KR19990010636A

KR19990010636A - Liquid Crystal Display and Manufacturing Method

Info

Publication number: KR19990010636A
Application number: KR1019970033473A
Authority: KR
Inventors: 김상갑
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-18

Abstract

컬러 필터를 제조하는 공정에서 박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분에 대응하는 컬러 필터 기판 영역의 블랙 매트릭스 위에 적, 녹, 청 각 화소의 염료를 적층하여 유지하고자 하는 기판의 간격만큼의 두께로 쌓인 염료층을 형성한다. 이에 의하면 별도로 기판 간격제를 산포하는 공정이 필요없고, 컬러 필터 형성 과정에서의 마스크를 수정함으로써 박막 트랜지스터 수만큼의 염료층을 형성하여 기판의 간격을 규제한다. 염료층의 두께와 블랙 매트릭스의 두께를 조절함으로써 원하는 기판 간격을 얻을 수 있다.In the process of manufacturing a color filter, dyes of red, green, and blue pixels are laminated and maintained on a black matrix of a color filter substrate region corresponding to a portion where a thin film transistor is formed on the thin film transistor substrate. A dye layer stacked in thickness is formed. This eliminates the process of distributing the substrate spacers separately, and by modifying the mask in the process of forming the color filter, the number of dye layers as many as the number of thin film transistors is formed to regulate the substrate spacing. The desired substrate spacing can be obtained by adjusting the thickness of the dye layer and the thickness of the black matrix.

Description

Liquid Crystal Display and Manufacturing Method

이 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.This invention relates to a liquid crystal display device and its manufacturing method.

액정 패널에 대하여는 여러 가지 성능이 요구되는데, 이 가운데 응답 속도나 대비비, 시야각 등은 액정층의 두께와 밀접한 관계가 있다. 따라서 액정층의 두께를 일정하게 유지하는 것이 필요하다.Various performances are required for the liquid crystal panel, and among these, the response speed, contrast ratio, viewing angle, etc. are closely related to the thickness of the liquid crystal layer. Therefore, it is necessary to keep the thickness of the liquid crystal layer constant.

종래 기술에 따르면, 액정 표시 장치의 두 장의 기판의 간격(gap)을 규제하고 적당한 액정층의 두께를 유지하기 위하여 기판 간격제(spacer)를 사용한다. 기판 간격제로는 일반적으로 하중부의 영향에 따라 크기가 가변하는 탄성체 플라스틱을 주로 사용하고 있으나, 이를 이용한 균일한 간격 형성에는 상당한 기술이 필요하다. 따라서 보다 쉽게 간격을 안정시킬 수 있는 진사구를 사용하는 경우도 많다.According to the prior art, a substrate spacer is used to regulate the gap between two substrates of the liquid crystal display device and to maintain an appropriate thickness of the liquid crystal layer. As the substrate spacer, an elastomer plastic having a variable size is generally used. However, a considerable amount of technology is required to form a uniform gap using the substrate spacer. Therefore, there are many cases where cinnabars are used to stabilize the interval more easily.

도 1은 종래의 기술에 따른 기판 간격제가 포함된 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 투명 기판(1, 2) 사이에 액정 물질이 주입되어 있고, 하판(1)의 채널 영역에는 박막 트랜지스터(4)가 형성되어 있다. 상판(2)에는 화소 영역에 컬러 필터(5)가 형성되어 있고, 채널 영역에는 블랙 매트릭스(6)가 형성되어 있다. 기판 간격제(7)는 화소 영역의 액정 층(3) 내에 산포되어 있으며, 이에 의해 적당한 기판 간격을 유지하고 있다. 보통 사용되는 액정 셀의 경우 기판의 간격은 4μm - 5μm 정도이다.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display including a substrate spacer according to the prior art. As illustrated in FIG. 1, a liquid crystal material is injected between two transparent substrates 1 and 2, and a thin film transistor 4 is formed in a channel region of the lower plate 1. In the upper plate 2, a color filter 5 is formed in the pixel region, and a black matrix 6 is formed in the channel region. The substrate spacer 7 is dispersed in the liquid crystal layer 3 in the pixel region, thereby maintaining an appropriate substrate interval. In the case of commonly used liquid crystal cells, the distance between the substrates is about 4 μm to 5 μm.

그러나, 기판 간격제를 이용하여 액정 셀의 간격을 유지하는 경우, 기판 간격제를 산포하는 별도의 공정이 필요하게 되며, 기판 간격제가 액정 내부에 포함되어 있는 데 따른 광누설 전류의 발생이나, 기판 간격제가 고르게 분포되지 않고 뭉치는 등의 문제점이 있다.However, when the gap between the liquid crystal cells is maintained by using the substrate spacer, a separate process of dispersing the substrate spacer is required, and the light leakage current caused by the substrate spacer is contained in the liquid crystal, or the substrate There is a problem that the spacers are not evenly distributed and aggregated.

본 발명에서는 기판 간격제가 필요하지 않은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display and a method of manufacturing the same, which do not require a substrate spacer.

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art,

도 2a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 액정 표시 장치를 제조하는 과정 중의 액정 표시 장치를 나타낸 것이고,2A to 5B illustrate a liquid crystal display during a process of manufacturing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 컬러 필터를 제조하는 공정에서 박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분에 대응하는 컬러 필터 기판 영역의 블랙 매트릭스 위에 적, 녹, 청 각 화소의 염료를 적층하여 기판의 간격을 규제한다.In order to solve the above problems, in the present invention, dyes of red, green, and blue pixels are deposited on a black matrix of a color filter substrate region corresponding to a portion where a thin film transistor is formed on a thin film transistor substrate in a process of manufacturing a color filter. It is laminated to regulate the spacing of the substrate.

이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 5b에 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판을 제조하는 공정이 도시되어 있다. 도 2a, 도 3a, 도 4a 및 도 5a는 제조 공정 중의 컬러 필터의 평면도이고, 도 2b, 도 3b, 도 4b 및 도 5b는 각각 도 2a, 도 3a, 도 4a 및 도 5a의 A - A' 선의 단면도이다.2A to 5B illustrate a process of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention. 2A, 3A, 4A, and 5A are plan views of color filters during the manufacturing process, and FIGS. 2B, 3B, 4B, and 5B are A-A 'of FIGS. 2A, 3A, 4A, and 5A, respectively. It is a cross section of the line.

먼저 투명 기판(2)에 블랙 매트릭스(6)를 형성한다(도 2a, 도 2b).First, the black matrix 6 is formed on the transparent substrate 2 (FIGS. 2A and 2B).

다음으로, 적색의 화소 영역에 적색의 컬러 필터(R)를 형성하는데, 이 때 박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분에 대응하는 컬러 필터 기판 영역(이하 '컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역'이라 한다)(8)을 노출시키도록 패턴을 형성하여, 적색의 염료가 적색의 화소 영역(R) 외에 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)의 블랙 매트릭스 위에도 적층되도록 한다(도 3a, 도 3b).Next, a red color filter R is formed in the red pixel region, in which a color filter substrate region corresponding to a portion where a thin film transistor is formed on the thin film transistor substrate (hereinafter referred to as a 'thin film transistor region of the color filter substrate'). A pattern is formed to expose 8, so that a red dye is deposited on the black matrix of the thin film transistor region 8 of the color filter substrate in addition to the red pixel region R (FIG. 3A, FIG. 3b).

다음, 녹색의 화소 영역에 녹색의 컬러 필터(G)를 형성하는데, 이 때 적색 패턴을 형성할 때와 마찬가지로 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)을 노출시키도록 패턴을 형성하여, 녹색의 염료가 녹색의 화소 영역 외에 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)에 적층되도록 한다. 이렇게 하면 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)에는 블랙 매트릭스 위에 적색 염료와 녹색 염료가 차례로 적층된다(도 4a, 도 4b).Next, a green color filter G is formed in the green pixel region, in which a pattern is formed to expose the thin film transistor region 8 of the color filter substrate, similarly to the case of forming a red pattern. Is stacked in the thin film transistor region 8 of the color filter substrate in addition to the green pixel region. In this way, a red dye and a green dye are sequentially stacked on the black matrix in the thin film transistor region 8 of the color filter substrate (FIGS. 4A and 4B).

마지막으로 청색 컬러 필터(B)를 형성하는데, 이 때도 동일한 방식으로 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)의 녹색 염료 위에 청색 염료가 적층되도록 한다. 그러면, 컬러 필터 기판의 박막 트랜지스터 영역(8)에는 블랙 매트릭스 위에 적, 녹, 청색 염료가 차례로 적층된다.(도 5a, 도 5b).Finally, the blue color filter B is formed, in which case the blue dye is deposited on the green dye in the thin film transistor region 8 of the color filter substrate. Then, red, green, and blue dyes are sequentially stacked on the black matrix in the thin film transistor region 8 of the color filter substrate (FIGS. 5A and 5B).

앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면 박막 트랜지스터의 갯수와 동일한 갯수의 염료층이 형성된다. 염료층의 두께는 적, 녹, 청 각각 1.5μm 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 이 염료층의 두께를 변화시켜 기판의 간격을 적당하게 규제할 수 있음은 물론이며, 미세한 간격의 조절은 블랙 매트릭스의 두께를 조절하여 할 수 있다. 블랙 매트릭스의 경우 5,000Å 정도까지 두께를 조절할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, the same number of dye layers as the number of thin film transistors is formed. The thickness of the dye layer is preferably about 1.5 μm each of red, green, and blue. The thickness of the dye layer can be changed to appropriately regulate the spacing of the substrate. Of course, the fine spacing can be adjusted by adjusting the thickness of the black matrix. In the case of the black matrix, the thickness can be adjusted up to 5,000Å.

컬러 필터의 배치 형태는 줄무늬(stripe)형, 모자이크(mosaic)형, 삼각(triangle)형, 4화소 배치형 등 어느 것이나 관계없다. 또한, 컬러 필터를 먼저 형성하고, 그 후 블랙 매트릭스를 형성하는 경우는 박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분에 대응하는 컬러 필터 기판 영역에 먼저 염료층을 형성하고, 그 위로 블랙 매트릭스를 형성할 수도 있다.The arrangement of the color filter may be any of stripe type, mosaic type, triangular type, and four pixel arrangement type. In addition, when the color filter is formed first, and then the black matrix is formed, the dye layer is first formed in the color filter substrate region corresponding to the portion where the thin film transistor is formed on the thin film transistor substrate, and then the black matrix is formed thereon. It may be formed.

본 발명의 실시예에 따라 형성한 액정 표시 장치의 구조가 도 6에 나타나 있다. 두 개의 투명 기판(1, 2) 사이에 액정 물질이 주입되어 있고, 하판(1)의 채널 영역에는 박막 트랜지스터(4)가 형성되어 있으며, 상판(2)에는 화소 영역에 컬러 필터(5)가 형성되어 있고, 채널 영역에는 블랙 매트릭스(6)가 형성되어 있는 것은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치와 동일하다. 다만, 도 6에 나타난 바와 같이, 박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분에 대응하는 컬러 필터 기판 영역의 블랙 매트릭스 위에 적, 녹, 청 각각의 염료가 적층되어 유지하고자 하는 기판의 간격만큼의 두께로 형성되어 있으며, 이 부분이 종래 기술에서의 기판 간격제의 역할을 대신하여 기판의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 하게 된다.The structure of a liquid crystal display device formed according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 6. A liquid crystal material is injected between the two transparent substrates 1 and 2, the thin film transistor 4 is formed in the channel region of the lower plate 1, and the color filter 5 is formed in the pixel region in the upper plate 2. The black matrix 6 is formed in the channel region, which is the same as the liquid crystal display device according to the related art. However, as shown in FIG. 6, red, green, and blue dyes are stacked on the black matrix of the color filter substrate region corresponding to the portion where the thin film transistors are formed on the thin film transistor substrate. It is formed to a thickness of, and this part serves to keep the gap of the substrate constant in place of the role of the substrate spacer in the prior art.

본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 기판 간격제를 산포하는 별도의 공정 없이 컬러 필터 제조 공정에서의 마스크 패턴을 수정하여 종래의 기술과 다른 기판 간격제를 형성함으로써 기판의 간격을 적절히 규제할 수 있고, 종래의 기판 간격제 산포에 따른 문제점인 광누설 전류나 기판 간격제의 뭉침 등의 현상도 발생하지 않는다.In the liquid crystal display device according to the present invention, it is possible to appropriately regulate the distance between the substrates by modifying the mask pattern in the color filter manufacturing process without forming a separate substrate spacer, thereby forming a substrate spacer different from the prior art. A phenomenon such as light leakage current or agglomeration of the substrate spacer, which is a problem caused by the conventional substrate spacer dispersion, does not occur.

Claims

Two transparent substrates facing each other,

A thin film transistor formed on one of the two transparent substrates,

A black matrix formed on the other of the two transparent substrates,

A color filter formed between the black matrices,

And a dye layer laminated on a black matrix of a substrate region in which the color filter corresponding to the portion where the thin film transistor is formed on the substrate on which the thin film transistor is formed.

Two transparent substrates facing each other,

A thin film transistor formed on one of the two transparent substrates,

A color filter formed on the other side of the two transparent substrates,

A dye layer laminated on a substrate region in which the color filter corresponding to a portion where a thin film transistor is formed on a substrate on which the thin film transistor is formed, is formed;

And a black matrix formed between the color filter and the color filter on the substrate on which the dye layer is formed.

Forming a black matrix on the transparent substrate,

Forming a color filter between the black matrices of the transparent substrate, and forming a dye layer on the black matrix.

Forming a color filter on the transparent substrate, and forming a dye layer between the color filters,

Forming a black matrix between the color filters.