KR100847810B1 - 액정패널의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 씨일제 형성부에 마이크로 펄 대신 패턴드 스페이서를 형성하여 공정을 간소화하고 단가를 절감하고자 하는 액정패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 씨일재 형성부로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 매트릭스 배열의 박막트랜지스터와 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 액티브 영역 및 씨일재 형서부에 복수개의 패턴드 스페이서를 동시에 형성하는 단계와; 상기 패턴드 스페이서가 형성되지 않는 제 2 기판의 씨일재 형성부에 씨일제를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판에 대향하도록 제 2 기판을 합착하여 상기 제 1 기판의 씨일재 형성부에 형성된 패턴트 스페이서의 양측에 상기 씨일제가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 액정이 주입되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020010056873
씨일제, 패턴드 스페이서, 셀 갭, 마이크로 펄

Description

액정패널의 제조방법{Method For Fabricating Liquid Crystal Display Panel}
도 1은 종래 기술에 의한 액정패널의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 액정패널의 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 패턴드 스페이서의 형성을 설명하기 위한 공정단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
111 : 제 1 기판 112 : 제 2 기판
114 : 게이트 배선 115 : 게이트 절연막
116 : 반도체층 117 : 데이터 배선
117a,117b : 소스/드레인 전극 118 : 보호막
119 : 화소전극 131 : 블랙 매트릭스
132 : 컬러필터층 133 : 공통전극
140 : 패턴드 스페이서 141 : 씨일제
150 : 액정
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 패턴드 스페이서를 형성함으로써 공정을 간소화시키고자 하는 액정패널의 제조방법에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
상기 액정표시소자는 대향하는 두 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 기판에 형성된 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 장치이다.
이 때, 두 기판 사이의 간극이 일정하지 않으면 그 부분을 통과하는 빛의 투과도가 달라져 밝기가 불균일해지기 때문에, 스페이서를 두 기판 사이에 삽입하여 기판간극을 일정하게 유지시켜 준다.
기판간극이 전 패널에 대해 일정해야 하므로 스페이서를 균일하게 산포하거나 또는 스페이서 크기를 균일하게 제작하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정패널의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정패널의 단면도이다.
도 1을 참고로 액정패널의 제조방법을 살펴보면, 먼저, 제 1 기판(11) 상에 주사선(미도시)과 신호선(미도시)을 교차되도록 형성하여 복수의 화소를 정의하고, 각 화소에 화소전극(19)과 상기 각 화소전극(19)에 인입될 신호를 스위칭하는 박막 트랜지스터(A)를 형성한다.
그리고, 제 2 기판(12) 상에는 빨강, 초록, 파랑의 영역을 가지는 컬러필터층(32)과, 상기 화소전극에 대향하는 공통전극(33)을 형성한다. 상기 컬러필터층 각 영역의 간극 간의 상방에는 빛샘 차단을 위한 블랙 매트릭스(31)를 형성한다.
이후, 기판 사이의 셀 갭을 유지하기 위해 제 2 기판(12)의 전면에 희망하는 구경을 가진 플라스틱 볼(plastic ball)이나 실리카(silica) 구와 같은 볼 스페이서(ball spacer)(40)를 균일하게 산포한다.
상기 볼 스페이서(40)는 일반적으로 4∼5㎛의 크기로 제작되며, 그 이하의 크기로 제작하기 힘들기 때문에 셀 갭이 낮은 대면적의 액정패널을 형성하기 위해서 패턴드 스페이서(pattered spacer)를 활용하기도 한다.
스페이서를 산포하는 방법에는 스페이서를 용매에 혼합시켜 산포하는 습식산포 방법과, 기판 주위는 접지상태를 유지시키고 스페이서는 대전시켜 뭉침이 없이 산포하는 건식산포 방법이 있다.
다음, 셀 갭을 형성함과 동시에 액정의 누출을 방지하기 위해 상기 제 1 기판(11)의 액티브 영역 외곽부에 마이크로 펄(micro pearl)(Sekisui Fine Chemical Ltd.제)(44)을 섞은 씨일제(sealant)(41)를 빈틈없이 인쇄한다. 이 때, 소정의 패턴이 형성된 스크린 마스크(screen mask)를 이용하여 씨일제를 인쇄하며, 액정이 주입될 액정주입구에는 씨일제를 인쇄하지 않는다.
상기 씨일제(41)는 에폭시 수지 등의 접착성이 우수한 고분자 물질을 사용하며 열경화성 또는 광경화성을 가지므로 향후, 열이나 광에 의해 경화시킨다.
다음, 제 1 ,제 2 기판(11,12)을 대향 합착시키고 두 기판에 높은 압력(hot pressure)을 주면서 씨일제(41)를 경화시켜 두 기판을 완전히 접착시킨다.
계속하여, 상기 셀 내부를 진공화한 후 모세관 현상과 대기압 차를 이용하여 두 기판 사이에 액정(50)을 주입하고 액정주입구를 봉지한다.
계속하여, 패널 외부의 액정 및 이물을 제거하기 위해 초음파를 이용한 세정공정을 수행한 후, 외관 상태를 검사하거나 전기적 신호를 인가하여 패널의 불량 여부를 판정한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 액정패널의 제조방법은 마이크로 펄을 섞은 씨일제를 사용할 경우, 마이크로 펄 자체의 재료비로 인해 공정단가가 높아진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 씨일제 내의 마이크로 펄 대신 패턴드 스페이서를 사용하여 공정을 간소화하고 단가를 절감하는 액정패널의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정패널의 제조방법은 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판의 액티브 영역 및 그 외곽부에 복수개의 패턴드 스페이서를 동시에 형성하는 단계; 상기 패턴드 스페이서가 형성되지 않는 제 2 기판의 외곽부에 씨일제를 형성하는 단계; 상기 제 1 기판에 대향하도록 제 2 기판을 합착하여 상기 제 1 기판의 외부에 형성된 패턴트 스페이서의 양측에 상기 씨일제를 형성한 후, 그 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 씨일제 형성부에 복수개의 패턴드 스페이서를 형성함으로써 마이크로 펄을 섞지 않은 씨일제를 사용한다. 따라서, 마이크로 펄의 사용에 의한 재료비를 절감할 수 있으므로 공정 단가를 낮출수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정패널의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 액정패널의 단면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 패턴드 스페이서의 형성을 설명하기 위한 공정단면도이다.
도 2를 참고로 하여 본 발명에 따른 액정패널의 제조방법을 설명하면, 먼저 제 1 기판(111) 상에 주사신호를 전달하는 주사선(미도시) 및 영상신호를 전달하는 신호선(117)을 교차 형성하여 복수의 화소영역을 정의하고, 상기 두 배선이 교차하는 부위에 박막트랜지스터를 형성하여 각 화소영역에 선택적으로 영상신호를 인가한다.
상기 박막트랜지스터는 상기 주사선에서 분기된 게이트 전극(114)과, 게이트 절연막(113)에 의해서 상기 게이트 전극(114)에 절연되어 게이트 전극(114) 상에 형성된 반도체층(116)과, 상기 신호선(117)에서 분기된 소스/드레인 전극(117a,117b)으로 이루어진다.
다음, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 유기 절연물질 또는 무기 절연물질을 재료로 보호막(118)을 형성하고, 상기 보호막(118) 상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 ITO재질의 화소전극(119)을 형성한다.
한편, 제 2 기판(112) 상에는 액정을 제어할 수 없는 영역에서의 빛샘을 차 단하기 위해 블랙 매트릭스(131)을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스(131) 사이에 염색법, 전착법, 안료분산법, 도포법 등을 사용하여 R,G,B로 각각 착색된 컬러필터층(132)을 형성한 뒤, 상기 컬러필터층(132)을 포함한 전면에 ITO재질의 공통전극(133)을 형성한다.
다음, 상기 제 1 기판(111)의 씨일제 형성부에 접착제 역할을 하는 씨일제(141)를 액정주입구를 제외한 나머지 영역에 빈틈없이 형성하고, 상기 제 2 기판(112) 상의 액티브 영역 및 씨일제 형성부에 복수개의 패턴드 스페이서(patterned spacer)(140)를 동시에 형성한다.
이 때, 패턴드 스페이서(140)를 씨일제 형성부에도 형성하므로 씨일제(141)에 고가의 마이크로 펄을 섞지 않아도 된다. 즉, 씨일제 형성부의 패턴드 스페이서(140)가 기존의 마이크로 펄의 기능을 대체하게 된다.
그리고, 씨일제 형성부의 패턴드 스페이서는, 액티브영역에 패턴드 스페이서를 형성할 때 동시에 형성되므로 별도의 공정이나 비용을 추가하지 않아도 된다.
스페이서를 패턴화하는 방법은 여러 가지로 생각해 볼 수 있다.
일예로, BCB(Benzocyclobutene), PR(Photo resist) 등의 유기 절연물질 또는 실리콘질화물, 실리콘산화물과 등의 무기 절연물질 등의 고분자물질을 일정한 두께로 형성한 후, 경화하여 원하는 형상으로 패터닝하여 스페이서를 형성하는 방법이 있다.
구체적으로, 도 3a에서와 같이, 제 2 기판(112)의 공통전극(133) 상에 일정두께로 유기 절연물질을 도포한 뒤 경화하여 유기 절연막(144)을 형성한다.
다음, 도 3b에서와 같이, 상기 유기 절연막(144) 상에 포토 레지스트(142)를 도포하고, 상기 포토 레지스트(142) 상부에 마스크(143)를 씌워서 소정 부위를 노광시킨 뒤, 도 3c에서와 같이, 노광된 부분을 현상하여 제거한다.
그리고, 패터닝된 포토 레지스트(142)를 마스크로 하여 상기 유기 절연막(144)을 선택적으로 패터닝하고, 도 3d에서와 같이, 상기 포토 레지스트(142)를 제거함으로써 패턴드 스페이서를 완성한다.
상기 패턴드 스페이서는 제 1 기판 또는 제 2 기판 중 어느 하나의 기판 상에 형성할 수 있지만 대체로 패턴이 많이 형성되지 않는 제 2 기판 상에 형성하는 것이 용이할 것이다. 상기 패턴드 스페이서는 상기 블랙 매트릭스(131)를 형성한 후에도 바로 형성 가능하다. 그리고, 전 기판에 대해 골고루 형성되도록 하며, 씨일제 형성부에도 복수개 형성하여 기판 간격이 일정해지도록 한다.
이후, 상기 제 1 기판(111) 및 제 2 기판(112)을 대향 합착하고, 씨일제가 형성되지 않은 액정주입구를 통하여 제 1 ,제 2 기판(111,112) 사이에 액정(150)을 주입한 후 봉지한다.
구체적으로, 진공조 내에서 액정패널 내부의 공기를 진공 배기하면서 동시에 액정 재료를 진공 탈기하여 모세관 현상을 이용함으로써 액정쟁반에 채워져 있는 액정을 기판 사이로 주입한다.
상기와 같은 본 발명의 액정패널의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 씨일제 형성부에 마이크로 펄을 삽입하는 대신 패턴드 스페이서를 형성함으로써 마이크로 펄의 사용에 의한 재료비를 절감할 수 있어 공정 단가를 낮출 수 있다.
둘째, 액티브영역에 스페이서를 형성할 때 동시에 씨일제 형성부에 스페이서를 형성하므로 공정이나 비용을 추가시키지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 씨일재 형성부로 구분되는 액정표시소자에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 매트릭스 배열의 박막트랜지스터와 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 액티브 영역 및 씨일재 형서부에 복수개의 패턴드 스페이서를 동시에 형성하는 단계와;
    상기 패턴드 스페이서가 형성되지 않는 제 2 기판의 씨일재 형성부에 씨일제를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판에 대향하도록 제 2 기판을 합착하여 상기 제 1 기판의 씨일재 형성부에 형성된 패턴트 스페이서의 양측에 상기 씨일제가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 액정이 주입되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴드 스페이서를 형성하는 단계는,
    기판 상의 액티브 영역 및 그 외곽부에 고분자 물질을 도포하는 단계와,
    상기 고분자 물질을 경화하는 단계와,
    사진식각기술을 이용하여 상기 고분자 물질을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고분자 물질은 BCB(Benzocyclobutene), PR(Photo resist)의 유기 절연물질 또는 실리콘질화물, 실리콘산화물의 무기 절연물질인 것을 특징으로 하는 액정패널의 제조방법.
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