KR101296620B1 - Liquid Crystal Display Device and Method for Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크젯 장비를 이용하여 고착형 정육면체 스페이서를 형성하고, 상기 정육면체 스페이서 주변에 액상의 물질을 적하하여 상기 정육면체 스페이서의 고정을 용이하게 한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 중 어느 한 기판면의 소정 부분에 고착되며, 다른 기판면에 접하여 형성된 정육면체 스페이서 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same to form a fixed cube spacer using inkjet equipment, and to easily fix the cube spacer by dropping a liquid substance around the cube spacer. The liquid crystal display includes a first substrate and a second substrate facing each other, a cube spacer fixed to a predetermined portion of one of the first substrate and the second substrate, and in contact with the other substrate surface. And a liquid crystal layer filled between the second substrates.
칼럼 스페이서, 고착형 정육면체 스페이서, 잉크젯(inkjet), 중력 불량 Column Spacers, Sticky Cube Spacers, Inkjet, Poor Gravity
Description
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도1 is an exploded perspective view showing a conventional liquid crystal display device
도 2는 도 1의 게이트 라인 상에 형성된 칼럼 스페이서를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display showing a column spacer formed on the gate line of FIG. 1. FIG.
도 3a 내지 도 3d는 종래의 액정 표시 장치의 칼럼 스페이서의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a column spacer of a conventional liquid crystal display.
도 4는 종래의 액정 표시 장치의 중력 불량을 나타낸 개략 단면도4 is a schematic cross-sectional view showing a gravity failure of a conventional liquid crystal display device.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 평면도5 is a plan view of the liquid crystal display of the present invention.
도 6은 도 5의 I~I' 선상의 단면도6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 5.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 액정 표시 장치의 스페이서의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도7A and 7B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a spacer of a liquid crystal display of the present invention.
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 이용되는 잉크젯 장비 및 이를 통해 기판 상에 스페이서를 포함한 분사액을 토출하는 방법을 나타낸 도면FIG. 8 is a view showing an inkjet device used in a method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention and a method of discharging a jetting liquid including a spacer onto a substrate through the same.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*Description of the Related Art [0002]
100 : 컬러 필터 어레이 기판 110 : 제 1 기판100 color
111 : 블랙 매트릭스층 112 : 컬러 필터층111
113 : 공통 전극 120 : 제 2 기판113: common electrode 120: second substrate
121 : 게이트 라인 122 : 데이터 라인121: gate line 122: data line
123 : 화소 전극 124 : 반도체층123: pixel electrode 124: semiconductor layer
125 : 게이트 절연막 126 : 보호막125 gate
250 : 정육면체 스페이서 251 : 점착제250: cube spacer 251: adhesive
260 : 용매 265 : 공급 탱크260
270 : 기판 280 : 노즐 감시 장치270: substrate 280: nozzle monitoring device
280a : 발광부 280b : 수광부280a:
280c : 제어부 280d : 광 감지 영역280c: control unit 280d: light detection area
300 : 헤드300: head
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 잉크젯 장비를 이용하여 고착형 정육면체 스페이서를 형성하고, 상기 정육면체 스페이서 주변에 액상의 물질을 적하(dotting)하여 상기 정육면체 스페이서의 고정을 용이하게 한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELD), and vacuum fluorescent (VFD) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most widely used as the substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the use of the present invention has been developed in various ways such as a television and a computer monitor for receiving and displaying broadcast signals.
이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. Can be.
일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.A general liquid crystal display device may be largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel includes first and second glass substrates bonded to each other with a predetermined space; It consists of a liquid crystal layer injected between the said 1st, 2nd glass substrate.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.The first glass substrate (TFT array substrate) may include a plurality of gate wires arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by crossing gate lines and data lines, and a plurality of thin film transistors switched by signals of the gate lines to transfer signals of the data lines to each pixel electrode. Is formed.
그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.The second glass substrate (color filter substrate) includes a light shielding layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, and B color filter layers for expressing color colors, and a common electrode for implementing an image. Is formed.
상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.The driving principle of the general liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the arrangement of molecules can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열된 하부의 어레이 기판을 제조하는 공정과 컬러 필터 및 공통 전극을 포함하는 상부의 컬러 필터 기판을 제조하는 공정 및 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(cell) 공정에 의해 형성된다.Such a liquid crystal display includes a process of manufacturing a lower array substrate on which thin film transistors and pixel electrodes are arranged, a process of manufacturing an upper color filter substrate including a color filter and a common electrode, an arrangement of the two substrates manufactured, and a liquid crystal material It is formed by a liquid crystal cell process consisting of injection, encapsulation, and polarizer attachment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional liquid crystal display and a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 게이트 라인 상에 형성된 칼럼 스페이서를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is a plan view illustrating a conventional liquid crystal display, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display showing a column spacer formed on the gate line of FIG. 1.
도 1 및 도 2와 같이, 종래의 칼럼 스페이서를 갖는 액정 표시 장치는, 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정(3)으로 구성되어 있다. 이 때, 상기 제 1, 제 2 기판 (2) 및 액정층(3)을 모두 포함하여 액정 패널(10)이라 한다. 1 and 2, a liquid crystal display having a conventional column spacer includes a
도시된 종래의 액정 표시 장치에서는 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2)을 지지하기 위해 칼럼 스페이서(20)가 상기 제 1 기판(1) 상의 배선 영역에 대응되어 형성된다. 일반적인 액정 표시 장치에서는 칼럼 스페이서 대신 정육면체 스페이서(도 1에서는 미도시)가 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이의 지지 기능을 하고 있다.In the conventional liquid crystal display shown, the
보다 구체적으로 설명하면, 종래의 액정 표시 장치의 제 1 기판(1) 상의 어레이 영역에는, 화소 영역을 정의하기 위해 게이트 라인(4) 및 데이터 라인(5)이 서로 수직으로 교차하여 배열되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 각 화소 영역에는 화소 전극(6)이 형성된다. More specifically, in the array area on the
여기서, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인(4)으로부터 돌출된 게이트 전극(4a)과, 상기 게이트 전극(4a)을 덮는 형상의 반도체층(17)과, 상기 반도체층(17)의 양측에 대응되어 상기 데이터 라인(5)으로부터 돌출된 소오스 전극(5a)과, 상기 소오스 전극(5a)으로부터 소정 간격 이격된 드레인 전극(5b)을 포함하여 이루어진다.The thin film transistor corresponds to a gate electrode 4a protruding from the
그리고, 상기 제 1 기판(1) 상에는 각 금속 라인간의 절연을 위해 상기 게이트 라인(4)이 형성되고, 상기 게이트 라인(4)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(15)이 형성되며, 상기 게이트 절연막(15)위에 보호막(16)이 형성된다. 상기 보호막(16) 중 상기 드레인 전극(5b)의 상부의 소정 부위가 제거되어, 상기 화소 전극(16)과 상기 드레인 전극(5b)을 전기적으로 연결시키는 콘택 홀이 형성된다.The
상기 제 1 기판(1)과 대향하여 상기 제 2 기판(2)에는, 상기 화소 영역을 제외한 비화소 영역(게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 영역)을 가리기 위한 블랙 매트릭스층(7)과, 상기 블랙 매트릭스층(7)을 포함한 제 2 기판(2) 상에 각 화소 영역별로 차례로 R, G, B 안료가 대응되어 형성된 컬러 필터층(8) 및 상기 컬러 필터층(8)을 포함한 상기 제 2 기판(2) 전면에 형성된 공통 전극(9)이 형성된다. 그리고, 상기 공통 전극(9) 상부의 소정 부위에 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 칼럼 스페이서(20)가 복수개 형성된다.On the
여기서, 상기 칼럼 스페이서(20)는 게이트 라인(4) 상부에 대응되어 형성된다. Here, the
상기 복수개 형성된 칼럼 스페이서(20)들은 서로 동일 간격 이격되어 형성되며, 합착 후, 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이에서 지지 기능을 한다.The plurality of formed
도 3a 내지 도 3d는 종래의 액정 표시 장치의 칼럼 스페이서의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a column spacer of a conventional liquid crystal display device.
도 3a와 같이, 제 2 기판(2)에 빛을 차광할 수 있는 금속 또는 블렉 레진을 증착하고 화소 영역에 해당되는 부분을 선택적으로 제거하여 블랙 매트릭스층(7)을 형성한다. As shown in FIG. 3A, a
이어, 안료가 착색된 수지를 증착하고 화소 영역에 상응하는 부위에만 남도록 패터닝하는 과정을 반복하여 각 화소 영역에 R, G, B 컬러필터층(8)을 형성하고, 상기 컬러필터층(8)을 포함한 기판 전면에 오버코트(Over coat)층(11)을 형성한다. 여기서, 상기 액정표시장치가 IPS 모드인 경우는 오버코트층을 형성하지만, TN 모드인 경우는 오버코트층 대신에 공통 전극(도 1의 9 참조)을 형성한다.Subsequently, the process of depositing the pigment-colored resin and patterning so that it remains only in a portion corresponding to the pixel region to form R, G, and B
도 3b와 같이, 상기 오버코트층(11)위에 칼럼 스페이서용 네거티브 감광성 수지(12)를 형성한다.As shown in FIG. 3B, a negative
도 3c와 같이, 포토 마스크(13)를 이용한 노광 공정으로 상기 블랙 매트릭스층 상의 네거티브 감광성 수지(12)의 노출된 부위를 선택적으로 노광한다.As shown in FIG. 3C, an exposed portion of the negative
도 3d와 같이, 상기 빛이 조사된 부분은 남아 있고 빛이 조사되지 않는 부분이 제거되도록 현상하여 칼럼 스페이서(20)를 형성한다.As shown in FIG. 3D, the light irradiated portion remains and the non-light irradiated portion is developed to form a
이와 같이 칼럼 스페이서(20)가 형성된 제 2 기판(2)과, 상술한 바와 같이 박막트랜지스터 어레이가 형성된 제 1 기판(1)에 각각 배향막(도면에는 도시되지 않음)을 증착하여 러빙 공정을 진행한 다음 두 기판을 합착하게 된다. As described above, the rubbing process is performed by depositing an alignment layer (not shown) on the
도 4는 종래의 액정 표시 장치의 중력 불량을 나타낸 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing a gravity failure of a conventional liquid crystal display.
도 4와 같이, 종래의 액정 표시 장치에서 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이의 영역에 액정이 과량으로 채워졌을 때, 고온에서 중력 불량이 관찰된다.As shown in FIG. 4, when a liquid crystal is excessively filled in a region between the first and
일반적으로 중력 불량 현상은 지면에 가까운 액정 패널(10)의 가장 자리에서 관찰된다. 중력 불량은, 액정 패널(10)이 지면에 대해 수직으로 세워져 있으며 액정 패널이 고온 상태의 조건에 있을 때, 지면에 가까운 쪽으로 액정이 집중되어, 고온에서 액정이 팽창하는 성질에 의해 액정 패널의 지면에 가까운 부위가 불룩하게 부풀어오르는 현상을 말한다.In general, the gravity failure phenomenon is observed at the edge of the
이러한 중력 불량은 제 1, 제 2 기판 사이에 채워진 액정량이 많을수록, 또는 액정 패널이 놓여진 환경의 온도가 높을수록 심해진다.Such a gravity failure becomes worse as the amount of liquid crystal filled between the first and second substrates increases, or as the temperature of the environment in which the liquid crystal panel is placed is high.
이와 같이, 액정 패널이 놓여있는 환경의 온도가 상승하였을 때는, 지면에 가까운 액정 패널(10)의 가장 자리 부위로 액정(3)이 흘러내려 포화 상태가 되며, 점점 고온으로 올라갈수록 액정(3)이 팽창하기 때문에, 포화 상태가 된 부위에 존재하는 액정(3)의 열팽창에 의해 셀 갭이 늘어나게 된다. 이와 같은 중력 불량 현상이 발생하게 되면, 정상적인 셀 갭을 갖는 부위와 지면에 가까운 액정 패널(10)의 가장 자리와 같이 불룩해져 늘어난 셀 갭을 갖는 부위 사이에 광경로 차가 발생한다. 이 경우, 셀 갭이 늘어난 액정 패널의 가장 자리에서 불투명한 얼룩이 관찰된다.As described above, when the temperature of the environment in which the liquid crystal panel is placed rises, the
한편, 이러한 중력 불량시 도 4와 같이, 액정 패널(10)의 제 1, 제 2 기판(1, 2)을 절단하여 보면, 상기 액정 패널(10) 하부의 가장 자리에 위치하는 칼럼 스페이서(20)가 액정(3)의 열 팽창력에 미치지 못하기 때문에, 상기 액정 패널(10) 하부의 가장 자리에 늘어난 셀 갭으로 인해, 상기 액정 패널(10)의 하부 가장 자리의 위치한 칼럼 스페이서(20)들이 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이를 지지하지 못하고, 제 1 기판(1)과 떨어지는 현상이 발생한다(이 경우, 상기 칼럼 스페이서(20)는 제 2 기판(2)에 형성됨을 가정). On the other hand, when such a gravity failure, as shown in Figure 4, by cutting the first and
여기서, 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2)은 서로 대향되는 외곽부에 씰 패턴(25)이 형성되어 합착을 이루고 있다.Here, the first and
상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional liquid crystal display device has the following problems.
액정 패널에 상하부 기판 사이에 액정층을 형성하는 방법은 주입 또는 적하 가 있다. 이 중 액정 주입은 진공 상태에서 패널 내에 작용하는 모세관력으로 인해 패널에 액정이 채워지는 방식이며, 액정 적하는 일정 액정량을 적하하여 패널에 액정을 채우는 방법이다. A method of forming a liquid crystal layer between upper and lower substrates in a liquid crystal panel is injection or dropping. Among these, liquid crystal injection is a method in which a liquid crystal is filled in a panel due to capillary force acting in the panel in a vacuum state, and a liquid crystal dropping is a method of filling a liquid crystal in a panel by dropping a certain amount of liquid crystal.
그런데, 대형화된 패널에 있어서는, 액정 주입으로는 생산성 부족, 속도 저하의 문제점이 발생하여, 액정 적하 방식이 우세하게 적용 중이다. 이 경우, 액정 적하 방식은 적정량으로 산출된 액정량을 패널의 일측 기판에 적하시키는데, 패널 내 내부 변동에 의해 잘못 산출된 액정량이 주입된다면, 필요량보다 액정량이 적은 경우는 패널의 표시 품위 저하의 문제가 발생하고, 필요량보다 액정량이 많은 경우는 중력 불량의 문제가 발생한다. 특히, 패널에 과잉의 액정이 적하되면 고온에서 중력 불량이 발생하여 폐기의 원인이 되었다. 이러한 중력 불량에 대해서는 현재 해결 방법이 없이 방치되고 있는 실정이다. By the way, in the enlarged panel, the problem of a productivity shortage and a speed fall arises by liquid crystal injection, and the liquid crystal dropping system is applied predominantly. In this case, the liquid crystal dropping method drops the amount of liquid crystal calculated as an appropriate amount to one substrate of the panel, but if the amount of liquid crystal incorrectly calculated due to internal variation in the panel is injected, if the amount of liquid crystal is smaller than the required amount, there is a problem of deterioration of display quality of the panel. Occurs, and a problem of gravity failure occurs when the amount of liquid crystal is larger than the required amount. In particular, when an excessive amount of liquid crystal is dropped on the panel, a gravity failure occurs at a high temperature, which causes disposal. Such a gravity failure is currently being left without a solution.
중력 불량은 지면에 수직한 방향으로 액정 패널이 세워졌을 때, 고온시 지면에 가까운 부위가 부풀어오르는 현상을 말한다. 이의 원인은 액정의 열팽창에 의한 것으로 파악되는 특히 기둥(pillar)형의 스페이서, 예를 들어, 칼럼 스페이서 이용시 이러한 현상이 더 심해짐이 관찰되었다.Gravity failure refers to a phenomenon in which an area close to the ground swells at a high temperature when the liquid crystal panel is erected in a direction perpendicular to the ground. It is observed that this phenomenon is aggravated by the use of a pillar-shaped spacer, for example, a column spacer, which is considered to be due to thermal expansion of the liquid crystal.
또한, 종래의 칼럼 스페이서는 도포(coating), 노광(Exposure) 및 현상(Developing)을 포함하는 포토리쏘그래피(photo-lithography) 공정으로 형성하였는데, 코팅 공정은 스핀 코팅(spin coating), 진공 드라이(Vacuum dry), 에지 제거(Edge removing), 소프트 베이킹(Soft Baking) 공정으로 세분할 수 있으며, 현상 공정은 현상(Developing), 세정(Rinsing), 하드 베이킹(Hard Baking) 공정으로 세 분할 수 있다. 세분된 각각의 공정에는 해당 공정 장비가 소요되는 것으로, 1회의 포토리쏘그래피 공정을 진행시에는 재료와 부담과 더불어 공정 장비의 사용 및 공정 시간의 소요 부담이 크다. 따라서, 종래의 칼럼 스페이서를 형성하기 위한 공정의 부담이 큰 편이다.In addition, the conventional column spacer is formed by a photo-lithography process including coating, exposure and development, the coating process is spin coating, vacuum drying ( It can be subdivided into Vacuum dry, Edge removing, Soft Baking process, and the developing process can be subdivided into Developing, Rinsing, and Hard Baking processes. Each subdivided process requires a corresponding process equipment, and a single photolithography process requires a large amount of material and burden, as well as a burden of using process equipment and processing time. Therefore, the burden of the process for forming a conventional column spacer is large.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 잉크젯 장비를 이용하여 고착형 정육면체 스페이서를 형성하고, 상기 정육면체 스페이서 주변에 액상의 물질을 적하하여 상기 정육면체 스페이서의 고정을 용이하게 한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems to form a fixed cube spacer using the inkjet equipment, liquid crystal display device dropping the liquid material around the cube spacer to facilitate the fixing of the cube spacer And to provide a method for producing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 중 어느 한 기판면의 소정 부분에 고착되며, 다른 기판면에 접하여 형성된 정육면체 스페이서 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.The liquid crystal display of the present invention for achieving the above object is fixed to a predetermined portion of the first substrate and the second substrate facing each other, and the substrate surface of any one of the first substrate and the second substrate, the other substrate surface It is characterized in that it comprises a cube spacer formed in contact with the liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate.
여기서, 상기 정육면체 스페이서와 상기 정육면체 스페이서가 고착된 면 사이에는 점착제가 더 형성된다.Here, an adhesive is further formed between the cube spacer and the surface on which the cube spacer is fixed.
그리고, 상기 정육면체 스페이서의 한 변의 길이는 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 이격된 간격이다. 이 때, 예를 들어, 상기 정육면체 스페이서의 한 변의 길이는 2내지 5㎛로 한다.The length of one side of the cube spacer is a spaced distance between the first and second substrates. At this time, for example, the length of one side of the cube spacer is 2 to 5 mu m.
이러한 상기 고착형 정육면체 스페이서는 고착된 부위에 한 개 또는 두 개 이상 형성될 수 있다.One or two or more such fixed cube spacers may be formed on the fixed portion.
또한, 상기 정육면체 스페이서가 형성되는 기판 면에는 상기 정육면체 스페이서에 대응되는 부위에 요부를 더 구비하여, 상기 정육면체 스페이서와 기판면과의 고착성을 향상시킬 수 있다.The substrate surface on which the cube spacer is formed may further include a recessed portion at a portion corresponding to the cube spacer to improve adhesion between the cube spacer and the substrate surface.
한편, 상기 제 1 기판 상에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터 및 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어진 박막 트랜지스터 어레이가 형성된다. 앞서 설명한 예는 TN(Twisted Nematic) 모드의 경우이고, IPS(In-Plane Switching) 모드일 경우에는 상기 화소 영역에는 상기 화소 전극과 교번하는 형상으로 공통 전극이 더 형성될 수 있다.On the other hand, a thin film transistor array including a gate line and a data line crossing each other to define a pixel region, a thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line, and a pixel electrode formed in the pixel region. Is formed. The above-described example is in the case of twisted nematic (TN) mode, and in the case of in-plane switching (IPS) mode, the common electrode may be further formed in the pixel area in an alternating shape with the pixel electrode.
그리고, 상기 제 2 기판 상에는 상기 화소 영역 이외의 부분에 대응되어 형성되는 블랙 매트릭스층 및 적어도 상기 화소 영역을 포함한 부위에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하여 이루어진 컬러 필터 어레이가 형성된다. 이 때, IPS 모드일 경우에는, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 오버코트층이 더 형성될 수 있고, TN 모드일 경우에는, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 공통전극이 더 형성될 수 있다.A color filter array including a black matrix layer formed corresponding to portions other than the pixel region and a color filter layer formed corresponding to at least a portion including the pixel region is formed on the second substrate. In this case, in the IPS mode, an overcoat layer may be further formed on the entire surface of the second substrate including the black matrix layer and the color filter layer, and in the TN mode, the first layer including the black matrix layer and the color filter layer. 2 The common electrode may be further formed on the front of the substrate.
상술한 박막 트랜지스터 어레이 구조를 제 1 기판 상에 가질 때, 상기 정육면체 스페이서는 상기 게이트 라인이나, 데이터 라인 또는 상기 박막 트랜지스터 형성 부위에 대응되어 형성된다.When the thin film transistor array structure described above is formed on the first substrate, the cube spacer is formed to correspond to the gate line, the data line, or the thin film transistor forming portion.
또한, 상술한 컬러 필터 어레이 구조를 제 2 기판 상에 가질 때, 상기 정육면체 스페이서는 상기 블랙 매트릭스층 상부에 대응되어 형성된다.In addition, when the above-described color filter array structure is provided on the second substrate, the cube spacer is formed to correspond to the upper portion of the black matrix layer.
한편, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하고, 상기 제 2 기판 상에 컬러 필터 어레이를 형성하는 단계와, 상기 제 2 기판 상에 복수개의 정육면체 스페이서를 도팅(dotting)하여 서로 소정 간격 이격하여 형성하는 단계와, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 중 어느 한 기판 상에 액정을 적하하는 단계 및 상기 제 1, 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.Meanwhile, a method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention for achieving the same object includes preparing a first substrate and a second substrate, forming a thin film transistor array on the first substrate, and forming a thin film transistor array on the second substrate. Forming a color filter array, dotting a plurality of cube spacers on the second substrate to form a plurality of cube spacers spaced apart from each other by a predetermined interval, and forming a liquid crystal on any one of the first and second substrates It is characterized in that it comprises a step of dropping and bonding the first and second substrates.
여기서, 상기 정육면체 스페이서의 도팅은 잉크젯 장비를 이용하여 이루어진다.Here, the dotting of the cube spacer is made using an inkjet equipment.
그리고, 상기 잉크젯 장비의 헤드 내에는 표면에 점착제가 형성된 정육면체 스페이서를 포함한 용액(solvent)이 채워져 있다.The head of the inkjet equipment is filled with a solution including a cube spacer having an adhesive formed on the surface thereof.
상기 정육면체의 스페이서의 도팅 후에는, 상기 정육면체 스페이서를 포함한 상기 제 2 기판을 세정하여, 상기 정육면체 스페이서와 상기 제 2 기판 사이의 점착제를 제외한 부분만을 남기고 나머지 점착제 성분을 제거하는 단계를 더 포함한다.After the doping of the spacer of the cube, the second substrate including the cube spacer is cleaned, and further comprising the step of removing the remaining pressure-sensitive adhesive component leaving only a portion except for the adhesive between the cube spacer and the second substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 평면도이며, 도 6은 도 5의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.5 is a plan view of the liquid crystal display of the present invention, and FIG. 6 is a structural cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 5.
도 5 및 도 6과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 크게 서로 대향되며 각각 컬러 필터 어레이와 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이에 충진된 액정(미도시) 및 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이의 소정 부위에 형성된 고착형 정육면체 스페이서(250)를 포함하여 이루어진다.5 and 6, the liquid crystal display of the present invention is largely opposed to each other, and the
도 5와 같이, 상기 제 2 기판(120) 상에 형성되는 박막 트랜지스터 어레이는 다음을 포함한다. 즉, 제 2 기판(120) 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며 형성된 게이트 라인(121) 및 데이터 라인(122)과, 상기 게이트 라인(121)과 데이터 라인(122)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극(123)을 포함하여 이루어진다.As illustrated in FIG. 5, the thin film transistor array formed on the
여기서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(121)으로부터 돌출된 게이트 전극(121a), 상기 데이터 라인(122)으로부터 돌출된 소오스 전극(122a)과 상기 소오스 전극(122a)과 소정 간격 이격된 드레인 전극(122b) 및 상기 게이트 전극(121a)과 드레인 전극(122b)/소오스 전극(122a)의 층간에 형성된 반도체층(124)을 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 반도체층(124)은 상기 게이트 전극(121a)과의 층간 사이에 게이트 절연막(125)을 개재하여 형성되며, 상기 소오스 전극(122a) 및 드레인 전극(122b)은 상기 반도체층(124)의 양측에 접촉하여 형성된다.The thin film transistor TFT may be spaced apart from the
또한, 상기 게이트 라인(121)과 데이터 라인(122)의 층간에는 게이트 절연막(125)이 형성되며, 상기 데이터 라인(122)과 화소 전극(123)의 층간에는 보호막(126)이 형성된다. 여기서, 상기 보호막(126) 내에는 상기 드레인 전극(122b)의 소 정 부위를 노출하도록 콘택홀(126a)이 구비되어 있으며, 상기 콘택홀(126a)을 통해 상기 화소 전극(123)은 상기 드레인 전극(122b)과 전기적으로 연결된다.In addition, a
도 6과 같이, 이러한 상기 제 2 기판(120) 상에 대향되는 제 1 기판(110) 상에는 상기 화소 영역 이외의 부분(게이트 라인(121) 및 데이터 라인(121))과 박막 트랜지스터(TFT)를 가리는 형상으로 블랙 매트릭스층(111)이 형성되며, 상기 블랙 매트릭스층(111)을 포함한 제 1 기판(110) 상에는 R, G, B 컬러필터층(112)이 형성되며, 상기 블랙 매트릭스층(111) 및 컬러 필터층(112)을 포함한 제 1 기판(110) 전면에 공통 전극(113)이 형성된다. As shown in FIG. 6, portions other than the pixel region (
상술한 평면도(도 5) 및 단면도(도 6)는 TN(Twisted Nematic) 모드에 적용된 액정 표시 장치에 대해 설명한 것이며, IPS(In-Plane Switching)에 적용된 경우에는, 상기 공통 전극(113)이 오버코트층으로 대체되고, 상기 화소 영역에 형성되는 화소전극(123)이 서로 교번되어 형성되는 화소 전극 및 공통 전극으로 대체된다.The above-described plan view (FIG. 5) and cross-sectional view (FIG. 6) have been described with reference to a liquid crystal display device applied in twisted nematic (TN) mode, and when applied to in-plane switching (IPS), the
한편, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제 1, 제 2 기판(110, 120) 사이의 셀 갭을 유지하는 고착형 정육면체 스페이서(250)는 상기 게이트 라인(121) 또는 데이터 라인(122) 상의 위치에 대응되어 상기 제 1 기판(110) 또는 제 2 기판(120)상에 형성된다. 도 6에서는, 상기 고착형 정육면체 스페이서(250)가 상기 제 1 기판(110) 상에 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 어레이 기판(100) 상에 형성된 모습을 도시하고 있다. 이 경우, 상기 고착형 정육면체 스페이서(250)는 잉크젯(ink-jet) 방식에 의해 형성되며, 형성면측에 점착제(251)를 더 구비하여, 도팅(dotting)된 부위에서 떨어지지 않고, 고착이 이루어진다.Meanwhile, in the liquid crystal display of the present invention, the fixed
여기서, 상기 도팅된 고착형 정육면체 스페이서(250)는 그 크기와 상기 헤드로부터 상기 고착형 정육면체 스페이서(250)가 토출되는 토출구(吐出口)의 크기를 조정하여, 헤드 내의 용액과 함께 토출되는 고착형 정육면체 스페이서(250)의 개수를 하나씩 나오도록 조절하며, 제 1 기판이 로딩된 스테이지나 헤드를 이동시킴으로써, 도팅되는 부위를 변경하여 해당 위치에 고착형 정육면체 스페이서(250)가 위치되도록 한다. Here, the doped fixed
이 때, 본 발명의 액정 표시 장치에서 형성된 스페이서(250)가 정육면체의 형상을 갖는 이유는 도팅시 헤드의 토출구로부터 어느 방향으로 스페이서(250)가 나오게 된다 하더라도, 이에 대한 영향없이 정상적으로 도팅 부위에 고착되도록 하기 위함이다.In this case, the reason why the
또한, 상기 스페이서(250)를 정육면체로 형성함으로써, 상기 제 1, 제2 기판 사이에 형성되는 구조물들 사이에 채워지는 액정량의 제어를 용이하게 할 수 있다. 그리고, 스페이서의 높이 및 체적이 균일한 정육면체 형상의 스페이서를 형성함으로써, 액정의 적하 전 적정의 액정량을 산출하기 위해 상기 스페이서(250)의 높이를 측정하는 공정을 진행하였는데, 이러한 스페이서의 높이를 측정하는 공정이 불필요하게 된다.In addition, by forming the
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다(상술한 도 5 및 도 6 참조).Hereinafter, the manufacturing method of the liquid crystal display device of this invention is demonstrated with reference to drawings (refer FIG. 5 and FIG. 6 mentioned above).
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 액정 표시 장치의 스페이서의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a spacer of a liquid crystal display of the present invention.
먼저, 각각 컬러 필터 어레이가 형성된 제 1 기판(110)과, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제 2 기판(120)을 준비한다.First, a
여기서, 상기 컬러 필터 어레이는 상기 제 1 기판(110) 상에 화소 영역을 제외한 영역(게이트 라인 또는 데이터 라인)과 박막 트랜지스터 부위에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층(111), 상기 제 1 기판(110) 상에 적어도 화소 영역을 포함한 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층(112) 및 상기 블랙 매트릭스층(111) 및 컬러 필터층(112)을 포함한 제 1 기판(110) 전면에 형성된 공통 전극(113)을 포함하여 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, IPS 모드인 경우에는 상기 공통 전극을 오버코트층을 대체하여 형성할 수도 있다.The color filter array may include a
도 7a와 같이, 상기 컬러 필터 어레이를 포함한 컬러 필터 어레이 기판(100) 상에 잉크젯 장비의 헤드(300)를 이용하여 제 1 기판(110) 상의 소정 부위에 정육면체 스페이서(250)를 적하(dotting)한다. 여기서, 상기 정육면체 스페이서(250)가 적하되는 부위는 블랙 매트릭스층(111), 즉, 화소 영역을 제외한 영역 상부 또는 박막 트랜지스터 부위 상부이다. As shown in FIG. 7A, the
상기 잉크젯 장비의 헤드(head)(300) 내부에는 표면에 점착제(adhesion)(251)가 형성된 정육면체 스페이서(250)를 포함한 용매(260)가 포함되어 있다. 이러한 잉크젯 장비의 헤드(300)로부터 상기 용매와 함께 정육면체 스페이서(250)가 토출되는데, 이 때, 상기 용매는 휘발성 성분의 액상 물질로 토출 후 대기 중으로 날아간다. 그리고, 상기 정육면체 스페이서(250)만이 그 표면에 형성된 점착제(251)에 의해 상기 컬러 필터 어레이 기판(100) 면(상기 제 1 기판(110)의 최 상부층(공통 전극(113) 또는 오버코트층))과 접착하게 된다. 이 경우, 상기 잉크젯 장비의 헤드(300) 내에서 상기 정육면체 스페이서(250)들은 그 표면에 점착제(251)가 형성되어 있다 하더라도 상기 용매(260) 내에서는 서로가 접착하여 있지 않다. 이는 상기 용매(260)가 점착제(251)로 인해 각 개별 정육면체 스페이서(250)들이 서로 반응하지 않게 하는 성분을 포함하기 때문이다. 여기서, 상기 점착제(251)는 상기 잉크젯 장비의 헤드(300)로부터 토출 후 대기 중에서 상기 컬러 필터 어레이 기판(100)과 만났을 때 반응하게 된다. In the
한편, 상술한 정육면체 스페이서 적하 공정에서 상기 소정 영역에 적하되는 정육면체 스페이서(250)는 일 이상 복수개가 적하될 수 있다. 이 경우, 상기 정육면체 스페이서(250)는 잉크젯 장비(300)로부터 토출 속도를 조절하여, 일 회에 도팅되는 정육면체 스페이서들(250)이 복수개일 때, 쌓이지 않고, 상기 컬러 필터 어레이 기판(100)면에 깔리게 도팅하도록 한다.On the other hand, in the cube spacer dropping process described above, a plurality of
도 7b와 같이, 상기 잉크젯 장비(300)를 이용한 정육면체 스페이서(250)의 도팅 후에는 상기 정육면체 스페이서(250) 하부면과 상기 컬러 필터 어레이 기판(100)면이 만나는 면 사이의 점착제(251) 성분은 경화 공정을 거쳐 상기 컬러 필터 어레이 기판(100)면에서 고착이 되게 된다.As illustrated in FIG. 7B, after the
이어, 나머지 표면에 잔류된 상기 점착제(251)나 용매(solvent)(260) 성분은 상기 정육면체의 스페이서(250)를 상기 컬러 필터 어레이 기판(200)에 도팅 후, 별도의 세정(Rinsing) 공정을 거쳐 제거한다.Subsequently, the adhesive 251 or the solvent 260 remaining on the remaining surface is doped with the
도시되지는 않았지만, 상기 정육면체 스페이서(250)를 형성한 후에는 상기 컬러 필터 어레이 기판(200) 또는 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제 2 기판(120) 표면에 액정을 적하한 후, 상기 제 1, 제 2 기판(110, 120)간의 어레이가 서로 대향되도록 하여 두 기판을 합착한다.Although not shown, after the
이러한 본 발명의 액정 표시 장치의 정육면체 스페이서(250) 형성 공정에서, 상기 정육면체 스페이서(250)는 한 변의 길이는 합착시의 각각 어레이가 형성된 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 대향면간의 간격으로 정의한다. 이러한 상기 제 1, 제 2 기판(110, 120)간의 간격을 셀 갭(cell gap)이라 하는데, 상기 정육면체 스페이서(250)의 한 변의 길이가 상기 셀 갭에 준하는 것이다. 따라서, 상기 정육면체 스페이서(250)의 한 변의 길이는 예를 들어, 2~5㎛로 형성할 수 있다.In the process of forming the
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 이미 만들어진 가로, 세로, 높이가 동일한 정육면체 스페이서(250)를 사용함으로써, 상기 정육면체 스페이서(250)가 형성되는 컬러 필터 어레이 기판(100) 면의 영역별로 동일한 높이의 정육면체 스페이서(250)가 형성됨으로써, 이후 액정의 적하시 별도로 스페이서의 높이 측정없이 가지고 있는 스페이서(250)의 높이를 이용하여, 액정 패널에 요구되는 필요 액정량을 산출할 수 있어, 스페이서 높이 측정에 들어가는 시간, 장비, 노력을 생략할 수 있다.As described above, the liquid crystal display of the present invention uses the
여기서, 상기 정육면체 스페이서(250)는 상대적으로 일반적인 칼럼 스페이서에 비해 기판 대응면적이 작으므로, 셀 갭 유지 효과를 위해 일반적인 칼럼 스페이서에 비해서는 그 양을 늘려 형성할 수 있을 것이다. Here, since the
그리고, 상기 정육면체 스페이서(250)는 그 재료의 성분을 탄성력을 갖는 재 료를 이용함으로써, 소정의 압력에 대해 변형 후, 원상태로의 회복할 수 있는 회복력을 구비하고 있다.In addition, the
또한, 상기 정육면체 스페이서(250)는 형성되는 컬러 필터 어레이 기판(200)과 도팅시 점착제(251) 성분에 의해 고착성이 강하기 때문에, 제 1, 제 2 기판(110, 120)의 배면을 일 방향으로 문지르는 터치시 제 1, 제 2 기판(110, 120)간의 쉬프트가 발생하기 힘들어, 구조상에서 터치 불량을 방지할 수 있게 된다.In addition, since the
이러한 상기 정육면체 스페이서(250)는 경우에 따라, 상기 제 1 기판(100)의 최상면이 보호막(126) 또는 화소 전극(123) 상에 형성할 수도 있을 것이다. 이 경우에는 상기 게이트 라인(121)이나 데이터 라인(122) 혹은 IPS 모드일 경우에는 공통 라인 등으로 배선 상부에 대응되는 위치에 형성한다. 이는 정육면체 스페이서(250)를 비표시 영역에 형성함으로써, 정육면체 스페이서(250) 형성에 의한 표시에 영향을 방지하기 위함이다.In some cases, the
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 이용되는 잉크젯 장비 및 이를 통해 기판 상에 스페이서를 포함한 분사액을 토출하는 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating an inkjet device used in a method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention and a method of discharging a jetting liquid including a spacer onto a substrate through the same.
도 8과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 이용되는 잉크젯 장비(200)는 기판(270, 본 발명의 액정 표시 장치의 컬러 필터 어레이 기판(100)에 해당)에 직접 정육면체 스페이서(250)를 도팅하는 적어도 하나의 헤드(220)와 상기 헤드(220)에 정육면체 스페이서(250)를 포함하는 용매(260)를 공급하는 공급 탱크(265) 및 상기 헤드(220)와 공급 탱크(260)를 기구적으로 연결하여 헤드(220)에 정 육면체 스페이서(250)를 포함하는 용매(260)을 공급하는 분사액 공급관(261)으로 구성되어 있다. 상기 헤드(220)에는 복수의 노즐(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 노즐의 열리고 닫힘에 의해서 기판(270)에 도포하는 정육면체 스페이서(250)를 포함하는 용매(260)의 공급량 및 용매(260)의 적하 위치가 조절된다. 또한, 본 발명의 잉크젯 장비(200)는 상기 노즐의 정상 동작 여부를 실시간으로 검사하는 노즐 감시 장치(280)를 구비한다.As shown in FIG. 8, the
잉크젯 공정은 기판(270)이 위치하는 스테이지(270a) 또는 헤드(220)가 이동하면서 이루어지며, 헤드(220)가 지나간 기판(270) 영역에는 선택적으로 도팅(230 부위)이 이루어진다. 이 때, 상기 헤드(220) 또는 스테이지(270a)의 이동 중 헤드(220)에 형성된 노즐의 일부를 닫음으로써, 기판(270) 상에 선택적으로 인쇄를 실시할 수 있다. The inkjet process is performed while the stage 270a or the
상기 잉크젯 인쇄 장치(200)의 헤드(220)는 기판(270)의 크기에 따라 분사액(250)의 적하면적을 자유롭게 조절할 수 있도록 복수의 노즐을 가지는 적어도 한 개 이상의 헤드(220)로 구성되어 있다. 즉, 기판(270)가 대형화됨에 따라 상기 헤드(220)의 수 또는 노즐의 수를 증가시켜 기판(270)의 대형화에 용이하게 대처하며, 인쇄 공정시간을 조절할 수가 있다.The
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 스페이서를 형성함에 있어서, 각각 정육면체 스페이서에 대응되는 헤드와, 스페이서 형성 물질이 포함된 헤드(220)를 별개로 구비하여 순차적으로 잉크젯 인쇄 공정이 이루어진다.In the liquid crystal display of the present invention, in forming the spacer, an inkjet printing process is sequentially performed by separately providing a head corresponding to a cube spacer and a
본 발명의 액정 표시 장치의 스페이서 제조에 이용되는 잉크젯 장비(200)의 노즐 감시 장치(280)는 헤드(220)를 구성하는 각각의 노즐에 일대일 대응되는 특수의 광센서(280a, 280b) 및 불량으로 판정된 노즐을 정상의 노즐로 대체하여 인쇄하도록 상기 헤드를 구동하는 제어부(280c)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 광센서(280a, 280b)는 다시 헤드(220)의 일측에 장착되어 노즐로부터 토출된 분사액의 이동 경로 상에 광을 조사하는 발광부(280a)와, 상기 잉크젯 헤드(220)의 타측에 장착되어 상기 발광부(280a)로부터 조사된 빛을 감지하여 빛의 세기에 따라 해당 노즐로부터 분사되는 정육면체 스페이서(250)를 포함한 용매(260) 및 분사 상태를 검사하여, 그 결과를 데이터 변환하는 수광부(280b) 및 상기 데이터를 수신하여 불량으로 판정된 노즐은 정상의 노즐이 대체하여 인쇄하도록 상기 헤드(220)에 신호를 전달하는 제어부(280c)를 포함하여 구성된다.The
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 상기 정육면체 스페이서(250) 형성 위치에 대응되는 일 기판 면에 요부(126a)를 구비한 점을 제외하고는 앞서 설명한 도 5 및 도 6의 실시예와 동일한 내용이다.As shown in FIG. 9, the liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention has the above-described FIGS. 5 and 5 except that recesses 126a are provided on one substrate surface corresponding to the position of the
여기서, 상기 정육면체 스페이서(250)는 컬러 필터 어레이 기판(100) 표면에 형성됨이 도시되어 있으나, 상기 제 1 기판(100) 상의 최상면인 보호막(126) 상에 형성될 수도 있다. 상기 점착제(251) 성분은 컬러 필터 어레이 기판(100) 표면에 정육면체 스페이서(250)가 형성됨을 고려하여, 컬러 필터 어레이 기판(100) 표면에 남아있는 상태를 나타낸 것이며, 상기 보호막(126) 상에 정육면체 스페이서(250)가 형성시에는 상기 보호막(126) 표면과 정육면체 스페이서(250) 사이에 점착제(251) 가 남아있게 될 것이다.Here, although the
이 때, 상기 요부(126a)는 상기 제 2 기판(120) 상부의 보호막(126) 상에 정의될 수도 있으며, 혹은 상기 제 1 기판(100) 상에 형성되는 컬러 필터층(112)이나 오버코트층을 패터닝하여 형성할 수도 있을 것이다. 즉, 상기 요부(126a)는 상기 정육면체 스페이서(250)가 형성되는 면이나 혹은 대향되어 접하는 면 어느 쪽이나 구비함이 가능할 것이며, 정육면체 스페이서(250)에 대응되어 형성되어 기판들과의 고착성을 강화하는 기능을 가질 것이다. In this case, the recessed
이 경우, 본 발명의 제 2 실시예의 액정 표시 장치의 구조가 터치시 제 1, 제 2기판(110, 120)간의 쉬프트를 방지함에는 보다 유리한 구조가 될 것이다.In this case, the structure of the liquid crystal display of the second embodiment of the present invention will be more advantageous to prevent the shift between the first and
한편, 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 요부(126a)의 형성을 제외하고는 앞서 설명한 액정 표시 장치의 제조 방법에 따라 제조된다.Meanwhile, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention is manufactured according to the manufacturing method of the liquid crystal display device described above except for the formation of the recessed
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention as described above and a method of manufacturing the same have the following effects.
첫째, 스페이서를 형성함에 있어서, 고착형 정육면체 스페이서를 형성하고, 그 주변부를 스페이서 형성 물질을 형성하여 경화시킴으로써, 실제 셀 갭을 담당하는 정육면체 스페이서가 화소 영역 내로 침범하여 화질 불량을 일으키는 요인을 원천적으로 제거할 수 있다. 특히, 정육면체 스페이서의 형상의 특성상 상대적으로 볼 스페이서에 비해 이동이 적고, 원 상태를 유지하고자 하는 특징을 갖기 때문에, 정육면체 스페이서와 대향 기판간의 고착력을 증대시킬 수 있다.First, in forming the spacer, by forming a fixed cube spacer and the peripheral portion of the spacer forming material to harden, the cubic spacer that is responsible for the actual cell gap intrudes into the pixel region, thereby causing the poor image quality. Can be removed. In particular, due to the characteristics of the shape of the cube spacer relatively less movement than the ball spacer, and has a feature to maintain the original state, it is possible to increase the fixing force between the cube spacer and the opposing substrate.
둘째, 도팅되는 부위에 요부를 구성한 후, 요부에 대응되어 정육면체 스페이서가 도팅이 이루어지면, 터치 등에도 정육면체 스페이서가 외부로 이탈되지 않고, 원 상태를 유지하는 특성이 강하기 때문에, 정육면체 스페이서와 대향 기판간의 고착력이 더 향상될 수 있다.Secondly, after the main portion is formed in the portion to be doped, and the cube spacer is doted corresponding to the main portion, the cube spacer does not deviate to the outside even in a touch or the like, and since the characteristic of maintaining the original state is strong, the cube spacer and the opposing substrate The adhesion of the liver can be further improved.
셋째, 셀 갭을 담당하는데 정육면체 스페이서 물질을 이용함으로써, 중력 불량시 액정이 지면에 가까운 부위로 흘러내리더라도, 탄성력이 높은 정육면체 스페이서가 상하부 기판을 지지하게 되어, 지면에 가까운 액정 패널의 부위에서 액정에 의해 부풀어 오르는 정도를 상기 정육면체 스페이서들이 잡아주게 되어 타부위와 지면에 가까운 부위와의 셀 갭 차가 최소화된다. 따라서, 중력 불량을 방지할 수 있다.Third, by using the cube spacer material to cover the cell gap, even if the liquid crystal flows down to the area close to the ground in the case of gravity failure, the high-elastic cube spacer supports the upper and lower substrates, so that the liquid crystal at the portion of the liquid crystal panel close to the ground The cube spacers are swelled by the bulging, thereby minimizing the cell gap difference between the other part and the part close to the ground. Therefore, the gravity failure can be prevented.
넷째, 이미 형성된 정육면체 스페이서를 잉크젯 방식을 이용하여 해당 부위에 도팅하여 형성함으로써, 상하부 기판 상에 형성된 구조물의 형성 체적을 고르게 할 수 있고, 또한, 기판 상의 각 영역별 셀 갭을 균일하게 함으로써, 상하부 기판 사이에 채워지는 액정량의 제어가 용이하다. 따라서, 적정량의 액정 적하가 용이하여 액정 마진이 작은 경우에도 불량이 없는 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.Fourth, the formed cube spacers are formed by dotting to the corresponding portions by using an inkjet method to uniformly form the formation volume of the structure formed on the upper and lower substrates, and also make the cell gaps of the respective regions on the substrates uniform, thereby It is easy to control the amount of liquid crystal filled between the substrates. Therefore, an appropriate amount of liquid crystal dropping is easy, and even when a liquid crystal margin is small, a liquid crystal display device without defect can be formed.
다섯째, 잉크젯 방식으로 칼럼 스페이서를 형성하게 되면, 종래의 노광 및 현상 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 방식에 비해 공정 단계가 단순화되며, 따라서, 칼럼 스페이서의 형성에 요구되는 공정 시간 및 공정 장비가 줄게되어 공정의 부담이 줄게 된다.Fifth, the formation of the column spacer by the inkjet method simplifies the processing steps as compared with the photolithography method including the conventional exposure and development processes, thus reducing the process time and the process equipment required for the formation of the column spacer. The burden on the process will be reduced.
여섯째, 스페이서의 형성을 이미 형성된 균일한 사이즈의 정육면체 스페이서를 이용함으로써, 액정 적하 공정에서, 적하 전 패널에 요구되는 액정량을 산출하기 위해 스페이서의 높이를 형성하던 기존의 방식에 비해, 스페이서 높이 측정 단계를 생략할 수 있어, 공정 시간을 단축하며, 측정에 요구되는 공정 장비를 감소시킬 수 있다.Sixth, by using a uniform sized cube spacer already formed, the spacer height is measured in the liquid crystal dropping process, compared with the conventional method of forming the height of the spacer to calculate the amount of liquid crystal required for the panel before dropping. The step can be omitted, which shortens the process time and reduces the process equipment required for the measurement.
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