KR20070114911A

KR20070114911A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070114911A
Application number: KR1020060048550A
Authority: KR
Inventors: 채희영
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-05
Also published as: KR101222973B1

Abstract

본 발명은 멀티-도메인 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 칼라 필터와 함께 프린지 전계를 왜곡시키는 유선형의 홀 또는 유선형의 홀 및 리브를 형성함으로써 별도의 마스크 공정이 필요없게 되므로 제조 공정을 단순화하고 제조 원가를 절감할 수 있다.

MVA, 리브, 칼라 필터, 홀, 슬릿

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.

도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 칼라 필터 기판의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.

도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 칼라 필터 기판의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 칼라 필터 기판 12, 22 : 절연 기판

14 : 칼라 필터 16, 17 : 홀

18 : 공통 전극 24 : 화소 전극

30 : 액정층 32 : 액정 분자

50 : 리브 50A, 50B : 돌출부

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 멀티-도메인을 위한 제조 공정을 단순화할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 액정을 이용한 화소 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하는 구동 회로와, 액정 표시 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 구비한다. 이러한 액정 표시 장치는 화면을 바라보는 위치에 따라 이미지가 왜곡되어 보이는 시야각 한계점을 극복하기 위하여 광시야각 기술로 발전하고 있다.

액정 표시 장치의 대표적인 광시야각 기술로는 멀티-도메인 VA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드가 이용된다. VA 모드에서는 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자들이 수직으로 배향되고 전계 방향에 수직하게 구동되어 광투과율을 조절한다. 멀티-도메인 VA 모드는 각 서브 화소를 액정 분자의 배열 방향이 서로 다른 멀티-도메인으로 분할하여 투과율 변화가 상호 보상되게 함으로써 광시야각을 얻게 된다. 예를 들면 멀티-도메인은 각 서브 화소 내에 형성된 유전체 리브(또는 슬릿)에 의해 구분되어 형성된다. 유전체 리브(또는 슬릿)는 그와 인접한 액정 분자들이 리브(또는 슬릿)를 중심으로 대칭적인 프리-틸트(Pre-tilt) 각을 갖고 배열되게 하고 구동 전압 인가시 그와 인접한 프린지 전계를 왜곡시켜 액정 분자들이 리브(또는 슬릿)를 중심으로 대칭적으로 구동되게 함으로써 멀티-도메인을 형성한다.

그런데 각 서브 화소 내에 유전체 리브(또는 슬릿)을 형성하기 위해서는 증 착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정 등을 포함하는 하나의 마스크 공정이 추가되어야 한다. 이로 인하여 멀티-도메인 VA 모드의 액정 표시 장치는 제조 공정이 복잡해져 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 멀티-도메인을 위한 제조 공정을 단순화할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 기판에 형성된 칼라 필터와; 상기 칼라 필터에 형성되고 유선형 표면을 갖는 홀과; 상기 홀을 포함하는 칼라 필터를 따라 형성되고 상기 홀에 대응하여 유선형 표면을 갖는 공통 전극을 포함한다. 여기서, 상기 칼라 필터는 서브 화소 각각에 형성되고, 상기 유선형 홀은 상기 각 서브 화소에서 상기 칼라 필터 내에 형성된 제1 홀과; 상기 각 서브 화소에서 상기 칼라 필터의 주변부에 형성된 제2 홀을 구비한다. 또한, 상기 칼라 필터의 제2 홀과 중첩되며 상기 기판과 칼라 필터 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 추가로 구비한다. 상기 칼라 필터의 제2 홀은 인접한 다른 색 칼라 필터의 주변부에 상기 블랙 매트릭스와 중첩되어 형성된 제2 홀과 대칭적으로 형성된다. 상기 인접한 칼라 필터들의 주변부에 대칭적으로 형성된 제2 홀들의 조합으로 상기 제1 홀과 유사한 유선형 표면이 형성된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 상기 블랙 매트릭 스와의 중첩부에 색이 다른 칼라 필터의 주변부가 서로 중첩되어 유선형 표면을 갖는 리브를 추가로 구비한다. 상기 리브는 상기 블랙 매트릭스와 중첩된 제1 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제1 돌출부와, 상기 제1 칼라 필터와 색이 다른 제2 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제2 돌출부가 서로 중첩되어 형성된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판에 유선형 표면을 갖는 홀이 포함된 칼라 필터를 형성하는 단계와; 상기 칼라 필터의 홀에 대응하는 유선형 표면을 갖고 상기 칼라 필터를 따르는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 칼라 필터를 형성하는 단계는 색이 다른 다수의 칼라 필터를 해당 서브 화소에 색 순차적으로 형성하는 단계를 포함하고; 상기 각 서브 화소의 칼라 필터는 그 칼라 필터 내에 형성된 제1 홀과, 그 칼라 필터의 주변부에 형성된 제2 홀을 포함하도록 형성된다. 또한, 상기 칼라 필터가 형성되기 이전에 상기 칼라 필터의 제2 홀과 중첩되도록 상기 기판에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 칼라 필터는 마스크의 노광부에 대응하고 상기 유선형 홀은 상기 마스크의 차단부에 대응하여 형성된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 칼라 필터를 형성하는 단계가 상기 블랙 매트릭스와의 중첩부에 색이 다른 칼라 필터의 주변부가 서로 중첩되어 유선형 표면을 갖는 리브를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 리브는 상기 블랙 매트릭스와 중첩된 제1 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제1 돌출부와, 상기 제1 칼라 필터와 색이 다른 제2 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제2 돌출부가 서로 중첩되어 형성된다. 상기 제1 및 제2 돌출부 각각은 마스크의 노광부에 대응하고 과식각되어 형성된다.

이러한 본 발명의 특징들 외에 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 1 내지 도 5d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티-도메인 VA 모드의 액정 표시 장치에서 한 서브 화소의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 액정 표시 장치의 한 서브 화소는 칼라 필터 기판(10)의 공통 전극(18)과 박막 트랜지스터 기판(20)의 화소 전극(24)이 액정층(30)을 사이에 두고 대면하는 구조를 갖는다. 칼라 필터 기판(10)은 제1 절연 기판(12)에 적층된 칼라 필터(14)와 공통 전극(18)을 구비하고, 박막 트랜지스터 기판(20)은 제2 절연 기판(22) 상에 형성된 화소 전극(24)을 구비한다. 칼라 필터 기판(10)의 제1 절연 기판(12)과 칼라 필터(14) 사이에는 블랙 매트릭스(미도시)가 더 형성되고, 박막 트랜지스터 기판(20)의 제2 절연 기판(20)과 화소 전극(24) 사이에는 박막 트랜지스터(미도시)와 함께 다수의 신호 라인 및 절연막이 더 형성된다. 또한 액정층(30)과 접촉하는 칼라 필터 기판(10)과 박막 트랜지스터 기판(20) 각각의 일면에는 액정 분자(32)의 배향을 결정하는 배향막이 더 형성된다.

칼라 필터(14)에는 오목한 유선형 표면을 갖는 홀(16)이 형성되고, 공통 전극(18)은 홀(16)을 포함하는 칼라 필터(14)의 표면을 따라 형성되므로 칼라 필터(14)의 홀(16)에 대응하는 유선형 표면을 갖는다. 칼라 필터(14)의 홀(16)에 인접한 액정 분자들(32)은 홀(16)의 중심을 기준으로 대칭된 프리-틸트 각을 갖고 배열된다. 공통 전극(18)과 화소 전극(24) 사이에 수직 전계가 형성되면 칼라 필터(14)의 홀(16)과 인접한 프린지 전계는 공통 전극(18)의 유선형 표면과 나란한 등전위선과 직교하는 방향으로 왜곡된다. 액정 분자들(32)은 왜곡된 프린지 전계를 따라 프리-틸트 방향으로, 즉 칼라 필터(14)의 홀(16)을 기준으로 대칭되게 구동되면서 시야각 특성을 상호 보완할 수 있는 멀티-도메인을 형성한다. 멀티-도메인을 구분하는 칼라 필터(14)의 홀(16)은 각 서브 화소 내에서 직선, 사선, 또는 곡선 형태로 길게 형성된다.

칼라 필터(14)의 홀(16)은 칼라 필터(14)를 형성하기 위하여 칼라 포토레지스트를 도포하고 패터닝하는 포토리소그래피 공정으로 칼라 필터(14)와 함께 형성된다. 따라서, 각 서브 화소 내에 프린지 전계를 왜곡시키는 홀(16)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요없게 되므로 액정 표시 장치의 제조 공정이 단순화된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티-도메인 VA 모드의 액정 표시 장치에서 적, 녹, 청 서브 화소의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 액정 표시 장치의 적(이하 R), 녹(이하 G), 청(이하 B) 서브 화소는 칼라 필터 기판(10)의 공통 전극(18)과 박막 트랜지스터 기판(20)의 화소 전극(24)이 액정층(30)을 사이에 두고 대면하는 구조를 갖는다.

칼라 필터 기판(10)은 제1 절연 기판(12)에 적층된 R, G, B 칼라 필터(14)와 공통 전극(18)을 구비하고, 제1 절연 기판(12)과 R, G, B 칼라 필터(14) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(13)를 구비한다. 블랙 매트릭스(13)는 매트릭스 형태로 형성되어 외부광 반사 및 빛샘을 방지하면서 R, G, B 서브 화소 영역을 구분한다. R, G, B 칼라 필터(14)는 해당 서브 화소 영역에 구분되게 형성되어 백색광이 입사되면 R, G, B 광을 각각 투과시킨다. 공통 전극(18)은 액정 구동시 기준이 되는 공통 전압을 R, G, B 서브 화소에 공통으로 공급한다.

박막 트랜지스터 기판(20)은 제2 절연 기판(22)에 형성된 화소 전극(24)을 구비하고, 제2 절연 기판(20)과 화소 전극(24) 사이에는 박막 트랜지스터(미도시)와 함께 다수의 신호 라인 및 절연막(미도시)이 더 형성된다. 예를 들면 박막 트랜지스터 기판(20)은 제2 절연 기판(22) 상에 교차하게 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 구분된 서브 화소 영역마다 형성된 화소 전극(24)과, 게이트 라인 및 데이터 라인과 화소 전극(24) 사이에 접속된 박막 트랜지스터를 구비한다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소 전극(24)으로 공급한다.

액정층(30)과 접촉하는 칼라 필터 기판(10)과 박막 트랜지스터 기판(20) 각각의 일면에는 액정 분자(32)의 배향을 결정하는 배향막이 더 형성된다. 예를 들면 VA 모드로 구동되기 위하여 액정 분자들(32)은 수직 방향으로 배향된다. 그리 고, 칼라 필터 기판(10)과 박막 트랜지스터 기판(20) 사이에는 액정층(30)이 형성되는 셀갭을 마련하는 스페이서(미도시)가 더 형성된다.

R, G, B 서브 화소 각각은 공통 전극(18)에 공급된 공통 전압과 화소 전극(24)에 공급된 데이터 신호와의 차전압인 화소 전압을 충전하고, 유전 이방성을 갖는 액정 분자들(32)은 그 화소 전압에 따라 구동되어 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 이에 따라 데이터 신호에 따른 계조를 표현하는 적, 녹, 청 서브 화소의 조합으로 각 화소의 색이 구현되고 각 화소의 조합으로 액정 표시 장치는 화상을 표시한다.

또한 R, G, B 서브 화소의 R, G, B 칼라 필터(14) 각각에는 멀티-도메인을 형성하기 위하여 오목한 유선형 표면을 갖는 제1 홀(16)이 형성된다. 또한 R, G, B 서브 화소의 주변부, 즉 블랙 매트릭스(13)와 중첩된 R, G, B 칼라 필터들(14)의 주변부에는 인접한 2개의 칼라 필터(14)의 주변부 각각에 형성되어 오목한 유선형 표면을 이루는 제2 홀(17)이 마련된다. 제2 홀(17)은 블랙 매트릭스(13)와 중첩된 부분에서 인접한 2개의 칼라 필터(14)에 대칭적으로 형성된다. 공통 전극(18)은 제1 및 제2 홀(16, 17)을 포함하는 칼라 필터(14)의 표면을 따라 형성되므로 공통 전극(18)도 칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)에서 유선형 표면을 갖는다. 칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)에 인접한 액정 분자들(32)은 제1 및 제2 홀(16, 17)의 중심을 기준으로 대칭된 프리-틸트 각을 갖고 배열된다. 공통 전극(18)과 화소 전극(24) 사이에 수직 전계가 형성되면 칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)와 인접한 프린지 전계는 공통 전극(18)의 유선형 표면과 나란한 등전위 선과 직교하는 방향으로 왜곡된다. 액정 분자들(32)은 왜곡된 프린지 전계를 따라 프리-틸트 방향으로, 즉 칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)을 기준으로 대칭되게 구동되어 시야각 특성을 상호 보완할 수 있는 멀티-도메인을 형성한다. 칼라 필터(14)의 제1 홀(16)은 각 서브 화소 내에서 직선, 사선, 또는 곡선 형태로 길게 형성된다. 칼라 필터(14)의 제2 홀(17)은 각 서브 화소의 경계부와 중첩된 블랙 매트릭스(13)를 따라 직선, 사선, 또는 곡선 형태로 길게 형성된다.

칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)의 형상은 액정 분자들(32)의 프리-틸트 각과 구동 방향을 결정하므로 액정 분자들의 균일한 배열과 제어를 위하여 소정의 각진 표면을 갖는 경우 보다 유선형 표면을 갖는게 바람직하다. 또한 제1 및 제2 홀(16, 17)의 크기(폭), 즉 지름은 개구율과 액정 분자들(32)의 응답 속도를 좌우하므로 적절하게 설정된다. 예를 들면 제1 홀(16)의 지름은 개구율을 확보하면서도 적절한 응답 속도도 확보하기 위하여 5㎛~15㎛ 범위로 설정한다. 제2 홀(17)의 지름은 개구율을 확보하기 위하여 블랙 매트릭스(13)와 완전 중첩되도록 블랙 매트릭스(13)의 선폭 보다 작게 설정된다. 칼라 필터(14)의 제1 및 제2 홀(16, 17)은 R, G, B 칼라 필터(14)를 형성하기 위한 포토리소그래피 공정으로 칼라 필터(14)와 함께 형성된다.

구체적으로 도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 칼라 필터 기판(10)의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다.

도 3a를 참조하면, 제1 절연 기판(10)의 일면에 블랙 매트릭스(13)가 형성된다. 블랙 매트릭스(13)는 제1 절연 기판(10)의 일면에 크롬(Cr) 또는 블랙 수지 등과 같은 블랙 매트릭스 물질을 증착한 다음 마스크 공정을 이용하여 패터닝함으로써 형성된다. 예를 들어 크롬이 이용된 경우 마스크 공정은 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 포함하고, 블랙 수지가 이용된 경우 포토리소그래피 공정만을 포함한다.

도 3b를 참조하면, 블랙 매트릭스(13)가 형성된 제1 절연 기판(10)의 해당 서브 화소 영역에 제1 홀(16)과 제2 홀(17)의 일부를 포함하는 R 칼라 필터(14)가 형성된다. R 칼라 필터(14)는 적색 안료가 함유된 R 포토레지스트를 증착한 다음 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 패터닝함으로써 형성되고, 동시에 각 서브 화소 내의 제1 홀(16)과 각 서브 화소의 양끝부에 위치하는 제2 홀(17)의 일부가 형성된다. 일반적으로 칼라 포토레지스트는 네거티브 타입으로 자외선에 노광된 영역의 R 포토레지스트만 가교 결합으로 불용화되어 R 칼라 필터(14)를 형성하고, 자외선이 차단된 영역의 R 포토레지스트는 현상액에 의해 제거된다. 다시 말하여, R 칼라 필터(14)는 마스크의 노광부에 대응하여 형성되고, R 칼라 필터(14) 내의 제1 홀(16)과 양끝부의 제2 홀(17)의 일부는 마스크의 차단부에 대응하여 형성된다. 특히 제2 홀(17)의 일부는 마스크의 차단부가 R 칼라 필터(14) 쪽의 블랙 매트릭스(13) 에지부와 인접하도록 확장됨으로써 블랙 매트릭스(13)와 중첩되게 형성된다. 여기서, 현상 시간과 현상액의 조성비 등의 현상 조건을 적절히 조절하여 제1 홀(16)과 제2 홀(17)의 일부가 유선형의 표면을 갖을 수 있게 한다.

도 3c 및 도 3d를 참조하면, G 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 공정과 B 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 공정을 전술한 바와 같이 반복하여 해 당 서브 화소 영역 각각에 G 및 B 칼라 필터(14)가 각각 형성된다. 이때, G 및 B 칼라 필터(14) 각각에는 마스크의 차단부에 대응하는 제1 홀(16) 및 제2 홀(17)의 일부가 형성되고, 제2 홀(17)의 일부는 인접한 다른 칼라 필터(14)의 제2 홀(17)의 일부와 함께 조합되어 제1 홀(14A)와 유사한 유선형 표면을 형성한다.

도 3e를 참조하면, 칼라 필터(14) 위에 투명한 도전 물질로 증착되어 공통 전극(18)이 형성된다. 공통 전극(18)은 제1 및 제2 홀(16, 17)을 갖는 칼라 필터(14)의 표면을 따라 균일한 두께로 형성되므로 제1 및 제2 홀(16, 17)에 대응한 유선형 표면을 갖는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 칼라 필터(14)와 함께 프린지 전계를 왜곡시키는 제1 및 제2 홀(16, 17)을 형성함으로써 제조 공정이 단순화될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티-도메인 VA 모드의 액정 표시 장치에서 적, 녹, 청 서브 화소의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4에 도시된 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 대비하여 도 2에 도시된 칼라 필터(14)의 제2 홀(17) 대신 다른 색의 칼라 필터(14)가 서로 중첩된 구조의 유선형 리브(50)가 블랙 매트릭스(13)와 중첩되게 형성된 것을 제외하고는 동일한 구성 요소들을 구비하므로, 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.

R, G, B 서브 화소의 R, G, B 칼라 필터(14) 각각에는 멀티-도메인을 형성하기 위하여 유선형 표면을 갖는 홀(16)이 형성된다. 또한 R, G, B 서브 화소들 사 이에 블랙 매트릭스(13)가 위치한 부분에는 인접한 다른 색의 칼라 필터들(14)의 양끝부가 서로 중첩되어 볼록한 유선형 표면을 갖는 리브(50)가 형성된다. 특히 칼라 필터(14)의 리브(50)는 R, G, B 칼라 필터(14) 각각의 양끝부가 블랙 매트릭스(13)와 중첩되면서 볼록하게 형성되고, 상반된 방향으로 두께가 점진적으로 감소(또는 증가)하는 2개의 돌출부(50A, 50B)가 서로 중첩되어 형성된다. 예를 들면 제1 돌출부(50A)는 블랙 매트릭스(13)의 일측 에지에서 타측 에지로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하여 유선형 표면을 갖고, 제1 돌출부(50A)와 중첩된 제2 돌출부(50B)는 제1 돌출부(50A)와 반대 방향으로 두께가 점진적으로 감소하여 유선형 표면을 갖는다. 따라서, 리브(50)는 제1 및 제2 돌출부(50A, 50B)의 조합으로 균일하게 볼록한 유선형 표면을 갖는다. 칼라 필터(14)의 홀(16)은 개구율 및 응답속도를 고려하여 5㎛~15㎛ 범위의 지름을 갖고, 리브(50)는 개구율을 고려하여 블랙 매트릭스(13)와 완전히 중첩되거나 블랙 매트릭스(13)의 외곽으로 크게 벗어나지 않는 지름을 갖는다. 이러한 칼라 필터(14)의 홀(16) 및 리브(50)는 R, G, B 칼라 필터(14)를 형성하기 위한 포토리소그래피 공정으로 칼라 필터(14)와 함께 형성된다.

공통 전극(18)은 홀(16)과 리브(50)를 포함하는 칼라 필터(14)의 표면을 따라 형성되므로 칼라 필터(14)의 홀(16)과 대응한 오목한 유선형 표면과, 리브(50)와 대응한 볼록한 유선형 표면을 갖는다. 칼라 필터(14)의 홀(16) 및 리브(50)에 인접한 액정 분자들(32)은 홈부(16) 및 리브(50) 각각의 중심을 기준으로 대칭된 프리-틸트 각을 갖고 배열된다. 공통 전극(18)과 화소 전극(24) 사이에 수직 전계 가 형성되면 칼라 필터(14)의 홀(16) 및 리브(50)와 인접한 프린지 전계는 공통 전극(18)의 유선형 표면과 나란한 등전위선과 직교하는 방향으로 왜곡된다. 액정 분자들(32)은 왜곡된 프린지 전계를 따라 프리-틸트 방향으로, 즉 칼라 필터(14)의 홀(16) 및 리브(50)를 기준으로 대칭되게 구동되어 시야각 특성을 상호 보완할 수 있는 멀티-도메인을 형성한다. 칼라 필터(14)의 홀(16)은 각 서브 화소 내에서 직선, 사선, 또는 곡선 형태로 길게 형성된다. 칼라 필터(14)의 리브(50)는 각 서브 화소의 경계부와 중첩된 블랙 매트릭스(13)를 따라 직선, 사선, 또는 곡선 형태로 길게 형성된다.

구체적으로 도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 칼라 필터 기판(10)의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다.

도 5a를 참조하면, 제1 절연 기판(10)의 일면에 블랙 매트릭스(13)가 형성된다. 블랙 매트릭스(13)는 제1 절연 기판(10)의 일면에 크롬(Cr) 또는 블랙 수지 등과 같은 블랙 매트릭스 물질을 증착한 다음 마스크 공정을 이용하여 패터닝함으로써 형성된다. 예를 들어 크롬이 이용된 경우 마스크 공정은 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 포함하고, 블랙 수지가 이용된 경우 포토리소그래피 공정만을 포함한다.

그리고, 블랙 매트릭스(13)가 형성된 제1 절연 기판(10)의 해당 서브 화소 영역에 홀(16)과 돌출부(50A)를 포함하는 R 칼라 필터(14)가 형성된다. R 칼라 필터(14)는 적색 안료가 함유된 R 포토레지스트를 증착한 다음 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 패터닝함으로써 형성되고, 동시에 각 서브 화소 내의 홀(16) 과 서브 화소의 양끝부에서 블랙 매트릭스(13)와 중첩되어 돌출된 돌출부(50A)가 형성된다. 특히 R 칼라 필터(14)의 돌출부(50A)는 블랙 매트릭스(13)의 안쪽(R 칼라 필터 기준) 에지부터 바깥쪽(R 칼라 필터 기준) 에지로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하여 유선형 표면을 갖도록 형성된다. 일반적으로 칼라 포토레지스트는 네거티브 타입으로 R 칼라 필터(14)는 마스크의 노광부에 대응하여 형성되고 R 칼라 필터(14) 내의 홀(16)은 마스크의 차단부에 대응하여 형성된다. 여기서, 현상 시간과 현상액의 조성비 등의 현상 조건을 적절히 조절하여 홀(16)과 돌출부(50A)가 유선형의 표면을 갖게 한다. 예를 들면, 블랙 매트릭스(13)와 중첩된 R 칼라 필터(14)의 양끝부는 마스크의 노광부에 대응하지만 현상 시간 증가로 과식각 됨으로써 블랙 매트릭스(13)의 안쪽 에지부터 바깥쪽 에지로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하여 유선형 표면을 갖게 된다.

도 5b 및 도 5c를 참조하면, G 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 공정과 B 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 공정을 전술한 바와 같이 반복하여 해당 서브 화소 영역 각각에 G 및 B 칼라 필터(14)가 각각 형성된다. 이때, G 및 B 칼라 필터(14) 각각에는 마스크의 차단부에 대응하는 홀(16)이 형성된다. 또한 블랙 매트릭스(13)와 중첩된 G 및 B 칼라 필터(14) 각각의 양측부는 과식각되어 블랙 매트릭스(13)의 안쪽 에지부터 바깥쪽 에지로 갈 수록 두께가 점진적으로 감소하도록 형성된다. 이에 따라 R 및 G 돌출부들(50A, 50B)의 중첩부, G 및 B 돌출부들(50A, 50B)의 중첩부, B 및 R 돌출부들(50A, 50B)의 중첩부 각각에 의해 유선형 표면을 갖는 리브(50)가 형성된다.

도 5d를 참조하면, 칼라 필터(14) 위에 투명한 도전 물질로 증착되어 공통 전극(18)이 형성된다. 공통 전극(18)은 홀(16)과 리브(50)를 갖는 칼라 필터(14)의 표면을 따라 균일한 두께로 형성되므로 홀(16) 및 리브(50)와 대응하여 유선형 표면을 갖는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 칼라 필터(14)와 함께 프린지 전계를 왜곡시키는 홀(16)과 리브(17)를 형성함으로써 제조 공정이 단순화될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 칼라 필터와 함께 프린지 전계를 왜곡시키는 유선형의 홀 또는 유선형의 홀 및 리브를 형성함으로써 별도의 마스크 공정이 필요없게 되므로 제조 공정을 단순화할 수 있다. 따라서 제조 원가를 절감할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

기판에 형성된 칼라 필터와;

상기 칼라 필터에 형성되고 유선형 표면을 갖는 홀과;

상기 홀을 포함하는 칼라 필터를 따라 형성되고 상기 홀에 대응하여 유선형 표면을 갖는 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서.

상기 칼라 필터는 서브 화소 각각에 형성되고,

상기 유선형 홀은

상기 각 서브 화소에서 상기 칼라 필터 내에 형성된 제1 홀과;

상기 각 서브 화소에서 상기 칼라 필터의 주변부에 형성된 제2 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 칼라 필터의 제2 홀과 중첩되며 상기 기판과 칼라 필터 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 칼라 필터의 제2 홀은 인접한 다른 색 칼라 필터의 주변부에 상기 블랙 매트릭스와 중첩되어 형성된 제2 홀과 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 인접한 칼라 필터들의 주변부에 대칭적으로 형성된 제2 홀들의 조합으로 상기 제1 홀과 유사한 유선형 표면이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 칼라 필터는 서브 화소 각각에 형성되고;

상기 기판과 상기 칼라 필터 사이에 형성되어 상기 서브 화소를 구분하는 블랙 매트릭스를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 블랙 매트릭스와의 중첩부에 색이 다른 칼라 필터의 주변부가 서로 중첩되어 유선형 표면을 갖는 리브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 리브는

상기 블랙 매트릭스와 중첩된 제1 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제1 돌출부와, 상기 제1 칼라 필터와 색이 다른 제2 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제2 돌출부가 서로 중첩되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
기판에 유선형 표면을 갖는 홀이 포함된 칼라 필터를 형성하는 단계와;

상기 칼라 필터의 홀에 대응하는 유선형 표면을 갖고 상기 칼라 필터를 따르는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
제 9 항에 있어서.

상기 칼라 필터를 형성하는 단계는

색이 다른 다수의 칼라 필터를 해당 서브 화소에 색 순차적으로 형성하는 단계를 포함하고;

상기 각 서브 화소의 칼라 필터는 그 칼라 필터 내에 형성된 제1 홀과, 그 칼라 필터의 주변부에 형성된 제2 홀을 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 칼라 필터가 형성되기 이전에 상기 칼라 필터의 제2 홀과 중첩되도록 상기 기판에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 칼라 필터의 제2 홀은 인접한 다른 색 칼라 필터의 주변부에 상기 블랙 매트릭스와 중첩되어 형성된 제2 홀과 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 인접한 칼라 필터들의 주변부에 대칭적으로 형성된 제2 홀들의 조합으로 상기 제1 홀과 유사한 유선형 표면이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 칼라 필터는 마스크의 노광부에 대응하고 상기 유선형 홀은 상기 마스크의 차단부에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 칼라 필터를 형성하는 단계는 색이 다른 다수의 칼라 필터를 해당 서브 화소에 색 순차적으로 형성하는 단계를 포함하고;

상기 칼라 필터가 형성되기 이전에 상기 기판에 상기 서브 화소를 구분하게 될 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 칼라 필터를 형성하는 단계는

상기 블랙 매트릭스와의 중첩부에 색이 다른 칼라 필터의 주변부가 서로 중첩되어 유선형 표면을 갖는 리브를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 리브는

상기 블랙 매트릭스와 중첩된 제1 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제1 돌출부와, 상기 제1 칼라 필터와 색이 다른 제2 칼라 필터의 주변부가 끝단부로 갈 수록 점진적으로 두께가 감소하는 제2 돌출부가 서로 중첩되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 돌출부 각각은 마스크의 노광부에 대응하고 과식각되어 형성된 것을 특징으로 하느 액정 표시 장치의 제조 방법.