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KR101108360B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101108360B1
KR101108360B1 KR1020040117244A KR20040117244A KR101108360B1 KR 101108360 B1 KR101108360 B1 KR 101108360B1 KR 1020040117244 A KR1020040117244 A KR 1020040117244A KR 20040117244 A KR20040117244 A KR 20040117244A KR 101108360 B1 KR101108360 B1 KR 101108360B1
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 상판과 액정층을 하판 상에 동시에 형성할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 어레이 기판을 형성하고 상기 어레이 기판 상에 액정과 광경화성 칼라 필터 레진을 혼합하여 도포후 광 경화시킴으로써 상분리에 의해 적, 녹, 청의 칼라필터와 함께 상판이 형성됨으로써 별도로 상부 기판을 준비할 필요가 없는 혁신적인 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 제조 수율을 향상시키고 공정의 단순화 및 비용 절감의 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 별도의 컬러 필터층을 구비하지 않고 상판을 컬러필터층으로 사용함으로써 박형의 제품을 구현할 수 있는 효과가 있다.
컬러 필터용 기판. 상분리, 액정, 모노머

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{Liquid crystal display device and the fabrication method}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 보여주는 평면도 및 단면도.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 상세히 설명하는 공정 순서도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 공정 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
201, 301 : 기판 204, 304 : 데이터 배선
212, 312 : 게이트 절연막 218, 318 : 보호막
280, 380 : 혼합물 281, 381 : 액정
282, 382 : 컬러 필터 레진 모노머 291, 391 : 컬러 필터용 기판
299 : 격벽 398 : 스탬프
399 : 시드(seed)
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 상판과 액정층을 하판 상에 동시에 형성할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
일반적으로, 평판형 표시장치의 하나인 액정표시장치(LCD)는 음극선관 (CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 CRT에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel)나 전계방출표시장치(FED: Field Emission Display)와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼의 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
액정표시장치는 전계 생성전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
일반적으로, 액정은 그 분자가 이방성을 가지고 있고, 그 분자로 이루어진 액정셀이나 필름의 이방성이 액정분자들의 분포 및 기판에 대해 기울어진 각도(tilt angle)의 분포정도에 의해 바뀌는 성질을 가지고 있다.
또한, 이러한 특성은 액정으로 이루어진 셀이나 필름을 보는 각도에 따라 빛 의 편광성을 변화시키는 중요한 요인이 된다.
한편, 도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는, 박막트랜지스터를 구비한 하판(120)과; 컬러필터를 구비한 상판(130)과; 상기 상판(130)과 상기 하판(120)의 이격된 사이에 충진된 액정층(140)과; 상기 하판(120)의 하부면에 부착되어 자연광을 선편광으로 투과시키는 제 1 편광판(129)과; 상기 상판(130)의 상부면에 부착되고, 상기 제 1 편광판(129)과 수직인 투과축을 갖는 제 2 편광판(139)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 하판(120), 상기 상판(130) 및 상기 액정층(120)으로 이루어진 액정패널의 하부에 구비되어, 광원(111)으로부터 빛을 공급하는 백라이트 유닛(110)을 더 포함하게 된다.
상기 하판(120)에는 투명기판(121)상에 교차 배치되는 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되고, 상기 게이트 배선과 연장되는 게이트 전극(122)과, 상기 게이트 전극(122)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(123)과, 상기 게이트 절연막(123) 상에 형성된 반도체층(124)과, 상기 반도체층(124) 상에 형성된 소스/드레인 전극(125a,125b)으로 이루어진 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 보호막(126)에 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극(125b)과 연결되는 화소전극(127)이 형성된다.
상기 상판(130)에는 상기 화소전극(127)을 제외한 영역으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위해 투명기판(131)상에 블랙매트릭스(132)가 형성되고, 상기 블랙 매트릭스(132)상에 색상을 표현하기 위한 적, 녹, 청의 칼라필터 패턴(133)이 형성되고, 상기 칼라필터 패턴(133)상에 공통전극(134)이 형성된다.
상기 제 1, 제 2 편광판(129, 139)은 투과축이 서로 90도 교차되도록 각각 상기 하판(120) 및 상기 상판(130)의 바깥면에 형성되어, 입사되는 자연광을 편광 성분으로 나누어, 그 한쪽만을 통과시켜 다른 성분을 흡수 또는 분산시키게 된다.
즉, 빛은 전자파이고, 그 진동 방향은 진행 방향에 수직이다. 편광은 그 진동 방향에 치우치고 있는 빛이다. 즉, 진행 방향에 수직인 방향 가운데 특정 방향에 강하게 진동하고 있는 빛을 말한다.
따라서, 상기 액정패널의 하부에 구비된 백 라이트 유닛(110)에서 나오는 빛은 그 진동 방향이 모든 방향으로 같은 확률을 가진다. 이때, 상기 제 1, 제 2 편광판(129, 139)은 이러한 빛 중에서 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고, 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 빛은 적당한 매질을 이용하여 흡수 또는 반사하여 특정한 한 방향으로 진동하는 빛을 만드는 역할을 한다.
상기 액정층(140)의 상하로 편광축이 서로 직교하도록 하판 및 상판에 제 1 , 제 2 편광판(129, 139)이 부착되기 때문에, 상기 액정층(140)을 통과하는 동안 편광축의 회전 정도에 따라 투과광의 세기가 조절되어 블랙(black)과 화이트(white) 사이의 그레이(gray) 표현이 가능하게 된다.
그러나, 상기와 같은 구성을 가지는 액정 표시 장치는 상판과 하판을 각각 제조하며, 제조 후에는 합착 공정 및 액정 형성 공정을 거침으로써 액정 패널이 형성된다.
이와 같이, 상, 하판을 각각 제조하여 합착함으로써 액정 패널을 형성하는 공정은 시간이 많이 소요되고 공정이 복잡하여 제조 수율이 저하와 함께 제조 비용의 상승을 가져온다.
따라서, 본 발명은 어레이 기판을 형성하고 상기 어레이 기판 상에 액정과 광경화성 칼라 필터 레진을 혼합하여 도포후 광 경화시킴으로써 상분리에 의해 적, 녹, 청의 칼라필터와 함께 상판이 형성됨으로써 별도로 상부 기판을 준비할 필요가 없는 혁신적인 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 적, 녹, 청색의 다수의 화소 영역으로 정의되는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성된 어레이 소자와; 상기 적, 녹, 청색의 고분자로 이루어져 각 화소 영역별로 구획을 짓는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판에 의해 구획지어진 각 화소 내에 형성된 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기판은 광경화성 컬러 필터 레진 모노머와 지지층 모노머를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 각 화소 내에 형성된 액정층은 서로 분리되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 적, 녹, 청색의 화소 영역의 경계부에 시드(seed)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 적, 녹, 청색의 컬러 화소 영역을 구분하며 어레이 소자를 형성하는 단계와; 상기 기판 상에 액정과 광경화성 컬러 고분자의 혼합물을 형성하는 단계와; 상기 컬러 화소 영역의 경계부에 시드(seed)를 형성하는 단계와; 상기 컬러 화소 영역을 노광하는 단계와; 상기 컬러 고분자가 광경화되어 상기 액정과 상분리된 컬러 고분자 상판을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러 고분자는 적, 녹, 청색 컬러 필터 레진 모노머(red color filter resin monomer)와 지지층 모노머(binder monomer)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러 고분자 상판은 적, 녹, 청색 화소 영역별로 구획되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 시드는 혼합물 형성 전에 상기 컬러 화소 영역의 경계부에 스탬프로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 보여주는 평면도 및 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(201) 위에 게이트 절연막(212)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(202) 및 데이터 라인(204)과, 그 교차부마 다 형성된 박막 트랜지스터(230)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(222)과, 게이트 라인(202)과 스토리지 전극(228)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(240)와, 게이트 라인(202)과 접속된 게이트 패드(250)와, 데이터 라인(204)과 접속된 데이터 패드(260)를 구비한다.
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(202)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(204)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역(205)을 정의한다.
상기 박막 트랜지스터(230)는 게이트 라인(202)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(204)의 화소 신호가 화소 전극(222)에 충전되어 유지되게 한다.
이를 위하여, 상기 박막 트랜지스터(230)는 게이트 라인(202)에 접속된 게이트 전극(206)과, 데이터 라인(204)에 접속된 소스 전극(208)과, 화소 전극(222)에 접속된 드레인 전극(210)을 구비한다.
또한, 상기 박막 트랜지스터(230)는 게이트 전극(206)과 게이트 절연막(212)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(208)과 드레인 전극(210) 사이에 채널을 형성하는 활성층(214)을 더 구비한다.
그리고, 상기 활성층(214)은 데이터 라인(204), 데이터 패드 하부 전극(262) 미치 스토리지 전극(228)과도 중첩되게 형성된다.
이러한 활성층(214) 위에는 데이터 라인(204), 소스 전극(208), 드레인 전극(210), 데이터 패드 하부전극(262) 및 스토리지 전극(228)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(216)이 더 형성된다.
상기 화소 전극(222)은 보호막(218)을 관통하는 제 1 콘택홀(220)을 통해 박 막 트랜지스터(230)의 드레인 전극(210)과 접속되어 화소 영역(205)에 형성된다.
이에 따라, 상기 박막 트랜지스터(230)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(222)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 전계가 형성된다.
이러한 전계에 의해 하부 어레이 기판과 상부 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다.
그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(205)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.
상기 스토리지 캐패시터(240)는 게이트 라인(202)과, 그 게이트 라인(202)과 게이트 절연막(212)을 사이에 두고 중첩되는 스토리지 전극(228)으로 구성된다.
여기서, 상기 스토리지 전극(228)은 보호막(18)에 형성된 제 2 콘택홀(242)을 통해 화소 전극(222)과 접속된다.
이러한 스토리지 캐패시터(240)는 화소 전극(222)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.
게이트 패드(250)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트 라인(202)에 게이트 신호를 공급한다.
이러한 게이트 패드(250)는 게이트 라인(202)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(252)과, 게이트 절연막(212) 및 보호막(218)을 관통하는 제 3 콘택홀(256)을 통해 게이트 패드 하부 전극(252)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(254)으로 구성된다.
데이터 패드(260)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터 라인(204)에 데이터 신호를 공급한다.
이러한 데이터 패드(260)는 데이터 라인(204)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(262)과, 보호막(218)을 관통하는 제 4 콘택홀(266)을 통해 데이터 패드 하부 전극(262)과 접속된 데이터 패드 상부 전극(264)으로 구성된다.
상기와 구성을 가지는 액정 표시 장치의 어레이 기판 상에 배향막(도시되지 않음)이 형성되며, 상기 어레이 기판(201) 상에 화소 영역별로 컬러 필터용 기판(291)이 형성되어 있으며, 상기 컬러 필터용 기판(291)과 상기 어레이 기판(201) 사이에는 액정층이 형성되어 있다.
상기 컬러 필터용 기판(291)은 적색 서브 컬러 필터용 기판(291r)과 녹색 서브 컬러 필터용 기판(291g)과 청색 서브 컬러 필터용 기판(291b)으로 이루어지며, 상기 어레이 기판(201)과 일정 간격 이격하여 대향하며, 고분자 폴리머 재질로 이루어진다.
그리고, 상기 컬러 필터용 기판(291)은 각 화소 영역별로 격벽(299)에 의해 분리되는 구조를 가진다.
이때, 상기 격벽(299)은 적, 청, 녹의 화소 구조에 따라 스트라이프, 스퀘어, 다이아몬드, 트라이앵글 등 다양한 구조로 응용될 수 있다.
상기 컬러 필터용 기판(291)은 적, 청, 녹의 컬러를 가지는 기판이므로 별도의 컬러 필터층을 구비하지 않는다.
또한, 상기 컬러 필터용 기판(291)은 어레이 기판(201) 상에서 액정층과 동 시에 형성되므로 어레이 기판(201)을 제조하면서 액정 패널을 완성할 수 있으므로 제조 수율 및 공정의 단순화 및 편리성을 증대시킨다.
이러한 구성을 가지는 액정 패널의 제조 방법을 상세히 설명하면 도 4a 내지 도 4h에 도시된 바와 같다.
여기서, 앞서 설명한 박막 트랜지스터 공정에 대해서는 생략하고, 적, 녹, 청의 각 화소별로 액정층 및 컬러 필터용 기판 형성 공정에 대해서 상세히 설명한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(201) 상에 게이트 절연막(212)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(212) 상에 적, 녹, 청의 화소 영역을 구별하는 데이터 배선(204)이 형성된다.
그리고, 상기 데이터 배선(204) 상에 보호막(218)이 형성되고 있다.
상기 보호막(218) 상에는 배향막이 형성될 수 있다.
그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(201) 상에 광경화성 적색 컬러 필터 레진 모노머(red color filter resin monomer)(282r)와 액정(LC)(281)과 지지층 모노머(binder monomer)(도시되지 않음)를 혼합한 적색 혼합물(280r)을 형성한다.
여기서, 상기 적색 컬러 필터 레진 모노머(282r) UV 조사시에 고분자로 경화되는 특성을 가진다.
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 적색 혼합물(280r)이 형성된 기판 (201)상에 마스크(296)를 씌우고 적색 화소 영역(R)의 경계부를 먼저 노광한다.
상기 마스크(296)는 투과부(296a)와 차단부(296b)를 구비하며, 상기 투과부 (296)는 상기 기판(201) 상의 적색 화소 영역(R)의 경계부에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(296) 상에서 UV를 조사하면, 상기 투과부(296a)를 통과한 UV는 상기 적색 혼합물(280r)의 광경화성 적색 컬러 필터 레진 모노머(282r)를 경화시켜 시드(seed)로서 격벽(299a)을 형성한다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(299a)이 형성된 기판(201) 상에 마스크(295)를 씌우고 적색 화소 영역(R)을 노광한다.
상기 마스크(295)는 투과부(295a)와 차단부(295b)를 구비하며, 상기 투과부(295a)는 상기 기판(201) 상의 적색 화소 영역(R)에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(295) 상에서 UV를 조사하면, 상기 마스크(295)의 투과부(295a)를 통과한 UV는 상기 적색 화소 영역(R) 상에 형성된 적색 혼합물(280r)의 광경화성 적색 컬러 필터 레진 모노머(282r)를 경화한다.
이때, 광경화에 의한 적색 컬러 필터 레진 모노머(282r)의 고분자화에 의해 액정(281)과 고분자가 상분리되므로 상기 적색 컬러 필터 레진 모노머(282r)와 지지층 모노머는 상기 격벽(299a)에서부터 상부 기판인 컬러 필터용 기판(291r)을 형성하게 된다.
따라서, 상기 기판의 적색 화소 영역(R)에는 액정(281) 및 컬러 필터용 기판(291r)이 형성된다.
이후, 청색, 녹색 화소 영역 상에 형성되어 있는 적색 혼합물(280r)을 제거한다.
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 기판(201) 상에 청색 화소 영역(B) 의 경계부에 시드(seed) 역할을 하는 격벽(299b)을 형성한다.
이를 위하여, 먼저, 기판(201) 상에 광경화성 청색 컬러 필터 레진 모노머(blue color filter resin monomer)(282b)와 액정(LC)과 지지층 모노머(binder monomer)(도시되지 않음)를 혼합한 청색 혼합물(280b)을 형성한다.
여기서, 상기 청색 컬러 필터 레진 모노머(282b)은 UV 조사시에 고분자로 경화되는 특성을 가진다.
그리고, 상기 청색 혼합물(280b)이 형성된 기판(201) 상에 마스크(296)를 씌우고 청색 화소 영역(B)의 경계부를 먼저 노광한다.
상기 마스크(296)는 투과부(296a)와 차단부(296b)를 구비하며, 상기 투과부(296a)는 상기 기판(201) 상의 청색 화소 영역(B)의 경계부에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(296) 상에서 UV를 조사하면, 상기 투과부(296a)를 통과한 UV는 상기 청색 혼합물(280b)의 광경화성 청색 컬러 필터 레진 모노머(282b)를 경화시켜 시드(seed)역할을 하는 격벽(299b)을 형성한다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(299b) 형성된 기판(201) 상에 마스크(295)를 씌우고 청색 화소 영역(B)을 노광한다.
상기 마스크(295)는 투과부(295a)와 차단부(295b)를 구비하며, 상기 투과부(295a)는 상기 기판(201) 상의 청색 화소 영역(B)에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(295) 상에서 UV를 조사하면, 상기 마스크(295)의 투과부(295a)를 통과한 UV는 상기 청색 화소 영역(B) 상에 형성된 청색 혼합물(280b)의 광경화성 청색 컬러 필터 레진 모노머(282b)를 경화한다.
이때, 광경화에 의한 청색 컬러 필터 레진 모노머(282b)의 고분자화에 의해 액정(281)과 고분자가 상분리되므로 상기 청색 컬러 필터 레진 모노머(282b)와 지지층 모노머는 상기 격벽(299b)에서부터 상부 기판인 청색 컬러 필터용 기판(291b)을 형성하게 된다.
따라서, 상기 기판(201)의 청색 화소 영역(B)에는 액정(281) 및 청색 컬러 필터용 기판(291b)이 형성된다.
이후, 적색, 녹색 화소 영역 상에 형성되어 있는 청색 혼합물(280b)을 제거한다.
그리고, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 기판(201) 상에 녹색 화소 영역(G)의 경계부에 시드(seed)역할을 하는 격벽(299c)을 형성한다.
먼저, 기판(201) 상에 광경화성 녹색 컬러 필터 레진 모노머(green color filter resin monomer)(282g)와 액정(LC)(281)과 지지층 모노머(binder monomer)를 혼합한 녹색 혼합물(280g)을 형성한다.
여기서, 상기 녹색 컬러 필터 레진 모노머(282g)는 UV 조사시에 고분자로 경화되는 특성을 가진다.
이어서, 상기 녹색 혼합물(280g)이 형성된 기판(201) 상에 마스크(296)를 씌우고 녹색 화소 영역(G)의 경계부를 먼저 노광한다.
상기 마스크(296)는 투과부(296a)와 차단부(296b)를 구비하며, 상기 투과부(296a)는 상기 기판(201) 상의 녹색 화소 영역(G)의 경계부에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(296g) 상에서 UV를 조사하면, 상기 투과부(296g)를 통 과한 UV는 상기 녹색 혼합물(280g)의 광경화성 녹색 컬러 필터 레진 모노머(282g)를 경화시켜 시드(seed)역할을 하는 격벽(299c)을 형성한다.
도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(299c)0이 형성된 기판(201) 상에 마스크(295)를 씌우고 녹색 화소 영역(G)을 노광한다.
상기 마스크(295)는 투과부(295a)와 차단부(295b)를 구비하며, 상기 투과부(295a)는 상기 기판(201) 상의 녹색 화소 영역(G)에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(295) 상에서 UV를 조사하면, 상기 마스크(295)의 투과부(295a)를 통과한 UV는 상기 녹색 화소 영역(G) 상에 형성된 녹색 혼합물(280g)의 광경화성 녹색 컬러 필터 레진 모노머(282g)를 경화한다.
이때, 광경화에 의한 녹색 컬러 필터 레진 모노머(282g)의 고분자화에 의해 액정(281)과 고분자가 상분리되므로 상기 녹색 컬러 필터 레진 모노머(282g)와 지지층 모노머는 상기 격벽(299c)에서부터 상부 기판인 녹색 컬러 필터용 기판(291g)을 형성하게 된다.
따라서, 상기 기판(201)의 녹색 화소 영역(G)에는 액정(281) 및 녹색컬러 필터용 기판(291g)이 형성된다.
이후, 나머지 녹색 혼합물(280g)을 제거한다.
상기와 같이 어레이 기판(201) 상에 화소 영역별로 컬러 필터용 기판(291)이 형성되어 있으며, 상기 컬러 필터용 기판(291)과 상기 어레이 기판(201) 사이에는 액정층이 형성되어 있다. 그리고, 상기 컬러 필터용 기판(291)은 적색 서브 컬러 필터용 기판(291r)과 녹색 서브 컬러 필터용 기판(291g)과 청색 서브 컬러 필터용 기판(291b)으로 이루어지며, 상기 컬러 필터용 기판(291g)은 각 화소 영역별로 격벽에(299) 의해 분리되는 구조를 가진다.
따라서, 본 발명은 액정 패널의 어레이 기판 제조 공정에서 컬러 필터용 기판과 액정층이 상분리에 의해 동시에 형성되므로 액정 패널의 상, 하부 기판을 일체로 형성할 수 있어 제조 수율이 증대되고 공정의 단순화 및 편리성을 증대시킬 수 있는 혁신적인 발명이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 액정 표시 패널의 제조 방법을 설명하는 공정 순서도이다.
여기서, 앞서 도 4a 내지 도 4h에서 도시하여 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 구체적인 설명은 생략한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(301) 상의 적색, 녹색, 청색 화소 영역 경계부에 시드(seed)(399)를 형성한다.
이를 위하여, 스탬프(stamp)(398)를 이용하여 상기 화소 영역의 경계부에 고분자 물질로 이루어진 시드(399)를 형성한다.
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 시드(399)가 형성된 기판(301) 상에 광경화성 적색 컬러 필터 레진 모노머(red color filter resin monomer)(382r)와 액정(LC)(381)과 지지층 모노머(binder monomer)를 혼합한 적색 혼합물(380r)을 형성한다.
그리고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 시드(399)가 형성된 기판(301) 상에 마스크(395)를 씌우고 적색 화소 영역(R)을 노광한다.
상기 마스크(395)는 투과부(395a)와 차단부(395b)를 구비하며, 상기 투과부(395a)는 상기 기판(301) 상의 적색 화소 영역(R)에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 마스크(395) 상에서 UV를 조사하면, 상기 마스크(395)의 투과부(395a)를 통과한 UV는 상기 적색 화소 영역(R) 상에 형성된 적색 혼합물(380r)의 광경화성 적색 컬러 필터 레진 모노머(382r)를 경화한다.
이때, 광경화에 의한 적색 컬러 필터 레진 모노머(382)의 고분자화에 의해 액정과 고분자가 상분리되므로 상기 적색 컬러 필터 레진 모노머(382r)와 지지층 모노머는 상기 시드(399)에서부터 상부 기판인 적색 컬러 필터용 기판(391r)을 형성하게 된다.
따라서, 상기 기판(301)의 적색 화소 영역(R)에는 액정(381) 및 적색 컬러 필터용 기판(391r)이 형성된다.
이후, 청색, 녹색 화소 영역 상에 형성되어 있는 적색 혼합물(380r)을 제거한다.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 기판(301) 상에 청색 혼합물(380b)을 도포하고 마스크(395)를 씌워 노광하여 상분리에 의해 청색 화소 영역에 청색 컬러 필터용 기판(391b)과 액정(381)을 형성한다.
이후, 다른 영역 상에 형성된 청색 혼합물(380b)을 제거한다.
이어서, 도 5e에 도시된 바와 같이, 기판(301) 상에 녹색 혼합물(380g)을 도포하고 마스크(395)를 씌워 노광하여 상분리에 의해 녹색 화소 영역(G)에 녹색 컬러 필터용 기판(391g)과 액정(381)을 형성한다.
이후, 다른 영역 상에 형성된 녹색 혼합물(380g)을 제거한다.
상기와 같이 공정 초기에 스탬프(398)를 이용하여 각 화소 영역별 경계부에 시드(399)를 기 형성함으로써 공정을 단축할 수 있으므로 제조 수율이 더욱 좋아지는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 어레이 기판을 형성하고 상기 어레이 기판 상에 액정과 광경화성 칼라 필터 레진을 혼합하여 도포후 광 경화시킴으로써 상분리에 의해 적, 녹, 청의 칼라필터와 함께 상판을 형성시킴으로써 제조 수율을 향상시키고 공정의 단순화 및 비용 절감의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 컬러 필터층을 구비하지 않고 상판을 컬러필터층으로 사용함으로써 박형의 제품을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 적, 녹, 청색의 다수의 화소 영역으로 정의되는 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판 상에 형성된 어레이 소자와;
    상기 적, 녹, 청색의 고분자로 이루어져 각 화소 영역별로 구획을 짓는 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판에 의해 구획지어진 각 화소 내에 형성된 액정층을 포함하고,
    상기 제 2 기판은 상기 화소 영역 각각에 배치된 격벽과 상판을 포함하는 적, 녹, 청색의 컬러필터를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 광경화성 컬러 필터 레진 모노머와 지지층 모노머를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각 화소 내에 형성된 액정층은 서로 분리되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적, 녹, 청색의 화소 영역의 경계부에 시드(seed)가 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 기판 상에 적, 녹, 청색의 컬러 화소 영역을 구분하며 어레이 소자를 형성하는 단계와;
    상기 기판 상에 액정과 광경화성 컬러 고분자의 혼합물을 형성하는 단계와;
    상기 컬러 화소 영역의 경계부에 시드(seed)를 형성하는 단계와;
    상기 컬러 화소 영역을 노광하는 단계와;
    상기 컬러 고분자가 광경화되어 상기 액정과 상분리된 컬러 고분자 상판을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 컬러 고분자는 적, 녹, 청색 컬러 필터 레진 모노머(red color filter resin monomer)와 지지층 모노머(binder monomer)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 컬러 고분자 상판은 적, 녹, 청색 화소 영역별로 구획되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 시드는 혼합물 형성 전에 상기 컬러 화소 영역의 경계부에 스탬프로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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