KR100840931B1 - 액정표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 픽셀 전극 및 픽셀 전극에 계조 전압을 제공하는 제 1 기판, 계조 전압에 대응하여 전계차가 발생하도록 레퍼런스 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판, 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 띠 형상으로 형성된 액정 밀봉 월, 액정 밀봉 월에 의하여 형성된 내부 공간에 적하 된 액정, 액정 밀봉 월의 안쪽에 복수개가 배치되며, 제 1 기판 및 제 2 기판 사이의 갭의 변화에 대응하여 일정한 압축률로 압축되는 기둥 스페이서들을 포함한다. 외부로부터 일정한 경향으로 변경되는 하중이 복수개의 스페이서에 인가됨에 따라 발생하는 스페이서의 압축률이 하중 분포에 상관없이 어디에서나 일정하도록 스페이서의 체적을 최적화하여 스페이서의 파손, 제 1 기판 및 제 2 기판의 파손을 방지하는 효과를 갖는다.
Figure R1020020058320
액정표시장치, 스페이서

Description

액정표시장치 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 1 기판의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 계조 전압 공급 장치를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 2 기판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정 밀봉 월을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 스페이서의 단면적을 서로 다르게 한 것을 도시한 평면도이다.
도 8은 도 7의 B - B 단면도이다.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 제조 방법을 도시한 공정도이다.
본 발명은 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 샐 갭을 유지하는 스페이서들의 체적을 외부에서 스페이서들에 가해지는 압력의 세기에 따라서 최적화한 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 액정(Liquid Crystal)으로 정보를 표시하는 표시장치이다. 액정은 자기장의 방향 및 세기에 따라서 배열이 변경되는 전기적 특성 및 변경된 배열에 의하여 광투과도가 변경되는 광학적 특성을 갖는다.
따라서, 액정을 제어하기 위해서는 자기장을 형성 및 자기장의 세기를 정밀하게 조절할 수 있어야 한다.
TFT 기판(Thin Film Transistor substrate) 및 컬러필터 기판(Color Filter substrate)은 액정을 제어한다.
TFT 기판은 투명 기판(transparent substrate), 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 및 픽셀 전극(pixel electrode)을 포함한다.
박막트랜지스터는 투명 기판에 매트릭스 형태로 복수개가 배치된다. 예를 들어, 액정표시장치의 해상도가 800 ×600일 경우, TFT 기판은 800 ×600 ×3개의 박막 트랜지스터를 갖는다.
픽셀 전극은 각 박막트랜지스터의 드레인 전극(drain electrode)에 연결된다. 픽셀 전극은 투명한 도전성 물질이 사용된다. 투명한 도전성 물질은 인듐 주석 산화막(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화막(Indium Zinc Oxide, IZO)이다.
이외에 박막트랜지스터를 지정된 타이밍에 맞춰 턴-온(turn on)하기 위하여, 박막트랜지스터의 게이트 전극(gate electrode)에는 게이트 라인(gate line)이 연결된다. 또한, 픽셀 전극에 계조 전압을 인가하기 위하여, 박막트랜지스터의 소오스 전극(source electrode)에는 데이터 라인(data line)이 연결된다.
컬러필터 기판은 투명기판, 컬러필터(color filter) 및 공통 전극(common electrode)을 포함한다.
컬러필터는 투명기판에 매트릭스 형태로 형성된다. 컬러필터는 백색광을 필터링 하여 레드파장을 갖는 레드 광, 그린파장을 갖는 그린 광 및 블루파장의 광을 갖는 블루 광을 발생시킨다. 각 컬러필터는 투명 기판에 픽셀 전극과 일대일 대응되도록 형성된다.
공통전극은 투명기판에 컬러필터가 덮이도록 전면적에 걸쳐 형성된다. 공통전극은 투명하면서 도전성인 인듐 주석 산화막 또는 인듐 아연 산화막으로 제작된다.
액정은 종래 TFT 기판 및 컬러필터기판의 사이에 배치된다. 이때, 액정의 두께는 매우 중요하다. 액정의 두께가 불 균일할 경우, 디스플레이 품질이 크게 저하된다.
스페이서는 액정이 일정한 두께를 유지할 수 있도록 기둥 역할을 한다. 스페이서는 구 형상을 갖거나 기둥 형상으로 제작된다. 구 형상의 스페이서는 산포 방식으로 기판에 뿌려지며, 기둥 형상의 스페이서는 포토레지스트 박막을 패터닝하여 형성한다. 종래 기둥 형상의 스페이서들은 모두 동일한 높이를 갖는다.
그러나, 종래 스페이서 중 기둥 형상의 스페이서는 다양한 장점을 갖는 반면, 외부에서 가해진 외력에 의하여 압축되면서 TFT 기판 또는 컬러필터기판에 형성된 박막을 파손시키는 문제점을 갖는다.
이때, 기둥 형상의 스페이서를 압축시키는 외력은 대기압과 자중이다.
구체적으로, 컬러필터 기판이 상부에 위치하고 하부에 TFT 기판이 위치할 경우, 컬러필터 기판은 대기압 및 자중에 의하여 약간의 휨이 발생된다.
스페이서들은 컬러필터 기판의 휨에 의하여 압축된다. 이때, 각 스페이서들의 압축률은 서로 다르다. 이때, 각 스페이서들의 압축률은 컬러필터 기판의 휨 정도에 따라 틀리다.
예를 들어, 컬러필터 기판의 휨이 클수록 스페이서는 더 많이 압축되고, 컬러필터 기판의 휨이 작을수록 스페이서는 덜 압축된다.
컬러필터 기판은 중앙 부분에서 휨이 가장 큼으로 컬러필터 기판의 중앙 부분에 위치한 스페이서의 압축률이 가장 크고 컬러필터 기판의 에지 부분으로 갈수록 압축률이 작아진다.
이와 같은 현상에 의하여 컬러필터 기판의 중앙 부분에 배치된 스페이서들은 컬러필터 기판 또는 TFT 기판에 과도한 힘을 가하여 박막 파손을 발생시키는 문제점을 발생시킨다. 이외에도 스페이서 탄성 한도 이상으로 압축될 경우 스페이서가 파손되어 셀 갭을 유지할 수 없게 되는 문제점도 함께 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 TFT 기판 및 컬러필터 기판 사이의 갭이 허용 범위 내에서 연속적으로 변경됨에 따라 발생하는 스페이서의 과도한 압축에 의하여 TFT 기판 및 컬러필터 기판의 손상 및 스페이서의 손상이 발생하지 않는 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 TFT 기판 및 컬러필터 기판 사이의 갭이 허용 범위 내에서 연속적으로 변경됨에 따라 발생하는 스페이서의 과도한 압축에 의하여 TFT 기판 및 컬러필터 기판의 손상 및 스페이서의 손상이 발생하지 않는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치는 제 1 투명 기판, 제 1 투명 기판 상에 형성된 픽셀 전극들 및 픽셀 전극들에 영상 신호에 대응하는 계조 전압들을 제공하기 위한 계조 전압 공급 수단을 포함하는 제 1 기판, 제 2 투명 기판 및 제 2 투명 기판 상에 형성되어 계조 전압에 대응하여 전계차가 발생하도록 레퍼런스 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판, 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 띠 형상으로 형성된 액정 밀봉 월, 액정 밀봉 월에 의하여 형성된 내부 공간에 적하(drop filing)된 액정, 액정 밀봉 월의 안쪽에 복수개가 배치되며, 제 1 기판 및 제 2 기판 사이의 갭의 변화에 대응하여 일정한 압축률로 압축되는 기둥 스페이서들을 포함한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조 방법은 제 1 투명 기판, 제 1 투명 기판 상에 영상 신호에 대응하는 계조 전압들을 제공하기 위한 계조 전압 공급부, 계조 전압이 인가되는 픽셀 전극들 이 형성된 제 1 기판을 제조하는 단계, 제 2 투명 기판 및 제 2 투명 기판 상에 형성되어 계조 전압에 대응하여 전계차가 발생하도록 레퍼런스 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판을 제조하는 단계, 제 1 기판, 제 2 기판 중 어느 하나에 연속적으로 변경되는 압력에 의하여 일정한 압축률로 압축되는 복수개의 기둥 스페이서들을 형성하는 단계, 제 1 기판, 제 2 기판 중 어느 하나의 에지에 띠 형상으로 감싸여진 액정 밀봉 월을 형성하는 단계, 액정 밀봉 월 내부에 액정을 적하 하여 채우는 단계 및 제 1 기판 및 제 2 기판을 어셈블리 하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
<실시예 1>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(600)는 전체적으로 보아 제 1 기판(first substrate;100), 제 2 기판(second substrate;200), 액정 밀봉 월(liquid crystal sealing wall;300), 액정(400) 및 기둥 스페이서(column spacer;500)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 1 기판의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제 1 기판(100)은 다시 제 1 투명 기판(first transparent substrate;110), 픽셀 전극(pixel electrode;120), 계조 전압 공급 장치(gradation voltage supplying device;130)로 구성된다.
제 1 투명 기판(100)은 직사각형 플레이트 형상을 갖으며, 광투과도가 높고 용융점이 높은 물질로 제작된다. 바람직하게 제 1 투명 기판(100)은 유리 기판(glass substrate)이다.
픽셀 전극(120)들은 제 1 투명 기판(110)에 매트릭스 형태로 복수개가 형성된다. 예를 들어, 액정표시장치(600)의 요구 해상도가 800 ×600 일 경우, 제 1 기판(100)에 형성된 픽셀 전극(120)의 개수는 모두 800 ×600 ×3 개다. 픽셀 전극(120)은 광투과도가 높으며 도전성인 물질로 제작된다. 바람직하게, 픽셀 전극(120)은 인듐 주석 산화막(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화막(Indium Zinc Oxide)으로 구성된다. 각 픽셀 전극(120)에는 영상 신호에 따라 서로 다른 계조 전압이 인가된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 계조 전압 공급 장치를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 계조 전압 공급 장치(130)는 다시 박막 트랜지스터(132), 게이트 라인(138) 및 데이터 라인(139)으로 구성된다. 계조 전압 공급 장치(130)는 각 픽셀 전극(120)에 계조 전압을 인가한다.
박막 트랜지스터(132)는 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 전극(120) 마다 하나씩 형성된다. 각 박막 트랜지스터들(132)은 게이트 전극(gate electrode;133), 소오스 전극(source electrode;134), 드레인 전극(drain electrode;135) 및 채널층(channel layer;136)을 포함한다.
채널층(136)은 게이트 전극(133)의 상부 또는 하부에 배치되고, 소오스 전극(134) 및 드레인 전극(135)은 채널층(133)과 전기적으로 콘택 된다.
이때, 게이트 전극(133)과 채널층(36)은 상호 절연되며, 소오스 전극(134) 및 드레인 전극(135)은 서로 이격되도록 형성된다. 드레인 전극(135)은 앞서 설명한 픽셀 전극(120)의 일부에 전기적으로 콘택 된다.
소오스 전극(134)에는 계조 전압이 인가되며, 게이트 전극(133)에는 채널층(136)에 채널을 형성하는 문턱 전압(threshold voltage)이 인가된다.
채널층(136)에 채널이 형성되면 계조 전압은 소오스 전극(134), 채널층(136)에 형성된 채널, 드레인 전극(135)을 경유하여 픽셀전극(120)에 인가된다.
이때, 게이트 라인(138) 및 데이터 라인(139)은 각 픽셀 전극(120)에 서로 다른 계조 전압이 공급될 수 있도록 한다.
게이트 라인(138)은 한 행에 속한 모든 게이트 전극(133)들에 동시에 연결되어 있다. 즉, 게이트 라인(138)은 한 행에 속한 모든 박막 트랜지스터(132)의 채널층(136)에 동시에 채널이 형성되도록 문턱 전압을 게이트 전극(133)에 인가한다.
데이터 라인(139)은 한 열에 속한 모든 소오스 전극(134)들에 동시에 연결되어 있다. 즉, 데이터 라인(139)은 한 열에 속한 모든 소오스 전극(134)들에 동일한 계조 전압을 인가한다.
동작 측면에서, 모든 데이터 라인(139)에는 순차적으로 서로 다른 계조 전압들이 각각 인가된다. 이어서, 해당 게이트 라인(138)에는 채널층(136)에 채널이 형성되기에 충분한 문턱 전압이 짧은 시간 동안만 인가된다. 따라서, 한 행에 속한 모든 픽셀 전극(120)에는 서로 다른 계조 전압이 인가된다. 이와 같은 과정은 한 프레임(frame)의 시간동안 모든 게이트 라인(138) 및 모든 데이터 라인(139)에서 반복된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 2 기판의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제 2 기판(200)은 제 2 투명 기판(210), 공통 전극(220)으로 구성된다.
선택적으로, 제 2 기판(200)은 컬러필터(230)를 더 포함할 수 있다. 컬러필터(230)는 흑백으로 영상을 디스플레이 하는 흑백 액정표시장치에서는 불필요하다. 반면, 컬러필터(230)는 천연색으로 영상을 디스플레이 하는 풀-컬러 액정표시장치에서는 필수적이다.
제 2 투명 기판(210)은 제 1 기판(100)보다는 다소 작은 직사각형 플레이트 형상을 갖으며, 광투과도가 높고 용융점이 높은 물질로 제작된다. 바람직하게 제 2 투명 기판(210)은 유리 기판이다.
공통 전극(common electrode;220)은 제 2 투명 기판(210)의 전면적에 걸쳐 형성된다. 컬러필터(230)가 필요할 경우, 컬러필터(230)는 공통전극(220)과 제 2 투명 기판(210)의 사이에 매트릭스 형태로 형성된다.
공통 전극(220)에는 레퍼런스 전압(reference voltage)이 인가된다. 이때, 레퍼런스 전압은 일정한 전압 크기를 갖음으로, 도 2에 도시된 픽셀 전극(120)에 인가된 계조 전압의 높고 낮음에 의하여 각 픽셀 전극(120)과 공통 전극(220)의 사이에는 서로 다른 전계차가 발생한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정 밀봉 월을 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 액정 밀봉 월(300)은 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에 형성된다. 액정 밀봉 월(300)은 경화되기 이전에는 점성 및 유동성이 있고, 경화된 후에는 일정 강도를 갖는 물질이 사용된다. 액정 밀봉 월(300)은 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이 중 영상이 디스플레이 되지 않는 곳에 형성된다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 액정 밀봉 월(300)이 제 2 기판(200)에 형성된다. 액정 밀봉 월(300)은 폐루프(closed loop) 형상을 갖는다. 액정 밀봉 월(300)은 액정이 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에서 외부로 누설되지 않도록 팬스(fence) 역할을 한다. 액정 밀봉 월(300)은 제 1 높이로 형성된다.
도 4를 참조하면, 액정 밀봉 월(300)의 내부에는 스페이서(500)들이 형성된다.
스페이서(500)들은 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에 복수개가 매트릭스 형상으로 형성된다. 이때, 스페이서(500)는 픽셀 전극(120)상에 위치하지 않고 픽셀 전극(120)과 픽셀 전극(120)의 사이에 형성된다. 스페이서(500)들은 제 2 기판(200)에 형성되며, 원기둥 형상을 갖는다.
이때, 스페이서(500)들은 제 2 기판(200)의 변형에 의하여 압축된다. 스페이서(500)들의 압축 정도인 압축률(compress ratio)은 스페이서(500)들의 위치에 따라 조금씩 다르다. 이는 제 2 기판(200)의 변형이 위치별로 다르기 때문이다.
제 2 기판(200)의 변형은 대기압 및 자중에 의하여 발생하는 휨이다. 이때, 제 2 기판(200)의 에지는 액정 밀봉 월(300)에 의하여 지지되기 때문에 휨이 덜 발생하지만 제 2 기판(200)의 에지로부터 제 2 기판(200)의 중심을 향할수록 휨은 커진다.
이처럼 제 2 기판(200)의 휨 정도가 달라짐에 따라 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200) 사이의 갭(gap)도 함께 변경된다.
제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 갭은 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에 배치된 스페이서(500)들의 압축률에 영향을 미친다.
구체적으로, 스페이서(500)중 제 2 기판(200)의 에지에 위치한 스페이서(500)들은 제 2 기판(200)의 중앙부에 위치한 스페이서(500)들보다 압축률이 작다.
도 6은 도 5의 A-A 단면도이다.
도6을 참조하면, 제 2 기판(200)의 에지 쪽에 배치된 스페이서들을 제 1 스페이서라 정의하기로 하고, 도면부호 510을 부여하기로 한다. 제 2 기판(200)의 중앙부에 배치된 스페이서들을 제 2 스페이서라 정의하기로 하고, 도면부호 520을 부여하기로 한다.
제 2 스페이서(520)들은 제 1 스페이서(510)보다 상대적으로 더 많은 압력을 받는다. 이는 제 2 기판(200)의 휨이 제 1 스페이서(510)들이 배치된 곳보다 제 2 스페이서(520)들이 배치된 곳에서 더 크기 때문이다.
따라서, 제 1 스페이서(510)와 제 2 스페이서(520)의 체적이 동일할 경우, 제 1 스페이서(510)와 제 2 스페이서(520)의 압축률은 서로 다르게 된다.
이때, 제 2 스페이서(520)의 압축률이 제 1 스페이서(510)의 압축률보다 높게 된다. 제 2 스페이서(520)가 과도하게 압축될 경우 제 2 스페이서(520)의 파손 및 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 파손이 발생될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 이를 감안하여 스페이서(500)의 높이 또는 단면적이 조절된다. 즉, 외부에서 가해진 압력에 따라서 스페이서(500)의 체적이 조절된다. 이는 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 갭이 변경되어도 스페이서들이 받는 압력은 일정하도록 하기 위함이다.
도 6을 참조하면, 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 갭이 변경되어도 스페이서들이 받는 압력은 일정하도록 하기 위해서 우선 스페이서들의 단면적(D)은 모두 동일하게 고정된 상태에서 높이가 조절된다.
스페이서(500)들의 높이는 제 2 기판(200)의 에지에 위치한 제 1 스페이서(520)의 높이(T1)가 가장 높고, 제 2 기판(200)의 에지로부터 제 2 기판(200)의 중앙부로 갈수록 점차 낮아진다. 이때, 제 2 기판(200)의 중앙부에 배치된 제 2 스페이서(520)의 높이(T2)가 가장 낮다. 이때, 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 갭 변화량은 0.1㎛ ∼ 0.5㎛이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 스페이서의 단면적을 서로 다르게 한 것을 도시한 평면도이다. 도 8은 도 7의 B - B 단면도이다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 갭이 변경되어도 스페이서(500)들이 받는 압력은 일정하도록 하기 위해서 스페이서(500)들의 높이는 모두 동일하며 단면적(D)이 조절된다.
스페이서(500)들 중 제 2 기판(200)의 에지에 배치된 스페이서를 제 3 스페이서(530)라 정의하기로 하고, 제 2 기판(200)의 중앙부에 배치된 스페이서를 제 4 스페이서(540)이라 정의하기로 한다.
이때, 제 4 스페이서(540)의 단면적을 기준으로 제 2 기판(200)의 에지로부터 제 2 기판(200)의 중앙부로 갈수록 점차 감소하여, 제 3 스페이서(530)의 단면적은 최소가 된다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 제 4 스페이서(540)들은 D1의 단면적을 갖고, 제 4 스페이서(540)들보다 안쪽에 위치한 제 3 스페이서(530)는 D2의 단면적을 갖는다. 이때, 제 1 기판() 및 제 2 기판()의 갭 변화량은 0.1㎛ ∼ 0.5㎛이다.
한편, 도 1에 도시된 액정(400)은 갭 변화량에 따라서 높이 또는 단면적이 변경되는 스페이서(500)들이 형성된 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에 주입된다. 이때, 액정(400)은 적하 (drop filing) 방식에 의하여 수행된다.
<실시예 2>
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 제조 방법 중 제 1 기판을 제조하는 것을 도시한 공정도이다.
도 9a를 참조하면, 제 1 투명 기판(110)에는 매트릭스 형태로 박막 트랜지스터(132)들이 형성된다. 이어서, 각 박막 트랜지스터(132)의 출력단에는 투명하면서 도전성인 픽셀 전극(120)이 형성된다.
도 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 제조 방법 중 제 2 기판을 제조하는 것을 도시한 공정도이다.
도 9b를 참조하면, 제 2 투명 기판(210)에는 격자 형상을 갖는 블랙 매트릭스(205)가 형성된다. 이 블랙 매트릭스(205)는 앞서 설명한 픽셀 전극(120)들의 사 이에 형성되어 광이 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다.
제 2 투명 기판(210)에 블랙 매트릭스(205)가 형성된 상태에서 블랙 매트릭스(205)에 의하여 정의된 개구에는 백색광을 필터링 하여 레드, 그린, 블루 파장의 광을 출사하는 컬러필터(230)가 형성된다.
컬러필터(230)가 형성된 상태에서 컬러필터(230)의 상면에는 다시 컬러필터(230)가 덮이도록 제 2 투명 기판(210)에는 전면적에 걸쳐 투명하면서 도전성인 공통 전극(220)이 형성된다.
도 9c는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 제 2 기판에 스페이서를 형성하는 것을 도시한 공정도이다.
먼저, 스페이서를 형성하기 위해서는 공통 전극(220)이 형성된 제 2 투명 기판(210)에 제 1 높이를 갖는 감광막(560)이 형성된다.
감광막(560)이 형성된 상태에서 감광막(560)의 상면에는 패턴 마스크(590)가 배치된다. 패턴 마스크(590)는 감광막(560) 중 스페이서가 형성될 위치를 제외한 나머지 부분에 노광이 되도록 패턴이 형성된다. 이에 따라 감광막(560) 중 스페이서가 형성될 위치를 제외한 나머지 영역인 B 영역에 형성된 감광막은 모두 제거된다.
도 9d는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 제 2 기판에 스페이서가 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 9d를 참조하면, 도 9c의 공정을 통하여 제 2 투명 기판(210)에는 스페이서(500)가 형성된다. 이때, 제 2 투명 기판(210)의 에지에는 제 1 스페이서(510)가 형성되고, 제 2 투명 기판(210)의 에지로부터 중앙부에는 제 2 스페이서(520)가 형성된다. 이때, 제 2 스페이서(520)의 높이는 제 1 스페이서(510)의 높이보다 낮다.
이를 구현하기 위해서 패턴 마스크(590) 중 제 1 스페이서(510) 및 제 2 스페이서(520)가 형성될 영역인 A 영역에도 부분 노광이 수행된다. 이는 A 영역에 형성될 제 1 스페이서(510) 및 제 2 스페이서(520)들의 단면적은 동일하고 높이는 서로 다르게 형성된다. 이로써, 제 2 기판(200)에 형성되는 스페이서들 중 제 2 기판(200)의 에지에 형성된 제 1 스페이서(510)는 제 2 기판(200)의 중앙부분에 형성된 제 2 스페이서(520)보다 높이가 높게 된다.
도 9e는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 스페이서의 변형 실시예이다.
도 9e를 참조하면, 패턴 마스크(595)를 이용하여 스페이서를 수행할 때, 모든 스페이서의 높이는 모두 동일하고, 스페이서의 단면적을 서로 다르게 형성할 수 있다. 이는 패턴 마스크(595)에 형성된 패턴(596)의 면적을 조절함으로써 수행된다. 패턴 마스크(595)에 의하여 노광이 수행됨으로써 제 2 투명 기판(210)의 에지에는 제 3 스페이서(530)가 형성되고, 제 2 투명 기판(210)의 중앙부에는 제 4 스페이서(540)가 형성된다.
이때, 제 3 스페이서(530)의 단면적은 제 4 스페이서(540)의 단면적보다 크다. 이처럼 제 3 스페이서(530) 및 제 4 스페이서(540)의 높이를 동일하게 한 상태에서 제 3 스페이서(530) 및 제 4 스페이서(540)의 단면적이 서로 다르게 설정할 경우, 각 제 3 스페이서(530) 및 제 4 스페이서(540)에 서로 다른 힘이 가해지더라도 제 3 스페이서(530) 및 제 4 스페이서(540)의 압축률은 일정하게 된다.
도 9f는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 제 2 기판의 에지에 액정 밀봉 월 및 액정이 적하 된 것을 도시한 공정도이다.
도 9f를 참조하면, 스페이서가 형성된 상태에서 제 2 기판의 에지에는 폐루프 형상을 갖는 액정 밀봉 월(300)이 형성된다.
액정 밀봉 월(300)은 액정 팬스 역할을 하여 제 2 기판(200)에 액정(400)이 수납될 수 있도록 한다.
도 9g는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 제 2 기판과 제 1 기판이 조립되어 액정표시장치가 제조된 것을 도시한 공정도이다.
도 9g를 참조하면, 제 2 기판(200)에 액정(400)이 적하 방식으로 주입된 상태에서 제 2 기판(200)과 제 1 기판(100)은 어셈블리 된다.
이때, 제 1 기판(100)에 형성된 픽셀 전극(120)과 제 2 기판(200)에 형성된 컬러필터(230)는 상호 정밀하게 얼라인 되도록 어셈블리 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 적하 방식으로 액정을 주입할 때 필요한 기둥 형상의 스페이서의 체적을 최적화하여 외부에서 가해진 대기압 및 자중에 의하여 기판의 처짐이 발생하더라도 스페이서의 파손 및 스페이서가 과도하게 압축되어 발생하는 기판 파손을 방지하는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 제 1 투명 기판, 상기 제 1 투명 기판 상에 형성된 픽셀 전극들 및 상기 픽셀 전극들에 영상 신호에 대응하는 계조 전압들을 제공하기 위한 계조 전압 공급 수단을 포함하는 제 1 기판;
    제 2 투명 기판 및 상기 제 2 투명 기판 상에 형성되어 상기 계조 전압에 대응하여 전계차가 발생하도록 레퍼런스 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 띠 형상으로 형성된 액정 밀봉 월;
    상기 액정 밀봉 월에 의하여 형성된 내부 공간에 적하(drop filing)된 액정; 및
    상기 액정 밀봉 월의 안쪽에 복수개가 배치되며, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이의 갭의 변화에 대응하여 일정한 압축률로 압축되는 기둥 스페이서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기둥 스페이서들의 단면적은 일정하고, 상기 기둥 스페이서들의 높이는 상기 갭이 작아질수록 낮아지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 갭은 상기 제 1 기판의 중앙부로 갈수록 작아지고, 상기 제 1 기판의 중앙부에서 상기 기둥 스페이서들의 높이는 최소인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 갭은 1.0㎛ ∼ 0.5㎛ 사이에서 변경되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기둥 스페이서들의 높이는 일정하고, 상기 기둥 스페이서들의 단면적은 상기 갭이 작아질수록 감소하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 갭은 상기 제 1 기판의 중앙부로 갈수록 작아지고, 상기 제 1 기판의 중앙부에서 상기 기둥 스페이서들의 단면적은 최소인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 계조 전압 공급 수단은 픽셀 전극마다 형성된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 계조 전압을 인가하는 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터를 스위칭 하여 상기 계조 전압을 상기 픽셀 전극으로 인가하는 게이트 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 투명 기판, 상기 제 1 투명 기판 상에 영상 신호에 대응하는 계조 전압 들을 제공하기 위한 계조 전압 공급부, 상기 계조 전압이 인가되는 픽셀 전극들이 형성된 제 1 기판을 제조하는 단계;
    제 2 투명 기판 및 상기 제 2 투명 기판 상에 형성되어 상기 계조 전압에 대응하여 전계차가 발생하도록 레퍼런스 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판을 제조하는 단계;
    상기 제 1 기판, 상기 제 2 기판 중 어느 하나에 연속적으로 변경되는 압력에 의하여 일정한 압축률로 압축되는 복수개의 기둥 스페이서들을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판, 상기 제 2 기판 중 어느 하나의 에지에 띠 형상으로 감싸여진 액정 밀봉 월을 형성하는 단계;
    액정 밀봉 월 내부에 액정을 적하 하여 채우는 단계; 및
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판을 어셈블리 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기둥 스페이서들을 형성하는 단계는
    상기 제 1 기판, 상기 제 2 기판 중 어느 하나에 감광물질을 도포하는 단계; 및
    복수곳에 제 1 단면적을 갖고, 상기 압력에 대응하여 일정한 압축률을 갖도록 서로 다른 높이들을 갖도록 상기 감광물질을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 기둥 스페이서들을 형성하는 단계는
    상기 제 1 기판, 상기 제 2 기판 중 어느 하나에 감광물질을 도포하는 단계; 및
    복수곳에 제 1 높이를 갖고, 상기 압력에 대응하여 일정한 압축률을 갖도록 서로 다른 단면적을 갖도록 상기 감광물질을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
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