KR19990015403A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

액정주입구를 기판에 형성한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 두 장의 기판 중 한쪽 기판에 액정주입구를 형성하고 기판의 모든 둘레에 걸쳐 시일재를 연속 도포하여 기판을 봉합시킨 후 상기 액정주입구에 주입기구를 이용하여 액정을 주입함으로써 불필요한 액정소모와 액정오염을 방지하며 액정 주입공정과 주입구 밀봉공정을 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법

본 발명은 액정표시장치(LCD;Liquid Crystal Display)와 그 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 액정주입구를 기판에 직접 형성하여 액정주입과 주입구 밀봉공정을 용이하게 실시하는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 전압에 따라 배향을 달리하는 액정분자의 특성을 이용한 표시장치로서, 도전막이 형성된 두 장의 투명한 기판 사이로 액정을 주입하고 상기 도전막에 전압을 인가하여 사용자에게 화상을 인식시키는 것이다.

상기 기판은 그 내부로 주사전극과 신호전극을 이루는 도전막이 수직으로 대향하며 배치되고, 상기 주사전극과 신호전극이 대향하는 교차점은 한 화소를 형성한다.

그리고 상기 도전막의 내측으로는 배향막이 적층되어 액정분자를 일정한 방향으로 배열시키는데, 그 일례로 TN형 액정의 경우에 있어서 상기 배향막의 상면과 하면은 그 배열방향이 직교하며 배치되어 상기 배향막 사이로 주입되는 액정은 나선상으로 90。 비틀린 상태가 된다.

상기와 같이 비틀린 상태로 위치하는 액정분자는 도전막에 전압이 인가되면 비틀린 상태가 풀리고 수직방향으로 재배열한다.

따라서 광원 혹은 반사판에서 발산된 빛은 액정분자의 배열을 따라 이동하고 기판 외부에 장착된 편광판을 거치며 편광되어 사용자에게 선택적으로 투과되는 것이다.

이와 같이 이루어지는 액정표시장치는 액정이 주입될 공간 즉 액정주입구를 제외한 기판의 둘레면으로 시일재를 도포하여 기판을 일체로 접착시키는 바, 일체로 결합된 기판을 이하 액정패널이라 한다.

상기와 같이 측면으로 액정주입구를 갖는 액정패널에 액정을 주입한 후 액정주입구 밀봉공정을 거치면 액정패널이 완성되며, 이를 포함한 액정표시장치의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 액정이 주입될 주입구를 제외한 기판의 둘레에 걸쳐 시일재를 도포하고, 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서를 산포한 후 두 장의 기판을 조립한다.

그리고 조립한 기판을 고온 고압상태에서 핫 프레스(hot press)를 이용하여 압착함으로써 기판을 일정한 간격으로 유지시키며 시일재를 경화시킨다.

그 후 시일재가 도포된 형상을 따라 기판을 절단하고, 진공중에서 액정주입구가 형성된 패널의 측면을 액정에 담근 후 패널 외부의 기압을 상승시키면 패널 내부와 외부의 기압차이로 인하여 액정은 패널 내부로 신속히 주입된다.

상기 액정 주입 후 액정주입구 밀봉공정을 거쳐 액정주입구를 봉하게 되는데, 그 일례로는 자외선에 의해 경화하는 유브이(UV)경화제를 봉입하고 자외선을 투과하여 경화시키는 방법이 사용된다.

이와 같이 액정주입구 밀봉공정을 마치고, 액정 주입시 패널 측면으로 부착된 액정을 제거하면 액정패널이 완성되는 것이다.

그러나 종래의 액정표시장치는 액정패널의 측면으로 주입구를 형성하고 상기 주입구가 형성된 패널 측면을 액정에 담아 액정을 주입함에 따라 액정이 액정패널에 의해 오염되고 액정패널 측면으로 액정이 부착되어 불필요한 액정소모가 이루어지며 번거로운 주입공정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.

또한 액정표시장치의 최근 경향은 소형화·박형화 되어가는 추세로서 액정 기판의 재질은 유리 뿐 아니라 필름상의 플라스틱 소재에 이르고 있는 바, 상기 플라스틱 기판은 유연성을 가지며 소형 경량으로 파손의 위험이 덜하고 전체 액정표시장치의 중량과 부피를 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

이러한 필름상의 플라스틱 액정기판은 유리재질의 액정기판과 동일한 액정주입공정을 통하여 액정을 주입할 수 있으나, 상기 플라스틱 액정기판은 그 두께가 유리기판보다 극히 얇고 유연성을 가지므로 미세한 측면으로 액정 주입구를 형성하고 상기 액정 주입구를 통하여 액정을 주입한 후 액정 주입구를 밀봉하는 공정이 용이하지 않은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액정주입과 액정주입구 밀봉공정을 용이하게 하며 불필요한 액정소모를 방지하는 액정표시장치와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제 1 기판과 제 2 기판으로 이루어지며 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 액정을 주입하기 위한 액정주입구가 형성되는 기판과, 상기 기판의 내측면으로 일정한 전극패턴을 형성하며 부착되는 도전막과, 도전막의 내측면에 적층되어 액정을 일정한 방향으로 배향시키는 배향막과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 둘레에 도포되어 상기 기판을 일체로 봉합시키는 시일재와, 상기 기판의 외측면에 부착되는 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

또한 제 1 기판 또는 제 2 기판에 액정주입구를 형성하는 액정주입구 형성공정과, 기판의 둘레면으로 봉합부재인 시일재를 도포하는 시일재 도포공정과, 상기 시일재가 도포된 제 1 기판과 제 2 기판을 조립하는 기판 조립공정과, 조립된 기판을 고온 고압상태에서 압착시켜 기판을 일정한 간격으로 유지시키며 시일재를 경화시키는 압착경화공정과, 상기 액정주입구를 통하여 액정을 주입하는 액정 주입공정과, 봉합부재를 도포하여 액정주입구를 밀봉시키는 액정주입구 밀봉공정을 포함하는 액정표시장치 제조방법을 제공한다.

이에 따라 기판에 직접 형성된 액정주입구를 통하여 적정량의 액정을 주입함으로써 불필요한 액정소모를 방지하며 액정의 오염을 막고 주입공정과 액정주입구 밀봉공정을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 일부 평면도.

도 2는 도 1 A-A선의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치 제조방법의 순서를 나타내는 공정순서도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 일부 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1 A-A선의 단면도로서, 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 기판(2)과, 기판(2)의 내측면으로 전극패턴을 형성하며 배치되는 도전막(8)과, 도전막(8)의 내측면으로 적층되는 배향막(14)과, 상기 기판(2)의 둘레에 도포되어 기판(2)을 일체로 봉합시키는 시일재(16)와, 기판(2)의 외측면으로 부착되는 편광판(20)이 도시되어 있다.

상기 기판(2)은 제 1 기판(4)과 제 2 기판(6)으로 이루어지고, 이는 대략 50μm∼200μm의 미세한 두께를 갖는 플라스틱 소재로서 액정(LC;Liquid Crystal)이 주입되는 기판(2) 사이의 간격 즉 셀 갭(cell gap)은 종래 유리패널과 동일하게 형성된다.

그리고 기판(2)의 내측면으로 신호전극(10)과 주사전극(12)으로 이루어지는 도전막(8)이 부착되어 전압을 인가받아 액정패널을 구동시키며, 상기 신호전극(10)과 주사전극(12)이 대향하는 교차점은 한 화소를 이루게 된다.

상기 도전막(8)의 내측으로는 일정한 방향으로 미세한 홈이 파여져 있는 배향막(14)이 적층되어 상기 배향막(14) 사이에 주입되는 액정(LC)을 일정한 방향으로 배향시킨다.

이와 같이 이루어지는 두 장의 기판(2) 중 제 1 기판(4) 또는 제 2 기판(6)에 액정주입구(4a)를 형성하여 액정(LC)을 주입하는 바, 상기 액정주입구(4a)는 화소를 이루지 않는 제 1 기판(4)의 가장자리 면으로 형성한다.

상기 액정주입구(4a)의 형태는 액정(LC) 주입이 가장 용이하도록 주입기구(미도시)에 적절히 대응하여 원형 또는 임의의 형태로 그 크기를 조절하여 형성한다.

이와 같이 이루어지는 기판(2)의 모든 둘레에 걸쳐 연속으로 시일재(16)를 도포하여 상기 기판(2)을 접착시키고, 상기 액정주입구(4a)를 통하여 액정(LC)을 주입한 후 액정주입구(4a)에 봉합재(18)를 도포하고 경화시켜 액정(LC)을 외부와 차단하며 기판(2) 내부로 위치시킨다.

그리고 제 1 기판(4) 및 제 2 기판(6)의 외측면으로 빛을 편광시키는 편광판(20)을 부착한다.

상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치의 제조방법을 살펴보면 도 3에서 나타내는 바와 같이 제 1 기판 또는 제 2 기판에 직접 액정주입구를 형성하는 액정주입구 형성공정(S1)과, 기판의 둘레면으로 시일재를 도포하는 시일재 도포공정(S2)과, 시일재가 도포된 기판을 조립하는 기판 조립공정(S3)과, 기판을 고온에서 압착하여 시일재를 경화시키는 압착경화공정(S4)과, 기판에 형성된 액정주입구를 통하여 액정을 주입하는 액정 주입공정(S5)과, 액정주입구를 밀봉시키는 액정주입구 밀봉공정(S6)을 포함하여 이루어진다.

상기 액정주입구 형성공정(S1)은 레이저 절단기 등을 이용하여 제 1 기판 또는 제 2 기판에 직접 액정주입구를 형성하는 공정이며, 시일재 도포공정(S2)은 기판의 모든 둘레에 걸쳐 연속으로 시일재를 도포하는 공정이다.

그리고 기판 조립공정(S3)은 기판의 내부면에 산포되어 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서와 기판 둘레로 도포된 시일재에 의해 액정이 들어갈 영역이 확보된 두 장의 기판을 조립하는 공정으로 사람이 행하는 수동공정과 감지기에 의한 자동공정이 있다.

상기 압착경화공정(S4)은 결합된 기판을 고온 고압환경에서 압착기를 이용하여 압착시키는 것으로 기판의 간격을 일정하게 유지시키면서 시일재를 경화시키는 공정이다.

이와 같이 외부형태가 완성된 액정패널 내부로 액정을 주입하는 바, 액정 주입공정(S5)은 액정패널 내부를 진공상태로 만든 후 액정주입구에 주입기구를 삽입하여 액정을 주입하게 된다.

이 때 액정은 주입기구를 통하여 진공상태의 패널 내부로 신속히 유입되어 불필요한 액정소모가 방지되며, 액정 주입구를 하나 이상 형성한 경우에는 한 쪽 액정 주입구에 액정을 흘려 넣으면 모세관 현상이 발생하여 상기 액정은 모세관 현상으로 기판 내부에 신속히 확산되는 것이다.

그리고 액정 주입 후 액정주입구에 자외선 경화제 등의 봉합제를 도포하고 경화시켜 액정주입구를 밀봉시키면 액정패널이 완성되며, 이 과정이 액정주입구 밀봉공정(S6)이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 평면도로서, 2개의 액정주입구(4a)를 갖는 제 1 기판(4)과, 기판(2)의 둘레면에 연속으로 도포되어 기판을 봉합시키는 시일재(18)가 도시되어 있다.

상기 액정주입구(4a)는 제 1 기판(4) 또는 제 2 기판(6)에 직접 형성되며, 도시하는 바와 같이 대각선 방향으로 마주보는 위치에 배치 형성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치의 제조방법은 제 1 실시예에서의 제조방법과 동일하나, 액정 주입공정(S5)에 있어서 다음의 방법을 사용하는 것이 가능하며, 이는 액정이 위치하는 기판간의 간격 즉 셀 갭(cell gap)이 극히 미소하므로 2개의 액정 주입구를 형성하고 하나의 액정주입구를 통하여 액정을 주입하면 모세관 현상이 발생하여 액정은 기판 내부로 고루 분산되므로 상기 모세관 현상을 이용하여 액정을 기판 내부로 주입시키는 방법이다.

상기와 같이 액정 주입공정(S5)은 진공설비가 요구되지 않으며 주입공정이 간소화되는 장점을 가지고 있다.

이와 같이 본 발명은 얇은 두께를 갖는 플라스틱 액정패널의 기판에 직접 액정주입구를 형성하여 액정 주입공정과 액정주입구 밀봉공정을 용이하게 하며, 액정오염과 불필요한 액정소모를 방지하는 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

1. 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제 1 기판과 제 2 기판으로 이루어지며 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 액정을 주입하기 위한 액정주입구가 형성되는 기판과; 상기 기판의 내측면으로 일정한 전극패턴을 형성하며 부착되는 도전막과; 도전막의 내측면에 적층되어 액정을 일정한 방향으로 배향시키는 배향막과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 둘레에 도포되어 상기 기판을 일체로 봉합시키는 시일재와, 상기 기판의 외측면으로 부착되는 편광판을 포함하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 화소를 이루지 않는 부분으로 액정주입구가 형성되는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 하나 또는 하나 이상으로 액정주입구가 형성되는 액정표시장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 기판에 형성되는 액정주입구는 원형 또는 임의의 형태로 형성되는 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 시일재는 기판의 모든 둘레에 걸쳐 연속으로 도포되는 액정표시장치.
6. 제 1 기판 또는 제 2 기판에 액정주입구를 형성하는 액정주입구 형성공정과; 기판의 둘레면으로 봉합부재인 시일재를 도포하는 시일재 도포공정과; 상기 시일재가 도포된 제 1 기판과 제 2 기판을 조립하는 기판 조립공정과; 조립된 기판을 고온고압상태에서 압착시켜 기판을 일정한 간격으로 유지시키며 시일재를 경화시키는 압착경화공정과; 상기 액정주입구를 통하여 액정을 주입하는 액정 주입공정과; 봉합부재를 도포하여 액정주입구를 밀봉시키는 액정주입구 밀봉공정을 포함하는 액정표시장치 제조방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 액정주입구 형성공정은 레이저 가공기를 사용하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 액정 주입공정은 주입기구를 이용하여 액정을 주입하는 액정표시장치 제조방법.
9. 제 5항에 있어서, 상기 액정 주입공정은 액정주입구에 액정을 주입하고 모세관현상을 이용하여 기판 내부로 확산시키는 액정표시장치 제조방법.