KR20040016028A

KR20040016028A - 액정표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040016028A
Application number: KR1020020048216A
Authority: KR
Inventors: 강경규; 이임수; 김정록; 남명우; 정요한
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-02-21
Also published as: KR100874646B1; US6985203B2; US20040032559A1

Abstract

본 발명은 배향막과 실런트를 중첩시킴으로써 비표시영역의 크기를 줄일 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 화상이 표시되는 유효표시영역과 상기 유효표시영역의 외각에 형성된 비표시영역을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 비표시영역은 유효표시영역의 끝단으로부터 형성되는 배향막과, 상판과 하판을 접착시킴과 아울러 상기 배향막과 중첩되게끔 도포되는 실런트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display and Fabricating Method Thereof}

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 비표시영역의 크기를 줄일 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액티브 영역과 액티브 영역의 액정셀들을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 액정표시장치는 상판과 하판이 대향하여 접착된 구조로 액정셀들이 위치하여 화상을 표시하는 유효표시영역(4)과, 상판과 하판을 접착시키는 실런트(2)와, 액정분자의 초기분자배열을 결정하는 상/하부 배향막(10, 12)을 포함하는 비표시영역을 구비한다.

액정표시장치의 유효표시영역(4)에는 블랙매트릭스(20), 칼라필터(16), 공통전극(14) 및 상부 배향막(10)이 형성된 상판과, 상판과 대향하여 접착되며 박막트랜지스터, 화소전극(22) 및 하부 배향막(12)이 형성된 하판과, 상판과 하판 사이의 갭을 유지시키는 스페이서(24)와, 상판 및 하판과 스페이서(24)에 의해 마련된 내부공간에 주입되는 도시되지 않은 액정을 구비한다.

상판에서 블랙매트릭스(20)는 상부기판(11) 상에 매트릭스 형태로 형성되어 상부기판(11)의 표면을 칼라필터들(16)이 형성되어질 다수의 셀영역들로 나눔과 아울러 인접 셀간의 광간섭을 방지하는 역할을 하게 된다. 이 블랙매트릭스(20)가 형성된 상부기판(11) 상에 적, 녹, 청 삼원색의 칼라필터들(16)이 순차적으로 형성된다. 이 경우, 삼원색의 칼라필터(16) 각각은 블랙매트릭스(20)가 형성된 상부기판(11)의 전면에 백색광원을 흡수하여 특정파장(적색, 녹색, 또는 청색)의 광만을 투과시키는 물질을 도포한 후 패터닝함으로써 형성된다. 블랙매트릭스(20) 및 칼라필터(16)가 형성된 상부기판(11) 상에 투명전도성 물질인 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide)로 공통전극(14)을 형성한다. 이 공통전극(14) 상에 폴리이미드(Poly Imid : PI)를 인쇄한 후 러빙(rubbing)하여 상부 배향막(10)을 형성한다.

하판에서 액정셀의 구동을 스위칭하는 TFT는 게이트라인(도시하지 않음)에서 돌출된 게이트전극(25), 데이터라인(도시하지 않음)에서 돌출된 소스전극(28) 및 접촉홀(23)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(30)을 구비한다. 또한, TFT는 게이트전극(25)과 소스전극(28) 및 드레인전극(30)의 절연을 위한 게이트절연막(6)과, 게이트전극(25)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(28)과 드레인전극(30) 간에 도통채널을 형성하기 위한 반도체층(26, 27)을 더 구비한다.이러한 TFT는 게이트라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다.

화소전극(22)은 데이터라인과 게이트라인에 의해 분할된 셀영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 화소전극(22)은 하부기판(1) 전면에 도포되는 보호막(8) 위에 형성되며, 보호막(8)에 형성된 접촉홀(23)을 통해 드레인전극(30)과 전기적으로 접속된다. 화소전극(22)이 형성된 하부기판(1) 상에 하부 배향막(12)을 인쇄한 후 러빙공정을 수행함으로써 하판이 완성된다.

이와 같이 별도로 만들어진 상판 또는 하판 외각을 따라 실런트(2)를 형성한 후, 구형상의 스페이서(24)를 산포한다. 이때, 실런트(2)는 인쇄법 또는 디스펜싱(Dispensing) 방법으로 형성된다. 이후, 상판과 하판을 정위치시켜 합착한 후 액정을 주입하여 봉지함으로써 액정표시장치를 완성한다.

이러한 액정표시장치는 경량화 및 박형화의 추세에 따라 유효화면의 크기를 그대로 가져가면서 액정패널 전체 크기를 작게 하려는 추세에 있다. 이에 따라, 액정표시장치의 비표시영역의 크기를 줄여야만 한다.

비표시영역(E)은 도 3에 도시된 바와 같이 유효표시영역의 끝단(36)에서부터 소정영역 형성된 배향막영역(A)과, 실런트(2)가 형성된 실런트영역(C)과, 배향막영역(A)과 실런트영역(C) 사이에 형성된 버퍼영역(B)과, 실런트(2)에서 상부기판(11) 끝단(22)까지의 영역(D)으로 구성된다.

배향막영역(A)은 폴리이미드를 인쇄할 때 폴리이미드 인쇄 장비를 정밀하게 제어하지 못할 뿐만 아니라, 폴리이미드 재료 특성에 의해 유효표시영역의끝단(36)으로부터 소정 면적을 가지도록 비표시영역(E)에 형성된다. 즉, 비표시영역(E)은 유효표시영역의 끝단(36)으로부터 배향막 끝단(34)까지 소정 간격을 가지는 배향막영역(A)을 유지해야만 한다.

또한, 폴리이미드 인쇄시 인쇄 장비의 마진(margin)을 확보함과 아울러 실런트(2) 형성시 페이스트 상태의 실런트(2)가 퍼질 수 있으므로 버퍼영역(B)을 확보해야만 한다.

뿐만 아니라, 비표시영역(E)의 크기를 줄이기 위하여 실런트영역(C)을 줄일 수 있지만 실런트(2)의 도포 면적을 줄이게 되면 실런트(2)의 형성영역이 줄어들게 됨에 따라 상/하판의 접착력이 현저히 떨어지게 되어 어느 영역에서는 실런트(2)가 접착기능을 제대로 하지 못하여 액정이 누수되는 문제가 발생된다. 이과 아울러 실런트(2)의 폭이 줄어들게 되면 셀갭이 불균일하게 되어 얼룩이 발생하게 된다. 이러한 문제점으로 인하여 실런트(2)의 폭을 줄이는 데에는 한계가 있다.

따라서, 종래 액정표시장치의 유효표시영역의 크기는 그대로 가져가면서 전체 크기를 줄이기 위해서는 새로운 방안이 절실히 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 배향막과 실런트를 중첩시킴으로써 비표시영역의 크기를 줄일 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 평면도.

도 2는 도 1에서 선 "F-F'"를 따라 절취한 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 액정표시장치의 비표시영역을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비표시영역을 포함하는 액정표시장치를 나타내는 평면도.

도 5는 도 4에 도시된 액정표시장치를 나타내는 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 하부기판2 : 실런트

4 : 화상표시부6 : 게이트절연막

8 : 보호막10, 12 : 배향막

11 : 상부기판16 : 칼라필터

14 : 투명전극20 : 블랙매트릭스

22 : 화소전극24 : 스페이서

25 : 게이트전극26 : 활성층

27 : 오믹접촉층28 : 소스전극

30 : 드레인전극32, 42 : 상부기판 끝단

34, 44 : 배향막 끝단36, 46 : 유효표시영역 끝단

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상이 표시되는 유효표시영역과 상기 유효표시영역의 외각에 형성된 비표시영역을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 비표시영역은 유효표시영역의 끝단으로부터 형성되는 배향막과, 상판과 하판을 접착시킴과 아울러 상기 배향막과 중첩되게끔 도포되는 실런트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 실런트는 상기 실런트 폭의 0 ~ 61%가 상기 배향막과 중첩(그 이상 중첩 비율 증가 가능)되는 것을 특징으로 한다.

상기 비표시영역은 상기 실런트의 끝단으로부터 상기 상판의 끝단까지의 최외각 영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 화상이 표시되는 유효표시영역과 상기 유효표시영역의 외각에 형성된 비표시영역을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 비표시영역에서 상기 유효표시영역의 끝단으로부터 소정 영역을 가지게끔 배향막을 형성하는 단계와, 상판 하판을 접착함과 아울러 상기 배향막과 중첩되도록 실런트를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 유효표시면적은 그대로 유지하면서 비표시영역 배향막과 실런트를 중첩시킨다.

비표시영역(E')은 유효표시영역의 끝단(46)에서부터 소정영역 형성된 배향막영역(A)과, 실런트(40)가 형성된 실런트영역(C)과, 배향막영역(A)과 실런트영역(C)이 중첩된 중첩영역(B')과, 실런트(40)에서 상부기판(11) 끝단(42)까지의 최외각 영역(D')으로 구성된다.

배향막영역(A)은 폴리이미드를 인쇄할 때 폴리이미드 인쇄 장비를 정밀하게 제어하지 못할 뿐만 아니라, 폴리이미드 재료 특성에 의해 유효표시영역의 끝단(46)으로부터 소정 면적을 가지도록 비표시영역(E')에 형성된다. 실런트영역(C)은 상/하판 사이에 주입된 액정이 누수되지 않으면서 얼룩이 생기지 않도록 소정 면적을 가지도록 형성된다. 이때, 상기 배향막영역(A)과 실런트영역(C) 각각은 장비와 재료 특성을 고려하여 종래의 면적과 동일한 면적을 가지도록 형성되며 폭을 더이상 줄일 수는 없다. 이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 액정표시장치의 비표시영역(E')의 크기를 줄이기 위하여 배향막영역(A)과 실런트영역(C)을 중첩시킨 중첩영역(B')을 포함한다. 다시 말하면, 배향막영역(A)과 실런트영역(C) 각각은 종래의 폭을 유지하면서 배향막영역(A) 상에 실런트(40)가 중첩되도록 실런트(40)를 디스펜싱(dispensing)한다. 그 결과, 본 발명에서는 중첩영역(B')과 도 2에 도시된 종래의 버퍼영역(B) 만큼 비표시영역(E')의 크기가 줄어들게 된다. 이때, 배향막영역(A)에 중첩되는 실런트(40)는 실런트(40) 폭의 0%에서 최대 61%까지 중첩되며 그 이상의 중첩 비율도 가능하다. 최외각영역(D')은 실런트영역(B')의 위치가 바뀜에 따라 종래보다 적은 폭을 가지게 된다.

도 3 및 도 4를 참조하여 종래 액정표시장치의 비표시영역(E)과 본 발명에따른 비표시영역(E')을 비교해 보자. 표 1은 종래 액정표시장치의 비표시영역(E)의 형성 폭과 본 발명에 따른 비표시영역(E')의 형성폭을 비교한 데이터 표이다. 여기서, 배향막영역(A)의 폴리이미드 인쇄 마진(margin)이 0.6mm, 0.9mm, 1.2mm인 폴리이미드 마스크를 사용하여 실험한 결과, 폴리이미드의 인쇄폭이 0.9mm일 때 최적화된 결과를 얻을 수 있다.

	종래(mm)	발명(mm)
A	0.9	0.9
B	0.4	-0.3
C	1.1	1.1
D	0.4	0.3
total	2.8	2.0

상기 표 1에서 A는 배향막 인쇄영역, C는 실런트 형성영역, D는 실런트의 끝단으로부터 상부기판 끝단까지 영역의 폭을 나타낸다. B는 종래에서는 버퍼영역을 나타내며 본 발명에서는 중첩영역의 폭을 나타낸다.

표 1에 나타난 데이터와 같이 종래에서는 배향막과 실런트 영역 사이에 버퍼영역을 두었으나, 본 발명에서는 버퍼영역을 없앰과 아울러 배향막과 실런트 영역을 중첩시킨다. 실런트 형성영역이 바뀜에 따라 실런트의 끝단으로부터 상부기판 끝단까지의 폭을 나타내는 D의 폭이 0.1mm 줄어들게 된다. 이에 따라, 상부기판 끝단으로부터 하부기판 끝단까지의 비표시영역의 전체 폭이 0.8mm 줄어들게 된다. 따라서, 액정표시장치는 유효표시영역의 크기는 그대로 유지하면서 종래와 대비하여 비표시영역의 30% 정도의 폭을 줄일 수 있다.

상판에서 블랙매트릭스(20)는 상부기판(11) 상에 매트릭스 형태로 형성되어 상부기판(11)의 표면을 칼라필터들(16)이 형성되어질 다수의 셀영역들로 나눔과 아울러 인접 셀간의 광간섭을 방지하는 역할을 하게 된다. 이 블랙매트릭스(20)가 형성된 상부기판(11) 상에 적, 녹, 청 삼원색의 칼라필터들(16)이 순차적으로 형성된다. 이 경우, 삼원색의 칼라필터(16) 각각은 블랙매트릭스(20)가 형성된 상부기판(11)의 전면에 백색광원을 흡수하여 특정파장(적색, 녹색, 또는 청색)의 광만을 투과시키는 물질을 도포한 후 패터닝함으로써 형성된다. 블랙매트릭스(20) 및 칼라필터(16)가 형성된 상부기판(11) 상에 투명전도성 물질인 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide)로 공통전극(14)을 형성한다. 이 공통전극(14) 상에 폴리이미드를 인쇄한 후 러빙(rubbing)하여 상부 배향막(10)을 형성한다.

하판에서 액정셀의 구동을 스위칭하는 TFT는 게이트라인(도시하지 않음)에서 돌출된 게이트전극(25), 데이터라인(도시하지 않음)에서 돌출된 소스전극(28) 및 접촉홀(23)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(30)을 구비한다. 또한, TFT는 게이트전극(25)과 소스전극(28) 및 드레인 전극(30)의 절연을 위한 게이트절연막(6)과, 게이트전극(25)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(28)과 드레인전극(30) 간에 도통채널을 형성하기 위한 반도체층(26, 27)을 더 구비한다. 이러한TFT는 게이트라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다.

이와 같이 별도로 만들어진 상판 또는 하판 외각을 따라 실런트(sealant ; 40)를 형성한 후, 구형상의 스페이서(24)를 산포한다. 이때, 실런트(40)는 인쇄법 또는 디스펜싱(Dispensing) 방법으로 상부/하부 배향막(10, 12)과 실런트(40) 폭의 0 ~ 61% 중첩(그 이상 중첩 비율 증가 가능)되게끔 형성한다. 이에 따라, 비표시영역의 크기를 줄어들게 됨에 따라 액정표시장치의 전체 크기를 줄일 수 있게 된다. 또한, 배향막(10, 12)과 실런트(40)의 일부만 중첩됨으로써 종래의 문제점으로 대두된 셀갭의 불균일에 의한 얼룩이 발생되지 않는다.

이후, 상판과 하판을 정위치시켜 합착한 후 액정을 주입하여 봉지함으로써 액정표시장치를 완성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 비표시영역에서 배향막과 실런트를 중첩되게 형성한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 비표시영역의 폭이 줄어들게 되며, 종래의 액정표시장치의 비표시영역과 비교하여 비표시영역의 폭이 30% 정도 줄어들게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 액정표시장치의 유효표시영역의 크기는 그대로 가져가면서 전체 크기를 줄일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

화상이 표시되는 유효표시영역과 상기 유효표시영역의 외각에 형성된 비표시영역을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

상기 비표시영역은

상기 유효표시영역의 끝단으로부터 형성되는 배향막과,

상판과 하판을 접착시킴과 아울러 상기 배향막과 중첩되게끔 도포되는 실런트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 실런트는 상기 실런트 폭의 0 ~ 61%가 상기 배향막과 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
화상이 표시되는 유효표시영역과, 상기 유효표시영역의 외각에 형성된 비표시영역을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

상기 비표시영역에서 상기 유효표시영역의 끝단으로부터 소정 영역을 가지게끔 배향막을 형성하는 단계와,

상판과 하판을 접착함과 아울러 상기 배향막과 중첩되도록 실런트를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 실런트는 상기 실런트 폭의 0 ~ 61%가 상기 배향막과 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.