KR101868036B1 - Mask for exposure and method of fabricating liquid crystal display device using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 화소영역이 정의된 어레이 기판과, 상기 화소영역을 둘러싸며 상기 화소영역에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스가 구비된 컬러필터 기판 및 액정층으로 이루어진 액정표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 컬러필터 기판 상의 전면에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스의 형태의 차단영역과 상기 개구 형태의 투과영역을 가지며, 상기 개구에 대응하는 투과영역의 코너부에는 상기 차단영역으로 확장되어 투과영역 또는 반투과영역으로 이루어진 코너 확장부를 갖는 노광 마스크를 상기 블랙매트릭스층 상부에 위치시키고, 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와; 상기 노광된 블랙매트릭스층을 현상하여 상기 개구를 갖는 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 개구의 코너부는 상기 개구로 볼록한 돌출부 없이 직각 구조를 이루는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 액정표시장치를 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a color filter substrate and a liquid crystal layer having an array substrate on which pixel regions are defined and a black matrix surrounding the pixel regions and having openings corresponding to the pixel regions, Forming a black matrix layer on the entire surface of the color filter substrate; An exposure mask having a blocking region in the form of the black matrix and the transmissive region in the form of an opening and having corner extension portions extending from the transmissive region or the transflective region to a corner portion of the transmissive region corresponding to the opening, Placing the black matrix layer above the black matrix layer and performing exposure through the exposure mask; And developing the exposed black matrix layer to form a black matrix having the openings, wherein the corners of the openings have a right angle structure without convex protrusions to the openings, and a method of manufacturing the liquid crystal display device A manufactured liquid crystal display device is provided.

Description

노광 마스크 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{Mask for exposure and method of fabricating liquid crystal display device using the same} [0001] The present invention relates to an exposure mask and a manufacturing method of a liquid crystal display using the same,

본 발명은 액정표시장치의 제조 방법에 과한 것이며, 특히 고개구율을 갖는 액정표시장치 제조를 위한 노광 마스크 및 이를 이용한 고개율을 갖는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a manufacturing method of a liquid crystal display device, and more particularly, to an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device having a high aperture ratio and a method of manufacturing a liquid crystal display device having a high aspect ratio using the same.

최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal display devices have been attracting attention as next generation advanced display devices with low power consumption, good portability, and high value-added.

이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Of these liquid crystal display devices, an active matrix type liquid crystal display device having a thin film transistor, which is a switching device capable of controlling voltage on and off for each pixel, .

일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이들 두 기판 사이에 액정을 개재하는 셀 공정을 거쳐 완성된다. In general, a liquid crystal display device forms an array substrate and a color filter substrate through an array substrate manufacturing process for forming thin film transistors and pixel electrodes, and a color filter substrate manufacturing process for forming color filters and common electrodes, And a liquid crystal interposed therebetween.

좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 설명하면, 도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.1, which is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device, a general liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal layer 30 sandwiched between an array substrate 10 and a color filter 30, The lower array substrate 10 has a plurality of gate wirings 14 arranged longitudinally and laterally crosswise on the upper surface of the transparent substrate 12 to define a plurality of pixel regions P, And a data line 16. A thin film transistor Tr which is a switching element is provided at an intersection of these two lines 14 and 16 to form a one-to-one correspondence with the pixel electrode 18 provided in each pixel region P. [ .

또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.The upper portion of the color filter substrate 20 facing the array substrate 10 is formed with a non-display region (not shown) of the gate wiring 14, the data wiring 16, and the thin film transistor Tr Shaped black matrix 25 for framing the respective pixel regions P so as to cover the pixel regions P are formed in the pixel region P. The red, green, and blue colors, which are sequentially and repeatedly arranged in correspondence to the pixel regions P in these lattices, A color filter layer 26 including filter patterns 26a, 26b and 26c is formed and a transparent common electrode 28 is provided over the entire surfaces of the black matrix 25 and the color filter layer 26. [

그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실란트(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 구비되어 있다. Although not shown in the drawing, the two substrates 10 and 20 are bonded to each other with a sealant or the like along their edges to prevent leakage of the liquid crystal layer 30 interposed therebetween. (Not shown) for providing reliability in the molecular alignment direction of the liquid crystal are interposed at the boundary between the liquid crystal layer 20 and the liquid crystal layer 30. On at least one outer side of each of the substrates 10 and 20, (Not shown).

또한, 상기 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(back-light)(미도시)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(Tr)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터 배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.On the outer side of the array substrate 10, a back-light (not shown) is provided to supply light. The gate line 14 turns on / off the thin film transistor Tr. off signals are sequentially scanned and the image signals of the data lines 16 are transmitted to the pixel electrodes 18 of the selected pixel region P, liquid crystal molecules therebetween are driven by the vertical electric field therebetween, Accordingly, various images can be displayed by the change of light transmittance.

이러한 구성을 갖는 일반적인 액정표시장치(1)에 있어서, 각 화소영역의 개구율에 큰 영향을 주는 구성요소는 블랙매트릭스가 되고 있다.In a general liquid crystal display device 1 having such a configuration, a component that greatly affects the aperture ratio of each pixel region is a black matrix.

이러한 블랙매트릭스는 각 화소영역에 경계에 형성됨으로서 상기 각 화소영역을 둘러싸는 형태를 가지며, 이러한 구성에 의해 각 화소영역에 대응하여 개구가 구비되고 있다.The black matrix is formed at the boundary of each pixel region, and surrounds the pixel regions. By this structure, the black matrix is provided with an opening corresponding to each pixel region.

도 2는 종래의 액정표시장치에 있어서 하나의 화소영역을 둘러싸며 형성되는 블랙매트릭스를 확대 도시한 평면도이며, 도 3은 종래의 액정표시장치에 있어 블랙매트릭스 형성에 사용되는 노광 마스크의 하나의 화소영역에 대응되는 부분을 확대한 평면도이다. FIG. 2 is an enlarged plan view of a black matrix formed around a pixel region in a conventional liquid crystal display device, and FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel of an exposure mask used for black matrix formation in a conventional liquid crystal display Is an enlarged plan view of a portion corresponding to a region.

도시한 바와같이, 액정표시장치(1)에 있어 각 화소영역(P)은 통상적으로 직사각형 형태를 가지며, 이러한 직사각형 형태를 갖는 각 화소영역(P)에는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 구비되며, 액정표시장치의 구동 모드별로 특정 부분에 디스클리네이션이 발생되므로 이러한 디스클리네이션이 발생되는 부분을 가리도록 상기 블랙매트릭스가 구비되고 있다. As shown in the figure, each pixel region P in the liquid crystal display device 1 has a rectangular shape. In each pixel region P having such a rectangular shape, a switching thin film transistor (not shown) The black matrix is provided so as to cover a portion where such a distinction occurs because a certain portion of the liquid crystal display device is subject to destruction by a driving mode.

이때, 각 화소영역(P)이 직사각형 형태를 갖게 됨으로써 각 모서리가 만나는 코너 부분이 발생되며, 이러한 화소영역(P)의 구성적 특징에 의해 이러한 화소영역(P)을 둘러싸며 형성되는 상기 블랙매트릭스(22)의 개구 또한 모서리 부분이 만나는 코너 부분이 구비되고 있다.At this time, each pixel region P has a rectangular shape, so that a corner portion where each corner meets each other is generated. By the constitutional characteristic of the pixel region P, the black matrix P, which surrounds the pixel region P, And the corner portion where the opening portion of the opening portion of the opening 22 also meets.

하지만, 상기 블랙매트릭스(22)를 살펴보면 상기 각 모서리가 만나는 코너 부분은 화소영역(P)의 모서리가 직교하는 형태를 갖는 코너 부분과는 달리 화소영역(P)내부로 더 침투하여 볼록한 돌기(23)를 갖는다.Unlike the corner portions where the corners of the pixel regions P are orthogonal to each other, the corners at which the corners of the black matrix 22 penetrate into the pixel region P to form convex protrusions 23 ).

이러한 각 블랙매트릭스(22)의 개구(op)에 있어 그 코너부가 직교하는 두 개의 모서리가 수직하게 직교하는 형태를 갖지않고, 개구(op) 내부로 돌출된 돌기(23)가 구비됨으로써 원하는 개구(op) 대비 실제 개구(op) 면적이 작아지게 됨으로써 각 화소영역(P)의 개구율이 저하되고 있는 실정이다. The protrusions 23 protruding into the openings op are provided in the openings op of each of the black matrices 22 so as not to vertically orthogonalize the two corners where the corners thereof are orthogonal to each other. op, the aperture area of each pixel region P is lowered because the actual opening op area becomes smaller.

이는 도 3에 도시한 빛의 투과영역(TA)과 차단영역(BA)으로 이루어진 노광 마스크(90)에 있어 실제 블랙매트릭스 형태와 동일한 형태의 투과영역(TA) 또는 차단영역(BA)을 구비하고 이를 통해 노광을 함으로써 코너 부분에서의 빛의 산란 및 회절에 의해 간섭됨으로써 원하는 양 만큼의 빛을 받지 못하기 때문에 이러한 노광 마스크(90)를 이용하여 블랙매트릭스(22)를 노광하고 패터닝하게 되면 원하는 모서리가 수직하게 교차하는 직각 구조의 코너부를 이루지 못하고 전술한 바와같이 개구(op) 내부로 돌출된 돌기(23)를 구비한 형태를 이루게 됨으로써 개구율이 저하되고 있는 것이다.
This is because the exposure mask 90 made up of the light transmission area TA and the blocking area BA shown in Fig. 3 has the transmission area TA or the blocking area BA of the same shape as the actual black matrix shape The exposed portion of the black matrix 22 is exposed and patterned by using the exposure mask 90 because the light is interfered by scattering and diffraction of light in the corner portion by the exposure, And the protrusion 23 protruding into the opening op as described above is formed without forming the corner portion of the perpendicularly intersecting structure.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 블랙매트릭스의 코너 부분이 개구로 돌출되지 않고 직각을 갖는 형태를 이루도록 함으로써 개구율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of improving the aperture ratio by forming a corner portion of a black matrix to have a rectangular shape without protruding into an opening.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은, 화소영역이 정의된 어레이 기판과, 상기 화소영역을 둘러싸며 상기 화소영역에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스가 구비된 컬러필터 기판 및 액정층으로 이루어진 액정표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 컬러필터 기판 상의 전면에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스의 형태의 차단영역과 상기 개구 형태의 투과영역을 가지며, 상기 개구에 대응하는 투과영역의 코너부에는 상기 차단영역으로 확장되어 투과영역 또는 반투과영역으로 이루어진 코너 확장부를 갖는 노광 마스크를 상기 블랙매트릭스층 상부에 위치시키고, 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와; 상기 노광된 블랙매트릭스층을 현상하여 상기 개구를 갖는 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 개구의 코너부는 상기 개구로 볼록한 돌출부 없이 직각 구조를 이루는 것이 특징이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a color filter substrate having a black matrix having an opening corresponding to the pixel region, And a liquid crystal layer, the method comprising: forming a black matrix layer on the entire surface of the color filter substrate; An exposure mask having a blocking region in the form of the black matrix and the transmissive region in the form of an opening and having corner extension portions extending from the transmissive region or the transflective region to a corner portion of the transmissive region corresponding to the opening, Placing the black matrix layer above the black matrix layer and performing exposure through the exposure mask; And developing the exposed black matrix layer to form a black matrix having the openings, wherein the corner portions of the openings form a rectangular structure without convex protrusions to the openings.

상기 블랙매트릭스층 위로 포토레지스트층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 노광 후에 상기 포토레지스트층을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 블랙매트릭스층을 식각하여 상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스 상부에 남아있는 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.Forming a photoresist layer over the black matrix layer, and after the exposure, developing the photoresist layer to form a photoresist pattern; Forming a black matrix by etching the black matrix layer exposed between the photoresist patterns; And removing the photoresist pattern remaining on the black matrix.

이때, 상기 포토레지스트층은 포지티브 타입 감광성 특성을 갖거나 또는 네가티브 감광성 특성을 갖는 것이 특징이며, 상기 블랙매트릭스는 크롬 및 크롬산화물로 이루어진 것이 특징이다.At this time, the photoresist layer has a positive type photosensitive characteristic or a negative photosensitive characteristic, and the black matrix is composed of chromium and chromium oxide.

또한, 상기 블랙매트릭스층은 포지티브 타입 감광성 특성을 갖는 블랙레진으로 이루어지거나 또는 네가티브 타입 감광성 특성을 갖는 블랙레진으로 이루어진 것이 특징이다.The black matrix layer is formed of black resin having positive type photosensitive characteristics or black resin having negative type photosensitive characteristics.

그리고, 상기 노광 마스크의 코너 확장부는 다각형 형태를 이루거나 양측에 지그재그 형태를 갖는 양날 톱니 형태를 이루는 것이 특징이다.The corner expansions of the exposure mask have a polygonal shape or a zigzag shape on both sides.

또한, 상기 컬러필터 기판 상에 상기 블랙매트릭스 위로 개구에 대응하여 컬러필터층을 형성하는 단계와; 상기 컬러필터층 위로 투명한 공통전극 또는 투명한 오버코트층을 형성하는 단계와; 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판을 서로 마주하도록 한 후, 액정층을 개재하여 합착하는 단계를 포함한다. Forming a color filter layer on the color filter substrate corresponding to the opening above the black matrix; Forming a transparent common electrode or transparent overcoat layer over the color filter layer; And aligning the array substrate and the color filter substrate through the liquid crystal layer after the array substrate and the color filter substrate are opposed to each other.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 화소영역이 정의되며 상기 화소영역에 화소전극이 형성된 어레이 기판과; 상기 화소영역을 둘러싸며 상기 화소영역에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스와, 상기 개구에 대응하여 컬러필터층이 구비된 컬러필터 기판과; 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 구비된 액정층을 포함하며, 상기 개구의 코너부는 상기 개구로 볼록한 돌출부 없이 직각 구조를 이루는 것이 특징이다.
A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes: an array substrate having a pixel region defined therein and pixel electrodes formed in the pixel region; A black matrix surrounding the pixel region and having an opening corresponding to the pixel region; a color filter substrate having a color filter layer corresponding to the opening; And a liquid crystal layer provided between the array substrate and the color filter substrate, wherein a corner of the opening has a rectangular structure without a convex protrusion.

상기 어레이 기판에는 상기 화소영역의 경계에 서로 직교하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 화소영역 내에 상기 화소전극과 연결된 박막트랜지스터가 구비된 것이 특징이며, 상기 컬러필터 기판에는 상기 컬러필터층 상부로 공통전극이 구비된 것이 특징이다. Wherein the array substrate is provided with a gate line and a data line orthogonal to each other at a boundary of the pixel region and a thin film transistor connected to the pixel electrode in the pixel region, .

또한, 상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며 다수 형성되며, 상기 어레이 기판 상의 상기 화소영역에는 상기 화소전극과 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된 것이 특징이다.In addition, the pixel electrodes are formed in a bar shape, and a plurality of common electrodes alternating with the pixel electrodes and having a bar shape are formed in the pixel region on the array substrate.

그리고, 상기 어레이 기판에는 상기 화소전극과 절연층을 개재하여 이의 상부 또는 하부에 공통전극이 형성되며, 상기 공통전극 또는 상기 화소전극 중 어느 하나의 전극에는 상기 화소영역 내에 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구를 구비한 것이 특징이다.
A common electrode is formed on the upper or lower portion of the array substrate via the pixel electrode and the insulating layer, and one of the common electrode and the pixel electrode has a bar shape in the pixel region And has a plurality of first openings.

본 발명에 따른 액정표시장치는 각 화소영역을 둘러싸며 형성되는 블랙매트릭스에 있어 각 화소영역의 코너 부분에 대응되는 부분이 상기 화소영역 내부로 돌출된 형태를 이루지 않고 정확히 모서리가 수직하게 교차하는 직각 형태를 이루도록 함으로써 개구율이 향상되는 효과가 있다. The liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which a portion corresponding to a corner portion of each pixel region in a black matrix formed by surrounding each pixel region does not form a shape protruding into the pixel region, The aperture ratio can be improved.

나아가, 블랙매트릭스의 개구 코너 부근에 있어 개구로 돌출되는 돌출부분이 없으므로 이를 통한 발생하는 빛의 투과율 저하를 억제함으로서 휘도를 더욱 향상시키는 효과가 있다.
Further, since there is no protruding portion protruding from the opening in the vicinity of the opening corner of the black matrix, the lowering of the transmittance of light generated through the opening is suppressed, thereby further improving the luminance.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 종래의 액정표시장치에 있어서 하나의 화소영역을 둘러싸며 형성되는 블랙매트릭스를 확대 도시한 평면도.
도 3은 종래의 액정표시장치에 있어 블랙매트릭스 형성에 사용되는 노광 마스크의 하나의 화소영역에 대응되는 부분을 확대한 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스 형성에 사용되는 노광 마스크의 하나의 화소영역에 대응되는 부분을 확대한 평면도.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스 형성에 사용되는 노광 마스크의 다양한 변형예에 따른 하나의 화소영역에 대응되는 개구의 코너부 형태를 나타낸 평면도.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 형성하는 단계별 공정 단면도.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 형성하는 단계별 공정 단면도.1 is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.
3 is an enlarged plan view of a portion corresponding to one pixel region of an exposure mask used for forming a black matrix in a conventional liquid crystal display device.
4 is a plan view of one pixel region of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a portion cut along line V-V in Fig. 4; Fig.
6 is a cross-sectional view of one pixel region of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of one pixel region of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
8 is an enlarged plan view of a portion corresponding to one pixel region of an exposure mask used for forming a black matrix of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9E are plan views showing a corner portion shape of an opening corresponding to one pixel region according to various modified examples of an exposure mask used for forming a black matrix of a liquid crystal display device according to various embodiments of the present invention. FIG.
10A to 10D are cross-sectional views illustrating a process for forming a color filter substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
11A to 11D are cross-sectional views illustrating steps of forming a color filter substrate for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 박막트랜지스터가 형성된 영역을 스위칭 영역(TrA)이라 정의한다.FIG. 4 is a plan view of one pixel region of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG. For convenience of description, the region where the thin film transistor is formed is defined as the switching region TrA.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(180) 및 이들 두 기판(101, 180) 사이에 개재된 액정층(195)을 포함하여 구성되고 있다. The liquid crystal display 100 according to the first embodiment of the present invention includes an array substrate 101 and a color filter substrate 180 and a liquid crystal layer 195 interposed between these two substrates 101 and 180 ).

우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 구성을 살펴보면, 상기 어레이 기판(101) 상에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)이 형성되고 있으며, 상기 각 화소영역(P) 내에 상기 각 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)과 연결되며 게이트 전극(105)과, 게이트 절연막(110)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 순차 적층되어 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있다. First, a structure of the array substrate 101 for a liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention will be described. On the array substrate 101, a plurality of gate wirings And a data line 130. The gate line 105 is connected to the gate line 103 and the data line 130 defining the pixel region P in each pixel region P, A gate insulating film 110, a semiconductor layer 120 composed of an active layer 120a of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer 120b of impurity amorphous silicon, source and drain electrodes 133 and 136 spaced apart from each other, And a thin film transistor Tr formed by sequentially stacking the thin film transistors Tr.

그리고, 상기 박막트랜지스터(Tr) 상부에는 전면에 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)이 구비되고 있으며, 상기 보호층(140) 위로 상기 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 연결되는 화소전극(150)이 형성되어 있다. A protective layer 140 having a drain contact hole 143 for exposing the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr is formed on the top of the thin film transistor Tr. ) Pixel electrodes 150 connected to the drain electrodes 136 of the thin film transistors Tr through the drain contact holes 143 are formed in the pixel regions P, respectively.

한편, 전술한 구성을 갖는 어레이 기판(101)은 각 화소영역(P)에 화소전극(150)만이 구비됨으로써 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)이 되고 있지만, 상기 액정표시장치가 횡전계형 모드 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 이룰 경우 다양하게 변형될 수 있다.On the other hand, in the array substrate 101 having the above-described configuration, only the pixel electrode 150 is provided in each pixel region P, thereby forming the array substrate 101 for a twisted nematic mode liquid crystal display device. A transverse electric field mode or a fringe field switching mode liquid crystal display device.

일례로 상기 어레이 기판(101)이 횡전계형 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 이룰 경우, 도 6(본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)을 참조하면, 상기 각 화소영역(P)에 형성된 화소전극(150)은 판 형태가 아닌 바(bar) 형태로서 일정간격 이격하며 다수 형성되며, 이러한 다수의 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 나란하게 일정간격 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극(152)이 형성된다. 이때, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극(152)은 상기 공통 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통배선(미도시)과 접촉하는 것이 특징이다.6 (sectional view of one pixel region of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention) when the array substrate 101 forms the array substrate 101 for a transverse electric-field mode liquid crystal display device The pixel electrodes 150 formed in the pixel regions P are formed in a bar shape rather than a plate shape and are spaced apart from each other by a predetermined distance. A plurality of common electrodes 152 having a bar shape alternately and spaced apart from each other at a predetermined interval are formed. At this time, the plurality of bar-shaped common electrodes 152 are in contact with the common wiring (not shown) through the common contact holes (not shown).

그리고, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 바(bar) 형태를 갖는 공통전극(152)과 화소전극(150)은 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이룸으로써 각 화소영역(P)이 상하부로 이중 도메인 영역을 이룰 수도 있다. 이렇게 화소영역(P)이 이중 도메인 영역을 이루도록 하는 것은 사용자가 표시영역을 바라보는 시야각에 변화에 따른 색차를 억제하여 표시품질을 향상시키기 위함이다. The common electrode 152 and the pixel electrode 150 having a bar shape are symmetrically bent with respect to the central portion of each pixel region P so that each pixel region P may form a double domain region at the upper and lower portions. In order to improve the display quality by suppressing the chrominance according to the change in the viewing angle of the user looking at the display area, the pixel region P is formed as a double domain region.

또한, 상기 어레이 기판(101)이 또 다른 일례로 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 이룰 경우, 도 7(본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)을 참조하면, 상기 판 형태의 화소전극(150) 상부로 제 2 보호층(160)이 구비되며, 상기 제 2 보호층(160) 상부로 상기 각 판 형태의 화소전극(150)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구(op1)를 구비한 공통전극(170)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극(170)은 표시영역 전면에 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 제 2 개구(op2)를 더욱 구비할 수 있다. When the array substrate 101 is formed as an array substrate 101 for a fringe field switching mode liquid crystal display device in another example, The second protective layer 160 is formed on the plate-shaped pixel electrode 150 and the pixel electrode 150 of each plate shape is formed on the second protective layer 160. [ A common electrode 170 having a plurality of first openings op1 having a bar shape spaced apart from each other by a predetermined distance may be formed. At this time, the common electrode 170 may be formed on the entire surface of the display region. In this case, the common electrode 170 may further include a second opening op2 corresponding to the thin film transistor Tr.

이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 경우도 상기 다수의 제 1 개구(op1)가 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구성을 갖도록 하여 각 화소영역(P)이 이중 도메인을 갖도록 형성될 수도 있다. Also in the case of the array substrate 101 for a fringe field switching mode liquid crystal display having such a configuration, the plurality of first openings op1 are symmetrically bent with respect to the center of each pixel region P, The pixel region P may be formed to have a double domain.

한편, 이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 경우, 상기 화소전극(150)과 공통전극(170)은 그 위치를 바뀌어 형성됨으로서 화소전극(150)이 상기 공통전극(170) 상부에 위치할 수도 있으며, 이 경우 상기 다수의 제 1 개구(op1)는 상기 화소전극(150)에 구비될 수 있다.
In the case of the array substrate 101 for a fringe field switching mode liquid crystal display having such a configuration, the pixel electrode 150 and the common electrode 170 are formed in different positions, The plurality of first openings op1 may be provided on the pixel electrode 150. In this case,

이러한 다양항 실시예에 따른 다양한 구성을 갖는 어레이 기판(101)에 대응하여 위치하는 컬러필터 기판(181)의 내측면에는 각 화소영역(P)의 경계와 상기 각 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 블랙매트릭스(183)가 구비되고 있다. 이때, 상기 블랙매트릭스(183)는 크롬 및 크롬산화물로 이루어지거나 또는 블랙레진으로 이루어지고 있는 것이 특징이다.On the inner surface of the color filter substrate 181 corresponding to the array substrate 101 having various configurations according to these various embodiments, the boundary of each pixel region P and the boundary of each thin film transistor Tr A black matrix 183 is provided. At this time, the black matrix 183 is made of chromium and chromium oxide or is made of black resin.

또한, 상기 블랙매트릭스(183)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(186a, 186b, 186c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(186)이 형성되어 있다.A color filter layer 186 is formed in such a manner that the red, green, and blue color filter patterns 186a, 186b, and 186c are sequentially and repeatedly formed in correspondence with the pixel regions P surrounded by the black matrix 183.

이때, 상기 어레이 기판(101)이 도 5에 도시한 바와같이, 트위스트 네마틱 모드 어레이 기판(101)인 경우, 상기 컬러필터층(186) 상부로 표시영역 전면에 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(188)이 구비되고 있으며, 상기 어레이 기판(101)이 도 6 및 도 7에 도시한 바와같이, 횡전계형 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)인 경우, 상기 컬러필터층(186)을 덮으며 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(189)이 형성되고 있다.5, when the array substrate 101 is a twisted nematic mode array substrate 101, a common electrode 188 made of a transparent conductive material is formed on the entire surface of the color filter layer 186 6 and 7, when the array substrate 101 is a transverse electric field type or a fringe field switching mode liquid crystal display, the color filter layer 186 An overcoat layer 189 having a flat and flat surface is formed.

이러한 구성을 갖는 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(181) 사이에는 액정층(195)이 구비되며, 상기 다수의 화소영역(P)으로 이루어진 표시영역을 두르며 상기 액정층(195)이 새는 것을 방지하며 상기 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(181)이 합착된 상태를 이루도록 하기 위해 씰패턴(미도시)이 구비됨으로써 패널상태를 이루고 있다.A liquid crystal layer 195 is provided between the array substrate 101 and the color filter substrate 181 having such a configuration and a display region made up of the plurality of pixel regions P is disposed and the liquid crystal layer 195 leaks And a seal pattern (not shown) is provided in order to prevent the array substrate 101 and the color filter substrate 181 from adhering to each other.

이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(181) 사이의 액정층(195)이 표시영역 전면에 걸쳐 일정한 두께를 유지시키기 위해 화소영역(P)의 경계에 상기 어레이 기판(101)과 컬러필터 기판(181)과 동시에 접촉하는 기둥 형태의 패턴드 스페이서(미도시)가 일정간격 이격하며 다수 구비되고 있다.The liquid crystal layer 195 between the array substrate 101 and the color filter substrate 181 is formed on the boundary of the pixel region P so as to maintain a constant thickness over the entire display region, Shaped patterned spacers (not shown) contacting the color filter substrate 101 and the color filter substrate 181 at a predetermined interval.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치(101)에 있어서 가장 특징적인 것은 블랙매트릭스(183)의 형태에 있다.The most characteristic feature of the liquid crystal display device 101 according to various embodiments of the present invention having such a configuration is in the form of a black matrix 183.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치의 경우, 상기 블랙매트릭스(183)는 각 화소영역(P)에 대응하여 개구(op)를 가지며 게이트 배선과 데이터 배선 및 박막트랜지스터(Tr)를 가지며 형성되고 있으며, 이때, 각 화소영역(P) 내에서 서로 직교하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)의 구성에 의해 서로 수직한 모서리가 만나는 코너 부분에 대응해서도 상기 블랙매트릭스(183)는 상기 각 화소영역(P) 내부로 볼록하게 돌출된 돌기가 없이 서로 수직하는 모서리가 만나는 각진 형태를 이루는 것이 특징이다.In the case of a liquid crystal display according to various embodiments of the present invention, the black matrix 183 has an opening op corresponding to each pixel region P and has a gate wiring, a data wiring, and a thin film transistor Tr At this time, the black matrix 183 (corresponding to the corner portion) where corners where vertices are mutually perpendicular due to the structure of the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown) orthogonal to each other in each pixel region P Has an angular shape in which corners perpendicular to each other meet without protrusions protruding convexly into the respective pixel regions (P).

따라서, 이러한 구성에 의해 상기 블랙매트릭스(183)는 상기 돌기가 개구(op)를 향해 침투함으로써 상기 블랙매트릭스(183)의 면적이 넓어지는 것을 방지할 수 있으므로 종래의 각 코너 부분에서 화소영역(P)의 내부를 향해 돌출된 구성을 갖는 종래의 액정표시장치(도 2의 1) 대비 각 화소영역(P)의 개구율이 향상되며, 이러한 개구율 향상에 의해 휘도 특성이 향상되는 것이 특징이다.Accordingly, the black matrix 183 can prevent the area of the black matrix 183 from widening due to the penetration of the protrusion toward the opening (op), so that the pixel area P The opening ratio of each pixel region P is improved as compared with a conventional liquid crystal display device (1 of FIG. 2) having a structure protruding toward the inside of the pixel region P, and the luminance characteristic is improved by such an aperture ratio improvement.

개구(op)의 각 코너 부근에서 화소영역(P)의 내측으로 돌출가 없는 블랙매트릭스(183)를 형성할 수 있는 것은 블랙매트릭스(183)를 형성 시 사용되는 노광 마스크의 구조적 특성에 기인한다.It is possible to form the black matrix 183 having no protrusion in the vicinity of each corner of the aperture op in the pixel region P due to the structural characteristics of the exposure mask used in forming the black matrix 183. [

도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치에 있어 블랙매트릭스)를 형성 시 사용되는 노광 마스크의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다.8 is a plan view of one pixel region of an exposure mask used in forming a black matrix in a liquid crystal display according to various embodiments of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스(도 4의 183)를 형성 시 사용되는 노광 마스크(190)는 상기 블랙매트릭스(도 4의 183)가 형성되어야 할 부분에 대응해서는 빛의 차단영역(BA)이 구비되며 상기 개구(도 4의 op)가 형성되어야 할 부분에 빛을 투과시키는 투과영역(TA)이 대응된 구성을 갖는다.As shown in the drawing, the exposure mask 190 used in forming the black matrix (183 in FIG. 4) of the liquid crystal display according to various embodiments of the present invention has a portion (183) of the black matrix A light shielding region BA is provided corresponding to the transmissive region TA for transmitting light to a portion where the opening (op in FIG. 4) is to be formed.

이때, 이러한 구성을 갖는 노광 마스크(190)에 있어서 특징적인 것은, 상기 블랙매트릭스(도 4의 183)가 형성되어야 할 영역 중 개구(도 4의 op)의 코너 부분(CNA)에 있어서는 모서리가 수직하게 교차하는 형태가 아니라 상기 코너부분(CNA) 끝단을 기준으로 소정폭에 대응해서는 차단영역(BA)을 대신하여 투과영역(TA)이 구비되고 있는 것이 특징이다. 4) is formed in the corner portion CNA of the opening (op in FIG. 4) of the region in which the black matrix (183 in FIG. 4) is to be formed, The transmissive area TA is provided in place of the blocking area BA corresponding to a predetermined width based on the end of the corner part CNA.

상기 노광 마스크(190)는 개구(op)의 각 코너 부분(CNA)에 대응하여 차단영역(BA)을 대신하여 투과영역(TA)으로 바뀌는 부분은 코너 부분 그 자체를 포함하여 정사각형 형태를 이루고 있지만, 상기 차단영역(BA)이 투과영역(TA)으로 바뀌는 부분 즉, 블랙매트릭스(183)와 그 형태를 달리하는 부분(이하 이 부분을 코너 확장부(EA)이라 정의함) 형태는 다양하게 변경될 수 있다.The portion of the exposure mask 190 which is converted into the transmissive region TA instead of the blocking region BA corresponding to each corner portion CNA of the opening op has a square shape including the corner portion itself The shape of the black matrix 183 and the portion of the black matrix 183 that is different from the black matrix 183 (hereinafter, this area is defined as a corner extension EA) .

도 9a 내지 도 9e에 도시한 바와같이, 상기 코너 확장부(EA)는 직사각형 형태를 포함하는 다양한 다각형 형태를 가질 수 있으며, 또한 양측이 요철 구조를 갖는 톱날 형태를 가질 수도 있다.As shown in FIGS. 9A to 9E, the corner extension EA may have various polygonal shapes including a rectangular shape, and may have a saw blade shape with both sides having a concavo-convex structure.

원래는 차단영역(BA)이 형성되어야 할 부분을 투과영역(TA)이 되도록 상기 코너 확장부(EA)를 형성한 것은 상기 각 투과영역(TA)의 각 코너 부분에서 산란 및 회절이 발생됨으로써 줄어들게 되는 빛 투과량을 증가시키기 위함이다. The reason why the corner extension portion EA is formed so that the portion where the blocking region BA is to be formed is the transmitting region TA is that the scattering and diffraction are generated at each corner portion of each transmitting region TA, To increase the light transmittance.

상기 코너부에 있어서는 투과영역(TA)을 통과하는 빛이 산란 또는 회절되어 줄어들게 되므로 투과영역(TA)에 대응되는 부분은 원래는 블랙매트릭스(183)가 제거되어야 하지만, 빛량이 모자라게 되어 개구(op) 내부로 볼록한 돌기를 형성하게 된다. Since light passing through the transmissive area TA is reduced by scattering or diffracting in the corner area, the portion corresponding to the transmissive area TA should be originally removed from the black matrix 183, So as to form convex projections.

따라서 투과영역(TA)이 형성되더라도 블랙매트릭스(183)가 형성되는 돌기의 형성을 억제시키기 위해 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 액정표시장치의 블랙매트릭스(도 4의 183) 형성에 이용되는 노광 마스크(190)는 각 화소영역(P)에 대응되는 개구(op)의 코너 부분(CNA)에는 소정폭 차단영역(BA)을 대신하여 투과영역(TA)이 되도록 코너 확장부(EA)를 구비한 것이다.Therefore, even if the transmissive area TA is formed, the black matrix 183 used in forming the black matrix (183 in FIG. 4) of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention and the modification of the present invention for suppressing the formation of the protrusion The exposure mask 190 is provided with corner extension portions EA such that the corner portions CNA of the openings op corresponding to the respective pixel regions P become the transmissive regions TA instead of the predetermined width shielding regions BA Respectively.

이러한 코너 확장부(EA)는 다양한 다각형 형태를 갖는 투과영역(TA)으로 이루어질 수도 있으며, 또는 상기 투과영역(TA)보다는 투과되는 빛량이 작지만 상기 투과영역(TA) 대비 20% 내지 90% 정도로 조절되어 빛을 투과시키는 반투과영역(HTA)이 구비될 수도 있다. 이러한 반투과영역(HTA)은 슬릿으로 구성되거나 또는 투과영역(TA)에 다층의 코팅층이 더욱 구비된 구성을 갖는다. The corner extension portion EA may be formed of a transmissive region TA having various polygonal shapes or may be formed to have a light amount smaller than that of the transmissive region TA but being adjusted to be about 20% to 90% A semi-transmissive area HTA for transmitting light may be provided. Such a semi-transmissive area HTA is composed of a slit or has a structure in which a multi-layer coating layer is further provided in the transmissive area TA.

이러한 투과영역(TA)으로 이루어진 코너 확장부(EA)를 각 투과영역(TA)의 코너에 구비한 노광 마스크(190)를 이용하여 노광을 실시하여 블랙매트릭스(도 4의 183)를 형성한 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 액정표시장치는 각 화소영역(P)에 대응되는 블랙매트릭스(도 4의 183)의 개구(op)의 코너부에 블랙매트릭스(183)의 돌기없이 서로 직교하는 직각 형태의 코너를 이루게 되는 것이 특징이다. (183 in FIG. 4) is formed by performing exposure using an exposure mask 190 provided at a corner of each transmissive area TA with corner expansions EA of the transmissive areas TA, The liquid crystal display device according to the embodiment and the modification of the present invention has a structure in which the black matrix 183 corresponding to each pixel region P is formed so as to be perpendicular to the corner portion of the opening op of the black matrix 183 And a corner of a right angle is formed.

따라서, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 액정표시장치는 개구(op)율이 향상되며 나아가 휘도 특성이 향상되는 효과를 갖는다.Therefore, the liquid crystal display device according to the embodiment and the modification of the present invention having such a configuration has the effect of improving the aperture ratio and further improving the luminance characteristic.

실질적으로 전술한 구성을 갖는 노광 마스크(190)를 이용하여 블랙매트릭스(183)를 형성한 액정표시장치는 핸드폰 또는 PDA 등 4.5인치 이하의 표시영역을 갖는 경우 일반적인 노광 마스크(190)를 이용하여 블랙매트릭스(183)를 형성한 액정표시장치 대비 32.9, 350, 400 및 500 PPI 해상도를 구현 시 0.45%, 0.89%, 1.04% 및 1.5%의 투과율 향상의 효과가 있음을 실험적으로 확인하였다.
The liquid crystal display device having the black matrix 183 formed using the exposure mask 190 having substantially the above-described structure has a display area of 4.5 inches or less such as a cellular phone or a PDA, Experiments have confirmed that the transmittance of 0.45%, 0.89%, 1.04%, and 1.5% is improved when implementing the 32.9, 350, 400, and 500 PPI resolutions compared to the liquid crystal display device having the matrix 183 formed thereon.

이후에는 전술한 구성을 갖는 노광 마스크를 이용하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to various embodiments of the present invention will be described using an exposure mask having the above-described configuration.

이때, 액정표시장치의 어레이 기판을 제조하는 것은 공지된 일반적인 방법과 동일하므로 차별점이 있는 블랙매트릭스를 구비한 컬러필터 기판의 제조 방법을 위주로 설명한다.At this time, manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device is the same as a general method known in the art, and therefore, a manufacturing method of a color filter substrate having a black matrix having a different point will be mainly described.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 형성하는 단계별 공정 단면도이다.10A to 10D are cross-sectional views illustrating the steps of forming a color filter substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 10a에 도시한 바와같이, 투명한 기판(181) 상에 감광성 특성을 갖는 블랙 레진을 전면에 도포하며 블랙레진층(182)을 형성한다. 이러한 블랙레진층(182)은 빛을 받은 부분이 현상 시 제거되는 포지티브 타입인 것이 바람직하다. 하지만, 반드시 상기 블랙레진층(182)이 포지티브 타입일 필요는 없으며 빛을 받은 부분이 현상 시 남게되는 네가티브 타입이 될 수도 있다. 이렇게 블랙레진층(182)이 네가티브 타입인 경우, 차단영역과 투과영역의 위치를 바꾼 형태의 노광 마스크(미도시)를 이용하게 되면 포지티브 타입의 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.First, as shown in Fig. 10A, a black resin having photosensitive characteristics is applied on the transparent substrate 181 to form a black resin layer 182 on the entire surface. Preferably, the black resin layer 182 is a positive type in which a light receiving portion is removed during development. However, the black resin layer 182 does not necessarily have to be of a positive type but may be of a negative type in which a light receiving portion is left at the time of development. In the case where the black resin layer 182 is of the negative type, the same effect as that of the positive type can be obtained by using an exposure mask (not shown) in which the positions of the blocking region and the transmissive region are changed.

본 발명의 일 실시예에 있어서는 상기 블랙레진층(182)이 포지티브 타입인 것을 일례로 설명한다.In one embodiment of the present invention, the black resin layer 182 is of a positive type.

다음, 상기 블랙레진층(182) 위로 투과영역(TA)과 차단영역(BA)으로 이루어지며, 상기 투과영역(TA)과 차단영역(BA)의 경계를 이루는 코너부에는 상기 차단영역(BA)으로 다각형 또는 그 양측면이 지그재그 형태를 갖는 양날 톱니 형태를 가지며 투과영역(TA) 또는 반투과영역(HTA)으로 이루어진 코너 확장부(미도시)를 구비한 노광 마스크(190)를 위치시키고, 이러한 노광 마스크(190)를 통해 상기 블렉 레진층(182)에 대해 노광을 실시한다.The blocking region BA is formed on the black resin layer 182 and is formed at a corner between the transmissive region TA and the blocking region BA. (Not shown) having a polygonal shape or a zigzag shape with a zigzag shape and a double-saw tooth shape and having a transmissive area TA or a semi-transmissive area HTA, And the above-mentioned black resin layer 182 is exposed through a mask 190.

이 경우, 상기 투과영역(TA)에 대응해서는 빛이 투과됨으로써 상기 블랙레진층(182)에 일정량의 빛이 도달하여 빛과 감광성 물질이 반응하고, 차단영역(BA) 대응해서는 빛이 차단되므로 이와 대응되는 블랙레진층(182)에는 빛이 도달하지 않으므로 반응하지 않는다. In this case, since light is transmitted through the transmissive area TA, a certain amount of light reaches the black resin layer 182 to react the light with the photosensitive material, and light corresponding to the blocking area BA is blocked. The light does not reach the corresponding black resin layer 182 and thus does not react.

이때, 상기 노광마스크(190)의 코너 확장부(미도시)에 대응해서는 빛이 산란되거나 회절되지만, 상기 코너 확장부(미도시)를 형성하지 않은 일반 노광 마스크(도 3의 90) 대비 더 큰 양의 빛이 투과되므로 상기 블랙레진층(182) 내의 감광성 물질과 반응할 정도의 빛량이 되는 것이 특징이다. At this time, the light is scattered or diffracted corresponding to the corner extension portion (not shown) of the exposure mask 190, but the larger (larger) than the normal exposure mask 90 It is characterized in that it is light enough to react with the photosensitive material in the black resin layer 182 because positive light is transmitted.

다음, 도 10b에 도시한 바와같이, 상기 노광 마스크(도 10a의 190)를 이용한 노광이 진행된 상기 블랙레진층(도 10a의 182)에 대해 현상 공정을 실시하게 되면, 빛에 노출된 부분에 대응해서는 블랙레진층(도 10a의 182)이 제거됨으로써 개구(op)를 이루며, 빛에 노출되지 않은 부분은 여전히 기판(181) 상에 남게됨으로써 블랙매트릭스(183)를 형성하게 된다.Next, as shown in Fig. 10B, when the developing process is performed on the black resin layer (182 in Fig. 10A) on which exposure has been performed using the exposure mask (190 in Fig. 10A) The black resin layer 182 of FIG. 10A is removed to form an opening op, and the portion not exposed to light is still left on the substrate 181, thereby forming the black matrix 183.

이러한 블랙매트릭스(183)의 경우, 상기 개구(op)의 코너부에 대해서는 상기 개구(op)를 향해 볼록하게 돌출되는 돌기가 형성되지 않고 상기 블랙매트릭스(183)가 수직하게 교차하는 직각 형태의 코너부를 이루게 된다.In the case of the black matrix 183, protrusions protruding toward the openings op are not formed with respect to the corners of the openings op, and the corners of the right-angle corner where the black matrix 183 vertically crosses It will be wealth.

다음, 도 10c에 도시한 바와같이, 상기 블랙매트릭스(183) 위로 전면에 적색 레지스트를 도포하고, 이를 패터닝함으로써 적색을 표시해야 하는 개구(op)에 대응하여 적색 컬러필터 패턴(186a)을 형성하고, 동일한 과정을 녹색 및 청색을 표시해야 하는 개구(op)에 대해 적용함으로써 녹색 및 청색 컬러필터 패턴(186b, 186c)을 형성한다. 이러한 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(186a, 186b, 186c)은 컬러필터층(186)을 이룬다.10C, a red resist is coated on the entire surface of the black matrix 183 and patterned to form a red color filter pattern 186a corresponding to an opening op to display red Green and blue color filter patterns 186b and 186c are formed by applying the same procedure to the openings op which should display green and blue colors. These red, green, and blue color filter patterns 186a, 186b, and 186c form a color filter layer 186.

다음, 도 10d에 도시한 바와같이, 상기 컬러필터층(186) 상부로 전면에 투명 도전성 물질을 증착하여 공통전극(183)을 형성하거나, 또는 투명한 유기물질을 도포하여 오버코트층(미도시)을 형성함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판(181)을 완성한다.Next, as shown in FIG. 10D, a transparent conductive material is deposited on the entire surface of the color filter layer 186 to form a common electrode 183, or a transparent organic material is applied to form an overcoat layer (not shown) Thereby completing a color filter substrate 181 for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

다음, 도 5, 6, 7에 도시한 바와같이, 이렇게 완성된 컬러필터 기판(181)과 공지된 방법으로 제조된 어레이 기판(101)을 상기 컬러필터층(186)과 화소전극(150)이 서로 마주하도록 위치시킨 후 액정층(195)을 개재하고 씰패턴(미도시)을 이용하여 합착함으로써 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)를 완성할 수 있다.
Next, as shown in FIGS. 5, 6 and 7, the color filter substrate 181 and the array substrate 101 manufactured by a known method are bonded to the color filter layer 186 and the pixel electrode 150, The liquid crystal display device 100 according to the embodiment of the present invention can be completed by placing the liquid crystal layer 195 facing the liquid crystal layer 195 and using a seal pattern (not shown).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법의 경우, 블랙레진을 이용하여 블랙매트릭스를 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 감광성 물질을 포함하지 않는 크롬 및 크롬산화물로 블랙매트릭스를 형성할 수도 있다. Meanwhile, in the method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, a black matrix is formed using black resin as an example. However, chromium and chromium oxide containing no photosensitive material A black matrix may be formed.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 형성하는 단계별 공정 단면도이다.11A to 11D are cross-sectional views illustrating the steps of forming a color filter substrate for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.

우선, 도 11a에 도시한 바와같이, 투명한 기판(181) 상에 빛의 차단 능력이 우수한 물질인 크롬 및 산화크롬을 증착함으로써 블랙매트릭스층(184)을 전면에 형성한다.First, as shown in FIG. 11A, a black matrix layer 184 is formed on the entire surface of the transparent substrate 181 by depositing chromium and chromium oxide, which are excellent materials for blocking light, on the transparent substrate 181.

이후, 상기 블랙매트릭스층(184) 위로 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(197)을 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트층(197)은 빛을 받으면 현상 시 제거되는 포지티브 타입인 것이 특징이다. Thereafter, a photoresist layer is formed on the black matrix layer 184 to form a photoresist layer 197. At this time, the photoresist layer 197 is a positive type in which light is removed upon development.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 상기 포토레지스트층(197)이 포지티브 타입 감광성 특성을 갖는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 포토레지스트층(197)은 빛을 받은 부분이 현상 시 남게되는 네가티브 타입이 될 수도 있다. 이렇게 포토레지스트층(197)이 네가티브 타입인 경우, 차단영역과 투과영역의 위치를 바꾼 형태의 노광 마스크(미도시)를 이용하게 되면 포지티브 타입의 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the embodiment of the present invention, the photoresist layer 197 has a positive type photosensitive characteristic. However, the photoresist layer 197 may be a negative type in which a light- . In the case where the photoresist layer 197 is of a negative type, if an exposure mask (not shown) in which the position of the blocking region and the transmissive region are changed is used, the same effect as in the case of the positive type can be obtained.

본 발명의 일 실시예에 있어서는 상기 포토레지스트층(197)이 포지티브 타입인 것을 일례로 설명한다.In one embodiment of the present invention, the photoresist layer 197 is of a positive type.

다음, 상기 포토레지스트층(197) 위로 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 및 투과영역(TA) 또는 반투과영역(HTA)으로 이루어진 코너 확장부(미도시)를 갖는 노광 마스크(190)를 위치시키고, 이러한 노광 마스크(190)를 통해 상기 포토레지스트층(197)에 대해 노광을 실시한다.Next, an exposure mask 190 having corner expansions (not shown) consisting of a transmissive area TA, a blocking area BA and a transmissive area TA or a semi-transmissive area HTA is formed on the photoresist layer 197, And the photoresist layer 197 is exposed through the exposure mask 190. [0064]

이 경우, 상기 투과영역(TA)에 대응해서는 빛이 투과됨으로써 상기 포토레지스트층(197)에 일정량의 빛이 도달하여 빛과 감광성 물질이 반응하고, 차단영역(BA) 대응해서는 빛이 차단되므로 이와 대응되는 포토레지스트층(197)에는 빛이 도달하지 않으므로 반응하지 않는다. In this case, light is transmitted through the transmissive area TA, so that a certain amount of light reaches the photoresist layer 197 to allow the light to react with the photosensitive material. In response to the blocking area BA, the light is blocked The light does not reach the corresponding photoresist layer 197 and thus does not react.

이때, 상기 노광 마스크(190)의 코너 확장부(EA)에 대응해서는 빛이 산란되거나 회절되지만, 상기 코너 확장부(미도시)를 형성하지 않은 일반 노광마스크(도 3의 90) 대비 더 큰 양의 빛이 투과되므로 상기 포토레지스트층(197) 내의 감광성 물질과 반응할 정도의 빛량이 되는 것이 특징이다. At this time, light is scattered or diffracted corresponding to the corner extension portion EA of the exposure mask 190, but a larger amount of light (90 in FIG. 3) than a general exposure mask (90 in FIG. 3) The photoresist layer 197 has a light amount enough to react with the photosensitive material.

다음, 도 11b에 도시한 바와같이, 노광이 완료된 포토레지스트층(도 11a의 197)에 대해 현상공정을 진행함으로써 추후 블랙매트릭스(도 11c 183)가 형성되어야 할 부분에 대응하여 포토레지스트 패턴(198)을 형성하고, 추구 개구(도 11c의 op)가 형성되어야 할 부분에 대응해서는 상기 포토레지스트층(도 11a의 197)이 제거되어 상기 블랙매트릭스층(184)을 노출시킨다.  Next, as shown in FIG. 11B, the development process is performed on the exposed photoresist layer 197 (FIG. 11A) so that the photoresist pattern 198 (corresponding to the portion where the black matrix , And the photoresist layer (197 in FIG. 11A) is removed to expose the black matrix layer 184 corresponding to the portion where the seek opening (op in FIG. 11C) is to be formed.

이때, 상기 코너 확장부(미도시)에 대응하는 포토레지스트층(184)은 서로 수직한 모서리에 의해 직교하는 꼭지점 형태를 갖는 포토레지스트 패턴(198)이 형성된다. At this time, the photoresist layer 184 corresponding to the corner extension portion (not shown) is formed with a photoresist pattern 198 having a vertex shape orthogonal to each other at right angles to each other.

다음, 도 11c에 도시한 바와같이, 상기 포토레지스트 패턴(198) 사이로 노출된 상기 블랙매트릭스층(도 11b의 184)을 식각하여 제거함으로써 상기 기판(181) 상에 다수의 개구(op)를 갖는 블랙매트릭스(183)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 11C, by etching and removing the black matrix layer (184 in FIG. 11B) exposed between the photoresist patterns 198, a plurality of openings op are formed on the substrate 181 A black matrix 183 is formed.

이 경우, 상기 블랙매트릭스(183)는 이의 상부에 위치하는 포토레지스트 패턴(198)의 형상대로 형성되므로 상기 다수의 각 개구(op)의 코너부는 상기 개구(op) 내측으로 볼록하게 돌출되는 돌출부 없이 상기 블랙매트릭스(183)가 수직하게 직교하는 형태를 이루게 된다. In this case, since the black matrix 183 is formed in the shape of the photoresist pattern 198 located on the black matrix 183, the corners of the plurality of openings op can be formed without protrusions protruding inwardly in the openings op The black matrix 183 is vertically orthogonal.

다음, 도 11d에 도시한 바와같이, 상기 블랙매트릭스(183) 상부에 남아있는 포토레지스트 패턴(도 11c의 198)을 제거한다.Next, as shown in Fig. 11D, the photoresist pattern (198 in Fig. 11C) remaining on the black matrix 183 is removed.

이후 공정은 컬러필터층과, 공통전극 또는 오버코트층을 형성하는 공정이며, 이러한 공정에 대해서는 도 10c 내지 도 10d를 통해 설명했으므로 생략한다.
The subsequent process is a process of forming a color filter layer, a common electrode or an overcoat layer, and such process has been described with reference to FIGS. 10C to 10D, and therefore will not be described.

전술한 방법에 의해 제조되는 액정표시장치의 경우, 블랙매트릭스로 둘러싸인 개구의 코너부에 돌출된 형태의 돌기가 형성되지 않으므로 개구(op)율을 향상시키는 동시에 휘도 특성이 향상되는 장점이 있다. In the case of a liquid crystal display device manufactured by the above-described method, since protrusions protruding from the corners of the opening surrounded by the black matrix are not formed, there is an advantage that the aperture ratio is improved and the luminance characteristic is improved.

190 : 노광 마스크
BA : 차단영역
CNA : 코너 부분
EA : 코너 확장부
TA : 투과영역 190: Exposure mask
BA: blocking area
CNA: corner portion
EA: corner extension part
TA: transmission region

Claims (12)

화소영역이 정의된 어레이 기판과, 상기 화소영역을 둘러싸며 상기 화소영역에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스가 구비된 컬러필터 기판 및 액정층으로 이루어진 액정표시장치의 제조 방법에 있어서,
상기 컬러필터 기판 상의 전면에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계와;
상기 블랙매트릭스의 형태의 차단영역과 상기 개구 형태의 투과영역을 가지며, 상기 개구에 대응하는 투과영역의 코너부에는 상기 차단영역으로 확장되어 투과영역 또는 반투과영역으로 이루어진 코너 확장부를 갖는 노광 마스크를 상기 블랙매트릭스층 상부에 위치시키고, 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와;
상기 노광된 블랙매트릭스층을 현상하여 상기 개구를 갖는 블랙매트릭스를 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 개구의 코너부는 상기 개구로 볼록한 돌출부 없이 직각 구조를 이루고,
상기 노광 마스크의 상기 코너 확장부는, 양측이 지그재그 형태를 갖는 양날 톱니 형태를 이루는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
1. A method of manufacturing a liquid crystal display comprising a liquid crystal layer and a color filter substrate having an array substrate on which pixel regions are defined and a black matrix surrounding the pixel regions and having openings corresponding to the pixel regions,
Forming a black matrix layer on the entire surface of the color filter substrate;
An exposure mask having a blocking region in the form of the black matrix and the transmissive region in the form of an opening and having corner extension portions extending from the transmissive region or the transflective region to a corner portion of the transmissive region corresponding to the opening, Placing the black matrix layer above the black matrix layer and performing exposure through the exposure mask;
Developing the exposed black matrix layer to form a black matrix having the openings
/ RTI >
Wherein a corner portion of the opening has a right angle structure without a convex projection portion to the opening,
Wherein the corner expansions of the exposure mask are in the form of a double-edged tooth having zigzag shapes on both sides.
제 1 항에 있어서,
상기 블랙매트릭스층 위로 포토레지스트층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 노광 후에 상기 포토레지스트층을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 블랙매트릭스층을 식각하여 상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;
상기 블랙매트릭스 상부에 남아있는 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a photoresist layer over the black matrix layer,
Developing the photoresist layer after the exposure to form a photoresist pattern;
Forming a black matrix by etching the black matrix layer exposed between the photoresist patterns;
Removing the photoresist pattern remaining on the black matrix
And the second electrode is electrically connected to the second electrode.
제 2 항에 있어서,
상기 포토레지스트층은 포지티브 타입 감광성 특성을 갖거나 또는 네가티브 감광성 특성을 갖는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the photoresist layer has a positive type photosensitive property or a negative photosensitive property.
제 2 항에 있어서,
상기 블랙매트릭스는 크롬 및 크롬산화물로 이루어진 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the black matrix is made of chromium and chromium oxide.
제 1 항에 있어서,
상기 블랙매트릭스층은 포지티브 타입 감광성 특성을 갖는 블랙레진으로 이루어지거나 또는 네가티브 타입 감광성 특성을 갖는 블랙레진으로 이루어진 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the black matrix layer is made of a black resin having a positive type photosensitive property or a black resin having a negative type photosensitive property.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 컬러필터 기판 상에 상기 블랙매트릭스 위로 개구에 대응하여 컬러필터층을 형성하는 단계와;
상기 컬러필터층 위로 투명한 공통전극 또는 투명한 오버코트층을 형성하는 단계와;
상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판을 서로 마주하도록 한 후, 액정층을 개재하여 합착하는 단계
를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a color filter layer on the color filter substrate corresponding to the opening above the black matrix;
Forming a transparent common electrode or transparent overcoat layer over the color filter layer;
Aligning the array substrate and the color filter substrate with each other, and then cementing through the liquid crystal layer
And the second electrode is electrically connected to the second electrode.
화소영역이 정의되며 상기 화소영역에 화소전극이 형성된 어레이 기판과;
상기 화소영역을 둘러싸며 상기 화소영역에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스와, 상기 개구에 대응하여 컬러필터층이 구비된 컬러필터 기판과;
상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 구비된 액정층
을 포함하며,
상기 개구의 코너부는 상기 개구로 볼록한 돌출부 없이 직각 구조를 이루고,
상기 블랙매트릭스는, 상기 블랙매트릭스 형태의 차단영역과 상기 개구 형태의 투과영역을 가지며, 상기 개구에 대응하는 투과영역의 코너부에 상기 차단영역으로 확장되어 투과영역 또는 반투과영역으로 이루어진 코너 확장부를 갖는 노광 마스크를 이용하여 형성되고,
상기 노광 마스크의 상기 코너 확장부는, 양측이 지그재그 형태를 갖는 양날 톱니 형태를 이루는 것이 특징인 액정표시장치.
An array substrate having pixel regions defined therein and pixel electrodes formed in the pixel regions;
A black matrix surrounding the pixel region and having an opening corresponding to the pixel region; a color filter substrate having a color filter layer corresponding to the opening;
A liquid crystal layer provided between the array substrate and the color filter substrate,
/ RTI >
Wherein a corner portion of the opening has a right angle structure without a convex projection portion to the opening,
Wherein the black matrix has a black matrix type blocking region and a transmissive region of the opening type and extends to the corner region of the transmissive region corresponding to the opening to form a corner extension portion comprising a transmissive region or a semi- And a second mask layer formed on the second mask layer,
Wherein the corner extension portion of the exposure mask has a double-saw tooth shape in which both sides are in a zigzag shape.
제 8 항에 있어서,
상기 어레이 기판에는 상기 화소영역의 경계에 서로 직교하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 화소영역 내에 상기 화소전극과 연결된 박막트랜지스터가 구비된 것이 특징인 액정표시장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the array substrate is provided with a gate wiring and a data wiring orthogonal to each other at a boundary of the pixel region and a thin film transistor connected to the pixel electrode in the pixel region.
제 9 항에 있어서,
상기 컬러필터 기판에는 상기 컬러필터층 상부로 공통전극이 구비된 것이 특징인 액정표시장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the color filter substrate is provided with a common electrode above the color filter layer.
제 9 항에 있어서,
상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며 다수 형성되며, 상기 어레이 기판 상의 상기 화소영역에는 상기 화소전극과 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된 것이 특징인 액정표시장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the pixel electrodes are formed in a bar shape and a plurality of common electrodes alternating with the pixel electrodes and having a bar shape are formed in the pixel region on the array substrate.
제 9 항에 있어서,
상기 어레이 기판에는 상기 화소전극과 절연층을 개재하여 이의 상부 또는 하부에 공통전극이 형성되며,
상기 공통전극 또는 상기 화소전극 중 어느 하나의 전극에는 상기 화소영역 내에 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구를 구비한 것이 특징인 액정표시장치. 10. The method of claim 9,
A common electrode is formed on the upper or lower portion of the array substrate via the pixel electrode and the insulating layer,
Wherein one of the common electrode and the pixel electrode is provided with a plurality of first openings in the form of a bar in the pixel region.
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