KR20080029397A - Color filter substrate and fabrication method thereof, liquid crystal display having this - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.1 is a plan view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도. 2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a color filter substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a color filter substrate according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 박막 트랜지스터 기판 113: 게이트 전극100: thin film transistor substrate 113: gate electrode
114: 유지 전극 153: 소오스 전극114: sustain electrode 153: source electrode
154: 드레인 전극 182: 화소 전극154: drain electrode 182: pixel electrode
200: 컬러 필터 기판 212: 블랙 매트릭스200: color filter substrate 212: black matrix
222: 컬러 필터 232: 오버 코트막222: color filter 232: overcoat film
242: 컬럼 스페이서 252: 공통 전극242: column spacer 252: common electrode
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서가 기판의 중심부보다 외곽부에서 더 높게 형성된 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 이를 구비하는 액정 표시 장치에 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 color filter substrate in which a column spacer for maintaining a cell gap is higher at an outer portion than a central portion of a substrate, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display having the same.
액정 표시 장치는(Liquid Crystal Display)은 액정 분자의 광학적 이방성 및 편광판의 편광 특성을 이용하여 광원으로부터 입사되는 광의 투과량을 조절하여 화상을 구현하는 디스플레이 소자로서, 경량박형, 고해상도, 대화면화를 실현할 수 있고, 소비전력이 작아 최근 그 응용범위가 급속도로 확대되고 있다.Liquid crystal display is a display device that realizes an image by controlling the amount of light incident from a light source using the optical anisotropy of liquid crystal molecules and the polarization characteristics of a polarizing plate. In addition, the power consumption is small, the application range is expanding rapidly in recent years.
이러한 액정 표시 장치는 블랙 매트릭스, 컬러 필터, 공통 전극 등이 형성된 컬러 필터 기판과, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT), 화소 전극 등이 형성된 박막 트랜지스터 기판 및 두 기판 사이에 충진된 액정층으로 구성되며, 상기 공통 전극과 화소 전극 사이에 형성된 전계에 의해 액정이 구동되어 광의 투과율이 제어됨으로써 화상이 표시된다.The liquid crystal display includes a color filter substrate on which a black matrix, a color filter, a common electrode, and the like are formed, a thin film transistor substrate on which a thin film transistor (TFT), a pixel electrode, and the like are formed, and a liquid crystal layer filled between the two substrates. The liquid crystal is driven by an electric field formed between the common electrode and the pixel electrode to control the transmittance of light to display an image.
한편, 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판은 일측 기판에 형성된 컬럼 스페이서(column spacer)에 의해 두 기판 간의 거리가 일정하게 유지된 상태에서 일측 기판의 가장자리 둘레에 형성된 씰라인(seal line)을 통해 두 기판이 결합되 어 액정셀을 형성하게 된다. 이때, 액정셀의 간격 즉, 셀갭(cell gap)은 화상 품질에 절대적으로 영향을 주는 중점 관리 요소로서, 기판 전체에 걸쳐 균일하게 유지되는 것이 바람직하다.On the other hand, the color filter substrate and the thin film transistor substrate are formed through a seal line formed around the edge of one substrate while the distance between the two substrates is kept constant by column spacers formed on one substrate. This is combined to form a liquid crystal cell. In this case, the gap of the liquid crystal cell, that is, the cell gap, is a key management element that absolutely affects the image quality, and is preferably maintained uniformly throughout the substrate.
최근 액정 표시 장치가 대형화됨에 따라 기판 면적이 급격히 증대되고 있으며, 이와 함께 가장자리의 빛샘 방지를 위한 외곽 블랙 매트릭스의 면적이 급격히 확대되고 있다. 그러나, 외곽 블랙 매트릭스의 면적이 점점 확대될수록 화상이 표시되는 유효 영역에서 씰라인까지의 거리가 점점 멀어지므로, 상기 외곽 블랙 매트릭스에 인접한 유효 영역의 외곽부에서 기판이 쳐지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 기판 쳐짐 현상으로 인해 유효 영역의 중심부와 외곽부의 셀갭이 서로 다르게 형성되며, 특히 외곽부에서는 얼룩과 같은 화면 불량이 발생하게 된다.Recently, as the liquid crystal display device is enlarged, the area of the substrate is rapidly increased, and the area of the outer black matrix for preventing light leakage at the edge is rapidly increased. However, as the area of the outer black matrix is gradually enlarged, the distance from the effective area where the image is displayed to the seal line gradually increases, so that the substrate is struck at the outer part of the effective area adjacent to the outer black matrix. Due to the substrate sagging, the cell gap of the center portion and the outer portion of the effective area is formed differently, and particularly, a screen defect such as a stain occurs in the outer portion.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 중 적어도 어느 하나의 막으로 컬럼 스페이서의 형성 높이를 조절하여, 유효 영역의 중심부의 셀갭 보다 외곽부의 셀갭을 보다 크게 형성함으로써, 외곽부의 기판 쳐짐에 따른 셀갭 감소를 보상할 수 있는 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was derived to solve the above problems, by adjusting the formation height of the column spacer with at least one film of the black matrix and the color filter, thereby forming a larger cell gap than the cell gap of the center of the effective region Another object of the present invention is to provide a color filter substrate capable of compensating for reduction of cell gap caused by sagging of an outer substrate, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display having the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은, 유효 영역이 중심 영역 및 외곽 영역으로 구분된 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 중심 영역에 형성되는 복수의 제 1 컬럼 스페이서와, 상기 외곽 영역에 형성되는 복수의 제 2 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 중의 적어도 어느 하나로 형성된 하부 구조 상에 형성되어, 상기 제 1 컬럼 스페이서 보다 더 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a color filter substrate including: a color filter substrate having an effective area divided into a center area and an outer area, the plurality of first column spacers formed in the center area, and the outer area; And a plurality of second column spacers formed on the second column spacers, wherein the second column spacers are formed on a lower structure formed of at least one of a black matrix and a color filter, and are formed higher than the first column spacers. .
이때, 상기 제 1 컬럼 스페이서는 상기 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되고, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 상기 블랙 매트릭스가 형성된 하부 구조 상에 형성될 수 있다.In this case, the first column spacer may be formed on the lower structure in which the black matrix is not formed, and the second column spacer may be formed on the lower structure in which the black matrix is formed.
또는, 상기 제 1 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터가 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되고, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터가 형성된 하부 구조 상에 형성될 수 있다.Alternatively, the first column spacer may be formed on the lower structure in which the color filter is not formed, and the second column spacer may be formed on the lower structure in which the color filter is formed.
또는, 상기 제 1 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터가 단층으로 형성된 하부 구조 상에 형성되고, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터가 다층으로 형성된 하부 구조 상에 형성될 수 있다.Alternatively, the first column spacer may be formed on a lower structure in which the color filter is formed in a single layer, and the second column spacer may be formed on a lower structure in which the color filter is formed in multiple layers.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 기판 상에 블랙 매트릭스 및 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 기판의 중심 영역 및 외곽 영역에 복수의 제 1 컬럼 스페이서 및 복수의 제 2 컬럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계는 상기 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 중 적어도 어느 하나로 형성된 하부 구조 상에 상기 제 2 컬럼 스페이서를 형성하여, 상기 제 2 컬럼 스페이서를 상기 제 1 컬럼 스페이서 보다 더 높게 형성하는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a color filter substrate according to the present invention for achieving the above object, in the method for producing a color filter substrate in which a black matrix and a color filter are formed on the substrate, a plurality of agents are provided in the central region and the outer region of the substrate. Forming a first column spacer and a plurality of second column spacers, wherein the step of forming the second column spacer on a substructure formed of at least one of the black matrix and the color filter, thereby forming the second column spacer. Is formed higher than the first column spacer.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 유효 영역 이 중심 영역 및 외곽 영역으로 구분된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 중심 영역에 형성되는 복수의 제 1 컬럼 스페이서와, 상기 외곽 영역에 형성되는 복수의 제 2 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 상기 제 1 컬럼 스페이서 보다 더 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display according to the present invention for achieving the above object is a liquid crystal display device in which the effective area is divided into a center region and an outer region, the plurality of first column spacer formed in the center region and the outer region And a plurality of second column spacers formed in the second column spacers, wherein the second column spacers are formed higher than the first column spacers.
이때, 상기 제 2 컬럼 스페이서는 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 중의 적어도 어느 하나로 형성된 하부 구조 상에 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the second column spacer is preferably formed on a lower structure formed of at least one of a black matrix and a color filter.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art the scope of the invention. It is provided for complete information. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
<제 1 실시예><First Embodiment>
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.First, a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 단위 화소가 형성되는 유효 영역(300) 및 단위 화소가 형성되지 않는 비유효 영역(400)을 포함한다. 실제 화상이 표시되지 않는 비유효 영역(400)에는 배면으로부터의 광을 차단할 수 있도록 액자 형상의 블랙 매트릭스(410)가 형성되고, 상기 블랙 매트릭스(410)의 외곽 둘레에 액자 형상의 씰라인(seal line)(420)이 형성된다. 이하에서는, 상기 비유효 영역(400)에 형성되는 액자 형상의 블랙 매트릭스(410)를 상기 유효 영역(300)에 형성되는 격자 형상의 블랙 매트릭스와 구분하여 '외곽 블랙 매트릭스'라고 정의한다.Referring to FIG. 1, the liquid crystal display includes an
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도로서, 도 1의 A 지점 및 B 지점에 형성된 단위 화소를 나타낸 것이다. 여기서, A 영역은 유효 영역의 중심부를 의미하며, B 영역은 유효 영역의 외곽부를 의미한다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and illustrates unit pixels formed at points A and B of FIG. 1. Here, area A means a central portion of the effective area, and area B means an outer portion of the effective area.
도 2를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 대향 배치된 박막 트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200) 및 두 기판(100,200) 사이에 형성된 액정층을 포함한다.Referring to FIG. 2, the liquid crystal display includes a thin
박막 트랜지스터 기판(100)은 일측 및 타측으로 교차되게 연장되는 신호 라인(미도시)과, 상기 신호 라인의 교차 영역에 의해 한정되는 단위 화소(미도시) 및 상기 단위 화소에 형성되는 스위칭 소자, 화소 전극(182) 및 유지 전극(114) 등을 포함하는 투광성 절연 기판이다.The thin
상기 스위칭 소자는 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly silicon) 등을 채널층(channel layer)으로 하며, 게이트 전극(113), 소오스 전극(153), 드레인 전극(154) 등으로 이루어진 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT)를 사용하는 것이 효과적이다. 이때, 게이트 전극(113)은 일측 신호 라인 즉, 게이트 라인(미도시)과 연결되고, 소오스 전극(153)은 타측 신호 라인 즉, 데이터 라인(미도시)과 연결되며, 드레인 전극(154)은 화소 전극(182)에 연결 된다.The switching element is formed of amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like as a channel layer, and is a thin film transistor including a
상기 화소 전극(182)은 콘택홀(contact hole)을 통하여 드레인 전극(154)과 전기적으로 연결되며, 컬러 필터 기판(200)의 공통 전극(252)과 함께 액정 커패시터(Clc)를 구성한다.The
상기 유지 전극(114)은 게이트 라인 또는 데이터 라인 형성시 동일 단계에서 함께 형성되며, 적어도 그 일부가 상부의 화소 전극(182)과 겹쳐지도록 형성되어 유지 커패시터(Cst)를 구성한다. 이러한 유지 커패시터(Cst)는 특정 화소에 전달된 화상 신호를 일정 프레임(보통 한 프레임) 동안 유지시켜주어 화상의 떨림 등을 방지하는 역할을 수행하는데, 이는 상기 액정 커패시터(Clc)의 보조적인 역할이므로 필요에 따라 생략될 수도 있다.The
컬러 필터 기판(200)은 입사된 광을 차단하여 인접한 화소 영역 사이의 광 간섭을 방지하는 블랙 매트릭스(212)와, 입사된 광을 채색하여 컬러를 구현하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러 필터(222a 내지 222d;222) 및 대향된 화소 전극(182)과 함께 액정층에 전계를 형성하는 공통 전극(252) 등이 형성된 투광성 절연 기판이다.The
상기 컬러 필터(222)와 공통 전극(252) 사이에는 계면의 부착성 및 평탄성을 개선하기 위한 오버 코트막(over coat layer)(232)이 형성되고, 상기 오버 코트막(232)의 일부 영역 상에는 셀갭 유지를 위한 소정의 높이를 갖는 컬럼 스페이서(242a,242b;242)가 형성된다. 물론, 상기 오버 코트막(232)은 필요에 따라 생략될 수 있으며, 상기 컬럼 스페이서(242)는 블랙 매트릭스(212), 컬러 필터(222), 오버 코트막(232), 공통 전극(252) 중 어느 하나의 막 상부에 형성될 수 있다.An
이러한 두 기판(100,200)은 적어도 어느 하나의 기판에 형성된 씰라인(420)에 의해 합착되어 액정 표시 장치를 구성하는데, 셀갭이 일정하게 유지되도록 상기 액정 표시 장치의 유효 영역(300) 곳곳에는 컬럼 스페이서(242)가 형성되어 있다.The two
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판이 쳐지기 쉬운 영역에 형성되는 컬럼 스페이서(242b)가 다른 영역에 형성되는 컬럼 스페이서(242a) 보다 높게 형성되어 기판의 쳐짐에 따른 셀갭의 감소폭을 상쇄시키기 때문에 전체적으로 셀갭이 일정하게 유지된다. 이때, 컬럼 스페이서(242a,242b)의 높이는 그 하부에 형성되는 블랙 매트릭스(212)를 이용하여 조절할 수 있다.In the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment, since the
즉, 중심부(310)의 컬럼 스페이서(242a)는 블랙 매트릭스가 형성되지 않는 하부 구조 상에 형성되는데 비하여, 외곽부의 컬럼 스페이서는 블랙 매트릭스가 형성된 하부 구조 상에 형성되므로, 블랙 매트릭스의 두께만큼 더 높게 형성된다. 이러한 컬럼 스페이서(242a,242b)의 높이차로 인하여 유효 영역의 중심부(310)에 형성된 단위 화소의 셀갭(h1)보다 외곽부(320)에 형성된 단위 화소의 셀갭(h2)이 더 크게(h1<h2) 형성된다.That is, the
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 대하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing process of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described below.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film transistor substrate according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 3a와 같이, 소정의 기판(100) 상에 CVD, PVD 및 스퍼터링(Sputterin g) 등의 방식으로 제 1 도전막을 형성한 다음, 제 1 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여 게이트 전극(113), 게이트 라인(미도시) 등을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 이와 동시에 유지 전극(114) 및 유지 라인(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 도전막으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 형성된 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3A, a first conductive film is formed on a
이어, 도 3b와 같이, 상기 게이트 배선을 포함하는 전체 구조 상에 PECVD(Plas ma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방식으로 제 1 절연막(122), 활성층(132), 오믹 콘택층(142)을 순차적으로 적층하여 반도체층을 형성한 다음, 제 2 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여 게이트 전극(113) 상부에 고립된 섬 형태의 반도체층을 형성한다. 이때, 상기 제 1 절연막(122)으로는 부착성 및 절연성이 우수한 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기 절연 물질 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 절연 물질을 사용하고, 상기 활성층(132)으로는 비정질 실리콘층(Amorphous Silicon:a-Si)을 사용하며, 상기 오믹 콘택층(142)으로는 n형 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층(n+ a-Si)을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, the first insulating
이어, 도 3c과 같이, 상기 반도체층을 포함하는 전체 구조 상에 CVD, PVD 및 스퍼터링(Sputtering) 등의 방식으로 제 2 도전막을 형성한 다음, 제 3 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여 소오스 전극(153), 드레인 전극(154), 데이터 라 인(미도시) 등을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 또한, 상기 소오스 전극(153) 및 드레인 전극(154)을 베리어(barrier)로 하여 그 사이의 오믹 콘택층(142)을 분리하면, 상기 기판(100)에는 각 단위 화소에 대응하여 격자 형태로 배열되는 박막 트랜지스터가 형성된다. 이때, 상기 제 2 도전막으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 형성된 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, a second conductive layer is formed on the entire structure including the semiconductor layer by CVD, PVD, and sputtering, and then a patterning process using a third mask is performed. 153, a
이어, 도 3d와 같이, 상기 데이터 배선을 포함하는 전체 구조 상에 제 2 절연막(162)를 형성한 다음, 제 4 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여, 하부 배선의 일부 영역을 드러내는 콘택홀(163)을 형성한다. 상기 제 2 절연막(162)으로는 제 1 절연막(122)과 동일한 무기 절연막, 유기막 및 무기 절연막과 유기막의 이중층 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, the second insulating
이어, 도 3e와 같이, 상기 제 2 절연막을 포함하는 전체 구조 상에 투광성 도전막을 형성한 다음, 제 5 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여, 콘택홀(163)을 통하여 노출된 드레인 전극(154)에 연결되는 화소 전극(182)을 형성한다. 이때, 상기 투광성 도전막으로는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO) 등을 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3E, a transmissive conductive film is formed on the entire structure including the second insulating film, and then a patterning process using a fifth mask is performed to expose the
이상, 본 실시예에서의 박막 트랜지스터 기판(100)은 5단계의 마스크 공정을 실시하여 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 5단계 이상의 마스크 공정 또는 5단계 이하의 마스크 공정을 실시하여 형성할 수도 있다.As described above, the thin
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a color filter substrate according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a와 같이, 소정의 기판(200) 상에 블랙 매트릭스용 차광막을 도포한 다음 이를 패터닝하여 격자 형태로 배열되는 블랙 매트릭스(212)를 형성한다. 이때, 중심부(310)의 컬럼 스페이서(242a)는 블랙 매트릭스(212)가 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되지만, 외곽부(320)의 컬럼 스페이서(242b)는 블랙 매트릭스(212)가 형성된 하부 구조 상에 형성되므로, 블랙 매트릭스(212)의 두께만큼 더 높게 형성된다. First, as shown in FIG. 4A, a black matrix light blocking film is coated on a
이어, 도 4b와 같이, 상기 블랙 매트릭스(212)를 포함하는 전체 구조 상에 컬러 필터용 유기막을 도포한 다음 이를 패터닝하여 상기 블랙 매트릭스(212)와 그 일부가 중첩되는 R, G, B 컬러 필터(222)를 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4B, an organic film for a color filter is coated on the entire structure including the
이어, 도 4c와 같이, 상기 컬러 필터(222)를 포함하는 전체 구조 상에 오버 코트막(232)을 형성하고, 그 위에 투광성 유기막을 도포한 다음 이를 패터닝하여 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서(242a,242b)를 형성한다. 이때, 중심부(310)의 컬럼 스페이서(242a)는 블랙 매트릭스(212)가 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되지만, 외곽부(320)의 컬럼 스페이서(242b)는 블랙 매트릭스(222)가 형성된 하부 구조 상에 형성되므로,블랙 매트릭스(222)의 두께만큼 더 높게 형성된다. Subsequently, as shown in FIG. 4C, the
이어, 도 4d와 같이, 상기 컬럼 스페이서(242a,242b)를 포함하는 전체 구조 상에 투광성 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 공통 전극(252)을 형성한다. 이때, 상기 투광성 도전막으로는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO) 등을 사용할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4D, a transmissive conductive film is formed on the entire structure including the
이상, 본 실시예에서의 컬러 필터 기판(200)은 오버 코트막(232) 상에 컬럼 스페이서(242a,242b)를 형성하였으나, 이에 한정되지 않으며, 블랙 매트릭스(212), 컬러 필터(222), 오버 코트막(232), 공통 전극(252) 중 어느 하나의 막 상에 형성할 수 있다.As described above, the
이후, 도시하지는 않았지만, 상기 두 기판(100,200)에 액정 분자의 배향을 위해 배향막(미도시)을 각각 도포하여 러빙(rubbing) 처리를 실시하고, 일측 기판의 가장자리를 따라 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지 등의 씰재(sealent)를 도포하여 액자 형상의 씰라인(seal line)을 형성한 다음 가열 압착하여 두 기판(100,200)을 합착시키고, 씰패턴의 개구를 통해 액정을 주입한 다음 봉지하는 셀 공정을 실시하여 액정 표시 장치를 제조한다. 물론, 상술한 액정 주입 방식이 아닌 액정 적하 방식을 통해서도 액정층을 형성할 수도 있다.Subsequently, although not shown, rubbing treatment is performed by applying an alignment layer (not shown) to the two
상기 방법을 통해 제조된 액정 표시 장치는 블랙 매트릭스(212)에 의해 컬럼 스페이서(242a,242b)의 형성 높이가 조절되어 유효 영역(300)의 외곽부(320)는 중심부(310)보다 더 높은 셀갭을 갖게 된다. 이러한 셀갭차로 인하여 유효 영역(300)의 중앙부(310)에서 외곽부(320)으로 갈수록 기판이 쳐짐에 따라 발생되는 샐갭의 감소분이 상쇄되어 결과적으로 전체 영역에 걸쳐 샐갭이 균일하게 유지된다. 따라서, 셀갭 차이로 인한 각종 화면 불량 예를 들어, 테두리 화면 얼룩 등이 발생하지 않는다.In the liquid crystal display manufactured by the above method, the formation height of the
<제 2 실시예>Second Embodiment
다음, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 이때, 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.Next, a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention will be described. In this case, a description overlapping with the above-described embodiment will be omitted or briefly described.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도로서, 도 1의 A 지점 및 B 지점에 형성된 단위 화소를 나타낸 것이다. 여기서, A 영역은 유효 영역의 중심부를 의미하며, B 영역은 유효 영역의 외곽부를 의미한다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, illustrating unit pixels formed at points A and B of FIG. 1. Here, area A means a central portion of the effective area, and area B means an outer portion of the effective area.
도 5를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 대향 배치된 박막 트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200) 및 두 기판(100,200) 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 두 기판(100,200) 사이의 형성된 셀갭이 일정하게 유지되도록 유효 영역에 형성된 복수의 컬럼 스페이서(242)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the liquid crystal display includes a thin
상기 컬럼 스페이서(242)는 같은 물질을 이용하여 형성한 것으로, 같은 두께로 형성되어 같은 높이를 같지만, 그 기반이 되는 하부 구조로 인하여 전체 높이는 형성 위치에 따라 달라지며, 그 전체 높이는 하부에 형성된 컬러 필터(222)에 의해 조절된다. 즉, 중심부(310)의 컬럼 스페이서(242a)는 인접하는 두 컬러 필터(222a,222b)가 서로 분리되어 컬러 필터층이 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되는데 비하여, 외곽부(320)의 컬럼 스페이서(242b)는 인접하는 두 컬러 필터(222c,222d)의 일부가 서로 겹쳐지게 형성된 하부 구조 상에 형성되므로, 겹쳐진 두 컬러 필터층(222c,222d)의 두께만큼 더 높게 형성된다. 이러한 컬럼 스페이서(242a,242b)의 높이차로 인하여 유효 영역의 중심부(310)에 형성된 단위 화소의 셀갭(h3)보다 외곽부(320)에 형성된 단위 화소의 셀갭(h4)이 더 크게(h3<h4) 형성된 다.The column spacer 242 is formed using the same material, and is formed to have the same thickness and have the same height, but due to the underlying structure, the overall height depends on the formation position, and the overall height is formed in the color Controlled by filter 222. That is, the
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 박막 트랜지스터 기판(100)의 제조 공정은 전술한 제 1 실시예의 경우와 동일하므로 생략한다.The manufacturing process of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described below. At this time, the manufacturing process of the thin
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a color filter substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 6a와 같이, 소정의 기판(200) 상에 블랙 매트릭스용 차광막을 도포한 다음 이를 패터닝하여 격자 형태로 배열되는 블랙 매트릭스(212)를 형성한다. 이때, 컬럼 스페이서(242a,242b)가 형성될 영역 상에는 블랙 매트릭스(212a,212b)가 모두 형성되는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 6A, a black matrix light blocking film is coated on a
이어, 도 6b와 같이, 상기 블랙 매트릭스(212)를 포함하는 전체 구조 상에 컬러 필터용 유기막을 도포한 다음 이를 패터닝하는 과정을 반복하여, 상기 블랙 매트릭스(212)와 그 일부가 중첩되는 R, G, B 컬러 필터(222)를 순차적으로 형성한다. 이때, 유효 영역(300)의 중심부(310)에 형성될 컬럼 스페이서(242a)의 대응 영역에는 컬러 필터(222a,222b)가 형성되지 않는 것이 바람직하며, 유효 영역(300)의 외곽부(320)에 형성될 컬럼 스페이서(242b)의 대응 영역에는 인접하는 두 컬러 필터(222c,222d)의 일부가 겹쳐지도록 형성되는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, an organic film for a color filter is coated on the entire structure including the
이어, 도 6c와 같이, 상기 컬러 필터(222)를 포함하는 전체 구조 상에 오버 코트막(232)을 형성하고, 그 위에 투광성 유기막을 도포한 다음 이를 패터닝하여 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서(242a,242b)를 형성한다. 이때, 중심부(310)의 컬 럼 스페이서(242a)는 인접하는 두 컬러 필터(222a,222b)가 서로 분리되어 컬러 필터층이 형성되지 않은 하부 구조 상에 형성되지만, 외곽부(320)의 컬럼 스페이서(242b)는 인접하는 두 컬러 필터(222c,222d)의 일부가 서로 겹쳐지게 형성된 하부 구조 상에 형성되므로, 겹쳐진 두 컬러 필터층(222c,222d)의 두께만큼 더 높게 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 6C, an
이어, 도 4d와 같이, 상기 컬럼 스페이서(242a,242b)를 포함하는 전체 구조 상에 투광성 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 공통 전극(252)을 형성한다. 이때, 상기 투광성 도전막으로는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO) 등을 사용할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4D, a transmissive conductive film is formed on the entire structure including the
물론, 본 실시예에서의 컬러 필터 기판(200)은 오버 코트막(232) 상에 컬럼 스페이서(242a,242b)를 형성하였으나, 이에 한정되지 않으며, 블랙 매트릭스(212), 컬러 필터(222), 오버 코트막(232), 공통 전극(252) 중 어느 하나의 박막 상에 형성할 수 있다.Of course, the
한편, 전술한 제 1, 제 2 실시예에서는 셀갭 조절을 위하여 블랙 매트릭스 또는 컬러 필터 중에 어느 하나를 선택적으로 이용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 셀갭을 보다 큰 폭으로 조절하기 위하여 블랙 매트릭스 및 컬러 필터를 모두 이용할 수도 있다. 또한, 전술한 제 2 실시예에서는 셀갭 조절을 위하여 인접하는 두 컬러 필터를 모두 이용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 셀갭을 보다 작은 폭으로 조절하기 위하여 인접하는 두 컬러 필터 중 어느 하나를 선택적으로 이용할 수도 있다.Meanwhile, in the above-described first and second embodiments, either one of the black matrix or the color filter is selectively used to control the cell gap, but the present invention is not limited thereto. The black matrix and the color filter may be adjusted to adjust the cell gap to a greater width. You can also use all of them. In addition, in the above-described second embodiment, both adjacent color filters are used to control the cell gap, but the present invention is not limited thereto, and any one of two adjacent color filters may be selectively used to adjust the cell gap to a smaller width. It may be.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
상술한 바와 같이, 본 발명은 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 중 적어도 어느 하나로 형성된 하부 구조에 의해 컬럼 스페이서의 형성 높이가 조절되어 액정 표시 장치의 외곽은 중심보다 더 높은 셀갭을 갖게 된다. 이러한 셀갭차로 인하여 액정 표시 장치의 중앙에서 외곽으로 갈수록 기판이 쳐짐에 따라 발생되는 샐갭의 감소분이 상쇄되어 결과적으로 전체 영역에 걸쳐 샐갭이 균일하게 유지된다. 따라서, 셀갭 차이로 인한 각종 화면 불량이 발생하지 않는다.As described above, in the present invention, the formation height of the column spacer is adjusted by the lower structure formed by at least one of the black matrix and the color filter, so that the outer edge of the liquid crystal display has a cell gap higher than the center. Due to such a cell gap difference, a decrease in the sal gap generated as the substrate is dripped from the center to the outer portion of the liquid crystal display device is canceled, and as a result, the sal gap is uniformly maintained throughout the entire region. Therefore, various screen defects do not occur due to the cell gap difference.
또한, 본 발명은 별도의 마스크 공정의 추가 없이 기존의 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 형성시의 마스크 공정을 이용하여 액정 표시 장치의 셀갭을 조절할 수 있으므로, 제조 원가를 절감할 수 있다.In addition, since the cell gap of the liquid crystal display may be adjusted by using a mask process for forming a black matrix and a color filter without adding a separate mask process, the manufacturing cost may be reduced.
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