KR101866565B1 - 액정표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 투과율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치가 개시된다.
개시된 본 발명의 액정표시장치는 서로 마주보는 컬러필터 기판 및 어레이 기판과, 컬러필터 기판 및 어레이 기판의 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제1 스페이서와, 제1 스페이서보다 낮은 높이를 가지며, 외부의 힘에 의해 컬러필터 기판 및 어레이 기판의 눌림에 의한 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제2 스페이서 및 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서를 포함하고, 어레이 기판에는 제3 스페이서의 끝단 일부가 삽입되는 제1 콘택홀이 형성된다.

Description

액정표시장치 및 이의 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 투과율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
이중 상기 횡전계 방식 액정표시장치는 화소전극과 공통전극을 동일한 기판 상에 배치하여 전극들 간에 수평 전계가 발생하도록 한다. 이로 인하여 액정 분자들의 장축이 기판에 대해서 수평 방향으로 배열되어 종래 TN(Twisted Nematic) 방식 액정표시장치에 비해 광시야각 특성을 갖는다.
일반적인 액정표시장치는 어레이 기판과 컬러필터 기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조를 가진다.
어레이 기판은 게이트 라인과 데이터 라인 교차되어 화소 영역이 정의되고, 그 교차 영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 배치된다.
상기 화소 영역에는 상기 게이트 라인과 대향하도록 공통 라인이 상기 데이터 라인과 교차되고, 상기 화소 영역으로 상기 공통 라인으로부터 분기된 공통 전극이 형성된다.
컬러필터 기판은 화소 영역의 가장자리와 대응되는 블랙 매트릭스와, 상기 화소 영역과 대응되는 영역에 형성된 컬러필터 패턴을 포함한다.
일반적인 액정표시패널의 어레이 기판 및 컬러필터 기판은 일정한 셀-갭을 유지하기 위해 스페이서를 가진다.
상기 스페이서는 유리비드나 플라스틱비드와 같은 볼 스페이서를 무작위로 산포하는 방식이 사용되었으나, 최근들어 액정표시장치가 점차 대형화되어 감에 따라 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에 형성되는 컬럼 스페이서(column spacer)가 사용되고 있다.
그러나, 일반적인 액정표시장치는 컬럼 스페이서가 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 이후에 외부의 힘에 의해 어레이 기판 또는 컬러필터 기판이 수평방향으로 이동되는 경우 얼룩 또는 눌림현상이 발생하고, 어레이 기판 또는 컬러필터 기판이 수평방향으로 이동한 후 원래의 위치로 복귀하는데 소요되는 시간이 컬럼 스페이서와 어레이 기판 또는 컬러필터 기판의 마찰에 의해 길어져 얼룩 및 눌림에 의한 표시품질이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 일반적인 액정표시장치는 외부의 힘에 의해 어레이 기판 또는 컬러필터 기판의 이동으로 발생하는 얼룩 및 눌림에 의한 불량을 개선하기 위해 컬럼 스페이서가 형성된 영역과 대응되는 컬러필터 기판의 블랙 매트릭스의 면적을 증가시킬 수 있으나, 블랙 매트릭스의 면적을 증가시키는 만큼 투과율이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 투과율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 액정표시장치는,
서로 마주보는 컬러필터 기판 및 어레이 기판; 상기 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판의 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제1 스페이서; 상기 제1 스페이서보다 낮은 높이를 가지며, 외부의 힘에 의해 상기 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판의 눌림에 의한 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제2 스페이서; 및 상기 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서를 포함하고, 상기 어레이 기판에는 상기 제3 스페이서의 끝단 일부가 삽입되는 제1 콘택홀이 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은,
투명한 제1 기판상에 게이트 라인 및 데이터 라인을 형성하고, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터 중 어느 하나와 중첩되는 영역의 제1 평탄층에 상기 제1 콘택홀을 형성하는 단계; 투명한 제2 기판상에 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 영역에 블랙 맥트릭스가 형성되고, 화소영역에 컬러필터 패턴이 형성되고, 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터 패턴을 덮는 제2 평탄층이 형성되고, 상기 제2 평탄층 상에 서로 동일한 높이를 가지는 제1 및 제3 스페이서와 상기 제1 및 제3 스페이서보다 낮은 높이를 가지는 제2 스페이서를 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고, 상기 제1 스페이서는 상기 제1 기판의 상부면과 접촉되고,상기 제3 스페이서의 끝단 일부는 상기 제1 콘택홀에 삽입된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제1 스페이서와, 외력에 의한 눌림에 대한 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제2 스페이서와, 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서가 구비되어 상기 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임에 의한 얼룩 및 눌림현상을 방지하여 표시품질이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 일반적인 액정표시장치의 스페이서가 형성된 영역과 대응되는 컬러필터 기판의 블랙 매트릭스의 면적을 최소화함으로써, 투과율이 15%이상 향상되는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 수평방향으로의 컬러필터 기판의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서를 제1 및 제2 스페이서 형성시에 동시에 형성함으로써, 별도의 공정을 추가하지 않고도 얼룩 및 눌림현상을 방지하여 표시품질이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인, Ⅱ-Ⅱ'라인, Ⅲ-Ⅲ'라인 및 Ⅳ-Ⅳ'라인을 따라 절단한 어레이 기판의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'라인, Ⅲ-Ⅲ'라인 및 Ⅳ-Ⅳ'라인을 따라 절단한 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판을 도시한 단면도이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예는 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상을 기초로 다른 실시예들은 얼마든지 추가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인, Ⅱ-Ⅱ'라인, Ⅲ-Ⅲ'라인 및 Ⅳ-Ⅳ'라인을 따라 절단한 어레이 기판의 단면도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 어레이 기판과, 컬러필터 기판이 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 구조를 가진다.
상기 어레이 기판에는 투명한 제1 기판(100) 상에 서로 교차하는 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 데이터 라인(DL)을 포함한다.
상기 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)은 서로 교차하여 화소영역을 정의한다.
상기 게이트 라인(GL)과 데이트 라인(DL) 사이에는 게이트 절연막(102)이 개재되어 서로 절연된다.
상기 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 교차되는 영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된다.
상기 게이트 라인(GL)의 끝단에는 게이트 신호가 공급되는 게이트 패드(GP)가 구비되고, 상기 데이터 라인(DL)의 끝단에는 데이터 신호가 공급되는 데이터 패드(DP)가 구비된다.
상기 어레이 기판에는 상기 게이트 라인(GL)으로부터 일정거리 이격된 공통 라인(VL)이 형성된다.
상기 공통 라인(VL)은 상기 게이트 라인(GL)으로부터 수평하게 형성될 수 있다.
상기 공통 라인(VL)은 상기 데이터 라인(DL)과 교차된다.
상기 어레이 기판은 상기 공통 라인(VL)으로부터 화소영역으로 분기된 공통 전극(120)을 더 포함한다.
상기 공통 전극(120) 면 타입으로 이루어질 수 있으며, 상기 공통 라인(VL) 형성시에 동시에 형성될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)보다 폭이 넓은 게이트 전극(101)과, 상기 게이트 전극(101) 상에 상기 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 형성된 반도체 패턴과, 상기 반도체 패턴 상에 채널 영역을 사이에 두고 상기 반도체 패턴 상에서 이격되어 배치된 소스 및 드레인 전극(105, 106)을 포함한다.
상기 게이트 전극(101)은 상기 게이트 라인(GL) 형성시에 동시에 형성된다.
상기 반도체 패턴은 비정질 실리콘으로 형성된 활성 패턴(103)과, 상기 활성 패턴(103) 상에 배치되며 불순물이 주입된 비정질 실리콘으로 형성된 오믹 콘택 패턴(104)을 포함한다.
상기 데이터 라인(DL)은 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극(105, 106) 형성시에 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 데이터 라인(DL)은 하부에 형성된 반도체 패턴(미도시)과, 상기 반도체 패턴(미도시) 상에 금속패턴(미도시)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT), 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 포함하여 제1 기판(100) 상에 제1 평탄층(130)이 형성될 수 있다.
상기 제1 평탄층(130)은 유기절연물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기절연물질은 포토 아크릴계 수지 및 벤조사이클로 부텐(BCB) 수지 등일 수 있다.
상기 제1 평탄층(130) 상에는 상기 공통 배선(VL) 및 상기 공통전극(120)이 형성되고, 상기 제1 평탄층(130), 공통 배선(VL) 및 상기 공통전극(120) 상에는 보호층(150)이 형성된다.
상기 보호층(150)은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
상기 보호층(150) 및 상기 제1 평탄층(130)은 드레인 전극(106)을 노출하는 제2 콘택홀(141)이 형성된다.
상기 제2 콘택홀(141)에 의해 노출된 드레인 전극(106)을 포함하여 보호층(150) 상에 화소 전극(140)이 형성된다.
상기 복수의 화소 전극(140)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(106)과 전기적으로 접속된다. 상기 복수의 화소 전극(140)은 복수의 바 형태를 가지며, 상기 보호층(150)을 사이에 두고 상기 면 타입의 공통 전극(120)과 중첩된다.
상기 게이트 라인(GL) 상에는 제1 콘택홀(131)이 형성될 수 있다.
상기 제1 콘택홀(131)은 게이트 라인(GL)이 노출되도록 제1 평탄층(130)이 식각되어 형성될 수 있다.
상기 제1 콘택홀(131)은 상기 컬러필터 기판의 제3 스페이서(205)가 삽입될 수 있는 공간을 제공한다.
컬러필터 기판은 투명한 제2 기판(190) 상에 화소 영역의 가장자리와 대응되어 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(191)와, 화소 영역에 형성된 컬러필터 패턴(193)과, 상기 블랙 매트릭스(191) 및 컬러필터 패턴(193)을 덮는 제2 평탄층(195)을 포함한다.
상기 제2 평탄층(195) 상에는 기둥형태의 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)가 형성된다.
상기 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)는 포토리소그라피 공정으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제3 스페이서는(201, 205)는 동일한 높이를 가지며, 상기 제2 스페이서(203)는 상기 제1 및 제3 스페이서(201, 205)보다 낮은 높이를 가진다.
상기 제1 스페이서(201)는 상기 컬러필터 기판의 제2 평탄층(195) 상에 형성되어 상기 어레이 기판과의 합착시에 상기 어레이 기판과 직접 접촉된다.
즉, 상기 제1 스페이서(201)는 상기 어레이 기판의 보호층(150)과 접촉된다.
상기 제1 스페이서(201)는 상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판의 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 기능을 가진다.
상기 제1 스페이서(201)는 게이트 라인(GL)이 형성된 영역과 대응되는 비표시 영역에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 스페이서(201)는 블랙 매트릭스(191)와 중첩된다.
상기 제2 스페이서(203)는 상기 컬러필터 기판의 제2 평탄층(195) 상에 형성되어 상기 어레이 기판과의 합착 후에 외력에 의한 눌림에 대해 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 기능을 가진다.
즉, 상기 제2 스페이서(203)는 상기 어레이 기판의 보호층(150)과 직접 접촉되지 않도록 상기 보호층(150)으로부터 일정 거리 이격된 구조를 가진다.
상기 제2 스페이서(203)는 게이트 라인(GL)이 형성된 영역과 대응되는 비표시 영역에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 스페이서(203)는 블랙 매트릭스(191)와 중첩된다.
상기 제3 스페이서(205)는 상기 컬러필터 기판의 제2 평탄층(195) 상에 형성되어 상기 어레이 기판과의 합착 후에 외력에 의한 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 최소화하는 기능을 가진다.
따라서, 상기 어레이 기판은 상기 제3 스페이서(205)와 대응되는 영역에 제1 평탄층(130)이 식각된 상기 제1 콘택홀(131)이 형성되고, 상기 제3 스페이서(205)의 끝단 일부가 상기 제1 콘택홀(131)에 삽입된다.
본 발명의 제1 및 제3 스페이서(201, 205)는 컬러필터 기판의 제조시에 동일한 높이를 가지며, 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착시에 상기 제1 스페이서(201)는 합착과정에서 눌림에 의해 전체 높이의 10% 내지 30% 정도 축소된다. 따라서, 상기 제3 스페이서(205)는 합착과정에서의 눌림정도에 따라 상기 제1 스페이서(201)의 전체 높이의 10% 내지 30%와 대응되는 정도의 끝단이 상기 제1 콘택홀(131)에 삽입될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치에서는 상기 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)가 상기 게이트 라인(GL)과 중첩되는 영역에 형성된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 박막 트랜지스터(TFT) 및 데이터 라인(DL)과 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제3 스페이서(205)는 상기 블랙 매트릭스와 대응되는 비표시 영역 내에 형성된다.
또한, 상기 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205) 각각의 개수에 따른 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205) 간의 비율은 액정표시장치의 사이즈 및 종류에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판의 제2 평타탄층(195) 상에 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제1 스페이서(201)와, 외력에 의한 눌림에 대한 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제2 스페이서(203)와, 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서(205)가 구비되어 상기 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임에 의한 얼룩 및 눌림현상을 방지하여 표시품질이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 일반적인 액정표시장치의 스페이서가 형성된 영역과 대응되는 컬러필터 기판의 블랙 매트릭스의 면적을 최소화함으로써, 투과율이 15%이상 향상되는 장점을 가진다. 즉, 본 발명의 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)가 형성된 영역의 블랙 매트릭스 면적(M2)은 일반적인 액정표시장치의 스페이서가 형성된 영역의 블랙 매트릭스 면적(M1)보다 축소될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 투명한 제1 기판(100) 상에 금속막을 스퍼터링 방식으로 증착한 후, 제1 마스크 공정을 통해 식각 공정을 진행한다.
제1 마스크 공정에서는 정착된 금속막 상에 감광성 물질인 포토레지스트를 형성한 후, 투과 영역 및 비투과 영역을 가지는 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
그런 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 금속막을 식각하여, 게이트 전극(101) 및 게이트 라인(GL)을 형성한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 이때 게이트 라인도 함께 형성한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(101) 및 게이트 라인(GL)을 포함한 제1 기판(100) 상에 게이트 절연막(102)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(102) 상에 비정질 실리콘막 및 도핑된 비정질 실리콘막(n+ 또는 p+)으로 구성된 반도체층 및 소스/드레인 금속막을 연속하여 형성한다.
상기 소스/드레인 금속막은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 이들의 조합으로부터 형성되는 합금 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명성 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 도면에서는 단일 금속막으로 형성되어 있지만 경우에 따라서는 적어도 2개 이상의 금속막들을 적층하여 형성할 수 있다.
상기와 같이, 소스/드레인 금속막이 제1 기판(100) 상에 형성되면, 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용한 제2 마스크 공정을 진행하여 활성패턴(103), 오믹 콘택 패턴(104) 및 소스/드레인 전극(105, 106)을 형성한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 이때 데이터 라인 및 데이터 패드도 함께 형성한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 소스/드레인 전극(105, 106)을 포함한 제1 기판(100)상에는 제1 평탄층(130)이 전면에 걸쳐 형성되고, 상기 제1 평탄층(130) 상에 투명한 금속층을 증착하고 마스크를 이용한 제3 마스크 공정을 진행하여 공통 전극(120)을 형성한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 이때, 공통 라인(미도시)도 함께 형성한다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 제4 마스크 공정을 진행하여 상기 제1 평탄층(130)을 식각하여 상기 드레인 전극(106)을 노출시키는 제2 콘택홀(141)을 형성하고, 상기 게이트 라인(GL)을 노출시키는 제1 콘택홀(131)을 형성한다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 공통 전극(120), 제2 및 제1 콘택홀(141, 131)을 포함한 제1 평탄층(130)상에 보호층(150)을 형성하고, 마스크를 이용한 제5 마스크 공정을 진행하여 드레인 전극(106)이 노출되는 상기 제2 콘택홀(141)이 형성된 영역의 보호층(150)을 식각한다.
도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 제2 콘택홀(141)을 포함한 보호층(150) 상에 투명한 금속층을 증착하고, 제6 마스크 공정을 진행하여 화소 전극(140)을 형성한다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'라인, Ⅲ-Ⅲ'라인 및 Ⅳ-Ⅳ'라인을 따라 절단한 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판을 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 컬러필터 기판은 화소의 가장자리영역으로 정의할 수 있는 비표시 영역에 있어서, 제2 기판(190) 상에 블랙 매트릭스(191), 제2 평탄층(195) 및 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)가 순차적으로 형성된 구조를 가진다.
상기 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)는 일정한 탄성을 가지는 유기절연물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 스페이서(201, 203, 205)는 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용한 마스크 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제3 스페이서(201, 205)의 제1 및 제3 높이(h1, h3)는 동일하게 형성될 수 있고, 상기 제2 스페이서(203)의 제2 높이(h2)는 상기 제1 및 제3 스페이서(201, 205)의 제1 및 제3 높이(h1, h3)보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 제1 스페이서(201)는 어레이 기판과의 합창공정에서 합착과정에서의 눌림으로 상기 어레이 기판과의 합착 후에는 상기 제3 스페이서(205)보다 낮은 높이를 가진다. 상기 제3 스페이서(205)는 상기 어레이 기판의 제1 콘택홀(도2의 131)에 의해 눌림이 발생되지 않고 제1 콘택홀(도2의 131)에 삽입되어 컬러필터 기판의 수평으로의 움직임을 방지한다.
따라서, 본 발명은 컬러필터 기판의 수평으로의 움직임을 방지하기 위한 제3 스페이서(205)를 상기 제1 및 제2 스페이서(201, 203) 형성시에 형성함으로써, 별도의 공정을 추가하지 않고, 컬러필터 기판의 수평으로의 움직임을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제1 스페이서(201)와, 외력에 의한 눌림에 대한 컬러필터 기판과 어레이 기판의 셀-갭을 유지하기 위한 제2 스페이서(203)와, 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서(205)가 구비되어 상기 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임에 의한 얼룩 및 눌림현상을 방지하여 표시품질이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 일반적인 액정표시장치의 스페이서가 형성된 영역과 대응되는 컬러필터 기판의 블랙 매트릭스의 면적을 최소화함으로써, 투과율이 15%이상 향상되는 장점을 가진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
131: 제1 콘택홀 201: 제1 스페이서
203: 제2 스페이서 205: 제3 스페이서

Claims (10)

  1. 서로 마주보는 컬러필터 기판 및 어레이 기판;
    상기 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판의 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제1 스페이서;
    상기 제1 스페이서보다 낮은 높이를 가지며, 외부의 힘에 의해 상기 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판의 눌림에 의한 셀-갭을 일정하게 유지하기 위한 제2 스페이서; 및
    상기 컬러필터 기판의 수평방향으로의 움직임을 억제하기 위한 제3 스페이서를 포함하고,
    상기 어레이 기판에는 상기 제3 스페이서의 끝단 일부가 삽입되는 제1 콘택홀이 형성되고,
    상기 제3 스페이서는 상기 제1 콘택홀에 의해 눌림이 발생되지 않도록 상기 제1 콘택홀에 삽입된 액정표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 어레이 기판은,
    투명한 기판상에 화소영역을 정의하기 위해 교차배열된 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터를 덮는 제1 평탄층;
    상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극을 노출하는 상기 제1 평탄층에 형성된 제2 콘택홀에 의해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 액정표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 컬러필터 기판은,
    투명한 기판상에 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 블랙 매트릭스;
    상기 화소영역과 대응되어 컬러를 표시하기 위한 컬러필터 패턴; 및
    상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러필터 패턴을 덮는 제2 평탄층을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 스페이서는 상기 제2 평탄층 상에 형성된 액정표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 상기 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판의 합착시에 눌림으로 인해 전체 높이의 10~30%정도 축소되고, 상기 제3 스페이서는 상기 제1 스페이서와 동일한 높이를 가져 상기 제1 스페이서가 축소된 만큼 상기 제1 콘택홀에 삽입되는 액정표시장치.
  5. 투명한 제1 기판상에 게이트 라인 및 데이터 라인을 형성하고, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터 중 어느 하나와 중첩되는 영역의 제1 평탄층에 제1 콘택홀을 형성하는 단계;
    투명한 제2 기판상에 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 영역에 블랙 매트릭스가 형성되고, 화소영역에 컬러필터 패턴이 형성되고, 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터 패턴을 덮는 제2 평탄층이 형성되고, 상기 제2 평탄층 상에 서로 동일한 높이를 가지는 제1 및 제3 스페이서와 상기 제1 및 제3 스페이서보다 낮은 높이를 가지는 제2 스페이서를 형성하는 단계;
    및 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 스페이서는 상기 제1 기판의 상부면과 접촉되고, 상기 제3 스페이서의 끝단 일부는 상기 제1 콘택홀에 삽입되되, 상기 제3 스페이서는 상기 제1 콘택홀에 의해 눌림이 발생하지 않도록 상기 제1 콘택홀에 삽입되는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 콘택홀을 포함하여 상기 제1 평탄층 상에 보호층이 형성되는 단계를 더 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 평탄층은 상기 드레인 전극이 노출되는 제2 콘택홀을 더 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 평탄층 상에는 보호층이 더 형성되고, 상기 제2 콘택홀은 상기 제1 평탄층 및 상기 보호층이 식각되어 상기 드레인 전극이 노출되는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판의 합착단계에서 눌림에 의해 전체 높이의 10~30% 축소되는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판의 합착시에 상기 제1 스페이서의 눌림에 의해 축소된 만큼 상기 제1 콘택홀에 삽입되는 액정표시장치의 제조방법.
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KR102287581B1 (ko) * 2015-01-26 2021-08-09 삼성디스플레이 주식회사 마스크 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법
JP2019101382A (ja) * 2017-12-08 2019-06-24 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN110596942A (zh) * 2019-09-03 2019-12-20 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060066271A (ko) * 2004-12-13 2006-06-16 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치와 그 제조방법
KR20070035270A (ko) * 2005-09-27 2007-03-30 삼성전자주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
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