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KR20040052100A - Liquid crystal display device and fabricating method thereof - Google Patents

Liquid crystal display device and fabricating method thereof Download PDF

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Publication number
KR20040052100A
KR20040052100A KR1020020079828A KR20020079828A KR20040052100A KR 20040052100 A KR20040052100 A KR 20040052100A KR 1020020079828 A KR1020020079828 A KR 1020020079828A KR 20020079828 A KR20020079828 A KR 20020079828A KR 20040052100 A KR20040052100 A KR 20040052100A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
color filter
substrate
crystal display
column spacer
Prior art date
Application number
KR1020020079828A
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Korean (ko)
Inventor
변우중
김덕녕
김성범
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An LCD(Liquid Crystal Display) and a method for manufacturing the LCD are provided to increase a cell gap of the central part of an LCD panel to prevent liquid crystal from being moved to the edge of the LCD panel at a high temperature. CONSTITUTION: An LCD includes a thin film transistor substrate, a color filter substrate(200), and a plurality of column spacers(320). The thin film transistor substrate and the color filter substrate are attached to each other having a liquid crystal layer interposed between the two substrates. The plurality of column spacers are formed on one of the thin film transistor substrate and the color filter substrate to maintain a cell gap between the two substrates. The spacers(322) formed at the center of the substrate have larger areas than the areas of the spacers(324) formed at the edge of the substrate.

Description

액정표시장치 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF}Liquid crystal display and its manufacturing method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 상세하게는 칼럼 스페이서를 사용하여 셀 갭을 유지할 때 중력 불량을 방지하는 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a liquid crystal display which prevents poor gravity when maintaining a cell gap using a column spacer.

액정표시장치의 제조 공정은 서로 다른 제조 공정을 거쳐 완성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT) 기판과 컬러 필터(color filter) 기판이 액정을 사이에 두고 합착되는 일련의 공정으로 이루어진다.The manufacturing process of the liquid crystal display device includes a series of processes in which a thin film transistor (TFT) substrate and a color filter substrate, which are completed through different manufacturing processes, are bonded together with a liquid crystal interposed therebetween.

좀 더 상세히 설명하면, 액정표시장치의 제조 공정은 액정 분자를 일정 방향으로 배열시키기 위한 배향막 도포 및 러빙(rubbing) 공정이 TFT 기판과 컬러 필터 기판에 대하여 각각 진행되면서 시작된다. 보통, TFT 기판에는 액정을 주입하기 위한 씰 패턴(seal pattern) 인쇄와 컬러 필터 기판의 공통 전극 단자를 TFT 기판의 본딩 패드(bonding pad)에 연결하기 위한 쇼트(short)가 만들어지며, 컬러 필터 기판에는 일정한 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 형성한다. 상기 스페이서에 의해 유지되는 셀 갭에 액정층이 형성된다.In more detail, the manufacturing process of the liquid crystal display device starts with an alignment film coating and rubbing process for arranging liquid crystal molecules in a predetermined direction with respect to the TFT substrate and the color filter substrate, respectively. Usually, a short pattern is formed in a TFT substrate for sealing pattern printing for injecting liquid crystal and a short for connecting a common electrode terminal of the color filter substrate to a bonding pad of the TFT substrate. A spacer is formed in the cell to maintain a constant cell gap. The liquid crystal layer is formed in the cell gap held by the spacer.

액정은 유동성이 있는 물질로 1)액정 패널 내부에 정해진 양보다 액정이 많이 채워졌을 경우, 2)TFT 기판과 컬러 필터 기판의 열 팽창율보다 액정의 열 팽창율이 클 경우, 3) 액정 패널 내부의 스페이서의 열 팽창율이 액정의 열 팽창율보다 클 경우 액정표시장치가 고온에서 동작하게 되면 가열된 액정이 팽창하여 액정표시장치의 가장자리로 몰리게 된다. 상기와 같은 현상을 중력 불량이라 정의하겠다.The liquid crystal is a liquid substance. 1) When the liquid crystal is filled in the liquid crystal panel more than the prescribed amount, 2) The thermal expansion ratio of the liquid crystal is larger than that of the TFT substrate and the color filter substrate. 3) The spacer inside the liquid crystal panel. When the thermal expansion rate of the liquid crystal display is greater than that of the liquid crystal, when the liquid crystal display is operated at a high temperature, the heated liquid crystal expands and is driven to the edge of the liquid crystal display. Such a phenomenon will be defined as a gravity failure.

상기 스페이서에는 볼(ball) 형태와 패턴(pattern)화된 형태의 두 종류가 있다. 볼 형태의 스페이서는 기판과의 접착성 및 산포 밀도 조절이 용이하지 않은 단점이 있기 때문에, 패턴화된 형태의 스페이서가 많이 사용되고 있다. 볼 형태의 스페이서를 볼 스페이서라 하고, 패턴화된 스페이서를 칼럼(column) 스페이서라 하겠다. 칼럼 스페이서는 유기 고분자 물질을 증착, 현상, 식각하는 공정에 의해 형성하는데, 볼 형태의 스페이서보다 기판과의 접촉 면적이 넓고 분포 밀도 조절 및 기판과의 접착도 특성이 우수한 장점이 있다. 특히, 액정표시장치가 대면적화 되어감에 따라 칼럼 스페이서를 주로 사용하고 있다. 그러나, 칼럼 스페이서의 경우 볼 스페이서보다 열 팽창율이 작아 칼럼 스페이서가 형성된 액정표시장치를 고온에서 구동할 때 중력 불량이 발생하는 문제가 있었다.The spacer has two types, a ball shape and a patterned shape. Ball-shaped spacers have a disadvantage in that the adhesion to the substrate and the dispersion density is not easy to control, and thus, patterned spacers are frequently used. The ball spacer is referred to as a ball spacer, and the patterned spacer is referred to as a column spacer. The column spacer is formed by a process of depositing, developing, and etching an organic polymer material. The column spacer has an advantage of having a wider contact area with the substrate, better distribution density control, and better adhesion with the substrate than the ball spacer. In particular, as the liquid crystal display device becomes larger, column spacers are mainly used. However, in the case of the column spacer, the thermal expansion rate is smaller than that of the ball spacer, which causes a problem of gravity failure when the liquid crystal display device having the column spacer is driven at a high temperature.

중력 불량이 발생하는 이유를 도 1을 참조하여 설명한다.The reason why the gravity failure occurs will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 액정 패널을 도시한 측단면도이다.1 is a side sectional view showing a conventional liquid crystal panel.

종래에는 칼럼 스페이서(120)를 컬러 필터 기판(100)에 동일한 크기로 균일하게 형성하였다. 그러나, 상기와 같은 칼럼 스페이서(120)를 사용하게 되면 TFT 기판(110)과 컬러 필터 기판(100)의 합착시 가해지는 압력과 액정을 진공 주입할 때 작용하는 압력 등에 의해 칼럼 스페이서(120)가 눌려 액정 패널(150)의 중앙 부분의 셀 갭이 작아지게 된다. 특히, 대면적의 액정표시장치를 제조할 때에 상기와 같은 현상이 발생한다.In the related art, the column spacer 120 is uniformly formed on the color filter substrate 100 with the same size. However, when the column spacer 120 is used as described above, the column spacer 120 is formed by the pressure applied when the TFT substrate 110 and the color filter substrate 100 are bonded together and the pressure applied when vacuum is injected into the liquid crystal. When pressed, the cell gap of the central portion of the liquid crystal panel 150 is reduced. In particular, the above phenomenon occurs when a large area liquid crystal display device is manufactured.

액정 패널(150)의 가장자리에는 씰 패턴(130)이 형성되어 있는데, 상기 씰 패턴(130)에는 유리 섬유(glass fiber)가 포함되어 초기의 셀 갭을 유지하게 되므로 상대적으로 액정 패널(150)의 가장자리 영역의 셀 갭이 중앙 부분에 비해 커진다. 이 상태에서 액정표시장치가 고온 동작하게 되면 액정의 부피가 팽창하여 넓은 영역인 액정 패널(150)의 가장자리로 액정이 몰리게 되어 중력 불량이 나타나게 된다. 중력 불량이 발생하여 액정이 액정 패널(150)의 가장자리로 몰리게 되면 이 부분은 액정의 투과율이 달라져 화면 표시 특성이 떨어지게 된다. 즉, 블랙(black) 상태를 도시할 경우에도 액정이 몰린 부분은 약간 하얗게 나타나게 된다.A seal pattern 130 is formed at an edge of the liquid crystal panel 150, and the seal pattern 130 includes glass fibers to maintain an initial cell gap. The cell gap of the edge region is larger than that of the center portion. When the liquid crystal display is operated at a high temperature in this state, the volume of the liquid crystal expands, causing the liquid crystal to rush to the edge of the liquid crystal panel 150 which is a large area, resulting in poor gravity. When gravity failure occurs and the liquid crystal is driven to the edge of the liquid crystal panel 150, the transmittance of the liquid crystal is changed in this portion, and the screen display characteristics are deteriorated. That is, even when the black state is shown, the portion where the liquid crystal is concentrated appears slightly white.

또한, 액정 패널(150)의 중앙 부분의 셀 갭이 작은 상태에서 액정을 진공 주입하게 되면 주입 과정에서 기판의 중앙부가 액정에 의해 마찰되어 후에 원형 얼룩이 발생되는 문제가 있었다.In addition, when the liquid crystal is vacuum-injected in a state where the cell gap of the central portion of the liquid crystal panel 150 is small, the central portion of the substrate is rubbed by the liquid crystal in the injection process, thereby causing a circular stain.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 액정표시장치가 고온에서 구동될 때에도 액정이 액정표시장치의 가장자리로 몰리는 중력 불량 현상 및 액정층 형성시 액정과의 마찰에 의해 발생하는 원형 얼룩을 방지하기 위해 중앙 부분의 셀 갭을 증가시킨 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for preventing a circular defect caused by friction between the liquid crystal when the liquid crystal layer is formed at the edge of the liquid crystal display and the formation of the liquid crystal layer even when the liquid crystal display is driven at a high temperature. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having an increased cell gap of a portion.

기타 본 발명의 다른 특징 및 목적은 이하 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 설명될 것이다.Other features and objects of the present invention will be described in detail in the configuration and claims of the invention below.

도 1은 종래의 액정 패널을 도시한 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing a conventional liquid crystal panel.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치에 사용되는 컬러 필터 기판을 도시한 평면도.2 is a plan view showing a color filter substrate used in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 측단면도.3 is a side cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 컬러 필터 기판을 제조하는 과정을 도시한 수순 단면도.4A through 4D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a color filter substrate of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

100, 300: 컬러 필터 기판110, 310: TFT 기판100, 300: color filter substrate 110, 310: TFT substrate

120, 320, 322, 324: 칼럼 스페이서130, 330: 씰 패턴120, 320, 322, 324: column spacer 130, 330: seal pattern

150, 350: 액정 패널200, 520: 컬러 필터150, 350: liquid crystal panel 200, 520: color filter

500: 투명 기판510: 블랙 매트릭스500: transparent substrate 510: black matrix

530: 평탄화막530: planarization film

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 박막 트랜지스터 기판; 상기 박막 트랜지스터 기판과 액정층을 사이에 두고 합착되는 컬러 필터 기판; 및 상기 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 중 어느 하나의 기판에 중앙 부분으로 갈수록 넓은 면적으로 형성되어 두 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 복수개의 칼럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.The present invention to achieve the above object is a thin film transistor substrate; A color filter substrate bonded to the thin film transistor substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween; And a plurality of column spacers formed on a wider area toward a central portion of any one of the thin film transistor substrate and the color filter substrate to maintain a cell gap between the two substrates. .

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 투명 기판에 각 화소를 구분하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 투명 기판 및 블랙 매트릭스 상부에 적, 녹, 청의 컬러 필터를 형성하는 단계; 및 상기 컬러 필터 상부에 중앙부로 갈수록 면적이 넓어지는 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming a black matrix for separating each pixel on a transparent substrate; Forming red, green, and blue color filters on the transparent substrate and the black matrix; And forming a column spacer on the color filter, the column spacer having a wider area toward the center portion of the color filter.

상기 칼럼 스페이서를 형성하는 단계는, 아크릴계 수지를 상기 컬러 필터 상부에 도포하는 단계; 및 상기 아크릴계 수지를 패터닝하는 단계를 포함한다.The forming of the column spacer may include applying an acrylic resin on the color filter; And patterning the acrylic resin.

상기와 같은 구성을 한 본 발명의 실시예에 의하면 액정이 액정 패널의 가장자리로 몰리는 중력 불량을 방지하게 되고, 액정층 형성시 액정 패널 중앙 부분의 마찰에 의해 나타났던 원형 얼룩의 발생을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention configured as described above it is possible to prevent the poor gravity caused by the liquid crystal is concentrated to the edge of the liquid crystal panel, it is possible to prevent the occurrence of circular stains appeared by the friction of the central portion of the liquid crystal panel when forming the liquid crystal layer have.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치에 사용되는 컬러 필터 기판을 도시한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a color filter substrate used in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

컬러 필터 기판에는 복수개의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러 필터(200)가 차례대로 배열되는데, R, G, B의 컬러 필터(200)가 모여 하나의 화소를 형성한다. R, G, B의 컬러 필터(200)를 투과해 나오는 빛의 가법 혼색을 통하여 색깔을 구현하게 된다. 도면에는 도시하지 않았지만 각 색깔을 나타내는 컬러 필터(200) 사이에는 블랙 매트릭스(Black Matrix; 이하 BM)가 형성되어 빛의 누설을 방지하는 역할을 한다.A plurality of red (R), green (G), and blue (B) color filters 200 are sequentially arranged on the color filter substrate, and the color filters 200 of R, G, and B are gathered to form one pixel. do. Colors are realized through additive color mixing of light passing through the R, G, and B color filters 200. Although not shown in the figure, a black matrix (BM) is formed between the color filters 200 representing each color to prevent leakage of light.

BM 상부에는 칼럼 스페이서(320)가 컬러 필터 기판(300) 전체에 균일한 밀도로 형성되어 있다. 칼럼 스페이서(320)의 밀도는 제조하는 액정 패널의 면적 등을 고려하여 결정한다. 상기 칼럼 스페이서(320)는 도면에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(300)의 중앙부로 갈수록 점차적으로 그 면적이 커지도록 형성한다. 즉, 컬러 필터 기판(300)의 중앙에 위치한 칼럼 스페이서(322)가 최대 면적을 갖고, 컬러 필터 기판(300)의 최외곽에 위치한 칼럼 스페이서(322)가 최소 면적을 갖는다.The column spacer 320 is formed at a uniform density on the entire color filter substrate 300 on the BM. The density of the column spacer 320 is determined in consideration of the area of the liquid crystal panel to be manufactured. As shown in the drawing, the column spacer 320 is formed to gradually increase its area toward the center of the color filter substrate 300. That is, the column spacer 322 located in the center of the color filter substrate 300 has the maximum area, and the column spacer 322 located in the outermost part of the color filter substrate 300 has the minimum area.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

액정패널(350)은 상기한 바와 같이 컬러 필터 기판(300)과 TFT 기판(310)이 씰 패턴(330)에 의해 합착되어 구성된다. 컬러 필터 기판(300)에는 상기한 바와 같이 복수개의 칼럼 스페이서(320)가 형성되어 두 기판(300, 310)이 합착되면 칼럼 스페이서(320)에 의해 셀 갭이 형성된다. 칼럼 스페이서(320)의 높이는 동일하며 도면에 도시된 바와 같이 액정패널(350)의 중앙 부분으로 갈수록 면적이 증가한다.As described above, the liquid crystal panel 350 is formed by bonding the color filter substrate 300 and the TFT substrate 310 by the seal pattern 330. As described above, when the plurality of column spacers 320 are formed on the color filter substrate 300 and the two substrates 300 and 310 are bonded to each other, a cell gap is formed by the column spacers 320. The height of the column spacer 320 is the same and the area increases toward the center portion of the liquid crystal panel 350 as shown in the drawing.

칼럼 스페이서(320)가 기판(300, 310)과 접촉하는 면적이 커질수록 응력이 증가하게 되는데, 응력은 물체가 외부로부터 힘을 받았을 때, 물체 안에 생기는 반작용의 힘을 의미한다. 응력은 힘을 받는 면적의 크기에 비례하여 증가한다.As the area where the column spacer 320 contacts the substrates 300 and 310 increases, the stress increases. The stress refers to a reaction force generated in the object when the object receives a force from the outside. The stress increases in proportion to the size of the area under stress.

본 발명의 실시예에 의하면 액정패널(350)의 중앙 부분에 형성되는 칼럼 스페이서(320)의 면적이 주변부에 형성되는 칼럼 스페이서(320)의 면적보다 크므로 응력도 크게 된다. 따라서, 액정 패널(350)로 액정을 진공 주입할 때 액정 패널(350)에 압력이 가해지더라도 높은 응력의 칼럼 스페이서(320)에 의해 액정 패널(350)의 중앙부의 셀 갭은 종래에 비해 크게 줄어들지 않게 된다. 그리고 칼럼 스페이서(320)에 의한 응력 차이로 중앙부의 셀 갭이 씰 패턴이 형성된 액정 패널(350)의 가장자리를 제외하고는 가장 크게 된다. 즉, 액정 패널(350)의 중앙 부분에 종래에 비해 넓은 공간이 확보된다.According to the exemplary embodiment of the present invention, since the area of the column spacer 320 formed at the center of the liquid crystal panel 350 is larger than the area of the column spacer 320 formed at the periphery, the stress is also increased. Therefore, even when pressure is applied to the liquid crystal panel 350 when vacuum is injected into the liquid crystal panel 350, the cell gap of the center portion of the liquid crystal panel 350 is greatly reduced by the high stress column spacer 320. Will not. In addition, due to the stress difference caused by the column spacer 320, the cell gap in the center portion is the largest except for the edge of the liquid crystal panel 350 in which the seal pattern is formed. That is, a wider space is secured in the central portion of the liquid crystal panel 350 than in the prior art.

이 상태에서 본 발명의 실시예에 의한 액정 패널(350)이 가열되면 기판이 팽창하여 중앙부의 공간은 더욱 넓어지게 된다. 따라서, 액정패널(350)의 가열로 부피가 팽창되고 유동성이 활발해진 액정은 공간이 상대적으로 넓은 액정패널(350)의 중앙 부분으로 모이게 된다. 액정패널(350)의 중앙 부분으로 액정이 가장 많이 몰리게 되고 가장자리로 갈수록 차차 그 정도는 줄어든다. 또한, 액정 패널(350)의 중앙부에 면적이 넓은 칼럼 스페이서(320)가 형성되어 있으므로, 액정이 가장자리로 흘러가는 것을 방지하는 역할도 한다. 종래의 액정표시장치와 달리 본 발명의 실시예에 의한 액정패널(350)에서는 중앙 부분으로 액정이 많이 몰리게 되어 이 부분의 투과율이 달라지겠지만 칼럼 스페이서의 면적을 점차적으로 변화시킴으로써 액정이 몰리는 양을 점차적으로 변화시켜 투과율의 변화 폭을 줄여 사용자가 인식하지 못하게 한다.In this state, when the liquid crystal panel 350 according to the exemplary embodiment of the present invention is heated, the substrate expands and the space of the center part becomes wider. Therefore, the liquid crystal expanded in volume due to the heating of the liquid crystal panel 350 and the liquidity is actively collected in the central portion of the liquid crystal panel 350 having a relatively large space. The liquid crystal is concentrated the most to the center portion of the liquid crystal panel 350 and gradually decreases toward the edge. In addition, since the column spacer 320 having a large area is formed at the center portion of the liquid crystal panel 350, it also serves to prevent the liquid crystal from flowing to the edge. Unlike the conventional liquid crystal display device, in the liquid crystal panel 350 according to the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal is concentrated to the center portion, and thus the transmittance of the portion is changed, but the amount of liquid crystal is gradually increased by gradually changing the area of the column spacer. Change the transmittance to reduce the change of transmittance so that the user does not recognize it.

또한, 종래에는 상기한 바와 같이 컬러 필터 기판(300)과 TFT 기판(310)을 합착한 후 액정을 주입하게 되면 중앙부의 좁은 셀 갭에 의해 양 기판과 주입되는 액정 사이의 마찰에 의하여 액정표시장치에 원형 얼룩이 관찰되는 문제점이 있었는데 본 발명의 실시예에서는 중앙부의 셀 갭을 증가시킴으로써 이러한 문제도 해결할 수 있게 된다.In addition, in the related art, when the liquid crystal is injected after the color filter substrate 300 and the TFT substrate 310 are bonded together as described above, the liquid crystal display device may be caused by friction between the liquid crystals injected between the two substrates due to a narrow cell gap in the center portion. There was a problem in that circular stains were observed, but in the embodiment of the present invention, this problem can be solved by increasing the cell gap in the center portion.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 컬러 필터 기판을 제조하는 과정을 도시한 수순 단면도이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a color filter substrate of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

우선 도 4a와 같이 유리 기판과 같은 투명 기판(500) 상부의 각 화소의 경계에 BM(510)을 형성한다. BM(510)은 TFT 어레이(TFT array)의 화소 전극으로 제어되지 않는 부분의 액정을 통과해 나오는 빛을 차단하여 액정표시장치의 명암비(contrast ratio)를 향상시키는 역할을 한다. 또한, BM(510)은 TFT의 직접적인 광조사를 차단하여 TFT의 광 누설전류를 방지하는 역할도 한다. TFT 채널(channel) 부위는 게이트 전극과 BM(510)에 의해 광 차폐가 이루어지는 구조로 되어 있다. BM(510)의 재질로는 크롬(Cr) 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계열의 수지가 주로 사용된다.First, as illustrated in FIG. 4A, a BM 510 is formed at a boundary of each pixel on a transparent substrate 500 such as a glass substrate. The BM 510 serves to improve the contrast ratio of the liquid crystal display by blocking light from passing through the liquid crystal in an uncontrolled portion of the pixel array of the TFT array. In addition, the BM 510 serves to prevent light leakage current of the TFT by blocking direct light irradiation of the TFT. The TFT channel portion has a structure in which light shielding is performed by the gate electrode and the BM 510. As the material of the BM 510, a metal thin film such as chromium (Cr) or a carbon-based resin is mainly used.

그 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 투명 기판 및 BM 상부에 컬러 필터(520)를 형성한다. 색상을 구현하기 위한 컬러 필터(520)는 포토리소그래피(photolithography) 기술을 이용하여 형성한다. 컬러 필터(520)의 형성 순서는 통상적으로 R, G, B 순서로 형성한다. R, G, B 패턴은 하나의 마스크(mask)를 사용하여 화소 간격만큼 시프트(shift) 노광시켜 형성한다. 컬러 필터(520)로는 안료 입자가 함유된 컬러 포토 레지스트(photo resist; PR)를 사용한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, the color filter 520 is formed on the transparent substrate and the BM. The color filter 520 for implementing color is formed by using photolithography technology. The order of forming the color filters 520 is typically formed in the order of R, G, and B. The R, G, and B patterns are formed by shift exposure by pixel interval using one mask. As the color filter 520, a color photo resist (PR) containing pigment particles is used.

다음으로 도 4c에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(520)의 보호와 평탄화를 위하여 컬러 필터(520) 표면에 평탄화막(overcoat; 530)으로 아크릴(acryl) 수지 등을 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 형성한다. 상기 평탄화막은 형성하지 않을수도 있다.Next, as shown in FIG. 4C, a spin coating method of an acrylic resin or the like with an overcoat 530 on the surface of the color filter 520 to protect and planarize the color filter 520. To form. The planarization film may not be formed.

평탄화막(530)을 형성한 후 그 상부에 감광성을 지닌 포토 아크릴과 같은 아크릴계 수지를 원하는 셀 갭의 두께로 균일하게 도포한 후 칼럼 스페이서의 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 포토리소그래피로 칼럼 스페이서(320)를 형성한다. 이때, 칼럼 스페이서(320)는 컬러 필터 기판의 중앙 부분으로 갈수록 면적이 넓어지도록 형성한다. 칼럼 스페이서(320)의 위치는 도 4d와 같이 평탄화막(530) 상부에 BM(510)과 중첩되도록 형성하여 칼럼 스페이서(320)로 인해 개구율이 저하되지 않도록 하며, 컬러필터 기판이 TFT 기판과 합착시 칼럼 스페이서(320)가 TFT 기판의 배선(게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선) 상부에 위치하도록 한다. 액정표시장치를 횡전계 방식으로 구동할 때에는 공통 전극과 화소 전극이 모두 TFT 기판에 형성되지만, TN(Twisted Nematic) 방식으로 구동할 때에는 컬러 필터 기판에 공통 전극이 형성되므로 상기 평탄화막(530) 상부에 공통 전극이 형성되어야 한다. 상기 칼럼 스페이서(320)는 게이트 배선, 데이터 배선 또는 공통 배선 등의 상부에 형성된다.After forming the planarization layer 530, an acrylic resin such as photoacryl having photosensitive thereon is uniformly applied to the desired thickness of the cell gap, and then the column spacer 320 is formed by photolithography using a mask having a pattern of column spacers formed thereon. ). In this case, the column spacer 320 is formed to have a larger area toward the central portion of the color filter substrate. The position of the column spacer 320 is formed to overlap the BM 510 on the planarization layer 530 as shown in FIG. 4D so that the aperture ratio does not decrease due to the column spacer 320, and the color filter substrate is bonded to the TFT substrate. The column column spacer 320 is positioned above the wiring (gate wiring, data wiring, common wiring) of the TFT substrate. The common electrode and the pixel electrode are both formed on the TFT substrate when the liquid crystal display is driven by the transverse electric field method. However, when the TN (twisted nematic) method is used, the common electrode is formed on the color filter substrate. The common electrode should be formed at. The column spacer 320 is formed on the gate wiring, the data wiring or the common wiring.

이후, 도면에는 도시하지 않았지만 상기와 같이 제조된 컬러 필터 기판과 TFT 기판을 합착한 후 액정을 주입하면 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 제조된다. 상기 액정층은 컬러 필터 기판 또는 TFT 기판의 어느 하나의 기판에 액정을 적하한 후 합착에 의해 형성하는 액정적하방식에 의해서도 형성할 수 있다.Subsequently, although not shown in the drawings, a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention is manufactured by injecting a liquid crystal after bonding the color filter substrate and the TFT substrate manufactured as described above. The liquid crystal layer may also be formed by a liquid crystal dropping method in which a liquid crystal is dropped on a substrate of a color filter substrate or a TFT substrate and then formed by bonding.

도 4a 내지 도 4d에는 칼럼 스페이서를 컬러 필터 기판에 형성하는 과정을 도시하였지만 칼럼 스페이서는 TFT 기판에도 형성할 수 있다. TFT 기판에 칼럼 스페이서를 형성할 때에는 TFT 어레이 공정을 마친 후 컬러 필터 기판의 BM과 대응되는 위치에 칼럼 스페이서를 형성하면 된다. 그러나, 컬러 필터 기판의 제조 공정이 TFT 기판의 제조 공정보다 단순하고 구조도 컬러 필터 기판이 더 단순하므로 칼럼 스페이서는 컬러 필터 기판에 형성하는 것이 바람직하다.4A to 4D illustrate the process of forming the column spacer on the color filter substrate, but the column spacer may also be formed on the TFT substrate. When the column spacer is formed on the TFT substrate, the column spacer may be formed at a position corresponding to the BM of the color filter substrate after the TFT array process is completed. However, since the manufacturing process of the color filter substrate is simpler than the manufacturing process of the TFT substrate, and the color filter substrate is simpler in structure, it is preferable to form the column spacer on the color filter substrate.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기 보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While many details are set forth in the foregoing description, it should be construed as an illustration of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and the equivalents of the claims.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

첫째, 액정 패널의 중앙부의 셀 갭을 크게 해 줌으로써 고온에서 액정이 액정 패널의 가장자리로 이동하는 것을 방지한다. 따라서, 액정 패널의 투과율 변화에 의한 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.First, the cell gap of the central portion of the liquid crystal panel is enlarged to prevent the liquid crystal from moving to the edge of the liquid crystal panel at a high temperature. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of unevenness due to the change in transmittance of the liquid crystal panel.

둘째, 액정 패널의 중앙부의 셀 갭이 커지면 액정층을 형성할 때 중앙부에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있고 이에 의해 나타났던 원형 얼룩의 발생을 방지할 수 있다.Second, when the cell gap of the central portion of the liquid crystal panel is increased, friction generated in the central portion when the liquid crystal layer is formed can be reduced, thereby preventing the occurrence of circular spots.

Claims (6)

박막 트랜지스터 기판;A thin film transistor substrate; 상기 박막 트랜지스터 기판과 액정층을 사이에 두고 합착되는 컬러 필터 기판; 및A color filter substrate bonded to the thin film transistor substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween; And 상기 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 중 어느 하나의 기판에 중앙 부분으로 갈수록 넓은 면적으로 형성되어 두 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 복수개의 칼럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.And a plurality of column spacers formed in a wider area toward a central portion of any one of the thin film transistor substrate and the color filter substrate to maintain a cell gap between the two substrates. 제 1 항에 있어서, 상기 칼럼 스페이서는 컬러 필터 기판에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The liquid crystal display of claim 1, wherein the column spacer is formed on a color filter substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 칼럼 스페이서는 아크릴계 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The liquid crystal display of claim 1, wherein the column spacer is formed of an acrylic resin. 투명 기판에 각 화소를 구분하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;Forming a black matrix for dividing each pixel on the transparent substrate; 상기 투명 기판 및 블랙 매트릭스 상부에 적, 녹, 청의 컬러 필터를 형성하는 단계; 및Forming red, green, and blue color filters on the transparent substrate and the black matrix; And 상기 컬러 필터 상부에 중앙부로 갈수록 면적이 넓은 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.And forming a column spacer having a larger area toward the center of the color filter. 제 4 항에 있어서, 상기 칼럼 스페이서를 형성하는 단계는,The method of claim 4, wherein the forming of the column spacers comprises: 아크릴계 수지를 상기 컬러 필터 상부에 도포하는 단계; 및Applying an acrylic resin on the color filter; And 상기 아크릴계 수지를 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.And patterning the acrylic resin. 제 4 항에 있어서, 상기 컬러 필터 상부에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.The method of claim 4, further comprising forming a planarization layer on the color filter.
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