KR100965589B1 - 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

개구율 감소를 방지하기에 알맞은 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한, 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과, 상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과, 상기 투과영역과 만나는 상기 차광막의 모서리 부분에서, 상기 투과영역으로 연장 돌출된 보조 차광막으로 구성되었고, 상기 구성을 갖는 마스크를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 상부기판상에 수지를 증착하는 단계; 투과영역의 모서리 부분에 돌출된 보조 차광막이 형성된 마스크를 이용하여 수지를 노광하는 단계; 상기 수지를 현상하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

마스크, 개구율, 슬릿

Description

마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{MASK AND METHOD FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE BY USING THE SAME}

도 1은 일반적인 TN 모드 액정표시장치를 나타낸 사시도

도 2는 종래 기술에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나타낸 평면도

도 3은 도 2를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도

도 4는 도 3의 블랙 매트릭스(BM)의 개구부 감소부분을 나타낸 평면도

도 5a와 도 5b는 종래 기술에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정 단면도

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나타낸 평면도

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 사용되는 블랙 매트릭스(BM)의 여러 가지 형태를 나타낸 예시도

도 8은 도 6, 도 7a 내지 도 7c를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도이다.

도 9a와 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정단면도

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나 타낸 평면도

도 11은 도 10의 마스크를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도

도 12a와 도 12b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

61, 101 : 투과영역 62,102 : 차광막

63 : 보조 차광막 80, 110 : 상부기판

81,111 : 수지 82,112 : 블랙 매트릭스

103 : 슬릿 패턴

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개구율 감소를 방지하기에 알맞은 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에 서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.

따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데 이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

그리고 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 제 1 유리 기판에 형성되어 있다.

이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 씨일재에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.

이때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 용기에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.

한편, 상기와 같이 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.

상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표 현할 수 있다.

이러한 액정은 전기적인 특정분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.

도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.

일반적인 TN 액정표시장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 하부기판(10) 및 상부기판(20)과, 상기 하부기판(10)과 상부기판(20) 사이에 주입된 액정층(30)으로 구성되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 하부기판(10)은 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(11)이 배열되고, 상기 게이트 라인(11)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(15)이 배열되며, 상기 게이트 라인(11)과 데이터 라인(15)이 교차하는 각 화소영역(P)에는 화소전극(14)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(11)과 데이터 라인(15)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.

그리고 상기 상부기판(20)은 상기 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(21)과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층(22)과, 화상을 구현하기 위한 공통전극(23)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(11)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도면에는 도시되지 않음)과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인(15)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되도록 드레인 전극을 구비하여 구성된다.

상기 화소전극(14)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다.

전술한 바와 같이 구성되는 액정표시장치는 상기 화소전극(14)상에 위치한 액정층(30)이 상기 박막 트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층(30)의 배향 정도에 따라 액정층(30)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.

전술한 바와 같은 액정패널은 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상부기판(20)의 공통전극(23)이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 마스크 및 그를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 블랙 매트릭스(BM)의 개구부 감소부분을 나타낸 평면도이다.

그리고 도 5a와 도 5b는 종래 기술에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정 단면도이다.

종래 기술에 따른 마스크는 액정표시장치의 블랙 매트릭스 형성용으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, W5의 폭을 갖고 가로선과 세로선이 수직 교차하는 투과영역(21)과, 상기 투과영역(21)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(22)으로 구성되어 있다.

상기와 같은 마스크를 이용하여 형성된 종래의 블랙 매트릭스는 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 W6의 폭을 갖는 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분은 라운드 형태를 이루고 있다. 따라서, 블랙 매트릭스(32)의 가로선과 세로선의 폭 W6는 마스크에 형성된 가로선과 세로선의 폭 W5 보다 더 넓게 형성된다.

즉, 블랙 매트릭스(32)의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 라운드 형태를 이루고 있으므로, 화소영역 방향으로 더 확장되어 있다.

상기와 같이 모서리 부분이 화소영역 방향으로 더 돌출 형성되어 있으면 개구율이 감소되는 문제가 발생한다. 이때 개구율이 감소된 영역은 도 4에 도시된 모서리 부분의 헤칭(hetching)된 부분이다.

다음에, 상기 구성을 갖는 마스크를 이용하여 액정표시장치의 블랙 매트릭스를 형성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 상부기판(50)상에 블랙 매트릭스 형성용 수지(51)를 증착한 후, 마스크를 이용하여 수지(51)에 빛을 주사한다.

이때, 마스크는 도 2에 도시한 바와 같이, W5의 폭을 갖고 가로선과 세로선이 수직 교차하는 투과영역(21)과, 상기 투과영역(21)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(22)으로 구성되어 있다.

상기 수지(51)는 네가티브 타입이다.

이후에 현상공정을 진행하면, 도 5b에 도시한 바와 같이, 빛을 받지 못한 부분의 수지(51)는 제거되고, 투과영역(21)으로부터 빛을 받은 수지(51)는 남아서 블랙 매트릭스(52)를 구성하게 된다.

이때 블랙 매트릭스(52)는 도 3에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 'W6'의 폭을 갖는 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분은 라운드 형태를 이루고 있다.

또한, 상기 블랙 매트릭스의 가로선과 세로선의 폭 W6는 마스크에 형성된 가로선과 세로선의 폭 W5 보다 더 넓게 형성된 것으로써, 이것은 빛을 받은 부분이 패턴으로 남게되는 네가티브 타입의 수지(51)의 특성에 의한 것으로, 블랙 매트릭스 완성후 실제 패턴은 테이퍼에 의해서W5 보다 더 넓게 형성된다.

이때 모서리 부분이 라운드 형태를 이루는 이유는, 블랙 매트릭스의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분에서 이중 테이퍼(taper)가 발생하기 때문이다.

상기와 같이 블랙 매트릭스가 모서리 부분의 이중 테이퍼로 인해서 화소영역 방향으로 더 돌출 형성되면 개구율이 감소하게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은개구율 감소를 방지하기에 알맞은 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과, 상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과, 상기 투과영역과 만나는 상기 차광막의 모서리 부분에서, 상기 투과영역으로 연장 돌출된 보조 차광막으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 투과영역의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분의 폭은 상기 투과영역의 가로선과 세로선의 폭과 동일한 폭(W1)을 갖고 형성됨을 특징으로 한다.

상기 보조 차광막은 라운드 형상이나, 사각형 모양이나, 뾰족하게 돌출된 구조를 포함한 여러 가지 다른 형상으로 돌출되도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과, 상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과, 상기 투과영역의 가로선과 세로선에 인접한 부분에 형성된 복수개의 슬릿 패턴으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 갖는 마스크를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 상부기판상에 수지를 증착하는 단계; 투과영역의 모서리 부분에 돌출된 보조 차광막이 형성된 마스크를 이용하여 수지를 노광하는 단계; 상기 수지를 현상하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과, 상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과, 상기 투과영역과 만나는 상기 차광막의 모서리 부분에서 상기 투과영역으로 연장 돌출된 보조 차광막으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 블랙 매트릭스는 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 직각 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 상부기판상에 수지를 증착하는 단계; 투과영역의 가로선과 세로선에 인접한 부분에 복수개의 슬릿 패턴이 구비된 마스크를 이용하여 수지를 노광하는 단계; 상기 수지를 현상하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 수지는 네가티브 타입(Negative type)인 것을 특징으로 한다.

상기 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과, 상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과, 상기 투과영역의 가로선과 세로선의 인접한 부분에 형성된 복수개의 슬릿 패턴으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 블랙 매트릭스는 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 직각 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다.

제 1 실시예

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나 타낸 평면도이고, 도 7a 내지 7c는 본 발명에 사용되는 블랙 매트릭스(BM)의 여러 가지 형태를 나타낸 예시도이며, 도 8은 도 6, 도 7a 내지 도 7c를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도이다.

그리고 도 9a와 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 마스크는 액정표시장치의 블랙 매트릭스 형성을 위한 것으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 폭(W1)을 갖고 가로선과 세로선이 수직 교차하는 투과영역(61)과, 상기 투과영역(61)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(62)과, 상기 투과영역(61)과 차광막(62)이 만나는 모서리 부분에서 투과영역(61)으로 연장 돌출된 보조 차광막(63)으로 구성되었다.

상기에서 투과영역(61)의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분의 폭은 상기 보조 차광막(63)이 모서리 부분으로 돌출되어 있기 때문에 투과영역(61)의 가로선과 세로선의 폭과 동일한 폭(W1)을 갖고 형성된다.

상기 보조 차광막(63)은 도 6과 도 7a와 같이 라운드 형상으로 형성될 수도 있고, 도 7b에 도시한 바와 같이 사각형 모양으로 형성될 수도 있으며, 도 7c에 도시한 바와 같이 뾰족하게 돌출되어 있을수도 있다. 상기 보조 차광막(63)은 투과영역의 모서리 부분에서의 폭이 가로선과 세로선의 폭과 동일하기만 하다면 상기 형상외에 다른 형상으로 돌출되도록 구성할 수 있다.

그리고 상기와 같이 구성된 마스크를 이용하여 형성된 블랙 매트릭스는 도 8에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 제 2 폭(W2)을 갖는 가 로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분의 폭은 sqrt { 2 } W2정도를 갖는다.

즉, 블랙 매트릭스(82)의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 직각 형태를 이루고 있으므로, 화소영역 방향으로 더 돌출되어 형성되어 있지 않다.

따라서, 모서리 부분의 폭이 화소영역 방향으로 더 돌출 형성되어서 개구율이 감소하던 종래의 문제는 발생하지 않는다.

상기에서 블랙 매트릭스(82)는 빛을 받은 부분이 제거되는 네가티브 타입(Negative type)의 수지(resin)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 블랙 매트릭스(82)의 가로선과 세로선의 폭은 W2은 상기 마스크에 형성된 가로선과 세로선의 폭 W1보다 더 넓게 형성된다. 이것은 빛을 받은 부분이 패턴으로 남게되는 상기 네가티브 타입의 수지의 특성에 의한 것으로, 블랙 매트릭스 완성후 실제 패턴은 수지가 테이퍼지게 형성됨에 의해서 마스크에 형성된 가로선과 세로선의 폭 W1보다 더 증가하게 된다.

다음에, 상기 구성을 갖는 마스크를 이용하여 액정표시장치의 블랙 매트릭스를 형성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 9a에 도시한 바와 같이, 상부기판(80)상에 블랙 매트릭스 형성용 수지(81)를 증착한 후, 마스크를 이용하여 수지(81)에 빛을 주사한다.

이때, 마스크는 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 폭(W1)을 갖고 가로선과 세로선이 수직 교차하는 투과영역(61)과, 상기 투과영역(61)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(62)과, 상기 투과영역(61)과 만나는 차광막(62)의 모서리 부분에서 연장 돌출된 보조 차광막(63)으로 구성되어 있다.

이때 마스크의 투과영역(61)의 가로선과 세로선 및 모서리 부분의 폭은 모두 동일하게 'W1'이다.

상기 수지(81)는 네가티브 타입(Negative type)이다.

이후에 현상공정을 진행하면, 도 9b에 도시한 바와 같이, 빛을 받지 못한 부분은 제거되고 투과영역(61)으로부터 빛을 받은 수지(81) 부분만 남아서 블랙 매트릭스(82)를 구성하게 된다.

이때 블랙 매트릭스(82)는 도 8에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 제 2 폭(W2)을 갖는 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분은 직각 형태를 이루며 그 폭은 대략 sqrt { 2 } W2를 갖는다.

상기에서와 같이 투과영역(61)의 모서리 부분으로 돌출된 보조 차광막(62)을 구비한 마스크를 이용하여 수지를 노광시키면, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분에서의 노광량이 줄어들고 이에 의해서, 모서리 부분에서의 일부영역이 노광되지 않으므로 이부분의 수지가 제거되는 것이다.

결과적으로, 블랙 매트릭스가 화소영역 방향으로 돌출되어 라운드 형상을 이루는 것을 방지하여 개구율이 줄어드는 것을 방지할 수 있게 된다.

제 2 실시예

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM) 형성 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10의 마스크를 사용하여 형성된 블랙 매트릭스(BM)를 나타낸 평면도이다.

그리고 도 12a와 도 12b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 블랙 매트릭스 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 마스크는 액정표시장치의 블랙 매트릭스 형성을 위한 것으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 수직 교차하는 제 4 폭(W4)을 갖는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역(101)과, 상기 투과영역(101)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(102)과, 상기 가로선과 세로선의 투과영역(101)에 인접한 부분에 형성된 슬릿 패턴(103)으로 구성되었다. 상기에서 투과영역(101)의 모서리 부분의 대각선 방향의 길이는 sqrt { 2 } W4이다.

상기 투과영역(101)의 폭과 슬릿 패턴(103)의 슬릿은 차후에 포토공정에 의해 형성될 블랙 매트릭스의 폭을 고려하여 제작된 것이다.

그리고 상기와 같이 구성된 마스크를 이용하여 형성된 블랙 매트릭스는 도 11에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 제 2 폭(W2)을 갖는 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있다. 이때 모서리 부분은 라운드 형상이 아닌 직각 형태를 이루고 있다. 이에 따라서 블랙 매트릭스(112)의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분의 대각방향의 길이는 대략 sqrt { 2 } W2이다.

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상기에서 블랙 매트릭스(112)는 빛을 받은 부분이 제거되는 네가티브 타입(Negative type)의 수지(resin)로 구성되어 있다.

다음에, 상기 구성을 갖는 마스크를 이용하여 액정표시장치의 블랙 매트릭스를 형성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 12a에 도시한 바와 같이, 상부기판(110)상에 네가티브 타입의 블랙 매트릭스 형성용 수지(111)를 증착한 후, 마스크를 이용하여 수지(111)에 빛을 주사한다.

이때, 마스크는 도 10에 도시한 바와 같이, 수직 교차하는 제 4 폭(W4)을 갖는 가로선과 세로선이 구비된 투과영역(101)과, 상기 투과영역(101)을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막(102)과, 상기 가로선과 세로선의 투과영역(101)에 인접한 부분에 형성된 슬릿 패턴(103)으로 구성되어 있다.

상기 수지(111)는 네가티브 타입이다.

이후에 현상공정을 진행하면, 도 12b에 도시한 바와 같이, 빛을 받지 못한 부분은 제거되고 투과영역(101)과 슬릿 패턴(103)을 통해 빛을 받은 수지(111) 부분만 남아서 블랙 매트릭스(112)를 구성하게 된다.

이때 블랙 매트릭스(112)는 도 11에 도시한 바와 같이, 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 제 2 폭(W2)을 갖는 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 모서리 부분은 라운드 형상이 아닌 직사각형 형태를 이루고 있다.

상기에서와 같이 투과영역(101)에 인접한 부분에 복수개의 슬릿 패턴(103)을 구비한 마스크를 이용하여 수지를 노광시키면, 가로선과 세로선에 비해서 모서리 부분에서의 노광량이 상대적으로 줄어들고 이에 의해서, 모서리 부분에서의 일부영 역이 노광되지 않으므로 이부분의 수지가 제거되게 된다. 결과적으로 블랙 매트릭스(112)가 화소영역 방향으로 돌출되어 라운드 형상을 이루지 않고 직사각형 형태를 이루게 되는 것이다.

즉, 슬릿 패턴(103)에 의해서 가로선과 세로선에 비해서 상대적으로 모서리 부분에서의 수지의 노광량 및 이에 따른 수지의 테이퍼 폭이 조절되어 모서리 부분의 수지가 화소영역 방향으로 라운드 형상을 이루는 것을 어느정도 방지해줄 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위내에서 변경 실시될 수 있을 것이다.

상기 구성에 의한 본 발명에 따른 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 투과영역의 모서리 부분으로 돌출된 보조 차광막을 구비한 마스크를 이용하여 블랙 매트릭스를 형성하므로써, 블랙 매트릭스의 모서리가 라운드 형상을 이루는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해서 개구율이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 투과영역의 가로선과 세로선에 인접한 부분에 슬릿 패턴을 형성한 마 크를 이용하여 블랙 매트릭스를 형성하므로써, 블랙 매트릭스의 모서리 부분을 직각 형태로 개선시켜서 개구율 손실을 줄일 수 있다.

Claims (11)

1. 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과,

   상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과,

   상기 투과영역과 만나는 상기 차광막의 모서리 부분에서, 상기 투과영역으로 연장 돌출된 보조 차광막으로 구성됨을 특징으로 하는 마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투과영역의 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분의 폭은 상기 투과영역의 가로선과 세로선의 폭과 동일한 폭을 갖고 형성됨을 특징으로 하는 마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조 차광막은 라운드 형상이나, 사각형 모양이나, 뾰족하게 돌출된 구조를 포함한 여러 가지 다른 형상으로 돌출되도록 구성됨을 특징으로 하는 마스크.
4. 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과,

   상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과,

   상기 투과영역의 가로선과 세로선에 인접한 부분에 형성된 복수개의 슬릿 패턴으로 구성됨을 특징으로 하는 마스크.
5. 상부기판상에 수지를 증착하는 단계;

   투과영역의 모서리 부분에 돌출된 보조 차광막이 형성된 마스크를 이용하여 수지를 노광하는 단계; 및

   상기 수지를 현상하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과,

   상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과,

   상기 투과영역과 만나는 상기 차광막의 모서리 부분에서 상기 투과영역으로 연장 돌출된 보조 차광막으로 구성된 것을 사용함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 블랙 매트릭스는 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 직각 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
8. 상부기판상에 수지를 증착하는 단계;

   투과영역의 가로선과 세로선에 인접한 부분에 복수개의 슬릿 패턴이 구비된 마스크를 이용하여 수지를 노광하는 단계; 및

   상기 수지를 현상하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
9. 제 5항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 수지는 네가티브 타입(Negative type)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 마스크는 일정폭을 갖고 수직 교차하는 가로선과 세로선으로 구성된 투과영역과,

    상기 투과영역을 제외한 부분에 형성되어 빛을 차단하는 차광막과,

    상기 투과영역의 가로선과 세로선의 인접한 부분에 형성된 복수개의 슬릿 패턴으로 구성된 것을 사용함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 블랙 매트릭스는 화소영역에 대응되는 부분을 제외한 가로선과 세로선이 수직 교차하고 있으며, 가로선과 세로선이 만나는 모서리 부분이 직각 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.

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