KR100262376B1 - 액정표시장치및그제조방법 - Google Patents

Abstract

액티브 소자측 기판이 되는 제1 기판에서는, 화소 전극을 평탄화막을 사이에 두고 형성한다. 대향측 기판이 되는 제2 기판에서는, 각 차광막을 제1 기판측의 각 액티브 소자를 차광할 수 있는 서로 이간된 아일랜드 패턴으로 형성하고, 또 갭 제어부를 제2 기판의 전면에 도포된 포지티브형 감광성 수지층을 상기 차광막을 포토 마스크로서 이용하여 제2 기판의 배면측으로부터 노광함으로써 차광막과 같은 아일랜드 패턴으로 형성한다. 상기 평탄화막에 의해, 액정 분자의 디스클리네이션의 발생이 제어된다. 그러므로, 상기 차광막은 액티브 소자만을 차광하는 아일랜드 패턴으로서 형성할 수 있으며, 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 갭 제어층을 화소 전극 이외의 부분에 형성할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치의 콘트라스트비의 저하를 회피할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 직시형(direct-viewing type) 및 투사형(projection type) 디스플레이에 이용되는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 액정 패널을 이용하는 액정 표시 장치의 개발이 활발히 행해지고 있고, 현재, 표시 장치로서 주류로 되어 있는 브라운관 표시 장치를 액정 표시 장치로 대체하는 것이 목표로 되어 있다. 이와 같은 액정 표시 장치중에서도 특히 자주 이용되고 있는 액티브 매트릭스 구동형의 액정 표시 장치는 1개의 화소에 액티브 소자를 설치하고, 이 액티브 소자에 의해 화소 전극을 구동하도록 되어 있다.

이 액티브 매트릭스 구동형의 액정 표시 장치는, 이와 같은 액티브 소자를 형성한 투광성 기판(이하, 액티브 소자측 기판이라 한다)과, 이 액티브 소자 기판과 대향하는 투광성 기판(이하, 대향측 기판이라 한다)과의 사이에 액정층이 봉입되어 있는 액정 패널이 이용되고 있다.

상기 액티브 소자측 기판상에는 복수의 주사선과 복수의 신호선이 서로 직교하도록 매트릭스상으로 형성되어 있다. 이 매트릭스의 각 교차부마다 액정으로 전압을 인가하기 위한 화소 전극이 형성되어 있고, 또한 이 화소 전극을 선택 구동하기 위한 스위칭 소자가 형성되어 있다. 상기 스위치 소자로서는 TFT(Thin Film Transistor)나 다이오드, MIM(Metal Insulater Metal) 소자 등의 액티브 소자가 이용되고 있다.

여기에서, 액티브 매트릭스 구동형 액정 표시 장치에 있어서는 액티브 소자측 기판에 형성된 주사선이나 신호선 등의 배선에 의해 배선 단차가 발생되어 있는 경우, 이 배선 부근에 액정 분자 디스클리네이션(disclination)에 의한 표시 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 이 문제를 회피하기 위하여, 종래에는 도 7에 도시한 바와 같이 대향측 기판에 대하여 액티브 소자측 기판에 형성된 신호선(30 …) 및 주사선(31 …)보다도 폭이 넓은 매트릭스 패턴의 차광막(도면중 해칭으로 표시함 : 32)을 형성하고 있다. 이 차광막(32)에 의해 상기 각 배선 부근에 생기는 디스클리네이션에 의한 표시 얼룩을 덮어서 숨길 수 있다.

이 차광막(32)는 액티브 소자(33)의 광에 의한 특성 열화를 방지하는 효과도 갖고 있다. 그러나, 대향측 기판에 형성되는 이와 같은 폭넓이의 매트릭스 패턴의 차광막(32)은 액정 표시 장치의 개구율을 저하시키게 된다.

그래서, 종래 이와 같은 개구율이 저하하는 문제를 해결하는 구성으로서 액티브 소자상에 후막(厚膜)의 평탄화막(절연성을 갖는다)을 형성하는 구성이 알려져 있다. 이 구성에서는, 액티브 소자상의 평탄화막에 의해 상기 각 배선의 단차가 완화된다. 이 단차의 완화 때문에, 이 배선 부근에서의 액정 분자의 디스클리네이션의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 각 배선상에 평탄화막을 사이에 두고 화소 전극을 적층시켜 형성하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 액정 표시 장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 액티브 소자측 기판과 대향측 기판 사이의 갭을 제어하는 방법으로서는, 액티브 소자 기판과 대향측 기판과의 사이에 스페이서를 배치하는 방법이 일반적이다. 이 스페이서를 배치하는 수법으로서는 습식 산포법이나 건식 산포법이 자주 이용된다. 습식 산포법은 휘발성 용액에 스페이서를 분산시킨 것을 한쪽 기판상에 분무 산포하는 수법이며, 건식 산포법은 스페이서 자체를 한쪽 기판으로 산포하는 수법이다.

그런데, 상기와 같이 스페이서를 배치한 액정 표시 장치에 있어서는 스페이서가 화소 전극상에도 산포된다. 그러므로, 화소 전극상의 스페이서 부분에는 액정이 존재하지 않고, 이 스페이서 부분에 입사한 광은 항상 투과한다. 따라서, 예를 들면 구동 전압 인가 상태에서 표시가 검게 되는 액정 패널(노멀리 화이트)의 경우, 스페이서가 존재하는 부분만이 항상 백색 표시 상태로 된다. 이 백색 표시부 때문에 종래, 액정 표시 장치의 콘트라스트비가 현저하게 저하하는 문제가 발생한다.

또한, 상기 스페이서의 형상은 구(球)형상이기 때문에 상기 각 기판끼리의 접합을 행했을 때에, 스페이서가 개재하는 부분은 상기 각 기판에 대하여 점접촉하게 된다. 그러므로, 정밀도가 좋은 갭을 얻기에는 불충분하게 되어 있다.

상기와 같은 결함을 해결하는 것으로서, 예를 들면 ① 특개평 6-301040호 공보에는 화소 전극 이외의 신호 전극 등을 피복하는 매트릭스 패턴의 차광막에 개구부를 설치해 둠과 동시에, 이 개구부에 대응하여 광반응성 수지와 스페이서를 도포하여, 상기 개구부를 통하여 배면측으로부터 노광함으로써, 스페이서를 고정하는 것이 개시되어 있다.

그밖에, ② 특개평 7-181317호 공보에는 컬라 필터 기판에 설치된, 매트릭스 패턴의 차광막의 교차 부분상에 포지티브형의 감광성 수지를 도포하여, 차광막 자신을 마스크로 하여 감광성 수지를 배면 노광에 의해 패터닝을 행함으로써 갭 제어층을 형성하는 것이 개시되어 있다.

그러나, 상기 실시한 ①과 ②의 수법에 의한 상기 각 기판간의 갭의 제어 방법으로는, 화소 전극 부분 이외 또는 매트릭스 패턴의 차광막의 교차 부분에만 감광성 수지(광반응성 수지)를 도포하게 된다. 이 때문에, 감광성 수지의 도포시에 소정 형태의 인쇄판 또는 디스펜서를 필요로 한다. 또한, 이들 ①과 ②의 수법에서는 액정 패널이 고정밀화하여 배선이 미세화함에 따라, 전극 부분 이외에 확실하게 감광성 수지를 도포하는 것이 곤란하게 된다.

또한, ①의 수법에서는 스페이서를 고정한 후에 감광성 수지의 미반응 부분을 제거하는 프로세스가 필요하게 된다. 부가하여, 이 ①과 ②의 수법에서도 전술한 디스클리네이션에 의한 표시 불량을 방지하기 위하여 폭넓은 차광막을 형성할 필요가 있다. 그 때문에, 개구율의 저하하는 문제는 같이 발생한다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 상기와 같은 액티브 소자측 기판의 구성에 착안하여, 특별한 인쇄판, 디스펜서 혹은 특별한 포토마스크 등의 사용을 회피하고, 종래 이상으로 정밀도 좋게 갭 제어를 행할 수 있는 갭 제어층을 화소 전극 부분 이외에 확실하게 형성함과 동시에, 높은 개구율을 갖는 구조의 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 액정 표시 장치는 한쪽 표면에 주사선, 신호선 및 액티브 소자가 각각 복수 형성되고 또한, 이들을 피복하는 절연성 평탄화막을 사이에 두고 상기 액티브 소자에 의하여 구동되는 화소 전극이 복수 형성된 제1 기판과, 한쪽 표면에 차광막 및 대향 전극이 형성된 제2 기판이, 주변부에 형성된 시일 재료에 의해 접합되어 있고, 또 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되고 갭 제어층에서 간극 치수가 제어되는 갭 내에 액정재가 밀봉됨과 동시에, 상기 제2 기판측의 차광막이 제1 기판측의 액티브 소자를 차광할 수 있도록 각 액티브 소자의 배치 위치에 대응한 복수 차광부로 이루어지는 제1 패턴으로 형성되며, 또 상기 갭 제어층이 이 차광막과 같은 패턴인 제2 패턴으로 형성되어 있는 구성을 갖고 있다.

상기의 구성에 의하면, 제1 기판에 형성된 평탄화막에 의해 주사선이나 신호선 등의 구동 배선상에서의 배선 단차가 완화되기 때문에, 액정 분자의 디스클리네이션에 의한 표시 얼룩의 발생이 제어된다. 그러므로, 제2 기판에 형성되는 차광막은 제1 기판측의 액티브 소자만을 차광하기만 하여도 된다. 따라서, 상기 차광막은 상기 액티브 소자를 차광할 수 있도록 각 액티브 소자의 배치 위치에 대응한 제1 패턴으로서 형성할 수 있다. 상기 구성에서는 구동 배선상에서의 차광막을 없앨 수 있기 때문에, 차광막에 의한 개구율의 저하를 경감할 수 있어, 높은 개구율을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 갭 제어층은 상기의 차광막과 같은 패턴인 제2 패턴이 되도록 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 기판과 제1 기판과의 간극, 즉 제1 기판상의 화소 전극과 제2 기판상의 대향 전극과의 간극이 일정값으로 유지됨과 동시에, 갭 제어층은 차광막에 면하는 위치로 편재하게 되므로, 화소 전극상에 스페이서가 존재하지 않게 된다. 그러므로, 종래 문제로 되어 있던, 화소 전극상의 스페이서에 의한 백색 표시부가 없어지며, 그 결과 콘트라스트비의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기의 구성을 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서 제2 기판을 형성하는 공정 중에, 이미 상기 차광막이 형성된 기판 본체의 위에 포지티브형의 감광성 수지층을 전면에 도포하는 공정과, 기판 본체의 배면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 수지층을 노광하고, 그 후 형상화함으로써 상기 갭 제어층을 상기 차광 영역내에 형성하는 공정을 포함하고 있다.

상기의 제조 방법에서는 차광막의 차광 영역내에 형성되는 갭 제어층을, 포지티브형의 감광성 수지층을 제2 기판의 전면에 도포하여 노광함으로써 형성할 수 있다. 그러므로, 상기 제1 패턴을 차광막이 서로 이간된 아일랜드 패턴으??로 할 수 있다. 따라서, 이들 차광막이 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재되어 있어도, 상기 제1 기판과 제2 기판으로 이루어지는 셀에 액정 재료를 밀봉하는 것에 대해서도 아무런 지장을 주지 않는다.

또한, 갭 제어층을 형성하기 때문에, 특별한 인쇄판, 디스펜서를 이용할 필요가 없다. 또한, 차광막 자신을 포토 마스크로서 이용할 수 있기 때문에, 특별한 포토 마스크를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 포토 마스크를 이용하기 위한 엄밀한 얼라인먼트도 필요없이, 간단한 공정으로 액정 패널을 제조할 수 있다. 따라서, 더욱 액정 패턴의 고정밀화에 따른 배선 전극의 미세화에도 충분히 대응할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치의 다른 제조 방법은, 상기의 구성을 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서 제2 기판을 형성하는 공정 중에, 이미 상기 차광막이 형성된 기판 본체의 위에 포지티브형의 감광성 수지층을 전면에 도포하는 공정과, 상기 도포된 감광성 수지층의 위에 갭의 간극 치수를 제어하는 스페이서를 산포하고, 그 후 압압함으로써 이 스페이서의 일부를 감광성 수지층으로 매립하는 공정과, 스페이서 매립후에 기판 본체의 배면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 수지층을 노광하며, 그 후 현상함으로써 상기 갭 제어층을 형성하는 공정을 포함하고 있다.

상기의 제조 방법에서는 스페이서가 차광막의 위에 형성되어 있고, 또 감광성 수지층으로 매립되어 있다. 이 때문에, 제1 기판과 제2 기판의 접합시 등에 스페이서가 박리하는 일이 없다. 그러므로, 상기 구성의 액정 표시 장치에 있어서 화소 전극과 대향 전극과의 사이를 보다 한층, 일정값으로 유지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 갭 간극 치수는 스페이서의 지름 치수에 따라 결정된다. 그러므로, 감광성 수지층의 층막으로 갭의 간극 치수가 결정되는 상기 제조 방법과 비교하여, 공정수는 증가하지만, 간극 치수를 설정한 대로 제어하기 쉬운 이점이 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명 실시의 한 형태를 도시한 액정 표시 장치 부분 단면도.

도 2는 상기 액정 표시 장치에 있어서의 대향측 기판(제2 기판)에 형성되어 있는 차광막의 패턴을 도시한 설명도.

도 3은 상기 액정 표시 장치에 있어서의 액티브 소자측 기판(제1 기판)의 구성을 모식적으로 도시한 설명도.

도 4a는 상기 액정 표시 장치를 제조하는 한 공정인, 감광성 수지층을 형성하는 공정을 설명하는 단면도이며, 도 4b는 상기 액정 표시 장치를 제조하는 한 공정인, 갭 제어층을 형성하는 공정을 설명하는 단면도.

도 5는 본 발명 실시의 다른 형태를 도시한 액정 표시 장치의 부분 단면도.

도 6은 스페이서 산포 장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.

도 7은 종래의 액정 표시 장치의 대향측 기판에 형성되는 차광막의 패턴을 도시한 설명도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1a, 1b : 투광성 기판

2 : 액티브 소자

3 : 액정층(액정제)

5 : 평탄화막

6a : 대향 전극

6b : 화소 전극

8 : 차광막

8a : 차광부

9 : 갭 제어층

10 : 신호선

11 : 주사선

12 : 스페이서

13 : 감광성 수지

〈제1 실시 형태〉

본 발명의 실시의 한 형태에 대해서 도면에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

우선, 본 실시의 형태에 있어서의 액정 표시 장치의 구조를 도 1을 기초로 설명한다.

도 1은 본 액정 표시 장치의 부분 단면도이다. 이 액정 표시 장치에서는 도면에 도시한 바와 같이, 1쌍의 투광성 기판(기판 본체 : 1a·1b)이 갭 제어층(9)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 이들 기판(1a, 1b) 사이에 액정층(3)이 협지되어 있다. 상기 기판(1a·1b)으로서는 글래스와 석영 등으로 이루어지는 투명 기판을 이용할 수 있다.

액티브 소자측 기판(제1 기판)이 되는 기판(1b)의 액정층(3)측 표면에는 도 2에 도시한 복수의 구동 배선인 주사선(10 …)과 복수의 신호선(11 …)이 서로 직교하여 매트릭스상으로 배치되어 있다. 이들 구동 배선의 교차부마다 화소 전극(6b)를 구동하는 액티브 소자(2)가 형성되어 있다. 이들 액티브 소자(2 …)의 위에는 액티브 소자(2 …)를 피복하도록 절연성의 보호막(4)이 형성되어 있다. 또한, 이 보호막(4)의 위에 절연성의 평탄화막(5)이 형성되어 있다.

이 평탄화막(5)의 표면에는 투명 전극막이 화소 형상으로 패터닝되어 이루어진 복수의 화소 전극(6b …)이, 각각의 액티브 소자(2)에 대응하여 형성되어 있다. 대응하는 화소 전극(6b)과 액티브 소자(2)는 각각 콘택트홀을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 상기 화소 전극(6b …)의 위에는 배향막(7b …)이 형성되어 있다.

상기 액티브 소자(2)로서는 박막 트랜지스터나 다이오드, MIM 소자 등을 이용할 수 있다. 보호막(4)으로서는 SiN_x, SiO_x등을 이용할 수 있다. 또, 이 보호막(4)는 반드시 필요하지는 않다. 그러나, 상기 평탄화막(5)의 절연성이 그다지 높지않은 경우나, 평탄화막(5) 중에 이온성의 불순물이 함유되어 있는 경우에는 액티브 소자(2 …)의 특성 열화를 방지하는 효과를 갖기 때문에, 보호막(4)을 설치하는 것이 바람직하다. 평탄화막(5)으로서는, 예를 들면 폴리이미드를 이용할 수 있다. 화소 전극(6b)을 구성하는 투명 전극막으로서는, 예를 들면 폴리이미드를 이용할 수 있다. 화소 전극(6b)을 구성하는 투명 전극으로서는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)막을 이용할 수 있다.

한편, 대향측 기판(제2 기판)이 되는 기판(1a)의 액정층(3)측 표면에는 상기 기판(1b)에 형성된 액티브 소자(2 …)의 광열화를 방지하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같은, 차광막(도면 중 해칭 부분 : 8)이 형성되어 있다. 이 차광막(8)이 갖는 패턴은 1개의 액티브 소자(2)를 피복할 수 있는 형상[여기에서는 구형(矩形)상이지만 이것에 한정되는 것은 아니다)을 갖는 작은 차광부(8a)가 이 액티브 소자(2)의 배치 위치에 대응하여 배열된 제1 패턴(이하, 아일랜드 패턴이라 한다)으로 되어 있다.

이 차광막(8)의 위에 투명 전극막으로 이루어진 대향 전극(6a)이 전면에 설치되어 있다. 이 대향 전극(6a)상에는 배향막(7a)이 형성되고, 또 그위에 상기 차광막(8)과 동일 아일랜드 패턴이 되도록 갭 제어층(9)이 제2 패턴으로 형성되어 있다. 즉, 이 갭 제어층(9)는 차광막(8)에 면하여, 이 차광막(8)에 의한 차광 영역내로 되도록 형성되어 있다.

상기 차광막(8)은 예를 들면, 알루미늄이나 탄탈 등의 금속 등의 차광성 물질을 이용할 수 있다. 대향 전극(6a)의 투명 전극막으로서는 상기의 화소 전극(6b)와 마찬가지로, 예를 들면 ITO막을 이용할 수 있다. 또한, 갭 제어층(9)으로서는 포지티브형의 감광성 수지 등을 이용할 수 있다. 또 이 포지티브형 감광성 수지란 노광된 부분은 현상액에 의해 제거되며, 노광되어 있지 않은 부분은 현상액으로 제거되지 않고 잔류하는 수지이다.

다음에, 본 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 1 내지 도 3을 기초로 설명한다.

먼저, 기판(1b)상에 도 3에 도시한 바와 같이, 신호선(10 …)과 주사선(11 …)을 서로 직각을 이루도록 매트릭스상으로 형성한다. 그리고, 신호선(10 …)과 주사선(11 …)과의 매트릭스 교차부마다 액티브 소자(2)를 형성한다. 또, 도 3에서는 액티브 소자(2 …)로서 박막 트랜지스터를 예시하고 있다.

다음에, 이들 신호선(10 …), 주사선(11 …) 및 액티브 소자(2 …)를 피복하도록 도 1에 도시한 보호막(4)을 형성한다. 또한, 이 보호막(4)의 표면에 평탄화막(5)을 전면에 형성한다.

계속하여, 화소 전극(6b)와 거기에 대응하는 액티브 소자(2)를 전기적으로 접속하기 위한 콘택트홀을 패터닝한다. 그 후, 평탄화막(5)의 전면에 투명 전극막을 성막하여 패터닝함으로써 화소 전극(6b …)을 형성한다. 또한, 이들 화소 전극(6b …)을 피복하도록 배향막(7b)를 형성한다.

한편, 기판(1a)상에는 차광성 물질로 이루어진 차광성 물질층을 전면에 형성한다. 이 차광성 물질층을 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 한쪽 기판(1b)상에 형성되어 있는 액티브 소자(2 …)의 형상, 및 그 배치 위치에 따라 패터닝하여, 아일랜드 패턴의 차광막(8)을 형성한다. 계속하여, 차광막(8)상에 투명 전극막을 전면에 성막하여 대향 전극(6a)을 형성한다. 또한, 이 대향 전극(6a)의 표면에 배향막(7a)을 형성한다.

다음에, 이들 기판(1a·1b)에 형성된 배향막(7a·7b)에 대하여, 러빙 등에 의한 배향 처리를 각각 행한다.

이 후, 기판(1a)의 배향막(7a)상에, 이하와 같이 하여 갭 제어층(9)를 형성한다. 먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 배향막(7a)상에 스핀 코트법(spinner coating method) 등을 이용하여 포지티브형의 감광성 수지층(13)을 전면에 균일하게 도포함과 동시에, 소정의 치수, 즉 갭의 간극 치수의 설정치로 막두께를 조정하여 감광성 수지층(13)을 형성한다. 이 막두께의 조정은 감광성 수지의 수지 성분 농도 및 스핀 코트의 회전수 및 시간에 의해 조절할 수 있다. 구체예를 나타내면, 예를 들면 스핀 코트 1400rpm, 20초에서 5㎛의 막두께로 형성한다.

계속하여, 기판(1a)의 감광성 수지층(13)을 도포한 면에 대하여 반사면이 되는 배면측에서, 포토 마스크로서 차광막(8)을 이용하여 감광성 수지층(13)을 노광한다. 이 때, 감광성 수지층(13)에 있어서의 상기 차광막(8)에 면한 부분은 차광되지만, 이들 이외의 부분은 대향 전극(6a), 배향막(7a)를 통하여 노광된다. 그리고, 노광후, 순수 혹은 약알칼리성의 현상액으로 현상을 행함으로써, 상기 차광막(8)에 면한 부분 이외의 감광성 수지층(13)을 제거한다.

이에 따라, 도 4b에 도시한 바와 같은, 차광막(8)과 같은 아일랜드 패턴의 갭 제어층(9)이 형성된다. 즉, 차광막(8)의 패턴인 제1 패턴과 갭 제어층(9)의 패턴인 제2 패턴은 동일한 아일랜드 패턴으로 되어 있다. 또, 미리 색소를 첨가하여 두거나, 혹은 후에 발생시키거나 하여 감광성 수지층(13)을 착색함으로써, 갭 제어층(9)은 차광막(8)과 같은 기능을 갖게 된다. 그러므로, 액티브 소자(2 …)의 광에 의한 특성 열화를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

이 후, 이들 기판(1a·1b)을 주위에 배치한 스페이서를 혼입시킨 도시하지 않은 시일재를 이용하여 접합시킨다. 이 접합을 행한 기판(1a·1b)의 갭 내에 액정재를 진공 주입하여 액정층(3)을 형성한다. 이와 같이하여 본 액정 표시 장치가 제조된다.

상기 시일재에 혼입되는 스페이서로서는, 상기 갭 제어층(9)의 막두께와 같은(거의 동일 크기를 포함한다) 지름 치수를 갖는 것이 이용된다. 갭 제어층(9)의 막두께가 5㎛인 상기 구체예의 경우는 5㎛의 스페이서를 혼입시킨 시일재가 이용된다. 액정층(3)이 되는 액정재로서는, 예를 들면 ZL-4792(상품명 : Merck Japan ＆ Co., Inc. 제조)의 네마틱 액정 등을 이용할 수 있다.

이와 같이 하여 제조된 본 실시 형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 기판(1b)에 형성된 평탄화막(5)에 의해, 배선상에서의 액정 분자의 디스클리네이션에 의한 표시 얼룩의 발생이 제어된다. 그러므로, 기판(1a)에 형성되는 차광막(8)은 기판(1b)측의 액티브 소자(2 …)만을 차광하기만 하여도 된다. 따라서 차광막(8)은 상기 액티브 소자(2 …)를 차광할 수 있도록 각 액티브 소자의 배치 위치에 따른 복수의 차광부(8a)으로 이루어지는 아일랜드 패턴으로서 형성할 수 있다. 이 때문에, 차광막(8)에 의한 개구율의 저하를 초래하지 않고, 높은 개구율을 실현할 수 있다.

또한, 이 차광막(8)의 아일랜드 패턴에 따라서 갭 제어층(9)가 일정 막두께로 기둥형으로 형성되기 때문에, 기판(1b)과 기판(1a)과의 간극, 즉 화소 전극(6b)과 대향 전극(6a)과의 간극을 일정값으로 유지할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 갭 제어층(9)를 형성함으로써, 화소 전극(6b)에 스페이서가 존재하지 않게 된다.

그러므로, 종래 문제가 되었던 화소 전극상의 스페이서에 의해 표시 화면상에서 항상 백색으로 표시되는 백색 표시부는 발생하는 경우가 없다. 그 결과, 액정 표시 장치의 표시 화면상에서의 콘트라스트비의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 또 액정 패널의 고정밀화에 의한 배선 전극의 미세화에도 충분히 대응할 수 있다.

그런데, 도 7에 도시한 바와 같은 종래의 매트릭스 패턴의 차광막(32)에서는 갭 제어층이 되는 포지티브형 감광성 수지를 기판 본체의 전면에 도포하고, 앞서 형성된 차광막(32)를 포토 마스크로 하여 기판 본체의 배면측에서 노광하여 패터닝을 행한 경우, 갭 제어층은 차광막(32)과 같은 매트릭스 패턴으로 형성된다. 이 때문에, 액티브 소자가 형성되어 있는 기판(1b)과 기판(1a)를 접합시킨 후에, 각 기판의 갭내에 액정재를 주입하는 것이 불가능해 진다.

그 때문에, 종래에는 갭 제어층을 형성하는 수법으로서는, 차광막(32)상의 매트릭스 패턴의 교차 부분과 같은, 어떤 일부에 감광성 수지를 도포하는 수법을 이용할 필요가 있었다. 그 경우, 감광성 수지의 도포는 인쇄법, 디스펜서법 등의 도포법을 이용하여 행할 수밖에 없었다. 그러나, 어떤 방법에 있어서도 액정 패널이 고정밀화하고 배선 전극이 미세화함에 따라서, 화소 전극 부분 이외에 확실하게 감광성 수지를 도포하는 것이 곤란하게 된다.

이것에 비하여, 본 발명과 같이 차광막(8)을 상기의 아일랜드 패턴으로 하면, 포지티브형 감광성 수지층(13)을 기판(1b) 본체의 전면에 도포하고, 앞서 형성된 차광막(8)을 포토마스크로 하여 기판(1b) 본체의 배면으로부터 노광하고, 그 후 현상하여 패터닝을 행하여도 갭 제어층(9)은 아일랜드 패턴이기 때문에, 기판(1a)과 접합시킨 후의 액정재의 주입에 하등 문제가 없다.

이와 같이, 상기의 제조 방법에 의하면 콘트라스트비를 저하시키지 않고 화소 전극(6b) 이외의 부분에 형성된 갭 제어층(9)을 종래와 같이, 인쇄법이나 디스펜서법을 이용하지 않고 간단하게 형성할 수 있다.

〈제2 실시 형태〉

본 발명 실시의 다른 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 설명의 편의상, 상기 실시 형태에서 도시된 부재와 동일 기능을 갖는 부재에는 동일 부호를 부기하며, 그 설명을 생략한다.

본 실시의 형태에 관한 액정 표시 장치는, 도 5에 그 부분 단면도을 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 갭 제어층(9)의 구성만이 다르다. 즉, 도 1의 액정 표시 장치의 갭 제어층(9)는 포지티브형 감광성 수지층(13)만으로 형성되어 있었지만, 본 액정 표시 장치의 갭 제어층(9)는 포지티브형 감광성 수지층(13)과 스페이서(12)로 구성되어 있다.

이하에, 본 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또, 여기에서는 상술한 도 1의 액정 표시 장치의 제조 방법과는 다른 갭 제어층(9)의 형성 공정만을 설명한다. 또한, 그 밖의 공정에 대해서는 제1 실시 형태의 설명과 동일하므로 편의상 생략한다.

배향막(7a)의 배향 처리까지가 행해진 기판(1a)상에, 스핀코트법 등을 이용하여 포지티브형 감광성 수지를 전면에 도포한다. 또, 이때에도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 미리 색소를 첨가하여 두거나 혹은 후에 발색시키거나 하여 상기 감광성 수지층(13)을 착색하여도 좋다. 이와 같은 착색을 행함으로써, 형성되는 갭 제어층(9)은 차광막(8)과 같은 기능을 갖게 된다. 따라서, 액티브 소자(2 …)의 광에 의한 특성 열화를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

다음에, 스페이서(12)는 도 6에 도시한 바와 같은 스페이서 산포 장치를 이용하여 건식 산포된다. 이 때, 스페이서(12)는 이 기판(1a)의 표면에 설정되어 있는 갭의 간극 치수와 같은(거의 동일) 지름 치수을 갖고 있다. 예를 들면, 갭의 간극이 5㎛로 설정되어 있는 경우에는 5㎛의 지름 치수를 갖는 스페이서(12)가 이용된다.

이 스페이서 산포 장치는 감광성 수지층(13)이 형성된 기판(1a)을 수용하는 챔버(18)와, 이 챔버(18) 상부에 설치된 노즐(16)에서 스페이서 홀더의 스페이서(12)를 분출시키는 분출부(19)로 이루어진다. 스페이서 홀더에는 가압 에어(15)가 들여보내지고, 이 가압 에어(15)에 실려, 스페이서(12)가 챔버(18)내로 분출되도록 되어 있다.

계속하여, 스페이서(12)를 산포한 기판(1a)을 도시하지 않은 평탄성에 우수한, 예를 들면 글래스제의 한쌍의 판으로 사이에 끼워 가압하여 압압한다. 여기에서 스페이서(12)는 적어도 그 일부가 감광성 수지층(13)에 매립되어, 고착된다. 또, 압압시의 압력으로서는 스페이서(12)를 매립할 수 있고, 또 기판(1a)에 부하를 주지 않는 강도이면 된다. 구체적인 압력치로서는 예를 들면 1.0 ㎏/㎠정도가 적당하다.

그 후, 기판(1a)의 배면측에서 포토 마스크로서 차광막(8)을 이용하여 감광성 수지층(13)을 노광한다. 이 때, 감광성 수지층(13)에 있어서의 상기 차광막(8)이 형성되어 있는 부분은 차광되지만, 이 이외의 부분은 대향 전극(6a), 배향막(7a)을 통하여 노광된다. 그리고, 노광후 순수 혹은 약알칼리성의 현상액으로 현상을 행한다. 이에 따라, 상기 차광막(8) 이외의 감광성 수지층(13)과 스페이서(12)가 제거되며, 차광막(8)과 같은 아일랜드 패턴의 갭 제어층(9)이 형성된다.

이와 같이 하여 제조된 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 스페이서(12)는 차광막(8)의 위에 형성되어 있으며, 또 감광성 수지층(13)에 매립되어 있다. 이 때문에, 기판(1a·1b)의 접합시 등에 스페이서(12)가 박리하는 일이 없다. 그러므로, 화소 전극(6b)와 대향 전극(6a)의 간극을 일정값으로 유지할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태와 같이, 상기와 같이 갭 제어층(9)를 형성함으로써, 화소 전극(6b)에 스페이서(12)가 존재하지 않게 된다. 그러므로, 종래 문제가 되었던 화소 전극(6b)상의 스페이서(12)에 의한 백색 표시부의 발생이 회피되고, 그 결과 콘트라스트비의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기과 같은 갭 제어층(9)이라면, 포지티브형 감광성 수지층(13)을 이용하여, 이 감광성 수지층(13)을 기판(1a) 전면에 도포하여 형성할 수 있다. 이 때문에 갭 제어층(9)을 형성하기 위하여 특별한 인쇄판, 디스펜서를 이용할 필요가 없다. 또한, 차광막(8) 자신을 포토 마스크로서 이용하여, 갭 제어층(9)을 형성할 수 있기 때문에 특별한 포토 마스크를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 포토 마스크를 이용하기 위한 엄밀한 얼라인먼트도 필요없이, 간단한 공정으로 액정 패널을 제조할 수 있다. 따라서, 더욱 액정 패널의 고정밀화에 의한 배선 전극의 미세화에도 충분히 대응할 수 있다.

부가하여, 본 실시 형태의 갭 제어층(9)에 있어서는, 어디까지나 스페이서(12)의 지름 치수로 갭의 간극 치수가 결정된다. 그러므로, 감광성 수지층(13)의 막두께로 갭의 간극 치수가 결정되는 제1 실시 형태의 갭 제어층(9)에 비하여 공정수는 증가하지만, 간극 치수를 설정한 대로 제어하여 쉽다는 이점이 있다.

발명의 상세한 설명항에서 행해진 구체적인 실시 태양 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로, 그와 같은 구체예에만을 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항과의 범위내에서, 여러 가지 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 콘트라스트비를 저하시키는 일이 없이, 화소 전극 이외의 부분에 형성된 갭 제어층을, 종래와 같이 인쇄법이나 디스펜서법을 이용하지 않고 간단하게 형성할 수 있고, 또한 액정 패널의 고정밀화에 따른 배선 전극의 미세화에도 충분히 대응할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (12)

1. 각 구동 배선 및 각 액티브 소자가 각각 형성되고, 이것들을 피복하는 절연성의 상기 평탄화막을 사이에 두고 상기 액티브 소자 및 상기 구동 배선으로 구동되는 화소 전극이 각각 형성된 제1 기판과,

   차광막 및 대향 전극이 형성된 제2 기판과,

   상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 주변부에 형성되고, 상기 기판들의 전극 형성면끼리를 대향시켜 접합시키는 시일재(seal member)와,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 갭의 치수를 제어하기 위한 갭 제어층과,

   상기 갭 내에 상기 시일재에 의해 밀봉되는 액정층을 포함하며,

   상기 제2 기판측의 차광막은, 상기 각 액티브 소자를 차광하도록 상기 각 액티브 소자의 배치 위치에 대응한 차광부를 갖는 제1 패턴으로 형성되며, 또 상기 갭 제어층이 상기 차광막의 차광 영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 차광막은 상기 액티브 소자만을 차광하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 갭 제어층은 상기 제1 패턴과 동일 패턴인 제2 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 패턴은 복수의 상기 차광부가 서로 이간된 아일랜드 패턴인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 갭 제어층이 포지티브형의 감광성 수지층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 갭 제어층이 갭의 간극 치수를 제어하는 스페이서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 스페이서는 이 스페이서의 적어도 일부를 갭 제어층에 매립함으로써 상기 제2 기판에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 갭 제어층의 막두께와 같은 지름 치수를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 갭 제어층이 액티브 소자의 특성 열화를 초래하는 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 각 구동 배선 및 각 액티브 소자를 각각 구비하고 있는 한편, 또 이것들을 피복하는 절연성 평탄화막을 사이에 두고 상기 액티브 소자 및 상기 구동 배선으로 구동되는 화소 전극을 각각 구비하고 있는 제 1기판이 형성되는 공정과,

    차광막 및 대향 전극을 구비하고 있는 제2 기판이 형성되는 공정과,

    상기 제1 기판과 상기 제2 기판이, 주변부에 형성된 시일재로 전극 형성면끼리를 대향시켜 접합하는 공정과,

    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어 갭 제어층에서 간극 치수가 제어되는 갭 내에 액정재가 밀봉되는 공정을 포함하며,

    상기 제2 기판을 형성하는 공정중 상기 각 액티브 소자를 차광하기 위한 상기 차광막이 형성된 기판 본체상에, 포지티브형의 감광성 수지층을 전면에 도포하는 공정과,

    기판 본체의 배면측에서 광을 조사하여 상기 감광성 수지층을 노광하고, 그 후 현상함으로써, 상기 갭 제어층을 상기 차광막의 차광 영역내에 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 갭 제어층에 스페이서가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 도포된 감광성 수지층의 위에 갭의 간극 치수를 제어하는 스페이서를 산포하고, 그 후 압압함으로써 상기 스페이서의 적어도 일부를 감광성 수지층에 매립하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

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