KR100294194B1 - 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자(LCD ; LIQUID CRYSTAL DISPLAY)에 관한 것으로서, 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성함과 동시에 패턴 단자부도 함께 형성한 뒤, 제1 내지 제3색 필터 패턴을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스와 색 필터층이 형성된 패턴상에 보호막 및 ITO 투명전극막을 도포할시에 상기 패턴 단자부의 일부에 오버랩되도록 도포시킴으로써, 단자부에서 ITO 투명전극의 접촉불량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 후속공정에서 탭(TAB)구동 IC장착시 패턴 단자부가 크롬으로 형성되어 있으므로 식별이 유리하여 자동화 공정이 가능하고 생산성을 향상시킬 수 있는 고신뢰성의 액정표시소자를 실현할 수 있다.

Description

액정표시소자

제1도는 종래 기술에 따른 액정표시소자를 나타내는 단면도,

제2도는 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타내는 단면도.

본 발명은 액정표시소자(LCD ; LIQUID CRYSTAL DISPLAY)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성할 때 동시에 패턴 단자부도 함께 형성하므로써, ITO 투명전극의 접촉불량을 감소시킬 뿐 아니라 후속공정에서 탭(TAB)구동 IC장착시 식별이 유리하므로 자동화 공정이 가능하고 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.

최근 OA기기나 휴대용 소형 TV등의 보급에 따라 이제까지의 전자 디스플레이 장치로 브라운관(CRT) 대신에 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 일루미너 센서(EL)소자, 플라즈마 디스플레이(PDP), 발광 다이오드(LED), 형광 표시관(VFD) 등의 연구가 활발히 추진되고 일부는 실용화되고 있다.

그중에서도 액정 디스플레이는 극도로 경량으로 박형, 저가 저소비 전력구동으로 집적회로와의 정합성이 좋은 등의 특징을 가져 랩 톱(LAP TOP COMPUTER)이나 포켓 컴퓨터(POCKET COMPUTER)의 표시외에 차량 적재용, 칼라 TV 화상용으로서 그 용도를 급속하게 확대하고 있다.

또한 LCD에 사용되고 있는 칼라필터는 3-5인치가 실용화되어 있고, 10-14인치가 개발중이며 대형화를 향해 급속히 진행되고 있다.

CRT와 마찬가지로 칼라필터 또한 빛의 삼원색(R,G,B)을 화소의 기본 단위로 하고 동3색의 세기조절, 즉 통과하는 빛의 강도를 제어하므로써 칼라를 실현하는 기술이다.

칼라 특성은 액정의 콘트라스트(CONTRAST)비가 40:1 정도의 액티브 매트릭스 (ACTIVE MATRIX)방식 액정패널이 가장 유리하나 칼라 액정의 제조는 모노크로 (MONOCHRO) 액정의 제조와 비교할 때, 화소수의 증가(3배화소), 그로 인한 주변 IC(DRIVER등)의 증가, 코스트 상승, 일드(YIELD)저하 등의 단점을 가지고 있다.

칼라필터를 형성시키는 종래방법으로는 인쇄법, 증착법, 전착법, 안료분산법 등이 있는데 일반적으로 염색법이 사용되고 있다. 염색법은 레지스트(RESIST)의 사용법에 따라 포지티브(POSITIVE)와 네가티브(NEGATIVE)방식으로 나뉘며 염색층으로는 젤라틴, 카제인 등의 천연 스루-백(TURU-BACK) 물질이 사용되나 젤라틴이 염색하기 쉬운 장점을 가진다.

또한, 상기 LCD기술은 전극간 거리(CELL GAP)의 균일성이 가장 긴요한데 이를 위해서는 칼라필터의 표면이 평탄해야 하고 그를 위한 우수한 공정기술이 요구된다.

상기 칼라필터를 염색시키는 공정은 마스크(MASK)법과 패턴(PATTERN)법이 있는데 패턴법이 평활성이 우수해서 실용화에 유리한 면이 있으며 포지티브 레지스트를 사용할시에는 불안전 격리등의 문제가 뒤따르게 된다.

이러한 액정표시관은 개별스위칭 소자인 박막 트랜지스터(THIN FILM TRANSISTOR)가 형성된 하부기판, 즉 TFT기판과, 액정층과, 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 3가지 색 필터층이 반복 배열되어 칼라화를 시키는 상부기판 및 상기 상부기판 위에 형성된 오버 코터층과 ITO(INDUIM TIN OXIDE) 투명전극막으로 구성되어 있다.

색 필터층이 형성되어 있는 상부기판의 제조와 관련된 종래의 칼라필터 제조방법을 설명하면 아래와 같다.

CP(CUTTING, POLISHING)처리를 한 LCD용 유리기판(1) 상에 TFT의 열화방지를 위한 차광용 블랙 매트릭스(2)를 1000∼2000A 정도의 두께로 크롬(Cr)을 스퍼터링 (SPUTTERING), 패터닝하여 형성한다.

그후 크롬 재질의 블랙 매트랙스(2)가 형성된 투명기판 상에 최적화된 분광특성을 갖는 네가티브 포토레지스트를 도포하고, 핫 플렛트에서 소프트 베이크한 다음, 노광시 발생하는 레지스트의 산화방지를 위해 산소차단막 등의 투명성 수지를 이미 형성된 착색막 위에 도포, 건조시킨뒤, 자외선으로 노광을 실시한다.

그 다음 현상액으로 2∼3분 동안 현상한 후 순수(Deionized Water)로 90초동안 린스하여 최적화된 레드 분광특성을 가지는 제l색 필터층(3)을 형성한다.

상기 제1색 필터층과 동일한 방법으로 상기 블랙 매트릭스 상에 일부 중첩되고 제1색 필터층과 분리되게 상기 유리기판 상에 최적화된 그린 분광특성을 갖는 착색 아크릴 감광성 수지의 제2색 필터층(4)을 형성한다.

계속해서 상기 블랙 매트릭스 상에 중첩되고 상기 제2색 필터층과 분리되게 상기 유리기판 상에 최적화된 블루 분광특성을 가지는 착색 아크릴 수지의 제3색 필터(5)을 형성한다.

상기 블랙 매트릭스와 색 필터층상의 외부충격에서 이들을 보호하기 위해 표면경도가 높고 광투과성이 우수한, 예를들어 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 등의 투명수지를 0.5∼3㎛ 정도의 두께로 형성한 후 핫 플레트 l50∼220℃에서 5분동안 가열하여 보호막(6)을 형성한다.

그후 상기 보호막의 전표면상에 액정구동을 위한 전압이 인가되는 ITO의 투명전극막(7)을 500∼1300Å 정도의 두께로 증착 또는 스퍼터링시키므로써 상부기판을 완성한다.

한편, 상기한 방법으로 형성된 칼라필터는 기판(1)상에 트랜지스터의 열화를 방지하기 위해 형성된 블랙 매트릭스(2)와, 상기 블랙 매트릭스(2) 사이에 상기 블랙 매트릭스에 일부 중첩되게 각각 분리되어 순차적으로 형성된 제1 내지 제3색 필터층(3),(4),(5)과, 상기 블랙 매트릭스(2)와 색 필터층(3),(4),(5)이 형성되어 있는 기판상에 형성된 보호막(6)과, 상기 보호막(6) 상에 형성된 IT0 투명전극(7)으로 이루어진 구조를 갖는다.

상기한 방식으로 구성되어 투명전극 사이에 액정을 채워넣고 매트릭스 구동을 시키는 액정 디스플레이는 저온에서 ITO증착을 해야 하므로 상기 소자를 리페어(REPAIR)할 시에 조금만 긁혀도 선이 끊어지는 등의 라인 불량이 발생하기 쉽고, 또한 ITO의 밀도가 낮아 수지로 된 보호막과의 접착력이 떨어져서 박리현상 또는 단선의 문제가 발생되었으며 뿐만 아니라 투명한 ITO전극은 육안 및 CCD 카메라 상에서 잘 식별이 되지 않아 후속공정에서 TAB구동 IC 장착시에도 정확한 소자 장착이 어려운 문제점을 안고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성할 때 동시에 패턴 단자부도 크롬으로 함께 형성하므로써, ITO 투명전극의 접촉불량을 감소시키고 TAB구동 IC의 장착시 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 기판상에 트랜지스터의 열화를 방지하기 위해 소정간격을 두고 형성된 다수의 블랙 매트릭스와, 상기 기판의 양끝측에 블랙 매트릭스와 동일높이로 형성된 패턴 단자부와, 상기 블랙 매트릭스와 패턴 단자부 사이에 상기 블랙 매트릭스와 중첩되게 각각 분리되어 순차적으로 형성된 제1 내지 제3색 필터층과, 상기 블랙 매트릭스와 색 필터층 및 상기 패턴 단자부의 일부상에 도포된 보호막과, 상기 보호막을 둘러쌓으며 상기 패턴 단자부의 일부가 노출되도록 상기 패턴 단자부 위에 형성된 투명전극막으로 이루어지는 구조를 갖는다.

본 발명은 상술한 구성에 의해 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성함과 동시에 패턴 단자부도 함께 형성하므로써, 패턴 단자부와 ITO 투명전극막과의 접착력을 강화시켜 ITO 투명전극막 수지로 된 보호막과의 박리현상에 기인한 접촉불량을 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타내는 단면도를 도시한 것으로 상기 도면에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 액정표시소자는 절연성 기판(1)상에 박막 트랜지스터의 열화를 방지하기 위해 소정간격을 두고 형성된 다수의 블랙 매트릭스(2)와, 상기 기판(1)의 양끝측에 블랙 매트릭스(2)와 동일높이로 형성된 패턴 단자부(2')와, 상기 블랙 매트릭스(2)와 패턴 단자부(2') 사이에 상기 블랙 매트릭스(2)와 중첩되게 각각 분리되어 순차적으로 형성된 제1 내지 제3색 필터층(3), (4),(5)과, 상기 블랙 매트릭스(2)와 색필터층(3),(4),(5)이 형성된 패턴상에 도포된 보호막(6)과, 상기 보호막(6)상의 전면에 형성된 예를들어 IT0로 이루어진 투명전극막(7)으로 이루어짐을 알 수 있다.

이 때 상기 블랙 매트릭스(2) 및 패턴 단자부(2')는 흑색을 나타내며, 도전 성이 우수한 크롬으로 이루어지며, 상기 보호막(6)과 IT0투명전극막(7)은 각각 패턴 단자부(2')의 일부와 오버랩되도록 도포된다. 따라서 ITO는 크롬과의 접착력이 좋으므로 투명전극막의 박리현상을 제거할 수 있다. 한편, 패턴 단자부(2')의 일부는 노출된 상태로 되며, 노출된 패턴 단자부(2')위에 도시되지 않은 TAB구동 IC가 후속공정에서 장착된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성함과 동시에 패턴 단자부도 함께 형성하고, 후속공정에서 보호막이 패턴 단자부의 일부에 오버랩되도록 도포한 뒤, 상기 보호막상의 전면에 다시 투명전극막을 도포하므로써, 단자부에서 IT0 투명전극막(7)과 보호막(6)과의 박리현상에 기인한 접촉불량을 감소시킬 수 있을 뿐만 탭(TAB)구동 IC 장착시 패턴 단자부가 흑색의 크롬으로 형성되어 있으므로 단자부의 식별이 용이하여 자동화 공정이 가능하고 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. (2차 정정) 기판상에 트랜지스터의 열화를 방지하기 위해 소정간격을 두고 형성된 다수의 블랙 매트릭스와, 상기 기판의 양끝측에 블랙매트릭스와 동일 높이로 형성되어 있으며 도전성 물질로 이루어진 패턴 단자부와, 상기 블랙매트릭스와 패턴 단자부 사이에 상기 블랙 매트릭스와 중첩되게 각각 분리되어 순차적으로 형성된 제l 내지 제3 색필터층과, 상기 블랙매트릭스와 색필터층 및 상기 패턴 단자부의 일부상에 형성된 보호막과, 상기 보호막을 둘러싸며 상기 패턴 단자부의 일부가 노출되도록 상기 패턴 단자부상에 형성된 투명전극막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스 및 패턴 단자부는 크롬으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자.