KR20070001391A - 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

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KR20070001391A
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정층을 사이에두고 제1기판과 제2기판이 합착된 액정패널과; 상기 제1기판 상에 형성되어 상기 제1기판 및 상기 제2기판 간격을 유지하는 다수의 스페이서와; 상기 제2기판 상에 형성되는 다수의 스위칭소자와; 상기 스위칭소자에 연결되는 다수의 금속배선과; 상기 금속배선 상에 형성되는 절연막과; 상기 절연막 상에 형성되어 상기 스페이서와 대응하도록 마련된 다수의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에는 상기 스페이서의 이탈을 방지하여 빛샘현상을 해소할 수 있게 되고 밝은 화면을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치와 그 제조방법{Liquid crystal display and fabrication method thereof}
도 1은 종래의 액정패널의 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 단면도.
도 3은 종래의 충격으로 인한 스페이서 이탈을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 액정표시장치의 평면도.
도 5는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ'에 따른 단면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 액정표시장치에 구비된 돌기부의 실시예.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조공정도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
400 : 액정패널 410 : 스위칭소자
420 : 제2기판 430 : 게이트배선
440 : 게이트절연막 450 : 광원
460 : 데이터배선 470 : 보호막
480 : 화소영역 500 : 돌기부
502 : 제2돌기부 505 : 제1돌기부
510 : 제1기판 520 : 차광막
530 : 컬러필터 540 : 스페이서
560 : 액정층
본 발명은 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제2기판에 돌기부를 마련하고, 제1기판 상에 상기 돌기부에 대응하는 스페이서를 형성하여 액정패널의 셀 간격을 일정하게 유지하고, 충격시 충격완충과 스페이서 이탈을 방지하여 액정패널의 오정열로 인한 빛샘 불량을 해소하고 선명한 화면을 형성할 수 있는 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 액정표시장치는 기판과 기판 사이에 액정을 끼워 넣은 액정패널과 상기 액정패널을 구동시키기 위한 드라이브 및 각종 회로소자가 부착된 구동회로부와 배면에서 빛을 조사해주는 백라이트로 구성되어 있다.
여기서 상기 액정패널은 화면에 영상을 표시하는 직접적인 구성요소가 되며 대형화면의 수요가 증가함에 따라 상기 액정패널의 크기가 커지고 있다.
상기 액정패널은 두 기판 사이에 액정을 끼워 넣어 구성하게 되는데 두 기판의 가장 자리에 사이드 씰(side seal)을 마련하여 두 기판을 합착하고, 이 안에 액정이 배치하여 액정층을 형성하게 된다.
상기 액정패널에 대해 요구되는 특성은 고속응답속도, 고대비비, 넓은 시야각 등이 있다. 특히, 응답속도와 대비비(contrast)는 액정층의 셀 간격과 밀접한 관계가 있다. 따라서 액정층의 셀 간격이 일정하게 설정되지 않으면 높은 대비비를 얻을 수 없다.
또한, 상기 액정층의 두께가 고르지 못하면 표시얼룩이 발생하고, 시인성이 저하된다. 따라서 액정층이 일정한 두께로 유지되어야만 화면표시에 있어서 균일한 화면을 형성할 수 있게 된다.
그러나, 화면크기가 대형화 되면서 기판의 하중과 외부의 충격등의 요인으로 액정패널의 가장자리에 배치된 사이드 씰만으로는 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하는데는 한계가 있다.
그래서 두 기판의 셀갭을 일정하게 유지하기 위해서는 스페이서를 액정패널 전면에 마련하여 패널 전체의 고른 셀갭을 유지하게 되었다.
도 1은 종래의 액정패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액정패널(100)은 2개의 얇은 기판(130,240) 사이의 일정한 갭에 액정을 주입해 전원을 공급, 액정의 배열을 변화시켜 명암을 조절하고 이 부분에 빛을 통과시켜 영상을 표시하는 디스플레이이다.
여기서 2개의 기판(130,240) 사이에 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 스페이서(290)를 필요로 하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 액정패널(100)은 다수의 소자들이 형성된 하판(130)과 다수의 컬러가 마련된 상판(240)이 서로 대응하여 형성되어 있다. 상기의 두 기판(130,240) 사이에 액정을 주입시켜 액정층(200)을 형성하도록 합착하 여 액정패널(100)을 형성한다.
여기서 액정패널(100)의 상판(240)에는 색상을 표현하는 다수의 컬러필터(280)가 형성되어 있다. 다수의 색을 가지는 컬러필터(280) 경계부에는 빛샘현상을 방지하는 블랙매트릭스(270)가 형성되어 있고, 컬러필터(280)와 블랙매트릭스(270) 상에는 액정에 전압을 가하는 한쪽의 전극 역할을 하는 공통전극(미도시)이 형성되어 있다.
한편, 하판(130) 상에는 액정층(200)의 분자배열 방향을 변화시킬 수 있는 박막트랜지스터(201)가 마련되어 있다. 박막트랜지스터(201)는 게이트배선(101)과 데이터배선(110)이 교차하는 위치에 배치된다.
박막트랜지스터(201)는 하판(130) 상에 형성된 게이트배선(101)과 연결된 게이트전극(105)과, 게이트배선(101)과 함께 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(140)과 게이트배선(101)을 포함한 게이트절연막(140) 상에 순차적으로 형성된 액티브층(미도시)과 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(150)과 반도체층(150) 상부에 서로 일정 간격 이격되어 위치하며, 게이트전극(105)의 양 가장자리의 일부에 오버랩되어 형성되는 소스/드레인 전극(113,116)과 소스/드레인 전극(113,116) 이격 구간에 형성되는 채널(155)로 구성되어 있다. 채널(155) 상에는 패시베이션 막(160)이 형성되며 패시베이션 막(160)을 뚫어 접촉홀(119)을 마련하여 소스/드레인 전극(113,116))과 화소전극(125)을 연결한다.
여기서 상판(240)과 하판(130)을 합착하여 액정패널(100) 형성시에 상판(240)과 하판(130)이 일정간격 유지 시켜주는 스페이서(290)를 상판(240)상에 구비 하며, 상기 스페이서(290)는 대향하는 하판(130)과 맞닿도록 형성되어 있다.
일반적으로, 셀 간격을 유지하는 스페이서(290)는 볼스페이서나 컬럼스페이서를 사용한다. 미도시하였지만, 볼스페이서의 경우 구형의 물질이며, 액정패널(100) 전면에 산포하여 형성하게 된다. 그런데 이렇게 산포하여 형성된 볼스페이서는 화소전극(125)이 형성된 화소영역(120)까지 배치되어 액정패널(100) 배면에서 오는 빛을 산란시키게 된다.
따라서, 화소전극(125)이 형성되어 있는 화소영역(120)의 개구율을 저하시켜 표시품위가 떨어지고, 외부 충격이 있을 시에는 볼 스페이서가 눌려 상,하판(130,240)에 손상을 입혀 불량을 초래한다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 간격을 유지하는 스페이서(290)는 표시영역인 화소영역(120)이 아닌 블랙매트릭스(270)로 가려진 영역에 기둥형의 스페이서(290)를 상판(240)에 마련하여 액정패널(100)의 셀 간격을 유지한다.
도 3는 종래의 충격으로 인해 스페이서 이탈을 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기둥형 스페이서(290)는 외부에서 충격이 가해지면 스페이서(270)가 시프트(shift) 또는 이탈되어 상판(참조 도2의 240)과 하판(130)이 오정렬(mis-align)을 하게 된다. 이로 인해 셀 간격을 유지 못하게 된다. 또한 두 기판(130,240)이 오정렬이 되면 블랙매트릭스(참조 도1의 270)로 가려진 영역과 하판(130)에 형성되어 있는 화소전극(참조 도1의 125)이 형성된 화소영역(참조 도1의 120)이 오정열되어 배면에서 오는 빛이 새어나오는 빛샘현상이 발생하게 된다.
그리고 액정패널(100)에 충격이 가해지게 되면 충격으로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 스페이서(290)가 시프트나 이탈이 되어 두 기판(130,240)이 오정렬된다. 이에 따라 오정렬된 블랙매트릭스(270)가 화소영역(120)까지 차광을 하게 되고, 화소전극(125)이 형성되지 않은 게이트배선(101)이나 데이터배선(110)의 패턴이 화소영역(120)에 위치하게 된다.
그러므로 블랙매트릭스(270)가 화소전극(125)이 형성된 화소영역(120)을 차광하게 되어 개구율을 저하시키는 요인이 된다. 또한, 셀 간격을 유지하던 스페이서(290)가 충격으로 인해 이탈이 되면서 셀 간격이 일정하게 유지하지 못하게 되어 화면의 빛샘불량이 발생하게 되어 표시화면의 질저하가 발생하게 된다.
이에 따라, 액정패널(100)을 구비한 액정표시장치의 화면 불량뿐만 아니라 디스플레이의 질저하를 야기하게 된다.
따라서 이러한 문제점은 사람의 눈으로 보는 디스플레이는 화면을 통한 영상이기 때문에 화면의 품질저하를 야기하고, 화면불량으로 인한 패널의 수율(yield) 저하가 발생한다.
따라서, 본 발명은 액정표시장치의 빛샘현상을 해소하기 위해 기판 상에 돌기부를 마련하고 돌기부와 스페이서가 대응하도록 형성하여 충격으로부터 스페이서가 시프트 또는 이탈하는 것을 방지함으로써 셀 간격을 일정하게 유지하여 균일한 형상의 화면이 형성할 수 있도록 액정표시장치와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 액정층을 사이에두고 제1기판과 제2기판이 합착된 액정패널과; 상기 제1기판 상에 형성되어 상기 제1기판 및 상기 제2기판 간격을 유지하는 다수의 스페이서와; 상기 제2기판 상에 형성되는 다수의 스위칭소자와; 상기 스위칭소자에 연결되는 다수의 금속배선과; 상기 금속배선 상에 형성되는 절연막과; 상기 절연막 상에 형성되어 상기 스페이서와 대응하도록 마련된 다수의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 돌기부는 제1기판 방향으로 형성되며 상기 스페이서의 이탈을 방지하는 다수의 제1돌기부 및/또는 상기 스페이서를 지지하는 제2돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 돌기부는 상기 제2돌기부가 마련된 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌기부는 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 상기 제1돌기부는 3 이상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1돌기부의 다수의 돌기들 사이에 상기 스페이서가 안착되며, 상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부의 다수의 돌기 사이에 소정 간격 이격되어 상기 스페이서와 대응하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2돌기부의 밀도는 상기 제1돌기부의 밀도보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로, 제1기판 상에 컬러필터패턴, 차광막 패턴을 형성하는 단계와; 상기 차광막 상의 소정 영역에 스페이서를 형성하는 단계와; 제2기판 상에 다수의 스위칭소자 및 상기 스위칭소자에 연결되는 금속배선을 형성하는 단계와; 상기 금속배선 상에 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막 상에 상기 스페이서와 대응하는 다수의 돌기부를 형성하는 단계와; 상기 제1기판 및 상기 제2기판이 합착하고, 합착 시 상기 스페이서가 상기 돌기부에 밀착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 돌기부는 제1기판 방향으로 형성되며 상기 스페이서의 이탈을 방지하는 다수의 제1돌기부 및/또는 상기 스페이서를 지지하는 제2돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 돌기부는 상기 제2돌기부가 마련된 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 돌기부는 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 상기 제1돌기부는 3 이상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1돌기부의 다수의 돌기들 사이에 상기 스페이서가 안착되며, 상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부의 다수의 돌기 사이에 소정 간격 이격되어 상기 스페이서와 대응하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2돌기부의 밀도는 상기 제1돌기부의 밀도보다 높은 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 다음의 실시 예를 통하여 자세히 설명하도록 하며, 당업자는 본 발명의 교시를 사용하여 다른 많은 실시형태를 구현 할 수 있고 본 발명은 예시적인 목적이며 다음 실시형태로 제한되지 않음을 명시한다.
도 4는 본 발명에 액정표시장치의 평면도이고, 도 5은 도4에 Ⅳ-Ⅳ'에 따른 단면도이다.
도 4와 도5에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 화면은 배면광으로 부터 나오는 빛의 투과율을 조절하는 스위칭소자(410)와 액정셀의 동작, 제1기판(510) 상에 컬러필터(530)를 투과하여 나오는 색의 혼합하는 액정패널(400)을 통해서 영상을 표시하는 디스플레이이다.
제 1기판(510)에는 일정한 파장의 색을 선택적으로 투과시켜 다수의 색을 구현하는 컬러필터(530)와 상기 컬러필터(530)에 인접한 색의 컬러필터(530)들 사이에 색의 경계를 구분하는 차광막(520)이 마련되어 있다.
제1기판(510)은 차광막(520)을 형성하고 차광막(520) 상에 색깔 안료등의 재료등으로 컬러필터(530)를 형성한다. 차광막(520)은 다수의 컬러필터(530)들을 분리시키고 인접한 컬러필터(530)로부터 입사되는 광을 흡수함으로써 대비비(contrast)의 저하를 방지한다.
여기서, 컬러필터(530)는 차광막(520)에 오버랩하여 정렬하게 형성할 수 있다. 그리고 제1게이트배선(433)과 제2게이트배선(436)에 대응하도록 차광막(520) 영역에 스페이서(540)를 형성한다.
실시예의 설명을 위하여 도 5의 도시된 바와 같이 게이트전극(433)을 포함하는 다수개의 게이트배선(430)은 제1게이트배선(435), 제2게이트배선(437)으로 정의 한다.
여기서, 컬러필터(530)를 형성할 때 차광막(520) 상에 컬러필터(530)를 오버랩해서 형성할 수 있다. 오버랩되어 형성된 컬러필터(530) 상에 스페이서(540)를 마련할 때 스페이서(540)의 높이를 제어하는 공정없이 단차를 갖는 스페이서(540)를 형성할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 제2기판(420)에는 게이트배선(430)과 데이터배선(460)이 마련되며, 게이트배선(430)과 데이터배선(460)이 교차하는 영역에 다수의 스위칭소자(410)를 마련한다. 그리고 제2기판(420) 전면에는 데이터배선(460)과 게이트배선(430) 사이의 셀 영역에는 화소영역(480)으로 정의되는 화소전극(485)이 구비되어 있다.
그리고 스위칭소자(410)에는 게이트배선(430) 상에 연결이 되어 있는 게이트전극(433), 데이터배선(460)과 접속이 되어 있는 소스전극(463)과 채널부(450)를 사이에 두고 마주 보고 있는 드레인전극(466)이 마련되어 있다.
여기서 제2기판(420) 전면에 보호막(470)을 형성하며, 보호막(470)을 관통하여 형성된 접촉홀(475)을 통해 드레인전극(466)과 접속되는 화소전극(485)이 마련되어 있다.
스위칭소자(410)는 게이트배선(430)으로 부터 들어오는 게이트 신호에 응답하여 데이트배선(460)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(485)에 공급한 다. 여기서 스위칭소자(410)는 게이트배선(430)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터배선(460)과 화소전극(485) 사이에 데이터 전송패스를 전환함으로서 화소전극(485)을 구동하게 된다.
상기 데이터신호는 데이터배선(460)에 연결되어 있는 소스전극(463)에 전달되고, 활성층(450)에 형성되는 채널부(455)를 지나 드레인전극(466)에 전달되게 된다. 드레인전극(466)에 전달된 신호는 보호막(470)을 관통하게 형성된 접촉홀(475)을 통해 화소영역(480)으로 정의되는 화소전극(485)에 전달된다.
여기서 다수의 게이트배선(430) 상에는 제1기판(510) 상의 차광막(520) 상에 형성되어 있는 다수의 스페이서(540)와 대응하도록 마련되는 돌기부(500)를 형성한다. 돌기부(500)는 상기 스페이서(540)를 지지하는 제2돌기부(502)와 상기 스페이서(540)의 이탈을 방지하는 제1돌기부(505)를 구비한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2게이트배선(437)에는 제2돌기부(502)와 제1돌기부(505)를 마련하는 것을 특징으로 한다. 제2돌기부(502)의 밀도는 제1돌기부(505)의 밀도보다 높은 것을 특징으로 한다. 그리고 제1돌기부(505)는 3이상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 제1기판(510)과 제2기판(420) 합착 정렬을 통해 제1기판(510)의 스페이서(540)가 제1돌기부(505)의 3이상의 돌기들 사이에 안착되도록 형성한다.
제1돌기부(505)는 액정패널(400)이 충격으로 인해 두 기판(420,510)이 오정렬되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 스페이서(540)의 시프트와 이탈을 방지하여 셀 간격을 유지할 수게 된다. 그래서 제1돌기부(505)는 여러 방향으로 충격 을 완충할 수 있도록 3이상의 돌기를 구비하는 것이 바람직하다.
제1돌기부(505)는 스페이서(540)를 이탈을 방지하고 제2돌기부(502)는 스페이서(540)를 지지하여 셀 간격을 유지하므로 제2돌기부(502)의 밀도가 제1돌기부(505)의 밀도보다 높은 것이 바람직하다.
한편, 제1게이트배선(435) 상에 제2돌기부(502)를 마련한다. 제2돌기부(502)는 스페이서(540)를 지지하는 역할을 한다. 제2돌기부(502)는 종래에 게이트배선과 스페이서가 직접 맞닿은 것보다 액정층(560) 내에 액정을 충진할 수 있는 공간을 확보할 수 있게 된다. 이에 따라 스페이서(540)의 밀도를 유지하면서 액정층(560)의 액정을 충분히 충진할 수 있다.
그리고, 에칭등의 과정을 통해서 제2기판(420) 표면에 남아 있는 찌꺼기등이 있기 때문에 상기 요소들이 형성된 제2기판(420) 전면에 보호막(470)을 형성한다. 이러한 잔유물들은 화소전극(485)이나 스위칭소자(410)의 특성에 나쁜 영향을 미칠 수 있어 질화막등으로 보호막(470)을 형성한다.
보호막(470) 상에 화소전극(485)을 형성하기 위한 금속을 증착시키고, 화소전극(485)을 패턴닝하여 화소영역(480)을 형성한다.
이에 따라 제1기판(510)과 제2기판(420) 합착 정렬을 할 때 제1기판(510)의 스페이서(540)가 제1돌기부(505)의 3이상의 돌기들 사이에 안착하도록 정렬함으로서 제1돌기부(502)는 액정패널(400)이 충격으로 인해 두 기판(420,510)이 오정렬되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 셀 간격을 유지할 수게 된다.
도 6a 내지 도 6c은 본 발명의 액정표시장치에 구비되는 돌기부의 실시예이 다.
도 6a는 본 발명의 액정표시장치에 구비되는 돌기부의 제 1실시예이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제2게이트배선(437) 상에 제1돌기부(505)와 제2돌기부(502)를 형성하고, 제1기판(510) 상의 스페이서(540)가 제1돌기부(505)의 돌기들 사이에 안착하도록 형성한다. 제1돌기부(505)의 돌기들 사이에는 상기 돌기들과 소정 간격 이격되어 형성되어 있는 제2돌기부(502)를 마련한다.
여기서 제2돌기부(502)는 스페이서(540)를 지지하며, 제1돌기부(505)는 충격으로 인한 스페이서(540)의 시프트 및 이탈을 방지한다. 그리고 제1게이트배선(505) 상에는 스페이서(502)나 제2돌기부(502)를 형성하지 않음으로써 액정층(560)의 액정 충진공간을 확보할 수 있다.
도 6b는 본 발명의 액정표시장치에 구비되는 돌기부의 제 2실시예이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제2게이트배선(437) 상에 제1돌기부(505)를 형성한다. 제1돌기부(505)에 스페이서(540)를 안착시킴으로써 액정패널(400)의 오정렬방지와 스페이서(540)의 시프트나 이탈을 방지할 수 있다.
도 6c는 본 발명의 액정표시장치에 구비되는 돌기부의 제 3실시예이다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 제2게이트배선(437) 상에 제1돌기부(505)를 형성하고, 제1돌기부(505)의 돌기들 사이에 소정 간격 이격하여 제2돌기부(437)를 형성한다. 제2게이트배선(437) 상에는 제1돌기부(505)의 돌기를 사이에 스페이서(540)를 안착시키고, 제2돌기부(502)는 스페이서(540)를 지지한다. 제1기판(510) 상에 스페이서(540)는 제1게이트배선(435)에 대응하여 형성한다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 제1게이트배선(435) 상에는 스페이서(540)가 제1게이트배선(435)과 맞닿게 형성되지 않는다. 이러한 형상은 액정층(560)의 액정이 충진할 수 있는 공간이 확보 가능하고 또한 외부의 터치로 인해 눌려졌을 때 이 터치를 제1게이트배선(435)에 대응하여 형성된 스페이서(540)가 지지할 수 있다.
게이트배선(430)은 다수가 마련되어 있으며, 제1게이트배선(435)과 제2게이트배선(437)에는 제1돌기부(505)와 제2돌기부(502)를 선택적으로 형성할 수 있다. 여기서 제2돌기부(502)는 제1기판(510) 상의 스페이서(540)와 맞닿도록 제1게이트배선(435)과 제2게이트배선(437) 상에 형성할 수 있으며, 또는 형성하지 않을 수도 있으며, 선택적으로 제1게이트배선(435) 상에만 또는 제2게이트배선(437) 상에만 형성할 수도 있다.
여기서 선택적으로 제2돌기부(505)를 마련하는 것은 스페이서(540)의 밀도를 유지하면서 터치(touch)나 충격에 의한 빛샘을 방지하고, 액정층(560)의 액정 충진 공간을 확보할수 있어 액정층(560)의 액정 미충진을 방지할 수 있다.
그리고 다수의 게이트배선(430) 상에 마련되는 제1돌기부(505)는 스페이서(540)가 충격으로부터 이탈 및 시프트 되는 것을 방지한다. 제1돌기부(505)는 다수의 게이트배선(430) 상에 적어도 하나를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 제1돌기부(505)는 3이상의 돌기를 구비하는 것이 바람직하다. 여기서 제1돌기부(505)가 3이상의 돌기를 구비하는 것은 여러 방향의 충격으로부터 스페이서(540)가 이탈되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
본 발명의 목적을 이루기 위한 수단으로, 기판 패터닝 공정으로 컬러필터기 판 패터닝 공정과 스위칭소자 패터닝 공정으로 나누어 실시한다.
도 7a 내지 7f은 본 발명에 따른 액정표시장치 제조 공정도이다.
여기서 제1기판의 제조는 도 5를 인용하여 설명한다. 제1기판(510)에 차광막(520)을 형성하고, 차광막(520) 상에 다수의 색을 구비한 컬러필터(530)들을 형성한다. 색상의 경계를 구분하는 차광막(520) 영역 상에 셀 간격을 유지하는 스페이서(540)를 형성한다. 여기서 스페이서(540)를 제2기판(420)과 맞닿도록 형성함으로써 화소전극(485)이 형성되지 않은 영역에 이상 액정층(560)이 형성않게 하여 빛이 새어 나가지 않게 한다.
스페이서(540)는 추후에 설명할 게이트배선(참조 도 7b의 430) 상에 마련되는 제2돌기부(참조 7d의 502)에 대응하도록 차광막(520) 상에 수지등을 도포하여 형성한다.
한편, 스위칭소자(410)를 형성하는 제2기판(420)을 마련한다. 제2기판(420)은 기판에 먼지나 유기성 물질을 제거와 증착할 게이트금속의 접찹력을 증가시키기 위해 기판 세정하는 것이 바람직하다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 제2기판(420) 상에 게이트금속물을 증착한다. 게이트금속은 게이트배선(430)의 RC 딜레이를 작게 하기 위해 저항이 작은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 게이트배선(430)을 합금이나 다른 금속들을 여러 개를 사용하여 다층 구조로 형성할 수 있다. 여기서, 본 발명의 설명을 위하여 게이전극(433), 제1게이트배선(435), 제2게이트배선(437)을 포함하는 것을 게이트배선(430)으로 정의한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 제2기판(420) 상에는 다수의 게이트배선(430)을 마스크 공정을 통해 형성하고, 게이트배선(430) 상에 게이트배선(430)을 절연하는 게이트절연막(440)을 제2기판(420) 전면에 형성한다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 게이트절연막(440) 상에는 아멀퍼스 실리콘이나 다결정 실리콘등으로 제2기판(420) 전면에 도포하여 채널부(455)를 형성할 수 있는 활성층(450a)을 도포한다. 여기서 오믹콘택을 위해 이온주입법등으로 오믹콘택층(미도시)을 형성한다. 제2기판(420) 전면에 형성된 상기 오믹콘택층 상에 소스/드레인금속(460a)을 제2기판(420) 전면에 증착한다. 또한 마스크 공정으로 소스/드레인(463,466) 패턴을 형성하기 위해 포토레지스트층(PR)을 전면 도포한다.
도 7d에 도시된 바와 같이, 하프톤 마스크(미도시)를 사용하여 데이터배선(460), 활성층(440), 제1돌기부(505)와 제2돌기부(502)를 형성한다. 상기 하프톤 마스크는 투광부와 차광부와 반차광부를 구비하고 있다. 상기 반차광부는 스위칭소자(410)의 채널부(455)를 형성하는 영역과 제1게이배선(435), 제2게이트배선(437) 상에 제2돌기부(502)를 형성하는 영역에 대응하도록 정렬한다. 또한 상기 차광부는 소스/드레인전극(463,466), 데이터배선(460), 제1돌기부(502)에 대응하게 정렬한다.
이에 따라 상기 하프톤 마스크를 통해 소스/드레인전극(463,466)과 채널부(455)를 형성할 때 제1게이트배선(435)과 제2게이트배선(437) 상에 스페이서(540)를 지지하는 제2돌기부(502)와 스페이서(540)의 이탈을 방지하는 제1돌기부(505)를 형성할 수 있다.
게이트배선(430) 상에 선택적으로 형성하는 제1돌기부(505)와 제2돌기부(502)는 제1기판(510)과 제2기판(420)의 셀 간격을 유지하면서 액정층(560)의 액정 충진공간을 확보하기 위해 선택적으로 제1돌기부(505)와 제2돌기부(502)를 배치하는 것이 바람직하다. 액정패널(400)에 있어서, 다수의 게이트배선(430) 상에 적어도 하나의 제1돌기부(505)를 마련하는 것이 바람직하다.
도 7e에 도시된 바와 같이, 도 7d 단계에서 보호막(470)을 제2기판(420) 전면에 도포한다. 도포된 보호막(470) 상에 마스크 공정을 사용하여 화소전극(참조 도7f의 485)과 연결할 수 있는 보호막(470)을 관통시켜 드레인전극(466)까지 연결된 접촉홀(475)을 형성한다. 접촉홀(475)은 드레인전극(466)이 드러나도록 형성한다.
도 7f에 도시된 바와 같이, 화소전극(485)을 형성하기 위한 금속을 전면에 증착하고, 마스크 공정을 통해 화소영역(480)으로 정의되는 화소전극(485) 패턴을 형성한다. 화소전극(485)은 투명하고, 전기전도도 특성을 가진 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상기의 마스크 공정을 통해 형성된 제1기판(510)과 제2기판(420)이 합착하고 두 기판 사이에 액정층(560)을 형성하여 액정패널(400)을 형성하게 된다.
따라서, 액정패널(400)의 셀 간격을 유지하기 위한 스페이서(540)가 충격으로 인해 시프트나 이탈하여 빛샘현상이 발생하는 문제점을 이탈을 방지하는 돌기부(500)를 제2기판(420) 상에 마련하여 빛샘현상을 해소하고, 액정패널(400)의 셀 간 격을 일정하게 유지할 수 있게 되었다.
이에 따라, 액정패널(400)을 투과하는 빛이 일정하여 균일한 밝기를 나타낼 있게 되고, 밝은 화면을 구현할 수 있게 된다 .
상술한 바와 같이, 본 발명은 제2기판(420)에 돌기부(500)를 마련하고, 제1기판(510) 상에 돌기부(500)에 대응하는 스페이서(540)를 형성하여 액정패널(400)의 셀 간격을 일정하게 유지하고, 충격시 충격완충과 스페이서(540)의 이탈을 방지하여 액정패널(400)의 오정열로 인한 빛샘 불량을 해소하고, 선명한 화면을 형성할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.

Claims (14)

  1. 액정층을 사이에두고 제1기판과 제2기판이 합착된 액정패널과;
    상기 제1기판 상에 형성되어 상기 제1기판 및 상기 제2기판 간격을 유지하는 다수의 스페이서와;
    상기 제2기판 상에 형성되는 다수의 스위칭소자와;
    상기 스위칭소자에 연결되는 다수의 금속배선과;
    상기 금속배선 상에 형성되는 절연막과;
    상기 절연막 상에 형성되어 상기 스페이서와 대응하도록 마련된 다수의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 스페이서의 이탈을 방지하도록 형성된 다수의 제1돌기부 및/또는 상기 스페이서를 지지하는 제2돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 제2돌기부가 마련된 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1돌기부는 3 이상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제1돌기부의 다수의 돌기들 사이에 상기 스페이서가 안착되며, 상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부의 다수의 돌기 사이에 소정 간격 이격되어 상기 스페이서와 대응하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제2돌기부의 밀도는 상기 제1돌기부의 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1기판 상에 컬러필터패턴, 차광막 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 차광막 상의 소정 영역에 스페이서를 형성하는 단계와;
    제2기판 상에 다수의 스위칭소자 및 상기 스위칭소자에 연결되는 금속배선을 형성하는 단계와;
    상기 금속배선 상에 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 절연막 상에 상기 스페이서와 대응하는 다수의 돌기부를 형성하는 단계와;
    상기 제1기판 및 상기 제2기판이 합착되고, 합착 시 상기 스페이서가 상기 돌기부에 밀착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 돌기부는 제1기판 방향으로 형성되며 상기 스페이서의 이탈을 방지하는 다수의 제1돌기부 및/또는 상기 스페이서를 지지하는 제2돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 제2돌기부가 마련된 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 금속배선을 포함하는 상기 절연막 상에 적어도 하나의 상기 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제1돌기부는 3 이상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제1돌기부의 다수의 돌기들 사이에 상기 스페이서가 안착되며, 상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부의 다수의 돌기 사이에 소정 간격 이격되어 상기 스페이서와 대응하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제2돌기부의 밀도는 상기 제1돌기부의 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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