KR100936888B1 - Black matrix of LCD and making method of thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스 형성방법은, 다수의 금속입자 각각에 산화막을 입히는 단계와; 상기 산화막이 입혀진 다수의 금속입자를 휘발성이 강한 수지와 섞은 후 이를 컬러필터 기판에 도포하는 단계와; 상기 컬러필터 기판에 도포된 산화막 금속입자가 포함된 수지가 일정한 패턴으로 형성되고, 상기 패턴된 수지 영역에 대하여 소정의 열을 가하여 수지를 제거하는 단계와; 상기 수지가 제거됨에 의해 산화막이 입혀진 다수의 금속입자에 의한 패턴만이 상기 컬러필터 기판에 형성되는 단계가 포함된다.A method of forming a black matrix of a liquid crystal display according to the present invention includes the steps of coating an oxide film on each of a plurality of metal particles; Mixing the plurality of metal particles coated with the oxide film with a highly volatile resin and applying the same to a color filter substrate; Forming a resin including oxide film metal particles coated on the color filter substrate in a predetermined pattern, and applying a predetermined heat to the patterned resin region to remove the resin; A step of forming only a pattern by a plurality of metal particles coated with an oxide film by removing the resin is formed on the color filter substrate.

이와 같은 본 발명에 의하면, 별도의 산화막을 형성하지 않고도 블랙매트릭스의 내/ 외부광에 대한 저 반사화를 달성할 수 있으며, 이에 따라 고 효율 및 저가의 블랙매트릭스를 형성할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to achieve low reflection of internal / external light of the black matrix without forming a separate oxide film, and thus there is an advantage of forming a high efficiency and low cost black matrix.

Description

액정표시장치의 블랙매트릭스 및 그 형성방법{black matrix of LCD and making method of thereof}Black matrix of LCD and making method thereof

도 1은 종래의 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a part of a conventional liquid crystal display device.

도 2는 도 1에 도시된 상부기판의 특정영역에 대한 단면도.2 is a cross-sectional view of a specific area of the upper substrate shown in FIG.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 의한 액정표시장치의 컬러필터 기판의 평면도 및 일부 단면도.3A to 3B are a plan view and a partial cross-sectional view of a color filter substrate of a liquid crystal display according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 블랙매트릭스가 형성되는 공정을 나타내는 공정 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a step of forming a black matrix according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

5 : 컬러필터 기판 6, 6' : 블랙매트릭스5: Color Filter Substrate 6, 6 ': Black Matrix

8 : 서브 컬러필터 18 : 공통전극8: sub color filter 18: common electrode

21 : 오버코트층 30 : 금속입자21: overcoat layer 30: metal particles

32 : 산화막 34 : 산화막 금속입자32: oxide film 34: oxide metal particles

36 : 수지 38 : 혼합된 수지36: Resin 38: Mixed Resin

40 : 패턴된 영역40: patterned area

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성되는 블랙매트릭스(Black Matrix : BM) 및 그 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a black matrix (BM) formed on a color filter substrate of a liquid crystal display device and a method of forming the same.

최근 정지화상이나 동화상을 포함시킨 각종 화상을 표시하는 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)가 널리 이용되고 있다. 이는 경량, 박형, 저소비 구동 등의 특징과 함께 액정 재료의 개량 및 미세 화소 가공기술의 개발에 의해 화질이 가속도적으로 개선되고 있으며, 또한 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다. Recently, liquid crystal displays (LCDs) have been widely used as devices for displaying various images including still and moving images. This is due to the characteristics such as light weight, thinness, low consumption driving, and the like, the image quality is being accelerated by the improvement of the liquid crystal material and the development of the fine pixel processing technology, and the application range is gradually increasing.

일반적으로 상기 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

이에 따라, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있는 것이다. Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light polarized by optical anisotropy may be arbitrarily modulated to express image information.

현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 액티브 매트릭스형 액정표시장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 일반적으로 사용되고 있다.Currently, an active matrix LCD in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner is generally used because of its excellent resolution and video performance.

상기 액정표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다. The structure of the liquid crystal panel, which is a basic component of the liquid crystal display, is as follows.                         

도 1은 종래의 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a part of a conventional liquid crystal display device.

도 1을 참조하면, 종래의 컬러 액정표시장치는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와, 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 상기 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 앞서 설명한 액정(14)이 충진되어 있다.Referring to FIG. 1, a conventional color liquid crystal display device includes a color filter 7 including a black matrix 6 and a sub color filter (red, green, blue) 8, and a common electrode 18 transparent on the color filter. ) Is formed of an upper substrate 5 formed with the upper substrate 5 and a lower substrate 22 having an array wiring including a pixel region P, a pixel electrode 17 formed on the pixel region, and a switching element T. The liquid crystal 14 described above is filled between the substrate 5 and the lower substrate 22.

이 때 상기 상부기판(5)은 컬러필터 기판이라고도 하며, 특히 상기 블랙매트릭스(6)는 상기 서브 컬러필터(8) 사이의 구분 및 광차단 역할을 한다. In this case, the upper substrate 5 is also referred to as a color filter substrate, and in particular, the black matrix 6 serves to distinguish between the sub color filters 8 and to block light.

또한, 상기 하부기판(22)은 어레이 기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 형성된다.In addition, the lower substrate 22 may also be referred to as an array substrate, and the thin film transistor T, which is a switching element, may be disposed in a matrix, and the gate line 13 and the data line 15 passing through the plurality of thin film transistors may be formed. do.

또한, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P) 상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명전도성 금속을 사용한다. In addition, the pixel area P is a region where the gate line 13 and the data line 15 cross each other. The pixel electrode 17 formed on the pixel region P uses a transparent conductive metal having a relatively high transmittance of light, such as indium tin oxide (ITO).

상기와 같이 구성되는 액정표시장치(11)는 상기 화소전극(17) 상에 위치한 액정층(14)이 상기 박막트랜지스터로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층의 배향정도에 따라 상기 액정층을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display device 11 configured as described above, the liquid crystal layer 14 positioned on the pixel electrode 17 is oriented by a signal applied from the thin film transistor, and the liquid crystal layer depends on the degree of alignment of the liquid crystal layer. The image can be expressed by controlling the amount of light passing through the image.

즉, 상기 박막트랜지스터와 연결된 상기 화소전극(17)을 통과한 빛이 상기 각 화소전극(17)과 대응하는 각 적, 녹, 청색의 서브 컬러필터(8)를 통과하면서 원하는 컬러화상이 표시되는 것이다. That is, a desired color image is displayed while light passing through the pixel electrode 17 connected to the thin film transistor passes through each of the red, green, and blue sub color filters 8 corresponding to the pixel electrodes 17. will be.

도 2는 도 1에 도시된 상부기판의 특정영역(A-A )에 대한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a specific area A-A of the upper substrate shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 이는 상부기판(5) 상에 색상을 구현하는 적, 녹, 청색의 서브 컬러필터(8)와 상기 서브 컬러필터(8) 사이에 형성된 블랙매트릭스(Black Matrix : BM)(6), 그리고 액정 셀(Cell)에 전압인가를 위한 공통전극(18)으로 구성된다.Referring to FIG. 2, this is a black matrix (BM) formed between a sub color filter 8 of red, green, and blue that implements color on the upper substrate 5 and the sub color filter 8 ( 6) and a common electrode 18 for applying a voltage to the liquid crystal cell.

또한, 상기 공통전극(21) 형성 전에 상기 서브 컬러필터(8)의 보호와 평탄화를 위하여 아크릴(Acryl)계 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지(Resin)을 사용하여 오버코트층(Over Coat : OC)(21)을 형성하는 경우도 있다. In addition, an overcoat layer is used by using an acrylic or polyimide resin to protect and planarize the sub color filter 8 before the common electrode 21 is formed. (21) may be formed.

여기서, 상기 블랙매트릭스(6)는 빛이 새어 나오는 것을 차단하는 역할을 하는 것으로, 일반적으로 서브 컬러필터(8)의 적색, 녹색, 청색 패턴 사이 및 상기 하부기판 상에 위치한 화소전극이 형성되지 않는 부분 등에 형성되며, 상기 화소전극이 형성되지 않는 부분에 새어 나오는 빛을 차폐시키는 목적으로 형성된다. 또한, 상기 블랙매트릭스(6)은 상기 박막트랜지스터의 직접적인 광 조사를 차단하여 박막트랜지스터의 누설 전류 증가를 방지하는 역할도 한다.In this case, the black matrix 6 serves to block light leakage. In general, the pixel electrodes positioned between the red, green, and blue patterns of the sub color filter 8 and on the lower substrate are not formed. It is formed in a portion, etc., and is formed for the purpose of shielding light leaking to the portion where the pixel electrode is not formed. In addition, the black matrix 6 serves to block the direct light irradiation of the thin film transistor to prevent an increase in leakage current of the thin film transistor.

이러한 블랙매트릭스(6)의 재질로는 광학 밀도(Optical Density : OD)가 3.5 이상의 크롬(Cr) 등의 금속 박막이나 카본(Carbon)계통의 유기 재료, 또는 포토아크릴(Photo acryl)계 수지(Resin)가 주로 쓰인다.The material of the black matrix 6 is an optical density (OD) of 3.5 or more metal thin film such as chromium (Cr), a carbon-based organic material, or a photo acryl-based resin (Resin). ) Is mainly used.

또한, 상기 크롬을 블랙매트릭스로 사용하는 경우 화상표시의 악영향을 미치 는 반사광을 차단하기 위하여 즉, 액정표시장치 화면의 저 반사화를 목적으로 상기 블랙매트릭스를 Cr/ CrOX의 다층막 구조의 형성한다.In addition, when the chromium is used as the black matrix, the black matrix is formed of a Cr / CrO X multilayer film structure to block reflected light that adversely affects image display, that is, to reduce the reflection of the LCD screen. .

이 때, 상기 크롬산화막(CrOX)은 액정표시장치의 외부에서 들어오는 광의 반사를 줄이기 위하여 기판과 크롬막(Cr) 사이에 형성될 수 있으며, 액정표시장치의 내부에서 들어오는 광의 반사를 줄이기 위하여 기판 반대편 면의 크롬막(Cr) 위에 형성될 수 있다. In this case, the chromium oxide film CrO X may be formed between the substrate and the chromium film Cr to reduce the reflection of light coming from the outside of the liquid crystal display, and the substrate to reduce the reflection of light coming from the inside of the liquid crystal display. It may be formed on the chromium film Cr of the opposite side.

또한, 상기 외부광과 내부광의 반사를 모두 줄이기 위하여 상기 크롬막(Cr)의 상하면에 모두 형성될 수도 있다. In addition, both the upper and lower surfaces of the chromium film Cr may be formed to reduce both reflection of the external light and the internal light.

그러나, 이와 같이 블랙매트릭스를 형성할 경우에는 광의 광로 계산이 필수적이므로 상기 산화막의 굴절율 및 각 막의 두께등에 매우 민감하여 결국 입수되는 모든 광에 대한 저반사의 최적화가 불가능하며, 제조공정이 복잡하여 결함 발생률의 증가 및 제조 원가가 상승되는 단점이 있다.However, when forming the black matrix as described above, the optical path calculation of the light is essential, so it is very sensitive to the refractive index of the oxide film and the thickness of each film, so that it is impossible to optimize the low reflection of all the light finally obtained. There is a disadvantage in that the incidence rate increases and manufacturing costs rise.

또한, 상기 카본(Carbon)계통의 유기 재료, 또는 포토아크릴(Photo acryl)계 수지(Resin)를 블랙매트릭스로 사용할 경우에는 상기 문제를 극복할 수는 있으나, 가격적인 면에서 크게 불리하므로 low-cost화에 문제점을 내포하고 있다. In addition, when the carbon-based organic material or photo acryl-based resin is used as a black matrix, the above problem can be overcome, but it is disadvantageously low in terms of cost. There is a problem with anger.

본 발명은 금속입자 표면을 산화시켜 이를 수지(resin)와 섞은 후 블랙매트릭스 패턴을 형성하고 상기 수지를 제거함으로써, 별도의 산화막을 형성하지 않고도 블랙매트릭스의 내/ 외부광에 대한 저 반사화를 달성하는 액정표시장치의 블랙 매트릭스 및 그 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention forms a black matrix pattern and removes the resin by oxidizing the surface of the metal particle and mixing it with a resin, thereby achieving low reflection of internal and external light of the black matrix without forming a separate oxide film. An object of the present invention is to provide a black matrix and a method of forming the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스는, 블랙매트릭스 및 서브컬러필터, 상기 블랙매트릭스 및 서브컬러필터 상에 투명한 공통전극이 형성된 액정표시장치의 컬러필터 기판에 있어서, 산화막이 둘러싸인 다수의 금속 입자들에 의해 상기 컬러필터 기판상에 격자형태로 패터닝되어 형성된다.In the black matrix of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object, in the color filter substrate of the liquid crystal display device in which a transparent common electrode is formed on the black matrix and the sub color filter, the black matrix and the sub color filter, the oxide film The enclosed plurality of metal particles is patterned and formed on the color filter substrate in a lattice form.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터 기판은, 상기 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스의 빈공간 내에 순차적으로 형성되는 적, 녹, 청색의 서브컬러필터와; 상기 블랙매트릭스 및 상기 적, 녹, 청색의 서브컬러필터의 전면에 도포되는 오버코트층과; 상기 오버코트층 상부면에 빛을 투과시키는 투명한 공통전극을 포함한다. In addition, the color filter substrate of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object, the black matrix; Red, green, and blue sub-color filters sequentially formed in the empty space of the black matrix; An overcoat layer applied to an entire surface of the black matrix and the red, green, and blue sub color filters; It includes a transparent common electrode for transmitting light to the upper surface of the overcoat layer.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스 형성방법은, 다수의 금속입자 각각에 산화막을 입히는 단계와; 상기 산화막이 입혀진 다수의 금속입자를 휘발성이 강한 수지와 섞은 후 이를 컬러필터 기판에 도포하는 단계와; 상기 컬러필터 기판에 도포된 산화막 금속입자가 포함된 수지가 일정한 패턴으로 형성되고, 상기 패턴된 수지 영역에 대하여 소정의 열을 가하여 수지를 제거하는 단계와; 상기 수지가 제거됨에 의해 산화막이 입혀진 다수의 금속입자에 의한 패턴만이 상기 컬러필터 기판에 형성되는 단계가 포함되며, 이 때 소정의 열은 300℃ 이하이다. In addition, a method of forming a black matrix of a liquid crystal display according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: coating an oxide film on each of the plurality of metal particles; Mixing the plurality of metal particles coated with the oxide film with a highly volatile resin and applying the same to a color filter substrate; Forming a resin including oxide film metal particles coated on the color filter substrate in a predetermined pattern, and applying a predetermined heat to the patterned resin region to remove the resin; Only the pattern formed by the plurality of metal particles coated with an oxide film by removing the resin is formed on the color filter substrate, wherein the predetermined heat is 300 ° C. or less.                     

이와 같은 본 발명에 의하면, 별도의 산화막을 형성하지 않고도 블랙매트릭스의 내/ 외부광에 대한 저 반사화를 달성할 수 있으며, 이에 따라 고 효율 및 저가의 블랙매트릭스를 형성할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to achieve low reflection of internal / external light of the black matrix without forming a separate oxide film, and thus there is an advantage of forming a high efficiency and low cost black matrix.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 의한 액정표시장치의 컬러필터 기판의 평면도 및 일부 단면도이다. 3A to 3B are plan views and partial cross-sectional views of the color filter substrate of the liquid crystal display according to the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 이는 컬러필터 기판의 외곽부 전체 및 내부의 격자형태로 형성되어 있는 블랙매트릭스를 도시하고 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B, this illustrates a black matrix formed in a lattice shape of the entire outer portion and the inside of the color filter substrate.

여기서, 상기 컬러필터 기판(5)에는 상기 블랙매트릭스(6')의 빈공간 즉, 내부의 격자형태 내에 순차적으로 적, 녹, 청색의 서브 컬러필터(8)가 형성되며, 상기 블랙매트릭스(6') 및 상기 적, 녹, 청색의 서브 컬러필터(8)의 전면에 상기 서브 컬러필터(8)의 보호와 평탄화를 위하여 아크릴(Acryl)계 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지(Resin)을 사용하여 오버코트층(Over Coat : OC)(21)이 형성되고, 상기 오버코트층 상부면에 빛을 투과시키는 투명한 공통전극(18)이 형성됨으로써 그 전체가 구성된다.In the color filter substrate 5, red, green, and blue sub color filters 8 are sequentially formed in an empty space of the black matrix 6 ′, that is, an internal lattice shape, and the black matrix 6 is formed. ') And acrylic or polyimide resin (Resin) is used to protect and planarize the sub color filter (8) in front of the red, green, and blue sub color filters (8). As a result, an overcoat layer OC 21 is formed, and a transparent common electrode 18 is formed on the upper surface of the overcoat layer to form a whole.

본 발명의 경우는 종래와 달리 상기 블랙매트릭스(6')가 Cr/ CrOX의 다층막 구조로 이루어져 있지 않고, 알갱이 형태의 금속입자(30) 표면을 산화시키고, 이에 산화막(32)이 형성되어 있는 각각 다수의 산화막 금속입자(34)들을 이용하여 상기 블랙매트릭스(6 )를 형성하고 있다. In the present invention, unlike the prior art, the black matrix 6 'does not have a multilayer structure of Cr / CrO X , and oxidizes the surface of the granular metal particles 30, whereby the oxide film 32 is formed. The black matrix 6 is formed using a plurality of oxide metal particles 34, respectively.

즉, 본 발명에 의한 블랙매트릭스(6')는 산화막(32)이 둘러싸인 다수의 산화막 금속입자(34)들에 의해 상기 컬러필터 기판(5)상에 격자형태로 패터닝되어 형성된다. 또한, 본 발명이 경우 상기 금속입자(30)가 반드시 크롬(Cr)에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속입자(30)로서 Mo, Al, Ti, Ta, In, Sn, Ni, Zn 등을 사용할 수 있다.That is, the black matrix 6 ′ according to the present invention is formed by lattice patterning on the color filter substrate 5 by the plurality of oxide metal particles 34 surrounded by the oxide film 32. In addition, in the present invention, the metal particles 30 are not necessarily limited to chromium (Cr), and as the metal particles 30, Mo, Al, Ti, Ta, In, Sn, Ni, Zn, or the like may be used. have.

도 4는 본 발명에 의한 블랙매트릭스가 형성되는 공정을 나타내는 공정 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a step of forming a black matrix according to the present invention.

먼저 알갱이 형태의 각각의 금속입자(30)를 산화시킨다. (a)First, each metal particle 30 in granular form is oxidized. (a)

이와 같이 각각의 금속입자(30)에 산화막(32)을 형성하는 것은 상기 금속입자(30)에 대해 2O2(또는 O2+N2)가 지속적으로 주입됨과 동시에 이를 열처리함으로써 얻어진다. 이 때, 2O2(O2+N2)의 양, 온도, 시간 등의 조건에 따라 상기 산화막(32)의 두께를 조절할 수 있다.As such, forming the oxide film 32 on each metal particle 30 is obtained by continuously injecting 2 2 (or O 2 + N 2 ) into the metal particles 30 and heat-treating them. At this time, the thickness of the oxide film 32 may be adjusted according to conditions such as the amount of 2O 2 (O 2 + N 2 ), temperature, time, and the like.

이 때, 상기 금속입자(30)로는 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 이용함이 바람직한데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 이에 따라 Al, Ti, Ta, In, Sn, Ni, Zn 등을 사용할 수 있다At this time, it is preferable to use a metal such as chromium (Cr) or molybdenum (Mo) as the metal particles 30, but is not necessarily limited thereto, and accordingly Al, Ti, Ta, In, Sn, Ni, Zn, etc. Can be used

다음으로 상기 산화막(32)이 입혀진 다수의 산화막 금속입자(34)를 휘발성이 강한 수지(resin)(36)와 섞어 이를 혼합한 뒤 상기 혼합된 수지(38)를 컬러필터 기판(5)에 도포한다. (b) Next, a plurality of oxide metal particles 34 coated with the oxide film 32 are mixed with a highly volatile resin 36 and mixed, and then the mixed resin 38 is applied to the color filter substrate 5. do. (b)                     

그 다음은 일반적인 포토리소그래피(photolithography : 이하 '포토') 공정 및 식각 공정 등에 의해 상기 컬러필터 기판(5)에 전체적으로 도포된 상기 혼합된 수지(38) 즉, 산화막 금속입자(34)가 포함된 수지를 일정한 패턴(40)으로 형성한다. (c)Next, a resin including the mixed resin 38, ie, oxide metal particles 34, applied to the color filter substrate 5 as a whole by a general photolithography process and an etching process. To form a constant pattern (40). (c)

여기서, 상기 포토 공정은 포토레지스트(photo resist : 이하 'PR')가 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여, 얻고자 하는 패턴(pattern)의 마스크(mask)를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정을 말하며, 이러한 포토 공정은 일반 사진의 필름(film)에 해당하는 포토레지스트를 도포하는 PR 도포 공정, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광 공정, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 PR을 제거하여 패턴을 형성시키는 현상 공정으로 구성된다.Here, the photo process uses a mask of the pattern (pattern) to obtain a light by using a principle that changes the properties of the photoresist (hereinafter 'PR') when the light receives a chemical reaction occurs Is a step of forming the same pattern as the pattern of the mask by selectively irradiating to the PR, this photo process is a PR coating process for applying a photoresist corresponding to a film of a general photograph, selectively using a mask And an exposure step of irradiating the light, followed by a developing step of forming a pattern by removing the PR of the light-received portion using a developer.

다음으로는 상기 패턴된 수지 영역(40)에 대하여 소정의 열을 가하여 수지(36)를 제거한다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 수지(36)는 휘발성이 강하므로 일정한 열을 받으면 그 내부에 혼합된 산화막 금속입자(34)를 제외하고 모두 제거된다. 이 때 상기 소정의 열은 300℃를 넘지 않도록 한다. (d)Next, a predetermined heat is applied to the patterned resin region 40 to remove the resin 36. As described above, since the resin 36 is highly volatile, all of the resin 36 is removed except for the oxide metal particles 34 mixed therein under constant heat. At this time, the predetermined heat is not to exceed 300 ℃. (d)

이와 같이 상기 패턴된 수지 영역(40)에서 상기 수지 물질(36)이 모두 제거되면 상기 영역에 상기 산화막(30)이 입혀진 다수의 산화막 금속입자(34)에 의한 패턴만이 남게 되며, 결국 이것이 상기 컬러필터 기판(5) 상에 형성되는 블랙매트릭스(6')가 되는 것이다. (e)As such, when all of the resin material 36 is removed from the patterned resin region 40, only the pattern of the plurality of oxide metal particles 34 coated with the oxide film 30 is left in the region. It becomes a black matrix 6 'formed on the color filter substrate 5. (e)

상기와 같은 공정에 의해 상기 컬러기판 상에 블랙매트릭스가 형성되면 다음 으로는 서브 컬러필터(8), 오버코트층(21), 투명전극(18)이 순차적으로 형성된다. (f)When the black matrix is formed on the color substrate by the above process, the sub color filter 8, the overcoat layer 21, and the transparent electrode 18 are sequentially formed. (f)

이는 일반적인 컬러필터 제조 공정과 동일한 공정으로 형성되는데, 이를 살펴보면 다음과 같다.This is formed by the same process as the general color filter manufacturing process, looking at this as follows.

먼저 블랙매트릭스(6')가 형성된 컬러필터 기판(5) 상에 적색의 서브컬러필터 안료를 도포하고, 80~100℃의 핫 플레이트에서 소정시간 동안 이를 소프트 베이크한 다음에, 포토 마스크를 이용하여 노광/ 현상한다. 이후에 현상된 적색의 서브컬러필터 안료를 포스트 베이크하여 블랙매트릭스의 가장자리를 포함한 빈 공간에 적색의 서브 컬러필터(8) 패턴이 형성된다. First, a red subcolor filter pigment is applied onto the color filter substrate 5 on which the black matrix 6 'is formed, and soft baked at a hot plate at 80 to 100 ° C. for a predetermined time, and then using a photo mask. Exposure / development Thereafter, the developed red sub color filter pigment is post-baked to form a red sub color filter 8 pattern in the empty space including the edge of the black matrix.

이어, 상기 설명한 바와 동일한 방법으로 블랙매트릭스의 가장자리를 포함한 블랙매트릭스의 빈 공간에 녹색, 청색의 서브 컬러필터(8) 패턴이 형성된다.Subsequently, the green and blue sub color filter 8 patterns are formed in the empty space of the black matrix including the edge of the black matrix in the same manner as described above.

다음으로는 상기 블랙매트릭스(6') 및 서브 컬러필터(8) 패턴을 외부 충격 및 외부 환경으로부터 보호하고 평활성을 좋도록하는 평탄화 보호막 즉, 오버코트층(21)을 형성한다. 이는 표면 경도 및 광투과성이 우수한 즉, 아크릴, 폴리이미드, 폴리아크릴레이드, 폴리우레탄 등의 유기 투명 물질을 수정의 두께로 형성한 후, 약 200℃ 정도의 온도를 가지는 베이크 오븐에서 1시간 가량 가열하여 형성된다. Next, a flattening protective film, that is, an overcoat layer 21, is formed to protect the black matrix 6 ′ and the sub color filter 8 pattern from external impact and external environment and to improve smoothness. After forming an organic transparent material such as acryl, polyimide, polyacrylate, polyurethane, and the like having excellent surface hardness and light transmittance to a thickness of crystal, it is heated for about 1 hour in a baking oven having a temperature of about 200 ° C. Is formed.

마지막으로 상기 오버코트층(21)의 전면 상에 투명한 금속, 예를 들면 ITO를 1500Å이하의 두께로 증착하여 공통전극(18)을 형성하며, 이로써 상기 컬러필터 기판이 완성되는 것이다. Finally, a transparent metal, for example, ITO, is deposited on the entire surface of the overcoat layer 21 to a thickness of 1500 Å or less to form a common electrode 18, thereby completing the color filter substrate.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스 및 그 형성방법에 의하면, 별도의 산화막을 형성하지 않고도 블랙매트릭스의 내/ 외부광에 대한 저 반사화를 달성할 수 있으며, 이에 따라 고 효율 및 저가의 블랙매트릭스를 형성할 수 있는 장점이 있다.
As described above, according to the black matrix and the method of forming the LCD according to the present invention, it is possible to achieve low reflection of internal and external light of the black matrix without forming a separate oxide film. There is an advantage to form an efficient and low-cost black matrix.

Claims (4)

다수의 금속 입자들; 및A plurality of metal particles; And 상기 금속 입자들의 각각을 둘러싸는 산화막으로 이루어진 블랙매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.And a black matrix made of an oxide film surrounding each of the metal particles. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 블랙매트릭스는 상기 다수의 금속 입자들 및 상기 산화막으로 형성된 다층 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.And the black matrix has a multi-layered structure formed of the plurality of metal particles and the oxide film. 블랙매트릭스를 형성하는 단계;Forming a black matrix; 상기 블랙매트릭스의 빈공간 내에 적색, 녹색, 청색의 서브컬러필터를 형성하는 단계;Forming a red, green, and blue subcolor filter in an empty space of the black matrix; 상기 블랙매트릭스 및 상기 적색, 녹색, 청색의 서브컬러필터의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계; 및Forming an overcoat layer on an entire surface of the black matrix and the red, green, and blue subcolor filters; And 상기 오버코트층 상에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a common electrode on the overcoat layer, 상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계는,Forming the black matrix, 다수의 금속입자들 각각에 산화막을 입히는 단계;Coating an oxide film on each of the plurality of metal particles; 상기 산화막이 입혀진 다수의 금속입자들을 휘발성이 강한 수지와 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;Mixing a plurality of metal particles coated with the oxide film with a highly volatile resin to form a mixture; 상기 혼합물을 컬러필터 기판에 도포하여 금속입자 산화막을 형성하는 단계;Applying the mixture to a color filter substrate to form a metal particle oxide film; 상기 금속입자 산화막을 패터닝하는 단계; 및Patterning the metal particle oxide film; And 상기 금속입자 산화막 패턴을 열처리하여 상기 수지를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 기판의 제조방법.And heat-treating the metal particle oxide film pattern to remove the resin. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 블랙매트릭스는 상기 산화막이 입혀진 다수의 금속입자들이 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 기판의 제조방법. The black matrix is a method of manufacturing a color filter substrate of a liquid crystal display device, characterized in that a plurality of metal particles coated with the oxide film is formed in multiple layers.
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