KR20070118886A - Liquid crystal display device and the fabrication method thereof - Google Patents

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KR20070118886A
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김민주
김정현
이명호
김삼열
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

An LCD(Liquid Crystal Display) and a fabrication method thereof are provided to form a black matrix and a spacer in a process by using a combined black matrix and old black spacer in a COT(Color Filter On Transistor) structure, thereby simplifying the process, reducing the necessary time, and improving yield. An LCD includes a first substrate, a second substrate, and an old black spacer(212). The second substrate is opposite to the first substrate. The old black spacer includes a black matrix formed between the first substrate and the second substrate. The old black spacer is formed in an inkjet type. A jet solution is black ink composed of a solvent and the old black spacer. The solvent of the black ink is a volatile substance.

Description

액정표시소자 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}Liquid crystal display device and its manufacturing method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 나타낸 평면도.1 is a plan view schematically showing some pixels of a conventional liquid crystal display device.

도 2는 도 1의 I-I'에 따른 단면을 개략적으로 나타낸 단면도.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1; FIG.

도 3은 종래의 COT 구조의 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a liquid crystal display device having a conventional COT structure.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 블랙매트릭스 겸용 구형스페이서를 장착한 일부 화소를 개략적으로 나타낸 평면도.4 is a plan view schematically showing some pixels equipped with a black matrix combined spherical spacer according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 II-II'에 따른 단면을 개략적으로 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view schematically showing a cross section according to II-II 'of FIG.

도 6a 내지 6c는 잉크젯으로 블랙매트릭스 겸용 구형스페이서를 장착하는 것을 개략적으로 그린 단면도.6a to 6c are schematic cross-sectional views of mounting a black matrix combined spherical spacer with an inkjet.

도 7a 내지 7c는 본 발명의 일 실시예에 의한 제조방법을 나타낸 단면도.7a to 7c are cross-sectional views showing a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

102 : 게이트 전극 103 : 소스 전극102 gate electrode 103 source electrode

104 : 드레인 전극 107 : 데이터라인104: drain electrode 107: data line

108 : 게이트라인 109 : 컬러필터층108: gate line 109: color filter layer

111 : 블랙매트릭스 112 : 컬럼스페이서111: black matrix 112: column spacer

202 : 게이트 전극 203 : 소스 전극202: gate electrode 203: source electrode

204 : 드레인 전극 207 : 데이터라인204: drain electrode 207: data line

208 : 게이트라인 209 : 컬러필터층208: gate line 209: color filter layer

212 : 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서212: old black spacer combined with black matrix

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 구비한 컬러필터 온 트랜지스터(COT:Color Filter On Transister) 구조의 액정표시소자와 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a color filter on transistor (COT) structure having a spherical black spacer combined with a black matrix, and a manufacturing method thereof.

근래 정보 통신 분야의 급속한 발전으로 각종 정보를 표시해 주는 디스플레이 장치의 중요도가 갈수록 높아지고 있는 가운데, 기존의 표시 장치 중의 하나인 음극선관(Cathode Ray Tube)로는 일정한 한계가 있어 최신의 추세인 경량화, 박형화에 부응할 수 없었다. 이에 따라, 액정표시소자(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescence Display) 등과 같은 평판표시소자가 개발되어 기대에 부응하고 있으며 이에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, the importance of the display device for displaying various information is increasing with the rapid development of the information and communication field, and the cathode ray tube, which is one of the existing display devices, has certain limitations. I could not meet. Accordingly, flat panel display devices such as liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP) and electro luminescence display (ELD) have been developed to meet expectations. It is actively underway.

이러한 표시 장치 중 액정표시소자는 경량화, 박형화, 저전력 등의 장점을 가진 표시 장치로서, 노트북 컴퓨터 등의 디스플레이 장치뿐만 아니라 데스크탑 컴퓨터 및 대형 TV 등에 적용되어 광범위하게 사용되고 있으며 이에 대한 수요는 계 속하여 증가하고 있는 추세이다.Among such display devices, liquid crystal display devices are display devices having advantages such as light weight, thinness, and low power, and are widely applied to not only display devices such as notebook computers, but also desktop computers and large TVs. There is a trend.

도 1은 종래의 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이고 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조해 설명하면, 종래의 액정표시소자는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT ; 106)가 장착된 제1기판(101)과 제1기판에 대향하는 컬러필터(109a)가 장착된 제2기판(121)이 일정한 간격을 두고 합착되며 상기 제1기판(101)과 제2기판(121)이 합착된 공간에는 액정이 주입되어 액정층(122)이 형성된다. 1 is a plan view schematically illustrating some pixels of a conventional liquid crystal display and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1. Referring to FIGS. 1 and 2, a conventional liquid crystal display device includes a first substrate 101 on which a thin film transistor (TFT) 106 is mounted and a color filter 109a opposing the first substrate. The mounted second substrate 121 is bonded at regular intervals, and a liquid crystal is injected into a space where the first substrate 101 and the second substrate 121 are joined to form a liquid crystal layer 122.

상기 제1기판(101)에는 복수의 게이트라인(108) 및 데이터라인(107)이 실질적으로 수직으로 교차하여 복수의 영역을 형성하며, 상기 제1기판(101) 상의 화소내에는 박막트랜지스터(106), 화소전극(108) 및 배향막(미도시)이 형성되며, 제2기판(121) 상에는 블랙매트릭스(111), 컬러필터(109a), 공통전극(113) 및 배향막(미도시)이 형성된다. 좀더 자세하게 설명하면 박막트랜지스터(106)는 게이트라인(108)에서 돌출되어 외부로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(102)과, 상기 게이트전극(102) 위에 형성된 게이트절연막(105)과, 상기 게이트전극(102) 위에 형성되어 화상신호가 입력됨에 따라 활성화되어 액티브층을 형성하는 반도체층(105)과, 상기 데이터라인(107)에서 돌출되어 반도체층 위에 형성되어 데이터라인(107)을 통해 입력되는 화상신호를 화소에 인가하는 소스전극(103) 및 드레인전극(104)으로 구성된다. 상기 반도체층(105)과 소스전극(103) 및 드레인전극(104) 사이에는 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(105a)이 형성되며, 상기 드레인전극 포함한다. 또한, 상기 제1기판(101)에는 보호층이 형성되어 있으며, 그 위에 화소전극(108)이 형성 된다. 이때, 상기 화소전극(108)은 상기 보호층(115)에 형성된 컨택홀(126)을 통해 드레인전극(104)과 접속된다.A plurality of gate lines 108 and data lines 107 intersect substantially vertically on the first substrate 101 to form a plurality of regions, and a thin film transistor 106 is formed in the pixel on the first substrate 101. ), A pixel electrode 108 and an alignment layer (not shown) are formed, and a black matrix 111, a color filter 109a, a common electrode 113, and an alignment layer (not shown) are formed on the second substrate 121. . In more detail, the thin film transistor 106 may protrude from the gate line 108 to receive a scan signal from the outside, a gate insulating film 105 formed on the gate electrode 102, and the gate electrode. A semiconductor layer 105 formed on the 102 and activated as an image signal is input to form an active layer; and an image protruding from the data line 107 to be formed on the semiconductor layer and input through the data line 107. It consists of a source electrode 103 and a drain electrode 104 for applying a signal to the pixel. An ohmic contact layer 105a for ohmic contact is formed between the semiconductor layer 105, the source electrode 103, and the drain electrode 104, and includes the drain electrode. In addition, a protective layer is formed on the first substrate 101, and a pixel electrode 108 is formed thereon. In this case, the pixel electrode 108 is connected to the drain electrode 104 through the contact hole 126 formed in the protective layer 115.

이러한 박막트랜지스터는 게이트라인(108)을 통해 게이트전극(102)에 주사신호가 인가되면 상기 게이트전극(102) 하부의 반도체층(105)이 활성화되어 채널영역이 형성되며, 상기 채널영역을 통해 데이터라인(107)으로부터 입력되는 화상신호가 소스전극(103) 및 드레인전극(104)을 통해 화소전극(108)에 공급한다. In the thin film transistor, when a scan signal is applied to the gate electrode 102 through the gate line 108, the semiconductor layer 105 under the gate electrode 102 is activated to form a channel region, and data is transmitted through the channel region. The image signal input from the line 107 is supplied to the pixel electrode 108 through the source electrode 103 and the drain electrode 104.

상기 제1기판(101) 및 제2기판(121) 사이에는 액정이 주입되어 액정층(122)이 형성되고 제1기판(101)과 제2기판(121) 사이의 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(112a)가 구비된다.Liquid crystal is injected between the first substrate 101 and the second substrate 121 to form a liquid crystal layer 122, and a cell gap between the first substrate 101 and the second substrate 121 is fixed. Spacer 112a is provided to keep it.

상기한 바와 같이, 박막트랜지스터를 통해 전압이 화소전극(108)에 인가되면, 상기 화소전극(108)과 공통전극(113) 사이에 전계가 형성되어 상기 전계방향으로 액정이 액정이 회전하게 되며, 이러한 광투과량의 조절에 의해 원하는 화상을 형성할 수 있게 되는 것이다.As described above, when a voltage is applied to the pixel electrode 108 through the thin film transistor, an electric field is formed between the pixel electrode 108 and the common electrode 113 so that the liquid crystal rotates in the electric field direction. By adjusting the light transmittance, a desired image can be formed.

그러나, 상기와 같은 구조의 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 있다. However, the liquid crystal display device having the above structure has the following problems.

박막트랜지스터와 같은 어레이가 형성된 제1기판(101) 및 컬러필터가 형성된 제2기판(121)에 각각 박막트랜지스터 공정 및 컬러필터공정을 거친 후 합착공정에서 합착된다. 상기 제1기판(101)의 어레이와 제2기판(121)의 컬러필터 및 블랙매트릭스는 서로 대응하여 화상을 표시하기 때문에, 액정표시소자를 제작했을 때 서로 대응하는 위치에 정확하게 배치되어야만 한다. 이를 위해서는 어레이와 컬러필터 및 블랙매트릭스를 원하는 위치에 정확하게 형성하는 것도 중요하지만, 제1기 판(101)과 제2기판(121)의 합착할 때 정밀하게 합착되어야만 한다.After a thin film transistor process and a color filter process, respectively, are bonded to the first substrate 101 on which the array such as the thin film transistor is formed and the second substrate 121 on which the color filter is formed. Since the array of the first substrate 101 and the color filter and the black matrix of the second substrate 121 display images in correspondence with each other, the arrays of the first substrate 101 and the color matrix of the second substrate 121 must be accurately disposed at positions corresponding to each other when a liquid crystal display device is manufactured. For this purpose, it is important to form the array, the color filter, and the black matrix accurately at a desired position, but they must be precisely bonded when the first substrate 101 and the second substrate 121 are bonded together.

제1기판(101)과 제2기판(121)을 정확하게 합착하지 않을 경우 화상비표영역에 배치되어 광을 차단하는 블랙매트릭스가 화상표시영역으로 어긋나게 위치하게 되어 빛샘현상이 발생하게 된다.If the first substrate 101 and the second substrate 121 are not correctly bonded together, the black matrix disposed in the image non-marking area and blocking the light may be shifted to the image display area to cause light leakage.

그런데, 합착하는 경우 두 기판을 정밀하게 합착하기란 대단히 어렵다. 따라서, 제2기판에 블랙매트릭스와 컬러필터를 형성할 때 합착마진을 고려하여 블랙매트릭스와 컬러필터를 설정된 크기 보다 크게 제작해야만 한다. 그러나, 이 경우 증가된 블랙매트릭스의 크기에 의해 개구율이 저하되는 문제가 있었다. 이러한 문제는 특히 액정표시소자의 면적이 증가함에 따라 더욱 심해지고 있는 실정이다.However, in the case of bonding, it is very difficult to accurately bond the two substrates. Therefore, when forming the black matrix and the color filter on the second substrate, the black matrix and the color filter should be made larger than the set size in consideration of the bonding margin. However, in this case, there is a problem that the opening ratio is lowered due to the increased size of the black matrix. This problem is particularly aggravated as the area of the liquid crystal display device increases.

이러한 문제를 해결하기 위해, 근래 컬러필터층을 제1기판에 형성하는 컬러필터 온 트랜지스터(COT:Color Filter On Transister) 구조의 액정표시소가 제안되고 있는데, 이러한 COT 구조의 액정표시소자를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In order to solve this problem, recently, a liquid crystal display having a color filter on transistor (COT) structure in which a color filter layer is formed on a first substrate has been proposed. The description is as follows.

도 3은 종래의 COT 구조의 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a liquid crystal display device having a conventional COT structure.

도 3에 도시된 바와 같이, COT 구조의 액정표시소자는 컬러필터층(109b)이 제1기판 상에 형성되는 데 특징이 있다. COT 구조의 액정표시소자는 제1기판(101)과 이와 대향하는 제2기판(121)으로 구분되며, 제1기판(101)은 박막트랜지스터(106)와 단위 화소마다 형성되는 컬러필터(109b)층을 구비하는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 3, the liquid crystal display of the COT structure is characterized in that the color filter layer 109b is formed on the first substrate. The liquid crystal display of the COT structure is divided into a first substrate 101 and a second substrate 121 facing each other, and the first substrate 101 is a thin film transistor 106 and a color filter 109b formed for each unit pixel. And a layer.

COT 구조는 일반적인 종래의 액정표시장치의 제1기판과 유사하게 제1기판(101)상에 박막트랜지스터(106)가 격자 형태로 배열된다. 또한 상기 제1기판(101)에는 게이트라인(108) 데이터라인(107)이 서로 수직하게 교차면서 단위화소를 정의하며 단위화소의 일측에 상기 박막트랜지스터가 형성된다. 제1기판(101) 상에는 박막트랜지스터(106)가 형성되고 박막트랜지스터(106)의 상부에 컬러필터(109b)를 구비하며, 상기 컬러필터(109b)의 상부에 화소전극(108)이 형성된다. 제2기판(121) 상에는 블랙매트릭스(111)와 공통전극(113)으로 구성된다.In the COT structure, the thin film transistor 106 is arranged in a lattice form on the first substrate 101 similarly to the first substrate of a conventional liquid crystal display. In addition, the first substrate 101 defines a unit pixel while the gate line 108 and the data line 107 vertically cross each other, and the thin film transistor is formed on one side of the unit pixel. The thin film transistor 106 is formed on the first substrate 101, the color filter 109b is disposed on the thin film transistor 106, and the pixel electrode 108 is formed on the color filter 109b. The black substrate 111 and the common electrode 113 are formed on the second substrate 121.

상기 제1기판(101)에는 기존의 일반적인 액정표시소자의 구조와 비슷하게 복수의 게이트라인(108) 및 데이터라인(107)이 실질적으로 수직으로 교차하여 복수의 영역을 형성하며, 상기 제1기판(101) 상의 화소내에는 박막트랜지스터(106), 화소전극(108) 및 배향막(미도시)이 형성된다. 다만 COT 구조의 액정표시소자에서는 제1기판(101) 상에는 컬러필터(109b)가 형성되는 데 그 특징이 있다.Similar to the structure of a conventional liquid crystal display device, the plurality of gate lines 108 and the data lines 107 cross substantially vertically on the first substrate 101 to form a plurality of regions, and the first substrate ( The thin film transistor 106, the pixel electrode 108, and an alignment film (not shown) are formed in the pixel on the 101. However, in the liquid crystal display of the COT structure, the color filter 109b is formed on the first substrate 101.

좀더 자세하게 설명하면 박막트랜지스터(106)는 게이트라인(108)에서 돌출되어 외부로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(102)과, 상기 게이트전극(102) 위에 형성된 게이트절연막(105)과, 상기 게이트전극(102) 위에 형성되어 화상신호가 입력됨에 따라 활성화되어 액티브층을 형성하는 반도체층(105)과, 상기 데이터라인(107)에서 돌출되어 반도체층 위에 형성되어 데이터라인(107)을 통해 입력되는 화상신호를 화소에 인가하는 소스전극(103) 및 드레인전극(104)으로 구성된다. 상기 반도체층(105)과 소스전극(103) 및 드레인전극(104) 사이에는 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(105a)이 형성되며, 상기 드레인전극 포함한다. 또한, 상기 제1기판(101)에는 보호층이 형성되어 있으며, 그 위에 화소전극(108)이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(108)은 상기 보호층(115)에 형성된 컨택홀(126)을 통해 드레인전극(104)과 접속된다. In more detail, the thin film transistor 106 may protrude from the gate line 108 to receive a scan signal from the outside, a gate insulating film 105 formed on the gate electrode 102, and the gate electrode. A semiconductor layer 105 formed on the 102 and activated as an image signal is input to form an active layer; and an image protruding from the data line 107 to be formed on the semiconductor layer and input through the data line 107. It consists of a source electrode 103 and a drain electrode 104 for applying a signal to the pixel. An ohmic contact layer 105a for ohmic contact is formed between the semiconductor layer 105, the source electrode 103, and the drain electrode 104, and includes the drain electrode. In addition, a protective layer is formed on the first substrate 101, and a pixel electrode 108 is formed thereon. In this case, the pixel electrode 108 is connected to the drain electrode 104 through the contact hole 126 formed in the protective layer 115.

이러한 박막트랜지스터는 게이트라인(108)을 통해 게이트전극(102)에 주사신호가 인가되면 상기 게이트전극(102) 하부의 반도체층(105)이 활성화되어 채널영역이 형성되며, 상기 채널영역을 통해 데이터라인(107)으로부터 입력되는 화상신호가 소스전극(103) 및 드레인전극(104)을 통해 화소전극(108)에 공급한다. In the thin film transistor, when a scan signal is applied to the gate electrode 102 through the gate line 108, the semiconductor layer 105 under the gate electrode 102 is activated to form a channel region, and data is transmitted through the channel region. The image signal input from the line 107 is supplied to the pixel electrode 108 through the source electrode 103 and the drain electrode 104.

이에 상응하는 제2기판(121)에는 공통전극(113)과 블랙매트릭스(111)가 형성되는데, 상기 블랙매트릭스(111)는 게이트라인 및 데이터라인 주위의 반전도메인 영역을 통과하는 불필요한 광을 차단하기 위하여 그에 상응하는 제2기판의 위치에 격자형으로 배열되게 된다. The second substrate 121 corresponding to the common electrode 113 and the black matrix 111 are formed, and the black matrix 111 blocks unnecessary light passing through the inverted domain areas around the gate line and the data line. In order to be arranged in a grid form at the position of the corresponding second substrate.

제1기판과 제2기판의 사이에는 액정층이 존재하는데 액정층에는 두 기판사이의 간격을 조절하기 위한 스페이서가 구비된다. 도시한 바와 같이 종래의 발명에서는 두 기판 사이의 일정한 간격의 확보를 위해 컬럼스페이서(112)를 장착하였다. 이때 컬럼스페이서를 원하는 위치에 형성하기 위해서는 포토리소그래피를 이용해 패턴화시키는 경우가 많았다. There is a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal layer is provided with a spacer for adjusting the distance between the two substrates. As shown, in the conventional invention, the column spacer 112 is mounted to secure a constant gap between two substrates. At this time, in order to form a column spacer in a desired position, it was often patterned using photolithography.

그런데 이상적인 COT 구조는 컬러필터층과 블랙매트릭스를 동시에 제1기판에 형성하는 것이 원칙이나, 실제 적용시에는 동일 기판에 형성이 어려웠다. 즉, 이미 박막트랜지스터가 형성된 기판에 포토리소그래피 등의 방법으로 컬러필터를 형성하 고 그 상부에 또 다시 컬럼스페이서를 형성하기 위한 포토리소그래피 등의 방법으로 노광이나 스트립 등 여러 공정을 진행하면 형성된 박막트랜지스터에 불량을 야기할 수 있기 때문이다. 또한 공정의 과정 또한 매우 복잡하기 때문에 경제적 시간적 비효율의 측면이 컸다. 따라서 블랙매트릭스를 제1기판에 형성하는 것이 아니라 제2기판에 형성하게 되는 경우가 많았다. 블랙매트릭스를 제1기판의 컬러필터 상부에 형성하는 것이 아니라 제2기판에 형성하게 되면 제1기판과 제2기판의 합착이 정밀하지 못하기 때문에 빛샘이 여전히 발생하게 된다. However, the ideal COT structure is to form the color filter layer and the black matrix on the first substrate at the same time, but it is difficult to form on the same substrate in actual application. That is, a thin film transistor is formed when a color filter is formed on a substrate on which a thin film transistor is already formed by photolithography or the like and photolithography for forming a column spacer thereon. This is because it may cause a defect. In addition, the process of the process is also very complicated, the economic and time inefficiency was large. Therefore, the black matrix is often formed on the second substrate rather than on the first substrate. If the black matrix is not formed on the color filter of the first substrate but formed on the second substrate, light leakage still occurs because the bonding between the first substrate and the second substrate is not precise.

따라서, 도 3에서 도시한 바와 같이 컬러필터(109)와 컬럼스페이서(112)는 제1기판(101)에, 블랙매트릭스(111)는 제2기판(121)에 형성하는 것이 일반적이었고, 블랙매트릭스를 형성할 때 미스얼라인(misalign) 부분을 추가로 가려줘야 하므로 합착마진이 발생하게 되었다. 또한 COT 구조에서의 액정표시소자는 블랙매트릭스(111)를 형성하는 단계와 컬럼스페이서(112)를 형성하는 단계를 각각 따로 진행하여야 하므로, 이에 따른 공정의 복잡화, 비용의 증가 등이 문제가 되었다. Accordingly, as shown in FIG. 3, the color filter 109 and the column spacer 112 are generally formed on the first substrate 101 and the black matrix 111 is formed on the second substrate 121. When forming the, it is necessary to cover the misalignment part additionally, resulting in a margin of coalescence. In addition, in the liquid crystal display device in the COT structure, the step of forming the black matrix 111 and the step of forming the column spacer 112 are to be performed separately, thereby increasing the complexity of the process and increasing the cost.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 블랙매트릭스를 형성하여야 할 위치에 블랙매트릭스를 겸하는 구형의 블랙스페이서를 형성함으로써, 블랙매트릭스와 스페이서를 따로 구성하는 공정상의 단계를 단축하여, 공정을 단순화하고 비용의 절감이 가능하며 개구율과 휘도가 향상된 액정표시소자를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by forming a spherical black spacer that also serves as a black matrix at the position where the black matrix should be formed, to simplify the process by shortening the process step of configuring the black matrix and the spacer separately, It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of reducing cost and improving aperture ratio and luminance.

본 발명은 박막트랜지스터와 컬러필터가 구비된 제1기판과 상기 제1기판에 대향하는 제2기판 및 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 블랙매트릭스를 겸하는 구형블랙스페이서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a first substrate having a thin film transistor and a color filter, a second substrate facing the first substrate, and a spherical black spacer having a black matrix formed between the first substrate and the second substrate. do.

상기한 구형블랙스페이서는 잉크젯 방식으로 형성된 것을 특징으로 하며 상기 잉크젯 방식에서 분사 용액은 용매와 구형블랙스페이서로 구성된 것을 특징으로 한다. 이때 용매는 휘발성 물질이 바람직하다.The spherical black spacer is characterized in that formed in the inkjet method, the spraying solution in the inkjet method is characterized in that consisting of a solvent and a spherical black spacer. At this time, the solvent is preferably a volatile material.

본 발명을 실시함에 있어 상기 구형블랙스페이서는 박막트랜지스터 위에 형성이 가능하며 직경이 직경이 2㎛ 내지 10㎛인 것이 바람직하다.In the practice of the present invention, the spherical black spacer may be formed on the thin film transistor, and the diameter is preferably 2 μm to 10 μm in diameter.

이러한 상기 구형블랙스페이서를 이용하여 액정표시소자를 제조할 수 있으며 제1기판을 준비하는 단계와 상기한 제1기판에 대향하는 제2기판을 준비하는 단계 및 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A liquid crystal display device may be manufactured using the spherical black spacer, and preparing a first substrate, preparing a second substrate facing the first substrate, and preparing the first substrate and the second substrate. And forming a black matrix double spherical black spacer therebetween.

이때 상기 구형블랙스페이서를 형성하는 단계는 잉크젯 방식으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 잉크젯 방식은 분사 노즐을 통하여 용매와 구형블랙스페이서를 포함하는 용액을 분사하는 단계와 상기 용매를 제거시키는 단계로 구성된다. 상기한 용매를 제거하는 단계에서는 휘발성 용매를 제거하는 단계를 포함하는데 건조 등 여러 가지 방법으로 상기 용매의 제거가 가능하다.At this time, the step of forming the spherical black spacer is preferably formed by an inkjet method. The inkjet method includes spraying a solution including a solvent and a spherical black spacer through a spray nozzle, and removing the solvent. Removing the solvent includes removing the volatile solvent, and the solvent may be removed by various methods such as drying.

본 발명의 실시예는 COT 구조의 액정표시소자를 제조할 때 적용이 가능하므로 상기 제1기판을 준비하는 단계는 상기 제1기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Since an embodiment of the present invention can be applied when manufacturing a liquid crystal display device having a COT structure, preparing the first substrate includes forming a thin film transistor on the first substrate and forming a color filter layer. It is desirable to.

발명에 따른 액정표시소자를 도면을 참조하여 설명해 본다.A liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4은 본 발명의 실시에 따른 액정 표시 장치의 일부 화소를 도시한 평면도이다. 본 도면에서는 발명을 설명하기 위해 구형블랙매트릭스의 크기를 편의상 크게 도시하였다. 실제 구형블랙매트릭스는 도시한 것과 다를 수 있으며 필요에 따라 크기를 조절할 수 있을 것이다. 4 is a plan view illustrating some pixels of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. In the drawings, the size of the spherical black matrix is large for convenience of explanation. Actual spherical black matrices may differ from those shown and may be scaled as needed.

본 발명에 의한 액정표시소자는 제1기판과 상기 제1기판에 대향하는 제2기판 및 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성된 블랙매트릭스를 겸하는 구형블랙스페이서(212)를 포함한다. 상기 제1기판 상에는 도시한 바와 같이 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트라인(208) 및 데이터라인(207)과; 박막트랜지스터(206)와 컬러필터(209)층; 및 화소 전극(210)을 포함한다. 박막트랜지스터(206)는 상기 게이트라인(208)과 연결되는 게이트 전극(202)과; 상기 데이터라인(207)과 연결되는 소스 전극(203) 및 드레인 전극(204)과; 액티브 층(205)로 구성되어 있다.The liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate and a second substrate facing the first substrate, and a spherical black spacer 212 that also serves as a black matrix formed between the first substrate and the second substrate. A gate line 208 and a data line 207 on the first substrate to vertically intersect the pixel region as shown in the figure; A thin film transistor 206 and a color filter 209 layer; And a pixel electrode 210. The thin film transistor 206 may include a gate electrode 202 connected to the gate line 208; A source electrode 203 and a drain electrode 204 connected to the data line 207; It consists of an active layer 205.

본 발명에 따르면 상기 스페이서(212)는 블랙매트릭스로서도 작용하는 것에 그 특징이 있으며, 박막트랜지스터(206) 위에 상기 스페이서(212)가 장착된다. 따라서 상기 스페이서(212)는 박막트랜지스터(206), 게이트라인(208) 및 데이터라인(207) 상에 형성이 가능하다. 박막트랜지스터와 게이트라인 및 데이터라인 상에 전압이 인가되는 경우 액정의 배향이 상기 전압에 의해 다르게 되는 경우가 있어 빛샘의 우려가 있기 때문에 이러한 위치에도 상기 스페이서(212)를 형성하는 것이 바람직하다. 덧붙여, COT 구조의 액정표시소자에서는 게이트라인(208)과 데이터라인(207)은 불투명한 전도성 물질로 형성하는 경우에는 게이트라인(208)과 데이터라인(207) 자체가 빛을 통과시키지 않기 때문에 블랙매트릭스의 역할을 하므로 박막트랜지스터 상에만 상기 스페이서(212)를 형성할 수 있다. 이때는 게이트라인(208)과 데이터라인(207) 상에는 상기 스페이서(212)를 형성할 필요는 없을 것이다. According to the present invention, the spacer 212 also functions as a black matrix, and the spacer 212 is mounted on the thin film transistor 206. Accordingly, the spacer 212 may be formed on the thin film transistor 206, the gate line 208, and the data line 207. When a voltage is applied to the thin film transistor, the gate line, and the data line, the alignment of the liquid crystal may be different depending on the voltage, and thus there is a risk of light leakage. Therefore, the spacer 212 may be formed at such a position. In addition, in the liquid crystal display of the COT structure, when the gate line 208 and the data line 207 are formed of an opaque conductive material, the gate line 208 and the data line 207 do not pass light. Since the matrix serves as a matrix, the spacer 212 may be formed only on the thin film transistor. In this case, the spacer 212 may not be formed on the gate line 208 and the data line 207.

도 5는 제1기판과 제2기판을 합착한 후 도 4의 II-II'을 따라 절단한 단면을 나타낸 단면도이다. 도시한 바와 같이 제1기판(201)과 제2기판(221) 사이에 액정이 주입될 공간(222)이 필요하고 그 공간을 확보하기 위한 스페이서가 필요한데, 이 위치에 본 발명에 의한 구형블랙스페이서(212)가 형성될 수 있다. 상기 스페이서는 블랙매트릭스로서 작용하므로 기존 발명의 블랙매트릭스가 존재하는 박막트랜지스터(206) 상에 대응하여 위치한다. 즉, 본 발명에서의 상기 스페이서는 구형 스페이서로서 기존의 구형 스페이서와 같이 두 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 하며, 블랙의 스페이서를 사용함으로써 블랙매트릭스의 역할 또한 할 수 있는 데 특징이 있다. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along II-II ′ of FIG. 4 after bonding the first substrate and the second substrate. As shown in the drawing, a space 222 for injecting liquid crystal is required between the first substrate 201 and the second substrate 221 and a spacer for securing the space is required. In this position, the spherical black spacer according to the present invention is required. 212 may be formed. Since the spacer acts as a black matrix, the spacer is correspondingly positioned on the thin film transistor 206 in which the black matrix of the present invention exists. That is, the spacer in the present invention serves to maintain a constant gap between the two substrates as a spherical spacer as a conventional spherical spacer, it is also characterized in that it can also play the role of a black matrix by using a black spacer. .

스페이서가 본 발명과 같이 블랙매트릭스로서도 기능하기 위해서는 특정한 위치, 즉 본 발명에서는 박막트랜지스터(206)의 위에 장착이 가능해야만 한다. 기존 발명에서 포토리소그래피로 특정한 위치에 컬럼스페이서의 형성이 가능하기는 하나 컬럼스페이서는 포토리소그래피를 통해 형성되므로 공정이 복잡한 제한점이 있어 블랙매트릭스 겸 스페이서로서 동시에 형성하기가 쉽지 않다. In order for the spacer to function as a black matrix as in the present invention, the spacer must be mounted on a specific position, that is, on the thin film transistor 206 in the present invention. Although the column spacer can be formed at a specific position by photolithography in the existing invention, since the column spacer is formed through photolithography, the process is complicated and it is not easy to simultaneously form the black matrix and spacer.

또한 기존의 잉크젯의 방식으로는 블랙매트릭스 겸 스페이서를 동시에 형성 하는 것이 어렵다. 기존의 잉크젯 방식에 사용되는 블랙 수지 등은 액체의 성질을 가지고 있으므로 분사된 후 바깥쪽으로 퍼지며, 표면 장력에 의해 반원 또는 반타원형의 산의 형태로 형성되는 성질을 갖는다. 따라서 정확한 높이로 블랙매트릭스를 형성하는 것이 곤란하며 균일한 높이를 갖지 못함으로써 블랙매트릭스 간에 단차가 생길 수도 있어 스페이서의 역할을 동시에 하기는 어려운 면이 있었다.In addition, it is difficult to simultaneously form a black matrix and spacer using the conventional inkjet method. Black resin and the like used in the conventional inkjet method has the property of a liquid, and after being injected spreads outwards, and has the property of forming in the form of a semi-circle or semi-elliptic acid by the surface tension. Therefore, it is difficult to form the black matrix at the correct height, and it may be difficult to simultaneously act as a spacer because a step may occur between the black matrices by not having a uniform height.

이에 본 발명의 실시예에서는 일정한 크기의 구형블랙스페이서를 용매와 함께 사용하여 블랙매트릭스를 형성함으로써 단차를 줄일 수 있는 이점이 있다. (이하 구형블랙매트릭스와 용매를 혼합한 물질을 블랙잉크라 한다.) 본 발명에 의하면 먼저 용매와 스페이서를 혼합한 블랙잉크를 사용하여 패턴을 형성하고 이후 단계에서 용매을 제거하는 과정을 거친다. 용매를 제거하게 되면 결과적으로 상기한 구형블랙스페이서만 남게 된다. 구형블랙스페이서는 용액이 아닌 고체의 형태이므로 용액이 가지는 퍼짐 현상이 줄어들며 일정한 크기로 미리 만들어 형성하기 때문에 일정한 높이를 가지게 된다. 따라서 단차가 생기는 현상을 감소시킬 수 있으므로 일정한 높이를 가지는 스페이서의 형성이 가능하게 된다. 또한 컬럼스페이서와 같은 포토리소그래피를 이용한 공정이 아니므로 공정이 대폭 단순화되고 노광이나 스트립 등의 과정이 생략되므로 액정표시소자를 제조할 때 생길 수 있는 결함을 줄일 수 있다. 덧붙여 컬럼스페이서를 포토리소그래피로 형성할 때는 블랙매트릭스가 감광성물질이어야 하나 본 발명에 의해 잉크젯으로 스페이서겸 블랙매트릭스를 형성하게 되면 블랙매트릭스의 형성 물질이 감광성 물질일 필요도 없기 때문에 블랙매트릭스의 소재의 제한이 줄어들며 소재 선택의 범위를 넓힐 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention by using a spherical black spacer of a certain size with a solvent to form a black matrix has the advantage that can reduce the step. (Hereinafter, a material in which a spherical black matrix and a solvent are mixed is referred to as a black ink.) According to the present invention, a pattern is first formed using a black ink in which a solvent and a spacer are mixed, and then a solvent is removed in a later step. Removal of the solvent results in only the spherical black spacer described above remaining. Since the spherical black spacer is in the form of a solid rather than a solution, the spreading phenomenon of the solution is reduced, and since the spherical black spacer is formed in advance in a predetermined size, it has a constant height. Therefore, the phenomenon in which the step is generated can be reduced, so that the spacer having a constant height can be formed. In addition, since it is not a process using photolithography such as a column spacer, the process is greatly simplified and the process such as exposure or stripping is omitted, thereby reducing defects that may occur when manufacturing a liquid crystal display device. In addition, when the column spacer is formed by photolithography, the black matrix should be a photosensitive material. However, when the spacer and the black matrix are formed by inkjet according to the present invention, the material of the black matrix is not necessary because the forming material of the black matrix does not have to be a photosensitive material. This reduces the range of material choices.

상기한 바와 같이 잉크젯 방식에 의해 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 형성할 경우 분사 용액은 구형블랙스페이서와 용매를 혼합한 블랙잉크로서, 바람직하게는 용매는 제거 가능한 것이어야 한다. 잉크젯으로 형성하기 위해서는 분사가 되는 형태의 액체가 바람직하다. 따라서 상기 블랙잉크, 즉 구형블랙스페이서를 용매와 함께 사용하여 잉크젯 방식으로 형성하게 되며 용매는 나중에 제거하여 결국 구형블랙스페이서만 남게 한다. When the spherical black spacer combined with the black matrix is formed by the inkjet method as described above, the injection solution is a black ink in which the spherical black spacer and the solvent are mixed, and preferably the solvent is removable. In order to form by inkjet, the liquid of the form sprayed is preferable. Therefore, the black ink, that is, the spherical black spacer is used together with the solvent to form the inkjet method, and the solvent is later removed, so that only the spherical black spacer remains.

도 6a 내지 6c는 용매를 제거하기 전의 블랙잉크와 용매를 제거한 후의 블랙매트릭스겸 구형블랙스페이서만 남은 형태를 개략적으로 그린 단면도이다. 블랙매트릭스와 스페이서를 형성할 준비된 기판(제1기판 또는 제2기판 ; 401) 상에 잉크 분사장치(410)를 위치시키고 블랙매트릭스겸 구형블랙스페이서(420)와 용매(430)을 혼합한 블랙잉크(450)을 분사장치(410)로 기판(401)상에 분사한다.(도 6a)6A to 6C are cross-sectional views schematically illustrating a form in which only the black ink before removing the solvent and the black matrix and spherical black spacers after removing the solvent remain. The black ink in which the ink jetting apparatus 410 is placed on a substrate (first substrate or second substrate; 401) prepared to form a black matrix and a spacer, and a black matrix and a spherical black spacer 420 and a solvent 430 are mixed. 450 is sprayed onto the substrate 401 by the injector 410. (FIG. 6A)

블랙잉크를 분사하면 블랙잉크(450)는 액체의 성질을 가졌으므로 도 6b에 도시한 바와 같이 반구형의 형태로 형성된다. 블랙잉크에는 블랙매트릭스겸 구형블랙스페이서(420)가 포함되어 있으므로 용매(430)를 제거하게 되면 도 7c와 같이 블랙매트릭스겸 블랙스페이서(420)만 남게 된다. 결과적으로 본 실시예에서는 구형블랙스페이서를 잉크젯을 이용하여 특정한 위치에 형성하는 것에 특징이 있다.When the black ink is injected, the black ink 450 has a liquid property, and thus is formed in a hemispherical shape as shown in FIG. 6B. Since the black ink includes the black matrix and the spherical black spacer 420, when the solvent 430 is removed, only the black matrix and the black spacer 420 remain as shown in FIG. 7C. As a result, the present embodiment is characterized in that the spherical black spacer is formed at a specific position using an inkjet.

상기 스페이서는 도면에서는 크게 그렸으나 필요에 따라 크기가 달라질 수 있다. 이때 용매의 대표적인 실시예로 휘발성 용매를 들 수 있을 것다. 휘발성 용매는 쉽게 제거가 가능하기 때문에 상기한 구형블랙스페이서의 형성시 편리하게 사용할 수 있다. 실온에서 휘발성 성질을 갖는다면 그 상태로 용매를 기화시키는 방 법으로 용매의 제거가 가능할 것이며, 다른 방법으로도 제거가 가능할 것이므로 상기 용매는 휘발성 용매에 제한되는 것은 아니다. 다른 방법으로 제거 가능한 용매라면 다른 용매도 사용 가능할 것이다. 휘발성 용매의 경우 상온이나 기타 적절한 온도에서 기화가 가능하여 자연적으로 제거가 가능할 수 있으나 기타 가온이나 건조의 과정을 거치거나 다른 용매로 추출하는 등 여러 가지 방법으로 제거할 수도 있을 것이다. The spacer is drawn large in the drawing, but may vary in size as necessary. At this time, the volatile solvent may be mentioned as a representative example of the solvent. Since the volatile solvent can be easily removed, it can be conveniently used in forming the spherical black spacer. If the solvent is volatile at room temperature, the solvent may be removed by vaporizing the solvent in the state, and the solvent may be removed by other methods, and thus the solvent is not limited to the volatile solvent. Other solvents may be used as long as they are removable by other methods. Volatile solvents can be removed naturally because they can be vaporized at room temperature or other appropriate temperatures, but may be removed by various methods, such as other heating or drying processes or extraction with other solvents.

상기한 구형블랙스페이서는 스페이서로서도 작용하여야 하므로 대향하는 상기 제2기판과 합착시 일정한 간격을 형성해야 한다. 스페이서의 원 기능은 두 기판 사이에 액정을 주입하기 위한 간격을 형성하는 것이고, 일정한 간격을 형성하여야 액정의 표시품질이 좋아지기 때문에 일정한 간격을 유지할 수 있도록 형성하는 것은 매우 중요하다. 액정을 주입하기 위한 간격, 즉, 제1기판과 상기 제2기판 사이의 적정한 간격을 위해서는 상기한 구형블랙스페이서의 직경이 2㎛ 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 그러나 제1기판과 상기 제2기판과의 간격은 이에 한정되는 것은 아니며 액정표시소자에 따라 달라질 수 있으며 블랙 구형 스페이서의 직경을 변화시켜 다르게 조절할 수 있다. Since the spherical black spacer should also act as a spacer, it should form a constant gap when bonding with the opposing second substrate. The original function of the spacer is to form a gap for injecting the liquid crystal between the two substrates, and it is very important to form the gap so as to maintain a constant gap because the display quality of the liquid crystal is improved by forming a constant gap. It is preferable that the diameter of the spherical black spacer is 2 µm to 10 µm for the interval for injecting the liquid crystal, that is, the proper interval between the first substrate and the second substrate. However, the distance between the first substrate and the second substrate is not limited thereto and may vary depending on the liquid crystal display, and may be adjusted differently by changing the diameter of the black spherical spacer.

본 발명에 의한 액정표시소자의 제조방법은 제1기판을 준비하는 단계와; 상기한 제1기판에 대향하는 제2기판을 준비하는 단계; 및 상기 제1기판과 이에 대향하는 제2기판의 사이에 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes the steps of preparing a first substrate; Preparing a second substrate facing the first substrate; And forming a black matrix combined spherical black spacer between the first substrate and the second substrate facing the first substrate.

도 7a 내지 7c는 본 발명의 실시예에 의한 제조방법을 나타낸 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views illustrating a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면 상기 제1기판을 준비하는 단계에는 제1기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와 상기 박막트랜지스터 상에 컬러필터층를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to the drawings, preparing the first substrate may include forming a thin film transistor on the first substrate and forming a color filter layer on the thin film transistor.

구형블랙스페이서를 블랙매트릭스로서도 사용하기 위해서는 제1기판에 컬러필터가 형성된 COT 구조여야 하기 때문에 상기 제1기판을 준비하는 단계에서 컬러필터층을 형성하는 것이 바람직하다. In order to use the spherical black spacer as a black matrix, the color filter layer is preferably formed in the step of preparing the first substrate because the COT structure in which the color filter is formed on the first substrate is required.

따라서 제1기판을 준비하는 단계에서는 제1기판(201) 위에 박막트랜지스터(206)를 형성한 후(도 7a) 그 위에 컬러필터(209)를 형성하는 단계를 포함한다.(도 7b) 컬리필(209)터는 포토리소그래피나 롤프린팅 인쇄 방식 등의 방법으로 형성이 가능하다. 컬러필터(209)를 형성한 이후 컬러필터(209)가 액정층에 바로 접촉되는 것을 막기 위한 오버코트(overcoat ; 215)층을 형성한다. 그 다음 화소전극(208)을 드레인전극(204)과 연결하기 위해 컨택홀(226)을 형성하고 투명한 전도물질로 화소전극(208)을 형성하게 된다. Therefore, the preparing of the first substrate includes forming the thin film transistor 206 on the first substrate 201 (FIG. 7A) and then forming the color filter 209 thereon (FIG. 7B). The 209 can be formed by a method such as photolithography or a roll printing printing method. After the color filter 209 is formed, an overcoat (215) layer is formed to prevent the color filter 209 from directly contacting the liquid crystal layer. Then, the contact hole 226 is formed to connect the pixel electrode 208 to the drain electrode 204, and the pixel electrode 208 is formed of a transparent conductive material.

제2기판을 준비하는 단계는 제2기판상(221)에 투명 전도물질로 공통전극(113)을 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 블랙매트릭스를 구형블랙스페이서(212)가 대신하므로 블랙매트릭스를 제2기판에 형성하는 과정이 없다.In the preparing of the second substrate, the common electrode 113 is formed of a transparent conductive material on the second substrate 221. In the embodiment of the present invention, since the black matrix is replaced by the spherical black spacer 212, there is no process of forming the black matrix on the second substrate.

제1기판과 제2기판이 준비되면 제1기판과 제2기판 중 어느 하나의 기판에 잉크젯 방식을 이용하여 구형블랙스페이서(212)를 장착하게 된다. 이때 어느 기판에도 구형블랙스페이서(212)를 장착할 수 있으나 제1기판의 필요한 부분에 형성하는 것이 바람직하다. 제1기판에 형성하는 경우 제2기판과 합착시 미스얼라인을 감소시 킬 수 있다. 상기 구형블랙스페이서를 장착한 이후 두 기판을 합착하고 액정을 주입하여 액정표시소자를 완성하게 된다.(도 7c)When the first substrate and the second substrate are prepared, the spherical black spacer 212 is mounted on one of the first substrate and the second substrate by an inkjet method. In this case, the spherical black spacer 212 may be mounted on any of the substrates, but it is preferable to form the spherical black spacer 212 on the required portion of the first substrate. When the first substrate is formed, the misalignment may be reduced when the second substrate is bonded to the second substrate. After mounting the spherical black spacer, the two substrates are bonded together and the liquid crystal is injected to complete the liquid crystal display device (FIG. 7C).

구형블랙스페이서(212)를 형성하는 단계는 박막트랜지스터(206)가 위치하는 곳에 패턴화된 형태로 형성할 수 있다. 잉크젯 방식은 형성하고자 하는 부분에 분사 노즐을 위치시켜 잉크를 분사하는 방식이므로 블랙매트릭스를 형성하여야 할 부분에만 형성이 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 블랙매트릭스겸 스페이서(212)를 블랙잉크를 분사노즐을 통해 기판에 분사하는 방식으로 형성이 가능하다. Forming the spherical black spacer 212 may be formed in a patterned form where the thin film transistor 206 is located. Since the inkjet method is a method of ejecting ink by placing an ejection nozzle in a portion to be formed, it is possible to form only a portion where a black matrix is to be formed. In an embodiment of the present invention, the black matrix and spacer 212 may be formed by spraying a black ink onto a substrate through a spray nozzle.

COT 구조에서 게이트라인이나 데이터라인을 불투명한 금속으로 형성하게 되면 그 자체로 빛을 투과시키지 않기 때문에 블랙매트릭스를 추가로 형성할 필요가 없게 된다. 따라서 빛샘을 막기 위한 블랙매트릭스를 박막트랜지스터가 위치하는 곳에만 패턴화된 형태로 형성이 가능하다. 만약 게이트라인이나 데이터라인에서도 빛샘의 우려가 있다면 박막트랜지스터가 위치하는 곳뿐만 아니라 상기 게이트라인이나 데이터라인의 위치에도 구형블랙스페이서의 장착이 가능하다.In the COT structure, when the gate line or the data line is formed of an opaque metal, it does not transmit light by itself, thus eliminating the need for additional black matrix. Therefore, the black matrix to prevent light leakage can be formed in a patterned form only where the thin film transistor is located. If there is a risk of light leakage in the gate line or the data line, the spherical black spacer may be mounted not only at the thin film transistor but also at the gate line or the data line.

따라서 본 발명에서는, 잉크젯 방식으로 스페이서를 형성하되 상기 스페이서의 형성 단계는 구형블랙매트릭스를 용매와 혼합한 용액을 제1기판에 분사하는 단계와 용매를 제거하는 단계를 포함한다. 두 기판을 합착하기 위해서는 구형블랙스페이서만 두 기판 사이에 남아있어야 하므로 용매는 제거가능한 것이어야 한다. 따라서 상기한 용액에 사용되는 용매는 휘발성 용매인 것이 바람직하며 제거하는 단계에 상기 용매를 휘발시켜 제거하는 것을 특징으로 한다. Accordingly, in the present invention, the spacer is formed by an inkjet method, but the forming of the spacer includes spraying a solution obtained by mixing a spherical black matrix with a solvent onto a first substrate and removing the solvent. To join the two substrates, only the spherical black spacers must remain between the two substrates, so the solvent must be removable. Therefore, the solvent used in the above solution is preferably a volatile solvent, characterized in that the removal of the solvent by removing the solvent in the step of removing.

이때 상기 용액에 사용되는 용매가 제거 가능한 것이라면 다른 용매도 사용 가능하다. 또한 상기 제거 단계에서 건조나 추출 등의 다양한 다른 제거 방법도 가능할 것이다.At this time, if the solvent used in the solution is removable, other solvents can be used. It will also be possible to various other removal methods such as drying or extraction in the removal step.

따라서 본 발명에 의하면, 블랙매트릭스 겸용의 구형블랙스페이서는 기존의 블랙매트릭스와 스페이서의 형성 과정의 복잡한 공정을 하나의 공정으로 단순화시켜 시간과 비용상의 이득을 볼 수 있다. Therefore, according to the present invention, the spherical black spacer combined with the black matrix can simplify the complicated process of the formation process of the existing black matrix and the spacer into one process, and thus, a time and cost benefit can be obtained.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당연하다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 상세한 설명에 기재된 내용이 아니라 청구 범위에 기재된 범위에 의해 정해져야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the scope of the claims rather than the details of the description.

따라서, 본 발명은 컬러필터 온 트랜지스터(COT:Color Filter On Transister) 구조에서 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 사용함으로써, 블랙매트릭스와 스페이서를 한 번의 공정으로써 형성이 가능하여 공정을 단순화하고 소요 시간이 감소되며 수율이 향상되는 효과가 있다. 또한 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서는 블랙매트릭스와 스페이서의 역할을 동시에 하므로, 제1기판과 제2기판의 합착에 의한 합착 마진이 줄어들게 되어 개구율이 향상되며 이에 따라 휘도 또한 증가하는 효과를 얻을 수 있어 고해상도의 액정표시소자를 제공할 수 있다.Therefore, in the present invention, by using a spherical black spacer combined with a black matrix in a color filter on transistor (COT) structure, the black matrix and the spacer can be formed in one process, thereby simplifying the process and reducing the time required. And the yield is improved. In addition, the spherical black spacer combined with the black matrix serves as the black matrix and the spacer at the same time, thereby reducing the bonding margin by the bonding of the first substrate and the second substrate, thereby improving the aperture ratio and thereby increasing the luminance. A liquid crystal display device can be provided.

Claims (13)

제1기판과;A first substrate; 상기 제1기판에 대향하는 제2기판; 및A second substrate facing the first substrate; And 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 블랙매트릭스를 겸하는 구형블랙스페이서를 포함하는 액정표시소자.And a spherical black spacer serving as a black matrix formed between the first substrate and the second substrate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 구형블랙스페이서는 잉크젯 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.A spherical black spacer is formed by an inkjet method. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 잉크젯 방식에 있어 분사 용액은 용매와 구형블랙스페이서로 구성된 블랙잉크인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.In the inkjet method, the spray solution is a black ink comprising a solvent and a spherical black spacer. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 블랙잉크의 용매는 휘발성 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.Liquid crystal display device, characterized in that the solvent of the black ink is a volatile material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서는 박막트랜지스터, 게이트라인 및 데이터라인 위에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The black matrix combined spherical black spacer is formed on the thin film transistor, the gate line and the data line. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서는 박막트랜지스터 위에만 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.And the black matrix combined spherical black spacer is formed only on the thin film transistor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 구형블랙스페이서는 그 직경이 2㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.A spherical black spacer is characterized in that the diameter of 2㎛ 10㎛. 제1기판을 준비하는 단계와;Preparing a first substrate; 상기한 제1기판에 대향하는 제2기판을 준비하는 단계; 및Preparing a second substrate facing the first substrate; And 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 액정표시소자의 제조방법.And forming a spherical black spacer combined with a black matrix between the first substrate and the second substrate. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 블랙매트릭스 겸용 구형블랙스페이서를 형성하는 단계는 잉크젯 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The forming of the black matrix combined spherical black spacer is a method of manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that formed by the inkjet method. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 잉크젯 방식은 분사 노즐을 통하여 블랙잉크를 분사하는 단계와;The inkjet method may include: spraying black ink through a spray nozzle; 상기 블랙잉크의 용매를 제거시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The method of manufacturing a liquid crystal display device comprising the step of removing the solvent of the black ink. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 용매를 제거시키는 단계는 가온하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The removing of the solvent comprises heating and removing the liquid crystal display device. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 용매를 제거시키는 단계는 실온에서 용매를 기화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.Removing the solvent comprises vaporizing the solvent at room temperature. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1기판을 준비하는 단계는 상기 제1기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The preparing of the first substrate may include forming a thin film transistor on the first substrate and forming a color filter layer.
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