KR20070044128A - 컬러필터기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연기판의 비표시영역에 형성된 제1 블랙매트릭스와, 상기 절연기판의 표시영역에 서브 화소영역을 구분하면서 상기 제1 블랙매트릭스보다 얇게 형성된 제2 블랙매트릭스와, 상기 표시영역의 해당 서브 화소영역에 형성된 컬러필터를 구비하고, 상기 컬러필터는 상기 제2 블랙매트릭스 상에서 인접한 컬러필터와 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판을 제공한다.

Description

컬러필터기판{COLOR FILTER SUBSTRATE}
도 1은 종래 컬러필터기판을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러필터기판을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예를 보다 구체적으로 설명하기 위해 액정표시장치의 화소영역을 표시한 단면도이다.
<도면부호의 간단한 설명>
90: 기판 100, 111: 블랙매트릭스
110R, 110G, 110B: 컬러필터 120: 개구부
130: 오버코트 140: 공통전극
150, 240: 배향막 200: 기판
210: 게이트 절연막 220: 보호막
230: 화소전극
본 발명은 컬러필터기판에 관한 것으로, 특히 컬러필터의 중첩에 의한 단차로 인한 컬러수지 흘러내림을 방지한 컬러필터기판에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터기판과 컬러필터기판 사이에 주입되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정에 전계를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는 장치이다.
박막트랜지스터기판에는 서로 교차되게 형성된 게이트라인 및 데이터라인과, 그들의 교차부에 형성된 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터와 접속된 화소 전극과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막을 포함하는 박막트랜지스터 어레이가 형성된다.
도 1은 종래의 컬러필터기판의 단면을 나타내는 단면도이다.
기판(1)에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(20)와, 색상 구현을 위한 R, G, B의 컬러필터(30R, 30G, 30B), 화소 전극과 수직전계를 이루는 공통전극(40)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막(50)을 포함하는 컬러필터어레이가 형성된다.
도 1에 도시된 컬러필터(30R, 30G, 30B) 각각은 블랙매트릭스(20)가 형성된 기판상에 해당 컬러수지를 도포하고 포토공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 컬러필터(30R, 30G, 30B) 위에 공통전극(40)을 형성한다. 공통전극(40)은 하부기판에 형성된 화소전극과의 전압차에 의한 전계를 발생시켜 상부기판과 하부기판 사이에 주입된 액정을 구동하게 된다.
이 때, R, G, B 컬러필터(30R, 30G, 30B)는 오정열로 인한 빛샘을 방지하기 위하여 블랙매트릭스(20) 상에서 중첩된 컬러필터와 블랙매트릭스와 중첩되지 않은 컬라필터와의 단차가 더욱 커지게 된다.
이러한 블랙매트릭스와 중첩된 컬러필터의 단차로 인해 그 다음에 형성된 컬러수지가 화소영역으로 흘러내려 화소영역의 컬러필터층의 두께가 불균일하게 된다. 이에 기인하여 액정표시장치의 색상불량이 발생하게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 블랙매트릭스와의 중첩으로 인한 컬러필터의 단차를 줄여 컬러수지의 흘러내림을 방지하는 컬러필터기판을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연기판의 비표시영역에 형성된 제1 블랙매트릭스와, 상기 절연기판의 표시영역에 서브 화소영역을 구분하면서 상기 제1 블랙매트릭스보다 얇게 형성된 제2 블랙매트릭스와, 상기 표시영역의 해당 서브 화소영역에 형성된 컬러필터를 구비하고, 상기 컬러필터는 상기 제2 블랙매트릭스 상에서 인접한 컬러필터와 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판을 제공한다.
상기 컬러수지 상에 컬러수지를 보호하고 스탭 커버리지를 위한 오버코트와, 상기 오버코트 위에 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전극은 화소영역을 다수의 도메인으로 분할하는 개구부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컬러필터기판을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다..
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 컬러필터기판은 기판(90) 상에 형성된 블랙매트릭스(100)와 블랙매트릭스(100)로 구분된 화소영역에 형성된 R, G, B의 컬러필터(110R, 110G, 110B)와 컬러필터(110R, 110G, 110B) 위에 차례로 적층된 오버코트(130), 공통전극(140) 및 배향막(150)을 구비한다.
구체적으로, 상부기판(90) 상에 크롬 또는 산화크롬 등의 불투명 금속 또는 불투명한 고분자수지 등을 이용하여 블랙매트릭스(110)를 형성한다. 특히, 표시영역(A)에 형성되는 블랙매트릭스(110)는 고개구율을 위해 가로폭이 좁게 형성된다. 또한, 블랙매트릭스(110) 위에 중첩되어 질 컬러필터(110R, 110G, 110B)의 단차를 감소시키기 위하여 표시영역(A)의 블랙매트릭스(110)의 두께를 비표시영역(B)의 블랙매트릭스(111)보다 작게 형성한다. 블랙매트릭스(110)가 형성된 상부기판(90) 상에 R, G, B컬러필터(110R, 110G, 110B) 각각은 블랙매트릭스(110)가 형성된 기판상에 해당 컬러수지를 도포한 다음 포토공정으로 패터닝함으로써 해당 화소영역에 형성된다. 이러한 R, G, B컬러필터(110R, 110G, 110B)는 3번의 포토공정을 통해 순차적으로 형성된다. 이 때, 컬러필터(110R, 110G, 110B)는 오정열을 방지하기 위하여 블랙매트릭스(110) 상에서 인접한 컬러필터와 중첩되게 형성된다. 여기서, 컬러필터와 중첩된 블랙매트릭스의 두께가 상대적으로 작으므로 그 브랙매트릭스 위에 중첩된 컬러필터의 단차를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 다음에 도포되는 컬러수지가 이전에 형성된 컬러필터의 단차로 기인한 컬러수지의 흘러내림을 방지한다.
컬러필터(110R, 110G, 110B)가 형성된 후 공통전극의 스탭 커버리지를 위해 오버코트(130)을 형성한다. 오버코트(130)은 멀티도메인을 위해 개구부(120)를 구비한 공통전극(140)을 형성할 때, 개구부(120) 패터닝으로 인한 컬러필터의 손상을 방지한다.
오버코트(130) 위에 공통전극(140)을 형성한다. 공통전극(140)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질로 형성한다. 그리고 액정이 수직을 배향되는 경우 다수의 도메인을 형성하기 위해 개구부(120)가 형성되기도 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예를 보다 구체적으로 설명하기 위해 액정표시장치의 화소영역을 표시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 액정표시장치의 하부기판은 화소영역에 형성된 게이트 절 연막(210)과, 게이트 절연막(210) 위에 형성된 보호막(220)과 보호막(220) 위에 형성된 화소전극(230)과, 화소전극(230) 위에 형성된 배향막(150)을 구비한다.
그리고 상술한 바와 같은 컬러필터기판과 박막 트랜지스터기판 사이에 액정(300)이 주입되어 합착된다.
특히, 광시야각을 위해 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 컬러필터기판의 공통전극(140)에 개구부(120)를 형성한다. 개구부(120)로 인하여 형성되는 프린지 필드(Fringe Field)를 이용하여 액정 분자들의 눕는 방향이 다른 멀티 도메인을 형성함으로써 시야각을 넓힐 수 있다.
또한, 하부기판에는 게이트 라인과 데이터 라인이 형성된 교차부에 박막트랜지스터가 형성된다. 그리고 화소영역에 박막 트랜지스터와 접속된 화소전극(230)이 형성된다. 화소전극(230)은 좌우측변을 상하 중심선(180)을 기준으로 소정의 각도로 기울어져 대칭되도록 형성된다.
화소전극(230) 위에 액정의 초기 배향방향을 결정하는 배향막(150)이 형성된다.
컬러필터기판은 기판(90) 상에 형성된 블랙매트릭스(100)와 블랙매트릭스(100)로 구분된 화소영역에 형성된 R, G, B의 컬러필터(110R, 110G, 110B)와 컬러필터(110R, 110G, 110B) 위에 차례로 적층된 오버코트(130), 공통전극(140) 및 배향막(150)을 구비한다.
블랙매트릭스(110)는 컬러필터(110R, 110G, 110B)가 형성될 화소영역을 구분하도록 매트릭스 형태로 형성됨과 아울러 하부기판의 박막 트랜지스터, 게이트 라 인 및 화소전극(230)이 형성되지 않은 영역과 중첩되게 형성된다. 특히, 표시영역에 형성되는 블랙매트릭스(110)은 고개구율을 위해 가로폭이 좁게 형성된다. 또한, 상술한 바와 같이 블랙매트릭스(110) 위에 중첩되어질 컬러필터(110R, 110G, 110B)의 단차를 감소시키기 위해 표시영역의 블랙매트릭스(110)의 두께를 비표시영역 예를 들면 기판의 에지영역의 블랙매트릭스의 두께보다 얇게 형성한다. 이러한 블랙매트릭스(110)는 크롬 또는 산화크롬 등의 불투명한 금속 또는 불투명한 고분자수지 등을 사용한다.
블랙매트릭스(110)가 형성된 상부기판(90) 상에 R, G, B컬러필터(110R, 110G, 110B) 각각은 블랙매트릭스(110)가 형성된 기판상에 해당 컬러수지를 도포한 다음 포토공정으로 패터닝함으로써 해당 화소영역에 형성된다. 이러한 R, G, B컬러필터(110R, 110G, 110B)는 3번의 포토공정을 통해 순차적으로 형성된다. 이 때, 컬러필터(110R, 110G, 110B)는 오정열을 방지하기 위하여 블랙매트릭스(110) 상에서 인접한 컬러필터와 중첩되게 형성된다. 여기서, 컬러필터와 중첩된 블랙매트릭스의 두께가 상대적으로 작으므로 그 브랙매트릭스 위에 중첩된 컬러필터의 단차를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 다음에 도포되는 컬러수지가 이전에 형성된 컬러필터의 단차로 기인한 컬러수지의 흘러내림을 방지한다.
컬러필터 상부 전면에 형성되는 오버코트(130)는 컬러필터(110R, 110G, 110B)를 보호하며, 공통전극의 양호한 스탭 커버리지(Step Coverage)를 위해 형성된다. 또한, 공통 전극의 개구부(120) 패터닝으로 인한 컬러필터 손상을 방지하기도 한다.
공통전극(140)은 화소전극(230)의 화소전압에 대응하여 액정에 공통전압을 인가한다. 이러한 공통전극(140)은 일정한 패턴을 갖는 개구부(120)를 구비한다. 이러한 개구부(120)로 인하여 형성되는 프린지 필드(Fringe Field)를 이용하여 액정 분자들의 눕는 방향이 다른 멀티 도메인을 형성함으로써 시야각을 넓힐 수 있다.
액정(300)은 전계가 인가되지 않았을 때 광을 투과시키지 않고 전계가 인가 되면 광을 투과시키는 수직 배향형 액정이 사용된다. 이러한 수직 배향형 액정의 특성을 이용해 도 4에 도시한 바와 같이, 블랙매트릭스가 형성되는 영역과 대응되는 하부기판에는 화소전극이 형성되지 않으므로 전계가 인가되어도 액정이 구동되지 않는다. 따라서 화소전극이 형성되지 않은 영역은 빛의 투과율이 매우 작으므로 상부기판의 블랙매트릭스의 두께가 얇아도 빛샘 현상이 발생하지 않게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터기판은 컬러필터와 중첩된 블랙매트릭스의 두께를 얇게 형성하여 컬러필터의 단차를 줄임으로써 컬러수지가 흘러내리는 현상을 방지하여 화소영역에서의 컬러필터의 두께가 균일해짐으로써 화질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하지 않고 청구범위에 의해 그 권리가 정해 져야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 절연기판의 비표시영역에 형성된 제1 블랙매트릭스와;
    상기 절연기판의 표시영역에 서브 화소영역을 구분하면서 상기 제1 블랙매트릭스보다 얇게 형성된 제2 블랙매트릭스와;
    상기 표시영역의 해당 서브 화소영역에 형성된 컬러필터를 구비하고, 상기 컬러필터는 상기 제2 블랙매트릭스 상에서 인접한 컬러필터와 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러수지 상에 컬러수지를 보호하고 스탭 커버리지를 위한 오버코트와;
    상기 오버코트 위에 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공통전극은 화소영역을 다수의 도메인으로 분할하는 개구부를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
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