KR20080082718A - Color filter substrate and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 수평 전계형 액정표시장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a horizontal electric field type liquid crystal display device.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판을 형성하는 과정을 도시한 공정도.2A to 2G are process drawings showing a process of forming a color filter substrate constituting a conventional horizontal field type liquid crystal display device.
도 3은 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판의 평면도.3 is a plan view of a color filter substrate constituting a horizontal field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 4는 도 3에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도.4 is a cross-sectional view of the color filter substrate taken along line II ′ in FIG. 3.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 블랙 매트릭스가 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate having a black matrix according to a first embodiment of the present invention;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 적색 컬러필터 및 제 1 스패에서 패턴이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate having a pattern formed in a red color filter and a first spar according to a first embodiment of the present invention;
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 녹색 컬러필터 및 제 2 스페이서 패턴이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate on which a green color filter and a second spacer pattern are formed, according to a first embodiment of the present invention;
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 청색 컬러필터가 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate on which a blue color filter according to a first embodiment of the present invention is formed;
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 오버 코팅층이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate on which an overcoating layer according to a first embodiment of the present invention is formed.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배향막이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.10A and 10B are a plan view and a sectional view of a color filter substrate on which an alignment film according to a second embodiment of the present invention is formed.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터기판의 평면도.11 is a plan view of a color filter substrate according to a second embodiment of the present invention;
도 12는 도 11에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도.12 is a cross-sectional view of the color filter substrate taken along the line II ′ in FIG. 11.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 블랙 매트릭스가 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.13A and 13B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate having a black matrix according to a second embodiment of the present invention;
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 적색 컬러필터 및 제 1 스패이서 패턴이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.14A and 14B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate on which a red color filter and a first spacer pattern are formed according to a second embodiment of the present invention;
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 녹색 컬러필터 및 제 2 스페이서 패턴이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.15A and 15B are a plan view and a cross-sectional view of a color filter substrate on which a green color filter and a second spacer pattern are formed, according to a second embodiment of the present invention;
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 청색 컬러필터가 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.16A and 16B are a plan view and a sectional view of a color filter substrate on which a blue color filter according to a second embodiment of the present invention is formed;
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 오버 코팅층이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.17A and 17B are a plan view and a sectional view of a color filter substrate on which an overcoating layer according to a second embodiment of the present invention is formed.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배향막이 형성된 컬러필터기판의 평면도 및 단면도.18A and 18B are a plan view and a sectional view of a color filter substrate on which an alignment film according to a second embodiment of the present invention is formed;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100,200 : 컬러필터기판 110,220 : 유리기판100,200: color filter substrate 110,220: glass substrate
120,220 : 블랙 매트릭스 130,230 : 칼라필터120,220: Black Matrix 130,230: Color Filter
130R,230R : 적색 칼라필터 130G,230G : 녹색 칼라필터130R, 230R: Red Color Filter 130G, 230G: Green Color Filter
130B,230B : 청색 칼라필터 140,240 : 스페이서130B, 230B: Blue color filter 140,240: Spacer
140a,240a : 제 1 스페이서 패턴 140b,240b : 제2 스페이서 패턴140a and 240a:
150,250 : 오버 코팅층 160,260 : 배향막150,250: overcoating layer 160,260: alignment film
본 발명은 컬러필터기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 적어도 두 개의 컬러필터가 중첩된 구조의 스페이서가 형성된 컬러필터기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color filter substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a color filter substrate having a spacer having a structure in which at least two color filters are overlapped, and a method of manufacturing the same.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하는 장치로서, 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입으로 구현되어 컴퓨터용 모니터, 사무기기, 셀룰라폰 등의 표시장치에 적용되고 있다.Liquid crystal display (LCD) is a device that displays an image by controlling the light transmittance of the liquid crystal by using an electric field, and is implemented as an active matrix type in which switching elements are formed for each cell, so that a computer monitor, office work, etc. It is applied to display apparatuses, such as a device and a cellular phone.
이와 같은 액정 표시 장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향의 전계를 이용하는 수직 전계형과 수평방향의 전계를 이용하는 수평 전계형으로 대별된다.Such liquid crystal displays are roughly classified into a vertical electric field type using a vertical electric field and a horizontal electric field type using a horizontal electric field according to the electric field direction for driving the liquid crystal.
이때, 수직 전계형의 액정 표시 장치는 상부 기판상에 형성된 공통전극과 하부기판상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.In this case, in the vertical field type liquid crystal display, the common electrode formed on the upper substrate and the pixel electrode formed on the lower substrate face each other to drive the liquid crystal of TN (Twisted Nemastic) mode by a vertical electric field formed therebetween. do. Such a vertical field type liquid crystal display device has a large aperture ratio, but has a narrow viewing angle of about 90 degrees.
수평 전계형의 액정 표시 장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가지는 반면에 개구율이 작다는 단점을 가진다.In a horizontal electric field type liquid crystal display, an in-plane switch (hereinafter referred to as IPS) mode liquid crystal is driven by a horizontal electric field between a pixel electrode and a common electrode arranged side by side on a lower substrate. Such a horizontal field application type liquid crystal display device has a wide viewing angle of about 160 degrees while a small aperture ratio.
이하, 도 1을 참조하여 수평 전계형 액정표시장치의 구성에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, a configuration of a horizontal field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG. 1.
수평 전계형 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부기판(2) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(4), 컬러필터(6), 오버코팅층(8), 스페이서(13) 및 상부 배향막으로 구성된 컬러필터기판과, 하부 유리기판(32)상에 형성된 박막 트랜지스터(T), 공통전극(10), 화소전극(56) 및 하부 배향막(52)으로 구성되는 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판 사이의 내부공간에 주입되는 액정(도시되지 않음)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the horizontal field type liquid crystal display includes a
여기서, 블랙 매트릭스(4)는 하부 유리기판(32)의 박막 트랜지스터(T)가 형성된 영역, 도시하지 않은 게이트 라인 및 데이터 라인과 중첩되게 형성되며 컬러필터(6)가 형성될 셀영역을 구획한다. 이때, 블랙 매트릭스(4)는 빛샘현상을 방지 함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. Here, the
컬러필터(6)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(4)에 걸쳐 형성된다. 이때, 컬러필터(6)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. The
오버 코팅층(8)은 컬러필터(6)에 의해 형성된 단차를 덮도록 형성되어 상부기판(2)을 평탄화한다.The overcoating
스페이서(13)는 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(32) 사이에 셀 갭을 유지하는 역할을 수행하는 것으로서, 오버 코팅층(8)과 동일한 물질로 동시에 형성되거나 또는 후속 공정을 통해 형성된다.The
상부 배향막(12)은 스페이서(13)가 형성된 오버 코팅층(8) 상에 형성되며 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재되는 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.The
박막 트랜지스터 기판을 구성하는 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(도시하지 않음)과 함께 하부 유기기판(32) 상에 형성되는 게이트 전극(38)과, 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극(38)과 중첩되는 반도체층(92,93)과, 반도체층(92,93)을 사이에 두고 데이터 라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스 전극(46) 및 드레인 전극(48)을 구비한다. The thin film transistor T constituting the thin film transistor substrate includes a
이때, 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인의 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 전달되는 화소신호를 보호막(50)을 관통하는 접촉홀을 통해 드레인 전극 (48)에 접속된 화소전극으로 전달한다. In this case, the thin film transistor T transmits the pixel signal transmitted from the data line to the pixel electrode connected to the
공통전극(10)은 하부 유리기판(32)상에 게이트 라인과 함께 형성되며 화소전극(56)과 교번되는 스트라입 형태를 갖는다. 여기서, 공통전극에는 공통라인(미도시)을 통해 액정 구동시에 기준이 되는 기준전압이 공급된다. The
이때, 박막 트랜지스터(T)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(56)과 공통 라인을 통해 기준 전압이 공급된 공통 전극(10) 사이에는 수평 전계가 형성되고, 이러한 수평전계는 박막 트랜지스터 기판과 칼라 필터 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들을 소정 방향으로 회전시켜 광 투과율을 변화시킴으로써 화상을 구현한다. In this case, a horizontal electric field is formed between the
하부 배향막(52)은 박막 트랜지스터를 덮는 보호막(미도시) 상에 형성되며 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재되는 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.The
이하, 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 종래의 액정표시장치를 구성하는 컬러필터 기판의 제조공정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the color filter substrate constituting the conventional liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2G.
유리기판(2) 상에 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 블랙 메트릭스(4)를 형성한다.The
이를 보다 구체적으로 설명하면, 유리기판(2) 상에 불투명 금속 또는 불투명 수지 등으로 구성된 불투명 물질을 전면 도포한다. In more detail, an opaque material composed of an opaque metal, an opaque resin, or the like is coated on the
이후, 제 1 마스크를 이용하여 불투명 물질에 대한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 2a에 도시된 바와 같이, 유리기판(2)상에 셀 영역을 구획하는 동시에 빛샘 현상을 방지하는 블랙 매트릭스(4)를 최종적으로 형성한다.Thereafter, by performing a photolithography process on the opaque material using the first mask, as illustrated in FIG. 2A, the
상술한 바와 같이 블랙 매트릭스를 형성한 후, 상기 블랙 매트릭스(4)에 의해 구획된 셀 영역에 R,G,B 컬러필터를 순차적으로 형성한다.After the black matrix is formed as described above, R, G, and B color filters are sequentially formed in the cell region partitioned by the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 블랙 매트릭스(4)가 형성된 유리기판(2) 상에 적색의 감광성 칼라 수지를 전면 증착한다. In more detail, the red photosensitive color resin is entirely deposited on the
이후, 제 2 마스크를 이용하여 적색의 감광성 칼라수지에 대한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 도 2b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스에 의해 구획된 셀 영역에 적색 컬러필터(R)를 형성한다.Thereafter, by performing a photolithography process on the red photosensitive color resin using the second mask, as shown in FIG. 2B, the red color filter R is formed in the cell region partitioned by the black matrix.
상술한 바와 같이 적색 컬러필터를 형성한 후, 유리기판(2)상에 녹색의 감광성 컬러 수지를 전면 증착시킨다. After the red color filter is formed as described above, a green photosensitive color resin is deposited on the
이후, 제3 마스크를 이용하여 녹색의 감광성 칼라 수지에 대한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 도 2c에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스에 의해 구획된 셀 영역에 녹색 컬러필터(G)를 형성한다.Thereafter, by performing a photolithography process on the green photosensitive color resin using the third mask, as shown in FIG. 2C, the green color filter G is formed in the cell region partitioned by the black matrix.
상술한 바와 같이 녹색 컬러필터(R)를 형성한 후, 유리기판(2) 상에 청색의 감광성 칼라 수지를 전면 증착시킨다. After the green color filter R is formed as described above, a blue photosensitive color resin is deposited on the
이후, 제4 마스크를 이용하여 청색 수지에 대한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 2d에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스에 의해 구획된 셀 영역에 녹색 컬러필터(G)를 형성한다.Then, by performing a photolithography process on the blue resin using a fourth mask, as shown in Figure 2d, to form a green color filter (G) in the cell region partitioned by a black matrix.
상술한 바와 같이 컬러필터를 형성한 후, 유리기판에 형성된 오버 코팅층 상에 두 기판 사이의 샐 갭을 유지시키는 스페이서(13)를 형성한다. After the color filter is formed as described above, a
이를 보다 구체적으로 설명하면, 컬러필터(6)가 형성된 유리기판(2) 상에 유 기 절연물을 전면 코팅함으로써, 도 2e에 도시된 바와 같이, 컬러필터에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(2)을 평탄화시키는 오버 코팅층(8)을 형성한다.In more detail, by coating an organic insulator on the
이때, 오버 코팅층이 형성된 유리기판상에 유기 절연물을 전면 코팅 처리한 후 제 5 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 2f에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스와 중첩되게 형성되며 셀 갭을 유지시키는 컬럼 스페이서 (13)를 형성한다.At this time, by performing an entire coating process on the glass substrate on which the overcoating layer is formed, and then performing a photolithography process using a fifth mask, as shown in FIG. 2F, a column formed to overlap the black matrix and maintaining a cell gap The
이후, 스페이서(13)가 형성된 유리기판(2) 상에 액정을 소정 방향으로 배향시키기 위한 배향막(12)을 형성함으로써, 도 2g에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(4) 상에 셀 갭을 유지시키는 스페이서(13)가 형성된 컬러필터기판을 최종적으로 완성하였다.Thereafter, an
종래, 상술한 바와 같은 제조공정을 통해 컬러필터기판을 형성하는 경우, 기판 사이의 셀 갭을 유지시키는 스페이서 형성을 위한 별도의 마스크 공정이 수행됨에 따라 공정시간(Tact Time)이 늘어날 뿐만 아니라 작업공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.Conventionally, in the case of forming the color filter substrate through the manufacturing process as described above, as a separate mask process for forming a spacer to maintain the cell gap between the substrate is carried out not only increases the process time (Tact Time) but also the work process There was a problem with this complexity.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 적어도 두 개의 컬러필터를 중첩시켜 컬럼 스페이서를 형성함으로써, 마스크 공정을 저감시키는 동시에 작업공정을 단순화시킬 수 있는 컬러필터기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a color filter substrate and a method of manufacturing the same by overlapping at least two color filters to form column spacers, which can reduce the mask process and simplify the work process. There is.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컬러필터기판은, 기판상에 형성되어 셀 영역을 구획하는 블랙 매트릭스; 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 형성된 컬러필터; 및 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되며 셀 갭을 유지시키는 스페이서를 구비하고, 상기 스페이서는 적어도 두개의 컬러필터가 중첩된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the color filter substrate according to the present invention comprises a black matrix formed on the substrate to partition the cell region; A color filter formed in the cell region partitioned by the black mattress; And a spacer formed to overlap the black matrix and maintaining a cell gap, wherein the spacer is configured to have at least two color filters overlapped with each other.
여기서, 본 발명에 따른 컬러필터기판은 컬러필터에 의해 형성된 단차를 제거하여 기판의 표면을 평탄화시키는 오버 코팅층을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the color filter substrate according to the present invention is characterized in that it further comprises an over-coating layer for removing the step formed by the color filter to planarize the surface of the substrate.
본 발명에 따른 컬러필터는 블랙 매트릭스에 의해 구획된 셀 영역에 아일랜드 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.The color filter according to the present invention is characterized in that it is formed in an island form in a cell region partitioned by a black matrix.
본 발명에 따른 컬러필터는 셀 영역과, 스페이서가 형성된 블랙 매트릭스 영역과 중첩된 형태로 일체적으로 형성된 것을 특징으로 한다.The color filter according to the present invention is characterized in that the cell region is integrally formed with the black matrix region where the spacer is formed.
본 발명에 따른 스페이서는, 컬러필터를 구성하는 제 1 컬러필터로 구성된 제 1 스페이서 패턴; 및 컬러필터를 구성하는 제 2 컬러필터로 구성되며 제 1 스페이서 패턴과 중첩적으로 형성된 제 2 스페이서 패턴을 포함하여 구성된 것을 특징한다.A spacer according to the present invention includes a first spacer pattern composed of a first color filter constituting a color filter; And a second spacer pattern constituting the color filter and including a second spacer pattern formed to overlap the first spacer pattern.
본 발명에 따른 제 1 및 제 2 컬러필터는 컬러필터를 구성하는 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The first and second color filters according to the present invention may be any one of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter constituting the color filter.
본 발명에 따른 스페이서는 셀 갭을 유지시키기 위해 3.1㎛ 내지 4.5㎛의 높 이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.The spacer according to the present invention is characterized in that it is formed to have a height of 3.1㎛ to 4.5㎛ to maintain the cell gap.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컬러필터기판의 제조방법은,기판상에 셀 영역을 구획하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 컬러필터를 형성하는 단계; 및 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되며 셀 갭을 유지시키는 스페이서를 형성하는 단계; 상기 스페이서는 적어도 두개의 컬러필터가 중첩된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a color filter substrate according to the present invention, forming a black matrix partitioning a cell region on the substrate; Forming a color filter in the cell region partitioned by the black mattress; And forming a spacer overlapping with the black matrix and maintaining a cell gap; The spacer is characterized in that the configuration of the at least two color filters are superimposed.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터기판의 구성 및 동작에 대해 설명한다. First, the configuration and operation of the color filter substrate according to the first embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터기판은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유리기판(110)상에 형성된 블랙 매트릭스(120)와, 블랙 매트릭스(120)에 의해 구획된 셀 영역에 아일랜드 패턴으로 형성된 컬러필터(130)와, 블랙 매트릭스(120)와 중첩되게 형성되며 셀 갭을 유지시키는 스페이서(140)와, 컬러필터(130)에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(110)을 평탄화시키는 오버코팅층(150)과, 오버코팅층(150) 상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막(160)을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the color filter substrate according to the first embodiment of the present invention includes a
블랙 매트릭스(120)는 유리기판(110)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필 터(130)가 위치할 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광 간섭을 방지하는 역할을 수행한다. The
여기서, 블랙 매트릭스(120)는 박막 트랜지스터 기판의 화소영역을 제외한 나머지 영역인 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터와 중첩되게 형성된다.Here, the
이때, 블랙 매트릭스(120)는 유리기판(110)상에 불투명 금속, 예를 들면 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속을 약 1500~2000Å의 두께 및 5~25㎛의 선폭을 갖도록 증착시킨 후 이를 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성된다.In this case, the
또한, 블랙 매트릭스(120)는 유리기판(110)상에 절연성 수지를 1.0~1.5㎛의 두께를 갖는 동시에 5~25㎛ 선폭을 갖도록 형성한 후 이를 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성될 수도 있다.In addition, the
컬러필터(130)는 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 다수의 셀 영역에 형성되는 것으로서, 적색을 구현하는 적색 컬러필터(130R), 녹색을 구현하는 녹색 컬러필터(130G) 및 청색을 구현하는 청색 컬러필터(130B)로 구성된다. The
여기서, 컬러필터(130)는 적색, 녹색 및 청색을 갖는 감광성 칼라 수지를 안료 분사법을 통해 순차적으로 유리기판상에 분사시킨 후 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 통해 형성된다.Here, the
이때, 컬러필터(130)를 구성하는 적색 컬러필터(130R), 녹색 컬러필터(130G) 및 청색 컬러필터(130B)는 블랙 매트릭스(120)에 의해 구획된 셀 영역에 아일랜드 형태로 형성된다.In this case, the
스페이서(140)는 블랙 매트릭스(120)와 중첩되게 형성되며 두 기판 사이에 액정을 충진시키기 위한 셀 갭을 유지시키는 역할을 수행하는 것으로서, 적색 컬러필터(130R), 녹색 컬러필터(130G) 및 청색 컬러필터(130B) 중 적어도 두 개의 컬러필터가 소정의 높이를 갖도록 중첩된 구조로 형성된다.The
즉, 스페이서(140)는 적색 컬러필터(130R), 녹색 컬러필터(130G) 및 청색 컬러필터(130B) 중 적어도 어느 하나로 이루어진 제 1 스페이서 패턴(140a) 및 제 2 스페이서 패턴(140b)이 적층된 구조로 형성된다.That is, the
이때, 스페이서는 기판 사이에 액정이 충진되는 셀 갭을 유지시키기 위해 약 3.1㎛ 내지 4.5㎛의 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. In this case, the spacer is preferably formed to have a height of about 3.1㎛ to 4.5㎛ in order to maintain a cell gap in which the liquid crystal is filled between the substrate.
오버 코팅층(150)은 컬러필터(130)에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(110)의 표면을 평탄화시키는 역할을 수행하는 것으로서, 블랙 매트릭스(120)와 중첩적으로 형성되는 스페이서(140)를 덮도록 유리기판(110)상에 전면 형성된다.The
배향막(160)은 스페이서(140)가 형성된 오버 코팅층(150)을 덮도록 형성되며셀 갭 사이에 충진된 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다. 이때, 배향막(160)은 폴리이미드 등의 유기 배향막을 이용한 러빙공정을 통해 형성되며 액정을 소정 방향으로 정렬시키기 위한 배향홈(미도시)이 형성되어 있다. The
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터기판(100)의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the
먼저, 본 발명에 따른 제 1 마스크 공정을 통해 기판상에 블랙 매트릭스를 형성한다. First, a black matrix is formed on a substrate through a first mask process according to the present invention.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 컬러필터기판(100)을 구성하는 유리기판(110)상에 불투명 금속, 예를 들면 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속을 약 1500~2000Å의 두께 및 5~25㎛의 선폭을 갖도록 증착시킨다.Referring to FIGS. 5A and 5B, an opaque metal such as chromium (Cr or CrOx), such as chromium (Cr or CrOx), may be formed on the
이후, 유리기판(110)상에 증착된 불투명 금속에 대해 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 유리기판(110)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(130)들이 형성될 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역 간의 광 간섭을 방지하는 블랙 매트릭스(120)를 형성한다.Thereafter, the photolithography process using the first mask is performed on the opaque metal deposited on the
이때, 유리기판(110)상에 형성되는 블랙 매트릭스(120)는 절연성 수지를 1.0~1.5㎛의 두께 및 5~25㎛ 선폭을 갖도록 형성한 후 이를 포토리소그래피공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성될 수도 있다.In this case, the
상술한 바와 같이 블랙 매트릭스(120)를 형성한 후, 본 발명에 따른 제 2 마스크 공정을 통해 블랙 매트릭스에 의해 구획된 셀 영역에 적색 컬러필터를 형성한다. After forming the
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획화된 유리기판(101)상에 안료 분사법을 이용하여 적색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.6A and 6B, a red photosensitive color resin is completely coated on the glass substrate 101 partitioned by the black matrix 102 using the pigment spraying method.
이후, 적색의 감광성 칼라수지에 대해 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 셀 영역에 아일랜드 패턴을 갖는 적색 컬러필터(130R)를 형성한다.Thereafter, a photolithography process using a second mask is performed on the red photosensitive color resin, thereby forming a
이때, 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 블랙 매트릭 스(120)와 중첩되는 영역에 적색 컬러필터(130R)로 구성되는 제 1 스페이서 패턴(140a)이 형성된다. In this case, the
상술한 바와 같이 제 1 스페이서 패턴(140a)을 구성하는 적색 컬러필터(130R)를 형성한 후, 본 발명에 따른 제 3 마스크 공정을 통해 블랙 매트릭스(120)에 의해 구획화된 셀 영역에 녹색 컬러필터(130G)를 형성한다.After forming the
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 적색 컬러필터(130R)가 형성된 기판상에 안료 분사법을 이용하여 녹색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.Referring to FIGS. 7A and 7B, a green photosensitive color resin is completely coated on the substrate on which the
이후, 녹색의 감광성 컬러수지에 대해 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(120)에 의해 구회된 셀 영역에 아일랜드 패턴을 갖는 녹색 컬러필터(130G)를 형성한다.Subsequently, a photolithography process using a third mask is performed on the green photosensitive color resin, thereby forming a
이때, 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 제 스페이서(140a)와 중첩되게 형성되며 녹색 컬러필터(130G)로 구성된 제 2 스페이서(140b)가 형성된다.In this case, the photolithography process using the third mask is formed to overlap the
즉, 본 발명에 따른 블랙 매트릭스(120)가 형성된 위치에 적색 컬러필터(130R)로 구성된 제 1 스페이서 패턴(140a)와 녹색 컬러필터(130G)로 구성된 제 2 스페이서 패턴(140b)로 구성된 스페이서(140)가 최종적으로 형성된다.That is, a spacer including a
상술한 바와 같이 적색 컬러필터(130R), 녹색 컬러필터(130G) 및 스페이서(140)를 형성한 후, 본 발명에 따른 제 4 마스크 공정을 통해 블랙 매트릭스(120)에 의해 구획화된 셀 영역에 청색 컬러필터(130B)를 형성한다.After forming the
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 적색 컬러필터(130R), 녹색 컬러필터(130G) 및 스페이서(140)가 형성된 유리기판(110)상에 안료 분사법을 이용하여 청색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.Referring to FIGS. 8A and 8B, the blue photosensitive color resin is completely coated on the
이후, 청색의 감광성 칼라수지에 대해 제 4 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(120)에 의해 구획된 셀 영역에 청색을 나타내는 청색 컬러필터(130B)를 최종적으로 형성한다. Thereafter, a photolithography process using a fourth mask is performed on the blue photosensitive color resin to finally form a
상술한 바와 같이 컬러필터(130) 및 스페이서(140)를 형성한 후, 본 발명에 따른 기판의 표면을 평탄화시키는 오버 코팅층(150)을 형성한다.After the
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 컬러필터(130)에 의해 형성된 단차를 보상하기 위해 유리기판(110)상에 열경화성 수지, 보다 구체적으로는 폴리 디메틸 실옥산 등과 같은 열경화성 수지를 전면 형성한다.9A and 9B, a thermosetting resin, more specifically a thermosetting resin such as polydimethyl siloxane, is formed on the
여기서, 오버 코팅층(150)은 컬러필터(130)에 의해 형성되는 단차를 제거함으로써, 후속공정을 통해 형성되는 배향막(160)이 유리기판(110)상에 평탄한 형태로 형성될 수 이 있도록 하는 역할을 수행한다.Here, the over
상술한 바와 같이 오버 코팅층(150)을 형성한 후, 본 발명에 따른 오버 코팅층(150) 상에 액정 배향을 위한 배향막(160)을 형성한다. After the
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 오버 코팅층(150)이 형성된 유리기판(110)상에 폴리이미드 등의 유기 배향막을 전면 도포한다. Referring to FIGS. 10A and 10B, an organic alignment layer such as polyimide is completely coated on the
이후, 오버 코팅층 상에 형성된 유기 배향막에 대한 러빙공정을 수행함으로써, 스페이서(140)에 의해 형성된 셀 갭 사이에 충진된 액정을 소정 방향으로 배향시키는 배향홈을 갖는 배향막(160)을 최종적으로 형성한다.Subsequently, by performing a rubbing process on the organic alignment layer formed on the overcoating layer, an
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시패널의 구조 및 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the liquid crystal display panel according to the second embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터기판은, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 유리기판(210)상에 형성된 블랙 매트릭스(220)와, 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 셀 영역에 일체적으로 형성된 컬러필터(230)와, 블랙 매트릭스(220)와 중첩되게 형성되며 셀 갭을 유지시키는 스페이서(240)와, 컬러필터(230)에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(210)을 평탄화시키는 오버 코팅층(250)과, 오버 코팅층(250) 상에 형성되며 액정을 소정 방향으로 배향시키는 배향막(260)을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 11 and 12, the color filter substrate according to the second embodiment of the present invention includes a
블랙 매트릭스(220)는 유리기판(220)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(230)가 위치할 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광간섭을 방지하는 역할을 수행한다. The
여기서, 블랙 매트릭스(220)는 박막 트랜지스터 기판의 화소영역을 제외한 나머지 영역인 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터와 중첩되게 형성된다.Here, the
컬러필터(230)는 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 다수의 셀 영역에 형성되는 것으로서, 적색을 구현하는 적색 컬러필터(230R), 녹색을 구현하는 녹색 컬러필터(230G) 및 청색을 구현하는 청색 컬러필터(230B)로 구성된다. The
여기서, 컬러필터(230)를 구성하는 적색 컬러필터(230R), 녹색 컬러필터(230G) 및 청색 컬러필터(230B)는 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 셀 영역과 스페이서(240)가 형성될 블랙 매트릭스 영역을 덮도록 일체적으로 형성된다.Here, the
스페이서(240)는 블랙 매트릭스(220)와 중첩되게 형성되며 두 기판 사이에 액정을 충진시키기 위한 셀갭을 유지시키는 역할을 수행하는 것으로서, 적색 컬러필터(230R), 녹색 컬러필터(230G) 및 청색 컬러필터(230B) 중 적어도 두 개의 컬러필터가 소정의 높이를 갖도록 중첩된 구조로 형성된다.The
즉, 스페이서(240)는 적색 컬러필터(230R), 녹색 컬러필터(230G) 및 청색 컬러필터(230B) 중 적어도 어느 하나로 이루어진 제 1 스페이서 패턴(240a) 및 제 2 스페이서 패턴(240b)이 적층된 구조로 형성된다.That is, the
이때, 스페이서(240)는 두 기판 사이의 셀 갭을 유지시키기 위해 약 3.1㎛ 내지 4.5㎛의 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the
오버 코팅층(250)은 컬러필터(230)에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(210)을 평탄화시키는 역할을 수행하는 것으로서, 블랙 매트릭스(220)와 중첩적으로 형성되는 스페이서(240)를 덮도록 유리기판(210)상에 전면 형성된다.The
배향막(260)은 스페이서(240))가 형성된 오버코팅층(25O) 상에 형성되어 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다. The
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a color filter substrate according to a second embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 제 1 마스크 공정을 통해 기판(210)상에 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. First, the
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 컬러필터기판을 구성하는 기판(210)상에 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속 또는 절연성 수지로 구성된 블랙 매트릭 스(220)를 형성한다.13A and 13B, a
여기서, 블랙 매트릭스(220)는 기판(210)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(230)들이 형성될 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광 간섭을 방지하는 역할을 수행한다.Here, the
상술한 바와 같이 블랙 매트릭스(220)를 형성한 후, 본 발명에 따른 제 2 마스크 공정을 통해 컬러필터(230)를 구성하는 적색 컬러필터(230R)와 제 1 스페이서 패턴(240a)을 형성한다. After the
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획화된 기판(210)상에 안료 분사법을 이용하여 적색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.Referring to FIGS. 14A and 14B, a red photosensitive color resin is completely coated on the
이후, 적색의 감광성 칼라수지에 대해 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 셀 영역 및 블랙 매트릭스의 일부 영역을 덮도록 구성된 적색 컬러필터(104R)를 형성한다.Thereafter, a photolithography process using a second mask is performed on the red photosensitive color resin, thereby forming a red color filter 104R configured to cover the cell region partitioned by the
이때, 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 블랙 매트릭스(220)의 일부 영역을 덮는 적색 컬러필터(230R)로 구성되는 제 1 스페이서 패턴(240a)이 형성된다. In this case, a
상술한 바와 같이 적색 컬러필터 및 제 1 스페이서 패턴을 형성한 후, 본 발명에 따른 제 3 마스크 공정을 통해 컬러필터(230)를 구성하는 녹색 컬러필터(230G)와 제 2 스페이서 패턴을 형성한다. After the red color filter and the first spacer pattern are formed as described above, the
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 적색 컬러필터(230R)가 형성된 기판(210)상에 안료 분사법을 이용하여 녹색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.15A and 15B, a green photosensitive color resin is completely coated on the
이후, 녹색의 감광성 컬러수지에 대해 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 셀 영역 및 상기 블랙 매트릭스(220)의 일부 영역을 덮도록 일체적으로 구성된 녹색 컬러필터(230G)를 형성한다.Thereafter, a photolithography process using a third mask is performed on the photosensitive color resin of green, so that the green region is integrally formed to cover the cell region partitioned by the
이때, 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 제 1 스페이서 패턴(240a)와 중첩되게 형성되며 녹색 컬러필터(230G)로 구성된 제 2 스페이서 패턴(240b)이 형성된다.In this case, the photolithography process using the third mask is formed to overlap the
즉, 본 발명에 따른 블랙 매트릭스(220)와 중첩되는 위치에 적색 컬러필터(230R)로 구성된 제 1 스페이서 패턴(240a)과 녹색 컬러필터(230G)로 구성된 제 2 스페이서 패턴(240b)로 구성된 스페이서(240)가 최종적으로 형성된다.That is, a spacer composed of a
상술한 바와 같이 적색 컬러필터(230R), 녹색 컬러필터(230G) 및 스페이서(240)를 형성한 후, 본 발명에 따른 제 4 마스크 공정을 통해 컬러필터(230)를 구성하는 청색 컬러필터(230B)를 형성한다.After forming the
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 적색 컬러필터(230R), 녹색 컬러필터(230G) 및 스페이서(240)가 형성된 기판(210)상에 안료 분사법을 이용하여 청색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.Referring to FIGS. 16A and 16B, a blue photosensitive color resin is entirely coated on the
이후, 청색의 감광성 칼라수지에 대해 제 4 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된 셀 영역 및 블랙 매트릭스의 일부 영역을 덮도록 일체적으로 구성된 청색 컬러필터(230B)를 형성한다.Thereafter, a photolithography process using a fourth mask is performed on the blue photosensitive color resin, thereby the
상술한 바와 같이 컬러필터(230) 및 스페이서(240)를 형성한 후, 본 발명에 따른 기판(210)의 표면을 평탄화시키는 오버 코팅층(250)을 형성한다.After the
도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 컬러필터(230)에 의해 형성된 단차를 보상하기 위해 기판(210)상에 열경화성 수지로 구성된 오버 코팅층(250)을 전면 형성한다.As shown in FIGS. 17A and 17B, an
여기서, 오버 코팅층(250)은 컬러필터(230)에 의해 기판(210)상에 형성되는 단차를 제거함으로써, 후속공정을 통해 형성되는 배향막(260)이 평탄한 형상으로리기판(210) 상에 형성될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.Here, the
상술한 바와 같이 오버 코팅층(250)을 형성한 후, 본 발명에 따른 오버 코팅층(250) 상에 액정 배향을 위한 배향막(260)을 형성한다. After the
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 오버 코팅층(250)이 형성된 기판(210)상에 폴리이미드 등으로 구성되며 스페이서에 의해 형성된 셀 갭 사이에 충진된 액정을 소정 방향으로 배향시키는 배향막(260)을 최종적으로 형성한다.18A and 18B, an
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 적어도 두 개의 컬러필터를 중첩시켜 스페이서를 형성함으로써, 마스크 공정을 저감시키는 동시에 작업공정을 단순화시킬 수 있다는 효과를 제공한다.As described above, the color filter substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention provide an effect of reducing the mask process and simplifying the work process by forming a spacer by overlapping at least two color filters.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (14)
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2007
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |