KR102236916B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102236916B1
KR102236916B1 KR1020150003661A KR20150003661A KR102236916B1 KR 102236916 B1 KR102236916 B1 KR 102236916B1 KR 1020150003661 A KR1020150003661 A KR 1020150003661A KR 20150003661 A KR20150003661 A KR 20150003661A KR 102236916 B1 KR102236916 B1 KR 102236916B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sub
light blocking
blocking member
spacer
column
Prior art date
Application number
KR1020150003661A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160086515A (ko
Inventor
곽창훈
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150003661A priority Critical patent/KR102236916B1/ko
Priority to US14/960,774 priority patent/US9612484B2/en
Publication of KR20160086515A publication Critical patent/KR20160086515A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102236916B1 publication Critical patent/KR102236916B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13396—Spacers having different sizes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 복수의 색필터, 상기 복수의 색필터 위에 위치하는 차광 부재, 상기 제1 절연 기판과 마주보는 제2 절연 기판, 그리고 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 간격재를 포함하고, 상기 간격재는 메인 컬럼 스페이서와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 양측에 위치한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 평판 표시 장치가 사용될 수 있으며, 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치 등 다양한 표시 장치가 사용될 수 있다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 ‘박막 트랜지스터 표시판’이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 ‘공통 전극 표시판’이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 색 필터가 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색 필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 형성하는 구조가 제안되었고, 이 경우 색필터도 화소 전극과 동일한 표시판에 형성될 수 있다.
상기 두 개의 표시판 사이의 액정층의 간격을 셀 갭이라 하는데, 상기 셀 갭은 응답속도, 대비비, 시야각, 휘도 균일성 등 액정 표시 장치의 전반적인 동작 특성에 영향을 미친다. 만약 셀 갭이 일정하지 않으면 화면 전체에 걸쳐 균일한 영상이 표시되지 못하여 화질 불량을 초래한다. 따라서, 기판 상의 전 영역에 걸쳐서 균일한 셀 갭을 유지하기 위해 두 개의 기판 중 일측에는 간격재가 형성된다. 이러한 간격재로는 컬럼 스페이서(Column Spacer: CS)가 많이 사용되고 있다.
공정 단순화를 위해 블랙 매트릭스와 같은 차광 부재와 간격재를 동시에 형성할 수 있다. 차광 부재와 간격재 등을 동시에 형성하려면 멀티 단차를 구현할 필요가 있다.
그러나, 재료 노광량에 따른 마진 부족으로 메인 컬럼 스페이서와 서브 컬럼 스페이서 간 안정적인 단차 형성이 어렵다. 이에 메인 컬럼 스페이서와 서브 컬럼 스페이서가 유사한 높이로 형성되어 스미어(smear) 현상 및 액정 표시 패널의 사각 모서리에 액정이 차지 않는 AUA(active unfilled area) 불량이 발생할 가능성이 높아진다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차광 부재와 간격재를 동시에 형성하며 멀티 단차를 구현할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 복수의 색필터, 상기 복수의 색필터 위에 위치하는 차광 부재, 상기 제1 절연 기판과 마주보는 제2 절연 기판, 그리고 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 간격재를 포함하고, 상기 간격재는 메인 컬럼 스페이서와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 양측에 위치한다.
상기 제1 절연 기판 또는 제2 절연 기판 위에 위치하고, 데이터선과 게이트선을 포함하는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 데이터선을 따라 뻗어 있는 제1 차광 부재와 상기 게이트선을 따라 뻗어 있는 제2 차광 부재를 포함할 수 있다.
상기 간격재는 상기 제2 차광 부재 위에 위치할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 사이에 두고 상기 제2 차광 부재의 길이 방향으로 양측에 위치하며, 상기 제2 차광 부재의 폭 방향으로 설정 길이를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서 중 적어도 하나의 서브 컬럼 스페이서는 상기 박막 트랜지스터의 접촉 구멍 위에 위치할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수평하게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서의 양단부는 상기 메인 컬럼 스페이서를 향해 경사지게 형성되거나, 상기 메인 컬럼 스페이서의 외측을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재 위에 위치하는 링부, 그리고 상기 링부와 연결되며, 일단이 상기 링부에 연결되고, 타단이 상기 차광 부재의 폭 방향에 위치되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 적어도 하나의 보조 컬럼 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 메인 컬럼 스페이서의 횡단면은 원형 또는 타원형 형태로 형성되고, 상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서의 횡단면은 정사각형 및 직사각형을 포함하는 다각형 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재의 높이 보다 높고, 상기 메인 컬럼 스페이서의 높이 보다 낮을 수 있다.
상기 차광 부재 및 상기 간격재는 동일한 물질로 형성될 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 절연 기판 위에 복수의 색필터를 형성하는 단계, 상기 복수의 색필터 위에 차광 부재 및 간격재를 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 간격재는 메인 컬럼 스페이서와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 양측에 위치한다.
상기 제1 절연 기판 또는 상기 제2 절연 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 데이터선과 상기 데이터선과 교차하는 게이트선을 포함할 수 있다.
상기 복수의 색필터 위에 차광 부재 및 간격재를 형성하는 단계는 상기 데이터선을 따라 뻗어 있는 제1 차광 부재 및 상기 게이트선을 따라 뻗어 있는 제2 차광 부재를 형성하는 단계, 그리고, 상기 제2 차광 부재 위에 상기 간격재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 사이에 두고 상기 제2 차광 부재의 길이 방향으로 양측에 위치하며, 상기 제2 차광 부재의 폭 방향으로 설정 길이를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수평 또는 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 적어도 하나의 보조 컬럼 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재의 높이 보다 높고, 상기 메인 컬럼 스페이서의 높이 보다 낮을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 차광 부재와 간격재를 동시에 형성하고 멀티 단차를 구현할 수 있으므로 스미어 현상 및 AUA 불량을 방지할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ 를 따라 자른 단면도이다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1의 액정 표시 장치에 포함된 간격재의 다양한 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 실시예를 구체화한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "위"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ 를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 하부 기판(110) 위에 박막 트랜지스터를 포함하는 막 구조물(120)이 위치한다. 박막 트랜지스터는 스위칭 소자로 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자의 삼단자로 이루어질 수 있고, 이에 대해서는 이후 자세히 설명하기로 한다.
막 구조물(120) 위에 복수의 색필터(230)가 위치한다. 복수의 색필터(230)는 적색 색필터(R), 녹색 색필터(G) 및 청색 색필터(B)를 포함한다. 복수의 색필터(230) 각각은 가로 방향으로 나란히 형성되어 있거나, 세로 방향을 따라 스트라이프 형태로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 색필터(230) 각각은 가로 방향으로 이격되어 있거나, 가장자리가 서로 중첩되어 형성될 수 있다.
복수의 색필터(230) 위에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 차광 부재(220)의 가장자리는 색필터(230)의 가장자리와 중첩하여 형성될 수 있다.
제1 차광 부재(220a)는 세로 방향을 따라 길게 뻗을 수 있고, 도시하지는 않았지만 박막 트랜지스터의 데이터선이 뻗어 있는 방향을 따라 위치할 수 있다.
제2 차광 부재(220b)는 가로 방향을 따라 길게 뻗을 수 있고, 도시하지는 않았지만 박막 트랜지스터의 게이트선이 뻗어 있는 방향을 따라 위치할 수 있다. 이러한 제2 차광 부재(220b)는 제1 차광 부재(220a)와 교차하여 형성될 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 간격재(240)가 위치한다. 즉, 제2 차광 부재(220b) 위에는 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)가 위치한다. 간격재(240)는 차광 부재(220)와 동일한 물질로 형성할 수 있다.
메인 컬럼 스페이서(MCS)는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 사이에 위치한다. 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 횡단면은 원형 또는 타원형 형태로 형태로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 양측에 위치한다. 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 데이터선과 수평하게 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 제2 차광 부재(220b)의 길이 방향으로 양측에 위치하고, 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향으로 설정 길이를 갖는다. 예를 들어, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 도 1에서처럼 제2 차광 부재(220b)의 폭(w1)과 동일한 길이(l1)로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 횡단면은 도 1에서처럼 직사각형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 횡단면은 정사각형을 포함하는 다각형 형태로 형성될 수 있고, 아령형, 타원형 형태로도 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 높이(h1+h2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 높이(h1+h3) 보다 낮고, 차광 부재(220)의 높이(h1) 보다 높게 형성될 수 있다. 즉, 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 및 차광 부재(220) 중에서 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 높이(h1+h3)가 가장 높게 형성되며, 차광 부재(220)의 높이(h1)가 가장 낮게 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 양측에 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 형성하고, 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)와의 단차를 확보할 수 있으므로 스미어 현상을 해결할 수 있다.
이하에서는 도 3a 내지 도 3g를 참고하여 도 1의 액정 표시 장치에 포함된 간격재(240)의 다양한 패턴을 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1의 액정 표시 장치에 포함된 간격재(240)의 다양한 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 3a 내지 도 3g를 참고하면, 간격재(240)는 제2 차광 부재(220b) 위에 위치하며, 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 포함한다. 메인 컬럼 스페이서(MCS)는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 사이에 위치하며, 원형 또는 타원형 형태로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 도 3a 내지 도 3g에서처럼 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도 3a 내지 도 3g를 참고하여 이에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 3a를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 제2 차광 부재(220b)의 길이 방향으로 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 일정 간격 이격되어 양측에 위치한다. 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 길이(l2)는 제2 차광 부재(220b)의 폭(w1) 보다 작게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 횡단면은 직사각형 형태로 형성될 수 있다.
여기서는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)가 동일한 길이로 형성되는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)의 길이와 제2 서브 컬럼 스페이서의 길이가 상이할 수도 있다.
도 3b를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향과 평행하게 형성된다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 2개의 보조 컬럼 스페이서(HCS1, HCS2)를 포함한다. 2개의 보조 컬럼 스페이서(HCS1, HCS2)는 서로 평행하게 형성될 수 있다.
여기서는 2개의 보조 컬럼 스페이서(HCS1, HCS2)를 포함하는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 보조 컬럼 스페이서의 개수는 2개 이상일 수도 있다. 또한, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)의 보조 컬럼 스페이서 개수와 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS2)의 보조 컬럼 스페이서 개수가 상이할 수도 있다.
도 3c를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 링부(253)와 연결부(255)를 포함한다. 링부(253)는 제2 차광 부재(220b) 위에 위치하며, 도넛 형태로 형성될 수 있다. 이때, 링부(253)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
연결부(255)는 링부(253)와 연결되어 형성된다. 즉, 링부(253)의 일단은 링부(253)와 연결되며, 링부(253)의 타단은 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향에 위치하며, 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향과 평행하게 위치한다. 이때, 연결부(255)는 링부(253)의 양측에 연결될 수 있다. 또한, 연결부(255)는 링부(253)의 일측에만 연결되어 형성될 수도 있다.
도 3d를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 일정 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 이러한 각도는 액정 표시 장치의 특성 및 간격재(240)의 재료 등에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
여기서는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)가 동일한 각도로 형성된 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)가 기울어지는 각도와 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS2)가 기울어진 각도가 서로 상이할 수 있다.
도 3e를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향으로 양측에 위치한다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 도시하지는 않았지만 박막 트랜지스터의 게이트선과 평행하게 또는 데이터선과 수직하게 형성될 수 있다.
도 3f를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 양단부는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 부등호(<, >) 형태로 형성되어 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 외측을 향해 절곡되어 서로 마주보는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 '<'의 형상으로 형성될 수 있으며, 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 '>'의 형상으로 형성될 수 있다.
도 3g를 참고하면, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 양단부는 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 외측을 향해 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 부등호 형태로 형성되어 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 내측을 향해 절곡되어 서로 마주보는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 '>'의 형상으로 형성될 수 있으며, 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 '<'의 형상으로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참고하여 도 1의 실시예를 구체화한 액정 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 도 1의 실시예를 구체화한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판 사이에 개재되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 기판(110) 위에 제1 게이트선(121a)과 제2 게이트선(121b)을 포함하는 복수의 게이트선 및 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 게이트선(121a)은 위아래로 돌출한 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)을 포함하고, 제2 게이트선(121b)은 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룬다.
유지 전극선(131)도 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 위 아래로 돌출한 유지 전극(129), 게이트선(121a, 121b)과 실질적으로 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부(134) 및 한 쌍의 세로부(134)의 끝을 서로 연결하는 가로부(127)를 포함한다. 가로부(127)는 아래로 확장된 용량 전극(137)을 포함한다.
게이트 도전체(121a, 121b, 131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 나와 있으며 서로 연결되어 있는 제1 및 제2 반도체(154a, 154b), 그리고 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치하는 제3 반도체(154c)를 포함한다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 제1 드레인 전극(175a), 복수의 제2 드레인 전극(175b), 그리고 복수의 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)을 향하여 뻗으며 서로 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b) 및 제3 드레인 전극(175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 막대형 끝 부분은 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)으로 일부 둘러싸여 있다. 제1 드레인 전극(175a)의 넓은 한 쪽 끝 부분은 다시 연장되어 ‘U’자 형태로 굽은 제3 드레인 전극(175c)을 이룬다. 제3 소스 전극(173c)의 넓은 끝 부분(177c)은 용량 전극(137)과 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 형성하며, 막대형 끝 부분은 제3 드레인 전극(175c)으로 일부 둘러싸여 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성한다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)를 포함하는 선형 반도체는 소스 전극(173a, 173b, 173c)과 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가질 수 있다.
제1 반도체(154a)에는 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이에서 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있고, 제2 반도체(154b)에는 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이에서 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있으며, 제3 반도체(154c)에는 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이에서 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(171, 173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 질화 규소 또는 산화 규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 복수의 색필터(230)가 위치한다. 복수의 색필터는 가로 방향으로 서로 이격되어 배열되어 있다. 이러한 복수의 색필터는 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 색필터 각각은 세로 방향을 따라 스트라이프 형태로 형성될 수 있다.
복수의 색필터(230) 위에는 제2 보호막(180b)이 위치한다. 제2 보호막(180b)은 유기막으로 형성한다. 유기막으로 형성된 제2 보호막(180b)은 색필터(230) 바로 위에 위치하는 부분과 제1 보호막(180a) 바로 위에 위치하는 부분을 포함한다.
제2 보호막(180b) 위에는 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)을 포함하는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b)을 사이에 두고 서로 분리되어 각각 위와 아래에 배치되어 열 방향으로 이웃한다. 제2 부화소 전극(191b)의 높이는 제1 부화소 전극(191a)의 높이보다 높으며 대략 1배 내지 3배일 수 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 각각의 전체적인 모양은 사각형이며 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 각각은 가로 줄기부(193a, 193b), 가로 줄기부(193a, 193b)와 교차하는 세로 줄기부(192a, 192b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 각각 복수의 미세 가지부(194a, 194b), 하단의 돌출부(197a) 및 상단의 돌출부(197b)를 포함한다.
화소 전극(191)은 가로 줄기부(193a, 193b)와 세로 줄기부(192a, 192b)에 의해 4개의 부영역으로 나뉘어진다. 미세 가지부(194a, 194b)는 가로 줄기부(193a, 193b) 및 세로 줄기부(192a, 192b)로부터 비스듬하게 뻗어 있으며 그 뻗는 방향은 게이트선(121a, 121b) 또는 가로 줄기부(193a, 193b)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룰 수 있다. 또한 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194a, 194b)는 서로 직교할 수 있다.
본 실시예에서 제1 부화소 전극(191a)은 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함하고, 제2 부화소 전극(191b)은 상단 및 하단에 위치하는 가로부 및 제1 부화소 전극(191a)의 좌우에 위치하는 좌우 세로부(198)를 더 포함한다. 좌우 세로부(198)는 데이터선(171)과 제1 부화소 전극(191a) 사이의 용량성 결합, 즉 커플링을 방지할 수 있다. 좌우 세로부(198)는 생략할 수도 있다.
제1 보호막(180a)에는 제1 드레인 전극(175a)의 넓은 끝 부분과 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 제1 접촉 구멍(185a) 및 복수의 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(185a)은 제2 부화소 전극(191b)과 제3 드레인 전극(175c)을 연결하고, 제2 접촉 구멍(185b)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 드레인 전극(175b)을 연결할 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)는 데이터선(171)과 평행하며, 세로 방향으로 뻗어 있고, 제2 차광 부재(220b)는 게이트선과 평행하며, 가로 방향으로 뻗어 있다. 차광 부재(220)의 가장자리는 색필터(230)의 가장자리와 중첩하여 형성될 수 있다.
제2 차광 부재(220b) 위에는 간격재(240)가 위치한다. 간격재(240)는 제2 차광 부재(220b)에서 상부 기판(210)을 향해 돌출된 형태로 형성되고, 제2 차광 부재(220b)와 같은 물질로 형성될 수 있다. 간격재(240)는 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 포함한다. 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 하나의 화소에 모두 형성되거나, 서로 다른 화소에 형성될 수도 있다.
메인 컬럼 스페이서(MCS)는 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 사이에 위치한다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 양측에 형성되며, 메인 컬럼 스페이서(MCS)와 일정 간격 이격되어 형성된다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 제2 차광 부재(220b)의 길이 방향으로 양측에 위치하며 제2 차광 부재(220b)의 폭 방향으로 설정 길이를 갖는다. 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 데이터선(171)과 평행하게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 접촉 구멍(185) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)는 도 5에서처럼 제1 접촉 구멍(185a) 상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)는 도 4에서처럼 제1 접촉 구멍을(185a) 가로질러서 형성될 수 있다.
여기서는 제1 서브 컬럼 스페이서(SCS1)가 접촉 구멍 상에 위치하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS2)가 접촉 구멍(185) 상에 위치할 수도 있고, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 모두가 접촉 구멍(185) 상에 위치할 수도 있다.
메인 컬럼 스페이서(MCS)는 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에 간격을 지지하는 역할을 수행하며, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 역할을 보조하여 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에 간격을 지지하는 보조 역할을 한다.
다음 상부 표시판(200)에 대하여 설명하면, 상부 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있고, 공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(미도시)이 형성될 수 있다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 전달한다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다. 액정층(3)은 반응성 메소겐(reactive mesogen)을 포함하는 배향 보조제를 포함함으로써 액정 분자들은 그것의 장축이 화소 전극(191)의 미세 가지부(194a, 194b)의 길이 방향에 대략 평행하도록 선경사를 가질 수 있다. 배향 보조제는 액정층이 아닌 배향막에 포함될 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참고하여 설명한 박막 트랜지스터 구조는 하나의 실시예일뿐, 박막 트랜지스터 구조를 포함하는 막 구조물은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
이하에서는 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 평면도이다.
도 6을 참고하면, 복수의 색필터(230)는 가로 방향으로 서로 이격되어 배열되고, 세로 방향으로 일정 간격 이격되어 배열되도록 형성한다. 복수의 색필터(230)는 가로 방향에 따라 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터가 순차적으로 반복되도록 형성할 수 있다.
설명을 생략하였으나, 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이 하부 기판 위에 박막 트랜지스터 구조를 포함하는 막 구조물을 형성한 후에 박막 트랜지스터 위에 색필터(230)를 형성한 것이다.
색필터(230)는 포토 리스고라피 공정을 사용하여 형성할 수 있고, 그 밖에 잉크젯 방법 등으로 형성할 수도 있다. 색필터(230) 위에 접촉 구멍을 갖는 보호막 및 화소 전극을 형성한 후에 차광 부재(220)를 형성한다. 차광 부재(220)는 서로 이웃하는 색필터(230)의 이격 공간을 따라 형성된 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)를 포함한다.
제1 차광 부재(220a)는 가로 방향으로 이웃하는 색필터(230) 사이에 형성되고, 제2 차광 부재(220b)는 세로 방향으로 이웃하는 색필터(230) 사이에 형성된다.
제2 차광 부재(220b)는 박막 트랜지스터를 덮도록 형성한다. 제2 차광 부재(220b)와 간격재(240)를 동시에 형성하기 위해 마스크를 사용할 수 있다. 예를 들어, 차광 부재(220) 및 간격재(240)를 형성하기 위해 색필터(230) 위에 포토 레지스트(photo resist)를 형성하고, 마스크를 사용하여 포토 공정을 실시한다. 포토 공정 시 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 높이를 조절할 수 있으므로 메인 컬럼 스페이스와의 단차를 확보할 수 있다. 포토 공정 후, 일체형인 차광 부재(220)와 간격재(240)를 형성할 수 있다.
이에 차광 부재(220)와 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 동시에 형성하면서 서로 단차 높이를 달리하여 형성할 수 있다. 차광 부재(220), 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2) 중 차광 부재(220)의 높이가 가장 낮게 형성되고, 메인 컬럼 스페이서(MCS)의 높이가 가장 높게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 제1 차광 부재(220a)와 수평하게 형성될 수 있으며, 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 사이에 두고 제2 차광 부재(220b)의 길이 방향으로 양측에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 제2 차광 부재(220b)의 폭과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 라인 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 라인 형태로 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 형성하므로 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 높이 관리가 용이하며, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 패턴 안정성을 확보할 수 있다.
이후, 상부 기판 위에 공통 전극을 포함하는 상부 표시판을 형성하고, 이미 형성된 하부 표시판과 합착한 후 액정층을 형성하면 본 실시예에 따른 멀티 단차를 갖는 차광 부재(220)와 간격재(240)를 포함하는 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도로서, 차광 부재 및 간격재가 형성된 위치가 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 1 및 도 2에 따른 액정 표시 장치와 동일하다. 따라서, 변경된 구성을 제외한 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성은 간략하게 설명하기로 한다.
도 7을 참고하면, 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 액정층(3)을 포함한다.
하부 기판(110) 위에 박막 트랜지스터를 포함하는 막 구조물(120)이 위치한다.
막 구조물(120) 위에 복수의 색필터(230)가 위치한다. 이때, 복수의 색필터(230)는 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다.
도 7에서는 색필터(230)가 막 구조물(120) 위에 위치하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 색필터(230)가 상부 기판(210) 위에 위치할 수도 있다.
상부 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 위치한다. 이러한, 차광 부재(220)는 도 1에서와 같이 색필터(230)의 세로 방향으로 뻗어 있는 제1 차광 부재 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제2 차광 부재를 포함한다. 제1 차광 부재는 가로 방향으로 색필터(230)의 이격 공간에 위치할 수 있고, 제2 차광 부재와 연결될 수 있다.
차광 부재(220) 위에 간격재(240)가 위치한다. 즉, 간격재(240)는 제2 차광 부재(220) 위에 위치한다. 차광 부재(220)와 간격재(240)는 일체로 형성되며 동일한 물질로 형성된다.
간격재(240)는 차광 부재(220)에서 하부 표시판(100)을 향해 돌출된 형태로 형성되어 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 간격을 지지한다. 이러한 간격재(240)는 메인 컬럼 스페이서(MCS), 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)를 포함한다. 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)는 메인 컬럼 스페이서(MCS)를 기준으로 양측에 위치한다.
메인 컬럼 스페이서(MCS)의 횡단면은 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서(SCS1, SCS2)의 횡단면은 직사각형, 정사각형을 포함하는 타원형으로 형성될 수 있다.
액정층(3)은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재되어 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 간격재 및 차광 부재는 도 7에서 설명한 바와 같이 상부 기판에 형성될 수도 있고, 도 1 내지 도 6에서 설명한 바와 같이 하부 기판에 형성될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
3: 액정층 100: 하부 표시판
110: 하부 기판 121a, 121b: 게이트선
124a, 124b: 게이트 전극 140: 게이트 절연막
154a, 154b, 154c: 반도체 171: 데이터선
173a, 173b, 173c: 소스 전극 175a, 175b, 175c: 드레인 전극
180: 보호막 185a, 185b: 접촉 구멍
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
210: 상부 기판 220a, 220b: 차광 부재
230: 색필터 240: 간격재

Claims (23)

  1. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 복수의 색필터,
    상기 복수의 색필터 위에 위치하는 차광 부재,
    상기 제1 절연 기판과 마주보는 제2 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판 또는 제2 절연 기판 위에 위치하고, 데이터선과 게이트선을 포함하는 박막 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 간격재를 포함하고,
    상기 간격재는 메인 컬럼 스페이서와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 양측에 위치하고,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서 중 적어도 하나의 서브 컬럼 스페이서는 상기 박막 트랜지스터와 중첩하고, 상기 복수의 색필터 중 어느 하나를 관통하는 접촉 구멍 위에 위치하는 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 상기 데이터선을 따라 뻗어 있는 제1 차광 부재와 상기 게이트선을 따라 뻗어 있는 제2 차광 부재를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 간격재는 상기 제2 차광 부재 위에 위치하는 액정 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 사이에 두고 상기 제2 차광 부재의 길이 방향으로 양측에 위치하며, 상기 제2 차광 부재의 폭 방향으로 설정 길이를 갖는 액정 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수평하게 형성되는 액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수직하게 형성되는 액정 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 경사지게 형성되는 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서의 양단부는 상기 메인 컬럼 스페이서를 향해 경사지게 형성되거나, 상기 메인 컬럼 스페이서의 외측을 향해 경사지게 형성되는 액정 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재 위에 위치하는 링부, 그리고 상기 링부와 연결되며, 일단이 상기 링부에 연결되고, 타단이 상기 차광 부재의 폭 방향에 위치되는 연결부를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 적어도 하나의 보조 컬럼 스페이서를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 컬럼 스페이서의 횡단면은 원형 또는 타원형 형태로 형성되고, 상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서의 횡단면은 정사각형 및 직사각형을 포함하는 다각형 형태로 형성되는 액정 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재의 높이 보다 높고, 상기 메인 컬럼 스페이서의 높이 보다 낮은 액정 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 차광 부재 및 상기 간격재는 동일한 물질로 형성되는 액정 표시 장치.
  16. 제1 절연 기판 위에 복수의 색필터를 형성하는 단계,
    상기 복수의 색필터 위에 차광 부재 및 간격재를 형성하는 단계,
    상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제1 절연 기판 또는 상기 제2 절연 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 간격재는 메인 컬럼 스페이서와 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 양측에 위치하고,
    상기 박막 트랜지스터는 데이터선과 상기 데이터선과 교차하는 게이트선을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서 중 적어도 하나의 서브 컬럼 스페이서는 상기 박막 트랜지스터와 중첩하고, 상기 복수의 색필터 중 어느 하나를 관통하는 접촉 구멍 위에 위치하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 삭제
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 색필터 위에 차광 부재 및 간격재를 형성하는 단계는
    상기 데이터선을 따라 뻗어 있는 제1 차광 부재 및 상기 게이트선을 따라 뻗어 있는 제2 차광 부재를 형성하는 단계, 그리고,
    상기 제2 차광 부재 위에 상기 간격재를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 사이에 두고 상기 제2 차광 부재의 길이 방향으로 양측에 위치하며, 상기 제2 차광 부재의 폭 방향으로 설정 길이를 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 데이터선과 수평 또는 수직하게 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 적어도 하나의 보조 컬럼 스페이서를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 메인 컬럼 스페이서를 기준으로 경사지게 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 컬럼 스페이서는 상기 차광 부재의 높이 보다 높고, 상기 메인 컬럼 스페이서의 높이 보다 낮은 액정 표시 장치의 제조 방법.
KR1020150003661A 2015-01-09 2015-01-09 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 KR102236916B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003661A KR102236916B1 (ko) 2015-01-09 2015-01-09 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US14/960,774 US9612484B2 (en) 2015-01-09 2015-12-07 Liquid crystal display and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003661A KR102236916B1 (ko) 2015-01-09 2015-01-09 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160086515A KR20160086515A (ko) 2016-07-20
KR102236916B1 true KR102236916B1 (ko) 2021-04-06

Family

ID=56367452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150003661A KR102236916B1 (ko) 2015-01-09 2015-01-09 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9612484B2 (ko)
KR (1) KR102236916B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017097281A (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN107315287A (zh) * 2017-07-19 2017-11-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板及其制程
NL2022005B1 (en) 2018-11-15 2020-05-20 Dynamic Ear Company B V Acoustic filter with enhanced valve stroke

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090256979A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US20130329155A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method of manufacturing the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720093B1 (ko) * 2000-10-04 2007-05-18 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR101108782B1 (ko) * 2004-07-30 2012-02-24 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR100997979B1 (ko) * 2008-04-30 2010-12-02 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101620531B1 (ko) 2009-10-08 2016-05-13 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101761180B1 (ko) 2010-08-10 2017-07-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101965305B1 (ko) 2012-08-17 2019-04-04 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102001839B1 (ko) 2013-02-15 2019-07-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 이를 제조하기 위한 마스크 및 이의 제조 방법
KR102127149B1 (ko) * 2013-10-01 2020-07-08 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR102129606B1 (ko) * 2013-10-14 2020-07-03 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090256979A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US20130329155A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160086515A (ko) 2016-07-20
US9612484B2 (en) 2017-04-04
US20160202529A1 (en) 2016-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101965305B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101965304B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US8400588B2 (en) Liquid crystal display
US9298044B2 (en) Liquid crystal display
JP5368117B2 (ja) 垂直配向液晶表示装置及びその製造方法
KR102314111B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20090083060A (ko) 액정 표시 장치
US10197845B2 (en) Manufacturing method of color filter substrate and manufacturing method of liquid crystal panel
US8102495B2 (en) Display substrate and display panel having the same
KR102103501B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20150003589A (ko) 액정 표시 장치
KR20160025690A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US10042214B2 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR102229505B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20080044047A (ko) 박막 트랜지스터 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치
KR102236916B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US9671654B2 (en) Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US9494838B2 (en) Liquid crystal display device
TW201632964A (zh) 曲型液晶顯示器
US10754213B2 (en) Thin film transistor substrate
KR20160013488A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102379750B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US20160116782A1 (en) Single-substrate display device and manufacturing method thereof
KR20160086517A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160122098A (ko) 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant