KR20140075076A - 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

액정표시장치 제조방법 Download PDF

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KR20140075076A
KR20140075076A KR1020120142721A KR20120142721A KR20140075076A KR 20140075076 A KR20140075076 A KR 20140075076A KR 1020120142721 A KR1020120142721 A KR 1020120142721A KR 20120142721 A KR20120142721 A KR 20120142721A KR 20140075076 A KR20140075076 A KR 20140075076A
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계; 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 메인 실재와 더미 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 상기 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계; 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계; 상기 더미 실재를 제거하는 단계; 및 상기 패널을 굽히는 벤딩 공정으로 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이고, 메인 실재 외의 더미 실재를 하나 이상 형성함으로써, 합착기판을 셀 단위로 커트하는 공정에서 상부기판과 하부기판을 미스 얼라인을 방지한다. 또한, 메인 실재를 자외선 경화만 진행하여 형성하고, 커트 공정 후 더미 실재를 제거하고, 벤딩 공정을 진행하여 광축의 틀어짐을 방지하고, 빛샘을 개선할 수 있다.

Description

액정표시장치 제조방법{Method for fabricating liquid crystal display}
본 발명은 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 빛샘 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 이러한 액정표시장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on)/오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래 평판 액정표시장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판이 합착되어 형성된 합착기판 상부와 하부에 편광판이 부착되어 완성된 패널(50)을 포함하고, 백라이트 유닛(60)과, 상기 백라이트 유닛(60)을 하부에서 지지하는 바텀커버(61)와, 상기 바텀커버와 결합되는 패널 가이드(62)를 포함한다. 또한, 상기 백라이트 유닛(60)과, 상기 백라이트 유닛(60) 상에 형성된 패널(50)을 측면에서 고정하는 탑커버(63)를 더 포함하여 구성된다.
이때, 도 1b를 참조하면, 상기 합착기판 상하부에 부착된 편광판이 환경 변화에 의해 수축 및 팽창하여 상기 패널(50)의 형태에 변형이 발생한다. 변형이 발생된 패널(50)과 백라이트 유닛(60) 또는 탑커버(63)의 간섭으로 패널(50) 내부의 액정층에 뒤틀림이 발생하여 광축이 틀어진다. 상기 패널(50)의 편광판과 액정층의 광축이 틀어짐으로 인해 블랙 상태에서 빛샘이 발생한다.
또한, 종래 액정표시장치는 일반적으로 평판형태로 형성되어 주 시청영역에서 중앙영역까지의 거리와 양측 영역까지의 거리가 서로 달라 거리감의 편차가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재 액정표시장치의 구성에 일정한 곡률을 유지하는 곡면형 패널을 포함하는 액정표시장치가 제안되었다.
도 2는 종래 액정표시장치의 곡면형 패널을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 곡면형 패널(50)은 상부기판(20) 및 하부기판(10)이 액정층(40)을 사이에 두고, 실재(30)로 합착하여 패널을 형성하고, 벤딩 공정을 거쳐 완성된다. 상기 곡면형 패널(50)은 곡률반경(R)으로 정의되며, 곡률반경(R)이란 곡면이나 곡선의 각 점에 있어서 만곡의 정도를 표시하는 값으로 곡선의 한 점에서 그 곡선에 가장 가까운 원, 즉 접촉원의 반지름을 말한다.
상기 곡면형 패널(50)의 상기 상부기판(20)은 박막 트랜지스터 기판이고, 상기 하부기판(10)은 컬러필터 기판일 수 있으며, 벤딩 공정시 상부기판(20)은 인장하는 방향으로 응력이 발생하며, 하부기판(10)은 수축하는 방향으로 응력이 발생한다. 이때, 상부기판(20)과 하부기판(10)은 서로 반대 방향으로 응력이 발생하여 이동하려 하나, 상기 기판의 외곽부는 실재(30)로 패널(50)이 고정되어 비틀림 응력이 발생한다. 이로 인해, 기판의 미스얼라인이 발생하며, 상부기판(20)과 하부기판(10)의 러빙축이 틀어져 액정배열이 틀어지게 된다. 상기 액정배열이 틀어지며 빛샘이 발생하게 되고, 상기 빛샘은 특히 IPS 모드에서 더 문제가 된다. IPS 모드의 경우, 러빙시 액정층(40)이 수평방향으로 배향되고, 광축의 틀어짐에 매우 민감하다.
따라서, 곡면형 패널을 포함하는 액정표시장치를 형성할 때, 빛샘 현상을 개선할 필요가 있다.
도 3a 및 도 3b는 종래 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 상부기판과 하부기판은 액정층과 실재를 사이에 두고 합착하여 합착기판을 형성한다. 이때, 상부기판과 하부기판이 합착된 합착기판(80)은 여러 개의 셀(50)로 구성된다. 상기 셀(50) 단위로 커팅기를 이용하여 커트 공정을 진행한다. 상기 셀(50) 단위로 커트 공정을 진행하면, 셀(50)은 하나의 패널(50)을 형성한다. 상기 상부기판과 하부기판을 합착하는 실재(30)는 상기 셀(50) 단위로 폐곡선 형태로 형성된다.
도 3b를 참조하면, 상기 실재(30)가 형성된 영역 위로 A라인(도 3a 참조)커팅기(70)가 진행한다. 이때, 상기 커팅기(70)는 합착기판을 커트하기 위한 수직방향의 힘과 진행방향인 수평방향의 힘을 합착기판에 가하게 된다. 상기 수직방향의 힘과 수평방향의 힘이 함께 가해지면서, 실재(30)의 밀림 현상이 발생하고, 상부기판(20)과 하부기판(10)의 미스 얼라인을 유발하게 된다. 상부기판(20)과 하부기판(10)의 미스 얼라인은 배향 및 광축의 비틀림의 원인이 되며 빛샘이 발생하게 된다.
본 발명은 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이는 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 메인 실재 외의 더미 실재를 하나 이상 형성함으로써, 합착기판을 셀 단위로 커트하는 공정에서 상부기판과 하부기판을 미스 얼라인을 방지하는 액정표시장치 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 메인 실재를 자외선 경화만 진행하여 형성하고, 커트 공정 후 더미 실재를 제거하고, 벤딩 공정을 진행하여 상부기판과 하부기판의 실재로 인한 비틀림 응력을 개선하는 액정표시장치 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 셀 단위로 커트하는 공정과 벤딩 공정에서 상부기판과 하부기판의 미스 얼라인을 방지하여, 배향 및 광축 틀어짐을 방지하고, 빛샘을 개선한 액정표시장치 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계; 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 메인 실재와 더미 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 상기 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계; 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계; 상기 더미 실재를 제거하는 단계; 상기 패널을 굽히는 벤딩 공정으로 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이는 제 1 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 메인 실재 외의 더미 실재를 하나 이상 형성함으로써, 합착기판을 셀 단위로 커트하는 공정에서 상부기판과 하부기판을 미스 얼라인을 방지하는 제 2 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 메인 실재를 자외선 경화만 진행하여 형성하고, 커트 공정 후 더미 실재를 제거하고, 벤딩 공정을 진행하여 상부기판과 하부기판의 실재로 인한 비틀림 응력을 개선하는 제 3 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 셀 단위로 커트하는 공정과 벤딩 공정에서 상부기판과 하부기판의 미스 얼라인을 방지하여, 배향 및 광축 틀어짐을 방지하고, 빛샘을 개선한 제 4 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 액정표시장치의 곡면형 패널을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 종래 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 하부기판(100)과 상부기판(200)이 소정간격 이격하여 배치되고, 상기 하부기판(100)과 상부기판(200) 사이에 액정층과 메인 실재(300)와 더미 실재(310)를 개재하고 합착하여 합착기판을 형성한다. 상기 합착기판은 다수 개의 셀 단위로 구성되며, 커팅기(170)를 이용하여 상기 셀 단위로 커트하여 다수 개의 패널을 형성한다.
이때, 상기 액정표시장치는 상기 하부기판(100)은 박막 트랜지스터 기판이고, 상기 상부기판(200)은 컬러필터 기판일 수 있다. 상기 하부기판(100) 상에는 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성한다. 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에는 게이트 전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 하부기판(100)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 상기 상부기판(200) 상에는 격자형상의 블랙 매트릭스(250)와 컬러필터를 형성하고, 오버코트층(260)을 형성한다.
또한, 상기 액정표시장치는 칼라필터 및 블랙매트릭스를 하부기판에 형성하는 COT(color filter on transistor)구조일 수 있다. 상기 하부기판(100) 상에는 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성한다. 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에는 게이트 전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터를 형성한다. 상기 박막 트랜지스터 상에는 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성한다. 또한, 상기 하부기판(100)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙매트릭스를 생략하고, 공통 전극이 블랙매트릭스의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.
상기 더미 실재(310)는 메인 실재(300)의 외곽부에서 메인 실재(300)와 이격하여 형성되며, 상기 메인 실재(300)와 동일 재료로 형성될 수 있다. 이때, 상기 메인 실재(300) 및 더미 실재(310)은 셀 단위로 상기 패널을 둘러싸고 폐곡선의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 더미 실재(310)는 이중층 또는 삼중층 이상으로 다수 개가 형성될 수 있다. 또한, 상기 더미 실재(310)는 상기 메인 실재(300)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 메인 실재(300)가 기존보다 연장하여 더미 실재(310)의 역할을 할 수 있도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 메인 실재(300)는 자외선과 열로 경화하지 않고, 자외선으로만 경화함으로써, 유동성 있게 형성된다. 이는 후속 공정에서 패널을 벤딩 공정을 통해 곡면형 패널로 형성하는 과정에서 메인 실재(300)가 패널을 고정하여 발생하는 비틀림 응력을 방지하기 위함이다. 상기 메인 실재(300)가 유동성 있게 형성되는 경우, 굽힘 응력이 작용하고, 벤딩 공정이 진행되더라도 상부기판(200)과 하부기판(100)의 미스 얼라인이 발생하지 않으며, 상부기판(200)과 하부기판(100)의 러빙축이 틀어져 액정배열이 틀어지는 문제점을 개선하고, 빛샘을 방지할 수 있다.
다만, 메인 실재(300)가 유동성이 있는 경우, 셀 단위로 합착기판을 커트하는 과정에서 미스 얼라인이 발생할 수 있으나, 본 발명은 더미 실재(310)를 추가로 형성함으로써, 커트 공정시에는 유동성을 저하시키고, 기판 밀림 현상을 방지한다.
도 4b를 참조하면, 상기 셀 단위로 커트하여 형성된 다수 개의 패널 외곽부에 형성된 더미 실재(310)를 제거한다. 상기 더미 실재(310)는 레이저(180)를 이용하여 제거될 수 있다. 더미 실재(310)가 다수 개 형성되는 경우, 다수 개의 더미 실재(310)를 모두 제거하고, 더미 실재(310)가 메인 실재(310)와 일체로 형성된 경우, 메인 실재(310)를 제외하고 메인 실재(310)의 외곽부인 상기 더미 실재(310) 역할을 하는 영역을 제거한다.
상기 더미 실재(310)가 제거되지 않는 경우, 상기 상부기판(200)과 하부기판(100)의 외곽부가 실재로 인해 강하게 고정되며, 이로 인해 후속 공정인 벤딩 공정에서 비틀림 응력으로 인한 빛샘이 발생할 수 있다. 따라서, 기판의 유동성 확보를 위해 상기 더미 실재(310)가 제거되어야 한다.
이때, 상기 메인 실재(300)는 상기 더미 실재(310)가 제거되는 영역과 상기 패널의 액티브 영역 사이에서 차단댐의 역할을 한다. 즉, 상기 메인 실재(300)는 상기 더미 실재(310)를 레이저로 제거하는 과정에서 화상을 디스플레이하는 액티브 영역으로 외부 기체가 유입을 방지할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 상부기판(200) 상에는 상부 편광판을 형성하고, 상기 하부기판(100) 하부에는 하부 편광판을 형성할 수 있다. 상기 상부 편광판이 장축을 흡수축으로 할 경우, 상기 하부 편광판은 단축을 흡수축으로 하여 형성한다. 또한, 상기 상부 편광판이 단축을 흡수축으로 하여 형성할 경우, 상기 하부 편광판은 장축을 흡수축으로 하여 형성한다.
도 4c를 참조하면, 상기 더미 실재가 제거된 패널을 일정한 굽힘 응력을 가하여 곡면형 패널로 형성하는 벤딩 공정을 진행한다. 이때, 상기 곡면형 패널은 상기 상부기판(200)의 곡률반경이 상기 하부기판(100)의 곡률반경보다 작도록 상부기판(200) 방향으로 휘도록 굽힘 응력이 가해짐으로써 형성될 수 있다.
상기 벤딩 공정에서 상부기판(200)은 인장하는 방향으로 응력이 발생하며, 하부기판(100)은 수축하는 방향으로 응력이 발생한다. 이때, 패널 외곽부의 실재가 패널을 고정하고 있어 비틀림 응력이 발생할 수 있으나, 본 발명의 상기 메인 실재(300)는 자외선만으로 경화되어 유동성이 있는 구성으로 비틀림 응력으로 인한 배향 및 광축의 틀어짐을 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 미스얼라인이 발생하지 않으며, 빛샘 현상을 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이고, 메인 실재 외의 더미 실재를 하나 이상 형성함으로써, 합착기판을 셀 단위로 커트하는 공정에서 상부기판과 하부기판을 미스 얼라인을 방지한다. 또한, 메인 실재를 자외선 경화만 진행하여 형성하고, 커트 공정 후 더미 실재를 제거하고, 벤딩 공정을 진행하여 광축의 틀어짐을 방지하고, 빛샘을 개선할 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 정하여져야만 할 것이다.
100: 하부기판
200: 상부기판
300: 메인 실재
310: 더미 실재

Claims (11)

  1. 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계;
    상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 메인 실재와 더미 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 상기 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계;
    상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계;
    상기 더미 실재를 제거하는 단계;
    상기 패널을 굽히는 벤딩 공정으로 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면형 패널은 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 실재는 메인 실재와 동일 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 실재는 메인 실재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 실재는 메인 실재와 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 실재는 이중층 또는 삼중층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 실재와 상기 더미 실재는 상기 셀 단위로 폐곡선의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 실재를 제거하는 단계는 레이저를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 실재는 자외선만으로 경화시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계는,
    상기 상부기판 상에 컬러필터, 블랙매트릭스 및 오버코트층을 형성하는 단계;
    상기 하부기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 및
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면형 패널의 하부기판을 형성하는 단계는,
    절연 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터 상에 제 1 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층 상에 컬러필터층과 차단댐을 형성하는 단계; 및
    상기 컬러필터층과 차단댐을 포함하는 기판 상에 제 2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 곡면형 패널의 상부기판을 형성하는 단계는,
    절연기판 상에 컬럼스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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