KR101279238B1

KR101279238B1 - 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법

Info

Publication number: KR101279238B1
Application number: KR1020060057193A
Authority: KR
Inventors: 김태만; 조준범; 송창건; 은종찬; 박상호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2013-06-26
Also published as: CN101097361A; CN100510909C; KR20080000011A

Abstract

액정표시장치 내의 액정량 조절 방법이 개시되어 있다. 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법은 액정표시장치 내부에 액정이 1차적으로 밀봉된 상태에서 액정표시장치 내부에 지나치게 많은 액정이 주입되었을 경우, 액정을 밀봉하는 먼저 밀봉 부재의 폭을 충분히 감소시켜 잔류 밀봉부를 형성한 후, 액정에 압력을 가하여 폭이 충분히 감소된 잔류 밀봉부를 깨뜨려 과도하게 주입된 액정을 일정량 액정표시장치로부터 뺀 후 잔류 밀봉부를 광경화제와 같은 밀봉물질로 2차적으로 밀봉하여 액정표시패널 내부에 과다하게 주입된 액정을 쉽게 액정표시패널로부터 제거할 수 있도록 한다.

액정량, 액정, 액정표시장치, 잔류 밀봉부, 밀봉 부재

Description

액정표시장치 내의 액정량 조절 방법{METHOD OF ADJUSTING AMOUNT OF LIQUID CRYSTAL IN THE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치 내의 액정량을 조절하기 위한 방법을 도시한 순서도이다.

도 2는 도 1의 방법에 의하여 액정량이 조절되는 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 금속 패턴 및 밀봉 부재의 배치를 도시한 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 밀봉 부재 및 금속 패턴중 중첩된 부분을 레이저빔으로 제거하는 것을 도시한 단면도이다.

도 5는 잔류 밀봉부의 평면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 깨진 잔류 밀봉부 부분을 다시 밀봉하는 것을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 액정층 20: 제1 기판

30: 제2 기판 40: 밀봉 부재

45: 리페어부 45a: 잔류 밀봉부

본 발명은 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 액정표시장치 내에 과다하게 주입된 액정의 일부를 기포 유입 없이 외부로 배출하여 액정표시장치 내의 액정량을 정밀하게 조절할 수 있도록 한 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 방대한 데이터를 단시간 내 처리하는 것이 가능한 정보처리장치의 기술 개발이 급속히 이루어지고 있고, 이와 함께 정보처리장치에서 처리된 데이터를 영상으로 확인할 수 있도록 하는 표시장치의 기술 개발도 함께 진행되고 있다.

대표적인 표시장치로의 예로서는 액정표시장치를 들 수 있다. 액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시한다. 액정은 전계의 방향에 응답하여 배열이 변경되는 전기적 특성 및 배열에 따라서 광의 투과율을 변경시키는 광학적 특성을 갖는다.

액정을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시장치는 액정을 구동하여 영상을 표시하기 위한 액정 제어 파트 및 액정 제어 파트에 영상을 표시하는데 필요한 광을 제공하는 광 공급 파트를 포함한다.

이들 중 액정 제어 파트는 액정을 구동하기 위한 전계를 발생하기 위해 상호 마주보는 한쌍의 기판들, 기판들 사이에 주입된 액정층을 포함한다. 일반적으로 기 판들 사이에 개재된 액정층은 수 마이크로 미터의 두께를 갖는다.

수 마이크로미터에 불과한 액정층을 기판들 사이에 주입하기 위해서는 진공 주입법 또는 적하법 등이 사용된다.

진공주입법은 액정을 기판들 사이에 형성된 진공압 의하여 기판들 사이로 끌어올려 주입하고, 적하법은 어느 하나의 기판에 액정을 적하한 후, 한 쌍의 기판들을 상호 어셈블리하여 기판들 사이에 액정을 배치한다.

그러나, 진공 주입법 또는 적하법에 의하여 기판에 액정을 주입할 때, 기판들 사이에 액정이 적게 주입될 경우 기판들 사이에 액정이 채워지지 않은 빈 공간이 형성되고, 액정이 채워지지 않은 공간에서는 영상이 표시되지 않는 불량이 발생된다. 반대로, 기판들 사이에 액정이 지나치게 많이 주입될 경우, 액정표시장치를 세워 영상을 표시할 때 액정이 중력방향으로 이동하여 액정표시장치의 하단부분에서 영상이 구현되지 않는 문제점을 갖는다.

본 발명은 액정표시장치 내에 과다하게 주입된 액정을 기포 유입 없이 효율적으로 제거할 수 있는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 액정표시장치내의 액정량 조절 방법은 제1 기판, 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 밀봉 부재 사이에 형성된 수납공간에 액정을 수납하는 단계, 밀봉 부재의 일부의 폭을 상기 밀봉 부재의 나머지 부분에 비하여 감소시켜 잔류 밀봉부를 형성하 는 단계, 액정에 압력을 가하여 잔류 밀봉부를 깨뜨려 수납공간에 수납된 액정의 일부를 토출하여 액정량을 조절하는 단계 및 개방된 잔류 밀봉부를 다시 밀봉하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 밀봉 부재, 액정 및 잔류 밀봉부및 기타 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 밀봉 부재, 액정 및 잔류 밀봉부 및 기타 구조물들이 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 제1 기판, 제2 기판, 밀봉 부재, 액정 및 잔류 밀봉부 및 기타 구조물들이 직접 제1 기판, 제2 기판, 밀봉 부재, 액정 및 잔류 밀봉부 및 기타 구조물들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 제1 기판, 제2 기판, 밀봉 부재, 액정 및 잔류 밀봉부 및 기타 구조물들이 기판상에 추가로 형성될 수 있다. 또한, 제1 기판, 제2 기판 및 기타 구조물들이, 예를 들어, "제1", "제2" 등으로 언급되는 경우, 이는 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 제1 기판 및 제2 기판 및 기타 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, 예를 들어, "제1", "제2"와 같은 기재는 제1 기판 및 제2 기판 및 기타 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치 내의 액정량을 조절하기 위한 방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 도 1의 방법에 의하여 액정량이 조절되는 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단계 S10에서, 액정표시장치(100) 내에는 액정층(10)이 주입된다. 본 실시예에서, 액정(10)층은 진공법 또는 적하법에 의하여 액정표시장치(100) 내에 배치될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 액정표시장치(100)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

액정표시장치(100)는 제1 기판(20), 제2 기판(30), 액정층(10), 밀봉 부재(40) 및 금속 패턴(50)을 포함한다.

제1 기판(20)은 유리 기판과 같은 제1 투명 기판(21), 박막 트랜지스터(22)들 및 화소 전극(24)을 포함한다.

박막 트랜지스터(22)들은 제1 투명 기판(21) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 박막 트랜지스터(22)들은 액정표시장치(100)의 해상도에 대응하여 복수개가 제1 투명기판(21) 상에 배치된다. 예를 들어, 액정표시장치(100)의 해상도가 1024×768일 경우, 박막 트랜지스터(22)들은 제1 투명기판(21)상에 1024×768×3 개가 매트릭스 형태로 형성된다.

각 박막 트랜지스터(22)들은 게이트 신호선(gate line, 미도시)에 연결된 게이트 전극(G), 게이트 전극(G)을 절연하는 게이트 절연막(GI), 게이트 절연막(GI) 중 게이트 전극(G)을 덮는 곳에 형성된 채널층(C) 및 채널층(C)에 배치된 소오스 전극(S) 및 드레인 전극(G)을 포함한다. 채널층(C)은 아몰퍼스 실리콘 패턴(미도시) 및 불순물에 의하여 고농도 이온 도핑되어 도전체 특성을 갖는 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 소오스 전극(S)은 게이트 신호선과 직교하는 데이터 라인(미도시)과 연결되고, 소오스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 채널층 상에 이격되어 배치된다.

화소전극(24)은 박막트랜지스터(22)의 드레인 전극(D)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 화소전극(24)은 투명한 도전성 물질을 포함한다. 화소전극(24)으로 사용될 수 있는 물질들의 예로서는 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화 주석 인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등을 들 수 있다.

제2 기판(30)은 유리기판과 같은 제2 투명 기판(31), 블랙 매트릭스(32) 및 컬러필터(34)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 제2 투명 기판(31) 상에는 블랙 매트릭스(32)가 배치된다. 본 실시예에서, 블랙 매트릭스(32)로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 광 흡수율이 높은 크롬 또는 산화 크롬 등을 들 수 있다. 평면상에서 보았을 때, 블랙 매트릭스(32)는 제1 기판(20)의 화소 전극(PE)의 사이에 배치된다. 제1 기판(20)의 화소 전극(PE)들이 매트릭스 형태로 배치되었기 때문에 블랙 매트릭스(32)들은 격자 형태로 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(32)들은 제1 기판(20)에 배치된 박막 트랜지스터(22)를 가릴 뿐만 아니라 외부광을 흡수하여 영상의 선명도를 향상시키는 역할을 한다.

컬러필터(34)는 블랙 매트릭스(32)에 의하여 형성된 개구 마다 배치된다. 본 실시예에서, 블랙 매트릭스(32)에 의하여 형성된 개구 마다 배치된 컬러필터(34)는 백색광으로부터 레드 파장을 갖는 레드광을 통과시키는 레드 컬러필터(R), 백색광으로부터 그린 파장을 갖는 그린광을 통과시키는 그린 컬러필터(G) 및 백색광으로부터 블루 파장을 갖는 블루광을 통과시키는 블루 컬러필터(B)를 포함한다.

밀봉 부재(40)는 상호 마주보도록 배치된 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 사이에 배치된다. 예를 들어, 밀봉 부재(40)는 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 에지를 따라 배치되어 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 사이에 액정을 수납하기 위한 공간을 제공한다. 본 실시예에서, 밀봉 부재(40)는 광, 예를 들면, 자외선에 의하여 경화되는 광 경화성 물질을 포함할 수 있다.

액정층(10)은 밀봉 부재(40)에 의하여 형성된 공간에 배치된다. 본 실시예에서, 액정층(10)에 포함된 액정은 트위스트 네마틱 액정, 수직 배향 액정 등 어떠한 종류의 액정을 포함하여도 무방하다.

도 3을 참조하면, 금속 패턴(50)은, 예를 들어, 제1 기판(20)상에 배치된다. 구체적으로, 금속 패턴(50)은 밀봉 부재(40) 및 제1 기판(20)의 사이에 개재된다. 보다 구체적으로, 금속 패턴(50)은 조각 형상을 갖고, 밀봉 부재(40)와 일부와 오버랩되는 형상을 갖는다.

금속 패턴(50)은 밀봉 부재(40) 중 액정층(10)과 접촉하는 내측벽(44)과 대향하는 외측벽(42)쪽에 배치되며, 밀봉 부재(40)의 전체 두께가 T일 경우, 금속 패 턴(50) 및 밀봉 부재(40)는 약 85% 내지 95% 정도가 중첩된다.

따라서, 밀봉 부재(40) 중 금속 패턴(50)과 중첩되지 않는 두께 t는 밀봉 부재(40)의 전체 두께 T의 약 5% 내지 15% 이다. 본 실시예에서는 금속 패턴(50) 중 밀봉 부재(40)와 중첩된 부분을 중첩부(56)라 정의하기로 하고, 밀봉 부재(40)와 중첩되지 않은 부분을 노출부(55)라 정의하기로 한다.

본 실시예에서, 금속 패턴(50)으로서 사용될 수 있는 물질의 예로서는 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 전극, 화소전극을 이루는 물질을 들 수 있다. 즉, 금속 패턴은 알루미늄, 알루미늄 합금, ITO, IZO, a-ITO 등이 사용될 수 있다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 액정표시장치(100)에 액정층(10)이 배치된 후, 액정층(10)이 액정표시장치(100)에 과도하게 주입된 것으로 판단되면, 액정표시장치(100)의 내부로부터 과도하게 주입된 양만큼 액정층(10)을 빼내는 공정이 수행된다.

도 4는 도 3에 도시된 밀봉 부재 및 금속 패턴중 중첩된 부분을 레이저빔으로 제거하는 것을 도시한 단면도이다. 도 5는 잔류 밀봉부의 평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 액정표시장치(100)에 과도하게 주입된 액정층(10)을 일부 빼내어 액정표시장치(100) 내부의 액정층(10)의 액정량을 조절하기 위해서 , 단계 20에서, 밀봉 부재(50)에는 잔류 밀봉부를 형성하기 위한 리페어부(45)가 형성된다.

도 4를 참조하면, 리페어부(45)를 형성하기 위해서, 도 3에 도시된 금속 패 턴(50)의 중첩부(56)에는 레이저 빔 발생 장치(60)로부터 발생된 레이저 빔(65)이 주사된다.

본 실시예에서, 레이저 빔(65)은, 예를 들어, 제2 기판(30) 및 밀봉 부재(40)를 관통하여 금속 패턴(50)의 중첩부(56)에 주사된다. 본 실시예에서, 제2 기판(30) 및 밀봉 부재(40)는 레이저 빔(65)의 흡수가 거의 일어나지 않고 주로 금속 패턴(50)이 레이저 빔(65)을 대부분 흡수한다.

이를 구현하기 위해서, 레이저 빔(65)의 약 800nm 내지 약 1,200nm의 파장 길이를 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 레이저 빔(65)의 파장 길이가 1,200nm 이상일 경우, 제2 기판(30) 및 밀봉 부재(40)가 레이저 빔(65)에 의하여 손상될 수 있고, 레이저 빔(65)의 파장 길이가 800nm 이일 경우 레이저 빔(65)의 에너지 레벨이 너무 낮아 금속 패턴(50)을 태워 제거하기 어려워진다.

따라서, 파장 범위가 약 800nm 내지 약 1,200nm인 레이저 빔을 금속 패턴(50)의 중첩부(56)에 주사할 경우, 금속 패턴(50)은 레이저 빔(65)의 에너지를 흡수하여 산화된다.

이때, 본 실시예에서는 금속 패턴(50)의 산화와 함께 금속 패턴(50)의 중첩부(56)에 대응하는 밀봉 부재(40)를 함께 제거하여, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 리페어부(45)를 형성한다. 본 실시예에서, 리페어부(45)는 밀봉 부재(40)에 적어도 2 개 이상이 형성될 수 있다.

본 실시예에서 리페어부(45)는 금속 패턴(50)의 중첩부(56)와 대응하는 부분으로 금속 패턴(50)의 중첩부(56)는 밀봉 부재(40)와 약 85% 내지 약 95%가 중첩되 어 있기 때문에 밀봉 부재(40) 중 리페어부(45)에 대응하는 부분은 밀봉 부재(40)의 폭의 약 5% 내지 15% 가 남겨져 잔류 밀봉부(45a)가 형성된다.

상술된 바와 같이 레이저 빔(65)에 의하여 밀봉 부재(40) 중 금속 패턴(50)의 중첩부(56)와 대응하는 부분을 제거함에 따라 밀봉 부재(40)에는 폭을 크게 감소시키는 리페어부(45)에 의하여 잔류 밀봉부(45a)가 형성된다.

도 1을 다시 참조하면, 단계 S30에서, 밀봉 부재(40)에 리페어부(45)가 형성된 후, 리페어부(45)를 통해 액정표시장치(100) 내에 과다하게 주입된 액정층(10)의 액정량은 조절된다.

액정표시장치(100) 내에 과다하게 주입된 액정층(10)의 액정량을 조절하기 위해서, 액정표시장치(100)에는 압력이 가해지고, 액정표시장치(100)에 가해진 압력은 다시 액정층(10)에 가해진다. 액정층(10)에 가해진 압력은 다시 밀봉 부재(40)에 가해지고, 액정층(10)에 가해진 압력이 리페어부(45)에 대응하는 잔류 밀봉부(45a)를 깨뜨리기에 충분할 경우 잔류 밀봉부(45a)는 액정층(10)에 가해진 압력에 의하여 깨지게 된다.

이어서, 깨진 잔류 밀봉부(45a)를 통하여 액정표시장치(100) 내에 과다 주입된 액정층(10)의 액정량은 조절된다.

도 6은 도 5에 도시된 깨진 잔류 밀봉부를 다시 밀봉하는 것을 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 깨진 잔류 밀봉부(45a)로는 액정층(10)의 액정이 흘러 나오기도 하지만 외부의 공기가 다시 깨진 잔류 밀봉부(45a)를 통해 액정층(10)의 내 부로 유입될 수도 있다.

이를 방지하기 위해 도 1의 단계 S40에서는 깨진 잔류 밀봉부(45a) 부분에 광 경화제(70)를 배치하고 광 경화제(70)에 광을 주사하여 깨진 잔류 밀봉부(45a)를 밀봉한다. 본 실시예에서, 광 경화제(70)는 자외선에 경화되는 자외선 경화제를 사용하는 것이 바람직하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 액정표시장치 내부에 액정이 1차적으로 밀봉된 상태에서 액정표시장치 내부에 지나치게 많은 액정이 주입되었을 경우, 액정을 밀봉하는 먼저 밀봉 부재의 폭을 충분히 감소시킨 후, 액정에 압력을 가하여 폭이 충분히 감소된 부분을 깨뜨려 과도하게 주입된 액정을 일정량 액정표시장치로부터 뺀 후 밀봉 부재 중 깨진 부분에 광경화제와 같은 밀봉물질로 2차적으로 밀봉하여 액정표시패널 내부에 과다하게 주입된 액정을 쉽게 액정표시패널로부터 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 밀봉 부재 사이에 형성된 수납공간에 액정을 수납하는 단계;

상기 밀봉 부재의 일부의 폭을 상기 밀봉 부재의 나머지 부분에 비하여 감소시켜 잔류 밀봉부를 형성하는 단계;

상기 액정에 압력을 가하여 상기 잔류 밀봉부를 깨뜨려 상기 수납공간에 수납된 액정의 일부를 토출하여 액정량을 조절하는 단계; 및

개방된 상기 잔류 밀봉부를 다시 밀봉하는 단계를 포함하고,

상기 잔류 밀봉부를 형성하는 단계는

상기 밀봉 부재의 하부에 상기 밀봉 부재와 부분적으로 중첩된 금속 패턴을 가열하는 단계; 및

가열된 상기 금속 패턴에 의해 상기 밀봉 부재 중 중첩된 부분을 제거시키는 단계를 포함하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 금속 패턴을 가열하는 단계에서 상기 금속 패턴은 레이저빔에 의하여 가열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
제3항에 있어서, 상기 레이저빔은 800nm 내지 1,200nm의 파장을 갖는 것을 특징으로하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 패턴은 알루미늄, 알루미늄 합금, 산화 주석 인듐 및 산화 아연 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔류 밀봉부는 적어도 2개 이상이 상기 밀봉 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔류 밀봉부의 폭은 상기 밀봉 부재의 폭의 5% 내지 15%인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재중 개방된 부분을 다시 밀봉하는 단계는

개방된 상기 밀봉 부재에 광에 의하여 경화되는 광 경화제를 배치하는 단계; 및

상기 광 경화제에 상기 광을 주사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 내의 액정량 조절 방법.