KR20040049630A - Liquid crystal display device having improved structure of injection opening - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 액정이 주입되는 주입구에 충진된 감광성 봉지제가 액정층으로 유입되는 것을 방지하여 액정의 오염에 의한 불량을 방지할 수 있는 액정표시소자의 액정주입구 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal injection hole structure of a liquid crystal display device which can prevent defects caused by contamination of the liquid crystal by preventing the photosensitive encapsulant filled in the injection hole into which the liquid crystal is injected into the liquid crystal layer. will be.
액정표시소자(Liquid Crystal Display device)는 투과형 평판표시장치로서, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 전자기기에 널리 적용되고 있다. 이러한 LCD는 경박단소화가 가능하고 고화질을 구현할 수 있다는 점에서 다른 평판표시장치에 비해 현재 많은 실용화가 이루어지고 있는 실정이다. 더욱이, 디지털TV나 고화질TV, 벽걸이용 TV에 대한 요구가 증가함에 따라 TV에 적용할 수 있는 대면적 LCD에 대한 연구가 더욱 활발히 이루어지고 있다.Liquid crystal display devices are transmissive flat panel displays, and are widely applied to various electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers. Such LCDs are currently being practically used in comparison with other flat panel displays in that they can be made light and small and have high image quality. Moreover, as the demand for digital TVs, high-definition TVs, and wall-mounted TVs increases, studies on large-area LCDs applicable to TVs are being actively conducted.
일반적으로 LCD는 액정분자를 동작시키는 방법에 따라 몇 가지 방식으로 나누어질 수 있지만, 현재에는 반응속도가 빠르고 잔상이 적다는 점에서 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) LCD가 주로 사용되고 있다.In general, LCDs can be divided into several methods depending on how the liquid crystal molecules are operated, but nowadays, thin film transistor LCDs are mainly used in view of fast reaction speed and low afterimage.
도 1은 이러한 TFT LCD의 구조를 나타내는 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, TFT LCD(1)는 하부기판(3)과 상부기판(5) 및 그 사이에 형성되는 액정층(17)으로 구성되어 있으며, 상기 하부기판(3)에는 종횡으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 게이트라인(11)과 데이터라인(13)이 배치되어 있으며, 각각의 게이트라인(11)과 데이터라인(13)은 하부기판(3)의 비표시영역에 형성된 패드(12,14)를 통해 외부의 구동소자(도면표시하지 않음)와 전기적으로 접속된다. 또한, 각각의 화소내에는 TFT(15)가 형성되어 있다. 게이트라인(11)을 통해 주사신호가 인가됨에 따라 상기 TFT(15)가 스위칭되어 데이터라인(13)을 통해 입력되는 화상신호가 액정층(17)에 인가된다.1 is a plan view showing the structure of such a TFT LCD. As shown in the figure, the TFT LCD 1 is composed of a lower substrate 3 and an upper substrate 5 and a liquid crystal layer 17 formed therebetween, which is arranged vertically and horizontally on the lower substrate 3. The gate line 11 and the data line 13 are formed to define a plurality of pixels, and each gate line 11 and the data line 13 are pads formed in the non-display area of the lower substrate 3. 12 and 14 are electrically connected to an external driving element (not shown). In addition, a TFT 15 is formed in each pixel. As the scan signal is applied through the gate line 11, the TFT 15 is switched and an image signal input through the data line 13 is applied to the liquid crystal layer 17.
상기 하부기판(3)과 상부기판(5)의 외곽부에는 실링재가 도포된 실링부(7)가 형성되어 상기 하부기판(3)과 하부기판(5)을 합착한다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이, 실링부(7) 영역에는 광차단수단인 블랙매트릭스(black matrix;9)가 형성되어 상기 실링부(7) 영역으로 광이 투과하는 것을 방지한다. 상기 블랙매트릭스(9)는 상부기판(5)에 형성되는 것으로, 도면에는 실링부(7) 영역에만 도시되어 있지만, 실제로는 화소와 화소 사이 또는 TFT(15) 영역에 형성되어 LCD의 비표시영역으로 광이 투과하는 것을 방지하게 된다.The outer portion of the lower substrate 3 and the upper substrate 5 is formed with a sealing portion 7 coated with a sealing material to bond the lower substrate 3 and the lower substrate 5 to each other. At this time, as shown in the figure, a black matrix 9 as a light blocking means is formed in the sealing part 7 area to prevent light from being transmitted to the sealing part 7 area. The black matrix 9 is formed on the upper substrate 5, and is only shown in the sealing portion 7 region in the drawing, but is actually formed between the pixel and the pixel or the TFT 15 region to form a non-display area of the LCD. This prevents light from being transmitted.
도면에서 도면부호 20은 하부기판(3)과 상부기판(5)이 합착된 후 그 사이로 액정을 주입하기 위한 액정주입구를 나타낸다. 상기 액정주입구(20)를 통해 액정이 주입된 후에는 상기 액정주입구(20)에 봉지제(22)에 의해 봉지된다. 봉지제(22)는 통상적으로 감광성 물질로 이루어져 있기 때문에, 액정주입구(20)의 내부에 봉지제(22)를 충진한 후 자외선과 같은 광을 조사하여 경화시킨다. 이때, 상기 액정주입구(20)에는 복수의 패턴(24)이 형성되어 있다. 이 패턴(24)은 단차보상용 패턴으로서, 화소영역에 형성되는 TFT나 화소전극(도면표시하지 않음)에 의해 단차가발생하여 TFT LCD에 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.In the drawing, reference numeral 20 denotes a liquid crystal inlet for injecting liquid crystal between the lower substrate 3 and the upper substrate 5 after they are bonded. After the liquid crystal is injected through the liquid crystal inlet 20, the liquid crystal inlet 20 is encapsulated by the encapsulant 22. Since the encapsulant 22 is generally made of a photosensitive material, the encapsulant 22 is filled into the liquid crystal inlet 20 and then cured by irradiating light such as ultraviolet rays. In this case, a plurality of patterns 24 are formed in the liquid crystal injection hole 20. This pattern 24 is a step compensating pattern for preventing a defect from occurring in the TFT LCD due to a step difference caused by a TFT or a pixel electrode (not shown) formed in the pixel region.
이하에서 상기와 같이 구성된 TFT LCD를 도 2를 참조하여 더욱 자세히 설명한다. 도면에서는 설명의 편의를 위해, 실제 화상이 구현되는 화소영역과 액정주입구 영역을 분리하여 도시하였다.Hereinafter, the TFT LCD configured as described above will be described in more detail with reference to FIG. 2. In the drawings, for convenience of description, the pixel region where the actual image is implemented and the liquid crystal injection region are illustrated separately.
도면에 도시된 바와 같이, 화소영역의 하부기판(3)에는 게이트전극(31)이 형성되어 있으며, 그 위에 기판(3) 전체에 걸쳐 게이트절연층(32)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(32) 위에는 반도체층(34)이 형성되어 상기 게이트전극(31)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층(channel layer)를 형성하며, 그 위에 소스/드레인전극(36)이 형성되어 있다. 상기와 같이, 소스/드레인전극(36)이 형성된 하부기판(3) 전체에 걸쳐서 보호층(39)이 적층되어 있으며, 상기 보호층(39) 위의 화소영역에는 보호층(39)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 소스/드레인전극(36)과 전기적으로 접속되는 화소전극(38)이 형성되어, 상기 반도체층(34)이 활성화됨에 따라 소스/드레인전극(36)을 통해 입력되는 신호가 상기 화소전극(38)에 인가된다.As shown in the figure, a gate electrode 31 is formed on the lower substrate 3 of the pixel region, and the gate insulating layer 32 is stacked over the entire substrate 3. A semiconductor layer 34 is formed on the gate insulating layer 32 and is activated as a scanning signal is applied to the gate electrode 31 to form a channel layer, and the source / drain electrode 36 is formed thereon. Is formed. As described above, the protective layer 39 is stacked over the entire lower substrate 3 on which the source / drain electrodes 36 are formed, and the contact formed on the protective layer 39 is formed in the pixel area on the protective layer 39. A pixel electrode 38 electrically connected to the source / drain electrode 36 is formed through a contact hole, and a signal input through the source / drain electrode 36 as the semiconductor layer 34 is activated. Is applied to the pixel electrode 38.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 화소전극(38) 위에는 액정층(17)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.Although not shown in the figure, an alignment film for orienting liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 is coated on the pixel electrode 38.
한편, 액정주입구 영역의 게이트절연층(32) 위에는 소스/드레인전극(36)과 같은 패턴에 의해 발생할 수 있는 단차를 보상하기 위한 단차보상용 패턴(24)이 형성되어 있다. 상기 단차보상용 패턴(24)은 통상적으로 반도체 물질로 이루어지는데, TFT의 반도체층(34) 형성시 동일한 공정에 의해 형성된다.On the other hand, a step compensation pattern 24 is formed on the gate insulating layer 32 in the liquid crystal injection hole region to compensate for the step difference caused by the same pattern as the source / drain electrode 36. The step compensation pattern 24 is typically made of a semiconductor material, which is formed by the same process when forming the semiconductor layer 34 of the TFT.
상판(5)에는 광차단수단인 블랙매트릭스(9)와 컬러를 구현하는 컬러필터층(42)이 형성되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 블랙매트릭스(9)는 Cr이나 CrOx, Cr/CrOx 혹은 블랙수지(black rusin) 등으로 이루어지며, 화소영역의 TFT영역, 게이트라인 근처, 데이터라인 근처 및 액정주입구 영역에 형성된다. 또한, 상기 블랙매트릭스(9)와 컬러필터층(42) 위에는 공통전극(44)이 형성되어 TFT를 통해 신호가 입력됨에 따라 액정층(17)의 액정분자를 작동시키며, 도면 표시하지 않은 배향막이 형성되어 액정분자를 배향한다.The upper plate 5 is provided with a black matrix 9 as a light blocking means and a color filter layer 42 for realizing color. As shown in the figure, the black matrix 9 is made of Cr, CrOx, Cr / CrOx, or black resin (black rusin) and the like, and the TFT region of the pixel region, near the gate line, near the data line and the liquid crystal injection region. Is formed. In addition, a common electrode 44 is formed on the black matrix 9 and the color filter layer 42 to operate the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 as a signal is input through the TFT, and an alignment layer not shown is formed. To align the liquid crystal molecules.
TFT가 형성된 하판(3)과 컬러필터층(42)이 형성된 상판(5) 사이에는 셀갭을 일정하게 유지하는 스페이서(spacer;50)가 산포되어 일정한 셀갭을 유지하고 상기 하판(3)과 상판(5)을 실링한 상태에서 액정을 주입하여 액정층(17)을 형성한다. 액정은 상기 액정주입구 영역을 통해 주입되며, 상기 액정의 주입 후 상기 액정주입구는 봉지제(22)에 의해 봉지된다.Between the lower plate 3 on which the TFT is formed and the upper plate 5 on which the color filter layer 42 is formed, a spacer 50 for maintaining a constant cell gap is dispersed to maintain a constant cell gap and the lower plate 3 and the upper plate 5. ) Is injected into the liquid crystal to form the liquid crystal layer 17. Liquid crystal is injected through the liquid crystal inlet area, and after the liquid crystal is injected, the liquid crystal inlet is sealed by the encapsulant 22.
도 3에 봉지제(22)에 의해 봉지된 액정주입구 영역을 확대한 구조가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 단차보상용 패턴(24)은 상기 액정주입구 영역 전체에 걸쳐서 복수개 형성되며, 상기 액정주입구 영역에는 봉지제(22)가 충진되어 있다. 도면에서, 봉지제(22)는 점으로 해칭되어 있다. 도면에서는 단차보상용 패턴(24)에는 봉지제(22)가 충진되어 있지 않지만, 이것은 봉지제(22)와 단차보상용 패턴(24)을 명확하게 표시하기 위한 것으로, 실제로는 도 2에 도시된 바와 같이 단차보상용 패턴(24) 위에도 봉지제(22)가 충진되어 있을 것이다.3 illustrates an enlarged structure of the liquid crystal injection hole region encapsulated by the encapsulant 22. As shown in the figure, a plurality of step compensation patterns 24 are formed over the entire liquid crystal inlet region, and an encapsulant 22 is filled in the liquid crystal inlet region. In the figure, the encapsulant 22 is hatched with a dot. In the drawing, the step compensation pattern 24 is not filled with the encapsulant 22, but this is for clearly displaying the encapsulant 22 and the step compensation pattern 24, which is actually shown in FIG. As described above, the encapsulant 22 may also be filled on the step compensation pattern 24.
봉지제(22)는 감광성 물질로 이루어져 있다. 따라서, 액정주입구를 봉지하기위해서는 봉지제(22)를 액정주입구 영역에 충진한 후 자외선과 같은 광을 조사하여 상기 봉지제(22)를 경화시켜야만 한다. 다시 말해서, 하부기판(3) 또는 상부기판(5) 쪽에서 자외선을 조사해야만 한다. 이러한 자외선의 조사에 의해 봉지제(22)가 경화되어 액정주입구가 봉지되는 것이다.The encapsulant 22 is made of a photosensitive material. Therefore, in order to encapsulate the liquid crystal inlet, the encapsulant 22 must be filled in the liquid crystal inlet region, and the encapsulant 22 must be cured by irradiating light such as ultraviolet rays. In other words, ultraviolet rays must be irradiated from the lower substrate 3 or the upper substrate 5 side. The encapsulant 22 is cured by the irradiation of ultraviolet rays to encapsulate the liquid crystal inlet.
한편, 단차보상용 패턴(24)은 도면에 도시된 바와 같이 지그재그형태로 화소영역(화상표시영역)으로 연장되어 있으며, 인접하는 패턴과는 일정 간격으로 배열된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단차보상용 패턴(24)은 일정 두께로 형성된다. 따라서, 서로 인접하는 단차보상용 패턴(24)에 의해 화소영역으로 방향지어진(물론, 지그재그형태를 이루고 있지만 주 연장방향은 화상표시영역이다) 홈이 형성되는데, 이 홈은 경화되지 않은 봉지제(22)가 액정이 충진된 화소영역으로 흐르는 통로의 역할을 하게 된다. 따라서, 미경화된 봉지제(22)가 액정층으로 용이하게 유입되는데, 유입된 봉지제(22)가 액정층의 액정과 닿게 되면 액정이 오염된다. 이러한 액정의 오염은 LCD를 구동할 때에 화면상에 얼룩이 발생하키며, 따라서 LCD불량의 원인이 된다.On the other hand, the step compensation pattern 24 extends in the zigzag form to the pixel area (image display area) as shown in the figure, and is arranged at regular intervals from adjacent patterns. In addition, as shown in Figure 2, the step compensation pattern 24 is formed to a predetermined thickness. Accordingly, grooves oriented in the pixel area (of course, in a zigzag shape but the main extension direction is an image display area) are formed by the step difference compensation patterns 24 adjacent to each other. 22) serves as a passage that flows to the pixel region filled with the liquid crystal. Accordingly, the uncured encapsulant 22 easily flows into the liquid crystal layer. When the encapsulant 22 comes into contact with the liquid crystal of the liquid crystal layer, the liquid crystal is contaminated. Such contamination of the liquid crystal causes stains on the screen when the LCD is driven, thus causing LCD defects.
상기와 같이, 봉지제(22)가 화상표시영역으로 흘러 들어가 액정에 닿게 되면 액정이 오염되는데, 이러한 액정의 오염은 액정표시소자에 불량을 발생시키는 주요한 원인이 된다.As described above, when the encapsulant 22 flows into the image display area and comes into contact with the liquid crystal, the liquid crystal is contaminated. Such contamination of the liquid crystal is a major cause of defects in the liquid crystal display device.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 액정주입구에 액정패널의 둘레 방향을 따라 지그재그로 배열된 단차보상용 패턴을 형성하여 액정층으로 봉지제가 침투하는 것을 방지할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and provides a liquid crystal display device capable of preventing the encapsulant from penetrating into the liquid crystal layer by forming a step compensation pattern arranged in a zigzag along the circumferential direction of the liquid crystal panel at the liquid crystal inlet. It aims to do it.
본 발명의 다른 목적은 블랙매트릭스가 형성되지 않은 영역의 액정주입구에만 봉지제를 충진하여 충분한 광량의 자외선 조사에 의해 봉지제의 완전 경화가 가능한 액정표시소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of completely curing the encapsulant by filling an encapsulant only in the liquid crystal inlet of the region where the black matrix is not formed and irradiating a sufficient amount of ultraviolet light.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일관점에 따른 액정표시소자는 화상이 표시되는 복수의 화소영역 및 액정이 주입되는 액정주입구 영역으로 이루어진 하부기판 및 하부기판과, 상기 상부기판 및 하부기판 사이에 형성된 액정층과, 하부기판의 각각의 화소영역에 형성되어 신호가 인가됨에 따라 스위칭되어 액정층에 신호를 인가하는 박막트랜지스터와, 상부기판에 형성되어 실제 컬러를 구현하는 컬러필터층과, 상기 하부기판의 액정주입구 영역에 형성되며, 기판의 외곽둘레방향을 따라 연장된 단차방지용 패턴과, 상기 하부기판 및 상부기판 사이의 액정주입구 영역에 충진되고 경화되어 액정주입구를 봉지하는 봉지제로 구성된다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the consistent point of the present invention is a lower substrate and a lower substrate consisting of a plurality of pixel areas for displaying an image and a liquid crystal inlet region in which the liquid crystal is injected, the upper substrate and the lower substrate A liquid crystal layer formed therebetween, a thin film transistor formed in each pixel region of the lower substrate and switched as a signal is applied, and applying a signal to the liquid crystal layer, a color filter layer formed on the upper substrate to realize actual color; It is formed in the liquid crystal inlet region of the lower substrate, and comprises a step preventing pattern extending along the outer circumferential direction of the substrate, and an encapsulant that is filled and cured in the liquid crystal inlet region between the lower substrate and the upper substrate to seal the liquid crystal inlet.
단차방지용 패턴은 반도체 또는 금속으로 이루어지며, 지그재그형상인 형성된다. 봉지제는 광경화수지로 이루어져 자외선과 같은 광이 조사됨에 따라 경화되어 액정패널의 주입구를 봉지한다.The step preventing pattern is made of a semiconductor or a metal, and is formed in a zigzag shape. The encapsulant is made of a photocurable resin and cured as light such as ultraviolet rays are encapsulated to encapsulate the injection hole of the liquid crystal panel.
또한, 본 발명의 다른 관점에 따른 액정표시소자는 화상이 표시되는 복수의 화소영역 및 제1영역과 제2영역으로 구획되어 액정이 주입되는 액정주입구 영역으로 이루어진 상부기판 및 하부기판과, 상기 상부기판 및 하부기판 사이에 형성된 액정층과, 하부기판의 각각의 화소영역에 형성되어 신호가 인가됨에 따라 스위칭되어 액정층에 신호를 인가하는 박막트랜지스터와, 상부기판의 화소영역에 형성된 컬러필터층과, 상부기판 화소영역의 화상 비표시영역 및 액정주입구 영역의 제1영역에 형성되어 광이 투과되는 것을 차단하는 블랙매트릭스과, 상기 하부기판의 액정주입구 영역에 형성되며, 기판의 외곽둘레방향을 따라 연장된 단차방지용 패턴과, 상기 하부기판 및 상부기판 사이 액정주입구 영역의 제2영역에 충진되고 경화되어 액정주입구를 봉지하는 봉지제로 구성된다.In addition, the liquid crystal display device according to another aspect of the present invention comprises an upper substrate and a lower substrate made up of a plurality of pixel areas for displaying an image and a liquid crystal injection hole area partitioned into a first region and a second region, and the liquid crystal is injected, A liquid crystal layer formed between the substrate and the lower substrate, a thin film transistor formed in each pixel region of the lower substrate and switched as a signal is applied to apply a signal to the liquid crystal layer, a color filter layer formed in the pixel region of the upper substrate; A black matrix formed in the image non-display area of the upper substrate pixel region and the first region of the liquid crystal injection region to block light transmission, and formed in the liquid crystal injection region of the lower substrate and extending along the outer circumferential direction of the substrate; The step preventing pattern and the second region of the liquid crystal inlet region between the lower substrate and the upper substrate are filled and cured to seal the liquid crystal inlet. The underground consists of encapsulant.
도 1은 종래 액정표시소자의 평면도.1 is a plan view of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 종래 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional liquid crystal display device.
도 3은 종래 액정표시소자의 액정주입구의 확대도.3 is an enlarged view of a liquid crystal injection hole of a conventional liquid crystal display device.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자의 액정주입구 구조를 나타내는 도면.5 is a view showing the structure of the liquid crystal inlet of the liquid crystal display device according to the present invention.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.6A is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 6b는 도 6a에 도시된 액정표시소자의 액정주입구 확대도.6B is an enlarged view of the liquid crystal inlet of the liquid crystal display shown in FIG. 6A.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 액정주입구 확대도.7 is an enlarged view of a liquid crystal injection hole of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
103,105 : 기판 109 : 블랙매트릭스103,105 substrate 109 black matrix
120 : 액정주입구 122 : 봉지제120: liquid crystal inlet 122: sealing agent
124 : 단차보상용 패턴 131 : 게이트전극124: step compensation pattern 131: gate electrode
132 : 게이트절연층 134 : 반도체층132: gate insulating layer 134: semiconductor layer
136 : 소스/드레인전극 138 : 화소전극136: source / drain electrodes 138: pixel electrodes
139 : 보호층 142 : 컬러필터층139: protective layer 142: color filter layer
150 : 스페이서150: spacer
일반적으로 LCD는 도 4에 도시된 공정을 거쳐 제작된다. 우선, 하부기판상에 TFT와 화소전극을 형성하여 TFT기판을 제작하고 상부기판상에 블랙매트릭스와 컬러필터층 및 공통전극을 형성하여 컬러필터(C/F)기판을 제작한다. 이어서, 상기 컬러필터기판에 스페이서를 산포하고 TFT기판에 실링재를 도포한 상태에서 상기 컬러필터기판과 TFT기판에 압력을 가하여 상기 TFT기판과 컬러필터기판을 합착, 실링한다.In general, the LCD is manufactured through the process shown in FIG. First, a TFT and a pixel electrode are formed on a lower substrate to produce a TFT substrate, and a black matrix, a color filter layer, and a common electrode are formed on an upper substrate to produce a color filter (C / F) substrate. Subsequently, a pressure is applied to the color filter substrate and the TFT substrate while the spacer is spread on the color filter substrate and the sealing material is coated on the TFT substrate to bond and seal the TFT substrate and the color filter substrate.
그 후, 합착된 기판을 액정패널 단위로 가공한 후 액정패널에 액정을 주입한다. 액정의 주입은 진공챔버내에서 모세관현상을 이용하여 액정주입구를 통해 주입한다. 액정이 주입된 후에는 상기 액정주입구를 봉지제로 봉지하며, 이 봉지된 액정패널을 세정하고 검사함으로써 LCD가 완성된다.Thereafter, the bonded substrate is processed into a liquid crystal panel unit, and then liquid crystal is injected into the liquid crystal panel. The liquid crystal is injected through the liquid crystal inlet using a capillary phenomenon in the vacuum chamber. After the liquid crystal is injected, the liquid crystal inlet is sealed with an encapsulant, and the LCD is completed by cleaning and inspecting the encapsulated liquid crystal panel.
액정주입구의 봉지는 액정주입구에 감광성 봉지제를 충진한 후 자외선과 같은 광을 조사하여 상기 감광성 봉지제를 경화함으로써 이루어진다. 본 발명에서는 감광성 봉지제가 충분히 경화되기 전에 상기 봉지제가 액정층으로 유입되어 액정이 오염되는 것을 방지하기 위한 구조를 갖는 LCD를 제공한다.The sealing of the liquid crystal inlet is made by filling the photosensitive encapsulant in the liquid crystal inlet and curing the photosensitive encapsulant by irradiating light such as ultraviolet rays. The present invention provides an LCD having a structure for preventing the encapsulant from flowing into the liquid crystal layer and contaminating the liquid crystal before the photosensitive encapsulant is sufficiently cured.
경화되지 않은 봉지제가 액정층으로 유입되는 것을 방지하는 가장 용이한 방법은 미경화된 봉지제가 액정층(화소영역)으로 유입되기 전에 봉지제를 급속으로 경화시키는 것이다. 일반적으로 봉지제는 점도가 높기 때문에, 액정주입구에 충진된 봉지제가 액정층으로 곧바로 유입되는 것이 아니고 일정한 시간을 거쳐 유입된다. 따라서, 봉지제가 액정층으로 유입되기 전에 봉지제를 경화시킨다면, 봉지제가 액정에 닿아 액정이 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 급속 경화를 위해서 특수 감광성 봉지제를 사용하거나 높은 광세기의 자외선을 조사하면 가능할 수도 있겠지만, 현실적으로 급속 경화를 위한 특수 봉지제를 만들기가 힘들 뿐만 아니라 높은 광세기의 자외선을 조사하는 것도 대단히 어려운 일이다.The easiest way to prevent the uncured encapsulant from flowing into the liquid crystal layer is to rapidly cure the encapsulant before the uncured encapsulant enters the liquid crystal layer (pixel region). In general, since the encapsulant has a high viscosity, the encapsulant filled in the liquid crystal inlet does not flow directly into the liquid crystal layer but is introduced through a predetermined time. Therefore, if the encapsulant is cured before the encapsulant flows into the liquid crystal layer, the encapsulant can prevent the liquid crystal from contaminating the liquid crystal. Although it may be possible to use a special photosensitive encapsulant or to irradiate high light intensity UV rays for such rapid curing, it is not only difficult to make a special encapsulant for rapid curing but also very difficult to irradiate high light intensity UV rays. to be.
따라서, 본 발명에서는 종래와 동일한 종류의 감광성 봉지제와 광조사장치로도 봉지제가 액정층으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록, LCD의 구조, 특히 LCD의 액정주입구의 구조를 종래와는 다르게 설계하였다. 특히, 화소영역에 형성되는 TFT 등에 의해 발생하여 단차를 보상하기 위한 단차보상용 패턴의 형상을 종래와는 다르게 형성함으로써 액정층으로의 봉지제 유입을 방지하는 것이다.Therefore, in the present invention, the structure of the LCD, in particular, the structure of the liquid crystal inlet of the LCD is designed differently from the conventional one so as to prevent the encapsulant from flowing into the liquid crystal layer even with the same type of photosensitive encapsulant and light irradiation device. . In particular, the shape of the step compensation pattern, which is generated by TFTs formed in the pixel region and compensates for the step difference, is formed differently from the prior art, thereby preventing the encapsulant from flowing into the liquid crystal layer.
도 5는 본 발명에 따른 LCD의 액정주입구 구조를 나타내는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 LCD의 액정주입구 영역에는 복수의 단차보상용 패턴(124)이 형성되어 있다. 종래 단차보상용 패턴이 화상표시영역, 즉 화소영역으로 연장되어 있는 반면에 본 발명에서는 상기 단차보상용 패턴(124)이 액정패널의 외곽부를 따라 형성된 실링부를 따라 연장된다. 이때, 물론 상기 단차보상용 패턴(124)의 지그재그형상으로 이루어지지만 액정패널의 외곽부를 따라 연장된다.5 is a cross-sectional view showing a liquid crystal injection hole structure of the LCD according to the present invention. As shown in the figure, a plurality of step compensation patterns 124 are formed in the liquid crystal inlet region of the LCD of the present invention. While the conventional step compensation pattern extends to the image display area, that is, the pixel area, in the present invention, the step compensation pattern 124 extends along the sealing part formed along the outer portion of the liquid crystal panel. At this time, of course, it is made of a zigzag shape of the step compensation pattern 124 extends along the outer portion of the liquid crystal panel.
상기와 같이, 단차보상용 패턴(124)을 액정패널의 외곽부 방향으로 배열함에 따라, 복수의 단차보상용 패턴(124)에 의해 형성되는 홈(즉, 봉지제 통로)가 액정패널의 외곽을 따라 형성되므로, 경화되지 않은 봉지제(122)는 화상표시영역(즉, 화소영역)의 외곽을 따라 흐르게 된다. 더욱이, 상기 단차보상용 패턴(124)의 배열에 의해 화소영역 방향으로는 단차가 형성되므로, 화상표시영역으로의 봉지제(122)의 흐름이 차단되어 액정층으로 봉지제(122)가 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다. 단차보상용 패턴(124)은 셀갭에 비해 작은 두께로 형성되므로, 미경화된 봉지제(122)의 침투를 완전히 차단할 수는 없다. 그러나, 실질적으로 상기 단차보상용 패턴(124)의 역할은 미경화된 봉지제(122)가 액정층으로 유입되는 것을 지연시킬 수만 있으면 된다. 봉지제(122)는 자외선의 조사에 의해 경화되기 때문에, 단차보상용 패턴(124)은 자외선의 조사에 의해 봉지제(122)가 경화되기 전까지만 액정층내으로의 봉지제(122) 유입만 지연시키면 되기 때문이다.As described above, as the step compensation pattern 124 is arranged in the direction of the outer portion of the liquid crystal panel, a groove (that is, an encapsulant passage) formed by the plurality of step compensation patterns 124 forms an outer portion of the liquid crystal panel. As it is formed along, the uncured encapsulant 122 flows along the periphery of the image display area (ie, the pixel area). Further, since the step is formed in the pixel area direction by the arrangement of the step compensation pattern 124, the flow of the encapsulant 122 to the image display area is blocked, so that the encapsulant 122 penetrates into the liquid crystal layer. Can be prevented. Since the step compensation pattern 124 is formed to have a smaller thickness than the cell gap, it is not possible to completely block the penetration of the uncured encapsulant 122. However, substantially the role of the step compensation pattern 124 only need to delay the uncured encapsulant 122 is introduced into the liquid crystal layer. Since the encapsulant 122 is cured by irradiation of ultraviolet rays, the step compensation pattern 124 only delays the inflow of the encapsulant 122 into the liquid crystal layer until the encapsulant 122 is cured by irradiation of ultraviolet rays. This is because
이하, 상기와 같이 개선된 액정주입구가 적용된 본 발명에 따른 LCD를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the LCD according to the present invention to which the improved liquid crystal inlet is applied as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 LCD의 구조를 나타내는 도면으로, 도 6a는 단면도이고 도 6b는 액정주입구의 확대 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자는 도 2에 도시된 종래의 LCD와는 기본적으로 그 구조가 동일하다. 즉, LCD의 화소영역의 구조는 종래의 LCD의 화소영역 구조와 동일하다. 본 발명의 가장 중요한 특징은 LCD의 전체 구조에 있는 것이 아니라 LCD의 액정주입구의 구조에 있다. 따라서, 종래와 동일한 구조에 대해서는 그 설명을 생략하고 주로액정주입구의 구조에 대해서만 설명한다.6A and 6B are views showing the structure of the LCD according to the present invention. FIG. 6A is a sectional view and FIG. 6B is an enlarged plan view of the liquid crystal inlet. As shown in the figure, the liquid crystal display of the present invention is basically the same structure as the conventional LCD shown in FIG. That is, the structure of the pixel area of the LCD is the same as that of the conventional LCD. The most important feature of the present invention is not in the overall structure of the LCD but in the structure of the liquid crystal inlet of the LCD. Therefore, the description of the same structure as the conventional one will be omitted, and only the structure of the liquid crystal inlet will be described.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD의 액정주입구는 종래의 LCD와는 달리 두개의 영역으로 구분되어 있다. 제1영역(120a)은 상부기판(105)에 블랙매트릭스(109)가 형성되고 봉지제(122)가 충진되지 않는 영역이며 제2영역(120b)은 상부기판(105)에 블랙매트릭스(109)가 형성되지 않고 봉지제(122)는 충진된 영역이다.6A and 6B, the liquid crystal inlet of the LCD according to the present invention is divided into two regions unlike the conventional LCD. The first region 120a is a region where the black matrix 109 is formed on the upper substrate 105 and the encapsulant 122 is not filled, and the second region 120b is the black matrix 109 on the upper substrate 105. Is not formed and the encapsulant 122 is a filled region.
단차보상용 패턴(124)은 하부기판(103)의 제1영역(120a) 및 제2영역(120b)에 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 단차보상용 패턴(124)은 액정패널의 외곽부 방향으로 지그재그형상으로 연장되므로, 액정주입구(120)에 충진된 봉지제(특히, 미경화된 봉지제)가 액정층(117)내로 유입되는 것을 방지한다.The step compensation pattern 124 is formed in the first region 120a and the second region 120b of the lower substrate 103. As shown in the figure, since the step compensation pattern 124 extends in a zigzag shape in the direction of the outer portion of the liquid crystal panel, an encapsulant (especially, an uncured encapsulant) filled in the liquid crystal inlet 120 is formed into a liquid crystal. Prevents entry into layer 117.
이때, 상기 단차보상용 패턴(124)은 게이트절연층(132) 위에 형성되며, 박막트랜지스터의 반도체층(134)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 단차보상용 패턴(124)은 박막트랜지스터의 소스/드레인전극(136)과 같은 금속으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 단차보상용 패턴(124)을 상부기판(105)에 형성할 수도 있다.At this time, the step compensation pattern 124 is formed on the gate insulating layer 132, it is preferably formed by the same process as the semiconductor layer 134 of the thin film transistor. Of course, the step compensation pattern 124 may be formed of the same metal as the source / drain electrodes 136 of the thin film transistor. In addition, the step compensation pattern 124 may be formed on the upper substrate 105.
상기와 같이, 단차보상용 패턴(124)을 배열함에 따라, 복수의 단차보상용 패턴(124)에 의해 형성되는 홈(즉, 봉지제의 통로)이 액정패널의 외곽을 따라 형성되므로, 경화되지 않은 봉지제(122)는 화상표시영역(즉, 화소영역)의 외곽을 따라 흐르게 된다. 더욱이, 상기 단차보상용 패턴(124)의 배열에 의해 화상표시영역 방향으로는 단차가 형성되므로, 화상표시영역으로의 봉지제(122)의 흐름이 차단되어 액정층으로 봉지제(122)가 침투하는 것을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.As described above, as the step compensation pattern 124 is arranged, the grooves formed by the plurality of step compensation patterns 124 (that is, passages of the encapsulant) are formed along the periphery of the liquid crystal panel, thereby preventing curing. The non-encapsulation agent 122 flows along the periphery of the image display area (ie, the pixel area). Further, since the step is formed in the direction of the image display area by the arrangement of the step compensation pattern 124, the flow of the encapsulant 122 to the image display area is blocked, so that the encapsulant 122 penetrates into the liquid crystal layer. You can completely prevent that.
액정주입구를 통해 주입되는 봉지제(122)는 상기 제2영역(120b)에만 충진된다. 상기와 같이, 봉지제(122)가 제2영역(100b)에만 충진되는 것은 감광성 물질로 이루어진 봉지제(122)에 충분한 광량을 갖는 광을 조사하기 위한 것이다.The encapsulant 122 injected through the liquid crystal injection hole is filled only in the second region 120b. As described above, the encapsulant 122 is filled only in the second region 100b to irradiate light having a sufficient amount of light into the encapsulant 122 made of the photosensitive material.
통상적으로 봉지제(122)를 완전 경화시키기 위해서는 약 300mj/cm2의 광량이 필요하지만, 종래 LCD에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 액정주입구가 상기 블랙매트릭스에 의해 블로킹되기 때문에 봉지제에 조사되는 자외선의 광량은 300mj/cm2보다 작게 된다. 이러한 불충분한 광량은 봉지제 미경화의 원인이 되는 것으로, 결국 미경화된 봉지제가 액정표시소자의 표시영역(화소영역)으로 흘러 들어가게 되는 것이다(비록, 단차방지용 패턴(124)에 의해 봉지제(122)의 유입을 지연시킬 수는 있지만, 시간이 경과함에 따라 미경화된 봉지제(122)가 결국 화소영역으로 침투한다).Typically, the amount of light of about 300mj / cm 2 is required to completely cure the encapsulant 122. However, in the conventional LCD, the encapsulant is irradiated to the encapsulant because the liquid crystal inlet is blocked by the black matrix as shown in FIG. The amount of ultraviolet light becomes smaller than 300 mj / cm 2 . This insufficient amount of light causes uncured encapsulant, so that the uncured encapsulant flows into the display region (pixel region) of the liquid crystal display element (although the encapsulant 124 is prevented by the step preventing pattern 124). 122) can be delayed, but over time, the uncured encapsulant 122 eventually penetrates into the pixel region).
이러한 미경화를 방지하기 위해, 하부기판(103)쪽에서 자외선을 조사할 수도 있지만, 이 경우에는 단차보상용 패턴(124)에 의해 봉지제(122)에 조사되는 자외선의 광량이 불충분하게 되어 봉지제(122)가 미경화된다. 더욱이, 상기 단차보상용 패턴(124) 근처의 봉지제의 경우 패턴(124)을 따라 봉지제(122)가 갈라지게 되기 때문에, 액정표시소자에 치명적인 결함이 발생하는 문제도 있었다.In order to prevent such uncuring, ultraviolet rays may be irradiated from the lower substrate 103 side, but in this case, the amount of ultraviolet light irradiated to the encapsulant 122 by the step compensation pattern 124 becomes insufficient, so that the encapsulant 122 is uncured. Furthermore, in the case of the sealing agent near the step compensation pattern 124, the sealing agent 122 splits along the pattern 124, thereby causing a fatal defect in the liquid crystal display device.
상기와 같이, 봉지제(122)를 블랙매트릭스가 형성되지 않은 액정주입구의 제2영역(120b)에만 충진함으로써, 봉지제(122)가 미경화되는 것을 방지할 수 있게된다.As described above, by filling the encapsulant 122 only in the second region 120b of the liquid crystal inlet in which the black matrix is not formed, the encapsulant 122 may be prevented from being uncured.
한편, 액정표시소자의 패널을 케이스에 실장하여 액정표시소자를 완성하는 경우, 대부분의 패널은 케이스의 윈도우(window)를 통해 외부로 노출되지만, 패널의 외곽 일부는 상기 케이스 내부에 부착된다. 다시 말해서, 실제 외부로 노출되어 표시되는 화면은 상기 패널 외곽의 일부가 가려지기 때문에, 화면의 크기는 제작되는 패널의 크기 보다 작게 된다.On the other hand, when the panel of the liquid crystal display device is mounted on the case to complete the liquid crystal display device, most of the panels are exposed to the outside through the window of the case, but the outer part of the panel is attached to the inside of the case. In other words, since a part of the outside of the panel is hidden because the screen is exposed to the outside, the size of the screen is smaller than the size of the panel to be manufactured.
외부 케이스에 의해 부착되는 패널의 외곽 영역은 케이스에 의해 광의 투과가 차단되기 때문에 실제 화면으로는 표시되지 않는 영역이다. 따라서, 이 영역에 블랙매트릭스(109)를 형성하지 않는 경우에도 광의 투과에 의한 광누설현상이 발생하지 않게 된다. 따라서, 이 영역에는 별도의 블랙매트릭스(109)를 형성하지 않아도 화질저하라는 액정표시소자의 불량이 발생하지 않게 된다. 본 발명에서는 이 영역을 도 6b에 도시된 제2영역(120b)으로 설정하며, 이 제2영역(120b)에만 충진제(122)를 충진하고 제1영역에는 충진제(122)를 충진하지 않는다. 상기와 같이, 충진제(122)가 충진된 제2영역(120b)은 블랙매트릭스(109)가 형성되어 있지 않기 때문에, 충진제(122)의 경화시 충분한 광량의 광이 조사되어 충진제(122)의 완전한 경화가 가능하며, 부착되는 외부 케이스에 의해 광누설현상도 방지할 수 있게 된다.The outer region of the panel attached by the outer case is an area that is not displayed on the actual screen because light transmission is blocked by the case. Therefore, even when the black matrix 109 is not formed in this area, light leakage due to light transmission does not occur. Therefore, even if a separate black matrix 109 is not formed in this region, a poor quality of the liquid crystal display device does not occur due to poor image quality. In the present invention, this region is set as the second region 120b shown in FIG. 6B, and the filler 122 is filled only in the second region 120b, and the filler 122 is not filled in the first region. As described above, since the black matrix 109 is not formed in the second region 120b filled with the filler 122, a sufficient amount of light is irradiated when the filler 122 is cured to completely fill the filler 122. Hardening is possible, and the light leakage phenomenon can be prevented by the attached outer case.
본 발명에서는 상술한 바와 같이, 단차방지용 패턴(124)을 패널의 외곽방향으로 지그재그형상으로 배열하여 화상표시영역으로의 미경화 봉지제(122)의 침투를 방지(엄밀하게는 지연)함과 동시에 블랙매트릭스가 형성되지 않은 영역에만봉지제(122)를 충진하여 자외선 조사에 의한 완전 경화를 실행함으로써 액정층으로의 봉지제 침투를 완벽하게 방지할 수 있게 된다.In the present invention, as described above, the step preventing pattern 124 is arranged in a zigzag shape in the outer direction of the panel to prevent (strictly delay) the penetration of the uncured encapsulant 122 into the image display area. By filling the encapsulant 122 only in a region where the black matrix is not formed, the encapsulant 122 can be completely cured by ultraviolet irradiation, thereby completely preventing encapsulant penetration into the liquid crystal layer.
또한, 본 발명의 LCD에서는 도 7에 도시된 바와 같이 액정주입구의 제2영역에(220b)에 단차방지용 패턴(224)을 형성하지 않을 수 있다. 즉, 액정주입구의 제1영역(220a)에만 단차방지용 패턴(224)을 형성하는 것이다. 이때, 봉지제(222)는 블랙매트릭스에 의해 광이 차단되지 않는 액정주입구의 제2영역(220b)에만 충진된다.In the LCD of the present invention, the step preventing pattern 224 may not be formed in the second region 220b of the liquid crystal inlet as shown in FIG. 7. That is, the step preventing pattern 224 is formed only in the first region 220a of the liquid crystal injection hole. At this time, the encapsulant 222 is filled only in the second region 220b of the liquid crystal injection hole where the light is not blocked by the black matrix.
이 경우, 단차방지용 패턴(224)에 의한 광블로킹현상을 방지하여 봉지제(222)에 충분한 광량의 광(즉, 자외선)을 조사할 수 있으며, 단차방지용 패턴(224)을 따라 봉지제가 갈라지는 것을 방지할 수도 있게 된다.In this case, the light blocking phenomenon by the step preventing pattern 224 may be prevented to irradiate light (that is, ultraviolet ray) with a sufficient amount of light to the encapsulant 222, and the cracking of the encapsulant along the step preventing pattern 224 may be prevented. It can also prevent.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자에서는 액정이 주입되는 액정주입구에 형성되는 단차방지용 패턴을 액정패널의 실링영역, 즉 외곽둘레 방향을 따라 배열함으로써 액정주입구에 충진되는 봉지제가 액정층으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 봉지제가 액정층에 침투하여 발생하는 액정의 오염을 방지할 수 있게 되어, 액정표시소자의 불량을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the liquid crystal display device according to the present invention, an encapsulant filled in the liquid crystal inlet is arranged as a liquid crystal layer by arranging the pattern for preventing the step formed in the liquid crystal inlet into which the liquid crystal is injected along the sealing area of the liquid crystal panel, that is, the outer circumferential direction. Inflow can be prevented. Therefore, it is possible to prevent contamination of the liquid crystal generated by the encapsulant penetrating into the liquid crystal layer, thereby preventing the defect of the liquid crystal display element.
또한, 본 발명의 액정표시소자에서는 봉지제를 블랙매트릭스가 형성되지 않는 액정주입구의 일정 영역에만 충진함으로써 충분한 광량의 조사에 의해 봉지제를 완전히 경화시킬 수 있게 된다.In addition, in the liquid crystal display device of the present invention, the sealing agent is filled only in a predetermined region of the liquid crystal inlet in which the black matrix is not formed, so that the sealing agent can be completely cured by irradiation of sufficient light amount.
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