KR20070079352A - 표시기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

표시기판의 안정성 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시기판의 제조방법이 개시된다. 표시기판의 제조방법은 베이스 기판을 화소 영역 및 차광 영역으로 구획하는 블랙매트릭스패턴을 형성하는 단계, 화소 영역에 컬러필터패턴을 형성하는 단계, 컬러필터패턴이 형성된 베이스 기판위에 유기층을 형성하는 단계 및 화소 영역에 대응하여 제1 슬릿부가 형성되고, 차광 영역의 일부 영역에 대응하여 차단부가 형성되며, 차단부의 가장자리에는 제2 슬릿부가 형성된 마스크를 이용해 유기층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 액정의 응답 속도 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

유기막, 산 패턴, 스페이서, 슬릿 마스크

Description

표시기판의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY SUBSTRATE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시기판의 평면도이다.

도 2는 도 1 의 I-I´라인 및 Ⅱ-Ⅱ´라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 1 의 K 부분에 컬러필터기판에 셀갭 유지 패턴을 형성하기 위한 마스크를 배치한 평면도이다.

도 4a는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ´라인을 따라 절단한 마스크의 평면도 및 산 패턴의 단면도이다.

도 4b는 Ⅳ-Ⅳ´라인 및 Ⅴ-Ⅴ´라인을 따라 절단한 마스크의 평면도 및 셀갭 유지 패턴의 단면도이다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 어레이 기판 200 : 컬러필터기판

BM : 블랙매트릭스 CF : 컬러필터

220 : 평탄화층 CE : 공통 전극

232 : 산 패턴 234 : 셀갭 유지 패턴

240 : 배향막 300 : 액정층

본 발명은 표시기판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정의 응답 속도의 향상 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시패널은 컬러필터기판, 상기 컬러필터기판과 대향하는 어레이 기판, 상기 컬러필터기판과 어레이 기판 사이에 개재된 액정층 및 상기 액정층의 두께를 일정하게 유지시키는 스페이서를 포함한다.

상기 액정층의 배열은 액정 분자의 기본 배열에 따라 수평 배향, 수직 배향, 트위스트 배향 등으로 구분할 수 있고, 상기 수직 배향(VA; Vertical Align) 모드는 다중 도메인과 보상 필름을 사용하여 광시야각과 높은 콘트라스트 비를 나타낼 수 있다. 그러나, 상기 액정의 수직 배향 모드는 IPS(In Plane Switching) 및 TN(Twisted Nematic) 모드보다 느린 응답시간을 가지는 단점이 있다.

이에 따라, 상기 액정의 수직 배향 모드에서 액정 분자들을 구동시킴에 있어 라이징 타임(rising time)을 개선하고자 투명 전극 상에 형성되는 유기막의 표면을 패터닝하여 응답 속도를 빠르게 하는 방안이 개발되었다. 예를 들어, 유기막의 표면을 일정한 기울기를 갖고 대칭을 이루는 산 모양으로 형성할 수 있다.

그러나, 유기막의 표면을 패터닝함에 따라 추가된 공정에 의해 제조 원가가 상승하고, 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터기판의 결합시에 불량이 발생하는 문 제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 액정의 응답 속도 향상, 표시기판의 안정성 및 공정상의 신뢰성을 향상시키기 위한 표시기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시기판의 제조방법은 베이스 기판을 화소 영역 및 차광 영역으로 구획하는 블랙매트릭스패턴을 형성하는 단계, 상기 화소 영역에 컬러필터패턴을 형성하는 단계, 상기 컬러필터패턴이 형성된 베이스 기판위에 유기층을 형성하는 단계 및 상기 화소 영역에 대응하여 제1 슬릿부가 형성되고, 상기 차광 영역의 일부 영역에 대응하여 차단부가 형성되며, 상기 차단부의 가장자리에는 제2 슬릿부가 형성된 마스크를 이용해 상기 유기층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 이러한 표시기판의 제조방법에 따르면, 표시기판의 안정성 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이고, 도 2는 도 1 의 I-I´라인 및 Ⅱ-Ⅱ´라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 표시 패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하여 형성된 컬러필터기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터기판 사이에 개 재된 액정층을 포함한다.

어레이 기판(100)은 게이트 배선(GL), 소스 배선(DL), 스위칭 소자(TFT) 및 화소 전극(PE)을 포함한다. 게이트 배선(GL)은 베이스 기판(110)위에 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성되고, 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로 복수개가 배열된다. 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(G)과 전기적으로 연결된다. 이때, 게이트 배선(GL)으로부터 전달된 게이트 신호는 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(G)에 인가된다.

소스 배선(DL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되어 형성되고, 상기 제1 방향(D1)으로 복수개가 배열된다. 소스 배선(DL)은 스위칭 소자(TFT)의 소스 전극(S)과 전기적으로 연결되고, 소스 배선(DL)으로부터 전달된 데이터 신호는 스위칭 소자(TFT)의 소스 전극(S)으로 인가된다.

복수의 게이트 배선(GL)들 및 게이트 배선(GL)들과 교차하는 복수의 소스 배선(DL)들에 의해서 복수의 단위화소(P)가 정의되며, 하나의 단위화소(P)는 하나의 스위칭 소자(TFT)를 포함한다.

스위칭 소자(TFT)는 게이트 전극(G), 반도체층(130), 오믹 콘택층(140), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D) 패시베이션층(150)을 포함한다. 게이트 전극(G)은 게이트 배선(GL)으로부터 분기되어 형성되고, 소스 전극(S)은 소스 배선(DL)으로부터 분기되어 형성된다.

소스 전극(S)의 전기적 신호는 반도체층(130)에 형성된 채널을 통하여 소스 전극(S)과 이격되어 형성된 드레인 전극(D)으로 전달되며, 드레인 전극(D)은 콘택 부를 포함하여 드레인 전극(D)과 화소전극(PE)을 전기적으로 연결한다.

패시베이션층(150)은 스위칭 소자(TFT)를 포함한 베이스 기판(110)의 전면에 형성되어 게이트 배선(GL), 소스 배선(DL) 및 스위칭 소자(TFT)를 보호하는 역할을 한다. 패시베이션층(150)은 질화 실리콘 등의 절연물질로 이루어진다. 스위칭 소자(TFT)의 패시베이션층(150)의 일부는 드레인 전극(D)을 노출시킬 수 있도록 제거된다. 이때, 패시베이션층(150)의 일단부가 제거되어 일정 영역을 형성하여 드레인 전극(D)을 노출시키거나, 홀(hole) 형태로 드레인 전극을 노출시키도록 형성되어 드레인 전극(D)과 화소 전극(PE)을 전기적으로 연결한다.

화소전극(PE)은 스위칭 소자(TFT), 게이트 배선(GL) 및 소스 배선(DL)을 제외한 단위화소(P)의 전면에 형성된다. 화소전극(PE)과 스위칭 소자(TFT)는 상기 콘택부를 통해 전기적으로 연결된다. 화소 전극(PE)은 예를 들어, 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 및 아몰퍼스 산화 주석 인듐(amorphous Indium Zinc Oxide, a-ITO)등으로 형성된다.

배향막(160)은 액정층(300)의 액정 분자를 단순히 어레이 기판(100) 및 컬러필터기판(200)사이에 끼우는 것만으로는 동일한 분자배열 상태를 얻기가 어렵기 때문에 상기 액정 분자를 일정한 각도로 배향시키기 위하여 형성한다. 배향막(160)은 어레이 기판(100)의 화소 전극(PE)위에 형성되고, 산화 실리콘 등의 무기 재료 또는 유기 고분자를 이용하여 형성할 수 있다.

어레이 기판(100)의 상부에는 어레이 기판(100)과 대향하여 컬러필터기판(200)이 형성된다. 컬러필터기판(200)은 베이스 기판(210), 블랙매트릭스 패턴, 컬 러필터패턴, 공통 전극(CE), 유기막(232), 스페이서(234) 및 배향막(240)을 포함한다.

상기 블랙매트릭스 패턴은 각 화소의 경계 부근에 설치되어 단위화소(P)의 RGB를 각각 분리하는 동시에 어레이 기판(100)에 형성되는 화소전극(PE)이 통제하지 못하는 영역의 액정을 통과해 나오는 빛을 차단한다. 상기 블랙매트릭스 패턴은 어레이 기판(100)의 게이트 배선(GL) 및 소스 배선(DL)과 대응하여 컬러필터기판(200)에 블랙매트릭스(BM)들이 형성되며 어레이 기판(100)의 화소 영역(P)에 대응하는 개구부를 포함한다. 상기 블랙매트릭스 패턴은 제2 방향(D2)으로 소정의 너비를 갖는 소스 배선(DL)의 너비보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 컬러필터패턴은 어레이 기판(100)상에 형성된 게이트 배선(GL)들 및 소스 배선(DL)들이 교차하면서 형성하는 화소영역(P)들에 대향하여 컬러필터기판(200)상에 형성된다. 상기 컬러필터패턴은 백색광에 포함된 레드광을 출사시키는 레드(R) 컬러필터(CF), 백색광에 포함된 그린광을 출사시키는 그린(G) 컬러필터(CF) 및 백색광에 포함된 블루광을 출사시키는 블루(B) 컬러필터(CF)를 포함한다. 컬러필터(CF)들이 상기 블랙매트릭스 패턴의 개구부에 반복적으로 배치되어 상기 컬러필터패턴을 형성한다.

평탄화층(220)은 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터(CF)간의 두께 차이가 있으므로 상기 두께 차이를 최소화하기 위해서 베이스 기판(210)과 평행하게 상기 블랙매트릭스 패턴 및 상기 컬러필터패턴을 덮도록 형성된다.

공통 전극(CE)은 투명하면서도 도전성이 있는 물질로 평탄화층(220)위에 형 성된다. 공통 전극(CE)은 예를 들어, 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 및 아몰퍼스 산화 주석 인듐(amorphous Indium Zinc Oxide, a-ITO)등으로 형성된다. 공통 전극(CE)은 어레이 기판(100)의 화소 전극(PE)과 대향하여 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)사이의 액정층에 전계(Fringe Field)를 형성한다.

유기막(232)은 공통 전극(CE)위에 형성되고 아크릴 계열의 감광성 유기 절연막을 패터닝하여 형성된다. 유기막(232)은 그 단면이 산(mountain)의 형상을 가지는 산 패턴을 가진다. 즉, 베이스 기판(210)과 수직한 선을 기준으로 하여 상기 수직선의 제1 방향으로 경사각을 가지도록 형성되며, 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로도 상기 경사각을 가지도록 형성된다. 이때, 상기 제1 방향으로 형성된 경사각과 상기 제2 방향으로 형성된 경사각은 동일하여 상기 수직선을 기준으로 좌우 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

이러한 산 패턴(232)의 경사에 의해 전계가 형성되지 않은 상태에서도 산 패턴(232)위에 형성되는 배향막(240)이 배향력을 가지고, 상기 배향력에 의해 액정층(300)의 액정 분자들은 임의의 방향으로 일정한 기울기를 가질 수 있다. 또한, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)에 전압을 인가했을 때, 상기 액정 분자들은 산 패턴(232)의 기울기에 의해 유도되어진 상기 배향막(240)의 배향력 및 산 패턴(232)에 의해 형성되는 셀갭의 차이에 의한 등전위선의 변화 등으로 인하여 상기 액정 분자들은 경사각을 가지고 눕게 된다. 이에 따라 전체적으로 상기 액정 분자들은 빠르게 구동되어 상기 액정 분자의 응답 속도가 빨라진다.

셀갭 유지 패턴(234)은 어레이 기판(100)과 컬러필터기판(200) 상에 개재되는 컬럼 스페이서이다. 셀갭 유지 패턴(234)은 어레이 기판(100)의 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(G) 및 소스 전극(S)에 대응하며, 컬러필터기판(200)의 상기 블랙매트릭스 패턴과 오버랩되도록 형성된다. 또한, 셀갭 유지 패턴(234)은 액정층(300)의 두께를 일정하게 유지시키도록 액정층(300)의 두께와 같은 두께를 가진다.

이때, 셀갭 유지 패턴(234)은 유기막(232)을 형성하는 유기 물질과 동일한 물질로 형성되고 유기막의 산 패턴(232)과 동일한 공정을 통해 형성된다. 유기막의 산 패턴(232) 및 셀갭 유지 패턴(234)의 형성 공정에 대해서는 상세하게 후술하도록 한다.

액정층(300)은 어레이 기판(100) 및 컬러필터기판(200)의 사이에 배치된다. 화소전극(PE) 및 공통 전극(CE)의 사이에 형성된 전계의 방향 및 전계의 세기에 의하여 광의 투과율을 조절한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정층(300)은 수직 배향을 하는 액정 분자들을 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 유기막의 산 패턴 및 셀갭 유지 패턴을 형성하기 위한 마스크 및 상기 마스크를 이용한 컬러필터기판의 제조방법에 대해서 설명하도록 한다.

도 3은 도 1 의 K 부분에 컬러필터기판에 셀갭 유지 패턴을 형성하기 위한 마스크를 배치한 평면도이고, 도 4a는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ´라인을 따라 절단한 마스크의 평면도 및 산 패턴의 단면도이다. 또한, 도 4b는 Ⅳ-Ⅳ´라인 및 Ⅴ-Ⅴ´라인을 따라 절단한 마스크의 평면도 및 셀갭 유지 패턴의 단면도이다.

상기 도면들을 참조하면, 마스크(400)는 제1 슬릿부, 제2 슬릿부 및 차단부 (420)를 포함한다. 이때, 도 3의 Ⅲ-Ⅲ´라인 및 Ⅳ-Ⅳ´라인으로 절단한 부분이 상기 제1 슬릿부에 해당하며, Ⅴ-Ⅴ´라인으로 절단한 부분이 상기 제2 슬릿부 및 차단부에 해당한다.

도 3 및 도 4a를 참조하면, 상기 제1 슬릿부에 의해서 상기 유기층이 산 패턴(232)으로 패터닝된다. 상기 제1 슬릿부는 제1 닫힘부(412), 제2 닫힘부(414) 및 제1 닫힘부(412)와 제2 닫힘부(414)들이 소정의 간격을 가지고 배열됨으로써 형성되는 복수의 제1 개구부(413)들을 포함한다. 상기 제1 슬릿부의 제2 닫힘부(414)의 너비는 제1 닫힘부(412)의 너비보다 넓도록 형성되어 제2 닫힘부(414)가 유기막의 산 패턴(232)의 산 정상(top)을 형성하도록 대응된다.

이때, 제1 닫힘부(412)들이 제2 닫힘부(414)로부터 일 방향으로 병렬로 배열된다. 복수의 제1 개구부(413)들은 제1 및 제2 닫힘부들(412, 414)이 점점 증가하는 간격을 가지고 배열됨으로써 점점 증가하는 너비를 갖는다. 이때, 상기 제1 슬릿부는 제2 닫힘부(414)를 기준으로 하여 좌우 대칭으로 제1 닫힘부(412)들이 배열된다. 상기 마스크에 닫힘부(412, 414)가 n개 형성되는 경우, 상기 n개의 닫힘부(412, 414)가 형성하는 제1 개구부(413)는 n-1개가 형성된다.

이에 따라, 상기 너비가 다른 제1 개구부들(413)은 상기 유기층의 노광 정도를 다르게 할 수 있어 산 패턴(232)을 형성한다. 구체적으로, 상기 개구부의 너비가 넓을수록 개구부의 너비가 좁은 영역보다 빛이 통과하는 양이 많기 때문에 상대적으로 이어서 진행되는 현상 공정에서 유기층이 제거되는 부분이 많아진다.

따라서, 제2 닫힘부(414)와 대응되는 상기 유기층의 산 정상에서부터 점점 너비가 증가하는 제1 개구부(413)들을 따라 경사각을 가지도록 형성되며, 좌우 대칭이 되는 산 패턴(232)을 가지는 유기막을 형성할 수 있다. 이러한 산 패턴(232)이 화소 영역(P)의 전면에 도메인을 이루도록 패터닝되고, 산 패턴(232)을 갖는 상기 복수의 도메인이 반복적으로 배열되는 상기 유기막을 형성할 수 있다.

도 3 및 도 4b를 참조하면, 차단부(420) 및 상기 제2 슬릿부에 의해서 상기 유기층이 셀갭 유지 패턴(234)으로 패터닝된다. 상기 제2 슬릿부는 차단부(420)의 가장자리에 형성되며, 복수의 제3 닫힘부(432) 및 제3 닫힘부(432)들이 형성하는 복수의 제2 개구부(433)를 포함한다.

차단부(420)는 소정의 영역을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 차단부(420)는 m값이 8이상인 정m각형 또는 원 형상으로 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(G)에 대응되는 소정의 영역을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 제1 닫힘부(412) 및 제3 닫힘부(432)는 동일한 너비를 가지고, 연결되어 있어, 제1 개구부(413) 및 제2 개구부(433)가 연결되어 형성된다.

이때, 제3 닫힘부(432)들이 차단부(420)로부터 일 방향으로 병렬로 배열된다. 제3 닫힘부(432)들이 형성하는 복수의 제2 개구부(433)들은 제3 닫힘부(432)들 간에 점점 증가하는 간격을 가지고 배열됨으로써 점점 증가하는 간격을 갖는 제2 개구부(433)들이 형성된다. 이때, 상기 제2 슬릿부는 차단부(420)를 기준으로 하여 좌우 대칭으로 제3 닫힘부(432)들 및 제2 개구부(433)가 형성된다.

차단부(420)는 소스 배선(DL)의 연장 방향인 제2 방향(D2)으로 일정한 너비를 가지는 블랙매트릭스(BM) 패턴의 너비보다 상기 차단부(420)의 지름이 작은 것 이 바람직하다. 이때, 정팔각형 또는 원 형상을 가지는 차단부(420)의 지름은 상기 제2 방향(D2)으로 차단부(420)의 일면 및 상기 일면과 최장 거리에 있는 또 다른 면 사이의 길이로 정의된다. 상기 제2 슬릿부에 의해서 차단부(420)가 형성하는 셀갭 유지 패턴(234)의 정상에서부터 경사각을 갖고 산 패턴(232)과 유사하게 좌우 대칭이 되는 셀갭 유지 패턴(234)을 형성할 수 있다.

이때, 제1 닫힘부(412), 제2 닫힘부(414) 및 제1 개구부(413)들은 차단부(420)를 기준으로 제3 방향(D3)으로 연장되도록 형성되어 화소 영역(P)까지 연장된다. 상기 제3 방향(D3)은 소스 배선(DL)의 연장 방향인 제1 방향(D1)에서 게이트 배선(GL)의 연장 방향인 제2 방향(D2)으로 향하는 사선 방향이다.

또한, 차단부(420)는 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(G)에 대응하는 컬러필터기판(200)의 유기층(230)에 배치될 수 있도록 형성된다. 이에 의하면, 하나의 마스크(400)에 의해서 하나의 유기층(230)을 동시에 산 패턴(232)의 유기막 및 셀갭 유지 패턴(234)으로 형성하기 때문에 표시기판의 제조 공정의 수를 줄일 수 있게 된다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

도 5a를 참조하면, 베이스 기판(210)위에 블랙매트릭스층(미도시)을 형성한다. 상기 블랙매트릭스층은 블랙매트릭스 패턴이 설계된 마스크를 이용하여 사진 제법 및 식각 공정을 거쳐 블랙매트릭스(BM) 패턴을 형성한다. 상기 블랙매트릭스층은 어레이 기판(100)의 게이트 배선(GL) 및 소스 배선(DL)과 대응하여 형성되어 어레이 기판(100)의 화소 영역(P)에 대응하는 개구부를 갖도록 패터닝된다.

베이스기판(210)은 광이 투과될 수 있는 투명한 물질, 예를 들어, 유리로 이루어진다. 상기 블랙매트릭스층은 크롬(Cr) 등의 금속 박막이나 탄소 계열의 유기 재료를 사용할 수 있다. 상기 블랙매트릭스층은 크롬 금속막을 사용하는 경우에 표면 반사율을 낮추기 위하여 Cr/CrOx 2층 박막으로 형성하기도 한다.

이어서, 상기 블랙매트릭스(BM) 패턴의 개구부에 컬러필터(CF)들이 형성된다. 컬러필터(CF)들은 안료 입자(pigment)가 함유된 컬러 포토레지스트를 사진, 식각 공정을 통해 패터닝거나, 컬러 잉크를 상기 블랙매트릭스(BM) 패턴 사이에 주입하여 레드 컬러필터, 그린 컬러필터 및 블루 컬러필터를 형성할 수 있다.

상기 블랙매트릭스(BM) 패턴 및 컬러필터(CF) 패턴을 형성한 후, 상기 패턴들의 액정층 방향으로 유기 물질의 용출과 공통 전극(CE)의 형성을 용이하게 하기 위하여 상기 블랙매트릭스(BM) 패턴 및 컬러필터(CF) 패턴을 포함하는 베이스 기판(210) 전면에 평탄화층(220)을 형성한다. 평탄화층(220)은 예를 들어, 아크릴 수지로 형성된다.

도 5b를 참조하면, 상기 베이스 기판의 전면에 유기층(230)을 형성하고, 유기층(230)의 상부에 유기층을 패터닝하기 위한 마스크(400)를 배치한다. 유기층(230)은 아크릴 계열의 감광성 유기 물질로 이루어진 절연층이다.

이때, 마스크(400)는 상기 제1 슬릿부, 차단부(420) 및 제2 슬릿부를 포함하는 슬릿 마스크이다. 상기 제1 슬릿부는 컬러필터(CF)와 대응하는 영역에 배치되고, 차단부(420) 및 상기 제2 슬릿부는 블랙매트릭스(BM)와 대응하는 영역에 배치 된다.

상기 제1 슬릿부의 제2 닫힘부(414)는 3.54㎛의 너비를 가지고, 제1 닫힘부(412a, 412b, 412c, 412d, 412e)들은 1.41㎛의 너비를 가진다. 이때, 제1 닫힘부(412a)와 제2 닫힘부(414)가 평행하게 배열되어 소정의 너비(a)를 가지는 제1 개구부(413)을 형성한다. 이때, 상기 제1 개구부의 너비(a)는 1.06㎛인 것이 바람직하다. 또한, 제1 닫힘부(412a) 및 제1 닫힘부(412a)와 평행하게 배열되는 또 다른 제1 닫힘부(412b)는 1.20㎛의 너비(b)를 가지는 제1 개구부(413)을 형성한다.

상기와 같이 제1 닫힘부(412a, 412b, 412c, 412d, 412e)들이 형성하는 제1 개구부(413)들의 너비는 일 방향으로 점점 증가하도록 다음과 같이 형성된다.

a	b	c	d	e	f	g	h
1.06	1.20	1.34	1.48	1.63	1.77	1.91	2.19

상기 제1 슬릿부는 제2 닫힘부(414)를 기준으로 일 방향으로 제1 닫힘부(412a, 412b, 412c, 412d, 412e)들이 병렬로 상기의 너비들을 가지도록 형성되고, 상기 일 방향의 반대방향으로도 상기 닫힘부(412, 414)들 및 상기 개구부(413)들을 포함하여 유기층(230)을 부분적으로 노광할 수 있다.

차단부(420)는 상기 제2 방향(D2)으로 정의되는 29 내지 41㎛의 지름을 가진다. 이때, 차단부(420)는 상기 차단부(420)의 지름을 기준으로 하여 상기 제2 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 각각 상기 블랙매트릭스(BM) 패턴과 6㎛이상의 차이를 가질 수 있도록 컬러필터기판(200)과 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제2 슬릿부의 제3 닫힘부(432x, 432y, 432z, 432w)들은 1.41㎛의 너비를 갖는다. 이때, 차단부(420)와 제3 닫힘부(432x)가 소정의 너비(x)를 가지는 제2 개구부(433)를 형성한다. 또한, 제3 닫힘부(432x) 및 또 다른 제3 닫힘부(432y)가 소정의 너비(y)를 가지는 또 다른 제2 개구부(433)를 형성한다. 상기와 같은 방식으로 형성된 상기 제2 슬릿부는 상기 제1 슬릿부의 제1 닫힘부(412a, 412b, 412c, 412d, 412e)들이 형성하는 제1 개구부(413)의 패턴과 유사하게 형성된다.

다만, 상기 제2 슬릿부의 제3 닫힘부(432z) 상기 및 제2 슬릿부의 최외각에 위치하는 또 다른 제3 닫힘부(432w)가 형성하는 개구부(433)의 너비(w)는 7.35㎛를 갖도록 형성된다. 이에 따라, 차단부(420)가 형성하는 셀갭 유지 패턴(234)이 안정적인 대칭 형상을 갖도록 상기 제2 슬릿부에 의해서 완만한 경사각을 형성할 수 있다.

도 5c를 참조하면, 상기 마스크(400)의 상부에서 컬러필터기판(200)으로 자외선(UV)을 조사하여 유기층(230)을 패터닝한다. 상기 자외선이 마스크(400)에 의해 차단되는 영역은 유기층(230)이 최초에 형성한 높이로 잔존하고, 노광되는 영역은 유기층(230)이 상기 자외선과 반응하게 된다. 이때, 개구부(413, 433)에 대응되는 유기층(230)은 마스크에 의해 차단되는 영역보다는 상기 자외선이 상대적으로 많이 통과하여 도달하게 되고, 노광되는 영역보다는 상기 자외선이 상대적으로 적게 통과하여 도달한다.

유기층(230)이 패터닝되는 것을 구체적으로 설명하면, 상기 제1 슬릿부를 통하여 유기층(230)은 산 패턴(232)을 형성한다. 제2 닫힘부(414)에 대응하는 부분을 산 정상으로 하여 일 방향으로 경사각을 가지는 형상이며, 상기 일 방향의 반대 방향으로도 대칭되는 형상을 가지도록 형성되어 산 패턴(232)이 형성된다. 상기 제1 슬릿부는 복수의 개구부(413)들에 의해 마스크에 의해 차단되는 영역이 없으므로, 상기 제1 슬릿부가 대응되는 유기층(230)의 영역은 최초의 유기층(230)의 높이보다 낮게 형성된다.

차단부(430)에 대응하여 유기층(230)은 셀갭 유지 패턴(234)을 형성한다. 차단부(430)에 대응하는 유기층(230)의 영역은 유기층(230)이 베이스 기판(210)에 형성된 높이대로 잔존하여 셀갭 유지 패턴(234)의 높이를 결정하고 액정층(300)의 상기 셀갭을 정의할 수 있다. 이때, 차단부(430)의 가장자리에 형성되는 상기 제2 슬릿부는 차단부(430)보다는 많은 양의 상기 자외선을 통과시키므로 셀갭 유지 패턴(234)의 높이보다 낮은 유기층 영역을 형성한다. 이에 따라, 상기 제2 슬릿부를 통해 경사각을 가지도록 형성되는 셀갭 유지 패턴(234)이 형성된다.

특히, 상기 제2 슬릿부의 상기 7.35㎛의 너비(w)를 갖는 개구부를 형성함으로써, 셀갭 유지 패턴(234)은 좌우 대칭의 형상을 가진다. 기존에 셀갭 유지 패턴의 일부는 상기 산 패턴의 유기막과 유사하게 형성되지만, 또 다른 일부에는 급격한 경사각을 가지도록 형성되어 높은 압력에서는 셀갭 유지 패턴의 형상이 변형되는 것을 셀갭 유지 패턴이 좌우 대칭의 형상을 형성함으로써 방지할 수 있다. 이에 따라, 셀갭 유지 패턴(234)은 어레이 기판(100) 및 컬러필터기판(200)의 일정한 셀갭을 유지할 수 있다.

상기 자외선으로 노광시킨 후, 이어서 현상액을 이용하여 상기 자외선과 반응한 노광 영역과 노광되지 않은 영역의 유기층(230)을 선택적으로 제거하여 현상한다. 이에 따라, 산 패턴(232) 및 셀갭 유지 패턴(234)이 공통 전극(CE)을 포함하 는 베이스 기판(210)에 형성된다. 이어서, 고온 열처리 공정을 통해 상기 산 패턴(232) 및 셀갭 유지 패턴(234)을 경화시킨다. 상기 고온 열처리 공정은 180 내지 240℃가 바람직하다. 이로써, 상기 액정 분자들의 응답 속도를 개선할 수 있는 산 패턴(232) 및 가압에 의해서도 변형이 없는 대칭형의 셀갭 유지 패턴(234)을 동시에 형성할 수 있다.

도 5d를 참조하면, 산 패턴(232) 및 셀갭 유지 패턴(234)을 포함하는 베이스 기판(210)의 전면에 배향막(240)을 형성하고, 배향막(240)은 산 패턴(232)의 경사각을 통해서 배향력을 갖는다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 액정의 응답 속도를 빠르게 하기 위한 유기막을 산 패턴으로 형성하고, 이와 동시에 동일한 마스크로 셀갭 유지 패턴을 안정적으로 형성할 수 있도록 디자인이 변형된 마스크를 이용함으로써, 표시기판의 안정성 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 표시기판의 제조방법에 따르면, 유기막을 산 패턴으로 형성함으로써 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있고, 패터닝된 유기막을 형성함과 동시에 셀갭 유지 패턴을 형성함으로써 원가 절감의 효과를 가져 올 수 있다.

또한, 상기 유기막과 셀갭 유지 패턴을 형성하는 마스크의 디자인을 변형시킴으로써 표시기판의 안정성 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 베이스 기판 상에 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 상기 베이스 기판을 화소 영역 및 차광 영역으로 구획하는 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;

   상기 화소 영역에 컬러필터패턴을 형성하는 단계;

   상기 컬러필터패턴이 형성된 베이스 기판 위에 유기층을 형성하는 단계; 및

   상기 화소 영역에 대응하여 제1 슬릿부가 형성되고, 상기 차광 영역의 일부 영역에 대응하여 차단부가 형성되며, 상기 차단부의 가장자리에는 제2 슬릿부가 형성된 마스크를 이용해 상기 유기층을 패터닝하는 단계를 포함하는 표시기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유기층을 패터닝하는 단계에서,

   상기 화소 영역에는 산 패턴이 형성되고, 상기 차광 영역의 일부 영역에는 상기 산 패턴 보다 높고 가장자리는 경사각을 갖는 셀갭 유지 패턴으로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 셀갭 유지 패턴의 가장자리의 경사각은 상기 제1 및 제2 방향에 대해 각각 대칭인 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 마스크의 제1 슬릿부는 복수의 제1 닫힘부 및 제2 닫힘부들에 의해 정의된 복수의 제1 개구부들을 포함하며,

   상기 제1 개구부들의 너비는 외곽으로 갈수록 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 닫힘부의 너비는 상기 제1 닫힘부의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 마스크의 제2 슬릿부는 복수의 제3 닫힘부들과 상기 제3 닫힘부들에 의해 정의된 복수의 제2 개구부들을 포함하며,

   상기 제2 개구부들의 너비는 외곽으로 갈수록 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 개구부들 중 최외곽에 형성된 제2 개구부의 너비는 7.35㎛인 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 블랙매트릭스 패턴 및 컬러필터패턴 위에 평탄화층을 형성하는 단계 및

   상기 평탄화층 위에 투명 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.

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