KR20070033788A - 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070033788A
KR20070033788A KR1020050088315A KR20050088315A KR20070033788A KR 20070033788 A KR20070033788 A KR 20070033788A KR 1020050088315 A KR1020050088315 A KR 1020050088315A KR 20050088315 A KR20050088315 A KR 20050088315A KR 20070033788 A KR20070033788 A KR 20070033788A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
liquid crystal
film pattern
light shielding
substrates
Prior art date
Application number
KR1020050088315A
Other languages
English (en)
Inventor
조우식
이윤석
조영제
김윤장
서동진
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050088315A priority Critical patent/KR20070033788A/ko
Publication of KR20070033788A publication Critical patent/KR20070033788A/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
    • 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
    • G02F1/1333—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
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13396—Spacers having different sizes
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

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)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명의 액정표시장치는 상하부로 합착되는 두 개의 기판과 그 사이의 액정층을 포함한다. 상기 두 개의 기판 중 어느 하나에는, 복수의 개구부를 가지며 영역별로 상이한 두께로 형성되는 차광막 패턴과 상기 차광막 패턴상에 형성되는 복수의 스페이서를 포함한다.
상기 차광막 패턴의 두께가 상이하므로, 그 상측의 스페이서는 영역별로 상부면의 높이가 달라진다. 즉, 기판 사이 간격이 좁게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴이 두껍게 형성되도록 하고, 기판 사이 간격이 넓게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴이 얇게 형성되도록 하여, 전체적으로 기판 사이의 간격을 균일하게 유지된다.
기판, 액정, 스페이서, 차광막 패턴

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도,
도 1b는 도 1a의 A-A' 라인을 따라 취해진 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 작동 원리를 설명하는 도면,
도 4a 및 도 4b는, 액정표시장치의 영역에 따른 셀 갭 분포를 나타낸 그래프,
도 5a 내지 도 5d는, 도 3의 액정표시장치를 제조하기 위한 방법을 설명하는 단면도들이다.
♧도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♧
10,20 -- 기판 11 -- 게이트 전극
12 -- 게이트 절연막 13a -- 액티브층
13b -- 오믹콘택층 14a -- 소오스 전극
14b -- 드레인 전극 15 -- 보호막
16 -- 화소전극 21 -- 차광막 패턴
21a -- 개구부 22 -- 컬러필터
23 -- 공통전극 30 -- 실패턴
40 -- 스페이서 50 -- 액정층
GL -- 게이트선 DL -- 데이터선
P -- 화소
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정을 사용하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)란 두께가 얇고 평평한 화면을 제공하는 표시장치로, 대표적으로 노트북 컴퓨터 모니터로 널리 쓰이는 액정표시장치(LCD)나 대형 디지털 TV로 사용되는 플라즈마 디스플레이(PDP) 또는 휴대전화에 사용되는 유기전계발광디스플레이(OELD) 등이 있다. 이 중 액정표시장치는, 인가 전압에 따라 액체와 결정의 중간 상태 물질인 액정(liquid crystal)의 빛에 대한 투과도가 변화하는 특성을 이용하여, 입력되는 전기 신호를 시각 정보로 변화시켜 영상을 전달한다. 상기 액정표시장치는 동일한 화면 크기를 갖는 다른 표시장치에 비하여 무게가 가볍고 부피가 작으며 작은 전력으로 동작하여 최근 널리 보급되고 있다.
통상의 액정표시장치는, 전극이 구비되며 서로 마주보도록 합착되는 두 개의 기판과 상기 기판 사이의 액정층으로 구성된다. 상기 두 개의 기판상의 전극에는 각각 상이한 전압이 인가되어 액정에 전계를 가하게 되며, 이 때 액정 분자들의 배열이 변경되어 액정의 빛에 대한 투과도가 변하게 된다.
상기 두 개의 기판 사이의 액정층의 폭을 셀 갭이라 하는데, 상기 셀 갭은 응답속도, 대비비, 시야각, 휘도 균일성 등 액정표시장치의 전반적인 동작 특성에 영향을 미친다. 만약 셀 갭이 일정하지 않으면 화면 전체에 걸쳐 균일한 영상이 표시되지 못하여 화질 불량을 초래한다. 따라서 기판상의 전 영역에 걸쳐서 균일한 셀 갭이 유지되어야 하며, 이를 위해 통상 두 개의 기판 중 일측에는 복수의 스페이서가 형성된다.
한편, 두 개의 기판을 합착하기 위하여 어느 한 쪽의 기판에는 실패턴이 형성된다. 상기 실패턴은 열경화성 수지를 이용하여 기판의 가장자리를 따라 형성된다. 두 개의 기판은 열에 의해 경화된 실패턴으로 결합되며, 결합 후 상기 실패턴은 스페이서와 함께 셀 갭을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 상기 실패턴의 내부영역은 액정층이 형성되는 셀 영역으로, 액정에 의한 영상이 표시된다.
일반적인 액정표시장치에 있어서, 두 개의 기판 외측으로는 빛을 발생하는 백라이트 등 다양한 부품이 결합된다. 이러한 부품들의 하중으로 인하여 기판에는 외압이 작용하게 되며, 상기 스페이서는 이러한 외압하에서 기판 사이의 일정한 간격이 유지되도록 작용한다. 그런데 셀 영역의 중심부에서는 스페이서만이 기판 사이를 지지하는데 비해, 셀 영역의 가장자리에서는 스페이서외에 실패턴이 기판 사이를 지지하게 된다. 그 결과 셀 영역의 중심부와 가장자리에서 기판을 지지하는 힘이 달라지며, 중심부와 가장자리에서 셀 갭이 차이나게 된다. 즉, 기판이 활처럼 휘게되어 셀 영역의 중심부에서는 가장자리에서 보다 셀 갭이 작아진다. 특히, 위와 같은 셀 갭의 차이는 액정표시장치가 대형 TV 등에 사용되어 셀 영역이 커지는 경우에 더욱 증가되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀 갭이 일정하게 유지되는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 액정표시장치를 제공한다. 본 발명의 액정표시장치는, 셀 영역이 정의된 기판; 복수의 개구부를 가지며 상기 셀 영역의 각 위치에 따라 상이한 두께로 형성되는 차광막 패턴; 상기 차광막 패턴상에 형성되는 복수의 스페이서를 포함한다.
상기 스페이서는 상이한 두께를 갖는 차광막 패턴상에 형성되므로, 스페이서가 동일한 두께로 형성되더라도 스페이서의 상부면 높이는 셀 영역에서의 각 위치에 따라 달라진다. 따라서 기판 사이 간격이 좁게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴이 두껍게 형성되도록 하고, 기판 사이 간격이 넓게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴이 얇게 형성되도록 한다면, 전체적으로 기판 사이의 간격을 균일하게 유지할 수 있다.
상기 셀 영역의 가장자리에는 셀 영역을 정의하는 실패턴이 형성되는데, 상기 실패턴이 형성된 지점에서 기판 사이의 간격이 넓게 형성될 수 있다. 따라서 실패턴이 형성되는 셀 영역의 가장자리에서는 차광막 패턴의 두께를 줄이고, 셀 영역의 중심부에서는 차광막 패턴의 두께를 늘리면, 전체적으로 기판 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.
도 1a을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 상하부로 마주보도록 합착되는 두 개의 기판(10,20)과 그 사이의 액정층(미도시)을 포함한다. 여기서 설명의 편의상 상측의 기판을 상부기판(20) 하측의 기판을 하부기판(10)이라 명명한다. 상기 상부기판(20)과 하부기판(10)은, 어느 한 쪽의 기판(10,20)에 형성된 실패턴(30)에 의해 상호 결합된다. 즉, 일측 기판(10,20)의 가장자리를 따라 실패턴(30)을 형성하고, 두 개의 기판(10,20)을 정렬하여 열압착하면 실패턴(30)을 구성하는 물질이 경화되면서 두 개의 기판(10,20)이 합착될 수 있다.
실패턴(30) 내부의 영역은 액정층이 형성되는 셀 영역으로 액정을 투과한 빛 에 의한 영상이 표시된다. 상기 셀 영역에서 하부기판(10)상에는 매트릭스 형태의 게이트선(GL)과 데이터선(DL)이 행과 열 방향으로 교차한다. 게이트선(GL)과 데이터선(DL)이 교차하여 구분되는 각각의 영역은 화소(P)를 구성한다. 한편 상부기판(20)에는 상기 화소(P)와 대응되게 개구부(21a)를 갖는 차광막 패턴(21)이 형성된다. 또한 차광막 패턴(21)과 중첩되게 스페이서(미도시)가 형성되며, 상기 스페이서는 영역별로 상이한 두께로 형성된다.
도 1b는 도 1a의 A-A' 라인을 따라 취해진 단면도이다.
도 1b를 참조하면, 하부기판(10)에는 게이트 전극(11), 소오스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)을 포함하는 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 박막트랜지스터는 화소전극(16)에 연결된다. 하부기판(10)상에는 이층의 절연막(12,15)이 형성되는데, 하나는 게이트 전극(11)과 소오스 전극(14a)등을 절연시키는 게이트 절연막(12)이며 다른 하나는 박막트랜지스터 등을 보호하는 보호막(15)이다. 한편, 게이트 전극(11)과 소오스 전극(14a)/드레인 전극(14b) 사이에는 비정질 규소 등으로 된 액티브층(13a)과 오믹콘택층(13b)이 형성된다. 상기 액티브층(13a)은 박막트랜지스터의 채널이 형성되며, 상기 오믹콘택층(13b)은 불순물 이온을 포함하며 소오스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)을 따라 분리되게 형성된다.
상부기판(20)상에는 컬러를 나타내기 위한 컬러필터가(22)가 형성되어 차광막 패턴(21)의 개구부(21a)를 채우게 된다. 다만 컬러필터(22)는 상부기판(20)에만 형성될 필요는 없으며, 하부기판(10)상에 형성될 수도 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 컬러필터(22)상에는 컬러필터(22)를 보호하는 오버코트(overcoat)막이 추가 될 수 있다. 상기 컬러필터(22)상에는 전압이 인가되는 공통전극(23)이 형성된다.
상기 박막트랜지스터는 각 화소마다 구비되어 화소전극(16)에 데이터 전압이 인가되도록 동작하고, 이 때 공통전극(23)에도 전압이 인가되어 기판(10,20) 사이에 배열된 액정(51)에 전계가 작용한다. 상기 액정(51)에 의한 액정층(50)의 간격은 스페이서(40)에 의해 유지되며, 도면에서 스페이서(40)는 공통전극(23)상에 차광막 패턴(21)과 중첩되게 형성되어 있다. 스페이서(40)는 기판(10,20) 사이 간격을 유지하기 위한 것이므로 형성되는 위치에 제한은 없다. 그러나 스페이서(40)가 빛의 진행을 차단하고 액정표시장치의 개구율 저하를 초래할 수 있으므로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 빛의 진행이 차단되는 차광막 패턴(21)과 중첩되게 형성됨이 바람직하다. 한편, 상부기판(20) 또는 하부기판(10) 중 어느 하나에는, 가장자리 부분에 기판(10,20)을 결합하는데 사용되는 실패턴(30)이 형성된다. 실패턴(30)은 일정한 강도를 가지며 이로 인하여 기판(10,20)간 간격을 유지하는 역할을 보조할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 작동 원리를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 상부기판의 셀 영역을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 B-B' 라인을 따라 취해진 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상부기판(20)의 셀 영역은 중심부와 가장자리의 주변부 및 중심부와 주변부 사이의 중간부로 구분되며, 이러한 영역 구분은 차광막 패턴(21)의 두께 차이에 따른 것이다. 여기서 두께란 수직 방향의 높이를 의미하는 것으로 사용한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 중심부에서 주변부로 갈수록 차광막 패턴(21)의 두께가 얇아진다(t1>t2>t3). 이와 같이 차광막 패턴(21)의 두께가 영역별로 달라지는 경우, 차광막 패턴(21)상에 형성되는 스페이서(40)의 상부면 높이가 영역별로 달라진다. 즉, 차광막 패턴(21)의 두께에 따라, 중심부에서는 스페이서(40)의 상부면이 상부기판(20)으로부터 높게 위치하고 주변부에서는 스페이서(40)의 상부면이 낮게 위치한다. 이러한 높이차로 인하여 상부기판(20)과 하부기판(10) 사이에 일정한 간격이 유지될 수 있으며, 구체적인 이유는 다음과 같다.
상부기판(20)과 하부기판(점선 표시)의 외측으로는 빛을 발생하는 백라이트 등 다양한 부품이 결합된다. 이러한 부품들의 하중으로 인하여 기판에는 외압이 작용하는데, 앞서 살핀 바와 같이, 이러한 외압에 대해 셀 영역의 가장자리에서는 스페이서(40)외에도 실패턴에 의해 기판 사이가 지지된다. 따라서, 도 3의 화살표로 도시된 바와 같이, 기판에 대한 외압은 셀 영역의 중심부 쪽으로 쏠리게 되어, 기판 사이의 간격은 주변부에서 중심부로 갈수록 좁아지게 된다. 그러나 상기한 기판간격 차이는 본 발명의 높이차를 갖는 스페이서(40)에 의해 상호 보완될 수 있고, 전체적으로 기판 사이의 간격이 균일하게 유지될 수 있다.
상기 차광막 패턴(21)의 높이차를 어는 정도로 할 것인지 및 중심부와 주변부 등의 영역 범위를 어떻게 할 것인지는 각 액정표시장치의 크기 등을 고려하여 결정할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는, 다양한 액정표시장치에 있어서 영역에 따른 셀 갭 분포를 나타낸 그래프이다. 도 4a를 참조하면, 중심을 포함하는 대부분의 제1 영역에서 셀 갭은 4.4 ~ 4.5㎛ 범위이고, 상기 제1 영역 외부의 제2 영역에서 셀 갭은 4.5 ~ 4.6㎛ 범위이다. 또한 셀 영역 가장자리의 제3 영역 제4 영역에서 셀 갭은 각각 4.6 ~ 4.7㎛, 4.7 ~ 4.8㎛ 범위로 나타난다. 이 경우 제3 영역과 제4 영역의 면적이 다른 영역에 비해 작다는 점을 고려하여, 제1 영역과 중첩되게 중심부를 형성하고 제2 영역 내지 제 4영역과 중첩되게 주변부를 형성할 수 있다. 이 때 상기 중심부와 주변부에서 차광막 패턴(21)의 두께차는 대략 0.1 ~ 0.2㎛ 범위에서 결정될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 또 다른 액정표시장치에서는 제1 영역에서 셀 갭은 4.5 ~ 4.55㎛ 범위이고, 제2 영역에서 셀 갭은 4.55 ~ 4.6㎛ 범위이다. 또한 셀 영역 가장자리의 제3 영역 제4 영역에서 셀 갭은 각각 4.6 ~ 4.65㎛, 4.65 ~ 4.7㎛ 범위로 나타난다. 이 경우 제3 영역과 제4 영역이 다른 영역에 비해 상당한 부분의 면적을 차지하므로, 제1 영역과 중첩되게 중심부를 형성하고 제2 영역과 중첩되게 중간부를 형성하며 제3 영역 및제 4영역과 중첩되게 주변부를 형성할 수 있다. 이 때 상기 중심부와 중간부에서 차광막 패턴(21)의 두께차는 대략 0.05㎛ 이하의 범위에서 결정되며, 중간부와 주변에서 차광막 패턴(21)의 두께차는 대략 0.1㎛ 이하의 범위에서 결정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 셀 영역에서 셀 갭은 중심에서 가장자리로 갈수록 증가되는 경향이 있으나, 셀 갭이 달라지는 영역들의 형상이 일률적이 지 않으며 그 패턴이 다소 불규칙적이다. 이러한 점을 감안하면, 차광막 패턴(21)의 두께가 중심에서 가장자리로 갈수록 점진적으로 감소되도록 할 수도 있다.
도 3을 재차 참조하면, 상부기판(20)상에는 차광막 패턴(21)외에도 컬러필터(22)나 공통전극(23) 그리고 스페이서(40) 등이 형성된다. 따라서 차광막 패턴(21)이 아니더라도 컬러필터(22)나 공통전극(23) 또는 스페이서(40)가 영역별로 상이한 두께를 갖도록 할 수도 있을 것이다. 그러나 이하에서 살펴보듯, 상부기판(20)상의 다양한 구성요소 중 본 발명과 같이 차광막 패턴(21)의 두께를 조절하여 셀 갭을 유지하는 것이 가장 효과적이다.
컬러필터(22)는 빛의 삼원색에 해당하는 적색/녹색/청색필터가 번갈아면서 배치된다. 따라서 컬러필터(22)를 이용하여 영역별로 상이한 두께를 갖도록 하려면, 세 가지 컬러에 대해 각각의 공정이 진행되어야 하는 문제가 있다.
공통전극(23)은 전압이 인가되어 액정에 전계를 작용하므로, 공통전극(23)이 두께차를 갖도록 형상이 변경되면 액정에 작용하는 전계에 영향을 미쳐서 액정표시장치의 동작에 영향을 미칠 수 있다.
다음으로 스페이서(40)를 사용하는 경우에 비해, 본 발명과 같이 차광막 패턴(21)을 이용하는 경우 다음과 같은 장점이 있다.
먼저 스페이서(40) 사용에 제약이 없다. 스페이서(40)는 컬럼 타입 또는 비드 타입 등 다양한 종류가 있다. 전자는 마스크를 이용한 노광/현상 등의 방법으로 기둥 형상으로 형성되며, 후자는 인쇄롤을 이용하여 구형의 스페이서를 전사하는 방법으로 형성될 수 있다. 전자의 경우 공정수가 증가하고 그에 따라 제조 비용이 상승하며 또한 스페이서(40)의 탄성이 적어 온도 변화 등에 기인한 액정층의 체적 변화를 수용하기 어렵다. 이러한 컬럼 타입의 단점에도 불구하고, 노광/현상에 의해 컬럼 타입 스페이서(40)를 형성하면 셀 영역의 위치에 따라 스페이서(40)의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 그러나 본 발명에 있어서는, 차광막 패턴(21)의 두께를 조절하여 셀 갭의 불균일을 보정하므로 스페이서(40)는 모두 동일한 두께를 갖도록 형성된다. 따라서 컬럼 타입이나 비드 타입 등의 제약없이 자유로운 사용이 보장된다.
둘째, 셀 갭의 불균일성을 해소하기 위한 정밀한 제어가 가능하다. 차광막 패턴(21)이나 컬럼 타입의 스페이서(40)는 모두 노광 및 현상 공정을 통하여 형성될 수 있다. 하지만 실제 공정에서 스페이서(40)를 대략 0.1㎛ 범위에서 미세한 두께차를 갖도록 형성하는 것은 용이하지 않다. 이는 차광막 패턴(21)과 스페이서(40)를 구성하는 물질의 성분 차이에서 비롯된다. 또한 차광막 패턴(21) 형성시 각 개구부가 화소에 대응될 수 있도록 정밀한 노광 장비를 사용하기 때문에, 각 영역별로 차광막 패턴(21)이 상이한 두께를 갖도록 패터닝하기가 용이하다.
이하에서는 상기한 액정표시장치의 제조방법을 살펴본다. 다음에 설명하는 방법은 본 발명을 제조하는 일 방법일 뿐, 본 발명의 액정표시장치는 반드시 하기의 방법으로만 제조되는 것은 아니다. 하기의 방법에서는, 슬릿 마스크를 이용하여 두께차를 갖는 차광막 패턴을 형성하는 과정을 설명하였다.
도 5a 내지 도 5d는, 도 3에 도시된 액정표시장치를 제조하기 위한 방법을 설명하는 단면도들이다. 상기 도면에서는, 상부기판과 하부기판 중 상부기판의 제조방법을 도시하였으며, 하부기판은 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 이하 '기판'은 앞서 언급된 '상부기판'을 의미한다.
도 5a를 참조하면, 기판(20)상에 차광막(21')을 형성한다. 기판(20)으로는 유리나 플라스틱 등의 투명한 절연기판을 사용한다. 상기 차광막(21')으로는 크롬(Cr)등의 금속이나 카본(carbon)계통의 유기재료가 주로 사용된다. 전자의 경우 스퍼터링 등의 방법으로 상부기판(20)상에 금속막을 증착하며, 후자의 경우 흑색의 포토레지스트를 상부기판(20)상에 도포한다.
포토레지스트로 차광막(21')이 형성된 후, 기판(20)을 마스크(60)를 통과한 빛에 노광한다. 이 때 상기 마스크(60)는 슬릿의 간격을 조절하여 영역별로 빛에 대한 투과량이 달라지도록 설계된 슬릿 마스크(60)를 사용한다. 가령 상기 차광막(21')이 빛에 노출된 부분이 제거되는 포지티브 포토레지스트로 형성된 경우, 상기 슬릿 마스크(60)는 차광막(21')이 제거되는 영역으로는 빛이 전부 투과하도록 설계된다. 또한 차광막(21')이 잔류하는 영역으로는 차광막 패턴(21)의 두께에 따라 두께가 얇을수록 슬릿의 간격을 넓게 하여 많은 양의 빛이 투과되도록 설계된다.
도 5b를 참조하면, 노광된 기판(20)에 현상을 진행한다. 이 때 빛에 노출된 부분이 제거되어 차광막 패턴(21)이 형성되며, 차광막 패턴(21)은 빛의 노출양에 따라 영역별로 상이한 두께를 갖게 된다.
도 5c를 참조하면, 상기 차광막 패턴(21)상에 컬러필터(22)를 형성한다. 컬러필터(22)는 일정한 순서에 따라 적색/청색/녹색 필터가 서로 번갈아가면서 나란 하게 배치되도록 형성한다. 컬러필터(22)는 차광막 패턴(21)과 마찬가지로 상부기판(20)상에 안료가 포함된 컬러 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상을 거쳐서 형성될 수 있다. 이어서 컬러필터(22)상에 투명도전막을 증착하여 공통전극(23)을 형성한다. 상기 투명도전막은 산화아연인듐이나 산화주석인듐 등을 이용한 화학기상증착 방법으로 형성될 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 공통전극(23)상에 스페이서(40)를 형성한다. 스페이서(40)는 컬럼 타입이나 비드 타입 등 다양한 형태가 가능하다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 컬럼 타입의 스페이서(40)는 빛에 반응하는 물질이 포함된 유기막을 패터닝하여 모두 동일한 두께를 갖도록 형성한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치에 의하면 외부의 압력에 따라 기판 사이의 간격이 좁게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴을 두껍게 형성하고 기판 사이의 간격이 넓게 형성되는 영역에서는 차광막 패턴을 얇게 형성하여, 전 영역에 걸쳐 기판 사이의 간격이 균일하게 유지될 수 있다.

Claims (5)

  1. 셀 영역이 정의된 기판;
    복수의 개구부를 가지며 상기 셀 영역의 각 위치에 따라 상이한 두께로 형성되는 차광막 패턴;
    상기 차광막 패턴상에 형성되는 복수의 스페이서를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차광막 패턴의 두께는 상기 셀 영역의 중심부에서가 가장자리에서 보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 셀 영역의 중심부와 가장자리 사이의 영역에서, 상기 차광막 패턴의 두께는 상기 중심부에서 보다는 작고 상기 가장자리에서 보다는 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 차광막 패턴의 두께는 상기 셀 영역의 중심부에서 가장자리 방향으로 점점 작아지도록 된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막 패턴간의 두께 차이는 0.01 ~ 0.4 ㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1020050088315A 2005-09-22 2005-09-22 액정표시장치 KR20070033788A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050088315A KR20070033788A (ko) 2005-09-22 2005-09-22 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050088315A KR20070033788A (ko) 2005-09-22 2005-09-22 액정표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070033788A true KR20070033788A (ko) 2007-03-27

Family

ID=49290873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050088315A KR20070033788A (ko) 2005-09-22 2005-09-22 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070033788A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7483113B2 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
US9977280B2 (en) COT type liquid crystal display device
US7542120B2 (en) Vertical alignment active matrix liquid crystal display device having particular transparent step films
US7796232B2 (en) Display panel and method of manufacturing the same
US7518696B2 (en) Liquid crystal display panel and method of fabricating the same having particular spacers
US7961288B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
US20060066791A1 (en) Vertical alignment active matrix liquid crystal display device
JP4235576B2 (ja) カラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置
KR20140017401A (ko) 컬러필터 기판과 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 컬러필터 기판 제조 방법
US7646465B2 (en) Liquid crystal display and method of fabricating the same
KR101980773B1 (ko) 컬러필터를 가지는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
JP2005309239A (ja) 液晶表示装置
KR20070038344A (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
US8031322B2 (en) Method of fabricating liquid crystal display device
US7586579B2 (en) Liquid crystal display device and methods of manufacturing the same
US11073734B2 (en) Array substrate and method of manufacturing the same, display panel and display device
JP2017187530A (ja) 液晶表示装置
JP4876470B2 (ja) 表示素子
US7405778B2 (en) Liquid crystal display and fabrication method thereof
WO2008044364A1 (fr) Affichage à cristaux liquides
US20080149933A1 (en) Display panel
KR20070035270A (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20070033788A (ko) 액정표시장치
JP2010169888A (ja) 表示パネル
KR20060133766A (ko) 액정표시장치용 기판의 블랙매트릭스 및 그 형성 방법그리고 이를 이용한 액정표시장치용 기판 및 그 형성 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination