KR101005551B1 - 패턴드스페이서를 포함하는 액정패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층과; 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 위치되는 기저부와, 상기 기저부 보다 작은 면적을 가지고, 상기 기저부 상에 복층으로 엊혀져 상기 대향하는 기판과 접촉되는 돌출부로 구분되는 패턴드스페이서를 포함하는 액정표시장치용 액정패널을 제공한다.

Description

패턴드스페이서를 포함하는 액정패널 및 그 제조방법{liquid crystal display panel including patterned spacer and the method for fabricating thereof}
도 1은 일반적인 액정패널의 일부 분해사시도
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 절단한 단면도
도 3a 내지 도 3e는 각각 공정순서에 따라 도 1의 III-III 선의 절단면을 도시한 공정단면도
도 4는 본 발명에 따른 액정패널의 일부분해사시도
도 5는 도 4의 V-V 선의 절단면을 도시한 단면도
도 6a 내지 도 6e는 각각 공정순서에 따라 도 4의 VI-VI 선의 절단면을 도시한 공정단면도
도 7은 도 6d의 K 부분에 대한 평면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
112 : 제 1 절연기판 114a : 게이트전극
116 : 데이터라인 116a : 소스전극
118 : 화소전극 120 : 게이트절연막
122 : 액티브채널층 124 : 드레인전극
126 : 보호막 132 : 제 1 절연기판
134 : 블랙매트릭스 136b : 녹 컬러필터
138 : 공통전극 150 : 액정층
160 : 패턴드스페이서 162 : 기저부
164 : 돌출부
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)용 액정패널(liquid crystal display panel)에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 액정층을 사이에 두고 대향하는 제 1 및 제 2 기판, 그리고 이들 사이의 셀 갭(cell gap)을 유지하기 위한 패턴드스페이서(patterned spacer)를 포함하는 액정패널에 관한 것이다.
액정패널은 액정표시장치의 핵심적인 구성요소로서, 액정층을 사이에 두고 대향하는 제 1 및 제 2 기판을 포함한다.
액정분자는 구조가 가늘고 길며, 광학적 이방성과 분극성질을 띤다. 이에 액정패널을 구성하는 양 기판의 마주보는 면에는 각각 전계생성전극이 형성되고, 이 들간의 전압차를 통해 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절한다. 그리고 이때 변화되는 빛의 투과율을 통해 여러 가지 화상을 디스플레이(display) 한다.
일반적인 액정패널에는 화상표현의 기본 단위로서 다수의 화소(pixel)가 형성되는데, 현재에는 스위칭 소자를 사용하여 이들 각 화소를 독립적으로 제어하는 능동행렬(Active-Matrix) 방식이 널리 사용된다. 이때 스위칭 소자로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 사용한 것이 박막트랜지스터형 액정표시장치(TFT-LCD)이다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 능동행렬 방식의 액정패널을 설명한다.
도 1은 일반적인 액정패널의 일부를 분해하여 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
일반적인 액정패널은 액정층(50)을 사이에 두고 대향하는 제 1 기판(10)과 제 2 기판(30)을 포함한다.
이중 제 1 기판(10)은 유리등의 투명한 제 1 절연기판(12), 그리고 이의 상면에 종횡으로 배열되어 매트릭스(matrix) 형태로 화소(P)를 정의하는 다수의 게이트라인 및 데이터라인(14, 16)과, 이들의 교차점에 형성되는 박막트랜지스터(T)와, 각 박막트랜지스터(T)와 연결된 상태로 화소(p)에 대응되는 화소전극(18)을 포함한다.
이때 각 박막트랜지스터(T)는 게이트라인(14)에서 분기한 게이트전극(14a), 데이터라인(16)에서 분기한 소스전극(16a), 화소전극(18)과 연결되는 드레인전극(24), 그리고 전자(electron) 또는 홀(hole) 등의 캐리어(carrier) 이동 통로인 반도체 재질의 액티브채널층(22)을 포함한다.
이때 미설명부호 20은 게이트라인(14)과 데이터라인(16)의 절연을 위해 이들 사이로 기판 전면에 형성되는 게이트절연막을, 26은 박막트랜지스터(T)를 보호하기 위해 박막트랜지스터(T) 상부로 기판 전면에 형성되는 보호막을 표시하고 있다.
그리고 제 2 기판(30)은 투명 제 2 절연기판(32), 그리고 이의 하면에 차례로 형성된 블랙매트릭스(34) 및 적(36a), 녹(36b), 청(36c) 서브컬러필터를 포함하는 컬러필터층(36)과, 공통전극(38)을 포함한다.
블랙매트릭스(34)는 제 1 기판(10)의 게이트라인(14) 및 데이터라인(16)과 박막트랜지스터(T) 등의 비화상영역을 가림으로써, 액정분자의 배열변화에 따라 실제 사용자에게 보여지는 화상이 표시되는 화상영역, 특히 화소전극(18)에 대응되는 부분을 노출시킨다. 또 컬러필터 층(36)은 어레이기판(10)의 각 화소(P)에 대응된 상태로 특정 파장대의 빛을 반사하도록 반복 배열되는 적, 녹, 청 컬러필터(36a, 36b, 36c)를 포함한다.
그리고 공통전극(38)은 투명도전성 금속으로 이루어진다.
이들 제 1 및 제 2 기판(10, 30)은 액정층(50)을 사이에 두고 각각의 화소전극(18)과 공통전극(38)이 마주보도록 대향되는 바, 비록 도시하지는 않았지만, 양 기판(10, 30) 가장자리로는 씰패턴(seal pattern)이 형성되어 액정주입을 위한 셀 갭(cell gap) 유지와 양 기판(10, 30)의 합착, 그리고 액정의 누설을 방지한다.
또 양 기판(10, 30)과 액정층(50)의 경계에는 각각 액정의 초기 배열방향을 결정하는 제 1 및 제 2 배향막이 개재된다.
한편, 신뢰성 있는 화상표현을 위해서는 제 1 및 제 2 기판(10, 30) 사이의 간격, 다시 말해 액정층(50)의 두께로 정의되는 셀 갭이 일정하게 유지되어야 한다.
이를 위해 양 기판 사이로 스페이서(spacer)가 형성된다.
일반적인 스페이서는 구(球) 형상의 수지물질을 양 기판 사이로 랜덤(random)하게 산포하는 볼 스페이서(ball spacer)가 사용되어 왔다.
이러한 볼 스페이서는 비교적 단순한 공정을 요하는데 반해, 그 위치를 정확히 고정할 수 없어 주변 액정 분자와의 흡착력에 의한 빛샘 현상이 나타날 수 있다.
또 이동 가능성이 있어 배향막에 스크래치(scratch) 등의 손상을 줄 수 있고, 밀집분포가 일정하지 않아 대면적 액정패널에 적용될 경우 셀 갭 유지에 신뢰성을 저하시킨다. 마찬가지 이유로 화면을 만지면 한동안 얼룩이 남는 리플(ripple)현상이 나타나기도 한다.
이에 도시한 바와 같이 포토리소그라피(photolithography) 공정을 통해 형성위치를 고정시키는 패턴드스페이서(60)가 개발되었다.
이 패턴드스페이서(60)는 제 1 기판(10)과 제 2 기판(30)을 연결하는 기둥 형상을 가지는데, 작업자 의도에 따라 그 위치를 고정시킬 수 있으므로 비화상영역에 한정되도록 한다.
따라서 주변 액정분자와의 흡착력이 발생하여도 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 밀집정도를 정확하게 제어할 수 있어 셀 갭 유지에 신뢰성을 기하며, 리플현상 을 방지한다.
이하, 도 1의 III-III 선을 따라 절단한 단면을 제조공정 순서에 따라 나열한 공정단면도 도 3a 내지 도 3e를 참조하여, 일반적인 패턴드스페이서(60)를 포함하는 제 2 기판(30)의 제조공정을 설명한다.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 제 2 절연기판(32) 상에 블랙컬러의 감광성 유기물질을 도포하여 블랙유기막(34a)을 형성한다.
이 감광성 블랙유기막(34a)은 노광(露光)한 후 현상하면 빛을 받은 부분이 제거되는 포지티브(positive)형 또는 빛을 받지 않은 부분이 제거되는 네가티브(negative)형으로 구분될 수 있는데, 이하 포지티브형을 일례로 설명한다.
이어 블랙유기막(34a) 상부로 제 1 마스크(70a)를 대응시키는데, 이 제 1 마스크(70a)는 빛을 통과시키는 투과부(A)와, 빛을 차단하는 차단부(B)를 포함한다, 그리고 제 1 마스크(70a) 상부에서 빛을 조사하여 투과부(A)에 대응되는 블랙유기막(34a) 부분을 노광한 후 현상한다.
이를 통해 도 3b와 같은 블랙매트릭스(34)가 형성된다. 이때 블랙매트릭스는 크롬(cr) 등의 금속재질로 형성할 수도 있다.
그리고 컬러필터층(36)을 형성한다.
이 컬러필터층(36)의 구현방법은 또한 여러 가지가 될 수 있는데, 일례로 컬러수지를 이용하는 방법에 대해 설명하면, 이 컬러수지는 광중합 개시제와, 모노머(monomer)와, 바인더(binder) 등의 광중합형 감광조성물, 그리고 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 또는 이와 유사한 색상의 유기안료를 포함한다.
블랙매트릭스(34)가 형성된 기판 전면으로 적색 또는 이와 유사한 색상의 컬러수지를 도포하고, 선택된 영역을 노광하여 적(R) 컬러필터(36a)를 형성하고, 녹색 또는 이와 유사한 색상의 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 녹(G) 컬러필터(36b)를 형성하며, 청색 또는 이와 유사한 색상의 컬러필터 수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 청(B) 컬러필터(36c)를 형성한다.
이때 각 컬러는 임의의 순서로서, 상술한 일련의 과정을 통해 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(36a, 36b, 36c)의 반복 배열로 구현되는 컬러필터층(36)이 형성된다.
그리고 도 3c와 같이 컬러필터층(36) 상에 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 증착하여 공통전극(38)을 형성한다.
도 3d 내지 도 3e는 이 공통전극(38) 상에 패턴드스페이서를 형성하는 공정으로서, 먼저 도 3d와 같이 공통전극(38) 상에 일례로 감광성 유기물질을 코팅하여 감광성 유기막(60a)을 형성한다.
이 감광성 유기막(60a)은 접착력을 개선하기 위해 아크릴기를 포함할 수 있고, 포지티브형 또는 네거티브형으로 구분될 수 있다. 이하 일례로 포지티브형에 대해 설명한다.
그리고 감광성 유기막(60a)이 형성된 기판 상부로 빛을 통과시키는 투과부(A)와 빛을 차단하는 차단부(B)를 포함하는 제 2 마스크(70b)를 대응시킨다.
이때 차단부(B)는 패턴드스페이서가 형성될 부분에 대응된다.
이어 제 2 마스크(70b) 상부에서 빛을 조사하여 투과부(A)에 대응되는 감광성 유기막(60a) 부분을 노광한 후 현상하여 제거한다.
이를 통해 도 3e와 같이 다수의 패턴드스페이서(60)가 형성되는데, 각 패턴드스페이서(60)는 공정특성에 따라 1㎛ 이하의 높이차를 가질 수 있다.
상기한 과정을 통해 완성된 기판 상에 제 2 배향막을 형성하고, 마찬가지로 제 1 배향막이 형성된 제 1 기판(10)과 서로의 전극이 마주보도록 합착한다. 이어 이들 양 기판(10,30) 사이로 액정층(50)을 개재하여 액정패널을 완성한다.(도 1 참조, 이하 동일하다.)
이때 패턴드스페이서(60)는 블랙매트릭스(34)와 대응되는 비화상영역이라면 그 위치가 자유로울 수 있는 바, 도시한 바와 달리 게이트라인(14) 및/또는 데이터라인(16)에 대응되게 하거나, 이들의 교차점에 대응되도록 할 수 있다.
한편, 잘 알려진 바와 같이 빛은 파동성을 가지므로 회절하는 특성이 있다. 따라서 도 3d에 도시한 제 2 마스크(70b)의 투과부(A)와 차단부(B) 경계에서 회절하는 빛에 의해, 실질적으로 패턴드스페이서(60)는 말단, 즉 공통전극(38)으로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 테이퍼(taper) 형상을 가진다.
이때 패턴드스페이서(60)의 제 1 기판(10)과 접촉되는 말단 부분의 면적은 통상 10×10㎛ 내지 15×15㎛ 이다.
한편, 각각의 패턴드스페이서(60)는 서로 1㎛ 정도의 높이차를 가질 수 있다 하였는데, 제 1 기판(10)과 닿는 말단 부분의 면적이 클수록 압력에 강하다. 따라서 앞서 설명한 바와 같이 제 1 기판(10)과 접촉되는 말단 부분의 면적이 10×10㎛ 내지 15×15㎛ 정도가 될 경우 상대적으로 낮은 높이의 패턴드스페이서(60)는 제 1 기판(10)과 접촉되지 못하고 갭(gap)을 유지하며 떠 있게 된다,
이와 같이 일부 패턴드스페이서(60)가 제 1 기판(10)과 연결되지 못하고 떠 있게 되면 셀 갭 유지에 신뢰성이 저하되고, 특히 이 사이로 액정이 채워지므로 보다 많은 양의 액정이 개재되어야 한다.
이때 액정의 양은 액정패널에서 매우 중요한 의미를 가지는데, 극히 미량의 차이로 인해 화질특성이 크게 좌우될 수 있다. 즉, 원하는 양보다 많은 양의 액정이 개재될 경우, 액정패널을 장시간 방치하면 액정이 중력방향으로 눌려 뿌옇게 흐려지는 화질불량 현상이 나타난다.
반면, 제 1 기판(10)을 향하는 말단 부분의 면적이 10×10㎛ 보다 작을 경우 일정정도 탄성이 부여되어 모든 패턴드스페이서(60)가 제 1 기판(10)과 연결될 수 있다. 하지만 이 경우 패턴드스페이서(60)가 지나치게 가늘어져 쉽게 부러지는 등의 파손의 가능성이 크다.
따라서 적절한 강도를 가지면서도 제 1 기판(10)과 연결되는 말단부분의 면적이 최소인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 적절한 강도를 가지면서도 어레이기판과 접촉되는 부분의 가급적 작은 면적의 패턴드스페이서 및 이를 포함하는 컬러필터기판과, 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층과; 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 위치되어 형성된 컬러필터및 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스와 대응되는 위치에 형성된 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출되어 상기 대향하는 기판과 접촉되는 돌출부로 구분되는 패턴드스페이서를 포함하는 액정표시장치용 액정패널을 제공한다.
이때, 상기 대향하는 기판과 접촉되는 돌출부의 말단 면적은 10×10㎛ 보다 작으며, 상기 기저부가 형성되는 제 1 또는 제 2 기판은 상기 기저부와 접촉되는 공통전극을 포함하고, 상기 돌출부가 연결되는 다른 하나의 기판은 다수의 화소 및 박막트랜지스터가 형성된다.
또한, 본 발명은 기판과; 상기 기판 상에 차례로 형성된 블랙매트릭스 및 컬러필터층, 그리고 공통전극과; 상기 공통전극 상에 상기 블랙매트릭스에 대응되도록 고정되는 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 패턴드스페이서를 포함하는 액정표시장치용 기판을 제공한다.
여기서, 상기 돌출부 말단의 면적은 10×10㎛ 보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 블랙매트릭스 및 컬러필터층을 형성하는 단계와; 상기 컬러필터층 상에 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 상에, 상기 블랙매트릭스에 대응되는 위치에 고정 형성되는 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 패턴드스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 기판 제조방법을 제공한다.
그리고, 상기 패턴드스페이서를 형성하는 단계는, 상기 공통전극 상에 감광성유기물질층을 형성하는 단계와; 마스크를 사용하여 상기 감광성유기물질층을 노광하여, 상기 기저부와 상기 돌출부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 감광성유기물질층은 노광 후 현상하면 상기 노광된 부분이 제거되는 포지티브형 또는 노광되지 않은 부분이 제거되는 네거티브 형인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크는 제 1 강도의 빛을 통과시키는 섬모양의 투과부와; 상기 투과부 가장자리를 둘러싸고, 상기 제 1 강도에 비해 낮은 제 2 강도의 빛을 통과시키는 반투과부와; 상기 투과부 및 반 투과부 이외의 영역을 차지하며, 빛을 차단하는 차단부를 포함하며, 상기 기저부와 상기 돌출부는 동일물질로 동일공정에서 형성되는 일체형인 바, 이하 본 발명의 올바른 실시예를, 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
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도 4는 본 발명에 따른 액정패널의 일부를 분해하여 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 절단한 단면을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 액정패널은 액정층(150)을 사이에 두고 대향하는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(130)을 포함한다.
이중 제 1 기판(110)은 유리등의 투명한 제 1 절연기판(112), 그리고 이의 일면에 다수의 화소(P)를 정의하도록 종횡으로 배열되는 다수의 게이트라인(114) 및 데이터라인(116)과, 상기 각 화소(P)에 대응되는 화소전극(118)을 포함한다.
그리고 게이트라인(114)에서 분기한 게이트전극(114a)과, 상기 데이터라인(116)과 연결된 드레인전극(116a)과, 화소전극(118)과 연결된 소스전극(124)과, 전하 또는 정공의 캐리어 이동통로인 반도체재질의 액티브채널층(122)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 게이트라인(114)과 데이터라인(116)의 교차점에 형성된다.
그리고 제 2 기판(130)은 제 2 절연기판(132), 그리고 이의 일면에 차례로 형성된 블랙매트릭스(134), 컬러필터층(136), 공통전극(138)을 포함한다.
이때 블랙매트릭스(134)는 게이트라인(114) 및 데이터라인(116)과 박막트랜지스터(T) 등의 비화상영역을 가려 화소전극(118) 주변부에 형성되는 반전도메인(reverse tilt domain)을 통과하는 빛을 차폐하고, 화소전극(118)에 대응되는 화상영역을 노출시킨다.
그리고 컬러필터층(136)은 제 1 기판(110)의 각 화소(P)에 대응되도록 반복 배열되는 적, 녹, 청 또는 이와 유사한 색상의 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(136a, 136b, 136c)를 포함한다. 그리고 공통전극(138)은 투명도전성 금속으로 이루어진다.
그리고 비록 도시하지는 않았지만, 이들 양 기판(110, 130)의 가장자리로는 씰패턴(seal pattern)이 형성되어 액정주입을 위한 셀 갭 유지 및 양 기판의 합착과 액정 누설을 방지하며, 양 기판(110, 130)과 액정층(150)의 경계에는 각각 액정의 초기 배열방향을 결정하는 제 1 및 제 2 배향막이 개재된다.
이때 본 발명에 따른 액정패널(105)은 일정한 셀갭을 유지하기 위해 양 기판(110, 130) 사이로 다수의 패턴드스페이서(160)가 형성되는데, 이의 형상은 각각 공통전극(138) 상에 위치되는 기저부(162)와, 이보다 작은 사이즈를 가지고 상기 기저부(162)와 제 1 기판(110)을 연결하는 돌출부(164)를 포함하는 복층 구조인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도 6a 내지 도 6e는 도 4의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면을 제조공정 순서에 따라 도시한 공정단면도로서, 이들을 참조하여 본 발명에 따른 패턴드스페이서(160) 및 이를 포함하는 제 2 기판(130) 제조공정을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이 제 2 절연기판(132) 상에 블랙컬러의 감광성 유기물질을 도포하여 블랙유기막(134a)을 형성한다. 이 블랙유기막(134a)은 노광한 후 현상하면 빛을 받은 부분이 제거되는 포지티브형 또는 빛을 받지 않은 부분이 제거되는 네가티브형으로 구분될 수 있지만, 일례로 포지티브형의 경우를 설명한다.
그리고 이 블랙유기막(134a)이 형성된 제 2 절연기판(132) 상부로, 빛을 통과시키는 투과부(A)와, 빛을 차단하는 차단부(B)를 포함하는 제 1 마스크(170a)를 대응시킨다. 그리고 그 상부에서 빛을 조사하여 투과부(A)에 대응되는 블랙유기막(134a) 부분을 빛에 노출시킨 후 현상하여 제거한다.
이로서 도 6b에 도시한 바와 같은 블랙매트릭스(134)가 형성된다. 이때 블랙매트릭스(134)로 크롬(Cr) 등의 금속재질이 사용될 수도 있다.
이어 컬러필터층(136)을 형성한다.
이를 위한 방법은 여러 가지가 될 수 있는데, 일례로 광중합 개시제와, 모노머와, 바인더 등의 광중합형 감광조성물, 그리고 적, 녹, 청 또는 이와 유사한 색상의 유기안료를 포함하는 컬러수지를 이용하는 방법으로 설명한다.
먼저 블랙매트릭스(134)가 형성된 기판 전면에 임의의 순서로, 적색 또는 이와 유사한 색상의 컬러수지를 도포한 후 선택된 영역을 노광하고, 녹색 또는 이와 유사한 색상의 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하며, 청색 또는 이와 유사한 색상의 컬러필터 수지를 도포한 후 선택적으로 노광함으로써 각각 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(136a, 136b, 136c)의 반복 배열로 이루어진 컬러필터층(136)을 형성할 수 있다.
그리고 이 컬러필터층(136) 상에 인듐-틴-옥사이드와 같은 투명도전성 금속을 증착하여 도 6c와 같이 공통전극(138)을 형성한다.
도 6d와 도 6e는 이 공통전극(138) 상에 본 발명에 따른 패턴드스페이서(160)를 형성하는 공정으로서, 먼저 도 6d와 같이 공통전극(138) 상에 감광성 유기물질을 코팅하여 감광성 유기막(160a)을 형성한다. 이 감광성 유기막(160a)은 접착력을 향상시키기 위해 아크릴기를 포함하는 것이 바람직하며, 포지티브형 또는 네거티브형으로 구분될 수 있다. 이하 일례로 포지티브형에 대해 설명한다.
그리고 감광성 유기막(160a)이 형성된 기판 상부로 제 2 마스크(170b)를 대응시키는데, 이 제 2 마스크(170b)는 빛을 통과시키는 투과부(A)와, 빛을 차단하는 차단부(B)와, 상기 투과부(A) 보다 낮고, 차단부(B) 보다 높은 강도의 빛을 통과시키는 반 투과부(C)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 7은 상기 도 6d의 제 2 마스크(170b) 일부인 K 부분을 확대하여 도시한 일부 평면도로서, 이는 일례로, 빛을 차단하는 차단부와, 이의 가장자리를 두르 며 보다 낮은 강도의 빛을 통과시키는 반 투과부(C)와, 그 외의 영역을 이루며 높은 강도의 빛을 통과시킬 수 있는 투과부(A)를 포함한다.
다시 도 6d를 보면, 이러한 형상의 제 2 마스크(170b) 상부에서 빛을 조사하면, 투과부(A)에 대응되는 감광성유기막(160a) 부분은 높은 강도의 빛에 노광되고, 반투과부(C)에 대응되는 부분은 낮은 강도의 빛에 노광되며, 차단부(B)에 대응된 부분은 빛이 차단된다. 따라서 이를 현상하면 투과부(A)에 대응되는 부분의 감광성유기막은 제거되고, 반투과부(C)에 대응되는 부분은 일부만 남아 있으며, 차단부(B)에 대응되는 부분은 이보다 높게 남아 있게 된다.
따라서 도 6e에 도시한 바와 같이, 공통전극(138) 상에 위치한 기저부(162)와, 이의 상부로 단차지게 얹혀져 복층구조를 이루며, 상기 기저부(162)보다 작은 사이즈의 돌출부(164)를 포함하는 패턴드스페이서(160)가 형성된다.
한편 앞서의 제 2 마스크(170b)의 투과부(A)와 반투과부(C), 그리고 반투과부(C)와 차단부(B)의 경계에서 각각 일정정도의 빛이 회절하는 바, 실질적으로 기저부(162)와 돌출부(164)는 각각 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 갖는다. 그리고 제 1 기판(110)과 직접 맞닿는 돌출단(164) 말단 면적은 10×10㎛ 보다 작은 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 과정을 통해 완성된 제 2 기판(130)에 제 2 배향막을 형성하고, 마찬가지로 제 1 배향막이 형성된 제 1 기판(110)과 서로의 전극이 마주보도록 합착한다.
이 경우 본 발명에 따른 패턴드스페이서(160) 돌출단(164) 말단부분이 제 1 기판(110)과 접하게 된다.(도 4 내지 5 참조, 이하 동일하다.) 이어 이들 양 기판 사이로 액정층을 개재하여 액정패널을 완성한다.
상기 액정층은 제 1 기판(110) 또는 제 2 기판(130)에 액정을 적하하여 합착에 의해 액정층을 형성하는 적하방식에 의해서도 형성할 수 있다.
이때 패턴드스페이서(160)는 블랙매트릭스(134)가 정의하는 비화상영역에 대응된다면 얼마든지 그 위치가 자유로울 수 있는 바, 도시한 바와 달리 게이트라인(114) 및/ 또는 데이터라인(116) 또는 공통라인(미도시)에 대응되게 하거나, 이들의 교차점에 대응되도록 형성될 수도 있다.
이때 본 발명에 따른 패턴드스페이서(160)는 넓은 면적의 기저부(162)를 가지므로 중력에 강하고, 특히 돌출단(164)은 일반적인 패턴드스페이서보다 작은 사이즈를 가지므로 일정정도의 탄성이 부여된다.
따라서 공정특성에 따른 높이차를 극복하고 모두 제 1 기판(110)과 연결될 수 있다.
본 발명은 공통전극 상에 위치되는 기저부와, 이의 상부로 엊혀진 복층구조를 가지며, 상기 기저부 보다 작은 면적의 돌출단을 포함하는 패턴드스페이서를 제공한다.
이러한 형상을 가지는 패턴드스페이서는, 특히 돌출단이 작은 사이즈를 가지고 있어 길이방향의 상하로 가해지는 압력에 유연하게 대처할 수 있고, 이를 통해 각 페턴트스페이서 간의 길이차를 용이하게 극복하여 모든 돌출단이 제 1 기판에 연결될 수 있는 잇점을 가진다.
그리고 이 돌출단과 공통전극을 연결하는 부분으로는 보다 큰 면적의 기저부가 위치되는 바, 중력에 강한 구조를 가진다.
따라서 적절한 강도를 가지면서도 어레이기판과 접촉되는 부분의 가급적 작은 면적의 패턴드스페이서를 제공하는 바, 모든 패턴드스페이서가 제 1 기판에 연결될 수 있는 잇점이 있다.

Claims (10)

  1. 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층과;
    상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 위치되어 형성된 컬러필터및 블랙매트릭스와;
    상기 블랙매트릭스와 대응되는 위치에 형성된 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출되어 상기 대향하는 기판과 접촉되는 돌출부로 구분되는 패턴드스페이서
    를 포함하는 액정표시장치용 액정패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 대향하는 기판과 접촉되는 돌출부의 말단 면적은 10×10㎛ 보다 작은 액정표시장치용 액정패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기저부가 형성되는 제 1 또는 제 2 기판은 상기 기저부와 접촉되는 공통전극을 포함하고,
    상기 돌출부가 연결되는 다른 하나의 기판은 다수의 화소 및 박막트랜지스터가 형성된 액정표시장치용 액정패널.
  4. 기판과;
    상기 기판 상에 차례로 형성된 블랙매트릭스 및 컬러필터층, 그리고 공통전극과;
    상기 공통전극 상에 상기 블랙매트릭스에 대응되도록 고정되는 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 패턴드스페이서
    를 포함하는 액정표시장치용 기판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 돌출부 말단의 면적은 10×10㎛ 보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 기판.
  6. 기판 상에 블랙매트릭스 및 컬러필터층을 형성하는 단계와;
    상기 컬러필터층 상에 공통전극을 형성하는 단계와;
    상기 공통전극 상에, 상기 블랙매트릭스에 대응되는 위치에 고정 형성되는 기저부와, 상기 기저부보다 평면적으로 작은 면적을 가지고, 상기 기저부로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 패턴드스페이서를 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 패턴드스페이서를 형성하는 단계는,
    상기 공통전극 상에 감광성유기물질층을 형성하는 단계와;
    마스크를 사용하여 상기 감광성유기물질층을 노광하여, 상기 기저부와 상기 돌출부를 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 감광성유기물질층은 노광 후 현상하면 상기 노광된 부분이 제거되는 포지티브형 또는 노광되지 않은 부분이 제거되는 네거티브 형
    인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 강도의 빛을 통과시키는 섬모양의 투과부와;
    상기 투과부 가장자리를 둘러싸고, 상기 제 1 강도에 비해 낮은 제 2 강도의 빛을 통과시키는 반투과부와;
    상기 투과부 및 반 투과부 이외의 영역을 차지하며, 빛을 차단하는 차단부
    를 포함하는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  10. 청구항 6 에 있어서,
    상기 기저부와 상기 돌출부는 동일물질로 동일공정에서 형성되는 일체형인 액정표시장치용 기판 제조방법.
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