KR20060013885A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060013885A
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Abstract

본 발명은 TFT 어레이 기판 상에 상기 TFT 어레이 기판이 갖는 단차부와 부분적으로 오버랩하여 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 터치 불량을 감소시킨 액정 표시 장치에 관한 것으로, 복수개의 화소를 구비하며, 각 화소별로 단차부를 구비한 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향되는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 상기 각 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
칼럼 스페이서, 터치 불량, 단차, 미스얼라인, COT(Color Filter On TFT) 기판

Description

액정 표시 장치 {Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도
도 2는 액정 주입형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도
도 3은 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도
도 4는 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 5는 도 4의 I~I' 선상의 구조 단면도
도 6a 및 도 6b는 종래의 터치 얼룩이 일어나는 부위의 모습을 나타낸 평면도 및 단면도
도 7은 돌기를 TFT 어레이 기판 상에 구비하고, 상기 돌기에 일부 대응하도록 칼럼 스페이서를 형성한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 8은 도 7의 액정 표시 장치의 상부면을 터치시 액정 패널 내부의 상태를 나타낸 단면도
도 9는 본 발명의 액정 표시 장치의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 일 형태를 나타낸 단면도
도 10a는 본 발명의 액정 표시 장치의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 다른 형태를 나타낸 단면도
도 10b는 도 10a의 칼럼 스페이서를 미스얼라인하여 형성시 단차부와 칼럼 스페이서의 대응 정도를 나타낸 단면도
도 11은 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 인접한 화소 각각의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 일 형태를 나타낸 단면도
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 13은 도 12의 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 구조 단면도
도 14는 도 12의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 구조 단면도
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 16은 도 15의 V~V' 선상의 구조 단면도
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 18은 도 17의 Ⅵ~Ⅵ' 선상의 구조 단면도
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 20은 도 19의 Ⅶ~Ⅶ' 선상의 구조 단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
40 : 제 1 기판 41 : 게이트 라인
41a : 게이트 전극 42 : 데이터 라인
42a : 소오스 전극 42b : 드레인 전극
42c : 금속 패턴 43 : 화소 전극
44 : 반도체층 44a : 반도체층 패턴
45 : 게이트 절연막 46 : 제 1 층간 절연막
47 : 제 2 층간 절연막 48 : 화소 전극
49 : 공통 전극 49a : 공통 라인
51 : 블랙 매트릭스층 52 : 컬러 필터층
60 : 제 2 기판 61 : 공통 전극
65 : 단차부 70 : 칼럼 스페이서
80 : 액정층 100 : COT 기판
101 : 단차부 102 : 칼럼 스페이서
102a : 제 1 칼럼 스페이서 102b : 제 2 칼럼 스페이서
111 : 제 1 칼럼 스페이서 112 : 제 2 칼럼 스페이서
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, TFT 어레이 기판 상에 상기 TFT 어레이 기판이 갖는 단차부와 부분적으로 오버랩하여 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 터치 불량을 감소시킨 액정 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으 로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치와, 액정 표시 장치의 셀 갭(cell gap)을 유지하는 스페이서에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도이다.
액정 표시 장치는, 도 1과 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)과, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열된다. 그리고, 상기 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 상기 박막트랜지스터가 상기 게이트 라인에 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신 호를 상기 각 화소 전극에 인가한다.
그리고, 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)이 형성되고, 상기 각 화소 영역에 대응되는 부분에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층(8)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(8)위에는 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.
상기와 같은 액정 표시 장치는 상기 화소 전극(6)과 공통 전극(9) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이에 형성된 액정층(3)이 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표현할 수 있다.
이와 같은 액정 표시 장치를 TN(Twisted Nematic) 모드 액정 표시 장치라 하며, 상기 TN 모드 액정 표시 장치는 시야각이 좁다는 단점을 가지고 있고 이러한 TN 모드의 단점을 극복하기 위한 IPS(In-Plane Switching) 모드 액정 표시 장치가 개발되었다.
상기 IPS 모드 액정 표시 장치는 제 1 기판의 화소 영역에 화소 전극과 공통 전극을 일정한 거리를 갖고 서로 평행하게 형성하여 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 횡전계(수평전계)가 발생하도록 하고 상기 횡 전계에 의해 액정층이 배향되도록 한 것이다.
이하, 종래의 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
일반적인 액정 표시 장치의 제조 방법은 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 방법에 따라 액정 주입 방식 제조 방법과 액정 적하 방식 제조 방법으로 구분할 수 있다.
먼저, 액정 주입 방식의 액정 표시 장치 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 일반적인 액정 주입 방식의 액정 표시 장치의 제조방법의 흐름도이다.
액정 표시 장치는 크게 어레이 공정, 셀 공정, 모듈 공정 등으로 구분된다.
어레이 공정은, 상술한 바와 같이, 상기 제 1 기판에 게이트 라인 및 데이터 라인과, 화소 전극과, 박막트랜지스터를 구비한 TFT 어레이를 형성하고, 제 2 기판에 블랙매트릭스층과 컬러 필터층과 공통 전극 등을 구비한 컬러 필터 어레이를 형성하는 공정이다.
이 때, 상기 어레이 공정은 하나의 기판에 하나의 액정 패널을 형성하는 것이 아니라, 하나의 대형 유리 기판에 액정 패널을 다수개 설계하여 각 액정 패널 영역에 각각 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이를 형성한다.
이와 같이 TFT 어레이가 형성된 TFT 기판과 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판은 셀 공정 라인으로 이동된다.
이어, 상기 TFT 기판과 컬러 필터 기판상에 배향 물질을 도포하고 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하기 위한 배향 공정(러빙 공정)(S10)을 각각 진행한다.
여기서, 상기 배향 공정(S10)은 배향막 도포 전 세정, 배향막 인쇄, 배향막 소성, 배향막 검사, 러빙 공정 순으로 진행된다.
이어, 상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 각각 세정(S20)한다.
그리고, 상기 TFT 기판 또는 컬러 필터 기판 상에 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 볼 스페이서(Ball spacer)를 산포(S30)하고, 상기 각 액정 패널 영역의 외곽부에 두 기판을 합착하기 위한 실 패턴(seal pattern)을 형성한다(S40). 이 때, 실 패턴은 액정을 주입하기 위한 액정 주입구 패턴을 갖도록 형성된다.
여기서, 볼 스페이서는 플라스틱 볼(plastic ball)이나 탄성체 플라스틱 미립자로 형성된 것이다.
상기 실 패턴이 대향되도록 TFT 기판과 컬러 필터 기판을 마주보도록 하여 두 기판을 합착하고 상기 실 패턴을 경화시킨다(S50).
그 후, 상기 합착 및 경화된 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 각 단위 액정 패널 영역 별로 절단하고 가공하여(S60)하여 일정 사이즈의 단위 액정 패널을 제작한다.
이후, 각각의 단위 액정 패널의 액정 주입구를 통해 액정을 주입하고, 주입 완료 후 상기 액정 주입구를 봉지(S70)하여 액정층을 형성한다. 그리고, 각 단위 액정 패널의 외관 및 전기적 불량 검사(S80)를 진행함으로써 액정 표시 장치를 제작하게 된다.
여기서, 상기 액정주입공정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 주입하고자 하는 액정 물질이 담겨져 있는 용기와 액정을 주입할 액정 패널을 챔버(Chamber) 내부에 위치시키고, 상기 챔버의 압력을 진공 상태로 유지함으로써 액정 물질 속이나 용기 안벽에 붙어 있는 수분을 제거하고 기포를 탈포함과 동시에 상기 액정 패널의 내부 공간을 진공 상태로 만든다.
그리고, 원하는 진공 상태에서 상기 액정 패널의 액정 주입구를 액정 물질이 담아져 있는 용기에 담그거나 접촉시킨 다음, 상기 챔버 내부의 압력을 진공 상태로부터 대기압 상태로 만들어 상기 액정 패널 내부의 압력과 챔버의 압력 차이에 의해 액정 주입구를 통해 액정 물질이 상기 액정 패널 내부로 주입되도록 한다.
이러한 액정 주입 방식의 액정 표시 장치 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다.
둘째, 대면적의 액정 표시 장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입하면 패널 내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.
셋째, 상기와 같이 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되므로 여러개의 액정 주입 장비가 요구되어 많은 공간을 요구하게 된다.
따라서, 이러한 액정 주입 방식의 문제점을 극복하기 위해 두 기판 중 하나의 기판에 액정을 적하시킨 후, 두 기판을 합착시키는 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법이 개발되었다.
도 3은 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도이다.
즉, 액정 적하 방식의 액정 표시 장치 제조 방법은, 두 기판을 합착하기 전에, 두 기판 중 어느 하나의 기판에 적당량의 액정을 적하한 후, 두 기판을 합착하 는 방법이다.
따라서, 액정 주입 방식과 같이 셀갭(cell gap)을 유지하기 위해 볼 스페이서를 사용하게 되면, 적하된 액정이 퍼질 때 상기 볼 스페이서가 액정 퍼짐 방향으로 이동되어 스페이서가 한쪽으로 몰리게 되므로 정확한 셀갭 유지가 불가능하게 된다.
그러므로, 액정 적하 방식에서는 볼 스페이서를 사용하지 않고 스페이서가 기판에 고정되는 고정 스페이서(칼럼 스페이서(column spacer) 또는 패턴드 스페이서(patterned spacer))를 사용해야 한다.
즉, 도 3과 같이, 어레이 공정에서, 컬러 필터 기판에 블랙매트릭스층 및 컬러 필터층 및 공통 전극을 형성하고, 상기 공통 전극 위에 감광성 수지를 형성하고 선택적으로 제거하여 상기 블랙 매트릭스층상에 칼럼 스페이서를 형성한다. 또한, 상기 칼럼 스페이서 형성은 포토 공정 또는 잉크젯(ink-jet) 공정에 의해 형성할 수 있다.
그리고, 상기 칼럼 스페이서를 포함한 TFT 기판 및 컬러 필터 기판 전면에 배향막을 도포하고 상기 배향막을 러빙 처리한다.
이와 같이, 배향 공정이 완료된 TFT 기판과 컬러필터 기판을 각각 세정(S101)한 다음, 상기 TFT 기판과 컬러 필터 기판 중 하나의 기판 상의 일정 영역에 액정을 적하하고(S102), 나머지 기판의 각 액정 패널 영역의 외곽부에 디스펜싱 장치를 이용하여 실 패턴을 형성한다(S103).
이 때, 상기 두 기판 중 하나의 기판에 액정도 적하하고 실 패턴도 형성하여 도 된다.
그리고 상기 액정이 적하되지 않은 기판을 반전(뒤집어서 마주보게 함)시키고(S104), 상기 TFT 기판과 컬러필터 기판을 압력하여 합착하고 상기 실 패턴을 경화시킨다(S105).
이어, 단위 액정 패널별로 상기 합착된 기판을 절단 및 가공한다(S106).
그리고 상기 가공된 단위 액정 패널의 외관 및 전기적 불량 검사(S107)를 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다.
이러한 액정 적하 방식의 제조 방법에 있어서는, 컬러 필터 기판 상에 칼럼 스페이서를 형성하고, TFT 기판에 액정을 적하하여 두 기판을 합착하여 패널을 형성한다.
이 때, 상기 칼럼 스페이서는 컬러 필터 기판에 고정시켜 형성하고, TFT 기판에 접촉된다. 그리고 상기 TFT 기판의 접촉되는 부위는 게이트 라인 또는 데이터 라인의 어느 하나의 단일 배선에 대응하여, 컬러 필터 기판 상에서 일정한 높이를 주어 형성한다.
도 4는 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.
도 4 및 도 5와 같이, 종래의 액정 표시 장치의 어레이 영역은, 화소 영역을 정의하기 위해 게이트 라인(4) 및 데이터 라인(5)이 서로 수직으로 교차하여 배열되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 각 화소 영역에는 화소 전극(6)이 형성된다. 그리고, 일정 간 격을 갖고 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 칼럼 스페이서(20)가 형성된다. 도 4에서는 3개의 서브픽셀(sub-pixel)마다, 즉, 하나의 픽셀(one pixel, R, G, B 서브픽셀이 하나의 화소를 이룸)마다 하나의 칼럼 스페이서(20)가 배치됨을 도시하였다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(20)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 게이트 라인(4) 상측에 상응한 부분에 형성된다. 즉, 제 1 기판(1) 상에 게이트 라인(4)이 형성되고, 상기 게이트 라인(4)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(15)이 형성되며, 상기 게이트 절연막(15)위에 보호막(16)이 형성된다.
그리고 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역을 제외한 비화소 영역(게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 영역)을 가리기 위한 블랙 매트릭스층(7)과, 상기 블랙 매트릭스층(7)을 포함한 컬러 필터 기판(2) 상에 각 화소 영역별로 차례로 R, G, B 안료가 대응되어 형성된 컬러 필터층(8) 및 상기 컬러 필터층(8)을 포함한 상기 제 2 기판(2) 전면에 형성된 공통 전극(14)이 형성된다.
상기 게이트 라인(4)에 상응하는 부분의 공통 전극(14)위에 칼럼 스페이서(20)가 형성되어 상기 칼럼 스페이서(20)가 상기 게이트 라인(4)상에 위치되도록 두 기판(1, 2)이 합착된다.
상기와 같이 칼럼 스페이서가 형성된 적하 방식으로 제조되는 액정 표시 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 칼럼 스페이서가 형성된 액정표시장치의 패널면을 소정 방향으로 힘을 가하여 훑어낼 경우, 뿌옇게 발생한 터치 얼룩이 복원되지 않고, 한참동안 머무는 현상이 관찰된다.
이하에서는, 도면을 통해 터치 얼룩의 현상과 원인을 살펴본다.
도 6a 및 도 6b는 터치 얼룩이 일어나는 부위의 모습을 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 6a와 같이, 액정 패널(10)면을 손가락 또는 펜 등으로 터치한 상태에서 소정의 방향으로 훑어 지나가게 되면, 도 6b와 같이, 액정 패널(10)의 상부 기판(2)은 손가락이 지나간 방향으로 소정 간격 쉬프트하게 된다.
이 때, 원기둥 형상의 칼럼 스페이서(20)가 상하부 기판(1, 2)에 닿아있으며, 이 접촉 면적이 커, 칼럼 스페이서(20)와 대향 기판(하부 기판, 1) 사이에 발생하는 마찰력이 크기 때문에, 터치 방향으로 쉬프팅(shifting)한 후, 상기 상부 기판(2)은 한참동안 원 상태로 복원되지 못하고 있다. 이 경우, 상기 손가락 또는 펜 등이 지나간 자리의 액정은 흩어지며, 지나간 자리의 주변 영역에 액정이 모이는 현상이 일어난다. 이 경우, 상기 액정(3)이 모인 부위는, 칼럼 스페이서(20)의 높이로 정의되는 타 부위의 셀 갭(h2)보다 셀 갭(h1)이 높아지며, 손가락 또는 펜 등이 지나간 자리는 액정이 흩어져, 터치 부위 및 터치 주변 영역에는 액정의 과잉 및 부족으로 정상적인 액정의 구동이 이루어지지 않아 얼룩으로 관찰되는 터치 불량이 발생한다.
이러한 터치 불량이 종래의 볼 스페이서가 형성된 액정 표시 장치에 비해 칼럼 스페이서가 형성된 액정 표시 장치에서 관찰된 이유는, 칼럼 스페이서는 한쪽 기판에는 고정되고 대향 기판과는 면 형상으로 접촉되어, 구 형상의 볼 스페이서에 비해 기판에 접촉되는 면적이 넓기 때문으로 판단된다.
둘째, 상술한 터치 얼룩은 적하되는 액정 량을 늘리면 해결될 수 있으나, 터치 얼룩이 해소되는 반면 상대적으로 중력 불량이라는 또 다른 문제를 초래하게 될 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 모니터, 노트 북, TV 등의 표시장치에 이용된 것으로, 사용 시에 패널이 수직으로 서 있는 상태가 많다. 이 때 중력 방향으로 액정이 쏠리게 된다. 특히, 상기 패널이 고온 상태에 있을 때, 액정의 열 팽창성이 커지기 때문에 그 정도는 심해진다. 따라서, 액정 패널 내에 적하되는 액정량도 중력 불량이 발생하지 않는 수준 이하여야 하므로, 액정 패널에 충진되는 액정량도 제한을 받아(잉여분의 액정을 충진하기 곤란함), 현실적으로 완전히 터치 불량이 제거되기는 힘들다.
셋째, 액정 적하 방식에 이용되는 칼럼 스페이서는 선택적으로 고정된 위치에 형성되므로, 액정 패널면을 소정의 힘 이상으로 가압할 경우, 해당 부위에 칼럼 스페이서가 위치하지 않게 되면, 가압받은 위치의 액정 패널이 내려앉아 해당 부위의 상부 기판 상의 구조물들이 무너지는 현상이 발생한다. 이와 같이, 구조물들이 무너지는 현상은 누름에 의해 발생되는 불량이라 하여, 누름 불량 또는 도장 불량이라 하며, 표시(display)시 검은 얼룩으로 관찰된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 TFT 어레이 기판 상에 상기 TFT 어레이 기판이 갖는 단차부와 부분적으로 오버랩하여 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 터치 불량을 감소시킨 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 복수개의 화소를 구비하며, 각 화소별로 단차부를 구비한 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향되는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 상기 각 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 칼럼 스페이서는 상기 각 화소별로 동일한 위치에 형성된다.
상기 칼럼 스페이서는 상기 단차부의 양측에 대응되어 형성된다.
상기 칼럼 스페이서는 인접한 화소간의 제 1, 제 2 단차부에 대응하여 서로 다른 방향의 측부에 대응하여 형성된다.
상기 칼럼 스페이서의 상부면은 상기 제 1 기판의 단차부와 그 주변부의 높이 차가 반영되어 형성된다.
상기 제 1 기판은 COT(Color Filter On TFT) 기판이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하며 이루어지고, 상기 제 2 기판은 전면에 공통 전극을 포함하여 이루어진다. 이 경우, 상기 단 차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위로, 예를 들어, 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기와, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하며 이루어지고, 상기 제 2 기판은 전면에 공통 전극을 더 포함하여 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 돌기이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층 및 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위로, 예를 들어, 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기와, 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층 및 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 상기 돌기이다.
또한, 상기 제 1 기판은 TFT 어레이 기판이며, 상기 제 2 기판은 컬러 필터 어레이 기판일 수 있다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 기판은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층 및 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함하며 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위로, 예를 들어, 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 기판은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층 및 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층 상부에 공통 전극을 더 포함하여 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 돌기이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 기판은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층 및 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위로, 예를 들어, 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부이다.
상기 제 1 기판은 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기 및 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 기판은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층 및 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어진다. 이 경우, 상기 단차부는 상기 돌기이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래의 설명에서 터치 불량은 터치시 칼럼 스페이서의 상부면과 대향 기판이 접촉하여 그 접촉 면적이 크기 때문에, 터치로 인한 하부 기판에 대한 상부 기판의 쉬프트시 마찰력이 증가하여 액정이 원 상태로 복귀하기 어려움으로 나타나는 문제점임을 살펴보았다.
즉, 액정 표시 장치의 표시면(상부 기판)을 일 방향으로 훑어내는 터치시 상하부 기판간의 마찰력이 큼으로 인해, 서로 미스얼라인된 상하부 기판이 원 상태로 복원하는데 시간이 오래 걸리고, 또한, 터치 방향 주변으로 분산된 액정이 정상 상태로 쉽게 돌아오지 못하기 때문에 블랙 상태에서 휘도 불균일을 나타내게 된다.
이하에서는, 터치시 상하부 기판간의 접촉 면적을 줄여 상하부 기판간의 마찰력을 줄여 터치 불량을 방지한 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 7은 돌기를 TFT 어레이 기판 상에 구비하고, 상기 돌기에 일부 대응하도록 칼럼 스페이서를 형성한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 7의 액정 표시 장치의 상부면을 터치시 액정 패널 내부의 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7과 같이, 터치 불량을 방지하는 일 구조의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(40, 60)과, 상기 제 1 기판(40) 상의 소정 영역에 형성된 돌기(65)와, 상기 제 2 기판(60) 상에, 상기 돌기(65)에 대응되어 형성된 칼럼 스페이서(60)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 칼럼 스페이서(70)는 상기 돌기(65)에 대응되지 않는 영역에도 더 형성될 수 있다.
도 8과 같이, 도 7의 액정 표시 장치의 표시면(제 2 기판)을 일 방향으로 훑어내는 터치 후, 상기 칼럼 스페이서(70)와 돌기(65)의 접촉 면적이 작기(도 8에서 점선 표시 부위를 참고) 때문에, 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 터치로 인한 마찰력이 작으며, 이로써, 터치로 인해 터치 방향 주변에 분산된 액정의 복원이 빠르 게 이루어진다. 따라서, 블랙 휘도 불균일이 개선된다.
그런데, 상술한 터치 불량을 방지한 일 구조의 액정 표시 장치에서는 돌기(65)가 박막 트랜지스터 어레이 기판(하부 기판) 상에 박막 트랜지스터 어레이 공정에서 형성되고, 상기 칼럼 스페이서(70)는 컬러 필터 어레이 기판(상부 기판) 상에 최상면에 형성된다.
따라서, COT(Color Filter On TFT ) 기판이 적용된 액정 표시 장치와 같이, 컬러 필터 어레이 공정과 박막 트랜지스터 어레이 공정이 동일한 기판에서 진행되는 경우, 이러한 기판에는 돌기와 칼럼 스페이서가 동일한 기판에 형성되게 되어, 칼럼 스페이서의 상부면과 대향 기판인 제 1 기판이 접촉하는 형태가 되어 접촉 면적을 감소하는 효과를 얻기가 힘들다.
이하에서는 돌기 또는 기판 상에 구비된 단차를 이용하여 돌기 또는 단차의 경계부에 걸치도록 칼럼 스페이서를 형성하도록 함으로써, COT 기판에서도 터치 불량을 방지할 수 있는 구조의 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 액정 표시 장치의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 일 형태를 나타낸 단면도이다.
도 9와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 칼럼 스페이서(102)를 COT 기판(100)이 갖는 단차부(101)의 경계부에 대응시켜 형성한다. 이 경우, 상기 칼럼 스페이서(102)는 단차부(101)의 일부와 단차부 주변의 상대적으로 높이가 낮은 부분에 일부까지 걸치도록 칼럼 스페이서(102)가 형성되도록 하여, 상기 단차부(101)와 주변이 갖는 상대적인 높낮이 차가 상기 칼럼 스페이서(102)의 상부면에 반영되도 록 한다.
상기 칼럼 스페이서(102)는 TFT 어레이 공정과 컬러 필터 어레이 공정이 완료된 COT 기판(100) 전면에 일정한 두께로 유기 절연막 또는 감광성 수지를 도포한 후, 상기 단차부(101)의 경계부에 대응되는 부위가 남도록 패터닝하여 형성하는 것이다. 상기 유기 절연막 또는 감광성 수지를 도포할 경우, 상기 COT 기판(100)이 갖는 각 부위별 높이 차를 그대로 유지하도록 전면에 일정한 두께로 도포하도록 한다.
이와 같은 패터닝 방법으로 인해 상기 칼럼 스페이서(102)의 상부면도 상기 단차부(101)와 그 주변부가 갖는 높낮이 차를 유지하여, 상기 칼럼 스페이서(102)가 형성된 COT 기판(100)과 대향 기판(미도시)이 합착된 후, 대향 기판(미도시)의 배면을 터치하였을 경우, 실제 칼럼 스페이서(102)와 대향 기판이 접촉하는 면적이 상기 칼럼 스페이서(102)의 상부면 전체의 면적보다 작기 때문에, 접촉 면적 감소로 마찰력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이 경우, 상기 단차부(101)의 일부와 상기 단차부의 주변부에 대응되어 상기 칼럼 스페이서가 형성될 때, 실제 칼럼 스페이서(102)의 상부면 중 상기 단차부(101)에 오버랩된 부분에 대응된 측의 상부면만이 상기 대향 기판과 접촉되므로, 패터닝에 의해 구현되는 한계 해상도보다 대향 기판과의 작은 접촉 면적을 갖도록 칼럼 스페이서(102)를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 단차부(101)는 상기 COT 기판(100) 상에 TFT 어레이 공정과 컬러 필터 어레이 공정을 진행하면서 진행 과정 중에 자연적으로 발생되는 단차부나 혹은 상기 TFT 어레이 공정 중에 반도체층 및 소오스/드레인 금속층이 적층되어 이룬 돌기를 의미한다.
도 10a는 본 발명의 액정 표시 장치의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 다른 형태를 나타낸 단면도이며, 도 10b는 도 10a의 칼럼 스페이서를 미스얼라인하여 형성시 단차부와 칼럼 스페이서의 대응 정도를 나타낸 단면도이다.
액정 표시 장치 공정 중의 칼럼 스페이서 제조 공정시 패터닝에서 발생할 수 있는 미스얼라인을 고려하여, 도 10a와 같이, 단차부(101)의 양측에 각각 동일한 폭(a)이 오버랩되도록 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)를 형성한다.
이러한 액정 표시 장치의 경우, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)를 패터닝하는 공정에서 우측으로 b 간격만큼 미스얼라인이 발생하여도 도 10b와 같이, 상기 제 1 칼럼 스페이서(102a)와 제 2 칼럼 스페이서(102b)가 대향 기판과 대응되는 폭이 각각 (a+b), (a-b)가 된다. 결과적으로 미스얼라인 발생하여도 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)가 대향 기판과 대응되는 총 폭은, 미스얼라인이 발생하지 않은 경우(도 10a 참조), 즉, 정상적으로 얼라인이 된 경우와 동일하다.
상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)는 단차부(101)를 구비한 COT 기판(100) 상에 유기 절연막 또는 감광성 수지(미도시)를 전면 도포한 후, 이를 소정의 마스크(200)를 이용하여 노광한 후, 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분을 선택적으로 제거하여 형성한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)를 이루는 재료로 유기 절연막이 형성될 경우는 별도의 감광막을 상기 유기 절연막 상에 더 형성하여, 상기 감광막을 패터닝한 후, 이를 마스크 패턴으로 이용하여 유기 절연막을 식각하여 제 1, 제 2 칼럼 스페이서를 형성하도록 한다.
이 때, 상기 마스크(200)는 상기 단차부(101)를 구비한 COT 기판(100) 상이 유기 절연막 또는 감광성 수지를 전면 도포한 후, 그 상부에 대응되는 것이다.
상기 마스크(200)는 각각 칼럼 스페이서가 형성되는 부위를 차광부(201)로 정의하고, 나머지 부위를 개구부(202)로 정의한다. 이 경우, 상기 차광부(201)가 상기 단차부(101)의 양측에 대응하도록 정의된다. 상술한 마스크(200)의 형상은 상기 유기 절연막 상에 형성되는 감광막이나 상기 감광성 수지가 파지티브(positive) 감광성 수지일 경우에 대응되는 것을 나타낸 것으로, 상기 유기 절연막 또는 감광성 수지는 상기 마스크(200)를 통해 노광되는 부위가 제거되고, 노광되지 않는 부위가 남아있게 된다.
이 경우, 상기 마스크의 개구부(202)의 간격은 상기 단차부(101) 전체 길이에서 2a를 뺀 길이로 한다.
만일, 상기 유기 절연막 상에 형성되는 감광막이 네거티브 감광막이거나 또는 감광성 수지가 네거티브 감광성 수지일 경우는, 도시되어 있는 상기 마스크(200)의 개구부와 차광부의 형상을 반전시켜 상기 단차부(101)의 양측에 대응되어 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(102a, 102b)가 형성되도록 한다.
도 11은 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 인접한 화소 각각의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서의 일 형태를 나타낸 단면도이다.
도 11에 도시된 칼럼 스페이서는 도 10a 및 도 10b에서 설명한 하나의 단차부의 양측에 칼럼 스페이서를 바와 달리, 두 개의 인접한 화소에 있어서, 각각 일측 화소에서는 제 1 단차부(101a)의 좌측과 오버랩되게 제 1 칼럼 스페이서(111)를 형성하고, 타측 화소에서는 제 2 단차부(101b)의 우측과 오버랩되게 제 2 칼럼 스페이서(112)를 형성한다.
이와 같은 칼럼 스페이서의 구조는, 화소마다 형성되는 각각의 단차부(101a, 101b)가 작은 폭을 가지고 있을 경우에 대비하여 인접한 화소에서의 각각의 칼럼 스페이서(111, 112)가 해당 단차부의 서로 다른 측부에서 오버랩이 이루어지도록 한 것이다. 이 경우, 액정 패널 전체에서는 도 9에 도시한 바와 같이, 해당 단차부에 하나의 칼럼 스페이서가 대응되는 것이고, 도 10b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서를 형성하면서 미스얼라인이 발생하여도, 일측 화소부의 제 1 단차부에서 제 1 칼럼 스페이서와 오버랩 면적을 더 갖는다 하더라도 상대적으로 타측 화소의 제 2 단차부에서 제 2 칼럼 스페이서와 오버랩 면적을 덜 갖게 되어, 평균적으로 전체 액정 패널에서 단차부에 대한 칼럼 스페이서의 오버랩 면적을 정상 얼라인의 수준과 동일한 수준을 유지한다.
이하에서는 도 9 내지 11에서 설명한 단차부 및 칼럼 스페이서의 대응 구조를 갖는 여러 실시예의 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
- 제 1 실시예 -
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 13은 도 12의 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 구조 단면도이며, 도 14는 도 12의 Ⅳ~Ⅳ' 선 상의 구조 단면도이다.
도 12 내지 도 14와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 TN(Twisted Nematic) 모드로 구현한 형태로, 크게 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(40, 60)과, 상기 제 1 기판(40) 상에 형성되는 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이, 상기 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이가 갖는 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서(70) 및 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 형성된 액정층(80)을 포함하여 이루어진다. 제 1 실시예에 있어서는 제 1 기판(40) 상의 돌기(65)의 상부면이 타부위에 비해 상대적으로 높이가 높은 단차부이다.
그리고, 상기 제 2 기판(60) 상에는 공통 전극이 전면 형성되어 있다.
상기 제 1 기판(40)은 COT 기판으로 컬러 필터 어레이와 TFT 어레이가 동일한 기판에 형성된 것이다.
상기 제 1 기판(40) 상에는 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과, 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 라인(41) 상의 소정의 위치에 형성된 돌기(65)와, 상기 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과 박막 트랜지스터(TFT) 형성 부위를 가리는 블랙 매트릭스층(51)과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 R, G, B 컬러 필터층(52)과, 상기 화소 영역 내에 형성된 화소 전극(43) 및 상기 돌기(65)의 일부와 그 주변부에 걸쳐서 형성된 칼럼 스페이서(70)가 형성된다.
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(41)으로부터 돌출된 게이트 전극(41a)과, 서로 소정 간격 이격되어 게이트 전극(41a) 상부의 양쪽을 덮는 소오스 전극(42a) 및 드레인 전극(42b), 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b)이 이격된 부위에 채널(channel)을 형성하며, 데이터 라인(42), 소오스 전극, 드레인 전극 등을 이루는 금속층 하부에 형성된 반도체층(44)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 반도체층(44)은 하부에 비정질 실리콘층, 상부에 n+층이 적층되어 이루어지며, 채널 부위에서 상기 n+층이 제거되어 있다.
또한, 상기 돌기(65)는 하부에는 반도체층과 동일층 동일 성분의 반도체층 패턴(44a)이, 상부에는 데이터 라인과 동일층 동일 금속으로 이루어진 금속 패턴(42c)이 차례로 적층되어 있다.
그리고, 상기 반도체층(44) 하부의 제 2 기판(40) 전면에는 게이트 라인(41) 및 게이트 전극(41a)을 덮는 게이트 절연막(45)이 형성되며, 상기 데이터 라인(42) 및 소오스/드레인 전극(42a, 42b)과 상기 블랙 매트릭스층(51) 사이에는 제 1 층간 절연막(46)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(52)과 상기 화소 전극(43)의 사이에는 제 2 층간 절연막(47)이 더 형성된다. 이러한 게이트 절연막(45) 및 제 1, 제 2 층간 절연막(46, 47)은 상하로 인접한 층간의 절연을 위해 더 구비된 것이다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(70)는 상기 돌기(65) 상부의 단차부와 그 주변부의 높이차가 그대로 반영되어 형성된 것으로, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 부위는 상기 돌기(65) 상부의 단차부에 대응되는 칼럼 스페이서(70)의 면적과 비례하고, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면에 있어서, 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 면적을 제외한 나머지 부위의 칼럼 스페이서(70) 의 상부면은 상기 단차부의 주변부에 대응되는 부위에 대응되는 상부면이다.
도 13에서 점선 부위로 표시된 부위는 상기 단차부(돌기의 상부면)와 주변부의 경계로, 상기 경계에서 상기 단차부 및 주변부가 갖는 높이차가 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면에 반영된다.
본 발명의 제 1 실시예의 구조에서 돌기(65)의 상부면이 타 부위에 비해 상대적으로 타 게이트 라인(41)의 상부면에 대해 높이차를 갖는 점을 이용하여 상기 돌기(65) 일측과 그 주변부의 게이트 라인(41)에 걸쳐 칼럼 스페이서(70)를 형성한 것으로, 그 제조 공정은 이하에서 설명한다.
이 경우, 상기 칼럼 스페이서(70)는 매 화소마다 동일한 위치에 형성될 수도 있고, 혹은 인접한 화소간에 데이터 라인의 서로 다른 측부에 대응되어 형성될 수도 있다. 후자의 경우는 도 11에서 설명한 바와 같이, 미스얼라인이 발생하여도 정상적으로 얼라인이 되어 상기 칼럼 스페이서(70)의 패터닝이 이루어진 경우와 같이, 칼럼 스페이서(70)와 제 2 기판(60)간의 오버랩 면적을 가진다.
도시되어 있지 않지만, 상기 돌기(65)가 형성되지 않는 부분에 상기 칼럼 스페이서(70)와 동일한 높이의 칼럼 스페이서를 더 형성(도 7 참조)하여 눌림 방지 기능을 부가할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
크게, 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60)을 준비한 후, 각 기판(40, 60)에서 어 레이 공정을 완료한 후, 제 1, 제 2 기판(40, 60)을 합착하고 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 액정(80)을 채움으로써, 제조 공정을 완료한다.
이하에서는 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60)에서 이루어지는 각각의 어레이 공정에 대해 자세히 살펴본다.
상기 제 1 기판(40)은 COT 기판으로 그 제조 공정은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 제 1 기판(40) 상에 금속 물질을 증착하고, 이를 선택적으로 제거하여 각 화소별로 게이트 전극(41a)을 구비한 게이트 라인(41)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 라인(41)을 포함한 제 1 기판(40) 상부에 게이트 절연막(42)을 증착한다.
이어, 상기 게이트 절연막(42) 전면에 반도체층 물질층(비정질 실리콘층, n+층의 적층 구조), 금속 물질을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여 소오스/드레인 전극(42a, 42b)을 포함한 데이터 라인(42)과, 반도체층(44)을 형성한다.
이 경우, 상기 반도체층 물질층과 상기 데이터 라인(42) 및 소오스/드레인 전극(42a, 42b)을 이루는 금속 물질은 동일한 폭으로 패터닝되며, 상기 게이트 라인(41) 상부의 소정 부위에 대응되는 부위에 소정의 폭으로, 반도체층 패턴(44a)과, 상기 데이터 라인을 이루는 금속층으로 이루어진 금속 패턴(42c)이 적층된 돌기(65)를 더 형성한다.
여기서, 상기 반도체층(44)은 패터닝 공정에서, 회절 노광 마스크를 이용하여 채널에 대응되는 부위에서, n+층을 제거하여 형성한다.
그리고, 상기 돌기(65)는 상기 게이트 라인(41) 상의 소정 부위에 대응되어 형성된다.
이어, 상기 데이터 라인(42)과 소오스/드레인 전극(42a, 42b) 상부를 포함한 게이트 절연막(42) 전면에 제 1 층간 절연막(46)을 형성한다.
상기 제 1 층간 절연막(46) 상에 전면 블랙 매트릭스 물질을 전면 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 형성 부위에 남겨 블랙 매트릭스층(51)을 형성한다.
상기 블랙 매트릭스층(51)을 포함한 제 1 층간 절연막(46) 상에 차례로 R, G, B 컬러 필름을 도포한 후, 각 필름에서 차례로 선택적으로 제거하는 공정을 진행하여 컬러 필터층(52)을 형성한다.
상기 블랙 매트릭스층(51) 및 컬러 필터층(52)을 포함한 전면에 투명 전극 물질을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여 화소 전극(43)을 형성한다.
상기 제 2 기판(60) 상에는 공통 전극(61)을 전면 증착한다.
이와 같이, 제 1, 제 2 기판(40, 60) 상부에서의 어레이 공정을 완료한 후, 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 액정을 채운다.
- 제 2 실시예 -
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 16은 도 15의 V~V' 선상의 구조 단면도이다.
도 15 및 도 16과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제 1 실시예에서와 같이, 돌기(65)를 형성하지 않는 대신 COT 기판(40)이 갖는 소정의 단차를 단차부로 이용한 것이다. 즉, 도시된 도면에 따르면 상기 게이트 라인(41)에 비해 데이터 라인(42)이 갖는 상대적인 높이 차를 갖는 부위를 단차부로 정의하여, 상기 데이터 라인(42)의 일측에 칼럼 스페이서(70)를 형성한다.
본 발명의 제 2 실시예에 액정 표시 장치 역시 제 1 실시예와 마찬가지로, TN 모드로 구현한 형태로, 크게 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(40, 60)과, 상기 제 1 기판(40) 상에 형성되는 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이, 상기 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이가 갖는 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서(70) 및 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 형성된 액정층(80)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 기판(40)은 COT 기판으로 컬러 필터 어레이와 TFT 어레이가 동일한 기판에 형성된 것이다.
상기 제 1 기판 상에는 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과, 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과 박막 트랜지스터(TFT) 형성 부위를 가리는 블랙 매트릭스층(51)과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 R, G, B 컬러 필터층(52)과, 상기 화소 영역 내에 형성된 화소 전극(43) 및 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부(게이트 라인과 데이터 라인의 크로스 오버 영역) 일측과 그 주변의 게이트 라인(41) 상에 형성된 칼럼 스페이서(70)를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(41)으로부터 돌출된 게이트 전극(41a)과, 서로 소정 간격 이격되어 게이트 전극(41a) 상부의 양쪽을 덮는 소오스 전극(42a) 및 드레인 전극(42b), 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b)이 이격된 부위에 채널(channel)을 형성하며, 데이터 라인(42), 소오스 전극, 드레인 전극 등을 이루는 금속층 하부에 형성된 반도체층(44)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 반도체층(44)은 하부에 비정질 실리콘층, 상부에 n+층이 적층되어 이루어지며, 채널 부위에서 상기 n+층이 제거되어 있다.
그리고, 상기 반도체층(44) 하부의 제 2 기판(40) 전면에는 게이트 라인(41) 및 게이트 전극(41a)을 덮는 게이트 절연막(45)이 형성되며, 상기 데이터 라인(42) 및 소오스/드레인 전극(42a, 42b)과 상기 블랙 매트릭스층(51) 사이에는 제 1 층간 절연막(46)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(52)과 상기 화소 전극(43)의 사이에는 제 2 층간 절연막(47)이 더 형성된다. 이러한 게이트 절연막(45) 및 제 1, 제 2 층간 절연막(46, 47)은 상하로 인접한 층간의 절연을 위해 더 구비된 것이다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(70)는 상기 단차부와 그 주변부의 높이차가 그대로 반영되어 형성된 것으로, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 부위는 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부의 상부에 대응되는 칼럼 스페이서(70)의 면적과 비례하고, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 면적을 제외한 나머지 칼럼 스페이서(70)의 상부면은 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부의 주변부에 상기 칼럼 스페이서(70)가 형성되는 부위에 대응되는 상부면이다.
도 16에서 점선 부위로 표시된 부위는 상기 단차부와 주변부의 경계로, 상기 경계에서 상기 단차부 및 주변부가 갖는 높이차가 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면에 반영된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제 1 실시예의 구조에서 돌기(65)를 생략하고, 어레이 공정에서 형성되는 데이터 라인(42)이 상대적으로 게이트 라인(41)에 대해 높이차를 갖는 점을 이용하여 상기 데이터 라인(42) 일측과 그 주변부의 게이트 라인(41)에 걸쳐 칼럼 스페이서(70)를 형성한 것으로, 그 제조 공정은 생략한다.
이 경우, 상기 칼럼 스페이서(70)는 매 화소마다 동일한 위치에 형성될 수도 있고, 혹은 인접한 화소간에 데이터 라인의 서로 다른 측부에 대응되어 형성될 수도 있다. 후자의 경우는 도 11에서 설명한 바와 같이, 미스얼라인이 발생하여도 정상적으로 얼라인이 되어 상기 칼럼 스페이서(70)의 패터닝이 이루어진 경우와 같이, 칼럼 스페이서(70)와 제 2 기판(60)간의 오버랩 면적을 가진다.
혹은 상기 칼럼 스페이서(70)는 일 화소에 있어서 데이터 라인(42)의 양측부에 대응되어 형성되는 경우도 가능하다. 이 경우 역시 도 10b와 같이, 미스얼라인이 일어나도, 전체 액정 패널에 있어서, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)간의 오버랩 면적은 정상 얼라인시와 동일하다.
- 제 3 실시예 -
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 18은 도 17의 Ⅵ~Ⅵ' 선상의 구조 단면도이다.
도 17 및 도 18과 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 IPS(In-Plane Switching) 모드로 구현한 형태로, 크게 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(40, 60)과, 상기 제 1 기판(40) 상에 형성되는 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이, 상기 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이가 갖는 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서(70) 및 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 형성된 액정층(80)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 기판(40)은 COT 기판으로 컬러 필터 어레이와 TFT 어레이가 동일한 기판에 형성된 것이다.
상기 제 1 기판(40) 상에는 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과, 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 라인(41) 상의 소정의 위치에 형성된 돌기(65)와, 상기 화소 영역 내에 서로 교번되어 지그재그(zigzag) 패턴으로 형성된 공통 전극(47a) 및 화소 전극(43)과, 상기 게이트 라인(41)과 평행하게 상기 화소 영역을 가로질러 형성되며 상기 공통 전극(47a)과 연결되는 공통 라인(47)과, 상기 공통 라인(47)과 화소 영역 내에서 소정 부분 오버랩되며 상기 화소 전극(43)을 분기시키는 스토리지 전극(43)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 데이터 라인 상부에는 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 박막 트랜지스터 형성 부위를 가리는 블랙 매트릭스층(51)과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 R, G, B 컬러 필터층(52) 및 상기 돌기(65)의 일부와 그 주변부에 걸쳐서 형성된 칼럼 스페이서(70)를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(41)으로부터 돌출된 게이트 전극(41a)과, 서로 소정 간격 이격되어 게이트 전극(41a) 상부의 양쪽을 덮는 소오스 전극(42a) 및 드레인 전극(42b), 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b)이 이격된 부위에 채널(channel)을 형성하며, 데이터 라인(42), 소오스 전극, 드레인 전극 등을 이루는 금속층 하부에 형성된 반도체층(44)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 반도체층(44)은 하부에 비정질 실리콘층, 상부에 n+층이 적층되어 이루어지며, 채널 부위에서 상기 n+층이 제거되어 있다.
그리고, 상기 반도체층(44) 하부의 제 2 기판(40) 전면에는 게이트 라인(41) 및 게이트 전극(41a)을 덮는 게이트 절연막(45)이 형성되며, 상기 데이터 라인(42) 및 소오스/드레인 전극(42a, 42b)과 상기 블랙 매트릭스층(51) 사이에는 제 1 층간 절연막(46)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(52)과 상기 화소 전극(43)의 사이에는 제 2 층간 절연막(47)이 더 형성된다. 이러한 게이트 절연막(45) 및 제 1, 제 2 층간 절연막(46, 47)은 상하로 인접한 층간의 절연을 위해 더 구비된 것이다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(70)는 상기 단차부로 기능하는 돌기(65)와 그 주변부의 높이차가 그대로 반영되어 형성된 것으로, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 부위는 상기 돌기(65)의 상부면에 오버랩되는 상기 칼럼 스페이서(70)의 면적과 비례하고, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 면적을 제외한 나머지 칼럼 스페이서(70)의 상부면은 상기 돌기(65)의 주변부에 대응되는 부위에 대응되는 상부면이다.
도 18에서 점선 부위로 표시된 부위는 상기 돌기 상부면의 단차부와 주변부의 경계로, 상기 경계에서 상기 단차부 및 주변부가 갖는 높이차가 상기 칼럼 스페 이서(70)의 상부면에 반영된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 칼럼 스페이서는 단차부를 돌기로(65) 형성하고, 상기 돌기(65)의 일측과 그 주변부에 걸쳐 형성되는 것으로, 매 화소마다 동일한 위치에 돌기(65)와 칼럼 스페이서가 대응되도록 형성할 수도 있고, 또는 인접한 화소끼리는 해당 돌기(65)에 대해 각각 서로 다른 측부와 그 주변부에 걸쳐 칼럼 스페이서(70)가 형성될 수도 있다. 후자의 경우는 도 11에서 설명한 바와 같이, 미스얼라인이 발생하여도 정상적으로 얼라인이 되어 칼럼 스페이서(70)의 패터닝이 이루어진 경우와 같이, 칼럼 스페이서(70)와 제 2 기판(70)간의 오버랩 면적을 가진다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 공통 라인(49a) 및 공통 전극(49)이 상기 게이트 라인(41)과 동일층에 형성되는 점과, 상기 공통 전극(49)과 화소 전극(43)이 서로 교번하는 형상으로 형성된다는 점과, 상기 제 2 기판(60) 상에 어레이 공정이 전혀 이루어지지 않는다는 점을 제외하고는 상술한 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서와 동일한 제조 방법으로 제조한다.
- 제 4 실시예 -
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 20은 도 19의 Ⅶ~Ⅶ' 선상의 구조 단면도이다.
도 19 및 도 20과 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 단차부를 제 1 실시예에서와 같이, 돌기(65)를 형성하지 않는 대신 COT 기판이 갖는 소정의 단차를 단차부로 이용한 것이다. 즉, 도시된 도면에 따르면 상기 게이트 라 인(41)에 비해 상기 데이터 라인(42)이 갖는 상대적인 높이 차를 갖는 부위를 단차부로 정의하여, 상기 데이터 라인(42)의 일측에 칼럼 스페이서(70)를 형성한다.
본 발명의 제 4 실시예에 액정 표시 장치 역시 제 3 실시예와 마찬가지로, IPS 모드로 구현한 형태로, 크게 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(40, 60)과, 상기 제 1 기판(40) 상에 형성되는 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이, 상기 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이가 갖는 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서(70) 및 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 형성된 액정층(80)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 기판(40)은 COT 기판으로 컬러 필터 어레이와 TFT 어레이가 동일한 기판에 형성된 것이다.
상기 제 1 기판(40) 상에는 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과, 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 화소 영역 내에 서로 교번되어 지그재그(zigzag) 패턴으로 형성된 공통 전극(47a) 및 화소 전극(43)과, 상기 게이트 라인(41)과 평행하게 상기 화소 영역을 가로질러 형성되며 상기 공통 전극(47a)과 연결되는 공통 라인(47)과, 상기 공통 라인(47)과 화소 영역 내에서 소정 부분 오버랩되며 상기 화소 전극(43)을 분기시키는 스토리지 전극(43), 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 박막 트랜지스터 형성 부위를 가리는 블랙 매트릭스층(51)과, 상기 화소 영역에 대응되어 형성된 R, G, B 컬러 필터층(52) 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부(게이트 라인과 데이터 라인의 크로스 오버 영역) 일측과 그 주변의 게이트 라인 상에 형성된 칼럼 스페이서(70)를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(41)으로부터 돌출된 게이트 전극(41a)과, 서로 소정 간격 이격되어 게이트 전극(41a) 상부의 양쪽을 덮는 소오스 전극(42a) 및 드레인 전극(42b), 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b)이 이격된 부위에 채널(channel)을 형성하며, 데이터 라인(42), 소오스 전극, 드레인 전극 등을 이루는 금속층 하부에 형성된 반도체층(44)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 반도체층(44)은 하부에 비정질 실리콘층, 상부에 n+층(미도시)이 적층되어 이루어지며, 채널 부위에서 상기 n+층이 제거되어 있다.
그리고, 상기 반도체층(44) 하부의 제 2 기판(40) 전면에는 게이트 라인(41) 및 게이트 전극(41a)을 덮는 게이트 절연막(45)이 형성되며, 상기 데이터 라인(42) 및 소오스/드레인 전극(42a, 42b)과 상기 블랙 매트릭스층(51) 사이에는 제 1 층간 절연막(46)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(52)과 상기 화소 전극(43)의 사이에는 제 2 층간 절연막(47)이 더 형성된다. 이러한 게이트 절연막(45) 및 제 1, 제 2 층간 절연막(46, 47)은 상하로 인접한 층간의 절연을 위해 더 구비된 것이다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(70)는 상기 단차부와 그 주변부의 높이차가 그대로 반영되어 형성된 것으로, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 부위는 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부의 상부에 대응되는 칼럼 스페이서(70)의 면적과 비례하고, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)과의 접촉 면적을 제외한 나머지 칼럼 스페이서(70)의 상부면은 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부의 주변부에 상기 칼럼 스 페이서(70)가 형성되는 부위에 대응되는 상부면이다.
도 20에서 점선 부위로 표시된 부위는 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부와 그 주변부의 경계로, 상기 경계에서 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부가 상대적으로 반도체층(44) 및 데이터 라인(42)의 두께만큼 갖는 높이차가 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면에도 반영된다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 단차부를 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부로 정의하고, 상기 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부의 일측과 그 주변부에 걸쳐 상기 제 2 층간 절연막(47) 상부에 칼럼 스페이서(70)가 형성되는 것으로, 매 화소마다 동일한 위치에 칼럼 스페이서(70)가 대응되도록 형성할 수도 있고, 또는 인접한 화소끼리는 해당 게이트 라인(41)과 데이터 라인(42)의 교차부에 대해 각각 서로 다른 측부와 그 주변부에 걸쳐 칼럼 스페이서가 형성될 수도 있다. 후자의 경우는 도 11에서 설명한 바와 같이, 미스얼라인이 발생하여도 정상적으로 얼라인이 되어 칼럼 스페이서(70)의 패터닝이 이루어진 경우와 같이, 칼럼 스페이서(70)와 제 2 기판(60)간의 오버랩 면적을 가진다.
혹은 상기 칼럼 스페이서(70)는 일 화소에 있어서 데이터 라인(42)의 양측부에 대응되어 형성되는 경우도 가능하다. 이 경우 역시 도 10b와 같이, 미스얼라인이 일어나도, 전체 액정 패널에 있어서, 상기 칼럼 스페이서(70)의 상부면과 상기 제 2 기판(60)간의 오버랩 면적은 정상 얼라인시와 동일하다.
상술한 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 돌기(65)가 형성되지 않는 점을 제외하고는 상술한 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법과 동일한 방법으로 제조된다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상술한, 기판의 단차부의 일부와 그 주변부에 칼럼 스페이서를 형성한 구조는 상술한 COT기판의 실시예들 뿐만 아니라, 일반 TFT 어레이 기판 상에 구비된 단차와 그 주변부에 칼럼 스페이서를 형성함으로써 칼럼 스페이서와 대향 기판과의 접촉 면적 감소라는 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판에 구비된 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 칼럼 스페이서를 형성함으로써, COT 기판과 같이, TFT 어레이 공정과 컬러 필터 어레이 공정이 동일 기판에 일어나는 경우에도 상기 칼럼 스페이서와 대향 기판간의 접촉 면적을 줄일 수 있다.
둘째, TFT 어레이 기판이나 컬러 필터 기판의 단독 기판에서도 각각의 기판에 구비된 단차부의 일부와 그 주변부에 칼럼 스페이서를 형성하여 패터닝으로 구현되는 한계 해상도보다 보다 작은 접촉 면적을 갖는 구조 형성이 가능하다. 이는 상기 칼럼 스페이서의 상부면과 대향 기판간의 접촉 면적이 상기 단차부와 상기 칼럼 스페이서가 오버랩된 정도에 비례하기 때문에, 상기 단차부와 상기 칼럼 스페이서의 오버랩 정도를 조절함으로써, 상기 대향 기판과의 보다 작은 접촉 면적을 갖도록 칼럼 스페이서의 형성이 가능한 것이다.
셋째, 칼럼 스페이서의 형성시 인접 화소간에서 단차부의 서로 다른 측부에 대응시켜 칼럼 스페이서를 형성한다던지 또는 단일 단차부에 있어서 양측에 대응시 켜 칼럼 스페이서를 형성한다던지 하여 칼럼 스페이서를 형성하는 패터닝 공정시 미스얼라인이 발생하더라도 양측의 칼럼 스페이서의 오버랩 정도가 서로 보상감되어 전체 액정 패널에 있어서, 칼럼 스페이서와 상기 대향 기판간의 접촉 면적이 정상 얼라인시와 동일하게 유지할 수 있다.

Claims (27)

  1. 복수개의 화소를 구비하며, 각 화소별로 단차부를 구비한 제 1 기판;
    상기 제 1 기판에 대향되는 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 상에 상기 각 단차부의 일부와 그 주변부에 걸쳐 형성된 칼럼 스페이서; 및
    상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서는 상기 각 화소별로 동일한 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서는 상기 단차부의 양측에 대응되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서는 인접한 화소간의 제 1, 제 2 단차부에 대응하여 서로 다른 방향의 측부에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서의 상부면은 상기 제 1 기판의 단차부와 그 주변부의 높이 차가 반영되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 COT(Color Filter On TFT) 기판인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층;
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층; 및
    상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하며 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    전면에 공통 전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층;
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층; 및
    상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하며 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    전면에 공통 전극을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 단차부는 돌기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층; 및
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기;
    상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층; 및
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 돌기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 TFT 어레이 기판이며, 상기 제 2 기판은 컬러 필터 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 및
    상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층;
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층; 및
    상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함하며 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부인 것을 특징으 로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기; 및
    상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층;
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층; 및
    상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층 상부에 공통 전극을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 단차부는 돌기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  23. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 및
    상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층; 및
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 또는 데이터 라인 상의 소정 부위인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 게이트 라인 상부의 데이터 라인 형성부인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  26. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 기판은
    서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트 라인 상의 소정 부위에 형성된 돌기; 및
    상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 2 기판은
    상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 가리는 블랙 매트릭스층; 및
    상기 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 포함하며 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 돌기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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