KR102390321B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 제1 컬러 필터, 상기 제1 컬러 필터와 이격되는 제2 컬러 필터, 및 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 배치되고, 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제1 컬러 필터와 접촉하는 차광 패턴을 포함한다. 상기 차광 패턴의 두께는 상기 제1 컬러 필터의 두께 또는 상기 제2 컬러 필터의 두께 보다 작고, 상기 차광 패턴의 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면 보다 제1 높이만큼 낮고, 상기 차광 부재는 감광 물질을 포함하지 않는다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 상기 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 필터 및 차광 패턴을 포함하는 표시 장치 및 상기 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 표시 장치, 예를 들면 플라즈마 표시 장치, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 등이 주목을 받고 있다.
상기 표시 장치들은 광을 차단하기 위한 차광 패턴을 포함하는데, 상기 차광 패턴의 선폭이 클수록 개구율이 떨어지고, 상기 차광 패턴을 형성하기 위해 별도의 마스크를 이용한 포토 레지스트 공정이 필요하여 제조 비용이 상승하는 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 포토 레지스트 공정이 불필요하며, 얇은 선폭을 갖는 차광 패턴을 포함하여 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 컬러 필터, 상기 제1 컬러 필터와 이격되는 제2 컬러 필터, 및 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 배치되고, 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터와 접촉하는 차광 패턴을 포함한다. 상기 차광 패턴의 두께는 상기 제1 컬러 필터의 두께 또는 상기 제2 컬러 필터의 두께 보다 작고, 상기 차광 패턴의 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면 보다 제1 높이만큼 낮고, 상기 차광 부재는 감광 물질을 포함하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 흑색 안료를 포함하는 차광 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께는 각각 1.0 내지 4.0um(마이크로미터) 이고, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3 내지 4.0um일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 하부 베이스 기판, 상기 하부 베이스 기판과 대향하는 상부 베이스 기판, 및 상기 하부 베이스 기판 및 상기 상부 베이스 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터는 상기 하부 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 하부 베이스 기판과 상기 차광 패턴 사이에 배치되고 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 데이터 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 및 제2 컬러 필터 상에 배치되는 화소 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 화소 전극은 상기 차광 패턴과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 차광 패턴과 일부 중첩하여, 상기 화소 전극의 가장자리가 상기 차광 패턴과 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 컬러 필터는 복수의 화소들에 대응하여 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 컬러 필터는 복수의 화소들에 대응하여 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터는 상기 제1 방향으로 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 필터와 상기 하부 베이스 기판 사이에 배치되는 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극은 상기 차광 패턴과 중첩하지 않고, 상기 제1 또는 상기 제2 컬러 필터와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 게이트 패턴은 몰리브덴 탄탈륨 산화물(MoTaOx)을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 차광 물질을 형성하는 단계, 및 상기 차광 물질을 현상액을 통해 현상하여 상기 차광 물질의 상부를 제거하여, 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께는 각각 1.0 내지 4.0um(마이크로미터) 이고, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3 내지 4.0um일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 물질을 형성하는 단계에서, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 잉크젯 방법을 이용하여 상기 차광 물질을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴을 형성하는 단계에서는, 상기 차광 패턴의 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면 보다 제1 높이만큼 낮아질 때까지 상기 차광 물질의 상기 상부를 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광(exposure) 및 현상(development)을 통해 상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계, 및 상기 제1 컬러 필터가 형성된 상기 베이스 기판 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광 및 현상을 통해 상기 제2 컬러 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 물질을 형성하는 단계에서, 상기 차광 물질은 상기 제1 및 제2 컬러 필터의 상부를 커버하는 차광 물질층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 하부 베이스 기판일 수 있다. 상기 제조 방법은 상부 베이스 기판을 준비하는 단계, 및 상기 상부 베이스 기판과 상기 하부 베이스 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제조 방법은 상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계 전에, 상기 베이스 기판 상에 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 데이터 라인은 상기 차광 패턴과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제조 방법은 상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계 전에, 상기 베이스 기판 상에 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극은 상기 차광 패턴과 중첩하지 않고, 상기 제1 또는 상기 제2 컬러 필터와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 게이트 패턴은 몰리브덴 탄탈륨 산화물(MoTaOx)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성한다. 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 차광 물질을 형성한다. 상기 차광 물질을 현상액을 통해 현상하여 상기 차광 물질의 상부를 제거하여, 차광 패턴을 형성한다. 이에 따라 표시 장치를 제조 할 수 있다.
이때, 상기 차광 패턴의 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면보다 낮아질 때까지 현상 공정을 진행하므로, 영상이 표시 되기 위한 화소 영역 상에 원치 않게 잔류 하던 상기 차광 물질 역시 모두 제거될 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역에는 상기 차광 물질이 잔류하지 않아 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴은 상기 차광 물질을 잉크젯 방식으로 제공 후, 이를 현상하여 형성하므로, 잉크젯 방식으로 형성된 종래의 차광 패턴에 비해 그 선폭이 더 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 개구율이 향상될 수 있으며, 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴의 가장자리는 현상 공정을 진행하며, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 형성되는 그루브의 형상에 따라 제2 방향을 따라 직선 형태를 갖게 되므로, 종래 방식대로 잉크젯 방식으로 적하(drop) 후 경과 시킨 경우에 비해, 상기 차광 패턴의 형상의 품질이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 차광 패턴 주변의 빛샘등의 문제가 개선되어 상기 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 컬러 필터들과 차광 부재의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 상기 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 상기 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6a 내지 도 6i 는 도 1 내지 3의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 1 내지 3의 표시 장치의 다른 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 8은 도 4의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.
도 9a 내지 9d는 도 5의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 컬러 필터들과 차광 부재의 배치를 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 상기 표시 장치의 단면도이다. 도 3은 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 상기 표시 장치의 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 상기 표시 장치는 하부 베이스 기판(100), 게이트 패턴, 제1 절연층(110), 액티브 패턴(ACT), 데이터 패턴, 제2 절연층(120), 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G), 제3 컬러 필터(B), 차광 패턴(BM), 화소 전극(PE), 컬럼 스페이서(CS), 액정층(LC), 공통 전극(210) 및 상부 베이스 기판(200)을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 상기 화소들은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 배열되는 제1 내지 제6 화소들(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)은 상기 제1 방향(D1)으로 차례로 배열될 수 있다. 상기 제4 내지 제6 화소들(PX4, PX5, PX6)은 상기 제1 방향(D1)으로 차례로 배열될 수 있다. 상기 제4 화소(PX4)는 상기 제1 화소(PX1)와 상기 제2 방향(D2)으로 인접하여 배치될 수 있다. 상기 제5 화소(PX5)는 상기 제2 화소(PX2)와 상기 제2 방향(D2)으로 인접하여 배치될 수 있다. 상기 제6 화소(PX6)는 상기 제3 화소(PX3)와 상기 제2 방향(D2)으로 인접하여 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제6 화소들(PX1 내지 PX6)은 각각 영상을 표시하기 위해 광이 투과되는 영역인 화소 영역(PA)과 박막 트랜지스터와 같은 회로가 배치되어 광이 투과되지 않는 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 상기 차광 영역(BA)은 상기 화소 영역(PA)에 대해 상기 제1 방향(D2)으로 인접하여 배치될 수 있다. 상기 제1 방향(D1)으로 배열되는 상기 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)의 차광 영역(BA)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되도록 배열될 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 제1 화소(PX1) 및 상기 제4 화소(PX4)에 대응하여 배치될 수 있다. 즉 상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 제2 화소(PX2) 및 상기 제5 화소(PX5)에 대응하여 배치될 수 있다. 즉 상기 제2 컬러 필터(R)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 제3 화소(PX3) 및 상기 제6 화소(PX6)에 대응하여 배치될 수 있다. 즉 상기 제2 컬러 필터(R)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이, 상기 제2 컬러 필터(G)와 상기 제3 컬러 필터(B) 사이에는 각각 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 상기 차광 패턴(BM)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 차광 패턴(BM)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 인접하는 두 화소들 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G, B)은 스트립(STRIP) 형상으로 배열될 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 하부 베이스 기판(100)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 베이스 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계(polyimide-based) 수지, 아크릴계(acryl-based) 수지, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate-based) 수지, 폴리카보네이트계(polycarbonate-based) 수지, 폴리에테르계(polyether-based) 수지, 술폰산계(sulfonic acid-based) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계(polyethyleneterephthalate-based) 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 패턴이 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 게이트 패턴은 도전성 패턴으로, 광을 차단하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 게이트 패턴은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 게이트 패턴은 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인과 같은 화소를 구동하기 위한 신호를 전달하는 신호 라인을 포함할 수 있다. 상기 게이트 패턴은 상기 화소들의 상기 차광 영역(BA)에 배치될 수 있으며, 광을 효과적으로 차단하기 위해, 몰리브덴 탄탈륨 산화물(MoTaOx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 게이트 패턴은 금속층 및 상기 금속층 상에 형성된 몰리브덴 탄탈륨 산화물층을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(110)이 상기 게이트 패턴이 배치된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층(110)은 실리콘 산화물, 금속 산화물 등의 무기 절연 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(110)을 구성하는 금속 산화물은 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 티타늄 산화물(TiOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 절연층(110)은 상기 게이트 패턴을 따라 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 절연층(110)은 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 상기 제1 절연층(110)에는 상기 게이트 패턴에 인접하는 단차부가 생성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 절연층(110)은 상기 게이트 패턴을 충분하게 커버하면서 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다.
상기 액티브 패턴(ACT)이 상기 제1 절연층(110) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하게 배치될 수 있다. 상기 액티브 패턴(ACT)은 불순물들이 각기 도핑된 소스 영역과 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 상기 소스 및 드레인 영역들 사이에 제공되는 채널을 포함할 수 있다.
상기 데이터 패턴이 상기 액티브 패턴(ACT) 상에 배치될 수 있다. 상기 데이터 패턴은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 데이터 패턴은 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 및 데이터 라인(DL) 등 의 상기 화소들을 구동하기 위한 신호를 전달하는 신호 라인을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE), 상기 액티브 패턴(ACT) 및 상기 게이트 전극(GE)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 구성 요소로 포함될 수 있다.
상기 제2 절연층(120)은 상기 데이터 패턴이 배치된 상기 제1 절연층(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 절연층(120)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층(120)이 무기 절연 물질을 포함하는 경우, 상기 제2 절연층(120)은 실리콘 산화물, 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(120)을 구성하는 금속 산화물은 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 티타늄 산화물(TiOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 절연층(120)은 상기 데이터 패턴을 따라 상기 제1 절연층(110) 상에 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 절연층(120)은 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 상기 제2 절연층(120)에는 상기 데이터 패턴에 인접하는 단차부가 생성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 절연층(120)은 상기 데이터 패턴을 충분하게 커버하면서 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 제2 절연층(120) 상에 상기 제1 화소(PX1) 및 상기 제4 화소(PX4)에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 액정층(LC)을 투과하는 광에 적색을 제공하기 위한 것이다. 즉, 상기 제1 컬러 필터(R)는 적색 컬러 필터일 수 있다.
상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 제2 절연층(120) 상에 상기 제2 화소(PX2) 및 상기 제5 화소(PX5)에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 액정층(LC)을 투과하는 광에 녹색을 제공하기 위한 것이다. 즉, 상기 제2 컬러 필터(R)는 녹색 컬러 필터일 수 있다.
상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 제2 절연층(120) 상에 상기 제3 화소(PX3) 및 상기 제6 화소(PX6)에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 액정층(LC)을 투과하는 광에 청색을 제공하기 위한 것이다. 즉, 상기 제3 컬러 필터(B)는 청색 컬러 필터일 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 데이터 라인(DL) 상에서 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제2 컬러 필터(G)와 상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 데이터 라인 상에서 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 차광 패턴(BM)은 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이 및 상기 제2 컬러 필터(G)와 상기 제3 컬러 필터(B) 사이에 배치될 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)은 상기 데이터 라인(DL)과 중첩하게 상기 제2 절연층(120) 상에 배치될 수 있다. 따라서 상기 차광 패턴(BM)은 상기 데이터 라인(DL)과 중첩하는 상기 제2 절연층(120)의 부분과 상기 제1 및 제2 컬러 필터(R, G)의 측면들 또는 상기 제2 및 제3 컬러 필터(G, B)과 접촉할 수 있다.
상기 차광 패턴(BM)의 두께는 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B)의 두께 보다 작을 수 있다. 즉, 상기 차광 패턴(BM)의 상면은 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B)의 상면 보다 낮을 수 있다. 구체적으로, 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면은 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B)의 상기 상면보다 제1 높이(t1)만큼 낮을 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B)의 상기 두께는 약 1.0 내지 4.0um(마이크로미터) 이고, 상기 차광 패턴(BM)의 두께는 0.3내지 4.0um일 수 있다. 다만, 상기 제1, 제2 및 제3 컬러 필터(R, G, B)의 두께가 모두 4.0um인 경우에는, 상기 차광 패턴(BM)의 두께가 0.3um 이상 4.0um 미만일 수 있다.
상기 차광 패턴(BM)은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 카본 블랙(carbon black) 등의 흑색 안료를 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴(BM) 도 6e 및 도 6f에서 후술하는 바와 같이, 별도의 패터닝을 위한 노광 과정이 불필요 하므로, 포지티프 포토레지스트, 네거티브 포토레지스트 등의 감광 물질을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 차광 패턴(BM)은 노광 과정이 불필요하므로, 종래 별도의 패터닝을 위해 노광 과정을 필요로 하는 차광 패턴 재료에 비해, 흑색 안료 등을 더 포함시켜, 차광 성질을 더 우수하게 할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G, B) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B) 및 상기 2 절연층(120)을 통해 형성되는 콘택홀(미도시)을 통해 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO), 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 차광 패턴(BM)과 중첩하지 않을 수 있다. 본 실시예에서는 상기 화소 전극(PE)의 가장자리는 상기 차광 패턴(BM) 가장자리와 일치하도록 형성되어있으나, 다른 실시예에 따르면, 상기 화소 전극(PE)의 상기 가장자리는 상기 차광 패턴의 상기 가장자리와 이격되도록 배치될 수도 있다.
상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 화소 전극(PE)이 배치된 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G, B) 상에 배치될 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(CS)는 셀갭(cell gap)을 유지할 수 있다.
상기 액정층(LC)은 상기 화소 전극(PE)과 상기 공통 전극(210) 사이에 배치될 수 있다. 상기 액정층(LC)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시할 수 있다.
상기 공통 전극(210)은 상기 액정층(LC) 상에 배치될 수 있다. 상기 공통 전극(210)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 상기 공통 전극(210)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 공통 전극(210)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO), 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 상부 베이스 기판(200)은 상기 공통 전극(210) 상에 배치될 수 있다. 상기 상부 베이스 기판(200)은 예를 들면, 상기 상부 베이스 기판(200)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계(polyimide-based) 수지, 아크릴계(acryl-based) 수지, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate-based) 수지, 폴리카보네이트계(polycarbonate-based) 수지, 폴리에테르계(polyether-based) 수지, 술폰산계(sulfonic acid-based) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계(polyethyleneterephthalate-based) 수지 등을 포함할 수 있다.
도시하지 않았으나 상기 표시 장치는 상기 액정층(LC)과 상기 화소 전극(PE) 사이 및 상기 액정층(LC)과 상기 공통 전극(210) 사이에 각각 배치되는. 상기 액정층(LC)의 상기 액정 분자를 배향하기 위한 하부 및 상부 배향층들이 더 포함할 수 있다.
도시하지 않았으나 상기 표시 장치는 상기 하부 베이스 기판(100) 및 상기 상부 베이스 기판(200) 상에 각각 배치되는 하부 및 상부 편광층들, 및 상기 하부 베이스 기판(100) 아래 배치되어 상기 액정층(LC)에 광을 공급하는 백라이트 유닛 등 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 표시 장치는 화소 전극이 차광 부재를 일부 중첩하는 것을 제외하고 도 1 내지 3의 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 표시 장치는 하부 베이스 기판(100), 게이트 패턴, 제1 절연층(110), 액티브 패턴, 데이터 패턴, 제2 절연층(120), 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G), 제3 컬러 필터, 차광 패턴(BM), 화소 전극(PE), 컬럼 스페이서, 액정층(LC), 공통 전극(210) 및 상부 베이스 기판(200)을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)의 가장자리의 일부는 상기 차광 패턴(BM) 상에 배치되어, 상기 화소 전극(PE)과 상기 차광 패턴(BM)은 일부 중첩할 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)의 상면은 상기 제1, 제2 또는 제3 컬러 필터(R, G)의 상면 제1 높이(t1)만큼 낮을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 표시 장치는 컬러 필터 및 차광 부재의 위치 및 제3 절연층(130)을 더 포함하는 것을 제외하고 도 1 내지 3의 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 표시 장치는 하부 베이스 기판(100), 게이트 패턴, 제1 절연층(110), 액티브 패턴, 데이터 패턴, 제2 절연층(120), 제3 절연층(130), 화소 전극(PE), 컬럼 스페이서, 액정층(LC), 공통 전극(210) 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G), 제3 컬러 필터, 차광 패턴(BM) 및 상부 베이스 기판(200)을 포함할 수 있다.
상기 하부 베이스 기판(100) 상에 상기 게이트 패턴이 배치될 수 있다. 상기 게이트 패턴이 배치된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 상기 제1 절연층(110)이 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층(110) 상에 상기 액티브 패턴 및 데이터 라인(DL)을 포함하는 상기 데이터 패턴이 배치될 수 있다. 상기 액티브 패턴 및 상기 데이터 패턴이 배치된 상기 제1 절연층(110) 상에 제2 절연층(120)이 배치될 수 있다.
상기 제2 절연층(120) 상에 제3 절연층(130)이 배치될 수 있다. 상기 제3 절연층(130)은 유기 또는 무기 절연 물질을 포함하고, 상면이 평탄할 수 있다. 즉, 상기 제3 절연층은 평탄화 층의 기능을 할 수 있다.
상기 제2 절연층(120) 상에 상기 화소 전극(PE)이 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE) 상에 상기 액정층(LC)이 배치될 수 있다. 상기 액정층(LC) 상에 상기 공통 전극(210)이 배치될 수 있다. 상기 공통 전극(210) 상에 상기 제1 컬러 필터(R), 상기 제2 컬러 필터(G), 상기 제3 컬러 필터 및 상기 차광 패턴(BM)이 배치될 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(R), 상기 제2 컬러 필터(G), 상기 제3 컬러 필터 및 상기 차광 패턴(BM) 상에 상기 상부 베이스 기판(200)이 배치될 수 있다.
도 6a 내지 도 6i 는 도 1 내지 3의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 하부 베이스 기판(100) 상에 게이트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 게이트 패턴은 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인과 같은 화소를 구동하기 위한 신호를 전달하는 신호 라인을 포함할 수 있다.
상기 하부 베이스 기판(100) 상에 도전막(도시되지 않음)을 형성한 후, 사진 식각 공정 또는 추가적인 식각 마스크를 이용하는 식각 공정 등을 이용하여 상기 도전막을 패터닝함으로써, 상기 게이트 패턴을 수득할 수 있다. 여기서, 상기 도전막은 프린팅 공정, 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착(PLD) 공정, 진공 증착 공정, 원자층 적층(ALD) 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 게이트 패턴이 형성된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 제1 절연층(110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 절연층(110)은 스핀 코팅 공정, 화학 기상 증착 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착 공정 등을 이용하여 수득될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 제1 절연층(110) 상에 액티브 패턴 및 데이터 패턴을 형성할 수 있다. 상기 데이터 패턴은 데이터 라인(DL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(110) 상에 액티브 층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 액티브 층을 패터닝하여 상기 액티브 패턴을 형성할 수 있다. 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연층(110) 상에 도전층(도시되지 않음)을 형성한 후, 사진 식각 공정 또는 추가적인 식각 마스크를 이용하는 식각 공정 등을 이용하여 상기 도전막을 패터닝함으로써, 상기 데이터 패턴을 수득할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 절연층(110) 상에 상기 액티브 층 및 상기 도전층을 형성한 후, 상기 도전층 및 상기 액티브 층을 패터닝하여 상기 데이터 패턴과 상기 액티브 패턴을 형성할 수도 있다.
도 6c를 참조하면, 상기 데이터 패턴 및 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연층(110) 상에 제2 절연층(120)을 형성할 수 있다. 상기 제2 절연층(120)은 스핀 코팅 공정, 화학 기상 증착 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착 공정 등을 이용하여 수득될 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 제2 절연층(120) 상에 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G) 및 제3 컬러 필터를 형성할 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(R), 상기 제2 컬러 필터(G) 및 상기 제3 컬러 필터는 순차적으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 제2 절연층(120) 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광(exposure) 및 현상(development)을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 이후, 상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 제1 컬러 필터(R) 가 형성된 상기 제2 절연층(120) 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광 및 현상을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 이후, 제3 컬러 필터는 상기 제1 컬러 필터(R) 및 상기 제2 컬러 필터(G)가 형성된 상기 제2 절연층(120) 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광 및 현상을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G)은 잉크젯 방법 등 다른 방법에 의해서도 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G)(또는 제2 컬러 필터(G)와 제3 컬러 필터, 또는 제3 컬러 필터와 제1 컬러 필터(R))는 상기 데이터 라인(DL) 상에서 서로 이격되어 형성되므로, 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이에 그루브(groove)를 형성하여 도 6e에서 후술할 차광 물질이 채워지는 공간을 형성할 수 있다.
도 6e를 참조하면, 상기 제2 절연층(120) 상에 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이의 상기 그루브에 잉크젯 방식으로 상기 차광 물질(BM')을 제공할 수 있다. 상기 차광 물질(BM')은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 카본 블랙(carbon black) 등의 흑색 안료를 포함할 수 있다. 상기 차광 물질(BM')은 패터닝을 위한 노광 과정이 불필요 하므로, 포지티프 포토레지스트, 네거티브 포토레지스트 등의 감광 물질을 포함하지 않을 수 있다.
이때, 상기 차광 물질(BM')은 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G)의 상면의 일부를 커버할 수 있는 정도로 충분히 제공 될 수 있다. 이에 따라 상기 차광 물질(BM')의 상면은 상기 제1 컬러 필터(R)의 상면 및 상기 제2 컬러 필터(G)의 상면 보다 높을 수 있다.
도 6f를 참조하면, 상기 차광 물질(BM')을 현상액(developer)을 이용하여 현상하여, 상기 차광 물질(BM')의 상부를 제거할 수 있다. 이에 따라 차광 패턴(BM)이 형성될 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터(R, G)의 상기 상면보다 제1 높이(t1)만큼 낮을 수 있다. 이때, 현상액의 종류와 현상 시간 등의 현상 조건을 변경하여 적절한 높이의 상기 차광 패턴(BM)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터(R, G)의 상기 상면보다 낮아질 때까지 현상 공정을 진행하므로, 영상이 표시 되기 위한 화소 영역(도 1의 PA 참조) 상에 원치 않게 잔류 하던 상기 차광 물질 역시 모두 제거될 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역에는 상기 차광 물질이 잔류하지 않아 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(BM)은 상기 차광 물질(BM')을 잉크젯 방식으로 제공 후, 이를 현상하여 형성하므로, 잉크젯 방식으로 형성된 종래의 차광 패턴에 비해 그 선폭이 더 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 개구율이 향상될 수 있으며, 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(BM)의 가장자리는 현상 공정을 진행하며, 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이에 형성되는 상기 그루브의 형상에 따라 제2 방향(도 1의 D2 참조)을 따라 직선 형태를 갖게 되므로, 종래 방식대로 잉크젯 방식으로 적하(drop) 후 경과 시킨 경우에 비해, 상기 차광 패턴(BM)의 형상의 품질이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 차광 패턴(BM) 주변의 빛샘등의 문제가 개선되어 상기 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 6g를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G) 상에 화소 전극(PE)를 형성할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G) 상에 투명 도전층을 형성한 후, 이를 패터닝하여 수득할 수 있다. 상기 투명 도전층은 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공 증착 공정, 원자층 적층 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 수득될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 차광 패턴(BM)을 형성한 후, 상기 화소 전극(PE)을 형성하였으나, 필요에 따라 상기 화소 전극(PE)을 먼저 형성한 후, 상기 차광 패턴(BM)을 형성하는 것도 가능하다.
도 6h를 참조하면, 상기 화소 전극(PE)이 형성된 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G) 상에 컬럼 스페이서(CS)를 형성할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(CS)는 감광 물질을 포함하여 일반적인 포토 레지스트 공정을 통해 형성될 수 있으며, 따라서, 카본 블랙 등의 흑색 안료를 포함할 필요가 없다.
도 6i를 참조하면, 상부 베이스 기판(200) 상에 공통 전극(210)을 형성할 수 있다. 이후 상기 공통 전극(210)이 형성된 상기 베이스 기판(200) 과 상기 화소 전극(PE)이 형성된 상기 하부 베이스 기판(100) 사이에 액정층(LC)을 형성하여, 상기 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 도 1 내지 3의 표시 장치의 다른 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 상기 제조 방법은 차광 물질(도 6e의 BM') 대신 차광 물질층(BML)을 형성하는 것을 제외하고 도 6a 내지 6i에 나타난 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 반복되는 설명은 생략한다.
도 7a를 참조하면, 하부 베이스 기판(100) 상에 게이트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 제1 절연층(110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 절연층(110) 상에 액티브 패턴 및 데이터 패턴을 형성할 수 있다. 상기 데이터 패턴은 데이터 라인(DL)을 포함할 수 있다. 상기 데이터 패턴 및 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연층(110) 상에 제2 절연층(120)을 형성할 수 있다. 상기 제2 절연층(120) 상에 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G) 및 제3 컬러 필터를 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G)(또는 제2 컬러 필터(G)와 제3 컬러 필터, 또는 제3 컬러 필터와 제1 컬러 필터(R))는 상기 데이터 라인(DL) 상에서 서로 이격되어 형성되므로, 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이에 그루브(groove)를 형성할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 상기 제2 절연층(120), 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G) 상에 상기 차광 물질층(BML)을 형성할 수 있다. 상기 차광 물질층(BML)은 차광 물질을 포함할 수 있다. 상기 차광 물질은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 카본 블랙(carbon black) 등의 흑색 안료를 포함할 수 있다. 상기 차광 물질층(BML)은 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이의 상기 그루브를 채우고, 상기 제1 컬러 필터(R) 및 상기 제2 컬러 필터(G)의 상면을 커버하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 차광 물질층(BML)은 슬릿 코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 7c를 참조하면, 상기 차광 물질층(BML)을 현상액(developer)을 이용하여 현상하여, 상기 차광 물질층(BML)의 일부를 제거할 수 있다. 이에 따라 차광 패턴(BM)이 형성될 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터(R, G)의 상기 상면보다 제1 높이(t1)만큼 낮을 수 있다. 이때, 현상액의 종류와 현상 시간 등의 현상 조건을 변경하여 적절한 높이의 상기 차광 패턴(BM)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터(R, G)의 상기 상면보다 낮아질 때까지 현상 공정을 진행하므로, 영상이 표시 되기 위한 화소 영역(도 1의 PA 참조) 상에 원치 않게 잔류 하던 상기 차광 물질층(BML) 역시 모두 제거될 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역에는 상기 차광 물질층이 잔류하지 않아 표시 품질이 향상될 수 있다.
이후, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G) 상에 화소 전극, 컬럼 스페이서를 더 형성하고, 상부 베이스 기판 상에 공통 전극을 형성한 후, 상기 공통 전극(210)과 상기 화소 전극(PE) 사이에 액정층을 형성하여 상기 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 8은 도 4의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다. 상기 제조 방법은 화소 전극(PE)이 차광 물질(BM)과 일부 중첩하는 것을 제외하고 도 6a 내지 6i에 나타난 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 반복되는 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 하부 베이스 기판(100) 상에 게이트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 제1 절연층(110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 절연층(110) 상에 액티브 패턴 및 데이터 패턴을 형성할 수 있다. 상기 데이터 패턴은 데이터 라인(DL)을 포함할 수 있다. 상기 데이터 패턴 및 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연층(110) 상에 제2 절연층(120)을 형성할 수 있다. 상기 제2 절연층(120) 상에 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G), 제3 컬러 필터 및 차광 패턴(BM)을 형성할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G) 및 상기 차광 패턴(BM) 상에 화소 전극(PE)을 형성할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G) 상에 투명 도전층을 형성한 후, 이를 패터닝하여 수득할 수 있다. 상기 투명 도전층은 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공 증착 공정, 원자층 적층 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 수득될 수 있다. 이때, 상기 차광 패턴(BM)과 상기 화소 전극(PE)은 일부 중첩하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 화소 전극(PE)의 가장자리는 상기 차광 패턴(BM)과 접촉하도록 형성될 수 있다.
이후, 상기 화소 전극(PE)이 형성된 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G) 상에 컬럼 스페이서를 더 형성하고, 상부 베이스 기판 상에 공통 전극을 형성한 후, 액정층을 형성하여 상기 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 9a 내지 9d는 도 5의 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 상기 제조 방법은 컬러 필터 및 차광 부재가 상부 베이스 기판 상에 형성되는 것, 제3 절연층(130)을 더 형성하는 것을 제외하고 도 6a 내지 6i에 나타난 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 반복되는 설명은 생략한다.
도 9a를 참조하면, 상부 베이스 기판(200) 상에 제1 컬러 필터(R), 제2 컬러 필터(G) 및 제3 컬러 필터를 형성할 수 있다. 상기 상부 베이스 기판(200) 상에 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G) 사이의 그루브에 잉크젯 방식으로 상기 차광 물질(BM')을 제공할 수 있다. 상기 차광 물질(BM')은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 카본 블랙(carbon black) 등의 흑색 안료를 포함할 수 있다. 상기 차광 물질(BM')은 패터닝을 위한 노광 과정이 불필요 하므로, 포지티프 포토레지스트, 네거티브 포토레지스트 등의 감광 물질을 포함하지 않을 수 있다.
이때, 상기 차광 물질(BM')은 상기 제1 컬러 필터(R)와 상기 제2 컬러 필터(G)의 상면의 일부를 커버할 수 있는 정도로 충분히 제공 될 수 있다. 이에 따라 상기 차광 물질(BM')의 상면은 상기 제1 컬러 필터(R)의 상면 및 상기 제2 컬러 필터(G)의 상면 보다 높을 수 있다.
도 9b를 참조하면, 상기 차광 물질(BM')을 현상액(developer)을 이용하여 현상하여, 상기 차광 물질(BM')의 상부를 제거할 수 있다. 이에 따라 차광 패턴(BM)이 형성될 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)의 상기 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터(R, G)의 상기 상면보다 제1 높이(t1)만큼 낮을 수 있다. 이때, 현상액의 종류와 현상 시간 등의 현상 조건을 변경하여 적절한 높이의 상기 차광 패턴(BM)을 형성할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(R, G) 및 상기 차광 패턴(BM) 상에 공통 전극(210)을 형성할 수 있다. 상기 공통 전극(210)은 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공 증착 공정, 원자층 적층 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 수득될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 하부 베이스 기판(100) 상에 게이트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 하부 베이스 기판(100) 상에 제1 절연층(110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 절연층(110) 상에 액티브 패턴 및 데이터 패턴을 형성할 수 있다. 상기 데이터 패턴은 데이터 라인(DL)을 포함할 수 있다. 상기 데이터 패턴 및 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연층(110) 상에 제2 절연층(120)을 형성할 수 있다. 상기 제2 절연층(120) 상에 제3 절연층(130)을 형성할 수 있다. 상기 제3 절연층(130) 상에 화소 전극 및 컬럼 스페이서를 형성할 수 있다. 이후 상기 공통 전극(210)과 상기 화소 전극(PE) 사이에 액정층을 형성하여 상기 표시 장치를 제조 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성한다. 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 차광 물질을 형성한다. 상기 차광 물질을 현상액을 통해 현상하여 상기 차광 물질의 상부를 제거하여, 차광 패턴을 형성한다. 이에 따라 표시 장치를 제조 할 수 있다.
이때, 상기 차광 패턴의 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면보다 낮아질 때까지 현상 공정을 진행하므로, 영상이 표시 되기 위한 화소 영역 상에 원치 않게 잔류 하던 상기 차광 물질 역시 모두 제거될 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역에는 상기 차광 물질이 잔류하지 않아 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴은 상기 차광 물질을 잉크젯 방식으로 제공 후, 이를 현상하여 형성하므로, 잉크젯 방식으로 형성된 종래의 차광 패턴에 비해 그 선폭이 더 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 개구율이 향상될 수 있으며, 표시 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴의 가장자리는 현상 공정을 진행하며, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 형성되는 그루브의 형상에 따라 제2 방향을 따라 직선 형태를 갖게 되므로, 종래 방식대로 잉크젯 방식으로 적하(drop) 후 경과 시킨 경우에 비해, 상기 차광 패턴의 형상의 품질이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 차광 패턴 주변의 빛샘등의 문제가 개선되어 상기 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 하부 베이스 기판 110: 제1 절연층
DL: 데이터 라인 120: 제2 절연층
R: 제1 컬러 필터 G: 제2 컬러 필터
B: 제3 컬러 필터 BM: 차광 패턴
PE: 화소 전극 LC: 액정층
200: 상부 베이스 기판 210: 공통 전극

Claims (20)

  1. 하부 베이스 기판;
    상기 하부 베이스 기판 상에 배치되는 제1 컬러 필터;
    상기 하부 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 컬러 필터와 이격되는 제2 컬러 필터;
    상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 배치되고, 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터와 접촉하는 차광 패턴; 및
    상기 하부 베이스 기판과 상기 차광 패턴 사이에 배치되고, 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 데이터 라인을 포함하고,
    상기 차광 패턴의 두께는 상기 제1 컬러 필터의 두께 또는 상기 제2 컬러 필터의 두께 보다 작고, 상기 차광 패턴의 상면은 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면 보다 제1 높이만큼 낮고, 상기 차광 패턴은 감광 물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 바인더(binder), 솔벤트(solvent) 및 흑색 안료를 포함하는 차광 물질을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께는 각각 1.0 내지 4.0um(마이크로미터) 이고, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3 내지 4.0um이되,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께가 모두 4.0um인 경우에는, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3um 이상 4.0um 미만인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 베이스 기판과 대향하는 상부 베이스 기판; 및
    상기 하부 베이스 기판 및 상기 상부 베이스 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터는 상기 하부 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터 상에 배치되는 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 차광 패턴과 이격되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 차광 패턴과 일부 중첩하여, 상기 화소 전극의 가장자리가 상기 차광 패턴과 접촉하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 복수의 화소들에 대응하여 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 컬러 필터는 복수의 화소들에 대응하여 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터는 상기 제1 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터와 상기 하부 베이스 기판 사이에 배치되는 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 더 포함하고,
    상기 게이트 전극은 상기 차광 패턴과 중첩하지 않고, 상기 제1 또는 상기 제2 컬러 필터와 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 게이트 패턴은 몰리브덴 탄탈륨 산화물(MoTaOx)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 잉크젯 방법을 이용하여 차광 물질을 형성하는 단계; 및
    상기 차광 물질을 현상액을 통해 현상하여 상기 차광 물질의 상부를 제거하여, 차광 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께는 각각 1.0 내지 4.0um(마이크로미터) 이고, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3 내지 4.0um이되,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터의 두께가 모두 4.0um인 경우에는, 상기 차광 패턴의 두께는 0.3um 이상 4.0um 미만인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 차광 패턴을 형성하는 단계에서는, 상기 차광 패턴의 상면이 상기 제1 또는 제2 컬러 필터의 상면 보다 제1 높이만큼 낮아질 때까지 상기 차광 물질의 상기 상부를 제거하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계는
    상기 베이스 기판 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광(exposure) 및 현상(development)을 통해 상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 컬러 필터가 형성된 상기 베이스 기판 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광 및 현상을 통해 상기 제2 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 차광 물질을 형성하는 단계에서, 상기 차광 물질은 상기 제1 및 제2 컬러 필터의 상부를 커버하는 차광 물질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 하부 베이스 기판이고,
    상부 베이스 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 상부 베이스 기판과 상기 하부 베이스 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계 전에, 상기 베이스 기판 상에 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터 라인은 상기 차광 패턴과 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계 전에, 상기 베이스 기판 상에 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 게이트 전극은 상기 차광 패턴과 중첩하지 않고, 상기 제1 또는 상기 제2 컬러 필터와 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 게이트 패턴은 몰리브덴 탄탈륨 산화물(MoTaOx)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
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