JP2007011325A - カラーフィルター基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、カラーフィルター基板に形成されるカラーフィルター層の厚さを多様に形成することで、透過する光量を調節して明るさ不良を改善したカラーフィルター基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のカラーフィルター基板は、カラーフィルター層等が形成された基板、前記基板は第1領域、第2領域、第3領域を含み、前記第1領域は前記第2領域より低い透過率を持ち、前記第3領域は光遮断ブロックであることを特徴とする。
【選択図】図５ａ

Description

本発明は液晶表示装置の表示領域の中の端領域で発生される明るさ不良を改善したカラーフィルター基板及びその製造方法に関するものである。

現代社会が情報社会化に変わってゆくことによって情報表示装置の一つである液晶表示装置モジュールの重要さが次第に増加されつつある。今まで一番広く使われているCRTは性能や価格的な側面で多くの長所等を持っているが、小型化または携帯性側面で多くの短所を持っている。

一方、液晶表示装置は小型化、軽量化、薄型化、低電力消費化等の長所があって前記CRTの短所を克服することができる。

図1は従来技術による液晶表示装置の構造を概略的に図示した図面である。
図1に図示されたように、一般的な液晶表示装置の構造は大きくカラーフィルター基板(22)とTFT基板(21)及び液晶層(17)に区別され、前記カラーフィルター基板(22)は第1絶縁基板(20)上にクロム(Cr)または樹脂からなるブラックマトリックス(BM 13)が形成されていて、前記ブラックマトリックス(13)が形成された格子空間に赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルター層(15)が形成されている。

前記第1絶縁基板(20)上の全領域には透明金属に形成された共通電極(11)が配置されている。

前記カラーフィルター基板(22)と対応される前記TFT基板(21)は第2絶縁基板(10)上に多数個のゲート配線(1)とデータ配線(3)が交差されて単位画素領域を定義して、前記単位画素領域上にスイッチング作動をするTFT(5)と画素電極(9)が配置されている。

前記のような構造を持つ液晶表示装置は前記第2絶縁基板(10)の画素電極(9)と前記第1絶縁基板(20)の共通電極(11)の間に発生する電界によって液晶層(17)の液晶分子等を回転させて光源の透過率を調節する。

前記液晶層(17)で透過率が調節された光は前記カラーフィルター基板(22)上に形成された赤(R)、緑(G)、青(B)カラーフィルター層(15)を通過しながら画像をディスプレーする方式で成り立つ。

図2は従来技術によるカラーフィルター基板を図示した平面図で、図3は前記図2の切断線Ｉ-Ｉ'の断面図である。

図2に図示されたところのように、液晶表示装置のカラーフィルター基板の構造が図示されている。

前記カラーフィルター基板はクロムまた不透明樹脂よりなるブラックマトリックス(BM領域)が格子形態で形成されていて、格子形態をしている前記ブラックマトリックスの間に赤(R)、緑(G)、青(B)カラーレジン(color resin)に形成された赤、緑、青のカラーフィルター層等が形成されている。

図3を参照すれば、絶縁基板(30)上に格子形態でブラックマトリックス(31)が形成されていて、前記ブラックマトリックス(31)の間に赤、緑、青のカラーフィルター層(35a, 35b, 35c)が形成されている。前記赤、緑、青のカラーフィルター層等(35a, 35b, 35c)の厚さは全部等しく形成されおり、一般的に前記カラーフィルター基板のすべてのカラーフィルター層等はこのように等しい厚さに形成されている。

しかし、前記のような構造を持つカラーフィルター基板はいろいろな原因によって端周り領域が他の領域よりずっと明るく見える明るさ不良が発生する。

このような明るさ不良の原因は多様である。

第一に、明るさ不良が発生するカラーフィルター層に対応するTFT基板の画素電極等は大部分端周りに配置されているため他の画素電極等と違い接した画素電極等が存在しない。

そのため、前記TFT基板の端周り領域に形成されている画素電極等と端周り内側に形成されている画素電極等で発生される電界形態が変わって明るさ不良が発生する。

第二に、前記TFT基板またはカラーフィルター基板に形成する配向膜配向不良または液晶配向不良によってディスプレーされる端領域で明るさ不良が発生する。

特に、表示領域に形成された配向膜と非表示領域に形成された配向膜間に所定の高さの差が発生して、配向膜の配向不良が発生され、これによって表示領域の端領域で光漏れ不良が発生する。

第三に、ストレイジオンゲート(storage on gate)方式の液晶表示装置ではアレイ基板の一番目ゲートラインに形成された画素電極等はオーバーラップされる前段ゲートラインが存在しない。

それで一番目ゲートラインの画素電極等とオーバーラップすることができるようにダミーゲートラインを形成し、前記ダミーゲートラインには一定な大きさのゲートロー電圧(Vgl)が印加されて前記一番目ゲートラインに対応する画素電極等にストレッジキャパシタンスが形成される。

しかし、一番目ゲートライン以後の画素電極等は以前ゲートライン(N-1番目)に印加されるパルス電圧と画素電極(N番目ゲートライン)との間でストレッジキャパシタンスが発生される。このように、一番目ゲートラインに対応される画素電極等のストレッジキャパシタンスと、他の画素電極等のストレッジキャパシタンスの差によって明るさ不良が発生される。

第四に、前記TFT基板に形成された多数個のデータライン等の中で初段と最終段のデータラインは他のデータラインと違い接した領域に画素電極が存在しない非対称構造である。それで前記初段と最終段データラインと画素電極等の間で発生されるCdp値が他のデータラインと画素電極とのCdp値と違う値を持つようになる。

前記Cdp値はそれぞれの画素電極で形成されるストレッジキャパシタンス値に影響を与えるため初段と最終段のデータライン領域で明るさ不良が発生する。前記のような原因によって発生する明るさ不良は結果的に液晶表示装置の画面品位を低下させる原因になっている。

本発明は、カラーフィルター基板に形成されるカラーフィルター層の厚さを多様に形成することで、透過する光量を調節して明るさ不良を改善したカラーフィルター基板及びその製造方法を提供することにその目的がある。

前記した目的を果たすための、 本発明の実施例によるカラーフィルター基板は、基板;前記基板上に形成された第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を含み、前記第1カラーフィルター層の厚さは前記第2カラーフィルター層の厚さと異なることを特徴とする。

本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板は、カラーフィルター層等が形成された基板、前記基板は第1領域、第2領域、第3領域を含み、前記第1領域は前記第2領域より低い透過率を有して、前記第3領域は光遮断ブロックであることを特徴とする。

本発明の更に他の実施例によるカラーフィルター基板製造方法は、基板上に第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成して、前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層の厚さは互いに異なることを特徴とする。

このように、本発明ではTFT基板の構造的差またはカラーフィルター基板の構造的差または液晶配向差等により明るさ不良が発生する場合、ハーフトーンマスクを利用して、明るさ不良発生領域と明るさ不良が発生されない領域のカラーフィルター層の厚さを異なるように形成して明るさ不良を改善した。

以上で説明されたように、本発明はカラーフィルター基板に形成されるカラーフィルター層の厚さを多様に形成することで、透過される光量を調節して明るさ不良を改善した。

又、カラーフィルター層の厚さはハーフトーンマスクを使うことで、一回の工程でお互いに違う厚さのカラーフィルター層を形成することができる効果がある。

本発明は想起した実施例に限定されず、以下の請求範囲で請求する本発明の要旨を脱することなしに当該発明が属する分野で通常の知識を持った者なら誰でも多様な変更実施が可能である。

以下、添付した図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

図4は本発明によるカラーフィルター基板を図示した平面図である。
図4に図示したように、カラーフィルター基板は透明性絶縁基板上に格子形態でブラックマトリックス( BM領域)が形成されていて、前記ブラックマトリックスの間に赤(R)、緑(G)、青(B)カラーフィルター層 が相互に形成されている。

本発明ではカラーフィルター基板の形成されるカラーフィルター層の厚さを調節して従来技術のようにカラーフィルター基板の端周りに発生された明るさ不良を改善した。

すなわち、図面に示された点線領域は明るさ不良が発生する領域なために本発明ではこの領域のカラーフィルター層等の厚さを他の領域に形成されるカラーフィルター層等の厚さより厚く形成した。

そのため、前記カラーフィルター基板の端領域に透過される光は厚く形成されたカラーフィルター層を通過するため他のカラーフィルター層を通過する光より輝度が低くなって明るさ不良が発生しない。

以下、本発明のカラーフィルター基板に形成されたカラーフィルター層の構造を中心に詳細に説明する。

図5aは前記図4の切断線II-II'の断面図である。
図5aに図示したように、図4のカラーフィルター基板に表示されたII-II'線に沿って形成された青色(B)カラーフィルター層等は全部同時に形成されるが、端領域のカラーフィルター層それ以外のカラーフィルター層の厚さが互いに違うように形成されている。

明るさ不良が発生する領域(図4の点線領域)で形成された第1青色カラーフィルター層(137a)の厚さがその他の領域に形成された第2青色カラーフィルター層(137b)の厚さより厚く形成されている。前記第1青色カラーフィルター層(137a)と第2青色カラーフィルター層(137b)等は前記絶縁基板(130)上に形成されたブラックマトリックス(131)の間にそれぞれ形成されている。

前記切断線II-II'領域は全部青色(B)カラーフィルター層等(137a, 137b)が形成される領域なため前記青色カラーフィルター層等(137a, 137b)は前記ブラックマトリックス(131)が形成された絶縁基板(130)上に青色カラーレジンを形成した後、一回のマスク行程によって形成される。

この時、前記カラーフィルター基板の端(図4の点線領域)に位置する第1青色カラーフィルター層(137a)は明るさ不良を改善するために明るさ不良が発生しない領域に形成された第2青色カラーフィルター層(137b)等より厚く形成する。

従って、前記のように絶縁基板(130)上には青色カラーレジンを形成する時、前記絶縁基板(130)の全領域に明るさ不良を改善することができるような第1青色カラーフィルター層(137a)の厚さに形成する。

そうした後、ハーフトーンマスクを使って端領域(図4の点線領域)のカラーレジンとそれ以外の領域のカラーレジンに互いに違う光量で露光工程を進行して前記第1青色カラーフィルター層(137a)が第2青色カラーフィルター層(137b)より厚くパターニングされるようにする。前記第1青色カラーフィルター 層(137a)と第2青色カラーフィルター層(137b)の厚さを比較する為に図面に点線で前記第2青色カラーフィルター層(137b)の厚さを表示した。

より詳細に説明するように、明るさ不良を改善させるために厚く形成されるカラーフィルター層領域はハーフトーンマスク中完全透過領域に対応させて、明るさ不良改善と関係ないカラーフィルター層領域はハーフトーンマスク中半透過領域に対応させて、カラーフィルター層が形成されない領域は完全非透過領域(図4のBM領域)に対応させて露光工程を進行する。

なぜならば、一般的にカラーレジンはネガティブ性質を持っているので、露光工程によって光を受けた部分は残っていて、光が受けない部分は除去されるためである。よって、ポジチブ性質を持つ場合にはネガティブ性質と反対に露光工程を進行して厚さが互いに違うカラーフィルター層を形成する。

前記で使われるハーフトーンマスクはスリットマスク、 MoSi フェーズシフトマスク、 CrOxフェーズシフトマスクを使う。

前記スリットマスクは光の回折現象を利用して透過量を調節するマスクで、前記MoSiフェーズシフトマスクは断層または離層構造のマスクとして、透過率調節層または透過率調節層と位相シフト層で構成されていて透過量を調節するマスクである。

前記CrOxフェーズシフトマスクも前記MoSiフェーズシフトマスクと同じく断層または離層構造のマスク構造をしているし、透過率調節層または透過率調節層と位相シフト層で構成されていて透過量を調節するマスクである。

前記で提示したハーフトーンマスク等は公知技術ゆえに詳細なマスク構造と機能説明は略する。

前記で説明したように、ハーフトーンマスクを利用して露光工程が完了すれば、現像工程を進行して、硬化工程を進行して厚さが互いに違う第1青色カラーフィルター層(137a)と第2青色カラーフィルター層(137b)を形成する。前記青色カラーフィルター層(137a, 137b)の中で図4の点線領域(明るさ不良改善領域)に対応する第1青色カラーフィルター層(137a)はハーフトーンマスクの完全透過領域に対応するため厚さが最初の絶縁基板(130)上に形成したカラーレジンの厚さと同じである。

図4の点線領域以外の第2青色カラーフィルター層(137b)はハーフトーンマスクの半透過領域に対応するためカラーフィルターレジンの一部が除去されて前記第1青色カラーフィルター層(137a)の厚さより薄く形成される。

最後にハーフトーンマスクの完全非透過領域に対応する領域のカラーレジンは露光の後、現像工程で全部除去される。

このように、明るさ不良が発生する領域のカラーフィルター層の厚さを他の領域に形成されたカラーフィルター層の厚さより厚く形成することで、明るさ不良が発生する領域で透過する光量を減らして明るさ不良を改善した。

又、前記厚さが厚く形成されて光漏れ不良を除去するカラーフィルター層 等はゲートバスラインとデータバスラインを具備する液晶パネルの各ライン等に対応するように左右上下一方向に沿って厚く形成される。

前記で説明した方法を適用して形成されたカラーフィルター基板中図4のIII-III'、 IV-IV'、 Ｖ-Ｖ'線の領域の構造は次のようである。

図5bは前記図4の切断線III-III'の断面図で、図5cは前記図4の切断線IV-IV'の断面図で、図5dは前記図4の切断線Ｖ-Ｖ'の断面図である。

図5bに示したように、図4のカラーフィルター基板の明るさ不良改善領域(点線領域)では前記図5aで説明したように厚さが相対的に厚い第1赤、緑、青色カラーフィルター層(135a, 136a, 137a)が形成されている。

前記第1赤、緑、青色カラーフィルター層(135a, 136a, 137a)の厚さと違う領域に形成される第2赤、緑、青色カラーフィルター層(135b, 136b, 137b)の厚さを比較できるように前記第2赤、緑、青色カラーフィルター層(135b, 136b, 137b)の厚さを点線で表示した。

よって、明るさ不良が発生しない領域(点線領域外)には相対的に厚さが薄い第2 赤、緑、青色カラーフィルター層等がそれぞれ形成される。(以後説明する図5c、図5d参照)

図4のIII-III'領域はカラーフィルター基板の上側の端領域(一番目ゲートラインに対応する画素領域)なので明るさ不良が発生する領域である。そのため、すべてのカラーフィルター層等の厚さが明るさ不良が発生しない領域(点線以外の領域)に形成されるカラーフィルター層等の厚さより厚い構造に形成される。

前記第1赤、緑、青色カラーフィルター層(135a, 136a, 137a)の製造工程を説明すれば先ず、絶縁基板(130)上にブラックマトリックス(131)を形成した後、赤色カラーレジンを前記絶縁基板(130)の全領域上に形成する。

前記絶縁基板(130)の全領域上で明るさ不良を改善することができるほどの厚さにカラーレジンを形成して、これを前記図5aで説明したハーフトーンマスクを使って明るさ不良が発生する領域とその他の領域で互いに違う厚さのカラーフィルター層を形成する。

赤色カラーフィルター層も明るさ不良を改善することができるほどに厚く形成される第1赤色カラーフィルター層(135a)と厚さが薄い第2赤色カラーフィルター層(図5の135b)を同時に形成する。

このような方式で緑カラーフィルター層と青色カラーフィルター層をそれぞれ形成して、明るさ不良が発生する領域では厚さが厚い第1緑カラーフィルター層(136a)と第1青色カラーフィルター層(137a)を形成して、明るさ不良が発生されない領域では厚さが薄い第2緑カラーフィルター層(図5cの136b)と第2青色カラーフィルター層(図5dの137b)を形成する。

図5cと図5dでもハーフトーンマスク工程を適用して明るさ不良が発生する点線領域ではそれぞれ厚さが厚い第1青色カラーフィルター層(137a)と第1赤色カラーフィルター層(135a)が形成される。

明るさ不良が発生しない点線以外の領域では前記第1赤色カラーフィルター層(135a)と第1青色カラーフィルター層(137a)の厚さより薄い第2赤色カラーフィルター層(135b)と第2緑カラーフィルター層(136b)及び第2青色カラーフィルター層(137b)が形成される。

このよう本発明では明るさ不良が発生する領域では透過する光量を減らすために厚いカラーフィルター層を形成することで、画面品位を改善した。

図6a乃至図6dは本発明のカラーフィルター基板で明るさ不良を改善するために形成された多様なカラーフィルター層の構造を説明するための図面である。

図6aは明るさ不良を改善するために一つのカラーフィルター層全体の厚さを他のカラーフィルター層の厚さより厚く形成した構造である。すなわち、前記図5a乃至図5dで説明したように、赤色、緑、青色カラーフィルター層を中心に明るさ不良が発生する領域に形成されるカラーフィルター層は全体が厚く形成されて(h1)、明るさ不良が発生されない領域に形成されるカラーフィルター層は全体が薄く形成される(h2)。

このように、カラーフィルター層単位で厚さが区分される場合にはハーフトーンマスクの完全透過領域と半透過領域もカラーフィルター層単位に区分される。

しかし、図6bに示したように、一つのカラーフィルター層内で互いに違う厚さを持つように形成することができる。このように一つのカラーフィルター層内で互いに違う厚さを持つようにカラーフィルター層を形成する場合にはハーフトーンマスクの完全透過領域と半透過領域が一つのカラーフィルター層を基準に区分される。

例えば厚さがh1領域ではハーフトーンマスクの完全透過領域に対応して、 h2の厚さでは半透過領域に対応する。

このように、一つのカラーフィルター層に対して互いに違う厚さを持つようにすれば、 h1領域に透過される光と、 h2領域に透過される光が互いに違うが、一つのカラーフィルター層の大きさは非常に小さいため全体的に一定した透過率値を持つようになる。

すなわち、一つのカラーフィルター層全体がh2の厚さ(薄い)を持つ場合より低い輝度を持って、単位カラーフィルター層全体がh1の厚さ(厚い)を持つ場合よりは高い輝度を持つようになって透過される光量を調節することができるようになる。

よって、図6bでは水平ベースラインを中心に上側に形成されるカラーフィルター層の厚さをh1で形成して、下側に形成されるカラーフィルター層の厚さをh2で形成した。

同じ方式と原理を利用して、図6cと図6dでも垂直なベースラインを中心に左側にh1またはh2の厚さを持つカラーフィルター層を形成して、垂直なベースラインを中心に右側にh2またはh1の厚さを持つカラーフィルター層を形成した。

図面では図示しなかったが、一つのカラーフィルター層で互いに違う厚さを持つカラーフィルター層を形成して輝度を調節することができるためこのような原理を基礎にしてカラーフィルター層所定の中心領域を厚くまたは薄く形成して中心を基準に周りに沿って薄くまたは厚く形成することができる。(中心の水平ベースラインを切断すれば凹凸構造が現われる構造)

又、カラーフィルター層の厚さを相違するようにする方式を適用して単位カラーフィルター層の全領域を凹凸構造を持つように形成して輝度を調節することができる。もちろんこのように一つのカラーフィルター層で数回お互いに違う厚さを持つカラーフィルター層を形成するためには一つのカラーフィルター層と対応する領域に完全透過領域と半透過領域が多数個形成されたハーフトーンマスクを使用する。

図7は本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を示した平面図である。
図7に示したように、カラーフィルター基板は格子形態に形成されて、光を遮断するブラックマトリックス( BM)の間に赤(R)、緑(G)、青(B)カラーフィルター層が相互に形成されている。

本発明の他の実施例ではディスプレーされるアクティブ領域の端中一番目ゲートラインから2個以上のゲートライン、一番目データラインから2個以上のデータライン及び最終の熱データラインから以前の2個以上のデータライン等に対応される画素領域で明るさ不良が発生される場合にこれを改善するための実施例である。

すなわち、明るさ不良を改善するためにカラーフィルター層の厚さを厚く形成する領域を広げた。本発明の他の実施例では図4のようにカラーフィルター基板の端周りに沿って一つのデータラインとゲートラインに形成されるカラーフィルター層等の厚さを厚く形成しないで、それぞれ2個以上のデータラインとゲートラインに対するカラーフィルター層等の厚さを厚く形成する。

図8以下ではTFT基板を含む液晶パネルの端2個のデータラインと2個ゲートラインに対応する画素電極等と互いに対向するカラーフィルター基板のカラーフィルター層等の厚さを厚く形成する実施例を中心に説明するが、 2個以上のデータラインとゲートラインの画素電極等と対向するカラーフィルター層 等に等しく適用することができる。

従って、図4と異なり明るさ不良が発生する領域を点線で表示した領域は一番目ゲートラインと二番目ゲートラインに対応する画素電極、一番目データラインと二番目データラインに対応する画素電極、そして最終データラインとその以前のデータラインに対応する画素電極等に対応するカラーフィルター層の領域である。

すなわち、カラーフィルター基板の端周りに沿って二つのデータラインと二つのゲートラインの画素電極等に対応するカラーフィルター層等の厚さを厚く形成して、それ以外の領域のカラーフィルター層等は一般的な厚さのカラーフィルター層で形成した。

本発明の他の実施例では明るさ不良の範囲が広い場合にもブラックマットリックス領域の拡張なしに明るさ不良を改善することができる。よって、画素領域の開口率を減らさないで、明るさ不良を改善することができる。

図8aは前記図7の切断線VI-VI'の断面図である。
図8aに示したように、図7のカラーフィルター基板に表示されたVI-VI'に沿って形成された青色(B)カラーフィルター層等(237a, 237b)は全部同時に形成されるが、互いに違う厚さに形成されている。

それで明るさ不良が発生する領域(図7の点線領域)で形成された二つの第1青色カラーフィルター層(237a)の厚さがその他の領域(図7の点線領域外)に形成された第2青色カラーフィルター層(237b)の厚さより厚く形成されている。

前記切断線VI-VI'領域は全部の青色(B)カラーフィルター層(237a, 237b)が形成される領域なので前記青色カラーフィルター層(237a, 237b)は前記ブラックマトリックス(231)が形成された絶縁基板(230)上に青色カラーレジンを形成した後、一回のマスク工程によって形成される。

前記第1青色カラーフィルター層(237a)が形成される領域は明るさ不良を除去するために前記第2青色カラーフィルター層(237b)より厚く形成されているから前記マスク工程で使用されるマスクは前で説明したハーフトーンマスクを使用する。

前記絶縁基板(230)上にブラックマトリックス(231)が形成されれば、赤色、緑色、青色カラーレジンを順次に形成した後、ハーフトーンマスクを使ってカラーフィルター層を形成するが、ここでは青色カラーフィルター層形成工程を中心に説明する。

前記ブラックマトリックス(231)が形成された絶縁基板(230)上に青色カラーレジンを形成するが、青色カラーレジンの厚さは前記第1青色カラーフィルター層(237a)の厚さ位に厚く形成する。前記絶縁基板(230)上に形成される青色カラーレジンの厚さは明るさ不良を除去するための厚さである前記第1青色カラーフィルター層(237a)の厚さに形成される。

その後、ハーフトーンマスクを利用して前記第1青色カラーフィルター層(237a)が形成される図7の点線領域は完全露光領域に対応させて、明るさ不良が発生されない図7の点線領域以外のカラーフィルター形成領域は半透過領域に対応させて、前記ブラックマットリックス(231)形成領域は非透過領域に対応させて露光工程を進行する。

その後、現像工程と焼成工程を進行して第1青色カラーフィルター層(237a)と第2青色カラーフィルター層(237b)を同時に形成する。

従って、本発明では明るさ不良が発生する領域に形成される第1青色カラーフィルター層(237a)等は他のカラーフィルター層より厚く形成されるため光透過率が低くなって明るさ不良が除去される。

前記第1青色カラーフィルター層(237a)の厚さと構造は図6a乃至図6dで説明したことと同じく多様に形成することができる。故にハーフトーンマスクの完全露光領域と半透過領域を調節して一つのカラーフィルター層内で互いに違う厚さを持つカラーフィルター層の図は一つのカラーフィルター層全体の厚さを他のカラーフィルター層より厚く形成することができる。

前記では基板上に第１透過領域に対応するカラーフィルター層と第2透過領域に対応する第2カラーフィルター層を形成する構造を中心に説明したが、基板上にスイッチング素子であるTFTと画素電極及びカラーフィルター層 を一緒に形成する構造にも適用することができる。

以下、カラーフィルター層の詳細な構造は図6a乃至図6dと説明を参照して、詳しい説明は略する。

図8bは前記図7の切断線VII-VII'の断面図で、図8cは前記図7の切断線VIII-VIII'の断面図で、図8dは前記図7の切断線IX-IX'の断面図である。

図8bに示したように、前記図7の切断線VII-VII'の領域には明るさ不良が発生される点線領域での第1赤色カラーフィルター層(235a)、第1緑カラーフィルター層(235b)及び第1青色カラーフィルター層(235c)らが示されている。

点線部分は第2赤色カラーフィルター層(235b)、第2緑色カラーフィルター層(236b)、第2青色カラーフィルター層(237b)の厚さを比較できるように図示した。

前記絶縁基板(230)上にブラックマットリックス(231)が形成されれば、赤色カラーレジンを前記絶縁基板(230)の全領域上に形成した後、ハーフトーンマスク工程を進行して第1赤色カラーフィルター層(235a)と第2赤色カラーフィルター層(235b)を形成する。

このような、ハーフトーンマスク工程は緑色カラーフィルター層(236a, 236b)及び青色カラーフィルター層(237a, 237b)の形成時にも等しい工程を反復して形成する。

図8cに示したように、前記図7の切断線VIII-VIII'の領域は第2赤色カラーフィルター層(235b)と第1緑色カラーフィルター層(236a)及び第1青色カラーフィルター層(237a)が順に形成されている。

図8dは前記図7の切断線IX-IX'の領域は第1赤色カラーフィルター層(235a)と第1緑カラーフィルター層(236a)及び第2青色カラーフィルター層(237b)が順に形成されている。このように、明るさ不良が発生する領域が広い場合には厚さが厚いカラーフィルター層の列と行数を増やして明るさ不良を改善することができる。

本発明では一番目ゲートラインと一番目データラインと最終データラインに対応するカラーフィルター層等、一番目と二番目ゲートラインと一番目と二番目データラインと最終列の二個のデータラインに対応するカラーフィルター層の厚さをハーフトーンマスクを利用して厚く形成して明るさ不良を改善した。

しかし、このように前記説明に限定されないで、明るさ不良が発生される多数個のゲートラインと多数個のデータラインに対応するカラーフィルター 層等の厚さを厚く形成して明るさ不良を除去することがもできる。

カラーフィルター基板の端領域を中心に明るさ不良が発生する場合だけではなく、 TFT基板の画素構造または時分割構造のTFT基板等の構造的特性のためディスプレー領域の中心部または特定部で明るさ不良が発生する場合には該当のカラーフィルター層の厚さを他のカラーフィルター層の厚さより厚く形成して明るさ不良を除去することができる。

すなわち、本発明ではハーフトーンマスクを利用してカラーフィルター層 を形成する時明るさ不良が発生する領域とそうではない領域の露光量に差を置いて厚さが互いに違うカラーフィルター層を形成して透過率を調節することにより端領域だけではなく中心領域のカラーフィルター層等も厚さを調節して形成することができる。

従来技術による液晶表示装置の構造を概略的に図示した図面。 従来技術によるカラーフィルター基板を図示した平面図。 前記図2の切断線Ｉ-Ｉ'の断面図。 本発明によるカラーフィルター基板を図示した平面図。 前記図4の切断線II-II'の断面図。 前記図4の切断線III-III'の断面図。 前記図4の切断線IV-IV'の断面図。 前記図4の切断線Ｖ-Ｖ'の断面図。 本発明のカラーフィルター基板で明るさ不良を改善するために形成された多様なカラーフィルター層の構造を説明するための図面。 本発明のカラーフィルター基板で明るさ不良を改善するために形成された多様なカラーフィルター層の構造を説明するための図面。 本発明のカラーフィルター基板で明るさ不良を改善するために形成された多様なカラーフィルター層の構造を説明するための図面。 本発明のカラーフィルター基板で明るさ不良を改善するために形成された多様なカラーフィルター層の構造を説明するための図面。 本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を図示した平面図。 前記図8の切断線VI-VI'の断面図。 前記図8の切断線VII-VII'の断面図。 前記図8の切断線VIII-VIII'の断面図。 前記図8の切断線IX-IX'の断面図。

符号の説明

130,230:絶縁基板
135a,235a:第1赤色カラーフィルター層
135b,235b:第2赤色カラーフィルター層
136a,236a:第1緑カラーフィルター層
136b,236b:第2緑カラーフィルター層
137a,237a:第1青色カラーフィルター層
137b,237b:第2青色カラーフィルター層

Claims (26)

1. 基板；
   前記基板上に形成された第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を含み、
   前記第1カラーフィルター層の厚さは前記第2カラーフィルター層の厚さと異なることを特徴とするカラーフィルター基板。
2. 前記第1カラーフィルター層は前記第2カラーフィルター層より低い光透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
3. 前記第1カラーフィルター層は前記基板上の少なくとも一つの端領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルター基板。
4. 前記第1カラーフィルター層は前記基板の左右及び上下端領域に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルター基板。
5. 前記少なくとも一つ以上の端領域は液晶パネルの少なくとも一つ以上のラインと対応することを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルター基板。
6. 前記第1カラーフィルター層は互いに違う厚さを持つ単位カラーフィルター部を含むことを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルター基板。
7. 前記基板の少なくとも一つ以上の端領域に形成された第1カラーフィルター層は前記第2カラーフィルター層より厚いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
8. 前記第1カラーフィルター層は基板の左右及び上下の端領域に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルター基板。
9. 前記少なくとも一つ以上の端領域は液晶パネルの少なくとも一つ以上のラインと対応することを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルター基板。
10. 前記第1カラーフィルター層は互いに違う厚さを有する単位カラーフィルター層を含むことを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルター基板。
11. 前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層はそれぞれ赤、緑、青色の単位カラーフィルター層を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
12. 前記基板上にブラックマトリックスを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
13. 前記基板上にスイッチング素子と画素電極を更に含み、前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層の中の何れか一つは前記画素電極の上部または下部に位置することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
14. カラーフィルター層等が形成された基板、
    前記基板は第1領域、第2領域、第3領域を含み、前記第1領域は前記第2領域より低い透過率を有し、
    前記第3領域は光の遮断ブロックであることを特徴とするカラーフィルター基板。
15. 前記第1領域のカラーフィルター層等は前記第2伝達領域のカラーフィルター層等より厚いことを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルター基板。
16. 基板上に第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成し、
    前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層の厚さは互いに違うことを特徴とするカラーフィルター基板製造方法。
17. 前記基板の少なくとも一つ以上の端領域に前記第2カラーフィルター層の厚さより厚い前記第1カラーフィルター層を形成することを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルター基板製造方法。
18. 前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成する段階は、
    前記基板上にカラーレジンを塗布する段階;
    前記基板上部にマスクを配置する段階;及び
    前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を同時に形成するために露光する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載のカラーフィルター基板製造方法。
19. 前記マスクはハーフトーンマスクで前記レジンはネガティブタイプレジンで、前記第1カラーフィルター層は前記ハーフトーンマスクの完全透過領域に対応されて、前記第2カラーフィルター層は前記ハーフトーンマスクの半透過領域に対応することを特徴とする請求項１８に記載のカラーフィルター基板製造方法。
20. 前記マスクはハーフトーンマスクで前記レジンはポジチブタイプレジンで、前記第1カラーフィルター層は前記ハーフトーンマスクの完全遮断領域に対応し、前記第2カラーフィルター層は前記ハーフトーンマスクの半透過領域に対応することを特徴とする請求項１８に記載のカラーフィルター基板製造方法。
21. 前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成する段階は、前記基板の左右及び上下の端領域にカラーフィルター層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載のカラーフィルター基板製造方法。
22. 前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成する段階は、液晶パネルの少なくとも一つ以上のラインと対応する前記基板上にカラーフィルター層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載のカラーフィルター基板製造方法。
23. 前記第1カラーフィルター層を形成する段階は、前記第1カラーフィルター層の単位カラーフィルター層が互いに違う厚さを有することを特徴とする請求項１７に記載のカラーフィルター基板製造方法。
24. 前記第1カラーフィルター層と第2カラーフィルター層を形成する段階は、赤、緑、青色の単位カラーフィルター層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルター基板製造方法。
25. 前記基板上にブラックマトリックスを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルター基板製造方法。
26. 前記基板上にスイッチング素子及び画素電極を形成する段階を更に含み、前記第1カラーフィルター層及び第2カラーフィルター層の中の何れか一つは前記画素電極の上部または下部に位置することを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルター基板製造方法。

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