KR960003481B1 - 액정표시소자와 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

액정표시소자와 그 제조방법

제1도는 종래 액티브 매트릭스 액정표시소자의 개략적 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 액정표시소자의 개략적 구조를 보이는 평면도.

제3도는 제2도에 도시된 본 발명 액정표시소자의 Ⅲ-Ⅲ'선 단면도.

제4도는 본 발명 액정표시소자의 다른 실시예의 개략적 단면도.

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 양 기판사이의 거리가 일정하게 유지되어 화상의 색분포가 균일하며, 광이용효율이 증대된 액정표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

흑백형 액정표시소자에 있어서도 물론 중요하지만 박막 트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)를 이용한 칼라 액정표시소자에 있어서 셀갭(Cell Gap)의 균일성은 더욱 그러하다. 셀갭이 국부적 차이가 많게 되면, 칼라형인 경우, 바라는 색상의 화면이 나타나지 않게 되는 문제가 야기된다. 이러한 셀갭의 조정을 위하여 대부분의 액정표시소자에는 셀갭을 유지하기 위한 구슬형 또는 막대상의 스페이서를 두기판 사이에 액정과 함께 존재시키고 있다.

일반적인 TFT를 이용한 액티브 매트릭스형 액정표시소자는, 제1도에 도시된 바와 같이 화소전극(2)을 구동하는 TFT(3)가 마련된 배면판(1)과 화소전극(2)에 대응되는 공통전극(11)과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터(8), 외광을 흡수하는 블랙매트릭스(9) 및 표면의 요철을 제거하기 위한 오버코팅층(10)이 마련된 전면판(7)이 상호 미세갭을 두고 적합되어 있고 이들 사이에 액정(6)이 충전되어 있는 구조를 가진다. 상기 액정이 접촉되는 상기 전면판(7)과 배면판(1)의 내면에는 액정배향을 위한 배향막(5)(12)이 마련되는데, 이 배향막(5)(12)은 주로 폴리이마이(Poly Imide)로 이루어지고 일정방향으로의 배향을 위해 표면처리가 되어 있다. 또한 상기 액정(6)중에는 상기 전면판(7)과 배면판(1)의 대향 배향막간의 간격 즉, 셀갭 확보를 위한 스페이서(13)가 존재하게 된다.

그러나, 일반적으로 스페이서(13)들이 TFT(3)의 주위에 엉기게 됨으로써 스페이서로서의 역할을 화면전체에 걸쳐 못하는 실정이다. 따라서 셀갭의 불균일로 인해 투과률의 저하 및 콘트라스트의 불균일화로 인해 고른 화질의 화상 실현이 어렵고, 특히 엉긴 스페이서들에 의해 고른 화질의 화상 실현이 어렵고, 특히 엉긴 스페이서들에 의해 게이트 전극과 데이터 라인간의 전기적 쇼트가 일어나게 될 우려가 높다.

본 발명은 스페이서의 임의 이동이 구조적으로 방지되어 셀갭의 유지가 확고한 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 결과적으로 본 발명은 광이용 효율이 높고 양질의 화상을 실현할 수 있는 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적은 전면판과 배면판 사이에 마련되는 스페이서를 전면판 및 배면판 중의 어느 하나에 강제적으로 고정하여 화소의 셀갭을 일정하게 유지시키는 것에 의해 달성된다. 즉, 본 발명에 따른 액정표시소자는, 화소전극과 이를 구동하는 TFT가 마련된 배면판과, 상기 화소 전극에 대응되는 공통전극과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터, 외광을 흡수하는 블랙 매트릭스 및 표면의 요철을 제거하기 위한 오버코팅층이 마련된 전면판과, 상기 전면판과 배면판간의 간격을 유지해주는 간격유지수단과, 상기 전면판과 배면판 사이의 미세 갭에 충전되는 액정을 구비한 액정표시소자에 있어서, 상기 간격유지 수단은, 일군의 다수 스페이서와 이 스페이서를 고착하는 본드에 의해 소정형상으로 성형된 돌출물들을 포함하며, 이 돌출물은 상기 전면판, 배면판중 적어도 어느 일측의 내면에 상기 화소전극과 TFT와 중첩되지 않는 부위에 고착되어 그 상단부가 부착된 전면판 또는 배면판의 상대편의 배면판 또는 전면판에 접촉되어 전면판과 배면판 간의 간격이 유지되게 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이상의 본 발명에 있어서, 상기 돌출물은 전면판과 배면판 중의 어느 일측에만 형성될 수도 있고, 양측에 같이 형성될 수 있다. 양측에 형성되는 경우 양측의 돌출물은 그들 선단부가 상호 접촉되는 형태로 상호 대응하는 배열 구조로 배치되며, 경우에 따라서는 상호 간섭되지 않고 상호 반대편 측의 내면에 접촉되게 할수도 있다.

또한 상기의 목적을 달성하는 본 발명의 제조방법은, 화소전극과 이를 구동하는 TFT 등의 기능층이 마련된 배면판과, 상기 화소 전극에 대응하는 공통전극과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터, 외광을 흡수하는 블랙 매트릭스 및 표면의 요철을 제거하기 위한 오버코팅층 등의 기능층이 마련된 전면판과, 상기 전면판과 배면판간의 간직을 유지해 주는 간격유지 수단과, 상기 전면판과 배면판사이의 미세갭에 충전되는 액정을 구비한 액정표시소자를 제조함에 있어서, 각각의 기능층이 마련된 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측 내면에 소정의 감광성 수지에 분산된 소정 형상의 스페이서를 전면적으로 코팅하여 건조하며, 건조된 상기 코팅층을 소정패턴으로 노광하여 상기 화소전극과 TFT에 대응하는 부분과 코팅된 부분 중 적어도 일측은 제거될 수 있는 상태가 되게 하며, 상기 코팅층을 에칭처리하여 상기 화소전극과 TFT에 코팅된 부분을 제거하여 상기 전면판과 배면판 중 적어도 일측 내면에 소정패턴의 돌출물을 마련하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이상의 본 발명 제조방법에 있어서, 상기 돌출물이 전면판과 배면판 중의 어느 일측에만 형성되거나 양측에 같이 형성될 수 있게 노광패턴을 형성할 수 있다. 양측에 형성되는 경우 양측의 돌출물은 그들 선단부가 상호 접촉되는 형태로 상호 대응하는 배열 구조로 배치되며, 경우에 따라서는 상호 간섭되지 않고 상호 반대편 측의 내면에 접촉되게 할 수 있도록 노광패턴을 결정해야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명 액정표시소자의 배면판(70)의 평면구조를 개략적으로 보인다. 여기서 X-Y 매트릭스형으로 배치되는 게이트라인(30a)과 소오스 라인(30b)이 단순한 선형으로 도시되어 있다.

그러나, 이것은 일반적으로 일정한 폭과 두께를 가지는 스트라이프형이다. 그리고 게이트라인(30a)과 소오스라인(30b)의 각 교차부에 TFT(30)가 마련되어 게이트와 소오스가 각 해당라인(30a)(30b)에 결선되고, 드레인(30c)은 화소전극(20)에 접속된다. 이러한 구조에서 상기 TFT(30)와 화소전극(20)을 제외한 부분에 스페이서(130a) 와 본드(130b)에 의한 돌출물(130)이 형성된다. 이 돌출물(130)의 구조는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ'선 단면도인 제3도에 잘 도시되어 있다.

먼저 전체적인 구조를 살피면, 전면판(10)에 블랙 매트릭스(90)를 상에 두고 칼라필터(80)가 마련되고, 그 상부(도면에서는 하방)에는 표면 요철을 보상하기 위한 오버 코팅층(100), 화소전극(20)에 대응하는 공통전극(110) 및 배향막(120)이 순차적층된다. 그리고 배면판(70)에는 데이터 전극(30b)의 양측에 화소전극(20)(20)이 마련되고 있고, 그 상부에 오버코팅층(100), 배향막(50)이 순차적층된다.

이러한 구조에 더하여 본 발명 특징적 요소인 상기 돌출물(130)은 상기 데이터 전극(30b)의 상부에 마련된다. 이 돌출물(130)은 상기 데이터 전극(30b)의 상부에 형성되며, 이에 더하여 상기 소오스 전극(30a)의 상부에도 형성된다. 그러나 이 돌출물(130)은 선택적인 것으로서, 제4도에 도시된 바와 같이 상기 데이터 라인(30b) 및 소오스 라인(30a)의 양측에 또는 어느 한 일측에만 마련될 수도 있다. 제4도에서 전면판(10)측의 돌출물(130)은 칼라필터(80)들의 사이에 마련되어 칼라필터(80) 사이의 트렌치를 메꾸는 형태로 마련된다.

이러한 본 발명에 의하면, 설계조건에 따라 상기 오버코팅층(100)이 제거될 수도 있는데, 이것은 상기 돌출물(130)을 화소전극들의 사이 또는 칼라필터 사이의 트랜치에 중첩되게 마련함으로써 가능하게 된다.

이러한 본 발명 액정표시소자는 근본적으로 종래의 스페이서를 전면판과 배면판의 어느 일정위치에 고착되어 있는 돌출물로 대치하는 점에 그 특징이 있는 것으로서, 종래와 같이 액정 중에 섞여 있는 스페이서에 의한 문제가 전무하게 된다.

이러한 구조를 가지는 본 발명 액정표시소자의 제조방법은 다음과 같다. 본 발명의 제조방법은 화소전극을 구동하는 TFT 등의 기능층이 마련된 배면판과, 상기 화소 전극에 대응되는 공통전극과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터, 외광을 흡수하는 블랙매트릭스 등의 기능층이 마련된 전면판과, 상기 전면판과 배면판간의 간격을 유지해 주는 간격유지 수단과, 상기 전면판과 배면판사이의 미세갭에 충전되는 액정을 구비한 액정표시소자에 적용된다.

여기에서 각각의 기능층이 마련된 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측에 소정의 감광성 수지에 분산된 소정 형상의 스페이서를 전면적으로 코팅하여 건조한다.

이에 이어, 건조된 상기 코팅층을 소정패턴으로 노광하여 상기 화소전극과 TFT에 대응하는 부분 및 또는 코팅된 부분은 제고될 수 있는 상태가 되게 한다.

상기 코팅층을 에칭처리하여 상기 화소전극과 TFT에 코팅된 부분을 제거하여 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측의 내면에 소정패턴의 돌출물을 마련한다.

이러한 본 발명 액정표시 소자에 있어서, 상기 돌출물은 포토리소그래피법으로 형성한다. 예를들어, 배면판에 돌출물을 형성하는 경우, 먼저 전면판의 내면에 소정 패턴의 칼라필터와 이들 사이의 블랙매트릭스를 형성하며, 이 이후에 돌출물 형성단계를 밟는다. 먼저 돌출물의 소재로는 통상의 스페이서는 감광성 수지에 혼합하여 사용한다.

상기 스페이서는 실리카계 또는 폴리벤젠계의 수지로 형성된 것을 사용하며, 그리고 상기 본드는 아크릴계 감광성 수지를 사용한다. 이와 같이 혼합된 용액을 블랙매트릭스와 칼라필터가 형성된 전면판의 내면에 소정두께로 스핀코팅법 등에 의해 형성한 후 이를 건조하고 이에 의해 소정패턴으로 노광한다.

이때의 노광은 에칭될 부위와 에칭되지 않을 부위로 상호 구분하는 것으로서, 에칭될 부위는 화소전극과 TFT에 대응하는 부위가 되게 한다. 그리고 배면판에 형성할 경우에는 소오스 라인, 데이터 라인, TFT, 화소전극 등이 모두 형성된 후 상기한 바와같은 소재와 방법에 의해, 상기 혼합액을 도포한 후 노광한다. 이때에도 역시 화소전극과 TFT의 상부를 제외한 부위가 에칭후에도 잔류되게 한다. 이와 같이 한후 에칭을 실시하며, 목적하는 돌출물을 화소전극과 TFT에 대응되는 부위를 제외한 부위에 형성할 수 있게 된다.

위에서 설명된 본 발명 액정표시소자의 실시예에 있어서, 구체적으로 설명되지 않은 부분은 통상의 방법 및 구조를 따르며, 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다. 그러므로 본발명의 액정표시소자는 전술된 기술사상에 더하여 다양한 형태로의 발전이 가능하다.

본 발명 액정 표시소자는, 돌출물에 의해 셀갭이 유지되게 되어 있기 때문에, 종래와 같이 셀갭의 불균일로 인해 투과율의 저하 및 콘트라스트의 불균일화로 인해 화질 약화의 문제가 개선되게 되며, 특히 엉긴 스페이서들에 의해 게이트 전극과 데이터 라인간의 전기적 쇼트가 일어나게 될 우려가 없다. 이것은 스페이서의 임의 이동이 불가능하도록 되어 있기 때문인 것으로서, 이러한 구조적 특징에 의해 광이용 효율을 높이기까지 한다.

Claims (7)

1. 화소전극과 이를 구동하는 TFT가 마련된 배면판과, 상기 화소 전극에 대응되는 공통전극과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터, 외광을 흡수하는 블랙매트릭스 및 표면의 요철을 제거하기 위한 오버코팅층이 마련된 전면판과, 상기 전면판과 배면판간의 간격을 유지해 주는 간격유지 수단과, 상기 전면판과 배면판사이의 미세갭에 충진되는 액정을 구비한 액정표시소자에 있어서, 상기 간격유지 수단은, 일군의 다수 스페이서와 이 스페이서를 고착하는 본드에 의해 소정형상으로 성형된 돌출물들을 포함하며, 이 돌출물은 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측의 내면에 상기 화소전극과 TFT와 중첩되지 않는 부위에 고착되어 그 상단부가 부착된 전면판 또는 배면판의 상대편의 배면판 또는 전면판에 접촉되어 전면판과 배면판간의 간격이 유지되게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 돌출물은 상기 블랙매트릭스의 상부에 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
3. 제1항에 있어서, 상기 돌출물은 상기 데이터 전극의 상부에 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 돌출물은 상기 게이트 전극의 상부에 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출물은 스페이서와 본드에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
6. 화소전극과 이를 구동하는 TFT 등의 기능층이 마련된 배면판과, 상기 화소 전극에 대응되는 공통전극과 더불어 투과광의 색상을 결정하는 칼라필터, 외광을 흡수하는 블랙 매트릭스 및 표면의 요철을 제거하기 위한 오버코팅층 등의 기능층이 마련된 전면판과, 상기 전면판과 배면판간의 간격을 유지해주는 간격유지 수단과, 상기 전면판과 배면판사이의 미세갭에 충전되는 액정을 구비한 액정표시소자를 제조함에 있어서, 각각의 기능층이 마련된 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측에 소정의 감광성수지에 분산된 소정 형상의 스페이서를 전면적으로 코팅하여 건조하며, 건조된 상기 코팅층을 소정패턴으로 노광하여 상기 화소전극과 TFT에 대응하는 부분, 코팅된 부분중 적어도 일측은 제거될 수 있는 상태가 되게 하며, 상기 코팅층을 에칭처리하여 상기 화소전극과 TFT에 코팅된 부분을 제거하여 상기 전면판과 배면판 중 적어도 어느 일측의 내면에 소정패턴의 돌출물을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 돌출물을 위하여 소정형상의 스페이서와 본드를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.