KR20020081718A - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 적, 녹, 청 컬러 필터를 가지는 컬러 필터 기판과 서로 교차하여 그물 모양으로 형성되어 있는 게이트 배선과 데이터 배선을 가지는 박막 트랜지스터 기판을 완성한다. 이어, 두 기판 중 하나의 둘레에 자외선 경화성 재료로 봉인재를 형성하고, 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판을 정렬한다. 이어, 두 기판에 압력을 가하여 봉인재를 이용하여 두 기판을 접합하여 액정 셀을 만든다. 이때, 두 기판을 접합할 때 봉인재를 완전히 경화시키기 위하여 자외선은 컬러 필터 기판의 바깥쪽에서 조사한다.

Description

액정 표시 장치의 제조 방법 {Method for manufacturing a liquid crystal display}

본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 기판 및 그 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 두 기판은 가장자리에 둘레에 인쇄되어 있으며 액정 물질을 가두는 봉인재로 결합되어 있으며 두 기판 사이에 산포되어 있는 간격재에 의해 지지되고 있다.

이러한 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전극을 이용하여 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.

이러한 액정 표시 장치의 제조 방법에서는, 우선, 두 기판에 액정 물질의 액정 분자를 배향하기 위한 배향막을 도포하고 배향 처리를 실시한 다음, 그 중 한 기판에 스페이서를 산포하고, 액정 주입구를 가지는 봉인재를 둘레에 인쇄한다. 이어, 두 기판을 정렬한 다음 핫 프레스(hot press) 공정을 통하여 두 기판을 부착하고, 액정 주입구를 통하여 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음 액정 주입구를 봉합하여 액정 셀을 만든다. 이때, 봉인재를 열 경화성 재료 또는 자외선 경화성 재료를 사용할 수 있으며, 자외선 경화성 재료로 봉인재를 사용하는 경우에는 자외선을 조사하면서 두 기판을 부착하는 공정을 진행한다.

하지만, 이러한 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 기판에 형성되어 있는 박막의 조사되는 자외선이 차단되어 봉인재가 적절하게 경화되지 않는 문제점이 발생하며, 이로 인하여 두 기판의 접합 불량이 발행하게 된다.

본 발명의 기술적 과제는 두 기판의 접합 불량을 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 액정 표시 장치용 기판의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 자외선 조사 세기와 자외선 조사 시간의 관계를 도시한 그래프이다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 컬러 필터가 형성되어 있는 기판의 바깥쪽에서 자외선을 조사하여 봉인재를 경화시키면서 두 기판을 부착하여 액정 셀을 만든다.

더욱 상세하게, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는, 적, 녹, 청 컬러 필터를 가지는 제1 기판과 주사 신호를 전달하는 게이트선 및 영상 신호를 전달하며 게이트선과 교차하는 데이터선을 가지는 제2 기판을 완성한다. 이어, 제1 또는 제2 기판 상부의 둘레에 자외선 경화성 재료로 봉인재를 형성하고, 제1 기판과 제2 기판을 정렬한다. 이어, 제1 기판의 바깥쪽에서 자외선을 조사하여 봉인재를 경화시키면서 제1 및 제2 기판을 접합하여 액정 셀을 만든다.

여기서, 두 기판의 접착력이 1500 mJ/㎠ 이상이 되도록 자외선을 조사하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 자외선은 7초 이상의 시간 동안 20 mW/㎠ 이상으로 조사하는 것이 바람직하다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 도 1a 도 1b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의 구조를 개략적으로 설명한다.

도 1a에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 사용하는 컬러 필터 기판에는 투명한 절연 기판(100)의 상부에 매트릭스 배열의 단위 화소에 개구부(P)를 가지는 블랙 매트릭스(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또한, 기판(100)의 상부에는 개구부(P)를 덮는 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)가 순차적으로 열 방향으로 나란하게 형성되어 있다. 여기서, 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)는 직선형으로 나란하게 형성되어 서로 이웃하는 화소행의 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)가 동일하게 배열되어 있지만, 행 방향으로 서로 이웃하는 화소의 컬러 필터는 서로 다른 색을 가지도록 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)를 지그재그 모양으로 배열할 수도 있다. 이때 기판(100)의 상부에는 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)를 덮으며 평탄화 특성이 우수한 보호막이 추가로 형성될 수 있다.

도 1b에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 사용하는 박막 트랜지스터 기판에는 절연 기판(200) 위에 저저항의 도전 물질로 이루어져 있으며, 가로 방향으로 형성되어 주사 신호를 전달하는 게이트선(210), 게이트선(210)에 연결되어 있는 게이트 전극(211)을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 여기서, 게이트 배선은 기판(200) 상부에 게이트선(210)과 평행하며 상판의 공통 전극에 입력되는 공통 전극 전압 따위의 전압을 외부로부터 인가받는 유지 전극을 포함할 수 있으며, 이러한 유지 전극은 후술할 화소 전극(230)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 후술할 화소 전극(230)과 게이트선(210)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다. 또한, 기판(200)의 상부에는 저저항을 가지는 도전 물질로 이루어져 있으며, 게이트선(210)과 교차하여 세로 방향으로 형성되어 화상 신호를 전달하는 데이터선(220), 데이터선(220)에 연결되어 있는 분지인 박막 트랜지스터의 소스 전극(221), 소스 전극(221)과 분리되어 있으며 게이트 전극(211) 또는 박막 트랜지스터의 채널부에 대하여 소스 전극(221)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(222)을 포함한다. 여기서, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(211), 소스 전극(221) 및 드레인 전극(222)과 채널부를 포함하는 반도체층(도시하지 않음)을 포함한다. 또한, 게이트선(210)과 데이터선(220)으로 정의되며 매트릭스 형태로 배열되어 있는 단위 화소에는 드레인 전극(222)과 연결되어 있는 화소 전극(230)이 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(230)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질 또는 높은 반사율을 가지는 불투명한 도전 물질을 형성할 수 있다.

이어, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 구체적으로 도시한 단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는, 우선 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)를 가지는 컬러 필터 기판과 서로 교차하는 게이트 배선(210, 211)과 데이터 배선(220, 221, 222) 및 박막 트랜지스터를 가지는 박막 트랜지스터 기판을 완성한다. 이어, 두 기판(100, 200) 중 하나의 둘레에 자외선 경화성 재료로 봉인재(300)를 형성하고, 두 기판(100, 200)을 평행하게 정렬한 다음, 봉인재(300)를 통하여 두 기판(100, 200)이 부착되도록 압력을 가한다. 이때, 두 기판(100, 200) 부착하는 공정에서는 봉인재(300)를 경화시키기 위해 자외선을 조사하면서 진행하며, 자외선 조사는 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130)가 형성되어 있는 기판(100)의 바깥쪽(B)에서 봉인재(300)를 향하여 조사한다. 왜냐하면, 기판(200)의 바깥쪽(A)에서 자외선을 조사하는 경우에는 기판(100) 상부에 형성되어 있는 게이트 배선(210, 211) 및 데이터 배선(220, 221, 222) 등이 봉인재(300)가 형성되어 있는 부분까지 연장되어 있어 조사되는 자외선을 반사시킬 수 있기 때문이며, 이로 인하여 봉인재(300)에서 자외선 경화가 완전히 이루어지지 않을 수 있으며, 결국에는 두 기판(100, 200)의 접합 불량을 유발한다. 하지만, 적, 녹, 청 컬러 필터(110, 120, 130) 또는 보호막을 가지는 기판(100)에는 자외선을 반사시킬 수 있는 박막이 거의 없으므로 기판(100)의 바깥쪽(B)에서 봉인재(300)를 향하여 조사하면 봉인재(300)를 완전히 경화시켜 두 기판(100, 200)의 접합 불량을 방지할 수 있다.

이때, 두 기판(100, 200)의 접착력은 1500 mJ/㎠ 이상인 것이 바람직한데, 자외선 조사 시간은 7초 이상으로 20 mW/㎠ 이상으로 조사하는 것이 바람직하다. 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 자외선 조사 세기와 자외선 조사 시간의 관계를 도시한 그래프이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 1500 mJ/㎠ 이상의 접착력을 가지도록 자외선을 조사하기 위해서, 자외선을 200 mW/㎠로 조사하는 경우에는 7,5초 이상의 범위 동안 조사하고, 자외선을 100 mW/㎠로 조사하는 경우에는 15초 이상의 범위 동안 조사하고, 자외선을 50 mW/㎠로 조사하는 경우에는 30초 이상의 범위 동안 조사하고, 자외선을 30 mW/㎠로 조사하는 경우에는 50초 이상의 범위 동안 조사하고, 자외선을 20 mW/㎠로 조사하는 경우에는 75초 이상의 범위 동안 조사해야 한다. 하지만, 자외선을 10 mW/㎠로 조사하는 경우에는 자외선 조사 시간을 연장하더라 1500 mJ/㎠ 이상의 접착력을 얻기가 어려움을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 컬러 필터가 형성되어 있는 기판의 바깥쪽에서 자외선을 조사함으로써 봉인재를 완전히 경화시킬 수 있어 두 기판의 접합 불량을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 적, 녹, 청 컬러 필터를 가지는 제1 기판을 완성하는 단계,

   주사 신호를 전달하는 게이트선 및 영상 신호를 전달하며 상기 게이트선과 교차하는 데이터선을 가지는 제2 기판을 완성하는 단계,

   상기 제1 또는 제2 기판 상부의 둘레에 자외선 경화성 재료로 봉인재를 형성하는 단계,

   상기 제1 기판의 바깥쪽에서 자외선을 조사하여 상기 봉인재를 경화시키면서 상기 제1 및 제2 기판을 접합하여 액정 셀을 만드는 단계

   를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
2. 제1항에서,

   상기 두 기판의 접착력이 1500 mJ/㎠ 이상이 되도록 자외선을 조사하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
3. 제2항에서,

   상기 자외선은 7초 이상의 시간 동안 20 mW/㎠ 이상으로 조사하는 액정 표시 장치의 제조 방법.