KR20050019245A - 컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그제조방법 - Google Patents

컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그제조방법 Download PDF

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KR20050019245A
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삼성전자주식회사
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Abstract

광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되는 컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 보다 단순한 공정으로 상기 액정 표시 장치를 제조하는 방법이 개시된다. 액정 표시 장치는 제1 기판, 제2 기판, 액정층 및 돌출부를 포함한다. 상기 제1 기판은 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터를 가진다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된다. 상기 돌출부는 상기 중첩된 부분 상에 형성되어 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이의 셀 갭을 유지한다. 따라서, 컬러 필터가 중첩된 부분 상에 형성된 돌출부에 의해 광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되며, 추가적인 공정 없이 액정층 내에 다중영역을 생성하는 돌기를 형성할 수 있어서 공정이 단순화된다.

Description

컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그 제조방법{COLOR FILTER SUBSTRATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되는 컬러 필터 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치와 보다 단순한 공정으로 상기 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 박막 트랜지스터가 형성된 컬러 필터 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(Electric Field)를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 제1 기판, 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM), 컬러 필터(Color Filter), 공통 전극(Common Electrode), 화소 전극(Pixel Electrode), 액정, 액정층, 제2 기판, 유기 절연막, 무기 절연막, 스위칭 소자 및 씰(seal, 도시하지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 광을 통과시키는 투명한 재질로 이루어진다. 상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 기판 상에 형성되어 광을 차단한다. 상기 컬러 필터는 상기 제1 기판 상에 형성되어 특정한 파장의 광만을 통과시킨다. 상기 공통 전극은 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터가 형성된 상기 제1 기판 상에 형성된다. 상기 스위칭 소자는 상기 제2 기판 상에 증착(depositing), 패턴 형성(patterning) 및 식각(etching) 공정을 반복하여 형성되고, 구동 신호에 따라 제어된다. 상기 무기 절연막 및 상기 유기 절연막은 상기 스위칭소자가 형성된 상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 스위칭 소자를 전기적으로 절연한다. 상기 화소 전극은 상기 유기 절연막 상에 혹은 상기 유기 절연막 하부에 형성되어 상기 스위칭 소자로부터 구동 신호를 전달받는다. 상기 액정층 내의 액정은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되어 상기 구동신호에 따라 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성되는 전압차에 의해 구동된다.
상기 액정 표시 장치의 제조비용을 절감하기 위해서 공정을 단순화 하는 연구가 계속되고 있다. 상기 공정을 단순화하기 위해서, 별도의 블랙 매트릭스를 형성하지 않고 상기 컬러 필터들을 서로 중첩시켜서 블랙 매트릭스의 역할을 하도록 하는 기술이 연구되었다. 즉, 서로 다른 광을 통과시키는 컬러 필터들을 중첩시켜서 모든 광이 차단되도록 하여 블랙 매트릭스와 동일한 효과를 나타내도록 한다.
상기 컬러 필터들을 중첩하여 블랙 매트릭스를 대체하는 경우, 상기 모든 컬러 필터들이 중첩된 중앙부분에서는 모든 광을 차단하는 효과가 나타난다. 그러나, 상기 컬러 필터들이 중첩된 주변부분에서는 모든 컬러 필터들이 함께 중첩되지 못하여 일부 파장의 광이 새는 현상이 발생한다. 상기 광이 새는 현상은 상기 액정 표시 장치의 화질을 저하시키는 문제점을 야기한다.
또한, 상기 액정 표시 장치가 탁상용 모니터로 쓰이면서 시야각의 범위가 90°보다 넓게 하기 위한 기술이 연구되었다. 상기 시야각을 넓히는 기술로는 IPS(In-Plane Switching)기술, MVA(Multidomain Vertical Alignment)기술, PVA(Patterned Vertical Alignment)기술 등이 있다.
상기 MVA기술 중에는 컬러 필터 기판의 돌기 및 TFT(Thin Film Transistor) 기판의 화소 전극의 슬릿을 이용하여 액정층 내에 다중 영역을 만들고, 상기 다중 영역을 통해 시야각의 범위를 넓히는 방법이 있다.
상기 돌기는 마스크를 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 공정의 단순화를 위해, 유기막 등을 도포한 후 동일한 마스크를 이용하여 상기 돌기를 상기 컬러 필터 기판 및 상기 TFT 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 스페이서와 함께 형성한다. 그러나, 상기 돌기를 상기 스페이서와 함께 형성하는 경우, 상기 스페이서 상의 유기막의 두께와 상기 돌기의 높이에 큰 차이가 있어서 상기 돌기가 균일하게 형성되지 못하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은, 광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되는 컬러 필터 기판을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제2 목적은, 상기 컬러 필터 기판을 이용한 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제3 목적은, 보다 단순한 공정으로 상기 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 컬러 필터 기판은 기판, 복수의 컬러 필터 및 돌출부를 포함한다. 상기 복수의 컬러 필터는 상기 기판 상에 형성되고 서로 중첩된 부분을 갖는다. 상기 돌출부는 상기 중첩된 부분 상에 형성되고 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단한다.
상기 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정 표시 장치는 제1 기판, 제2 기판, 액정층 및 돌출부를 포함한다. 상기 제1 기판은 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터를 가진다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된다. 상기 돌출부는 상기 중첩된 부분 상에 형성되어 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이의 셀 갭을 유지한다.
상기 제3 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 제조하기 위해 먼저, 제1 기판 상에 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터를 형성한다. 이어서, 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 셀 갭을 유지하는 돌출부를 상기 중첩된 부분 상에 형성한다. 계속해서, 상기 돌출부가 형성된 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 형성한다. 마지막으로, 상기 돌출부가 형성된 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성한다.
따라서, 컬러 필터가 중첩된 부분 상에 형성된 돌출부에 의해 광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되며, 추가적인 공정 없이 액정층 내에 다중영역을 생성하는 돌기를 형성할 수 있어서 공정이 단순화된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 상기 도 1에서 A-A' 라인의 단면도이다.
액정 표시 장치는 제1 기판(100), 적색 컬러 필터(Red Color Filter, 102a), 녹색 컬러 필터(Green Color Filter, 102b), 청색 컬러 필터(Blue Color Filter, 102c), 공통 전극(Common Electrode, 104), 화소 전극(Pixel Electrode, 110), 액정층(105), 제2 기판(118), 유기 절연막(112), 무기 절연막(114), 스위칭 소자(116), 돌출부(106) 및 씰(seal, 도시하지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118)은 광을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 사용한다. 상기 유리는 무알칼리 특성이다. 상기 유리가 알칼리 특성인 경우, 상기 유리에서 알칼리 이온이 액정 셀 중에 용출되면 액정 비저항이 저하되어 표시 특성이 변하게 되고, 상기 씰과 유리와의 부착력을 저하시키고, 스위칭 소자(116)의 동작에 악영향을 준다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 상에는 화소 영역(200a, 200b, 200c) 및 주변 영역(202)이 정의된다. 상기 화소 영역(200a, 200b, 200c)은 액정의 배열을 조절할 수 있는 영역으로 광이 통과된다. 상기 화소 영역은 적색 화소 영역(200a), 녹색 화소 영역(200b) 및 청색 화소 영역(200c)을 포함한다. 상기 주변 영역(202)은 액정의 배열을 조절할 수 없는 영역으로 광이 차단된다.
상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)는 상기 제1 기판(100) 상에 형성된다. 상기 적색 화소 영역(200a), 상기 녹색 화소 영역(200b) 및 상기 청색 화소 영역(200c) 상에는 각각 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)가 형성되어 각각 적색, 녹색 및 청색의 광만을 선택적으로 투과시킨다. 상기 제1 기판(100) 상의 상기 주변 영역(202)에는 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)가 둘 이상 서로 중첩되어 있어서 광을 차단한다. 바람직하게는, 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)가 상기 주변 영역(202) 상에 모두 중첩된다. 그러나, 상기 컬러 필터들(102a, 102b, 102c)이 중첩할 때에 상기 컬러 필터들 사이에 단차가 발생한다. 따라서, 상기 단차에 의해 상기 주변 영역(202)의 일부에서는 상기 컬러 필터들 중에서 두 개의 컬러 필터만이 중첩된다. 상기 세 개의 컬러 필터가 모두 중첩되지 못하면 일부 파장의 광이 새는 현상이 발생할 수 있다.
상기 공통 전극(104)은 상기 컬러 필터가 형성된 상기 제1 기판(100) 상에 형성된다. 상기 공통 전극(104)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질을 포함한다.
상기 돌출부(106)는 상기 중첩된 부분 상에 형성되어 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 사이의 셀 갭을 일정하게 유지한다. 상기 돌출부(106)는 불투명한 물질이며, 불투명한 유기막이나 포토레지스트를 포함한다. 바람직하게는 상기 돌출부(106)는 열경화성 아크릴계 수지로 이루어진 포지티브형 포토레지스트를 포함한다. 상기 돌출부(106)는 상기 주변 영역(202)의 일부에서 일부 파장의 광이 새는 현상을 방지한다.
상기 스위칭 소자(116)는 상기 제2 기판(118) 상에 형성된다. 상기 스위칭 소자(116)에는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 포함된다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극(Gate Electrode), 소오스 전극(Source Electrode) 및 드레인 전극(Drain Electrode)을 포함하고, 상기 제2 기판(118) 상에 증착(deposition), 패턴 형성(patterning) 및 식각(etching) 공정을 통해 형성된다. 게이트 라인(도시되지 않음)은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되어 구동 회로(도시되지 않음)에서 출력된 선택신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하고, 데이터 라인(도시되지 않음)은 상기 박막 트랜지스터의 소오스 전극에 연결되어 상기 구동 회로(도시되지 않음)에서 출력된 데이터 전압을 박막 트랜지스터에 전달한다. 상기 드레인 전극은 콘택홀을 통해 상기 화소 전극(110)과 연결된다.
절연막은 상기 스위칭 소자(116)를 상기 액정과 절연한다. 상기 절연막으로는 무기 절연막(114) 및 유기 절연막(112)이 사용된다. 상기 무기 절연막(114) 및 상기 유기 절연막(112)은 상기 스위칭 소자(116)가 형성된 상기 제2 기판(118) 상에 도포된다.
상기 화소 전극(110)은 상기 유기 절연막(112) 상에 또는 상기 무기 절연막(114)과 상기 유기 절연막(112) 사이에 형성된다. 바람직하게는 상기 화소 전극(110)은 상기 유기 절연막(112) 상에 형성되고 콘택홀을 통해 상기 스위칭 소자(116)의 드레인 전극에 연결된다. 상기 화소 전극(110)은 상기 공통 전극(104)과의 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정층(105) 내의 상기 액정을 제어하여 광의 투과를 조절한다.
상기 액정층(105)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이에 개재된다. 상기 액정층(105)은 액정을 포함한다. 상기 액정은 상기 공통 전극(104) 및 상기 화소 전극(110)에 의해 형성된 전계에 의해 제어되어 광의 투과를 조절한다. 이때, 상기 화소 전극(110)이 존재하는 상기 화소 영역(200a, 200b, 200c) 내의 액정만이 광의 투과를 조절하는데 사용된다.
상기 씰(도시되지 않음)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118)을 결합하고 상기 액정층(105) 내의 상기 액정을 밀봉한다.
도 3a 내지 도 3j는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
먼저 제1 기판(100) 상에 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터(102a, 102b,102c)를 형성한다. 상기 제1 기판(100)은 광을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 사용한다. 상기 제1 기판(100) 상에 화소 영역(200a, 200b, 200c) 및 주변 영역(202)을 정의된다. 상기 화소 영역(200a, 200b, 200c)은 액정의 배열을 조절할 수 있는 영역으로 광이 통과한다. 상기 화소 영역은 적색 화소 영역(200a), 녹색 화소 영역(200b) 및 청색 화소 영역(200c)을 포함한다. 상기 주변 영역(202)은 액정의 배열을 조절할 수 없는 영역으로 광을 차단한다.
도 3a를 참조하면, 상기 복수의 컬러 필터를 형성하기 위하여, 상기 제1 기판(100) 상에 폴리미드(Polymide)계열의 적색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 적색 컬러 필터(102a)를 형성한다. 이때 상기 적색 컬러 필터(102a)는 상기 적색 화소 영역(200a) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
도 3b를 참조하면, 이어서 상기 적색 컬러 필터(102a)가 형성된 제1 기판(100) 상에 폴리미드 계열의 녹색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 녹색 컬러 필터(102b)를 형성한다. 상기 녹색 컬러 필터(102b)는 상기 녹색 화소 영역(200b) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
도 3c를 참조하면, 이후에 상기 적색 컬러 필터(102a) 및 상기 녹색 컬러 필터(102b)가 형성된 제1 기판(100) 상에 폴리미드 계열의 청색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 청색 컬러 필터(102c)를 형성한다. 상기 청색 컬러 필터(102c)는 상기 청색 화소 영역(200c) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
상기 주변 영역(202) 상에는 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c) 중에서 두 개 이상의 컬러 필터들이 중첩된다. 이때, 상기 주변 영역(202)에 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)가 모두 중첩하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 컬러 필터들(102a, 102b, 102c)이 형성되는 과정에서 단차가 발생하므로, 상기 주변 영역(202)의 일부에서는 상기 컬러 필터들 중에서 두 개의 컬러 필터만이 중첩된다. 세 개의 컬러 필터가 모두 중첩되지 못하면 일부 파장의 광이 새는 현상이 발생할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 이어서 상기 컬러 필터들(102a, 102b, 102c)이 형성된 상기 제1 기판(100) 상에 공통 전극(104)을 형성한다. 상기 공통 전극(104)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질을 포함한다.
이후에, 상기 복수의 컬러 필터(102a, 102b, 102c)가 형성된 제1 기판(100) 상에 불투명한 유기막이나 포토레지스트를 포함하는 불투명한 물질을 도포하여 불투명 막을 형성한다. 바람직하게는, 상기 불투명한 물질은 열경화성 아크릴계 수지로 이루어진 포지티브형 포토레지스트를 포함한다.
도 3e를 참조하면, 계속해서 마스크를 통해 자외선을 노광하여 상기 불투명 막의 일부를 제거하여 상기 중첩된 부분 상에 돌출부(106)를 형성한다. 상기 돌출부(106)는 상기 주변 영역(202)의 일부에서 일부 파장의 광이 새는 현상을 방지한다.
도 3f를 참조하면, 이어서 상기 돌출부(106)가 형성된 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(118) 상에 스위칭 소자(116)를 형성한다. 상기 스위칭 소자(116)는 상기 제1 기판(100)의 주변영역(202)에 대응하는 영역에 형성된다. 상기 제2 기판(118)은 광을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 사용한다. 상기 스위칭 소자(116)는 박막 트랜지스터를 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 증착(Deposition), 패턴 형성(Patterning) 및 식각(etching) 공정을 반복하여 형성된다.
도 3g를 참조하면, 이후에 상기 스위칭 소자(116)가 형성된 제2 기판(118) 상에 무기 절연막(114) 및 유기 절연막(112)이 형성된다.
도 3h를 참조하면, 이어서 상기 유기 절연막(110) 상에 화소 전극(110)이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(110)은 상기 무기 절연막(114)과 상기 유기 절연막(112) 사이에 형성될 수도 있다. 화소 전극(110)이 상기 무기 절연막(114)과 상기 유기 절연막(112) 사이에 형성되는 경우에는, 화소 전극(110)을 형성하기 전에 상기 무기 절연막(114)의 일부를 식각하여 화소 전극이 상기 스위칭 소자(116)의 전극에 연결되도록 한다. 또한 상기 화소 전극(110)이 상기 유기 절연막(112) 상에 형성되는 경우에는 상기 화소 전극(110)을 형성하기 전에 상기 무기 절연막(114) 및 상기 유기 절연막(112)의 일부를 식각하여 상기 화소 전극(110)이 콘택홀을 통해 상기 스위칭 소자(116)의 전극에 연결되도록 한다.
도 3i를 참조하면, 이후에 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118)을 결합한다. 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이의 셀 갭은 상기 돌출부(106)에 의해 유지된다.
도 3j를 참조하면, 계속해서 상기 돌출부(106)가 형성된 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이에 액정층(105)을 형성한다.
마지막으로, 씰(seal)을 형성하여 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 사이의 액정층(105)을 밀봉한다.
비록 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 스위칭소자(116), 상기 유기 절연막(112), 상기 무기 절연막(114) 및 상기 화소 전극(110)이 상기 제2 기판(118) 상에 형성되었으나 당해 기술분야의 숙련된 당업자는 상기 스위칭소자(116), 상기 유기 절연막(112), 상기 무기 절연막(114) 및 상기 화소 전극(110)이 상기 제1 기판(110) 상에 형성될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
실시예 2
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 5는 상기 도 4에서 B-B' 라인의 단면도이다.
본 실시예에서는 돌기 및 화소전극의 슬릿을 제외한 나머지 구성 요소들은 실시예 1과 동일하므로 중복된 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
액정 표시 장치는 제1 기판(100), 적색 컬러 필터(Red Color Filter, 102a), 녹색 컬러 필터(Green Color Filter, 102b), 청색 컬러 필터(Blue Color Filter, 102c), 공통 전극(Common Electrode, 104), 화소 전극(Pixel Electrode, 110), 액정층(105), 제2 기판(118), 유기 절연막(112), 무기 절연막(114), 스위칭 소자(116), 돌출부(106), 돌기(108) 및 씰(seal, 도시하지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118)은 광을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 사용한다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 상에는 화소 영역(200a, 200b, 200c) 및 주변 영역(202)이 정의된다.
상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)는 상기 제1 기판(100) 상에 형성된다. 상기 제1 기판(100) 상의 상기 주변 영역(202)에는 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c)가 둘 이상 서로 중첩되어 있어서 광을 차단한다. 이때, 상기 주변 영역(202)의 일부에서는 상기 컬러 필터들 중에서 두 개의 컬러 필터만이 중첩된다. 세 개의 컬러 필터가 모두 중첩되지 못하는 부분에서는 일부 파장의 광이 새는 현상이 발생할 수 있다.
상기 공통 전극(104)은 상기 컬러 필터가 형성된 상기 제1 기판(100) 상에 형성된다.
상기 돌출부(106)는 상기 중첩된 부분 상에 형성되어 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 사이의 셀 갭을 일정하게 유지한다. 상기 돌출부(106)는 불투명한 물질이며, 불투명한 유기막이나 포토레지스트를 포함한다. 바람직하게는 상기 돌출부(106)는 열경화성 아크릴계 수지로 이루어진 포지티브형 포토레지스트를 포함한다. 상기 돌출부(106)는 상기 주변 영역(202)의 일부에서 일부 파장의 광이 새는 현상을 방지한다.
상기 돌기(108)는 상기 각각의 컬러 필터 상에 형성되어 액정층(105) 내에 다중 영역을 생성하는데 사용된다. 상기 돌기(108)는 액정층(105) 내에 다중 영역을 생성하여 시야각을 넓히는데 사용된다. 상기 다중 영역을 생성하기 위하여 상기 제1 기판(100a)에는 돌기(108)를 만들고, 상기 제2 기판(118)의 화소 전극(110)에는 슬릿(111)을 만든다. 문턱값 이상의 전압이 상기 공통 전극(104) 및 상기 화소 전극(110) 사이에 걸리면 슬릿(111) 때문에 돌기 경사면에 수직한 방향으로 전기장이 유도된다. 따라서, 상기 돌기(108)의 꼭지점 부근에서 전경선이 생기고, 수직 배향된 액정이 돌기면으로 눕게 된다. 상기 돌기 부근에서 발생한 액정 분자의 배향 변화는 셀 전체로 확산되어 다중 영역이 형성된다. 상기 다중 영역에 의해 정면이 아닌 방향에서도 우수한 화질이 얻어진다. 상기 돌기(108)는 원추형, 피라미드형, 연장된 피라미드형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 스위칭 소자(116)는 상기 제2 기판(118) 상에 형성된다.
절연막은 상기 스위칭 소자(116)를 상기 액정과 절연한다. 상기 절연막으로는 무기 절연막(114) 및 유기 절연막(112)이 사용된다.
상기 화소 전극(110)은 상기 유기 절연막(112) 상에 또는 상기 무기 절연막(114)과 상기 유기 절연막(112) 사이에 형성된다. 바람직하게는 상기 화소 전극(110)은 상기 유기 절연막(112) 상에 형성되고 콘택홀을 통해 상기 스위칭 소자(116)에 연결된다. 상기 화소 전극(110)은 상기 공통 전극(104)과의 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정층(105) 내의 상기 액정을 제어하여 광의 투과를 조절한다.
상기 화소 전극(110)은 슬릿(111)을 포함한다. 상기 액정의 구동시에 상기 슬릿(111)은 상기 돌기(108)와 함께 액정층(105) 내에 다중 영역을 생성한다.
상기 액정층(105)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이에 개재된다.
상기 씰(도시되지 않음)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118)을 결합하고 상기 액정층(105) 내의 상기 액정을 밀봉한다.
도 6a 내지 도 6j는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
먼저 제1 기판(100) 상에 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터(102a, 102b,102c)를 형성한다. 상기 제1 기판(100) 상에 화소 영역(200a, 200b, 200c) 및 주변 영역(202)을 정의된다. 상기 화소 영역(200a, 200b, 200c)은 적색 화소 영역(200a), 녹색 화소 영역(200b) 및 청색 화소 영역(200c)을 포함한다.
도 6a를 참조하면, 상기 복수의 컬러 필터를 형성하기 위하여, 상기 제1 기판(100) 상에 폴리미드(Polymide)계열의 적색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 적색 컬러 필터(102a)를 형성한다. 이때 상기 적색 컬러 필터(102a)는 상기 적색 화소 영역(200a) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
도 6b를 참조하면, 이어서 상기 적색 컬러 필터(102a)가 형성된 제1 기판(100) 상에 폴리미드 계열의 녹색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 녹색 컬러 필터(102b)를 형성한다. 상기 녹색 컬러 필터(102b)는 상기 녹색 화소 영역(200b) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
도 6c를 참조하면, 이후에 상기 적색 컬러 필터(102a) 및 상기 녹색 컬러 필터(102b)가 형성된 제1 기판(100) 상에 폴리미드 계열의 청색 안료를 분산한 재료를 입히고 노광하여 청색 컬러 필터(102c)를 형성한다. 상기 청색 컬러 필터(102c)는 상기 청색 화소 영역(200c) 및 상기 주변 영역(202)에 형성된다.
상기 주변 영역(202) 상에는 상기 적색 컬러 필터(102a), 상기 녹색 컬러 필터(102b) 및 상기 청색 컬러 필터(102c) 중에서 두 개 이상의 컬러 필터들이 중첩된다. 이때, 상기 세 개의 컬러 필터가 모두 중첩되지 못하면 일부 파장의 광이 새는 현상이 발생할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 이어서 상기 컬러 필터들(102a, 102b, 102c)이 형성된 상기 제1 기판(100) 상에 공통 전극(104)을 형성한다.
이후에, 상기 복수의 컬러 필터(102a, 102b, 102c)가 형성된 제1 기판(100) 상에 열경화성 아크릴계 수지로 이루어진 포지티브형 포토레지스트를 도포하여 불투명 막을 형성한다.
도 6e를 참조하면, 계속해서 마스크를 통해 자외선을 노광하여 상기 불투명 막의 일부를 제거하여 상기 중첩된 부분 상에 위치하는 돌출부(106) 및 상기 컬러 필터(102a, 102b, 102c) 상에 위치하는 돌기(108)를 형성한다. 바람직하게는, 상기 돌출부(106) 및 상기 돌기(108)는 동일한 마스크를 사용하여 형성된다. 상기 마스크는 슬릿 또는 반투명 물질을 이용하여 자외선의 세기를 조절한다. 이때, 상기 돌출부(106)에서의 상기 불투명 막의 두께와 상기 돌기(108)의 높이는 큰 차이가 없으므로 상기 돌출부(106) 및 상기 돌기(108)의 형상을 제어하는 것이 용이하다. 상기 돌출부(106)는 상기 주변 영역(202)의 일부에서 일부 파장의 광이 새는 현상을 방지한다.
도 6f를 참조하면, 이어서 상기 돌출부(106)가 형성된 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(118) 상에 스위칭 소자(116)를 형성한다.
도 6g를 참조하면, 이후에 상기 스위칭 소자(116)가 형성된 제2 기판(118) 상에 무기 절연막(114) 및 유기 절연막(112)이 형성된다.
도 6h를 참조하면, 이어서 상기 유기 절연막(110) 상에 화소 전극(110)이 형성된다. 이때, 상기 화소 전극(110)을 형성하기 전에 상기 무기 절연막(114) 및 상기 유기 절연막(112)의 일부를 식각하여 상기 화소 전극(110)이 콘택홀을 통해 상기 스위칭 소자(116)의 전극에 연결되도록 한다. 상기 화소 전극(110)은 상기 제1 기판(100)의 상기 돌기(108)에 대응하는 부위에 형성된 슬릿(111)을 포함한다.
도 6i를 참조하면, 이후에 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118)을 결합한다. 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이의 셀 갭은 상기 돌출부(106)에 의해 유지된다.
도 6j를 참조하면, 계속해서 상기 돌출부(106)가 형성된 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(118) 사이에 액정층(105)을 형성한다.
마지막으로, 씰(seal)을 형성하여 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(118) 사이의 액정층(105)을 밀봉한다.
상기 본 발명의 실시예에서는 진공주입방식에 의한 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 대한 예를 들었으나, 당해 기술분야의 숙련된 당업자는 적하방식에 의한 액정 표시 장치 및 그 제조방법에서도 본 발명이 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 컬러 필터가 중첩된 부분 상에 형성된 돌출부에 의해 광이 새는 것을 방지하여 화질이 향상되며, 추가적인 공정 없이 액정층 내에 다중영역을 생성하는 돌기를 형성할 수 있어서 공정이 단순화된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 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.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 도 1에서 A-A' 라인의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 상기 도 4에서 B-B' 라인의 단면도이다.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제1 기판
102a, 102b, 102c : 컬러 필터 104 : 공통 전극
105 : 액정층 106 : 돌출부
108 : 돌기 110 : 화소 전극
112 : 유기 절연막 114 : 무기 절연막
116 : 스위칭 소자 118 : 제2 기판

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되고 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터;
    상기 중첩된 부분 상에 형성되고 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하는 돌출부를 포함하는 컬러 필터 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 필터 기판은 상기 각각의 컬러 필터 상에 형성되고 액정층 내에 다중영역을 생성하는 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 불투명한 유기막을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 포지티브형 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  5. 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터를 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층; 및
    상기 중첩된 부분 상에 형성되어 상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 돌출부를 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 각각의 컬러 필터 상에 형성되고 액정층 내에 다중영역을 생성하는 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1 기판 상에 서로 중첩된 부분을 갖는 복수의 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 중첩된 부분을 통과하는 광을 차단하는 돌출부를 상기 중첩된 부분 상에 형성하는 단계;
    상기 돌출부가 형성된 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 돌출부가 형성된 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 단계는
    상기 복수의 컬러 필터가 형성된 제1 기판 상에 불투명 막을 형성하는 단계; 및
    상기 불투명 막의 일부를 제거하여 상기 중첩된 부분 상에 위치하는 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 단계는
    상기 복수의 컬러 필터가 형성된 제1 기판 상에 불투명 막을 형성하는 단계; 및
    상기 불투명 막의 일부를 제거하여 상기 중첩된 부분 상에 위치하는 돌출부 및 상기 컬러 필터 상에 위치하는 돌기를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 단계는 하나의 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 마스크는 슬릿 또는 반투명 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180003662A (ko) * 2016-06-30 2018-01-10 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN113009735A (zh) * 2021-04-15 2021-06-22 北海惠科光电技术有限公司 一种彩膜基板及显示面板
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