KR20070079613A - 액정 표시 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼럼 스페이서들 간의 단차를 최소화할 수 있는 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정을 사이에 두고 합착된 상/하부 기판과; 상기 상/하부 기판 사이에 서로 다수의 칼럼 스페이서를 구비하고, 상기 상부 기판의 외곽부에 형성된 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부에 형성된 칼럼 스페이서와 다른 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 패널 및 그 제조 방법{Liquid Display Panel And Manufacturing Method Thereof}

도 1은 종래의 칼럼 스페이서를 나타낸 도면이다.

도 2은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 칼라 필터를 나타낸 단면도이다.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 칼라 필터기판의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 칼럼 스페이서의 제조 방법을 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

20 : 칼라 필터기판 22 : 칼라 필터

24 : 블랙 매트릭스 30 : 박막 트랜지스터기판

40 : 칼럼 스페이서 42, 160 : 감광성 유기막

50, 150 : 상부기판 76 : 차단층

78 : 마스크 기판 80 : 마스크

본 발명은 칼럼 스페이서들 간의 단차를 최소화할 수 있는 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

정보 기술이 발전함에 따라 휴대폰과 같은 개인 휴대 통신 장비뿐만 아니라, 컴퓨터 및 텔레비젼의 시장이 점점 커지고 있다. 이러한 장치들과 사용자 간의 최종 연결 매체인 표시장치는 고품질이 요구되는 추세이며 이로 인해 기존의 CRT (Cathode Ray Tube)가 아닌 액정표시장치가 최근에 각광을 받고 있다.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 액정 셀 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널과 그 액정 표시 패널을 구동하는 구동회로를 구비한다.

액정 표시 패널은 칼라 필터가 형성된 칼라 필터기판과, 박막 트랜지스터와 다수의 신호 라인이 형성된 박막 트랜지스터기판이 액정을 사이에 두고 합착되어 형성된다. 그리고, 액정 표시 패널은 칼라 필터기판과 박막 트랜지스터기판 사이에 형성된 칼럼 스페이서에 의해 액정이 채워진 셀갭을 유지하게 된다.

여기서, 칼럼 스페이서는 기판(150) 상에 스핀 코팅법으로 전면 도포된 유기막(160)을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 그러나, 유기막(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 원심력을 이용하는 스핀 코팅법의 공 정특성상 기판(150)의 위치에 따라 다른 두께로 형성된다.

즉, 기판(150)의 중앙부에 형성된 유기막(160)은 기판(150)의 상/하(B-B'), 좌/우(A-A')측 외곽부에 형성된 유기막(160)보다 두껍게 형성된다. 이러한 두께차를 가지는 유기막(160)을 포토리소그래피 공정으로 패터닝하면, 표시 영역의 외곽부보다 중앙부에서 두께가 두꺼운 칼럼 스페이서들이 형성된다. 위치별로 두께차를 가지는 칼럼 스페이서에 의해 액정은 해당 화소 영역에 충진되지 못하고 두께가 낮은 칼럼 스페이서가 위치하는 화소 영역으로 이동하게 된다.

이에 따라, 표시 영역의 외곽 쪽으로 액정이 몰리게 되어 테두리 영역이 상대적으로 밝게 보이는 테두리 불량이 발생됨과 아울러 표시 영역의 중앙부에서 액정량이 상대적으로 적게 충진되어 버블 현상이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 칼럼 스페이서들 간의 단차를 최소화할 수 있는 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정을 사이에 두고 합착된 상/하부 기판과; 상기 상/하부 기판 사이에 다수의 칼럼 스페이서를 구비하고, 상기 상부 기판의 외곽부에 형성된 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부에 형성된 칼럼 스페이서와 다른 폭을 가지는 것을 특징으로 한 다.

여기서, 상기 컬럼 스페이서들은 상기 상부 기판의 외곽부에서 상기 상부 기판의 중앙부로 갈수록 폭이 작아지는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 패널의 제조방법은 상부 기판 상에 감광성 유기막을 도포하는 단계와; 상기 유기막을 패터닝하여 상기 기판 상에 다수의 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 상부 기판의 외곽부에 형성된 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부에 형성된 칼럼 스페이서와 다른 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부, 외곽부와 대응되는 영역에서 차단층의 폭이 다른 마스크를 마련하는 단계와; 상기 마스크를 이용하여 감광성 유기막을 노광하는 단계와; 상기 노광된 감광성 유기막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 기판의 외곽부와 대응되는 영역에서의 상기 차단층의 폭은 상기 상부 기판의 중앙부와 대응되는 영역에서의 차단층보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치(100)의 사시도이다.

도 2에 도시된 액정 표시 장치(100)는 합착제에 의해 합착되어진 박막 트랜지스터기판(30)과 칼라 필터기판(20), 박막 트랜지스터(30)와 칼라 필터기판(20) 그 사이에 액정을 구비한다.

박막 트랜지스터기판(30)은 박막 트랜지스터(TFT)와, 그 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 화소 전극(PXL)을 구비한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(DL)과 접속된 소스 전극, 화소 전극(PXL)과 접속된 드레인 전극을 포함한다.

게이트 전극은 유리나 플라스틱 등과 같은 하부 기판 위에 형성되며 게이트라인(GL)을 통해 게이트 전압을 인가받아 박막 트랜지스터(TFT)를 동작시킨다. 소스 전극은 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압을 인가받는다. 드레인 전극은 데이타 전압을 화소 전극(PXL)에 전달한다.

한편, 칼라 필터기판(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(24), 칼라필터(22), 컬럼스페이서(40), 공통전극(60)을 구비한다.

블랙 매트릭스(24)는 유리나 플라스틱 등과 같은 상부 기판(50) 위에 외부광 차단 및 박막 트랜지스터의 광누설 전류를 막기 위해 형성되어 있다.

칼라 필터(22)는 블랙 매트릭스(24)와 상부 기판(50) 위에 디스플레이의 색을 표현하기 위한 적색(R) 칼라필터와, 녹색(G) 칼라필터와, 청색(B) 칼라필터로 형성된다.

칼럼 스페이서(40)는 블랙 매트릭스(24)와 중첩되게 형성된다. 또한, 칼럼 스페이서(40)는 형성 위치에 따라 서로 다른 폭과 유사한 높이를 가진다.

구체적으로 컬럼 스페이서(40)들은 상부 기판(50)의 외곽부에서 상부 기판(50)의 중앙부로 갈수록 폭이 작아진다.

이와 같이, 칼럼 스페이서(40)는 형성 위치에 관계없이 유사한 높이로 형성되어 테두리 불량 및 버블 현상이 현상된다.

공통전극(60)은 각각의 칼라 필터(22) 위에 형성되어, 액정 구동시 필요한 기준 전압인 공통 전압이 공급된다.

액정은 박막 트랜지스터기판(30)과 칼라 필터기판(20) 사이에는 주입된다. 이 액정은 유전율 이방성과 굴절율 이방성을 갖고 있어서 화소 전극(PXL)의 화소 전압과 공통전극(60)의 공통전압의 차에 의해 광을 조절하여 화상을 디스플레이한다.

다음으로는, 본 발명에 따른 칼라 필터기판의 제조방법을 나타내는 공정단면도인 도 4a 내지 도 4d에 대해 설명한다.

도 4a를 참조하면, 상부 기판(50)상에 블랙 매트릭스(24)가 형성된다.

구체적으로 유리나 플라스틱 등과 같은 상부 기판(50) 위에 불투명 금속층이나 불투명 수지층이 증착됨으로써 단일층 또는 이중층 이상의 블랙층이 형성된다. 그런 다음, 블랙층이 사진 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 블랙 매트릭스(24)가 형성된다.

도 4b를 참조하면, 블랙 매트릭스(24)가 형성된 상부 기판(50) 상에 칼러필터(22)들이 형성된다.

구체적으로 블랙 매트릭스(24)가 형성된 상부 기판(50) 상에 감광성을 가지는 적색(R) 칼라층이 도포된 후 그 적색(R) 칼라층이 사진공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 칼라필터가 형성된다.

또한, 적색(R) 칼라필터가 형성된 상부 기판(50)상에 감광성을 가지는 녹색 (G)칼라층이 도포된 후 그 녹색(G) 칼라층이 사진공정을 통해 녹색(G) 칼라필터가 형성된다.

또한, 녹색(G) 칼라필터가 형성된 상부 기판(50) 상에 감광성을 가지는 청색(B) 칼라층이 도포된 후 그 청색(B) 칼라층이 사진공정을 통해 청색(B) 칼라필터가 형성된다.

도 4c를 참조하면, 칼라 필터(22)가 형성된 상부 기판(50) 상에 공통전극(60)이 형성된다.

구체적으로 공통 전극(60)은 스퍼터링(sputtering) 방식 등으로 투명 도전층이 칼러필터(22)가 형성된 상부 기판(50) 상에 전면 증착됨으로써 형성된다. 여기서 공통 전극(60)은 투명 도전층은 ITO나 IZO이 이용된다.

도 4d를 참조하면, 공통 전극(60) 상에 형성 위치에 따라 폭이 다른 칼럼 스페이서(40)가 형성된다. 이 칼럼 스페이서(40)의 제조방법을 도 5a 내지 도 5c를 결부하여 설명하기로 한다.

도 5a에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(24), 칼라필터(22), 공통 전극(60)이 형성된 상부 기판(50) 상에 감광성 유기막(42)이 스핀 코팅법에 의해 전면 도포된다.

이 감광성 유기막(42)은 상부 기판(50)의 외곽부보다 중앙부에 두껍게 도포된다. 이러한 감광성 유기막(42)은 예를 들어 에폭시계 아크릴 수지 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다.

이때, 감광성 유기막(42)은 노광된 영역이 현상액에 의해 제거되는 포지티브(Positive)형 감광성 유기막(42) 또는 비노광된 영역이 현상액에 의해 제거되는 네거티브(Negative)형 감광성 유기막으로 형성된다. 여기서는 포지티브형 감광성 유기막(42)을 예로 들어 설명하기로 한다.

이러한 포지티브형 감광성 유기막(42)이 형성된 상부 기판(50) 상부에는 도 5b에 도시된 바와 같이 마스크(80)가 정렬된다.

마스크(80)는 투명 마스크 기판(78)과, 그 마스크 기판(78)상에 위치별마다 다른 폭의 차단층(76)들을 구비한다.

마스크 기판(78)은 차단층(76)이 형성된 영역을 제외한 영역에서 광을 투과시키는 노광영역(S3)을 마련한다.

차단층(76)은 감광성 유기막(42)의 두께에 반비례하는 폭을 가지도록 형성된다. 즉, 차단층(76)은 상부 기판(50)의 외곽부 상에 상대적으로 얇게 형성된 감광성 유기막(42)과 대응되는 제 1 차단영역(S1)에서 상대적으로 넓은 폭을 갖도록 형성되며, 상부 기판(50)의 중앙부 상에 상대적으로 두껍게 형성된 감광성 유기막(42)과 대응하는 제 2 차단영역(S2)에서 제 1 차단영역(S1)의 차단층(76)보다 상대적으로 작은 폭을 갖도록 형성된다.

이러한 마스크(80)를 이용하여 노광공정에 의해 노광영역(S3)에 위치하는 감광성 유기막(42)은 노광된다. 이때, 제 1 차단영역(S1)에 위치하는 상대적으로 큰 폭의 차단층(76)과 대응되는 감광성 유기막(42)은 마스크 기판(78)에 대하여 예각 또는 둔각을 이루는 자외선에 영향을 받지 않아 노광되지 않는다. 반면에, 제 2 차 단영역(S2)에 위치하는 상대적으로 작은 폭의 차단층(76)과 대응되는 감광성 유기막(42)은 마스크 기판(78)에 대하여 예각 또는 둔각을 이루도록 자외선에 영향을 받아 그 감광성 유기막(42)의 상부가 일부 노광된다.

이러한 노광공정후 현상액을 이용한 현상공정을 통해 노광된 감광성 유기막(42)이 제거됨으로써 도 5c에 도시된 바와 같이 칼럼 스페이서(40)는 형성 위치에 관계없이 유사한 높이를 가진다. 그리고 칼럼 스페이서(40)는 상부 기판(50)의 외곽부보다 중앙부에서 작은 폭을 가진다.

본 발명에 따른 액정 표시 패널 및 그 제조방법은 서로 다른 폭의 차단층을 가지는 마스크를 이용함으로써 칼럼 스페이서의 높이의 단차를 줄일 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 액정의 이동이 차단됨으로써 테두리 불량 및 버블 현상이 방지된다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 액정을 사이에 두고 합착된 상/하부 기판과;

   상기 상/하부 기판 사이에 다수의 칼럼 스페이서를 구비하고,

   상기 상부 기판의 외곽부에 형성된 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부에 형성된 칼럼 스페이서와 다른 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컬럼 스페이서들은,

   상기 상부 기판의 외곽부에서 상기 상부 기판의 중앙부로 갈수록 폭이 작아지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
3. 상부 기판 상에 감광성 유기막을 도포하는 단계와;

   상기 유기막을 패터닝하여 상기 기판 상에 다수의 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 상부 기판의 외곽부에 형성된 칼럼 스페이서는 상기 상부 기판의 중앙부에 형성된 칼럼 스페이서와 다른 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 칼럼 스페이서는,

   상기 상부 기판의 중앙부, 외곽부와 대응되는 영역에서 차단층의 폭이 다른 마스크를 마련하는 단계와;

   상기 마스크를 이용하여 감광성 유기막을 노광하는 단계와;

   상기 노광된 감광성 유기막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 상부 기판의 외곽부와 대응되는 영역에서의 상기 차단층의 폭은 상기 상부 기판의 중앙부와 대응되는 영역에서의 차단층보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 컬럼 스페이서들은,

   상기 상부 기판의 외곽부에서 상기 상부 기판의 중앙부로 갈수록 폭이 작아지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법.

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