KR20050000176A - 액정표시모듈과 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정의 균일한 주입 및 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시모듈과 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상판과, 상기 상판과 대향하는 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 주입되는 액정과, 상기 액정을 주입시키기 위한 다수의 액정 주입구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상판을 마련하는 단계와, 상기 상판과 대향하는 하판을 마련하는 단계와, 상기 상판 및 하판 사이에 다수개의 액정 주입구를 형성하는 단계와, 상기 다수개의 액정 주입구 각각에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시모듈과 그의 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY MODULE AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시모듈에 관한 것으로, 특히 액정의 균일한 주입 및 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시모듈과 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 액정표시장치는 액정표시모듈과 이 액정표시모듈을 구동하기 위한 구동회로부로 구성된다.

액정표시모듈은 두장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열 되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유니트(Back Light Unit)로 구성되게 된다. 아울러 액정표시모듈에는 백라이트 유니트로부터 액정표시패널쪽으로 진행하는 광을 수직으로 일으켜 세우기 위한 광학 시이트들이배열되게 된다. 이러한 액정표시패널, 백라이트 유니트 및 광학 시이트들은 광 손실을 방지하기 위하여 일체화된 형태로 체결되어야 함과 아울러 외부의 충격에 의하여 손상되지 않게끔 보호되어야만 한다. 이를 위하여, 액정표시패널의 가장자리를 포함한 백라이트 유니트 및 광학 시이트들을 감싸게끔 형성되어진 액정표시장치용 케이스가 마련되게 되었다.

일반적인 액정표시패널은 비디오 신호에 따라 액정셀들의 광 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정표시패널은 각 액정셀을 구동하기 위한 스위칭 소자에 의해 동영상을 표시하기에 적합하다. 액정표시패널에 사용되는 스위칭 소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.

도 1은 일반적인 액정표시모듈을 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시모듈(1)은 서포트 메인(Support Main)(22)과, 서포트 메인(22)의 내부에 적층되는 백라이트 유니트 및 액정표시패널(6)과, 액정표시패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(22)의 측면을 감싸기 위한 케이스 탑(Case Top)(2)을 구비한다.

액정표시패널(6)은 상부 유리기판(3) 및 하부 유리기판(5) 사이에 액정이 주입되고 상부 유리기판(3)과 하부 유리기판(5) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정표시패널(6)의 상부 유리기판(3)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정표시패널(6)의 하부 유리기판(5)에는 도시하지 않은 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소 전극이 형성된다. 또한, 하부 유리기판(5)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 이 테이프 캐리어 패키지는 드라이버 집적회로로부터 데이터신호를 데이터라인들에 공급한다. 또한 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다.

이러한, 액정표시패널(6)의 상부 유리기판(3)에는 상부 편광 시이트가 부착되고, 하부 유리기판(5)의 배면에는 하부 편광 시이트가 부착된다. 액정표시패널(6)은 서포트 메인(22)의 단턱면에 형성된 안착부에 적층된다.

서포트 메인(22)은 몰드(Mold)물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 백라이트 유니트 및 액정표시패널(6)이 안착되는 안착부가 형성된다. 이러한 서포트 메인(22)의 내부에는 반사 시이트(20), 도광판(18), 다수의 광학 시이트들(8) 및 램프 하우징(28), 램프 하우징(28)에 실장되는 램프(26)를 포함하는 백라이트 유니트와 상부 유리기판(3) 및 하부 유리기판(5)으로 구성된 액정패널(6)이 장착된다.

백라이트 유니트는 액정표시패널(6)에 광을 조사시키는 램프(26)와,램프(26)를 감싸는 램프 하우징(28)과, 램프(26)로부터 입사되는 광을 액정표시패널(6) 쪽으로 진행시키기 위한 도광판(18)과, 도광판(18)의 배면에 배치되는 반사 시이트(22)와, 도광판(18) 상에 적층되는 다수의 광학 시이트들(8)을 구비한다.

램프(26)는 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 램프(26)에서 발생되는 광은 도광판(18)의 입사면을 통해 도광판(18)에 입사된다.

램프 하우징(28)은 내면에 반사면이 형성되고 램프(26)를 감싸게끔 설치되어 램프(26)로부터의 광을 도광판(18)의 입사면 쪽으로 반사시킨다.

반사 시이트(20)는 도광판(18)의 배면에 위치하여 도광판(18)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(18) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 즉, 램프(26)로부터 출사된 광중에서 도광판(18)의 하면으로 진행한 광은 반사 시이트(20)에 반사되어 액정표시패널(6) 쪽으로 진행하게 된다.

도광판(18)은 램프(26)로부터 입사된 선 광을 면 광으로 변환하여 광을 액정표시패널(6)로 안내한다. 도광판(18)의 하면에는 인쇄식 패턴이 마련되어 입광부를 경유한 광빔이 경사면인 배면에서 소정 경사각으로 반사되어 출사면쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(18)의 하면으로 진행한 광은 반사 시이트(20)에 의해서 반사되어 출사면쪽으로 진행하게 된다. 도광판(18)을 경유하여 출사된 광은 다수의 광학 시이트들(8)을 경유하여 액정표시패널(6)에 입사된다.

액정표시패널(6)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 다수의 광학 시이트들(8)은 도광판(18)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광효율을 향상시키게 된다. 이를 위해, 도광판(18)에서 출사된 광을 전영역으로 확산시키는 하부 확산 시이트(10)와, 하부 확산 시이트에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정표시패널(6)의 수직 방향으로 일으켜 세우는 제 1 프리즘 시이트(12) 및 제 2 프리즘 시이트(14)와, 제 1 프리즘 시이트(12) 및 제 2 프리즘 시이트(14)를 경유한 광을 확산 시키는 상부 확산 시이트(16)를 구비한다. 이에 따라, 도광판(18)에서 출사되는 광은 다수의 광학 시이트들(8)을 경유하여 액정표시패널(6)에 입사되게 된다.

커버 보텀(24)은 서포트 메인(22)의 일측의 저면과 측면을 감싸기 위하여 수직으로 절곡된 평면부와 측면부로 이루어진다. 이 커버 보텀(24)의 측면부에는 도시되지 않은 스크류가 관통되는 스크류 홀이 형성된다. 커버 보텀(24)은 스크류에 의해 체결되어 서포트 메인(22)에 고정된다.

커버 보텀(24)에는 반사면이 형성되어 도광판(18)의 측면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(18) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다.

케이스 탑(2)은 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 케이스 탑(2)은 액정표시패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(22)을 감싸게 된다. 이러한 케이스 탑(2)은 도시되지 않은 스크류에 의해 서포트 메인(22)에 채결된다.

도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.

도 2를 참조하면, 액정표시패널(6)은 액정(30)을 사이에 두고 컬러필터 기판(상판)(40)과 TFT 기판(하판)(50)을 구비한다.

액정(30)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 기판(50)을 경유하여 입사되는 광의 투과량을 조절하게 된다.

컬러필터 기판(40)은 상부 유리기판(3)의 배면 상에 형성되는 블랙 매트릭스(42), 컬러필터(44) 및 공통전극(46)을 구비한다.

컬러필터(44)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 광을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 블랙 매트릭스(42)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터(44)들 사이에 형성되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 화소들을 분리시키고 인접한 셀로부터 입사되는 광을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지한다.

TFT 기판(50)은 하부 유리기판(5)의 전면에 데이터 라인(52)과 게이트 라인(54)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(56)가 형성된다. TFT(56)는 게이트 라인(54)에 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(52) 접속된 소스 전극, 채널을 사이에 두고 소스 전극과 마주보는 드레인 전극으로 이루어진다. 이 TFT(56)는 드레인 전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소 전극(58)과 접속된다. 이러한 TFT(56)는 게이트 라인(54)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(52)으로부터의 데이터 신호를 선택적으로 화소 전극(58)에 공급한다.

화소 전극(58)은 데이터 라인(52)과 게이트 라인(54)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 이루어진다. 이 화소 전극(58)은 드레인 전극을 경유하여 공급되는 데이트 신호에 의해 상부 유리기판(3)에 형성되는 공통 전극(46)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부유리기판(5)과 상부 유리기판(3) 사이에 위치하는 액정(30)은 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(58)을 경유하여 공급되는 광이 상부 유리기판(3) 쪽으로 투과된다.

이러한 액정표시패널(6)의 제조공정은 기판 세정, 기판 패터닝, 배향막형성, 기판합착, 액정주입, 실장 공정 및 테스트 공정으로 나뉘어진다.

기판 세정 공정에서는 세정제를 이용하여 상부 유리기판(3) 및 하부 유리기판(5)의 패터닝 전후에 기판들에 잔존하는 이물질을 제거하게 된다.

기판 패터닝 공정에서는 컬러필터 기판(상판)(40) 패터닝과 TFT 기판(하판)(50) 패터닝으로 나뉘어진다. 컬러필터 기판(40)의 상부 유리기판(3) 상에는 컬러필터(44), 공통전극(46), 블랙 매트릭스(42) 등이 형성된다. TFT 기판(50)의 하부 유리기판(3) 상에는 데이터 라인(52)과 게이트 라인(52)의 신호 배선이 형성되고, 데이터 라인(54)과 게이트 라인(54)의 교차부에 TFT(56)가 형성된다. 데이터 라인(52)과 게이트 라인(54) 사이의 화소영역에는 화소 전극(58)이 형성된다.

기판합착 공정에서는 하부 유리기판(5) 상에 배향막을 도포하고 러빙하는 공정에 이어서 도 3에 도시된 바와 같이, 실(Seal)재(62)를 이용하여 컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(50)을 합착한다.

도 4a 내지 4c는 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타내는 도면이다.

도 4a 내지 4c를 결부하여 액정표시패널(6)에 액정(30)을 주입하는 공정을설명하기로 한다.

컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(50)을 액정 주입구(60) 부분만을 남겨놓고 실재(62)로 합착한 액정표시패널(6)의 내부를 진공상태로 형성한 후 액정(30)을 액정 주입구(60)에 도포한다. 도 6에 도시된 바와 같은, 가압챔버(Chamber)(64) 내의 기압차를 발생시켜 액정표시패널(6) 내부와 액정 주입장비(액정 쟁반)(70)의 기압차를 발생시켜 액정 주입구(60)에 도포된 액정(30)을 액정표시패널(6) 내부의 주입 공간(80)에 주입시킨다. 여기서 실재(62)는 액정주입 공간과 액정영역을 한정하는 역할을 한다. 전술한 방법을 통해 액정표시패널(6)의 주입 공간(80)에 액정(30)을 주입시키면 도 5에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(6)의 중앙부에 액정(30)이 과도하게 주입되어 액정표시패널(6)에 불균일하게 주입된다. 액정표시패널(6) 내에 액정(30)이 불균일하게 주입되면 액정표시패널(6)의 전 영역에서 상이한 전위차가 발생한다.

도 6 및 도 7은 일반적인 액정표시패널의 가압봉지 공정을 단계적으로 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 결부하여 액정표시패널(6)의 가압봉지 공정을 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 실재(62)에 의해 합착된 컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(50) 사이에 액정(30)이 주입된 액정표시패널(6)은 가압챔버(64) 내에 실링튜브(66)를 사이에 두고 삽입된다. 이 후, 가압챔버(64) 내에 가압공기를 공급하여 공급된 가압공기의 압력에 의해 액정표시패널(6)이 가압된다. 이 때, 노출된 액정주입구(60) 부분은 실링튜브(66)를 이용하여 가압 공기가 외부로 새어나오지 못하도록 한다. 즉, 실링튜브(66)에 가압공기를 공급하여 실링튜브(66)가 액정표시패널(6)의 사이에서 팽창됨으로써 가압챔버(66) 내에 공급된 가압공기가 외부로 새어나오지 못하게 된다.

가압된 액정표시패널(6)의 컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(50) 사이에 존재하는 액정(30)의 일부는 액정 주입구(60)를 통해 배출되고 액정표시패널(6) 내부에 존재하는 액정(30)은 액정표시패널(6) 내부에 분포하게 된다.

이 후, 외부로 배출된 액정(30)을 닦아낸 후 핀 블럭(74)이 액정표시패널(6)에 맞춰 소정간격으로 정렬된다. 이러한 핀 블럭(74)에는 액정 주입구(60)를 봉지하기 위한 봉지제(72)가 도포된다. 액정표시패널(6)과 정렬된 핀 블럭(74)에 도포된 봉지제(72)를 이용하여 액정 주입구(60)를 봉지함으로써 액정(30)이 액정표시패널(6)의 외부로 새어나오지 못하도록 한다.

전술한 일반적인 액정표시모듈(1)의 액정표시패널(6)에 액정(30)을 주입하는 방법은 액정표시패널(6)이 대형화되거나, 점도가 높은 액정(30) 재료를 주입하거나 또는 셀(Cell) 간격이 낮은 액정표시패널에 액정(30)을 주입할 때 액정(30)의 주입 시간의 길어지는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널(6)의 액정 주입공간(80)에 주입되는 액정(30)이 불균일하게 주입되어 액정표시모듈(1)의 성능을 저하시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정의 균일한 주입 및 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시모듈과 그의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 액정표시모듈을 나타내는 사시도이다.

도 2은 도 1에 도시된 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.

도 3는 실재에 의해 합착된 액정표시패널의 상판과 하판을 나타내는 평면도이다.

도 4a 내지 4c는 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4c에 도시된 액정표시패널을 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.

도 6 및 도 7은 일반적인 액정표시패널의 가압봉지 공정을 단계적으로 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈을 나타내는 사시도이다.

도 9는 도 8에 도시된 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.

도 10은 실재에 의해 합착된 액정표시패널의 상판과 하판을 나타내는 평면도이다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타낸 도면이다.

도 12은 도 11c에 도시된 액정표시패널을 Ⅱ-Ⅱ′선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널을 가압봉지하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타낸 도면이다.

도 16은 도 15c에 도시된 액정표시패널을 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,100 : 액정표시모듈 2,102 : 탑 케이스

3,103 : 상부 유리기판 5,105 : 하부 유리기판

6,106 : 액정표시패널 8,108 : 광학 시이트들

18,118 : 도광판 20,120 : 반사 시이트

22,122 : 서포트 메인 24,124 : 보텀 커버

26,126 : 램프 28,128 : 램프 하우징

30,130 : 액정 40,140 : 컬러필터 기판

42,142 : 블랙 매트릭스 44,144 : 컬러필터

46,146 : 공통전극 50,150,250 : 박막트랜지스터 기판

52,152,252 : 데이터 라인 54,154 : 게이트 라인

56,156 : 박막트랜지스터 58,158 : 화소 전극

60,160,260 : 액정주입구 62,162,262 : 실재

64,164 : 가압챔버 66,166 : 실링튜브

70,170,270 : 액정 주입장비 80,180,280 : 액정 주입공간

72, 172 : 봉지제 74,174 : 핀 블럭

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상판과, 상기 상판과 대향하는 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 주입되는 액정과,상기 액정을 주입시키기 위한 다수의 액정 주입구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상기 상판 및 하판 중 적어도 하나에 상기 액정을 분리시키는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상기 패턴이 실재 패턴 또는 스페이서 패턴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상기 패턴에 의해 형성되어 상기 액정이 주입되는 다수의 액정 주입공간을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 상기 액정 주입공간의 수는 상기 액정 주입구의 수와 같은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 상기 상판은 상부 유리기판과, 상기 상부 유리기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스와, 상기 상부 유리기판 상에 형성되는 컬러필터와, 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터 상에 형성되는 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 상기 하판은 하부 유리기판과,상기 하부 유리기판 상에 형성되는 데이터 라인 및 게이트 라인과, 상기 데이터 라인 및 게이트 라인의 교차부에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 데이터 라인 및 게이트 라인 사이에 형성되는 화소영역과, 상기 화소영역에 형성되는 화소 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상기 패턴이 상기 게이트 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈은 상기 패턴이 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상판을 마련하는 단계와, 상기 상판과 대향하는 하판을 마련하는 단계와, 상기 상판 및 하판 사이에 다수개의 액정 주입구를 형성하는 단계와, 상기 다수개의 액정 주입구 각각에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 상판에 있어서, 상부 유리기판을 형성하는 단계와, 상기 상부 유리기판 상에 블랙 매트릭스 및 컬러필터를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 하판에 있어서, 하부 유리기판을 형성하는 단계와, 상기 하부 유리기판 상에 데이터 라인 및 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 상판 및 하판중 적어도 하나에 상기 액정이 주입되고 다수개의 액정 주입공간을 한정하는 라인 형태의 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 다수개의 액정 주입공간의 개수는 상기 액정 주입구의 개수와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 패턴이 실재 패턴 또는 스페이서 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 패턴이 상기 게이트 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈의 제조방법은 상기 패턴이 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 첨부된 도 8 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈을 나타내는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈(100)은 서포트 메인(Support Main)(122)과, 서포트 메인(122)의 내부에 적층되는 백라이트 유니트 및 액정표시패널(106)과, 액정표시패널(106)의 가장자리와 서포트 메인(122)의 측면을 감싸기 위한 케이스 탑(Case Top)(102)을 구비한다.

액정표시패널(106)은 상부 유리기판(103) 및 하부 유리기판(105) 사이에 액정이 주입되고 상부 유리기판(103)과 하부 유리기판(105) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정표시패널(106)의 상부 유리기판(103)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정표시패널(106)의 하부 유리기판(105)에는 도시하지 않은 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소 전극이 형성된다. 또한, 하부 유리기판(105)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 이 테이프 캐리어 패키지는 드라이버 집적회로로부터 데이터신호를 데이터라인들에 공급한다. 또한 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다.

이러한, 액정표시패널(106)의 상부 유리기판(103)에는 상부 편광 시이트가 부착되고, 하부 유리기판(105)의 배면에는 하부 편광 시이트가 부착된다. 액정표시패널(106)은 서포트 메인(122)의 단턱면에 형성된 안착부에 적층된다.

서포트 메인(122)은 몰드(Mold)물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 백라이트 유니트 및 액정표시패널(106)이 안착되는 안착부가 형성된다. 이러한 서포트 메인(122)의 내부에는 반사 시이트(120), 도광판(118), 다수의 광학 시이트들(108) 및 램프 하우징(128), 램프 하우징(128)에 실장되는 램프(126)를 포함하는 백라이트 유니트와 상부 유리기판(103) 및 하부 유리기판(105)으로 구성된 액정패널(106)이 장착된다.

백라이트 유니트는 액정표시패널(106)에 광을 조사시키는 램프(126)와, 램프(126)를 감싸는 램프 하우징(128)과, 램프(126)로부터 입사되는 광을 액정표시패널(106) 쪽으로 진행시키기 위한 도광판(118)과, 도광판(118)의 배면에 배치되는 반사 시이트(122)와, 도광판(118) 상에 적층되는 다수의 광학 시이트들(108)을 구비한다.

램프(126)는 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 램프(126)에서 발생되는 광은 도광판(118)의 입사면을 통해 도광판(118)에 입사된다.

램프 하우징(128)은 내면에 반사면이 형성되고 램프(126)를 감싸게끔 설치되어 램프(126)로부터의 광을 도광판(118)의 입사면 쪽으로 반사시킨다.

반사 시이트(120)는 도광판(118)의 배면에 위치하여 도광판(118)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(118) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 즉, 램프(126)로부터 출사된 광중에서 도광판(118)의 하면으로 진행한 광은 반사 시이트(120)에 반사되어 액정표시패널(106) 쪽으로 진행하게 된다.

도광판(118)은 램프(126)로부터 입사된 선 광을 면 광으로 변환하여 광을 액정표시패널(106)로 안내한다. 도광판(118)의 하면에는 인쇄식 패턴이 마련되어 입광부를 경유한 광빔이 경사면인 배면에서 소정 경사각으로 반사되어 출사면쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(118)의 하면으로 진행한 광은 반사 시이트(120)에 의해서 반사되어 출사면쪽으로 진행하게 된다. 도광판(118)을 경유하여 출사된 광은 다수의 광학 시이트들(108)을 경유하여 액정표시패널(106)에 입사된다.

액정표시패널(106)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 다수의 광학 시이트들(108)은 도광판(118)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광효율을 향상시키게 된다. 이를 위해, 도광판(118)에서 출사된 광을 전영역으로 확산시키는 하부 확산 시이트(110)와, 하부 확산 시이트에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정표시패널(106)의 수직 방향으로 일으켜 세우는 제 1 프리즘 시이트(112) 및 제 2 프리즘 시이트(114)와, 제 1 프리즘 시이트(112) 및 제 2 프리즘 시이트(114)를 경유한 광을 확산 시키는 상부 확산 시이트(116)를 구비한다. 이에 따라, 도광판(118)에서 출사되는 광은 다수의 광학 시이트들(108)을 경유하여 액정표시패널(106)에 입사되게 된다.

커버 보텀(124)은 서포트 메인(122)의 일측의 저면과 측면을 감싸기 위하여 수직으로 절곡된 평면부와 측면부로 이루어진다. 이 커버 보텀(124)의 측면부에는 도시되지 않은 스크류가 관통되는 스크류 홀이 형성된다. 커버 보텀(124)은 스크류에 의해 체결되어 서포트 메인(122)에 고정된다.

커버 보텀(124)에는 반사면이 형성되어 도광판(118)의 측면을 통해 자신에게입사되는 광을 도광판(118) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다.

케이스 탑(102)은 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 케이스 탑(102)은 액정표시패널(106)의 가장자리와 서포트 메인(122)을 감싸게 된다. 이러한 케이스 탑(102)은 도시되지 않은 스크류에 의해 서포트 메인(122)에 채결된다.

도 9는 도 8에 도시된 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.

도 9를 참조하면, 액정표시패널(106)은 액정(130)을 사이에 두고 컬러필터 기판(상판)(140)과 TFT 기판(하판)(150)을 구비한다.

액정(130)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 기판(150)을 경유하여 입사되는 광의 투과량을 조절하게 된다.

컬러필터 기판(140)은 상부 유리기판(103)의 배면 상에 형성되는 블랙 매트릭스(142), 컬러필터(144) 및 공통전극(146)을 구비한다.

컬러필터(144)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 광을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 블랙 매트릭스(142)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터(144)들 사이에 형성되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 화소들을 분리시키고 인접한 셀로부터 입사되는 광을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지한다.

TFT 기판(150)은 하부 유리기판(105)의 전면에 데이터 라인(152)과 게이트라인(154)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(156)가 형성된다. TFT(156)는 게이트 라인(154)에 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(152) 접속된 소스 전극, 채널을 사이에 두고 소스 전극과 마주보는 드레인 전극으로 이루어진다. 이 TFT(156)는 드레인 전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소 전극(158)과 접속된다. 이러한 TFT(156)는 게이트 라인(154)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(152)으로부터의 데이터 신호를 선택적으로 화소 전극(158)에 공급한다.

화소 전극(158)은 데이터 라인(152)과 게이트 라인(154)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 이루어진다. 이 화소 전극(158)은 드레인 전극을 경유하여 공급되는 데이트 신호에 의해 상부 유리기판(103)에 형성되는 공통 전극(146)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부 유리기판(105)과 상부 유리기판(103) 사이에 위치하는 액정(130)은 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(158)을 경유하여 공급되는 광이 상부 유리기판(103) 쪽으로 투과된다.

이러한 액정표시패널(106)의 제조공정은 기판 세정, 기판 패터닝, 배향막형성, 기판합착, 액정주입, 실장 공정 및 테스트 공정으로 나뉘어진다.

기판 세정 공정에서는 세정제를 이용하여 상부 유리기판(103) 및 하부 유리기판(105)의 패터닝 전후에 기판들에 잔존하는 이물질을 제거하게 된다.

기판 패터닝 공정에서는 컬러필터 기판(140) 패터닝과 TFT 기판(150) 패터닝으로 나뉘어진다. 컬러필터 기판(140)의 상부 유리기판(103) 상에는 컬러필터(144), 공통전극(146), 블랙 매트릭스(142) 등이 형성된다. TFT기판(150)의 하부 유리기판(103) 상에는 데이터 라인(152)과 게이트 라인(152)의 신호 배선이 형성되고, 데이터 라인(154)과 게이트 라인(154)의 교차부에 TFT(156)가 형성된다. 데이터 라인(152)과 게이트 라인(154) 사이의 화소영역에는 화소 전극(158)이 형성된다.

기판합착 공정에서는 하부 유리기판(105) 상에 배향막을 도포하고 러빙하는 공정에 이어서 도 10에 도시된 바와 같이, 실(Seal)재 또는 스페이서 패턴(Spacer Pattern)(162)을 이용하여 컬러필터 기판(140)과 TFT 기판(150)을 합착한다. 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈(100)의 액정표시패널(106)은 도 11a에 도시된 바와 같이, 실재 또는 스페이서 패턴(162)을 게이트 라인(154)과 평행하게 형성하여 다수의 액정 주입공간(180)을 형성한다. 이러한 다수의 액정 주입공간(180)을 형성하는 실재 또는 스페이서 패턴(162)은 포토리쏘그래피(Photolithography) 공정을 통해 형성 할 수 있다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타낸 도면이다.

도 11a 내지 11c를 결부하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈(100)의 액정표시패널(106)에 액정(130)을 주입하는 공정을 설명하기로 한다.

컬러필터 기판(140)과 TFT 기판(150)을 다수의 액정 주입구(160) 부분만을 남겨놓고 실재 또는 스페이서 패턴(162)으로 합착한 액정표시패널(106)의 내부 즉, 다수의 액정 주입공간(180)을 진공상태로 형성한 후 액정(130)을 다수의 액정 주입구(160)에 도포한다. 도 13에 도시된 바와 같은, 가압챔버(164) 내의 기압차를 발생시켜 액정표시패널(106) 내부와 액정 주입장비(액정쟁반 )(170)의 기압차를 발생시켜 다수의 액정 주입구(160)에 주입되는 액정(130)을 액정표시패널(106) 내부의 액정 주입공간(180)의 전영역에 걸쳐 균일하게 주입시킨다. 여기서 실재 또는 스페이서 패턴(162)은 액정주입 공간과 액정영역을 한정하는 역할을 한다.

전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈(100)의 액정표시패널(106)에 형성된 다수의 액정 주입공간(180)에 액정(130)을 주입시키면 도 12에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(106)에 형성된 다수의 액정 주입공간(180) 전영역에 걸쳐 액정(130)이 균일하게 주입된다. 또한, 다수의 액정 주입구(160)를 통해 다수의 액정 주입공간(180)에 액정(130)을 동시에 주입시키므로 액정(130)을 주입 시키는 시간을 줄일 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널을 가압봉지하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 13 및 도 14를 결부하여 액정표시패널(106)의 가압봉지 공정을 설명하기로 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 실재 또는 스페이서 패턴(162)에 의해 합착된 컬러필터 기판(140)과 TFT 기판(150) 사이에 액정이 주입된 액정표시패널(106)은 가압챔버(164) 내에 실링튜브(166)를 사이에 두고 삽입된다. 이 후, 가압챔버(164) 내에 가압공기를 공급하여 공급된 가압공기의 압력에 의해 액정표시패널(106)이 가압된다. 이 때, 봉지를 위해 노출된 다수의 액정 주입구(160) 부분은실링튜브(166)를 이용하여 가압 공기가 외부로 새어나오지 못하도록 한다. 즉, 실링튜브(166)에 가압공기를 공급하여 실링튜브(166)가 액정표시패널(106)의 사이에서 팽창됨으로써 가압챔버(166) 내에 공급된 가압공기가 외부로 새어나오지 못하게 된다.

가압된 액정표시패널(106)의 컬러필터 기판(140)과 TFT 기판(150) 사이에 존재하는 액정(130)의 일부는 다수의 액정 주입구(160)를 통해 배출되고 액정표시패널(106) 내부에 존재하는 액정(130)은 액정표시패널(106) 내부에 형성된 다수의 액정 주입공간(180)에 균일하게 분포하게 된다.

이 후, 외부로 배출된 액정(130)을 닦아낸 후 다수의 핀 블럭(174)이 액정표시패널(106)에 맞춰 소정간격으로 정렬된다. 이러한 다수의 핀 블럭(174)에는 다수의 액정 주입구(160)를 봉지하기 위한 봉지제(172)가 도포된다. 액정표시패널(106)과 정렬된 다수의 핀 블럭(174)에 도포된 봉지제(172)를 이용하여 다수의 액정 주입구(160)를 봉지함으로써 액정(130)이 액정표시패널(106)의 외부로 새어나오지 못하도록 한다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈(100)의 액정표시패널(106)에 액정(130)을 주입하는 방법은 액정표시패널(106)이 대형화되거나, 점도가 높은 액정(130) 재료를 주입하거나 또는 셀(Cell) 간격이 낮은 액정표시패널에 액정(130)을 주입할 때 액정(130)의 주입 시간을 단축 시켜 액정표시모듈(100)의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액정표시패널(106)에 형성된 다수의 액정 주입공간(180)에 주입되는 액정(130)이 균일하게 주입되어 액정표시모듈(1)의 성능을 향상시킬수 있다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈은 액정표시패널에 형성되는 다수의 액정 주입공간을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈과 구성요소가 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 액정을 주입하는 공정을 단계적으로 나타낸 도면이다.

도 15a 내지 15c를 결부하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 액정(230)을 주입하는 공정을 설명하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널은 도 15a에 도시된 바와 같이, 실재 또는 스페이서 패턴(262)을 데이터 라인(252)과 평행하게 형성하여 다수의 액정 주입공간(280)을 형성한다. 이러한 다수의 액정 주입공간(280)을 형성하는 실재 또는 스페이서 패턴(262)은 포토리쏘그래피(Photolithography) 공정을 통해 형성 할 수 있다.

컬러필터 기판(240)과 TFT 기판(250)을 다수의 액정 주입구(260) 부분만을 남겨놓고 실재 또는 스페이서 패턴(262)으로 합착한 액정표시패널(206)의 내부 즉, 다수의 액정 주입공간(280)을 진공상태로 형성한 후 액정(230)을 다수의 액정 주입구(260)에 도포한다. 가압챔버 내의 기압차를 발생시켜 액정표시패널(206) 내부와 액정 주입장비(액정쟁반)(270)의 기압차를 발생시켜 다수의 액정 주입구(260)에 도포된 액정(230)을 액정표시패널 내부의 액정 주입공간(280)의 전영역에 걸쳐 균일하게 주입시킨다. 여기서 실재 또는 스페이서 패턴(262)은 액정주입 공간과 액정영역을 한정하는 역할을 한다.

전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널에 형성된 다수의 액정 주입공간(280)에 액정(230)을 주입시키면 도 16에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(206)에 형성된 다수의 액정 주입공간(280)의 전영역에 걸쳐 액정(230)이 균일하게 주입된다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널을 가압봉지하는 공정은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널을 가압봉지하는 공정과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 액정표시패널(206)에 액정(230)을 주입하는 방법은 액정표시패널(206)이 대형화되거나, 점도가 높은 액정(230) 재료를 주입하거나 또는 셀(Cell) 간격이 낮은 액정표시패널에 액정(230)을 주입할 때 액정(230)의 주입 시간을 단축 시켜 액정표시모듈의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액정표시패널(206)에 형성된 다수의 액정 주입공간(280)에 주입되는 액정(230)이 균일하게 주입되어 액정표시모듈의 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시모듈과 그의 제조방법은 액정표시패널에 다수의 액정 주입구 및 액정 주입공간을 형성하여 액정표시패널이 대형화되거나, 점도가 높은 액정 재료를 주입하거나 또는 셀(Cell) 간격이 낮은 액정표시패널에 액정을 주입할 때 액정의 주입 시간을 단축 시켜 액정표시모듈의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액정표시패널에 형성된 다수의 액정 주입공간에 주입되는 액정이 균일하게 주입되어 액정표시모듈의 성능을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (17)

1. 상판과,

   상기 상판과 대향하는 하판과,

   상기 상판과 하판 사이에 주입되는 액정과,

   상기 액정을 주입시키기 위한 다수의 액정 주입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상판 및 하판 중 적어도 하나에 상기 액정을 분리시키는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 패턴은 실재 패턴 또는 스페이서 패턴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 패턴에 의해 형성되어 상기 액정이 주입되는 다수의 액정 주입공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 액정 주입공간의 수는 상기 액정 주입구의 수와 같은 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 상판은

   상부 유리기판과,

   상기 상부 유리기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스와,

   상기 상부 유리기판 상에 형성되는 컬러필터와,

   상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터 상에 형성되는 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 하판은

   하부 유리기판과,

   상기 하부 유리기판 상에 형성되는 데이터 라인 및 게이트 라인과,

   상기 데이터 라인 및 게이트 라인의 교차부에 형성되는 박막트랜지스터와,

   상기 데이터 라인 및 게이트 라인 사이에 형성되는 화소영역과,

   상기 화소영역에 형성되는 화소 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 패턴은 상기 게이트 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 패턴은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
10. 상판을 마련하는 단계와,

    상기 상판과 대향하는 하판을 마련하는 단계와,

    상기 상판 및 하판 사이에 다수개의 액정 주입구를 형성하는 단계와,

    상기 다수개의 액정 주입구 각각에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서

    상기 상판에 있어서,

    상부 유리기판을 형성하는 단계와,

    상기 상부 유리기판 상에 블랙 매트릭스 및 컬러필터를 형성하는 단계와,

    상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하는것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 하판에 있어서,

    하부 유리기판을 형성하는 단계와,

    상기 하부 유리기판 상에 데이터 라인 및 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 상판 및 하판 중 적어도 하나에 상기 액정이 주입되고 다수개의 액정 주입공간을 한정하는 라인 형태의 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
14. 제 13 하에 있어서,

    상기 다수개의 액정 주입공간의 개수는 상기 액정 주입구의 개수와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 패턴은 실재 패턴 또는 스페이서 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
16. 제 15 항에 있어서

    상기 패턴은 상기 게이트 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 패턴은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈의 제조방법.