KR20010060817A

KR20010060817A - 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자

Info

Publication number: KR20010060817A
Application number: KR1019990063259A
Authority: KR
Inventors: 박지연; 이성한; 박진산
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-07

Abstract

본 발명은 상판에 컬러 필터가 없는 액정표시소자에 관한 것으로, 컬러 필터 및 블랙 메트릭스 없이 베어 글라스만을 합착하여 형성된 상판 글라스 기판과, 어레이 기판 위에 형성된 게이트 라인과, 상기 게이트 라인 위에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 위에 적, 녹, 청의 3개의 화소로 구성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 위에 형성된 제2 절연막과, 상기 적, 녹, 청의 화소가 각각 접속되는 지점의 상기 제2 절연막 위에 다수개로 형성된 데이타 라인과, 상기 데이타 라인과 데이타 라인 사이에 각각 형성된 투명전극으로 구성된 어레이 기판을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자{NO COLOR FILTER OF UPPER SUBSTRATE IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 상판의 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터 대신에, 어레이 기판 형성시 게이트 위의 절연체에 컬러 필터를 적용하여 상판의 컬러 필터가 없는 글라스만으로 합착하여 만든 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자에 관한 것이다.

종래의 기술에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 어레이 기판 화소 구조는 하판 글라스 기판(10) 위에 게이트 라인(11) 및 절연체(12)를 형성하고, 상기 절연체(12) 위에 다수개의 데이타 라인(13)을 일정 간격으로 형성하고 상기 데이타 라인(143)과 데이타 라인(13) 사이에 화소 전극인 투명전극(ITO)(14)을 형성하여 수동 TFT를 구성하였다.

그리고, 상판에서는 상판 글라스 기판(20) 위에 상기 하판의 데이타 라인(13)과 대응하는 방향에 블랙 메트릭스 메탈(24)을 다수개로 형성하고, 이 블랙 메트릭스 메탈(24) 사이에 적(R)(21), 녹(G)(22), 청(B)(23)의 색을 갖는 3개의 화소로 구성된 컬러 필터(21∼23)를 형성하여 패널을 생산하였다.

그러나, 이와 같이 어레이 기판에 게이트 라인(11), 절연체(12), 데이타 라인(13) 및 화소전극(14)으로 TFT를 구성되고, 상판에 컬러 필터(21∼23)와 블랙 메트릭스 메탈(24)로 구성된 종래의 액정표시조자에 있어서는, 하판의 각 레이어(layer)마다 오버레이 정확도 및 상판의 컬러 필터 형성을 위한 적(R), 녹(G), 청(B)의 패턴 및 BM 패턴의 정확성이 함께 요구되고, 또한 상하판의 합착시 얼라인먼트의 정확도가 요구되어 이로 인한 공정의 수가 증가하고 설계가 복잡한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명은 상판의 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터 대신에, 어레이 기판 형성시 게이트 위의 절연체에 컬러 필터를 형성하여 상판에 컬러 필터가 없는 글라스만으로 합착하여 만듬으로서 공정 및 설계를 단순화하고 생산량을 증대시킬 수 있는 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 패널 구조도

도 2는 본 발명에 의한 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자의 패널 구조도

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 의한 어레이 기판의 제조 공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하판의 글라스 기판(어레이 기판) 11 : 게이트 라인

12, 31 : 절연체 13 : 데이타 라인

14 : 화소전극(투명전극) 20 : 상판의 글라스 기판

21, 41 : 적색의 컬러 필터

22, 42 : 녹색의 컬러 필터

23, 43 : 청색의 컬러 필터 24 : 블랙 메트릭스 메탈

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자는,

컬러 필터 및 블랙 메트릭스 없이 베어 글라스만을 합착하여 형성된 상판 글라스 기판과,

어레이 기판 위에 형성된 게이트 라인과, 상기 게이트 라인 위에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 위에 적, 녹, 청의 3개의 화소로 구성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 위에 형성된 제2 절연막과, 상기 적, 녹, 청의 화소가 각각 접속되는 지점의 상기 제2 절연막 위에 다수개로 형성된 데이타 라인과, 상기 데이타 라인과 데이타 라인 사이에 각각 형성된 투명전극으로 구성된 어레이 기판을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 컬러 필터는 상기 제1 절연막 상에 무기 안료 및 유기 안료 등으로 도핑하여 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 컬러 필터는 상기 제1 절연막 상에 염색법, 인쇄법 및 전착법 등을 사용하여 컬러를 패터닝하여 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 의한 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자의 패널 구조도로서, 컬러 필터 및 블랙 메트릭스 없이 베어 글라스만으로 합착하여 만든 상판 글라스 기판(20)과, 컬러 필터가 내장된 어레이 기판으로 구성되어 있다.

컬러 필터가 내장된 어레이 기판은 어레이 기판(10) 위에 형성된 게이트 라인(11)과, 상기 게이트 라인(11) 위에 형성된 제1 절연막(31)과, 상기 제1 절연막(31) 위에 무기 안료(무기산화물 무기 착물), 유기 안료 등으로 도핑하거나 염색법, 인쇄법, 전착법 등으로 적(R)(41), 녹(G)(42), 청(B)(43)의 색을 갖는 3개의 화소로 구성된 컬러 필터(41∼43)와, 상기 컬러 필터(41∼43) 위에 형성된 제2 절연막(31)과, 상기 적(R)(41), 녹(G)(42), 청(B)(43)의 화소가 각각 접속되는 지점의 상기 제2 절연막(31) 위에 다수개로 형성된 데이타 라인(13)과, 상기 데이타 라인(13)과 데이타 라인(13) 사이에 각각 형성된 투명전극(14)으로 구성된다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 의한 어레이 기판의 제조 공정도이다.

먼저, 어레이 기판(10) 위에 게이트 라인(11)을 형성하고 이 게이트 라인(11) 위에 제1 절연막(31)을 형성한다(도 3a 내지 도 3c).

상기 제1 절연막(31) 위에 무기 안료(무기산화물 무기 착물), 유기 안료 등으로 도핑하거나 염색법, 전착법 등으로 적(R)(41), 녹(R)(42), 청(B)(43)의 색을 갖는 3개의 화소로 구성된 컬러 필터(41∼43)를 형성한 후 상기 컬러 필터(41∼43) 위에 제2 절연막(31)을 형성한다(도 3d).

이때, 절연막 형성시 절연막의 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 재현성을 위해 안료 분산, 염색법, 인쇄법, 전착법 등의 기존의 컬러 재현 방법을 응용하여 절연체 하부와 게이트 메탈 사이에 컬러를 패터닝하거나, 절연체 형성시 컬러를 형성하는 무기안료(금속, 금속 착물), 유기안료 등을 분산 도핑하여 절연체 자체에서 색을 구현가능하다.

또한, 상기 적(R)(41), 녹(G)(42), 청(B)(43)의 화소가 각각 접속되는 지점의 상기 제2 절연막(31) 위에 데이타 라인(13)을 다수개로 형성하고(도 3d), 상기 데이타 라인(13)과 데이타 라인(13) 사이에 ITO 투명전극(14)(도 3e)을 형성한다.

상기 제조 공정과 같이, 본 발명은 게이트 레이터 공정시 형성되는 게이트 라인 위에 절연막을 무기 안료(무기산화물 무기 착물) 유기 안료 등으로 도핑하거나 염색법, 인쇄법, 전착법등 기존의 컬러 재현 기술을 응용, 미세 패터닝을 하여 게이트 절연체 하부에 페이스트(paste)하여 하단의 블랙 라이트를 통해 바로 컬러가 하부부터 발현되도록 하였다. 따라서 상판의 블랙 매트릭스는 절연체 위의 데이타 메탈이 대체 차폐하므로 따로 구성할 필요가 없다.

이와 같이, 본 발명은 상판에서 형성하였던 블랙 메트릭스나 컬러 필터 패터닝을 어레이 기판에서 자체적으로 해결함으로써 어레이 기판과 베어 글라스만으로도 액정표시 장치를 제조할 수 있다. 이에 따라 상판의 블랙 메트릭스를 메탈이 이를 대체 차폐하며, 컬러 필터는 게이트 절연체가 대체함으로써 마스크 수의 감소 효과로 공정을 단순화할 수 있고 상판 디자인이 없어 설계를 단순화할 수 있으며, 원자제 절감 등의 여러가지 기능을 발휘할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 상판에 컬러필터가 없는 액정표시소자에 의하면, 어레이 기판에 게이타 라인 패턴을 형성하고 그 위의 절연막 형성시 절연막의 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 재현성을 위해 안료 분산, 염색법, 인쇄법, 전착법 등의 기존의 컬러 재현 방법을 응용하여 절연체 하부와 게이트 메탈 사이에 컬러를 패터닝하거나, 절연체 형성시 컬러를 형성하는 무기안료(금속, 금속 착물), 유기안료 등을 분산 도핑하여 절연체 자체에서 색을 구현 가능하다. ㄸ라서, 상판에서 형성하였던 블랙 메트릭스나 컬러 필터 패터닝을 어레이 기판에서 자체적으로 해결함으로써, 어레이 기판과 베어(bare) 글래스만으로도 액정 표시 장치를 제조할 수 있는 예가 된다. 이에 따라 상판의 블랙 메트릭스를 메탈이 이를 대체 차폐하며 컬러 필터는 게이트 절연체가 대체함으로써 마스크 수 감소 효과로 공정 단순화, 상판 디자인이 없는 설계 단순화, 원자제 절감의 여러 기능을 발휘할 수 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

액정표시소자에 있어서,

컬러 필터 및 블랙 메트릭스 없이 베어 글라스만을 합착하여 형성된 상판 글라스 기판과,

어레이 기판 위에 형성된 게이트 라인과, 상기 게이트 라인 위에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 위에 적, 녹, 청의 3개의 화소로 구성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 위에 형성된 제2 절연막과, 상기 적, 녹, 청의 화소가 각각 접속되는 지점의 상기 제2 절연막 위에 다수개로 형성된 데이타 라인과, 상기 데이타 라인과 데이타 라인 사이에 각각 형성된 투명전극으로 구성된 어레이 기판을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상판에 컬러 필터가 없는 액정표시소자.
제 1 항에 있어서, 상기 컬러 필터는,

상기 제1 절연막 상에 무기 안료 및 유기 안료 등으로 도핑하여 형성한 것을 특징으로 하는 상판에 컬러 필터가 없는 액정표시소자.
제 1 항에 있어서, 상기 컬러 필터는,

상기 제1 절연막 상에 염색법, 인쇄법 및 전착법 등을 사용하여 컬러를 패터닝하여 형성한 것을 특징으로 하는 상판에 컬러 필터가 없는 액정표시소자.