KR20070089092A - 컬러 표시 장치 - Google Patents

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KR20070089092A
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다카카즈 후쿠치
Original Assignee
세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 블랙 매트릭스 상의 임의의 부분에서 충분한 평탄화도가 실현되는 컬러 필터 기판을 제공한다. 본 발명에 사용된 컬러 필터 기판에서는, 평탄화층이 블랙 매트릭스(41)를 갖는 차광층(12)과 컬러층을 덮도록 형성된다. 컬러층은 블랙 매트릭스(41)의 형상에 대응하는 형상으로 분할되고, 각각의 분할된 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 에지들은 차광층(12)에 오버랩하며, 그 에지들은 서로 떨어지도록 그 사이에 형성된 이격된 부분들(43)을 갖고, 평탄화층은 이격된 부분들(43)을 충전하도록 차광층(12) 상에 형성된다.

Description

컬러 표시 장치{COLOR DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 따르는 투과형 컬러 액정 표시 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 반사형 컬러 액정 표시 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 반투과형 컬러 액정 표시 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1, 2 및 3에 도시된 컬러 필터 기판의 부분적으로 확대한 평면도이다.
도 5a는 도 4의 부분 확대도이다.
도 5b는 도 5a의 일부분이 생략된 도면이다.
도 6a는 도 4의 라인 B-B로 나타낸 범위에서의 라인 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 6b는 도 12의 라인 B-B로 나타낸 범위에서의 라인 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 7a 및 7b는 평탄화층의 표면 형상을 각각 도시하는 개략적인 확대도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 컬러 필터 기판을 제조하는 방법의 일부의 플로우 차트이다.
도 9는 본 발명에 따르는 다른 컬러 필터 기판의 부분적으로 확대된 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따르는 또 다른 컬러 필터 기판의 부분적으로 확대된 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따르는 또 다른 컬러 필터 기판의 부분적으로 확대된 평면도이다.
도 12는 종래의 컬러 필터 기판의 부분적인 평면도이다.
본 발명은 셀룰러 전화나 전자 개인용 오거나이저(organizer), 개인용 컴퓨터의 모니터 등과 같은 휴대용 정보 장치용으로 사용되는 컬러 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 컬러 액정 표시 장치용으로 사용되는 컬러 필터 기판 및 컬러 필터 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래, 컬러 액정 표시 장치용으로 사용되는 컬러 필터 기판으로서, RGB와 같은 3색의 컬러 필터가 색혼합을 방지하기 위해 격자 형상으로 블랙 매트릭스 상에 형성되고 평탄화층(planarizing layer)으로 덮여져 있는 것이 알려져 있다. 도 12는 종래의 스트라이프(stripe)형 컬러 필터를 개략적으로 도시하는 부분 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 3색의 컬러층(16R', 16G' 및 16B')이 수직 방향으 로 연장하고, 각각 스트라이프 형상을 갖는다. 컬러층(16R', 16G' 및 16B')은 그 측면 에지가 블랙 매트릭스(41)의 에지와 오버랩(overlap)하도록 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(41)를 형성하는 라인의 각 폭은 홈(43')의 각 폭보다 크고, 컬러층(16R', 16G' 및 16B')은 서로 떨어져 있다. 홈(43')은 컬러층들 사이에 수직 방향으로 형성된다. 한편, 홈(43')이 연장하는 방향인 수직 방향으로, 컬러층(16R', 16G' 및 16B')이 가로 방향으로 연장하는 블랙 매트릭스(41')와 겹쳐지도록 형성되며, 따라서 컬러층이 블랙 매트릭스와 겹쳐지는 부분에, 블랙 매트릭스 및 컬러층의 두께로 인한 윗방향으로 볼록한 스웰(swell)이 존재한다. 평탄화막(14')에 의한 평탄화 후에도, 윗방향으로의 스웰이 충분히 평탄화될 수 없다(이하에서 인용되는 도 6b 참조).
따라서, 컬러 필터 기판을 사용하는 컬러 액정 표시 장치에서는, 충분히 평탄화되지 않은 부분에서, 액정의 비정상적인 배향이 초래되고, 이어서 광의 누설로 인해 콘트라스트 및 컬러 재현성이 낮아진다. 또한, 컬러 필터만 있는 부분에서의 액정층의 두께와 비교하여, 컬러 필터가 블랙 매트릭스와 겹쳐지는 볼록 부분에서의 액정층의 두께가 더 작으며, 따라서 액정은 그들 부분에서 비교적 저전압에서 구동된다. 따라서, 저하된 색 순도와 같은 문제점이 발생한다.
홈이 블랙 매트릭스 상에 형성되는 여러 가지 컬러용의 컬러 필터들 사이의 부분 주위에서는, 평탄화가 충분하여 저하된 표시 화질과 같은 문제점은 발생하지 않는다.
본 발명은 저하된 표시 화질의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 블랙 매트릭스 상의 임의의 부분에 평탄화막에 의해 충분히 평탄화된 컬러 필터 기판, 그 컬러 필터 기판을 제조하는 방법, 및 그 컬러 필터 기판을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 격자 형상으로 형성된 격자형 부분을 갖는 차광층; 상기 차광층에 부분적으로 오버랩하도록 형성된 3개의 상이한 컬러의 컬러층; 및 상기 차광층과 상기 컬러층을 덮도록 형성된 평탄화층을 포함하는 컬러 표시 장치용으로 사용되는 컬러 필터 기판을 제공한다. 컬러층은 차광층의 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할된다. 각각의 분할된 컬러층의 주변 에지들은 차광층에 오버랩하고, 그 주변 에지들은 그 사이에 이격된 부분들을 갖는다. 평탄화층은 이격된 부분들을 충전하도록 그리고 차광층에 오버랩하도록 형성된다.
본 발명에 따르면, 격자 형상으로 격자형 부분을 갖는 차광층을 형성하는 제1 단계; 상기 차광층에 부분적으로 오버랩하도록 3개의 상이한 컬러의 컬러층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 차광층과 상기 컬러층 상에 평탄화층을 형성하는 제3 단계를 포함하는 컬러 필터 기판을 제조하는 방법을 제공한다. 제2 단계에서, 3개의 컬러의 컬러층은 차광층의 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할되도록 형성되고, 그 주변 에지들은 차광층에 오버랩한다.
본 발명에 따르는 컬러 표시 장치용으로 사용되는 컬러 필터 기판은 격자 형상으로 형성된 격자형 부분을 갖는 차광층, 차광층과 부분적으로 오버랩하도록 형 성된 복수의 컬러의 컬러층, 및 차광층과 컬러층을 덮도록 형성된 평탄화층을 포함한다. 컬러층은 차광층의 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할된다. 각각의 분할된 컬러층의 주변 에지는 차광층과 오버랩한다. 특히, 각각의 분할된 컬러층은 그 사이에 이격된 부분을 갖는다. 평탄화층이 이격된 부분을 충전하도록 차광층 상에 형성된다.
그러므로, 평탄화층은 컬러 필터 기판의 표면을 충분히 평탄화한다. 따라서, 컬러 액정 표시 장치 상에 컬러 필터 기판을 장착함으로써, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 대체로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소된다. 이것을 더 큰 범위까지 달성하기 위해, 이격된 부분의 폭이, 예컨대, 차광층의 폭을 더 크게 함으로써 더 크게 형성될 수 있다.
더욱이, 격자형 부분의 격자의 교차점은 다른 부분들보다 더 넓게 되도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 교차점에서의 이격된 부분은 다른 이격된 부분들보다 더 넓게 형성될 수 있다. 또한, 차광층의 격자형 부분은 하나의 픽셀에 대응하는 영역을 3개의 서브영역으로 분할하도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 각각의 서브영역은 복수의 영역으로 더 분할될 수도 있다. 더욱이, 차광층은 격자형 부분 이외의 차광 부분을 가질 수 있고, 컬러층은 차광 부분을 노출시키는 개구(opening)로서 자체 내에 형성되는 불연속 부분을 가질 수 있다. 불연속 부분에서는, 컬러층이 차광 부분과 오버랩하도록 형성되고, 평탄화층은 차광층 상에 형성되어 불연속 부분을 충전한다.
그러한 구조에서, 기판의 표면은 평탄화층에 의해 충분히 평탄화된다. 더 한층 평탄화를 달성하기 위해, 분할된 서브영역의 수는 적절히 조정될 수 있고, 차광부와 불연속 부분의 수, 크기, 형상 및 분포가 적절히 조정될 수 있다.
본 발명에 따르는 컬러 표시 장치는, 그 표면이 상술한 평탄화층에 의해 충분히 평탄화된 컬러 필터 기판을 갖는다. 따라서, 본 발명이 적용되는 컬러 액정 표시 장치에서는, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께는 대체로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소된다. 따라서, 고화질 표시가 실현될 수 있다. 컬러 액정 표시 장치는 투과형, 반사형 및 반투과형을 포함하는 임의의 형태일 수 있고, 본 발명은 극도로 넓은 다양성의 애플리케이션에 사용된다.
본 발명에 따르는 컬러 표시 장치를 제조하는 방법에서는, 격자형 부분을 갖는 차광층을 격자 형상으로 형성하는 제1 단계, 차광층과 부분적으로 오버랩하도록 복수의 컬러의 컬러층을 형성하는 제2 단계, 및 차광층과 컬러층을 덮도록 평탄화층을 형성하는 제3 단계에 의해, 컬러 필터 기판이 제조된다. 그에 따라 제조된 컬러 필터 기판은 컬러 표시 장치를 제조하는 데 사용된다. 제2 단계에서, 복수의 컬러의 컬러층은 차광층의 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할되도록 형성되고, 그 주변 에지는 차광층과 오버랩하며 그 사이에 이격된 부분들이 형성된다. 따라서, 그 표면이 평탄화층에 의해 충분히 평탄화된 컬러 필터 기판이 제조될 수 있다. 컬러 필터 기판이 적용되는 컬러 액정 표시 장치에서는, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 대체로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소된다. 제조 방법으로서 사진석판술이 사용될 수 있다. 또한, 이것을 더 큰 범위까지 달성하기 위해, 이격된 부분의 폭은, 예컨대, 제1 단계 등에서 차광층의 폭을 더 크게 형성함으로써 더 크게 형성될 수 있다.
더욱이, 제1 단계에서, 격자 이외의 차광 부분이 차광층 내에 형성될 수 있고, 제2 단계에서, 불연속 부분이 차광 부분을 노출시키는 개구로서 복수의 컬러의 컬러층 내에 형성될 수 있다. 그 결과, 불연속 부분에서, 복수의 컬러의 컬러층이 차광 부분과 오버랩하도록 형성된다.
그러한 구성으로, 그 표면이 평탄화층에 의해 더욱 충분히 평탄화된 컬러 필터 기판을 갖는 컬러 표시 장치가 실현될 수 있다. 특히, 본 발명이 적용되는 컬러 액정 표시 장치에서는, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 대체로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소된다. 이것을 더 큰 범위까지 달성하기 위해, 차광부와 불연속 부분의 수, 크기, 형상 및 분포가 적절히 조정될 수 있다.
또한, 제3 단계는 평탄화층을 형성하는 제1 액정을 도포하여 차광층과 컬러층을 덮는 도포 단계; 제1 액정이 차광층을 덮는 부분 이외의 부분에서 도포된 제1 액정을 레벨링(leveling)하는 레벨링 단계; 및 레벨링 단계 후에 제1 액정을 고정(immobilizing)시키는 고정 단계를 포함할 수 있다. 그 결과, 그 표면이 충분히 평탄화된 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치가 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명이 적용되는 컬러 액정 표시 장치에서는, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 대체로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소된다. 더욱이, 제1 액정의 점도, 이격된 부분의 폭, 제1 액정을 갖는 컬러층과 차광층의 습윤성(wettability), 대기의 온도 등에 따라 레벨링 단계에 대한 시간 간격을 적절히 조정함으로써, 효과가 더욱 향상될 수 있다.
(실시예)
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명한다. 도 1은 이 실시예의 컬러 필터 기판(1)과 그 컬러 필터 기판을 구비한 투과형 컬러 액정 표시 장치의 단면도이다. 컬러 액정 표시 장치(100)는 컬러 필터 기판(1), 컬러 필터 기판(1)에 대향하도록 배치되는 대향 기판(2), 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이에 형성되는 액정층(3), 컬러 필터 기판(1) 외부에 배치되는 하부 편광판(4), 및 대향 기판(2) 외부에 배치되는 상부 편광판(5)을 포함한다.
컬러 필터 기판(1)은 유리로 형성된 투명 기판(11), 액정층(3)의 측면 상의 투명 기판(11)의 표면 상에 형성되는 블랙 차광층(12), 차광층(12)과 실질적으로 같은 평면에 있도록 형성되는 컬러 필터(13), 차광층(12)과 컬러 필터(13) 상에 형성되는 최상부 코트(top coat)인 평탄화층으로서의 평탄화막(14), 액정층(3)의 측면 상의 평탄화막(14)의 표면 상에 소정 패턴으로 형성되는 투명 전극(15), 및 액정층(3)의 측면 상의 투명 전극(15)의 표면 상에 제공되는 폴리이미드로 형성된 배향막(도시 생략)을 포함한다. 대향 기판(2)은 유리로 형성된 투명 기판(21), 액정 층(3)의 측면 상의 투명 기판(21)의 표면 상에 소정 패턴으로 형성된 대향 투명 전극(22), 및 액정층(3)의 측면 상의 대향 투명 전극(22)의 표면 상에 제공되는 배향막(도시 생략)을 포함한다. 이 경우에, 액정층(3)은 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이에 캡슐화되어 있는 액정(31), 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이에 액정(31)을 캡슐화하고 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이의 거리를 소정 기리로 설정하는 밀봉재(32), 및 투명 전극(15)과 투명 전극(22) 사이에 배치되어 밀봉재(32)와 함께 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이의 거리를 소정 거리로 설정하는 스페이서(33)로 형성된다.
컬러 필터 기판(1), 대향 기판(2) 및 액정층(3)은 표시 패널(6)을 형성한다. 편광판(4)과 편광판(5)은 표시 패널(6)을 사이에 끼우도록 쌍으로 배치된다. 컬러 필터(13)는 광의 원색의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러층(16R, 16G 및 16B)을 각각 갖고, 투과된 광은 각각의 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 컬러로 착색된다. 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 패턴은 도 1의 가로 방향으로 복수회 주기적으로 반복된다. 컬러 필터(13)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 대신에 마젠타(magenta), 황색 및 시안(cyan)의 컬러 필터이어도 되는 것을 주의해야 한다.
컬러 액정 표시 장치(100)가 수동형 액정 표시 장치이기 때문에, 투명 전극(15)은 컬러층(16R, 16G 및 16B)이 주기적으로 배치되어 있는 도 1의 가로 방향을 교차하도록 하나의 패턴으로 공통 라인으로서 형성된다. 컬러 액정 표시 장치(100)가 능동형 액정 표시 장치일 때, 패터닝은 불필요하고 전극의 형상은 마스크를 사용하여 형성되는 대로 그것의 자연 상태로 있을 수 있다.
도 2는 다른 실시예로서의 반사형 컬러 액정 표시 장치의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 컬러 액정 표시 장치(100)는 반드시 도 1에 도시된 바와 같이 투과형일 필요는 없고, 반사형일 수도 있다. 도 1에 도시된 투과형 컬러 액정 표시 장치(100)와 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고 그 설명은 생략한다. 반사형 컬러 액정 표시 장치(100)는 차광층(12) 및 컬러층과 투명 기판(11) 사이에 제공되는 외부로부터의 광을 반사하는 반사층으로서의 금속 반사막(7)을 구비한다. 반사형 컬러 액정 표시 장치(100)는 도 1에 도시된 투과형 액정 표시 장치(100)의 편광판(4)을 갖지 않는다. 상부 편광판(5)은 금속 반사막(7)에서 반사되어 위상이 다른 광을 동상(in-phase)으로 만드는 1/4 파장판, 및 금속 반사막(7)에서 일정하게 반사된 광의 눈부심을 방지하는 스캐터링 기능을 갖는 층을 더 포함할 수 있다.
도 3은 또 다른 실시예로서의 반투과형 컬러 액정 표시 장치(100)의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 컬러 액정 표시 장치(100)는 반드시 도 1에 도시된 바와 같은 투과형이거나 도 2에 도시된 바와 같은 반사형일 필요는 없고, 반투과형일 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 컬러 액정 표시 장치(100)와 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고 그 설명은 생략한다. 반투과형 컬러 액정 표시 장치(100)의 금속 반사막(7)은 컬러층(16R, 16G 및 16B)에 대응하는 부분들의 쌍을 제거함으로써 형성되는 홀(hole)(71)을 그 내부에 갖는다. 이로 인해, 컬러층(16R, 16G 및 16B)이 반사 부분과 투과 부분으로서의 양 기능을 하게 된다.
그러한 구조를 갖는 컬러 액정 표시 장치(100)에서는, 차광층(12), 컬러 필 터(13), 평탄화막(14), 및 투명 전극(15)이 유사한 패턴으로 형성된다. 이에 관하여, 컬러 필터 기판(1)의 구조는 모든 컬러 액정 표시 장치(100)에 공통이다.
도 4는 차광층(12)과 컬러층이 공통 구조로 형성되어 있는 패턴의 일부의 확대 평면도이다. 도 4의 가로 방향은 도 1 내지 도 3의 가로 방향에 대응한다. 차광층(12)의 블랙 매트릭스(41)는 실제로 도 4의 정면측에서 볼 때 컬러층(16R, 16G 및 16B)을 통해 블랙으로 보이고, 따라서 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 에지는 볼 수 없다. 그러나, 편의를 위해, 도 4는 전체 컬러 필터가 명확히 보이도록 블랙 매트릭스(41)가 컬러층(16R, 16G 및 16B)으로 덮여진 것처럼 블랙 매트릭스(41)를 도시한다. 이것은 이하에서 인용될 도 5, 도 9 및 도 11에서도 동일하다.
차광층(12)은 격자 형상으로 형성된 격자형 부분으로서 블랙 매트릭스(41)를 구비한다. 블랙 매트릭스(41)는 컬러층(16R, 16G 및 16B)을 통과하는 광의 색 혼합을 방지한다. 컬러 필터(13)의 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 블랙 매트릭스(41)의 형상에 대응하고, 직사각형이며 블랙 매트릭스(41)의 내주 에지의 형상과 기하학적으로 유사하고, 서로 떨어져 분할될 아일랜드(island)형이 되도록 형성된다.
도 5는 도 4의 참조 번호 42로 나타내는 영역의 확대 평면도이다. 도 5a는 영역(42)의 단순히 확대한 평면도인 반면, 도 5b는 컬러층의 일부(16G 및 16B)가 생략되어 있는 영역의 확대도이다. 도 5에서, 점선은 도 5에서의 컬러층 아래에 위치하는 블랙 매트릭스(41)의 아웃라인을 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 블랙 매트릭스(41)를 오버랩하도록 그 주변 에지가 블랙 매트릭스(41)의 에지에 겹쳐지도록 형성된다. 차광층(12)과 컬러층(16)의 양자 가 이러한 방식으로 형성된 부분들은 결함 픽셀 등을 방지하기 위한 것이다. 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 주변 에지는 서로 떨어져 있고, 블랙 매트릭스(41)의 형상에 대응하는 격자 형상으로 수직 및 가로 방향으로 이격된 부분으로서 홈(43)이 형성된다. 블랙 매트릭스(41)를 형성하는 라인의 폭은 홈(43)의 폭보다 더 크다.
도 4에 도시된 바와 같이, 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 그룹은 하나의 픽셀에 대응하는 영역(44)을 형성한다. 도 4에는, 수직 방향으로 배열된 2개의 영역(44)만 도시되어 있지만, 컬러 필터 기판(1)은 도 4에서 수직 및 가로 방향으로 복수의 영역(44)을 갖는다. 도 4는 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 그룹과 그 컬러층들을 분할하는 블랙 매트릭스(41)로 각각 형성되고 하나의 픽셀에 각각 대응하는, 수직 방향으로 배열된 그러한 2개의 영역(44)을 도시한다. 그러한 2개의 영역(44)은 블랙 매트릭스(41)에 의해 가로 방향으로 2개로 분할된다. 블랙 매트릭스(41)는 각각의 영역(44)을 컬러층(16R, 16G 및 16B)으로 각각 형성되는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)에 대응하는 3개의 서브영역(45)으로 더 분할한다. 각각의 서브영역(45)은 도트(dot)라고 한다.
상술한 바와 같이, 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 직사각형, 바꿔 말하면 서브영역(45)으로 분할된 블랙 매트릭스(41)의 내주 에지의 형상과 기하학적으로 유사한 스트립(strip)형이다. 상술한 바와 같이, 도 12에 도시된 종래의 컬러 필터에는, 컬러층(16R', 16G' 및 16B')이 블랙 매트릭스(41')와 겹쳐지도록 형성되기 때문에, 그들 부분에서는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 컬러층 및 블랙 매트릭스(41')의 두께로 인한 윗방향으로 볼록한 스웰이 존재한다. 따라서, 평탄화막(14')이 제 공되더라도, 윗방향으로의 스웰은 충분히 평탄화되지 않을 수 있다. 이 경우에, 도 6은 블랙 매트릭스와 컬러층이 오버랩하는 섹션(section)을 도시하는 개략도이다. 도 6a는 도 4의 B-B의 범위 내에서 라인 A-A를 따라 절단한 단면도인 반면, 도 6b는 도 12의 라인 B-B로 나타내는 범위 내에서 라인 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
따라서, 종래의 컬러 필터 기판을 포함하는 컬러 액정 표시 장치에서는, 충분히 평탄화되지 않은 부분에, 액정의 비정상적인 배향이 초래되고, 이어서 광의 누설로 인해 콘트라스트 및 컬러 재현성이 낮아진다. 또한, 컬러 필터만 있는 부분에서의 액정층의 두께와 비교하여, 컬러층이 블랙 매트릭스와 겹쳐지는 볼록 부분에서의 액정층의 두께가 더 작으며, 따라서 액정은 그들 부분에서 비교적 저전압에서 구동된다. 따라서, 저하된 색 순도와 같은 문제점이 발생한다.
따라서, 컬러 필터 기판(1)에서는, 상술한 바와 같이, 컬러 필터(13)는, 홈(43)이 각 컬러용의 컬러층들 사이의 블랙 매트릭스(41) 상의 모든 부분에 형성되도록 형성된다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 평탄화막(14)이 홈(43)을 충전하도록 블랙 매트릭스(41) 상에 형성된다. 평탄화막(14)의 표면은 도 6b에 도시된 종래의 평탄화막(14')의 표면과 비교하여 더욱 완만한 형상으로 형성되며, 따라서, 그러한 문제점은 발생하지 않는다.
평탄화막(14)의 표면 형상과 평탄화막(14')의 표면 형상간의 비교를 상세히 설명한다. 도 7 및 표 1은 평탄화막(14 및 14')의 표면 형상의 측정 결과를 도시한다. 도 7a 및 도 7b는 각각 이하에 설명하는 바와 같이 과장된 평탄화막(14 및 14')의 표면 형상의 개략도이다. 도 7에서, 수직축은 평탄화막(14 또는 14')의 표면의 높이를 나타내는 한편, 가로축은 블랙 매트릭스(41 또는 41')로부터의 거리를 나타낸다. 예를 들면, 도 7a 및 도 7b의 수직 방향 및 가로 방향은 각각 도 6a 및 도 6b의 수직 및 가로 방향에 대응한다. 도 7a 및 도 7b에서, 점선으로 나타내는 위치는 각각 블랙 매트릭스(41 및 41')의 폭 방향에서의 중앙 위치에 대응한다. 도 7의 수직축 스케일(scale)은 도 6의 수직축 스케일에 비해 확대되어 있는 반면, 도 7의 가로축은 도 6의 가로축 스케일에 비해 축소되어 있으며, 그에 따라 평탄화막(14 및 14')의 표면 형상을 각각 과장하고 있다. 실제로, 평탄화막(14 및 14')의 표면 형상은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 표면 형상이 각각 가로 방향으로 반복되는 패턴으로 되어 있다.
[표 1]
Figure 112007016931056-PAT00001
표 1에서, 각각의 값은 평탄화막의 도 7에 도시된 최고 위치와 최저 위치 사이의 높이의 차를 나타낸다. 표 1에서, 실시예의 각 아이템은 도 7a에 도시된 평탄화막(14)의 표면의 높이의 차에 대응하는 한편, 비교예의 각 아이템은 도 7b에 도시된 평탄화막(14')의 표면의 높이의 차에 대응한다. 이 경우에, 블랙 매트릭스(41)의 두께는 1.2
Figure 112007016931056-PAT00002
이었고, 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 두께는 1.3
Figure 112007016931056-PAT00003
이었으며, 평탄화막(14)의 막두께는 2.8
Figure 112007016931056-PAT00004
이었고, 막두께 미터 DETAK(상표명)를 측정을 행하는 데 사용하였다. 블랙 매트릭스(41)와 각각의 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 차광 및 컬러 재현성의 관점에서 0.5∼1.5 ㎛의 막두께를 갖도록 형성되었음을 주의해야 한다. 표 1에 도시된 바와 같이, 높이의 차의 평균은 0.15
Figure 112007016931056-PAT00005
의 종래의 평균에 비해 0.04 ㎛로 낮아지며, 이것은 현저한 개선점이다.
그러한 현저한 개선점은 차광층(12) 및 컬러층(16)이 형성된 후에 차광층(12) 및 컬러층(16) 상에 평탄화막(14)을 형성하는 단계에서, 평탄화막(14)을 형성하기 위해 도포되는 액체가 홈(43)을 충전하도록 홈(43)내로 흘러, 도 7b에 도시된 바와 같은 최고점을 형성하는 부분이 도 7a에 도시된 바와 같이 안쪽으로 휘어진다. 이어서, 본 발명의 일 실시예로서의 컬러 필터 기판(1)을 제조하는 방법을, 제조 방법의 일부의 플로우차트인 도 8을 참조하여 설명한다.
차광층(12), 컬러층(16) 및 평탄화막(14)이 형성될 때, 먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 기판을 세척하는 단계가 실행된다(S1). 이 경우에, 기판을 세척하는 단계에서의 세척은, 도 1에 도시된 투과형 컬러 액정 표시 장치의 경우에는 투명 기판(11)에 대하여, 도 2에 도시된 반사형 컬러 액정 표시 장치의 경우에는 그 상에 금속 반사막(7)이 형성된 투명 기판(11)에 대하여, 및 도 3에 도시된 반투과형 컬러 액정 표시 장치의 경우에는 그 상에 홀(71)을 갖는 금속 반사막(7)이 형성된 투명 기판(11)에 대하여 실행된다.
금속 반사막(7)은 스퍼터링법이나 진공 증착법과 같은 진공 막 형성 방법에 의해 광이 통과하는 것을 방지하기에 충분한 두께로 형성되었음을 주의해야 한다. 광을 충분히 차폐하기 위해, 금속 반사막(7)의 막두께는 적어도 0.10
Figure 112007016931056-PAT00006
이다. 금속 반사막(7)이 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성될 때, 막두께는 일반적으로 약 0.125
Figure 112007016931056-PAT00007
이다. 금속 반사막(7)이 은이나 은 합금으로 형성될 때, 막두께는 일반적으로 약 0.10
Figure 112007016931056-PAT00008
이다.
홀(71)은 반사 부분들과 투과 부분들이 사진 석판술에 의해 형성되도록 금속 반사막(7)을 패터닝함으로써, 그리고 에칭에 의해 소정의 부분들을 제거함으로써 형성된다.
기판을 세척하는 단계(S1)의 후에, 레지스트 코팅이 실행된다(S2). 이 경우에, 액체 포토레지스트가 도포된다. 포토레지스트는 형성될 층의 컬러, 즉 차광층(12)의 블랙과 컬러 필터(13)용의 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 R, G, 및 B에 따라 안료(pigment) 등과 혼합된 감광성 아크릴 수지인 안료 분산 레지스트이다.
레지스트 코팅(S2) 후에, 프리베이킹(prebaking)이 실행된다(S3). 그 후, 광에의 노출이 소정 패턴으로 실행되어(S4) 레지스트를 경화시키고, 경화되지 않은 레지스트를 제거하도록 현상이 실행되며(S5), 액체를 완전히 고정시키도록 230℃에서 포스트베이킹(postbaking)이 실행된다(S6).
단계 S1 내지 S6은 차광층(12)과 컬러층(16R, 16G 및 16B)이 사진 석판술에 의해 형성되도록 이 순서로 4회 반복된다. 도 8에서, BM은 차광층(12)을 나타내고, R은 적색 컬러층(16R)을 나타내며, G는 청색 컬러층(16G)을 나타내고, B는 청색 컬러층(16B)을 나타낸다.
차광층(12)을 형성하기 위해 단계 S1 내지 S6이 실행될 때(제1 단계), 블랙 매트릭스(41)가 형성되도록 광에의 노출의 패터닝이 실행된다. 컬러층(16R), 컬러층(16G), 및 컬러층(16B)을 형성하기 위해 단계 S1 내지 S6이 실행될 때(제2 단계), 위에서 설명한 아일랜드같은 형상들과 홈(43)이 소정의 위치에 형성되도록 광에의 노출의 패터닝이 실행된다.
차광층(12)과 3색의 컬러층을 형성하기 위해 단계 S1 내지 S6이 4회 반복된 후에, 평탄화막(14)을 형성하기 위해(제3 단계), 기판이 세척되고(S7), 그 후, 액체 열경화성 아크릴 수지 또는 아크릴 수지와 에폭시 수지의 합성 수지가 도포 단계를 실행하는 데, 즉, 상부 코트(top coat)를 형성하는 데(S8) 사용된다. 상부 코트는 차광층(12) 및 컬러층(16)을 덮기 위해 사용된다. 그 후, 액체 수지가 홈(43)을 충전하고, 액체 수지가 차광층(12)을 덮는 부분들, 즉, 홈(43)의 주변 상의 부분들 이외의 부분들 예컨대, 컬러층(16R, 16G 및 16B)만의 부분들을 평평하게 하기 위해, 레벨링(leveling) 단계가 실행된다(S9). 레벨링 단계에서, 레벨링은 수지의 점도, 홈(43)의 폭, 수지를 갖는 컬러 필터(13)와 차광층(12)의 습윤성, 대기의 온도 등에 따라 적절히 실행되고, 도 7a 및 표 1에 도시된 바와 같은 충분한 상태가 얻어지도록 소정의 시간 주기가 경과할 때까지 대기한다.
레벨링 단계(S9)에서 적절한 레벨링이 실행된 후, 수지를 이 상태로 고정시키기 위해, 평탄화막(14)을 형성하도록 포스트베이킹(S10)이 실행된다. 평탄화막(14)은 차광층(12)과 컬러 필터(13)를 평평하게 할 뿐만 아니라, 투명 전극(15)의 패터닝에 대한 부착성 및 저항성을 확보한다.
평탄화막(14)이 형성된 후, 투명 전극(15)이 막 형성(S11)에 의해 형성된다. 투명 전극(15)은 원하는 막두께 및 원하는 저항 특성을 갖도록 스퍼터링에 의해 형성된다. 투명 전극(15)으로서, 인듐(In) 주석(Sn) 산화물로 형성된 도전체가 사용된다. 또한, 컬러 필터 기판(1)을 형성하도록 오프셋 인쇄에 의해 배향막이 형성된다.
이 방식으로, 컬러 필터 기판(1)이 형성된다. 컬러 필터 기판(1)은 도 1 내지 도 3에 도시된 컬러 액정 표시 장치(100)를 형성하는 데 사용된다. 특히, 투명 기판(21) 상의 투명 전극(15)과 유사하게 투명 전극(22)을 형성함으로써, 대향 기판(2)이 형성된다. 스페이서(33)는 스캐터링법에 의해 균일하게 분포되고, 밀봉재(32)가 스크린 인쇄에 의해 형성되며, 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2)이 서로 접착되고, 액정(31)이 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 사이에 형성된 스페이스 내에 주입되어 액정층(3)을 형성하며, 그에 의해 컬러 액정 표시 장치를 형성한다. 편광판(4, 5)이 적절한 때에 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(2) 상에 각각 형성된다.
따라서, 상술한 바와 같은 컬러 필터 기판(1)을 구비한 컬러 액정 표시 장치에서는, 컬러 필터 기판(1)의 표면이 평탄화막(14)에 의해 충분히 평탄화되기 때문에, 액정(31)의 비정상적인 배향이 감소되고, 따라서, 광의 누설이 감소되며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층(3)의 두께가 실질적으로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 감소되며, 따라서 전체 이미지가 충분히 표시된다.
앞서 설명한 바와 같이, 평탄화막(14)이 형성될 때, 평탄화막(14)을 형성하 는 수지가 흘러 홈(43)을 충전하기 때문에, 평탄화는 평탄화막(14)을 사용하여 충분히 실행될 수 있다. 따라서, 홈(43)의 면적이나 체적이 더 클수록 홈 내로 흐르는 수지의 양도 많아지므로, 평탄화가 더욱 충분히 실행된다. 그러나, 홈(43)의 깊이가 크게 형성되면, 컬러 필터(13)의 불균일성이나 거칠기가 바람직하지 못한 홈(43) 자체의 큰 깊이로 인해 더 커진다. 따라서, 홈 내로 흐르는 수지의 양을 더욱 많게 하기 위해, 홈(43)의 면적을 더 크게 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 컬러 필터(13)가 형성되는 영역이 더 작게 형성되고, 홈(43)의 면적을 더 크게 하기 위해 차광층(12)과 컬러 필터(13)가 오버랩하는 영역의 수가 적게 형성되면, 결함 픽셀 등이 더욱 발생하기 쉽다. 따라서, 홈(43)의 면적을 더 크게 하기 위해, 차광층(12)의 면적을 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.
도 9는 이상을 고려하여 차광층(12)과 컬러층(16)이 다른 실시예에 따라 형성되는 패턴의 부분 평면도이다. 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 9에 도시된 패턴은 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 4에 도시된 패턴 대신에 컬러 필터 기판(1)에 채용될 수 있다. 도 9에서는, 도 4에 도시된 경우와 유사하게, 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 세트 및 그들 컬러층을 분할하는 블랙 매트릭스(41)로 각각 형성되고, 하나의 픽셀에 각각 대응하는 2개의 영역(44)이 수직 방향으로 배열되어 있다. 그러한 2개의 영역(44)은 블랙 매트릭스(41)에 의해 상하로 분할된다.
이 경우에, 블랙 매트릭스(41)의 격자가 교차하는 차광층(12)의 부분(46)이 다른 부분보다 더 넓어지도록 형성되고, 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 4개의 코너는 각각 테이퍼(taper) 형상으로 절단된다. 그러한 구조는 홈(43)의 면적을 더 커지 게 하고, 홈 내로 흐르는 평탄화막(14)을 형성하는 수지의 양을 더 많아지게 하여, 평탄화막(14)의 표면이 더욱 쉽게 평탄화된다.
도 10은 이상을 고려하여 차광층(12)과 컬러층(16)이 또 다른 실시예에 따라 형성되는 패턴의 부분 평면도이다. 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 10에 도시된 패턴은 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 4 및 도 9에 도시된 패턴 대신에 컬러 필터 기판(1)에 채용될 수 있다. 도 10에서는, 2개의 영역(44)이 수직 방향으로 배열되어 있는 하나의 픽셀에 각각 대응하고 있다. 그러한 2개의 영역(44)은 블랙 매트릭스(41)에 의해 상하로 분할된다.
이 경우에, 차광층(12)의 블랙 매트릭스(41)는 도 10에서 2개의 행과 3개의 열로 배열된 서브영역(45)의 각각을 수직 방향으로 3개로 균등하게 분할하여 서브영역을 세분할(subpartition)한다. 세분할에 의해 얻어지는 최소 단위는 서브도트 또는 서브픽셀이라고 하며, 도면에서는 영역(45')로 도시되어 있다. 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 형상은 각각의 영역(45')의 형상에 대응하고, 직사각형이며, 그 에지가 블랙 매트릭스(41)와 오버랩하도록 블랙 매트릭스(41)의 내부 에지의 형상과 기하학적으로 유사하다.
이러한 방식으로 블랙 매트릭스(41)에 의해 각각의 컬러층(16R, 16G 및 16B)을 세분할함으로써, 홈(43)의 면적이 증가할 수 있다. 홈(43)의 면적을 증가시킴으로써, 홈 내로 흐르는 평탄화막(14)을 형성하는 수지의 양이 증가하며, 평탄화막(14)의 표면이 더욱 쉽게 평탄화된다. 그러한 홈(43)의 형상으로, 홈(43)의 분포가 더욱 균일하기 때문에, 수지가 더욱 균일하게 흐르고 평탄화가 더욱 균일하게 실행되며, 따라서 평탄화막(14)의 표면의 평탄화가 충분히 실행된다.
도 11은 이상을 고려하여 차광층(12)과 컬러층(16)이 또 다른 실시예에 따라 형성되는 패턴의 부분 평면도이다. 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 11에 도시된 패턴은 차광층(12)과 컬러층(16)이 형성되는 도 4, 도 9 및 도 10에 도시된 패턴 대신에 컬러 필터 기판(1)에 채용될 수 있다. 도 11에서는, 도 4에 도시된 경우와 유사하게, 컬러층(16R, 16G 및 16B)의 세트 및 그들 컬러층을 분할하는 블랙 매트릭스(41)로 각각 형성되고, 하나의 픽셀에 각각 대응하는 2개의 영역(44)이 수직 방향으로 배열되어 있다. 그러한 2개의 영역(44)은 블랙 매트릭스(41)에 의해 상하로 분할된다. 이 경우에, 차광층(12)은 블랙 매트릭스(41)와 무관한 다른 차광 부분(47)을 갖는다. 차광 부분(47)은 사각형 형상을 갖고, 각각의 서브영역(45)의 중앙에 배치된다.
이 경우에, 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 블랙 매트릭스(41)의 경우에서와 같이, 그 에지가 차광 부분(47)에 오버랩하도록 형성된다. 그러나, 홈 내로 흐르는 평탄화막(14)을 형성하는 수지의 양을 증가시키기 위해, 차광 부분(47)에 오버랩하도록 형성된 컬러층(16R, 16G 및 16B)은, 차광 부분(47)의 표면의 중앙 부분이 평탄화막(14)에 노출된 불연속 부분(48)을 형성하도록 형성된다. 따라서, 컬러층(16R, 16G 및 16B)은 블랙 매트릭스(41) 및 불연속 부분(48)을 갖는 차광층(12)의 형상에 대응하는 형상으로 형성된다.
평탄화막(14)에 노출되어 있는 차광층(12)의 면적은 홈(43)에 덧붙여 불연속 부분(48)으로 인해 더 커지며, 따라서 홈 내로 흐르는 평탄화막(14)을 형성하는 수 지의 양이 증가하며, 평탄화막(14)의 표면이 더욱 쉽게 평탄화된다. 그러한 홈(43)의 형상으로, 평탄화막(14)에 노출되고 홈(43) 및 불연속 부분(48)에 의해 형성되는 부분들의 분포가 더욱 균일하기 때문에, 수지가 더욱 균일하게 흐르고 평탄화가 더욱 균일하게 실행되며, 따라서 평탄화막(14)의 표면의 평탄화가 충분히 실행된다.
그러한 패턴이 형성될 때, 상술한 제1 프로세스에서는 즉, 차광층(12)에 관한 S1 내지 S6에서는, 블랙 매트릭스(41)에 덧붙여 차광 부분(47)을 형성하도록 패터닝이 실행되고, 제2 프로세스에서는 즉, 컬러 필터(13)에 관한 S1 내지 S6에서는, 상술한 바와 같이 컬러층(16R, 16G 및 16B)이 차광 부분(47)에 오버랩하도록, 그리고 차광 부분(47)이 평탄화막(14)에 노출되도록 패터닝이 실행된다. 바꿔 말하면, 패터닝은 불연속 부분(48)이 형성되도록 실행된다.
또한, 레벨링 단계(S9)에서는, 상술한 바와 같이 홈(43)에 의한 레벨링에 덧붙여, 레벨링은 수지의 점성, 불연속 부분(48)의 형상 및 면적, 수지를 갖는 컬러층(16)과 차광층(12)의 습윤성, 대기의 온도 등에 따라 적절히 실행되어, 평탄화막(14)을 형성하는 수지가 불연속 부분(48)을 충전하고, 불연속 부분(48)에 오버랩하는 부분 즉, 불연속 부분(48)의 주변 상의 부분 이외의 부분 예컨대, 컬러층(16R, 16G, 또는 16B)만의 부분이 평평하게 된다. 그 후, 소정의 시간 주기가 경과하여, 도 7a 및 표 1에 도시된 상태와 유사하게 충분한 상태가 얻어진다.
홈(43)과 불연속 부분(48)은 바람직하게는 평탄화막(14)에 노출되는 차광층(12)의 면적을 증가시키고, 그 분포가 가능한 균일하게 되는 것이 바람직하다. 이 상을 고려하여, 목적이 달성되는 한, 차광 부분(47) 및 불연속 부분(48)은 사각형, 직사각형 및 원을 포함하는 임의의 형상으로 될 수 있고, 그 수는 2개로 한정되는 것이 아니라 하나 또는 3개 이상일 수도 있다. 차광 부분(47) 및 불연속 부분(48)은 블랙 매트릭스(41)에서 홈(43)까지 각각 연장하도록 형성될 수 있다. 서브영역(45)은 그 내에 복수의 영역(45')이 제공되는 한, 서브영역(45)에 포함되는 영역(45')의 수는 3개로 한정되는 것이 아니라 2개 또는 4개 이상일 수 있다.
상기 목적이 달성되는 한, 전체 블랙 매트릭스(41)가 넓게 형성될 수도 있고, 도 9 내지 도 11에 도시된 패턴과 상술한 다른 패턴이 적절히 조합될 수도 있다. 그러나, 차광층(12)의 면적이 너무 크면, 홈 내로 흐르는 수지의 양도 너무 커지며, 평탄화에 대한 역효과 및 표시 스크린의 음영(darkening)과 같은 문제점이 발생한다. 따라서, 차광층(12)의 면적 대 하나의 픽셀에 대응하는 모든 영역(44)으로 형성된 이미지 표시 영역의 면적의 비가 7∼8%로 유지되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 컬러 필터 기판의 컬러층들 및 차광층 상에 형성된 복수의 평탄화층이 개량된다. 따라서, 컬러 필터 기판을 컬러 액정 표시 장치에 장착함으로써, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소될 수 있으며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 실질적으로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 억제될 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르는 컬러 필터 기판을 제조하는 방법에 따르면, 그 표면이 충분히 평탄화되는 컬러 필터 기판이 제조될 수 있다. 따라서, 컬러 필터 기 판을 컬러 액정 표시 장치에 장착함으로써, 액정의 비정상적인 배향이 감소되고, 광의 누설이 감소될 수 있으며, 콘트라스트 및 컬러 재현성이 충분하게 된다. 또한, 액정층의 두께가 실질적으로 균일하기 때문에, 색 순도의 저하가 억제될 수 있다.

Claims (7)

  1. 격자 형상으로 형성된 격자형 부분을 갖는 차광층;
    상기 차광층에 오버랩하도록 형성된 복수의 컬러의 컬러층; 및
    상기 차광층과 상기 컬러층을 덮도록 형성된 평탄화층을 포함하고,
    상기 컬러층은 상기 차광층의 상기 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할되며,
    각각의 상기 분할된 컬러층들의 에지들은 상기 차광층에 부분적으로 오버랩하고, 상기 에지들은 그 사이에 형성된 이격된 부분들을 가져 상기 에지들이 서로 떨어져 있으며,
    상기 평탄화층은 상기 이격된 부분들을 충전하도록 상기 차광층 상에 형성되는, 컬러 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 격자형 부분의 격자의 교차점이 다른 부분들보다 더 넓게 되도록 형성되고,
    상기 교차점에서의 상기 이격된 부분들은 다른 이격된 부분들보다 더 넓게 되도록 형성되는, 컬러 표시 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차광층의 상기 격자형 부분은 하나의 픽셀에 대응하는 영역을 각각 3개의 컬러에 대응하는 3개의 서브영역으로 분할하도록 형성되고, 상기 서브영역의 각각은 복수의 영역으로 분할되는, 컬러 표시 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차광층은 상기 격자형 부분 이외의 차광 부분들을 갖고,
    상기 컬러층은 상기 차광 부분들을 노출시키는 개구로서 자체 내에 형성된 불연속 부분들을 갖고, 상기 불연속 부분들에서, 상기 컬러층은 상기 차광 부분들에 오버랩하도록 형성되며,
    상기 평탄화층은 상기 불연속 부분들을 충전하도록 상기 차광층 상에 형성되는, 컬러 표시 장치.
  5. 컬러 필터 기판을 사용하는 컬러 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
    격자 형상으로 격자형 부분을 갖는 차광층을 형성하는 제1 단계;
    상기 차광층에 부분적으로 오버랩하도록 복수의 컬러의 컬러층을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 차광층과 상기 컬러층을 덮도록 평탄화층을 형성하여 상기 컬러 필터 기판을 제조하는 제3 단계를 포함하고,
    상기 제2 단계에서, 상기 복수의 컬러의 상기 컬러층은, 상기 차광층의 상기 격자 형상에 대응하는 형상으로 분할되며, 상기 컬러층들의 에지들이 상기 차광층 에 오버랩하도록 그리고 이격된 부분들이 상기 컬러층들 사이에 형성되도록 형성되는, 컬러 표시 장치의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 차광층에 상기 격자 이외의 차광 부분들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 단계는 상기 차광 부분들을 노출시키는 개구로서 상기 복수의 컬러의 상기 컬러층에 불연속 부분들을 형성하는 단계를 포함함으로써, 상기 불연속 부분들에서 상기 차광 부분들에 오버랩하도록 상기 복수의 컬러의 상기 컬러층을 형성하는, 컬러 표시 장치의 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제3 단계는,
    상기 차광층과 상기 컬러층을 덮도록 상기 평탄화층을 형성하는 제1 액체를 도포하는 도포 단계;
    상기 차광층에 오버랩하는 상기 제1 액체의 부분과 그 이외의 부분에서 상기 도포된 제1 액체를 레벨링하는 레벨링 단계; 및
    상기 레벨링 단계 후에 상기 제1 액체를 고정시키는 고정 단계를 포함하는, 컬러 표시 장치의 제조 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101919172B1 (ko) * 2011-07-11 2018-11-15 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 컬러 필터 형성 기판과 그 제조 방법 및 표시 장치
CN103235443B (zh) * 2013-04-24 2015-07-01 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示装置及显示基板的制作方法
CN116520609A (zh) * 2015-04-10 2023-08-01 群创光电股份有限公司 显示面板
JP2018166159A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 キヤノン株式会社 デバイスおよび電子機器、輸送機器
CN109031760B (zh) * 2018-08-21 2021-10-26 京东方科技集团股份有限公司 一种3d液晶显示面板、显示装置和驱动方法
CN111912392A (zh) * 2019-12-09 2020-11-10 南开大学 一种基于轮转式滤光片的无人机用轻型光谱成像装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63184706A (ja) * 1987-01-28 1988-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示体用カラ−フイルタ
JPH02244122A (ja) * 1989-03-17 1990-09-28 Hitachi Ltd 液晶表示装置
WO1995034021A1 (fr) * 1994-06-09 1995-12-14 Hitachi, Ltd. Ecran a cristaux liquides dote d'une a matrice noire en grille
JPH08271720A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Canon Inc カラーフィルタ、その製造方法および液晶表示装置
JPH09203807A (ja) * 1996-01-29 1997-08-05 Kyocera Corp カラーフィルターおよびカラー液晶表示装置
JPH09304615A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Hitachi Chem Co Ltd カラ−フィルタおよびその製造法
JPH1078507A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd カラーフィルタの製造方法
JPH10160917A (ja) * 1996-11-28 1998-06-19 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH10268292A (ja) * 1997-01-21 1998-10-09 Sharp Corp カラーフィルタ基板およびカラー液晶表示素子
JP2003114317A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Seiko Instruments Inc カラーフィルタ基板用標識、カラーフィルタ基板用標識の形成方法及びカラーフィルタ基板用標識の利用方法
JP2005257848A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Dainippon Printing Co Ltd 熱転写シート、遮光基板、カラーフィルタ及びその製造方法

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