KR100794758B1

KR100794758B1 - 컬러 필터 기판 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR100794758B1
Application number: KR1020070008223A
Authority: KR
Inventors: 치-쿠앙 라이; 주-유 리; 안-쑤 루; 슈-칭 쑤; 루-쿠엔 창
Original assignee: 우 옵트로닉스 코포레이션
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-01-15
Also published as: TWI286224B; US7892709B2; US20080032215A1; JP2008040467A; TW200809270A

Abstract

컬러 필터 기판의 제조 방법이 개시된다. 먼저, 디스플레이 영역, 주변 영역 및 버퍼 영역을 가지는 투명 기판이 제공된다. 다음으로, 상기 투명 기판 상의 주변 영역에는 차광 패턴층이 형성되며, 상기 디스플레이 영역 내에는 컬러 필터층이 형성된다. 이후에, 상기 버퍼 영역 내에 적어도 하나의 버퍼 패턴이 형성된다.

Description

컬러 필터 기판 및 이를 제조하는 방법{COLOR FILTER SUBSTRATE AND FABRICATING METHOD THEREOF}

도 1a 내지 도 1e는 컬러 필터 기판을 제조하는 통상적인 방법의 공정들을 나타내는 단면도들이다.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 컬러 필터 기판을 제조하는 방법의 공정들을 나타내는 단면도들이다.

도 3은 도 2f의 상면도이다.

도 4a는 통상적인 컬러 필터 기판의 차광 프레임을 전자 주사 현미경(SEM)으로 관측한 사진이다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 차광 프레임을 전자 주사 현미경으로 관측한 사진이다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 컬러 필터 기판의 상면도이다.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 또다른 컬러 필터 기판의 상면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 또다른 컬러 필터 기판의 상면도이다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 컬러 필터 기판을 제조하는 방법의 공정들을 나타내는 단면도이다.

도 7b는 본 발명의 실시예에 따라 컬러 필터 기판을 제조하는 다른 방법의 공정들을 나타내는 단면도이다.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 몇가지 실시예들에 따른 컬러 필터 기판 내의 주변 영역에 배치된 차광 패턴층의 일부와 버퍼 영역에 배치된 버퍼 패턴을 예시한 구조도이다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 몇가지 실시예들에 따른 컬러 필터 기판 내의 주변 영역에 배치된 차광 패턴층의 일부와 버퍼 영역에 배치된 버퍼 패턴을 예시한 구조도이다.

도 10a와 도 10b, 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 몇가지 실시예들에 따른 컬러 필터 기판 내의 주변 영역에 배치된 차광 패턴층의 일부와 버퍼 영역에 배치된 버퍼 패턴을 예시한 구조도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 패널의 구조도이다.

본 발명은 컬러 필터 기판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 러빙(rubbing) 공정으로 인해 배향 물질층(alignment material layer)에 결함이 발생하는 것을 피할 수 있는 컬러 필터 기판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 컴퓨터의 능력이나, 인터넷 및 멀티미디어 기술이 발전함에 따라, 영상 정보는 아날로그 정보로부터 디지털 정보로 점진적으로 전환되고 있다. 현대의 생 활 양식에 맞추어, 많은 전자 장치들의 무게 및 크기가 점점 가볍고 얇아진다. 예를 들어, 얇고 가벼우며, 평면 이미지의 형태를 가지고, 전자파 방출이 없으며 전력 소모가 낮은 것이 특징인 디스플레이 장치들은 부피가 크고, 전자파 방출이 많으며, 무게가 무겁고 전력 소모도 큰 음극선관(CRT)을 가진 디스플레이 장치들을 대체하면서 디스플레이 장치의 주류가 되고 있다. 액정 디스플레이(LCD), 유기 전기발광 디스플레이(OELD, Organic Electro-luminescence Displays) 및 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)들 중에서도, 액정 디스플레이의 발전이 특히 성숙된 상태이다.

현재, 액정 디스플레이는 총 천연색, 대형, 고해상도 및 저비용을 향해 발전하고 있는데, 이러한 액정 디스플레이는 통상적으로 컬러 필터 기판(color filter substrate)을 사용함으로써 색채 구현의 효과를 얻는다. 도 1a부터 도 1e는 컬러 필터 기판을 제조하는 통상적인 방법의 공정들을 나타내는 단면도들이다. 도 1을 참조하면, 투명 기판(transparent substrate)(50)은 최초에 디스플레이 영역(display region)(110)과 주변 영역(peripheral region)(120)을 가지도록 제공된다. 이때, 상기 주변 영역(120)은 상기 디스플레이 영역(110)의 주변에 배치된다. 이후에, 차광 패턴층(shielding pattern layer)(112)이 상기 투명 기판(50) 위에 있는 상기 주변 영역(120) 및 디스플레이 영역(110) 안에 형성된다. 차광 패턴층(112)은 투명 기판(50) 위의 디스플레이 영역(110)에서는 복수의 서브 픽셀 영역들(sub-pixel region)(116)을 정의하며, 투명 기판(50) 위의 주변 영역(120)에 형성된 차광 패턴층(112)은 차광 프레임(shielding frame)(122)을 형성한다. 상기 차광 패턴층(112)을 구성하는 물질은 흑색 수지(black resin)이다.

도 1b를 참조하면, 적색 필터 패턴들(114a), 녹색 필터 패턴들(114b) 및 청색 필터 패턴들(114c)은 상기 서브 픽셀 영역들(116)에 형성되며 이렇게 컬러 필터층(color filter layer)(114)이 구성된다.

도 1c를 참조하면, 공통 전극 단자(common electrode layer)(118a)가 상기 투명 기판(50)의 상부에 형성된다. 이후, 도 1d를 참조하면, 배향 물질층(118b)이 상기 차광 패턴층(112), 컬러 필터층(114) 및 상기 공통 전극 단자(118a)를 덮도록 상기 투명 기판(50)의 상부에 형성된다.

도 1e를 참조하면, 배향 러빙 공정(alignment rubbing process)이 상기 배향 물질층(118b)에 대해 수행된다. 일반적으로, 배향 러빙 공정이란 러빙 롤러(rubbing roller)(25)를 이용하여 상기 투명 기판(50) 위의 주변 영역(120)의 한쪽 가장자리를 러빙하는(rubing) 공정이다. 그런데, 상기 가장자리(edge)는 상기 차광 프레임(122)의 두께 때문에 상당한 높이의 변화를 보인다. 만약 상기 러빙 롤러(25)가 상기 투명 기판(50) 위의 주변 영역(120)의 차광 프레임(122)의 한쪽 가장자리부터 러빙을 시작할 경우, 상기 높이로 인해 상기 러빙 롤러(25)의 표면에 쉽게 흔적이 남거나 또는 손상될 수 있다. 이렇듯, 상기 배향 물질층(118b)에 대해 배향 러빙 공정을 수행할 때에, 손상된 러빙 롤러(25)는 상기 배향 물질층(118b)에 비정상적으로 패이거나(recesses) 솟아난(groove) 자국을 초래한다. 따라서, 그러한 컬러 필터 기판을 사용한 액정 디스플레이 패널은 액정 분자의 배향 특성이 떨어지는 단점을 갖게 되고, 결과적으로 액정 디스플레이 패널의 품질이 저하된다.

본 발명의 목적은 종래 기술에서 러빙 롤러가 배향 러빙 공정 시에 쉽게 손상되고 나아가 배향 물질층을 손상시키는 문제점을 해결한 컬러 필터 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주변 영역이 특정한 형태를 가짐으로써 배향 물질층이 배향 러빙 공정 시에 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 컬러 필터 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법은 디스플레이 영역, 주변 영역 및 버퍼 영역을 가지는 투명 기판을 제공하는 단계, 상기 투명 기판 상의 주변 영역에 차광 패턴층을 형성하는 단계, 상기 디스플레이 영역 내에 컬러 필터층을 형성하는 단계 및 상기 버퍼 영역 내에 적어도 하나의 버퍼 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

실시예에 따라, 상기 컬러 필터층 및 차광 패턴층의 적어도 일부를 덮도록 배향 물질층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 배향 물질층에 대해 배향 러빙 공정을 상기 버퍼 패턴으로부터 수행된다.

실시예에 따라, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 흑색 수지, 적색 수지, 녹색 수지, 청색 수지, 투명 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 버퍼 패턴은 복수의 패턴들을 포함하며, 상기 패턴들의 배치 밀도는 상기 차광 패턴막으로부터 멀어질수록 점차 줄어들 수 있다.

실시예에 따라, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 상기 차광 패턴층의 물질과 동일하며, 상기 버퍼 패턴은 상기 차광 패턴층의 가장자리를 따라 배열되는 복수의 패턴들을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께와 같거나 더 클 수 있다. 이때, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께보다 약 1 내지 2 ㎛만큼 더 두꺼울 수 있다. 한편, 상기 버퍼 패턴과 상기 차광 패턴층은 서로 닿지 않게 형성될 수도 있고, 상기 버퍼 패턴의 가장자리와 상기 차광 패턴층의 가장자리가 서로 닿도록 형성될 수도 있으며, 또한 상기 버퍼 패턴이 상기 차광 패턴층의 일부를 덮도록 형성될 수도 있다.

실시예에 따라, 상기 버퍼 영역은 상기 주변 영역의 한쪽 가장자리에 배치되거나, 양쪽 가장자리에 배치되거나 또는 상기 주변 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 컬러 필터층은 상기 차광 패턴층이 형성되기 전에 형성되거나 또는 상기 차광 패턴층이 형성된 후에 형성될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 차광 패턴층 및 컬러 필터층을 덮는 편광 필터층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터 기판은, 디스플레이(display) 영역, 주변 영역 및 버퍼 영역을 가지는 투명 기판, 상기 투명 기판 상의 주변 영역에 형성된 차광 패턴층, 상기 디스플레이 영역 내에 형성된 컬러 필터층 및 상기 버퍼 영역 내에 형성된 적어도 하나의 버퍼 패턴을 포함한다.

실시예에 따라, 상기 컬러 필터층 및 차광 패턴층의 적어도 일부를 덮도록 형성된 배향 물질층을 더 포함할 수 있다.

<제1 실시예>

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 컬러 필터 기판을 제조하는 방법의 공정들을 나타내는 단면도들이다. 도 2a를 참조하면, 투명 기판(50)은 처음에 디스플레이 영역(210), 주변 영역(220) 및 버퍼 영역(230)을 가진다. 이때, 주변 영역(220)은 상기 디스플레이 영역(210)의 주변에 배치된다. 다음으로, 차광 패턴층(212)이 상기 투명 기판(50) 위의 주변 영역(220)에 형성된다. 실시예에 따라, 상기 차광 패턴층(212)은 디스플레이 영역(210)에도 형성될 수 있으며, 상기 디스플레이 영역(210) 내의 차광 패턴층(212)은 상기 주변 영역(220) 위의 디스플레이 영역(210) 내에서 복수의 서브 픽셀 영역들(216)을 형성하는데, 그래서 상기 디스플레이 영역 위에 배치된 차광 패턴층을 차광 블랙 매트릭스(shielding black matrix)(226)라고도 한다. 투명 기판(50) 위의 주변 영역(220)에 형성된 상기 차광 패턴층(212)은 상기 디스플레이 영역(210)을 에워싸서 차광 프레임(222)이라는 구조물을 형성한다. 상기 차광 패턴층(212)을 형성하는 방법에는, 예를 들어 차광 물질층(미도시)을 형성하고, 마스크를 이용하여 그 차광 물질층을 노출시킨 뒤, 성장 공정을 수행하는 방법이 있다. 상기 차광 패턴층(212)의 두께는 약 1.0 내지 1.5㎛ 정도이고, 그러한 물질로는 예를 들면 흑색 수지가 있다.

이후, 도 2b를 참조하면, 컬러 필터층(214)이 상기 투명 기판(50) 위의 디스플레이 영역(210) 내에 있는 서브 픽셀 영역들(216) 각각에 형성된다. 상기 컬러 필터층(214)은 예를 들어, 적어도 하나의 적색 필터 패턴(214a)(예를 들어 적색 수지), 적어도 하나의 녹색 필터 패턴(214b)(예를 들어 녹색 수지) 및 적어도 하나의 청색 필터 패턴(214c)(예를 들어 청색 수지)으로 구성된다.

도 2b를 참조하면, 상기 컬러 필터층(214)은 상기 투명 기판(50) 위의 디스플레이 영역(210) 내에 있는 서브 픽셀 영역들(216) 안에 형성되고, 상기 버퍼 패턴(224)은 상기 투명 기판(50) 위의 주변 영역(220)의 한쪽 끝에 배치된 차광 프레임(222)의 가장자리에 닿아 있는 버퍼 영역(230) 내에 형성된다. 상기 버퍼 패턴(224)을 형성하는 물질은 상기 적색 필터 패턴(214a), 녹색 필터 패턴(214b) 및 청색 필터 패턴(214c) 중 어느 하나를 형성하는 물질과 동일할 수 있는데, 바람직하게는 상기 청색 필터 패턴(214c)을 형성하는 물질과 동일하다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 컬러 필터층(214) 및 차광 패턴층(212)이 형성된 뒤에, 액정 패널이 마침내 조립되었을 때에 컬러 필터 기판과 구동 소자 기판(active element substrate) 사이의 셀 간격(cell gap)을 지탱하는데 사용될 스페이서(spacer)(미도시)를 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다.

다음으로, 도 2c를 참조하면, 공통 전극층(218a)이 상기 투명 기판(50)의 상부에 상기 차광 패턴층(212), 상기 차광 프레임(222) 및 상기 컬러 필터층(214)을 덮을 수 있도록 형성된다. 다른 실시예에서, 도 2d를 참조하면, 도 2c에 나타난 구조물을 형성한 후에, 배향 물질층(218b)은 상기 투명 기판(50)의 상부에 상기 공통 전극층(218a)을 덮을 수 있도록 형성된다.

이후에, 도 2e를 참조하면, 배향 러빙 공정이 상기 배향 물질층(218b)에 대해 수행된다. 상기 배향 러빙 공정에서는, 예를 들어 러빙 롤러(25)가 상기 투명 기판(50) 위의 버퍼 영역(230)의 버퍼 패턴(224)이 있는 쪽 가장자리로부터 상기 배향 물질층(218b)에 대해 배향 처리하기 위해 사용된다. 이때, 상기 버퍼 패 턴(224)이 상기 차광 프레임(222)의 가장자리에 맞닿아 형성되어 있기 때문에, 러빙 롤러(25) 위치의 낙차가 줄어든다. 따라서, 상기 러빙 롤러(25)가 해당 위치에서 러빙을 시작할 때, 러빙 롤러(25)가 손상되지 않으며, 상기 배향 물질층(218b)도 상기 러빙 롤러(25)가 배향 처리를 수행할 때에도 결함이 생길 정도로 손상되지 않는다.

배향 러빙 공정이 끝나면, 도 2f에 나타나 있듯이, 배향 공정을 통한 배향막(alignment layer)(218c)이 형성되며, 컬러 필터 기판의 제조가 완료된다.

이러한 방법을 통해 제조된 컬러 필터 기판이 도 2f 및 도 3에 나타나 있다. 도 3은 도 2f의 상면도이다. 상기 컬러 필터 기판은 투명 기판(50), 차광 패턴층(212)(차광 블랙 매트릭스(226) 및 차광 프레임(222)을 포함함), 컬러 필터층(214), 버퍼 패턴(224) 및 배향막(218c)을 포함한다. 상기 투명 기판(50)은 디스플레이 영역(210), 주변 영역(220) 및 버퍼 영역(230)을 가진다. 상기 차광 패턴층(212)은 상기 투명 기판(50) 위의 주변 영역(220) 내에 배치된다. 상기 차광 패턴층(212)는 상기 디스플레이 영역(210)에도 더 형성되며, 상기 디스플레이 영역(210) 내에 배치된 차광 패턴층(212)은 상기 투명 기판 위의 복수의 서브 픽셀 영역들(216)을 정의하는 차광 블랙 매트릭스(226)이다. 상기 투명 기판(50) 위에서 상기 디스플레이 영역(210)을 둘러싸는 주변 영역(220) 내에 배치된 차광 패턴층(212)은 차광 프레임(222)를 형성한다. 상기 버퍼 패턴(224)은 상기 주변 영역(220)의 적어도 어느 한쪽 가장자리에서 상기 차광 프레임(222)의 가장자리와 맞닿아 배치된다. 상기 배향막(218c)은 적어도 상기 컬러 필터층(214)의 일부, 차광 패턴층(212) 및 버퍼 패턴(224)을 덮는다.

바람직한 실시예에서는, 공통 전극층(218a)이 상기 배향막(218c)의 하부에 더 형성될 수 있고, 또한 상기 공통 전극층(218a)은 상기 컬러 필터층(214) 및 차광 패턴층(212)을 덮는다.

도 4a는 통상적인 컬러 필터 기판의 차광 프레임을 전자 주사 현미경(SEM)으로 관측한 사진이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 차광 프레임을 전자 주사 현미경으로 관측한 사진이다. 도 4a에서는 종래의 컬러 필터 기판의 차광 프레임의 가장자리에는 눈에 띄는 낙차가 있다는 것을 볼 수 있다. 그러나, 도 4b를 살펴보면, 만약 컬러 필터층의 물질(예를 들어 적색, 녹색, 또는 청색 필터의 물질)을 이용하여 차광 프레임의 가장자리 부분에 버퍼 패턴을 형성하면, 해당 위치의 낙차가 분명히 감소한다는 사실을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 버퍼 패턴(224)은 도 3에서 예시되듯이, 주변 영역(220)의 한쪽 끝에 있는 차광 프레임(222)의 가장자리에 형성된다. 한편, 다른 실시예에서는 버퍼 패턴(324)은 도 5a 및 도 5b에서 예시되듯이, 상기 주변 영역(220)의 마주보는 양쪽 끝 가장자리에 있는 차광 프레임(222)의 가장자리에 형성될 수도 있다. 만약 배향 러빙 공정을 수행하고자 할 경우, 상기 배향 러빙 공정은 상기 버퍼 패턴(324)이 형성된 곳이라면 어디서라도 개시될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명은 도 6에서 예시하듯이, 주변 영역(220)의 주변에 있는 차광 프레임(222)의 가장자리 부분에 형성되는 버퍼 패턴(424)을 가질 수 있다. 즉, 버퍼 패턴(424)은 전체 차광 프레임(222)의 가장자리 위에 형성된다. 유사하게, 만약 배향 러빙 공정을 수행하고자 할 경우, 상기 배향 러빙 공정은 상기 버퍼 패턴(424)이 형성된 곳이라면 어디서라도 개시될 수 있다.

또한, 상기 차광 패턴층(212)이 먼저 상기 투명 기판(50) 위에 형성된 후에 상기 컬러 필터층(214)이 형성될 수도 있다. 편광층(240)이 도 7a에서 예시되듯이, 상기 차광 패턴층(212) 및 상기 컬러 필터층(214)을 덮을 수 있도록 더 형성될 수도 있는데, 이런 요소로 본 발명이 한정되지는 않는다. 한편, 상기 컬러 필터층(214)이 먼저 투명 기판(50) 위에 형성된 후에 상기 차광 패턴층(212)이 형성될 수도 있다. 이 경우에도, 편광층(240)이 도 7b에서 예시되듯이, 상기 차광 패턴층(212) 및 상기 컬러 필터층(214)을 덮을 수 있도록 더 형성될 수도 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에서, 적색 필터 패턴, 녹색 필터 패턴, 또는 청색 필터 패턴을 형성하는 물질은 버퍼 패턴을 형성하는 물질로도 사용될 수 있으며, 또한 차광 패턴층을 형성하는 물질과 동일한 물질도 버퍼 패턴을 형성하는 물질로 사용될 수 있다. 그러나, 버퍼 패턴의 형태는 제1 실시예의 경우와 다를 수 있다.

도 8a 내지 도 8e는 단지 주변 영역 내에 배치된 차광 프레임(222)의 일부와, 버퍼 영역 내에 배치된 버퍼 패턴들(224a, 224b, 224c, 224d 및 224e)을 나타낼 뿐이다. 디스플레이 영역 내의 컬러 필터층, 차광 패턴층, 전극층 및 배향 물질층과 같은 박막층들은 도 3에 예시되었듯이 제1 실시예의 박막층과 동일하며, 따라서 상세한 설명은 여기서는 생략한다.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 버퍼 패턴은 상기 차광 프레 임(222)의 가장자리에 배치된 복수의 패턴들(224a)을 포함된다. 상기 버퍼 패턴들(224a)이 많은 수의 불연속적인 패턴들로 구성되어 있기 때문에, 상기 차광 프레임(222)의 가장자리의 주변은 거칠어진다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판 내의 주변 영역에 배치된 차광 패턴층의 일부와 버퍼 영역에 배치된 버퍼 패턴을 예시한 구조도이다.

도 10a와 도 10b, 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판 내의 주변 영역에 배치된 차광 패턴층의 일부와 버퍼 영역에 배치된 버퍼 패턴을 예시한 구조도이다. 이후에 수행되는 배향 러빙 공정에서, 러빙 롤러와 차광 패턴층 사이에 직접적인 접촉이 발생하는 종래의 경우와 비교할 때, 버퍼 패턴(224a)과 접촉하는 러빙 롤러의 접촉 면적은 크게 줄어들기 때문에, 러빙 롤러와 차광 패턴층 사이의 직접적인 접촉으로 인해 러빙 롤러에 비가역적인 흔적을 생성시킬 가능성이 줄어들 수 있으며, 따라서 배향 공정의 효율도 올라간다.

도 8a에 나타난 버퍼 패턴들(224a)은 직사각형인 경우를 예로 들었지만, 배향 패턴의 형상은 본 발명에서는 한정되지 않는다. 버퍼 패턴들(224a)은 또한 삼각형의 형상을 가진 버퍼 패턴(224b)(도 8b에 예시됨), 소정의 각도를 갖고 기울어진 가는 띠의 형상을 가진 버퍼 패턴(224c)(도 8c에 예시됨), 원형 또는 반원형의 형상을 가진 버퍼 패턴(224d)(도 8d에 예시됨) 또는 연속적이고 불규칙적인 형상을 가진 버퍼 패턴(224e)(도 8e에 예시됨)일 수 있다.

어떤 형상의 버퍼 패턴을 선택하든지, 본 발명의 실시예에서는 상기 차광 패 턴층(212)이 정의되는 경우라면 상기 버퍼 패턴도 정의될 수 있다. 그러므로, 상기 버퍼 패턴의 두께와 상기 차광 패턴층(212)의 두께는 동일할 수 있다. 또한, 본 발명에서 컬러 필터 기판을 제조하는 방법은 단지 차광 패턴층의 마스크 패턴을 변경하기만 하면 되며, 따라서 공정의 복잡도는 증가하지 않는다.

유사하게, 본 발명의 실시예에서 버퍼 패턴은, 도 3에서 나타난 것과 같이 주변 영역의 한쪽 끝의 가장자리에 배치될 수도 있고, 도 5a 및 도 5b에 나타난 것과 같이 주변 영역의 양쪽 끝 가장자리 모두에 배치될 수도 있으며, 또한 도 6에 나타난 것과 같이 주변 영역을 둘러싸서 배치될 수도 있다.

<제3 실시예>

본 발명의 일 실시예에서, 버퍼 패턴은 적색 필터 패턴, 녹색 필터 패턴, 청색 필터 패턴 및 차광 패턴층을 형성하는 물질을 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질로 이용할 수 있고, 또한 투명 수지(즉, 스페이서를 형성하는 물질)를 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질로서 사용할 수도 있다. 특히, 본 발명의 제3 실시예에서, 상기 버퍼 패턴은 복수의 패턴들을 포함하는데, 상기 패턴들의 배치 밀도는 차광 패턴층으로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어든다.

도 9a 내지 도 9c는 단지 주변 영역 내에 배치된 차광 프레임(222)의 일부와, 버퍼 영역 내에 배치된 버퍼 패턴들(224f, 224g 및 224g')을 나타낼 뿐이다. 디스플레이 영역 내의 컬러 필터층, 차광 패턴층, 전극층 및 배향 물질층과 같은 박막층들은 도 3에 예시되었듯이 제1 실시예의 박막층과 동일하며, 따라서 상세한 설명은 여기서는 생략한다.

먼저, 도 9a를 참조하면, 버퍼 패턴은 복수의 패턴들(224f)을 포함하며, 상기 패턴들(224f)의 배치 밀도는 차광 패턴층(222)으로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어든다. 버퍼 패턴들(224f)을 형성하는 물질은 상기 컬러 필터층(적색 수지, 녹색 수지, 또는 청색 수지)을 형성하는 물질일 수도 있고, 차광 패턴층(흑색 수지)을 형성하는 물질일 수도 있으며, 또는 스페이서(투명 수지)를 형성하는 물질일 수도 있다. 또한, 상기 버퍼 패턴들(224f)은 여러 가지의 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 패턴들의 일부는 컬러 필터층의 물질을 이용하고, 다른 일부는 차광 패턴층의 물질을 이용하는 식으로 조합하여 형성될 수 있다.

도 9a에 예시된 버퍼 패턴들(224f)은 원형으로 예시되어 있는데, 배향 패턴의 형상은 본 발명에서는 제한되지 않는다. 버퍼 패턴들(224f)은 도 9b와 같이 사각형의 버퍼 패턴들(224g)일 수도 있고, 도 9c와 같이 다양한 형태로 조합된 버퍼 패턴들(224g')일 수도 있다. 또한, 상기 패턴들은 삼각형 또는 다각형일 수도 있다. 어떤 형태의 버퍼 패턴을 이용하든지, 본 발명의 실시예에서 버퍼 패턴은 차광 패턴층(212), 컬러 필터층(214), 스페이서 또는 이들의 조합에서 정의되는 물질들에 기초하여 정의된다. 따라서, 본 발명의 컬러 필터 기판을 제조하는 방법에서는, 단지 차광 패턴층, 컬러 필터층, 스페이서 또는 이들의 조합의 마스크 디자인만을 변경하면 되며, 공정의 복잡도는 증가하지 않는다.

본 발명의 제3 실시예에서, 상기 버퍼 패턴들(224f, 224g 또는 224g')은 복수의 패턴들을 포함하며, 상기 패턴들의 배치 밀도는 차광 패턴층(222)으로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어든다. 따라서, 이어지는 배향 러빙 공정에서, 러빙 롤러 가 버퍼 패턴들(224f, 224g 또는 224g')과 접촉하는 순간에, 상기 러빙 롤러는 먼저 패턴들이 산개한 부분과 접촉하게 된다. 러빙 롤러와 차광 패턴층 사이에 직접적인 접촉이 발생하는 종래의 경우와 비교할 때, 버퍼 패턴과 접촉하는 러빙 롤러의 접촉 면적은 크게 줄어들기 때문에, 러빙 롤러와 차광 패턴층 사이의 직접적인 접촉으로 인해 러빙 롤러에 비가역적인 흔적을 생성시킬 가능성이 줄어들 수 있으며, 따라서 배향 공정의 효율도 올라간다. 또한, 버퍼 패턴들(224f, 224g 또는 224g')이 산개하였다가 점차 밀집하는 설계는 러빙 롤러가 점진적으로 상기 차광 프레임(222)에 맞출 수 있도록 보조할 수 있다.

유사하게, 본 실시예의 버퍼 패턴은 도 3에서 나타난 것과 같이 주변 영역의 한쪽 끝의 가장자리에 배치될 수도 있고, 도 5a 및 도 5b에 나타난 것과 같이 주변 영역의 양쪽 끝 가장자리 모두에 배치될 수도 있으며, 또한 도 6에 나타난 것과 같이 주변 영역을 둘러싸서 배치될 수도 있다.

<제4 실시예>

도 10a 및 도 10b는 단지 주변 영역 내에 배치된 차광 프레임(222)의 일부와, 버퍼 영역 내에 배치된 버퍼 패턴(224h)을 나타낼 뿐이다. 디스플레이 영역 내의 컬러 필터층, 차광 패턴층, 전극층 및 배향 물질층과 같은 박막층들은 도 3에 예시되었듯이 제1 실시예의 박막층과 동일하며, 따라서 상세한 설명은 여기서는 생략한다.

먼저, 도 10a를 참조하면, 본 실시예에서, 버퍼 영역에 형성된 버퍼 패턴(224h)의 두께는 차광 프레임(222)의 두께보다 두껍다. 예를 들어, 버퍼 패 턴(224h)의 두께는 상기 차광 프레임(222)의 두께보다 약 1 내지 2 ㎛ 만큼 더 두껍다. 바람직한 실시예에서, 버퍼 패턴(224h)의 물질은 스페이서의 물질 예를 들어 투명 수지와 동일할 수 있다. 하지만, 상기 버퍼 패턴(224h)의 물질이 본 발명의 실시예에서 제한되는 것은 아니다.

본 실시예에서, 상기 버퍼 패턴(224h)의 두께가 차광 프레임(222)의 두께보다 두껍기 때문에, 도 10b에서 나타난 바와 같이 이후의 배향 러빙 공정에서는 러빙 롤러(25)가 먼저 버퍼 패턴(224h)와 접촉하고 곧바로 차광 프레임(222)의 안쪽 부분으로 굴러가며, 상기 차광 프레임(222)의 모서리와는 닿지 않는다. 따라서, 종래에 러빙 롤러와 차광 패턴층 사이의 직접 접촉으로 인해 생성되었던 비가역적 흔적은 배향 공정의 효율을 올리면서 회피될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 버퍼 패턴(224h) 및 상기 차광 프레임(222) 사이의 관계는 다음과 같다. 상기 버퍼 패턴(224h) 및 상기 차광 프레임(222)이 도 11a에 나타나듯이 서로 떨어져 있을 수도 있다. 또, 상기 버퍼 패턴(224h)의 가장자리와 상기 차광 프레임(222)의 모서리가 도 11b에 나타나듯이 서로 붙어있을 수도 있다. 더 나아가, 상기 버퍼 패턴(224h)이 상기 차광 프레임(222)의 일부를 도 11c에 나타나듯이 덮을 수도 있다.

한편, 본 실시예의 버퍼 패턴(224h)은 단일하고 연속적인 패턴으로 구성될 수도 있고, 복수의 분리된 패턴들로 구성될 수도 있다. 마찬가지로, 본 실시예의 버퍼 패턴은 도 3에서 나타난 것과 같이 주변 영역의 한쪽 끝의 가장자리에 배치될 수도 있고, 도 5a 및 도 5b에 나타난 것과 같이 주변 영역의 양쪽 끝 가장자리 모두에 배치될 수도 있으며, 또한 도 6에 나타난 것과 같이 주변 영역을 둘러싸서 배치될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 패널의 구조도이다. 도 12를 참조하면, 액정 디스플레이 패널은 능동 어레이 기판(802), 컬러 필터 기판(804) 및 액정층(806)을 포함한다. 상기 능동 어레이 기판(802) 및 컬러 필터 기판(804)은 조립되어 합체되고, 상기 액정층(806)이 상기 능동 어레이 기판(802) 및 컬러 필터 기판(804) 사이에 배치된다. 상기 액정 디스플레이 패널의 컬러 필터 기판(804)은 상술한 실시예들 중 한 실시예인 컬러 필터 기판이다. 따라서, 상기 액정 디스플레이 패널의 컬러 필터 기판(804)은 배향 공정 시에 손상되는 것이 방지되며, 상기 액정 디스플레이 패널의 품질도 향상될 수 있다.

요약하면, 본 발명의 상기 컬러 필터 기판 및 이를 제조하는 방법은 적어도 다음과 같은 장점을 가진다.

(1) 본 발명에서, 다양한 버퍼 패턴들이 차광 패턴층의 가장자리 부분에 형성되고, 러빙 롤러의 표면은 배향 러빙 공정 시에 손상당하는 것으로부터 보호될 수 있으므로, 배향 러빙 공정 중에 배향 물질층에 비정상적으로 패이거나 솟아난 자국을 남기는 것을 피할 수 있다.

(2) 본 발명은 차광 패턴층의 낙차로 인해 러빙 롤러에 생기는 흔적이나 손상을 피하기 위해 버퍼 패턴을 이용함으로써, 러빙 롤러의 사용 수명을 연장할 수 있다.

(3) 본 발명은 공정의 복잡함을 증가시키지 않도록 버퍼 패턴을 설계하였기 때문에, 컬러 필터 기판의 수율도 증가할 수 있다. 만약 이를 컬러 디스플레이 장치에 적용할 경우, 상기 컬러 디스플레이 장치의 품질도 향상될 수 있다.

본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명의 구조체 및 방법에 다양한 변형 및 변경이 이뤄질 수 있다는 것은 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게 자명할 것이다. 그러한 관점에서, 본 발명은 다음의 청구범위 및 그것의 균등 범위 내에 들어가도록 제공된 이 발명의 변형 및 변경을 포함한다.

Claims

디스플레이 영역, 주변 영역 및 버퍼 영역을 가지는 투명 기판을 제공하는 단계;

상기 투명 기판 상의 주변 영역에 차광 패턴층을 형성하는 단계;

상기 디스플레이 영역 내에 컬러 필터층을 형성하는 단계; 및

상기 버퍼 영역 내에 적어도 하나의 버퍼 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 컬러 필터층 및 차광 패턴층의 적어도 일부를 덮도록 배향 물질층을 형성하는 단계; 및

상기 배향 물질층에 대해 배향 러빙 공정(alignment rubbing process)을 상기 버퍼 패턴에서부터 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 흑색 수지, 적색 수지, 녹색 수지, 청색 수지, 투명 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 버퍼 패턴은 복수의 패턴들을 포함하며, 상기 패턴 들의 배치 밀도는 상기 차광 패턴막으로부터 멀어질수록 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 상기 차광 패턴층의 물질과 동일하며, 상기 버퍼 패턴은 상기 차광 패턴층의 가장자리를 따라 배열되는 복수의 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께와 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께보다 약 1 내지 2 ㎛만큼 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 버퍼 패턴과 상기 차광 패턴층은 서로 닿지 않게 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 가장자리와 상기 차광 패턴층의 가장자리가 서로 닿도록 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 버퍼 패턴은 상기 차광 패턴층의 일부를 덮도록 형 성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 버퍼 영역은 상기 주변 영역의 한쪽 가장자리에 배치되거나, 양쪽 가장자리에 배치되거나 또는 상기 주변 영역을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 컬러 필터층은 상기 차광 패턴층이 형성되기 전에 형성되거나 또는 상기 차광 패턴층이 형성된 후에 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 차광 패턴층 및 컬러 필터층을 덮는 편광 필터층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
디스플레이 영역, 주변 영역 및 버퍼 영역을 가지는 투명 기판;

상기 투명 기판 상의 주변 영역에 형성된 차광 패턴층;

상기 디스플레이 영역 내에 형성된 컬러 필터층; 및

상기 버퍼 영역 내에 형성된 적어도 하나의 버퍼 패턴을 포함하는 컬러 필터 기판.
청구항 14에 있어서, 상기 컬러 필터층 및 차광 패턴층의 적어도 일부를 덮 도록 형성된 배향 물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 14에 있어서, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 흑색 수지, 적색 수지, 녹색 수지, 청색 수지, 투명 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 16에 있어서, 상기 버퍼 패턴은 복수의 패턴들을 포함하며, 상기 패턴들의 배치 밀도는 상기 차광 패턴막으로부터 멀어질수록 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 14에 있어서, 상기 버퍼 패턴을 형성하는 물질은 상기 차광 패턴층의 물질과 동일하며, 상기 버퍼 패턴은 상기 차광 패턴층의 가장자리를 따라 배열되는 복수의 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 14에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께와 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 19에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 두께는 상기 차광 패턴층의 두께보다 약 1 내지 2 ㎛만큼 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 19에 있어서, 상기 버퍼 패턴과 상기 차광 패턴층은 서로 닿지 않게 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 19에 있어서, 상기 버퍼 패턴의 가장자리와 상기 차광 패턴층의 가장자리가 서로 닿도록 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 19에 있어서, 상기 버퍼 패턴은 상기 차광 패턴층의 일부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
청구항 14에 있어서, 상기 버퍼 영역은 상기 주변 영역의 한쪽 가장자리에 배치되거나, 양쪽 가장자리에 배치되거나 또는 상기 주변 영역을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.