KR20030043248A - 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법 - Google Patents

강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명은 액정주입시 스트레스를 줄이면서 용이하게 주입하고, 액정을 균일하게 주입하기 위한 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 제공하며, 본 발명은 강유전성 액정표시장치에서 전극을 가진 2장의 유리기판을 상측 및 하측으로 대향시켜 그 2장의 상측 및 하측 기판 주위가 액정봉입구를 제외하고 접착제로 고정되며, 상기 2개의 상측 및 하측 기판 사이에 액정을 주입시킨 후 액정봉입구를 봉지제를 이용하여 밀봉시키는데 있어, 상기 2장의 상측 및 하측 기판간의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 구비되는데, 상기 스페이서의 제조방법에 있어서, 상기 상측 기판에 스페이서 물질이 도포되고, 포토 마스크(Photo Mask) 방식에 의해 적어도 하나이상의 스페이서를 패턴화하여 상측 기판 상에 일체형으로 형성시키는 스페이서 형성 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR SPACER OF FERROELECTRIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 액정주입시 스트레스를 줄이면서 용이하게 주입하고, 액정을 균일하게 주입하기 위한 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법에 관한 것이다.
현재, 일반적으로 이용되고 있는 액정표시소자는 전극을 가진 2장의 유리기판을 대향시켜 그 2장의 기판 주위가 액정봉입구를 제외하고 접착제로 고정되며, 상기 2개의 기판 사이에 액정이 끼워져 액정봉입구가 봉지제로 밀봉된 구성으로 되어 있다. 상기 2장의 기판간의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스페이서로서 입자 직경이 균일한 플라스틱 비이드(Plastic bead) 등을 기판 사이에 산재시키고 있다.
즉, 칼라표시용 액정표시소자를 구성하는 2장의 유리기판 중 1장에 RGB의 착색층이 붙은 칼라필터가 형성되어 있다. 예를 들면 단순 매트릭스 구동의 칼라형 도트 매트릭스 액정표시소자에 있어서는, 가로(Y)방향에 띠형상으로 패터닝된 Y전극을 가진 Y기판과 세로(X)방향으로 띠형상으로 패터닝된 X 전극 아래에 착색층을 가진 X기판과 Y전극과 X전극이 거의 직교하도록 대향 설치되고, 그 사이에 액정조정물을 끼운 구성을 가지고 있다.
액정표시소자의 표시방식으로는 예를 들면 TN(Twisted Nematic)형, STN(Super Twisted Nematics)형, GH(Guest Host)형 또는 ECB(Electrically Controled Birefringenec)형과 강유전성 액정 등이 이용된다
밀봉제로는 예를 들면, 열 또는 자외선 경화형 아크릴계 또는 에폭시계의 접착제등이 이용된다.
또한, 칼라형 능동 매트릭스 구동 액정표시소자에 있어서는 스위칭소자, 예를 들면 비정질 실리콘(a-Si)을 반도체층으로 한 박막트랜지스터(TFT)와 그에 접속된 화소전극과 신호선 전극, 게이트전극이 형성된 능동 매트릭스 기판인 TFT 어레이기판과 그에 대향 설치된 공통 전극을 가지며, RGB 칼라필터를 대향 기판위에 형성하고, 능동 매트릭스 기판위에서 대향 기판으로 전압을 인가하는 전극 전이재(트랜스퍼)FHTJ 온 페이시트 등을 화면 주변부에 배치하고, 이 전극 전이재로 2장의 기판을 전기적으로 접속하고, 이 2장의 사이에 액정조성물을 끼워 구성을 하고 있다. 또한 상기 2장의 기판 양측에 편광판을 끼우고 있다.
그러나, 플라스틱 비이드를 이용하는 이들 액정표시소자에서는 2장의 기판사이에 산재시킨 스페이서 주변의 액정의 배향이 흩어져 스페이서 주변부로부터 빛이 새 콘트라스트가 저하하는 경향이 있다. 또한 스페이서를 균일하게 분산시키는 것은 곤란하며, 스페이서를 기판위에 산재시키는 공정으로 스페이서가 불균일하게 배치되면 표시불량을 일으켜 제품의 수율의 저하를 초래한다는 문제점이 있었다.
또한, 현재 액정표시소자는 형성공정에서 2장의 기판을 서로 붙일 때 2장의 기판 중 한쪽 기판에 밀봉재를 도포하고, 다른 쪽 기판과 서로 겹쳐 프레스장치로 압력을 가하면서 밀봉재를 경화시키는 수법이 알려져 있다. 이때 기판의 바깥둘레부에 강한 압력이 가해지기 쉽기 때문에 바깥둘레부의 기판 간격이 작아지기 쉽고, 셀갭(cell gab) 불량에 기인하는 표시 불량의 원인이 되는 경우가 있었다.
한편 셀갭 불량대책으로서 기판의 스페이서 밀도를 높게 하면 액정층에 진공 거품이 발생하기 쉬워지는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 있어 스페이서를 스캐터링할 때 스페이서 위치의 불균형으로 액정이 균일하지 않게 주입되어, 결국에는 화질상태가 떨어진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 액정주입시 스트레스를 줄이면서 용이하게 주입하고, 액정을 균일하게 주입하기 위한 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 액정주입시 스트레스를 줄이면서 용이하게 주입하고, 액정을 균일하게 주입하기 위해 스페이서의 형태, 갯수 및 분포위치를 패턴화하여 스페이서를 상측기판에 형성시키기 위한 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 스페이서의 형태를 유선형으로 제작하여 액정주입시 쉽게 주입될 수 있도록 하기 위한 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명인 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명이 적용된 스페이서의 제작시 그 단면도,
도 3은 본 발명이 적용된 스페이서를 갖는 셀에서의 액정주입공정을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
100 : 상측기판 110 : 포토레지스트
120 : 포토마스크 140 : 스페이서
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예로서, 청구항 1에 기재된 고안은 강유전성 액정표시장치에서 전극을 가진 2장의 유리기판을 상측 및 하측으로 대향시켜 그 2장의 상측 및 하측 기판 주위가 액정봉입구를 제외하고 접착제로 고정되며, 상기 2개의 상측 및 하측 기판 사이에 액정을 주입시킨 후 액정봉입구를 봉지제를 이용하여 밀봉시키는데 있어, 상기 2장의 상측 및 하측 기판간의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 구비되는데, 상기 스페이서의 제조방법에 있어서, 상기 상측 기판에 스페이서 물질이 도포되고, 포토 마스크(Phot Mask) 방식에 의해 적어도 하나이상의 스페이서를 패턴화하여 상측 기판 상에 일체형으로 형성시키는 스페이서 형성 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법을 제공한다.
또, 청구항 2에 기재된 고안은, 청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 형성과정은, 상기 상측 기판 상에 형성될 스페이서를 패턴화하기 위해 포토마스크를 형성하는 포토마스크 형성과정과, 상기 상측 기판 상에 스페이서 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 포토레지스트 층 형성과정과, 상기 포토레지스트 층에 상기 포토마스크를 적층시키고 광을 조사한 후 에칭시켜 상측 기판상에 스페이서를 형성시키는 스페이스 완료 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법으로서, 상술한 과제를 해결한다.
또, 청구항 3에 기재된 고안은, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 스페이서 패턴화에서 스페이서의 형태 및 밀도(Density)는, 액정 주입시 액정 흐름(flow)방향의 스트레스 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법으로서, 상술한 과제를 해결한다.
또 청구항 4에 기재된 고안은, 청구항 3에 있어서, 상기 스페이서의 형태는, 상기 액정 주입시 텐션(Tension)을 극복할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법으로서, 상술한 과제를 해결한다.
또, 청구항 5에 기재된 고안은, 청구항 4에 있어서, 상기 스페이서의 형태는, 유선형인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법으로서, 상술한 과제를 해결한다.
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 강유전성 액정표시장치에서 하측 기판과 상측 기판을 접착시키고, 그 사이에 액정을 주입시키는데, 이때 상기 하측 기판과 상측 기판이 일정 거리를 유지할 수 있도록 스페이서가 구비되어 있어야 하는데, 본 발명에서는 상기 스페이서를 포토 마스킹 방식에 따라 상측 기판에 일체형으로 형성시키고, 그 형태 또한 액정 주입시 가장 용이하게 주입되고 균일하게 주입될 수 있도록 하는 스페이서 제조방법을 바람직한 실시예로 제안한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법을 첨부 도면 도 1내지 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
강유전성 액정표시장치의 액정셀(도 3의 100)은 먼저 전극을 가진 2장의 유리기판(110)(160)을 상측 및 하측으로 대향시켜 그 2장의 상측 및 하측 기판 주위는 접착제로 고정되는데, 이때 액정봉입구(도면으로 미도시)를 제외된다.
그리고, 상기 2개의 상측 및 하측 기판(110)(160) 사이에 액정을 주입시킨 후 액정봉입구를 봉지제를 이용하여 밀봉시킨다.
이때, 상기 2장의 상측 및 하측 기판(110)(160)간의 거리를 일정하게 유지하기 위해 상기 상측 및 하측 기판(110)(160) 사이에는 스페이서가 존재하여야 한다.
본 발명에서는 상기 스페이서를 플라스틱 비이드를 이용하는 것이 아니라, 포토마스킹 기법을 이용하여 스페이서를 상측 기판(110)에 일체형으로 형성시키고자 하는 것으로서, 이는 스페이서 제작자가 스페이서의 형태, 밀집도를 미리 설계할 수 있으며, 설계된 스페이서를 포토마스크를 이용하여 패턴화시켜 활용할 수 있도록 한다.
즉, 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 상기 상측 기판(110) 상에 형성될 스페이서(150)를 패턴화하기 위해 포토마스크(130)를 형성한다(S10).
그리고, 상기 상측 기판(110) 상에 스페이서 물질을 도포하여 포토레지스트 층(120)을 형성하고(S20), 상기 포토레지스트 층(120)에 상기 포토마스크(130)를 적층시키고 광을 조사한 후 에칭시켜 상측 기판(110)상에 스페이서(150)를 형성시킨다(S30).
이때, 상기 S10 과정을 통해 스페이서를 패턴화할 때, 액정 셀(100) 제작자는 액정 주입시 액정 흐름(flow)방향의 스트레스 분포에 따라 스페이서의 형태 및 밀도(Density)를 미리 결정하여 포토마스크를 제작한다. 즉, 스페이서를 패턴화하는데 있어, 상기 스페이서 패턴은 액정 흐름(flow) 방향 및 스트레스 분포에 따라 스페이서의 밀집도(스페이서의 개수) 및 형태를 결정한다.
첨부 도면 도 3에 도시된 실시예에서 알 수 있듯이, 액정 주입구 주변의 스페이서 밀집도는 높도록 패턴화하고, 그 반면에 액정 주입구로부터 떨어진 곳의 스페이서 밀집도는 낮도록 패턴화한다. 그리고, 스페이서의 형태를 상기 액정 주입시 텐션(Tension)을 극복할 수 있는 형태인 유선형 또는 타원형으로 패턴화함으로써, 액정 주입시 스트레스를 줄이면서 액정을 용이하게 주입할 수 있거나, 또는 균일하게 주입할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 패턴화된 스페이서의 형태, 갯수 및 분포위치를변경시켜 액정 주입시 스트레스를 줄일 수 있을 수 있으며, 밀도 또한 균일하게 유지시킬 수 있어, 화질 상태가 양호해 질 수 있다는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 스페이서의 형태를 유선형으로 제작하여 액정주입시 쉽게 주입될 수 있도록 효과를 제공한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 강유전성 액정표시장치에서 전극을 가진 2장의 유리기판을 상측 및 하측으로 대향시켜 그 2장의 상측 및 하측 기판 주위가 액정봉입구를 제외하고 접착제로 고정되며, 상기 2개의 상측 및 하측 기판 사이에 액정을 주입시킨 후 액정봉입구를 봉지제를 이용하여 밀봉시키는데 있어, 상기 2장의 상측 및 하측 기판간의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 구비되는데, 상기 스페이서의 제조방법에 있어서,
    상기 상측 기판에 스페이서 물질이 도포되고, 포토마스크(Photo Mask) 방식에 의해 적어도 하나이상의 스페이서를 패턴화하여 상측 기판 상에 일체형으로 형성시키는 스페이서 형성 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 스페이서 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서 형성과정은,
    상기 상측 기판 상에 형성될 스페이서를 패턴화하기 위해 포토마스크를 형성하는 포토마스크 형성과정;
    상기 상측 기판 상에 스페이서 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 포토레지스트 층 형성과정; 및
    상기 포토레지스트 층에 상기 포토마스크를 적층시키고 광을 조사한 후 에칭시켜 상측 기판상에 스페이서를 형성시키는 스페이스 완료 과정으로 이루어진 것을특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스페이서 패턴화시, 스페이서의 형태 및 밀도(Density)는,
    액정 주입시 액정 흐름(flow)방향의 스트레스 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스페이서의 형태는,
    상기 액정 주입시 텐션(Tension)을 극복할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스페이서의 형태는,
    유선형인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시소자의 스페이서 제조방법.
  6. 강유전성 액정표시장치에서 전극을 가진 2장의 유리기판을 상측 및 하측으로 대향시켜 그 2장의 상측 및 하측 기판 주위가 액정봉입구를 제외하고 접착제로 고정되며, 상기 2개의 상측 및 하측 기판 사이에 액정을 주입시킨 후 액정봉입구를 봉지제를 이용하여 밀봉시키는데 있어, 상기 2장의 상측 및 하측 기판간의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 구비되는데, 상기 스페이서의 제조방법에 있어서,
    상기 상측 기판에 스페이서 물질이 도포되고, 포토마스크(Photo Mask) 방식에 의해 적어도 하나이상의 스페이서를 패턴화하여 상측 기판 상에 일체형으로 형성시키는 스페이서 형성 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴화된 스페이서.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스페이서 형성과정은,
    상기 상측 기판 상에 형성될 스페이서를 패턴화하기 위해 포토마스크를 형성하는 포토마스크 형성과정;
    상기 상측 기판 상에 스페이서 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 포토레지스트 층 형성과정; 및
    상기 포토레지스트 층에 상기 포토마스크를 적층시키고 광을 조사한 후 에칭시켜 상측 기판상에 스페이서를 형성시키는 스페이스 완료 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴화된 스페이서.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 스페이서 패턴화시, 스페이서의 형태 및 밀도(Density)는,
    액정 주입시 액정 흐름(flow)방향의 스트레스 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 스페이서.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스페이서의 형태는,
    상기 액정 주입시 텐션(Tension)을 극복할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는 패턴화된 스페이서.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스페이서의 형태는,
    유선형인 것을 특징으로 하는 패턴화된 스페이서.
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