KR102111450B1

KR102111450B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR102111450B1
Application number: KR1020140018589A
Authority: KR
Inventors: 장창순; 김희라; 심이섭; 허철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2020-05-18
Also published as: US20150234224A1; US9465259B2; KR20150097889A

Abstract

액정표시장치는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 포함한다. 상기 제1 기판은 다수의 화소들을 갖고, 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하고, 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된다. 상기 메인 스페이서는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 기판들에 접촉되고, 상기 메인 스페이서는 제1 상부면 및 상기 제1 상부면보다 큰 크기를 갖는 제1 바닥면을 갖는다. 상기 서브 스페이서는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 기판들 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격되고, 상기 서브 스페이서는 제2 상부면 및 상기 제2 상부면보다 큰 크기를 갖는 제2 바닥면을 갖는다. 또한, 상기 제1 상부면의 크기를 상기 제1 바닥면의 크기로 나눈 값을 제1 면적비로 정의하고, 상기 제2 상부면의 크기를 상기 제2 바닥면의 크기로 나눈 값을 제2 면적비로 정의하면, 상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 방식으로 두 기판들을 지지하는 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 서로 마주하는 두 기판들, 상기 두 기판들 사이에 개재된 액정층 및 상기 두 기판들에 배치되어 전계를 발생하는 전극들을 포함하고, 상기 액정표시장치는 상기 전계에 의해 그 방향자가 조절되는 상기 액정층의 액정분자들을 이용하여 영상을 표시한다. 또한, 상기 액정표시장치는 상기 두 기판들 사이에 위치하여 상기 두 기판들 사이의 셀 갭을 유지하는 스페이서들을 더 포함할 수 있다.

한편, 태블렛 PC와 같이 터치 기능이 내장된 액정표시장치의 경우, 상기 액정표시장치는 사용자의 수 없이 반복되는 터치에 의해 발생되는 압력을 견딜 수 있는 내구성이 필요하다. 이 경우에, 상기 스페이서들은 상기 두 기판들과 접촉되는 메인 스페이서 및 상기 두 기판들 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격되는 서브 스페이서를 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 메인 스페이서 및 상기 서브 스페이서에 의해 상기 압력이 차등적으로 흡수되어 상기 액정표시장치의 내구성이 향상될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 포함하고, 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 액정표시장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 포함한다. 상기 제1 기판은 다수의 화소들을 갖고, 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하고, 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된다.

상기 메인 스페이서는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 기판들에 접촉되고, 상기 메인 스페이서는 제1 상부면 및 상기 제1 상부면보다 큰 크기를 갖는 제1 바닥면을 갖는다. 상기 서브 스페이서는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 기판들 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격되고, 상기 서브 스페이서는 제2 상부면 및 상기 제2 상부면보다 큰 크기를 갖는 제2 바닥면을 갖는다.

또한, 상기 제1 상부면의 크기를 상기 제1 바닥면의 크기로 나눈 값을 제1 면적비로 정의하고, 상기 제2 상부면의 크기를 상기 제2 바닥면의 크기로 나눈 값을 제2 면적비로 정의하면, 상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 다음과 같다. 다수의 화소들을 갖는 제1 기판을 형성하고, 제2 기판을 형성하고, 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 액정층을 형성하고, 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 형성한다.

상기 메인 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판들과 접촉되고, 상기 서브 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판들 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격된다. 상기 메인 스페이서의 제1 상부면, 상기 제1 상부면보다 큰 크기를 갖는 상기 메인 스페이서의 제1 바닥면, 및 상기 제1 상부면의 크기를 상기 제1 바닥면의 크기로 나눈 제1 면적비가 정의되고, 상기 서브 스페이서의 제2 상부면, 상기 제2 상부면보다 큰 크기를 갖는 상기 서브 스페이서의 제2 바닥면, 및 상기 제2 상부면의 크기를 상기 제2 바닥면의 크기로 나눈 제2 면적비가 정의되고, 상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작다.

메인 스페이서가 서브 스페이서보다 무른 특성을 갖고, 상기 메인 스페이서 및 상기 서브 스페이서는 서로 다른 면적비들을 가지므로, 상기 서브 스페이서에 의해 제1 및 제2 기판들 간의 셀 갭이 견고하게 유지될 수 있고, 이와 동시에, 상기 메인 스페이서에 의해 외부 압력에 대한 완충 기능이 향상될 수 있다.

또한, 상기 메인 스페이서에 의해 상기 메인 스페이서와 접촉되는 배향막들이 긁힘 현상이 최소화되어, 상기 긁힘 현상에 의해 상기 배향막들로부터 생성되는 부산물이 액정층에 유입되는 것이 방지될 수 있고, 상기 긁힘 현상에 의해 상기 배향막들이 액정분자들을 배향하는 기능이 저하되어 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 상기 메인 스페이서의 상기 완충 기능에 의해 상기 액정층이 갖는 두께의 마진을 용이하게 확보할 수 있어, 액적을 기판 측으로 제공하여 상기 액정층을 형성하는 공정이 보다 용이하게 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치가 갖는 다수의 화소들의 일부를 확대한 평면도이다.
도 2a 및 도 2b 각각은 도 1a의 I-I` 및 II-II`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 3a는 도 2a에 도시된 메인 스페이서를 확대한 도면이다.
도 3b는 도 2a에 도시된 서브 스페이서를 확대한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f들은 도 2a에 도시된 액정표시장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(300)가 갖는 다수의 화소들의 일부를 확대한 평면도이고, 도 2a 및 도 2b 각각은 도 1a의 I-I` 및 II-II`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 2a에서는 외부로부터 상기 액정표시장치(300)에 제1 압력(PS1)이 가해진 상태에서 상기 액정표시장치(300)의 단면이 도시되고, 도 2b에서는 외부로부터 상기 액정표시장치(300)에 상기 제1 압력(PS1)보다 큰 제2 압력(PS2)이 가해진 상태에서 상기 액정표시장치(300)의 단면이 도시된다.

한편, 도 1, 도 2a 및 도 2b를 설명함에 있어서, 상기 액정표시장치(300)는 상기 다수의 화소들을 포함하나, 도 1에서는 상기 다수의 화소들 중 일부가 도시되고, 나머지 화소들 각각의 구조는 상기 다수의 화소들 각각의 구조와 유사하므로 상기 나머지 화소들의 도시 및 이에 대한 설명은 생략된다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 액정표시장치(300)는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 액정층(LC), 다수의 메인 스페이서들(MS) 및 다수의 서브 스페이서들(SS)을 포함한다.

상기 제1 기판(100)은 상기 다수의 화소들을 포함하고, 상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 마주하여 상기 제1 기판(100)과 결합되고, 상기 액정층(LC)은 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 배치된다. 도 1에서는 도시되지 않았으나, 상기 액정표시장치(300)는 백라이트 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있고, 상기 백라이트 유닛은 광을 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 측으로 출력하고, 상기 액정표시장치(300)는 상기 광을 이용하여 영상을 표시한다.

상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(BS1), 다수의 게이트 라인들(GL), 다수의 데이터 라인들(DL), 다수의 박막 트랜지스터들(TR), 제1 배향막(AL1) 및 상기 다수의 화소들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서는 상기 다수의 화소들은 다수의 화소 전극들(PE)을 포함할 수 있다.

상기 제1 베이스 기판(BS1)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)이 상기 플라스틱 기판인 경우에, 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.

상기 다수의 게이트 라인들(GL) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있고, 상기 다수의 데이터 라인들(DL) 각각은 상기 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 다수의 게이트 라인들(GL) 및 상기 다수의 데이터 라인들(DL)이 교차하여 상기 다수의 화소 전극들(PE) 각각이 배치되는 화소 영역(PA)이 정의될 수 있다.

상기 다수의 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 다수의 화소 전극들(PE)과 일대일 대응하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 다수의 박막 트랜지스터들(TR)은 비화소 영역(N-PA)에 배치될 수 있고, 상기 다수의 박막 트랜지스터들(TR) 각각은 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소오스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 제1 베이스 기판(BS1) 위에 배치되고, 상기 액티브 패턴(AP)은 제1 절연막(L1)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(GE) 위에 배치된다. 또한, 상기 소오스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)과 중첩되도록 배치되고, 상기 드레인 전극(DE)은 상기 액티브 패턴(AP)과 중첩되어 상기 소오스 전극(SE)과 이격된다.

상기 액티브 패턴(AP)은 비정질 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 액티브 패턴(AP)이 갖는 상기 반도체 물질에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 액티브 패턴(AP)은 IGZO, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ge2O3 및 HfO2와 같은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수도 있고, GaAs, GaP 및 InP와 같은 화합물 반도체(compound semiconductor)를 포함할 수도 있다.

상기 다수의 화소 전극들(PE) 각각은 상기 화소 영역(PA)에 위치하고, 상기 다수의 화소 전극들(PE)은 상기 제2 절연막(L2) 위에 배치된다. 또한, 상기 다수의 화소 전극들(PE)은 상기 다수의 박막 트랜지스터들(TR)과 일대일 대응하여 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 화소 전극들(PE)은 공통 전극(CE)과 함께 상기 액정층(LC)이 갖는 액정 분자들의 방향자들을 조절하는 전계를 형성한다.

상기 제1 배향막(AL1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1) 위에 배치되어 상기 다수의 화소 전극들(PE)을 커버하고, 상기 제1 배향막(AL1)은 상기 액정층(LC)이 상기 액정분자들을 소정의 방향으로 배향시킨다. 따라서, 상기 제1 배향막(AL1)에 의해 상기 액정분자들이 배향된 상태에서, 상기 다수의 화소 전극들(PE) 및 상기 공통 전극(CE) 간에 형성된 전계에 의해 상기 배향된 상기 액정분자들의 방향자들이 제어될 수 있다.

상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(BS2), 차광층(BM), 컬러 필터(CF), 공통 전극(CE) 및 제2 배향막(AL2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.

상기 차광층(BM)은 상기 비화소 영역(N-PA)에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(BS2) 위에 배치되고, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소 영역(PA)에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(BS2) 위에 배치된다. 상기 차광층(BM)은 상기 액정층(LC)을 투과하여 상기 비화소 영역(N-PA)을 향해 진행하는 광을 차단하고, 상기 컬러필터(CF)는 상기 액정층(LC)을 투과하여 상기 화소 영역(PA)을 향해 진행하는 광을 컬러광으로 필터링한다.

상기 공통 전극(CE)은 상기 차광층(BM) 및 상기 컬러 필터(CF)를 커버하여 상기 제2 베이스 기판(BS2) 위에 배치되고, 상기 공통 전극(CE)은 상기 다수의 화소 전극들(PE)과 함께 상기 액정층(LC)의 상기 액정분자들의 방향자를 조절하는 전계를 형성한다. 상기 제2 배향막(AL2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2) 위에 배치되어 상기 공통 전극(CE)을 커버하고, 상기 제2 배향막(AL2)은 상기 액정분자들을 소정 방향으로 배향시킨다.

한편, 본 발명이 상술한 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)의 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소 영역(PA)에 대응하여 상기 제1 베이스 기판(BS1) 위에 배치될 수 있고, 상기 차광층(BM)은 상기 비화소 영역(N-PA)에 대응하여 상기 제1 베이스 기판(BS1) 위에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 공통 전극(CE)은 상기 다수의 화소 전극들(PE)과 이격되어 상기 제1 베이스 기판(BS1) 위에 배치될 수도 있다.

상기 다수의 메인 스페이서들(MS) 및 상기 다수의 서브 스페이서들(SS)은 상기 비화소 영역(N-PA)에 위치하고, 상기 다수의 메인 스페이서들(MS) 및 상기 다수의 서브 스페이서들(SS)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 배치된다. 이 실시예에서는, 상기 다수의 서브 스페이서들(SS)의 개수는 상기 다수의 메인 스페이서들(MS)의 개수보다 적을 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 영역(PA)의 약 360개에 해당되는 상기 제1 기판(100)의 면적 내에 상기 다수의 메인 스페이서들(MS)의 개수는 약 100개 미만일 수 있고, 상기 제1 기판(100)의 상기 면적 내에 상기 다수의 서브 스페이서들(SS)의 개수는 약 100개 내지 300개일 수 있다.

이하, 상기 다수의 메인 스페이서들(MS) 및 상기 다수의 서브 스페이서들(SS) 중 하나의 메인 스페이서(MS) 및 하나의 서브 스페이서(SS)를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)는 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 중 적어도 어느 하나와 접촉되어 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 간의 셀 갭을 유지한다. 보다 상세하게는, 이 실시예에서는 상기 메인 스페이서(MS)의 바닥면은 상기 제1 기판(100)과 접촉되고, 상기 메인 스페이서(MS)의 상부면은 상기 제2 기판(200)과 접촉된다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 외부로부터 상기 액정표시장치(300)에 제2 압력(PS2)보다 작은 제1 압력(PS1)이 가해지는 경우에, 상기 메인 스페이서(MS)에 의해 상기 셀 갭이 유지될 수 있다.

또한, 상기 서브 스페이서(SS)의 바닥면은 상기 제1 기판(100)과 접촉되고, 상기 서브 스페이서(SS)의 상부면은 상기 제2 기판(200)과 이격될 수 있다. 따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 외부로부터 상기 액정표시장치(300)에 상기 제1 압력(PS1) 보다 큰 상기 제2 압력(PS2)이 가해지는 경우에, 상기 메인 스페이서(MS)가 압축되고, 이와 동시에, 상기 서브 스페이서(SS)의 상기 제2 상부면(US2)이 상기 제2 기판(200)과 접촉된다. 그 결과, 상기 서브 스페이서(SS)는 상기 메인 스페이서(MS)와 함께 상기 셀 갭을 유지할 수 있다.

상술한 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)의 구조에 따르면, 상기 제2 압력(PS2)이 상기 메인 스페이서(MS)에 의해 1차로 흡수될 수 있고, 상기 서브 스페이서(SS)에 의해 상기 제2 압력(PS2)이 2차로 흡수될 수 있다. 이 경우에, 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)에 의해 상기 제2 압력(PS2)이 2회로 나누어 흡수되어, 상기 제2 압력(PS2)에 대한 상기 액정표시장치(300)의 내구성이 향상될 수 있다.

이 실시예에서는, 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS) 각각은 상기 제1 기판(100)으로부터 멀어질수록 그 단면의 크기가 작아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서는 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS) 각각은 상기 제2 기판(200)으로부터 멀어질수록 그 단면의 크기가 작아지는 테이퍼 형상을 가질 수도 있고, 이 경우에, 상기 서브 스페이서(SS)는 상기 제2 기판(200)과 접촉되는 대신에 상기 제1 기판(100)과 이격될 수 있다.

이 실시예에서는, 상기 메인 스페이서(MS)는 상기 서브 스페이서(SS)보다 무른 특성을 가질 수 있다. 이를 바꾸어 말하면, 상기 서브 스페이서(SS)는 상기 메인 스페이서(MS)보다 단단한 특성을 가질 수 있다. 이 경우에, 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)를 포함하는 상기 액정표시장치(300)의 표시 품질이 향상되는 이유를 설명하면 다음과 같다.

상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)가 상기 제1 및 제2 압력들(PS1, PS2)으로부터 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)간의 셀 갭을 견고하게 유지하는 기능을 제1 기능으로 정의하고, 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)가 상기 제1 및 제2 압력(PS1, PS2)을 완충하는 기능을 제2 기능으로 정의하면, 상기 메인 스페이서(MS)는 상기 서브 스페이서(SS) 보다 무른 특성을 가지므로, 상기 메인 스페이서(MS)의 기능은 상기 제1 및 제2 기능들 중 상기 제2 기능에 포커싱될 수 있고, 상기 서브 스페이서(SS)의 기능은 상기 제1 및 제2 기능들 중 상기 제1 기능에 포커싱될 수 있다.

이 경우에, 상기 메인 스페이서(MS)가 상기 제2 기능을 수행하기 위하여 상기 무른 특성을 가지나, 그 대신에, 상기 서브 스페이서(SS)가 상기 단단한 특성을 가져 상기 제1 기능을 수행할 수 있으므로, 상기 액정표시장치(300)에서 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)에 의해 상기 셀 갭이 견고하게 유지될 뿐만 아니라 상기 제1 및 제2 압력(PS1, PS2)에 대한 완충 기능이 향상될 수 있다.

또한, 상기 메인 스페이서(MS)는 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200), 보다 상세하게는 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)과 항상 접촉되고, 상기 메인 스페이서(MS)가 상기 무른 특성을 가짐에 따라 상기 메인 스페이서(MS)에 의해 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)이 긁히는 현상을 최소화할 수 있다. 그 결과, 상기 긁히는 현상에 의해 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)로부터 생성되는 부산물이 상기 액정층(LC)에 유입되는 것이 최소화될 수 있다. 게다가 상기 긁히는 현상에 의해 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)이 상기 액정층(LC)의 상기 액정분자들을 배향하는 기능이 저하되어 상기 액정표시장치(300)의 표시품질이 저하되는 것이 방지될 수 있다.

한편, 이 실시예에서는 감광막 및 상기 감광막에 대해 노광 공정을 수행하여 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)를 제조할 수 있고, 이 경우에, 상기 감광막에 조사되는 광의 조사량을 제어하여 상기 메인 스페이서(MS)는 상기 서브 스페이서(SS)보다 무른 특성을 가질 수 있다. 이에 대해서는 도 4a 내지 도 4f들을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

이하, 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)의 각각의 구조에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 도 2a에 도시된 메인 스페이서(MS)를 확대한 도면이고, 도 3b는 도 2a에 도시된 서브 스페이서(SS)를 확대한 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 메인 스페이서(MS)는 제1 상부면(US1), 제1 바닥면(BS1) 및 제1 측면(S1)을 갖는다. 상기 제1 바닥면(BS1)은 상기 제1 상부면(US1)보다 큰 크기를 갖고, 상기 제1 측면(S1)은 상기 제1 상부면(US1) 및 상기 제1 바닥면(BS1)에 대해 경사져 상기 제1 상부면(US1)을 상기 제1 바닥면(BS1)에 연결한다.

서브 스페이서(SS)는 제2 상부면(US1), 제2 바닥면(BS2) 및 제2 측면(S2)을 갖는다. 상기 제2 바닥면(BS2)은 상기 제2 상부면(US2)보다 큰 크기를 갖고, 상기 제2 측면(S2)은 상기 제2 상부면(US2) 및 상기 제2 바닥면(BS2)에 대해 경사져 상기 제2 상부면(US2)을 상기 제2 바닥면(BS2)에 연결한다.

또한, 상기 메인 스페이서(MS)의 제1 두께(T1)는 상기 서브 스페이서(SS)의 제2 두께(T2)보다 크다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 바닥면(BS1) 및 상기 제2 바닥면(BS2)이 표시 기판(100)을 기준으로 서로 동일한 높이에 위치할 때, 상기 표시 기판(100)을 기준으로 상기 제1 상부면(US1)의 위치는 상기 제2 상부면(US2)의 위치보다 높다.

한편, 상기 제1 상부면(US1)의 크기를 상기 제1 바닥면(BS1)의 크기로 나눈 값을 제1 면적비로 정의하고, 상기 제2 상부면(US2)의 크기를 상기 제2 바닥면(BS2)의 크기로 나눈 값을 제2 면적비로 정의하면, 이 실시예에서는 상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작다. 예를 들면, 이 실시예에서는 상기 제1 면적비는 약 38퍼센트 내지 약 44퍼센트일 수 있고, 상기 제2 면적비는 약 45% 내지 약 52%일 수 있다. 또한, 상기 제1 면적비가 상기 제2 면적비보다 작으므로 상기 제1 측면(S1)의 곡률은 상기 제2 측면(S2)의 곡률보다 클 수 있다. 본 발명의 실시예와 달리, 상기 제1 면적비가 상기 제2 면적비보다 큰 경우에, 상기 메인 스페이서(MS)의 기능은 앞서 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 제1 기능 및 제2 기능 중 상기 제1 기능에 포커싱될 수 있고, 상기 서브 스페이서(SS)의 기능은 상기 제1 및 제2 기능들 중 상기 제2 기능에 포커싱될 수 있고, 그 결과 상기 메인 스페이서(MS)에 의해 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)이 긁히는 현상이 두드러지게 발생될 수 있고, 상기 서브 스페이서(SS)에 의해 상기 셀 갭이 유지되는 것이 약화될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 면적비들이 서로 상이한 이유는 상기 메인 스페이서(MS)가 상기 서브 스페이서(SS)보다 무른 특성을 갖는 것과, 상기 메인 스페이서에 상기 무른 특성을 부여하기 위한 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)의 제조 방법과 연관될 수 있다. 이에 대해서 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a 내지 도 4f들은 도 2a에 도시된 액정표시장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 도 4a 내지 도 4f들을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.

도 4a를 참조하면, 제1 기판(100)을 제조한다. 상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(BS1) 위에 다수의 화소 전극들(도 1의 PE), 다수의 박막 트랜지스터들(도 1의 TFT), 다수의 게이트 라인들(GL), 다수의 데이터 라인들(도 1의 DL) 및 제1 배향막(AL1)을 형성하여 제조될 수 있다. 본 발명이 상기 제1 기판(100)의 제조 방법에 한정되는 것이 아니고, 게다가 상기 제1 기판(100)은 일반적인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법과 유사할 수 있으므로, 상기 제1 기판(100)의 구체적인 제조 방법에 대한 설명은 생략된다.

도 4b 및 도 4c를 참조하면, 제1 기판(100)의 제조가 완성되면, 상기 제1 기판(100) 위에 감광막(PS)을 형성한다. 이 실시예에서는, 상기 감광막(PS)은 포지티브(positive) 형일 수 있다. 상기 감광막(PS)은 메인 스페이서(도 2a의 MS) 및 서브 스페이서(도 2a의 SS)를 형성하는 데 사용되는 소오스 막으로, 상기 감광막(PS)의 두께는 상기 메인 스페이서의 두께와 같거나 클 수 있다.

그 이후에, 상기 감광막(PS)이 형성된 상기 제1 기판(100) 위에 마스크(MK)를 배치하고, 상기 감광막(PS) 측으로 상기 마스크(MK)를 경유하는 광(LT)을 조사한다. 이 실시예에서는, 상기 마스크(MK)는 차광부(P1), 반투광부(P2) 및 투광부(P3)을 포함할 수 있다. 상기 반투광부(P2)는 상기 감광막(PS)의 제1 영역(A1)에 정렬될 수 있고, 상기 투광부(P3)는 상기 감광막(PS)의 제2 영역(A2)에 정렬될 수 있고, 상기 차광부(P1)는 상기 제1 및 제2 영역들(A1, A2)을 제외한 상기 감광막(PS)의 나머지 영역에 정렬될 수 있다.

이 실시예에서는, 앞서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 메인 스페이서의 제1 두께(도 3a의 T1)는 상기 서브 스페이서의 제2 두께(도 3a의 T2)보다 크고, 상기 메인 스페이서의 제1 바닥면(도 3a의 BS1)은 상기 서브 스페이서의 제2 바닥면(도 3a의 BS2)보다 크므로, 상기 제1 영역(A1)의 크기 및 는 상기 제2 영역(A2)의 크기보다 클 수 있고, 상기 반투광부(P2)의 크기는 상기 투광부(P3)의 크기보다 클 수 있다.

상기 차광부(P1)는 상기 광(LT)을 차단하며, 상기 투광부(P3)는 상기 광(LT)을 투과시킨다. 또한, 상기 반투광부(P2)는 상기 광(LT)을 투과시키되, 상기 반투광부(P3)는 상기 광(LT)의 일부를 투과시킨다. 따라서, 상기 반투광부(P2)의 단위 면적당 상기 반투광부(P2)를 투과하는 상기 광(LT)의 광량을 제1 광량으로 정의하고, 상기 투광부(P3)의 단위 면적당 상기 투광부(P3)를 투과하는 상기 광(LT)의 광량을 제2 광량으로 정의하면, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 작다.

따라서, 상기 마스크(MK)를 배치한 후에, 상기 감광막(PS) 측으로 상기 광(LT)을 조사하는 노광 공정이 진행되는 동안에, 상기 제1 영역(A1)의 단위 면적당 상기 제1 광량이 조사되고, 상기 제2 영역(A2)의 단위 면적당 상기 제2 광량이 조사된다. 이 경우에, 상기 감광막(PS)이 포지티브 형이고, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 작으므로, 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 상기 감광막(PS)의 일 부분이 상기 광(LT)에 의해 경화되는 정도는 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 감광막(PS)의 다른 부분이 상기 광(LT)에 의해 경화되는 정도보다 작다. 따라서, 상기 노광 공정이 종료된 이후에, 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 상기 감광막(PS)의 일 부분은 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 감광막(PS)의 다른 부분보다 무른 특성을 가질 수 있다.

도 4d 및 도 4e를 참조하면, 노광 공정이 종료된 이후에, 상기 노광 공정이 수행된 감광막(도 4c의 PS)에 대해 현상 공정을 수행한다. 그 결과, 상기 노광 공정에서 광(도 4c의 LT)이 조사되지 않은 상기 감광막이 부분적으로 제거되어, 제1 영역(A1)에 제1 예비 스페이서(MS0)가 형성되고, 제2 영역(A2)에 제2 예비 스페이서(SS0)가 형성된다.

한편, 앞서 도 4c를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 영역(A1)의 단위 면적당 조사되는 제1 광량의 크기는 상기 제2 영역(A2)의 단위 면적당 조사되는 제2 광량의 크기보다 작으므로 상기 제1 예비 스페이서(MS0)가 경화된 정도는 상기 제2 예비 스페이서(SS0)가 경화된 정도보다 작고, 이에 따라 상기 제1 예비 스페이서(MS0)는 상기 제2 예비 스페이서(SS0)보다 무른 특성을 가질 수 있다.

그 이후에, 상기 제1 및 제2 예비 스페이서들(MS0, SS0)에 열(HT)을 가하는 열처리 공정을 수행하여 메인 스페이서(MS) 및 서브 스페이서(SS)를 형성한다. 상기 열처리 공정이 수행되는 동안에, 상기 제1 및 제2 예비 스페이서들(MS0, SS0)에 리플로우(reflow) 현상이 발생된다. 상기 리플로우 현상은 상기 열(HT)에 의해 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)의 형상이 변화되는 현상으로, 보다 상세하게는 상기 리플로우 현상에 의해 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS) 각각에 함유된 물질이 상부로부터 측부 측으로 유동되어 상기 메인 스페이서(MS) 및 상기 서브 스페이서(SS)에서 상기 물질이 재배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 예비 스페이서(MS0)는 상기 제2 예비 스페이서(SS0)보다 무른 특성을 가지므로, 상기 제2 예비 스페이서(SS0)보다 상기 제1 예비 스페이서(MS0)에 상기 리플로우 현상이 현저히 발생될 수 있다.

따라서, 상기 리플로우 현상에 의해 상기 메인 스페이서(MS)의 제1 측면(S1) 및 상기 서브 스페이서(SS)의 제2 측면(S2)이 곡률을 가질 수 있고, 보다 상세하게는 상대적으로 상기 리플로우 현상이 현저히 발생되는 상기 제1 예비 스페이서(MS0)의 상기 제1 측면(S1)의 곡률이 상기 제2 측면(S2)의 곡률보다 커질 수 있다. 따라서, 상기 열처리 공정이 완료된 이후에, 앞서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 상기 제1 메인 스페이서(MS)의 제1 면적비는 상기 서브 스페이서(SS)의 제2 면적비보다 작아질 수 있다.

도 4f를 참조하면, 제1 기판(100) 위에 메인 스페이서(MS) 및 서브 스페이서(SS)를 형성한 이후에, 액정분자들을 포함하는 액적(LM)을 상기 제1 기판(100) 측으로 제공한다. 그 결과, 상기 제1 기판(100) 위에 상기 액정분자들을 포함하는 액정층(LC)이 형성된다.

그 이후에, 제2 기판(200)을 제조하고, 상기 제2 기판(200)을 상기 액정층(LC)이 형성된 상기 제1 기판(100)과 결합하여 액정표시장치의 제조를 완성한다.

한편, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 메인 스페이서(MS)는 상기 서브 스페이서(SS)보다 무른 특성을 갖는다. 따라서, 상기 메인 스페이서(MS)에 의해 외부로부터 상기 액정표시장치 측으로 작용하는 압력이 완충될 수 있고, 게다가, 상기 제1 기판(100) 위에 제공되는 상기 액정층(LC)이 갖는 두께의 마진이 보다 용이하게 확보될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판 사이의 셀 갭에 상기 액정층(LC)이 채워진다고 정의할 때, 상기 액정층(LC)은 온도에 따라 그 부피가 증가하거나 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예와 달리, 상기 메인 스페이서(MS)의 완충 기능이 충분히 확보되지 못한 경우에, 상기 액정층(LC)의 감소된 부피의 크기가 상기 셀 갭의 공간의 크기보다 작아지는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 기판(100) 측으로 제공되는 상기 액적(LM)의 양을 정확히 조절해야 하므로 상기 액정층(LC)이 갖는 두께의 마진이 작아지고, 이에 따라 상기 액적(LM)을 상기 제1 기판(100) 측으로 제공하는 공정이 용이하지 않을 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는, 상기 메인 스페이서(MS)의 완충 기능이 강화되므로, 상기 제1 기판(100) 측에 제공되는 상기 액적(LM)의 양이 마진이 커질 수 있다. 이에 따라 상기 액정층(LC)이 갖는 두꼐의 마진이 커져, 상기 액적(LM)을 상기 제1 기판(100) 측으로 제공하는 공정이 용이해질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

다수의 화소들을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 상부면 및 상기 제1 상부면보다 큰 크기를 갖는 제1 바닥면을 갖고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 접촉되는 메인 스페이서; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 제2 상부면 및 상기 제2 상부면보다 큰 크기를 갖는 제2 바닥면을 갖고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격되는 서브 스페이서를 포함하고,
상기 제1 상부면의 크기를 상기 제1 바닥면의 크기로 나눈 값을 제1 면적비로 정의하고, 상기 제2 상부면의 크기를 상기 제2 바닥면의 크기로 나눈 값을 제2 면적비로 정의하고, 상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작고,
상기 서브 스페이서는 상기 메인 스페이서보다 단단한 특성을 가지고,
상기 제1 바닥면은 상기 제2 바닥면보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 메인 스페이서는 상기 제1 상부면을 상기 제1 바닥면에 연결하는 제1 측면을 갖고, 상기 서브 스페이서는 상기 제2 상부면을 상기 제2 바닥면에 연결하는 제2 측면을 갖고, 상기 제1 측면의 곡률은 상기 제2 측면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 면적비는 38퍼센트 내지 44퍼센트이고, 상기 제2 면적비는 45퍼센트 내지 52퍼센트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 바닥면들은 상기 제1 기판에 접촉되고, 상기 제1 상부면은 상기 제2 기판에 접촉되고, 상기 제2 상부면은 상기 제2 기판과 이격되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 서브 스페이서의 두께는 상기 메인 스페이서의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 메인 스페이서 및 상기 서브 스페이서 각각은 상기 제1 기판의 비화소 영역에 다수로 배치되고, 상기 다수의 메인 스페이서의 개수는 상기 다수의 서브 스페이서의 개수보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
다수의 화소들을 갖는 제1 기판을 형성하는 단계;
제2 기판을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 기판들 사이에 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 기판들 사이에 메인 스페이서 및 서브 스페이서를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 메인 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판들과 접촉되고, 상기 서브 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판들 중 어느 하나와 접촉되고 다른 하나와 이격되고,
상기 메인 스페이서의 제1 상부면, 상기 제1 상부면보다 큰 크기를 갖는 상기 메인 스페이서의 제1 바닥면, 및 상기 제1 상부면의 크기를 상기 제1 바닥면의 크기로 나눈 제1 면적비가 정의되고,
상기 서브 스페이서의 제2 상부면, 상기 제2 상부면보다 큰 크기를 갖는 상기 서브 스페이서의 제2 바닥면, 및 상기 제2 상부면의 크기를 상기 제2 바닥면의 크기로 나눈 제2 면적비가 정의되고,
상기 제1 면적비는 상기 제2 면적비보다 작고,
상기 메인 스페이서는 상기 서브 스페이서보다 무른 특성을 가지고,
상기 제1 바닥면은 상기 제2 바닥면보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
삭제
제 8 항에 있어서, 상기 메인 스페이서 및 상기 서브 스페이서를 형성하는 단계는,
상기 제1 및 제2 기판들 중 어느 하나 위에 감광막을 형성하는 단계;
상기 감광막의 제1 영역 및 제2 영역에 광을 조사하는 단계: 및
상기 감광막을 현상하는 단계를 포함하고,
상기 제1 영역의 단위 면적당 제1 광량이 조사되고, 상기 제2 영역의 단위 면적당 상기 제1 광량과 상이한 제2 광량이 조사되고,
상기 감광막이 현상된 이후에, 상기 제1 영역에 상기 메인 스페이서가 형성되고, 상기 제2 영역에 상기 서브 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 감광막은 포지티브(positive) 형이고, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 제1 광량이 상기 제2 광량보다 작아 상기 메인 스페이서는 상기 서브 스페이서보다 무른 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 서브 스페이서의 두께는 상기 메인 스페이서의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 메인 스페이서는 상기 제1 상부면을 상기 제1 바닥면에 연결하는 제1 측면을 갖고, 상기 서브 스페이서는 상기 제2 상부면을 상기 제2 바닥면에 연결하는 제2 측면을 갖고, 상기 제1 측면의 곡률은 상기 제2 측면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 감광막이 현상된 이후에, 상기 제1 영역에 제1 예비 스페이서가 형성되고, 상기 제2 영역에 제2 예비 스페이서가 형성되고, 상기 제1 및 제2 예비 스페이서들이 열에 의해 리플로우되어 상기 메인 스페이서 및 상기 서브 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 예비 스페이서들이 상기 리플로우된 이후에, 상기 제1 면적비 및 상기 제2 면적비가 정의되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.