KR100211806B1 - 칼라필터기판 및 그것을 사용한 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 기판 사이거리를 유지하는 스페이서로서 복수적층형 스페이서를 사용할 때에 항상 일정한 스페이서 크기가 얻어지는 구조를 제공하는 칼라필터기판 및 그것을 이용한 액정표소시자에 관한 것으로서, 복수의 스페이서층을 적층하고 스페이스를 형성하는 경우에 스페이서층중의 한 층을 제1스페이스층, 이것 이외의 스페이서층을 제2스페이서층으로 했을 때 제2스페이서층의 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면이 제1스페이스층을 단면에 투영시켰을 때의 투영영역을 포함하며 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역되 포함하는 구조이고, 이것으로써 제2스페이서층은 제1스페이스층의 크기를 초과한 영역을 갖게되며 스페이서층 적층공정 중의 위치가 흐트러지는 것을 이 초과된 영역부분이 흡수하고 기판 사이거리를 유지하는 실질적인 스페이서 크기를 제1스페이서를 절연기판에 투영시킨 영역이 되는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라필터기판 및 그것을 사용한 액정표시소자

제1도는 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 액정표시소자의 평면도.

제2도는 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 액정표시소자의 어레이기판의 평면도.

제3도는 제1도 및 제2도의 선 A-A로 잘랐을 때의 액정표시소자의 단면도.

제4(a)도는 제1도의 선 B-B로 잘랐을 때의 액정표시소자의 단면도.

제4(b)도는 스페이서의 형상을 나타낸 제1부분학대사시도.

제5도는 제1도의 C-C선으로 잘랐을 때의 액정표시소자의 단면도.

제6(a)도는 본 발명의 일실시형태를 나타낸 칼라필터기판의 제조공정을 나타낸 단면도.

제6(b)도는 제6(a)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제6(c)도는 제6(b)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제6(d)도는 제6(c)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제6(e)도는 제6(d)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제7(a)도는 제6(e)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제7(b)도는 제7(a)도의 다음 제조공정을 나타낸 단면도.

제8도는 본 발명의 일실시형태를 나타낸 칼라필터기판 제조공정중에 이용하는 포토마스크의 평면도.

제9(a)~제9(c)도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 스페이서의 단면도 및 사시도.

제10(a)~제10(b)도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 스페이서의 단면도 및 사시도.

제11(a)도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 칼라필터기판의 개략단면도.

제11(b)도는 비교예를 나타낸 칼라필터기판의 대략단면도.

제11(c)도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 칼라필터기판의 개략단면도 및 평면도.

제12도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 스페이서의 단면도.

제13도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 칼라필터기판의 대략평면도.

제14도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 스페이서 및 착생층의 형상을 나타낸 칼라필터기판의 대략평면도.

제15(a)도~제15(c)도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 칼라필터기판의 대략평면도.

제16도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 칼라필터기판 제조공정 중에 이용하는 포토마스크의 평면도.

제17도는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 액정표시소자의 단면도.

제18도는 종래의 액정표시소자의 단면도.

제19도는 종래의 복수층 적층형 스페이서를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절연기판 2 : 착색층

3 : 스페이서 3R, 3B, 3G : 스페이서층

4 : 차광막 5 : 공통전극

7 : 액정층 13 : 화소전극

14 : 배향막 20 : 액정표시소자

31 : 스위칭소자 32 : 주사선

33 : 신호선 34 : 보조용량선

50 : 어레이기판 61 : 주입구 부근의 스페이서

61R, 61G, 61B : 스페이서층 70 : 제2주면(主面)

71 : 제1주면

본 발명은 칼라필터 기판 및 그것을 사용한 액정표시소자에 관한 것이다.

제18도에 나타낸 바와 같이 종래의 칼라액정표시소자(20)는 칼라필터기판(10)과 대향기판(50)이 대향배치되고 이 2장의 기판간 간격에 액정층(7)이 사이에 끼워져 있다. 칼라필터기판(10)은 투명기판(1)상에 차광막(4), 이 차광막(4)사이를 메우도록 배치된 적색(R)2R, 녹색(G)2G, 청색(B)2B의 3색으로 이루어지는 착색층(2)이 형성되고, 이 위에 전극(5), 배향막(14)이 차례로 형성되어 있다. 한편, 대향기판(50)은 투명기판(11)상에 전극(12), 배향막(14)이 차례로 형성되어 있다.

상기 2장의 기판간에는 2장의 기판간 거리를 유지하기 위해 스페이서(3)이 배치도고 이것은 착색층(2)의 형성과 동일한 공정으로 형성된 스페이서층(3R, 3G, 3B)을 적층해서 형성되어 있다.

또한, 2장과 기판은 기판의 바깥둘레부를 액정주입부를 남긴 형상의 시일부에 의해 서로 붙여져 있고 이 액정주입부로부터 액정이 주입되고 양 기판간 간격에 액정층이 형성된다. 액정주입부부근에는 액정주입부부근의 기판간 거리를 일정하게 유지하기 때문에 섬형상의 스페이서가 시일부에 마찬가지로 시일재료로 디스펜서의 의해 도포, 형성되어 있다.

그러나 스페이서층을 적층해서 스페이서를 형성한 경우, 제19도에 나타낸 바와 같이 스페이서층(3R, 3G, 3B)을 적층할 때에 위치어긋남이 발생하는 경우가 있었다. 이 때 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서 두께는 3층의 스페이서층이 서로 겹친 영역, 즉 단면에서 본 경우, a의 스페이서폭을 취하게 된다. 이와 같은 위치어긋남이 기판면내에서 균일하게 발생하면 좋지만 기판이 휘어져 있는 경우, 이러한 위치어긋남의 정도가 기판면내에서 다르고 실효적인 스페이서 두께의 불균일이 발생한다. 또한 로트(lot)사이를 비교한 경우에도 로트간에 있어서 위치어긋남의 정도가 다른 경우가 있고 만찬가지로 실효적인 스페이서두께의 불균일이 발생한다.

이와 같은 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서두께가 기판면내 또는 로트사이에서 생기면 2장의 기판을 서로 잡아당길 때 가해지는 압력시에 대한 내압성이 스페이서에 따라 다르고 기판간 거리를 기판면내 또는 로트사이에 있어서 일정하게 제어하는 것이 곤란했다.

또한, 액정주입부의 기판간 거리를 유지하기 위해서 배치되어 있는 섬형상 스페이서는 디스펜서에 의해 형성되기 때문에 두께를 일정하게 유지하는 것이 어렵고, 액정주입부근의 기판간 거리를 일정하게 제어하는 것이 곤란했다.

본 발명은 상기 사정에 감안해서 만들어진 것으로 품질이 안정되고 표시가 양호한 칼라필터기판 및 액정표시소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 칼라필터기판은 절연기판과, 상기 절연기판상에 형성된 복수의 착색층과, 상기 절연기판상에 형성된 복수의 스페이서를 가지며 상기 스페이서는 제1스페이서층과 제2스페이서층이 적층되어 형성된 칼라필터기판에 있어서 상기 제1스페이서층과 상기 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 대향하는 제2주면을 가지며, 적어도 상기 제1스페이서층과 제2스페이서층중 어느 한쪽 1층은 상기 제1주면과 상기 제2주면의 면적이 거의 동일하고 또는 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지며 상기 단면은 상기 제1스페이서층을 상기 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하는 한편 제2스페이서층의 절연기판과 대략 평행한 단면은 제2스페이서층의 어느 곳의 단면을 취하더라도 성립한다.

또한, 본 발명의 액정표시소자는 상기 칼라필터기판을 사용하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 다시 말하면 제2스페이서층의 크기가 제1스페이스층의 크기보다 크게 되고 제2스페이서층의 윤곽내에 제1스페이스층의 윤곽이 완전히 포함된다. 만약 스페이서층 적층 공정중에 제1스페이스층의 중앙축이 제1스페이스층의 중앙축보다 벗어나 형성되면, 제1스페이스층과 제2스페이서층과의 사이의 위치어긋남이 발생한다. 이 위치어긋남의 정도는 노광기(露光機)의 정밀도에 의존한다. 본 발명에서는 제2스페이서층의 제1스페이스층보다 크기 때무에 제2스페이서층은 제1스페이스층의 크기를 넘은 영역을 가지게 되고, 상기 초과한 영역부분이 위치어긋남을 흡수해서 제1스페이스층이 완전하게 제2스페이서층상에 형성된다. 이 경우 2장의 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서두께는 제1스페이스를 절연기판에 투영시킨 영역이 되고 항상 일정한 실효적인 스페이서두께를 얻을 수 있다. 이에 따라 액정표시소자의 기판간 거리를 기판면내 및 로트간에서 항상 일정하게 유지할 수 있고 표시얼룩이 없는 양호한 액정표시소자를 얻을 수 있다.

또한, 본원발명의 액정표시소자는 제1절연기판상에 제1전극이 형성된 제1기판과 제2절연기판상에 제2전극이 형성된 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판이 대향배치되고, 이 2장의 기판간에 끼워진 액정층과, 상기 2장의 기판간에 상기 액정층을 주입하기 위한 액정주입부를 제거해서 상기 기판의 바깥둘레부에 형성된 시일부와, 상기 2장의 기판중 적어도 한쪽의 기판상의 유효 화소영역에 형성된 복수의 착색층과, 상기 착색층이 형성된 기판상에 상기 착색층과 동일 공정으로 형성된 스페이서층을 적층해서 이루어지는 스페이서로 이루어지는 액정표시소자에 있어서, 상기 스페이서가 상기 액정주입부 부근에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 액정주입부 부근의 공간에 착색층과 동일공정으로 형성되는 스페이서층을 적층해서 스페이서를 형성하기 때문에 항상 일정한 높이의 스페이서를 액정주입부에 배치할 수 있다.

[제 1 실시예]

본 발명의 실시형태를 액티브매트릭스형 액정표시소자를 예를 들어 설명한다.

우선 구조에 대해 설명한다.

제1도에 액정표시소자의 평면도, 제3도에 제1도의 선 A-A로 잘랐을 때의 종단면도를 나타낸다.

제1,3도에 나타낸 바와 같이 본 실시예의 액정표시소자(20)는 어레이기판(50)과 칼라필터기판(10)이 대향배치되고 이 2장의 기판간에 액정층(7)이 끼워져 있다. 제1도에 나타낸 바와 같이 액정층(7)을 주입하기 위한 액정주입부(63)를 제거한 기판의 바깥둘레부에 형성된 시일부(62)에 의해 2장의 기판은 서로 붙어 있다.

제2도, 제3도에 나타낸 바와 같이 어레이기판(50)은 제1절연기판(11)상에 교차하도록 배열된 복수의 주사선(32)과 복수의 신호선(33)이 형성되어 있다.

이들 주사선(32)과 신호선(33)의 교차부에는 주사선(32)과 신호선(33)을 접속해서 스위치소자(31)가 형성되어 있다. 이 스위치소자(31)마다 화소전극(13), 보조용량성(34)이 형성되고, 이들은 스위칭소자에 전기적으로 접속되어 있다. 또한 이들 위에는 배향막(14)이 기판전면에 형성되어 있다.

한편, 칼라필터기판(10)은 제1도, 제3도에 나타낸 바와 같이 제2절연기판(1)상에 유효 화소영역에 대응해서 줄무늬형상의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 복수색 착색층(2R, 2G, 2B)이 형성되어 있다. 서로 인접하는 유효 화소영역간의 비 유효 화소영역에는 차광층(4)이 형성되어 있고 이 차광층(4)상에 2장의 기판간 거리를 유지하기 위한 스페이서(3)이 배치되어 있다. 또한 착색층과 스페이서가 형성된 기판의 전면에 투명전극(5), 배향막(14)이 차례로 형성되어 있다. 또한 유효 화소영역이라 하는 것은 액정표시소자로 했을 때의 광이 투과하는 영역을 말하고, 비유효화소영역이라 하는 것은 광이 투과하지 않는 영역을 말한다.

스페이서(3)은 R, G, B 각각의 착색층과 동일한 공정으로 형성되는 스페이서층(3R, 3G, 3B)이 적층되어 형성되어 있다.

제4(a)도에 제1도의 선 B-B로 잘랐을 때의 칼라필터기판(10)상의 착색층(2), 스페이서(3)의 형성성태를 나타낸 사시도를 나타내고 제4(b)도에 스페이서의 확대도를 내었다.

제4(a)도에 나타낸 바와 같이 착색층(2)과 스페이서(3)은 서로 떨어져 배치되고 또한 스페이서(3)은 섬형상으로 배치되어 있다. 제4(b)도에 나타낸 바와 같이 스페이서는 제1스페이서층인 3B, 제2스페이서층인 3R, 3G가 적층되어 형성되어 있다. 스페이서층(3R, 3G, 3B)는 각각 제1주면인 절연기판측의 주면(71R, 71G, 71B)의 면적이 제1주면인 절연기판측의 주면(70R, 70G, 70B)의 면적과 거의 동일하고, 원주형상을 이루고 있다. 본실시형태의 경우, 제1스페이서층을 기판에 투영했을때의 투영영역은 제1스페이서층인 3B의 제1주면(71B)와 동일한 크기의 영역이 된다. 제2스페이서층(3R, 3G)은 기판에 대해 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 이 단면영역내에 제1스페이스층을 단면에 투영했을 때의 투영영역이 포함되고 또한 단면영역내에는 투영영역과 동일한 평면상으로 이 투영영역을 연결한 영역인 사선부(f)의 영역을 포함하고 있다. 제2스페이서층(3R, 3G)의 기판에 대해 개략 평행한 단면을 어느 개소로 해도 성립한다.

여기서 액정층의 액정분자는 배향처리된 배향막에 의해 배향이 결정되지만 스페이서의 존재에 의해 스페이서부근의 액정분자는 배향이 일정하지 않기 때문에 배향불량이 된다. 따라서 유효 화소영역의 간격, 즉 비호소영역에 스페이서를 배치함으로써 스페이서부근의 배향불량이 감춰지고 표시불량영역을 감출 수 있다.

또한 액정표시소자는 제1도에 나타낸 바와 같이 2장의 기판간에 액정을 주입하는 액정주입구(63)에 복수색의 스페이서층(3R, 3G, 3B)이 적층된 섬모양의 스페이서(61)이 형성되어 있다. 제5도 제1도의 선 A-A로 잘랐을 때의 종단면도를 나타내었다. 섬형상 스페이서(61)이 형성된 영역에는 칼라필터기판(11)의 유효 화소영역의 간격에 형성된 차광층(4)과 동일공정으로 형성된 차광층(4)이 형성되어 있고, 이 차광층(4)상에 섬형상의 스페이서(61)이 형성되어 있다. 또한 액정주입부(63) 부근에 칼라필터기판 및 어레이기판 각각의 전극과 동일공정으로 전극패턴(64,65)이 형성되고, 이 전극패턴 영역내에 섬형상 스페이서(61)이 배치되어 있다. 이와 같이 액정주입부(63)부근에 유효화소영역에 대한 스페이서의 배치조건과 동일하게 차광층(4), 전극(64,65)을 배치함으로써 유효 화소영역에 대한 기판간 거리와 동일하게 기판간 거리를 액정주입부(63)에서도 설정할 수 있다. 또한 차광층을 액정주입구부근에 형성함으로써 광을 차단할 수 있게 된다.

다음으로 칼라필터기판의 제조방법에 대해 제6, 7도를 사용해서 설명한다.

제6(a)도에 나타낸 바와 같이 절연기판(1)으로서 1.1㎜의 두께의 무알카리유시상에 알카리현상가능한 광경화형 아크릴수지에 카본블랙을 분산시킨 재료를 스피너로(Spinner) 분포시킨다. 90, 10분의 건조후, 소정의 패턴형상의 포토마스크를 사용해서 300mj/㎤의 노광량으로 노광한 후 pH11.5의 알카리수용액으로 현상하고, 200, 1시간의 열처리를 하여 막두께 2.0의 격자형상 패턴의 차광막(4)을 형성했다.

이 차광막(4)을 형성한 유리기판(1)상에 제6(b)도에 나타낸 바와 같이 이 알카리현상가능한 시판의 적색착색 저항 CR-2000(후쿠시핸트테크놀로지)6R을 스피너에 의해 도포, 열처리한 후, 제8도에 나타낸 바와 같이 착색층패턴(32), 원형형상의 스페이서층패턴(31), 액정주입구부근에 대응한 섬형상 스페이서패턴(도시하지 않았음)이 형성된 마스크(30)를 사용해서 100mj/㎤의 노광량으로 노광한 후 pH11.5의 현상액으로 현상한다. 이 후 제6(c)도에 나타낸 바와 같이 200로 1시간 열처리하고, 막두께 2.0의 착색층(2R), 차광막(4)상에 원주형상의 스페이스층(3R), 액정주입구부근에 대응한 섬형상 스페이서패턴 착색층(61R)(도시하지 않았음)을 형성했다.

다음으로 제6(d)도에 나타낸 바와 같이 알카리현상가능한 시판의 녹색착색 저항 CG-2000(후쿠시핸트테크놀로지)6G을 스피너에 의해 도포, 열처리한 후, 제8도에 나타낸 바와 같이 착색층패턴(32), 스페이서층패턴(31), 액정주입구부근에 대응한 섬형상 스페이서패턴(도시하지 않았음)이 형성된 마스크(30)를 사용하고 100mj/㎤의 노광량으로 노광한 후 pH11.5의 현상액으로 현상한다. 제6(e)도에 나타낸 바와 같이 그 후 200의 착색층(2G), 원주형상의 스페이스층(3R)상에 적층하도록 원주형상 스페이서층(3G)를 형성한다. 이 때 사용하는 마스크의 원형상의 스페이서층 패턴(31)의 면적은 적색착색층 형성시에 사용한 마스크의 원형형상의 스페이서층 패턴(31)의 면적과 다른 작은 것을 사용했다.

다음으로 제7(a)도에 나타낸 바와 같이 알카리현상 가능한 시판의 청색착색 저항 CB-2000(후쿠시핸트테크놀로지)6B을 스피너에 의해 도포, 열처리한 후, 제8도에 나타낸 바와 같이 착색층패턴(32), 원주형상 스페이서층패턴(31), 액정주입구부근에 대응한 섬형상 스페이서패턴(도시하지 않았음)이 형성된 마스크(30)를 사용해서 100mj/㎤의 노광량으로 노광한 후 pH11.5의 현상액으로 현상한다. 그 후 제7(b)도에 나타낸 바와 같이 200로 1시간 소성해서 막두께 2.0의 착색층(2B), 원주형상 스페이스층(3G)상에 적응하도록 스페이서층(3B)를 형성하고 칼라필터기판(10)을 녹색착색 형성시에 사용한 마스크의 원형상의 스페이서층 패턴(31)의 면적과 다른 것을 사용했다.

이 때, 노광기의 겹치기는 정밀도는2이였기 때문에 스페이서층(3R, 3G, 3B)의 적층시의 위치어긋남에 의한 스페이서(3)의 두께가 변하지 않기 때문에 원주형상 스페이서층(3B)의 직경을 20, 원주형상 스페이서층(3G)의 직경을 16, 원주형상 스페이서층(3B)의 직경을 12으로 했다.

이와같이 형성된 스페이서(3)은 적색의 원주형상 스페이서층(3R)상에 적색의 원주형상 스페이서층(3G), 청색의 원주형상 스페이서층(3B)의 3색의 복수색의 스페이서층이 적층된 형상을 하고 있다. 척층함에 따라 스페이서층 형성시의 마스크의 구멍이 작게하기 때문에 제4(b)도에 나타낸 바와 같이 기판으로부터의 거리가 떨어짐에 따라 스페이서층이 작게 되도록 적층된다. 바꿔말하면 서로 인접하는 2층의 스페이서층은 항상 스페이서가 형성되는 기판측에서 보아 가까운 스페이서층이, 스페이서가 형성되는 기판측에서 보아 먼 스페이서층의 크기보다 크게되고 기판측에서 가까운 스페이서층의 윤곽내에 기판측에서 먼 스페이서층의 윤곽이 완전히 포함되게 된다. 이 2층의 윤곽의 크기차이를 노광기 정밀도를 고려해서 설계하면 스페이서층 적층공정중에 위치어긋남이 발생했다고 해도 윤곽의 크기차의 부분에서 이 위치어긋남이 흡수되고 되고 기판측에서 먼 스페이서층이 완전히 기판측에서 가까운 스페이서층상에 형성된다. 이에 따라 2장의 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서 두께는 제1스페이서를 절연기판에 투영시킨 영역이 되고 항상 일정한 실효적인 스페이서 두께를 얻을 수 있다.

이와 같이 적층시의 마스크의 위치어긋남을 고려해서 스페이서층의 크기를 바꾸어 형성함으로써 스페이서층 중 1층인 3B가 다른 스페이서층인 3R, 3G가 서로 겹친 영역내에 배치되도록 스페이서를 형성할 수 있다. 따라서 실효적인 스페이서 두께가 3B의 두께가 되고 기판에 휘어짐이 있어도 실효적인 스페이서두께를 기판면내 또는 로트간에서 일정하게 할 수 있다. 또한 여기서는 스페이서를 3색적층해서 작성했지만 4층이상을 적층해도 좋고, 소정의 기판간 거리를 얻기 위해서 적층수를 바꾸어도 좋다. 또한 스페이서를 착색층과는 서로 떨어뜨려 배치하고 제1스페이서층과 제2스페이서층의 2층을 적층해서 스페이서를 형성해도 좋다. 이 경우 제2스페이서층이 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 이 단면이 제1스페이서층을 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하는 한편, 이 투영영역과 동일 평면에서 이 투영영역을 길게 연장한 영역을 포함함으로써 투영영역을 연장한 영영에서 2층의 스페이서층을 적층할 때의 위치어긋남을 흡수할 수 있다. 다시말하면 어느 1층의 스페이서층이 다른 스페이서층에 완전하게 배치되도록 스페이서층이 형성되어 있으면 좋다.

또한, 스페이서층중 주면의 면적이 가장 큰 스페이서층과 차광층과의 위치어긋남만 고려하면 최종적으로 형성되는 스페이서는 차광층의 주면내에 배치되게 된다. 이것에 의해 스페이서의 존재에 의해 발생하는 스페이서부근의 액정배열의 흐트러짐에 의한 표시의 불량을 차광층에 의해 감출 수 있다. 또한 차광층을 형성함으로써 3색겹침 스페이서만의 경우와 비교해서 차광효과는 상당히 향상한다.

다음으로 이 칼라필터기판(10)상이 ITO로 이루어지는 투명전그(5)을 전면에 형성했다. 그리고 이 투명전극(5)을 형성한 칼라필터기판(10)상에 폴리이미드를 도포, 이것을 배향처리해서 배향막(14)을 형성하고 칼라필터기판을 형성했다.

다음으로 어레이기판(51)을 이하와 같이 제조했다. 우선 절연기판(11)상에 교차하도록 복수의 주사선(32)과 보조용량선(34)을 형성했다. 그 위에 절연막(35)을 형성하고 주사선(32)과 직교하도록 복수의 신호선(33)을 형성하고, 이들 주사선(32)과 신호선(33)의 교차부마다 스위칭소자(31)를 형성했다. 이 스위칭소자(31)마다 화소전극(13)을 형성하고, 그 위에 폴리이미드를 도포, 이를 배햐어리를 해서 배향막(14)을 형성해서 어레이기판(51)을 제조했다.

다음으로 제3도에 나타낸 바와 같이 이 칼라필터기판(10)과 어레이기판(51)을 대향배치해서 액정주입부를 남기고 시일제를 기판 바깥둘레부에 설치해서 양기판을 서로 붙였다. 그 후 액정주입부에서 액정을 주입해서 액정층(7)을 설치하고 액정주입부를 자외선 경화수지로 봉해서 액정표시소자(20)를 형성했다.

2장의 기판을 접합할 때 칼라필터기판측으로부터 가장 먼 스페이서층, 즉 어레이기판측에 접하는 스페이서층을 어레이기판측에 접하는 스페이서층을 어레이기판측에서 형성되는 주사선, 신호선, 보조용량선내, 어레이기판측에 가장 가깝게 형성되는 배선상인 보조용량선상 또는 주사선상의 위치에 배치되도록 2장의 기판의 위치결정을 실시했다. 본 실시형태의 경우에서는 주사선상에 배치되도록 스페이서를 형성했다.

이와같이 주사선상에 주사선상에 스페이서를 행성했기 때문에 제3도에 나타낸 바와 같이 어레이기판(51)측의 전극과 칼라필터기판측의 스페이서상에 형성되는 전극과의 사이에 하층배선인 주사선(32)의 위쪽에 형성되는 절연막(35)이 존재하게 되고 어레이기판측의 주사선(32)과 칼라필터기판측의 스페이서상에 형성되는 전극과의 단락을 방지할 수 있다. 어레이기판측에 가장 가깝게 형성되는 배선과 스페이서상에 형성되는 공통전극과의 거리는 다른 배선이고, 본 실시형태의 경우 신호선과 스페이서상에 형성되는 공통전극과의 거리보다 떨어지기 때문에 어레이기판측에 가장 가깝게 형성되는 배선상에 스페이서를 형성함으로써 어레이기판상의 도전막인 배선층 또는 화소전극과 공통전극과의 단락을 보다 한층 방지할 수 있다.

또한, 상기 스페이서를 보조용량선상에 형성해도 좋다. 이 경우 보조용량선과 스페이서상의 공통전극과의 사이에 형성되는 절연막의 핀홀(pin-hole) 등에 의해 서로가 단락하는 경우가 있다. 그러나 보조용량선과 공통전극과는 동일전위가 공통되어 있기 때문에 단락이 발생한다고 해도 동작특성상 문제는 없다.

여기서 어레이기판과 칼라필터기판의 2장을 대향배치시켜 액정표시소자를 제조할 때의 2장 기판의 위치맞춤시에 주사선상에 배치해야할 스페이서가 기판의 위치어긋남에 의해 부분적으로 화소전극상에 배치되고 스페이서상에 형성된 전극과 화소전극이 단락할 가능성이 있다. 그러나 칼라필터기판측에서 가장 먼 스페이서층이 다른 스페이서층의 서로 겹쳐진 스페이서층의 두께가 다른 스페이서층보다 가늘게 된다. 이 때 2장의 기판을 위치맞춤할 수 있는 여지를 남겨놓아, 위치어긋남에 의한 스페이서상에 형성된 전극과 화소전극과의 단락을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 액정주입부부근에는 착색층과 동시에 섬형상 패턴의 스페이서를 형성했기 때문에 액정주입부부근의 기판간 거리를 일정하게 유지할 수 있었다. 이에 의해 액정주입부 부근의 기판간 거리의 불균일에 의힌 액정의 배향불량이 없어지고, 표시불량이 없어진다. 또한 섬형상의 시페이서를 1개로 형성할 경우는 액정주입부의 중앙부에 배치하는 것이 바람직하고 이에 의해 액정주입부 부근의 기판간거리의 분포가 일정하게 된다. 또한 복수의 섬형상 스페이서를 형성할 경우는 액정주입부에 균일한 간격으로 배치하는 것이 바람직하고 이에 의해 액정주입부 부근의 기판간 거리의 분포가 일정하게 된다. 또한 이 액정주입부 부근에 형성되는 섬형상 스페이서는 유효 화소영역에 형성되는 스페이서와 비교해서 스페이서두께를 크게 설정할 수 있기 때문에 적층의 위치어긋남에 의한 스페이서두께의 영향이 적기 때문에 적층하는 스페이서층의 형상을 동일하게 해도 좋다.

이와 같이 액정표시소자를 형성함으로써 기판면내의 표시얼룩도 없고 또한 로트간의 표시얼룩도 없게 되고 품질이 안정된 표시가 양호한 액정표시소자를 얻을 수 있다.

본 실시예 형태에서는 스페이서층을 착색층의 형성공정과 동일공정으로 형성하고 있지만 동일공정에서는 실시하지 않고 별도의 스페이서층 공정을 설치해도 좋다. 그리고 본 실시형태와 같이 스페이서층을 착색층의 형성공정과 동일한 공정으로 형성함으로써 스페이서층을 형성하기 위한 공정을 별도로 설치할 필요가 없어지고 공정을 대폭으로 삭감할 수 있다.

[실시형태 2]

실시형태 1에 있어서, 액티브매트릭스형 액정표시소자 대신에 심플 매트릭스형 액정표시소자에 적용했다.

구체적으로는 실시형태1에서는 어레이기판으로서 절연기판위에 줄무늬 형상 전극, 배향막을 형성한 대향기판을 이용했다. 칼라필터기판으로서는, 절연기판위에 실시형태1과 마찬가지로 형성한 줄무늬형상의 착색층 및 스페이서를 형성하고, 그 위에 착색층의 줄무늬 형상과 직교하는 형상의 줄무늬형상의 전극, 배향막을 형성한 것을 이용했다. 대향기판과 칼라필터기판은 양 기판의 전극이 직교하도록 배치했다.

또한, 스페이서위의 전극과 대향기판위의 전극과의 단락을 생각한 경우, 2장의 기판이 대향 배치되었을 때, 대향기판위의 전극이 형성되어 있지 않은 위치에 스페이서(3)를 배치한 쪽이 바람직하다.

이와같이 액정표시소자를 형성함으로써 기판면내의 표시얼룩도 없고, 또 로드사이의 표시얼룩도 없어져 품질이 안정된 표시가 양호한 액정표시소자를 얻을 수 있었다.

[실시형태 3]

실시형태 1에 있어서, 스페이서의 형상을 단면으로 보았을 때, 적층함에 따라 서서히 스페이서 폭이 좁아지도록 설정했지만, 반드시 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 스페이서는 3층 이상의 스페이서층이 적층되며, 이 적층된 스페이서층 중 1층을 제1스페이스층, 다른 복수의 스페이서층을 제2스페이서층으로 한 경우, 제1스페이스, 제2스페이서층이 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지며, 이 단면에 제1스페이스층을 단면으로 투영했을 때의 투영 영역을 포함하고, 또 이 투영영역과 동일 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역을 포함하고 있으면 좋다. 이와같이 형성함으로써 제1층의 두께가 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서 굵기가 된다.

이하에, 제9도, 제10도를 이용하여 스페이서 형상의 다른 실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 제9도, 제10도는 스페이서의 단면도 및 사시도를 나타낸다.

예를들면, 제9(a)도에서는 스페이서(3B)가 제1스페이스층에 해당되고, 스페이서층(3R, 3G)이 제2스페이서층에 해당된다. 각각의 스페이서층은 절연기판측의 제1주면과, 이 제1주면에 대향한 제2주면을 가진다. 각각의 스페이서층은 제1주면과 제2주면은 같은 크기로 되어 있으며, 절연기판측으로 봐서 1층째, 2층째의 스페이서층(3R, 3G)은 같은 크기로, 3층째의 스페이서층(3B)은 스페이서층(3R, 3G)보다 크기가 작아져 있다. 스페이서층(3R, 3G)는 각각 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 본 실시예에서는, 제2스페이서층은 같은 굵기의 원기둥이기 때문에 어느 부분에서 절연기판과 대략 평행한 단면을 가져도 그 단면은 같은 크기가 된다. 예를들면, 이 담녀은 선 g로 잘랐을 때의 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이스층(3B)을 이 단면에 투영했을 때의 투영영역에 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부 f를 포함하게 된다.

제9(b)도에서는 스페이서층(3R)이 제1스페이스층에 해당되고, 스페이서층(3G, 3B)이 제2스페이서층에 해당된다. 이 스페이서는 절연기판측으로 봐서 적층할때마다 서서히 스페이서층의 직경이 커져 스페이서층의 크기가 커져 있다. 스페이스층(3G, 3B)은 각각 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 예를들면 이 단면을 선 g로 잘랐을 때의 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이스층(3R)을 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부 f를 포함하게 된다. 이것은 제2스페이서층의 어느 단면을 가져도 같은 것이 성립한다. 본 실시예와 같이, 스페이서층을 적층할 때마다 서서히 스페이서층의 크기를 크게 해가면 대향기판에 스페이서를 형성하는 구조로 할 때, 스페이서를 포함하는 기판 전면에 공통 전극을 형성할 때, 스페이서의 측면에는 전극이 형성되기 어렵다. 이와같이 스페이서의 측면에 공통 전극이 형성되지 않는 경우, 어레이기판측에 형성되는 배선, 화소전극과, 대행가판측에 형성되는 공통전극과의 단락을 방지할 수 있다.

제19(c)도에서는 스페이서층(3B)이 제1스페이스층, 스페이서층(3R, 3G)이 제2스페이서층에 해당한다. 각각의 스페이서층은 절연기판측의 제1주면과, 이 제1주면에 대향한 제2주면을 가진다. 스페이서층(3B)의 제1주면과 제2주면은 같은 크기로, 스페이서층(3G)의 제1주면은 제2주면 보다 작고, 스페이서층(3R)의 제1주면은 제2주면 보다도 커져 있다.

스페이서층(3R, 3G)은 각각 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 예를들면, 이 단면을 선 g로 잘랐을 때의 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이스층(3B)을 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부 f를 포함하게 된다. 이것은 제2스페이서층의 어느 단면을 가져도 같은 것이 성립된다. 이와같이 각각의 스페이서층이 원기둥 형상을 갖지 않아도 좋다. 또한, 3층의 스페이서층 내부의 중앙의 스페이서층(3B) 보다도 크게 해도 좋다. 이와같은 형사의 스페이서의 경우, 대향기판에 스페이서를 형성하는 구조로 할 때, 스페이서를 포함하는 기판 전면에 공통 전극을 형성할 때, 스페이서의 측면에는 전극이 형성되기 어렵다. 이와같이 스페이서의 측면에 공통 전극이 형성되지 않는 경우, 어레이기판측에 형성되는 배선, 화소전극과, 대행가판측에 형성되는 공통전극과의 단락을 방지할 수 있다.

제10(a)도에서는 스페이서층(3G)이 제1스페이서층에 해당되고, 스페이서층(3R, 3B)이 제2스페이서층에 해당된다. 각각의 스페이서층은 절연기판측의 제1주면과, 이 제1주면에 대향한 제2주면을 가진다. 스페이서층(3G)은 제1주면 및 제2주면은 같은 크기인 원기둥 형상으로 되어 있으며, 스페이서층(3R, 3G)은 스페이서층(3B)에 의해서 덮여져 있다. 스페이서층(3R, 3B)은 절연기판 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 예를들면, 이 단면을 g1 g2 각각으로 잘랐을 때를 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이스층(3G)을 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부 f1 f2 를 포함하게 된다. 이것은 제2스페이서층의 어느 단면을 가져도 같은 것이 성립된다.

제10(b)도에서는 스페이서층(3G)이 제1스페이스층에 해당하고, 스페이서층(3R, 3B)이 제2스페이서층에 해당한다. 각각의 스페이서층은 절연기판측의 제1주면과, 이 제1주면에 대향한 제2주면을 가진다. 스페이서층(3R, 3G)은 제1주면 및 제2주면이 각각의 층에서 같은 크기로 원기둥 형상으로 되어 있으며, 스페이서층(3G)만이 스페이서층(3B)에 의해서 완전히 덮여져 있다. 스페이서층(3R, 3B)은 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 예를 들면 이 단면을 선 g1 g2각각으로 잘랐을 때를 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이스층(3G)을 단에 투영했을 때의 단면으로 하면, 이 단면은 제1스페이서층(2B)을 단면에 투영했을때의 투영영역을 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부f1 f2를 각각 포함하게 된다. 이것은 제2스페이서층의 어느 단면을 가져도 같은 것이 성립된다.

상기 실시예에서는 스페이서층을 3층 적층한 경우를 예로 들었지만 2층 또는 4층 이상이라도 좋다.

2층 적층하여 스페이서를 형성하는 경우, 제11(a)도에 도시한 바와 같이, 착색층(2)과 스페이서(3)를 떨어지게 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제11(a)도에 도시한 바와 같이, 착색층(2)과 스페이서(3)를 떨어지게 배치, 즉 착색층(2)과 독립하여 2층의 스페이서층(3R, 3G)로 이루어진 스페이서(3)을 배치한 경우와, 제11(b)도에 도시한 바와 같이 착색층(2)을 겹쳐 스페이서로 한 경우를 비교한다. 제11(a)도에 도시한 바와 같이, 착색층(2)와 독립하여 스페이서(3)를 배치한 경우에는 기판면내에 있어서, 기판간 거리를 유지하는 실효적은 스페이서 두께를 일정하게 할 수 있다. 이에 대해, 착색층(2)을 겹쳐 스페이서로 한 경우에는, 예를들면 착색층 형성시의 위치 차이에 의해 스페이서부(C)와 스페이서부(D)에서는 실효적인 스페이서 굵기가 다르며, 면내에 있어서 실효적인 스페이서의 굵기의 흐트러짐이 생긴다.

스페이서층을 3층 이상 적층하여 스페이서를 형성하는 경우, 스페이서층과 착색층이 접속되어 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 적어도 1층의 스페이서층은 착색층과 스페이서층이 떨어져 배치되어 있지 않으면 안된다. 예를들면, 제11(c)도에서 스페이서는 스페이서층(3R, 3G, 3B)이 적층하여 형성되어 있다. 스페이서층(3R)은 착색층(2R)과 접속되어 있으며, 스페이서층(3G)은 착색층(2G)과 접속되어 있으며, 스페이서층(3B)은 착색층(2B)과 떨어져 배치되어 있다.

이 경우, 스페이서층(3B)이 제1스페이스층에 해당되고, 스페이서층(3R, 3G)이 제2스페이서층에 해당된다. 스페이서층(3R, 3B)은 각각 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면을 가지고 있으며, 예를들면 이 단면을 g로 잘랐을 때의 투영영역을 포함하고, 또 투영영역과 동일 평면에서 투영영역을 연결한 영역인 사선부 f를 포함하게 된다. 이것은 제2스페이서층의 어느 단면을 잘라도 같은 것이 성립한다. 바꾸어 말하면, 제2스페이서층(3R, 3G)이 겹치는 영역내에 제1스페이스층(3B)이 수납되도록 형성되어 있다. 이 서로 겹치는 영역과 제1스페이서층을 겹치는 영역을 투영했을 때의 투영영역과의 차이의 영역부분의 크기를 스페이서층 적층시의 노광기 정밀도에 맞춰 설정하면, 예를 들어 위치 차이가 생겼다고 해도 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적인 스페이서 굵기는 제1스페이스층의 굵기가 된다.

또한, 절연막, 예를들면 배향막을 스페이서를 덮도록 하여 형성하는 것이 바람직하다. 제12도에 도시한 바와 같이, 스페이서위의 전극(5)이 스페이서(3)를 덮도록 형성되지 않는 경우가 있으며, 이 경우, 스페이서(3)가 직접 액정에 접촉하는 것이 있으면 스페이서(3)를 형성하는 착색층 성분이 액정층에 혼합되어 오동작의 원인이 되는 경우가 있다.

이것을 방지하기 위하여, 제12도에 도시한 바와 같이 스페이서가 절연막(14), 예를들면 배향막에 의해 쓰여지는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스페이서를 형성하는 착색층 성분이 액정층에 혼합되는 것이 방지된다. 또한, 스페이서층 중 인접하는 2층이 모두 절연기판측의 스페이서층의 절연기판측의 주면과 대향하는 다른 주면내에, 다른 한쪽의 스페이서측의 절연기판측의 주면과 대향하는 주면내에 배치된다. 즉, 절연기판측으로부터 차례로 스페이서층의 굵기가 서서히 가늘어지도록 스페이서를 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 절연기판측으로부터 차례로 스페이서층의 굵기가 서서히 굵어지는 스페이서를 형성하는 경우와 비교하여 스페이서의 측면부에 있어서 전극 또는 절연막의 단이 끊어지는 것이 발생하는 것을 적게 할 수 있고, 더 한층 착색층 성분의 액정층으로의 혼합을 방지할 수 있다.

[실시형태 4]

실시형태 1에 있어서, 착색층과 스페이서는 떨어지게 배치하고, 또 스페이서는 섬형광으로 배치되어 있지만 이하와 같이 착색층과 스페이서를 배치해도 좋다.

또한, 이 예에 한정되는 것은 아니다.

예를들면, 제11도, 제15도에 도시한 바와 같이, 착색층과 스페이서가 떨어져서 배치되어 있어도 좋다. 제11도는 단면도, 제15도는 평면도를 나타낸다.

제11(a)도에 도시한 바와 같이, 착색층(2)과 스페이서(3)를 떨어지게 배치, 즉 착색층(2)과 독립하여 2층의 스페이서층으로 이루어진 스페이서(3)를 배치한 경우와, 제11(b)도에 도시한 바와 같이 착색층(2)을 겹쳐 스페이서로 한 경우를 비교한다. 제11(a)도에 도시한 바와 같이 착색층(2)과 독립하여 스페이서(3)를 배치한 경우에는 기판면내에 있어서 기판간 거리를 유지하는 실효적인 스페이서 굵기를 일정하게 할 수 있다. 이에 대해, 착색층(2)을 겹쳐 스페이서로 한 경우에는 기판면내에 스페이서 굵기가 다른 경우가 있다 이 경우, 제12(c)도에 도시한 바와 같이, 스페이서를 형성하는 스페이서층중 적어도 1층을 스페어서층(3B)으로 하여 착색층(2B)과 독립하여 형성하면 좋고, 착색층이 서로 겹치는 영역에 이 독립된 스페이서층(3B)이 배치되면 좋다.

제15(a)도~제15(c)도에서는 스페이서층(3R)과 착색층(2R)은 접속되어 있으며, 스페이서층(3G)과 착색층(2G)은 접속되어 있으며, 스페이서층(3B)은 착색층(2B)과 떨어져 배치되어 있다. 이 경우, 스페이서층(3B)이 제1스페이스층에 해당하고, 스페이서층(3R, 3G)이 제2스페이서층에 해당한다. 제15(b)도, 제15(c)도에서는 착색층은 줄무늬형상을 가지며, 제15(a)도에서는 착색층은 각각의 화소전극 형상에 대응한 형상을 가지고 있다. 여기서, 착색층이 화소마다 형성되어 있어도 착색층은 색의 배열을 열마다 다르도록 배치하면, 줄무늬 형상으로 색이 배열되어 있게 된다.

또한, 실시형태 1에서는 화소마다 착색층이 형성되어 있지만, 제13도에 도시한 바와 같이, 같은 색, 같은 열의 착색층이 연속된 형상의 착색층(2)이라도 좋고, 각 착색층 사이에 스페이서(3)가 착색층(2)과 떨어져 배치되어 있어도 좋다. 또한, 제14도에 도시한 바와 같이, 같은 열의 스페이서가 연속된 형상의 스페이서(3)라도 좋다.

따라서, 대향전극과 주사선, 대향전극과 신호선의 전극 사이에 발생하는 기생용량은 적은 것이 바람직하다. 용량의 크기는 서로 향하는 2장의 전극이서로 겹치는 면적을 일정하게 했을 때, 2장의 전극간 거리에 반비례한다. 여기서, 제14도에 도시한 바와같이 연속적으로 스페이서(3)가 형성되어 있는 경우와, 제13도에 도시한 바와 같이 섬형상으로 스페이서(3)가 형성되어 있는 경우와의 단면형상을 비교한다. 이 경우, 어느 일정 영역내에 있어서, 연속적으로 스페이서가 형성되어 있는 경우에는 어레이기판에 스페이서가 모두 접촉되어 있는 상태인 것에 비해, 섬형상으로 스페이서가 형성되어 있는 경우에는 어레이기판에 부분적으로 스페이서가 접촉되어 있다. 즉, 스페이서가 부분적으로 오목한 상태로 접촉되어 있는 형상이 된다. 이 때문에, 연속적으로 스페이서가 형헝되어 있는 경우와 비교하여 섬형상으로 스페이서(3)가 형성된 경우에는 오목한 부분에서 기생용량을 경감할 수 있기 때문에, 섬형상으로 스페이서(3)가 형성되는 쪽이 더욱 바람직하다.

또한, 제16도에 도시한 바와 같은 착색층 형성용 마스크 구멍(36), 스페이서층 형성용의 다른 면적의 마스크 구멍(35a, 35b, 35c)부가 형성된 마스크를 이용함으로써 1개의 마스크로 3색의 착색층과 다른 크기의 스페이서층을 적층한 스페이서를 형성할 수 있다. 구체적으로는 1색 형성할 때마다 마스크를 1화소분(c)씩 우측으로 어긋나게 하면 좋다.

[실시형태 5]

실시형태 1에 있어서, 한쪽 절연기판상에 착색층, 스페이서 및 주사선, 신호선, 스위칭소자, 화소전극, 보조용량선을 동일 기판상에 형성한 것을 이용했다.

구체적으로는 제17도에 도시한 바와 같이, 절연기판(1)위에 실시형태(1)와 마찬가지로 주사선(32), 신호선(도시하지 않음), 스위칭소자(도시하지 않음), 보조용량선(도시하지 않음)을 형성하고, 또한, 착색층(2R, 2G, 2B)과, 이 착색층(2)과 동일 공정으로 형성된 스페이서층(3R, 3G, 3B)이 적층되어 스페이서(3)를 형성했다. 화소전극(13)은 착색층(2)위에 형성되며, 이것들 위에 배향막(14)이 형성되어 칼라필터기판(10)이 형성되어 있다.

또 다른 기판은 절연기판(11)위 전면에 전극(5), 배향막(14)이 차례로 형성되어 대향기판(60)이 형성되어 있다.

이와같이 액정표시소자(20)를 형성함으로써 기판면내의 표시얼룩도 없고, 또 로트 사이의 표시 얼룩도 없어져 품질이 안정된 표시가 양호한 액정표시소자를 얻을 수 있었다.

본 발명은 이상의 실시형태에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 조합이 가능하다.

본 발명의 칼라필터기판 및 액정표시소자의 스페이서는 스페이서층이 복수층 적층되어 있다. 이 스페이서층중 1층을 제1스페이스층, 이 이외의 스페이서층을 제2스페이서층으로 했을 때, 제2스페이서층의 절연기판과 대략 평행한 임의의 단면은 제1스페이스층을 단면으로 투영했을 때의 투영영역을 포함하고, 또 이 투영영역과 동일 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역을 포함한 구조가 된다. 바꾸어말하면, 제2스페이서층의 크기가 제1스페이스층의 크기 보다 커지며, 제2스페이서층의 윤곽내에 제1스페이스층의 윤곽이 완전히 포함되게 된다.

이와같은 구조로 함으로써, 제2스페이서층이 제1스페이스층 보다도 크기 때문에 제2스페이서층은 제1스페이스층의 크기를 초과한 영역을 가지게 되며, 예를들면 만약 스페이서층 적층공정중의 제1스페이스층과 제2스페이서층 사이의 위치 차이가 생겼다고 해도 이 초과된 영역 부분이 위치 차이를 흡수하여 제1스페이스층이 완전히 제2스페이서층위에 형성된다.

이것에 의해, 2장의 기판간 거리를 유지하기 위한 실효적으니 스페이서 굵기는 제1스페이서를 절연기판에 투영시킨 영역이 되며, 항상 일정한 실효적인 스페이서 굵기를 얻을 수 있다. 따라서, 액정표시소자의 기판간 거리를 기판면내 및 로드 사이에서 항상 일정하게 유지할 수 있고, 표시얼룩도 없는 양호한 액정표시소자를 얻을 수 있다.

또한, 액정주입부에 스페이서층을 적층한 스페이서를 배치하기 위해 항상 일정한 높이의 스페이서를 액정주입부에 배치할 수 있다.

Claims (22)

1. 절연기판 ; 상기 절연기판상에 형성된 복수의 착색층; 상기 절연기판상에 형성된 복수의 스페이서를 갖고, 상기 스페이서는 제1스페이스층과 복수의 제2스페이서층이 적층되어 형성된 칼라필터기판에 있어서, 상기 제1스페이스층과 상기 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주 보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층은 상기 제1주면과 상기 제2주면의 면적이 거의 같거나 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작으며, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영시켰을 때의 투영영역을 포함하며 또한 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1스페이스층과 상기 제2스페이서층은 상기 착색층의 형성공정과 동일한 공정으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
3. 제1항에 있어서, 상기 착색층은 화소 유효영역에 형성되고 상기 스페이서는 서로 인접하는 상기 화소유효영역의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
4. 제1항에 있어서, 상기 착색층은 화소 유효영역에 형성되고 서로 인접하는 상기 화소 유효영역 사이에는 차광층이 형성되며, 상기 스페이서는 상기 차광층의 형성영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
5. 제1항에 있어서, 상기 착색층과 상기 스페이서는 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
6. 제1항에 있어서, 상기 착색층과 상기 스페이서는 떨어져 배치되고 또한 상기 스페이서는 섬모양으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
7. 제1항에 있어서, 동일한 공정으로 형성되는 상기 스페이서층과 상기 착색층은 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
8. 절연기판; 상기 절연기판상에 형성된 복수의 착색층; 및 상기 절연기판상에 제1스페이스층과 제2스페이서층이 적층되어 형성된 스페이서를 갖는 칼라필터기판에 있어서, 상기 착색층은 상기 스페이서와는 떨어져 배치되고, 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주 보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층은 상기 제1주면과 상기 제2주면의 면적이 거의 같거나 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영했을 때의 투영영역을 포함하며 또한 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1스페이스층과 상기 제2스페이서층은 상기 착색층의 형성공정과 동일한 공정으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
10. 제8항에 있어서, 상기 착색층은 화소 유효영역에 형성되고 상기 스페이서는 서로 인접하는 상기 화소 유효영역 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
11. 제8항에 있어서, 상기 착색층은 화소 유효영역에 형성되고 서로 인접하는 상기 화소 유효영역 사이에는 형성되며, 상기 스페이서는 상기 차광층의 형성영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
12. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 스페이서는 절연막으로 덮여있는 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
13. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 각각의 스페이서층의 제1주면과 제2주면 중 작은 쪽의 주면의 크기가, 상기 스페이서층과 상기 절연기판의 거리가 벌어짐에 따라 서서히 작아지도록 상기 스페이서층이 적층되어 스페이서가 형성되어 있는 칼라필터기판.
14. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1스페이스층이 상기 절연기판쪽에서 가장 먼 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 칼라필터기판.
15. 제1절연기판상에 제1전극이 형성된 제1기판; 제2절연기판상에 제2전극이 형성된 제2기판; 상기 제1기판과 제2전극이 마주 보고 배치되고, 이 2장의 전극기판 사이에 끼워진 액정층; 상기 2장의 기판중 어느 한 쪽의 기판상에 형성된 복수의 착색층; 상기 착색층이 형성된 기판상에 형성된 스페이서; 상기 스페이스는 제1스페이스층과 복수의 제2스페이서층이 적층되어 이루어진 액정표시소자에 있어서, 상기 제1스페이스층과 복수의 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주 보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층의 상기 제1주면과 상기 제2주면과의 면적이 거의 같고, 또한 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영시켰을 때의 투영영역을 포함하며 그 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
16. 제1절연기판상에 제1전극이 형성된 제1기판; 제2절연기판상에 제2전극이 형성된 제2기판; 상기 제1기판과 제2전극이 마주 보고 배치되고, 이 2장의 전극기판 사이에 끼워진 액정층; 상기 2장의 기판중 어느 한 쪽의 기판상에 형성된 복수의 착색층; 상기 착색층이 형성된 기판상에 제1스페이스층과 제2스페이서층이 적층되어 형성된 스페이서를 갖는 액정표시장자에 있어서, 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주 보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층의 상기 제1주면과 상기 제2주면과의 면적이 거의 같거나 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영시켰을 때의 투영영역을 포함하고 또한 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
17. 제1절연기판상에 형성된 주사선; 상기 주사선과 교차하여 형성된 신호선; 상기 주사선 및 상기 신호선에 접속되어 형성된 스위칭소자; 상기 스위칭소자에 접속되어 형성된 화소전극; 상기 스위칭소자에 접속되어 형성된 보조용량선을 갖는 어레이기판; 제2절연기판상에 형성된 복수의 착색층 및 스페이서; 상기 착색층 및 상기 스페이서를 포함하는 상기 제2절연기판상에 형성된 마주 보는 전극을 갖는 칼라필터기판; 및 상기 어레이기판과 상기 칼라필터기판이 마주보고 배치되어, 이 2장의 기판사이에 끼워진 액정층으로 이루어지고, 상기 스페이서는 제1스페이스층과 복수의 제2스페이서층이 적층되어 형성된 액정표시소자에 있어서, 상기 제1스페이스층과 상기 복수의 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층의 상기 제1주면과 상기 제2주면의 면적이 거의 동일하거나 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영했을때의 투영영역을 포함하며 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하고, 상기 어레이기판에 접하는 스페이서층은 배선층인 상기 주사선, 상기 신호선, 상기 보조용량선 중 가장 어레이기판쪽에 있는 배선층상에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
18. 제1절연기판상에 형성된 주사선; 상기 주사선과 교차하여 형성된 신호선; 상기 주사선 및 상기 신호선에 접속되어 형성된 스위칭소자; 상기 스위칭소자에 접속되어 형성된 화소전극; 상기 스위칭소자에 접속되어 형성된 보조용량선을 갖는 어레이기판; 제2절연기판상에 형성된 복수의 착색층 및 스페이서; 상기 착색층 및 상기 스페이서를 포함하는 상기 제2절연기판상에 형성된 마주 보는 전극을 갖는 칼라필터기판; 및 상기 어레이기판과 상기 칼라필터기판이 마주보고 배치되며 이 2장의 기판사이에 끼워져 있는 액정층으로 이루어지고, 상기 스페이서는 제1스페이스층과 제2스페이서층이 적층되어 이루어진 액정표시소자에 있어서, 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층은 각각 상기 절연기판측의 제1주면과 상기 제1주면과 마주보는 제2주면을 갖고, 적어도 상기 제1스페이스층과 제2스페이서층 중 어느 한 층의 상기 제1, 제2주면의 면적이 거의 같거나 상기 제1주면의 면적보다 상기 제2주면의 면적이 작고, 상기 제2스페이서층은 상기 절연기판과 거의 평행한 임의의 단면을 갖고, 상기 단면은 상기 제1스페이스층을 상기 단면에 투영했을 때의 투영영역을 포함하며, 이 투영영역과 동일한 평면에서 이 투영영역을 연결한 영역도 포함하고, 상기 어레이기판에 접하는 스페이서층은 배선층인 상기 주사선, 상기 신호선, 상기 보조용량선 중 가장 어레이기판쪽에 있는 배선층상에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
19. 제1절연기판상에 제1전극이 형성된 제1기판; 제2절연기판상에 제2전극이 형성된 제2기판; 상기 제1기판과 제2전극이 마주 보고 배치되고, 이 2장의 전극기판 사이에 끼워진 액정층; 상기 2장의 기판 사이에 상기 액정층을 주입하기 위한 액정주입부를 빼고 상기 기판의 바깥 둘레면에 형성된 시일부; 상기 2장의 기판 중 어느 한 쪽의 기판상의 유효 화소영역에 형성된 복수의 착색층; 상기 착색층이 형성된 기판상에 상기 착색층과 동일한 공정으로 형성된 스페이서층을 적층하여 이루어진 스페이서로 이루어진 액정표시소자에 있어서, 상기 스페이서가 상기 액정주입부 부근에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
20. 제19항에 있어서, 상기 액정주입부 부근에 상기 전극과 동일한 공정으로 형성된 전극 패턴을 갖고, 상기 전극 패턴 영역내에 스페이서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
21. 제19항에 있어서, 상기 유효 화소영역 및 상기 액정주입부 부근에 형성된 차광층을 갖고, 상기 차광층의 영역내에 스페이서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
22. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1전극은 복수의 보조용량선을 갖고 상기 복수의 스페이서는 상기 제2절연기판상에 형성되며, 상기 제2절연기판에서 가장 떨어진 위치에 형성된 스페이서층은 보조용량선 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.