KR102066405B1 - Liquid crystal display device and Method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제1 기판 상에 형성된 컬러 필터층; 및 상기 컬러 필터층 상에 매트릭스 구조로 형성된 차광층을 포함하여 이루어지고, 상기 차광층은 차광제 및 상기 차광제의 입자 표면을 피복하고 있는 분산제를 포함하여 이루어지고, 상기 분산제는 상기 차광제의 입자 표면을 1차로 피복하는 제1 분산제 및 상기 차광제의 입자 표면을 2차로 피복하는 제2 분산제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면 분산제가 차광제의 입자 표면을 피복하고 있기 때문에 차광제 표면의 작용기가 컬러 필터층과 결합하는 것이 차단되고, 그에 따라 정밀한 차광층 패턴을 얻을 수 있다. The present invention, the first substrate and the second substrate facing each other; A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate; A color filter layer formed on the first substrate; And a light shielding layer formed in a matrix structure on the color filter layer, wherein the light shielding layer comprises a light shielding agent and a dispersant covering the surface of the particle of the light shielding agent, and the dispersing agent particles of the light shielding agent. 1. A liquid crystal display and a method of manufacturing the same, comprising a first dispersant which first coats a surface and a second dispersant which secondly coats a particle surface of the light shielding agent.
According to the present invention, since the dispersant covers the particle surface of the light shielding agent, the functional groups on the surface of the light shielding agent are prevented from binding to the color filter layer, whereby a precise light shielding layer pattern can be obtained.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차광층이 컬러 필터층 상에 형성된 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device in which a light shielding layer is formed on a color filter layer.
액정표시장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.Liquid crystal display devices have a wide range of applications ranging from notebook computers, monitors, spacecrafts, aircrafts, etc. to the advantages of low power consumption and low power consumption.
액정표시장치는 상부 기판, 하부 기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다. The liquid crystal display device includes an upper substrate, a lower substrate, and a liquid crystal layer formed between the two substrates, and the arrangement state of the liquid crystal layer is adjusted according to whether an electric field is applied, and accordingly, the light transmittance is adjusted to display an image. to be.
이하, 도면을 참조로 하여 종래의 액정표시장치에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 상부 기판(10), 하부 기판(20) 및 상기 양 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(30)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment includes an
상기 상부 기판(10) 상에는 광 누설을 방지하기 위한 차광층(14)이 형성되어 있고, 상기 차광층(14) 상에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터(12)가 형성되어 있다. A
상기 하부 기판(20) 상에는 도시하지는 않았지만 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있다. Although not shown, gate lines, data lines, thin film transistors, and pixel electrodes are formed on the
이와 같은 종래의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 하부 기판(20)의 아래에 위치하는 백라이트 유닛(미도시)에서 발광된 광이 상기 상부 기판(10)의 상부를 통해 방출되면서 화상이 디스플레이되는데, 이때, 상기 차광층(14)이 광원인 백라이트 유닛으로부터 멀게 위치하기 때문에, 시야각에 따라서 근접하는 화소 사이에 광이 혼합되는 단점이 있다. 따라서, 그와 같은 단점을 해결하기 위해서 후술하는 도 2와 같은 액정표시장치가 제안되었다. In the liquid crystal display according to the conventional exemplary embodiment, an image is displayed while light emitted from a backlight unit (not shown) positioned below the
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment.
도 2에서 알 수 있듯이, 종래의 다른 실시예에 따르면, 상부 기판(10) 상에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터(12)가 먼저 형성되고, 상기 컬러 필터(12) 상에 차광층(14)이 형성되어 있다. As can be seen in FIG. 2, according to another exemplary embodiment, a
이와 같은 도 2에 따른 액정표시장치는 전술한 도 1에 따른 액정표시장치에 비하여 상기 차광층(14)이 광원인 백라이트 유닛으로부터 상대적으로 가깝게 위치하기 때문에, 시야각에 따라서 근접하는 화소 사이에 광이 혼합되는 문제가 줄어든다. In the liquid crystal display of FIG. 2, since the
그러나, 도 2에 따른 액정표시장치는 상기 차광층(14)이 패턴공정 이후에 화소 영역 내에 잔존하여 화질이 떨어지고 투과율이 저하되는 문제점이 있다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. However, the liquid crystal display according to FIG. 2 has a problem in that the
상기 차광층(14)은 상기 컬러 필터(12) 상에 차광 조성물을 도포한 후 패터닝 공정을 통해 복수 개의 화소들 사이의 경계 영역에 패턴 형성된다. 그런데, 종래의 경우 상기 차광층(14)을 구성하는 차광물질과 상기 컬러 필터(12) 사이의 결합이 이루어져 상기 차광층(14)의 패턴 형성 공정이 정밀하게 이루어지지 않는 문제가 있었다. 즉, 상기 차광층(14)의 패턴 형성 공정시 화소 영역 내의 차광물질은 제거되고 화소들 사이의 경계 영역 내의 차광물질은 잔존하여 상기 차광층(14) 패턴이 형성되어야 하는데, 상기 차광물질과 상기 컬러 필터(12) 사이의 결합력이 좋아 화소 영역 내의 차광물질이 완전히 제거되지 못하고 잔존하는 문제가 발생한 것이다. The
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 정밀한 패턴 형성이 가능한, 즉, 화소영역 내의 차광물질은 제거되고 화소들 사이의 경계 영역 내의 차광물질은 잔존하는 차광층 패턴을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the present invention provides precise pattern formation, that is, the light shielding material in the pixel area is removed and the light shielding material in the boundary area between the pixels is removed. It is characterized by providing a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제1 기판 상에 형성된 컬러 필터층; 및 상기 컬러 필터층 상에 매트릭스 구조로 형성된 차광층을 포함하여 이루어지고, 상기 차광층은 차광제 및 상기 차광제의 입자 표면을 피복하고 있는 분산제를 포함하여 이루어지고, 상기 분산제는 상기 차광제의 입자 표면을 1차로 피복하는 제1 분산제 및 상기 차광제의 입자 표면을 2차로 피복하는 제2 분산제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다. The present invention, in order to achieve the above object, a first substrate and a second substrate facing each other; A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate; A color filter layer formed on the first substrate; And a light shielding layer formed in a matrix structure on the color filter layer, wherein the light shielding layer comprises a light shielding agent and a dispersant covering the surface of the particle of the light shielding agent, and the dispersing agent particles of the light shielding agent. It provides a liquid crystal display device comprising a first dispersant which firstly covers the surface and a second dispersant which secondly covers the particle surface of the light shielding agent.
본 발명은 제1 기판 상에 컬러 필터층을 형성하는 공정; 상기 컬러 필터층 상에 매트릭스 구조로 차광층을 형성하는 공정; 및 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 차광층을 형성하는 공정은 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 계면활성제, 및 용제를 포함하여 이루어진 차광 조성물을 제조하는 공정, 상기 컬러 필터층을 포함한 기판 전면에 상기 차광 조성물을 도포하는 공정, 및 상기 도포한 차광 조성물을 패터닝하는 공정을 포함하고, 상기 차광 조성물을 제조하는 공정은 상기 차광제, 분산제 및 용제를 혼합하여 제1 차광 조성물을 제조하고, 그 후, 상기 제1 차광 조성물에 상기 바인더, 가교제, 개시제 및 계면활성제를 혼합한 후 반응시켜 제2 차광 조성물을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a process for forming a color filter layer on a first substrate; Forming a light shielding layer in a matrix structure on the color filter layer; And bonding the first substrate and the second substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween, wherein the forming of the light blocking layer comprises a light shielding agent, a dispersing agent, a binder, a crosslinking agent, an initiator, a surfactant, and a solvent. A process for producing a light shielding composition comprising a, a process of applying the light shielding composition to the entire surface of the substrate including the color filter layer, and a step of patterning the applied light shielding composition, the process of manufacturing the light shielding composition is the light shielding Preparing a first light-shielding composition by mixing the first and second dispersants and a solvent, and then mixing the binder, the crosslinking agent, an initiator, and a surfactant with the first light-shielding composition and reacting to prepare a second light-shielding composition. Provided is a method of manufacturing a liquid crystal display device.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention has the following effects.
본 발명에 따르면, 분산제가 차광제의 입자 표면을 피복하고 있기 때문에 차광제 표면의 작용기가 컬러 필터층과 결합하는 것이 차단되고, 그에 따라 정밀한 차광층 패턴을 얻을 수 있다. According to the present invention, since the dispersant covers the particle surface of the light shielding agent, the functional groups on the surface of the light shielding agent are prevented from binding to the color filter layer, whereby a precise light shielding layer pattern can be obtained.
따라서, 본 발명은 종래와 같이 차광층이 패턴공정 이후에 화소 영역 내에 잔존하여 화질이 떨어지고 투과율이 저하되는 문제점이 해결될 수 있다. Therefore, the present invention can solve the problem that the light shielding layer remains in the pixel region after the pattern process, and thus the image quality is lowered and the transmittance is lowered.
특히, 본 발명은 상대적으로 작은 분자량의 제1 분산제가 차광제의 입자 표면을 1차로 피복하고, 상대적으로 큰 분자량의 제2 분산제가 차광제의 입자 표면을 2차로 피복하기 때문에, 차광제의 입자 표면에 있는 작용기가 컬러 필터층과 결합하는 것을 보다 효율적으로 차단할 수 있다. Particularly, in the present invention, since the first dispersant having a relatively small molecular weight first coats the particle surface of the light shielding agent, and the second dispersant having a relatively large molecular weight secondly covers the particle surface of the light shielding agent, The functional groups on the surface can more effectively block the binding of the color filter layer.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 제조 공정 단면도이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명에 따른 제조된 액정표시장치에서 화소 영역 내에 형성된 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 컬러 필터 각각에 대한 사진이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment.
3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A to 4D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 (a) to 5 (c) are photographs of each of the red (R), green (G), and blue (B) color filters formed in the pixel area in the liquid crystal display according to the present invention.
본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 표면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다. The term " on " as used herein means to include not only when a certain configuration is formed on the immediate surface of another configuration but also when a third configuration is interposed between these configurations.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200) 및 상기 양 기판(100, 200) 사이에 형성된 액정층(300)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in FIG. 3, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may include a
상기 제1 기판(100)은 액정표시장치의 상부 기판을 구성할 수 있으며 유리 또는 투명한 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 이와 같은 제1 기판(100) 상에는 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)이 형성되어 있고, 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c) 상에 차광층(140)이 형성되어 있고, 상기 차광층(140) 상에 오버 코트층(160)이 형성되어 있다. 즉, 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)이 상기 제1 기판(100)과 상기 차광층(140) 사이에 형성되고, 상기 차광층(140)이 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)과 상기 오버 코트층(160) 사이에 형성된다. The
상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)은 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)를 포함하여 이루어진다. The
상기 제1 컬러 필터(120a)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 어느 하나의 컬러 필터로 이루어지고, 상기 제2 컬러 필터(120b)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 다른 하나의 컬러 필터로 이루어지고, 상기 제3 컬러 필터(120c)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 나머지 하나의 컬러 필터로 이루어질 수 있다. The
상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)가 형성된 영역은 화상을 디스플레이하는 영역에 해당한다.An area in which the
상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)는 도시된 바와 같이 서로 오버랩되도록 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서 서로 이격되도록 형성될 수도 있다. The
상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)의 형성 위치는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다. 또한, 상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c) 이외에 제4 컬러 필터가 추가로 형성될 수도 있다. The position at which the
상기 차광층(140)은 상기 디스플레이 영역 내에서 복수 개의 화소들 사이의 경계 영역에 형성되어 그와 같은 경계 영역에서 광이 누설되는 것을 차단하는 역할을 한다. 따라서, 상기 차광층(140)은 매트릭스 구조로 형성된 차광 물질을 포함하여 이루어진다. The
구체적으로, 상기 차광층(140)은 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 및 계면활성제를 포함하여 이루어진다. Specifically, the
상가 차광제는 상기 차광층(140)의 광누설 차단 기능을 수행하는 핵심 구성으로서 카본 블랙으로 이루어질 수 있다. The additive light shielding agent may be formed of carbon black as a core component for performing the light leakage blocking function of the
상기 차광제는 상기 차광층(140) 전체에서 45 ~ 50중량%로 포함될 수 있다. 상기 차광제가 45중량% 미만으로 포함되면 상기 차광층(140)의 광누설 차단 기능이 떨어질 수 있고, 상기 차광제가 55중량%를 초과하여 포함되면 차광제의 분산성이 저하될 수 있다. The light blocking agent may be included in an amount of 45 wt% to 50 wt% in the entire
상기 분산제는 상기 차광제를 분산시키는 기능을 하는 것으로서 에폭시계 화합물로 이루어질 수 있다. 특히, 도 3의 화살표로 인출된 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 분산제(142)는 상기 차광제(141), 예로서 카본 블랙의 입자 표면을 피복하여 상기 카본 블랙과 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c) 사이의 결합을 차단함으로써 상기 차광층(140)의 패턴 정밀도를 증진시킬 수 있다. The dispersant may be formed of an epoxy compound as a function of dispersing the light blocking agent. In particular, as can be seen in the enlarged view drawn by the arrow of FIG. 3, the
구체적으로 설명하면, 상기 차광층(140)은 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c) 상에 상기 구성들로 이루어진 차광 조성물을 도포한 후 패터닝 공정을 통해 복수 개의 화소들 사이의 경계 영역에 패턴 형성된다. 그런데, 만약, 상기 차광층(140)을 구성하는 상기 차광제(141)와 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c) 사이에 결합이 이루어지면 상기 패터닝 공정 이후에 정밀한 차광층(140) 패턴을 얻지 못하게 된다. 특히, 카본 블랙은 H, O, CO, OH, 및 COOH와 같은 다양한 작용기를 가지고 있기 때문에 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)과 쉽게 결합할 수 있고, 그 경우 상기 패터닝 공정 이후에 차광층(140) 패턴이 복수 개의 화소들 사이의 경계 영역뿐만 아니라 복수 개의 화소 영역 내에도 잔존할 수 있고, 그에 따라 화질 저하 문제 및 투과율 저하 문제가 생기게 된다. In detail, the
본 발명에 따르면, 상기 분산제(142)가 상기 차광제(141)의 입자 표면을 피복하고 있기 때문에 상기 차광제(141) 표면의 작용기가 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)과 결합하는 것이 차단되고, 그에 따라 정밀한 차광층(140) 패턴을 얻을 수 있다. According to the present invention, since the
특히, 상기 차광제(141)의 입자 표면을 피복하기 위해서, 상기 분산제(142)는 분자량이 상대적으로 작은 제1 분산제 및 분자량이 상대적으로 큰 제2 분산제로 이루어진다. 즉, 상대적으로 작은 분자량의 제1 분산제가 상기 차광제(141)의 입자 표면을 1차로 피복하고, 상대적으로 큰 분자량의 제2 분산제가 상기 차광제(141)의 입자 표면을 2차로 피복하기 때문에, 상기 차광제(141)의 입자 표면에 있는 작용기가 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)과 결합하는 것을 보다 효율적으로 차단할 수 있다. In particular, in order to cover the particle surface of the
상기 제1 분산제는 분자량이 8,000 미만, 예로서 분자량 5,000의 에폭시계 화합물로 이루어질 수 있고, 상기 제2 분산제는 분자량이 8,000 이상, 예로서 분자량 10,000의 에폭시계 화합물로 이루어질 수 있다. The first dispersant may be composed of an epoxy compound having a molecular weight of less than 8,000, for example, a molecular weight of 5,000, and the second dispersant may be composed of an epoxy compound having a molecular weight of 8,000 or more, for example, a molecular weight of 10,000.
이와 같은 분산제(142)는 상기 차광층(140) 전체에서 5 ~ 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 분산제(142)가 5중량% 미만으로 포함되면 상기 차광제(141)의 입자 표면의 피복 기능이 떨어질 수 있고, 상기 분산제(142)가 10중량%를 초과하여 포함되면 차광층(140)의 차광기능이 저하될 수 있다. 상기 분산제 전체에서 상기 제1 분산제와 제2 분산제는 1:9 ~ 9:1의 중량비 비율로 포함될 수 있다. Such a
상기 바인더는 상기 차광층(140)을 구성하는 구성들의 결합력을 증진시키는 역할을 하는 것으로서 카르도(Cardo)계 화합물로 이루어질 수 있다. The binder may be formed of a cardo-based compound, which serves to enhance the bonding force of the components constituting the
상기 바인더는 상기 차광층(140) 전체에서 30 ~ 40중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더가 30중량% 미만으로 포함되면 상기 차광층(140)을 구성하는 구성들의 결합력이 떨어질 수 있고, 상기 바인더가 40중량%를 초과하여 포함되면 차광층(140)의 차광기능이 저하될 수 있다. The binder may be included in 30 to 40% by weight of the entire
상기 가교제는 상기 차광층(140)을 구성하는 구성들의 결합시 가교역할을 하는 것으로서 다기능성 모노머(Multifunctional Momoner, MM)로 이루어진다. 상기 다기능성 모노머로는 작용기가 4개인 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 또는 작용기가 6개인 하기 화학식 2로 표현되는 화합물로 이루어질 수 있다. The crosslinking agent serves as a crosslinking role when the components constituting the
화학식 1Formula 1
화학식 2Formula 2
상기 가교제는 상기 차광층(140) 전체에서 4 ~ 14중량%로 포함될 수 있다. 상기 가교제가 4중량% 미만으로 포함되면 상기 가교역할이 떨어질 수 있고, 상기 가교제가 14중량%를 초과하여 포함되면 차광층(140)의 선폭(CD)이 증가하여 미세패턴 구현이 어려울 수 있다. The crosslinking agent may be included in an amount of 4 to 14 wt% in the
상기 개시제는 상기 차광층(140)의 반응을 개시시키는 역할을 하는 것으로서 옥심(Oxime) A 타입 또는 옥심(Oxime) B 타입 화합물로 이루어질 수 있다. The initiator serves to initiate a reaction of the
상기 개시제는 상기 차광층(140) 전체에서 5 ~ 15중량%로 포함될 수 있다. 상기 개시제가 5중량% 미만으로 포함되면 상기 개시역할이 떨어질 수 있고, 상기 개시제가 15중량%를 초과하여 포함되면 차광층(140)의 선폭(CD)이 증가하여 미세패턴 구현이 어려울 수 있다. The initiator may be included in 5 to 15% by weight of the entire
상기 계면활성제는 불소계 계면활성제로 이루어질 수 있다. 이와 같은 계면활성제는 상기 차광층(140) 전체에서 0.3 ~ 1중량%로 포함될 수 있다. 상기 계면활성제가 0.3중량% 미만으로 포함되면 계면활성제의 기능이 원활히 이루어지지 않게 되고, 상기 계면활성제가 1중량%를 초과하여 포함되면 얼룩이 발생할 수 있다. The surfactant may be made of a fluorine-based surfactant. Such a surfactant may be included in 0.3 ~ 1% by weight in the entire
상기 오버 코트층(160)은 상기 차광층(140)을 포함한 기판 전체 면에 형성되어 기판을 평탄화시키는 역할을 한다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 오버 코트층(160) 상에 셀갭(Cell gap) 유지를 위한 컬럼 스페이서(Column spacer)가 추가로 형성될 수 있다. The
상기 제2 기판(200)은 액정표시장치의 하부 기판을 구성할 수 있으며 유리 또는 투명한 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 이와 같은 제2 기판(200) 상에는 도시하지는 않았지만, 서로 교차 배열되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인과 데이터 라인이 형성되고, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 영역에 스위칭 소자로서 기능하는 박막 트랜지스터가 형성되고, 상기 화소 영역에 화소 전극이 형성되고, 그리고, 상기 화소 전극과 함께 상기 액정층(300)을 구동하는 공통 전극이 형성된다. The
이상과 같은 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 구체적인 구성은, 액정표시장치의 구동모드, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라, 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경 형성될 수 있다. Specific configurations of the
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 제조 공정 단면도이다. 4A to 4D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 제1 기판(100) 상에 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)를 포함하여 이루어진 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)을 형성한다. First, as shown in FIG. 4A, the
상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)은 청색(B) 컬러 필터, 적색(R) 컬러 필터, 및 녹색(G) 컬러 필터 순으로 패턴 형성할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The
상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c)는 도시된 바와 같이 서로 오버랩되도록 형성할 수 있지만, 경우에 따라서 서로 이격되도록 형성할 수도 있다. The
상기 제1 컬러 필터(120a), 제2 컬러 필터(120b), 및 제3 컬러 필터(120c) 이외에 제4 컬러 필터를 추가로 형성할 수도 있다. In addition to the
다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c) 상에 매트릭스 구조로 차광층(140)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4B, the
상기 차광층(140)은 차광 조성물을 제조하고, 상기 컬러 필터층(120a, 120b, 120c)을 포함한 기판 전면에 상기 차광 조성물을 도포한 후 상기 도포된 차광 조성물을 패터닝하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 패터닝 공정은 포토리소그라피(Photolithography)법을 이용할 수 있다. The
상기 차광 조성물은 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 계면활성제, 및 용제를 포함하여 이루어진다. The light shielding composition comprises a light shielding agent, a dispersing agent, a binder, a crosslinking agent, an initiator, a surfactant, and a solvent.
상기 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 및 계면활성제의 구체적인 구성은 전술한 바와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다. Since specific configurations of the light-shielding agent, dispersant, binder, crosslinking agent, initiator, and surfactant are the same as described above, repeated description will be omitted.
상기 용제는 유기 용제, 예로서, 3-메톡시 부틸 아세테이트(3-Methoxy butyl acetate), 테트라 메틸 우레아(Tetra methyl urea), 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트(Propylene glycol mono methyl ether acetate), 및 부탄 디올 디아세테이트(Butane diol di-acetate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 용제로 이루어질 수 있다. The solvent is an organic solvent, such as 3-Methoxy butyl acetate, Tetra methyl urea, Propylene glycol mono methyl ether acetate, and butane diol It may be composed of at least one solvent selected from the group consisting of diacetate (Butane diol di-acetate).
상기 용제는 상기 차광 조성물 전체에서 75 내지 85 중량%로 포함되고, 나머지 구성성분들, 즉, 상기 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 및 계면활성제의 총합은 상기 차광 조성물 전체에서 15 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. The solvent is included in 75 to 85% by weight of the total light-shielding composition, the total of the remaining components, that is, the total of the light-shielding agent, dispersant, binder, cross-linking agent, initiator, and surfactant from 15 to 25 throughout the light-shielding composition It may be included in weight percent.
상기 용제는 건조 공정 등에 의해서 제거되어 최종적으로 상기 차광층(140)에 포함되지 않는다. The solvent is removed by a drying process or the like and is not finally included in the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차광 조성물은 우선, 상기 차광제, 분산제 및 용제를 혼합하여 제1 차광 조성물을 제조하고, 그 후, 상기 제1 차광 조성물에 바인더, 가교제, 개시제, 및 계면활성제를 혼합한 후 반응시켜 제2 차광 조성물을 제조하는 공정을 통해 제조될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light shielding composition is prepared by first mixing the light shielding agent, the dispersing agent and the solvent, and then preparing a binder, a crosslinking agent, an initiator, and an interface to the first light shielding composition. The active agent may be mixed and then reacted to prepare a second light blocking composition.
상기 제1 차광 조성물을 제조하는 공정은 상기 차광제 표면에 상기 분산제를 피복시키는 공정을 포함하며, 상기 피복 공정에 의해서 상기 차광제의 입자 표면이 제1 분산제로 1차 피복됨과 더불어 제2 분산제로 2차 피복된다.The process of preparing the first light-shielding composition includes coating the dispersant on the surface of the light-shielding agent, and the particle surface of the light-shielding agent is first coated with the first dispersant by the coating process, Secondary coating.
이와 같은 피복 공정은 밀링(milling)을 포함할 수 있는데 상기 밀링 공정을 수행하면 열이 발생할 수 있기 때문에, 처음부터 바인더, 가교제, 및 개시제를 함께 혼합할 경우 상기 밀링 공정 중에 상기 성분들이 반응을 일으켜 상기 차광제 표면의 피복 공정이 원활히 이루어지지 않을 수 있다. This coating process may include milling, since heat may occur when the milling process is performed, so that the components react during the milling process when the binder, the crosslinking agent, and the initiator are mixed together from the beginning. The coating process of the surface of the light shielding agent may not be performed smoothly.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 우선 상기 차광제 표면을 분산제로 피복하여 제1 차광 조성물을 제조하고, 그 후에 상기 바인더, 가교제, 및 개시제 등을 혼합함으로써, 상기 차광제 표면에 대한 분산제의 피복성을 증가시킬 수 있다. Therefore, according to one embodiment of the present invention, the first light-shielding composition is prepared by first coating the light-shielding agent surface with a dispersant, and then mixing the binder, the crosslinking agent, the initiator, and the like, thereby dispersing the surface of the light-shielding agent. Can increase the coverage.
다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 차광층(140) 상에 오버 코트층(160)을 형성한다. 상기 오버 코트층(160)은 상기 차광층(140)을 포함한 기판 전면에 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 4C, an
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 오버 코트층(160) 상에 셀갭(Cell gap) 유지를 위한 컬럼 스페이서(Column spacer)를 추가로 형성할 수 있다. Although not shown, a column spacer for maintaining a cell gap may be further formed on the
다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 액정층(300)을 사이에 두고 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)을 합착한다. Next, as shown in FIG. 4D, the
상기 제2 기판(200) 상에는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 전술한 바와 같이 게이트 라인과 데이터 라인, 박막 트랜지스터, 화소 전극, 및 공통 전극이 형성될 수 있다. The gate line and the data line, the thin film transistor, the pixel electrode, and the common electrode may be formed on the
상기 액정층(300)을 사이에 두고 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)을 합착하는 공정은 당업계에 공지된 진공주입법 또는 액정적하법을 이용하여 수행할 수 있다. The process of bonding the
즉, 씰런트(sealant)를 이용하여 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 합착한 후 상기 씰런트에 구비된 주입홀을 통해 액정을 주입하는 공정으로 이루어진 진공주입법을 이용할 수도 있고, 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 중 어느 하나의 기판 상에 액정을 적하한 후 씰런트를 이용하여 상기 양 기판(100, 200)을 합착하는 공정으로 이루어진 액정적하법을 이용할 수도 있다. That is, a vacuum injection method may be used in which a liquid crystal is injected through an injection hole provided in the sealant after bonding the
도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명에 따른 제조된 액정표시장치에서 화소 영역 내에 형성된 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 컬러 필터 각각에 대한 사진이다. 5 (a) to 5 (c) are photographs of each of the red (R), green (G), and blue (B) color filters formed in the pixel region in the liquid crystal display according to the present invention.
도 5(a) 내지 도 5(c)에서 알 수 있듯이, 각각의 컬러 필터 상에 차광층 재료가 잔존하지 않음을 알 수 있다. As can be seen from Figs. 5 (a) to 5 (c), it can be seen that no light shielding layer material remains on each color filter.
100: 제1 기판 120a, 120b, 120c: 제1, 제2, 제3 컬러 필터
140: 차광층 141: 차광제
142: 분산제 160: 오버 코트층
200: 제2 기판 300: 액정층100:
140: light shielding layer 141: light shielding agent
142: dispersant 160: overcoat layer
200: second substrate 300: liquid crystal layer
Claims (12)
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층;
상기 제1 기판 상에 형성된 컬러 필터층; 및
상기 컬러 필터층 상에 매트릭스 구조로 형성된 차광층을 포함하여 이루어지고,
상기 차광층은 차광제 및 상기 차광제의 입자 표면을 피복하고 있는 분산제를 내부에 포함하여 이루어지고, 상기 분산제는 상기 차광제의 입자 표면을 1차로 피복하는 제1 분산제 및 상기 차광제의 입자 표면을 2차로 피복하는 제2 분산제로 이루어지고,
상기 차광층은 상기 컬러 필터층과 접하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치. A first substrate and a second substrate facing each other;
A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate;
A color filter layer formed on the first substrate; And
It includes a light blocking layer formed in a matrix structure on the color filter layer,
The light shielding layer includes a light shielding agent and a dispersant covering the particle surface of the light shielding agent therein, and the dispersing agent firstly covers the particle surface of the light shielding agent and the particle surface of the light shielding agent. Consisting of a second dispersant coating the secondary
The light blocking layer is in contact with the color filter layer.
상기 차광제는 카본 블랙으로 이루어지고, 상기 분산제는 에폭시계 화합물로 이루어지고, 상기 제1 분산제는 상기 제2 분산제 보다 분자량이 작은 에폭시계 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치. The method of claim 1,
Wherein the light blocking agent is made of carbon black, the dispersing agent is made of an epoxy compound, and the first dispersing agent is made of an epoxy compound having a lower molecular weight than the second dispersant.
상기 차광층은 바인더, 가교제, 개시제 및 계면활성제를 추가로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치. The method of claim 1,
The light blocking layer further comprises a binder, a crosslinking agent, an initiator, and a surfactant.
상기 바인더는 카르도(Cardo)계 화합물로 이루어지고, 상기 가교제는 다기능성 모노머로 이루어지고, 상기 개시제는 옥심(Oxime) A 타입 또는 옥심(Oxime) B 타입 화합물로 이루어지고, 상기 계면활성제는 불소계 계면활성제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The method of claim 3,
The binder is made of a cardo-based compound, the crosslinking agent is made of a multifunctional monomer, the initiator is made of an oxime A type or an oxime B type compound, and the surfactant is a fluorine-based compound. Liquid crystal display device comprising a surfactant.
상기 차광제는 상기 차광층 전체에서 45 ~ 50중량%로 포함되고,
상기 분산제는 상기 차광층 전체에서 5 ~ 10중량%로 포함되고,
상기 바인더는 상기 차광층 전체에서 30 ~ 40중량%로 포함되고,
상기 가교제는 상기 차광층 전체에서 4 ~ 14중량%로 포함되고,
상기 개시제는 상기 차광층 전체에서 5 ~ 15중량%로 포함되고, 그리고,
상기 계면활성제는 상기 차광층 전체에서 0.3 ~ 1중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치. The method of claim 3,
The light shielding agent is included in 45 to 50% by weight in the entire light shielding layer,
The dispersant is included in 5 to 10% by weight in the entire light shielding layer,
The binder is contained in 30 to 40% by weight in the entire light shielding layer,
The crosslinking agent is included in 4 to 14% by weight in the entire light shielding layer,
The initiator is included in 5 to 15% by weight in the entire light shielding layer, And
The surfactant is a liquid crystal display, characterized in that contained in 0.3 to 1% by weight in the entire light shielding layer.
상기 컬러 필터층 상에 매트릭스 구조로 차광층을 형성하는 공정; 및
액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 차광층을 형성하는 공정은 차광제, 분산제, 바인더, 가교제, 개시제, 계면활성제, 및 용제를 포함하여 이루어진 차광 조성물을 제조하는 공정, 상기 컬러 필터층을 포함한 기판 전면에 상기 차광 조성물을 도포하는 공정, 및 상기 도포한 차광 조성물을 패터닝하는 공정을 포함하고,
상기 차광 조성물을 제조하는 공정은 상기 차광제, 분산제 및 용제를 혼합하여 제1 차광 조성물을 제조하고, 그 후, 상기 제1 차광 조성물에 상기 바인더, 가교제, 개시제 및 계면활성제를 혼합한 후 반응시켜 제2 차광 조성물을 제조하는 공정을 포함하고,
상기 차광층은 상기 컬러 필터층과 접하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법. Forming a color filter layer on the first substrate;
Forming a light shielding layer in a matrix structure on the color filter layer; And
And bonding the first substrate and the second substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween,
The step of forming the light shielding layer is a step of manufacturing a light shielding composition comprising a light shielding agent, a dispersing agent, a binder, a crosslinking agent, an initiator, a surfactant, and a solvent, a step of applying the light shielding composition to the entire surface of the substrate including the color filter layer And patterning the applied light shielding composition,
In the process of preparing the light shielding composition, the light shielding agent, the dispersing agent, and the solvent are mixed to prepare a first light shielding composition, and then the binder, the crosslinking agent, the initiator, and the surfactant are mixed with the first light shielding composition and reacted. A process of preparing a second light shielding composition,
And the light blocking layer is in contact with the color filter layer.
상기 제1 차광조성물을 제조하는 공정은 상기 차광제 표면에 상기 분산제를 피복시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법. The method of claim 6
The process of manufacturing the first light shielding composition includes the step of coating the dispersant on the surface of the light shielding agent.
상기 분산제는 제1 분산제 및 상기 제1 분산제보다 분자량이 큰 제2 분산제로 이루어지고, 상기 피복 공정에 의해서 상기 차광제의 입자 표면이 상기 제1 분산제로 1차 피복됨과 더불어 상기 제2 분산제로 2차 피복되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법. The method of claim 7, wherein
The dispersant comprises a first dispersant and a second dispersant having a molecular weight greater than that of the first dispersant, and the surface of the light-shielding agent is first coated with the first dispersant by the coating process, Method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that the car is covered.
상기 차광제는 카본 블랙으로 이루어지고,
상기 분산제는 에폭시계 화합물로 이루어지고,
상기 바인더는 카르도(Cardo)계 화합물로 이루어지고,
상기 가교제는 다기능성 모노머로 이루어지고,
상기 개시제는 옥심(Oxime) A 타입 또는 옥심(Oxime) B 타입 화합물로 이루어지고,
상기 계면활성제는 불소계 계면활성제로 이루어지고, 그리고,
상기 용제는 3-메톡시 부틸 아세테이트(3-Methoxy butyl acetate), 테트라 메틸 우레아(Tetra methyl urea), 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트(Propylene glycol mono methyl ether acetate), 및 부탄 디올 디아세테이트(Butane diol di-acetate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 용제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법. The method of claim 6,
The light shielding agent is made of carbon black,
The dispersant is composed of an epoxy compound,
The binder is made of a cardo-based compound,
The crosslinking agent consists of a multifunctional monomer,
The initiator consists of an oxime A type or an oxime B type compound,
The surfactant consists of a fluorine-based surfactant, and
The solvent is 3-Methoxy butyl acetate, Tetra methyl urea, Propylene glycol mono methyl ether acetate, and Butane diol diacetate. -acetate) manufacturing method of a liquid crystal display device, characterized in that consisting of at least one organic solvent selected from the group consisting of.
상기 차광제는 상기 차광층 전체에서 45 ~ 50중량%로 포함되고,
상기 분산제는 상기 차광층 전체에서 5 ~ 10중량%로 포함되고,
상기 바인더는 상기 차광층 전체에서 30 ~ 40중량%로 포함되고,
상기 가교제는 상기 차광층 전체에서 4 ~ 14중량%로 포함되고,
상기 개시제는 상기 차광층 전체에서 5 ~ 15중량%로 포함되고, 그리고,
상기 계면활성제는 상기 차광층 전체에서 0.3 ~ 1중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법. The method of claim 6,
The light shielding agent is included in 45 to 50% by weight in the entire light shielding layer,
The dispersant is included in 5 to 10% by weight in the entire light shielding layer,
The binder is contained in 30 to 40% by weight in the entire light shielding layer,
The crosslinking agent is included in 4 to 14% by weight in the entire light shielding layer,
The initiator is included in 5 to 15% by weight in the entire light shielding layer, And
The surfactant is a manufacturing method of the liquid crystal display device, characterized in that contained in 0.3 to 1% by weight in the entire light shielding layer.
상기 컬러 필터층은 서로 중첩되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 포함하여 이루어진 액정표시장치. The method of claim 1,
The color filter layer includes a first color filter and a second color filter overlapping each other.
상기 차광층은 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 중첩되는 영역과 중첩되도록 구비되어 있는 액정표시장치. The method of claim 11,
And the light blocking layer is formed to overlap a region where the first color filter and the second color filter overlap.
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