KR20020081562A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20020081562A
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와타나베마코토
가도타니쓰토무
사사키다케시
마쓰모토기미카즈
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닛본 덴기 가부시끼가이샤
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Abstract

충분하게 경화광을 받을 수 있어, 도전성 차광체들을 제거하지 않고 봉합재 재료를 거의 균일하게 경화시킬 수 있는 LCD장치. 제1기판은 표시영역와 그 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는다. 표시영역은 규칙적으로 배열된 화소들을 포함한다. 주변영역은 봉합재, 화소들에 접속된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함한다. 제2기판은 제1기판과 결합된다. 액정층은 제1 및 제2 기판 사이에 형성된다. 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 면적이 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 배선들 및 차광체들과 겹친다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING SAME}
본 발명은 액정표시(LCD)장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 하측기판 위로 액정을 적하하고 봉합재로 상측기판과 결합시켜 형성된 LCD장치 및 그 장치의 제조방법에 관한 것이다.
LCD장치들의 제조방법으로서, 지금까지 "진공주입"법과 "적하 및 결합(dripping and coupling)"법이 공지되어 있다.
"진공주입"법에서는, 한쌍의 기판(즉, 하측 및 상측 기판들)이 그 사이에 갭이 형성되도록 주입공을 갖는 봉합재로 결합된다. 봉합재는 열경화수지에 의해 형성된다. 그후, 이렇게 결합된 기판들은 봉합재를 경화하기 위해 열처리되어 공셀(vacant cell)을 형성한다. 그런 다음, 셀의 내부는 가스가 제거되고 소망하는 액정에 담근다. 따라서, 셀의 내부와 외부 사이의 기압차로 인해 액정이 주입공을 통해 셀 안으로 주입된다. 마지막으로, 주입공은 폐쇄되고, LCD셀이 된다.
한편, "적하 및 결합"법에서는, 한쌍의 기판(즉, 하측 및 상측 기판들)이 봉합재로 결합되기 전에, 직사각형프레임 모양의 봉합재가 하측기판상에 형성되고 소망하는 액정이 봉합재 내측의 하측기판 위로 적하된다. 봉합재는 자외(UV)경화수지로 형성된다. 그후, 하측 및 상측 기판들은 봉합재로 결합되고 봉합재를 경화하기 위해 UV광으로 조사되어, LCD셀이 된다. 액정은 미리 하측기판 위로 적하되었기 때문에 이 상태에서 셀에 채워진다.
"진공주입"법에서는, 액정이 기압차에 의해 공셀 안으로 주입되고, 따라서 LCD패널들의 크기가 증가됨에 따라 다음 문제들이 발생된다.
상세하게는, 이 방법은 대형 LCD패널의 제조에 적용될 때, (i) 액정이 소망하는 대로 주입공에서 멀리 떨어진 위치에 도달되기 어렵고 (ii) 액정의 진공주입공정을 완료하는데 시간이 많이 걸리고 (iii) 표시불균일이 주입홀 부근에서 일어나기 쉽다.
한편, 이들 문제 (i) 내지 (iii)은 "적하 및 결합"법에서는 해결될 수 있고, 따라서 이 방법은 특히 대형 LCD패널을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 발명자들은 이 방법은 다음 문제들 또는 단점들을 가지고 있다는 것을 발견하였다.
도 1 내지 3은 각각 전형적인 LDC패널의 하측기판의 일부를 나타낸다. 도 4는 도 3의 선 IV-IV에 따른 단면을 나타낸다.
하측기판(1101)의 표면은 중앙부에 위치된 직사각형의 표시영역(1401), 상기 표시영역(1401)을 둘러싸도록 위치된 직사각형-프레임-상의 주변영역(1402) 및 상기 주변영역(1402) 외측에 위치된 단자형성영역(1403)으로 나누어진다. 표시영역(1401)에서, 화소들(1109)은 매트릭스어레이로 배열된다. 주변영역(1402)에는, 봉합재(1201), 게이트선들(1103), 드레인선들(1105), 도전성 차광체들(1106)이 형성된다. 단자형성영역(1403)에서, 게이트단자들(1102), 드레인단자들(1104) 및 공통단자들(1110)이 형성된다.
게이트선들(1103)은 게이트단자들(1102)과 화소들(1109)을 상호접속시킨다. 드레인선들(1105)은 드레인단자들(1104)과 화소들(1109)을 상호접속시킨다. 차광체들(1106)은 공통단자들(1110)을 상호접속시킨다. 차광체들(1106)은 외부광이 표시영역(1401)으로 들어가는 것을 차단하는 기능과 상측기판(1301)상의 공통전극(1303)으로 공통전압을 인가하는 기능을 갖는다. 직사각형프레임형상을 갖는 봉합재(1201)는 게이트 및 드레인선들(1103,1105) 및 주변영역(1402)의 차광체들(1106)과 겹치도록 형성된다.
도 4에 명확하게 도시된 바와 같이, 작은 갭이 기판들(1101, 1301) 사이에 형성되도록 하측기판(1101)은 봉합재(1201)로 상측기판(1301)과 결합된다. 액정층(1203)은 기판들(1101,1301) 사이에 갭 사이에 형성된다. 유전체층(1107)이 하측기판(1101)의 표면을 덮도록 형성된다.
LCD패널의 연속하는 제조에서, 기판들(101 및 103)을 결합한 후 UV광이 봉합재(1201)에 조사되고, 그것에 의해 봉합재(1201)는 경화된다. 이 과정에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 소망의 패턴(1502)을 갖는 UV노출마스크(1501)는 소정의 갭을 두고 하측기판(1101) 아래에 위치되고, 그런 다음 UV광은 마스크(1501)를 통해 위로 조사된다. 발명자들은, UV광이 차광체들(1106)에 의해 부분적으로 차단되기 때문에, 봉합재(1201)가 이 과정에서 소망하는 대로 광을 받지 못한다는 것을 발견하였다. 봉합재(1201)으로의 UV광의 불충분한 조사로 봉합재들(1201)의 UV경화수지의 일부 구성성분이 액정층(1203)으로 용출되어 질이 저하된다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이 이 문제는 차광체들(1106)이 봉합재(1201)와 거의 전체적으로 겹치도록 봉합재(1201)를 따라 연장된 위치에서 명백할 것이다.
더욱이, 봉합재(1201)에 조사된 UV광은 차광체들(1106), 게이트 및 드레인선들(1103,1105)에 의해 부분적으로 차단된다. 따라서, 봉합재(1201)에 대한 UV광의 조사량은 차광체들(1601), 게이트 및 드레인선(1103,1105) 근처에서 감소된다. 최근 몇년동안, 게이트 및 드레인선들(1103,1105)의 간격들이 LCD장치의 크기가 증가하고 해상력이 증가함에 따라 좁아지는 경향이 있어, 차광체들(1106) 뿐만 아니라 게이트 및 드레인선들(1103,1105)은 조사량에 더 많은 영향을 주게 될 것이다. 그 결과, 봉합재(1201)에 대한 UV광 조사량은 곳곳에서 넓은 폭으로 변동될 것이다. 이것으로 봉합재(1201) 재료가 원하지 않게 불균일하게 경화된다.
차광체들(1106)이 제거된다면, 봉합재(1201)의 불균일한 경화문제는 거의 해결될 수 있다. 그러나, 이 경우 공통전압은 상측기판(1301) 위의 대향 공통전극(1303)에 인가될 수 없고, 동시에 외부광은 표시영역(1401)에 들어가서 결함있는 표시동작을 하게 되기 쉽다. 따라서, 차광체들(1106)의 제거는 이상적이지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 경화광을 충분히 받아 차광체들을 제거하지 않고 봉합재의 재료를 거의 균일하게 경화시킬 수 있는 LCD장치 및 그 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시특성을 개선시킬 수 있는 LCD장치 및 그 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하측 및 상측 기판들 사이의 셀갭을 균일하게 유지할 수 있는 LCD장치 및 그 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
구체적으로 언급되지 않은 다른 목적들과 함께 상기 목적들은, 다음 설명에 의해 이 기술분야의 숙련자에게 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래기술의 LCD장치의 하측기판의 일부를 나타내고, 도 5의 부분 a에 해당하는 부분에서의 구조를 나타내는 개략적 부분평면도.
도 2는 도 1의 종래기술 LCD장치의 하측기판의 일부를 나타내고, 도 5의 부분 b에 해당하는 부분에서의 구조를 나타내는 개략적 부분평면도.
도 3은 도 1의 종래기술 LCD장치의 하측기판의 일부를 나타내고, 도 5의 부분 c에 해당하는 부분에서의 구조를 나타내는 개략적 부분평면도.
도 4는 도 3의 선 IV-IV에 따른 개략적 단면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 LCD장치의 하측기판을 나타내고, 표시영역에 배열된 화소들이 간략화를 위해 생략된 개략적 평면도.
도 6은 도 5의 선 VI-VI에 따른 도 5의 제1실시예에 따른 LCD장치의 구성을 나타내는 개략적 단면도.
도 7은 도 5의 제1실시예에 따른 LCD장치의 하측기판의 부분 a를 나타내는 개략적 부분확대평면도.
도 8은 도 5의 제1실시예에 따른 LCD장치의 하측기판의 부분 b를 나타내는 개략적 부분확대평면도.
도 9는 도 5의 제1실시예에 따른 LCD장치의 하측기판의 부분 c를 나타내는 개략적 부분확대평면도.
도 10은 도 7 내지 도 9에 도시된 화소를 나타내는 개략적 부분확대평면도.
도 11은 도 5의 제1실시예에 따른 LCD장치을 제조하는 방법의 공정단계를 나타내는 개략적 사시도.
도 12는 도 9의 선 XII-XII에 따른 개략적 단면도.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 LCD장치를 보여주는 도 9의 선 XII-XII에 따른 개략적 단면도.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 LCD장치를 보여주는 도 9의 선 XII-XII에 따른 개략적 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 LCD장치에서 UV광의 양과 투과홀의 개구율 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 16a는 본 발명에 따른 LCD장치에서 UV광의 조사에 의해 경화된 봉합재의 경도와 투과홀의 피치(L) 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 16b는 도 16a의 그래프를 얻기 위해 사용된 방법을 나타내는 개략도.
도 17은 본 발명의 제4실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 18은 본 발명의 제5실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 19는 본 발명의 제6실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 20은 본 발명의 제7실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 21은 도 20의 제7실시예에 따른 LCD장치에서 누광수준과 봉합재의 겹치는폭(X) 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 22는 본 발명의 제8실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 23은 본 발명의 제9실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
도 24은 본 발명의 제10실시예에 따른 LCD장치를 나타내는 개략적 단면도.
본 발명의 제1양태에 따라, LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재, 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성되는 액정층,
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고,
상기 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 면적이 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성된다.
본 발명의 제1양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 면적이 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성된다. 따라서, 봉합재는 경화광을 충분히 받아 차광체들이 제거되지 않더라도 봉합재 재료의 경화를 거의 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 표시특성이 개선된다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 바람직한 실시예에서는, 상기 봉합재는 배선들 및 차광체들과 겹치지 않는 영역들을 갖는다. 상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에서는, 차광체들 중 하나는 표시영역 중 하나의 코너 근처에 위치되고 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖는다. 상기 투과홀들은 봉합재들을 따라 배열된다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 차광체들중 하나는 배선들의 하나의 세트와 다른 세트 사이에 위치되고 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖는다. 상기 투과홀들은 봉합재를 따라 배열된다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 차광체들중 하나가 봉합재를 따라 신장되고 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖는다. 상기 투과홀들은 봉합재를 따라 배열된다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 배선들은 상기 봉합재와 겹치도록 표시영역로부터 외측으로 연장된다. 배선들의 제1세트는 제1폭을 갖고 제1피치로 배열된다. 배선들의 제2세트는 제1폭 보다 큰 제2폭을 갖고 제1피치 보다 큰 제2피치로 배열된다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 상기 대향측 차광체는 제2기판 상에 형성된다. 상기 대향측 차광체는 봉합재와 겹치는 위치에서 투과홀들을 갖는다.
본 발명의 제1양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 차광체들의 투과홀들은 버니어(vernier)를 정하기 위해 형성된다.
본 발명의 제2양태에 따르면, LCD장치의 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
상기 주변영역은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
(b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
(c) 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
(d) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
(e) 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계,
상기 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 면적이 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성된다.
본 발명의 제2양태에 따른 LCD장치의 제조방법에 의하면, 본 발명의 제1양태의 LCD장치가 제조될 수 있다는 것이 명백하다.
본 발명의 제2양태에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 상기 차광체들은 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들을 갖는다. 상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 제1기판을 거쳐 봉합재로 조사된다.
본 발명의 제2양태에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 제2기판은 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖는 대향측 차광체를 포함한다. 상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 제2기판을 거쳐 봉합재로 조사된다.
본 발명의 제3양태에 따르면, 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재, 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성되고; 그리고
상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제3양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 봉합재가 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성된다. 따라서, 셀갭 불균일성은 효과적으로 방지 또는 억제된다.
또한, 상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있기 때문에, 봉합재를 경화하기 위한 광은 봉합재에 충분히 조사된다. 따라서, 봉합재의 구성성분의 용출에 의해 야기되는 결함있는 표시동작이 방지된다.
본 발명의 제4양태에 따르면, 또 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재 및 도전성 차광체들을 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 봉합재는, 차광체들이 봉합재와 겹치는 위치에 규칙적으로 배열된 투과홀들을 갖도록 차광체들과 겹쳐서 형성되고; 그리고
상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제4양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 봉합재가, 차광체들이 봉합재와 겹치는 위치에 규칙적으로 배열된 투과홀들을 갖도록 차광체들과 겹쳐서 형성된다. 따라서, 셀갭 불균일성은 효과적으로 방지되거나 억제된다.
또한, 상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있기 때문에, 봉합재를 경화하기 위한 경화광은 봉합재에 충분히 조사된다. 따라서, 봉합재의 구성성분의 용출에 의해 야기되는 결함있는 표시동작이 방지된다.
본 발명의 제 3 및 제4양태에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 대향측 차광체는 제2기판상에 형성된다. 대향측 차광체는 봉합재와 겹치지 않는 영역을 갖는다. 상기 겹치지 않는 영역은 규칙적으로 배열된다.
본 발명의 제3 및 제4양태에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성된다. 대향측 차광체는 봉합재 전체를 덮는다.
본 발명의 제3 및 제4양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서, 대향측 차광체는 제2기판상에 형성된다. 대향측 차광체는 봉합재 전체를 덮지 않는다.
본 발명의 제3 및 제4양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서, 대향측 차광체는 봉합재와 겹치도록 제2기판상에 형성된다. 차광체는 특정폭 X로 봉합재와 겹치는 제2기판의 영역안으로 돌출된다. 상기 폭 X는 a ≤X ≤2a(여기서, a는 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭임)의 관계를 만족시킨다.
본 발명의 제5양태에 의하면, 또 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체를 포함하고; 그리고
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 봉합재는, 대향측 차광체와 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열되도록 상기 제2기판상에 차광체와 겹쳐서 형성되고; 그리고
상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제5양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 봉합재는, 상기 대향측 차광체와 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열되도록 상기 제2기판 상에 차광체와 겹쳐서 형성된다. 따라서, 셀갭 불균일성은 효율적으로 방지되고 억제된다.
또한, 상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있기 때문에, 봉합재를 경화하기 위한 광은 봉합재에 충분히 조사된다. 따라서, 봉합재의 구성성분의 용출에 의해 야기되는 결함있는 표시동작이 방지된다.
본 발명의 제6양태에 따르면, 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을 포함한다;
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체들을 포함하고; 그리고
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 봉합재는, 상기 투과홀들이 대향측 차광체들과 봉합재가 겹치는 영역들에 규칙적으로 배열되도록 제2기판상에 대향측 차광체들과 겹쳐서 형성되고; 그리고
상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제6양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 봉합재는, 상기 투과홀들이 대향측 차광체들과 봉합재가 겹치는 영역들에 규칙적으로 배열되도록 제2기판상에 대향측 차광체들과 겹쳐서 형성된다. 따라서, 셀갭 불균일성은 효과적으로 방지되거나 억제된다.
나아가, 상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있기 때문에, 봉합재를 경화하기 위한 광은 봉합재에 충분히 조사된다. 따라서, 봉합재의 구성성분의 용출에 의해 야기되는 결함있는 표시동작이 방지된다.
본 발명의 제5 및 제6양태에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 제1기판은 상기 표시영역들로부터 연장된 배선들 및 차광체들을 포함한다. 상기 배선들 및상기 차광체들은 봉합재와 겹친다. 상기 배선들 및 상기 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열된다.
본 발명의 제5 및 제6양태에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진다.
본 발명의 제7양태에 의하면, 또 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
상기 제2기판은 도전성 차광체들을 포함하고; 그리고
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 대향측 차광체는 봉합재와 겹치는 상기 제2기판의 영역에 위치되어 있지 않다.
본 발명의 제7양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 대향측 차광체는 봉합재와 겹치는 상기 제2기판의 영역에 위치되어 있지 않다. 따라서, 셀갭 불균일성이 효과적으로 방지되거나 억제된다.
본 발명의 제8양태에 의하면, 다른 LCD장치가 제공된다. 그 장치는 다음을포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
(b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체들을 포함하고; 그리고
(c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되고;
상기 대향측 차광체는 특정폭 X로 봉합재와 상기 제2기판이 겹치는 영역 안으로 돌출되어 있고; 그리고
상기 폭 X는 a ≤X ≤2a(여기서, a는 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭임)의 관계를 만족시킨다.
본 발명의 제8양태에 따른 LCD장치에 의하면, 상기 제2기판상의 상기 대향측 차광체는 a ≤X ≤2a인 특정폭 X로 봉합재와 상기 제2기판이 겹치는 영역 안으로 돌출되어 있다. 따라서, 셀갭 불균일뿐만 아니라 외부누광도 효과적으로 방지되거나 억제된다.
본 발명의 제7 및 제8양태에 따른 장치의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진다.
본 발명의 제7 및 제8양태에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에 의하면,유기층이 봉합재와 겹치지 않도록 제1기판상에 형성된다.
본 발명의 제7 및 제8양태에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예에 의하면, 상기 장치는 횡전계형이다.
본 발명의 제9양태에 따르면, 다른 LCD장치 제조방법이 제공된다. 그 방법은 다음 단계들을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
상기 주변영역은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
(b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
(c) 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
(d) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계;
(e) 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
상기 봉합재는, 배선들 및 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성되고;
상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제9양태에 따른 LCD장치의 제조방법에 의하면, 본 발명의 제3양태의 LCD장치가 제조되는 것이 명백하다.
본 발명의 제9양태에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 차광체들은 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들을 갖는다. 봉합재를 경화하는 광은 제1기판을 거쳐 봉합재에 조사된다.
본 발명의 제10양태에 따르면, LCD장치의 또 다른 제조방법이 제공된다. 그 방법은 다음 단계들을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
(b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
(c) 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
(d) 상기 제2기판상에 대향측 도전성 차광체를 형성하는 단계;
(e) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
(f) 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
상기 봉합재는, 대향측 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되도록 대향측 차광체와 겹쳐서 형성되고;
상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있다.
본 발명의 제10양태에 따른 LCD장치의 제조방법에 의하면, 본 발명의 제5양태의 LCD장치가 제조되는 것이 명백하다.
본 발명의 제10양태에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 차광체들은 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들을 갖는다. 봉합재를 경화하는 광은 제2기판을 거쳐 봉합재에 조사된다.
본 발명의 제11양태에 따르면, LCD장치의 또 다른 제조방법이 제공된다. 그 방법은 다음 단계들을 포함한다:
(a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
(b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
(c) 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
(d) 상기 제2기판상에 대향측 도전성 차광체를 형성하는 단계;
(e) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
(f) 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계
상기 봉합재는, 상기 제2기판상에 상기 대향측 차광체들과 겹치지 않도록 형성되고; 그리고
상기 광이 제2기판을 거쳐 봉합재에 조사된다.
본 발명의 제11양태에 따른 LCD장치의 제조방법에 의하면, 본 발명의 제7양태의 LCD장치가 제조된다는 것이 명백하다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
제1실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 LCD장치는, 본 발명이 TN(Twisted Nematic)형 LCD장치에 적용된 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된다.
도 5 및 도 6에서 보여준 바와 같이, 제1실시예에 따른 LCD장치의 LCD패널은, 직사각형의 하측기판(101), 직사각형의 상측기판(301) 및 상기 기판들(101 및 301) 사이에 끼워진 액정층(203)을 포함한다. 하측기판(101)은, 도 6에서 보여준 바와 같이 작은 갭이 기판들(101 및 301) 사이에 형성되도록 봉합재(201)에 의하여 상측기판(301)과 결합된다. 액정은 그 갭에 채워지고 봉합재(201)에 의해 가두어져 액정층(203)을 형성한다.
하측기판(101)의 표면은, 중앙부에 위치된 직사각형의 표시영역(401), 영역(401)을 둘러싸도록 기판(101)의 주변에 위치된 직사각형프레임모양의 주변영역(402), 및 영역(402)의 바깥쪽에 위치된 직사각형프레임모양의 단자형성영역(403)으로 나누어진다. 봉합재(201)는 주변영역(402) 내에 위치된다.
표시영역(401)에서, 도 7 내지 도 9에서 보여준 바와 같이, 화소들(109)은 매트릭스로 배열된다. 주사선들(111)은 하측기판(101)의 길이방향 축(도 7 내지 도 9에서 수평방향)을 따라 특정한 피치(pitch)로 연장되도록 형성된다. 신호선들(112)은 특정한 피치로 하측기판(101)의 길이방향 축에 수직하게(도 7 내지 도 9에서 수직방향) 연장되도록 형성된다.
도 10에서 보여준 바와 같이, 각 화소들(109)은 화소전극(121)과, 반도체 아일랜드(122), 게이트전극(123), 소스전극(124) 및 드레인전극(125)을 갖는 스위칭트랜지스터를 포함한다. 패터닝된 투명도전막에 의해 형성된 화소전극(121)은 주사선들(111) 및 신호선들(112)에 의해 정해진 영역들 중 하나에 위치된다. 반도체아일랜드(122)는 게이트유전체를 지나 게이트전극(123) 위에 형성된다. 게이트전극(123)은 해당 주사선(111)에 접속된다. 소스전극(124)은 화소전극(121) 및 반도체아일랜드(122)에 접속된다. 드레인전극(125)은 반도체아일랜드(122) 및 해당 신호선(112)에 접속된다.
주변영역(402)에는, 봉합재(201)에 더하여, 게이트선들(103), 드레인선들(105), 도전성 차광체들(106a, 106b 및 106c) 및 도전성 트랜스퍼들(202; transfers)이 형성된다.
단자형성영역(403)에는, 게이트단자들(102), 드레인단자들(104) 및 공통단자들(110)이 형성된다. 게이트단자들(102)은 기판(101)의 왼쪽에 위치된다. 드레인단자들(104)은 기판(101)의 위쪽에 위치된다. 공통전극들(110)은 기판(101)의 위쪽과 왼쪽 모두에 위치된다. 도 7 및 도 8에서 보여준 바와 같이, 게이트선들(103)은 게이트단자들(102)을 주사선들(111)과 상호접속되게 한다. 드레인선들(105)은 드레인단자들(104)을 신호선들(112)과 상호접속되게 한다.
도 6의 단면도에서 명확히 보여준 바와 같이, 유전체층(107)은 하측기판(101)상에 게이트선들(103), 드레인선들(105) 및 차광체(106a, 106b 및 106c)를 덮도록 형성된다. 상측기판(301)에, 대향측 차광체(302)는 주변의 봉합재(201)를 따라 연장되도록 형성된다. 따라서, 차광체(302)는 직사각형프레임 모양이다. 대향공통전극(303)은 차광체(302)를 덮도록 기판(301)상에 형성된다. 격자모양의 블랙매트릭스(미도시)는, 기판(301)에서, 차광체(302)에 의해 둘러싸이고 하측기판(101)의 표시영역(401)과 마주보는 영역 내에 형성된다. 차광체(302)는 하측기판(101)의 차광체들(106a, 106b 및 106c)에 대향한다.
하측 및 상측기판들(101 및 301)은 봉합재(201)와 함께 결합되는 한편 스페이서들(204)은 기판들(101 및 103) 사이의 액정층(203)에 분산된다. 도전성 트랜스퍼들(202)이 형성되어, 기판들(101 및 301)이 연결된다. 각 트랜스퍼(202)는, 그 한쪽 끝단이 하측기판(101)위의 차광체들(106a, 106b 및 106c)에, 다른 쪽 끝단이 상측기판(301)위의 대향공통전극(303)에 고정된다. 트랜스퍼들(202)은 공통전극(303)에 공통전압을 공급하는 데 사용된다. 은페이스트 등으로 만들어진 트랜스퍼(202)는 주변영역(402)의 봉합재(201) 바깥쪽에 위치된다.
게이트선들(103) 및 드레인선들(105)의 전기적 저항을 감소시키기 위하여, 이 선들(103 및 105)의 폭은 증가된다. 동시에, 이선들(103 및 105)의 간격도 증가된다. 이것은, 선들(103 및 105)의 간격이 좁아지면 봉합재(102)를 경화하는 UV광이 주변영역(402)을 통과하기가 더욱 어려워지기 때문이다.
도 7에서 보여준 바와 같이, 하측기판(101)의 왼쪽 위 구석(즉, 부분a)에 위치된 차광체(106a)는 게이트단자들(102) 부근의 공통단자들(110)과 드레인단자들(104) 부근의 공통단자들(110)을 상호접속하게 한다. 차광체(106a)는 변형된 직사각평면 모양이다. 봉합재(201)에 UV광의 조사(照射)를 쉽게 하기 위하여, 직사각형의 홀들(601)이 차광체(106a)를 통과하도록 형성된다. 홀들(601)은 봉합재(201)와 겹치도록 봉합재(201)의 L-모양 부분을 따라 규칙적으로 배열된다. 트랜스퍼(202)의 한 쪽 끝단은 봉합재(201)와 겹치지 않은 차광체(106a)에 접속된다. 트랜스퍼(202)는 봉합재(201)의 바깥쪽에 위치된다.
도 8에서 보여준 바와 같이, 차광체(106b)는 한 세트의 드레인단자들(104)과 그와 인접하는 한 세트의 드레인단자들(104) 사이의 위치(즉, 부분b)에 위치된다. 차광체(106b)는 서로 인접하는 드레인단자들(104) 세트들 부근에 형성된 공통전극(110)을 상호접속하게 한다. 차광체(106b)는 삼각 평면모양이다. 봉합재(201)에 UV광의 조사를 쉽게 하기 위하여, 직사각형의 홀들(601)이 차광체(106b)를 통과하도록 형성된다. 홀들(601)은 봉합재(201)와 겹치도록 봉합재(201)의 긴 부분을 따라 규칙적으로 배열된다. 트랜스퍼(202)의 한 쪽 끝단은 봉합재(201)와 겹치지 않은 차광체(106b)에 접속된다. 트랜스퍼(202)는 봉합재(201)의 바깥쪽에 위치된다.
도 8에서 보여준 차광체(106b)는 다른 두개의 위치들에도 배열된다; 하나는 하측기판(101)의 위쪽이고 다른 하나는 하측기판(101)의 왼쪽이다. 그러므로, 차광체(106b)의 총수는 3이다.
도 9에서 보여준 바와 같이, 차광체(106c)는 기판(101)의 왼쪽 아래 구석에서부터 기판(101)의 오른쪽 아래를 따라 오른쪽 위 구석까지 부분(c)을 포함하여 연장되도록 형성된다. 따라서, 차광체(106c)는 거의 "L"자 모양이다. 차광체(106c)는 왼쪽의 게이트단자들(102) 부근의 공통단자들(110)과 위쪽의 드레인단자들(104) 부근의 공통단자들(110)을 상호접속하게 한다. 봉합재(201)에 UV광의 조사를 쉽게 하기 위하여, 직사각형의 홀들(601)이 차광체(106c)를 통과하도록 형성된다.홀들(601)은 봉합재(201)와 겹치도록 봉합재(201)의 L-모양 부분을 따라 규칙적으로 배열된다. 6개의 트랜스퍼(202) 각각의 한 쪽 끝단은 봉합재(201)와 겹치지 않은 차광체(106c)에 접속된다. 모든 트랜스퍼들(202)은 봉합재(201)의 바깥쪽에 위치된다.
차광체들(106a, 106b 및 106c)은, 도 6에서 보여준 바와 같이, 해당 도전성 트랜스퍼(202)를 지나 상측기판(301)의 대향공통전극(303)에 접속된다. 따라서, 공통전압은 트랜스퍼들(202), 차광체들(106a, 106b 및 106c) 및 공통단자들(110)을 지나 공통전극(303)에 공급된다.
위에서 설명한 바와 같이, 직사각형프레임 모양의 봉합재(201)가 드레인선들(105), 공통선들(110) 및 차광체들(106a, 106b 및 106c)과 겹치도록 형성된다.
제1실시예의 LCD패널에서, 바람직한 발명은, 게이트선들(103), 드레인선들(105) 및 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 모양 및 레이아웃에 적용됨으로써, UV광의 투과영역을 봉합재(201)의 전체 점유면적의 25% 이상이 되도록 제어한다. 게다가, 홀들(601)의 간격은 80㎛이하로 설정된다. 이러한 제한들의 이유는 이하와 같다.
명확히 말하면, 발명자들은, UV경화수지인 봉합재(201)가 봉합재(201)에 조사된 단위면적당 UV광량이 1,500mJ/㎠이상으로 설정되었을 때 완전히 경화된다는 것을 발명자들은 알게 되었다. 일정한 여유를 고려하여, 이러한 목적을 위하여 2,000mJ/㎠이상이 필요하다는 것을 알게 되었다.
봉합재(201)에 조사된 단위면적당 UV광의 유효량은, 봉합재(201)에 조사된 단위면적당 총 UV광량과, 홀들(601)에 의한 단위면적당 개구율의 결과로서 주어진다.
소망하는 바대로 봉합재(201)의 재료를 경화하기 위하여, 봉합재(201)에 조사된 단위면적당 UV광량은 최소한 2,000mJ/㎠이여야 한다. 그러므로, 단위면적당 개구율이 충분하지 못한 경우라도, 이 문제는 UV광량을 증가시킴으로써 해결될 수 있다. 그러나, 이 경우, 봉합재(201)에 조사된 단위면적당 총 UV광량은, 경화시간이 길어지는 것을 방지하고 기판(101 또는 301)의 온도상승을 억제하기 위하여 8,000mJ/㎠이하인 것이 바람직하다. 그 결과, 발명자들은, 홀들(601)에 의한 단위면적당 개구율이 25%이상 이여야 한다는 것을 알게 되었고, 이것은 도 15에서 보여준 관계로부터 알 수 있다.
다음으로, 발명자들은 경화된 봉합재(201)의 고체성(solidity) 및 경도를 도 16b에서 보여준 바와 같이 측정하였다. 이 측정에서, 봉합재(701)는 2개의 고체판(704 및 705) 사이에 삽입되고 투과홀들은 패터닝된 차광체(702)에 의해 형성되었다. 홀들의 간격(L)은 변하는 반면, 단위면적당 홀들의 개구율은 25%로 고정되었다. 홀들의 폭은 L/3으로 설정되었다. 도 16b에서 볼 수 있는 바와 같이, 측정은 차광체(702)의 차광부의 중앙(703)에서 수행되었다.
이 측정의 결과는 도 16a에서 보여준다. 도 16a에서 보여준 바와 같이, 홀들의 간격(L)은 80㎛이하로 설정되어야만 한다. 이것은 단위면적당 홀들의 개구율이 25%이상인 경우에도 적용될 수 있다.
다음으로, 제1실시예에 따른 LCD장치의 LCD패널의 제조방법은 도 11을 참조하여 이하에서 설명된다.
봉합재(201) 형성단계(1)에서, UV경화수지는, 디스펜서(dispenser)들에 대한 기판(101)의 상대적인 위치를 변화해 가면서, 도 5에서 보여준 하측기판(101)의 주변영역(402)에 계속하여 적하되어, 기판(101)상에 직사각형프레임 모양의 봉합재(201)를 라이팅(writing) 한다. 이 때, 수지는 0.2∼0.6㎜의 폭과 10∼50㎛의 높이를 갖도록 적하된다.
다음에, 액정을 적하하고 하측 및 상측기판(101 및 301)을 함께 결합하는 단계(2)가 수행된다. 이 단계에서, 특정 액정은 봉합재(201)에 의해 둘러싸인 영역에 적하된다. 한편, 스페이서들(204)이 부착되어 고정된 상측기판(301) 및 하측기판(101)이 진공분위기에서 서로 배열되어 한 쌍의 표면판으로 서로 가압된다. 플레이트들의 하중은, 예를 들면 200∼3,000N으로 설정된다. 그런 후에, 이렇게 배열되어 가압된 기판들(101 및 301)은 대기압으로 되돌아와, 대기압에 의해 기판들(101 및 301)이 함께 결합된다. 이렇게 기판들은(101 및 301)은 결합되어 다음 단계(3)를 위해 뒤집혀진다.
연이어, UV광을 조사하여 봉합재(201)를 열경화하는 단계(3)가 수행된다. 이 단계에서, UV광은, 결합되어 일괄적으로 직선형태로 뒤집혀진 기판(101 및 301)에 아래방향으로 조사된다. 따라서 UV광은, 하측기판(101)을 지나 5,000∼8,000mJ/㎠의 밀도로 선택적으로 봉합재(201)에 조사되어, 봉합재(201)가 경화된다. 이 단계에서, 도 12에서 보여준 바와 같이, 패턴(502)이 있는 UV마스크(501)가 사용된다.패턴(502)은 봉합재(201)에 해당하는 위치에 개구를 갖는다. 그러므로, 하측기판(101)의 표시영역(401) 및 단자형성영역(403)으로 향하는 UV광은 차단되는 반면, 그 주변영역(402)으로 향하는 UV광은 패턴(502)을 통과한다. 패턴(502)의 개구는, 가능한 배열오차를 고려하여 결정된다.
UV광이 마스크(501)를 사용함으로써 봉합재(201)에 선택적으로 조사되기 때문에, 표시영역(401)의 배열층에 대한 UV광에 의한 악영향이 효과적으로 방지된다.
이렇게 마스크(501)를 지나 조사된 UV광은, 게이트와 드레인선들(102 및 104)사이의 갭들 및 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 투과홀들(601)을 통하여 효과적으로 봉합재(201)에 도달하여, 봉합재(201)를 UV경화수지로 경화한다. 또한, 봉합재(201)를 통과하는 UV광은 상측기판(301)위의 차광체(302)에서 반사되어 봉합재(201)에 다시 도달한다. 따라서, 이렇게 반사된 UV광은 봉합재(201)의 경화작용에 기여한다. 단계(3)에서, 봉합재(201)는 임시적으로 경화된다.
다음으로, 봉합재(201)를 최종적으로 경화하는 단계(4)가 수행된다. 이 단계에서, 기판조립체는 한 시간동안 120℃의 기판온도에서 열처리된다. 그리하여, 봉합재(201)는 완전히 경화되어, 제1실시예의 LCD장치용 LCD패널이 완성된다.
제1실시예에 따른 LCD장치에서, 앞서 설명한 바와 같이, 주사 또는 신호선들(111 또는 112)에서부터 게이트 또는 드레인단자들(102 또는 104)까지 상대적으로 긴 드레인선들(105)의 부분 및 게이트선들(103)의 부분 이 폭보다는 길고 간격보다는 넓게 형성된다. 그러므로, 선들(103 및 105)의 전기적 저항을 소망의 낮은 수준으로 유지하면서, UV광은 선들(103 및 105) 사이의 갭을 통과하여봉합재(201)에 효과적으로 도달한다.
투과홀들(601)은, 봉합재(201)와 겹치도록 차광체들(106a, 106b 및 106c)에 형성되기 때문에, UV광은 차광체들(106a, 106b 및 106c)을 거쳐 효과적으로 봉합재(201)에 조사된다. 또한, 홀들(601) 때문에, 봉합재(201)에 대해 UV광강도는 균일하게 된다. 이것은 경화작용이 전체 봉합재(201) 내에 균일하게 된다는 것을 의미한다. 이것은 봉합재(201)의 경화의 실패로 인한 LCD장치의 결함동작을 방지할 수 있다.
홀들(601)이 차광체들(106a, 106b 및 106c)에 단순하게 형성된다면, 홀들은 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 전기적 저항을 상승시킨다. 이것은 공통전극(303)에서의 공통전압의 하강을 낳게 된다. 게다가, 홀들(601)의 단순한 형성은 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 광차단 기능을 나쁘게 하며, 외부 광을 표시영역(401)으로 들어오게 하여 LCD장치의 표시특성을 저하시킨다. 이와는 다르게, 홀들(601)이 제1실시예에서는 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 선택적 위치들에 형성된다. 따라서, 봉합재(201)의 경화의 실패는 효과적으로 억제되고, 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 전기적 저항은 낮은 수준으로, 광차단 기능은 소망의 높은 수준으로 유지하면서, 표시 질을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판들(101 및 301)이 유리보다 내열특성이 낮은 플라스틱으로 만들어졌다면, 추가적인 이점을 얻을 수 있다. 이것은, 봉합재에 UV광을 간단히 조사함으로써, 봉합재(201)가 완전히 경화될 수 있기 때문이다.
ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명도전막이, 제1실시예의 장치의 도전재로사용된다면, 전기적 저항이 낮아지는 추가적 이점을 얻을 수 있다.
제2실시예
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 LCD장치를 보여주며, 제1실시예에서와 같은 구성요소들은 동일한 지시번호들을 부여한다. 그러므로, 동일한 구성에 대한 설명은 간략화를 위해 생략된다.
도 13은 도 12와 같은 단면도를 보여준다. 도 13에서 보여준 바와 같이, 대향측 차광체(302A)는 상측기판(301)의 주변의 봉합재(201)를 따라 연장되도록 형성된다. 따라서, 차광체(302A)는 직사각형프레임 모양이다. 대향공통전극(303)은 기판(301)에 형성되어 차광체(302)를 덮는다. 격자모양의 블랙매트릭스(미도시)는, 기판(301)에서 차광체(302)에 의해 둘러싸이고 하측기판(101)의 표시영역(401)과 마주보는 영역 내에 형성된다. 차광체(302A)는 하측기판(101)의 차광체들(106)과 마주본다. 차광체들(106)은, 차광체들(106)에 홀들이 형성되지 않는다는 점을 제외하고는 제1실시예의 차광체들(106a, 106b 및 106c)과 동일한 구조를 갖는다.
도 13에서 보여준 바와 같이, 투과홀들(601A)은 대향측 차광체(302A)에 형성된다. 홀들(601)은 하측기판(101)의 차광체들(106a, 106b 및 106c)에 형성되지 않는다.
제2실시예의 LCD패널에서도, 제1실시예와 같이, UV광 투과영역은 봉합재(201)의 전체 점유영역의 25%이상으로 제어되고, 동시에 홀들(601A)의 간격은 80㎛이하로 설정된다.
다음으로, 제2실시예에 따른 LCD장치의 LCD패널의 제조방법이 도 13을 참조하여 이하에서 설명된다.
먼저, 하측 및 상측기판(101 및 301)은 제1실시예와 같은 방법으로 결합된다. 그런 후에, UV광이, 결합된 기판(101 및 301)을 향하여 패턴(502)을 갖는 마스크(501)를 사용하여 상측기판(301)을 거쳐 직선의 형태로 아래쪽으로 조사된다. 그러므로, UV광은 상측기판(301)을 거쳐 봉합재(201)에 선택적으로 조사되어, 봉합재(201)를 경화한다. 이 단계에서, 도 13에서 보여준 바와 같이, 하측기판(101)의 단자형성영역(403) 및 표시영역(401)으로 향하는 UV광은 차단되는 반면, 그 주변영역(402)으로 향하는 UV광은 패턴(502)을 통과한다.
이렇게 마스크(501)를 거쳐 조사된 UV광은, 차광체들(302A)의 투과홀들(601A)을 통하여 봉합재(201)에 효과적으로 도달하여, 봉합재(201)를 UV경화수지로 경화한다. 또한, 봉합재(201)를 통과하는 UV광은 하측기판(101)위의 차광체(106)에서 반사되어 봉합재(201)에 다시 도달한다. 따라서, 이렇게 반사된 UV광은 봉합재(201)의 경화작용에 기여한다. 단계(3)에서, 봉합재(201)는 임시적으로 경화된다.
다음으로, 단계(4)에서 기판조립체는 제1실시예에서와 같이 열처리된다. 그리하여, 봉합재(201)는 완전히 경화되어, 제2실시예의 LCD장치용 LCD패널이 완성된다.
제2실시예에 따른 LCD장치에서, 제1실시예에서와 같은 동일한 이점들을 얻을 수 있음이 명백하다.
제3실시예
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 LCD장치를 보여주며, 제1실시예에서와 같은 구성요소들은 동일한 지시번호들을 부여한다. 그러므로, 동일한 구성에 대한 설명은 간략화를 위해 생략된다.
도 14는 도 9에서 보여준 것과 같은 평면도를 보여준다. 도 9에서 보여준 바와 같이, 버니어(108; vernier)는 차광체(106)의 투과홀들(108a, 108b)에 의해 제공된다. 홀들(108a, 108b)은 봉합재(201)와 겹치도록 위치된다. 홀(108a)은 줄무늬모양이고 등간격으로 한 방향에 배열되어 눈금(scale)을 형성한다. 홀(108b)은 특정 숫자들(예를 들면, 0 또는 1) 또는 신호들(예를 들면, + 또는 -)이 기재되도록 형성된다. 홀들(108a, 108b)은, 차광체들(106)을 거쳐 봉합재(201)에 까지 효과적인 UV광의 조사를 위하여 사용된다.
버니어(108)는, 하측기판(101)상에 쓰여진 봉합재(201)의 UV광경화수지의 폭 및/또는 기판(101)에 대한 봉합재(201)의 상대적 위치를 체크하는 데 사용된다. 이들은 홀들(108a, 108b)에 의해 형성된 버니어의 눈금을 읽음으로써 체크된다. 바람직하게는, 버니어(108)는, 제1실시예에서 차광체들(106a, 106b 및/또는 106c)이 제공된 위치 또는 위치들에 제공된다.
제3실시예에 따른 LCD장치에서, 제1실시예에서와 같은 동일한 이점들을 얻을 수 있음이 명백하다. 게다가, 버니어(108)때문에, 하측기판(101)상에 쓰여진 봉합재(201)의 UV광경화수지의 폭 및/또는 기판(101)에 대한 봉합재(201)의 상대적 위치가, 다른 측정장치를 사용하지 않고 체크될 수 있다.
제4∼6실시예
도 17 내지 도 19는, 횡전계형 LCD장치들에 적용된 본 발명의 제4 내지 제6실시예에 따른 LCD장치들을 각각 보여준다.
LCD장치의 응답속도를 증가시킬 필요가 증가됨에 따라, "셀갭(cell gap)"을 좁히는 것이 더욱 중요해졌다. 셀갭은 하측 및 상측기판들(101 및 301) 사이의 갭, 즉 액정층(203)의 두께이다. 응답시간은 셀갭의 면적에 비례한다. 예를 들면, 셀갭이 4㎛에서 3㎛로 감소된다면, 응답시간은 (3/4)2=(9/16)로 감소된다.
그러나, 셀갭을 좁히는 것은 액정주입시간을 증가시킨다. 본 발명의 실험에 따르면, 셀갭이 1/2로 감소하면, 주입시간은 진공주입법의 초기 주입시간의 5배로 증가된다. 이 단점은 적하 및 결합법을 사용함으로써 해결될 수 있다.
본 발명자들은 상기 제1실시예는 이하의 단점을 갖는다는 것을 알았다.
명확히 말하면, 홀들(601)의 최종상태는 제조로트(fabrication lot)에 따라 변한다. 홀들(601)이 너무 작으면, 봉합재(201)에 조사되는 UV광의 양이 감소하게 된다. 따라서, 봉합재(201)의 불충분한 경화의 문제는 해결되지 못한다. 한편, 홀들(601)이 너무 크면, 차광체들(106a, 106b 및 106c)의 전기적 저항이 증가하게 된다. 그러므로, 차광체들(106a, 106b 및 106c)을 통과하는 전기적 신호의 전파지연으로 인한 다른 문제(크로스토크 또는 플리커)가 발생될 것이다.
따라서, LCD장치의 크기가 더욱 커지면, 선들(103 및 105) 및 차광체들(106a, 106b 및 106c)과 봉합재(201)가 겹쳐지지 않은 영역들이 봉합재(201)의 단위면적에 대해 25%이상이 되도록, 게이트 및 드레인선들(103 및105)과 차광체들(106a, 106b 및 106c)로 겹쳐지도록 형성되어야 하는 봉합재(201)의 요건은 실현하기 어렵게 된다.
게다가, 이 단점은 상기 제2실시예에서는 발생되지 않는다. 이것은 UV광이 상측기판(301)을 거쳐 아래방향으로 조사되기 때문이며, 그러므로 전기적 저항이 증가한다는 단점은 발생하지 않는다. 따라서, 개구율(즉, 홀들(601)의 크기)은 제조로트에 상관없이 충분한 여유를 갖는 값으로 설정될 수 있다.
제4 내지 제6실시예에 따른 LCD장치들은 균일한 셀갭이 확보된다.
본 발명자들은 상측기판(301)위의 차광체(302)가 셀갭의 불균일성과 관계가 있다는 것을 알았다. 이 지식에 기초하여, 발명자들은 아래와 같은 실험을 수행하였다.
도 17, 18 및 19의 제4 내지 제6실시예에 따른 LCD장치들은, 상측기판(301)의 대향측 차광체(302)의 구조를 제외하고 서로 동일한 구조를 갖는다.
도 17의 제4실시예에서, 투과홀들(601d)을 갖는 도전성 차광체(106d), 게이트유전층(107a), 패시베이션층(107b) 및 유기층(304)이 하측기판(101)위에 형성된다. 차광체(106d)는 하측기판(101)의 표면에 형성된다. 게이트유전층(107a)은 차광체(106d)상에 형성된다. 패시베이션층(107b)은 게이트유전층(107a)상에 형성된다. 데이터선들(미도시)과 공통전극(미도시) 사이에 층간 유전층으로서 역할을 하는 유기층(304)은 패시베이션층(107b)상에 형성된다. 유기층은, 무기층보다 낮은 유전율을 갖기 때문에, 층간유전층의 총 유전율을 낮출 수 있다. 또한, 유기층은 무기층보다 더욱 쉽게 형성된다. 따라서, 유기층(304)이 본 실시예에 사용된다.
차광체(106d)의 홀들(601d)은 봉합재(201)와 겹치도록 배치된다. 홀들(601d)때문에, UV광 투과영역은 봉합재(201)의 전체 점유면적의 25% 이상으로 조절된다.
대향측 차광체(302)는 상측기판(301)위의 표시영역(401)에 형성된다. 차광체(302)는 주변영역(403)까지 연장되지 않는다. 보호층(403)은 차광체(302)를 덮도록 기판(301)상에 형성된다(LCD장치가 횡전계형이라면, 제1 내지 제3실시예와 같이, 층(403) 대신에 대향공통전극(303)이 형성된다).
도 17 내지 도 19에서는 간략화를 위해 생략되었지만, 배향층들(orientation layers)이 하측기판 및 상측기판(101 및 301) 안에 각각 형성된다. 이것은 액정층(203)내의 액정분자들의 배향을 조절하는 것이다. 배향층들은 표시영역(401)에만 위치된다.
도 17 내지 도 19에서는 간략화를 위해 생략되었지만, 분극판들이 상측기판 및 하측기판(101 및 301)의 외측 표면에 각각 형성된다. 분극판들은 표시영역(401) 뿐만 아니라 주변영역(402)의 봉합재(201)와 겹치는 영역에도 위치된다.
격자모양 블랙매트릭스는 상측기판(301)상의 표시영역(401)에 형성된다. 차광체(302)는 이 실시예에서 블랙매트릭스와 통합되어, 이 차광체(302)는 블랙매트릭스로서 언급될 수 있다.
도 17 내지 도 19에서는 생략되었지만, 하측 및 상측기판들(101 및 301)은, 액정층(203)이 기판들(101 및 301) 사이에 끼워지도록 봉합재(201)와 함께 결합된다. 이것은 도 6에서와 같은 것이다. 대향전극(303)이 횡전계형에서는 불필요하기 때문에, 트랜스퍼들(202)이 형성되지는 않는다.
도 18의 제5실시예의 장치는, 차광체(302), 즉 블랙매트릭스가 주변영역(402)의 끝단에 도달하여 봉합재(201)와 전체적으로 겹치는 것을 제외하고는 제4실시예의 장치와 동일한 구성을 갖는다.
도 19의 제6실시예의 장치는, 차광체(302), 즉 블랙매트릭스가 주변영역(402)까지 연장되어 부분적으로 봉합재(201)와 겹치는 것을 제외하고는 제4실시예의 장치와 동일한 구성을 갖는다.
본 발명자들은, 도 17, 18 및 19의 제4 내지 제6실시예에 따른 LCD장치를 실제로 제조한 후, 이하의 실험을 수행하였다.
이 실험에서, UV광은, 도 17, 18 및 19의 각 장치들에서 차광체(106d)의 홀들(601d)을 거쳐 봉합재(201)에 조사되어 봉합재(201)를 경화하였다. 그 결과, 이하의 정보를 얻었다.
(1) 차광체(106d)가 봉합재(201)와 겹쳐지는 상측기판(301)의 영역 내에 위치되도록 연장된다면, 도 19에서 보여준 바와 같이, 셀갭의 불균일이 발생하기 쉽다.
(2) 차광체(106d)가 연장되어 봉합재(201)와 겹쳐지는 상측기판(301)의 전 영역을 덮는다면, 도 18에서 보여준 바와 같이, 셀갭의 불균일이 발생하기 쉽다. 그러나, 이 경향은 (1)의 경우보다는 낮다.
(3) 차광체(106d)가 봉합재(201)와 겹쳐진 상측기판(301)의 영역까지 연장되지 않는다면, 도 17에서 보여준 바와 같이, 셀갭의 불균일은 거의 발생하지 않는다.
(1) 내지 (3)의 정보를 기초로 하여, 이하의 추론 (ⅰ) 내지 (ⅳ)를 도출하였다.
(ⅰ) 상측기판(301)의 대향측 차광체(302)는 대략 1㎛의 두께로 유기층으로 형성된다. 한편, 하측기판(101)의 차광체(106d)는 대략 0.2㎛의 두께로 금속층으로 형성된다. 그러므로, 비교적 얇고 단단한 금속층으로 형성된 차광체(106d)가 봉합재(201)와 겹쳐지더라도, 셀갭의 불균일이 발생하기 어렵다.
(ⅱ) 비교적 두껍고 덜 단단한 유기층으로 형성된 상측기판(301)상의 차광체(302)가, 도 19의 장치와 같이 봉합재(201)와 부분적으로 겹쳐진다면, 셀갭의 불균일이 발생한다. 이 상태에서, UV광이 봉합재(201)에 조사된다면, 셀갭은 봉합재(201)와 차광체(302)가 겹쳐진 영역에서는 상대적으로 크고, 봉합재(201)와 차광체(302)가 겹쳐지지 않은 영역에서는 상대적으로 작다. 도 19의 제6실시예의 장치에서, 셀갭은 봉합재(201)와 차광체(302)가 겹쳐진 영역인 오른쪽 부분에서 상대적으로 크고, 그 왼쪽 부분은 상대적으로 작다.
(ⅲ) 상측기판(301)의 차광체(302)가 도 18의 장치와 같이 봉합재(201)와 전체적으로 겹쳐지면, 셀갭의 불균일은 (ⅱ)의 경우에 비하여 발생하기 어렵다. 그러나, 차광체(302)의 비교적 두꺼운 두께로 인하여, 차광체(302)가 셀갭의 불균일을 일으키는 두께변동을 가질 가능성이 있다. 따라서, 봉합재(201)와 겹쳐지는 영역 전체에 규칙적으로 배열된 투과홀들을 갖는 차광체(302)가 사용된다면, 도 18의 장치와 같이 차광체(302)가 봉합재(201)와 전체적으로 겹쳐지는 경우와 대략 동일한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 셀갭은, 도 17의 장치보다는 더 많고 도 19의 장치보다는 더 적게 발생하게 된다.
(ⅳ) 차광체(302)가 봉합재(201)와 겹쳐진 영역 전체에 규칙적으로 배열된 홀들을 가질 때, 투과홀들의 주기가 너무 크면, 셀갭의 불균일이 발생하기 쉽다. 필요한 주기를 고려하면, 상기 제1 내지 제3실시예들의 차광체(106a 106b 및 106c)의 홀들(601)의 간격들과 유사하다. 이것은, 봉합재(201)의 경화수준이 차광체(302)의 홀들의 주기에 따라 변동하기 때문이다. 그 결과, 차광체(302)의 홀들의 간격은 80㎛이하 이여야 한다.
추론 (ⅰ) 내지 (ⅳ)를 기초로, 이하의 결과를 얻을 수 있다.
(A) 상측기판(301)의 대향측 차광체(302)는, 도 17의 제4실시예와 같이, 봉합재(201)와 겹쳐진 상측기판(301)의 영역까지 연장되지 않는 것이 가장 바람직하다. 이것은, UV광이 하측기판(101)을 거쳐 조사되는 경우에도, 상측기판(301)을 통하여 조사되는 경우에도 적용될 수 있다.
(B) 두 번째로 가장 좋은 방법으로, UV광이 하측기판(101)을 거쳐 봉합재(201)에 조사된다면, 도 18의 제5실시예와 같이, 차광체(302)는 봉합재(201)와 겹쳐지는 상측기판(301)의 영역 전체를 덮는 것이 바람직하다.
(C) 세 번째로 가장 좋은 방법으로, 차광체(302)가, 봉합재(201)와 겹쳐지는 상측기판(301)의 영역 전체를 덮음과 동시에, 투과홀들이 80㎛ 이하의 간격으로 차광체(302)에 규칙적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은, UV광이 하측기판(101)을 거쳐 조사되는 경우에도, 상측기판(301)을 통하여 조사되는 경우에도 적용될 수 있다. 이 방법들에 의한 구조, 즉 차광체(302)가 봉합재(201)와 겹쳐지는 영역 전체에 규칙배열된 홀들(701)을 갖는 구조를 도 24에서 보여준다.
다음에, 하측기판(101)의 제조방법은 이하에서 설명된다.
먼저, 두께 300㎚의 몰리브덴텅스텐(MoW)층이 투명 유전체판(예를 들면, 유리판)상에 스퍼터링방법에 의해 형성된다. 그런 후, 이 MoW층은 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 패터닝되어 주사선들 및 도전 차광체(106d)의 도전패턴들을 형성한다. 패터닝된 MoW층은 G-층배선층으로 칭한다.
연이어, 두께 350㎚의 산화실리콘(SiOx)층 및 두께 50㎚의 질화실리콘(SiNx)층이 CVD(chemical vapor deposition)법에 의해 G-층배선층상에 성공적으로 형성된다. SiOx및 SiNx층의 조합은 박막트랜지스터(TFT)의 게이트유전층(107a)으로서 역할을 한다. 층(107a)에, 두께 50㎚의 비정질실리콘(a-Si)층이 CVD법에 의해 형성된다. a-Si층은 TFT의 채널영역을 형성하는 데 사용된다. 두께 310㎚의 SiNx의 에칭보호층은 CVD법에 의해 a-Si층상에 형성되고, 보호층이 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 소망의 패턴을 갖도록 선택적으로 에칭된다.
또한, 두께 50㎚의 n+형 a-Si층은 보호층상에 형성되어 CVD법에 의해 패터닝된다. 패터닝된 보호층을 마스크로 하여, n+형 a-Si층 및 a-Si층이 소망의 패턴을 갖도록 선택적으로 에칭된다. 두께 40㎚의 ITO층은 스퍼터링법에 의해 형성되고, 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 소망의 모양을 갖도록 선택적으로 에칭된다.
그 후에, 주사선들 등의 단자들이 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 형성된다. 두께 450㎚의 알루미늄(Al)층은 스퍼터링법에 의해 형성된 후, 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 소망의 모양을 갖도록 패터닝된다.
마지막으로, 두께 200㎚의 SiNx층은, 패시베이션층(107b)으로서 CVD법에 의해 형성된다. 그 다음에, SiNx층은 포토리소그래피 및 에칭기술에 의해 소망의 모양으로 패터닝된다. 그 후, 유기층(304)은 공지의 방법으로 층(107b)상에 형성된다. 이렇게 하여, 하측기판(101)이 제조된다.
화소전극들(121)은 하측기판(101)의 표시영역(401)에 매트릭스로 배열된다.
도 17 내지 도 19의 제4 내지 제6실시예의 장치들의 실험을 통하여, 발명자들은 유기층(304)이 셀갭 균일성에도 영향을 준다는 것을 알았다.
명확하게 말하면, 유기층은 봉합재(201)에 좋은 부착특성을 갖는다. 그러나, 봉합재(201)에 대한 유기층의 부착특성은 그렇게 좋은 것은 아니다. 이것을 고려하여, 도 18의 제5실시예의 장치구조에서 봉합재(201)와 접촉되기 위한 방법으로 보호층(403)이 차광체(302; 유기재료로 만들어짐)를 덮도록 형성된다. 이것은 봉합재(201)로부터 차광체(302)를 분리하는 것이다. 결국, 유기층(304)이, 도 17 내지 도 19의 제4 내지 제6실시예들과 같이 하측기판(101)상에 형성될 때, 층(304)은 봉합재(201)와 겹쳐지지 않는 것이 바람직하다.
도 17의 제4실시예에서, 대향측 차광체(302)는 상측기판(301)의 봉합재(201)와 겹쳐지는 영역까지 연장되지 않는다. 그러므로, 표시영역(401)내의 백라이트의 누설을 체크할 필요가 있다. 이것은 도 20을 참조하여 이하에서 설명된다. 도 20은차광체(302)의 폭을 제외하면 도 17과 동일하다.
도 20에서 보여준 바와 같이, 백라이트누설을 방지하기 위하여, 차광체(302)의 끝단은, X㎛의 돌출 또는 겹치는 길이만큼 상측기판(301)의 봉합재(201)와 겹쳐지는 영역에 위치된다. 그 다음, 본 발명자들은 표시동작결함을 방지하기 위한 X의 바람직한 값을 측정하였다. 이 측정 결과를 도 21에 나타낸다.
도 21의 네 개의 곡선은, 셀갭이 1, 3, 4, 5㎛로 설정된 돌출길이(X)의 함수로서 백라이트누설수준의 상대적인 값들 나타낸다. 누설수준이 수평선(L1; 누설수준 5) 이하라면, 누설이 전혀 없다고 인정된다. 누설수준이 수평선(L2; 누설수준 12) 이하라면, 누설이 거의 없다고 인정된다.
도 21의 결과로부터, 이하의 정보가 도출된다. 특히, 도출길이(X)가 셀갭의 현재값 a이상(즉, X≥a)이면, 상기와 동일한 문제는 거의 해결되지 않는다. 돌출길이(X)가 셀갭의 현재값 a의 2배(즉, X≥2a)이면, 상기와 동일한 문제는 완전히 해결된다.
UV광이 하측기판(101)을 거쳐 봉합재(201)에 조사될 때, 앞서 설명한 바와 같이, 상측기판(301)상의 대향측 차광체(302)는 기판(301)의 봉합재(201)와 겹쳐지는 영역에 존재하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우, 백라이트누설이 발생하기 쉽다. 그러므로, 차광체(302)는 도 20에서 보여준 바와 같이 a≤X≤2a 범위의 길이(X)만큼 겹친 영역 안으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.
제7실시예
본 발명의 제7실시예에 따라, 상측기판(301)상의 차광체(302)는 a≤X≤2a 범위의 길이(X)만큼 겹친 영역 안으로 돌출되어 형성된 LCD장치를 도 20에서 나타낸다.
이 실시예에서, 백라이트 누설방지 뿐만 아니라 셀갭 불균일도 발생하기 어렵다. 이것은, 차광체(302)가 봉합재(201)와 겹쳐진다 해도, 봉합재(201)는 일반적으로 a∼2a인 길이(X)와 비교하여 1∼2㎜인 충분한 폭을 갖기 때문이다.
특정 폭의 격자모양의 흑색 줄무늬가 표시영역(401)의 상측기판(301)상에 제공된다면, 차광체(302)가, 도 20의 이 실시예와 같이 봉합재(201)와 겹쳐질 필요가 없다.
제8실시예
UV광이 상측기판(301)을 거쳐 봉합재(201)에 조사되는 것을 제외하고는 도 17의 제4실시예의 장치와 동일한 구조를 갖는 본 발명의 제8실시예에 따른 LCD장치를 도 22에서 보여준다.
이 실시예에서, UV광이 상측기판(301)을 거쳐 조사되기 때문에, 차광체(106d)의 홀들(601d)은 제거될 수 있다. 오히려 홀들(601d)이 제거되는 것이 바람직하다.
제9실시예
차광체(106d)의 홀들(601d)이 제거된 것을 제외하고는 도 17의 제4실시예의 장치와 동일한 구조를 갖는 본 발명의 제9실시예에 따른 LCD장치를 도 23에서 보여준다. 따라서, 차광체(106d) 대신에, 홀들이 없는 차광체(106e)가 제공된다.
이 실시예에서, 차광체(106e)가, 하측기판(101)의 봉합재(201)와 겹쳐지는영역에 홀들을 갖고 있지 않기 때문에, 봉합재(201)에 조사된 UV광은 도 22의 제8실시예보다 더욱 효과적으로 차광체(106e)에 의해 반사된다. 이것은, 봉합재(201)가 도 22의 제8실시예보다 더 잘 경화된다는 추가적인 이점을 낳는다.
제10실시예
상측기판(301)상의 대향측 차광체(302a)에 투과홀들(701)이 형성된다는 것을 제외하고는 도 18의 제5실시예의 장치와 동일한 구조를 갖는 본 발명의 제10실시예에 따른 LCD장치를 도 24에서 보여준다.
차광체(302a)가 홀들(701)을 갖기 때문에, UV광은 상측기판(301)을 거쳐 봉합재(201)에 조사될 수도 있다.
상기의 제4 내지 제10실시예들에서, 본 발명은 횡전계형(횡형) LCD장치에 적용된다. 종전계형(종형) LCD장치와 비교하여, 횡전계형 LCD장치는, 반응속도가 인가전압이 하이(high)일 때는 낮고, 인가전압이 로우(low)일 때는 높은 특징을 갖는다. 일반적으로, 로우 전압범위에서 횡형 LCD장치의 반응시간은 하이 전압범위에서의 반응시간의 대략 4배이다. 한편, 로우 전압범위에서의 횡형 장치의 반응시간은, 하이 전압범위에서의 반응시간의 대략 2배이다. 그러므로, 계조로 동영상을 표시하기에는 횡형 장치가 종형 장치보다 바람직하다. 또, 횡형장치가 종형장치보다 더 넓은 시야각을 가지므로, 횡형 장치는 종형 장치보다 대형 모니터들에 적당하다. 따라서, 미래에는, 횡형장치는 대형 모니터들 및 텔레비전들에 더욱 적당할 것이다.
횡형 장치가 소망의 고속반응을 실현하기 위하여 셀갭을 좁히는 것이 필수적이다. 또, 앞서 설명한 바와 같이, 횡형 장치의 반응시간은, 로우 전압범위에서 하이 전압범위의 반응시간의 대략 2배이므로, 셀갭을 좁히는 것에 의해 얻어지는 반응속도개선의 효과 또는 이점은 종형 장치보다 좋다.
이상 설명된 이유 때문에, 횡형 장치에 적용될 수 있는 본 발명은 중요하며 유익하다.
당연히, 본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않는다. 어떤 변화 또는 변경은 본 발명의 정신내의 실시예들에 추가될 수 있다.
예를 들면, 상기 실시예들에서, 본 발명은 TN-형 LCD장치에 적용되었지만, 본 발명은 다른 형태의 LCD장치(예를 들면, 횡형 장치 또는 종형 장치)에도 적용될 수 있다.
본 발명이 제4 내지 제10실시예들과 같이 횡전계형장치에 적용된다면, 액정층(203)은, 하측기판(101)상에 형성된 공통전극과 동일한 기판(101)상에 형성된 화소전극들(121) 사이에 발생된 전계에 의해 제어된다. 그러므로, 하측전극(101)로부터 상측전극(301)까지 공통전압을 공급하는 구조를 제공할 필요가 없다. 그 결과, 트랜스퍼들(202)은 생략되는 한편, 공통전압은 차광체들(106a, 106b 및/또는 106c)을 거쳐 하측기판(101)의 공통전극에 공급된다.
또한, 제1 내지 제3실시예들에서, 본 발명은 투과형 LCD장치에 적용된다. 그러나, 본 발명은, 표시동작 중에 상측기판(301)을 통하여 진입한 외부광이 하측기판(101)상의 반사전극에 의해 반사되는 반사형 LCD장치에도 적용될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 바람직한 형태들이 설명되었지만, 본 발명의 정신에 벗어남 없이, 변경들은 본 분야의 기술자들에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서만 결정될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치에 의하면, 경화광을 충분히 받아 차광체들을 제거하지 않고 봉합재 재료의 경화를 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 표시특성이 개선된다.
또, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 의하면, 상기 특징의 액정표시장치를 용이하게 제공할 수 있다.

Claims (40)

  1. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재, 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 배선들 및 상기 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 면적이 상기 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 상기 배선들 및 상기 차광체들과 겹쳐서 형성되는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 봉합재는 상기 배선들 및 상기 차광체들과 겹치지 않는 영역들을 갖고;
    상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광체들 중 하나는 표시영역의 하나의 코너 근처에위치되고 상기 봉합재와 겹치는 위치에서 투과홀들을 갖고;
    상기 투과홀들은 상기 봉합재를 따라 배열되는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차광체들 중 하나는 상기 배선들의 하나의 세트와 다른 세트 사이에 위치되고 상기 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖고;
    상기 투과홀들은 봉합재를 따라 배열되는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차광체들 중 하나는 봉합재를 따라 신장되고 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖고;
    상기 투과홀들은 상기 봉합재를 따라 배열된 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배선들은 상기 봉합재와 겹치도록 표시영역로부터 바깥쪽으로 연장되고;
    상기 배선들의 제1세트는 제1폭을 갖고 제1피치로 배열되고, 상기 배선들의 제2세트는 제1폭 보다 큰 제2폭을 갖고 제1피치 보다 큰 제2피치로 배열되는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 대향측 차광체는 제2기판상에 형성되고;
    상기 대향측 차광체는 봉합재와 겹치는 위치에서 투과홀들을 갖는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 차광체들 중 적어도 하나의 투과홀들은버니어(vernier)를 정하기 위해 형성되는 장치.
  9. LCD장치의 제조방법에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
    상기 주변영역은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
    (b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
    (d) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
    (e) 상기 봉합재에 특정광을 조사하여 상기 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 배선들 및 상기 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 면적이 봉합재의 단위면적에 대해 25% 이상이 되도록 상기 배선들 및 상기 차광체들과 겹쳐서 형성되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차광체들은 상기 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들을 갖고;
    상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 상기 제1기판을 거쳐 봉합재로 조사되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2기판은 상기 봉합재와 겹치는 위치에 투과홀들을 갖는 대향측 차광체를 포함하고;
    상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 상기 제2기판을 거쳐 봉합재에 조사되는 방법.
  12. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재, 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
    (c) 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 제2기판 및 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고;
    상기 봉합재는, 상기 배선들 및 상기 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열되도록 상기 배선들 및 상기 차광체들과 겹쳐서 형성되고; 그리고
    상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성되고 상기 봉합재와 겹치지 않는 영역을 갖고;
    상기 겹치지 않는 영역은 규칙적으로 배열되는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성되고, 상기 봉합재 전체를 덮는 장치.
  15. 제12항에 있어서, 대향측 차광체는 제2기판상에 형성되고;
    상기 대향측 차광체는 상기 봉합재 전체를 덮지 않는 장치.
  16. 제12항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 봉합재와 겹치지 않도록 상기 제2기판상에 형성되고;
    상기 차광체는 특정폭 X로 상기 봉합재와 겹치는 상기 제2기판의 영역안으로 돌출되고;
    상기 폭 X는 a ≤X ≤2a(여기서, a는 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭임)의 관계를 만족시키는 장치.
  17. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재 및 차광체들을 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판; 및
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 차광체들이 상기 봉합재와 겹치는 위치에 규칙적으로 배열된 투과홀들을 갖도록 상기 차광체들과 겹쳐서 형성되고;
    상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성되고 상기 봉합재와 겹치지 않는 영역들을 갖고;
    상기 겹치지 않는 영역들은 규칙적으로 배열되는 장치.
  19. 제17항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성되고, 상기 봉합재 전체를 덮는 장치.
  20. 제17항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 제2기판상에 형성되고;
    상기 대향측 차광체는 상기 봉합재 전체를 덮지 않는 장치.
  21. 제17항에 있어서, 대향측 차광체는 상기 봉합재와 겹치도록 상기 제2기판상에 형성되고;
    상기 차광체는 특정폭 X로 봉합재와 겹치는 제2기판의 영역안으로 돌출되고;
    상기 폭 X는 a ≤X ≤2a(여기서, a는 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭임)의 관계를 만족시키는 장치.
  22. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
    상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체를 포함하고; 그리고
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 대향측 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열되도록 상기 대향측 차광체과 겹쳐서 형성되고;
    상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1기판은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 차광체들을 포함하고;
    상기 배선들 및 상기 차광체들은 상기 봉합재와 겹치고; 그리고
    상기 배선들 및 상기 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되는 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진 장치.
  25. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
    상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체를 포함하고; 그리고
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 봉합재는, 투과홀들이 상기 봉합재와 상기 대향측 차광체가 겹치는 영역들에 규칙적으로 배열되도록 상기 대향측 차광체와 겹쳐서 형성되고;
    상기 투과홀들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1기판은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 차광체들을 포함하고;
    상기 배선들 및 상기 차광체들은 봉합재와 겹치고; 그리고
    상기 배선들 및 상기 차광체들과 상기 봉합재가 겹치지 않는 영역이 규칙적으로 배열되는 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진 장치.
  28. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
    상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체를 포함하고; 그리고
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 대향측 차광체는, 상기 봉합재와 겹치는 제2기판의 영역에 위치하지 않는 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진 장치.
  30. 제28항에 있어서, 유기층이 상기 봉합재와 겹치지 않도록 제1기판상에 형성되는 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 장치는 횡전계형인 장치.
  32. LCD장치에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판;
    상기 주변영역은 봉합재를 포함하고;
    (b) 상기 제1기판과 결합된 제2기판;
    상기 제2기판은 대향측 도전성 차광체를 포함하고; 그리고
    (c) 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 액정층은 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정되는 것을 포함하고,
    상기 대향측 차광체는 특정폭 X로 상기 봉합재와 겹치는 제2기판의 영역안으로 돌출되고;
    상기 폭 X는 a ≤X ≤2a(여기서, a는 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭임)의 관계를 만족시키는 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 대향측 차광체는 유기재료로 만들어진 장치.
  34. 제32항에 있어서, 유기층이 상기 봉합재와 겹치지 않도록 상기 제1기판상에 형성되는 장치.
  35. 제32항에 있어서, 상기 장치는 횡전계형인 장치.
  36. LCD장치의 제조방법에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
    상기 주변영역은 상기 표시영역으로부터 연장된 배선들 및 도전성 차광체들을 포함하고;
    (b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
    (d) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계;
    (e) 상기 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 배선들 및 상기 차광체들과 봉합재가 겹치지 않는 영역들이 규칙적으로 배열되도록 배선들 및 차광체들과 겹쳐서 형성되고;
    상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 차광체들은 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들은 갖고;
    상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 상기 제1기판을 거쳐 상기 봉합재에 조사되는 방법.
  38. LCD장치의 제조방법에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
    (d) 상기 제2기판 상에 대향측 도전성 차광체를 형성하는 단계;
    (e) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
    (f) 상기 봉합재에 특정광을 조사하여 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 봉합재와 겹치지 않는 상기 대향측 차광체의 영역들이 규칙적으로 배열되도록 상기 대향측 차광체와 겹쳐서 형성되고;
    상기 겹치지 않는 영역들은 80㎛ 이하의 간격으로 서로 떨어져 있는 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 대향측 차광체들은 상기 봉합재와 겹치는 위치에 배열된 투과홀들을 갖고;
    상기 봉합재를 경화하기 위한 광은 상기 제2기판을 거쳐 상기 봉합재에 조사되는 방법.
  40. LCD장치의 제조방법에 있어서,
    (a) 표시영역 및 상기 표시영역을 둘러싸도록 위치된 주변영역을 갖는 제1기판을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제1기판의 주변영역에 봉합재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 봉합재에 의해 둘러싸인 영역내에서 제1기판 상에 액정을 적하하는 단계;
    (d) 상기 제2기판 상에 대향측 도전성 차광체를 형성하는 단계;
    (e) 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 봉합재에 의해 한정된 공간에 액정을 채울 수 있도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 결합시키는 단계; 및
    (f) 상기 봉합재에 특정광을 조사하여 상기 봉합재를 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 봉합재는, 상기 대향측 차광체와 겹치지 않도록 형성되고;
    상기 광은 제2기판을 거쳐 봉합재로 조사되는 방법.
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