KR100424030B1

KR100424030B1 - 광학 소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR100424030B1
Application number: KR10-2001-0030949A
Authority: KR
Inventors: 오까다다께시; 다까노가쯔히꼬; 사까모또준이찌; 시바쇼지; 이와따겐이찌; 다니우찌히로시; 니시다다께히또; 오까다요시까쯔
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2001-06-02
Publication date: 2004-03-22
Also published as: ATE324603T1; DE60119025T8; DE60119025T2; TW514592B; US20040058063A1; CN1641447A; US20020014470A1; EP1160590A2; DE60119025D1; EP1160590A3; US6677243B2; CN1336567A; CN1205489C; CN100406994C; KR20010110183A; EP1160590B1; US7354520B2

Abstract

적어도 기판 상에 형성된 복수의 화소 및 인접하는 화소들 간에 각각 배열된 격벽(partition wall)을 포함하는 광학 소자는 기판 상에 수지 조성물의 격벽을 형성하는 단계, 자체 상에 형성되어 있는 상기 격벽을 지지하는 상기 기판을 적어도 산소, 아르곤 및 헬륨 중에서 선택된 가스를 포함하는 가스 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 드라이 에칭 프로세스를 이행하는 단계, 상기 드라이 에칭 프로세스를 거친 상기 기판을 적어도 불소 원자를 포함하는 가스 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 플라즈마 처리 프로세스를 이행하는 단계, 및 상기 격벽에 의해 둘러싸인 영역에 잉크-젯 시스템을 사용하여 잉크를 도포함으로써 화소를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.

Description

광학 소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL ELEMENT}

본 발명은 통상 컬러 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터 등에 사용될 컬러 액정 디바이스의 구성 요소로서 동작하는 컬러 필터나 풀 컬러 표시를 위한 복수의 발광층을 갖는 전계 발광 소자와 같은 광학 소자를 잉크젯 시스템을 이용하여 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 휴대용 퍼스널 컴퓨터를 포함한 퍼스널 컴퓨터 분야에서 기술적인 진보에 따라서 액정 디스플레이, 특히 컬러 액정 디스플레이에 대한 요구가 증가하고 있다. 그러나, 상기 요구를 보다 더 이루기 위해, 컬러 필터가 전체 제조 비용에서 상당한 부분을 차지하기 때문에, 컬러 액정 디스플레이의 비용 중 컬러 액정 디스플레이가 포함하는 컬러 필터에서의 비용을 보다 더 줄여야만 한다.

상기 요구 및 또한 컬러 필터의 성능을 향상하기 위한 요구를 충족하기 위한 시도로 다양한 기술들이 제안되고 있으나, 만족스런 해결안은 아직 발견되지 못한 실정이다. 우선, 컬러 필터를 준비하기 위한 공지된 기술들이 하기에 요약되어 논의될 것이다.

첫째, 염색법이 있다. 염색법을 이용하여, 수용성 폴리머 물질의 층이 투명 기판 상에 염색 층으로서 형성되고 희망 패턴을 제공하기 위해 포토리소그래피 기술을 사용하여 패터닝 동작 처리를 받으며, 그 후, 착색된 패턴을 얻기 위해 염색조(dyeing bath)에 침지시킨다. 상기 일련의 동작은 3가지 색상인 R(레드), G(그린), 및 B(블루)의 상이한 착색부를 포함한 착색층을 제공하기 위해 3회에 걸쳐 반복된다.

둘째, 최근 대규모의 연구 노력이 이루어지고 있는 색소 분산(pigmentdispersion) 방법이 있다. 색소 분산 방법을 이용하여, 분산 상태에서 색소를 포함한 감광성 수지층이 투명 기판 상에 형성되고, 그 후 단일 컬러 패턴을 얻기 위해 패터닝 동작 처리를 받는다. 상기 일련의 동작은 R, G, 및 B의 상이한 착색부를 포함한 착색층을 제공하기 위해, 3회에 걸쳐 반복된다.

셋째, 전착(electrodeposition) 방법이 있다. 이 방법을 이용하여, 투명 기판 상에 형성된 투명 전극이 패터닝되고, 색소, 수지, 및 전해성 용액을 포함한 전착 페인팅(painting) 용액에서 전착으로 제1 컬러가 침지된다. 이 공정은 그 후, 베이킹 처리되는 R, G, 및 B의 상이한 착색부를 포함한 착색층을 제공하기 위해 3회에 걸쳐 반복된다.

넷째 방법으로, 색소는 열경화성 타입인 수지에 분산되고 프린팅된다. 이 공정은 R, G, 및 B의 3가지 상이한 색상을 사용하여 3회에 걸쳐 반복되며, 그 후 상기 수지는 착색층을 제공하기 위해 열 경화된다. 상술된 방법들 중 어느 하나의 방법을 사용하여, 보호층은 착색층 상에 정규적으로 형성된다.

상술된 방법 모두에 공통인 것은, R, G, 및 B에 대하여 동일한 공정이 3회에 걸쳐 반복되어야만 하기 때문에, 결과적으로 비용이 증가한다는 것을 들 수 있다. 또한, 많은 단계를 포함하는 방법들이라면 수율이 낮은 문제를 수반하게 된다. 또한, 전착 방법의 경우, 전착에 의해 형성될 수 있는 패턴의 측면은 매우 제한되어서, 전착 방법은 TFT 형의 액정 소자(스위칭 소자로서 TFT(thin film transistor)를 사용하여 액티브 매트릭스 구동 방법을 갖고 사용됨)를 형성하는 공정에는 거의 적용되기 힘들다.

프린팅 방법은 해상도가 낮다는 문제가 있어서, 좋은 피치를 갖는 패턴 형태에 거의 적용되기 힘들다.

상기의 문제를 피하기 위한 시도로서, 잉크-젯 시스템을 사용한 컬러 필터의 제조 방법을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 잉크-젯 시스템을 사용한 제조 방법은 간단한 제조 공정 및 낮은 제조 비용의 장점을 제공한다.

또한, 잉크젯 시스템은 컬러 필터뿐만 아니라 전계 발광 소자에도 적용될 수 있다.

전계 발광 소자는, 캐소드와 애노드 사이에 협지된 형광 유기 성분 또는 무기 성분을 함유하는 박막이며, 전자 또는 홀이 재결합을 위해 주입되어 여기 해제시에 발생하는 형광 또는 인광 방출에 의해 광을 방출할 수 있게 하는 때에 여기를 발생시키도록 구성된 것이다. 따라서, 전계 발광 소자는, TFT 소자가 형성되어 있는 기판 상에 전계 발광 소자로서 이용될 형광 재료를 도포하여 발광층을 형성함으로써 제조될 수 있다.

잉크젯 시스템은 상술한 것과 같은 간단한 제조 공정과 낮은 제조 비용의 이점을 갖기 때문에, 컬러 필터 및 전계 발광 소자를 포함하는 광학 소자의 제조에도 응용된다. 그러나, 잉크젯 시스템을 이용하여 광학 소자를 제조하면, 잉크젯 고유의 "색혼합" 및 "블랭크 영역(blank area)"과 같은 문제점들이 발생한다는 단점이 있다. 이하에서는, 이러한 문제점들이 컬러 필터의 제조와 관련하여 설명될 것이다.

"색혼합"의 문제는, 상이한 컬러의 잉크들이 상이한 컬러를 나타내는 2개의인접한 화소(착색부)들 사이에서 혼합될 때 발생한다. 컬러 필터의 제조 방법에 있어서, 적합한 재료의 블랙 매트릭스를 격벽으로서 이용하고 블랙 매트릭스의 각 개구에 잉크를 도포함으로써 착색부를 형성하면, 도포되는 잉크의 부피는 개구 용량의 수배 내지 수십배가 된다. 잉크가 착색제 및 경화제 등의 고체 성분을 함유하여 도포되는 잉크의 부피가 상대적으로 작은 경우, 블랙 매트릭스는 격벽으로서의 역할을 충분히 하며 잉크를 개구 내에 충분히 보유할 수 있어, 도포된 잉크가 블랙 매트릭스를 넘어 그 잉크와는 상이한 컬러를 나타내는 인접 착색부로 흐르는 일이 없게 된다. 그러나, 이에 반하여, 잉크가 고체 성분을 저농도로만 함유하여 도포되는 잉크의 부피가 큰 경우, 도포된 잉크는 블랙 매트릭스를 넘어 흐르게 되고, 인접하여 배치된 착색부에서 다른 잉크와 혼합되게 된다. 특히, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 안정적으로 토출될 수 있는 잉크의 점성도 및 잉크에 함유되는 고체 성분의 농도에는 한계가 있기 때문에, 색혼합의 문제를 방지하기 위해서는 특별하고 복잡한 기술이 요구된다.

잉크의 습윤성(wettability)을 이용하여, 착색부와 격벽 간에서의 색혼합 문제를 방지하기 위한 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 일본 특개소 59-75205에는, 습윤성이 낮은 재료를 이용하여 목표 영역 이외의 영역으로 잉크가 흐르는 것을 방지하는 확산 방지 패턴을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 공보는 그러한 패턴을 형성하는 구체적인 방법에 대해서는 기재하고 있지 않다. 한편, 일본 특개평 4-123005에는, 발수성과 발유성이 매우 높은 실리콘 고무층을 패터닝함으로써 상이한 컬러들의 혼합을 방지하는 격벽을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 일본 특개평 5-241011 및 일본 특개평 5-141012에는, 차광층의 기능을 하는 블랙 매트릭스 상에 실리콘 고무층을 형성하여 컬러의 혼합을 방지하기 위한 격벽으로서 이용되게 하는 방법이 기재되어 있다.

상술한 방법들 중 어느 것에서도, 격벽보다 훨씬 높은 범위까지 도포된 잉크가 격벽의 잉크 반발층에 의해 반발되어 격벽을 넘어 인접 착색부로 흐르지 않게 되며, 색혼합이 발생할 위험도 효과적으로 방지될 수 있다.

첨부 도면의 도 3a 및 도 3b는 공지된 광학 소자 제조 방법에서 발생하는 색혼합의 문제를 개략적, 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 블랙 매트릭스(33)는 투명 기판(31) 상에 형성되어 격벽으로서 기능한다. 도 3a 및 도 3b에서, 참조 번호 36은 잉크를 나타낸다. 블랙 매트릭스(33)의 상부 표면이 잉크 방수성이면, 도포된 잉크는 블랙 매트릭스(33)의 우측 개구부에 담기게 되어 도 3b에 도시된 바와 같이 인접 착색부로 흐르지 않을 것이다. 그러나, 블랙 매트릭스(33)의 상부 표면이 잉크 방수가 잘 되어 있지 않으면, 도포된 잉크는 블랙 매트릭스 위에 퍼져서 후자를 젖게 하여 도 3a에 도시된 바와 같이 인접 개구부에 도포된 잉크와 혼합될 수 있다.

일반적으로, 불소 화합물이 실리콘 화합물보다 잉크 방수성이 강하다. 예를 들면, 일본국특허공개2000-35511호는 차광부상의 포지티브 타입 레지스트 패턴을 형성하고 패턴상에 잉크 방수성 화학 약품을 적용하는 방법을 개시한다. 이는 잉크 방수성 화학 약품으로서 불소 화합물을 사용하는 것도 개시한다. 그러나, 제안된 방법에서, 차광부상에 형성된 포지티브 타입 레지스트 패턴은 착색부를 형성한후에 제거될 필요가 있고, 화소의 분해, 분리 및 팽창 문제가 레지스트 패턴을 제거할 때 발생할 수 있다.

수지층의 표면을 불소 처리하는 기술로서, 일본 화학 학회지 1985(10) 1916-1923쪽에 불소 화합물의 활성 가스를 플라즈마로 상태를 바꾸어 처리하는 방법이 제안되었다. 일본국 특허공개공보 11-271753호 및 일본국 특허공개공보 11-32974호는 착색 필터에 상기 방법을 적용하는 기술을 개시한다. 이 특허공개공보에 따르면, 격벽이 잉크에 대해 친화성을 갖는 하층과 잉크에 대해 친화성을 갖지 않을 것으로 고려되는 상층의 다층 구조가 되도록 하고, 상층을 잉크에 대해 비친화성으로 하는 방법으로서, 불소 화합물을 포함하는 가스를 사용하여 플라즈마 처리하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 인용된 특허에 따르면, 격벽이 다층 구조를 보이도록 형성되어야 하기 때문에, 포토리소그래피 처리가 다수번 반복되어야 하고 이는 전체 처리를 복잡하게 만들므로, 제조 원가를 상승시키고 제조 수율을 감소시킨다.

한편, "블랭크 영역" 문제는 도포된 잉크가 충분하게 그리고 균일하게 확산될 수 없을 때 격벽 주위의 영역에서 주로 발생하고 비균일 착색 분포 및 좋지 않은 색 대비로 인한 결함있는 디스플레이 결과를 낸다.

도 4a 및 4b는 개략적으로 블랭크 영역을 도시한다. 도 3a 및 3b의 것들과 동일한 구성 요소는 도 4a 및 4b에서 동일한 참조 번호로서 각각 도시되어 있다. 도 4a 및 4b에서, 참조 번호 (38)는 블랭크 영역을 나타낸다.

최근에, TFT형 액정 소자에 대한 착색 필터의 기술 분야에서, 블랙매트릭스(33)의 개구부는 TFT를 외부광으로부터 보호하고/하거나 큰 개구율(aperture ratio) 및 밝게 디스플레이된 영상을 얻기 위해서 통상적으로 복잡한 프로파일을 보이고 다수의 코너를 보이도록 형성된다. 그러므로, 도 4a에 도시된 바와 같이 도포된 잉크(36)가 코너로 충분하게 확산되지 않는 문제가 발생한다. 추가적으로, 레지스트의 사용을 포함하는 포토리소그래피가 통상적으로 블랙 매트릭스(33)를 형성하기 위해 채용되므로, 레지스트 내에 포함된 다양한 오염 물질이 투명 기판의 표면에 부착될 수 있어 도포된 잉크(36)가 충분히 확산되지 못할 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(33)의 측면이 투명 기판(31)의 표면에 비교하여 훨씬 잉크 방수성이 높으면, 잉크(36)는 도 4b에 도시된 방식으로 블랙 매트릭스의 측면에 의해 방수될 수 있어서 잉크(36)와 블랙 매트릭스(33)의 접촉 영역이 흐릿해진 색으로 보일 수 있다.

색의 혼합 문제 및 블랭크 영역 문제를 해결하기 위한 노력으로서, 일본국 특허공개공보 9-203803은 블랙 매트릭스(돌출부)로 둘러싸인 (오목한) 영역이 물에 비해 20°작은 접촉 각도를 보이게 하기 위해서 잉크에 대해 친화성을 보이도록 처리된 기판을 사용하는 것을 제안하고 있다. 잉크에 대해 친화성인 기판을 제공하는 방법으로서, 상기 특허문헌은 수용성 평탄화 약품 또는 수용성 표면 활성 약품의 사용을 개시한다. 상기 특허는 표면을 잉크 방수성으로 하기 위해서, 잉크 방수 처리 약품으로 미리 돌출부의 표면을 처리하는 기술도 개시한다. 보다 구체적으로, 코팅 목적으로 잉크 방수 처리 약품과 같은 불소 함유 실레인 결합 약품의 사용 및 불소 형태 용제의 사용을 개시한다. 상기 특허 문서에 따르면, (1) 방출부의 상부 표면만이 잉크에 대한 반발력을 갖고, 그 측면 표면은 그렇지 않게 되어 있는데, 이는 방출부 스스로는 이러한 특성을 가질 수 있도록 2개의 서로 다른 재료의 층들을 이용함으로써, (2) 저항력이 있는 방출부를 제외한 투명 기판 영역을 커버하고, 발잉크성의 방출부의 상부 표면만을 처리함으로써, 또는 (3) 투명 기판 상의 레지스트층을 형성하고, 잉크 반발력의 전체 표면을 처리하고, 포토리소그래피 공정에 의해 레지스트층을 패터닝함으로써 방출부를 형성함으로써 방출부의 상부 표면만이 잉크에 반발하도록 되어 있고, 그 측부 표면은 그렇지 않도록 되어 있다.

일본 공개 특허 공보 제9-230129호는 또한 투명 기판에 에너지 선을 조사함으로써 잉크와 친화력이 있는 오목화된 영역을 제공하는 기술을 개시하고 있다. 다시, 상기 특허 문서에 따르면, 유리 기판 상으로 프로젝션을 형성하기 위한 감광성 재료를 도포하고, 발잉크성 처리제로 전체 표면을 처리하고 그 후 포토리소그래피 공정에서 감광성 재료를 패터닝함으로써 방출부의 상부 표면만이 잉크 반발력을 갖도록 처리된다. 그 후, 방출부 및 오목화된 영역이 처리되거나 또는 방출부 또는 오목화된 영역이 에너지선의 조사에 의해 잉크 친화력을 갖도록 선택적으로 처리된다.

그러나, 상술한 어떠한 방법에서는, 방출부의 표면은 잉크 반발력을 갖도록 처리되고, 그 후 오목화된 영역은 잉크와 친화력을 갖도록 처리되며, 방출부의 표면의 잉크 반발력은 잉크 친화를 위한 처리중에 감소된다. 따라서, 투명 기판의 표면과 블랙 매트릭스의 측부 표면이 잉크 친화력을 충분히 갖도록 하는 것은 어려우며, 동시에, 블랙 매트릭스의 상부 표면이 만족스럽게 잉크 반발력을 갖도록 하는 것도 어렵다. 또한, 일본 공개 특허 공보 제2000-18771호는, 불소 화합물의 가스 플라즈마에 의해 격벽을 처리함으로써 잉크 반발력을 갖는 격벽을 제공하는 기술을 개시하고 있는데, 발잉크성을 위한 처리는 잉크 친화를 위한 처리를 한 후에 행해지기 때문에, 잉크가 격벽을 적시지 못할 뿐만 아니라 잉크가 도포된 영역 내에도 확산되지 않아 블랭크 영역이 생기게 되는 문제가 있다.

상기한 문제는 잉크 젯 시스템에 의해 전계 발광 소자를 제조할 때 발생한다. 보다 상세하게는, R, G, B의 광을 방출하는 유기 반도체 재료를 잉크로서 사용하고, 화소(발광층)는 격벽에 의해 둘러싸인 대응하는 영역에 잉크를 도포함으로써 형성되며, 발광층은 인접한 발광층들 사이에 잉크가 섞여있는 영역에, 원하는 컬러의 광을 원하는 레벨의 밝기로 방출하지 못한다. 또한, 전계 발광 소자가 단일 발광층을 갖도록 만들어지는 경우, 격벽에 의해 둘러싸여진 모든 화소 영역들은 동량의 잉크로 채워진다. 따라서, 잉크가 어느 한 화소 영역에서 인접한 화소 영역으로 흘러들어가면, 잉크량 면에서 볼 때 화소 영역들 사이에 불균형이 발생하여 휘도의 불균일한 분포를 초래하는 문제가 있다. 또한, 잉크가 격벽에 의해 둘러싸여진 각 영역 내에 만족스럽게 확산되지 않으면, 광 방출출층의 경계 영역과 격벽들은 만족스런 방출광의 휘도 레벨을 제공하지 않는다. 다음의 전계 발광 소자를 제조하는데 대한 설명에서는, 인접한 발광층들 간의 잉크 혼합을 "컬러의 섞임" 이라고 하고, 방출된 광의 휘도 면에서 불균형 문제가 있는 발광층과 격벽의 경계를 따른 영역들은 편의상 "블랭크 영역"이라고 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제가 없는 잉크 젯 시스템을 이용하여 저가이면서 간단한 공정으로 컬러 필터 또는 전계 발광 소자 등의 광학 소자를 제조하는 방법을 제공하여, 고제조 수율로 신뢰성 있는 광학 소자를 제공할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 색혼합을 효과적으로 방지할 수 있으며, 도포된 잉크가 각 화소 영역내에 충분히 확산될 수 있는, 격벽으로 둘러싸여 있는 평탄한 화소 영역을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 우수한 컬러 이미지를 표시하기에 적합하고 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자를 포함하는 액정 소자를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 상기 목적들은 적어도 기판 상에 형성된 복수의 화소 및 인접하는 화소들 간에 각각 배열된 격벽(partition wall)을 포함하는 광학 소자가,

기판 상에 수지 조성물의 격벽을 형성하는 단계, 자체 상에 형성되어 있는 상기 격벽을 지지하는 상기 기판을 적어도 산소, 아르곤 및 헬륨 중에서 선택된 가스를 포함하는 가스 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 드라이 에칭 프로세스를 이행하는 단계,

상기 드라이 에칭 프로세스를 거친 상기 기판을 적어도 불소 원자를 포함하는 가스 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 플라즈마 처리 프로세스를 이행하는 단계, 및

상기 격벽에 의해 둘러싸인 영역에 잉크-젯 시스템을 사용하여 잉크를 도포함으로써 화소를 형성하는 단계를 포함하는 광학 소자 제조 방법을 제공함으로써 실현된다.

본 발명을 위하여, 용어 "잉크"는 건조되고 설정될 때 하나 혹은 하나 이상의 광학적 또는 전기적 기능의 특징을 나타내는 임의의 액체를 일반적으로 언급하므로, 종래의 채색 물질에 한정되는 것은 아니다.

도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g 및 1h는 본 발명에 따른 광학 소자의 제조 방법의 실시예의 다양한 단계들을 도시하는, 본 발명에 따른 광학 소자의 개략적 평면도.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g 및 2h는 도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g 및 1h에 각각 대응하는 개략적 단면도.

도 3a와 3b는 공지된 광학 소자를 제조하는 방법으로 잉크-젯 시스템을 이용함으로써 발생하는 색혼합의 문제점에 대한 개략적이고 개념적인 도면.

도 4a와 4b는 공지된 광학 소자를 제조하는 방법으로 잉크-젯 시스템을 이용함으로써 발생하는 블랭크 영역의 문제점에 대한 개략적이고 개념적 도면.

도 5는 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 플라즈마 발생기의 구성의 개략적 도면.

도 6은 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 다른 플라즈마 발생기의 구성의 개략적 도면.

도 7a와 7b는 잉크의 도포 직후에 관찰되는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 화소의 개략적 단면도.

도 8a와 8b는 잉크의 도포 직후에 관찰되는 공지된 제조 방법에 의해 제조된화소의 개략적 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 광학 소자의 실시예로서 준비된 발광학 소자의 개략적 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 광학 소자의 다른 실시예로서 준비된 컬러 필터의 개략적 단면도.

도 11은 본 발명에 따른 액정 소자의 실시예의 개략적 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 투명 기판

102 : 블랙 매트릭스

103 : 착색부

104 : 보호층

107 : 공통 전극(투명 도전막)

108 : 배향막

109 : 액정

111 : 대향 기판

112 : 화소 전극

113 : 배향막

본 발명에 따른 광학 소자의 제조 방법은, 그 위에 격벽을 구비하는 기판이 드라이 에칭 공정과 플라즈마 처리 공정을 거친 후에 잉크-젯 시스템에 의하여 격벽으로 둘러싸인 영역에 잉크를 도포함으로써 화소가 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광학 소자는 전형적으로 컬러 필터 혹은 발광학 소자일 수 있다. 지금부터, 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 첨부되는 도면을 참조함으로써 본 발명에 따른 광학 소자가 설명될 것이다.

도 10은 컬러 필터인, 본 발명에 따른 광학 소자의 실시예의 개략적 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예는 투명 기판(101), 격벽으로써 동작하는 블랙 매트릭스(102), 화소로써 동작하는 착색부(103), 및 필요할 때마다 제공되는 보호층(104)을 포함한다. 본 발명에 따른 컬러 필터를 사용하는 액정 소자를 준비할때, ITO(인듐-주석-산화물) 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 투명 도전막이, 착색부(103) 또는 착색부 상에 배열된 보호층(104) 상에 형성되어, 액정을 구동한다.

도 11은 도 10에 도시된 바와 같은 컬러 필터를 사용하여 형성된 액정 소자의 실시예의 일부의 개략적 횡단면도이다. 액정 소자는 도 10에 도시된 소자 - 이들 소자는 동일한 참조 부호로 각각 나타내며 더 이상의 설명은 하지 않음 - 이외에 공통 전극(투명 도전막)(107), 배향막(108), 액정(109), 대향 기판(111), 화소 전극(112) 및 배향막(113)을 포함한다.

컬러 액정 소자는 통상적으로 컬러 필터의 기판(101)과 대향 기판(111)을 서로 대향하도록 배치하고 기판들 간의 갭에 액정(109)을 흘려보내고 이 조립체를 기밀 봉지함으로써 준비된다. 액정 소자의 기판(111)의 내면 상에는 TFT(도시되지 않음) 및 매트릭스 형태로 배열된 화소 전극(112)이 보유된다. 반면에, 컬러 필터측의 기판(101)의 내면상에는 각각의 화소 전극(112)에 대향하는 위치에 스폿 R, G 및 B가 규칙적으로 배열되고 그 상부에 투명 공통 전극(107)이 형성되는 방식으로 컬러 필터의 착색부(103)가 보유된다. 부가적으로, 2개의 기판 상부에는 액정 분자를 소정 방향으로 배향시키는 각각의 배향막(108, 113)이 보유된다. 스페이서(도시되지 않음)에 의해 서로에 대해 대향되게 배치된 기판은 봉지 재료(도시되지 않음)를 이용하여 서로 결합된다. 그 후, 기판을 분리하는 갭으로 액정이 채워진다.

액정 소자가 투과형인 경우, 기판(111) 및 화소 전극(112)은 투명 재료로 형성되며 편광판은 기판 각각의 외면에 결합된다. 그 후, 형광 램프와 산란판을 결합하고 통상적으로 준비된 백라이트를 사용하고 백라이트로부터의 광의 투과율을 변화시키기 위한 광 셔터로서 액정 성분을 동작시킴으로써 화상이 표시된다. 액정 소자가 반사형인 경우, 기판(111) 또는 화소 전극(112)이 광 반사 효과를 갖는 재료로 형성되거나, 반사층이 기판(111) 상에 형성되거나 편광판이 투명 기판(101)의 외부에 배치되어 컬러 필터측으로부터 입사된 광을 반사시켜 화상을 표시한다.

도 9는 본 발명에 따른 광학 소자의 다른 실시예와 같이 준비된 유기 전계 발광 소자(이하, EL 소자라 칭함)의 개략적 횡단면도이다. 도 9를 참조하면, EL 소자는 구동 기판(91), 격벽(92), 화소로서 기능하는 발광층(93), 투명 전극(94) 및 금속층(96)을 포함한다. 간략화를 위해 하나의 화소 영역만을 도 9에 도시하였다는 것을 주의하라.

구동 기판(91)의 상부에는 TFT(도시되지 않음), 배선막 및 절연막이 보유되어 다층 구조를 보여주며, 금속층(96) 및 각 발광층(93) 마다 배치된 투명 전극(94) 사이에 화소 단위로 화소 상에 전압이 인가된다. 공지된 박막 처리 방식에 의해 구동 기판(91)이 준비된다.

수지 조성물로 이루어지며 한 쌍의 전극 또는 애노드와 캐소드 사이에 배치된 격벽 - 이들 중 적어도 하나는 투명하거나 반투명함 - 에 의해 형성된 각 공간에 발광 재료가 채워지기만 하면, 본 발명에 따른 유기적 EL 소자의 구조에는 아무런 특정한 제한도 없다. 또한, 임의의 공지된 구조는 여러 다양한 방식으로 그것을 변형하거나 변형하지 않고도 유기적 EL 소자에 사용될 수 있다.

다층 구조는 다음 중 임의의 하나의 구조일 수 있다.

(1) 전극(캐소드)/발광층/정공 주입층/전극(애노드)

(2) 전극(애노드)/발광층/전자 주입층/전극(캐소드)

(3) 전극(애노드)/정공 주입층/발광층/전자 주입층/전극(캐소드)

(4) 전극(애노드 또는 캐소드)/발광층/전극(캐소드 또는 애노드).

상기 열거된 다층 구조 중 임의의 하나를 갖는 유기 화합물층을 본 발명에 따른 EL 소자로서 사용할 수 있다.

상기 열거된 다층 구조 중, (1) 및 (2)는 2층 구조를 인용한 것이고, (3) 및 (4)는 각각 3층 구조와 단층 구조를 인용한 것이다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자가 기본적으로 이들 구조 중 하나를 가질 수 있지만, 이들 구조 중 임의의 하나와 각각 층을 조합하여 얻어진 구조를 가질 수도 있다. 또한, 이러한 구조를 컬러 필터와 조합시킴으로써 풀 컬러 디스플레이를 실현시킬 수 있다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자에 대한 프로파일, 크기, 재료, 및 제조 방법은 특별한 제한이 없으므로, 유기 EL 소자의 응용에 따라 적절하게 정해진다.

또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 발광층에 대한 발광 재료에 대해서도 특별한 제한이 없으므로, 발광층으로서 임의의 적합한 재료를 사용할 수 있다. 그러나, 발광층으로서 저분자 중량의 형광 물질이나 고분자 중량(중합체)의 형광 물질을 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 특히 고분자 형광 물질을 사용하는 것이 본 발명의 목적에 적합하다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 발광층으로서 사용할 수 있는 저분자 중량의유기 화합물은 비제한적으로 나프탈렌과 그 유도체, 안트라신과 그 유도체, 페릴렌과 그 유도체, 폴리메틴 타입, 크산틴 타입, 쿠르마린 타입, 시아닌 타입의 착색 물질, 8-하이드록시퀴놀린과 그 유도체의 금속 착체, 아로마 아민, 테트라페닐시클로펜타디엔과 그 유도체, 테트라페닐부타디엔과 그 유도체를 포함한다. 보다 상세히 기술하자면, 본 발명의 목적을 위해서는 일본 특허 공개공보 57-51781 및 59-194393호에 개시된 것들을 포함하는 공지된 재료를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 발광층으로서 사용할 수 있는 고분자 중량의 유기 화합물은 비제한적으로 폴리페닐렌-비닐렌, 폴리알릴렌, 폴리알킬티오펜 및 폴리알킬플루오린을 포함한다.

고분자 형광 물질을 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 발광층으로서 사용할 경우, 블럭 공중합체의 특성을 부분적으로 나타내는 랜덤 공중합체 등과 같은 것들 중 임의의 중간 구조체를 갖는 랜덤, 블럭, 또는 그래프트 공중합체(graft copolymer)나 중합체(polymer)일 수 있다. 높은 형광량을 나타내는 고분자 형광 물질을 얻는다는 관점에서는, 블럭 공중합체나 그래프트 또는 블럭 공중합체의 특성을 나타내는 랜덤 공중합체를 사용하는 것이 완전한 랜덤 공중합체를 사용하는 것보다 바람직하다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 박막으로부터 방출되는 광을 이용하므로, 본 발명의 목적을 위해서는 고체 고분자 형광 물질을 사용한다.

선택된 고분자 형광 물질에 유리하게 사용될 수 있는 용매로서는, 클로로폼, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄, 테트라하이드로푸란, 톨루엔, 및 크실렌을 포함한다. 고분자 형광 물질은 통상 0.1wt% 이상의 이러한 용매 중 임의의 것에 용해되지만, 그 비는 고분자 형광 물질의 구조와 분자 중량에 따라 변할 수 있다.

발광층을 포함하는 층과 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 캐소드 사이에 전자이송층을 추가로 배열시킬 수 있다. 전자 이송 물질은 전자 이송층 단독으로서 또는 정공 이송 물질과 발광 물질의 혼합물로서 사용하고 캐소드로부터 발광 물질로 주입되는 전자들을 이송하도록 동작한다. 전자 이송 물질로서는 특별한 제한이 없으므로, 공지된 적합한 화합물 중에서 선택할 수 있다.

본 발명의 목적에 이용될 수 있는 전자 이송 재료의 예는 니트로 치환 불소 유도체(nitro-substituted fluorenone derivatives), 엔트라퀴노 디메탄(anthraquinodimethane) 유도체, 디페닐퀴논(diphenylquinone) 유도체, 티오피란 다이옥사이드(thiopyran dioxide) 유도체, 헤테로사이클릭 테트라카르복실릭 안하이드라이드(heterocyclic tetracarbolxylic anhydrides) 및 카르보디미디(carbodiimide)를 포함한다.

본 발명의 목적에 이용될 수 있는 전자 이송 재료의 예는 부가적으로 8 하이드록시퀴놀린의 금속 복합체(metal complexes of 8-hydroxyquinoline) 뿐만 아니라 플루오레닐리딘메탄 (fluorenylidenemethane) 유도체, 안트라퀴노디메탄 (anthraquinodimethane) 유도체, 안트론(anthrone) 유도체 및 옥사디아졸 (oxadiazole) 유도체 및 발광층을 형성하는데 이용될 수 있는 상기 열거된 재료들의 유도체를 포함할 수 있다.

이제 본 발명에 따른 멀티플레이어 구조를 갖는 유기 EL 요소를 준비하는 통상적인 방법이 후술될 것이다. 통상적으로 투명 유리 또는 투명 플라스틱으로 이루어진 투명 기판에 형성된 투명 또는 반투명 전극은 본 발명에 따른 유기 EL 요소의 애노드 및 캐소드를 포함하는 한 쌍의 전극의 각각에 대해 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 광 방출 요소에서, 발광층은 적합한 바인더 수지와 결합되어 박막 형태로 통상적으로 구현될 것이다. 본 발명의 목적에 이용될 바인더 수지는 다양한 접착 수지로부터 선택될 수 있다. 그러한 접착 수지의 예는 한정되지 않고 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리알리레이트(polyallylate) 수지, 부틸알(butyral) 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐아세탈(polyvinylacetal) 수지, 디알릴프탈레이트(diallyphthalate) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 메타크릴릭(methacrylic) 수지, 페놀(phenol) 수지, 에폭시(epoxy) 수지, 실리콘(silicone) 수지, 폴리술폰(polysulfone) 수지 및 요소(urea) 수지를 포함한다. 그러한 소정의 수지는 단독으로 또는 둘 이상의 수지 성분의 공중합체 형태로 이용될 수 있다. 큰 일 함수(work function)를 나타내는 물질은 애노드로 이용되는 것이 바람직하다. 애노드로 유용하게 이용될 수 있는 재료의 예는 니켈, 금, 백금, 팔라듐, 셀레늄(selenium), 레늄(rhenium), 이리듐, 그것들의 소정의 합금, 산화 주석(tin oxide), 인듐-주석-산화물(indium-tin-oxide, ITO) 및 요오드화 구리 (copper iodide)를 포함한다. 부가하여, 폴리(3-메틸티오펜, 3-methythiophene), 폴리페닐렌술파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리피롤 (polypyrrole)과 같은 도전성 중합체 또한 애노드용 후보 재료를 제공한다.

반면에, 작은 일 함수를 나타내는 재료는 캐소드용으로 이용되는 것이 바람직하다. 캐소드의 후보 재료는 은, 납, 주석, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 망간, 인듐, 크롬 및 그것들의 소정의 합금을 포함한다.

이제, 본 발명에 따른 광학 요소를 제조하는 방법은 관련 도면을 참조하여 후술될 것이다.

도 1a 내지 도 1h 및 도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 광학 요소의 개략도이며, 본 발명에 따른 광학 요소를 제조하는 방법의 실시예의 상이한 단계를 예시한다. 후술된 단계 (a) 내지 (h)가 도 1a 내지 도 1h 및 도 2a 내지 도 2h에 각각 대응하는 것에 유의해야 한다. 도 1a 내지 도 1h는 광학 요소의 개략적인 평면도이고, 도 2a 내지 도 2h는 상기 요소의 개략적인 단면도이다. 도면을 통해서, 참조 번호(1, 2, 3, 4, 5, 6, 및 7)은 각각 기판, 수지 조성물층, 격벽, 격벽으로 규정된 개구부, 잉크젯 헤드 및 잉크 및 화소를 나타낸다.

단계 (a)

제시된 기판(1)은 도 10에 도시된 색 필터 제조시의 투명 기판(101)이다. 통상적으로 유리 기판이지만, 플라스틱 기판이 액정 요소를 형성할 목적으로 원하는 투명도와 기계적 강도를 나타낼 때, 선택적으로 플라스틱 기판이 이용될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이 EL 요소의 제조시, 기판(1)은 기판 위에 투명 전극(94)을 전달하는 구동 기판(91)이다. 광이 기판의 측면으로부터 방출되는 경우, 유리 기판과 같은 투명 기판은 구동 기판(91)으로 이용된다. 기판은 플라즈마 처리, UV 처리 또는 커플링 처리와 같은 표면 처리가 행해져서 발광층(93)이 후속하는 단계에서 그 위에 쉽게 고착될 수 있는 것이 바람직하다.

단계 (b)

수지 조성물층(2)이 격벽(3)을 생성하기 위하여 기판(1)상에 형성된다. 본 발명에 따른 광 소자의 격벽(3)은 도 10에 도시된 색 필터에 따른 블랙 매트릭스(102) 및 도 9에 도시된 전장 발광 요소의 격벽(92)에 대응한다. 컬러 필터 제조시에, 격벽(3)을 만들어 도 10에 도시한 바와 같이 인접 화소간의 광의 차폐를 위한 차광층(102)으로서 동작하도록 하는 것이 바람직하다. 그 다음에, 격벽(3)은 도 10에 도시한 바와 같이 블랙 매트릭스의 형태로 또는 블랙 스트라이프의 형태로 실현할 수도 있다. 격벽(3)은 또한 EL 소자의 제조시에 차광층으로 동작하도록 할 수도 있다.

본 발명의 목적을 위한 격벽(3)을 형성하는 데 사용될 수 있는 수지 조성물의 일례로는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드-이미드를 포함한 폴리이미드 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르수지 및 폴리비닐 수지 등의 비감광성 수지 및 감광성 수지가 있다. 그러나, 격벽에 사용되는 수지 조성물이 250℃ 이상의 온도에서 내열성을 가지는 것이 바람직하다는 점을 고려하면, 에폭시 수지, 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

격벽(3)이 차광층으로 동작하도록 되어 있을 때, 차광제가 분산되어 있는 블랙 수지 조성물을 사용하여 수지 조성물층(2)이 준비된다. 그 다음에, 격벽(3)에 대한 우수한 발잉크성(ink-repellence) 및 적절한 표면 조도(surface coarseness)를 얻기 위해서는 카본 블랙을 차광제로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적상, 채널 블랙(channel black), 롤러 블랙(roller black) 또는 디스크 블랙(disk black)이라고도 불리우는 콘택트 방식(contact method), 가스로 블랙(gas furnace black) 또는 오일로 블랙(oil furnace black)이라고도 불리우는 로 방식(furnace method), 또는 열 블랙(thermal black) 또는 아세틸렌 블랙(acetylene black)이라고도 불리우는 열 방식(thermal method)을 사용하여 준비된 카본 블랙을 사용할 수도 있다. 특히, 본 발명의 목적상, 채널 블랙, 가스로 블랙 또는 오일로 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서는, R, G 및 B의 안료 혼합물을 첨가해도 된다. 본 발명의 목적상, 그 대신에 상용 블랙 레지스트를 사용해도 된다. 또한, 필요에 따라서는, 차광층을 전기적 저항이 크도록 만들어도 된다.

수지 조성물층(2)은 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅 및 프린팅으로부터 선택된 적절한 방법에 의해 형성할 수 있다.

단계 (c)

수지 조성물층(2)에 대해 감광성 물질이 사용되는 경우, 격벽(3)은 포토리쏘그라피에 의해 수지 조성물층(2)을 패터닝함으로써 복수의 개구(4)를 갖게 형성된다. 수지 조성물층(2)에 대해 비감광성 물질이 사용되는 경우, 격벽(3)은 마스크로서 포토레지스트를 사용하는 웨트 또는 드라이 에칭이나 리프트-오프 기법에 의해 수지 조성물층(2)을 패터닝함으로써 형성되기도 한다.

단계 (d)

격벽(3)을 그 위에 보유하는 기판(1)에 대해 드라이 에칭 처리를 하게 된다. 보다 상세하게는, 적어도 산소, 아르곤 또는 헬륨을 함유하는 가스가 도입되고, 기판(1)에 감압 또는 대기압의 분위기에서 플라즈마를 조사하는 감압 플라즈마 처리 또는 대기압 플라즈마 처리를 기판(1)에 대해 행하게 되는데, 어느 처리법을 사용해도 좋다.

드라이 에칭 처리의 결과, 격벽(3)의 형성 공정 동안에 기판(1)의 표면에 부착되어 있는 오염물이 제거되고, 표면이 세정되어 후속 단계에서 잉크(6)의 습윤성(친화력)을 향상시키고 개구(4)내에서 잉크(6)를 만족할 정도로 분산시키게 된다. 또한, 플라즈마 처리의 결과, 격벽의 표면층이 더 거칠어져 그의 발잉크성을 높이게 된다.

단계 (e)

드라이 에칭 처리 이후에, 기판(1)에 적어도 불소 원자를 함유하는 가스의 분위기에서 플라즈마를 조사한다. 플라즈마 처리의 결과, 도입된 가스에서 불소 및/또는 하나 또는 하나 이상의 불소 화합물이 격벽(3)의 표면층을 관통하여 격벽(3)의 표면층의 발잉크성을 높이게 된다.

특히, 격벽(3)은 카본 블랙을 함유하는 수지 조성물로 이루어져 있을 경우에 아주 우수한 발잉크성을 나타낸다. 이것은 아마도 단계 (d)의 드라이 에칭 처리의 결과 격벽(3)의 표면에 카본 블랙이 노출되기 때문인 것 같으며, 따라서 불소 및/또는 불소 화합물이 이 단계의 플라즈마 처리 중에 카본 블랙에 결합하게 된다. 따라서, 격벽(3)은 본 발명의 목적상 양호하게 카본 블랙을 함유하게 된다.

이 단계에서 도입되는 적어도 불소 원자를 함유하는 가스는 CF₄, CHF₃, C₂F₆,SF₆, C₃F₈및 C₅F₈중 하나 이상으로부터 선택된 할로겐 가스일 수 있다. 특히, C₅F₈(옥타플루오로사이클로펜텐)를 사용하는 것이 아주 양호한데, 그 이유는 그의 오존 파괴력이 없고, 대기중에서의 수명이 다른 가스와 비교하여 0.98년으로 짧기 때문이다(CF₄: 5만년, C₄F₈: 3,200년). 이와 같이, 이것은 지구 온난 계수가 90(CO₂= 2이라고 가정할 때, 100년의 누적값)을 나타내고, 이것은 다른 공지 가스(CF₄: 6,500, C₄F₈: 8,700)보다 훨씬 작다. 따라서 오존층 및 지구 환경을 보호하는데 이것이 아주 효과적이다. 그러므로, C₅F₆의 사용은 본 발명의 목적에 매우 바람직하다.

필요하다면, 이 단계에서 주입되는 가스는 산소, 아르곤 및/또는 헬륨을 추가적으로 함유할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 이 단계에서 실현되는 발잉크성 정도가 상술된 바와 같이 CF₄, CHF₃, C₂F₆, SF₆, C₃F₈및 C₅F₈으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 할로겐 가스와 O₂가스의 혼합 가스를 사용함으로써 제어될 수 있다. O₂의 혼합 비는 바람직하게는 30% 이하이다. 혼합 가스에서 O₂의 혼합 비가 30%를 초과하면, O₂의 산화 반응이 일어나게 되어, 발잉크성을 개선하는 효과가 감소되고 수지가 손상받을 수 있다.

이러한 단계와 선행하는 드라이 에칭 단계에서 플라즈마를 발생시키는데 사용될 수 있는 방법은 저주파 전자 방전 방법, 고주파 전자 방전 방법 및 마이크로파 방전 방법을 포함한다. 플라즈마 조사에서의 압력, 가스 유량, 방전 주파수, 처리 시간, 및 다른 조건들이 적절하게 선택될 수 있다.

도 5 및 6은 본 발명에 따른 광학 소자를 제조하는 방법중 드라이 에칭 단계 및 플라즈마 처리 단계에서 사용될 수 있는 플라즈마 발생기를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 5 및 6에서, 참조 번호 51, 52, 53 및 54는 상부 전극, 하부 전극, 처리될 기판 및 고주파 전원을 각각 표시한다. 도시된 플라즈마 발생기중 하나를 통해, 서로 병렬 배치된 플레이트 형태의 두 전극에 고주파 전압에 인가되어 플라즈마를 발생시킨다. 도 5는 캐소드 커플링 타입 플라즈마 발생기를 도시하고, 도 6은 애노드 커플링 타입 플라즈마 발생기를 도시한다. 이들 어느 하나의 타입을 통해, 발잉크성 및 격벽(3)의 표면의 표면 조도 및 기판(1) 표면의 잉크에 대한 친화력이 압력, 가스 유량, 방전 주파수, 처리 시간 및 다른 조건들을 조절함으로써 소정의 방식으로 제어될 수 있다.

도 5 및 6의 플라즈마 발생기중, 도 5에 도시된 캐소드 커플링 타입은 드라이 에칭 처리 시간을 감소시키기 위해 사용될 수 있어서 드라이 에칭 단계에서 사용될 때 유리하다. 반면에, 도 6에 도시된 애노드 커플링 타입의 플라즈마 발생기는 기판(1)을 불필요하게 손상시키지 않는다는 점에서 유리하다. 그러므로, 드라이 에칭 단계와 플라즈마 처리 단계에 사용될 플라즈마 발생기는 기판(1)의 물질 및 격벽(3)의 물질에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

본 발명의 목적을 위해, 플라즈마 처리 공정후 격벽(3)의 표면의 발잉크성 정도는 순수의 접촉각이 110°이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 접촉각이 110°보다 작을 때 잉크가 고 비율로 도포될 수 없도록 색의 혼합이 용이하게 일어날 수 있다. 특히, 칼라 필터를 제조할 때, 접촉각이 110°보다 작을 때 높은 색 순도를 보여주는 칼라 필터를 제조하기가 어렵다. 공지된 방법으로, 격벽(3)의 표면의 발잉크성 정도를 110°이상으로 올리기가 어렵고, 만약 반발력이 높은 잉크인 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌)가 사용되면 110°약간 미만이다.

본 발명에 따르면, 격벽(3)이 흑연을 함유하는 수지 조성물로 만들어지고 드라이 에칭 공정 및 다음의 플라즈마 처리 공정이 수행될 때 상술한 이유로 격벽(3)의 표면의 발잉크성 정도를 110°이상으로 할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 접촉각은 120°이상 135°이하가 바람직하다. 격벽(3) 표면의 발잉크성이 135°이하인 것을 조건으로 하여 잉크가 저비율로 도포될 때에도 블랭크 영역의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

기판(1)의 표면의 잉크 친화도는 순수의 접촉각이 20°보다 크지 않도록 되는 것이 바람직하다. 순수의 접촉각이 20°보다 작지 않을 때 잉크는 기판(1)의 표면에 대해 만족스럽게 젖어서 퍼질 수 있어서 격벽(3)의 표면이 높은 잉크 반발도를 나타내더라도 블랭크 영역이 나타나지 않도록 된다. 더 바람직하게는 기판의 표면에 관한 순수의 접촉각은 10°보다 크지 않다.

본 발명의 발명자는 블랭크 영역이 나타나는 것이 격벽(3)의 표면의 발잉크성과 기판(1) 표면의 잉크 친화성 뿐만 아니라 격벽(3)의 상면 및 측면의 표면 조도(粗度)(거친 정도)에도 의존한다는 것을 발견했다. 도 7a 및 8a에 도시된 바와 같이, 잉크젯 시스템에 의해 개구(4)에 도포된 잉크(6)는 격벽(3)에 의해 형성된 리세스를 채우고 잉크(6)의 확산 성향은 그 상면 근방의 격벽(3) 표면의 발잉크성에 의해 억제된다. 증가된 비율로 도포된 잉크(6)는 열처리와 관련된 경화 단계의 결과 그 부피가 감소한다. 만약 격벽(3)의 표면이 매우 거칠면, 그것은 넓은 영역에 걸쳐 잉크와 접촉하여, 일단 잉크(6)가 격벽(3)의 측면과 접촉하면, 그것은 격벽(3)의 표면의 잉크 반발도와 무관하게 접촉을 쉽게 유지할 수 있다. 따라서, 화소(7)의 표면은 잉크(6)가 도 7b에 도시된 바와 같이 완전히 경화될 때 쉽게 평탄화될 수 있다.

한편, 만약 격벽(3)의 표면이 평평하고 매끄러우면, 도 8b에 도시된 바와 같이 잉크(6)의 표면은 경화로 인한 그 부피의 감소 및 표면의 발잉크성 때문에 처음 위치로부터 떨어져서 격벽(3)의 측면에 의해 반발된다. 따라서, 화소(7)은 컬러 필터의 경우에 그 주변부를 따라 낮은 농도를 나타내고 EL 소자의 경우에 휘도의 감소를 나타낸다.

상기 이유로, 격벽(3)의 표면의 산술 평균 편차(Ra)는 3nm보다 작지 않은 것이 바람직하다. 한편, 격벽(30)의 패턴의 직선성은 악영향을 받을 수 있고 격벽(3)에 의해 형성된 개구는 평균 편차(Ra)가 50nm를 초과할 때 큰 개구율을 갖는 것이 어렵도록 차원이 변화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적을 위해, 격벽(3)의 평균 편차(Ra)는 3nm와 50nm 사이인 것이 바람직하고, 4nm 와 20nm 사이인 것이 더 바람직하다. 그러면, 격벽(3)의 패턴의 윤곽에 악영향없이 블랭크 영역이 나타나는 것이 방지되고 화소 표면이 평탄화된다.

본 발명에 의하면, 격벽(3)의 표면 조도는 카본 블랙을 함유하는 수지 조성물로 격벽(3)을 형성하고 드라이 에칭 단계 및 플라즈마 처리 단계에 대한 조건을 적절히 선택함으로써 제어될 수 있다. 다시 말해, 표면 조도는 플라즈마 생성 방법, 전극을 분리하는 거리, 가스의 유형, 드라이 에칭 단계의 RF 전력 및 처리 시간과 플라즈마 처리 공정의 RF 전력 및 처리 시간에 따라 달라질 수 있다. 특히, 소망의 표면 조도는 RF 전력 및 처리 시간을 제어함으로써 실현될 수 있다. 상기 표면 조도도 또한 플라즈마 생성 방법, 전극을 분리하는 거리, 가스의 유형, 플라즈마 처리 단계에 대해 선택된 RF 전력 및 처리 시간(이 중에서 가스의 유형이 특히 중요)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 표면 조도는 불소 원자를 함유하는 가스로서 CF₄만이 사용될 때보다 CF₄와 O₂의 혼합 가스가 사용될 때 더 두드러질 것이다. 표면 조도는 또한 혼합 가스에서 O₂의 혼합비에 따라 달라질 수 있다. 발잉크성 및 상기 O₂의 산화 반응에 비추어, O₂의 혼합비는 30%보다 크지 않은 것이 바람직하고, 10과 20% 사이인 것이 더 바람직하다.

상기에서 지적한 바와 같이, 드라이 에칭 단계 및 플라즈마 처리 단계의 결과, 단지 격벽(3) 만이 적절한 레벨의 표면 조도를 나타내도록 만들어지고 기판(1)의 표면은 격벽(3)에 의해 둘러싸인 노출 영역에서 잉크 친화성을 나타낸다.

<단계(f)>

R, G, B의 잉크(6)는 잉크 젯 기록 시스템의 잉크젯 헤드(5)로부터 기판(1)의 격벽(3)에 의해 둘러싸인 영역(개구(4))에 도포된다. 에너지 생성 소자로서 전자열 변환기를 사용하는 버블 젯 유형 또는 에너지 생성 소자로서 압전 소자를 사용하는 압축(piezo) 젯 유형의 잉크 젯 헤드가 본 발명의 목적에 사용될 수 있다. 컬러 필터의 경우에, 잉크(6)는 경화 후에 착색부를 생성하는 R, G, B의 각 색소를 포함한다. 한편 EL 소자의 경우에, 잉크(6)는 경화 후에 전압이 인가될 때 광을 방출하도록 된 발광층을 생성하는 각 물질을 포함한다. 양쪽의 경우에, 잉크(6)는 적어도 경화 성분, 물, 용매를 함유하는 것이 바람직하다. 이제, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 컬러 필터를 제조하는데 사용될 수 있는 잉크의 조성물을 더 상세히 설명할 것이다.

(1) 착색제

염료형 및 안료형 착색제가 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 안료가 사용될 때에는 잉크에 안료를 균일하게 분산시켜 전체 고체 양에서 착색제가 차지하는 비율을 줄이기 위한 분산제가 첨가되어야 할 수도 있다. 이 때문에, 본 발명의 목적을 위해 염료형 착색제가 바람직하게 사용된다. 후술되는 바와 같이, 착색제는 경화 성분이 첨가되는 비율 이하의 비율로 첨가된다.

(2) 경화 성분

후속 단계에서의 프로세스 내성 및 신뢰성의 관점에서, 잉크는 바람직하게 열처리 또는 광 조사의 결과로서의 경화에 의해 착색제를 고정하기 위한 성분으로서 하나 이상의 가교성 모노머 및/또는 폴리머를 함유한다. 구체적으로, 후속 단계에서의 열 저항력의 관점에서, 경화성 수지 성분의 사용이 본 발명의 목적을 위해 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 염기 수지 재료의 예로는 히드록시 그룹, 카르복실 그룹, 알콕시 그룹 또는 아미드 그룹과 같은 기능을 그룹을 가진 아크릴 수지 및 실리콘 수지; 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스 카르복시메틸 셀룰로스 및 이들의 변형 물질과 같은 셀룰로스 유도체; 및 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알콜 또는 폴리비닐 아세탈과 같은 비닐 폴리머가 있다. 광 조사 또는 열처리에 의해 염기 수지 재료를 고정하기 위한 가교제 및/또는 광기폭제도 사용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 가교제의 특수 예로는 메틸올멜라민과 같은 멜라민이 있다. 광기폭제의 예로는 다이크로마트, 바이사지드 화합물, 래디칼 타입 기폭제, 양이온 기폭제 및 음이온 기폭제가 있다. 둘 이상의 상이한 기폭제의 혼합물 또는 광기폭제와 감광제의 혼합물도 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다.

(3) 용매

물과 유기 용매의 혼합 용매가 본 발명의 목적을 위한 잉크의 매개체로서 바람직하게 사용된다. 각종 이온을 함유한 통상의 물이 아니라 이온 교환수(순수)가 바람직하게 용매로 사용된다.

본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 유기 용매의 예로는 메틸 알콜, 에틸 알콜, n-프로필 알콜, 이소프로필 알콜, n-부틸 알콜, 섹-부틸 알콜(sec-butyl alcohol) 및 테트-부틸 알콜(tert-butyl alcohol)과 같은 1 대 4 탄소 원자를 가진 알킬 알콜; 디메틸포름아미드 및 디메틸아세트아민과 같은 아미드, 케톤, 및 아세톤, 디아세톤 알콜과 같은 케토-알콜, 테트라히드로푸란 및 디옥산과 같은 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜; 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜과 같은 2 내지 4 탄소 원자의 알킬렌 그룹을 가진 알킬렌 글리콜; 글리세롤; 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르 및 트라이에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르와 같은 폴리하이드릭 알콜의 더 낮은 알콜 에테르; N-메틸-2-피롤리돈 및 2-피롤리돈이 있다.

필요하다면, 단일 용매 대신 상이한 비등점을 가진 둘 이상의 유기 용매가 사용될 수 있으며, 표면 활성제, 기포 제거제 및/또는 부패 방지제가 원하는 물리 특성 값을 나타내는 잉크를 만들기 위해 첨가될 수 있다.

단계 (g)-(h)

이 단계에서, 열처리 및/또는 광 조사를 수반할 수 있는 필요한 처리 동작이 행해지며, 용매가 잉크로부터 제거되어 잉크가 경화됨으로써 화소(7)가 형성된다.

칼라 필터의 경우, 필요한 경우, 전술한 바와 같이, 보호층 및/또는 투명 도전막이 형성된다. 보호층에 사용될 수 있는 재료로는 광경화형, 열경화형 및 광열 경화형의 수지 재료가 있다. 또한, 보호층은 증착 또는 스퍼터링에 의해 준비된 무기막으로 형성될 수도 있다. 즉, 칼라 필터에 필요한 투명도를 유지할 수 있고 뒤따르는 투명 도전막 형성 프로세스 및 배향막 형성 프로세스에 견딜 수 있는 막이면 된다. 투명 도전막은 사이에 보호막을 사용하지 않고 착색부 상에 직접 형성될 수 있다.

기판의 표면은 플라즈마로 드라이 에칭된 기판을 조사하는 플라즈마 처리 프로세스(상기 단계 e) 후에, 그리고 격벽(3)에 의해 둘러싸인 영역을 도포하기 위한 프로세스(상기 단계 f) 전에 표면을 물에 접촉시키는 수처리 프로세스를 받을 수있다. 수처리 프로세스의 결과, 격벽(3)의 개구(4) 내의 잉크는 잉크가 각 영역에 적은 양만이 도포될 때에도 만족스럽게 퍼지게 된다.

이 프로세스에 사용되는 물은 순수가 바람직하다. 기판(1)이 물과 완전히 접촉되는 한 물과 기판(1)을 접촉시키는 방법에는 제한이 없다. 따라서, 기판(1)은 물에 담겨지거나 세정될 수도 있다. 그러나, 기판(1)의 패턴이 복잡한 프로파일을 나타낸다면, 격벽(3)과 개구(4)의 경계 영역, 구석 그리고 다른 미세한 영역들이 물과 만족스럽게 접촉하도록, 기판(1)은 물에 담겨져 동시에 초음파로 조사되거나 혹은 약간의 고압하에서 물방울로 세척되는 것이 바람직하다.

기판(1)과 접촉하게 되는 물의 온도는 개구(4)의 표면 상태를 개선시킨다는 점에서 높은 것이 바람직하지만, 물을 가열시키는 비용과 경제적인 효과를 고려한다면 20 내지 60℃의 온도가 바람직하다.

이러한 처리의 결과로서, 격벽(3)의 개구(4)에 노출된 영역내 기판(1)의 표면상에 존재하는 불소 화합물의 양은 반으로 감소하며 기판(1)의 표면 조도는 처리 전에 비해 현저하게 개선된다.

기판(1)과 본 처리에서의 물과의 접촉 이후 100℃ 이상의 온도에서 기판이 가열되고 건조되면 잉크를 살포하는 효과는 감소된다. 따라서, 가열 처리는 100℃ 이하의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.

<실시예 1>

(블랙 매트릭스의 형성)

카본 블랙을 포함하는 블랙 포토레지스트(신니테츠 화학으로부터 구입할 수 있는 "V-259BK 레지스트")는 글래스 기판(코닝사로부터 입수 가능한 #1737)에 도포되고, 막두께 2㎛의 블랙 매트릭스 패턴(격벽)과 75㎛ × 225㎛ 크기의 직사각형 개구를 형성하기 위해 광에 노출되며, 현상 및 포스트 베이킹의 소정의 처리가 행해진다.

(잉크의 준비)

다음의 조성을 갖는 R, G, B 잉크는 다음에 도시되는 함량비로 아크릴 공중합체를 함유하는 가소성의 재료(ingredient)를 사용하여 준비된다.

가소성의 재료

메틸 메타아크릴레이트 50 wt. parts

하이드로옥시에틸 메타아크릴레이트 30 wt. parts

N-메틸롤-아크릴아미드 20 wt. parts

R 잉크

C. I. Acid Orange 148 30 wt. parts

C. I. Acid Red 289 0.5 wt. parts

다이에틸렌 글리콜 30 wt. parts

에틸렌 글리콜 20 wt. parts

이온 교환수(ion-exchanged water) 40 wt. parts

예증된 설정 재료 6 wt. parts

G 잉크

C. I. Acid Yellow 23 2 wt. parts

아연 프탈로시아닌 설폰아미드 2 wt. parts

다이에틸렌 글리콜 30 wt. parts

에틸렌 글리콜 20 wt. parts

이온 교환수 40 wt. parts

예증된 설정 재료 6 wt. parts

B 잉크

C. I. Direct Blue 199 4 wt. parts

다이에틸렌 글리콜 30 wt. parts

에틸렌 글리콜 20 wt. parts

이온 교환수 40 wt. parts

예증된 설정 재료 6 wt. parts

(드라이에칭)

블랙 매트릭스를 지탱하는 유리 기판(블랙 매트릭스 기판)은 다음의 조건하에서 캐소드 커플링-평행 판형 플라즈마 처리 시스템을 이용하여 드라이 에칭 처리된다.

사용 가스: O2

가스 유량: 80 sccm

압력: 8 Pa

RF 전력: 150 W

처리 시간: 30 sec

(플라즈마 처리)

상기 드라이에칭 처리 후, 블랙 매트릭스 기판은 다음의 조건하에서 동일한 시스템 내에서 플라즈마 처리된다.

사용 가스: CF4

가스 유량: 80 sccm

압력: 50 Pa

RF 전력: 150 W

처리 시간: 30 sec

(발잉크성 평가: Evaluation of ink-repellence)

플라즈마 처리 블랙 매트릭스 기판은 순수에 관련된 접촉각에 대해 관측되었으며, 액정 글래스(교화 카이멘 KK 제조)에 대해 자동 세정/처리 검사 장치를 사용하고 있다. 블랙 매트릭스 표면의 접촉각은 미세 패턴 주변 5mm 폭 가장자리에서측정되었으며, 글래스 기판 표면의 접촉각은 블랙 매트릭스가 전혀 존재하지 않는 가장자리 바깥에서 측정되었다. 순수에 대한 측정된 접촉각은 다음과 같다.

글래스 기판 표면 : 6°

블랙 매트릭스 표면 : 126°

(표면 조도의 평가)

블랙 매트릭스의 표면 조도는 접촉 유형 표면 조도 측정기 "FP-20" (Tecnor 사 제조)을 이용하여 순수에 대한 접촉각인 경우에서 처럼 5mm 폭의 가장자리에서 평균 조도 (Ra)의 관점에서 측정되었다. 그 결과, 블랙 매트릭스 표면의 평균 조도는 4.4nm 와 동등하다는 것을 발견하였다.

(착색부의 준비)

상기 예를 든 R, G, B 잉크는 20pl의 방전량을 갖는 잉크젯 헤드가 설치된 잉크젯 기록 시스템을 이용하여 플라즈마 처리 블랙 매트릭스 기판에 도포된다. 따라서, 90℃에서 10분간 열처리가 수행되고 그후 230℃에서 30분간 열처리됨으로써 잉크를 열적으로 안정시켜 착색부(화소)를 발생시킨다. 열 설정 처리의 결과로서, 컬러 필터가 준비된다. 도포된 잉크의 양이 다르다는 것을 보여주기 위해, 각각의 개구에 대해 200 내지 800pl의 범위내에서 100pl 마다 도포된 잉크의 양을 변화시켜 모두 7개의 컬러 필터 견본을 준비하였다.

(색혼합, 블랙 영역 및 착색부의 표면의 평탄도의 평가)

준비된 컬러 필터 표본은 색혼합과 블랙 영역을 광학 현미경에 의해 관측함으로써 평가할 수 있다. 개구당 300pl로 잉크를 운반하는 표본은 표면 조도를 평가하는데 사용되는 표면 조도 미터에 의해 평탄도가 평가된다. 특히, 유리 표면에서부터 각 착색부 중심의 높이 d_c와 유리 표면으로부터 착색부의 에지부의 높이 d_b의 차이(d_c-d_b)가 결정되고 착색부는 -0.5㎛ ≤(d_c-d_b) ≤0.5㎛일 때는 평탄한 것으로 평가되고, (d_c-d_b)< -0.5㎛일 때는 우묵 들어간 것으로 (d_c-d_b) > 0.5㎛일 때는 돌출된 것으로 평가된다.

그 결과, 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타나지 않았으며 이들의 착색부는 평탄면을 나타내었다.

<실시예 2>

컬러 필터 표본은 (Fuji Film Orin 사로부터 입수가능한) "CK-S171X Resist"가 카본 블랙을 포함하는 블랙 매트릭스 용으로 사용된다는 점을 제외하면 실시예 1과 동일하게 준비된다. 플라즈마 처리 프로세스 후, 흑색 매트릭스 기판은 순수(pure water)에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 5°

블랙 매트릭스 기판 표면 : 128°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도 (Ra)는 10.3㎚이다. 본 예의 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타내지 않았으며 이들의 착색부는 평탄면을 나타내었다.

<실시예 3>

컬러 필터 표본은 드라이 에칭 프로세스를 위해 아르곤 가스가 도입된다는 점을 제외하면 실시예 1와 동일하게 준비된다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 블랙 매트릭스 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 8°

블랙 매트릭스 표면 : 128°

블랙 매트릭스의 표면 평균 조도 (Ra)는 6.8㎚이다. 본 실시예의 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타내지 않았으며 착색부는 평탄면을 나타내었다.

<실시예 4>

컬러 필터 표본은 플라즈마 처리 프로세를 위해 CF₄가스와 O₂가스의 혼합물이 64sccm 및 16sccm의 각각의 유량으로 도입된다는 점을 제외하면 실시예 1과 동일하게 준비된다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 블랙 매트릭스 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 7°

블랙 매트릭스 표면 : 133°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도 (Ra)는 5.2㎚이다. 본 실시예의 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타내지 않았으며 착색부는 평탄면을 나타내었다.

<실시예 5>

컬러 필터 표본은 드라이 플라즈마 처리 프로세스를 위해 C₅F₈가스가 도입된다는 점을 제외하면 실시예 1에서와 동일하게 준비된다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 블랙 매트릭스 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 6°

블랙 매트릭스 표면 : 129°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도 (Ra)는 3.8㎚이다. 본 실시예의 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타내지 않았으며 이들의 착색부들은 평평면을 나타내었다.

<실시예 6>

컬러 필터 표본은, 실시예 2에서와 같이 동일한 블랙 레지스트를 이용하여 블랙 매트릭스가 형성되었다는 점, 실시예 3에서와 동일한 방법으로 드라이 에칭 프로세스가 행해졌다는 점, 및 실시예 4에서와 동일한 방법으로 플라즈마 처리 프로세스가 행해졌다는 점을 제외하면 실시예 1에서와 동일하게 준비된다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 블랙 매트릭스 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 7°

블랙 매트릭스 표면 : 134°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도(Ra)는 18.3㎚이다. 본 실시예의 컬러 필터의 표본은 색혼합이나 블랙 영역 중의 어느 것도 나타내지 않았으며 이 착색부들은 평탄면을 나타내었다.

<실시예 7>

컬러 필터의 표본은 실시예 1의 블랙 레지스트가 카본 블랙이 포함되지 않는 투명 감광성 수지 (Fuji Film Orin 사로부터 입수가능한)"CT-2000L"로 대체되었다는 점을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 준비되었다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 매트릭스 패턴 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타내었다.

유리 기판 표면 : 6°

매트릭스 패턴 표면 : 102°

매트릭스 패턴 표면의 평균 조도(Ra)는 1.5㎚이다.

본 실시예의 컬러 필터의 모든 표본에서 블랙 영역은 관찰되지 않았다. 단지 개구당 600pl 또는 그 이상으로 잉크를 운반하는 약간의 표본만이 미미한 색혼합을 나타내었다. 착색부는 약간만 사출되었고, 사출 넓이는 실제 응용에서 문제가 발생할 정도는 아니었다.

비교 실시예 1

컬러 필터의 표본은 드라이 에칭 프로세스나 플라즈마 처리 프로세스 중의 어느것도 행해지지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1에서 처럼 준비되었다. 얻어진 블랙 매트릭스 기판은 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타낸다.

유리 기판 표면 : 62°

블랙 매트릭스 표면 : 78°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도(Ra)는 2.0㎚이다. 본 비교 실시예에서 준비된 컬러 필터의 표본은 그 모든 착색부에서 블랙 영역을 나타낸다. 컬러의 혼합은 개구당 400pl 또는 그 이상으로 잉크를 운반하는 표본에서 관찰되었다. 착색부 표면의 평탄도는 블랙 영역 때문에 평가할 수 없었다.

비교 실시예 2

컬러 필터의 표본은 드라이 에칭 프로세스가 행해지지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일하게 준비되었다. 플라즈마 처리 프로세스 후에, 얻어진 블랙 매트릭스는 순수에 대한 다음의 컨택트 각을 나타내었다.

유리 기판 표면 : 23°

블랙 매트릭스 표면 : 97°

블랙 매트릭스 표면의 평균 조도(Ra)는 3.5㎚ 이었다. 본 비교 실시예에서준비된 컬러 필터의 표본은 블랙 영역을 보이지 않았으며 그 착색부의 표면은 평탄하였다. 그러나 개구당 600pl 또는 그 이상으로 잉크를 운반하는 표본에서는 색혼합이 관찰되었다.

표 1은 위의 실시예들과 비교 실시예들의 결과를 간략하게 보인다.

<실시예 8>

TFT 구동 기판은 도입된 박막 프로세스 방법에 의해 형성된 절연 필름과 배선 필름의 다층 구조를 포함한다. 그리고, ITO 필름은 각 화소에 대한 투명 전극(발광층)으로서 두께 40nm로 TFT 구동 기판위에 스퍼터링 함으로써 형성되고 포토 리도그래피 기술로 패터닝 동작으로 처리되어, 기 설정된 프로파일을 보이는 화소을 생산하였다.

그리고, 발광층을 채우기 위한 격벽(partition wall)이 그 안에 형성된다. 투명 감광성 수지 (Fuji Film Orin 사로부터 입수가능한)"CT-2000L"이 노광, 현상, 및 포스트-베이킹의 기설정된 프로세스들로 처리되고 응용되어, ITO 투명 전극에 배열된 면적이 75㎛ ×225㎛ 인 장방형(장타원형) 개구와 필름 두께가 0.4㎛인 투명 매트릭스 패턴을 생산하였다.

그 후, 실시예 1에 사용된 것과 같은 조건에서 기판을은 CF₄를 사용하는 플라즈마 처리 공정 및 O₂를 사용하는 드라이 에칭 공정으로 처리한다. ITO 투명 전극 및 투명 매트릭스 패턴의 표면은 각각 순수한 물에 대한 다음에 기술하는 접촉각을 나타낸다.

ITO 투명 전극 : 17도

투명 매트릭스 패턴 : 101도

기판 상의 격벽에 의해 정의된 공간은 발광층으로 충전된다. 발광층에 있어서, 전자-전송 색 물질이 정공-전송 호스트 화합물내에 분산될 수 있도록 전자-전송 2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)-티오펜(thiophene)(형광 피크 : 450nm, 전자-전송 청색발광색 물질로 동작하는 발광 중심 형성 화합물, 이후부터는 "BBOT"로 나타냄)이 정공-전송 호스트 화합물 폴리-N-비닐카르바졸(vinylcarbazole)(분자량 : 150,000, Kanto Kagaku에서 구입가능하며, 이후부터는 "PVK"로 나타냄)을 따라 30 중량%정도 디클로로에탄(dichloroethane) 용액내에 용해된다. 다른 발광 중심 형성 화합물로서 0.015mon%정도 추가적으로 나일 레드(Nile red)가 포함된 PVK-BBOT의 디클로로에탄 용액은 잉크-젯 시스템을 통해 투명 레진의 격벽으로 규정된 공간내에 채워지고, 그 후, 200nm 두께의 발광층을 생성하도록 건조된다. 화소(발광층)는 서로 분리되고 상기 발광 물질을 포함하는 용액은 격벽 위로 이동하지 않는다. 또한, Mg:Ag 캐소드는 Mg:Ag (10:1)의 증발법에 의해 200nm 두께로 형성된다. 18V의 전압이 준비된 EL 소자의 화소의 각각에 가해져서 소자가 480 cd/m²의 속도로 균일하게 백색광이 방출하는 것을 보인다.

<실시예 9>

(블랙 매트릭스 형성)

카본 블랙을 포함하는 블랙 포토레지스트("CK-S171 레지스트" (Fuji Film Orin으로 구입가능함))가 유리 기판(#1737, 코닝사로부터 구입 가능함)에 가해지고 광노출, 현상 및 포스트 베이킹의 소정의 과정을 거쳐 2um의 막 두께 및 75um x 225um의 크기의 직사각형 개구를 갖는 블랙 매트릭스 패턴(격벽)이 제공된다.

(표면 조도의 평가)

블랙 매트릭스 형성이전에, 그 위에 블랙 매트릭스를 형성하는데 사용되는 유리 기판의 표면 조도이 "NanoScope IIIa AFM Dimension 3000 Stage System" (디지털 인스트루먼트사에 의해 제작됨)을 통해 선택된 위치에서 관찰된다. 결과적으로, 블랙 매트릭스의 표면의 평균 조도(Ra)는 0.231nm정도인 것으로 나타났다.

(드라이 에칭)

블랙 매트릭스를 지닌 유리 기판(블랙 매트릭스 기판)은 실시예 1과 동일한 조건아래에서 플라즈마 처리된다.

(플라즈마 처리)

상기 드라이 에칭이후에, 블랙 매트릭스 기판은 실시예 1과 동일한 조건에서 동일한 시스템내에서 플라즈마 처리된다.

(잉크-반발력의 평가)

플라즈마-처리된 블랙 매트릭스 기판은 실시예 1과 같이 순수한 물에 대한 접촉각으로 관찰된다. 순수한 물에 대한 접촉각은 다음과 같다.

유리 기판 표면 : 6도

블랙 매트릭스 표면 : 126도

(표면 조도의 평가)

블랙 매트릭스의 표면 조도은 실시예 1과 같이 관찰된다. 결과적으로, 블랙 매트릭스의 표면의 평균 조도(Ra)은 4.4nm로 나타났다.

실시예 1과 같이, 유리 기판의 표면 조도도 플라즈마 처리이후에 측정되었는데, 유리 기판의 표면의 평균 조도(Ra)는 0.222nm로 나타났다.

(잉크 확산 기능의 평가)

플라즈마 처리 후에 블랙 매트릭스 기판이 잉크 확산성에 대해 평가를 받는다. 상기 언급한 B 잉크가 잉크 제트 헤드로부터 20pl 만큼씩 미세 패턴의 개구부의 각각에 가해지고 블랙 매트릭스는 잉크 액적이 50μm 의 지름을 나타내는 것을 알아내기 위해 광학 현미경을 통해 관측되었다. 가해진 잉크는 액적이 주변 벽을 적시지 않도록 또는 주위로 확산되는 것을 알아내기 위해 잠시 동안 기판 상에 남겨진다.

(수처리)

플라즈마 처리 후에 블랙 매트릭스 기판은 수처리를 겪는다. 더 특정하게는 블랙 매트릭스 기판은 다음의 처리 조건 하에서 초음파 증류수조 내에 잠겨진다.

증류수 온도 : 30 ℃

초음파 주파수 : 40kHz

처리 시간 : 2 분

건조 온도 : 90℃

건조 시간 : 2 분.

(잉크 반발력 평가)

수처리 후에 블랙 매트릭스 기판의 표면의 잉크 반발력은 다시 관측되어, 수처리 전에 관측했던 동일한 위치에서 증류수에 대한 접촉각을 관측함으로써 반발력이 수처리 후에 영향받지 않았는 지를 보게 된다. 증류수에 대한 접촉각은 다음과 같다.

유리 기판 표면 : 7°

블랙 매트릭스 표면 : 124°

(잉크 확산성의 평가)

수처리 후에, 수처리 전에 사용된 것과 동일한 방법을 사용하여 블랙 매트릭스 기판이 잉크 확산성에 대해 평가된다. 잉크 액적이 주변 벽들을 충분히 적시고 개별 개구들에서 충분히 확산되어서 각 액적의 경계가 거의 인식되지 않을 정도인가를 알아내기 위해 블랙 매트릭스 기판은 광학 현미경을 통해서 잉크 액적의 지름에 대해 관측된다. 유리 기판 표면의 평균 조도(coarseness)(Ra)는 0.794 nm이다.

(유리 기판 표면 상의 플루오르 화합물의 평가)

유리 기판의 표면 상의 플루오르 화합물의 양의 변화는 다음의 세가지 위치에서 "TFS-2000"(TOF-SIMS PHI EVANS 에 의해 제조됨) 에 의해 관측된다. (1) 블랙 매트릭스를 형성하기 전의 유리 기판의 표면 상의 위치, (2) 플라즈마 처리 후에 어떠한 블랙 매트릭스 패턴도 발견되지 않았던 블랙 매트릭스의 마진 외측의 유리 기판의 표면 영역 상의 위치, 및 (3) 수처리 후에 어떠한 블랙 매트릭스 패턴도 발견되지 않았던 블랙 매트릭스의 마진 외측의 유리 기판의 표면 상의 위치. 플루오르 화합물의 변화는 Si 정규화(즉, Si+ 의 값을 100으로 가정)에 의해 평가된다. 그 결과, 위치 (2)에서의 CaF+, SrF+, 및 BaF+ 의 Si+ 정규화된 값들은 각각 161.7, 69.0 과 102.3 이며, 위치 (1) 및 (3)에서의 상기 모든 값들은 1 이하이다. 그 반면에 위치(2)에서의 CF₃+ 의 Si+ 정규화된 값들은 42.2 이고 위치 (1) 및 (3)에서의 이 값들은 1 이하이다.

수처리 후의 유리 기판 표면의 플루오르 화합물의 양은 수처리 전의 값과 비교하였을 때 BaF+ 에 대한 Si+ 정규화된 값의 비로는 0.052% 가 된다.

(컬러화된 섹션의 준비)

상기 언급된 R,G 및 B 잉크는, 각 개구부가 40pl 의 잉크를 나를 수 있을 때까지 20pl 의 방출 능력을 갖는 잉크 제트 헤드를 제공받는 잉크 제트 기록 시스템 수단에 의해 수처리된 블랙 매트릭스 기판에 가해진다. 다음 순서로, 기판은 10 분 동안 90℃에서 실행되는 열처리를 받고 그후에 열적으로 잉크를 세트하고 컬러화된 섹션(화소)을 생성하기 위해 30분 동안 230℃ 에서 열처리를 받는다.

(블랭크 영역의 평가 및 밀폐 섹션의 표면의 평탄도(flatness))

컬러 필터의 준비된 표본은 광 현미경을 통해서 블랭크 영역들을 관찰함으로써 블랭크 영역에 대해 평가된다. 각 오프닝마다 40pl의 잉크를 전달하는 표본은 표면의 불균등성을 평가하는데 사용되는 표면 불균등성 미터의 수단으로서 평탄도에 대해 평가된다. 보다 자세하게, 유리 표면으로부터 각 컬러의 섹션의 중심의 높이 d_c와 유리 표면으로부터 각 컬러의 섹션의 에지의 높이 d_b의 차이(d_t- d_b)가 결정되면, 컬러의 섹션은 -0.5㎛ ≤(d_t- d_b) ≤0.5㎛일 때, 평탄한 것으로 평가되고, (d_t- d_b)< -0.5㎛일 때는 오목한 것으로, (d_t- d_b) >0.5㎛일 때는 볼록한 것으로 평가된다.

결과적으로, 컬러 필터의 표본은 어떤 블랭크 영역도 나타내지 않고, 이들 컬러의 섹션은 평탄한 표면을 나타낸다.

<실시예 10>

컬러 필터의 표본은 카본 블랙을 포함한 블랙 저항으로서 사용되는 "V-259BKIS 저항"(Shinnittetsu Kagaku로부터 이용가능한)을 제외하고, 실시예 9에서와 같이 준비된다. 수처리 프로세스후에, 블랙 매트릭스 기판은 증류수와 비교해서 아래의 접촉각을 나타낸다.

유리 기판 표면: 5°

블랙 매트릭스 표면: 128°

잉크 스프레딩 퍼포먼스는 또한 20pl의 잉크가 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지며 주위에 퍼져있다는 것을 알도록 평가된다. 블랙 매트릭스의 표면의 평균 불균등성(Ra)은 10.3nm이고, 유리 기판 표면의 평균 불균등성(Ra)은 0.743nm이다. 수처리후의 유리 기판 표면상에 합성된 불소의 양은 수처리전의 값과 비교했을 때, BaF+에 대해 Si+ 정규화된 값의 비율로서 0.042%이다. 이 예에서의 컬러 필터의 표본은 어떤 블랭크 영역도 나타내지 않고, 이들 컬러의 섹션은 평탄한 표면을 나타낸다.

<실시예 11>

CF₄가스 및 O₂가스의 혼합이 플라즈마 처리 프로세서에 대해 각각 64sccm 및 16sccm의 유량으로 도입된다는 것을 제외하고는, 컬러 필터의 표본은 실시예 9에서와 같이 준비된다. 수처리 프로세스후에, 블랙 매트릭스 기판은 증류수와 비교해서 아래의 접촉각을 나타낸다.

유리 기판 표면: 7°

블랙 매트릭스 표면: 133°

수처리전의 유리 기판 표면의 평균 불균등성(Ra)은 0.217nm이다.

잉크 스프레딩 퍼포먼스는 또한 20pl의 잉크가 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지며 주위에 퍼져있다는 것을 알도록 평가된다. 블랙 매트릭스의 표면의 평균 불균등성(Ra)은 5.2nm이고, 유리 기판 표면의 평균 불균등성(Ra)은 0.761nm이다. 수처리후의 유리 기판 표면상에 합성된 불소의 양은 수처리전의 값과 비교했을 때, BaF+에 대해 Si+ 정규화된 값의 비율로서 0.048%이다. 이 예에서의 컬러 필터의 표본은 어떤 블랭크 영역도 나타내지 않고, 이들 컬러의 섹션은 평탄한 표면을 나타낸다.

<실시예 12>

예9의 블랙 저항이 카본 블랙을 포함하지 않는 투명한 광감성 수지인 "CT-2000L"(Fuji Film Orin으로부터 이용가능)로 대치된 것을 제외하고는, 컬러 필터의 표본은 실시예 9에서와 같이 준비된다. 수처리 프로세스후에, 매트릭스 패턴 기판은 증류수와 비교해서 아래의 접촉각을 나타낸다.

유리 기판 표면: 6°

매트릭스 패턴 표면: 62°

잉크 스프레딩 퍼포먼스는 또한 20pl의 잉크가 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지며 주위에 퍼져있다는 것을 알도록 평가된다. 매트릭스 패턴 표면의 평균 불균등성(Ra)은 1.5이고, 유리 기판 표면의 평균 불균등성(Ra)은 0.787nm이다. 수처리후의 유리 기판 표면상에 합성된 불소의 양은 수처리전의 값과 비교했을 때, BaF+에 대해 Si+ 정규화된 값의 비율로서 0.045%이다.

이 예의 컬러 필터의 표본은 어떠한 블랭크 영역도 나타내고 있지 않으며, 이들의 착색부는 약간만 돌출되어 있고, 착색부와 매트릭스 패턴의 경계부는 실제 응용시 문제를 일으키지 않는 한도에서만 약간 저밀도를 나타냈다.

<실시예 13>

컬러 필터의 표본은 수처리에 사용된 순수한 물의 온도가 50℃로 유지되고 처리 시간이 30sec로 된 점을 제외하고는 실시예 9에서와 같이 준비되었다. 수처리 공정 후, 블랙 매트릭스 기판은 순수한 물에 대해 다음과 같은 접촉각을 나타냈다.

유리 기판 표면 : 8°

블랙 매트릭스 표면 : 124°

잉크 확산 성능은 또한 잉크의 20pl이 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지고 주위로 확산되었는 지를 알기 위해 평가되었다. 블랙 매트릭스의 표면의 평균 조도(Ra)는 10.5 nm 였고, 유리 기판의 표면의 평균 조도는 0.753 nm 였다. 수처리 후의 유리 기판의 표면 상의 불소 화합물의 양은 수처리 이전의 값과 비교하면 BaF+에 대한 Si+ 정규화값의 비율 면에서 0.041%였다. 이 예의 컬러 필터의 표본은 어떠한 블랭크 영역도 나타내지 않았고, 이들의 착색부는 평탄한 표면을 나타냈다.

<실시예 14>

컬러 필터의 표본은 플라즈마 처리된 기판이 순수한 물 샤워 클리닝 시스템을 사용하여 수처리를 받은 점을 제외하고는 실시예 9에서와 같이 준비했다. 샤워하는 시간은 30 sec 였고, 순수한 물의 온도는 35 ℃ 였다. 실시예 9의 드라잉 조건이 또한 여기에서 사용되었다. 수처리 공정 후, 블랙 매트릭스 기판은 순수한 물에 대해 다음과 같은 접촉각을 나타냈다.

유리 기판 표면 : 7°

블랙 매트릭스 표면 : 126°

잉크 확산 성능은 또한 잉크의 20pl이 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지고 주위로 확산되었는 지를 알기 위해 평가되었다. 블랙 매트릭스의 표면의 평균 조도(Ra)는 12.3 nm 였고, 유리 기판 표면의 평균 조도는 0.771 nm 였다. 수처리 후의 유리 기판의 표면 상의 불소 화합물의 양은 수처리 이전의 값과 비교하면 BaF+에 대한 Si+ 정규화값의 비율 면에서 0.045%였다. 이 예의 컬러 필터의 표본은 어떠한 블랭크 영역도 나타내지 않았고, 이들의 착색부는 평탄한 표면을 나타냈다.

<실시예 15>

컬러 필터의 표본은 플라즈마 처리된 기판이 고압 스프레이 클리닝 시스템을 사용하여 수처리를 받은 점을 제외하고는 실시예 9에서와 같이 준비했다. 순수한 물은 고압 스프레잉에 사용되었다. 스프레잉 압력은 6.86 x 10⁶N/m²(70 kgf/㎠)가 되도록 선택되었다. 실시예 9의 드라잉 조건이 또한 여기에서 사용되었다. 수처리 공정 후, 블랙 매트릭스 기판은 순수한 물에 대해 다음과 같은 접촉각을 나타냈다.

유리 기판 표면 : 5°

블랙 매트릭스 표면 : 124°

잉크 확산 성능은 잉크의 20pl이 각 오프닝의 내부에서 충분한 습도를 가지고 주위로 확산되었는 지를 알기 위해 평가되었다. 블랙 매트릭스의 표면의 평균 조도(Ra)는 9.9 nm 였고, 유리 기판의 표면의 평균 조도는 0.748 nm 였다. 수처리 후의 유리 기판의 표면 상의 불소 화합물의 양은 수처리 이전의 값과 비교하면 BaF+에 대한 Si+ 정규화값의 비율 면에서 0.044%였다. 이 예의 컬러 필터의 표본은 어떠한 블랭크 영역도 나타내지 않았고, 이들의 착색부는 평탄한 표면을 나타냈다.

<실시예 16>

박막 공정에 의해 형성된 배선막과 절연막의 다층 구조를 포함하는 TFT 구동 기판이 도입되었다. 다음에, ITO 막이 각 화소(발광층)에 대한 투명 전극으로서 40㎚의 두께로 TFT 구동 기판 상에 스퍼터링함으로써 형성되었고 선정된 프로필을 나타내는 화소들을 생성하기 위해서 포토리쏘그래피에 의해 패터닝 동작이 가해진다.

다음에, 그 안에 발광층을 채우기 위한 격벽이 형성되었다. 투명 감광 수지 "CT-2000L"(후지 필림 오린사로부터 구득가능함)가 도포되었고 0.4㎛의 막 두께를 갖는 투명 매트릭스 패턴 및 ITO 투명 전극 상에 배열된 75㎛ ×225㎛의 치수를 갖는 장방형 개구를 생성하기 위해 노출, 현상 및 포스트 베이킹의 선정된 공정들이 가해진다. 다음에, 기판에는 O₂를 사용하는 드라이 에칭 공정 및 실시예 1에서 사용된 것들과 동일한 조건들하에서 CF₄를 사용하는 플라즈마 처리 공정이 가해졌다. 실시예 1의 유리 기판의 표면 조도를 평가하는 경우와 같이 ITO 투명 전극의 표면 조도를 평가한 결과로서, 평균 조도(Ra)는 31.5㎚인 것으로 판명되었다. 다음에, 기판에 수처리 공정이 가해졌다. ITO 투명 전극의 표면 및 투명 매트릭스 패턴은 각각 수처리 공정 이후에 순수에 대해 다음의 접촉 각도을 나타냈다.

ITO 투명 전극: 17°

투명 매트릭스 패턴: 61°

잉크의 20pl이 ITO 투명 전극의 잉크 확산 성능을 평가하기 위해 ITO 투명 전극에 가해졌을 때, 잉크는 ITO 전극을 만족할만하게 적셨고 주위에 확산한 것으로 판명되었다. 매트릭스 패턴의 표면의 평균 조도(Ra)는 2.35㎚이었고 ITO 투명 전극의 표면의 그것은 32.1㎚이었다. 수처리 이후의 ITO 투명 전극의 표면 상의 불소 화합물은 수처리 전의 값과 비교한 경우 CF₃+에 대한 Si+ 정상화된 값의 비에 대해 0.041%이었다.

잉크는 잉크 젯 기록 시스템에 의해 격벽에 의해 정해진 개구의 내부에 가해졌다. 잉크용으로, 전자-이송 2,5-비스(5-테르트-부틸-2-벤조사조릴)-씨오펜(플로레슨스 피크: 450㎚, 이후 "BBOT"라고 하는 전자-이송 청색 발광 컬러링 물질로서 동작하는 발광 센터 형성 화합물)이 전자-이송 컬러링 물질이 홀-이송 호스트 화합물에 분산될 수 있도록 (이후 "PVK"라고 하는 (분자 중량: 150,000, 칸토 카나쿠사로부터 구득가능함)) 폴리-N-비닐카바졸인 홀-이송 호스트 화합물과 함께 30 중량 퍼센트로 디클로로에탄 용액에 용해되었다. 또 하나의 용해된 발광 센터 형성 화합물로서 0.015mol%로 나일 레드(Nile Red)를 부가적으로 함유한 PVK-BBOT의 디클로로에탄 용액이 잉크 젯 시스템에 의해 투명 수지의 격벽에 의해 정해진 공간내에 채워졌고 다음에 200㎚ 두께 발광층을 생성하기 위해 건조되었다. 화소(발광층)는 서로 분리되었고 상기 발광 물질을 함유하는 용액은 격벽을 지나 이동하지 않았다.

부가적으로, Mg:Ag 캐소드는 Mg:Ag(10:1)의 진공 증착에 의해 200㎚ 두께로 형성되었다. 18V의 전압이 소자가 480cd/m²의 비율로 균일하게 백색광을 발산했다는 것을 증명하기 위해 준비된 EL 소자의 화소 각각에 가해졌다.

위에 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 컬러가 섞인다는 문제와 블랭크 영역 및 착새된 부분의 고르지 못한 밀도의 문제가 있는 화소들을 포함하는 컬러 필터 또는 EL 소자와 같은 광학 소자를 낮은 비용으로 간단한 공정으로 높은 제조 수율로 신뢰성있는 광학 소자를 제조할 수 있도록 제조하는 방법이 제공된다. 그러므로, 우수한 컬러 영상을 표사하는데 적합하고 낮은 비용으로 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광학 필터를 포함하는 액정 소자를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims

기판 상에 형성된 복수의 화소 및 인접하는 화소들 간에 각각 배열된 격벽(partition wall)을 적어도 포함하는 광학 소자를 제조하는 방법에 있어서,

기판 상에 수지 조성물로 이루어지는 격벽을 형성하는 단계,

자체에 형성되어 있는 상기 격벽을 지지하는 상기 기판을 적어도 산소, 아르곤 및 헬륨 중에서 선택된 가스를 포함하는 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 드라이 에칭 프로세스를 이행하는 단계,

상기 드라이 에칭 프로세스를 거친 상기 기판을 적어도 불소 원자를 포함하는 분위기 하에서 플라즈마로 조사하는 플라즈마 처리 프로세스를 이행하는 단계, 및

상기 격벽에 의해 둘러싸인 영역에 잉크-젯 시스템을 사용하여 잉크를 도포함으로써 화소를 형성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 격벽의 표면 거칠기(coarseness)는 상기 드라이 에칭 프로세스 이전보다 상기 플라즈마 처리 프로세스 이후에 더 큰 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 격벽은 카본 블랙(carbon black)을 포함하는 수지 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 후의 상기 격벽의 표면의 산술 평균 편차(Ra)는 3㎚ 내지 50㎚ 사이인 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 프로세스 후에 상기 격벽의 표면의 순수(純水)에 대한 접촉각은 110°이상이며 기판의 표면의 순수에 대한 접촉각은 20°이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 프로세스에 도입되는 가스는 CF₄, SF₆, CHF₃, C₂F₆, C₃F₈및 C₅F₈중에서 선택된 적어도 1종의 할로겐 가스인 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 프로세스에 도입되는 가스는 적어도 CF₄, SF₆, CHF₃, C₂F₆, C₃F₈및 C₅F₈중에서 선택된 적어도 1종의 할로겐 가스와 O₂가스의 혼합 가스이고, O₂가스의 혼합비는 30% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크는 적어도 경화 성분, 물 및 유기 용매를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판이 투명 기판이고 상기 격벽이 블랙 매트릭스에 의해 제공되는 컬러 필터를 제조하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 화소가 발광층에 의해 형성되고, 상기 발광층이 사이에 개재되는 한 쌍의 전극을 구비한 전계 발광 소자를 제조하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 드라이 에칭된 기판을 플라즈마로 조사하는 플라즈마 처리 프로세스 후에, 상기 플라즈마 처리된 기판은 수처리 프로세스(water treatment process)를 거치는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.