KR20090100952A - 액정표시소자 - Google Patents

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KR20090100952A
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강병언
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김재훈
성충현
김지은
이준우
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Abstract

본 발명에 따른 액정표시소자는 제 1 기판; 제 2 기판; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 대향면에 형성되는 배향막; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층; 상기 제 1 기판의 테두리부에 서로 일정한 간극을 두고 형성되며 상기 액정층을 감싸는 내벽과 외벽; 상기 제 2 기판의 테두리부에 상기 간극에 대응하는 영역에 형성되는 UV실런트층; 그리고 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 사이에 형성되는 가스배출구를 포함한다.
본 발명에 따라 제작된 액정표시소자는 셀갭(cell cap)이 일정하게 유지되고, 액정층 내부에 실런트(sealant) 경화로 인한 가스가 유입되지 않아 품질이 향상된다.
실런트, UV 경화, 내벽, 외벽, 액정, 셀갭

Description

액정표시소자{DISPLAY PANEL}
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀갭(cell cap)을 균일하게 유지하고 액정층으로의 불순물 유입을 차단하는 벽(wall)이 형성된 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치는 사용환경 등에 따라 다양한 형태가 있으나, 브라운관이라고 칭해지는 CRT(Cathode Ray Tube)는 공간을 점유하는 크기 및 면적이 크고 무겁기 때문에 많은 불편함을 주고 있어, 최근에는 크기, 무게 등의 물리적 특성뿐만 아니라 해상도, 반응속도 등의 광학적 특성에서도 우수한 LCD(Liquid Crystal Display)가 주류를 이루고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치(LCD)는 상부기판과 하부기판 사이에 셀갭(cell gap)이라고 일컫는 영역에 액정으로 이루어진 액정층이 존재하고, 상기 상부기판 및 하부기판에 대응하여 화소전극과 상대전극이 매트릭스 형태로 형성된다. 상기 기판들간의 합착은 하부기판의 테두리에 실런트(sealant)를 도포한 상태에서 상기 기판들간을 압착시키고, 상기 실런트를 경화시키는 것에 의해 이루어진다.
이런 액정 표시 장치는 빠른 응답과 고해상도가 요구된다. 해상도가 높을수 록 화소전극과 주위 배선들 사이의 간격이 좁아져 수평전기장이 커지므로, 수평전기장의 영향을 줄이기 위해, 액정 표시 장치의 액정층 두께가 얇야지게 된다.
하지만, 액정층의 두께가 얇을수록 간극제(spacer) 및 기판 평탄도의 균일성 확보가 어렵다. 특히, 상부기판과 하부기판을 압착시킬 때, 상기 기판들에 부가되는 압력(또는 열)에 의해 글라스(glass), 배향막, 구동소자 등의 변형이 발생할 수 있다. 또한, 압착된 상부기판과 하부기판의 실런트를 열 경화시킬 때, 상기 두 기판이 높은 온도에 장시간 노출됨으로 인해 액정표시소자의 특성이 변형된다.
도 1은 실런트를 열 경화할 때 발생하는 액정표시소자의 변형을 나타내는 도면으로서, 실런트(4)가 고온으로 장시간 열 경화되면 열 응력(stress)으로 인해 글라스(2), 배향막(3) 및 셀갭이 변형된다.
도 2는 실런트의 단위 체적당 간극제(spacer) 분포 및 열경화시 발생하는 가스 배출(out-gassing) 현상을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실런트(4)의 단위 체적당(200) 간극제(5)의 분포는 불균일하다. 그 이유는, 간극제(5)가 실런트(4)에 균일하게 산포되기 어려울 뿐만 아니라, 하부기판과 상부기판이 압착된 상태에서 실런트(4)가 열 경화되면, 간극제(5)가 이동될 수 있기 때문이다. 이렇게 간극제(5)가 실런트(4)에 불균일하게 분포되면, 셀갭을 균일하게 유지할 수 없게 된다. 또한, 실런트(4)가 열경화될 때 발생하는 가스가 외부(210)로 배출(out-gassing)되지 않고 액정층(1)의 내부로 유입되어(220), 상기 액정층(1)의 특성을 변형시키는 문제점이 있다.
한편, 열 경화 공정 대신 UV(ultraviolet) 경화 공정을 통하여, 실런트(4)를 경화시키는 방법이 개시되었다. 상기 UV 경화 공정은 하부기판과 상부기판이 압착된 상태에서 상기 두 기판 테두리에 UV 경화용 실런트(4)를 주입한다. UV 경화용 실런트(4)는 모세관 현상(cappillary phenomenon)에 의해 액정층(1) 외벽에 주입되게 되는데, 이 경우 상기 UV 경화용 실런트(4)가 액정층(1)에 침투해(over flow), 액정 특성을 변형시키는 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 열 경화 공정과 마찬가지로, 실런트를 UV 경화할 때 발생하는 가스가 액정층(1) 내부로 유입될 수 있다. 그리고 UV 경화용 실런트(4)는 접착력이 약해 합착된 기판 사이에 틈이 발생하고, 상기 틈 사이로 빛이 새는 현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 셀갭(cell cap)을 균일하게 유지시키고 액정층에 불순물이 유입되지 않도록 벽(wall)이 형성된 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자는 제 1 기판; 제 2 기판; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 대향면에 형성되는 배향막; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층; 상기 제 1 기판의 테두리부에 서로 일정한 간극을 두고 형성되며 상기 액정층을 감싸는 내벽과 외벽; 상기 제 2 기판의 테두리부에 상기 간극에 대응하는 영역에 형성되는 UV실런트층; 그리고 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 사이에 형성되는 가스배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 가스배출구는 상기 외벽에 형성되고, 상기 외벽은 소정의 간격으로 이격 배치되는 복수의 벽체로 형성된다.
상기 내벽과 외벽은 SiO2 증착층일 수 있다,
상기 제 1 기판과 제 2 기판의 간격은 5 마이크로 미터 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 제작된 액정표시소자는 셀갭(cell cap)이 일정하게 유지되고, 액정층 내부에 실런트(sealant) 경화로 인한 가스가 유입되지 않아 품질이 향상된다.
또한, 본 발명은 가압 공정 생략되고, 간극제(spacer)가 제거되어 생산공정 비용을 절감시킨다.
특히, 본 발명은 배향막, 글라스(glass), 셀갭의 변형을 유발하는 가압 공정을 생략함으로써, 보다 두께가 얇은 액정표시소자를 제작할 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액정표시소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시소자는 액정층(10), 글라스(20, glass), 배향막(30), 실런트(40, sealant) 및 벽(51, 52, wall)을 포함한다.
상기 실런트(40)는 UV 경화용 실런트로서, 액정층(10)을 둘러싸서 형성되고 상기 액정층(10)에 주입된 액정을 밀봉하고 보호한다. 또한, 실런트(40)는 UV 경화되어 상부기판과 하부기판을 합착하여 고정시킨다.
상기 벽(51, 52)은 간극제(spacer)를 대신하여 셀갭(cell cap)을 균일하게 유지시키며, 상기 실런트(40)의 안쪽 면과 바깥 면에 형성된다. 특히, 벽(51, 52)의 안쪽 면(이하, "내벽", 51)은 밀봉되어 개방되지 않으나, 바깥 면(이하, "외벽", 52)은 다수의 배기 통로가 형성되어 개방된다. 이에 따라, 실런트(40)가 경화될 때, 상기 개방된 배기 통로를 통해서 가스가 외벽(52)을 경유하여 외부로 배출된다. 이때, 내벽(51)의 존재로 인해, 상기 가스가 액정층(10)으로 유입되는 것이 차단된다. 이런 내벽과 외벽(51 및 52)은 상부기판 또는 하부기판의 테두리 부분에 Si02 재질로 증착되는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 상기 내벽(51)과 외벽(52) 사이에 실런트를 개재하여 상부기판과 하부기판을 합착하는 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 UV 경화용 실런트가 도포되고, 내벽과 외벽이 증착된 기판을 나타내는 도면이고, 도 5는 상부기판 및 하부기판이 UV 경화되어 합착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상부기판(또는 하부기판)의 가장자리 부분에 UV 경화용 실런트(40)가 도포되고, 하부기판(또는 상부기판)에는 내벽과 외벽(51 및 52)이 증착된다(도 4 참조). 이때, 상부기판과 하부기판의 간격(즉, 셀갭)이 좁게 형성될 수 있도록, 상기 내벽과 외벽(51 및 52)은 5㎛ 이하의 높이로 증착되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 내벽(51)가 외벽(52) 사이에 도포된 실런트(40)가 개재되도록 두 기판을 정렬시킨 다음에 서로 물리적으로 접촉시킨다(도 5의 (a) 참조). 이때, 상기 상부기판에는 색상을 구현하는 소자 및 공통전극이 형성되고, 상기 하부기판에는 상기 공통전극에 대응하여 전기장을 형성하는 화소전극이 형성된다.
그리고, 상기 접촉된 두 기판에 UV를 조사하여 상기 실런트(40)를 경화시켜 두 기판을 고정시킨다. 이때, UV 경화에 의한 액정 활동영역의 변형을 방지하기 위해, 상기 액정층에 UV 차광 마스크(60)가 씌어진 상태로, 실런트(40)를 UV 경화하는 것이 바람직하다(도 5의 (b) 참조).
종래에는 압축 공정을 진행하여 상기 두 기판을 압축한 후, 실런트(40)를 열 경화 또는 UV 경화하였지만, 본 발명은 압축 공정 없이 실런트(40)를 UV 경화시킴으로써, 두 기판을 고정한다. 또한, 종래에는 간극제를 통해 셀갭을 유지하였지만, 본 발명은 실런트(40)가 개재된 벽(51, 52)을 통하여 셀갭을 유지한다. 즉, 콘크리트 골조에서 콘크리트 안에 삽입된 철골과 같은 역할을 상기 벽(51, 52)이 수행하기 때문에 상부기판과 하부기판은 지지되고, 두 기판 사이의 갭이 균일하게 유지된다.
또한, UV 경화시 벽(51, 52)의 상,하면에 실런트(40)가 접촉되어 경화되므 로, 종래의 UV 경화 공정보다 접착력이 강해져 상부기판과 하부기판 사이에 빛이 새지 않게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액정표시소자의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 액정표시소자의 액정층을 보호하는 벽(51, 52)의 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 내벽(51)은 개방되지 않고 밀폐되나, 외벽(52)에는 직사각형 형태의 벽체(壁體)가 배치되고, 상기 벽체들 사이마다 일정 사이즈의 배기 통로가 형성되어, 실런트(40)가 UV 경화될 때 발생하는 가스가 액정층(10) 내부로는 유입되지 않고 외부로만 배출된다. 한편, 도 7의 (a), (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 당업자라면 상기 직사각형 벽체의 크기와 개수, 배기통로의 간격과 개수를 다양하게 조절하여 외벽(52)을 형성할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 액정표시소자의 액정층을 보호하는 벽(51, 52)의 단면을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 내벽(51)은 개방되지 않고 밀폐되나, 외벽(52)에는 특정 형상의 벽체가 배치되어 외벽을 형성한다. 즉, 도 8의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 일정 형상을 갖는 제 1 벽체(52a) 및 제 2 벽체(52b)가 번갈아가며 배치되어 외벽(52)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 벽체(52a) 및 제 2 벽체(52b)는 소정 간격 이격되어 배치되고, 이에 따라 벽체들(52a, 52b) 사이에 배기 통로가 형성되어 UV 경화시 발생되는 가스가 외부로만 배출된다. 한편, 당업자라면 상기 벽체(52a, 52b)의 형상과 형상 종류의 개수를 다양하게 조절하여 외벽(52)을 형성 할 수 있음을 인지할 것이다.
상술한 실시예를 통해 제작된 액정표시소자는 셀갭이 좁게 형성되어 두께가 얇아지게 되고, 경화시 발생하는 가스가 액정층(10) 내부로 유입되지 않아 품질이 향상된다. 또한, 본 발명은 상부기판과 하부기판을 가압하는 가압 공정이 생략되고, 별도의 간극제를 필요로 하지 않기 때문에 생산 비용을 절감시킨다.
특히, 본 발명은 상부기판과 하부기판을 압착하지 않고, 두 기판을 정렬시킨 상태에서 접촉시키기 때문에 배향막(30)과 글라스(20) 등을 변형시키지 않아 기판 평탄도 및 셀갭의 균일성을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 실런트를 열 경화할 때 발생하는 액정표시소자의 변형을 나타내는 도면이다.
도 2는 실런트의 단위 체적당 간극제(spacer) 분포 및 열경화시 발생하는 가스 배출(out-gassing) 현상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액정표시소자의 단면도이다.
도 4는 UV 경화용 실런트가 도포되고, 내벽과 외벽이 증착된 기판을 나타내는 도면이다.
도 5는 상부기판 및 하부기판이 UV 경화되어 합착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액정표시소자의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 액정표시소자의 액정층을 보호하는 벽의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 액정표시소자의 액정층을 보호하는 벽의 단면을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 10 : 액정층 2, 20 : 글라스
3, 30 : 배향막 4, 40 : 실런트
5 : 간극제 51, 52 : 벽
51a, 52a : 벽체 60 : 차광 마스크

Claims (5)

  1. 제 1 기판;
    제 2 기판;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 대향면에 형성되는 배향막;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 제 1 기판의 테두리부에 서로 일정한 간극을 두고 형성되며 상기 액정층을 감싸는 내벽과 외벽;
    상기 제 2 기판의 테두리부에 상기 간극에 대응하는 영역에 형성되는 UV실런트층; 그리고
    상기 제 1 기판과 제 2 기판의 사이에 형성되는 가스배출구를 포함하여 구성되는 액정표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스배출구는 상기 외벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 외벽은 소정의 간격으로 이격 배치되는 복수의 벽체로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽과 외벽은 SiO2 증착층인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 제 2 기판의 간격은 5 마이크로 미터 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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