KR20160092423A - 컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판의 화소영역 별로 구비된 복수의 컬러필터와, 상기 컬러필터들을 포함한 투명기판 전면에 있는 차단막과, 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 있는 블랙 매트릭스 및, 상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 있는 오버코트층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법{COLOR FILTER ARRAY SUBSTRATE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼라필터(Color Filter)와 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 분리하는 박막을 이용하여 블랙 매트릭스의 잔사를 개선할 수 있는 컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다.
액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련된다. 화소전극은 하부기판상에 액정 셀 별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다.
화소전극들 각각은 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)에 접속되며, 이 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터 신호에 따라 공통전극과 함께 액정 셀이 구동된다.
이러한 구동 방식을 이용하는 종래기술에 따른 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 액정표시장치는, 박막 트랜지스터 어레이 기판(10)과, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(10)과 일정한 셀갭을 사이에 두고 대향하여 배치되는 컬러필터 어레이 기판(30) 및, 이들 기판(10, 30) 사이에 개재된 액정(50)을 포함한다.
박막 트랜지스터 어레이 기판(10)은, 도면에는 도시하지 않았지만, 하부기판 (12)의 전면에 게이트 절연막을 사이에 두고 절연되는 데이터 라인과 게이트 라인이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 박막 트랜지스터(T)가 형성된다.
박막 트랜지스터(T)는, 도면에는 도시하지 않았지만, 게이트 라인에 접속된 게이트 전극, 데이터 라인에 접속된 소스전극, 화소전극에 접속된 드레인 전극, 소스전극 및 드레인 전극 사이의 채널부를 형성하는 활성층 및 오믹 접촉층을 포함한다.
이러한 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 데이터 신호를 선택적으로 화소전극에 공급한다. 화소전극은 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명 전도성 물질로 이루어진다.
화소전극은 드레인 전극을 경유하여 공급되는 데이터 신호에 의해 공통전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(12)과 상부기판(32) 사이에 위치하는 액정(50)은 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(32) 쪽으로 투과된다.
그리고, 컬러필터 어레이 기판(30)은 상부기판(32)의 배면 상에 형성되어 화소영역을 제외한 지역으로 투과되는 광을 차단하는 블랙 매트릭스(Black Matrix; BM) (34)와, 블랙 매트릭스(34) 사이에 화소영역에 형성되는 컬러필터(36)과, 컬러필터(36) 상부에 형성되는 오버코트층(38)과, 이 오버코트층(38) 상부에 형성되는 공통전극(미도시)을 포함한다.
컬러필터(36)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층(36r, 36g, 36b)이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장 대역의 빛을 투과시킴으로써 칼라 표시를 가능하게 한다.
그러나, 종래기술에 따른 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 녹색 (G) 화소를 온(on)하고, 나머지 적색(R) 화소 및 청색(B) 화소를 오프(off)시킨 상태에서, 측면에서 액정표시장치를 관찰할 때 적색(R) 칼라필터(36g)의 일부(36g')가 녹색(G) 화소 부위에서 표시되는 칼라 워시아웃(Color washout) 현상이 나타나게 된다. 특히, 액정표시장치의 제조시의 오정렬(Mis-Align) 및 시야각 차이에 의해 이러한 칼라 워시아웃 현상이 나타나게 된다.
그리고, 고해상도 모델로 갈수록 블랙 매트릭스(BM)의 크기(CD; Critical Dimesion)가 점점 작아지기 때문에 그에 따라 오프(off)된 화소의 칼라필터 일부가 온(on)된 화소 지역에 표시되는 칼라 워시아웃 불량이 증가하게 된다.
한편, 이러한 칼라 워시아웃(Color washout) 불량을 개선하기 위해 블랙 매트릭스를 컬러필터 상부에 형성하는 구조의 경우, 컬러필터층 상부에 블랙 매트릭스층을 도포한 후 패터닝을 진행하게 되면 블랙 매트릭스층이 패터닝되지 않고 블랙 매트릭스층 일부가 남게 되는 문제가 발생하게 된다.
이는 컬러필터층 상부에 블랙 매트릭스층의 증착시에 이들 간의 결합으로 인해 접착력이 강해지기 때문에, 패터닝을 위한 블랙 매트릭스층의 현상시에 블랙 매트릭스층 일부가 현상되지 않고 잔류하여 잔사가 발생하게 된다.
본 발명의 목적은 칼라필터(Color Filter)와 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 분리하는 박막을 이용하여 블랙 매트릭스의 잔사를 개선할 수 있는 컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과, 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 기판의 화소영역 별로 구비된 컬러필터들과, 상기 컬러필터들을 포함한 기판상에 있는 차단막과, 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 있는 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 있는 오버코트층을 포함하는 컬러필터 어레이 기판을 제공할 수 있다.
이러한 컬러필터 어레이 기판에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성될 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 다른 측면에서, 본 발명은, 기판의 화소영역 별로 컬러필터들을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터들을 포함한 기판상에 차단막을 형성하는 단계와, 상기 차단막을 플라즈마 처리하는 단계와, 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 오버코트층을 형성하는 단계를 포함하는 컬러필터 어레이 기판 제조방법을 제공할 수 있다.
이러한 컬러필터 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성할 수 있다.
이러한 컬러필터 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 차단막은 0.1 내지 2μm 두께로 증착할 수 있다.
이러한 컬러필터 기판의 제조방법에 있어서, 플라즈마 처리는 O2 애싱 (ashing) 처리할 수 있다.
이러한 컬러필터 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 플라즈마 처리는 10 내지 60초 동안 실시할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 또 다른 측면에서, 본 발명은, 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제2 기판상에 형성된 복수의 컬러필터와, 상기 컬러필터들 상부에 있는 차단막과, 상기 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 있는 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스와 차단막 상부에 있는 오버코트층을 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이러한 액정표시장치에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성될 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 또 다른 측면에서, 본 발명은, 제1 기판과 합착되는 제2 기판의 화소영역 별로 컬러필터들을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터들을 포함한 제2 기판상에 차단막을 형성하는 단계와, 상기 차단막을 플라즈마 처리하는 단계와, 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 오버코트층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치 제조방법을 제공할 수 있다.
이러한 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성할 수 있다.
이러한 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 차단막은 0.1 내지 2μm 두께로 증착할 수 있다.
이러한 컬러필터 기판의 제조방법에 있어서, 플라즈마 처리는 O2 애싱 (ashing) 처리할 수 있다.
이러한 액정표시장치 제조방법에 있어서, 플라즈마 처리는 10 내지 60초 동안 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법은 컬러 워시아웃(color washout) 현상을 제거하기 위해 제안된 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 형성되는 구조에서, 이들 막 간의 결합을 막기 위해 이들 막 사이에 차단막을 개재해 줌으로써 블랙 매트리스(BM)의 잔사없이 깨끗하게 블랙 매트릭스를 패터닝할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명은 컬러필터와 블랙 매트릭스 간의 결합을 막기 위해 유기물질로 구성된 차단막을 적용함으로써 공정 단순화 및 추가 장비 투입 비용 등을 저감할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 컬러필터와 블랙 매트릭스 사이에 차단막을 개재하여 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 배치된 구조, 즉 비오시(BOC; Black matrix on Color filter) 구조를 적용함으로써 컬러 워시아웃(Color washout) 불량을 개선할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 컬러 워시아웃(Color washout) 불량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 3g는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법을 개략적으로 도시한 제조 공정 단면도들이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터와 블랙 매트릭스 사이에 차단막을 개재한 이후에 블랙 매트릭스층을 패터닝한 사진을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 컬러 워시아웃 (Color washout) 불량이 개선된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러 워시아웃(Color washout)을 시뮬레이션한 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 박막 트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 어레이 기판(130), 그리고 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 어레이 기판(130) 사이에 형성된 액정층(150)을 포함하여 구성된다.
상기 박막 트랜지스터 기판(110)을 구성하는 제1 기판(102) 상에는 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트 라인(미도시)과, 상기 게이트 라인과 수직으로 교차하는 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터 라인(미도시)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 지점에는 각 화소를 스위칭하는 스위칭 소자, 즉 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 제1 기판(102) 상에 형성된 게이트 전극 (104)과, 상기 게이트 전극(104)을 포함한 제1 기판(102) 상에 형성된 게이트 절연막(106)과, 상기 게이트 전극(104) 위의 게이트 절연막(106) 상부에 형성된 활성층 (108)과, 상기 활성층(108) 상에 서로 이격되어 배치된 소스전극(110a) 및 드레인 전극(110b)을 포함한다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터(T)를 포함한 제1 기판(102) 상에는 평탄화막 (112)이 형성되어 있다. 이때, 상기 평탄화막(112) 내에는 각 화소마다 구비된 드레인 전극(110b) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(114)이 형성되어 있다.
더욱이, 상기 평탄화막(112) 상에는 상기 드레인 콘택홀(114)을 통해 각 화소 내의 드레인 전극(110b)과 전기적으로 접촉되는 화소전극(116)이 형성되어 있다.
한편, 컬러필터 어레이 기판(130)을 구성하는 컬러필터 기판(132)의 각 화소영역 상에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터층(134r, 134g, 134b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터층(134r, 134g, 134b)은 컬러필터(134)를 구성한다.
그리고, 상기 컬러필터(134)를 포함한 컬러필터 기판(132) 상부에는 차단막 (136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 차단막(136)은 상기 컬러필터(134)과 그 위에 형성되는 블랙 매트릭스(138) 간의 결합력을 약화시키기 위해 사용된다. 상기 차단막(136)으로는 SiO2 또는 Al2O3 와 같은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질이 사용될 수 있는데, 본 발명에서는 유기 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 차단막(136), 즉 서로 인접하는 컬러필터들(134r, 134g, 134b) 위의 차단막(136) 상부에 블랙 매트릭스(138)가 형성되어 있다. 이때, 상기 블랙 매트릭스(138)는 각 화소영역을 제외한 지역에 형성된다.
그리고, 상기 블랙 매트릭스(138)을 포함한 차단막(136) 상부에는 오버코트층(over coat layer)(140)이 형성되어 있다. 이때, 상기 오버코트층(140은 컬러필터(134)를 평탄화하기 위한 목적으로 사용된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 오버코트층(140) 상부에는 공통전극(미도시)이 형성될 수도 있다. 그러나, 상기 공통전극(미도시)은 반드시 컬러필터 어레이 기판(130) 상에 형성되는 것은 아니며, 액정 구동방식에 따라 박막 트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 형성될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 형성되며, 이들 막 사이에 차단막이 형성됨으로써 서로 인접된 컬러필터 상부에 블랙 매트리스층의 잔사없이 블랙 매트릭스를 깨끗하게 형성할 수 있음은 물론, 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 배치된 구조, 즉 비오시(BOC; Black matrix on Color filter) 구조를 적용함으로써 컬러 워시아웃(Color washout) 불량을 개선할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 대해 도 3a 내지 3g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 3g는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법을 개략적으로 도시한 제조 공정 단면도들이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 투명한 박막 트랜지스터 기판(102) 상에 제1 금속층(미도시)을 증착한 후, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 제1 금속층을 선택적으로 패터닝하여 게이트 라인(미도시)과 함께 이 게이트 라인으로부터 제1 방향으로 연장된 게이트 전극(104)을 형성한다. 이때, 상기 제1 금속층을 형성하는 금속물질로는 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 은(Ag), 은 합금, 알루미늄-네오디늄(AlNd), 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi) 또는 기타 다른 도전성 금속물질의 합금을 사용할 수 있다.
그런 다음, 상기 게이트 전극(104)을 포함한 기판 전면에 무기 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(106)을 증착한다. 이때, 상기 게이트 절연막(106)으로는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 포함하는 무기 절연물질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
이후에, 상기 게이트 절연막(106) 위에 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체(미도시)를 증착하여 반도체층(미도시)을 형성한다. 예를 들어, 비정질 실리콘을 증착한 경우에, 탈수소화(dehydrogenation) 과정을 거친후, 레이저 결정화 단계를 거쳐 다결정 실리콘을 형성할 수도 있다.
그런 다음, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 상기 반도체층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트 전극(102)위의 게이트 절연막(106) 상부에 활성층(108)을 형성한다.
이후에, 상기 활성층(108)을 포함한 기판 전면에 제2 금속층(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 제2 금속층으로는 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 은(Ag), 은 합금, 알루미늄-네오디늄(AlNd), 몰리브덴 합금(MoTi) 또는 기타 다른 도전성 금속물질의 합금을 사용할 수 있다.
그런 다음, 사진 식각 기술을 이용한 마스크 공정을 통해, 상기 제2 금속층 (미도시)을 선택적으로 식각하여, 상기 게이트 라인(미도시)과 수직으로 교차하는 제2 방향으로 데이터 라인(미도시)을 형성하고, 이 데이터 라인으로부터 연장된 소스전극(110a)과, 이 소스전극(110a)과 채널길이만큼 이격된 드레인 전극(110b)을 형성한다.
이후에, 상기 소스전극(110a) 및 드레인 전극(110b)을 포함한 기판 전면에 평탄화막(112)을 형성하여 기판 전면을 평탄화시킨다. 이때, 상기 평탄화막(112)으로는 유기 절연물질, 예를 들어 포토아크릴(Photo-Acryl) 또는 폴리 이미드 (Polyimide)를 도포하여 형성한다.
그런 다음, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 상기 평탄화막(112)을 식각하여, 각 화소 내의 드레인 전극(110b) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀 (114)을 형성한다.
이후에, 상기 평탄화막(112) 위에 투명 도전물질층(미도시)을 증착한다. 이때, 상기 투명 도전물질층으로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함한 투명 도전물질 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
그런 다음, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 상기 투명 도전물질층(미도시)을 선택적으로 식각하여, 각 화소의 드레인 전극(110b)과 전기적으로 접촉하는 화소전극(116)을 형성함으로써, 본 발명에 따른 표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판(110) 제조공정을 완료한다.
이후에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 투명한 컬러필터 기판(130) 위에 적색(R) 컬러필터 형성용 수지막(미도시)을 도포한 다음, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 상기 적색(R) 컬러필터 형성용 수지막(미도시)을 선택적으로 식각함으로써 적색 화소영역마다 적색 컬러필터(134r)를 형성한다.
그런 다음, 상기 적색(R) 컬러필터 형성용 수직막 대신에, 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터 형성용 수지막을 이용하여 상기 과정을 반복함으로써, 도 3b에서와 같이, 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(134g, 134b)를 각각 형성한다. 이때, 상기 적색 컬러필터(134r)와 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(134g, 134b)는 컬러필터(134)를 이룬다.
이후에, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 적색 컬러필터(134r)와 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(134g, 134b)를 포함하는 컬러필터(134) 상부에 차단막(136)을 형성한다. 이때, 상기 차단막(136)은 상기 컬러필터(134)과 그 위에 형성되는 블랙 매트릭스(138) 간의 결합력을 약화시키기 위해 사용한다. 상기 차단막(136)으로는 SiO2 또는 Al2O3 와 같은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 유기 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 차단막 (136)은 0.1 내지 2.0 μm 두께로 형성할 수 있다.
그런 다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 차단막(136)을 O2 플라즈마 (plasma) 처리한다. 이때, 상기 O2 플라즈마 처리는 상기 컬러필터(134)과 그 위에 형성되는 블랙 매트릭스(138) 간의 결합력을 약화시키기 위해 실시한다. 그리고, 상기 플라즈마 처리는 10 내지 60초 동안 실시한다.
이후에, 상기 차단막(136), 즉 서로 인접하는 컬러필터들(134r, 134g, 134b) 상부에 블랙 매트릭스 형성용 물질막(미도시)을 도포한다. 이때, 상기 블랙 매트릭스 형성용 물질막(미도시)은 크롬(Cr) 또는 블랙 수지(Black Resin) 등을 사용할 수 있다.
그런 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 사진 식각기술을 이용한 마스크 공정을 통해 상기 블랙 매트릭스 형성용 물질막(미도시)을 식각하여 블랙 매트릭스 (138)을 형성한다. 이때, 상기 블랙 매트릭스(138)는 서로 인접하는 컬러필터들 (134r, 134g, 134b) 위의 차단막(136) 상부에 형성한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스 (138)는 각 화소영역을 제외한 지역에 위치한다.
이후에, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 블랙 매트릭스(138)를 포함한 차단막(136) 상부에 오버코트층(over coat layer)(138)을 형성한다. 이때, 상기 오버코트층(138)은 컬러필터(134)를 평탄화하기 위한 목적으로 사용된다. 그리고, 상기 오버코트층(140)은 SiO2 또는 Al2O3 와 같은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 유기 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 오버코트층(140) 상부에 공통전극(미도시)을 형성할 수도 있다. 그러나, 상기 공통전극(미도시)은 반드시 컬러필터 어레이 기판(130) 상에 형성하는 것은 아니며, 액정 구동방식에 따라 박막 트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 형성할 수도 있다.
이렇게 하여, 본 발명에 따른 표시장치용 컬러필터 어레이 기판(130) 제조공정을 완료한다.
이후에, 도 3g에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 일정한 셀 갭(Cell gap)만큼 이격되게 상기 컬러필터 어레이 기판(130)을 배치한 이후에 이들 기판(110, 130) 사이에 액정층(150)을 형성함으로써, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조 공정을 완료한다. 이때, 상기 액정층(150)은 이들 기판(110, 130)을 합착하기 전 단계에서 적하 공정 등을 통해 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터와 블랙 매트릭스 사이에 차단막을 개재한 이후에 블랙 매트릭스층을 패터닝한 사진을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 컬러필터(134)와 블랙 매트릭스(138) 사이에 차단막(136)이 형성됨으로써, 블랙 매트릭스 형성용 수지막 패터닝시에 각 화소 영역에 블랙 매트릭스 형성용 수지막이 잔류하지 않고 깨끗하게 패터닝된다. 이는 상기 차단막(136)이 상기 컬러필터(134)와 블랙 매트릭스(138) 간의 결합력을 약화시켜 주기 때문에 각 화소 영역에 블랙 매트릭스 형성용 수지막이 잔류하지 않고 깨끗하게 패터닝되는 것이 가능하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 컬러 워시아웃 (Color washout) 불량이 개선된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러 워시아웃(Color washout)을 시뮬레이션한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(138)가 컬러필터(134) 위에 형성된 비오시(BOC; Black matrix on Color filter) 구조를 적용함은 물론, 차단막(136)이 컬러필터(134)와 블랙 매트릭스(138) 사이에 형성됨으로 인해, 녹색 (G) 화소를 온(on)하고 나머지 적색(R) 화소 및 청색(B) 화소를 오프(off)시킨 상태에서, 측면에서 액정표시장치(100)를 관찰할 때 적색(R) 칼라필터(134g)의 일부(134g')가 녹색(G) 화소 부위에서 표시되는 칼라 워시아웃(Color washout) 불량이 개선되게 된다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에서와 같이 비오시 구조, 즉 블랙 매트릭스(138)가 컬러필터(134) 위에 형성되고, 이들 사이에 차단막이 형성된 구조인 경우 및, 기존의 컬러필터 하부에 블랙 매트릭스가 형성된 경우에, 블랙 매트릭스에서 오버코트층 간 두께에 따른 컬러 워시 아웃 변화를 비교해 본 결과, 본 발명의 경우는 기존의 경우에 비해 컬러 워시아웃(Color washout) 불량이 개선되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 컬러 워시아웃(color washout) 현상을 제거하기 위해 제안된 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 형성되는 구조에서, 이들 막 간의 결합을 막기 위해 이들 막 사이에 차단막을 개재해 줌으로써 블랙 매트리스(BM)의 잔사없이 깨끗하게 블랙 매트릭스를 패터닝할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명은 컬러필터와 블랙 매트릭스 간의 결합을 막기 위해 유기물질로 구성된 차단막을 적용함으로써 공정 단순화 및 추가 장비 투입 비용 등을 저감할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 컬러필터와 블랙 매트릭스 사이에 차단막을 개재하여 컬러필터 위에 블랙 매트릭스가 배치된 구조, 즉 비오시(BOC; Black matrix on Color filter) 구조를 적용함으로써 컬러 워시아웃(Color washout) 불량을 개선할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 실시 예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
134: 컬러필터 136: 차단막
138: 블랙 매트릭스 140: 오버코트층

Claims (12)

  1. 기판의 화소영역 별로 구비된 복수의 컬러필터;
    상기 컬러필터들을 포함한 기판상에 있는 차단막;
    서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 있는 블랙 매트릭스; 및
    상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 있는 오버코트층을 포함하는 컬러필터 어레이 기판.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성된 컬러필터 어레이 기판.
  3. 기판의 화소영역 별로 컬러필터들을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터들을 포함한 기판상에 차단막을 형성하는 단계;
    상기 차단막을 플라즈마 처리하는 단계;
    서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 오버코트층을 형성하는 단계를 포함하는 컬러필터 어레이 기판 제조방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성된 컬러필터 어레이 기판 제조방법.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 차단막은 0.1 내지 2μm 두께로 형성하는 컬러필터 어레이 기판 제조방법.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 10 내지 60초 동안 O2 애싱 (ashing) 처리하는 컬러필터 어레이 기판 제조방법.
  7. 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제2 기판상에 있는 복수의 컬러필터;
    상기 컬러필터들을 포함한 제2 기판상에 있는 차단막;
    상기 서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 있는 블랙 매트릭스; 및
    상기 블랙 매트릭스와 차단막 상부에 있는 오버코트층을 포함하는 액정표시장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성된 액정표시장치.
  9. 제1 기판과 합착되는 제2 기판의 화소영역 별로 컬러필터들을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터들을 포함한 제2기판 상에 차단막을 형성하는 단계;
    상기 차단막을 플라즈마 처리하는 단계;
    서로 인접한 컬러필터들 상의 차단막 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스를 포함한 차단막 상부에 오버코트층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 차단막은 유기 절연물질로 구성하는 액정표시장치 제조방법.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 차단막은 0.1 내지 2μm 두께로 증착하는 액정표시장치 제조방법.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 10 내지 60초 동안 O2 애싱(ashing) 처리하는 액정표시장치 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630274B1 (en) * 1998-12-21 2003-10-07 Seiko Epson Corporation Color filter and manufacturing method therefor
US20110032457A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Display panel, color filter substrate, and method of manufacturing the same
US20120206688A1 (en) * 2004-11-04 2012-08-16 Chul-Ho Kim Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR20130061553A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 삼성디스플레이 주식회사 표시패널 및 표시패널용 표시기판의 제조방법
KR20140113715A (ko) * 2012-02-02 2014-09-24 애플 인크. 컬러 혼합 방지 구조물을 갖는 디스플레이

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630274B1 (en) * 1998-12-21 2003-10-07 Seiko Epson Corporation Color filter and manufacturing method therefor
US20120206688A1 (en) * 2004-11-04 2012-08-16 Chul-Ho Kim Liquid crystal display device and method for fabricating the same
US20110032457A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Display panel, color filter substrate, and method of manufacturing the same
KR20130061553A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 삼성디스플레이 주식회사 표시패널 및 표시패널용 표시기판의 제조방법
KR20140113715A (ko) * 2012-02-02 2014-09-24 애플 인크. 컬러 혼합 방지 구조물을 갖는 디스플레이

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