KR100325478B1 - 액정표시소자의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 액정 표시 소자의 대향기판의 표면 토폴로지를 완화할 수 있는 액정 표시 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 의하면, 레진 물질로 형성된 블랙 매트릭스의 표면 토폴로지를 제거하기 위하여 패턴화된 블랙 매트릭스를 식각 공정에 의해 계단식으로 형성하여 이후의 컬러 필터 형성 공정시 표면 토폴로지가 개선되어, 액정 표시 소자의 질을 향상시킬 수 있다. (선택도 : 제 2 도)

Description

액정 표시 소자의 제조방법
본 발명은 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 표시 소자의 대향기판의 표면 토폴로지를 완화할 수 있는 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 소자는 개별의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판과, 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 3가지 컬러 필터층이 반복 배열되어 칼라화를 실현시키는 상부 기판 즉, 대향 기판으로 구성되어 있다. 이러한 상부의 대향 기판은 유리 기판 상부에 크롬등의 금속으로 형성된 블랙 매트릭스와, 상기의 블랙 매트릭스간에 컬러화를 실현하기 위한 킬러 필터와, 그 상부에 블랙 매트릭스와 컬러 필터를 보호하기 위한 보호막 및 액정을 구동하기 위한 전압이 인가되는 ITO 전극으로 구성된다. 그러나, 현재에는 광으로 인한 열화를 방지하기 위한 블랙 매트릭스를 크롬 패턴으로 사용하기 어려운 문제가 발생하였다. 왜냐하면, 상기 블랙 매트릭스를 형성하려면 크롬을 식각에 의해 패턴화하여야 하는데 상기 크롬을 식각하는 식각액이 환경에 악영향을 미치므로, 크롬의 블랙 매트릭스를 사용하는 것은 규제되었다.
따라서, 종래에는 제 1 도에 도시한 바와 같이, 유리 기판상에 약 1,2㎛의 두께로 레진(resin)물질을 형성하고 소정 부분 식각하여 블랙 매트릭스를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스와 블랙 매트릭스 사이에 레드 분광 특성을 갖도록 안료가 분산된 착색 아크릴 감광성 수지를 1.0 내지 2.0 ㎛의 두께로 도포하고, 90 내지 110℃의 핫 플레이트에서 5분동안 소프트 베이크(soft bake)한 다음, I - 라인 자외선으로 노광한 후, 상기 착색 아크릴 감광성 수지를 현상액으로 2 내지 3분 현상하는 공정을 실시하여 블랙 매트릭스상의 소정 부분이 중첩되도록 제 1 컬러 필터(3A)를 형성한다. 상기 제 1 컬러 필터(3A)의 형성과 동일한 방법으로, 블랙 매트릭스(2)상에 중첩되고, 제 1 컬러 필터(3A)와 분리되도록 유리 기판(1)상에 그린 분광 특성을 갖는 착색 아크릴 감광성 수지의 제 2 컬러 필터(3B)을 형성한다. 연속적으로, 상기 블랙 매트릭스(2)상에 중첩되고, 제 2 컬러 필터(3B)와 분리되도록 블루 분광 특성을 갖는 착색 아크릴 감광성 수지의 제 3 컬러필터(3C)을 형성한다. 그후, 상기 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 상부에 블랙 매트릭스(2)와 컬러 필터(3A,3B,3C)를 보호하기 위하여 표면 경도가 높고, 광투과성이 우수한 투명 수지 예를들어, 폴리이미드(Polyimide), 에폭시 수지, 아크릴계 수지등을 1 내지 3㎛ 정도의 두께로 도포, 노광 및 현상하는 일련의 트랙 공정을 진행하여 보호막(4)을 형성하고, 상기 보호막(4) 상부의 전 표면상에 액정을 구동하기 위한 전압이 인가되는 ITO전극(5)을 500 내지 1300Å정도로 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성하여 액정 표시 소자의 대향 기판을 완성한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법에 의해 액정 표시 소자의 대향 기판을 형성하면, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 레진의 두께가 크롬으로 형성된 블랙 매트릭스의 두께보다 6배나 두꺼운 후막이므로, 이후의 컬러필터 형성 공정시 표면 토폴로지가 증가하게 되고, 이로 인하여 이후의 공정에 차질을 빛게되어 액정 표시 소자의 질을 떨어뜨리는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 컬러필터의 형성 공정시 표면 토폴로지를 개선시켜 액정 표시 소자의 품질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리 기판 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스의 소정 부분이 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계; 및 그 상부에 보호막 및 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조방법에 있어서, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에서 블랙 매트릭스를 계단형으로 식각하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 계단형의 블랙 매트릭스를 제조하기 위하여는 크기가 다른 2개의 식각 마스크를 이용하여 두번의 식각 공정을 진행하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 블랙 매트릭스는 레진인 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명을 자세히 설명한다.
첨부한 도면 제 2 도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 대향기판을 나타낸 단면도이다.
제 2 도에 도시한 바와 같이, 투명성 절연 기판 예를들어, 유리 기판(1)상에 레진 물질을 약 1 내지 1.2㎛ 두께범위로 도포, 노광 및 현상하여 소정 크기의 블랙 매트릭스 패턴을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스에 의한 표면 단차를 없애기 위하여 블랙 매트릭스 상부에 가장 자리의 부분이 노출되도록 식각 마스크를 형성한 다음, 그의 형태로 블랙 매트릭스를 소정깊이 만큼 식각하여 凸형태로 계단식의 블랙 매트릭스(2)를 형성한다. 그런다음, 상기 블랙 매트릭스(2)가 형성된 구조상의 전면에 레드 분광 특성을 갖도록 안료가 분산된 착색 아크릴 감광성 수지를 1.0 내지 2.0 ㎛의 두께로 도포하고, 80 내지 110℃의 핫 플레이트에서 5분동안 소프트 베이커한 다음, I - 라인 자외선으로 노광한다. 계속적으로, 상기 착색 아크릴 감광성 수지를 현상액으로 2 내지 3분 동안 현상하고, 탈이온수로 약 5 내지 6분 동안 세척하여 제 1 컬러 필터(3A)를 형성한다. 상기 제 1 컬러 필터(3A)의 형성과 동일한 방법으로, 블랙 매트릭스(2)상에 중첩되고, 제 1 컬러 필터(3A)와 분리되도록 유리 기판(1)상에 그린 분광 특성을 갖는 착색 아크릴 감광성 수지의 제 2 컬러 필터(3B)을 형성한다. 연속적으로, 상기 블랙 매트릭스(2)상에 중칩되고, 제 2 컬러 필터(3B)와 분리되도록 블루 분광 특성을 갖는 착색 아크릴 감광성 수지의 제 3 컬러 필터(3C)을 형성한다. 이때 상기 컬러필터는 상기 블랙 매트릭스의 오목한 부분에 중첩되어 표면 토폴로지가 감소된다, 그린다음, 상기 블랙 매트릭스(2)와 컬러 필터(3)를 보호하기 위한 보호막(4)을 형성하고, 계속적으로, 상기 보호막(4)상에 스퍼터링 방식으로 투명 전극(5)을 약 500 내지 1300Å정도로 형성하여 액정 표시 소자의 대향 기판을 완성한다.
이상에서 자세히 실명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 레진 물질로 형성된 블랙 매트릭스의 표면 토폴로지를 제거하기 위하여 패턴화된 블랙 매트릭스를 식각 공정에 의해 계단식으로 형성하여 이후의 컬러 필터 형성공정시 표면 토폴로지가 개선되었다.
그리고 본 실시예에서는 블랙 매트릭스로서 레진을 예로들어 설명하였지만, 이에 국한되는 것이 아니라 빛을 투과시키지 않는 블랙 매트릭스로서의 물성을 가지면서, 재질상으로 두껍게 형성될 수 밖에 없는 레진이 아닌 다른 종류의 재질에도 적용됨은 물론이다.
제 1 도는 종래의 액정 표시 소자의 대향기판의 단면도
제 2 도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 대향기판을 나타낸 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 유리 기판 2 : 블랙 매트릭스
3A : 제 1 컬러 필터 3B : 제 2 컬러필터
3C : 제 3 컬러필터 4 : 오버 코트막
5 : 투명 전극

Claims (3)

  1. 투명성 절연 기판 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스의 소정 부분이 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계; 및 그 상부에 보호막 및 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에서 블랙 매트릭스는 계단형으로 식각하여 제조하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 계단형의 블랙 매트릭스는 크기가 다른 2개의 식각 마스크를 이용하이 두번의 식각 공정을 진행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 그 재질이 레진인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
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