KR20070069829A - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20070069829A
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Abstract

A liquid crystal display device and a fabricating method thereof are provided to form a black matrix and column spacers simultaneously by a diffraction exposure step applied to color filter layers and an overcoat layer, thereby removing stepped difference failure on a surface of the overcoat layer caused by overlapping between the black matrix and the color filter layers. A liquid crystal display device includes color filter layers(123) formed on a first substrate(121), an overcoat layer(124) formed on the entire surface of the first substrate including the color filter layers for flattening the entire surface, a black matrix(122) and column spacers(131) integrally formed on the overcoat layer, a second substrate(111) facing the first substrate and formed with thin film transistors(TFT) at intersections between a plurality of gate and data lines(115) thereon, and a liquid crystal layer(129) formed between the first and second substrates.

Description

액정표시소자 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Device And Method For Fabricating The Same}Liquid Crystal Display Device and Method for Manufacturing the Same {Liquid Crystal Display Device And Method For Fabricating The Same}

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2e는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 공정단면도.2A to 2E are cross-sectional views of a liquid crystal display device according to the prior art.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서의 평면도.4 is a plan view of a black matrix and column spacer according to the present invention;

도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 절단면도.5 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 4.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 의한 액정표시소자의 공정단면도.6A to 6E are cross-sectional views of a liquid crystal display device according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

111 : TFT 어레이 기판 115 : 데이터 배선111: TFT array substrate 115: data wiring

117 : 화소전극 118 : 공통전극 117: pixel electrode 118: common electrode

121 : 컬러필터 어레이 기판 122 : 블랙 매트릭스 121: color filter array substrate 122: black matrix

123 : 컬러필터층 124 : 오버코트층 123: color filter layer 124: overcoat layer

129 : 액정층 126 : 씨일제129: liquid crystal layer 126: sealant

131 : 컬럼 스페이서 131: column spacer

본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 회절 노광공정을 적용하여 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서를 동시에 형성함으로써 액정셀 불균일에 의한 불량을 제거하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and in particular, to form a black matrix and a column spacer at the same time by applying a diffraction exposure process, to eliminate defects caused by non-uniformity of the liquid crystal cell, and a manufacture thereof. It is about a method.

최근, 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에, CRT(cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되고 있다.Recently, the liquid crystal display device has a high contrast ratio, is suitable for gray scale display or moving image display, and has low power consumption. Therefore, the liquid crystal display device is gradually used as an alternative means to overcome the disadvantage of cathode ray tube (CRT). It is expanding.

이와 같은 액정표시소자는 통상, 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 단위 픽셀에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되어 있는 TFT 어레이 기판과, 블랙 매트릭스와 컬러필터층과 공통전극이 형성되어 있는 컬러필터 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재되어 상기 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 수직전계에 의해 배열방향이 제어되는 액정층으로 구성되어 각종 외부신호에 의해 화상을 표시한다.Such a liquid crystal display device typically includes a TFT array substrate in which a thin film transistor and a pixel electrode are formed in each unit pixel defined by a gate wiring and a data wiring, and a color filter array in which a black matrix, a color filter layer, and a common electrode are formed. It consists of a substrate and a liquid crystal layer interposed between the two substrates and the array direction is controlled by a vertical electric field formed between the pixel electrode and the common electrode to display an image by various external signals.

이 때, 상기 공통전극이 TFT 어레이 기판 상의 화소전극 사이에 형성될 수도 있는데, 이 경우에는 액정이 화소전극과 공통전극 사이에 발생하는 횡전계에 의해 배열방향이 제어된다. At this time, the common electrode may be formed between the pixel electrodes on the TFT array substrate. In this case, the alignment direction is controlled by the transverse electric field generated between the pixel electrode and the common electrode.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 단면도이고, 도 2a 내지 도 2e는 종래 기술에 의한 액정표시소자의 공정단면도이다.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art, and FIGS. 2A to 2E are process cross-sectional views of the liquid crystal display device according to the prior art.

종래 기술에 의한 액정표시소자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부기판인 컬러필터(color filter) 어레이 기판(21)과 하부기판인 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판(11)이 서로 대향되도록 배치되고, 그 사이에 액정층(29)이 형성되는 구조를 가지는바, 화소 선택용 게이트 배선을 통해 수십 만개의 단위 픽셀에 부가된 TFT를 스위칭 동작시켜 해당 화소에 전압을 인가해 주는 방식으로 구동된다. In the liquid crystal display device according to the related art, as shown in FIG. 1, the color filter array substrate 21 as the upper substrate and the TFT (Thin Film Transistor) array substrate 11 as the lower substrate are opposed to each other. The liquid crystal layer 29 is disposed therebetween, and is driven by switching a TFT added to hundreds of thousands of unit pixels through a pixel selection gate wiring to apply a voltage to the pixel. do.

이때, 상기 TFT 어레이 기판(11)에는 게이트 절연막(13)에 의해 서로 절연되는 게이트 배선(도시하지 않음) 및 데이터 배선(15)과, 두 배선의 교차지점에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와, 보호막(16)을 관통하여 상기 박막트랜지스터(TFT)에 연결되는 화소전극(17)과, 상기 화소전극(17)과 평행하게 배치되어 횡전계를 발생시키는 공통전극(18)이 형성되어 있다.In this case, the TFT array substrate 11 includes a gate wiring (not shown) and a data wiring 15 insulated from each other by the gate insulating film 13, a thin film transistor (TFT) formed at an intersection of the two wirings, A pixel electrode 17 penetrating the passivation layer 16 and connected to the thin film transistor TFT and a common electrode 18 disposed in parallel with the pixel electrode 17 to generate a transverse electric field are formed.

그리고, 상기 컬러필터 어레이 기판(21)에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(22)와, 색상을 구현하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터층(23)과, 상기 컬러필터층(23)을 포함한 전면에 형성되는 오버코트층(24)이 형성되어 있다. In addition, the color filter array substrate 21 includes a black matrix 22 for preventing light leakage, a color filter layer 23 of red, green, and blue for implementing colors, and the color. An overcoat layer 24 formed on the entire surface including the filter layer 23 is formed.

이러한, 상기 컬러필터 어레이 기판(21)과 TFT 어레이 기판(11)의 가장자리에는 두 기판을 완전접착하고 액정이 외부로 흘러나오는 것을 방지하기 위해 씨일제(41)가 더 구비되고, 두 기판 사이에는 기판 간극을 일정하게 유지시켜 주기 위한 스페이서(31)가 더 구비된다. The sealant 41 is further provided at edges of the color filter array substrate 21 and the TFT array substrate 11 to completely adhere the two substrates and prevent liquid crystals from flowing out. A spacer 31 is further provided to keep the substrate gap constant.

이 때, 두 기판 사이의 간극이 일정하지 않으면 그 부분을 통과하는 빛의 투 과도가 달라져 밝기가 불균일해지기 때문에, 스페이서를 두 기판 사이에 삽입하여 기판간극을 일정하게 유지시켜 준다.At this time, if the gap between the two substrates is not constant, the transmittance of light passing through the portion is changed and brightness is uneven, so that the spacer gap is inserted between the two substrates to keep the substrate gap constant.

상기 스페이서는 볼 스페이서(ball spacer) 또는 컬럼 스페이서(column spacer)로 형성할 수 있으며, 상기 볼 스페이서는 산포 방식에 의해 형성되며, 상기 컬럼 스페이서는 기판에 유기 고분자 물질을 도포한 후 이를 선택적으로 제거하는 사진식각기술에 의해 형성된다. The spacers may be formed as ball spacers or column spacers, and the ball spacers may be formed by a scattering method, and the column spacers may be selectively removed after applying an organic polymer to a substrate. It is formed by a photolithography technique.

그러나, 셀 갭이 낮고 대면적인 액정표시소자일 경우에는, 상기 볼 스페이서를 4~5㎛의 크기 이하로 제작하기는 어렵기 때문에 컬럼 스페이서(pattered spacer)를 많이 활용한다.However, in the case of a liquid crystal display device having a low cell gap and large area, it is difficult to manufacture the ball spacer to a size of 4 to 5 μm or less, and thus, a column spacer is often used.

이하에서, 액정표시소자의 제작과정을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing process of the liquid crystal display device will be described.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(21)의 소정부위에 광밀도(optical density) 3.5이상의 크롬산화물(CrOx) 또는 크롬(Cr) 등의 금속 또는 카본(carbon) 계통의 유기물질을 도포한 후, 이를 사진식각(photolithograpy) 기술로 패터닝하여 블랙 매트릭스(22)를 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a metal or carbon-based organic material, such as chromium oxide (CrOx) or chromium (Cr) having an optical density of 3.5 or more, on a predetermined portion of the color filter array substrate 21. After applying the material, it is patterned by photolithograpy technology to form the black matrix 22.

이후, 상기 블랙 매트릭스(22)를 포함한 전면에 R(Red) 색상이 착색된 컬러 레지스트를 도포하고 패터닝하여 R색상의 컬러필터층을 형성한다. G(Green) 색상의 컬러필터층 및 B(Blue) 색상의 컬러필터층도 동일한 방법으로 형성하여 R,G,B의 컬러필터층(23)을 완성한다. Thereafter, a color resist colored with R (Red) color is applied and patterned on the entire surface including the black matrix 22 to form a color filter layer of R color. A color filter layer of G (Green) color and a color filter layer of B (Blue) color are also formed in the same manner to complete the color filter layers 23 of R, G, and B.

이후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(21)의 표면을 평탄화하기 위해서 상기 컬러필터층(23)을 포함한 전면에 유기계 물질인 아크릴계 수지 를 코팅하여 오버코트층(24)을 형성한다. Then, as shown in FIG. 2B, in order to planarize the surface of the color filter array substrate 21, an overcoat layer 24 is formed by coating an acrylic resin, which is an organic material, on the entire surface including the color filter layer 23.

계속해서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(24)을 포함한 전면에 감광성 수지막(31d)을 소정 두께로 도포하고 경화시킨 후, 노광마스크(50)를 얼라인시킨 뒤, 노광마스크(50)의 투광부를 통해 UV선을 조사하여 감광성 수지막(31d)을 노광한다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, after the photosensitive resin film 31d is applied to the entire surface including the overcoat layer 24 to a predetermined thickness and cured, the exposure mask 50 is aligned, followed by an exposure mask. UV light is irradiated through the light-transmitting portion of 50 to expose the photosensitive resin film 31d.

다음, 도 2d에 도시된 바와 같이, 노광된 감광성 수지막을 화학처리함으로써 노광되지 않은 포토레지스트를 제거하여 도토 패턴의 표면을 가지는 컬럼 스페이서(31)를 완성한다.Next, as shown in FIG. 2D, the unexposed photoresist is removed by chemically treating the exposed photosensitive resin film to complete the column spacer 31 having the surface of the clay pattern.

이후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터가 형성되어 있는 TFT 어레이 기판(11)의 가장자리에 접착제 역할을 하는 씨일제(도시하지 않음)를 인쇄한 뒤, 상기 두 기판을 대향합착시키고, 두 기판 사이에 액정층(29)을 형성하여 액정표시소자를 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 2E, a sealant (not shown) serving as an adhesive is printed on the edge of the TFT array substrate 11 on which the thin film transistor is formed, and then the two substrates are opposed to each other, The liquid crystal layer 29 is formed between the substrates to complete the liquid crystal display device.

그러나, 상기의 종래 기술에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the liquid crystal display device and its manufacturing method according to the prior art have the following problems.

즉, R,G,B 컬러필터층을 각각 별도의 공정으로 형성함에 따라, 컬러 레지스트의 특성 및 노광 정도에 따라 R,G,B의 컬러필터층 사이에 단차가 생기는 문제점이 발생한다.That is, as the R, G, and B color filter layers are formed in separate processes, a problem arises in that a step is generated between the R, G, and B color filter layers depending on the characteristics of the color resist and the degree of exposure.

더욱이, 블랙 매트릭스에 오버랩되는 컬러필터층과 블랙 매트릭스에 오버랩되지 않는 컬러필터층의 단차가 불균일하여 오버코트층을 형성시키더라도 단차보상 이 크게 개선되지 않는다. 특히, 블랙 매트릭스와 컬러필터층의 오버랩 유무에 따른 단차 불균일은 블랙 매트릭스를 카본 계통의 유기막으로 두껍게 형성할 경우 더욱 심해진다.Furthermore, even if the step difference between the color filter layer overlapping the black matrix and the color filter layer not overlapping the black matrix is formed unevenly, the step compensation is not greatly improved. In particular, the step unevenness due to the overlap of the black matrix and the color filter layer is further increased when the black matrix is thickly formed of an organic film of carbon type.

도 2d에 도시된 바와 같이, 인접한 컬럼 스페이서(31) 간의 높이차(△H1)를 측정한 결과 2000Å 이상의 단차 차이가 있었다. As shown in FIG. 2D, the height difference ΔH1 between the adjacent column spacers 31 was measured, resulting in a step difference of 2000 μs or more.

이와같이, 컬럼 스페이서의 단차가 불균일한 경우, 액정 셀갭이 결국 불균일해져 TFT 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판 사이에 액정을 주입하거나 적하할 때 설계된 스펙만큼 정확한 양의 액정을 떨어뜨리는데 어려움이 따른다. As such, when the step of the column spacer is nonuniform, the liquid crystal cell gap eventually becomes nonuniform, so that it is difficult to drop the amount of liquid crystal as accurate as the designed specifications when injecting or dropping the liquid crystal between the TFT array substrate and the color filter array substrate.

따라서, 다소 많거나 적은 양의 액정이 두 기판 사이에 개재되는데, 이 경우 액정표시소자가 완성된 후, 중력이나 외부 자극에 의한 중력불량 및 휘점, 얼룩 같은 화질 불량이 발생하게 된다.Therefore, a somewhat larger or smaller amount of liquid crystal is interposed between the two substrates. In this case, after the liquid crystal display device is completed, image quality defects such as gravity defects, bright spots, and stains due to gravity or external stimulus are generated.

여기서, 중력 불량이란, 즉, 액정이 과다하게 형성된 경우, 액정층의 온도상승에 의해 그 부피가 커져 액정셀갭이 스페이서보다 커지게 되면, 액정표시소자를 세웠을 때, 상부의 액정이 중력에 의해 컬럼 스페이서를 통해 하부로 치중되어 액정셀갭이 불균일하게 되는 중력 불량이 발생한다. Herein, when the liquid crystal is excessively formed, that is, when the liquid crystal is excessively formed, the volume of the liquid crystal layer increases due to the temperature increase of the liquid crystal layer, and the liquid crystal cell gap becomes larger than the spacer. Gravity failure occurs due to the weight of the liquid crystal cell gap being unevenly lowered through the spacer.

그리고, 액정이 적게 형성된 경우, 액정표시소자의 화면을 문지르거나 누르게 되면 액정이 옆 공간으로 이동한 후 컬럼 스페이서의 편평한 표면 구조 때문에 다시 원래의 위치로 돌아오지 못하게 되어 그 부분을 통과하는 빛의 투과도가 달라져 휘도가 불균일해지는 화질 불량이 발생한다. In the case where less liquid crystal is formed, when the screen of the liquid crystal display is rubbed or pressed, the liquid crystal moves to the next space and cannot be returned to its original position due to the flat surface structure of the column spacer. Becomes different, resulting in poor image quality.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 회절노광 공정을 적용하여 블랙 매트릭스와 컬럼스페이서를 동시에 형성함으로써 컬럼스페이서의 단차불량을 해소하고 마스크 공정 횟수를 줄이고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the liquid crystal display device to eliminate the step difference of the column spacer and reduce the number of mask process by applying a diffraction exposure process simultaneously to form a black matrix and a column spacer The purpose is to provide a manufacturing method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 제 1 기판 상에 형성되는 컬러필터층과, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 표면을 평탄화시키는 오버코트층과, 상기 오버코트층 상에서 일체형으로 형성되는 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서와, 상기 제 1 기판에 대향하고 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차하는 부위에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제 2 기판과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is a color filter layer formed on the first substrate, an overcoat layer formed on the entire surface including the color filter layer to planarize the surface, and integrally formed on the overcoat layer A black matrix and column spacer to be formed, a second substrate having a thin film transistor formed at a portion of the first substrate facing the first substrate and crossing a plurality of gate wirings and data wirings, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates. Characterized in that comprises a.

그리고, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 제조방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 제공하는 단계와, 상기 제 1 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 오버코트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층을 포함한 전면에 감광성 수지를 형성하는 단계와, 상기 감광성 수지를 회절노광하고 패터닝하여 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계와, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판의 가장자리에 씨일제를 형성하여 대향합착하는 단계와, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, a method of manufacturing a liquid crystal display device for achieving another object of the present invention includes the steps of providing a first substrate and a second substrate, forming a color filter layer on the first substrate, and including the color filter layer Forming an overcoat layer on the entire surface, forming a photosensitive resin on the entire surface including the overcoat layer, diffractive exposure and patterning the photosensitive resin to simultaneously form a black matrix and a column spacer, and the first substrate Or forming a sealant on the edge of the second substrate to oppose and bonding the liquid crystal layer between the first and second substrates.

이와같이, 본 발명에 의한 컬럼 스페이서는 블랙 매트릭스와 일체형으로 형성되어, 패널 전체에 대한 컬럼 스페이서 단차차이를 개선하고자 함을 특징으로 한 다. As described above, the column spacer according to the present invention is integrally formed with the black matrix, and is intended to improve the column spacer step difference with respect to the entire panel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서의 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 절단면도이며, 도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 의한 액정표시소자의 공정단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 4 is a plan view of a black matrix and a column spacer according to the present invention, FIG. 5 is a sectional view taken along the line II ′ of FIG. 4, and FIGS. 6E is a process cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention.

본 발명에 따른 액정표시소자는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부기판인 컬러필터(color filter) 어레이 기판(121)과 하부기판인 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판(111)이 서로 대향되도록 배치되고, 두 기판 사이에는 유전 이방성을 갖는 액정층(129)과 상기 액정층의 셀갭을 균일하게 유지해주기 위한 컬럼 스페이서(131)가 구비되는바, 상기 컬럼 스페이서(131)는 상기 컬러필터 어레이 기판(121)의 블랙 매트릭스(122)와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In the liquid crystal display according to the present invention, as shown in FIG. 3, the color filter array substrate 121 serving as the upper substrate and the TFT (Thin Film Transistor) array substrate 111 serving as the lower substrate face each other. The liquid crystal layer 129 having dielectric anisotropy and a column spacer 131 for uniformly maintaining the cell gap of the liquid crystal layer are disposed between the two substrates, and the column spacer 131 is the color filter array substrate. It is characterized in that it is formed integrally with the black matrix 122 of (121).

구체적으로, 상기 TFT 어레이 기판(111)에는 단위 픽셀(sub-pixel)을 정의하기 서로 수직교차하여 게이트 절연막(113)에 의해 서로 절연되는 게이트 배선(도시하지 않음) 및 데이터 배선(115)과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 부위에 형성되어 액정분자의 배열 방향을 변환시키기 위해 전압의 온/오프를 스위칭하는 박막트랜지스터(TFT)와, 각 단위 픽셀에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 액정층(129)에 전압을 인가하는 화소전극(117)과, 상기 화소전극(117)과 일정간격으로 이격되어 상기 화소전극(117)과 더불어 횡전계를 발생시켜 액정방향을 제어하는 공통전극(118)이 형성되어 있다.Specifically, the TFT array substrate 111 includes gate wirings (not shown) and data wirings 115 which are insulated from each other by the gate insulating layer 113 by vertically crossing each other to define a sub-pixel. A thin film transistor (TFT) formed at an intersection of the gate line and the data line to switch on / off of a voltage to change an arrangement direction of liquid crystal molecules, and a liquid crystal layer electrically connected to the thin film transistor at each unit pixel The common electrode 118 controlling the liquid crystal direction by generating a transverse electric field together with the pixel electrode 117 spaced apart from the pixel electrode 117 at a predetermined interval and applying a voltage to the pixel electrode 117. Is formed.

그리고, 상기 컬러필터 어레이 기판(121)에는 각 단위 픽셀별로 일정한 순서로 배열되어 색상을 구현하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터층(123)과, 상기 R,G,B의 컬러필터층(123)을 포함한 전면에 형성되어 표면을 평탄화시키는 오버코트층(124)과, 상기 오버코트층 상에 R,G,B 셀 사이의 구분과 전계가 불안한 영역에서의 빛샘을 차광하는 블랙 매트릭스(122)가 형성되어 있다.In addition, the color filter array substrate 121 includes red, green, and blue color filter layers 123 arranged in a predetermined order for each unit pixel to implement colors, and the R, G And an overcoat layer 124 formed on the entire surface including the color filter layer 123 of B and flattening the surface, and shielding light leakage in an area where the separation between R, G, and B cells and the electric field are unstable on the overcoat layer. The black matrix 122 is formed.

이때, 상기 블랙 매트릭스(122)는 상부에는 컬럼 스페이서(131)가 일체형으로 형성되는데, 블랙 매트릭스 상에 상기 컬럽 스페이서가 부착된 형태의 구조를 가지도록 형성된다. In this case, the black matrix 122 has a column spacer 131 integrally formed thereon, and has a structure in which the color spacer is attached to the black matrix.

상기 블랙 매트릭스(122)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 단위 화소 가장자리(게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되는 부분)와 박막트랜지스터가 형성되는 영역에 상응되도록 구비된다. As illustrated in FIGS. 4 and 5, the black matrix 122 is provided so as to correspond to an edge of a unit pixel (a portion where gate lines and data lines are formed) and an area where a thin film transistor is formed.

상기 컬럼 스페이서(131)는 블랙 매트릭스 상에서 도트(dot) 패턴으로 형성되고, 빛샘 불량 등의 발생을 방지하기 위해 화상을 표시하는 단위 화소 내부영역이 아닌 단위화소 가장자리(게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되는 부분) 영역에 상응되도록 구비된다. The column spacer 131 is formed in a dot pattern on a black matrix, and unit pixel edges (gate wirings and data wirings) are formed instead of an internal area of a unit pixel displaying an image in order to prevent light leakage. Part) to correspond to the area.

상기 컬럼 스페이서는 일정한 간격으로 이격되어 컬러필터 어레이 기판 상에 형성되는데, 액정표시소자에 따라서, 3화소당, 2화소당, 또는 1화소당 하나씩 배치될 수 있으며, 도 4에서는 1화소당 하나씩 배치되는 구조로 도시하였다. The column spacers are spaced apart at regular intervals and are formed on the color filter array substrate. According to the liquid crystal display, one column per pixel, two pixels, or one pixel may be disposed. In FIG. 4, one column per pixel is disposed. The structure is shown.

이러한, 상기 컬러필터 어레이 기판(21)과 TFT 어레이 기판(11)의 가장자리 에는 두 기판을 완전접착하고 액정이 외부로 흘러나오는 것을 방지하기 위해 씨일제(141)가 더 구비된다. The sealant 141 is further provided at edges of the color filter array substrate 21 and the TFT array substrate 11 to completely adhere the two substrates and prevent liquid crystals from flowing out.

이하에서, 상기 액정표시소자의 제조방법을 통해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, the method of manufacturing the liquid crystal display device will be described in detail.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(121) 전면에 스핀(spin)법, 롤 코트(roll coat)법 등으로 색상을 구현하는 안료가 함유된 컬러 레지스트(color resist)를 약 1㎛~3㎛ 두께로 도포하고, 포토식각기술로 패터닝하여 R,G,B의 컬러필터층(123)을 형성한다.First, as shown in FIG. 6A, a color resist containing a pigment that implements color by a spin method, a roll coat method, or the like is applied to the entire color filter array substrate 121. 1 μm to 3 μm thickness is applied and patterned by photolithography to form color filter layers 123 of R, G, and B.

이때, 적색(Red)이 착색된 컬러 레지스트를 도포하고 패터닝하여 R 컬러필터층을 형성하고, 상기 R 컬러필터층을 포함한 전면에 녹색(Green)이 착색된 컬러 레지스트를 도포하고 패터닝하여 G 컬러필터층을 형성한 뒤, 상기 R,G 컬러필터층을 포함한 전면에 청색(Blue)이 착색된 컬러 레지스트를 도포하고 패터닝하여 B 컬러필터층을 형성함으로써 R,G,B의 컬러필터층을 완성한다. 이때, R, G, B순서로 컬러필터층을 형성하는 것에 국한되지 않는다. In this case, a color resist colored with red color is applied and patterned to form an R color filter layer, and a green color colored color resist is applied and patterned to form a G color filter layer on the entire surface including the R color filter layer. Then, the color filter layers of R, G, and B are completed by coating and patterning a color resist colored with blue on the entire surface including the R and G color filter layers to form a B color filter layer. At this time, it is not limited to forming the color filter layer in the order of R, G, and B.

다음, 상기 R,G,B의 컬러필터층(123)을 포함한 전면에 아크릴(Acryl)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 사용하여 스핀 코팅 방법으로 평탄화막을 도포하여 약 1.5~2㎛의 두께의 투명한 오버코트층(overcoat layer, 124)을 형성한다.Next, a planarization film is coated by a spin coating method using an acrylic resin or a polyimide resin on the entire surface including the color filter layers 123 of R, G, and B, and has a thickness of about 1.5 to 2 μm. A transparent overcoat layer 124 is formed.

이때, 블랙 매트릭스 상에 컬러필터층을 형성하지 않으므로, 종래에 블랙 매트릭스 상에 컬러필터층이 오버랩되어 생기는 급격한 단차차이가 방지되며, 결국, 컬러필터층 상부에 형성되는 오버코트층의 평탄도도 우수해진다. At this time, since the color filter layer is not formed on the black matrix, a sudden step difference caused by the overlapping color filter layer on the black matrix is prevented in the past, and as a result, the flatness of the overcoat layer formed on the color filter layer is also excellent.

이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(124)을 포함한 전면에 불투명한 감광성 수지(131d)를 두텁게 도포한다. 이후, 상기 감광성 수지를 패터닝하여 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 동시에 형성하게 된다. Thereafter, as illustrated in FIG. 5B, an opaque photosensitive resin 131d is thickly applied to the entire surface including the overcoat layer 124. Thereafter, the photosensitive resin is patterned to simultaneously form a black matrix and a column spacer.

상기 감광성 수지(131d)는 카본 블랙 입자(carbon black particle)를 포함하는 유기물질 또는, 티타늄 산화물(TiOx) 입자를 이용한 유기물질 또는, 블랙 컬러 안료(Black Color Pigment)를 혼합한 유기물질 또는, 상기 카본 입자(Carbon particle), 티타늄 산화물 입자(TiOx particle), 블랙 컬러 안료(Black Color Pigment) 중 적어도 1가지 이상을 포함하여 혼합한 형태의 유기물질 등을 사용한다. The photosensitive resin 131d may be an organic material including carbon black particles, an organic material using titanium oxide (TiOx) particles, or an organic material mixed with a black color pigment, or the Organic materials in a form including at least one of carbon particles, titanium oxide particles, and black color pigments may be used.

그리고, 상기 감광성 수지를 패터닝하여 블랙 매트릭스를 형성하므로, 감광성 수지는 광밀도(optical density)가 4.0 이상인 물질로 형성한다. 광밀도는 블랙 레밸에서의 휘도와 화이트 레밸에서의 휘도의 상대적인 비를 나타내는 소자의 콘트라스트 특성과 밀접한 관계가 있으므로 재료 선택시 주의한다. In addition, since the black matrix is formed by patterning the photosensitive resin, the photosensitive resin is formed of a material having an optical density of 4.0 or more. Light density is closely related to the contrast characteristic of the device, which represents the relative ratio of the luminance at the black level and the luminance at the white level, so be careful when selecting the material.

또한, 상기 감광성 수지를 패터닝하여 컬럼 스페이서를 형성하므로, 상기 감광성 수지로서 탄성 복원력이 우수한 물질을 선택하여 컬럼 스페이서의 형태가 계속 유지되도록 한다. In addition, since the photosensitive resin is patterned to form a column spacer, a material having excellent elastic restoring force is selected as the photosensitive resin to maintain the shape of the column spacer.

계속해서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 감광성 수지(131d) 상에 회절노광 마스크(150)를 얼라인시키고 UV를 조사하여 감광성 수지를 회절노광시킨다. 회절 노광을 위해서, 하프-톤 마스크(half-tone mask) 또는 슬릿 마스크(slit mask)를 사용한다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the diffraction exposure mask 150 is aligned on the photosensitive resin 131d and irradiated with UV to diffract and expose the photosensitive resin. For diffraction exposure, a half-tone mask or slit mask is used.

상기 슬릿 마스크의 경우, 투과부(A), 반투과부(B) 및 차광부(C)의 3영역으로 구분되는바, 상기 투과부(A)에는 광차단 금속이 덮히지 않아 광투과율이 100%이고, 차광부(C)에는 광차단 금속이 형성되어 있어 광투과율이 0%이며, 반투과부(B)에는 광차단 금속 사이에 복수개의 슬릿이 형성되어 있어 광투과율이 10% 이상 40%이하이다. 이때, 반투과부의 광투과율은 슬릿 밀도에 좌우된다. In the case of the slit mask, it is divided into three regions: a transmissive portion (A), a semi-transmissive portion (B) and a light shielding portion (C). The light transmissive metal is not covered in the transmissive portion (A), so that the light transmittance is 100%. In the light shielding portion C, a light blocking metal is formed so that the light transmittance is 0%, and in the transflective portion B, a plurality of slits are formed between the light blocking metals, so that the light transmittance is 10% or more and 40% or less. At this time, the light transmittance of the transflective portion depends on the slit density.

따라서, 슬릿 마스크(150)에 의해 회절 노광된 감광성 수지(131d)의 잔존 두께도 완전노광부, 완전비노광부, 회절노광부의 3영역으로 분할된다.Therefore, the remaining thickness of the photosensitive resin 131d diffracted and exposed by the slit mask 150 is also divided into three regions of the complete exposure portion, the complete non-exposure portion, and the diffraction exposure portion.

이 때, 상기 완전노광부는 슬릿 마스크(150)의 투과부(A)에 상응하고, 완전비노광부는 차광부(C)에 상응하며, 회절노광부는 복수개의 슬릿이 형성되어 있는 반투과부(B)에 상응한다. In this case, the fully exposed portion corresponds to the transmissive portion A of the slit mask 150, the completely non-exposed portion corresponds to the light shielding portion C, and the diffractive exposure portion is formed on the semi-transparent portion B in which a plurality of slits are formed. Corresponds.

이와같이, 회절노광된 감광성 수지(131d)는 완전노광부에 한해 그대로 남아있게 되고, 회절노광부에 한해 다른 부분보다 얇게 형성되며, 완전비노광부에 한해 완전제거된다. In this way, the diffracted photosensitive resin 131d remains as it is in the fully exposed portion, is formed thinner than other portions only in the diffractive exposure portion, and is completely removed only in the completely non-exposed portion.

따라서, 회절 마스크를 이용하여 상기 감광성 수지(131d)를 회절노광, 현상 및 경화하면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 완전노광부에 해당되는 감광성 수지는 두껍게 형성되어 컬럼 스페이서(131)가 되고, 상기 회절노광부에 해당되는 감광성 수지는 얇은 두께로 형성되어 블랙 매트릭스(122)가 되며, 완전노광부에 해당되는 감광성 수지는 완전제거된다. Therefore, when the photosensitive resin 131d is diffracted, developed, and cured using a diffraction mask, as shown in FIG. 5D, the photosensitive resin corresponding to the fully exposed portion is thickened to form the column spacer 131. The photosensitive resin corresponding to the diffractive exposure portion is formed to have a thin thickness to form a black matrix 122, and the photosensitive resin corresponding to the complete exposure portion is completely removed.

이로써, 일체형인 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 동시에 형성하게 된다. 따라서 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 각각 형성한 종래에 비해서 마스크 사용 횟수를 줄일 수 있다. As a result, the integral black matrix and the column spacer are simultaneously formed. Therefore, the number of times of mask use can be reduced as compared with the prior art in which the black matrix and the column spacer are respectively formed.

다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, TFT 어레이 기판(111)에 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하고 두 배선이 서로 교차하는 부위에 박막트랜지스터(TFT)을 형성한 후, 단위 픽셀 내에 평행하게 교번하는 공통전극 및 화소전극을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5E, a gate wiring and a data wiring are formed on the TFT array substrate 111, and a thin film transistor (TFT) is formed at a portion where the two wirings cross each other, and then alternately parallel in a unit pixel. The common electrode and the pixel electrode are formed.

계속하여, 에폭시 수지와 같은 접착성이 우수한 고분자를 사용하여 스크린 인쇄법, 디스펜싱 방법 등으로 기판의 가장자리에 씨일제(도시하지 않음)를 형성하고 상기 컬러필터 어레이 기판(121)과 대향합착시킨다. Subsequently, a sealant (not shown) is formed on the edge of the substrate by screen printing, dispensing, or the like by using a polymer having excellent adhesion such as an epoxy resin, and opposing to the color filter array substrate 121. .

이후, 상기에서와 같이 합착된 두 기판에 높은 압력(hot pressure)과 180℃ 정도의 열을 가하여 두 기판을 완전히 접착시킨다.Then, the two substrates are bonded together as described above by applying a high pressure (hot pressure) and heat of about 180 ℃ to completely adhere the two substrates.

다음, 상기에서와 같이 대향합착된 상기 두 기판 사이에 상기 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 봉입함으로써 필요한 크기의 액정패널을 얻는다.Next, a liquid crystal panel having a required size is obtained by injecting and encapsulating a liquid crystal through the liquid crystal inlet between the two opposing substrates bonded as described above.

즉, 접착된 액정 셀을 진공조 내부로 인입하여 액정주입구를 액정쟁반에 담그고 셀 내부를 진공 탈기한 후 불활성 가스를 공급하면서 진공조를 대기압 분위기로 만든다. 이 때, 액정셀 내부와 진공조의 대기압 차이에 의해 기판 사이에 액정이 주입된다. 상기 불활성 가스로는 질소(N2) 가스를 많이 사용하며 가스 공급 속도에 의해 액정주입 속도가 결정된다.That is, the adhered liquid crystal cell is introduced into the vacuum chamber to immerse the liquid crystal inlet in the liquid crystal tray, vacuum degassing the inside of the cell, and supply the inert gas to make the vacuum chamber at atmospheric pressure. At this time, the liquid crystal is injected between the substrate due to the difference in the atmospheric pressure between the liquid crystal cell and the vacuum chamber. Nitrogen (N 2 ) gas is used as the inert gas, and the liquid crystal injection rate is determined by the gas supply rate.

최근에는, 액정표시소자가 대형화됨에 따라 상기의 액정주입 방식에 의하지 않고, 기판 대향합착전 기판 내측면에 액정을 적하하고 골고루 퍼지게 함으로써 액정층을 형성하는 액정적하 방식에 의하기도 한다.In recent years, as the liquid crystal display device is enlarged in size, the liquid crystal dropping method does not depend on the above-mentioned liquid crystal injection method, but also the liquid crystal dropping method of forming a liquid crystal layer by dropping and spreading the liquid crystal evenly on the inner surface of the substrate before the substrate opposing bonding.

이로써, 본 발명에 의한 액정표시소자가 완성된다. Thus, the liquid crystal display device according to the present invention is completed.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

이를테면, 상기에서는 TFT 어레이 기판에 화소전극 및 공통전극을 모두 구비하여 횡전계를 발생시키는 횡전계방식 액정표시소자에 한해 실시예를 서술하였으나, 이에 한정하지 않고 TFT 어레이 기판에 화소전극을 형성하고 컬러필터 어레이 기판에 공통전극을 형성하여 전계를 발생시키는 TN 모드 액정표시소자에도 적용할 수 있다. 이때, 컬러필터 어레이 기판에 형성되는 공통전극은 오버코트층과 블랙 매트릭스 사이의 전면에 형성한다. For example, in the above, the embodiment has been described only for a transverse electric field type liquid crystal display device having both a pixel electrode and a common electrode on a TFT array substrate to generate a transverse electric field. However, the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to a TN mode liquid crystal display device in which a common electrode is formed on a filter array substrate to generate an electric field. In this case, the common electrode formed on the color filter array substrate is formed on the entire surface between the overcoat layer and the black matrix.

상기와 같은 본 발명의 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention have the following effects.

즉, 컬러필터층 및 오버코트층 상에 회절노광공정을 적용하여 블랙 매트릭스와 컬럼스페이서를 동시에 형성함으로써, 종래의 문제점인 블랙 매트릭스와 컬러필터층의 오버랩에 의한 오버코트층 표면의 단차불량이 제거되므로, 패널 전체에 대한 컬럼스페이서 간의 높이차가 없어지게 된다. That is, by forming a black matrix and a column spacer at the same time by applying a diffraction exposure process on the color filter layer and the overcoat layer, the step difference of the surface of the overcoat layer due to the overlap of the black matrix and the color filter layer, which is a conventional problem, is removed. There is no difference in height between column spacers for.

결국, 액정 셀갭이 균일해져 TFT 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판의 합착후에 액정을 주입하거나 적하하는데 있어서 설계된 스펙만큼 정확한 양의 액정을 주입시킬 수 있다. As a result, the liquid crystal cell gap becomes uniform, so that the liquid crystal can be injected as precisely as the specification designed for injecting or dropping the liquid crystal after bonding of the TFT array substrate and the color filter array substrate.

그래서 액정패널이 완성된 후, 중력불량 및 외부 자극에 의한 휘점, 얼룩 등의 화질 불량이 제거된다. 따라서, 액정표시소자의 신뢰성이 향상되고 화상품질이 개선된다. Therefore, after the liquid crystal panel is completed, image quality defects such as bright spots and stains due to gravity failure and external stimulus are removed. Therefore, the reliability of the liquid crystal display device is improved and the image quality is improved.

또한, 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 동시에 형성함으로써, 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 각각 형성한 종래에 비해서 마스크 사용횟수를 줄일 수 있으며, 노광장치 및 노광마스크 사용에 의한 비용을 절감할 수 있다.In addition, by simultaneously forming the black matrix and the column spacer, the number of times of use of the mask can be reduced compared to the conventional formation of the black matrix and the column spacer, respectively, and the cost of using the exposure apparatus and the exposure mask can be reduced.

Claims (11)

제 1 기판 상에 형성되는 컬러필터층과, A color filter layer formed on the first substrate, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 표면을 평탄화시키는 오버코트층과, An overcoat layer formed on the entire surface including the color filter layer to planarize the surface; 상기 오버코트층 상에서 일체형으로 형성되는 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서와, A black matrix and column spacer formed integrally on the overcoat layer, 상기 제 1 기판에 대향하고 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차하는 부위에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제 2 기판과, A second substrate having a thin film transistor formed at a portion facing the first substrate and crossing a plurality of gate lines and data lines; 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자. And a liquid crystal layer formed between the first and second substrates. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬럼 스페이서가 부착된 형태의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.And a column spacer attached to the black matrix. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 컬럼 스페이서는 도트(dot) 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The column spacer has a dot pattern. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 컬럼 스페이서는 게이트 배선 또는 데이터 배선 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자. The column spacer is disposed above the gate line or the data line. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 오버코트층과 블랙 매트릭스 사이에 공통전극이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자. And a common electrode between the overcoat layer and the black matrix. 제 1 기판 및 제 2 기판을 제공하는 단계와,Providing a first substrate and a second substrate, 상기 제 1 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계와,Forming a color filter layer on the first substrate; 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 오버코트층을 형성하는 단계와, Forming an overcoat layer on the entire surface including the color filter layer; 상기 오버코트층을 포함한 전면에 감광성 수지를 형성하는 단계와, Forming a photosensitive resin on the entire surface including the overcoat layer; 상기 감광성 수지를 회절노광하고 패터닝하여 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계와, Diffractive exposure and patterning the photosensitive resin to simultaneously form a black matrix and a column spacer; 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판의 가장자리에 씨일제를 형성하여 대향합착하는 단계와,Forming a sealant on an edge of the first substrate or the second substrate to face each other; 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법. And forming a liquid crystal layer between the first and second substrates. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 감광성 수지막 회절노광시 슬릿 마스크(slit mask) 또는 하프톤 마스크(half-tone mask)의 회절노광 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법. And a diffraction exposure mask of a slit mask or a half-tone mask is used for diffraction exposure of the photosensitive resin film. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 회절노광 마스크는 빛을 100% 투과하는 투과부, 빛을 10~40% 투과하는 반투과부 및 빛을 차광하는 차광부로 구성되는 것을 사용함을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The diffraction exposure mask is a manufacturing method of a liquid crystal display device, characterized in that consisting of a transmissive portion for transmitting 100% of light, a transflective portion for transmitting 10-40% of light and a light shielding portion for shielding light. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 컬럼 스페이서를 형성하고자 하는 곳에 상기 회절노광 마스크의 투과부를 얼라인시키고, Align the transmission portion of the diffraction exposure mask where the column spacer is to be formed, 상기 블랙 매트릭스를 형성하고자 하는 곳에 상기 회절노광 마스크의 반투과부를 얼라인시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.And aligning the transflective portion of the diffraction exposure mask where the black matrix is to be formed. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 감광성 수지는 4.0 이상의 광밀도를 가지는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The photosensitive resin is a method of manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that formed with a material having a light density of 4.0 or more. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 감광성 수지는 카본 블랙 입자(carbon black particle)를 포함하는 유기물질 또는, 티타늄 산화물(TiOx) 입자를 이용한 유기물질 또는, 블랙 컬러 안료(Black Color Pigment)를 혼합한 유기물질 또는, 상기 카본 입자(Carbon particle), 티타늄 산화물 입자(TiOx particle), 블랙 컬러 안료(Black Color Pigment) 중 적어도 1가지 이상을 포함하여 혼합한 형태의 유기물질 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.The photosensitive resin may be an organic material including carbon black particles, an organic material using titanium oxide (TiOx) particles, an organic material mixed with a black color pigment, or the carbon particles ( A liquid crystal display device, characterized in that any one selected from organic materials in a mixed form including at least one of carbon particles, titanium oxide particles, and black color pigments. Manufacturing method.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130016293A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Cho Hang-Sup Liquid crystal display device and method of fabricating the same
KR101242034B1 (en) * 2011-10-12 2013-03-11 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device and method of fabricating the same
US9001302B2 (en) 2011-09-22 2015-04-07 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
US9170486B2 (en) 2014-03-27 2015-10-27 Cheil Industries Inc. Method of manufacturing black column spacer, black column spacer, and color filter
JP2016180960A (en) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社ジャパンディスプレイ Display device
US9823520B2 (en) 2013-12-13 2017-11-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus and method for manufacturing the same
US10274774B2 (en) 2012-08-17 2019-04-30 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method for manufacturing the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130016293A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Cho Hang-Sup Liquid crystal display device and method of fabricating the same
US9256011B2 (en) 2011-07-12 2016-02-09 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of fabricating the same
US9001302B2 (en) 2011-09-22 2015-04-07 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
US9535295B2 (en) 2011-09-22 2017-01-03 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR101242034B1 (en) * 2011-10-12 2013-03-11 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device and method of fabricating the same
US10274774B2 (en) 2012-08-17 2019-04-30 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US9823520B2 (en) 2013-12-13 2017-11-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus and method for manufacturing the same
US9170486B2 (en) 2014-03-27 2015-10-27 Cheil Industries Inc. Method of manufacturing black column spacer, black column spacer, and color filter
JP2016180960A (en) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社ジャパンディスプレイ Display device

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