KR102001856B1

KR102001856B1 - 마스크 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102001856B1
Application number: KR1020120088388A
Authority: KR
Inventors: 장창순; 류수혜; 심이섭; 김관수; 허철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2019-07-22
Anticipated expiration: 2032-08-13
Also published as: KR20140021901A; US9040211B2; US20140045102A1

Abstract

마스크는 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 포함한다. 상기 차단부는 광을 차단한다. 상기 하프톤부는 상기 차단부에 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 부분적으로 통과시킨다. 상기 오픈부는 상기 하프톤부에 상기 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 완전히 통과시킨다. 이에 따라, 미세 패턴을 갖는 표시 기판을 제조할 수 있고, 표시 장치의 해상도를 증가시킬 수 있고, 개구율을 향상시킬 수 있다.

Description

마스크 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법 {MASK AND METHOD OF MANUFACTURING A DISPLAY SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 마스크 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 패턴을 구현할 수 있는 마스크 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널로 광을 제공하는 광원 모듈을 포함한다. 예를 들어, 상기 광원 모듈은 백라이트 어셈블리일 수 있다.

상기 표시 패널은 제1 표시 기판, 제2 표시 기판 및 상기 제1 표시 기판 및 상기 제2 표시 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 제1 표시 기판 및 상기 제2 표시 기판 상에는 게이트 패턴, 데이터 패턴, 박막 트랜지스터 패턴, 블랙 매트릭스 패턴, 컬러 필터 패턴, 컬럼 스페이서 패턴 등이 형성된다.

고 해상도의 표시 장치의 수요가 증가함에 따라, 상기 패턴들은 더욱 미세하고 정밀하게 형성될 것이 요구된다. 일반적으로 상기 패턴들은 포토 레지스트 공정에 의해 형성된다. 상기 포토 레지스트 공정에서는 노광기가 사용된다.

상기 노광기의 광은 이상적으로는 마스크에 대해 수직 방향으로 제공되나, 현실적으로는 약간의 경사 각을 갖게 된다. 상기 경사 각을 갖는 광들은 미세 마스크 패턴들을 통과하면서 회절 및 간섭에 의해, 상기 마스크의 오픈부에 비해 넓은 영역에 조사되게 되고, 상기 오픈부에 대응하는 영역에서는 노광량이 부족하게 된다. 따라서, 종래의 노광기 및 마스크를 이용하면, 미세 패턴을 구현하기 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 미세 패턴을 구현할 수 있는 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 마스크를 이용하는 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 마스크는 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 포함한다. 상기 차단부는 광을 차단한다. 상기 하프톤부는 상기 차단부에 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 부분적으로 통과시킨다. 상기 오픈부는 상기 하프톤부에 상기 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 완전히 통과시킨다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 상기 제1 방향으로 제1 차단부, 제1 하프톤부, 제1 오픈부, 제2 하프톤부 및 제2 차단부를 순차적으로 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하프톤부의 광 투과율은 10% 내지 20%일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하프톤부의 폭은 상기 오픈부의 폭의 1/2배 내지 1배일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차단부는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 2개의 상기 하프톤부는 상기 차단부의 양 측면에 배치될 수 있다. 상기 2개의 상기 하프톤부 각각은 상기 차단부의 변과 동일한 길이의 변을 가질 수 있다. 상기 오픈부는 상기 차단부 및 상기 하프톤부의 둘레를 감쌀 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차단부는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 하프톤부는 상기 차단부의 둘레를 감싸는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 오픈부는 상기 하프톤부의 둘레를 감쌀 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 오픈부는 원형일 수 있다. 상기 하프톤부는 상기 오픈부를 감싸는 원형일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 오픈부는 원형일 수 있다. 상기 하프톤부는 상기 오픈부를 감싸는 직사각형일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하프톤부는 복수의 상기 오픈부를 감쌀 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 베이스 기판 상에 제1 포토 레지스트 층을 형성하는 단계, 순차적으로 형성된 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 갖는 제1 마스크를 이용하여 상기 제1 포토 레지스트 층을 노광하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계 및 상기 베이스 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 포토 레지스트 층은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 마스크는 제1 차단부, 제1 하프톤부, 제1 오픈부, 제2 하프톤부 및 제2 차단부를 순차적으로 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 게이트 라인에 대응하는 게이트 블랙 매트릭스부 및 데이터 라인에 대응하는 데이터 블랙 매트릭스부를 포함할 수 있다. 상기 데이터 블랙 매트릭스부의 폭은 5 μm 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 포토 레지스트 층은 프록시미티 노광기에 의해 노광될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 기판의 제조 방법은 상기 베이스 기판 상에 제2 포토 레지스트 층을 형성하는 단계 및 순차적으로 형성된 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 갖는 제2 마스크를 이용하여 상기 제2 포토 레지스트 층을 노광하여 컬럼 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 포토 레지스트 층은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬럼 스페이서의 폭은 10 μm 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 게이트 라인에 대응하는 게이트 블랙 매트릭스부 및 데이터 라인에 대응하는 데이터 블랙 매트릭스부를 포함할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서는 상기 게이트 블랙 매트릭스부 상에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 포토 레지스트 층은 프록시미티 노광기에 의해 노광될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 기판의 제조 방법은 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 오버 코트층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 마스크 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 따르면, 상기 블랙 매트릭스는 순차적으로 형성된 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 포함하는 마스크에 의해 형성되므로, 미세 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 표시 장치의 해상도를 증가시킬 수 있고, 개구율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 제1 표시 기판을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I' 라인을 따라 절단한 제1 표시 기판을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 제1 마스크를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 II-II' 라인을 따라 절단한 제1 마스크를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5의 제1 마스크의 하프톤부의 폭 및 투과율에 따른 도 4의 블랙 매트릭스의 패턴의 폭을 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 4의 컬럼 스페이서를 형성하기 위한 제2 마스크를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 III-III' 라인을 따라 절단한 제2 마스크를 나타내는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10h는 도 2의 제1 표시 기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 도 5의 제1 마스크를 통과하여 도 10a의 제1 포토 레지스트 층에 조사되는 광의 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 제3 마스크를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬럼 스페이서를 형성하기 위한 제4 마스크를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬럼 스페이서를 형성하기 위한 제5 마스크를 나타내는 평면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 표시 패널을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 제1 표시 기판(120), 제2 표시 기판(140) 및 상기 제1 및 제2 표시 기판들(120, 140) 사이에 개재된 액정층(160)을 포함한다.

상기 제1 표시 기판(120)은 상기 광원부(200)로부터 제공되는 광을 소정의 색으로 발현시키는 컬러 필터들을 포함한다. 상기 제1 표시 기판(120)은 제1 컬러 필터, 제2 컬러 필터 및 제3 컬러 필터를 포함한다.

예를 들어, 상기 제1 컬러 필터는 적색 컬러 필터(R)이고, 상기 제2 컬러 필터는 녹색 컬러 필터(G)이며, 상기 제3 컬러 필터는 청색 컬러 필터(B)일 수 있다.

상기 제1 표시 기판(120)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(BM)를 더 포함한다. 상기 제1 표시 기판(120)은 상기 제2 표시 기판(140)과의 일정한 간격을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.

이와는 달리, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 컬러 필터(R, G, B)가 배치되지 않은 상기 제2 표시 기판(140)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 컬럼 스페이서는 상기 제2 표시 기판(140)에 포함될 수 있다.

상기 제1 표시 기판(120)의 구성에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 후술한다.

상기 제2 표시 기판(140)은 매트릭스 형태로 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)들을 포함할 수 있다. 상기 제2 표시 기판(140)은 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함할 수 있다.

이와는 달리, 상기 컬러 필터(R, G, B), 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 동일한 표시 기판 상에 형성될 수 있다.

상기 제2 표시 기판(140)은 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 표시 기판(120)은 상기 화소 전극에 대향하는 공통 전극을 포함할 수 있다.

이와는 달리, 상기 제2 표시 기판(140)은 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극 및 상기 화소 전극에 대향하는 공통 전극을 포함할 수 있다.

상기 광원부(200)는 상기 표시 패널(100)에 광을 제공한다. 상기 광원부(200)는 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 광원부(200)는 광을 발생시키는 광원을 포함한다. 예를 들어, 상기 광원은 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광램프(flat fluorescent lamp, FFL), 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다.

도 3은 도 2의 제1 표시 기판(120)을 나타내는 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 복수의 화소 영역(PA)들 및 상기 화소 영역(PA)들을 정의하는 차광 영역을 포함한다. 예를 들어, 상기 화소 영역(PA)들은 상기 차광 영역에 의해 서로 이격되고, 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 상기 화소 영역(PA)에는 상기 컬러 필터(R, G, B)가 배치된다. 상기 차광 영역에는 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 상기 컬러 필터(R, G, B) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제1 표시 기판(120)에 형성될 수 있다.

하나의 화소 영역(PA)은 상기 블랙 매트릭스(BM)에 의해 둘러싸이고, 상기 화소 영역(PA)은 다양한 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 화소 영역(PA)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 단변 및 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되는 장변을 갖는 직사각형 형상일 수 있다. 이와는 달리, 상기 화소 영역(PA)의 단변은 상기 제2 방향(D2)과 평행하고, 상기 화소 영역(PA)의 장변은 상기 제1 방향(D1)과 평행할 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 표시 패널(100)에 입사하는 광이 서로 인접하는 화소 영역(PA)들 사이를 통과하는 것을 차단하여, 상기 화소 영역(PA)을 투과한 광들이 서로 간섭하지 않도록 한다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 게이트 라인에 대응하는 게이트 블랙 매트릭스부(GBM) 및 상기 데이터 라인에 대응하는 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)를 포함한다.

상기 제1 표시 기판(120)은 상기 컬럼 스페이서(CS)를 더 포함한다. 상기 컬럼 스페이서(CS)는 평면도 상에서 원 형상을 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 컬럼 스페이서(CS)는 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 차광 영역 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 게이트 블랙 매트릭스부(GBM) 내에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 화소 영역 내에 형성될 수도 있다.

도 4는 도 3의 I-I' 라인을 따라 절단한 제1 표시 기판(120)을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1 표시 기판(120)은 베이스 기판(122), 상기 제1 컬러 필터(R), 상기 제2 컬러 필터(G), 상기 제3 컬러 필터(B) 및 상기 컬러 필터들(R, G, B) 사이에 배치되는 상기 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다. 상기 제1 표시 기판(120)은 상기 컬러 필터들(R, G, B) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)를 덮는 오버 코트층(124)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 표시 기판(120)은 상기 제2 표시 기판(140)과의 일정한 간격을 유지하기 위한 상기 컬럼 스페이서(CS)를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스 기판(122)은 유리를 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판(122)은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 베이스 기판(122) 상에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 게이트 블랙 매트릭스부(GBM) 및 상기 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)를 포함한다. 예를 들어, 상기 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)의 폭은 상기 게이트 블랙 매트릭스부(GBM)의 폭보다 작을 수 있다. 상기 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)의 폭(W1)은 5 μm 이하일 수 있다.

상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 베이스 기판(122) 상에 배치된다. 상기 제1 컬러 필터(R)는 제1 영역에 대응한다. 상기 제1 영역은 적색 표시 영역일 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 제1 컬러 필터(R)의 양 측에 배치되는 블랙 매트릭스(BM)에 의해 정의된다.

상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 베이스 기판(122) 상에 배치된다. 상기 제2 컬러 필터(G)는 제2 영역에 대응한다. 상기 제2 영역은 녹색 표시 영역일 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 제2 컬러 필터(G)의 양 측에 배치되는 블랙 매트릭스(BM)에 의해 정의된다.

상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 베이스 기판(122) 상에 배치된다. 상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 제3 영역에 대응한다. 상기 제3 영역은 청색 표시 영역일 수 있다. 상기 제3 영역은 상기 제3 컬러 필터(B)의 양 측에 배치되는 블랙 매트릭스(BM)에 의해 정의된다.

상기 오버 코트층(124)은 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G, B) 상에 배치된다. 상기 오버 코트층(124)은 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(R, G, B)의 상면을 평탄화할 수 있다.

상기 오버 코트층(124)은 상기 베이스 기판(122)의 전 면적에 대응하여 형성될 수 있다. 상기 오버 코트층(124)은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.

상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 베이스 기판(122) 상에 배치된다. 상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 오버 코트층(124) 상에 배치된다. 상기 컬럼 스페이서(CS)의 폭(W2)은 10 μm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상은 원 형상일 수 있고, 상기 컬럼 스페이서(CS)의 지름은 10 μm 이하일 수 있다.

상기 컬럼 스페이서(CS)의 측면은 볼록부 및 오목부를 갖는 이중 프로파일을 가질 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(CS)의 측면은 이중 프로파일을 가지므로, 압축에 대한 회복 특성이 상대적으로 향상될 수 있다.

도 5는 도 4의 블랙 매트릭스(BM)를 형성하기 위한 제1 마스크(M1)를 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 5의 II-II' 라인을 따라 절단한 제1 마스크(M1)를 나타내는 단면도이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 마스크(M1)는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 마스크(M1)는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상과 대응되는 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 마스크(M1)는 상기 제1 표시 기판(120)과 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 마스크(M1)를 이용한 1회의 포토 공정으로 상기 제1 표시 기판(120)의 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 마스크(M1)는 상기 제1 표시 기판(120) 보다 작은 사이즈를 갖고, 상기 제1 마스크(M1)를 이용한 수 회의 포토 공정으로 상기 제1 표시 기판(120)의 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.

상기 제1 마스크(M1)는 순차적으로 형성된 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제1 마스크(M1)는 상기 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)에 대응하여, 상기 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 차단부(BP)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 2개의 상기 하프톤부(HT)는 상기 차단부(BP)의 양 측면에 배치될 수 있다. 상기 2개의 상기 하프톤부(HT) 각각은 상기 차단부(BP)의 변과 동일한 길이의 변을 가질 수 있다. 상기 오픈부(OP)는 상기 차단부(BP) 및 상기 하프톤부(HT)의 둘레를 감쌀 수 있다.

상기 차단부(BP)의 광 투과율은 0%이고, 상기 오픈부(OP)의 광 투과율은 100%이다. 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 0% 보다 높고, 100% 보다 낮다. 예를 들어, 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 10% 내지 20%일 수 있다.

상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1/2배 내지 1배일 수 있다. 예를 들어, 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm인 경우, 상기 오픈부(OP)의 우측의 하프톤부(HT)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 좌측의 하프톤부(HT)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm일 수 있다.

상기 오픈부(OP)의 폭은 형성하고자 하는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와는 달리, 상기 오픈부(OP)의 폭은 형성하고자 하는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 폭보다 약간 작거나 약간 클 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 마스크(M1)는 제1 차단부(BP1), 제1 하프톤부(HT1), 제1 오픈부(OP1), 제2 하프톤부(HT2) 및 제2 차단부(BP2)를 순차적으로 갖는다. 상기 제1 오픈부(OP1)의 폭이 5 μm인 경우, 상기 제1 하프톤부(HT1)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm이고, 상기 제2 하프톤부(HT2)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm일 수 있다.

도 7은 도 5의 제1 마스크(M1)의 하프톤부(HT)의 폭 및 광 투과율에 따른 도 4의 데이터 블랙 매트릭스(DBM)의 폭을 나타내는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 실시예 1은 상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1/2배이고, 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 10%인 실시예이다. 실시예 2는 상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1/2배이고, 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 20%인 실시예이다. 실시예 3은 상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1배이고, 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 10%인 실시예이다. 실시예 4는 상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1배이고, 상기 하프톤부(HT)의 광 투과율은 20%인 실시예이다.

실시예 1을 참조하면, 상기 오픈부(OP)의 폭이 3 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 1.5 μm일 때, 약 2.6 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 4 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 2 μm일 때, 약 4.9 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 2.5 μm일 때, 약 6.6 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 6 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 3 μm일 때, 약 7.3 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다.

실시예 2를 참조하면, 상기 오픈부(OP)의 폭이 3 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 1.5 μm일 때, 약 2.8 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 4 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 2 μm일 때, 약 4.9 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 2.5 μm일 때, 약 6.3 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 6 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 3 μm일 때, 약 7.3 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다.

실시예 3을 참조하면, 상기 오픈부(OP)의 폭이 3 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 3 μm일 때, 약 3.2 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 4 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 4 μm일 때, 약 5.8 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 5 μm일 때, 약 7.5 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 6 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 6 μm일 때, 약 8.6 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다.

실시예 4를 참조하면, 상기 오픈부(OP)의 폭이 3 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 3 μm일 때, 약 3.5 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 4 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 4 μm일 때, 약 5.8 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 5 μm일 때, 약 8.1 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다. 상기 오픈부(OP)의 폭이 6 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 양측에 배치되는 상기 하프톤부(HT)의 폭이 6 μm일 때, 약 9.5 μm의 폭을 갖는 상기 데이터 블랙 매트릭스(DBM)가 형성되었다.

도 8은 도 4의 컬럼 스페이서(CS)를 형성하기 위한 제2 마스크(M2)를 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 III-III' 라인을 따라 절단한 제2 마스크(M2)를 나타내는 단면도이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 제2 마스크(M2)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는다. 예를 들어, 상기 제2 마스크(M2)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 마스크(M2)는 상기 제1 표시 기판(120)과 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 마스크(M2)를 이용한 1회의 포토 공정으로 상기 제1 표시 기판(120)의 상기 컬럼 스페이서(CS)를 형성할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제2 마스크(M2)는 상기 제1 표시 기판(120) 보다 작은 사이즈를 갖고, 상기 제2 마스크(M2)를 이용한 수 회의 포토 공정으로 상기 제1 표시 기판(120)의 상기 컬럼 스페이서(CS)를 형성할 수 있다.

상기 제2 마스크(M2)는 순차적으로 형성된 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 갖는다.

상기 제2 마스크(M2)의 상기 오픈부(OP)는 원형일 수 있다. 상기 제2 마스크(M2)의 상기 하프톤부(HT)는 상기 오픈부(OP)를 감쌀 수 있다. 상기 하프톤부(HT)는 원형일 수 있다. 구체적으로, 상기 하프톤부(HT)는 상기 오픈부(OP)의 둘레를 감싸는 도넛 형상일 수 있다. 상기 오픈부(OP)의 외곽선을 이루는 원과 상기 하프톤부(HT)의 외곽선을 이루는 원의 중심은 동일할 수 있다.

상기 하프톤부(HT)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 폭의 1/2배 내지 1배일 수 있다. 예를 들어, 상기 오픈부(OP)의 폭이 5 μm인 경우, 상기 오픈부(OP)의 우측의 하프톤부(HT)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm이고, 상기 오픈부(OP)의 좌측의 하프톤부(HT)의 폭은 2.5 μm 내지 5 μm일 수 있다.

예를 들어, 상기 하프톤부(HT)의 외곽선을 이루는 원의 반지름은 상기 오픈부(OP)의 외곽선을 이루는 원의 반지름의 1.5배 내지 2배일 수 있다.

상기 오픈부(OP)의 폭은 형성하고자 하는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와는 달리, 상기 오픈부(OP)의 폭은 형성하고자 하는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 폭보다 약간 작거나 약간 클 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 제2 마스크(M2)는 상기 오픈부(OP) 및 상기 오픈부(OP)를 감싸는 상기 하프톤부(HT) 및 상기 하프톤부(HT)를 감싸는 차단부(BP)를 포함한다.

도 10a 내지 도 10h는 도 2의 제1 표시 기판(120)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4 내지 도 6 및 도 10a를 참조하면, 상기 베이스 기판(122) 상에 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 형성한다. 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 제1 포토 레지스트 층(PR1) 상에 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상에 대응하는 상기 제1 마스크(M1)를 배치한다. 노광기를 이용하여, 상기 제1 마스크(M1)를 통해, 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 노광한다. 상기 노광기는 프록시미티(proximity) 노광기일 수 있다.

상기 제1 마스크(M1)의 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통과한 광과 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)의 포토 레지스트 물질이 반응한다.

도 4 내지 도 6, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 현상하여 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성한다. 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함하므로, 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통해 노광된 부분이 남는다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 실질적으로 상기 제1 마스크(M1)의 상기 오픈부(OP)의 형상에 대응할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(BM)의 폭은 실질적으로 상기 오픈부(OP)의 폭에 대응할 수 있다.

상기 노광기의 광은 상기 제1 마스크(M1)의 수직 방향에 대해 약간의 경사 각을 가지므로, 상기 제1 마스크(M1)의 오픈부(OP)에서 회절 및 간섭이 일어나, 상기 오픈부(OP)에 비해 넓게 노광되고, 상기 오픈부(OP)에 대응하는 영역에서는 노광량이 부족하게 되는 문제가 있다.

본 실시예에서는, 상기 오픈부(OP)에 인접하여 형성된 상기 하프톤부(HT)에 의해 상기 오픈부(OP)에 대응하는 영역에서의 광의 세기가 증가한다. 또한, 상기 하프톤부(HT)에 대응하는 영역은 형상 공정에서 잘 제거되어, 상기 오픈부(OP)에 대응하는 패턴을 보호하는 버퍼의 역할을 수행한다. 따라서, 미세 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성한 후, 상기 컬러 필터들(R, G, B)을 형성하는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 컬러 필터들(R, G, B)을 모두 형성한 후에 상기 컬러 필터들(R, G, B)의 경계에 대응하여 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성될 수 있다.

도 4 및 도 10c를 참조하면, 상기 제1 영역에 대응하여 상기 베이스 기판(122) 상에 상기 제1 컬러 필터(R)가 형성된다. 상기 제1 컬러 필터(R)는 적색 안료를 포함하는 포토 레지스트 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(R)는 상기 제1 컬러 필터(R)의 형상에 대응하는 마스크(미도시)를 이용하여 노광 공정 및 현상 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 4 및 도 10d를 참조하면, 상기 제2 영역에 대응하여 상기 베이스 기판(122) 상에 상기 제2 컬러 필터(G)가 형성된다. 상기 제2 컬러 필터(G)는 녹색 안료를 포함하는 포토 레지스트 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제2 컬러 필터(G)는 상기 제2 컬러 필터(G)의 형상에 대응하는 마스크(미도시)를 이용하여 노광 공정 및 현상 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 4 및 도 10e를 참조하면, 상기 제3 영역에 대응하여 상기 베이스 기판(122) 상에 상기 제3 컬러 필터(B)가 형성된다. 상기 제3 컬러 필터(B)는 청색 안료를 포함하는 포토 레지스트 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제3 컬러 필터(B)는 상기 제3 컬러 필터(B)의 형상에 대응하는 마스크(미도시)를 이용하여 노광 공정 및 현상 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 4 및 도 10f를 참조하면, 상기 컬러 필터들(R, G, B) 및 상기 블랙 매트릭스(BM) 상에 상기 오버 코트층(124)이 형성된다. 상기 오버 코트층(124)에 의해 상기 컬러 필터들(R, G, B) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)의 상면은 평탄화 될 수 있다.

상기 오버 코트층(124)은 상기 베이스 기판(122)의 전 면적에 대응하여 코팅될 수 있다. 상기 오버 코트층(124)은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.

도 4, 도 8, 도 9 및 도 10g를 참조하면, 상기 오버 코트층(124)이 형성된 상기 베이스 기판(122) 상에 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 형성한다. 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 제2 포토 레지스트 층(PR2) 상에 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상에 대응하는 상기 제2 마스크(M2)를 배치한다. 상기 노광기를 이용하여, 상기 제2 마스크(M2)를 통해, 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 노광한다. 상기한 바와 같이, 상기 노광기는 프록시미티(proximity) 노광기일 수 있다.

상기 제2 마스크(M2)의 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통과한 광과 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)의 포토 레지스트 물질이 반응한다.

도 4, 도 8, 도 9, 도 10g 및 도 10h를 참조하면, 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 현상하여 상기 컬럼 스페이서(CS)를 형성한다. 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함하므로, 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통해 노광된 부분이 남는다.

상기 컬럼 스페이서(CS)는 실질적으로 상기 제2 마스크(M2)의 상기 오픈부(OP)의 형상에 대응할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(CS)의 폭은 실질적으로 상기 오픈부(OP)의 폭에 대응할 수 있다.

상기 노광기의 광은 상기 제2 마스크(M2)의 수직 방향에 대해 약간의 경사 각을 가지므로, 상기 제2 마스크(M2)의 오픈부(OP)에서 회절 및 간섭이 일어나, 상기 오픈부(OP)에 비해 넓게 노광되고, 상기 오픈부(OP)에 대응하는 영역에서는 노광량이 부족하게 되는 문제가 있다.

본 실시예에서는, 상기 오픈부(OP)에 인접하여 형성된 상기 하프톤부(HT)에 의해 상기 오픈부(OP)에 대응하는 영역에서의 광의 세기가 증가한다. 또한, 상기 하프톤부(HT)에 대응하는 영역은 형상 공정에서 잘 제거되어, 상기 오픈부(OP)에 대응하는 패턴을 보호하는 버퍼의 역할을 수행한다. 따라서, 미세 패턴을 갖는 컬럼 스페이서(CS)를 형성할 수 있다.

또한, 상기 하프톤부(HT)에 의해 상기 컬럼 스페이서(CS)의 측면은 볼록부 및 오목부를 갖는 이중 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 상기 컬럼 스페이서(CS)의 압축에 대한 회복 특성이 상대적으로 향상될 수 있다.

도 11은 도 5의 제1 마스크(M1)를 통과하여 도 10a의 제1 포토 레지스트 층(PR1)에 조사되는 광의 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 10a 및 도 11을 참조하면, 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)에 조사된 광의 세기가 망실 한계(LH)를 넘지 못할 경우, 상기 포토 레지스트 층(PR1)은 상기 현상 공정에서 망실된다.

상기 제1 마스크(M1)의 상기 하프톤부(HT)에 의해 상기 오픈부(OP)에 대응하는 중심 영역에서의 광의 세기가 상대적으로 증가한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 5 μm 이하로도 형성할 수 있다.

또한, 상기 하프톤부(HT)에 대응하는 영역은 상기 망실 한계(LH) 이내에 있으므로, 현상 공정에서 잘 제거될 수 있다. 따라서, 상기 하프톤부(HT)에 대응하는 부분은 상기 오픈부(OP)에 대응하는 패턴을 보호하는 버퍼의 역할을 수행한다. 결과적으로, 미세 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제1 표시 기판(120)의 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 컬럼 스페이서(CS)를 미세하게 형성하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 본 공정은 표시 기판의 다양한 패턴을 형성하는 데에 응용될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 표시 기판 상에 미세 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(BM) 및 컬럼 스페이서(CS)를 형성할 수 있으므로, 표시 장치의 해상도를 증가시킬 수 있고, 개구율을 향상시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM)를 형성하기 위한 제3 마스크(M3)를 나타내는 평면도이다.

본 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 블랙 매트릭스(BM)를 형성하기 위한 마스크를 제외하면, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 상기 표시 기판의 제조 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 3 및 도 12를 참조하면, 상기 제3 마스크(M3)는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는다. 예를 들어, 상기 제3 마스크(M3)는 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상과 대응되는 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

상기 제3 마스크(M3)는 순차적으로 형성된 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제3 마스크(M3)는 상기 데이터 블랙 매트릭스부(DBM)에 대응하여, 상기 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 마스크(M3)는 상기 게이트 블랙 매트릭스부(GBM)에 대응하여, 상기 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 차단부(BP)는 직사각형 형상을 갖고, 상기 하프톤부(HT)는 상기 차단부(BP)를 감싸는 직사각형 형상을 갖는다. 상기 오픈부(OP)는 상기 하프톤부(HT)의 둘레를 감쌀 수 있다.

상기 하프톤부(HT)의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 1/2배 내지 1배일 수 있다. 상기 하프톤부(HT)의 상기 제2 방향(D2)의 폭은 상기 오픈부(OP)의 상기 제2 방향(D2)의 폭의 1/2배 내지 1배일 수 있다.

도 4, 도 10a, 도 10b 및 도 12를 참조하면, 상기 베이스 기판(122) 상에 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 형성한다. 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 제1 포토 레지스트 층(PR1) 상에 상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상에 대응하는 상기 제3 마스크(M3)를 배치한다. 노광기를 이용하여, 상기 제3 마스크(M3)를 통해, 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 노광한다. 상기 노광기는 프록시미티(proximity) 노광기일 수 있다.

상기 제3 마스크(M3)의 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통과한 광과 상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)의 포토 레지스트 물질이 반응한다.

상기 제1 포토 레지스트 층(PR1)을 현상하여 상기 블랙 매트릭스(BM)를 형성한다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬럼 스페이서(CS)를 형성하기 위한 제4 마스크(M4)를 나타내는 평면도이다.

본 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 컬럼 스페이서(CS)를 형성하기 위한 마스크를 제외하면, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 상기 표시 기판의 제조 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 3 및 도 13을 참조하면, 상기 제4 마스크(M4)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는다. 예를 들어, 상기 제4 마스크(M4)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

상기 제4 마스크(M4)는 순차적으로 형성된 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 갖는다.

상기 제4 마스크(M4)의 상기 오픈부(OP)는 원형일 수 있다. 상기 제4 마스크(M4)의 상기 하프톤부(HT)는 상기 오픈부(OP)를 감쌀 수 있다. 상기 하프톤부(HT)는 직사각형일 수 있다. 구체적으로, 상기 하프톤부(HT)는 중심부에 상기 원형의 오픈부(OP)에 대응하는 홀을 갖는 직사각형일 수 있다. 상기 오픈부(OP)의 외곽선을 이루는 원과 상기 하프톤부(HT)의 외곽선을 이루는 직사각형의 중심은 동일할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 하프톤부(HT)는 상기 제1 방향(D1)의 장변을 갖는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 방향(D2)의 장변을 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 하프톤부(HT)는 정사각형 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 제4 마스크의 상기 하프톤부(HT)는 상대적으로 넓은 공정 마진을 가지며, 상대적으로 용이하게 형성할 수 있다.

도 4, 도 10g, 도 10h 및 도 13을 참조하면, 상기 오버 코트층(124)이 형성된 상기 베이스 기판(122) 상에 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 형성한다. 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 제2 포토 레지스트 층(PR2) 상에 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상에 대응하는 상기 제4 마스크(M4)를 배치한다. 상기 노광기를 이용하여, 상기 제4 마스크(M4)를 통해, 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 노광한다. 상기한 바와 같이, 상기 노광기는 프록시미티(proximity) 노광기일 수 있다.

상기 제4 마스크(M4)의 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통과한 광과 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)의 포토 레지스트 물질이 반응한다.

상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 현상하여 상기 컬럼 스페이서(CS)를 형성한다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬럼 스페이서(CS)를 형성하기 위한 제5 마스크(M5)를 나타내는 평면도이다.

도 3 및 도 14를 참조하면, 상기 제5 마스크(M5)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는다. 예를 들어, 상기 제5 마스크(M5)는 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상과 대응되는 오픈부(OP)를 가질 수 있다.

상기 제5 마스크(M5)는 순차적으로 형성된 차단부(BP), 하프톤부(HT) 및 오픈부(OP)를 갖는다.

상기 제5 마스크(M5)의 상기 오픈부(OP)는 원형일 수 있다. 상기 제5 마스크(M5)의 상기 하프톤부(HT)는 상기 오픈부(OP)를 감쌀 수 있다. 상기 하프톤부(HT)는 직사각형일 수 있다. 구체적으로, 상기 하프톤부(HT)는 중심부에 상기 원형의 오픈부(OP)에 대응하는 홀을 갖는 직사각형일 수 있다. 본 실시예에서, 상기 하프톤부(HT)는 길게 연장되어, 복수의 오픈부(OP)를 감쌀 수 있다. 본 실시예에서, 상기 하프톤부(HT)는 상기 제4 마스크(M4)의 일변의 길이와 동일할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 하프톤부(HT)는 상기 제1 방향(D1)의 장변을 갖는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 방향(D2)의 장변을 가질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 제5 마스크의 상기 하프톤부(HT)는 상대적으로 넓은 공정 마진을 가지며, 상대적으로 용이하게 형성할 수 있다.

도 4, 도 10g, 도 10h 및 도 14를 참조하면, 상기 오버 코트층(124)이 형성된 상기 베이스 기판(122) 상에 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 형성한다. 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 제2 포토 레지스트 층(PR2) 상에 상기 컬럼 스페이서(CS)의 형상에 대응하는 상기 제5 마스크(M5)를 배치한다. 상기 노광기를 이용하여, 상기 제5 마스크(M5)를 통해, 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)을 노광한다. 상기한 바와 같이, 상기 노광기는 프록시미티(proximity) 노광기일 수 있다.

상기 제5 마스크(M5)의 상기 오픈부(OP) 및 상기 하프톤부(HT)를 통과한 광과 상기 제2 포토 레지스트 층(PR2)의 포토 레지스트 물질이 반응한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 표시 기판의 제조 방법은 미세 패턴을 구현할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 해상도를 증가시키고, 개구율을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 패널 120: 제1 표시 기판
122: 베이스 기판 124: 오버 코트층
140: 제2 표시 기판 160: 액정층
200: 광원부 M1: 제1 마스크
M2: 제2 마스크 M3: 제3 마스크
M4: 제4 마스크 M5: 제5 마스크
R: 제1 컬러 필터 G: 제2 컬러 필터
B: 제3 컬러 필터 BM: 블랙 매트릭스
CS: 컬럼 스페이서 BP: 차단부
OP: 오픈부 HT: 하프톤부

Claims

광을 차단하는 차단부;
상기 차단부에 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 부분적으로 통과시키는 하프톤부; 및
상기 하프톤부에 상기 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 완전히 통과시키는 오픈부를 포함하고,
상기 차단부는 직사각형 형상을 갖고,
2개의 상기 하프톤부는 상기 차단부의 양 측면에 배치되며,
상기 2개의 상기 하프톤부 각각은 상기 차단부의 변과 동일한 길이의 변을 갖고,
상기 오픈부는 상기 차단부 및 상기 하프톤부의 둘레를 감싸는 것을 특징으로 하는 마스크.
제1항에 있어서, 상기 제1 방향으로 제1 차단부, 제1 하프톤부, 제1 오픈부, 제2 하프톤부 및 제2 차단부를 순차적으로 갖는 것을 특징으로 하는 마스크.
제1항에 있어서, 상기 하프톤부의 광 투과율은 10% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 마스크.
제1항에 있어서, 상기 하프톤부의 폭은 상기 오픈부의 폭의 1/2배 내지 1배인 것을 특징으로 하는 마스크.
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광을 차단하는 차단부;
상기 차단부에 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 부분적으로 통과시키는 하프톤부; 및
상기 하프톤부에 상기 제1 방향으로 이웃하여 배치되며 광을 완전히 통과시키는 오픈부를 포함하고,
상기 오픈부는 원형이고,
상기 하프톤부는 상기 오픈부를 감싸는 직사각형인 것을 특징으로 하는 마스크.
제8항에 있어서, 상기 하프톤부는 복수의 상기 오픈부를 감싸는 것을 특징으로 하는 마스크.
베이스 기판 상에 제1 포토 레지스트 층을 형성하는 단계;
순차적으로 형성된 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 갖는 제1 마스크를 이용하여 상기 제1 포토 레지스트 층을 노광하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 및
상기 베이스 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 오픈부의 폭에 대응하고, 상기 블랙 매트릭스는 단차부를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 제1 포토 레지스트 층은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 제1 마스크는 제1 차단부, 제1 하프톤부, 제1 오픈부, 제2 하프톤부 및 제2 차단부를 순차적으로 갖는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 게이트 라인에 대응하는 게이트 블랙 매트릭스부 및 데이터 라인에 대응하는 데이터 블랙 매트릭스부를 포함하고,
상기 데이터 블랙 매트릭스부의 폭은 5 μm 이하인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 제1 포토 레지스트 층은 프록시미티 노광기에 의해 노광되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 베이스 기판 상에 제2 포토 레지스트 층을 형성하는 단계; 및
순차적으로 형성된 차단부, 하프톤부 및 오픈부를 갖는 제2 마스크를 이용하여 상기 제2 포토 레지스트 층을 노광하여 컬럼 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 제2 포토 레지스트 층은 네거티브 포토 레지스트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 컬럼 스페이서의 폭은 10 μm 이하인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 게이트 라인에 대응하는 게이트 블랙 매트릭스부 및 데이터 라인에 대응하는 데이터 블랙 매트릭스부를 포함하고,
상기 컬럼 스페이서는 상기 게이트 블랙 매트릭스부 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 제2 포토 레지스트 층은 프록시미티 노광기에 의해 노광되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러 필터 상에 오버 코트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.