KR20050116032A - 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 R,G,B 칼라필터가 적층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 기판의 화소영역 별로 형성된 칼라필터들과; 상기 화소영역들 사이의 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들이 적층되어 형성된 블랙매트릭스를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법{Color Filter Array Substrate And Fabricating Method Thereof}

본 발명은 칼라필터 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 R,G,B 칼라필터가 적층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다. 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련되게 된다. 통상, 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀이 구동된다.

도 1을 참조하면, 종래의 액정표시패널은 액정(8)을 사이에 두고 합착된 칼라필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 구비한다.

액정(8)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.

박막트랜지스터 어레이 기판(20)은 하부기판(21)의 전면에 게이트절연막을 사이에 두고 절연되는 데이터라인(18)과 게이트라인(12)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(16)가 형성된다. TFT(16)는 게이트라인(12)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(18)에 접속된 소스전극, 화소전극(14)에 접속된 드레인전극, 소스전극 및 드레인전극 사이의 채널부를 형성하는 활성층 및 오믹접촉층을 포함한다. 이러한 TFT(16)는 게이트라인(12)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(18)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(14)에 공급한다.

화소전극(14)은 데이터라인(18)과 게이트라인(12)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(14)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 공통전극(6)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(21)과 상부기판(1) 사이에 위치하는 액정(8)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(14)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(1) 쪽으로 투과된다.

칼라필터 어레이 기판(10)은 상부기판(1)의 배면 상에 형성되는 칼라필터(4) 및 공통전극(6)을 구비한다. 칼라필터(4)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 칼라필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 칼라표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 칼라필터(4)들 사이에는 블랙 매트릭스(2)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.

종래 블랙매트릭스(2)를 형성하기 위해서는 별도의 마스크공정이 추가로 필요하다. 이에 따라, 제조비용이 높아져 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스영역에 R,G,B 칼라필터(4)와 동시에 형성되는 R 칼라층(2a), G 칼라층(2b), B 칼라층(2b)이 순차적으로 적층되어 블랙매트릭스(2) 역할을 하게 된다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c)의 광투과 파장대역이 다르기 때문에 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c)을 순차적으로 적층한 경우 전 파장대에서 모든 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, B 칼라층(2a)을 투과하는 파장대역을 가지는 광은 R,G 칼라층(2b,2c)에 의해 차단된다. 이와 같이, 블랙매트릭스 역할을 하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c)에 의해 별도의 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 마스크공정수가 종래보다 줄어들어 제조비용 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 블랙매트릭스영역에 위치하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c) 각각의 두께는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(4)의 두께와 동일하다. 이 경우, 블랙매트릭스영역에 위치하는 R,G,B 칼라층(2a,2b,2c) 전체 두께는 화소영역에 위치하는 칼라필터 두께의 적어도 2배 이상이다. 이로 인해, 화소영역과 블랙매트릭스영역 간의 단차가 발생된다. 이 단차로 인해 배향공정이 제대로 되지 않아 빛샘이 발생되거나 얼룩이 발생된다. 이를 방지하기 위해, 칼라필터(4) 및 블랙매트릭스(2)가 형성된 기판(1) 상에 평탄화층(30)이 형성된다. 이 평탄화층(30)은 칼라 필터(4)와 블랙매트릭스(2)의 단차를 보상하여 평탄한 표면을 제공한다. 그러나, 이 평탄화층(30)을 형성하기 위한 별도의 공정이 추가로 필요로 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 R,G,B 칼라필터가 적층되어 형성된 블랙매트릭스에 의해 발생되는 단차를 줄임과 아울러 공정 수를 줄일 수 있는 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 기판의 화소영역 별로 형성된 칼라필터들과; 상기 화소영역들 사이의 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들이 적층되어 형성된 블랙매트릭스를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판의 제조방법은 화소영역, 그 화소영역들 사이에 위치하는 광차단영역을 가지는 기판을 마련하는 단계와; 상기 화소영역 별로 상기 기판 상에 칼라필터들을 형성함과 동시에 상기 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들을 적층하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 11f를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 평면도 및 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판은 상부기판(101)의 화소영역 상에 형성되는 R,G,B 칼라필터(102) 및 화소영역을 제외한 광차단영역 상에 형성되는 블랙매트릭스(104)와, 광차단영역에 블랙매트릭스(104)보다 높거나 더욱 검게 형성되는 돌출부(106)를 구비한다.

R, G, B 칼라 필터(102)는 화소 영역별로 구분되도록 도트형태로 상부기판(101) 상에 형성되거나 인접한 화소영역과 서로 연결되도록 스트라이프형태로 상부기판(101) 상에 형성된다.

블랙매트릭스(104)는 화소영역을 제외한 광차단영역 상에 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c)은 각각 R,G,B 칼라필터(102)와 동일물질로 동시에 형성된다. 이 때, 제1 내지 제3 칼라층(104a,104b,104c) 중 적어도 어느 하나는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(102)보다 두께가 낮게 형성된다. 이 블랙매트릭스(104)는 박막트랜지스터 어레이 기판의 화소전극을 제외한 영역, 즉 게이트라인, 데이터라인 및 박막트랜지스터 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 상부기판(101) 상에 스트라이프형태 또는 매트릭스형태로 형성된다. 이로 인해 블랙매트릭스(104)는 다수의 화소영역들로 나눔과 아울러 인접 셀간의 광간섭을 방지하는 역할을 하게 된다.

돌출부(106)는 R,G,B 칼라필터(102) 각각과 동일물질로 동시에 형성되는 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c)은 각각 R,G,B 칼라필터(102)와 동일물질로 동일높이로 형성된다. 이 돌출부(106)는 도 6에 도시된 바와 같이 칼라필터 어레이 기판(150)과 박막트랜지스터 어레이 기판(160) 사이의 상대적으로 낮은 셀갭을 유지하기 위한 스페이서로 이용된다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상대적으로 높은 셀갭을 유지하기 위해 별도로 마련된 스페이서(140)와 중첩되도록 형성되어 제2 스페이서로 이용된다. 또는 도 8에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터(170)의 채널부가 외부광에 의해 활성화되어 누설전류가 발생되는 것을 방지하기 위해 블랙매트릭스(104)보다 더욱 검게 형성된다. 한편, 도 6 내지 도 8에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판(160)은 제2 기판(201) 상에 형성되는 박막트랜지스터(170)와, 그 박막트랜지스터(170)와 접속된 화소전극(222)을 구비한다. 박막트랜지스터(170)는 게이트전극(206), 소스전극(208), 화소전극(222)에 접속된 드레인전극(210), 게이트절연막(212)을 사이에 두고 게이트전극(206)과 중첩되며 소스전극(208) 및 드레인전극(210) 사이의 채널부를 형성하는 활성층(214) 및 오믹접촉층(216)을 포함한다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비한다. 이 블랙매트릭스는 도 2에 도시된 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스보다 두께가 줄어들어 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 단차가 줄어든다. 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하므로 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 블랙매트릭스, 스페이서 및 광차단층을 칼라필터와 동일물질로 그들과 동시에 형성하므로 공정수를 줄일 수 있어 생산성이 향상된다.

도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라 필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 여기서, 제조방법에 이용되는 마스크는 부분 노광 마스크, 예를 들어 반투과마스크 또는 회절 마스크가 이용된다. 본 발명에서는 반투과마스크를 이용한 제조방법을 예로 들어 설명하기로 한다.

먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(258)이 도포된다. 그런 다음, 제1 반투과마스크(250)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제1 반투과마스크(250)는 투명한 재질인 마스크 기판(252)과, 마스크 기판(252)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(254)와, 마스크 기판(252)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(256)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(252)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제1 반투과 마스크(250)를 이용하여 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(258)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 9b에 도시된 바와 같이 제1 반투과 마스크(250)의 차단부(254)에 대응하는 제1 높이(d1)를 갖는 B 칼라필터(102)와 제1 높이(d1)를 갖는 돌출부의 제1 칼라층(106a)이 형성되고, 반투과부(256)에 대응하는 제1 높이(d1)보다 낮은 제2 높이(d2)를 갖는 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)이 형성된다.

B 칼라 필터(102)와 돌출부의 제1 칼라층(106a) 및 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)이 형성된 상부기판(101) 상에 도 9c에 도시된 바와 같이 적색 안료가 포함된 포토레지스트막(268)이 도포된다. 그런 다음, 제2 반투과마스크(260)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제2 반투과마스크(260)는 투명한 재질인 마스크 기판(262)과, 마스크 기판(262)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(264)와, 마스크 기판(262)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(266)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(262)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 반투과 마스크(260)를 이용하여 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(268)을 노광한 후 현상함으로써 도 9d에 도시된 바와 같이 제2 반투과 마스크(260)의 차단부(264)에 대응하여 제3 높이(d3)를 갖는 R 칼라필터(102)와 제3 높이(d3)를 갖는 돌출부의 제2 칼라층(106b)이 형성되고, 반투과부(266)에 대응하여 제3 높이(d3)보다 낮은 제4 높이(d4)를 갖는 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)이 형성된다.

R 칼라 필터(102)와 돌기부의 제2 칼라층(106b) 및 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)이 형성된 상부기판(101) 상에 도 9e에 도시된 바와 같이 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(278)이 도포된다. 그런 다음, 제3 반투과마스크(270)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제3 반투과마스크(270)는 투명한 재질인 마스크 기판(272)과, 마스크 기판(272)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(274)와, 마스크 기판(272)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(276)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(272)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제3 반투과 마스크(270)를 이용하여 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(278)을 노광한 후 현상함으로써 도 9f에 도시된 바와 같이 제3 반투과 마스크(270)의 차단부(274)에 대응하여 제5 높이(d5)를 갖는 G 칼라필터(102)와 제5 높이(d5)를 갖는 돌출부의 제3 칼라층(106c)이 형성되고, 반투과부(276)에 대응하여 제5 높이(d5)보다 낮은 제6 높이(d6)를 갖는 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c)이 형성된다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판은 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판과 비교하여 잉크젯 분사방식으로 형성되는 스페이서(146)와, 스페이서(146)와 중첩되는 영역에 홈(144)을 가지도록 형성되는 돌출부(106)를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.

돌출부(106)는 잉크젯 스페이서가 형성될 광차단영역에 형성된다. 이 돌출부(106)는 블랙매트릭스(104)보다 높이가 높도록 형성된다. 이를 위해, 돌출부(106)의 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c) 각각의 두께는 화소영역에 위치하는 R,G,B 칼라필터(104)와 두께가 동일하도록 형성된다.

이러한 돌출부(106)의 제1 내지 제3 칼라층(106a,106b,106c) 각각은 서로 중첩되는 제1 내지 제3 홈(144a,144b,144c)을 가지도록 형성된다. 이 때, 제1 홈(144a)과 대응되는 돌출부의 제1 칼라층(106a)의 두께는 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a)의 두께와 동일하며, 제2 홈(144b)과 대응되는 돌출부의 제2 칼라층(106b)의 두께는 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b)의 두께와 동일하며, 제3 홈(144c)과 대응되는 돌출부의 제3 칼라층(106c)의 두께는 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c)의 두께와 동일한다.

스페이서(146)는 제1 내지 제3 홈(144a,144b,144c)에 의해 마련된 공간에 잉크젯분사방식으로 스페이서물질이 충전되어 형성된다. 이 경우, 잉크젯분사방식으로 형성되는 스페이서(146)는 돌출부(106)의 높이보다 높게 형성된다.

도 11a 내지 도 11f는 도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 여기서, 제조방법에 이용되는 마스크는 부분 노광 마스크, 예를 들어 반투과마스크 또는 회절 마스크가 이용된다. 본 발명에서는 반투과마스크를 이용한 제조방법을 예로 들어 설명하기로 한다.

먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(188)이 도포된다. 그런 다음, 제1 반투과마스크(180)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제1 반투과마스크(180)는 투명한 재질인 마스크 기판(182)과, 마스크 기판(182)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(184)와, 마스크 기판(182)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(186)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(182)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제1 반투과 마스크(180)를 이용하여 청색 안료가 분산된 포토레지스트막(188)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11b에 도시된 바와 같이 제1 반투과 마스크(180)의 차단부(184)에 대응하여 B 칼라필터(102) 및 돌출부의 제1 칼라층(106a)이 형성되고, 반투과부(186)에 대응하여 B 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제1 칼라층(104a), 돌출부의 제1 칼라층의 제1 홈(144a)이 형성된다.

도 11c에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(198)이 도포된다. 그런 다음, 제2 반투과마스크(190)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제2 반투과마스크(190)는 투명한 재질인 마스크 기판(192)과, 마스크 기판(192)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(194)와, 마스크 기판(192)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(196)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(192)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 반투과 마스크(190)를 이용하여 적색 안료가 분산된 포토레지스트막(198)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11d에 도시된 바와 같이 제2 반투과 마스크(190)의 차단부(194)에 대응하여 R 칼라필터(102) 및 돌출부의 제2 칼라층(106b)이 형성되고, 반투과부(196)에 대응하여 R 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제2 칼라층(104b) 및 돌출부의 제2 칼라층의 제2 홈(144b)이 형성된다.

도 11e에 도시된 바와 같이 상부기판(101) 상에 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(178)이 도포된다. 그런 다음, 제3 반투과마스크(171)가 상부기판(101) 상부에 정렬된다. 제3 반투과마스크(171)는 투명한 재질인 마스크 기판(172)과, 마스크 기판(172)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(174)와, 마스크 기판(172)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 반투과부(176)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(172)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제3 반투과 마스크(171)를 이용하여 녹색 안료가 분산된 포토레지스트막(178)을 노광한 후 현상한다. 이에 따라, 도 11f에 도시된 바와 같이 제3 반투과 마스크(171)의 차단부(174)에 대응하여 G 칼라필터(102) 및 돌출부의 제3 칼라층(106c)이 형성되고, 반투과부(176)에 대응하여 G 칼라필터보다 높이가 낮은 블랙매트릭스의 제3 칼라층(104c) 및 돌출부의 제3 칼라층의 제3 홈(144c)이 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비하고, 홈을 사이에 두고 이격된 돌출부와, 돌출부의 홈에 잉크젯분사방식으로 충전된 스페이서를 구비한다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하므로 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판은 돌출부 사이의 홈에 잉크젯 분사방식으로 스페이서를 형성함으로써 돌출부 이상의 높이를 갖는 스페이서를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 화소전극과 공통전극이 서로 다른 기판 상에 위치하는 수직 전계 인가형 또는 화소전극과 공통전극이 동일 기판에 위치하는 수평 전계 인가형 액정표시패널에 적용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판 및 그 제조방법은 적어도 어느 하나가 칼라필터보다 낮은 두께를 가지는 제1 내지 제3 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 구비한다. 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 줄어든 단차에 의해 배향얼룩발생과 빛샘현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 칼라필터 어레이 기판은 별도의 평탄화층이 불필요하고, 블랙매트릭스, 스페이서 및 광차단층을 칼라필터와 동일물질로 그들과 동시에 형성하므로 전체 공정수를 줄일 수 있어 생산성이 향상된다.

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 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.

도 2는 R,G,B 칼라층으로 이루어진 블랙매트릭스를 가지는 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 R,G,B 칼라층의 투과도를 나타내는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 4에서 선 Ⅴ-Ⅴ'를 따라 절취한 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 스페이서로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다.

도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 보조스페이서로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 돌출부가 광차단층으로 이용된 경우를 나타내는 단면도이다.

도 9a 내지 도 9f는 도 5에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 칼라필터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 11a 내지 도 11f는 도 10에 도시된 칼라필터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1,21 : 기판 2,104 : 블랙매트릭스

4,102 : 칼라필터 6 : 공통전극

8 : 액정 10,150 : 칼라필터 어레이 기판

12 : 게이트라인 14 : 화소전극

16 : 박막트랜지스터 18 : 데이터라인

20,160 : 박막트랜지스터 어레이 기판 30 : 평탄화층

106 : 돌출부 170 : 박막트랜지스터

Claims (13)

1. 기판의 화소영역 별로 형성된 칼라필터들과;

   상기 화소영역들 사이의 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들이 적층되어 형성된 블랙매트릭스를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블랙매트릭스는 상기 화소영역과 동일한 두께의 칼라필터들이 적층되어 형성된 제1 돌출부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 돌출부는

   상기 기판과, 그 기판과 액정을 사이에 두고 대향하는 제2 기판 사이에 형성되는 스페이서인 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 돌출부는

   상기 기판과 액정을 사이에 두고 대향하는 제2 기판 상에 형성된 박막트랜지스터와 중첩되게 형성되는 광차단부인 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 블랙매트릭스는 상기 화소영역보다 낮은 두께를 가지는 R,G,B 칼라필터들이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 돌출부와 소정 간격으로 이격되어 상기 광차단부 상에 형성된 제2 돌출부와;

   상기 제1 및 제2 돌출부 사이에 잉크젯 분사방식으로 형성된 스페이서를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판.
7. 화소영역, 그 화소영역들 사이에 위치하는 광차단영역을 가지는 기판을 마련하는 단계와;

   상기 화소영역 별로 상기 기판 상에 칼라필터들을 형성함과 동시에 상기 광차단영역에 적어도 어느 하나가 상기 화소영역과 다른 두께를 가지는 칼라필터들을 적층하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 칼라필터 및 상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계는

   상기 기판 상에 특정색의 칼라층을 형성하는 제1 단계와;

   상기 기판의 화소영역 상에 제1 두께를 가지고 상기 광차단영역 상에 상기 제1두께보다 얇은 제2 두께를 가지도록 상기 칼라층을 부분 노광 마스크를 이용하여 노광 및 현상하는 단계와;

   상기 제1 및 제2 단계를 반복하여 R,G,B 칼라필터 및 상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 칼라층을 부분 노광 마스크를 이용하여 노광 및 현상하는 제2 단계는

   상기 칼라층을 회절마스크 및 하프톤마스크 중 어느 하나를 이용하여 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 블랙매트릭스를 형성하는 단계는

    상기 화소영역과 동일한 두께의 칼라필터들을 적층하여 제1 돌출부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 돌출부를 형성하는 단계는

    상기 기판과, 그 기판과 액정을 사이에 두고 대향하는 제2 기판 사이에 셀갭을 유지하는 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 돌출부를 형성하는 단계는

    상기 기판과 액정을 사이에 두고 대향하는 제2 기판 상에 형성된 박막트랜지스터와 중첩되도록 상기 기판 상에 광차단부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.
13. 제 7 항에 있어서,

    상기 제1 돌출부와 소정 간격으로 이격되어 상기 광차단부 상에 제2 돌출부를 형성하는 단계와;

    상기 제1 및 제2 돌출부 사이에 분사방식으로 스페이서를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 어레이 기판의 제조방법.