KR101058129B1 - 가변크기의 액정 셀 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TFT-LCD(Thin film Transistor-Liquid Crystal Display)용 액정 셀 제조방법에 관한 것으로, 동일한 TFT어레이기판에서 가변 크기의 액정 셀을 제조하기 위한 방법으로, TFT어레이기판의 게이트라인과 데이터라인에 의해 정의되는 화소영역과 상이한 크기로 씰(seal) 패턴을 형성하는 단계; 상기 씰 패턴을 이용하여 상기 TFT어레이기판과 컬러필터기판을 합착한 후 절단하는 단계; 및 상기 씰 패턴의 액정 주입구를 통해 상기 씰 패턴에 의해 밀봉된 영역에만 액정을 주입하고, 상기 액정 주입구를 밀봉하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.

본 발명에 따른 가변크기의 액정 셀 제조방법은 설계 변경 없이 동일한 TFT어레이기판 및 동일한 컬러필터기판을 이용하여 디스플레이 장치의 사용 분야 및 목적에 맞게 다양한 크기를 갖는 액정 셀을 매우 빠르고 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있으며, 규격화된 액정 셀 제조 공정 라인에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있으며, 단일한 모기판에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있는 장점이 있으며, 액정 셀의 크기를 변경하기 위해 소요되는 비용이 거의 전무한 장점이 있다.

액정표시장치, TFT-LCD, 평판 디스플레이, 컬러필터, 액정, 액정 셀

Description

가변크기의 액정 셀 제조방법{Fabrication Method of Liquid Crystal Cell with Variable Size}

본 발명은 TFT-LCD(Thin film Transistor-Liquid Crystal Display)용 액정 셀 제조방법에 관한 것으로, 동일한 TFT어레이기판 및 동일한 컬러필터기판을 이용하여 가변 크기의 액정 셀을 제조하는 방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치란 전기적 신호를 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자장치이다. 이러한 디스플레이 장치에 사용되는 대표적 예는 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)으로, 품질 및 경제성 등의 측면에서 장점을 가져 음극선을 이용한 디스플레이 장치가 가장 많이 사용되어 왔으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비전력등의 단점으로 인해 새로운 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.

반도체 기술이 급속도로 진보함에 따라, 각종 전자장치의 소형화, 경량화, 저전압 및 저 전력화가 이루어지고, 이러한 반도체 기술을 이용한 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display) 장치가 활발히 개발되고 있다. 평판 디스플레이 장치 중 박막트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD; Thin film Transistor-Liquid Crystal Display, 이하 TFT-LCD)는 얇고 가벼우며 구동전압 및 소비전력이 낮으면서 음극선관을 이용한 디스플레이 장치에 버금하는 품질의 제공이 가능하여 다양한 분야에서 다양한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다.

통상적으로, TFT-LCD는 액정 셀, 전기적 신호를 인가하여 액정 셀의 각 픽셀(pixel)을 구동하는 구동 회로 유닛, 액정 셀에 빛을 방출하는 백라이트 유닛, 백라이트 유닛과 액정 셀을 지지하는 몰드 프레임 및 케이스를 포함하여 구성된다.

TFT-LCD의 액정 셀은 박막트랜지스터(TFT; Thin film Transistor)와 화소 전극을 포함하는 하부기판과 컬러필터를 포함하는 상부기판 및 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성된다.

상세하게, TFT어레이기판은 절연층을 사이에 두고 서로 직교하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인, 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극을 포함하여 구성되며, 상기 박막트랜지스터는 게이트 노드(gate node)가 게이트라인과 연결되고 소스 노드(source node)가 데이터라인과 연결되며 드레인 노드(drain node)가 상기 화소 전극에 연결된 구조를 갖는다.

상세하게, 컬러필터기판은 색상을 구현하는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극을 포함하여 구성된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적으로 액정표시장치의 생산 수율을 향상시키 기 위해 유리를 포함한 대면적의 모기판(10)에 상술한 게이트라인, 데이터라인, 박막트랜지스터 및 화소전극을 포함하는 화소영역(21~22)을 일정 배열로 형성하여 TFT어레이기판(1)을 제조하고, 다른 모기판(30)에 상기 화소영역(21~22)과 대응하도록 상술한 컬러필터, 블랙매트릭스 및 공통전극을 포함하는 컬러필터영역(41~42)를 형성하여 컬러필터기판(2)을 제조한다.

이후, 상기 화소영역의 외곽에 형성된 씰 패턴(3)을 이용하여 상기 TFT어레이기판(1)과 컬러필터기판(2)을 서로 대향하도록(각 화소영역 상부에 각 컬러필터영역이 대향하도록) 합착 한 후, 각각의 화소 영역을 절단하여 셀(cell, 4)을 얻는다. 이렇게 얻어진 셀에 씰 패턴(3)의 액정 주입구(A)를 이용하여 광학적 이방성을 가진 액정을 주입하고 액정 주입구(A)를 밀봉하여 액정 셀을 제조한다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 액정 셀의 크기를 변경하고자 할 경우, 필수적으로 모기판상 형성되는 화소영역 및 컬러필터영역의 크기가 달라져야하는 문제점이 있다. 따라서 원하는 크기의 액정 셀을 제조하기 위해서는 리쏘그라피(lithography) 마스크의 구입 및 패턴의 재설계가 이루어져야 하며, 트랜지스터의 형성, 비아홀을 통한 연결등 공정 전반에 대한 확립 및 품질확인 절차가 새로이 이루어져야 하며, 이에 따라 매우 많은 시간과 비용이 소요될 수밖에 없는 한계가 있다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 동일한 TFT어레이기판 및 동일한 컬러필터기판을 이용하여 다양한 크기를 갖는 액정 셀을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 규격화된 액정셀 제조를 위한 공정 라인에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이며, 설계의 변경 없이 단일한 모기판에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이며, 매우 빠르고 용이하게 액정 셀의 크기를 변경할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가변크기의 액정 셀 제조방법은 TFT-LCD(Thin film Transistor-Liquid Crystal Display)용 액정 셀 제조방법에 관한 것으로, 동일한 TFT어레이기판 및 컬러필터기판에서 가변 크기의 액정 셀을 제조하는 특징이 있다.

상세하게, 본 발명에 따른 가변크기의 액정 셀 제조방법은 상기 TFT어레이기판 또는 상기 컬러필터기판의 화소영역과 상이한 크기로 씰(seal) 패턴을 형성하는 단계; 상기 씰 패턴을 이용하여 상기 TFT어레이기판과 컬러필터기판을 합착한 후 절단하는 단계; 및 상기 씰 패턴의 액정 주입구를 통해 액정을 주입하고, 상기 액정 주입구를 밀봉하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.

상기 화소영역과 상이한 크기의 씰(seal) 패턴은 상기 화소영역의 크기와 무관한 크기의 씰 패턴을 의미하며, 상기 화소영역의 크기보다 작은 크기의 씰 패턴 을 의미하며, 상기 화소영역의 크기와 무관하게 제조하고자하는 액정 셀의 크기를 갖는 씰 패턴을 의미한다.

상기 화소영역과 상이한 크기의 상기 씰 패턴은 폐 루프(closed-loop) 형상을 갖는 특징이 있으며, 상기 폐 루프 형상은 사각, 원, 타원 형상을 포함하며, 상기 폐 루프는 액정 주입구가 형성되지 않은 폐 루프 형상 및 액정 주입을 위한 액정 주입구 영역을 제외한 폐 루프 형상을 포함한다.

상기 화소영역은 상기 TFT어레이기판의 TFT어레이영역 또는 상기 컬러필터기판의 컬러필터영역이다.

상세하게, 상기 TFT어레이영역은 상기 TFT어레이기판의 게이트라인과 데이터라인에 의해 정의되는 영역이며, 상기 TFT어레이영역은 서로 평행하게 배열된 다수개의 데이터라인; 상기 데이터라인과 수직을 이루며 서로 평행하게 배열된 다수개의 게이트라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 TFT(Thin Film Transistor) 소자; 및 상기 TFT 소자와 연결된 화소전극;을 포함하는 영역이다.

상기 TFT어레이기판은 다수개의 TFT어레이영역이 형성 및 배열된 기판을 포함한다.

상세하게, 상기 컬러필터영역은 상기 컬러필터기판의 컬러필터에 의해 정의되는 영역이며, 상기 컬러필터영역은 색상을 구현하는 컬러필터; 및 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극;을 포함하는 영역이다.

상기 컬러필터기판은 다수개의 컬러필터영역이 형성 및 배열된 기판을 포함한다.

상기 화소영역과 상이한 크기로 씰(seal) 패턴을 형성하는 단계는, 상기 합착 및 절단에 의해 얻어진 셀(cell)에 액정 주입을 위해 개방된 제1측을 가지며, 상기 제1측을 포함한 적어도 한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 씰(seal) 패턴을 형성하는 단계이다. 즉, 상기 씰(seal) 패턴은 액정 주입을 위해 개방된 제1측을 가지며 상기 제1측을 포함한 적어도 한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 씰(seal) 패턴인 특징이 있다.

특징적으로, 상기 씰 패턴은 액정 주입을 위해 개방된 영역을 제외하고 사각 폐 루프(closed-loop)형상을 가지며, 액정 주입을 위해 개방된 제1측을 가지며, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 상기 제1측을 포함한 적어도 두 측이 상기 화소영역 내부에 형성되며, 나머지 두 측이 화소영역 외부에 형성된다.

특징적으로, 상기 씰 패턴은 액정 주입을 위해 개방된 영역을 제외하고 사각 폐 루프(loop)형상을 가지며, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 단일한 한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 특징이 있다.

사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 상기 제1측(액정 주입구가 형성된 측)은 상기 화소영역 외부에 형성되며, 상기 제1측을 제외한 단일한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 특징이 있다.

이때, 특징적으로, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 상기 제1측(액정 주입구가 형성된 측)과 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 측은 서로 직교하는 측이다.

이때, 바람직하게, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 상기 제1측(액정 주입구가 형성된 측)과 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 측을 제외한 다른 두 측은 각각 TFT어레이영역을 기준으로 각 게이트라인에 외부 신호를 인가하기 위한 게이트패드가 형성된 측 및 TFT어레이영역을 기준으로 각 데이터라인에 외부 신호를 인가하기 위한 데이터패드가 형성된 측이다.

상기 절단은 상기 화소영역과 무관하게 상기 씰 패턴을 기준으로 수행되는 특징이 있으며, 상세하게, 상기 화소영역과 무관하게 상기 씰 패턴의 외각부가 절단되는 특징이 있다.

상기 씰 패턴은 위치가 이동되며 압력에 의해 씰런트(sealant)를 주사하는 실린지(syringe)를 이용하여 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 가변크기의 액정 셀 제조방법은 동일한 TFT어레이기판 및 동일한 컬러필터기판을 이용하여, 디스플레이 장치의 사용 분야 및 목적에 맞게 다양한 크기를 갖는 액정 셀을 제조할 수 있는 장점이 있으며, 액정 셀의 크기 변경을 위한 설계의 변경 및 이에 따른 공정의 확립이 불필요하며, 일정 규격의 액정셀 제조시 사용되는 마스크(mask)를 그대로 사용하여 목적하는 크기의 액정 셀을 제조할 수 있으며, 일정 규격의 액정셀 제조를 위한 공정 라인에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있으며, 단일한 모기판에서 서로 다른 크기의 액정 셀을 제조할 수 있으며, 액정 셀의 크기를 매우 빠르고 용이하게 변경할 수 있으며, 액정 셀의 크 기를 변경하기 위해 소요되는 비용이 거의 전무한 장점이 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

이하, TFT어레이기판을 씰 패턴이 형성되는 기판으로 하여 본 발명의 핵심 사상을 상술하나, TFT어레이기판이 아닌 컬러필터기판에 본 발명에 따른 씰 패턴이 형성될 수 있으며, 씰 패턴이 형성되는 기판이 컬러필터기판인 경우, 하기의 설명에서 화소영역이 TFT어레이영역이 아닌 컬러필터영역이 되는 것을 제외하고 본 발명의 핵심 사상의 유지됨은 자명하다.

상기 TFT어레이기판은 화소영역의 크기 및 기판상 배열을 기준으로 상기 화소영역 외각에 게이트라인 및 데이터라인 각각에 외부 전기신호를 인가하는 패드부 및 씰 패턴 형성 후 합착되는 상부/하부 기판에 형성된 두 전극을 통전시키는 전도 성 도트가 존재하는 기판을 포함하며, 러빙(rubbing) 공정이 수행된 배향막이 존재하는 기판을 포함한다. 상세하게, 상기 패드부는 각각의 게이트라인과 연장되어 각각의 게이트라인에 외부 신호를 인가하는 게이트패드를 포함하는 게이트패드부 및 각각의 데이터라인과 연장되어 각각의 데이터라인에 외부 신호를 인가하는 데이터패드를 포함하는 데이터패드부를 포함한다.

상기 컬러필터기판은 컬러필터영역에 러빙(rubbing) 공정이 수행된 배향막이 존재하는 기판을 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 제조방법을 도시한 일 예로, 본 발명에 따른 씰 패턴형성 단계는 TFT어레이기판(100)의 게이트라인과 데이터라인에 의해 정의되는 화소영역(110)과 상이한 크기를 갖는 씰(seal) 패턴(310~330)을 형성하는 특징이 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이 씰 패턴 형성 단계에서 TFT어레이기판(100)의 일정 영역에 형성된 화소영역(110)의 크기와 무관한 크기의 씰 패턴(310~330)이 형성되는 특징이 있다.

상세하게, 도 2(a)에 도시한 씰 패턴의 일 예와 같이, 상기 씰 패턴 형성 단계는 상기 화소영역(110) 외부에 액정주입구(311)를 형성하며, 상기 씰 패턴(310)의 액정주입구(311)가 형성된 측(도 2의 붉은 점선)을 제외한 한 측이 상기 화소영역(110)을 종방향(v)으로 가로지르며 폐 루프를 형성한다.

도 2(b)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 씰 패턴(300)은 액정 주입을 위해 개방된 영역(301)인 액정 주입구를 제외하고 사각 폐 루프(loop, L)형상을 가지며, 본 발명의 핵심 사상을 보다 명료하게 기재하기 위해, 하기의 설명에서 액정 주입을 위해 부분적으로 열려 있는 측(도 2(a)의 붉은 점선) 또한 폐 루프를 이루는 한 측으로 간주하며, 사각형상의 폐 루프(L)를 규정하는 네 개의 측(L1~L4) 중 한 측으로 간주한다.

이때, 상기 종 방향은, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 상기 화소영역(110)의 직교하는 두 변 중 한 변의 방향(v)을 의미하며, 상기 횡 방향은 상기 화소영역(110)의 직교하는 두 변 중 다른 한 변의 방향(f)을 의미한다.

보다 상세하게, 상기 종 방향은 TFT어레이영역을 정의하며 절연층을 사이에 두고 서로 직교하는 게이트라인과 데이터라인 중 선택된 한 라인(일 예로, 게이트라인)의 방향을 의미하여, 횡 방향은 게이트라인과 데이터라인 중 다른 한 라인(일 예로, 데이터라인)의 방향을 의미한다.

도 2(c)에 도시한 씰 패턴의 일 예와 같이, 상기 씰 패턴 형성 단계는 상기 화소영역(110) 외부에 액정주입구(321)를 형성하며, 상기 씰 패턴(320)의 액정주입구가 형성된 측을 제외한 한 측이 상기 화소영역(110)을 횡방향(f)으로 가로지르며 폐 루프를 형성한다.

도 2(d)에 도시한 씰 패턴의 일 예와 같이, 씰 패턴의 네 측중 두 측(도 2(d)의 붉은 점선)이 화소영역 내부에 형성된다. 상세하게, 상기 씰 패턴 형성 단계는 상기 화소영역(110) 내부에 액정주입구(331)를 형성하며 상기 액정주입구(331)가 형성된 측(제1측)이 상기 화소영역(110)상에 종방향(v)으로 형성되며, 상기 씰 패턴(330)의 액정주입구(331)가 형성된 측을 제외한 한 측이 상기 화소영역(110)상에 횡방향(f)으로 형성되어, 폐 루프를 형성한다.

상기 도 2(a) 또는 도 2(c)의 일 예와 같이, 본 발명의 씰 패턴 형성 단계에 의해 액정 주입구가 형성된 씰 패턴(300)의 제1측(도 2(a) 및 도 2(c)의 푸른 점선)은 상기 화소영역(110) 외부에 형성되고, 씰 패턴(300)의 적어도 한 측이 상기 화소영역(110)을 종 또는 횡 방향으로 가로질러 사각 폐루프 형상의 씰 패턴이 형성되는 특징이 있다.

도 2(d)와 같이 사각 폐루프 형상의 두 측이 상기 화소 영역(110)상에 형성되는 경우, 상기 두 측은 서로 평행하지 않는, 즉, 서로 직교하는 두 측인 특징이 있으며, 화소 영역(110) 상에 형성된 두 측중 한 측에 액정 주입구가 형성된 특징이 있다.

바람직하게, 상기 씰 패턴 형성 단계에서 상기 도 2(a) 및 도 2(c)와 같이 사각 폐 루프 형상의 씰 패턴의 네 측 중, 액정주입구가 형성된 측(푸른 점선)을 제외한 단일한 한 측(제2측)이 종 또는 횡 방향으로 상기 화소영역(110)을 가로질러 씰 패턴이 형성되는 것이 바람직하며, 도 2(a)의 액정 주입구가 형성된 제1측(도 2(a)의 푸른 점선)과 화소영역(110)을 종으로 가로지르는 제2측(도 2(a)의 붉은 점선) 또는 도 2(c)의 액정 주입구가 형성된 제1측(도 2(c)의 푸른 점선)과 화소영역(110)을 횡으로 가로지르는 제2측(도 2(c)의 붉은 점선)과 같이, 상기 액정 주입구가 형성된 제1측과 상기 화소영역을 가로지르는 제2측은 서로 직교하는 측인 것이 바람직하다.

이는 상기 TFT어레이기판(100)의 화소영역인 상기 TFT어레이영역(110)을 기준으로, 상기 TFT어레이영역(110) 외부에 형성된 게이트패드부 및 데이터패드부를 포함한 패드부 또는 전도성 도트(dot)의 설계변경 없이, 상기 패드부를 통해 각각의 데이터라인 또는 각각의 게이트라인에 외부 신호를 인가하기 위함이며, 상기 전도성 도트를 통해 액정 셀의 상/하부 기판을 전기적으로 연결하기 위함이다.

도 3은 본 발명에 따른 제조방법을 도시한 다른 예로, 상세하게, 상기 TFT어레이기판(100)에 둘 이상의 화소영역(111~114)이 배열된 경우, 동일한 크기의 화소영역(111~114)을 갖는 단일한 TFT어레이기판(100)으로부터 화소영역(111~114)과 크기가 상이하며 서로 다른 크기를 갖는 본 발명에 따른 액정 셀을 제조하기 위한 씰 패턴 형성단계의 일 예이다.

도 3에 도시한 바와 같이, TFT어레이기판(100)의 각 화소영역(111~114)별로 화소영역(111~114)을 종 또는 횡 방향으로 가로 지르는 한 측(도 3의 붉은 점선)을 갖는 씰 패턴(341~344)을 형성하여 화소영역(111~114)의 크기와 상이한 크기의 셀(cell, 액정 주입전의 액정 셀)을 제조할 수 있다.

이때, 상기 화소영역(111~114)별로, 서로 다른 크기 및 형상을 갖는 씰 패턴(341~344)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 단일한 TFT어레이기판(100)으로부터 화소영역(111~114)과 크기가 상이하며, 또한 서로 다른 크기를 갖는 셀을 제조할 수 있다.

도 4는 종래의 규격화된 액정 셀의 제조 공정 중, 본 발명에 따른 가변크기의 액정 셀 제조방법을 활용한 일 활용예로, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 씰 패턴 형성 전 단계의 TFT어레이기판에는 TFT어레이기판의 각 게이트라인별로 게이트라인과 연결되어 게이트라인에 외부 신호를 인가하는 게이트 패드(131)가 형성된 게이 트패드부(130) 및 상기 게이트패드부(130)와 수직의 관계를 갖도록 각 데이터라인별로 데이터라인과 연결되어 데이터라인에 외부 신호를 인가하는 데이터 패드(121)가 형성된 데이터패드부(120)가 구비되어 있다.

도 4(b)에 도시한 바와 같이, 현재 통상적으로 이용하는 액정 셀의 제조방법에서, 씰 패턴(3)의 액정 주입구(A)는 상기 게이트패드부(130)와 대향되는 측에 형성되며, 씰 패턴(3)은 화소영역(110)을 감싸며 화소영역 외부에 형성된다.

이러한 종래의 통상적 제조 방법에서, 도 4(c) 및 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 씰 패턴 형성 단계에서 사각 폐루프 형상의 씰 패턴(300)의 네 측중 단일한 한 측이 상기 화소영역(110)을 가로지르며, 화소영역(110) 외부에 형성되는 세 측중 적어도 두 측이 상기 게이트패드부(130) 및 데이터패드부(120)와 평행하도록 씰 패턴을 형성한다.

이때, 액정 주입구는 상기 씰 패턴 네 측중 상기 게이트패드부(130) 및 데이터패드부(120)와 평행하게 형성된 두 측을 제외한 측에 형성된다. 도 4(c)는 상기 씰 패턴 네 측중 상기 게이트패드부(130) 및 데이터패드부(120)와 평행하게 형성된 두 측 및 상기 화소영역(110)을 가로지르는 한 측을 제외한 나머지 한 측에 액정 주입구가 형성된 일 예이며, 도 4(d)는 상기 화소영역(110)을 가로지르는 측에 액정 주입구가 형성된 일 예이다.

도 4의 일 활용예에서 알 수 있듯이, 종래의 규격화된 크기를 갖는 TFT-LCD용 액정 셀의 제조 공정 라인에서 본 발명에 따라 씰 패턴을 형성하고, 본 발명에 따라 형성된 씰 패턴을 기준으로 커팅을 수행함으로써, 다양한 크기의 액정 셀을 제조할 수 있다.

상세하게, 본 발명에 의해 씰런트의 도포 및 커팅 영역만을 변경함으로써 설계 확립, 공정의 변경, 공정의 추가 없이 수요가 많지 않아 규격화된 공정의 확립이 불가능하나, 공간적 제약이 있는 특수한 목적의 계기판등과 같이 특수 목적을 위해 특정한 크기로 필수적으로 생산될 수 밖에 없는 다양한 크기의 액정 셀을 용이하고 매우 신속하게, 또한, 추가 비용 없이 제조할 수 있게 된다.

도 5는 씰 패턴 형성 방법을 도시한 일 공정도로, 상기 씰 패턴 형성 단계는 압력에 의해 씰런트(sealant)를 주사하며 x-y축으로 이동 가능한 실린지(S)를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.

상기 실린지(S)의 위치 및 씰런트 도포 여부는 실린지제어장치에 의해 제어되며, 상기 실린지(S) 및 상기 실린지제어장치를 이용하여 도 5의 점선으로 도시된 도포패턴(P)에 따라 씰런트를 도포하여 씰 패턴을 형성한다.

이때, 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 상기 씰 패턴의 한 측(제2측)을 형성하기 위해 씰런트가 도포될 때, 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 상기 씰 패턴의 한 측(제2측)이 상기 데이터라인 또는 게이트라인과 접하도록 씰런트가 도포되는 것이 바람직하다.

도 6(a)에 도시된 씰 패턴이 형성된 TFT어레이기판(100)은 둘 이상의 화소영역(110)이 배열된 기판이며, 화소영역(111~114)과 그 크기가 상이하며 서로 같은 크기를 갖는 본 발명에 따른 액정 셀을 제조하기 위한 씰 패턴(340)이 형성된 일 예이다. 도 6(a)에 도시된 컬러필터기판(400)은 상기 TFT어레이기판(100)의 TFT어 레이영역(화소영역, 110)의 크기 및 배열을 기준으로 컬러필터영역(410)이 형성된 기판이다.

본 발명에 따른 씰 패턴 형성 단계 후, 형성된 씰 패턴(340)을 이용하여 상기 TFT어레이기판(100)과 상기 컬러필터기판(400)이 합착(500)된다. 상세하게, 상기 TFT어레이기판(100)의 TFT어레이영역(화소영역, 110)과 상기 컬러필터기판(400)의 컬러필터영역(410)이 서로 마주보고 대향하도록 기판을 정렬한 후, 열과 압력을 가하여 두 기판을 합착시킨다.

이때, 상기 합착이 수행되기 전, 상기 합착 대상 두 기판 중 씰 패턴이 형성되지 않은 기판에 액정 셀의 이격공간을 유지하기 위한 스페이서(spacer, 600)를 산포하는 단계가 수행될 수 있으며, 두 기판의 컬러필터영역과 TFT어레이영역간의 전기적 연결을 위한 금속 도트를 형성하는 단계가 수행될 수 있음은 물론이다.

도 6(b)는 상기 TFT어레이기판(100)과 상기 컬러필터기판(400)이 합착된 단면도를 도시한 일 예로, 도 6(a)의 합착된 기판(500)의 C-D로 표시된 영역의 단면도이다.

도 6(b)에 도시한 점선(cut 표시된 점선)은 합착된 기판(500)의 절단선을 도시한 예로, 도 6(b)와 같이, 상기 합착된 기판(500)은 화소영역이 아닌, 본 발명에 따른 씰 패턴을 기준으로 절단된다.

상세하게, 화소영역(110) 외부에 형성된 씰 패턴 측의 절단은 상술한 게이트패드부 및 데이터패드부, 및 LCD 패널 형성시 인쇄회로기판을 포함한 외부회로와의 전기적 연결이 수행되기 위한 공간(space)등을 고려하여 씰 패턴을 기준으로 절단 이 수행되며, 화소영역(110) 상에 형성된 씰 패턴 측의 절단은 씰 패턴의 외부 가장자리를 따라 절단된다.

이미 확립되고 규격화된 액정셀의 공정라인에서 본 발명에 따른 제조방법의 활용시, 상기 화소영역(110) 상에 형성된 씰 패턴의 측(제2측) 이외의 절단은 기판에 형성된 화소영역(110)을 기준으로 한 통상의 절단과 유사하게 수행되며, 상기 제2측의 절단은 화소영역(110)이 아닌 씰 패턴의 제2측을 기준으로 수행된다. 상세하게, 화소영역(110) 상에 형성된 씰 패턴 측의 절단은 해당 측의 외부 가장자리를 따라 절단된다.

상기 절단은 절단 예정홈을 형성하고, 그 절단 예정홈을 따라 크랙(crack)이 전파되도록 하는 통상의 절단 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 절단에 의해 합착된 기판으로부터 다수개의 셀(cell)이 얻어진다.

상기 다수개의 셀은 상기 씰 패턴을 이용한 합착에 의해, 액정 주입구를 제외하고 밀봉된 상태이며, 얻어진 셀에 액정을 주입하고, 액정의 주입 후 액정 주입구를 밀봉함으로써 본 발명에 따른 액정 셀이 제조된다.

상기 액정의 주입은 셀 내부의 압력을 낮추고 셀 내/외부의 압력 차를 이용하여 액정을 샐 내부로 주입하는 통상의 방법을 이용하여 수행될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 기반으로 상술한 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 특정 크기의 모 기판, 특정 크기의 화소영역, 화소영역의 특정 배열을 기반으로 이미 확립된 액정 셀의 제조공정에서, 씰런트의 도포공정 및 커팅공정만을 변경하여 동일한 TFT어레이기판 및 동일한 컬러필터기판으로부터 다양한 크기를 갖는 액정 셀을 제조할 수 있으며, 액정 셀의 크기를 매우 빠르고 용이하게 변경할 수 있으며, 액정 셀의 크기를 변경하기 위해 소요되는 비용이 거의 전무한 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 도면에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1은 TFT어레이기판 및 컬러필터기판을 이용한 종래의 액정 셀 제조방법을 도시한 일 예이며,

도 2는 본 발명에 따른 액정 셀 제조방법에서 씰 패턴 형성 단계를 도시한 일 예이며,

도 3은 본 발명에 따른 액정 셀 제조방법에서 씰 패턴 형성 단계를 도시한 다른 예이며,

도 4는 본 발명에 따른 액정 셀 제조방법에서 씰 패턴 형성 단계의 일 활용예를 도시한 것이며,

도 5는 본 발명에 따른 액정 셀 제조방법에서 씰 패턴을 형성하는 일 공정도이며,

도 6은 본 발명에 따른 액정 셀 제조방법의 합착 및 커팅을 도시한 일 예이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : TFT어레이기판

110, 111~114 : TFT어레이영역(화소영역)

300, 310~330, 340, 341~344 : 씰 패턴

311~331 : 씰 패턴의 액적 주입구

400 : 컬러필터기판

410 : 컬러필터영역(화소영역)

500 : 합착된 기판

120 : 데이터패드부

130 : 게이트패드부

Claims (9)

1. TFT-LCD(Thin film Transistor-Liquid Crystal Display)용 액정 셀의 제조방법에 있어서,

   단일한 크기를 갖는 TFT어레이기판 및 컬러필터기판에서 가변 크기의 액정 셀을 제조하기 위하여,

   상기 TFT어레이기판 또는 상기 컬러필터기판의 화소영역과 상이한 크기로 씰(seal) 패턴을 형성하는 단계;

   상기 씰 패턴을 이용하여 상기 TFT어레이기판과 컬러필터기판을 합착한 후 상기 화소영역과 무관하게 상기 씰 패턴의 외각부를 절단하는 단계; 및

   상기 씰 패턴의 액정 주입구를 통해 액정을 주입하고, 상기 액정 주입구를 밀봉하는 단계;

   를 포함하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 TFT어레이기판의 화소영역은 상기 TFT어레이기판의 게이트라인과 데이터라인에 의해 정의되는 TFT어레이영역이며, 상기 TFT어레이영역은 또는 서로 평행하게 배열된 다수개의 데이터라인; 상기 데이터라인과 수직을 이루며 서로 평행하게 배열된 다수개의 게이트라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 TFT(Thin Film Transistor) 소자; 및 상기 TFT 소자와 연결된 화소전극;을 포함 하는 영역이며,

   상기 컬러필터기판의 화소영역은 상기 컬러필터기판의 컬러필터에 의해 정의되는 컬러필터영역이며, 상기 컬러필터영역은 색상을 구현하는 컬러필터; 및 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극;을 포함하는 영역인 가변크기의 액정 셀 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 씰 패턴은 폐 루프(closed-loop)형상을 갖는 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 씰 패턴은 액정 주입을 위해 개방된 영역을 제외하고 사각 폐 루프(closed-loop)형상을 가지며, 액정 주입을 위해 개방된 제1측을 가지며, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 상기 제1측을 포함한 적어도 두 측이 상기 화소영역 내부에 형성되며, 나머지 두 측이 화소영역 외부에 형성된 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 씰 패턴은 액정 주입을 위해 개방된 영역을 제외하고 사각 폐 루프(closed-loop)형상을 가지며, 액정 주입을 위해 개방된 제1측을 가지며, 상기 씰 패턴의 사각 폐 루프를 이루는 네 개의 측 중 단일한 한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 씰 패턴의 상기 제1측은 상기 화소영역 외부에 형성되며, 상기 제1측을 제외한 단일한 측이 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 제1측과 상기 화소영역을 종 또는 횡으로 가로지르는 측은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.
8. 삭제
9. 제 4항에 있어서,

   상기 씰 패턴은 위치가 이동되며 압력에 의해 씰런트(sealant)를 주사하는 실린지(syringe)를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 가변크기의 액정 셀 제조방법.

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