KR101160834B1

KR101160834B1 - 액정 표시 장치의 제조 장치

Info

Publication number: KR101160834B1
Application number: KR1020050054846A
Authority: KR
Inventors: 서봉성; 허정욱; 전백균
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2012-06-28
Also published as: KR20060135152A; US7724342B2; US20060290877A1

Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는 복수개의 홈이 형성되어 있는 간격재 공급용 기판, 홈에 주입된 복수개의 간격재가 표면에 제1 전사되는 전사 롤러, 그리고 전사 롤러의 회전에 의해 롤러 표면의 간격재가 제2 전사되는 기판이 탑재되는 지지판을 포함하고, 홈은 단면이 반원형인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는 간격재 공급 장치에 교반기를 설치함으로써 간격재 잉크를 이루는 간격재가 뭉치거나 어느 한쪽으로 치우치게 산포되지 않도록 한다. 또한, 홈의 중앙부에 돌출부를 형성함으로써 간격재가 2층으로 적층되는 것을 방지한다.

액정표시장치, 구슬형 간격재, 전사롤러, 홈, 간격재 공급용 기판

Description

액정 표시 장치의 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치의 개략도이다.

도 2는 유리 재질로 이루어진 간격재 공급용 기판에 레이저를 이용하여 홈을 형성하는 상태를 도시한 도면이다.

도 3은 유리 및 수지의 이중층으로 이루어진 간격재 공급용 기판의 수지층에 레이저를 이용하여 홈을 형성하는 상태를 도시한 도면이다.

도 4는 간격재 공급용 기판에 간격재 잉크를 적하하는 단계를 도시한 도면이다.

도 5a는 간격재 공급용 기판에 적하된 간격재 잉크를 복수개의 홈에 고르게 주입하는 단계를 도시한 도면이다.

도 5b는 간격재 공급용 기판의 홈에 간격재 잉크가 주입된 상태를 도시한 평면도이다.

도 6은 간격재 공급용 기판에서 전사 롤러의 표면으로 간격재 잉크를 전사하는 상태를 도시한 도면이다.

도 7은 전사 롤러 표면에 부착된 간격재 잉크를 기판 위에 전사하는 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 기판 위에 전사된 간격재 잉크를 경화시켜 간격재로 만드는 상태를 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에 의해 간격재가 형성된 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.

도 10a는 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 10b는 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 Xb-Xb선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 2: 블레이드 3: 전사 시트

4: 인쇄판 5: 지지판

9: 간격재 공급용 기판 10: 하부 프레임

13: 상부 프레임 14: 전사 롤러

19: 홈 32: 간격재 잉크

50: 간격재 공급 장치 51: 간격재 탱크

52: 공급관 53: 노즐

54: 교반기 55: 초음파 발생기

56: 펌프 57: 기체 가압 장치

110: 기판 121, 129: 게이트선

124: 게이트 전극 131: 공통 전극

140: 게이트 절연막 151, 154: 반도체

161, 165: 저항성 접촉 부재 171, 179: 데이터선

173: 소스 전극 175: 드레인 전극

180: 보호막 181, 182, 185: 접촉 구멍

190: 화소 전극 81, 82: 접촉 보조 부재

210: 상부 기판 220: 차광 부재

230: 색필터 250: 덮개막

270: 공통 전극 320: 간격재

본 발명은 액정 표시 장치의 제조 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시 장치이다.

이러한 액정 표시 장치의 상, 하부 기판은 가장자리 둘레에 형성되어 있으며 액정 물질을 가두는 밀봉재로 결합되어 있으며, 상, 하부 기판사이에 구비되어 있는 간격재에 의해 지지되어 셀갭(cell gap)을 유지한다.

간격재는 구형이며 불규칙한 패턴으로 형성되는 구슬형 간격재(beads spacer)와 일정한 패턴으로 형성되는 기둥형 간격재(column spacer)로 구분된다.

기둥형 간격재는 색 필터 표시판에 감광막을 도포하고 이를 노광 및 현상하여 화소 내부의 빛이 투과하지 않는 부분, 예컨대, 채널부, 게이트선, 유지 전극선 또는 차광 부재 등에 대응하여 원하는 패턴으로 형성한다.

그러나, 불규칙적으로 산포되는 구슬형 간격재 형성 방법은 구슬형 간격재가 이물질로 작용하여 빛샘을 유발시켜 대비비(contrast)를 저하시키고, 일부의 구슬형 간격재는 미세 이동하여 배향막에 손상을 주는 경우도 있다. 또한, 기둥형 간격재 형성 방법은 별도의 사진 식각 공정이 추가되므로 제품의 단가가 상승하고, 플라스틱 계열의 구슬형 간격재와 달리 탄성력이 작으므로 액정 적하량 마진(margin)이 줄게 되어 불완전 충진 불량이나 간격재 또는 하부막이 깨지는 스미어(smear) 불량 등이 발생하기 쉽다.

본 발명의 기술적 과제는 구슬형 간격재가 2층으로 적층되는 것을 방지하는 액정 표시 장치의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는 복수개의 홈이 형성되어 있는 간격재 공급용 기판, 상기 홈에 주입된 복수개의 간격재가 표면에 제1 전사되는 전사 롤러, 그리고 상기 전사 롤러의 회전에 의해 상기 롤러 표면의 간격재가 제2 전사되는 기판이 탑재되는 지지판을 포함하고, 상기 홈은 단면이 반 원형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 홈의 중앙부에는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부는 원형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 간격재 공급용 기판은 유리 재질이며, 상기 홈은 CO2 레이저 또는 YAG 레이저를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 간격재 공급용 기판은 유리 및 수지의 이중층으로 이루어지며, 상기 홈은 수지에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 간격재 공급용 기판에 간격재 잉크를 공급하는 간격재 공급 장치를 더 포함할 수 있으며, 상기 간격재 공급 장치는 간격재 잉크를 담고있는 간격재 탱크, 상기 간격재 탱크에서 상기 간격재 공급용 기판 위에 간격재 잉크를 적하하는 노즐, 상기 간격재 탱크 내부에 위치하며 상기 간격재 잉크를 교반시키는 교반기를 포함한다.

또한, 상기 간격재 탱크와 상기 노즐 사이에는 상기 간격재 탱크에서 상기 노즐로 간격재 잉크를 이송시키는 펌프가 더 설치될 수 있으며, 상기 간격재 탱크에는 상기 간격재 탱크에서 상기 노즐로 상기 간격재 잉크를 이송시키는 기체 가압 장치가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 간격재 잉크는 구슬형 간격재와 열 경화제 또는 자외선 경화제로 이루어지며, 상기 홈은 서로 소정 간격으로 배치되어 있다.

또한, 상기 전사 롤러의 표면에 위치한 상기 간격재는 상기 홈사이의 소정 간격과 동일한 간격을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 간격재 공급용 기판의 표면과 접촉하며 이동시켜 상기 홈에 간격재를 주입하는 블레이드를 더 포함할 수 있다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는 간격재 공급용 기판(9), 전사 롤러(14), 간격재 공급 장치(50) 및 표시판(200)이 탑재되는 지지판(5)을 포함한다.

간격재 공급용 기판(9) 및 지지판(5)은 하부 프레임(10)에 설치되며, 전사 롤러(14) 및 간격재 공급 장치(50)는 상부 프레임(13)에 설치된다.

유리 재질의 간격재 공급용 기판(9)은 인쇄판(4)위에 설치되며, 간격재 공급용 기판(9)에는 간격재 잉크(32)가 주입되는 복수개의 홈(19)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 이러한 복수개의 홈(19)은 표시판(200) 위에 형성될 간격재(320)의 패턴과 동일한 간격으로 형성된다. 그리고, 지지판(5) 위에는 간격재(320)가 배치되는 표시판(200)이 탑재된다.

간격재 공급 장치(50)는 간격재 잉크(32)를 간격재 공급용 기판(9) 위에 적하시킨다. 간격재 공급 장치(50)는 간격재 탱크(51), 노즐(53) 및 간격재 탱크(51) 내부에 위치하는 교반기(54)를 포함한다.

간격재 탱크(51)는 간격재 잉크(32)를 담고있으며, 간격재 잉크(32)는 복수개의 구슬형 간격재(320) 및 이러한 구슬형 간격재(320)를 표시판(200) 위에 경화시켜 고착시키기 위한 경화제(321)로 이루어진다. 구슬형 간격재(320)는 폴리머(polymer)를 형성할 수 있는 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB), 사이토프(cytop), 퍼플루로사이클로부텐(perfluorocyclobutene, PFCB) 등의 유전상수가 작은 유기물로 이루어진다. 경화제는 열 경화제 또는 자외선 경화제일 수 있다.

노즐(53)은 간격재 공급용 기판(9)과 소정 간격 이격되어 상방에 위치하며, 간격재 탱크(51)의 간격재 잉크(32)를 간격재 공급용 기판(9) 위에 적하한다. 간격재 탱크(51)와 노즐(53)은 공급관(52)으로 연결되어 있다.

이러한 간격재 잉크(32)는 간격재 탱크(51)와 노즐(53) 사이의 공급관(52)에 설치되어 있는 펌프(56) 또는 간격재 탱크(51)에 설치되어 있는 기체 가압 장치(57)를 이용하여 간격재 탱크(51)에서 노즐(53)로 이송된다. 기체 가압 장치(57)는 간격재 탱크(51)에 N2 또는 공기 등을 가압하여 노즐(53)로 간격재 잉크(32)를 공급한다.

교반기(54)는 간격재 잉크(32)를 이루는 간격재(320)가 뭉치거나 어느 한쪽으로 치우치게 산포되지 않도록 간격재 잉크(32)를 교반시킨다. 간격재 잉크(32)의 점도는 수만 내지 수십만 cp(centi poise)이므로 계속 교반기(54)를 이용하여 교반시켜야 간격재(320)가 뭉치지 않고 골고루 분산된다.

그리고, 전사 롤러(14)의 표면에는 친수성이 좋은 실리콘(silicone)등으로 된 전사 시트(3)가 부착되어 있으며, 간격재 공급 장치(51)의 후방에는 간격재 공급용 기판(9)으로 적하된 간격재 잉크(32)를 간격재 공급용 기판(9)의 복수개의 홈(19)에 고르게 주입하는 블레이드(1, 2)가 설치되어 있다.

도 2에는 유리 재질로 이루어진 간격재 공급용 기판에 레이저를 이용하여 홈을 형성하는 상태를 도시하였다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유리 재질의 간격재 공급용 기판(9)에 형성되어 있는 소정 지름(L1)의 홈(19)은 그 단면이 반원형이며, 홈(19)의 중앙부에는 소정 길이(L2)의 원형의 돌출부(19a)가 형성되어 있다. 따라서, 간격재 공급용 기판(9)에 적하된 구슬형 간격재(320)는 홈(19)에 2층으로 적층되지 않고 평면 형상이 도너츠 형상을 가지는 홈(19)에 하나의 층으로 배치된다.

이러한 홈(19)은 CO2 레이저 발생 장치 또는 YAG 레이저 발생 장치(61)를 이 용하여 형성한다. YAG 레이저 발생 장치(61)는 이트륨(ytrium), 알루미늄(aluminum) 및 가넷(garnet)을 사용하여 레이저 발생을 위한 발진기를 만드는 레이저 발생 장치다.

레이저 발생 장치(61)에서 조사된 레이저(62)를 이용하여 유리 재질의 간격재 공급용 기판(9)의 일부를 고온으로 가열하고 녹여 홈(19)을 형성한다. 이 경우, 녹여진 홈(19)의 표면은 매끄러우므로 전사 롤러(14) 표면으로 전사가 용이하다. 또한, 홈(19)의 단면은 반원형으로 형성되므로 홈(19)의 측면은 경사지게 되어 전사에 유리하며, 홈(19) 측면에 간격재(320)가 남지 않게 된다. 사진 식각 방법 대신에 레이저를 이용하여 홈(19)을 형성함으로써 대형 마스크가 필요하지 않게 되어 비용이 감소한다.

또한, 강철 재질 대신에 유리 재질로 이루어진 간격재 공급용 기판(9)에 레이저를 이용하여 홈(19)을 형성함으로써 얇은 두께의 간격재 공급용 기판(9)을 적용할 수 있다. 강철 재질의 경우는 대형 기판에 대응하기 위한 평탄도 및 홈(19) 위치의 정확도를 위해 기판(9)의 두께를 두껍게 하여야 온도 및 압력 변화에 변형이 발생하지 않기 때문이다.

홈(19)의 중앙부에 형성된 원형의 돌출부(19a)는 레이저 발생 장치(61)와 간격재 공급용 기판(9) 사이에 광학계(63)를 설치함으로써 구현된다. 광학계(63)는 돌출부(19a)에 대응하는 부분에 슬릿 패턴(63a)을 위치시킴으로써 홈(19)에 조사되는 레이저(62)의 세기를 조절한다. 따라서, 하나의 홈(19)이 형성될 영역의 중앙부에 조사되는 레이저(62)의 세기는 약하고, 홈(19)이 형성될 영역의 가장자리에 조사되는 레이저(62)의 세기는 강하므로 홈(19)은 중앙부(19a)가 돌출된 형상으로 형성된다.

따라서, 블레이드(1, 2)를 이용하여 간격재 잉크(32)를 홈(19)에 주입할 때, 간격재(320)가 2층으로 적층되는 것을 방지한다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 간격재 공급용 기판(9)은 유리층(91) 및 수지층(92)의 이중층으로 이루어질 수도 있다. 이 때, 홈(19)은 수지층(92)에 형성되며, 레이저(62)를 이용하여 형성한다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치를 이용하여 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대해 이하에서 상세히 설명한다.

도 3은 유리 및 수지의 이중층으로 이루어진 간격재 공급용 기판의 수지층에 레이저를 이용하여 홈을 형성하는 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 간격재 공급용 기판에 간격재 잉크를 적하하는 단계를 도시한 도면이고, 도 5a는 간격재 공급용 기판에 적하된 간격재 잉크를 복수개의 홈에 고르게 주입하는 단계를 도시한 도면이고, 도 5b는 간격재 공급용 기판의 홈에 간격재 잉크가 주입된 상태를 도시한 평면도이고, 도 6은 간격재 공급용 기판에서 전사 롤러의 표면으로 간격재 잉크를 전사하는 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 전사 롤러 표면에 부착된 간격재 잉크를 기판 위에 전사하는 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 기판 위에 전사된 간격재 잉크를 경화시켜 간격재로 만드는 상태를 도시한 도면이다.

우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 간격재 공급 장치(50)를 이용하여 간격재 잉크(32)를 간격재 공급용 기판(9) 위에 적하한다. 이 때, 간격재 공급 장치의 교 반기(54)를 이용하여 간격재 잉크(32)를 이루는 간격재가 뭉치거나 어느 한쪽으로 치우치게 산포되지 않도록 간격재 잉크(32)를 교반시킨다. 간격재 잉크(32)는 복수개의 구슬형 간격재(320)와 열 경화제 또는 자외선 경화제(321)로 이루어진다.

다음으로, 도 5a에 도시한 바와 같이, 블레이드(1, 2)를 이용하여 간격재 공급용 기판(9)에 형성되어 있는 복수개의 홈(19)에 간격재 잉크(32)를 주입한다. 이 때, 도 5b에 도시한 바와 같이, 복수개의 구슬형 간격재(320)는 집합을 이루어 경화제(321)와 함께 홈(19)에 주입된다. 홈(19)에 주입된 간격재(320)는 홈(19)의 중앙부의 돌출부(19a)를 둘러싸며 배치된다. 따라서, 간격재(320)가 2층으로 적층되는 것이 방지된다.

다음으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 전사 롤러(14)는 회전함으로써 간격재 잉크(32)는 전사 롤러(14)의 전사 시트(3)의 표면에 제1 전사된다. 이 때, 간격재 잉크(32)는 홈(19) 사이의 소정 간격과 동일한 간격을 가지며 전사 시트(3)의 표면에 부착된다.

다음으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 표면에 복수개의 간격재 잉크(32)가 부착되어 있는 전사 롤러(14)는 지지판(5) 위로 이동하여 지지판(5) 위에 탑재되어 있는 표시판(200)에 복수개의 간격재 잉크(32)를 제2 전사한다. 따라서, 표시판(200) 위의 소정 위치에 균일한 간격으로 간격재 잉크(32)가 배치된다.

도 7에는 차광 부재(220), 색필터(230), 덮개막(250), 공통 전극(270) 및 배향막(21)이 차례로 형성되어 있는 표시판(200) 위에 간격재 잉크(32)가 제2 전사되는 상태를 도시하였으며, 배향막(21) 형성 전에 간격재 잉크(32)를 형성할 수도 있다. 이 때, 간격재(320)는 차광 부재(220)에 대응하는 영역에 정확하게 배치함으로써 빛샘 발생을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 열 경화제 또는 자외선 경화제(321)와 함께 제2 전사된 간격재(320)는 열 또는 자외선에 의해 경화되어 표시판(200)에 단단히 부착된다.

다음으로, 간격재(320)가 배치된 상부 표시판(200)을 하부 표시판(100) 위에 가압하여 부착한다.

이와 같이, 복수개의 구슬형 간격재(320)를 전사 롤러(14)를 이용하여 표시판(200)의 소정 위치에 형성함으로써 균일한 셀갭을 형성하고, 탄성력을 증가시켜 표시판(200)에 압력을 가하는 경우에 발생하기 쉬운 스미어(smear) 불량을 방지할 수 있다. 즉, 높은 탄성력 및 공정이 단순한 구슬형 간격재의 장점과, 소정 위치에 형성하여 빛샘을 제거할 수 있다는 기둥형 간격재의 장점을 모두 취할 수 있으며, 공정 자체가 간소화되어 공정 관리가 용이하며 수율적으로 안정된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에 의해 형성된 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 10a 및 도 10b는 각각 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa 선 및 Xb-Xb선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 두 게이트선(121)중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극선(131)은 아래위로 확장된 유지 전극(storage electrode)(137)을 포함한다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30ㅀ 내지 약 80ㅀ인 것이 바람직하다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)] 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)] 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.

반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어 지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.

반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30ㅀ 내지 80ㅀ 정도이다.

저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다. 각 드레인 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 넓은 끝 부분은 유지 전극(137)과 중첩하며, 막대형 끝 부분은 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.

하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극 (175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30ㅀ 내지 80ㅀ 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)가 데이터선(171)보다 좁지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(151)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적?전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

화소 전극(191) 및 이와 연결된 드레인 전극(175)은 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(175)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 유지 축전기(storage capacitor)라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

화소 전극(191) 위에는 액정의 배향을 결정하는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다.

다음으로, 공통 전극 표시판에 대해 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

하부 배향막(11)과 소정 간격 이격되어 상부에 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(210)이 위치한다. 절연 기판(210) 위에 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 구분하는 블랙 매트릭스와 같은 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 이러한 차광 부재(220)의 일부와 중첩되어 차광 부재(220) 사이에 화상 을 표시하는데 필요한 삼원색을 나타내는 색필터, 예컨대, 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)가 형성되어 있다.

적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 스트라이프 형태로 형성할 수도 있고, 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 각각의 화소마다 분리하여 형성할 수도 있다.

차광 부재(220), 청색 필터(230B), 녹색 필터(230G) 및 적색 필터(230R)를 보호하기 위해 차광 부재(220), 청색 필터(230B), 녹색 필터(230G) 및 적색 필터(230R) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 유기 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230R, 230G, 230B)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며 화소 전극(190)과 함께 전계를 형성하는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(21)이 형성되어 있다.

차광 부재(220)에 대응하는 상부 배향막(21) 위에는 복수개의 구슬형 간격재(320)가 모여서 배치되어 있다. 이 때, 구슬형 간격재(320)는 중앙부에는 배치되어 있지 않다. 이러한 복수개의 구슬형 간격재(320)는 균일한 셀갭을 형성하고, 탄성력을 증가시켜 표시판(200)에 압력을 가하는 경우에 발생하기 쉬운 스미어(smear) 불량을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는 간격재 공급 장치에 교반기를 설치 함으로써 간격재 잉크를 이루는 간격재가 뭉치거나 어느 한쪽으로 치우치게 산포되지 않도록 한다.

또한, 홈의 중앙부에 돌출부를 형성함으로써 간격재가 2층으로 적층되는 것을 방지한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수개의 홈이 형성되어 있는 간격재 공급용 기판,

상기 홈에 주입된 복수개의 간격재가 표면에 제1 전사되는 전사 롤러, 그리고

상기 전사 롤러의 회전에 의해 상기 롤러 표면의 간격재가 제2 전사되는 기판이 탑재되는 지지판

을 포함하고,

상기 홈은 단면이 반원형이며, 상기 홈의 중앙부에는 돌출부가 형성되어 있는 액정 표시 장치의 제조 장치.
삭제
제1항에서,

상기 돌출부는 원형인 액정 표시 장치의 제조 장치.
제1항에서,

상기 간격재 공급용 기판은 유리 재질인 액정 표시 장치의 제조 장치.
제4항에서,

상기 홈은 CO2 레이저 또는 YAG 레이저를 이용하여 형성하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제1항에서,

상기 간격재 공급용 기판은 유리 및 수지의 이중층으로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제6항에서,

상기 홈은 수지에 형성되어 있는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제1항에서,

상기 간격재 공급용 기판에 간격재 잉크를 공급하는 간격재 공급 장치를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제8항에서,

상기 간격재 공급 장치는

간격재 잉크를 담고있는 간격재 탱크,

상기 간격재 탱크에서 상기 간격재 공급용 기판 위에 간격재 잉크를 적하하는 노즐,

상기 간격재 탱크 내부에 위치하며 상기 간격재 잉크를 교반시키는 교반기

를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제9항에서,

상기 간격재 탱크와 상기 노즐 사이에는 상기 간격재 탱크에서 상기 노즐로 간격재 잉크를 이송시키는 펌프가 더 설치되어 있는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제9항에서,

상기 간격재 탱크에는 상기 간격재 탱크에서 상기 노즐로 상기 간격재 잉크를 이송시키는 기체 가압 장치가 더 설치되어 있는 액정 표시 장치의 제조 장치.
9항에서,

상기 간격재 잉크는 구슬형 간격재와 열 경화제 또는 자외선 경화제로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 장치.
1항에서,

상기 홈은 서로 소정 간격으로 배치되어 있는 액정 표시 장치의 제조 장치.
1항에서,

상기 전사 롤러의 표면에 위치한 상기 간격재는 상기 홈 사이의 소정 간격과 동일한 간격을 가지는 액정 표시 장치의 제조 장치.
1항에서,

상기 간격재 공급용 기판의 표면과 접촉하며 이동시켜 상기 홈에 간격재를 주입하는 블레이드를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 장치.