KR20030047432A - 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 모델의 액정주입시 발생하는 경계선 얼룩을 방지하기 위해 보조댐인 얼룩방지댐을 설계한 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상의 가장자리에 형성된 씨일제와, 상기 씨일제에 형성된 적어도 둘 이상의 액정 주입구와, 상기 액정 주입구에 형성된 복수개의 메인댐과, 상기 메인댐의 내측선 상에 형성된 복수개의 보조댐과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 액정을 주입하기 위한 액정주입구가 구비된 액정표시소자에 관한 것이다.

평판 디스플레이 중에서 액정표시소자는 박형, 저가, 저소비 전력,풀컬러화(full color)가 용이하다는 등의 특징 때문에 그 비중이 점차 증대되고 있다.

상기 액정표시소자의 액정패널은 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향 합착된 제 2 기판과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는데, 상기와 같이 구성되는 액정패널에 액정을 주입하는 방법으로 액정이 가득찬 액정쟁반에 액정 주입구를 담궈 주입하는 방식을 주로 사용한다.

따라서, 액정표시소자에는 액정을 주입하기 위한 액정 주입구가 형성되어야 한다.

최근, 액정표시소자가 대형화됨에 따라, 대형 패널 전체에 액정을 고르게 채우고 액정을 주입하기 위한 시간을 단축하기 위해 적어도 둘 이상의 액정주입구를 형성하기도 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시소자를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도이다.

일반적으로, 액정표시소자는 도 1에서와 같이, 색상구현을 위해 특정 파장만을 통과시키는 컬러필터층(12)이 형성된 상부기판(18)과, 액정분자의 배열 방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 소자가 형성된 하부기판(19)과, 상기 상,하부 기판(18,19) 사이에 형성된 액정층(20)으로 구성된다.

구체적으로, 상기 상부기판(18)에는 상기 컬러필터층(12) 외에 빛샘을 차단하는 블랙 매트릭스(11)와 액정층(20)에 전압을 인가하기 위한 공통전극(13)이 더 형성되어 있으며, 상기 하부기판(19)에는 상기 스위칭 소자인 박막트랜지스터(21) 외에 상기 박막트랜지스터(21)로부터 신호를 인가받고 액정층(20)에 전압을 인가하기 위한 화소전극(22)이 더 형성되어 있다.

그리고, 상기 상,하부 기판(18,19) 사이에는 두 기판의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(spacer)(16)가 삽입되어 있고, 기판의 가장자리에는 액정이 외부로 흐르는 것을 방지하기 위한 씨일제(sealant)(14)가 형성되어 있다.

즉, 상부 기판(18) 또는 하부 기판(19) 전면에 희망하는 구경을 가진 플라스틱 볼(plastic ball)이나 실리카(silica) 구와 같은 볼 스페이서(ball spacer)(16)를 균일하게 산포하고, 하부 기판(19) 상에 씨일제(14)를 인쇄한다.

상기 볼 스페이서(16)를 산포하는 방법에는 스페이서를 용매에 혼합시켜 산포하는 습식산포 방법과, 기판 주위는 접지상태를 유지시키고 스페이서는 대전시켜 뭉침없이 산포하는 건식산포 방법이 있다.

셀 갭이 낮고 대면적인 액정표시소자일 경우에는, 상기 볼 스페이서(16) 대신에, 패턴드 스페이서(patterned spacer)를 많이 활용한다. 상기 볼 스페이서(16)로는 대면적 기판의 셀갭을 균일하게 유지하기 어렵기 때문이다.

그리고, 상기 씨일제(14)는 도 2에서와 같이, 액정 주입구(30) 부분을 제외한 나머지 부분에 인쇄하고, 액정주입구에는 액정 주입구 선상을 따라 등간격으로 복수개의 댐(dam)(15)을 형성한다.

상기 댐(15)은 씨일제를 이용하여 형성하며, 씨일제(14)의 높이와 동일하게함으로써 액정의 흐름을 고르게 하는 동시에, 액정주입구 측의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.

이후, 스페이서(16)와 씨일제(14)가 형성된 상,하부 기판(18,19)을 대향 합착하고, 기판을 가압하여 씨일제를 경화시켜 상,하부 기판을 완전 접착시킨다.

계속하여, 접착된 액정 셀을 진공조 내부로 인입하여 액정주입구(30)를 액정쟁반에 담그고 셀 내부를 진공 탈기한 후 불활성 가스를 공급하면서 진공조를 대기압 분위기로 만든다. 이 때, 액정셀 내부와 진공조의 대기압 차이에 의해 기판 사이에 액정이 주입된다. 상기 불활성 가스로는 질소(N2) 가스를 많이 사용하며 가스 공급 속도에 의해 액정주입 속도가 결정된다.

마지막으로, 상기 액정이 흘러나오지 않도록 액정 주입구(30)를 봉지하여 액정패널을 완성한다.

하지만, 액정표시소자가 대면적일 경우, 주입해야 하는 액정이 많아짐에 따라 액정주입시간이 연장되는 문제점이 생긴다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 대형 모델의 액정주입시 액정주입시간을 단축하고 액정의 주입이 용이한 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도로서, 대형모델의 소자일 경우 액정주입구를 2개 이상 형성하여 액정 주입시간을 단축하고 있다.

즉, 도 3에서와 같이, 제 1 ,제 2 액정 주입구(30a, 30b)를 구비하고 제 1 ,제 2 액정 주입구 선상을 따라 등간격으로 복수개의 댐(dam)(15)을 형성하여 두 부분으로 나누어 액정을 주입하는 것이다.

하지만, 댐을 통과할 때의 주입속도보다, 댐을 통과한 직후의 주입 속도가 커져서 액정이 액정 패널 내부로 급속도로 확산하는데, 제 1 액정주입구(30a)를 통해 주입되는 액정과 제 2 액정주입구(30b)를 통해 주입되는 액정이 이질적으로 만나 경계선(A)을 형성하고, 그 지점에서 경계선 얼룩이 생겨 화질 저하가 유발된다는 또 다른 문제점이 발생한다.

상기와 같은 현상을 최소화하고자 불활성 가스 공급 속도를 40lpm에서 20lpm으로 줄여 액정 주입속도를 줄이는 방법이 모색되기도 하였으나 결과적으로, 주입시간이 연장되어 생산성이 크게 저하되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 액정주입시의 경계선 얼룩방지를 위한 얼룩방지댐을 형성함으로써 액정주입이 용이한 액정표시소자를 제공하는데 또다른 목적이 있다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명

114 : 씨일제 115 : 메인댐

116 : 얼룩방지댐 118 : 상부기판

119 : 하부기판

130a, 130b : 제 1 ,제 2 액정 주입구

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상의 가장자리에 형성된 씨일제와, 상기 씨일제에 형성된 적어도 둘 이상의 액정 주입구와, 상기 액정 주입구에 형성된 복수개의 메인댐과, 상기 메인댐의 내측선 상에 형성된 복수개의 보조댐과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 2개 이상의 액정주입구를 가지는 대형 모델의 액정표시소자에 있어서,제 1 ,제 2 액정주입구 중간지점의 내부에 액정을 분산시켜 경계선 얼룩을 방지하는 보조댐인 얼룩방지댐을 설계하여 제 1 액정주입구를 통과한 액정과 제 2 액정주입구를 통과한 액정이 만나는 부분에서 얼룩이 생기지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정표시소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정 주입구를 나타낸 액정표시소자의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정 주입구를 나타낸 액정표시소자의 평면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시소자는 색상을 표현하기 위한 RGB의 컬러필터층, 상기 RGB의 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스, 액정에 전압을 인가해주기 위한 공통전극이 형성되어 있는 상부 기판(118)과, 수직 교차하여 화소를 정의하는 데이터 배선 및 게이트 배선, 두 배선의 교차 지점에 형성되어 각 화소의 온/오프를 결정하는 박막트랜지스터와, 상기 공통전극에 대향하여 액정을 구동하기 위한 전압을 인가하는 화소전극이 형성되어 있는 하부기판(119)과, 대향하는 상,하부 기판(118, 119)을 접착하기 위해 기판 가장자리에 형성된 씨일제(114)와, 상기 씨일제(114)와 동일선상에 형성되어 대형 사이즈의 상,하부 기판 사이에 액정을 주입하기 위한 적어도 2개 이상의 액정주입구로 구성된다.

도 4에서는 액정주입구를 제 1 ,제 2 액정주입구(130a, 130b)로 나누어 도시하였다.

상기 제 1 ,제 2 액정주입구(130a, 130b)에는 액정주입구 측의 셀 갭을 유지하고 액정의 흐름을 고르게 하기 위한 복수개의 메인댐(115)이 구비되어 있고, 상기 메인댐(115)의 내측선 상에는 대형 패널에 액정이 고르게 주입되도록 함으로써 경계선 얼룩을 방지하는 복수개의 얼룩방지댐(116)이 더 구비되어 있다. 특히, 상기 얼룩방지댐(116)은 제 1 액정주입구(130a)와 제 2 액정주입구(130b) 사이에 설계되는 것을 특징으로 한다.

상기 얼룩방지댐(116)에 의해, 제 1 ,제 2 액정주입구(130a, 130b)를 통과한 액정이 곧바로 확산됨으로써 두 흐름이 이질적으로 만나 경계선이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 대형 패널 전체로 액정이 고르게 분산되도록 한다.

상기 액정표시소자의 제조방법을 통해 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

컬러필터층이 형성되어 있는 상부기판(118)의 액티브 영역 가장자리에 씨일제(114)를 빈틈없이 인쇄한다.

이 때, 액정이 주입될 제 1 ,제 2 액정주입구(130a,130b)에는 등간격으로 복수개의 메인댐(115)을 형성하고, 상기 메인댐(115)의 내측선 상에는 액정의 급속한 확산을 방지하기 위한 얼룩방지댐(116)을 복수개 형성한다.

상기 얼룩방지댐(116)은 도 4에서와 같이, 메인댐(115)과 동일한 형태로 메인댐 내측선 상에 길게 형성하거나 또는 도 5에서와 같이, 일자형으로 제 1 액정주입구(130a)와 제 2 액정주입구(130b) 사이에 형성할 수 있다.

이 때, 상기 메인댐(115) 및 얼룩방지댐(116)의 높이를 씨일제(114)의 높이와 동일하게 하여 셀 갭이 유지되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 씨일제(114)는 에폭시 수지 등의 접착성이 우수한 고분자 물질을 사용하여 스크린 마스크를 이용한 스크린 인쇄법 또는 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법으로 형성한다.

상기 씨일제 형성시, 메인댐 및 얼룩방지댐을 동시에 형성함은 전술한 바와 같다.

상기 씨일제는 경화 특성에 따라 열경화성 씨일제와 광경화성 씨일제로 나눌 수 있는데, 열경화성 씨일제는 열에 의해 경화되고 비교적 고온에서도 기계적 강도, 접착 강도가 크고 가교도가 높은 장점이 있으나, 경화시간이 오래 걸려 대면적 기판에 적용하기 어렵고 열팽창의 우려가 있다.

반면, 광경화성 씨일제는 광 특히, UV에 의해 경화되는 것으로, 저온 경화가 가능하고 경화시간이 단축되며 또한, 대형기판에 적용시 열팽창에 대한 우려가 적어 합착 정도가 향상된다는 장점이 있다. 따라서, 광경화성 접착제의 사용이 계속 증대되고 있으며, 특히, 디스플레이가 대면적화됨에 따라 많이 사용된다.

계속하여, 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되어 있는 하부기판(119) 상에 볼 스페이서를 고르게 산포하여 상기 상부기판(118)과 대향 합착한다. 셀 갭이 낮고 대형 패널일 경우, 상기 볼 스페이서 대신 패턴드 스페이서를 형성하기도 한다.

이후, 합착된 두 기판을 가압하면서 열 또는 광을 조사하여 상기 씨일제(114)를 경화시켜 상,하부 기판(118,119)을 완전히 접착시키고, 상기 제 1 ,제 2 액정주입구(130a, 130b)를 통하여 기판 사이에 액정을 주입한 후 봉지한다.

구체적으로, 진공조 내에서 액정셀 내부의 공기를 진공 배기하고 동시에 액정 재료를 진공 탈기한 후, 진공조 내부로 불활성 가스를 공급하여 액정셀과 진공조 내부의 기압차에 의해 액정쟁반에 채워져 있는 액정이 기판 사이로 주입되도록 한다.

이 때, 메인댐(115) 사이를 통과하여 급속하게 확산해나가는 액정은 상기 얼룩방지댐(116)에 의해 패널 전체로 분산됨과 아울러, 속도가 완충되어 기존에서와 같이, 제 1 ,제 2 액정주입구(130a, 130b)를 각각 통과한 액정의 두 흐름이 이질적으로 만나는 현상이 방지되는 것이다.

그리고, 얼룩방지댐(116)에 의해 경계선 얼룩이 방지되므로, 기존에서와 같이, 액정 주입 속도를 늦추지 않아도 된다.

이로써 경계선 얼룩이 없는 대형 모델의 액정패널이 완성된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 적어도 두 부분 이상의 액정주입구가 구비된 대형 모델의 소자일 경우, 각 액정주입구 사이의 내측선상에 얼룩방지댐을 추가로 구비함으로써 각 액정주입구를 통과한 액정의 흐름이 이질적으로 만나 경계선 얼룩이 발생하는 문제점을 해소할 수 있다.

따라서, 화면에 얼룩이 생기지 않아 액정표시소자의 화질에 대한 신뢰도가 높아진다.

둘째, 얼룩방지댐에 의해 대형 패널 전체에 액정이 고르게 주입되는 효과가 있다.

셋째, 액정이 만나는 지점에서의 얼룩방지를 위해 주입속도를 줄이고 주입시간을 연장했던 종래와 달리, 주입시간 및 주입속도를 조절하지 않아도 되므로 대형 패널 제작에 있어서, 공정 시간을 줄일 수 있다.

Claims (6)

1. 제 1 기판 및 제 2 기판;

   상기 제 1 기판 상의 가장자리에 형성된 씨일제;

   상기 씨일제에 형성된 적어도 둘 이상의 액정 주입구;

   상기 액정 주입구에 형성된 복수개의 메인댐;

   상기 메인댐의 내측선 상에 형성된 복수개의 보조댐;

   상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선에 연결된 박막트랜지스터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 메인댐 및 보조댐은 상기 씨일제와 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 보조댐은 서로 다른 액정주입구의 중간 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보조댐은 "ㄷ"자형 이거나 일자형인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 보조댐은 상기 씨일제와 동일한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.