KR101722466B1 - 컬러 필터 기판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널 - Google Patents

컬러 필터 기판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬러 필터 기판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널에 관한 것으로, 화소 영역이 정의된 기판과, 화소 영역 상에 형성되며 내부에 제1홀이 형성된 컬러 필터와, 컬러 필터의 상부면 및 측면을 둘러싸고 제1홀에 대응되는 위치에 제2홀을 구비한 공통 전극 및제1홀에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러 필터 기판과 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널을 제공한다.

Description

컬러 필터 기판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널{Color filter substrate, manufacturing method thereof and display panel using the same}
본 발명은 컬러 필터 기판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 표시 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리와, 상기 액정표시패널과 상기 백라이트 어셈블리를 수납하는 수납 용기를 포함한다.
액정 표시 패널 중에서 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향(vertical alignment) 모드 액정 표시 패널은 대비비가 크고 광시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 수직 배향 모드 액정 표시 패널에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전극에 절개 패턴을 형성하는 방법과 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 이들 모두는 프린지 필드(fringe field)를 형성하여 액정의 기우는 방향을 고르게 분산시킴으로써 광시야각을 확보하는 방법이다. 이중에서 전극에 절개 패턴을 형성하는 PVA 모드는 IPS(In Plane Switching) 모드를 대체할 수 있는 광시야각 기술로 인정받고 있다.
PVA 모드의 액정 표시 패널은 예컨데 모바일 등의 중소형 제품에서는 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 영역에 설정된 화소 영역에 형성되는 화소 전극의 중앙부와 대응하는 컬러 필터 기판의 공통 전극에 절개부가 형성된다.
컬러 필터 기판의 공통 전극에 절개부를 형성하기 위해서는 공통 전극을 형성한 후 감광막 도포, 사진 및 식각 공정을 실시해야 하므로 여러 공정의 추가가 불가피하다. 또한, 공통 전극에 절개부를 형성하는 과정에 있어서 컬러 필터를 보호하기 위하여 오버 코트막을 형성해야 한다.
본 발명은, 공통 전극에 절개부를 형성하는 패터닝 공정에 있어서 오버 코트막을 형성하지 않고도 공통 전극에 절개부가 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법과 이에 의하여 제조된 컬러필터, 및 이를 이용한 표시 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 화소 영역이 정의된 기판; 상기 화소 영역 상에 형성되며 내부에 제1홀이 형성된 컬러 필터; 상기 컬러 필터의 상부면 및 측면을 둘러싸고, 상기 제1홀에 대응되는 위치에 제2홀을 구비한 공통 전극; 및 상기 제1홀에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러 필터 기판을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 제1홀은 상기 기판이 노출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2홀의 크기는 상기 제1홀의 크기보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 블랙 매트릭스의 크기는 상기 제2홀의 크기보다 크거나 같을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 화소 영역은 복수개의 서브 화소 영역을 포함하며, 상기 제1홀은 상기 서브 화소 영역 마다 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 화소 영역 이외의 영역에 형성되는 제2블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컬러 필터는 서로 다른 색을 구현하는 복수 개로서, 상기 제2블랙 매트릭스는 상기 복수개의 컬러 필터 중 서로 다른 색을 구현하는 컬러 필터들 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판에 상호 이격된 복수의 제1블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 제1블랙 매트릭스 및 상기 기판 상부에 컬러 레지스트를 형성한 후 상기 제1블랙 매트릭스가 노출되도록 제1홀을 패터닝하여, 내부에 제1홀을 구비하는 컬러 필터를 형성하는 단계; 및 상기 제1블랙 매트릭스, 상기 컬러 필터 및 상기 기판의 상부에 공통 전극을 형성한 후 상기 제1홀과 대응하는 위치의 상기 공통 전극에 제2홀을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 제1블랙 매트릭스와 교번되어 배치되도록 제2블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1블랙 매트릭스를 형성하는 단계 및 상기 제2블랙 매트릭스를 형성하는 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컬러 필터는 복수개로서, 상기 컬러 필터를 형성하는 단계는, 상기 동일한 색을 구현하는 컬러 필터에 적어도 하나의 제1홀을 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 공통 전극에 제2홀을 형성하는 단계는 에칭에 의하여 상기 제2홀을 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 공통 전극에 제2홀을 형성하는 단계는, 상기 제1홀의 크기보다 작거나 같은 크기의 마스크를 이용하여 에칭할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 블랙 매트릭스의 크기는 상기 제2홀의 크기보다 크거나 같게 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 형성된 TFT 기판; 상기 TFT 기판과 마주보도록 배치되어 액정층이 수용되는 공간을 제공하는 컬러 필터 기판; 및 상기 TFT 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 개재되어 상기 액정층을 밀봉하는 실링 부재를 포함하며, 상기 컬러 필터 기판은, 화소 영역이 정의된 기판과, 상기 화소 영역 상에 형성되며 내부에 제1홀이 형성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터의 상부면 및 측면을 둘러싸고 상기 제1홀과 대응되는 위치에 제2홀을 구비하는 공통 전극, 및 상기 제1홀에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 포함하는 표시 패널을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 컬러 필터에 형성된 상기 제1홀은 상기 기판이 노출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컬러 필터는 서로 다른 색을 구현하는 복수 개로서, 상기 컬러 필터 기판은 상기 복수개의 컬러 필터 중 서로 다른 색을 구현하는 컬러 필터들 사이에 형성된 제2블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컬러 필터 기판의 상기 공통 전극은 상기 실링 부재의 위치와 대응되는 영역이 개방될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컬러 필터 기판에는, 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 위치에 상기 TFT 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이의 셀 갭을 유지시키는 컬럼 스페이서가 더 포함될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 오버 코트막을 형성하는 공정을 생략하여 공정을 단순화하여 제조 비용과 시간을 절감할 수 있다.
또한, 오버 코트막을 제거함에 따라 오버 코트막에서 기인하는 불량, 예컨대 돌기 불량 및 얼룩 등의 불량원인이 제거되므로 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 컬러 필터 기판을 제조 공정에 따른 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 표시 패널을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 사상을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 개략적을 도시한 평면도이고, 도 2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
상기의 도면들을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널은 컬러 필터 기판(200), TFT(Thin Film Transistor) 기판(100), 및 컬러 필터 기판(200)과 TFT 기판(100) 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함한다.
TFT 기판(100)은 제1기판(110)의 상부에 일방향으로 연장되어 형성된 복수개의 게이트 라인(120)과, 게이트 라인(120)과 교차되는 일방향으로 연장되어 형성된 복수개의 데이터 라인(130)과, 게이트 라인(120)과 데이터 라인(130)에 의하여 정의되는 화소 영역(A)에 형성되며 복수로 분할된 화소 전극(150)을 포함한다. 또한, 게이트 라인(120)이 형성될 때 화소 영역(A)의 중앙부를 지나도록 형성된 스토리지 전극(142)을 포함하는 스토리지 라인(140)을 형성한다.
게이트 라인(120)은 일 방향(도 1의 x 방향)으로 연장되어 형성된다. 한편, 소정의 간격 이격되어 복수개 형성된다. 게이트 라인(120)의 일부는 돌출되어 게이트 전극(162)을 이룬다. 게이트 전극(162)은 소오스 전극(163)과 일부 중첩되고, 드레인 전극(161)과도 일부 중첩된다.
게이트 라인(120)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 티타늄(ti), 탄탈륨(Ta) 및 몰리브덴(Mo) 등의 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다. 게이트 라인(120)은 단일층 또는 복수개의 금속층이 적층된 다층 구조일 수 있다. 다층 구조의 게이트 라인(120)은, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 등의 금속층과, 비저항이 작은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 형성할 수 있다.
데이터 라인(130)은 일 방향(도 1의 y 방향)으로 연장되어 형성된다. 한편, 소정의 간격 이격되어 복수개 형성된다. 데이터 라인(130)의 일부는 돌출되어 소오스 전극(163)을 이룬다. 소오스 전극(163)은 게이트 전극(162)과 일부 중첩되고, 드레인 전극(161)과 소정의 간격 이격되도록 형성된다.
데이터 라인(130)도 앞서 게이트 라인(120)에 사용되는 금속을 포함할 수 있으며, 단일층뿐만 아니라 다층의 구조일 수 있음은 물론이다.
화소 전극(150)은 게이트 라인(120)과 데이터 라인(130)에 의하여 정의된 화소 영역(A)에 형성된다. 화소 전극(150)은 소정의 간격 이격된 제1서브 화소 전극(151) 과 2서브 화소 전극(153), 제1,2서브 화소 전극(151,153)을 전기적으로 연결하기 위한 연결부(152)를 포함한다.
제1,2서브 화소 전극(151,153)은 모서리가 둥글게 처리된 사각형 구조일 수 있다. 제2서브 화소 전극(153)은 콘택홀(171)을 통해 드레인 전극(161)과 접속될 수 있다. 제1,2서브 화소 전극(151,153)의 중앙에는 개구부(미도시)가 형성될 수 있다.
제1,2서브 화소 전극(151,153) 및 연결부(152)는 투명한 도전물질로 형성될 수 있다. 예컨대, ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 물질이 사용될 수 있다.
도 1에서는 화소 전극(150)이 2분할된 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 3분할될 수도 있다. 또한, 도 1은 화소 전극(150)을 사각형상으로 도시하고 있지만, 원형 또는 다각형일 수 있음은 물론이다.
스토리지 라인(140)은 스토리지 전극(142)을 포함하고, 게이트 라인(120)과 동시에 형성된다. 스토리지 라인(140)은 2개의 게이트 라인(120) 사이에 형성되는데, 예컨대, 제1,2서브 화소 전극(151,153) 사이의 연결부(152)를 지나도록 형성될 수 있다. 스토리지 전극(142)은 콘택홀(172)을 통해 게이트 절연막(173)을 사이에 두고 연결부(152)와 스토리지 캐패시터를 이룬다.
TFT(160)는 게이트 라인(120)에 접속된 게이트 전극(162)과, 데이터 라인(130)에 접속된 소오스 전극(163)과, 화소 전극(150)에 접속된 드레인 전극(161)을 포함한다. 한편, 게이트 전극(162)과 소오스 전극(163) 및 드레인 전극(161) 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막(173)과 활성층(174) 및, 활성층(174) 상의 적어도 일부에 형성된 오믹 콘택층(175)을 포함한다. 예컨대, 오믹 콘택층(175)은 채널부를 제외한 활성층(174) 상에 형성될 수 있다.
한편, 상기 도 1에 도시된 스토리지 전극(142)의 구조, TFT(160)의 구조, 및다양한 배선들의 구조는 일 실시예로 도시된 것이며, 본 발명은 이에 한정되는 되는 것은 아니다.
보호막(176)은 TFT(160) 상에 형성된다. 보호막(176)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기물질로 형성될 수 있다. 또는 유기 절연막이나 유/무기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다.
컬러 필터 기판(200)은 제2기판(210) 상에 소정의 간격 이격되어 형성된 제1블랙 매트릭스(251) 및 제2블랙 매트릭스(252)와, 제1홀(231)이 형성된 컬러 필터(230)와, 컬러 필터(230)의 상부면과 측면을 둘러싸고 제2홀(241)이 형성된 공통 전극(240)을 포함한다. 또한, TFT 기판(100)과의 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(260)를 포함할 수 있다.
제1블랙 매트릭스(251)는 동일한 색을 구현하는 컬러 필터(230) 각각에 형성된 제1홀(231) 내부에 형성된다. 또한, 제2블랙 매트릭스(252)는 화소 영역(A) 이외의 영역, 예컨대 서로 다른 색을 구현하는 인접한 컬러 필터(230)들 사이에 위치하거나 화소 영역(A)의 가장자리에 형성된다.
제1블랙 매트릭스(251)는 해당 위치의 화소 영역(A)에서 구현되는 색의 시인성을 증가시키며, 제2블랙 매트릭스(252)는 인접한 화소 영역들(A) 사이의 광 간섭을 방지하며, 화소 영역(A) 이외의 영역으로 빛이 새는 빛샘 현상을 방지한다.
컬러 필터(230)는 광원으로부터 조사되어 액정층을 통과하는 빛에 색을 부여한다. 이를 위해 컬러 필터(230)는 감광성 유기 물질로 형성된다. 컬러 필터(230)는 제2블랙 매트릭스(252)를 경계로 하여 화소 영역(A)마다 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 필터가 반복되어 형성된다. 한편, 동일한 색을 구현하는 컬러 필터(230) 각 내부에는 제1홀(231)이 형성된다. 컬러 필터(230)의 내부에 제1홀(231)이 형성되었지만, 컬러 필터(230)의 체적은 종래의 컬러 필터(230)와 동일하게 형성하여 색 재현성이 저하되는 일 없이 동일하게 유지될 수 있다. 한편, 제1홀(231)에는 제1블랙 매트릭스(251)를 형성하여 컬러 필터(230)에 의하여 구현되는 색의 시인성을 증가시킨다.
공통 전극(240)은 컬러 필터(230)의 상부면과 측면을 둘러싸도록 형성된다. 공통 전극(240)은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다. 예컨대, ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 물질이 사용될 수 있다. 공통 전극(240)은 액정층에 전압을 인가한다.
제1홀(231)이 형성된 컬러 필터(230)의 상부면과 측면을 둘러싸도록 공통 전극(240)이 형성되므로, 공통 전극(240)에도 홀이 형성된 것과 마찬가지의 효과를 얻게 된다. 즉, 공통 전극(240)에 상기 제1홀(231)의 크기와 같거나 작은 크기를 구비한 제2홀(241)이 패턴닝 된다. 동시에, 공통 전극(240)이 컬러 필터(230)의 상부면과 측면에 직접 접촉하면서 둘러싸는 형상이므로, 종래와 같이 공통 전극(240)에 제2홀(241)을 형성하는 과정에서 컬러 필터(230)를 보호하기 위하여 컬러 필터(230)와 공통 전극(240) 사이에 구비하던 오버 코팅막을 형성할 필요가 없게 된다. 따라서, 제조 비용을 절감할 수 있고 공정을 단순화할 수 있다.
컬러 필터(230)에 형성된 제1홀(231)과 공통 전극(240)에 형성된 제2홀(241)은 대응되는 위치에 형성되며, 제1홀(231)과 제2홀(241)은 동일한 크기일 수 있다. 또는 상기 도면에 도시된 바와 같이 제2홀(241)의 크기는 제1홀(231)의 크기보다 작을 수도 있다.
한편, 제1블랙 매트릭스(251)의크기는 제2홀(241)의 크기보다 크거나 같게 형성된다. 상기 도면에는 제1홀(231) 내부에 형성된 제1블랙 매트릭스(251)의 외경이 제2홀(241)의 내경에 일치하도록 도시되어 있다. 즉, 제1 블랙 매트릭스(251)의 크기와 제2홀(241)의 크기가 같은 경우를 도시한 것이다. 만약 제1블랙 매트릭스(251)의 크기 보다 제2홀(241)의 크기가 클 경우, 즉, 공통 전극(240)과 제1블랙 매트릭스(251) 사이에 갭(gap)이 형성되면, 상기 갭 근처에 위치하는 액정층(미도시)의 구동에 악영향을 줄 수 있기 때문에 제1블랙 매트릭스(251)와 제2홀(241) 사이에 갭이 형성되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 도면에는 도시되지 않았지만 제1블랙 매트릭스(251)와 제2홀(241) 사이에 갭이 형성되지 않는 구조라면, 예를 들어, 제2홀(241)의 크기가 제1블랙 매트릭스(251)의 크기보다 작아서, 공통 전극(240)이 제1블랙 매트릭스(251)의 측면이나 상부면에 연장되어 형성되는 구조도 가능하다.
이하에서 도 4 내지 도 7을 참고하여 컬러 필터 기판(200)의 제조 과정을 자세히 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 기판(200)의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도로서, 제조 순서에 따른 컬러 필터 기판(200)의 상태를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 제2기판(210)의 상부에 제1블랙 매트릭스(251) 및 제2블랙 매트릭스(252)를 동시에 형성한다. 예컨대, 제2기판(210) 상에 카본 블랙과 같은 안료가 첨가된 감광성 유기물질을 형성한 후, 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 통해 감광성 유기물질을 패터닝하여 제1블랙 매트릭스(251) 및 제2블랙 매트릭스(252)를 형성할 수 있다. 또는, 크롬 또는 크롬 옥사이드를 포함하는 블랙 계열의 도전성 물질을 이용하여 형성할 수도 있다. 이 경우, 크롬 또는 크롬 옥사이드의 상부에 감광막을 형성한 후 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정으로 감광막을 패터닝한 후 이를 마스크로 크롬(Cr) 또는 크롬 옥사이드(CrO)를 식각하여 형성할 수 있다.
본 발명에서는 제1블랙 매트릭스(251) 및 제2블랙 매트릭스(252)를 동시에 형성하는 경우를 설명하였으나, 필요에 따라 제1블랙 매트릭스(251)를 형성한 후 제2블랙 매트릭스(252)를 형성할 수도 있으며 그 반대일 수도 있다. 상호 이격된 제 2블랙 매트릭스(252)와 제1블랙 매트릭스(251)는 번갈아 가면서 배치된다.
제1블랙 매트릭스(215) 및 제2블랙 매트릭스(252)는 복수개로서 소정의 간격 이격되어 형성된다. 블랙 매트릭스들(251,252) 중 제1블랙 매트릭스들(251)은 화소 영역(A)의 내부에 형성되고, 제2블랙 매트릭스들(252)은 화소 영역(A) 이외의 영역에 형성된다. 화소 영역(A)의 내부에 형성된 제1블랙 매트릭스들(251)은 이후의 공정에 의하여 컬러 필터(230)에 형성된 제1홀(231) 내부에 위치한다. 화소 영역(A) 이외의 영역에 형성된 제2블랙 매트릭스들(252)은 예컨대, 게이트 라인(120)과 데이터 라인(130) 및 TFT(160)의 영역과 대응되는 제2기판(210) 상에 형성된다.
화소 영역(A)의 내부에 형성된 제1블랙 매트릭스(251)는 해당 화소 영역(A)에서 구현되는 색의 시인성을 증가시킨다. 한편, 화소 영역(A) 이외의 영역에 형성된 제2블랙 매트릭스(252)는 빛샘 현상을 방지하며, 특히 인접한 화소 영역(A) 간의 경계에 형성된 블랙 매트릭스들(252)은 인접한 화소 영역(A) 간의 광 간섭을 방지한다.
도 5를 참고하면, 제2기판(210)의 상부에 적색, 녹색, 청색 레지스트를 순차적으로 도포한 후 패터닝하여 컬러 필터(230)를 형성한다. 컬러 필터(230)를 패터닝할 때 화소 영역(A)에 형성되는 컬러 필터(230)의 소정 영역에 제1홀(231)이 형성되도록 한다. 제1홀(231)은 화소 영역(A), 즉 동일한 색을 구현하는 컬러 필터(230)의 중앙부에 오도록 형성될 수 있다. 제1홀(231)은 제2기판(210)이 노출되도록 형성된다. 이 경우, 제1홀(231)이 형성될 영역을 100% 노광시키는 마스크를 이용하여 노광 공정을 실시할 수 있다.
도 6을 참고하면, 블랙 매트릭스(251, 252)와 컬러 필터(230)를 포함하는 제2기판(210)의 상부 전체에 공통 전극(240)을 형성한다. 공통 전극(240)은 투명 도전층으로 ITO 또는 IZO막을 포함할 수 있다. 도면을 참고하면, 투명 도전층은 제2기판(210)과 직접 접촉하게 된다.
도 7을 참고하면, 투명 도전층을 패터닝하여 공통 전극(240)에 제2홀(241)을 형성한다. 공통 전극(240)의 제2홀(241)은 컬러 필터(230)의 제1홀(231)과 대응되는 위치에 형성되므로, 제1블랙 매트릭스(251)는 제1홀(231)과 제2홀(241)을 통해 외부로 노출된다. 공통 전극(240)의 제2홀(241)은 예컨대, 에칭 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 때 사용되는 마스크는 제1홀(231)의 크기보다 작거나 같은 제2홀(241)의 패턴이 형성된 마스크가 될 수 있으며, 이는 공통 전극(240)의 에칭 마진을 고려하여 제2기판(210)과 일부 접하도록 공통 전극(240)의 일부를 남겨두기 위함이다.
한편, 제1블랙 매트릭스(251)의 크기는 전술한 바와 같이 제2홀(241)의 크기보다 크거나 같게 형성된다. 만약 제1블랙 매트릭스(251)의 크기 보다 제2홀(241)의 크기가 크게 형성되면, 공통 전극(240)과 제1블랙 매트릭스(251) 사이에 갭(gap)이 형성되어, 갭 근처에 위치하는 액정층(미도시)의 구동에 악영향을 줄 수 있기 때문이다. 따라서, 제1블랙 매트릭스(251)와 제2홀(241) 사이에 갭이 형성되지 않도록 제1블랙 매트릭스(251)의 크기를 제2홀(241)의 크기보다 크거나 같게 형성하는 것이 바람직하다.
공통 전극(240)에 제2홀(241)을 형성하기 위하여 공통 전극(240)을 패터닝하더라도, 투명 도전층인 공통 전극(240)이 컬러 필터(230)의 상부면과 측면을 둘러싸고 있으므로 컬러 필터(230)가 손상되지 않는다. 따라서, 컬러 필터(230)를 보호하기 위하여 별도로 오버 코팅막을 형성할 필요가 없으므로 제조비용이 감소됨과 동시에 컬러 필터 기판(200)의 제조공정이 단순해진다.
도 8은 본 발명에 따른 표시 패널의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 측면도이다. 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 표시 패널도 도 1을 참고하여 설명한 표시 패널과 마찬가지로 TFT 기판(100)과 컬러 필터 기판(200) 및 이들 기판 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 포함한다. 이 경우, TFT 기판(100)과 컬러 필터 기판(200)은 실링 부재(300)에 의하여 액정층의 누출을 방지한다. 본 실시예에서는 컬러 필터 기판(200)의 공통 전극(240)에는 실링 부재(300)와 대응되는 영역에 개구부(242)가 더 형성되어 있는 점에서 차이가 있다.
도 7을 참고하여 설명한 바와 같이 공통 전극(240)을 패터닝할 때 실링 부재(300)와 대응하는 영역도 제거하여 개구부(242)를 형성함으로써, 실링 부재(300)와 제2블랙 매트릭스(252)가 직접 접촉하도록 한다. 실링 부재(300)와 제2블랙 매트릭스(252)가 직접 접촉함에 따라 컬러 필터 기판(200)과 TFT 기판(100) 간의 박리력(peel strength)이 향상된다.
컬럼 스페이서(260)는, 공통 전극(240)을 포함하는 제2기판(210) 상부 전체에 감광막을 형성한 후 노광 및 현상 공정을 실시하여 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 표시 패널은 일반적인 mPVA(mobile patterned vertical alignment) 모드의 액정 표시 패널뿐만 아니라, 반투과 mPVA 모드 및 펜타일(pentile) mPVA 모드에도 적용 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: TFT 기판 110: 제1기판
120: 게이트 라인 130: 데이터 라인
140: 스토리지 라인 150: 화소 전극
151: 제1서브 화소 전극 152: 연결부
153: 제1서브 화소 전극 160: 박막 트랜지스터
161: 드레인 162: 게이트
163: 소오스 200: 컬러 필터 기판
210: 제2기판 230: 컬러 필터
231: 홀(제1홀) 240: 공통 전극
241: 홀(제2홀) 242: 개구부
251: 제1블랙 매트릭스 252: 제2블랙 매트릭스
260: 컬럼 스페이서 300: 실링 부재

Claims (19)

  1. 화소 영역이 정의된 기판;
    상기 화소 영역 상에 형성되며 내부에 제1홀이 형성된 컬러 필터;
    상기 컬러 필터의 상부면 및 측면을 둘러싸고, 상기 제1홀에 대응되는 위치에 제2홀을 구비한 공통 전극;
    상기 제1홀에 형성된 제1 블랙 매트릭스; 및
    상기 컬러 필터 내부에 형성된 제2 블랙 매트릭스;를 포함하고,
    상기 제1 블랙 매트릭스의 측면은 상기 공통 전극과 접촉하고,
    상기 제2 블랙 매트릭스의 상면 및 측면은 상기 컬러 필터와 접촉하는 컬러 필터 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀은 상기 기판이 노출되도록 형성된 컬러 필터 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2홀의 크기는 상기 제1홀의 크기보다 작거나 같은 컬러 필터 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 블랙 매트릭스의 크기는 상기 제2홀의 크기보다 크거나 같은 컬러 필터 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소 영역은 복수개의 서브 화소 영역을 포함하며,
    상기 제1홀은 상기 서브 화소 영역 마다 형성된 컬러 필터 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 블랙 매트릭스는 상기 화소 영역 이외의 영역에 형성되는 컬러 필터 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 필터는 서로 다른 색을 구현하는 복수 개로서,
    상기 제2블랙 매트릭스는 상기 복수개의 컬러 필터 중 서로 다른 색을 구현하는 컬러 필터들 사이에 형성되는 컬러 필터 기판.
  8. 기판에 상호 이격된 복수의 제1 블랙 매트릭스 및 제2 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 제1 블랙 매트릭스, 상기 제2 블랙 매트릭스 및 상기 기판 상부에 컬러 레지스트를 형성한 후 상기 제1 블랙 매트릭스가 노출되도록 제1홀을 패터닝하여 내부에 제1홀을 구비하는 컬러 필터를 형성하고, 상기 제2 블랙 매트릭스는 노출되지 않도록 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 블랙 매트릭스, 상기 컬러 필터 및 상기 기판의 상부에 공통 전극을 형성한 후 상기 제1홀과 대응하는 위치의 상기 공통 전극에 제2홀을 형성하여, 상기 제1 블랙 매트릭스의 측면은 상기 공통 전극과 접촉하도록 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 블랙 매트릭스는 상기 제1 블랙 매트릭스와 교번되어 배치되도록 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스를 동시에 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 필터는 복수개로서,
    상기 컬러 필터를 형성하는 단계는,
    동일한 색을 구현하는 컬러 필터에 적어도 하나의 제1홀을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 공통 전극에 제2홀을 형성하는 단계는 에칭에 의하여 상기 제2홀을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공통 전극에 제2홀을 형성하는 단계는,
    상기 제1홀의 크기보다 작거나 같은 크기의 마스크를 이용하여 에칭하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 블랙 매트릭스의 크기는 상기 제2홀의 크기보다 크거나 같게 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  15. 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 형성된 TFT 기판;
    상기 TFT 기판과 마주보도록 배치되어 액정층이 수용되는 공간을 제공하는 컬러 필터 기판; 및
    상기 TFT 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 개재되어 상기 액정층을 밀봉하는 실링 부재를 포함하며,
    상기 컬러 필터 기판은, 화소 영역이 정의된 기판과, 상기 화소 영역 상에 형성되며 내부에 제1홀이 형성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터의 상부면 및 측면을 둘러싸고 상기 제1홀과 대응되는 위치에 제2홀을 구비하는 공통 전극, 상기 제1홀에 형성된 제1 블랙 매트릭스, 및 상기 컬러 필터 내부에 형성된 제2 블랙 매트릭스를 포함하고,
    상기 제1 블랙 매트릭스의 측면은 상기 공통 전극과 접촉하고,
    상기 제2 블랙 매트릭스의 상면 및 측면은 상기 컬러 필터와 접촉하는 표시 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 컬러 필터에 형성된 상기 제1홀은 상기 기판이 노출되도록 형성된 표시 패널.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 컬러 필터는 서로 다른 색을 구현하는 복수 개로서,
    상기 제2 블랙 매트릭스는 상기 복수개의 컬러 필터 중 서로 다른 색을 구현하는 컬러 필터들 사이에 형성된 표시 패널.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 컬러 필터 기판의 상기 공통 전극은 상기 실링 부재의 위치와 대응되는 영역이 개방된 표시 패널.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 컬러 필터 기판에는,
    상기 박막 트랜지스터와 대응되는 위치에 상기 TFT 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이의 셀 갭을 유지시키는 컬럼 스페이서가 더 포함된 표시 패널.
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