KR101027900B1 - Color Filter Array Substrate And Fabricating Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 R,G,B 칼라필터가 적층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color filter array substrate and a method of manufacturing the same, which can reduce the number of steps and reduce the step caused by the black matrix formed by stacking R, G and B color filters.
본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 기판의 화소영역 별로 형성된 칼라필터들과; 상기 화소영역들 사이의 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들이 적층되어 형성된 블랙매트릭스를 구비하는 것을 특징으로 한다.
The color filter array substrate according to the present invention includes color filters formed for each pixel region of the substrate; At least one of the light blocking areas between the pixel areas may have a black matrix formed by stacking color filters having a different thickness from that of the pixel area.
Description
도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a conventional liquid crystal display panel.
도 2는 R,G,B 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 가지는 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a color filter array substrate having a black matrix composed of R, G, and B color layers.
도 3은 도 2에 도시된 R,G,B 칼라층의 투과도를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the transmittance of the R, G, B color layer shown in FIG.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a color filter array substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 선 Ⅴ-Ⅴ'를 따라 절취한 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the color filter array substrate taken along the line VV ′ in FIG. 4.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 스페이서로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a case in which the protrusions illustrated in FIGS. 4 and 5 are used as spacers.
도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 보조스페이서로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a case in which the protrusions illustrated in FIGS. 4 and 5 are used as auxiliary spacers.
도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 광차단층으로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a case in which the protrusions illustrated in FIGS. 4 and 5 are used as the light blocking layer.
도 9a 내지 도 9f는 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.9A to 9F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the color filter array substrate illustrated in FIG. 5.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a color filter array substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 11a 내지 도 11f는 도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
11A to 11F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the color filter array substrate illustrated in FIG. 10.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
1,21 : 기판 2,104 : 블랙매트릭스1,21: Substrate 2,104: Black Matrix
4,102 : 칼라필터 6 : 공통전극4,102
8 : 액정 10,150 : 칼라필터 어레이 기판8: liquid crystal 10,150: color filter array substrate
12 : 게이트라인 14 : 화소전극12
16 : 박막트랜지스터 18 : 데이터라인16: thin film transistor 18: data line
20,160 : 박막트랜지스터 어레이 기판 30 : 평탄화층20,160 thin film
106 : 돌출부 170 : 박막트랜지스터
106: protrusion 170: thin film transistor
본 발명은 칼라필터 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 R,G,B 칼라필터가 적 층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다. 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련되게 된다. 통상, 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀이 구동된다.In general, a liquid crystal display (LCD) displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. To this end, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix, and a driving circuit for driving the liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel is provided with pixel electrodes and a reference electrode, that is, a common electrode, for applying an electric field to each of the liquid crystal cells. In general, the pixel electrode is formed for each liquid crystal cell on the lower substrate, while the common electrode is integrally formed on the front surface of the upper substrate. Each of the pixel electrodes is connected to a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") used as a switching element. The liquid crystal cell is driven along with the common electrode in accordance with the data signal supplied through the TFT.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시패널은 액정(8)을 사이에 두고 합착된 칼라필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 구비한다. Referring to FIG. 1, a conventional liquid crystal display panel includes a color
액정(8)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다. The
박막트랜지스터 어레이 기판(20)은 하부기판(21)의 전면에 게이트절연막을 사이에 두고 절연되는 데이터라인(18)과 게이트라인(12)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(16)가 형성된다. TFT(16)는 게이트라인(12)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(18)에 접속된 소스전극, 화소전극(14)에 접속된 드레인전극, 소스전극 및 드레인전극 사이의 채널부를 형성하는 활성층 및 오믹접촉층을 포함한 다. 이러한 TFT(16)는 게이트라인(12)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(18)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(14)에 공급한다. The thin film
화소전극(14)은 데이터라인(18)과 게이트라인(12)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(14)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 공통전극(6)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(21)과 상부기판(1) 사이에 위치하는 액정(8)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(14)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(1) 쪽으로 투과된다. The
칼라필터 어레이 기판(10)은 상부기판(1)의 배면 상에 형성되는 칼라필터(4) 및 공통전극(6)을 구비한다. 칼라필터(4)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 칼라필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 칼라표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 칼라필터(4)들 사이에는 블랙 매트릭스(2)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. The color
종래 블랙매트릭스(2)를 형성하기 위해서는 별도의 마스크공정이 추가로 필요하다. 이에 따라, 제조비용이 높아져 생산성이 저하되는 문제점이 있다.In order to form the conventional
이를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스영역에 R,G,B 칼라필터(4)와 동시에 형성되는 R 칼라층(2a), G 칼라층(2b), B 칼라층(2b)이 순차적으로 적층되어 블랙매트릭스(2) 역할을 하게 된다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c)의 광투과 파장대역이 다르기 때문에 R,G,B 칼라층 (2a,2b,2c)을 순차적으로 적층한 경우 전 파장대에서 모든 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, B 칼라층(2a)을 투과하는 파장대역을 가지는 광은 R,G 칼라층(2b,2c)에 의해 차단된다. 이와 같이, 블랙매트릭스 역할을 하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c)에 의해 별도의 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 마스크공정수가 종래보다 줄어들어 제조비용 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.To solve this problem, as shown in FIG. 2, the
그러나, 블랙매트릭스영역에 위치하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c) 각각의 두께는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(4)의 두께와 동일하다. 이 경우, 블랙매트릭스영역에 위치하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c) 전체 두께는 화소영역에 위치하는 칼라필터 두께의 적어도 2배 이상이다. 이로 인해, 화소영역과 블랙매트릭스영역 간의 단차가 발생된다. 이 단차로 인해 배향공정이 제대로 되지 않아 빛샘이 발생되거나 얼룩이 발생된다. 이를 방지하기 위해, 칼라필터(4) 및 블랙매트릭스(2)가 형성된 기판(1) 상에 평탄화층(30)이 형성된다. 이 평탄화층(30)은 칼라 필터(4)와 블랙매트릭스(2)의 단차를 보상하여 평탄한 표면을 제공한다. 그러나, 이 평탄화층(30)을 형성하기 위한 별도의 공정이 추가로 필요로 하는 문제점이 있다.
However, the thickness of each of the R, G, and
따라서, 본 발명의 목적은 R,G,B 칼라필터가 적층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a color filter array substrate and a method of manufacturing the same, which can reduce the number of steps and reduce the step caused by the black matrix formed by stacking R, G, and B color filters.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 기판의 화소영역 별로 형성된 칼라필터들과; 상기 화소영역들 사이의 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들이 적층되어 형성된 블랙매트릭스를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the color filter array substrate according to the present invention includes a color filter formed for each pixel area of the substrate; At least one of the light blocking areas between the pixel areas may have a black matrix formed by stacking color filters having a different thickness from that of the pixel area.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판의 제조방법은 화소영역, 그 화소영역들 사이에 위치하는 광차단영역을 가지는 기판을 마련하는 단계와; 상기 화소영역 별로 상기 기판 상에 칼라필터들을 형성함과 동시에 상기 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들을 적층하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a color filter array substrate according to the present invention includes the steps of providing a substrate having a pixel region, the light blocking region located between the pixel regions; And forming a black matrix by stacking color filters having a thickness different from that of the pixel region at the same time as forming color filters on the substrate for each pixel region. .
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 11f를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 through 11F.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 평면도 및 단면도이다.4 and 5 are a plan view and a cross-sectional view showing a color filter array substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판은 상부기판(101)의 화소영역 상에 형성되는 R,G,B 칼라필터(102) 및 화소영역을 제외한 광차단영역 상에 형성되는 블랙매트릭스(104)와, 광차단영역에 블랙매트릭스(104)보다 높거나 더욱 검게 형성되는 돌출부(106)를 구비한다.
The color filter array substrate illustrated in FIGS. 4 and 5 includes R, G and
R, G, B 칼라 필터(102)는 화소 영역별로 구분되도록 도트형태로 상부기판(101) 상에 형성되거나 인접한 화소영역과 서로 연결되도록 스트라이프형태로 상부기판(101) 상에 형성된다.The R, G, and
블랙매트릭스(104)는 화소영역을 제외한 광차단영역 상에 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c)은 각각 R,G,B 칼라필터(102)와 동일물질로 동시에 형성된다. 이 때, 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c) 중 적어도 어느 하나는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(102)보다 두께가 낮게 형성된다. 이 블랙매트릭스(104)는 박막트랜지스터 어레이 기판의 화소전극을 제외한 영역, 즉 게이트라인, 데이터라인 및 박막트랜지스터 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 상부기판(101) 상에 스트라이프형태 또는 매트릭스형태로 형성된다. 이로 인해 블랙매트릭스(104)는 다수의 화소영역들로 나눔과 아울러 인접 셀간의 광간섭을 방지하는 역할을 하게 된다. The
돌출부(106)는 R,G,B 칼라필터(102) 각각과 동일물질로 동시에 형성되는 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c)은 각각 R,G,B 칼라필터(102)와 동일물질로 동일높이로 형성된다. 이 돌출부(106)는 도 6에 도시된 바와 같이 칼라필터 어레이 기판(150)과 박막트랜지스터 어레이 기판(160) 사이의 상대적으로 낮은 셀갭을 유지하기 위한 스페이서로 이용된다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상대적으로 높은 셀갭을 유지하기 위해 별도로 마련된 스페이서(140)와 중첩되도록 형성되어 제2 스페이서로 이용된다. 또는 도 8에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터(170)의 채널부가 외부광에 의해 활성화되어 누설전류가 발생되는 것을 방지하기 위해 블랙매트릭스(104)보다 더욱 검게 형성된다. 한편, 도 6 내지 도 8에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판(160)은 제2 기판(201) 상에 형성되는 박막트랜지스터(170)와, 그 박막트랜지스터(170)와 접속된 화소전극(222)을 구비한다. 박막트랜지스터(170)는 게이트전극(206), 소스전극(208), 화소전극(222)에 접속된 드레인전극(210), 게이트절연막(212)을 사이에 두고 게이트전극(206)과 중첩되며 소스전극(208) 및 드레인전극(210) 사이의 채널부를 형성하는 활성층(214) 및 오믹접촉층(216)을 포함한다.
상기 돌출부(106)는 상기 제 2 기판(201)의 박막트랜지스터(170)와 대응되는 영역에 형성될 수 있다. The
The
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비한다. 이 블랙매트릭스는 도 2에 도시된 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스보다 두께가 줄어들어 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 단차가 줄어든다. 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하므로 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 블랙매트릭스, 스페이서 및 광차단층을 칼라필터와 동일물질로 그들과 동시에 형성하므로 공정수를 줄일 수 있어 생산성이 향상된다.As such, the color filter array substrate according to the first embodiment of the present invention includes a black matrix including at least one of the first to third color layers having a lower thickness than the color filter. This black matrix is reduced in thickness than the black matrix composed of the color layers shown in FIG. 2, thereby reducing the step between the black matrix and the color filter. The reduced step between the black matrix and the color filter reduces the occurrence of alignment spots and light leakage. In addition, the color filter array substrate according to the first embodiment of the present invention can reduce the number of processes because a separate planarization layer is unnecessary. In addition, the color filter array substrate according to the first embodiment of the present invention forms the black matrix, the spacer, and the light blocking layer at the same time with the same material as the color filter, thereby reducing the number of processes and improving productivity.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라 필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 여기서, 제조방법에 이용되는 마스크는 부분 노광 마스크, 예를 들어 반투과마스크 또는 회절 마스크가 이용된다. 본 발명에서는 반투과마스크를 이용한 제조방법을 예로 들어 설명하기로 한다.9A to 9F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a color filter array substrate according to a first embodiment of the present invention. Here, as the mask used in the manufacturing method, a partial exposure mask, for example, a transflective mask or a diffraction mask is used. In the present invention, a manufacturing method using a transflective mask will be described as an example.
먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(258)이 도포된다. 그런 다음, 제1 반투과마스크(250)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제1 반투과마스크(250)는 투명한 재질인 마스크 기판(252)과, 마스크 기판(252)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(254)와, 마스크 기판(252)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(256)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(252)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제1 반투과 마스크(250)를 이용하여 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(258)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 9b에 도시된 바와 같이 제1 반투과 마스크(250)의 차단부(254)에 대응하는 제1 높이(d1)를 갖는 B 칼라필터(102)와 제1 높이(d1)를 갖는 돌출부의 제1 칼라층(106a)이 형성되고, 반투과부(256)에 대응하는 제1 높이(d1)보다 낮은 제2 높이(d2)를 갖는 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)이 형성된다. First, as shown in FIG. 9A, a
B 칼라 필터(102)와 돌출부의 제1 칼라층(106a) 및 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)이 형성된 상부기판(101) 상에 도 9c에 도시된 바와 같이 적색 안료가 포함된 포토레지스트막(268)이 도포된다. 그런 다음, 제2 반투과마스크(260)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제2 반투과마스크(260)는 투명한 재질인 마스크 기판(262)과, 마스크 기판(262)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(264)와, 마스크 기판(262)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(266)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(262)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 반투과 마스크(260)를 이용하여 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(268)을 노광한 후 현상함으 로써 도 9d에 도시된 바와 같이 제2 반투과 마스크(260)의 차단부(264)에 대응하여 제3 높이(d3)를 갖는 R 칼라필터(102)와 제3 높이(d3)를 갖는 돌출부의 제2 칼라층(106b)이 형성되고, 반투과부(266)에 대응하여 제3 높이(d3)보다 낮은 제4 높이(d4)를 갖는 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)이 형성된다. A photoresist containing a red pigment on the
R 칼라 필터(102)와 돌기부의 제2 칼라층(106b) 및 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)이 형성된 상부기판(101) 상에 도 9e에 도시된 바와 같이 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(278)이 도포된다. 그런 다음, 제3 반투과마스크(270)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제3 반투과마스크(270)는 투명한 재질인 마스크 기판(272)과, 마스크 기판(272)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(274)와, 마스크 기판(272)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(276)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(272)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제3 반투과 마스크(270)를 이용하여 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(278)을 노광한 후 현상함으로써 도 9f에 도시된 바와 같이 제3 반투과 마스크(270)의 차단부(274)에 대응하여 제5 높이(d5)를 갖는 G 칼라필터(102)와 제5 높이(d5)를 갖는 돌출부의 제3 칼라층(106c)이 형성되고, 반투과부(276)에 대응하여 제5 높이(d5)보다 낮은 제6 높이(d6)를 갖는 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c)이 형성된다. A photoresist in which green pigment is dispersed, as shown in FIG. 9E, on the
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a color filter array substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판은 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판과 비교하여 잉크젯 분사방식으로 형성되는 스페이서(146)와, 스페이서(146)와 중첩되는 영역에 홈(144)을 가지도록 형성되는 돌출부(106)를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. The color filter array substrate shown in FIG. 10 has a
돌출부(106)는 잉크젯 스페이서가 형성될 광차단영역에 형성된다. 이 돌출부(106)는 블랙매트릭스(104)보다 높이가 높도록 형성된다. 이를 위해, 돌출부(106)의 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c) 각각의 두께는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(104)와 두께가 동일하도록 형성된다.The
이러한 돌출부(106)의 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c) 각각은 서로 중첩되는 제1 내지 제3 홈(144a,144b,144c)을 가지도록 형성된다. 이 때, 제1 홈(144a)과 대응되는 돌출부의 제1 칼라층(106a)의 두께는 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)의 두께와 동일하며, 제2 홈(144b)과 대응되는 돌출부의 제2 칼라층(106b)의 두께는 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)의 두께와 동일하며, 제3 홈(144c)과 대응되는 돌출부의 제3 칼라층(106c)의 두께는 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c)의 두께와 동일한다.Each of the first to
스페이서(146)는 제1 내지 제3 홈(144a,144b,144c)에 의해 마련된 공간에 잉크젯분사방식으로 스페이서물질이 충전되어 형성된다. 이 경우, 잉크젯분사방식으로 형성되는 스페이서(146)는 돌출부(106)의 높이보다 높게 형성된다. The
도 11a 내지 도 11f는 도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 여기서, 제조방법에 이용되는 마스크는 부분 노광 마스크, 예를 들어 반투과마스크 또는 회절 마스크가 이용된다. 본 발명에서는 반투과마스크를 이용한 제조방법을 예로 들어 설명하기로 한다. 11A to 11F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the color filter array substrate illustrated in FIG. 10. Here, as the mask used in the manufacturing method, a partial exposure mask, for example, a transflective mask or a diffraction mask is used. In the present invention, a manufacturing method using a transflective mask will be described as an example.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(188)이 도포된다. 그런 다음, 제1 반투과마스크(180)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제1 반투과마스크(180)는 투명한 재질인 마스크 기판(182)과, 마스크 기판(182)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(184)와, 마스크 기판(182)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(186)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(182)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제1 반투과 마스크(180)를 이용하여 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(188)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11b에 도시된 바와 같이 제1 반투과 마스크(180)의 차단부(184)에 대응하여 B 칼라필터(102) 및 돌출부의 제1 칼라층(106a)이 형성되고, 반투과부(186)에 대응하여 B 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a), 돌출부의 제1 칼라층의 제1 홈(144a)이 형성된다.First, as shown in FIG. 11A, a
도 11c에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(198)이 도포된다. 그런 다음, 제2 반투과마스크(190)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제2 반투과마스크(190)는 투명한 재질인 마스크 기판(192)과, 마스크 기판(192)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(194)와, 마스크 기판(192)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(196)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(192)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 반투과 마스크(190)를 이용하여 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(198)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11d에 도시된 바와 같이 제2 반투과 마스크(190)의 차단부(194)에 대응하여 R 칼라필터(102) 및 돌출부의 제2 칼라층(106b)이 형성되고, 반투과부(196)에 대응하여 R 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b) 및 돌출부의 제2 칼라층의 제2 홈(144b)이 형성된다.As shown in FIG. 11C, a
도 11e에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(178)이 도포된다. 그런 다음, 제3 반투과마스크(171)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제3 반투과마스크(171)는 투명한 재질인 마스크 기판(172)과, 마스크 기판(172)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(174)와, 마스크 기판(172)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(176)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(172)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제3 반투과 마스크(171)를 이용하여 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(178)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11f에 도시된 바와 같이 제3 반투과 마스크(171)의 차단부(174)에 대응하여 G 칼라필터(102) 및 돌출부의 제3 칼라층(106c)이 형성되고, 반투과부(176)에 대응하여 G 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c) 및 돌출부의 제3 칼라층의 제3 홈(144c)이 형성된다.As shown in FIG. 11E, a
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비하고, 홈을 사이에 두고 이격된 돌출부와, 돌출부의 홈에 잉크젯분사방식으로 충전된 스페이서를 구비한다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하므로 공정수를 줄일 수 있 다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 돌출부 사이의 홈에 잉크젯 분사방식으로 스페이서를 형성함으로써 돌출부 이상의 높이를 갖는 스페이서를 형성할 수 있다.As described above, the color filter array substrate according to the second embodiment of the present invention includes at least one of the black matrices composed of the first to third color layers having a lower thickness than the color filter, and is spaced apart from each other with a groove interposed therebetween. The protrusions and the spacers filled with the ink jet injection method in the grooves of the protrusions are provided. Accordingly, the color filter array substrate according to the second embodiment of the present invention can reduce the occurrence of alignment spots and light leakage due to the reduced step between the black matrix and the color filter. In addition, the color filter array substrate according to the second embodiment of the present invention can reduce the number of processes because a separate planarization layer is unnecessary. In addition, the color filter array substrate according to the second embodiment of the present invention may form a spacer having a height greater than or equal to a protrusion by forming a spacer in a groove between the protrusions by inkjet injection.
한편, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 화소전극과 공통전극이 서로 다른 기판 상에 위치하는 수직 전계 인가형 또는 화소전극과 공통전극이 동일 기판에 위치하는 수평 전계 인가형 액정표시패널에 적용된다.
Meanwhile, the color filter array substrate according to the present invention is applied to a vertical field applying type in which the pixel electrode and the common electrode are located on different substrates, or a horizontal field applying liquid crystal display panel in which the pixel electrode and the common electrode are located on the same substrate. .
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비한다. 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하고, 블랙매트릭스, 스페이서 및 광차단층을 칼라필터와 동일물질로 그들과 동시에 형성하므로 전체 공정수를 줄일 수 있어 생산성이 향상된다.As described above, the color filter array substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention includes a black matrix composed of first to third color layers having at least one thickness lower than that of the color filter. The reduced step between the black matrix and the color filter reduces the occurrence of alignment spots and light leakage. In addition, the color filter array substrate according to the present invention does not require a separate planarization layer, and simultaneously forms the black matrix, the spacer, and the light blocking layer with the same material as the color filter, thereby reducing the total number of processes and improving productivity.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
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