KR100563638B1 - 칼라 필터의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 칼라 필터의 제조방법에 관한 것이다.
(a) 투명한 전기 전도성 기판 상에 포지티브 포토레지스트의 층을 코팅하고, 상기 포지티브 포토레지스트 층을 노광하여, 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세개 또는 네개의 영역을 형성하는 단계, - 여기에서 각 영역의 노광 에너지는 점진적으로 D1, D2, D3 (및 D4)이고, D1은 상기 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지를 나타내고, D1>D2>D3(>D4)임 - ;
(b) 현상액을 사용하여 D1의 노광 에너지를 가진 포토레지스트 층의 영역을 현상하고 제거함으로써 상기 포토레지스트의 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당 영역이 덮여있지 않도록 하고, 요구되는 칼라의 픽셀 정렬을 완료하기 위하여 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가지는 낮은 산가 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
(c) 상기 기판의 전체 표면을 상기 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하는 에너지 IEn으로 노광하는 단계, - 여기에서 IEn은 Dn 및 Dn+1 간의 에너지 차이이며, n의 정의는 다음과 같음:
(i) 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1 및 2이거나,
(ii) 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 네 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1, 2 및 3임 - ;
(d) 단계 (c)(i) 또는 (ii)에서 노광의 각 시간 후에, 완전한 노광을 달성한 영역의 상기 포토레지스트를 현상하고 제거하기 위하여 단계 (b)에서 사용된 것과 동일한 현상액을 사용하여 상기 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 한 다음에, 요구되는 다른 칼라들의 픽셀 정렬을 완성하기 위하여 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라적층 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
(e) 픽셀 정렬을 모두 완성할 때까지 단계 (c) 및 (d)를 반복하는 단계;
(f) 상기 기판 상에 오버코트를 형성하는 단계.
본 발명의 방법은 패턴 형상에 있어서 높은 자유도 및 넓은 공정 윈도우를 가지는 이점들을 보여준다. 더군다나, 큰 표면의 칼라 필터의 제조 및 제품의 완전한 수율이 가능하다.
칼라 필터, 음이온 전착 수지, 칼라 전착 코팅, 픽셀 정렬, 전기 전도성 기판, 포지티브 포토레지스트, 노광 에너지, 에너지 증분, 산가, 현상액

Description

칼라 필터의 제조방법{METHODS FOR MANUFACTURING COLOR FILTERS}
도 1A는 투명한 전기 전도성 기판이 검정 색조의 매트릭스로 배열된, 본 발명에 따른 칼라 필터의 한 제조공정의 여러 단계를 보여주는 개략적 다이아그램.
도 1B는 투명한 전기 전도성 기판이 검정 색조의 매트릭스로 배열된, 본 발명에 따른 칼라 필터의 다른 제조공정의 여러 단계를 보여주는 개략적 다이아그램.
도 2는 투명한 전기 전도성 기판이 검정 색조의 매트릭스로 배열되지 않은, 본 발명에 따른 칼라 필터의 다른 제조공정의 여러 단계를 보여주는 개략적 다이아그램.
본 발명은 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅을 이용하는 칼라 필터의 제조방법에 관한 것이다.
평면 패널 디스플레이(flat panel display; FPD)는 반도체, 광학 및 착색 기술을 조합한, 광전기 산업의 제품이다. FPD가 점차적으로 전통적인 음극 선 튜브(cathode ray tube; CRT)를 대체하고 있다는 경향이 매우 인식되어 가고 있다. 여러 평면 패널 디스플레이 중에서, 액상 결정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)는, 경량성, 두께의 얇음, 및 풀(full)-칼라 디스플레이로 될 가능성 때문에, 선도적 위치를 차지한다고 여겨진다. 칼라 필터는 반짝임과 생동적인 화상을 제공하는 주요한 요소이다.
칼라 필터는 세가지 주요 성분, 즉, 검정 색조의 매트릭스, 칼라 필터 층 및 오버코트를 포함한다. 현재, 칼라 필터의 상업적 제조방법은 (1) 염색(dyeing), (2) 에칭(etching), (3) 안료 분산(pigment dispersion), (4) 전착(electrodeposition), 및 (5) 프린팅(printing)을 포함한다.
염색 방법 및 에칭 방법은 우선적으로 필수 필터링 물질로서 염료를 사용한다. 필수 필터링 물질로서 염료를 사용하는 이점은 다양한 종류, 동질적 색도, 높은 염색성, 높은 칼라 강도 및 높은 광 투과성에 있다. 적합한 염료는 미국 특허 제4,820,619호 및 제4,837,098호에 개시되어 있다. 염색 물질의 상대적으로 부적합한 광 및 열 저항성 때문에, 염색 및 에칭 방법은 필수 필터링 물질로서 안료를 사용하는 안료 분산 방법 및 전착 방법에 의하여 크게 대체되었다. 안료는 큰 광 및 열 저항성을 가진다. 안료의 입자 크기를 0.1 ㎛ 이하로 조절하기 위해서는 일반적인 안료 분산 기술을 단순히 사용해야 하며, 상기 두 방법은 염료가 행하는 것과 같거나 근접한 칼라 강도 및 광 투과성을 안료가 행하도록 할 것이다. 상기한 점에 기인하여, 안료 분산 방법 및 전착 방법은 칼라 필터의 제조에서 산업이 의존하는 주요한 방법이 되었다.
미국 특허 제5,085,973호 및 제4,786,148호 그리고 일본 특허공개 제60-129739호에 개시된 것과 같은 안료 분산 방법은 안료에 잘 분산된 감광성 수지의 사용 및 높은 해상도와 패턴 디자인의 유연성을 달성하는 포토리소그래피 기술을 포함한다. 이 방법은 현재 주요한 제조 기술이다. 그러나, (1) 물질들의 효능이 낮고(1%~2%), (2) 유리 기판에 대응하는 큰 크기에 적용하려는 추세가 낮고, (3) 비싼, 정확하게 정렬하는 기계를 사용할 기회가 매우 잦다는 사실에 기인하여, 그런 방법에 대한 생산 비용은 칼라 액상 디스플레이의 큰 크기 및 보다 낮은 가격의 추세와 부합되지 않는다.
미국 특허 제4,812,387호에 개시된 것과 같은 전착 코팅 공정들은 패턴화된 투명한 전극 기판 상으로 물에 잘 분산된 전착 수지 및 안료를 전착하는 전기영동 기술을 사용한다. 균일한 두께 및 양호한 매끄러움(smoothness)의 필터 층이 얻어진다. 전착 코팅 기술은 그 적용에 있어 한계가 있다. 전극의 디자인 때문에, 전착 코팅 공정은 실시를 위하여 전도성 필름의 스트립 패턴을 가진 기판을 사용만 할 수 있다. 그래서, 픽셀들을 자유롭게 정렬하는 것은 불가능하다.
칼라 필터의 모든 제조 공정들 중에서, 프린팅 공정은 가장 비용이 적게 드는 공정이다. 그러나, 그것은 불량한 차수 정밀도, 매끄러움 및 신뢰도의 문제를 가지고 있다. 프린팅 공정은 높은 질의 전기 제품을 제조하는 산업에 의하여 잘 받아들여지지 않으며, 일반적으로 하위 제품(low-end product)의 제조에 사용된다.
상기 문제들을 처리하고 동시에 안료 분산 및 전착 코팅 공정의 이점들을 보존하기 위하여, 니뽄 오일 컴파니는 전착(electrodeposition; ED) 코팅 방법 및 리소그래피 기술을 조합한, 칼라 필터를 제조하기 위한 전착 리소그래피 방법을 제안하였다. 여기에서 그 내용이 참조로서 합체되는 미국 특허 제5,214,541호 및 제5,214,542호에 개시된 바와 같이, 니뽄 오일 컴파니는 맨 먼저 전착 리소그래피 방법을 개시한다. 상기 방법은 상이한 정도의 노광 에너지의 영역들을 형성하기 위하여 세 개 이상 상이한 정도의 광 투과도의 패턴을 가지는 포토마스크하에서 한번에 투명한 전기 전도층 상의 포토레지스트를 노광하는 단계, 단계별로 상기 포토레지스트를 제거하기 위하여 상이한 현상액들을 사용하는 단계, 및 상기 노광된 전기 전도성 기판 상에 점진적으로 빨간색, 녹색 및 파랑색을 전착하는 단계를 포함한다. 상기에서 논의된 전착 리소그래피 방법은 여러가지 이점을 가진다.
(1) 상기 방법은 전착 및 리소그래피 기술을 조합한다. 그러므로, 전착 코팅 방법으로부터 얻을 수 있는 것보다 양호한, 높은 정밀도 패턴이 획득될 수 있다.
(2) 패턴의 형상은 높은 자유도를 가지며, 스트립 및 비-스트립 패턴 둘 다를 제공할 수 있다. 그리고,
(3) 그것은 전착 공정의 유익한 특성들을 이용하기 때문에, 코팅된 필름은 균일한 필름 두께 및 우수한 매끄러움을 발휘한다.
그러나, 전착 리소그래피 방법은 현상 공정의 다른 단계에서 노광된 포토레지스트를 선택적으로 제거하고 그것상에 빨간색, 녹색 및 파랑색(R, G, B)을 전착하기 위하여, 최소한 세가지 상이한 수준의 농도의 현상액을 요구하므로, 그것은 공차(tolerance)가 허용되는, 상대적으로 좁은 공정 윈도우(window)만을 허용한다. 더군다나, 포지티브 포토레지스트를 위해서는 염기 수용성 현상액을 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러한 상황 하에서, 적절한 전착 수지를 선택하는 데 있어 매우 제한된 선택만이 존재한다. 게다가, 요구되는 모든 칼라의 전착이 완료되기 전에 여전히 기판 상에 포토레지스트가 존재한다. 그래서, 상승된 온도에서의 경화 공정은 불가능하다. 이 참조 문헌의 예들에서, 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅이 사용된다. 상기 수지의 산가(acid value)는 100 내지 500 mg KOH/g의 범위이다. 그런 타입의 음이온 전착 수지는 현상액에 의해 쉽게 영향을 받는다. 그러므로, 보다 높은 농도의 현상액은 적용될 수 없다. 이것은 현상액의 좁은 공차(tolerance)를 야기한다. 비록 양이온 전착 수지들이 보다 양호한 염기 저항성을 가지지만, 그것들은 쉽게 노랗게 되고 낮은 투과성을 가지는 단점을 보인다. 전착 공정 동안에, 그런 타입의 수지는 투명한 전기 전도성 기판의 투명 전기 전도성 물질로 공통적으로 사용되는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO)를 감소시켜 검은 점으로 되게 하는 경향이 있다. 상기 서술된 기술적 한계들은 상기 공정으로부터 생산된, 상업화된 제품들이 없는 주요한 이유라고 여겨진다.
전착 코팅 방법 및 리소그래피 기술을 조합한 칼라필터의 다른 제조방법은 미국 특허 제5,641,595호에 개시되어 있다. 상기 특허의 내용은 여기에서 참조로서 합체된다. 상기 방법은 광-경화성 전착 수지와 조합된 포지티브 포토레지스트의 에너지 축적 특성을 이용하는 것에 특징이 있다. 상기 공정은 투명한 전기 전도성 기판 상에 포지티브 포토레지스트 층을 코팅하는 단계 및 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 영역을 형성하기 위하여 포지티브 포토레지스트 층을 노광하는 단계를 포함한다. 상기 영역들의 하나는 포지티브 포토레지스트의 완전한 노광 에너지(full exposure energy)에 달한다. 현상 단계 후에, 이 영역 상의 포토레지스트는 제거되고 해당하는 전기 전도성 기판은 덮여 있지 않게 된다. 그리고 나서, 상기 영역은 요구되는 칼라들을 형성하기 위하여 전착된다. 상기 방법의 모든 단계들이 수행될 때, 상기 기판은 정렬없이 노광 단계를 필요로 한다. 그리고 나서, 이전에 전착된 픽셀들은 빛에 의하여 경화된다. 이 단계는 전착된 칼라가 다음 단계에서 사용되는 현상액에 의하여 공격당하는 것을 피하게 할 수 있다. 충분한 양의 에너지가 축적되지 않은 영역들은 제2 영역의 에너지가 상기 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지에 달하는 것을 보증하기 위하여 다음 노광을 필요로 한다. 그런 후에, 각 영역은 현상액으로 현상되고 요구되는 칼라로 전착된다. 모든 픽셀들의 정렬이 완성될 때까지 상기 단계들이 반복된다.
이 에너지 증가 공정은 상이한 수준의 노광 에너지의 영역들을 점진적으로 현상하는 기능을 가진다. 상기 방법이 광경화성 음이온 전착된 수지를 사용하는 것, 각 영역이 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지에 달하게 하도록 노광 에너지를 만드는 것, 및 전착 코팅에 의하여 형성된 필름을 경화하는 것의 이점들을 조합하기 때문에, 전착된 픽셀들 상에서 연속적으로 사용된 염기성 현상액의 영향은 제거되고 현상 단계는 간단하게 된다. 그러나, 광경화성 전착된 수지는 현상액의 공격을 방어하기 위하여 전착된 코팅을 경화하는 노광 에너지의 충분한 양을 요구한다. 필터링 기능을 가지기 위하여, 안료 입자들은 전착된 코팅 내에 분산된다. 그래서, 코팅을 노광하는 데 필요한 에너지는 보다 커진다. 이것은 포토레지스트의 노광 공차를 좁게 한다. 더군다나, 전착된 코팅에 감광제 그룹을 첨가하는 것은 양호한 분산성과 안정성을 달성하는 어려움을 증가시키고, 제품의 산출율에 역으로 영향을 끼친다.
본 발명은 상기 문제점들을 극복하고 칼라 필터의 제조를 위한 안료 분산 및 전착 코팅 공정의 이점들을 보존하려는 것이다. 본 발명은 약 염기 현상되는 포지티브 레지스트와 조합된, 낮은 산가(acid value)를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅을 사용함으로써 칼라 필터의 우수한 제조 기술을 발전시킨다. 본 발명이 약 염기 현상되는 포지티브 레지스트 용액과 조합된, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 사용하기 때문에, 이전에 전착된 해당하는 영역들의 픽셀들은 포토레지스트의 기능에 영향을 끼치지 않으면서 픽셀들의 요구되는 다른 칼라들을 현상하기 위하여 계속적으로 사용된 현상액의 공격을 방어하도록 통상의 건조 온도에서 베이크(bake)될 수 있다. 본 발명의 방법은 패턴 형상에 있어서 높은 자유도 및 넓은 공정 윈도우를 가지는 이점들을 보여준다. 더군다나, 큰 표면의 칼라 필터의 제조 및 제품의 완전한 수율이 가능하다.
본 발명은 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅을 이용하는 칼라 필터의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 투명한 전기 전도성 기판 상에 포지티브 레지스트 층을 코팅하는 단계, 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 영역들을 형성하기 위하여 포토마스크 또는 포토마스크들 하에서 상기 기판을 노광하는 단계, 각 해당하는 영역 상에서 상기 포토레지스트를 완전히 노광하기에 충분한 에너지를 기판의 모든 영역들이 성취하도록 점진적으로 허용하는 에너지-증가 방식을 통하여 상기 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 해당하는 영역의 전기 전도성 기판이 덮여 있지 않게 되도록 동일한 현상액으로 각 영역을 단계별로 현상하는 단계, 요구되는 칼라들의 픽셀 정렬을 끝내기 위하여 낮은 산가를 가진 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계 및 상기 기판을 완전히 노광하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 낮은 산가 음이온 전착 수지는 1 내지 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가진다.
본 발명의 방법은 패턴 형상에 있어서 높은 자유도 및 넓은 공정 윈도우를 가지는 이점들을 보여준다. 더군다나, 큰 표면의 칼라 필터의 제조 및 제품의 완전한 수율이 가능하다.
본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 칼라 필터의 제조방법에 관한 것이다.
(a) 투명한 전기 전도성 기판 상에 포지티브 포토레지스트의 층을 코팅하고, 상기 포지티브 포토레지스트 층을 노광하여, 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세개 또는 네개의 영역을 형성하는 단계, - 여기에서 각 영역의 노광 에너지는 점진적으로 D1, D2, D3 (및 D4)이고, D1은 상기 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지를 나타내고, D1>D2>D3(>D4)임 - ;
(b) 현상액을 사용하여 D1의 노광 에너지를 가진 포토레지스트 층의 영역을 현상하고 제거함으로써 상기 포토레지스트의 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당 영역이 덮여있지 않도록 하고, 요구되는 칼라의 픽셀 정렬을 완료하기 위하여 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가지는 낮은 산가 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
(c) 상기 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전하도록 에너지 IEn으로 상기 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, - 여기에서 IEn은 Dn 및 Dn+1 간의 에너지 차이이며, n의 정의는 다음과 같음:
(i) 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1 및 2이거나,
(ii) 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 네 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1, 2 및 3임 - ;
(d) 단계 (c)(i) 또는 (ii)에서 노광의 각 시간 후에, 단계 (b)에서 사용된 것과 동일한 현상액을 사용하여 완전한 노광을 달성한 영역의 상기 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써 상기 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 한 다음에, 요구되는 다른 칼라들의 픽셀 정렬을 완성하기 위하여 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
(e) 픽셀 정렬을 모두 완성할 때까지 단계 (c) 및 (d)를 반복하는 단계;
(f) 상기 기판 상에 오버코트를 형성하는 단계.
본 발명의 투명한 전기 전도성 기판은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO)와 같은, 주석, 인듐 및 안티모니의 산화물 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹 로부터 선택거나 또는 상업화된 전기 전도성 유리일 수 있다.
검정 색조의 매트릭스를 형성하는 물질은 크로뮴, 니켈 등의 산화물 또는 합금 또는 그들의 혼합물일 수 있다. 대안적으로, 검정 색조의 매트릭스는 그것내에 분산된 검정 안료를 포함하는 유기 고분자 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 그 물질은 아크릴레이트 수지 및 에폭시 수지와 같은 전기 전도성이거나 비-전기전도성일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 포지티브 포토레지스트(Potoresist; PR)는 노볼락 수지 및 나프티오퀴논 디아지드(naphthyoquinone diazide) 화합물 및 그들의 유도체로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 적합한 포지티브 포토레지스트는 미국 특허 제5,645,970호에 개시된 것이다. 그러한 물질들의 에너지-축적이 가능한 양은 상이한 초기 노광 에너지 영역들이 점진적으로 현상되도록 한다. 포지티브 포토레지스트는 그것의 용해도가 광에너지에 노광된 후에 증가한다는 원리에 기초하여 작용하므로, 그것은 염기성 용액에 의하여 현상될 수 있게 된다. 포토레지스트의 패턴의 정밀도 신뢰성은 높고, 크기 정확성은 완벽하다. 바람직하게, 본 발명의 공정에서 사용하기 위한 포토레지스트는 노광되지 않거나 적게 노광된 영역에서 필름 손실을 최소하하기 위하여 높은 콘트라스트를 가져야 한다.
포토레지스트를 코팅하기 위한 기술은 스프레잉, 딥 코팅, 스크린 프린팅, 롤 코팅, 스핀 코팅과 같이 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 어떠한 것이라도 될 수 있다. 바람직하게, 포토레지스트 층은 1 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게 1.5 내지 5 ㎛의 두께를 가진다.
포토레지스트 층이 노광후에 상이한 정도의 노광 에너지의 세 개의 영역들을 형성한다면, 각 영역의 노광 에너지, D1, D2 및 D3는 각각 100%에서 40%까지, 85%에서 20%까지, 70%에서 0%까지를 나타낸다. 바람직하게, 각 D1, D2 및 D3는 각각 100%에서 70%까지, 70%에서 40%까지, 40%에서 0%까지를 나타낸다. 포토레지스트 층이 노광 후에 상이한 정도의 노광 에너지의 네 개의 영역들을 형성한다면, 각 영역의 노광 에너지, D1, D2, D3 및 D4는 각각 100%에서 40%까지, 85%에서 20%까지, 70%에서 5%까지, 50%에서 0%까지를 나타낸다. 바람직하게, 각 D1, D2, D3 및 D4는 각각 100%에서 80%까지, 80%에서 50%까지, 50%에서 30%까지, 30%에서 0%까지를 나타낸다.
포토레지스트 제조에서 요구되는 완전한 노광의 에너지는 80과 1500 mJ/cm2 사이이다. 그것은 다중 노광 밀도를 가지는 포토마스크를 사용하는 단일 노광 단계를 통하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 미리 정해진 노광 패턴을 가지는 포토마스크를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 포토마스크의 조심스러운 움직임에 의하여, 상이한 정도의 노광 에너지의 영역들은 상기 포토레지스트 상에 형성될 수 있다. 다른 대안적인 방법은 본 발명에서 개시된 증분 노광 방법을 사용하여 연속적으로 현상될 수 있는 상이한 정도의 초기 노광 에너지의 요구되는 세 개의 영역을 형성하기 위하여 복수(세 개 또는 네 개)의 포토마스크를 사용하는 것이다. 그 영역의 패턴은 (모자이크 또는 삼각형과 같은) 스트립 또는 비-스트립 자유 배열된 것일 수 있다.
포지티브 포토레지스트는 나트륨 카보네이트(sodium carbonate), 나트륨 수소 카보네이트, 나트륨 메타실리케이트, 테트라알킬 암모늄 하이드록사이드, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 및 그들의 혼합물의 수용액과 같은 염기성 현상액에 의하여 전형적으로 현상된다. 현상액의 농도는 일반적으로 0.1 내지 10 중량%의 범위이고, 바람직하게는 0.2 내지 4 중량%의 범위이다. 현상 온도는 일반적으로 10 내지 70℃, 바람직하게 15 내지 40℃이다. 현상 단계를 위하여 필요한 시간은 전형적으로 5 내지 600 초이다.
가교성 경화제, 유기 용매, 중화제 및 염료, 안료 또는 그들의 혼합물로 구성되는 착색제(coloring agent)는 본 발명에서 사용되는 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅 내에 첨가될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 낮은 산가 음이온 전착 수지는 바람직하게 카복실 그룹을 가지는 폴리에스테르이다. 상기 수지는 중화제에 용해되거나 분산될 수 있다. 바람직하게, 상기 수지는 70 mg KOH/g 이하, 바람직하게 20에서 70 mg KOH/g의 산가를 가지고, 약 75%의 용적(solid content)을 가진다. 상기 폴리에스테르를 구성하는 모노머는 네오펜틸 글리콜, 아디프 산, 이소프탈 산, 이소데칸올, 트리멜리트 무수물(trimellitic anhydride), 부틸 셀로솔브 및 2-부탄올로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
상기 중화제는 디메틸 에탄올아민, 디에틸 에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리에틸아민 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 가교성 경화제는 메틸화 멜라민 수지, 부틸화 멜라민 수지, 메틸화 메탄올 멜라민 수지, 부틸화 메탄올 멜라민 수지, 벤조구안아민 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 착색제는 염료, 안료 또는 그들의 혼합물일 수 있다. 전형적으로, 적합한 염료는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 벤조디퓨라논 염료, 축합된 메틴 염료(condensed methine dye), 및 그들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 상기 안료는 아조 레이크(lake) 유기 안료, 퀸아크리돈 유기 안료, 프탈로시아닌 유기 안료, 이소인돌리논 유기 안료, 안트라퀴논 유기 안료, 티오인디고 유기 안료, 크롬 옐로우, 크롬 블루, 철 산화물, 크롬 베르밀리온(vermilion), 크롬 그린, 울트라마린, 프루시안 블루(Prussian blue), 코발트 그린, 에메랄드 그린, 티타늄 화이트, 카본 블랙, 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 공정에 따라, 상이한 정도의 노광 에너지의 세 개의 영역이 기판 상에 형성될 때, 상기 기판은 검정 색조의 매트릭스로 미리 배열되어 있고, 빨강, 녹색 및 파랑을 포함하는 칼라 전착 코팅으로 선택적으로 또는 점진적으로 코팅되어 있다. 상이한 정도의 노광 에너지의 네 개의 영역이 기판 상에 형성될 때, 빨강, 녹색 및 파랑을 포함하는 칼라 전착 코팅이 선택적으로 또는 점진적으로 전착된 후에, 검정 수지는 마지막 영역(제4의 영역) 상에 전착된다. 현상 및 완전한 노광 단계들은 픽셀 정렬이 모두 완성될 때까지 반복될 수 있다. 본 발명에 따라 픽셀 정렬이 모두 완성될 때, 기판은 전착 수지가 완전하게 경화되도록 양호하게 베이크된다.
음이온 전착 수지는 우수한 저장 안정성(옐로우로 변하지 않는 성질), 에멀젼화 안정성 및 안료 분산성(특히 높은 농도에서의 안료 분산성)을 보여준다. 음이온 전착 수지가 포토레지스트와 조합될 때, 요구되는 모든 칼라의 전착이 완성되기 전에 상기 기판 상에 여전히 포토레지스트가 존재한다. 상승된 온도에서 열적-경화 과정을 유도할 방법은 없다. 음이온 전착 수지에 대해서, 연속적으로 사용된 현상액에 의하여 공격당할 가능성이 여전히 존재한다.
그러한 결점을 피하기 위하여, 본 발명은 약 염기의 현상된 포지티브 포토레지스트 용액과 조합된, 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅을 사용한다. 본 발명의 방법은 에너지 증분 방식을 사용하고 하나의 단일 농도의 현상액으로 단계적으로 포토레지스트를 현상한다. 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여 있지 않게 된 후에, 그 영역은 픽셀을 배열하기 위하여 칼라로 전착된다. 요약하면, 본 발명은 에너지 증분 기능을 소유하는 포지티브 포토레지스트 기술과 조합한, 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 전착 코팅을 사용하는 것에 특징이 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,645,970호에 개시된 약 염기 현상되는 포지티브 포토레지스트 용액이 사용될 수 있다. 그러므로, 이전에 전착된 해당하는 영역들의 픽셀은 포토레지스트의 기능에 영향을 끼침이 없이 픽셀들의 원하는 다른 칼라를 현상하기 위하여 연속적으로 사용되는 현상액의 공격을 방어하도록 80 내지 120℃와 같은 보통의 건조 온도에서 베이크될 수 있다.
본 발명의 방법은 패턴 형상에 있어서 높은 자유도 및 넓은 공정 윈도우를 가지는 이점을 보여준다. 더군다나, 큰 표면의 칼라 필터의 제조 및 완전한 수율이 가능하다.
도 1A 및 1B 각각은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 나타낸다. 두 실시예 모두는 투명한 전기 전도성 기판이 검정 색조의 매트릭스로 배열되는 칼라 필터의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다:
1. 투명한 전기 전도성 기판(2) 상에 검정 색조의 매트릭스를 미리 형성하는 단계; 상기 검정 색조의 매트릭스는 도 1A(a)의 (3) 및 도 1B(a)의 (13)에서 보는 바와 같이, 전도성 물질 또는 비-전도성 물질로부터 만들어질 수 있다;
2. 도 1A(a) 및 도 1B(a)에서 보는 바와 같이, 투명한 전기 전도성 기판(2) 상에 포지티브 포토레지스트 층을 코팅하고, 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세 개의 영역을 형성하기 위하여 포토마스크 또는 포토마스크들 하에서 상기 포토레지스트 층을 노광하는 단계, 여기에서 각 영역의 노광 에너지는 각각 D1(5), D2(6) 및 D3(7)이고, D1은 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지를 나타내고, D1>D2>D3이다;
3. 도 1A(b) 및 도 1B(b)에서 보는 바와 같이, 노광 에너지 D1(5)를 가진 포토레지스트 층의 영역을 현상하고 제거하기 위하여 현상액을 사용하여 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는, 즉, 제1 픽셀(8)의 전착 배열을 수행하는 단계;
4. 도 1A(b) 및 도 1B(b)에서 보는 바와 같이, 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하기 위하여 에너지 IE1으로 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 여기에서 IE1은 D1과 D2 간의 에너지 차이, 즉, IE1=D1-D2이고, 이 때, 초기 노광 에너지가 D2(6)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되고(D2 + IE1 = D1)(6'), 초기 노광 에너지가 D3(7)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되지 않는다(오직 D3 + IE1)(7');
5. 도 1A(c)/(d) 및 도 1B(c)/(d)에서 보는 바와 같이, 완전 노광(6')을 달성한 영역의 포토레지스트를 현상하고 제거하기 위하여 단계 3의 것과 같은 현상액을 사용하여 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는, 즉, 제2 픽셀(9, 19)의 전착 배열을 수행하는 단계;
6. 도 1A(c)/(d) 및 도 1B(c)/(d)에서 보는 바와 같이, 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하기 위하여 에너지 IE2으로 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 여기에서 IE2은 D2과 D3 간의 에너지 차이, 즉, IE2=D2-D3이고, 이 때, 초기 노광 에너지가 D3(7)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적된다(D3 + IE1 + IE2 = D1)(7'');
7. 도 1A(e) 및 도 1B(e)에서 보는 바와 같이, 단계 3의 것과 같은 현상액을 사용하여 완전 노광(7'')을 달성한 영역의 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써, 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 즉, 제3 픽셀(10, 20)의 전착 배열을 수행하고, 상기 픽셀들이 완전히 경화되도록 상승된 온도에서 기판을 베이크하는 단계;
8. 마지막으로, 도 1A(f) 및 도 1B(f)에서 보는 바와 같이, 상기 칼라 필터를 보호하기 위하여 기판 상에 오버코트(11, 21)를 형성하는 단계.
도 2는 투명한 전기 전도성 기판이 검정 색조의 매트릭스로 배열되지 않은, 본 발명에 따른 칼라 필터를 제조하기 위한 다른 공정의 여러 단계들을 보여주는 개략적인 다이아그램이다. 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
1. 도 2(a)에서 보는 바와 같이, 투명한 전기 전도성 기판(2) 상에 포지티브 포토레지스트 층을 코팅하고, 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 네 개의 영역을 형성하기 위하여 포토마스크 또는 포토마스크들 하에서 상기 포토레지스트 층을 노광하는 단계, 여기에서 각 영역의 노광 에너지는 각각 D1(22), D2(23), D3(24) 및 D4(25)이고, D1은 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지를 나타내고, D1>D2>D3>D4이다;
2. 도 2A(b)에서 보는 바와 같이, 현상액을 사용하여 노광 에너지 D1(22)을 가지는 포토레지스트 층의 영역을 현상하고 제거함으로써 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는, 즉, 제1 픽셀(26)의 전착 배열을 수행하는 단계;
3. 도 2A(b)에서 보는 바와 같이, 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하기 위하여 에너지 IE1으로 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 여기에서 IE1은 D1과 D2 간의 에너지 차이, 즉, IE1=D1-D2이고, 이 때, 초기 노광 에너지가 D2(23)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되고(D2 + IE1 = D1)(23'), 초기 노광 에너지가 각각 D3(24) 및 D4(25)인 영역들의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되지 않는다[오직 각각 (D3 + IE1)(24') 및 (D4 + IE1)(25')];
4. 도 2A(c)/(d)에서 보는 바와 같이, 단계 3의 것과 같은 현상액을 사용하여 완전 노광(23')을 달성한 영역의 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는, 즉, 제2 픽셀(27)의 전착 배열을 수행하는 단계;
5. 도 2(c)/(d)에서 보는 바와 같이, 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하기 위하여 에너지 IE2으로 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 여기에서 IE2은 D2과 D3 간의 에너지 차이, 즉, IE2=D2-D3이고, 이 때, 초기 노광 에너지가 D3(23)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되지만(D3 + IE1 + IE2 = D1)(24''), 초기 노광 에너지가 D4(25)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적되지 않는다(오직 D4 + IE1 + IE2)(25'');
6. 도 2A(c)/(d)에서 보는 바와 같이, 단계 3의 것과 같은 현상액을 사용하여 완전 노광(24")을 달성한 영역의 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는, 즉, 제3 픽셀(28)의 전착 배열을 수행하는 단계;
7. 도 2(e)에서 보는 바와 같이, 기판의 모든 영역들에 에너지의 증분을 전달하기 위하여 에너지 IE3으로 기판의 전체 표면을 노광하는 단계, 여기에서 IE3은 D3과 D4 간의 에너지 차이, 즉, IE3=D3-D4이고, 이 때, 초기 노광 에너지가 D4(25)인 영역의 노광 에너지는 완전 노광량으로 축적됨(D4 + IE1 + IE2 + IE3 = D1)(25''), 그런 후에 단계 3의 것과 같은 현상액을 사용하여 완전 노광(25")을 달성한 영역의 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하는 단계, 그리고, 검정 수지의 층으로 상기 영역을 코팅하고, 상기 경화된 수지들(26, 27, 28)에 의하여 제공되는 보호막 효과(shielding effect) 하에서 상기 영역의 구멍들 내에 채워진 검정 색조의 매트릭스(29)를 경화하도록 상기 전도성 기판의 후면 상에 UV 광을 조사하는 단계; 검정 색조의 매트릭스를 형성하는 물질들의 종류 및 그것을 생산하는 방법은 다음 3가지를 포함한다: (1) 검정 착색제와 함께 분산된 열-경화성 포지티브 포토레지스트를 채용하고 검정 색조의 매트릭스를 형성하기 위하여 낮은 초기 노광 에너지를 가지는 영역을 사용하는 단계, (2) 전착 코팅에 포함된 것과 같은 타입의 검정 전착 수지를 채용하고 전기 전도성 기판 상에 검정 전착 수지를 배열하는 전착 방법을 사용하는 단계, (3) 감광성 검정 전착 수지를 채용하고 상승된 온도에서 픽셀들(26, 27, 28)을 경화하기 위하여 기판을 베이킹하고 검정 색조의 매트릭스(29)를 완전히 베이킹하는 단계;
8. 마지막으로, 도 1A(f) 및 도 2(f)에서 보는 바와 같이, 상기 칼라 필터를 보호하기 위하여 기판 상에 오버코트(30)를 형성하는 단계.
본 발명의 실시예들은 아래에 설명되어 있다. 본 발명의 다른 목적, 특성들 및 이점들은 하기 실시예들의 설명을 통하여 보다 명확하게 이해될 수 있다고 믿어진다.
실시예
실시예 1 - 낮은 산가를 가지는 폴리에스테르 수지의 합성
낮은 산가의 폴리에스테르의 합성을 수행하기 위하여 통상적으로 알려진 에스테르화 축합 중합(esterifying condensation polymerization)을 이용한다. 사용된 모노머들 및 용매들의 종류 및 양은 아래와 같다:
성분 양, 중량%
네오펜틸 글리콜 24.53
아디프산(adipic acid) 3.25
이소프탈산(isophthalic acid) 7.95
이소데칸올 14.40
트리멜리트 무수물(trimellitic anhydride) 25.81
부틸 셀로솔브(butyl cellosolve) 5.00
2-부탄올 20.00
상기에 지적된 화학 물질들을 반응기 내에 위치시킨다. 반응을 수행하기 위하여 상승된 온도에서 질소 분위기 하에서 상기 혼합물을 교반한다. 감소된 압력 하에서 에스테르화 및 탈수를 행한 후에 고분자화 반응은 종료한다. 획득된 수지 용액의 분석 결과들은 다음과 같다:
비-휘발성 성분(150℃ 1시간. 중량%) 75.4
낮은 산가(mg KOH/g, 고체) 48.7
점도(25℃, cps) 45.2
실시예 2 - 낮은 산가를 가지는 폴리에스테르 수지를 포함하는 전착 코팅의 제조
낮은 산가의 폴리에스테르 수지를 포함하는 전착 코팅의 성분들의 종류 및 양은 아래와 같다:
성분 A-1 A-2 A-3
음이온 폴리에스테르 수지 95.0 95.0 95.0
멜라민 수지 (Nikarakku
Figure 112000003754463-pat00001
MX-40)		 8.0 8.0 8.0
2-에톡시 에탄올 부틸 에테르 25.0 25.0 25.0
2-에톡시 에탄올 에틸 에테르 5.0 5.0 5.0
네오부탄올 18.0 18.0 18.0
트리에틸아민 2.5 2.5 2.5
탈이온 수 813.5 813.5 813.5
프탈로시아닌 블루 (SR-1500) 5.0 - -
프탈로시아닌 그린 (SAX) - 5.0 -
아조 레이크 안료 (CARMINE FB) - - 5.0
합계 1000 1000 1000
낮은 산가를 가지는 폴리에스테르 수지를 포함하는 전착 코팅을 제조하기 위하여 다음의 단계들을 사용한다:
1) 상기에 기재된 양대로, 음이온 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지(Nikarakku
Figure 111999001467288-pat00002
MX-40), 2-에톡시 에탄올 부틸 에테르, 2-에톡시 에탄올 에틸 에테르, 네오부탄올 및 트리에틸아민의 무게를 잰다. 상기 시약들을 용기에 담고, 교반 하에서 그것들을 혼합한다;
2) 상기에 기재된 양대로, 안료들의 무게를 재고, 그것들을 상기 혼합물에 첨가하고, 교반하에서 혼합한다;
3) 밀(mill)로 상기 혼합물을 밀링-분산(milling disperse)시킨다. 사용된 밀링 비이드(bead)는 0.8 내지 1.2 ㎛의 평균 입자 크기를 가진다;
4) 교반하에서 탈이온 수를 첨가하고 상기 혼합물을 에멀젼화한다; 그리고
5) 5 ㎛의 필터로 상기 혼합물을 여과한다.
실시예 3
미국 특허 제5,645,970호에 개시된 바와 같은 약 염기 현상액에 대응되는 2.2 ㎛ 두께의 포지티브 포토레지스트는 두께가 0.7 mm로 측정되고 미리 배열된 검정 색조의 매트릭스를 포함하는 전기 전도성 투명 유리 기판 상에 형성되었다. 단지 3분의 1 광-투과 영역을 가지는 포토마스크가 상이한 초기 노광 에너지의 세 개의 영역을 형성하기 위하여 각각 250, 150 및 50 mJ/cm2(100%, 60% 및 20%)의 노광 에너지를 유도하도록 조심스럽게 움직임에 의하여 사용되었다.
0.5% Na2SiO3를 포함하는 현상액을 사용하여 250 mJ/cm2 초기 노광 영역(예를 들어, 100% 초기 노광 에너지)을 현상하고 제거하였다. 따라서 빨간색 안료를 포함하는 수지는 전도성 기판의 노광 표면 상에 전착되었다. 전착 공정은 20초 동안, 50 V의 전기 전압, 25℃에서 수행되었다. 전착 공정이 완료된 후에, 기판은 탈이온 수로 세척되었고, 10분 동안 90℃에서 건조되었다. 그리고 나서, 전체 포토레지스트는 100 mJ/cm2 노광 에너지 증분을 받기 위하여 광원에 노광되었다. 이것은 제2영역(초기에 150 mJ/cm2, 또는 60% 초기 노광 에너지) 및 제3영역(초기에 50 mJ/cm2, 또는 20% 초기 노광 에너지)에서의 누적 노광 에너지가 각각 250 mJ/cm2(완전한 노광) 및 150 mJ/cm2(완전한 노광의 60%)로 상승되도록 하였다. 그리고 나서, 유사하게, 0.5% Na2SiO3를 포함하는 동일한 현상액이 완전한 노광 영역을 현상하고 제거하기 위하여 사용되었다. 이것 다음으로, 동일한 조건 하에서 전도성 기판의 노광 표면 상에 녹색 안료를 포함하는 수지를 전착하는 단계가 수행되었고, 건조되었다. 다시, 전체 포토레지스트는 다른 100 mJ/cm2의 노광 에너지 증분을 받기 위하여 광원에 노광되었다. 이것은 제3영역에서의 누적 노광 에너지가 250 mJ/cm2(100% 노광)로 상승되도록 하였다. 상기 영역은 0.5% Na2SiO3를 포함하는 동일한 현상액을 사용하여 현상되었고 제거되었다. 이것 다음으로, 다시, 동일한 조건 하에서 전도성 기판의 노광 표면 상에 파란색 안료를 포함하는 수지를 전착하는 단계가 수행되었다. 마지막으로, 전체 포토레지스트는 다른 100 mJ/cm2의 노광 에너지를 받기 위하여 노광되었고, 그 다음에, 0.5% Na2SiO3를 포함하는 동일한 현상액을 사용하여 제거되었다. 모든 착색된 층들의 완전한 경화를 보증하기 위하여, 전체 플레이트는 260℃에서 1시간동안 가열되었다. 세 개의 픽셀, 빨강, 녹색 및 파랑의 배열은 완료된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 상기 서술은 설명과 예증의 목적을 위하여 제 공되었다. 상기의 가르침에 비추어 명백한 변형 또는 변경이 가능하다. 상기 실시예들은 본 발명의 원리의 가장 바람직한 예시 및 그것의 실제적인 적용을 제공하도록 선택되고 기술되어서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고려되는 특정 사용에 적합한 것으로서의 다양한 실시예 및 다양한 변형으로 본 발명을 사용할 수 있게 한다. 그러한 모든 변형 및 변경은 첨부된 청구항들의 정당하게, 합법적으로, 그리고 공정하게 자격부여된 범위에 의거하여 해석될 때, 청구항들에 의하여 결정되는 것인 본 발명의 범위 내에 있다.
낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅을 이용하는 칼라 필터의 제조방법인, 본 발명의 방법은 패턴 형상에 있어서 높은 자유도 및 넓은 공정 윈도우를 가지는 이점들을 보여준다. 더군다나, 큰 표면의 칼라 필터의 제조 및 제품의 완전한 수율이 가능하다.

Claims (18)

  1. 칼라 필터의 제조방법에 있어서,
    (a) 투명한 전기 전도성 기판 상에 포지티브 포토레지스트의 층을 코팅하고, 상기 포지티브 포토레지스트 층을 노광하여, 상이한 초기 수준의 노광 에너지(exposure energy)의 세개 또는 네개의 영역을 형성하는 단계, - 여기에서 각 영역의 노광 에너지는 점진적으로 D1, D2, D3 (및 D4)이고, D1은 상기 포지티브 레지스트의 완전한 노광 에너지를 나타내고, D1>D2>D3(>D4)임 - ;
    (b) 현상액을 사용하여, D1의 노광 에너지를 가진 포토레지스트 층의 영역을 현상하고 제거함으로써 상기 포토레지스트의 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당 영역이 덮여있지 않도록 하고, 원하는 칼라의 픽셀 정렬을 완료하기 위하여 70 mg KOH/g 이하의 산가를 가지는 낮은 산가 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
    (c) 상기 기판의 모든 영역들에 에너지 증가분을 전하기 위하여 상기 기판의 전체 표면을 에너지 IEn으로 노광하는 단계, - 여기에서 IEn은 Dn 및 Dn+1 간의 에너지 차이이며, n의 정의는 다음과 같음 - :
    (i) 상이한 초기 수준의 노광 에너지를 갖는 세 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1 및 2이거나,
    (ii) 상이한 초기 수준의 노광 에너지의 네 개의 영역들이 상기 기판 상에 형성될 때, n은 점진적으로 1, 2 및 3임 - ;
    (d) 단계 (c)(i) 또는 (ii)에서 각 노광 시간 후에, 단계 (b)에서 사용한 것과 동일한 현상액을 사용하여 완전한 노광을 달성한 영역의 상기 포토레지스트를 현상하고 제거함으로써 상기 포토레지스트 하부에 놓인 전기 전도성 기판의 해당하는 영역이 덮여있지 않게 하고, 이후 다른 원하는 칼라들의 픽셀 정렬을 완성하기 위하여 낮은 산가를 가지는 음이온 전착 수지를 포함하는 칼라 전착 코팅으로 상기 영역을 전착하는 단계;
    (e) 모든 픽셀 정렬을 모두 완성할 때까지 단계 (c) 및 (d)를 반복하는 단계;
    (f) 상기 기판 상에 오버코트를 형성하는 단계
    를 포함하는 칼라 필터의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 낮은 산가의 음이온 전착 수지는 카복실 그룹을 가지는 폴리에스테르 수지인
    칼라 필터의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 낮은 산가의 음이온 전착 수지는 20 내지 70 mg KOH/g의 낮은 산가를 가지는
    칼라 필터의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음이온 전착 수지는 염료, 안료 또는 그들의 혼합물로 구성되는 착색제, 가교성 경화제, 유기 용매, 및 중화제를 더 포함하는
    칼라 필터의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가교성 경화제는 메틸화 멜라민 수지(methylation melamine resin), 부틸화 멜라민 수지, 메틸화 메탄올 멜라민 수지, 부틸화 메탄올 멜라민 수지, 벤조구안아민 수지(benzoguanamine resin) 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    칼라 필터의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 안료는 아조 레이크 유기 안료, 퀸아크리돈(quinacridone) 유기 안료, 프탈로시아닌 유기 안료, 이소인돌리논 유기 안료, 안트라퀴논 유기 안료, 티오인 디고 유기 안료, 크롬 옐로우, 크롬 블루, 철 산화물(iron oxide), 크롬 베르밀리온(vermilion), 크롬 그린, 울트라마린, 프루시안 블루, 코발트 그린, 에메랄드 그린, 티타늄 화이트, 카본 블랙 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    칼라 필터의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 염료는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 벤조디퓨라논 염료, 축합된 메틴 염료(condensed methine dye), 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    칼라 필터의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상이한 초기 수준의 노광 에너지를 갖는 세 개의 영역이 상기 기판 상에 형성될 때, D1, D2 및 D3는 각각 100%에서 40%까지, 85%에서 20%까지, 70%에서 0%까지를 나타내는
    칼라 필터의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    D1, D2 및 D3는 각각 100%에서 70%까지, 70%에서 40%까지, 40%에서 0%까지를 나타내는
    칼라 필터의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상이한 초기 수준의 노광 에너지를 갖는 네 개의 영역이 상기 기판 상에 형성될 때, D1, D2, D3 및 D4는 각각 100%에서 40%까지, 85%에서 20%까지, 70%에서 5%까지, 및 50%에서 0%까지를 나타내는
    칼라 필터의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상이한 초기 수준의 노광 에너지를 갖는 네 개의 영역이 상기 기판 상에 형성될 때, D1, D2, D3 및 D4는 각각 100%에서 80%까지, 80%에서 50%까지, 50%에서 30%까지, 및 30%에서 0%까지를 나타내는
    칼라 필터의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    다중 노광 밀도를 가지는 포토마스크를 사용하는 단일 노광 단계; 또는,
    또는 상기 기판의 포토레지스트 상에서 상이한 정도의 노광 에너지의 영역을 형성하기 위하여 포토마스크를 주의깊게 이동시킴으로써 미리 정해진 노광 패턴을 가지는 포토마스크를 사용하는 단일 노광 단계; 또는,
    또는 상기 기판의 포토레지스트 상에서 상이한 정도의 노광 에너지의 영역으로부터 상이한 정도의 초기 노광 에너지를 갖는 상기 세 개의 영역을 형성하기 위하여 복수의 포토마스크를 사용하는 단일 노광 단계를 포함하는
    칼라 필터의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    단계(c)의 현상액은 나트륨 카보네이트(sodium carbonate), 나트륨 수소 카보네이트, 나트륨 실리케이트, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 테트라알킬 아민 화합물, 및 그 혼합물의 수용액으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    칼라 필터의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    단계(e)에서 상기 기판은 빨강, 녹색 및 파랑을 포함하는 칼라 전착 코팅으로 선택적으로 또는 점진적으로 코팅되는
    칼라 필터의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상이한 초기 수준의 노광 에너지의 세 개의 영역이 상기 기판 상에 형성될 때, 상기 기판은 검정 색조의 매트릭스로 미리 배열되는
    칼라 필터의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    검정 색조의 매트릭스를 형성하는 물질은 크로뮴 및/또는 니켈의 산화물, 또는 검정 안료가 그 안에 분산되어 있는 유기 고분자 코팅 조성물인
    칼라 필터의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상이한 초기 수준의 노광 에너지를 갖는 네 개의 영역이 상기 기판 상에 형성될 때, 상기 기판의 마지막 영역 상에 검정 수지를 코팅하고, 모든 칼라의 전착이 완성될때까지 단계(c) 및 (d)를 반복하는
    칼라 필터의 제조방법.
  18. 제1항에 있어서,
    모든 칼라의 전착 수지를 완전하게 경화시키기 위하여, 단계(e)후에, 다시 상기 기판을 베이킹하는 단계를 더 포함하는
    칼라 필터의 제조방법.
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