KR102385231B1 - 컬러필터 기판, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

컬러필터 기판, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 제1부화소영역 및 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판, 제1기판 상에 구비되고, 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부 및 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 포함하는 차광 패턴, 제1부화소영역 상에 구비되며 제1색상을 갖는 제1 컬러필터, 및 제2부화소영역 및 제1컬러필터 상에 구비되는 투명층을 포함하며, 차광 패턴은, 제1부화소영역 및 제2부화소영역 사이에 위치하고 제1개구부와 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하는, 컬러필터 기판을 개시한다.

Description

컬러필터 기판, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{Color filter substrate, manufacturing method thereof and liquid crystal display including the same}
본 발명의 실시예들은 컬러필터 기판, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다. 평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 낮은 전력 소모, 용이한 동화상 표시 및 높은 콘트라스트비 등의 장점을 갖는다.
액정 표시 장치는 두 장의 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며, 액정층에 전기장을 인가하여 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 입사광의 편광을 변화시켜 화소 별로 입사광의 투과 여부를 제어함으로써 영상을 표시한다.
본 발명의 실시예들은 컬러필터 기판, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판; 상기 제1기판 상에 구비되고, 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부 및 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 포함하는 차광 패턴; 상기 제1부화소영역 상에 구비되며 제1색상을 갖는 제1 컬러필터; 및 상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 구비되는 투명층;을 포함하며, 상기 차광 패턴은, 상기 제1부화소영역 및 상기 제2부화소영역 사이에 위치하고 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하는, 컬러필터 기판을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 백색의 부화소영역은, 상기 적색, 청색, 녹색의 부화소영역들로 둘러싸일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 투명층은 전기 절연성을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단절부는 상기 투명층으로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2개구부는 상기 투명층으로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1컬러필터의 단부는 상기 차광 패턴의 상부면 위에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 컬러필터 기판; 상기 컬러필터 기판과 마주보도록 배치된 상대 기판; 및 상기 컬러필터 기판 및 상기 상대기판 사이에 개재되는 액정층;을 포함하며, 상기 컬러필터 기판은, 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판; 상기 제1기판 상에 구비되고, 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부, 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부, 및 상기 제1부화소영역 및 상기 제2부화소영역 사이에 위치하고 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하는 차광 패턴; 상기 제1부화소영역 상에 구비되며 제1색상을 갖는 제1 컬러필터; 및 상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 구비되는 투명층;을 포함하는, 액정 표시 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1색상은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 투명층은 전기 절연성을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2개구부는 상기 투명층으로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단절부는 상기 투명층으로 채워질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판을 준비하는 단계; 상기 제1기판 상에 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부 및 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 갖는 차광 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1부화소영역 상에 제1색상을 갖는 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 및 상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 투명층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 차광 패턴은 상기 제1부화소영역 및 상기 제2부화소영역 사이에 위치하고 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하는, 컬러필터 기판의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 투명층은 전기 절연성을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 투명층을 형성하는 단계에서, 상기 투명층의 일부는 상기 단절부의 적어도 일부를 채울 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 투명층을 형성하는 단계에서, 상기 투명층의 일부는 상기 제2개구부를 채울 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1기판 상의 상기 백색의 부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들로 둘러싸일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 투명층을 이용하여 백색의 컬러필터를 구현할 수 있으며, 컬러필터 기판의 평탄도를 증가시킬 수 있어, 고 품질의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들 및 비교예에 따른 컬러필터 기판의 평탄도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(1)는 컬러필터 기판(10), 컬러필터 기판(10)과 마주보도록 배치된 상대 기판(20), 및 컬러필터 기판(10)과 상대 기판(20) 사이에 배치되는 액정층(LC)을 포함할 수 있다. 액정 표시 장치(1)는 상대 기판(20)과 인접하게 배치된 백라이트 유닛(미도시) 등으로부터 조사된 백색광이 액정층(LC)에 의해 편광 방향이 제어되고 컬러필터 기판(10)을 통과하면서 사용자에게 도달하여 화상을 구현할 수 있다.
상대 기판(20)은 제2 기판(210) 상에 형성된 화소회로(PC), 화소 전극(PE), 및 공통전극(CE)을 포함할 수 있다. 화소회로(PC)는 게이트배선(미도시) 및 소스배선(미도시)과 연결된 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 화소 전극(PE)은 절연층을 가운데 개재한 채 화소회로(PC)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 부화소영역마다 구비될 수 있다. 공통전극(CE)과 화소 전극(PE)은 전계를 형성하여 액정층(LC)의 편광 방향을 제어할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 액정층(LC)에 전계가 인가되지 않은 상태에서, 액정층(LC)의 배열 상태를 결정하는 배향막(미도시)이 액정층(LC)의 상부 및/또는 하부에 배치될 수 있다.
본 실시예에서는, 공통전극(CE)과 화소 전극(PE)으로 구성된 두개의 전극이 모두 상대 기판(20)에 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 화소 전극(PE)과 공통전극(CE) 이외에 다른 전극이 더 구비될 수 있고, 전극들은 모두 컬러필터 기판(10)에 배치될 수 있으며, 일부 전극은 상대 기판(20)에 형성되고 나머지 전극은 컬러필터 기판(10)에 배치될 수 있는 것과 같이 전극의 개수 및/또는 배치는 액정층(LC)의 모드에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
컬러필터 기판(10)은 제1기판(110), 제1기판(110) 상에 형성된 차광 패턴(120), 컬러필터(130R, 130G, 130B) 및 투명층(140)을 포함할 수 있다. 차광 패턴(120)은 복수의 부화소영역(R, G, B, W)과 대응되는 개구부들(ROP, GOP, BOP, WOP)을 포함하며, 복수의 부화소영역들(R, G, B, W) 사이에 개재되어 혼색을 방지하고 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높일 수 있다. 차광 패턴(120)은 제1방향으로 연장된 부분과 제2방향으로 연장된 부분을 가져, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역들(R, G, B) 각각의 주변부와 백색의 부화소영역(W)의 주변부를 따라 연장된다. 제2방향은 제1방향과 교차하는 방향일 수 있으며, 도 1에 표시된 것과 같이 제2방향은 제1방향에 수직일 수 있다.
복수의 부화소영역들(R, G, B, W)은 백색, 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들을 포함할 수 있다. 백색의 부화소영역(W)은 백색이 아닌 다른 색의 부화소영역들(R, G, B)과 인접하게 배치될 수 있다. 백색의 부화소영역(W)은 적색, 녹색, 청색의 부화소영역들(R, G, B)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 이 경우, 백색의 부화소영역(W)과 대응되는 개구부(WOP)를 중심으로 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)과 대응되는 개구부들(ROP, GOP, BOP)이 배열될 수 있다.
적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)과 대응되는 개구부들(ROP, GOP, BOP) 상에는 각각 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터들(130R, 130G, 130B)이 구비될 수 있으며, 컬러필터들(130R, 130G, 130B) 위에는 투명층(140)이 구비될 수 있다. 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터들(130R, 130G, 130B)은 투명한 수지에 적색, 녹색, 및 청색 안료 또는 염료가 첨가된 물질로 구성될 수 있다. 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터들(130R, 130G, 130B)은 각 개구부(ROP, GOP, BOP)의 크기보다 크게 형성될 수 있으며, 컬러필터(130R, 130G, 130B)의 단부는 차광 패턴(120)의 상부면 상에 위치할 수 있다.
투명층(140)은 컬러필터들(130R, 130G, 130B) 위에 구비되며, 제1기판(110)을 전체적으로 커버하도록 형성될 수 있다. 예컨대, 투명층(140)은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)뿐만 아니라 컬러필터가 없는 백색의 부화소영역(W0까지 연장되어 배치될 수 있다. 투명층(140)은 컬러필터들(130R, 130G, 130B)을 구성하는 안료이온의 용출을 막을 수 있다. 투명층(140)은 전기 절연성을 가지며, 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지와 같은 투명한 물질, 또는 감광성 수지와 같은 투명한 물질로 형성될 수 있다.
적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)과 대응되는 개구부(ROP, GOP, BOP, 이하, 제1개구부라 함)에는 컬러필터(130R, 130G, 130B) 가 구비되어 있으나 백색의 부화소영역(W)과 대응되는 개구부(WOP, 이하, 제2개구부라 함)는 컬러필터가 구비되어 있지 않으므로, 제2개구부(WOP)는 투명층(140)의 일부로 채워질 수 있다. 투명층(140)의 일부가 제2개구부(WOP)를 채우게 되면서, 제2개구부(WOP)에 형성된 투명층(140)의 높이는 상대적으로 낮아져 투명층(140)의 상부면이 평탄하지 않을 수 있다. 투명층(140)의 상부면이 평탄하지 않으면, 컬러필터 기판(10)과 상대 기판(20) 사이의 간격, 즉 셀 갭이 불균일하게 되므로 화질이 저하되는 문제가 발생할 있다.
그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 차광 패턴(120)이 제1개구부(ROP, GOP, 또는 BOP) 및 제1개구부(ROP, GOP, 또는 BOP)와 인접한 제2개구부(WOP)를 연결하는 단절부(122, disconnected portion)을 포함하므로, 투명층(140)의 상부면의 평탄도를 개선할 수 있으며 셀 갭을 비교적 균일하게 형성할 수 있다. 예를 들어, 단절부(122)는 투명층(140)이 제1기판(110) 상에 형성될 때 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B) 상에 도포된 투명층(140)을 형성하기 위한 물질이 제2개구부(WOP)로 유입될 수 있는 통로가 되므로, 제2개구부(WOP), 즉 백색의 부화소영역(W)과 대응되는 투명층(140)의 상부면의 높이(h1)와 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)와 대응되는 투명층(140)의 상부면의 높이(h2) 차이가 감소되고 투명층(140)의 상부면의 평탄도가 개선될 수 있다. 차광 패턴(120)은 이러한 단절부(122)를 제외하면, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역들(R, G, B) 각각의 주변부 전체를 따라 연장된다.
도 1에서는 단절부(122)가 제1 방향을 따라 제2개구부(WOP)의 양쪽 모서리에 구비된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 일부 실시예에서, 단절부(122)는 제2 방향을 따라 제2개구부(WOP)의 양쪽 모서리에 구비되거나, 제1방향 및 제2방향을 따라 제2개구부(WOP)의 4개의 모서리에 구비될 수 있다. 또 따른 일부 실시예에서, 단절부(122)는 제3 방향 및 제4방향을 따라 제2 개구부(WOP)의 코너에 구비될 수 있다. 단절부(122)의 위치 및 개수는 부화소영역들(R, G, B, W)의 면적, 컬러필터(130R, 130G, 130B)의 두께, 및/또는 투명층(140)의 두께 등을 고려하여 다양하게 구현될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 4 및 도 1을 참조하면, 백색, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역들(W, R, G, B)을 포함하는 제1기판(110)을 준비하며, 제1기판(110) 상에 차광 패턴(120)을 형성한다. 일부 실시예에서, 차광 패턴(120)은 제1기판(110) 상에 차광층(미도시)을 형성한 후 이를 패터닝하여 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 차광 패턴(120)은 흑색 안료를 포함하는 흑색 감광성 수지를 제1기판(110) 상에 형성한 후 마스크를 이용하여 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
차광 패턴(120)은 복수의 부화소영역들(W, R, G, B) 사이에 개재되어 혼색을 방지하고 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높일 수 있다. 차광 패턴(120)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 백색, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역들(W, R, G, B) 각각에 대응되는 개구부들(WOP, ROP, GOP, BOP) 및 단절부(122)를 포함할 수 있다. 예컨대, 단절부(122)는 백색의 부화소영역(W)과 대응되는 개구부(WOP, 제2개구부) 및 백색의 부화소영역(W)과 인접한 부화소영역(R, G, B)과 대응되는 개구부(ROP, GOP, BOOP, 제1개구부)를 연결할 수 있다.
도 5 및 도 1을 참조하면, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역(R, G, B)과 대응하는 제1개구부(ROP, GOP, BOP) 상에 컬러필터(130R, 130G, 130B)를 형성한다. 컬러필터(130R, 130G, 130B)는 투명한 수지에 적색, 녹색, 및 청색 안료 또는 염료가 첨가된 물질로 형성될 수 있으며, 제1개구부(ROP, GOP, BOP)에 채워지도록 형성될 수 있다. 컬러필터(130R, 130G, 130B)는 적색, 녹색 및 청색 부화소영역(R, G, B)별로 아일랜드 형태로 형성될 수 있다. 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터들(130R, 130G, 130B)은 각 개구부(ROP, GOP, BOP)의 크기보다 크게 형성될 수 있으며, 컬러필터(130R, 130G, 130B)의 단부는 차광 패턴(120)의 상부면 상에 위치할 수 있다. 백색의 부화소영역(W)과 대응되는 제2개구부(WOP)에는 컬러필터가 형성되지 않는다.
도 6 및 도 1을 참조하면, 제1기판(110) 상에 투명층(140)을 형성한다. 일부 실시에에서, 투명층(140)은 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지와 같은 전기 절연성을 갖는 투명한 물질을 제1기판(110) 상에 도포한 후 이를 경화하여 형성할 수 있다.
투명층(140)을 형성하기 위한 투명한 물질은 제1기판(110)을 전체적으로 커버하도록 도포된다. 제1기판(110) 상에 도포된 투명한 물질은 액상으로 유동성을 가질 수 있다. 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B) 상에 도포된 투명한 물질은 백색의 부화소영역(W) 상에 도포된 투명한 물질에 비하여 상대적으로 높이 위치할 수 있다. 유동성을 갖는 투명한 물질은 단절부(122)를 통해 상대적으로 낮은 백색의 부화소영역(W)을 향해 용이하게 이동할 수 있다. 투명한 물질이 이동함에 따라 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B) 상에 도포된 투명한 물질의 양은 점점 줄어들고 백색의 부화소영역(W)의 제2개구부(WOP) 상의 투명한 물질의 양은 점점 증가하게 되므로, 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B) 상의 투명한 물질의 두께는 점차 감소하고 백색의 부화소영역(W) 상의 투명한 물질의 두께는 점차 증가한다. 이 후 투명한 물질이 경화되면서 형성된 투명층(140)의 상부면은 실질적으로 편평한 상태가 될 수 있다. 즉, 제1기판(110)으로부터 백색의 부화소영역(W)와 대응되는 투명층(140)의 상부면의 높이(h1)와 제1기판(110)으로부터 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)와 대응되는 투명층(140)의 상부면의 높이(h2)의 차이가 크게 줄어들어 투명층(140)의 상부면의 평탄도가 개선될 수 있다.
투명층(140)은 컬러필터들(130R, 130G, 130B)을 구성하는 안료이온의 용출을 막을 수 있다. 투명층(140)은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역(R, G, B)뿐만 아니라 컬러필터가 없는 백색의 부화소영역(W)까지 연장되어 배치되며, 투명층(140)의 일부는 제2개구부(WOP)에 채워진다. 단절부(122)는 투명한 물질이 이동하는 경로로서 투명한 물질이 남아있게 되므로, 단절부(122)의 적어도 일부는 투명층(140)으로 채워지게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예들 및 비교예에 따른 컬러필터 기판의 평탄도를 보여주는 그래프이다.
도 7의 x축은 부화소영역의 크기를 나타내며, y축은 평탄도를 나타내는 것으로, 평탄도는 (H2-H1)/(Ho2-Ho1)로 정의할 수 있다. 여기서 H2는 투명층(140)이 형성된 후 제1기판(110)으로부터 적색(또는 녹색, 청색)의 부화소영역의 최상부층까지의 높이를, H1은 투명층(140)이 형성된 후 제1기판(110)으로부터 백색의 부화소영역의 최상부층까지의 높이를, Ho2는 투명층(140)이 형성되기 전 제1기판(110)으로부터 적색(또는 녹색, 청색)의 부화소영역의 최상부층까지의 높이를, Ho1은 투명층(140)이 형성되기 전 제1기판(110)으로부터 백색의 부화소영역의 최상부층까지의 높이를 나타낸다.
도 7의 실시예 1 및 실시예2는 도 6에 도시된 컬러필터 기판(10)과 같은 구조의 컬러필터 기판에 대하여 테스트한 결과로서, 실시예 1 및 실시예 2의 경우 H2는 h2이고, H1은 h1이며, Ho2는 적색 컬러필터의 두께에 해당하는 tr이고 Ho1는 0(zero)이 될 수 있다. 실시예 1은 도 1에 도시된 바와 같이 단절부(122)가 백색의 부화소영역(W)의 개구부(WOP) 제1 방향을 따라 2개 배치되어 인접한 2개의 부화소영역들의 개구부들과 백색의 부화소영역(W)의 개구부(WOP)를 연결한 컬러필터 기판에 대한 테스트 결과이고, 실시예 2는 단절부(122)가 제3 및 제4방향을 따라 백색의 부화소영역(W)의 개구부(WOP)의 4개의 코너에 배치되어, 인접한 4개의 부화소영역들의 개구부들과 백색의 부화소영역(W)의 개구부(WOP)를 연결한 컬러필터 기판에 대한 테스트 결과이다.
비교예는 단절부(122)가 구비되지 않는 차광 패턴을 갖는 컬러필터 기판, 즉 각 부화소영역이 차광 패턴에 의해 전체적으로 둘러싸인 컬러필터 기판에 대한 테스트 결과이다.
도 7을 참조하면, 단절부(122)를 구비하는 실시예 1 및 실시예2의 경우, 단절부(122)를 구비하지 않는 비교예에 비하여 평탄도가 약 0.2 정도 개선된 것을 확인할 수 있다. 평탄도가 약 0.2 개선되었다고 함은 투명층(140)의 상부면의 높이 차이가 약 40% 정도 감소되었다는 것을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 액정 표시 장치(1)는 컬러필터 기판(10'), 컬러필터 기판(10')과 마주보도록 배치된 상대 기판(20'), 및 컬러필터 기판(10')과 상대 기판(20') 사이에 배치되는 액정층(LC)을 포함할 수 있다.
컬러필터 기판(10')은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 컬러필터 기판(10)의 구조를 포함하며, 추가로 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)와 연결된 화소 전극(PE)을 더 포함할 수 있다. 화소회로(PC)는 각 부화소영역(R, G, B, W)마다 형성되며, 적색, 녹색 및 청색의 부화소영역(R, G, B)에 구비된 화소회로(PC)는 컬러필터들(130R, 130G, 130B)로 덮일 수 있다. 화소 전극(PE)은 투명층(140) 상에 형성되며 각 부화소영역(R, G, B, W)마다 패터닝될 수 있다. 상대 기판(20')은 화소 전극(PE)과 마주보도록 제2 기판(210) 상에 형성된 공통전극(CE)을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 컬러필터 기판(10')은 앞서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 제조 방법에 따라 형성될 수 있다. 다만, 컬러필터(130R, 130G, 130B)를 형성하기 전에 화소회로(PC)를 형성하는 단계가 더 포함될 수 있고, 투명층(140)을 형성한 후에 화소회로(PC)를 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계 및 콘택홀을 통해 화소회로(PC)와 전기적으로 연결된 화소 전극(PE)을 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 투명층(140)은 투명한 감광성 수지를 이용하여 형성할 수 있으며, 이 때 투명한 감광성 수지가 단절부(122)를 통해 이동하며 그에 따라 투명층(140)의 평탄도가 개선되는 것은 앞서 설명한 바와 같다.
본 실시예에서는, 공통전극(CE)이 상대 기판(20')에 형성되고, 화소 전극(PE)이 컬러필터 기판(10') 에 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 화소 전극(PE)과 공통전극(CE) 이외에 다른 전극이 더 구비될 수 있고, 전극들은 모두 컬러필터 기판(10')에 배치될 수 있는 것과 같이 전극의 개수 및/또는 배치는 액정층(LC)의 모드에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
본 명세서에서 컬러필터 기판이라 함은 제1기판(110) 상에 단절부(122)를 구비하는 차광 패턴(120), 컬러필터(130R, 130G, 130B) 및 투명층(140)이 형성된 상태를 의미한다. 일부 실시예예서, 컬러필터 기판은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 제1기판(110) 상에 투명층(140)까지 형성된 경우를 의미할 수 있다. 또 다른 일부 실시예에서, 컬러필터 기판은 투명층(140) 이외에 다른 구성 및 층들을 더 포함될 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터를 구비하는 화소회로(PC) 등이 더 포함될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 액정 표시 장치
10, 10': 컬러필터 기판
20, 20': 상대 기판
110: 제1 기판
120: 차광 패턴
122: 단절부
130R, 130G, 130B: 적색, 녹색, 청색의 컬러필터
140: 투명층
210: 제2 기판
ROP, GOP, BOP: 적색, 녹색, 청색의 개구부
WOP: 백색 개구부
R, G, B, W: 적색, 녹색, 청색, 백색의 부화소영역
PE: 화소 전극
CE: 공통전극
LC: 액정층

Claims (18)

  1. 백색이 아닌 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판;
    상기 제1기판 상에 구비되고, 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부와 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 포함하며, 제1방향으로 연장된 부분과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장된 부분을 가져 상기 제1부화소영역의 주변부와 상기 제2부화소영역의 주변부를 따라 연장된, 차광 패턴;
    상기 제1부화소영역 상에 구비되며 제1색상을 갖는 제1 컬러필터; 및
    상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 구비되는 투명층;을 포함하며,
    상기 차광 패턴은, 상기 제1부화소영역과 상기 제2부화소영역 사이에 위치하여 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하여, 상기 단절부를 제외하면 상기 제1부화소영역의 주변부 전체를 따라 연장된, 컬러필터 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 컬러필터 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 백색의 부화소영역은, 상기 적색, 청색, 녹색의 부화소영역들로 둘러싸인, 컬러필터 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명층은 전기 절연성을 갖는, 컬러필터 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단절부는 상기 투명층으로 채워진, 컬러필터 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2개구부는 상기 투명층으로 채워진, 컬러필터 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1컬러필터의 단부는 상기 차광 패턴의 상부면 위에 위치하는, 컬러필터 기판.
  8. 컬러필터 기판;
    상기 컬러필터 기판과 마주보도록 배치된 상대 기판; 및
    상기 컬러필터 기판 및 상기 상대기판 사이에 개재되는 액정층;을 포함하며,
    상기 컬러필터 기판은,
    백색이 아닌 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판;
    상기 제1기판 상에 구비되고, 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부와 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 포함하며, 제1방향으로 연장된 부분과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장된 부분을 가져 상기 제1부화소영역의 주변부와 상기 제2부화소영역의 주변부를 따라 연장되고, 상기 제1부화소영역과 상기 제2부화소영역 사이에 위치하여 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하여, 상기 단절부를 제외하면 상기 제1부화소영역의 주변부 전체를 따라 연장된, 차광 패턴;
    상기 제1부화소영역 상에 구비되며 제1색상을 갖는 제1 컬러필터; 및
    상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 구비되는 투명층;을 포함하는, 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1색상은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나인, 액정 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 투명층은 전기 절연성을 갖는, 액정 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2개구부는 상기 투명층으로 채워진, 액정 표시 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 단절부는 상기 투명층으로 채워진, 액정 표시 장치.
  13. 백색이 아닌 제1부화소영역 및 상기 제1부화소영역와 인접한 백색의 제2부화소영역을 포함하는 제1기판을 준비하는 단계;
    상기 제1기판 상에 상기 제1부화소영역에 대응하는 제1개구부와 상기 제2부화소영역에 대응하는 제2개구부를 포함하며, 제1방향으로 연장된 부분과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장된 부분을 가져 상기 제1부화소영역의 주변부와 상기 제2부화소영역의 주변부를 따라 연장된, 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1부화소영역 상에 제1색상을 갖는 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제2부화소영역 및 상기 제1컬러필터 상에 투명층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 차광 패턴은 상기 제1부화소영역과 상기 제2부화소영역 사이에 위치하여 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 연결하는 단절부를 포함하여, 상기 단절부를 제외하면 상기 제1부화소영역의 주변부 전체를 따라 연장된, 컬러필터 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 투명층은 전기 절연성을 갖는, 컬러필터 기판의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 컬러필터 기판의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 투명층을 형성하는 단계에서, 상기 투명층의 일부는 상기 단절부의 적어도 일부를 채우는, 컬러필터 기판의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 투명층을 형성하는 단계에서, 상기 투명층의 일부는 상기 제2개구부를 채우는, 컬러필터 기판의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1기판 상의 상기 백색의 부화소영역은 적색, 녹색, 및 청색의 부화소영역들로 둘러싸인, 컬러필터 기판의 제조 방법.
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