KR102067964B1 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 어레이 기판에 콘택홀과 함께 갭유지수단인 갭유지홈 또는 갭유지홀을 포함하는 유기 보호층을 형성함으로써 컬러필터 기판의 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차를 보상해주는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 추가 공정 없이 비용을 최소화하며 셀갭을 일정하게 유지할 수 있게 되는 효과가 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein an organic protective layer including a gap holding groove or a gap holding hole, which is a gap holding means, is formed in an array substrate by a white color filter pattern of a color filter substrate. It is characterized by compensating for the step.
Accordingly, there is an effect that it is possible to keep the cell gap constant while minimizing costs without additional processes.

Description

액정표시장치 및 이의 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Liquid crystal display and its manufacturing method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀갭 두께를 일정하게 유지할 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same that can maintain a constant cell gap thickness.

정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display)분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화 및 저소비전력화의 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device:FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device:LCD) 및 유기발광다이오드(organic light emitting diode:OLED) 표시장치가 우수한 성능을 가지며 널리 사용되고 있는 추세에 있다. In line with the information age, the display field has also been rapidly developed, and as a flat panel display device (FPD) having advantages of thinning, light weight, and low power consumption, a liquid crystal display device: LCD and organic light emitting diode (OLED) displays have excellent performance and are widely used.

여기서, 동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. Here, liquid crystal display devices (LCDs), which are advantageous for moving image display and have a large contrast ratio, are actively used in TVs, monitors, and the like, are characterized by optical anisotropy and polarization properties of liquid crystals. principle of image implementation by polarization).

이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율의 차이를 구현한다. Such a liquid crystal display is an essential component of a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is bonded between two parallel substrates through a liquid crystal layer, and the arrangement direction of liquid crystal molecules is changed by an electric field in the liquid crystal panel to change the transmittance difference. Implement

액정패널은 박막트랜지스터가 형성된 제1기판과 이와 마주하며 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스와, 컬러를 구현하기 위한 컬러필터 패턴들을 포함한 컬러필터층이 형성된 제2기판 그리고, 제1기판과 제2기판 사이에 개재되는 액정층으로 이루어진다. The liquid crystal panel includes a first substrate on which a thin film transistor is formed, a black matrix facing the non-display area, a second substrate on which a color filter layer including color filter patterns for realizing color is formed, and between the first and second substrates. It consists of a liquid crystal layer interposed in.

여기서, 컬러필터층에 있어서 종래에는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들이 반복되며 포함되었으나, 이와 같은 적색, 녹색 및 청색의 혼합에 의해 구현되는 백색의 화상은 휘도가 상대적으로 낮기 때문에 최근에는 고휘도를 구현하기 위해 백색 컬러필터 패턴을 추가로 포함하여 4컬러필터 패턴의 구조를 가지는 컬러필터층을 형성하는 추세에 있다. Here, in the color filter layer, red, green, and blue color filter patterns have been repeatedly included in the related art, but a white image implemented by such a mixture of red, green, and blue has a relatively low luminance, and thus high luminance has recently been realized. In order to form a color filter layer having a structure of a four color filter pattern by additionally including a white color filter pattern.

이때, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴 각각은 컬러안료를 이용하여 형성되지만, 백색 컬러필터 패턴은 이에 해당되는 백색의 컬러안료를 제작할 수 없기 때문에 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴을 형성하는 컬러안료와는 다른 물질을 적용하여 형성하게 되며, 이로 인해 백색 컬러필터 패턴이 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들에 비해 높게 형성된다. In this case, each of the red, green, and blue color filter patterns is formed using a color pigment, but the white color filter pattern is a color pigment forming a red, green, and blue color filter pattern, because a white color pigment cannot be produced. It is formed by applying a material different from the, thereby forming a white color filter pattern is higher than the red, green and blue color filter patterns.

이러한 컬러필터층의 상부에는 표면을 평탄화시키기 위한 평탄화층이 형성되지만, 평탄화층에 의해서도 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차를 없앨 수는 없다. Although a planarization layer is formed on the top of the color filter layer to planarize the surface, the leveling caused by the white color filter pattern cannot be eliminated even by the planarization layer.

이러한 단차로 인해 셀갭(cell gap)이 균일하게 유지되지 못하며, 원하지 않는 영역이 표시영역에 표시되는 문제점이 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 백색 컬러필터 패턴이 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터 패턴들에 비해 높게 형성됨에 따라 백색 컬러필터 패턴에 대응되는 셀갭이 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들에 대응되는 셀갭보다 좁게 형성되게 된다. Due to such a step, there is a problem in that the cell gap is not kept uniform and an unwanted area is displayed on the display area. In more detail, as the white color filter pattern is formed higher than the red, green, and blue color filter patterns, the cell gap corresponding to the white color filter pattern is larger than the cell gap corresponding to the red, green and blue color filter patterns. It is narrowly formed.

이와 같은 셀갭의 편차로 인해 표시영역에서 의도치 않은 세로선이 보이게 되는 문제점이 있다. Due to such a gap in the cell gap, there is a problem that an unintended vertical line is visible in the display area.

이에 따라, 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차를 보상하며 셀갭을 일정하게 유지해 주기 위해 블랙매트릭스의 상부로 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들을 적층하는 제1방법, 컬러필터층의 상부로 고평탄화층을 형성하는 제2방법 또는 컬럼스페이서 형성 시 단차를 없애주는 제3방법을 적용하고 있으나, 제1방법의 경우 적층을 위한 공정이 늘어남과 동시에 재료비용이 증가하며 양산 적용이 힘든 문제점이 있고, 제2방법의 경우 액정표시장치가 대면적화되면서 재료비용이 증가되며 또한 평탄화를 하는데 한계가 있는 문제점이 있으며, 제3방법의 경우 고단가의 멀티톤 마스크를 필요로 하며 양산 적용이 힘든 문제점이 있다.
Accordingly, a first method of stacking red, green, and blue color filter patterns on top of the black matrix to compensate for the step caused by the white color filter pattern and to keep the cell gap constant, and to form a high leveling layer on the top of the color filter layer. The second method or the third method of eliminating the step when forming the column spacer is applied, but in the case of the first method, there is a problem that it is difficult to apply the mass production and increase the material cost as the process for lamination increases. In the case of the liquid crystal display, the liquid crystal display device has a large area, and the material cost increases, and there is a problem in that there is a limit to the flattening. In the third method, a high-cost multitone mask is required and mass production is difficult.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비용과 공정을 최소화하면서 셀갭을 균일하게 유지할 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can maintain a uniform cell gap while minimizing cost and process.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 제1 내지 제4단위화소가 정의된 제1기판과 제2기판을 준비하는 단계와; 상기 제1기판 상에 상기 제1 내지 제3단위화소 각각에 대응하는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴과, 상기 제4단위화소에 대응하며 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴에 비해 높게 형성되는 백색 컬러필터 패턴으로 구성된 컬러필터층을 형성하는 단계와; 상기 제2기판 상에 상기 제1 및 제4 단위화소 각각에 대응하는 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 및 상기 박막트랜지스터의 상부에 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되어 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 수단인 갭유지수단을 포함하는 유기 보호층을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: preparing a first substrate and a second substrate on which first to fourth unit pixels are defined; The red, green, and blue color filter patterns corresponding to each of the first to third unit pixels and the fourth unit pixels are formed on the first substrate, and are higher than the red, green, and blue color filter patterns. Forming a color filter layer composed of a white color filter pattern; Forming a thin film transistor corresponding to each of the first and fourth unit pixels on the second substrate; And forming an organic passivation layer on the thin film transistor including a gap holding means corresponding to the white color filter pattern to maintain a constant cell gap.

또한, 상기 컬러필터층의 상부로 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응하여 돌출부를 포함하는 오버코트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include forming an overcoat layer on the color filter layer, the overcoat layer including a protrusion corresponding to the white color filter pattern.

여기서, 상기 유기 보호층을 형성하는 단계는 감광성 유기물질을 도포하여 절연층을 형성하는 단계 및 상기 절연층 상부로 빛의 차단영역과 투과영역을 포함하는 노광마스크를 위치시킨 후 노광공정을 진행하는 단계를 포함하는 것이 특징이다. The forming of the organic protective layer may include forming an insulating layer by applying a photosensitive organic material and placing an exposure mask including a light blocking region and a transmitting region over the insulating layer, and then performing an exposure process. It is characterized by including the step.

이때, 상기 투과영역을 상기 갭유지수단에 대응되도록 위치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께를 가지는 갭유지홀인 것이 특징이다. In this case, the method may further include positioning the transmission area to correspond to the gap holding means, wherein the gap holding means is a gap holding hole having the same thickness as the protrusion.

또는, 상기 유기 보호층을 형성하는 단계는 감광성 유기물질을 도포하여 절연층을 형성하는 단계 및 상기 절연층 상부로 빛의 차단영역과 투과영역 그리고 반투과영역을 포함하는 노광마스크를 위치시킨 후 노광공정을 진행하는 단계를 포함하는 것이 특징이다. Alternatively, the forming of the organic protective layer may include forming an insulating layer by applying a photosensitive organic material and placing an exposure mask including a light blocking region, a transmissive region, and a transflective region on the insulating layer. It is characterized by including the step of proceeding with the process.

이때, 상기 반투과영역을 상기 갭유지수단에 대응되도록 위치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께를 가지는 갭유지홀인 것이 특징이다.In this case, the method may further include positioning the semi-transmissive area to correspond to the gap holding means, wherein the gap holding means is a gap holding hole having the same thickness as the protrusion.

한편 본 발명에 따른 액정표시장치는, 제1 내지 제4단위화소를 포함하는 제1기판과; 상기 제1기판의 상부로 상기 제1 내지 제3단위화소 각각에 대응하여 형성되는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴과, 상기 제4단위화소에 대응하며 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴에 비해 높게 형성되는 백색 컬러필터 패턴으로 구성된 컬러필터층과; 상기 제1기판과 마주하며 상기 제1 내지 제4단위화소 각각에 대응되어 형성된 제1 내지 제4박막트랜지스터를 포함하는 제2기판과; 상기 제1 내지 제4박막트랜지스터의 상부에 형성되며 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되어 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 수단인 갭유지수단을 포함하는 유기 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the liquid crystal display device according to the present invention comprises: a first substrate including first to fourth unit pixels; A red, green, and blue color filter pattern formed on the first substrate corresponding to each of the first to third unit pixels, and corresponding to the fourth unit pixel, and compared to the red, green, and blue color filter patterns. A color filter layer formed of a white color filter pattern formed to be high; A second substrate facing the first substrate and including first to fourth thin film transistors formed corresponding to each of the first to fourth unit pixels; And an organic passivation layer formed on the first to fourth thin film transistors and including a gap holding means corresponding to the white color filter pattern to maintain a constant cell gap.

상기 컬러필터층의 상부에 형성되며 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되는 위치에 돌출부를 포함하는 오버코트층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an overcoat layer formed on the color filter layer and including a protrusion at a position corresponding to the white color filter pattern.

또한, 상기 유기 보호층의 하부에 무기절연물질로 형성된 무기 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the organic protective layer is characterized in that it further comprises an inorganic protective layer formed of an inorganic insulating material.

여기서, 상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께로 형성되는 갭유지홀이고, 상기 갭유지홀은 상기 박막트랜지스터의 게이트 절연막을 노출시키는 것을 특징으로 한다.Here, the gap holding means is a gap holding hole formed to have the same thickness as the protrusion, and the gap holding hole exposes the gate insulating film of the thin film transistor.

또는, 상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께로 형성되는 갭유지홈이고, 상기 갭유지홈은 상기 유기 보호층의 전면에서부터 상기 박막트랜지스터를 향하는 하부방향으로 형성된 홈인 것을 특징으로 한다.
Alternatively, the gap holding means is a gap holding groove formed to have the same thickness as the protrusion, and the gap holding groove is a groove formed in a downward direction from the front surface of the organic protective layer toward the thin film transistor.

본 발명의 액정표시장치 및 이의 제조방법에 따르면, 유기 보호층을 형성하기 위해 노광을 진행할 시에 하프톤 노광마스크(또는 노멀 노광마스크)를 적용하여 백색 컬러필터 패턴에 대응되는 부분에 갭유지수단(갭유지홈, 갭유지홀)을 형성하여 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차만큼을 보상해줌으로써 셀갭을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다. According to the liquid crystal display of the present invention and a method for manufacturing the same, a gap maintaining means is applied to a portion corresponding to a white color filter pattern by applying a halftone exposure mask (or a normal exposure mask) during exposure to form an organic protective layer. By forming (gap holding grooves, gap holding holes) to compensate for the step difference caused by the white color filter pattern, there is an effect of keeping the cell gap constant.

이를 통해, 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 별도의 공정을 추가할 필요가 없게 되며 추가 공정에 따른 비용을 없애고 최소 공정과 비용으로 셀갭을 균일하게 유지할 수 있게 된다.
This eliminates the need to add a separate process to keep the cell gap constant, eliminates the cost of the additional process, and maintains the cell gap uniformly with the minimum process and cost.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 3a 내지 도 3f은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조방법을 설명하기 위한 평면도.
도 4a 및 도 4d는 도 1의 어레이 기판의 제조방법을 설명하기 위한 제조 공정 단면도. 1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention.
2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.
3A to 3F are plan views illustrating a method of manufacturing a color filter substrate according to another exemplary embodiment of the present invention.
4A and 4D are sectional views of the manufacturing process for illustrating the method of manufacturing the array substrate of FIG. 1.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 단위화소를 가진다. 이때, 4색 단위화소는 일렬로 배열될 수 있으며, 또는 서로 인접되도록 쿼드(quad) 타입으로 배열될 수 있다. 이하에서는 일렬로 배열되는 4색 단위화소의 액정표시장치를 예를 들어 설명한다. Here, the liquid crystal display according to the preferred embodiment of the present invention has four color unit pixels of red, green, blue, and white. In this case, the four color unit pixels may be arranged in a line, or may be arranged in a quad type to be adjacent to each other. Hereinafter, a liquid crystal display of four color unit pixels arranged in a line will be described with an example.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 서로 대향하는 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130) 그리고 이들 사이에 개재되는 액정층(150)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the liquid crystal display 100 includes a color filter substrate 120 and an array substrate 130 facing each other, and a liquid crystal layer 150 interposed therebetween.

이때 도시하지는 않았지만, 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130)의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(150)의 유출을 방지하기 위해 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130) 사이의 최외곽 가장자리를 따라 인쇄되는 씰 패턴이 포함됨으로써 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130)이 합착되어 액정패널을 이루게 된다 At this time, although not shown, in order to prevent leakage of the liquid crystal layer 150 interposed between the space between the color filter substrate 120 and the array substrate 130, the space between the color filter substrate 120 and the array substrate 130 Since the seal pattern is printed along the outermost edge, the color filter substrate 120 and the array substrate 130 are bonded to form a liquid crystal panel.

여기서, 상부기판이라고도 불리는 컬러필터 기판(120)은 제1투명기판(120a)과, 제1투명기판(120a) 상에 형성된 블랙매트릭스(123)와 컬러필터층(125)을 포함한다. The color filter substrate 120, also referred to as an upper substrate, includes a first transparent substrate 120a, a black matrix 123 and a color filter layer 125 formed on the first transparent substrate 120a.

제1투명기판(120a)은 유리기판, 얇은 플렉시블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판에 해당될 수 있다. 이때, 플렉시블(flexible) 기판은 폴리 에테르 술폰(Polyethersulfone:PES), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate:PEN), 폴리 이미드(polyimide:PI), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET) 및 폴리 카보네이트(polycarbonate:PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.The first transparent substrate 120a may correspond to a glass substrate, a thin flexible substrate, or a polymer plastic substrate. In this case, the flexible substrate may include polyethersulfone (PES), polyethylenenaphthalate (PEN), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), and polycarbonate (PET). polycarbonate: PC).

이러한 제1투명기판(120a) 상에는 각 단위화소의 경계에 형성되는 격자 형상의 블랙매트릭스(123)와, 이러한 블랙매트릭스(123)를 덮으며 각 단위화소에 대응하여 매트릭스 형상으로 배열되는 다수의 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c, 125d)을 포함한 컬러필터층(125)이 포함된다. On the first transparent substrate 120a, a grid-like black matrix 123 formed at the boundary of each unit pixel, and a plurality of colors covering the black matrix 123 and arranged in a matrix shape corresponding to each unit pixel. The color filter layer 125 including the filter patterns 125a, 125b, 125c, and 125d is included.

그리고, 컬러필터층(125)의 전면에 걸쳐 평탄화층(127)이 형성된다. The planarization layer 127 is formed over the entire surface of the color filter layer 125.

평탄화층(127)은 컬러필터층(125)을 보호하며 컬터필터층(125)의 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c, 125d) 간의 단차를 보상하기 위해 무기절연물질 또는 유기절연물질을 도포함으로써 형성된다.The planarization layer 127 protects the color filter layer 125 and uses an inorganic insulating material or an inorganic insulating material to compensate for the step difference between the red, green, blue, and white color filter patterns 125a, 125b, 125c, and 125d of the cultivator filter layer 125. It is formed by applying an organic insulating material.

그러나, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c)의 높이에 비해 백색 컬러필터 패턴(125d)의 높이가 현저히 높게 형성되기 때문에 평탄화층(127)을 통해서도 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c)과 백색 컬러필터 패턴(125d) 간의 단차는 보상되지 못하게 된다.However, since the height of the white color filter pattern 125d is significantly higher than the heights of the red, green, and blue color filter patterns 125a, 125b, and 125c, the red, green, and blue colors may also be formed through the planarization layer 127. The step difference between the filter patterns 125a, 125b, and 125c and the white color filter pattern 125d cannot be compensated.

이에 따라 평탄화층(127)은 백색 컬러필터 패턴(125d)에 대응되는 위치에 전면에서부터 게이트 전극(131)을 향하는 하부방향으로 제1두께(D1)로 돌출된 돌출부(128)를 가지게 된다.Accordingly, the planarization layer 127 has a protrusion 128 protruding to the first thickness D1 in a downward direction toward the gate electrode 131 from the front surface at a position corresponding to the white color filter pattern 125d.

이와 같은 평탄화층(127)의 돌출부(128)에 의해 어레이 기판(130)과 컬러필터 기판(120) 간에 개재되는 액정층(150)의 셀갭이 균일하게 유지되지 못하게 되는데, 이러한 돌출부(128)에 대응하여 본 발명에서는 어레이 기판(130)의 유기 보호층(143)에 제2두께(D2)로 형성된 갭유지홈(145)을 포함함으로써 백색 컬러필터 패턴(125d)에 의해 발생되는 단차가 보상되며 셀갭이 일정하게 유지되는 것이 특징이다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다. The protrusion 128 of the planarization layer 127 prevents the cell gap of the liquid crystal layer 150 interposed between the array substrate 130 and the color filter substrate 120 to be uniformly maintained. Correspondingly, in the present invention, the gap generated by the white color filter pattern 125d is compensated by including the gap holding groove 145 formed at the second thickness D2 in the organic protective layer 143 of the array substrate 130. The cell gap is kept constant. This will be described later in detail.

이러한 구조를 가지는 컬러필터 기판(120)과 마주하며, 하부기판이라고도 불리는 어레이 기판(130)은 제2투명기판(130a)과, 제2투명기판(130a) 상에 형성된 어레이층을 포함한다. The array substrate 130 facing the color filter substrate 120 having such a structure, also called a lower substrate, includes a second transparent substrate 130a and an array layer formed on the second transparent substrate 130a.

제2투명기판(130a)은 유리기판, 얇은 플렉시블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판에 해당될 수 있다. 이때, 플렉시블(flexible) 기판은 폴리 에테르 술폰(Polyethersulfone:PES), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate:PEN), 폴리 이미드(polyimide:PI), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET) 및 폴리 카보네이트(polycarbonate:PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.The second transparent substrate 130a may correspond to a glass substrate, a thin flexible substrate, or a polymer plastic substrate. In this case, the flexible substrate may include polyethersulfone (PES), polyethylenenaphthalate (PEN), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), and polycarbonate (PET). polycarbonate: PC).

어레이층을 보다 상세히 설명하면, 제2투명기판(130a) 상에는 소정간격 이격되어 평행하게 구성된 게이트 배선(미도시)과, 게이트 배선(미도시)과 교차하여 다수의 단위화소를 정의하는 데이터 배선(미도시)이 형성된다. In more detail, the array layer is described in detail. A gate line (not shown) configured to be parallel to the second transparent substrate 130a at predetermined intervals, and a data line crossing a gate line (not shown) to define a plurality of unit pixels ( Not shown) is formed.

이때, 각 단위화소의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)의 교차지점에는 박막트랜지스터(thin film transistor:TFT, Tr)가 형성되고, 실질적으로 화상이 구현되는 표시영역에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(138)과 연결되는 화소전극(147)이 형성된다. In this case, a thin film transistor (TFT, Tr) is formed at an intersection point of a gate line (not shown) and a data line (not shown) of each unit pixel, and a thin film transistor (TFT) is formed in a display area where an image is substantially realized. The pixel electrode 147 connected to the drain electrode 138 of Tr is formed.

박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선(미도시)에서 연장된 게이트 전극(131)과, 게이트 전극(131)의 상부에 형성된 게이트 절연막(133)과, 게이트 절연막(133)의 상부에 형성된 반도체층(135)과, 반도체층(135)의 상부에 서로 마주보며 이격된 상태로 형성되는 소스 및 드레인 전극(137, 138)을 포함한다. 여기서, 반도체층(135)은 진성의 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(135a)과 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(135b)으로 구성될 수 있다. The thin film transistor Tr may include a gate electrode 131 extending from a gate wiring (not shown), a gate insulating film 133 formed on the gate electrode 131, and a semiconductor layer formed on the gate insulating film 133 ( 135 and source and drain electrodes 137 and 138 formed on the semiconductor layer 135 to face each other and spaced apart from each other. The semiconductor layer 135 may include an active layer 135a made of intrinsic amorphous silicon and an ohmic contact layer 135b made of amorphous silicon doped with impurities.

이러한 박막트랜지스터(Tr)의 상부에는 무기 보호층(141) 및 유기 보호층(143)이 형성된다. An inorganic protective layer 141 and an organic protective layer 143 are formed on the thin film transistor Tr.

여기서, 무기 보호층(141)은 박막트랜지스터(Tr)을 보호하기 위한 것으로, 무기절연물질, 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어질 수 있고, 유기 보호층(143)은 표면을 평탄화하며 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)를 방지하기 위한 것으로, 감광성 유기물질, 예를 들어 포토아크릴(photo acryl)로 이루어질 수 있다. 이때, 감광성 유기물질은 자외선 흡수제(UV absorber) 및 라디칼 스케빈저(radical scavenger)를 포함할 수 있다. 이러한 감광성 유기물질은 노광마스크를 통한 노광 후 현상액에 대한 용해 특성에 따라 포지티브 타입(positive type) 및 네거티브 타입(negative type)으로 나뉘는데, 포지티브 타입에서는 노광된 부분의 용해도가 증가하여 현상 후 노광된 부분이 제거되는 반면, 네거티브 타입에서는 노광된 부분의 용해도가 감소하여 현상 후 노광되지 않은 부분이 제거되게 된다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.Here, the inorganic protective layer 141 is to protect the thin film transistor (Tr), and may be made of an inorganic insulating material, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), and the organic protective layer 143 The silver is to planarize the surface and prevent parasitic capacitance, and may be formed of a photosensitive organic material, for example, photo acryl. In this case, the photosensitive organic material may include a UV absorber and a radical scavenger. The photosensitive organic material is divided into a positive type and a negative type according to the dissolution properties of the developer after exposure through an exposure mask. In the positive type, the exposed part is exposed after development due to an increase in the solubility of the exposed part. On the other hand, in the negative type, the solubility of the exposed portion is reduced so that the unexposed portion after development is removed. This will be described later in detail.

이러한 무기 보호층(141)과 유기 보호층(143)은 각 단위화소 별로 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(138)을 노출시키는 콘택홀(144)을 포함하고, 유기 보호층(143)은 이의 전면 내측에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 갭유지홈(145)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The inorganic protective layer 141 and the organic protective layer 143 include a contact hole 144 exposing the drain electrode 138 of the thin film transistor Tr for each unit pixel, and the organic protective layer 143 is It characterized in that it comprises a gap holding groove 145 for maintaining a constant cell gap inside the front surface.

여기서, 갭유지홈(145)은 유기 보호층(143)의 전면으로부터 게이트 전극(131)을 향하는 하부방향으로 제2두께(D2)로 형성된 홈으로, 컬러필터 기판(120)의 백색 컬러필터 패턴(125d)에 대응되는 위치에 형성됨으로써 백색 컬러필터 패턴(125d)이 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c)에 비해 높게 형성됨에 따라 발생되는 셀갭 편차를 보상해 주며 셀갭이 균일하게 유지되도록 하는 역할을 한다. Here, the gap holding groove 145 is a groove formed at a second thickness D2 in a downward direction from the front surface of the organic protective layer 143 toward the gate electrode 131, and is a white color filter pattern of the color filter substrate 120. It is formed at the position corresponding to 125d to compensate for the cell gap deviation generated when the white color filter pattern 125d is formed higher than the red, green, and blue color filter patterns 125a, 125b, and 125c. It serves to maintain uniformity.

이와 같은 갭유지홈(145)은 돌출부(128)에 대응되는 것으로, 돌출부(128)의 제1두께(D2)와 동일한 제2두께(D1)를 가지도록 형성됨으로써 셀갭이 일정하게 유지될 수 있도록 한다. The gap holding groove 145 corresponds to the protrusion 128 and is formed to have a second thickness D1 equal to the first thickness D2 of the protrusion 128 so that the cell gap can be kept constant. do.

이와 같이 콘택홀(144)과 갭유지홈(145)을 포함하는 유기 보호층(143)의 상부에는 단위화소마다 화소전극(147)이 형성되고, 화소전극(147)은 콘택홀(144)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 연결된다.As such, the pixel electrode 147 is formed in each unit pixel on the organic passivation layer 143 including the contact hole 144 and the gap holding groove 145, and the pixel electrode 147 opens the contact hole 144. It is electrically connected to the drain electrode 138 of the thin film transistor (Tr) through.

한편, 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130)의 사이에는 컬럼 스페이서(129)가 형성될 수 있는데, 컬럼 스페이서(129)는 컬러필터 기판(120)과 어레이 기판(130) 간의 이격간격을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. Meanwhile, a column spacer 129 may be formed between the color filter substrate 120 and the array substrate 130. The column spacer 129 may form a gap between the color filter substrate 120 and the array substrate 130. It keeps constant.

이러한 컬럼 스페이서(129)는 통상적으로 컬러필터 기판(120)에 형성되지만, 이에 한정되지 않고 어레이 기판(130)에 형성될 수도 있다. The column spacer 129 is typically formed on the color filter substrate 120, but is not limited thereto and may be formed on the array substrate 130.

여기서, 도면에 도시하지는 않았지만 어레이 기판(130)에 화소전극(117)과 이와 이격된 공통전극이 함께 형성될 수 있는데, 공통전극은 화소전극과 동일한 층에 형성될 수 있으며 또는 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성될 수도 있다. 이때, 공통전극과 화소전극이 서로 다른 층에 형성될 경우 서로 이격된 상태로 또는 일부분이 중첩되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 어레이 기판에 화소전극과 공통전극이 함께 형성되면, 화소전극과 공통전극 간의 수평전계에 의해 액정층의 액정분자들이 동작하는 IPS(In Plane switching) 모드의 액정표시장치에 해당된다. Although not shown in the drawings, the pixel electrode 117 and the common electrode spaced apart from the pixel electrode 117 may be formed together on the array substrate 130. The common electrode may be formed on the same layer as the pixel electrode or may have an insulating layer therebetween. It may be formed in different layers. In this case, when the common electrode and the pixel electrode are formed in different layers, the common electrode and the pixel electrode may be formed to be spaced apart from each other or to overlap each other. As such, when the pixel electrode and the common electrode are formed together on the array substrate, the pixel electrode and the common electrode correspond to a liquid crystal display device of an in plane switching (IPS) mode in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer operate by a horizontal electric field between the pixel electrode and the common electrode.

또는, 공통전극은 컬러필터 기판 상에 형성될 수도 있다. 이와 같이 어레이 기판에 화소전극이 형성되고 컬러필터 기판에 공통전극이 형성되면, 화소전극과 공통전극 간의 수직전계에 의해 액정층의 액정분자들이 동작하는 TN(Twist Nematic) 모드의 액정표시장치에 해당된다.
Alternatively, the common electrode may be formed on the color filter substrate. As such, when the pixel electrode is formed on the array substrate and the common electrode is formed on the color filter substrate, it corresponds to a liquid crystal display device of TN (twist nematic) mode in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer operate by a vertical electric field between the pixel electrode and the common electrode. do.

이하에서는, 컬러필터 기판과 어레이 기판의 제조방법을 도면을 참조하여 설명하는데, 우선 컬러필터 기판을 설명한다. Hereinafter, the manufacturing method of a color filter substrate and an array substrate is demonstrated with reference to drawings, First, a color filter substrate is demonstrated.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3a 내지 도 3f은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조방법을 설명하기 위한 평면도이다. 여기서, 도 2a 내지 도 2f는 컬러필터 패턴들을 형성할 시에 가장자리가 블랙매트릭스와 서로 중첩되도록 도시한 것으로 도 1의 컬러필터 기판에 대응하고, 도 3a 내지 도 3f는 컬러필터 패턴들을 형성할 시에 블랙매트릭스와 컬러필터 패턴들이 서로 중첩되지 않는 것으로 컬러필터 기판의 다른 실시예를 도시한 것이다. 2A through 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A through 3F illustrate a method of manufacturing a color filter substrate according to another embodiment of the present invention. It is a plan view for. 2A to 2F illustrate edges overlapping each other with a black matrix when forming color filter patterns, and correspond to the color filter substrate of FIG. 1, and FIGS. 3A to 3F illustrate forming color filter patterns. Another embodiment of the color filter substrate is illustrated as the black matrix and the color filter patterns do not overlap each other.

우선 도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1투명기판(120a) 상에 금속물질 또는 블랙 안료가 포함된 수지를 도포한 후 마스크 공정을 통하여 패터닝함으로써 각 단위화소의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(123)를 형성한다. First, as shown in FIGS. 2A and 3A, a black matrix is formed corresponding to the boundary of each unit pixel by applying a resin containing a metal material or a black pigment onto the first transparent substrate 120a and patterning the same through a mask process. 123 is formed.

그리고, 블랙매트릭스(123)가 형성된 제1투명기판(120a) 상에 적색 레지스트(resist)를 스핀코팅(spin coating)장치 또는 바(bar) 코팅장치를 이용하여 전면에 도포하여 적색 레지스트층을 형성하고, 빛을 통과시키는 투과영역과 빛의 투과를 차단시키는 차단영역으로 구성된 노광마스크를 적색 레지스트층의 상부로 위치시킨 후, 노광(exposure)을 실시한다. In addition, a red resist is coated on the entire surface of the first transparent substrate 120a on which the black matrix 123 is formed by using a spin coating apparatus or a bar coating apparatus to form a red resist layer. Then, an exposure mask composed of a transmission region through which light passes and a blocking region through which light passes is positioned above the red resist layer, and then exposed.

이어 노광된 적색 레지스트층을 현상하여, 도 2b 및 도 3b에 도시된 바와 같이 적색 컬러필터 패턴(125a)을 형성한다. The exposed red resist layer is then developed to form a red color filter pattern 125a as shown in FIGS. 2B and 3B.

그리고, 적색 컬러필터 패턴(125a)을 형성한 방법과 동일하게 진행하여 도 2c 및 도 3c에 도시된 바와 같이 녹색 컬러필터 패턴(125b)를 형성하고, 이어 도 2d 및 도 3d에 도시된 바와 같이 청색 컬러필터 패턴(125c)을 형성한다. In the same manner as the method of forming the red color filter pattern 125a, the green color filter pattern 125b is formed as shown in FIGS. 2C and 3C, and as shown in FIGS. 2D and 3D. The blue color filter pattern 125c is formed.

다음으로 적색 컬러필터 패턴(125a)과, 녹색 컬러필터 패턴(125b) 및 청색 컬러필터 패턴(125c)이 형성된 제1투명기판(120a)의 전면에 투명한 유기 절연물질을 도포하여 백색 레지스트층을 형성하고, 노광마스크를 백색 레지스트층의 상부로 위치시킨 후, 노광(exposure)을 실시한다. Next, a white resist layer is formed by coating a transparent organic insulating material on the entire surface of the first transparent substrate 120a on which the red color filter pattern 125a, the green color filter pattern 125b, and the blue color filter pattern 125c are formed. The exposure mask is positioned above the white resist layer and then exposed.

그리고 노광된 백색 레지스트층을 현상하여, 도 2e 및 도 3e에 도시된 바와 같이 백색 컬러필터 패턴(125d)을 형성한다. 이때, 백색 컬러필터 패턴(125d)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c)에 비해, 일정 두께(D1)만큼 높게 형성되는데, 이는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴들(125a, 125b, 125c)을 형성하는 재료와 백색 컬러필터 패턴(125d)을 형성하는 재료가 서로 상이하기 때문이다. The exposed white resist layer is developed to form a white color filter pattern 125d as shown in FIGS. 2E and 3E. In this case, the white color filter pattern 125d is formed to be higher by a predetermined thickness D1 than the red, green, and blue color filter patterns 125a, 125b, and 125c, which are red, green, and blue color filter patterns ( This is because the material forming the 125a, 125b, and 125c and the material forming the white color filter pattern 125d are different from each other.

이와 같이 각 단위화소에 대응되는 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터 패턴들이 순차적으로 반복 배열되는 컬러필터층(125)을 형성한 후, 이들의 상부로 유기 또는 무기 절연물질을 도포하여 기판 전면에 오버코트층(127)을 형성한다. As such, after forming the color filter layer 125 in which the red, green, blue, and white color filter patterns corresponding to each unit pixel are sequentially and repeatedly arranged, the organic or inorganic insulating material is coated on top of each other to overcoat the substrate. Form layer 127.

마지막으로 도 2f 및 도 3f에 도시된 바와 같이, 오버코트층(127)이 형성된 제1투명기판(120a) 전면에 투명한 유기절연물질을 도포한 후, 노광마스크에 의한 노광을 통해 컬럼 스페이서(129)를 형성한다. 이때, 컬럼 스페이서(129)는 백색 컬러필터 패턴과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
Finally, as shown in FIGS. 2F and 3F, the transparent organic insulating material is coated on the entire surface of the first transparent substrate 120a on which the overcoat layer 127 is formed, and then the column spacer 129 is exposed through an exposure mask. To form. In this case, the column spacer 129 may be formed of the same material as the white color filter pattern.

도 4a 및 도 4d는 도 1의 어레이 기판의 제조방법을 설명하기 위한 제조 공정 단면도이다.4A and 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the array substrate of FIG. 1.

우선 도 4a에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터(Tr)를 형성한다. First, as shown in FIG. 4A, a thin film transistor Tr is formed.

이때, 박막트랜지스터(Tr)의 형성 공정을 설명하면, 제2투명기판(130a) 상의 전면에 제1금속층을 형성하고, 제1금속층을 선택적으로 식각함으로써 게이트 전극(131)을 형성하며, 게이트 전극(131)이 형성된 제2투명기판(130a) 전면에 절연물질로 게이트 절연막(133)을 형성한다. 그리고 게이트 절연막(133)이 형성된 제2투명기판(130a) 전면에 진성의 비정질 실리콘으로 이루어진 제1층과, 이의 상부로 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 제2층을 형성하고, 선택적으로 식각함으로써 액티브층(135a)과, 오믹 콘택층(135b)으로 이루어진 반도체층(135)을 형성한다. In this case, the process of forming the thin film transistor Tr will be described. A first metal layer is formed on the entire surface of the second transparent substrate 130a, and the gate electrode 131 is formed by selectively etching the first metal layer. The gate insulating layer 133 is formed of an insulating material on the entire surface of the second transparent substrate 130a on which the 131 is formed. In addition, a first layer of intrinsic amorphous silicon and a second layer of amorphous silicon doped with impurities are formed on the entire surface of the second transparent substrate 130a on which the gate insulating layer 133 is formed, and selectively etched. The semiconductor layer 135 including the active layer 135a and the ohmic contact layer 135b is formed.

이어 반도체층(135)이 형성된 제2투명기판(130a)의 전면에 제2금속층을 형성하고, 선택적으로 식각함으로써 일정간격 서로 이격된 소스 및 드레인 전극(137, 138)을 형성함으로써 박막트랜지스터(Tr)을 완성할 수 있다. Subsequently, a second metal layer is formed on the entire surface of the second transparent substrate 130a on which the semiconductor layer 135 is formed, and then selectively etched to form source and drain electrodes 137 and 138 spaced apart from each other by a predetermined interval. ) Can be completed.

이러한 박막트랜지스터(Tr)가 형성된 제2투명기판(130a)의 전면에 무기절연물질로 무기 보호층(141)을 형성한다. An inorganic protective layer 141 is formed of an inorganic insulating material on the entire surface of the second transparent substrate 130a on which the thin film transistor Tr is formed.

다음으로 도 4b에 도시된 바와 같이, 무기 보호층(141)의 위로 전면에 감광성 특성을 가지는 유기절연물질, 예를 들면 포토아크릴을 도포하여 절연층(143a)을 형성한 후, 절연층(143a)의 위로 빛의 차단영역(210)과 투과영역(220) 그리고 반투과영역(230)을 가지는 하프톤(halftone) 노광마스크(200)를 위치시킨다. Next, as shown in FIG. 4B, an organic insulating material having photosensitive properties, for example, photoacryl, is coated on the entire surface of the inorganic protective layer 141 to form the insulating layer 143a, and then the insulating layer 143a. The halftone exposure mask 200 having the light blocking region 210, the transmissive region 220, and the transflective region 230 is positioned above the.

여기서, 절연층(143a)은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되는 포지티브형(positive type)이다. Here, the insulating layer 143a is a positive type in which the exposed portion is removed by the developer.

하프톤 노광마스크(200)는 입사광을 차단시키는 차단영역(210)과, 입사광을 투과시키는 투과영역(220) 그리고 투과영역(220)의 광투과량의 10% 내지 90%, 보다 바람직하게는 30%의 입사광을 투과시키는 반투과영역(230)으로 이루어진다. The halftone exposure mask 200 may include 10% to 90%, more preferably 30% of the light transmission amount of the blocking region 210 for blocking incident light, the transmissive region 220 for transmitting the incident light, and the transmissive region 220. It consists of a semi-transmissive region 230 for transmitting the incident light of.

이때, 차단영역(210)은 외부로부터 입사되는 입사광을 차단시키기 위해 광 차단 물질, 예를 들면 크롬(Cr) 등과 같은 불투명 금속으로 이루어진다. In this case, the blocking region 210 is made of an opaque metal such as a light blocking material, for example, chromium (Cr), to block incident light incident from the outside.

반투과영역(230)은 입사광 중 일부를 투과시키는 반 투과성 물질, 예를 들면 크롬 옥사이드로 구성되는 반투과막으로 이루어질 수 있으며, 또는 도면에 도시된 바와 같이 반투과막에 광 투과율을 조절하는 다수의 슬릿패턴(230a)이 일정간격 이격된 상태로 구비되도록 할 수도 있다. 즉, 다수의 슬릿패턴(230a)과 함께 반 투과성 물질의 종류를 달리 사용하여 광 투과율을 조절할 수 있다. The semi-transmissive region 230 may be made of a semi-transmissive film made of a semi-transmissive material, for example, chromium oxide, which transmits a part of the incident light, or as shown in the figure, a plurality of light transmittances of the semi-transmissive film are controlled. The slit pattern 230a may be provided at a predetermined interval. That is, the light transmittance may be controlled by using different kinds of semi-transparent materials together with the plurality of slit patterns 230a.

이에 따라, 하프톤 노광 마스크(200)의 반투과영역(230)은 추후 갭유지홈(145)이 형성될 부분에 대응하도록 위치시키며, 투과영역(220)은 절연층(143a)이 제거되어야 할 부분, 즉 추후 콘택홀(144)이 형성될 부분에 대응하도록 위치시키고, 나머지 부분에는 차광영역(210)을 위치시킨다. Accordingly, the transflective region 230 of the halftone exposure mask 200 is positioned to correspond to a portion where the gap holding groove 145 is to be formed later, and the transmissive region 220 is to remove the insulating layer 143a. A portion, that is, a position corresponding to a portion in which the contact hole 144 is to be formed later, is positioned, and the light shielding region 210 is positioned in the remaining portion.

이어 노광을 실시하고 노광된 절연층(143a)을 현상액에 노출시키는 현상 공정을 진행하면, 도 4c에 도시된 바와 같이 무기 보호층(141)의 상부로 콘택홀(144)과 갭유지홈(145)을 포함하는 유기 보호층(143)이 형성된다. Subsequently, after exposing and exposing the exposed insulating layer 143a to a developing solution, as shown in FIG. 4C, the contact hole 144 and the gap holding groove 145 are formed on the upper portion of the inorganic protective layer 141. ), An organic protective layer 143 is formed.

이때, 갭유지홈(145)의 일 단은 평탄하게 콘택홀(144)과 연결된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 갭유지홈(145)과 이와 가장 인접한 콘택홀(144)의 형성에 있어서 이들의 연결부분에 대응되는 하프톤 노광마스크(200)의 반투과영역(230)의 폭을 조절함으로써 갭유지홈(145)과 이와 가장 인접한 콘택홀(144)의 연결부분에 단차가 발생되지 않도록 한다. 즉, 하프톤 노광마스크(200)의 투과영역(220)과 반투과영역(230)의 연결부분에 반투과영역(230)의 슬릿패턴(230a)이 위치하도록 함으로써 갭유지홈(145)의 일 단은 돌출부에 비해 넓게 형성되게 된다. 이는 유기 보호층(143)의 상부로는 콘택홀(144)을 통해 드레인 전극(138)과 연결되는 화소전극(147)이 형성되기 때문이다. 만약, 이와 같이 하지 않을 경우 갭유지홈(145)과 이와 가장 인접한 콘택홀(144)의 연결부분에는 단차진 굴곡(산)이 형성되며, 이로 인해 화소전극(147) 또한 단차진 굴곡을 따라 단차지게 형성되어야 하는데, 유기 보호층(143)에 비해 비교적 얇게 형성되는 화소전극(147)을 단차지게 형성하기는 어려운 문제점이 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 하프톤 노광마스크(200)의 반투과영역(230)의 일 단의 폭을 넓게 조절함으로써 갭유지홈(145)과 이와 가장 인접한 콘택홀(144)의 연결부분에 단차가 발생되지 않도록 하며, 화소전극(147)의 형성을 용이하도록 하는 것이다.At this time, one end of the gap holding groove 145 is flatly connected to the contact hole 144. In more detail, in the formation of the gap holding groove 145 and the closest contact hole 144, the width of the semi-transmissive region 230 of the halftone exposure mask 200 corresponding to the connection portion thereof is adjusted. As a result, a step is prevented from occurring in the connection portion between the gap holding groove 145 and the contact hole 144 closest thereto. That is, the slit pattern 230a of the transflective region 230 is positioned at a connection portion between the transmissive region 220 and the transflective region 230 of the halftone exposure mask 200 so that one of the gap holding grooves 145 is located. The end is formed to be wider than the protrusion. This is because the pixel electrode 147 connected to the drain electrode 138 is formed through the contact hole 144 on the organic protective layer 143. If this is not the case, a stepped bend (mountain) is formed in the connection portion of the gap holding groove 145 and the closest contact hole 144, and thus the pixel electrode 147 is also stepped along the stepped bend. It should be formed in a large amount, but it is difficult to form the pixel electrode 147 formed relatively thinner than the organic protective layer 143. Accordingly, as described above, the width of one end of the semi-transmissive region 230 of the halftone exposure mask 200 is adjusted to be wider to the connection portion between the gap retaining groove 145 and the contact hole 144 adjacent thereto. Is generated so that the pixel electrode 147 can be easily formed.

한편 도면에 도시하지는 않았지만, 레지스트층은 노광된 부분이 남게 되는 네가티브형(negative type)을 사용할 수도 있는데, 이 경우 노광마스크(200)의 반투과영역(230)은 추후 갭유지홈(145)이 형성될 부분에 대응하도록 위치시키고, 차단영역(210)은 절연층이 제거되어야 할 부분, 즉 추후 콘택홀(144)이 형성될 부분에 대응하도록 위치시키며, 나머지 부분에는 투과영역(220)을 위치시킨다.Although not shown in the drawings, the resist layer may use a negative type in which an exposed portion remains. In this case, the semi-transmissive region 230 of the exposure mask 200 may further include a gap holding groove 145. The blocking region 210 is positioned to correspond to a portion to be formed, and the blocking region 210 is positioned to correspond to a portion where an insulating layer is to be removed, that is, a portion where a contact hole 144 is to be formed later. Let's do it.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 컬러필터 기판(120)의 오버코트층(127)의 두께를 비교적 두꺼운 제3두께(미도시)로 형성함으로써 백색 컬러필터 패턴(125d)에 의한 단차를 일부분 보상하고, 나머지는 백색 컬러필터 패턴(125d)에 대응되는 위치에 갭유지홈(145)을 포함하는 유기 보호층(143)을 어레이 기판(130)에 형성함으로써 보상해주고 있다. As described above, in the present invention, the thickness of the overcoat layer 127 of the color filter substrate 120 is formed to have a relatively thick third thickness (not shown) to partially compensate for the step caused by the white color filter pattern 125d, The rest is compensated by forming the organic protective layer 143 including the gap holding groove 145 on the array substrate 130 at a position corresponding to the white color filter pattern 125d.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만 위에서 설명한 방법과는 다른 방법으로써 어레이 기판에 갭유지수단으로써 갭유지홀을 포함하는 유기 보호층을 형성하여 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차를 보상해줄 수도 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 컬러필터층이 형성된 제1투명기판의 전면에는 백색 컬러필터 패턴에 대응하여 제1두께보다 두꺼운 제5두께로 돌출된 돌출부를 포함하며 제3두께보다 얇은 제4두께로 형성되는 오버코트층이 형성된다. 그리고 무기 보호층이 형성된 제2투명기판의 전면에는 유기 보호층을 형성하기 위해 감광성 유기물질을 도포하여 절연층을 형성한 후, 절연층의 상부로 차단영역과 투과영역을 포함하는 노광마스크를 위치시킨다. 이때, 노광마스크의 투과영역은 절연층이 제거되어야 할 부분, 즉 추후 콘택홀과 갭유지홀이 형성될 부분에 대응하도록 위치시키고, 나머지 부분에는 차광영역을 위치시킨다. 이어 노광을 실시하고 현상공정을 진행하면, 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀과 게이트 절연막을 노출시키는 갭유지홀을 포함하는 유기 보호층을 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 갭유지홀은 유기 보호층의 전체 두께와 동일한 두께로 형성되게 된다. 이때, 갭유지홀과 이와 가장 인접된 콘택홀의 연결부분은, 이미 전술한 바와 같이 단차가 발생되지 않도록 투과영역의 일 단의 폭을 넓게 조절함이 바람직하다. 이와 같이, 일반적인 노광마스크를 적용하여 갭유지홀을 포함하는 유기 보호층을 형성함으로써 컬러필터 기판의 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차를 보상하며 셀갭을 일정하게 유지해 줄 수도 있다. 이럴 경우, 백색 컬러필터 패턴에 의한 단차 일부분을 보상해주기 위해 컬러필터 기판의 오버코트층을 두꺼운 제3두께로 형성할 필요가 없이 제3두께보다 얇은 제4두께로 형성하면 되므로 재료비용을 줄일 수 있으며, 하프톤 노광마스크에 비해 저렴하고 제작이 손쉬운 노광마스크(노멀 노광마스크)를 적용할 수 있게 되므로 전체 액정표시장치의 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Although not shown in the drawings, an organic protective layer including a gap holding hole may be formed in the array substrate as a gap holding means in a method different from the above-described method to compensate for the step caused by the white color filter pattern. In more detail, the front surface of the first transparent substrate on which the color filter layer is formed includes a protrusion protruding to a fifth thickness thicker than the first thickness in correspondence to the white color filter pattern and formed of a fourth thickness thinner than the third thickness. An overcoat layer is formed. In addition, a photosensitive organic material is coated on the front surface of the second transparent substrate on which the inorganic protective layer is formed to form an insulating layer, and then an exposure mask including a blocking area and a transmitting area is positioned on the insulating layer. Let's do it. In this case, the transmissive area of the exposure mask is positioned to correspond to the part where the insulating layer is to be removed, that is, the part where the contact hole and the gap holding hole are to be formed later, and the light shielding area is located in the remaining part. Subsequently, when the exposure is performed and the development process is performed, an organic protective layer including a contact hole exposing the drain electrode and a gap holding hole exposing the gate insulating layer may be formed. Accordingly, the gap holding hole is formed to have the same thickness as the entire thickness of the organic protective layer. At this time, it is preferable that the connection portion between the gap maintaining hole and the contact hole adjacent to the gap holding hole is widely adjusted at one end of the transmission area such that a step does not occur as described above. As such, by forming an organic protective layer including a gap holding hole by applying a general exposure mask, the gap between the white color filter patterns of the color filter substrate may be compensated and the cell gap may be kept constant. In this case, the material cost can be reduced because the overcoat layer of the color filter substrate is formed to a fourth thickness thinner than the third thickness to compensate a part of the step caused by the white color filter pattern. In addition, since it is possible to apply an exposure mask (normal exposure mask) that is cheaper and easier to manufacture than a halftone exposure mask, it is possible to reduce the manufacturing cost of the entire liquid crystal display device.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiments of the present invention as described above are merely exemplary, and those skilled in the art may freely modify the present invention without departing from the gist of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention shall include modifications of the present invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 액정표시장치 120: 컬러필터 기판
123: 블랙 매트릭스 125: 컬러필터층
125a: 적색 컬러필터 패턴 125b: 녹색 컬러필터 패턴
125c: 청색 컬러필터 패턴 125d: 백색 컬러필터 패턴
130: 어레이 기판 141: 무기 보호층
143: 유기 보호층 144: 콘택홀
145: 갭유지홈 200: 하프톤 노광마스크
210: 차단영역 220: 투과영역
230: 반투과영역100: liquid crystal display 120: color filter substrate
123: black matrix 125: color filter layer
125a: red color filter pattern 125b: green color filter pattern
125c: blue color filter pattern 125d: white color filter pattern
130: array substrate 141: inorganic protective layer
143: organic protective layer 144: contact hole
145: gap holding groove 200: halftone exposure mask
210: blocking area 220: transmission area
230: transflective zone

Claims (13)

제1 내지 제4단위화소가 정의된 제1기판과 제2기판을 준비하는 단계와;
상기 제1기판 상에 상기 제1 내지 제3단위화소 각각에 대응하는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴과, 상기 제4단위화소에 대응하며 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴에 비해 높게 형성되는 백색 컬러필터 패턴으로 구성된 컬러필터층을 형성하는 단계와;
상기 컬러필터층의 상부로 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응하여 돌출부를 포함하는 오버코트층을 형성하는 단계와;
상기 제2기판 상에 상기 제1 및 제4 단위화소 각각에 대응하는 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 및
상기 박막트랜지스터를 포함하는 상기 제 2 기판의 전면에, 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되어 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 수단인 갭유지수단을 포함하는 유기 보호층을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께를 가지는 갭유지홀이며,
상기 유기 보호층과 상기 오버코트층 사이의 거리는 모두 동일한 액정표시장치의 제조방법.
Preparing a first substrate and a second substrate on which first to fourth unit pixels are defined;
The red, green, and blue color filter patterns corresponding to each of the first to third unit pixels and the fourth unit pixels are formed on the first substrate, and are higher than the red, green, and blue color filter patterns. Forming a color filter layer composed of a white color filter pattern;
Forming an overcoat layer on the color filter layer, the overcoat layer including a protrusion corresponding to the white color filter pattern;
Forming a thin film transistor corresponding to each of the first and fourth unit pixels on the second substrate; And
Forming an organic protective layer on a front surface of the second substrate including the thin film transistor, the organic protective layer including a gap holding means corresponding to the white color filter pattern to maintain a constant cell gap;
Including;
The gap holding means is a gap holding hole having the same thickness as the protrusion,
And a distance between the organic protective layer and the overcoat layer is the same.
제 1항에 있어서,
상기 갭유지홀을 제외한 상기 유기 보호층은 상기 제 2 기판의 전면에서 동일한 두께를 갖는 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 1,
The organic protective layer except for the gap holding hole has the same thickness on the entire surface of the second substrate.
제 1항에 있어서,
상기 유기 보호층을 형성하는 단계는
감광성 유기물질을 도포하여 절연층을 형성하는 단계 및
상기 절연층 상부로 빛의 차단영역과 투과영역을 포함하는 노광마스크를 위치시킨 후 노광공정을 진행하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 1,
Forming the organic protective layer
Applying an photosensitive organic material to form an insulating layer, and
And placing an exposure mask including a light blocking region and a transmission region over the insulating layer, and then performing an exposure process.
제 3항에 있어서,
상기 투과영역을 상기 갭유지수단에 대응되도록 위치시키는 단계를 더 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 3, wherein
And positioning the transmission area so as to correspond to the gap holding means.
제 1항에 있어서,
상기 유기 보호층을 형성하는 단계는
감광성 유기물질을 도포하여 절연층을 형성하는 단계 및
상기 절연층 상부로 빛의 차단영역과 투과영역 그리고 반투과영역을 포함하는 노광마스크를 위치시킨 후 노광공정을 진행하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 1,
Forming the organic protective layer
Applying an photosensitive organic material to form an insulating layer, and
And placing an exposure mask including a light blocking region, a transmissive region, and a transflective region over the insulating layer, and then performing an exposure process.
제 5 항에 있어서,
상기 반투과영역을 상기 갭유지수단에 대응되도록 위치시키는 단계를 더 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 5, wherein
And positioning the transflective area so as to correspond to the gap holding means.
제1 내지 제4단위화소를 포함하는 제1기판과;
상기 제1기판의 상부로 상기 제1 내지 제3단위화소 각각에 대응하여 형성되는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴과, 상기 제4단위화소에 대응하며 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴에 비해 높게 형성되는 백색 컬러필터 패턴으로 구성된 컬러필터층과;
상기 컬러필터층의 상부에 형성되며 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되는 위치에 돌출부를 포함하는 오버코트층과;
상기 제1기판과 마주하며 상기 제1 내지 제4단위화소 각각에 대응되어 형성된 제1 내지 제4박막트랜지스터를 포함하는 제2기판과;
상기 제1 내지 제4박막트랜지스터를 포함하는 상기 제 2 기판의 전면에 형성되며, 상기 백색 컬러필터 패턴에 대응되어 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 수단인 갭유지수단을 포함하는 유기 보호층을 포함하며,
상기 갭유지수단은 상기 돌출부와 동일한 두께로 형성되는 갭유지홀이며,
상기 유기 보호층과 상기 오버코트층 사이의 거리는 모두 동일한 액정표시장치.
A first substrate including first to fourth unit pixels;
A red, green, and blue color filter pattern formed on the first substrate corresponding to each of the first to third unit pixels, and corresponding to the fourth unit pixel, and compared to the red, green, and blue color filter patterns. A color filter layer formed of a white color filter pattern formed to be high;
An overcoat layer formed on the color filter layer and including a protrusion at a position corresponding to the white color filter pattern;
A second substrate facing the first substrate and including first to fourth thin film transistors formed corresponding to each of the first to fourth unit pixels;
An organic protective layer formed on an entire surface of the second substrate including the first to fourth thin film transistors, the organic protective layer including a gap holding means corresponding to the white color filter pattern to maintain a constant cell gap; ,
The gap holding means is a gap holding hole formed to the same thickness as the protrusion,
And a distance between the organic protective layer and the overcoat layer is the same.
제 7항에 있어서,
상기 갭유지홀을 제외한 상기 유기 보호층은 상기 제 2 기판의 전면에서 동일한 두께를 갖는 액정표시장치.
The method of claim 7, wherein
The organic protective layer except for the gap holding hole has the same thickness on the entire surface of the second substrate.
제 8항에 있어서,
상기 유기 보호층의 하부에 무기절연물질로 형성된 무기 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
The method of claim 8,
And an inorganic protective layer formed of an inorganic insulating material under the organic protective layer.
제 9항에 있어서,
상기 갭유지홀은 상기 박막트랜지스터의 게이트 절연막을 노출시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
The method of claim 9,
And the gap holding hole exposes a gate insulating film of the thin film transistor.
제 9항에 있어서,
상기 갭유지홀은 상기 유기 보호층의 전면에서부터 상기 박막트랜지스터를 향하는 하부방향으로 형성된 홈인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
The method of claim 9,
The gap holding hole is a groove formed in a lower direction toward the thin film transistor from the front of the organic protective layer.
제 2 항에 있어서,
상기 유기 보호층은 상기 백색 컬러필터 패턴과 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터 패턴과의 두께차 보다 큰 두께를 갖는 액정표시장치의 제조방법.
The method of claim 2,
And the organic protective layer has a thickness greater than a thickness difference between the white color filter pattern and the red, green, and blue color filter patterns.
제 8 항에 있어서,
상기 유기 보호층은 상기 백색 컬러필터 패턴과 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터 패턴과의 두께차 보다 큰 두께를 갖는 액정표시장치.The method of claim 8,
And the organic protective layer has a thickness greater than a thickness difference between the white color filter pattern and the red, green, and blue color filter patterns.
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