KR20060093971A - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 액정표시패널 및 그 제조방법은 화소부의 블랙매트릭스 영역 내에 보조 실라인(seal line)을 형성함으로써 중력불량을 방지하여 셀갭의 균일성을 확보하기 위한 것으로, 화소부와 화소 외곽부로 구분되는 어레이 기판과 컬러필터 기판; 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소 외곽부에 형성되어 상기 두 기판을 합착시키는 제 1 실라인; 및 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소부 내에 형성되어 액정의 하부 쏠림을 방지하는 적어도 하나의 제 2 실라인을 포함한다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 기판을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 3은 도 2에 도시된 어레이 기판의 일부를 확대하여 나타내는 평면도.

도 4는 도 2의 II-II'선 및 도 3의 III-III'선에 따른 액정표시패널의 단면을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판을 개략적으로 나타내는 예시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110,210 : 어레이 기판 125,225 : 화소부

130,130A,230,230A,230B : 실라인

본 발명은 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중 력불량을 방지하여 셀갭의 균일성을 확보한 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시하는 표시장치이다.

이를 위해, 상기 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.

액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성된 어레이 기판과 컬러필터(color filter)가 형성된 컬러필터 기판이 균일한 셀갭(cell gap)이 유지되도록 합착되고, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭에 액정층이 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 대향하는 표면에는 배향막이 형성되고, 러빙이 실시되어 상기 액정층의 액정이 일정한 방향으로 배열되도록 한다.

또한, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 화소부의 외곽을 따라 형성되는 실라인에 의해 합착되며, 합착된 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외면에는 편광판과 위상차판 등이 구비되며, 이와 같은 다수의 구성요소를 선택적으로 구성함으로써, 빛의 진행상태를 바꾸거나 굴절률을 변화시켜 높은 휘도와 콘트라스트 특성을 갖는 액정표시패널이 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 액정표시패널을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시패널은 크게 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하는 화소부(25)와 상기 화소부(25)의 게이트라인(16)들과 접속되는 게이트패드부(26) 및 데이터라인(17)들과 접속되는 데이터패드부(27)로 구성된다.

이때, 상기 게이트패드부(26)와 데이터패드부(27)는 컬러필터 기판(5)과 중첩되지 않는 어레이 기판(10)의 가장자리 영역에 형성되며, 게이트패드부(26)는 게이트 구동부(미도시)로부터 공급되는 주사신호를 화소부(25)의 게이트라인(16)들에 공급하고, 데이터패드부(27)는 데이터 구동부(미도시)로부터 공급되는 화상정보를 화소부(25)의 데이터라인(17)들에 공급한다.

또한, 상기 어레이 기판(10)에는 화상정보가 인가되는 데이터라인(17)들과 주사신호가 인가되는 게이트라인(16)들이 서로 교차하도록 배열되어, 상기 데이터라인(17)들과 게이트라인(16)들에 의해 구획되는 영역에 각각 박막 트랜지스터(미도시)와 화소전극(미도시)이 구비된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(5)에는 블랙매트릭스(black matrix)에 의해 화소별로 구획(區劃)된 컬러필터들과 상기 어레이 기판(10)에 형성된 화소전극의 상대전극인 공통전극이 구비된다.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(10)과 어레이 기판(5)은 스페이서(미도시)에 의해 일정한 셀갭이 유지되고, 상기 화소부(25)의 외곽을 따라 형성된 실라인(30)에 의해 합착된다.

이때, 상기 스페이서를 형성하는 방법으로는 유리 비드(bead)나 플라스틱 비드와 같은 볼 스페이서를 이용하여 무작위로 산포하는 방식이 있으나, 최근 들어 액정표시패널이 점차 대형화되어 감에 따라 볼 스페이서의 뭉침 현상으로 인해 정밀한 셀갭 유지가 어렵고, 화질 불량이 발생하게 되었다.

따라서, 대형 액정표시패널의 경우에는 볼 스페이서를 사용하지 않고, 직접 어레이 기판(5)이나 컬러필터 기판(10)에 직접 패터닝하여 형성되는 컬럼 스페이서(또는, 패턴화된 스페이서)를 사용하고 있다.

이때, 액정층의 두께, 즉 상기 어레이 기판(5)과 컬러필터 기판(10) 사이의 셀갭은 액정표시패널의 설계에 있어서 가장 중요한 항목 중의 하나가 된다. 즉, 패널의 위치에 따라 셀갭의 두께가 달라지면, 그에 따라 색상이나 휘도가 달라져 화면표시특성이 저하되는 심각한 문제가 발생하게 된다.

특히, 액정표시패널은 노트북 또는 일반 액정표시장치 모니터 및 텔레비전으로 제품화되었을 때 그 특성상 수직으로 새워져 있는 경우가 대부분이다. 또한, 이를 위해서 액정표시패널이 모듈로 조립된 후에는 테스트 과정에서 수직으로 세워지는 경우가 많다.

이와 같이 수직으로 세워진 액정표시패널은 고온과 중력의 영향을 받아 액정물질이 하부로 집중되는 중력불량 현상이 발생되고, 이로 인해 액정표시패널의 상부와 하부 사이에는 셀갭의 불균형이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제는 패널이 대형화되는 현 추세에 있어서 더 큰 문제가 되고 있는데, 이는 패널이 대형화될수록 기판이 넓어짐에 따라 투입되는 액정량도 더 많 아져 상기 중력불량 현상이 더 잘 발생하기 때문이다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소부 내에 보조 실라인을 형성하여 액정의 하부 쏠림을 방지함으로써 중력불량 문제를 해결할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

기타 본 발명의 다른 특징 및 목적은 이하 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시패널은 화소부와 화소 외곽부로 구분되는 어레이 기판과 컬러필터 기판; 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소 외곽부에 형성되어 상기 두 기판을 합착시키는 제 1 실라인; 및 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소부 내에 형성되어 액정의 하부 쏠림을 방지하는 적어도 하나의 제 2 실라인을 포함한다.

또한, 본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 화소부와 화소 외곽부로 구분되는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 제공하는 단계; 상기 어레이 기판에 게이트라인, 데이터라인 및 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터 기판에 블랙매트릭스와 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소 외곽부에 제 1 실라인을 형성하며, 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소부에 적어도 하나의 제 2 실라인을 형성하는 단계; 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판에 액정을 적하하는 단계; 및 상기 실라인을 통해 상기 두 기판을 합착하는 단 계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 기판을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(미도시)과의 합착을 위해 어레이 기판(110)의 소정영역에는 소정의 실라인(130, 130A)이 형성되어 있는데, 이때 본 실시예의 실라인(130, 130A)은 화소부(125) 외곽에 둘러싸인 형태로 형성된 주 실라인(130)과 상기 화소부(125) 내에 일정한 간격을 가지며 가로 방향으로 형성된 보조 실라인(130A)으로 구성된다.

전술한 바와 같이 액정표시패널이 대면적화 되어갈수록 중력불량 문제가 큰 이슈가 되는데, 본 실시예에서는 화소부(125) 영역에도 보조 실라인(130A)을 추가로 형성함으로써 상기 중력불량 문제를 해결할 수 있게 된다.

즉, 대형 사이즈의 액정표시패널에서는 중력불량이나 셀갭의 차이에 의해 무라(mura)라고 불리는 화질의 불일치 현상이 발생하게 되는데, 본 실시예와 같이 화소부(125) 내에도 보조 실라인(130A)을 형성하게 되면 액정의 하부 쏠림을 방지할 수 있어 셀갭을 균일하게 유지할 수 있게 된다.

이때, 상기 보조 실라인(130A)은 상부기판인 컬러필터 기판의 블랙매트릭스에 의해 가려지는 영역에 형성함으로써 액정표시패널의 개구율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 실라인(130, 130A)은 가능한 실라인 마진(margin) 폭을 가지도록 미세 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 패턴 내로 실런트를 주입함으로써 마진이 적은 블랙매트릭스 영역 내에 미세한 실라인(130, 130A)을 형성할 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예는 상기 보조 실라인(130A)을 상부 블랙매트릭스 영역에 대응하는 하부 어레이 기판(110)의 게이트라인 상부에 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 어레이 기판의 일부를 확대하여 나타내는 평면도이다.

이때, 실제의 액정표시패널에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 단지 (m, n)번째 화소만을 나타내었다.

또한, 도 4는 도 2의 II-II'선 및 도 3의 III-III'선에 따른 액정표시패널의 단면을 나타내는 도면으로써, 도면의 우측에는 II-II'선에 따른 화소부 외곽의 액정표시패널의 단면을 나타내며 도면의 좌측에는 III-III'선에 따른 화소부의 액정표시패널의 단면을 나타내고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, (m, n)번째 화소의 어레이 기판은(110)은 외부의 구동회로(미도시)로부터 주사신호가 인가되는 n번째 게이트라인(116n), 화상신호가 인가되는 m번째 데이터라인(117m), 상기 게이트라인(116n)과 데이터라인(117m)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극(118)을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116n)에 연결된 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117m)에 연결된 소오스전극(122) 및 상기 화소전극(118)에 연결된 드레인전극(123)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시), 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123)간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 반도체층(미도시)을 포함한다. 이때, 상기 드레인전극(123) 위에는 콘택홀(140)이 형성된 제 2 절연막(미도시)이 있어, 상기 콘택홀(140)을 통해 상기 드레인전극(123)과 화소전극(118)이 전기적으로 접속되게 된다.

상기 화소전극(118)의 일부는 n-1번째 게이트라인, 즉 전단 게이트라인(116n-1)쪽으로 돌출하여 스토리지전극을 구성하며, 상기 스토리지전극은 상기 전단 게이트라인(116n-1)의 일부와 오버랩되어 스토리지 커패시터를 형성하게 된다.

이러한 스토리지 커패시터는 화소전극(118)에 충전된 화소전압이 다음 화소전압이 충전될 때까지 유지되도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 어레이 기판(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 화소부 외곽에 형성된 주 실라인(130)에 의해 상부 컬러필터 기판(105)과 합착하여 액정표시패널을 구성하게 된다.

이때, 상기 컬러필터 기판(105) 위에는 블랙매트릭스(106), 컬러필터(107) 및 공통전극(108)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(106)는 화소들의 경계영역에 패터닝되어 백라이트(미도시)로부터 발생된 빛의 누설을 차단하고, 인접하는 화소들의 혼색을 방지하는 역할을 한다.

또한, 상기 컬러필터(107)는 상기 블랙매트릭스(106)와 일부 중첩되어 단위 화소에 대응되도록 형성된 적(Red; R), 녹(Green; G), 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되어 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 블랙매트릭스(106)와 컬러필터(107) 상부에는 오버코트층(over coat layer)이 형성될 수 있으며, 상기 오버코트층은 상기 블랙매트릭스(106)와 컬러필터(107)의 상부 표면을 평탄화 시키는 역할을 한다.

이때, 상기 어레이 기판(110) 또는 컬러필터 기판(105)의 소정 영역에는 컬럼 스페이서(150)들이 형성되어 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105)의 합착시 셀갭을 일정하게 유지시키는 역할을 하게되는데, 도 3에는 어레이 기판(110)의 전단 게이트라인(116n-1)과 데이터라인(117m, 117m+1)의 교차영역 상부에 컬럼 스페이서(150)들이 형성되어 있는 경우를 예를 들어 나타내고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상부 컬러필터 기판(105)의 블랙매트릭스(106)에 영역 내에 형성하기만 하면 어레이 기판(110)의 다른 영역, 예를 들면 게이트라인(116n-1, 116n), 데이터라인(117m, 117m+1) 또는 박막 트랜지스터 영역 상부에 형성할 수 있다.

이때, 상기 컬럼 스페이서(150)는 패턴화된 스페이서로 상기 어레이 기판(110)이나 컬러필터 기판(105)에 패터닝되어 형성되게 된다.

상기 n번째 게이트라인(116n) 상부에는 본 실시예의 보조 실라인(130A)이 상기 n번째 게이트라인(116n)과 동일한 방향으로 형성되어 상기 컬럼 스페이서(150) 와 함께 액정표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하는 역할을 하게 된다.

즉, 본 실시예의 보조 실라인(130A)은 화소부 내에 형성되어 중력에 따른 액정의 하부 쏠림을 방지함으로써 액정표시패널의 셀갭을 균일하게 유지시킬 수 있게 되며, 이와 같은 보조 실라인(130A)은 개구율의 저하를 방지하기 위해 게이트라인(116n) 상부의 블랙매트릭스(106) 영역 내에 형성되게 된다.

또한, 전술한 바와 같이 상기 보조 실라인(130A)은 미세 패턴이 형성된 마스크를 이용함으로써 블랙매트릭스(106) 영역의 가능한 마진폭에 대응하도록 형성될 수 있으며, 상기 화소부 외곽의 주 실라인(130)과 상기 보조 실라인(130A)은 동일한 제조공정에서 형성할 수 있다.

이때, 상기 실라인(130, 130A)을 구성하는 실런트는 아크릴 수지와 같은 자외선경화성 실런트, 에폭시 수지와 같은 열경화성 실런트 또는 아크릴과 에폭시 수지가 혼합된 자외선 및 열경화성 실런트가 혼합된 실런트가 적용될 수 있다.

또한, 상기 실라인(130, 130A)과 컬럼 스페이서(150)는 어레이 기판(110) 또는 컬러필터 기판(105)에 형성되며, 상기 실라인(130, 130A)은 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105)을 합착시키는 역할을 할뿐만 아니라 상기 컬럼 스페이서(150)와 함께 셀갭을 균일하게 유지시키는 역할을 한다.

본 실시예는 상기 보조 실라인(130A)을 상부 컬러필터 기판(105)의 블랙매트릭스(106) 영역 내에, 즉 하부 어레이 기판(110)의 게이트라인(116n) 상부에만 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 보조 실라인은 하부 어레이 기판의 데이터라인 상부에도 형성할 수 있으며, 이를 다음의 제 2 실시예를 통해 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(미도시)과의 합착을 위해 어레이 기판(210)의 소정영역에는 소정의 실라인(230, 230A, 230B)이 형성되어 있는데, 이때 본 실시예의 실라인(230, 230A, 230B)은 화소부(225) 외곽에 둘러싸인 형태로 형성된 주 실라인(230)과 상기 화소부(225) 내에 일정한 간격을 가지며 가로 방향으로 형성된 제 1 보조 실라인(230A) 및 세로 방향으로 형성된 제 2 보조 실라인(230B)으로 구성된다.

이때, 상기 보조 실라인(230A, 230B)은 상부기판인 컬러필터 기판의 블랙매트릭스에 의해 가려지는 영역에 형성함으로써 액정표시패널의 개구율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 실라인(230, 230A, 230B)은 가능한 실라인 마진폭을 가지도록 미세 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 패턴 내로 실런트를 주입함으로써 마진이 적은 블랙매트릭스 영역 내에 미세한 실라인(230, 230A, 230B)을 형성할 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예는 상기 보조 실라인(230A, 230B)을 상부 블랙매트릭스 영역에 대응하는 하부 어레이 기판(210)의 게이트라인(미도시) 상부 및 데이터라인(미도시) 상부에 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 보조 실라인(230A, 230B)은 상기 블랙매트릭스 영역 내에 형 성하기만 하면 상부 컬러필터 기판에 형성하여도 무방하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 크게 어레이 기판을 형성하는 어레이공정과 컬러필터 기판을 형성하는 컬러필터공정 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하여 단위 액정표시패널을 형성하는 셀공정으로 이루어지며, 이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

우선, 유리와 같은 투명한 절연기판 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 스위칭소자인 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 어레이공정을 통해 박막 트랜지스터에 접속되며 상기 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다. 한편, 횡전계(In Plane Switching; IPS) 모드의 경우에는 상기 어레이 공정을 통해 액정층에 수평전계를 형성하는 화소전극 및 공통전극을 함께 형성하게 된다.

또한, 컬러필터 기판에는 컬러필터공정에 의해 적, 녹, 청색의 컬러를 구현하는 서브컬러필터로 이루어진 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스를 형성한다.

상기 블랙매트릭스는 수지 재질의 유기막이 적용될 수 있는데, 예를 들면 카본 블랙(carbon black)이나 흑색 안료 중 어느 하나를 포함한 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy) 또는 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 착색된 유기계 수지 등을 적용할 수 있다.

이때, 횡전계 모드의 경우에는 전술한 바와 같이 어레이 기판에 공통전극이 형성되게 되나, 외부로부터의 정전기에 의한 영향을 방지하기 위해 컬러필터 기판의 배면 또는 상면에 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)로 이루어진 투명전극을 형성한 후 상기 컬러필터공정을 진행할 수도 있다.

다음으로, 상기 기판 전면에 투명한 절연물질로 이루어진 오버코트층을 형성한다.

상기 오버코트층은 컬러필터가 형성된 기판을 평탄화하고 안료 이온의 용출을 막기 위해 절연특성을 가지는 투명한 수지로 형성할 수 있으며, 특히 아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지로 형성할 수 있다.

이때, 블랙매트릭스로 수지 재질의 유기막을 적용하는 경우에는 상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 중첩되는 영역에서 단차 불량에 기인하는 액정층의 구동불량을 방지하기 위하여 상기의 오버코트층을 형성하게 되지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 화소들에 대응되는 컬러필터가 블랙매트릭스와 중첩되지 않도록 형성되게 되면 표면 평탄화를 위한 별도의 오버코트층이 요구되지 않게 된다.

다음으로, 상기 컬러필터 기판이나 어레이 기판 위에 유기막으로 스페이서를 형성한다.

상기 스페이서로는 액정표시패널이 점차 대형화되어 감에 따라 어레이 기판이나 컬러필터 기판에 고정되는 형태의 컬럼 스페이서(또는, 패턴화된 스페이서)를 사용하고 있다.

이어서, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판에 각각 배향막을 도포한 후, 상기 두 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 배향 처리한다. 이때, 상기 배향 처리방법으로 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다.

다음으로, 상기 컬러필터 기판에 실런트로 소정의 실라인을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판에 액정층을 형성한다. 이때, 상기 실라인은 컬러필터 기판의 외곽에 형성되는 주 실라인과 화소부의 블랙매트릭스 영역 내에 형성되는 보조 실라인으로 이루어지며, 상기 보조 실라인의 형성으로 중력에 의한 액정의 하부 쏠림을 방지할 수 있게 된다.

상기 실 디스펜서 방법은 원형 또는 사각형의 작은 노즐이 장착된 하나 또는 두개의 주사기 형태의 디스펜서가 이동하면서 기판의 실 영역에 실런트를 인쇄하게되는 것이다. 이때, 본 발명에서는 가능한 실라인 마진폭을 가지도록 미세 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 패턴 내로 실런트를 주입함으로써 마진이 적은 블랙매트릭스 영역 내에 미세한 실라인을 형성할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 상기 보조 실라인은 상부 컬러필터 기판의 블랙매트릭스 영역에 대응하는 하부 어레이 기판에 형성하여도 무방하다. 또한, 상기 보조 실라인과 주 실라인은 각각 다른 기판에 형성하여도 무방하다.

한편, 상기 액정층의 형성방법은 크게 진공주입 방식과 적하 방식으로 구분되며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 진공주입 방식은 대면적의 모기판으로부터 분리된 단위 액정표시패널의 액정주입구를 일정한 진공이 설정된 챔버 내에서 액정이 채워진 용기에 침액시킨 다음 진공 정도를 변화시킴으로써, 상기 액정표시패널 내부 및 외부의 압력 차에 의해 액정을 액정표시패널 내부로 주입시키는 방식으로, 이와 같이 액정이 액정표시패널 내부에 충진 되면, 액정주입구를 밀봉시켜 액정표시패널의 액정층을 형성한다. 따라서, 상기 액정표시패널에 진공주입 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 실라인의 일부가 개방되도록 형성하여 액정주입구의 기능을 갖도록 하여야 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 진공주입 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 액정표시패널에 액정을 충진 하는데 소요되는 시간이 매우 길다. 일반적으로, 합착된 액정표시패널은 수백 ㎠의 면적에 수 ㎛ 정도의 갭을 갖기 때문에 압력차를 이용한 진공주입 방식을 적용하더라도 단위 시간당 액정의 주입량은 매우 작을 수밖에 없다. 예를 들어, 약 15인치의 액정표시패널을 제작하는 경우에 액정을 충진 시키는데 대략 8시간 정도가 소요됨에 따라 액정표시패널의 제작에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널이 대형화되어 갈수록 액정 충진에 소요되는 시간이 더욱 길어지고, 액정의 충진불량이 발생되어 결과적으로 액정표시패널의 대형화에 대응할 수 없는 문제점이 있다.

둘째, 액정의 소모량이 높다. 일반적으로, 용기에 채워진 액정량에 비해 실제 액정표시패널에 주입되는 액정량은 매우 작고, 액정이 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화 된다. 따라서, 용기에 채워진 액정이 복수의 액정표시패널에 충진 된다고 할지라도, 충진 후에 잔류하는 많은 양의 액정을 폐기해야 하며, 이와 같이 고가의 액정을 폐기함에 따라 결과적으로 액정표시패널의 단가를 상승시켜 제품의 가격경쟁력을 약화시키는 요인이 된다.

상기한 바와 같은 진공주입 방식의 문제점을 극복하기 위해, 최근 들어 적하 방식이 적용되고 있다.

상기 적하 방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 또는 복수의 컬러필터 기판이 배치된 제 2 모기판의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.

따라서, 상기 액정표시패널에 적하 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실라인, 즉 주 실라인이 화상표시 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.

상기 적하 방식은 진공주입 방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으며, 액정표시패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다.

또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입 방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정표시패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.

상기 적하 방식이 적용된 액정표시패널은 진공주입 방식과 달리 액정층이 형성된 후에 대면적 모기판으로부터 단위 액정패널을 분리하는 공정이 진행된다.

이후, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판에 압력을 가하여 합착하여 단위 액정표시패널을 이루게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 단위 액정표시패널을 제작함에 있어서 수율을 향상 시키기 위하여 대면적의 모기판에 복수의 단위 액정표시패널은 동시에 형성하는 방식이 일반적으로 적용되고 있다. 따라서, 복수의 액정표시패널이 제작된 모기판을 절단 및 가공하여 대면적의 모기판으로부터 단위 액정표시패널을 분리하는 공정이 요구된다.

이후, 상기 각 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 화소부 내에 보조 실라인을 추가로 형성함으로써 중력의 의한 액정의 하부 쏠림을 방지하여 셀갭을 균일하게 유지할 수 있게 된다. 그 결과 무라(mura)와 같은 화질의 불일치 현상이 방지되어 액정표시패널의 표시특성이 향상되는 효과를 제공한다.

Claims (10)

1. 화소부와 화소 외곽부로 구분되는 어레이 기판과 컬러필터 기판;

   상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소 외곽부에 형성되어 상기 두 기판을 합착시키는 제 1 실라인; 및

   상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소부 내에 형성되어 액정의 하부 쏠림을 방지하는 적어도 하나의 제 2 실라인을 포함하는 액정표시패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 컬러필터 기판의 블랙매트릭스 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 어레이 기판의 게이트라인 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 어레이 기판의 데이터라인 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 실라인은 화소 외곽부를 둘러싸는 폐쇄된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
6. 화소부와 화소 외곽부로 구분되는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 제공하는 단계;

   상기 어레이 기판에 게이트라인, 데이터라인 및 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;

   상기 컬러필터 기판에 블랙매트릭스와 컬러필터를 형성하는 단계;

   상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소 외곽부에 제 1 실라인을 형성하며, 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판의 화소부에 적어도 하나의 제 2 실라인을 형성하는 단계;

   상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판에 액정을 적하하는 단계; 및

   상기 실라인을 통해 상기 두 기판을 합착하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 어레이 기판의 게이트라인 상부에 상기 게이트라인 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 어레이 기판의 데이터라인 상부에 상기 데이터라인 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 어레이 기판이나 컬러필터 기판에 컬럼 스페이서를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 실라인은 상기 컬럼 스페이서가 위치하지 않는 블랙매트릭스 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.

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