KR20070122331A

KR20070122331A - 액정표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20070122331A
Application number: KR1020060057721A
Authority: KR
Inventors: 강성구; 박성일
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2007-12-31

Abstract

본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 하나의 모기판에 다양한 크기의 액정표시패널을 제작하여 모기판의 이용 효율을 향상시키는 동시에 상기 액정표시패널의 크기에 따라 컬럼 스페이서의 높이를 다르게 설계함으로써 안정적으로 셀갭을 유지하기 위한 것으로, 한 쌍의 모기판을 제공하는 단계; 상기 한 쌍의 모기판에 제 1 크기의 제 1 화상표시부를 갖는 다수개의 제 1 액정표시패널과 제 2 크기의 제 2 화상표시부를 갖는 다수개의 제 2 액정표시패널을 배치하는 단계; 상기 한 쌍의 모기판에 어레이공정 및 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 1 화상표시부에 제 1 높이를 갖는 제 1 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 화상표시부에 제 2 높이를 갖는 제 2 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 상기 어레이공정 및 컬러필터공정이 진행된 한 쌍의 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 모기판을 절단하여 다수개의 제 1 액정표시패널과 다수개의 제 2 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.

모기판, 액정표시패널, 컬럼 스페이서, 셀갭

Description

액정표시장치의 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 2a 및 도 2b는 실 패턴을 형성하기 위한 스크린 인쇄방법을 나타내는 예시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실 디스펜싱방법을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 모기판 위에 서로 다른 크기를 갖는 다수개의 액정표시패널이 배치된 경우에 있어서, 실 디스펜싱방법을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 5a 및 도 5b는 서로 다른 모델의 어레이 기판 위에 산포된 볼 스페이서의 분포상태를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 서로 다른 모델의 어레이 기판과 그 위에 형성된 컬럼 스페이서를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 7은 도 6에 도시된 서로 다른 크기를 갖는 액정표시패널에 있어서, 어레이 기판의 V-V'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 순서 도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

225A~225D : 제 1 화상표시부 225A'~225F' : 제 2 화상표시부

240A~240D : 제 1 실 패턴 240A'~240F' : 제 2 실 패턴

245A~245D,245A'~245F' : 액정 주입구

260A~260C : 실 디스펜서 360,360, : 컬럼 스페이서

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모기판 위에 다양한 크기의 액정표시패널을 최적으로 배치함으로써 유기기판의 이용 효율을 향상시키는 동시에 상기 액정표시패널의 모델간 셀갭을 안정적으로 유지하도록 한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다. 현재 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD)의 주력 제품인 액정표시장치는 디스플레이의 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 성능뿐만 아니라 양산성까지 갖추었기 때문에, 이를 이용한 각종 신제품 창출이 급속도로 이루어지고 있으며 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 점진적으로 대체할 수 있는 핵심부품 산업으로서 자리 잡았다.

이하, 도면을 참조하여 상기 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치(10)는 크게 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30) 및 상기 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30) 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 이루어져 있다.

상기 어레이 기판(20)은 상기 어레이 기판(20) 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인(21)과 데이터라인(22), 상기 게이트라인(21)과 데이터라인(22)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(미도시) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극(미도시)으로 구성된다.

이때, 상기 어레이 기판(20)의 일측 장(長)변과 일측 단(短)변은 상기 컬러필터 기판(30)에 비해 돌출하여, 상기 어레이 기판(20)의 돌출된 일측 단변에는 게이트 패드부(24)가 형성되고 돌출된 일측 장변에는 데이터 패드부(23)가 형성된다.

이때, 상기 게이트 패드부(24)는 외부의 게이트 구동회로부(미도시)로부터 공급되는 주사신호(scanning signal)를 화소영역의 게이트라인(21)에 공급하고, 상기 데이터 패드부(23)는 외부의 데이터 구동회로부(미도시)로부터 공급되는 화상정보를 상기 화소영역의 데이터라인(22)에 공급한다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 컬러필터 기판(30)의 화상표시부(25)에는 컬러를 구현하기 위한 컬러필터와 상기 어레이 기판(20)에 형성된 화소전극의 대향전극인 공통전극이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30)은 스페이서(spacer)(미도시)에 의해 일정하게 이격되도록 셀갭(cell gap)이 마련되고, 상기 화상표시부(25)의 외곽에 형성된 실 패턴(seal pattern)(40)에 의해 합착되어 단위 액정표시패널을 이루게 된다.

전술한 바와 같이 단위 액정표시패널을 제작하기 위해서는 크게 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 개별적으로 제작하고, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 균일한 셀갭이 유지되도록 합착한 다음 다수개의 단위 액정표시패널로 절단하고, 그 사이에 액정을 주입하는 공정들이 요구된다.

특히, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하기 위해서 상기 화상표시부의 외곽에 실 패턴을 형성하는 공정이 요구되는데, 이하 상기 실 패턴의 형성방법에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 실 패턴을 형성하기 위한 스크린 인쇄(screen printing)방법을 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 모기판(30)에 실 패턴을 형성하기 위해 복수의 실 패턴(40A~40F) 형성영역이 선택적으로 노출되도록 패터닝된 스크린 마스크(50)와 상기 스크린 마스크(50)를 통해 모기판(30)에 실런트(sealant)(41)를 선택적으로 공급하여 복수의 실 패턴(40A~40F)을 동시에 형성하는 고무 롤러(squeegee)(55)가 구비된다.

이때, 상기 모기판(30)에 형성된 복수의 실 패턴(40A~40F)은 액정층이 형성될 수 있는 갭을 마련하는 동시에 액정이 화상표시부(25A~25F)의 외부로 누설되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 복수의 실 패턴(40A~40F)은 모기판(30)의 화상표시부(25A~25F) 가장자리를 따라 형성되며, 일측이 개방되어 액정 주입구(45A~45F)가 형성된다.

상기 스크린 인쇄방법은 복수의 실 패턴(40A~40F) 형성영역이 패터닝된 스크린 마스크(50) 상에 실런트(41)를 도포하고, 고무 롤러(55)로 인쇄하여 모기판(30) 상에 복수의 실 패턴(40A~40F)을 형성하는 단계와 상기 복수의 실 패턴(40A~40F)에 함유된 용매를 증발시켜 레벨링(leveling)시키는 건조단계로 이루어진다.

이와 같은 상기 스크린 인쇄방법은 공정의 편의성이 우수하기 때문에 보편적으로 사용되고 있으나, 스크린 마스크의 전면에 실런트를 도포하고, 고무 롤러로 인쇄하여 복수의 실 패턴을 동시에 형성함에 따라 상기 실런트의 소비량이 많아지는 단점이 있다.

또한, 상기 스크린 마스크와 모기판이 접촉됨에 따라 상기 모기판 상에 형성된 배향막에 러빙(rubbing) 불량이 발생하여 액정표시장치의 화질을 저하시키는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 실런트의 소비량을 줄이며 실 인쇄에 따른 배향막의 러빙 불량을 방지하도록 한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 모기판에 다양한 크기의 액정표시패널을 최적으로 배치함으로써 모기판의 효율적인 사용이 가능한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 서로 다른 크기의 액정표시패널간 컬럼 스페이서의 높이를 다르게 설계함으로써 셀갭을 안정적으로 유지하도록 한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 한 쌍의 모기판을 제공하는 단계; 상기 한 쌍의 모기판에 제 1 크기의 제 1 화상표시부를 갖는 다수개의 제 1 액정표시패널과 제 2 크기의 제 2 화상표시부를 갖는 다수개의 제 2 액정표시패널을 배치하는 단계; 상기 한 쌍의 모기판에 어레이공정 및 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 제 1 화상표시부에 제 1 높이를 갖는 제 1 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 화상표시부에 제 2 높이를 갖는 제 2 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 상기 어레이공정 및 컬러필터공정이 진행된 한 쌍의 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 모기판을 절단하여 다수개의 제 1 액정표시패널과 다수개의 제 2 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실 디스펜싱방법을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 스크린 인쇄방법의 단점을 보완하기 위한 본 실시예의 실 디스펜싱(seal dispensing)방법은 모기판(130)이 로딩된 테이블(161)을 전후좌우 방향으로 이동시키면서, 실런트가 채워진 실린지(syringe)(160A~160C)에 일정한 압력을 인가함으로써, 상기 모기판(130) 상에 형성된 화상표시부(125A~125F)의 가장자리를 따라 실 패턴(140A~140F)을 형성한다.

이때, 상기 실 패턴(140A~140F)은 화상표시부(125A~125F)의 행 단위로 순차적으로 형성되며, 일측이 개방되어 액정 주입구(145A~145F)가 형성된다.

상기 실 디스펜싱방법은 실 패턴(140A~140F)이 형성될 영역에만 선택적으로 실런트를 공급함에 따라 실런트의 소비량을 줄일 수 있고, 또한 실린지(160A~160C)와 화상표시부(125A~125F)가 서로 접촉되지 않기 때문에 배향막(미도시)의 러빙 불량을 방지하여 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 실 패턴의 일측이 개방되어 형성된 상기 액정 주입구는 액정표시패널에 액정층을 형성하는 방식으로 진공주입 방식을 사용하는 경우에 필요하며, 상기 진공주입 방식은 대면적 모기판으로부터 분리된 단위 액정표시패널의 액정 주입구를 일정한 진공이 설정된 챔버 내에서 액정이 채워진 용기에 침액시킨 다음 진공 정도를 변화시킴으로써, 액정표시패널 내부 및 외부의 압력차에 의해 액정을 액정표시패널 내부로 주입시키는 방식으로, 이와 같이 액정이 액정표시패널 내부에 충진되면, 액정 주입구를 밀봉시켜 액정표시패널의 액정층을 형성하게 된다.

한편, 이와 같이 액정표시장치를 제작함에 있어서, 생산성을 향상시키기 위하여 대면적의 모기판에 다수개의 단위 액정표시패널을 동시에 배치하여 제작하는 방식이 일반적으로 적용되고 있다.

통상적으로 상기 모기판 위에는 4매, 6매, 8매, 또는 16매 같이 다양한 매수의 액정표시패널이 형성되며, 이와 같이 모기판 위에 다수개의 액정표시패널을 형성하는 기술은 액정표시패널의 제조효율을 결정하는 중요한 요인이다. 따라서, 모기판을 효율적으로 사용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 특히 대면적의 액정표시패널이 요구되는 현재에는 제조업체의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요인이 되고 있는 실정이다.

그런데, 모기판은 설정된 표준에 의해 제작되며, 상기 모기판의 표준은 액정표시패널의 크기에 따라 달라진다. 다시 말해서, 모기판의 표준은 제작하고자 하는 액정표시패널이 가장 효율적으로 제작될 수 있는 면적으로 설정되는 것이다. 따라서, 설정된 표준의 모기판에 다른 면적의 액정표시패널을 형성하는 경우에는 액정표시패널이 형성되지 않는 영역이 많이 발생하게 된다. 물론, 이 경우 제작하고자 하는 액정표시패널에 대응하는 표준을 갖는 모기판에 해당 액정표시패널을 형성하면 되지만 제작하고자 하는 액정표시패널에 대해 표준화된 모기판이 없는 경우에는 액정표시패널을 다른 표준의 모기판에 형성해야만 한다. 따라서, 모기판 중 많은 영역이 액정표시패널의 분리 가공 후 폐기되므로, 액정표시패널의 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

이에 따라 본 발명에서는 하나의 모기판 위에 다양한 크기를 가진 액정표시패널을 배치하여 상기 모기판의 이용 효율을 높인 액정표시장치의 제조방법을 제공하며, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 모기판 위에 서로 다른 크기를 갖는 다수개의 액정표시패널이 배치된 경우에 있어서, 실 디스펜싱방법을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 대면적의 모기판(230) 위에는 제 1 크기의 화상표시부(225A~225D)를 가진 메인 모델의 제 1 액정표시패널(M1)과 제 2 크기의 화상표시부(225A'~225F')를 가진 서브 모델의 제 2 액정표시패널(M2)이 배치되어 있다. 즉, 상기 모기판(230) 위에는 제 1 크기의 제 1 액정표시패널(M1)이 4매 배치되어 있으며 제 2 크기의 제 2 액정표시패널(M2)이 6매 배치되어 액정표시패널이 배치되지 않아 폐기되는 영역을 줄일 수 있게 된다. 그 결과 동일한 모기판비용으로 더 많은 액정표시패널을 제작할 수 있게 되어 액정표시패널의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

이와 같이 배치된 모기판(230)은 테이블(미도시)위에 로딩되어 전후좌우 방향으로 이동하면서, 실런트가 채워진 실린지(260A~260C)에 일정한 압력을 인가함으로써, 상기 모기판(230) 상에 형성된 화상표시부(225A~225D, 225A'~225F')의 가장자리를 따라 실 패턴(240A~240D, 240A'~240F')을 형성한다.

즉, 상기 메인 모델을 위한 제 1, 제 2 실린지(260A, 260B)를 통해 상기 제 1 화상표시부(225A~225D)의 가장자리를 따라 제 1 실 패턴(240A~240D)이 형성되며, 상기 서브 모델을 위한 제 3 실린지(260C)를 통해 상기 제 2 화상표시부(225A'~225F')의 가장자리를 따라 제 2 실 패턴(240A'~240F')이 형성되게 된다.

이때, 상기 실 패턴(240A~240D, 240A'~240F')은 각각의 모델에 대해서 화상 표시부(225A~225D, 225A'~225F')의 행 단위로 순차적으로 형성되며, 일측이 개방되어 액정 주입구(245A~245D, 245A'~245F')가 형성된다.

상기 실 디스펜싱방법은 실 패턴(240A~240D, 240A'~240F')이 형성될 영역에만 선택적으로 실런트를 공급함에 따라 실런트의 소비량을 줄일 수 있고, 또한 실린지(260A~260C)와 화상표시부(225A~225D, 225A'~225F')가 서로 접촉되지 않기 때문에 배향막(미도시)의 러빙 불량을 방지하여 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 실 디스펜싱공정은 공정의 편리성을 위해 상기 제 1 실 패턴(240A~240D)과 제 2 실 패턴(240A'~240F')의 폭을 동일하게 설계하여 진행하게 된다.

이와 같이 실 패턴이 형성된 모기판과 대향하여 합착되는 다른 모기판에는 셀갭을 유지하기 위한 볼 스페이서가 산포되게 된다. 이때, 상기 볼 스페이서는 메인 모델의 액정표시패널의 셀갭을 기준으로 그 산포수량을 선정하여 산포되게 된다.

따라서, 상기 메인 모델의 액정표시패널과 서부 모델의 액정표시패널 사이의 PPI(Pixel size Per Inch) 차이가 큰 경우에는 상대적으로 서브 모델의 액정표시패널의 셀갭을 맞출 수가 없게 되는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 서로 다른 모델의 어레이 기판 위에 산포된 볼 스페이서의 분포상태를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 도 5a에 도시된 메인 모델의 PPI가 도 5b에 도시된 서브 모델의 PPI에 비해 그 값이 상대적으로 큰 경우를 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 5a 및 도 5b는 설명의 편의를 위해 어레이 기판이 배치된 모기판에 볼 스페이서가 산포된 경우를 예를 들어 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(210, 210')은 상기 어레이 기판(210, 210') 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(216, 216')과 데이터라인(217, 217')으로 이루어져 있다. 이때, 상기 게이트라인(216, 216')과 데이터라인(217, 217')의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T, T')가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 박막 트랜지스터(T, T')에 연결되어 컬러필터 기판(미도시)의 공통전극과 함께 액정(미도시)을 구동시키는 화소전극(218, 218')이 형성되어 있다.

상기 박막 트랜지스터(T, T')는 게이트라인(216, 216')에 연결된 게이트전극(221, 221'), 데이터라인(217, 217')에 연결된 소오스전극(222, 222') 및 상기 화소전극(218, 218')에 연결된 드레인전극(223, 223')으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(T, T')는 게이트전극(221, 221')과 소오스/드레인전극(222,222', 223,223')의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(221, 221')에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(222, 222')과 드레인전극(223, 223') 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다.

이때, 상기 소오스전극(222, 222')의 일부는 일방향으로 연장되어 상기 데이터라인(217, 217')의 일부를 구성하며, 상기 드레인전극(223, 223')의 일부는 화소 영역 쪽으로 연장되어 제 2 절연막(미도시)에 형성된 콘택홀(240, 240')을 통해 상기 화소전극(218, 218')과 전기적으로 접속하게 된다.

이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(210, 210') 위에는 셀갭을 유지하기 위한 볼 스페이서(270)가 산포되게 되는데, 이때 상기 볼 스페이서(270)는 메인 모델의 액정표시패널의 셀갭을 기준으로 산포수량이 결정되어 산포되게 된다. 이때, 예를 들어 도 5a에 도시된 액정표시패널을 메인 모델로 결정한 경우와 같이 상기 메인 모델이 서브 모델에 비해 PPI가 큰 경우에는 상대적으로 상기 서브 모델의 어레이 기판(210')은 화소영역뿐만 아니라 박막 트랜지스터(T'), 게이트라인(216') 및 데이터라인(217') 상부에 산포되는 볼 스페이서 양이 많아지게 된다.

그 결과, 상기 메인 모델에 비해 상기 서브 모델의 셀갭은 증가하게 되며, 특히 상기 메인 모델과 서브 모델의 PPI차가 클 수록 상기 셀갭의 차이는 크게 나타내게 된다.

이에 따라 상기 볼 스페이서 대신에 컬럼 스페이서를 사용하여 셀갭을 유지하게 되는데, 상기 컬럼 스페이서로 셀갭을 유지하는 경우에는 메인 모델과 서브 모델사이의 PPI 차이, 상기 서브 모델에서의 상대적으로 복잡한 실 패턴 구조 및 합착과 핫 프레스(hot press)공정 진행시 상기 서브 모델에서의 아웃-개싱(out-gassing)이 제대로 이루어지지 않아 상기 서브 모델에서 셀갭이 높아지게 된다. 이러할 경우 상기 컬럼 스페이서는 상기 서브 모델의 셀갭을 제대로 지지하지 못하게 된다.

상기의 문제를 해결하고자 본 발명은 HTM(Half-tone Mask)기술을 이용하여 상기 메인 모델과 서브 모델에서 컬럼 스페이서의 높이를 다르게 설계하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 서로 다른 모델의 어레이 기판과 그 위에 형성된 컬럼 스페이서를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 서로 다른 크기를 갖는 액정표시패널에 있어서, 어레이 기판의 V-V'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이때, 상기 도 6은 어레이 기판이 배치된 모기판에 컬럼 스페이서가 형성된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 컬러필터 기판이 배치된 모기판에 컬럼 스페이서가 형성되는 경우에도 적용 가능하다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(310, 310')은 상기 어레이 기판(310, 310') 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(316, 316')과 데이터라인(317, 317')으로 이루어져 있다. 이때, 상기 게이트라인(316, 316')과 데이터라인(317, 317')의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T, T')가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 박막 트랜지스터(T, T')에 연결되어 컬러필터 기판(미도시)의 공통전극과 함께 액정(미도시)을 구동시키는 화소전극(318, 318')이 형성되어 있다.

상기 박막 트랜지스터(T, T')는 게이트라인(316, 316')에 연결된 게이트전극(321, 321'), 데이터라인(317, 317')에 연결된 소오스전극(322, 322') 및 상기 화소전극(318, 318')에 연결된 드레인전극(323, 323')으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(T, T')는 게이트전극(321, 321')과 소오스/드레인전 극(322,322', 323,323')의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(321, 321')에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(322, 322')과 드레인전극(323, 323') 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다.

이때, 상기 소오스전극(322, 322')의 일부는 일방향으로 연장되어 상기 데이터라인(317, 317')의 일부를 구성하며, 상기 드레인전극(323, 323')의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 제 2 절연막(미도시)에 형성된 콘택홀(340, 340')을 통해 상기 화소전극(318, 318')과 전기적으로 접속하게 된다.

이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(310, 310') 위에는 셀갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(360, 360')가 형성되게 되는데, 이때 상기 컬럼 스페이서(360, 360')는 메인 모델과 서브 모델의 PPI에 따라 그 높이가 다르게 설정되게 된다.

즉, 메인 모델의 어레이 기판(310) 위에는 제 1 높이(H)를 가진 제 1 컬럼 스페이서(360)가 형성되게 되며, 서브 모델의 어레이 기판(310') 위에는 제 2 높이(H')를 가진 제 2 컬럼 스페이서(360')가 형성되게 된다. 이때, 상기 제 2 높이(H')는 상기 제 1 높이(H)에 비해 높게 설정되는데, 이는 모든 공정이 상기 메인 모델을 기준으로 하여 진행되기 때문에 상기 메인 모델과 서브 모델사이의 PPI 차이, 상기 서브 모델에서의 상대적으로 복잡한 실 패턴 구조 및 합착과 핫 프레스(hot press)공정 진행시 상기 서브 모델에서의 아웃-개싱(out-gassing)이 제대로 이루어지지 않아 상기 서브 모델에서 셀갭이 높아지게 되어 상기 서브 모델의 셀갭을 제대로 지지하지 못하게 되는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이 서로 다른 PPI를 가진 메인 모델과 서브 모델은 HTM(Half-tone Mask)기술을 활용하여 노광량을 조절함으로써 상기 메인 모델의 어레이 기판(310)에는 제 1 높이(H)를 가진 제 1 컬럼 스페이서(360)를 형성하는 동시에 상기 서브 모델의 어레이 기판(310')에는 제 2 높이(H')를 가진 제 2 컬럼 스페이서(360')의 형성이 가능하게 된다.

이때, 본 실시예는 상기 메인 모델을 기준으로 공정을 진행함에 따라 상기 서브 모델의 제 2 컬럼 스페이서(360')의 높이를 제어하는 경우를 예를 들어 나타내고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 서브 모델을 기준으로 상기 메인 모델의 제 1 컬럼 스페이서(360)의 높이를 제어하는 경우에도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예는 상기 제 1 컬럼 스페이서(360)와 제 2 컬럼 스페이서(360')가 상기 게이트라인(316, 316') 상부에 형성된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제 1 컬럼 스페이서(360)와 제 2 컬럼 스페이서(360')는 상부의 컬러필터 기판(미도시)의 블랙매트릭스영역 내에 위치하기만 하면 상기 데이터라인(317, 317') 상부, 게이트라인(316, 316')과 데이터라인(317, 317')의 교차영역 상부 또는 상기 박막 트랜지스터(T, T') 상부에도 형성할 수 있다.

이와 같이 특징을 가진 본 발명의 액정표시장치의 제조공정은 크게 어레이 기판에 스위칭소자를 형성하는 어레이공정과 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시장치의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

우선, 유리와 같은 투명한 절연기판 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 스위칭소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 어레이공정을 통해 박막 트랜지스터에 접속되며 상기 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 컬러필터 기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 서브컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix) 및 상기 화소전극의 대향전극인 투명한 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판에 각각 배향막을 도포한 후, 상기 두 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(rubbing)한다(S102, S105).

다음으로, 상기 어레이 기판에 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 형성하고 상기 컬러필터 기판의 외곽부에 실 디스펜싱방법을 통해 실 패턴을 형성한 후, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판에 압력을 가하여 합착한다(S103, S106, S107).

이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 대면적의 모기판에 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판에 다수개의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정표시패널을 제작하기 위해서는 상기 모기판을 절단, 가공해야 한다(S108).

이때, 전술한 바와 같이, 상기 모기판에는 서로 다른 크기의 화상표시부를 가진 액정표시패널이 배치되게 되며, 메인 모델의 액정표시패널과 서브 모델의 액정표시패널의 PPI가 다른 경우에 상기 메인 모델과 서브 모델 사이에 셀갭 차이가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 두 모델에 적용되는 컬럼 스페이서의 높이를 제어하게 된다.

이후, 상기와 같이 가공된 각각의 액정표시패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후, 상기 각 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S109, S110).

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 액정표시장치의 제조방법은 하나의 모기판에 다양한 크기의 액정표시패널을 최적으로 배치함으로써 모기판을 효율적으로 사용할 수 있게 되어 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 메인 모델과 서브 모델 사이의 셀갭을 안정적으로 유지하여 원하는 전기, 광학적 특성을 얻을 수 있게 된다.

Claims

한 쌍의 모기판을 제공하는 단계;

상기 한 쌍의 모기판에 제 1 크기의 제 1 화상표시부를 갖는 다수개의 제 1 액정표시패널과 제 2 크기의 제 2 화상표시부를 갖는 다수개의 제 2 액정표시패널을 배치하는 단계;

상기 한 쌍의 모기판에 어레이공정 및 컬러필터공정을 진행하는 단계;

상기 제 1 화상표시부에 제 1 높이를 갖는 제 1 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 화상표시부에 제 2 높이를 갖는 제 2 컬럼 스페이서를 형성하는 단계;

상기 어레이공정 및 컬러필터공정이 진행된 한 쌍의 모기판을 합착하는 단계; 및

상기 모기판을 절단하여 다수개의 제 1 액정표시패널과 다수개의 제 2 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 어레이공정을 진행하는 단계는

어느 하나의 모기판에 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인을 형성하는 단계;

상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 스위칭소자를 형성하는 단계; 및

상기 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터공정을 진행하는 단계는 다른 하나의 모기판에 컬러필터와 블랙매트릭스를 형성하는 단계 및 상기 모기판에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 어레이공정 및 컬러필터공정은 하나의 공정라인에서 진행되어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 화상표시부의 제 1 크기가 상기 제 2 화상표시부의 제 2 크기에 비해 큰 경우에는 상기 제 1 액정표시패널을 기준으로 상기 어레이공정 및 컬러필터공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제 2 컬럼 스페이서의 제 2 높이는 상기 제 1 컬럼 스페이서의 제 1 높이보다 높게 설계하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 화상표시부의 가장자리와 상기 제 2 화상표시부의 가장자리에 실 디스펜싱방법을 통해 제 1 실 패턴과 제 2 실 패턴을 형성하는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 실 패턴과 제 2 실 패턴은 일측이 개방되어 액정 주입구를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 컬럼 스페이서와 제 2 컬럼 스페이서는 노광량을 다르게 하여 다른 제 1 높이와 제 2 높이를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 9 항에 있어서, HTM(Half-tone Mask)기술을 이용하여 노광량을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.