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KR102259562B1 - 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법 - Google Patents

액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법 Download PDF

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KR102259562B1
KR102259562B1 KR1020140132272A KR20140132272A KR102259562B1 KR 102259562 B1 KR102259562 B1 KR 102259562B1 KR 1020140132272 A KR1020140132272 A KR 1020140132272A KR 20140132272 A KR20140132272 A KR 20140132272A KR 102259562 B1 KR102259562 B1 KR 102259562B1
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KR
South Korea
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exposure
shift
color filter
liquid crystal
crystal display
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이동현
임수호
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법에 관한 것으로, 특히 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 개선되는 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법에 관한 것이다
본 발명의 특징은 COT형 액정표시장치를 제조하는 과정에서 쉬프트노광부를 포함하는 노광마스크를 사용하여 R, G, B 컬러필터패턴을 형성함으로써, 노광영역의 경계 부근에서 반사시감과 셀갭불량에 둔화되도록 함으로써, 분할노광공정에서 노광영역의 경계에서 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 하는 것이다.
또한, 본 발명의 노광마스크를 사용한 노광공정은 노광영역의 경계에서의 스티치불량을 개선하면서도 제 1 및 제 2 노광영역을 노광하는데 2번의 샷에 의한 노광공정만을 필요로하게 되므로, 기존의 레고노광방법에 비해 샷 수를 줄일 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법{The exposure mask for liquid crystal display device and exposure method of liquid crystal display device using thereof}
본 발명은 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법에 관한 것으로, 특히 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 개선되는 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 스위칭소자, 화소전극 등이 형성된 제 1 기판과, 컬러필터, 공통전극 등이 형성된 제 2 기판 그리고, 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극 사이에 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
이러한 액정표시장치는 기판 상에 순차적으로 마스크 공정을 진행하여, 스위칭소자를 형성하거나, R, G, B 컬러필터층을 형성하는데, 마스크 공정은 크게 증착(deposition)공정, 포토리소그라피(photo lithography)공정, 식각(etching)공정으로 이루어진다.
이때, 포토리소그라피 공정은 포토레지스트를 기판의 전면에 도포하고, 마스크를 기판 상에 배치한 후 노광(exposure)공정을 거치게 된다.
여기서, 1번의 노광공정의 단위를 샷(shot)이라 하는데, 일반적으로 액정표시장치는 하나의 단위패널에 대해 한번의 샷으로 노광을 진행하게 된다.
그러나, 최근에는 개발하고자 하는 액정표시장치가 점차 대면적화됨에 따라 액정표시장치를 이루는 단위패널의 크기가 기존의 마스크에 비하여 커지게 됨에 따라, 한번의 샷으로 액티브영역을 노광하지 못하고 액티브영역을 다시 복수개의 영역으로 구분하여 각 영역에 해당 샷으로 분할노광하게 된다.
도 1은 일반적인 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면으로, 제 1 및 제 2 노광영역으로 분할된 기판에 대한 노광공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액티브영역(AA)이 제 1 및 제 2 노광영역(13, 15)으로 분할되어 정의된 기판(1) 상부로, 마스크(20)를 위치시키는데, 이때 마스크(20)는 노광하고자 하는 제 1 노광영역(13)에 대응되어 위치한다.
다음으로 마스크(20)의 상부에 빛을 조사하여 노광하게 된다.
이때, 마스크(20)에는 기판(1)의 제 1 노광영역(13)과 대응되는 노광부(21)가 구성되어 있으며, 노광부(21) 내에는 차단부(미도시)와 투과부(미도시)가 구성되어 있어 원하는 패턴의 모양에 따라 선택적으로 빛을 투과 또는 차단하여 기판(1)의 노광영역(13, 15) 내에 여러 패턴을 형성한다.
이로 인하여, 제 1 노광영역(13)의 노광공정이 완료된 후, 마스크(20)를 이동시켜 제 1 노광영역(13)에 이웃하는 제 2 노광영역(15)을 노광하여, 단위패널의 액티브영역(AA)을 모두 분할노광하게 된다.
이때, 하나의 노광영역(13)을 노광한 후 순차적으로 다른 노광영역(15)을 노광하는 분할노광공정에 있어서, 마스크(20)의 오정렬로 인하여 이웃하는 노광영역(13, 15) 간의 경계면부근에서 패턴들간의 오정렬이 발생하게 되고, 이로 인하여 각 노광영역(13, 15)의 경계면에서 휘도 불균일이 발생됨으로써, 육안으로 노광영역(13, 15)의 경계면부분이 띠처럼 보이는 스티치(stitch) 불량을 발생시키게 된다.
특히, 최근 제안되고 있는 상부 및 하부기판 각각에 형성되었던 컬러필터와 스위칭소자를 동일한 기판에 형성하는, 이른바 COT (Color filter On TFT)형 액정표시장치에 있어서는 액티브영역(AA) 내에 정의된 화소(P)의 가장자리를 두르는 블랙매트릭스가 생략됨에 따라, 스티치 불량이 보다 큰 문제점으로 야기되고 있다.
여기서, COT형 액정표시장치에서의 스티치 불량은 이웃하는 노광영역(13, 15) 간의 경계면 부근에서의 R, G, B 컬러필터패턴 간의 중첩(overlay) 정도에 따른 차이에 기인하여, 외부로부터 입사되는 빛의 반사각의 차이에 의해 발생하게 된다.
도 2는 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 발생하는 것을 설명하기 위한 개략도이다.
도시한 바와 같이, 기판(1) 상의 액티브영역(도 1의 AA)에 분할노광공정을 통해 컬러필터패턴(17a, 17b, 17c)을 형성하게 되면, 제 1 노광영역(13)의 R 컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b)은 제 1 샷에 의한 노광공정에 의해 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이가 일정간격 이격된 오픈(open)영역이 발생할 수 있으며, 제 1 노광영역(13)에 이웃한 제 2 노광영역(15)의 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b)은 제 2 샷에 의한 노광공정에 의해 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b)이 서로 중첩(overlap)되어 형성될 수 있다.
이와 같이 제 1 노광영역(13)과 제 2 노광영역(15)의 컬러필터패턴(17) 사이의 영역이 오픈(open) 또는 중첩(overlap)되는 것과 같이 서로 다르게 노광될 경우, 이의 영역을 통해 외부로부터 입사되는 빛은 서로 다른 반사각(ⓐ, ⓑ)을 갖도록 반사되게 되고, 이를 통해 제 1 노광영역(13)과 제 2 노광영역(15) 사이의 경계면에서 반사시감에 따른 휘도 불균일에 의한 스티치 불량이 발생하게 되는 것이다.
따라서, 최근에는 이와 같은 스티치 불량을 보상하고자, 노광되는 각 노광영역(13, 15)들 간의 경계면을 이중 노광하는 레고(lego)노광방법이 제공되고 있는데, 레고노광방법은 제 1 샷을 진행할 때 제 1 노광영역(13)과 제 2 노광영역(15) 사이의 경계면부근 일부에서 R, G, B 화소 단위로 레고패턴 노광방식을 적용하여 어느 부분은 노광을 진행하고, 어느 부분은 노광을 진행하지 않게 한 다음, 제 2 샷을 진행할 때 제 1 샷에서 노광되지 않은 화소는 노광을 진행하고, 노광이 진행된 화소에 대해서는 노광을 진행하지 않도록 하는 것이다.
이와 같이, 노광영역(13, 15)이 중첩되는 영역에서 화소 단위로 제 1 샷에 의해 노광될 영역과 제 2 샷에 의해 노광될 영역을 구분하여 노광함으로써, 인접한 노광영역(13, 15)의 경계에서 사용자가 느끼는 띠처럼 보이는 스티치 불량이 저감되도록 할 수 있다.
하지만, 이와 같은 레고노광방법은 많은 수의 샷을 필요로 하게 된다.
즉, 하나의 단위패널에 분할된 노광영역(13, 15)이 2개일 경우, 기존에는 2번의 샷을 통해 노광공정이 완료되나, 레고노광방법은 4번의 샷을 통해 노광공정이 완료되게 된다. 이와 같은 샷 수 증가로 인하여 레고노광방법은 공정시간이 증가하게 되므로 공정의 효율성이 낮은 문제점을 야기하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노광영역 경계에 형성되는 스티치 불량을 개선하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 액정표시장치의 화질을 개선하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 공정의 효율성을 향상시키고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정표시장치를 제조하기 위한 노광공정에 사용되는 노광마스크에 있어서, 기판 상에 정의된 화소와 정확하게 얼라인되는 얼라인노광부와 상기 기판 상에 정의된 화소로부터 행방향 또는 열방향으로 쉬프트간격을 가지며 램덤(random)하게 이동되어진 쉬프트노광부를 포함하는 액정표시장치용 노광마스크를 제공한다.
이때, 상기 행방향으로 이동되어진 상기 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 행방향의 좌측 및 우측 가장자리에 정의된 쉬프트영역에 램덤하게 형성되며, 상기 행방향으로 이동되어진 상기 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 전면에 걸쳐 램덤하게 형성된다.
그리고, 상기 행방향으로 이동되어진 상기 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 개수에 따른 비율이 증가하며, 상기 행방향으로 이동되어진 상기 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 상기 쉬프트간격이 커지게 된다.
또한, 상기 쉬프트간격은 ±1 ~ ±5㎛이다.
또한 본 발명은 n개의 노광영역으로 정의된 기판의 각 영역을 노광하는 방법에 있어서, 상기 n번째 노광영역에 상기 기판 상에 정의된 화소와 정확하게 얼라인되는 얼라인노광부와, 상기 기판 상에 정의된 화소로부터 행방향 또는 열방향으로 쉬프트간격을 가지며 램덤(random)하게 이동되어진 쉬프트노광부를 포함하는 노광마스크를 통해 제 1 노광공정을 진행하는 단계와 상기 노광마스크를 이동시켜, n+1번째 노광영역에 제 2 노광공정을 진행하는 단계를 포함하며, 상기 쉬프트노광부에 의해 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴은 이웃하는 화소에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴과 가장자리가 서로 중첩되어 형성되거나, 서로 일정간격 이격하여 형성되는 액정표시장치의 노광방법을 제공한다.
이때, 상기 쉬프트노광부가 상기 열방향으로 이동되어지면, 상기 R, G, B 컬러필터패턴은 각 열방향으로 이웃하는 화소 사이의 영역에서 높낮이 차를 갖게 된다.
또한 본 발명은 액정표시장치를 제조하기 위한 노광공정에 사용되는 노광마스크에 있어서, 기판 상에 정의된 화소와 얼라인되는 얼라인노광부와 상기 기판 상에 정의된 화소로부터 행방향으로 쉬프트간격을 가지며 랜덤하게 이동되어진 제 1 쉬프트노광부와 상기 기판 상에 정의된 화소로부터 열방향으로 쉬프트간격을 가지며 랜덤하게 이동되어진 제 2 쉬프트노광부를 포함하는 액정표시장치용 노광마스크를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 행방향의 좌측 및 우측 가장자리에 정의된 쉬프트영역에 랜덤하게 형성되며, 상기 제1 및 제 2 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 개수가 증가한다.
또한, 상기 쉬프트간격은 ±1 ~ ±5㎛이다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 COT형 액정표시장치를 제조하는 과정에서 쉬프트노광부를 포함하는 노광마스크를 사용하여 R, G, B 컬러필터패턴을 형성함으로써, 노광영역의 경계 부근에서 반사시감과 셀갭불량에 둔화되도록 함으로써, 분할노광공정에서 노광영역의 경계에서 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 노광마스크를 사용한 노광공정은 노광영역의 경계에서의 스티치불량을 개선하면서도 제 1 및 제 2 노광영역을 노광하는데 2번의 샷에 의한 노광공정만을 필요로하게 되므로, 기존의 레고노광방법에 비해 샷 수를 줄일 수 있고, 공정 시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 발생하는 것을 설명하기 위한 개략도.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면.
도 3b는 도 3a의 쉬프트영역과 이에 대응되는 제 1 노광영역을 확대 도시한 도면.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도.
도 4b는 각 화소로부터 반사되는 반사각을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 개선되는 것을 설명하기 위한 비교 개략도.
도 6a ~ 6f는 노광영역 경계에 대응하여 형성되는 쉬프트노광부의 쉬프트간격을 나타낸 개략도.
도 7a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 COT형 액정표시장치의 노광영역을 개략적으로 도시한 평면도.
도 7b는 도 7a의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 자른 단면도.
도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도.
도 10은 스티치불량이 개선되는 것을 설명하기 위한 개략도.
도 11은 노광영역 경계에 대응하여 형성되는 쉬프트노광부의 쉬프트간격을 나타낸 개략도.
도 12a ~ 12b은 본 발명의 실시예에 따른 노광마스크를 통해 반사시감이 개선되는 것을 나타낸 시뮬레이션결과.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
-제 1 실시예-
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면으로, 제 1 및 제 2 노광영역으로 분할된 기판에 대한 노광공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
그리고 도 3b는 도 3a의 쉬프트영역과 이에 대응되는 제 1 노광영역을 확대 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 다수의 화소(P)가 정의되어 있는 액티브영역(AA)이 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)으로 분할되어 정의된 기판(111) 상부로 노광마스크(120)가 위치하는데, 노광마스크(120)는 노광하고자 하는 제 1 노광영역(113)에 대응하여 위치한다.
즉, 액정표시장치의 상부 및 하부기판을 제작하기 위해서는 여러 개의 노광마스크(120)를 사용하여 동일 횟수의 노광공정을 거치게 되고, 기판이 대형화됨에 따라 하나의 층을 패터닝할때도 기판(111)을 일정부분 나누어 노광하게 된다.
여기서, 노광공정은 일예로 기판(111) 상에 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하고자 할 경우, 기판(111) 상에 R, G, B 컬러안료를 각각 순차적으로 도포하고, 이후 형성하고자 하는 R, G, B 컬러필터패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 노광마스크(120)를 R, G, B 컬러안료가 도포된 기판(111)의 상부에 정렬하고, 노광마스크(120)를 통하여 기판(111) 상에 빛을 조사하여 안료에 선택적으로 빛이 조사되도록 하는 것이다.
따라서, 기판(111) 상에 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하게 되는데, 최근 개발하고자 하는 액정표시장치가 점차 대면적화됨에 따라, 이와 같은 노광마스크(120)는 그 크기가 기판(111) 면적에 비하여 상당히 작아, 기판(111)의 전면에 패턴들을 형성하기 위해서는 기판(111)의 액티브영역(AA)을 다수개의 영역(113, 115)으로 분할한 후, 각 영역(113, 115)을 차례로 다수의 샷을 통해 노광하는 분할노광을 진행해야 한다.
따라서, 기판(111) 상의 액티브영역(AA)은 분할노광을 진행하기 위하여 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)으로 분할되어 정의되며, 노광마스크(120)는 먼저 제 1 노광영역(113)에 대응하여 위치하는 것이다.
제 1 노광영역(113)에 대응하여 형성된 노광마스크(120)를 사용하여 제 1 노광영역(113)의 제 1 샷에 의한 노광공정이 완료되면, 노광마스크(120)는 제 2 노광영역(115)에 대응하도록 이동되어져 제 2 노광영역(115)의 제 2 샷에 의한 노광공정을 진행하게 된다.
여기서, 노광마스크(120)에는 기판(111) 상의 액티브영역(AA)에 정의된 화소(P)에 대응하여 빛이 조사되는 다수의 노광부(121)가 구성되며, 다수의 노광부(121) 각각의 내에는 차단부(미도시)와 투과부(미도시)가 구성되어 있어 원하는 패턴의 모양에 따라 선택적으로 빛을 투과 또는 차단하여 기판(111)의 노광영역(113, 115) 내에 여러 패턴을 형성한다.
이때, 본 발명의 노광마스크(120)는 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 간의 경계면에 대응하는 영역에 쉬프트영역(123)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 도 3b를 참조하면 쉬프트영역(123)은 다수의 노광부(121) 중 일부 노광부(이하, 쉬프트노광부라 함)(125)가 램덤하게 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성됨에 따라, 쉬프트노광부(125)는 기판(111) 상의 액티브영역(AA)에 정의된 화소(P)와 정확하게 얼라인되지 않도록 형성된다.
따라서, 이러한 노광마스크(120)를 이용하여 제 1 노광영역(113)을 노광하면, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 간의 경계면 부근에는 쉬프트노광부(125)에 의해 패턴되어 기판(111) 상에 형성되는 패턴이 기판(111) 상에 정의된 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
따라서, 쉬프트노광부(125)에 의해 패턴되어 형성되는 패턴은 행방향으로 이웃하는 화소(P)에 형성된 패턴과 중첩(overlap)되어 형성되거나, 사이간격이 오픈(open)되어 형성되게 된다.
그리고, 제 2 노광영역(115)을 노광하면, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 간의 경계면 부근 또한 쉬프트노광부(125)에 의해 패턴되어 기판(111) 상에 형성되는 패턴이 기판(111) 상에 정의된 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
이를 통해, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 사이의 경계면 부근에서 스티치 불량이 개선되어, 액정표시장치의 화질이 개선되게 된다.
특히, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 쉬프트노광부(125)를 포함하는 노광마스크(120)를 사용하여 블랙매트릭스가 형성되지 않는 COT형 액정표시장치에서 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하게 되면, 액정패널을 구동하지 않는 무구동상태에서도 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115) 사이의 경계면 부근에서 발생하는 스티치 불량을 보다 개선할 수 있다.
이에 대해 도 4a ~ 4b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도이며 도 4b는 각 화소로부터 반사되는 반사각을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 4a 에 도시한 바와 같이, 쉬프트노광부(도 3 b의 125)를 포함하는 노광마스크(도 3 b의 120)를 사용하여 기판(111) 상에 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)을 형성하면, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 사이의 경계 부근에 형성되는 일부 R, G, B 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)은 쉬프트노광부(도 3 b의 125)에 의해 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
따라서, 쉬프트노광부(도 3 b의 125)에 의해 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)은 이동되어진 행방향에 위치하는 이웃하는 화소(P)에 형성된 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)과 중첩되어 형성되거나, 사이간격이 오픈되어 형성되게 된다.
이를 통해, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 사이의 경계면 부근에서는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)이 중첩(overlap)되어 형성되는 영역과, 중첩되지 않고 오픈(open)영역을 갖는 영역이 혼재하여 존재하게 되므로, 다양한 반사각을 갖는 빛이 반사되게 되어, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 사이의 경계면 부근에서 발생하는 스티치 불량이 개선되게 된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 사람 눈의 시각인식성은 규칙적인 패턴 배치와 휘도차를 인식하는데 있어서는 매우 민감한데, 하나의 노광영역(113, 115)에서 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c) 중 하나의 컬러필터패턴을 한번의 샷에 의해 노광할 경우 노광영역(113, 115)에 형성되는 하나의 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)은 모두 이웃하는 컬러필터패턴과 중첩되어 형성되거나 모두 동일하게 오픈영역을 갖도록 형성되게 된다.
이와 같이 하나의 컬러필터패턴이 모두 이웃하는 컬러필터패턴과 중첩되거나, 오픈영역을 갖도록 형성될 경우 이외의 다른 컬러필터패턴들 또한 이웃하는 컬러필터패턴과 모두 중첩되거나 오픈영역을 갖도록 형성되게 된다.
따라서, 제 1 노광영역(113)에 위치하는 다수의 화소(P)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)이 각 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c) 간의 사이가 모두 동일하게 오픈영역을 갖거나 중첩되어 형성될 경우에는 제 1 노광영역(113)으로부터 외부로부터 입사되는 빛은 R, G, B 컬러에 따른 평균적인 반사각만을 갖도록 반사되게 되고, 제 2 노광영역(115)에 위치하는 다수의 화소(P)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)의 각 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c) 간의 사이가 모두 중첩되거나 오픈되어 형성될 경우에는 제 2 노광영역(115)으로부터 외부로부터 입사되는 빛은 제 1 노광영역(113)의 평균적인 반사각과는 또다른 R, G, B 컬러에 따른 평균적인 반사각을 가지며 반사되게 된다.
즉, 제 1 노광영역(113)으로부터는 R-ⓐ 반사각과 G-ⓑ 반사각과 B-ⓑ 반사각만이 반사되게 되고, 제 2 노광영역(115)으로부터는 R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각과 B-ⓐ 반사각만이 반사되게 되는 것이다.
(여기서, ⓐ는 서로 이웃하는 R, G, B컬러필터패턴이 중첩된 경우에 반사되는 반사각을 나타내며, ⓑ는 서로 이웃하는 R, G, B 컬러필터패턴의 사이영역에 오픈영역을 갖는 경우에 반사되는 반사각을 나타낸다.)
따라서, 사람의 시각인식성은 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115) 사이의 경계면에서 확연하게 다른 R, G, B 컬러에 따른 서로 다른 반사각의 빛을 인식하게 되므로, 규칙적인 패턴배치와 휘도차에 의해 사람 눈의 시각인식성은 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115) 사이의 경계면에서 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 매우 민감하게 느끼게 된다.
그러나, 사람 눈의 시각인식성은 광범위한 범위에 걸쳐 서서히 변화하는 패턴의 인식에 있어서는 비교적 낮다, 따라서, 이러한 사람 눈의 시각인식성의 애매함을 이용하여 표시얼룩에 의한 불량을 덜 두드러지게 함으로써, 액정표시장치의 품질을 향상시키실 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 쉬프트노광부(도 3 b의 125)를 갖는 노광마스크(도 3 b의 120)를 사용하여 기판(111) 상에 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)을 형성하게 되면, 하나의 노광영역(113, 115)을 한번의 샷에 의해 노광하더라도 각 노광영역(113, 115)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c) 중 하나의 컬러필터패턴은 이웃하는 컬러필터패턴과의 사이영역이 오픈되거나 중첩되도록 혼재되어 형성되게 된다.
그리고 이와 같이, 하나의 컬러필터패턴이 이웃하는 컬러필터패턴과의 사이영역이 오픈되거나 중첩되도록 형성됨에 따라, 다른 컬러필터패턴들 또한 이웃하는 컬러필터패턴과 중첩되거나 오픈영역을 갖도록 혼재되어 형성되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)의 경계면 부근에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)은 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c) 간의 사이영역이 오픈되거나 중첩되어 형성되면서도 또한 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 대응하여 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)이 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 이동되어져 형성됨에 따라, 일부 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c) 또한 사이영역이 중첩되어 형성되거나 오픈되어 형성되게 된다.
즉, 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)의 경계면 부근에는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c) 간의 사이영역이 오픈되거나, R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)이 서로 중첩되어 형성되는 영역이 서로 다수개가 발생하고, 랜덤하게 배치되게 된다.
따라서, 도 4b에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)의 경계면 부근에서는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c) 간의 사이영역이 오픈되거나 중첩되어 형성되는 영역에 의해 제 1 노광영역으로부터는 R-ⓐ 반사각과 G-ⓑ 반사각과 B-ⓑ 반사각만의 평균적인 반사각 외에도, R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각과 B-ⓐ 반사각을 갖는 빛이 함께 반사되고, 제 2 노광영역으로부터도 R-ⓐ 반사각과 R-ⓑ 반사각, G-ⓐ 반사각, G-ⓑ 반사각, B-ⓐ 반사각, B-ⓑ 반사각을 갖는 빛이 함께 반사되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)의 경계면 부근에서는 반사각의 수가 증가되어 반사시감을 둔화시키게 되므로, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 되므로, 액정표시장치의 화질이 개선되게 되는 것이다.
이에 대해 도 5a ~ 5b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 COT형 액정표시장치에서 스티치 불량이 개선되는 것을 설명하기 위한 비교 개략도이다.
먼저 일반적인 노광마스크(도1의 20)를 사용하여 기판(도 1의 11) 상에 컬러필터패턴(17a, 17b, 17c)을 형성하게 되면, 도 5a에 도시한 바와 같이, R, G, B 컬러필터패턴(17a, 17b, 17c)은 데이터배선(DL)을 기준으로 정의되는 각 화소 (P)별로 형성되는데, 이때 기판(11) 상의 액티브영역에 분할노광공정을 통해 컬러필터패턴을 형성하게 되면, 제 1 노광영역(13)의 R, G, B 컬러필터패턴(17a, 17b, 17c)은 제 1 샷에 의한 노광공정에 의해 모든 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이는 일정간격 이격된 오픈영역을 갖도록 형성되고, 이와 같이 R 컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이가 오픈영역을 갖도록 형성됨에 따라, 모든 G 컬러필터패턴(17b)과 B 컬러필터패턴(17c)과 B 컬러필터패턴(17c)과 R 컬러필터패턴(17a) 사이는 모두 중첩(overlap)되어 형성된다.
따라서, 제 1 노광영역(13)으로부터는 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이의 오픈영역으로부터 R-ⓐ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 되고, G 컬러필터패턴(17b)과 B 컬러필터패턴(17c) 사이 그리고 B 컬러필터패턴(17c)과R 컬러필터패턴(17a) 사이의 중첩영역으로부터 각각 G-ⓑ 반사각과 B-ⓑ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 된다.
그리고, 제 1 노광영역(13)에 이웃한 제 2 노광영역(15)의 R, G, B 컬러필터패턴(17a, 17b, 17c)은 제 2 샷에 의한 노광공정에 의해 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이는 모두 중첩되어 형성되게 되고, G 컬러필터패턴(17b)과 B 컬러필터패턴(17c) 사이와 B 컬러필터패턴(17c) 사이와 R 컬러필터패턴(17a) 사이는 모두 오픈영역을 갖도록 형성되게 된다.
따라서, 제 2 노광영역(15)으로부터는 R컬러필터패턴(17a)과 G 컬러필터패턴(17b) 사이의 중첩영역으로부터 R-ⓑ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 되고, G 컬러필터패턴(17b)과 B 컬러필터패턴(17c) 사이 그리고 B 컬러필터패턴(17c)과R 컬러필터패턴(17a) 사이의 중첩영역으로부터 각각 G-ⓐ 반사각과 B-ⓐ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 된다.
즉, 제 1 노광영역(13)으로부터는 R-ⓐ 반사각과, G-ⓑ 반사각, B-ⓑ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 되고, 제 2 노광영역(15)으로부터는 R-ⓑ 반사각과, G-ⓐ 반사각, B-ⓐ 반사각을 갖는 빛만이 반사되게 되는 것이다.
따라서, 제 1 노광영역(13)과 제 2 노광영역(15)으로부터 같은 R 컬러라 할지라도 다른 반사각을 갖는 빛이 반사되게 되므로, 제 1 노광영역(13)과 제 2 노광영역(15) 간의 경계면 부근에서는 사람 눈의 시각인식성이 서로 다른 반사각(R-ⓐ, G-ⓑ, B-ⓑ, R-ⓑ, G-ⓐ, B-ⓐ)을 매우 민감하게 느끼게 된다.
따라서, 사람은 제 1 및 제 2 노광영역(13, 15) 사이의 경계면에서 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 느끼게 되는 것이다.
이에 반해, 본 발명의 제1 실시예와 같이 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는 노광마스크(도 3b의 120)를 사용하여 기판(111) 상의 액티브영역(도 3b의 AA)에 분할노광공정을 통해 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)을 형성하게 되면, 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 의해 노광되어지는 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)은 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성됨에 따라, 일부 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)은 이웃하는 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)과 중첩되어 형성되거나, 사이영역이 오픈되어 형성되게 된다.
따라서, 제 1 노광영역(113)의 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)은 제 1 샷에 의한 노광공정에 의해 R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이는 일정간격 이격된 오픈(open)영역을 갖도록 형성될 수도 있으며, 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 의해 R컬러필터패턴(119a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이는 서로 중첩되어 형성될 수도 있다.
여기서, R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이는 일정간격 이격된 오픈(open)영역을 갖도록 형성될 경우, G 컬러필터패턴(117b)과 B 컬러필터패턴(117c) 사이와 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 중첩(overlap)되어 형성되게 되며, R컬러필터패턴(119a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이가 중첩되어 형성될 경우, G 컬러필터패턴(117b)과 B 컬러필터패턴(117c) 사이와 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 일정간격 이격되어 형성되게 된다.
따라서, 제 1 노광영역(113)으로부터는 R-ⓐ 반사각과, G-ⓑ 반사각, B-ⓑ 반사각을 갖는 빛과 함께 R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각, B-ⓐ 반사각을 갖는 빛이 모두 혼재되어 반사되게 된다.
또한, 제 2 노광영역역(115)의 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)은 제 2 샷에 의한 노광공정에 의해 R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이가 중첩되어 형성될 수도 있으며, 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 의해 R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(119b) 사이는 서로 오픈되어 형성될 수도 있으며, R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이가 중첩되어 형성될 경우, G 컬러필터패턴(119b)과 B 컬러필터패턴(117c) 사이와 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 일정간격 오픈되어 형성되게 되며, R컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(119b) 사이가 오픈되어 형성될 경우, G 컬러필터패턴(119b)과 B 컬러필터패턴(117c) 사이와 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 중첩되어 형성되게 된다.
따라서, 제 2 노광영역(115)으로부터는 R-ⓐ 반사각과, G-ⓑ 반사각, B-ⓑ 반사각을 갖는 빛과 함께 R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각, B-ⓐ 반사각을 갖는 빛이 모두 혼재되어 반사되게 된다.
따라서, 사람 눈의 시각인식성은 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115)으로부터 다양한 컬러의 반사각을 갖는 빛이 반사됨에 따라, 반사각에 의한 반사시감이 둔화되게 되는 것이다.
즉, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115)으로부터 반사되는 빛이 구분되지 않게 되므로, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 되는 것이다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 되므로, 액정표시장치의 화질이 개선되게 되는 것이다.
여기서, 노광마스크(도 3b의 120)의 쉬프트노광부(도 3b의 125)는 기판(111) 상에 정의된 화소(도 4a의 P)로부터 ±1 ~ ±5㎛의 쉬프트간격을 갖도록 이동되어져 형성되어, 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 의해 형성된 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)이 데이터배선(DL) 상부에서 이웃하는 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)과 이격되거나, 중첩되도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 노광영역(113, 115)의 경계에 다가갈수록 쉬프트노광부(도 3b의 125)의 쉬프트간격이 커지거나, 쉬프트노광부(도 3b의 125)의 비율이 커지도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 6a ~ 6f는 노광영역 경계에 대응하여 형성되는 쉬프트노광부의 쉬프트간격을 나타낸 개략도이다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 노광마스크(도 3b의 120)는 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는 쉬프트영역(123)이 구비되는데, 쉬프트영역(123)은 노광마스크(도 3b의 120)의 양측으로 5개씩 분할하여 정의할 수 있다.
이때, 쉬프트영역(123)에는 기판(도 5b의 111) 상에 정의된 화소(도 4a의 P)와 정확하게 얼라인되는 노광부(이하, 얼라인노광부라 함)(도 3b의 121)와, 화소(도 4a의 P)로부터 ±1 ~ ±5㎛의 쉬프트간격을 갖도록 이동되어져 형성되는 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는데, 얼라인노광부(도 3b의 121)를 0㎛라 표기하면, 얼라인노광부(도 3b의 121)는 노광영역(113, 115)의 경계에 가까워질수록 비율이 점차 줄어들게 하고, 쉬프트노광부(도 3b의 125)는 노광영역(113, 115)의 경계에 가까워질수록 쉬프트간격과 비율이 점차 늘어나도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 노광영역(113, 115)의 경계로부터 가장 멀리 위치하는 제 1 쉬프트영역(123a)에는 얼라인노광부(도 3b의 121)가 90%의 비율을 갖도록 형성되면, ±1㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 10%의 비율을 갖도록 형성하는 것이다. 이때, 쉬프트노광부(도 3b의 125)와 얼라인노광부(도 3b의 121)는 위의 비율 내에서 서로 랜덤하게 위치하도록 한다.
그리고, 제 1 쉬프트영역(123a)에 이웃하는 제 2 쉬프트영역(123b)에는 얼라인노광부(도 3b의 121)가 80%, ±1㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)는 10%, ±2㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 10% 형성되록하고, 제 3 쉬프트영역(123c)에는 얼라인노광부(도 3b의 121)가 70%, ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 각각 10%씩 형성되도록 하고, 제 4 쉬프트영역(123d)에는 얼라인노광부(도 3b의 121)가 60%, ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 각각 10%씩 형성되도록 하고, 제 5 쉬프트영역(123e)에는 얼라인노광부(도 3b의 121)가 50%, ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛, ±5㎛의 쉬프트간격을 갖는 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 각각 10%씩 형성되도록 하는 것이다.
또는 도 6b와 도 6c에 도시한 바와 같이 배열되도록 형성할 수도 있으며, 도 6d에 도시한 바와 같이 쉬프트영역(123)을 3분할하여 각 영역별 동일 비율을 갖도록 형성할 수도 있다.
또한, 쉬프트영역(123)은 노광영역의 경계로부터 15mm ~ 50mm의 폭을 갖도록 형성할 수 있으며, 또는 도 6e와 도 6f에 도시한 바와 같이 노광마스크(120)가 전체가 쉬프트영역(123)이 되어, 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 노광마스크(120)의 전면에 걸쳐 램덤하게 위치하도록 할 수도 있다.
여기서, 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 노광마스크(120)의 전면에 걸쳐 램덤하게 위치할 경우, 쉬프트노광부(도 3b의 125)와 얼라인노광부(도 3b의 121)는 서로 동일한 비율을 갖도록 배열될 수 있으며, 쉬프트노광부(도 3b의 125)가 얼라인노광부(도 3b의 121)에 비해 적은 비율을 갖도록 배열될 수도 있다.
여기서, 쉬프트영역(123)의 폭과, 분할개수, 그리고 쉬프트노광부(도 3b의 125)와 얼라인노광부(도 3b의 121)의 비율 등은 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는 노광마스크(120)의 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 설계가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 COT형 액정표시장치는 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는 노광마스크(120)를 사용하여 R, G, B 컬러필터패턴(도 5b의 117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)을 형성함으로써, 노광영역(113, 115)의 경계 부근에서 다양한 반사각을 갖는 빛이 반사되도록 할 수 있어, 분할노광공정에서 노광영역(113, 115)의 경계에서 사람의 시각인식성이 반사시감에 둔화되도록 함으로써, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 된다.
또한, 본 발명의 노광마스크(120)를 사용한 노광공정은 노광영역(113, 115)의 경계에서의 스티치불량을 개선하면서도 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)을 노광하는데 2번의 샷에 의한 노광공정만을 필요로하게 되므로, 기존의 레고노광방법에 비해 샷 수를 줄일 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 노광마스크(120)의 쉬프트노광부(도 3b의 125)는 램덤하게 기판(도 5b의 111) 상에 정의된 화소(도 4a의 P)로부터 열방향(도면상으로 정의한 Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성될 수도 있다.
이를 통해, 노광영역(113, 115) 사이의 경계에서의 셀갭 불균일에 의한 스티치불량 또한 개선할 수 있다.
한편, R 컬러필터패턴(117a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이가 오픈영역을 갖도록 형성될 경우, G 컬러필터패턴(117b)과 B 컬러필터패턴(117c)과 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 모두 중첩(overlap)되어 형성됨을 일예로 하였으나, B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 오픈영역을 갖도록 형성될 수도 있다.
또한, R컬러필터패턴(119a)과 G 컬러필터패턴(117b) 사이가 중첩되어 형성될 경우, G 컬러필터패턴(117b)과 B 컬러필터패턴(117c) 사이와 B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이는 일정간격 이격되어 형성됨을 일예로 설명하였으나, B 컬러필터패턴(117c)과 R 컬러필터패턴(117a) 사이가 중첩되어 형성될 수도 있다.
-제 2 실시예-
도 7a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 COT형 액정표시장치의 노광영역을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 7b는 도 7a의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 자른 단면도이다.
그리고, 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 7a와 도 7b에 도시한 바와 같이 COT형 액정표시장치의 다수의 화소(P)가 정의되어 있는 액티브영역(AA)은 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)으로 분할되어 정의된다.
이때, 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 서로 이웃하는 화소(P) 사이의 영역에는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)이 서로 중첩되어 형성되며, 이의 영역에 대응하는 상부기판(미도시)에는 하부기판(111)과 상부기판 사이의 간격을 유지하기 위한 기둥형상의 컬럼스페이서(118)가 구성된다.
여기서, 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)에 서로 다른 샷에 의한 노광공정이 진행됨에 따라, 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 미도시, 117c)의 높낮이 차이가 발생하게 된다.
R, G, B 컬러필터패턴(117a, 미도시, 117c)의 높낮이 차가 발생할 경우, 상부기판에 형성된 컬럼스페이서(118)와 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 미도시, 117c) 사이에 이격영역(D)이 존재하게 되고, 제1노광영역(113)의 하부기판(111) 단차와 제2 노광영역(115)의 하부기판(111) 단차 차이(이격영역(D))가 발생하여 제1및 2노광영역(113, 115) 사이에 존재하는 액정량이 달라지게 되므로, 전계구동시 액정량 차이에 따른 휘도차에 따른 셀갭불량이 발생하게 된다.
여기서, 하나의 노광영역(113, 115) 내에서의 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)의 높낮이 차이는 모두 동일하게 형성됨에 따라, 이와 같은 셀갭불량은 노광영역(113, 115) 별로 차이를 갖게 되고, 이를 통해 사람 눈은 이에 대해 규칙적인 패턴배치와 휘도차로 인식하게 된다.
즉, 제 1 노광영역(113)에서는 셀갭불량이 발생하지 않고 제 2 노광영역(115)에서 셀갭불량이 발생할 경우 사람 눈의 시각인식성은 이를 매우 민감하게 느끼게 되어, 노광영역(113, 115) 사이의 경계에서 셀갭 불균일에 의한 스티치불량을 느끼게 된다.
이에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광마스크(도 6f의 120)는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c)을 형성하는 과정에서 컬럼스페이서(118)가 형성되는 위치에 대응하여 다수의 노광부(도 3b의 121) 중 일부 노광부(이하, 쉬프트노광부)(도 3b의 125)가 램덤하게 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 도 7c에 도시한 바와 같이 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115)에는 모두 쉬프트노광부(도 3b의 125)에 의해 기판(111) 상에 정의된 화소(P)와 정확하게 얼라인되지 않고 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어진 R, G, B 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)이 형성되게 된다.
이를 통해, 열방향으로 이웃하는 화소(P)의 사이영역에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c) 중 일부 R, G, B 컬러필터패턴(119a, 119b, 119c)은 하부에 위치하는 컬러필터패턴과의 중첩정도가 틀어지게 되면서, 컬러필터패턴 상부에 위치하는 보호층(116)의 두께 차이를 발생시키게 된다.
즉, 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115) 간에 컬럼스페이서(118)와 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 미도시, 117c) 사이에 이격영역(D)이 존재하는 셀갭 차이가 발생하는 영역을 다수개 형성, Random배치하는 것이다.
이를 통해, 컬럼스페이서(118)와 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c) 사이의 이격영역(D)에 의한 셀갭불량이 제 1 노광영역(113)과 제 2 노광영역(115)에 걸쳐 여러 영역에서 발생되도록 함으로써, 사람 눈에 셀갭불량이 둔화되므로, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 셀갭불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 노광영역(113, 115) 사이의 경계에서 셀갭 불균일에 의한 스티치불량을 덜 느끼게 되어, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 되므로, 액정표시장치의 화질이 개선되게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 COT형 액정표시장치는 쉬프트노광부(도 3b의 125)를 포함하는 노광마스크(도 6f의 120)를 사용하여 R, G, B 컬러필터패턴(117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c)을 형성함으로써, 노광영역(113, 115)의 경계 부근에서 반사시감과 셀갭불량에 둔화되도록 함으로써, 분할노광공정에서 노광영역(113, 115)의 경계에서 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치 얼룩 불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 된다.
또한, 본 발명의 노광마스크(도 6f의 120)를 사용한 노광공정은 노광영역(113, 115)의 경계에서의 스티치불량을 개선하면서도 제 1 및 제 2 노광영역(113, 115)을 노광하는데 2번의 샷에 의한 노광공정만을 필요로하게 되므로, 기존의 레고노광방법에 비해 샷 수를 줄일 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
-제 3 실시예-
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 분할노광공정을 개략적으로 도시한 도면으로, 제 1 및 제 2 노광영역으로 분할된 기판에 대한 노광공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 다수의 화소(P)가 정의되어 있는 액티브영역(AA)이 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)으로 분할되어 정의된 기판(211) 상부로 노광마스크(220)가 위치하는데, 노광마스크(220)는 노광하고자 하는 제 1 노광영역(213)에 대응하여 위치한다.
즉, 액정표시장치의 상부 및 하부기판을 제작하기 위해서는 여러 개의 노광마스크(220)를 사용하여 동일 횟수의 노광공정을 거치게 되고, 기판이 대형화됨에 따라 하나의 층을 패터닝할때도 기판(211)을 일정부분 나누어 노광하게 된다.
여기서, 노광공정은 일예로 기판(211) 상에 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하고자 할 경우, 기판(211) 상에 R, G, B 컬러안료를 각각 순차적으로 도포하고, 이후 형성하고자 하는 R, G, B 컬러필터패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 노광마스크(220)를 R, G, B 컬러안료가 도포된 기판(211)의 상부에 정렬하고, 노광마스크(220)를 통하여 기판(211) 상에 빛을 조사하여 안료에 선택적으로 빛이 조사되도록 하는 것이다.
따라서, 기판(211) 상에 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하게 되는데, 최근 개발하고자 하는 액정표시장치가 점차 대면적화됨에 따라, 이와 같은 노광마스크(220)는 그 크기가 기판(211) 면적에 비하여 상당히 작아, 기판(211)의 전면에 패턴들을 형성하기 위해서는 기판(211)의 액티브영역(AA)을 다수개의 영역(213, 215)으로 분할한 후, 각 영역(213, 215)을 차례로 다수의 샷을 통해 노광하는 분할노광을 진행해야 한다.
따라서, 기판(211) 상의 액티브영역(AA)은 분할노광을 진행하기 위하여 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)으로 분할되어 정의되며, 노광마스크(220)는 먼저 제 1 노광영역(213)에 대응하여 위치하는 것이다.
제 1 노광영역(213)에 대응하여 형성된 노광마스크(220)를 사용하여 제 1 노광영역(213)의 제 1 샷에 의한 노광공정이 완료되면, 노광마스크(220)는 제 2 노광영역(215)에 대응하도록 이동되어져 제 2 노광영역(215)의 제 2 샷에 의한 노광공정을 진행하게 된다.
여기서, 노광마스크(220)에는 기판(211) 상의 액티브영역(AA)에 정의된 화소(P)에 대응하여 빛이 조사되는 다수의 노광부(221)가 구성되며, 다수의 노광부(221) 각각의 내에는 차단부(미도시)와 투과부(미도시)가 구성되어 있어 원하는 패턴의 모양에 따라 선택적으로 빛을 투과 또는 차단하여 기판(211)의 노광영역(213, 215) 내에 여러 패턴을 형성한다.
이때, 본 발명의 노광마스크(220)는 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 간의 경계면에 대응하는 영역에 쉬프트영역(223)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 쉬프트영역(223)은 다수의 노광부(221) 중 일부 노광부(이하, 쉬프트노광부라 함)(225a)가 램덤하게 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되며, 또한 일부 쉬프트노광부(225b)는 램덤하게 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성된다.
여기서, 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되는 쉬프트노광부를 제 1 쉬프트노광부(225a)라 정의하고, 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되는 쉬프트노광부를 제 2 쉬프트노광부(225b)라 정의하도록 하겠다.
따라서, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(225a, 225b)는 기판(211) 상의 액티브영역(AA)에 정의된 화소(P)와 정확하게 얼라인되지 않도록 형성된다.
이를 통해, 이러한 노광마스크(220)를 이용하여 제 1 노광영역(213)을 노광하면, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 간의 경계면 부근에는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(225a, 225b)에 의해 패턴되어 기판(211) 상에 형성되는 패턴 중 일부는 기판(211) 상에 정의된 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 되며, 또한 일부 패턴은 기판 상에 정의된 화소로부터 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(225a, 225b)에 의해 패턴되어 형성되는 패턴들은 행방향 또는 열방향으로 이웃하는 화소(P)에 형성된 패턴과 중첩(overlap)되어 형성되거나, 사이간격이 오픈(open)되어 형성되게 된다.
그리고, 제 2 노광영역(215)을 노광하면, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 간의 경계면 부근 또한 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(225a, 225b)에 의해 패턴되어 기판(211) 상에 형성되는 패턴이 기판(211) 상에 정의된 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향) 또는 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
이를 통해, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 사이의 경계면 부근에서 스티치 불량이 개선되어, 액정표시장치의 화질이 개선되게 된다.
특히, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(120)를 사용하여 블랙매트릭스가 형성되지 않는 COT형 액정표시장치에서 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하게 되면, 액정패널을 구동하지 않는 무구동상태에서도 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215) 사이의 경계면 부근에서 발생하는 스티치 불량을 보다 개선할 수 있다.
이에 대해 도 9를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 노광마스크를 통해 형성된 컬러필터패턴을 각 화소 별로 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 10은 스티치불량이 개선되는 것을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 사용하여 기판(211) 상에 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c)을 형성하면, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 사이의 경계 부근에 형성되는 일부 R, G, B 컬러필터패턴(217a, 217b, 217c)은 제 1 쉬프트노광부(도 8의 225a)에 의해 화소(P)로부터 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
또한, 일부 R, G, B 컬러필터패턴(218a, 218b, 218c)은 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225b)에 의해 화소(P)로부터 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 일정간격 이동되어져 형성되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)에 의해 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)은 이동되어진 행방향 또는 열방향에 위치하는 이웃하는 화소(P)에 형성된 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c)과 중첩되어 형성되거나, 사이간격이 오픈되어 형성되게 된다.
이를 통해, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 사이의 경계면 부근에서는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)이 중첩(overlap)되어 형성되는 영역과, 중첩되지 않고 오픈(open)영역을 갖는 영역이 혼재하여 존재하게 되므로, 다양한 반사각을 갖는 빛이 반사되게 된다.
따라서, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 사이의 경계면 부근에서 발생하는 스티치 불량이 개선되게 된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 사람 눈의 시각인식성은 규칙적인 패턴 배치와 휘도차를 인식하는데 있어서는 매우 민감하다.
이때, 하나의 노광영역(213, 215)에서 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c) 중 하나의 컬러필터패턴을 한번의 샷에 의해 노광할 경우 노광영역(213, 215)에 형성되는 하나의 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c)은 횡방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 모두 이웃하는 컬러필터패턴과 모두 중첩되어 형성되거나 모두 동일하게 오픈영역을 갖도록 형성되게 된다.
이와 같이 하나의 컬러필터패턴이 모두 이웃하는 컬러필터패턴과 중첩되거나, 오픈영역을 갖도록 형성될 경우 이외의 다른 컬러필터패턴들 또한 이웃하는 컬러필터패턴과 모두 중첩되거나 오픈영역을 갖도록 형성되게 된다.
따라서, 제 1 노광영역(213)에 위치하는 다수의 화소(P)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c)이 각 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c) 간의 사이가 모두 동일하게 오픈영역을 갖거나 중첩되어 형성될 경우에는 제 1 노광영역(213)으로부터 외부로부터 입사되는 빛은 R, G, B 컬러에 따른 평균적인 반사각만을 갖도록 반사되게 된다.
그리고, 제 2 노광영역(215)에 위치하는 다수의 화소(P)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c)의 각 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c) 간의 사이가 모두 중첩되거나 오픈되어 형성될 경우에는 제 2 노광영역(215)으로부터 외부로부터 입사되는 빛은 제 1 노광영역(213)의 평균적인 반사각과는 또다른 R, G, B 컬러에 따른 평균적인 반사각을 가지며 반사되게 된다.
즉, 제 1 노광영역(213)으로부터는 R-ⓐ 반사각과 G-ⓑ 반사각과 B-ⓑ 반사각만이 반사되게 되고, 제 2 노광영역(215)으로부터는 R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각과 B-ⓐ 반사각만이 반사되게 되는 것이다.
(여기서, ⓐ는 서로 이웃하는 R, G, B컬러필터패턴이 중첩된 경우에 반사되는 반사각을 나타내며, ⓑ는 서로 이웃하는 R, G, B 컬러필터패턴의 사이영역에 오픈영역을 갖는 경우에 반사되는 반사각을 나타낸다.)
따라서, 사람의 시각인식성은 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215) 사이의 경계면에서 확연하게 다른 R, G, B 컬러에 따른 서로 다른 반사각을 갖는 빛을 인식하게 되므로, 규칙적인 패턴배치와 휘도차에 의해 사람 눈의 시각인식성은 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215) 사이의 경계면에서 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 매우 민감하게 느끼게 되는 것이다.
또한, 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 서로 이웃하는 화소(P)사이의 영역에는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)이 서로 중첩되어 형성되며, 이의 영역에 대응하는 상부기판(미도시)에는 하부기판(111)과 상부기판(미도시) 사이의 간격을 유지하기 위한 기둥형상의 컬럼스페이서(도 7b의 118)가 구성된다.
여기서, 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)에 서로 다른 샷에 의한 노광공정이 진행됨에 따라, 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)의 높낮이 차이가 발생하게 된다.
R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)의 높낮이 차가 발생할 경우, 상부기판(미도시)에 형성된 컬럼스페이서(도 7b의 118)와 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c) 사이에 이격영역이 존재하게 되고, 이격영역(도 7b의 D)에 존재한 영역과 이외의 영역 사이에 액정량이 달라지게 되므로, 전계구동시 액정량 차이에 따른 휘도차에 따른 셀갭불량이 발생하게 된다.
여기서, 하나의 노광영역(213, 215) 내에서 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)의 높낮이 차이는 모두 동일하게 형성됨에 따라, 이와 같은 갭성불량은 노광영역(213, 215) 별로 차이를 갖게 되고, 이를 통해 사람 눈은 이에 대해 규칙적인 패턴배치와 휘도차로 인식하게 된다.
즉, 제 1 노광영역(213)에서는 셀갭불량이 발생하지 않고 제 2 노광영역(215)에서 셀갭불량이 발생할 경우 사람 눈의 시각인식성은 이를 매우 민감하게 느끼게 되어, 노광영역(213, 215) 사이의 경계에서 셀갭 불균일에 의한 스티치불량을 느끼게 된다.
한편, 사람 눈의 시각인식성은 규칙적인 패턴배치와 휘도차에 의해서는 매우 민감하게 느끼지만, 광범위한 범위에 걸쳐 서서히 변화하는 패턴의 인식에 있어서는 비교적 낮게 느끼게 된다, 따라서, 이러한 사람 눈의 시각인식성의 애매함을 이용하여 표시얼룩에 의한 불량을 덜 두드러지게 함으로써, 액정표시장치의 품질을 향상시키실 수 있다.
즉, 본 발명의 제 3 실시예와 같이 도 10에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 갖는 노광마스크(도 8의 220)를 사용하여 기판(211) 상에 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)을 형성하게 되면, 하나의 노광영역(213, 215)을 한번의 샷에 의해 노광하더라도, 제 1 쉬프트노광부(도 8의 225a)에 의해 각 노광영역(213, 215)에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c) 중 하나의 컬러필터패턴은 이웃하는 컬러필터패턴과의 사이영역이 오픈되거나 중첩되도록 혼재되어 형성되게 된다.
또한, 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225b)에 의해 하나의 노광영역(213, 215) 내에서 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)의 중첩정도가 틀어지게 되면서, 각 노광영역(213, 215) 내에 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c) 사이에 이격영역(도 7b의 D)이 존재하거나 존재하지 않는 셀갭 차이가 발생하는 영역을 다수개 형성하게 된다.
따라서, 횡방향으로 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계면 부근에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)은 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c) 간의 사이영역이 오픈되거나 중첩되어 형성되면서도 또한 제 1 쉬프트노광부(도 8의 225a)에 대응하여 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴(217a, 217b, 217c)이 행방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 이동되어 형성됨으로써, 일부 R, G, B 컬러필터패턴(217a, 217b, 217c) 또한 사이영역이 중첩되어 형성되거나 오픈되어 서로 혼재되어 형성되게 된다.
즉, 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계면 부근에는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c) 간의 사이영역이 오픈되거나, R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c)이 서로 중첩되어 형성되는 영역이 서로 다수개가 발생하고, 랜덤하게 배치되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계면 부근에서는 R, G, B 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c) 간의 사이영역이 오픈되거나 중첩되어 형성되는 영역에 의해 제 1 노광영역(213)으로부터는 R-ⓐ 반사각과 G-ⓑ 반사각과 B-ⓑ 반사각만의 평균적인 반사각 외에도, R-ⓑ 반사각과 G-ⓐ 반사각과 B-ⓐ 반사각을 갖는 빛이 함께 반사되고, 제 2 노광영역(215)으로부터도 R-ⓐ 반사각과 R-ⓑ 반사각, G-ⓐ 반사각, G-ⓑ 반사각, B-ⓐ 반사각, B-ⓑ 반사각을 갖는 빛이 함께 반사되게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계면 부근에서는 반사각의 수가 증가되어 반사시감을 둔화시키게 되므로, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 되므로, 액정표시장치의 화질이 개선되게 되는 것이다.
또한, 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계면 부근에 형성되는 R, G, B컬러필터패턴(218a, 218b, 218c)은 컬럼스페이서(도 7b의 118)와 이격영역(도 7b의 118)이 존재하거나, 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 이동되어 형성됨으로써, 컬럼스페이서(도 7b의 118)와 이격영역(도 7b의 D)이 존재하지 않는 영역이 혼재되어 형성되게 된다.
따라서, 컬럼스페이서(도 7b의 118)와 R, G, B 컬러필터패턴(218a, 218b, 218c) 사이의 이격영역(도 7b의 D)에 의한 셀갭불량이 제 1 노광영역(213)과 제 2 노광영역(215)에 걸쳐 여러 영역에서 발생되도록 함으로써, 사람의 눈에는 셀갭불량이 둔화되어 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 되므로, 액정표시장치의 화질이 개선되게 되는 것이다.
여기서, 노광마스크(도 8의 220)의 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 기판(211) 상에 정의된 화소(P)로부터 ±1 ~ ±5㎛의 쉬프트간격을 갖도록 이동되어져 형성되어, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)에 의해 형성된 컬러필터패턴(217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)이 데이터배선(DL) 상부에서 이웃하는 컬러필터패턴(216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)과 이격되거나, 중첩되도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 노광영역(213, 215)의 경계에 다가갈수록 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)의 쉬프트간격이 커지거나, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)의 비율이 커지도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 11은 노광영역 경계에 대응하여 형성되는 쉬프트노광부의 쉬프트간격을 나타낸 개략도이다.
도시한 바와 같이, 노광마스크(도 8의 220)는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 쉬프트영역(123)이 구비되는데, 쉬프트영역(123)은 노광마스크(도 8의 220)의 양측으로 5개씩 분할하여 정의할 수 있다.
이때, 쉬프트영역(123)에는 기판(도 10의 211) 상에 정의된 화소(도 10의 P)와 정확하게 얼라인되는 노광부(이하, 얼라인노광부라 함)(도 8의 221)와, 화소(도 10의 P)로부터 횡방향(도면상으로 정의한 ±X축방향)으로 ±1 ~ ±5㎛의 쉬프트간격을 갖도록 이동되어져 형성되는 제 1 쉬프트노광부(도 8의 225a)와 화소(도 10의 P)로부터 열방향(도면상으로 정의한 ±Y축방향)으로 ±1 ~ ±5㎛의 쉬프트간격을 갖도록 이동되어져 형성되는 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225b)를 포함한다.
여기서, 얼라인노광부(도 8의 221)를 0㎛라 표기하면, 얼라인노광부(도 8의 221)는 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계에 가까워질수록 비율이 점차 줄어들게 하고, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계에 가까워질수록 쉬프트간격과 비율이 점차 늘어나도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 하나의 노광영역(213, 215)에 540개의 화소(도 10의 P)가 정의되면, 제 1 및 제 2 노광영역(213, 215)의 경계로부터 가장 멀리 위치하는 제 1 쉬프트영역(223a)에는 108개의 얼라인노광부(도 8의 221)를 형성하면 횡방향과 열방향의 ±1㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 각각 216개씩 갖도록 형성하는 것이다.
이때, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)에서 108씩은 횡방향과 열방향의 +1㎛의 쉬프트간격을 갖도록 형성하고, 108개씩은 횡방향과 열방향의 -1㎛의 쉬프트간격을 갖도록 형성한다.
그리고, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)와 얼라인노광부(도 8의 221)는 위의 개수 내에서 서로 랜덤하게 위치하도록 한다.
그리고 제 1 쉬프트영역(223a)에 이웃하는 제 2 쉬프트영역(223b)에는 얼라인노광부(도 8의 221)를 60개 형성하면, 횡방향과 열방향의 ±1㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 각각 120개씩 형성하고, 횡방향과 열방향의 ±2㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 120개씩 형성한다.
또한, 제 3 쉬프트영역(223c)에는 얼라인노광부(도 8의 221)를 44개 형성하면, 횡방향과 열방향의 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 82 ~ 84개씩 형성하고, 제 4 쉬프트영역(223d)에는 얼라인노광부(도 8의 221)를 32개 형성하면, 횡방향과 열방향의 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛ 의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 62 ~ 64개씩 형성한다.
그리고 노광영역(213, 215)의 경계에 가장 인접하여 위치하는 제 5 쉬프트영역(223e)에는 얼라인노광부(도 8의 221)를 28개 형성하면, 횡방향과 열방향의 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛, ±5㎛ 의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)는 50 ~ 52개씩 형성한다.
여기서, 쉬프트영역(223)의 폭과, 분할개수, 그리고 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)와 얼라인노광부(도 8의 221)의 갯수 및 비율 등은 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)의 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 설계 가능하다.
도 12a ~ 12b은 본 발명의 실시예에 따른 노광마스크를 통해 반사시감이 개선되는 것을 나타낸 시뮬레이션결과이다.
여기서, 도 12a는 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 통해, 기판(도 9의 211) 상에 R, G, B컬러필터패턴(도 9의 216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)을 형성한 후 반사시감수준을 측정한 시뮬레이션결과이며, 도 12b는 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛, ±5㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 통해, 기판(도 9의 211) 상에 R, G, B컬러필터패턴(도 9의 216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)을 형성한 후 반사시감수준을 측정한 시뮬레이션결과이다.
도 12a와 도 12b를 참조하면, 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 갖는 노광마스크(도 8의 220)를 사용하여 기판(도 9의 211) 상에 R, G, B컬러필터패턴(도 9의 216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)을 형성할 경우가 일반적인 노광마스크를 사용하여 기판 상에 R, G, B 컬러필터패턴을 형성하는 경우에 비해 반사시감수준이 현저하게 개선되는 것을 확인할 수 있다.
도 12a의 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 사용할 경우 반사시감수준은 기존의 반사시감수준인 Lv2.7에 비해 약 Lv0.3이 개선되어 Lv2.4를 갖게 되며, 도 12b의 ±1㎛, ±2㎛, ±3㎛, ±4㎛, ±5㎛의 쉬프트간격을 갖는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 사용할 경우 반사시감수준은 기존의 반사시감수준인 Lv3.5에 비해 약 Lv0.7이 개선되어 Lv2.5를 갖게 되는데, 이는 반사시감수준이 한단계(ΔLv1)나 개선됨을 의미한다.
특히, 노광마스크(도 8의 220)를 사용하여 제 1 노광영역(도 11의 213)을 노광 한 후 노광마스크(도 8의 220)를 이동시켜 제 2 노광영역(도 11의 215)을 노광하는 과정에서, 제 2 노광영역(도 11의 215)에 대응하여 노광마스크(도 8의 220)의 틀어짐(overlay 차)이 발생하게 되는데, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 노광마스크(도 8의 220)가 횡방향 또는 열방향으로 일정간격 이동되는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함함으로써, 노광마스크(도 8의 220)의 틀어짐이 발생하더라도 반사시감수준을 낮출 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 COT형 액정표시장치는 제 1 및 제 2 쉬프트노광부(도 8의 225a, 225b)를 포함하는 노광마스크(도 8의 220)를 사용하여 R, G, B 컬러필터패턴(도 9의 216a, 216b, 216c, 217a, 217b, 217c, 218a, 218b, 218c)을 형성함으로써, 노광영역(도 11의 213, 215)의 경계 부근에서 다양한 반사각을 갖는 빛이 반사되도록 하거나, 다양한 셀갭을 갖도록 형성할 수 있어, 분할노광공정에서 노광영역(도 11의 213, 215)의 경계에서 사람의 시각인식성이 반사시감에 둔화되도록 함으로써, 사람의 시각인식성은 애매함을 느끼게 되어 띠 얼룩과 같은 스티치불량을 덜 느끼게 된다.
따라서, 사람은 액정표시장치의 표시품질이 향상되었다 느끼게 된다.
또한, 본 발명의 노광마스크(도 8의 220)를 사용한 노광공정은 노광영역(도 11의 213, 215)의 경계에서의 스티치불량을 개선하면서도 제 1 및 제 2 노광영역(도 11의 213, 215)을 노광하는데 2번의 샷에 의한 노광공정만을 필요로하게 되므로, 기존의 레고노광방법에 비해 샷 수를 줄일 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
111 : 기판
113, 115 : 제 1 및 제 2 노광영역
117a, 117b, 117c, 119a, 119b, 119c : R, G, B 컬러필터패턴
P : 화소

Claims (12)

  1. 액정표시장치를 제조하기 위하여 기판 상부에 위치하여 노광공정에 사용되는 노광마스크에 있어서,
    다수의 화소를 포함하는 제 1 노광영역 및 제 2 노광영역이 정의된 기판 상에 상기 화소와 정확하게 얼라인되는 노광부를 포함하는 얼라인노광부와;
    상기 얼라인노광부의 적어도 하나의 일측 가장자리에 위치하며, 상기 기판 상에 정의된 상기 화소로부터 행방향 또는 열방향으로 쉬프트간격을 가지며 램덤(random)하게 이동되어진 제 1 쉬프트노광부를 포함하는 쉬프트영역
    이 구비되며,
    상기 쉬프트영역은 상기 제 2 노광영역과 인접한 상기 제 1 노광영역의 일측 가장자리에 대응되는 액정표시장치용 노광마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 행방향으로 이동되어진 상기 제 1 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 행방향의 좌측 및 우측 가장자리에 정의된 상기 쉬프트영역에 램덤하게 형성되는 액정표시장치용 노광마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 행방향으로 이동되어진 상기 제 1 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 전면에 걸쳐 램덤하게 형성되는 액정표시장치용 노광마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 행방향으로 이동되어진 상기 제 1 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 개수에 따른 비율이 증가하는 액정표시장치용 노광마스크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 행방향으로 이동되어진 상기 제 1 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 상기 쉬프트간격이 커지는 액정표시장치용 노광마스크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 쉬프트간격은 ±1 ~ ±5㎛인 액정표시장치용 노광마스크.
  7. 다수의 화소를 포함하는 제 1 및 제 2 노광영역으로 정의된 기판 상부로, 상기 화소와 정확하게 얼라인되는 노광부를 포함하는 얼라인노광부와, 상기 얼라인노광부의 적어도 하나의 일측 가장자리에 위치하며, 상기 화소로부터 행방향 또는 열방향으로 쉬프트간격을 가지며 랜덤하게 이동되어진 쉬프트노광부를 포함하는 쉬프트영역이 정의된 노광마스크를 위치하는 단계와;
    상기 제 1 노광영역에 상기 쉬프트영역이 상기 제 2 노광영역과 인접한 상기 제 1 노광영역의 일측 가장자리에 대응되도록 상기 노광마스크를 통해 제 1 노광공정을 진행하는 단계와;
    상기 노광마스크를 상기 제 2 노광영역으로 이동시켜, 상기 쉬프트영역이 상기 제 1 노광영역과 인접한 상기 제 2 노광영역의 일측 가장자리에 대응되도록 상기 노광마스크를 통해 제 2 노광공정을 진행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 쉬프트영역에 의해 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴은 이웃하는 화소에 형성되는 R, G, B 컬러필터패턴과 가장자리가 서로 중첩되어 형성되거나, 서로 일정간격 이격하여 형성되는 액정표시장치의 노광방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 쉬프트노광부가 상기 열방향으로 이동되어지면, 상기 R, G, B 컬러필터패턴은 각 열방향으로 이웃하는 화소 사이의 영역에서 높낮이 차를 갖게 되는 액정표시장치의 노광방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼라인노광부의 상기 일측 가장자리에 수직한 타측 가장자리에 대응되는 제 2 쉬프트노광부를 더욱 포함하는 액정표시장치용 노광마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쉬프트노광부는 상기 노광마스크의 행방향의 좌측 및 우측 가장자리에 정의된 상기 쉬프트영역에 랜덤하게 형성되는 액정표시장치용 노광마스크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쉬프트노광부는 행방향의 가장자리로 갈수록 개수가 증가하는 액정표시장치용 노광마스크.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쉬프트노광부가 상기 열방향으로 이동되어지면, 각 열방향으로 이웃하는 상기 화소 사이의 영역에서 R, G, B 컬러필터패턴이 높낮이 차를 갖게 되는 액정표시장치용 노광마스크.
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