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KR20060130384A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device Download PDF

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Publication number
KR20060130384A
KR20060130384A KR1020050051032A KR20050051032A KR20060130384A KR 20060130384 A KR20060130384 A KR 20060130384A KR 1020050051032 A KR1020050051032 A KR 1020050051032A KR 20050051032 A KR20050051032 A KR 20050051032A KR 20060130384 A KR20060130384 A KR 20060130384A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
column
column spacers
crystal display
Prior art date
Application number
KR1020050051032A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장형석
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
Priority to KR1020050051032A priority Critical patent/KR20060130384A/en
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Abstract

An LCD is provided to prevent a liquid crystal from flowing down, thereby suppressing the leakage of light due to gravity defect, by densely arranging column spacers on an upper substrate. A first substrate(300) and a second substrate(400) face each other. Gate lines and data lines cross one another to define pixel regions within the first substrate. A plurality of column spacers(310,410) are formed on one of the first and second substrates correspondingly to the gate and data lines. The column spacers are distanced from one another at a predetermined distance, wherein the predetermined distance is smaller than the critical value of a lower surface of any column spacer.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}Liquid crystal display device

도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도1 is an exploded perspective view showing a general liquid crystal display device

도 2는 액정 주입형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도2 is a flowchart of a manufacturing method of a liquid crystal injection type liquid crystal display device.

도 3은 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도3 is a flowchart of a manufacturing method of a liquid crystal drop type liquid crystal display device;

도 4는 액정 적하량과 터치 불량, 중력 불량과의 관계를 나타낸 그래프4 is a graph showing the relationship between liquid crystal dropping amount, touch failure, and gravity failure;

도 5는 중력 불량 현상을 나타낸 사진5 is a photograph showing the phenomenon of gravity failure

도 6은 도 5의 I~I' 선상의 구조 단면도6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 5.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판을 나타낸 평면도7 is a plan view illustrating an upper substrate of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 나타낸 평면도8 is a plan view illustrating a lower substrate of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도9 is a structural cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판을 나타낸 평면도10 is a plan view illustrating an upper substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 나타낸 평면도11 is a plan view illustrating a lower substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 상하부 기 판을 서로 대향시킨 모습을 나타낸 사시도12 is a perspective view illustrating a top and bottom substrates facing each other in the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention.

도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온시와 고온시의 단면도13A and 13B are cross-sectional views of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention at room temperature and high temperature, respectively.

도 14는 다른 모드에 적용시킨 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 상세히 나타낸 평면도14 is a plan view illustrating in detail a lower substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention applied to another mode.

도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 칼럼 스페이서들을 지나는 단면도15 is a cross-sectional view through column spacers of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

100 : 상부 기판 102 : 블랙 매트릭스층100: upper substrate 102: black matrix layer

103 : 컬러 필터층 110 : 칼럼 스페이서103: color filter layer 110: column spacer

200 : 하부 기판 202 : 게이트 라인200: lower substrate 202: gate line

203 : 데이터 라인 204 : 반도체층203: data line 204: semiconductor layer

205 : 화소 전극 205 pixel electrode

300 : 상부 기판 302 : 블랙 매트릭스층300: upper substrate 302: black matrix layer

303 : 컬러 필터층 310 : 제 1 칼럼 스페이서303: color filter layer 310: first column spacer

400 : 하부 기판 402 : 게이트 라인400: lower substrate 402: gate line

403 : 데이터 라인 405 : 화소 전극403 data line 405 pixel electrode

410 : 제 2 칼럼 스페이서410: second column spacer

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 상부 기판 상에 칼럼 스페이서를 촘촘한 배열로 형성하여, 액정이 하측으로 흘러내리기 힘든 구조를 형성함으로써, 중력 불량을 방지할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of preventing gravity defects by forming a structure in which the column spacers are arranged in a dense arrangement on the upper substrate so that liquid crystals are less likely to flow downward.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELD), and vacuum fluorescent (VFD) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most widely used as the substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the use of the present invention has been developed in various ways such as a television and a computer monitor for receiving and displaying broadcast signals.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. Can be.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치와, 액정표시장치의 셀 갭(cell gap)을 유지하는 스페이서에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional liquid crystal display device and a spacer holding a cell gap of the liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a general liquid crystal display.

일반적인 액정 표시 장치는, 도 1과 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.A general liquid crystal display device, as shown in FIG. 1, is injected between a first substrate 1 and a second substrate 2 bonded to each other with a predetermined space, and between the first substrate 1 and the second substrate 2. It consists of the liquid crystal layer 3.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)과, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열된다. 그리고, 상기 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 상기 박막트랜지스터가 상기 게이트 라인에 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 상기 각 화소 전극에 인가한다.In more detail, the first substrate 1 may have a plurality of gate lines 4 in one direction and constant in a direction perpendicular to the gate lines 4 at regular intervals to define the pixel region P. FIG. A plurality of data lines 5 are arranged at intervals. In addition, a pixel electrode 6 is formed in each pixel region P, and a thin film transistor T is formed at a portion where the gate line 4 and the data line 5 cross each other, so that the thin film transistor is formed. The data signal of the data line is applied to each pixel electrode according to the signal of the gate line.

그리고, 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)이 형성되고, 상기 각 화소 영역에 대응되는 부분에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층(8)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(8)위에는 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.In addition, a black matrix layer 7 is formed on the second substrate 2 to block light in portions other than the pixel region P, and portions R corresponding to the respective pixel regions are formed to express colors. , G, B color filter layers 8 are formed, and a common electrode 9 for realizing an image is formed on the color filter layers 8.

상기와 같은 액정 표시 장치는 상기 화소 전극(6)과 공통 전극(9) 사이의 전계에 의해 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층(3)이 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display as described above, the liquid crystal layer 3 formed between the first and second substrates is aligned by an electric field between the pixel electrode 6 and the common electrode 9, and the liquid crystal layer 3 of the liquid crystal layer 3 is aligned. The amount of light passing through the liquid crystal layer 3 can be adjusted according to the degree of alignment to express the image.

이와 같은 액정표시장치를 TN(Twisted Nematic) 모드 액정표시장치라 하며, 상기 TN 모드 액정표시장치는 시야각이 좁다는 단점을 가지고 있고 이러한 TN 모드의 단점을 극복하기 위한 IPS(In-Plane Switching) 모드 액정표시장치가 개발되었다.Such a liquid crystal display device is called a twisted nematic (TN) mode liquid crystal display device, and the TN mode liquid crystal display device has a disadvantage of having a narrow viewing angle and an in-plane switching (IPS) mode for overcoming the disadvantages of the TN mode. Liquid crystal display devices have been developed.

상기 IPS 모드 액정표시장치는 제 1 기판의 화소 영역에 화소 전극과 공통 전극을 일정한 거리를 갖고 서로 평행하게 형성하여 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 횡 전계(수평 전계)가 발생하도록 하고 상기 횡 전계에 의해 액정층이 배향되도록 한 것이다.In the IPS mode liquid crystal display, a pixel electrode and a common electrode are formed parallel to each other at a predetermined distance in a pixel area of the first substrate so that a lateral electric field (horizontal electric field) is generated between the pixel electrode and the common electrode and the lateral electric field is generated. This is to align the liquid crystal layer.

이하, 종래의 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method of the conventional liquid crystal display device will be described.

일반적인 액정 표시 장치의 제조 방법은 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 방법에 따라 액정 주입 방식 제조 방법과 액정 적하 방식 제조 방법으로 구분할 수 있다.The manufacturing method of a general liquid crystal display device can be classified into a liquid crystal injection method manufacturing method and a liquid crystal drop method manufacturing method according to the method of forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.

먼저, 액정 주입 방식의 액정표시장치 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.First, the manufacturing method of the liquid crystal display device of the liquid crystal injection method is as follows.

도 2는 일반적인 액정 주입 방식의 액정표시장치의 제조방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a method of manufacturing a liquid crystal display device of a general liquid crystal injection method.

액정표시장치는 크게 어레이 공정, 셀 공정, 모듈 공정 등으로 구분된다.Liquid crystal displays are largely classified into an array process, a cell process, a module process, and the like.

어레이 공정은, 상술한 바와 같이, 상기 제 1 기판에 게이트 라인 및 데이터 라인과, 화소 전극과, 박막트랜지스터를 구비한 TFT 어레이를 형성하고, 제 2 기판에 블랙매트릭스층과 컬러 필터층과 공통 전극 등을 구비한 컬러 필터 어레이를 형성하는 공정이다. In the array process, as described above, a TFT array including a gate line and a data line, a pixel electrode, and a thin film transistor is formed on the first substrate, and a black matrix layer, a color filter layer, a common electrode, etc. are formed on the second substrate. It is a process of forming the color filter array provided with.

이 때, 상기 어레이 공정은 하나의 기판에 하나의 액정 패널을 형성하는 것이 아니라, 하나의 대형 유리 기판에 액정 패널을 다수개 설계하여 각 액정 패널 영역에 각각 TFT 어레이 및 컬러 필터 어레이를 형성한다. In this case, the array process does not form one liquid crystal panel on one substrate, but designs a plurality of liquid crystal panels on one large glass substrate to form a TFT array and a color filter array in each liquid crystal panel region.

이와 같이 TFT 어레이가 형성된 TFT 기판과 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판은 셀 공정 라인으로 이동된다. In this way, the TFT substrate on which the TFT array is formed and the color filter substrate on which the color filter array is formed are moved to the cell processing line.

이어, 상기 TFT 기판과 컬러 필터 기판상에 배향 물질을 도포하고 액정분자가 균일한 방향성을 갖도록 하기 위한 배향 공정(러빙 공정)(S10)을 각각 진행한다. Subsequently, an alignment process (rubbing process) S10 is applied to apply the alignment material on the TFT substrate and the color filter substrate and to make the liquid crystal molecules have uniform directionality.

여기서, 상기 배향 공정(S10)은 배향막 도포 전 세정, 배향막 인쇄, 배향막 소성, 배향막 검사, 러빙 공정 순으로 진행된다. Here, the alignment step (S10) proceeds in order of cleaning before the alignment film coating, alignment film printing, alignment film firing, alignment film inspection, rubbing process.

이어, 상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 각각 세정(S20)한다. Subsequently, the TFT substrate and the color filter substrate are cleaned (S20), respectively.

그리고, 상기 TFT 기판 또는 컬러 필터 기판 상에 셀 갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 볼 스페이서(Ball spacer)를 산포(S30)하고, 상기 각 액정 패널 영역의 외곽부에 두 기판을 합착하기 위한 씰 패턴(seal pattern)을 형성한다(S40). 이 때, 씰 패턴은 액정을 주입하기 위한 액정 주입구 패턴을 갖도록 형성된다. Further, a ball spacer for maintaining a constant cell gap on the TFT substrate or the color filter substrate is spread (S30), and the two substrates are bonded to the outer portion of each liquid crystal panel region. Form a seal pattern (seal pattern) for (S40). At this time, the seal pattern is formed to have a liquid crystal injection hole pattern for injecting liquid crystal.

여기서, 볼 스페이서는 플라스틱 볼(plastic ball)이나 탄성체 플라스틱 미립자로 형성된 것이다.Here, the ball spacer is formed of plastic balls or elastic plastic fine particles.

상기 씰 패턴이 대향되도록 TFT 기판과 컬러 필터 기판을 마주보도록 하여 두 기판을 합착하고 상기 씰 패턴을 경화시킨다(S50).The two substrates are bonded together to face the TFT substrate and the color filter substrate so that the seal patterns face each other, and the seal pattern is cured (S50).

그 후, 상기 합착 및 경화된 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 각 단위 액정 패널 영역 별로 절단하고 가공하여(S60)하여 일정 사이즈의 단위 액정 패널을 제작한 다. Thereafter, the bonded and cured TFT substrate and the color filter substrate are cut and processed for each unit liquid crystal panel region (S60) to produce a unit liquid crystal panel having a predetermined size.

이후, 각각의 단위 액정 패널의 액정 주입구를 통해 액정을 주입하고, 주입 완료 후 상기 액정 주입구를 봉지(S70)하여 액정층을 형성한다. 그리고, 각 단위 액정 패널의 외관 및 전기적 불량 검사(S80)를 진행함으로써 액정 표시 장치를 제작하게 된다. Thereafter, the liquid crystal is injected through the liquid crystal injection hole of each unit liquid crystal panel, and after completion of the injection, the liquid crystal injection hole is sealed (S70) to form a liquid crystal layer. The liquid crystal display device is manufactured by performing external appearance and electrical defect inspection (S80) of each unit liquid crystal panel.

여기서, 상기 액정주입공정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.Here, the liquid crystal injection process will be briefly described as follows.

먼저, 주입하고자 하는 액정 물질이 담겨져 있는 용기와 액정을 주입할 액정 패널을 챔버(Chamber) 내부에 위치시키고, 상기 챔버의 압력을 진공 상태로 유지함으로써 액정 물질 속이나 용기 안벽에 붙어 있는 수분을 제거하고 기포를 탈포함과 동시에 상기 액정 패널의 내부 공간을 진공 상태로 만든다.First, the container containing the liquid crystal material to be injected and the liquid crystal panel to inject the liquid crystal are placed in the chamber, and the pressure in the chamber is maintained in a vacuum state to remove moisture from the liquid crystal material or the inner wall of the container. Then, bubbles are de-included and the inner space of the liquid crystal panel is vacuumed.

그리고, 원하는 진공 상태에서 상기 액정 패널의 액정 주입구를 액정 물질이 담아져 있는 용기에 담그거나 접촉시킨 다음, 상기 챔버 내부의 압력을 진공 상태로부터 대기압 상태로 만들어 상기 액정 패널 내부의 압력과 챔버의 압력 차이에 의해 액정 주입구를 통해 액정 물질이 상기 액정 패널 내부로 주입되도록 한다.The liquid crystal injection hole of the liquid crystal panel is immersed in or contacted with a container containing a liquid crystal material in a desired vacuum state, and then the pressure inside the chamber is changed from a vacuum state to an atmospheric pressure state, and the pressure inside the liquid crystal panel and the pressure of the chamber. By the difference, the liquid crystal material is injected into the liquid crystal panel through the liquid crystal injection hole.

이러한 액정 주입 방식의 액정표시장치 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.The manufacturing method of the liquid crystal display of the liquid crystal injection method has the following problems.

첫째, 단위 패널로 컷팅한 후, 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 주입구를 액정액에 담가 액정을 주입하므로 액정 주입에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 저하된다.First, after cutting into a unit panel, the liquid crystal injection hole is immersed in the liquid crystal liquid by maintaining the vacuum state between the two substrates, so that the liquid crystal injection takes a lot of time, the productivity is reduced.

둘째, 대면적의 액정표시장치를 제조할 경우, 액정 주입식으로 액정을 주입 하면 패널 내에 액정이 완전히 주입되지 않아 불량의 원인이 된다.Second, in the case of manufacturing a large-area liquid crystal display device, when the liquid crystal is injected by the liquid crystal injection method, the liquid crystal is not completely injected into the panel, which causes a defect.

셋째, 상기와 같이 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되므로 여러개의 액정 주입 장비가 요구되어 많은 공간을 요구하게 된다. Third, since the process is complicated and time-consuming as described above, several liquid crystal injection equipment is required, which requires a lot of space.

따라서, 이러한 액정 주입 방식의 문제점을 극복하기 위해 두 기판 중 하나의 기판에 액정을 적하시킨 후, 두 기판을 합착시키는 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법이 개발되었다.Accordingly, in order to overcome the problems of the liquid crystal injection method, a method of manufacturing a liquid crystal drop type liquid crystal display device in which a liquid crystal is dropped on one of two substrates and then the two substrates are bonded to each other has been developed.

도 3은 액정 적하형 액정 표시 장치의 제조 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method of manufacturing a liquid crystal drop type liquid crystal display device.

즉, 액정 적하 방식의 액정표시장치 제조 방법은, 두 기판을 합착하기 전에, 두 기판 중 어느 하나의 기판에 적당량의 액정을 적하한 후, 두 기판을 합착하는 방법이다.That is, the liquid crystal display device manufacturing method of the liquid crystal dropping method is a method of dropping an appropriate amount of liquid crystal onto any one of the two substrates before bonding the two substrates, and then joining the two substrates together.

따라서, 액정 주입 방식과 같이 셀갭을 유지하기 위해 볼 스페이서를 사용하게 되면, 적하된 액정이 퍼질 때 상기 볼 스페이서가 액정 퍼짐 방향으로 이동되어 스페이서가 한쪽으로 몰리게 되므로 정확한 셀갭 유지가 불가능하게 된다.Therefore, when the ball spacer is used to maintain the cell gap as in the liquid crystal injection method, when the dropped liquid crystal spreads, the ball spacer is moved in the liquid crystal spreading direction and the spacer is pushed to one side, thereby making it impossible to maintain the accurate cell gap.

그러므로, 액정 적하 방식에서는 볼 스페이서를 사용하지 않고 스페이서가 기판에 고정되는 고정 스페이서(칼럼 스페이서(column spacer) 또는 패턴드 스페이서(patterned spacer))를 사용해야 한다.Therefore, the liquid crystal dropping method should use a fixed spacer (column spacer or patterned spacer) in which the spacer is fixed to the substrate without using the ball spacer.

즉, 도 3과 같이, 어레이 공정에서, 컬러 필터 기판에 블랙매트릭스층 및 컬러 필터층 및 공통 전극을 형성하고, 상기 공통 전극 위에 감광성 수지를 형성하고 선택적으로 제거하여 상기 블랙 매트릭스층상에 칼럼 스페이서를 형성한다. 또한, 상기 칼럼 스페이서 형성은 포토 공정을 이용한 패터닝 공정에 의해 형성할 수 있 다. That is, as shown in FIG. 3, in the array process, a black matrix layer, a color filter layer, and a common electrode are formed on a color filter substrate, and a photosensitive resin is formed on the common electrode and selectively removed to form column spacers on the black matrix layer. do. In addition, the column spacer may be formed by a patterning process using a photo process.

그리고, 상기 칼럼 스페이서를 포함한 TFT 기판 및 컬러 필터 기판 전면에 배향막을 도포하고 상기 배향막을 러빙 처리한다.Then, an alignment film is applied to the entire TFT substrate including the column spacer and the color filter substrate, and the alignment film is rubbed.

이와 같이, 배향 공정이 완료된 TFT 기판과 컬러필터 기판을 각각 세정(S101)한 다음, 상기 TFT 기판과 컬러 필터 기판 중 하나의 기판 상의 일정 영역에 액정을 적하하고(S102), 나머지 기판의 각 액정 패널 영역의 외곽부에 디스펜싱 장치를 이용하여 씰 패턴을 형성한다(S103).As described above, the TFT substrate and the color filter substrate on which the alignment process is completed are cleaned (S101), and then, a liquid crystal is dropped into a predetermined region on one of the TFT substrate and the color filter substrate (S102), and each liquid crystal of the remaining substrates. A seal pattern is formed at an outer portion of the panel region by using a dispensing apparatus (S103).

이 때, 상기 두 기판 중 하나의 기판에 액정도 적하하고 씰 패턴도 형성하여도 된다.At this time, the liquid crystal may also be dropped on one of the two substrates and a seal pattern may be formed.

그리고 상기 액정이 적하되지 않은 기판을 반전(뒤집어서 마주보게 함)시키고(S104), 상기 TFT 기판과 컬러필터 기판을 압력하여 합착하고 상기 씰 패턴을 경화시킨다(S105).Then, the substrate on which the liquid crystal is not dropped is inverted (inverted to face each other) (S104), the TFT substrate and the color filter substrate are pressed together, and the seal pattern is cured (S105).

이어, 단위 액정 패널별로 상기 합착된 기판을 절단 및 가공한다(S106).Subsequently, the bonded substrate is cut and processed for each unit liquid crystal panel (S106).

그리고 상기 가공된 단위 액정 패널의 외관 및 전기적 불량 검사(S107)를 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다. In addition, the liquid crystal display device may be manufactured by performing the external appearance and electrical defect inspection (S107) of the processed unit liquid crystal panel.

이러한 액정 적하 방식의 제조 방법에 있어서는, 컬러 필터 기판 상에 칼럼 스페이서를 형성하고, TFT 기판에 액정을 적하하여 두 기판을 합착하여 패널을 형성한다.In the manufacturing method of such a liquid crystal dropping method, a column spacer is formed on a color filter substrate, a liquid crystal is dripped on a TFT substrate, and two board | substrates are joined together, and a panel is formed.

이 때, 상기 칼럼 스페이서는 컬러 필터 기판에 고정시켜 형성하고, TFT 기판에 접촉된다. 그리고 상기 TFT 기판의 접촉되는 부위는 게이트 라인 또는 데이터 라인의 어느 하나의 단일 배선에 대응하여, 컬러 필터 기판 상에서 일정한 높이를 주어 형성한다.At this time, the column spacer is formed by being fixed to the color filter substrate and is in contact with the TFT substrate. The contact portion of the TFT substrate is formed by giving a predetermined height on the color filter substrate, corresponding to any single wiring of the gate line or the data line.

도 4는 액정 적하량과 터치 불량, 중력 불량과의 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the liquid crystal dropping amount, touch failure, and gravity failure.

대면적의 액정 표시 장치 제조시 공정 시간 단축 등의 이점으로 액정 적하 방식으로 제조하고, 또한, 상하부 기판 사이의 지지체로 칼럼 스페이서를 이용하는데, 도 4와 같이, 이러한 칼럼 스페이서의 밀도는 액정의 적하량과 함께 패널에 불량 정도를 좌우하는 큰 요인이 된다. In manufacturing a large-area liquid crystal display device, a liquid crystal dropping method is used to reduce the process time, and a column spacer is used as a support between upper and lower substrates. As shown in FIG. Along with the amount, it is a big factor in determining the degree of defects in the panel.

중력 불량은, 패널을 세웠을 때 지면에 가까운 쪽에 액정이 몰리고, 이 부위가, 액정이 고온으로 올라갈수록 팽창되는 성질에 의해, 지면에 가까운 패널의 가장자리가 고온 상태에서 불룩하게 팽창하는 현상을 말한다.Gravity failure refers to a phenomenon in which a liquid crystal is attracted to the side closer to the ground when the panel is erected, and this part expands bulging in the high temperature state due to the property that the liquid crystal expands as the liquid crystal rises to a high temperature.

터치 얼룩은, 액정 패널면을 손이나 펜으로 소정 방향으로 훑어 내렸을 때, 상기 손이나 펜이 지나간 부분이 마찰력에 의해 복원되지 않고 터치된 부분에 액정이 흩어진 상태를 유지하는 현상을 말한다. 이 때, 복원되지 않은 부분은 액정이 모이지 않아 블랙 상태에서 빛샘 불량이 나타나게 된다. 이는 터치시에 상하부 기판간의 소정 방향으로 쉬프트 현상이 일어나는 데, 칼럼 스페이서와 닿는 기판간의 마찰력이 커 원 상태로 돌아오지 않기 때문이다.Touch unevenness refers to a phenomenon in which, when the surface of the liquid crystal panel is scraped down by a hand or a pen in a predetermined direction, the portion passed by the hand or pen is not restored by the frictional force and the liquid crystal is dispersed in the touched portion. At this time, the non-restored portion of the liquid crystal does not collect, the light leakage defect appears in the black state. This is because a shift phenomenon occurs in a predetermined direction between the upper and lower substrates during touch, because the friction force between the substrate and the substrate in contact with the column spacer does not return to the original state.

이상에서 설명한 불량들은 서로 독립적인 요소에 의해 존재하는 것이 아니라 서로 상관관계를 갖고 발생되는 것이다. 중력 불량과 터치 얼룩은 도 4와 같이, 액정 적하량에 대해 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계이어서, 어느 불량만을 개선시키는 방향으로 액정 적하량을 맞추지는 못하고, 두 불량이 적절한 수준으로 맞춰 지는 선상에서 액정 적하량을 결정해야 할 것이다.The defects described above are not generated by independent elements but are correlated with each other. Gravity defects and touch unevenness are trade-off relations with respect to the liquid crystal dropping amount as shown in FIG. 4, so that the liquid crystal dropping amount cannot be adjusted in a direction to improve only one defect, and the two defects are adjusted to an appropriate level. It will be necessary to determine the liquid crystal dropping amount on the ship.

특히 작은 사이즈의 모델들에서는 중력 불량이나 터치 불량이 모두 나타나지 않는 적정 수준의 액정 적하량이 소정 범위에서 존재하지만, 대면적화할수록 터치 불량과 중력 불량의 그래프는 서로 오버랩되어 두 불량에서 완전히 자유로운 액정 적하량을 찾기 어려워졌다.In particular, in the small size models, there is an appropriate level of liquid crystal dropping in which neither gravity defect nor touch defect appears in a predetermined range, but as the larger area becomes larger, the graphs of touch defect and gravity defect overlap each other and are completely free from the two defects. It became hard to find.

도 5는 중력 불량 현상을 나타낸 사진이며, 도 6은 도 5의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.FIG. 5 is a photograph showing a phenomenon of gravity failure, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 5.

도 5와 같이, 중력 불량 현상은 지면에 가까운 액정 패널의 가장 자리에서 관찰된다. 이는 액정 패널이 고온 상태에 놓여질 때, 액정이 온도에 따라 팽창하는 성질에 의해 지면에 가까운 액정 패널의 가장 자리가 불룩하게 팽창하기 때문이다.As shown in FIG. 5, the gravity failure phenomenon is observed at the edge of the liquid crystal panel close to the ground. This is because, when the liquid crystal panel is placed in a high temperature state, the edge of the liquid crystal panel close to the ground bulges bulge by the property that the liquid crystal expands with temperature.

도 6과 같이, 세워진 액정 패널(10)의 상하를 절단하여 보면, 상기 하측 부위에 위치하는 칼럼 스페이서(30)가 액정의 팽창력에 의해 상하부 기판(2, 1) 사이를 지지하지 못하고, 하부 기판(1)에서 떨어지는 현상이 발생한다. 특히, 도 5, 6과 같이, 액정이 과량으로 적하된 상태에서 액정 패널(10)이 세워져있을 경우, 액정이 중력의 영향을 받아 지면에 가까운 쪽으로 흘러내려 불룩하게 되는 현상은 심해진다.As shown in FIG. 6, when the upper and lower portions of the upright liquid crystal panel 10 are cut off, the column spacer 30 positioned at the lower portion does not support the upper and lower substrates 2 and 1 due to the expansion force of the liquid crystal, and thus the lower substrate. The falling phenomenon occurs in (1). In particular, as shown in Figs. 5 and 6, when the liquid crystal panel 10 is upright in the state in which the liquid crystal is dripped excessively, the phenomenon that the liquid crystal flows toward the ground close to the ground under the influence of gravity becomes severe.

여기서, 상기 액정 패널(10)의 가장 자리는 씰 패턴(25)이 형성되어, 상하부 기판(2, 1)을 합착하며, 상기 상하부 기판(2, 1) 사이에는 적하된 액정으로 충진된 액정층(3)이 형성된다. 이러한 상기 액정층(3)은 중력 불량이 발생한 영역과 중력 불량이 발생하지 않은 영역간의 셀 갭이 다르게 나타난다.Here, a seal pattern 25 is formed at the edge of the liquid crystal panel 10 to bond the upper and lower substrates 2 and 1, and the liquid crystal layer filled with the dropped liquid crystal between the upper and lower substrates 2 and 1. (3) is formed. The liquid crystal layer 3 has a different cell gap between a region where gravity failure occurs and a region where gravity failure does not occur.

상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional liquid crystal display as described above has the following problems.

액정 적하 방식으로 액정 표시 장치를 제조시에는 액정을 소정량 기판에 적하시켜 상기 액정을 주위로 퍼뜨린 후, 대향 기판과 합착하여 액정 패널을 형성한다.When manufacturing a liquid crystal display device by the liquid crystal dropping method, a liquid crystal is dripped on a predetermined amount substrate, the said liquid crystal is spread around, and it adheres with an opposing board | substrate, and forms a liquid crystal panel.

이와 같은 적하 방식의 경우, 대면적화할수록 적정의 액정 적하량을 판단하기 어려웠고, 또한, 패널에서 발생할 수 있는 중력 불량과 터치 불량은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계이며, 대면적화할수록 서로 오버랩되는 적하량이 발생하여, 두 불량을 모두 상쇄할 수준의 액정 적하량을 찾기가 곤란하였다.In the case of such a dropping method, it is difficult to determine the appropriate liquid crystal dropping amount as the area is increased, and the gravity defects and touch defects that may occur in the panel are trade-off relations with each other. The amount of dropping occurred, and it was difficult to find the amount of liquid crystal dropping at a level that would cancel both defects.

특히, 액정을 과량 적하시에는 터치 불량은 거의 발생하지 않지만, 중력 불량은 점점 심각해진다. In particular, the touch failure hardly occurs when the liquid crystal is excessively dropped, but the gravity failure becomes more serious.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 상부 기판 상에 칼럼 스페이서를 촘촘한 배열로 형성하여, 액정이 하측으로 흘러내리기 힘든 구조를 형성함으로써, 중력 불량을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by forming a column spacer on the upper substrate in a dense arrangement, forming a structure that the liquid crystal is difficult to flow to the lower side, a liquid crystal display device that can prevent the failure of gravity The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 일 칼럼 스페이서의 하 부 형성면의 임계 치수보다 작은 이격 간격으로 배치되어 형성된 복수개의 칼럼 스페이서 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a first substrate and a second substrate facing each other, a gate line and a data line formed to define a pixel region crossing each other on the first substrate; A plurality of column spacers and the first substrate formed on one of the first substrate and the second substrate and disposed at a spacing smaller than a critical dimension of the lower formation surface of the one column spacer in correspondence with the gate line and the data line; And a liquid crystal layer filled between the second substrate and the second substrate.

상기 칼럼 스페이서는 상기 게이트 라인 및 데이터 라인 상에 대응되어 선형상에 배치되어 형성된다.The column spacers are formed on the gate line and the data line so as to be arranged in a linear shape.

상기 복수개의 칼럼 스페이서들간의 이격간격은 0 내지 1㎛이다.A spacing interval between the plurality of column spacers is 0 to 1 μm.

상기 일 칼럼 스페이서의 하부 형성면의 임계치수는 1㎛ 내지 50㎛이하이다.The critical dimension of the lower formation surface of the said one column spacer is 1 micrometer-50 micrometers or less.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 제 1 기판 상에 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 소정 간격 이격되어 형성된 복수개의 제 1 칼럼 스페이서와, 상기 제 2 기판의 상기 게이트 라인 상에 상기 제 1 칼럼 스페이서들 사이에 대응되어 형성된 복수개의 제 2 칼럼 스페이서 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention for achieving the same object, the first substrate and the second substrate facing each other, the gate line and data line formed on the first substrate to define a pixel area crossing each other, and A plurality of first column spacers formed on the first substrate to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and a plurality of first column spacers formed on the gate line of the second substrate to correspond to each other; Another feature is that it comprises a second column spacer and a liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate.

상기 게이트 라인 상에서 상기 제 1 칼럼 스페이서들 및 제 2 칼럼 스페이서들은 동일한 선형 상으로 형성된다.The first column spacers and the second column spacers are formed in the same linear shape on the gate line.

상기 서로 인접하는 상기 제 1 칼럼 스페이서와 상기 제 2 칼럼 스페이서의 이격 간격은 0 내지 5㎛이다.The spacing between the first column spacer and the second column spacer adjacent to each other is 0 to 5㎛.

상기 제 1 칼럼 스페이서 및 제 2 칼럼 스페이서들은 동일한 형상으로, 각각 제 1 기판과 제 2 기판 상에 형성된다.The first column spacer and the second column spacer have the same shape and are formed on the first substrate and the second substrate, respectively.

상기 제 1 칼럼 스페이서 및 제 2 칼럼 스페이서들의 각 기판 대응 표면적의 하부 형성면의 임계치수는 1㎛ 내지 50㎛이하이다.The critical dimension of the lower formation surface of each substrate correspondence surface area of the said 1st column spacer and the 2nd column spacer is 1 micrometer-50 micrometers or less.

상기 제 1 칼럼 스페이서는 상기 게이트 라인 상에 대응하여서는 제 1 간격으로 형성되고, 상기 데이터 라인 상에 대응하여서는 제 2 간격으로 형성되며, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격과 같거나 작다.The first column spacer is formed at a first interval corresponding to the gate line, and is formed at a second interval corresponding to the data line, and the first interval is less than or equal to the second interval.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the liquid crystal display of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

- 제 1 실시예 -First Embodiment

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판을 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 나타낸 평면도이며, 도 9는 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도이다.7 is a plan view illustrating an upper substrate of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, FIG. 8 is a plan view illustrating a lower substrate of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, and FIG. It is structural sectional drawing of the II-II 'line | wire of 7.

도 7과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판(100)은 제 1 기판(미도시) 상에 비화소 영역에 대응되어 형성되는 블랙 매트릭스층(102)과, 상기 블랙 매트릭스층(102)을 포함한 제 1 기판 상의 화소 영역에 형성된 컬러 필터층(103)과, 상기 블랙 매트릭스층(102) 및 컬러 필터층(103)을 포함한 제 1 기판 전면에 형성된 공통 전극(미도시)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 블랙 매트릭스층(102) 상에는 하부 기판(도 8의 200 참조)에 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 각 라인에 동일선상으로 촘촘하고 조밀한 간격으로 복 수개의 칼럼 스페이서(110)가 형성된다. 이 경우, 상기 칼럼 스페이서(110)는 상기 게이트 라인 및 데이터 라인 등의 해당 배선을 지나는 선상에서 이격 공간없이 촘촘하고 조밀한 간격으로 형성된다. 이 때, 상기 복수개의 칼럼 스페이서(110)들은 칼럼 스페이서 자신의 하부 표면적 임계치수(CD : Critical Dimension)보다 작게 형성한다. 이 때, 상기 칼럼 스페이서(110)들은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 배선 폭 안에 형성되므로, 해당 모델의 액정 패널이 갖는 배선 폭에 따라 상기 칼럼 스페이서(110)의 하부 표면적(제 1 기판 대응 면적)의 임계치수는 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 칼럼 스페이서(110)의 하부 표면적 임계치수는 1~50㎛ 이하로 형성한다. 도 7에 도시되어 있는 칼럼 스페이서(110)의 형상은 하부 표면을 도시한 것으로, 도시된 원형뿐만 아니라 사각형 등의 다각형으로 형성될 수 있을 것이다.As illustrated in FIG. 7, the upper substrate 100 of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention may include a black matrix layer 102 formed on a first substrate (not shown) corresponding to a non-pixel region. The color filter layer 103 formed in the pixel region on the first substrate including the black matrix layer 102 and the common electrode (not shown) formed on the entire surface of the first substrate including the black matrix layer 102 and the color filter layer 103. It is made, including. In addition, a plurality of column spacers 110 are disposed on the black matrix layer 102 at close and dense intervals on the same line in correspondence to the gate lines and the data lines formed on the lower substrate (200 in FIG. 8). Is formed. In this case, the column spacers 110 are formed at close and dense intervals without spaces on the lines passing through the corresponding lines such as the gate lines and the data lines. In this case, the plurality of column spacers 110 may be formed smaller than the lower surface area critical dimension (CD) of the column spacer itself. In this case, since the column spacers 110 are formed within the wiring widths of the gate line and the data line, the lower surface area (the first substrate corresponding area) of the column spacer 110 according to the wiring width of the liquid crystal panel of the corresponding model. The critical dimension of can be changed. For example, the critical dimension of the lower surface area of the column spacer 110 is 1-50 μm or less. The shape of the column spacer 110 illustrated in FIG. 7 illustrates a lower surface, and may be formed in a polygon such as a rectangle as well as the illustrated circle.

도 8과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판(200) 상에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(202) 및 데이터 라인(203)과, 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극(205)과, 상기 게이트 라인(202) 및 데이터 라인(203)의 교차부에 인접한 부위에 형성된 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 라인(202)은 상기 데이터 라인(203)을 지나는 부위가 타 부위에 비해 얇게 형성되어진다. 이는 상기 게이트 라인(202)과 데이터 라인(203)의 교차부분의 배선의 오버랩 면적을 줄여, 상기 게이트 라인(202)과 데이터 라인(203)의 교차 부분에 발생되는 기생 캐패시턴스를 저감시키기 위함이다. As shown in FIG. 8, a gate line 202 and a data line 203 are formed on the lower substrate 200 of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention to define a pixel area crossing each other, and formed in the pixel area. And a thin film transistor formed at a portion adjacent to the intersection of the pixel electrode 205 and the gate line 202 and the data line 203. Here, the portion of the gate line 202 that passes through the data line 203 is thinner than other portions of the gate line 202. This is to reduce the parasitic capacitance generated at the intersection of the gate line 202 and the data line 203 by reducing the overlap area of the wiring at the intersection of the gate line 202 and the data line 203.

여기서, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인(202)으로부터 돌출되어 형성된 게이트 전극(202a)과, 상기 데이터 라인(203)으로부터 'U'자형의 소오스 전극(203a)과, 상기 'U'자형의 소오스 전극(203a) 내측으로 들어오며, 상기 게이트 전극(202a) 및 화소 전극(205)에 소정 부분 오버랩된 드레인 전극(203b)을 포함하여 이루어진다. The thin film transistor may include a gate electrode 202a protruding from the gate line 202, a source electrode 203a having a 'U' shape from the data line 203, and a source electrode having a 'U' shape. A drain electrode 203b that enters the inside of the gate 203a and partially overlaps the gate electrode 202a and the pixel electrode 205 is formed.

한편, 상기 박막 트랜지스터의 'U' 자형 전극 소오스 전극(203a)은 채널 부위를 'U'자형으로 형성시켜 보다 넓은 면적의 채널을 갖기 위한 형상으로, 경우에 따라, 'L'자형으로 변경될 수도 있고, 일반적인 '-'자형으로 형성할 수도 있다.Meanwhile, the 'U' shaped electrode source electrode 203a of the thin film transistor is shaped to have a channel having a larger area by forming a channel portion in a 'U' shape, and in some cases, may be changed to an 'L' shape. It may be formed in a general '-' shape.

한편, 설명되지 않은 도면 부호 204는 상기 화소 전극(205)과 상기 드레인 전극(203b)간의 콘택 영역을 나타낸 것이다.On the other hand, reference numeral 204, which is not described, indicates a contact region between the pixel electrode 205 and the drain electrode 203b.

도 9와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 라인 상의 칼럼 스페이서들을 지나는 부분의 단면도는, 서로 대향되어 형성된 제 1, 제 2 기판(100, 200) 사이에 칼럼 스페이서(110)들이 제 1 기판(100) 상에서 거의 이격 공간없이 촘촘히 형성되어 있다. 이 경우, 상기 제 2 기판(200) 상에는 상기 칼럼 스페이서(110)가 상기 제 1 기판(100) 상에 형성되면서 상측으로 올라가며 갖는 테이퍼로 인해 상기 칼럼 스페이서(110)의 상부 표면적이 대응되는 상기 제 2 기판(200)에는 각 칼럼 스페이서(110)별로 어느 정도 이격 공간이 더 발생할 수 있을 것이다. As shown in FIG. 9, in the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment, a cross-sectional view of a portion passing through the column spacers on the gate line is disposed between the first and second substrates 100 and 200 formed to face each other. The column spacers 110 are densely formed on the first substrate 100 with almost no space. In this case, the column spacer 110 is formed on the first substrate 100 while the upper surface area of the column spacer 110 corresponds to the taper which is formed upward on the second substrate 200. The second substrate 200 may further generate some space for each column spacer 110.

상기 칼럼 스페이서간 간격(d)을 0~1㎛의 범위로 그 간격이 매우 좁게 형성하는 이유는, 상기 제 1 기판(100) 상의 칼럼 스페이서(110)들은 반고립(semi-isolated) 상태로 형성하여 고온에서 하측으로 흘러내리는 액정의 유동성을 제어하 기 위함이다. 이러한 구조에서 완전히 화소 단위로 고립된 구조는 아니지만, 소정의 화소 별로 배선 상의 소정 위치에 칼럼 스페이서가 형성되는 일반적인 구조에 비해, 액정의 유동량을 제어하기 용이하며, 또한, 칼럼 스페이서간의 매우 좁은 간격은 액정의 열팽창에 의한 셀 갭 증가시에도 좁은 칼럼 스페이서 간격으로 인한 모세관 현상을 유도하여 중력의 역방향으로 올라가려는 힘(force)을 자생하게 함으로써 액정이 하측으로 흘러내리는 현상을 억제할 수 있다.The reason why the interval d between the column spacers is very narrow in the range of 0 to 1 μm is that the column spacers 110 on the first substrate 100 are semi-isolated. This is to control the fluidity of the liquid crystal flowing down at high temperature. In this structure, although not completely isolated pixel by pixel, it is easier to control the flow amount of the liquid crystal compared to the general structure in which the column spacer is formed at a predetermined position on the wiring for each predetermined pixel, and a very narrow gap between the column spacers Even when the cell gap is increased due to thermal expansion of the liquid crystal, the capillary phenomenon caused by the narrow column spacer spacing may be induced to induce a force to rise in the opposite direction of gravity, thereby preventing the liquid crystal from flowing downward.

본 발명의 제 1 실시예에 대해 상술된 설명에서는 상기 복수개의 칼럼 스페이서가 상부 기판에 형성된 경우를 예를 들어 설명하였는데, 제 1, 제 2 기판 사이에 칼럼 스페이서를 촘촘히 배열시켜 액정이 하측으로 흘러내림을 막는 동일한 효과를 위해 경우에 따라 대향 기판인 하부 기판에 형성되는 경우도 고려할 수 있을 것이다.In the above description of the first embodiment of the present invention, the case where the plurality of column spacers are formed on the upper substrate has been described as an example. The column spacers are densely arranged between the first and second substrates so that the liquid crystal flows downward. In some cases, for the same effect of preventing falling, it may be considered to be formed on the lower substrate, which is the opposite substrate.

상술한 제 1 실시예는 TN 모드를 기준으로 설명하였는데, IPS 모드에서도 상하부 기판 중 어느 한 기판에 복수개의 칼럼 스페이서를 촘촘히 형성하는 구조를 채택하는 동일 구조를 적용 가능할 것이다.The first embodiment described above has been described with reference to the TN mode, but the same structure may be used in the IPS mode, which adopts a structure in which a plurality of column spacers are formed on one of the upper and lower substrates.

- 제 2 실시예 -Second Embodiment

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판을 나타낸 평면도이며, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 나타낸 평면도이다. 그리고, 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 상하부 기판을 서로 대향시킨 모습을 나타낸 사시도이다.FIG. 10 is a plan view illustrating an upper substrate of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view illustrating a lower substrate of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention. 12 is a perspective view showing a state where the upper and lower substrates face each other in the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention.

도 10과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판(300)은 제 1 기판(도 15의 301 참조) 상에 비화소 영역에 대응되어 형성되는 블랙 매트릭스층(302)과, 상기 블랙 매트릭스층(302)을 포함한 제 1 기판 상의 화소 영역에 형성된 컬러 필터층(303)과, 상기 블랙 매트릭스층(302) 및 컬러 필터층(303)을 포함한 제 1 기판 전면에 형성된 공통 전극(도 15의 304 참조)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 블랙 매트릭스층(302) 상에는 하부 기판(도 15의 401 참조)에 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 각 라인에 평행한 방향의 선상에 촘촘하고 조밀한 간격으로 복수개의 제 1 칼럼 스페이서(310)가 형성된다. 이 경우, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)는 상기 게이트 라인 및 데이터 라인 등의 해당 배선을 지나는 선상에서 촘촘하고 조밀한 간격으로 형성된다. 이 경우, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)간 이격 간격(게이트 라인 방향에서)은 0~1㎛ 정도로 한다.As illustrated in FIG. 10, the upper substrate 300 of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention may have a black matrix layer 302 formed on the first substrate (see 301 of FIG. 15) corresponding to the non-pixel region. And a color filter layer 303 formed in a pixel region on the first substrate including the black matrix layer 302, and a common electrode formed on the entire surface of the first substrate including the black matrix layer 302 and the color filter layer 303. 15, see FIG. 15). In addition, on the black matrix layer 302, a plurality of first columns corresponding to gate lines and data lines formed on a lower substrate (see 401 of FIG. 15) at close and dense intervals on a line in a direction parallel to each line. Spacer 310 is formed. In this case, the first column spacer 310 is formed at a tight and dense interval on the line passing through the corresponding wiring such as the gate line and the data line. In this case, a spaced interval (in the gate line direction) between the first column spacers 310 is about 0 to 1 μm.

도 11과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판(400) 상에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(402) 및 데이터 라인(403)과, 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극(405)과, 상기 게이트 라인(402) 및 데이터 라인(403)의 교차부에 인접한 부위에 형성된 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 라인(402)은 상기 데이터 라인(403)을 지나는 부위가 타 부위에 비해 얇게 형성되어진다. 이는 상기 게이트 라인(402)과 데이터 라인(403)의 교차부분의 배선의 오버랩 면적을 줄여, 상기 게이트 라인(402)과 데이터 라인(403)의 교차 부분에 발생되는 기생 캐패시턴스를 저감시키기 위함이다. As shown in FIG. 11, a gate line 402 and a data line 403 are formed on the lower substrate 400 of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention to define a pixel area crossing each other, and formed in the pixel area. And a thin film transistor formed at a portion adjacent to the intersection of the pixel electrode 405 and the gate line 402 and the data line 403. In this case, the gate line 402 has a portion that passes through the data line 403 is thinner than the other portion. This is to reduce the parasitic capacitance generated at the intersection of the gate line 402 and the data line 403 by reducing the overlap area of the wiring at the intersection of the gate line 402 and the data line 403.

여기서, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인(202)으로부터 돌출되어 형성된 게이트 전극(202a)과, 상기 데이터 라인(203)으로부터 'U'자형의 소오스 전극(203a)과, 상기 'U'자형의 소오스 전극(203a) 내측으로 들어오며, 상기 게이트 전극(202a) 및 화소 전극(205)에 소정 부분 오버랩된 드레인 전극(203b)을 포함하여 이루어진다. The thin film transistor may include a gate electrode 202a protruding from the gate line 202, a source electrode 203a having a 'U' shape from the data line 203, and a source electrode having a 'U' shape. A drain electrode 203b that enters the inside of the gate 203a and partially overlaps the gate electrode 202a and the pixel electrode 205 is formed.

한편, 상기 박막 트랜지스터의 'U' 자형 전극 소오스 전극(203a)은 채널 부위를 'U'자형으로 형성시켜 보다 넓은 면적의 채널을 갖기 위한 형상으로, 경우에 따라, 'L'자형으로 변경될 수도 있고, 일반적인 '-'자형으로 형성할 수도 있다.Meanwhile, the 'U' shaped electrode source electrode 203a of the thin film transistor is shaped to have a channel having a larger area by forming a channel portion in a 'U' shape, and in some cases, may be changed to an 'L' shape. It may be formed in a general '-' shape.

도 12는 도 11의 게이트 라인(302) 방향에서 제 1 칼럼 스페이서(310)가 소정 간격 이격된 상부 기판(300)과, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)들 사이사이에 형성된 제 2 칼럼 스페이서(410)가 형성된 하부 기판(400)이 서로 대향된 상태를 입체적으로 나타내고 있다. 이러한 상기 제 2 칼럼 스페이서(410) 간의 이격 간격은 제 2 칼럼 스페이서(410)의 0~1㎛ 정도로 한다.FIG. 12 illustrates a second column spacer formed between an upper substrate 300 where the first column spacer 310 is spaced a predetermined distance from the gate line 302 of FIG. 11, and the first column spacer 310. The lower substrate 400 on which the 410 is formed is three-dimensionally shown to face each other. The spaced interval between the second column spacers 410 is about 0 μm to 1 μm of the second column spacers 410.

이 때, 상기 하부 기판(400) 상에 형성되는 상기 제 2 칼럼 스페이서(410) 들은 게이트 라인 상에 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)들과 교번하여 형성된다. 즉, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)와 상기 제 2 칼럼 스페이서(410)가 게이트 라인 상에서 서로 번갈아 형성되어, 마치 상기 제 2 칼럼 스페이서(410)가 상기 제 1 칼럼 스페이서(310) 사이에 끼워진 형상과 유사해진다. 이 경우, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들은 서로 동일 또는 유사한 형상으로, 각각 해당 기판에 형성되는 하부 표면적의 크기는 동일하다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)들의 이격 정도는 0~1㎛ 간격이며, 상기 제 2 칼럼 스페이서(410)들의 이격 정도도 마찬가지로 0~1㎛ 정도로 하며, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)와 제 2 칼럼 스페이서(410) 사이의 간격(도면에서 세로선상)은 0~5㎛에 해당할 것이다.In this case, the second column spacers 410 formed on the lower substrate 400 are alternately formed with the first column spacers 310 on the gate line. That is, the first column spacer 310 and the second column spacer 410 are alternately formed on the gate line, so that the second column spacer 410 is sandwiched between the first column spacer 310. Similar to In this case, the first and second column spacers 310 and 410 have the same or similar shape to each other, and the size of the lower surface area formed on the substrate is the same. As described above, the distance between the first column spacers 310 is 0 to 1 μm, the distance between the second column spacers 410 is about 0 to 1 μm, and the first column spacer ( An interval (vertical line in the drawing) between the 310 and the second column spacer 410 may correspond to 0 to 5 μm.

여기서, 상기 게이트 라인 방향에서만 상기 제 2 칼럼 스페이서(410)를 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)와 교번하여 형성한 이유는 액정 패널이 세워졌을 때, 수평선상으로 게이트 라인이 형성되어 있기 때문에, 데이터 라인 방향에 비해 흘러내리는 액정을 막는 역할을 함에 있어 효과적이기 때문이다. The reason why the second column spacer 410 is alternately formed with the first column spacer 310 only in the gate line direction is that the gate line is formed on the horizontal line when the liquid crystal panel is erected. This is because it is effective in preventing the liquid crystal flowing down compared to the line direction.

이 경우, 상기 데이터 라인(도 11의 303) 방향에 형성된 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)들은 게이트 라인 방향에 형성된 제 1 칼럼 스페이서(310)들간의 이격 간격과 동일한 간격, 즉, 게이트 라인 방향에서 0~1㎛ 의 간격으로 형성한다. 또는 상기 데이터 라인 방향에 형성된 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)들은 게이트 라인 상에 형성된 제 1 칼럼 스페이서(310)들의 간격보다 여유를 가져, 예를 들어, 제 1 칼럼 스페이서(310)의 하부 형성면의 임계치수 이하의 간격으로 형성하여 보다 데이터 라인 상의 액정의 유동 경로를 일부 마련할 수 있을 것이다. 여기서, 상기 제 1 칼럼 스페이서(310)와 제 2 칼럼 스페이서(410)간의 간격(세로 방향)의 마진이 0~5㎛ 정도로 제 1 실시예에서의 칼럼 스페이서간 간격보다 더 큰 것은, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)가 서로 다른 기판 상에 형성되기 때문에, 상하부 기판간의 합착 마진을 고려한 값이다.In this case, the first column spacers 310 formed in the direction of the data line 303 of FIG. 11 are equal to a distance between the first column spacers 310 formed in the gate line direction, that is, in the gate line direction. It forms in the interval of 0-1 micrometer. Alternatively, the first column spacers 310 formed in the data line direction have a margin than the gap between the first column spacers 310 formed on the gate line, for example, a lower formation surface of the first column spacer 310. It may be formed at intervals of less than or equal to the critical dimension of to provide a part of the flow path of the liquid crystal on the data line. Here, the margin of the interval (vertical direction) between the first column spacer 310 and the second column spacer 410 is larger than the distance between the column spacers in the first embodiment to about 0 ~ 5㎛, the first Since the second column spacers 310 and 410 are formed on different substrates, this is a value in consideration of the bonding margin between the upper and lower substrates.

이 경우, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들은 서로 동일 선상에 형성할 수 있으며, 혹은 도시된 바와 같이, 복수개의 제 1 칼럼 스페이서(310)들은 제 1 칼럼 스페이서(310)별로 동일 선상에, 복수개의 제 2 칼럼 스페이서(410)들은 제 2 칼럼 스페이서(410)끼리 동일선상에 형성하여 게이트 라인 선상의 인접한 2개의 라인으로 형성할 수 있다. 후자의 경우, 설명한 바와 같이, 제 1 칼럼 스페이서(310)와 제 2 칼럼 스페이서(410)들의 간격을 0~5㎛의 간격으로 배치하여 형성하고, 전자의 경우, 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310)와 제 2 칼럼 스페이서(410)를 동일선상에 배치할 경우에는 상하부 기판간의 합착 마진을 고려하여 상기 인접한 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310) 및 제 2 칼럼 스페이서(410)의 간격을 0~5㎛의 간격으로 배치하여 형성한다. In this case, the first and second column spacers 310 and 410 may be formed on the same line as each other, or as illustrated, the plurality of first column spacers 310 may be formed by the first column spacer 310. On the same line, the plurality of second column spacers 410 may be formed on the same line as the second column spacers 410 to form two adjacent lines on the gate line line. In the latter case, as described, the gap between the first column spacer 310 and the second column spacer 410 is formed at intervals of 0 to 5 μm, and in the former case, the first and second column spacers ( When the 310 and the second column spacer 410 are arranged on the same line, the distance between the adjacent first and second column spacers 310 and the second column spacer 410 is 0 in consideration of the bonding margin between the upper and lower substrates. It is formed by arranging at intervals of ˜5 μm.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온시와 고온시의 칼럼 스페이서의 변화와 액정의 유동을 살펴본다.Hereinafter, the change of the column spacer and the liquid crystal flow at room temperature and at high temperature of the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온시와 고온시의 단면도이다.13A and 13B are cross-sectional views of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, respectively, at room temperature and at high temperature.

도 13a와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치가 상온시에는 상기 상부 기판(300) 상에 형성된 제 1 칼럼 스페이서(310)와 상기 하부 기판(400) 상에 형성된 제 2 칼럼 스페이서(410)는 각각 서로 대향되는 하부 기판(400)과 상부 기판(300)에 접하여 있다.As shown in FIG. 13A, the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention has a first column spacer 310 formed on the upper substrate 300 and a second column formed on the lower substrate 400 at room temperature. The spacer 410 is in contact with the lower substrate 400 and the upper substrate 300, which face each other.

이와 같이, 대향 기판에 접하여 있는 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)는 액정 패널의 주위 환경이 고온으로 변화할 때, 도 13b와 같이, 서로 대향 기판, 즉, 각각 하부 기판(400) 및 상부 기판(300)에서 떨어지게 된다. 이 경우, 액정은 상기 게이트 라인 상에서는 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410) 사이의 공간을 통해 흐르겠지만, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들은 측면상으로는 서로 0~5 ㎛의 간격으로 이격되어 있고, 또한, 고온시 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들이 대향 기판에 대해 떨어진 간격 또한 매우 작기 때문에, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들 및 상하부 기판(300, 400)의 이격 공간이 매우 좁기에 이러한 이격 공간을 흐르는 액정 양이 매우 적을 것이다. 또한, 구조적으로도, 고온으로 인해 상하부 기판(300, 400)과 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)가 떨어졌을 때, 기판과 해당 칼럼 스페이서 떨어진 공간을 흐르는 액정이 다시 서로 인접한 제 1, 제 2 칼럼 스페이서의 공간을 만나게 되므로, 액정의 유동 경로가 지그재그 방향을 갖게 되어, 유동이 원활히 이루어지지 않게 되어 실제 액정 패널의 하측으로 흐르는 액정량은 매우 적을 것이다.As described above, when the surrounding environment of the liquid crystal panel changes to a high temperature, the first and second column spacers 310 and 410 in contact with the opposing substrates face each other, that is, the lower substrates 400, as shown in FIG. 13B. And from the upper substrate 300. In this case, the liquid crystal flows through the space between the first and second column spacers 310 and 410 on the gate line, but the first and second column spacers 310 and 410 are 0 to 5 μm from each other on the side surface. The first and second column spacers 310 and 410 are spaced apart from each other, and the first and second column spacers 310 and 410 are spaced apart from the opposing substrate at a high temperature. And since the separation space of the upper and lower substrates 300 and 400 is very narrow, the amount of liquid crystal flowing through the separation space will be very small. In addition, structurally, when the upper and lower substrates 300 and 400 and the first and second column spacers 310 and 410 are dropped due to the high temperature, the liquid crystal flowing in the space away from the substrate and the corresponding column spacer is again adjacent to each other. In order to meet the space of the second column spacer, the flow path of the liquid crystal has a zigzag direction, the flow is not smoothly performed, and the amount of liquid crystal flowing downward of the actual liquid crystal panel may be very small.

이러한 제 2 실시예에 따른 본 발명의 액정 표시 장치는, 상대적으로 제 1 실시예에 비해, 제 1, 제 2 기판 상의 구조물인 제 1 칼럼 스페이서와 제 2 칼럼 스페이서가 게이트 라인 상에서 서로 끼워지는 형상으로 배치되게 되어, 중력 방향으로 액정이 흐름을 구조적으로 방지하게 된다. 앞서 설명한 제 1 실시예의 경우, 액정 유동성을 일반적인 구조에 비해 제한할 수 있는 특징이 있으나, 근본적으로 완전히 고립된(isolated) 격벽 구조가 아니므로 액정의 열팽창시 셀 갭이 증가하여 칼럼 스페이서와 기판간의 갭이 형성되고 액정이 흐르게 되는 현상을 근본적으로 제어하기는 힘들다. The liquid crystal display of the present invention according to the second embodiment has a shape in which the first column spacer and the second column spacer, which are structures on the first and second substrates, are fitted to each other on the gate line, as compared with the first embodiment. The liquid crystal is structurally prevented from flowing in the direction of gravity. In the case of the first embodiment described above, the liquid crystal fluidity is limited compared to the general structure. However, since the liquid crystal fluid is not a completely isolated partition structure, the cell gap between the column spacer and the substrate increases during thermal expansion of the liquid crystal. It is difficult to fundamentally control the phenomenon in which gaps are formed and liquid crystals flow.

그러나, 본 발명의 제 2 실시예의 경우 하부 기판(400)의 게이트 라인 상부에도 제 2 칼럼 스페이서 패턴이 조밀하게 형성되기 때문에 이중벽으로 인한 액정의 유동 제한성이 커지고 칼럼 스페이서가 상하부 기판 상에 하나씩 교번하여 형성 되어 있기 때문에, 도 13b처럼 액정 열팽창에 의한 셀 갭 증가시에도 격벽 효과를 유지시킬 수가 있다. 즉, 고온시 액정 열팽창으로 인해 상하부 기판(300, 400) 간의 셀 갭이 벌어진다 할지라도 그 증가분은 제 1 또는 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)의 두께를 넘어설 수 없고, 결국에 액정은 이중으로 설계된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)들의 벽들에 의해 차단을 당하게 된다. 그리고, 설사 액정의 액정 유동 경로와 같이 흐를 수 있다 하더라도 이는 일반적인 구조에 비해 상당히 제약을 받게 되어 있어 하단 빛샘의 발생 정도가 현격히 줄어들게 될 것이다.However, in the second embodiment of the present invention, since the second column spacer pattern is densely formed on the gate line of the lower substrate 400, the flow restriction of the liquid crystal due to the double wall increases, and the column spacers are alternately arranged on the upper and lower substrates one by one. Since it is formed, the partition effect can be maintained even when the cell gap increases due to liquid crystal thermal expansion as shown in FIG. 13B. That is, even if the cell gap between the upper and lower substrates 300 and 400 widens due to liquid crystal thermal expansion at high temperature, the increase cannot exceed the thickness of the first or second column spacers 310 and 410, and eventually the liquid crystal is doubled. Blocked by walls of the first and second column spacers 310 and 410 are designed. In addition, even if it may flow like the liquid crystal flow path of the liquid crystal, it is considerably restricted compared to the general structure, so that the generation of light leakage at the bottom will be greatly reduced.

따라서, 일반적으로 대면적화로 가면서 터치 불량과 중력 불량을 동시에 만족하는 액정의 적정 적하량의 범위가 점점 작아짐에 대해, 본 발명의 제 2 실시예의 액정 표시 장치를 적용할 경우, 엄격하게 제한되어 오던 액정량의 문제를 해결할 수 있을 것으로 본다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예의 액정 표시 장치를 적용시에는, 액정 적하시 우선적으로 액정 패널에 적하하는 액정량은 터치 불량이 일어나지 않을 정도로 소정량 이상으로 정하여 두고, 액정 패널 내에 충진된 어느 정도 이상의 과량의 액정량은 칼럼 스페이서를 이용한 고립 구조를 통해 하측 방향으로의 액정의 유동을 제한함으로써, 중력 불량이 발생함을 방지할 수 있다. 결과적으로, 터치 불량은 액정량을 통해서 제어하며, 중력 불량을 구조를 통해서 제어할 수 있게 하는 것이다.Therefore, the range of the proper dropping amount of the liquid crystal which satisfies the touch defect and the gravity defect at the same time is becoming smaller in general, while the liquid crystal display device of the second embodiment of the present invention has been strictly limited. It seems that the problem of liquid crystal amount can be solved. In other words, when the liquid crystal display device of the second embodiment of the present invention is applied, the amount of liquid crystal preferentially dropped onto the liquid crystal panel when the liquid crystal is dropped is set at a predetermined amount or more so that touch failure does not occur, and the degree filled in the liquid crystal panel is satisfied. The excess liquid crystal amount above can limit the flow of the liquid crystal in the downward direction through the isolation structure using the column spacer, thereby preventing the occurrence of a gravity failure. As a result, the touch failure is controlled through the amount of liquid crystal, and the gravity failure can be controlled through the structure.

도 14는 다른 모드에 적용시킨 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판을 상세히 나타낸 평면도이다.14 is a plan view illustrating in detail a lower substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention applied to another mode.

도 14에 도시되어 있는 모드는 IPS(In-Plane Switching) 모드로, 상술한 제 2 실시예를 IPS 모드에 적용시킨 구조를 나타내고 있다. 도 10 내지 도 13b에서 설명한 상술한 제 2 실시예는 TN(Twisted Nematic) 모드에 기하여 설명되어 있는데, 도 14와 같이, 이러한 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(310, 410)를 이용한 고립 구조를 IPS 모드에 적용시는, 상술한 제 2 실시예에서 도 11을 대체하여, 하부 기판 상의 서로 교차하여 화소 영역을 정의하여 형성되는 게이트 라인(501) 및 데이터 라인(502)이 형성된 점, 상기 화소 영역에 화소 전극(503)과 공통 전극(507a)을 교번하여 형성된 점 및 상기 화소 영역들을 가로질러 게이트 라인(501)과 평행한 방향으로 공통 라인(507)이 형성된 점을 제외하고는 나머지 구조는 제 2 실시예와 동일하다.The mode shown in FIG. 14 is an in-plane switching (IPS) mode and shows a structure in which the second embodiment described above is applied to the IPS mode. The above-described second embodiment described with reference to FIGS. 10 to 13B is described based on twisted nematic (TN) mode. As shown in FIG. 14, the isolation structure using the first and second column spacers 310 and 410 is IPS. When applied to the mode, the gate region 501 and the data line 502 formed by crossing each other on the lower substrate to define a pixel region are replaced with FIG. 11 in the above-described second embodiment, the pixel region Except for forming the pixel electrode 503 and the common electrode 507a alternately, and the common line 507 is formed in a direction parallel to the gate line 501 across the pixel regions, the rest of the structure Same as the second embodiment.

도 14와 같이, IPS 모드에 적용된 본 발명의 제 2 실시예의 구조에 있어서는 하부 기판 상에 상기 게이트 라인(501) 상에 제 2 칼럼 스페이서(550)들이 형성되고, 도 10과 같이, 상부 기판 상에 상기 게이트 라인(501)과 데이터 라인(502) 상에 대응되는 부위에 제 1 칼럼 스페이서(310)가 형성될 것이다.As shown in FIG. 14, in the structure of the second embodiment of the present invention applied to the IPS mode, second column spacers 550 are formed on the gate line 501 on the lower substrate, and as shown in FIG. 10, on the upper substrate. The first column spacer 310 may be formed at a portion corresponding to the gate line 501 and the data line 502.

도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 칼럼 스페이서들을 지나는 단면도이다.15 is a cross-sectional view passing through column spacers of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 15와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 대향되어 배치되는 상부 기판(300) 및 하부 기판(400)과, 상기 상부 기판(300) 상에 형성되는 제 1 칼럼 스페이서(310)들과, 게이트 라인 상부에 대응되는 부위에 상기 제 1 칼럼 스페이서(310) 사이사이에 형성된 제 2 칼럼 스페이서(410)들 및 상기 제 1, 제 2 기판(300, 400) 사이에 충진된 액정층(미도시)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 15, the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 300 and a lower substrate 400 disposed to face each other, and a first column spacer formed on the upper substrate 300. Filled between the second column spacers 410 and the first and second substrates 300 and 400 formed between the first and second column spacers 310 and 310 at a portion corresponding to an upper portion of the gate line. And a liquid crystal layer (not shown).

여기서, 상기 상부 기판(300)은 제 1 기판(301)과, 상기 제 1 기판(301) 상의 소정 부위(비화소 영역에 대응되는 부위)에 형성된 블랙 매트릭스층(302)과, 상기 블랙 매트릭스층(302)을 포함한 제 1 기판(301) 상에 형성된 컬러 필터층(도 10의 303 참조)과, 상기 블랙 매트릭스층(302) 및 컬러 필터층(303)을 포함한 제 1 기판(301) 전면에 형성된 공통 전극(304)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 상부 기판(300) 상부에는 상기 하부 기판(400) 상에 형성되는 게이트 라인(402) 및 데이터 라인(403) 상에 대응되는 위치에 소정 간격으로 제 1 칼럼 스페이서(310)가 형성된다(도 10 참조). The upper substrate 300 may include a first substrate 301, a black matrix layer 302 formed on a predetermined portion (a portion corresponding to a non-pixel region) on the first substrate 301, and the black matrix layer. A color filter layer (see 303 in FIG. 10) formed on the first substrate 301 including 302 and a common surface formed on the entire surface of the first substrate 301 including the black matrix layer 302 and the color filter layer 303. Electrode 304. In addition, a first column spacer 310 is formed on the upper substrate 300 at predetermined intervals at positions corresponding to the gate line 402 and the data line 403 formed on the lower substrate 400. (See Figure 10).

또한, 상기 하부 기판(400)은 제 2 기판(401)과, 상기 제 2 기판(401) 상에 게이트 전극(402a)을 포함하여 일 방향으로 형성된 게이트 라인(402)과, 상기 게이트 라인(402)을 포함한 제 2 기판(401) 전면에 형성된 게이트 절연막(406)과, 상기 게이트 절연막(406) 상에 게이트 전극(402a)을 덮는 섬상으로 형성된 반도체층(미도시)과, 소오스 전극(403a)이 돌출되어 상기 게이트 라인(402)과 수직한 제 2 방향으로 상기 게이트 절연막(406) 상에 형성된 데이터 라인(403)과, 상기 데이터 라인(403)을 포함한 제 2 기판(401) 상에 형성된 보호막(407)과, 상기 보호막(407) 상부의 화소 영역에 형성되는 화소 전극(405)을 포함하여 이루어진다(도 11 참조).In addition, the lower substrate 400 includes a second substrate 401, a gate line 402 formed in one direction including a gate electrode 402a on the second substrate 401, and the gate line 402. A gate insulating film 406 formed over the entire surface of the second substrate 401, a semiconductor layer (not shown) formed on the gate insulating film 406 to cover the gate electrode 402a, and a source electrode 403a. Protruded to form a data line 403 formed on the gate insulating layer 406 in a second direction perpendicular to the gate line 402, and a protective film formed on the second substrate 401 including the data line 403. 407 and a pixel electrode 405 formed in the pixel region above the passivation film 407 (see FIG. 11).

상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention as described above has the following effects.

일반적으로 액정 적하방식으로 제조되는 액정 패널은 액정 패널내 액정량이 많이 충진되었을 때는 고온시 잉여의 액정량이 하부로 흘러내려 불룩해져 빛샘으로 관찰되는 중력 불량이 발생하는 경향을 보이며, 액정 패널 내 액정량이 부족하게 충진되었을 때는 손 등의 터치시 액정 패널을 이루는 상하부 기판간 쉬프트가 발생한 후, 원 상태로 복원이 느려 복원시까지 빛샘으로 관찰되는 터치 불량이 발생하는 경향을 보인다.In general, a liquid crystal panel manufactured by the liquid crystal dropping method tends to have a problem of gravity failure observed as a light leakage when a large amount of liquid crystal is filled in the liquid crystal panel and the excess liquid crystal flows downward to bulge at a high temperature. When insufficiently charged, the shift between the upper and lower substrates constituting the liquid crystal panel occurs when the touch of the hand or the like occurs, and the restoration is slow to the original state, and thus the touch defect observed by the light leakage tends to occur.

본 발명의 액정 표시 장치는, 이러한 액정 적하 방식의 터치 불량과 중력 불량의 트레이드 오프 관계를 감안하여 우선적으로 액정 적하량을 터치 불량이 발생하지 않을 정도의 수준으로 정하여 두고, 잉여의 액정량은 하측으로 처지지 못하도록 화소 구조를 변경하여 중력 불량을 방지함으로써, 터치 불량 및 중력 불량을 동시에 해결할 수 있도록 한다. 즉, 터치 불량과 중력 불량이 동시에 발생하지 않는 적정 액정량이 존재한다면 이 범위에서 액정 적하량을 정하여 두고, 혹은 대면적화하며 터치 불량과 중력 불량이 동시에 발생하지 않는 적정 액정량이 없다면, 우선적으로 터치 불량이 발생하지 않을 정도의 소정량 이상으로 액정량을 정하며, 나머지 잉여의 액정량이 고온시에 하측으로 흘러내리는 현상을 고립 구조를 통해 구조적으로 방지하도록 한 것이다.In the liquid crystal display device of the present invention, in consideration of the trade-off relationship between touch failure and gravity failure of the liquid crystal dropping method, the liquid crystal dropping amount is first set to a level such that touch failure does not occur, and the excess liquid crystal amount is lower By changing the pixel structure so as not to sag, it is possible to solve the touch failure and the gravity failure at the same time by preventing the gravity failure. That is, if there is an appropriate amount of liquid crystal in which touch failure and gravity failure do not occur at the same time, the amount of liquid crystal dropping is set within this range, or if there is no appropriate liquid crystal amount in which the area is large and the touch failure and gravity failure do not occur at the same time, the touch failure is preferred. The amount of liquid crystal is set to a predetermined amount or more so as not to occur, and the phenomenon in which the remaining liquid crystal amount flows downward at a high temperature is structurally prevented through the isolation structure.

본 발명의 액정 표시 장치는 중력 불량을 방지하는 첫 번째 방법으로는 일 기판 상에 게이트 라인과 데이터 라인에 대응되는 선상에 칼럼 스페이서를 촘촘히 형성하여 두어, 화소간 고립 구조를 형성함을 개시한다. 또한, 중력 불량을 방지하는 두 번째 방법으로는 상부 기판 상의 게이트 라인과 데이터 라인에 대응되는 선상에는 제 1 칼럼 스페이서를 촘촘히 형성하여 두고, 하부 기판 상에 게이트 라인 상에는 상기 제 1 칼럼 스페이서들 사이사이에 제 2 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 상기 게이트 라인 상에 제 1, 제 2 칼럼 스페이서들이 교번하여 배치되도록 한다.In the liquid crystal display of the present invention, as a first method of preventing gravity failure, a column spacer is closely formed on a line corresponding to a gate line and a data line on a substrate to form an inter-pixel isolation structure. As a second method of preventing gravity failure, first column spacers are densely formed on a line corresponding to the gate line and the data line on the upper substrate, and between the first column spacers on the gate line on the lower substrate. The second column spacers are formed in the first and second column spacers to be alternately disposed on the gate line.

이와 같이, 본 발명은 액정의 인접 화소로의 유동성 제한 구조를 적용함으로써 적정 액정량 및 그 보다 다소 많은 양이 충진되어도 고온시 액정 열팽창으로 인한 하단 빛샘의 발생이 일어나지 않도록 할 수 있다. 즉, 세워지는 액정 패널에 있어서, 중력 방향으로 액정의 처짐을 방지하기 위해 게이트 라인 상부에 대응되는 상하부 기판 상에 칼럼 스페이서를 촘촘히 형성함으로써, 액정이 하측으로 흐르는 현상을 최소화하거나 구조적으로 제어하도록 한다. 이 경우, 고온시 상하부 기판 사이의 액정이 팽창한다 하더라도 대략적으로 팽창시의 늘어난 셀 갭은 칼럼 스페이서의 2배보다는 작을 것으로 예상되므로, 게이트 라인 상에 형성된 칼럼 스페이서들은 액정이 흐르는 현상에 대해 일종의 방해물로 작용함으로써, 액정이 하측으로 처지는 현상이 최소화되어 중력 불량이 발생이 힘들어지게 된다.As described above, the present invention can prevent the occurrence of light leakage due to thermal expansion of the liquid crystal at a high temperature even if the appropriate liquid crystal amount and a little more amount are filled by applying the liquidity limiting structure of the liquid crystal to the adjacent pixels. That is, in an upright liquid crystal panel, column spacers are densely formed on upper and lower substrates corresponding to the upper gate lines in order to prevent the liquid crystal from sagging in the direction of gravity, thereby minimizing or structurally controlling the phenomenon in which the liquid crystal flows downward. . In this case, even though the liquid crystal between the upper and lower substrates expands at high temperature, the enlarged cell gap during expansion is expected to be smaller than twice the column spacer, so that the column spacers formed on the gate line are a kind of obstacle to the phenomenon of liquid crystal flowing. By acting as, the phenomenon that the liquid crystal sag downwards is minimized, so that gravity failure becomes difficult.

궁극적으로 본 발명의 액정 표시 장치는 수율 향상 및 공정 마진 확보라는 측면에서 제조 원가 절감에 도달할 수 있는 구조이다.Ultimately, the liquid crystal display of the present invention has a structure capable of reaching manufacturing cost reduction in terms of improving yield and securing process margins.

Claims (10)

서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판;A first substrate and a second substrate facing each other; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인;A gate line and a data line formed on the first substrate to define a pixel area crossing each other; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 중 어느 한 기판 상에 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 일 칼럼 스페이서의 하부 형성면의 임계 치수보다 작은 이격 간격으로 배치되어 형성된 복수개의 칼럼 스페이서; 및A plurality of column spacers formed on at least one of the first substrate and the second substrate and disposed at an interval smaller than a critical dimension of a lower formation surface of the one column spacer; And 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 칼럼 스페이서는 상기 게이트 라인 및 데이터 라인 상에 대응되어 선형상에 배치되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the column spacers are disposed on a linear line to correspond to the gate lines and the data lines. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 칼럼 스페이서들간의 이격간격은 0 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a separation interval between the plurality of column spacers is 0 to 1 μm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 일 칼럼 스페이서의 하부 형성면의 임계치수는 1㎛ 내지 50㎛이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The critical dimension of the lower formation surface of the one column spacer is 1㎛ 50㎛ or less. 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판;A first substrate and a second substrate facing each other; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인;A gate line and a data line formed on the first substrate to define a pixel area crossing each other; 상기 제 1 기판 상에 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되어 소정 간격 이격되어 형성된 복수개의 제 1 칼럼 스페이서; A plurality of first column spacers formed on the first substrate to be spaced apart from each other by a predetermined interval corresponding to the gate line and the data line; 상기 제 2 기판의 상기 게이트 라인 상에 형성된 상기 제 1 칼럼 스페이서들 사이에 대응되어 형성된 복수개의 제 2 칼럼 스페이서; 및A plurality of second column spacers correspondingly formed between the first column spacers formed on the gate line of the second substrate; And 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 복수개의 제 1 칼럼 스페이서들 및 상기 제 2 칼럼 스페이서들은 각각 동일한 선상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The plurality of first column spacers and the second column spacers are formed in the same line, respectively. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 서로 인접하는 상기 제 1 칼럼 스페이서와 상기 제 2 칼럼 스페이서의 이격 간격은 0 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The spaced apart interval between the first column spacer and the second column spacer adjacent to each other is 0 to 5㎛. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 칼럼 스페이서 및 제 2 칼럼 스페이서들은 동일한 형상으로, 각각 제 1 기판과 제 2 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The first and second column spacers have the same shape and are formed on the first substrate and the second substrate, respectively. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1 칼럼 스페이서 및 제 2 칼럼 스페이서들의 각 기판 하부 형성면의 임계치수는 1㎛ 내지 50㎛이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The critical dimension of each substrate lower formation surface of the said 1st column spacer and the 2nd column spacer is 1 micrometer-50 micrometers or less, The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 칼럼 스페이서는 상기 게이트 라인 상에 대응하여서는 제 1 간격으로 형성되고, 상기 데이터 라인 상에 대응하여서는 제 2 간격으로 형성되며, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The first column spacer is formed at a first interval corresponding to the gate line, and is formed at a second interval corresponding to the data line, wherein the first interval is equal to or smaller than the second interval. Liquid crystal display.
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