KR20100093938A - 액정표시패널의 제조방법 - Google Patents

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KR20100093938A
KR20100093938A KR1020090013101A KR20090013101A KR20100093938A KR 20100093938 A KR20100093938 A KR 20100093938A KR 1020090013101 A KR1020090013101 A KR 1020090013101A KR 20090013101 A KR20090013101 A KR 20090013101A KR 20100093938 A KR20100093938 A KR 20100093938A
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Abstract

본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 모기판 상에 복수개의 액정표시패널을 제작하는 경우 패드부에 더미 컬럼 스페이서(dummy column spacer)를 형성하는 한편 화상표시부와 동일한 형태로 더미 컬러필터와 더미 블랙매트릭스를 형성하여 패드부의 단차를 보상함으로써 합착시 패드부의 단차로 인한 갭 얼룩을 방지하기 위한 것으로, 화상이 표시되는 화상표시부를 포함하는 복수개의 패널영역으로 구분되는 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 박막 트랜지스터 어레이 기판용 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 화상표시부에 박막 트랜지스터 패턴을 형성하는 단계; 컬러필터 기판용 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 블랙매트릭스 및 컬러필터를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 화상표시부의 블랙매트릭스 및 컬러필터와 동일한 형태로 더미 블랙매트릭스 및 더미 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 갭 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 갭 컬럼 스페이서와 동일한 형태로 더미 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제 1, 제 2 모기판 표면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막이 형성된 제 1, 제 2 모기판에 러빙을 실시하는 단계; 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스가 형성된 상기 제 2 모기판의 패드부를 제거하여 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판을 복수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.
패드부, 더미 컬럼 스페이서, 더미 컬러필터, 더미 블랙매트릭스

Description

액정표시패널의 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
본 발명은 액정표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적의 모기판 상에 복수개의 액정표시패널들을 제작하는 경우 합착시 패드부의 단차로 인한 갭 얼룩을 방지하도록 한 액정표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
이하, 상기 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.
일반적인 액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 상기 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이 트(backlight) 유닛, 상기 백라이트 유닛과 액정표시패널을 지지하는 몰드 프레임(mold frame) 및 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.
특히, 도 1을 참조하면, 상기 액정표시패널(10)은 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 화상표시부(13)와 상기 화상표시부(13)의 게이트라인(16)들과 접속되는 게이트 패드부(14) 및 데이터라인(17)들과 접속되는 데이터 패드부(15)로 구성된다.
이때, 상기 게이트 패드부(14)와 데이터 패드부(15)는 컬러필터 기판(2)과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)의 가장자리 영역에 형성되며, 상기 게이트 패드부(14)는 게이트 구동부(미도시)로부터 공급되는 주사신호를 화상표시부(13)의 게이트라인(16)들에 공급하고, 데이터 패드부(15)는 데이터 구동부(미도시)로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(13)의 데이터라인(17)들에 공급한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 컬러필터 기판(2)은 색상을 구현하는 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. 또한, 상기 어레이 기판(1)은 상기 기판(1) 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(1)과 컬러필터 기판(2)은 화상표시부(13)의 외곽에 형성된 실 패턴(40)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널(10)을 구성하며, 상기 어레이 기판(1)과 컬러필터 기판(2)의 합착은 상기 어레이 기판(1) 또는 컬러필터 기판(2)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
일반적으로, 액정표시장치는 수율 향상을 도모하기 위해 대면적의 모기판에 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 모기판에 컬러필터 기판들을 형성한 다음 두 개의 모기판을 합착함으로써 복수개의 액정표시패널들을 동시에 형성하게 되는데, 이때 상기 액정표시패널들을 복수개의 단위 액정표시패널로 절단하는 공정이 요구된다.
이때, 상기 액정표시패널의 화상표시부 내에는 셀갭을 유지하는 갭 컬럼 스페이서가 형성되어 있고, 상기 화상표시부의 외곽의 실부와 단위 액정표시패널 사이의 더미(dummy)부에는 실 패턴이 형성되어 있는 반면, 상기 패드부에는 단차를 보상하기 위한 아무런 설계가 되어있지 않아 제 1 모기판과 제 2 모기판의 합착시 단차 차이로 인해 패드부방향으로 갭이 무너지게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 패드부의 단차를 보상하여 갭 얼룩을 방지하도록 한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 화상이 표시되는 화상표시부를 포함하는 복수개의 패널영역으로 구분되는 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계; 박막 트랜지스터 어레이 기판용 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 화상표시부에 박막 트랜지스터 패턴을 형성하는 단계; 컬러필터 기판용 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 블랙매트릭스 및 컬러필터를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 화상표시부의 블랙매트릭스 및 컬러필터와 동일한 형태로 더미 블랙매트릭스 및 더미 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 갭 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 갭 컬럼 스페이서와 동일한 형태로 더미 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제 1, 제 2 모기판 표면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막이 형성된 제 1, 제 2 모기판에 러빙을 실시하는 단계; 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스가 형성된 상기 제 2 모기판의 패드부를 제거하여 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판을 복수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 패드부에 더미 컬럼 스페이서를 형성하는 한편 화상표시부와 동일한 형태로 더미 컬러필터와 더미 블랙매트릭스를 형성하여 패드부의 단차를 보상함으로써 합착시 패드부의 단차로 인한 화상표시부의 갭 얼룩을 방지할 수 있게 된다. 그 결과 액정표시패널의 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도로써, 데이터 패드부에 연성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit; FPC)기판이 부착된 상태를 예를 들어 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널(110)은 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(102)이 일정한 셀갭을 갖도록 대향하여 합착되고, 그 셀갭에 액정층(미도시)이 형성되어 구성된다.
이때, 상기 컬러필터 기판(102)과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 가장자리 영역에 게이트 패드부(115)와 데이터 패드부(114)가 형성되며, 상기 게이트 패드부(115)는 게이트 구동부(미도시)로부터 공급되는 주사신호를 화 상표시부(113)의 게이트라인(미도시)들에 공급하고, 데이터 패드부(114)는 데이터 구동부(미도시)로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(113)의 데이터라인(미도시)들에 공급한다.
즉, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 일측 단변 및 일측 장변은 상기 컬러필터 기판(102)에 비해 돌출되도록 형성되며, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 돌출된 영역에는 각각 게이트 드라이버 집적회로(Driver Integrated Circuit; D-IC)(125)와 데이터 드라이버 집적회로(124)가 실장되는 게이트 패드부(115)와 데이터 패드부(114)가 구비된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(102)이 대향 합착된 영역에는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하는 화상표시부(113)가 구비된다.
참고로, 도면부호 150은 데이터 패드부에 부착된 연성 인쇄회로기판을 나타내며, 본 발명의 실시예의 액정표시패널은 데이트 패드부에 연성 인쇄회로기판이 부착된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 화상 표시부(113)에는 복수개의 게이트라인들이 수평방향으로 배열되어 상기 게이트 패드부(115)에 접속되고, 복수개의 데이터라인들이 수직방향으로 배열되어 상기 데이터 패드부(114)에 접속된다. 그리고, 상기 게이트라인들과 데이터라인들은 서로 교차하는 교차영역에 박막 트랜지스터 및 화소전극을 구비하는 화소들이 형성되게 된다.
또한, 상기 컬러필터 기판(102)의 화상 표시부(113)에는 색상을 구현하는 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브-컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.
이때, 상기 본 발명의 실시예의 경우에는 액정표시패널에 일반적으로 사용되는 구동방식으로 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식을 적용한 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시패널에도 적용 가능하며, 이 경우에는 하부 박막 트랜지스터 어레이 기판에 화소전극과 함께 공통전극을 형성하게 된다.
이와 같이 구성된 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판은 화상표시부의 외곽에 형성된 메인(main) 실 패턴에 의해 대향하도록 합착되어 단위 액정표시패널을 구성하며, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 합착은 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.
한편, 수율 향상을 도모하기 위해 대면적의 제 1 모기판에 복수개의 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 제 2 모기판에 복수개의 컬러필터 기판들을 형성한 다음 두 개의 제 1, 제 2 모기판을 합착함으로써 복수개의 액정표시패널들을 동시에 형성하게 된다.
이때, 본 발명의 실시예의 경우에는 단위 액정표시패널로 절단하기 전의 컬러필터 기판의 패드부에 더미 컬럼스페이서를 형성하는 한편 화상표시부와 동일한 형태로 더미 컬러필터와 더미 블랙매트릭스를 형성하여 패드부의 단차를 보상함으로써 제 1 모기판과 제 2 모기판의 합착시 패드부의 단차로 인한 화상표시부의 갭 얼룩을 방지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널에 있어서, 컬러필터 기판의 더미영역이 제거되기 전의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 도 3에 도시된 액정표시패널의 패드부의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단위 액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 일측이 컬러필터 기판(102)에 비해 돌출되도록 형성된다. 이는 컬러필터 기판(102)과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)의 가장자리에 게이트 패드부와 데이터 패드부가 형성되기 때문이다.
따라서, 제 2 모기판 상에 형성된 컬러필터 기판(102)은 제 1 모기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)이 돌출되는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)(102') 만큼 이격되어 형성된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 각각의 단위 액정표시패널들은 상기 제 1, 제 2 모기판을 최대한 이용할 수 있도록 적절히 배치되며, 모델(model)에 따라 다르지만 상기 단위 액정표시패널들은 제 2 더미영역 만큼 이격되도록 형성된다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(101)들이 형성된 제 1 모기판과 컬러필터 기판(102)들이 형성된 제 2 모기판이 합착된 후에는 액정표시패널들을 개별적으로 절단하는데, 이때 제 2 모기판의 컬러필터 기판(102)들이 이격된 영역에 형성된 제 1 더미영역(102')과 단위 액정표시패널들을 이격시키는 제 2 더미영역이 제거되게 된다.
이때, 상기 단위 액정표시패널의 화상표시부에는 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 갭 컬럼 스페이서(130)가 형성되어 있는 한편, 상기 단위 액정표시패널들 사이의 이격영역인 더미부에는 더미 실 패턴(미도시)이 형성되어 메인 실 패턴(140)이 형성된 실부와의 단차를 보상하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예의 경우에는 컬러필터 기판(102)의 가장자리에 형성된 제 1 더미영역(102'), 즉 컬러필터 기판(102)의 패드부에 상기 화상표시부의 갭 컬럼 스페이서(130)에 대응하는 더미 컬럼 스페이서(130a)를 형성하는 한편 상기 화상표시부에 형성된 컬러필터(107) 및 블랙매트릭스(106)와 실질적으로 동일한 형태로 더미 컬러필터(107a) 및 더미 블랙매트릭스(106a)를 형성함으로써 패드부의 단차를 보상하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 패드부에 더미 컬럼 스페이서(130a)와 더미 컬러필터(107a)를 형성하여 패드부의 단차를 보상함으로써 합착시 패드부의 단차로 인한 화상표시부의 갭 얼룩을 방지할 수 있게 된다.
참고로, 도면부호 108은 공통전극을 나타내는데, 전술한 바와 같이 IPS방식 액정표시패널의 경우에는 상기 공통전극(108)은 컬러필터 기판(102)이 아닌 하부 박막 트랜지스터 어레이 기판(101) 상에 형성되게 된다.
그리고, 도면부호 111a, 111b, 111c 및 111d는 각각 화상표시부의 박막 트랜지스터 패턴, 상기 화상표시부와 연결되는 박막 트랜지스터 링크 패턴, 드라이버 집적회로를 위한 패드부 박막 트랜지스터 패턴 및 연성 인쇄회로기판의 부착을 위한 박막 트랜지스터 패턴을 나타낸다.
또한, 상기 화상표시부의 박막 트랜지스터 패턴(111a)과 패드부 박막 트랜지스터 패턴(111c)은 예를 들어 박막 트랜지스터 어레이 기판(101) 위에 형성된 게이트 배선(112), 게이트절연막(113), 데이터 배선(114) 및 화소전극(118) 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 더미 컬럼 스페이서(130a)는 상기 패드부 박막 트랜지스터 패턴(111c)과 상기 더미 컬러필터(107a) 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예의 경우에는 제 1 모기판과 제 2 모기판의 합착시 갭이 무너지는 것을 방지하기 위해 패드부에 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스를 형성하게 되는데, 이때 상기 패드부에 더미 컬럼 스페이서만 형성하게 되면 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 충분한 단차 보상이 이뤄지지 않아 최적의 액정량 설정이 어렵고, 이로 인해 실(seal) 갭이 발생하게 된다.
여기서, 도 5를 참조하면, 패드부의 단차를 보상하기 위해 형성된 상기 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스는 제 1 모기판과 제 2 모기판의 합착 후 복수개의 단위 액정표시패널들로 절단하는 절단공정 중에 제거되게 된다.
여기서, 상기 절단공정은 절단 휠을 이용하여 상기 제 1, 제 2 모기판에 제 1 스크라이브라인과 제 2 스크라이브라인을 형성하는 스크라이브(scribe)공정과 상기 제 1, 제 2 모기판에 형성된 상기 제 1, 제 2 스크라이브라인들에 압력을 가함으로써 상기 제 1, 제 2 모기판을 개별적인 단위 액정표시패널들로 분리하는 브레이크(break)공정으로 구분할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도로써, 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있다.
액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 박막 트랜지스터 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀공정으로 구분될 수 있다.
우선, 어레이공정에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 컬러필터 기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브-컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스 및 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극을 형성한다(S102a). 이때, IPS방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판에 공통전극을 형성하게 된다.
이때, 상기 컬러필터 기판의 패드부에는 상기 화상표시부의 컬러필터 및 블랙매트릭스와 실질적으로 동일한 형태로 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스를 형성하게 된다.
그리고, 상기 컬러필터공정을 통해 상기 컬러필터 기판의 화상표시부 내에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 갭 컬럼 스페이서를 형성하는 한편, 상기 컬러필터 기판의 패드부에 상기 갭 컬럼 스페이서와 실질적으로 동일한 형태로 더미 컬럼 스페이서를 형성하게 된다(S102b).
이어서, 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판에 각각 배향막을 도포한 후 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 배향 처리한다(S103, S104). 이때, 상기 배향 처리방법으로 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다.
그리고, 상기 러빙공정을 마친 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판은 배향막 검사기를 통해 배향막의 불량여부를 검사하게 된다(S105).
한편, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 대면적의 모기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 제 1 모기판에 복수개의 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 제 2 모기판에 복수개의 컬러필터 기판들을 형성한 다음 두 개의 제 1, 제 2 모기판을 합착함으로써 복수개의 액정표시패널들을 동시에 형성하게 된다. 이때, 상기 복수개의 액정표시패널은 적어도 2개의 서로 다른 사이즈로 이루어질 수 있다.
이때, 압력 차를 이용하여 액정을 주입하는 진공주입방식을 사용하는 경우에는 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 실 패턴의 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 cm2의 면적에 수 ㎛ 정도의 갭을 갖기 때문에 압력 차를 이용한 진공주입 방식을 적용하더라도 단위 시간당 액정의 주입량은 매우 작을 수밖에 없다. 예를 들어, 약 15인치의 액정표시패널을 제작하는 경우에 액정을 충진시키는데 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 발생되 어 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 복수개의 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 적하 방식을 적용할 수 있다.
상기 적하방식을 이용한 경우에는 배향막 검사(S105)를 마친 후, 상기 컬러필터 기판에 실링재로 소정의 실 패턴을 형성하는 동시에 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판에 액정층을 형성하게 된다(S106, S107).
상기 적하 방식은 디스펜서를 이용하여 복수개의 박막 트랜지스터 어레이 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 또는 복수개의 컬러필터 기판이 배치된 제 2 모기판의 화상표시부에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시부 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.
따라서, 상기 액정표시패널에 적하 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시부 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 메인 실 패턴이 화상표시부 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.
이후, 상기와 같이 액정이 적하(積荷)되고 실 패턴이 형성된 상기 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 상기 실 패턴에 의해 상기 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판을 합착 함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다(S108). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 합착된 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수개의 액정표시패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수개의 액정표시패널로 분리하고 각각의 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S109, S110).
여기서, 상기 모기판을 개별적인 액정표시패널로 분리하기 위해 먼저, 복수개의 패널영역들이 배치되어 합착된 제 1, 제 2 모기판을 반송유닛을 통해 스크라이빙(scribing) 부로 이송한다.
그리고, 스크라이빙 부로 이송되어진 제 1, 제 2 모기판은 스크라이브 유닛을 통해 상기 제 1, 제 2 모기판 상면 및 하면 상에 상기 패널영역을 제 1 방향으로 구획하는 제 1 스크라이브라인들을 형성하는 한편, 상기 패널영역을 제 2 방향으로 구획하는 제 2 스크라이브라인들을 형성하게 된다.
이후, 상기 제 1, 제 2 스크라이브라인들의 한 부분 또는 다수의 부분에 동시에 압력을 인가하여 상기 액정표시패널들 사이의 제 2 더미영역과 더미 실 패턴을 제거함으로써 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판을 개별적으로 분리하게 된다.
이후, 개별적인 액정표시패널로 분리된 제 1, 제 2 모기판에 있어 컬러필터 기판의 실부와 패드부 사이에 스크라이브 유닛을 통해 제 3 스크라이브라인들을 형성한다.
그리고, 상기 제 3 스크라이브라인들에 압력을 인가함으로써 상기 제 2 모기판의 컬러필터 기판이 이격된 영역에 형성된 제 1 더미영역을 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스와 함께 제거하게 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.
도 1은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향하여 합착된 단위 액정표시패널의 개략적인 평면구성을 나타내는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널에 있어서, 컬러필터 기판의 더미영역이 제거되기 전의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 액정표시패널의 패드부의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101 : 어레이 기판 102 : 컬러필터 기판
102' : 더미영역 106 : 블랙매트릭스
106a : 더미 블랙매트릭스 107 : 컬러필터
107a : 더미 컬러필터 111a~111d : 박막 트랜지스터 패턴
113 : 화상표시부 114 : 데이터 패드부
115 : 게이트 패드부 130 : 갭 컬럼 스페이서
130a : 더미 컬럼 스페이서 140 : 실 패턴

Claims (7)

  1. 화상이 표시되는 화상표시부를 포함하는 복수개의 패널영역으로 구분되는 제 1, 제 2 모기판을 제공하는 단계;
    박막 트랜지스터 어레이 기판용 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 화상표시부에 박막 트랜지스터 패턴을 형성하는 단계;
    컬러필터 기판용 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 블랙매트릭스 및 컬러필터를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 화상표시부의 블랙매트릭스 및 컬러필터와 동일한 형태로 더미 블랙매트릭스 및 더미 컬러필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 화상표시부에 갭 컬럼 스페이서를 형성하며, 상기 제 2 모기판의 패드부에 상기 갭 컬럼 스페이서와 동일한 형태로 더미 컬럼 스페이서를 형성하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 모기판 표면에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 배향막이 형성된 제 1, 제 2 모기판에 러빙을 실시하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및
    상기 더미 컬럼 스페이서와 더미 컬러필터 및 더미 블랙매트릭스가 형성된 상기 제 2 모기판의 패드부를 제거하여 상기 합착된 제 1, 제 2 모기판을 복수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 패널영역은 적어도 2개의 서로 다른 사이즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 러빙이 끝난 제 1 모기판이나 제 2 모기판에 실링재를 도포하여 실 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 러빙이 끝난 제 1 모기판이나 제 2 모기판의 화상표시부에 액정을 적하하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 실 패턴은 상기 패널영역의 화상표시부 외곽에 형성되는 메인 실 패턴과 상기 패널영역들 사이의 이격된 더미영역에 형성되는 더미 실 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 모기판의 패드부에 상기 화상표시부의 박막 트랜지스터 패턴에 대응하여 드라이버 집적회로를 위한 패드부 박막 트랜지스터 패턴을 형성하며, 상기 더미 컬럼 스페이서는 상기 패드부 박막 트랜지스터 패턴 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 더미 컬럼 스페이서는 상기 패드부 박막 트랜지스터 패턴과 상기 더미 컬러필터 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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