KR960010772B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정패널의 단면도(a) 및 액정패널의 제조방법을 설명하는 입면도(b)이다.

제2도는 본 발명의 제2실시예에 의한 액정패널의 단면도(a) 및 액정패널의 제조방법을 설명하는 입면도(b)이다.

제3도는 본 발명의 제3실시예에 의한 액정패널의 단면도(a) 및 액정패널의 제조방법을 설명하는 사시도(b)이다.

제4도는 본 발명의 제4실시예에 의한 액정패널의 단면도(a) 및 액정패널의 갭특성을 표시한(b)도.

제5도는 제4도의 액정패널의 제조방법을 설명하는 도면.

제6도는 종래의 일반적인 액정패널의 단면도.

제7도는 종래의 일반적인 단순매트릭스형의 액정패널의 입면도(a) 및 그 단면도(b).

제8도는 종래의 백라이트부착 액정표시장치의 구조를 설명하는 단면도(a) 및 그 입면도(b).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a,1b:전극기판 2a,2b:투명전극

3:액정 4:봉하여 막는 부재

5a:스페이서(6.0㎛) 5b:스페이서(6.2㎛)

6a:스페이서(6.5㎛) 6b:스페이서(6.9㎛)

7a:스페이서(6.0㎛) 혼입액정 7b:스페이서(6.2㎛) 혼입액정

8a,8b:마스크 9a:스페이서(6.5㎛) 혼입액정

9b:스페이서(6.9㎛) 혼입액정 10:램프

11:모듈하우징 12:액정패널

14:스페이서

본 발명은 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 얇고 경량이며 소비전력이 작은 등의 점에서, 전자식 탁상계산기에서부터 사무자동화(OA)기기 등에 널리 표시장치로서 사용되고 있다.

액정표시장치의 액정패널은 일반적으로 제6도의 단면도에 표시한 바와 같은 구조를 하고 있으며, 투명전극(2a),(2b) (이하 단순히 전극으로 칭함)위에 배향재를 형성한 전극기판(1a),(1b)사이에 액정재료(3)가 봉하여 막는 부재(4)에 의해 봉입되어 있다. (14)는 기판(1a),(1b)(이하 단순히 기판으로 창힘)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서재이고, 일반적으로 1종류의 직경의 스페이서가 사용되고 있으며, 또 2종류 이상의 스페이서가 사용되었을 경우에도 액정패널내에 균일하게 배치되어 있다.

제7도(a)는 일반적인 단순매트릭스형의 액정패널 경사입면도를 표시하고, 이것은 표시영역(도면중 사선부분)에는 전극(2a),(2b)이 함께 형성되어 있는데 대하여, 표시영역외부에서는 인출용으로서 한편쪽의 전극((2a) 또는 (2b)밖에 형성되어 있지 않다. 따라서 종래와 같이 1종류의 직경의 스페이서(14)에 의해 갭을 형성하였을 경우, 특히 대형 액정패널에서는 제7도(b)의 단면도(a도의 A-A)가 표시한 바와 같이 표시영역내의 전극면 사이의 간격(이하 ITO갭으로 기록함)과 표시영역외부의 간격(이하 기판갭으로 기록함)이 동일하게 되기 때문에, 기판(1a)이 휘고 표시영역주변에서는 ITO갭이 중심부에 비해 작아져 버린다. 그 결과 표시영역주변부에서는 한계치전압이 중심부에 비해 낮게 되어버려, 균일한 표시가 어렵다고 하는 문제가 있었다.

또 액정패널의 대형화나 표시용량의 증가에 따라 전극의 저항치가 커지기 때문에, 이와 같은 경우에는 구동회로(LSI)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 액정층에 걸리는 전압이 작게 되어버린다(전압감쇠). 따라서 이 경우에도 표시영역주변부의 한계치전압이 중심에 비해 낮게 되어버려, 균일한 표시가 어렵다고 하는 문제가 있다

또 제8도에 표시한 백라이트부착과 액정표시장치에서는 단면도(a)에 표시한 바와 같이 광원의 램프(10)를 액정패널(12)의 단부면에 장착하였을 경우, 램프의 발열에 의해 액정패널(12) 외주위의 온도가 중심부에 비해 상승한다. 또 입면도 (b)에 표시한 바와 같이 액정패널의 바로 아래에 램프(10)를 배치하였을 경우에도 램프의 단부가 가장 온도가 상승하기 때문에, 이 경우에도 액정패널(12)의 주위의 온도가 중심부에 비해 상승한다. 액정의 한계치전압은 온도에 의해 변화하고, 이 경우에도 표시영역주변부의 한계치전압이 중심부에 비해 낮게 되어버려, 균일한 표시가 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또한 제8도의 (11)은 모듈하우징을 표시한다.

본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하여, 표시가 균일한 액정표시장치와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 1쌍의 전극기판 사이에 직경이 다른 스페이서를 적어도 2종류 이상 선택적으로 배치하거나, 또는 직경이 다른 스페이서가 혼재한 영역을 선택배치하여, 액정을 끼워지지하고, 주변부를 봉하여 막는 부재에 의해 붙여맞춘 액정표시장치이다. 또 액정표시장치의 제조방법은, 직경이 다른 스페이서를 각각 혼입한 액정을 기판위에 선택적으로 적합하거나, 또는 적하한 액정이 부분적으로 혼합하도록 액정을 선택적하하고, 그후 기판을 가압하에서 붙여맞추는 것이다.

상기 구성에 의해, 다른 직경의 스페이서를 선택하여 배치하므로서, 표시영역 전체영역에 걸쳐서 균일한 갭의 패널을 얻을 수 있기 때문에 고품위의 표시가 가능하게 된다. 또 백라이트에 의한 열분포 불균일 등의 영향이 클 경우에는, 그 정도에 따라 패널내의 갭을 바꾸므로서, 그 영향을 캔슬하고 각각의 표시장치에 적합한 균일한 표시를 얻을 수 있다.

또 본 발명에 의한 제조방법을 사용하면, 번거로운 스페이서 산포공정을 필요로 하지 않고서 수종류의 스페이서를 임의로 배치할 수 있으며, 또 정확하게 그 개수를 제어할 수 있다. 따라서 균일한 표시의 액정표시장치를 용이하게 제조할 수 있는 것이다.

또 2종류의 스페이서를 혼입하여 사용하였을 경우에는 수종류의 스페이서를 사용하지 않아도 그 혼합비에 의해 미세한 갭의 제어도 할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도(a)는 본 발명의 실시예에 의한 액정패널의 단면도, 제1도(b)는 그 제조방법을 설명하는 도면이다. 제1도(a)에 표시한 바와 같이 막두께 0.2㎛의 전극(2a),(2b)이 형성된 기판(1a),(1b) 사이에 액정(3)이 봉하여 막는 부재(4)에 의해 봉입되어 있다. 표시영역내부에는 입자직경 6.0㎛의 스페이서(5a)가, 표시영역외부에는 스페이서(5a)보다 약간 직경이 큰 입자직경 6.2㎛의 스페이서(5b)가 배치되어 있다. 이와 같은 구성의 패널에서는 ITO(산화인듐, 산화주석의 혼합물)의 막두께의 단차분스페이서의 직경을 바꾸고 있으므로 기판이 휘는 일없이, ITO갭이 표시영역 전체면에 걸쳐서 균일하게 된다. 상기 구성의 액정패널을 실장하였던 바, 한계치전압이 표시영역 전체면에 걸쳐서 일정하고, 균일한 표시의 반사형 액정표시장치를 얻을 수 있었다.

다음에 (a)도에 표시한 이와 같은 구성의 액정패널의 제조방법을 제1도(b)를 사용해서 설명한다. 기판(1b)위에 봉하여 막는 부재(4)를 스크린인쇄 등에 의해 형성하고, 표시영역에 상당하는 부분에 (a)도의 스페이서(5a)를 형성하기 위한 입자직경 6.0㎛의 스페이서를 혼입한 액정(7a)(흰동그라미)을 적하한다.

다음에 표시영역외부에 상당하는 부분에, (a)도의 스페이서(5b)를 형성하기 위한 입자직경 6.2㎛의 스페이서를 혼입한 액정(7b) (그물코동그라미)을 적하한다.

이와 같이 해서 액정을 적하한 기판(1b)과 다른쪽의 기판(1a)을 감압하에서 붙여 맞추는 동시에, 봉하여 막는 부재(4)에 의해 둘러싸인 영역내부에 액정을 충전한다. 그후 봉하여 막는 부재를 경화해서 액정패널을 얻는다.

여기에서 액정을 적하할 때에는, 기판을 붙여 맞출때에 각각의 액정(7a),(7b)이 될 수 있는 한 혼합되지 않도록, 가능한한 소량을 다짐으로 선택해서 적하하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 사용한 스페이서는 2종류였으나, 액정패널의 코너부에는 양 기판 똑같이 전극이 없기 때문에, 다시 6.4㎛의 스페이서를 코너부에 배치하면 보다 균일하게 할 수 있다.

또 ITO의 막두께가 양 기판에서 다를 경우에는, 상하, 좌우의 표시부 외부의 영역에서 각각의 막두께에 따른 직경의 스페이서를 배치하면 된다.

본 실시예에서는 스페이서의 직경의 차를 기판의 단차와 똑같이 하였으나, 스페이서 경도 등에 따라서 예를들면 그 직경의 차를 단차 이상으로 하는등 적당히 설정하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시예에서는 전극의 단차를 해소한 예를 들었으나, 예를 들면 컬러필터의 단차 등 다른 구성재의 단차의 해소에도 유효한 것은 말할것도 없다.

(실시예 2)

액정패널의 저온기포 대책으로서 일반적으로, 표시영역내부의 스페이서의 직경을 봉하여 막는 부재내의 스페이서의 직경보다 작게하는 단차법이 취해지고 있다.

제2도(a)는 이와 같은 단차법을 사용한 본 발명의 제2실시예의 액정패널의 단면도, 제2도(b)는 그 제조방법을 설명하는 입면도이다. 표시영역내부에는 6.0㎛의 스페이서(5a)를, 표시영역외부에는 2종류의 직경이 다른 6.2㎛의 스페이서(5b)와 6.9㎛의 스페이서(6b)를 배치하고 있으며, 봉하여 막는 부재중의 스페이서직경은 7.0㎛로 하고 있다. 이와 같은 구성에서도 ITO갭이 일정하고, 균일한 표시의 액정표시장치를 얻을 수 있었다.

다음에 (a)도에 표시한 구성의 액정패널도 실시예 1과 마찬가지로해서 제작할 수 있다. 즉, 제2도(b)와 같이 한쪽 기판의 표시영역내부에는 (a)도의 스페이서(5a)를 형성하기 위한 6.0㎛의 스페이서를 혼입한 액정(7a) (흰동그라미)을 선택해서 적하하고, 표시영역외부의 가장외주에는 (a)도의 스페이서(6b)를 형성하기 위한 6.9㎛의 스페이서를 혼입한 액정(9b) (점동그라미)을 선택해서 적하하고, 표시영역외부의 내주에는 (a)도의 스페이서(5b)를 형성하기 위한 6.2㎛의 스페이서를 혼입한 액정(7b) (그물코동그라미)을 선택해서 적하한다. 그후 감압하에서 기판(1a), (1b)을 붙여맞추고, 봉하여 막는 부재(4)를 경화해서 액정패널을 얻는다.

또한 실시예에서는 6.0㎛, 6.2㎛, 6.9㎛의 3종류의 스페이서 5a(7a), 6b(9b), 5b(7b)를 각각 선택배치하였으나, 예를 들면 6.2㎛의 스페이서(6b)의 대신에 6.9㎛와 6.0㎛의 스페이서(5b),(5a)를 혼재시켜 선택배치하여도, 마찬가지의 구성의 액정표시장치를 얻을 수 있다. 그런 경우 6.2㎛의 스페이서를 배치하는 개소에, 미리 6.9㎛와 6.0㎛의 스페이서를 혼입한 액정을 선택적하하거나, 또는 6.0㎛의 스페이서(5a)를 혼입한 액정을 선택적하한후, 동일한 적하점에 6.9㎛의 스페이서(5b)를 혼입한 액정을 선택적하하면 된다. 이때에는 사용하는 스페이서가 2종류로 해결되기 때문에 합리적이다.

(실시예 3)

요즈음 수요가 많은 백라이트부착 액정표시장치(제8도)에서는, 백라이트의 램프(10)에 의한 발열이 액정패널(12)에 온도불균일을 부여하여 한계치가 균일하게 되기 어렵다. 이와 같은 때에는 온도불균일의 정도에 따라서 ITO갭을 바꿔주면 된다. 제3도(a)는 본 발명의 제3실시예의 액정표시패널의 단면도, 제3도(b)는 그 제조방법을 설명하는 사시도(제3도(a)에서는 구동회로 등은 생략하고 있다)이다. 본 실시예에서는 (a)도에 표시한 바와같이 표시영역내부에 6.0㎛의 스페이서(5a)를, 표시영역외부에 6.5㎛의 스페이서(6a)를 선택배치하고 있으며, 다른 구성재는 실시예 1과 마찬가지이다. 이와 같은 액정패널에서는 스페이서의 직경의 차가 ITO의 단차보다 크고, 표시영역주변의 갭이 중앙부에 비해 크게 된다. 이 액정패널을 실장하였던 바, 표시영역 전체면에 걸쳐서 균일한 표시의, 흑백표시의 백라이트부착 액정표시장치를 얻을 수 있었다.

다음에 (a)도에 표시한 액정패널의 제조방법에 대해서 (b)도를 사용해서 설명한다. 한쪽의 기판(1a)위에는 봉하여 막는 부재(4)를 형성한 후, 기판위에 마스크(8a)를 설치해서 6.0㎛의 스페이서(5a)를 산포하고, 표시영역내부에 스페이서(5a)를 형성한다. 다른쪽의 기판(1b)위에도 마찬가지로해서 마스크(8b)를 사용하여 표시영역되부에 6.5㎛의 스페이서(6a)를 형성한다. 그후 2매의 기판을 붙여맞추어 봉하여 막는 부재를 경화한후, 진공주입법에 의해 기판 사이에 액정을 충전한다. 이상의 제조방법에 의해 (a)도의 구성의 액정표시장치를 얻었다.

또한 본 실시예에서는 2종류의 스페이서에 의해 ITO갭을 바꾸었으나, 표시영역주변부에 그 중간의 직경의 스페이서를 여러 가지 배치하면 더욱 정밀도 졸게 갭을 제어할 수 있는 것을 말할것도 없다. 그러나 사용하는 스페이서의 종류를 많게하면 필요한 마스크의 수가 많아지는 등, 스페이서 산포공정이 번잡하게 되어 양산상 대단히 곤란하나, 실시예 1과 마찬가지로 스페이서를 혼입한 액정을 선택해서 적하하여 붙여맞추는 본 발명에 의한 제조방법을 사용하면 스페이서의 종류를 증가해도 용이하게 제조할 수 있다.

(실시예 4)

컬러액정표시장이와 같은 대광량의 램프를 사용하는 경우에는 램프에 의한 온도차의 영향이 더 크고, 한계치전압이 균일하게 되지 않는다. 이와 같은 때에는 한계치전압이 낮은 부분의 갭을 그 정도에 따라서 크게 해주면 된다. 제4도(a)는 본 발명의 제4실시예에 의한 액정패널의 단면도, 제4도(b)는 액정패널의 갭특성을 표시한 도면이다. 본 실시예에서는 표시영역중앙부(가)의 부분에는 입자직경 6.5㎛의 스페이서 (6a)를, 표시영역외부(나)의 부분에는 입자직경 6.9㎛의 스페이서(6b)를 배치하고 있다. 표시영역주변부의 부분(나)에는 도면중에 표시한 바와 같이 에지로부터의 거리에 따라 6.5㎛의 스페이서(6a)와 6.9㎛의 스페이서(6b)의 비율을 변경하고 있다. 일반적으로 액정패널의 갭은 스페이서가 기판에 의해 힘을 받아 변형하기 때문에, 그 스페이서의 직경보다 작은 값으로 되고, 또 그 계수에 의해서도 결정된다.

본 실시예의 경우 큰 직경의 스페이서가 변형량도 크고, 기판으로부터의 힘을 약해지게 하기 위하여 작은 직경의 스페이서의 변형량이 적어진다. 따라서 최종의 패널의 갭은 이들의 비에 의해서 결정되는 것으로 생각할 수 있다. 이와 같은 패널의 갭을 측정하였던 바 제4도(b)와 같은 결과를 얻을 수 있고, 표시영역주변에서 깨끗한 테이퍼형상으로 되어 있는 것이 확인되었다. 또 실제로 이 패널을 모듈에 짜넣어 점등하였던바 백라이트에 의한 온도불균일을 캔슬하여, 균일한 표시를 얻을 수 있었다.

다음에 이와 같은 패널의 제조방법의 일실시예를 제5도를 사용해서 이하에 설명한다. 배향처리를 실시한 기판(1a)위에 봉하여 막는 부재(4)를 형성한다.

다음에 제5도(a)에 표시한 바와 같이 표시에리어내에 6.5㎛의 스페이서(6b)를 혼입한 액정(9a) (흰동그라미)을, 제4도(a)에 표시한 비유로 양을 바꾸어서 선택적하한다. 다른쪽의 기판(1b)위에는 표시영역외부 및 주변에 상당하는 부분에, 6.9㎛의 스페이서(6b)를 혼입한 액정(9b) (사선동그라미)을 제4도(a)에 표시한 비유로 양을 바꾸어서 선택적하한다.

여기서 기판(1a), (1b)위의 표시영역주변부의 적하포인트는, 후에 붙여맞추었을때에 중첩되도록 한다. 다음에 이 기판을 감압하에서 붙여맞추는 동시에 봉하여 막는 부재에 의해 둘러싸여진 영역내에 액정을 충전하고, 그후 봉하여 막는 부재를 경화해서 액정패널을 얻는다.

이상과 같이해서 제작한 패널은 표시영역중심부에는 6.5㎛의 스페이서(6a)가, 표시영역외부에는 6.9㎛의 스페이서(6b)가 배치된다. 표시영역주변부에는 붙여맞추었을때에 6.5㎛의 스페이서(6a)를 혼입한 액정과 6.9㎛의 스페이서(6b)를 혼입한 액정이 혼합되어, 각각의 스페이서의 개수비율에 따른 갭이 형성된다.

이상의 실시예에서는 2매의 기판에 각각의 액정을 적하하였으나, 1매의 기판위에 양쪽의 액정을 적하해도 되고, 스페이서의 직경도 2종류에 한정되는 것은 아니다.

또 다른 종류 스페이서의 개수를 정확하게 제어하고, 또한 선택적으로 배치하는 것은, 종래의 스페이서 산포방법으로는 매우 곤란하며, 본 발명과 같은 스페이서를 혼입한 적하법에 의해 실용상비고서 가능하게 되는 것이다.

또 본 실시예에서는 백라이트에 의한 영향을 캔슬한 예를 들었으나, 마찬가지의 구성에 의해 ITO에 의한 전압감쇄에 대해서도 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1쌍의 전극기판 사이에 직경이 다른 스페이서를 적어도 2종류 이상 선택적으로 배치하는 동시에, 액정을 사이에 끼워유지하여 주변부를 봉하여 막는 부재에 의해 붙여맞추어서 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

제1항에 있어서, 상기 직경이 다른 스페이서가 혼재한 영역을 선택해서 배치한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

제1항에 있어서, 상기 기판 사이의 표시영역외부와 표시영역내부에서 스페이서의 직경을 바꾼 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

1쌍의 전극기판 사이에 직경이 다른 스페이서를 적어도 2종류 이상 선택적으로 배치하고, 상기 기판 사이의 표시영역내부의 기판간격을 선택적으로 변화시키고, 액정을 사이에 끼워 유지하여 주변부를 봉하여 막는 부재에 의해 붙여 맞추어서 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

제4항에 있어서, 상기 직경이 다른 스페이서가 혼재하는 영역을 선택적으로 형성한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

1쌍의 전극기판의 적어도 한쪽의 기판에는 봉하여 막는 부재를 형성하고, 적어도 한쪽의 기판에는 직경이 다른 스페이서 또는 그 혼합물을 혼입한 액정을 적어도 2종류 이상 선택해서 적하한후, 감압하에서 상기 1쌍의 기판을 붙여맞추는 동시에 상기 봉하여 막는 부재에 의해 액정을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.

1쌍의 전극기판의 적어도 한쪽의 기판에는 봉하여 막는 부재를 형성하고, 적어도 한쪽의 기판에는 직경이 다른 스페이서를 혼입한 액정을 적어도 2종류 이상 선택해서 적하한후, 감압하에서 상기 1쌍의 기판을 붙여맞추고, 상기 직경이 다른 스페이서가 혼재하는 영역을 선택해서 배치하는 동시에, 상기 봉하여 막는 부재에 의해 액정을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.