KR20020064402A - manufacturing method of liquid crystal display - Google Patents

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KR20020064402A
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반병섭
이건종
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삼성전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An LCD manufacturing method is provided to disperse spacers before forming an orientation film or after mixing with an orientation film solution to fix the spacers to the orientation film for preventing the movement of the spacers due to the shock in the process of liquid crystal injection or polarization plate attachment. CONSTITUTION: An LCD manufacturing method includes the steps of mixing and doping an orientation film(30,31) and spacers(40) after mixing on either of a first substrate(10) or a second substrate(11) facing the first substrate, forming a sealant pattern on either of the first or second substrate, coupling the first and second substrates together, and an injecting liquid crystal(50) between the first and second substrates.

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{manufacturing method of liquid crystal display}Manufacturing method of liquid crystal display

본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two glass substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. A display device for controlling the amount of light transmitted by rearranging them.

두 기판 중에 한 기판에는 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있고 나머지 한 기판에는 색 필터와 공통 전극 등이 형성되는 것이 일반적이며, 이 두 기판을 각각 제조한 후 조립하면 액정 표시 장치가 완성된다.A thin film transistor, a pixel electrode, and the like are formed on one of the two substrates, and a color filter, a common electrode, and the like are generally formed on the other substrate. The liquid crystal display device is completed when the two substrates are manufactured and assembled.

그러면, 이러한 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 간략히 설명한다. 먼저, 두 유리 기판에 각각 수 번의 사진 식각 공정을 통하여 다층의 박막 패턴을형성하여 박막 트랜지스터 기판과 색 필터 기판을 형성한다. 다음, 각 기판 위에 배향막을 도포하고 각각 러빙(rubbing)을 실시한다. 다음, 박막 트랜지스터 기판 위에 봉인재(sealant) 패턴을 프린트하고 색 필터 기판의 공통 전극에 전압을 인가하기 위한 전기적 연결 통로인 단락점(short) 패턴을 형성하며, 색 필터 기판 위에 스페이서(spacer)를 산포한다. 다음, 두 기판을 정렬하고 봉합재 패턴을 경화시킨 후, 두 기판 사이에 액정을 주입하고 주입구에 봉인재 패턴을 형성하여 주입구를 막는다. 다음, 두 기판의 바깥쪽에 각각 편광판을 부착하고 구동 회로를 부착하는 모듈(module) 공정을 실시한다.Next, a method of manufacturing such a liquid crystal display device will be briefly described. First, a multi-layered thin film pattern is formed on two glass substrates through several photolithography processes to form a thin film transistor substrate and a color filter substrate. Next, an alignment film is applied onto each substrate and rubbing is performed respectively. Next, a sealant pattern is printed on the thin film transistor substrate, and a short pattern, which is an electrical connection path for applying a voltage to the common electrode of the color filter substrate, is formed, and a spacer is formed on the color filter substrate. Spread Next, after aligning the two substrates and curing the encapsulant pattern, a liquid crystal is injected between the two substrates, and a sealing material pattern is formed in the injection hole to block the injection hole. Next, a module process of attaching polarizers and a driving circuit to the outer sides of the two substrates is performed.

이때, 스페이서는 셀 갭을 균일하게 유지하기 위해 산포하는 것이며, 섬유 모양의 스페이서, 탄성볼 스페이서 및 고착성 스페이서 등의 종류가 있다. 탄성볼 스페이서를 산포하는 경우에는 액정 주입 공정 중에 스페이서가 이동하고 정전기에 의한 영향과 스페이서와 액정의 상호 작용으로 인해 스페이서 주변에서 빛샘 현상이 발생한다. 특히, 유전율 이방성이 큰 액정을 사용하는 경우에는 빛샘 현상이 두드러지게 나타나고 있다. 또한, 플라스틱 기판을 이용한 액정 표시 장치의 경우에는 충격을 주거나 액정을 주입하는 과정에서 스페이서가 이동하여 광 특성의 저하를 초래한다.At this time, the spacers are scattered to maintain the cell gap uniformly, and there are kinds of spacers such as fibrous spacers, elastic ball spacers, and adhesive spacers. In the case of dispersing the elastic ball spacer, the light is moved around the spacer due to the movement of the spacer during the liquid crystal injection process and the interaction between the spacer and the liquid crystal. In particular, in the case of using a liquid crystal having a large dielectric anisotropy, the light leakage phenomenon is remarkable. In addition, in the case of a liquid crystal display using a plastic substrate, the spacer is moved in the process of impacting or injecting liquid crystal, thereby causing deterioration of optical characteristics.

이러한 문제점을 해결하기 위해 유기성 박막을 코팅한 후 패터닝하여 셀 갭을 유지하는 기술이 개발되었으나, 이는 코팅 공정 및 사진 식각 공정이 추가되어 생산비가 증가하는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a technology for maintaining a cell gap by coating an organic thin film and then patterning it has been developed, but there is a problem in that a production cost increases by adding a coating process and a photolithography process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스페이서의 이동을 방지하면서 빛샘을 방지하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to prevent light leakage while preventing the movement of the spacer.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 스페이서 위에 배향막을 형성한다.In order to achieve this problem, in the present invention, an alignment layer is formed on the spacer.

본 발명에 따르면, 제1 기판 및 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 스페이서가 산포되어 있고, 스페이서를 덮으며 스페이서를 기판 위에 고착시키는 배향막이 형성되어 있다. 제1 및 제2 기판을 결합하고 있는 봉인재 패턴이 형성되어 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정이 주입되어 있다.According to the present invention, a spacer is scattered on at least one of the first substrate and the second substrate that is the opposite substrate of the first substrate, and an alignment film is formed to cover the spacer and to fix the spacer on the substrate. The sealing material pattern which combines the 1st and 2nd board | substrate is formed, and the liquid crystal is inject | poured between a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate.

여기서, 스페이서는 직경 1㎛ 내지 20㎛의 크기를 가지는 것이 바람직하다.Here, the spacer preferably has a size of 1 μm to 20 μm in diameter.

제1 기판과 제2 기판 중 적어도 어느 한 기판 위에 적어도 하나 이상 전극이 형성되어 있으며, 제1 기판과 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터가 형성되어 있다.At least one electrode is formed on at least one of a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate, and red, green, and blue color filter are formed on either board | substrate of a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate.

이러한 액정 표시 장치를 제조하기 위해 먼저, 제1 기판 및 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 배향막과 스페이서를 혼합하여 도포하고, 제1 기판과 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 봉인재 패턴을 형성한다. 다음, 제1 기판과 제2 기판을 결합하고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정을 주입한다.In order to manufacture such a liquid crystal display, first, an alignment film and a spacer are mixed and applied onto at least one of a first substrate and a second substrate that is an opposing substrate of the first substrate, and then one of the first and second substrates is coated. A seal material pattern is formed thereon. Next, the first substrate and the second substrate are combined, and the liquid crystal is injected between the first substrate and the second substrate.

한편, 액정 표시 장치를 제조하는 다른 실시예에 따르면, 먼저 제1 기판 및 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 스페이서를 산포하고, 배향막을 도포한다. 다음, 제1 기판과 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 봉인재 패턴을 형성한다. 다음, 제1 기판과 제2 기판을 결합하고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정을 주입한다. 여기서, 스페이서는 배향막에 의하여 고정되는 것이 바람직하다.Meanwhile, according to another embodiment of manufacturing a liquid crystal display device, first, a spacer is dispersed on at least one of a first substrate and a second substrate that is an opposing substrate of the first substrate, and an alignment layer is coated. Next, a sealing material pattern is formed on either of the first substrate and the second substrate. Next, the first substrate and the second substrate are combined, and the liquid crystal is injected between the first substrate and the second substrate. Here, the spacer is preferably fixed by the alignment film.

이러한 본 발명에서는 스페이서를 배향막을 형성하기 전에 또는 배향막 용액과 혼합하여 산포함으로써, 스페이서가 배향막에 의해 고착되어 이후 실시하는 액정 주입 공정 또는 편광판 부착 공정 등에서 충격 등에 의한 스페이서의 이동을 방지할 수 있으며, 스페이서와 액정의 직접적 상호 작용을 차단하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.In the present invention, by dispersing the spacer prior to forming the alignment layer or by mixing with the alignment layer solution, the spacer is fixed by the alignment layer to prevent the movement of the spacer due to impact or the like in a liquid crystal injection process or a polarizing plate attachment process, which is performed later. Light leakage may be prevented by blocking direct interaction between the spacer and the liquid crystal.

그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the same.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 간략히 설명한다.First, the structure of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 여기서 도시하지는 않았지만 하판(11)에 다수의 게이트선과 다수의 데이터선이 형성되어 있고, 이들의 교차로 이루어지는 다수의 화소 영역에는 화소 전극이 형성되어 있으며 화소 전극을 스위칭하는 역할을 하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 이러한 하판(11)에 형성되어 있는 구성 요소들을 도면 부호 21로 표시하였으며, 각 패턴 간의 위치는 생략하였다.First, although not shown here, a plurality of gate lines and a plurality of data lines are formed on the lower plate 11, and pixel electrodes are formed in a plurality of pixel regions formed by intersections thereof, and a thin film transistor which serves to switch the pixel electrodes is provided. Formed. Components formed on the lower plate 11 are denoted by reference numeral 21, and positions between the patterns are omitted.

한편, 상판(10)에는 화소 전극에 대응하는 적, 녹, 청의 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터를 제외한 영역에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 색 필터와 블랙 매트릭스 위에는 공통 전극이 형성되어 있다. 상판(10)에 형성되어 있는 구성 요소들을 도면 부호 20으로 표시하였으며, 하판(11)의 경우와 마찬가지로 각 패턴 간의 위치는 생략하였다.On the other hand, red, green, and blue color filters corresponding to the pixel electrodes are formed in the upper plate 10, black matrices are formed in regions except the color filters, and common electrodes are formed on the color filters and the black matrices. Components formed on the upper plate 10 are denoted by reference numeral 20, and the positions between the patterns are omitted as in the case of the lower plate 11.

이러한 구조의 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a liquid crystal display device having such a structure is as follows.

먼저, 상판(10)과 하판(11) 위에 형성되어 있는 다수의 박막 패턴은 사진 식각 공정을 통하여 형성하며, 이러한 두 기판(10, 11)이 각각 완성되면 두 기판 중 어느 한 기판 위에 스페이서(40)를 습식 산포 또는 건식 산포의 방법으로 산포한다. 여기서는 하판(11) 위에 스페이서(40)를 산포한 도면을 표시하였다. 스페이서(40)는 직경 1㎛ 내지 20㎛ 의 크기를 갖는다.First, a plurality of thin film patterns formed on the upper plate 10 and the lower plate 11 are formed through a photolithography process. When the two substrates 10 and 11 are completed, the spacers 40 may be formed on one of the two substrates. ) Is spread by wet or dry dispersion. Here, the figure which spread | dispersed the spacer 40 on the lower board 11 is shown. The spacer 40 has a size of 1 μm to 20 μm in diameter.

다음, 두 기판(10, 11) 위에 각각 배향막(30, 31)을 도포하고 이후 주입되는 액정의 초기 배향을 결정하기 위한 러빙 공정을 실시한다. 한편, 배향막(30, 31)을 수직 배향막 또는 수평 배향막으로 형성할 경우에는 러빙 공정을 실시하지 않아도 된다.Next, the alignment layers 30 and 31 are coated on the two substrates 10 and 11, respectively, and then a rubbing process is performed to determine the initial orientation of the liquid crystal to be injected. On the other hand, when the alignment films 30 and 31 are formed of vertical alignment films or horizontal alignment films, the rubbing process may not be performed.

다음, 두 기판(10, 11) 중 어느 한 기판의 가장자리를 따라 액정 주입구만 남겨 놓고 봉인재 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a sealing material pattern (not shown) is formed leaving only the liquid crystal injection hole along the edge of either of the two substrates 10 and 11.

다음, 열압착을 실시하여 상판(10)과 하판(11)을 접착시키면 두 기판(10, 11) 사이에 액정이 주입된 공간이 만들어진다.Next, when the upper plate 10 and the lower plate 11 are adhered by thermocompression bonding, a space in which liquid crystal is injected is formed between the two substrates 10 and 11.

다음, 액정 주입구를 통해 액정(50)을 주입한 후 액정 주입구를 봉인재 패턴을 이용하여 막는다.Next, after the liquid crystal 50 is injected through the liquid crystal injection hole, the liquid crystal injection hole is blocked using a sealing material pattern.

이때, 스페이서(40)는 그 위에 형성되어 있는 배향막(30, 31)에 의해 고착되어 있어 이후 실시하는 액정(50) 주입 공정 또는 편광판 부착 공정 등에서 충격 등에 의한 스페이서(40)의 이동을 방지할 수 있으며, 스페이서(40)와 액정(50)의 직접적 상호 작용을 차단하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.At this time, the spacer 40 is fixed by the alignment layers 30 and 31 formed thereon, thereby preventing the movement of the spacer 40 due to impact or the like in a subsequent liquid crystal 50 injection process or polarizer attachment process. In addition, light leakage may be prevented by blocking direct interaction between the spacer 40 and the liquid crystal 50.

한편, 제1 실시예에서는 스페이서(40)를 산포하고 배향막(30, 31)을 도포하였는데, 도 2의 제2 실시예에서와 같이 배향막 용액과 스페이서(40)를 혼합하여 배향막(30, 31)과 스페이서(40)를 함께 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the first embodiment, the spacers 40 are dispersed and the alignment layers 30 and 31 are applied. As in the second embodiment of FIG. 2, the alignment layer solution and the spacer 40 are mixed to align the alignment layers 30 and 31. And spacer 40 may be formed together.

이와 같이, 스페이서(40)를 배향막(30, 31)을 형성하기 전에 산포하거나 배향막(30, 31)과 함께 산포하는 방법은 다양한 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 그 예로 TN(twisted nematic) 방식의 액정 표시 장치, 색 필터 기판 위에 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 AOC(array on color filter) 방식의 액정 표시 장치, 박막 트랜지스터 기판 위에 색 필터를 형성하는 COA(color filter on array) 방식의 액정 표시 장치, 공통 전극과 화소 전극을 하판에 패터닝하여 형성하는 IPS(in-plane switching) 방식의 액정 표시 장치, 액정을 수직 배향시키는 VA(vertical aligned) 방식의 액정 표시 장치, 강유전성 액정 표시 장치, 반강유전성 액정 표시 장치 등을 들 수 있다.As such, the method of dispersing the spacer 40 before forming the alignment layers 30 and 31 or dispersing the spacers 40 together with the alignment layers 30 and 31 may be applied to various liquid crystal display devices. Examples include a liquid crystal display of a twisted nematic (TN) method, a liquid crystal display of an array on color filter (AOC) method of forming a thin film transistor and a pixel electrode on a color filter substrate, and a COA (color) of forming a color filter on a thin film transistor substrate. filter on array (LCD) type liquid crystal display device, IPS (in-plane switching) type liquid crystal display device formed by patterning common electrode and pixel electrode on lower plate, vertical alignment (VA) type liquid crystal display device to vertically align liquid crystal , Ferroelectric liquid crystal display devices, antiferroelectric liquid crystal display devices, and the like.

이와 같이 본 발명에서는 스페이서를 배향막을 형성하기 전에 또는 배향막용액과 혼합하여 산포함으로써, 스페이서가 배향막에 의해 고착되어 이후 실시하는 액정 주입 공정 또는 편광판 부착 공정 등에서 충격 등에 의한 스페이서의 이동을 방지할 수 있으며, 스페이서와 액정의 직접적 상호 작용을 차단하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, by dispersing the spacer before forming the alignment layer or by mixing with the alignment layer solution, the spacer is fixed by the alignment layer to prevent the movement of the spacer due to impact or the like in a subsequent liquid crystal injection process or polarizer attachment process. In addition, light leakage may be prevented by blocking direct interaction between the spacer and the liquid crystal.

Claims (6)

제1 기판 및 상기 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 산포되어 있는 스페이서,A spacer scattered on at least one of a first substrate and a second substrate that is an opposite substrate of the first substrate, 상기 스페이서를 덮으며 상기 스페이서를 상기 기판 위에 고착시키는 배향막,An alignment layer covering the spacer and fixing the spacer on the substrate; 상기 제1 및 제2 기판을 결합하고 있는 봉인재 패턴,Sealing material pattern that combines the first and second substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정Liquid crystal injected between the first substrate and the second substrate 을 포함하는 액정 표시 장치.Liquid crystal display comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 스페이서는 직경 1㎛ 내지 20㎛의 크기를 가지는 액정 표시 장치.The spacer has a size of 1 μm to 20 μm in diameter. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 어느 한 기판 위에 적어도 하나 이상 형성되어 있는 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.And at least one electrode formed on at least one of the first substrate and the second substrate. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 형성되어 있는 적, 녹, 청의 색 필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.And a red, green, and blue color filter formed on any one of the first substrate and the second substrate. 제1 기판 및 상기 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 배향막과 스페이서를 혼합하여 도포하는 단계,Mixing and applying an alignment layer and a spacer onto at least one of a first substrate and a second substrate that is an opposite substrate of the first substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 봉인재 패턴을 형성하는 단계,Forming a sealing material pattern on any one of the first substrate and the second substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계,Coupling the first substrate and the second substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계Injecting a liquid crystal between the first substrate and the second substrate 를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.Method of manufacturing a liquid crystal display comprising a. 제1 기판 및 상기 제1 기판의 대향 기판인 제2 기판 중의 적어도 어느 한 기판 위에 스페이서를 산포하는 단계,Spreading a spacer on at least one of a first substrate and a second substrate that is an opposite substrate of the first substrate, 배향막을 도포하는 단계,Applying an alignment layer, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 봉인재 패턴을 형성하는 단계,Forming a sealing material pattern on any one of the first substrate and the second substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계,Coupling the first substrate and the second substrate, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계Injecting a liquid crystal between the first substrate and the second substrate 를 포함하고,Including, 상기 스페이서는 상기 배향막에 의하여 고정되는 액정 표시 장치의 제조 방법.And the spacer is fixed by the alignment layer.
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