KR101852635B1 - Color Filter substrate and Method for fabricationg the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컬러필터기판 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 컬러필터기판은, 기판과, 상기 기판 상에 격자 형태로 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스의 각각의 셀 영역에 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들과, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들이 형성된 기판 상에 형성된 오버코트층과, 상기 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층 상에 형성된 컬럼스페이서를 포함하고, 상기 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴 및 청색컬러패턴들 중 어느 하나 또는 적어도 2이상의 패턴들이 적층된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 컬러필터패턴들을 적층하여 컬럼스페이서의 높이를 미세 조절할 수 있는 효과가 있다.The present invention discloses a color filter substrate and a manufacturing method thereof. The color filter substrate of the present invention comprises a substrate, a black matrix formed in a lattice form on the substrate, red (R), green (G), blue (B) An overcoat layer formed on the substrate on which the red (R), green (G), blue (B), and white (W) color filter layers are formed, and an overcoat layer corresponding to the black matrix, And at least two or more patterns of a red color pattern, a green color pattern, and a blue color pattern are laminated between the black matrix and the column spacer.
The color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention have the effect of finely adjusting the height of the column spacer by laminating color filter patterns between the black matrix and the column spacer.
Description
본 발명은 액정표시장치의 컬러필터기판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 컬러필터기판 상에 형성되는 컬럼스페이서의 미세 단차를 조절할 수 있는 컬러필터기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter substrate of a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter substrate capable of adjusting fine steps of a column spacer formed on a color filter substrate and a method of manufacturing the same.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하는 장치로서, 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입으로 구현되어 컴퓨터용 모니터, 사무기기, 셀룰라폰 등의 표시장치에 적용되고 있다.A liquid crystal display (LCD) is an apparatus for displaying an image by adjusting the light transmittance of a liquid crystal using an electric field, and is implemented as an active matrix type in which a switching element is formed for each cell. And is applied to a display device such as a device or a cellular phone.
이와 같은 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향의 전계를 이용하는 수직 전계형과 수평방향의 전계를 이용하는 수평 전계형으로 대별된다.Such a liquid crystal display device is divided into a vertical electric field type using an electric field in a vertical direction and a horizontal electric field type using an electric field in a horizontal direction in accordance with an electric field direction for driving liquid crystal.
이때, 수직 전계형의 액정표시장치는 상부 기판상에 형성된 공통전극과 하부기판상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.At this time, in the liquid crystal display device of the vertical electric field type, the common electrode formed on the upper substrate and the pixel electrode formed on the lower substrate face each other and the liquid crystal of TN (Twisted Nematic) mode is driven by the vertical electric field formed therebetween do. Such a vertical electric field type liquid crystal display device has a disadvantage that the aperture ratio is large, but the viewing angle is as narrow as 90 degrees.
수평 전계형의 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정표시장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가지는 반면에 개구율이 작다는 단점을 가진다.A horizontal electric field type liquid crystal display device drives a liquid crystal of a plane switch (hereinafter referred to as IPS) mode by a horizontal electric field between a pixel electrode and a common electrode arranged in parallel on a lower substrate. Such a horizontal field-applied liquid crystal display has the disadvantage that the viewing angle is as wide as about 160 degrees, but the aperture ratio is small.
또한, 상기와 같이 수평 전계형 액정표시장치는 하부 기판에 화소 전극과 공통 전극이 함께 형성되기 때문에 TN 모드 액정표시장치와 같이 컬러필터기판 상에 공통전극이 형성되지 않는다.In addition, since the pixel electrode and the common electrode are formed on the lower substrate together with the horizontal electric field type liquid crystal display device, the common electrode is not formed on the color filter substrate like the TN mode liquid crystal display device.
또한, 최근 액정표시장치는 시야각 조절을 위해 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터층에 추가적으로 백색(W) 컬러필터층을 형성하여, RGBW를 하나의 화소로 사용하고 있다.In recent years, a liquid crystal display device has formed a white (W) color filter layer in addition to the red (R), green (G), and blue (B) color filter layers for adjusting the viewing angle, and uses RGBW as one pixel.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the structure of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to the related art.
도 1을 참조하면, 투명성 절연물질로된 기판(10) 상에 불투명 금속막 또는 수지막을 형성하고, 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스(30)를 형성한다. 상기 블랙매트릭스(30)는 박막트랜지스터가 형성된 어레이 기판의 화소 영역과 대응되는 영역들이 오픈된 격자 구조로 형성된다.Referring to FIG. 1, an opaque metal film or a resin film is formed on a
일반적으로 컬러필터기판 상에는 어레이기판이 합착될 때 셀갭(Cell Gap) 유지를 위해 컬럼스페이서(CS: Column Spacer)가 형성되는데, 컬럼스페이서(CS)는 어레이 기판의 박막트랜지스터와 대응되는 블랙매트릭스(30) 영역에 형성된다.In general, a column spacer (CS) is formed on a color filter substrate to hold a cell gap when an array substrate is attached to the color filter substrate. The column spacer CS is formed on a black matrix 30 ) Region.
상기와 같이 블랙매트릭스(30)가 기판(10) 상에 형성되면, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터층들(20a, 20b, 20c)을 순차적으로 형성하고, 이후, 오버코트층(40)을 기판(10)의 전면에 형성한다. 이때, 백색(W) 컬러필터층(20d)은 별도의 백색(W) 컬러레진을 사용하지 않고, 컬러필터층들이 형성되지 않은 영역에 형성된 오버코트층(40)에 의해 형성된다.When the
상기와 같이, 기판(10) 상에 오버코트층(40)이 형성되면, 기판(10)의 전면에 유기물질로된 절연막을 형성한 다음, 마스크 공정에 의해 블랙매트릭스(30) 상부의 오버코트층(40) 상에 컬럼스페이서(CS)를 형성한다. 이때, 백색(W) 컬러필터층(20d) 상부의 오버코트층(40) 상에는 평탄화를 위해 컬럼스페이서패턴(25)을 형성한다.When the
상기와 같은 종래 컬러필터기판은 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional color filter substrate has the following problems.
첫째, 컬러필터기판과 어레이기판을 합착하여 셀갭을 유지하기 위한 컬럼스페이서(CS)의 높이를 재료 특성상 특정 두께 이하로 줄일 수 없다. 예를 들어, 컬럼스페이서로 사용되는 유기막의 두께는 물질 특성상 2.0[㎛] 이하로 줄이기 어렵다.First, the height of the column spacer CS for holding the cell gap by laminating the color filter substrate and the array substrate can not be reduced to a specific thickness or less in terms of material characteristics. For example, it is difficult to reduce the thickness of an organic film used as a column spacer to 2.0 [占 퐉] or less in view of material properties.
이로 인하여, 액정표시장치의 사이즈별 또는 모델별로 다양하게 요구되는 셀갭 조건들을 맞추기 어려운 단점이 있다.Therefore, it is difficult to meet the cell gap conditions which are variously required according to the size of the liquid crystal display device or the model.
둘째, 컬럼스페이서(CS)의 높이를 조절하기 위해 컬럼스페이서의 하부에 형성되는 블랙매트릭스(BM)의 두께를 조절할 수 있으나, 이럴 경우 재료비가 상승하는 문제가 있다.
Secondly, the thickness of the black matrix BM formed at the lower portion of the column spacer can be adjusted in order to adjust the height of the column spacer CS. However, in this case, the material cost rises.
본 발명은, 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 컬러필터패턴들을 적층하여 컬럼스페이서의 높이를 미세하게 조절할 수 있는 컬러필터기판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a color filter substrate capable of finely adjusting the height of a column spacer by laminating color filter patterns between a black matrix and a column spacer, and a manufacturing method thereof.
또한, 본 발명은, 추가 공정 없이 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 다양한 형태의 컬러필터패턴들을 적층하여 액정표시장치의 셀갭을 미세하게 조절할 수 있는 컬러필터기판 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a color filter substrate capable of finely adjusting the cell gap of a liquid crystal display by stacking various types of color filter patterns between a black matrix and a column spacer without an additional process, and a manufacturing method thereof .
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 컬러필터기판은, 기판과, 상기 기판 상에 격자 형태로 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스의 각각의 셀 영역에 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들과, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들이 형성된 기판 상에 형성된 오버코트층과, 상기 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층 상에 형성된 컬럼스페이서를 포함하고, 상기 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴 및 청색컬러패턴들 중 어느 하나 또는 적어도 2이상의 패턴들이 적층된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a color filter substrate including a substrate, a black matrix formed in a lattice pattern on the substrate, red (R), green An overcoat layer formed on the substrate on which the red (R), green (G), blue (B) and white (W) color filter layers are formed, And a column spacer formed on the overcoat layer corresponding to the black matrix, wherein at least one of the red color pattern, the green color pattern and the blue color pattern or at least two patterns are laminated between the black matrix and the column spacer .
또한, 본 발명의 컬러필터기판 제조방법은, 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 상에 불투명 금속막 또는 수지막을 형성한 다음 제 1 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙매트릭스가 형성된 기판 상에 적색 감광성 수지를 형성하고, 제 2 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스의 셀영역에 적색(R) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 블랙매트릭스 상에 적색컬러패턴을 형성하는 단계와, 상기 적색(R) 컬러필터층이 형성된 기판 상에 녹색(G) 감광성 수지를 형성하고, 제 3 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스의 셀영역에 녹색(G) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 적색컬러패턴 상에 녹색컬러패턴을 형성하는 단계와, 상기 녹색(G) 컬러필터층이 형성된 기판 상에 청색(B) 감광성 수지를 형성하고, 제 4 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스의 셀영역에 청색(B) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 녹색컬러패턴 상에 청색컬러패턴을 형성하는 단계와, 상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터층이 형성된 기판 상에 오버코트층을 형성하여, 블랙매트릭스의 셀영역에 백색(W) 컬러필터층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층이 형성된 기판 상에 유기물질의 절연막을 형성한 다음, 제 5 마스크 공정에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러패턴들이 적층된 오버코트층 상에 컬럼스페이서를 형성하는 단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter substrate including the steps of: providing a substrate; forming an opaque metal film or a resin film on the substrate and forming a black matrix according to a first masking process; Forming a red color photosensitive resin on the formed substrate, forming a red (R) color filter layer in a cell region of a black matrix in accordance with a second mask process, and simultaneously forming a red color pattern on the black matrix, (G) color filter layer is formed on the substrate having the color filter layer formed thereon and a green (G) color filter layer is formed on the cell region of the black matrix according to the third mask process, Forming a blue (B) photosensitive resin on the substrate on which the green (G) color filter layer is formed, and forming a black (B) Forming a blue color pattern on the green color pattern and simultaneously forming a blue color pattern on the green color pattern and a blue color pattern on the overcoat layer on the substrate on which the red (R), green (G), and blue Forming a white (W) color filter layer on the cell region of the black matrix; forming an insulating film of an organic material on the substrate on which the overcoat layer is formed; And forming column spacers on the overcoat layer on which the blue color patterns are laminated.
본 발명의 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 컬러필터패턴들을 적층하여 컬럼스페이서의 높이를 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.The color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention have the effect of finely adjusting the height of the column spacer by laminating color filter patterns between the black matrix and the column spacer.
또한, 본 발명의 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 추가 공정 없이 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 다양한 형태의 컬러필터패턴들을 적층하여 액정표시장치의 셀갭을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention have the effect of finely adjusting the cell gap of the liquid crystal display device by stacking various types of color filter patterns between the black matrix and the column spacer without any additional process.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 컬러필터패턴들을 적층에 따라 컬럼스페이서의 높이(단차)가 조절되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 컬럼스페이서의 높이를 조절하기 위해 형성되는 컬러필터패턴들의 모양을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따라 컬럼스페이서의 높이를 조절하기 위한 다른 실시예들을 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to the related art.
2 is a view showing a structure of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to the present invention.
3 is a view for explaining the principle of adjusting the height (step difference) of the column spacer according to the lamination of the color filter patterns according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are views showing the shapes of color filter patterns formed to adjust the height of a column spacer according to the present invention.
Figures 5A-5E illustrate other embodiments for adjusting the height of a column spacer in accordance with the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 구조를 도시한 도면이다.2 is a view showing a structure of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 컬러필터기판은, 투명성 절연기판(100) 상에 불투명 금속막 또는 수지막을 형성한 다음, 제 1 마스크 공정을 진행하여 블랙매트릭스(130)를 형성한다.Referring to FIG. 2, an opaque metal film or a resin film is formed on a transparent
상기 블랙매트릭스(130)는 박막트랜지스터(TFT), 화소 전극, 공통 전극, 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 어레이 기판(미도시)의 비표시영역, 예를 들어 박막트랜지스터, 게이트 라인, 데이터 라인 및 패드 영역과 대응되는 영역에 형성된다.The
상기와 같이, 절연기판(100) 상에 블랙매트릭스(130)가 형성되면, 절연기판(100) 상에 적색 감광성 칼라 수지를 전면 증착한다.As described above, when the
이후, 제 2 마스크를 이용하여 적색의 감광성 칼라수지에 대한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 도시된 바와 같이, 적색(R) 컬러필터층(200a)을 형성한다. 이때, 본 발명에서는 어레이 기판의 박막트랜지스터와 대응되는 블랙매트릭스(130) 상에 액정표시장치의 셀갭 유지를 위해 형성되는 컬럼스페이서(CS)의 위치를 조절하기 위해 적색컬러패턴(RP)을 형성한다.Thereafter, a red (R)
박막트랜지스터와 대응되는 블랙매트릭스(130) 상부에는 이후 셀갭 유지를 위해 컬럼스페이서(CS)가 형성되는데, 모든 박막트랜지스터와 대응되는 블랙매트릭스(130) 상에 컬럼스페이서(CS)가 형성되는 것이 아니라 기판의 셀 갭을 유지할 범위에서 선택적으로 형성된다. 따라서, 상기 적색컬러패턴(RP)도 박막트랜지스터들과 각각 대응되는 블랙매트릭스(130) 중에서 컬럼스페이서(CS)가 형성될 영역에서만 선택적으로 형성된다.A column spacer CS is formed on the
상기와 같이, 적색(R) 컬러필터층(200a)이 절연기판(100) 상에 형성되면, 녹색 감광성 컬러 수지를 전면 증착한다. 이후, 제 3 마스크를 이용하여 녹색 감광성 칼라 수지에 대한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(130)에 의해 구획된 셀 영역(화소 영역)에 녹색(G) 컬러필터층(200b)을 형성한다. 이때, 컬럼스페이서(CS)가 형성될 상기 적색컬러패턴(RP) 상에 녹색컬러패턴(GP)을 적층 형성한다.As described above, when the red (R)
상술한 바와 같이 녹색(G) 컬러필터층(200b)을 형성한 후, 절연기판(100) 상에 청색 감광성 칼라 수지를 절연기판(100) 상에 전면 증착한다. 이후, 제 4 마스크를 이용하여 청색 수지에 대한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(130)에 의해 구획된 셀 영역에 청색(B) 컬러필터층(200c)을 형성한다. 이때, 컬럼스페이서(CS)가 형성될 상기 녹색컬러패턴(GP) 상에 청색컬러패턴(BP)을 적층 형성한다.After forming the green (G)
그런 다음, 백색(W) 컬러필터층(200d)을 절연기판(100) 상에 형성하는데, 백색(W) 컬러필터층(200d)은 별도의 마스크 공정을 진행하지 않고, 절연기판(100)의 전면에 오버코트층(240)을 형성하여 형성한다. 즉, 컬러필터층들이 형성된 절연기판(100) 상에 오버코트층(240)을 형성하여, 평탄화 공정을 진행하는데, 백색(W) 셀 영역에는 오버코트층(240)이 채워지면서 백색(W) 컬러필터층(200d)이 형성된다.The white W
상술한 바와 같이, 절연기판(100) 상에 오버코트층(240)이 형성되면, 유기물질로된 절연막을 절연기판(100) 전면에 형성한 후, 제 5 마스크를 이용하여 상기 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)이 적층된 오버코트층(240) 상에 컬럼스페이서(CS)를 형성한다. 이때, 백색(W) 컬러필터층(200d)의 오버코트층(240) 상에는 단차 보상을 위하여 컬럼스페이서패턴(250)을 형성한다.As described above, when the
본 발명에서는 컬럼스페이서(CS)가 형성된 영역에 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)을 3개의 패턴들을 적층 하였지만, 이것은 고정된 것이 아니므로 하나 또는 두 개의 패턴을 적층 형성하여, 컬럼스페이서(CS)의 높이를 조절할 수 있다.In the present invention, three patterns of a red color pattern RP, a green color pattern GP and a blue color pattern BP are laminated in the region where the column spacer CS is formed. However, since this is not fixed, Patterns can be stacked and the height of the column spacer CS can be adjusted.
따라서, 상기 컬럼스페이서(CS)와 블랙매트릭스(130) 사이에는 적색컬러패턴(RP)과 녹색컬러패턴(GP), 적색컬러패턴(RP)과 청색컬러패턴(BP), 녹색컬러패턴(GP)과 청색컬러패턴(BP)의 2개 패턴이 적층될 수 있다. 또한, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP) 중 어느 하나의 패턴만 게재될 수 있다.A red color pattern RP and a blue color pattern BP and a green color pattern GP are formed between the column spacer CS and the
또한, 상기에서는 적색(R) 컬러필터층(200a), 녹색(G) 컬러필터층(200b) 및 청색(B) 컬러필터층(200c) 들을 순차적으로 형성하는 공정을 중심으로 설명하였지만, 경우에 따라서는 적색(G) 컬러필터층(200b), 청색(B) 컬러필터층(200c) 및 적색(R) 컬러필터층(200a)들을 순차적으로 형성될 수 있다. 즉, 3색의 컬러필터층들 형성 공정은 순서가 정해진 것이 아니라, 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Although the process of forming the red (R)
따라서, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들 역시 적층되는 순서가 컬러필터층들의 형성 순서에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Accordingly, the order in which the red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP are stacked can also be variously changed according to the order of formation of the color filter layers.
이와 같이, 본 발명에서는 추가 공정 없이 액정표시장치의 사이즈별 또는 모델별 요구되는 셀갭 유지를 위해 컬럼스페이서(CS)의 높이를 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
As described above, in the present invention, there is an effect that the height of the column spacer CS can be finely adjusted for maintaining the cell gap required for each size or model of the liquid crystal display device without additional process.
도 3은 본 발명에 따라 컬러필터패턴들을 적층에 따라 컬럼스페이서의 높이(단차)가 조절되는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 컬럼스페이서의 높이를 조절하기 위해 형성되는 컬러필터패턴들의 모양을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining the principle of adjusting the height (step difference) of the column spacer according to the lamination of the color filter patterns according to the present invention. FIGS. 4A and 4B are views for explaining a method for adjusting the height of the column spacer according to the present invention And shows the shape of the color filter patterns to be formed.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 컬러필터기판에서 컬럼스페이서(CS)가 형성되는 영역에 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)이 적층되어 있다. 설명을 위해 도 2에서 형성되던 오버코트층(OC)은 도시하지 않았다. 하지만, 적층된 컬러패턴들 상에는 오버코트층이 형성될 수 있다.3, 4A and 4B, a red color pattern RP, a green color pattern GP, and a blue color pattern BP are formed in the region where the column spacer CS is formed in the color filter substrate of the present invention Respectively. The overcoat layer OC formed in Fig. 2 for illustration is not shown. However, an overcoat layer may be formed on the stacked color patterns.
상기 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들은 각각의 색좌표 구현을 위해 특정 두께로 고정되어 있다. 따라서, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들이 모두 적층될 때, 이들 중 어느 두 개가 조합되어 적층될 때 및 각각의 패턴들이 형성될 때 모두 컬럼스페이서(CS)의 높이(H)가 미세하게 달라진다.The red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP are fixed to a specific thickness for each color coordinate implementation. Therefore, when both the red color pattern RP, the green color pattern GP and the blue color pattern BP are stacked, when either of them is stacked in combination and when the respective patterns are formed, CS) is finely changed.
이러한 물리적 특성을 이용하여 본 발명에서는 추가 공정 없이 컬럼스페이서(CS)의 높이를 미세하게 조절할 수 있고, 이로 인하여 액정표시장치의 셀갭을 다양하게 조절할 수 있다.By using such physical characteristics, the height of the column spacer CS can be finely adjusted without further processing in the present invention, and the cell gap of the liquid crystal display device can be variously adjusted.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 컬러필터기판 상에 형성되는 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들이 모양은 원형, 타원형, 사각형, 마름모형, 사다리꼴, 십자형, 격자패턴 등 다양하게 형성될 수 있다.4A and 4B, the red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP formed on the color filter substrate of the present invention are circular, oval, square, Rhombic, trapezoidal, cruciform, lattice pattern, and the like.
예를 들어, 도 2에서와 같이, 컬럼스페이서(CS)와 블랙매트릭스(BM) 사이에 적층되는 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP) 들을 원형으로 형성할 경우, 맨 하측에 형성되는 적색컬러패턴(RP)의 직경을 가장 크게 하고, 녹색컬러패턴(GP)과 청색컬러패턴(BP)으로 갈 수 록 점차적으로 직경을 작게 형성할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, a red color pattern RP, a green color pattern GP, and a blue color pattern BP, which are laminated between a column spacer CS and a black matrix BM, The diameter of the red color pattern RP formed at the bottom side is made largest and the diameter gradually decreased toward the green color pattern GP and the blue color pattern BP.
또한, 도 4b에 도시한 바와 같이, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들의 모양을 십자형태로 형성하고, 이들을 서로 엇갈리도록 적층 배열할 수 있다.4B, the shapes of the red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP may be formed in a cross shape and stacked so that they are staggered from each other.
상기와 같이, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)의 모양을 변경함으로써, 추가적으로 컬럼스페이서(CS)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 각각 서로 다른 두께를 갖는 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들을 동일한 모양으로 적층하면, 이들 두께의 합만큼 컬럼스페이서(CS)의 높이가 변경되지만, 도 4a 및 도 4b와 같이 서로 다른 직경 또는 격자 배열을 할 경우, 적층된 패턴들의 단순 합의 두께가 아닌 미세하게 변경된 두께를 추가적으로 구현할 수 있다.As described above, the height of the column spacer CS can additionally be adjusted by changing the shape of the red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP. That is, when the red color patterns RP, the green color patterns GP, and the blue color patterns BP having the different thicknesses are laminated in the same shape, the height of the column spacers CS is changed by the sum of these thicknesses 4A and FIG. 4B, it is possible to additionally realize a finely changed thickness instead of a simple sum thickness of the stacked patterns.
즉, 상기 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들의 적층 순서, 적층 패턴의 개수, 패턴들의 각각의 크기 또는 직경을 변경함으로써, 다양한 적층 두께를 구현하여 셀갭을 조절할 수 있다.That is, by varying the order of lamination of the red color pattern RP, the green color pattern GP and the blue color pattern BP, the number of lamination patterns, the size or diameter of each of the patterns, Can be adjusted.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따라 컬럼스페이서의 높이를 조절하기 위한 다른 실시예들을 도시한 도면이다.Figures 5A-5E illustrate other embodiments for adjusting the height of a column spacer in accordance with the present invention.
도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 도 4a 및 도 4b에 추가적으로 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들 중 어느 하나의 패턴에 홈을 형성하거나, 순차적으로 직경 또는 모양의 크기가 변경되는 것이 아니라 불규칙적으로 직경과 모양이 변경되는 경우에도 미세하게 적층된 두께 변화가 발생된다.5A to 5E, grooves may be formed in any one of the red color pattern RP, the green color pattern GP and the blue color pattern BP in FIGS. 4A and 4B, Even when the diameter and shape are changed irregularly rather than changing the size of the diameter or the shape, a finely laminated thickness variation occurs.
예를 들어, 도 5a에 도시한 바와 같이, 적색컬러패턴(RP)의 중앙에 제 1 폭(L1)을 갖는 홈을 형성하는 경우, 상기 적색컬러패턴(RP) 상에 단순히 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들이 적층되는 것과 다른 두께를 갖게 된다.5A, when a groove having a first width L1 is formed at the center of the red color pattern RP, a green color pattern GP (for example, ) And the blue color patterns (BP) are stacked.
이로 인하여, 컬럼스페이서(CS)의 높이가 미세하게 조절될 수 있다. 아울러, 도면에는 도시되지 않았지만, 도 2에서와 같이 적층 패턴들의 상부에는 오버코트층이 형성되기 때문에 컬럼스페이서(CS)의 높이는 위에서 언급한 요소들에 의해 추가적으로 변경될 수 있다.Thus, the height of the column spacer CS can be finely adjusted. In addition, although not shown in the drawing, the height of the column spacer CS can be further modified by the above-mentioned elements because an overcoat layer is formed on top of the stacked patterns as shown in FIG.
동일한 방식에 의해, 도 5b에 도시한 바와 같이, 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)을 적층 형성하되, 상부에 적층되는 청색컬러패턴(BP)의 중앙에 제 2 폭(L2)을 갖는 홈을 형성할 경우, 도 5a와는 다른 컬럼스페이서(CS)의 높이를 구현할 수 있다.5B, a red color pattern RP, a green color pattern GP, and a blue color pattern BP are laminated, and the center of the blue color pattern BP stacked on the upper side is formed by the same method, The height of the column spacer CS, which is different from that of FIG. 5A, can be realized.
마찬가지 원리에 의해 도 5c 내지 도 5e의 경우에도 적색컬러패턴(RP), 녹색컬러패턴(GP) 및 청색컬러패턴(BP)들 중 청색컬러패턴(BP)이 하측의 녹색컬러패턴(GP) 만 감싸도록 형성하거나, 적색컬러패턴(RP)과 녹색컬러패턴(GP) 모두를 감싸도록 형성하는 경우에도 서로 다른 적층 두께를 갖는다. 결과적으로 이로 인하여 컬럼스페이서(CS)의 높이도 미세하게 다른 높이를 유지할 수 있어, 액정표시장치에 셀갭 변화를 줄 수 있다.5C to 5E, the blue color pattern BP among the red color pattern RP, the green color pattern GP, and the blue color pattern BP is only the lower green color pattern GP Or the red color pattern RP and the green color pattern GP are formed so as to surround each of the red color patterns RP and the green color patterns GP. As a result, the height of the column spacer CS can be maintained at a slightly different height, and thus the cell gap can be changed in the liquid crystal display device.
본 발명의 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 컬러필터패턴들을 적층하여 컬럼스페이서의 높이를 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.The color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention have the effect of finely adjusting the height of the column spacer by laminating color filter patterns between the black matrix and the column spacer.
또한, 본 발명의 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 추가 공정 없이 블랙매트릭스와 컬럼스페이서 사이에 다양한 형태의 컬러필터패턴들을 적층하여 액정표시장치의 셀갭을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention have the effect of finely adjusting the cell gap of the liquid crystal display device by stacking various types of color filter patterns between the black matrix and the column spacer without any additional process.
100: 절연기판 130: 블랙매트릭스
200a: 적색(R) 컬러필터층 200b: 녹색(G) 컬러필터층
200c: 청색(B) 컬러필터층 240: 오버코트층
250: 컬럼스페이서패턴 RP: 적색컬러패턴
GP: 녹색컬러패턴 BP: 청색컬러패턴
CS: 컬럼스페이서100: insulating substrate 130: black matrix
200a: red (R)
200c: blue (B) color filter layer 240: overcoat layer
250: Column spacer pattern RP: Red color pattern
GP: Green color pattern BP: Blue color pattern
CS: Column spacer
Claims (13)
상기 기판 상에 격자 형태로 형성된 블랙매트릭스와,
상기 블랙매트릭스에 의해 구획된 각각의 셀 영역에 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들과,
상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러필터층들이 형성된 상기 기판 상에 형성된 오버코트층과,
상기 블랙매트릭스와 대응되는 상기 오버코트층 상에 형성된 컬럼스페이서를 포함하고,
상기 블랙매트릭스와 상기 컬럼스페이서 사이에 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴 및 청색컬러패턴들 중 적어도 2 이상의 패턴들이 적층되고,
상기 적어도 2 이상의 패턴들은 십자형으로 형성되어 서로 엇갈리도록 적층 배열되고,
상기 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴, 및 청색컬러패턴들 중 적어도 하나는 중앙에 홈이 형성되고,
상기 홈은 상기 블랙매트릭스 및 상기 컬럼스페이서와 중첩하는, 컬러필터기판.
A substrate;
A black matrix formed in a lattice form on the substrate,
(R), green (G), blue (B), and white (W) color filter layers formed in each cell region partitioned by the black matrix,
An overcoat layer formed on the substrate on which the red (R), green (G), blue (B) and white (W) color filter layers are formed,
And a column spacer formed on the overcoat layer corresponding to the black matrix,
At least two or more patterns of a red color pattern, a green color pattern and a blue color pattern are stacked between the black matrix and the column spacer,
Wherein the at least two patterns are formed in a cross shape and are stacked so as to be staggered with each other,
Wherein at least one of the red color pattern, the green color pattern, and the blue color pattern is formed with a groove in the center,
The groove overlapping the black matrix and the column spacer.
The color filter substrate of claim 1, wherein the white (W) color filter layer is formed of the overcoat layer.
3. The color filter substrate of claim 2, further comprising a column spacer pattern for level difference compensation on the white (W) color filter layer.
상기 기판 상에 불투명 금속막 또는 수지막을 형성한 다음 제 1 마스크 공정에 따라 블랙매트릭스를 형성하는 단계와,
상기 블랙매트릭스가 형성된 상기 기판 상에 적색 감광성 수지를 형성하고, 제 2 마스크 공정에 따라 상기 블랙매트릭스에 의해 구획된 셀영역에 적색(R) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 상기 블랙매트릭스 상에 적색컬러패턴을 형성하는 단계와,
상기 적색(R) 컬러필터층이 형성된 상기 기판 상에 녹색(G) 감광성 수지를 형성하고, 제 3 마스크 공정에 따라 상기 블랙매트릭스에 의해 구획된 셀영역에 녹색(G) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 상기 적색컬러패턴 상에 녹색컬러패턴을 형성하는 단계와,
상기 녹색(G) 컬러필터층이 형성된 상기 기판 상에 청색(B) 감광성 수지를 형성하고, 제 4 마스크 공정에 따라 상기 블랙매트릭스에 의해 구획된 셀영역에 청색(B) 컬러필터층을 형성하고, 동시에 상기 녹색컬러패턴 상에 청색컬러패턴을 형성하는 단계와,
상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터층이 형성된 상기 기판 상에 오버코트층을 형성하여, 상기 블랙매트릭스에 의해 구획된 셀영역에 백색(W) 컬러필터층을 형성하는 단계와,
상기 오버코트층이 형성된 상기 기판 상에 유기물질의 절연막을 형성한 다음, 제 5 마스크 공정에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러패턴들이 적층된 오버코트층 상에 컬럼스페이서를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴 및 청색컬러패턴들은 십자형으로 형성되어 서로 엇갈리도록 적층 배열되고,
상기 적색컬러패턴, 녹색컬러패턴 및 청색컬러패턴들 중 적어도 하나는 중앙에 홈이 형성되고,
상기 홈은 상기 블랙매트릭스 및 상기 컬럼스페이서와 중첩하는, 컬러필터기판 제조방법.
Providing a substrate;
Forming an opaque metal film or a resin film on the substrate and forming a black matrix according to a first masking process;
Forming a red color photosensitive resin on the substrate on which the black matrix is formed and forming a red color filter layer in a cell region partitioned by the black matrix according to a second mask process and forming a red color filter layer on the black matrix, Forming a pattern,
Forming a green (G) photosensitive resin on the substrate on which the red (R) color filter layer is formed, forming a green (G) color filter layer in a cell region partitioned by the black matrix according to a third mask process, Forming a green color pattern on the red color pattern;
(B) photosensitive resin is formed on the substrate on which the green (G) color filter layer is formed, a blue (B) color filter layer is formed in the cell region partitioned by the black matrix in accordance with the fourth mask process, Forming a blue color pattern on the green color pattern;
Forming an overcoat layer on the substrate on which the red (R), green (G), and blue (B) color filter layers are formed to form a white (W) color filter layer in the cell region partitioned by the black matrix; ,
Forming an insulating layer of an organic material on the substrate on which the overcoat layer is formed, and forming a column spacer on the overcoat layer in which the red, green, and blue color patterns are stacked according to a fifth mask process,
The red color pattern, the green color pattern, and the blue color pattern are formed in a cross shape and are stacked so as to be interlaced with each other,
Wherein at least one of the red color pattern, the green color pattern and the blue color pattern has a groove formed at the center thereof,
Wherein the groove overlaps the black matrix and the column spacer.
9. The method of claim 8, wherein forming the column spacer comprises forming a column spacer pattern for level difference compensation on the white (W) color filter layer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |