KR20070044358A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

LCD 장치는 적어도 UV 경화 특성을 갖는 밀봉 부재와 함께 TFT 기판 및 카운터 기판을 접합함으로써 얻어진다. 밀봉 부재는 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지에서 분산된 스페이서의 표면상에 각각 형성된 고굴절층을 포함하고, 각 스페이서의 표면은 UV 경화 수지보다 더 높은 굴절율을 갖는다.
액정 표시 장치, 자외선 경화 밀봉 부재

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제 1의 실시예의 LCD 장치를 도시하는 부분 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 도시하는 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 LCD 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
도 4는 본 발명의 제 2의 실시예의 LCD 장치를 도시하는 부분 단면도.
도 5는 도 4의 B부분을 도시하는 확대 단면도.
도 6은 종래 기술의 LCD 장치를 도시하는 부분 단면도.
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 액정 표시 장치(LCD) 및 LCD 장치의 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 자외선 경화(UV-curable) 밀봉 부재를 갖는 LCD 장치에 관한 것이다.
종래의 기술
TV 모니터 및 OA 모니터로서 사용된 LCD 장치의 제조 비용의 감소가 요구되 고 있다. LCD 패널 제조 공정에서의 다음과 같은 이유로 인하여 LCD 패널의 생산성이 증가되고 있다: 택트 시간 감소; 새로운 공정 도입의 결과 단계수 감소; 및 LCD 패널의 제조시 사용된 모-유리 기판(mother glass substrate)의 크기 증가. 소위 ODF(one-drop fill) 공정이 두개의 패널이 조립되는 셀 제조 단계에서 액정 주입 공정을 짧게 하기 위한 특수한 수단으로서 채용된다. ODF 공정에서, 액정이 카운터 기판 및 박막 트랜지스터 기판(TFT 기판)중 어느 하나의 기판에 미리 떨어지고, 그 후 두개의 기판이 서로 진공 상태로 접합된다.
ODF 공정에서, 적어도 UV 경화 밀봉 부재가 TFT 기판 및 카운터 기판을 접합하기 위해 사용된다. 밀봉 부재가 경화되지 않은 상태로 ODF 공정에서 액정 재료와 접촉하므로, 밀봉 부재는 액정 재료와 적합성을 가질 필요가 없다. 또한, 다음이 밀봉 부재의 경화 공정이 충분하지 않을 때 발생하기 때문에, UV 광 조사 공정이 밀봉 부재 상에서 수행될 때 밀봉 부재에서 광경화 반응이 충분히 가속화될 필요가 있다.
밀봉부재에서 낮은 분자 무게를 갖는 무반응 요소가 액정 재료 속으로 분해되어 시간이 경과하면 가시적인 결함 또는 표시 불균일이 발생하며, 따라서 화질이 현저히 떨어진다.
한편, ODF 공정에서, 예를 들어, UV광 조사에 대한 시간 주기를 짧게하거나 조사되어야할 부분 및 그 주위를 제외한 부분에 UV 광이 직접 조사되는 것을 방지하기 위해 마스킹을 수행함으로써 방사 강도를 낮추어야 한다. 특히, UV 조사에 의해 밀봉 부재에 경화 공정이 수행될 때 밀봉 부재를 제외한 유기 부재(액정 재료, 얼라인먼트막 및 컬러 필터 재료)가 광에 의해 열화되고 분해되는 것을 방지해야 한다. LCD 의 이미지 품질의 저하는, 액정 재료 및 얼라인먼트막이 광에의해 열화되고 분해되어 야기되는 액정 재료 및 얼라인먼트막의 구성의 변화로 인한 결과이므로 상기와 같은 방지가 필요하다. 경과 공정이 밀봉 부재에 수행되는 동안 표시 영역이 마스크되더라도, UV광이 기판에서 부분적으로 반사되고 산란되어, 표시 영역에 도달하는 것을 방지할 수 없다. 상기와 같은 이유로 인해, UV광으로 밀봉 부재를 경화하는 공정에서 밀봉 부재에 UV 광을 효율적으로 조사하는 것이 중요한 문제이다.
상기 문제를 해결하기 위해, 다음과 같은 LCD 장치가 제안되었다. LCD 장치에서, 카운터 기판 및 TFT 기판이 스페이서와 혼합된 UV 경화 밀봉 부재와 서로 접합된다. LCD 장치는, UV 광이 입사되는 기판과 대면하는 기판상에서 주요 밀봉 패턴 가까이에 UV광원에 대한 반사층이 마련되는 구성을 갖는다. UV광이 주요 밀봉에 대한 경화 공정을 효율적이고 균일하게 수행하도록 하는 것이 목적이다.
그러나, 상술한 종래 기술은 UV광을 반사하기 위한 반사층을 마련하는 것이 제조 비용을 증가시킨다는 문제를 갖는다. 또한, 더 높은 반사율을 갖는 금속막이 일반적으로 더 낮은 저항값을 갖으며, 따라서 반사층으로서 사용되는 막의 종류가 액정을 구동하는 모드에 따라 제한된다는 또다른 문제가 있다. 종래 기술의 반사층은 반사층이 반복적으로 UV광을 반사하지 않으므로 UV광의 효율적인 사용을 보장하지 않는다는 또다른 문제도 있다.
따라서, 본 발명의 모범적인 특성이 상술한 문제를 고려하여 이루어지며, LCD 장치 및 UV 경화 밀봉 부재에서 경화 작용이 충분히 가속화될 수 있고 따라서 UV 경화 밀봉 부재가 반사층 없이 경화되는 장치를 제조하는 방법이 마련된다.
본 발명의 액정 표시 장치는: 그 사이에 액정이 삽입된 한쌍의 기판; 자외선 경화 수지에서, 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재를 분산시킴으로써 얻어지고, 한쌍의 기판을 서로 접합하기 위한 자외선 경화 밀봉 부재; 및 밀봉 부재 내로 혼합된 스페이서를 포함한다.
고굴절 부재는 스페이서의 표면상에 형성된 고굴절층인 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 DLC(diamond-like carbon), 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
각 고굴절 부재는 1.7보다 작지 않은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
각 고굴절 부재는 2.1보다 작지 않은 고굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
각 고굴절 부재는 스페이서 각각의 표면 상에 형성된 층의 적층 구조를 가지며, 그 가장 바깥쪽 층이 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절층인 것이 바람직하다.
고굴절 부재 각각은 각 스페이서의 표면 상에 형성된 고굴절층의 적층 구조를 가지며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 고굴절층의 적층 구조에서의 어떤 다른 층보다 높은 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러인 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러이고, 각 고굴절 필러는 층의 적층구조를 가지며, 각 필러의 가장 바깥쪽 층은 자외선 경화 수지 보다 높은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러이고, 각 고굴절 필러는 층의 적층 구조를 가지며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 층의 적층 구조에서의 다른층보다 높은 것이 바람직하다.
또다른 액정 표시 장치는: 그 사이에 액정이 삽입된 한쌍의 기기판; 한쌍의 기판을 접합하기 위한 자외선 경화 밀봉 부재; 자외선 경화 수지에서, 자외선 경화 수지보다 높은 비유전율을 갖는 각 고-비유전율 부재를 분산함으로써 얻어지는 자외선 경화 밀봉 수지; 및 밀봉 부재 내로 혼합된 스페이서를 포함한다.
고-비유전율 부재는 UV 경화 수지에 분산된 고-비유전율 필러인 것이 바람직하다.
고-비유전율 부재는 스페이서의 표면상에 각각 형성된 고-비유전율층인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은: 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재 및 스페이서를 자외선 경화 수지로 혼합함에 의해 자외선 경화 밀봉 부재를 준비하는 단계; 그 사이에 삽입된 밀봉 부재로 한쌍의 기판을 서로 접합하는 단계; 및 자외선광으로 밀봉 부재를 경화하는 단계를 포함한다.
고굴절 부재는 스페이서의 표면에 각각 형성된 고굴절층인 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 DLC(diamond-like carbon), 지르코니아, 산화 티타늄 또는 알 루미나중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 1.7보다 작지 않은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 2.1보다 작지 않은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
각 고굴절 부재는 각 스페이서의 표면 상에 형성된 층의 적층 구조를 갖고, 그 가장 바깥쪽 층은 자외선 경화 수지의 굴절율보다 높은 고굴절층인 것이 바람직하다.
각 고굴절 부재는 스페이서의 각 표면 상에 형성된 고굴절층의 적층 구조를 가지며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 고굴절층의 적층 구조에서 다른 어떤 층보다 높은 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 고굴절 필러인 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 층의 적층 구조를 갖는 고굴절 필러이고, 각 필러의 가장 바깥쪽 층은 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
고굴절 부재는 층의 적층 구조를 갖는 고굴절 필러이고, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 층의 적층 구조에서 어떤 다른 층보다 높은 것이 바람직하다.
본 발명에서, 한 쌍의 기판을 서로 접합하기 위한 밀봉 부재가 자외선 광으로 경화될 때, 밀봉 부재에 입사되는 자외선 광은 UV 경화층의 계면상에서 부분적으로 반사되고, 상기 부재는 UV 경화 수지보다 큰 굴절율을 갖는다. 그 후, UV 광이 반사광이 되어 분산된다. 밀봉 부재에 입사하는 UV광 및 반사광은 밀봉부재를 투과한다.
따라서, 본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 스페이서와 혼합된 UV 경화 밀 봉 부재는 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖고, UV 경화 수지에서 분산된 고굴절 부재를 포함한다. 따라서, 본 발명의 제작된 액정 장치는 종래 기술의 반사판을 포함하지 않고, 따라서, 제조 비용이 증가하지 않는다. 또한, 외부로부터의 광이 반사층에 의해 반사되는 문제가 야기되지 않는다. 또한, 반사층이 마련되지 않는 액정의 구동 모드로 인해 장치가 한정되지 않는다. 이러한 이유로, 본 발명은 고품질 저가격의 액정 표시 장치를 구현하기 위한 IPS(in-plane switching) 모드에서 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치를 제조하기 위한 방법으로 다음과 같은 것이 수행된다. 첫 번째로, UV 경화 밀봉 부재가 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재 및 스페이서로 UV 경화 수지를 혼합함에 의해 마련된다. 그 후, 한 쌍의 기판이 그 사이에 삽입된 밀봉 부재로 서로 접합되고, 그리고 밀봉 부재가 자외선광으로 경화된다. 상기 방법은 UV 경화 밀봉 부재의 경화 반응을 가속화시켜, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 고품질의 액정 표시 장치를 구현한다. 또한, 밀봉 부재의 베이스로서 반사층을 마련하지 않으며, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 고품질의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 설명에 압서, 종래 기술을 도면을 참조하여 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 드라이버 회로(108), TFT 스위칭 소자 구동용 배선(106), 반사층(104) 및 절연막(105)이 TFT 기판(102a)상에 마련된다. TFt 스위칭 소자용 배선(106)이 형성되어, 배선(106)이 구동 회로(108)로부터 스페이서(107)가 분산된 UV 경화 밀봉 부재(103)(밀봉 패턴)를 따라 픽셀 영역(도 6에서 화살표에 의해 나타난 방향)으로 연장된다. 반사층(104)은 배선(106) 위에 UV 경화 밀봉 부재(103)의 패턴을 따라 형성된다. 절연막(105)은 배선(106)과 반사층(104)을 보호한다. 종래 기술의 LCD 장치(100)는 TFT 기판(102a)의 측면에서, UV 광을 반사하는 반사층(104)을 포함하므로, UV광의 조사가 카운터 기판(102b)의 측면으로부터 수행되어 밀봉 패턴을 경화한다. 도 6에 도시된 바와 같이, UV 광(101)은 UV 경화 밀봉 부재(103)의 밀봉 패턴의 폭보가 넓고 반사층(104)의 폭보다 좁은 영역 및 카운터 기판(102b)의 차광층(109)을 제외한 영역상에 선택적으로 조사된다. 따라서, 픽셀 영역에서 얼라인먼트막의 재료와 같은 유기 물질에의 손상을 막는 것이 가능하고, 반사층(104)이 UV 광을 반사하므로 밀봉 부재를 효율적으로 경화하는 것이 가능하다. UV 광을 반사하기 위한 반사층은 알루미늄, 크롬 또는 텅스텐 규화물과 같이 UV 광 반사 효과를 갖는 재료로 이루어지면 충분하고, 특수 파장 대역의 광만을 반사하기 위한 광학 박막 다중층을 형성할 필요가 없다. 상술한 종래 기술은 일본 특허 제3,381,785호에 의해 제안되었다.
그러나, 종래 기술은 다음과 같은 문제를 가지고 있다. 제 1의 문제는, UV광을 반사하는 반사층을 마련하는 것이 제조 비용을 증가시킨다는 것이다. 그 다음으로 사용자가 직접 보는 위치에서 반사층을 포함하는 OA 모니터, TV 모니터 등으로 사용된 액정 표시 장치에서 발생한다. 반사층으로 인해, 외부로부터의 광이 정상 환경하에서 패널로 반사되고 방출된다. 상기 문제를 해결하기 위해, 예를 들어, 반사층이 크롬으로 형성되는 경우에 이중층 구조가 채택된다. 이중층 구조는 우선 기 판 상에 무반사 산화 크롬막을 구비하고, 산화 크롬막 상에 반사층으로서 크롬막을 형성함으로써 얻어진다. 그러나, 상술한 바와 같이, 복수의 막을 형성하기 위한 공정에서 제조 비용의 증가를 막을 수가 없다. 최근, 제조 비용을 감소시키기 위해, 카운터 기판의 블랙 매트릭스층이 일반적으로 산화 크롬막 및 크롬막을 사용하여 구현된 이중층 구조로부터 단일층 구조로 변경되고 있다. 또한, 블랙 매트릭스층이 카본 블랙이 분산된 수지와 같이, 광을 반사하지 않는 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
두 번째 문제는 액정이 구동되는 모드에 따라 반사츠의 종류가 제한된다는 것이다. 화질이 뛰어난 OA 모니터, TV 모니터 등에 사용된 LCD 장치의 IPS 모드에서, 표시면에 수평인 전계가 제어된다. 기판의 두께 방향에서도 최고의 전계의 방향을 갖기 위해 카운터 기판의 저항값을 더 높게 유지할 필요가 있다. 일반적으로, 금속막이 낮은 저항값을 가지므로 높은 반사율을 갖는 금속막은 사용될 수 없다.
세 번째 문제는, UV 광이 완전히 효율적으로 사용될 필요가 없다는 것이다. 반사층상에서 더 반사되면, UV광이 더 효율적으로 사용될 수 있다. 그러나, 종래 기술의 LCD 장치에서, UV광은 반복적으로 반사되지 않고, 따라서, UV광이 더 큰 범위에 반드시 효율적으로 사용되지 않는다. 특히, 기판이 서로 접합될 때 TFT 기판과 카운터 기판 사이의 셀 갭이 작아질수록. 경화되지 않은 막의 비율이 더욱 증가한다. 따라서, 화질 열화에 대한 우려가 증가한다.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 더욱 상세히 설명한다.
실시예에 대해 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명의 기본 사상을 설명한다. ODF 공정용으로 채용된 밀봉 부재는 보통 UV광 조사 및 열에 의해, 또는 UV광 조사에 의해 경화된다. 기판이 서로 접합되는 밀봉 부재에 UV광이 조사되기 전 ODF 공정 단계에서, 밀봉 부재는 적어도 베이스 수지, UV광 또는 열에 의한 바인딩 반응을 나타내는 올리고머, 밀봉 부재의 점성 및 확산성을 조정하기 위한 필러, 및 셀 갭을 조정하기 위한 스페이서를 포함한다. 베이스 수지의 재료로서, 약 1.5의 반사율을 갖는 에폭시 또는 아크릴 재료가 사용된다. 올리고머의 재료로서, 아크릴 재료, 에폭시 재료 또는 아크릴 합성 에폭시 재료가 사용될 수 있고 약 1.5 내지 1.6의 반사율을 갖는다. 필러의 재료로서, 대부분의 경우, 약 1.4의 반사율을 갖는 실리카가 사용된다. 스페이서로서, 약 1.5 내지 1.6의 반사율을 갖는다고 생각되는 폴리스티렌, 멜라민, 우레아 또는 벤조구아나민(benzoguanamine)과 같은 수지 및 실리카와 같은 무기 물질이 사용된다. 즉, 종래의 밀봉 부재의 구성 요소 각각은 1.4 내지 1.6의 거의 동일한 반사율을 갖고, 따라서, 밀봉 부재는 광 반사 및 굴절을 쉽게 야기하지 않는다.
UV광이 밀봉 부재로 충분히 흡수되도록 하기 위해, 밀봉 부재는 UV광이 밀봉 부재 내에 반복적으로 반사되는 구성을 갖는 것으로 충분하다. 또한, 구성 요소가 계면에서 각각 상이한 반사율을 갖도록 하는 것이 효과적이다. 특히, 각 스페이서 및 필러가 밀봉 부재의 베이스 수지보다 높은 굴절율을 갖는 방법이 채택될 수 있다. 높은 굴절율을 갖는 각 필러 또는 스페이서의 일부분이 베이스 수지와 상기 일부분 사이의 계면에서 구현되는 것으로 충분하다. 상기 일부분은 더 높은 굴절율 (이하, 고굴절 재료라 함) 및 더 작은 두께를 갖는 재료로 코어 재료의 외주를 피복함으로써 얻어진 스페이서 또는 필러의 형태로 구현될 수 있다. 고굴절 재료로서, 예를 들어, DLC(약 2.3 내지 2.4의 반사율을 가짐), 지르코니아(약 2.1의 굴절율을 가짐), 산화 티타늄(약 2.4의 굴절율을 가짐), 또는 알루미나(약 1.7의 굴절율을 가짐)가 사용된다. 각 스페이서 또는 필러의 외주는 각 스페이서 또는 필러와 상이한 반사율을 갖는 재료의 다중층으로 피복될 수 있다.
n1 및 n2는 매체(1 및 2)의 각 굴절율을 나타내고, R은 매체(1) 내지 매체(2)로부터 수직으로 입사하는 광의 반사량을 나타낸다. 그 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
R = (n1-n2)2/(n1+n2)2
예를 들어, n1 및 n2는 각각 1.5 및 2.4이고, 반사율(R)은 약 5.3%이다. n1 및 n2가 각각 1.5 및 2.0일 때, 반사율(R)은 약 2.0%이다. n1 및 n2가 각각 1.5 및 1.8일 때, 반사율(R)은 약 0.8%이다.
또한, 재료의 굴절율에 대해서는, n, εr 및 μr은 각각 전자석의 관점에서의 굴절율, 비유전율, 및 비투자율을 나타낸다. 그 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
n=√(εr×μr)
전자속의 관점에서, 비투자율(μr)은, 가시광 또는 UV광의 광진동의 더 높은 주파수 대역의 경우에 약 1이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 사용된 고굴절 재 료는 더 높은 비유전율(εr)을 갖는 재료와 동일하다고 말할 수 있다. 즉, 본 발명에 사용된 스페이서 또는 필러는, 스페이서 및 필러로서 더 높은 굴절율(이하 고유전율 재료라고 함)을 갖는 재료를 선택함으로써, 고굴절 재료의 경우와 같이 밀봉 부재가 경화되는 특성을 가질 수 있다.
(제 1의 실시예)
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1의 실시예의 LCD 장치에서, 한 쌍의 기판의 예인 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)이 기판 사이에 삽입된 UV 경화 밀봉 부재(3)와 서로 접합된다. UV 경화 밀봉 부재(3)는 스페이서(4)로 혼합된다. UV 경화 밀봉 부재(3)는 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재를 가지며, 고굴절 부재는 UV 경화 부재로 분산된다. 제 1의 실시예에서, 고굴절 부재는 스페이서(4)의 표면상에 각각 형성된 고굴절층(5)이다. 고굴절층(5)은 DLC(diamond-likt carbon: 비결정 카본), 지르코니아, 산화 티타늄, 및 알루미나중 어느 하나로 구성된다.
또한, LCD 장치(1)에서, 액정층(21)은 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b) 사이에 삽입된다. 얼라인먼트막(22)중 하나는 LCD 장치의 TFT 기판(2a)의 표시 영역(20)에 형성된다. 컬러 필터층(23) 및 또다른 얼라인먼트막(22)은 표시 영역(20)에서 블랙 매트릭스층(6) 및 컬러 필터층(23) 상에 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같은 LCD 장치(1)를 다시 설명한다. LCD 장치(1)는 그 사이에 삽입된 UV 경화 밀봉 부재를 갖고 TFT 기판(2a)과 카운터 기판(2b)이 서로 접합된 구조를 갖는다.TFT 기판(2a)은 적어도 표시 영역(20)에서 TFT 스위칭 소자 (도시되지 않음)를 각각 갖는 드라이브 픽셀을 갖는다. 밀봉 부재(3)와 접촉하는 TFT 기판(2a)의 표면상에서, TFT 스위칭 소자를 구동하기 위한 금속 배선이 임의로 형성된다. 배선에 더하여, 갭이 형성되어 UV광이 기판을 충분히 통과하고 UV광이 밀봉 부재에 입사하는 것을 방지한다. 카운터 기판(2b)상에서, 블랙 매트릭스층(6)이 밀봉 부재의 베이스로서 형성되고, 컬러 필터층(23)이 표시 영역(20)에 대응하는 부분에 형성된다. 카운터 기판(2b)은 RGB 컬러층을 가질 필요가 없고, 흑백 표시용 기판일 수 있다. 셀 갭을 결정하기 위한 스페이서(4)가 밀봉 부재(3)에서 흩어져있다. 각 스페이서(4)는 둥근 형상 또는 장대와 같은 형상일 수 있다. 각 스페이서(4)의 외주는 고굴절층(5)을 구성한다. 고굴절층(5)은 적어도 밀봉 부재(3)를 구성하는 베이스 수지보다 큰 굴절율을 갖는다. 도 1에서, 각 스페이서(4)는, 스페이서(4)가 단일층의 고굴절층(5)으로 피복되는 형상을 갖는다. 그러나, 각 스페이서(4)는 고굴절율을 가질 수 있다. 또한, 각 스페이서(4)는, 스페이서(4)가 다중층인 고굴절층(5)으로 피복된 구성을 가질 수 있다. 한편, 적층층으로 구성된 굴절층(5)은 각 스페이서(4)의 표면상에 형성될 수 있다. 각 스페이서(4)는 UV광(10)이 스페이서(4)의 외주상에서 반사되는 구성을 갖는다면 충분하다. 도 1은 UV광(10)이 TFT 기판(2a)상에 입사하고 스페이서(4)상에 형성된 고굴절층(5)에서 부분적으로 반사되어, UV광(10)이 밀봉 부재(3)의 측변을 향해 산란되는 상태를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, TFT 기판(2a)상에 입사하는 UV광은 밀봉 부재(3) 및 고굴절막(5)의 굴절율에 따라 밀봉 부재(3) 및 고굴절막(5) 사이의 각 계면에서 굴절된 광(10b)과 같이 밀봉 부재(3)의 측면 등을 향해 부분적으로 산란된다.
제 1의 실시예에서, 밀봉 부재(3)는 1.8㎜의 폭을 갖고, 각 스페이서(4)는 4.0㎛의 두께를 갖고, TFT 기판(2a)은 0.7㎜의 두께를 갖고, 카운터 기판(2b)은 0.7㎜의 두께를 갖는다. 밀봉 패턴과 접촉하는 카운터 기판(2b)의 표면상에서, 수지에서 카본 블랙을 분산시킴으로써 얻어진 블랙 매트릭스층(6)이 형성된다. 각 스페이서(4)의 외주는 10㎚의 두께를 갖는 고굴절층(5)으로 피복된다. 밀봉 부재(3)에 대한 스페이서(4)의 분산율이 1wt%이 되도록, 둥근 형상의 스페이서(4)가 밀봉 부재(4)에서 분산된다. 각각 아크릴 및 아크릴 변형 에폭시인 베이스 수지 및 올리고머가 밀봉 부재(3)가 경화되기 전에 밀봉 부재(3)로서 사용된다. 밀봉 부재(3)는 밀봉 부재(3)의 점성을 조정하기 위한 10wt% 실리카 필러를 포함한다. 실리카 비드는 스페이서(4)의 코어부재로서 사용되고, 각 스페이서(4)의 외주는 DLC로 피복된다. DLC의 피복은 플라즈마 강화 CVD(화학 기상 성장법) 등에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
또한, 실시예의 LCD 장치 제조 방법은 스페이서(4)와 혼합된 UV 경화 밀봉 부재(3)와 함께, 한 쌍의 기판의 예인 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)을 서로 접합하는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 다음과 같은 세단계를 포함한다: UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재, 스페이서(4), 및 UV 경화 수지와 함께 혼합에 의해 밀봉 부재(3)를 준비하는 단계(단계 S1); 그 사이에 삽입된 밀봉 부재(3)와 함께 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)을 접합하는 단계(단계 S2); 및 UV광(10)으로 밀봉 부재(3)를 경화하는 단계(단계 S3). 실시예에서, 고굴절 부재는 스페이서(4)의 표면상에서 각각 형성된 고굴절층(5)이다. 고굴절층(5) 은 DLC(diamond-like carbon), 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 구성된다.
ODF공정에서 막 상에 UV광을 조사함으로써 밀봉 부재를 경화하는 단계에서, 액정은 액정층(21)에 이미 채워져 있다. 상기 이유로 인해, 도 1에 도시된 UV 광선이 조사되는 영역(이하, 'UV 조사 영역'이라 함)이 결정되어, 상기 영역이 밀봉 부재(3)의 폭보다 비교적 크더라도, 액정층(21)이 손상되지 않는다. 액정층(21)에 더하여, 표시 영역(20)에서 얼라인먼트막(22) 및 컬러 필터층(23)과 같은 유기 재료를 UV 광선으로부터 보호할 필요가 있다. 실시예에서, UV 광선은, 금속 마스크(도시되지 않음)를 갖는, UV 광선이 입사되는 기판(도 1에서 TFT 기판)의 상부에서 조사 영역을 제외하고서 차단된다.
TFT 기판을 통과한 후, 2000mj/㎠ 및 2500mj/㎠의 UV 광선의 두가지 방사 강도(315㎚의 피크 파장을 갖는 금속 할로겐 램프 광원)는 ODF 공정에서 밀봉 부재 경화 공정의 조건으로서 사용된다. 밀봉 부재는 상술한 조건으로 경화되고, 한시간동안 120℃에서 경화된다. 금속 마스크를 사용하면, 기판의 상면에서 입사되는 UV광이, 0.5㎜의 폭을 갖는 부분 및 밀봉 부재를 포함하는 조사 영역을 제외한 영역에서 차단된다. 표시 영역 및 상기 부분으로부터의 거리는 0.5㎜이다.
상술한 구성을 갖는 LCD 장치가 마련되어 관찰된다. UV 조사 조건으로 각각 마련된 각 LCD 장치가 편광 현미경을 사용하여 초기 상태에서 관찰될 때, 밀봉 패턴 부근의 액정의 얼라인먼트는 밀봉 부재로부터 경화되지 않은 물질의 용리 및 액정의 도메인 변경이 없이 우수하다. 또한, LCD 장치의 발광에 의해 화질을 가시적 으로 검사할 때, 밀봉 패턴 부근의 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 나타나지 않는다. 또한, 높은 온도 및 높은 습도 바이어스 테스트(HHBT)(60℃의 온도 및 90%의 습도의 조건하)가 240시간동안 수행되어, UV 조사 조건으로 각각 마련된 LCD 장치의 신뢰도를 테스트한다. 그 결과, 표시 영역 주위에서 발생한 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 새로이 발생하지 않았다.
상술한 경우에서 실리카 비드로 형성된 코어 부재를 각각 갖는 스페이서를 포함하는 다른 두가지 종류의 LCD 장치가 마련된다. 지르코니아는 상기 종류중 하나의 LCD 장치의 실리카 비드의 각 외주를 피복하기 위해 사용되고, 알루미나는 다른 종류의 LCD 장치의 실리카 비드의 각 외주를 피복하기 위해 사용된다. 액정 장치는 상술한 경우와 동일한 절차에서와 같이 평가된다. DLC, 지르코니아 및 알루미나는 상기 순서대로 더 높은 굴절율을 가지며, DLC, 지르코니아 및 알루미나를 피복으로서 각각 포함하는 LCD 장치는 상기 순서대로 높은 신뢰도를 갖는다.
비교예로서, 상술한 구조와 상이한 구조를 갖는 LCD 장치가 2000mj/㎠ 및 2500mj/㎠의 UV 조사 조건으로 각각 마련되고, 상술한 경우와 같이 평가된다. 비교예의 각 LCD장치는 각 스페이서의 실리카 비드의 외주상에 피복 부재를 갖지 않는다. 초기 상태에서 2000mj/㎠의 UV 조사 조건으로 마련된 액정 장치가 편광 현미경을 사용하여 관찰될 때, 밀봉 패턴으로부터 경화되지 않은 물질의 용리 및 도메인 변경이 밀봉 패턴 부근 액정의 얼라인먼트 상태에 관해 관찰된다. 또한, 2000mj/㎠의 UV 조사 조건으로 마련된 LCD 장치의 표시 품질이 LCD 장치의 발광에 의해 가시 적으로 검사되고, 밀봉 패턴 부근 표시 영역 주위에서 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 발생한다. 또한, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도의 조건)가 240시간동안 수행되어 LCD 장치의 신뢰도를 검사하고, 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함의 발생 및 표시 얼룩이 관찰된다. 그 후, 편광 현미경을 사용함으로서, 밀봉 패턴 부근의 액정의 얼라인먼트의 도메인 변경을 야기하지 않는 UV 광선의 강도는, 초기 상태에서, 비교예의 구성을 갖는 액정 장치에서 확인된다. 그 결과, 강도는 2500mj/㎠이다. 그러나, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도의 조건)가 240시간동안 액정 장치 각각에서 수행되어 신뢰도를 조사할 때, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 적더라도 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 영역 주위의 가시적 결함 및 표시 얼룩의 발생이 관찰된다. 표 1은 그 결과를 나타낸다.
[표 1]
스페이서 코팅 부재 UV 조사 강도 초기 상태 240hr
실리카 DLC 2000mj/㎠ ○ ○
실리카 DLC 2500mj/㎠ ○ ○
실리카 지르코니아 2000mj/㎠ ○ △
실리카 지르코니아 2500mj/㎠ ○ ○
실리카 알루미나 2000mj/㎠ ○ ×
실리카 알루미나 2500mj/㎠ ○ ○
실리카 없음 2000mj/㎠ △ ×
실리카 없음 2500mj/㎠ ○ △
○ 문제없음
△ 얼라인먼트 결함, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 거의 없음
× 얼라인먼트 결함, 가시적 결함 및 표시 얼룩
실시예와 비교예 사이의 결과의 차이점은 다음과 같은 사실에 의해 발생되었 다고 고려될 수 있다. 각 스페이서의 외주 및 밀봉 부재의 베이스 수지 사이의 각 게면에서 실시예 및 비교예의 굴절율이 서로 상이하고, UV 광선은 특히 실시예의 계면상에서 현저하게 반사된다. 한편, 제 1의 실시예의 UV 경화 밀봉 부재(3)가 비교예에 비해 효율적으로 경화되었다는 것을 고려할 수 있다.
상술한 바와 같이, 밀봉 부재(3)가 제 1의 실시예에서 UV 광선(10)으로 경화될 때, 밀봉 부재(3)에 입사한 UV 광선(10)은 밀봉 부재(3)의 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖고 스페이서(4)의 각 표면상에 형성된 고굴절층(5) 사이의 계면에서 부분적으로 반사된다. 그 후, UV 광선(10)은 반사 광선(10b)이 되고, 산란된다. 밀봉 부재(3) 상에 입사하는 UV 광선(10) 및 반사 광선(10b) 은 밀봉 부재(3)를 투과한다. 따라서, UV 경화 밀봉 부재(3)의 경화 반응이 충분히 가속화되어, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 고품질의 LCD 장치가 구현될 수 있다. 또한, 밀봉 부재의 베이스로서 반사층을 구비하지 않으며 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 이러한 LCD 장치가 구현될 수 있다.
상기 기재에서는 제 1의 실시예에서 밀봉 부재(3)의 아크릴 베이스 수지용으로 마련되었지만, 베이스 수지는 상이한 재료의 에폭시 등으로 이루어질 수 있다. 상기 기재에서는 제 1의 실시예에서 DLC(약 2.3 내지 2.4의 굴절율을 갖음)로 실리카를 피복하여 얻어진 물질로 형성된 스페이서를 마련하였다. 그러나, 산화 티타늄(약 2.4의 굴절율) 또는 지르코니아(약 2.5의 굴절율)이 DLC대신 사용될 수 있다. 또한, 굴절율이 상이하기 때문에 알루미나 및 DLC보다 반사율이 조금 떨어지는 알루미나(약 1.7의 굴절율)가 사용될 수 있다.
(제 2의 실시예)
도 4를 참조하면, 제 2의 실시예의 LCD 장치(1)에서, 한쌍의 기판의 예인 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)이 기판 사이에 삽입된 UV 경화 밀봉 부재(3)로 서로 접합된다. UV 경화 밀봉 부재(3)는 스페이서(4)와 혼합되어 있다. 밀봉 부재(3)는 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지에서 분산되고 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재를 포함한다. 실시예에서, 고굴절 부재는 UC 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러(8)이다. 고굴절 필러(8)는 DLC(diamond-like carbon: 비결정 카본), 지르코니아, 산화 티타늄 또는 알루미나중 어느 하나로 구성된다.
또한, LCD 장치(1)에서, 액정층(21)은 제 1의 실시예의 경우에서와 같이 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b) 사이에 삽입된다. 얼라인먼트막(22)중 하나는 LCD 장치(1)의 TFT 기판(2a)의 표시 영역(20)에 형성된다. 컬러 필터 층(23) 및 블랙 매트릭스층(6)이 카운터 기판(2b)상에 형성되고, 다른 얼라인먼트층(22)이 표시 영역(20)에서 컬러 필터층(23) 및 블랙 매트릭스층(6)상에 형성된다.
LCD 장치(1)를 더욱 구체적으로 다시 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, LCD 장치(1)는 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)이 그 사이에 삽입된 UV 경화 밀봉 부재(3)와 함께 서로 접합된다. TFT 기판(2a)은 적어도 표시 영역(20)에서 TFT 스위칭 소자(도시되지 않음)를 각각 갖는 구동 픽셀을 갖는다. 밀봉 부재(3)와 접촉하는 TFT 기판(2a)의 표면상에서, TFT 스위칭 소자 구동용 금속 배선(도시되지 않음)이 임의로 형성된다. 배선에 더하여, UV 광선이 충분히 침투될 수 있으며 UV광이 밀봉 부재상에 입사하는 것을 방지하도록 갭이 형성된다. 카운터 기판(2b)상에 서, 블랙 매트릭스층(6)은 밀봉 부재(3)의 베이서로서 형성되고, 컬러 필터층(23)은 표시 영역(20)에 대응하는 부분에 형성된다. 카운터 기판(2b)은 RGB 컬러층을 반드시 가질 필요는 없으며, 흑백 표시용 기판일 수 있다. 셀갭을 결정하는 스페이서(4) 및 고굴절 필러(8)가 밀봉 부재(3)에서 분산된다. 각 스페이서(4)는 둥근 형상 또는 장대와 같은 형상일 수 있다. 각 고굴절 필러(8)는 둥근 형상, 박-형상 또는 부스러기와 같은 불명확한 형상을 가질 수 있다. 각 고굴절 필러(8)의 적어도 외주는 밀봉 부재(3)를 구성하는 베이스 수지보다 큰 굴절율을 갖는다. 도 4에서, 각 고굴절 필러(8)는 필러의 분자가 더 높은 굴절율을 갖는 구성을 갖는다. 그러나, 적어도 각 고굴절 필러(8)의 외주는 더 높은 굴절율을 가질 수 있다. 또한, 각 고굴절 필러(8)는 고굴절 필러가 다중층을 포함하는 구성, 즉, 적층층 구조를 가질 수 있다. 고굴절 필러(8)는 입사되는 UV 광선이 고굴절 필러(8)의 외주상에서 거의 반사되는 구성을 가지면 충분하다. 도 4는 TFT 기판(2a)상에 UV 광선(10)이 입사하고, 고굴절 필러(8) 상에서 부분적으로 반사되어 UV 광선(10)이 밀봉 부재(3)의 측면을 향해 분산되는 상태를 나타낸다. 한편, 밀봉 부재(3)와 각 스페이서(4) 사이의 굴절율의 차이가 더 작은 경우, 입사하는 UV 광선(10)은 밀봉 부재(3) 및 스페이서(4) 사이의 계면상에서 반사되지 않고, 바로 통과한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 TFT 기판(2a) 상에 입사하는 UV 광선(10)은, 고굴절 필러(8) 및 밀봉 부재(3)의 재료의 굴절율 사이의 차에 따라 고굴절 필러(8) 및 밀봉 부재(3) 사이의 계면에서 반사 광선(10b)으로서 밀봉 부재(3)의 측면을 향해 부분적으로 산란된다.
제 2의 실시예에서, 밀봉 부재(3)는 1.8㎜의 폭을 갖고, 각 스페이서(4)는 4.0㎛의 두께를 갖고, 각 필러(8)는 1.0㎛보다 크지않은 직경을 갖고, TFT 기판(2a)은 0.7㎜의 두께를 갖고, 카운터 기판(2b)은 0.7㎜의 두께를 갖는다. 밀봉 패턴과 접촉하는 카운터 기판(2b)의 표면상에서, 수지에서 카본 블랙을 분산함으로써 얻어진 블랙 매트릭스층(6)이 형성된다. 고굴절 필러(8)는 지르코니아로 이루어진 구체이고, 밀봉 부재(3)의 분산율이 10wt%이 되도록 밀봉 부재(3)에서 분산된다. 각각 아크릴 및 아크릴 변형 에폭시인 베이스 수지 및 올리고머는 밀봉 부재(3)가 경화되기 전에 밀봉 부재(3)용으로 사용된다.
제 2의 실시예의 LCD 장치 제조 방법은 스페이서(4)와 혼합된 UV 경화 밀봉 부재(3)와 함께, 한쌍의 기판의 예인 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)를 서로 접합한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방법은: UV 경화 수지내로, UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재 및 스페이서(4)를 혼합함으로써 밀봉 부재(3)를 마련하는 단계(단계 S1);
rm 사이에 삽입된 밀봉 부재(3)와 함께 TFT 기판(2a) 및 카운터 기판(2b)을 서로 접합하는 단계(단계 S2); 및 UV 광선(10)으로 밀봉 부재(3)를 경화하는 단계(단계 S3)를 포함한다. 실시예에서, 고굴절 부재는 고굴절 필러(8)이다. 고굴절 필러(8)는 DLC(diamond-like carbon: 비결정 카본), 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어진다.
ODF 공정에서 밀봉 부재(3)상에 UV 광선을 조사함으로써 밀봉 부재(3)를 경화하는 단계에서, 액정이 액정층(21)에 이미 채워져 있다. 상기로 인해, 도 4에 도시된 UV 광선이 조사되는 영역(이하 "조사 영역")이 결정되어, 조사 영역이 밀봉 부재(3)의 폭보다 비교적 넓더라도 액정층(21)이 손상되지 않는다. 액정층(21)에 더하여, 표시 영역(20)에서 컬러 필터층(23) 및 얼라인먼트막(22)과 같은 다른 유기 물질을 UV광선으로부터 보호하는 것이 필요하다. 실시예에서, UV 광선은, 금속 마스크(도시되지 않음)를 갖는, UV 광선이 입사되는 기판(도 4에서 TFT 기판)의 상부에서 조사 영역을 제외하고서 차단된다.
2000mj/㎠의 UV 광선의 방사 강도(315㎚의 피크 파장을 갖는 금속 할로겐 램프 광원)이 ODF 공정에서 밀봉 부재 경화 공정의 조건으로 사용된다. 밀봉 부재는 상술한 조건으로 TFT 기판을 통과하는 UV 광선으로 경화되고, 120℃에서 1시간동안 경화된다. 금속 마스크를 사용하면, 기판의 상면 상에서 입사하는 UV 광선이 0.5㎜의 폭을 갖는 부분 및 밀봉 부재를 포함하는 조사 영역을 제외한 영역에서 차단된다. 상기 부분 및 표시 영역으로부터의 거리는 0.5㎜이다.
상술한 구조로 마련된 LCD 장치가 관찰된다. 초기 상태에서 액정 장치가 편광 현미경에 의해 관찰될 때, 막 패턴 부근의 액정의 얼라인먼트의 상태는 밀봉 부재로부터 경화되지 않은 물질의 용리 및 액정의 도메인 변화가 없는 상태이다. 또한, LCD 장치를 발광함으로써 표시 품질이 가시적으로 검사될 때, 밀봉 패턴 부근의 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 발생하지 않는다. 또한, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도 조건)가 LCD 장치의 신뢰도를 조사하기 위해 240시간 동안 수행되고, 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 새로 발생하지 않는다.
실시예의 다른 양상에서, 각각 부스러기와 같은 불규칙적 형상을 갖고, 알루 미나로 이루어진 고굴절 필러를 포함하는 LCD 장치가 마련되고 평가된다. 각 장치에서, 고굴절 필러는 밀봉 부재에 대해 10wt%의 분산율로 밀봉 부재에서 분산된다. 밀봉 부재(3)가 경화되기 전에, 밀봉 부재(3)용으로 사용되는 베이스 수지 및 올리고머는 각각 아크릴 및 아크릴 변형 에폭시이다. TFT 기판을 통과한 후, 2000mj/㎠ 및 2500mj/㎠의 UV 광선의 두가지 방사강도(315㎚의 피크 파장을 갖는 금속 할로겐 램프 광원)가 ODF 공정에서 밀봉 부재 경화 공정의 조건으로서 사용된다. 밀봉 보재는 상술한 조건으로 경화되고, 120℃에서 1시간동안 경화된다. 각 LCD 장치에서, 금속 마스크를 사용하여, UV 광선이, 조사 영역을 제외하고, UV 광선이 입사되는 기판의 상면에서 차단되고, 상기 상면은 0.5㎜의 폭을 갖는 표시 영역에 대응하는 부분을 포함한다. UV 광선이 인가되는 위치로부터 표시 영역까지의 거리는 0.5㎜이다.
상술한 구조를 갖는 마련된 LCD장치가 관찰된다. 초기 상태에서 각 액정 장치가 편광 현미경으로 관찰될 때, 밀봉 패턴 부근의 액정의 얼라인먼트 상태는 밀봉 부재로부터 경화되지 않은 물질의 용리 및 액정의 도메인 변화가 없다. 또한, LCd 장치의 발광에 의해 LCD 장치의 표시 품질이 가시적으로 검사될 때, 밀봉 패턴 부근의 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 가시적 결함 및 표시 얼룩이 나타나지 않는다. 또한, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도)가 LCD 장치에서 240시간 동안 수행되어, 그 신뢰도를 검사한다. 2000mj/㎠의 조건으로 마련된 LCD 장치에서, 표시 얼룩 및 가시적 결함이 적더라도 표시 영역에서 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 얼룩 및 가시적 결함의 발생이 관찰된다. 한편, 2500mj/㎠의 조건으로 마 련된 LCD 장치에서, 표시 영역에서 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 얼룩 및 가시적 결함의 발생이 발생하지 않는다.
신뢰도의 차이는 필러의 재료로서 사용된 알루미나 및 지르코니아 사이의 차이 및 방사 강도의 차이로 인한 것이다. 상기 차이는 지르코니아가 알루미나보다 높은 굴절율을 가지기 때문에 야기되며, 따라서 지르코니아를 사용하면 UV 광선을 더 효율적으로 사용된다는 것을 고려할 수 있다.
상술한 구조에 대한 비교예로서, 고굴절 필러 대신 실리카 필러를 포함하는 구성의 LCD 장치가 상기와 동일 조건으로 마련되고 상기 실시예에서와 같이 평가된다. 초기 상태에서 2000mj/㎠의 조건으로 마련된 액정 장치가 편광 현미경으로 관찰될 때, 액정의 얼라인먼트에 대해 밀봉 패턴 부근에서 발생된 도메인 변화 및 막으로부터 경화되지 않은 물질의 용리가 관찰된다. 또한, 2000mj/㎠의 조건으로 마련된 LCD 장치의 표시 품질은 LCD 장치의 발광에 의해 가시적으로 검사되고, 막 패턴 부근의 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 얼룩 및 가시적 결함이 발생한다. 또한, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도 조건)가 각 액정 장치에서 240시간동안 수행되어 그 신뢰도를 조사한다. 그리고, 표시 영역으로 점차 퍼지는, 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 얼룩 및 가시적 결함의 발생이 LCD 장치 양쪽에서 관찰된다. 그 후, 비교예의 구성에서, 밀봉 패턴 부근의 액정의 얼라인먼트의 도메인 변화를 야기하지 않는 UV 조사 강도가 편광 현미경을 사용하여 확인된다. UV 조사 강도는 2500mj/㎠이다. 그러나, HHBT(60℃의 온도 및 90%의 습도 조건)가 2500mj/㎠의 조건으로 마련된 LCD 장치에서 240시간동안 수행되어 그 신뢰도를 검사할 때, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 적더라도 표시 영역 주위의 얼라인먼트 결함으로 인한 표시 얼룩 및 가시적 결함의 발생이 표시 영역에서 관찰된다. 표 2는 그 결과를 나타낸다.
[표 2]
스페이서 필러 UV 조사 강도 초기 상태 240hr
실리카 지르코니아 2000mj/㎠ ○ ○
실리카 알루미나 2000mj/㎠ ○ △
실리카 알루미나 2500mj/㎠ ○ ○
실리카 실리카 2000mj/㎠ △ ×
실리카 실리카 2500mj/㎠ ○ △
○ 문제 없음
△ 얼라인먼트 결함, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 거의 없음
× 얼라인먼트 결함, 가시적 결함 및 표시 얼룩
제 2의 실시예 및 비교예 사이의 결과의 차이는 제 2의 실시예에서 밀봉 부재의 베이스 수지 및 고굴절 필러 사이의 계면이 비교예와 상이한 굴절율을 갖기 때문이며, 제 2의 실시예의 계면에서 UV 광선이 특히 현저하게 반사되기 때문이라고 고려될 수 있다. 한편, 제 2의 실시예의 UV 경화 밀봉 부재(3)가 비교예보다 효율적으로 경화되는 것이 고려될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 2의 실시예에서 밀봉 부재(3)가 UV 광선(10)으로 경화될 때, 밀봉 부재(3)상에 입사되는 UV 광선(10)은 밀봉 부재(3)의 UV 경화 수지 및 UV 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖고 UV 경화 수지에서 분산된 각 고굴절 필러(8)의 계면 상에서 부분적으로 반사된다. 그 후, UV 광선(10)은 반사 UV 광선(10b)이 되어 산란된다. 밀봉 부재(3)에 입사한 UV 광선(10) 및 반사 광선(10b)은 밀봉 부재(3)를 투과한다. 따라서, UV 경화 밀봉 부재(3)의 경화 반응이 충분히 가속화되어, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 고품질을 갖는 LCD 장치가 구현될 수 있다. 또한, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없는 액정 표시 장치가 밀봉 부재의 베이스로서 반사층을 마련하지 않고도 구현될 수 있다.
상기 기재는 실시예에서 아크릴 베이스 수지(3)에 대해 마련되었지만, 베이스 수지는 에폭시 또는 다른 물질일 수 있다. 상기 기재는 실시예에서 지르코니아(약 2.1의 굴절율) 또는 알루미나(약 1.7의 굴절율)와 같은 물질로 이루어진 고굴절 필러(8)에 대해 이루어졌다. 그러나, 산화 티타늄(약 2.4의 굴절율) 또는 DLC(약 2.3 내지 2.4의 굴절율)가 필러(8)에 대해 사용될 수도 있다.
바람직한 실시예가 기술되었지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변경 및 첨가가 이루어질 수 있다. 상술한 실시예에서, UV 경화 밀봉 부재에 대해 기술되었다. 그러나, 본 발명은 밀봉 부재가 UV 광선 및 열에 의해 경화되는 LCD 장치 및 상기 장치의 제조 방볍에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 사용된 필러 및 스페이서에 대해 더 높은 비유전율을 갖는 물질을 선택함으로써, 스페이서 및 필러가 고굴절 물질과 동일한 밀봉 부재를 경화하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 동작은 UV경화 수지 및 UV 경화 수지에서 분산되고 UV 경화 수지보다 높은 비유전율을 갖는 부재를 포함하는 밀봉 부재에 의해 구현될 수 있다. 더 높은 유전율을 갖는 각 부재는 더 높은 비유전율을 갖는 필러 또는 더 높은 유전율을 갖는 스페이서 상에 형성된 층이다.
본 발명에서, OA 모니터 또는 TV 모니터로서 사용된 LCD 장치는 밀봉 부재에서 분산된 필러 또는 스페이서가 광을 적절히 반사하는 구성을 갖는다. 상기 반사는 UV 광선으로 밀봉 부재를 경화하는 단계에서 밀봉 부재의 경화 반응을 가속화하기 위한 것이며, 밀봉 부재에서 흡수된 UV 광선의 에너지 사용 효율을 향상시키기 위한 것이다. 동시에, 액정 및 얼라인먼트 막이 UV 광선이 누출되거나 표시영역으로 들어옴으로 인해 표시 영역에서 디졸브되거나 열화되는 것을 방지한다 . 또한, LCD 장치의 부분들이 조립된 후, 표시 영역으로 디졸브한 밀봉 부재에서 경화되지 않은 구성 요소로 인해 화질의 열화가 발생하는 것이 방지된다. 상술한 구성을 사용하면, 가시적 결함 및 표시 얼룩이 없이 더 높은 품질을 갖고 더 낮은 제조 비용이 드는 LCD 장치가 마련될 수 있다.
또한, UV 광선은 밀봉 부재 및 밀봉 부재에서 각 스페이서 또는 필러 사이의 계면에서 효율적으로 반사될 수 있으므로, 밀봉 부재를 경화하기 우한 밀봉 부재 경화 공정이 밀봉 부재의 베이스로 기능하는 반사층을 마련하지 않고도 효율적이고 균일하게 수행될 수 있다. 따라서, 밀봉 부재의 부착의 신뢰도가 향상될 수 있고, 얼라인먼트 결함으로 인한 불순물 및 경화되지 않은 구성 요소가 새는 것이 방지되고, 액정 셀이 최대 한도로 손상되는 것이 방지된다. 또한, UV 광선의 반사를 강화하기 위해 기판에 특수 반사층을 마련하는 것이 불필요하며, 따라서, LCD 장치가 더 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다.
본 발명은 ODF공정에 의해 제조된 LCD 장치에 특히 적합하다.
본 발명의 양호한 실시예가 도면을 참조하여 기술되었지만, 이는 본 발명의 실제 범주로부터 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, ㄴLCD 장치 및 UV 경화 밀봉 부재에서 경화 작용이 충분히 가속화될 수 있고 따라서 UV 경화 밀봉 부재가 반사층 없이 경화되는 장치를 제조하는 방법이 마련된다.

Claims (29)

  1. 사이에 액정이 삽입된 한 쌍의 기판;
    자외선 경화 수지에서, 상기 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절 부재를 분산함으로써 얻어지고, 상기 한쌍의 기판을 서로 접합하기 위한 자외선 경화 밀봉 부재; 및
    상기 밀봉 부재 내로 혼합된 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 상기 스페이서의 표면상에 각각 형성된 고굴절층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 DLC(diamond-like carbon), 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 1.7 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 2.1 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 상기 스페이서 각각의 표면상에 형성된 층의 적층 구조를 가지며, 그 가장 바깥쪽 층은 굴절율이 상기 자외선 경화 수지보다 높은 고굴절층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 상기 스페이서 각각의 표면 상에 형성된 고굴절층의 적층 구조를 가지며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 고굴절층의 적층 구조에서 어느 다른 층보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 상기 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 DLC, 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 1.7 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 2.1 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 상기 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러이며, 상기 각 고굴절 필러는 층의 적층 구조를 갖고, 상기 각 필러의 가장 바깥쪽 층은 상기 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 상기 자외선 경화 수지에서 분산된 고굴절 필러이며, 상기 각 고굴절 필러는 층의 적층 구조를 갖고, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 층의 적층 구조에서 다른 어떤 층보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 사이에 액정이 삽입된 한 쌍의 기판;
    자외선 경화 수지에서, 상기 자외선 경화 수지보다 높은 비유전율을 갖는 고-비유전율 부재를 분산함으로써 얻어지고, 상기 한쌍의 기판을 서로 접합하기 위한 자외선 경화 밀봉 부재; 및
    상기 밀봉 부재 내로 혼합된 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 고-비유전율 부재는 UV 경화 수지에서 분산된 고-비유전율 필러인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 고-비유전율 부재는 상기 스페이서의 표면 상에 각각 형성된 고-비유전율 층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 스페이서 및 고굴절 부재를 자외선 경화 수지 내로 혼합함으로써 자외선 경화 밀봉 부재를 마련하는 단계;
    사이에 삽입된 상기 밀봉 부재로 한 쌍의 기판을 서로 접합하는 단계; 및
    자외선 광선으로 상기 밀봉 부재를 경화하는 단계를 포함하며,
    각 고굴절 부재는 상기 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 상기 스페이서의 표면 상에 각각 형성된 고굴절층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 DLC, 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 1.7 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 2.1 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 상기 각 스페이서의 표면 상에 형성된 층의 적층 구조를 가지며, 그 가장 바깥쪽 층은 상기 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 고굴절층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 상기 각 스페이서의 표면 상에 형성된 고굴절층의 적층 구조를 가지며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 고굴절층의 적층 구조에서 어떤 다른 층보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 고굴절 필러인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 DLC, 지르코니아, 산화 티타늄 및 알루미나중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 1.7 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 고굴절 부재 각각은 2.1 이상의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  28. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 층의 적층 구조를 각각 갖는 고굴절 필러이며, 상기 각 필러의 가장 바깥쪽 층은 자외선 경화 수지보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  29. 제 17항에 있어서,
    상기 고굴절 부재는 층의 적층 구조를 갖는 고굴절 필러이며, 가장 바깥쪽 층의 굴절율은 층의 적층 구조에서 어떤 다른 층보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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