기판표면의 거칠기, 경도 등이 다르다.

그 때문에 액정 패널부를 문지르는 경우와, 액정 패널부와 액정 패널부 사이나 액정 패널부와 마더 기판 사이를 문지를 경우에는, 러빙직물의 구부러짐 등의 상태가 다르다.

그 결과, 러빙 처리후, 액정 패널부에 선 모양의 얼룩(선 얼룩)을 볼 수 있 게 된다. 선 얼룩이 형성된 부분은, 액정의 배향방향이 다른 위치와 다르기 때문에, 액정표시장치의 점등시에 얼룩으로서 나타나는 경우가 있었다.

그래서, 특허문헌 1에 기재한 발명에서는, 액정 패널이 모따기 되는 마더 기판상에 있어서, 마더 기판상에 있어서의 각 액정 패널(액정 패널부)의 주위에, 각 액정 패널부를 둘러싸는 연속하는 금속종으로 이루어지는 더미 패턴이 형성되어 있다.

또한 특허문헌 2에 기재의 발명에서는, 얼라인먼트 등에 이용하는 복수의 마크와 동질재료의 더미 패턴이 액정 패널부를 둘러싸도록 형성되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평10-247765

[특허문헌 2] 일본국 실용신안공개 평성 제05-075741

[발명의 개시]

그러나, 특허문헌 1에 기재의 발명에서는, 액정 패널부와 액정 패널부와의 사이에 더미 패턴이 형성되어 있지 않기 때문에 , 액정 패널부·액정 패널부 사이와, 액정 패널부·마더 기판 가장자리 사이의 표면상태가 다르다. 또한, 더미 패턴은 액정 패널부와 다른 구성을 구비하고 있다. 그 때문에 마더 기판 표면의 상태는 균일하지 않아, 선 얼룩의 발생을 억제할 수 없다.

또한 특허문헌 2에 기재한 발명에서는, 액정 패널부를 둘러싸도록 더미 패턴이 형성되고는 있지만, 더미 패턴은 마크와 동질의 재료를 사용하고 있고, 액정 패널부와 동일한 구성이 아니다. 그 때문에 액정 패널부를 문지를 경우와, 더미 패 널부를 문지를 경우에 러빙직물 상태가 바뀌어, 선 얼룩을 억제하는 것은 곤란하다.

그래서 본 발명의 목적은, 러빙 처리시에, 액정 패널 표면의 선 얼룩의 발생을 억제하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공 하는 것이다.

청구항 1에 기재한 발명은, 주사선 및 신호선이 배치되는 제1기판과, 컬러필터가 배치되는 제2기판이, 액정층을 사이에 두고 대향배치되는 액정표시장치의 제조 방법으로서, 상기 제2기판을 제조하는 공정에 있어서, 복수의 상기 제2기판을 가지는 마더 기판 위에, 각 상기 컬러필터가 배치되는 영역을 둘러싸도록, 상기 컬러필터와 동일 구조를 가지는 더미 패널부를 형성하는 공정과, 상기 더미 패널부 형성후에, 상기 마더 기판을 러빙 처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

액정표시장치는, 어레이 기판(제1기판)과, 컬러필터 기판(제2기판) 사이에 스페이서로 지지하여 액정층을 끼워서 형성되는 액정 패널에 구동회로를 접속하고, 상기액정 패널을 한 쪽의 기판측에 배치되는 백라이트(조명 장치) 위에 포개서 구성되고 있다.

일반적으로 상기 구동회로는, TFT를 구동하기 위한 LSI가 탑재된 테이프 모양의 필름 캐리어(TCP:Tape Carrier Package)와, 필름 캐리어에 전원이나 화상신호를 보내기 위한 회로기판(PCB:Printed Circuit Board)로 구성되어 있다.

어레이 기판은, 투명절연성 기판과, 상기 투명절연성 기판위에 설치된 금속 층으로 이루어지는 복수의 주사선과, 상기 주사선과 절연층을 통해 매트릭스 모양으로 배치한 복수의 신호선과, 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 신호선의 각 교차부에 대응하여 설치된 복수의 화소전극과, 표면에 도포된 배향막으로 구성되어 있다.

컬러필터 기판은, 투명절연성 기판, 상기 투명절연성 기판위에 형성되는 차광층인 블랙 매트릭스, 착색층, 투명전극 및 배향막으로 구성되어 있다. 어레이 기판과 컬러필터 기판의 주연부 사이에는, 표시 영역의 외측에서 상기 액정층이 존재하는 영역을 둘러싸는 실재가 배치되어, 양자를 고정하고 있다.

그리고, 본 발명에서는, 컬러필터 기판측의 마더 기판상의 컬러필터가 설치되는 영역을 둘러싸도록 더미 패널부를 배치하고 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 액정표시장치 중, 액정 패널 및 그 제조 방법에 관하여 설명한다.

[실시예 1]

액정 패널은, 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 스페이서로 지지하여 액정층을 사이에 두고 구성된다. 즉, 주사선 및 신호선이 배치되는 어레이 기판과, 컬러필터가 배치되는 컬러필터 기판이, 액정층을 사이에 두고 대향배치되어 구성되어 있다.

우선, 컬러필터 기판측의 마더 기판(10)이 형성된다. 도 1은, 컬러필터 기판이 되는 부분이 복수형성된 마더 기판(10)의 구성을 나타내는 상면도이다.

도 1에 있어서, 글래스 기판등의 투명절연성 기판(1)위에 복수(도의 예에서 는4개)의 컬러필터(CF)(2)가 매트릭스 모양으로 형성되어 있다. 또 파선부분은, 마더 기판(10)에 있어서의 액정 패널부(패널부:컬러필터 기판이 되는 영역)의 외형(패널 외형(3))을 나타내고 있다.

그리고, 액정 패널부와 액정 패널부 사이 및 투명절연성 기판(1) 가장자리 사이에 더미 패널부(31)가 형성되어 있다. 즉, 더미 패널부(31)는, 컬러필터(2)를 둘러싸도록 형성된다.

다음에 마더 기판(10)의 러빙 처리가 행해진다. 도 2는, 마더 기판(10)의 러빙 처리시의 모양을 도시한 도면이다. 러빙 롤러(33)의 밑을 기판유동 방향으로 이동함으로써, 마더 기판(10)의 러빙 처리가 행해진다.

다음에 어레이 기판측의 마더 기판이 작성된다. 어레이 기판측의 마더 기판의 구성에 관해서는 후술한다.

계속해서, 마더 기판(10)과 어레이 기판측의 마더 기판을 적층하여 접착한다. 도 3은 마더 기판(10)과 어레이 기판측의 마더 기판을 적층하여 접착한 상태를 나타내는 단면도이다.

투명절연성 기판(1)은, 실(seal)재(材)(4)내의 실(seal)내 스페이서(5), 면내 스페이서(7)를 통해, 투명절연성 기판(12)위에 배치되어 있다.

상기 투명절연성 기판(1)의 액정 패널부에는, 컬러필터(2)가 형성되어 있다. 컬러필터(2)는, 다층 크롬 등으로 이루어지는 블랙 매트릭스(8), RED, GREEN, BLUE의 3색의 착색층(9), ITO(Indium Tin Oxide)등의 투명전극(11) 및 배향막(50)으로 형성되어 있다.

그리고, 투명절연성 기판(1)의 더미 패널부(31)도 액정 패널부와 동일한 구성을 구비하고 있다. 즉, 투명절연성 기판(1)위에 더미 컬러필터(32)가 형성되고, 더미 컬러필터(32)는, 다층 크롬 등으로 이루어지는 더미부의 블랙 매트릭스(더미 블랙 매트릭스)(38), RED, GREEN, BLUE의 3색의 더미 착색층(39), ITO등의 더미 투명전극(40) 및 배향막(50)으로 형성된다.

예를 들면 블랙 매트릭스(8) 및 블랙 매트릭스(38)는, 다층 크롬을 스퍼터링법등에 의해 성막한 뒤, 노광 및 현상을 실시함으로써 패턴화 되고 있다.

착색층(9) 및 더미 착색층(39)은, 안료분산법, 염색법, 전착법 등으로 형성된다.

투명전극(11) 및 더미 투명전극(40)은, 예를 들면 ITO등의 투명전극재료를 마스크 스퍼터법등을 이용하여 형성되고 있다.

어레이 기판측의 액정 패널부는, 투명절연성 기판(12)위에 형성된 화소전극(6), 트랜지스터, 주사 배선, 신호배선 및 배향막(50)등으로 구성되어 있다. 또한 어레이 기판측의 더미 패널부에는, 배향막(50)이 형성되어 있다.

어레이 기판측의 마더 기판은, 성막, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 레지스트 박리라는 공정을 반복하면서 적층(패턴화)하여 제작할 수 있다.

또한, 마더 기판(10) 및 어레이 기판의 마더 기판에 도포된 배향막(50)은, 소정의 방법에 의해 러빙 처리되고 있다.

즉, 마더 기판(10)위에, 컬러필터가 배치되는 영역을 둘러싸도록, 컬러필터(2)와 동일한 구성을 가지는 더미 패널부(31)를 형성하는 공정 후에, 마더 기판 (10)을 러빙 처리하고 있다.

액정 패널은, 컬러필터 기판 혹은 어레이 기판의 주연부에, 예를 들면 글래스 파이버 등으로 이루어지는 실내 스페이서(5)를 열경화형 에폭시 수지로 이루어지는 실재(4)에 혼입시켜서 스크린인쇄 혹은, 디스펜서를 이용하여 도포하고, 면내 스페이서(7)등에 의해 상하 기판을 지지하도록 하여, 소정의 간격으로 적층하여 경화 처리를 실시한다.

이렇게 하여, 도 2에 나타내는 마더 기판(10)과 어레이 기판측의 마더 기판을 적층한 상태를 얻게 된다.

다음에 마더 기판(10)과 어레이 기판측의 마더 기판을 접착시킨 상태에서, 도 1에 나타내는 패널 외형(3)에 대응하는 개소에서, 액정 패널부를 분리한다. 즉, 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향배치된 각 액정 패널부를 분리함으로써, 더미 패널부(31)를 제거한다.

그리고, 분리한 액정 패널부에 액정을 주입하여, 주입구를 밀봉재로 밀봉함으로써, 최종적인 액정 패널을 얻는다.

본 실시예에 따른 액정표시장치는, 마더 기판(10)상의 액정 패널부와 액정 패널부의 사이 및 액정 패널부와 마더 기판(10) 가장자리 사이에 더미 패널부(31)를 형성하고 있다. 그리고, 더미 패널부(31)의 구조는, 액정 패널부와 동일한 구성을 구비하고 있다.

그 때문에 액정 패널부와 액정 패널부의 사이, 액정 패널부와 마더 기판(10) 가장자리 사이의 경도, 표면 거칠기가 액정 패널 표면과 동등하게 된다.

그 결과, 액정 패널부와 액정 패널부 사이 및 액정 패널부와 마더 기판(10) 가장자리 사이의 상태가, 액정 패널부와 다른 것에 기인하는 러빙 처리시의 선 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또 더미 패널부(31)는, 블랙 매트릭스(38), 더미 착색층(39), 더미 투명전극(40)을 이용하여 형성하고 있다.

블랙 매트릭스(38), 더미 착색층(39)은, 마스크를 이용하여 노광해서 형성하므로, 공정을 늘리지 않고 형성할 수 있다. 그리고, 더미 투명전극(40)도 또한 노광법,또는 마스크 스퍼터링법 등으로 형성하므로 공정을 늘리지 않고 형성할 수 있다.

그 결과, 공정수의 증가에 의한 원가의 증가가 없이, 선 얼룩을 억제 할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 마더 기판(10)은, 액정 패널부를 분리할 때, 더미 패널부(31)가 제거되므로, 더미 패널부(31)가 남는 것에 의한 액정 패널의 악영향을 방지 할 수 있다.

또, 투명전극(11)은 기판 전체면에 형성해도 좋다. 단, 기판위에 있는 얼라인먼트 마크부 및 마크 근방의 패턴 금지 영역부에는, 더미 패널부(31)를 형성하지 않도록 한다.

[실시예 2]

도 4는, 본 실시예에 따른 액정표시장치에 이용되는 마더 기판(10)의 구성을 나타내는 단면도이다.

투명절연성 기판(1)위에 블랙 매트릭스(8) 및 착색층(9)이 형성되어 있다. 또한 블랙 매트릭스(8)로부터 소정 간격 떨어져서 더미부의 블랙 매트릭스(38) 및 더미 착색층(39)이 형성되어 있다.

그리고, 블랙 매트릭스(8), 착색층(9), 블랙 매트릭스(38) 및 더미 착색층(39)을 덮도록 보호막으로서 오버코트(13)가 전체면에 도포되어 있다.

본 실시예에 따른 마더 기판(10)은, 이상과 같은 구성을 구비하고 있으므로, 예를 들면 IPS(In-Plane Switching)구동방식등, 투명전극이 불필요한 액정표시장치에 있어서도, 마더 기판(10)표면의 상태가 균일하게 되어 선 얼룩을 억제 할 수 있다.

[실시예 3]

도 5는, 본 실시예에 따른 마더 기판(10)의 구성을 나타내는 단면도이다. 실시예 1과 동일한 구성에는, 동일 부호를 붙여, 중복하는 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 마더 기판(10)에서는, 실시예 1에 따른 마더 기판(10)에 비해 블랙 매트릭스(38)를 형성하지 않고 있다.

이러한 블랙 매트릭스(38)를 형성하지 않는 경우라도, 더미 패널부가 액정 패널부와 동일 구성이 되고 있으므로, 제조공정을 늘리지 않고, 선 얼룩의 발생을 억제 할 수 있다.

[실시예 4]

도 6은, 본 실시예에 따른 마더 기판(10)의 구성을 나타내는 단면도이다.

실시예 2에 있어서는, 최상층에 오버코트(13)를 형성하고 있었지만, 본 실시 예에서는, 오버코트(13)위에, 투명전극(11), 더미 투명전극(40)을 더 형성하고 있다.

그 외의 구성은 실시예 2와 동일하므로 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여, 중복하는 설명은 생략한다.

최상층에 더미 투명전극(40)이 형성된 경우이여도, 액정 패널부와 더미 패널부에서 동일한 구성을 가지므로, 실시예 1과 같이, 선 얼룩의 발생을 억제 할 수 있다.

청구항 1에 기재한 발명에 의하면, 마더 기판상의 표면상태가 마더 기판전체에서 거의 균일하게 되므로, 러빙 처리에 의해 러빙직물의 상태가 바뀌지 않아 선 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 더미 패턴은 컬러필터와 동일한 구성을 구비하고 있으므로, 제조공정을 늘리지 않고, 더미 패턴을 형성할 수 있다.

Claims

주사선 및 신호선이 배치되는 제1기판과, 컬러필터가 배치되는 제2기판이, 액정층을 사이에 두고 대향배치되는 액정표시장치의 제조 방법으로서,

상기 제2기판을 제조하는 공정에서, 복수의 상기 제2기판을 가지는 마더 기판 위의, 각 상기 컬러 필터가 배치되는 영역의 사이 및 상기 컬러필터가 배열설치된 영역과 상기 제2기판의 가장자리 사이에, 상기 컬러필터와 동일한 구조를 가지는 더미 패널부를 형성하는 공정과,

상기 더미 패널부 형성후에, 상기 마더 기판을 러빙 처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 더미 패널부는,

투명절연성 기판위에 형성된 더미 블랙 매트릭스 및 더미 착색층과,

상기 더미 블랙 매트릭스 및 더미 착색층 위에 형성된 더미 투명전극과,

상기 더미 투명전극위에 형성된 더미 배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 액정표시장치의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 러빙 처리된 복수의 상기 제2기판을 가지는 마더 기판을, 복수의 상기 제1기판을 가지는 마더 기판과 적층하여 접착하는 공정과,

하나의 상기 제1기판과 하나의 상기 제2기판이 대향배치된 각 패널부를 분리함으로써, 상기 더미 패널부를 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 4항에 기재된 액정표시장치의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 액정표시장치의 제조 방법에 의해 제조된 복수의 상기 제2기판을 가지는 것을 특징으로 하는 마더 기판.