(57)【要約】【課題】　二つ基板のセルギャップを均一に維持することができる液晶表示装置用基板を提供する。【解決手段】　液晶表示装置用基板は映像を表示するためのディスプレー領域を含む透明基板及びディスプレー領域に形成され、ディスプレー領域の中央からディスプレー領域の外側方向に行くほど圧縮応力に対する変形率が小さい複数のスペーサを含む。【選択図】　　　図３
2004078226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　映像を表示するためのディスプレー領域を含む透明基板と、
　前記ディスプレー領域に形成され、前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に行くほど圧縮応力に対する変形率が小さい複数のスペーサを含むことを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
　前記基板は複数の画素電極をさらに含み、前記スペーサは前記画素電極間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】
　前記基板は遮光膜及び共通電極を含み、前記スペーサは前記遮光膜上部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項４】
　前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサのテーパ角は前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサのテーパ角より小さく、前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値は、前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値より大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】
　前記ディスプレー領域外側部のテーパ角と前記ディスプレー領域中央部のテーパ角の差異は約４０度以下であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項６】
　前記スペーサのテーパ角は同一であり、前記ディスプレー領域の中央部から外側部に行くほどスペーサの直径が小さくなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項７】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは前記ディスプレー領域外側部のスペーサより高分子結合密度が大きいであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項８】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは、前記ディスプレー領域外側部のスペーサより大きい弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ　Ｍｏｄｕｌｕｓ）を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項９】
　前記ディスプレー領域の中央部のスペーサ変形量は前記ディスプレー領域のエッジ部のスペーサの変形量より０．１μｍ小さく形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
　前記ディスプレー中心部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡCENTERと前記ディスプレー外側部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡEDGEは１〈ＡCENTER／ＡEDGE〈１＋０．１ＡCENTERを満足することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１１】
　前記ディスプレー中心部のスペーサは柱状であり、前記ディスプレー中心部で前記ディスプレー外側部に行くほどテーパされた角錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１２】
　前記柱状は円柱、四角柱または六角柱であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１３】
　前記角錐台形状は、円錐台、四角錐台または六角錐台であることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１４】
　映像を表示するためのディスプレー領域を含む第1基板と、
　前記第1基板と対向する第２基板と、
　前記ディスプレー領域を取り囲み、前記第１基板と第２基板を支持する液晶フェンスと、
　前記第１基板、第２基板間に介した液晶層と、
　前記ディスプレー領域に形成され、前記第１基板と第２基板の離隔距離を維持し、前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に圧縮応力に対する変形率が小さい複数のスペーサとを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
　前記第１基板は複数の画素電極をさらに含み、前記スペーサは前記画素電極間に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
　前記第１基板は遮光膜及び共通電極を含み、前記スペーサは前記遮光膜上部に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
　前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサのテーパ角は前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサのテーパ角より小さく、前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値は前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値より大きいことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
　前記ディスプレー領域外側部のテーパ角と前記ディスプレー領域中央部のテーパ角の差異は約４０度以下であることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
　前記スペーサのテーパ角は同一であり、前記ディスプレー領域の中央部で外側部に行くほどスペーサの直径が小さくなることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは前記ディスプレー領域外側部のスペーサより高分子結合密度が大きいであることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは、前記ディスプレー領域外側部のスペーサより大きい弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ　Ｍｏｄｕｌｕｓ）を有することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
　前記ディスプレー領域の中央部のスペーサ変形量は前記ディスプレー領域のエッジ部のスペーサの変形量より０．１μｍ小さく形成されることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
　前記ディスプレー中心部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡCENTERと前記ディスプレー外側部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡEDGEは１〈ＡCENTER／ＡEDGE〈１＋０．１ＡCENTERを満足することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
　前記ディスプレー中心部のスペーサは柱状であり、前記ディスプレー中心部で前記ディスプレー外側部に行くほどテーパされた角錐台形状であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
　前記柱状は円柱、四角柱または六角柱であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項２６】
　前記角錐台形状は、円錐台、四角錐台または六角錐台であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
　ディスプレー領域を含む第１基板を製造する段階と、
　第２基板を製造する段階と、
　前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に行くほど圧縮応力に対する変形率が小さくなるように複数のスペーサを前記第１基板上部に形成する段階と、
　前記ディスプレー領域を取り囲むように、前記第１基板に液晶フェンスを形成する段階と、
　前記第１基板のエッジに形成された液晶フェンス内部に液晶を滴下して注入する段階と、
　前記第１基板及び第２基板をアセンブリする段階とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２８】
　前記スペーサは露光工程により形成されることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２９】
　前記ディスプレー領域の中心部で外側部に行くほど少ないエネルギーの光を照射して前記露光工程を実施することを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３０】
　前記第１基板は複数の画素電極をさらに含み、前記スペーサは前記画素電極間に形成されることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３１】
　前記第１基板は遮光膜及び共通電極を含み、前記スペーサは前記遮光膜上部に形成されることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３２】
　前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサのテーパ角は前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサのテーパ角より小さくし、前記ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値は前記ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値より大きいことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３３】
　前記ディスプレー領域外側部のテーパ角と前記ディスプレー領域中央部のテーパ角の差異は約４０度以下であることを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３４】
　前記スペーサのテーパ角は同一であり、前記ディスプレー領域の中央部で外側部に行くほどスペーサの直径が小さくなることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３５】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは前記ディスプレー領域外側部のスペーサより高分子結合密度が大きいことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３６】
　前記ディスプレー領域中心部のスペーサは、前記ディスプレー領域外側部のスペーサより大きい弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ　Ｍｏｄｕｌｕｓ）を有することを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３７】
　前記ディスプレー領域の中央部のスペーサ変形量は前記ディスプレー領域のエッジ部のスペーサの変形量より０．１μｍ小さく形成されることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３８】
　前記ディスプレー中心部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡCENTERと前記ディスプレー外側部のスペーサが前記基板に接触する接触面の面積ＡEDGEは１〈ＡCENTER／ＡEDGE〈１＋０．１ＡCENTERを満足することを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３９】
　前記ディスプレー中心部のスペーサは柱状であり、前記ディスプレー中心部で前記ディスプレー外側部に行くほどテーパされた角錐台形状であることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４０】
　前記柱状は円柱、四角柱または六角柱であることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４１】
　前記角錐台形状は、円錐台、四角錐台または六角錐台であることを特徴とする請求項４０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４２】
　ディスプレー領域を含む第１基板を製造する段階と、
　第２基板を製造する段階と、
　比較パネルを利用して求められた第１スペーサの密度と断面積により第２スペーサの密度と断面積を計算する段階と、
　計算結果、求められた前記第２スペーサの密度と断面積に対応するようにスペーサを形成する段階と、
　前記ディスプレー領域の周りに沿って液晶フェンスを形成する段階と、
　前記第１基板及び第２基板のうちのいずれか一つのエッジに形成された液晶フェンス内部に液晶を滴下して注入する段階と、
　前記第１基板及び第２基板をアセンブリする段階とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４３】
　前記第１基板は複数の画素電極をさらに含み、前記スペーサは前記画素電極間に形成されることを特徴とする請求項４２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４４】
　前記第１基板は遮光膜及び共通電極を含み、前記スペーサは前記遮光膜上部に形成されることを特徴とする請求項４２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４５】
　前記第２スペーサの密度及び断面積はａ×Ｂ×Ｃ（ａは比較パネルカラーフィルタ面積）／（目的パネルカラーフィルタ面積）により得られた補正係数であり、Ｂはスペーサの単位面積であり、Ｃは単位カラーフィルタ当りに形成されたスペーサの個数（即ち、スペーサの密度）に定義されるスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡ値により決定されることを特徴とする請求項４２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４６】
　許容される前記スチフネスファクターＡ値の範囲は、前記固定されたサイズと弾性係数を有する比較パネルを利用してスチフネスファクターとセルギャップの関係及びスチフネスファクターと圧縮率間の関係を示すグラフを形成する段階と、
　前記グラフを利用して最大値と最小値を有する前記スチフネスファクター値の範囲を決定する段階を通じて得られることを特徴とする請求項４５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４７】
　前記スチフネスファクター値の範囲の最大値は許容可能限最大セルギャップに対応する値であり、最小値は許容可能である最大圧縮率に対応することを特徴とする請求項４６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４８】
　前記許容可能な限り最大セルギャップは液晶層の厚さにマージン（ｍａｒｇｉｎ）を加えて得られることを特徴とする請求項４７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４９】
　前記液晶層の厚さは４．６５μｍであり、前記マージンは０．１μｍであることを特徴とする請求項４８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５０】
　前記最大圧縮率は、前記第１基板及び第２基板は損傷が加えられない最大の値であることを特徴とする請求項４７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５１】
　前記最大圧縮率は１５％であることを特徴とする請求項５０記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５２】
　前記比較パネルは１７インチＳＸＧＡ液晶表示パネルであり、許容可能なスチフネスファクター値は（比較弾性係数）／（実験弾性係数）＊３２（μｍ2）〈スチフネスファクターＡ〈（比較弾性係数）／（実験弾性係数）μｍ＊７６｛μｍ2｝の式に表現されることを特徴とする請求項４６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は液晶表示装置用基板、液晶表示装置及びこれの製造方法に関するものであり、より詳しくは、外部から液晶表示パネルに加えられた不均一な圧力分布により液晶表示パネル間の液晶のセルギャップが変形しないようにして、液晶表示パネル間に液晶が埋められていないアン−フィル領域の形成または液晶のオーバーフローを防止する液晶表示装置用基板、液晶表示装置及びこれの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　一般に、液晶表示装置はＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板間に注入される液晶により製造される。
【０００３】
　ここで、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板間に注入される液晶の厚さは極めて重要である。不均一な液晶の厚さは液晶表示装置のディスプレー品質を大きく低下させる。
【０００４】
　このような問題点はスペーサにより克服できる。スペーサはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板間に配置される。一般に、スペーサは球形状または柱状を有する。球形状を有するスペーサは球形スペーサと称され、柱状を有するスペーサはコラムスペーサと称される。
【０００５】
　球形スペーサは数μｍに過ぎない直径を有し、ＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板に振り撒かれる。
【０００６】
　球形スペーサは次のような問題点を有する。
【０００７】
　第一に、球形スペーサは過度の変形及び散布密度の不均一によりセルギャップが不均一になる。第二に、球形スペーサはスペーサ周囲で液晶が非正常的に配列されて、輝度低下が発じる。第三に、球形スペーサは直径を小さく作ることが困難であるので、高さが非常に低いセルギャップを具現することが困難である。第四に、球形スペーサはピクセルの上部にも配置されるので、解像度を低下させる。
【０００８】
　一方、コラムスペーサはＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板に形成されたフォトレジストをエッチングして形成される。従って、コラムスペーサはピクセルとピクセル間に形成されるので、解像度低下の問題がない。また、コラムスペーサは極めて低いセルギャップを具現することができる長所を有する。
【０００９】
　しかし、コラムスペーサは外部から局部的に相異なる圧力が加えられた時、圧力の強度により、局部的にセルギャップの変化が大きくなるという短所を有する。
【００１０】
　例えば、ＴＦＴ基板がカラーフィルタ基板の上部に位置する場合、ＴＦＴ基板には大気圧及びＴＦＴ基板の自重による反りが発生する。
【００１１】
　図１は従来同一なサイズを有するコラムスペーサにより大気圧及びＴＦＴ基板の自重による反りにより発生したセルギャップの変化を図示したグラフである。
【００１２】
　図１に示すように、セルギャップはＴＦＴ基板の一側エッジＡからＴＦＴ基板の中心Ｂに向かうほど減少され、ＴＦＴ基板の中心Ｂで最少になる。また、セルギャップはＴＦＴ基板の中心ＢからＴＦＴ基板の他側エッジＣに向かうほど増加される。
【００１３】
　ここで、ＴＦＴ基板の中心Ｂでセルギャップが最少になることは、ＴＦＴ基板の自重による圧力がＴＦＴ基板のエッジＡ、ＣよりＴＦＴ基板の中心Ｂで大きいためである。
【００１４】
　このような理由で、これを考慮しない状態でコラムスペーサをＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板に形成する場合、ＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の中央に形成されたコラムスペーサはＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板のエッジに形成されたコラムスペーサより多く圧縮される。
【００１５】
　これにより、ＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の中央に形成れたコラムスペーサが壊されたり、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の破損を発生させる。
【００１６】
　また、最近では、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の面積が次第に大きくなるにつれて、液晶を注入する方法は真空注入方法から滴下方式に変更されている。
【００１７】
　滴下方式液晶供給方法は、カラーフィルタ基板に前述したコラムスペーサを形成した状態で液晶を滴下し、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を接合する過程を経ることにより完了される。
【００１８】
　このような滴下方式液晶供給方法は、上述した真空圧方式液晶注入方法に比べて、工程が簡単であるという長所を有する。一方、滴下方式液晶供給方法は液晶表示パネル内部に空き空間であるアン−フィル領域が発生したり、液晶がオーバーフロー（ｏｖｅｒｆｌｏｗ）する他の問題点を有する。
【００１９】
　例えば、液晶が要求される量より多く供給される場合、剰余液晶はＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板が接合される過程で外部にオーバーフローしてＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の結合に不良を誘発する。一方、液晶が要求される量より少なく供給される場合、液晶表示パネル内部に液晶が存在しないアン−フィル領域（ｕｎ−ｆｉｌｌｅｄ　ａｒｅａ）が発生する。アン−フィル領域は液晶表示装置でのディスプレー特性を大きく低下させる。これにより、現在まで液晶表示装置では滴下方式により液晶を供給することが困難であり、工程数が多く液晶消耗量が極めて多いという短所を有する真空注入方式により液晶を注入している。
【００２０】
　しかし、最近、液晶表示装置のサイズが段々大きくなり、真空注入方式にも限界があって、滴下方式を利用して液晶を供給しようとする努力が続けて進行されている。滴下方式で液晶をカラーフィルタ基板及びＴＦＴ基板間に液晶を供給するためには、スペーサ及び液晶量を最適化しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
　本発明の目的は、二つの基板のセルギャップを均一に維持できる液晶表示装置用基板を提供することにある。
【００２２】
　本発明の他の目的は、液晶表示パネルの中央部とエッジ部が均一なセルギャップを有する液晶表示装置を提供することにある。
【００２３】
　また、本発明の他の目的は、液晶表示装置を製造するための液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
　上述した目的を達成するための本発明による液晶表示装置用基板は、映像を表示するためのディスプレー領域を含む透明基板と、前記ディスプレー領域に形成され、前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に行くほど圧縮応力に対する変形率が小さい複数のスペーサを含む。
【００２５】
　上述した目的を達成するための本発明による液晶表示装置は、映像を表示するためのディスプレー領域を含む第1基板と、前記第1基板と対向する第２基板と、前記ディスプレー領域を取り囲み、前記第１基板と第２基板を支持する液晶フェンスと、前記第１基板、第２基板間に介した液晶層と、前記ディスプレー領域に形成され、前記第１基板と第２基板の離隔距離を維持し、前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に圧縮応力に対する変形率が小さい複数のスペーサとを含む。
【００２６】
　上述した目的を達成するための本発明による液晶表示装置の製造方法は、ディスプレー領域を含む第１基板を製造する段階と、第２基板を製造する段階と、前記ディスプレー領域の中央から前記ディスプレー領域の外側方向に行くほど圧縮応力に対する変形率が小さくなるように複数のスペーサを前記第１基板上部に形成する段階と、前記ディスプレー領域を取り囲むように、前記第１基板に液晶フェンスを形成する段階と、前記第１基板のエッジに形成された液晶フェンス内部に液晶を滴下して注入する段階と、前記第１基板及び第２基板をアセンブリする段階とを含む。
【００２７】
　上述した他の目的を達成するための本発明による液晶表示装置の製造方法は、ディスプレー領域を含む第１基板を製造する段階と、第２基板を製造する段階と、比較パネルを利用して求められた第１スペーサの密度と断面積により第２スペーサの密度と断面積を計算する段階と、計算結果、求められた前記第２スペーサの密度と断面積に対応するようにスペーサを形成する段階と、前記ディスプレー領域の周りに沿って液晶フェンスを形成する段階と、前記第１基板及び第２基板のうちのいずれか一つのエッジに形成された液晶フェンス内部に液晶を滴下して注入する段階と、前記第１基板及び第２基板をアセンブリする段階とを含む。
【発明の効果】
【００２８】
　本発明によると、外部で液晶表示装置のセルギャップが変更しないようにして、高品質ディスプレーからなるようにすることができる。
【００２９】
　また、本発明による液晶表示装置の製造方法によると、アセンブリ工程でスペーサの密度及び断面積を体系的に算出することができることから滴下工程時の不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
　以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３１】
　図２は本発明の第１実施形態による完成された液晶表示装置用液晶パネルの母基板を図示した平面図であり、図３は図２でＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【００３２】
　図２及び図３に図示したように、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の製造工程での液晶注入工程及び基板結合工程を終了した一つの円板からなる液晶パネル母基板１１０は同時に複数個の液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４を有する。例えば、図２のように、対向する二つの基板１２０、１３０及び基板１２０、１３０間に注入されている液晶層１４０を含む液晶パネル母基板１１０にはａ及びｂの点線に定義される４つの液晶表示パネルが作られ、各々の液晶表示パネルは画像が表示されるディスプレー領域を有する。また、各々の液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４には二つ基板１２０、１３０を平行に支持しているスペーサ１５０を含み、注入された液晶層１４０は二つ基板１１０、１２０の縁に形成されている液晶フェンス１６０により封印されている。
【００３３】
　図３に示すように、スペーサ１５０は相異なるテーパ角を有するテーパ構造で形成され、二つの基板１２０、１３０と接して二つの基板１２０、１３０を支持している。
【００３４】
　ここで、スペーサ１５０は液晶フェンス１６０に隣接する液晶表示パネル１０１の縁に液晶表示パネル１０１の中央に行くほど漸進的に減少するテーパ角（θ１＞θ２＞θ３）を有する。液晶表示パネル１０１の中央に位置するスペーサ１５０のテーパ角と液晶表示パネル１０１の縁に位置するスペーサ１５０のテーパ角の差異（θ１−θ３）は４０°を越えないことが望ましい。
【００３５】
　スペーサの変形率は上部直径と下部直径を掛けた値に反比例する。したがって、ディスプレー領域の中央部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径を掛けた値は、ディスプレー領域の外側部に形成されたスペーサの上部直径と下部直径の掛けた値より大きくなければならない。
【００３６】
　このような、本実施形態による構造では液晶表示パネル１０１の中央部に行くほど漸進的にスペーサ１５０のテーパ角が小さくて相対的に変形率が小さく、液晶表示パネル１０１の縁部に行くほど漸進的に圧縮応力に対する変形率が液晶表示パネル１０１の中央部と比較して相対的に大きくて、スペーサ１５０は全面にわたって圧縮応力に対する変形が殆ど同一となり、二つの基板１２０、１３０の間隔を均一に維持することができる。
【００３７】
　一方、二つの基板１２０、１３０を平行に指示するために液晶フェンス１６０もスペーサとして使用することもできる。
【実施例２】
【００３８】
　図４は本発明の第２実施形態による液晶表示装置用液晶パネルの構造を図示した断面図である。本実施形態はスペーサの形状を除くと、実施形態１と同一である。したがって、同一部材については実施形態１と同一の参照符号を使用し、その重複された説明は省略する。
【００３９】
　図４に示すように、本実施形態によると、スペーサ１７０が相異なる面積で二つの基板１２０、１３０と接して二つ基板１２０、１３０を支持している。ここで、液晶フェンス１６０に隣接する液晶表示パネル１０１の縁で液晶表示パネル１０１の中央に行くほどスペーサ１７０は二つの基板１２０、１３０を広い面積で接して支持している。これは、液晶表示パネル１０１の中央部と縁部でスペーサ１７０が圧縮応力に対する変形量を殆ど同一に有するように圧力応力に対する変形率を異なるようにするためである。したがって、中央部に位置するスペーサ１７０より縁部に位置するスペーサ１７０の圧縮に対する変形率が相対的に大きくなるように、ディスプレー領域の中央部からディスプレー領域の縁部に至るほどスペーサ１７０が漸進的に二つの基板１２０、１３０を狭い面積で支持して、結果的に二つの基板１２０、１３０を支持するスペーサ１７０の変形量が全体的に殆ど同一になるようにようにする。ここで、スペーサ１７０のテーパ角は同一であるが、他のテーパ角で構成することもできる。
【００４０】
　図３及び図４に示すように、外部でスペーサ１５０、１７０の接触面に垂直に作用する圧縮応力に対する変形量（δ）は上部接触面の直径（Ｄ１）と下部接触面（Ｄ２）の直径とを掛けた値に反比例する。これに対しては、以後に数式１を具体的に説明する。
【００４１】
【数１】
2004078226.tif 000003
　ここで、Ｐはスペーサ１５０、１７０に加えられた圧縮応力であり、Ｌ0はスペーサ１５０、１７０の高さであり、Ｅはスペーサ４００の弾性係数である。
【００４２】
　ここで、均一なセル間隔を維持するために、ディスプレー領域の縁部に位置するスペーサ１５０、１７０の変形率（δedge）はディスプレー領域の中央部に位置するスペーサ１５０、１７０の変形率（δcenter）より大きくなければならないので、δedge／δcenter＞１と同一条件式が成立する。また、中央部に位置するスペーサ１５０、１７０の変形量は縁部に位置するスペーサ１５０、１７０より０．１μｍ程度大きいので、δedge＜δcenter＋０．１と同一な条件式が成立する。２つの条件式を結合し、変形量を接触面積の直径（Ｄcenter-1、Ｄcenter-2、Ｄedge-1、Ｄedge-2）により示すと、次の数式２を満足する必要がある。
【００４３】
【数２】
2004078226.tif 000004
　また、接触面の直径を掛けた値は接触面積に比例するので、数式２から次の数式３が得られる。
【００４４】
【数３】
2004078226.tif 000005
　したがって、前記の数式２または数式３を満足する場合、相異なる圧縮応力が適用される場合にも均一なセルギャップを維持することができる。
【００４５】
　前述したことから、同一構造を有するスペーサを利用する場合に、中央部での圧縮応力に対するセル間隔の変化量と、縁部での圧縮応力に対するセル間隔の変化量との間で差異ｄが発生するとすれば、中央部に配置されるスペーサと縁部に配置されるスペーサの配置密度をセル間隔の変化量の差異ｄに基づいて決定することにより、セル間隔を均一に維持することが可能となる。
【実施例３】
【００４６】
　図５は本発明の第３実施形態による液晶表示装置用液晶パネルの構造を図示した断面図である。本実施形態ではスペーサの高分子結合密度を除外すると、実施形態１と同一である。したがって、同一の部材に対しては実施形態１と同一の符号を使用し、その重複された説明は省略する。
【００４７】
　本実施形態による液晶表示装置用液晶パネルにおいては、スペーサ１８０は同一な形態と接触面積を有しているが、配置される位置により異なる変形率を有しており、このために有機物質からなるスペーサ１８０はそれぞれ異なる高分子結合密度（ｐｏｌｙｍｅｒ　ｌｉｎｋｉｎｇ　ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する。即ち、ディスプレー領域の中央部に位置するスペーサ１８０は縁部に位置するスペーサ１８０より圧縮応力に対する変形率が相対的に小さくなるように、ディスプレー領域の中央部に位置するスペーサ１８０は相対的にディスプレー領域の縁部に位置するスペーサ１８０より高い高分子結合密度を有し、高分子結合密度は中央部から縁部に行くほど漸進的に減少する。
【００４８】
　スペーサ１８０の高分子結合密度を変化させるためには、露光エッジを調節する方法があるが、これは液晶パネルの製造工程中マスクを利用するフォトリソグラフィ工程において露光及び現像工程によりスペーサ１８０を形成する時、露光エネルギーを増加させて高い高分子結合密度を有する可撓性スペーサ１８０を形成するか、露光エネルギーを減少させて低い高分子結合密度を有する軟性のスペーサ１８０を形成する。画面表示部の中央部に位置するスペーサ１８０は縁部に位置するスペーサ１８０より剛性が高いので、圧縮応力に対する変形量が相対的に小さくＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００の間隔を均一に支持することができる。
【００４９】
　図６は露光エネルギーの変化に対して多様な圧縮応力によるスペーサ変形量を図示したグラフである。
【００５０】
　ここで用いたスペーサ１８０は、４．５μｍの高さを有し、２．５μｍの断面直径を有する円柱状で形成した。
【００５１】
　図６によれば、露光エネルギーを変化させることにより、スペーサの圧縮応力に対する変形量が異なることが明らかであり、露光エネルギーを増加させることによりスペーサの変形量が減少することがわかる。また、同一の露光エネルギーに対して圧縮応力を増加したり、減少しながらスペーサに対する変形量を測定した結果、ヒステリシス曲線となることが示された。ここで、露光エネルギーが１００ｍＪである場合にスペーサの変形量は０．７４６μｍ程度であり、露光エネルギーが３００ｍＪである場合にスペーサの変形量は０．６２μｍ程度として、これらの差異は０．１３μｍ程度である。したがって、２００ｍＪ程度の範囲で露光エネルギーを変化させながら、変形率を調節してスペーサを形成することにより、セル間隔を均一に維持することができる。
【００５２】
　図７は露光エネルギーの変化によるスペーサの変形量と弾性係数を示すグラフである。
【００５３】
　図７で弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ　Ｍｏｄｕｌｕｓ）は弾性領域でスペーサの単位面積に対して外部から加えられた力、即ち、圧力応力で表現することができる。弾性係数を変化させる要因としては、いろいろなものがあるが、本実施形態では露光エネルギーの変化に対して弾性係数を測定したものである。弾性係数が大きい場合、同一の圧縮応力に対して変形量が小さいということを意味し、同一の変形量に対して弾性係数が大きい場合には、加えられた圧縮応力が大きいということを意味する。図７に示すように、露光エネルギーを増加させると、スペーサの剛性が高くなり弾性係数が増加することがわかる。したがって、スペーサの弾性係数を変化させてセル間隔を均一に維持することができ、画面表示部の中央部に位置するスペーサが画面表示部の縁部に位置するスペーサと同一の変形量を有するように形成するためには、ディスプレー領域の中央部に近いスペーサが縁部に位置するスペーサより１００Ｎ／ｍｍ2範囲で漸進的に大きい弾性を有するように形成しなければならないことが分かる。
【００５４】
　図２及び図５に示すように、このような本実施形態による液晶表示装置用液晶パネルの製造方法で、液晶パネルの母基板１２０は液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４の単位に分離されない状態で液晶層１４０を注入することができ、分離した後に液晶層１４０を注入することも可能である。
【００５５】
　滴下方式により液晶層１４０を形成する場合、液晶パネル母基板１１０から液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４を分離する前に液晶層１４０を形成する。
【００５６】
　一方、真空注入方式により液晶層１０４を形成する場合、液晶パネル母基板１１０から液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４を分離した後に液晶層１４０を形成する。
【００５７】
　図２の図面符号ａ及びｂは液晶注入及び基板結合工程を終わった後、液晶パネルの母基板を液晶表示パネルに分離するための切断線を示すものである。
【００５８】
　このような液晶パネル母基板１１０の二つの基板１２０、１３０のうちの一方は、互いに交差して画素領域を定義する走査信号または映像信号のような電気的な信号を伝達するための複数のゲート配線とデータ配線、ゲート配線及びデータ配線と電気的に接続されており、映像信号を制御するためのスイッチング素子である薄膜トランジスター、液晶分子を駆動するために画素電圧が伝達される画素電極が形成されている薄膜トランジスターアレイ基板であり、他方は画素電極と向き合って液晶分子を駆動するための電場を形成する共通電極及び画像を表示する際に要求される色相を表示するための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタが画素領域に順次に形成されている対向基板である。ここで、カラーフィルタまたは共通電極は薄膜トランジスター基板と同一である基板に形成することができる。
【実施例４】
【００５９】
　図８は本発明の第４実施形態による液晶表示装置の構造を図示した配置図であり、図９は図８に図示した液晶表示装置をＢ−Ｂ′線に沿って切断した断面図である。
【００６０】
　図８及び図９に示すように、ＴＦＴ基板２１０には基板１２０上に低抵抗を有する導電物質からなる導電膜を含むゲート配線と維持電極線２２０がテーパ構造で形成されている。ゲート配線は横方向に伸びているゲート線２３０、ゲート線２３０の端部に接続され、外部からゲート信号の印加を受けてゲート線に伝達するゲートパッド（またはゲートライン縁端）２３５及びゲート線２３０に接続されている薄膜トランジスターのゲート電極２３７を含む。ここでは維持電極線２２０が別途形成されているが、ゲート線２３０の一部を延長しその後に形成される画素電極２４０と重畳させて画素の電荷保存能力を向上させる維持蓄電器の一つの電極として利用することもできる。ここで、電荷保存能力が足りない場合に、ゲート配線と分離された維持配線を追加することもできる。
【００６１】
　基板１２０上には窒化珪素（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁膜２５０がゲート配線を覆っている。
【００６２】
　ゲート電極２３７のゲート絶縁膜２５０上部には非晶質ケイ素などの半導体からなる半導体層２６０が形成されており、半導体層２６０の上部にはシリサイドまたはｎ形不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質ケイ素などの物質からなる抵抗接触層２７３、２７６が各々形成されている。
【００６３】
　抵抗接触層２７３、２７６またはゲート絶縁膜２５０上には低抵抗を有する導電物質からなる導電膜を含むデータ配線が形成されている。データ配線は、縦方向で形成されてゲート線２３０と交差して画素領域を定義するデータ線２８０、データ線２８０に接続されて抵抗接触層２７３の上部まで延びているソース電極２８３、データ線２８０の一側縁に接続されており、外部からの画像信号の印加を受けるデータパッド２８７、ソース電極２８３と分離されており、ゲート電極２３７に対してソース電極２８３の反対側抵抗接触層２７６上部に形成されているドレーン電極２８６を含む。また、データ配線は維持容量を向上させるために維持電極線２２０と重畳されており、以後に形成される画素電極２４０と電気的に接続されている維持蓄電器用導電体パターンを含む構成とすることができる。
【００６４】
　データ配線及び半導体層２６０上部には平坦化特性が優れて感光性を有する有機物質またはａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ：Ｈなどを含む低誘電率絶縁物質の保護膜２９０が形成されている。ここで、保護膜２９０は窒化ケイ素からなる絶縁膜をさらに含む構成とすることができ、このような場合に絶縁膜は有機絶縁膜の下部に位置して半導体層２６０を直接覆うことが望ましい。また、ゲートパッド２３５及びデータパッド２８７が位置するパッド部において有機絶縁物質を完全に除去することが望ましいが、このようなパット部の構造はゲートパッド２３５及びデータパッド２８７の上部に走査信号及び映像信号を各々伝達するために、薄膜トランジスター基板の上部にゲート駆動集積回路及びデータ駆動集積回路を実装するＣＯＧ（ｃｈｉｐ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ）方式の液晶表示装置に適用する時、特に有利である。
【００６５】
　保護膜２９０にはドレーン電極２８６及びデータパッド２８７を各々露出する接触孔３０２、３０５が形成され、ゲート絶縁膜２５０と共にゲートパッド２３５を露出する接触孔３０７が形成されている。
【００６６】
　保護膜２９０上部には、接触孔３０２を通じてドレーン電極２８６と電気的に接続され、画素領域に位置し、透明な導電物質であるインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）からなる画素電極２４０が形成されている。また、保護膜２９０上には、接触孔３０２、３０５を通じて各々ゲートパッド２３５及びデータパッド２８７と接続されている補助ゲートパッド３１２及び補助データパッド３１７が形成されている。ここで、補助ゲートパッド３１２及び補助データパッド３１７はゲートパッド２３５及びデータパッド２８７を保護するためのものであり、必ず必要とするものではない。
【００６７】
　一方、ＴＦＴ基板２１０と対向するカラーフィルタ基板４００には、透明な基板４１０上部に画素領域に開口部を有するブラックマトリックス４２０が形成されており、各々の画素領域には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４３０が順次に形成され、その上部には画素電極２４０と向き合って液晶の液晶分子を駆動するための共通電極４４０が全面に形成されている。
【００６８】
　ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００の間には液晶層５００が形成され、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００間の間隔を均一に支持するスペーサ１５０が形成されている。ここで、スペーサ１５０は実施形態１乃至実施形態３を通じて提示した形態を有し、これらの組合で形成することもできる。
【００６９】
　液晶層５００の液晶分子は、正の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００に平行である状態でＴＦＴ基板２１０でカラーフィルタ基板４００に至るまで螺線形で捩じれて配列されているツイステッドネマチック方式（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ　ｍｏｄｅ）とすることができ、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００に対して垂直に配列されている垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌ　ａｌｉｇｎｅｄ　ｍｏｄｅ）とすることができ、ＴＦＴ基板２１０の中心面に対して対称的にベント配列を有するＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードとすることができる。
【００７０】
　図１０は本発明の第４実施形態による液晶表示装置の構造を図示した断面図であり、図１１は本発明の第４実施形態による液晶表示装置でスペーサの位置を示した配置図である。
【００７１】
　図１０は図９のスペーサがカラーフィルタ基板に形成されたことを図示した概念図である。
【００７２】
　図１０に示すように、このような本実施形態による液晶表示装置ではＴＦＴ基板２１０上部にスペーサ１５０が形成されているが、カラーフィルタ基板４００に形成することもできる。
【００７３】
　ここで、スペーサ１５０はデータ線２８０の上部に位置するが、ゲート線２３０または薄膜トランジスターの上部に位置することもでき、ブラックマトリックス４２０に覆われる部分に位置することが望ましい。
【００７４】
　図１１は図１０のスペーサがカラーフィルタ基板に一定な間隔に配置されたことを図示した概念図である。
【００７５】
　図１１に示すように、スペーサ１５０は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素間のうち同一の画素間に一定の間隔で位置することが望ましい。即ち、図１１に示すように、スペーサ１５０は青色及び赤色（Ｂ、Ｒ）間に一定の間隔で配置されている。
【実施例５】
【００７６】
　以下、本発明の第５実施形態による液晶表示装置用液晶パネルを製造する方法について具体的に説明する。
【００７７】
　図１乃至図１１に示すように、液晶パネル母基板１１０のＴＦＴ基板２１０には低抵抗を有するゲート配線及びデータ配線と、薄膜トランジスター及び透明な導電物質または反射度を有する導電物質の画素電極２４０などを形成し、有機絶縁物質を積層し、フォトリソグラフィ工程によりパターニングして画素間にそれぞれ異なるテーパ角を有する、それぞれ異なる接触面積を有する、あるいはそれぞれ異なる高分子結合密度を有するスペーサ１５０を形成する。一方、カラーフィルタ基板４００に共通電極４４０及び赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４３０を形成する。上述したようにカラーフィルタ４３０または共通電極４４０は薄膜トランジスターと同一の基板に形成することもできる。ここで、その上にスペーサ１５０を形成しようとするＴＦＴ基板２１０はカラーフィルタ基板４００より１０％〜３０％程度大きいように形成することが望ましい。勿論、スペーサ１５０はＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００のうちのいずれか一つに形成しても差し支えない。このように、スペーサ１５０をフォトリソグラフィ工程で形成する場合には、スペーサ１５０を均一な位置に配置することができて、セル間隔を全体的に均一に維持することができ、薄いセル間隔を設計することができ、画素領域にスペーサ１５０が配置されることを防止することができるので、表示特性を向上させることができる。
【００７８】
　続いて、スペーサ１５０が形成されたＴＦＴ基板２１０またはカラーフィルタ基板４００の上部に液晶フェンス１６０を塗布する。ここで、液晶フェンス１６０は液晶注入口を有しないように閉曲線形態で形成し、熱硬化剤または紫外線硬化剤で形成することができ、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００の間隔を支持するためのスペーサを含む構成とすることができる。本発明の実施形態では液晶フェンス１６０に液晶注入口を形成しないために、正確な量に調節することが重要であり、液晶物質の量が多く、または少ない場合に発生する問題点を解決するために、液晶フェンス１６０は基板結合工程が終了しても液晶物質が充填されないバッファ領域を有する構成とすることもできる。また、液晶フェンス１６０は液晶層５００と反応しないように、液晶層５００と接する表面に反応防止膜を有する構成とすることができる。
【００７９】
　続いて、液晶フェンス１６０が形成されたＴＦＴ基板２１０またはカラーフィルタ基板４００のうちの一方の上部に液晶塗布器を利用して液晶を塗布するかあるいは滴下する。ここで、液晶塗布器は液晶表示パネル１０１に液晶を滴下ことができる注入器形態を有することができ、または、噴霧器形態を有することができる。液晶塗布器は液晶表示パネル１０１に液晶を散布する。
【００８０】
　続いて、真空チャンバからなる基板結合装置としてＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を移送した後、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００と液晶フェンス１６０により取り囲まれた空間を真空状態にし、大気圧によりＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を密着させて、所望のセルギャップにＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００の間隔を合わせた後、露光装置を利用して紫外線を照射して液晶フェンス１６０を完全に硬化させ、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を結合して液晶パネル母基板１１０を完成する。ここで、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を密着させたり、液晶フェンス１６０に紫外線を照射する工程中にもＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００は微細に調整することが望ましい。ここで、液晶表示パネル１０１の縁部には弾性を有しない液晶フェンス１６０とこれに混合されているスペーサがＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を支持しているが、大部分の液晶表示パネル１０１の内部領域は弾性に富んだスペーサ１５０がＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板２００を支持している。ここで、スペーサ１５０は液晶フェンス１６０に隣接する液晶表示パネル１０１の縁部で液晶表示パネル１０１の中央に行くほど漸進的に減少するテーパ角を有することができる。液晶表示パネル１０１の中央に位置するスペーサ１５０のテーパ角と液晶表示パネル１０１、１０２、１０３、１０４の縁部に位置するスペーサ１５０のテーパ角の差異は４０°を超えないことが望ましい。また、スペーサ１５０は液晶フェンス１６０に隣接する液晶表示パネル１０１の縁部で液晶表示パネル１０１の中央部に行くほどＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を広い面積で接して支持している。また、スペーサ１５０は同一の形態と接触面積であっても液晶表示パネル１０１の中央部に位置するスペーサ１５０は相対的に液晶表示パネル１０１の縁部に隣接するスペーサ１５０より漸進的に高い高分子結合密度を有し、１００Ｎ／ｍｍ2範囲で漸進的に大きい弾性係数を有しながら、ＴＦＴ基板２１０及びカラーフィルタ基板４００を均一な間隔で支持している。
【００８１】
　続いて、完成された液晶パネルを切断装置を利用して分離て液晶表示装置用液晶セルに分離する。
【実施例６】
【００８２】
　図１２は本発明の第６実施形態による液晶表示装置の断面図である。
【００８３】
　図１２に示すように、液晶表示装置６００は第１基板７００、第２基板８００、液晶９００及びスペーサ１０００とを含む。
【００８４】
　図１３は本発明の一実施形態による液晶表示装置の第１基板を図示した概念図である。
【００８５】
　図１３に示すように、第１基板７００は第１透明基板７１０、画素電極７２０、薄膜トランジスター７３０、ゲートライン７４０及びデータライン７５０により構成される。
【００８６】
　第１透明基板７１０は光透過率が高いガラス基板である。
【００８７】
　画素電極７２０は第１透明基板７１０にマトリックス状に複数個が形成される。画素電極７２０は第１透明基板７１０に極めて小さい面積単位で形成される。例えば、１７インチ液晶表示装置に形成された画素電極７２０は一実施形態として８８＊２６４μｍのサイズを有する。
【００８８】
　各画素電極７２０には外部で印加された映像信号に対応する画素電圧が個別的に印加される。
【００８９】
　薄膜トランジスター７３０は各画素電極７２０に画素電圧を指定された時間に印加する役割をする。各薄膜トランジスター７３０はゲート電極７３１、電子を供給するソース電極７３３、電子がドレーンされるドレーン電極７３５及びチャンネル層７３６により構成される。
ゲート電極７３１はチャンネル層７３６と絶縁するように第１透明基板７１０に形成される。チャンネル層７３６の上面には相互短絡されたソース電極７３３及びドレーン電極７３５が形成される。
【００９０】
　ゲートライン７４０は薄膜トランジスター７３０のチャンネル層７３６にチャンネルが形成されるようにする。これを具現するために、ゲートライン７４０はゲート電極７３１に接続される。ゲートライン７４０にはチャンネル層７３６にチャンネルを形成するに適しているスレッショルド電圧（Ｖｔｈ）が印加される。
【００９１】
　データライン７５０は薄膜トランジスター７３０のチャンネル層７３６を経て画素電極７２０に階調電圧が印加されるようにソース電極７３３と接続される。ソース電極７３３には階調電圧（ｇｒａｙ　ｖｏｌｔａｇｅ）が印加される。
【００９２】
　図１４は本発明の第６実施形態による第２基板を図示した概念図である。
【００９３】
　図１４に示すように、第２基板８００は第２透明基板８１０、カラーフィルタ８２０及び共通電極８３０を含む。第２基板８００は図１３に図示された第１基板７００と対向する関係を有する。
【００９４】
　第２透明基板８１０は光透過率が高いガラス基板である。第２透明基板８１０にはカラーフィルタ８２０が形成される。カラーフィルタ８２０はレッドカラーフィルタ８２２、グリーンカラーフィルタ８２４及びブルーカラーフィルタ８２６により構成される。レッドカラーフィルタ８２２は光のうちレッド波長の光を通過させ、グリーンカラーフィルタ８２４は光のうちグリーン波長の光を通過させ、ブルーカラーフィルタ８２６は光のうちブルー波長の光を通過させる。
【００９５】
　共通電極８３０はカラーフィルタ８２０が覆われるように第２透明基板８１０の全面に形成される。共通電極８３０は図１３に図示された第１基板７００に形成された画素電極７２０と対向する。
【００９６】
　図１３及び図１４に図示された第１基板７００及び第２基板８００は図１２に図示されたように液晶９００が注入された状態で相互にアセンブリされる。
【００９７】
　ここで、第１基板７００及び第２基板８００は均一なセルギャップ（ｃｅｌｌ　ｇａｐ）で構成することにより、高品質ディスプレーを実現することができる。
【００９８】
　スペーサ１０００は第１基板７００及び第２基板８００の間に配置されて均一なセルギャップを有するようにする。
【００９９】
　望ましくは、スペーサ１０００は光によりパターニングされるフォトレジスト物質で形成されるフォトレジスト薄膜をパターニングして形成されるリジッドスペーサ（ｒｉｇｉｄ　ｓｐａｃｅｒ）である。
【０１００】
　図１５は本発明の第６実施形態により第２基板に形成されたスペーサを図示した概念図である。
【０１０１】
　図１５に示すように、スペーサ１０００は第２基板８００の全面積にわたって複数個が形成される。図１５には説明の便宜のために３つのみを図示したが、実際でスペーサ１０００は例えば、１７インチ液晶表示装置の場合、１００万程度が第２基板８００にマトリックス状で形成される。
【０１０２】
　第２基板８００に形成されたスペーサ１０００は、第１基板７００と結合されたとき、画素電極７２０間に配置される位置に形成される。これはスペーサ１０００が画素電極７２０上に配置される場合、解像度及び輝度を大きく低下させ、液晶の配列を妨害してディスプレー品質を低下させるためである。
【０１０３】
　図１５に示すように、このような配置を有するスペーサ１０００は第２基板８００に接触する第２接触面１０１０及び第１基板７００に接触される第１接触面１０２０を有する柱状で構成される。
【０１０４】
　スペーサ１０００は第１基板７００及び第２基板８００に加えられる外部圧力により圧縮率が変更され、スペーサ１０００の圧縮率が変更されるにより、第１基板７００及び第２基板８００のセルギャップが変更される。
【０１０５】
　第１基板７００及び第２基板８００に加えられる外部圧力は大気圧及び自重による圧力である。
【０１０６】
　図１６は本発明の第６実施形態によりスペーサに加えられる圧力分布を図示したグラフである。
【０１０７】
　一般に、第１基板７００が下部に配置され、第２基板８００が上部に配置される場合、第２基板８００には図１６のグラフＡに図示したように、第２基板８００の一側エッジＤから第２基板８００の中央Ｅ及び第２基板８００の他側エッジＦにわたって同一の大気圧が作用する。また、第２基板８００には大気圧だけでなく、第２基板８００の自重による圧力が加えられる。第２基板８００の自重による圧力により第２基板８００にはグラフＢのような圧力分布が発生する。
【０１０８】
　図１６のグラフＢを参照すると、第２基板８００の自重による圧力は第２基板８００のエッジＤ部分から第２基板８００の中央部分Ｅ部分に向かうほど連続的に増加する。また、第２基板８００の自重による圧力は第２基板８００の中央Ｅ部分から第２基板８００の他側エッジＦに向かうほど連続的に減少する。
【０１０９】
　結局、第２基板８００の中央Ｄ部分で第２基板８００を加圧する圧力は第２基板８００の一側エッジＤ及び第２基板８００の他側エッジＦで第２基板８００を加圧する圧力より大きい。
【０１１０】
　液晶表示装置にサイズが同一であるコラムスペーサを使用する場合、図１６のグラフＢによると、第２基板８００の中央部分には凹んだ反りが発生する。第２基板８００の中央部分に凹んだ反りが発生する場合、第２基板８００の中央部分で第１基板７００とからなるセルギャップは第２基板８００のエッジ部分で第１基板７００とからなるセルギャップより小さくなる。
【０１１１】
　これを克服するためには、第２基板８００の中央部分に配置されたスペーサの面積を第２基板８００のエッジ部分に配置されたスペーサの面積より大きく形成する方法も可能である。しかし、このような方法は図１３に図示された画素電極７２０の間の間隔が考慮されなければならない。したがって、このような方法は画素電極７２０の間の間隔により実施が制限され、最近に画素電極７２０の間隔が段々減少される場合、実施が困難であるという短所を有する。
【０１１２】
　第２基板８００に図１６のグラフＢに図示されるように、各位置に異なる圧力が加えられても第１基板７００及び第２基板８００からなるセルギャップを同一にするためには、第２基板８００に加えられる圧力分布に相応してスペーサ１０００の形状を変更する方法が望ましい。
【０１１３】
　これを具現するために、図１５に示すように、第２基板８００のうちの自重による圧力が相対的に少ないエッジ部分Ｄ、Ｆ及び第２基板８００のうちの自重による圧力が相対的に大きい中央部分Ｅでのスペーサは相異なる形状を有する。
【０１１４】
　一実施形態として、第２基板８００のうちの自重による圧力が相対的に小さいエッジＤ、Ｆ部分に配置されたスペーサ１０００の第１接触面１０２０の面積は第２接触面１０１０の面積より小さく具現される。
【０１１５】
　ここで、第１接触面１０２０の面積は外部圧力、スペーサ１０００の固有の弾性係数及びスペーサ１０００の高さにより容易に算出される。
【０１１６】
　ここで、スペーサ１０００の第１接触面１０２０の面積はスペーサ１０００が第２基板８００の中央部分Ｅからエッジ部分Ｄ、Ｆ側に近く配置されるほど減少される。これは第２基板８００の自重による圧力が第２基板８００のエッジＤ、Ｆから中央部分Ｅに行くほど連続的に増加するためである。
【０１１７】
　図１７乃至図１９は本発明の一実施形態により第２基板のエッジから第２基板の中央間にマトリックス状に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【０１１８】
　図１７乃至図１９に示すように、第２基板８００のエッジＤ、Ｆから第２基板８００の中央Ｅ間にマトリックス状に配置された複数個のスペーサ１０００は、第１接触面１０２０の面積が第２接触面１０１０の面積より小さい円錐台、四角錐台及び多角錐台形状を有することができる。
【０１１９】
　図２０乃至図２２は本発明の一実施形態により第２基板の中央に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【０１２０】
　図１５を参照すれば、スペーサ１０００の第１接触面１０２０の面先は第２基板８００の中央部分で最大になり、エッジ領域での第１接触面１０２０の面積は第２接触面１０１０の面積より小さくなる。
【０１２１】
　これとは異なって、第２基板８００に配置されたスペーサの第１接触面１０１０の面積及び第２接触面１０２０の面積比率(第１接触面１０２０の面積/第２接触面１０１０の面積)は第２基板８００のエッジ領域で小さく、第２基板８００のエッジ領域から第２基板８００の中央に向かうほど大きく形成することができる。
【０１２２】
　この時、第２基板８００に配置されたスペーサの第１接触面１０２０の面積及び第２接触面１０１０の面積の比率（第１接触面１０２０の面積／第２接触面１０１０の面積）は第２基板８００に加えられる自重による圧力の強さにより段々変化されるようにする。
【０１２３】
　このように、相異なる形状を有するスペーサを第１基板７００及び第２基板８００に形成することにより第２基板８００のエッジに配置されたスペーサ及び第２基板８００の中央に配置されたスペーサの圧縮率は互いに同一になる。これにより、第１基板７００及び第２基板８００間のセルギャップも同一になる。
【０１２４】
　図２３は本発明の第６実施形態によりスペーサが形成された第２基板のエッジに液晶フェンスが形成されたことを図示した概念図である。
【０１２５】
　図２３に示すように、スペーサ１０００が形成された第２基板８００のエッジには再び液晶フェンス８５０が形成される。
【０１２６】
　液晶フェンス８５０は紫外線硬化物質が含まれて紫外線に硬化される。液晶フェンス８５０は第２基板８００のエッジに沿って閉ループ形状で形成され、第２基板８００に液晶が格納される空間を提供する。
【０１２７】
　図１２に示すように、液晶９００は第２基板８００に形成された液晶フェンス８５０の内部に滴下方式で重填される。
【０１２８】
　第２基板８００に液晶９００を滴下した状態で第２基板８００は第１基板７００とアセンブルされ、液晶フェンス８５０に紫外線が走査され、液晶フェンス８５０により第１基板７００及び第２基板８００は相互堅固に付着される。
【０１２９】
　以下、添付された図面を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明する。
【０１３０】
　図２４は本発明の第６実施形態により液晶表示装置の第１基板を製作する過程を図示した工程図である。
【０１３１】
　図２４に示すように、第１透明基板７１０には薄膜トランジスター製造工程によりゲート電極７３１、ソース電極７３３、チャンネル層７３６及びドレーン電極７３５を含む薄膜トランジスター７３０が製造される。
【０１３２】
　ここで、薄膜トランジスター７３０は図１３に図示したように第１透明基板７１０にマトリックス状に配置される。
【０１３３】
　第１透明基板７１０にマトリックス状に配置された薄膜トランジスター７３０のドレーン電極７３５には画素電極７２０が形成される。画素電極７２０は透明なインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）で形成される。
【０１３４】
　図２５は本発明の第６実施形態により液晶表示装置の第２基板を製造する過程を図示した工程図である。
【０１３５】
　図２５に示すように、第２透明基板８１０には薄膜製造工程によりレッドカラーフィルタ８２２、グリーンカラーフィルタ８２４及びブルーカラーフィルタ８２６がマトリックス状に配置される。
【０１３６】
　レッドカラーフィルタ８２２、グリーンカラーフィルタ８２４及びブルーカラーフィルタ８２６の表面には透明であり、かつ導電性であるインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）で共通電極８３０が形成される。
【０１３７】
　図２６は本発明の第６実施形態により第２基板のスペーサを形成する過程を図示した工程図である。
【０１３８】
　図２６に示すように、第２基板８００にスペーサを形成するために、まず、共通電極８３０が形成された第２透明基板８１０の表面にはフォトレジスト物質をスピンコーティングなどの方法により塗布してフォトレジスト薄膜８４０を形成する。
【０１３９】
　第２透明基板８１０にフォトレジスト薄膜８４０が形成された状態で、フォトレジスト薄膜８４０はソフトベークなどにより１次キュアリングが行われる。
【０１４０】
　１次キュアリングされたフォトレジスト薄膜８４０の上部には露光パターン８４３が形成されたパターンマスク８４５が整列される。
【０１４１】
　パターンマスク８４５によりフォトレジスト薄膜はパターニングされる。
【０１４２】
　図２７は本発明の第６実施形態により第２基板に形成されたスペーサを図示した概念図である。
【０１４３】
　以下、パターニングされたフォトレジスト薄膜８４０をスペーサ１０００と称する。スペーサ１０００は第２基板８００に島（ｉｓｌａｎｄ）形状に残る。
【０１４４】
　ここで、スペーサ１０００は第２基板８００が第１基板７００にアセンブリされた時、画素電極７２０の間に配置される位置に形成される。
【０１４５】
　ここで、パターンマスク８４５の露光パターン８４３のパターン形状は精密に調節されてスペーサ１０００の形状が少しずつ異なるように形成される。このようなフォトレジストパターニング技術は薄膜製造工程により可能である。
【０１４６】
　スペーサ１０００は第１基板７００に接触する第１接触面１０２０及び第２基板８００に接触される第２接触面１０１０を有する柱状である。島形状を有するスペーサ１０００の形状は第２基板８００の中央部からエッジに至るまで段々変形される。
【０１４７】
　具体的に、第２基板８００に配置されたスペーサ１０００の形状は第２基板８００に接触された第２接触面１０１０の面積が一定な状態で第２基板８００の中央から第２基板８００のエッジ側に行くほど第１接触面１０２０の面積が段々減少する傾向を有する。
【０１４８】
　ここで、第１接触面１０２０の面積が段々減少するスペーサ１０００は図１７乃至図１９に図示されたように、円錐台、四角錐台及び多角錐台形状を有する。
【０１４９】
　一方、スペーサ１０のうちの第２基板８００の中央に形成されたスペーサ１０９９は第１接触面１０２０の面積及び第２接触面１０１０の面積が同一である。
【０１５０】
　第１接触面１０２０及び第２接触面１０１０の面積が同一であるスペーサ１０００は図２０乃至図２２に図示したように円柱、四角柱及び多角柱状を有する。
【０１５１】
　図２８は本発明の第６実施形態により第２基板に形成された液晶フェンスに注入されたことを図示した概念図である。
【０１５２】
　図２８に示すように、第２基板８００に島形状のスペーサ１０００を形成した後には、第１基板７００または第２基板８００のエッジに沿って液晶フェンス８５０が形成される。
【０１５３】
　第１基板７００または第２基板８００のエッジに液晶フェンス８５０が形成された後には、液晶９００が液晶フェンス８５０の内部に滴下方式に滴下される。
【０１５４】
　本実施形態では第２基板８００に液晶フェンス８５０が形成される。
【０１５５】
　図１２に示すように、液晶９００が滴下されて注入された第２基板８００には第１基板７００がアセンブリされて液晶表示装置が製造される。ここで、第１基板７００及び第２基板８００のセルギャップの偏差は０．１５μｍ以下になるようにする。
【実施例７】
【０１５６】
　図２９は本発明の第７実施形態による液晶表示装置の断面図である。
【０１５７】
　図２９に示すように、液晶表示装置１５００は第１基板１１００、スペーサ１２００、液晶１３００及び第２基板１４００を含む。
【０１５８】
　図３０は本発明の第７実施形態による液晶表示装置の第１基板を図示した平面図である。
【０１５９】
　図２９及び図３０に示すように、第１基板１０００は透明基板１１１０、ブラックマトリックス１１２０、カラーフィルタ１１３０、第１電極１１４０及び液晶密封フェンス１１５０を含む。
【０１６０】
　透明基板１１１０はブラックマトリックス１１２０、カラーフィルタ１１３０及び第１電極１１４０を支持するためのベースの役割をする。
【０１６１】
　ブラックマトリックス１１２０は光吸収率が高いクロム（Ｃｒ）またはクロム酸化膜（ＣｒＯ２）物質を透明基板１１１０の全面積にわたって塗布及びパターニングして形成される。ここで、ブラックマトリックス１１２０は透明基板１１１０に格子形状で形成される。図２９に示すように、ブラックマトリックス１１２０は第２基板１４００の画素電極と画素電極との間から光漏洩を防止する。
【０１６２】
　カラーフィルタ１１３０は格子形状を有するブラックマトリックス１１２０により取り囲まれた内部領域毎に一つずつ形成される。カラーフィルタ１１３０はレッド波長の光が通過するようにするレッドカラーフィルタ１１３２、グリーン波長の光が通過するようにするグリーンカラーフィルタ１１３４及びブルー波長が通過されるようにするブルーカラーフィルタ１１３６により構成される。カラーフィルタ１１３０のエッジにはブラックマトリックス１１２０上に形成される。
【０１６３】
　図２９に示すように、第１電極１１４０はカラーフィルタ１１３０が覆われるように透明基板１１１０の全面積にわたって形成される。第１電極１１４０にはレファレンス電圧が印加される。
【０１６４】
　図３１は図３０のＣ−Ｃ′に沿って切断した断面図である。
【０１６５】
　図３０または図３１に示すように、スペーサ１２００は第１基板１１００に形成されたブラックマトリックス１１２０の上部に該当する第１電極１１４０の上面に第１高さ（Ｈ１）で形成される。ここで、スペーサ１２００は望ましい一実施形態として第１端部１２１０、第２端部１２２０及び円周面を有する円柱状である。第１端部１２１０はスペーサ１２００のうちの第１電極１１４０と接触し、第２端部１２２０は第１端部１２１０と対向する関係を有する。
【０１６６】
　円柱状のスペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）は図面符号Ｈ２に図示された許容液晶セルギャップより高く形成される。一方、一部円柱状のスペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）が許容液晶セルギャップ（Ｈ２）以下に設定されると、そのようなスペーサ１２００はセルギャップ調節機能を失う。
【０１６７】
　ここで、スペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）を許容液晶セルギャップ（Ｈ２）より高く形成することは、第１基板１１００に液晶１３００が滴下された状態で図２９に図示した第２基板１４００が結合された時、第２基板１４００によりスペーサ１２００が圧縮されて第１高さ（Ｈ１）が減少するためである。
【０１６８】
　ここで、スペーサ１２００の圧縮量は各スペーサ１２００の単位面積、個数及び弾性係数と密接した関係がある。
【０１６９】
　まず、弾性係数を考慮しない時、スペーサ１２００の圧縮量は各スペーサ１２００の単位面積及び個数により決定される。
【０１７０】
　まず、スペーサ１２００はカラーフィルタ１１３０の個数に一対一に対応する個数でブラックマトリックス１１２０の上部に該当する第１電極１１４０に形成される。これは各スペーサ１２００の単位面積を決定するためのものである。各スペーサ１２００の単位面積が決定された後には、スペーサの単位面積を勘案してスペーサの個数を自由に調節することができる。
【０１７１】
　ここで、スペーサ１２００の単位面積が非常に小さくてスペーサ１２００が多く圧縮される場合、スペーサ１２００は第１基板１１００に無理な力を加えることになる。これにより、第１基板１１００の第１電極１１４０の破損、ブラックマトリックス１１２０の割れ及びスペーサ１２００自ずからを破損させるおそれがある。
【０１７２】
　一方、スペーサ１２００の単位面積が非常に大きくてスペーサ１２００が圧縮される場合、図２９に図示された第１基板１１００及び第２基板１４００間には液晶１３００が充填されないアン−フィル領域（ｕｎ−ｆｉｌｌｅｄ　ａｒｅａ）が発生するおそれがある。アン−フィル領域は液晶を利用したディスプレーにおいて、致命的な不良を発生させる。
【０１７３】
　上述したように、スペーサ１２００の圧縮量が非常に多く、または非常に小さい場合、致命的な不良が発生し得るので、スペーサ１２００の単位面積は極めて慎重に精密に考慮されなければならない。
【０１７４】
　以下、スペーサの単位面積及び密度を算出する方法を説明する。
【０１７５】
　スペーサ１２００の単位面積はコンピュータシミュレーションにより算出されるが、スペーサの単位面積を算出するためには比較パネルを必要とする。
【０１７６】
　一実施形態として、比較パネルは１７インチＳＸＧＡ解像度を有するカラー液晶表示パネルである。比較パネルは８８＊２６４μｍのカラーフィルタ面積（カラーフィルタ面積とピクセル面積は殆ど類似）を有する。比較パネルでのブラックマトリックスの幅は１２〜３２μｍであり、比較パネルでは１２のカラーフィルタ当りに１つのスペーサが形成される。比較パネルで１２のカラーフィルタ当りに１つで形成されたスペーサ面積は約５００μｍ2であり、スペーサの直径は２５．２μｍであり、円柱状を有する。ここで、比較パネルでのスペーサの弾性係数は４８７Ｎ／ｍｍ2である。
【０１７７】
　このような仕様を有する比較パネルで１つのカラーフィルタ当りにスペーサを形成するためには、１２のカラーフィルタ当りに１つが形成されたスペーサの面積を５００μｍ2をカラーフィルタの個数である１２に分けると、約４１．７μｍ2程度である。ここで、４１．７μｍ2は１つのカラーフィルタ当りに１つが形成されたスペーサの“単位面積”である。
【０１７８】
　このような比較パネルの仕様により比較パネルより大きい目的液晶表示パネルに形成されるスペーサの単位面積と密度を決定することができる。
【０１７９】
　巨視的な立場で、スペーサの密度を増加させることと断面積を増加させることは、同一の効果を奏すので、下の数式４に定義されるスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡを定義する。スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは外部変形に対するスペーサの変形の程度に理解され得る。
Ａ＝ａ＊Ｂ＊Ｃ　・・・　（数式４）
　〈数式４〉でＡはスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターであり、係数ａは（比較パネルカラーフィルタ面積）／（目的パネルカラーフィルタ面積）であり、Ｂはスペーサの単位面積であり、Ｃは単位カラーフィルタ当りに形成されたスペーサの個数（即ち、スペーサの密度）である。例えば、１２つのカラーフィルタ当りに形成されたスペーサが１つである場合、Ｃは寸法的に１／１２である。ここで、スペーサの弾性係数は４８７Ｎ／ｍｍ2である。
【０１８０】
　ここで、〈数式４〉でＢ＊Ｃは常に一定な値を有する。例えば、Ｂが増加すると、Ｃは小さくなり、Ｂが減少すると、Ｃは増加する。即ち、スペーサの密度が増加すると、スペーサの単位面積を減少させ、スペーサの基板との全体接触面積は同一である。
【０１８１】
　具体的に、係数ａは比較パネルと実験パネルの面積差異を補償するための係数である。具体的に、実験パネルのカラーフィルタ面積が比較パネルのカラーフィルタ面積と同一である場合に係数ａは１である。
【０１８２】
　一方、実験パネルのカラーフィルタ面積が比較パネルのカラーフィルタ面積より大きい場合には、係数ａは１より小さくなり、実験パネルのカラーフィルタ面積が比較パネルのカラーフィルタ面積より小さくなる場合には、係数ａは１より大きくなる。
【０１８３】
　ここで、係数ａが１より小さくなることは、スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が減少することを示し、係数ａが１より大きくなることはスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が増加することを示す。
【０１８４】
　例えば、４０インチのサイズを有する実験パネルでのカラーフィルタ面積は２２７＊６８１μｍ2であり、比較パネルのカラーフィルタ面積は８８＊２６４μｍ2である時、係数ａ40はは［８８＊２６４］／［２２７＊６８１］である。これを計算すると、ａ40は０．１５程度である。即ち、実験パネルではスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が減少する。
【０１８５】
　〈数式４〉のＢはスペーサの単位面積である。実験パネルでスペーサが有することができる面積は３０〜４５μｍの幅を有するブラックマトリックスに約３５μｍｍの直径で形成されたため、Ｂは［（１／４）ｐｉ＊Ｄ2］の式（Ｄ＝３５μｍ）により約８００μｍ2になる。スペーサの直径はブラックマトリックスの幅より大きくないようにする。
【０１８６】
　したがって、〈数式４〉でスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡが決定されると、スペーサの密度Ｃが決定される。スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは基板の破損及びアン−フィル領域を顧慮して決定される。スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターの範囲を決定する方法は以後に説明される。
【０１８７】
　図３２は本発明の第７実施形態によりスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター対比液晶のセルギャップ変化をシミュレーションしたグラフである。
【０１８８】
　図３２のグラフを参照すると、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が０μｍ2から段々増加するにつれて、液晶のセルギャップは約３０μｍ2近傍まで急速に増加し、スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が３０μｍ2以後では徐々に増加する傾向を示す。
【０１８９】
　ツイステッドネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶の場合、液晶層の厚さは約４．６５μｍであり、４．７５μｍ以上の場合、不良に取り扱う。従って、ツイステッドネマチック液晶層の厚さの最大許容範囲は４．７５μｍであり、ここでのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値は７６μｍ2値になる。従って、セルギャップの設計時、スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が７６μｍ2以下の範囲内で設定されるようにする。垂直配向モードでも許容液晶層の厚さを利用してスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値を設定することができる。スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が７６μｍ2を超過する場合、スペーサでは非常に固くて上部基板（カラーフィルタ基板）と下部基板（アレイ基板）をアセンブリする場合、スペーサの収縮が起こらないので、液晶表示パネルの内部には液晶が充填されないアン−フィル領域が存在することになる。アン−フィル領域は図３２のグラフのうちの斜線部分である。
【０１９０】
　図３２のグラフによると、スチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が７６μｍ2以下ではアン−フィル領域が発生しない。
【０１９１】
　これを防止するためには、スペーサの圧縮率が考慮されなければならない。実際にスペーサの圧縮率が大きくなると、スペーサが第１基板に加えられる第２圧力も比例して大きくなる。
【０１９２】
　図３３は本発明の第７実施形態によりスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター対比スペーサの圧縮率変化をシミュレーションしたグラフである。
【０１９３】
　図３３のグラフを参照すると、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターが０μｍ2に近いほどスペーサの圧縮率は大きくなり、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡが段々増加するにつれて、スペーサの圧縮率は急激に減少する。
【０１９４】
　各スペーサ毎に少しずつ異なるが、弾性係数が４８７Ｎ／ｍｍ2であるスペーサの圧縮率は１５％程度が第１基板及びスペーサを破損させない安全な値である。
【０１９５】
　ここで、スペーサの圧縮率が１５％であるとは、一実施形態として１００μｍの第１高さを有するスペーサが８５μｍまで圧縮されることを意味する。即ち、圧縮されたスペーサは第１高さの８５％である。
【０１９６】
　このような理由で、スペーサの圧縮率が１５％以下になるスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値をグラフで見ると、約３２μｍ2程度である。即ち、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクター値が３２μｍ2以下になる場合、第１基板またはスペーサの破損が発生する恐れがある。
【０１９７】
　このような理由で、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは第１基板またはスペーサが破損するおそれがある３２μｍ2以下、アン−フィル領域が発生するおそれがある７６μｍ2以上を除外した区間が適合である。即ち、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは、３２μｍ2≦Ａ≦７６μｍ2（ただし、弾性係数は４８７Ｎ／ｍｍ2）である。
【０１９８】
　しかし、このようなスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターの最適化された区間は弾性係数により影響を受けて変更される。
【０１９９】
　図３４は本発明の第７実施形態により弾性係数を低下した状態でスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターに対する液晶のセルギャップ変化及び圧縮率を図示したグラフである。
【０２００】
　図３４のグラフを参照すると、弾性係数が４８７Ｎ／ｍｍ2から２４３．５Ｎ／ｍｍ2程度に低い場合、アン−フィル領域が発生しないスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは７６μｍ2よりずっと大きい１００μｍ2以上約１２０μｍ2程度まで増加される。また、第１基板またはスペーサの破損が発生しないスペーサの単位面積に対するスペーサの圧縮率が１５％以下である単位面積の区間は６６μｍ2以上である。即ち、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは６６μｍ2≦Ａ≦１２０μｍ2以上（弾性係数は２４３．５Ｎ／ｍｍ2）である。
【０２０１】
　上述した結果と比較すると、弾性係数が約１／２倍に減少すると、スチフネス範囲の上限値と下限値は大略的に各々２倍増加することが分かる。
【０２０２】
　図３５は本発明の第７実施形態により弾性係数を高めた状態でスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターに対する液晶のセルギャップ変化および圧縮率を図示したグラフである。
【０２０３】
　図３５のグラフを参照すると、弾性係数が４８７Ｎ／ｍｍ2から９７４Ｎ／ｍｍ2程度に高くなる場合、アン−フィル領域が発生しないスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは７６μｍ2よりずっと小さい４０μｍ2以下である。また、第１基板またはスペーサの破損が発生しないスペーサの単位面積に対するスペーサの圧縮率が１５％以下である単位面積は１８μｍ2である。即ち、スペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡは１８μｍ2≦Ａ≦４０μｍ2（ただ、弾性係数は９７４Ｎ／ｍｍ2）である。
【０２０４】
　このような結果によると、弾性係数が変更される場合、変更された弾性係数の比率を単位面積に反映することにより、正しいスペーサのスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）ファクターＡを算出することができる。
（比較弾性係数）／（実験弾性係数）＊３２μｍ2＜スチフネスファクターＡ＜（比較弾性係数）／（実験弾性係数）μｍ＊７６｛μｍ2｝　・・・　（数式５）
　ここで、〈数式５〉における比較弾性係数は４８７Ｎ／ｍｍ2である。
【０２０５】
　図３１に示すように、上述したように選択されたスペーサのスチフネスファクターによりブラックマトリックス１１２０に該当する第１電極１１４０の上面には単位面積及び第１高さによりスペーサ１２００が形成される。
【０２０６】
　一方、液晶１３００はスペーサ１２００の単位面積に基づいてスペーサ１２００が形成された第１基板１１００にディスペンサーなどにより図３１に図示された許容液晶セルギャップ（Ｈ２）まで滴下方式に埋められる。
【０２０７】
　図３６は本発明の第７実施形態による第２基板の平面図である。
【０２０８】
　図３６に示すように、第２基板１４００は基板１４１０、薄膜トランジスター（不図示）及び第２電極１４２０を含む。
【０２０９】
　基板１４１０は一実施形態として透明である。第２電極１４２０は第１基板１１００に形成されたカラーフィルタ１１３０と対向し、第２電極１４２０には薄膜トランジスターが接続される。
【０２１０】
　第２基板１４００に形成された第２電極１４２０は第１基板１１００のカラーフィルタ１１３０とアラインされるように合着されて液晶表示装置１５００が製造される。
【実施例８】
【０２１１】
　本発明の第８実施形態により、図２９に図示された液晶表示装置を製造するためには、スペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）、単位面積及び密度を算出する段階、算出されたスペーサ１２００の単位面積、密度及び第１高さ（Ｈ１）通りに第１基板１１００にスペーサ１２００を形成する段階、第１基板１１００に液晶１３００を供給する段階、第１基板１１００に第２基板１４００をアセンブリする段階を含む。
【０２１２】
　まず、スペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）は最少限り液晶１３００にディスプレーを実施するための液晶の許容セルギャップ（Ｈ２）以上になるように設定される。スペーサ１２００の単位面積は第１高さ（Ｈ１）を有するスペーサ１２００が第１圧力により圧縮され液晶１３００の表面と実質的に接触されることができるように設定される。
【０２１３】
　このようなスペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）及び単位面積を算出する方法は前述した第１実施形態で詳細に説明したので、その重複する説明は省略する。
【０２１４】
　スペーサ１２００の第１高さ（Ｈ１）及び単位面積が算出された後には第１基板１１００を製造する段階が実施される。
【０２１５】
　図３７乃至図４６は本発明の第８実施形態により第１基板を製造する方法が図示された工程図である。
【０２１６】
　図３７は本発明の第８実施形態により透明基板にクロム薄膜が形成されたことを図示した工程図である。
【０２１７】
　図３７に示すように、透明基板１１１０の一側面には全面積にわたってクロム薄膜１１２５が形成される。クロム薄膜１１２５は化学気相蒸着工程またはスパッタリング工程により形成される。
【０２１８】
　図３８は本発明の第８実施形態によりクロム薄膜にパターニングされたフォトレジスト薄膜を図示した工程図である。
【０２１９】
　図３８に示すように、フォトレジスト薄膜はクロム薄膜１１２５の上面にスピンコーティングまたはスリットコーティングなどの方法により塗布される。続いて、格子形状のパターンを有するパターンマスク１１２７が透明基板１１１０にアラインされる。
【０２２０】
　図３９は本発明の第８実施形態によりクロム薄膜をパターニングするためのパターンマスクの平面図である。
【０２２１】
　図３９に示すように、パターンマスク１１２７は透明なガラス基板１１２８、ガラス基板１１２８に格子形状でパターニングされて、光が通過されないクロムパターン１１２９及び光が透過する開口部１１２９ａからなる。
【０２２２】
　このような構成を有するパターンマスク１１２７の上部から透明基板１１１０側へは光が供給される。ここで、パターンマスク１１２７によりクロム薄膜１１２５に供給された光はクロムパターン１１２９により遮断され、開口部１１２９ａに供給された光は開口部１１２９ａを通じてフォトレジスト薄膜に到達する。
【０２２３】
　開口部１１２９ａを通じて供給された光が到達したフォトレジスト薄膜は現像工程により除去され、クロムパターン１１２９により光が到達しないフォトレジスト薄膜は現像工程により除去されずに、残留する。
【０２２４】
　図４０は本発明の第２実施形態によりクロム薄膜がパターニングされ、ブラックマトリックスが製造されたことを図示した図３９の断面図である。
【０２２５】
　図４０に示すように、クロム薄膜１１２５のうちのパターニングされたフォトレジスト薄膜により保護受けない部分は、ドライエッチング工程またはウェットエッチング工程を通じてエッチングされて、格子形状を有するブラックマトリックス１１２０が形成される。以後、ブラックマトリックス１１２０の上部に形成された剰余フォトレジスト薄膜はアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程などを通じて除去される。
【０２２６】
　図４１は本発明の第８実施形態によりブラックマトリックスにカラーフィルタ及び第１電極が形成されたことを図示した工程図である。
【０２２７】
　図４１に示すように、格子形状を有するブラックマトリックス１２０の内部領域１２１にはカラーフィルタ１１３０が形成される。カラーフィルタ１１３０はレッドカラーフィルタ１１３２、グリーンカラーフィルタ１１３４、ブルーカラーフィルタ１１３６に区分されて形成され、レッドカラーフィルタ１１３２、グリーンカラーフィルタ１１３４及びブルーカラーフィルタ１１３６のエッジは各々ブラックマトリックス１１２０にオーバーラップされる。
【０２２８】
　透明基板１１１０にブラックマトリックス１１２０及びカラーフィルタ１１３０が形成された状態でカラーフィルタ１１３０の上面に第１電極１１４０が形成される。第１電極１１４０はインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）を化学気相蒸着方式で形成される。
【０２２９】
　図４２は本発明の第８実施形態により第１電極の上面にスペーサを形成するためのスペーサ形成用薄膜が形成されたことを図示した工程図である。
【０２３０】
　図４２に示すように、第１電極１１４０の上面には一実施形態として弾性係数４８７Ｎ／ｍｍ2を有するスペーサ形成用薄膜１２１０をスピンコーティングまたはスリットコーティングなどの方法で形成する。ここで、スペーサ形成用薄膜１２１０は算出された第１高さ（Ｈ１）で形成される。ここで、スペーサ形成用薄膜１２１０は光と反応して除去が可能な感光性物質である。
【０２３１】
　第１電極１１４０の上面にスペーサ形成用薄膜１２１０が形成された状態でスペーサ形成用薄膜１２１０の上面にはパターンマスク１２２０が位置する。
【０２３２】
　図４３は図４２のパターンマスクの平面図である。
【０２３３】
　図４３に示すように、パターンマスク１２２０には算出されたパターンマスク１２２０の単位面積と同一な面積を有するようにスペーサ形成用パターン１２２５が形成される。
【０２３４】
　パターンマスク１２２０からスペーサ形成用薄膜１２１０には光が供給されてスペーサが形成される部分を除外したスペーサ形成用薄膜１２１０のその他の部分は全て除去されてスペーサが製造される。
【０２３５】
　図４４は本発明の第８実施形態によりスペーサが形成された第１基板に液晶が滴下されることを図示した工程図である。
【０２３６】
　図４４に示すように、図面符号スペーサ１２００はスペーサである。第１基板１１００にスペーサ１２００が形成された状態で第１基板１１００にはディスペンサー１３１０により液晶１３００が滴下される。ここで、滴下された液晶は許容液晶セルギャップ（Ｈ２）を有するように埋められる。
【０２３７】
　図４５は本発明の第８実施形態により第１基板に第２基板がアセンブリされたことを図示した断面図である。
【０２３８】
　図４５に示すように、液晶１３００が第１基板１１００に全て充填された状態で第１基板１１００には薄膜トランジスター、第２電極１４１０が形成された第２基板１４００がアセンブリされる。第２基板１４００は第１圧力を第１基板１１００に形成されたスペーサ１２００に加えて第１基板１１００に形成されたスペーサ１２００が許容液晶セルギャップ（Ｈ２）まで充填された液晶１３００の表面まで圧縮されるようにする。
【０２３９】
　図４６は本発明の変形された第８実施形態により第１基板に第２基板がアセンブリされたことを図示した断面図である。
【０２４０】
　ここで、スペーサは図４６に図示されたように端部がテーパを有するように形成することができる。
【０２４１】
　以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるのであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】従来同一のサイズを有するコラムスペーサにより大気圧及びＴＦＴ基板の自重による反りにより発生したセルギャップの変化を図示したグラフである。
【図２】本発明の第１実施形態による完成された液晶表示装置用液晶パネルの母基板を図示した平面図である。
【図３】図２でＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による液晶表示装置用液晶パネルの構造を図示した断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による液晶表示装置用液晶パネルの構造を図示した断面図である。
【図６】露光エネルギーの変化に対して様々な圧縮応力によるスペーサの変形量を図示したグラフである。
【図７】露光エネルギーの変化によるスペーサの変形量と弾性係数を示したグラフである。
【図８】本発明の第４実施形態による液晶表示装置の構造を図示した配置図である。
【図９】図８に図示した液晶表示装置をＢ−Ｂ線に沿って切断して図示した断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による液晶表示装置の構造を図示した断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による液晶表示装置でスペーサの位置を示す配置図である。
【図１２】本発明の第６実施形態による液晶表示装置の断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による液晶表示装置の第１基板を図示した概念図である。
【図１４】本発明の第６実施形態による第２基板を図示した概念図である。
【図１５】本発明の第６実施形態により第２基板に形成されたスペーサを図示した概念図である。
【図１６】本発明の第６実施形態によりスペーサに加えられる圧力分布を図示したグラフである。
【図１７】本発明の一実施形態により第２基板のエッジから第２基板の中央間にマトリックス状に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態により第２基板のエッジから第２基板の中央間にマトリックス状に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態により第２基板のエッジから第２基板の中央間にマトリックス状に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態により第２基板の中央に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図２１】本発明の一実施形態により第２基板の中央に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図２２】本発明の一実施形態により第２基板の中央に配置されたスペーサの３つの外観を図示した斜視図である。
【図２３】本発明の第６実施形態によりスペーサが形成された第２基板のエッジに液晶フェンスが形成されたことを図示した概念図である。
【図２４】本発明の第６実施形態により液晶表示装置の第１基板を製作する過程を図示した工程図である。
【図２５】本発明の第６実施形態により液晶表示装置の第２基板を製造する過程を図示した工程図である。
【図２６】本発明の第６実施形態により第２基板にスペーサを形成する過程を図示した工程図である。
【図２７】本発明の第６実施形態により第２基板に形成されたスペーサを図示した概念図である。
【図２８】本発明の第６実施形態により第２基板に形成された液晶フェンスに液晶が注入されたことを図示した概念図である。
【図２９】本発明の第７実施形態による液晶表示装置の断面図である。
【図３０】本発明の第７実施形態による液晶表示装置の第１基板を図示した平面図である。
【図３１】図３０のＣ−Ｃに沿って切断した断面図である。
【図３２】本発明の第７実施形態によりスペーサのスチフネスファクター対比液晶のセルギャップ変化をシミュレーションしたグラフである。
【図３３】本発明の第７実施形態によりスペーサのスチフネスファクター対比スペーサの圧縮率変化をシミュレーションしたグラフである。
【図３４】本発明の第７実施形態により弾性係数を低くした状態でスチフネスファクターに対する液晶のセルギャップ変化および圧縮率を図示したグラフである。
【図３５】本発明の第１実施形態により弾性係数を高めた状態でスチフネスファクターに対する液晶のセルギャップ変化及び圧縮率変化を図示したグラフである。
【図３６】本発明の第７実施形態による第２基板の平面図である。
【図３７】本発明の第８実施形態により透明基板にクロム薄膜が形成されたのを図示した工程図である。
【図３８】本発明の第８実施形態によりクロム薄膜にパターニングされたフォトレジスト薄膜を図示した工程図である。
【図３９】本発明の第８実施形態によりクロム薄膜をパターニングするためのパターンマスクの平面図である。
【図４０】本発明の第２実施形態によりクロム薄膜がパターニングされてブラックマトリックスが製造されたことを図示した図３９のＤ−Ｄ断面図である。
【図４１】本発明の第２実施形態によりクロム薄膜がパターニングされてブラックマトリックスが製造されたことを図示した図３９のＤ−Ｄ断面図である。
【図４２】本発明の第８実施形態により第１電極の上面にスペーサを形成するためのスペーサ形成用薄膜が形成されたことを図示した工程図である。
【図４３】図４１のパターンマスクの平面図である。
【図４４】本発明の第８実施形態によりスペーサが形成された第１基板に液晶が滴下されることを図示した工程図である。
【図４５】本発明の第２実施形態により第１基板に第２基板がアセンブリされたことを図示した断面図である。
【図４６】本発明の変形された第８実施形態により第１基板に第２基板がアセンブリされたことを図示した断面図である。
【符号の説明】
【０２４３】
１１０　　液晶パネル母基板
１４０　　液晶層
１５０　　スペーサ
１６０　　液晶フェンス
２１０　　ＴＦＴ基板
４００　　カラーフィルタ基板
４２０　　ブラックマトリックス
【図１】
2004078226.tif 000006
【図２】
2004078226.tif 000007
【図３】
2004078226.tif 000008
【図４】
2004078226.tif 000009
【図５】
2004078226.tif 000010
【図６】
2004078226.tif 000011
【図７】
2004078226.tif 000012
【図８】
2004078226.tif 000013
【図９】
2004078226.tif 000014
【図１０】
2004078226.tif 000015
【図１１】
2004078226.tif 000016
【図１２】
2004078226.tif 000017
【図１３】
2004078226.tif 000018
【図１４】
2004078226.tif 000019
【図１５】
2004078226.tif 000020
【図１６】
2004078226.tif 000021
【図１７】
2004078226.tif 000022
【図１８】
2004078226.tif 000023
【図１９】
2004078226.tif 000024
【図２０】
2004078226.tif 000025
【図２１】
2004078226.tif 000026
【図２２】
2004078226.tif 000027
【図２３】
2004078226.tif 000028
【図２４】
2004078226.tif 000029
【図２５】
2004078226.tif 000030
【図２６】
2004078226.tif 000031
【図２７】
2004078226.tif 000032
【図２８】
2004078226.tif 000033
【図２９】
2004078226.tif 000034
【図３０】
2004078226.tif 000035
【図３１】
2004078226.tif 000036
【図３２】
2004078226.tif 000037
【図３３】
2004078226.tif 000038
【図３４】
2004078226.tif 000039
【図３５】
2004078226.tif 000040
【図３６】
2004078226.tif 000041
【図３７】
2004078226.tif 000042
【図３８】
2004078226.tif 000043
【図３９】
2004078226.tif 000044
【図４０】
2004078226.tif 000045
【図４１】
2004078226.tif 000046
【図４２】
2004078226.tif 000047
【図４３】
2004078226.tif 000048
【図４４】
2004078226.tif 000049
【図４５】
2004078226.tif 000050
【図４６】
2004078226.tif 000051