KR101213554B1 - 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 볼 스페이서를 포함하며, 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께보다 더 크다. 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법은 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 컬러 필터를 형성하는 단계 및 볼 스페이서를 배치하는 단계를 포함하며, 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께보다 더 크다.
액정 표시 장치, 컬럼 스페이서, 볼 스페이서

Description

액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법 {Color filter substrate for liquid crystal display and fabricating method thereof}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 공정 단계별 각각의 단면도들이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 투명 절연 기판 210, 220: 블랙 매트릭스
301 내지 303: 컬러 필터 401 내지 403: 볼 스페이서
500: 보호층
본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중력 불량과 터치 불량을 억제하면서도 스페이서 이동에 의한 빛샘 불량을 효과적으로 억제할 수 있는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 표시 장치의 역할은 매우 중요해지고 있으며, 각종의 전자 표시 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 표시 장치 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능을 갖는 전자 표시 장치가 계속 개발되고 있다. 일반적으로 전자 표시 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 표시 장치란 각종의 전자 기기로부터 출력되는 전자적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식할 수 있는 광 정보 신호로 변화하는 전자 장치를 말하며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치라고 할 수 있다.
이러한 전자 표시 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해서 표시되는 경우에는 발광형 표시 장치로 일컬어지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치로도 불리는 발광형 표시 장치로는 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP), 유기 이엘 표시 장치(Organic ElectroLuminiscent Display; OELD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등을 들 수 있다. 그리고 수동형 표시 장치로 불리는 수광형 표시 장치로는 액정 표시 장치(LCD), 전자 영동 표시 장치(ElectroPhoretic Image Display; EPID) 등을 들 수 있다.
이들은 텔레비전이나 컴퓨터 모니터 등에 사용되고 있으며, 가장 오랜 역사를 갖는 표시 장치인 음극선관 표시 장치는 경제성 등의 면에서 가장 높은 시장 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 부피 및 높은 소비 전력 등과 같은 단점 을 많이 가지고 있다.
최근에, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자 장치의 저전압화 및 저전력화와 함께 전자 기기의 소형화, 박형화 및 경량화의 추세에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 표시 장치로서 평판 패널형 표시 장치에 대한 요구가 급격히 증대되고 있다. 이에 따라 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(PDP), 유기 이엘 표시 장치(OELD) 등과 같은 평판 패널형 표시 장치가 개발되고 있으며, 이러한 평판 패널형 표시 장치 중에서 소형화, 경량화 및 박형화가 용이하며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖는 액정 표시 장치가 특히 주목 받고 있다.
액정 표시 장치는 컬러 필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있는 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 소자, 화소 전극 등이 형성되어 있는 어레이 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질을 주입해 놓고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 액정 물질에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치의 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에는 셀 갭을 일정하게 유지하기 위하여 스페이서가 형성된다.
스페이서는 크게 기판 위에 위치하는 구형의 볼 스페이서와 소정의 형상으로 패터닝되어 기판 위에 형성되는 컬럼 스페이서로 구별될 수 있다.
볼 스페이서는 온도 변화에 따른 팽창 계수가 액정과 비슷하여 임의의 온도 조건에서도 사용이 용이한 장점은 있으나, 상기 볼 스페이서는 액정 표시 장치에 진동 또는 충격이 가해지면 이동하게 되어 액정 배향이 틀어지게 된다. 이로 인하여 빛샘 불량을 유발하게 되어, 액정 표시 장치의 대비비(contrast ratio)를 저하시키는 원인이 되기도 하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 대안이 기판 위에 패턴화된 컬럼 스페이서를 형성하는 방법이다. 상기 컬럼 스페이서는 그 형상을 다양하게 변형할 수 있으며, 원하는 위치에 형성할 수 있으므로, 상기 볼 스페이서와 같은 산포 문제나 스페이서 이동에 의한 빛샘 불량을 억제할 수 있게 된다.
그러나 컬럼 스페이서가 형성된 액정 표시 장치는 고온 환경에서 액정이 하부 중력 방향으로 쏠리는 중력 불량이 발생되거나, 액정 표시 장치에 압력이 가해져 유발되는 터치 불량의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 중력 불량과 터치 불량을 억제하면서도 스페이서 이동에 의한 빛샘 불량을 효과적으로 억제할 수 있는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)용 컬러 필터 기판을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은 투명 절연 기판 상에 형성되어 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스, 상기 화소 영역에 형성되며, 상기 블랙 매트릭스에 소정의 부분이 오버랩되어 형성된 컬러 필터 및 상기 블랙 매트릭스의 상부에 배치되는 볼 스페이서를 포함하며, 상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께보다 더 크다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는, 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께의 1.5 ~ 4 배인 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스와 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스 사이에는, 제 1 각도를 갖는 블랙 매트릭스의 경계 영역이 형성된 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스의 경계 영역의 제 1 각도는, 20° ~ 160°인 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 폭은, 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 폭의 2/30 ~ 6/30 배인 것이 바람직하다.
상기 볼 스페이서는, 플라스틱 볼 스페이서인 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스에 오버랩되어 형성된 영역의 컬러 필터에는, 제 2 각도를 갖는 컬러 필터의 경계 영역이 형성된 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터의 경계 영역의 제 2 각도는, 20° ~ 160°인 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 형성된 보호층을, 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호층은, 폴리이미드(polyimide)로 형성된 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법은 투명 절연 기판 상에 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하며, 상기 컬러 필터를 상기 블랙 매트릭스에 소정의 부분이 오버랩되도록 형성하는 단계 및 상기 블랙 매트릭스의 상부에 볼 스페이서를 배치하는 단계를 포함하며, 상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께보다 더 크다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는, 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께의 1.5 ~ 4 배인 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스와 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스 사이에는, 제 1 각도를 갖는 블랙 매트릭스의 경계 영역이 형성된 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스의 경계 영역의 제 1 각도는, 20° ~ 160°인 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 폭은, 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 폭의 2/30 ~ 6/30 배인 것이 바람직하다.
상기 볼 스페이서는, 플라스틱 볼 스페이서인 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스에 오버랩되어 형성된 영역의 컬러 필터에는, 제 2 각도를 갖는 컬러 필터의 경계 영역이, 형성된 것이 바람직하다.
상기 컬러 필터의 경계 영역의 제 2 각도는, 20° ~ 160°인 것이 바람직하다.
상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 보호층을, 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호층은, 폴리이미드(polyimide)로 형성하는 것이 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 단면도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은 블랙 매트릭스(210, 220), 컬러 필터(310, 320, 330), 보호층(500) 및 볼 스페이서(401 내지 404)를 포함한다.
블랙 매트릭스(210, 220)는 유리와 같은 투명 절연 기판(100) 상에 형성되어 화소 영역을 정의한다. 이러한 블랙 매트릭스(210, 220)는 크롬(Cr)이나 크롬산화막(Cr2O3) 또는 빛을 흡수하는 흑색 수지(black resin)로 이루어질 수 있다.
컬러 필터(310, 320, 330)는 적색(R) 화소로 이루어져 적색을 구현하는 적색 컬러 필터(310), 녹색(G) 화소로 이루어져 녹색을 구현하는 녹색 컬러 필터(320), 및 청색(B) 화소로 이루어져 청색을 구현하는 청색 컬러 필터(330)를 포함하며, 이러한 적색 컬러 필터(310), 녹색 컬러 필터(320) 및 청색 컬러 필터(330)는 블랙 매트릭스(210, 220)에 의해서 정의되는 화소 영역에 형성되며, 블랙 매트릭스(210, 220)에 소정의 부분이 오버랩되어 형성된다. 한편, 적색 컬러 필터(310), 녹색 컬러 필터(320) 및 청색 컬러 필터(330)는 블랙 매트릭스(210, 220)에 의해서 정의되는 화소 영역에 교대로 형성된다.
보호층(500)은 블랙 매트릭스(210, 220)와 컬러 필터(310, 320, 330) 상에 형성되어 안료 이온의 용출을 막는다. 이러한 보호층(500)은 절연 특성을 가지는 물질로 형성될 수 있으며, 구체적으로 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다.
볼 스페이서(401 내지 404)는 블랙 매트릭스(210, 220)의 상부에 배치된다. 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T2)는 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영 역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T1)보다 더 크다. 구체적으로, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T2)는 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T1)의 1.5 ~ 4 배 정도로 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 1 ㎛ 정도의 두께(T1)로 형성하는 경우에, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 1.5 ㎛ ~ 4 ㎛ 정도의 두께(T2)로 형성할 수 있다.
그럼으로써, 액정 표시 장치에 진동 또는 충격이 가해져도 볼 스페이서(401 내지 404)가 블랙 매트릭스(210, 220)의 외부로 이동하는 것을 방지할 수 있으므로, 액정 배향이 틀어져 유발되는 빛샘 불량을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(210, 220)와 컬러 필터(310, 320, 330)의 상부를 평탄화하기 위한 오버코트층을 형성할 필요가 없으므로, 제조 공정 단계를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
이러한 볼 스페이서(401 내지 404)로는 탄성 회복력이 좋은 플라스틱 볼 스페이서를 사용할 수 있다. 볼 스페이서(401 내지 404)로서 플라스틱 볼 스페이서를 사용하는 경우, 액정 표시 장치에 가해지는 압력에 따라서 플라스틱 볼 스페이서의 직경이 변하므로 터치 불량을 효과적으로 억제할 수 있으며, 플라스틱 볼 스페이서는 액정의 열 팽창 계수와 가까운 값을 가지므로 고온에서 투명 절연 기판(100)이 팽창하더라도 투명 절연 기판(100)과 함께 플라스틱 볼 스페이서도 팽창함으로써 액정 표시 장치의 셀갭을 일정하게 유지하여 액정이 하부 중력 방향으로 쏠리는 중력 불량을 효과적으로 억제할 수 있다.
여기에서, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)와 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220) 사이에는, 제 1 각도(θ1)를 갖는 블랙 매트릭스(210, 220)의 경계 영역(212, 214, 222, 224)이 형성되어 있다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(210, 220)의 경계 영역(212, 214, 222, 224)의 제 1 각도(θ1)는 20° ~ 160° 정도로 형성될 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(210, 220)에 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 컬러 필터(310, 320, 330)에는, 제 2 각도(θ2)를 갖는 컬러 필터(310, 320, 330)의 경계 영역(311, 321, 322, 331)이 형성되어 있다. 구체적으로, 컬러 필터(310, 320, 330)의 경계 영역(311, 321, 322, 331)의 제 2 각도(θ2)는, 20° ~ 160° 정도로 형성될 수 있다. 그럼으로써, 잉크젯 공정으로 볼 스페이서(401 내지 404)가 혼합되어 있는 스페이서 잉크 드롭렛(spacer ink droplet)을 분사하는 경우에 볼 스페이서(401 내지 404)의 배치의 정확성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
한편, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 폭(W2)은, 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 폭(W1)의 2/30 ~ 6/30 정도로 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 30 ㎛ 정도의 폭(W1)으로 형성하는 경우에, 컬러 필 터(310, 320, 330)와 오버랩되어 형성된 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 2 ㎛ ~ 6 ㎛ 정도의 폭(W2)으로 형성할 수 있다. 그럼으로써, 개구율을 감소시키지 않으면서도, 컬러 필터(310, 320, 330)의 제조 공정 마진을 효과적으로 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은 볼 스페이서(401 내지 404)로서 플라스틱 볼 스페이서를 사용하고, 볼 스페이서(401 내지 404)의 배치의 정확성을 향상시키면서도 볼 스페이서(401 내지 404)의 이동을 억제함으로써, 중력 불량과 터치 불량을 억제하면서 스페이서 이동에 의한 빛샘 불량을 효과적으로 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대하여 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 공정 단계별 각각의 단면도들이다.
먼저, 도 2a에 도시된 것처럼, 유리와 같은 투명 절연 기판(100) 상에 화소 영역(P1 내지 P3)을 정의하는 블랙 매트릭스(210, 220)를 형성한다. 여기에서, 블랙 매트릭스(210, 220)는 크롬(Cr)이나 크롬산화막(Cr2O3)을 증착하여 형성할 수 있으며, 또는 빛을 흡수하는 흑색 수지(black resin)를 도포하여 형성할 수도 있다.
여기에서, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되는 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T2)는 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치 되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T1)보다 더 크다. 구체적으로, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되는 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T2)는 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)의 두께(T1)의 1.5 ~ 4 배 정도로 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 1 ㎛ 정도의 두께(T1)로 형성하는 경우에, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되는 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)를 1.5 ㎛ ~ 4 ㎛ 정도의 두께(T2)로 형성할 수 있다. 또한, 컬러 필터(310, 320, 330)와 오버랩되는 영역(211, 215, 221, 225)의 블랙 매트릭스(210, 220)와 볼 스페이서(401 내지 404)가 배치되는 영역(213, 223)의 블랙 매트릭스(210, 220) 사이에는, 제 1 각도(θ1)를 갖는 블랙 매트릭스(210, 220)의 경계 영역(212, 214, 222, 224)이 형성되어 있다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(210, 220)의 경계 영역(212, 214, 222, 224)의 제 1 각도(θ1)는 20° ~ 160° 정도로 형성될 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(210, 220)는 하프톤(half tone) 마스크나 회절 마스크를 이용하는 사진(photolithography) 공정으로 효과적으로 형성할 수 있다.
다음으로, 2b에 도시된 것처럼, 적색(R) 화소로 이루어져 적색을 구현하는 적색 컬러 필터(310), 녹색(G) 화소로 이루어져 녹색을 구현하는 녹색 컬러 필터(320), 및 청색(B) 화소로 이루어져 청색을 구현하는 청색 컬러 필터(330)를 포함하는 컬러 필터를 블랙 매트릭스(210, 220)에 의해서 정의되는 화소 영역(P1 내지 P3)에 형성하며, 블랙 매트릭스(210, 220)에 소정의 부분이 오버랩하여 형성한 다. 여기에서, 적색 컬러 필터(310), 녹색 컬러 필터(320) 및 청색 컬러 필터(330)는 블랙 매트릭스(210, 220)에 의해서 정의되는 화소 영역(P1 내지 P3)에 교대로 형성된다.
여기에서, 블랙 매트릭스(210, 220)에 오버랩되는 영역(211, 215, 221, 225)의 컬러 필터(310, 320, 330)에는, 제 2 각도(θ2)를 갖는 컬러 필터(310, 320, 330)의 경계 영역(311, 321, 322, 331)이 형성되어 있다. 구체적으로, 컬러 필터(310, 320, 330)의 경계 영역(311, 321, 322, 331)의 제 2 각도(θ2)는, 20° ~ 160° 정도로 형성될 수 있다.
다음으로, 2c에 도시된 것처럼, 블랙 매트릭스(210, 220)와 컬러 필터(310, 320, 330) 상에 보호층(500)을 형성한다. 이러한 보호층(500)은 절연 특성을 가지는 물질로 형성될 수 있으며, 구체적으로 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 2d에 도시된 것처럼, 잉크젯 공정으로 볼 스페이서(401 내지 404)가 혼합되어 있는 스페이서 잉크 드롭렛(410, 420)을 블랙 매트릭스(210, 220)의 상부에 분사한다. 여기에서, 볼 스페이서(401 내지 404)로는 탄성 회복력이 좋은 플라스틱 볼 스페이서를 사용할 수 있다.
다음으로, 2e에 도시된 것처럼, 블랙 매트릭스(210, 220)의 상부에 분사된 스페이서 잉크 드롭렛(410, 420)을 건조시켜 볼 스페이서(401 내지 404)를 블랙 매트릭스(210, 220)의 상부에 배치시킨다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법은 볼 스페이서로서 플라스틱 볼 스페이서를 사용하고, 볼 스페이서의 배치의 정확성을 향상시키면서도 볼 스페이서의 이동을 억제함으로써, 중력 불량과 터치 불량을 억제하면서 스페이서 이동에 의한 빛샘 불량을 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (20)

  1. 투명 절연 기판 상에 형성되어 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스;
    상기 화소 영역에 형성되며, 상기 블랙 매트릭스에 소정의 부분이 오버랩되어 형성된 컬러 필터; 및
    상기 블랙 매트릭스 중 상기 컬러 필터와 오버랩되지 않은 영역의 상부에만 국한되어 배치되는 볼 스페이서를 포함하며,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께의 1.5 ~ 4 배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스와 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스 사이에는 제 1 각도를 갖는 블랙 매트릭스의 경계 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 경계 영역의 제 1 각도는 20° ~ 160°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 폭은 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 폭의 2/30 ~ 6/30 배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 볼 스페이서는 플라스틱 볼 스페이서인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스에 오버랩되어 형성된 영역의 컬러 필터에는 제 2 각도를 갖는 컬러 필터의 경계 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 경계 영역의 제 2 각도는 20° ~ 160°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 보호층은 폴리이미드(polyimide)로 형성된 것을 특징으로 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판.
  11. 투명 절연 기판 상에 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하며, 상기 컬러 필터를 상기 블랙 매트릭스에 소정의 부분이 오버랩되도록 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스 중 상기 컬러 필터와 오버랩되지 않은 영역의 상부에만 국한적으로 볼 스페이서를 배치하는 단계를 포함하며,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 두께는 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 두께의 1.5 ~ 4배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스와 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스 사이에는 제 1 각도를 갖는 블랙 매트릭스의 경계 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 경계 영역의 제 1 각도는 20° ~ 160°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 필터와 오버랩되어 형성된 영역의 블랙 매트릭스의 폭은 상기 볼 스페이서가 배치되는 영역의 블랙 매트릭스의 폭의 2/30 ~ 6/30 배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 볼 스페이서는 플라스틱 볼 스페이서인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스에 오버랩되어 형성된 영역의 컬러 필터에는 제 2 각도를 갖는 컬러 필터의 경계 영역이 형성된 것을 특징으로 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 경계 영역의 제 2 각도는 20° ~ 160°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제19항에 있어서,
    상기 보호층은 폴리이미드(polyimide)로 형성하는 것을 특징으로 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법.
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