KR830000645B1 - 액정 표시소자의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

액정 표시소자의 제조방법

제1도는 액정 표시소자의 일례를 표시한 단면도.

제2도는 종래의 제조방법을 표시한 사시도.

제3도는 본 발명의 개요 설명 사시도.

제4도는 프릿페이스트에 의한 기판 상대위치 지지수단을 표시한 평면도.

본 발명은 액정 용기를 형성하는 한 쌍의 유리기판 주변의 봉착상태를 개선하는 액정 표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 액정표시에는, 무전계시에, 대향하는 유리기판면에 형성되어 있는 액정 배향제어막의 작용에 의해, 액정분자가, 편광투 과광에 대해서 선광등을 나타내도록 배향되고, 전계 인가시에는, 액정분자의 배향이 전계에 따라 변화해서, 상기 선광능이 소멸하는 것을 이용한 전계 효과형이 많이 사용되고 있다.

제1도는 이와같은 통상의 전계효과형 액정 표시소자의 일례인 단면도로(1),(2)는 유리기판, (5),(5')는 투명도 전막으로 된 표시용 전극(투명전극), (6),(6')는 액정 배향제어막, (4),(4')는 유리기판 주변을 봉착하여 액정용기로 하는 스페이서, (7)은 액정이다. 액정(7)은, 수분에 의한 가수분해, 직류 구동시의 불순물 혼입에 의한 전해현상 등, 봉착의 불완전이나 봉착방법의 불적정에 따른 오염등에 의해서 변질되어, 액정 표시소자의 수명을 저하시키는 일이 있다.

제2도는 종래의 봉착방법을 표시하는 사시도로, 동도면(a)에 표시함과 같이, 하판기판(2)의 주변에, 유리프릿 베이스트(8)를 도포한 후, 그 위에 상판기판(1)을 덮어서 동 도면(b)에 표시함과 같은 상태에서 상기와 같이, 먼저 120℃ 정도로 베이스트중의 용제를 건조 처리를 행하고, 다음에 450∼490℃로 승온 소성하여 단숨에 봉착한다. 이 방법으로는 여러 가지의 문제가 일어나는 것은 상기한 바와 같다.

따라서 현재에는, 양호한 봉착상태를 얻기 위해서, 무기계인 저융점 유리프릿에 의한 봉착이 주로 사용되고 있다.

그 봉착법은, 통상 접합제와 용제를 유리프릿 분말에 혼합해서 페이스트로 하고, 이 페이스트를 실크프린트 인쇄법 등에 의해서 한 쪽의 기판 예를들면 하판기판 주변에 도포하고, 다른 쪽의 기판 예를들면 상판기판을 덮어서 120℃ 정도로 용제의 건조처리를 행하고, 450∼490℃로 소성해서 봉착시키고 있다.

그러나 이와같은 종래의 방법에는 다음과 같은 여러 가지의 결점이 있었다.

상기 프릿페이스트중의 접합제가 분해할 때에 상판이 존재하므로 분해가스가 대기중에 빠져나가기 어렵고, 따라서 분해가 불완전한 채로 유리프릿이 녹아서, 미분해 유기질 접합체가 유리프릿중의 O₂가스와 반응해서 CO₂등의 분해가스를 발생하고, 용해된 유리속에 기포를 발생시킨다.

이 기포는 유리의 표면에서 대기중에 소거되는 성질이 있으나, 상판이 덮혀 있으면 거품이 소멸되기 어렵고, 냉각후 봉착부에 거품이 잔류한다는 결점이 있다.

봉착부분에 이와같은 거품이 존재하면 기밀봉착을 보충하는 유흐 봉착 폭이 좁아지거나, 거품이 내측에 번졌을 경우는 유효표시 면적을 좁게하는 등의 결점도 일어나고 있었다.

또 상판을 덮은 상태로 소성하면, 봉착 작업시에 발생하는 분해가스가 내부에 정체되어서 기판 내면을 오염하기 때문에, 표시 특성이나 수명특성을 열화시킨다는 문제가 있었다.

또한 봉착을 완전히 행하고, 또한 한 쌍의 기판 사이의 간격을 10㎛ 이하의 소정치 까지 좁게할 필요가 있기 때문에, 유리프릿이 응용해서 양호한 유동성을 얻을 수 있도록 봉착온도가 높아지는 것은 부득이한 일이므로, 기판 내면의 액정 배향제어막의 열변화를 일으켜, 배향 불량이나 유기영역이 생겨서 표시특성이나 수명특성을 열화시키는 문제도 생기고 있었다.

본 발명은 상기 종래의 방법의 문제점을 해소해서, 표시특성이 좋고 수명이 긴 제품이 얻어지는 액정 표시소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 있어서는, 한 쌍의 유리 기판의 한 쪽 또는 쌍방에, 소정의 위치, 소정의 두께로, 저융점 유리 프릿의 페이스트를 도포하고, 이 도포부에 다른 물건이 닿지 않은 개방상태로 제1차 소성을 행해서 유리기관에 유리프릿을 용착 교화시켜서, 소위 합판유리(pre-glazing) 로 한후, 상기 한 쌍의 유리기판을 정확한 상대위치에서(예를들면 문자표시 전국의 눈금을 맞추고)대향시켜서 결합하고, 위치 유지수단에 의해 상기의 정확한 상대 위치를 확보하면서 제2차 소성을 행해서 유리기판 쌍방을 그 주변에서 일체로 봉착하기로 하였다.

제3도는 본 발명의 개략을 표시하는 사시도이다.

동 도면(a)에 표시함과 같이 유리기판의 한 쪽 또는 쌍방 [이 도면에서 하판기판(2)]에 저융점 유리프릿페이스트(8)를 도포하고, 다음에 이 도포부에 다른 물건이 닿지않은 개방상태로 [만약 상판기판(1)에도 프릿페이스트(8)를 도포하였을 때는 기판(1)도 기판(2)과는 별도로 단독으로 개방상태로] 제1차 소성을 행해서 프릿페이스트(8)를 합판유리로 하여 유리화 봉착재(9)로 한다.

이 상태를 제3도(b)에 표시하였으나, 유리화 봉착재(9)는, 프릿페이스트로서 도포한 유리기판에 잘 용화되어 견고하게 용착되어 있다.

제1차 소성은 프릿페이스트(8)에 다른 물건이 닿지않은 개방상태에서 행하여지므로, 프릿페이스트중의 용제나 접합제는 분해해서 대기중에 날아가버리기 쉽고, 제1차 소성종료시, 제3도(b)의 상태에서는, 유리화 해야 될 성분은 이미 잔류되지 않고, 유리화 봉착재(9)에는, 상기 유기물이 가스화 되었지만 전부 비산되지 않고 잔류한 것과 프릿분말 사이에 존재한 공기가 전부 비산되지 않고 잔류한 것이, 근소한 기포로서 잔류되어 있을 뿐이다.

이들 근소한 잔류 기포는, 뒤에 설명하는 제2차 소성을 행하면, 완전히 대기중에 날아가 버리므로, 한쌍의 유리기판은, 기포가 잔류되어 있지 않은 매우 깨끗한 유리화 봉착재(9)에 의해서 봉착된다.

이 제2차 소성은 제3도(c)에 표시함과 같이, 제1차 소성에 의해서 봉착해야 될 개소에 유리화 봉착재(9)가 용착된 기판에, 그것과 짝을 이루는 상대방의 기판을 덮어서, 제3도(d)에 표시함과 같은 상태에서 행한다.

이와 같이 저융점 유리프릿을 이스트로 해서 봉착개소에 도포하고, 제1차 소성에 의해서 합판유리로 하면, 극히 근소한 기포 밖에 잔류하지 않는 유리화 봉착재가 되지만, 이 유리화 봉착재는 제1차 소성은 도에서는 물론, 일반적으로 그것보다 다소 낮은 온도로 제2차 소성을 행하여도 용융해서 적도의 유동성을 나타내고, 매우 깨끗한, 잔류 기포가 없는 봉착부가 얻어진다.

이와 동시에 봉착부의 유효 봉착폭을 정확하게 제어, 관리할 수 있게 되고, 봉착의 신뢰성이 높아지고, 표시 부분의 유흐면적이 항상 일정하게 되며, 유효 표시부의 틀형상 내측의 직선성이 향상해서, 보는 느낌이 매우 아름답게 되어 상품 가치도 향상한다.

제2차 소정온도는 제1차 소성온도 보다 낮아도 되므로, 비교적 열에 약한 유기계의 액정 배향제어막을 이용할 경우등에는, 제1차 소성후에 액정 배향 제어막을 형성시키면 열 열화를 받기 어렵다.

저융점 유리프릿으로 페이스트를 만들려면, 유리프릿을 용제에 녹인 결합제에 혼합하므로, 페이스트는 적도의 정도와 점착성를 가진다.

따라서 종래의 봉착법과 같이 2매의 유리기판 사이에, 유리프릿 페이스트를 협지한 상태에서 단숨에 최종 봉착상태까지 소성할 경우에는, 상기 2매의 유리기판 사이의 상대 위치가 변동할 염려는 적다.

이에 대해서, 제1차 소성 종료 후의 유리화 봉착재는, 페이스트중의 용제나 결합제는 증발, 분해되어날아가 버리고, 유리화 되어 있으므로, 한 쪽의 기판에는 견고하게 용착되고는 있느나, 그 상대방이 되는 다른쪽의 기판에 대해서는 정착력이 없다.

따라서, 제2차 소성을 할 때는, 어떠한 위치유지 수단에 의해서, 한 쌍의 기판상의 액정 표시용의 전국 끼리의 정확한 상대 위치가 벗어나지 않도록, 2매의 기판 상대 위치를 유지하지 않으면 안된다. 정확한 치수의 유리기판을 용이하게 값싸게 제작할 수 있으면, 제2차 소성을 할 때, 유리기판 주변을 기준으로 한 지구를 사용하므로서 목적을 달성할 수 있다.

그러나 일반적으로는 정확한 외형 치수의 유리기판을 양산하는 것은 용이한 것이 아니다.

본 발명자들의 경험에 의하면 다음과 같이하면 비교적 작업도 용이하고 그 결과도 좋았다.

먼저 제4도(a),(b)에 표시함과 같이, 유리기판 [동 도면에는 하판 기판(2)을 표시하고 있으나 상판기판이라도 된다]의 봉착해야 될 개소에 저융점 유리프릿의 페이스트를 도포해서 제1차 소성을 행하여, 유리화 봉착재(9)로 한다.

다음에 제4도(a),(b)에 표시함과 같이, 이 유리화 봉착재(9)의 외주부에 저융점 유리프릿의 페이스트(10)를 도포하고, [이 페이스트(10)는, 합판유리로 되어 있지 않은 또 한 쪽의 기판에 도포하여도 된다]

이것에 짝이 되는 다른 쪽의 유리기판을 덮어서, 쌍방의 기판면의 투명전극의 상대 위치를 정확하게 맞춘다. (눈금을 맞춘다)

이 때, 소성전의 생프릿 페이스트는 적도의 점착성과 점도를 가지고 있으므로, 눈금맞춤 작업이 행하기 쉽고, 또한 눈금맞춤 종료 후 제2차 소성을 행할 때에도, 2매의 기판의 상대 위치는 벗어지지 않고, 정확한 상대 위치에 유지된 체로, 봉착이 완료한다.

프릿 페이스트(10)는, 유리화 봉착재(9)의 외주에 도포되어 있으므로, 눈금맞춤 작업시에 쌍방의 유리기판을 상당히 대폭 이동시켜도 유리화 봉착재(9)에 둘러 싸인 액정 용기가 되는 부분 속에는 침입하지 않는다. 마찬가지로 제2차 소성시에 프릿 페이스트(10)에서 발생하는 용제의 증기나 결합제의 분해가스는, 액정용기 부분속에 침입하지 않는다.

따라서 액정 표시소자의 특성이나 수명을 열화시키는 것과 같은 일은 없다.

프릿 페이스트(10)를 도포하는 목적은 눈금맞춤으로부터 제2차 소성 종료 까지의 사이, 한 쌍의 상대 위치를 유지하는 것 뿐이므로 기판의 전주위에 도포할 필요는 없고, 도리어 위치 유지의 목적이 달성되기만하면 소량인 편이 좋다.

또한 위치 유지의 목적으로는, 프릿 페이스트(10)에는 봉착용의 프릿 페이스트 보다도 다량의 결합제를 가한것, 혹은 유리분이 없는 유기접착제로 제2차 소성시에 주위를 오손되지 않게 분해해서 기체로서 날아가 버리는 것으로 대응할 수 있다.

그러나 통상의 봉착용 유리 프릿 페이스트를 사용하여 목적이 달성된다면(본 발명자의 경험으로는 유효하였다), 공용하는 것이 바람직하다.

또한 프릿 페이스트(10)를, 유리기판의 단부에 도포하거나, 기판의 외주에서 크게 비어져 나오게 바르면 액정 표시소자로서 완성후의 외형치수를 틀리게 하므로 바람직하지 못하다.

다음 본 발명의 실시예에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

투명 전도막의 소정 패턴의 전국을 형성시킬 한 쌍의 유리기판의 한 쪽에, PbO-B₂O₃-ZnO를 주성분으로 하는 저융점 유리 프릿페이스트를 주변에 를형상으로 스크린 인쇄하였다.

이것을 120℃로 건조후, 430℃로 30분간 제1차 소성을 행하여 분해가스를 방출시킴과 동시에 유리화해서 기판표면에 용착 고화시켰다. 이어서, 기판표면에 소정의 액정 배향 제어막을 형성하고, 다른 쪽의 유리기판을 그 위에 결합하여 400℃로 15분간의 제2차 소성을 행하고, 상하 유리기판을 일체화 시켰다.

그 후 미리 만들어둔 주입구멍으로부터 액정을 주입하고, 저융점 금속으로 시일하여 액정 표시소자를 제작하였다.

이 액정 표시소자를, 종래의 430℃로 30분간 1회 소성에 의해 제작한 액정 표시소자와 비교한 결과, 본 발명 실시예 제품의 배향 제어막에는 전혁 열 변화가 확인되지 않고, 배향불량, 유기영역이 전혁 없고 매우 뛰어난 것임에 대하여, 종래의 방법에 의한 제품의 배향 제어막에는 열 변화가 생기고, 배향불량 및 유기영역 불량이 많이 발생하고, 표시 품질이 본 발명 실시예 제품에 비하여 매우 떨어져 있었다.

또 본 발명 실시예 제품에, 외부에서 투명전국을 개재하여 20V의 직류전압을 인가하였으나, 배향열화 및 전극막의 착색, 기포의 발생등과 같은 종래 동상적으로 생기는 열화 및 유기영역이 없고, 1,000시간 이상의 통전에 견디었다.

또 70℃, 95%의 고온고습 조건에서 1,000시간 방치하여도 배향의 균일성, 콘트라스트와 액정 온도범위의 변화가 없고, 신뢰성이 뛰어난 제품이 얻어진다는 것이 확인되었다.

[실시예 2]

미리 쌍방의 기판에 PbO-B₂O₃-ZnO를 주성분으로 하는 저융점 유리프릿 페이스트를 도포하여, 제1차 소성에 의해 융착 고화시켜 두고, 소정의 배향 제어막을 처리한 후, 쌍방의 기판을 결합하여 제2차 소성으로 융착하여 일체화시키고, 기타의 점에 대해서는 실시예 1의 경우와 똑같이 제작하였다.

본 실시예의 제품에 대해서 실시예 1의 경우와 마찬가지인 비교 시험을 행한 결과, 종래 방법 제품 보다도 매우 우수한 것이 확인되었다.

[실시예 3]

제1차 소성 종료 후, 융착 고화시킨 틀 형상의 유리화 봉착제의 외측에, 상대위치 유지 수단으로서 봉착용과 동일조성의 프릿 페이스트를 도포하고, 쌍방의 기판을 결합하여 전극 눈금맞춤을 한 후의 상대 위치의 고정에 사용하였다.

그 후 실시예 1과 같은 제법으로 소자를 제작하고, 마찬가지인 비교 시험을 행한 결과, 종래의 방법에 의한 제품보다도 매우 우수한 것임을 확인하였다.

[실시예 4]

한 쪽의 기판에 PbO-B₂O₃-ZnO를 주성분으로 하는 저융점 유리프릿 페이스트를 도포하고, 제1차 소성에 의해 융착 고화시킨다. 여기서, 상대위치 유지수단으로서 봉착용과 동일조성의 프릿 페이스트를 다른 쪽의 기판에 스크린 인쇄한다.

이것은, 제1차 소성에 의해 융착 고화된 프릿의 높이가 20∼30μ 정도있기 때문에, 동일한 기판에 상대위치 유지수단으로서의 프릿 페이스트를 스크린 인쇄하면, 인쇄 마스크를 상하게 하기 때문에, 다른 쪽의 기판에 프릿 페이스트를 스크린 인쇄한다.

이것에 의해, 인쇄 마스크 수명은 약 5배 이상 다르게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 특성이 좋고, 외관도 우수하고, 높은 신뢰성의 액정 표시소자가, 높은 수득율로 얻어지는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각각의 내면에, 투명전국과 액정 배향 제어막을 형성시킨 한 쌍의 유리기판을, 소정 간격으로 대향시켜 또한 쌍방의 기판전극의 상대 위치를 정확하게 유지하면서, 상기 한 쌍의 유리기판 주변을 봉착재로 봉착하는 액정 표시소자의 액정용기 제작에 있어서, 상기 한 쌍의 유리 기판(1),(2)의 한 쪽 또는 쌍방에, 소정의 위치 소정의 두께에 저융점 유리프릿(8)을 부착시켜, 이 부착부에 다른 물건이 닿지 않은 상태로 제1차 소성을 행하여서 유리기판(1),(2)에 유리프릿(8)을 융착 고화시킨 후, 상기 한 쌍의 유리 기판(1),(2)을 정확한 상대 위치에 있어서 대향 결합하고, 위치 유지수단(10)에 의해 정확한 상대 위치를 확보하면서 제 2차 소성을 행하여서 유리기관(1),(2)쌍방을 그 주변에서 일체가 되게 봉착하고 액정 용기로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 제조방법.

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