KR100709711B1 - color filter panel and manufacturing method thereof and liquid crystal display including the same - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터를 형성하고, 이들 세 층으로 이루어진 삼층막을 색 필터 사이에 형성한다. 다음, 색 필터 및 삼층막을 덮는 공통 전극을 형성하고, 절연 특성이 우수한 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 색 필터 사이에 블랙 매트릭스를 형성한다. 이때, 삼층막 위에 형성되는 블랙 매트릭스는 다른 부분에 비해 높게 형성되어 이를 스페이서로 할 수 있으며, 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 색 필터 위에 돌기 패턴을 형성하여 광시야각을 확보할 수 있고, 스페이서와 돌기 패턴을 동시에 형성하여 공정을 단순화할 수 있다. Red, green, and blue color filters are formed on the insulating substrate, and a three-layer film consisting of these three layers is formed between the color filters. Next, a common electrode covering the color filter and the three-layer film is formed, and a black matrix is formed between the color filters by using an organic black photosensitive agent containing acrylic and red, green, and blue pigments having excellent insulating properties. In this case, the black matrix formed on the three-layer film may be formed higher than other portions to form a spacer. The black matrix formed on the three-layer film may form a protrusion pattern on the color filter with the same material as the black matrix to secure a wide viewing angle. Can be formed simultaneously to simplify the process.
아크릴, 안료, 블랙 매트릭스, 스페이서, 돌기 패턴Acrylic, pigment, black matrix, spacer, protrusion pattern
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판을 도시한 배치도이고,1 is a layout view showing a color filter substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선에 대한 단면도이고,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 색 필터 기판을 도시한 단면도이고,3A is a cross-sectional view showing a color filter substrate in a first step of manufacturing according to the first embodiment of the present invention;
도 3b 내지 도 3d는 도 3a 다음 단계에서의 공정을 그 순서에 따라 차례로 도시한 단면도이고,3B to 3D are cross-sectional views sequentially showing the processes in the next step of FIG. 3A in the order thereof;
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판을 도시한 배치도이고,4 is a layout view illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ 선에 대한 단면도이고,FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 색 필터 기판을 도시한 단면도이고,6A is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate in a first step of manufacturing according to the second embodiment of the present invention;
도 6b는 도 6a 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 6B is a cross-sectional view at the next step of FIG. 6A;
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판을 도시 한 배치도이고,7 is a layout view illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에서 Ⅷ-Ⅷ 선에 대한 단면도이고,8 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 7,
도 9a는 본 발명의 제3 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 색 필터 기판을 도시한 단면도이고,9A is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate in a first step of manufacturing according to the third embodiment of the present invention;
도 9b는 도 9a 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 9B is a cross-sectional view at the next step of FIG. 9A;
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 색 필터 기판과 이에 대응하는 박막 트랜지스터 기판을 함께 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate and a thin film transistor substrate corresponding thereto according to the second embodiment of the present invention.
본 발명은 색 필터 기판 및 그 제조 방법, 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a color filter substrate, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display including the same.
일반적으로 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하판과 화소 전극에 대응하는 색 필터와 공통 전극 등이 형성되어 있는 상판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 두 전극 사이에 전압을 인가하여 전기장을 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between a lower plate on which a thin film transistor, a pixel electrode, and the like are formed, and an upper plate on which a color filter and a common electrode, etc., corresponding to the pixel electrode are formed, and applies a voltage between the two electrodes. It is a device that displays an image by forming an electric field to change the arrangement of liquid crystal molecules, and thereby controlling the transmittance of light.
이러한 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 단점이 있는데, 이를 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제시되고 있다. 그 중에서 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직하게 배향시키고 화소 전극과 공통 전극에 개구 패턴을 형성하거나 돌기 패턴을 형성하는 방법이 있다.The LCD has a narrow viewing angle, and various methods have been proposed to overcome this problem. Among them, there is a method of aligning the liquid crystal molecules perpendicularly to the upper and lower substrates, and forming an opening pattern or a protrusion pattern on the pixel electrode and the common electrode.
두 전극에 개구 패턴을 형성하는 경우에는 두 전극 사이에 전압을 인가했을 때 개구 패턴으로 인해 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 제어함으로써 시야각을 넓힐 수 있다.When the opening patterns are formed in the two electrodes, the viewing angle can be widened by controlling the direction in which the liquid crystal molecules lie down by using a fringe field formed by the opening pattern when a voltage is applied between the two electrodes.
그러나, 이러한 경우에는 공통 전극을 패터닝해야 하므로 사진 식각 공정이 추가되며, 색 필터 위에 스퍼터링법으로 증착된 ITO 공통 전극과 컬러 필터 수지(resin)와의 접착력이 좋지 않아서 공통 전극의 패터닝 시에 정밀도가 떨어진다. 또한, ITO 식각 시 색 필터가 노출되어 손상되는 문제가 있으며, 이를 방지하기 위해 색 필터 위에 오버코트(overcoat)막을 형성하는데 이 오버코트막은 가격이 비싼 문제점이 있다. 그리고, 오버코트막을 형성하는 경우에는 공통 전극이 크롬 등으로 형성되는 블랙 매트릭스와 직접 접촉하지 못하므로 저항이 증가하여 플리커(flicker) 불량이 심해지는 문제점이 발생한다.However, in this case, since the common electrode needs to be patterned, a photolithography process is added, and the adhesion between the ITO common electrode deposited by the sputtering method on the color filter and the color filter resin is poor, so that the precision of the common electrode is poor. . In addition, there is a problem that the color filter is exposed and damaged when the ITO etching, and to prevent this, an overcoat layer is formed on the color filter, which has a problem that the overcoat layer is expensive. In the case of forming the overcoat layer, since the common electrode does not directly contact the black matrix formed of chromium or the like, there is a problem in that the resistance increases and the flicker defect is severe.
한편, 돌기 패턴을 형성하는 경우에는 공정이 추가되는 문제점이 있다.On the other hand, when forming the projection pattern there is a problem that the process is added.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광시야각을 확보하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to secure a wide viewing angle.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 절연 특성이 우수한 블랙 매트릭스를 형성하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to form a black matrix having excellent insulation characteristics.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공정을 단순화하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to simplify the process.
이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 아크릴 및 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 블랙 매트릭스 및 돌기 패턴을 형성한다.In order to achieve the above object, the present invention forms a black matrix and a projection pattern using an organic black photosensitive agent including acrylic and pigment.
본 발명에 따르면, 제1 절연 기판 위에 다수의 개구부를 갖는 화소 전극이 형성되어 있으며, 제1 기판과 마주하는 제2 절연 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터기 형성되어 있고, 색 필터 사이에 삼색 필터가 적층되어 이루어진 삼층막이 형성되어 있다. 색 필터 및 삼층막은 공통 전극으로 덮여 있고, 색 필터 사이에 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 이때, 삼층막 및 그 위에 형성되어 있는 블랙 매트릭스에 의해 제1 기판과 제2 기판 사이의 간격이 일정하게 유지된다.According to the present invention, a pixel electrode having a plurality of openings is formed on a first insulating substrate, and red, green, and blue color filters are formed on a second insulating substrate facing the first substrate, and three colors are formed between the color filters. A three-layer film formed by stacking filters is formed. The color filter and the three-layer film are covered with a common electrode, and a black matrix is formed between the color filters. At this time, the distance between the first substrate and the second substrate is kept constant by the three-layer film and the black matrix formed thereon.
블랙 매트릭스는 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 색 필터 상부에 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 다수의 돌기 패턴이 더 형성되어 있을 수 있다.The black matrix is preferably made of a material including acrylic, pigments of red, green, and blue, and a plurality of protrusion patterns may be further formed on the color filter and made of the same material as the black matrix.
본 발명에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판에 따르면, 먼저 절연 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터 사이에는 적, 녹, 청의 색 필터의 세 층으로 형성되어 있는 삼층막이 형성되어 있다. 색 필터 및 삼층막 위에는 공통 전극이 형성되어 있다. 유기 흑색 감광제로 이루어져 있으며, 색 필터 사이에는 삼층막을 덮고 있는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 여기서, 유기 흑색 감광제는 아크릴계과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 것이 바람직하다. According to the color filter substrate for a liquid crystal display according to the present invention, first, a red, green, and blue color filter is formed on an insulating substrate, and a three-layer film formed of three layers of red, green, and blue color filters is formed between the color filters. Formed. The common electrode is formed on the color filter and the three layer film. It consists of an organic black photosensitive agent, and the black matrix which covers a three layer film is formed between color filters. Here, it is preferable that an organic black photosensitizer contains the pigment of acryl type and red, green, and blue.
이때, 색 필터 상부에는 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 다수의 돌기 패턴이 더 형성되어 있을 수 있으며, 색 필터는 돌기 패턴과 동일한 모양으로 이루어진 개구부를 가질 수도 있다.In this case, a plurality of protrusion patterns may be further formed on the color filter with the same material as the black matrix, and the color filter may have an opening having the same shape as the protrusion pattern.
블랙 매트릭스는 두께가 2.0㎛ 내지 3.5㎛이고, 광학 밀도가 3.5이며, 체적 저항이 1013Ω㎝ 내지 1014Ω㎝이고, 유전율이 4인 것이 바람직하다.The black matrix preferably has a thickness of 2.0 µm to 3.5 µm, an optical density of 3.5, a volume resistivity of 10 13 Ωcm to 10 14 Ωcm, and a dielectric constant of 4.
또한, 색 필터는 블랙 매트릭스와 중첩되지 않는 것이 바람직하다.Also, it is preferable that the color filter does not overlap the black matrix.
이러한 본 발명에 따른 색 필터 기판을 제조할 때, 먼저 절연 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터를 형성하고, 색 필터 사이에 적, 녹, 청의 색 필터의 세 층으로 이루어진 삼층막을 형성한다. 다음, 색 필터 및 삼층막을 덮는 공통 전극을 형성하고, 유기 흑색 감광제로 이루어져 있으며, 색 필터 사이에 삼층막을 덮는 블랙 매트릭스를 형성한다. 이때, 유기 흑색 감광제는 아크릴과 적, 녹, 청의 안료로 이루어져 있다.In manufacturing the color filter substrate according to the present invention, first, a red, green, and blue color filter is formed on the insulating substrate, and a three-layer film consisting of three layers of red, green, and blue color filters is formed between the color filters. Next, a common electrode covering the color filter and the three layer film is formed, and a black matrix made of an organic black photosensitive agent and covering the three layer film is formed between the color filters. At this time, the organic black photosensitizer is composed of a pigment of acrylic and red, green, blue.
여기서, 색 필터 상부에 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 다수의 돌기 패턴을 더 형성할 수도 있으며, 색 필터에 돌기 패턴과 동일한 모양으로 개구부를 형성할 수도 있다.Here, a plurality of protrusion patterns may be further formed on the color filter using the same material as the black matrix, and openings may be formed on the color filter in the same shape as the protrusion pattern.
이때, 색 필터는 블랙 매트릭스와 중첩되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the color filter is preferably formed so as not to overlap the black matrix.
한편, 색 필터를 형성할 때 봉합제용 정렬키 패턴을 함께 형성하며, 블랙 매트릭스와 중첩되지 않는 단락점 패턴을 함께 형성할 수 있다.Meanwhile, when the color filter is formed, the alignment key pattern for the encapsulant is formed together, and a short point pattern that does not overlap with the black matrix may be formed together.
이러한 본 발명에서는 색 필터를 형성할 때 색 필터 사이에 색 필터의 세 층으로 이루어진 삼층막을 형성하고, 절연 특성이 우수한 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 삼층막 위의 블랙 매트릭스와 색 필터 위의 돌기 패턴을 형성함으로써 삼층막 위의 블랙 매트릭스를 스페이서로 하며 돌 기 패턴을 이용하여 광시야각을 확보할 수 있다. In the present invention, when forming a color filter, a three-layer film consisting of three layers of color filters is formed between the color filters, and using the organic black photoresist including acrylic and red, green, and blue pigments having excellent insulating properties, By forming the black matrix and the projection pattern on the color filter, the black matrix on the three-layer film is used as a spacer, and the wide viewing angle can be secured by using the projection pattern.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 색 필터 기판 및 그 제조 방법, 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings, a color filter substrate according to an embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device including the same may be easily implemented by those skilled in the art. It is explained in detail as much.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, the structure of the color filter substrate for a liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판을 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a layout view illustrating a color filter substrate for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
절연 기판(100) 위에 하판(도시하지 않음)의 화소 영역에 대응하는 적, 녹, 청의 색 필터(110, 120, 130)가 각각 형성되어 있고, 색 필터(110, 120, 130) 사이에 색 필터(110, 120, 130)와 동일한 물질로 이루어진 삼층막(111, 121, 131)이 형성되어 있다. 색 필터(110, 120, 130)와 삼층막(111, 121, 131) 위에는 ITO 따위로 이루어진 공통 전극(140)이 형성되어 있다. 공통 전극(140) 위의 색 필터(110, 120, 130)를 제외한 영역에는 유기 흑색 감광제로 이루어진 블랙 매트릭스(150)가 형성되어 있다. 이때, 삼층막(111, 121, 131)이 다른 부분보다 높게 형성되어 있어 삼층막(111, 121, 131) 위의 블랙 매트릭스(S)의 높이는 다른 부분보다 높다. Red, green, and
여기서, 삼층막(111, 121, 131)과 그 위의 블랙 매트릭스(S)를 기둥 스페이서로 사용할 수 있는 것과 동시에 절연 특성이 우수하며 빛샘을 방지할 수 있는 블랙 매트릭스(150)를 형성할 수 있다.
Here, the three-
이를 위해 유기 흑색 감광제는 아크릴에 고저항의 적, 녹, 청의 안료를 합성한 흑색 감광제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 흑색 감광제를 사용하여 형성되는 블랙 매트릭스(150)의 두께는 2.0㎛ 내지 3.5㎛이고, 차광 특성을 결정짓는 광학 밀도(optical density)는 3.5이며, 체적저항(volume resistance)은 1013Ω㎝ 내지 1014Ω㎝이고, 유전율은 4 정도인 것이 바람직하다.For this purpose, it is preferable to use a black photosensitive agent obtained by synthesizing pigments of red, green, and blue with high resistance to acrylic. The thickness of the
그러면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 도 3d, 앞서의 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3D and FIGS. 1 and 2.
먼저, 도 3a에서와 같이, 절연 기판(100) 위에 적색의 색 필터(110)와 스페이서가 될 부분(111)을 패터닝하고 경화(curing)시킨다. First, as shown in FIG. 3A, the
다음, 도 3b에서와 같이, 절연 기판(100) 위에 녹색의 색 필터(120)를 패터닝하고, 스페이서가 될 부분의 적색 색 필터(111) 위에 녹색의 색 필터(121)를 패터닝한 후 경화시킨다.Next, as shown in FIG. 3B, the
다음, 도 3c에서와 같이, 절연 기판(100) 위에 청색의 색 필터(130)를 패터닝하고, 스페이서가 될 부분의 녹색 색 필터(121) 위에 청색의 색 필터(131)를 패터닝한 후 경화시킨다.Next, as shown in FIG. 3C, the
다음, 도 3d에서와 같이, 기판(100) 전면에 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3D, a
다음, 앞서의 도 1 및 도 2에서와 같이, 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 공통 전극(140) 위의 색 필터(110, 120, 130)를 제외한 영역에 블랙 매트릭스(150)를 형성한다.Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the organic black photosensitive agent including acrylic, red, green, and blue pigments is used to remove the
여기서, 색 필터(110, 120, 130)를 형성할 때 색 필터(110, 120, 130)를 하판의 화소 영역에 대응하는 부분에만 형성하는 도트(dot) 방식으로 형성하며, 색 필터(110, 120, 130)의 형성 순서는 다르게 할 수도 있다. 도트 방식은 색 필터(110, 120, 130)를 블랙 매트릭스(150)와 중첩되지 않도록 형성하는 방법으로, 블랙 매트릭스를 형성한 후 색 필터를 형성하는 경우에 블랙 매트릭스와 색 필터가 중첩되는 부분에서의 단차로 인하여 액정의 배열에 영향을 미치는 것을 방지한다.Here, when the
한편, 적색의 색 필터를 먼저 형성하는 경우에는 적색의 색 필터 패턴에 의해 다음 공정의 기준 패턴이 되고, 적색의 색 필터를 형성할 때 봉합제(sealnat)용 정렬 키 패턴(도시하지 않음)도 함께 형성하여 이후 공정에서 봉합제를 오정렬 없이 형성하도록 한다. 또한, 적색의 색 필터를 형성할 때 이후 공정에서 액정 표시 장치의 상판과 하판을 연결하는 단락점(short point)을 형성하기 위한 패턴(도시하지 않음)도 함께 형성한다. 이때, ITO 공통 전극(140)을 형성한 후 블랙 매트릭스(150)가 형성되므로 단락점 패턴이 블랙 매트릭스(150)와 중첩되지 않도록 형성해야 한다. 한편, 적색의 색 필터를 가장 먼저 형성하지 않고 녹색 또는 청색의 색 필터를 먼저 형성하는 경우에는 가장 먼저 실시하는 색 필터 공정에서 봉합제용 정렬키 패턴을 형성하여 이후 공정에서 봉합제를 오정렬 없이 형성하도록 하며, 단락점 패턴도 함께 형성한다.On the other hand, when the red color filter is first formed, the red color filter pattern becomes a reference pattern for the next step, and when forming the red color filter, an alignment key pattern (not shown) for a sealant is also used. Formed together so that the encapsulant is formed without misalignment in subsequent processes. In addition, when the red color filter is formed, a pattern (not shown) for forming a short point connecting the upper and lower plates of the liquid crystal display is also formed in a subsequent process. In this case, since the
이와 같이, 색 필터(111, 121, 131)로 이루어진 삼층막은 다른 막에 비해 높이가 큰 기둥형으로 형성되기 때문에 따로 스페이서를 형성하지 않고도 이를 스페 이서로써 사용할 수 있다. 또한, 아크릴과 안료를 합성하여 만들어진 유기 흑색 감광제를 이용하여 블랙 매트릭스(150)를 형성하므로 절연 특성이 우수하고 차광 특성이 좋다.As described above, since the three-layer film made of the
이와 같은 유기 흑색 감광제를 이용하여 기둥형 스페이서와 돌기 패턴을 형성할 수도 있다. 이에 대하여 본 발명의 제2 및 제3 실시예로 설명하며, 제2 및 제3 실시예는 제1 실시예에서의 효과를 유지하면서 돌기 패턴을 형성하는 것이다.It is also possible to form a columnar spacer and a projection pattern using such an organic black photosensitive agent. This will be described in the second and third embodiments of the present invention, in which the second and third embodiments form projection patterns while maintaining the effects in the first embodiment.
먼저, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.First, a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4 및 도 5에서와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 색 필터 기판은 본 발명의 제1 실시예와 거의 동일한 구조를 가지나, 색 필터(110, 120, 130) 상부에 블랙 매트릭스(150)와 동일한 물질로 이루어진 다수의 돌기 패턴(151, 152, 153)이 형성되어 있는 점이 다르다. 돌기 패턴(151, 152, 153)의 기능에 대하여는 이후에 도면을 참조하여 설명하기로 한다.4 and 5, the color filter substrate according to the second embodiment of the present invention has a structure substantially the same as that of the first embodiment of the present invention, but the black matrix (top) of the color filter (110, 120, 130) A plurality of
여기서, 돌기 패턴(151, 152, 153)은 색 필터(110)의 중간부에 왼쪽에서 오른쪽으로 형성되어 있는 제1 돌기부(151)와 제1 돌기부(151)를 중심으로 색 필터(110)를 상부와 하부로 나눌 때 각각 상부와 하부에는 제2 및 제3 돌기부(152, 153)가 형성되어 있다. 제2 및 제3 돌기부(152, 153)는 각각 색 필터(110)의 상부와 하부를 비스듬히 가로지르고 있다. 이러한 돌기 패턴(151, 152, 153)은 적, 녹, 청의 색 필터(110, 120, 130)마다 반복적으로 형성되어 있다.Here, the
이와 같이, 돌기 패턴(151, 152, 153), 블랙 매트릭스(150) 및 기둥 스페이 서 역할을 하는 블랙 매트릭스(S)를 동시에 형성하여 공정을 단순화할 수 있다.As described above, the process may be simplified by simultaneously forming the
그러면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 제조 방법에 대하여 도 6a 및 도 6b, 앞서의 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B and FIGS. 4 and 5.
먼저, 도 6a에서와 같이, 적색의 색 필터(110) 및 스페이서부(111)를 형성한 후, 앞서 본 발명의 제1 실시예와 동일한 방법으로 녹색 및 청색의 색 필터(120, 130) 및 스페이서부(121, 131)를 형성한다.First, as shown in FIG. 6A, after forming the
다음, 도 6b에서와 같이, 색 필터(110, 120, 130) 및 삼층막(111, 121, 131)을 덮으며, ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6B, the
다음, 앞서의 도 4 및 도 5에서와 같이, 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 블랙 매트릭스(150)와 돌기 패턴(151, 152, 153)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the
그러면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.Next, a color filter substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7 및 도 8에서와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 색 필터 기판은 본 발명의 제2 실시예와 거의 동일한 구조를 가지나, 색 필터(110, 120, 130)가 돌기 패턴(151, 152, 153)과 동일한 모양으로 패터닝되어 있는 점이 다르다.As shown in FIGS. 7 and 8, the color filter substrate according to the third embodiment of the present invention has a structure substantially the same as that of the second embodiment of the present invention, but the
다음, 도 9a 및 도 9b, 앞서의 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 색 필터 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a color filter substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A and 9B and FIGS. 7 and 8.
먼저, 도 9a에서와 같이, 절연 기판(100) 위에 적색의 색 필터(110) 및 스페이서부(111)를 형성한다. 이때, 색 필터(110)는 이후 형성되는 돌기 패턴과 동일 한 모양의 개구부(115)를 갖는다. 다음, 앞서의 제1 및 제2 실시예와 동일한 방법으로 녹색 및 청색의 색 필터(120, 130)와 스페이서부(121, 131)를 형성하며, 이때, 색 필터(120, 130)는 적색의 색 필터(110)와 마찬가지로 개구부(115)를 갖는다.First, as shown in FIG. 9A, a
다음, 도 9b에서와 같이, ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9B, a
다음, 앞서의 도 7 및 도 8에서와 같이, 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 블랙 매트릭스(150)와 돌기 패턴(151, 152, 153)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the
그러면, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 돌기 패턴(151, 152, 153)의 기능에 대하여 도 10을 참조하여 간략히 설명한다.Next, the functions of the
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 색 필터 기판과 이에 대응하는 박막 트랜지스터 기판을 함께 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate and a thin film transistor substrate corresponding thereto according to the second embodiment of the present invention.
여기서는 제2 실시예에서의 색 필터 기판과 이에 대응하는 박막 트랜지스터 기판을 예로 들어 돌기 패턴(151, 152, 153)의 기능에 대하여 설명하며, 돌기 패턴(151, 152, 153)의 기능은 제3 실시예에서도 동일하다.Herein, the functions of the
박막 트랜지스터 기판(10)에는 화소 전극(20)이 형성되어 있으며, 화소 전극(20)은 개구부(21)를 가지고 있다. 색 필터 기판(100)에는 색 필터(110)와 공통 전극(140)이 형성되어 있으며, 돌기 패턴(151, 152)이 형성되어 있다. 이러한 박막 트랜지스터 기판(10)과 색 필터 기판(100) 사이에 액정(30)이 주입되어 있으 며, 돌기 패턴(151, 152)과 화소 전극(20)의 개구부(20)가 교대로 배치되어 있다. 이때, 화소 전극(20)과 공통 전극(140)에 전압이 인가되면 두 전극(20, 140) 사이에 전기장(f)이 형성되고 액정(30)이 전기장(f)에 대하여 수직하게 배향되는데, 이때 돌기 패턴(151, 152)과 개구부(20)로 인해 전기장(f)이 기판(10)에 대하여 비스듬히 기울어진 형태로 형성된다. 이를 통하여 액정(30)의 기울어지는 방향을 일정하게 규제할 수 있고, 그 방향을 네 방향으로 분산시킴으로써 넓은 시야각을 얻을 수 있다.The
여기서는 화소 전극(20)에 개구부(21)가 형성되어 있고 공통 전극(140) 위에 돌기 패턴(151, 152)이 형성되어 있으나, 화소 전극(20)에 개구부가 형성되어 있는 대신 화소 전극(20) 위에 개구부(21)와 동일한 평면적 모양의 돌기 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수도 있다. Here, the
이와 같이 본 발명에서는 색 필터를 형성할 때 색 필터 사이에 색 필터의 세 층으로 이루어진 삼층막을 형성하고, 절연 특성이 우수한 아크릴과 적, 녹, 청의 안료를 포함하는 유기 흑색 감광제를 이용하여 삼층막 위의 블랙 매트릭스와 색 필터 위의 돌기 패턴을 형성함으로써 삼층막 위의 블랙 매트릭스를 스페이서로 하며 돌기 패턴을 이용하여 광시야각을 확보할 수 있다.
As described above, in the present invention, when forming the color filter, a three-layer film composed of three layers of color filters is formed between the color filters, and the three-layer film is formed by using an organic black photosensitive agent containing acrylic and red, green, and blue pigments having excellent insulating properties. By forming the black matrix on the black matrix and the projection pattern on the color filter, the black matrix on the three-layer film is used as a spacer, and a wide viewing angle can be secured by using the projection pattern.
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