KR20050040175A

KR20050040175A - 복수의 실라인이 형성된 액정패널구조

Info

Publication number: KR20050040175A
Application number: KR1020030075253A
Authority: KR
Inventors: 이수웅; 백상윤
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-03

Abstract

본 발명의 액정패널구조는 액정이 충진된 액정패널과, 상기 액정패널의 외곽영역에 형성되어 상기 액정패널을 합착하는 제1실라인과, 상기 액정패널에 형성되어 액정패널을 합착하고 셀갭을 일정하게 유지하는 적어도 하나의 제2실라인으로 구성된다. 상기 제2실라인은 패널의 외곽영역 또는 화소영역의 게이트라인 및/또는 데이터라인을 따라 형성된다.

Description

복수의 실라인이 형성된 액정패널구조{STRUCTURE OF A LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL HAVING A PLURALITY OF SEALING LINES}

본 발명은 액정패널구조에 관한 것으로, 특히 액정패널에 복수의 실라인(sealing line)을 형성하여 셀갭을 일정하게 유지함과 동시에 액정패널의 합착력을 향상시켜 중력불량에 의한 품질저하를 방지할 수 있는 액정패널구조에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

LCD는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1은 액정패널의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)은 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하, TFT라 한다)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing Material)로 이루어진 실라인(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

상기한 바와 같은 액정패널을 제작하는 공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자(TFT)를 형성하는 TFT 어레이공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있다.

셀공정은 제작된 TFT기판(5)과 컬러필터기판(3)을 합착하고 그 사이에 액정층(7)을 형성한 후 가공하여 액정패널(1)을 형성하는 공정이다. 일반적으로 액정층(7)의 형성은 액정딥핑(Dipping)방식 또는 액정진공주입방식에 의해 형성된다. 상기 액정딥핑방식 또는 액정진공주입방식은 제작된 TFT기판(5)과 컬러필터기판(3)을 합착한 후 패널 단위로 가공한 후에 이루어진다.

도 3에 상기 액정딥핑방식 또는 액정진공주입방식에 의한 액정층 형성방법이 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공챔버(Vacuum Chamber;10)내에는 액정이 충진된 용기(12)가 구비되어 있으며, 그 상부에 액정패널(1)이 위치하고 있다. 상기 진공챔버(10)는 진공펌프와 연결되어 설정된 진공상태를 유지하고 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 진공챔버(10) 내에는 액정패널 이동용 장치가 설치되어 상기 액정패널(1)을 용기(12) 상부로부터 용기까지 이동시켜 액정패널(1)에 형성된 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨다.

상기와 같이 액정패널(1)의 주입구(16)를 액정(14)에 접촉시킨 상태에서 진공챔버(10)내에 질소(N₂)가스를 공급하여 챔버(10)의 진공정도를 저하시키면, 상기 액정패널(1) 내부의 압력과 진공챔버(10)의 압력차에 의해 액정(14)이 상기 주입구(16)를 통해 액정패널(1)로 주입되며 액정이 액정패널(1)내에 완전히 충진된 후에 상기 주입구(16)를 봉지재에 의해 봉지함으로써 액정층이 형성된다.

그런데, 상기와 같이 진공챔버(10)내에서 액정패널(1)의 주입구(16)를 통해 액정을 주입하여 액정층을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 액정패널(1)로의 액정주입시간이 길어진다는 것이다. 일반적으로 액정패널의 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판 사이의 간격은 수μm 정도로 매우 좁기 때문에, 단위 시간당 매우 작은 양의 액정만이 액정패널 내부로 주입된다. 예를 들어, 약 15인치의 액정패널을 제작하는 경우 액정을 완전히 주입하는데에는 대략 8시간이 소요되는데, 이러한 장시간의 액정주입에 의해 액정패널 제조공정이 길어지게 되어 제조효율이 저하된다.

둘째, 상기와 같은 액정주입방식에서는 액정소모율이 높게 된다. 용기(12)에 충진되어 있는 액정(14)중에서 실제 액정패널(1)에 주입되는 양은 매우 작은 양이다. 한편, 액정은 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화될 뿐만 아니라 액정패널(1)과의 접촉시 유입되는 불순물에 의해 열화된다. 따라서, 용기(12)에 충진된 액정(14)이 복수매의 액정패널(1)에 주입되는 경우에도 주입후 남게 되는 액정(14)을 폐기해야만 하는데, 고가의 액정을 폐기하는 것은 결국 액정패널 제조비용의 증가를 초래하게 된다.

상기한 바와 같은 액정딥핑방식 또는 액정진공 주입방식의 단점들을 극복하기 위해, 근래 제안되고 있는 방법이 액정적하방식(Liquid Crystal Dropping Method)에 의한 액정층 형성방법이다. 상기 액정적하방식은 패널 내부와 외부의 압력차에 의해 액정을 주입하는 것이 아니라 액정을 직접 기판의 패널영역에 적하(Dropping) 및 분배(Dispensing)하고 기판의 합착 압력에 의해 적하된 액정을 패널영역 전체에 걸쳐 균일하게 분포시킴으로써 액정층을 형성하는 것이다.

이러한 액정적하방식은 짧은 시간 동안에 직접 기판상에 액정을 적하하기 때문에 대면적의 액정표시소자의 액정층 형성도 매우 신속하게 진행할 수 있다는 장점을 가진다.

상기 액정적하방식을 채용하여 액정패널을 제조하는 경우 액정딥핑방식 또는 액정진공 주입방식이 채용된 액정패널 제조방법과는 근본적인 차이를 가진다. 액정딥핑방식 또는 액정진공 주입방식을 채용한 액정패널 제조방법에서는 TFT기판(5)과 컬러필터기판(3)을 합착하고 패널단위로 가공한 후 액정을 주입하지만, 액정적하방식을 채용한 액정패널 제조방법에서는 기판상(TFT기판 또는 컬러필터기판)에 먼저 액정을 적하한 후 기판을 합착 및 가공하여 액정패널을 제작하는 것이다.

도 3은 액정적하방식의 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정적하방식에서는 TFT와 컬러필터가 각각 형성된 TFT기판(5)과 컬러필터기판(3)을 합착하기 전에 TFT기판(5)상에 방울형상의 액정(7)을 적하한다. 액정은 도 4에 도시된 바와 같은 액정적하장치(20)에 의해 적하된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정적하장치(20)에는 적하되는 액정의 적하량을 조절하는 수단이 구비되어 있으며 TFT기판(5)은 x,y방향으로 이동 가능하기 때문에, 설정된 적하위치에 설정된 적하량의 액정(7)이 적하된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컬러필터기판(3)의 외곽영역에는 실라인(9)이 형성되어 상기 컬러필터기판(3)과 TFT기판(5)에 압력을 가함에 따라 상기 컬러필터기판(3) 및 TFT기판(5)이 합착되며, 이와 동시에 압력에 의해 액정(7) 방울이 외부로 퍼져 상기 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 균일한 두께의 액정층이 형성된다. 다시 말해서, 상기 액정적하방식의 가장 큰 특징은 액정패널(1)을 합착하기 전에 하부기판상에 미리 액정(7)을 적하한 후 실라인(9)에 의해 액정패널을 합착하는 것이다.

상기한 액정적하방식에 의한 액정패널 제조방법은 진공주입방식에 의한 액정패널 제조방법에 비해 액정적하의 차이 및 대면적 유리기판의 가공시기의 차이 등과 같은 차이점 뿐만 다음과 같은 차이점도 있다. 즉, 액정주입방식이 적용된 액정표시소자 제조방법에서는 주입구를 통해 액정을 주입한 후에 상기 주입구를 봉지제에 의해 봉지해야만 하지만 액정적하방식이 적용된 제조방법에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 이러한 주입구의 봉지공정이 필요없게 된다. 또한, 액정주입방식에서는 기판이 액정에 접촉하기 때문에 패널의 외부면이 액정에 의해 오염되므로 오염된 기판을 세정하기 위한 공정이 필요하게 되지만, 액정적하방식에서는 액정이 직접 기판에 적하되기 때문에 패널이 액정에 의해 오염되지 않으며, 그 결과 세정공정이 필요없게 된다.

그러나, 상기한 액정적하방식에 의한 액정패널(1)의 제조방법에도 문제는 존재한다. 비록 액정적하장치(20)에 의해 설정된 적하량의 액정이 적하되지만, 외부적인 요인과 내부적인 요인에 의해 실제 적하되는 적하량에는 미세한 변화가 발생하게 된다. 따라서, 제작된 액정패널(1)에는 설정된 양보다 많거나 적은 양의 액정이 충진된다. 이러한 문제는 액정적하방식뿐만 아니라 진공주입방식에서도 발생할 수 있는 것으로, 현재 이 문제를 해결하기 위한 수단은 알려지지 않고 있다.

액정패널(1)에 설정된 양과 다른 액정이 충진되면 여러가지 문제를 일으킬 수 있지만, 특히 액정패널(1)에 충진되는 액정의 양이 설정된 양보다 많을 경우 액정패널에 중력불량이 발생하게 된다. 중력불량은 액정패널(1)의 내부에 형성된 액정층이 온도상승에 의해 부피가 증가하기 때문에 발생하는 것으로, 액정패널의 셀갭이 스페이서보다 커지게 되며 이에 따라 액정이 중력에 의해 하부로 이동하여 액정패널의 셀갭이 불균일하게 되므로 액정패널의 품질저하의 원인이 되는 것이다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 액정패널을 합착하는 실라인을 복수개 형성하여 액정패널의 합착력을 향상시킴으로써 액정의 초과 충진에 의한 중력불량을 방지할 수 있는 액정패널구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 액정패널의 셀갭을 일정하게 유지하는 스페이서를 실라인으로 대체함으로써 개구율의 저하 없이 액정패널의 합착력을 향상시킬 수 있는 액정패널구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정패널은 액정이 충진된 액정패널과, 상기 액정패널의 외곽영역에 형성되어 상기 액정패널을 합착하는 제1실라인과, 상기 액정패널에 형성되어 액정패널을 합착하고 셀갭을 일정하게 유지하는 적어도 하나의 제2실라인으로 구성된다.

상기 액정패널은 박막트랜지스터가 형성된 하부기판과, 컬러필터가 형성된 상부기판과, 상기 하부기판 및 상부기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어지며, 상기 제2실라인은 패널의 외곽영역 또는 화소영역의 게이트라인 및/또는 데이터라인을 따라 형성된다.

상기 제2실라인이 외곽영역에 형성되는 경우 상기 제실라인은 그 일부가 제거되어 액정이 흐르는 적어도 하나의 통로가 형성되고, 상기 제1실라인과 제2실라인 사이에는 공간이 형성되어 초과로 충진된 액정이 상기 통로를 통해 상기 공간으로 충진된다.

본 발명에서는 복수의 실라인에 의해 액정패널의 합착력을 향상시킴으로써 중력불량에 의한 액정패널의 불량을 방지한다. 이를 위해, 본 발명에서는 상부기판 및 하부기판을 합착하는 실라인을 복수개 형성함으로써 액정패널의 합착력을 향상시킨다.

실라인은 기존의 실라인 이외에 추가로 형성함으로써 액정패널의 합착력을 향상시킬 수 있으며, 다른 구성요소, 예를 들면 스페이서 등이 실라인의 역할을 함으로써 합착력을 향상시킬 수도 있을 것이다. 단순히 실라인의 추가인 경우에는 액정패널에는 셀갭의 유지를 위한 스페이서, 즉 볼스페이서나 컬럼스페이서가 형성되는 반면에 추가되는 실라인이 스페이서의 역할을 하는 경우에는 별도의 스페이서를 형성할 필요가 없을 것이다.

일반적으로 액정패널의 셀갭은 화상의 품질을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 액정패널의 셀갭은 설정된 크기로 패널 전체에 걸쳐서 일정하게 유지되어야만 하는데, 이러한 셀갭의 유지를 위해 스페이서를 사용한다. 종래에는 이러한 스페이서로서 주로 볼스페이서를 사용하였다. 상기 볼스페이서는 산포기에 의해 기판상에 산포되어 분포되기 때문에, 액정패널 전체에 걸쳐서 산포밀도가 불균일하게 될 뿐만 아니라 볼스페이서가 한곳에 뭉치게 되는 경우 액정표시소자의 화질을 저하하는 원인이 된다. 특히, 대면적의 액정패널의 제작시에는 산포 범위가 한정되어 있으므로, 볼스페이서의 사용이 어려워지는 문제가 있었다.

근래에 상기한 점을 해결하기 위해 컬럼스페이서(column spacer)가 제안되고 있다. 상기 컬럼스페이서는 패턴스페이서(patterned spacer)라고도 하며, 포토공정(photolithography process)에 의해 원하는 위치에 원하는 형상의 스페이서를 형성하는 것이다. 이와 같은 컬럼스페이서는 원하는 위치에 원하는 형상으로 형성할 수 있기 때문에, 균일한 분포가 가능하게 되므로 액정패널의 셀갭을 항상 일정하게 유지할 수 있게 된다는 장점이 있다. 특히, 액정적하방식은 주로 대면적의 액정패널에 적용되기 때문에, 액정적하방식에 의해 제작되는 액정패널에서는 스페이서로서 주로 컬럼스페이서를 사용한다.

컬럼스페이서의 형성 위치는 개구율을 최대한으로 크게 할 수 있는 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 실제 화상이 표시되지 않는 액정패널의 외곽영역(실라인이 형성되는 영역 근처)이나 데이터라인 및 게이트라인과 같은 불투명한 전극 배치영역에 형성하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 컬럼스페이서는 주로 감광성 유기물로 형성된다.

본 발명에서는 기본적으로 실라인을 복수개 형성함으로써 액정패널의 합착력을 향상시키지만 실라인을 열경화성 수지 또는 광경화성 수지로 형성하여 셀갭을 일정하게 유지함과 동시에 액정패널의 합착력을 향상시킬 수도 있을 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정패널구조를 상세히 설명한다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 상부기판(컬러필터기판;103) 및 하부기판(TFT기판;105)의 외곽영역에는 제1실라인(109a)이 형성되어 상기 상부기판(103) 및 하부기판(105)을 합착한다. 또한, 상기 제1실라인(109a)의 내부에는 제2실라인(109b)이 형성되어 상부기판(103) 및 하부기판(105)을 합착하며, 상기 제2실라인(109b)의 내부에 액정층(107)이 형성된다.

상기 제1실라인(109a) 및 제2실라인(109b)은 열경화성 수지나 광경화성수지(특히, 자외선경화성수지) 또는 열경화성수지와 광경화성수지가 혼합된 혼합수지 등으로 구성된 실런트(sealant)로 이루어져, 상부기판(103) 및 하부기판(105)을 압착한 상태에서 열 또는 광을 조사함에 따라 경화된다.

도면에서 상기 제2실라인(109b)은 제1실라인(109a)의 내부, 즉 액정패널(101)의 외곽영역 안쪽에 형성되지만, 상기 제2실라인(109b)도 실질적으로 화상이 표시되지 않는 화상비표시영역에 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 제2실라인(109b)은 액정패널(101)의 개구율 저하가 발생하지 않는 영역에 형성되는 것이다.

상기 제2실라인(109b)은 상부기판(103) 및 하부기판(105)을 합착할 뿐만 아니라 액정패널(101)의 셀갭을 일정하게 유지하는 스페이서의 역할을 할 수도 있다. 따라서, 제2실라인(109b)의 형성에 의해 액정패널의 개구율 저하없이 셀갭을 일정하게 유지할 뿐만 아니라 액정패널(101)의 합착력을 증가시키고 기판의 지지력이 강화되어 액정의 충진량이 설정량을 초과하는 경우 중력불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 제2실라인(109b)의 모서리는 제거되어 있으며, 제1실라인(109a)과 제2실라인(109b) 사이에는 공간(112)이 형성되어 있다. 따라서, 과도하게 적하된 액정이 상기 모서리 영역(액정통로)을 통해 공간(112)으로 충진되므로, 실제 화상이 표시되는 영역의 액정층은 설정된 액정량과 거의 유사하게 될 것이다. 이때, 제2실라인(109b)에 액정통로가 형성되지 않고 상기 공간(112)에 액정이 충진되지 않을 수도 있다. 실질적으로 본 발명에 의하면 액정의 충진량이 설정량을 초과하는 경우에도 제1실라인(109a)과 제2실라인(109b)의 합착력에 의해 액정패널(101)의 중력불량을 방지할 수 있기 때문이다. 그러나, 상기와 같이, 제2실라인(109b)에 액정통로를 형성하고 액정충진공간(112)을 형성함으로써, 액정의 충진량이 설정량을 훨씬 초과했을 경우(즉, 제1실라인(109a)과 제2실라인(109b)의 합착력을 초과하는 정도로 액정의 충진량이 많을 경우)에도 상기 액정충진공간(112)으로 초과된 액정이 충진되므로, 중력불량을 방지할 수 있을 것이다.

상기와 같은 구조의 액정패널은 주로 액정적하방식의 제조공정에 주로 적용되지만 액정딥핑방식 또는 액정진공주입방식의 제조공정에도 물론 적용될 수 있을 것이다. 또한, 상기 실라인(109a,109b)은 상부기판(103)에 형성될 수도 있고 하부기판(105)에 형성될 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는 액정패널(201)의 외곽에 형성된 제1실라인(209a)의 내부에 복수(도면에서는 2개)의 실라인(209b,209c)이 추가로 형성된다. 따라서, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 제1실시예의 액정패널에 비해 액정패널(201)의 합착력이 더욱 증가하게 되고, 그 결과 액정 충진량 초과에 의한 중력불량을 더욱 효과적으로 방지할 수 있을 것이다.

이 실시예도 제1실시예와 마찬가지로, 제2실라인(209b)과 제3실라인(209c)에 액정통로를 형성하며, 제1실라인(209a)과 제2실라인(209b) 사이 및 제2실라인(209b)과 제3실라인(209c) 사이에 각각 초과된 액정이 충진되는 제1공간(212a) 및 제2공간(212b)을 형성할 수 있을 것이다.

도 7(a)∼도 7(c)은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정패널(301)을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는 제1실라인(309a)의 내부에 제2실라인(309b)이 형성되어 있다.

도 5(a)에 도시된 제1실시예에서는 제1실라인(109a) 내부에 형성되는 제2실라인(109b)이 화상비표시영역에 액정패널(101)의 4변을 따라 형성되는 반면에, 도 7(a)에 도시된 액정패널에서는 제2실라인(309b)이 액정패널(301)의 3변만을 따라 형성된다. 도면에서는 상기 제2실라인(309b)이 도면의 위측의 변을 제외하고 3변을 따라 형성되지만, 다른 측의 변을 제외하고 형성될 수도 있을 것이다. 다시 말해서, 제2실라인(309b)이 어떤 변을 따라 형성되는게 중요한 것이 아니라 3변을 따라 형성된다는 것이 중요한 것이다.

도 7(b)에 도시된 구조에서는 도 7(a)에서 제2실라인(309b)이 형성되지 않는 변측에 설정 길이의 제3실라인(309c)이 형성된다. 따라서, 도 5(a)에 도시된 제1실시예의 액정패널과는 달리 제2실라인(909b)의 모서리에 액정통로가 형성되지는 않지만, 상기 제2실라인(309b) 및 제3실라인(309c) 사이의 공간을 통해 액정이 흐를 수 있을 것이다. 이때, 상기 제3실라인(909c)의 길이는 임의로 결정할 수 있을 것이다.

도 7(c)에 도시된 구조에서는 액정패널(301)의 4변을 따라 제2실라인(309b)이 형성되는 반면에 한측의 실라인에 끊겨진 구성으로 이루어져 있다.

상기와 같이, 도 5(a)에 도시된 액정패널(101)의 제2실라인(109b)이 4변을 따라 형성되는데 반해 도 7(a)∼도 7(c)에 도시된 제3실시예에서는 액정패널(301)의 3변을 따라 형성된 제2실라인(309b)과 그 변형된 모습이 개시되어 있다. 이것은 본 발명의 액정패널이 제2실라인의 특정 갯수에 한정되지 않는다는 것을 의미한다. 제1실라인이 액정패널을 합착하고 액정패널을 밀봉하는데 반해, 제2실라인의 역할은 액정패널을 합착하고 일정한 셀갭을 유지하는 것이다. 이러한 관점에서 본다면, 제2실라인이 하나만 화상비표시영역에 형성되는 경우에도 제1실라인만이 형성된 구조에 비해서 액정패널의 접착력이 향상되고 셀갭의 유지특성이 향상되는 것이다. 결론적으로 말해서, 제1실라인 내부에 형성되는 제2실라인은 화상비표시영역에 형성된다면(다시 말해서, 액정패널의 개구율특성을 저하시키지 않는다면) 그 형상이나 갯수에 한정될 필요가 없을 것이다.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정패널의 한화소의 구조를 나타내는 도면이다. 이실시예는 도 제1∼제3실시예에 개시된 구조와는 전혀 다른 구조로서, 본 발명이 제2실라인의 형상이나 갯수에 한정되지 않는다는 것을 잘 나타내고 있다. 특히, 이 실시예에서는 실라인이 액정패널의 외곽영역에 형성되는 것이 아니라 화상이 구현되는 화소영역에 형성된다(그러나, 화상비표시영역에 형성된다).

도 8에 도시된 바와 같이, 액정패널의 화소는 종횡으로 배열되어 화소를 정의하는 게이트라인(440) 및 데이터라인(442)과, 상기 화소영역에 형성되어 게이트라인(440)을 통해 입력되는 주사신호에 따라 동작하는 박막트랜지스터(450)와, 상기 화소영역에 형성되어 박막트랜지스터(450)가 동작함에 따라 데이터라인을 통해 입력되는 신호가 인가되는 화소전극(460)으로 구성된다. 박막트랜지스터(450)는 상기 게이트라인(440)과 연결되어 주사신호가 인가되는 게이트전극(452)과, 상기 게이트전극(452) 위에 형성되어 게이트전극(452)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(454)과, 상기 반도체층(454) 위에 형성된 소스전극(458) 및 드레인전극(358)으로 구성된다.

도면에 도시하지 않았지만, 액정패널은 상기와 같은 화소가 다수개 모여 형성된다. 또한, 이 실시예의 액정패널에서는 외곽영역에 제1실라인이 형성되어 액정패널을 합착한다. 제1실시예 및 제2실시예에서 부가의 실라인이 액정패널의 외곽에 형성되는 반면에, 이 실시예에서는 제2실라인(409)이 게이트라인(440) 및 데이터라인(442)을 따라 형성된다. 박막트랜지스터(450)를 통해 신호가 인가될 때 실제 화상이 구현되는 영역은 화소전극(460)이 형성된 영역이다. 따라서, 게이트라인(440)과 데이터라인(442)은 화상이 형성되지 않는 비표시영역이다. 그러므로, 상기 게이트라인(440) 및 데이터라인(442) 상에 제2실라인(409)을 형성함으로써 액정패널 외곽영역에만 실라인을 형성하는 것에 비해, 개구율의 저하나 화질의 저하없이 액정패널의 합착력을 향상시킬 수 있을 것이다. 더욱이 상기 제2실라인(409)은 스페이서로서 작용하는데, 액정패널 전체에 걸쳐서 균일하게 형성되므로 액정패널의 셀갭을 더욱 일정하게 유지할 수 있을 것이다.

한편, 도면에서는 상기 제2실라인(409)이 게이트라인(440)과 데이터라인(442)에 모두 형성되어 있지만, 상기 제2실라인(409)이 게이트라인(440)에만 형성될 수도 있고 데이터라인(442)에만 형성될 수도 있을 것이다.

도 8에 도시된 실시예는 본 발명이 TN(Twisted Nematic)모드 액정패널에 대한 구조에 적용된 것을 나타내지만, 본 발명이 TN모드 액정패널에만 한정되는 것은 아니라 다양한 구동모드의 액정패널에 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소내에 실질적으로 화소전극과 공통전극이 실질적으로 평행하게 배열되어 기판의 표면과 평행한 전계를 인가하는 횡전계(In Plane Switching)방식 액정패널에도 본 발명이 훌륭하게 적용될 수 있을 것이다. 이러한 IPS모드 액정패널의 경우 실라인이 게이트라인 및/또는 데이터라인을 따라서만 형성되는 것이 아니라 화소내에 배치되는 화소전극 및/또는 공통전극을 따라서도 형성될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 액정패널에 복수의 실라인을 형성함으로써, 액정패널의 합착력을 향상시키고 기판 사이의 지지력을 향상사킨다. 따라서, 액정의 충진량이 설정량을 초과하여 발생하는 중력불량을 방지하며, 그 결과 액정패널의 불량을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 상기 실라인을 스페이서로서 사용함으로써 액정패널의 셀갭을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 액정패널의 단면도.

도 2는 종래 액정패널의 액정주입을 나타내는 도면.

도 3은 종래의 액정적하방식에 의해 액정층을 형성하는 방법을 나타내는 개념도.

도 4는 액정적하장치에 의해 액정을 적하하여 액정층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.

도 5(a)는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 평면도.

도 5(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정패널에 형성된 하나의 화소구조를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 액정패널 103,105 : 기판

107 : 액정층 109 : 실라인

112 : 공간

Claims

액정이 충진된 액정패널;

상기 액정패널의 외곽영역에 형성되어 상기 액정패널을 합착하는 제1실라인; 및

상기 액정패널에 형성되어 액정패널을 합착하고 셀갭을 일정하게 유지하는 적어도 하나의 제2실라인으로 구성된 액정패널구조.
제1항에 있어서, 상기 액정층은 액정적하방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제1항에 있어서, 상기 액정패널은,

박막트랜지스터가 형성된 하부기판;

컬러필터가 형성된 상부기판; 및

상기 하부기판 및 상부기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제1항에 있어서, 상기 제2실라인은 패널의 외곽영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제4항에 있어서, 상기 제2실라인은 액정패널의 적어도 한변을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제5항에 있어서, 상기 제2실라인은 액정패널의 4변을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제6항에 있어서, 상기 제2실라인은 그 일부가 제거되어 액정이 흐르는 적어도 하나의 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제7항에 있어서, 상기 제1실라인과 제2실라인 사이에 형성되어 상기 통로를 통해 액정이 충진되는 적어도 하나의 공간을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제5항에 있어서, 상기 제2실라인은 액정패널의 3변을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제3항에 있어서, 상기 하부기판은,

복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;

상기 화소영역에 형성된 박막트랜지스터; 및

상기 화소영역에 형성된 화소전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제10항에 있어서, 상기 제2실라인은 게이트라인 및 데이터라인의 적어도 하나를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제3항에 있어서, 상기 하부기판은,

복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;

상기 화소영역에 형성된 박막트랜지스터; 및

상기 화소영역에 실질적으로 평행하게 배치되어 하부기판의 표면과 실질적으로 평행한 전계를 형성하는 화소전극 및 공통전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제12항에 있어서, 상기 제2실라인은 게이트라인, 데이터라인, 화소전극 및 공통전극의 적어도 하나를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제1항에 있어서, 상기 제1실라인과 제2실라인은 열경화성수지 또는 광경화성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제1항에 있어서, 상기 제1실라인과 제2실라인은 열경화성수지 및 광경화성수지의 혼합수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
액정이 충진된 액정패널; 및

상기 액정패널의 화상비표시영역에 형성되어 상기 액정패널을 합착하는 복수의 실라인으로 구성된 액정패널구조.
제16항에 있어서, 상기 액정층은 액정적하방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제16항에 있어서, 상기 액정패널을 일정하게 유지하기 위한 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제18항에 있어서, 상기 스페이서는 볼스페이서 또는 컬럼스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널구조.
제16항에 있어서, 상기 복수의 실라인중 적어도 하나의 실라인은 셀갭을 일정하게 유지하는 컬럼스페이서인 것을 특징으로 하는 액정패널구조.