KR100202233B1 - 컬러필터어레이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 복수의 컬러필터를 형성하고, 컬러필터 사이의 경계영역에 차광성 불랙매트릭스를 형성하여 이루어지는 액정표시장치의 컬러필터어레이의 제조에서, 차광성 블랙매트릭스의 형성은 기판 상에 투명막을 도포하는 공정과, 투명막상에 차광막을 도포하는 공정과, 차광막 및 투명막을 레이저제거법을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝하는 공정을 포함하여 이루어짐으로써 차광막의 잔사에 의한 색 특성의 저하가 방지되고 제조시간이 단축되며 수율이 향상된다.

Description

컬러필터어레이의 제조방법
제1도는 종래의 컬러필터어레이의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터어레이의 제조방법을 나타내는 공정 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11,21 : 유리기판 22 : 투명막
13,23 : 차광막 14 : 레지스트
15R,25R,15G,25G,15B,25B : 착색감광막
본 발명은 액정표시장치와 같은 평판컬러디스플레이에 쓰이는 컬러필터어레이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 컬러필터의 경계영역에 형성되는 차광성 블랙매트릭스의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치를 비롯한 평판컬러디스플레이에서는 소정색의 컬러필터가 기판 상의 소정의 영역에 형성되어 있으며, 인접한 영역에는 다른 색의 컬러필터가 형성되어 있다. 그리고 각 컬러필터의 경계영역에 차광성재료로 이루어진 블랙매트릭스가 형성되어 있다.
이처럼 복수의 컬러필터와 그 경계영역의 블랙매트릭스로 이루어진 컬러필터어레이는 염색법, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 등의 방법에 의해 제조되는데, 안료분산법에 의한 컬러필터어레이의 제조방법을 제1도를 이용하여 설명한다.
세정된 유리기판(11) 상에 Cr,Cr2O3등으로 된 차광막(13)을 도포한다.(제1a도)
이어서, 레지스트(14)를 도포하고 소프트베이크를 행한다.(제1b도)
그리고 블랙매트릭스형성을 위해 별도로 제작된 마스크를 정렬하고 UV등으로 노광을 행한다. 노광 후 현상과 하드베이크로써 레지스트의 패턴을 형성한다. (제1c, d도)
이어서, 차광막을 에칭하고 남아있던 레지스트를 제거하여 블랙매트릭스를 형성한다.(제1e도)
블랙매트릭스를 형성한 후, 소정의 색, 예를 들어 빨강으로 착색된 감광막(15R)을 도포한다. 도포 후 소정의 색을 형성하기 위한 마스크의 형성 및 정렬, 노광, 현상을 행해 소정의 색 패턴을 형성한다. 이어서 또다른 색을 형성하기 위한, 예를 들어 녹색으로 착색된 감광막(15G)의 도포, 마스크의 형성 및 정렬, 노광, 현상이 반복되어 컬러필터어레이가 형성된다.(제1f도)
상기에서 설명한 안료분산법외의 다른 컬러필터어레이의 제조방법도 상기의 안료분산법과 비슷한 공정에 의해 형성되며 특히 블랙매트릭스의 형성에 있어서는 거의 동일한 방법에 의해 형성된다.
그런데, 상기와 같은 방법으로 컬러필터어레이를 블랙매트릭스을 형성할 때 남게되는 차광막의 찌거기 즉, 잔사는 색상을 구현하는데 장애가 된다.
그리고, 마스크 형성 및 마스크 정렬, UV에 의한 노광, 현상 등의 과정을 거치면서 시간이 많이 소요되고 불량이 발생하여 정밀한 블랙매트릭스 패턴을 얻기 힘들다.
따라서 본 발명의 목적은 차광막의 잔사로 인한 색상구현의 장애가 없는 컬러필터어레이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조시간이 줄어들고, 수율이 향상되어 보다 정밀한 블랙매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 컬러필터어레이의 제조방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 컬러필터어레이의 제조방법은 기판상에 복수의 컬러필터를 형성하고, 상기 각각의 컬러필터의 경계영역에 차광성 블랙매트릭스를 형성하여 이루어지는 컬러필터어레이의 제조방법으로서, 상기 차광성 블랙매트릭스의 형성은 상기 기판 상에 투명막을 도포하는 공정과, 상기 투명막 상에 차광막을 도포하는 공정과, 상기 차광막 및 상기 투명막을 레이저제거법을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 차광막 상기 투명막의 패터닝은 350mJ/ 390mJ/의 에너지를 갖는 레이저로 상기 차광막 및 상기 투명막을 에칭하여 이루어질 때 보다 정밀한 패턴의 컬러필터어레이를 얻을 수 있다.
종래에는 차광막의 잔사가 남아있는 상태에서 컬러필터가 형성됨으로 색의 순도등이 떨어져 색상구현에 장애가 되었으나 상기의 제조방법에 의하면, 블랙매트릭스 형성 후에 존재할 수 있는 차광막의 찌거기(일명 잔사하고 한다.)가 기판 상에 전혀 남지 않는다. 본 발명에서는 차광막의 에칭 후 투명막이 에칭됨으로 기판 상에 남게 되는 것은 투명막의 잔사이다. 투명막의 잔사는 투명하기 때문에 색특성에 영향을 끼치지 않는다. 또한 해상도가 높은 레이저제거법에 의해 투명막 및 차광막이 패터닝됨으로 보다 정밀한 패턴의 블랙매트릭스를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터어레이의 제조방법을 제2도를 이용하여 설명한다.
[실시예]
투명유리기판(21) 상에 아크릴계의 투명레진이나 벤조사이클로부텐(Benzocyclobuten : BCB) 등을 도포하여 투명막(22)을 형성한다. 기판 상에 도포되는 투명막은 기판과의 접착성이 우수해야 될 뿐 아니라, 차광막이 잘 퍼질 수 있어야 하는데, 상기의 아크릴계수지나 BCB는 이런 점에서 매우 우수한 특성을 보인다.(제2a도)
이어서, 크롬 등의 차광성 재료(23)를 투명막 위에 도포한다.(제2b도)
레이저를 조사하여 기판 상에 형성된 투명막(22)과 차광막(23)의 일부를 제거한다. 레이저는 UV에 비해 해상도가 높기 때문에 레이저제거법에 의해 형성된 블랙매트릭스패턴은 높은 정밀도를 갖는다. 조사된 레이저의 에너지는 여러 조건에 따라 변화될 수 있는데, 본 실시예에서는 차광막의 두께 및 종류를 고려하여, 340mJ/ 390mJ/의 에너지를 갖는 레이저를 조사하였다. 레이저를 조사하여 투명막과 차광막을 제거한 영역은 컬러필터가 형성될 영역이다.(제2c도)
기판 상에 직접 차광막이 형성되지 않고 기판 상에 형성된 투명막 상에 차광막이 형성됨으로 블랙매트릭스 형성 후 기판 상에 남게 되는 것은 투명막의 잔사이다. 따라서 잔사가 남게 되더라도 투명하기 때문에 색특성의 변화가 없다.
이와 같이 블랙매트릭스를 형성한 후, 소정의 색 예를 들어 빨강으로 착색된 감광막(15R)을 기판 상의 소정의 영역에 형성한다.
이어서, 또 다른 색인 녹색으로 착색된 감광막(15G)을 기판 상의 소정의 영역에 형성하고, 파랑으로 착색된 감광막(15B)을 기판 상의 소정의 영역에 형성한다.(제2d도)
컬러필터의 형성은 레이저에 의할 수도 있고 마스크형성, 마스크정렬, 레지스트도포, 노광, 현상의 포토리소그래피에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 컬러필터어레이의 블랙매트릭스가 기판상에 형성된 투명막 및 차광막을 레이저제거법을 이용한 패터닝에 의해 형성됨으로 잔사에 의한 색특성의 변화가 방지되며 제조시간이 단축되고 수율이 향상된다.

Claims (4)

  1. 기판 상에 복수의 컬러필터를 형성하고, 상기 컬러필터 사이의 경계영역에 차광성 블랙매트릭스를 형성하여 이루어지는 액정표시장치의 컬러필터어레이의 제조방법에 있어서, 상기 차광성 블랙매트릭스의 형성은 상기 기판 상에 투명막을 도포하는 공정과; 상기 투명막 상에 차광막을 도포하는 공정과; 상기 차광막 및 상기 투명막을 레이저제거법을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터어레이의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명막은 아크릴계수지인 것을 특징으로 하는 컬러필터어레이의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명막은 벤조사이클로부텐(BCB)인 것을 특징으로 하는 컬러필터어레이의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 레이저제거법의 조사에너지는 340mJ/ 390mJ/인 것을 특징으로 하는 컬러필터어레이의 제조방법.
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