KR20070038852A - 액정 표시 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 적하 마진과 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 동시에 충족시킬 수 있는 액정 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정을 사이에 두고 합착된 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 칼럼 스페이서를 구비하고; 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판과 상기 칼럼 스페이서가 다중 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 패널과 그 제조 방법을 개시한다.
칼럼 스페이서, 다중 높이, 다중 간격

Description

액정 표시 패널 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DIPLAY PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1은 종래 액정 패널의 액정 적하량이 초과된 경우를 도시한 단면도.
도 2는 종래 액정 패널의 액정 적하량이 부족한 경우를 도시한 단면도.
도 3은 종래 액정 패널의 칼럼 스페이서 및 하부막의 함몰 현상을 보여주는 사진.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 칼럼 스페이서 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 유기 보호막의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2, 22 : 상판 4 : 하판
6, 24A, 24B, 24C, 24D, 44, 78 : 칼럼 스페이서
8 : 액정 10 : 하부 절연 기판
12 : 게이트 라인 14 : 게이트 절연막
16 : 반도체층 18 : 데이터 라인
20. 50 : 유기 보호막 30, 60 : 마스크 기판
32, 62 : 차단부 34A, 34B, 34C, 34D, 66 : 오픈부
36A, 36B, 36C, 36D, 64A, 64B, 64C : 슬릿
52A, 52B, 52C, 76A, 76B, 76C, 84A, 84B, 84C : 홈
70, 80 : 상부 절연 기판 72, 82 : 칼러 필터
74 : 오버 코트층
본 발명은 액정 표시 패널에 관한 것으로, 특히 상반 관계인 액정 적하 마진과 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 동시에 향상시킬 수 있는 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널)과, 그 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다.
액정 패널은 칼라 필터가 형성된 상판과, 박막 트랜지스터와 다수의 신호 라 인이 형성된 하판이 액정을 사이에 두고 합착되어 형성된다. 그리고, 액정 패널은 상하판 사이에 형성된 칼럼 스페이서에 의해 액정이 채워진 셀갭을 유지하게 된다. 칼럼 스페이서는 적하 방식의 액정 형성 방법이 적용된 대형 액정 패널에 주로 이용된다.
구체적으로, 액정 적하 방식이 적용된 액정 패널은 하판 상에 액정을 적하 방식으로 형성하고, 칼럼 스페이서가 형성된 상판 상에 주변부를 둘러싸는 실 라인을 형성한 다음, 상하판을 합착함으로써 제조된다.
이러한 액정 패널에서 칼럼 스페이서의 단면적 및 밀도는 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 결정하지만 액정 적하 마진도 좌우하게 된다. 그런데 칼럼 스페이서의 눌림 내성과 액정 적하 마진이 칼럼 스페이서의 단면적 및 밀도와 상반된 관계를 갖고 있다. 다시 말하여, 칼럼 스페이서의 단면적 및 밀도는 칼럼 스페이서의 눌림 내성과 비례 관계에 있지만 액정 적하 마진과는 반비례 관계를 갖는다.
예를 들면, 칼럼 스페이서가 눌려 무너지는 스미어(Smear) 불량을 방지하기 위하여, 즉 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 향상시키기 위하여 칼럼 스페이서의 밀도를 높이는 경우 칼럼 스페이서의 압축 변형률이 감소하게 된다. 이로 인하여, 액정 적하 마진이 감소하여 액정 적하량의 조절이 어려워짐에 따라 도 1a에 도시된 바와 같이 액정 초과 불량이 발생되거나, 도 1b에 도시된 바와 같이 액정 부족 불량이 발생하게 된다.
도 1a에 도시된 바와 같이 액정(8) 적하량이 초과한 경우 상판(2)에 형성된 칼럼 스페이서(6)가 하판(4)과 접촉되지 못하여 중력에 따라 액정이 유동하게 됨으 로써 셀 갭이 불균일해지게 되므로 휘도 불량이 발생하게 된다. 도 1b에 도시된 바와 같이 액정(8) 적하량이 부족한 경우 상판(2)과 액정(8) 사이에 빈 공간이 생겨 빛이 누설되는 광 누설 불량이 발생하게 된다.
반면에, 액정 적하 마진을 향상시키기 위하여 칼럼 스페이서의 밀도를 감소시키는 경우 칼럼 스페이서의 눌림 내성이 감소하게 된다. 이로 인하여, 액정 패널이 눌려지거나 하는 경우 도 2에 도시된 바와 같이 칼럼 스페이서(6) 또는 하부막(7)이 함몰되어 얼룩이 발생되는 스미어 불량이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정 적하 마진과 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 동시에 충족시킬 수 있는 액정 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다..
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 패널은 액정을 사이에 두고 합착된 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 칼럼 스페이서를 구비하고; 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판과 상기 칼럼 스페이서가 다중 간격을 갖는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 한 특징은 상기 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 다중 높이(크기)를 갖도록 형성되어 마주하는 나머지 기판과 상기 다중 간격을 갖게 된다.
상기 제1 및 제2 기판의 합착시 상기 다중 높이의 칼럼 스페이서 중 가장 높은 메인 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판과 접촉하게 되고, 인가되는 압력에 따라 상기 제1 및 제2 기판과 접촉되는 상기 칼럼 스페이서의 밀도가 가변하게 된다.
다른 특징은 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고; 상기 칼럼 스페이서와 마주하는 나머지 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다중 간격을 갖도록 형성된다.
상기 칼럼 스페이서와 마주하는 기판은 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 유기막을 추가로 포함한다.
상기 유기막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함한다.
또 다른 특징은 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고; 상기 칼럼 스페이서가 형성된 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다중 높이의 수평면을 갖도록 형성된다.
상기 칼럼 스페이서가 형성된 기판은 상기 칼럼 스페이서가 형성되어질 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 하부막을 추가로 포함한다.
상기 하부막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 액정 패널의 제조 방법은 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판에 칼럼 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 기판을 액정을 사이에 두고 합착하는 단계를 포함하고; 상기 칼럼 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판과 다중 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 패널을 칼럼 스페이서와 하판을 중심으로 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 액정 패널은 액정을 사이에 두고 합착된 상판(22) 및 하판(26)과, 상하판(22, 26) 사이에 형성된 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)를 구비한다.
상판(22)은 상부 절연 기판 상에 적층된 블랙 매트릭스 및 칼라 필터를 구비한다. 상부 절연 기판으로는 유리 기판 또는 유연한(Flexible) 플라스틱 기판이 이용된다. 블랙 매트릭스는 매트릭스 형태로 형성되어 빛샘을 방지하면서 서브 화소 단위의 액정셀 영역을 구분한다. 칼라 필터는 액정셀 영역에 적, 녹, 청으로 구분되게 형성되어 적, 녹, 청색광을 각각 투과시킨다. 또한, 액정 패널이 TN(Twisted Nematic) 모드 또는 VA(Vertical Alignment) 모드의 액정을 이용한 경우 칼라 필터 위에는 공통 전극이 형성되기도 한다. 공통 전극은 액정 구동시 기준이 되는 공통 전압을 공급한다.
하판(26)은 하부 절연 기판(10) 상에 게이트 절연막(14)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(18)과, 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(18)의 교차로 구분된 액정셀 영역마다 형성된 화소 전극과, 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(18)과 화소 전극 사이에 접속된 박막 트랜지스터와, 상기 신호 라 인들과 박막 트랜지스터를 보호하는 보호막(20)를 구비한다. 데이터 라인(18)의 하부에는 박막 트랜지스터로부터 연장된 반도체층(16)이 더 형성되기도 한다. 하부 절연 기판(10)으로는 유리 기판 또는 플라스틱 기판이 이용된다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소 전극으로 공급한다. 또한, 액정 패널이 IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드인 경우 상기 화소 전극과 수평 전계 또는 프린지 전계를 형성하는 공통 전극이 형성되기도 한다.
이에 따라, 액정셀에는 공통 전극에 공급된 공통 전압과 화소 전극에 공급된 데이터 신호와의 차전압인 화소 전압이 충전되고, 유전 이방성을 갖는 액정은 그 화소 전압에 따라 구동되어 광 투과율을 조절함으로써 계조가 구현되게 한다.
이러한 상판(22) 및 하판(20)의 최상부층에는 액정 배향을 결정하는 배향막이 더 형성된다.
그리고, 상하판(22, 26) 사이에는 셀 갭을 결정하는 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)가 형성된다. 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 상판(22)의 블랙 매트릭스와 중첩되거나 하판(26)의 불투명한 금속 배선과 중첩되도록 상판(22) 또는 하판(26)에 형성된다. 다시 말하여 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 게이트 라인(14) 및 데이터 라인(18)과 박막 트랜지스터와 중첩된 블랙 매트릭스와 중첩되거나 스토리지 라인과 중첩되게 형성된다. 예를 들면, 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(18)의 교차부와 중첩되도록 상판(22)에 형성된다. 이러한 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 반구에 가까운 원뿔대, 각뿔대 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
특히 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 액정 패널의 위치에 따라 서로 다른 높이를 갖도록 형성된다. 다시 말하여 칼럼 스페이서는 상하판(22, 26)의 메인 칼럼 스페이서(24A)와, 메인 칼럼 스페이서(24A) 보다 낮은 다중 높이를 갖는 서브 칼럼 스페이서(24B 내지 24D)로 구성된다. 또한, 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 높이 뿐만 아니라 상하판(22, 26)과 접촉하는 밑면적 및 윗면적이 서로 다르게, 즉 전체적인 크기가 서로 다르게 형성되기도 한다.
메인 칼럼 스페이서(24A)는 상하판(22, 26)의 합착시 셀 갭 및 액정 적하 마진을 결정한다. 이는 액정 적하후 상하판(22, 26) 합착시 메인 칼럼 스페이서(24A)만 하판(26)과 접촉되기 때문이다. 이에 따라, 상하판(22, 26)을 고온 압착하여 합착하는 경우 메인 칼럼 스페이서(24A)만 상하판(22, 26)과 접촉되어 변형됨으로써 상하판(22, 26)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 감소하므로 액정 적하 마진을 향상시킬 수 있게 된다.
다중 높이의 서브 칼럼 스페이서(24B 내지 24D)는 액정 패널에 하중이 가해지거나, 사용자에게 국부적인 부분이 눌려질 때, 또는 유연한 플라스틱 기판 사용으로 구부려질 때 그 액정 패널에 인가되는 압력에 따라 순차적으로 하판(26)과 접촉하여 상하판(22, 26)을 지지하게 된다. 이에 따라, 액정 패널에 가해지는 압력이 증가할 수록 상하판(22, 26)을 지지하는 서브 칼럼 스페이서(24B 내지 24D)의 수가 증가하면서 가해지는 압력이 분산될 뿐만 아니라 상하판(22, 26)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 증가하여 스페이서의 눌림 내성을 향상시킬 수 있게 된다. 이 결과 액정 패널에 가해지는 압력에 의해 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)가 무너지거나 그의 하부막이 함몰하는 스미어 불량을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 패널은 다중 높이(크기)를 갖는 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)에 의해 합착시와 그 이후 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(22, 26)과 접촉하는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변함으로써 상반 관계인 액정 적하 마진 및 스페이서의 눌림 내성을 모두 향상시킬 수 있게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 다중 높이 및 크기를 갖는 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)를 상판(22) 상에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4에 도시된 다중 높이 및 크기를 갖는 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 회절 노광 마스크(38)를 이용함으로써 하나의 패터닝 공정으로 형성된다.
구체적으로, 다중 높이 및 크기의 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)는 상판(22) 위에 스페이서 물질을 도포하고 회절 노광 마스크(38)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 스페이서 물질로는 에폭시계 아크릴 수지 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다. 이때, 스페이서 물질로는 포지티브(Positive) 또는 네거티브(Negative) 타입이 이용될 수 있고, 네거티브 타입의 스페이서 물질이 적용된 경우를 예로 들면 다음과 같다.
네거티브 타입의 스페이서 물질에 적용되는 회절 노광 마스크(38)는 투명 기판(30)과, 투명 기판(30)이 노출된 투과부(34A 내지 34D)와, 투과부(34A 내지 34D) 사이의 차단부(32)와, 투과부(34A 내지 34D)와 인접한 차단부(32)를 관통하는 슬릿 (36A 내지 36D)을 구비한다. 이러한 회절 노광 마스크(38)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 투과부(34A 내지 34D)와 슬릿(36A 내지 36D)을 통해 노광된 부분만 현상 및 소성 후 잔존하여 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)가 되므로, 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)의 높이 및 부피는 투과부(34A 내지 34D) 및 슬릿(36A 내지 36D)의 선폭에 의해 결정된다.
이에 따라, 선폭이 가장 큰 투과부(34A) 및 슬릿(36A)에 의한 자외선 노광 영역에는 메인 칼럼 스페이서(24A)가 형성되고, 나머지 투과부(34B 내지 34D) 및 슬릿(36B 내지 36D)의 선폭과 비례하는 높이 및 크기를 갖는 서브 칼럼 스페이서(24B 내지 24D)가 형성된다.
이와 같이, 스페이서 물질이 네거티브 타입인 경우 회절 노광 마스크(36)의 투과부(34A 내지 34D) 및 슬릿(36A 내지 36D)의 선폭이 작을 수록, 즉 노광량이 작을 수록 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)의 높이 및 크기가 감소하게 된다. 반대로, 스페이서 물질이 포지티브 타입인 경우 노광량이 클 수록 칼럼 스페이서(24A 내지 24D)의 높이 및 크기가 감소하게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 패널을 칼럼 스페이서와 하판 중심으로 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 액정 패널은 도 3에 도시된 액정 패널과 대비하여 칼럼 스페이서(44)의 높이 및 크기는 동일하고, 칼럼 스페이서(44)와 하판(56)이 다중 간격을 갖도록 보호막(50)에 서로 다른 깊이의 홈(52A 내지 52C)이 형성된 것을 제외하고는 동일한 구성 요소들을 구비하므로 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하 기로 한다. 그리고, 도 5에 도시된 상하판(22, 56)의 최상부층에는 배향막이 더 형성된다.
도 5에 도시된 액정 패널의 상판(22)에는 동일한 크기의 칼럼 스페이서(44)가 형성된 반면, 그 칼럼 스페이서(44)와 대응되는 하판(56)의 보호막(50)에는 위치에 따라 서로 다른 깊이의 홈(52A 내지 52C)이 형성되어 칼럼 스페이서(44)와 하판(56)의 간격이 달라지게 된다. 여기서, 보호막(50)의 홈(52A 내지 52C)는 칼럼 스페이서(44) 보다 큰 단면적을 갖는다. 이에 따라 상하판(22, 56) 합착시와, 그 이후 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(22, 56)과 접촉되는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변하게 된다.
예를 들면, 액정 적하 후 상하판(22, 56) 합착시 하판(56)의 보호막(50)에 홈이 형성되지 않은 부분과 대응되는 칼럼 스페이서(44)만 하판(56)과 접촉하게 되므로 상하판(22, 56)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 감소하여 액정 적하 마진을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 깊이가 다른 홈(52A 내지 52C)과 대응되는 칼럼 스페이서(44)는 액정 패널에 하중이 가해지거나, 사용자에게 국부적인 부분이 눌려질 때, 또는 유연한 플라스틱 기판 사용으로 구부려질 때 그 액정 패널에 인가되는 압력에 따라 다른 순차적으로 하판(56)과 접촉하여 상하판(22, 56)을 지지하게 된다. 이에 따라, 액정 패널에 가해지는 압력이 증가할 수록 상하판(22, 56)을 지지하는 칼럼 스페이서(44)의 수가 증가하면서 상하판(22, 56)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 증가하여 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 향상시킬 수 있게 된다. 이 결과 액정 패널에 가해 지는 압력에 의해 칼럼 스페이서(44)가 무너지거나 그의 하부막이 함몰하는 스미어 불량을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 패널은 칼럼 스페이서(44)와 하판(56)간의 다중 간격에 의해 합착시와 그 이후 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(22, 56)과 접촉하는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변함으로써 상반 관계인 액정 적하 마진 및 스페이서의 눌림 내성을 모두 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 칼럼 스페이서가 하판에 형성된 경우에는 칼럼 스페이서와 상판과의 다중 간격을 위해 상판의 오버코트층 또는 칼라 필터에 전술한 바와 같이 서로 다른 깊이를 갖는 홈이 형성될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 보호막(56)에 다중 깊이의 홈(52A 내지 52C)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6에 도시된 다중 깊이의 홈(52A 내지 52C)을 갖는 보호막(50)은 회절 노광 마스크(66)를 이용함으로써 하나의 패터닝 공정으로 형성된다.
구체적으로, 데이터 라인(18)이 형성된 하판에 보호막(50)을 형성한 다음 회절 노광 마스크(66)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 보호막(50)으로는 유기 절연 물질이 이용된다. 이때, 유기 보호막(50)으로는 포지티브(Positive) 또는 네거티브(Negative) 타입이 이용될 수 있고, 네거티브 타입의 유기 보호막(50)이 적용된 경우를 예로 들면 다음과 같다.
네거티브 타입의 유기 보호막(50)에 적용되는 회절 노광 마스크(66)는 투명 기판(60)과, 투명 기판(60)이 노출된 투과부와, 투명 기판(60)에 슬릿(64A 내지 64C)을 갖도록 형성된 차단부(62)를 구비한다. 이러한 회절 노광 마스크(66)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 차단부(62)의 슬릿(64A 내지 64C)를 통해 노광량이 부족한 부분만 식각되어 보호막(50)에 서로 다른 깊이의 홈(52A 내지 52C)이 형성된다. 이때, 보호막(50)의 홈(52A 내지 52C)은 슬릿(64A 내지 64C)의 선폭, 즉 노광량이 작을 수록 깊게 형성된다. 반대로, 유기 보호막(50)이 포지티브 타입인 경우 슬릿에 의한 노광량이 클 수록 홈(52A 내지 52C)이 깊게 형성된다.
도 7은본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 액정 패널은 도 3에 도시된 액정 패널과 대비하여 칼럼 스페이서(78)의 높이 및 크기는 동일하고, 칼럼 스페이서(78)와 하판(26)이 다중 간격을 갖도록 칼럼 스페이서(78)가 형성된 상판(68)의 오버코트층(74)에 서로 다른 깊이의 홈(76A 내지 76C)이 형성된 것을 제외하고는 동일한 구성 요소들을 구비하므로 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 액정 패널의 상판(68)은 상부 절연 기판(70) 상에 적층된 R, G, B 칼라 필터(72)와 오버 코트층(74)을 구비한다. 또한, 상판(68)은 상부 절연 기판(70)과 칼라 필터(72) 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 더 구비한다. 그리고, 상판(68)의 오버 코트층(74)에는 동일한 크기의 칼럼 스페이서(78)가 형성되는데, 이러한 칼럼 스페이서(78)가 합착된 하판(26)과 다중 간격을 갖도록 오버 코트층(74)에는 칼럼 스페이서(78)의 위치에 따라 서로 다른 깊이의 홈(76A 내지 76C)이 형성된다. 다시 말하여, 칼럼 스페이서(78)가 형성되어질 오버 코트층(74)의 수평면의 높이가 다름에 따라 상판(68)에 형성된 칼럼 스페이서(78)와 하판(26)이 다중 간격을 갖게 된다. 이러한 오버 코트층(74)의 다중 깊이의 홈(76A 내지 76C)은 도 6에서 전술한 회절 노광 마스크(66)를 이용하여 형성될 수 있다.
이에 따라 상하판(68, 26) 합착시와, 완성된 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(68, 26)과 접촉되는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변하게 된다.
예를 들면, 액정 적하 후 상하판(68, 26) 합착시 오버코트층(74)의 최상면에 형성된 칼럼 스페이서(78)만 하판(26)과 접촉하게 되므로 상하판(68, 26)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 감소하여 액정 적하 마진을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 깊이가 다른 오버 코트층(74)의 홈(76A 내지 76C)에 형성된 칼럼 스페이서(78)는 액정 패널에 하중이 가해지거나, 사용자에게 국부적인 부분이 눌려질 때, 또는 유연한 플라스틱 기판 사용으로 구부려질 때 그 액정 패널에 인가되는 압력에 따라 순차적으로 하판(26)과 접촉하여 상하판(68, 26)을 지지하게 된다. 이에 따라, 액정 패널에 가해지는 압력이 증가할 수록 상하판(68, 26)을 지지하는 칼럼 스페이서(78)의 수가 증가하면서 상하판(68, 26)과 접촉되는 스페이서의 밀도가 증가하여 칼럼 스페이서의 눌림 내성을 향상시킬 수 있게 된다. 이 결과 액정 패널에 가해지는 압력에 의해 칼럼 스페이서(78)가 무너지거나 그의 하부막인 오버코트층(74) 함몰하는 스미어 불량을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 패널은 칼럼 스페이서(78)와 하판(26)간의 다중 간격에 의해 합착시와 그 이후 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(68, 26)과 접촉하는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변함으로써 상반 관계인 액정 적하 마진 및 스페이서의 눌림 내성을 모두 향상시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정 패널을 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 액정 패널은 도 7에 도시된 액정 패널과 대비하여 칼럼 스페이서(86)와 하판(26)이 다중 간격을 갖도록 칼럼 스페이서(86)가 형성된 상판(88)의 칼라 필터(82)에 서로 다른 깊이의 홈(84A 내지 84C)이 형성된 것을 제외하고는 동일한 구성 요소들을 구비하므로 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 액정 패널의 상판(88)은 상부 절연 기판(80) 상에 적층된 R, G, B 칼라 필터(82)와, 상부 절연 기판(80)과 칼라 필터(82) 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 구비한다. 그리고, 상판(88)의 칼러 필터(82)에는 동일한 크기의 칼럼 스페이서(86)가 형성되는데, 이러한 칼럼 스페이서(86)가 합착된 하판(26)과 다중 간격을 갖도록 칼라 필터(82)에는 칼럼 스페이서(86)의 위치에 따라 서로 다른 깊이의 홈(84A 내지 84C)이 형성된다. 다시 말하여, 칼럼 스페이서(86)가 형성되어질 칼라 필터(82)의 수평면의 높이가 다름에 따라 상판(88)에 형성된 칼럼 스페이서(86)와 하판(26)이 다중 간격을 갖게 된다. 이러한 칼라 필터(82)의 다중 깊이의 홈(84A 내지 84C)은 도 6에서 전술한 회절 노광 마스크(66)를 이용하여 형성될 수 있다.
이에 따라 상하판(88, 26) 합착시와, 완성된 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판(68, 26)과 접촉되는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변함으로써 상반 관계인 액정 적하 마진 및 스페이서의 눌림 내성을 모두 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 칼럼 스페이서가 하판에 형성된 경우에는 칼럼 스페이서와 상판과의 다중 간격 을 위해 하판의 보호막에 전술한 바와 같이 서로 다른 깊이를 갖는 홈이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 패널 및 그 제조 방법은 칼럼 스페이서의 높이(크기)를 조절하거나, 칼럼 스페이서와 마주하는 기판 또는 칼럼 스페이서가 형성된 하부막에 다중 깊이의 홈을 형성하여 칼럼 스페이서와 마주하는 기판이 다중 간격을 갖게 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정 패널 및 그 제조 방법은 상하판 합착시와, 완성된 액정 패널에 가해지는 압력에 따라 상하판과 접촉되는 칼럼 스페이서의 밀도가 가변되게 함으로써 상반 관계인 액정 적하 마진 및 스페이서의 눌림 내성을 모두 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (22)

  1. 액정을 사이에 두고 합착된 제1 및 제2 기판과;
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 칼럼 스페이서를 구비하고;
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판과 상기 칼럼 스페이서가 다중 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 다중 높이를 갖도록 형성되어 마주하는 나머지 기판과 상기 다중 간격을 갖게 된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서는 다중 크기를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판의 합착시 상기 다중 높이의 칼럼 스페이서 중 가장 높은 메인 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판과 접촉된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    인가되는 압력에 따라 상기 제1 및 제2 기판과 접촉되는 상기 칼럼 스페이서의 밀도가 가변하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고;
    상기 칼럼 스페이서와 마주하는 나머지 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다중 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서와 마주하는 기판은 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 유기막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고;
    상기 칼럼 스페이서가 형성된 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다중 높이의 수평면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서가 형성된 기판은 상기 칼럼 스페이서가 형성되어질 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 하부막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하부막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  12. 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판에 칼럼 스페이서를 형성하는 단계와;
    상기 제1 및 제2 기판을 액정을 사이에 두고 합착하는 단계를 포함하고;
    상기 칼럼 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판과 다중 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 다중 높이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서는 다중 크기를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판의 합착시 상기 다중 높이의 칼럼 스페이서 중 가장 높은 메인 칼럼 스페이서가 상기 제1 및 제2 기판과 접촉된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    인가되는 압력에 따라 상기 제1 및 제2 기판과 접촉되는 상기 칼럼 스페이서의 밀도가 가변되게 하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고;
    상기 칼럼 스페이서와 마주하게 될 나머지 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위 치에 따라 다중 높이의 수평면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서와 마주하게 될 기판에 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 유기막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유기막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 칼럼 스페이서가 동일한 크기로 형성되고;
    상기 칼럼 스페이서가 형성되어질 기판이 상기 칼럼 스페이서의 위치에 따라 다중 높이의 수평면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 칼럼 스페이서가 형성되어질 기판은 상기 칼럼 스페이서가 형성되어질 위치에 따라 다른 깊이의 홈을 갖는 하부막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 하부막은 절연막, 칼라 필터, 오버 코트층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
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