KR20010083106A - 액정 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

종래에 비해서 보다 양호한 표시품질을 얻을 수 있는 액정 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
TFT기판(10)과 CF기판(20) 사이에 수직배향형 액정(29)을 봉입한 구조를 갖는다. TFT기판(10)에는 슬릿(16b)이 설치된 화소전극(16a)이 형성되어 있고, CF기판(20)에는 셀 갭 유지용 스페이서(25a)와 도메인 규제용 돌기부(25b)가 형성되어 있다. 예를 들면 포지티브형 포토레지스트를 공통(common) 전극(24) 위에 도포한다. 다음에 스페이서 형성영역 및 돌기부 형성영역을 차광하는 마스크를 사용하여 제1노광을 하고, 그 후 스페이서 형성영역을 차광하는 마스크를 사용하여 제2노광을 한다. 이어서 포토레지스트를 현상함으로써, 높이가 다른 스페이서(25a) 및 돌기부(25b)를 동시에 형성할 수 있다.

Description

액정 표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRISTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 컬러 표시가 가능하고, 표시 품질이 우수한 액정 표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스형 액정 표시장치는 비선택 시에 오프(off) 상태로 되어 신호를 차단하는 스위치 소자를 각 화소에 설치함으로써 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 것이고, 단순 매트릭스 방식의 액정 표시장치에 비하여 우수한 표시특성을 나타낸다. 특히 스위치 소자로서 TFT(Thin Film Transistor:박막트랜지스터)를 사용한 액정 표시장치는 TFT의 구동능력이 높기 때문에, CRT(Cathode-Ray Tube)에 필적할 정도로 우수한 표시특성을 나타낸다.
일반적으로 액정 표시장치는 2개의 투명기판 사이에 액정을 봉입(封入)한 구조를 갖고 있다. 그들 투명 기판의 서로 대향하는 2개의 면(대향면) 중, 한쪽 면측에는 공통전극, 컬러필터 및 배향막 등이 형성되며, 다른쪽 면측에는 TFT, 화소전극 및 배향막 등이 형성되어 있다. 또한 각 투명 기판의 대향면과 반대쪽 면에는 각각 편광판이 부착되어 있다. 이들 2개의 편광판은, 예를 들어, TN(Twisted Nematic)형 액정 표시장치의 경우, 편광판의 편광축이 서로 직교하도록 배치되어, 전계를 인가하지 않은 상태에서는 광을 투과하고, 전계를 인가한 상태에서는 차광하는 모드, 즉 표준 화이트 모드로 된다. 또한 2개의 편광판의 편광축이 평행할 경우에는, 표준 블랙 모드로 된다. 이하, TFT 및 화소전극 등이 형성된 기판을 TFT기판이라고 부르고, 공통전극 및 컬러필터 등이 형성된 기판을 CF기판이라고 부른다.
최근, 액정 표시장치의 고성능화가 보다 한층 더 요구되고 있고, 특히, 시각 특성의 개선 및 표시 품질의 향상이 강하게 요구되고 있다. 이와 같은 요구를 충족시키는 것으로서, 수직배향(Vertical Alignment:VA)형 액정 표시장치, 특히,MVA(Multi-domain Vertical Alignment)형 액정 표시장치가 유망시되고 있다.
도1은 종래의 MVA형 액정 표시장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
이 액정 표시장치는 TFT 기판(510)과, CF기판(520)과, 이들 기판(510, 520) 사이에 봉입된 수직배향형 액정(529)에 의해서 구성되어 있다. 또한, TFT 기판(510)의 아래 및 CF기판(520)의 위에는 각각 편광판(도시 생략)이, 예를 들어 편광축을 직교시켜서 배치되어 있다.
TFT 기판(510)은 다음과 같이 형성되어 있다. 즉 투명 유리 기판(511) 상에는, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극(516)과, 화소전극(516)에 접속된 TFT(도시 생략)와, 그 TFT를 통하여 화소전극(516)에 화상 데이터를 공급하는 데이터 버스라인(도시 생략) 및 게이트 버스라인(도시 생략)이 형성되어 있다. 화소전극(516)은 ITO(indium-tin oxide:인듐 산화주석) 등의 투명 도전체에 의해서 형성되어 있다.
또 화소전극(516)의 위에는 도메인 규제용 돌기(517)가 형성되어 있다. 또한, 화소전극(516) 및 돌기(517)의 표면은 폴리이미드 등으로 이루어진 배향막(도시 생략)으로 덮여 있다.
한편, CF기판(520)은 다음과 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판 (521)의 하면측에는 Cr(크롬) 등으로 이루어진 블랙 매트릭스(522)가 형성되어 있고, 이 블랙 매트릭스(522)에 의해서 화소간의 영역이 차광되도록 되어 있다. 또한, 유리 기판(521)의 하면 측에는, 각 화소마다 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 컬러필터(523)가 형성되어 있다. 컬러필터(523)의 아래에는 ITO 등의 투명 도전체로 이루어진 공통전극(524)이 형성되어 있다. 공통전극(524)의 아래에는 도메인 규제용 돌기(525)가 형성되어 있다. 또한, 공통전극(524) 및 돌기 (525)의 표면은 폴리이미드 등으로 이루어진 배향막(도시 생략)으로 덮여 있다.
이와 같이 구성된 액정 표시장치에 있어서, 전압을 인가하지 않은 상태에서는 액정 분자(529a)가 배향막에 수직인 방향으로 배향한다. 이 경우는 TFT 기판(510)의 하측으로부터 편광판을 통과하여 입사한 광은 CF기판(520) 위에 배치된 편광판에 의해서 차단되기 때문에, 암(暗)표시로 된다. 한편 화소전극(516)과 공통전극(524) 사이에 충분한 전압을 인가하면, 도2에 나타낸 바와 같이, 액정 분자(529a)는 전계에 수직인 방향으로 배열된다. 이 경우에, 돌기(517, 525)의 양측에서는 액정 분자(529a)가 기울어지는 방향이 상이하여, 이른바 배향 분할(멀티 도메인)이 달성된다. 이 상태에서는, TFT 기판(510)의 하측으로부터 편광판을 통과하여 입사한 광은 CF기판(520) 상에 배치된 편광판을 통과하기 때문에, 명(明)표시로 된다. 각 화소마다 인가 전압을 제어함으로써, 액정 표시장치에 원하는 화상을 표시할 수 있다. 또한, 상술한 배향 분할에 의해서 경사방향의 광의 누설이 억제되어, 시각 특성이 개선된다.
또한, 상기한 예에서는 TFT 기판(510) 및 CF기판(520)에 돌기를 형성하는 경우에 대하여서 설명했으나, 도3에 나타낸 바와 같이, 한쪽 기판의 전극(도3에서는 TFT 기판 측의 화소전극)에 슬릿(516a)을 형성하여도, 동일하게 배향 분할을 달성할 수 있다.
그런데 일반적으로, 종래의 액정 표시장치에서는, 화소전극과 공통전극 사이의 갭(셀 갭)을 일정하게 유지하기 위하여, 직경이 균일한 구형(球形) 또는 원주 형상의 스페이서가 사용되고 있다. 스페이서는 수지 또는 세라믹 등에 의해서 형성되어 있으며 TFT 기판(510)과 CF기판(520)을 접합할 때에, 어느 한쪽의 기판 상에 도포된다. 따라서, 화소전극과 공통전극 사이의 셀 갭은 스페이서의 직경에 의해서 결정된다.
또 일본 특개평10-68955호 공보 및 특개평 11-264968호 공보에는, 구형 또는 막대 형상의 스페이서에 기인하는 셀 갭의 불균일과 같은 문제의 발생을 회피하기 위하여, 포토레지스트를 사용하여 형성한 기둥 형상의 부재를 스페이서로서 사용하는 것이 기재되어 있다.
종래의 액정 표시장치에서는, 표시 품질이 충분하지 않아 보다 한층 더 개선이 요망되었다.
본 발명은 종래에 비하여 보다 양호한 표시 품질을 얻을 수 있는 액정 표시장치, 그의 제조방법, 컬러필터 기판 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 종래의 MVA형 액정 표시장치의 일례를 나타낸 단면도(모식도).
도2는 도1에 나타낸 MVA형 액정 표시장치의 전압인가시의 상태를 나타낸 단면도(모식도).
도3은 종래의 MVA형 액정 표시장치의 다른 예를 나타낸 단면도(모식도).
도4는 본 발명의 제1 실시형태의 액정 표시장치의 단면도.
도5는 본 발명의 제1 실시형태의 액정 표시장치의 스페이서 형성부를 확대하여 나타낸 도면.
도6은 본 발명의 제1 실시형태의 액정 표시장치의 TFT기판을 나타낸 평면도.
도7은 본 발명의 제1 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판을 나타낸 평면도.
도8의 a∼f는 제1 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 제1 도.
도9의 a 및 b는 제1 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 제2 도.
도10의 a 및 b는 제1 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 제3 도.
도11은 제1 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 제4 도.
도12의 a∼c는 제2 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 마스크의 차광패턴과 화소와의 위치관계를 나타낸 도면.
도13은 제2 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 형성 후의 스페이서 및 돌기의 패턴을 나타낸 도면.
도14a는 도13의 Ⅱ-Ⅱ선의 위치에서의 단면도, 도14b는 도13의 Ⅲ-Ⅲ선의 위치에서의 단면도.
도15의 a∼c는 제2 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 돌기형성 영역에서의 단면도.
도16의 a∼c는 제2 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 스페이서형성 영역에서의 단면도.
도17은 제2 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 현상 후의 막 두께가 1.5㎛로 되는 노광량이 통상의 노광량의 1/2로 되는 레지스트를 사용하는 경우의 패턴 노광을 나타낸 도면.
도18은 제3 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 노광 공정에서의 모식도.
도19는 제3 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 돌기형성용 패턴을 나타낸 도면.
도20은 제3 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 노광 공정에서의 돌기형성 영역의 모식적 단면도.
도21은 제3 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 투과율이 낮은 재료로 이루어진 패턴을 사용하여 돌기를 형성하는 방법을 나타낸 도면.
도22는 제4 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면으로, 노광 공정에서의 모식적 단면도.
도23은 도22의 돌기형성 영역을 확대하여 나타낸 도면.
도24는 제5 실시형태의 액정 표시장치의 단면도.
도25는 컬러필터의 두께와 스페이서의 높이와의 관계를 나타낸 도면.
도26의 a∼e는 제5 실시형태의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면.
도27의 a∼c는 제6 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면.
도28은 컬러필터로 되는 포토레지스트의 노광 공정을 나타낸 모식도.
도29는 컬러필터를 적층시켜 구성된 블랙 매트릭스의 일반적인 예를 나타낸 도면.
도30의 a∼d는 제7 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도31의 a∼c는 제7 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 평면도.
도32는 제7 실시형태를 나타낸 도면으로, 화소부의 에지를 결정하는 컬러필터의 에지를 나타낸 도면이다.
도33은 제7 실시형태 중에서 자외선 흡수막을 형성한 기판을 사용한 예를 나타낸 도면.
도34의 a∼c는 제8 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도35의 a∼c는 제8 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 평면도.
도36은 제8 실시형태를 나타낸 도면으로, 화소부의 에지를 결정하는 컬러필터의 에지를 나타낸 제1 도이다.
도37은 제8 실시형태를 나타낸 도면으로, 화소부의 에지를 결정하는 컬러필터의 에지를 나타낸 제2 도.
도38은 제9 실시형태의 액정 표시장치의 모식적 평면도.
도39는 제9 실시형태의 액정 표시장치의 블랙 매트릭스에 따른 위치에서의 단면도.
도40은 압축 하중에 대한 셀 갭의 변화를 계산한 결과를 나타낸 도면.
도41의 a∼g는 제9 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도42는 컬러필터 상에 노볼락 수지막을 형성하여 스페이서로 한 액정 표시장치를 나타낸 도면.
도43은 도42의 구조 스페이서의 압축 변위곡선을 나타낸 도면.
도44는 압축하중에 대한 수지 스페이서의 변위량을 계산한 결과를 나타낸 도면.
도45는 제10 실시형태의 액정 표시장치의 단면도.
도46의 a∼g는 제10 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도47은 제11 실시형태의 액정 표시장치의 평면도.
도48은 제11 실시형태의 액정 표시장치의 단면도.
도49의 a∼g는 제11 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면.
도50의 a∼g는 제12 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면.
도51은 제12 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판을 나타낸 모식 평면도.
도52는 스페이서의 하중 변위특성을 나타낸 도면.
도53은 스페이서의 분포밀도를 바꾸어 고온 팽창 및 저온 발포의 유무를 조사한 결과를 나타낸 도면.
도54의 a 및 b는 제13 실시형태의 액정 표시장치의 셀 갭 유지용 스페이서의 예를 나타낸 도면.
도55는 제14 실시형태의 액정 표시장치의 TFT기판의 단면도.
도56은 제14 실시형태의 액정 표시장치의 TFT형성부 근방을 확대하여 나타낸 도면.
도57의 a∼e는 제14 실시형태의 액정 표시장치의 TFT기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도58은 제14 실시형태의 변형예를 나타낸 도면으로, 청색 화소의 화소전극 아래에 절연막을 남기고, 적색 화소영역 및 녹색 화소영역의 화소전극 아래의 절연막을 제거한 예를 나타낸 도면.
도59는 제14 실시형태에 있어서, TFT의 소스 측의 도전막이 노출되도록 에칭한 예를 나타낸 도면.
도60은 제15 실시형태의 액정 표시장치를 나타낸 단면도.
도61의 a 및 b는 제15 실시형태의 액정 표시장치의 TFT 기판의 제조방법을 나타낸 단면도.
도62는 제16 실시형태의 액정 표시장치의 액정 주입 전의 상태를 나타낸 평면도.
도63은 도62의 Ⅳ-Ⅳ선에 의한 단면도.
도64의 a∼e는 제16 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법을 나타낸 단면도.
도65의 a∼d는 제16 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법을 나타낸 평면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10, 101, 210, 220, 230, 310, 321, 410, 510 : TFT 기판
11, 21, 221, 231, 241, 261, 311, 421, 511, 521 : 유리 기판
12a, 3l2 : 게이트 버스라인
13, 313 : 절연막(게이트 절연막)
14a : 데이터 버스라인
15, 318, 331 : 절연막(최종 보호막)
16a, 216, 236, 319, 516 : 화소전극
16b, 516a : 슬릿(화소전극의 슬릿)
17, 26, 217, 226, 237, 248 : 배향막
18 : TFT
18a, 314, 316 : 실리콘막
18b : 소스 전극
18c : 드레인 전극
20, 220, 240, 320, 420, 520 : CF기판
22, 222, 242, 262, 342, 522 : 블랙 매트릭스
23R, 23G, 23B, 102R, 102G, 102B, 223R, 223G, 223B, 243R, 243G, 243B, 263R, 263G, 263B, 323R, 323G, 323B, 343R, 343G, 343B, 423R, 423G, 423B, 523 : 컬러필터
24, 103, 224, 245, 264, 324, 344, 424, 524 : 공통전극
25, 42, 102 ; 레지스트
25a, 25c, 25d, 41a, 42a, 225a, 225b, 225, 251, 252, 265a, 425c, 425d : 스페이서
25b, 41b, 42b, 246a, 247a : 돌기부
27, 28, 31, 32, 33, 34 : 마스크
29, 219, 259, 329, 529 : 액정
32a : 개구부
106 : 노광기의 스테이지
228 : 노볼락 수지막
225c, 225d, 246b, 247 : 수지막
265 : 레지스트막
318 : 절연막
314 : 채널 보호막
317 : 도전막
401 : 표시 영역
402 : 차광 영역
403 : 밀봉재
404 : 액정 주입구
425b : 셀 갭 조정용 스페이서
425c, 425d : 갭 유지용 스페이서
425a, 517 : 도메인 규제용 돌기부
본 발명의 청구항 1에 기재된 액정 표시장치는, 한 쌍의 기판 사이에 수직배향형 액정(네가티브형 액정)을 봉입한 수직배향형 액정 표시장치에 있어서, 상기 한 쌍의 기판의 적어도 한쪽에 형성되어 셀 갭을 일정하게 유지하는 셀 갭 조정용 스페이서와, 상기 스페이서가 형성된 기판 측에 상기 스페이서와 동일 재료에 의해서 동일한 공정으로 형성된 상기 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 셀 갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서와, 상기 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기를 갖고, 이들 스페이서 및 돌기는 동일 재료에 의해서 동일한 공정으로 형성되어 있다.
이들 스페이서 및 돌기는 예를 들어, 청구항2 및 청구항8에 기재된 바와 같이, 기판 상에 포토레지스트막을 형성하고, 그 포토레지스트막의 스페이서형성 영역과 돌기형성 영역을 상이한 광량으로 노광한 후, 현상 처리함으로써 형성한다. 이 경우, 스페이서형성 영역과 돌기형성 영역의 노광량이 상이하기 때문에, 레지스트막 두께가 서로 상이한 스페이서 및 돌기를 동시에 형성할 수 있다.
또한, 청구항 10 및 청구항 11에 기재된 바와 같이, 스페이서형성용 패턴의 폭에 비하여 돌기형성용 패턴의 폭을 좁게 하고, 노광 후에 포스트베이크를 행하여 레지스트(수지)를 리플로시키는 것에 의해서도, 스페이서와, 상기 스페이서보다 높이가 낮은 돌기를 동시에 형성할 수 있다.
본 발명의 청구항 13에 기재된 액정 표시장치는, 기판 상에 적색, 녹색, 청색 중의 어느 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스로 하는 액정 표시장치에 있어서, 상층 컬러필터의 에지(edge)에 의해서, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 중의 어느 2개 이상의 화소의 에지를 결정하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 액정 표시장치의 컬러필터는 안료 분산수지를 사용한 포토레지스트를 사용하여 형성된다. 이 경우, 컬러필터를 패터닝하기 위한 노광 공정에서, 노광기의 스테이지에 존재하는 홈 등으로부터의 반사광의 영향에 의해서, 컬러필터의 에지 위치가 어긋나게 되는 경우가 있다. 블랙 매트릭스를 Cr 등의 금속막 또는 흑색수지에 의해서 형성되는 일반적인 액정 표시장치의 경우는, 화소의 에지가 블랙 매트릭스의 에지에 의해서 결정되나, 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스로 하는 액정 표시장치에 있는 노광 장치의 스테이지로부터의 반사광에 의한 컬러필터의 에지의 위치 편차에 의해서 화소의 에지 위치가 변화하여, 표시 불량의 원인이 된다.
이 경우, 상기와 같이 기판 상의 상층(2층째 또는 3층째)의 컬러필터의 에지에 의해서, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 중의 어느 2개 이상의 화소의 에지를 결정하는 구조로 함으로써, 노광 장치의 스테이지로부터의 반사광의 영향을 저감시킬 수 있다.
즉 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스로할 경우, 1층째의 컬러필터(일반적으로는 청색 컬러필터)에 의해서 화소의 에지를 결정하고 있다. 그러나, 1층째의 컬러필터는 노광시에 스테이지로부터의 반사광의 영향을 받기 쉬워, 에지의 위치 편차가 발생하기 쉽다.
그러나 2층째 또는 3층째의 컬러필터의 에지에 의해서 화소의 에지를 결정하도록 하면, 스테이지로부터의 반사광은 1층째의 컬러필터에 의해서 흡수되기 때문에, 화소부의 에지의 위치 편차가 발생하기 어려워진다. 다만 제조 상의 형편에 의해서 1개색의 화소의 에지를 1층째의 컬러필터의 에지로 결정할 경우는, 당해 화소주위의 블랙 매트릭스를 OD(optical density) 값이 작은 컬러필터의 조합, 즉 적색 컬러필터와 녹색 컬러필터의 적층, 또는 녹색 컬러필터와 청색 컬러필터의 적층에 의해서 형성하는 것이 바람직하다. 또한, OD값은 OD값=-log(출사 강도/입사 강도)로 정의된다.
또 기판으로서 UV 흡수능력이 높은 아크릴수지의 판을 사용하거나, 유리 기판의 표면 상에 UV 흡수능력이 높은 아크릴수지 등의 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해서, 노광기의 스테이지로부터의 반사광에 기인하는 표시 불균일을 보다 한층 더 저감시킬 수 있다. 또한 1층째 또는 2층째의 컬러필터 중에 자외선을 흡수하기 쉬운 재료(예를 들어, HALS 등)를 첨가할 수도 있다.
본 발명의 청구항22에 기재된 액정 표시장치는, 제1 스페이서와, 그보다 높이가 낮은 제2 스페이서가 설치되어 있고, 통상시에서는 제1 스페이서에 의해서 셀 갭이 결정된다. 액정 표시장치에 부가되는 압력이 비교적 낮을 때는, 제1 스페이서에만 압력이 부가되어, 제1 스페이서가 탄성 변형된다. 즉, 온도에 의한 액정의 열팽창 또는 열수축에 대응하여 제1 스페이서가 탄성 변형되고, 셀 갭이 변화하기 때문에, 액정 표시장치 내에 기포가 발생하거나, 스페이서와 기판 사이가 멀어지는 것에 기인하는 셀 갭의 편차와 같은 결점이 방지된다.
또 과도한 압력이 인가된 경우는, 제1 스페이서에 더하여 제2 스페이서가 다른 쪽 기판에 접촉하여, 압력이 넓은 범위로 분산된다. 이에 의해서, 과도한 압력에 의한 스페이서의 소성(塑性) 변형 또는 화소전극과 공통전극과의 단락 등의 결점이 회피된다.
상기 제1 스페이서 및 제2 스페이서는 압축 변위가 상이한 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 스페이서를 압축 변위가 큰(탄성력이 큰) 재료에 의해서 형성되고, 제2 스페이서를 압축 변위가 작은(탄성력이 작은) 재료에 의해서 형성함으로써, 상기의 효과가 보다 한층 증대된다.
또 셀 갭을 결정하는 스페이서가 압축 변위가 상이한 복수의 막을 적층시켜 구성된 구조를 갖는 것일지라도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기한 제1 스페이서 및 제2 스페이서는, 예를 들어, 포토레지스트막을 사용하여 형성할 수 있다. 이 경우 예를 들어, 제1 스페이서를 형성하기 위한 포토레지스트막의 두께를 두껍게 하고, 제2 스페이서를 형성하기 위한 포토레지스트막의 두께를 얇게 함으로써, 높이가 상이한 스페이서를 형성할 수 있다.
또 수직배향형 액정 표시장치의 경우는 기판 상에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 일이 있지만, 그 돌기를 형성하기 위한 포토레지스트막을 사용하여, 높이가 상이한 스페이서를 용이하게 형성할 수 있다. 즉 제1 포토레지스트막을 사용하여 돌기를 형성할 때에, 높이가 높은 스페이서(제1 스페이서)를 형성하는 부분에도 제1 포토레지스트막을 남긴다. 그 후 기판의 상측 전면에 제2 포토레지스트막을 형성하고, 제1 스페이서 형성부 및 높이가 낮은 스페이서를 형성하는 부분(제2 스페이서 형성부)에 제2 포토레지스트막을 남겨서, 상이한 부분의 제2 포토레지스트막을 제거한다. 이에 의해서 제1 포토레지스트막의 두께에 상당하는 분만큼 높이가 다른 2종류의 스페이서를 형성할 수 있다.
또 컬러필터를 형성할 때에, 높이가 높은 스페이서를 형성하는 부분에 컬러필터를 형성하고, 높이가 낮은 스페이서를 형성하는 부분에는 컬러필터를 형성하지 않고, 이들 사이에 단차를 마련해 둔다. 그 후 기판의 상측 전면에 레지스트 막을 형성하고, 스페이서 형성부를 남겨서 다른 부분의 레지스트 막을 제거한다. 이에 의해서 컬러필터의 두께에 상당하는 분만큼 높이가 다른 2종류의 스페이서를 형성할 수 있다.
본원 청구항32 기재의 액정 표시장치는 스페이서의 분포밀도를 n(개/cm2), 상기 스페이서 1개당 9.8/n(N)의 힘을 가했을 때의 변위량을 x로 하고, 상기 한쌍의 기판간의 평균간격을 d로 하고, 60℃에서의 상기 액정의 밀도를 q60(g/cm3), -20℃에서의 상기 액정의 밀도를 q-20(g/cm3)으로 했을 때에, 상기 스페이서의 하중에 대한 변위량이 하기 (1)식에 나타낸 부등식을 중족시키는 것을 특징으로 한다.
x/d>(1/q60-1/q-20)/(1/q60) … (1)
액정 표시장치 내에 봉입된 액정은 온도에 따라 팽창 또는 수축한다. 셀 갭을 결정하는 스페이서에 탄력성이 없다고 하면, 액정이 팽창했을 때에, 스페이서의 선단이 기판으로부터 떨어져서 셀 갭의 불균일이 발생하여 표시불균일의 원인으로 된다. 그리고 액정이 수축했을 때에는, 액정의 압력저하에 의해서 기포가 발생하여, 표시품질이 현저하게 저하되는 일이 있다. 따라서 스페이서에는 온도변화에 의한 액정의 팽창 또는 수축에 대응할 수 있을 정도의 탄력성(신축성)이 요구된다.
본원 발명자들의 여러 가지 실험의 결과, 상기의 (1)식을 만족하도록 스페이서의 재질 또는 밀도 등을 설정함으로써, 액정의 팽창 또는 수축에 기인하는 표시불량을 방지할 수 있는 것이 판명되었다. 다만 온도가 낮아지면 액정의 점도가 현저하게 높아지거나, 상전이(相轉移)가 생기기 때문에, 액정의 밀도를 확정할 수 없는 경우가 있다. 20℃에서의 액정의 밀도q20을 확정할 수 있는 경우는, 하기 (2)식에 나타낸 부등식을 충족할 수 있도록, 스페이서의 재질 및 밀도를 설정하여도 좋다.
x/d>2×(1/q60-1/q20)/(1/q60) … (2)
본원 청구항34 기재의 액정 표시장치는, 박막 트랜지스터를 갖는 TFT기판과, 복수색의 컬러필터를 갖는 CF기판과, 이들의 TFT기판과 CF기판 사이에 봉입된 액정에 의해서 구성된 액정 표시장치에 있어서, 상기 TFT기판은 투명기판과, 상기 투명기판 위에 형성된 상기 박막 트랜지스터와, 적어도 상기 박막 트랜지스터를 피복하는 절연성의 최종 보호막과, 상기 최종 보호막을 제거한 부분(예를 들면 콘택트 홀)에서 상기 박막 트랜지스터와 전기적에 접속되고, 화소영역 상으로 뻗은 화소전극을 갖고, 상기 복수색 중의 적지도 1색의 화소영역에서는, 상기 화소전극과 상기 투명기판 사이에 상기 최종 보호막이 개재하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는 화소전극과 투명기판 사이에 최종 보호막이 개재하지 않는다. 이에 의해서 화소전극과 공통전극 사이의 간격(셀 갭)이 최종 보호막분만큼 커져서 스페이서의 높이를 낮게 하여도, 소정의 셀 갭을 유지할 수 있다. 또 예를 들면 복수색 중의 1색의 화소영역에 있어서만 화소전극과 투명기판 사이에 최종 보호막을 개재하지 않고, 다른 화소영역에서는 화소전극과 투명기판 사이에 최종 보호막을 개재시켜도 좋다. 이에 의해서 색마다 셀 갭이 상이한 이른바 멀티 셀 갭이 달성된다.
청구항38 기재의 액정 표시장치는 화소전극과 투명기판 사이에 개재하는 최종 보호막의 두께가, 박막 트랜지스터 위의 최종 보호막보다 얇게 되어 있다. 이 경우에도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또 화소의 색에 따라 최종 보호막의 두께를 조정함으로써, 색마다 셀 갭을 최적화할 수 있다. 이에 의해서 표시품질이 향상된다.
청구항42 기재의 액정 표시장치의 제조방법에서는, 기판 위에 제1 절연막, 박막 트랜지스터 및 제2 절연막을 형성한 후, 제2 절연막에 콘택트 홀을 형성하는 동시에, 화소영역 상의 제2 절연막, 또는 제2 절연막과 제1 절연막을 에칭한다. 이 에칭에 의해서 화소영역 상의 절연막(제1 절연막 및 제2 절연막)의 두께가 얇아지고, 또 절연막이 제거되어, 셀 갭이 커진다. 또 화소색에 따라 제2 절연막 또는 제2 절연막과 제1 절연막의 에칭량을 조정함으로써, 색마다 셀 갭을 최적화할 수 있다.
이 경우에 수지 등을 재료로 하여 제2 절연막을 두껍게 형성하여, 박막 트랜지스터 위에 잔존되는 제2 절연막을 스페이서(셀 갭 조정용 스페이서)로서 사용함으로써 제조공정이 간략화된다.
청구항47 기재의 액정 표시장치는, 서로 색이 상이한 복수의 컬러필터를 적층하여 형성된 블랙 매트릭스를 갖는 제1 기판과, 화소전극을 갖는 제2 기판을 실링재로 접합하고, 액정 주입구로부터 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입한 액정 표시장치에 있어서, 상기 제1 기판의 상기 액정 주입구에 적층된 복수의 컬러필터로 되는 기둥과, 상기 기둥 위에 형성되어서 그 선단이 상기 제2 기판에 접촉한 갭 유지용 스페이서를 갖는 것을 특징으로 한다.
2색 이상의 컬러필터를 적층시켜서 블랙 매트릭스로 하는 액정 표시장치에서는 블랙 매트릭스의 두께가 필연적으로 두꺼워져, 기판 간의 간극(갭)이 좁아진다. 이 때문에 액정의 주입에 요하는 시간이 걸리게 된다. 또 포토레지스트를 사용하여 셀 갭 조정용 스페이서를 형성할 때, 표시영역의 외측에 갭 유지용 스페이서를 형성하지 않으면, 기판간의 간극이 일정하게 되지 않으므로, 액정주입시간의 불규일이 커져, 주입부족에 의한 기포의 발생이나, 주입과다에 의한 셀 갭의 증대 등의 문제가 발생한다.
그래서 본 발명에 있어서는, 액정주입구로 되는 부분에, 간극을 일정하게 보지하기 위한 스페이서(갭 유지용 스페이서)를 형성한다. 이 스페이서에 의해서, 액정주입구의 간극이 일정하게 유지되므로, 액정주입 시간의 불균일이 회피되어, 기포의 발생이나 셀 갭의 증대 등의 문제가 방지된다.
청구항49 기재의 액정 표시장치의 제조방법은, 제1 기판 위의 화소부에 각각 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터의 어느 1색의 컬러필터를 형성하는 동시에, 화소간의 영역 및 표시영역 외측의 차광영역에 상기 컬러필터 중의 2색의 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스를 형성하고, 액정주입구로 되는 부분에 상기 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 중의 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜 기둥을 형성하는 공정과,상기 화소부의 컬러필터 위에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 동시에, 상기 액정주입구로 되는 부분에 적층된 컬러필터로 되는 기둥 위에 제1 갭 유지용 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 제1 갭 유지용 스페서의 선단을 제2 기판에 접촉시켜서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 공정과, 상기 액정주입구를 통해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 공정과, 상기 액정주입구를 봉지하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 액정주입구로 되는 부분에, 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 중의 적어도 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜서 기둥을 형성하고, 그 위에 갭 유지용 스페이서를 표시영역의 도메인 규제용 돌기와 동시에 형성함으로써, 액정주입구 부분의 간극을 일정하게 유지할 수 있다. 또 제조공정수의 증가도 회피할 수 있다.
액정주입구 부분의 제1 갭 유지용 스페이서의 높이(기판표면으로부터의 높이)를 표시영역 내의 셀 갭 조정용 스페이서의 높이(기판 표면으로부터의 높이)보다 높게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해서 액정주입구 부분의 갭이 커져서, 액정의 주입시간을 단축할 수 있다. 또 액정주입구의 봉지에는 일반적으로 UV(자외선)경화형 수지가 사용되지만, 이 종류의 UV경화형 수지는 경화시에 수축되는 등의 성질이 있다. 따라서 액정주입구 부분의 제1 갭 유지용 스페이서의 높이를, 표시영역 내의 셀 갭 조정용 스페이서의 높이보다 높게 해두면, UV경화형 수지의 경화시에 액정주입구 부분의 제1 및 제2 기판의 갭이 좁아져서, 액정 패널 전체에 걸쳐서 셀 갭이 균일하게 된다.
실시예
이하 본 발명의 실시형태에 대하여, 첨부의 도면을 참조하여 설명하겠다.
(제1 실시형태)
도4는 본 발명의 제1 실시형태의 액정 표시장치의 단면도, 도5는 마찬가지로 그 액정 표시장치의 스페이서 형성부를 확대하여 나타낸 도면, 도6은 마찬가지로 그 액정 표시장치의 TFT기판을 나타낸 평면도, 도7은 마찬가지로 그 액정 표시장치의 CF기판을 나타낸 평면도이다. 또 도4, 도5는 도7의 화살표로 나타낸 선의 위치에 서의 단면이다.
본 실시형태의 액정 표시장치는, TFT기판(10)과 CF기판(20) 사이에 수직배향형 액정(네가티브형 액정)(29)을 봉입한 구조를 가지고 있다. 또 TFT기판(10)의 하측 및 CF기판(20)의 상측에는 각각 편광판(도시 않음)이 배치되어 있다. 이들 편광판은 편광축이 서로 직교되도록 배치되어 있다.
TFT기판(10)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명재료로 되는 기판(이하 단지「유리기판」이라 함)(11)과, 이 유리기판(11) 상면측에 형성된 화소전극(16a), 절연막(13, 15) 및 배향막(17) 등에 의해서 구성된다. 즉, 유리기판(11) 위에는, 도6에 나타낸 바와 같이 복수개의 게이트 버스라인(12a)이 서로 평행하게 형성되어 있다. 또 각 게이트 버스라인(12a) 사이에는, 각각 보조용량 버스라인(12b)이 형성되어 있다. 이와 같은 게이트 버스라인(12a) 및 보조 용량 버스라인(12b)은 유리기판(11) 상면측에 형성된 절연막(게이트 절연막)(13)으로 피복되어 있다(도5 참조). 이 절연막(13) 위에는, TFT(18)의 활성층으로 되는 실리콘 막(18a)이 선택적으로 형성되어 있다. 이 실리콘 막(18a)은 아모르퍼스 실리콘 또는 폴리실리콘으로 된다.
실리콘 막(18a)은 도시하지 않은 절연막에 의해서 덮여 있고, 그 절연막 위에는 복수 라인의 데이터 버스라인(14a), TFT(18)의 소스 전극(18b) 및 드레인 전극(18c)이 형성되어 있다. 데이터 버스라인(14a)은 게이트 버스라인(12a)과 직각으로 교차되도록 배치되어 있다. 또 게이트 버스라인(12a)과 데이터 버스라인(14a)에 의해서 구획된 4각형의 영역이 각각 화소로 되는 영역이다.
이와 같은 데이터 버스라인(14a), 소스 전극(18b) 및 드레인 전극 (18c)은 절연막(최종 보호막)(15)에 의해서 덮혀져 있다. 또 이 절연막(15) 위에는, ITO로 되는 화소전극(16a)이, 화소마다 1개씩 형성되어 있다. 이 화소전극(16a)은 절연막(15)으로 형성된 콘택트 홀을 통해서 소스 전극(18b)과 전기적으로 접속되어 있다.
화소전극(16a)에는, 도6에 나타낸 지그재그형상의 일점선을 따라 슬릿(16b)이 형성되어 있다. 또 유리기판(11)의 상측 전면에는 수직배향막(17)이 형성되어 있고, 이 수직배향막(17)에 의해서 화소전극(16a)의 표면이 덮어지고 있다.
한편 CF기판(20)은 유리기판(21)과, 유리기판(21)의 하측면측에 형성된 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B), 공통전극(24), 스페이서(25a), 돌기(25b) 및 수직배향막(26) 등에 의해서 구성된다. 즉, 도5에 나타낸 바와 같이 유리기판(21)의 하측면 상에는, 크롬(Cr)의 박막으로 되는 블랙 매트릭스(22)가 형성되어 있다. 이 블랙 매트릭스 (22)는, 도7에 나타낸 바와 같이, TFT기판(20)의 게이트 버스라인(12a), 데이터 버스라인(14a), 보조 용량 버스라인(12b) 및TFT(18)를 덮는 형상으로 형성되어 있다.
또 유리기판(21)의 하측면측에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터(23R, 23G, 23B)가 형성되어 있다. 이와 같은 컬러필터(23R, 23G, 23B)는 TFT기판(10)의 화소전극(16a)에 대향하는 위치에 배치되고, 하나의 화소전극(16a)에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터(23R, 23G, 23B) 중의 어느 하나가 대응하고 있다. ,
블랙 매트릭스(22) 및 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 하측에는, ITO로 되는 공통전극(24)이 형성되어 있다. 또 이 공통전극(24)의 하측에는 셀 갭 조정용스페이서(25a)와 도메인 규제용의 돌기(25b)가 형성되어 있다. 돌기(25b)는 도7에 나타낸 바와 같이 지그재그형상으로 형성되어 있고, 스페이서(25a)는 게이트 버스라인(12a)과 데이터 버스라인(14a)가 교차되는 위치의 근방에 배치되어 있다. 스페이서(25a)의 높이(공통전극표면으로부터의 높이)는 약 4.0㎛이며 절연성 수지에 의해서 형성되어 있다. 또 돌기(25b)의 높이(공통전극 표면으로부터의 높이)는 약 1.5㎛이고, 후술하는 바와 같이, 스페이서(25a)와 동일재료에 의해서 동시에 형성된다. 또 도7에 있어서 일점쇄선은 TFT기판(10)의 화소전극(16a)에 설치된 슬릿(16b)의 위치를 나타내고 있다. 공통전극(24)의 아래에는 수직배향막(26)이 형성되어 있어, 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 표면은 이 수직배향막(26)으로 덮어져 있다.
본 실시형태에 있어서는, CF기판(20)측의 돌기(25b)는 약 1.5㎛의 높이로 형성되어 있고, 스페이서(25a)는 약 4.0㎛의 높이로 형성되어 있다. 또 도4에 나타낸바와 같이, 스페이서(25a)의 선단부분이 TFT기판(10)에 접촉되어, 셀 갭을 일정하게 유지하고 있다. 이 때문에 본 실시형태에서는, 종래 필요로 되어 있었든 구형(球形) 또는 막대 모양의 스페이서가 불필요하고, 스페이서를 산포하는 공정을 삭감할 수 있다. 또 소정의 위치에 형성된 스페이서(25a)에 의해서 TFT기판(10)측의 화소전극(16a)과 CF기판(20) 측의 공통전극(24)과의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로, 화소전극(16a)과 공통전극(24)과의 단락을 확실하게 회피할 수 있다. 또 종래의 액정 표시장치와 같이 4각형 또는 막대 모양의 스페이서를 사용한 경우, 스페이서의 근방에서는 액정 분자가 스페이서의 표면을 따라 배향되므로, 배향이 흐트러져서 표시불량의 원인이 되는 일이 있지만, 본 실시형태에서는 구형 또는 원주형의 태스페이서를 사용하지 않으므로, 양호한 표시품질을 얻을 수 있다.
또 본 실시형태에 있어서는, TFT기판(10) 측의 화소전극(16a)에 설치된 슬릿(16b)과 CF기판(20) 측에 설치된 돌기(25b)에 의해서 배향분할이 달성되므로, 양호한 시각특성 및 콘트라스트 특성을 얻을 수 있다.
또 본 실시형태에 있어서는, CF기판(20) 측에 설치된 스페이서 (25a)에 의해서 셀 갭을 일정하게 유지한다. 이 스페이서(25a)는 공통전극(24) 상에 고정되어 있어서, 진동이나 충격에 의해서 셀 갭이 변화된는 일은 없다. 따라서 스페이서의 이동에 기인하는 표시품질의 열화가 회피된다.
이하 제1 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하겠다.
도8∼도11은 본 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 공정순으로 나타낸 도면이다.
우선 도8A에 나타낸 바와 같이, 투명기판(21)의 한쪽 면(도면에서는 상면)에 저반사 Cr(크롬) 막을 형성하고, 그 위에 노볼락계의 포지티브형 포토레지스트를 도포한다. 또 이 포토레지스트를 소정의 마스크를 사용하여 선택적으로 노광한 후, 현상처리를 실시하여 소정의 영역에만 Cr막을 남긴다. 이에 의해서 Cr막으로 된 블랙 매트릭스(22)가 형성된다.
다음에기판(21) 상측 전면에 감광성의 안료분산 타입의 적색레지스트를 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 도8b에 나타낸 바와 같이, 적색 화소부에 두께가 약 1.5㎛인 적색 컬러필터(23R)를 형성한다.
다음에 기판(21)의 상측 전면에 감광성의 안료분산 타입의 녹색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 도8c에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부에 두께가 약1.5㎛인 녹색 컬러필터(23G)를 형성한다.
다음에 기판(21) 상측 전면에 감광성의 안료분산 타입의 청색레지스트를 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 도8d에 나타낸 바와 같이, 청색 화소부에 두께가 약 1.5㎛인 청색 컬러필터(23b)를 형성한다.
다음에 도8e에 나타낸 바와 같이, 기판(21)의 상측 전면에 ITO를 약0.15㎛의 두께로 성막하여, 공통전극(24)을 형성한다.
다음에 도8f에 나타낸 바와 같이, 스핀 코트법에 의해서 공통전극(24) 위에 포지티브형 감광성 노볼락계 레지스트(25)를 약 4.0㎛의 두께로 도포한 후, 프리베이킹한다.
다음에 도9a의 모식도에 나타낸 바와 같이, 스페이서 형성부 및 돌기형성부를 차광하는 대형 마스크(27)를 사용하여, 레지스트(25)를 프록시미티(proximity) 노광한다. 이 때의 노광량은 레지스트(25)의 노광 부분이, 현상처리 후에 남지 않을 정도로 하는 것이 필요하다. 또 도9a에서, 레지스트(25) 중의 네팅(netting)은 노광된 부분을 나타낸다. 또 도9a에는, 블랙 매트릭스(22) 및 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 도시를 생략하였다.
다음에 도9b의 모식도에 나타낸 바와 같이, 스페이서 형성부를 차광하는 대형 마스크(28)를 사용하여, 레지스트(25)를 프록시미티 노광한다. 이 때의 노광량은 레지스트(25)의 노광부분(돌기형성부)이 현상처리 후에 1.5㎛의 두께로 남을 정도로 한다.
이어서 농도가 2.2%인 TMAH(테트라메텔 암모늄하이드록사이드) 알칼리현상액을 사용하여 레지스트(25)를 샤워현상한다. 이에 의해서, 도10a에 나타낸 바와 같이 레지스트(25)에서 높이가 다른 스페이서(25a) 및 돌기(25b)가 동시에 형성된다. 그 후 기판(21)을 클린 오븐에 넣고, 200℃의 온도에서 1시간 정도 포스트 베이킹한다. 이에 의해서 레지스트 수지가 연화되어, 도10b에 나타낸 바와 같이, 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 형상이 약간 변화된다. 포스트 베이킹 후의 CF기판(20 )의 단면을 도11에 나타낸다.
그 후 기판(21) 상측 전면에 배향막(26)(도5 참조)을 형성하고, 이 배향막(26)에 의해서 공통전극(24), 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 CF기판이 완성된다.
한편 TFT기판(10)은 공지의 방법에 의해서형성한다. 즉 유리기판(11) 상에게이트 버스라인(12a) 및 보조용량 버스라인(12b)을 형성하고, 그 위에 절연막(게이트 절연막)(13)을 형성한다. 그 후 절연막(13 ) 상에, TFT(18)의 활성층으로 되는 실리콘 막(18a)을 형성하고, 또 데이터 버스라인(14a), TFT(18)의 소스 전극(18b) 및 드레인 전극(18c)을 형성한다(도5, 도6 참조).
그 다음에 유리기판(11) 상측 전면에 절연막(최종 보호막)(15)을 형성하고, 그 위에 ITO로 되는 화소전극(16a)을 형성한다. 이 때 화소전극(16a)에는 도6에 나타낸 지그재그형상의 선을 따라 슬릿(16b)을 형성한다. 그 후 기판(11)의 상측 전면에 배향막(17)을 형성하고, 이 배향막(17)에 의해서 화소전극(16a)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 TFT기판(10)이 완성된다.
이와 같이 하여 형성한 TFT기판(10) 및 CF기판(20)을, 도4, 도5에 나타낸 바와 같이, 배향막(17, 26)이 형성된 면을 서로 대향시켜서, 스페이서(25a)의 선단부가 화소간의 영역(게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 부분)에 접촉하도록 배치한다. 또 TFT기판(10) 및 CF기판(20)이 적어도 한쪽 기판의 표시영역의 외측에 실링재를 도포하고, 이 실링재에 의해서 TFT기판(10)과 CF기판(20)을 접합한다. 그 후 TFT기판(10)과 CF기판(20) 사이의 공간 내에 액정을 주입하고, 액정주입구를 수지로 봉지한다. 이에 의해서 액정 표시장치가 완성된다.
본 실시형태에서는 도9a, 9b에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트(25)를 노광 및 현상처리하여 스페이서(25a)를 형성하므로, 스페이서 (25a)의 높이가 균일하고, 또한 소정의 위치에 배치할 수 있다. 따라서 본 실시형태에서는 구형 또는 원주상의 스페이서를 산포하는 종래 방법에 비해서, 도메인 규제용 돌기(25b)를 갖임에도불구하고, 표시영역의 전체에 걸쳐서 셀 갭을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다. 이 때문에 종래에 비해서 표시품질이 향상된다. 또 본 실시형태에 있어서는 공통전극(24)이 스페이서(25a)보다 기판(21) 측에 형성되어 있으므로, 공통전극(24)과 화소전극(16a)과의 간격이 커서, 단락불량의 우려가 적다.
또 본 실시형태에 있어서는, 2종류의 마스크(27, 28)를 사용하고, 레지스트(25)를 2회 노광함으로써, 높이가 다른 스페이서(25a)와 돌기(25b)를 동시에 형성하므로, 제조공정수의 증가를 피할 수 있다. 이에 의해서 시각특성이 우수한 액정 표시장치를 용이하게 제조할 수 있다.
또 상기와 같이 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 형성에 포지티브형 레지스트를 사용하는 경우는, 레지스트 현상시의 막 감소(단위시간 당의 레지스트 막 두께의 감소율)를 완만하게 하기 위하여서, 노광시간이 긴 레지스트, 또는 분자량이 큰 포지티브 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다. 또 프리베이킹 온도를 올리거나, 현상액의 농도를 내리는 동시에, 현상시의 막 감소를 완만하게 하기 위해서 효과적이다.
또 상기의 예에서는 스페이서(25a) 및 돌기(25b)를 형성하기 위한 재료로서 노볼락계 레지스트를 사용했으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 재료로서, 아크릴계 수지 레지스트 또는 에폭시계 수지레지스트를 사용하여도 좋다. 또 포지티브형이 아니고, 네가티브형 감광성레지스트를 사용하여도 좋다.
또 상기의 예에서는 CF기판(20)측에 스페이서(25a) 및 돌기(25b)를 형성하는경우에 대하여 설명했으나, TFT기판측에 스페이서 및 돌기를 형성하여도 좋다. 이 경우는 CF기판(20) 측의 공통전극(24)에 슬릿 또는 돌기를 형성한다.
(제 2실시형태)
이하 본 발명의 제 2실시형태에 대하여 설명하겠다. 또 제 2실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, CF기판(20)의 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 형성방법이 다른 점에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 같으므로 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도12a∼도16은 제 2실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면이다. 도12a∼도12c는 마스크의 차광패턴과 화소와의 위치관계를 나타낸 도면이고, 도13은 형성 후의 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 패턴을 나타낸 도면, 도14a는 스페이서25a)의 형성부(도13의 II-II선)에서의 단면도, 도14b는 돌기(25b)의 형성부(도13의 III-III선)에서의 단면도이다. 또 도15a∼도15c는 도13의 III-III선의 위치에서 제조방법을 나타낸 단면도, 도16a∼도16c는 도13의 II-II 선의 위치에서 제조방법을 나타낸 단면도이다. 이들의 도14∼도16에서, 제1 실시형태와 동일물에는 동일부호를 붙이고 있다.
우선 도15a, 도16a에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태와 마찬가지로하여 유리기판(21) 상에 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B) 및 공통전극(24)을 형성한 후, 스핀코트법에 의해서, 공통전극(24) 위에 포지티브형 노볼락계 레지스트(25)를 약 4.0㎛의 두께로 도포하여, 프리베이킹한다.
다음에 레지스트(25)를 프록시미티 노광하지만, 여기에서는 도12a에 나타낸바와 같이, 돌기용 차광패턴(지그재그 패턴) (31a) 및 스페이서용 차광패턴(4각형 패턴)(31b)이 형성되어 있는 마스크(31)를 사용한다. 이 마스크(31)에는 횡방향으로 배열하는 RGB의 3화소를 하나의 단위로 하고, 횡방향으로 배열하는 3단위분의 화소영역 중, 2단위 분의 화소영역에 대응하는 부분에 6개의 동일형상의 돌기용 차광패턴(31a)이 설치되어 있고, 나머지의 1단위분의 화소영역에 대응하는 부분(도12a에 파선으로 나타낸 부분)에는 돌기용 차광패턴(31a)이 설치되어 있지 않다. 또 스페이서용 차광패턴(31b)은 3화소에 하나의 비율로써, 데이터 버스라인과 게이트 버스라인이 교차되는 영역에 대응하는 부분에 배치되어 있다.
우선 도12a, 도15a, 도16a에 나타낸 바와 같이, 마스크(31)를 위치맞춤하여, 1회째의 노광을 행한다. 이 때 레지스트 막 두께 4㎛에 대한 통상의 노광량의 1/3로 노광한다. 도15a∼도15c, 도16a∼도16c 중의 네팅은 노광된 부분을 나타내고 있다. 또 통상의 노광량이란 노광부분이 현상처리 후에 남지 않는 노광량을 말한다.
다음에 도12b, 도15b, 도16b에 나타낸 바와 같이, 소정의 방향(도12b 중에 화살표로 나타낸 방향)으로 마스크(31)를 3화소 엇갈리게 하여 통상의 노광량의 1/3로 2회째의 노광을 행한다. 이 경우 스페이서 형성부는 어느 것이나 마스크(31)의 차광패턴(31b)에 의해서 차광되어 있다.
또 도12c, 도15c, 도16c에 나타낸 바와 같이 소정의 방향(도12c 중에 화살표로 나타낸 방향)으로 마스크(31)를 3화소분 엇갈려서, 통상의 노광량의 1/3로 3회의 노광을 행한다. 이 경우도 스페이서 형성부예 어느 것이나 마스크(31)의 차광패턴(31b)에 의해서 차광되어 있다. 또 돌기를 형성하는 부분에는 어느 것이나 통상의 노광량의 1/3이 조사된다.
이어서 레지스트(25)에 현상처리를 실시한다. 이 때 돌기를 형성하는 영역에는 통상의 노광량의 1/3의 광량으로 노광되고, 스페이서를 형성하는 영역은 노광되어 있지 않으므로, 도14a, 14b에 나타낸 바와 같이 현상 후의 두께(높이)에 차이가 생긴다. 이와 같이 하여 유리기판(21) 위에 높이가 다른 스페이서(25a) 및 돌기(25b)를 동시에 형성할 수 있다. 현상처리 후는 제1 실시형태와 마찬가지로, 포스트 베이킹을 행한다. 그 후 유리기판(21) 상측 전면에 배향막을 형성한다. 이에 의해서 CF기판(20)이 완성된다.
본 실시형태에 있어서는 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는데 더하여, 스페이서(25a) 및 돌기(25b)를 형성하기 위한 마스크는 1매로 끝내는 등의 이점이 있다.
또 상기의 예에서는 두께가 4.0㎛인 경우에, 현상 후의 막 두께가 1.5㎛로 되는 노광량이 통상의 노광량의 1/3로 되는 레지스트를 사용한 경우에 대하여 설명했으나, 예를 들면 통상의 노광량의 1/2로 현상 후의 막 두께가 1.5㎛로 되는 레지스트의 경우는, 도17에 나타낸 바와 같이 2단위분의 화소영역 중 1단위분의 화소영역에 대응하는 영역에 돌기형성용의 차광패턴(31a)이 설치되어 있고, 다른 한쪽의 화소영역에 대응하는 영역에는 차광패턴이 설치되어 있지 않은 마스크를 사용하면 좋다. 또 1회째의 노광을 행한 후, 마스크를 3화소분 이동시켜2회째의 노광을 행하고, 그 후 현상처리를 가한다. 이와 같이 본 실시형태에 있어서는 사용하는 레지스트의 특성에 따라서, 사용하는 마스크와 노광회수를 적당히 설정한다.
(제3 실시형태)
이하 본 발명의 제3 실시형태에 대하여 설명하겠다. 또 제3 실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, CF기판(20)의 스페이서(25a) 및 돌기 (25b)의 형성방법이 다른 점에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 같으므로 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도18∼도20은 제3 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 모식도이다. 도18은 노광공정에서의 모식적 단면도, 도19는 돌기형성용 패턴의 평면도, 도20은 노광공정에서의 돌기형성 영역의 모식적 단면확대도이다. 또 도18, 도20에 있어서는 기판 (21) 상에 형성된 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B) 및 공통전극(24)의 도시를 생략하고 있다.
우선 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 유리기판(21) 상에 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B) 및 공통전극(24)을 형성한 후, 스핀 코트법에 의해서 공통전극(24) 위에 포지티브형 노볼락계 레지스트(25)를 약 4.0㎛의 두께로 도포하여 프리베이킹한다.
다음에 레지스트(25)를 프록시미티 노광하지만, 여기에서는 도18에 나타낸 바와 같이, 스페이서 형성부와 돌기형성부에서 광투과율(차광양)이 다른 차광패턴을 갖는 마스크(32)를 사용한다. 즉 마스크(32)에는 광을 거의 100% 차광하는 스페이서형성용 패턴과, 광을 1/2∼1/10 정도 투과하는 돌기형성용 패턴이 설치되어 있다. 예를 들면 스페이서형성용 패턴 및 돌기형성용 패턴은, 어느 것이나 Cr막을 패터닝하여 형성되어 있고, 돌기형성용 패턴에는 도19에 나타낸 바와 같이, 해상도의한계치 이하의 작은 개구부(32a)가 다수 설치되어 있다. 이 경우 개구부(32a)의 밀도나 개구면적을 조정함으로써, 광투과율을 제어할 수 있다.
이와 같은 마스크(32)를 사용하여 레지스트(25)를 노광한 후, 현상처리를 실시하면, 스페이서 형성부에서는 레지스트(25)가 노광되어 있지 않기 때문에, 레지스트는 두껍게 남는다. 한편 돌기형성부에서는, 레지스트(25)가 통상의 노광량보다 적은 노광량으로 노광되고 있으므로, 기판(21) 상에 레지스트는 남지만, 스페이서 형성부보다 레지스트 (25)의 두께는 작아진다.
이와 같이 하여 1회의 노광 및 현상처리에 의해서, 높이가 다른 스페이서(25a)와 돌기(25b)를 동시에 형성할 수 있다.
그 후 제1 실시형태와 마찬가지로 포스트 베이킹을 행한 후, 유리기판(21) 상측 전면에 배향막을 형성한다. 이에 의해서 CF기판(20)이 완성된다.
본 실시형태에 있어서는, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있을 뿐아니라, 스페이서(25a) 및 돌기(25b)를 형성하기 위한 노광공정 및 현상처리공정 모두 1회로 끝나므로 제조시간의 단축화가 도모되는 등의 이점이 있다.
또 상기의 실시형태에서는 돌기형성용 패턴으로서 개구부(32a)를 갖는 패턴을 사용하므로, 현상 후에 남은 레지스트(돌기(25b))의 표면에 凹凸이 생기는 것도 생각할 수 있다. 그러나 현상 후에 실시되는 포스트베이킹 공정시의 열에 의해서 레지스트가 연화(리플로우)되어 표면이 원만하게 된다. 이에 의해서 돌기(25b)의 표면의 凹凸에 기인하는 액정분자의 배향이상이 회피된다.
또 상기의 실시형태에서는 돌기형성용 패턴으로서 미세한 개구부(32a)를 갖는 패턴을 사용했으나, 도21에 나타낸 바와 같이, 마스크 (33)의 위 또는 하측에 UV내성이 있는 투과율의 낮은 재료로 되는 돌기형성용 패턴(33a)을 형성하고, 돌기형성부의 노광량을 조정하도록 하여도 좋다. 돌기형성용 패턴(33a)의 재료로서는, 예를 들면 컬러필터의 형성에 사용하는 것과 동일한 감광성 아크릴수지에 안료를 혼합하여, i선(파장 : 365nm)투과율을 25%로 콘트롤한 것을 사용할 수 있다.
이 경우는 이하와 같이 하여 마스크(33)를 형성한다. 즉 Cr막을에칭하여 스페이서용 차광패턴(33b)을 형성한 마스크(33)의 표면에, 안료를 함유한 감광성 아크릴수지를 도포한다. 또 돌기형성용 패턴이 설치된 마스크를 사용하여 감광성 아크릴수지를 노광하여 돌기형성용 패턴을 전사한다. 그 후 노광, 현상 및 포스트 베이킹을 실시함으로써, 스페이서형성용 패턴(33b) 및 돌기형성용 패턴(33a)을 갖는 마스크(33)를 형성한다. 이와 같이 하여, 광을 거의 100% 차광하는 스페이서형성용 패턴(33b)과, i선투과율이 25%의 레지스트로 되는 돌기형성용 패턴(33a)을 갖는 마스크(33)를 형성할 수 있다.
여기에서는 돌기형성용 패턴(33a)의 광투과율을 25%로 했으나, 레지스트의 종류나 돌기의 높이 등에 따라 돌기형성용 패턴(33a)의 광투과율은 적당히 조정한다.
(제4 실시형태)
이하 본 발명의 제4 실시형태에 대하여 설명하겠다. 또 제4 실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, CF기판(20)의 스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 형성방법이 다른 점에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 같으므로, 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도22, 도23은 제4 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면이다. 도22는 노광공정에서의 모식적 단면도, 도23은 마찬가지로 그 돌기형성 영역의 확대도이다. 또 도22, 도23에 있어서, 유리기판(21) 상에 형성된 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B) 및 공통전극(24)의 도시를 생략하고 있다.
우선 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 유리기판(21) 상에 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23R, 23G, 23B) 및 공통전극(24)을 형성한 후, 스핀 코트법에 의해서 공통전극(24)의 위에 포지티브형 노볼락계 레지스트(25)를 약 4.0㎛의 두께로 도포하여, 프리베이킹한다.
다음에 마스크(34)를 사용하여 프록시미티 노광을 행한다. 마스크(34)에는 폭이 10㎛인 돌기형성용 패턴(34a)과, 폭이 20∼35㎛인 스페이서형성용 패턴(34b)이 설치되어 있다.
본 실시형태에서는 회절광에 의해서 퍼져 들어오는 양이 많아지도록, 프록시미티 갭을 150㎛로 하고, 또 노광량을 통상의 1.5배로 노광한다. 이에 의해서 선폭의 좁은 돌기형성용 패턴(34b)측에서는 회절광에 의해서 차광부분도 약하게 노광되므로, 현상 후의 두께가 미노광부보다 얇아진다. 이에 대하여 스페이서형성용 패턴(34a)측에서는, 돌기형성용 패턴(34a)에 비해서 치수가 크기 때문에, 회절광의 영향이 작다. 따라서 패턴(34a)의 가장자리부에서는 현상 후의 막 두께가 미노광 부분보다 얇아지지만, 중심부에서는 미노광부분과 동일한 두께로 된다. 따라서 높이가 낮은 돌기와 높이가 높은 스페이서를 동시에 형성할 수 있다.
그 후 제1 실시형태와 마찬가지로 포스트 베이킹을 행한 후, 유리기판(21) 상측 전면에 배향막을 형성한다. 이에 의해서 CF기판(20)이 완성된다.
본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 스페이서 및 돌기를 형성하기 위한 노광공정 및 현상공정이 1회만으로 되어, 제조시간의 단축화가 도모되는 등의 이점이 있다.
또 돌기의 높이 및 폭은 레지스트(25)의 막 두께, 돌기형성용 패턴(34)의 폭, 프록시미티 노광기로부터 출사되는 광의 평행도, 프록시미티 갭(마스크와 레지스트 막과의 간격) 및 노광량에 의해서 변화된다. 따라서 소망하는 돌기의 높이 및 폭에 따라, 이와 같은 조건을 적당히 설정하는 것이 필요하다.
(제5 실시형태)
이하 본 발명의 제5 실시형태에 대하여 설명하겠다. 또 제5 실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, CF기판스페이서(25a) 및 돌기(25b)의 형성방법이 다른 데에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 같으므로 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도24는 제5 실시형태의 액정 표시장치의 단면도이다.
본 실시형태에 있어서는, 스페이서 형성부에 3색의 컬러필터(23B, 23R, 23G)를 3층으로 적층하고, 그 위에(도24에서는 하측)에 셀 갭 조정용스페이서(41a)를 형성하고 있다. 또 본 실시형태에 있어서는 청색 컬러필터(23b)와 적색 컬러필터(23R)를 적층시켜 블랙 매트릭스로 하고 있다.
이와 같이 컬러필터(23b, 23R)를 적층시켜서 블랙 매트릭스를 형성함으로써,Cr막의 성막공정 및 에칭공정이 불필요하게 되어, 제조시간을 단축할 수 있다. 또 스페이서 형성부에는, 컬러필터(23b, 23R, 23G)를 3층으로 적층하고 있으므로, 스페이서(41)의 높이를 낮게 하여도, 소정의 셀 갭을 유지할 수 있다.
또 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 적층체와, 그 위를 통하는 도메인 규제용 돌기와에 의해서 스페이서를 구성하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 스페이서 형성부의 면적은 작고, 또 컬러필터로서 일반적으로 사용되고 있는 노볼락수지나 아크릴 수지는 평탄성이 좋기 때문에, 예를 들면 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 두께를 각각 1.5㎛로 하고, 돌기의 높이를 1.5㎛로 하여도, 셀 갭은 4.0㎛보다 작아지고 만다.
통상 스페이서 형성부에 컬러필터를 적층할 때에는 수지가 건조될 때까지, 위에 겹친 2층째, 3층째의 수지부분에서는 레벨링이 발생하고, 2층째의 컬러필터의 두께는 1층째의 약70%, 3층째의 컬러필터의 두께는 1층째의 약 50%로 얇아진다.
가령 스페이서(41a)가 없다고 하면, 셀 갭은 컬러필터의 적층 두께에 의해서 정하여지므로, 컬러필터의 적층부분에서의 각 컬러필터의 두께를 두껍게 할 필요가 있다. 2층째 및 3층째의 컬러필터의 두께를 두껍고 하기 위해서는, 예를 들면 진공건조에 의해서 건조를 앞당겨 레벨링을 작게 하는 방법이나, 수지의 도포 막 두께를 두껍게 하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 이와 같은 방법으로는 도포불균일이나 건조 불균일이 발생하여, 제조수율이 저하되고 만다.
도25는 횡축에 화소영역에서의 컬러필터의 두께를 취하고, 종축에 스페이서(컬러필터의 겹쳐)의 높이를 취하여 양자의 관계를 나타낸 도면이다. 다만 ▲는 각 컬러필터의 두께와 돌기의 높이가 동일한 경우, □은 돌기의 높이가2.0㎛의 경우를 나타내고 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 셀 갭을 4㎛로 하기 위해서는 각 컬러필터의 화소영역에서의 두께 및 돌기의 높이를 어느 것이나 3㎛로 할 필요가 있다. 다만 돌기의 높이가 셀 갭의 30% 이하 또는 50% 이상이 되면, 투과율의 저하나 콘트라스트의 저하를 초래한다. 이 때문에 돌기의 높이는, 1.2∼2.0㎛로 하는 것이 바람직하고, 그렇게 하면 컬러필터의 두께를 더 두껍게 할 필요가 있다.
일반적으로 컬러필터의 재료로 되는 안료분산형 레지스트는 두께가 3㎛를 넘으면 미세한 패터닝이 곤란하게 된다. 또 도포 후의 건조속도가 느려지면, 생산성이 저하되는 등의 문제도 발생한다. 따라서 컬러필터의 두께를 3㎛ 이상으로 하는 것은 현실적이 아니다.
컬러필터의 재료로서, 폴리이미드와 같이 평탄성이 나쁜 재료를 사용하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 폴리이미드는 비감광성이므로, 패터닝에는 에칭공정이 필요하게 되고, 공정수의 증가에 의해서 제조 코스트가 상승되는 등의 난점이 있다. 또 가령 컬러필터를 두껍고 형성했다고 하여도, 스페이서부의 공통전극과 TFT기판측의 화소전극이 아주 접근하게 되어 단락불량이 발생하기 쉬워진다.
본 실시형태에서는 전술과 같이, 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 적층부분의 위에 스페이서(41a)를 형성하고, 이 스페이서(41a)로 셀 갭을 조정할 수 있으므로, 컬러필터(23R, 23G, 23B)의 두께를 3㎛ 이하로 하여도 충분한 셀 갭을 확보할 수 있다.
이하 도26a∼26e를 참조하여, 본 실시형태의 CF기판(40)의 제조방법에 대하여 설명하겠다.
우선 도26a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(21) 위에 감광성 안료 분산 타입의 청색 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 노광 및 현상처리하여, 청색 화소영역, 블랙 매트릭스 형성영역, 스페이서 형성영역(TFT기판측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 부분에 대응하는 영역) 및 각 마크(위치맞춤 마크 등)의 형성영역 위에, 두께가 약 1.5㎛인 청색 컬러필터(23B) (청색 레지스트)를 형성한다.
다음에 도26b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(21) 위에 감광성 안료 분산타입의 적색 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 노광 및 현상처리하여, 적색 화소영역, 블랙 매트릭스 형성영역 및 스페이서형성 영역 위에 두께가 약 1.5㎛인 적색 컬러필터(23R)(적색 레지스트)를 형성한다.
다음에 도26c에 나타낸 바와 같이, 유리기판(21) 위에 감광성 안료 분산타입의 녹색 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 노광 및 현상처리하여, 녹색 화소영역 및 스페이서형성 영역 위에, 두께가 약 1.5㎛인 녹색 컬러필터(23G) (녹색 레지스트)를 형성한다.
다음에 도26d에 나타낸 바와 같이 유리기판(21)의 상측 전면에, ITO를 약0.15㎛의 두께로 형성하여, 공통전극(26)으로 한다.
본 실시형태에서는 블랙 매트릭스 형성영역에서는 2색의 컬러필터를 겹치고, 스페이서형성 영역에서는 3색의 컬러필터를 겹치고 있다. 이 경우 화소부(컬러필터가 1층인 부분)에서는 컬러필터의 두께는 1.5㎛이나, 2층째, 3층째의 컬러필터의두께는 이보다 얇아진다. 여기까지의 공정에서 스페이서 형성부에서의 3층의 컬러필터의 적층체의 높이(화소부의 컬러필터 표면으로부터의 높이)는, 약 1.8㎛이고, 블랙 매트릭스 형성영역에서의 2층의 컬러필터의 적층체의 높이(화소부의 컬러필터 표면으로부터의 높이)는, 약 1.1㎛이다.
다음에 유리기판(21) 상측 전면에, 포지티브형 노볼락계 레지스트를 2.5㎛의 막 두께로 스핀코트법 등으로 도포한다. 그 후 스페이서형성용 패턴의 폭이 30㎛, 돌기형성용 패턴의 폭이 6㎛인 레티클을 사용하여 레지스트를 소정의 노광량으로 스텝퍼노광한 후 현상을 행한다. 이에 의해서 도26e에 나타낸 바와 같이, 셀 갭 조정용 스페이서(41a) 및 도메인 규제용 돌기(41b)가 형성된다. 현상 후의 레지스트 막 두께는 스페이서형성 영역에서 약2.0㎛, 돌기형성영역에서 약2.3㎛로 된다.
다음에 오븐을 사용하여 220℃에서 1시간 정도 포스트 베이킹한다. 스페이서 형성부에서는 베이킹 후의 막 두께가 약2.0㎛, 선폭이 약 30㎛로 된다. 한편 돌기형성 영역에서는 포스트 베이킹시의 열에 의해서 레지스트가 리플로우되고, 막 두께는 약 1.5㎛, 선폭은 약10㎛로 되어 소망하는 프로파일을 얻을 수 있다.
본 실시형태에 있어서는 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는 데에 더하여, 적색 컬러필터와 청색 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스로 하므로, 제1 실시형태에 비해서 Cr막의 성막공정 및 에칭공정이 불필요하게 되어, 제조 코스트를 저감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또 상기의 예에서는 스테퍼 노광에 의해서 스페이서(41a) 및 돌기(41b)를 형성하고 있으나, 소망하는 해상도를 얻는 것은 가능하면, 프록시미티노광이나 미러프로젝션법 등으로 노광하는 것도 가능하다.
또 상기의 예에서는 스페이서 형성부에 3색의 컬러필터를 겹쳐서 형성하였으나 이에 한정하는 것은 아니고, 스페이서 형성부의 컬러필터의 층수는 1층 또는 2층이라도 좋다.
(제6 실시형태)
이하 본 발명의 제6 실시형태에 대하여 설명하겠다. 또 제6 실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, CF기판(20)스페이서 및 돌기의 형성 방법이 다른 점에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 같으므로, 중복하는 부분의 설명은 생략하겠다.
도27a∼27c는 제6 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면이다.
우선 도27a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(21) 위에 Cr막을 형성하고, 그 Cr막을 패터닝하여, 블랙 매트릭스(22)를 형성한다. 그 후 유리기판(21) 위에, 컬러필터(23B,23R,23G)를 순차 형성한다. 이 때 스페이서 형성부의 블랙 매트릭스(22) 위에는 컬러필터(23B,23R,23G)를 겹쳐서 형성한다.
그 후 기판(21) 상측 전면에, ITO로 되는 공통전극(24)을 형성한다. 또 이 공통전극(24) 위에, 스핀 코트법 등에 의해서 포지티브형 노볼락계 레지스트(42)를 도포한다.
다음에 스페이서형성용 패턴의 폭이 30㎛, 돌기형성용 패턴의 폭이 6㎛의 레티클을 사용하여 레지스트(42)를 노광한 후, 현상처리를 행하고, 도27b에 나타낸바와 같이 스페이서(42a) 및 돌기(42b)를 형성한다.
다음에 220℃의 온도에서 1시간 정도 포스트 베이킹한다. 돌기 (42b)의 폭이 좁기 때문에, 포스트 베이킹시의 열에 의해서 레지스트가 리플로우되고, 도27c에 나타낸 바와 같이, 돌기(42b)의 높이가 스페이서(42a) 높이보다 낮아진다. 이와 같이 하여 높이가 다른 스페이서(42a)와 돌기(42b)를 동시에 형성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서도 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또 상기의 실시형태에서는, 블랙 매트릭스(22)가 Cr막으로 되는 경우에 대하여 설명했으나, 블랙 매트릭스(22)는 흑색수지에 의해서 형성할 수도 있다. 또 상기의 예에서는 스페이서 형성부에 컬러필터 (23B, 23R, 23G)를 3층으로 겹쳤으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 스페이서 영역의 컬러필터의 층수는, 1층 또는 2층이라도 좋다. 다만 스페이서 영역에서의 단차가 커지면, 공통전극과 TFT기판 측의 화소전극과의 거리가 작아져서 단락 불량이 발생하기 쉬워지므로, 스페이서 영역의 단차가 그다지 커지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
(제7 실시형태)
이하 본 발명의 제7 실시형태에 대하여 설명하겠다.
종래 일반적으로 블랙 매트릭스는, Cr 등의 금속막이나 흑색 수지에 의해서 형성되어 있었다. 블랙 매트릭스에 필요한 OD치는 표준 백색의 액정 표시장치에서는 2.5 이상, 표준 블랙의 액정 표시장치에서는 2.0 이상이라고 한다. 다만 액정의 종류, 셀 갭 및 TFT기판의 구조 등에 의해서, 블랙 매트릭스에 필요한 OD치는 변화된다.
한편 컬러필터의 형성 방법으로서는, 염색법, 안료분산법, 전착법 및 인쇄법 등이 있다. 그러나 염색법으로는 공정수가 많다는 결점이 있고, 전착법으로는 전착액의 관리가 번잡하게 되는 동시에 성막 상태도 불균일하게 되기 쉽다는 결점이 있다. 인쇄법으로는 막 두께 분포나 패턴 정밀도가 충분하지 않아, 실용단계에 이르지 않았다. 따라서 현재는 컬러필터의 형성방법으로서는 안료 분산법이 주류이다.
안료 분산법으로는, 안료를 분산한 포토레지스트를 사용하고, 포토리소그래피 기술에 의해서 레지스트를 패터닝한다. 따라서 종래 CF기판의 형성에는, 블랙 매트릭스의 형성과 RGB의 각 컬러필터의 형성으로 합계 4회의 포토리소그래피 공정을 필요하게 되어, 제조수율의 저하나, 설비 코스트 및 재료 코스트의 상승원인으로 되어 있었다.
그런데 RGB의 3색의 컬러필터 중 적어도 2색의 컬러필터를 겹쳐서 블랙 매트릭스로 함으로써, Cr막이나 흑색수지의 성막공정 및 패터닝공정을 삭감하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이 경우는 포토레지스트를 패터닝할 때에 노광기의 스테이지에 설치된 홈으로부터의 반사광에 기인하여 컬러필터의 에지의 위치가 미묘하게 변화되어 표시불균일의 원인으로 된다.
도28은 컬러필터로 되는 포토레지스트의 노광공정을 나타낸 모식도이다. 이 도28에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 위에 안료를 분산한 포토레지스트(102)를 도포하고, 기판(101)을 노광기의 스테이지 (106) 위에 놓고, 소정의 패턴이 설치된 마스크를 통해서 자외선(UV)을 조사한다.
노광기의 스테이지(106)에는 기판(101)을 흡착 고정하기 위한 구멍이나 기타의 홈(이하 단지「홈」이라고 함)(106a)이 설치되어 있다. 광원으로부터 출력되어서 기판(101)을 투과한 광은, 스테이지(106)의 평탄부에서는 수직방향으로 반사되는 것에 대하여, 홈(106a)에서는 경사진 방향으로 반사된다. 이에 의해서 홈(106a) 근방의 노광량이 변화되어, 현상 후에 홈(106a)의 형상이 레지스트 패턴에 전사되고 만다. 이하 레지스트 패턴에 전사된 홈(106a)의 형상을 스테이지 흔적이라 한다.
통상 위치맞춤용의 마크 등을 형성하는 형편상이나 블랙 매트릭스의 차광능력의 관계로써, 청색 컬러필터 또는 적색 컬러필터를 최초로 형성한다. 일반적으로 컬러필터의 OD치는 단색의 경우는 청색(B)필터가 가장 크고, 녹색(G)필터의 OD치는 적색(R)필터의 OD치와 같거나, 그것보다 작은 값으로 된다 (B>R≥G). 또 컬러필터를 적층한 경우는, 적색, 녹색 및 청색의 3색의 컬러필터를 적층한 경우의 OD치가 가장 크고, 다음에 적색 및 청색의 2색의 컬러필터를 적층한 경우의 OD치가 크고, 다음에 적색 및 녹색의 2색의 컬러필터를 적층한 경우의 OD치가 크고, 청색 및 녹색의 2색의 컬러필터를 적층한 경우의 OD치는 적색 및 녹색의 2색의 컬러필터를 적층한 경우의 OD치와 같거나 그보다 작다(RGB>RB>RG≥BG). 하기 표1에 일반적인 투과형 컬러필터를 2층 이상으로 적층했을 때의 OD치 및 투과율을 나타낸다.
적 층 OD 치 투과율
R+GG+BB+RR+G+B 1.31.12.12.5 5.0%7.9%0.8%0.3%
도29는 컬러필터를 적층시켜 구성된 블랙 매트릭스의 일반적인 예를 나타낸도면이다. 이와 같이 유리기판(101) 상에 청색 컬러필터 (102B)를 형성하고, 다음에 적색 컬러필터(102R)를 형성하고, 그 후 녹색 컬러필터(102G)를 형성하고 있다. 이 경우, 청색 화소부의 에지는 적색 컬러필터(102R)의 에지에서 정해지고, 적색 화소부의 에지는 청색 컬러필터(102B)의 에지에서 정해지고, 녹색 화소부의 에지도청색 컬러필터(102B)의 에지에서 정하여진다.
청색 컬러필터(102B)를 기판(101) 상에 최초로 형성하는 경우는, 전술한 바와 같이 노광기의 스테이지(106)의 홈(106a)의 영향을 청색 컬러필터(102B)가 받는다. 도29에 나타낸 액정 표시장치에서는 청색 컬러필터(102B)의 에지에 의해서 적색 화소부 및 녹색 화소부의 에지가 정해지므로, 적색 화소부 및 녹색 화소부에 스테이지 흔적이 발생한다. 이 경우 청색 컬러필터(102B) 적색 컬러필터(102R)의 적층체의 OD치 쪽이 청색 컬러필터(102B)와 녹색 컬러필터(102G)의 적층체의 OD치보다 크기 때문에, 가색화소부에 스테이지 흔적이 보다 강하게 발생한다. 청색 화소부에서는 2층째의 적색 컬러필터(102R)에 의해서 화소의 에지를 결정하고 있으므로, 스테이지 흔적의 영향은 거의 받지 않는다. 또 스테이지 흔적은 개개의 화소로는 알기 어려우나, 액정패널 전체에서 보았을 때에 뚜렷하게 보인다.
종래부터 스테이지(106)의 표면처리를 연구하거나, 홈 위치를 연구함으로써 스테이지 흔적이 남지 않도록 하고 있으나, 기판 흡착용의 구멍 등을 형성할 필요상, 스테이지(106)에 홈(106a)을 완전이 없애는 것은 불가능하다.
그래서 본 실시형태에 있어서는 노광기의 스테이지 흔적이 발생 하기 어려운 액정운 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
도30a∼30d는 제7 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도, 도31a∼31c는 마찬가지로 그 CF기판의 제조방법을 나타낸 평면도이다. 다만 도31a∼31c에 있어서 파선의 내측은 적색 화소부로 되는 영역 (이하 단지「적색 화소부」라 함), 녹색 화소부로 되는 영역(이하 단지「녹색 화소부」라 함) 및 청색 화소부로 되는 영역(이하 단지「청색 화소부」라 함)을 나타내고 있다.
우선 도30a, 도31a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 상에 청색 안료를 함유한 포토레지스트를 약 1.5㎛의 두께로 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 청색 화소부(B)와 그 주위, 적색 화소부(R)의 주위, 녹색 화소부(G)의 주위, 및 마크 형성부(도시하지 않음)의 위에 청색 컬러필터(102B)를 형성한다. 다만 도31a에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부(G)의 가장자리로부터 일정한 범위에는 청색 컬러필터(102B)를 형성하지 않다.
다음에 도30b, 도31b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 상에 적색 안료를 함유한 포토레지스트를 약1.5㎛의 두께로 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 적색 화소부(R)와 그 주위, 청색 화소부(B)의 주위 및 녹색 화소부(G) 위에 적색 컬러필터(102R)를 형성한다. 이 경우 도30b에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부(G)의 주위에서는 적색 컬러필터(102R)가 청색 컬러필터(102B)보다 내측에 위치하게 된다.
다음에 도30c, 도31c에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 상에 녹색 안료를 함유한 포토레지스트를 약1.5㎛의 두께에 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 녹색 화소부(G)와 그 주위의 위에 녹색 컬러필터(102G)를 형성한다. 이에 의해서도30c에 나타낸 바와 같이 녹색 화소부(G)의 주위에서는 컬러필터(102B, 102R, 102G)가 3층으로 적층되고, 청색 화소부(B) 및 적색 화소부(R)의 주위에서는 컬러필터(102B, 102R)가 2층으로 적층된다.
그 다음에 도30d에 나타낸 바와 같이 기판(101) 상측 전면에 ITO로 되는 공통전극(103)을 약0.15㎛의 두께로 형성한다. 또 필요에 따라서 제1 실시형태와 같이 CF기판 위에 돌기 및 스페이서를 형성한 후, 기판(101) 상 전면에 배향 막(도전하지 않음)을 형성한다. 이에 의해서 CF기판이 완성된다.
이와 같이 하여 형성한 CF기판과 TFT기판을 접합하고, 양자 사이에 액정을 봉입한다. 이에 의해서 액정 표시장치가 완성된다.
본 실시형태에서는 도32에 나타낸 바와 같이, 적색 화소부(R)의 에지가 1층째의 청색 컬러필터(102B)의 에지에서 정해지지만, 청색 화소부(B)의 에지 및 녹색 화소부(G)의 에지가 어느 것이나 2층째의 적색 컬러필터(102R)의 에지에 의해서 정해진다. 청색 화소부(B)의 에지는 노광기의 스테이지에 홈이 있었다고 하여도, 광이 1층째의 청색 컬러필터(102B)를 통과할 때에 감쇠되므로, 적색 컬러필터(102R)의 패터닝시에 홈으로부터의 반사광의 영향을 거의 받지 않는다. 또 녹색 화소부(G)의 에지는 적색 컬러필터(102R)의 패터닝시에 노광기의 스테이지 홈의 영향을 받지만, 적색 필터(102R)와 녹색 필터(102G)의 적층체의 OD치가 작고, 적색 화소부(R)의 에지를 정하고 있는 1층째의 청색 컬러필터(102B)와는 색이 다르기 때문에 스테이지 흔적은 잘 눈에 띄지 않는다.
본 실시형태에 의하면, 컬러필터를 적층시켜 블랙 매트릭스를 형성하므로,Cr막이나 흑색수지에 의해서 플라스틱 매트릭스를 형성하는 경우에 비해서, 제조시간의 단축 및 제조코스트의 저감이 실현된다. 또 본 실시형태에 의하면 화소의 에지를 정하는 컬러필터의 패터닝시에, 노광기의 스테이지로부터의 반사광의 영향을 거의 받지 않기 때문에 노광기의 스테이지에 홈이 있어도 스테이지 흔적이 저감된, 양호한 표시품질의 액정 표시장치를 제조할 수 있다.
또 상기의 실시형태에서는 청색 컬러필터(102B), 적색 컬러필터(102R), 녹색 컬러필터(102G)의 차례로 컬러필터를 형성했으나, 상기 와 같이 3색의 화소부 중 2색 이상의 화소부의 에지를 2층째의 컬러필터의 에지로 결정하도록 하면, 컬러필터의 형성순서는 상기의 차례가 아니어도 좋다.
또 본 실시형태에서는 청구항13 기재의 발명을 수직배향형 액정 표시장치에 적용한 경우에 대하여 설명했으나, 이에 의해서 본 발명의 적용 범위가 수직배향형 액정 표시장치에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜서 블랙 매트릭스를 형성한 구조를 갖는 기타의 액정 표시장치에도 적용할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 기판(101)으로서 유리판을 사용한 경우에 대하여 설명했으나, 아크릴 등과 같이 포토레지스트의 감광 파장인 자외선(UV)의 흡수율이 높은 유기재료의 판을 기판(101)으로서 사용하면, 기판(101)을 통과하는 광이 기판(101)에서 감쇠되므로 홈의 영향을 한층 더 저감할 수 있다. 또 도33에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 위에 아크릴 등과 같이 기판(101)에 비해서 자외선을 흡수하기 쉬운 재료로 되는은 UV흡수막(101a)을 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수있다.
(제8 실시형태)
도34a∼34c는 본 발명의 제8 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도, 도35a∼도35c는 마찬가지로 그 CF기판의 제조방법을 나타낸 평면도이다. 다만 도35a∼35c에 있어서, 파선의 내측은 적색화소부, 녹색화소부 및 청색화소부를 나타내고 있다.
우선 도34a, 도35a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(101) 상에 녹색 안료를 함유한 포토레지스트를 약 1.5㎛의 두께로 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 녹색 화소부(G)와 그 주위, 적색 화소부(R)의 주위, 및 청색 화소부(B)의 주위 위에 녹색 컬러필터(102G)를 형성한다. 다만 도35a에 나타낸 바와 같이, 적색 화소부(R)의 가장자리에서 일정한 범위에는 녹색 컬러필터(102G)를 형성하지 않다.
다음에 도34b, 도35b에 나타낸 바와 같이 유리기판(101) 위에 적색 안료를 함유한 포토레지스트를 약 1.5㎛의 두께로 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 적색 화소부(R)와 그 주위, 청색 화소부(B)의 주위 및 녹색 화소부(G) 위에 적색 컬러필터(102R)를 형성한다. 이 경우에 도35b에 나타낸 바와 같이, 청색 화소부(B)의 가장자리에서 일정한 범위에는 적색 컬러필터(102R)를 형성하지 않다.
다음에 도34c, 도35c에 나타낸 바와 같이 유리기판(101) 위에 청색 안료를 함유한 포토레지스트를 약 1.5㎛의 두께로 도포하고, 노광 및 현상처리를 실시하여, 청색 화소부(B)와 그 주위, 녹색 화소부(G)의 주위 및 적색 화소부(R) 위에 청색 컬러필터(102B)를 형성한다. 이 경우에 도35c에 나타낸 바와 같이 녹색화소부(G)의 가장자리부에서 일정한 범위에는 청색 컬러 필터(102B)를 형성하지 않는다.
다음에 제7 실시형태와 마찬가지로 하여 유리기판(101) 상측 전면에 ITO로 되는 공통전극을 형성한다. 그 후 필요에 따라서 스페이서 및 돌기를 형성한 후, 유리기판(101)의 상측 전면에 배향막을 형성한다. 이에 의해서 CF기판이 완성된다. 또 CF기판과 별개로 형성한 TFT기판을 접속하고, 양자간에 액정을 봉입한다. 이에 의해서 액정 표시장치가 완성된다.
본 실시형태에서는 도36에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부(G)의 에지가 2층째의 적색 컬러필터(102R)의 에지에서 정해지고, 적색 화소부(R)의 에지는 2층째의 청색 컬러필터(102B)의 에지에서 정해지고, 청색 화소부(B)의 에지는 1층째의 녹색 컬러필터(102G)의 에지에서 정해진다. 이와 같이 녹색 화소부(G) 및 적색 화소부(R)에서는 2층째의 컬러필터의 에지에 의해서 화소부의 에지가 정해지므로, 노광기의 스테이지로부터의 반사광의 영향이 적고, 스테이지의 홈으로부터의 반사광에 기인하는 스테이지 흔적이 회피된다. 또 청색 화소부에서는 1층째의 녹색 컬러필터(102G)에 의해서 화소부의 에지가 정해지지만, 제7실시형태에서 언급한 것과 같이, 녹색 필터(102G)와 청색 필터(102B)의 적층체의 OD치는 작기 때문에 스테이지 흔적이 눈에 잘 띄지 않는다.
또 녹색 컬러필터 및 적색 컬러필터의 재료로 되는 레지스트 중에 UV를 흡수하는 재료(예를 들면 HALS(힌더드 아민 광안정제 등)를 첨가함으로써, 스테이지로부터의 반사광의 영향을 더 한층 저감할 수 있다. 또 제7실시형태에서 언급한 것과같이 기판(101)으로서 아크릴수지 판을 사용하여도 좋고, 유리기판 위에 아크릴 등의 수지를 도포한 것을 사용하여도 좋다.
또 상기의 실시형태에서는 녹색 컬러필터, 적색 컬러필터 및 청색 컬러필터의 순서로 컬러필터를 형성했으나, 적색 컬러필터와 청색 컬러필터의 형성순서를 바꿔 넣어도 좋다.
또 표준 블랙형 액정표시장치와 같이 블랙 매트릭스에 요구되는 OD치가 비교적 낮아도 되는 액정 표시장치로는, 화소부의 에지를 도 36의 (i)로 나타낸 위치로 하고, 표준백색형 액정표시장치와 같이 블랙 매트릭스에 요구되는 OD치가 비교적 높은 액정 표시장치에서는, 화소부의 에지를 도36의 (ii)로 나타낸 위치로 함으로써, 여러 가지 액정 패널에 대응할 수 있다.
또 도37에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부의 에지부까지 청색 컬러필터(102B)를 뻗어나오게 하여도 좋다.
(제9 실시형태)
이하 본 발명의 제9 실시형태에 대하여 설명하겠다. 액정 표시장치 내에 봉입된 액정은, 온도변화에 의한 열팽창 또는 열수축에 의해서 체적이 변화된다. 예를 들면 액정 표시장치를 상온에서 -20℃의 환경하에 두고, 또 60℃의 온도로 변화시키는 환경시험을 실시하면, 액정의 체적은 ±0.1㎛의 셀 갭에 상당하는 분만 변화된다.
스페이서의 탄성력이 액정의 열수축에 추종할 수 없는 경우는 액정의 압력이 저하되고, 극단적인 경우는 액정 표시장치(액정 패널) 내에 기포가 발생한다. 또일반적으로 액정을 주입한 직후는 셀 내의 압력이 대기압보다 낮기 때문에 스페이서가 압축되지만, 액정이 열팽창되었을 때에 스페이서의 탄성력이 셀 갭의 변화에 추종하지 않으면 스페이서와 기판 사이에 간극이 생겨, 셀 갭에 격차가 발생한다. 따라서 스페이서에는 압력에 따라 변형하는 탄성력이 요구된다.
한편 액정 표시장치의 제조공정에 있어서, 오토클레이브에 의해서 액정 패널의 전체에 약5기압의 압력이 인가된다. 또 액정 표시장치의 사용시에 유저가 손가락 등으로 부분적으로 높은 압력을 인가하는 (이른바 면 누르기) 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 액정 표시장치에 높은 압력이 인가되면, 스페이서가 소성(塑性)변형되어, 원래의 형상으로 되돌아오지 않는다. 또 액정 표시장치에 높은 압력이 가해지면, TFT기판 측의 화소전극과 CF기판 측의 공통전극이 단락되는 것도 생각할 수 있다. 따라서 스페이서의 과잉의 변형을 방지하는 것은 필요하다.
그래서 본 실시형태에서는 온도변화에 의한 액정의 압력변화 및 셀 갭 스캐터를 회피하고, 또한 높은 압력이 가해져도 스페이서의 과도한 변형을 방지할 수 있어, 양호한 표시품질을 얻을 수 있는 액정 표시장치를 제공한다.
도38은 제9 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 평면도, 도39는 마찬가지로 그 블랙 매트릭스(222)를 따른 위치에서의 단면도이다. 또 도38에 있어서 □표는 높이가 높은 스페이서(225a), ○표는 높이가 낮은 스페이서(225b)의 위치를 나타내고 있다.
본 실시형태의 액정 표시장치는, TFT기판(210)과, CF기판(220)과, 이들의 TFT기판(210) 및 CF기판(220) 사이에 봉입된 액정(219)에 의해서 구성되어 있다.
TFT기판(210)은 이하와 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판(211)위에는 제1 실시형태와 마찬가지로 게이트 버스라인(도시하지 않음), 데이터 버스라인(도시하지 않음) 및 TFT(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 그 위에는 절연막(도시하지 않음)을 통해서, ITO로 되는 화소전극 (216)이 형성되어 있다. 또 유리기판(211) 상측에는 배향막(217)이 형성되어 있고, 이 배향막(217)에 의해서 화소전극(216)의 표면이 덮여 있다.
한편 CF기판(220)은 이하와 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판 (221)의 하측면측에는, 블랙 매트릭스(222)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(222)의 개구부, 즉 각 화소영역에 대응하여 RGB의 컬러필터(223R, 223G, 223B)가 형성되어 있다. 또 컬러필터(223R, 223G, 223B)의 아래에는 ITO로 되는 공통전극(224)이 형성되어 있다. 공통전극(224)의 하측에는 수지로 되는 스페이서(225A, 225B)가 형성되어 있다. 이와 같은 스페이서(225a, 225b)는 TFT기판(210) 측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 위치에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또 이 예에서는, 도38, 도39에 나타낸 바와 같이, 높이가 높은 스페이서(225a)와, 높이가 낮은 스페이서(225b)가 교호로 배치되어 있다. 또, 기판(221)의 하면측에는 배향막(226)이 형성되어 있고, 이 배향막(226)에 의해서 공통전극(224) 및 스페이서(225a, 225b)의 표면이 덮어져 있다.
본 실시형태의 액정 표시장치에서는, 도39에 나타낸 바와 같이, 상온상태에서 스페이서(225a)의 선단부분이 TFT기판(210)에 접촉하고, 스페이서(225b)의 선단부분이 TFT기판(210)으로부터 떨어져 있다. 이 예에서는 스페이서(225a)의 높이(공통전극(224)의 표면으로부터의 높이)가 4㎛, 스페이서(225b)의 높이(공통전극(224)의 표면으로부터의 높이)가 3.8㎛이다.
이하 온도변화 및 압력에 인가에 의한 스페이서의 변형에 대하여 설명하겠다.
셀 내의 압력이 1기압보다 낮은 경우는, 스페이서(225a)에 압축 하중이 걸린다. 압축하중이 작은 경우는, 스페이서(225a)에만 하중이 걸리고, 스페이서(225b)에는 하중이 걸리지 않는다. 따라서 스페이서 (225a)만이 탄성적으로 변형하여 압력의 변화에 대응한다. 이 경우 스페이서(225a)의 분포밀도, 단면적 및 재질을 적당히 선택함으로써 압력에 대한 스페이서(225a)의 변형량을 조정할 수 있다.
액정 표시장치에 부분적으로 큰 압력이 가해진 경우나, 오토클레이브로 액정 표시장치의 전체에 큰 압력이 가해진 경우는, 셀 갭이 작아지고, 스페이서(225a)에 가하여 스페이서(225b)도 TFT기판(210)에 접촉한다. 이에 의해서 압력이 스페이서(225a) 및 (225b)으로 분산되므로 스페이서(225a), (225b)의 과도한 변형이 방지된다.
도40은 횡축에 압축하중(기압)을 취하고, 종축에 셀 갭을 취하여, 압축하중에 대한 셀 갭의 변화를 나타낸 도면이다. 다만 도40에는 높이가 균일(4㎛)한 스페이서가 3화소에 하나의 비율로 설치할 수 있는 경우(밀도=1/3로 표기)의 예, 높이가 균일(4㎛)한 스페이서가 24화소에 하나의 비율로 설치되어 있는 경우(밀도=1/24로 표기)의 예, 및 높이가 4㎛인 스페이서가 24화소에 하나의 비율이 설치되어 있고, 또한 높이가 3.8㎛인 스페이서가 3화소에 하나의 비율로 설치되어 있는 경우의 예(밀도=1/24+1/3로 표기)를 나타내고 있다. 이 도40에서 알 수 있는 바와 같이 밀도=1/24+1/3의 경우는, 압축하중이 1기압(1013. 25hPa) 이하의 범위에서는 밀도=1/24의 경우와 마찬가지로 셀 갭의 변화에 유연하게 추종할 수 있다. 또 압축하중이 큰 범위(1기압 이상)에서는, 밀도=1/3의 경우와 마찬가지로, 압력변화에 대한 셀 갭의 변화의 비율이 작아진다.
이하 본 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하겠다.
도41a∼41g는 본 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
우선 도41a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 Cr막을 0.15㎛의 두께로 형성하고, 포토리소그래피법에 의해서 그 Cr막을 패턴닝하여 블랙 매트릭스(222)를 형성한다.
다음에 도41b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 청색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀 코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상 공정을 거쳐서 청색 화소부 및 그 주위의 블랙 매트릭스(222) 위에 청색(B) 컬러필터(223b)를 형성한다.
다음에 도41c에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 적색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀 코트법에 의해서 도포하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 적색 화소부 및 그 주위의 블랙 매트릭스(222) 위에 적색(R) 컬러필터(223R)를 형성한다.
다음에 도41d에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 녹색 안료를분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀 코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 녹색 화소부 및 그 주위의 플라스틱 매트릭스스(222) 위에 녹색(G) 컬러필터(223G)를 형성한다.
다음에 도41e에 나타낸 바와 같이, 스팩터법에 의해서 유리기판(221) 상측 전면에 ITO로 되는 공통전극(224)을 약0.15㎛의 두께로 형성하고, 이 공통전극(224)에 의해서 컬러필터(223R, 223G, 223B)의 표면을 덮는다.
다음에 도41f에 나타낸 바와 같이, 스핀 코트법에 의해서 유리기판(221) 위에 아크릴계 네가티브형 포토레지스트를 도포하여 노광 및 현상공정을 거쳐서 높이가 약 4㎛인 스페이서(225a)를 형성한다. 이 도41f에서는 스페이서(225a)가 3화소에 하나의 비율로 형성되어 있는 경우를 도나타내고 있으나, 전술과 같이 24화소에 하나의 비율로 형성하여도 좋다. 다만 스페이서(225a)는 TFT기픈 측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차하는 부분에 대응하는 위치에 형성한다.
다음에 도41g에 나타낸 바와 같이, 스핀코트법에 의해서 유리기판(221) 상측에 아크릴계 네가티브형 포토레지스트를 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 높이가 약 3.8㎛인 스페이서(225a)를 형성한다. 이 도41g에서는, 스페이서(225b)가 3화소에 2개의 비율로 형성되어 있는 경우를 도나타내고 있으나, 전술한 바와 같이 3화소에 하나의 비율로 형성하여도 좋다. 다만 스페이서(225b)는 TFT기판 측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차하는 부분에 대응하는 위치이고, 또한 스페이서(225a)가 형성되어 있지 않은 위치에 형성한다. 이 경우 스페이서(225a)와 스페이서(225b)를 같은 재료에 의해서 형성하여도 좋고, 스페이서(225a)를 압축강도가 비교적 낮다(즉, 탄력성이 큰)수지에 의해서형성하고, 스페이서(225b)를 압축강도가 비교적 높은 수지에 의해서 형성하여도 좋다. 또 스페이서(225a)의 분포밀도와 스페이서(225b)의 분포밀도는 요구되는 사양(仕樣)에 따라 적당히 설정한다.
그 후 전면에 폴리이미드로 되는 배향막을 형성하고, 그 배향막에 의해서 공통전극(224) 및 스페이서(225a, 225b)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 CF기판이 완성된다.
한편 TFT기판은 예를 들면 제1 실시형태와 마찬가지로 형성할 수 있다(도4∼도6 참조). 즉 유리기판(211) 상에 금속막을 형성하고, 그 금속막을 포토리소그래피법에 의해서 패터닝하여, 게이트 버스라인 및 보조용량 버스라인을 형성한다. 그 후 전면에 절연막을 형성하고, 그 위에 TFT의 활성층으로 되는 실리콘막을 형성한다.
다음에 전면에 절연막을 형성한다. 그 후 절연막 상에 금속막을 형성하고, 그 금속막을 포토리소그래피법에 의해서 패터닝하여, 데이터 버스라인, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성한다.
이어서 기판(211) 상측 전면에 절연막을 형성하고, 그 절연막상에 ITO막을 형성한다. 또 ITO막을 패터닝하여, 화소전극(216)을 형성한다. 그 후 전면에 배향막(217)을 형성한다. 이에 의해서 TFT기판이 완성된다.
이와 같이 하여 형성된 CF기판(220)과 TFT기판(210)을 접합하여, 양자간에 액정(229)을 봉입한다. 이에 의해서 본 실시형태의 액정 표시장치가 완성된다.
또 상기의 예에서는 스페이서(225a, 225b)의 재료로서 아크릴 수지를 사용한경우에 대하여 설명했으나, 스페이서(225a, 225b)의 재료는 이에 한정되는 것은 아니고, 폴리이미드계 수지, 실리카계 수지, 에폭시계 수지 또는 노볼락수지 등에 의해서 형성하여도 좋다. 폴리이미드와 같이 비감광성 수지를 사용하는 경우는, 유리기판(221) 상에 비감광성 수지막을 형성한 후, 그 비감광성 수지막을 포토레지스트법을 사용하여 패터닝한다.
또 상기의 예에서는 스페이서(225a, 225b)를 어느 것이나 CF기판 측에 형성하는 경우에 대하여 설명했으나, TFT기판 측에 스페이서(225a, 225b)를 형성하여도 좋고, 스페이서(225a, 225b)의 어느 한쪽을 TFT기판 측에 형성하고, 다른 한쪽을 CF기판 측에 형성하여도 좋다.
또 본 실시형태에 있어서는 TN형 액정 표시장치에 대하여 설명했으나, 이에 의해서 본 발명의 적용범위가 TN형 액정 표시장치로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 STN(Super Twisted Nematic)형 액정 표시장치, MVA(Multi Vertical Alignment)형 액정 표시장치 및 IPS (In-Panel Switching)형 액정 표시장치, 강유전형 액정 표시장치 및 반강유전형 액정 표시장치 등에 적용할 수도 있다.
이하 스페이서의 아주 적절한 분포밀도에 대하여 고찰한 결과에 대하여 설명하겠다.
도42에 나타낸 바와 같이 폴리이미드로 되는 3색의 컬러필터 (223R, 223G, 223B), ITO로 되는 공통전극(224), 및 노볼락 수지막 (228)이 적층되는 스페이서에 대하여, 압축변위를 측정하면 도43에 나타낸 바와 같이 된다. 여기서 스페이서상부의 면적은 500㎛2이고, 블랙 매트릭스는 3색의 컬러필터(223R, 223G, 223B)를 적층시켜서 형성하고 있다.
이와 같은 구조의 경우, 최대하중이 50mN 정도에서는 변위히스테리시스가 작다고 하여 액정 패널의 압축하중에 대한 변위량을 계산하면, 도44의 곡선을 얻을 수 있다.
액정주입양을 콘트롤하여 액정 패널의 셀 내압을 0.7기압으로 한 경우, 스페이서에는 통상상태에서 0.3기압 정도의 하중이 걸리고 있다. 외부온도가 25℃에서 25℃, 또는 25℃에서 60℃로 변화되었을 때의 액정의 체적의 변화를 셀 갭으로 환산하면, 약 0.1㎛가 된다. 즉 하중이 작은 초기변위에서는, 압축 하중이 0.3기압에서의 변위를 중심으로 ±0.1㎛정도의 변위가 가능하지 않으면 안된다. 이와 같이 하중이 작을 때는, 스페이서가 변위되기 쉬운 경향이 좋고, 상기 스페이서에서는 도44보다 스페이서의 밀도가 1/6 (6화소에 하나의 비율) 이하로 밀도의 상한이 제한된다.
한편 하중이 큰 면압(面押)에 대한 내성을 갖게 하기 위해서는, 수지의 변위히스테리시스가 최대변위의 10% 정도이기 때문에, 하중이 큰 영역에서는 변위를 억제할 필요가 있다. 실제의 면압 가압은 2기압 정도이고, 표시 불균일을 일으키지 않기 위해서는 압축하중이 0.3에서 2기압까지의 변화로써, 0.5㎛ 이하의 변위량이면 좋다. 이에 의해서 스페이서 밀도의 하한이 제한되어, 도44에 의해서 밀도 1/12 (12화소에 하나의 비율) 이상으로 된다. ·
이에 대하여 오토클레이브로는, 셀 내의 체적을 5% 감소시켜서 기포를 소거하기 위해서, 스페이서는 0.2㎛ 정도 압축되지 않으면 안된다. 오토클레이브로는, 5기압 정도의 하중을 액정패널에 가하지만, 액정이 밀폐되어 있거나, 표시부 주변에 실링재가 있으므로, 실제로 스페이서에 가해지는 하중은 1/2 정도로 생각된다. 그렇게 되면 변위량을 0.5㎛ 이하로 하기 위해서는, 스페이서의 밀도를 1/6 (6화소의 하나의 비율) 이하로 하는 것이 필요하다.
이상에서 스페이서는 하중이 작은 영역에서는 변위되기 쉽고, 하중이 큰 영역에서는 변위되기 어려운 것이 요구된다.
본 실시형태와 같이 높이가 다른 스페이서를 형성함으로써 이 요구를 충족시킬 수 있다. 높이가 4.0㎛, 밀도가 1/12인 제1 스페이서와, 높이가 3.7㎛, 밀도가 1/6인 제2 스페이서를 형성했을 때의 변위를 도44에「Hybrid」로 나타낸다. 이와 같이 스페이서의 구조에 의해서 압축 하중이 0∼1기압까지는 변위가 크고, 1기압 이상의 하중에서는 변위량이 비교적 작아져, 스페이서로서 바람직한 특성을 실현할 수 있다.
(제10 실시형태)
도45는 본 발명의 제10 실시형태의 액정 표시장치의 단면도이다. 또 본 실시형태가 제9 실시형태와 다른 점은 스페이서의 구조가 다른 것에 있고, 기타의 구성은 기본적으로 제9 실시형태와 같으므로, 도45에 있어서, 도39와 같은 것에는 동일부호를 붙여서 그 자세한 설명은 생략한다.
유리기판(221)의 하측면측에는 블랙 매트릭스(222)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(222)의 개구부, 즉 각 화소영역에 대응하여 RGB의 컬러필터(223R, 223G, 223B)가 형성되어 있다. 또 컬러필터(223R, 223G, 223B)의 아래에는, ITO로 되는 공통전극(224)이 형성되어 있다. 공통전극(224)의 하측에는, 수지막(225c, 225d)으로 되는 2층구조의 스페이서(225)가 형성되어 있다. 수지막(225c, 225d)은 탄성력이 서로 상이한 재료로 된다. 예를 들면 수지막(225c)은 비교적 압축강도가 높은 (탄성력이 작은) 아크릴수지로 되고, 수지막(225d)은 비교적 압축강도가 작은(탄성력이 큰) 아크릴 수지로 된다. 또 스페이서(225)는 TFT기판(210) 측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 부분에 형성되어 있다. 이 도45에서는 스페이서(225)가 1화소에 하나의 비율로 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으나, 수화소마다 하나의 비율로 형성되어 있어도 좋다.
또 기판(221)의 하면측에는 배향막(226)이 형성되어 있고, 이 배향막(226)에 의해서 공통전극(224) 및 스페서(225)의 표면이 덮어져 있다. 스페이서(225)의 선단부분이 TFT기판(210)에 접촉되고, TFT기판(210)과 CF기판(220) 사이의 셀 갭이 균일한 두께로 유지된다.
본 실시형태에서는 스페이서(225)가 탄성력이 작은 수지막(225c)과 탄성력이 큰 수지막(225d)의 2층구조로 된다. 따라서 압축응력이 비교적 작을 때는 주로 수지막(225d)이 탄성변형되어, 셀 갭의 변화에 추종한다. 또 큰 압축응력이 인가되면, 수지막(225d) 뿐만 아니라 수지막(225c)에도 응력이 인가된다. 그러나 수지막(225c)은 탄성력이 작기 때문에, 압축응력에 대한 변형양이 적다. 이에 의해서 과도한 응력에 의해서 스페이서(225)가 과도하게 변형되는 것은 회피된다. 이예에서도 제9실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
도46a∼46g는 본 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판(220)의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
우선 도46a에 나타낸 바와 같이 유리기판(221) 상측 전면에 Cr막을 0.15㎛의 두께로 형성하고, 포토리소그래피법에 의해서 그 Cr막을 패턴닝하여 블랙 매트릭스(222)를 형성한다.
다음에 도46b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 청색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 청색 화소부 및 그 주위의 블랙 매트릭스(222) 위에 청색(B) 컬러필터(223b)를 형성한다.
다음에 도46c에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 적색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 적색 화소부 및 그 주위의 블랙 매트릭스(222) 위에 적색(R) 컬러필터(223R)를 형성한다.
다음에 도46d에 나타낸 바와 같이, 유리기판(221) 상측 전면에 녹색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 녹색 화소부 및 그 주위의 블랙 매트릭스(222) 위에 녹색(G) 컬러필터(223G)를 형성한다.
다음에 도46e에 나타낸 바와 같이, 스팩터법에 의해서 유리기판(221) 상측 전면에 ITO로 되는 공통전극(224)을 약0.15㎛의 두께로 형성하여, 이공통전극(224)에서 컬러필터(223R, 223G, 223B)의 표면을 덮는다.
다음에 도46f에 나타낸 바와 같이, 스핀 코트법에 의해서 유리기판(221) 위에 아크릴계 네가티브형 포토레지스트막을 형성하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 높이가 약2.0㎛인 수지막(225c)을 형성한다. 도 46f에서는, 수지막(225c)이 1화소에 하나의 비율로 형성되어 있는 경우를 도시하고 있으나, 수화소에 하나의 비율로 형성하여도 좋다. 다만 수지막(225c)은 TFT기판 측의 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 부분에 대응하는 위치에 형성한다.
다음에 도46g에 나타낸 바와 같이, 스핀코트법에 의해서 유리기판(221) 상측에 아크릴계 네가티브형 포토레지스트막을 형성하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 수지막(225c) 위에 높이가 약2.0㎛인 수지막(225d)를 형성한다. 이에 의해서 수지막(225c, 225d)의 적층구조로 되는 스페이서(255)가 형성된다. 이 경우 수지막(225d)은 수지막(225c)에 비해서 탄력성이 큰 재료로 된다. 또 수지막(225c, 225d)의 탄력성 및 각 수지막(225c, 225d)의 두께 및 스페이서(225)의 분포밀도는 요구되는 사양에 따라 적당히 설정한다
그 후 유리기판(221) 상측 전면에 폴리이미드로 되는 배향막을 형성하고, 그 배향막에 의해서 공통전극(224) 및 스페이서(225)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 CF기판이 완성된다.
또 상기의 예에서는 수지막(225c, 225d)을 어느 것도 CF기판 측에 형성하는 경우에 대하여 설명했으나, 수지막(225c, 225d)을 TFT기판 측에 형성하여도 좋고, 수지막(225c, 225d)의 한쪽을 CF기판 측에 형성하고, 다른 쪽을 TFT기판 측에 형성하여도 좋다.
(제11 실시형태)
도47은 본 발명의 제11 실시형태의 액정 표시장치(MVA형 액정 표시장치)의 평면도, 도48은 마찬가지로 그 액정 표시장치의 단면도이다.
본 실시형태의 액정 표시장치는, TFT기판(230)과, CF기판(240)과, 이들 기판(230, 240)간에 봉입된 수직배향형 액정(259)에 의해서 구성되어 있다.
TFT기판(230)은 제1 실시형태와 마찬가지로 형성되어 있다(도4 참조). 즉 유리기판(231) 위에는, 게이트 버스라인(도시하지 않음), 데이터 버스라인(도시하지 않음), 보조용량 버스라인(도시하지 않음) 및 TFT(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 그 위에는 절연막(도시하지 않음)을 거쳐서 ITO로 되는 화소전극(236)이 형성되어 있다. 이 화소전극 (236)에는 제1 실시형태와 마찬가지로 슬릿(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 또 유리기판(231) 상측에는 배향막(237)이 형성되어 있고, 이 배향막(237)에 의해서 화소전극(236)의 표면이 덮여 있다.
한편 CF기판(240)은 이하와 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판 (241)의 하면측에는 블랙 매트릭스(242)가 형성되어 있다. 이 블랙 매트릭스(242)는, TFT기판(230) 측의 게이트 버스라인, 데이터 버스라인 및 보조용량 버스라인에 대응하는 영역에 형성되어 있다.
또 유리기판(241)의 하면측에는 플라스틱 매트릭스(242)의 개구부, 즉 각화소영역에 대응하여 RGB의 컬러필터(243R,243G,243B)가 형성되어 있다. 이 실시형태에서는 도48에 나타낸 바와 같이, 블랙 매트릭스(242)의 하부에, 컬러필터(243R,243G, 243B)가 각각 3층으로 적층되어 있다.
또, 컬러필터(243R, 243G, 243B)의 하측에는 도메인 규제용 돌기(246a)가 도47에 나타낸 바와 같이 지그재그로 형성되어 있다. 또 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차하는 부분에는, 3화소에 하나의 비율로 수지막(246b)이 설치되어 있다. 이 수지막(246b)은 후술하는 바와 같이, 돌기(246a)와 동일한 레지스트막으로 동시에 형성된 것이다.
또 게이트 버스라인과 데이터 버스라인이 교차되는 부분에는, 각각 수지막(247)이 형성되어 있다. 도47에 나타낸 스페이서(251)는 블랙 매트릭스(242)의 하부에 적층된 컬러필터(243R, 243G, 243B)와, 수지막(246b)과 수지막(247)에 의해서 구성된다. 또 도47에 나타낸 스페이서(252)는, 블랙 매트릭스(242)의 하부에 적층된 컬러필터(243R, 243G, 243B)와, 수지막(247)에 의해서 구성된다.
유리기판(241)의 하면측에는 배향막(248)이 형성되어 있고, 이 배향막(248)에 의해서 공통전극(245), 돌기(246a) 및 스페이서(251, 252)의 표면이 덮여 있다. 또 본 실시형태에 있어서는, 상온의 상태에서, 스페이서(251)의 선단부분이 TFT기판(230)에 접촉되어 있고, 스페이서(252)의 선단부분은 TFT기판(230)으로부터 떨어져 있다.
본 실시형태에 있어서도 높이가 다른 2종류의 스페이서(251, 252 )에 의해서 셀 갭의 변화에 대응하므로, 제9 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도49a∼49g는 본 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 도면이다.
우선 도49a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(241) 위에 저반사Cr막을 0.15㎛의 두께로 형성하고, 그 위에 포지티브형 노볼락계 레지스트(도시하지 않음)를 약 1.5㎛의 두께로 형성한다. 또 노광공정 및 현상공정을 거쳐서 레지스트를 패터닝하고, 이 레지스트를 마스크로서 Cr막을 에칭함으로써 블랙 매트릭스(242)를 형성한다. 그 후 레지스트를 제거한다.
다음에 도49b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(241) 상측 전면에 청색의 안료 분산형 레지스트를 스핀코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 청색 화소부 및 스페이서 형성부에, 두께가 1.5㎛인 청색(B) 컬러필터(243B)를 형성한다.
다음에 도49C에 나타낸 바와 같이, 유리기판(241) 상측 전면에 적색의 안료 분산형 레지스트를 스핀코드법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 적색 화소부 및 스페이서 형성부에, 두께가 1.5㎛인 적색(R) 컬러필터(243R)를 형성한다. 다만 스페이서 형성부에서는, 컬러 필터(243R)의 두께는 이것보다 얇아진다.
다음에 도49d에 나타낸 바와 같이, 유리기판(241) 상측 전면에 녹색의 안료 분산형태 레지스트를 스핀코트법에 의해서 도포하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 녹색 화소부 및 스페이서 형성부에, 두께가 약 1.5㎛인 녹색(G) 컬러필터(243G)를 형성한다. 다만 스페이서 형성부에서는 컬러필터(243G)의 두께는 이것 보다 얇아진다.
다음에 도49e에 나타낸 바와 같이, 유리기판(241) 상측 전면에 ITO를 스팩터하여, 약0.15㎛ 두께의 공통전극(245)을 형성한다.
그 후 스핀코트법에 의해서, 공통전극(245) 위에 포지티브형 노볼락계 레지스트를 약 1.5㎛의 두께로 도포한다. 또 이 레지스트를 노광 및 현상처리하여, 소정의 패턴(돌기(246a)의 패턴 및 스페이서(251)의 패턴)에 레지스트를 남긴다. 그 후 레지스트 패턴을 200℃의 온도에서 포스트 베이킹한다. 이 같이 하여 도49f에 나타낸 바와 같이, 기판(241) 상측에 돌기(246a) 및 수지막(246b)이 형성된다. 이 경우 컬러필터(243B, 243R, 243G)의 적층분의 높이(화소부의 컬러 필터의 표면에서의 높이)는 1.7㎛ 정도가 되고, 그 위에 형성되는 수지막(246b)의 높이(두께)는 레벨링에 의해서 0.4㎛ 정도로 된다.
그 다음에 스핀코트법에 의해서, 기판(241) 상측 전면에 포지티브형 노볼락계 레지스트를 약3㎛의 두께로 도포한다. 또 이 레지스트를 노광 및 현상처리하여, 소정의 패턴(스페이서(251, 252)의 패턴)에 레지스트를 남긴다. 이와 같이 하여 도49g에 나타낸 바와 같이 유리기판(241) 상측에 수지막(247)이 형성된다.
그 후 기판(241) 상측 전면에 배향막(248)을 형성한다. 이에 의해서, CF기판이 완성된다.
TFT기판(230)의 제조방법은 제1 실시형태와 같으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
상기 방법에 의하면 높이가 약0.4㎛ 상이한 2종류의 스페이서 (251, 252)를 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
또 상기의 예에서는 블랙 매트릭스(242)를 저반사Cr막에 의해서 형성한 경우에 대하여 설명했으나, 흑색수지(두께 약1.0㎛)에 의해서 블랙 매트릭스를 형성하여도 좋다. 또 상기의 예에서는 스페이서 형성부에 어느 것이나 컬러필터(243B. 243R, 243G)를 3층으로 적층한 경우에 대하여 설명했으나, 소정의 셀 갭을 확보할 수 있는 것이면 스페이서부의 필터는 1층이거나 2층이라도 좋다.
또 컬러필터의 적층수를 바꿈으로써, 높이가 상이한 2종류의 스페이서를 형성하여도 좋다. 이 방법은 도메인 규제용 돌기를 갖고 있지 않은 TN형 액정 표시장치 등에 적용할 수 있다.
(제12 실시형태)
이하 본 발명의 제12 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하겠다. 다만 본 실시형태가 제9실시형태와 상이한 점은 CF기판의 제조방법이 다른 것에 있으므로, 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
도50a∼50g는 제12실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도이다. 또 도51은 CF기판의 모식적평면도이다. 도51에 있어서 □표는 통상시에 TFT기판과 접촉하는 스페이서(높이가 높은 스페이서), ○표는 통상시에 TFT기판에 접촉하지 않는 스페이서(높이가 낮은 스페이서)의 위치를 나타내고 있다.
우선 도50a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(261) 상측 전면에 Cr막을 0.15㎛의 두께로 형성하고, 포토리소그래피법에 의해서 그 Cr막을 패터닝하여 블랙 매트릭스(262)를 형성한다.
다음에 도50b에 나타낸 바와 같이, 유리기판(261) 상측 전면에 청색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하여, 노광 및 현상공정을 거쳐서 청색 화소부에 청색(B) 컬러필터(263B)를 형성한다. 이 때 3화소에 하나의 비율로 블랙 매트릭스(262) 위에도 컬러필터(263B)를 형성해 둔다. 이 예에서는 청색 화소부와 적색 화소부 사이의 블랙 매트릭스(262) 위에 컬러필터(263B)가 형성되어 있다.
다음에 도50c에 나타낸 바와 같이 유리기판(261) 상측 전면에 적색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 적색 화소부에 적색(R) 컬러필터(263R)를 형성한다. 이 경우 블랙 매트릭스(262) 위에는 컬러필터(263R)가 남지 않도록 한다.
다음에 도50d에 나타낸 바와 같이 유리기판(261) 상측 전면에 녹색 안료를 분산한 아크릴계 레지스트(네가티브형 포토레지스트)를 스핀코트법에 의해서 도포하고, 노광 및 현상공정을 거쳐서 녹색 화소부에 녹색(G) 컬러필터(263G)를 형성한다. 이 경우도 블랙 매트릭스(262)위에는 컬러필터(263G)가 남지 않도록 한다.
다음에 도50e에 나타낸 바와 같이, 스팩터법에 의해서 유리기판(261) 상측 전면에 ITO를 약0.15㎛의 두께로 퇴적하여, 공통전극(264)를 형성한다.
다음에 도50f에 나타낸 바와 같이, 스핀코트법에 의해서 유리기판(261) 위에, 두께가 예를 들면 4㎛인 포토레지스트막(265)을 형성한다. 이 경우 청색 화소부와 적색 화소부 사이의 블랙 매트릭스(262) 위에는 컬러필터(263B)가 형성되어 있는데 대하여, 적색 화소부와 녹색 화소부 사이의 블랙 매트릭스(262) 및 녹색 화소부와 청색 화소부 사이의 블랙 매트릭스(262) 위에는 컬러필터가 형성되어 있지 않기 때문에 레지스트막(265)의 표면에는 단차가 생긴다.
그 후 노광 및 현상공정을 거쳐서 레지스트막(265)을 패터닝하고, 도50g에나타낸 바와 같이, 블랙 매트릭스(262) 위쪽에 스페이서 (265a)를 형성한다. 이 경우 청색 화소부와 적색 화소부 사이의 스페이서(265a)는 적색 화소부와 녹색 화소부 사이, 및 녹색 화소부와 청색 화소부 사이의 스페이서(265a)에 비해서, 컬러필터(223R, 223G)와 블랙 매트릭스(262) 사이의 단차에 상당하는 만큼 높이가 다르다. 이와 같이하여 높이가 상이한 스페이서를 동일 재료로 동시에 형성할 수 있다.
그 후 기판(261) 상측 전면에 배향막(도시하지 않음)을 형성하고, 이 배향막에 의해서 CF기판(264) 및 스페이서(265a)의 표면을 덮는다. 본 실시형태에 있어서도 제9실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제13 실시형태)
이하 본 발명의 제13실시형태에 대하여 설명하겠다. 본 실시형태에서는, 스페이서의 분포밀도가 n(개/cm2), 상기 스페이서 한 개 당 9.8/n(N)의 힘을 가했을 때의 변위량을 x로 하고, 상기 한쌍의 기간간 의 평균간격을 d로 하고, 60℃에서의 상기 액정의 밀도를 q60(g/Cm3), -20℃에서의 상기 액정의 밀도를 q-20(g/Cm3)로 했을 때에, 하중에 대한 변위량이 하기식(1)로 나타낸 부등식을 만족할 수 있도록 스페이서를 형성한다.
x/d>(1/q60-1/q-20)/(1/q60) … (1)
또 -20℃에서의 액정의 밀도가 확정되지 않고, 20℃에서의 액정의 밀도를 확정할 수 있을 때는, 하기 식(2)에 나타낸 부등식을 충족시킬 수 있도록, 스페이서를 형성하여도 좋다.
x/d>2×(1/q60-1/q20)/(1/q60) …(2)
이하, 그 이유에 대하여 설명하겠다.
종래의 구형 또는 원주상의 스페이서를 산포하는 방식에서는, 화소영역 내에 존재하는 스페이서에 의해서 액정분자의 배향이 흐트러지는 데에 대하여, 제1 실시형태와 같이 TFT기판과 CF기 사이에 기둥형상의 스페이서를 형성한 경우는, 화소영역 내에서의 배향의 흐트러짐이 없기 때문에 고품질의 화상을 얻을 수 있다.
그러나 기둥형상의 스페이서에 탄력성이 없다고 하면, 고온의 환경하에 액정 표시장치를 방치했을 때에, 액정이 열팽창되어 스페이서와 기간이 떨어지고 마는 일이 있다. 이하 이 현상을 고온 팽창라고 한다. 또 반대로 저온의 환경하에 액정 표시장치를 방치했을 때에, 액정이 열수축되어 발포가 생기는 일이 있다. 이하 이 현상을 저온발포라 한다.
이의 고온 팽창 및 저온 발포를 방지하기 위해서, 기둥형상의 스페이서에는 액정의 열팽창 및 열수축에 추종할 수 있는 어느 정도의 탄력성이 요구된다.
스페이서를 포토레지스트 수지로 형성한 경우는 스페이서 자체가 탄력성을 갖는다. 도52는 횡축에 밀어넣기 변위량(압축 변위)을 취하고, 종축에 밀어넣기 하중(압축 하중)을 취하여, 포토레지스트 수지로 형성된 스페이서 1개당의 변위량과 하중과의 관계를 조사한 결과의 일례를 나타낸 도면이다. 도52에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트 수지로 형성한 스페이서의 경우는 하중에 따라 변형하지만, 스페이서의 분포밀도를 조정함으로써서, 스페이서 1개당에 인가되는 하중과 변위량을 조정할 수 있다.
본원 발명자들은 XGA(1024×768 화소)의 15형 액정 표시장치에 대하여, 스페이서의 분포밀도를 바꾸어서 고온 팽창 및 저온발포의 유무를 조사했다. 도53에 그 결과를 나타낸다. 또 셀 갭 간격의 평균치d는 4㎛이다. 또 밀도141개/cm2가 24화소에 하나의 비율로 스페이서를 형성한 경우에 상당하고, 밀도283개/cm2가 12화소에 하나의 비율로 스페이서를 형성한 경우에 상당하고, 밀도 567개/cm2가 6화소에 하나의 비율로 스페이서를 형성한 경우에 상당하고, 밀도 1133개/cm2가 3화소에 하나의 비율로 스페이서를 형성한 경우에 상당하고, 밀도3400개/cm2가 1화소에 하나의 비율로 스페이서를 형성한 경우에 상당한다.
액정의 60℃에서의 밀도q60은 약 0.97g/cm3, -20℃에서의 밀도q-20은 1.03g/cm3이다. 따라서 상기 식(1)에서의 우변은 0.058로 된다.
도53에 나타낸 바와 같이 x/d의 값이 0.058보다 클 경우(No1, No2, No3)는 고온 팽창 및 저온발포 중의 어느 것도 발생하지 않으나, 그보다 작은 경우(No4, No5)는 고온 팽창 및 저온발포가 발생하고 있다.
따라서 본 실시형태에 있어서는, 식(1) 또는 식(2)를 충족하도록, 스페이서의 재질 및 밀도를 설정한다. 예를 들면 도54a에 나타낸 바와 같이, TFT기판(10)및 CF기판(20) 중의 어느 한쪽(도54a에서는 CF기판(20)측)에 기둥형상의 스페이서(25a)를 형성한 액정 표시장치, 또는 도54b에 나타낸 바와 같이, TFT기판(10) 및 CF기판(20)의 양쪽 모두에 각각 기둥형상의 스페이서(25c, 25d)를 형성한 액정 표시장치의 경우, 스페이서(25a, 25c, 25d)의 재질 및 밀도를 식(1) 또는 식(2)를 충족시킬 수 있도록 설정한다.
또 도54a, 54b에 있어서, TFT기판(10)은 유리기판(11)과 그 위에 형성된 화소전극(16a), TFT(도시하지 않음), 게이트 버스라인(도시하지 않음) 및 데이터 버스라인(도시하지 않음) 등으로 되고, CF기판(20)은 유리기판(21)과 그 하면측에 형성된 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23) 및 공통전극(24) 등으로 된다. 또 TFT기판(10)과 CF기판(20) 사이에는 액정(29)이 봉입되어 있다.
본 실시형태에 있어서는 스페이서의 재질은 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리이미드수지, 페놀계수지, 노볼락계 수지 및 아크릴계수지 등을 사용할 수 있다.
(제14 실시형태)
이하 본 발명의 제14 실시형태에 대하여 설명하겠다.
도55는 제14 실시형태의 액정 표시장치의 TFT기판의 단면도, 도56은 마찬가지로 그 TFT형성 근방을 확대하여 나타낸 도면이다. 또 도55에 있어서는 도56에 나타낸 절연막(318) 위에 스페이서로 되는 수지막(돌기)을 선택적으로 형성하고, 그 돌기의 선단부를 CF기판에 접촉시킴으로써 셀 갭을 일정하게 유지하고 있는 예를 나타내고 있다.
이 액정 표시장치는, TFT기판(310)과, CF기판(320)과, 이들의 TFT기판(310)과 CF기판(320) 사이에 봉입된 액정(329)에 의해서 구성되어 있다.
TFT기판(310)은 이하와 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판(311)위에는, 게이트 버스라인(312)이 형성되어 있고, 게이트 버스라인(312) 위에는 절연막(게이트 절연막)(313)이 형성되어 있다. 다만 본 실시형태에서는, 도55, 도56에 나타낸 바와 같이 화소영역에는 절연막 (313)이 형성되어 있지 않다.
절연막(313) 위에는 TFT의 활성층으로 되는 실리콘막(314)이 선택적으로 형성되어 있다. 또 실리콘막(314) 위에는, 게이트 버스라인 (312)과 동일한 폭의 채널 보호막(절연막)(315)이 형성되어 있다. 이 채널 보호막(315)의 양단부로부터 실리콘막(314)의 양단부까지의 각각의 영역 상에는, n형 불순물을 고농도로 도프한 n+형 실리콘막(316)이 형성되어 있다. 또 실리콘막(316) 위에는, Ti(티탄)막(317a), Al(알루미늄) 막(317b) 및 Ti막(317c)의 3층구조의 도전막(데이터 버스라인, 소스 전극 및 드레인 전극) (317)이 형성되어 있다.
이들의 실리콘막(314), 채널 보호막(315), n+형 실리콘막(316) 및 도전막(317)은, 절연막(최종 보호막)(318)으로 덮어져 있다. 이 절연막(318)도 화소영역 위에는 형성되어 있지 않다.
절연막(318)에는, TFT의 소스 전극(도전막(317))에 도달하는 콘택트 구명(318a)이 형성되어 있다. 화소전극(319)은 콘택트 구명(318a)에서 유리기판(311) 상의 화소영역에 걸치는 영역에 형성되어 있고, 콘택트 구멍(318a)을 통해서 TFT의 소스측의 도전막(317)에 전기적으로 접속되어 있다. 또화소전극(319)은 ITO로 된다.
또 유리기판(311) 상의 전면에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 배향막에 의해서 화소전극(319) 및 절연막(318)의 표면이 덮어지고 있다.
한편 CF기판(320)은 이하와 같이 형성되어 있다. 즉 유리기판 (321)의 하면측의 청색 화소영역에는 청색 컬러필터(323B)가 형성되고, 적색 화소영역에는 적색 컬러필터(323R)가 형성되고, 녹색 화소영역에는 녹색 컬러필터(323G)가 형성되어 있다. 또 유리기판(321)의 하면측의 화소간의 영역에는 컬러필터(323B, 323R, 323G)가 3층으로 적층되고, 블랙 매트릭스로 되어 있다.
이들의 컬러필터(323B, 323R, 323G)의 아래에는, ITO로 되는 공통전극(324)가 형성되어 있다. 또 공통전극(324)의 아래에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
본 실시형태 있어서 화소영역에는, 절연막(313, 318)이 형성되어 있지 않기 때문에, 절연막(318)과 대향하는 셀 갭 조정용 스페이서의 높이를 높게 하지 않아도, 소정의 셀 갭을 확보할 수 있다. 이에 의해서, 셀 갭 조정용 스페이서의 형성이 용이하게 된다. 또 절연막(313, 318)의 두께분만큼, 액정 표시장치(액정 패널)의 두께를 얇게 할 수 있다.
이하 본 실시형태의 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하겠다. 다만 CF기판의 제조방법은 기본적으로 종래와 같고, 또 도55에 나타낸 CF기판으로 바꾸어서 제1 실시형태 등에서 설명한 CF기판 등을 사용할 수도 있으므로, 여기에서는 CF기판의 제조방법은 생략한다.
도57a∼57e는 본 실시형태의 액정 표시장치의 TFT기판의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
우선 도57a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(311) 위에 예를 들면 Al(알루미늄), Ti(티탄) 또는 그의 적층체 또는 Cr 등으로 된 두께가 0.15㎛인 도전막을 형성하고, 포토리소그래피법에 의해서 그 도전막을 패터닝하여, 게이트 버스라인(312) 및 보조 용량 버스라인(도시하지 않음) 등을 형성한다. 그 후 유리기판(311) 위에 SiNx를 약0.35㎛의 두께로 퇴적시켜서 절연막(게이트 절연막) (313)을 형성한다.
다음에 절연막(313) 위에 TFT의 활성층으로 되는 아모르퍼스 실리콘막(314)을 약0.03㎛의 두께로 형성한다. 또 아모르퍼스 실리콘막 (314) 위에 SiNx를 약0.15㎛의 두께로 퇴적시킨다. 또 이 SiNx막의 위에 포토레지스트를 도포하고, 그 포토레지스트를 유리기판(311)의 하면측에서 노광한다. 그 후 현상처리를 하여, 게이트 버스라인(312) 위 쪽에만 레지스트막을 남긴다. 이 레지스트막을 마스크로 하여 SiNx막을 에칭함으로써, 도57b에 나타낸 바와 같이 실리콘막(314) 위에 채널 보호막(315)을 선택적으로 형성한다. 그 후 채널 보호막(315) 상의 레지스트막을 제거한다.
다음에 유리기판(311) 상측에, n형 불순물을 도프한 n+형 아모르퍼스 실리콘막(316)을 약0.03㎛의 두께로 형성한다. 그 후 n+아모르퍼스 실리콘막(316) 위에 두께가 약0.02㎛인 Ti막, 두께가 약0.08㎛인 Al막, 두께가 약0.05㎛인 Ti막을 순차 형성하고, 이들의 Ti막, Al 및 Ti막의 적층구조로 되는 도전막(317)을 형성한다.또 포토리소그래피법에 의해서 도57c에 나타낸 형상으로 도전막(317), n+형 아모르퍼스 실리콘막(316) 및 아모르퍼스 실리콘막(314)을 패터닝한다.
다음에 도57d에 나타낸 바와 같이, 유리기판(311) 상측 전면에, SiNx로 되는 절연막(최종 보호막) (318)을 약0.33㎛의 두께로 형성한다.
그 후 포토리소그래피법에 의해서 절연막(318)에 TFT의 소스 전극(도전막(317))에 도달하는 콘택트 홀을 형성하는 동시에, 각 화소영역 위의 절연막(318, 313)을 제거한다. 콘택트 홀의 형성 및 화소영역 위의 절연막의 제거에는, 예를 들면 드라이에칭을 사용할 수 있다. 드라이에칭시의 조건으로서는, 예를 들면 사용하는 가스 및 그 유량으로서 SF6/O2=150/250(secm), 압력이 8.0pa, 파워를 600W로 한다.
그 다음에 도57e에 나타낸 바와 같이, 기판(311) 상측에 ITO를 스패터성막하고, 포토리소그래피법에 의해서 ITO막을 패터닝하여, 화소전극(319)을 형성한다. 그 후 기판(311) 상측 전면에 폴리이미드로 되는 배향막을 0.05∼0.1㎛의 두께로 형성한다. 이에 의해서 TFT기판 (310)이 완성된다.
또 상기의 예에서는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역 위의 절연막(313, 318)을 어느 것이나 완전히 제거하는 경우에 대하여 설명했으나, 도58에 나타낸 바와 같이 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역 중의 어느 하나 또는 2개의 화소영역에 절연막(313, 318)을 남겨도 좋다. 이에 의해서 색마다 셀 갭을 조정한 이른바 멀티 셀 갭의 액정 표시장치를 실현할 수 있다. 예를 들면도58에 나타낸 예에서는 청색 화소영역에 절연막(313, 318)을 남기고, 적색 화소영역 및 녹색 화소영역의 절연막(313, 318)을 제거하고 있으므로, 청색 화소와 적색 화소 및 녹색 화소와의 셀 갭의 차이는 약0.68㎛로 된다. 멀티 셀 갭의 액정 표시장치에서는, 색 화소마다 셀 갭을 조정하여 광학특성을 최적화하므로, 표시품질이 보다 한층 향상되는 등의 이점이 있다. 이 때 도59에 나타낸 바와 같이, TFT의 소스 전극과 화소영역 사이의 절연막(318)을 제거하여도 좋다. 이에 의해서 소스 전극에서 화소영역까지 사이의 화소전극(319)의 단차가 작아져서 벤치 컷 (bench cut) (접속 불량)이 방지된다.
또 절연막(313, 318)을 드라이 에칭할 때에 에칭조건을 제어하여, 화소영역에 소망하는 두께만큼 절연막(313, 318)을 남겨도 좋다.
또 상기의 예에서는 절연막(313, 318)을 어느 것이나 무기재료 (SiNx)에 의해서 형성하는 경우에 대하여 설명했으나, 절연성의 유기 재료에 의해서 형성하여도 좋다. 예를 들면 절연막(318)을 아크릴, 폴리이미드 및 에폭시 등의 수지재료로 형성하는 경우는, 스핀코트법 등에 의해서 약 1㎛의 두께로 형성하고, 그 후 콘택트 홀(318a)의 형성과 동시에 화소영역 위의 수지재료를 선택적으로 제거한다. 이와 같이 함으로써 상기의 예와 마찬가지로, 화소영역에서의 셀 갭의 확보나, 멀티 셀 갭화에 대응할 수 있다. 또 이 경우는 색간 단차는 절연막 (318)의 막 두께로 변화되므로, 절연막(318)을 스핀코트법 등으로 도포할 때에 막 두께를 변화시킴으로써, 셀 갭을 간단히 조정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 셀 갭이 동일하다고 하면, 화소영역에 절연막(313, 318)이 없는 분만큼 종래의 액정표시장치에 비해서 유리기판 (311, 321)간의 간격이 좁아진다. 따라서 TFT기판(310)과 CF기판(320)을 실링재로 접합한 후, 기판(310, 320)간에 액정을 주입하는 방법으로는 시간이 걸려게 되는 것을 생각할 수 있다. 그러나 예를 들면 TFT기판(310) 위에 액정을 적하(滴下)하고, 그 후 CF기판(320)을 TFT기판 (310) 상에 배치하여, TFT기판(310)과 CF기판(320)을 접합한다, 이른바 적하주입법을 사용함으로써 제조에 필요할 시간을 단축할 수 있다.
(제15 실시형태)
도60은 본 발명의 제15 실시형태의 액정 표시장치를 나타낸 단면도이다.
이 액정 표시장치는 TFT기판(310)과, CF기판(340)과, 이들의 TFT기판(310)과 CF기판(340) 사이에 봉입된 액정(329)에 의해서 구성되어 있다.
TFT기판(310)은 최종 보호막(331)이 감광성의 아크릴수지를 재료로 하여 형성되어 있는 것을 제외하면, 기본적으로 제14실시형태와 똑같이 구성되어 있다. 즉 유리기판(311) 위에는 게이트 버스라인(312)이 형성되어 있고, 게이트 버스라인(312) 위 및 화소영역 위에는 절연막(게이트 절연막(313))이 형성되어 있다.
절연막(313) 위에는 제14실시형태와 마찬가지로, TFT의 활성층으로 된다 실리콘막이나, 데이터 버스라인, 소스 전극 및 드레인 전극으로 되는 도전층 등이 형성되어 있다(도56 참조). 그리고 TFT의 위쪽에는 수지로 되는 최종 보호막(331)이 형성되어 있고, 이 최종 보호막(331)이 스페이서로서도 작용하도록 되어 있다. 즉 최종 보호막(331)의 선단부분이 CF기판(340)에 접촉하여 셀 갭을 일정하게 유지하도록 되어 있다.
TFT의 소스 전극의 단부측의 최종 보호막은 제거되어 있고, 소스 전극의 단부 위에서 화소영역의 절연막(313)의 위까지의 영역 상에 ITO로 되는 화소전극(319)이 형성되어 있다. 이들의 최종 보호막 (331) 및 화소전극(319)의 표면은 배향막(도시하지 않음)에 의해서 덮어지고 있다.
한편 CF기판(340)은 이하와 같이 형성되어 있다. 즉 유리기판 (341)의 하면측에는 Cr 등의 금속 또는 흑색수지로 되는 블랙 매트릭스(342)가 형성되어 있고, 이 블랙 매트릭스(342)에 의해서 TFT기판 (310)측의 게이트 버스라인, 데이터 버스라인 및 TFT가 덮어지도록 되어 있다. 또 CF기판(340)의 하면측의 화소영역에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터(343R, 343G, 343B)가 TFT기판(310)측의 화소전극에 대응하여 형성되어 있다.
또 블랙 매트릭스(343) 및 컬러필터(343R, 343G, 343B)의 하측에는 ITO로 되는 공통전극(344)이 형성되어 있다. 또 공통전극(344)의 아래에는, 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도61a, 61b는 상기의 TFT기판의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
우선 제14실시형태와 마찬가지로 하여 유리기판(311) 위에 게이트 버스라인(312), 게이트 절연막(313), 실리콘막(314), 채널 보호막(315), n+형태 실리콘막(316), 도전막(317)을 형성한다(도57a∼57c 참조).
다음에 도61a에 나타낸 바와 같이, 스핀코트법에 의해서, 기판 (311) 상측 전면에 감광성 아크릴수지를 약4㎛의 두께로 도포하여, 감광성 아크릴 수지막(330)을 형성한다.
그 다음에 도61b에 나타낸 바와 같이, 감광성 아크릴수지를 노광 및 현상처리하여, 도전막(317) 및 실리콘막(314, 316)을 피복하는 최종 보호막(331)을 형성한다. 이 때 TFT의 소스측의 도전막(317) 위 및 화소영역 위의 최종 보호막(331)도 제거한다.
그 후 유리기판(311) 상측 전면에 ITO막을 형성한 후, 이 ITO막을 패터닝하여, 화소전극(319)을 형성한다. 또 유리기판(311) 상측 전면에 배향막(도시하지 않음)을 형성하고, 이 배향막에 의해서 화소전극(319) 및 최종 보호막(331)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 TFT기판(310)이 완성된다.
CF기판은 공지의 방법에 의해서 제조할 수 있으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서는 최종 보호막(331)은 감광성 아크릴수지에 의해서 형성되므로, 약4㎛로 두껍게 형성하는 것이 용이하다. 그리고 이 두껍게 형성된 최종 보호막(331)의 선단부분이 CF기판(340)에 접촉 하도록 하여 셀 갭을 일정(약4㎛)하게 유지한다. 즉 최종 보호막(331)은 스페이서로서도 작용한다. 셀 갭은 감광성 아크릴수지막의 막 두께로 정해지고, 감광성 아크릴 수지막의 막 두께는 도포조건을 조정함으로써 임의로 설정할 수 있다. 또 화소의 색에 따라서 화소영역의 절연막(313)을 선택적으로 제거함으로써, 멀티 셀 갭에 대응할 수도 있다.
따라서 본 실시형태에 의하면, 제14실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는데 더하여, 최종 보호막(331)을 스페이서로서도 사용하므로, 제조공정이 간략화되어, 제조 코스트를 삭감할 수 있는 등의 이점이 있다. 또 상술한 바와 같이 멀티 셀 갭에도 대응하는 것이 가능하고, 색도, 투과율 및 콘트라스트 등의 광학특성이 최적화된 액정 표시장치를 제조할 수 있다.
(제16 실시형태)
이하 본 발명의 제16 실시형태에 대하여 설명하겠다.
도62는 제16실시형태의 액정 표시장치(액정 패널)의 액정주입 전의 상태를 나타낸 평면도, 도63은 도62의 IV-IV선에 의한 단면도이다. 또 도63에 있어서 게이트 버스라인 및 게이트절연막 등의 도시를 생략하는 동시에, 도1과 동일물에는 동일부호를 붙이고 있다.
본 실시형태의 액정 표시장치의 CF기판(420)은, 이하와 같이 구성되어 있다. 즉 유리기판(421)의 한쪽 면측(도63에서는 하면측)에는 적색 컬러필터(423R), 녹색 컬러필터(423G) 및 청색 컬러필터(423B)가 각각 소정의 패턴으로 형성되어 있다.
또 본 실시형태에서는, 도63에 나타낸 바와 같이 컬러필터(423R, 423G, 423B) 중의 2색의 컬러필터를 적층시켜서, 화소간의 영역을 차광하는 블랙 매트릭스를 형성하고 있다. 또 표시영역(401)의 외측의 차광영역(402)에는, 청색 컬러필터(423B)와 적색 컬러필터(423R)와의 적층체로 되는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 또 액정주입구(404) 근방의 차광영역(402) 위에는, 갭 유지용 스페이서(425c)가 복수 형성되어 있다. 또 액정주입구(404)에는 컬러 필터(423R, 423G, 423B)가 3층으로 적층되어서 되는 기둥이 복수 형성되어 있고, 그 아래에 갭 유지용 스페이서(425d)가 형성되어 있다. 또 이들의 스페이서(425c, 425d)의 선단부분이TFT기판(410)에 접촉하여, 액정주입구(404) 및 그 근방의 차광영역(402)에서의 갭을 일정하게 유지하고 있다.
TFT기판(410)과 CF기판(420)은 표시영역(401)보다도 외측에 도포된 실링재(403)에 접합되고, 그 후 액정주입구(404)를 통해서 TFT기판(410)과 CF기판(420) 사이에 액정이 주입된다.
일반적으로 액정의 주입에는 진공 챔버를 사용한다. 즉 T기판과 CF기판을 실링재로 접합하여 액정 패널로 한 후, 그 액정 패널을 액정을 넣은 용기와 함께 진공챔버 내에 넣는다. 그리고 챔버 내를 진공으로 한 후, 액정주입구를 액정 중에 침지하고, 챔버 내를 대기압으로 되돌린다. 그렇게 하면 압력의 차이에 의해서 액정 패널 내의 공간에 액정이 주입된다. 액정 패널 내에 액정이 충분히 주입된 후, 액정주입구를 수지로 봉지한다.
예를 들면 전술한 도24에 나타낸 것과 동일한 액정 표시장치에서는, 컬러 필터를 적층시켜서 블랙 매트릭스를 형성하므로, Cr 등으로 블랙 매트릭스를 형성하는 방법에 비해서 제조공정이 간략화된다. 또 포토레지스트를 사용하여 소정의 위치에 셀 갭 조정용 스페이서를 형성하므로, 표시영역 내의 셀 갭을 일정하게 유지할 수 있다. 그러나, 표시영역의 외측의 차광 영역에서는, Cr 등에 의해서 블랙 매트릭스를 형성한 액정 표시장치에 비해서, TFT기판과 CF기판 사이의 간극이 작아진다. 그 때문에 액정 패널 마다의 액정주입속도의 불균일이 커지고, 그 결과 주입에 요하는 시간이 길어질 뿐만 아니라, 주입부족에 의한 기포의 발생이나, 주입과잉에 의한 갭의 증대 등의 문제가 발생될 우려가 있다.
이것을 회피하기 위해서 액정 패널마다 주입시간을 조정하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 액정 패널마다 주입시간을 조정하게 되면, 제조효율이 현저하게 저하되어, 제조 코스트의 증대를 초래하게 된다.
한편 본 실시형태에서는 도63에 나타낸 바와 같이, 액정주입구 (404) 및 그 근방의 차광 영역(402)에 스페이서(425d, 425c)를 설치하고, 이들의 스페이서(425d, 425c)에 의해서 TFT기판(410)과 CF기판 (420) 사이의 간극을 일정하게 유지하므로, 액정주입에 필요할 시간의 격차가 회피되어, 상술한 문제의 발생을 방지할 수 있다.
도64a∼64e는 제16실시형태의 액정 표시장치의 CF기판의 제조방법을 나타낸 단면도, 도65a∼65e는 마찬가지로 그 평면도이다. 또 도65a∼65d에 있어서는 형성할 블랙 매트릭스의 형상도 합쳐서 나타내고 있다. 또 도64a∼64e에서는 컬러필터 형성면을 상측으로 하고 있다.
우선 유리기판(421) 상측 전면에 청색 포토레지스트를 도포한다. 그 후 소정 패턴의 마스크를 사용하여 포토레지스트를 노광한 후, 현상처리를 실시하고, 도64a, 도65a에 나타낸 바와 같이, 청색 화소부와, 청색 화소부의 주위 및 적색 화소부의 주위의 블랙 매트릭스 형성부와, 표시영역 내의 스페이서 형성부(도24 참조)와, 표시영역 외측의 차광영역과, 액정주입구의 스페이서 형성부의 위에 청색 컬러필터(423B)를 1.7㎛의 두께로 형성한다.
다음에 유리기판(421) 상측 전면에 적색 포토레지스트를 도포한다. 그 후 소정 패턴의 마스크를 사용하여 포토레지스트를 노광한 후, 현상처리를 실시하고,도64b, 도65b에 나타낸 바와 같이, 적색 화소부와, 각 화소부의 주위의 블랙 매트릭스 형성부와, 표시영역 내의 스페이서 형성부와, 표시영역 외측의 차광영역과, 액정주입구의 스페이서 형성부의 위에 적색 컬러필터(423R)를 1.7㎛의 두께로 형성한다.
이 경우 표시영역(401) 내에서 청색 컬러필터(423B) 위에 적층된 적색 컬러필터(423R)의 두께는, 적층부분의 폭(블랙 매트릭스의 폭)이 좁기(10∼40㎛) 때문에, 프리베이킹 및 포스트 베이킹시의 레벨링에 의해서, 1.7㎛보다 얇아진다. 한편 차광영역(402) 및 액정주입구(404)의 스페이서 형성부에서 청색 컬러필터(423B) 위에 적층된 적색 컬러필터(423R)의 두께는, 패턴의 폭이 충분히 크기 때문에 화소부의 적색 컬러필터(423R)와 거의 같은 두께로 된다.
다음에 유리기판(421) 상측 전면에 녹색 포토레지스트를 도포한다. 그 후 소정 패턴의 마스크를 사용하여 포토레지스트를 노광한 후, 현상처리를 실시하고, 도64c, 도65c에 나타낸 바와 같이, 녹색 화소부와, 녹색 화소부의 주위의 플라스틱 매트릭스 형성부와, 표시영역(401) 내의 스페이서 형성부와, 액정주입구(404)의 스페이서 형성부의 위에 녹색 컬러 필터(423G)를 1.7㎛의 두께로 형성한다.
이 경우에도 표시영역(401) 내에서 청색 컬러필터(423B) 또는 적색 컬러필터(423G) 위에 적층된 녹색 컬러필터(423G)의 두께는, 적층 부분의 폭이 좁기 때문에, 프리베이킹 및 포스트 베이킹에 의한 레벨링에 의해서, 1.7㎛보다 얇아진다. 한편 액정주입구(404)의 적색 컬러필터(423R) 위에 형성된 녹색 컬러필터(423G)의 두께는, 패턴의 폭이 크기 때문에, 화소부의 녹색컬러필터(423G)와 같은 두께로 된다.
다음에 도64d에 나타낸 바와 같이, 유리기판(421) 상측에 ITO로 되는 공통전극(424)을 약0.1㎛의 두께로 형성하고, 이 공통전극(424)에 의해서 표시영역(401)의 컬러필터(423R, 423G, 423B)의 표면 및 차광 영역(402)의 컬러필터(423R)의 표면을 피복한다. 다만 액정주입구 (404)의 부분에는 공통전극을 형성하지 않는다.
그 다음에 유리기판(421) 상측 전면에 포토레지스트를 도포한다. 또 소정 패턴의 마스크를 사용하여 노광한 후, 현상처리를 실시하고, 도64e, 도65d에 나타낸 바와 같이, 표시영역(401) 내의 컬러필터(423R,423G, 423B) 위에 도메인 규제용의 돌기(425a)를 형성하는 동시에, 표시영역(401) 내의 소정의 위치에 셀 갭 조정용 스페이서(425b)를 형성하고, 차광영역(402)의 소정 위치에 갭 유지용 스페이서(425c)를 형성하고, 액정주입구(404)의 3층의 컬러필터(423B, 423R, 423G)로 되는 기둥 위에 갭 유지용 스페이서(425d)를 형성한다.
이 경우에 표시영역(401) 내의 도메인 규제용 돌기(425a), 및 표시영역(401) 내의 셀 갭 조정용 스페이서(425b)의 패턴 폭, 및 차광영역(402)의 갭 유지용 스페이서(425c) 및 액정주입구(404)의 갭 유지용 스페이서(425d)의 패턴 폭을 조정함으로써, 스페이서(425c, 425d)의 높이(기판(421)의 표면으로부터의 높이)를, 도메인 규제용 돌기(425a) 및 셀 갭 조정용 스페이서(425b)보다 높게 형성할 수 있다. 예를 들면 표시영역(401) 내의 셀 갭 조정용 스페이서(425b)의 높이가 5.6㎛, 표시영역 외측의 차광영역(402)의 스페이서(425c)의 높이가 5.8㎛, 액정주입구(404)의 스페이서(425d)의 높이가 6.0㎛인 등, 스페이서(425b, 425c, 425d)의 높이를 각각 달리하도록 한다.
그 후 유리기판(421) 상측에 배향막(도시하지 않음)을 0.8nm의 두께로 형성하고, 이 배향막에 의해서 컬러필터(423R, 423G, 423B), 도메인 규제용 돌기(425a) 및 스페이서(425b, 425c)의 표면을 덮는다. 이에 의해서 CF기판(420)이 완성된다.
TFT기판(410)은 제1 실시형태와 같으므로 여기에서는 TFT기판(410)의 제조방법의 설명을 생략한다.
이와 같이 하여 형성한 CF기판(420)의 가장자리를 따라 실링재를 도포하고, 스페이서(425b, 425c, 425d)의 선단부분을 TFT기판(410)에 접촉시켜서, TFT기판(410)과 CF기판(420)을 접합하고, 액정 패널 (400)으로 한다. 다만 액정주입구(404)의 부분에는 실링재를 도포하지 않고, 접합 후의 TFT기판(410)과 CF기판(420) 사이의 내부 공간이 액정주입구(404)를 통해서 외부와 연락한 상태로 한다.
그 후 진공챔버 내에 액정 패널(400)과 함께 액정이 들어 있는용기를 넣고, 챔버 내를 진공으로 한다. 또 액정주입구(404)를 액정 중에 침지하여, 챔버 내를 대기압으로 되돌린다. 그렇게 하면 압력의 차이에 의해서 액정이 액정 패널(400)의 내부 공간에 주입된다. 이 때 본 실시형태로는 액정주입구(404) 및 그 근방의 차광영역(402)에서는 스페이서(425d, 425c)가 형성되어 있으므로, TFT기판(410)과 CF기판(420) 사이의 간극이 비교적 크고, 컬러필터를 적층시켜서 블랙 매트릭스로 하고 있음에도 불구하고, 액정의 주입속도가 비교적 빠르다.
이어서 액정 패널 내에 액정이 충분히 주입된 후, 액정주입구 (404)에 UV경화성 수지를 충전하고, UV조사하여 액정주입구(404)를 봉지한다.
이 때 UV경화성 수지가 수축되어 액정주입구(404) 및 차광영역(402)에서의 갭이 좁혀진다. 이에 의해서 액정 패널의 전체에 걸쳐서 갭이 균일화된다.
이와 같이 하여 셀 갭은 약4.0㎛로 액정 패널 전체에 걸쳐서 균일한 액정 패널을 얻을 수 있다. 그 후 액정 패널 상측 및 하측에 편광판을 크로스 니콜에 배치하여 접합한다. 이에 의해서 액정 표시장치 가 완성된다.
상기의 방법에 의해서 액정 표시장치를 실제로 제조하고, 액정주입에 필요할 시간을 측정한 결과, 차광영역(402) 및 액정주입구(404)에 스페이서를 형성하지 않는 경우에 비해서, 액정주입시간을 약20% 단축할 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이, 셀 갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서와, 그 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기부를, 포토레지스트막을 사용하여 동시에 형성함으로써, 시각특성이 양호한 액정 표시장치를 용이하게 형성할 수 있다.
또 적색, 녹색 및 청색 중의 2색 이상의 컬러필터를 적층시켜서 블랙 매트릭스로 하는 액정 표시장치에 있어서, 상층의 컬러필터의 에지에 의해서 적색 화소, 녹색 화소 및 청색이 그 중 2 이상의 화소의 에지를 결정하는 구조로 함으로써, 노광 장치의 스테이지로부터의 반사광에 의한 화소의 에지의 위치 어긋남을 회피할 수 있다. 이에 의해서 액정 표시장치의 표시품질이 향상된다.
또 서로 높이가 상이한 제1 스페이서 및 제2 스페이서를 형성하고, 통상시에 있어서는 제1 스페이서만으로 셀 갭을 유지하고, 높은 압력이 가해졌을 때에 제1스페이서 및 제2 스페이서로 셀 갭을 유지함으로써, 온도변화에 의한 액정의 열팽창 및 열수축에 기인하는 표시품질의 열화를 회피할 수 있는 동시에, 오토클레이브 등에 의한 높은 압력의 인가에 기인하는 스페이서 소성 변형이나 화소전극과 공통전극과의 단락을 회피할 수 있다. 스페이서가 압축변위가 다른 복수의 막을 적층시켜 구성되어 있는 경우도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또 하중에 대한 변위량이 소정의 부등식을 충족하도록 스페이서의 재질 및 밀도를 설정함으로써, 온도에 의한 액정의 열팽창 및 열수축에 따라서 적당하게 스페이서가 신축된다. 이에 의해서 액정의 열팽창 및 열수축에 기인하는 표시품질의 열화를 회피할 수 있다.
또 복수색 중의 적어도 1색의 화소영역에서, 화소전극과 투명기판 사이에 최종 보호막이 개재하지 않는 구조, 또는 화소전극과 투명기판 사이에 개재하는 최종 보호막의 두께가 박막트랜지스터 상의 최종 보호막의 두께보다 얇은 구조로 함으로써, 셀 갭 조정용 스페이서의 높이를 낮게 하여도, 소정의 셀 갭을 확보할 수 있다. 이에 의해서 셀 갭 조정용 스페이서의 형성이 용이하게 된다.
또 액정주입구의 부분에 컬러필터를 2층 이상으로 적층한 기둥을 형성하는 동시에, 이 기둥 위에 스페이서를 형성하고, 이에 의해서 액정주입구의 부분 갭을 확보함으로써, 액정시간의 불균일이 회피되고, 액정의 주입부족에 의한 기포의 발생이나, 주입과다에 의한 셀 갭의 불균일에 기인하는 표시품질의 저하가 방지된다.

Claims (53)

  1. 한 쌍의 기판간에 수직배향형 액정을 봉입한 수직배향형 액정 표시장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽에 형성되어 셀 갭을 일정하게 유지하는 셀 갭 조정용 스페이서와,
    상기 스페이서가 형성된 기판측에, 상기 스페이서와 동일 재료에 의해서 동일공정으로 형성된, 상기 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기
    를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 한 쌍의 기판간에 수직배향형 액정을 봉입한 수직배향형 액정 표시장치의 제조방법에 있어서,
    한 쪽 기판 위에 포토레지스트 막을 형성하는 포토레지스트 막형성 공정과,
    스페이서 패턴 및 돌기 패턴을 갖는 마스크를 사용하여, 상기 포토레지스트 막에, 현상 후의 잔막 두께가 상이한 조건으로 상기 스페이서 패턴 및 상기 돌기 패턴을 전사하는 노광공정과,
    상기 포토레지스트 막을 현상하여, 상기 스페이서 패턴에 대응하는 셀 갭 조정용 스페이서와, 상기 돌기 패턴에 대응하는 도메인 규제용 돌기를 동시에 형성하는 현상공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 현상공정 후에, 포스트 베이킹하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 노광공정에서, 상기 스페이서를 형성하는 영역과 상기 돌기를 형성하는 영역의 노광량을 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 스페이서 패턴의 광투과율과, 상기 돌기 패턴의 광투과율이 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 노광공정에서, 상기 마스크를 상기 포토레지스트 막에 대하여 평행한 방향으로 어긋나게 하면서 복수회 노광함으로써, 상기 스페이서를 형성하는 영역과 상기 돌기를 형성하는 영역의 노광량을 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 노광공정에서, 회절광을 이용하여 상기 스페이서를 형성하는 영역과, 상기 돌기를 형성하는 영역의 노광량을 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  8. 기판과,
    상기 기판 위에 형성된 복수색의 컬러필터와,
    상기 컬러필터 위에 형성된 공통전극과,
    상기 공통전극 위에 형성된 셀 갭 조정용 스페이서와,
    상기 공통전극 위에 상기 셀 갭 조정용 스페이서와 동일 재료에 의해서 동일공정으로 형성된, 상기 셀 갭 조정용 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기
    를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판.
  9. 기판 위에 복수색의 컬러 필터를 형성하는 공정과,
    상기 컬러필터 위에 투명도전체로 되는 공통전극을 형성하는 공정과,
    상기 공통전극 위에 포토레지스트 막을 형성하는 공정과,
    스페이서 패턴 및 돌기 패턴을 갖는 마스크를 사용하여, 상기 포토레지스트 막에, 현상 후의 잔막 두께가 상이한 조건으로 상기 스페이서 패턴 및 상기 돌기 패턴을 전사하는 공정과,
    상기 포토레지스트 막을 현상하여, 상기 스페이서 패턴에 대응하는 셀 갭 조정용 스페이서와, 상기 돌기 패턴에 대응하는 도메인 규제용 돌기를 동시에 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법.
  10. 한 쌍의 기판간에 수직배향형 액정을 봉입한 수직배향형 액정 표시장치의 제조방법에 있어서,
    한 쪽 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 포토레지스트 막형성 공정과,
    스페이서 패턴과, 이 스페이서 패턴보다 폭이 좁은 돌기 패턴을 갖는 마스크를 사용하여, 상기 포토레지스트 막에 상기 스페이서 패턴 및 상기 돌기 패턴을 전사하는 노광공정과,
    상기 포토레지스트 막을 현상하여, 상기 스페이서 패턴에 대응하는 셀 갭 조정용 스페이서와, 상기 돌기 패턴에 대응하는 도메인 규제용 돌기를 동시에 형성하는 현상공정과,
    현상 후의 포토레지스트 막을 포스트 베이킹하여, 도메인 규제용 돌기의 높이를 상기 셀 갭 조정용 스페이서의 높이보다 낮게 하는 포스트 베이킹공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  11. 기판 상에 복수색의 컬러 필터를 형성하는 공정과,
    상기 컬러필터 위에 투명 도전체로 되는 공통전극을 형성하는 공정과,
    상기 공통전극 위에 포토레지스트 막을 형성하는 공정과,
    스페이서 패턴과, 이 스페이서 패턴보다 폭이 좁은 돌기 패턴을 갖는 마스크를 사용하여, 상기 포토레지스트 막에 상기 스페이서 패턴 및 상기 돌기 패턴을 전사하는 공정과,
    상기 포토레지스트 막을 현상하여, 상기 스페이서 패턴에 대응하는 셀 갭 조정용 스페이서와, 상기 돌기 패턴에 대응하는 도메인 규제용 돌기를 동시에 형성하는 공정과,
    현상 후의 포토레지스트 막을 포스트 베이킹하여, 도메인 규제용 돌기의 높이를 상기 셀 갭 조정용 스페이서의 높이보다 낮게 하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러 필터 기판의 제조방법.
  12. 제1 기판 상에 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 컬러필터 위에 투명 도전체로 되는 전극을 형성하는 공정과,
    상기 전극 위에 포토레지스트 막을 형성하는 공정과,
    상기 포토레지스트 막을 노광하고, 그 후 현상처리를 실시하여 셀 갭 조정용 스페이서와, 그 셀 갭 조정용 스페이서보다 높이가 낮은 도메인 규제용 돌기를 동시에 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판의 상면측에 제1배향막을 형성하는 공정과,
    화소전극 및 제2배향막을 갖는 제2 기판과 상기 제1 기판을 접합하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 봉입하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  13. 기판 상에 적색, 녹색 및 청색 중의 어느 2색 이상의 컬러필터를 적층하여 블랙 매트릭스로 하는 액정 표시장치에 있어서,
    상층의 컬러필터의 에지에 의해서, 적색화소, 녹색화소 및 청색화소 중의 어느 2 이상의 화소의 에지를 결정하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 녹색화소의 에지가 녹색 컬러 필터 위에 형성된 적색 컬러필터의 에지로 결정되고, 상기 적색화소의 에지는 적색 컬러 필터 위에 형성된 청색 컬러필터의 에지로 결정되고, 상기 청색화소의 에지는 1층째의 녹색 컬러필터의 에지에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 녹색화소의 에지가 녹색 컬러 필터 위에 형성된 청색 컬러필터의 에지로 결정되고, 상기 적색화소의 에지는 적색 컬러 필터 위에 형성된 청색 컬러필터의 에지로 결정되고, 상기 청색화소의 에지는 1층째의 녹색 컬러필터의 에지에 의해서 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  16. 기판과,
    상기 기판 위의 적색 화소부에 형성된 적색 컬러필터와, 녹색 화소부에 형성된 녹색 컬러필터와, 청색 화소부에 형성된 청색 컬러 필터와,
    적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터 중의 적어도 2색의 컬러필터를 적층하여 형성되고, 상기 기판 위의 화소간의 영역에 배치된 블랙 매트릭스를 갖고,
    상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소의 에지는 상기 블랙 매트릭스를 구성하는 컬러필터 중 상층의 컬러필터의 에지로 결정되고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터기판.
  17. 기판 위의 제1색 화소부 및 블랙 매트릭스 형성부에, 제1색 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 기판 위의 제2색 화소부 및 상기 블랙 매트릭스 형성부에, 제2색 컬러필터를 형성하고, 상기 제1색 화소부의 에지를 상기 제2색 컬러필터의 에지로 결정하는 공정과,
    상기 기판 위의 제3색 화소부 및 상기 블랙 매트릭스 형성부에, 제3색 컬러필터를 형성하고, 상기 제2색 화소부의 에지를 상기 제3색 컬러필터의 에지로 결정하는 동시에, 상기 제3색 화소부의 에지를 상기 제1색 컬러필터의 에지로 결정하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 기판은 유리보다 자외선 흡수능력이 높은 재료로 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 컬러필터 및 상기 제2 컬러필터 중 적어도 한 쪽에, 자외선 흡수재가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 기판의 표면 상에, 상기 기판의 재료에 비해서 자외선흡수 능력이 우수한 재료로 되는 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  21. 기판 상의 제1색 화소부 및 블랙 매트릭스 형성부에, 제1색 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 기판 상의 제2색 화소부 및 상기 블랙 매트릭스 형성부에, 제2색 컬러필터를 형성하고, 상기 제1색 화소부의 에지를 상기 제2색 컬러 필터의 에지로 결정하는 공정과,
    상기 기판 위의 제3색 화소부 및 상기 블랙 매트릭스 형성부에 제3색 컬러필터를 형성하고, 상기 제2색 화소부의 에지를 상기 제3색 컬러필터의 에지로 결정하는 동시에, 상기 제3색 화소부의 에지를 상기 제1색 컬러필터의 에지로 결정하는 공정과
    상기 컬러필터 위에 투명 도전체로 되는 공통전극을 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법.
  22. 한 쌍의 기판간에 액정을 봉입하여 되는 액정 표시장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판간에, 통상시의 상기 기판간의 셀 갭을 결정하는 제1 스페이서와, 상기 제1 스페이서보다 높이가 낮은 제2 스페이서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 압축변위가 다른 재료로 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  24. 한 쌍의 기판간에 액정을 봉입하여 되는 액정 표시장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판의 셀 갭을 결정하는 스페이서는 압축변위가 다른 복수의 막을 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  25. 제1 기판 상에 제1 포토레지스트 막을 형성하고, 그 제1 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여, 화소간의 영역에 제1 스페이서를 선택적으로 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판 위에 제2 포토레지스트 막을 형성하고, 이 제2 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여, 상기 화소간의 영역으로서 상기 제1 스페이서가 형성되어 있지 않은 영역에, 상기 제1 스페이서와 높이가 다른 제2 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 중의 어느 한 쪽의 선단부분을 제2 기판에 접촉시켜서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 양자간에 액정을 봉입하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  26. 제1 기판의 화소간의 영역에 압축변위가 다른 재료로 되는 복수의 막을 적층하여 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 스페이서의 선단부분을 제2 기판에 접촉시켜서, 상기 제1 기판과 제2 기판을 접합하여 양자간에 액정을 봉입하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  27. 제1 기판 상에 블랙 매트릭스 및 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판의 상측 전면에 제1 포토레지스트 막을 형성하고, 이 제1 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 컬러필터 위에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 동시에, 상기 블랙 매트릭스의 위 쪽에 레지스트 수지막을 선택적으로 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판의 상측 전면에 제2 포토레지스트 막을 형성하고, 이 제2 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 블랙 매트릭스 위 쪽에 제2 포토레지스트 막으로 되는 제1 스페이서를 형성하는 동시에, 상기 레지스트 수지막과 그 위의 상기 제2 포토레지스트 막으로 되는 제2 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 제2 스페이서의 선단부분을 제2 기판에 접촉시켜서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여, 양자간에 액정을 봉입하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 2색 이상의 컬러필터를 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  29. 기판 상에 블랙 매트릭스 및 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 기판의 상측 전면에 제1 포토레지스트 막을 형성하고,이 제1 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 컬러필터 위에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 동시에, 상기 블랙 매트릭스의 위 쪽에 레지스트 수지막을 선택적으로 형성하는 공정과,
    상기 기판의 상측 전면에 제2 포토레지스트 막을 형성하고, 이 제2 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 블랙 매트릭스의 위 쪽에 제2 포토레지스트막으로 되는 제1 스페이서를 형성하는 동시에, 상기 레지스트 수지막과 그 위의 상기 제2 포토레지스트 막으로 되는 제2 스페이서를 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법.
  30. 제1 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판 위의 화소부에 컬러필터를 형성하는 동시에, 상기 블랙 매트릭스의 소정의 영역 상에만 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판의 상측 전면에 포토레지스트 막을 형성하고, 이 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 블랙 매트릭스에 적층된 상기 컬러필터의 위와, 컬러필터가 적층되어 있지 않은 상기 블랙 매트릭스 위에 각각 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 컬러필터 상의 상기 스페이서의 선단부분을 제2 기판에 접촉시켜서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여, 양자간에 액정을 봉입하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  31. 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과,
    상기 기판 상의 화소부에 컬러필터를 형성하는 동시에 상기 블랙 매트릭스의 소정 영역 상에만 컬러필터를 형성하는 공정과,
    상기 기판의 상측 전면에 포토레지스트 막을 형성하고, 이 포토레지스트 막을 노광 및 현상처리하여 상기 블랙 매트릭스에 적층된 상기 컬러필터의 위와, 컬러필터가 적층되어 있지 않은 상기 블랙 매트릭스 위에 각각 스페이서를 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법.
  32. 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판간에 개재하여 상기 한 쌍의 기판간에 간극을 형성하는 복수의 스페이서와, 상기 한 쌍의 기판간에 봉입된 액정을 갖는 액정 표시장치에 있어서,
    상기 스페이서의 분포밀도를 n(개/cm2), 상기 스페이서 하나당 9.8/n(N)의 힘을 가했을 때의 변위량을 x로 하고, 상기 한 쌍의 기판간의 평균간격을 d로 하고, 60℃에서의 상기 액정의 밀도를 q60(g/cm3), -20℃에서의 상기 액정의 밀도를 q-20(g/cm3)로 했을 때에, 하기 부등식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
    x/d>(1/q60-1/q-20)/(1/q60)
  33. 한 쌍의 기판과 상기 한 쌍의 기판간에 개재하여 상기 한 쌍의 기판간에 간극을 형성하는 복수의 스페이서와, 상기 한 쌍의 기판간에 봉입된 액정을 갖는 액정 표시장치에 있어서,
    상기 스페이서의 분포밀도를 n(개/cm2), 상기 스페이서 하나당 9.8/n(N)의 힘을 가했을 때의 변위량을 x로 하고, 상기 한 쌍의 기판간의 평균 간격을 d로 하고, 60℃에서의 상기 액정의 밀도를 q60(g/cm3), 20℃에서의 상기 액정의 밀도를 q20(g/cm3)로 했을 때에, 하기 부등식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
    x/d>2×(1/q60-1/q20)/(1/q60)
  34. 박막 트랜지스터를 갖는 TFT기판과, 복수색의 컬러필터를 갖는 CF기판과, 이들의 TFT기판과 CF기판 사이에 봉입된 액정에 의해서 구성된 액정 표시장치에 있어서,
    상기 TFT기판은
    투명기판과,
    상기 투명기판 위에 형성된 상기 박막트랜지스터와,
    적어도 상기 박막트랜지스터를 피복하는 절연성의 최종 보호막과,
    상기 최종 보호막을 제거한 부분에서 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속되어, 화소영역 상으로 뻗은 화소전극을 갖고,
    상기 복수색 중의 적어도 1색의 화소영역에서는, 상기 화소전극과 상기 투명기판 사이에 상기 최종 보호막이 개재하지 않는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  35. 제34 항에 있어서,
    화소색에 따라서 상기 화소영역 상에 개재하는 상기 최종 보호막의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  36. 제34 항에 있어서,
    상기 최종 보호막이 절연성의 무기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  37. 제34 항에 있어서,
    상기 최종 보호막이 절연성의 유기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  38. 박막트랜지스터를 갖는 TFT기판과, 복수색의 컬러필터를 갖는 CF기판과, 이들의 TFT기판과 CF기판 사이에 봉입된 액정에 의해서 구성된 액정 표시장치에 있어서,
    상기 TFT기판은,
    투명 기판과,
    상기 투명기판 위에 형성된 박막트랜지스터와,
    적어도 상기 박막트랜지스터를 피복하는 절연성의 최종 보호막과,
    상기 최종 보호막을 제거한 부분에서 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속되어, 화소영역 상으로 뻗은 화소전극을 갖고,
    상기 화소전극과 상기 투명기판 사이에 개재하는 상기 최종 보호막의 두께가 상기 박막트랜지스터 위의 상기 최종 보호막의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  39. 제38 항에 있어서,
    화소의 색에 따라서 상기 화소영역 상에 개재하는 상기 최종 보호막의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  40. 제38 항에 있어서,
    상기 최종 보호막이 절연성의 무기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  41. 제38 항에 있어서,
    상기 최종 보호막이 절연성의 유기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  42. 기판 위에 복수개의 게이트 버스라인을 형성하는 공정과,
    상기 기판 상측 전면에, 상기 게이트 버스라인을 피복하는 제1 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 절연막 위에 복수개의 데이터 버스라인을 형성하는 동시에 각 화소영역에 대응하여 박막트랜지스터를 형성하는 공정과,
    상기 기판의 상측 전면에 상기 박막트랜지스터를 피복하는 제2 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 박막트랜지스터 위의 상기 제2 절연막을 선택적으로 에칭하여 상기 박막트랜지스터의 전극을 노출시키는 동시에, 상기 화소영역 위의 상기 제2 절연막을 에칭하는 공정과,
    상기 기판 상측 전면에 도전막을 형성하고, 이 도전막을 패터닝하여, 각 화소영역마다 각각 화소전극을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  43. 제42 항에 있어서,
    상기 에칭공정에서, 화소의 색에 따라서 상기 화소영역 상에 남게 되는 상기 제1 절연막, 또는 상기 제2 절연막의 두께를 변화시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  44. 제42 항에 있어서,
    상기 제2 절연막 중 상기 박막트랜지스터의 위 쪽 부분을셀 갭을 유지하기위한 스페이서로서 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  45. 제42 항에 있어서,
    상기 제2 절연막을 무기재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  46. 제42 항에 있어서,
    상기 제2 절연막을 유기재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  47. 서로 색이 다른 복수의 컬러필터를 적층하여 형성된 블랙 매트릭스를 갖는 제1 기판과, 화소전극을 갖는 제2 기판을 실링재로 접합하고, 액정 주입구로부터 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입한 액정 표시장치에 있어서,
    상기 제1 기판의 상기 액정 주입구에 적층된 복수의 컬러필터로 되는 기둥과,
    상기 기둥 위에 형성되어서 그 선단이 상기 제2 기판에 접촉한 갭 유지용 스페이서를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  48. 제47 항에 있어서,
    화소부의 컬러 필터 위에, 상기 갭 유지용 스페이서와 동일재료로 되는 도메인 규제용 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  49. 제1 기판 위의 화소부에 각각 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 중의 어느 1색의 컬러필터를 형성하는 동시에, 화소간의 영역 및 표시영역 외측의 차광영역에 상기 컬러 필터 중의 2색의 컬러 필터를 적층하여 블랙 매트릭스를 형성하고, 액정 주입구로 되는 부분에 상기 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 중의 2색 이상의 컬러필터를 적층하여 기둥을 형성하는 공정과,
    상기 화소부의 컬러필터 위에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 동시에, 상기 컬러필터를 적층하여 되는 기둥 위에 제1 갭 유지용 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 제1 갭 유지용 스페이서의 선단을 제2 기판에 접촉시켜, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 공정과,
    상기 액정주입구를 통해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 공정과,
    상기 액정 주입구를 봉지하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  50. 제49 항에 있어서,
    상기 표시영역 내의 소정 영역에, 상기 적색, 청색 및 녹색의 컬러필터를 3층으로 적층하고, 그 위에 상기 도메인 규제용 돌기와 동시에 셀 갭 조정용 스페이서를 형성하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합할 때, 그 셀 갭 조정용 스페이서의 선단을 상기 제2 기판에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  51. 제49 항에 있어서,
    상기 제1 갭 유지용 스페이서의 형성과 동시에, 상기 표시 영역 외측의 블랙 매트릭스의 위에 제2 갭 유지용 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  52. 제49 항에 있어서,
    제1 갭 유지용 스페이서를, 상기 셀 갭 조정용 스페이서보다 높게 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.
  53. 기판 상의 화소부에 각각 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터의 중의 어느 1색의 컬러필터를 형성하는 동시에, 화소간의 영역 및 표시영역 외측의 차광영역에 상기 컬러필터 중의 2색의 컬러필터를 적층하여 블랙 매트릭스를 형성하고, 액정 주입구로 되는 부분에 상기 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 중의 2색 이상의 컬러필터를 적층하여 기둥을 형성하는 공정과,
    상기 화소부의 컬러필터 위에 도메인 규제용 돌기를 형성하는 동시에 상기 컬러필터를 적층하여 되는 기둥 위에 갭 유지용 스페이서를 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법.
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