KR20040001178A - 스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세패턴(Pattern)이 형성된 마스크를 이용하여 씨일과 스페이서를 동일 공정에서 형성함으로써 비용절감, 중력불량 및 셀 갭의 균일성을 확보할 수 있는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 상기 마스크는 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 의해 지지되는 스크린메시와, 상기 스크린메시상에 사각형상을 갖는 씨일라인용 패턴과, 상기 씨일라인용 패턴 내부에 형성되며 다수의 라인 및 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴을 갖는 감광막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{SCREEN MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING IT}
본 발명은 스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 셀 공정에서의 씨일(Seal) 도포와 스페이서(Spacer) 형성을 동시에 진행할 수 있도록 하는 스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 브라운관(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 텔레비전 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이러한 LCD는 서로 마주 보도록 결합되어 있는 두 기판과 그 사이에 주입되어 온도의 변화나 농도의 변화에 따라 상 전이를 발생하는 액정 물질로 이루어져 있다.
상기 액정은 액체의 유동성과 고체의 장거리 질서(Long Range Order) 성질을 가지는 액체와 고체의 중간 성질을 갖는 물질이다. 즉, 고체인 결정이 녹아서 액체가 되기 전에 고체결정이나 액체가 아닌 중간 상태로 되는 것을 말한다. 이러한 액정에 빛을 쪼이거나 전계 또는 자계를 부가시키면 광학적인 이방성 결정에 특유한 복굴절성을 나타내고, 어떠한 온도 범위내에서는 액체와 결정의 쌍방의 성질을 나타낸다.
이와 같은 LCD는 크게 유리기판 상에 어레이(Array) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈(Module) 공정을 진행함으로써 제조된다.
상기 어레이 공정은 배선 패턴(Pattern)이나 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT) 등의 스위칭소자[액티브 매트릭스(Active Matrix)형의 경우)] 등을 형성하는 공정이다. 셀 공정은 배향처리나 스페이서(Spacer)의 배치 및 대향하는 유리기판간에 액정을 봉입하는 공정이며, 모듈 공정은 드라이버(Driver) IC의 부착이나 백 라이트(Back Light) 장착 등을 하는 공정이다.
여기서, 종래의 액정 셀 공정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복수 개의 TFT 기판이 적재된 카세트(Cassette;도시되지 않음)와 복수 개의 컬러필터 기판이 적재된 카세트(도시되지 않음)가 각각 로더(Loader;적재기)에 의해 각각의 포트(Port) 상에 안착된다.
상기 TFT 기판에는 어레이 공정에 의해 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인(Gate Line)과 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인(Data Line)과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성되어 있다. 그리고, 컬러필터 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 필터층 및 공통전극 등이 형성되어 있다.
다음, 상기 복수 개의 TFT 기판 및 복수 개의 컬러필터 기판을 각각 하나씩 선택하도록 프로그램(Program) 된 로봇 암(Robot Arm)을 이용하여 TFT 기판 및 컬러필터 기판을 선택한다.
이어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선택된 TFT 기판과 컬러필터 기판 상에 배향물질을 도포한 후 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하는 배향 공정(1S)을 각각 진행한다. 상기 배향 공정(1S)은 배향막 도포 전 세정, 배향막 인쇄, 배향막 소성, 배향막 검사, 러빙 공정 순으로 진행된다.
다음, 배향 공정(1S) 후 갭(Gap) 공정이 진행된다. 상기 갭 공정은 TFT 기판 및 컬러필터 기판을 각각 세정(2S)한 다음, TFT 기판에 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포(3S)하고, 컬러필터 기판의 외곽부에 씨일(Seal)재를 도포(4S)한 후, 상기 TFT 기판과 컬러필터기판에 압력을 가하여 합착(5S)하는 공정으로 이루어진다.
상기 씨일재 도포는 스크린 인쇄법(Screen Printing Method) 또는 디스펜서법(Dispensing Method) 등을 이용하여 씨일재를 도포하고 있다.
여기서, 스크린 인쇄법은 스크린이 기판과 접촉하기 때문에 기판 위에 형성된 배향막 등이 손상될 우려가 있고, 또한 기판이 대면적화되면 씨일재의 손실량이 많아 비경제적일 수 있으며, 상기 디스펜서법은 각 패널 영역마다 디스펜서(Dispenser)가 이동하면서 씨일재를 도포하므로 시간 낭비가 심하고, 또한 다양한 씨일재 패턴을 형성하기가 어려우므로, 상황에 알맞게 상기 스크린 인쇄법 또는 디스펜서법 중 어느 하나를 선택하여 씨일재를 도포해야 한다.
한편, 상기 TFT 기판과 컬러필터 기판은 서로 대향하는 대면적의 유리기판 상에 복수 개의 영역으로 형성되어 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 단위기판 영역들이 형성되어 있고, 상기 단위 기판 영역 중 하부의 단위기판(TFT 기판) 영역들 내에는 별도의 화소전극들이 각각 형성되어 있다. 그리고, 상부의 단위기판(컬러필터 기판) 영역들을 포함하는 대면적 유리기판에는 상기 화소전극과 더불어 액정을 구동시키는 공통전극이 상기 유리기판 전면에 형성되어 있다.
따라서, 일정 규격의 단위패널의 화소전극에 해당하는 전압을 각각 인가하여 각 단위패널별로 그에 해당하는 투과율에 따른 각각의 단위 패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(6S).
이후, 상기와 같이 가공된 개개의 단위패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고, 상기 액정주입구를 봉지(7S)하여 액정층을 형성한다. 다음, 각 단위패널의 절단된 면을 연마한 다음, 단위패널의 외관 및 전기적 불량 검사(8S)를 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다.
여기서, 상기 액정주입공정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 액정 물질을 용기(7)에 담은 다음, 챔버(6) 속에 용기를 삽입한다. 이어, 챔버(6) 안의 압력을 진공상태로 유지하여 액정(8) 물질 속이나 용기 안벽에 붙어 있는 수분 및 액정내의 미세한 공기방울을 제거하는 탈포공정을 수행한다.
다음, 여러 장의 단위패널(4)의 액정주입구를 액정 물질에 담그거나 접촉시킨 다음, 챔버(6) 안의 압력을 진공 상태로부터 질소(N2) 가스를 외부에서 유입하여챔버(6) 안을 대기압 상태로 형성한다. 그러면, 단위패널(4) 안의 압력과 챔버의 압력 사이의 차이에 의한 삼투압 현상에 의해 액정 물질이 액정주입구를 통하여 주입된다.
다음, 액정(8)이 각 단위패널(4)에 다 충진되면, 주입구를 밀봉하는 봉지 공정을 수행한 후, 각각의 단위패널(4)을 세정한다.
그러나, 이러한 액정 주입 방법은 전술한 바와 같이, 단위 패널로 절단(Cutting)한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정주입구를 액정 물질에 담그거나 접촉시켜 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다. 또한, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 패널 내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 될 수 있다.
이에 대해 최근 액정 셀 공정으로, TFT 기판의 화소 영역 상에 규정량의 액정을 적하하고, 진공 중에서 TFT 기판과 컬러필터 기판을 접합하여 액정을 충진시키는 액정적하방식이 주목되고 있다.
여기서, 상기 TFT 기판상에는 어레이 공정에 의해 복수개의 게이트 라인(Gate Line) 및 복수개의 데이터 라인(Data Line)과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성되어 있다.
그리고, 컬러필터 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층, 컬러 필터층, 공통전극과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 대응하는 영역 상에 상기 TFT 기판과 상기 컬러필터 기판과의 셀갭(Cell Gap) 유지를 위한 컬럼 스페이서(Column Spacer) 등이 형성되어 있다.
상기 액정적하방식을 적용한 액정표시장치의 제조방법은 도 3a에서 알 수 있듯이, TFT 기판(1)에 액정주입구가 없는 프레임(Frame) 형상의 자외선 경화형 씨일재(3)를 소정의 두께로 도포하고, 상기 씨일재(3) 안쪽(박막트랜지스터 어레이 부분)에 적당량의 액정(2)을 고르게 적하한다. 이때, 상기 액정(2)은 시린지(Syringe, 9)를 이용하여 일정한 피치(Pitch)와 패턴(Pattern)으로 일정량만큼 균일하게 도팅(Dotting)한다.
다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(도시되지 않음) 내에서 컬러필터 기판(5)을 상기 씨일재(3)가 인쇄된 TFT 기판(1)위에 위치시킨 후 합착한다.
그런 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 진공 챔버 내를 대기압으로 복원하면 상기 합착된 TFT 기판(1) 및 컬러필터 기판(5)이 챔버 내와 기판 사이의 압력차로 인하여 기판이 가압되면서 TFT 기판(1)과 컬러필터 기판(5) 사이에 액정이 충진되어 액정층을 이룬다. 그런 다음, 상기 씨일재(3)의 도포 영역에 UV 광원을 이동시키면서 조사하여 씨일재(3)를 경화시킴으로써 액정표시장치를 제조한다.
이러한 액정적하방식은 짧은 시간 동안에 직접 기판상에 액정을 적하하기 때문에 대면적의 액정표시장치의 액정층 형성도 매우 신속하게 진행할 수 있게 될 뿐만 아니라 필요한 양의 액정만을 직접 기판상에 적하하기 때문에 액정의 소모를 최소화할 수 있게 되므로 액정표시소자의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다는 장점을 가진다.
그러나, 종래의 액정적하방식을 적용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 종래에는 액정 셀 공정에 있어서, 컬럼형상의 스페이서가 형성된 컬러필터 기판상에 배향공정을 진행하여 액정의 초기 배열을 제어하였다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소 영역을 제외한 영역에 대응하도록 형성된 블랙 매트릭스(12)와, 상기 블랙 매트릭스(12) 양 측방에 도포된 컬러필터층(14)과 상기 컬러필터 기판 전면에 형성된 공통전극(16)과, 상기 공통전극(16) 상에서 상기 블랙 매트릭스(12)에 대응하는 위치에 형성된 컬럼형상의 스페이서(18)를 포함하는 컬러필터 기판(10)을 상기 액정 셀 공정에서의 배향공정을 거쳐 액정의 초기 배열을 제어하는 배향막(20)을 형성하였다. 이때, 상기 스페이서(18)의 돌출로 인해 상기 배향막(20) 도포시 스탭 커버리지(Step Coverage)가 좋지 않아 액정의 초기 배열을 위한 러빙 공정이 제대로 이루어지기 어렵다.
또한, 상기 컬럼형상의 스페이서(18)는 포토레지스트의 재질을 가지므로, 고온에서의 액정 팽창률보다 상기 스페이서(18)의 팽창률이 극히 적어 액정패널을 수직으로 세웠을 때 발생하는 중력 불량 현상이 잘 나타났다.
또한, 포토(Photo) 공정을 이용하여 상기 컬럼형상의 스페이서(18)를 형성하였을 경우, 액정패널의 일정 셀 갭을 유지하기 위한 목적으로 형성된 스페이서(18)의 높이가 일정치 않아 셀 갭을 제어하기가 쉽지 않았다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 미세패턴(Pattern)이 형성된 스크린 마스크를 이용하여 씨일과 스페이서를 동일 공정에서 형성함으로써 비용절감, 중력불량 및 셀 갭의 균일성을 확보할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래의 진공주입법을 적용한 액정표시장치의 제조순서도.
도 2는 종래의 액정의 진공주입방법을 나타낸 사시도.
도 3a 및 도 3b는 종래의 액정적하방식을 적용한 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.
도 4는 종래의 배향막 형성시 문제점을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 평면도.
도 6은 도 5의 일부확대도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 제조순서도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 액정표시장치의 일부 단면도.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 마스크는 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 의해 지지되는 스크린메시와, 상기 스크린메시상에 사각형상을 갖는 씨일라인용 패턴과 상기 씨일라인용 패턴 내부에 형성되며 다수의 라인 및 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴을 갖는 감광막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 제 1 기판과 제 2 기판을 제공하는 단계; 상기 제 1, 제 2 기판상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판상의 배향막 상부에 스크린 마스크를 이용하여 씨일재 및 스페이서를 동시에 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판상의 씨일재 내부에 액정을 적하하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스크린 마스크의 평면도이고, 도 6은 도 5의 일부확대도이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 제조순서도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 액정표시장치의 일부 단면도이다.
먼저, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 마스크를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 마스크는 액정 셀 공정 중 씨일재 도포 및 스페이서 형성을 동시에 형성하기 위한 스크린 마스크이다.
스크린 마스크는 금속막으로 이루어진 것으로 금속망 사이로 페이스트(Paste)를 밀어내어 원하는 형상을 인쇄하는 방법이다. 여기서, 스크린 마스크는 와이어가 엮여져 있는 금속망(Stainless steel mesh), 즉, 스크린 메시(Screen Mesh)상에 에멀션감광피막법에 의해 소정의 감광막 패턴이 형성되어 있는 형태이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 스크린 마스크는 마스크 프레임(도시되지 않음)에 의해 지지되는 스크린 메시(21)상에 다량의 수분을 함유하고 있는 에멀션과 같은 감광성 유액을 도포한 후, 도포된 감광성 유액을 노광 및 현상하여 소정의 감광막 패턴을 형성하여 제작한다.
상기 감광막 패턴은 사각형상을 갖는 씨일라인용 패턴(23a)과, 상기 씨일라인용 패턴 내부에 형성되며 다수의 라인 및 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴(23b)으로 이루어진다. 또한, 상기 감광막 패턴은 상기 씨일라인용 패턴(23a) 외곽에 더미씨일라인용 패턴(23c)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 스페이서용 패턴을 확대 도시하면, 도 6과 같다.
즉, 라인 형상을 갖는 스페이서용 패턴(24a)이 일정간격을 가지며 행과 열 방향의 매트릭스 형태로 형성되어 있고, 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴(24b)이 상기 매트릭스 형태로 형성된 스페이서용 패턴(24a) 내에 다수의 도트 형상으로 형성되어 있다.
이때, 도면에서 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴(24b)이 수평적으로 형성되어 있지만, 이에 한정하지 않고 수직적으로도 형성될 수 있다.
다음, 상기와 같이 구성되는 스크린 마스크를 이용하여 액정표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도면에는 도시하지 않았지만, 어레이 공정 및 컬러필터 공정이 수행된 제 1 기판 및 제 2 기판을 제공한다. 상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 복수의 제 1 단위기판("TFT 단위기판" 이라 칭함) 영역 및 제 2 단위기판("컬러필터 단위기판" 이라 칭함) 영역을 각각 포함하며, 상기 어레이 공정 및 컬러필터 공정이 완료되면 제 1 카세트 및 제 2 카세트에 각각 적재된다.
이러한 제 1 카세트 및 제 2 카세트는 이송장치에 의해 액정 셀 공정 라인의 로더(Loader)에 장착된다. 여기서, 상기 TFT 단위기판 영역에는 상기 어레이 공정에 의해 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수 개의 게이트 라인과 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수 개의 데이터 라인과 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 구비되어 있다.
그리고, 상기 컬러필터 단위기판 영역에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 컬러 필터층 및 공통전극 등이 구비되어 있다.
상기와 같은 조건에서의 액정 셀 공정의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 기판 및 제 2 기판을 각각 적재하는 제 1, 제 2 카세트는 액정셀 공정으로의 진입 시, 상기 배향 공정을 진행하는 라인의 로더(Loader)에 놓여진다.
다음, 상기 로더에 장착된 제 1, 제 2 카세트의 정보를 인식하는 로봇 암에 의해 제 1 카세트에 적재되어 있는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 매칭되는 제 2 기판을 선택하여 배향 공정 라인에 로딩한다.
상기 배향 공정 라인은 제 1 기판을 로딩하여 진행하는 제 1 공정라인 및 제 2 기판을 로딩하여 진행하는 제 2 공정 라인으로 구성된다.
이러한 배향 공정은 도 7에 도시된 바와 같이, 배향막 도포 전 세정(20S) 공정과, 배향막 도포(21S), 배향막 소성(22S), 검사(23S) 및 러빙(24S) 순으로 진행된다.
이를 간략히 설명하면, 제 1 기판 및 제 2 기판에 이물질 및 입자(Particle)를 제거하기 위한 세정(20S) 공정을 진행한 다음, 배향막을 도포한다.
상기 배향막 도포(21S)의 배향액은 디스펜서(Dispenser)에서 회전하고 있는 닥터 롤(Doctor Roll)과 아닐록스 롤(Anilox Roll) 사이에 적하 공급된다. 이 도포액은 2개의 롤 사이에서 아닐록스 롤 면에 액체 박막으로 되어 유지되고, 아닐록스 롤로부터 인쇄고무판이 부착된 인쇄롤로 전사된다. 그리고 도포 스테이지 위에 고정된 기판이 진행할 때에 이 도포액의 박막이 제 1 기판 및 제 2 기판에 전사 도포된다.
다음, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 인쇄된 배향막 내의 용매를 증발시키기 위한 소성(Baking) 공정(22S)을 수행하고, 배향막 상태의 검사(23S) 및 러빙공정(24S)을 거쳐 배향 공정을 완료한다.
이와 같은 배향 공정이 완료되면, 제 1 기판 및 제 2 기판은 언로더(Unloader)에 마련된 제 3, 제 4 카세트에 각각 적재되고, 상기 배향 공정 중 불량이 발생한 기판, 예컨대 배향 불량, 러빙 불량 및 기타 원인으로 인해 발생한 불량 기판은 언로더의 측부에 마련된 버퍼용 카세트에 적재된다.
다음, 상기 제 3, 제 4 카세트는 갭(GAP) 공정을 진행하는 라인의 로더(Loader)에 로딩된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 3, 제 4 카세트에 적재되어 있는 제 1, 제 2 기판들 중 하나 씩을 선택하여 갭 공정을 진행하는 라인에 로딩한다.
상기 선택된 제 1 기판 및 제 2 기판을 세정(25S)한 다음, 상기 제 2 기판 상에 다수의 컬러필터 단위기판 영역상의 공통전극을 제 1 기판상에 형성되어 있는 공통전압라인과 전기적 연결을 위해 도트 형상을 갖는 은(Ag)이 도포(26S)된다.
다음, 각 컬러필터 단위기판 영역의 주변부에 액정주입구가 없는 씨일재를 도포하면서, 셀 갭 유지를 위한 스페이서를 동시에 형성하는 공정을 진행한다(27S).
상기 씨일재 및 스페이서는 상기 도 5의 스크린 마스크를 이용하여 형성하는 것으로 이를 설명하면 다음과 같다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 러빙처리된 배향막(140)을 구비하는 제 1 기판 또는 제 2 기판을 제공한다. 도면에는 상기 제 2 기판(500)에 구비된 컬러필터 단위기판(100) 영역을 기준으로 설명하도록 한다.
상기 컬러필터 단위기판(100)상에는 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(110)과 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 삼원색을 기본으로 하여 하나의 색을 구현하는 컬러필터층(120)과, 평탄화시키기 위한 오버코트(Overcoat)층(130)과, 전계를 이용하여 액정을 구동하기 위한 공통전극(135) 및 액정 셀 공정의 배향 공정을 통해 형성된 배향막(140)이 형성되어 있다.
다음, 도 5의 스크린 마스크를 이용하여 상기 컬러필터 단위기판(100)의 외곽부에 주입구가 없는 씨일재(150)를 도포하면서, 블랙매트릭스층(110)과 대응되는 영역상에 스페이서(160)를 형성한다. 상기 씨일재(150) 및 스페이서(160)는 바람직하게 유리섬유질을 포함한다.
상기 씨일재(150)는 상기 씨일라인용 패턴을 갖는 스크린 마스크에 의해 주입구가 없는 사각형상의 라인으로 형성되고, 상기 스페이서(160)는 상기 라인형상의 스페이서용 패턴(24a)을 갖는 스크린 마스크에 의해 일정간격을 가지며 행과 열 방향의 매트릭스 형태로 형성되며, 또한 상기 도트형상의 스페이서용 패턴(24b)을 갖는 스크린 마스크에 의해 상기 매트릭스 형태로 형성된 스페이서 내에 다수의 도트 형태로 형성된다.
상기 라인형 스페이서(24a) 및 도트형 스페이서(24b)는 블랙매트릭스 상부의 배향막(140) 상에 형성되므로 휘도를 최대로 할 수 있으며, 스페이서(160)에 의한 액정 배향의 흐트러짐도 방지할 수 있으며, 유리 섬유질을 포함하고 있으므로, 원하는 셀 갭 형성에 보다 유리하다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 단위기판 영역 상의 씨일재안쪽 영역과 대응하는 TFT 단위기판 영역상에 액정을 적하(28S)하는 공정이 진행된다.
상기 액정 적하는 상기 사각 형상의 씨일재 안쪽의 대응영역(화소 영역)에 일정한 피치(Pitch)로 소정의 액정을 균일하게 도팅한다. 다시 말해서, 상기 매트릭스 형태를 갖는 라인형 스페이서 내부에 대응되도록 액정을 균일하게 도팅한다.
다음, 상기와 같은 공정이 진행된 각각의 제 1 기판과 제 2 기판은 진공 챔버에 로딩되어 상기 적하된 액정이 균일하게 각 패널에 채워지도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한 다음, 상기 씨일재를 경화하여 패널을 형성한다(30S).
다음, 상기 패널을 단위 패널로 절단하는 공정이 진행된다.
상기 절단 공정(30S)은 절단 휠(Wheel)을 통해 일정한 압력으로 유리재질의 패널과 밀착되어 일정한 깊이의 홈을 형성하고, 상기 패널에 홈이 형성된 이후에는 외부의 충격을 통해 크랙(Crack)이 아래방향으로 전파되도록 패널을 절삭함으로써 다수의 단위 패널을 형성한다.
이어, 절단된 각 단위 패널은 연마장치로 이송되어 단위 패널의 면을 연마(32S)한 다음, 단위 패널의 외관 및 전기적 연결에 대한 최종 검사(33S)하여 액정 셀 공정을 완료한다.
상기 검사(33S)는 액정 배향 상태를 검사하는 외관 검사 및 A/P(Auto/Probe) 검사를 진행하는 공정으로 얼룩불량 및 전기적 점등 상태, 예를 들면 바둑판 얼룩, 검정 얼룩, 컬러필터 돌기, 사선얼룩, 러빙줄무늬, 핀 홀(Pin Hole), 게이트 라인 및 데이터 라인의 단선 또는 합선 등을 검사한다. 상기 얼룩 불량은 육안 혹은 CCD등의 고체 촬상 소자에 의한 자동 검출이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 따른 스크린 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
액정 셀 공정 중 셀 갭 유지를 위한 스페이서와, 제 1 기판과 제 2 기판을 접착하는 씨일재를 스크린 마스크를 이용하여 동시에 형성함으로써, 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 스페이서를 라인형 스페이서 및 도트형 스페이서로 구성하고, 이를 블랙매트릭스 상부의 배향막 상에 형성함으로써, 휘도를 최대로 할 수 있으며, 또한 액정 배향의 흐트러짐도 방지할 수 있다.
또한, 상기 스페이서는 유리 섬유질을 포함하고 있으므로 원하는 셀 갭 형성에 보다 유리한 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 마스크 프레임과,
    상기 마스크 프레임에 의해 지지되는 스크린메시와,
    상기 스크린메시상에 사각형상을 갖는 씨일라인용 패턴과 상기 씨일라인용 패턴 내부에 형성되며 다수의 라인 및 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴을 갖는 감광막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 라인 형상을 갖는 스페이서용 패턴은 일정간격을 가지며, 행과 열 방향의 매트릭스 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴은 상기 매트릭스 형태로 형성된 스페이서용 패턴 내에 형성된 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴은 수평적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴은 수직적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 씨일라인용 패턴 외곽에 더미씨일라인용 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  7. 제 1 기판과 제 2 기판을 제공하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 기판상에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판상의 배향막 상부에 스크린 마스크를 이용하여 씨일재 및 스페이서를 동시에 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판상의 씨일재 내부에 액정을 적하하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스크린 마스크는 마스크 프레임에 의해 지지되는 스크린메시와, 상기 스크린메시상에 사각형상을 갖는 씨일라인용 패턴과, 상기 씨일라인용 패턴 내부에 형성되며 다수의 라인 및 도트 형상을 갖는 스페이서용 패턴을 갖는 감광막 패턴으로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 씨일재는 상기 씨일재용 패턴을 갖는 스크린 마스크에 의해 사각형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 라인형상의 스페이서용 패턴을 갖는 스크린 마스크에 의해 일정간격을 가지며, 행과 열 방향의 매트릭스 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 도트형상의 스페이서용 패턴을 갖는 스크린 마스크에 의해 상기 매트릭스 형태로 형성된 스페이서 내에 다수의 도트 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 기판상에는 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과,
    상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과,
    상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 기판상에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스와,
    적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 삼원색을 표현하는 컬러 필터층과,
    상기 화소전극들과 함께 액정을 구동시키는 공통전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  14. 제 7항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 블랙 매트릭스와 대응하는 배향막 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 씨일재 및 스페이서는 유리섬유질을 내포하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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KR20050073972A (ko) * 2004-01-13 2005-07-18 삼성전자주식회사 표시 장치

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