KR20010062751A - 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20010062751A
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Abstract

본 발명은 셀 갭이 균일하고 디스플레이 품질이 높은 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. 액정 디스플레이 장치에서, 컬러 필터측 기판의 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성되고, TFT측 기판의 오목부는 배향막 등의 수지막이 형성되며, 양 기판은 양기판 사이에 개재된 분산 스페이서를 통해 서로 접합되고 액정이 이 기판들 사이에 충전된다. 배향막 등의 수지막에서, 볼록부에 대향하는 부분을 제외하고 패터닝이 행해짐으로써 TFT측 기판 내에 오목부를 형성하게 된다. 오목부를 형성하면 분산 스페이서가 볼록부 위에 배치된 경우라 하더라도 셀 갭이 푸시업되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 기판이 평탄하지 않는 경우라 하더라도 셀 갭을 균일하게 유지할 수 있다.

Description

액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는 상호 대향하는 한 쌍의 기판을 갖는다. 셀 갭이 간격을 두고 일정한 값으로 유지되고, 이 기판 사이에 액정이 충전된다. 도 7은 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)의 구성을 도시하는 단면도이다. 액정 디스플레이 장치(220)는 컬러 필터측 기판(225)과 TFT (박막 트랜지스터) 측 기판(226)을 갖는다.
컬러 필터측 기판(225)에서, 컬러 필터(202), 블랙 마스크(204), 도시되어 있지 않은 카운터 전극 등이 유리 등으로 형성된 투명 기판(208) 상에 배열되고, 기판은 배향막(225)으로 피복된다. TFT측 기판(226)에서, TFT 소자, 배선부(203),절연막(207), 도시되어 있지 않은 픽셀 전극 등의 액정 구동 소자들이 투명 기판(209) 상에 배열되고, 기판은 배향막(216)으로 피복된다.
액정 디스플레이 장치(220)는 다음과 같은 방식으로 제조된다. 예를 들어, 컬러 필터측 기판(225)과 TFT측 기판(226)이 서로 접합되고, 셀 갭을 유지하기 위한 분산 스페이서(201) 및 액정 디스플레이 장치(220)의 주변부에서의 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서(213)가 혼입된 액정 밀봉재(214)를 통해 속이 빈 셀을 형성한다. 액정(217)을 빈 셀 내로 충전시킨다. 그 다음, 주입구를 수지 등의 밀봉재로 밀봉한다.
셀 갭은 픽셀 전극이 카운터 전극에 대향하고 있는 곳의 픽셀 영역에서 컬러 필터측 기판(225)과 TFT측 기판(226)과의 사이에 갭 G를 의미하고, 분산 스페이서(201)의 직경, 밀봉재(214) 내의 스페이서(213) 및 액정(217)의 충전 및 밀봉 조건에 따라 주로 결정된다. 셀 갭의 균일성은 액정 디스플레이 장치(220)의 디스플레이 품질에 밀접하게 관련된다. 셀 갭의 균일성이 낮으면, 디스플레이 화면에서 휘도 불균일 또는 컬러 불균일과 같은 디스플레이 불균일이 야기되는 등의 문제를 야기시킨다.
액정 디스플레이 장치(220)의 장방형 디스플레이 영역(240)에서, 픽셀 전극 각각이 카운터 전극에 대향하여 있는 픽셀이 다수 배치되고, 컬러 필터(202)가 픽셀과 대응적으로 형성되어 있다. 디스플레이 영역에서, 인접한 픽셀로부터 광 누설을 방지하기 위해서, 픽셀의 컬러 필터(202)를 둘러싸는 블랙 마스크(204)가 요구에 응하여 디스플레이 영역(20) 전체에 걸쳐 확장하는 격자 형상으로 형성된다.디스플레이 영역을 둘러싸는 픽쳐 프레임 영역(241)에, 프레임형 블랙 마스크(210)가 형성된다.
블랙 마스크(204, 210)는 컬러(202)에서와 동일한 방법으로 수지로 형성된다. 따라서, 충분한 차광 특성을 얻기 위해서는, 블랙 마스크는 두껍게 형성되어야 한다. 결과적으로, 블랙 마스크(204, 210)의 막 두께는 컬러 필터(202)의 막 두께 보다 두껍다. 그 결과, 볼록부(205 및 212)는 컬러 필터측 기판(225)의 배향막(215)의 표면에 형성된다.
액정 디스플레이 장치(220)에서, 볼록부(205 및 212)는 블랙 마스크(204, 210)에 의해 액정(217)을 향한 컬러 필터측 기판(225)의 표면에 형성된다. 예를 들어, 배선부(203), 액정 구동 소자 등에 의해 야기된 볼록부는 때때로 TFT측 기판(226)의 표면에 형성됨으로써, 액정을 향한 기판(225 및 226)의 표면에 요철부가 형성된다.
도 7은 블랙 마스크(204 및 210)에 의해 형성된 볼록부(205 및 212) 위에 분산 스페이서(201)가 배치되지 않는 반면 균일한 셀 갭이 형성되는 상태를 도시한다. 그러나, 분산 스페이서가 컬러 필터측 기판(225) 또는 TFT측 기판(226) 상에 랜덤하게 분산되기 때문에 분산 스페이서(211)는 불명확하게 배치된다.
도 8은 분산 스페이서(206)가 디스플레이 영역의 볼록부(205) 위에 배치되는 상태를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 분산 스페이서(206)가 컬러 필터측 기판(225)의 블랙 마스크(204)에 의해 형성된 볼록부(205) 위에 배치되기 때문에, 볼록부(205) 위에 배치된 분산 스페이서(206)에 의해 한정된 셀 갭은 평평한 부분에 배치된 다른 분산 스페이서(201)에 의해 정의된 것보다 볼록부(205)의 높이 만큼 더 크다. 기판 갭 차는 셀 갭의 불균일성을 야기시킴으로써, 휘도 불균일 또는 컬러 불균일 등과 같은 디스플레이 불균일이 디스플레이 화면에 나타난다.
도 9는 분산 스페이서(211)가 픽쳐 프레임 영역(241)의 볼록부(212) 위에 배치된 상태를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 디스플레이 영역(240)에서, 액정 구동 소자와 배선부(203)를 포함하는 대부분의 영역은 픽셀 전극광이 전송될 수 있는 투명 박막으로 형성된다. 대조적으로, 디스플레이 영역(240)으로부터의 광 누설을 방지하기 위해 디스플레이 영역(240)을 둘러싸는 픽쳐 프레임 영역(241) 내에 프레임형 블랙 마스크(210)를 형성한다. 이러한 방법으로, 디스플레이 영역(240)과 픽쳐 프레임 영역(241)은 막 구조에서 서로 상이하다.
블랙 마스크(210)의 막 두께는 컬러 필터(202)의 막 두께보다 두껍다. 이것은 디스플레이 영역(240)과 픽쳐 프레임 영역(241) 사이에 계단이 생기게 하고, 픽쳐 프레임 영역(241)의 컬러 필터측 기판(225)의 배향막(215)의 표면 상에 볼록부(212)가 형성되게끔 한다. 따라서, 픽쳐 프레임 영역의 볼록부(212) 위에 배치된 분산 스페이서(211)에 의해 한정된 셀 갭은, 밀봉재(214)가 내부에 갖는 스페이서(213)에 의해 한정된 것보다 더 크고, 분산 스페이서(211)는 디스플레이 영역 주변에서의 셀 갭을 푸시업한다. 그 결과, 불균일한 셀 갭이 형성되고, 분산 스페이서(211) 근방의 디스플레이 화면에서 휘도 불균일 또는 컬러 불균일이 야기된다.
액정 디스플레이 장치의 스페이서에 대한 몇몇 종래의 기술에서, 주변부 내에 있는 셀 갭은 밀봉재(214)에 포함된 스페이서(213)의 직경을 변경함으로써 조정된다. 분산 스페이서(211)가 예를 들면 픽쳐 프레임 영역(241) 내의 블랙 마스크(210)로 인한 볼록부(212) 위에 배치되는 경우에서, 분산 스페이서(211)는 도 9에 도시된 바와 같이 밀봉재(214)에 포함된 스페이서(213)보다 좀 더 두드러지게 셀 갭의 값에 악영향을 미친다. 밀봉재(214)에 포함된 스페이서(213)의 직경이 변한다하더라도, 픽쳐 프레임 영역(241)에 배치된 분산 스페이서(211)에 의해 야기된 셀 갭의 불균일성을 방지할 수는 없다.
이와는 대조적으로, 종래의 다른 기술에서, 블랙 마스크와 같은, 볼록부를 형성하는 막의 두께를 감소시킴으로써 불균일한 셀 갭의 문제를 극복하려하고 있다. 그러나, 이러한 기술은, 볼록부를 형성하는 막을 제조하는 방법 등의 기술적인 이유 또는 표시 디스플레이 품질에서 막 두께가 감소된 경우에 충분한 차광 특성을 얻을 수 없는 등의 이유 때문에, 볼록부를 형성하는 막의 두께가 감소될 수 없다는 문제를 갖는다.
다른 종래 기술에서, 액상 아크릴 수지 등을 스핀 코팅법에 의해 기판에 도포하고, 도포된 박막이 볼록부를 오버코트하기 위해 소성됨으로써, 기판의 평탄화를 향상시킨다. 그러나, 상기 종래 기술의 방법은 오버코트 처리를 추가로 행해야 한다는 문제점을 갖는다.
또한 일본국 공개 특허 공보 JP-A 7-92477 (1995)호에 개시된 다른 종래 기술에서, 투명 전극으로서 기능하는 ITO(Indium-Tin Oxide)막이 형성된 부분의 셀 갭과 ITO막이 형성되지 않는 부분의 셀 갭 간의 차가 더미 ITO막을 형성함으로써제거된다. 그러나 상기 방법에서, ITO막이 형성될 수 있는 위치와, ITO막의 두께가 제한됨에 따라서, 블랙 마스크 등에 의해 형성된 조그마한 볼록부에 의해 야기된 셀 갭의 불균일성이 개선될 수 없다.
본 발명은 균일한 셀 갭을 갖는 높은 디스플레이 품질의 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은,
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면(liquid-crystal-facing suface)에 볼록부를 형성하는 단계, 및
상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 오목부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 볼록부가 하나의 기판에 형성된 경우, 오목부가 다른 기판의 영역에 형성됨으로써 (이 영역은 볼록부와 대향하고 있다), 볼록부 상에 위치한 스페이서에 의해 셀 갭이 푸시업되는 것을 방지한다. 기판이 평탄하지 않는 경우라 하더라도, 셀 갭은 균일화될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치에서, 셀 갭의 불균일성에 따른 디스플레이 품질의 열화가 방지될 수 있음으로써 디스플레이 품질을 향상시킨다.
오목부가 다른 기판을 구성하는 박막 내에 형성되면, 오버코팅 처리와 같이, 다른 기판의 표면 위에 추가의 막을 형성하는 공정을 추가할 필요없고, 제조 비용이 증가되지 않는다.
볼록부를 형성하는 막과, 하나의 기판을 구성하는 다른 막이 기술 상의 이유로 또는 디스플레이 품질을 이유로 얇아질 수 없는 경우에도, 다른 기판에 오목부를 형성함으로써 셀 갭이 균일화될 수 있다.
또한, 본 발명의 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성된 볼록부임이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차광 특성을 얻기 위해 컬러 필터보다 더 두껍게 만들어진 블랙 마스크에 의해 하나의 기판 내에 볼록부가 형성되고, 이 볼록부에 대향하여 다른 기판의 부분 내에 오목부가 형성된다. 따라서, 볼록부 위에 배치된 스페이서가 오목부에 들어감으로써 셀 갭이 스페이서에 의해 푸시업되는 것을 방지한다. 따라서, 기판이 평탄하지 않는 경우에도 셀 갭이 균일해질 수 있다.
본 발명은 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은,
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하는 단계, 및
상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 오목부에 대향하는 부분에 볼록부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 오목부가 어느 한쪽 기판에 형성되는 경우, 볼록부는 오목부 반대쪽에 있는 다른 쪽 기판의 액정층쪽 부분에 형성되고, 그에 의해 셀 갭이 균일화될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치에서, 셀 갭의 불균일로 인한 디스플레이 품질의 저하를 예방할 수 있으며, 그에 의해 디스플레이 품질이 향상된다.
볼록부가 다른 쪽 기판을 구성하는 박막에 형성되어 있을 때에는, 기판의 액정 대향면에 부가의 막을 형성하는 공정, 예를 들어 오버코팅 공정을 추가할 필요가 없으며, 제조 단가가 증가하지 않는다.
상기 발명은 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하는 단계, 및
상기 오목부를 충진시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 오목부가 어느 한쪽 기판에 형성되는 경우, 이 한쪽 기판의 액정 대향면은 오목부를 충전하도록 조정 및 평탄화되며, 그에 의해 셀 갭이 균일화될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치에서, 셀 갭의 불균일로 인한 디스플레이 품질의 저하가 발생하는 것을 예방할 수 있으며, 그에 의해 디스플레이 품질이 향상된다.
오목부가 한쪽 기판을 구성하는 박막에 의해 평탄화되어 있을 때에는, 기판의 액정 대향면에 부가의 막을 형성하는 공정, 예를 들어 오버코팅 공정을 추가할 필요가 없으며, 제조 단가가 증가하지 않는다.
본 발명은 한 쌍의 기판, 스페이서, 및 액정을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하되, 상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 볼록부가 형성되고, 상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 오목부가 형성된다.
본 발명에 따르면, 볼록부가 어느 한쪽 기판에 형성되어 있는 경우, 오목부는 볼록부에 대향한 다른쪽 기판의 영역에 형성되고, 따라서 각 기판이 평탄하지 않은 경우에도 셀 갭을 균일화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 액정 디스플레이 장치에서, 휘도 불균일 또는 컬러 불균일 등의 디스플레이 불균일이 일어나는 것을 예방할 수 있으며, 그에 의해 디스플레이 품질이 향상된다.
또한 본 발명에서, 상기 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성되는 볼록부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 볼록부는 컬러 필터보다 더 두껍게 만들어진 블랙 마스크(black mask)에 의해 한쪽 기판에 형성되어 차광 특성을 달성하게 되며, 오목부는 볼록부에 대향한 다른쪽 기판의 부분에 형성된다. 따라서, 볼록부상에 배치된 스페이서는 오목부로 들어가게 되고, 그에 의해 셀 갭이 스페이서에 의해 푸시업되는 것이 방지된다. 따라서, 기판이 평탄하지 않은 경우에도, 셀 갭을 균일화할 수 있게 된다.
본 발명은 한 쌍의 기판, 스페이서, 및 액정을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하되, 상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하고, 상기 오목부가 충진된다.
본 발명에 따르면, 오목부가 한쪽 기판에 형성되어 있는 경우, 한쪽 기판의 액정 대향면을 조정 및 평탄화하여 오목부를 충전시키게 되고, 이에 의해 셀 갭을균일화할 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치에서, 셀 갭의 불균일로 인한 디스플레이 품질의 저하가 일어나는 것을 예방할 수 있으며, 그에 따라 디스플레이 품질이 향상된다.
본 발명은 한 쌍의 기판, 스페이서, 및 액정을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하되, 상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 높이 H 및 폭 W1을 갖는 볼록부가 형성되고,
상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 깊이 D 및 폭 W2를 갖는 오목부가 형성되고,
상기 볼록부의 높이 H가 상기 오목부의 깊이 D보다 작은 경우에, 상기 볼록부의 폭 W1과 상기 오목부의 폭 W2는 상기 폭 W1이 상기 오목부의 폭 W2보다 크도록 선택된다.
본 발명에 따르면, 액정 디스플레이 장치에서, 한쪽 및 다른쪽 기판은 스페이서에 의해 서로 소정의 간극만큼 떨어져 액정을 통해 서로 대향하도록 접합되어 있다. 이 구성에서, 한쪽 기판의 액정 대향면에 형성된 볼록부와 다른쪽 기판의 액정 대향면에 형성된 오목부는 서로 대향하도록 배치되어 있다. 예를 들어, 볼록부는 블랙 마스크이고, 오목부는 포토리쏘그래피 기술에 의해 절연층에 형성된 콘택트 홀이다. 본 발명의 액정 디스플레이 장치에서, 볼록부 및 오목부는, 볼록부의 높이 H가 오목부의 깊이 D보다 작을 경우에는, 볼록부의 폭 W1이 오목부의 폭 W2보다 크도록 설정함으로써 셀 갭을 균일화할 수 있도록 설정되어 있다. 즉, 몇개의 스페이서가 볼록부상에 배치되어 있는 경우, 볼록부의 폭 W1은 오목부의 폭 W2보다 크게 되어 있고, 그에 의해 볼록부상의 스페이서가 오목부 및 오목부 이외의 영역에 존재하게 된다. 볼록부상에 배치된 스페이서 중에서, 오목부에 있는 스페이서는 셀 갭을 제한하는 기능을 하지 않지만, 오목부 이외의 영역에 존재하는 스페이서는 셀 갭을 제한한다. 따라서, 스페이서를 밀어 올리는 효과가 볼록부에 의해 달성되며, 셀 갭이 오목부에 의해 과도하게 얇게 되는 것이 방지된다. 결론적으로 말하면, 액정 디스플레이 장치에서, 휘도 불균일이 발생하는 것이 방지된다.
게다가, 본 발명에서는, 양호하게는 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성된 볼록부이다.
본 발명에 따르면, 볼록부는 컬러 필터보다 더 두껍게 만들어진 블랙 마스크에 의해 한쪽 기판에 형성되어 차광 특성을 달성하며, 오목부는 볼록부에 대향한 다른쪽 기판의 부분에 형성된다. 따라서, 볼록부상에 배치된 스페이서는 오목부로 들어가고, 그에 의해 셀 갭이 스페이서에 의해 푸시업되는 것이 방지된다. 기판이 평탄하지 않은 경우에도, 셀 갭을 균일화할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 상기 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 영역의 주변의 픽쳐 프레임 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 영역의 주변부의 픽쳐 프레임 영역에 배치된 블랙 마스크의 막 두께가 예를 들어 디스플레이 영역에 배치된 컬러 필터의 두께보다 큰 경우, 한쪽 기판의 액정 대향면의 평탄도가 저하된다. 픽쳐 프레임 영역에서도, 볼록부와 오목부간의 관계는 상기한 바와 같이 선택되며, 그에 의해 셀 갭이 오목부에 의해 과도하게 얇게 되는 것이 방지되며, 따라서 셀 갭을 균일화할 수 있다. 결론적으로 말하면, 액정 디스플레이 장치에서, 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 픽쳐 프레임 영역 내의 영역에 형성되고, 디스플레이 영역으로부터 분리되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 볼록부 및 오목부는 픽쳐 프레임 영역 중 디스플레이 영역에서 떨어진 부분, 즉 액정 밀봉재의 근방에 형성된다. 볼록부상에 배치된 스페이서 중에서, 밀봉재의 근방의 오목부에 존재하는 스페이서는 셀 갭을 제한하는 기능을 하지 않지만, 오목부 이외의 밀봉재로부터 떨어져 있는 영역에 존재하는 스페이서는 셀 갭을 제한하게 된다. 따라서, 셀 갭이 오목부에 의해 과도하게 얇게 되는 것이 방지됨으로써, 셀 갭을 균일화할 수 있게 된다. 결론적으로 말하면, 액정 디스플레이 장치에서, 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 픽쳐 프레임 영역 내이면서 디스플레이 영역에 근접한 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 볼록부 및 오목부는 픽쳐 프레임 영역 중 디스플레이 영역에 가까운 근방의 영역에 형성된다. 볼록부상에 배치된 스페이서 중에서, 디스플레이 영역 근방의 오목부에 존재하는 스페이서는 셀 갭을 제한하는 기능을 하지 않지만, 오목부 이외의 디스플레이 영역에서 떨어져 있는 영역에 존재하는 스페이서는 셀 갭을 제한하게 된다. 따라서, 셀 갭이 오목부에 의해 과도하게 얇게 되는것이 방지됨으로써, 셀 갭을 균일화할 수 있다. 결론적으로 말하면, 액정 디스플레이 장치에서, 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 제2 오목부가 상기 다른 기판의 상기 오목부의 주변에 더 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제2 오목부가 예를 들면 콘택트 홀인 오목부의 주변부에 배치된다. 오목부로서의 콘택트 홀 부분에서는, 스페이서로 인한 제한이 셀 갭에 주어지지 않고, 따라서 셀 갭의 균일성이 국부적으로 저하하여 디스플레이 불균일이 발생하게 된다. 반면에, 본 발명에서는, 다른쪽 오목부가 오목부로서의 콘택트 홀의 주변부에 배치되고, 따라서 셀 갭의 균일성이 국부적으로 저하되는 것을 방지할 수 있음으로써 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 액정 디스플레이 장치(23)의 디스플레이 영역의 구성을 도시하는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예의 액정 디스플레이 장치(23)의 픽쳐 프레임 영역의 구성을 도시하는 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 액정 디스플레이 장치(121a)의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 액정 디스플레이 장치(121b)의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 제2 오목부(137)를 갖는 액정 디스플레이 장치(121c)의 평면도.
도 6은 제2 오목부(137)를 갖지 않는 액정 디스플레이 장치(141)의 평면도.
도 7은 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)의 구성을 도시하는 단면도.
도 8은 분산 스페이서(206)가 디스플레이 영역(240)의 볼록부(205) 상에 위치되어 있는 경우의 상태를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 9는 분산 스페이서(211)가 픽쳐 프레임 영역(241)의 볼록부(212) 상에 위치되어 있는 경우의 상태를 개략적으로 도시하는 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1, 21, 22, 201, 211 : 분산 스페이서
2, 123, 202 : 컬러 필터
4, 10, 124, 204, 210 : 블랙 마스크
5, 12, 133, 205, 212 : 볼록부
18, 19, 134, 137 : 오목부
23, 51, 121a, 121b, 121c, 141, 220 : 액정 디스플레이 장치
25, 151, 205, 225 : 컬러 필터측 기판
26, 152, 226 : TFT 측 기판
이제 도면을 참조하면서, 본 발명의 양호한 실시예에 대해 이하에서 설명한다.
액정 디스플레이 장치는 서로 마주보는 한쌍의 기판을 갖는다. 셀 갭은 스페이서에 의해 일정한 값으로 유지되고, 액정은 이 기판들 사이에 밀봉된다.
한쪽 기판은 컬러 필터쪽 기판이고, 이 기판에는 컬러 필터, 블랙 마스크, 카운터 전극 등이 유리 등으로 만들어진 광 투과 기판상에 배열되어 있으며, 그 표면은 배향막으로 피복되어 있다. 다른쪽 기판은 TFT쪽 기판이고, 이 기판에는 TFT 소자 등의 액정 구동 소자, 배선부, 절연막, 픽셀 전극 등이 광 투과 기판상에 배열되어 있으며, 그 표면은 배향막으로 피복되어 있다.
액정 디스플레이 장치의 대부분은 이하의 방식으로 제작된다. 컬러 필터측 기판 및 TFT측 기판은 서로 접합되어 속이 빈 셀(empty cell) 및 액정 밀봉재를 형성하고, 이 속이 빈 셀은 스페이서를 통해 셀 갭을 유지하게 되며, 디스플레이 영역의 주변부에서 셀 갭을 규정하는 스페이서는 액정 밀봉재에 혼합된다. 액정은 이 속이 빈 셀에 충전된다. 그 다음에, 주입구(filling port)가 수지 등의 밀봉재에 의해 밀봉된다.
셀 갭은 픽셀 전극이 카운터 전극에 마주하고 있는 픽셀 영역에서 컬러 필터측 기판과 TFT측 기판간의 거리를 의미하며, 이는 주로 분산된 스페이서 및 밀봉재 내의 스페이서의 직경, 및 액정의 충전 및 밀봉 조건에 의해 결정된다. 셀 갭의 균일성은 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 품질에 밀접한 관련이 있다. 셀 갭의 균일성이 낮을 경우, 휘도 불균일 또는 컬러 불균일 등의 디스플레이 불균일이 디스플레이 화면에 야기된다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 액정 디스플레이 장치(23)의 디스플레이 영역의 구성을 나타낸 개략 단면도이다. 액정 디스플레이 장치(23)는 컬러 필터측 기판(25)과 TFT측 기판(26)을 갖는다.
컬러 필터측 기판(25)에는, 컬러 필터(2), 블랙 마스크(4), 및 도시하지 않은 카운터 전극 등이 유리 등으로 만들어진 광 투과 기판상에 배열되어 있고, 그 표면은 도시하지 않은 배향막에 의해 피복되어 있다. TFT측 기판(26)에는, 도시하지 않은 TFT 소자, 배선 부분, 절연막, 픽셀 전극 등의 액정 구동 소자가 광 투과 기판상에 배열되어 있고, 그 표면은 배향막 등의 수지 막(16)으로 피복되어 있다(이후부터, 수지 막을 배향막이라고 함).
카운터 전극이 픽셀 전극에 마주하고 있는 액정 디스플레이 장치(23)의 영역은 표시와 직접 관련이 있는 픽셀 영역이다. 사각형 디스플레이 영역에, 다수의 픽셀이 수직 수평으로 배열되어 있으며, 컬러 필터(2)는 각 픽셀에 대응하여 배치되어 있다. 디스플레이 영역(50)에서는, 광이 인접한 각 픽셀로 누설되는 것을 방지하기 위하여, 각 픽셀의 컬러 필터(2)를 둘러싸는 블랙 마스크(4)가 필요에 따라 컬러 필터측 기판(25)의 디스플레이 영역(50)의 전면에 펼쳐진 격자 모양의 형상으로 형성되어 있다.
블랙 마스크(4)는 컬러 필터(2)와 마찬가지로 수지로 이루어져 있다. 따라서, 충분한 차광 특성을 얻기 위하여, 블랙 마스크의 막 두께는 두껍게 되도록 형성되어야만 한다. 결론적으로 말하면, 블랙 마스크(4)의 막 두께는 인접 컬러 필터(2)의 두께보다 두껍다. 그 결과, 볼록부(5)는 액정(17)에 면하는 컬러 필터측 기판(25)의 표면에 형성된다.
액정 디스플레이 장치(23)에서, 블랙 마스크(4)로 인한 볼록부는 컬러 필터측 기판(25)의 표면에 형성된다. 게다가, 배선 부분 및 액정 구동 소자로 인한 볼록부는 때로는 TFT측 기판(26)의 표면에 형성되기도 한다.
액정 디스플레이 장치(23)에서는, 배향막(16)은 컬러 필터측 기판(25)의 볼록부(5)에 마주하는 부분을 제외한 TFT측 기판(26)에 형성되어 있다. 그 결과, 오목부(18)는 액정(17)에 면하고 있는 TFT측 기판(26)의 표면에 형성된다. 오목부(18) 각각에 대해서, 기판(25, 26)간의 갭은 볼록부(5)가 존재하지 않는 영역에 있는 셀 갭인 기판 갭(G)보다 크거나 같도록 형성된다.
분산 스페이서(1)는 컬러 필터측 기판(25)의 배향막 또는 TFT측 기판(26)의 배향막(16)의 표면에 랜덤하게 분산되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이 기판(225, 226)이 서로 접합되어 셀을 형성하고 있는 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)에서, 분산 스페이서(206)가 볼록부(205)상에 배치되어 있는 경우, 볼록부(205)상의 분산 스페이서(206)는 볼록부의 주변에서 셀 갭을 증가시키기 위한 지지체로서 기능하며, 그에 의해 디스플레이 불균일이 야기된다.
반면에, 액정 디스플레이 장치(23)에서는, 오목부(18)가 볼록부(5)에 대향하는 TFT측 기판(26)의 부분에 형성되어 있고, 따라서 볼록부(5)상에 배치된 분산 스페이서(21)는 TFT측 기판(26)에 형성된 오목부(18)로 들어가며, 그에 의해 셀 갭이 분산 스페이서(21)에 의해 푸시업되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 볼록부(5)와 오목부(18)가 형성되는 부분에서의 셀 갭은 그 부분 근방에 배치된 다른 분산 스페이서들(1)에 의해 한정되고, 따라서 액정 디스플레이 장치(23)의 셀 갭은 균일화된다. 액정 디스플레이 장치(23)에서 셀 갭은 기판들(25, 26)이 평탄하지 않은 때에도 균일화된다. 볼록부가 형성되는 기판 표면이 오버코팅막에 의해 평탄화되는 종래 기술과는 달리, 오버코팅 프로세스를 부가할 필요가 없어 제조 비용이 증가되는 것을 막을 수가 있다.
다음, 배향막(16) 형성 방법의 일례에 대해서 설명한다. 배선부, 액정 구동 소자, 절연막, 픽셀 전극 등이 투광 기판 상에 배치되는 기판 표면 상에는 배향막(16)으로서 작용할 액정 재료가 스핀 코팅 기법 등에 의해 도포되고 건조되어 폴리이미드 박막을 형성한다. 자외선 경화 수지인 레지스트 수지가 박막 표면에 도포되어 레지스트 코팅막을 형성한다.
그 후, 소정의 마스크 패턴이 형성되는 마스크판이 오목부(18)가 형성될 부분을 차폐하기 위해 위치되도록 레지스트 코팅막 상에 배치된다. 다음, 마스크판 위의 임의의 위치로부터 자외선을 가지고 레지스트 코팅막을 조사함으로써 노광 프로세스를 수행한다. 배향막(16)으로 작용하는 폴리이미드막의 표면을 덮기 위한 부분들이 노광에 의해 경화되는 레지스트 코팅막을 현상하고, 오목부(18)가 형성될 부분의 레지스트를 제거한다.
레지스트 패턴을 형성하고 오목부(18)를 형성할 폴리이미드막 부분은 에칭으로 제거하고, 이어서 레지스트 코팅막을 제거한다. 이렇게 해서 패턴화된 폴리이미드막의 표면에 직물 등을 이용하여 러빙 처리를 시행하여 패턴화된 배향막(16)을 형성한다.
배향막(16) 대신에, TFT측 기판(26)을 구성하는 아크릴 수지로 만든 코팅막이나 물유리로 만든 무기 절연 코팅막 같이 액정에 악영향을 미치지 않는 막을 오목부(18)를 형성하기 위한 막으로 선택하여도 된다. 노광과 현상을 수행하는 포토 프로세스에 의해 오목부(18) 형성막을 패턴화시킬 수 있는 경우에는, 예컨대 마스크판의 마스크 패턴의 모양을 변경함으로써 오목부(18)를 형성할 수 있다. 이들 막을 형성하는 방법으로서는 전술한 포토리쏘그래피법 대신에 프린팅법이 채용되어도 된다.
도 2는 본 발명의 실시예의 액정 디스플레이 장치(23)의 픽쳐 프레임영역(51)의 구성을 도시한 개략 단면도이다. 액정 디스플레이 장치(51)의 디스플레이 영역(50)을 둘러싸는 픽쳐 프레임 영역(51)에는, 이 영역으로부터의 광누설을 방지하기 위하여 컬러 필터(2)보다 더 두꺼운 프레임형 블랙 마스크(10)를 형성한다. 그러므로, 액정(17)과 대면하는 컬러 필터측 기판(25)의 픽쳐 프레임 영역(51)의 표면에 볼록부(12)가 형성된다. 오목부(19)는 액정(17)과 대면하는 TFT측 기판(19)의 표면 내의 배향막(16)에 의해 형성된다. 오목부(19)와 관련해서는, 기판들(25, 26) 간의 갭은 볼록부(5)가 존재하지 않는 영역에서의 셀 갭인 기판 갭(G)과 같거나 더 크게 되도록 형성한다.
도 9에 도시된 바와 같은 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)에서는, 픽쳐 프레임 영역(241) 내의 블랙 마스크(210) 상에 분산 스페이서(211)가 배치되면, 디스플레이 영역(240) 내의 블랙 마스크(204) 상에 분산 스페이서(206)가 배치된 도 8에 도시된 경우와 동일한 방식으로, 블랙 마스크(210)가 두껍기 때문에 셀 갭이 분산 스페이서(211)에 의해 푸시업된다.
액정 디스플레이 장치에서의 주변 셀 갭은 주로 밀봉재 내의 스페이서에 의해 최적화된다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같이 볼록부(212) 상에 분산 스페이서(211)가 배치되어 있는 경우에는, 분산 스페이서(211)는 밀봉재(214) 내의 스페이서(213)보다 더 우세하게 셀 갭의 값에 영향을 미친다. 그러므로, 픽쳐 프레임 영역(241)의 셀 갭은 분산 스페이서(211)에 의해 푸시업되어 픽쳐 프레임 영역(241) 부근에서의 셀 갭이 증가된다. 그러므로, 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)에서는 분산 스페이서(211)는 픽쳐 프레임 영역(241) 부근의 디스플레이영역(240)에도 영향을 미치게 되어 디스플레이 영역 부근에 디스플레이 불균일이 생기게 된다.
대조적으로, 도 2에 도시된 액정 디스플레이 장치(23)에서와 같이 볼록부(12)에 대향하는 TFT측 기판(26)부에 오목부(19)가 형성된 경우에는, 볼록부(12) 상에 분산 스페이서(22)가 배치된 경우라도, 분산 스페이서(22)가 오목부(19) 내로 들어가고, 따라서 셀 갭은 분산 스페이서(22)에 의해 푸시업되지 않는다. 그러므로, 주변 셀 갭은 밀봉재(14) 내의 스페이서(13)의 직경에 의해 한정된다. 그 결과, 셀 갭은 스페이서(13)의 직경을 최적화함으로써 균일화될 수 있다.
오목부(19)는 패턴화된 배향막(16)에 의해 형성되며, 배향막(16)은 전술한 포토리쏘그래픽 기법에 의해 패턴화된다.
배향막(16) 대신에, TFT측 기판(26)을 구성하는 아크릴 수지로 만든 코팅막이나 물유리로 만든 무기 절연 코팅막 같이 액정에 악영향을 미치지 않는 막을 오목부(19)를 형성하기 위한 막으로 선택하여도 된다. 노광과 현상을 수행하는 포토 프로세스에 의해 오목부(19) 형성막을 패턴화시키는 경우에는, 예컨대 마스크판의 마스크 패턴의 모양을 변경함으로써 오목부(19)를 형성할 수 있다. 이들 막을 형성하는 방법으로서는 전술한 포토리쏘그래피법 대신에 프린팅법이 채용되어도 된다.
전술한 바와 같이, 액정 디스플레이 장치(23)에서는, 블랙 마스크(4, 10)의 막두께가 디스플레이 품질 때문에 얇아질 수 없는 경우에도, 기판들(25, 26)이 평탄하지 않더라도, 셀 갭은 액정(17)과 대면하는 대향 TFT측 기판(26)의 표면에서오목부(18, 19)를 형성함으로써 균일화될 수 있다. 이런 식으로, 액정 디스플레이 장치(23)에서는, 막 제조 방법과 같은 기술적 이유나 막두께 감소의 경우에 충분한 차광 성질이 얻어질 수 없는 것과 같은 디스플레이 품질 상의 이유 때문에, 볼록부(5, 12)를 형성하는 막의 두께가 감소될 수 없는 때에도, 볼록부(5, 12)에 대향하고 액정(17)과 대면하는 기판(26)의 표면을 조정함으로써 셀 갭이 균일화될 수 있다.
액정 디스플레이 장치의 기판들 각각에서는 그와 같은 볼록부 이외에도 때때로 오목부들이 형성될 수 있다. 셀 갭은 기판에 형성된 오목부들에 의해 부분적으로 감소될 수 있고, 셀 갭은 평탄하지 않게 형성될 수 있다.
블랙 마스크가 수지 대신에 금속으로 만들어진 경우에는, 금속 블랙 마스크의 막두께는 금속 재료는 두께가 감소되더라도 충분한 차광 성질을 얻을 수 있기 때문에 컬러 필터의 막두께보다 작다. 이와 같은 구성에서 컬러 필터측 기판에 오목부가 형성된다.
컬러 필터측 기판의 오목부의 폭 또는 깊이가 큰 경우에, 또는 오목부 부근에 분산 스페이서가 배치되어 있지 않은 경우에는, 셀 갭은 부분적으로 감소될 수 있고 평탄하지 않게 형성될 수 있다. 이와 같은 현상이 일어나는 것을 방지하기 위하여, 컬러 필터측 기판에 형성된 오목부를 충진하도록 컬러 필터측 기판에 막을 형성함으로써 셀 갭을 균일화할 수 있다.
오목부에 막을 형성하는 방법으로써, 수지막을 새로이 형성하고 포토리쏘그래피법으로 패터닝을 수행하는 방법이 채용될 수 있다. 그러나, 이 방법에 따르면공정수가 증가된다. 대안으로서, 차광 영역에 본래 불필요한 컬러 필터막이 컬러 필터를 형성하는 공정에서 노광 마스크 패턴 등을 변경하면서 블랙 마스크 상에 형성될 수 있다. 이 대안에서는 새로운 공정을 추가하지 않고도 셀 갭이 균일화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 컬러 필터보다 두께가 더 얇은 블랙 마스크에 의해 형성된 오목부에 의해 생긴 셀 갭의 불균일성은 컬러 필터를 블랙 마스크 상에 중첩시킴으로써 개선될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 한 기판에 형성된 볼록부에 의해 생긴 셀 갭의 불균일성을 개선하기 위하여 형성된 다른 기판에서의 오목부에 의해 셀 갭의 일부가 지나치게 얇아진 경우에도, 셀 갭은 전술한 방법과 동일한 방법으로 오목부를 충진하기 위하여 한 기판 상에 막을 형성함으로써 셀 갭이 균일화될 수 있다. 기판에 오목부가 형성되는 경우에, 오목부에 대향하는 대향 기판의 일부에 볼록부를 형성함으로써 셀 갭이 균일화될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 액정 디스플레이 장치(121a)의 단면도이다. 액정 디스플레이 장치(121a)는 컬러 필터측 기판(151), TFT측 기판(152), 스페이서(130, 131), 및 액정 밀봉재(132)를 포함한다. 유리 기판 등으로 구현된 투명 기판의 한 표면에는 컬러 필터(123)와 블랙 마스크(124)가 형성된다. 이들 부품은 도 8에 도시된 바와 같이 배향막으로 덮여질 수 있다. 이런 식으로, 컬러 필터측 기판(151)이 구성된다. 유리 기판 등으로 구현되는 투명 기판(126)의 한 표면에는 절연층(128)이 형성된다. 투명 기판(126)의 한 표면에는 배선부와, 픽셀 전극과, 그리고 도 8에 도시된 바와 같이 액정 구동 소자로 작용하는 TFT 소자가형성되고, 절연층(18)도 더 형성될 수 있다. 이들 부품은 도 8에 도시된 바와 같이 배향막으로 덮여질 수 있다. 이런 식으로, TFT측 기판(152)이 구성된다.
셀 갭을 균일하게 유지하기 위한 스페이서(130)는 기판(151, 152) 상에서 분산된다. 기판(151, 152)의 디스플레이 영역(A)의 주변부에 있는 픽쳐 프레임 영역(B)의 단부들은 액정 밀봉재(132)에 의해 서로 접합되어 셀을 형성한다. 셀 내에는 액정이 충진되고 난 후에 액정 충전구가 수지로 밀봉되어 액정 디스플레이 장치(121a)를 구성한다. 셀 갭을 결정하기 위한 스페이서(131)는 액정 밀봉재(132) 내로 혼합된다. 스페이서(130, 131)는 플라스틱 재료로 만들어진 것으로 가정한다.
액정 디스플레이 장치(121a)에서는 통상적으로 디스플레이 영역(A)의 대부분은 배선부와 TFT 소자가 아닌 투광 성질을 갖는 픽셀 전극으로 구성된다. 대조적으로, 디스플레이 영역(A0의 주변에 있는 픽쳐 프레임 영역(B)은 차광 성질을 갖는 블랙 마스크(124)로 구성되어 광누설이 방지된다. 픽쳐 프레임 영역(B)에서는 블랙 마스크(124)에 의해 볼록부(133)가 형성된다. 전술한 바와 같이, 디스플레이 영역(A)과 픽쳐 프레임 영역(B)은 구조와 두께가 서로 다르다. 그러므로 영역들(A, B) 부근에는 단차가 형성되어 셀 갭의 균일성이 저하된다.
액정 디스플레이 장치(121a)에서는 이와 같은 단차가 생기는 것을 방지하기 위하여 볼록부(133)에 대응하여 오목부(134)가 배치된다. 예컨대, 오목부(134)는 포토리쏘그래피법 등에 의해 절연층(128)에 형성된 콘택트 홀이다. 대안으로서, 폴리이미드 등으로 만든 배향막, 아크릴 수지나 유기 수지 등으로 만든 코팅막, 물유리 등으로 만든 무기 절연 코팅막과 같이 디스플레이에 악영향을 미치지 않는 막이 선택될 수 있으며, 예컨대 포토리쏘그래피법이나 오프셋 프린팅법에 의해 오목부가 형성될 수 있다.
구체적으로, 액정 측의 컬러 필터측 기판(151)의 표면에는 높이 H, 폭 W1의 볼록부(133)가 형성된다. 액정 측의 TFT측 기판(152)의 표면에는 볼록부(133)에 대향하도록 깊이 D, 폭 W2의 오목부(134)가 형성된다. 특히, 본 발명의 액정 장치(121a)에서는, 볼록부(133)의 높이 H가 오목부(134)의 깊이 D보다 작은 경우에는 볼록부(133)의 폭 W1이 오목부(134)의 폭 W2보다 크게 되도록 선택된다. 즉, 볼록부(133)의 높이 H가 오목부(134)의 깊이 D보다 작은 경우에는 볼록부(133)의 면적이 오목부(134)의 면적보다 크게 되도록 선택된다. 이와 같은 구성에 따라서, 볼록부(133) 상에 배치된 스페이서들(130) 중에서 오목부(134) 이외의 영역에 존재하는 스페이서들은 셀 갭을 제한한다. 그러므로, 볼록부(133)에 의해 스페이서(130)를 밀어올리는 효과가 얻어지고, 셀 갭이 지나치게 얇아지는 것이 방지된다. 결과적으로, 액정 디스플레이 장치(121a)에서는 휘도 불균일성이 생기는 것이 방지된다.
이와 같은 볼록부(133)와 오목부(134)는 디스플레이 영역(A) 뿐만 아니라 픽쳐 프레임 영역(B)에서도 배치될 수 있다. 픽쳐 프레임 영역(B)에 배치된 블랙 마스크(124)가 디스플레이 영역(A)에 배치된 컬러 필터(123)보다 두께가 두꺼운 경우에는 픽쳐 프레임 영역(B)에 배치된 스페이서들(130)은 디스플레이 영역(A)과 픽쳐 프레임 영역(B) 간의 경계 부근에서의 단차를 증가시키는 받침대로서 기능하여 균일성을 저하시킨다. 이 때, 볼록부(133)에 대응하는 오목부(134)를 배치함으로써 볼록부와 오목부는 서로 상쇄된다.
볼록부(133), 즉 블랙 마스크(124)가 넓은 영역을 가지는 경우에, 볼록부(133)의 높이 H 보다 더 큰 깊이 D의 오목부(recess)(134)가 형성될 때, 셀 갭(cell gap)은 과도하게 얇아진다. 본 발명에서, 볼록부(133) 및 오목부(134)가 위에서 언급된 관계로 배치된다. 이 경우에, 몇몇 스페이서(spacer:130)가 볼록부(133) 상에 놓여질 때, 볼록부(133) 상의 스페이서(130)가 오목부(134) 및 오목부 이외의 영역에 존재한다. 볼록부(133) 상에 놓여진 스페이서(130)들 사이에, 오목부(134)에 존재하는 스페이서(130)는 셀 갭을 제한하지 않으나, 오목부(134) 이외의 영역에 존재하는 스페이서(130)는 셀 갭을 제한한다. 그러므로, 볼록부(133)에 의해 스페이서(130)를 밀어올리는 효과가 달성되어, 셀 갭이 과도하게 얇아지는 것이 방지된다. 액정 디스플레이 장치(121a)에서, 그 결과 휘도가 불균일하게 되는 현상이 방지된다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 특히, 볼록부(133) 및 오목부(134)가 픽쳐 프레임 영역(B)에서의 한 영역에서 형성되고, 디스플레이 영역(A)로부터, 즉 액정 밀봉재(132)의 근방에서 분리된다. 이 경우, 볼록부(133) 상에 놓여진 스페이서(130) 중에서, 밀봉재(132) 근방의 오목부(134)에 존재하는 스페이서(130)는 셀 갭을 제한하지 않으나, 오목부(134) 이외의 영역에 존재하고 밀봉재(132)로부터 분리된 스페이서(130)는 셀 갭을 제한한다. 그러므로, 셀 갭이 균일하게 될수 있을 정도로 셀 갭이 오목부(134)에 의해 과도하게 얇아지는 것이 방지된다. 그 결과, 액정 디스플레이 장치(121a)에서 휘도가 불균일하게 되는 현상이 방지된다.
이 경우, 셀 갭은 도 9에 도시된 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)에서의 것보다 더 작게 만들어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 한층 더 발전된 실시예인 액정 디스플레이 장치(121b)의 단면도이다. 액정 디스플레이 장치(121b)는 볼록부(133) 및 오목부(134)의 형성 위치가 위 실시예의 것과 다르다는 사실을 제외하고는 액정 디스플레이 장치(121a)에서와 동일한 방식으로 구성된다. 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호에 의해 표시되고, 그것들의 설명은 생략된다.
특히, 도 4에서 도시된 바와 같이, 볼록부(133) 및 오목부(134)가 픽쳐 프레임 영역(B)에서의 한 영역과 디스플레이 영역(A)에 가깝게 근접하여 형성된다. 이 경우, 볼록부(133) 상에 놓여진 스페이서(130) 사이에, 디스플레이 영역(A) 근방의 오목부(134)에 존재하는 스페이서(130)는 셀 갭을 제한하지 않으나. 오목부(134) 이외의 영역에 존재하거나 디스플레이 영역(A)로부터 분리된 스페이서(130)는 셀 갭을 제한한다. 그러므로, 셀 갭이 균일하게 될수 있을 정도로 셀 갭이 과도하게 얇아지는 것이 방지된다. 액정 디스플레이 장치(121b)에서, 그 결과 휘도가 불균일하게 되는 현상이 방지된다.
이 경우, 셀 갭은 도 9에 도시된 종래 기술의 액정 디스플레이 장치(220)에서의 것보다 더 작게 만들어질 수 있다.
게다가, 셀 갭을 제한하는 스페이서(130)는 도 3에서 도시된 스페이서(130)의 경우에 비하여 디스플레이 영역(A)로부터 한층 분리되거나 외부인 한 영역에 존재하며, 그러므로 디스플레이 영역(A) 상에 거의 영향을 발휘하지 않는다. 오목부(134)의 폭이 양 액정 디스플레이 장치(121a 및 121b)에서 동일하다고 가정하면, 액정 디스플레이 장치(121b)에서의 셀 갭은 도 3의 액정 디스플레이 장치(121a)에서의 것보다 더 작게 만들어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 한층 더 발전된 실시예인 액정 디스플레이 장치(121c)의 개략도이다. 액정 디스플레이 장치(121c)는 오목부로서의 역할을 하는 콘택트 홀(135)이 픽쳐 프레임 영역(B)에서 형성되고 제2 오목부(137)는 콘택트 홀의 주변에 형성된다는 사실을 제외하고는 액정 디스플레이 장치(121a 또는 121b)에서와 동일한 방식으로 구성된다. 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호에 의해 표시되고, 그것들의 설명은 생략된다.
일반적으로, TFT 측 기판(152)에 컬러 필터측 기판(151)의 공통 전극(common electrode)을 전송하기 위한 공통 전송부(138)은 액정 디스플레이 장치(121c)의 픽쳐 프레임 영역(B)에서 형성된다. 공통 전송부(138)에서, 오목부로서 역할을 하는 콘택트 홀(135)은 TFT 측 기판(152)의 절연층(128)에서 형성되고, 탄소 또는 같은 종류에 의해 실현되는 전송 에이전트(136)가 콘택트 홀(135)에 놓여진다. 액정 디스플레이 장치(121c)에서, 제2 오목부(137)는 TFT 측 기판(152)의 콘택트 홀(135)의 근방에서 형성된다.
도 6은 제2 오목부(137)가 제공되지 않고, 액정 디스플레이 장치(121c)의 특징을 명료하게 하기 위해 사용되는 액정 디스플레이 장치(141)의 개략도이다. 오목부로서의 역할을 하는 콘택트 홀(135)에서, 스페이서(130 및 131)에 기인한 셀갭의 제한은 발휘되지 않으므로, 셀 갭이 작은 영역은 픽쳐 프레임 영역(B)에서 국부적으로 형성된다. 전송 에이전트(136)의 재료의 품질에 따라, 전송 에이전트(136) 그 자체가 셀 갭이 작은 영역이 국부적으로 형성되도록 할 수 있다. 그러므로, 도 6에서 도시된 것과 같은 디스플레이 불균일(C)은 디스플레이 영역(A)에서 발생된다.
대조적으로, 본 발명의 액정 디스플레이 장치(121c)에서, 제2 오목부(137)는 오목부로서의 역할을 수행하는 콘택트 홀(135)의 주위에서 형성되므로, 셀 갭이 작은 영역은 픽쳐 프레임 영역(B)에서 국부적으로 형성되지 않는다. 그러므로, 도 6에서 도시된 것과 같은 그런 디스플레이 불균일(C)은 발생이 방지될 수 있다.
바람직하게는, 제2 오목부(137)는 오목부로서의 역할을 수행하는 콘택트 홀(135)의 주변에 형성되고, 액정 밀봉재(132)에 혼합될 스페이서(131)의 직경은 최적화된다. 이 구성에 따르면, 셀 갭의 균일성이 한층 더 강화될 수 있고, 픽쳐 프레임 영역(B)의 근방에서 디스플레이 영역(A)의 단부와 중심부 간의 셀 갭 차이에 의해 발생된 디스플레이 불균일의 발생이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 액정 디스플레이 장치(121a 부터 121c까지)에서, 셀 갭의 균일성이 향상되고, 디스플레이 품질이 향상된다. 셀 갭의 균일성을 향상시킬수 있는 오목부(134)가 단지 포토마스크를 변화시킴에 의해 형성될 수 있어서, 그 향상이 생산 비용의 증가없이 실현될 수 있다. 심지어 기판(151 및 152)의 표면이 편평도가 낮을 때에도, 셀 갭의 균일성이 유지될 수 있다. 그러므로, 편평함을 달성하기 위한 오버코트(overcoat) 층은 기본적으로 필수적이지 않다. 게다가, 셀 갭은 오목부(134)의 면적 또는 형성 위치를 조정함에 의해 한층 더 최적화 될 수 있다.
셀 갭을 일정하게 하기 위해서, 오목부(134)를 형성하기 위한 막의 적당한 두께를 선택하는 기술, 오목부(134)의 영역을 최적화시키는 기술, 오목부(134)의 위치를 최적화시키는 기술 중의 어느 하나가 사용될 수 있고, 가장 간단한 기술이 자유롭게 선택될 수 있다. 심지어 기판들(151 및 152)중의 하나상에서의 작업을 실행하는 것이 불가능할 때, 최적화는 기판들(152 및 151) 중의 다른 기판에 의해 처리될 수 있다.
컬러 필터측 기판(151)이 수지(resin)로 만들어진 블랙 마스크(124)를 가지는 경우에, 블랙 디스플레이를 수행하기 위해 광 투과율이 낮아지는 블랙 마스크(124)의 두께가 증가될 것임에 틀림없다. 이 경우에, 수지로 만들어진 블랙 마스크(124)의 두께는 컬러 필터(123)의 것보다 더 크고, 컬러 필터측 기판(151) 표면의 편평함은 손상되고, 그 결과 균일한 셀 갭이 얻어질 수 없다. 심지어 그런 경우에, 셀 갭은 컬러 필터측 기판(151)의 반대편에 위치한 TFT 측 기판(152)에서 오목부(134)를 형성함에 의해 일정하게 유지될 수 있다.
게다가, 또한 공통 전송부등과 같은 임의의 이유로 인해 형성된 콘택트 홀(135)에 기인하여 오목부에 의해 발생하는 국부 디스플레이 불균일에 관해서, 그런 국부 디스플레이 불균일은 오목부 근방에서, 제2 오목부(137)를 형성함에 의해 방지될 수 있다.
본 발명에 의해 균일한 셀 갭을 갖는 높은 디스플레이 품질의 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법이 제공된다.
본 발명은 본 발명으로부터의 필수적인 특징 또는 정신으로부터 벗어남 없이 다른 구체적인 형태에서 구체화될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 도시한 바와 같이 모든 관점에서 간주될 수 있고, 제한적이지 않으며, 청구 범위와 등가 범위 및 의미내인 모든 변경 및 전술한 설명에 의해서 보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 나타나는 본 발명의 관점이 따라서 그에 포함될 것이 의도된다.

Claims (13)

  1. 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면(liquid-crystal-facing suface)에 볼록부를 형성하는 단계, 및
    상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 오목부를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성되는 볼록부인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  3. 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하는 단계, 및
    상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 오목부에 대향하는 부분에 볼록부를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  4. 스페이서 및 액정이 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하는 단계, 및
    상기 오목부를 충진시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  5. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    한 쌍의 기판,
    스페이서, 및
    액정을 포함하고,
    상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 볼록부가 형성되고, 상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 오목부가 형성되는
    것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성되는 볼록부인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  7. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    한 쌍의 기판,
    스페이서, 및
    액정을 포함하고,
    상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 오목부를 형성하고, 상기 오목부가 충진되는
    것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  8. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    한 쌍의 기판,
    스페이서, 및
    액정을 포함하고,
    상기 스페이서 및 액정은 상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입되고,
    상기 기판들 중의 한 기판의 액정 대향면에 높이 H 및 폭 W1을 갖는 볼록부가 형성되고,
    상기 기판들 중에 다른 기판의 액정 대향면의 상기 볼록부에 대향하는 영역에 깊이 D 및 폭 W2를 갖는 오목부가 형성되고,
    상기 볼록부의 높이 H가 상기 오목부의 깊이 D보다 작은 경우에, 상기 볼록부의 폭 W1과 상기 오목부의 폭 W2는 상기 폭 W1이 상기 오목부의 폭 W2보다 크도록 선택되는
    것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 볼록부는 블랙 마스크에 의해 형성되는 볼록부인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 상기 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 영역의 주변의 픽쳐 프레임 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 픽쳐 프레임 영역 내의 영역에 형성되고, 디스플레이 영역으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 볼록부 및 상기 오목부는 픽쳐 프레임 영역 내이면서 디스플레이 영역에 근접한 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서, 제2 오목부가 상기 다른 기판의 상기 오목부의 주변에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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