(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2009년07월20일
(11) 등록번호 10-0908344
(24) 등록일자 2009년07월10일
(51) Int. Cl.

G02F 1/1339 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2002-0044721
(22) 출원일자 2002년07월29일
심사청구일자 2007년05월25일
(65) 공개번호 10-2004-0011678
(43) 공개일자 2004년02월11일
(56) 선행기술조사문헌
KR2019930024110 U
(73) 특허권자
하이디스 테크놀로지 주식회사
경기도 이천시 부발읍 아미리 산 136-1
(72) 발명자
송성훈
경기도이천시고담동고담기숙사102-1008
박태규
경기도이천시대월면사동리현대6차아파트605동301
호
(74) 대리인
나승택, 조영현
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 박남현
(54) 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치
(57) 요 약
본 발명은 표시 패널의 전 영역에서 균일한 셀 갭(cell gap) 유지가 가능하도록 한 지주형 스페이서를 구비한 액
정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 박막트랜지스터 및 화소전극이 구비된 어레이 기판과
R, G, B 삼색의 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판이 상기 컬러필터 기판 상에 형성시킨 셀 갭 유지용 지주형 스
페이서의 개재하에 합착되고, 상기 기판들 사이의 공간에 액정이 충진된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 지
주형 스페이서는 표시 패널을 세웠을 때 상기 표시 패널의 위쪽에서부터 아래쪽으로 갈수록 점점 작아지는 높이
로 형성되어, 표시 패널을 세웠을 때 중력에 의한 액정의 쏠림현상으로 인해 표시 패널의 상부와 하부의 셀 갭이
동일하게 되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 지주형 스페이서의 위치별 높이를 조절함으로써 액정 쏠
림이 일어나더라도 균일한 셀 갭 유지가 가능하며, 따라서, 액정 두께 차이에 의한 색차 발생을 방지할 수 있다.
대 표 도 - 도3b
- 1 -
등록특허 10-0908344
특허청구의 범위
청구항 1
삭제
청구항 2
박막트랜지스터 및 화소전극이 구비된 어레이 기판과 R, G, B 삼색의 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판이 상기
컬러필터 기판 상에 형성시킨 셀 갭 유지용 지주형 스페이서의 개재하에 합착되고, 상기 기판들 사이의 공간에
액정이 충진된 구조의 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서,
상기 지주형 스페이서는 표시 패널을 세웠을 때 상기 표시 패널의 위쪽에서부터 아래쪽으로 갈수록 점점 작아지
는 높이로 형성되어, 표시 패널을 세웠을 때 중력에 의한 액정의 쏠림현상으로 인해 표시 패널의 상부와 하부의
셀 갭이 동일하게 되며,
상기 지주형 스페이서의 상부와 하부의 높이차는 상부와 하부의 위상지연 값(Δd·n) 차이가 0.2 이하가 되는
것을 특징으로 하는 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 액정 쏠림에 의한 색<7>
차 발생을 방지할 수 있는 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 투명 전극이 형성된 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 수 개의 액정 분자들로 구성된 액정층<8>
을 개재시킨 후, 상기 투명 전극들 사이에서 일어나는 전계에 의하여 액정 분자들의 배열을 변화시켜 빛의 투과
량이 제어되도록 하는 것에 의해 소정의 화상을 표시하는 장치이다.
이러한 액정표시장치에 있어서, 응답속도, 대비비, 시야각, 휘도 균일성 등의 특성은 액정층의 두께, 즉, 셀 갭<9>
(cell gap)과 밀접한 관련을 갖기 때문에 액정표시장치의 화면품위를 향상시키기 위해서는 균일한 셀 갭을 유지
시키는 것이 매우 중요하다. 특히, 액정표시장치가 대면적화 및 고품질화 되어가는 추세에서 일정한 셀 갭의 유
지는 더욱 중요시되고 있다.
따라서, 현재 대부분의 액정표시장치는 그 제조 과정에서 기판들 사이에 셀 갭 유지용 스페이서를 산포하고 있<10>
다.
그런데, 상기 스페이서 산포 방식에 있어서는 스페이서의 균일한 산포가 어렵고, 스페이서의 뭉침 현상이 발생<11>
되며, 또한, 스페이서 주변에서 빛샘이 발생하여 화질 저하의 결과가 초래되기도 한다.
이에, 셀 갭 유지를 위한 종래의 다른 방법으로서, 컬러필터 기판에 폴리이미드 등의 박막을 이용하여 기둥 모<12>
양의 지주형 스페이서(post spacer)를 형성해주는 방식이 최근에 이용되고 있다.
도 1은 종래의 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치의 요부 단면도로서, 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판<13>
(11) 상에는 지주형 스페이서(16)가 형성되어 있고, 이러한 지주형 스페이서(16)의 개재하에 컬러필터 기판(1
1)과 어레이 기판(1)이 합착되어져 있다.
도 1에서, 미설명된 도면부호 2는 배선, 3은 절연막, 4는 화소전극, 5는 보호막, 12는 블랙매트릭스, 13은 컬러<14>
필터, 14는 상대전극, 그리고, 15는 오버코팅막을 각각 나타낸다.
이와 같은 지주형 스페이서를 구비한 컬러필터 기판을 제조함에 있어서, 종래에는 공지의 공정에 따라 기판 상<15>
에 오버코팅막까지 도포한 상태에서, 상기 오버코팅막 상에 레진막을 도포하고, 그런다음, 이를 패터닝하여 지
주형 스페이서를 형성한다.
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등록특허 10-0908344
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
그러나, 종래의 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치는 지주형 스페이서의 끝단이 다른 쪽 기판, 즉, 어레이<16>
기판과 붙지 않는 바, 완성된 패널을 눕혀 놓은 경우에는 커다란 문제가 없지만, 도 2a에 도시된 바와 같이, 완
성된 패널을 일정 시간 이상 세워 둘 경우에는 기판들(1, 11) 사이의 액정이 패널 아래쪽으로 몰림으로써 액정
(도시안됨)의 분포가 위치별로 차이가 나게 되고, 이로 인해, 도 2b에 도시된 바와 같이, 셀 갭이 변함으로써
액정 두께 차이에 의해 색차가 유발된다. 특히, 이러한 현상은 패널 크기가 점차 커지고, 이에 따라, 액정의 함
유량이 많아지는 추세에서 매우 심각한 문제가 되고 있다.
도 2a 및 도 2b에서, 도면부호 1은 어레이 기판, 11은 컬러필터 기판, 그리고, 16은 지주형 스페이서를 나타낸<17>
다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 표시 패널 상의 전 영역에 대해 균일<18>
한 셀 갭 유지가 가능하도록 한 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 박막트랜지스터 및 화소전극이 구비된 어레이 기판과 R, G, B<19>
삼색의 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판이 상기 컬러필터 기판 상에 형성시킨 셀 갭 유지용 지주형 스페이서의
개재하에 합착되고, 상기 기판들 사이의 공간에 액정이 충진된 구조의 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치
에 있어서, 상기 지주형 스페이서는 표시 패널을 세웠을 때 상기 패널의 위쪽에서부터 아래쪽으로 갈수록 점점
작아지는 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 지주형 스페이서는 바람직하게, 표시 패널의 상,하 위상지연 값(Δd·n) 차이가 0.2 이하가 되도<20>
록 형성된다.
본 발명에 따르면, 지주형 스페이서의 위치별 높이를 조절함으로써 액정 쏠림이 일어나더라도 패널내 균일한 셀<21>
갭 유지가 가능하도록 할 수 있으며, 이에 따라, 액정 두께 차이에 의한 색차 발생을 방지할 수 있다.
(실시예)<22>
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. <23>
본 발명은 지주형 스페이서의 끝단이 어레이 기판과 붙지 않은 것과 관련하여, 완성된 패널을 일정 시간 이상<24>
세워 둘 경우에 액정이 패널 아래쪽으로 쏠려 액정의 분포가 위치별로 차이가 나게 되고, 이로 인해, 셀 갭 불
균일 및 이에 따른 색차 발생이 유발되는 것을 방지하기 위해 상기 지주형 스페이서의 높이를 패널의 위치별로
상이한 높이를 갖도록 설계한다.
즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명은 완성된 표시 패널(30)을 세웠을 때에 지주형 스페이서(33)의 높이가<25>
패널(30) 위쪽으로부터 아래쪽으로 가면서 연속적으로 낮아지는 형태를 갖도록 설계한다.
여기서, 도 3a는 액정 주입전의 패널을 도시한 것이며, 미설명된 도면부호 31은 어레이 기판, 그리고, 32는 컬<26>
러필터 기판을 나타낸다.
이를 위해, 본 발명은 지주형 스페이서를 구비한 컬러필터 기판의 제조시 기판 상에 블랙매트릭스, 컬러필터,<27>
ITO 재질의 상대전극 및 오버코팅막을 형성한 상태에서, 상기 오버코팅막 상에 레진막을 도포한 후, 예컨데, 하
프-톤(half-tone) 마스크를 이용한 레진막의 노광 및 현상을 통해 패널 위쪽에 해당하는 기판 부분으로부터 패
널 아래쪽에 해당하는 기판 부분으로 갈수록 점점 낮은 높이를 갖는 지주형 스페이서를 형성해 준다. 이때, 상
기 지주형 스페이서의 높이 차는, 바람직하게, 시각적으로 색차를 느낄 수 없는 정도인 상,하의 위상지연 값(Δ
d·n)이 0.2 이하가 되는 수준으로 한다.
이렇게 하면, 연속적으로 높이가 낮아지는 형태를 갖는 지주형 스페이서의 개재하에 박막트랜지스터 및 화소전<28>
극을 구비한 어레이 기판과 R, G, B 삼색의 컬러필터를 구비한 컬러필터 기판을 합착시키고, 그리고, 상기 기판
들 사이 공간에 액정을 주입하여 표시 패널을 완성한 후, 그 사용을 위해 상기 패널을 세웠을 경우, 본 발명은
패널 위쪽이 아래쪽 보다 큰 셀 갭을 갖도록 설계하였으므로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 최종적으로 얻게 되는
패널(30)은 오히려 액정의 쏠림 현상으로 인해 그 위쪽과 아래쪽에서의 셀 갭이 유사하게 되며, 따라서, 액정
쏠림에 의한 액정 두께의 불균일 및 이에 따른 색차 발생은 일어나지 않게 된다.
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등록특허 10-0908344
발명의 효과
이상에서와 같이, 본 발명은 지주형 스페이서를 완성된 패널을 세웠을 때 셀 갭이 아래쪽으로 갈수록 점점 작아<29>
지는 형태가 되도록 형성해줌으로써, 액정 쏠림이 일어나더라도 패널의 전 영역에서 비교적 균일한 셀 갭을 유
지하도록 할 수 있으며, 따라서, 액정 쏠림에 의한 색차 발생을 방지할 수 있는 바, 액정표시장치의 화면품위를
향상시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. <30>
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치의 요부 단면도. <1>
도 2a 및 도 2b는 종래 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치의 문제점을 설명하기 위한 단면도.<2>
도 3a 및 도 3b는 발명의 실시예에 따른 지주형 스페이서를 구비한 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도. <3>
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *<4>
30 : 패널 31 : 어레이 기판 <5>
32 : 컬러필터 기판 33 : 지주형 스페이서<6>
도면
도면1
도면2a
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등록특허 10-0908344
도면2b
도면3a
도면3b
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