KR101825608B1

KR101825608B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101825608B1
Application number: KR1020110095475A
Authority: KR
Inventors: 박정환; 조석호; 이성근; 김태하; 김세환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: KR20130031738A

Abstract

본 발명은 비대응되는 제1 노광패턴과 제2 노광패턴을 구비한 노광마스크를 이용한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 개시된 발명은 표시부와 주변부로 구성된 다수의 액정패널 영역이 정의된 제 1 기판과 제2 기판을 준비하는 단계; 상기 제1 기판상에 감광막을 형성하는 단계; 상기 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 1차 노광하는 단계; 상기 액정패널 영역과 인접한 다른 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 2차 노광하는 단계; 상기 1차 및 2차 노광된 감광막을 현상하여, 상기 액정패널 영역들의 좌, 우측 주변부에 서로 비대응하는 다수의 제1 및 2 더미 컬럼스페이서를 형성하는 단계; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 더미 컬럼스페이서의 외곽부에 씨일재를 형성하는 단계;를 포함하여 구성된다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRCIATING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시영역의 좌, 우측 주변부에 서로 대응하지 않는 지그재그형 노광패턴들이 구비된 노광 마스크를 적용한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어, 다량의 데이터를 단시간 내에 처리하는 것이 가능한 정보처리장치의 기술 개발과 함께 정보처리장치에서 처리된 결과 데이터를 영상으로 표시하는 표시장치의 기술 개발이 급속히 진행되고 있다.

표시장치 중 액정표시장치는 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이 가능하며, 휴대성이 양호하고 부가 가치가 높은 차세대 디스플레이로서 각광받고 있다.

액정표시장치는 액정패널, 구동회로부 및 백라이트를 포함하는데, 상기 액정패널은 컬러필터가 형성된 제1 기판, 박막트랜지스터가 형성된 제2 기판 및, 상기 제1 및 2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 구동회로부는 상기 액정패널을 구동시키기 위한 드라이브 및 각종 회로소자를 포함한다. 또한, 상기 백라이트는 상기 액정패널의 배면에 배치되어 상기 액정패널로 광을 제공한다.

상기 액정패널은 화면에 영상을 표시하는 직접적인 구성요소가 되는데, 상기 액정패널은 고속 응답속도, 고 콘트라스트비 및 넓은 시야각 등이 요구되어지고 있다. 특히, 액정패널의 콘트라스트비는 액정층의 셀갭과 밀접한 관계가 있다. 예를 들어, 상기 액정층의 셀갭이 일정하게 유지될수록 높은 콘트라스트비를 얻을 수 있다.

이와 같이, 높은 콘트라스트비를 얻기 위해, 상기 액정패널의 내부에 컬럼 스페이서를 배치하여 상기 제1 및 2 기판 간의 셀갭을 일정하게 유지한다.

또한, 제1 및 제2 기판의 합착시에 이들 제1 및 2 기판의 외곽부를 밀봉하는 씨일재 (sealant)의 갭 발생 문제를 해결하기 위해, 상기 제1 및 2 기판의 표시영역의 외곽부에 더미 컬럼스페이서 패턴을 형성해 주게 된다.

이러한 더미 컬럼스페이서 패턴을 형성하는 종래기술에 따른 액정표시장치 제조방법에 대해 도 1 내지 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시하지 않았지만, 종래기술에 따른 액정표시장치는, 영상을 표시하는 표시부(D)와 상기 표시부(D)의 주변을 따라 배치된 주변부(ND)를 포함하는 제1 기판(미도시, 도 3a의 부호 21 참조)과; 상기 제1 기판(21)과 합착되는 제2 기판(미도시)과; 상기 표시부(D)와 대응된 제1 기판(21) 및 제2 기판(미도시) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제1 기판(21)과 제2 기판(미도시)의 주변부(ND)의 외곽을 따라 씨일재(미도시)가 배치되어 제1 기판(21)과 제2 기판(미도시)이 서로 합착된다.

그리고, 상기 제1 기판(21)과 제2 기판(미도시)의 주변부(ND)에는 상기 씨일재(미도시)로 인한 갭(gap)을 유지하기 위해 다수의 더미 컬럼스페이서(미도시, 도 4c의 31a 참조)가 형성된다.

이러한 다수의 더미 컬럼스페이서(미도시, 도 4c의 31a 참조)들을 형성하는 방법에 대해 도 1 내지 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 더미 컬럼스페이서패턴을 형성하기 위해 사용되는 노광마스크를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 표시부의 좌, 우측 주변부에 다수의 노광 패턴들이 대칭되게 형성된 노광마스크의 개략적인 단면도이다.

도 3a 내지 3c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들로서, 다수의 더미 컬럼스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미컬럼스페이서를 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.

도 4a 내지 4c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들로서, 다수의 더미 컬럼 스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미 컬럼 스페이서들을 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.

종래기술에 따른 액정표시장치 제조용 대면적의 유리기판(미도시, 도 3a의 부호 21 참조)에 다수의 액정패널 영역을 정의해 준 다음, 상기 대면적의 유리기판 (21)의 표시부(D) 상에 블랙매트릭스와 다양한 색상의 칼라필터층을 형성한 다음, 이 칼라필터층을 포함한 기판 전면에 공통전극(미도시)을 형성한다.

그 다음, 대면적의 유리기판(21)의 주변부(ND) 상에 씨일재(미도시)로 인한 갭(gap)을 유지하기 위해 다수의 더미 컬럼스페이서(미도시, 도 4c의 31a 참조)를 형성하게 된다.

이때, 대면적의 유리기판(21)상에 상기 다수의 컬럼 스페이서(미도시, 도 4c의 31a 참조)를 형성하기 위해서는 도 1에 도시된 노광마스크(10)가 이용된다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 노광마스크(10)의 좌, 우측 주변부(ND)에는 다수의 더미 컬러스페이서패턴 형성용 노광패턴(10a)들이 형성되어 있으며, 중앙부에는 액정패널의 표시부(D)에 대응하는 표시영역(10b)이 정의되어 있다. 이때, 상기 노광마스크(10)의 노광패턴(10a)으로는 광이 투과되지만, 상기 표시영역(10b)로는 광이 투과되지 않는다.

또한, 상기 노광마스크(10)의 좌측 주변부(ND)에 형성된 노광패턴(10a)들과 상기 우측 주변부(ND)에 형성된 노광패턴(10a)들은 상기 표시부(N)의 중앙부를 중심으로 서로 대칭되게 형성되어 있다. 즉, 상기 노광마스크(10)를 제1 액정패널 영역(P1) 상에서 이동시켜 인접한 제2 액정패널 영역(P2) 상에 위치시켜 노광시키는 경우에, 이들 제1 액정패널 영역(P1)과 제2 액정패널 영역(P2)의 중첩부(OND)에는 동일한 위치에 노광패턴들(100a)이 위치하게 되어, 이중 노광이 이루어지게 된다.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 노광마스크(10)의 상, 하측 주변부(미도시)에도 상기 노광패턴 (10a)들이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 노광마스크(10)를 이용하여 다수의 액정패널 영역(P1, P2)이 정의된 대면적의 유리기판(21) 상에 다수의 더미 컬럼스페이서를 형성하기 위해 노광공정을 진행하게 되는데, 이에 대해 도 3 및 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 다수의 액정패널 영역(P1, P2)의 표시부(D1, D2)가 정의된 대면적의 유리기판, 즉 제1 기판(21)을 준비한다.

이때, 상기 제1 기판(21)에 정의된 다수의 액정패널(P1, P2)의 표시부(D1, D2)에 블랙매트릭스층과 칼라필터층 및 공통전극을 형성하는 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(21) 상에 비 표시 지역으로 광이 투과되는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(23)을 형성한다.

그 다음, 상기 블랙매트리스층(23) 사이의 공간에 다양한 색상, 즉 적색 (Red), 녹색(green) 및 청색(blue) 칼라필터층(25)을 차례로 형성한다.

이어서, 상기 칼라필터층(25)을 포함한 기판 전면에 공통전극(27)을 형성한다.

이어서, 상기 대면적의 제1 기판(21) 상에 마련된 제1 액정패널 영역(P1)의 제1 표시부(D1)에 블랙매트릭스층(23), 적색(Red), 녹색(green), 청색(blue) 칼라필터층(25) 및 공통전극(27)을 형성한 이후에, 상기 기판 전면에 네거티브 (negative) 형 포토레지스트(photoresist)를 도포하여 감광막(29)을 형성한다.

그 다음, 도 3b 및 4a에 도시된 바와 같이, 노광마스크(10)를 이용한 1차 노광 공정을 통해, 상기 감광막(29)에 광을 투과시켜 1차 노광시킨다. 이때, 상기 노광마스크(10)에 형성된 다수의 노광패턴(10a)을 통해 광이 투과되어져 이 다수의 노광패턴(10a)과 대응하는 상기 감광막(29)의 노광부(29a)들이 노광되고, 상기 표시영역(10b)에 대응하는 감광막(29)의 광차단부(29b)를 통해서는 광이 차단된다.

이어서, 도 3c 및 4b에 도시된 바와 같이, 2차 노광 공정을 진행하기 위해, 상기 노광마스크(10)를 상기 제1 액정패널 영역(P1)과 인접한 제2 액정패널 영역 (P2)의 제2 표시부(D2) 쪽으로 이동시킨다.

그 다음, 상기 노광마스크(10)를 이용한 2차 노광 공정을 통해, 상기 감광막 (29)에 광을 투과시켜 2차 노광시킨다. 이때, 상기 노광마스크(10)에 에 형성된 다수의 노광패턴(10a)을 통해 광이 투과되어져 이 다수의 노광패턴(10a)과 대응하는 상기 감광막(29)의 노광부(29a)들이 노광되고, 상기 표시영역(10b)와 대응하는 광차단부(29b)를 통해서는 광이 차단된다. 이때, 상기 2차 노광시에, 상기 1차 노광된 감광막(29)의 상기 노광부(29a)들이 2중으로 노광된다. 그러나, 이때 상기 2중으로 노광되는 감광막(29)의 노광부(29b) 부분은 1차 노광시에 노광되는 감광막 부분과 일치하지 않고 약간 벗어나는 경우(29c)가 발생하게 된다.

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 1차 및 2차 노광 공정 이후에 현상 공정을 통해 상기 감광막(29)을 선택적으로 제거하여, 상기 제1 기판(21)의 제1 액정패널 영역(P1)의 제1 표시부(D1)의 좌, 우측 주변부(ND)와 제2 액정패널 영역 (P2)의 제2 표시부(D2)의 좌, 우측 주변부(ND)에 다수개의 더미 컬럼스페이서(31a)를 형성한다. 이때, 상기 제1 표시부(D1)와 제2 표시부(D2) 사이의 중첩부(OND)에는 이중 노광이 이루어지게 된다.

그러나, 감광막의 1차 노광된 부위에 2차 노광이 정확하게 이루어지지 않게 되는 경우, 1차 노광된 부위 이외의 부위가 노광됨으로 인해 이 부분도 현상 공정시에 제거되지 않고 남아 있게 됨으로써, 높이가 서로 다른 더미 컬럼스페이서 (31a)들이 형성되게 된다.

이와 같이, 액정패널들 사이의 유효 공간의 제약으로 인해, 이중 노광 영역인 중첩부(OND)에 더미 컬럼스페이서들의 배치가 비대칭이 되면, 제1 및 2 기판을 합착시키는 씨일재로 인한 갭 불량을 발생시키게 된다.

또한, 액정패널 내의 좌우 셀 갭 편차에 의해 표시부의 셀 갭 산포 및 백라이트 휘도 산포에 의한 화이트 색좌표 불량으로 인한 엷은 색조(Yellow tinge) 불량을 발생시키게 된다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 표시영역의 좌, 우측 주변부 각각에 서로 대응되지 않는 제1 노광패턴들과 제2 노광패턴들을 구비한 노광마스크를 이용하여, 대면적의 유리기판의 복수의 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부와 중첩부에 서로 대응되지 않는 다수의 제1 및 2 더미 컬럼스페이서를 형성하여 대칭 구조를 이루도록 함으로써, 유리기판의 최외곽 열의 씨일재 갭 불량을 개선시킬 수 있고, 액정패널 내의 좌우 셀의 갭 편차에 의한 엷은 색조(yellow tinge) 불량을 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 표시부의 좌, 우측 주변부에 서로 비대응되게 형성된 다수의 더미 컬럼스페이서; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 더미 컬럼스페이서의 외곽부에 형성된 씨일재: 및 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 표시부와 주변부로 구성된 다수의 액정패널지역이 정의된 제 1 기판과 제2 기판을 준비하는 단계; 상기 제1 기판상에 감광막을 형성하는 단계; 상기 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 1차 노광하는 단계; 상기 액정패널 영역과 인접한 다른 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 2차 노광하는 단계; 상기 노광된 감광막을 현상하여, 상기 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 서로 비대응하는 다수의 더미 컬럼스페이서를 형성하는 단계; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 더미 컬럼스페이서의 외곽부에 씨일재를 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 따르면, 표시영역의 좌, 우측 주변부 각각에 서로 대응되지 않는 제1 노광패턴들과 제2 노광패턴들을 구비한 노광마스크를 이용하여, 대면적의 유리기판의 복수의 액정패널지역의 좌, 우측 주변부와 중첩부에 서로 대응되지 않는 다수의 더미 컬럼스페이서를 형성하여 대칭 구조를 이루도록 함으로써, 유리기판의 최외곽 열의 씨일재 갭 불량을 개선시킬 수 있고, 액정패널 내의 좌우 셀의 갭 편차에 의한 엷은 색조 (yellow tinge) 불량을 감소시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 더미 컬럼스페이서패턴을 형성하기 위해 사용되는 노광마스크를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 표시부의 좌, 우측 주변부에 다수의 노광 패턴들이 대칭되게 형성된 노광마스크의 개략적인 단면도이다.
도 3a 내지 3c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들로서, 다수의 더미 컬럼스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미컬럼스페이서를 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.
도 4a 내지 4c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들로서, 다수의 더미 컬럼 스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미 컬럼 스페이서들을 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 표시부의 좌, 우측 주변부에 서로 대응되지 않은 지그 재그 형태의 더미 컬럼스페이서들이 구비된 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 더미 컬럼스페이서를 형성하기 위해 사용되는 노광마스크를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도로서, 좌우측 주변부 각각에 다수의 노광패턴들이 비 대응되게 형성된 노광마스크의 개략적인 단면도이다.
도 8a 내지 8c는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들로서, 다수의 더미 컬럼스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미 컬럼스페이서를 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.
도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들로서, 다수의 더미 컬럼 스페이서 형성용 노광패턴이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 다수의 더미 컬럼 스페이서를 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.

이하, 본 발명에 따른 액정표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 표시부의 좌, 우측 주변부에 서로 대응되지 않은 지그 재그 형태의 더미 컬럼스페이서들이 구비된 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 영상을 표시하는 표시부(D)와 상기 표시부(D)의 주변을 따라 배치된 주변부(ND)를 포함하는 제1 기판(101)과; 상기 제1 기판(101)과 합착되는 제2 기판(141)과; 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이의 표시부(D)를 중심으로 좌측 주변부(ND)에 형성된 제1 더미 컬럼스페이서들(129a)과; 상기 표시부(D)를 중심으로 우측 주변부(ND)에 형성되고, 상기 제1 더미 컬럼스페이서들(129a)과 비대칭적인 제2 더미 컬럼스페이서들 (129b)과; 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이에 형성된 액정층(151) 및; 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이의 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서(129a, 129b)의 외곽부에 형성된 씨일재(161)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1 기판(101) 상에는 적색, 녹색 및 청색 칼라필터층(105)과 이들 칼라필터층(105) 사이에 배치되어 광의 투과를 차단하기 위한 블랙매트릭스(103)가 적층된다.

또한, 상기 블랙매트릭스(103) 및 칼라필터층(105)을 포함한 기판 전면에 공통전극(107)이 형성된다. 이때, 상기 공통전극(107)은 제1 기판(101)에 형성되는 경우로 한정되지 않으며, 구동 방식, 예를 들어 IPS(In-Plane Switching) 또는 FFS(Fringe Field Switching) 방식의 경우에는 하부기판, 즉 제2 기판(141)에 형성될 수도 있다. 본 발명에서는 상기 제1 기판(101) 상에 공통전극(107)이 형성되는 경우에 대해 설명하기로 한다.

상기 칼라필터층(105)과 공통전극(107) 사이에는 오버코트층(미도시)이 추가로 형성될 수 있고, 또한 상기 공통전극(107) 상부에 형성되는 컬럼스페이서(미도시)를 포함한 제1 기판(101)과 제2 기판(141)상에는 배향막(미도시)이 형성된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2 기판(141) 상에는 일면에 일 방향으로 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상부에 위치하고, 상기 박막트랜지스터를 노출시키는 패시베이션막과; 상기 노출된 박막트랜지스터와 직접 접속하는 화소전극이 형성된다.

여기서, 상기 박막트랜지스터는, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트배선으로부터 연장된 게이트전극과, 게이트절연막, 반도체층, 오믹콘택층, 소스전극 및 드레인전극 및 패시베이션막으로 이루어진다.

또한, 상기 화소전극(미도시)은 상기 게이트 배선과 데이터배선이 교차하여 이루는 화소영역 전면에 형성된다.

상기 구성을 통해, 상기 공통전극(127)은 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통전압을 각 화소에 공급한다.

상기 공통전극(129)은 각 화소영역에서 패시베이션막(미도시)을 사이에 두고 상기 다수의 화소전극(미도시)과 중첩되어 전계(field)를 형성한다.

이렇게 하여, 상기 박막트랜지스터(미도시)를 통해 화소전극(미도시)에 데이터 신호가 공급되면, 공통전압이 공급된 공통전극(127)이 전계를 형성하여 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 됨으로써, 액정분자들이 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.

한편, 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이의 표시부에는 일정한 셀 갭을 유지하기 위해 다수의 컬럼 페이서(미도시)가 형성되어 있다.

또한, 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서(129a, 129b)들은 상기 표시부(D)를 기준으로 서로 대칭되지 않는 위치, 즉 서로 다른 거리에 위치하는 좌, 우측 주변부(ND)에 형성된다. 이때, 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서(129a, 129b)들은 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이의 최외곽부에 형성되는 씨일재(161)의 갭의 불량을 개선해 준다.

이때, 대면적의 유리기판(101)상에 정의된 액정패널 영역의 주변부(ND)에 상기 서로 대응하지 않는 제1 및 2 더미 컬럼 스페이서들(129a, 129b)을 형성하기 위해서는 도 6 및 7에 도시된 노광마스크(100)가 사용된다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 더미 컬럼스페이서들을 형성하기 위해 사용되는 노광마스크를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도로서, 좌우측 주변부 각각에 다수의 노광패턴들이 비 대응되게 형성된 노광마스크의 개략적인 단면도이다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 노광마스크(100)의 좌,우측 주변부(ND)에는 다수의 더미 컬러스페이서 형성용 제1 노광패턴들(100a)과 제2 노광패턴들(100b)들이 형성되어 있으며, 중앙부에는 액정패널의 표시영역(100c)가 정의되어 있다.

이때, 상기 제1 노광패턴들(100a)은 상기 노광마스크(100)의 좌측 주변부 (ND)에 형성되어 있으며, 상기 제2 노광패턴들(10b)은 상기 노광마스크(100)의 우측 주변부(ND)에 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 노광패턴들(100a)과 제2 노광패턴들(100b)은 서로 대응하지 않은 위치, 즉 겹쳐지지 않는 위치에 형성된다.

특히, 상기 노광마스크(100)의 좌측 주변부(ND)에 형성된 제1 노광패턴 (100a)들과 상기 우측 주변부(ND)에 형성된 제2 노광패턴(100b)들은 상기 표시부 (D)의 중앙부를 중심으로 서로 비대칭되게 형성되어 있다. 즉, 상기 노광마스크 (100)의 좌측 주변부(ND)에 형성된 제1 노광패턴(100a)들과 상기 우측 주변부 (ND)에 형성된 제2 노광패턴(100b)들은 지그 재그(zigzag) 배열 형태로 구성된다.

따라서, 이러한 구성의 노광마스크(100)를 대면적의 유리기판(101)에 정의된 액정패널 영역마다 이동하면서 노광 공정을 진행하여, 상기 액정패널 영역의 좌,우측 주변부에 서로 대응하지 않는 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들(미도시, 도 9c의 부호 129a, 129b 참조)을 형성하게 된다.

이때, 상기 노광마스크(100)의 제1 및 2 노광패턴들(100a, 100b)로는 광이 투과되지만, 상기 표시영역(100c)로는 광이 투과되지 않는다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 노광마스크(100)의 상, 하측 주변부(미도시)에도 상기 제1 및 2 노광패턴(100a, 100b)들이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 노광마스크(100)를 이용하여 다수의 액정패널 영역(P1, P2)이 정의된 대면적의 유리기판(101) 상에 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들을 형성하기 위해 노광공정을 진행하게 되는데, 이에 대해 도 8 및 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 8a 내지 8c는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들로서, 제1 및 2 더미 컬럼스페이서 형성용 노광패턴들이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들을 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 평면도들이다.

도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들로서, 다수의 더미 컬럼 스페이서 형성용 노광패턴이 형성된 노광마스크를 이용하여 유리기판상에 제1 및 2 더미 컬럼 스페이서들을 형성하는 공정들을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 다수의 액정패널 영역(P1, P2)의 표시부(D1, D2)가 정의된 대면적의 유리기판, 즉 제1 기판(101)을 준비한다. 여기서는 액정패널 d영역(P1, P2)의 표시부(D1, D2)에 대해서만 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 유리기판의 면적 또는 액정패널 크기에 따라 액정패널 영역(P1, P2)의 수도 변경될 수 있다.

이때, 상기 제1 기판(101)에 정의된 다수의 액정패널 영역(P1, P2)의 표시부(D1, D2)에 블랙매트릭스층과 칼라필터층 및 공통전극을 형성하는 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(101) 상에 비 표시 지역으로 광이 투과되는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(103)을 형성한다.

그 다음, 상기 블랙매트리스층(103) 사이의 공간에 다양한 색상, 즉 적색 (Red), 녹색(green) 및 청색(blue) 칼라필터층(105)을 차례로 형성한다.

이어서, 상기 칼라필터층(105)을 포함한 기판 전면에 공통전극(107)을 형성한다.

그 다음, 상기 대면적의 제1 기판(101) 상에 마련된 제1 액정패널 영역(P1)의 제1 표시부(D1)에 블랙매트릭스층(103), 적색(Red), 녹색(green), 청색(blue) 칼라필터층(105) 및 공통전극(107)을 형성한 이후에, 상기 기판 전면에 네거티브 (negative) 형 포토레지스트(photoresist)를 도포하여 감광막(109)을 형성한다.

이어서, 도 8b 및 9a에 도시된 바와 같이, 노광마스크(100)를 이용한 1차 노광 공정을 통해, 상기 감광막(109)에 광을 투과시켜 1차 노광시킨다. 이때, 상기 노광마스크(100)에 형성된 제1 및 2 노광패턴들(100a, 100b)을 통해 광이 투과되어져 이 제1, 2 노광패턴(100a, 100b)들과 대응하는 상기 감광막(109)의 제1 노광부 (109a) 및 제2 노광부(109b)가 노광되고, 상기 표시영역(100c)과 대응하는 광차단부 (109c)를 통해서는 광이 차단된다.

그 다음, 1차 노광 공정을 진행한 이후에, 2차 노광 공정을 진행하기 위해, 상기 노광마스크(100)를 상기 제1 액정패널 영역(P1)과 인접한 제2 액정패널 영역 (P2)의 제2 표시부(D2) 쪽으로 이동시킨다.

이어서, 도 8c 및 9b에 도시된 바와 같이, 상기 노광마스크(100)를 이용한 2차 노광 공정을 통해, 상기 감광막 (109)에 광을 투과시켜 2차 노광시킨다. 이때, 상기 노광마스크(100)에 에 형성된 다수의 제1 및 2 노광패턴(100a, 100b)을 통해 광이 투과되어져 상기 제1 노광패턴 (100a)과 대응하는 상기 감광막(109)의 제3 노광부(109d)가 노광되고, 상기 제2 노광패턴(100b)과 대응하는 상기 감광막(109)의 제4 노광부(109e)가 노광되며, 상기 광차단부(109c)을 통해서는 광이 차단된다.

이때, 상기 노광마스크(100)를 이용한 2차 노광시에, 상기 제1 액정패널 영역(P1)과 제2 액정패널 영역(P2) 사이의 중첩부(OND)에 있는 제2 노광부(109b)들은 이중으로 노광되지 않고, 이들 제2 노광부(109b) 사이의 제3 노광부(109d)에 광이 투과되어져 노광된다.

이는 기존과 달리, 본 발명에서의 노광마스크(100)는 서로 대응되지 않는 위치에 형성된 제1 노광패턴(100a)들과 제2 노광패턴(100b)들을 구비하고 있기 때문에, 상기 노광마스크(100)를 상기 제1 및 2 액정패널 영역(P1, P2)마다 이동하면서 노광 공정을 수행하더라도 한번 노광된 감광막 지역은 절대 2중 노광이 일어나지 않게 된다.

그 다음, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 1차 및 2차 노광 공정 이후에 현상 공정을 통해 상기 감광막(109)을 선택적으로 제거하여, 상기 제1 기판(101)의 제1 액정패널 영역(P1)의 제1 표시부(D1)의 좌, 우측 주변부(ND)와 제2 액정패널 영역(D2)의 제2 표시부(D2)의 좌, 우측 주변부(ND)에 각각 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들(129a, 129b)을 형성한다. 이때, 상기 제1 액정패널 영역(P1)과 제2 액정패널 영역(P2) 사이의 중첩부(OND)에는 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들(129a, 129b)이 형성된다. 또한, 상기 현상 공정시에, 노광된 부분, 즉 제1, 2, 3, 4 노광부(109a, 109b, 109d, 109e)들은 남게 되고, 비 노광된 부분, 즉 광차단부(109c)만 제거된다. 이는 상기 감광막(109)이 네거티브 형 감광물질로 구성되어 있는데, 이 네거티브형 감광물질은 현상 공정시에 노광된 부분은 잔류하고, 노광되지 않은 부분은 제거되는 특성을 지니고 있기 때문이다.

이렇게 하여, 제1 및 2 액정패널 영역(P1, P2)의 좌, 우측 주변부(ND)에 이중 노광없이 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들(129a, 129b)을 형성하게 된다. 이때, 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서(129a, 129b)들은 상기 표시부(D)를 기준으로 서로 대칭되지 않는 위치, 즉 서로 다른 거리에 위치하는 좌, 우측 주변부(ND)에 형성된다.

이후에, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유리기판(101), 즉 제1 기판과 합착되는 제2 기판(141) 상에 게이트배선, 이 게이트배선과 교차하여 화소영역을 이루는 데이터배선과 함께, 이들 배선이 교차하는 지점에 게이트전극, 게이트절연막, 반도체층, 오믹콘택층, 소스전극 및 드레인전극으로 이루어지는 박막트랜지스터를 형성하고, 이어 상기 게이트배선과 데이터배선이 교차하여 이루는 화소영역에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 공정을 차례로 수행한다.

그 다음, 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141) 사이에 액정층(151)을 개재한 다음, 상기 제1 기판(101)과 제2 기판(141)의 외곽부를 씨일재(161)로 밀봉함으로써 액정표시장치 제조공정을 완료하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 따르면, 표시영역의 좌, 우측 주변부 각각에 서로 대응되지 않는 제1 노광패턴들과 제2 노광패턴들을 구비한 노광마스크를 이용하여, 대면적의 유리기판의 복수의 액정패널영역의 좌, 우측 주변부와 중첩부에 서로 대응되지 않는 다수의 더미 컬럼스페이서를 형성하여 대칭 구조를 이루도록 함으로써, 유리기판의 최외곽 열의 씨일재 갭 불량을 개선시킬 수 있고, 액정패널 내의 좌우 셀의 갭 편차에 의한 엷은 색조 (yellow tinge) 불량을 감소시킬 수 있다.

100: 노광마스크 100a: 제1 노광패턴
100b: 제2 노광패턴 100c: 표시영역
101: 유리기판(제1 기판) 103: 블랙매트릭스
105: 칼라필터층 107: 공통전극
109: 감광막 109a: 제1 노광부
109b: 제2 노광부 109c: 광차단부
109d: 제3 노광부 109e: 제4 노광부
129a: 제1 더미 컬럼스페이서 129b: 제2 더미 컬럼스페이서
D, D1, D2: 표시부 ND: 주변부
P, P1, P2: 액정패널 영역

Claims

제1 기판과 제2 기판;
상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 표시부의 좌측 주변부에 형성된 다수의 제1 더미 컬럼스페이서;
상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 표시부의 우측 주변부에 형성되고, 상기 제1 더미 컬럼스페이서와 서로 비 대응되는 다수의 제2 더미 컬럼스페이서;
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 및
상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서의 외곽부에 형성된 씨일재:를 포함하여 구성되는 액정표시장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 더미 컬럼스페이서와 제2 더미 컬럼스페이서는 상기 표시부 중앙을 기준으로 서로 다른 거리에 있는 좌, 우측 표시부에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 더미 컬럼스페이서와 제2 더미 컬럼스페이서는 서로 비대칭되게 지그재그(zigzag) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
표시부와 주변부로 구성된 다수의 액정패널 영역이 정의된 제 1 기판과 제2 기판을 준비하는 단계;
상기 제1 기판상에 감광막을 형성하는 단계;
상기 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 1차 노광하는 단계;
상기 액정패널 영역과 인접한 다른 액정패널 영역의 좌, 우측 주변부에 위치하는 감광막을 2차 노광하는 단계;
상기 1차 및 2차 노광된 감광막을 현상하여, 상기 액정패널 영역들의 좌, 우측 주변부에 서로 비대응하는 다수의 제1 및 2 더미 컬럼스페이서를 형성하는 단계;
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 제1 및 2 더미 컬럼스페이서의 외곽부에 씨일재를 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 액정표시장치 제조방법.
제4 항에 있어서,
상기 다수의 제1 더미 컬럼스페이서와 제2 더미 컬럼스페이서에 대응하는 다수의 제1 노광패턴과 제2 노광패턴이 구비된 노광마스크를 이용하여 상기 감광막을 1차 및 2차 노광하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
제5 항에 있어서,
상기 노광마스크는 상기 다수의 액정패널 영역을 이동하면서 1차 및 2차 노광 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
제4 항에 있어서,
상기 다수의 제1 노광패턴과 제2 노광패턴은 지그재그 형태로 비 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
제4 항에 있어서,
상기 1차 및 2차 노광 공정시에 상기 제1 기판의 서로 인접하는 액정패널 영역들의 중첩부에 위치하는 감광막 부분은 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
제8 항에 있어서,
상기 액정패널 영역들의 중첩부에 서로 비대응되는 제1 및 2 더미 컬럼스페이서들이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
제4 항에 있어서,
상기 감광막은 네거티브형 감광물질로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.