KR960014645B1 - 대면적 액정 디스플레이 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

대면적 액정 디스플레이 및 그 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 단위패널의 구성을 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 실시예에 따라 4개 이상의 단위패널을 접합시키기 위해 각 단위패널의 접합부를 절단하는 공정을 설명하기 위한 예시도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따라 4개의 단위패널이 접합되어 하나의 액정 디스플레이 패널이 형성되는 것을 특징으로 하기 위한 도면으로,

(A)는 평면도

(B)는 측면도

제4도는 각 단위패널의 윗면을 정렬시키기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도.

제5도는 패널접합 공정을 설명하기 위한 도면.

제6도의 (a) 내지 (e)는 패널 어셈블리 공정을 순서대로 나타낸 단면도.

제7도는 본 발명에 따라 제조된 대면적 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 디스플레이 화소 2 :패드

3 : 게이트선 4 : 데이타 소스선

5 : 유리기판 절단 가공면 6 : 단위패널

7 : 투명 접착제 8 : 유리지지대(모판)

9 : 금속정반 10 : 액정 정렬층(polyimide)

11 : 봉합용 에폭시 뱅크(glass seal epoxy bank)

12 : 스페이서(spacer) 13 : 윗판

14 : 액정 15 : 편광판

본 발명은 접합방식에 의해 대화면의 액정 디스플레이 패널(Liguid Crystal Display panel)을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 유리기판상에 이미 제조된 단위 디스플레이 패널들을 투명한 모판(mother board)위에 정렬, 접합시킴으로 대면적 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이는 낮은 전압에서 구동이 가능하며 얇고 가볍게 만들 수 있는 장점 때문에 노트북 PC의 디스플레이나 가전제품, 사무자동화 기기 등의 표시기기로서 널리 사용되고 있다.

그중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT) 액정 디스플레이는 여러 색상의 표시가 가능하며 반응속도가 빨라 동화상의 구현이 용이하고 높은 콘트라스트(contrast)를 갖는 등, 화면의 질에 있어서 매우 우수하기 때문에 가장 각광받고 있는 디스플레이 중의 하나이다.

현재 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 패널제작에 있어서 문제점으로 대면적화에 따라 박막 트랜지스터의 게이트 버스선의 저항으로 인한 신호지연의 문제와 대면적화에 따라 급격히 증가하는 연결선의 결합으로 인한 수율의 저하, 그리고 공정장비의 문제점들을 들 수 있다.

통상의 패널제조는 하나의 유리기관(Corning 7059)위에 반도체 공정을 이용하여 박막 트랜지스터 소자공정과 게이트와 드레인 버스선의 배선공정을 수행하여 박막 트랜지스터가 어레이 형태로 서로 전기적으로 연결되도록 하는 방법을 채택하고 있는데, 제조공정시에 게이트 절연막이나 배선교차부의 선간단락 등과 같은 불량이 많이 발생하여 수율이 저하되고 이로 인하여 생산비용이 증가한다.

최근 게이트선의 저항을 줄이기 위해서 게이트 금속으로 저저항의 알루미늄을 사용하고 이를 양극산화시키고, 이렇게 양극산화된 Al₂O₃와 함께 게이트 절연층인 질화규소가 두층의 절연층을 이루게 함으로써 결합 발생물을 대폭적으로 줄일 수 있다고 발표된 바 있다.

그러나 40인치(inches)급 이상의 패널을 제작하고자 할 때는 게이트선의 신호지연 및 수율감소 등의 문제점들이 여전히 남게 되며 기판의 크기에 따라 장비와 시설이 대형화 되어야 하므로 시설투자가 반복되어야 하는 문제가 있다.

최근에 그래뷰어 오프셋 프린팅(Gravure Offset Printing)을 이용한 리소그라피(Lithography) 방법으로 대화면 디스플레이를 제작하고자 하는 시도가 일본의 자이언트 일렉트라닉스 컨소시움(Giant Electronics Consortium)에서 이루어지고 있는데, 이는 제작공정에서 가장 문제가 되는 리소그라피 공정을 종래의 반도체 공정 대신에 오프셋 프린팅 기술로 대체함으로써 생산성을 높이려고 하는 것이다.

오프셋 프린팅은 공정이 간단한 장점이 있으나 5μm정도의 미세선폭이 요구되는 박막 트랜지스터의 게이트와 배선금속을 형상화 하는데는 문제가 있다.

그리고 이 방법 역시 기판의 크기에 따라 설비가 대형화하여야 하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 대면적화에 따른 추가의 시설투자나 리소그라피 공정을 하지 않고 고밀도 화소의 대화면 디스플레이를 높은 수율로 제작할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 5~25인치의 단위채널의 기판을 절단, 가공한 후 패널접합 후에 광화학 결함이 생기지 않도록 모판위에 유리와 굴절률이 같은 자외선 경화수지를 사용하여 단위패널들을 행렬로 정렬시켜 접합하는 방식을 사용한다.

이 방식은 단위패널을 제작하기 위한 공정장비와 공정 난이도를 그대로 유지하면서 대화면의 패널을 제작하고자 하는 것이다.

이러한 접합방식에 의해 제작된 디스플레이 패널의 구동은 종래의 LCD 구동과는 다른 방식으로 구동하게 되는데, 접합된 단위패널들을 각기 독립적으로 구동하여 하나의 화면을 구성할 수 있는 비디오 컨트롤러(Video Controller)를 활용한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 디스플레이 제조방법은 표준적인 디스플레이 패널공정에 의해 유리기판상에 제작된 제1도와 같은 구조를 갖는 단위패널들을 사용한다.

이 단위패널이 일반 기존 패널과 다른 유일한 특징은 게이트선(3)과 데이타 소스선(4)의 양단에 모두 패드(2)가 달려 있는 구조를 갖는다는 점이다.

이러한 패드구조가 필요한 이유는 패널접합을 위하여 한쪽면을 절단하라도 구동 IC와 접속할 패드가 남아 있도록 하기 위함이다. 그리고 이 패드(2)는 각 게이트선(3)과 각 소스선(4)와 단락 결함을 검사하는 데에도 유용하게 쓰일 수 있다.

패널접합을 위한 제1공정은 4개의 단위패널 각각의 접합되는 유리기관의 접합면을 정밀하게 절단하고 가공하는 공정이다(제2도), 이때 절단가공 오차는 10인치급 640×480 화소의 디스플레이를 기준으로 할 때 약 20μm이며, 각 패널의 절단 모서리가 정확한 직각(90°± 0.04°)을 이루도록 하여야 한다. 절단시 발생하는 오차를 보상하기 위하여 절단후에 유리측면을 폴리싱(polishing) 가공을 한다.

제2공정은 유리모판(8) 위에 투명 접착체(7)로서 유리와 굴절률이 같은 자외선 경화수지를 도포하고 단위패널(6)들을 모판위에 정렬배치한 후, 자외선을 모판(8) 아래에서 조광하여 접합하는 공정이다(제3도).

이 정렬접합 공정에서 좌우정렬 뿐만 아니라 패널 윗면의 평탄도 유지가 무엇보다도 중요하다. 이는 액정이 채워지는 유리판 사이의 공간간격(Cell Gap)을 1μm 이내의 오차로 조절하여야만 하기 때문이다. 만약 유리판 사이의 공간간격을 정확히 조절하지 못하면 화면의 콘트라스트(contrast)등이 나빠지게 되어 좋은 화질을 얻을 수 없게 된다.

제3도의 공정에서 패널들의 윗면을 간단한 방법으로 정렬하기 위하여 정렬표시점이 새겨진 금속정반(제4도의 9참조)을 사용한다.

그리고 정렬후에 패널들이 움직이지 않도록 진공집게(vacuum chuck)(도시되지 않음)로 패널들을 고정시킨다. 여기서 금속정반(9)을 사용하는 이유는 정전기에 의한 패널상의 소자들이 손상을 입는 것을 막기 위한 것으로, 패널정렬시 반드시 접지(rgounding)시켜야 한다.

먼저 정렬표시점이 새겨진 정반(9)상에 패널(6)의 윗면이 닿도록 하여 패널(6)들을 좌우로 정렬하면 자연적으로 패널(6)들의 윗면이 1μm 오차이내로 정렬되게 된다. 정렬이 완료되면 진공펌퍼(도시되지 않음)를 가동시켜 진공집게에 의해 패널들을 공정되게 한다. 이후 유리지지대(모판)(8)위에 투명한 자외선 경화수지를 도포하고, 제5도와 같이 정반(9)을 뒤집어 부착시킨 후 자외선 경합 수지를 경화시켜 제3도와 같은 형태로 정렬 과정을 완료한다.

이때 접착제(7)로서 사용되는 자외선 경화수지의 두께는 단위패널(6)의 기판 유리두께의 차(바람직하게는 약 50μm)를 보상할 수 있는 정도로 충분히 두껍게 하여야 한다.

이후에 수행되는 공정은 패널의 어셈블리(assembly) 공정으로 제6도의 (b) 내지 (e)를 참조하면서 설명하면 다음과 같다.

먼저 패널(6)과 공통전극(common electrode)(도시되지 않음)이 있는 기판의 주표면상에 액정정렬을 위한 정렬층(10)으로서 폴리아미드를 약 0.1μm 정도 도포하고 경화시킨 후 얇은 천으로 싸여진 롤러를 사용하여 원하는 방향으로 표면위에 작은 흠집을 만들기 위해서 러빙(rubbing)을 행한다(제6b도).

이어, 표면 세척공정을 행한 후 윗판을 부착하기 위하여 패널(6)의 가장자리에 봉합을 위한 에폭시뱅크(11)를 형성하고 이후에 덮히게 될 윗판과 패널 사이에 액정을 채울공간(cell gap)을 만들고자 스페이서(12)를 표면에 뿌린다(제6c도).

이어, 평면유리판의 윗판(13)을 덮고 액정(14)을 채운후에 구멍을 밀봉한다.(제6D도). 밀봉이 끝나면 유리기판(8,13)의 외벽에 편광판(15)을 입힌다(제6E도). 이후 구동 IC와 패널상의 패널들과 연결하고 백라이트(back light)를 장착하여 액정 디스플레이 모들의 제작을 완료한다.

이와같이 4장의 LCD 단위패널들로 구성된 접합 LCD 모들을 구동하여 하나의 화면을 구성하기 위한 LCD 비디오 컨트롤러의 기본 구성도는 제7도와 같다. 비디오(버퍼) 메모리는 단위패널의 갯수와 동일한 갯수로 나뉘어져 있어 각각이 분할된 화면이 데이타를 저장하도록 되어 있다.

접합된 단위패널들끼는 배선접합을 하지 않고 외부에서 각각 독립적으로 구동하여 단일화면을 구성함으로써 대형 패널에서 문제점으로 되고 있는 게이트선의 저항에 의한 신호지연을 해결하고 있으며, 동시에 화면데이타를 병렬로 처리하게 되므로 데이타 전송속도의 증가에 따른 문제점들을 해결할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 수율이 높은 단위패널들을 상호 정렬하여 유리지지대 위해 접합함으로써 대면적의 액정 디스플레이를 구현할 수 있게 된다. 이와같은 접합을 통하 대면적 디스플레이 제작방법은 대면적화를 위한 추가의 시설투자가 필요없고 리소그라피 공정이 추가로 필요치 않다는 장점이 있다.

이와 함께 LCD 생산기술이 발전함에 따라 디스플레이의 대화면화가 지속적으로 이루어지면 이들 제품을 단위기판으로 사용하여 접합제작함으로써 최대 크기의 단일 제품보다 화면면적이 4배가 큰 LCD 를 제작할 수 있으므로 화면 크기와 화수소에 관한한 계속 기술우위를 점할 수 있다.

Claims (6)

1. 유리모판(8) 위에 2×2 행렬로 배열되고 투명 접착제(7)에 의해 상기 유리모판(8)과 각각 접합되는 4개의 단위액정 디스플레이 패널(6)과, 상기 4개의 단위패널(6)을 각각 독립적으로 구동하는 구동수단을 포함하되, 상기 4개의 단위패널(6) 각각은 복수의 게이트선(3) 및 복수의 소스선(4) 양끝에 상기 구동수단과의 접속을 위한 복수의 패드(2)를 갖고, 행으로 접하게 되는 패널들 상호간에는 상기 복수의 게이트선(3)이 각각 연결되고, 열로 접하게 되는 패널들 상호간에는 상기 복수의 소스선(4)이 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이.
2. 대면적 액정 디스플레이를 제조하는 방법에 있어서, 2×2 행렬로 접합될 4개의 단위액정 디스플레이 패널(6) 각각의 유리기판 접합면을 절단하는 단계와, 유리모판(8) 위에 유리와 동일한 굴절율을 갖는 투명 접착제(7)를 소정의 두께로 도포하는 단계와, 상기 구명 접착제(7) 위에 상기 4개의 단위패널(6)을 상기 2×2 행렬로 배열시켜 상기 유리모판(8)과 접합한 후 패널 어셈블리 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 4개의 단위패널(6)을 행렬로 배열하는 단계는 정렬표시점이 새겨진 정반(9)위에 상기 4개의 단위패널(6) 각각의 윗면이 닿도록 하여 정렬시킨 후 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이의 제조방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 투명 접착제(7)는 자외선에 의해 경화되는 자외선 경화수지인 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 단위패널 접합단계는 상기 4개의 단위패널(6)이 배열된 상기 유리모판(8) 아래에서 자외선을 조광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이의 제조방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 정반(9)은 금속으로 이루어지고 접지되는 것을 특징으로 하는 대면적 액정 디스플레이의 제조방법.