KR20070071985A - Color filter substrate for a liquid crystal display device and a manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 액정표시장치의 일부를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a part of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 개략적으로 도시한 평면도.2 is a plan view schematically illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 III-III선에 대응하는 액정표시장치의 개략적인 단면도.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device corresponding to line III-III of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다른 액정표시장치의 개략적인 단면도.4 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 개략적으로 도시한 평면도.5 is a plan view schematically illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 VI-VI선에 대응하는 액정표시장치의 개략적인 단면도.FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device corresponding to line VI-VI of FIG. 5.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 공정을 순차적으로 도시한 평면도.7A to 7D are plan views sequentially illustrating a manufacturing process of a color filter substrate for a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8d는 각각 도 7a의 VIIIA-VIIIA선, 도 7b의 VIIIB-VIIIB선, 도 7c의 VIIIC-VIIIC선 및 도 7d의 VIIID-VIIID선을 따라 자른 단면도.8A to 8D are cross-sectional views taken along the line VIIIA-VIIIA of FIG. 7A, line VIIIB-VIIIB of FIG. 7B, line VIIIC-VIIIC of FIG. 7C and line VIIID-VIIID of FIG. 7D, respectively.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
210 : 제 1 기판 212 : 제 1 박막210: first substrate 212: first thin film
214 : 제 2 박막 220 : 제 2 기판214: second thin film 220: second substrate
222 : 블랙 매트릭스 226 : 오버코트층222
226a : 홀 228 : 컬럼 스페이서226a: hole 228: column spacer
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컬럼 스페이서를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter substrate for a liquid crystal display device including a column spacer and a manufacturing method thereof.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with the rapid development of the information society, there is a need for a flat panel display having excellent characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption, among which a liquid crystal display has a resolution, It is excellent in color display and image quality, and is actively applied to notebooks and desktop monitors.
일반적으로 액정 표시 장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device is formed by arranging two substrates having electrodes formed on one side thereof so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injecting a liquid crystal material between the two substrates, and then applying voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal molecules by the electric field is a device that represents the image by the transmittance of light that varies accordingly.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치 구조에 대하여 설명한다. Hereinafter, a structure of a conventional liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 액정표시장치의 일부를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a part of a conventional liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판(11, 21)을 포함하며, 제 1 및 제 2 기판(11, 21) 사이에는 액정층(30)이 위치한다.As shown, the liquid crystal display includes first and
제 1 기판(11) 위에는 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 게이트 전극(12)이 형성되어 있고, 그 위에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiO2)으로 이루어진 게이트 절연막(13)이 게이트 전극(12)을 덮고 있다. 게이트 전극(12) 상부의 게이트 절연막(13) 위에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(14)이 형성되어 있으며, 그 위에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(15)이 형성되어 있다.A
오믹 콘택층(15) 상부에는 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(16a, 16b)이 형성되어 있는데, 소스 및 드레인 전극(16a, 16b)은 게이트 전극(12) 및 액티브층(14)과 함께 박막 트랜지스터(T)를 이룬다.Source and
도시하지 않았지만, 게이트 전극(12)은 게이트 배선과 연결되어 있고, 소스 전극(16a)은 데이터 배선과 연결되어 있으며, 게이트 배선과 데이터 배선은 서로 교차하여 화소 영역을 정의한다.Although not shown, the
이어, 소스 및 드레인 전극(16a, 16b) 위에는 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 또는 유기 절연막으로 이루어진 보호층(17)이 형성되어 있으며, 보호층(17)은 드레인 전극(16b)을 드러내는 콘택홀(17a)을 가진다.Subsequently, a
보호층(17) 상부의 화소 영역에는 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(18)이 형성되어 있고, 화소 전극(18)은 콘택홀(17a)을 통해 드레인 전극(16b)과 연결되어 있다.A
다음, 제 2 기판(21)이 제 1 기판(11)과 일정 간격을 가지고 이격되어 있으며, 제 2 기판(21)의 안쪽면에는 박막 트랜지스터(T)와 대응하는 위치에 블랙 매트릭스(22)가 형성되어 있는데, 도시하지 않았지만 블랙 매트릭스(22)는 화소 전극(18)과 대응하는 부분에 개구부를 가지고 기판 전면에 형성되어 있다. 따라서, 블랙 매트릭스(22)는 화소 전극(18) 이외의 부분에서 액정 분자가 틸트됨으로써 발생하는 빛샘 현상을 막으며, 또한 박막 트랜지스터(T)의 채널부로 빛이 입사되는 것을 차단하여, 광 누설 전류의 발생을 방지하는 역할을 한다.Next, the
블랙 매트릭스(22) 하부에는 컬러필터층(23)이 형성되어 있는데, 컬러필터층(23)은 적, 녹, 청의 서브 컬러필터가 순차적으로 반복되어 배열되며, 하나의 색이 하나의 화소 전극(18)과 대응한다. 컬러필터층(23) 하부에는 오버코트층(24)이 형성되어 있으며, 오버코트층(24) 하부에는 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(26)이 형성되어 있다. The
도시하지 않았지만, 화소 전극(18) 상부와 공통 전극(26) 하부에는 각각 제 1 및 제 2 배향막이 형성되어 있어, 액정층(30)의 액정 분자들의 초기 배열 방향을 결정한다.Although not illustrated, first and second alignment layers are formed on the
한편, 두 배향막 사이에는 제 1 및 제 2 기판(11, 21) 사이의 간격을 일정하 게 유지하고, 적절한 액정층(30)의 두께를 확보하기 위한 스페이서(spacer : 40)가 위치한다.Meanwhile, a
박막 트랜지스터와 화소 전극을 포함하는 제 1 기판은 흔히 어레이 기판으로 언급되고, 컬러필터층과 공통 전극을 포함하는 제 2 기판은 컬러필터 기판으로 언급된다. A first substrate comprising a thin film transistor and a pixel electrode is often referred to as an array substrate, and a second substrate comprising a color filter layer and a common electrode is referred to as a color filter substrate.
이러한 액정표시장치는 어레이 기판 제조 공정과, 컬러필터 기판 제조 공정, 그리고 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 그리고 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(liquid crystal cell) 공정을 통해 형성된다.The liquid crystal display device is formed through an array substrate manufacturing process, a color filter substrate manufacturing process, and a liquid crystal cell process including disposing two substrates, injecting and encapsulating a liquid crystal material, and attaching a polarizing plate.
여기서, 스페이서는 두 기판 중 어느 한 기판, 예를 들면 컬러필터 기판에 산포되는데, 스페이서의 산포 방식은 알코올 등에 스페이서를 혼합하여 분사하는 습식 산포법과 스페이서만을 산포하는 건식 산포법으로 나눌 수 있다. 건식 산포는 정전기를 이용하는 정전 산포법과 기체의 압력을 이용하는 제전 산포법으로 나뉘는데, 액정표시장치는 정전기에 취약한 구조를 가지므로 제전 산포법이 많이 사용된다.Here, the spacers are scattered on any one of two substrates, for example, a color filter substrate, and the spacers can be divided into a wet dispersion method in which a spacer is mixed by spraying alcohol and the like and a dry dispersion method in which only a spacer is dispersed. Dry spraying is divided into electrostatic spraying using static electricity and antistatic spraying using gas pressure. Since liquid crystal displays have a structure that is vulnerable to static electricity, antistatic spraying is widely used.
그런데, 산포된 스페이서는 그 위치가 일정하게 제어되지 않기 때문에, 컬러필터층 상부인 화소 영역에 위치하여 액정표시장치의 화질을 저하시킬 수도 있다.However, since the scattered spacers are not controlled at a constant position, the scattered spacers may be positioned in the pixel area above the color filter layer, thereby reducing the image quality of the liquid crystal display.
또한, 컬러필터 기판에서는 배향막이 가장 윗 부분에 형성되고, 그 위에 스페이서가 임의로 위치하는데, 배향막의 러빙에 의해 액정표시장치의 구동시, 화소 영역의 경계부에 위치하는 액정 분자들의 배열이 다른 부분에 위치하는 액정 분자들과 다르게 되어, 빛샘과 같은 불량이 발생할 수 있다.In addition, in the color filter substrate, an alignment layer is formed on the uppermost portion, and a spacer is arbitrarily positioned thereon, and when the liquid crystal display is driven by rubbing of the alignment layer, the arrangement of liquid crystal molecules positioned at the boundary of the pixel region is different. The liquid crystal molecules may be different from each other so that defects such as light leakage may occur.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a color filter substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same which can improve image quality.
본 발명의 다른 목적은 화질을 컬럼 스페이서 부분의 막 두께 변동에 의한 셀 갭 변화를 최소화하고, 이에 따른 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a color filter substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can minimize the change in cell gap caused by the variation in the thickness of the column spacer portion and thus prevent defects.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판은 기판과; 상기 기판 위에 형성되고 화소 영역에 대응하는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트릭스 상부에 형성되어 있는 컬럼 스페이서; 상기 개구부에 대응하고 적, 녹, 청의 서브 컬러필터를 포함하며, 상기 컬럼 스페이서와 이격되어 있는 컬러필터층; 그리고 상기 컬러필터층 상부에 형성되고 상기 컬럼 스페이서와 이격되어 있는 오버코트층을 포함한다.A color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is a substrate; A black matrix formed on the substrate and having an opening corresponding to the pixel region; A column spacer formed on the black matrix; A color filter layer corresponding to the opening and including a sub color filter of red, green, and blue and spaced apart from the column spacer; And an overcoat layer formed on the color filter layer and spaced apart from the column spacer.
상기 컬럼 스페이서는 상기 블랙 매트릭스로부터 연장되어 있으며, 약 4 ㎛ 내지 약 5.5 ㎛의 두께를 가진다.The column spacer extends from the black matrix and has a thickness of about 4 μm to about 5.5 μm.
상기 오버코트층은 상기 컬럼 스페이서에 대응하는 홀을 가진다.The overcoat layer has holes corresponding to the column spacers.
본 발명에 따른 액정표시장치에 컬러필터 기판의 제조 방법은 기판 상부에 개구부를 가지는 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 상기 개구부에 대응하고 상기 컬럼 스페이서와 이격되어 있는 컬러필터층을 형성하는 단계; 그리고 상기 컬러필터층 상부에 형성되고 상기 컬럼 스페이서와 이격되어 있는 오버코트층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a color filter substrate in a liquid crystal display according to the present invention includes forming a black matrix and a column spacer having an opening in an upper portion of the substrate; Forming a color filter layer corresponding to the opening and spaced apart from the column spacer; And forming an overcoat layer formed on the color filter layer and spaced apart from the column spacer.
상기 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 형성하는 단계는, 불투명 감광성 수지를 도포하여 블랙 수지층을 단계와; 상기 블랙 수지층 상부에 투과부와 반투과부 및 차단부를 포함하는 마스크를 배치하는 단계; 상기 마스크를 통해 상기 블랙 수지층을 노광하는 단계; 그리고 상기 노광된 블랙 수지층을 현상하는 단계를 포함한다.The forming of the black matrix and the column spacer may include applying an opaque photosensitive resin to form a black resin layer; Disposing a mask including a transmissive part, a transflective part, and a blocking part on the black resin layer; Exposing the black resin layer through the mask; And developing the exposed black resin layer.
상기 블랙 수지층은 빛에 노출된 부분이 현상 후 남는 네거티브 타입이고, 상기 반투과부는 상기 블랙 매트릭스에 대응한다.The black resin layer is a negative type in which a portion exposed to light remains after development, and the transflective portion corresponds to the black matrix.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는 상기 컬럼 스페이서에 대응하는 홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 컬럼 스페이서는 약 4 ㎛ 내지 약 5.5 ㎛의 두께를 가진다.Forming the overcoat layer includes forming a hole corresponding to the column spacer, wherein the column spacer has a thickness of about 4 μm to about 5.5 μm.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다. 2 is a plan view schematically illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 화소 영역에 대응하는 개구부(122a)를 가지는 블랙 매트릭스(122)가 형성되어 있고, 개구부(122a)에 대응하여 컬러필터층(124)이 형성되어 있는데, 컬러필터층(124)은 블랙 매트릭스(122)와도 중첩한다. 컬러필터층(124)은 순차적으로 배열된 적, 녹, 청의 서브 컬러필터(124a, 124b, 124c)를 포함한다. 이때, 도면 상에서 세로방향으로 인접한 화소 영역에는 동일한 색의 서브 컬러필터(124a, 124b, 124c)가 형성되고 서로 연결되어, 컬러필터층(124)은 스트라이프 형태의 구조를 가진다. 다음, 블랙 매트릭스(122)와 중첩하여 컬럼 스페이서(128)가 형성되어 있는데, 컬럼 스페이서(128)는 세로 방향으로 인접한 화소 영역 사이의 블랙 매트릭스(122)와 대응하도록 형성되어, 적색 서브 컬러필터(124a)와도 중첩한다. As shown, a
도 3은 도 2의 III-III선에 대응하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to line III-III of FIG. 2.
도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판(110, 120)이 일정 간격 이격되어 있고, 제 1 기판(110)의 안쪽면에는 제 1 박막(112)과 제 2 박막(114)이 차례로 형성되어 있다. 제 1 박막(112)과 제 2 박막(114)은 액정표시장치용 어레이 기판 상에 형성된 절연층일 수 있으며, 또는 도전층일 수도 있다. 도시하지 않았지만, 제 1 기판(110)의 안쪽면에는 게이트 전극과 액티브층, 소스 전극 그리고 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 형성된다. 또한, 교차하여 화소 영역을 정의하며, 박막 트랜지스터에 신호를 전달하는 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성된다. As shown, the first and
제 2 기판(120) 안쪽면에는 블랙 매트릭스(122)가 형성되어 있고, 그 위에 적, 녹, 청색 서브 컬러필터(124a, 124b, 도 2의 124c)가 순차적으로 배열된 컬러필터층(124)이 형성되어 있으며, 컬러필터층(124) 상부에는 오버코트층(126)이 형 성되어 있다. 오버코트층(128) 상부에는 제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이의 간격인 셀 갭(d1)을 균일하게 유지하기 위한 컬럼 스페이서(128)가 형성되어 있다. A
한편, 도시하지 않았지만, 오버코트층(128)과 컬럼 스페이서(128) 사이에는 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 더 형성될 수도 있다.Although not shown, a common electrode made of a transparent conductive material may be further formed between the
제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이에는 액정층(도시하지 않음)이 위치한다.A liquid crystal layer (not shown) is positioned between the first and
따라서, 컬럼 스페이서(128)의 두께(t1)는 셀 갭(d1), 즉 액정층의 두께에 대응한다.Accordingly, the thickness t1 of the
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 도 3과 유사한 구조를 가진다. 도 4에 도시한 바와 같이, 컬럼 스페이서(128) 하부의 막, 예를 들면 적색 서브 컬러필터(124a)가 다른 부분에 비해 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 셀 갭(d2)은 컬럼 스페이서(128)의 두께(t1)보다 커진다. 4 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and has a structure similar to that of FIG. As shown in FIG. 4, a film under the
그런데, 이러한 경우, 컬럼 스페이서(128)의 두께(t1)을 기준으로 액정층이 형성되기 때문에, 불량이 발생할 수 있다. 즉, 액정 물질의 공급량은 컬럼 스페이서(128)의 두께(t1)에 따라 결정되기 때문에, 셀 갭(d2)이 커질지라도 기존과 동일한 양의 액정 물질이 공급되므로, 실제 셀 갭(d2)에 비해 형성되는 액정층의 두께가 작아진다. 따라서, 패널 외부에서 외압이 발생했을때, 상기 압력이 발생한 부분의 액정이 재빨리 회복되지 않아 얼룩이 발생하게 된다.However, in this case, since the liquid crystal layer is formed based on the thickness t1 of the
반면, 컬럼 스페이서(128) 하부의 막이 다른 부분에 비해 얇게 형성될 경우, 셀 갭은 컬럼 스페이서(128)의 두께(t1)보다 작아진다. 이때에도, 액정 물질은 기존과 동일한 양으로 공급되므로, 형성되는 액정층의 두께가 셀 갭에 비해 커지기 때문에 얼룩에 의한 불량이 발생하게 된다.On the other hand, when the film under the
본 발명의 제 2 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 컬러필터 기판의 구조를 제시한다. The second embodiment of the present invention proposes a structure of a color filter substrate to solve this problem.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다. 5 is a plan view schematically illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 화소 영역에 대응하는 개구부(222a)를 가지는 블랙 매트릭스(222)가 형성되어 있고, 개구부(222a)에 대응하여 컬러필터층(224)이 형성되어 있는데, 컬러필터층(224)은 블랙 매트릭스(222)와도 중첩한다. 컬러필터층(224)은 순차적으로 배열된 적, 녹, 청의 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)를 포함하고, 각각의 화소 영역마다 분리되어 있다. 즉, 도면 상에서 세로방향으로 인접한 화소 영역에는 동일한 색를 가지며 서로 분리된 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)가 형성되어 있다. 다음, 블랙 매트릭스(222)와 중첩하여 컬럼 스페이서(228)가 형성되어 있는데, 컬럼 스페이서(228)는 세로 방향으로 인접한 화소 영역 사이의 블랙 매트릭스(222)와 대응한다. 또한, 컬럼 스페이서(228)에 대응하는 홀(226a)을 가지는 오버코트층(도시하지 않음)이 기판 전면에 형성되어 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬럼 스페이서(228)는 컬러필터층(224) 및 오버코트층과 중첩하지 않는다. As shown, a
도 6은 도 5의 VI-VI선에 대응하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device corresponding to line VI-VI of FIG. 5.
도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판(210, 220)이 일정 간격 이격되어 있고, 제 1 기판(210)의 안쪽면에는 제 1 박막(212)과 제 2 박막(214)이 차례로 형성 되어 있다. 앞서 언급한 것처럼, 제 1 박막(212)과 제 2 박막(214)은 액정표시장치용 어레이 기판 상에 형성된 절연층일 수 있으며, 또는 도전층일 수도 있다. 도시하지 않았지만, 제 1 기판(210)의 안쪽면에는 게이트 전극과 액티브층, 소스 전극 그리고 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 형성된다. 또한, 교차하여 화소 영역을 정의하며, 박막 트랜지스터에 신호를 전달하는 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성된다. As shown, the first and
제 2 기판(220) 안쪽면에는 블랙 매트릭스(222) 및 컬럼 스페이서(228)가 형성되어 있고, 그 위에 블랙 매트릭스(222)와 일부 중첩하여 적, 녹, 청의 서브 컬러필터(도 5의 224a, 224b, 224c)가 순차적으로 배열된 컬러필터층(도 5의 224)이 형성되어 있다. 이때, 컬럼 스페이서(228)는 블랙 매트릭스(222)로부터 연장되어 있다. 컬러필터층(도 5의 224) 및 블랙 매트릭스(222) 상부에는 오버코트층(226)이 형성되어 있는데, 오버코트층(226)은 컬럼 스페이서(228)에 대응하는 홀(226a)을 가진다. 따라서, 컬럼 스페이서(228)는 오버코트층(226)의 홀(226a)을 통해 돌출되어 제 1 기판(210) 상에 형성된 막(214)과 접촉한다. A
한편, 도시하지 않았지만, 오버코트층(226)과 컬럼 스페이서(228) 사이에는 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 더 형성될 수 있으며, 공통 전극은 제 1 기판(210) 상에 형성될 수도 있다. Although not shown, a common electrode made of a transparent conductive material may be further formed between the
제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에는 액정층(도시하지 않음)이 위치한다.A liquid crystal layer (not shown) is positioned between the first and
여기서, 컬럼 스페이서(228)의 두께(t2)는 제 1 실시예에서의 두께(도 3과 도 4의 t1)에 컬러필터층(224)과 오버코트층(226)의 두께를 더한 값과 같도록 한 다. Here, the thickness t2 of the
도면상에서, 본 발명의 컬럼 스페이서(228)는 원 기둥 모양을 가지나, 사각 기둥 등 다른 모양을 가질 수도 있다. 이에 따라, 상기 오버코트층(226)의 홀(226a)도 다른 모양을 가질 수 있다. In the drawings, the
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에서는, 컬럼 스페이서(228)를 블랙 매트릭스(222)로부터 연장되도록 형성하고, 컬럼 스페이서(228)가 위치하는 영역의 컬러필터층(224) 및 오버코트층(226)이 제거되도록 한다. 따라서, 컬럼 스페이서(228)가 위치하는 영역에서의 막 두께 변동에 의한 셀 갭 변화를 최소화하고, 이에 따른 불량을 방지할 수 있다. As described above, in the second embodiment of the present invention, the
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법에 대하여 도 7a 내지 도 7d와 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 상세히 설명한다.A method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7D and 8A to 8D.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 공정을 순차적으로 도시한 평면도이고, 도 8a 내지 도 8d는 각각 도 7a의 VIIIA-VIIIA선, 도 7b의 VIIIB-VIIIB선, 도 7c의 VIIIC-VIIIC선 및 도 7d의 VIIID-VIIID선을 따라 자른 단면도이다. 7A to 7D are plan views sequentially illustrating a manufacturing process of a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8D are lines VIIIA-VIIIA of FIG. 7A and FIG. 7B, respectively. A cross-sectional view taken along the line VIIIB-VIIIB, the line VIIIC-VIIIC of FIG. 7C and the line VIIID-VIIID of FIG. 7D.
먼저, 도 7a와 도 8a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(220) 전면에 불투명한 감광성 수지를 도포하여 약 5 내지 7 ㎛ 두께의 블랙 수지층(221)을 형성한다. 이어, 블랙 수지층(221) 상부에 차단부(312)와 반투과부(314) 및 투과부(316)으로 이루어진 마스크(300)를 배치하고, 마스크(300)를 통해 노광을 실시한다. 이때, 투과부(316)에 대응하는 블랙 수지층(221)은 완전히 노광되고, 반투과부(314) 에 대응하는 블랙 수지층(221)은 일부만 노광된다. 여기서, 블랙 수지층(221)은 빛을 받은 부분이 현상 후 남게되는 네거티브 타입(negative type)이 사용되는데, 빛을 받은 부분이 현상 후 제거되는 포지티브 타입(positive type)이 사용될 수도 있으며, 이 경우 마스크(300)의 차단부(312)와 투과부(316) 위치는 반대가 된다. 한편, 본 발명에서 마스크(300)의 반투과부(314)는 다수의 슬릿을 포함하는데, 빛을 일부만 투과시키는 반투과막으로 형성될 수도 있다. First, as shown in FIGS. 7A and 8A, an opaque photosensitive resin is coated on the transparent insulating
다음, 도 7b와 도 8b에 도시한 바와 같이, 노광된 블랙 수지층(도 7a와 도 8a의 221)을 현상하여, 화소 영역에 대응하는 개구부(222a)를 가지는 블랙 매트릭스(222)와 블랙 매트릭스(222)로부터 수직 방향으로 연장된 컬럼 스페이서(228)를 형성한다. 블랙 매트릭스(222)는 도 8a의 마스크(300)의 반투과부(314)에 대응하고, 컬럼 스페이서(228)는 도 8a의 마스크(300)의 투과부(316)에 대응한다. 앞서 언급한 것처럼, 컬럼 스페이서(228)는 컬러필터층 및 오버코트층의 두께를 고려하여 형성되는 것이 바람직하므로, 컬럼 스페이서(228)의 두께(t21)는 약 4 내지 5.5 ㎛가 되도록 하고, 블랙 매트릭스(222)의 두께(t22)는 기존과 마찬가지로 약 1 내지 1.5 ㎛가 되도록 한다. Next, as illustrated in FIGS. 7B and 8B, the exposed black resin layer (221 of FIGS. 7A and 8A) is developed to have a
이와 같이, 본 발명에서는 한 번의 사진식각공정으로 블랙 매트릭스(222)와 컬럼 스페이서(228)를 동시에 형성할 수 있다. 한편, 여기서는 감광성 블랙 수지를 노광 및 현상하였으나, 별도의 감광막을 형성하고 노광 및 현상 후 블랙 수지를 패턴할 수도 있다. As described above, in the present invention, the
다음, 도 7c와 도 8c에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(222)의 개구부 (222a) 상에 적, 녹, 청의 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)로 이루어진 컬러필터층(224)을 형성한다. 컬러필터층(224)은 블랙 매트릭스(222)와 일부 중첩한다. 이때, 각 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)는 감광성 컬러수지를 도포한 후, 노광 및 현상하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 또는, 인쇄와 같은 방법으로 형성될 수도 있다. 여기서, 각 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)는 컬럼 스페이서(228)가 형성된 부분에서 제거되도록 한다. 따라서, 도 7c에서와 같이, 도면상에서 세로 방향으로 인접한 화소 영역의 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)는 서로 분리되어 있다. 이때, 서브 컬러필터(224a, 224b, 224c)는 컬럼 스페이서(228)가 형성된 부분에서만 제거될 수도 있으며, 이러한 경우 세로 방향으로 인접한 화소 영역의 녹색 서브 컬러필터(224b)와 청색 서브 컬러필터(224c)는 서로 연결될 수 있다. Next, as illustrated in FIGS. 7C and 8C, a
다음, 도7d와 도 8d에 도시한 바와 같이, 컬러필터층(224)을 포함하는 기판(220) 전면에 오버코트층(226)을 형성하고 패턴하여, 컬럼 스페이서(228)에 대응하는 홀(226a)을 형성한다. 따라서, 컬럼 스페이서(228)는 홀(226a)을 통해 돌출된다. Next, as shown in FIGS. 7D and 8D, the
오버코트층(226) 상부에 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 더 형성될 수도 있으며, 이때 공통 전극은 오버코트층(226)과 마찬가지로 컬럼 스페이서(228)에 대응하는 홀을 가지고 있어, 컬럼 스페이서(228)가 공통 전극의 홀을 통해 돌출되도록 한다. A common electrode made of a transparent conductive material may be further formed on the
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제조할 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예에서는, 공정을 감소시키기 위해 블랙 매트 릭스(222)와 동일한 공정에서 컬럼 스페이서(228)를 형성하였으나, 컬럼 스페이서(228)는 블랙 매트릭스(222)와 별도의 공정을 통해 형성할 수도 있다.As such, the color filter substrate for the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention can be manufactured. In the second embodiment of the present invention, in order to reduce the process, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판 및 그 제조 방법에서는 컬럼 스페이서가 형성되는 부분에서 컬러필터층 및 오버코트층이 제거되도록 한다. 따라서, 컬럼 스페이서 부분의 막 두께 변화를 최소화하여, 셀 갭 변동 및 불량을 방지할 수 있다. 이때, 컬럼 스페이서를 블랙 매트릭스와 동일한 공정에서 형성하여 제조 공정 및 비용을 줄일 수 있다. In the color filter substrate for the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the color filter layer and the overcoat layer are removed at the portion where the column spacer is formed. Therefore, it is possible to minimize the change in the film thickness of the column spacer portion, thereby preventing cell gap variations and defects. In this case, the column spacer may be formed in the same process as the black matrix, thereby reducing manufacturing process and cost.
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