KR19980014974A - 칼라 액정표시장치 모듈의 액정 주입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화소가 형성될 부분에 일정간격으로 형성된 골의 저부에 투명전극이 형성된 하측 기판에 투명전극이 형성되어 있는 상측기판이 접합하고, 상기 골에 의하여 형성된 셀갭에 콜레스테릭 액정을 주입하하여 밀봉하는 칼라 LCD 모듈의 액정주입방법에 있어서, 상기 액정이 담겨있는 보우트가 내지된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 R 화소만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하고, 같은 방법으로 G 화소영역과 B 화소영역에 액정을 주입함으로써 상기 콜레스테릭 액정의 불순물 농도 조절로 상기 콜레스테릭 액정의 피치를 조절하여 색상의 변화를 향상시킬 수 있어 액정 주입시간을 단축시키고, 액정으로 셀갭을 완전히 매립할 수 있어 소자의 특성 및 생산성을 향상시키고 그에 따른 소자의 시인성을 향상시킬 수 있는 기술이다.

Description

칼라 액정표시장치 모듈의 액정 주입방법

제 1 도는 종래의 액정표시소자의 절단적 평면도.

제 2A 도 및 제 2B 도는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 액정표시장치 모듈 액정주입방법을 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 액정기판2 : 단위 셀

3, 27 : 실 패턴4 : 액정주입구

11 : 하측 기판13 : 블랙 매트리스

17 : 하측 투명전극

19 : 하측 배향막21 : 상측 기판

23 : 상측 투명전극25 : 상측 배향막

29 : 콜레스테릭 액정31 : 흡수판

: R 화소영역: G 화소영역

: B 화소영역

본 발명은 칼라 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라 칭함) 모듈의 제조공정중 액정판넬의 셀 내부에 액정을 주입하는 액정주입방법에 관한 것으로, 특히 모세관 현상을 이용하여 액정을 단시간에 간단하게 주입하는 기술에 관한 것이다.

평판 표시 장치(Flat pannel display)의 일종인 LCD는 액정의 유동성과, 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

일반적으로 LCD는 투명한 석영기판상에 투명한 패턴과 화소전극이 형성되어 있는 하측 액정기판과 공통전극이 형성되어 있는 상측 액정기판의 사이에 액정이 실패턴에 의해 밀봉되어 있는 형태로 구성된다. 상기 하측 액정기판에는 화소전극을 구동시키는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 TFT라 칭함)가 형성되어 있다.

종래의 일반적인 LCD 제조공정단계에 있어서, 상, 하측 액정판넬의 셀내부에 액정을 주입하는 공정은 다음과 같이 이루어진다.

제 1 도는 종래 칼라 LCD의 평면도로서, 다수개의 단위 셀들이 형성되어 있는 예이다.

먼저, 두장의 투명한 석영기판상에 투명전극 패턴으로된 화소전극을 형성하여 다수개의 단위 셀(2)을 가지며 칼라필터가 구비된 상측 및 하측 액정기판(1)을 완성한 후, 상기 단위 셀(2)들의 디스플레이 영역의 외곽에 액정을 밀봉하기 위한 실 패턴(3)들을 상측 또는 하측 액정기판(1)상에 형성하고, 두개의 액정기판(1)을 접합시킨다. 이때 실 패턴(3)들의 일측에 액정을 주입하기 위한 액정 주입구(4)가 형성되어 있다.

그 다음, 두개의 액정기판(1)을 접합시킨다.

그 후, 상기 상측 및 하측 액정기판(1)의 실패턴(2)들 사이의 절단선(5)으로 예정되어 있는 부분상에 X-Y축 방향으로 다이어몬드 툴 등을 사용하여 스크래치를 내고, 스크래치상에 압력을 가하여 단위 셀(2)들로 절단한다.

이때, X축 방향으로만 절단하여 다수개의 단위셀(2)들이 일렬로 배열되는 스틱 형상으로 절단할 수 있다.

그 다음, 각 단위 셀(2) 또는 스틱을 고정치구에 장착하여 액정기판(1)의 내측을 진공상태로 만든 후, 액정주입구(4)를 통하여 두 액정기판 사이의 공간에 액정을 채우고, 액정주입구(4)를 밀봉하여 LCD를 완성한다.

그러나, 상기와 같이 각각의 단위 셀이나 스틱으로 절단한 후, 액정을 주입하는 종래의 방법은 액정기판의 크기가 큰 경우, 상기 액정기판을 진공상태로 하기가 어렵고, 액정을 채우는 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

또, 액정기판의 크기가 크므로, 액정주입구 반대편의 실패턴 에지부분에 액정이 완전히 채워지지 않아 불량이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화소가 형성될 부분을 식각하여 골을 형성하고, 상기 골 저부에 투명전극을 형성하고 상측 기판과 접합시킨 다음, 모세관 현상을 이용하여 셀갭에 액정을 주입하되, 반응챔버 내에서 단시간에 손쉽게 주입함으로써 칼라 LCD의 특성 및 시인성을 향상시킬 수 있는 칼라 LCD모듈의 액정주입방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 칼라 LCD모듈의 액정주입 방법의 특징은,

화소가 형성될 부분에 일정간격으로 형성된 골저부에 투명전극이 형성된 하측 기판에 투명전극에 형성되어 있는 상측 기판이 접합하고, 상기 골에 의하여 형성된 셀갭에 콜레스테릭 액정을 주입하여 밀봉하는 칼라 LCD모듈의 액정주입방법에 있어서,

상기 액정이 담겨있는 보우트가 내지된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 R 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하는 공정과,

상기 액정이 담겨있는 보우트가 내지된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 G 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하는 공정과,

상기 액정이 담겨있는 보우트가 내지된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 B 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하는 공정을 포함하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정주입방법에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

제2A도 및 제2B도는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 LCD 모듈의 액정주입방법을 설명하기 개략도를 도시한다.

먼저, 투명재질, 예를 들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 등으로된 하측 기판(11)을 식각하여 골을 형성하되, 화소가 형성될 부분을 식각하여 골을 형성하는 동시에 블랙 매트리스가 형성될 부분을 남겨둔다.

이때, 상기 하측 기판(11)은 석영이나 유리 또는 플라스틱으로 형성된 것이다. 그리고, 상기 골은 100~300㎛의 폭으로 형성하고, 상기 골과 골 사이의 간격, 즉 상기 블랙 매트리스가 형성될 부분은 8~12㎛의 폭으로 형성한다.

그 다음에, 상기 식각되지 않은 하측기판(11)에 블랙 매트리스(13)를 형성한다. 이때, 상기 블랙 매트리스(13)는 칼라의 순도저하를 방지할 수 있는 검은색 안료나 크롬계열의 금속을 이용하여 형성한다.

그리고, 상기 골 저부에 하측 투명전극(17)을 소정두께 형성한다.

이때, 상기 하측 투명전극(17)은 인듐.틴.옥사이드(indium thin oxide; 이하 ITO라 칭함)나 산화주석(SnO₂)등의 재질로 형성된 것이다.

그 다음에, 전체표면 상부에 상기 투명전극용 보호막(도시안됨)을 형성하고, 그 상부에 하측 배향막(19)을 소정두께 형성한 다음, 상기 배향막(19)에 방향성을 주기 위하여 원통형의 코아에 천이 감겨있는 러빙 롤을 사용하여 러빙을 실시한다.

그 다음에, 상측 기판(21)에 상측 투명전극(23), 보호막(도시안됨) 및 상측 배향막(25)을 순차적으로 형성한다.

이때, 상기 상측 기판(21)은 석영이나 유리 또는 플라스틱으로 형성된 것이다. 그리고, 상측 투명전극(23)은 ITO 또는 SnO₂재질로 형성된 것이다.

그후, 상기 상측 또는 하측 기판(21, 11) 상에 접합 및 액정 밀봉을 위한 실패턴(27)을 형성하고 상기 상·하측 기판(21, 11)을 접합시킨 다음, 상기 골에 의하여 형성된 셀갭에 콜레스테릭 액정(29)을 주입하고 밀봉한다.

이때, 상기 콜레스테릭 액정(29)의 주입방법은 다음과 같다.

우선, 상기 상측 기판과 하측기판(11)이 접합된 LCD모듈의 칼라필터 R, G, B 화소중에서 R 화소, G 화소, B 화소 중 하나의 화소만을 노출시키는 마스크를 이용하여 순차적으로 각각의 R, G, B 화소가 형성된 골에 액정을 주입하되, 상기 골(13)의 일측을 반응챔버(도시안됨) 내부에 액정이 담겨있는 보우트(도시안됨)에 담굼으로써 모세관 현상을 유발시켜 상기 골(13)의 타측까지 상기 액정을 주입한다. 이때, 상기 액정(29)에 주입되는 불순물의 양을 조절하여 색상의 변화를 다양하게 할 수 있다.

여기서, 상기 마스크는 금속이나 테이프를 이용한 것이다.

참고로, 상기 콜레스테릭 액정(29)은 상기 액정에 주입되는 불순물의 종류에 따라 우선과 좌선의 나선형으로 형성된다. 그리고, 상기 우선의 콜레스테릭 액정은 편광된 빛을 반사하고, 좌선의 콜레스테릭 액정은 편광된 빛을 투과하여 후속공정으로 상기 하측기판(11) 하부에 형성되는 흡수판(31)이 편광된 빛을 흡수되도록 한다.

여기서, 상기 편광된 빛은 n·d=m·λ(n : 액정의 굴절율, d : 셀갭, m : 상수, λ : 콜레스테릭 액정에 반사된 빛의 파장) 식과 같은 브래그(bragg) 반사를 일으킨다.

그리고, 상기 불순물의 양에 따라 상기 콜레스테릭 액정의 피치가 증가 또는 감소하여 상기 λ의 크기를 560~650nm정도의 범위로 변화시킴으로써 칼라의 색상을 향상시킬 수 있다.(제2A, 2B도)

본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 실시예와 같은 형상으로 흑백하측 기판을 형성하고 상측 기판과 접합시킨 다음, 별도의 마스크 없이 액정을 주입하고 후속공정으로 완전한 LCD을 형성하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 칼라 LCD모듈의 액정주입방법은, 마스크와 모세관 현상을 이용하여 칼라를 얻기 위한 R, G, B 화소 영역에 각각 콜레스테릭 액정을 주입하되, 상기 콜레스테릭 액정의 불순물 농도조절로 상기 콜레스테릭 액정의 피치를 조절하여 색상의 변화를 향상시킴으로써 액정 주입시간을 단축시키고, 액정으로 셀갭을 완전히 매립하여 소자의 특성 및 생산성을 향상시키며 그에 따른 소자의 시인성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 화소가 형성될 부분에 일정간격으로 형성된 골의 저부에 투명전극이 형성된 하측 기판에 투명전극이 형성되어 있는 상측 기판이 접합하고, 상기 골에 의하여 형성된 셀갭에 콜레스테릭 액정을 주입하여 밀봉하는 칼라 LCD모듈의 액정주입방법에 있어서,

   상기 액정이 담겨있는 보우트가 내지된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 R 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하는 공정과,

   상기 액정이 담겨있는 보우트가 내재된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 G 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기 골의 타측까지 액정을 주입하는 공정과,

   상기 액정이 담겨있는 보우트가 내재된 반응챔버에서 마스크를 이용하여 칼라를 얻기 위한 B 화소영역만을 노출시키며 상기 골의 일측을 보우트에 담굼으로써 유발되는 모세관 현상으로 상기골의 타측까지 액정을 주입하는 공정을 포함하는 칼라 LCD 모듈의 액정주입방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스크는 금속으로 형성하는 것을 특징으로하는 칼라 LCD 모듈의 액정주입방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 마스크는 테이프로 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라 LCD모듈의 액정주입방법.