KR20070015805A - 색필터 표시판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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KR20070015805A
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서동진
조영제
이윤석
김윤장
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삼성전자주식회사
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Abstract

액정 적하시 액정량 마진을 확대하여 불량을 감소시킬 수 있는 색필터 표시판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다. 색필터 표시판은 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있는 절연기판, 상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴, 상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층 및 상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
AUA, SUA, 액정 적하, 액정표시장치

Description

색필터 표시판 및 이를 포함하는 액정표시장치{Color filter panel and liquid crystal display of comprising the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 색필터 표시판의 제조 공정별 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 색필터 표시판의 제조 공정별 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 매트릭스 패턴을 나타내는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : TFT 기판 110 : 제 1 절연 기판
120 : 어레이층 121 : TFT
200 : 색필터 기판 210 : 제 2 절연 기판
220 : 블랙 매트릭스 패턴 230 : 색필터층
240 : 공통 전극 310 : 유기층
본 발명은 색필터 표시판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액정 적하시 액정량 마진을 확대하여 불량을 감소시킬 수 있는 색필터 표시판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 전극이 형성되어 있는 상부 및 하부 기판과 그 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 상부 및 하부 기판은 가장자리 둘레에 형성되어 있으며 액정 물질을 가두는 밀봉재로 결합되어 있으며, 상부 및 하부 기판사이에 산포되어 있는 스페이서에 의해 지지되고 있다.
이러한 액정표시장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정 물질에 전극을 이용하여 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.
액정표시장치를 제조하기 위한 액정 주입 방법으로 액정 적하 방법이 사용된다. 이는 밀봉재를 사용하여 소정의 폐각 형상의 틀로 정의된 활성 영역(active area)에 액정을 적하시킨 후 진공 중에서 어셈블리하고 밀봉재를 경화시키는 방법이다. 액정 적하 방법의 핵심은 박막 트랜지스터 기판의 활성 영역 내에 보이드(Void)없이 균일하게 액정을 충진하여 균일한 셀 갭(Cell gap)을 형성하는 것이다.
이러한 균일한 셀 갭을 형성하는 데는 활성 영역 내에 필요한 양만큼의 액정을 어떻게 균일하게 도포하느냐에 달려 있다. 이러한 셀 갭 균일도의 향상 및 활성 영역 내부의 보이드를 제거함과 동시에 제조 라인에서 인라인 속도를 맞추기 위해 서는 택트 타임(Tact Time)을 가능한 한 빠르게 할 필요가 있다. 이를 위해 액정 적하시 원 드랍(One drop) 방식을 적용한다. 이는 정확한 양을 적하하기 위해서는 가능한 한 적하수를 줄이는 것이 적하량 균일도 측면에서 유리하기 때문이다. 1회 액정을 적하할 때 미세한 적하량 오차가 존재하며 적하수가 많아질수록 적하량 오차가 커지며 따라서, 전체적인 적하량 오차는 커진다. 따라서, 일정한 셀 갭을 유지하기 어렵게 된다. 일정한 셀 갭을 유지하기 위해서는 액정 적하량을 정확하고 재현성 있게 적하하는 원 드랍 방식이 유용하다.
그러나, 원 드랍(One drop) 방식이 액정 적하량 오차의 감소면에서는 유리하지만 셀 내부의 보이드 제어면에서는 불리하다. 박막 트랜지스터 기판 위에 액정을 적하하고 색필터 기판과 박막 트랜지스터 기판을 정렬하고 압착하여 액정을 활성 영역 내부에서 확산시킬 때 액체인 액정의 특성상 적하된 위치에서 동일 간격으로 액정이 확산된다.
이 경우 박막 트랜지스터 기판이 사각형 형태이기 때문에 적하된 액정이 확산될 때에 확산 거리의 차이가 발생하게 된다. 즉, 적하된 액정과 활성 영역 중 코너 영역까지의 대각선 확산 거리가 가장 멀고, 적하된 액정과 활성 영역 중 모서리 영역까지의 직선 확산 거리는 짧게 된다. 따라서, 코너 영역에서는 액정의 확산이 충분치 않으므로 보이드가 발생하기 쉽다.
또한, 액정이 확산되는 면인 박막 트랜지스터 기판이나 색필터 기판이 편평한 면이거나 동일한 재질이라면 액정의 확산 거리는 동일하겠지만, 픽셀마다 오목 및 볼록한 구조가 존재하고 재질은 배향막 또는 스페이서 등 각각 다르게 형성되어 있으므로 확산 거리가 균일하기란 쉽지 않다. 따라서, 국부적으로 활성 영역 내나 밀봉재와의 경계면에는 액정이 채워지지 않아 보이드가 발생한다.
또한, 액정의 성질에 따라서도 보이드 발생에 차이가 있다. 즉, TN 모드, IPS 모드 및 OCB 모드의 액정은 액정이 트위스트 배향 즉, 수평 배향을 하기 때문에 액정 적하 후 확산이 비교적 용이하게 진행되지만, VA 모드의 액정은 액정이 수직 배향을 하기 때문에 액정의 확산이 저해되어 활성 영역 내의 오목 및 볼록 형상에 의해 액정의 확산이 크게 영향을 받아 활성 영역 및 밀봉재와의 경계면에서 보이드가 발생할 확률이 커진다. 이렇게 활성 영역에 발생하는 보이드를 AUA(Active unfilled area), 밀봉재와의 경계면에서 발생하는 보이드를 SUA(Surface unfilled area)라 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정 적하시 액정량 마진을 확대하여 불량을 감소시킬 수 있는 색필터 표시판을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 액정 적하시 액정량 마진을 확대하여 불량을 감소시킬 수 있는 색필터 표시판을 포함하는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 색필터 표시판은, 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있는 절연기판, 상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴, 상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층 및 상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 색필터 표시판은, 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있는 절연기판, 상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴, 상기 블랙 매트릭스 패턴 사이를 채우는 유기층, 상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층 및 상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 대향 배치되며, 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있으며, 상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴과 상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층 및 상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 제 2 기판 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 함)가 형성된 TFT 기판(100), 상기 TFT 기판(100)과 서로 대향하여 결합하는 색필터 기판(200), 상기 TFT 기판(100) 및 색필터 기판(200)과의 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다. 여기에서, 도면부호 400은 백라이트 유니트를 나타낸다.
보다 상세하게, 상기 TFT 기판(100)은 제 1 절연 기판(110) 및 TFT(121)가 매트릭스 형태로 형성된 어레이층(120)을 포함한다. 상기 제 1 절연 기판(110)은 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 투명한 기판이다.
여기에서, 도시되지 않았으나, 상기 TFT(121)는 제 1 절연 기판(110) 상에 게이트 신호를 인가하기 위해 게이트 전극을 구비한 게이트 배선이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극 상에는 게이트 절연막이 형성되어 있다. 상기 게이트 절연막 상에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 반도체층이 섬 형태로 형성되어 있으며, 상기 반도체층 상에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 섬형의 저항성 접촉층이 형성되어 있다. 상기 저항성 접촉층 및 게이트 절연막 상에는 소오스 및 드레인 전극으로 이루어지는 데이터 배선이 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.
상기 TFT 기판(100)의 하부에 구비되는 색필터 기판(200)은 제 2 절연기판(210), 상기 제 2 절연기판(210) 상에 형성되고 광을 이용하여 소정의 색을 나타내는 색필터층(230) 및 상기 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제 2 절연기판(210)은 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 투명한 기판이다. 상기 제 2 절연기판(210) 상에는 광을 차단하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스 패턴(220)이 형성되어 있다. 이때, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역(P)에 형성되며, 서브 화소 영역의 경계를 따라 제 1 폭을 갖는 다수의 제 1 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역(P)을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 다수의 제 2 블랙 매트릭스(220b)를 포함한다. 또한, 상기 제 2 절연기판(210) 상에는 일부분이 제 1 및 제 2 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 오버랩되며, 상기 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 일부분을 노출시키는 개구(234)를 구비한 색필터층(230)이 형성되어 있다. 상기 색필터층(230) 상에는 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)이 형성되어 있다.
상기와 같이, 색필터 기판에 블랙 매트릭스 패턴 형성시 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역에 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성되는 블랙 매트릭스와 화소 영역을 둘러싸면서 형성되는 블랙 매트릭스의 폭을 각각 다르게 형성함으로써 액정 적하시 적절한 액정량을 주입하지 않아 발생하는 불량을 방지할 수 있다. 즉, 액정 적하시 적절한 액정량을 주입하지 못하여 액정량이 부족으로 인해 컬럼 스페이서의 높이 산포에 따라 같은 기판에서도 AUA와 같은 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 함)가 형성된 TFT 기판(100), 상기 TFT 기판(100)과 서로 대향하여 결합하는 색필터 기판(200), 상기 TFT 기판(100) 및 색필터 기판(200)과의 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다. 여기에서, 도면부호 400은 백라이트 유니트를 나타낸다.
보다 상세하게, 상기 TFT 기판(100)은 제 1 절연 기판(110) 및 TFT(121)가 매트릭스 형태로 형성된 어레이층(120)을 포함한다. 상기 제 1 절연 기판(110)은 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 투명한 기판이다.
여기에서, 도시되지 않았으나, 상기 TFT(121)는 제 1 절연 기판(110) 상에 게이트 신호를 인가하기 위해 게이트 전극을 구비한 게이트 배선이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극 상에는 게이트 절연막이 형성되어 있다. 상기 게이트 절연막 상에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 반도체층이 섬 형태로 형성되어 있으며, 상기 반도체층 상에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 섬형의 저항성 접촉층이 형성되어 있다. 상기 저항성 접촉층 및 게이트 절연막 상에는 소오스 및 드레인 전극으로 이루어지는 데이터 배선이 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.
상기 TFT 기판(100)의 하부에 구비되는 색필터 기판(200)은 제 2 절연기판(210), 상기 제 2 절연기판(210) 상에 형성되고 광을 이용하여 소정의 색을 나타내는 색필터층(230) 및 상기 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제 2 절연기판(210)은 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 투명한 기판이다. 상기 제 2 절연기판(210) 상에는 광을 차단하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스 패턴(220)이 형성되어 있다. 이때, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역(P)에 형성되며, 서브 화소 영역의 경계를 따라 제 1 폭을 갖는 다수의 제 1 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역(P)을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 다수의 제 2 블랙 매트릭스(220b)를 포함한다. 그리고, 상기 블랙 매트릭스 패턴(220) 사이를 채우는 유기층(310)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 절연기판(210) 상에는 일부분이 제 1 및 제 2 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 오버랩되며, 상기 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 일부분을 노출시키는 개구(234)를 구비한 색필터층(230)이 형성되어 있다. 상기 색필터층(230) 상에는 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)이 형성되어 있다.
계속해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 색필터 표시판의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 색필터 표시판의 제조 공정별 단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 매트릭스 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 제 2 절연 기판(210) 상에 광을 차단하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스 패턴(220)이 형성된다. 여기에서, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 크롬(Cr)으로 형성한다. 이때, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역(P)에 형성되며, 서브 화소 영역의 경계를 따라 제 1 폭을 갖는 다수의 제 1 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역(P)을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 다수의 제 2 블랙 매트릭스(220b)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역(P)에 형성되는 제 1 블랙 매트릭스(220a)의 제 1 폭(W1)은 15 ~ 30㎛로 형성하는 것이 바람직하며, 화소 영역(P)을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 제 2 폭(W2)은 개구율을 고려하여 제 1 블랙 매트릭스의 2~4배 정도로 형성하는 바람직하다. 그리고, 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 제 2 폭(W2)과 교차하는 제 3 폭(W3)은 서로 동일할 수 있지만, 서로 다른 폭을 갖을 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 액정량이 부족하여 보이드(A, B, C, D)가 발생한 경우에는 제 2 블랙 매트릭스 폭이 넓기 때문에 고랑 역할을 하여 활성 영역에 발생한 보이드들은 시간이 지남에 따라 천천히 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 이동하게 된다. 이로 인해, 액정 패널의 활성 영역에 보이드가 발생하더라도 보이드가 제 2 블랙 매트릭스에 가려져 외부에서 인식할 수 없게 된다. 이때, 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 보이드가 이동하는 속도를 빠르게 하기 위해 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 절연 기판과 색필터가 형성된 제 2 절연 기판을 결합하여 액정 패널을 형성한 후 액정 패널을 챔버에 넣어 열처리를 할 수 있으며, 또한, 액정 패널을 진동을 발생하는 소정의 장치에 부착하여 보이드가 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 빨리 이동하게 할 수 있다. 여기에서, A', B', C', D'는 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 이동한 보이들을 나타낸다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 절연기판(210) 상에 일부분이 제 1 및 제 2 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 오버랩되며, 상기 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 일부분을 노출시키는 개구(234)를 구비한 색필터층(230)이 형성된다. 이때, 색필터 층(230)은 약 1.0㎛ ~ 2.0㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 제 2 블랙 매트릭스(220b)와 색필터층(230)과의 단차는 0.5㎛이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 색필터층(230)은 적색 컬러수지를 기판의 전면에 도포한 후 선택적으로 노광하여 원하는 영역에 적색 색필터(231)를 형성한다. 이어서, 상기 적색 색필터(231)가 형성된 기판의 전면에 녹색 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 녹색 색필터(232)를 형성한다. 계속해서, 상기 적색 및 녹색 색필터(231, 232)가 형성된 기판의 전면에 청색 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 청색 색필터(233)를 형성한다.
이때, 상기 색필터를 제조하는 방법으로는 염료형 색필터의 제조방법과 안료형 색필터의 제조방법이 있다. 상기 염료형 색필터의 제조방법은 염색법과 염료 분산법 등이 있으며, 상기 안료형 색필터의 제조방법은 안료 분산법, 인쇄법, 접착법 등이 있다. 여기에서, 상기 염색법, 염료 분산법 및 안료 분산법은 스트라이프, 모자이크 및 트라이앵글 배열방식에 모두 적용할 수 있으나, 인쇄법 및 접착법은 모자이크 및 트라이앵글 배열방식에는 적합하지 않다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 색필터층(230)을 포함한 기판 결과물 상에 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)이 형성된다. 이때, 공통 전극(240)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전체 물질로 형성한다. 여기에서, 도면에는 도시되지 않았으나, 색필터층(230) 상에 단차를 제거하기 위해 오버코팅막을 형성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 색필터 표시판의 제조 공정별 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 유리나 석영 또는 사파이어와 같은 재질로 형성된 제 2 절연 기판(210) 상에 광을 차단하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스 패턴(220)이 형성된다. 여기에서, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 유기 절연 물질로 형성한다. 이때, 블랙 매트릭스 패턴(220)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역(P)에 형성되며, 서브 화소 영역의 경계를 따라 제 1 폭을 갖는 다수의 제 1 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역(P)을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 다수의 제 2 블랙 매트릭스(220b)를 포함한다.
이어서, 블랙 매트릭스 패턴(220)을 제외한 나머지 제 2 절연 기판(210) 상에 유기층(310)을 형성한다. 이때, 유기층(310)은 투명 유기 물질로 형성한다. 여기에서, 블랙 매트릭스 패턴(220)와 유기층(310)을 동일 마스크로 형성하고, 블랙 매트릭스 패턴(220)과 유기층(310)의 두께는 서로 동일하게 형성한다. 여기에서, 유기 절연 물질로 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 경우에는 블랙 매트릭스 패턴 위에 형성되는 색필터의 단차가 크기 때문에 활성 영역에 발생한 보이드들이 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 이동하는데에 어려움이 있으므로, 동일 마스크로 블랙 매트릭스 패턴과 유기층을 형성하여 후속 공정에서 형성되는 색필터의 단차를 제거하여 보이드들이 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 이동할 수 있게 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 절연기판(210) 상에 일부분이 제 1 및 제 2 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 오버랩되며, 상기 제 2 블랙 매트릭스(220b)의 일부분을 노출시키는 개구(234)를 구비한 색필터층(230)이 형성된다. 이때, 색필터층(230)은 약 1.0㎛ ~ 2.0㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 제 2 블랙 매트릭스(220b)와 색필터층(230)과의 단차는 0.5㎛이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 색필터층(230)은 적색 컬러수지를 기판의 전면에 도포한 후 선택적으로 노광하여 원하는 영역에 적색 색필터(231)를 형성한다. 이어서, 상기 적색 색필터(231)가 형성된 기판의 전면에 녹색 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 녹색 색필터(232)를 형성한다. 계속해서, 상기 적색 및 녹색 색필터(231, 232)가 형성된 기판의 전면에 청색 컬러수지를 도포한 후 선택적으로 노광하여 청색 색필터(233)를 형성한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 색필터층(230)을 포함한 기판 결과물 상에 액정층(300)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극(240)이 형성된다. 이때, 공통 전극(240)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전체 물질로 형성한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 색필터 표시판 및 이를 포함 하는 액정표시장치의 제조방법은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역에 형성되며, 서브 화소 영역의 경계를 따라 제 1 폭을 갖는 다수의 제 1 블랙 매트릭스와 화소 영역을 둘러싸면서 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭을 갖는 다수의 제 2 블랙 매트릭스(220b)를 형성함으로써 액정량이 부족하여 보이드가 발생한 경우, 보이들이 제 2 블랙 매트릭스 쪽으로 이동함으로 인해 보이들이 블랙 매트릭스에 가려져서 외부에서 인식할 수 없는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 액정량이 부족한 경우, 액정 주입 공정을 다시 진행하지 않아도 되므로, 공정시간을 감소시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있는 절연기판;
    상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴;
    상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층; 및
    상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 색필터 표시판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폭은 15~30㎛인 색필터 표시판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 2~4배인 색필터 표시판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블랙 매트릭스와 색필터층의 단차는 0.5㎛인 색필터 표시판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 패턴은 크롬으로 형성된 색필터 표시판.
  6. 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있는 절연기판;
    상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴;
    상기 블랙 매트릭스 패턴 사이를 채우는 유기층;
    상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층; 및
    상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 색필터 표시판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 폭은 15~30㎛인 색필터 표시판.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 2~4배인 색필터 표시판.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 블랙 매트릭스와 색필터층의 단차는 0.5㎛인 색필터 표시판.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 패턴과 상기 유기층은 동일한 두께를 갖는 색필터 표시판.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 패턴은 유기 물질로 형성된 색필터 표시판.
  12. 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향 배치되며, 적, 녹, 청의 서브 화소 영역들을 포함하는 화소 영역이 정의되어 있으며, 상기 서브 화소 영역의 경계를 따라 형성된 제 1 폭의 제 1 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역의 주위를 둘러싸며 형성된 상기 제 1 폭보다 더 넓은 제 2 폭의 제 2 블랙 매트릭스를 포함하는 블랙 매트릭스 패턴과 상기 각 서브 화소 영역에 형성된 적, 녹, 청의 색필터층 및 상기 결과물 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하는 액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 상기 블랙 매트릭스 패턴 사이를 채우는 유기층을 더 포함하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104143606A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 3M创新有限公司 集成太阳能电池板的显示装置及其制备方法
US9618806B2 (en) 2014-11-26 2017-04-11 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a multi-portion light blocking member
CN107861288A (zh) * 2017-12-14 2018-03-30 京东方科技集团股份有限公司 显示面板和显示装置
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