KR100671523B1 - 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블랙 매트릭스 위 부분에 금속 반사막을 형성하여 RGB 각각의 색이 혼합되지 않도록 하여 색감도 및 광감도를 향상시킨 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 다수의 차광층은 상부 기판 상에 등 간격으로 배치된다. RGB 층은 다수의 차광막 위에 형성된다. 다수의 반사막이 다수의 차광층 상의 RGB층 사이 또는 RGB층 측면에 형성된다.

컬러 필터, 반사막

Description

컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법{COLOR FILTER SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 컬러 필터를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필터를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필터를 나타낸 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

202: 상부 기판 204: 차광층

206: 금속 반사막 302: 상부 기판

304: 차광층 306: 금속 반사막

본 발명은 컬러 필터 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 블랙 매트릭스 위 부분 또는 양쪽에 색이 혼합되는 것을 방지하기 위한 금속 반사막을 형성한 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 컬러 필터 기판을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면. 종래의 컬러 필터 기판을 제조하는 방법은 블랙 매트릭스(102)를 형성하는 제1 단계; RGB 층(104)을 상기 블랙 매트릭스(102) 위에 형성하는 단계; 상기 RGB 층(104) 위에 오버 코트층(106)를 형성하는 단계; 및 포토 스페이서를 형성하는 단계로 구성되어 있다. 현재 컬러 필터의 구성으로는 직선 및 각도가 크지 않게 입사되는 빛은 색 감도에 문제가 발생하지 않으나, 빛의 입사각이 큰 경우 블랙 매트릭스 윗 부분으로 통과하는 빛은 영역 "A"에서 서로 섞여 혼색되므로 감도가 나빠지게 된다. 혼색이 발생하지 않게 하려면 현재의 컬러 필터로는 블랙 매트릭스 패턴이 커져야 한다. 이것은 개구율이 작아지는 문제가 발생하므로 컬러 필터의 성능 저하로 이어진다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 블랙 매트릭스 위 부분에 금속 반사막을 형성하여 RGB 각각의 색이 혼합되지 않도록 하여 색감도 및 광감도를 향상시킨 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판는 상부 기판; 상부 기판 상에 등 간격을 갖도록 매트릭스 형상으로 형성된 다수의 차광층; 상기 기판 상에 각각 이격되며 적어도 상기 다수의 차광층의 양측과 중첩되게 형성된 RGB층; 및 상기 다수의 차광층 상의 상기 RGB층 사이 또는 상기 RGB층의 측면에 형성된 다수의 반사막을 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조방법은 상부 기판을 준비하는 단계; 상기 상부 기판 상에 등 간격을 갖도록 매트릭스 형상으로 다수의 차광층을 형성하는 단계; 상기 상부 기판 상에 적어도 상기 다수의 차광층의 양측과 중첩되며 각각 이격되는 RGB층을 형성하는 단계; 및 상기 다수의 차광층 상의 상기 RGB층 사이에 또는 상기 RGB층의 측면에 다수의 반사막을 형성하는 단계를 포함한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필터 기판을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필터 기판은 상부 기판(202), 상부 기판 상에 등 간격으로 배치되는 다수의 차광층(204), 상기 다수의 차광층(204) 위에 형성된 RGB 층(206), 및 상기 다수의 차광층(204) 위에 형성되는 다수의 금속 반사막(208)을 포함한다. 상기 차광층(204)은 블랙 매트릭스를 포함한다.

하부 기판(200)과 일정 간격 유지하여 대향되게 배치된 상부 기판(202) 상에 등 간격으로 배치되는 다수의 차광층(204) 및 RGB 층(206)을 순차적으로 형성한다. 상기에서 차광층(204)을 매트릭스 형상으로 형성하고, RGB 층(206)을 상부 기판(202) 상에 차광층(204)을 덮도록 도포한 후 각각 소정 간격 이격되면서 차광층(204)과 중첩되게 포토리소그래피 방법으로 패터닝하여 형성한다.

상기 금속 반사막(208)은 Al, Cr, Cu, Mo, 또는 AlNd 등 반사율이 우수한 재질의 금속에 의해 차광층(204) 상에 RGB 층(206) 사이를 채우도록 형성된다. 상기 금속 반사막(208)은 RGB 층(206) 상에 배향막 공정시의 평탄화를 고려하여 2 ㎛ 이내의 두께로 증착한 후, RGB 층(206) 사이에만 잔류하도록 제거하는 것에 의해 형성된다. 상기에서 RGB 층(206)은 포토리소그래피 방법으로 패터닝하는 공정에 사용되는 포토레지스트와 동일한 레진(Resin)으로 형성된다. 그러므로, 금속 반사막(208)을 RGB 층(206) 사이에만 잔류하도록 제거할 때 RGB 층(206)의 손상은 일어나지 않는다.
구체적으로, 상기 금속 반사막 물질로 사용하는 Al, Cr, Cu, Mo 또는 AlNd 등의 금속막, 특히, Al 계열의 금속막은 통상 H3PO4 + CH3COOH + HNO3 + H2O 용액으로 습식 식각하며, 상기 Al 계열의 금속막에 대한 식각 메카니즘을 살펴보면, Al과 HNO3와 결합하여 Al2O3가 생성되고, 이것이 H3PO4와 결합하여 Al(PO4)가 생성되면서 식각이 이루어진다. 반면, RGB 레진은 네가티브 포토레지스트로 이루어진 것으로서, KOH 또는 Na2CO3 등의 현상액에만 반응할 뿐, Al 계열 금속막의 식각 용액으로 사용되는 H3PO4 + CH3COOH + HNO3 + H2O에는 반응하지 않는다. 그러므로, RGB 층 상에 전술한 금속 반사막 물질을 증착한 후, 이를 식각할 때, 식각 공정을 특별히 제어하지 않더라도 상기 RGB 층은 Al 계열 금속막의 식각 용액, 즉, H3PO4 + CH3COOH + HNO3 + H2O에 의해 손상되지 않는다.
백 라이트에서 나온 빛은 하판(200) 및 액정층을 통과하여 상판에 도달하면 RGB 층(206)을 통과하게 된다. 이 때 차광층(204) 및 금속 반사막(208)은 각각의 RGB 층(206)을 통과한 빛이 서로 섞이지 않도록 하는데, 특히, 금속 반사막(208)은 RGB 층(206)을 통과한 각도가 큰 빛은 반사시켜 인접하는 RGB 층(206)을 통과한 빛과 서로 색이 혼합되지 않도록 광 경로를 바꾸어주므로 최대한 순수한 색을 나타낼 수 있도록 한다.

삭제

도 2에 도시된 바와 같이, 한 화소를 통과한 빛이 상기 차광층(204)에 흡수 되지 못할 경우, 다른 화소의 색과 혼색이 일어나게 되며, 색 감도가 나빠지게 되어 제품의 특성에 좋지 않은 결과가 초래된다. 이러한 경우를 방지하기 위하여 상기 차광막(204) 위에 상기 금속 반사막(208)을 형성하여 혼색이 발생할 가능성이 있는 부분을 통과하는 빛을 반사시켜 색 감도를 높일 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필터 기판을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필터 기판은 상부 기판(302), 상부 기판(302) 상에 등 간격으로 배치되는 다수의 차광층(304), 상기 다수의 차광층(304) 위에 형성된 RGB 층(306), 및 상기 다수의 차광층(304) 양쪽에 형성되는 다수의 금속 반사막(308)을 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 반사막(308)을 차광층(304) 위가 아닌 양쪽으로 형성하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명은 색의 혼합에 의한 색감도가 저하되는 공정 구조를 개선함으로써 각각의 색이 혼합되지 않고 각각의 색이 최대한 순수한 색을 나타내게 함으로 특성이 우수한 액정 표시 장치를 제조할 수 있으며, 각도가 큰 빛이 반사되어 질 경우 시야각의 향상에도 효과가 있다.

Claims (5)

1. 상부 기판;

   상부 기판 상에 등 간격을 갖도록 매트릭스 형상으로 형성된 다수의 차광층;

   상기 기판 상에 각각 이격되며 적어도 상기 다수의 차광층의 양측과 중첩되게 형성된 RGB층; 및

   상기 다수의 차광층 상의 상기 RGB층 사이 또는 상기 RGB층의 측면에 형성된 다수의 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 반사막은 각각 Al, Cr, Cu, Mo, 및 AlNd 중의 적어도 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 반사막의 각 두께는 2 ㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
4. 상부 기판을 준비하는 단계;

   상기 상부 기판 상에 등 간격을 갖도록 매트릭스 형상으로 다수의 차광층을 형성하는 단계;

   상기 상부 기판 상에 적어도 상기 다수의 차광층의 양측과 중첩되며 각각 이격되는 RGB층을 형성하는 단계; 및

   상기 다수의 차광층 상의 상기 RGB층 사이 또는 상기 RGB층의 측면에 다수의 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
5. 삭제

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