KR100520380B1 - 액정 표시 소자의 스페이서 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 셀 갭의 조절을 용이하게 할 수 있는 액정표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시소자의 스페이서 형성방법은, 유리기판 상에 액티브 영역을 한정하는 제1블랙매트릭스와 액티브 영역 내에서 각 픽셀 영역을 한정하는 제2블랙매트릭스를 형성하는 단계; 상기 제2블랙매트릭스들에 의해 한정된 픽셀 영역 각각에 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터 및 제2블랙매트릭스 상에 보호막을 형성하는 단계; 상기 단계까지의 기판 결과물의 전면 상에 블랙매트릭스 물질을 도포하는 단계; 상기 블랙매트릭스 물질을 패터닝하여 상기 제1블랙매트릭스와 제2블랙매트릭스 상부의 보호막 상에 제3블랙매트릭스를 형성하는 단계; 및 상기 적층되어 있는 제1블랙매트릭스와 제3블랙매트릭스를 패터닝하여 액티브 영역을 한정하는 기판 부분 상에 원기둥 형태의 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자의 스페이서 형성방법

본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 셀 갭의 조절을 용이하게 할 수 있는 액정표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 텔레비젼, 그래픽 디스플레이등의 표시소자에 이용되고 있으며, 특히, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치는 고속 응답 특성과 높은 화소수에 적합하여 디스플레이 화면의 고화질화, 대형화, 컬러 화면화등을 실현하는데 크게 기여하고 있다.

이러한 액정표시소자는 박막트랜지스터가 형성된 하부기판과, 컬러필터가 형성된 상부기판이 액정층을 사이에 두고 접합된 형상을 이루고 있다. 그런데, 하부기판과 상부기판간 사이에 액정이 충진될 때, 일정한 간격이 확보되기 어려운 문제점이 존재하여, 종래에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부기판(1)과 상부기판(2) 사이에 그들간의 일정 간격을 유지하기 위하여 스페이서(3)라고 하는 구형의 물질을 산포시키고 있다.

또한, 하부기판의 제작시에는 글래스 파이버(4)가 혼합된 열경화성 수지(5)를 액티브 영역의 외측에 도포하고, 이를 경화시켜 액정이 충진될 공간을 확보하고 있으며, 이때, 도시된 바와 같이, 글래스 파이버(4)는 액티브 영역에 산포되는 스페이서(3)와 마찬가지로 셀 갭(Cell Gap)을 유지시키는 역할을 한다. 도면에서, 미설명된 부호 6a 및 6b는 각각 ITO 금속으로된 화소전극과 상대전극이다.

그러나, 상기와 구조를 갖는 종래의 액정표시소자는, 첫째로, 하부기판과 상부기판간의 셀 갭은 스페이서 및 글래스 파이버의 크기에 의해 결정되는데, 이때, 액티브 영역에 산포되는 스페이서들의 크기 불균일에 기인하여 글래스 파이버의 두께 제어가 어려운 문제점이 있었다.

둘째로, 열경화성 수지에 혼합되는 글래스 파이버의 혼합 비율에 따라 셀 갭이 변화될 수 있기 때문에, 이에 대한 조절이 매우 어려운 문제점이 있었다.

셋째로, 열경화성 수지와 글래스 파이버의 혼합시에 이물질이 유입될 경우에는 양산 라인에서 사용되는 산포 방식의 장비에서 노즐의 막힘과 불량을 초래하게 되는 문제점이 있다.

넷째로, 액티브 영역에 산포되는 스페이서는 통상 픽셀과 픽셀 사이에 존재하게 되는데, 이 경우, 하부기판과 상부기판을 합착시키기 위한 가압시에 스페이서 주변부의 배향 상태를 불안정하게 하거나, 또는, 손상시키게 됨으로써, 배향 불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 하부기판과 상부기판간의 간격을 균일하게 유지시킬 수 있는 액정표시소자의 스페이서 형성방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 글래스 파이버의 사용에 기인하는 결함 발생을 방지할 수 있는 액정표시소자의 스페이서 형성방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 스페이서 형성방법은, 유리기판 상에 액티브 영역을 한정하는 제1블랙매트릭스와 액티브영역 내에서 각 픽셀 영역을 한정하는 제2블랙매트릭스를 형성하는 단계; 상기 제2블랙매트릭스에 의해 한정된 픽셀 영역 각각에 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터 및 제2블랙매트릭스 상에 보호막을 형성하는 단계; 상기 단계까지의 가판 결과물의 전면 상에 블랙매트릭스 물질을 도포하는 단계; 상기 블랙매트릭스 물질을 패터닝하여 상기 제1블랙매트릭스와 제2블랙매트릭스 상부의 보호막 상에 제3블랙매트릭스를 형성하는 단계; 및 상기 적층되어 있는 제1블랙매트릭스와 제3블랙매트릭스를 패터닝하여 액티브 영역을 한정하는 기판 부분 상에 원기둥 형태의 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 셀 외부 및 셀 내부의 제1 및 제2블랙매트릭스 상에 또 다른 제3블랙매트릭스를 형성함으로써 스페이서의 산포없이도 셀 외부 및 내부의 셀 갭을 균일하게 유지시킬 수 있으며, 또한, 글래스 파이버의 사용을 배제함으로써 상기 글래스 파이버의 사용으로 인한 결함 발생을 근본적으로 해결할 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 스페이서 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

도 2a를 참조하면, 상부기판용 유리기판(11) 상에 공지된 방법으로 수지 또는 금속으로된 제1 및 제2블랙매트릭스들(12, 13)을 형성한다. 여기서, 제1블랙매트릭스(12)는 유리기판(11)의 가장자리 부분에 형성되며, 이에 따라, 상기 제1블랙매트릭스(12)는 액티브 영역을 한정하는 기능을 수행하게 된다. 그리고, 제2블랙매트릭스(13)는 제1블랙매트릭스(12)에 의해 한정된 액티브 영역 내에 형성되며, 이에 따라, 상기 제2블랙매트릭스(13)는 액티브 영역 내에서 각 픽셀 영역을 한정하는 기능을 수행하게 된다.

도 2b를 참조하면, 제2블랙매트릭스(13)에 의해 한정된 각 픽셀 영역에 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 삼색으로 구성되는 컬러필터(14)를 각각 형성한다.

도 2c를 참조하면, 액티브 영역 내에 형성된 제2블랙매트릭스(13)와, 상기 제2블랙매트릭스(13)에 의해 한정된 각 픽셀 영역에 형성된 컬러필터(14) 상에 상기 컬러필터(14)를 보호하기 위한 보호막(Over Coating Layer; 15)을 형성한다. 이어서, 이러한 유리기판(11)의 전면 상에 수지 또는 금속으로된 블랙매트릭스 물질을 재차 소정 두께로 도포하고, 이를 패터닝하여 제1블랙매트릭스(12)와 제1블랙매트릭스(13) 상부의 보호막(15) 상에 제3블랙매트릭스(16)를 형성한다.

여기서, 제3블랙매트릭스(16)는 하부기판과 상부기판간의 간격을 유지시키는 스페이서의 기능을 수행시키기 위하여 형성되는 것이다. 따라서, 제3블랙매트릭스(16)는 그 하부에 형성된 제1블랙매트릭스(12)와의 두께의 합, 및, 제2블랙매트릭스(13)와 보호막(15)과의 두께의 합이 요구되는 셀 갭이 될 수 있을 정도의 두께로 형성한다.

이 때, 액티브 영역을 한정하는 기판 부분 상에 적층된 제1 및 제3블랙매트릭스(12, 16)는 종래 하부기판 상에 형성되는 글래스 파이버의 역할을 수행하게 되며, 적층된 제2블랙매트릭스(13)와 보호막(15) 및 제3블랙매트릭스(16)는 종래 액티브 영역에 산포되는 스페이서의 역할을 하게 된다.

이 경우, 전술한 바와 같이, 제2블랙매트릭스(13)는 픽셀 영역들 사이에 형성시킨 것이기 때문에, 스페이서를 산포하는 종래 방법과 비교해 볼 때, 모든 픽셀들의 셀 갭을 균일하게 유지시킬 수 있게 된다.

도 2d를 참조하면, 제1블랙매트릭스와 그 상부에 형성된 제3블랙매트릭스을 식각하여 블랙매트릭스 패턴(17)을 한다. 이때, 상기 블랙매트릭스 패턴(17)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 스트라이프 형상이 아닌 원기둥 형상을 갖도록 패터닝되며, 이에 따라, 이러한 블랙매트릭스 패턴(17)은 후속 공정인 하부기판과의 접합시에 실재(Sealent)와의 접합이 보다 용이하게 이루어지게 된다.

본 발명의 실시예에서는 액티브 영역 내에 구형의 스페이서를 산포하는 방법 대신에, 기존의 블랙매트릭스 상에 요구되는 셀 갭을 얻을 수 있을 정도의 두께로 블랙매트릭스를 더 형성하여 셀 갭을 유지시키기 때문에, 구형 스페이서들의 불균일한 크기에 기인되는 셀 갭의 불균일성을 방지할 수 있다.

또한, 액정 충진 영역을 한정하기 위해 하부기판에 형성하는 열경화성 수지와 접하게 되는 상부기판 부분, 즉, 액티브 영역을 한정하는 부분에 원기둥 형상으로 블랙매트릭스 패턴을 형성시키며, 이것이 셀 갭을 유지시키는 기능을 하기 때문에, 열경화성 수지에 별도의 셀 갭 유지용 글래스 파이버를 혼합시킬 필요가 없으며, 따라서, 상기 글래스 파이버의 사용으로 인해 종래 유발되었던 여러가지 결함들을 근본적으로 제거할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 블랙매트릭스를 이용하여 셀 갭을 유지시키기 때문에, 스페이서의 산포 및 글래스 파이버의 혼합 등의 공정을 삭제시킬 수 있으며, 이에 따라, 공정의 단순화 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 불균일한 크기를 갖는 구형의 스페이서 대신에 두께 제어가 용이한 블랙매트릭스를 이용하여 셀 갭을 유지시키기 때문에, 균일한 셀 갭을 유지시킬 수 있는 것에 기인하여 액정표시소자의 광투과율 특성을 향상시킬 수 있다.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자의 단면도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 스페이서 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블랙매트릭스 패턴을 도시한 평면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : 유리기판 12 : 제1블랙매트릭스

13 : 제2블랙매트릭스 14 : 컬러필터

15 : 보호막 16 : 제3블랙매트릭스

17 : 블랙매트릭스패턴

Claims (2)

1. 유리기판 상에 액티브 영역을 한정하는 제1블랙매트릭스와 액티브영역 내에서 각 픽셀 영역을 한정하는 제2블랙매트릭스들을 형성하는 단계;

   상기 제2블랙매트릭스에 의해 한정된 픽셀 영역 각각에 컬러필터를 형성하는 단계;

   상기 컬러필터 및 제2블랙매트릭스 상에 보호막을 형성하는 단계;

   상기 단계까지의 기판 결과물의 전면 상에 블랙매트릭스 물질을 도포하는 단계;

   상기 블랙매트릭스 물질을 패터닝하여 상기 제1블랙매트릭스와 제2블랙매트릭스 상부의 보호막 상에 제3블랙매트릭스를 형성하는 단계; 및

   상기 적층되어 있는 제1블랙매트릭스와 제3블랙매트릭스를 패터닝하여 액티브 영역을 한정하는 기판 부분 상에 원기둥 형태의 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 스페이서 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제3블랙매트릭스는 상기 제1블랙매트릭스와의 두께의 합이 요구되는 셀 갭이 되는 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 스페이서 형성방법.