KR102562047B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시부와 상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부를 포함하고, 상기 표시부는 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하며, 상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상에 배치되어 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 접촉하는 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하고, 상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 고정부를 매개로 마주하며, 상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함하거나, 또는 표시부와 상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부를 포함하되, 상기 표시부는 돌출부를 포함하는 보호막이 구비된 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하며, 상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상의 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하고, 상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 상기 고정부 및 돌출부를 매개로 마주하며, 상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함함으로써 적은 수의 마스크로 제조가 가능하고 공정이 단순화되어 제조 비용이 저감된 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 적은 수의 마스크로 제조가 가능하고 공정이 단순화되어 제조 비용이 저감되는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 투명전극이 형성된 두 장의 기판 사이에 수개의 액정분자들로 구성된 액정층을 개재시킨 후, 상기 투명전극들 사이에서 일어나는 전계에 의하여 액정 분자들의 배열을 변화시켜 빛의 투과량이 제어되도록 하는 것에 의해 소정의 화상을 표시하는 장치이다.

이러한 액정표시장치에 있어서, 응답속도, 대비비, 시야각, 휘도 균일성 등의 특성은 액정층의 두께, 즉, 셀 갭과 밀접한 관련을 갖기 때문에 액정표시장치의 화면 품위를 향상시키기 위해서는 균일한 셀 갭을 유지하는 것이 매우 중요하다.

특히, 액정표시장치가 대면적화 및 고품질화 되어가는 추세에서, 균일한 셀 갭의 유지는 더욱 중요시되고 있으며 현재 셀 갭 유지를 위한 방법으로서, 상부 기판인 컬러필터 기판에 컬럼 스페이서(column spacer)를 형성하는 방법이 알려져 있다.

또한, 빛샘을 방지하고 박막트랜지스터 어레이 기판으로 빛의 유입을 차단하기 위해 블랙매트릭스를 포함하였으며, 상부 기판과 하부 기판의 평탄화를 위해서 별도의 층을 포함하였다.

따라서, 블랙매트릭스, 컬럼스페이서, 각종 평탄화 층의 제조를 위한 별도의 마스크가 필요하였고, 각 층을 개별적으로 형성함에 따라 공정이 복잡해져 패널 제조 비용이 증대되는 문제점이 있는바, 이에 대한 해결책이 필요한 실정이다.

본 발명은 적은 수의 마스크로 제조가 가능하고 공정이 단순화되어 제조 비용이 저감된 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 표시부와 상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부를 포함한다. 상기 표시부는 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하며, 상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상에 배치되어 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 접촉하는 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하고, 상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 고정부를 매개로 마주하며, 상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함한다.

이 경우, 상기 절연부의 두께는 상기 제1 보호부의 두께보다 두꺼울 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 표시부와 상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부를 포함하되, 상기 표시부는 돌출부를 포함하는 보호막이 구비된 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하며, 상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상의 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하며, 상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 상기 고정부 및 돌출부를 매개로 마주한다. 상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함한다.

이 때, 상기 절연부의 두께는 상기 고정부 및 제1 보호부의 두께보다 두꺼울 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컬러필터층의 적층부는 적, 녹, 청색 컬러필터 중 두 개가 적층된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컬러필터층의 적층부 중 일부는 패터닝 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부와 비표시부의 높이 차는 0.5 내지 1 μm 일 수 있다.

본 발명의 액정표시장치는 적은 수의 마스크로 제조가 가능하므로 제조 공정이 단순화되며 패널 제조시 원가 절감이 가능하다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는 패널 틀어짐에 따른 휘도 불균일 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 액정표시장치(표시부)의 단면도이다.
도 3a 내지 3d는 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 액정표시장치 표시부 및 비표시부의 단면도이다.
도 5a는 제1 실시예에 따른 액정표시장치 비표시부의 단면도이며, 도 5b 내지 5g는 도 5a에 도시된 비표시부의 컬러필터에 있어 패턴 형상들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 액정표시장치(표시부)의 단면도이다.
도 8a 내지 8f는 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

실시예의 설명에 있어서, 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등이 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한 각 구성요소의 상, 옆 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 표시부와 비표시부를 포함하고, 상기 표시부는 박막트랜지스터 어레이기판 및 고정부를 매개로 박막트랜지스터 어레이기판과 마주하는 컬러필터 기판을 포함한다.

상기 박막트랜지스터 어레이 기판은 기판에 형성된 게이트 전극과, 게이트 절연층을 사이에 두고 상기 게이트 전극 상에 형성된 액티브층 및 오믹 콘택층과, 상기 오믹 콘택층 상에 형성된 소스 및 드레인 전극과, 보호층을 사이에 두고 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 포함한다. 상기 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극은 박막트랜지스터(TFT)를 구성한다.

상기 게이트 절연막은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막은 단일막뿐 아니라 게이트라인을 덮는 실리콘 질화막, 상기 실리콘 질화막 상부에 형성된 실리콘 산화막 구조와 같이 다중층으로 형성될 수 있다.

상기 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(도시하지 않음)에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인(도시하지 않음)에 공급되는 데이터 전압을 화소전극에 제공한다. 이로 인해, 상기 화소전극은 상기 데이터 전압을 일정 시간 동안 충전 및 유지한다.

상기 게이트 전극은 게이트라인으로부터의 스캔신호가 공급되도록 상기 게이트라인과 전기적으로 접속된다. 상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 단일막 또는 이들의 조합으로 이루어진 다중막일 수 있지만, 본 발명이 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.

상기 소스 전극은 상기 데이터라인으로부터의 데이터 전압이 공급되도록 상기 데이터라인과 전기적으로 접속된다. 상기 드레인 전극은 상기 소스 전극과 반도체층의 액티브층을 사이에 두고 대향되게 위치하여 상기 화소전극과 전기적으로 접속된다. 상기 드레인 전극은 상기 데이터라인으로부터의 데이터 전압을 화소 전극에 공급한다. 상기 소스 및 드레인 전극은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 단일막 또는 이들의 조합으로 이루어진 다중막으로 구성될 수 있다.

상기 액티브층은 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 중첩되게 형성되어 상기 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성한다.

상기 오믹 콘택층은 상기 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 컨택을 위해 상기 액티브층 상에 형성되어 상기 소스 및 드레인 전극 각각과 액티브층 사이의 전기 접촉 저항을 감소시키는 역할을 한다. 상기 액티브층 및 오믹 콘택층은 반도체층을 구성한다.

필요에 따라, 상기 박막트랜지스터 어레이기판은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 당 분야에 알려진 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상의 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함한다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 구조를 도시하고 있는데, 이를 참조하여 살펴보면 종래의 액정표시장치에 포함되는 컬러필터 기판은 빛샘을 방지하고 박막트랜지스터 어레이 기판(9)의 화소영역 주변부에 형성되는 반전 도메인을 통과하는 빛을 차폐하기 위하여 각 서브 컬러필터(3,4,5,6) 경계에 블랙매트릭스(2)를 구비하였다. 또한, 블랙 매트릭스(2)가 형성된 기판에 적(3), 녹(4), 청색(5) 컬러필터를 형성하였으며 RGBW형 컬러필터의 경우 백색 컬러필터(6) 해당 부분은 투명 물질로 채우는 방식으로 제조되었다. 또한, 블랙매트릭스(2)와 컬러필터 상부에는 평탄화를 위하여 오버코트층(7)이 형성되었으며, 박막트랜지스터 어레이기판과의 셀 갭(Cell Gap) 확보를 위해 컬럼스페이서(8)를 더 구비하는 형태로 컬러필터 기판이 제조되었다.

이 경우, 전술한 바와 같이 각 층이 개별 형성되는바, 제조 공정 상 여러 종류의 마스크가 필요하고 많은 단계를 거쳐야 했으므로 패널 제조비용이 높아지는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 종래의 블랙매트릭스 대신에 적, 녹, 청색 서브컬러필터의 적층 구조(적어도 두 종류 이상의 서브컬러필터 적층)를 포함하며, 컬럼스페이서, 오버코트층 및 RGBW형 컬러필터에 있어 백색 컬러필터 해당 부분을 동시 형성함으로써 제조 시 필요한 마스크 수를 절감하고 공정 단계를 줄여 전술한 문제점을 해결한다. 따라서, 본 발명의 액정표시장치는 RGBW 컬러필터에 적용하는 것이 바람직하다.

상기 베이스 기판(101)은 컬러필터 기판을 지지하는 역할을 하며, 그 재질로는 글라스 등일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러필터는 적, 녹, 청색의 서브컬러필터를 포함한다.

도 2는 제1 실시예에 따른 액정표시장치(표시부)의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터(100)는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는데, 제1 영역이란 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 영역을 의미하고, 제2 영역이란 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 하나 또는 두 종류의 서브컬러필터가 적층된 영역을 의미한다.

상기 제 1영역에는 고정부(102)가 구비되고, 상기 제2 영역에는 제1 보호부(103)가 구비되며, 상기 컬러필터(100)의 일측으로써 기판 상에 있어 적, 녹, 청색의 컬러필터가 배치되지 않은 영역에는 절연부(104)가 구비된다.

상기 고정부(102)란 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역에 배치된 구성으로 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 부분과 함께 셀 갭을 유지하며, 고정부(102)를 매개로 상기 박막트랜지스터 어레이기판(109)과 컬러필터 기판(106)이 마주한다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 컬럼스페이서를 별도로 구비하지 않을 수 있고, 상기 고정부(102)에 의해 대향하는 박막트랜지스터 어레이기판(109)과 컬러필터 기판(106) 사이에 액정층이 배치된다.

상기 제1 보호부(103)는 적, 녹, 청색의 서브컬러필터 중 하나 또는 두 종류의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역에 배치된 구성으로, 절연 및 평탄화 기능을 한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 제1 보호부(103)를 포함함으로써 별도의 오버코트층을 구비하지 않을 수 있다.

필요에 따라, 상기 제1 영역은 고정부(102)의 측면에 제2 보호부(105)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 영역에서 고정부(102)가 구비되지 않은 부분에 제2 보호부(105)가 구비될 수 있고, 제1 보호부(103)와 동일한 기능을 할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 컬러필터(100)의 일측에 절연부(104)가 포함된다. 상기 절연부(104)는 컬러필터(100)의 일측으로써 기판 상부 중 적, 녹, 청색의 컬러필터가 배치되지 않은 영역에 배치된다. 즉, RGBW 컬러필터에 있어 백색 컬러필터 해당 부분에 위치하며 절연 및 평탄화 기능을 한다.

도 3a 내지 3d는 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법에 관한 도면이므로, 이하 이들을 참조하여 설명한다.

먼저, 베이스 기판(101)에 적색 안료를 도포한 후, 이를 선택적으로 노광 및 현상하여 적색 컬러필터(제1 서브 컬러필터)를 형성하고, 이어서 그로부터 얻어지는 결과물의 상면 및 측면에 녹색 안료를 도포한 후 이를 선택적으로 노광 및 현상하여 녹색 컬러필터(제2 서브 컬러필터)를 형성한다. 그런 다음, 결과물 상면 및 측면에 청색 안료를 도포한 후, 이를 선택적으로 노광 및 현상하여 청색 컬러필터(제3 서브 컬러필터)를 형성하되, 베이스 기판(101)의 일 영역은 후에 절연부(104)가 구비될 수 있도록 컬러필터가 형성되지 않는다(도 3a). 명세서 및 도면에서는 적, 녹, 청색 서브컬러필터 순으로 형성하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 그 순서는 무관하다. 전술한 방법에 의하면 서브컬러필터 R,G,B 모두가 적층된 제1 영역과, 서브컬러필터 중 어느 하나가 배치되거나 또는 두 종류가 적층된 제2 영역이 형성된다.

이어서, 상기 제1 내지 제3 서브 컬러필터의 노출면 상에 수지 물질(206)을 도포한다(도 3b). 상기 수지 물질(206)은 후술하는 바와 같이 노광 및 현상 공정 등을 포함하는 포토리소그라피 공정을 거쳐야 하는바, 구체적으로는 감광성 유기물(PAC, Photo Active Compound)일 수 있다. 상기 수지 물질(206)이 네가티브(negative) 특성을 지닌다면, 투과부에 대응되는 부분은 노광되지 않고 차단부 및 반투과부에 대응한 부분만이 노광될 것이다. 그러나, 수지 물질(206)이 빛을 받는 부분이 현상 시 제거되는 포지티브(positive) 특성을 갖는 경우에는 마스크 중 차단부 및 투과부의 위치를 바꾼 형태의 노광 마스크를 이용하면 동일한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에서는 상기 수지 물질(206)의 빛을 받는 부분이 현상 시 남게 되는 특성을 갖는 네가티브(negative) 타입을 사용하는 것을 예로서 설명한다.

그 다음으로, 상기 수지 물질(206)이 도포된 컬러필터(100) 상에 도 3c에 도시된 바와 같이 마스크를 배치한 후 상기 고정부(102) 및 절연부(104)는 풀톤(Full-tone) 마스크를, 상기 보호부는 하프톤(Half-tone) 마스크를 이용하여 노광 한다.

상기 마스크는 차단부, 반투과부 및 투과부를 포함한다. 차단부는 빛을 차단하는 부분이고, 투과부는 빛을 통과시키는 부분이고, 반투과부는 빛의 세기를 줄이거나 빛의 양을 줄여 투과시키는 부분이다. 이 때, 반투과부는 슬릿 형태로 구성되거나 또는 다중의 코팅막을 구비할 수 있다.

본 발명에 있어, 마스크는 빛을 투과시키는 투과부와 빛을 차단시키는 차단부의 패턴을 구비한 풀톤 마스크(207) 또는 빛을 차단하는 차단부와 차단부보다 높은 강도의 빛을 통과시키는 반투과부의 패턴을 구비한 하프톤 마스크(208)가 사용된다.

풀톤 마스크(207)를 사용할 경우, 수지 물질(206) 중 풀톤 마스크(207)의 투과부와 대응되는 부분에서 일정한 두께를 갖는 단일층으로 패터닝되고, 하프톤 마스크(208)를 사용할 경우, 수지 물질(206) 중 하프톤 마스크(208)의 반투과부에 대응되는 부분에서 일정한 두께를 갖는 단일층으로 패터닝된다.

상기 고정부(102) 및 절연부(104)는 풀톤 마스크(207)를 사용하여 형성되고, 상기 제1 및 제2 보호부(105)는 하프톤 마스크(208)를 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 도 3d에 도시된 바와 같이 고정부(102)의 두께는 제2 보호부(105)의 두께보다 두꺼울 수 있고, 또한, 상기 절연부(104)의 두께는 상기 제1 보호부(103)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 컬럼스페이서, 오버코트층 및 백색 컬러필터 대신에 고정부(102), 제1 및 제2 보호부(105), 절연부(104)를 포함함으로써 액정표시장치의 제조에 필요한 마스크 수를 저감시킬 뿐만 아니라 상기 고정부(102), 제1 및 제2 보호부(105), 절연부(104)를 동시에 형성함으로써 공정 단계를 줄여 패널 제조 시의 원가를 절감하는 효과를 가진다.

도 4는 제1 실시예에 따른 액정표시장치 표시부 및 비표시부의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 비표시부는 제1 기판(201)상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층(202), 상기 컬러필터층(202) 상에 보호층(203), 지지부(204)를 매개로 상기 제1 기판(201)과 마주하는 제2 기판(205)을 포함한다. 즉, 본 발명의 제1 실시예는 비표시부에 표시부의 서브컬러필터 적층 구조를 적용하여 블랙 매트릭스를 대신한다.

상기 제1 기판(201)은 비표시부의 상부 기판이고, 제2 기판(205)은 하부 기판을 의미한다.

이 때, 서브컬러필터의 적층부는 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 종 이상의 컬러필터로 구성된다. 이 경우, 비표시부의 블랙매트릭스를 형성하는데 필요한 마스크를 사용하지 않고 표시부의 컬러필터 형성 시 사용하는 마스크를 동일하게 사용할 수 있으므로 마스크 수를 저감시킴에 따라 제조 원가를 낮출 수 있다.

다만, 비표시부에도 단일한 블랙매트릭스층 대신에 서브컬러필터의 적층 구조를 도입함에 따라, 액정표시장치 패널의 표시부와 비표시부 사이에 단차가 생겨 패널이 틀어짐에 따라 휘도 불균일 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 컬러필터층의 적층부는 적, 녹, 청색 컬러필터 중 두 개가 적층된 것이 바람직하다.

또한, 표시부와 비표시부 사이에 단차 발생 문제를 해결하기 위하여 상기 컬러필터층(202)의 적층부 중 일부는 패터닝된 구조일 수 있다. 특정 서브컬러필터 물질이 다른 서브컬러필터의 사이로 유입되도록 패터닝하여 적층부를 형성하는 경우 단순히 서브컬러필터를 적층하는 경우에 비하여 적층부의 높이가 감소하는바, 표시부와 비표시부의 단차를 감소시킴으로써 패널 틀어짐을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 컬러필터층(202)의 적층부 중 일부가 패터닝된 경우에, 상기 표시부와 비표시부의 높이 차는 0.5 내지 1 μm 일 수 있고, 이 경우 패널의 틀어짐 방지 정도가 현저히 향상되는바, 휘도 불균일 개선 효과가 증대된다.

도 5a 내지 5g를 참조하여 살펴보면, 상기 패턴의 형상은 표시부와 비표시부의 단차를 감소시키는 것으로써 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 특별히 제한되지 않고, 구체적으로는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 줄무늬 및 격자무늬로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 표시부와 비표시부를 포함하고, 상기 표시부는 돌출부(107)를 포함하는 보호막(108)이 구비된 박막트랜지스터 어레이기판(109)과, 돌출부(107) 및 고정부(102)를 매개로 상기 박막트랜지스터 어레이기판(109)과 마주하는 컬러필터 기판(106)을 포함한다.

제2 실시예에 있어 상기 박막트랜지스터 어레이기판(109)이 돌출부(107)를 포함하는 보호막(108)을 구비하고, 고정부(102)도 절연부(104)의 두께보다 얇게 형성될 수 있으며, 표시부에서 박막트랜지스터 어레이기판(109) 및 컬러필터 기판(106)이 고정부(102) 및 돌출부(107)를 매개로 마주한다는 점을 제외하고는 제1 실시예의 액정표시장치와 구성 및 효과가 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 중복되는 범위 내에서 생략하도록 한다.

도 6은 보호막(10)을 구비한 박막트랜지스터 어레이기판(9)을 포함하는 종래의 액정표시장치를 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 구조를 갖는 액정표시장치는 오버코트층(7)을 포함하여 컬러필터 기판을 평탄화하였고, 보호막(10)을 포함하여 박막트랜지스터 어레이기판(9)을 평탄화하였으므로, 셀 갭은 컬럼스페이서(8)에 의하여만 유지되었다.

그러나, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 박막트랜지스터 어레이기판(109)은 돌출부(107)를 포함하는 보호막(108)을 구비한다. 즉, 제1 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이기판(109)은 그 상부에 보호막(108)을 구비하지 않으나, 제2 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이기판(109)은 최상부에 돌출부(107)를 포함하는 보호막(108)이 배치되어 있다.

상기 돌출부(107)는 고정부(102)와 함께 셀 갭을 유지하는 역할을 하고, 이들에 의해 박막트랜지스터 어레이기판(109) 및 컬러필터 기판(106)이 지지되며, 그 사이에 액정층이 배치된다.

상기 보호막(108)이 돌출부(107)를 구비함에 따라 돌출부(107)와 고정부(102)가 박막트랜지스터 어레이기판(109)과 컬러필터 기판(106) 사이에 배치되므로, 셀갭 형성을 위해 별도의 컬럼스페이서를 구비하지 않을 수 있다.

도 8a 내지 8f는 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 과정을 나타낸 도면이므로, 이하 이를 참조하여 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 과정을 구체적으로 설명한다.

먼저, 베이스 기판(101) 상에 제1 서브 컬러필터, 상기 제1 서브 컬러필터의 상면 및 측면에 제2 서브 컬러필터, 상기 제2 서브 컬러필터의 상면 및 측면에 제3 서브 컬러필터를 배치하여 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 컬러필터층을 형성하고(도 8a), 이어서 상기 제1 내지 제3 서브 컬러필터의 노출면 상에 수지 물질(206)을 도포한다(도 8b).

그 다음으로, 상기 수지 물질(206)이 도포된 컬러필터 상에 도 8c에 도시된 바와 같이 마스크를 배치한 후 상기 절연부(104)는 풀톤(Full-tone) 마스크를, 상기 고정부(102) 및 보호부는 하프톤(Half-tone) 마스크를 이용하여 노광 한다. 노광 후 현상 등을 포함하여 포토리소그라피 공정을 거치면 도 8d에 도시된 바와 같은 컬러필터 기판(106)이 제조된다.

박막트랜지스터 어레이 기판의 제조와 관련하여, 그 상면에 보호막(108) 형성 물질을 도포한다(도 8e). 제2 실시예에 있어 보호막은 박막트랜지스터 어레이기판(109)을 외부로부터 보호할 뿐만 아니라 절연 및 평탄화 기능을 한다.

이 때 보호막 형성 물질(208)은 구체적으로는 감광성 유기 물질(PAC)을 그 재질로 할 수 있으나, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

이어서, 상기 보호막 형성 물질(208)이 도포된 박막트랜지스터 어레이기판(109) 상에 도 8f에 도시된 바와 같이 마스크를 배치한 후 풀톤(Full-tone) 마스크로 노광하여 돌출부(107)를 형성하고 하프톤(Half-tone) 마스크로 노광하여 돌출부(107)를 불포함하는 보호막(108)을 형성한다.

즉, 제2 실시예에 따르면, 상기 박막트랜지스터 어레이기판(109) 상부의 보호막(108)이 돌출부(107)를 구비함으로써 제1 실시예에 따른 고정부(102)에 비해 얇은 형태여도 무방한바, 상기 고정부(102)는 하프톤 마스크(208)를 사용하여 형성되어 절연부(104)의 두께가 상기 고정부(102) 및 제1 보호부(103)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 베이스 기판 2: 블랙매트릭스
3: 적색 컬러필터 4: 녹색 컬러필터
5: 청색 컬러필터 6: 백색 컬러필터
7: 오버코트층 8: 컬럼스페이서
9: 박막트랜지스터 어레이기판 10: 보호막
100: 컬러필터
101: 베이스 기판 102: 고정부
103: 제1 보호부 104: 절연부
105: 제2 보호부 106: 컬러필터 기판
107: 돌출부 108: 보호막
109: 박막트랜지스터 어레이기판
201: 제1 기판 202: 컬러필터층
203: 보호층 204: 지지부
205: 제2 기판 206: 수지 물질
207: 풀톤 마스크 208: 하프톤 마스크
209: 보호막 형성 물질

Claims (13)

1. 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하는 표시부; 및
   상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부;를 포함하고,
   상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상에 직접 배치되어 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 접촉하는 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하며,
   상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 상기 고정부를 매개로 마주하고,
   상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함하고,
   상기 고정부, 상기 제1 보호부 및 상기 절연부는 동일한 물질로 이루어지고,
   상기 제1 영역은 상기 베이스 기판의 표면에 직접 배치되는, 액정표시장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 고정부의 측면에 구비된 제2 보호부를 더 포함하는, 액정표시장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 고정부의 두께는 상기 제2 보호부의 두께보다 두꺼운, 액정표시장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 절연부의 두께는 상기 제1 보호부의 두께보다 두꺼운, 액정표시장치.
   
5. 돌출부를 포함하는 보호막이 구비된 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터 기판을 포함하는 표시부; 및
   상기 표시부의 최외곽영역을 둘러싸는 비표시부;를 포함하고,
   상기 컬러필터 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 일부에서 적, 녹, 청색의 서브컬러필터가 모두 적층된 제1 영역과 적, 녹, 청색의 서브컬러필터로 이루어진 군에서 선택된 한 개 또는 두 개의 서브컬러필터가 적층된 제2 영역을 포함하는 컬러필터, 상기 제1 영역 상에 직접 배치되는 고정부, 상기 제2 영역 상의 제1 보호부, 상기 컬러필터의 일측에 절연부를 포함하며,
   상기 표시부에서 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터 기판은 상기 고정부 및 돌출부를 매개로 마주하고,
   상기 비표시부는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에서 적, 녹, 청색 컬러필터 중 적어도 두 개가 적층된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 보호층, 지지부를 매개로 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 포함하고,
   상기 고정부, 상기 제1 보호부 및 상기 절연부는 동일한 물질로 이루어지고,
   상기 제1 영역은 상기 베이스 기판의 표면에 직접 배치되는, 액정표시장치.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 고정부의 측면에 구비된 제2 보호부를 더 포함하는, 액정표시장치.
   
7. 청구항 5에 있어서, 상기 절연부의 두께는 상기 고정부 및 제1 보호부의 두께보다 두꺼운, 액정표시장치.
   
8. 청구항 1 및 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비표시부의 상기 컬러필터층은 적, 녹, 청색 컬러필터 중 두 개가 적층된 것인, 액정표시장치.
   
9. 청구항 1 및 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비표시부의 상기 컬러필터층 중 일부 컬러필터는 패터닝되고, 다른 컬러필터가 패터닝된 상기 일부 컬러필터 사이로 유입된, 액정표시장치.
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 일부 컬러필터에 패터닝된 형상은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 줄무늬 및 격자무늬로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 액정표시장치.
    
11. 청구항 9에 있어서, 상기 표시부와 비표시부의 높이 차는 0.5 내지 1 μm인, 액정표시장치.
    
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