KR20080004880A - Color filter substrate, display panel having the color filter substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 평면도이다.1 is a plan view of a color filter substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 칼라필터 기판을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the color filter substrate of FIG. 1 taken along the line II ′. FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 평면도이다.4 is a plan view of a color filter substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 제조방법의 공정도들이다.6, 7 and 8 are process diagrams of a method of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 칼라필터 기판 110 : 베이스 기판100: color filter substrate 110: base substrate
120 : 광차단 패턴 130 : 칼라필터120: light blocking pattern 130: color filter
140 : 평탄화층 150 : 격자선 패턴140: planarization layer 150: grid pattern
151 : 격자선 360 : 절연층151: grid 360: insulating layer
370 : 투명전극 600 : 표시패널370
601 : 어레이 기판 701 : 칼라필터 기판601
본 발명은 칼라필터 기판, 이를 갖는 표시패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광이 산란됨으로 인해 대비비가 저하되는 것을 감소시킨 칼라필터 기판, 이를 갖는 표시패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color filter substrate, a display panel having the same, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a color filter substrate, a display panel having the same, and a method of manufacturing the same, which reduce a decrease in contrast ratio due to light scattering.
일반적으로, 액정표시장치는 기존의 CRT 방식의 표시장치에 비하여, 두께가 얇고, 무게가 가벼운 장점이 있어, 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기 액정표시장치는 액정층을 광셔터로 사용하여 영상을 표시하기 때문에 액정표시패널에 조사되는 직선편광을 필요로 한다. In general, a liquid crystal display device has a thin thickness and a light weight, compared to a conventional CRT display device, and thus is widely used. However, since the liquid crystal display device displays an image using the liquid crystal layer as an optical shutter, it requires a linearly polarized light irradiated onto the liquid crystal display panel.
상기 백라이트 어셈블리로부터 출사된 랜덤한 편광을 직선편광으로 변경시키기 위해, 상기 액정표시패널의 전면 및 후면에는 편광판들이 배치된다. 편광판들과 액정층은 백라이트 어셈블리로부터 출사된 광의 출사량을 제어하고, 편광방향을 제어한다. Polarizers are disposed on the front and rear surfaces of the liquid crystal display panel to change the randomly polarized light emitted from the backlight assembly into linearly polarized light. The polarizing plates and the liquid crystal layer control the amount of light emitted from the backlight assembly and control the polarization direction.
한편, 후면 편광판 및 액정층을 투과한 광은 칼라필터를 경유하여 전면에 배치된 편광판을 투과한다. 액정표시패널이 블랙상태 또는 화이트상태를 구현하기 위해서는 후면 편광판 및 액정층을 투과한 광이 전면 편광판에 의해 전부 차단되거나, 투과되어야 한다. 그러나, 광은 전면 편광판에 입사하기 전에 칼라필터를 투과한다. 칼라필터는 안료 입자를 포함하여 입사광을 산란시킨다. 이로 인해, 전면 편광판에 의해 차단되거나 투과하도록 제어된 편광의 편광방향이 흐트러져 전면 편광 판에 의해 차단되지 못하거나, 투과되지 못하고 차단된다. 즉, 표시패널의 대비비가 저하된다.On the other hand, the light transmitted through the rear polarizing plate and the liquid crystal layer passes through the polarizing plate disposed on the front surface via the color filter. In order for the liquid crystal display panel to realize a black state or a white state, the light transmitted through the rear polarizer and the liquid crystal layer must be completely blocked or transmitted by the front polarizer. However, the light passes through the color filter before entering the front polarizer. The color filter includes pigment particles to scatter incident light. For this reason, the polarization direction of the polarized light controlled to be blocked or transmitted by the front polarizer is disturbed, and thus is not blocked or blocked by the front polarizer. In other words, the contrast ratio of the display panel is lowered.
이러한 문제를 해결하고자 칼라필터가 포함하는 안료 입자의 크기와 모양의 최적화, 안료 입자의 표면 처리 등을 통해 액정표시패널의 대비비를 높이고자 하는 노력이 계속되고 있으나, 광이 산란되는 근본적인 문제로 인해 해결이 곤란한 상황이다.In order to solve this problem, efforts have been made to increase the contrast ratio of the liquid crystal display panel by optimizing the size and shape of the pigment particles included in the color filter and surface treatment of the pigment particles, but it is a fundamental problem that light is scattered. This situation is difficult to solve.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 입사광이 칼라필터에 의해 산란됨에 따라 대비비가 저하되는 것을 방지한 칼라필터 기판을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a color filter substrate which prevents the contrast ratio from falling as the incident light is scattered by the color filter.
본 발명의 다른 목적은 상기 칼라필터 기판을 포함하는 표시패널을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display panel including the color filter substrate.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 칼라필터 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the color filter substrate.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 칼라필터 기판은 베이스 기판, 칼라필터, 평탄화층 및 격자선 패턴을 포함한다. 베이스 기판에는 매트릭스 형태로 배열된 단위 화소영역들이 정의된다. 칼라필터는 각 단위 화소영역에 형성되며, 평탄화층은 칼라필터가 형성된 베이스 기판을 커버한다. 격자선 패턴은 평탄화층 상의 각 단위 화소영역에 형성된 다수 개의 격자선들을 포함하여 입 사광을 편광시킨다.In order to achieve the above object of the present invention, the color filter substrate includes a base substrate, a color filter, a planarization layer, and a grid pattern. Unit pixel regions arranged in a matrix form are defined in the base substrate. The color filter is formed in each unit pixel region, and the planarization layer covers the base substrate on which the color filter is formed. The grid pattern includes a plurality of grid lines formed in each unit pixel area on the planarization layer to polarize incident light.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시패널은 어레이 기판, 칼라필터 기판 및 액정층을 포함한다. 어레이 기판은 다수의 단위 화소영역들이 정의된 하부 베이스 기판, 각 단위 화소영역에 형성된 화소전극 및 화소전극에 화소전압을 인가하는 스위칭 소자를 포함한다. 칼라필터 기판은 하부 베이스 기판과 대향하는 상부 베이스 기판, 화소전극과 대향하여 상부 베이스 기판에 형성된 칼라필터, 칼라필터가 형성된 상부 베이스 기판을 커버하는 평탄화층, 각 단위 화소영역에 대응하여 평탄화층 상에 형성된 다수 개의 격자선들을 포함하여 입사광을 편광시키는 격자선(wire grid) 패턴을 포함한다. 액정층은 어레이 기판과 칼라필터 기판의 사이에 개재된다.In order to achieve the above object of the present invention, a display panel according to an embodiment includes an array substrate, a color filter substrate, and a liquid crystal layer. The array substrate includes a lower base substrate having a plurality of unit pixel regions defined therein, a pixel electrode formed in each unit pixel region, and a switching element applying a pixel voltage to the pixel electrode. The color filter substrate includes an upper base substrate facing the lower base substrate, a color filter formed on the upper base substrate facing the pixel electrode, a planarization layer covering the upper base substrate on which the color filter is formed, and a planarization layer corresponding to each unit pixel region. It includes a wire grid pattern for polarizing the incident light including a plurality of grid lines formed in the. The liquid crystal layer is interposed between the array substrate and the color filter substrate.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 제조방법은 베이스 기판 상에 광차단 패턴을 형성하는 단계, 광차단 패턴이 정의하는 복수 개의 단위 화소영역들에 칼라필터를 형성하는 단계, 칼라필터 및 광차단 패턴을 커버하는 평탄화층을 형성하는 단계 및 단위 화소영역들에 대응하여 평탄화층 상에 다수의 격자선들을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter substrate, the method including: forming a light blocking pattern on a base substrate, and forming a plurality of unit pixel regions defined by the light blocking pattern. Forming a color filter, forming a planarization layer covering the color filter and the light blocking pattern, and forming a plurality of grid lines on the planarization layer corresponding to the unit pixel areas.
이러한 어레이 기판, 이를 갖는 표시패널 및 이의 제조방법에 의하면, 대비비 및 휘도가 향상된 표시패널을 제공할 수 있다.According to such an array substrate, a display panel having the same, and a manufacturing method thereof, a display panel having improved contrast ratio and luminance can be provided.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
칼라필터 기판Color filter board
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 칼라필터 기판을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.1 is a plan view of a color filter substrate according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the color filter substrate of FIG. 1 taken along the line II ′. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 칼라필터 기판(100)은 베이스 기판(110), 칼라필터(130), 평탄화층(140) 및 격자선 패턴(150)을 포함한다.1 and 2, the
베이스 기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 광학적으로 등방성이며 광투과율이 우수한 유리로 제조된다. 베이스 기판(110)에는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소영역들이 정의된다.The
본 실시예에서, 칼라필터 기판(100)은 광차단 패턴(120)을 더 포함한다. 광차단 패턴(120)은 단위 화소영역들의 사이에 대응하여 베이스 기판(110)에 형성되어, 후술될 칼라필터(130)가 형성되는 홈부를 정의한다. 광차단 패턴(120)은 광학적 밀도(optical density) 3.5 이상의 크롬(Cr) 등의 금속 박막 또는 카본(carbon) 계열의 유기 재료로 이루어질 수 있다. 광차단 패턴(120)은 상기 재질에 한정되지 않고 일반적으로 광흡수가 가능한 안료로 이루어질 수 있다. In the present embodiment, the
칼라필터(130)는 상기 홈부, 즉 각 단위 화소영역에 형성되며, 광차단 패턴(120)과 일부 오버랩된다. 칼라필터(130)는 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터를 포함한다. 본 실시예에서 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터는 스트라이프(stripe) 형태로 배치된다. 이와 다른 실시예에서, 적색칼라필터, 녹색칼라필터 및 청색 칼라필터는 모자익(mosaic) 배열 또는 델타(delta) 배열로 배치될 수 있다.The
한편, 칼라필터(130)는 사용되는 재료에 따라 안료(pigment) 방식 또는 염료(dye) 방식으로 제조되며, 제작 방법에 따라 염색법, 분산법, 전착법, 인쇄법 및 프린트법 등으로 제조된다.On the other hand, the
칼라필터(130)가 안료 분산법에 의해 형성되는 경우, 칼라필터(130)에 사용되는 칼라포토레지스트의 주요 성분은, 일반적인 포토레지스트와 같이, 감광 조성물인 광중합 개시제, 모노머, 바인더 등과, 색상을 구현하는 안료를 포함한다. When the
광중합 개시제는 광을 받아 라디칼을 발생시키는 고감도 화합물이며, 모노머는 라디칼에 의하여 중합반응을 거쳐 현상액에 용해되지 않는 폴리머가 된다. 바인더는 상온에서 액체 상태의 모노머를 현상액으로부터 보호하며, 안료 분산의 안정화 및 칼라필터(130)의 내열성, 내광성 및 내약품성 등의 신뢰성을 좌우한다. 안료는 내광성 및 내열성이 우수한 유기물 입자로서, 입사광을 산란시킨다. A photoinitiator is a highly sensitive compound which receives light and generate | occur | produces a radical, and a monomer becomes a polymer which does not melt | dissolve in a developing solution through a polymerization reaction by a radical. The binder protects the monomer in the liquid state from the developer at room temperature, and stabilizes the dispersion of the pigment and the reliability of heat resistance, light resistance, and chemical resistance of the
안료 입자의 크기가 입사광 파장의 약 1/10 이하인 경우, Rayleigh 산란이 발생하며, 안료 입자의 크기가 입사광 파장의 약 1/10 이상인 경우, Mie 산란이 발생한다. 이에 따라, 칼라필터(130)는 입사하는 특정 방향의 편광을 랜덤한 편광으로 변화시킨다.Rayleigh scattering occurs when the size of the pigment particles is about 1/10 or less of the incident light wavelength, and Mie scattering occurs when the size of the pigment particles is about 1/10 or more of the incident light wavelength. Accordingly, the
평탄화층(140)은 칼라필터(130) 및 광차단 패턴(120)을 커버하여 보호한다. 평탄화층(140)은 칼라필터(130)와 광차단 패턴(120)의 단차를 보상하여 평탄한 표면을 제공한다. 평탄화층(140)은 칼라필터(130) 및 광차단 패턴(120)을 보호할 수 있도록 충분한 경도를 갖고, 광투과율이 우수한 아크릴 수지, 폴리아미드 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 포함할 수 있다.The
격자선 패턴(150)은 평탄화층(140) 상에 형성되어 입사광의 특정 편광벡터를 갖는 광만을 투과시키고 나머지를 반사한다. 본 실시예에서, 격자선 패턴(150)은 스트라이프 타입으로 형성된 다수 개의 격자선(151)들을 포함한다. 격자선(151)들은 도전성 메탈, 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 및 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.The
격자선(151)들이 형성되는 방향은 칼라필터 기판(100)이 채용되는 표시패널의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 격자선(151)들은 단위 화소영역이 직사각형 형상을 갖는 경우, 단위 화소영역의 장변 방향을 따라 연장되거나, 단위 화소영역의 단변 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는 이와 다르게, 격자선(151)들은 단위 화소영역의 대각선 방향으로 연장될 수 있다. 격자선(151)들은 이웃한 단위 화소영역까지 연장되거나, 단속적으로 각 상기 화소영역에 형성될 수 있다. The direction in which the
일반적으로, 격자선 패턴(150)을 이용한 편광은 도전성선(conductive line)인 격자선(151)들의 길이 방향에 평행한 편광벡터를 갖는 S편광을 반사시키고, 격자선(151)들의 길이 방향에 수직한 편광벡터를 갖는 P편광을 투과시킨다.In general, the polarization using the
격자선 패턴(150)의 편광기능은 격자선(151)들 중심간의 간격으로 정의되는 피치, 격자선(151)의 선폭 및 높이에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 또한, 격자선 패턴(150)이 편광자 기능을 하기 위해서는 격자선(151)들 간의 피치가 입사되는 광의 파장보다 작아야 하며, 격자선(151)들 간의 피치가 입사광의 파장의 약 1/5 이하인 경우 우수한 편광도를 갖는 것으로 알려져 있다. 만약, 격자선(151)들 간의 피치가 입사광의 파장보다 길다면, 격자선 패턴(150)은 편광자보다는 회절격자의 기능을 하여 입사광을 회절시킨다.The polarization function of the
칼라필터 기판(100)은 액정표시패널에 채용되는 경우, 액정표시패널은 가시광선을 이용하여 영상을 표시한다. 따라서, 격자선 패턴(150)은 가시광선에 대하여 우수한 편광도를 가질 필요가 있다. 가시광선의 파장은 대략 400 내지 700 나노미터(nm)이므로 격자선(151)들 간의 피치는 400 나노미터 이하인 것이 바람직하다. 격자선(151)의 선폭은 작을수록 바람직하지만, 최신 반도체 공정의 선폭이 약 50 나노미터이고 선과 선사이의 공간 또한 필요하므로, 본 실시예에서, 격자선(151)들 간의 피치는 50 내지 200 나노미터(nm)로 설계될 수 있다.When the
외부로부터 P편광이 격자선 패턴(150)에 입사하는 경우, P편광은 격자선 패턴(150)을 통과한다. P편광은 평탄화층(140)을 투과하여 칼라필터(130)에 입사한다. 따라서, 격자선 패턴(150)을 통과한 P편광 또는 격자선 패턴(150)에 의해 편광된 P편광은 거의 손실되지 않고 칼라필터(130)에 입사하며, 칼라필터(130)에서 산란되어 적색, 녹색 또는 청색으로 발현된 광은 베이스 기판(110)을 통하여 출사된다.When P polarization is incident on the
본 실시예와 다르게, 평탄화층(140) 상에 격자선 패턴(150)이 생략되고, 편광판 또는 격자선 패턴(150)이 칼라필터(130)가 형성된 베이스 기판(110)의 일면과 대향하는 대향면에 형성된 비교예에 따른 칼라필터 기판(100)의 경우, 외부로부터 평탄화층(140)에 입사하는 P편광은 칼라필터(130)에서 산란되어 랜덤한 편광이 된다. 칼라필터(130)에서 산란된 광은 대향면에 배치된 편광판 또는 격자선 패 턴(150)에서 편광되어 상당한 광량이 손실된다. 따라서, 본 실시예에 따른 칼라필터 기판(100)으로부터 출사되는 광량은 비교예에 따른 칼라필터 기판(100)으로부터 출사되는 광량보다 현저히 큼을 알 수 있다.Unlike the present embodiment, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 칼라필터 기판(300)은 베이스 기판(310), 광차단 패턴(320), 칼라필터(330), 평탄화층(340), 격자선 패턴(350), 절연층(360) 및 투명전극(370)을 포함한다. 칼라필터 기판(300)은 절연층(360) 및 투명전극(370)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 칼라필터 기판(100)과 동일하다.Referring to FIG. 3, the
절연층(360)은 격자선 패턴(350)이 형성된 베이스 기판(310)을 전체적으로 커버하며, 평탄한 표면을 제공한다. 절연층(360)은 격자선 패턴(350)을 보호할 수 있도록 충분한 경도를 갖고, 광투과율 및 전기절연성이 우수한 아크릴 수지, 폴리아미드 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 포함할 수 있다.The insulating
투명전극(370)은 절연층(360) 상에 전면적으로 형성된다. 투명전극(370)은 투명한 전도성 물질로 형성되며, 상기 투명한 전도성 물질은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO) 또는 인듐-틴-아연 옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)를 포함할 수 있다.The
본 실시예와 달리 다른 실시예에서, 평탄화층(340) 상에 격자선 패턴(350)을 형성하지 않고, 평탄화층(340) 상에 바로 투명전극(370)을 형성한 후, 투명전극(370)을 패터닝하여 스트라이프 타입의 격자선(351)들을 형성할 수 있다. 이 경우, 격자선(351)들은 모두 전기적으로 연결되도록 소정의 지점에서 서로 연결되며, 격자선(351)들은 액정 캐패시터의 일측 전극의 기능 및 입사광을 편광시키는 편광자 기능을 동시에 수행할 수 있다.Unlike in the present embodiment, in another embodiment, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 평면도이다.4 is a plan view of a color filter substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 칼라필터 기판(500)은 베이스 기판, 광차단 패턴(520), 칼라필터(530), 평탄화층, 격자선 패턴(550), 절연층 및 투명전극을 포함한다. 칼라필터 기판(500)은 격자선(551)들의 피치를 제외하고는 도 3에 도시된 칼라필터 기판(300)과 동일하다.Referring to FIG. 4, the
본 실시예에서, 단위 화소영역은 직사각형 형상을 갖고, 격자선(551)들은 단위 화소영역의 장변 방향으로 연장된 스트라이프 타입으로 형성된다. 또한, 격자선(551)들의 피치는 단위 화소영역에 따라 다르게 형성된다.In the present exemplary embodiment, the unit pixel region has a rectangular shape, and the
구체적으로, 어떤 단위 화소영역에 형성된 격자선(551)들 간의 피치를 제1 피치로 정의하고, 상기 어떤 단위 화소영역에 대하여 단변 방향으로 이웃한 단위 화소영역에 형성된 격자선(551)들 간의 피치를 제2 피치로 정의하면, 상기 제1 피치와 제2 피치는 서로 다르게 형성된다. 이렇게 하여 적색, 녹색 및 청색 칼라필터의 특성에 맞게 격자선(551)들 간의 피치를 조절할 수 있다.Specifically, the pitch between the
예를 들어, 청색 칼라필터의 경우, 입사광의 파장이 짧을수록 Rayleigh 산란이 더 크게 발생한다. 따라서, 청색 칼라필터에 입사하는 광 중 파장이 상대적으로 짧은 청색광을 필터링 해주는 것이 바람직하다. 따라서, 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터는 상기 단변 방향을 따라 배열되며, 장변 방향으로는 동일한 색상의 칼라필터가 배치된다. 격자선(551)들 간의 피치는 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터에 대응하는 순서대로 감소한다. For example, in the case of the blue color filter, the shorter the wavelength of the incident light, the larger the Rayleigh scattering occurs. Therefore, it is desirable to filter the blue light having a relatively short wavelength among the light incident on the blue color filter. Accordingly, the red color filter, the green color filter, and the blue color filter are arranged along the short side direction, and color filters of the same color are arranged in the long side direction. The pitch between the
도 1 내지 도 4에서는 단위 화소영역이 직사각형 형상을 갖는 실시예들이 개시되어 있다. 이와 다른 실시예에서, 단위 화소영역은 지그재그로 굴곡된 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 격자선(551)들도 단위 화소영역의 형상을 따라 지그재그로 굴곡된 형상을 가질 수 있다.1 to 4 illustrate embodiments in which the unit pixel area has a rectangular shape. In another embodiment, the unit pixel area may have a zigzag curved shape. In this case, the
표시패널Display panel
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 표시패널(600)은 어레이 기판(601), 칼라필터 기판(701) 및 액정층(800)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the
어레이 기판(601)은 다수의 단위 화소영역들이 정의된 하부 베이스 기판(610), 각 단위 화소영역에 형성된 화소전극(670) 및 화소전극(670)에 화소전압을 인가하는 스위칭 소자를 포함한다.The
스위칭 소자, 예를 들어, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)는 각 단위 화소영역에 형성된다. 박막트랜지스터는 게이트 전극(621), 게이트 절연층(630), 반도체층(640), 소스 전극(651) 및 드레인 전극(653)을 포함한다.A switching element, for example, a thin film transistor (TFT), is formed in each unit pixel region. The thin film transistor includes a gate electrode 621, a
게이트 배선은 단위 화소영역의 일측 변을 따라 연장되며, 게이트 전극(621)은 게이트 배선으로부터 돌출된다. 게이트 절연층(630)은 게이트 배선을 커버한다. 반도체층(640)은 게이트 전극(621)에 대응하는 게이트 절연층(630) 상에 형성된다. 반도체층(640)은 아몰퍼스실리콘층(641) 및 아몰퍼스실리콘층 상에 형성된 n-type으로 도핑된 아몰퍼스실리콘층(643)을 포함한다. 소스 배선은 단위 화소영역의 타 측 변을 따라 연장되며, 소스 전극(651)은 소스 배선으로부터 돌출되어 반도체층(640) 상부로 오버랩된다. 드레인 전극(653)은 소스 전극(651)과 이격되며 반도체층(640) 상에 오버랩된다.The gate wiring extends along one side of the unit pixel region, and the gate electrode 621 protrudes from the gate wiring. The
어레이 기판(601)은 박막트랜지스터를 커버하는 패시배이션층(660)을 더 포함한다.The
화소전극(670)은 투명한 전도성 물질로 단위 화소영역에 형성된다. 화소전극(670)은 패시배이션층(660)에 형성된 콘택홀로 연장되어 드레인 전극(653)과 전기적으로 연결된다.The
어레이 기판(601)은 하부 배향막(680) 및 후면 편광판(690)을 더 포함한다. 하부 배향막(680)은 화소전극(670)이 형성된 하부 베이스 기판(610)을 전체적으로 커버한다. 후면 편광판(690)은 어레이 기판(601)의 배면에 배치된다.The
칼라필터 기판(701)은 도 3에 도시된 투명전극(370)에 해당하는 공통전극(770) 상에 상부 배향막(780)이 더 형성된 점을 제외하고는 도 3에 도시된 칼라필터 기판(300)과 실질적으로 동일하다.The
액정층(800)은 어레이 기판(601)과 칼라필터 기판(701)의 사이에 개재된다.The liquid crystal layer 800 is interposed between the
어레이 기판(601)의 배면에 입사하는 랜덤한 편광은 후면 편광판(690)에 의해 편광된다. 화소전극(670)을 투과한 편광은 액정층(800)에 의해 편광방향이 제어된다. TN 액정의 경우, 액정분자들이 트위스트된 상태인지 여부에 따라 상기 편광의 편광축이 회전하거나 그대로 유지된다.Random polarized light incident on the rear surface of the
액정층(800)을 투과한 편광은 공통전극(770)을 경유하여 격자선 패턴(750)에 서 반사되거나 투과된다. 격자선 패턴(750)에서 다시 편광된 광은 칼라필터(730)에 입사하여 적색, 녹색 또는 청색광으로 발현되어 상부 베이스 기판(710)을 통해 출사된다.The polarized light transmitted through the liquid crystal layer 800 is reflected or transmitted through the
따라서, 칼라필터(730)에 입사한 편광이 산란된 후에 전면 편광판에 입사하는 것이 아니라, 격자선 패턴(750)에 의해 편광된 후에 칼라필터(730)에 입사하여 적색, 녹색 및 청색광으로 발현된다. 편광이 칼라필터(730)에 입사하여 산란된 후에 전면 편광판에 입사하는 경우, 표시패널(600)의 대비비가 감소된다. 이와 달리 본 실시예에서는 편광은 격자선 패턴(750)에 의해 편광된 후에 칼라필터(730)에 입사하며, 이 경우, 칼라필터(730)에 의해 편광이 산란되어도 대비비를 저하시키지 않는다.Accordingly, the polarized light incident on the
칼라필터Color filter 기판의 제조방법 Substrate Manufacturing Method
도 6, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 제조방법의 공정도들이다.6, 7 and 8 are process diagrams of a method of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 칼라필터 기판의 제조방법은 베이스 기판(910) 상에 광차단 패턴(920)을 형성하는 단계, 광차단 패턴(920)이 정의하는 복수 개의 단위 화소영역들에 칼라필터(930)를 형성하는 단계, 칼라필터(930) 및 광차단 패턴(920)을 커버하는 평탄화층(940)을 형성하는 단계 및 단위 화소영역들에 대응하여 평탄화층(940) 상에 다수의 격자선(951)들을 형성하는 단계를 포함한다. 6, 7 and 8, a method of manufacturing a color filter substrate may include forming a
베이스 기판(910) 상에 평탄화층(940)까지 형성하는 단계는 잘 알려진 공정이므로 상세한 설명은 생략한다.Since the step of forming the
평탄화층(940)을 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 및 은(Ag) 등으로 도전성 메탈층(953)을 증착한다.After forming the
다음, 도전성 메탈층(953) 상에 포토레지스트층(960)을 증착하고, 격자선 패턴(950)에 대응하는 패턴이 형성된 마스크(901)를 사용하여 포토레지스트층(960)을 노광한다. 이때, 격자선 패턴(950)에 대응하는 패턴은 약 50 내지 200 나노미터(nm)의 선폭을 갖는다.Next, the
이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트층(960)을 현상하여, 격자선(951)들에 대응하는 부분이 잔존하는 포토레지스트패턴(961)을 형성하고, 식각 공정을 통하여 격자선(951)들을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 7, the exposed
계속해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(961)을 스트립 공정을 통해 제거한 후, 절연층(970) 및 투명전극(980)을 순차적으로 형성하여 칼라필터 기판을 완성한다.Subsequently, as shown in FIG. 8, after the
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 편광판, 어레이 기판 및 액정층을 투과한 광은 칼라필터에 의해 산란되기 전에 도전성 격자선 패턴에 의해 편광된다. 편광된 광은 칼라필터를 통해 출사된다. 따라서, 칼라필터에 의해 산란된 후 도전성 격자선 패턴 또는 편광판에 의해 편광되어 출사되는 경우에 비하여, 출사광량이 증가하고, 표시패널의 대비비가 증가한다. As described in detail above, according to the present invention, the light transmitted through the polarizing plate, the array substrate, and the liquid crystal layer is polarized by the conductive grid pattern before being scattered by the color filter. The polarized light is emitted through the color filter. Therefore, the amount of emitted light increases and the contrast ratio of the display panel increases compared with the case where the light is scattered by the color filter and then polarized by the conductive grid pattern or the polarizing plate.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
Claims (10)
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