KR101243945B1 - 수직 배향 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판과 그제조방법 - Google Patents

수직 배향 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판과 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 수직배열 모드(Vertical Alignment mode, 이하 "VA 모드"라 칭함)의 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 수직배열모드 액정을 이용한 광시야각 구현을 위해, 전계를 왜곡하기 위한 수단으로 컬러필터 기판에 돌출형태의 리브(rib)대신 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 홈은 컬러필터 기판의 표면을 평탄화하기 위한 평탄화층에 패턴하게 되고 따라서, 종래의 리브(rib)와 같이 전계를 왜곡하는 기능과 함께 표면을 평탄화 하는 기능을 동시에 하게 된다.
따라서, 평탄화층에 의해 러빙불량을 방지할 수 있는 동시에, 안료의 용출을 막아 액정이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 액정주입 공정시 액정 마진(margin)을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

수직 배향 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판과 그 제조방법{A color filter substrate for VA mode liquid crystal display device and method of fabrication thereof}
도 1은 VA 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 리브에 의한 액정층의 배열상태를 설명하기 위한 단면도이고,
도 3a 내지 도 3b는 종래에 따른 VA모드용 컬러필터 기판의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 VA 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 평탄화층에 형성한 홈과, 이에 따른 액정의 배열상태를 설명하기 위한 단면도이고,
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 VA 모드용 컬러필터 기판의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 8a 내지 도 8e는 어레이 기판의 제조공정을, 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단하여 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 제 1 기판 102 : 게이트 전극
108 : 액티브층 110 : 오믹 콘택층
112: 소스 전극 114 : 드레인 전극
116 : 데이터 배선 122 : 화소 전극
200 : 제 2 기판 202 : 블랙 매트릭스
204a,204b,204c : 컬러필터
206 : 평탄화층 208 : 홈
210 : 공통 전극
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 광시야각을 구현할 수 있는 VA(Vertical Alignment)모드 액정표시장치용 컬러필터 기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는, 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛의 편광상태가 변화되어 화상정보를 표현할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 액정표시장치의 일반적인 구성을 알아본다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(60)는 투명한 절연기판(50)상에 블랙매트릭스(빛 차단수단, 52)와 컬러필터(54a,54b,54c)가 구성되고, 상기 블랙매트릭스(52)와 컬러필터(54a,54b,54c)의 하부에 공통전극(56)이 형성된 컬러필터기판(B2)과, 박막트랜지스터(T)와, 화소 전극(46)과, 게이트 배선 및 데이터 배선(13)이 구성된 어레이기판(B1)으로 구성되며, 상기 어레이기판(B1)과 컬러필터 기판(B2)사이에는 액정(14)이 충진 되어 있다.
상기 어레이 기판(B1)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(미도시)과 데이터배선(13)이 형성된다.
상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(미도시)과 데이터배선(13)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(36)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다.
전술한 바와 같이 구성되는 액정표시장치는 상기 박막트랜지스터(T)와 박막트랜지스터에 연결된 화소전극(36)이 매트릭스 내에 존재함으로써 영상을 표시한다.
상기 게이트배선(미도시)은 상기 박막트랜지스터(T)의 제 1 전극인 게이트전극(30)을 구동하는 펄스전압을 전달하며, 상기 데이터배선(13)은 상기 박막트랜지스터(T)의 소스 및 드레인 전극(36,38)을 통해 상기 화소 전극(46)에 데이터 신호를 전달하는 수단이다.
이때, 상기 소스 전극(36)과 이격하여 위치하고 상기 화소 전극(46)과 연결된 드레인 전극(38)과, 상기 소스 및 드레인 전극(36,38)의 하부에는 액티브층(34)이 구성된다.
전술한 바와 같은 구성으로 제작되는 액정표시장치는 광시야각 구현을 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.
광시야각을 구현하기 위한 방법으로는, 한 화소를 여러 영역으로 나누어 각 영역마다 액정분자의 배향을 다르게 하여 화소의 특성이 그 속에 들어있는 여러 영역 특성의 평균값이 되게 하는 다중도메인(multi-domain)기술, 위상차 필름을 써서 시야방향의 변화에 대한 위상차의 변화를 줄이는 위상보상기술, 수평 방향 전기장(lateral electric field)을 걸어 주어 액정의 방향자가 배향막에 나란한 평면에서 꼬이게 하는 IPS모드, 수직 배향막과 유전율 이방성이 음인 액정(negative LC)을 쓰는 수직 배향(Vertical Alignment)모드 등이 있다.
종래에는, 도시한 바와 같이, 상기 유전율 이방성이 음인 액정(VA 모드액정)을 사용한 광시야각 구현을 위해, 상기 컬러필터 기판(B2)에 돌출형태의 리브(rib,58)를 형성하였다.
이때, 리브에 의한 액정의 움직임을 이하, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 리브를 중심으로 액정의 배열형태를 도시한 단면도이다.
앞서 언급한, 화소 전극(46)과 공통 전극(56) 사이에 수직전계(미도시)가 발생하게 되면, 상기 리브(58)가 위치한 부분은 전계의 왜곡이 발생하게 되고, 이러한 전계의 왜곡형태는 리브(58)를 중심으로 대칭성을 가진다.
따라서, 리브(58)가 위치한 영역에 충진된 액정(70)은 왜곡된 전계에 평행하게 배열하기 때문에, 상기 리브(58)를 중심으로 대칭성을 가지게 되며, 리브(58)를 중심으로 양측으로 각각 대칭성을 가진 액정의 집합체인 도메인(D1,D2)이 발생하게 된다.
이와 같이 액정(70)이 대칭성을 가지면서 배열하게 되면, 각 도메인(D1,D2)을 통과한 빛은 서로 보상되고, 이러한 결과로 색반전 특성이 최소화 될 수 있다.
따라서, 컬러쉬프트 현상이 최소화 되어 시야각이 넓어지기 때문에 광시야각을 얻을 수 있게 된다.
그런데, 이러한 리브(58)를 포함하는 종래에 따른 컬러필터 기판(B2)은, 컬러필터(54a,54b,54c)의 표면에 ITO를 증착하여 공통 전극(56)을 형성하고, 상기 공통 전극(56)의 표면에 리브(58)를 형성하였다.
이러한 경우, 고온(high temperature)시 상기 컬러필터(54a,54b,54c)의 안료성분이 상기 공통전극(56)으로 확산되어 외부로 용출됨으로써 액정(70)이 오염되는 불량이 발생하는 문제가 있다.
이에 대해, 이하 공정도면을 참조하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3b는 종래에 따른 컬러필터 기판의 제조공정을 공정순서에 따 라 도시한 공정 단면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(50)상에 다수의 화소영역(P)을 정의한다.
다음으로, 상기 기판(50)의 표면에 크롬옥사이드(CrO2)및 크롬(Cr)을 증착하거나, 이와 유사하게 반사율이 낮은 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 이웃한 화소영역(P)사이에 빛 차단 수단인 블랙매트릭스(black matrix,52)를 형성한다.
이때 블랙매트릭스(52)는 개략적으로 화소 영역(P)이 오픈된 격자형상이다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(52)가 형성된 기판(50)에 컬러안료가 혼합된 컬러수지(color resin)를 코팅하고 패턴하여, 다수의 화소영역(P)에 적색컬러필터(54a), 녹색컬러필터(54b), 청색 컬러필터(54c)를 순차 형성한다.
이때, 상기 컬러필터(54a,54b,54c)는 모자이크 형상 또는 스트라이프 형상과 같은 특정형태로 배열되며, 스트라이프(stripe) 형상이 일반적이다.
다음으로, 상기 컬러필터(54a,54b,54c)가 형성된 기판(50)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)과 같은 투명한 도전성 물질을 증착하여 공통 전극(56)을 형성한다.
다음으로, 상기 공통 전극(56)의 상부에 감광성 수지와 같은 고분자물질을 도포하고 패턴하여, 상기 화소전극(56)면에 리브(58)를 형성한다.
일반적으로, 리브(58)는 평면적으로 원형상이며 상부로 돌출된 형태로 구성한다.
전술한 바와 같은 공정으로, 리브(58)를 포함하는 종래에 따른 컬러필터 기 판을 제작할 수 있다.
전술한 공정을 요약하면, 제 1 마스크 공정으로 블랙매트릭스(52)를 형성하고, 제 2 내지 제 4 마스크 공정으로 컬러필터(54a,54b,54c)를 형성하고, 제 5 마스크 공정으로 리브를 형성하였다.
그런데, 앞서 언급한 바와 같이 종래에는, 컬러필터를 형성한 후, 컬러필터(54a,54b,54c)의 표면을 평탄화 하는 구성층을 형성하지 않고 바로 공통전극(56)을 형성하였다.
따라서, 컬러필터(54a,54b,54c)의 표면 단차가 일정하지 않기 때문에 배향막(alignment layer 미도시)을 코팅하고 이를 러빙(rubbing)하는 공정 중, 상기 단차부분에서 러빙 불량이 발생하게 된다.
또한, 공통전극(56)인 ITO층이 비정질 특성을 가져 격자구조가 치밀하지 않고 또한 두께가 Å단위이기 때문에, 컬러필터의 안료가 상기 공통전극(56)을 통해 외부로 용출되어 액정을 오염시킬 수 있는 문제가 있다.
또한, 컬러필터(54a,54b,54c)의 표면 단차에 의해 어레이기판과의 갭이 일정치 않기 때문에 액정을 충진 하는데 필요한 액정 마진(margin) 확보가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 컬러필터를 평탄화함과 동시에 액정 도메인을 형성함으로써, 균일한 화질 및 광시야각을 구현할 수 있는 액정패널을 제작하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판은 다수의 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 화소 영역의 경계에 대응하여 구성된 빛 차단수단과; 상기 화소 영역에 구성된 컬러필터와; 상기 컬러필터와 빛 차단수단의 전면에 구성되고, 상기 화소 영역에 대응하여 홈이 형성된 평탄화층과; 상기 평탄화층의 전면에 구성된 공통 전극을 포함한다.
상기 컬러필터는 적색 컬러필터와, 녹색 컬러필터와, 청색 컬러필터인 것을 특징으로 한다.
상기 평탄화층은 네가티브 감광특성을 가진 아크릴계 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조방법은 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판에 복수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 화소 영역의 경계에 대응하여 빛 차단수단을 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 컬러필터와 빛 차단수단이 형성된 기판의 전면에, 상기 화소 영역에 대응하여 홈이 형성된 평탄화층을 형성하는 단계와; 상기 홈이 형성된 평탄화층의 전면에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 홈이 형성된 평탄화층을 형성하는 단계는, 상기 컬러필터가 형성된 기판의 전면에 네가티브 특성을 가지는 고분자 물질을 도포하여 평탄화층을 형성하는 단계와; 상기 평탄화층의 상부에 투과부와 차단부로 구성된 마스크를 위치시키는 단계와; 상기 마스크의 상부로 빛을 조사하여 하부의 평탄화층을 노광하고 현상하는 단계와; 상기 마스크의 차단부에 대응하는 부분이 일부 제거되어 홈을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 평탄화층은 네가티브 감광특성을 가진 아크릴(acryl)계 수지(resin)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 VA 모드 액정표시장치는 다수의 화소 영역이 정의된 제 1 기판과 제 2 기판과; 상기 화소 영역의 경계에 대응하는 제 1 기판의 일면에 구성된 빛 차단수단과; 상기 제 1 기판의 화소 영역에 구성된 컬러필터와; 상기 컬러필터와 빛 차단수단의 전면에 구성되고, 상기 화소 영역에 대응하여 홈이 형성된 평탄화층과; 상기 평탄화층의 전면에 구성된 공통 전극과; 상기 제 1 기판의 마주보는 제 2 기판의 일면에, 상기 화소 영역의 일 측과 이에 수직한 타 측에 교차하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 두 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 화소 영역에 위치한 화소 전극을 포함한다.
본 발명에 따른 VA 모드 액정표시장치 제조방법은 제 1 기판과 제 2 기판에 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 화소 영역의 경계에 대응하는 제 1 기판의 일면에 빛 차단수단을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 컬러필터와 빛 차단수단의 전면에 위치하고, 상기 화소 영역에 대응하여 홈이 형성된 평탄화층을 형성하는 단계와; 상기 평탄화층의 전면에 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 마주보는 제 2 기판의 일 면에, 상기 화소 영역의 일 측과 이에 수직한 타 측에 교차하여 위치하도록 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 두 배선의 교차지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 실시예 --
본 발명은 컬러필터를 평탄화 하기위한 평탄화층을 구성하는 동시에, 평탄화층에 홈을 형성하여 액정의 배향에 대칭성을 가지도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 VA 모드의 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 확대한 평면도이다.(컬러필터에 구성한 평탄화층의 홈을 표시함.)
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판(B1)은, 투명한 기판(100)상에 다수의 화소 영역(P)이 정의 되고, 상기 화소 영역(P)마다 일 측과 이에 수직한 타측에 게이트 배선(104)과 데이터 배선(116)을 구성한다.
상기 각 화소영역(P)마다 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(104,116)의 교차지점에 박막트랜지스터(T)를 구성하고, 상기 화소 영역(P)마다 화소 전극(122)을 구성한다.
이때, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(102)과 게이트 절연막(미도시)과, 상기 게이트 전극(102)에 대응하는 게이트 절연막(미도시)의 상부의 액티브층(108,및 오믹 콘택층)과, 상기 액티브층(108)상부의 소스 전극(112)과 드레인 전극(114)을 포함한다.
상기 드레인 전극(114)은 상기 화소 전극(122)과 접촉하도록 구성한다.
이와 같은 대략적인 구성으로, 어레이기판(B1)을 구성할 수 있으며, 상기 어레이기판(B1)에 대응하는 컬러필터 기판(미도시)에 홈(208)을 형성하는 평탄화층(미도시)을 구성함으로써, 상기 홈(208)을 중심으로 화소 영역(P)에 위치한 액정(미도시)은 대칭성을 가지고 배열될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 전술한 어레이기판을 포함하는 VA모드 액정표시장치의 단면 구성을 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 앞서 언급한 어레이 기판(B1)과, 컬러필터 기판(B2)을 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착하여 구성한다.
상기 어레이기판(B1)은 각 화소영역(P) 마다 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(116)이 교차 구성되고, 스위칭 영역(S)에 박막트랜지스터(T)가 구성되고, 화소 영역(P)에 화소 전극(122)이 구성된다.
상기 어레이기판(B1)과 합착되는 컬러필터 기판(B2)은, 기판(200)의 일면에 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(202)를 구성하며, 화소영역(P)에는 적,녹,청색의 컬러필터(204a,204b,204c)를 순차 구성한다.
상기 적,녹,청 컬러필터(204a,204b,204c)의 노출된 면에는 홈(208)이 구성된 평탄화층(206)을 구성하고, 상기 평탄화층(206)의 하부면에는 투명한 공통 전극(210)을 구성한다.
이때, 상기 공통 전극(210)과 화소 전극(122)사이에 전계(미도시)가 발생하게 되면, 상기 홈(208)에 대응하는 부분은 전계의 왜곡이 발생하게 되며 이때, 전 계의 왜곡상태는 상기 홈(208)을 중심으로 대칭성을 가진다.
이로 인해, 상기 홈(208)을 중심으로 액정(미도시)이 대칭성을 가지고 배열될 수 있는 특징을 가진다.
이에 대해 이하, 도 6을 참조하여 설명한다.
기판(200)상에 형성한 평탄화층(206)에 홈(208)을 형성하게 되면, 상기 홈(208)을 중심으로 전계가 왜곡되는 현상이 발생하기 때문에 도시한 바와 같이, 액정(300)이 홈(208)의 중심축을 기준으로 양측으로 대칭되는 방향으로 기울어지는 경향을 보이게 된다.
이때, 동일한 배열경향을 가지는 액정집단을 도메인(domain)이라 칭하게 되며, 상기 홈(208)을 중심으로 서로 대칭성을 가지는 도메인(D1,D2)이 발생하게 된다.
이러한 홈(208)은 종래의 리브(RIB)와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 평탄화층(206)은 컬러필터 기판(B2)의 표면을 평탄화하는 기능이 있기 때문에, 러빙불량을 해결할 수 있고, 상기 컬러필터의 안료가 액정층(300)으로 용출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 평탄화층(206)으로 인해 상기 컬러필터기판과 어레이기판과의 갭이 일정해질 수 있기 때문에 액정을 충진 하는데 필요한 액정 마진(margin)을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 본 발명에 따른 컬러필터 기판의 제조공정을 설명한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 기판(200)상에 다수의 화소영역(P)을 정의하고, 상기 화소 영역(P)이 정의된 기판(200)의 전면에 크롬 및 크롬 옥사이드(Cr/CrO2)와 같이 반사율이 낮은 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 화소 영역(P)의 경계에 대응하여 빛 차단수단인 블랙매트릭스(black matrix, 202)를 형성한다.
다음으로, 상기 다수의 화소 영역(P)에 적색 컬러필터(204a)와 녹색 컬러필터(204b)와 청색 컬러필터(204c)를 순차 형성한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 컬러필터(204a,204b,204c)가 형성된 기판의 전면에 네가티브 PR(negative photoresist) 특성을 가지는 포토 아크릴(photo-acryl)계 수지(resin)를 도포하여 평탄화층(206)을 형성한다.
다음으로, 상기 평탄화층(206)의 이격된 상부에 투과부(B1)와 차단부(B2)로 구성된 마스크(M)를 위치시킨다.
이때, 상기 차단부(B2)는 화소 영역(P)의 일부에 대응하도록 하고, 바람직하게는 원형이다.
다음으로, 상기 마스크(M)의 상부로부터 빛을 조사하여 하부의 평탄화층(206)을 노광한 후, 현상하는 공정을 진행한다.
이때, 네가티브 특성을 가지는 감광층(평탄화층)은 빛이 조사되는 부분이 현상액에 의해 남게 되고, 상기 빛이 조사되지 않는 부분이 제거되는 특징을 가진다. 따라서, 현상액에 담구는 시간을 짧게 한다.
이와 같이 하면, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 마스크(도 7b의 M)의 차단 부(B2)에 대응하는 부분은 완전히 제거되지 않고 일부만 제거되어 반원에 가까운 홈(208)이 형성된다.
다음으로, 도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 홈(208)이 형성된 평탄화층(206)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하여 공통전극(210)을 형성한다.
전술한 공정을 통해, 본 발명에 따른 VA 모드용 컬러필터기판을 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 컬러필터 기판 제조공정을 다시 한번 정리하면, 제 1 마스크 공정으로 블랙매트릭스를 형성하고, 제 2 내지 제 4 마스크 공정으로 컬러필터를 형성하고, 제 5 마스크 공정으로 홈이 형성된 평탄화층을 형성한다.
따라서, 종래와 비교하여 동일한 마스크 공정을 진행함에도 불구하고, 앞서 언급한 바와 같이 평탄화층에 의한 여러 효과를 더욱 얻을 수 있는 장점이 있다.
전술한 바와 같이 제작된 컬러필터 기판과 합착되는 어레이 기판의 제조공정을 이하, 공정도면을 참조하여 설명한다.
도 8a 내지 도 8e는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단하여 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 기판(100)상에 화소 영역(P)과 스위칭 영역(S)을 정의한다.
다음으로, 상기 기판(100)상에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 티타늄(Ti)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하여 게이트 전극(102)과, 상기 게이트 전극(102)에서 상기 화소 영역(P)의 일 측으로 연장된 게이트 배선(도 4의 104)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 전극(102)과 게이트 배선(미도시)이 형성된 기판(100)의 전면에 게이트 절연막(106)을 형성한다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(106)이 형성된 기판(100)의 전면에 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)을 증착하고 패턴하여, 상기 게이트 전극(102)에 대응하는 게이트 절연막(106)의 상부에 액티브층(108)과 오믹 콘택층(110)을 형성한다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(108)과 오믹 콘택층(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(110)의 상부에 이격된 소스 전극(112)과 드레인 전극(114)을 형성하고, 상기 소스 전극(112)에서 상기 게이트 배선(도 4의 104)과 수직한 방향의 화소 영역(P)의 일 측으로 연장된 데이터 배선(116)을 형성한다.
도 8d에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(112,114)이 형성된 기판(100)의 전면에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기물질 그룹 중 선택된 하나 또는 그이상의 물질을 도포하여 보호막(118)을 형성한다.
다음으로, 상기 보호막(118)을 패턴하여 상기 드레인 전극(114)의 일부를 노 출하는 드레인 콘택홀(120)을 형성한다.
도 8e에 도시한 바와 같이, 상기 보호막이 형성된 기판의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여, 상기 드레인 전극(114)과 접촉하면서 화소영역(P)에 위치한 화소 전극(122)을 형성한다.
전술한 공정을 통해 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있으며, 앞서 설명한 컬러필터 기판과 액정층을 사이에 두고 합착하여 액정패널을 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터를 제작하게 되면 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 평탄화층에 형성한 홈에 의해 액정이 대칭되게 존재할 수 있도록 함으로써, 색보상 효과에 의해 색반전 현상을 제거할 수 있으므로 광시야각을 구현할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 컬러필터의 표면에 평탄화층을 형성함으로써, 표면의 유니포머티(uniformity)를 기판의 전면에 대해 유지할 수 있으므로 러빙불량을 방지할 수 있어, 얼룩 방지를 통한 고화질을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 표면의 평탄화를 통해 액정패널의 전면에 대해 일정하게 갭을 유지할 수 있기 때문에, 액정의 마진을 확보할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 특히, 평탄화층의 두터운 두께 때문에 컬러필터의 안료가 액정층으로 확산되지 않으므로, 액정의 열화를 방지할 수 있어 액정패널의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 다수의 화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 화소 영역의 경계에 대응하여 구성된 빛 차단수단과;
    상기 화소 영역에 구성된 컬러필터와;
    상기 컬러필터와 차단수단의 전면에 구성되고, 상기 화소 영역에 대응하여 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈을 제외한 상기 화소 영역의 부분은 평탄한 표면을 가지는 평탄화층과;
    상기 평탄화층의 전면에 구성된 공통 전극
    을 포함하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 원형의 평면 모양과 반원형의 단면 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 네가티브 감광특성을 가진 아크릴계 수지인 것을 특징으로 하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판.
  4. 기판을 준비하는 단계와;
    상기 기판에 복수의 화소 영역을 정의하는 단계와;
    상기 화소 영역의 경계에 대응하여 빛 차단수단을 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 컬러필터와 빛 차단수단이 형성된 기판의 전면에, 상기 화소 영역에 대응하여 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈을 제외한 상기 화소 영역의 부분은 평탄한 표면을 가지는 평탄화층을 형성하는 단계와;
    상기 홈이 형성된 평탄화층의 전면에 공통 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홈이 형성된 평탄화층을 형성하는 단계는,
    상기 컬러필터가 형성된 기판의 전면에 네가티브 특성을 가지는 고분자 물질을 도포하여 평탄화층을 형성하는 단계와;
    상기 평탄화층의 상부에 투과부와 차단부로 구성된 마스크를 위치시키는 단계와;
    상기 마스크의 상부로 빛을 조사하여 하부의 평탄화층을 노광하고 현상하는 단계와;
    상기 마스크의 차단부에 대응하는 부분이 일부 제거되어 홈을 형성하는 단계 를 포함하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 홈은 원형의 평면 모양과 반원형의 단면 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 네가티브 감광특성을 가진 아크릴(acryl)계 수지(resin)인 것을 특징으로 하는 VA 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판 제조방법.
  8. 다수의 화소 영역이 정의된 제 1 기판과 제 2 기판과;
    상기 화소 영역의 경계에 대응하는 제 1 기판의 일면에 구성된 빛 차단수단과;
    상기 제 1 기판의 화소 영역에 구성된 컬러필터와;
    상기 컬러필터와 빛 차단수단의 전면에 구성되고, 상기 화소 영역에 대응하여 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈을 제외한 상기 화소 영역의 부분은 평탄한 표면을 가지는 평탄화층과;
    상기 평탄화층의 전면에 구성된 공통 전극과;
    상기 제 1 기판의 마주보는 제 2 기판의 일면에, 상기 화소 영역의 일 측과 이에 수직한 타 측에 교차하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과;
    상기 두 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와;
    상기 화소 영역에 위치한 화소 전극
    을 포함하는 VA 모드 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 홈은 원형의 평면 모양과 반원형의 단면 모양을 가지는 VA 모드 액정표시장치.
  10. 제 1 기판과 제 2 기판에 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와;
    상기 화소 영역의 경계에 대응하는 제 1 기판의 일면에 빛 차단수단을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 컬러필터와 빛 차단수단의 전면에 위치하고, 상기 화소 영역에 대응하여 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈을 제외한 상기 화소 영역의 부분은 평탄한 표면을 가지는 평탄화층을 형성하는 단계와;
    상기 평탄화층의 전면에 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 마주보는 제 2 기판의 일면에, 상기 화소 영역의 일 측과 이에 수직한 타 측에 교차하여 위치하도록 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 두 배선의 교차지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 VA 모드 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈이 형성된 평탄화층을 형성하는 단계는
    상기 컬러필터가 형성된 기판의 전면에 네가티브 특성을 가지는 고분자 물질을 도포하여 평탄화층을 형성하는 단계와;
    상기 평탄화층의 상부에 투과부와 차단부로 구성된 마스크를 위치시키는 단계와;
    상기 마스크의 상부로 빛을 조사하여 하부의 평탄화층을 노광하고 현상하는 단계와;
    상기 마스크의 차단부에 대응하는 부분이 일부 제거되어 홈을 형성하는 단계를 포함하는 VA 모드 액정표시장치 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈은 원형의 평면 모양과 반원형의 단면 모양을 가지는 VA 모드 액정표시장치 제조방법.
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