KR20030058213A - 액정표시장치용 배향막 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 셀 영역(cell area)과, 상기 셀 영역의 주변 영역인 더미 영역(dummy area)으로 이루어진 베이스 기판(base substrate)의 셀 영역 상에 형성된 다수 개의 컬러필터셀과; 상기 컬러필터셀 내에 형성된 적, 녹, 청 컬러필터로 이루어진 컬러필터와; 상기 더미 영역에 형성되며, 상기 컬러필터와 동일 공정에서 동일 물질로 이루어진 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제공하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치용 액정셀의 제조공정에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
이러한 액정표시장치중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온/오프를 조절할 수 있는 스위칭 소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
일반적으로, 액정표시장치는 스위칭 소자 및 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해, 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성공정과 셀 갭(cell gap) 형성공정, 합착 공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입 공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 액정셀 공정에의해 액정표시장치를 이루는 기본 부품인 액정패널이 제작된다.
이하, 도 1은 일반적인 액정표시장치에 대한 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상부 및 하부 기판(10, 30)이 서로 일정간격 이격되어 있고, 이 상부 및 하부 기판(10, 30) 사이에는 액정층(50)이 개재되어 있다.
상기 하부 기판(30)의 투명 기판(1) 상부에는 게이트 전극(32)이 형성되어 있고, 이 게이트 전극(32) 상부에는 게이트 절연막(34)이 형성되어 있고, 이 게이트 절연막(34) 상부의 상기 게이트 전극(32)을 덮는 위치에는 액티브층(36a), 오믹콘택층(36b)이 차례대로 적층된 반도체층(36)이 형성되어 있고, 이 반도체층(36)의 상부에는 서로 일정간격 이격된 소스 및 드레인 전극(38, 40)이 형성되어 있고, 이 소스 및 드레인 전극(38, 40) 간의 이격구간에는 상기 액티브층(36a)의 일부를 노출시킨 채널(ch ; channel)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(32), 반도체층(36), 소스 및 드레인 전극(38, 40), 채널(ch)은 박막트랜지스터(T)를 이룬다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 게이트 전극(32)과 연결되어 제 1 방향으로 게이트 배선이 형성되고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 상기 소스 전극(38)과 연결되는 데이터 배선이 형성되고, 이 게이트 및 데이터 배선이 교차되는 영역은 화소 영역(P)으로 정의된다.
또한, 상기 박막트랜지스터(T) 상부에는 드레인 콘택홀(44)을 가지는 보호층(42)이 형성되어 있고, 상기 화소 영역(P)에는 드레인 콘택홀(44)을 통해 상기 드레인 전극(40)과 연결되는 화소 전극(48)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 상부 기판(10)의 투명기판(1) 하부에는 상기 화소 전극(48)과 대응되는 위치에 특정 파장대의 빛만을 걸러주는 컬러필터(14)가 형성되어 있고, 이 컬러필터(14)의 컬러별 경계부에는 빛샘현상 및 상기 박막트랜지스터(T)로의 광유입을 차단하는 블랙매트릭스(12)가 형성되어 있다.
그리고, 이 컬러필터(14) 및 블랙매트릭스(12)의 하부에는 상기 액정층(50)에 전압을 인가하는 또 다른 전극인 공통 전극(16)이 형성되어 있다.
한편, 상기 상부 및 하부 기판(10, 30) 사이에 개재된 액정층(50)의 누설을 방지하기 위해, 이 상부 및 하부 기판(10, 30)의 가장자리는 씰 패턴(52)에 의해 봉지되어 있다.
이 씰 패턴(52)은 상기 상부 및 하부 기판(10, 30)의 합착 공정 전에, 두 기판간의 일정한 셀갭을 유지하여, 추후 공정에서 액정 주입을 용이하게 할 뿐 아니라, 주입된 액정이 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 상부 및 하부 기판(10, 30)의 액정층(50)과 각각 접하는 부분에는 액정의 배열을 용이하게 유도하기 위해 상부 및 하부 배향막을 더욱 포함한다.
이와 같은 액정표시장치를 이루는 각 소자들은 PR층을 이용한 사진식각 공정을 통해, PR층 패턴에 의해 해당 물질을 식각처리하는 패터닝(patterning) 공정에 의해 형성된다.
이때, 각 소자간의 위치맞춤을 위하여 얼라인 키(align key)가 요구된다.
대표적인 얼라인 키로는 상부 및 하부 기판을 합착하는데 필요한 합착키를들 수 있으며, 그외에도 배향막 공정 및 씰 패턴 형성공정에도 배향막 인쇄키, 씰 패턴 인쇄키 등이 기판 상에 형성된다.
이하, 도 2는 종래의 컬러필터 공정용 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 셀 영역(I ; cell area)과 셀 영역(I)의 주변 영역인 더미 영역(II ; dummy area)으로 이루어진 베이스 기판(60 ; base substrate)의 셀 영역(I)에는 다수 개의 컬러필터셀(62 ; color filter cell)이 형성되어 있고, 더미 영역(II)의 상부 및 하부측에는 얼라인 키(64)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 컬러필터셀(62) 별로 적, 녹, 청 컬러필터(68a, 68b, 68c)가 반복적으로 형성되어 있다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 적, 녹, 청 컬러필터(68a, 68b, 68c)의 컬러별 경계부에는 블랙매트릭스가 위치하며, 상기 얼라인 키(64)는 블랙매트릭스와 동일물질로 이루어진다.
상기 얼라인 키(64)는 폭이 대략 100 ㎛인데 비해, 적, 녹, 청 컬러필터(68a, 68b, 68c) 각각의 폭은 대략 5 ㎛이기 때문에, 상기 얼라인 키(64)를 기준으로 컬러필터의 컬러별 위치맞춤이 정확히 이루어지기 어렵다.
도 3은 위치맞춤 불량이 발생된 컬러필터 기판에 대한 평면도로서, 설명의 편의상 일부 컬러필터셀에 대해서만 컬러필터 패턴을 도시하였다.
도시한 바와 같이, 컬러필터 패터닝 공정에서 얼라인 키(64)를 잘못 맞춘 경우 "III" 영역에서와 같이 녹 컬러필터(68b)가 청 컬러필터(도 2의 68c) 위치로 미스 얼라인되거나 "IV" 영역에서와 같이 적 컬러필터(68a)가 상/하 방향 또는 좌/우 방향으로 이동되어 미스 얼라인이 발생되었다.
상기 미스 얼라인의 발생원인으로는 컬러필터의 패터닝을 위한 노광 공정에서 노광기 트러블(trouble)로 인한 얼라인 에러(error)를 들 수 있다. 이러한 컬러필터의 미스 얼라인은 육안으로 할 수 없기 때문에, 후속 공정의 악영향을 끼치는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 검사기가 아닌 작업자가 쉽게 확인하여 불량을 미연에 방지할 수 있으며, 얼라인 불량을 최소화할 수 있는 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에서는 컬러필터 얼라인에 적합한 보조 얼라인 키(vernier align key)를 추가로 구비하도록 한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 종래의 컬러필터 공정용 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 평면도.
도 3은 위치맞춤 불량이 발생된 컬러필터 기판에 대한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 컬러필터용 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 평면도.
도 5는 상기 도 4의 보조 얼라인 키에 대한 확대도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
160 : 베이스 기판 162 : 컬러필터셀
164 : 주 얼라인 키 165 : 보조 얼라인 키
166 : 얼라인 키 168a : 적 컬러필터
168b : 녹 컬러필터 168c : 청 컬러필터
168 : 컬러필터 V : 셀 영역
VI : 더미 영역
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 셀 영역(cell area)과, 상기 셀 영역의 주변 영역인 더미 영역(dummy area)으로 이루어진 베이스 기판(base substrate)의 셀 영역 상에 형성된 다수 개의 컬러필터셀과; 상기 컬러필터셀 내에 형성된 적, 녹, 청 컬러필터로 이루어진 컬러필터와; 상기 더미 영역에 형성되는주 얼라인 키와; 상기 주 얼라인 키와 동일 영역에 형성되며, 상기 컬러필터와 동일 공정에서 동일 물질로 이루어진 보조 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제공한다.
상기 컬러필터의 컬러별 경계부에는 블랙매트릭스를 포함하며, 상기 주 얼라인 키는 상기 블랙매트릭스 물질로 이루어지며, 상기 보조 얼라인 키는 더미 패턴의 상부 및 하부 중앙에 각각 하나씩 위치하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 얼라인 키는 적, 녹, 청 컬러패턴이 서로 연속적으로 연결구성된 것을 특징으로 하며, 상기 컬러필터 및 보조 얼라인 키는 노광(exposure), 현상(development), 식각(etching) 공정을 포함하는 사진식각 공정(photolithography)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 컬러필터용 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 셀 영역(V)과 셀 영역(V)의 주변 영역인 더미 영역(VI)으로 이루어진 베이스 기판(160)의 셀 영역(V)에는 다수 개의 컬러필터셀(162)이 형성되어 있고, 더미 영역(VI)의 상부 및 하부측에는 주 얼라인 키(164) 및 보조 얼라인 키(165)로 구성된 얼라인 키(166)가 각각 형성되어 있다.
상기 주 얼라인 키(164)는 상부 및 하부측에 위치하고, 보조 얼라인 키(165)는 상부 및 하부 중앙부에 위치하고 있다.
그리고, 상기 컬러필터셀(162)내에는 적, 녹, 청 컬러필터(168a, 168b,168c)가 반복적으로 형성되어 있다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 적, 녹, 청 컬러필터(168a, 168b, 168c)의 컬러별 경계부에는 블랙매트릭스가 위치하며, 상기 주 얼라인 키(164)는 블랙매트릭스와 동일물질로 이루어지고, 상기 보조 얼라인 키(165)는 적, 녹, 청 컬러필터와 동일 물질로 동일 공정에서 이루어진 것을 특징으로 한다.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 보조 얼라인 키(165)는 컬러필터(168)의 노광(exposure), 현상(development), 식각(etching) 공정을 포함하는 사진식각 공정(photolithography)용 마스크에 보조 얼라인 키 패턴을 추가하여, 컬러별 컬러필터 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
도 5는 상기 도 4의 보조 얼라인 키에 대한 확대도면이다.
도시한 바와 같이, 적, 녹, 청 컬러패턴(165a, 165b, 165c)이 차례대로 배열된 구조로 이루어진 보조 얼라인 키(165)에 의하면, 각 컬러별 컬러필터 공정에서 미스 얼라인이 발생될 경우 보조 얼라인 키(165)를 이루는 컬러패턴도 동일 공정조건에서 형성되기 때문에 작업자는 육안으로도 컬러필터의 미스 얼라인을 보조 얼라인 키(165)를 통해 확인할 수 있다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 보조 얼라인 키의 갯수 및 형성 위치는 더미 영역 상에서 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 컬러필터용 보조 얼라인 키에 의하면, 검사기가 아닌 작업자가 쉽게 미스 얼라인을 확인할 수 있으므로, 불량을 미연에 방지할 수 있으며, 불량률도 줄일 수 있어 생산수율이 향상된 액정표시장치를 제공할 수 있다.
Claims (5)
- 셀 영역(cell area)과, 상기 셀 영역의 주변 영역인 더미 영역(dummy area)으로 이루어진 베이스 기판(base substrate)의 셀 영역 상에 형성된 다수 개의 컬러필터셀과;상기 컬러필터셀 내에 형성된 적, 녹, 청 컬러필터로 이루어진 컬러필터와;상기 더미 영역에 형성되는 주 얼라인 키와;상기 주 얼라인 키와 동일 영역에 형성되며, 상기 컬러필터와 동일 공정에서 동일 물질로 이루어진 보조 얼라인 키를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 컬러필터의 컬러별 경계부에는 블랙매트릭스를 포함하며, 상기 주 얼라인 키는 상기 블랙매트릭스 물질로 이루어진 액정표시장치용 컬러필터 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 보조 얼라인 키는 더미 패턴의 상부 및 하부 중앙에 각각 하나씩 위치하는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 보조 얼라인 키는 적, 녹, 청 컬러패턴이 서로 연속적으로 연결구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 컬러필터 및 보조 얼라인 키는 노광(exposure), 현상(development), 식각(etching) 공정을 포함하는 사진식각 공정(photolithography)을 통해 이루어지는 액정표시장치용 컬러필터 기판.
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- 2001-12-29 KR KR1020010088608A patent/KR20030058213A/ko not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |