KR20050080173A

KR20050080173A - 액정 디스플레이 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20050080173A
Application number: KR1020050066177A
Authority: KR
Inventors: 마모루 오카모토; 미치아키 사카모토; 히로노리 킥카와
Original assignee: 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2005-08-11
Also published as: KR100532261B1; TW574556B; KR20020096951A; US20020191146A1; JP2003005168A; US6704076B2

Abstract

소스 전극 다음에 투명 픽셀 전극에 접속되는 영역을 차광하는 포토 마스크를 사용하여 네거티브형 레지스트막으로 이루어지는 칼라 필터(R, G 및 B)를 동시에 노광한다. 이어서, 칼라 필터를 동시에 현상한다. 칼라 필터는 네거티브형 레지스트막으로 이루어지기 때문에, 차광되어 있었던 영역, 즉 소스 전극 다음에 투명 픽셀 전극에 접속되는 영역에 대응하는 칼라 필터의 영역이 이 현상에 의해 제거되어 개구부가 형성된다.

Description

액정 디스플레이 장치의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING A LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

발명의 기술분야

본 발명은 액정 디스플레이 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 스위칭 소자 및 복수 색의 칼라 필터가 동일한 투명 기판상에 형성된 CF-on-TFT형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 기술

박막 트랜지스터(TFT)를 구비한 TN(Twisted Nematic) 방식의 칼라 액정 디스플레이 장치에 있어서는, TFT가 마련된 TFT 기판에 대향하는 대향 기판에 칼라 필터가 마련된 것이 있다. 이러한 액정 디스플레이 장치의 대향 기판을 형성할 때는, 열경화성 수지를 함유하는 3색의 칼라 필터의 원료막을 투명 기판에 인쇄하고, 그 후 원료막을 가열함으로써, 경화시켜 칼라 필터를 형성하고 있다. 이러한 제조 방법은, 예를 들면 일본 특개평 제4-369605호 공보에 기재되어 있다. 그리고, TFT 기판과 대향 기판이 서로 결합되어 액정 디스플레이 패널을 형성한다.

도 1은 종래의 액정 디스플레이 장치에 있어서의 TFT 기판과 대향 기판의 위치 관계를 도시한 단면도이다. 종래의 액정 디스플레이 장치에 있어서는, 제 1 및 제 2의 투명 기판(201 및 223) 사이에 액정층(230)이 마련되어 있다. 이하, 제 1 및 제 2의 투명 기판(201 및 223)의 액정층(230)측을 내측, 그 반대측을 외측이라고 한다.

제 1의 투명 기판(201)의 내측 표면상에는, 주사 라인(도시하지 않음)에 접속된 게이트 전극(203)이 형성되어 있고, 게이트 전극(203)을 덮도록 게이트 절연막(204)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(204)상에서 각 게이트 전극(203)에 대응되는 위치에는 반도체층(205)이 형성되어 있고, 이 반도체층(205)을 끼우도록 드레인 전극(207) 및 소스 전극(208)이 형성되어 있다. 또한, 이들을 피복하도록 패시베이션막(209)이 형성되고, 이 패시베이션막(209)에 형성된 콘택트 홀(도시하지 않는다)을 통하여 픽셀마다 소스 전극(208)에 접속된 픽셀 전극(216)이 패시베이션막(209)상에 형성되어 있다. 그리고, 픽셀 전극(216)상에 배향막(217)이 형성되어 있다.

한편, 제 2의 투명 기판(223)의 내측 표면상에는, 블랙 매트릭스(212) 및 각 색의 칼라 필터(210), 투명 공통 전극(221) 및 배향막(222)이 차례로 마련되어 있다.

이러한 칼라 필터가 대향 기판에 마련된 종래의 액정 디스플레이 장치를 제조하는 경우, TFT 기판과 대향 기판을 서로 붙일 때에, TFT 기판에 있어서 주사 라인 및 데이터 라인에 의해 구획되어 픽셀 전극(216)이 마련되어 있는 영역과 대향 기판에 있어서 블랙 매트릭스에 의해 구획되어 칼라 필터가 마련되어 있는 영역 사이에서 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다. 이러한 위치 어긋남이 생기면, 설계상에서는 발색이 행하여지지 않는 위치에서 발색이 행하여져, 소망의 발색이 얻어질 수 없게 된다. 이 때문에, 그 위치 어긋남을 보상하기 위한 마진, 즉 이론치보다 넓은 블랙 매트릭스를 픽셀 사이에 마련해 놓아야 하기 때문에, 충분한 면적의 픽셀을 얻기 어렵다. 이 때문에, 충분한 휘도를 얻을 수 없다. 이러한 결점은, 해상도가 향상하여 픽셀 사이의 피치가 좁아짐에 따라 현저하게 된다.

그래서, 최근에는, 칼라 필터가 TFT 기판에 마련된 액정 디스플레이 장치가 개발되어 있고, 이러한 기판을 CF-on-TFT 기판이라고 칭하고 있다(일본 공개특허공보 제2000-231123호).

이하, 종래의 CF-on-TFT 기판의 제조 방법에 관해 설명한다. 도 2 내지 도 11은 종래의 CF-on-TFT 기판의 제조 방법을 공정 순으로 도시한 단면도이다.

종래의 CF-on-TFT 기판의 제조 방법에 있어서는, 우선, 투명 기판(101)상에 주사 라인(102) 및 게이트 전극(도시하지 않는다)을 선택적으로 형성하고, 도 2에 도시한 바와 같이, 다시 전면에 게이트 절연막(104)을 형성한다. 그 후, 게이트 절연막(104)의 위에 반도체층(도시하지 않음), 데이터 라인(106), 드레인 전극(도시하지 않음) 및 소스 전극(108)를 형성하고, 다시 전면에 패시베이션막(109)을 형성한다. 이 공정에 의해, 각 픽셀에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 또한, 패시베이션막(109)상에, 스핀 코팅법에 의해 적색의 네거티브형 감광성 수지막(110Ra)을 형성한다. 감광성 수지막(110Ra)의 점도는 10(mPa·s) 정도이다.

다음에, 도 3에 도시한 바와 같이, 적색용의 픽셀을 제외한 영역 및 적색용의 픽셀에 있어서 투명 픽셀 전극과 소스 전극(108)을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하여야 할 영역을 차광하는 포토 마스크(111R)를 사용하여 감광성 수지막(110Ra)을 노광한다.

이어서, 감광성 수지막(110Ra)을 현상한다. 감광성 수지막(110Ra)은 네거티브형이기 때문에, 차광되어 있었던 영역, 즉 적색용의 픽셀을 제외한 영역 및 적색용의 픽셀에 있어서 투명 픽셀 전극과 소스 전극(108)을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하여야 할 영역에 대응하는 감광성 수지막(110Ra)의 영역이, 도 4에 도시한 바와 같이, 이 현상에 의해 제거되어 칼라 필터(110R)가 형성된다.

그 후, 도 5에 도시한 바와 같이, 전면에 스핀 코팅법에 의해 녹색의 네거티브형 감광성 수지막(110Ga)를 형성한다. 감광성 수지막(110Ga)의 점도도 10(mPa·s) 정도이다.

다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 녹색용의 픽셀을 제외하는 영역 및 녹색용의 픽셀에 있어서 투명 픽셀 전극과 소스 전극(108)을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하여야 할 영역을 차광하는 포토 마스크(111G)를 사용하여 감광성 수지막(110Ga)을 노광한다.

이어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 감광성 수지막(110Ga)을 현상한다. 감광성 수지막(110Ga)은 네거티브형이기 때문에, 차광되어 있었던 영역에 대응하는 감광성 수지막(110Ga)의 영역이, 이 현상에 의해 제거되어 칼라 필터(110G)가 형성된다.

그 후, 도 8에 도시한 바와 같이, 전면에 스핀 코팅법에 의해 청색의 네거티브형 감광성 수지막(110Ba)을 형성한다. 감광성 수지막(110Ba)의 점도도 10(mPa·s) 정도이다.

다음에, 도 9에 도시한 바와 같이, 청색용의 픽셀을 제외한 영역 및 청색용의 픽셀에 있어서 투명 픽셀 전극과 소스 전극(108)을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하여야 할 영역을 차광하는 포토 마스크(111B)를 사용하여 감광성 수지막(110Ba)을 노광한다.

이어서, 감광성 수지막(110Ba)을 현상한다. 감광성 수지막(110Ba)은 네거티브형이기 때문에, 차광되어 있었던 영역에 상당하는 감광성 수지막(110Ba)의 영역이, 도 10에 도시한 바와 같이, 이 현상에 의해 제거되어 칼라 필터(110B)가 형성된다.

계속해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 칼라 필터상에서 TFT, 주사 라인 및 데이터 라인(106)에 대응하는 영역에 블랙 매트릭스(112)를 형성한다. 또한, 블랙 매트릭스(112)상에 오버코트층(113)을 형성하고, 각 칼라 필터(110R, 110G 및 110B)의 개구부 내에 개구부(114a)가 마련된 오버코트층(114)을 형성한다. 다음에, 개구부(114a)에 노출되는 패시베이션막(109)의 영역에 개구부(109a)를 형성한다. 개구부(109a 및 114a)로부터 소스 전극(108)까지 도달하는 콘택트 홀(115)이 구성된다. 다음에, 픽셀마다 콘택트 홀(115)을 통하여 소스 전극(108)에 접속되는 투명 픽셀 전극(116)을 오버코트층(114)상에 형성한다. 그 후, 투명 픽셀 전극(116)상에 배향막(도시하지 않음)을 형성한다. 이렇게 하여, CF-on-TFT 기판이 제조된다.

그렇지만, CF-on-TFT 기판을 상술한 바와 같은 방법에 의해 제조하는 경우, 감광성 레지스트막의 도포, 노광 및 현상을 색마다 행할 필요가 있기 때문에, 공정수가 많다. 또한, 감광성 레지스트막을 투명 기판의 전면에 도포하고 있기 때문에, 즉 그 감광성 레지스트막을 불필요로 하는 픽셀에도 감광성 레지스트막을 도포하고 있기 때문에, 그 후의 노광 및 현상에 의해 제거되는 감광성 레지스트막의 양이 극히 많아지게 되어, 제조 비용이 필요 이상으로 높게 된다.

그래서, CF-on-TFT 기판에 있어서의 칼라 필터의 형성에, 전술한 바와 같은 열경화성 수지를 사용한 인쇄법을 적용하는 것도 생각된다. 그러나, 인쇄법으로서는, 현재의 인쇄기 자체의 정밀도가 높지 않기 때문에, 포토리소그래피 기술 정도의 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 없다. 대향 기판에 칼라 필터가 마련된 종래의 액정 디스플레이 장치에 있어서는, 칼라 필터는 블랙 매트릭스에 의해 구획된 영역 내에 형성할 수 있으면 좋기 때문에, 특히 높은 얼라인먼트 정밀도는 필요하게 되지 않지만, CF-on-TFT 기판에서는, 소스 전극과 픽셀 전극 사이에 칼라 필터가 존재하기 때문에, 칼라 필터에 개구부가 필요하게 되어, 극히 높은 얼라인먼트 정밀도가 요구된다. 즉, CF-on-TFT 기판에 있어서의 얼라인먼트 정밀도가 낮으면, 개구부의 위치 어긋남이 발생하여 저항치의 변동 등에 의해 양호한 화상을 얻을 수 없게 된다. 따라서, CF-on-TFT 기판의 제조에 종래의 인쇄법을 단순히 전용할 수는 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 얼라인먼트 정밀도를 확보하면서 공정수를 저감할 수 있으며, 원료의 소비량을 저감할 수 있는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법은, 투명 기판상의 각 픽셀에 대해 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 투명 기판상의 상기 스위칭 소자를 덮도록 하여 복수 색의 칼라 필터를 형성하는 단계와; 모든 색에 대한 칼라 필터 각각에 있어서, 상기 스위칭 소자 각각의 소정의 전극에 도달하는 개구를 동시에 형성하는 단계; 및 상기 각각의 칼라 필터 상에, 상기 개구를 통해 상기 소정의 전극에 연결되는 픽셀 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 칼라 필터를 형성한 후에, 각 칼라 필터내에서의 개구부의 형성을 모든 색에 대하여 동시에 행하기 때문에, 인쇄법이 채용될 때 얼라인먼트 정밀도의 저하를 회피하는 것이 가능하다. 또한, 색마다 개구부를 형성할 필요가 없기 때문에, 공정수를 저감하여 생산성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 복수 색의 칼라 필터를 형성하는 단계에서, 소정의 색으로 착색된 칼라 필터의 원료를 상기 투명 기판상에 인쇄함으로써, 용이하게 복수 색의 칼라 필터를 형성하는 것이 가능해진다.

상기 복수 색의 칼라 필터를 형성하는 단계에 있어서, 모든 색에 대한 칼라 필터가 동시에 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 색마다 칼라 필터를 도포할 필요가 없어지게 되어, 공정수를 더 한층 저감하는 것이 가능해진다.

상기 칼라 필터의 원료로서 감광성 레지스트막을 사용함으로써, 개구부의 형성에 포토리소그래피 기술을 채용할 수 있게 되어, 높은 정밀도로 개구부를 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 개구부를 형성하는 단계에서, 상기 각 소정의 전극에 대응되는 위치를 차광하는 포토 마스크를 사용하여 상기 복수 색의 칼라 필터를 노광하는 단계와, 상기 복수 색의 칼라 필터를 현상하는 단계를 마련할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 방법은, 스위칭 소자 및 복수 색의 칼라 필터가 동일한 투명 기판상에 형성되어 있는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법이다. 상기 방법은, 투명 기판상에 감광성 레지스트막으로 이루어지는 복수 색의 칼라 필터를 모든 색에 대하여 동시에 인쇄하는 단계와; 상기 스위칭 소자의 소정의 전극에 대응되는 위치를 차광하는 포토 마스크를 사용하여 상기 복수 색의 칼라 필터를 노광하는 단계; 및 상기 복수 색의 칼라 필터를 현상하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 공정수의 저감에 의한 생산성의 향상 및 원료의 소비량이 저감되는 동시에, 개구부의 형성에 높은 얼라인먼트 정밀도가 확보된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 관해, 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 12 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시한 단면도이다. 또한, 도 20은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 액정 디스플레이 장치에 있어서의 전극 및 블랙 매트릭스의 배치를 도시한 레이아웃도이다. 도 21 내지 도 23은, 각기 도 20의 A-A 라인, B-B 라인, 및 C-C 라인을 따른 단면도이다. 또한, 도 12 내지 도 19는 도 20의 D-D 라인을 따른 단면도에 대응한다. 도 20에 있어서는, 투명 픽셀 전극이 도시되어 있지 않다.

본 실시예에 있어서는, 우선, 투명 기판(1)상에 주사 라인(2) 및 게이트 전극(3)(도 20 및 도 21 참조)을 선택적으로 형성하고, 도 12에 도시한 바와 같이, 전면에 게이트 절연막(4)을 더 형성한다. 그 후, 게이트 절연막(4)의 위에, 예를 들면 비정질 실리콘 또는 폴리실리콘으로 이루어지는 반도체층(5)(도 21 참조), 데이터 라인(6), 드레인 전극(7) 및 소스 전극(8)을 형성하고, 전면에 패시베이션막(9)을 더 형성한다. 이 공정에 의해, 각 픽셀에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 주사 라인(2)에는, 한 방향으로 늘어나는 직선 형상의 영역과, 그 직선 형상의 영역에서 게이트 전극(3)과는 반대측으로 돌출하며 게이트 절연막(4)를 사이에 세워 소스 전극(8)과 중첩되는 영역이 마련되어 있다. 투명 기판(1)에는, 예를 들면 유리 기판 또는 투명 수지 기판이 사용된다. 게이트 절연막(4)은, 예를 들면 SiOx 막과 SiNx막의 적층막으로 이루어지고, 전체 막두께는, 예를 들면 1000 내지 2000Å이다. 주사 라인(2), 게이트 전극(3), 데이터 라인(6), 드레인 전극(7) 및 소스 전극(8)은, 예를 들면, 막두께가 1000 내지 4000Å인 Al막, Mo막 또는 Cr막등이다. 반도체층(5)은, 예를 들면, 막두께가 4000Å 정도의 비정질 실리콘층이며, TFT의 채널로서 기능한다. 패시베이션막(9)은, 예를 들면, 막두께가 1000 내지 2000Å인 SiNx막이다.

또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 패시베이션막(9)상에, 인쇄법에 의해 적색의 칼라 필터(10R), 녹색의 칼라 필터(10G) 및 청색의 칼라 필터(10B)를 각 색의 픽셀에 대응하도록 하여 동시에 형성한다. 칼라 필터(10R), 칼라 필터(10G) 및 칼라 필터(10B)에는, 예를 들면 막두께가 1.0 내지 2.0㎛의 소정의 안료를 분산시킨 네거티브형 감광성 아크릴계 레지스트막을 사용하고, 그 점도는, 예를 들면 10 내지 20(mPa·s)정도이다. 칼라 필터(10R), 칼라 필터(10G) 및 칼라 필터(10B)를 형성할 때는, 인쇄기에 의해 각 픽셀의 중앙부에 5 내지 10㎛의 막을 인쇄한 후에 이것에 정반(surface plate) 등을 사용하여 압력을 가하여 평탄화시킴으로써, 각 칼라 필터의 두께를 균일하게 하여도 좋고, 인쇄기에 의해 두께가 균일한 평탄한 막을 칼라 필터로서 인쇄하여도 좋다.

다음에, 도 13에 도시한 바와 같이, 각 픽셀에 있어서 투명 픽셀 전극과 소스 전극(8)을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하여야 할 영역을 차광하는 포토 마스크(11)를 사용하여 칼라 필터(10R), 칼라 필터(10G) 및 칼라 필터(10B)를 동시에 노광한다.

이어서, 칼라 필터(10R), 칼라 필터(10G) 및 칼라 필터(10B)를 동시에 현상한다. 이 때의 현상액으로서는, 예를 들면 TMAH(테트라메틸암모늄하이드록사이드)계 알칼리 현상액을 사용할 수 있다. 칼라 필터(10R), 칼라 필터(10G) 및 칼라 필터(10B)는 네거티브형 레지스트막으로 이루어지기 때문에, 차광되어 있었던 영역, 즉 소스 전극(8) 다음에 투명 픽셀 전극에 접속되는 영역에 대응하는 각 칼라 필터의 영역이, 도 14에 도시한 바와 같이, 이 현상에 의해 제거되어, 개구부가 형성된다.

계속해서, 도 15에 도시한 바와 같이, 칼라 필터상에서 픽셀로 돌출하지 않고 1방향으로 연장되는 주사 라인(2) 및 TFT의 직선 형상의 영역 및 데이터 라인(6)에 대응하는 영역에 블랙 매트릭스(12)를 형성한다. 즉, 도 20에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(12)에는, 적색 개구부(12R), 녹색 개구부(12G) 및 청색 개구부(12B)가 마련되어 있다. 블랙 매트릭스(12)는, 예를 들면, 막두께가 1 내지 3/㎛이고 소정의 안료 또는 절연 카본을 분산시킨 네거티브형 감광성 아크릴계 레지스트막으로 이루어진다.

그 후, 도 16에 도시한 바와 같이, 데이터 라인(6)의 위쪽에 위치하는 블랙 매트릭스(12)상에 오버코트층(13)을 형성한다.

또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 각 칼라 필터(10R, 10G 및 10B)의 개구부내에 개구부(14a)가 마련된 오버코트층(14)을 형성한다. 오버코트층(13 및 14)은, 예를 들면, 막두께가 1.0 내지 3.0㎛의 포지티브형 감광성 레지스트막으로 이루어진다.

다음에, 도 18에 도시한 바와 같이, 개구부(14a)에 노출된 패시베이션막(9)의 영역에 개구부(9a)를 형성한다. 개구부(9a 및 14a)에서 소스 전극(8)까지 도달하는 콘택트 홀(15)이 구성된다.

이어서, 픽셀마다 콘택트 홀(15)을 통해 소스 전극(8)에 접속되는 투명 픽셀 전극(16)을 오버코트층(14)상에 형성한다. 투명 픽셀 전극(16)은, 예를 들면, 막두께가 600 내지 1200Å의 ITO(Indium-Tin-Oxide)막을 포함한다.

그 후, 투명 픽셀 전극(16)상에 배향막(17)(도 24 참조)을 형성한다. 배향막(17)은, 예를 들면, 폴리이미드계 배향제를 함유하고, 그 막두께는, 예를 들면, 300 내지 600Å이다. 이렇게 하여, CF-on-TFT 기판이 제조된다.

도 24 및 도 25는, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 액정 디스플레이 장치를 도시한 단면도 및 평면도이다. 상술한 바와 같게 하여 제조된 CF-on-TFT 기판을 액정 디스플레이 패널로 조립하는 경우, 배향막(17)을 형성한 후, 도 24에 도시한 바와 같이, 실재(sealant; 18)를 오버코트층(14)상에 형성한다. 실재(18)는, 예를 들면 엑폭시계 수지 접착제로 이루어진다. 또한, 실재(18)에는, 액정 주입용 구멍(18a)이 마련되어 있다.

그 후, 투명 기판(23)의 한 표면상에 투명 공통 전극(21) 및 배향막(22)이 형성되어 구성된 대향 기판을 투명 공통 전극(21) 및 배향막(22)이 배향막(17)과 대향하도록 하여 실재(18)에 의해 접착한다. 투명 공통 전극(21)은, 예를 들면 IT0로 이루어지고, 그 막두께는, 예를 들면 800 내지 1500Å, 그 시트 저항은, 예를 들면, 20 내지 40Ω/□이다. 배향막(22)은, 예를 들면, 폴리이미드계 배향제를 함유하고, 그 막두께는, 예를 들면, 300 내지 600Å이다. 투명 기판(23)으로서는, 예를 들면, 유리 기판 또는 투명 수지 기판이 사용된다. 또한, 투명 기판(23)의 내측 표면에는, 커플링 처리제(coupling agent)로서의 실란계 표면 처리제에 의해 처리될 수도 있다.

계속해서, 실재(18)의 구멍(18a)으로부터 그 내부에 액정을 주입하는 것에 의해, 액정층(30)을 형성한다. 액정층(30)에 있어서는, 면내 스페이서(in-surface spacer; 31)가 분산되고, 실재(18)에 있어서는, 주변 스페이서(도시하지 않음)가 분산되어 있다. 면내 스페이서(micropearls; 미세 알갱이)(31)는, 예를 들면 지름이 4.5 내지 5.5㎛의 디페닐벤젠계 가교중합체로 이루어지고, 주변 스페이서(micro rod; 미세한 막대 모양)는, 예를 들면 지름이 5 내지 7㎛의 유리 섬유로 이루어진다. 액정층(30)은, 예를 들면, 불소계화합물을 함유하고 있다. 액정을 주입한 후, 실재(18)의 구멍(18a)을 밀봉제(sealer; 19)에 의해 밀봉한다. 밀봉제(19)로서는, 예를 들면 자외선(UV) 경화형 아크릴레이트계 수지제가 사용 가능하다.

그 후, 도 24에 도시한 바와 같이, 양 투명 기판(1 및 23)의 액정층(30)과는 반대측의 표면상에 편광판(32)을 붙이고, 또한, 도 25에 도시한 바와 같이, 데이터 라인(6)에 접속되는 데이터 라인용 단자(33) 및 주사 라인(2)에 접속되는 주사 라인용 단자(34)를 적당한 개수씩 부착시킨다. 이렇게 하여, 액정 디스플레이 패널을 제조한다. 또한, 데이터 드라이버 및 주사 드라이버등의 구동 회로 등을 접속하는 공정, 및 몸체를 붙이는 공정 등을 거처서 액정 디스플레이 장치를 완성시킨다.

이러한 실시예에 의하면, 감광성 레지스트막으로 이루어지는 3색의 칼라 필터(10R, 10G 및 10B)를 동시에 형성하고, 이들에 개구부를 동시에 형성하고 있기 때문에, 투명 기판 전면에 있어서의 원료막의 도포 및 개구부의 형성을 색마다 수행하고 있는 종래의 스핀 코트을 채용한 제조 방법과 비교하면, 공정수를 현저히 저감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 제조 방법에서는, 각 색의 칼라 필터를 그 칼라 필터가 필요로 되지 않는 픽셀에도 도포하고 있기 때문에, 그 후 그 칼라 필터의 대부분을 제거해야 하지만, 본 실시예로 제거되는 영역은, 개구부에 상당하는 영역만이다. 따라서, 원료의 소비량을 종래의 약 1/3정도까지 저감할 수 있다. 또한, 칼라 필터(10R, 10G 및 10B)의 동시 형성에 인쇄법을 채용하고 있지만, 개구부의 형성이 별개의 공정으로 수행되기 때문에, 필요로 되는 얼라인먼트 정밀도는 충분히 확보할 수 있다.

또한, 하나의 투명 기판을, 예를 들면 8영역에 구획하고, 각 영역에서 상술한 바와 같이 공정을 동시에 하고, 그 후 그 투명 기판을 8개로 분할하면, 8개의 CF-on-TFT 기판을 동시에 형성할 수 있다. 도 26은 투명 기판과 CF-on-TFT 기판의 관계를 도시한 모식도이다. 예를 들면, 장변의 길이가 470㎜정도, 단변의 길이가 370㎜ 정도의 직사각형 모양의 투명 기판(41)으로부터는, 예를 들면 6.3 인치의 CF-on-TFT 기판(42)을 8개 얻을 수 있다.

또한, 평면에서 보았을 때 데이터 라인과 겹치는 블랙 매트릭스 영역의 폭은, 상술한 실시예에서는, 높은 휘도를 얻기 위해 데이터 라인의 폭과 거의 일치하고 있지만, 충분한 휘도가 얻어지는 경우에는 데이터 라인의 폭보다 넓게 형성할 수도 있다. 한편, 소정의 콘트라스트가 얻어지는 경우에는, 블랙 매트릭스를 형성하지 않을 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 도 20 등에 도시한 바와 같이, 주사 라인(2)에, 직선 형상의 영역뿐만 아니라, 게이트 전극(3)과는 반대측으로 돌출하며 게이트 절연막(4)을 사이에 세워 소스 전극(8)과 중첩하는 영역을 마련하고 있다. 이 돌출한 영역은, 소스 전극(8)과 주사 라인(2) 사이의 용량을 보다 크게 확보하고, 소스 전극(8)의 전위의 불필요한 변동을 억제하여, 화상의 플리커(flicker)를 방지하기 위해서 마련된 것이다. 그러나, 충분한 화질의 화상이 얻어지는 경우에는, 이 영역이 반드시 필요한 것은 아니며, 또한, 콘택트 홀(15)이 게이트 전극(3)의 근방에 배치되는 구조를 채용할 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 인접한 칼라 필터가 서로 중첩하는 영역이 존재하지 않지만, 인접한 칼라 필터 사이에 약간 겹치는 영역이 있어도 좋다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 칼라 필터에 색마다 개구부를 형성할 필요가 없기 때문에, 공정수를 저감할 수 있어, 생산성을 향상할 수 있다. 또한, 이 개구부를 형성하는 공정에 있어서, 인쇄법을 채용한 경우의 얼라인먼트 정밀도의 저하를 회피할 수 있다. 또한, 소정의 색으로 착색된 칼라 필터의 원료를 투명 기판상에 인쇄하면, 용이하게 복수 색의 칼라 필터를 형성할 수 있고, 복수 색의 칼라 필터를 모든 색에 대하여 동시에 형성하면, 색마다 칼라 필터를 도포할 필요가 없어져, 공정수를 더한층 저감할 수 있다. 또한, 칼라 필터를 감광성 레지스트막으로 구성하면, 개구부의 형성에 포토리소그래피 기술을 채용할 수 있어, 높은 정밀도로 개구부를 형성할 수 있다.

도 1은 종래의 액정 디스플레이 장치에 있어서의 TFT 기판과 대향 기판의 위치 관계를 도시한 단면도.

도 2는 종래의 CF-on-TFT 기판의 제조 방법을 도시한 단면도.

도 3은 도 2에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 4는 도 3에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 5는 도 4에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 6은 도 5에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 7은 도 6에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 8은 도 7에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 9는 도 8에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 10은 도 9에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 11은 도 10에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 도시한 단면도.

도 13은 도 12에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 14는 도 13에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 15는 도 14에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 16은 도 15에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 17은 도 16에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 18은 도 17에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 19는 도 18에 도시한 공정의 다음 공정을 도시한 단면도.

도 20은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 액정 디스플레이 장치에 있어서의 전극 및 블랙 매트릭스의 배치를 도시한 레이아웃도.

도 21은 도 20의 A-A 라인을 따른 단면도.

도 22는 도 20의 B-B 라인을 따른 단면도.

도 23은 도 20의 C-C 라인을 따른 단면도.

도 24는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 액정 디스플레이 장치를 도시하는 단면도.

도 25는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 액정 디스플레이 장치를 도시하는 평면도.

도 26은 투명 기판과 CF-on-TFT 기판의 관계를 도시한 모식도.

♥도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♥

1 : 투명 기판 2 : 주사 라인

3 : 게이트 전극 4 : 게이트 절연막

5 : 반도체층 6 : 데이터 라인

7 : 드레인 전극 8 : 소스 전극

9 : 패시베이션막 9a : 개구부

10R, 10G, 10B : 칼라 필터 11 : 포토 마스크

12 : 블랙 매트릭스 12R, 12G, 12B : 개구부

13, 14 : 오버코트층 14a : 개구부

15 : 콘택트 홀 16 : 투명 픽셀 전극

17 : 배향막 18 : 실재

18a : 구멍 19 : 밀봉제

21 : 투명 공통 전극 22 : 배향막

23 : 투명 기판 30 : 액정층

31 : 스페이서 32 : 편광판

33 : 데이터 라인용 단자 34 : 주사 라인용 단자

41 : 투명 기판 42 : CF-on-TFT 기판

Claims

스위칭 소자 및 복수 색의 칼라 필터가 동일한 투명 기판상에 형성되는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,

투명 기판상에 감광성 레지스트막으로 이루어지는 복수 색의 칼라 필터를 모든 색에 대하여 동시에 인쇄하는 단계와,

상기 스위칭 소자의 소정의 전극에 대응하는 위치를 차광하는 포토 마스크를 사용하여 상기 복수 색의 칼라 필터를 노광하는 단계 및

상기 복수 색의 칼라 필터를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치 제조 방법.