KR100790355B1 - 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법 - Google Patents

액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100790355B1
KR100790355B1 KR1020010088614A KR20010088614A KR100790355B1 KR 100790355 B1 KR100790355 B1 KR 100790355B1 KR 1020010088614 A KR1020010088614 A KR 1020010088614A KR 20010088614 A KR20010088614 A KR 20010088614A KR 100790355 B1 KR100790355 B1 KR 100790355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color filter
black matrix
substrate
red
liquid crystal
Prior art date
Application number
KR1020010088614A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030058219A (ko
Inventor
백승한
조철균
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020010088614A priority Critical patent/KR100790355B1/ko
Publication of KR20030058219A publication Critical patent/KR20030058219A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100790355B1 publication Critical patent/KR100790355B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • G02F1/133516Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • G02F1/133519Overcoatings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/52RGB geometrical arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명에서는, 화소 영역과 비화소 영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 비화소 영역에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 화소 영역 및 블랙매트릭스와 일정간격 중첩되게 형성되며, 상기 블랙매트릭스 상부의 컬러별 경계부에서 오목부를 가지며, 적, 녹, 청 컬러가 반복적으로 배열된 컬러필터와; 상기 컬러필터 상부에 형성된 투명 전극을 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법{Color Filter Panel for Liquid Crystal Display Device and Method for Manufacturing the same}
도 1a 내지 1e는 종래의 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법을 단계별로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 오버코트층이 생략된 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 단면도.
도 3은 상기 도 2에서 제시한 컬러필터 기판와 셀갭 형성용 스페이서의 결합관계를 나타낸 도면.
도 4는 기존의 고개구율 구조 액정표시장치용 컬러필터 기판에서의 화소 영역보다 넓은 노광부를 가지는 마스크를 이용하는 컬러필터 제조 공정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고개구율 구조 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 단면도.
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 고개구율 구조 컬러필터 기판의 제조 공정을 단계별로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판과 셀갭 형성용 스페이 서의 결합 관계에 대해서 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 블랙매트릭스 112a : 적색 컬러필터
112b : 녹색 컬러필터 112c : 청색 컬러필터
112 : 컬러필터 120 : 투명 전극
X : 화소 영역 XI : 비화소 영역
XII : 오목부
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것이며, 특히 액정표시장치의 컬러필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
평판표시장치(Flat Panel Display Device)로 널리 이용되고 있는 액정표시장치는 컬러화면을 구현하기 위해서 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 삼원색으로 구성된 컬러필터를 필요로 한다.
상기 컬러필터를 형성하는 방법으로는, 염색법(dye method), 전착법(electrodeposition method), 안료분산법(pigment dispersion method), 인쇄법(print method) 등이 있으며, 이중 미세패턴 형성이 용이한 안료분산법에 의한 컬러필터가 주로 이용되고 있다.
도 1a 내지 1e는 종래의 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 1a에서는, 적, 녹, 청 화소영역(Ia, Ib, Ic) 및 적, 녹, 청 화소영역(Ia, Ib, Ic) 사이 구간에 위치하는 비화소 영역(II)을 가지는 기판을 구비하는 단계와, 상기 비화소 영역(II)에 블랙매트릭스(60)를 형성하는 단계와, 적 화소영역(Ia)에 적색 컬러필터(62a)를 형성하는 단계이다.
좀 더 상세히 설명하면, 블랙매트릭스(60)가 형성된 기판 상에 감광성 적색 수지를 코팅한 후, 상기 적 화소영역(Ia)과 대응되는 위치에 노광부(III)를 가지는 마스크(64)를 배치한 후, 노광, 현상 공정을 거쳐 이웃하는 블랙매트릭스(60)와 일정간격 중첩되어 적 화소영역(Ia)에 적색 컬러필터(62a)를 형성하는 단계이다.
상기 블랙매트릭스(60)의 선폭은 대략 20 ㎛ ~ 50 ㎛으로 이루어진다.
도 1b에서는 적색 컬러필터(62a)가 형성된 기판 상에 감광성 녹색 수지를 코팅한 후, 상기 녹 화소영역(Ib)과 대응되는 위치에 상기 도 1a와 동일한 노광부(III)를 가지는 마스크(64)를 배치한 후, 노광, 현상 공정을 거쳐 이웃하는 블랙매트릭스(60)와 일정간격 중첩되어 녹 화소 영역(Ib)에 녹색 컬러필터(62b)를 형성하는 단계이다.
도 1c에서는, 상기 녹색 컬러필터(62b)가 형성된 기판 상에 감광성 청색 수지를 코팅한 후, 상기 청 화소영역(Ic)과 대응되는 위치에 상기 도 1a, 1b와 동일한 노광부(III)를 가지는 마스크(64)를 배치한 후, 노광, 현상 공정을 거쳐 이웃하 는 블랙매트릭스(60)와 일정간격 중첩되어 청 화소 영역(Ic)에 청색 컬러필터(62c)를 형성하는 단계이다.
이때, 상기 적, 녹, 청 컬러필터(62a, 62b, 62c)는 역삼각형 패턴으로 형성되는데, 왜냐하면 마스크(64)의 노광부(III)를 통해 사선방향으로도 진행되는 빛에 의해 상부면이 노광부보다 넓은 범위에서 노광이 진행되기 때문이다.
도 1d에서는 상기 적, 녹, 청 컬러필터(62a, 62b, 62c)로 이루어진 컬러필터(62) 상부에 오버코트층(66)을 형성하는 단계이다.
상기 오버코트층(66)은 컬러필터(62)간의 이격구간(IV)에서의 블랙매트릭스(60)와 컬러필터(62)간의 단차를 평탄화시키기 위해 형성된다. 만약에, 별도의 오버코트층을 구성하지 않는다면 상기 이격구간(IV)에서 투명 전극 패턴이 단락될 수 있다.
상기 오버코트층(66)을 이루는 물질은 유기 절연물질에서 선택된다.
도 1e에서는 상기 오버코트층(66) 상부에 투명 도전성 물질을 이용하여 투명 전극(68)을 형성하는 단계이다.
이와 같은 기존의 액정표시장치용 컬러필터 기판에서는 별도의 오버코트층이 추가됨에 따라 공정 시간이 길어지고 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 적, 녹, 청 컬러필터간 이격구간을 없애고 별도의 오버코트층을 생략하여 공정이 단순화된 액정표시장치용 컬러필터의 제조방법이 제안되었다.
도 2는 종래의 오버코트층이 생략된 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 블랙매트릭스(70)가 형성된 기판 상에 적, 녹, 청 컬러필터(72a, 72b, 72c)가 반복적으로 배열된 컬러필터(72)를 구성함에 있어서, 별도의 오버코트층을 생략하기 위하여 적, 녹, 청 컬러필터(72a, 72b, 72c)간 이격구간을 두지 않고, 상기 컬러필터(72) 상부에 공통 전극(74)이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 적, 녹, 청 컬러필터(72a, 72b, 72c)간 이격구간을 두지 않는 방법은 도면으로 제시하지 않았지만 마스크의 노광부 크기 조절로 가능하다.
도 3은 상기 도 2에서 제시한 컬러필터 기판과 셀갭 형성용 스페이서의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 적, 녹, 청 컬러필터(72a, 72b, 72c)간 이격구간을 두지 않아 별도의 오버코트층이 생략된 컬러필터 기판에 있어서, 액정표시장치의 셀 갭을 일정하게 유지하기 위하여 한 예로 칼럼 스페이서(76 ; column spacer)를 구성하게 되는데, 이때 칼럼 스페이서(76)는 블랙매트릭스(70)와 대응되는 위치인 컬러필터(72)간 컬러별 경계부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 컬러필터(72)는 역삼각형 패턴으로 이루어지기 때문에 칼럼 스페이서(76) 형성 후 합착 공정시 컬러필터(72)의 역삼각형 테이퍼 영역(V)에 기인하여 컬러필터(72) 패턴이 붕괴되기 쉽고, 이로 인해 컬러필터(72)의 평탄화 특성이 떨어지므로 이는 배향 불량을 가져오게 된다.
또한, 상기 액정표시장치의 컬러필터 기판에서의 컬러필터 패턴은 역삼각형으로 형성됨에 따라 블랙매트릭스(70) 선폭을 8 ㎛ ~ 15 ㎛으로 하는 고개구율 구조에 적용시 블랙매트릭스(70)와의 접착(adhesion) 특성이 저하되어 패턴 뜯김 등의 불량 발생 또한 우려된다.
이러한 문제점을 개선하고, 화소 영역과 비화소 영역 간의 컬러 콘트라스트(contrast) 저하를 방지하기 위하여, 마스크와 기판 간의 갭을 좁히는 방법이 제안되었다.
그러나, 이 방법에 의하면 컬러필터의 프로파일(profile)은 개선되나, 기판과 마스크간의 갭이 좁아짐에 따라 이물에 의한 마스크 디펙트(defect)가 발생되고 더욱이 적, 녹, 청 컬러필터 패턴간의 간격이 벌어지게 되어 러빙 공정 시 얼룩 불량이 발생되는 문제점이 있다.
특히, 최근에는 액정표시장치의 화질 특성 및 화면 휘도를 높이기 위하여, 상부 기판인 컬러필터 기판에 형성되는 블랙매트릭스의 선폭을 줄여 개구율을 높이는 고개구율 구조 액정표시장치에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이하, 고개구율 구조 액정표시장치용 컬러필터 기판에 있어서, 컬러 콘트라스트 향상을 위해 마스크 노광부를 확장하여 컬러필터 제조시 나타날 수 있는 문제점에 대해서 설명한다.
도 4는 기존의 고개구율 구조 액정표시장치용 컬러필터 기판에서의 화소 영역보다 넓은 노광부를 가지는 마스크를 이용하는 컬러필터 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 블랙매트릭스(80)가 형성된 기판 상에 해당 컬러 감광성 수지 및 마스크(84)의 노광부(VI) 위치 변경을 통해 차례대로 적, 녹, 청 컬러필터(82a, 82b, 82c)를 형성하여 컬러필터(82)를 구성하는 단계이다.
이때, 상기 블랙매트릭스(80)는 고개구율 구현을 위하여, 기존보다 좁은 선폭을 가지며, 상기 컬러필터(82) 패턴은 노광부(VI) 영역이 확대됨에 따라 사각형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 블랙매트릭스(80)의 선폭 감소시 컬러 콘트라스트 저하를 방지하기 위하여 마스크(84)의 노광부(VI)를 해당 컬러 화소영역(VII)보다 일정간격 넓게 형성하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이러한 방법에 의해 컬러필터(82)를 제작하게 되면, 적, 녹, 청 컬러필터(82a, 82b, 82c)간에 겹침부(VIII)이 발생되기 쉬워 적, 녹, 청 컬러필터(82a, 82b, 82c) 간에 일정치 않은 볼록부(VIII)를 형성하게 되고 이로 인해 배향막의 러빙 공정 진행시 배향 얼룩이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 블랙매트릭스 선폭이 감소된 고개구율 구조 컬러필터 기판에 있어서 콘트라스트 저하를 개선하고, 적, 녹, 청 컬러필터간 이격 구간을 두지 않으면서 컬러필터간 겹침 현상을 방지하여 배향막의 러빙 공정시 발생하는 배향 얼룩 등을 방지할 수 있는 컬러필터 기판 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에서는 블랙매트릭스와 대응되는 영역에서의 컬러필터 에 하부방향으로 테이퍼를 형성하도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에서는 화소 영역과 비화소 영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 비화소 영역에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 화소 영역 및 블랙매트릭스와 일정간격 중첩되게 형성되며, 상기 블랙매트릭스 상부의 컬러별 경계부에서 오목부를 가지며, 적, 녹, 청 컬러가 반복적으로 배열된 컬러필터와; 상기 컬러필터 상부에 형성된 투명 전극을 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제공한다.
상기 블랙매트릭스를 이루는 물질은 크롬(Cr)계 금속물질이며, 상기 블랙매트릭스는 크롬(Cr), 크롬 옥사이드(CrOx)가 차례대로 구성된 이중층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 블랙매트릭스의 선폭은 8 ㎛ ~ 15 ㎛에 해당하며, 상기 적, 녹, 청 컬러필터는 서로 연접구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 하나의 특징에서는, 화소 영역과 비화소 영역이 정의된 기판을 구비하는 단계와; 상기 기판의 비화소 영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스가 형성된 기판 상에 적색 감광성 수지를 코팅하는 단계와; 상기 적색 감광성 수지가 코팅된 기판 상에, 상기 기판과 200 ㎛ ~ 300 ㎛의 갭을 두고 상기 화소 영역과 대응되는 크기의 노광부를 가지는 마스크를 배치하여 노광, 현상하여 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 부분에서 테이퍼를 가지는 적색 컬러필터를 형 성하는 단계와; 상기 적색 컬러필터와 동일한 방법으로 상기 마스크의 위치 이동을 통해 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 차례대로 형성하여, 적, 녹, 청 컬러필터로 구성되며, 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 컬러별 경계부에서 오목부를 가지는 컬러필터를 완성하는 단계와; 상기 컬러필터 상부에 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터의 제조 방법을 제공한다.
상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계는, 크롬계 금속물질을 증착하는 단계와, PR(photo resist)를 이용한 노광, 현상, 식각 공정을 통해 패터닝하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 블랙매트릭스 선폭이 감소된 고개구율 구조 컬러필터 기판을 제공함에 있어서, 적, 녹, 청 컬러필터의 컬러별 교차부인 블랙매트릭스와 대응되는 부분에서 하부 방향으로 테이퍼를 가지도록 형성하여 컬러간에 오목부를 구성하고 화소 영역과 비화소 영역간의 콘트라스트의 저하를 최소화하면서, 컬러간 이격구간을 두지않는 구조로 형성함에 있어서, 컬러필터간의 겹침이 발생하더라도 컬러필터의 평탄화 특성이 떨어지지 않도록 한다. 또한, 별도의 오버코트층 없이 컬러필터를 구비하면서, 오목부에는 볼록패턴을 가지는 스페이서가 위치하도록 하여 컬러필터의 패턴 붕괴현상을 방지하고, 러빙 불량을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터 패턴을 형성하기 위하여, 본 발명에서는 컬러필터 기판과 마스크간의 갭 조정 및 노광부의 선폭 조절을 통해 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 고개구율 구조 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 화소 영역(X)과 비화소 영역(XI)이 정의된 투명 기판(100) 상의 비화소 영역(XI)에 블랙매트릭스(110)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(110)와 일정간격 중첩되어 화소 영역(X)별로 적, 녹, 청 컬러필터(112a, 112b, 112c)가 순서대로 배열된 컬러필터(112)가 형성되어 있고, 컬러필터(112) 상부에는 투명 전극(120)이 형성되어 있다.
이때, 상기 컬러필터(112)는 컬러별 이격구간을 두지 않으면서, 블랙매트릭스(110)와 대응되는 영역인 컬러별 교차부에서 오목부(XII)를 가지는 것을 특징으로 한다.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 컬러필터(112)는 화소 영역(X) 상에서는 일정두께로 형성되고, 비화소 영역(XI)부분에서 기울기를 가지도록 형성되어 있으며, 이때, 상기 컬러별 경계부에서도 일정두께를 유지한 상태에서 컬러별 마주보는 방향으로 기울기를 가짐에 따라 오목부(XII)가 구성되어 있다.
상기 블랙매트릭스(110)를 이루는 물질은 크롬계 금속물질에서 선택되며, 바람직하기로는 크롬(Cr), 크롬 옥사이드(CrOx)가 차례대로 구성된 이중층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 블랙매트릭스(110)의 선폭 범위는 8 ㎛ ~ 15 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 투명 전극(120)은 공통 전압이 인가되는 공통 전극 역할을 하며,ITO(indium tin oxide)로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 블랙매트릭스(110)와 중첩되는 부분에서 테이퍼를 가지는 컬러필터(112) 패턴은 컬러필터의 제조 공정시 기판과 마스크간의 갭 조정 및 노광부 크기 조절을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러필터 패턴 구조에 따르면 화소 영역과 비화소 영역간 콘트라스트 저하를 최소화하면서, 비화소 영역에서 컬러필터의 두께를 감소시킴으로써, 만약에 컬러간 겹침현상이 발생되더라도 컬러필터의 평탄화 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 컬러필터 표면에 규칙적인 오목부를 구성함에 따라 러빙 불량을 최소화시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 구체적인 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 고개구율 구조 컬러필터 기판의 제조 공정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 6a에서는, 화소 영역(X)과 비화소 영역(XI)이 정의된 투명 기판(100) 상에 블랙매트릭스(110) 및 컬러필터(112)를 형성하는 단계이다.
상기 블랙매트릭스(110)는 크롬계 금속물질을 증착하는 단계와, PR(photo resist)을 이용한 노광, 현상, 식각 공정을 통해 패터닝(patterning)된다.
그리고, 상기 컬러필터(112) 형성 단계는, 노광부(XIII)를 가지는 마스크(114)를 배치한 후, 해당 컬러 감광성 수지의 교체 및 상기 마스크(114)의 노광부(XIII)의 이동(shift)을 통하여 적, 녹, 청 컬러필터(112a, 112b, 112c)를 차례대로 형성하는 단계이다. 이때, 상기 컬러필터(112)는 블랙매트릭스(110)와 대응되는 위치인 컬러별 경계부에서 컬러별 이격구간을 두지 않으면서, 일정 테이퍼를 가짐에 따라 오목부(XII)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 양측에서 일정 테이퍼를 가지는 컬러필터(112)를 형성하기 위해서, 본 발명에서는 상기 마스크(114)와 컬러필터(112a) 하부면간의 갭(G)을 200 ㎛ ~ 300 ㎛으로 유지하며, 바람직하기로는 250 ㎛으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크(114)의 노광부(XIII)는 화소 영역(X)과 대응되는 크기를 가지는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 컬러필터(112)의 제조 공정시 현상 시간을 10 sec ~ 5 sec로 조절하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 컬러필터(112)를 이루는 감광성 수지는 기존보다 감광 특성이 우수하고 패터닝이 용이한 물질에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 6b에서는, 상기 컬러필터(112) 상부에 투명 도전성 물질을 증착하는 것으로 투명 전극(120)을 형성하는 단계이다.
이때, 상기 컬러필터(112)는 일정한 오목부(XII)를 가짐에 따라 투명 전극(120)도 균일한 패턴으로 형성될 수 있으며, 액정셀 공정에서의 배향막 형성시에도 러빙 불량률을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판과 셀갭 형성용 스페이서의 결합 관계에 대해서 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 컬러필터 기판(130)에 구성된 컬러필터(112) 패턴은 블랙매트릭스(110)와 대응되는 위치의 컬러별 경계부에서 오목부(XII)를 가지기 때문에, 스페이서(122)를 포함하는 어레이 기판(미도시)과의 합착시 스페이서(122)를 블랙매트릭스(110) 영역에 형성된 오목부(XII)에 안정적으로 결합시킴으로써, 합착력에 의해 컬러필터(112) 패턴이 붕괴되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 스페이서(122)는 오목부(XII)와의 결합력을 높이기 위해 컬러필터 기판(130)과 접하는 끝부분이 볼록부로 구성되는 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 블랙매트릭스와 중첩되는 컬러별 경계부에서 컬러별 이격구간을 두지않고 오목부를 가지는 액정표시장치에 의하면 다음과 같은 장점을 가진다.
첫째, 별도의 오버코트층을 생략할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있다.
둘째, 컬러필터의 평탄화 특성을 균일하게 할 수 있어 러빙 불량을 최소화할 수 있다.
셋째, 액정셀 공정에서의 컬러필터 패턴의 무너짐 현상을 효과적으로 차단할 수 있다.
넷째, 블랙매트릭스의 선폭을 줄인 고개구율 구조에서 컬러필터와 블랙매트릭스간의 안정적인 패턴구조를 이룰 수 있다.
다섯째, 컬러 콘트라스트를 개선할 수 있다.

Claims (7)

  1. 화소 영역과 비화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 기판의 비화소 영역에 형성된 블랙매트릭스와;
    상기 화소 영역 및 블랙매트릭스와 일정간격 중첩되게 형성되며, 상기 블랙매트릭스 상부의 컬러별 경계부에서 오목부를 가지며, 적, 녹, 청 컬러가 반복적으로 배열된 컬러필터와;
    상기 컬러필터 상부에 형성된 투명 전극
    을 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스를 이루는 물질은 크롬(Cr)계 금속물질인 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 크롬(Cr), 크롬 옥사이드(CrOx)가 차례대로 구성된 이중층 구조로 이루어진 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스의 선폭은 8 ㎛ ~ 15 ㎛에 해당하는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적, 녹, 청 컬러필터는 서로 연접구성되는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  6. 화소 영역과 비화소 영역이 정의된 기판을 구비하는 단계와;
    상기 기판의 비화소 영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 블랙매트릭스가 형성된 기판 상에 적색 감광성 수지를 코팅하는 단계와;
    상기 적색 감광성 수지가 코팅된 기판 상에, 상기 기판과 200 ㎛ ~ 300 ㎛의 갭을 두고 상기 화소 영역과 대응되는 크기의 노광부를 가지는 마스크를 배치하여 노광, 현상하여 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 부분에서 테이퍼를 가지는 적색 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 적색 컬러필터와 동일한 방법으로 상기 마스크의 위치 이동을 통해 녹 색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 차례대로 형성하여, 적, 녹, 청 컬러필터로 구성되며, 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 컬러별 경계부에서 오목부를 가지는 컬러필터를 완성하는 단계와;
    상기 컬러필터 상부에 투명 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계는, 크롬계 금속물질을 증착하는 단계와, PR(photo resist)를 이용한 노광, 현상, 식각 공정을 통해 패터닝하는 단계인 액정표시장치용 컬러필터의 제조 방법.
KR1020010088614A 2001-12-29 2001-12-29 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법 KR100790355B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010088614A KR100790355B1 (ko) 2001-12-29 2001-12-29 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010088614A KR100790355B1 (ko) 2001-12-29 2001-12-29 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030058219A KR20030058219A (ko) 2003-07-07
KR100790355B1 true KR100790355B1 (ko) 2008-01-02

Family

ID=32216129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010088614A KR100790355B1 (ko) 2001-12-29 2001-12-29 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100790355B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11844259B2 (en) 2020-07-07 2023-12-12 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106873252A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 深圳市华星光电技术有限公司 彩色滤光片基板及其制作方法
CN107290894B (zh) * 2017-07-28 2020-03-17 深圳市华星光电技术有限公司 Coa型液晶显示面板及其制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57173805A (en) * 1981-04-20 1982-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical filter and its manufacture
JPH09127328A (ja) * 1995-11-06 1997-05-16 Toppan Printing Co Ltd 液晶表示装置用カラーフィルタ
JPH10301101A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラーフィルター基板、カラーフィルター基板の製造方法および、液晶パネル
KR20010073282A (ko) * 2000-01-13 2001-08-01 구본준, 론 위라하디락사 액정표시장치의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57173805A (en) * 1981-04-20 1982-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical filter and its manufacture
JPH09127328A (ja) * 1995-11-06 1997-05-16 Toppan Printing Co Ltd 液晶表示装置用カラーフィルタ
JPH10301101A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラーフィルター基板、カラーフィルター基板の製造方法および、液晶パネル
KR20010073282A (ko) * 2000-01-13 2001-08-01 구본준, 론 위라하디락사 액정표시장치의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11844259B2 (en) 2020-07-07 2023-12-12 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030058219A (ko) 2003-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101547855B1 (ko) 반도체 박막 트랜지스터 기판과 그 제조 방법
US7961288B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
US5828434A (en) Liquid crystal display element with wall shaped spacers form between adjacent transparent electrodes and overlap portions of the light-shielding electrode films
US7123333B2 (en) Color filter panel and its fabrication method using back exposure
KR101578692B1 (ko) 액정표시장치의 칼라필터 어레이 및 그 제조방법
KR20050003270A (ko) 액정표시소자 제조방법
JPH09230124A (ja) カラーフィルタ
KR101069250B1 (ko) 액정표시패널 및 그 제조방법
WO2009110367A1 (ja) 表示パネル、アレイ基板、カラーフィルタ基板、および表示パネルの製造方法
KR101097610B1 (ko) 액정표시패널 및 그 제조방법
KR100790355B1 (ko) 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조방법
TW200422723A (en) Liquid crystal displays with post spacers, and their manufacture
JP2011145377A (ja) フォトマスク、カラーフィルタ基板、画素電極基板、液晶表示装置、カラーフィルタ基板の製造方法及び画素電極基板の製造方法
US8993043B2 (en) Method for fabricating color filter layer of liquid crystal display device and method for fabricating liquid crystal display device using the same
JP4724892B2 (ja) カラーフィルタ
KR100242435B1 (ko) 액정표시장치용 칼라필터 및 그 제조방법
JP2008304507A (ja) フォトマスク、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示装置
JP4968429B2 (ja) 液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の製造方法
TWI327235B (en) Lcd panel and array substrate and the method for forming the array substrate
KR20070065072A (ko) 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법
JP4810713B2 (ja) カラーフィルタの製造方法
KR101089097B1 (ko) 컬러필터 기판 및 이를 이용한 액정표시장치
TWI260431B (en) Color filter substrate and fabricating method thereof
JP2000029069A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
JPH11218749A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161118

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171116

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181114

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191113

Year of fee payment: 13