KR100303824B1 - 칼라필터와이의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 필터와 이의 제조방법을 개시한다. 이는 기판을 준비하는 기판을 준비하고, 이 기판의 상면에 적, 청, 녹색 칼라 필터층을 각각 소정의 패턴으로 형성하고, 상기 칼라 필터층이 형성된 기판의 상면에 블랙매트릭스층을 이루는 소재를 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판상면를 포함하는 부위에 증착하여 증차막을 형성한후 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판에 증착된 부위를 남기고 상기 증착막을 에칭하여 이루어진다.

Description

칼라 필터와 이의 제조방법{Color filter and method of manufacturing the same}

본 발명은 칼라필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 블랙 매트릭스 층이 개선된 칼라 필터와 이의 제조방법에 관한 것이다.

칼라 필터는 백색광을 이용하여 칼라 화상을 구현하기 위한 것으로, 통상적인 칼라 필터의 일예를 도 1에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 칼라필터는 기판(11) 위에 소정의 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스층(12)과, 상기 블랙 매트릭스층(12) 사이에 형성되어 있는 적색, 청색 및 녹색 칼라필터층(13a),(13b) 및 (13c) 그리고 상기 블랙 매트릭스층(12)과 칼라필터층(13a), (13b) 및 (13c)의 상부에는 보호층(14)이 형성되어 구조로 이루어져 있다.

상술한 바와 같은 칼라 필터는 STN(Super Twisted Nematic) 액정표시장치, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 이용한 액정표시장치등에 등에 장착되어 칼라 화상을 구현하게 된다.

상기와 같은 칼라 필터를 제조하는 방법으로는 염색법, 염료 분산법, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 등이 있다. 여기에서 안료분산법은 포토레지스트에 분산된 안료 조성물을 코팅, 노광, 현상 및 소성함으로써 칼라필터를 제조하는 방법이다. 도 2를 참조하여 상기 안료분산법에 따라 칼라필터를 제조하는 방법을 살펴보기로 한다.

이를 참조하면, 유리기판 (21)위에 크롬 금속, 유기물 등의 블랙 매트릭스 형성용 물질(26)을 코팅한 다음, 포토리소그래피(photolithography)공정을 이용하여 블랙 매트릭스 패턴(22)을 형성한다. 이어서, 적색 칼라필터층 형성용 조성물 (27)을 코팅한 다음, 포토마스크 (28)를 이용하여 소정영역만을 노광한 다음, 이를 현상하여 적색 칼라필터층 (23a)을 형성한다.

적색 칼라필터층 형성용 조성물 대신. 녹색 및 청색 칼라필터층 형성용 조성물을 이용하여 상기 과정을 반복하여 녹색 및 청색 칼라필터층 (23b) 및 (23c)를각각 형성한다.

그 후, 상기 결과물상에 보호층 (24)을 형성하여 칼라필터를 완성한다.

상기 방법에 따르면, 칼라필터의 정교성과 재현성은 우수하지만 제조공정라인이 너무 길고 복잡하다는 문제점이 있다. 또한 적, 청, 녹색 칼라 필터층(23a)(23b)(23c)의 개구율이 상기 블랙매트릭스 패턴(22)의 상태에 따라 결정되므로 개구율이 좋지 않다. 즉, 칼라 필터층이 블랙매트릭스 패턴에 의해 일부 잠식당하게되므로 개구율을 높이는데 한계가 있다.

칼라필터를 제조하는 다른 방법인 인쇄법은 적색, 녹색 및 청색 잉크를 인쇄판에 도포하여 인쇄함으로써 칼라필터층을 형성하는 방법이다. 그런데, 이 방법은 칼라필터의 정교성이 저하되고 대형의 표시장치에 적용하기가 곤란하다는 단점이 있다.

칼라필터를 제조하는 또 다른 방법인 전착법은 전기도금법을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 칼라필터층을 형성하는 방법으로서, 이 방법에 따르면, 칼라필터의 평활성은 우수하지만 색순도 등의 색특성이 불량하다는 단점이 있다.

상기 칼라필터 제조방법들의 문제점을 해결하기 위하여 최근, 칼라필터를 제조하는 새로운 방법으로서, 필름전사법과 열전사법이 제안되었다. 여기에서 필름전사법은 적색, 녹색 및 청색 칼라필터층 형성용 조성물의 코팅공정이 필름을 사용한 라미네이팅(laminating) 공정으로 대체되는 것을 제외하고는, 종래의 안료분산법과 제조공정이 거의 유사하다. 그리고 열전사법은 코닥사와 3M사에 의하여 알려진 방법으로서, 레이저, 고광도램프 등의 광원을 사용하여 필름상의 칼라필터층 물질을기판상에 전사시켜 칼라필터층을 형성하는 방법이다.

본 발명의 목적은 블랙 매트릭스 패턴의 개구율을 높일 수 있으며, 제조공정을 단순화 하여 생산성의 향상을 도모할 수 있는 칼라 필터 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 칼라 필터의 단면도,

도 2는 종래 칼라 필터의 제조방법을 나타내 보인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 칼라 필터의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 칼라 필터의 제조방법을 나타내 보인 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30; 기판 31; 적색 필터층

32; 녹색 필터층 33; 청색 필터층

40; 블랙 매트릭스층

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 필터는, 기판과, 상면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 적색, 청색, 녹색 칼라 필터층과, 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판에 형성되며 양측단부가 인접하는 칼라 필터층의 측면에 접촉되는 블랙 매트릭스 층을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, (a) 기판을 준비하는 기판 준비단계와, b) 상기 기판의 상면에 적색, 청색, 녹색 칼라 필터층을 각각 소정의 패턴으로 형성하는 칼라 필터층 형성단계와, c) 상기 칼라 필터층이 형성된 기판의 상면에 블랙매트릭스층을 이루는 소재를 상기 각 칼라 필터층과 이들 사이의 기판상면를 포함하는 부위에 증착하여 증차막을 형성하는 증착단계와, d) 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판에 증착된 부위를 남기고 상기 증착막을 에칭하는 에칭단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 칼라필터와 이의 제조방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 칼라 필터는 도 3에 도시된 바와 같이 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱으로 이루어진 기판(30)의 상면에 적, 청, 녹색 칼라 필터층(31)(32)(33)을 형성한다. 상기 적, 녹, 청색 칼라 필터층(31)(32)(33)은 전사법에 의해 각각 또는 동시에 기판상에 형성한다. 상기 칼라 필터층의 형성은 상술한 실시예에 의해 한정되지는 않는다.

그리고 상기 칼라 필터층(31)(32)(33) 사이의 기판(30)의 상면에는 블랙 매트릭스층(40)이 형성되는데, 상기 블랙매트릭스층(40)의 양측 가장자리는 상호 인접되는 칼라 필터층의 측면에 접촉된다. 즉, 상기 블랙매트릭스층(40)의 양측단부가 인접하는 칼라필터층으로 매립되지 않고 측면에 접촉된다. 상기와 같이 블랙매트릭스층(40)과 적,녹,청색 칼라 필터층(31)(32)(33)이 형성된 기판(30)의 상면에는 보호층(34)이 형성될 수 있다.

그리고 상술한 바와 같이 칼라 필터의 제조방법은 도 4에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 투명한 플라스틱 또는 투명한 유리로 이루어진 기판(30)을 준비하는 기판준비단계와, 준비된 기판(30)의 상면에 투명한 적, 녹, 청색 칼라 필터층(31)(32)(33)을 각각 소정의 패턴으로 형성하는 칼라 필터층 형성단계를 포함한다. 상기 칼라 필터층의 형성은 전자필름을 이용하여 기판에 형성하거나 포토 리소 그래피 공정을 이용하여 형성할 수 있다.

상기와 같이 기판(30)의 상면에 적, 녹, 청색 칼라 필터층(31)(32)(33)의 형성이 완료되면 기판(30)의 상면에 블랙매트릭스층(40)을 이루는 크롬금속 또는 유기물등과 같은 블랙 매트릭스 형성용 물질을 증착하여 소정의 증착막(41)을 형성한다. 상기 블랙매트릭스 층을 이루는 증착막(41)의 두께는 500 내지 3500Å의 범위내에서 형성함이 바람직하다. 상술한 바와 같은 증착막중 칼라 필터층들의 사이에 형성된 증착막(41)은 칼라 필터층의 밑면과 동일하게 기판의 상면에 형성된다. 상기와 같이 증착이 이루어지는 과정에서 상기 적,녹,청색 칼리 필터층(31)(32)(33)의 사이에 형성되는 증착막(41)은 칼라 필터의 상면에 형성된 증착막(41)의 두께 보다 상대적으로 약 20% 두껍게 형성된다. 상기 증착막(41)의 형성은 진공증착법이나 스파터링 법에 의해 형성될 수 있다.

상기와 같이 증착막(41)의 형성이 완료되면, 상기 적, 녹, 청색 칼라 필터층(31)(32)(33)의 상면에 형성된 증착막(41)을 에칭하여 제거한다. 이때에 상기 칼라 필터층들의 사이에 형성된 증착막(41)은 에칭시 제거되지 않아야 한다. 상기와 같이 칼라 필터층의 상면에 도포된 증착막이 제거되면 이를 세정하고 필요시에 보호막(50)을 형성하는 공정을 수행하여 칼라 필터의 제작을 완료한다.

상술한 바와 같이 제작이 완료된 칼라 필터는 액정표시소자 또는 단색 플라즈마 표시소자등에 장착되어 칼라 화상을 구현하게 되는데, 이러한 칼라 필터 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째; 정밀한 패턴의 칼라 필터층의 형성이 가능하다.

둘째; 적, 녹, 청색 칼라 필터층을 형성함으로써 칼라 필터의 개구율은 높일 수 있다. 즉, 상기 칼라 필터층의 사이에 양단부가 칼라 필터층에 매립되지 않고 인접되는 칼라 필터층의 양측면에 접촉되도록 블랙 매트릭스층이 형성되게 되므로 블랙매트릭스층에 의해 칼라 필터층의 일부가 가리워지는 것을 방지할 수 있으므로개구율을 높일 수 있다.

셋째;본 발명에 따른 칼라 필터는 이를 제조하기 위하여 종래와 같이 블랙매트릭스를 형성하기 위한 포토 리소그래피 공정(photo-lithography step)을 수행하지 않게 되므로 노광, 현상, 소성에 따른 공정을 줄일 수 있어 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 한정되지 않고 본원 발명이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 투명한 기판과, 상기 기판의 상면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 적, 녹, 청색의 칼라 필터층과, 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판에 형성되며 길이 방향의 양측면이 상기 필터층의 측면에 접촉되며 상호 오버랩되지 않은 블랙 매트릭스층을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층이 크롬 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
3. (a) 기판을 준비하는 기판 준비단계와,

   b) 상기 기판의 상면에 적, 녹, 청색 칼라 필터층을 각각 소정의 패턴으로 형성하는 칼라 필터층 형성단계와,

   c) 상기 칼라 필터층이 형성된 기판의 상면에 블랙매트릭스층을 이루는 소재를 상기 각 칼라 필터층의 상면과 이들 사이의 기판상면를 포함하는 부위에 증착하여 증차막을 형성하는 증착단계와,

   d) 상기 각 칼라 필터층 사이의 기판에 증착된 부위를 남기고 상기 증착막을 에칭하는 에칭단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 증착막이 진공증착 또는 스파터링 법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 증착막이 크롬 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조방법.