KR20080066282A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향하며 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 포함하는 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 적색 컬러필터와 청색 컬러필터는 두께가 동일하게 형성되며, 녹색 컬러필터는 상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터의 두께보다 얇게 형성된 것에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 고 컬러 포토레지스터를 사용한 각 컬러필터의 두께를 조절함으로써 복굴절률에 의해 발생되는 적색화 현상을 해소하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{DEVICE AND FABRICATION METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터 기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 제조방법에 대한 순서를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터 기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10　 :　제 1 기판 　　　　　　 　 20　:　 제 2 기판
30　 :　액정층 21　:　투명성 절연기판　　　　　
22 :　블랙 매트릭스 23 : 적색 컬러필터
24 : 녹색 컬러필터 25 : 청색 컬러필터
26 : 컬러필터층 27 : 평탄화막
28 : 공통 전극
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고 컬러 포토레지스터를 사용한 각 컬러필터의 두께를 조절함으로써 복굴절률에 의해 발생되는 적색화 현상을 해소하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시장치(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.
일반적으로 액정 표시 장치는 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.
상기 액정표시장치에 대하여 더 구체적으로 설명하면 제 1 기판(박막트랜지스터 기판)은 한쪽의 투명기판의 내면에 매트릭스상으로 게이트버스선과 데이터버스선이 형성된다.
그리고, 게이트선과 데이타선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성되고, TFT의 드레인 전극에 접촉되 는 정방형의 화소전극은 게이트버스선과 데이타버스선에 의해 이루어지는 영역에 각각 형성된다.
복수개의 화소전극이 형성된 투명기판과 대향하는 다른 한쪽의 제 2 기판(칼라필터 기판)은 투명기판의 내면에 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성되어 있다.
그러나, 제 2 기판에 형성되는 컬러필터층을 고 컬러 포토레지스터를 사용함에 따라 적색 포토레지스터의 복굴절률의 존재로 인하여 측면 적색화(reddish) 현상이 나타나는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 고 컬러 포토레지스터를 사용한 각 컬러필터의 두께를 조절함으로써 복굴절률에 의해 발생되는 적색화 현상을 해소하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향하며 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 포함하는 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 적색 컬러필터와 청색 컬러필터는 두께가 동일하게 형성되며, 녹색 컬러필터는 상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터의 두께보다 얇게 형성된 것에 의해 달성된다.
특히, 상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터와 상기 녹색 컬러필터의 두께의 차이는 800 내지 1200 Å 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터와 상기 녹색 컬러필터의 두께의 차이는 1800 내지 2200 Å범위인 것이 바람직하다.
상기 제 2 기판은 공통 전극, 블랙 매트릭스 및 평탄화막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 투명성 절연기판상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙 매트릭스상에 적색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 적색 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 적색 컬러필터가 형성된 기판상에 녹색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 상기 적색 컬러필터 보다 얇은 두께로 녹색 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 녹색 컬러필터가 형성된 기판상에 청색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 적색 컬러필터와 동일한 두께를 갖도록 청색 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터가 형성된 기판상에 금속막을 증착하여 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 공통 전극이 형성되기 전에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는 제 1 기판(박막트랜지스터 기판)(10)과 제 2 기판(칼라필터 기판)(20)이 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 설치되어 있다. 그리고, 상기 제 1 기판(10)과 상기 제 2 기판(20)사이에는 액정층(30)이 형성된다.
보다 상세하게는, 제 1 기판(박막트랜지스터 기판)(10)은 한쪽의 투명기판의 내면에 매트릭스상으로 게이트선과 데이터선이 형성된다.
그리고, 상기 게이트선과 데이타선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 TFT(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성되고, 상기 TFT의 드레인 전극에 접촉되는 정방형의 화소전극은 게이트버스선과 데이타버스선에 의해 이루어지는 영역에 각각 형성된다.
상기 복수개의 화소전극이 형성된 투명기판과 대향하는 다른 한쪽의 제 2 기판(칼라필터 기판)(20)은 투명기판의 내면에 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치(1)의 게이트버스선과 데이터버스선에 전압을 인가하면 상기 전압이 인가된 TFT(Thin Film Transistor: TFT)는 온(on)되고, 상기 온(on)된 TFT의 드레인 전극에 접속된 화소전극에 전하가 축적되어 공통전극과의 사이의 상기 액정층(30)의 액정분자들의 배열이 변화됨으로써 디스플레이된다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터 기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(20)은 투명성 절연기판(21)과, 투명성 절연기판(21)상에 패턴되어 형성된 블랙 매트릭스(22)와, 블랙 매트릭스(22)상에 두께가 다르게 형성된 적색, 녹색, 청색를 포함한 컬러필터층(26)과, 컬러필터층(26)상에 형성된 평탄화막(27)과, 평탄화막상에 금속막으로 형성된 공통 전극(28)을 포함하여 구성된다.
컬러필터층(20)의 적색 컬러필터(23)는 고 컬러 포토레지스트를 이용하여 형성하게 되는데 이는 복굴절률이 존재하여 측면에서의 컬러별 위상차가 발생하게 된다. 이때, 적색 컬러필터(23)의 두께를 청색 컬러 필터(25)의 두께와 동일하게 형성함으로써 복굴절률에 의한 측면 시인성의 적색화를 해결할 수 있게 된다.
여기서, 적색 컬러필터(23)와 청색 컬러필터(25)는 두께가 동일하도록 형성되며, 공정상의 오차는 발생될 수 있다. 그리고, 녹색 컬러필터(24)는 적색 컬러필터(23) 및 청색 컬러필터(25)의 두께보다 얇게 형성되도록 한다. 이때, 적색 컬러필터(2) 및 청색 컬러필터(25)와 녹색 컬러필터(24)의 두께의 차이는 800 내지 1200 Å 범위로 형성하게 된다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 기판의 제조방법에 대한 순서를 도시한 도면이다. 여기서, 제 2 기판(칼라필터)의 제조방법은 염색법, 염료분산법, 안료분산법, 전착법 등이 있으나 안료분착법을 예로 들어 설명한다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 절연 기판(21) 세정을 실시한 후, 블랙 매트릭스(22) 재료로 사용되는 크롬 또는 카본(Carbon) 계통의 유기 재료를 스퍼터링 에 의하여 증착하고, 마스크를 이용하여 패터닝한 후 블랙 매트릭스(22)를 형성한다.
블랙 매트릭스(22) 형성 후, 색상을 구현하기 위해 고 컬러 레지스트(color resist)를 사용하여 컬러필터층(26)을 패터닝한다. 여기서, 컬러필터층(26)의 형성은 통상적으로 R, G, B순서로 한다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(22)를 포함한 전면에 상기 블랙 매트릭스(22)를 완전히 덮을 수 있도록 적색 컬러 레지스트(23)를 도포한다.
다음 도 3c에 도시된 바와 같이, 마스크를 이용하여 도포된 적색 컬러 레지스트 상부의 특정 영역만을 노출시킨 후, 부분 노광을 실시한다.
이어 도 3d에 도시된 바와 같이, 노광에 의해 광화학적 구조가 변경된 적색 컬러 레지스트를 현상액에 담궈 패턴을 현상하고, 현상된 감광막을 경화시켜 적색 컬러필터(이하 R칼라라 칭한다)(23)를 형성한다.
일반적으로 컬러 레지스트는 네가티브(negative) 레지스트의 성격을 가지므로 노광되지 않는 부분이 제거된다.
그리고, 상기 도 3b 내지 3d에 보여진 공정들을 반복 수행하여 도 3e에 도시된 바와 같이, 녹색, 청색(Green, Blue) 으로 각각 착색된 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터 패턴(24, 25)을 형성한다.
이후 도 3f에 도시된 바와 같이, 착색된 패턴의 보호와 평탄화를 위하여 아크릴(Acryl)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 사용하여 스핀 코팅 방법으로 평탄화막(오버코트층)(27)을 형성하게 된다.
도 3g에 도시된 바와 같이, 평탄화막(27)상에 투과성과 도전성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료인 ITO(Indium Tin Oxide)를 스퍼터링에 의해 증착한다. 공통 전극(28)으로서의 ITO는 별도의 패턴 형성을 하지 않는다.
한편, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터 기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예로 적색 컬러필터 및 청색 컬러필터와 녹색 컬러필터의 두께의 차이가 1800 내지 2200 Å 범위를 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 실시예를 참조하여 동일한 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고 컬러 포토레지스터를 사용한 각 컬러필터의 두께를 조절함으로써 복굴절률에 의해 발생되는 적색화 현상을 해소
하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향하며 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 포함하는 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 적색 컬러필터와 청색 컬러필터는 두께가 동일하게 형성되며, 녹색 컬러필터는 상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터의 두께보다 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 컬러필터 및 상기 청색 컬러필터와 상기 녹색 컬러필터의 두께의 차이는 800 내지 1200 Å 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터는 복굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 공통 전극, 블랙 매트릭스 및 평탄화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    투명성 절연기판상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 블랙 매트릭스상에 제 1 착색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 제 1 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 제 1 컬러필터가 형성된 기판상에 제 2 착색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 상기 제 1 컬러필터 보다 얇은 두께로 제 2 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 제 2 컬러필터가 형성된 기판상에 제 3 착색 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 수행하여 제 1 컬러필터와 동일한 두께를 갖도록 제 3 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 제 2 , 제 3 컬러필터가 형성된 기판상에 금속막을 증착하여 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 공통 전극이 형성되기 전에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 , 제 2 , 제 3 컬러필터는 적색, 녹색, 청색으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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