씰 패턴 형성방법, 이를 이용한 액정표시장치 및 그의제조방법 document_id A220623029315

본 발명은 씰 패턴 형성방법, 이를 이용한 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 씰 패턴의 끊김 또는 뭉침으로 인한 불량이 발생하지 않도록 할 수 있는 씰 패턴 형성방법, 이를 이용한 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다. 그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다. 일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 투명한 유리 재질의 제 1 및 제 2 기판과, 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다. 여기서, 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수 개의 게이트 라인과, 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수 개의 데이터 라인과, 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수 개의 화소 전극과 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭 되어 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다. 그리고, 제 2 기판(컬러 필터 기판)에는, 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다. 이와 같은 구조의 액정표시소자에 있어서, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하기 위한 방법으로 종래에는 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한 후 모세관 현상과 압력차를 이용하여 양 기판 사이에 액정을 주입하는 진공주입방식을 사용하였으나, 이 방식은 액정주입에 장시간이 소요되므로 기판이 대면적화되면 생산성이 떨어지는 문제점이 발생하였다. 따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해서 액정적하방식이라는 새로운 방법이 제안되었다. 이는 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 액정을 적하하여 액정층을 형성하고, 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 공정으로 이루어진다. 이와 같이 액정적하방식은 기판 상에 직접 액정을 적하한 후 양 기판을 합착하므로 진공주입방식에 비해 액정층을 형성하는데 단시간이 소요되는 장점이 있다. 또한, 제 1 및 제 2 기판 사이에는 액정이 새는 것을 방지하고 양 기판을 접착시키기 위한 씰 패턴이 형성되어 있다. 액정적하방식에서는 기판의 외곽을 둘러싸는 형태의 씰 패턴이 형성되는 반면에, 액정주입방식에서는 액정의 주입구가 필요하므로 어느 한 부분이 뚫려 있는 형태의 씰 패턴이 형성된다. 이러한 씰 패턴을 형성하는 방법으로는 스크린 인쇄법(screen printing)과 디스펜싱(dispensing)법이 이용된다. 스크린 인쇄법을 이용한 씰 패턴 제조 공정은, 기판 상에 소정의 패턴이 형성된 스크린을 배치한 다음, 고무밀대를 이용하여 스크린 상의 패턴을 기판에 인쇄하여 씰 패턴을 형성하는 것이다. 이러한 스크린 인쇄법은 기판의 사이즈에 대응되는 스크린이 요구되며, 상기 스크린 전면에 씰런트(sealant)가 함유된 용매를 뿌려야하므로, 실제로 기판의 외곽 영역에 대응되는 아주 작은 부위에 씰 패턴이 형성됨에 불구하고, 요구되는 씰런트의 양이 많고, 씰 패턴 형성 후, 버리는 씰런트의 양이 많아, 재료 사용 측면에서 대면적에는 대응하기 어려운 것이다. 상술한 스크린 인쇄법의 단점을 보완하기 위해, 원하는 위치에만 선택적으로 씰 패턴을 형성할 수 있는 주사 방식의 디스펜싱법이 점차 사용되고 있다. 이러한 디스펜싱법은 주사기(injector)와 같은 원리를 이용하여, 디스펜서(dispenser)에 씰런트를 채우고 소정의 압력으로 원하는 폭 및 두께로 기판이 놓여있는 테이블 또는 디스펜서를 이동하여 기판 상에 씰 패턴을 형성한다. 한편, 씰 패턴을 이루는 씰런트 물질에는 수지(resin) 성분 외에 두 기판 사이의 갭을 유지하는 지지대 역할을 위해 패턴 유지성을 갖는 유리 섬유(glass fiber)가 소정량 혼합된다. 도 1은 종래 기술에 의한 씰 패턴이 형성된 액정표시장치를 나타낸 것으로, 이하에서는 종래 기술에 의한 액정적하방식의 액정표시장치의 씰 패턴을 디스펜싱법으로 형성하는 방법을 설명한다. 먼저, 모기판(110)을 준비하고, 모기판(110) 상에 복수 개의 액정패널을 형성하기 위하여 제 1 패널 영역(110a), 제 2 패널 영역(110b), 제 3 패널 영역(110c)으로 정의한다. 이어, 각 패널 영역에 어레이를 형성한다. 다음으로, 기판의 외곽을 둘러싸는 형태의 씰 패턴(120)을 형성한다. 이때 씰 패턴(120)을 제 1 패널 영역(110a)의 좌측 상부 꼭지점부터 시작하여 형성한다. 제 1 방향(①)을 따라 디스펜서(dispenser)를 이동하여 씰 패턴(120)을 형성한다. 이때, 씰 패턴의 시작부(120a)에서는 끊김 현상이 발생한다. 모기판(110) 제 1 패널 영역(110a)의 각 꼭지점에서 방향을 전환하여 제 2 방향(②), 제 3 방향(③), 제 4 방향(④)으로 디스펜서(dispenser)를 연속적으로 이동하여 씰 패턴의 중간부(120b)을 형성한다. 이때, 제 4 방향(④)으로 씰 패턴으로 형성시키면 마지막에 씰 패턴의 시작부(120a)와 만나는 지점이 씰 패턴의 마침부(120c)가 된다. 씰 패턴의 마침부(120c)에서는 뭉침 현상이 발생한다. 액정적하방식에서는 후공정인 씰 패턴 경화 공정시 합착기판에 액정층이 형성되어 있어 씰 패턴을 열경화형 씰재로 형성하게 되면 씰 패턴이 가열되는 동안 흘러나와 액정이 오염될 수 있으므로, UV(Ultraviolet)경화형 씰재가 사용된다. 따라서 제 1 및 제 2 기판을 합착한 후 UV조사장치를 통해 UV를 조사하여 씰 패턴을 경화시킴으로써 제 1 및 제 2 기판을 접착시킨다. 다음으로 셀절단공정 및 최종검사공정을 수행함으로써 액정표시장치가 완성된다. 상기에서 살펴본 바와 같이, 액정적하방식에서 디스펜싱법으로 씰 패턴을 형성하는 경우에는 씰 패턴의 시작부와 마침부에서 씰 패턴의 끊김 및 뭉침 현상이 발생한다. 씰 패턴의 끊김 현상이 발생하는 경우에는 이를 통해 액정이 새어나갈 우려가 있으며, 씰 패턴의 뭉침 현상이 발생하는 경우에는 패널이 합착된 후 셀갭이 일정하지 않게 될 우려가 있다.