KR20060079982A - Color filter panel and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판, 상기 기판 위에 역테이퍼 형태로 형성되어 있는 복수의 차광 부재, 상기 차광 부재 사이에 형성되어 있는 컬러 필터 및 상기 차광 부재와 상기 컬러 필터 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 컬러 필터 표시판 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a color filter comprising a substrate, a plurality of light blocking members formed in a reverse taper shape on the substrate, a color filter formed between the light blocking members, and a common electrode formed on the light blocking member and the color filter. A display panel and a method of manufacturing the same are provided.
차광 부재, 역테이퍼, 빛샘, 얼룩, 표시 특성Light blocking member, reverse taper, light leakage, stain, display characteristics
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 표시판을 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view illustrating a color filter display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 표시판의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.2 to 6 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a color filter display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
21: 기판 220: 차광 부재층21: substrate 220: light blocking member layer
220a: 차광 부재 230R: 적색 컬러 필터220a:
230G: 녹색 컬러 필터 230B: 청색 컬러 필터230G:
250: 덮개막 270: 공통 전극250: overcoat 270: common electrode
본 발명은 컬러 필터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 배향에 따라 발생하는 빛샘에 의한 표시 특성의 저하를 방지할 수 있는 컬러 필터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a color filter display panel and a method for manufacturing the same, which can prevent a decrease in display characteristics due to light leakage caused by liquid crystal alignment.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 백라이트(back light)와 같은 광원에서 방사된 광이 박막 트랜지스터의 구동에 의하여 액정을 통과하여 원하는 신호에 따른 광을 컬러 필터에 방사시켜 광학적 표시를 수행하는 표시 장치이다. Liquid crystal display is one of the most widely used flat panel displays, and light emitted from a light source such as a back light passes through a liquid crystal by driving a thin film transistor. A display device which performs optical display by emitting light according to a signal to a color filter.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 형태이다. 그 중, 하나의 표시판(이하, '박막 트랜지스터 표시판'이라 함)에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 상기 화소 전극에 신호를 스위칭하기 위한 복수의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 구비되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터 표시판에 대향하는 표시판(이하, '컬러 필터 표시판' 이라 함)에는 컬러를 표현하기 위한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터, 상기 각 컬러 필터 사이에 전기적으로 제어되지 않는 영역에서 액정 빛샘을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)와 같은 차광 부재, 및 공통 전극이 형성되어 있다.Among the liquid crystal display devices, a field generating electrode is provided on each of two display panels. In one display panel (hereinafter, referred to as a thin film transistor display panel), a plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix form, and a plurality of thin film transistors for switching signals to the pixel electrodes are included. ) Is provided. In addition, a display panel facing the thin film transistor array panel (hereinafter, referred to as a color filter display panel) includes a color filter of red (R), green (G), and blue (B) for expressing color, and between each color filter. A light blocking member, such as a black matrix, and a common electrode are formed to block liquid crystal light leakage in a region that is not electrically controlled.
컬러 필터 표시판에 형성되어 있는 차광 부재는 크롬(Cr) 등으로 이루어진 금속 차광 부재와 유기물로 이루어진 유기 차광 부재로 분류된다.The light blocking member formed on the color filter display panel is classified into a metal light blocking member made of chromium (Cr) or the like and an organic light blocking member made of an organic material.
유기 차광 부재는 금속 차광 부재에 비하여 공정상 단순하다는 이점이 있다.The organic light shielding member has the advantage of being simple in process compared with the metal light shielding member.
그러나, 유기 차광 부재는 금속 차광 부재에 비하여 높은 두께로 형성되기 때문에 양 모서리가 기판에 대하여 소정 각도로 기울어지는 에지 테이퍼(edge taper)를 가진다. 이 경우, 에지 테이퍼가 형성된 유기 차광 부재의 단부를 따라 액정 배향에 따른 빛샘이 노출될 수 있다. 이는 외부에서 얼룩으로 시인되어 표시 품질의 저하를 초래한다.However, since the organic light blocking member is formed to have a higher thickness than the metal light blocking member, both edges have an edge taper inclined at an angle with respect to the substrate. In this case, light leakage according to the liquid crystal alignment may be exposed along an end portion of the organic light blocking member in which the edge taper is formed. This is perceived as a stain from the outside, resulting in a decrease in display quality.
따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 표시 품질의 저하를 방지할 수 있는 컬러 필터 표시판 및 그 제조 방법을 제공한다.Therefore, this invention provides the color filter display panel which can prevent the fall of display quality, and its manufacturing method for solving the said problem.
본 발명에 따른 컬러 필터 표시판은, 기판, 상기 기판 위에 역테이퍼 형태로 형성되어 있는 복수의 차광 부재, 상기 차광 부재 사이에 형성되어 있는 컬러 필터 및 상기 차광 부재와 상기 컬러 필터 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함한다.The color filter display panel according to the present invention includes a substrate, a plurality of light blocking members formed in a reverse taper shape on the substrate, a color filter formed between the light blocking members, and a common electrode formed on the light blocking member and the color filter. It includes.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터 표시판의 제조 방법은, 기판 위에 차광 부재층을 형성하는 단계, 상기 차광 부재층을 사진 식각하여 역테이퍼 형태의 차광 부재를 형성하는 단계, 상기 차광 부재 사이에 컬러 필터를 형성하는 단계 및 상기 차광 부재와 상기 컬러 필터 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method for manufacturing a color filter display panel according to the present invention includes the steps of forming a light blocking member layer on a substrate, photographing etching the light blocking member layer to form a light blocking member having an inverse tape shape, and a color filter between the light blocking members. And forming a common electrode on the light blocking member and the color filter.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also when there is another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.First, a color filter display panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 표시판을 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a color filter display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 표시판은 기판(210) 및 기판(210) 위에 소정 간격으로 형성되어 있는 복수의 차광 부재(220a)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the color filter display panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
이하에서는 설명의 편의상, 기판(210)과 접하는 차광 부재(220a) 측을 '기판측 차광 부재' 라고 하고, 상기 기판측 차광 부재와 대향하며 액정에 가까운 측을 '액정측 차광 부재' 라고 한다.Hereinafter, for convenience of description, the side of the
차광 부재(220a)는 감광성 유기 물질, 예컨대 아크릴계 단량체(acryl-based monomer), 광개시제(photo-initiator) 및 카본 블랙(carbon black)을 포함하는 감광성 유기 물질로 이루어져 있다.The
차광 부재(220a)는 액정측 차광 부재가 기판측 차광 부재보다 넓은 폭을 가지는 역테이퍼(reverse-tapered) 형태로 형성되어 있다. 이러한 역테이퍼 형태의 차광 부재(220a)는 더 넓은 영역에서 차광할 수 있어서 액정의 배향에 따른 빛샘이 얼룩으로 시인되는 것과 같은 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다. The
기존의 차광 부재는 기판측 차광 부재가 액정측 차광 부재보다 넓게 형성되어 있기 때문에 기판에 대하여 고유의 에지 테이퍼(edge taper)가 형성되었다. 이 러한 에지 테이퍼가 형성되어 있는 차광 부재는 그 단부에 따라 시야각에 의해 제어되지 않은 영역의 액정 빛샘을 외부로 그대로 통과시킨다. 이 경우, 액정의 배향에 따른 빛샘이 얼룩으로 시인되어 표시 품질의 저하를 초래한다.In the conventional light blocking member, since the substrate side light blocking member is formed wider than the liquid crystal side light blocking member, an inherent edge taper is formed on the substrate. The light shielding member in which such an edge taper is formed passes the liquid crystal light leakage of the area | region which is not controlled by the viewing angle as it is along the edge as it is outside. In this case, light leakage due to the alignment of the liquid crystal is perceived as unevenness, resulting in a decrease in display quality.
본 발명에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 액정측 차광 부재가 기판측 차광 부재보다 넓은 폭을 가지는 역테이퍼 형태로 형성되어 있다. 이 경우, 차광 부재 영역에 위치한 액정의 배향에 의해 발생하는 빛샘을 더 넓은 폭으로 차단하면서 에지 테이퍼가 형성되지 않기 때문에 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.In the present invention, in order to overcome this problem, the liquid crystal side light blocking member is formed in an inverse taper shape having a wider width than the substrate side light blocking member. In this case, since the edge taper is not formed while blocking the light leakage caused by the alignment of the liquid crystal located in the light blocking member region with a wider width, deterioration of display quality can be prevented.
이러한 역테이퍼 형태의 차광 부재는 여러 가지 방법으로 형성될 수 있다. 예컨대, 차광 부재 형성시 선경화(pre-bake) 온도를 낮추어 액정측 차광 부재보다 기판측 차광 부재에 전달되는 열량을 감소시키는 방법이 있다. 또는, 노광량을 기존보다 낮추는 방법을 이용할 수도 있다. 이 경우, 기판측 차광 부재에 전달되는 노광량의 감소로 기판측 차광 부재에서 일어나는 광화학적 반응(photo-chemical reaction)이 감소됨으로써 액정측 차광 부재보다 기판측 차광 부재가 더 좁은 폭으로 형성될 수 있다. Such a reverse tapered light blocking member may be formed in various ways. For example, there is a method of reducing the amount of heat transferred to the substrate-side light blocking member rather than the liquid crystal-side light blocking member by lowering the pre-bake temperature when forming the light blocking member. Alternatively, a method of lowering the exposure dose may be used. In this case, the photo-chemical reaction occurring in the substrate-side light blocking member is reduced due to the reduction in the exposure amount transmitted to the substrate-side light blocking member, so that the substrate-side light blocking member can be formed to have a narrower width than the liquid crystal side light-shielding member. .
또는, 차광 부재의 성분을 조절하여 형성될 수도 있다. 예컨대 차광 부재 성분 중 안료의 함량을 기존보다 증가시켜 광의 투과량을 감소시키거나, 기판측 차광 부재에서 광개시제의 함량을 감소시킴으로써 기판측 차광 부재에서의 광화학적 반응을 감소시킬 수 있다. Alternatively, the light blocking member may be formed by adjusting a component. For example, it is possible to reduce the photochemical reaction in the substrate-side light-shielding member by increasing the content of the pigment in the light-shielding member component than the conventional to reduce the amount of light transmitted or reduce the content of the photoinitiator in the substrate-side light-shielding member.
상기와 같은 방법으로, 액정측 차광 부재가 기판측 차광 부재보다 넓은 폭을 가지는 역테이퍼 형태의 차광 부재(220a)가 형성된다.
In the same manner as described above, the light-
차광 부재(220a) 위에는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 순차적으로 형성되어 있으며, 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어지는 공통 전극(250)이 기판(210) 전면에 형성되어 있다.Red, green, and
그 다음, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 컬러 필터 표시판의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Next, with reference to FIGS. 2-6, the manufacturing method of the color filter display panel which concerns on this invention is demonstrated in detail.
먼저, 도 2에서 보는 바와 같이, 투명 유리 등으로 이루어진 기판(210) 위에 차광 부재층(220)을 2 내지 4㎛의 두께로 형성한다. 차광 부재층(220)은 아크릴계 단량체(acryl-based monomer), 광개시제(photo-iniciator) 및 카본 블랙(carbon black)을 포함하는 감광성 유기 물질로 이루어져 있다.First, as shown in FIG. 2, the light
차광 부재층(220)은 기판측 차광 부재층과 액정측 차광 부재층에 광개시제 및/또는 카본 블랙의 함량을 다르게 포함할 수 있다. 예컨대, 기판측 차광 부재층의 광개시제의 함량을 감소시킴으로써, 기판측 차광 부재층에서 노광에 의한 광화학반응(photo-chemical reaction)을 감소시킬 수 있다. 또는, 액정측 차광 부재층에 카본 블랙의 함량을 증가시킴으로써 투과율을 감소시켜 기판측 차광 부재층에 투과되는 노광량을 감소시킬 수 있다.The light
이 경우, 액정측 차광 부재층보다 기판측 차광 부재층에 가교 결합(linkage bonding)이 적게 발생하여 역테이퍼 형태로 형성할 수 있다.In this case, less linkage bonding is generated in the substrate-side light-shielding member layer than in the liquid crystal-side light-shielding member layer, so that it can be formed in the form of reverse taper.
이러한 역테이퍼 형태의 차광 부재는 이하의 공정에서도 여러 가지 방법으로 형성할 수 있다. 다음 공정인 선경화(pre-bake) 단계에서, 기존의 선경화의 온도보 다 낮은 온도, 예컨대 약 60℃ 이하, 바람직하게는 30 내지 60℃의 온도에서 선경화를 수행함으로써 액정측 차광 부재보다 기판측 차광 부재에 전달되는 열량을 감소시켜 노광 후 액정측 차광 부재가 기판측 차광 부재보다 넓은 폭으로 형성할 수 있다. Such a reverse tapered light blocking member can be formed by various methods also in the following steps. In the pre-bake step, which is the next process, precuring is carried out at a temperature lower than that of the existing precuring, for example, about 60 ° C. or lower, preferably 30 to 60 ° C., By reducing the amount of heat transferred to the substrate side light blocking member, the liquid crystal side light blocking member after exposure can be formed to have a wider width than the substrate side light blocking member.
또는, 선경화 다음 공정인 노광 공정에서, 포토 마스크를 이용하여 약 150mJ/㎠ 이하 세기의 빛으로 노광한다. 이는 기존에 약 200 mJ/㎠ 이상의 조건에서 노광하는 경우보다 낮은 에너지로 수행하는 것으로, 이 경우 기판측 차광 부재에 전달되는 노광량의 감소로 광화학적 반응(photo-chemical reaction)이 감소됨으로써 기판측 차광 부재를 액정측 차광 부재보다 더 좁은 폭으로 형성할 수 있다. Or in the exposure process which is a process after precuring, it exposes with the light of about 150mJ / cm <2> or less intensity | strength using a photomask. This is performed at a lower energy than when exposed under conditions of about 200 mJ / cm 2 or more. In this case, the photo-chemical reaction is reduced by reducing the exposure amount delivered to the substrate-side light blocking member. The member can be formed in a narrower width than the liquid crystal side light blocking member.
기존의 차광 부재는 기판측 차광 부재가 액정측 차광 부재보다 넓게 형성되어 있기 때문에 기판에 대하여 고유의 에지 테이퍼(edge taper)가 형성되었다. 이러한 에지 테이퍼에 따라 시야각에 의해 제어되지 않은 영역의 액정 빛샘을 외부로 그대로 통과시킨다. 이 경우, 액정의 배향에 따른 빛샘이 얼룩으로 시인되어 표시 품질의 저하를 초래한다.In the conventional light blocking member, since the substrate side light blocking member is formed wider than the liquid crystal side light blocking member, an inherent edge taper is formed on the substrate. According to this edge taper, the liquid crystal light leakage of the region not controlled by the viewing angle is passed through as it is. In this case, light leakage due to the alignment of the liquid crystal is perceived as unevenness, resulting in a decrease in display quality.
상기와 같이, 본 발명에서는 액정측 차광 부재가 기판측 차광 부재보다 넓은 폭을 가지는 역테이퍼(reverse-tapered) 형태로 형성한다. 이러한 역테이퍼 형태의 차광 부재(220a)는 더 넓은 영역에서 차광할 수 있으며 기존과 달리 에지 테이퍼를 형성시키지 않기 때문에 액정의 배향에 따른 빛샘이 얼룩으로 시인되는 것과 같은 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, the liquid crystal side light blocking member is formed in a reverse-tapered form having a wider width than the substrate side light blocking member. The
상기 노광 공정에 따라, 마스크를 통해 노광된 영역은 광화학반응으로 단단 한 구조로 형성되어 후술할 현상(develop) 공정을 통해 잔류하게 되고, 노광되지 않은 영역은 현상 공정을 통해 제거된다.According to the exposure process, the area exposed through the mask is formed in a hard structure by a photochemical reaction and remains through a development process to be described later, and the unexposed area is removed through the development process.
그 다음, 100 내지 110℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 후경화(post-bake) 공정을 수행한다. Then, a post-bake process is performed at a temperature of 100 to 110 ° C. for 30 minutes to 1 hour.
다음으로, 2.38% 테트라메틸암모늄하이드록시드(Tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH) 용액을 이용하여 현상하여, 도 3에서 보는 바와 같은 역테이퍼진 형태의 차광 부재(220a)를 형성한다. Next, development is performed using a 2.38% tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) solution to form a light-shielding
그 다음, 도 4에서 보는 바와 같이, 차광 부재(220a) 사이에, 예컨대 적색(R)의 컬러 필터를 적층하고 사진 식각 공정으로 적색 컬러 필터(230R)를 형성하고, 그 다음 예컨대 녹색(G)의 컬러 필터를 적층하고 사진 식각 공정으로 녹색 컬러 필터(230G)를 형성한 후, 예컨대 청색(B)의 컬러 필터를 적층하고 사진 식각 공정으로 청색 컬러 필터(230B)를 순차적으로 형성한다. 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터의 형성 순서는 바뀌어도 무관하다.Then, as shown in FIG. 4, a color filter of red (R), for example, is laminated between the
이어서, 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 및 차광 부재(220a)의 표면에 자외선 및 적외선을 조사하여 표면 처리를 실시한다. 이 때, 적외선 표면 처리에서는 자외선 표면 처리를 실시하기 전에 예열하는 과정이며, 이 때 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 내에 잔류하는 수분 및 기체 성분이 제거된다. 또한, 자외선 표면 처리는 고농도의 오존(O3) 분자를 자외선 챔버에 주입시켜 이루어지며, 이 때 주입된 오존의 산소 원자 또는 분자는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 또는 차광 부재(220a)의 표면에 잔류하는 유기물을 분해하게 된다.Subsequently, the surface of the
이어서, 도 5에서 보는 바와 같이, 컬러 필터(230R, 230G, 230B)와 차광 부재(220a)를 평탄화하기 위한 덮개막(overcoat)(250)을 형성한다. 덮개막(250)은 감광성 감광성 유기 물질로 이루어진다.Subsequently, as shown in FIG. 5, an
그 다음, 도 6에서 보는 바와 같이, 덮개막(250) 상부에 ITO 또는 IZO로 이루어진 공통 전극(270)을 형성하여 컬러 필터 표시판을 완성한다. 이 때, 공통 전극(270)은 500 내지 2500Å의 두께로 형성한다.6, a
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined by the appended claims.
상기와 같이, 차광 부재 패턴을 역테이퍼 형태로 형성함으로써 차광 부재 영역에 위치한 액정의 배향에 의해 발생하는 빛샘을 더 넓은 폭으로 차단할 수 있기 때문에 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.
As described above, since the light blocking member pattern is formed in the reverse taper shape, light leakage caused by the alignment of the liquid crystal located in the light blocking member region can be blocked in a wider width, thereby preventing the display quality from being lowered.
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2005
- 2005-01-04 KR KR1020050000410A patent/KR20060079982A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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