KR20060057196A - Liquid crystal display panel and method of manufacturing for the same - Google Patents

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KR20060057196A
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정지윤
김지혜
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은, 액정 표시 패널에 관한 것으로서, 다수의 배선과, 상기 배선과 연결된 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함하는 제1 기판과; 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판과; 상기 제2 기판 상에 형성되며, 소정의 패턴으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙 매트릭스와; 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 안료를 포함한 감광성 유기물질로 형성된 컬러필터와; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성된 제1 칼럼 스페이서와; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성되며 상기 제1 칼럼 스페이서보다 낮은 높이로 형성된 제2 칼럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 컬러필터의 형성과정에서 칼럼 스페이서를 함께 형성하여 액정 표시 패널의 전체적인 제조공정을 단축하고, 액정 적하 마진과 스미어 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. The present invention relates to a liquid crystal display panel, comprising: a first substrate including a plurality of wirings, a plurality of thin film transistors that are switching elements connected to the wirings, and a pixel electrode connected to the thin film transistors; A second substrate disposed to face the first substrate; A black matrix formed on the second substrate and having an opening region formed in a predetermined pattern; A color filter formed of a photosensitive organic material including a pigment in the opening region of the black matrix; A first column spacer formed by stacking a plurality of layers formed of the same material as the color filter; A plurality of layers formed of the same material as the color filter may be stacked and include a second column spacer having a lower height than the first column spacer. As a result, the column spacers are formed together in the process of forming the color filter, thereby shortening the overall manufacturing process of the liquid crystal display panel, and effectively improving all of conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear resistance.

Description

액정 표시 패널 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING FOR THE SAME} Liquid crystal display panel and its manufacturing method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING FOR THE SAME}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널의 요부 단면도, 1 is a cross-sectional view of main parts of a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 2 내지 도 5는 도 1의 액정 표시 패널의 제2 기판을 제조하는 각 단계를 순서대로 나타낸 단면도이다. 2 to 5 are cross-sectional views sequentially illustrating respective steps of manufacturing the second substrate of the liquid crystal display panel of FIG. 1.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 박막 트랜지스터 100 : 제1 기판10: thin film transistor 100: first substrate

110 : 제1 절연기판 121 : 게이트 전극110: first insulating substrate 121: gate electrode

130 : 게이트 절연막 140 : 반도체층130: gate insulating film 140: semiconductor layer

161 : 소스 전극 162 : 드레인 전극161: source electrode 162: drain electrode

170 : 보호막 180 : 화소 전극170: protective film 180: pixel electrode

200 : 제2 기판 210 : 제2 절연기판200: second substrate 210: second insulating substrate

220 : 블랙 매트릭스 230 : 컬러필터220: black matrix 230: color filter

250 : 제1 칼럼 스페이서 260 : 제2 칼럼 스페이서250: first column spacer 260: second column spacer

280 : 공통 전극 300 : 액정층280: common electrode 300: liquid crystal layer

본 발명은, 액정 표시 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 액정 표시 패널을 이루는 양 기판의 간격을 유지하는 칼럼 스페이서의 구조를 개선한 액정 표시 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a liquid crystal display panel and a method for manufacturing the same, in which the structure of column spacers that maintain the gap between both substrates of the liquid crystal display panel is improved.

액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Panel)은 매트릭스(Matrix)형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하게 된다. The liquid crystal display panel displays a desired image by adjusting light transmittance of liquid crystal cells arranged in a matrix according to image signal information.

액정 표시 패널은 박막 트랜지스터 기판과, 박막 트랜지스터 기판에 대향되도록 상호 부착된 컬러필터 기판과, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정과, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 포함하여 구성된다. 이러한 스페이서로는 칼럼 스페이서가 많이 사용되고 있다. The liquid crystal display panel maintains a gap between the thin film transistor substrate, the color filter substrate mutually attached to face the thin film transistor substrate, the liquid crystal injected between the thin film transistor substrate and the color filter substrate, and the gap between the thin film transistor substrate and the color filter substrate. It comprises a spacer. Many column spacers are used as such spacers.

종래의 칼럼 스페이서는 통상 컬러필터 기판 상에 대략 원통, 원뿔대 또는 반구와 유사한 형상으로 형성되며, 박막 트랜지스터 기판에 형성된 박막 트랜지스터 또는 게이트 라인 등에 대응되도록 배치된다. Conventional column spacers are generally formed in a shape similar to a cylinder, a truncated cone or a hemisphere on a color filter substrate, and are arranged to correspond to a thin film transistor or a gate line formed on the thin film transistor substrate.

그러나, 칼럼 스페이서는 통상 감광성 유기 절연막을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성하게 된다. 이렇게, 칼럼 스페이서의 형성을 위해 별도의 사진 식각 공정이 진행되므로 이는 제조공정상에 손실이 될 수 있다. However, the column spacer is usually formed by patterning the photosensitive organic insulating layer through a photolithography process. As such, since a separate photolithography process is performed to form the column spacer, this may be a loss in the manufacturing process.

또한, 칼럼 스페이서는 액정 적하 마진과 스미어(Smear) 내압 내성 등을 고려하여 적절한 수와 크기로 배치된다. 즉, 많은 수 또는 큰 직경의 칼럼 스페이서 를 배치하게 되면 스미어 내압 내성 등의 특성은 좋아지나 액정 적하 마진이 나빠지고, 적은 수 또는 작은 직경의 칼럼 스페이서를 배치하게 되면 반대로 액정 적하 마진은 좋아지나 스미어 내압 내성 등의 특성이 나빠지게 되는 문제점이 있다. In addition, the column spacer is disposed in an appropriate number and size in consideration of liquid crystal dropping margin, smear resistance, and the like. In other words, if a large number or a large diameter column spacer is arranged, the smear breakdown resistance is improved, but liquid crystal dropping margin is worse. There is a problem that the characteristics such as withstand pressure resistance deteriorate.

따라서, 본 발명의 목적은, 컬러필터의 형성과정에서 칼럼 스페이서를 함께 형성하여 액정 표시 패널의 전체적인 제조공정을 단축하고, 액정 적하 마진과 스미어 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있는 칼럼 스페이서를 갖는 액정 표시 패널을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to form a column spacer together in the process of forming a color filter to shorten the overall manufacturing process of the liquid crystal display panel, and to effectively improve all of the conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear resistance. It is to provide a liquid crystal display panel having a column spacer.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 표시 패널의 제조방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the liquid crystal display panel described above.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 액정 표시 패널에 있어서, 다수의 배선과, 상기 배선과 연결된 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함하는 제1 기판과; 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판과; 상기 제2 기판 상에 형성되며, 소정의 패턴으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙 매트릭스와; 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 안료를 포함한 감광성 유기물질로 형성된 컬러필터와; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성된 제1 칼럼 스페이서와; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성되며 상기 제1 칼럼 스페이서보다 낮은 높이로 형성된 제2 칼럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널에 의해 달성된다. According to the present invention, there is provided a liquid crystal display panel, comprising: a first substrate including a plurality of wirings, a plurality of thin film transistors that are switching elements connected to the wirings, and a pixel electrode connected to the thin film transistors; A second substrate disposed to face the first substrate; A black matrix formed on the second substrate and having an opening region formed in a predetermined pattern; A color filter formed of a photosensitive organic material including a pigment in the opening region of the black matrix; A first column spacer formed by stacking a plurality of layers formed of the same material as the color filter; A plurality of layers formed of the same material as that of the color filter are stacked and formed, and includes a second column spacer having a lower height than the first column spacer.                     

여기서, 상기 제2 칼럼 스페이서는 상기 제1 칼럼 스페이서보다 적은 수의 층으로 형성된 것이 바람직하다. Here, the second column spacer is preferably formed of fewer layers than the first column spacer.

또한, 상기 컬러필터는 3원색의 안료 중 하나씩을 포함한 감광성 유기물질이 각각 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 반복적으로 형성된 것이 바람직하다. In addition, the color filter, it is preferable that the photosensitive organic material including one of the three primary colors of the pigment is repeatedly formed in each of the opening region of the black matrix.

여기서, 상기 3원색은 각각 청색, 녹색 및 적색이거나, 각각 청록색, 자홍색 및 노랑색인 것이 바람직하다. Here, the three primary colors are blue, green, and red, respectively, or cyan, magenta, and yellow, respectively.

또한, 상기 제1 칼럼 스페이서는 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 3층 구조로 형성된 것이 바람직하다. In addition, the first column spacer is preferably formed in a three-layer structure in which each layer having one color from among the three primary colors is stacked.

또한, 상기 제2 칼럼 스페이서는 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 2층 구조로 형성된 것이 바람직하다. In addition, the second column spacer is preferably formed in a two-layer structure in which each layer having one color among the three primary colors is stacked.

이에, 칼럼 스페이서는 액정 표시 패널의 액정 적하 마진과 스미어 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. Accordingly, the column spacer can effectively improve all of conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear withstand voltage resistance of the liquid crystal display panel.

또한, 상기반 본 발명의 다른 목적은, 액정 표시 패널의 제조방법에 있어서, 절연기판 상에 소정의 패턴으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 3원색의 컬러필터를 각각 반복적으로 형성하는 단계와; 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 3층 구조의 제1 칼럼 스페이서 및 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 2층 구조의 제2 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법에 의해 달성된다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display panel, comprising: forming a black matrix having an opening region formed in a predetermined pattern on an insulating substrate; Repeatedly forming three primary color filters in the opening region of the black matrix; A first column spacer having a three-layer structure in which each layer having one color among the three primary colors is stacked on the black matrix, and a second column spacer having a two-layer structure having each layer having one color among the three primary colors stacked therein. It is achieved by a method for manufacturing a liquid crystal display panel comprising the step of.

여기서, 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 상기 3원색의 컬러필터가 각각 반 복적으로 형성되는 과정에서 상기 제1 칼럼 스페이서를 이루는 각 층이 적층되어 가는 것이 바람직하다. Here, in the process of repeatedly forming each of the three primary color filters in the opening region of the black matrix, it is preferable that each layer constituting the first column spacer is stacked.

또한, 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 상기 3원색의 컬러필터 중에서 어느 두 색의 컬러필터가 각각 반복적으로 형성되는 과정에서 상기 제2 칼럼 스페이서를 이루는 각 층이 적층되어 가는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that each layer constituting the second column spacer is stacked in the process of repeatedly forming each of two color filters among the three primary color filters in the opening region of the black matrix.

이러한 액정 표시 패널의 제조방법에 의해, 컬러필터의 형성과정에서 칼럼 스페이서를 함께 형성하여 액정 표시 패널의 전체적인 제조공정을 단축시킬 수 있게 된다. By the manufacturing method of the liquid crystal display panel, it is possible to shorten the overall manufacturing process of the liquid crystal display panel by forming the column spacer together in the process of forming the color filter.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 첨부도면에서는, 5매 마스크 공정으로 형성된 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(TFT)가 사용된 액정 표시 패널이 개략적으로 도시되어 있다. Hereinafter, a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, a liquid crystal display panel using an amorphous silicon (a-Si) thin film transistor (TFT) formed by a five-sheet mask process is schematically illustrated.

본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널은, 도 1에서 도시된 바와 같이, 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터(10)와 다수의 박막 트랜지스터(10)에 각각 연결된 다수의 화소 전극(180)을 포함하는 제1 기판(100)과, 제1 기판(100)에 대향 배치되며 액정 표시 패널을 통과하는 빛에 색을 부여하는 컬러필터(230)와 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이의 간격을 유지하는 제1 칼럼 스페이서(250) 및 제2 칼럼 스페이서(260)를 포함하는 제2 기판(200)과, 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이에 채워진 액정층(300)을 포함한다. As shown in FIG. 1, a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of thin film transistors 10, which are switching elements, and a plurality of pixel electrodes 180 connected to the plurality of thin film transistors 10, respectively. The first substrate 100, the color filter 230 and the first substrate 100 and the second substrate 200 disposed opposite to the first substrate 100 to impart color to light passing through the liquid crystal display panel. Liquid crystal filled between the second substrate 200 including the first column spacer 250 and the second column spacer 260, and the first substrate 100 and the second substrate 200. Layer 300.

먼저, 제1 기판(100)에 대해 상세히 설명하면, 제1 기판(100)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제1 절연기판(110) 상에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 게이트 라인(미도시) 및 복수의 데이터 라인(미도시)과, 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차점에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(10)와, 박막 트랜지스터(10)와 연결된 화소 전극(180)을 포함한다. 이 박막 트랜지스터(10)를 통해 화소 전극(180)과 후술할 제2 기판(200)의 공통 전극(280) 사이의 액정층(300)에 신호전압이 인가되며, 액정층(300)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다. First, the first substrate 100 will be described in detail. The first substrate 100 includes a plurality of matrixes formed on the first insulating substrate 110 made of an insulating material such as glass, quartz, ceramic, or plastic. A thin film transistor (TFT) 10, which is a switching element formed at an intersection point of a gate line and a data line, a thin film transistor 10, The connected pixel electrode 180 is included. A signal voltage is applied to the liquid crystal layer 300 between the pixel electrode 180 and the common electrode 280 of the second substrate 200 to be described later through the thin film transistor 10, and the liquid crystal layer 300 receives this signal. It is aligned with the voltage to determine the light transmittance.

박막 트랜지스터(10)는 게이트 전극(121), 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 저항성 접촉층(151, 152), 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)을 포함한다. 이 게이트 전극(121)은 게이트 라인(미도시)으로부터 분기되어 형성된다. The thin film transistor 10 includes a gate electrode 121, a gate insulating layer 130, a semiconductor layer 140, ohmic contact layers 151 and 152, a source electrode 161, and a drain electrode 162. The gate electrode 121 is formed to branch from a gate line (not shown).

또한, 도시되지는 않았으나, 제1 기판(100)에는 게이트 라인과 데이터 라인의 끝부분에 연결되어 구동신호를 공급하기 위해 형성된 구동 회로부가 더 형성되며, 상기한 박막 트랜지스터(10)는 구동 회로부에도 다수 형성되어 회로소자로 사용될 수도 있다. In addition, although not shown, the first substrate 100 further includes a driving circuit portion connected to the end of the gate line and the data line to supply a driving signal, and the thin film transistor 10 may also be formed in the driving circuit portion. Many may be formed and used as circuit elements.

게이트 절연막(130)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 절연물질로 이루어지며 게이트 라인(미도시) 및 게이트 전극(121)이 형성된 제1 기판(100)의 전면에 적층된다. 그리고, 게이트 전극(121)이 위치한 게이트 절연막(130) 상에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(140)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(151, 152)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 저항성 접촉층(151, 152)은 게이트 전극(121)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있다. 또한, 전술한 실시예와 달리, 반도체층(140)은 폴리 실리콘으로 형성할 수도 있음은 물론이다. The gate insulating layer 130 is made of an insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) and is stacked on the entire surface of the first substrate 100 on which the gate line (not shown) and the gate electrode 121 are formed. On the gate insulating layer 130 where the gate electrode 121 is located, the semiconductor layer 140 made of amorphous silicon and the ohmic contact layers 151 and 152 made of n + hydrogenated amorphous silicon heavily doped with n-type impurities are sequentially formed. do. Here, the ohmic contacts 151 and 152 are separated at both sides with respect to the gate electrode 121. In addition, unlike the above-described embodiment, the semiconductor layer 140 may be formed of polysilicon.

데이터 라인(미도시)과 데이터 라인에서 분기된 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)은 게이트 절연막(130) 및 저항성 접촉층(151, 152) 상에 형성된다. The data line (not shown) and the source electrode 161 and the drain electrode 162 branched from the data line are formed on the gate insulating layer 130 and the ohmic contact layers 151 and 152.

여기서, 게이트 라인(미도시), 게이트 전극(121), 데이터 라인(미도시), 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162) 등을 포함하는 각 배선은 금속 또는 합금의 단일층으로 이루어져 있다. 그러나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성하는 경우가 많다. 일예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 하부층으로 사용하고 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 사용하는 것이다. 이는 하부층에는 배선저항에 의한 신호저항을 막기 위해 비저항이 작은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상부층에는 화학약품에 의한 내식성이 약하며 쉽게 산회되어 단선이 발생되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점을 보완하기 위해 화학약품에 대한 내식성이 강한 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 형성하는 것이다. 근래에는 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 등이 배선재료로 각광받고 있으며, 대부분 다중층으로 사용되고 있다. Here, each wiring including a gate line (not shown), a gate electrode 121, a data line (not shown), a source electrode 161, a drain electrode 162, and the like is formed of a single layer of a metal or an alloy. However, in order to compensate for the shortcomings of each metal or alloy and to obtain desired physical properties, they are often formed in multiple layers. For example, aluminum or an aluminum alloy is used as the lower layer, and chromium or molybdenum is used as the upper layer. The lower layer uses aluminum or aluminum alloy with low specific resistance to prevent signal resistance due to wiring resistance, and the upper layer uses chemicals to compensate for the shortcomings of aluminum or aluminum alloy where corrosion resistance is weak and easily broken due to chemicals. The upper layer is formed of chromium or molybdenum, which is highly resistant to chemicals. In recent years, molybdenum, aluminum, titanium, tungsten, and the like are spotlighted as wiring materials, and most of them are used in multiple layers.

박막 트랜지스터(10)가 형성된 제1 기판(100) 상에는 감광성 물질로 이루어진 보호막(170)이 적층된다. 즉, 보호막(170)은 질화규소(SiNx), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O막 또는 a-Si:C:F막(저유전율 CVD막) 및 아크릴계 유기 절연막 등으로 이루어진다. 보호막(170)에는 박막 트랜지스터(10)의 드레인 전극(162) 또는 경우에 따라서 소스 전극(161)의 일부분을 노출시키기 위한 접촉구멍(171)이 형성된다. The passivation layer 170 made of a photosensitive material is stacked on the first substrate 100 on which the thin film transistor 10 is formed. In other words, the protective film 170 may be formed of silicon nitride (SiNx), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), or an a-Si: C: O film or an a-Si: C: F film (low dielectric constant CVD film) and an acrylic resin. An organic insulating film or the like. In the passivation layer 170, a contact hole 171 for exposing a portion of the drain electrode 162 of the thin film transistor 10 or a part of the source electrode 161 may be formed.

보호막(170) 및 접촉구멍(171) 상에는 화소 전극(180)이 형성된다. 화소 전극(180)은 접촉구멍(171)을 통해 드레인 전극(162)에 접속됨으로써, 박막 트랜지스터(10)와 화소 전극(180)이 전기적으로 연결된다. 화소 전극(180)은 반사형 액정 표시 패널의 경우에는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 고반사율을 갖는 반사 도전막으로 형성되며, 투과형 액정 표시 패널의 경우에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전막으로 형성된다. 반사-투과형 액정 표시 패널의 경우에는 화소 전극(180)이 상기한 투명 도전막 및 반사 도전막이 적층된 구조로 형성된다. The pixel electrode 180 is formed on the passivation layer 170 and the contact hole 171. The pixel electrode 180 is connected to the drain electrode 162 through the contact hole 171, so that the thin film transistor 10 and the pixel electrode 180 are electrically connected to each other. The pixel electrode 180 is formed of a reflective conductive film having a high reflectance such as aluminum (Al) or silver (Ag) in the case of a reflective liquid crystal display panel, and indium tin oxide (ITO) or ITO in the case of a transmissive liquid crystal display panel. It is formed of a transparent conductive film such as indium zinc oxide (IZO). In the case of the reflective-transmissive liquid crystal display panel, the pixel electrode 180 is formed in a structure in which the transparent conductive film and the reflective conductive film are stacked.

다음, 제2 기판(200)에 대해 상세히 설명하면, 제1 기판(100)과 마찬가지로, 제2 기판(200)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제2 절연기판(210) 상에 개구영역을 가지도록 스트라이프 또는 격자형상으로 형성된 블랙 매트리스(220)와, 블랙 매트릭스(220)의 개구영역에 각각 형성된 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색의 3원색을 갖는 컬러필터(230)와, 컬러필터(230)와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성된 제1 칼럼 스페이서(250)와, 컬러필터(230)와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성되며 제1 칼럼 스페이서(250)보다 낮은 높이로 형성된 제2 칼럼 스페이서(260)와, 블랙 매트릭스(220) 및 컬러필터(230) 상에 형성된 공통전극(280)을 포함한다. 여기서, 제2 칼럼 스페이서(260)는 제1 칼럼 스페이서(250)보다 적은 수의 층으로 형성된다. Next, the second substrate 200 will be described in detail. Like the first substrate 100, the second substrate 200 may include a second insulating substrate made of an insulating material such as glass, quartz, ceramic, or plastic. A black mattress 220 formed in a stripe or lattice shape to have an opening area on the 210, and a color having three primary colors of red, green and blue or cyan, magenta and yellow respectively formed in the opening area of the black matrix 220. The filter 230, a first column spacer 250 formed by stacking a plurality of layers formed of the same material as the color filter 230, and a plurality of layers formed of the same material as the color filter 230 are stacked and formed. The second column spacer 260 is formed to have a lower height than the first column spacer 250, and the common electrode 280 is formed on the black matrix 220 and the color filter 230. Here, the second column spacer 260 is formed of fewer layers than the first column spacer 250.

블랙 매트릭스(220)는 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 3원색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색의 3원색을 갖는 컬러필터(230)의 색 사이를 구분하여 인접한 화소 사이의 빛샘 현상을 막고, 박막 트랜지스터(10)에 빛이 입사되는 것을 막아 화질의 불량을 방지한다. 이러한 블랙 매트릭스(220)는 크롬, 크롬 옥사이드 및 크롬 나이트라이드 등의 단일 또는 이들이 조합된 다중의 금속층으로 만들어지거나, 빛을 차단하기 위해 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다. The black matrix 220 distinguishes between the colors of the color filter 230 having three primary colors of red, green, and blue (RGB) or three primary colors of cyan, magenta, and yellow to prevent light leakage between adjacent pixels, and thin film transistors. Light is prevented from entering the light source 10 to prevent poor image quality. The black matrix 220 may be made of a single or a combination of multiple metal layers such as chromium, chromium oxide, and chromium nitride, or may be made of a photosensitive organic material to which black pigment is added to block light. Here, carbon black, titanium oxide, or the like may be used as the black pigment.

컬러필터(230)는 블랙 매트릭스(220)의 개구영역에 각각 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되며, 액정층(300)을 통과한 빛에 색을 부여하는 역할을 하게 된다. 이러한 컬러필터(230)는 착색 감광성 유기물질을 이용하여 만들어진다. The color filter 230 is formed by repeating red, green and blue or cyan, magenta and yellow colors in the opening regions of the black matrix 220, respectively, to impart color to light passing through the liquid crystal layer 300. do. The color filter 230 is made using a coloring photosensitive organic material.

제1 칼럼 스페이서(250)는 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이의 간격을 유지하며 컬러필터(230)의 형성과정에서 함께 형성된다. 즉, 컬러필터(230)가 형성되면서 컬러필터(230)와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 제1 칼럼 스페이서(250)를 형성한다. 여기서, 제1 칼럼 스페이서(250)는 각 층이 3원색 중에서 어느 한 색씩을 갖는 3층 구조를 갖는다. The first column spacer 250 maintains a gap between the first substrate 100 and the second substrate 200 and is formed together in the process of forming the color filter 230. That is, as the color filter 230 is formed, a plurality of layers formed of the same material as the color filter 230 are stacked to form the first column spacer 250. Here, the first column spacer 250 has a three-layer structure in which each layer has any one of three primary colors.

제2 칼럼 스페이서(260)는, 전술한 제1 칼럼 스페이서(250)와 마찬가지로, 컬러필터(230)의 형성과정에서 함께 형성된다. 즉, 컬러필터(230)가 형성되면서 컬러필터(230)와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 제2 칼럼 스페이서(260)를 형성한다. 그러나, 제2 칼럼 스페이서(260)는, 제1 칼럼 스페이서(250)와 달리, 각 층이 3원색 중에서 어느 한 색씩을 갖는 2층 구조를 갖는다. Like the first column spacer 250 described above, the second column spacer 260 is formed together in the process of forming the color filter 230. That is, while the color filter 230 is formed, a plurality of layers formed of the same material as the color filter 230 are stacked to form the second column spacer 260. However, unlike the first column spacer 250, the second column spacer 260 has a two-layer structure in which each layer has any one of three primary colors.

이렇게 제2 칼럼 스페이서(260)는 제1 칼럼 스페이서(250)보다 적은 수의 층을 가짐으로써, 낮은 높이로 형성된다. As such, the second column spacer 260 has fewer layers than the first column spacer 250 and is formed at a low height.

이와 같이, 제1 칼럼 스페이서(250)와 제2 칼럼 스페이서(260)가 서로 다른 높이를 가지고 형성됨으로써, 액정 적하 마진과 스미어(smear) 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. As such, since the first column spacer 250 and the second column spacer 260 are formed to have different heights, it is possible to effectively improve all of conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear resistance. .

즉, 평상시에는 제1 칼럼 스페이서(250)에 의해 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 간격이 유지되고, 양 기판(100, 200)에 과도한 압력이 주어지면 제1 칼럼 스페이서(250)가 수축 변형되고 이에 제2 칼럼 스페이서(260)가 보조적으로 양 기판(100, 200)의 간격을 유지하여 액정 표시 패널이 파손되는 것을 방지하게 된다. 한편, 제2 칼럼 스페이서(260)는 제1 칼럼 스페이서(250)보다 적은 부피를 차지하므로 액정 표시 패널의 전체적인 액정 적하 마진을 향상 시킬 수 있게 되는 것이다. That is, the interval between the first substrate 100 and the second substrate 200 is normally maintained by the first column spacer 250, and when excessive pressure is applied to both substrates 100 and 200, the first column spacer ( 250 is contracted and deformed so that the second column spacer 260 auxiliaryly maintains the gap between the substrates 100 and 200 to prevent the liquid crystal display panel from being damaged. Meanwhile, since the second column spacer 260 occupies a smaller volume than the first column spacer 250, the overall liquid crystal dropping margin of the liquid crystal display panel may be improved.

공통 전극(280)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 이러한 공통 전극(280)은 제1 기판(100)의 화소 전극(180)과 함께 액정층(300)에 직접 신호전압을 인가하게 된다. The common electrode 280 is made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The common electrode 280 directly applies a signal voltage to the liquid crystal layer 300 together with the pixel electrode 180 of the first substrate 100.

도시하지는 않았으나, 전술한 실시예와 달리, 제2 기판(200)은 컬러필터(230)와 공통전극(280) 사이에 배치되는 오버코트층을 더 포함할 수 있다. 오버코트층은 컬러필터(230)를 보호하며, 주로 아크릴계 수지를 재질로 형성된다. Although not shown, unlike the above-described embodiment, the second substrate 200 may further include an overcoat layer disposed between the color filter 230 and the common electrode 280. The overcoat layer protects the color filter 230 and is mainly formed of an acrylic resin.

이와 같이 완성된 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 대향 배치하여 정렬한 다음 실런트(미도시)를 사용하여 상호 접합하게 되며, 양 기판(100, 200) 사이에는 액정 적하 방법 또는 진공 주입 방법을 사용하여 액정층(300)이 채워진다. The first substrate 100 and the second substrate 200 completed as described above are arranged to face each other, and then bonded to each other by using a sealant (not shown), and a liquid crystal dropping method is performed between the two substrates 100 and 200. The liquid crystal layer 300 is filled using a vacuum injection method.

다음, 본 발명의 일실시예에 따라, 도 1에서 도시된 구조를 갖는 액정 표시 패널의 제조방법에 대해 설명하면, 제1 기판(100)은 공지의 방법으로 제조되며, 본 발명에 따라, 제2 기판(200)의 제조방법을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. Next, according to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a liquid crystal display panel having the structure shown in FIG. 1 will be described. The first substrate 100 is manufactured by a known method, and according to the present invention, Hereinafter, the manufacturing method of the substrate 200 will be described in more detail.

먼저, 도 2에서 도시된 바와 같이, 제2 절연기판(210) 상에 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. 블랙 매트릭스(220)는 게이트 라인(120), 데이터 라인(160), 박막 트랜지스터(10) 및 회로부(30)의 상부에 위치하도록 형성되는 것이 일반적이다. First, as shown in FIG. 2, the black matrix 220 is formed on the second insulating substrate 210. The black matrix 220 is generally formed to be positioned above the gate line 120, the data line 160, the thin film transistor 10, and the circuit unit 30.

블랙 매트릭스(220)의 형성과정을 좀더 자세히 설명하면, 감광성 유기물질에 카본 블랙 또는 티타늄 옥사이드와 같은 검은색 계열의 안료를 첨가하여 블랙 매트릭스 감광액을 만든 다음, 이 블랙 매트릭스 감광액을 제2 절연기판(210)상에 도포하고 노광, 현상 및 베이크 공정을 거쳐 개구부를 갖는 블랙 매트릭스(220)를 완성한다. In more detail, the formation process of the black matrix 220 is made by adding a black pigment such as carbon black or titanium oxide to the photosensitive organic material to form a black matrix photoresist, and then the black matrix photoresist is used as a second insulating substrate ( The black matrix 220 having the openings is completed by applying onto 210 and subjecting it to exposure, development and baking.

이어, 블랙 매트릭스(220)와 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있지 않은 제2 절연기판(210) 상에 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색의 3원색 중 어느 하나의 색상을 가지는 컬러필터 감광액을 도포한 다음, 마찬가지로 노광, 현상 및 베이크 공정을 거쳐서 도 4에서 도시된 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 또 는 청록색, 자홍색 및 노랑색 등의 3원색 중 어느 하나의 색상을 가지는 컬러필터(231)를 형성한다. Subsequently, a color filter having one of three primary colors of red, green, blue, cyan, magenta, and yellow on the second insulating substrate 210 on which the black matrix 220 and the black matrix 220 are not formed. After applying the photoresist, the color filter having the color of any one of three primary colors, such as red, green and blue or cyan, magenta and yellow, as shown in FIG. 4 through an exposure, development and baking process. ).

이때, 제1 칼럼 스페이서(250)와 제2 칼럼 스페이서(260)를 형성하고자하는 블랙 매트릭스(220) 상에도 컬러필터(231)와 동일한 재질을 가지고 동일한 방법으로 하나의 층(251, 261)을 컬러필터(231)와 같이 형성하게 된다. In this case, one layer 251 and 261 may be formed on the black matrix 220 on which the first column spacer 250 and the second column spacer 260 are to be formed and have the same material as that of the color filter 231. It is formed as the color filter 231.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 나머지 색상을 중 어느 한 색을 가지는 컬러필터 감광액으로 전술한 과정을 반복하여 컬러필터(232)를 형성함과 동시에 앞서 형성된 층위에 다시 한 층(252, 262)을 적층하여 2층 구조를 형성한다. 여기서, 제2 컬럼 스페이서(260)는 완성된다. Next, as shown in FIG. 4, the above-described process is repeated with the color filter photoresist having any one of the remaining colors to form the color filter 232 and at the same time, the layers 252 and 262 are formed on the previously formed layer. ) Is laminated to form a two-layer structure. Here, the second column spacer 260 is completed.

마지막으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 남은 색상을 가지는 컬러필터 감광액으로 전술한 과정을 다시 반복하여 컬러필터(233)를 형성함과 동시에 제1 칼럼 스페이서(250)를 형성하고자 하는 위치의 2층 구조(251, 252)에 다시 한 층(253)을 더 적층하여 3층 구조를 형성함으로써 제1 칼럼 스페이서(250)를 완성한다. Finally, as shown in FIG. 5, the above-described process is repeated again with the color filter photoresist having the remaining color to form the color filter 233 and at the same time, to form the first column spacer 250. The first column spacer 250 is completed by further stacking one layer 253 on the layer structures 251 and 252 to form a three-layer structure.

이어, 컬러필터(230) 상에 공통 전극(280)을 형성함으로써 제2 기판(200)을 완성한다. Subsequently, the second substrate 200 is completed by forming the common electrode 280 on the color filter 230.

이렇게 마련된 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 대향 배치하여 정렬한 다음 실런트(미도시)를 사용하여 상호 접합하고, 양 기판(100, 200) 사이에는 액정 적하 방법 또는 진공 주입 방법을 사용하여 액정층(300)이 채움으로써 액정 표시 패널을 완성한다. The first substrate 100 and the second substrate 200 thus prepared are arranged to face each other, and then bonded to each other using a sealant (not shown), and a liquid crystal dropping method or a vacuum injection method is formed between the two substrates 100 and 200. The liquid crystal layer 300 is filled using to complete the liquid crystal display panel.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널 및 그 제 조방법에 따른 작용 및 효과를 살펴보면, 컬러필터(230)의 형성과정에서 칼럼 스페이서(250, 260)를 함께 형성하여 액정 표시 패널의 전체적인 제조공정을 단축하고, 제1 칼럼 스페이서(250)와 제2 칼럼 스페이서(260)가 서로 다른 높이를 가지고 형성됨으로써 액정 적하 마진과 스미어(smear) 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. By such a configuration, the liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention and the operation and effects of the manufacturing method thereof are described. In the process of forming the color filter 230, the column spacers 250 and 260 are formed together to form a liquid crystal. The overall manufacturing process of the display panel is shortened, and the first column spacer 250 and the second column spacer 260 are formed to have different heights, thereby compromising both conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear resistance. It can be effectively improved.

즉, 평상시에는 제1 칼럼 스페이서(250)에 의해 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 간격이 유지되고, 양 기판(100, 200)에 과도한 압력이 주어지면 제1 칼럼 스페이서(250)가 수축 변형되고 이에 제2 칼럼 스페이서(260)가 보조적으로 양 기판(100, 200)의 간격을 유지하여 액정 표시 패널이 파손되는 것을 방지하게 된다. 한편, 제2 칼럼 스페이서(260)는 제1 칼럼 스페이서(250)보다 적은 부피를 차지하므로 액정 표시 패널의 전체적인 액정 적하 마진을 향상 시킬 수 있게 되는 것이다. That is, the interval between the first substrate 100 and the second substrate 200 is normally maintained by the first column spacer 250, and when excessive pressure is applied to both substrates 100 and 200, the first column spacer ( 250 is contracted and deformed so that the second column spacer 260 auxiliaryly maintains the gap between the substrates 100 and 200 to prevent the liquid crystal display panel from being damaged. Meanwhile, since the second column spacer 260 occupies a smaller volume than the first column spacer 250, the overall liquid crystal dropping margin of the liquid crystal display panel may be improved.

또한, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되지 않으며, 각 색상의 컬러필터를 반복적으로 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 형성되는 것이라면 어떠한 종류의 액정 표시 패널에도 모두 적용될 수 있음은 물론이다. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be applied to any kind of liquid crystal display panel as long as it is formed by a manufacturing method including repeatedly forming a color filter of each color. .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 컬러필터의 형성과정에서 칼럼 스페이서를 함께 형성하여 액정 표시 패널의 전체적인 제조공정을 단축하고, 액정 적하 마진과 스미어 내압 내성 등의 상충되는 특성을 모두 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, in the process of forming the color filter, the column spacers are formed together to shorten the overall manufacturing process of the liquid crystal display panel, and effectively improve all the conflicting characteristics such as liquid crystal dropping margin and smear resistance. It becomes possible.

Claims (9)

다수의 배선과, 상기 배선과 연결된 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함하는 제1 기판과; A first substrate including a plurality of wirings, a plurality of thin film transistors which are switching elements connected to the wirings, and a pixel electrode connected to the thin film transistors; 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판과; A second substrate disposed to face the first substrate; 상기 제2 기판 상에 형성되며, 소정의 패턴으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙 매트릭스와; A black matrix formed on the second substrate and having an opening region formed in a predetermined pattern; 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 안료를 포함한 감광성 유기물질로 형성된 컬러필터와; A color filter formed of a photosensitive organic material including a pigment in the opening region of the black matrix; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성된 제1 칼럼 스페이서와; A first column spacer formed by stacking a plurality of layers formed of the same material as the color filter; 상기 컬러필터와 동일한 재료로 형성된 복수의 층이 적층되어 형성되며 상기 제1 칼럼 스페이서보다 낮은 높이로 형성된 제2 칼럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. And a second column spacer formed by stacking a plurality of layers formed of the same material as the color filter and having a lower height than the first column spacer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 칼럼 스페이서는 상기 제1 칼럼 스페이서보다 적은 수의 층으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. The second column spacer is formed of fewer layers than the first column spacer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 컬러필터는 3원색의 안료 중 하나씩을 포함한 감광성 유기물질이 각각 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 반복적으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. The color filter is a liquid crystal display panel, characterized in that the photosensitive organic material including one of the three primary pigments are formed repeatedly in the opening region of the black matrix. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 3원색은 각각 청색, 녹색 및 적색이거나, 각각 청록색, 자홍색 및 노랑색인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. Wherein the three primary colors are blue, green, and red, or cyan, magenta, and yellow, respectively. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 제1 칼럼 스페이서는 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 3층 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. And the first column spacer has a three-layer structure in which each layer having one color among the three primary colors is stacked. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 제2 칼럼 스페이서는 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 2층 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널. And the second column spacer is formed in a two-layer structure in which each layer having one color among the three primary colors is stacked. 절연기판 상에 소정의 패턴으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; Forming a black matrix having an opening region formed in a predetermined pattern on the insulating substrate; 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 3원색의 컬러필터를 각각 반복적으로 형성하는 단계와; Repeatedly forming three primary color filters in the opening region of the black matrix; 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 3층 구조의 제1 칼럼 스페이서 및 상기 3원색 중에서 한 색씩을 가진 각 층이 적층된 2층 구조의 제2 칼럼 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법. A first column spacer having a three-layer structure in which each layer having one color among the three primary colors is stacked on the black matrix, and a second column spacer having a two-layer structure having each layer having one color among the three primary colors stacked therein. Method of manufacturing a liquid crystal display panel comprising the step of. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 상기 3원색의 컬러필터가 각각 반복적으로 형성되는 과정에서 상기 제1 칼럼 스페이서를 이루는 각 층이 적층되어 가는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법. And each layer constituting the first column spacer is stacked in the process of repeatedly forming each of the three primary color filters in the opening region of the black matrix. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 블랙 매트릭스의 개구영역에 상기 3원색의 컬러필터 중에서 어느 두 색의 컬러필터가 각각 반복적으로 형성되는 과정에서 상기 제2 칼럼 스페이서를 이루는 각 층이 적층되어 가는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조방법. In the process of repeatedly forming the color filters of any two colors among the three primary color filters in the opening region of the black matrix, the respective layers constituting the second column spacer are stacked. Way.
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