KR100689139B1

KR100689139B1 - 컬러 필터 기판, 그 제조방법 및 표시장치

Info

Publication number: KR100689139B1
Application number: KR1020040111896A
Authority: KR
Inventors: 쯔바따도시히데; 도꾸다쯔요시
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2007-03-08
Also published as: JP2005189451A; TW200535459A; US7575836B2; CN100338515C; TWI252334B; US20050142466A1; CN1637441A; JP3942590B2; KR20050065414A

Abstract

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 착색층을 형성하는 공정을 포함하며, 이 공정은 각각이, 간극을 두고 서로 인접해 있으며 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 포함하는 제1 착색열을 형성하는 공정, 및 제1 착색열을 형성한 후에 제2 착색열을 형성하는 공정을 포함한다. 제2 착색열을 형성하는 공정은 기판에 대해 제2 착색열용 드라이 필름을 제1 방향과 교차하는 제3 방향을 따라서 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키는 공정을 포함한다.

컬러 필터, 감광성 수지층, 착색열, 드라이 필름

Description

컬러 필터 기판, 그 제조방법 및 표시장치{COLOR FILTER SUBSTRATE, FABRICATION METHOD FOR THE SAME, AND DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(100)을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(130)을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(50)을 설명하기 위한 도면.

도 4a 내지 도 4d는 컬러 필터 기판(50)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 (본 발명에 따라) 최후에 형성되는 착색열을 제작하는 공정을 설명하기 위한 도면.

도 6은 최후에 형성되는 착색열을 제작하는 공정을 설명하기 위한 도면(비교예).

도 7은 본 발명의 컬러 필터 기판(50)을 포함하는 액정 표시 장치(200)를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(52)을 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(54)을 도시하는 도면.

도 10은 일반적인 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 단면 개략도.

도 11a 내지 도 11f는 드라이 필름법을 이용한 종래의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

도 12는 종래의 컬러 필터 기판의 부분 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 컬러 필터 기판

52 : 컬러 필터 기판

54 : 컬러 필터 기판

56 : 적색 컬러 필터열

56S : 슬릿

58 : 녹색 컬러 필터열

58S : 슬릿

60 : 청색 컬러 필터열

60a : 더미 컬러 필터부

60S : 슬릿

62 : 착색층

80 : 차광열

80a : 더미 차광부

100 : 컬러 필터 기판

102 : 착색층

104 : 적색 컬러 필터열

104a : 적색 컬러 필터부

106 : 녹색 컬러 필터열

106a : 녹색 컬러 필터부

106b : 녹색 컬러 필터부

106c : 간극

108 : 청색 컬러 필터열

108a : 청색 컬러 필터부

109 : 간극

110 : 차광열

110a : 차광부

120 : 화소

130 : 컬러 필터 기판

본 발명은 컬러 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 기판및 그러한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 소형, 박형, 저소비 전력, 및 경량의 특징을 갖기 때문에, 현재 각종 전자 기기에 널리 사용되고 있다. 특히, 스위칭 소자를 갖는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터 등의 OA 기기, 텔레비젼 등의 AV 기기나 휴대 전화 등에 널리 채용되고 있다. 또한, 최근 액정 표시 장치의 대형화나, 고정밀화, 화소 유효 면적 비율(개구율)의 향상, 또는 컬러 순도 향상 등의 액정 표시 장치의 품질 향상이 급속히 진행되고 있다.

도 10을 참조하면서, 일반적인 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 구조를 설명한다. 도 10은 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(30)는 서로 대향하도록 배치된 액티브 매트릭스 기판(2) 및 컬러 필터 기판(4)과, 이들 기판 사이에 배치된 액정층(6)을 구비하고 있다.

액티브 매트릭스 기판(2)은 유리 등의 투명 절연성 기판(8), 기판(8)상에 형성된 주사 신호선용의 게이트 버스 라인(도시하지 않음), 데이터 신호선용의 소스 버스 라인(10), 박막 트랜지스터(TFT) 등의 액티브 소자(도시하지 않음) 및 투명 화소 전극(12)을 구비하고 있다. 복수의 화소 전극(12)은 표시 영역에서 매트릭스상으로 배열되어 있다.

컬러 필터 기판(4)은 유리 등의 절연성 투명 기판(14)과, 기판(14)상에 형성된, 적색 컬러 필터열(16), 녹색 컬러 필터열(18) 및 청색 컬러 필터열(20)로 구성되는 컬러 필터층(22)과, 복수의 블랙 매트릭스(24)를 갖는 차광층(26)과, 대향 전극(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 적색 컬러 필터열(16), 녹색 컬러 필터열(18) 및 청색 컬러 필터열(20)은 액티브 매트릭스 기판(2)측에 형성된 복수의 투명 화소 전극(12)에 대응하여 형성되어 있다. 차광층(26)은 자신의 블랙 매트릭스 영역(24)이, 컬러 필터부의 간극 및 테두리 영역에 배치되도록 형성되어 있다.

다음으로, 컬러 필터 기판(4)의 제조 방법의 일례를 설명한다(일본 특허 공개 공보 제2001-100221호 참조).

컬러 필터 기판의 제조를 위하여, 최근 드라이 필름법이 이용되고 있다. 드라이 필름법은 종래에 이용되고 있던 스핀 코팅법에 비하여, 재료의 수율이 높고, 제조 코스트를 저감할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 드라이 필름을 이용하여 컬러 필터층 및 차광층을 형성함으로써, 이들의 막두께를 더욱 균일하게 할 수 있다.

이하, 도 11a∼도 11f를 참조하면서, 드라이 필름법을 이용한 컬러 필터 기판의 제조 방법을 설명한다.

드라이 필름은 감광성 수지층, 및 양 주면(major surface)으로부터 감광성 수지층을 협지하는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름 등으로 이루어진 필름 지지체로 구성되어 있다. 감광성 수지층에는 적색, 청색, 녹색 및 흑색의 안료가 각각 분산된 4종류의 드라이 필름이 이용된다. 통상적으로, 감광성 수지층은 네거티브형이다.

먼저, 롤러(도 6 참조)(34)를 이용하여, 예를 들면 적색의 드라이 필름을 유리 기판(14)에 대해 압압시켜 이 기판 상에 접합시키고, 필름 지지체를 박리함으로써, 도 11a에 도시한 바와 같이 적색의 감광성 수지층(16R)이 기판(14)상에 전사된다. 이 공정은 일반적으로 드라이 필름을 가열하면서 실행되므로, 열전사 공정이다. 계속하여, 전사된 적색의 감광성 수지층(16R)을, 마스크(32)를 통해 노광 및 현상하여, 도 11b에 도시한 바와 같이 적색 컬러 필터열(16)이 형성된다.

계속하여 예를 들면 녹색의 드라이 필름을 이용하여 상기와 동일한 공정을 행함으로써, 도 11c에 도시한 바와 같이 녹색 컬러 필터열(18)이 형성된다. 마찬가지로 청색의 드라이 필름을 이용하여 상기와 동일한 공정을 행함으로써, 도 11d에 도시한 바와 같이 청색 컬러 필터열(20)이 형성된다. 이상에 의해, 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터열(16, 18, 및 20)로 구성되는 컬러 필터층(22)이 형성된다.

컬러 필터층(22)이 형성된 후, 흑색의 드라이 필름을 이용하여 상기 컬러 필터열의 형성 방법과 동일한 방법에 의해, 인접하는 컬러 필터열의 간극, 및 테두리 영역에 블랙 매트릭스 영역(24)을 가지는 차광층(26)이 형성된다.

이상에 의해, 컬러 필터 기판이 제작된다. 도 12는 얻어진 컬러 필터 기판의 부분 평면도를 도시한다.

상기 종래의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서는 녹색 컬러 필터열(18), 청색 컬러 필터열(20) 및 블랙 매트릭스 영역(24)을 형성하기 위하여, 스트라이프 형상의 컬러 필터열이 연장하는 방향과 평행한 방향(도 12의 화살표(70)의 방향)으로 드라이 필름을 기판에 대해 압압하면서 이 기판 상에 접합시키고 있었다.

상기의 이유는 다음과 같다. 기판에 대해 앞서 형성된 컬러 필터열이 연장하는 방향과 평행한 방향으로 드라이 필름을 압압하여 이 기판 상에 접합시키지 않으면, 앞서 형성한 컬러 필터열이 드라이 필름과 기판 사이에 생기는 공기가 외부에 방출되지 못하고, 블랙 매트릭스와 기판 사이에 기포가 남아서, 탈색 등이 일어나 표시 품질의 저하가 생기기 때문이다.

이러한 이유로, 한 종류의 스트라이프 형상의 컬러 필터열이 기판에 형성된 후에는 다음에 형성하는 다른 종류의 컬러 필터열 또는 블랙 매트릭스 영역을 위한 드라이 필름의 접합 방향이 한 방향으로만 제한되어 있었다.

예를 들면, 680㎜ × 880㎜인 장방형의 투명 절연 기판상에, 기판의 짧은 변을 따라서 연장하는 컬러 필터열을 형성하는 경우, 한 컬러의 컬러 필터열이 앞서 형성된 후, 다음에 형성하는 다른 컬러의 컬러 필터열을 위한 드라이 필름의 접합 방향은 기판의 짧은 변을 따른 방향(제1 컬러의 컬러 필터열이 연장하는 방향)으로 제한되어 있었다. 이로 인해, 폭 880㎜의 드라이 필름을 이용할 필요가 있었다. 따라서, 종래의 제조 방법에서는 폭이 좁은 드라이 필름을 이용할 수가 없었다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것으로, 표시 품질의 저하를 최소화할 수 있고, 드라이 필름의 접합 방향의 자유도가 높은 컬러 필터 기판의 제조 방법과, 컬러 필터 기판, 및 이 컬러 필터 기판을 사용한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 서로 대향하는 제1 에지 및 제2 에지를 갖는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 착색층을 구비한다. 상기 착색층은 각각이 상기 제1 에지로부터 상기 제2 에지를 향하는 제1 방향을 따라 연장하고 각각이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 착색열을 포함한다. 상기 복수의 착색열은 제1 착색열 및 제2 착색열을 포함한다. 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 상기 착색층을 형성하는 공정을 포함한다. 상기 착색층을 형성하는 공정은 각각이, 간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 포함하는 상기 제1 착색열을 형성하는 공정과, 상기 제1 착색열을 형성한 후에 상기 제2 착색열을 형성하는 공정을 포함한다. 상기 제2 착색열을 형성하는 공정은, 상기 투명 기판에 대해 제2 착색열용 드라이 필름을 상기 제1 방향과 교차하는 제3 방향을 따라서 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키는 공정을 포함한다.

일 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제2 착색열용 드라이 필름을 이용하여 상기 간극에 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 복수의 착색열은 제3 착색열을 더 포함하고, 상기 착색층을 형성하는 공정은 각각이, 간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 착색부를 포함하는 상기 제2 착색열을 형성하는 공정과, 상기 제2 착색열을 형성한 후에 상기 제3 착색열을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제3 착색열을 형성하는 공정은 상기 투명 기판에 대해 제3 착색열용 드라이 필름을 상기 제1 방향과 교차하는 제4 방향을 따라서 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제3 착색열용 드라이 필름을 이용하여 상기 간극에 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제1 방향으로 인접하는 상기 간극 간의 간격은 1000 ㎛ 이하이다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 간극의 상기 제1 방향의 폭은 10 ㎛ 이하이다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층의 착색열 중에서 최후에 형성되는 착색열을 형성하는 공정이, 앞서 형성된 착색열을 마스크로서 이용하여 배면 노광을 행하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 더미 착색부를 청색 드라이 필름을 이용하여 형성한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 더미 착색부를 흑색 드라이 필름을 이용하여 형성한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 대략 직교한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제4 방향은 상기 제1 방향과 대략 직교한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층은 에지가 서로 중첩된, 상기 제2 방향으로 서로 인접하는 착색열을 포함한다.

상기 제1 착색열은 스핀 코팅법, 다이 코팅법, 잉크젯법 및 드라이 필름법으로 이루어지는 군 중에서 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 형성될 수 있다.

일 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제2 착색열을 형성한 후에, 드라이 필름법 이외의 방법으로 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 제4 착색열을 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 복수의 제1 착색부 간의 상기 간극에, 상기 제4 착색열을 형성하기 위한 착색 재료를 이용하여 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제3 착색열을 형성한 후에, 드라이 필름법 이외의 방법으로 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 제4 착색열을 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 복수의 제1 착색부 간의 상기 간극 및 상기 복수의 제2 착색부 간의 상기 간극에, 상기 제4 착색열을 형성하기 위한 착색 재료를 이용하여 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제1 착색열을 형성하기 전에 제5 착색열을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제5 착색열을 형성하는 공정은 상기 제1 방향을 따라서 1000 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 차광부를 금속막으로 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제1 착색열 및 상기 제2 착색열은 각각 적색 컬러 필터열, 청색 컬러 필터열, 녹색 컬러 필터열, 백색 컬러 필터열, 시안(cyan) 컬러 필터열, 마젠터(magenta) 컬러 필터열, 옐로 컬러 필터열, 및 차광열로 이루어지는 군 중에서 선택된 서로 다른 착색열이다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제1 착색열, 상기 제2 착색열 및 상기 제3 착색열은 각각 적색 컬러 필터열, 청색 컬러 필터열, 녹색 컬러 필터열, 백색 컬러 필터열, 시안 컬러 필터열, 마젠터 컬러 필터열, 옐로 컬러 필터열, 및 차광열로 이루어지는 군 중에서 선택된 서로 다른 착색열이다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 상기에 기재된 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 서로 대향하는 제1 에지 및 제2 에지를 갖는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 착색층을 포함하고, 상기 착색층은 각각이 상기 제1 에지로부터 상기 제2 에지를 향하는 제1 방향을 따라서 연장하는 제1 착색열 및 제2 착색열을 포함하고, 상기 착색열은 각각이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 착색열은 각각 간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 포함하고, 상기 복수의 제1 착색부 간의 간극에, 청색 드라이 필름으로 형성된 더미 착색부가 형성된다.

상기 간극의 상기 제1 방향의 폭은 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 제1 방향으로 인접하는 상기 간극의 간격은 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 표시 장치는 상기에 기재된 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판에 대향하여 배치되는 액티브 매트릭스 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 액티브 매트릭스 기판 사이에 배치된 표시 매체층을 포함하며, 상기 액티브 매트릭스 기판은 상기 제2 방향으로 연장하는 상호접속부를 갖고, 상기 컬러 필터 기판의 상기 간극과, 상기 액티브 매트릭스 기판의 상기 상호접속부가 서로 대면하도록 배치된다.

또한, 본 발명의 표시 장치는 상기에 기재된 컬러 필터 기판을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 따라, 제2 착색열에 앞서 형성되는 제1 착색열 각각은 인접하는 제1 착색부들 사이의 간극을 두고 배열된 복수의 제1 착색부로 구성된다. 따라서, 제2 착색열과 기판 사이에 기포가 남는 것을 최소화하여, 제2 착색열을 위한 드라이 필름의 접합 방향에 있어서의 자유도를 종래에 허여된 것보다 더 높게할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 투명 기판 및 이 투명 기판 상에 형성된 착색층을 포함한다. 착색층은 복수의 착색열을 포함한다. 착색층은 복수의 착색열을 포함한다. 주어진 방향(제1 방향)으로 각각 연장하는 복수의 착색열은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 각각 배치된다. 복수의 착색열은 제1 착색열 및 제2 착색열을 포함한다. 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 착색층을 형성하는 공정을 포함한다. 착색층을 형성하는 공정에서, 각각 인접하는 부분 간에 간극을 두고 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 포함하는 상기 제1 착색열이 형성된다. 제1 착색열을 형성한 후에, 투명 기판상에 제2 착색열용 드라이 필름을 상기 제1 방향과 교차하는 제3 방향(접합 방향)을 따라서 투명 기판에 대해 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키고, 소정의 패터닝을 행하여 제2 착색열을 형성한다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 제2 착색열을 형성하기 전에 형성된 각각의 제1 착색열은 단일 스트라이프형 착색부로 이루어지는 것이 아니라, 간극을 두고 서로 인접해 있도록 배열된 복수의 제1 착색부로 이루어진다. 따라서, 제2 착색열을 위한 드라이 필름의 접합 방향을, 제1 착색열이 연장하는 방향(제1 방향) 이외의 방향(즉, 제1 방향과 교차하는 제3 방향일 수 있음)일 수 있는데, 이는 드라이 필름과 기판 사이에 생기는 기포를 복수의 제1 착색부 사이에 형성된 간극을 통하여 방출할 수 있기 때문이다. 따라서, 제2 착색열을 위한 드라이 필름을 앞서 형성된 제1 착색열이 연장하는 방향 이외의 방향을 따라 기판에 접합할 수 있다.

제1 착색열을 형성한 뒤에 드라이 필름법으로 형성되는 제2 착색열을 위한 드라이 필름의 접합 방향의 바람직한 범위는 간극이 연장하는 방향에 의존하지만, 간극이 연장하는 방향에 대하여 +45°내지 -45°의 범위인 것이 바람직하다.

본 명세서에서 사용되는, "착색열"은 컬러 필터열 및 차광열을 포함한다. 컬러 필터열은 화소의 열에 대응하여 형성되고, 차광열은 필요에 따라서 인접하는 컬러 필터열의 사이에 형성된다. 개개의 착색열은 하나의 착색부로 이루어질 수 있거나, 인접하는 부분들 사이에 간극을 두고 배열된 복수의 착색부로 이루어질 수 있다. 착색열은 이러한 간극들도 포함한다. 또한, 착색열은 간극에 착색부가 형성되는 착색부인 더미 착색부도 포함한다. 더미 착색부는 간극에 컬러 필터부가 형성되는 컬러 필터부인 더미 컬러 필터부, 및 간극에 형성되는 차광부인 더미 차광부를 포함한다.

예를 들면, 도 1에 도시한 컬러 필터 기판(100)은 복수의 착색열, 즉, 적색 컬러 필터열(104), 녹색 컬러 필터열(106) 및 청색 컬러 필터열(108)을 포함하는 착색층(102)을 갖고 있다. 착색층(102)은 전형적으로는 행방향으로 서로 배열된 적색 컬러 필터열(104), 녹색 컬러 필터열(106), 및 청색 컬러 필터열(108)이 이 순서로 순회적으로 배열되어 구성되어 있다.

이들 컬러 필터열은 각각 화소(120)의 열에 대응하여, 화소(120)의 열방향(방향 70)으로 연장하도록 형성되어 있다. 각각의 적색 컬러 필터열(104)은 1개의 적색 컬러 필터부(104a)로 구성되어 있으며, 각각의 청색 컬러 필터열(108)은 1개의 청색 컬러 필터부(108a)로 구성되어 있다. 이에 비하여, 각각의 녹색 컬러 필터열(106)은 복수의 녹색 컬러 필터부(106a, 106b)와, 그 사이에 형성된 간극(106c)으로 구성되어 있다.

이 컬러 필터 기판은 드라이 필름법을 이용하여, 예를 들면, 이하와 같이 하여 제조된다.

3종류의 컬러 필터열 중에서, 적색 컬러 필터열(104)이 먼저 형성되고, 그 후에, 각각이 복수의 녹색 컬러 필터부(106a, 106b)와, 그 사이에 형성된 간극(106c)으로 구성된 녹색 컬러 필터열(106)을 형성한다. 간극(106c)은, 예를 들면, 행방향과 평행한 방향으로 연장하도록 형성된다. 녹색 컬러 필터열(106)을 위한 드라이 필름을 열방향(70)과 교차하는, 서로 대향하는 방향(71)들 중에서 한 방향(71a)(도 1에서 좌에서 우)을 따라 기판에 대해 압압하면서 이 기판 상에 접합시킨다. 다시 말하면, 녹색 컬러 필터열(106)을 위한 드라이 필름을 기판 상의 이미 형성되어 있는 적색 컬러 필터열(104)에 대응하는 측에서부터, 각각의 녹색 컬러 필터열(106)에 대해 그 후에 청색 컬러 필터열(108)이 형성되는 영역에 대응하는 쪽을 향하여 기판 상에 접합한다. 이 접합 방향을 채택함으로써, 청색 컬러 필터열(108)을 형성할 영역으로 기포를 방출할 수 있으므로, 기판상에 녹색 컬러 필터열용 드라이 필름을 접합하는 과정에서, 녹색 컬러 필터열(106)이 되는 영역에 기포가 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 그 다음 이 녹색 컬러 필터열용 드라이 필름의 감광성 수지층을 포토리소그래피 공정으로 패터닝하고, 간극(106c)을 갖는 녹색 컬러 필터열(106)을 형성한다.

다음으로, 청색 컬러 필터열용 드라이 필름을, 녹색 컬러 필터열용 드라이 필름의 접합 방향과는 반대 방향(71b)(도 1에서 우에서 좌)을 따라 기판에 대해 압압시켜 이 기판 상에 접합시킨다. 다시 말하면, 청색 컬러 필터열용 드라이 필름은 간극(106c)이 연장하는 방향과 대략 평행한 방향을 따라 기판상에 접합한다. 이 접합 방향을 채택함으로써, 녹색 컬러 필터열(106)에 형성된 간극(106c)을 통하여 기포를 방출할 수 있으므로, 청색 컬러 필터열용 드라이 필름을 기판에 접합하는 과정에서, 청색 컬러 필터열(108)이 되는 영역에 기포가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 청색 컬러 필터열(상기 제2 착색열에 대응)을 형성하기 전에 형성되며, 청색 컬러 필터열에 인접하도록 위치되는 녹색 컬러 필터열(상기 제1 착색열에 대응)에 간극이 형성된다. 이렇게 간극을 형성하면, 청색 컬러 필터열을 위한 드라이 필름의 접합 방향을, 앞서 형성된 녹색 컬러 필터열이 연장하는 방향(70) 이외의 방향일 수 있는데, 이는 드라이 필름과 기판 사이에 생기는 기포를 상기 복수의 착색부 사이에 형성된 간극을 통하여 방출할 수 있기 때문이다. 따라서, 청색 컬러 필터열을 위한 드라이 필름을 앞서 형성된 녹색 컬러 필터열이 연장하는 방향 이외의 방향을 따라 기판상에 접합하는 것이 가능해진다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 소망하는 광학 밀도(optical density; OD)값을 보장하도록 소정의 막두께를 초과하는 두께를 가지는 착색 수지층(드라이 필름에서 필름 지지체를 박리한 이후에 남아있는 수지층)을 사용하여 착색열을 형성할 때에, 특히 효과적이다. 착색 수지층의 막두께는 예를 들면 약 1∼3㎛ 정도이다. 또, 본 명세서에서 사용되는 OD값이란, 물질의 투과율을 나타내는 값을 칭하며, OD값이 큰 물질은 그 투과율이 낮다.

간극의 제1 방향(70)의 폭은 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제1 방향(70)으로 인접하는 간극 간의 간격은, 다음에 형성되는 착색열을 위한 드라이 필름을 접합할 때에, 드라이 필름과 기판 사이에 발생된 기포를 충분히 방출하는 것을 보장하도록 제1 방향(70)으로 1000㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 설명에서는, 모든 컬러 필터열이 드라이 필름법으로 형성되어 있다. 대안으로, 청색 컬러 필터열(108) 이외의 컬러 필터열은 드라이 필름법 이외의 방법(예를 들면, 스핀 코팅법, 다이 코팅법, 및 잉크젯법)으로 형성될 수 있다. 다만, 모든 컬러 필터열을 드라이 필름법으로 형성하면, 제조 방법을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 착색층(102)이 적색 컬러 필터열(104), 녹색 컬러 필터열(106) 및 청색 컬러 필터열(108)을 포함하고 있었다. 대안으로, 착색층에 포함되는 컬러 필터열의 종류는 이들에 한정되지 않는다. 착색층(102)은 예를 들면 상기 3 종류의 컬러 필터열에 추가적으로 백색 컬러 필터열을 포함하고 있어도 된다. 또는, 상기 3종류 컬러 필터열을 대신하여 시안 컬러 필터열, 마젠터 컬러 필터열 및 옐로 컬러 필터열을 포함하고 있어도 된다. 4색 및 6색의 컬러 필터열을 갖는 컬러 필터 기판의 상세는 각각 예를 들면 일본 특허공개 2001-296523호 공보 및 일본 특허공개 2002-286927호 공보에 설명되어 있다.

도 1에서는, 인접하는 컬러 필터열들 사이에 간극(109)이 형성되었다. 이 간극(109)을 차광하기 위한 블랙 매트릭스가 형성될 수 있다. 예를 들면, 이러한 블랙 매트릭스는 금속막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 금속막으로 형성된 블랙 매트릭스는, 흑색 감광성 수지층으로 형성된 블랙 매트릭스보다도 얇아도 충분한 차광성을 얻을 수 있다. 따라서, 금속막으로 형성된 블랙 매트릭스는 기포의 이동을 저해하지는 않으므로, 상기 컬러 필터열을 형성하기 전에 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 다시 말하면, 간극을 갖지 않는(1000㎛를 초과하는 길이를 갖는) 1개의 스트라이프 형상의 블랙 매트릭스가, 컬러 필터열을 형성할 영역의 양측에 따라서 형성된 후에, 컬러 필터열을 드라이 필름법으로 형성할 때에도 기포의 문제가 발생하지 않을 것이다. 또, 도 1의 컬러 필터 기판(100)에 있어서, 컬러 필터열 사이에 위치한 간극(109)을 차광하기 위한 블랙 매트릭스를 최후에 형성하는 경우, 드라이 필름법 이외의 방법을 이용하면 기포의 문제는 생기지 않을 것이다.

그럼에도 불구하고, 블랙 매트릭스를 드라이 필름법을 이용하여 최후에 형성하는 경우에는, 도 2에 도시한 구성을 채용할 수 있다.

도 2에 도시한 컬러 필터 기판(130)은 복수의 착색열, 즉, 적색 컬러 필터열(104), 녹색 컬러 필터열(106) 및 청색 컬러 필터열(108)을 포함하는 착색층(112)을 갖고 있는데 이들 컬러 필터열 각각은 서로 간극에 의해 분할된 복수의 컬러 필터부를 갖고 있다. 각각의 적색 컬러 필터열(104)은 4개의 적색 컬러 필터부(104a, 104b, 104c, 104d)를 갖고, 각각의 녹색 컬러 필터열(106)은 2개의 녹색 컬러 필터부(106a, 104b)를 갖고, 각각의 청색 컬러 필터열(108)은 4개의 청색 컬러 필터부(108a, 108b, 108c, 108d)를 갖는다. 착색층(112)은 또한 컬러 필터부들 간의 상기 간극, 및 서로 인접하는 컬러 필터열들 간의 간극을 메우도록 형성된 블랙 매트릭스를 갖고 있다. 여기에서, 인접하는 컬러 필터열의 사이에 배치되고, 아울러, 컬러 필터열이 연장하는 방향과 동일 방향으로 연장하도록 형성되는 블랙 매트릭스 영역(110)을 차광열이라 칭하고, 각 컬러 필터열이 갖는 간극(컬러 필터부들 간의 간극)에 형성된 블랙 매트릭스 영역을 더미 차광부라 칭한다. 즉, 각 컬러 필터열(104, 106, 108)은 복수의 컬러 필터부와 더미 차광부에 의해 구성되어 있다. 또한, 착색층(112)은 통상적으로 적색 컬러 필터열(104), 차광열(110), 녹색 컬러 필터열(106), 차광열(110), 청색 컬러 필터열(108), 및 차광열(110)이 행방향으로 이 순서를 따라 순회적으로 배치되어 구성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 모든 컬러 필터열(104, 106, 및 108)에 간극을 형성해 두면, 드라이 필름법을 이용하여 최후에 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 드라이 필름을 접합할 때에, 열방향(70)과 교차하는 방향(예를 들면 도 2의 횡방향(71) 중 한 방향)을 따라 드라이 필름을 압압하면서 접합하더라도, 컬러 필터열에 형성된 간극을 통해 기포를 방출할 수 있으므로, 차광열(110)에 기포가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 따르면, 도 1의 컬러 필터 기판(100)과 같이, 최후에 드라이 필름법을 이용하여 형성되는 한 종류의 착색열에 인접하는, 적어도 1개의 착색열이 간극을 형성함으로써, 즉 최후에 드라이 필름법을 이용하여 형성되는 한 종류의 착색열의 적어도 일측에 위치된 한 종류의 착색열에 간극을 형성함으로써, 기포의 문제를 회피할 수 있다. 최후에 드라이 필름법을 이용하여 차광열(110)이 각 컬러 필터열의 양측에 형성되는, 도 2의 컬러 필터 기판(130)에서는 모든 컬러 필터열에 간극을 형성한다. 도 2의 컬러 필터 기판(130)에서와 같이, 최후에 드라이 필름법을 이용하여 형성되는 한 종류의 착색열의 양측에, 간극을 갖는 착색열이 형성되어 있는 경우, 드라이 필름의 접합 방향은 착색열이 연장하는 방향(70)과 직교하는 2개의 서로 반대되는 방향(도 1의 화살표 71a와 71b의 방향) 중 어느 것이라도 기포의 문제를 회피할 수 있다.

또, 컬러 필터열의 간극에 형성되는 더미 차광부(110a)에 기포가 잔존할 수 있다. 이 경우에, 탈색을 방지하기 위하여, 더미 차광부(110a)를 게이트 버스 라인이나 저장 용량 배선 등 차광성의 부재(액티브 매트릭스 기판에 형성되는)와 대면하는 위치에 형성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 따르면, 다음에 형성하는 착색열을 위한 드라이 필름의 접합 방향은 기판 상에, 앞서 형성된 착색열이 연장하는 방향과 교차하는 방향으로 하더라도, 표시 품질의 저하가 최소화되는 컬러 필터 기판을 제작할 수 있다. 따라서, 종래의 방법에 비해 드라이 필름의 접합 방향의 자유도가 높다. 이로 인해, 종래보다도 폭이 더욱 작은 드라이 필름을 이용할 수 있으므로, 제조 코스트를 낮게 할 수 있다. 구체적으로는 도 1 및 도 2의 컬러 필터 기판이, 680㎜ × 880㎜인 장방형의 형상을 갖고 있으며, 짧은 변을 따라서 연장하는 착색열을 형성하는 경우, 드라이 필름의 접합 방향을 기판의 긴 변을 따른 방향으로 할 수 있으므로, 폭 680㎜의 드라이 필름을 이용할 수 있다. 또한, 모든 착색열을 위한 드라이 필름의 폭을 통일할 수 있다. 또한, 모든 착색열을 위한 드라이 필름의 접합 방향을 통일할 수 있으므로, 제조 공정에 있어서 변환(changeover)에 의한 생산 손실을 삭감할 수 있다.

간극이 연장하는 방향은 소망하는 드라이 필름의 접합 방향에 따라서 적절히 결정될 수 있으며, 착색열이 연장하는 방향과 대략 직교하는 방향 이외의 방향일 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법을 더욱 구체적으로 설명할 것이다. 이하 설명에서는, 종래 기술의 설명에서와 마찬가지로, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 사용되는 드라이 필름 방식을 이용하여 형성된 컬러 필터 기판을 예로 들어 설명할 것이지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시 형태의 컬러 필터 기판(50)의 부분 평면도이다. 이 컬러 필터 기판(50)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면을 도 4a 내지 도 4d에 도시도시되며, 이는 도 3의 B-B'에 대응하는 단면도이다. 이하, 도 3 및 도 4a 내지 도 4d를 참조하면서, 컬러 필터 기판(50)이 기술될 것이다.

도 3 및 도 4a 내지 도 4d에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판(50)은 투명 기판(14)과, 투명 기판(14)상에 형성된 착색층(62)을 구비하고 있다. 착색층(62)은 스트라이프 형상으로 연장하는 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)을 포함한다. 적, 청 및 녹색 컬러 필터열은 각각 화소의 열에 대응하여 배열되어 있으며, 적, 청 및 녹색 컬러 필터열은 모두 투명 기판(14)의 제1 에지(도시하지 않음)로부터 이 제1 에지에 대향하는 제2 에지를 향하는 방향(제1 방향(화살표 70의 방향)이라 함)을 따라서 연장하도록 형성되어 있다. 또한, 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)은 이 방향(70)에 직교하는 방향(제2 방향(화살표 71의 방향)이라함)으로 나란히 배열되어 있다. 또, 도 3에서는, 2개의 적색 컬러 필터열(56), 1개의 녹색 컬러 필터열(58) 및 1개의 청색 컬러 필터열(60)을 도시하였지만, 실제로 착색층(62)은 순회적으로 배열되어 있는 적색, 녹색, 및 청색의 컬러 필터열을 복수개씩 포함한다. 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60) 모두 이 순서로 드라이 필름법을 이용하여 형성된다.

컬러 필터 기판(50)에서는, 컬러 필터열 중에서 최후에 형성되는 청색 컬러 필터열(60) 이외의 컬러 필터열, 즉 적색 컬러 필터열(56) 및 녹색 컬러 필터열(58)이, 각각 간극(슬릿)(56S 또는 58S)에 의해 분리되는 복수의 컬러 필터부를 포함한다. 슬릿(56S 및 58S)은 상기 제2 방향(71)으로 연장하도록 서로 접속되어 형성되어 있다.

이하의 제조 방법에 관련하여 상세히 설명하겠지만, 컬러 필터열에 상기 슬릿(56S 및 58S)을 형성한다면, 청색 컬러 필터열(60)을 형성할 때에, 컬러 필터열이 연장하는 방향(70) 이외의 방향(방향(70)에 직교하는 방향(71))을 따라 드라이 필름을 기판에 접합할 수 있는데 이는, 드라이 필름과 기판(14) 사이의 기포를 슬릿(56S 및 58S)을 통해 방출할 수 있기 때문이다.

도 3 및 도 4a∼도 4d를 참조하면서 컬러 필터 기판(50)의 제조 방법의 일례를 설명할 것이다. 이하의 방법에서는, 착색층(62)을 구성하는 컬러 필터열(56, 58 및 60)의 전부를, 드라이 필름을 이용하여 형성함을 유의한다.

각각의 드라이 필름은 감광성 수지층 및 양 주면으로부터 감광성 수지층을 협지하는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름 등으로 이루어진 필름 지지체로 협지되어 구성되어 있다. 여기에서는, 감광성 수지층에 적, 청, 녹색의 안료가 각각 분산된 3종류의 드라이 필름을 이용한다. 감광성 수지층은 전형적으로는 네거티브형이다. 컬러 필터층의 형성은 예를 들면 이하와 같이 하여 행한다.

롤러(도 5 참조)(34)를 사용하여, 적색 컬러 필터열(56)용의 드라이 필름(56R)을 기판(14)에 대해 압압하면서 제2 방향(71)을 따라서 기판(14)에 접합한다. 그 다음 필름 지지체를 박리함으로써, 도 4a에 도시한 바와 같이, 적색 컬러 필터열(56)용의 감광성 수지층을 기판(14)에 전사한다. 이 공정은 일반적으로 드라이 필름을 가열하면서 실행되므로 열전사 공정이다. 계속하여, 마스크(74)를 사용하여 노광 및 현상을 행하고(포토리소그래피 공정), 제2 방향(71)으로 연장하는 슬릿(56S)을 갖도록(도 3) 드라이 필름(56R)을 패터닝함으로써, 도 4b에 도시한 바와 같이 적색 컬러 필터열(56)을 형성한다.

적색 컬러 필터열(56)을 형성한 후, 녹색 컬러 필터열(58)용의 드라이 필름을 기판(14)에 대해 압압하면서 적색 컬러 필터열(56)이 연장하는 방향(70)과 대략 직교하는 방향(71)을 따라 기판(14) 상에 접합한다. 앞서 형성된 적색 컬러 필터열(56)이 슬릿(56S)을 갖고 있으므로, 녹색 컬러 필터열(58)용의 드라이 필름을 기판(14)에 접합할 때에, 드라이 필름과 기판 사이에 생기는 기포를, 슬릿(56S) 및 청색 컬러 필터열(60)이 형성될 영역을 통해 방출할 수 있다. 그 다음 적색 컬러 필터열(56)을 형성한 방법과 동일한 방법을 이용하여, 제2 방향(71)으로 연장하는 슬릿(58S)을 갖도록 드라이 필름을 패터닝하여, 도 4c에 도시한 바와 같이 녹색 컬러 필터열(58)을 형성한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 슬릿(56S)과 슬릿(58S)은 서로 접속되도록 형성하는 것이 바람직하다. 인접하는 컬러 필터열에 형성된 슬릿들이 서로 접속되어 있는 이유는 최후에 형성되는 청색 컬러 필터열(60)용의 드라이 필름을 기판에 접합할 때에, 드라이 필름과 기판 사이에 생기는 기포를 이들 슬릿을 통해 방출하기 쉽기 때문이다.

슬릿(56S)의 제1 방향(70)의 폭은 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제1 방향(70)으로 인접하는 슬릿(56S)의 간격은 1000㎛ 이하인 것이 바람직한데 이는 다음에 형성될 컬러 필터열의 드라이 필름을 기판에 접합할 때에, 이 드라이 필름과 기판 사이에 발생하는 기포를 충분히 방출하는 것을 보장하기 위함이다.

녹색 컬러 필터열(58)을 형성한 후, 도 4d에 도시한 바와 같이 상기 적색 및 녹색 컬러 필터열을 형성하는 경우와 마찬가지로, 청색 컬러 필터열용 드라이 필름을 기판(14)상에 제2 방향(71)을 따라 접합함으로써 청색 컬러 필터열(60)을 형성한다. 다만, 이 경우 슬릿을 가지지 않는 스트라이프가 되도록 패터닝을 행한다.

이하, 청색 컬러 필터열(60)을 형성하는 공정을 더욱 상세히 설명한다.

도 5는 청색 컬러 필터열(60)을 형성하는 제조 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3의 컬러 필터 기판(50)의 B-B'선에 대응하는 부분을 화살표 71 방향에서 관찰한 도면이다. 비교를 위하여, 종래의 청색 컬러 필터열(20)을 형성하는 제조 공정을 설명하기 위한 도면을 도 6에 도시한다.

롤러(34)를 사용하여, 청색 컬러 필터열(60)용의 드라이 필름(60D)을 투명 기판(14)에 대해 압압하면서 이 기판 상에 접합한다. 그 다음 필름 지지체(60S)를 박리하고, 청색 컬러 필터열(60)용의 감광성 수지층(60R)을 기판(14)상에 전사한다. 드라이 필름(60D)의 접합은 화살표 71 방향(제2 방향)을 따라 행해진다.

기판(14)에 청색 컬러 필터열(60)을 접합할 때, 기판에서의, 청색 컬러 필터열(60)을 형성할 영역 이외의 영역은 이미 다른 컬러 필터열(56 및 58)이 형성되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 적색 컬러 필터열(16) 및 녹색 컬러 필터열(18)을 1개의 스트라이프 형상의 컬러 필터부로 구성하고 있는, 즉 적색 컬러 필터열(16) 및 녹색 컬러 필터열(18)이 슬릿을 갖고 있지 않는 종래의 경우에는, 청색 컬러 필터열(20)을 형성할 영역은 앞서 형성된 적색 컬러 필터열(16) 및 녹색 컬러 필터열(18)에 의해 포위되어 있다. 따라서, 청색 컬러 필터열(20)용의 드라이 필름(20D)을 기판에 대해 압압하면서 이 기판 상에 접합할 때에, 적색 컬러 필터열(16) 및 녹색 컬러 필터열(18)이 장벽이 되기 때문에, 기판(14)과 상기 드라이 필름(20D) 사이에 존재하는 기포를 외부로 방출할 수가 없었다. 기포가 존재하면, 그 기포가 존재하는 부분은 감광성 수지층이 형성되지 못하므로, 탈색 결함이 생긴다.

이에 비하여, 본 실시 형태에서는, 적색 컬러 필터열(56) 및 녹색 컬러 필터열(58)이, 각각 서로 접속된 슬릿(56S 및 58S)을 구비하고 있다. 또한, 이들 슬릿(56S 및 58S)은 청색 컬러 필터열을 형성할 영역과 접속되어 있으며, 청색 컬러 필터열용의 드라이 필름(60D)의 접합 방향과 평행한 방향으로 연장해 있다.

따라서, 도 5에 도시한 바와 같이, 청색 컬러 필터열용의 드라이 필름(60D)을 제2 방향(71)을 따라 접합할 때에, 슬릿(56S 및 58S)을 통해, 드라이 필름의 접합 방향의 하류측에서부터 상류측을 향하여, 기포를 외부로 방출할 수 있다. 이로 인해, 최후에 형성되는 청색 컬러 필터열(60)과 기판(14) 사이에 기포가 남는 것이 최소화될 수 있다.

드라이 필름(60D)을 접합한 후, 드라이 필름(60D)을 패터닝하여, 각각이 슬릿을 가지지 않는, 1개의 스트라이프 형상으로 청색 컬러 필터열(60)을 형성한다.

최후에 형성되는 컬러 필터열을 형성할 영역의 양측에, 슬릿을 갖는 컬러 필터열이 존재하는 도 3의 컬러 필터 기판에서는, 드라이 필름의 접합 방향은 컬러 필터열이 연장하는 방향(70)과 직교하는 2개의 서로 반대되는 방향(화살표 71a 및 71b의 방향) 중 어느 것이어도 된다.

청색 컬러 필터열을 패터닝하는 공정에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 적색 컬러 필터열(56)의 슬릿(56S) 및 녹색 컬러 필터열(58)의 슬릿(58S)에 청색 수지층(60R)이 남아있도록 드라이 필름(60D)을 패터닝함으로써 더미 컬러 필터부(60a)를 형성하는 것이 바람직하다. 슬릿(56S 및 58S)내에 청색 수지층(60R)이 존재한다면, 수지층이 전혀 형성되지 않은 경우에 비하여, 탈색이 쉽게 보이지 않는다는 이점을 가진다. 특히 청색, 적색 및 녹색 수지층 중에서, 청색 수지층(60R)은 시감도(visibility)가 가장 낮기 때문에, 청색 수지층(60R)을 이용하여 더미 착색부를 형성하는 것이 바람직하다.

최후에 형성되는 청색 컬러 필터열(60)을 패터닝하는 공정에서는, 기판(14)의 배면측에서 노광(배면 노광)하는 것이 바람직하다. 이는 녹색 컬러 필터열(58) 및 적색 컬러 필터열(56)에 대하여 자기 정합적으로 패터닝을 할 수 있게 하므로, 기판의 표면측에서부터 마스크를 사용하여 노광한 경우에 생길 수 있는 패턴 어긋남을 방지할 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 어긋남 없이 높은 정밀도로 패터닝하는 것을 보장하여 탈색이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

마스크(74)를 사용하여 기판의 표면측에서부터 노광하여 패터닝하는 경우, 마스크와 기판과의 어긋남이 생겼을 때에 탈색이 생기지 않도록, 얼라인먼트 어긋 남에 대한 마진을 확보하기 위하여, 각 컬러 필터열의 에지를 서로 겹치도록 형성해도 된다.

그러므로 이상 설명한 바와 같이 착색층(62)을 형성한다. 이 후, 공지의 방법을 이용하여, 필요에 따라서 보호막, 대향 전극 및 배향막 등을 형성함으로써, 컬러 필터 기판(50)이 제작된다.

본 실시 형태의 컬러 필터 기판(50)은 액정 표시 장치를 구성하기 위하여 사용할 수 있다. 도 7은 컬러 필터 기판(50)을 가지는 액정 표시 장치(200)의 단면도이다. 도 7에 도시한 컬러 필터 기판(50)은 도 3의 컬러 필터 기판(50)의 A-A'선을 따라 도시한 단면에 대응한다.

액정 표시 장치(200)는 컬러 필터 기판(50), 컬러 필터 기판(50)에 대향하도록 배치된 액티브 매트릭스 기판(2), 및 양 기판 사이에 배치된 액정층(6)을 갖고 있다. 액정 표시 장치(200)는 공지의 방법을 이용하여 제작 가능하다.

액정 표시 장치(200)를 제작하는 경우, 슬릿(56S 및 58S)(또는 더미 컬러 필터부(60a))을, 액티브 매트릭스 기판(2)의 게이트 버스 라인이나 저장 용량 라인 등의 차광체로서 기능하는 상호접속부(11)와 대면하는 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 각각의 저장 용량 라인은 예를 들면 제1 방향(70)으로 서로 인접하는 2개의 게이트 버스 라인의 사이에 형성된다. 간단히 하기 위해, 도 7은 액티브 매트릭스 기판(2)의 상호접속부(11) 이외의 구성 요소를 생략하였음을 유의한다.

슬릿(56S 및 58S)을 상호접속부(11)와 대면하도록 형성함으로써, 만일 기포에 의한 탈색이 발생했다고 하더라도 상호접속부(11)에 의해 차광될 수 있으므로, 쉽게 보이지 않을 것이다. 따라서, 표시 품질의 저하를 회피할 수 있다.

슬릿(56S 및 58S)은 모든 게이트 버스 라인 또는 모든 저장 용량 라인에 대응하도록 형성될 수 있거나, 모든 게이트 버스 라인과 모든 저장 용량 라인에 대응하도록 형성될 수 있다. 또는, 제1 방향(70)으로 서로 인접하는 2개의 게이트 버스 라인 및 이들 게이트 버스 라인들 사이에 형성된 하나의 저장 용량 라인 중에서 1개의 저장 용량 라인 세트에 모두 대응하도록 슬릿이 형성되어도 된다. 다만, 상술한 바와 같이, 1개의 컬러 필터열에 형성된 인접하는 슬릿 간의 간격(제1 방향(70))을 1000 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직함을 유의한다.

도 8은 인접한 두 컬러 필터열 마다 사이에 형성된 차광열을 갖고, 최후에 드라이 필름법으로 차광열이 형성되는 컬러 필터 기판(52)을 도시하는 도면이다. 도 8을 참조하면서 컬러 필터 기판(52)의 구성 및 제조 방법을 설명할 것이다.

컬러 필터 기판(52)의 착색층(63)은 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58), 청색 컬러 필터열(60) 및 차광열(80)을 갖고 있으며, 적색 컬러 필터열(56), 차광열(80), 녹색 컬러 필터열(58), 차광열(80), 청색 컬러 필터열(60), 및 차광열(80)의 순으로, 착색열이 연장하는 방향에 직교하는 제2 방향(71)으로 순회적으로 배열되어 있다. 적, 청 및 녹색 컬러 필터열은 각각 화소의 열에 대응하여 배열되어 있다. 차광열(80)은, 컬러 필터 기판(2)이, 예를 들면, 액티브 매트릭스 기판(2)과 조합하여 액정 표시 장치를 구성한 경우에, 액티브 매트릭스 기판(2)의 소스 버스 라인(10)(도 10 참조)과 대면하는 위치에 형성되어 있다. 차광열(80)의 폭(제2 방향(71))은 각 컬러 필터열(56, 58 및 60)의 폭보다도 작다. 예를 들면, 컬러 필터열(56, 58 및 60)의 폭이 82 ㎛인 경우, 차광열(80)의 폭은 17 ㎛이다. 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58), 청색 컬러 필터열(60) 및 차광열(80)은 이 순서로 드라이 필름법을 이용하여 형성된다.

컬러 필터 기판(52)에서는, 모든 착색열 중에서 최후에 형성되는 차광열(80) 이외의 착색열, 즉 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)이, 각각 간극(슬릿)(56S, 58S 및 60S)을 사이에 두고 배치된 복수의 컬러 필터부를 포함하고 있다. 슬릿(56S, 58S 및 60S)은 차광열(80)을 통하여 제2 방향(71)으로 연장하도록 서로 접속되어 형성되어 있다. 그러므로, 차광열(80)을 형성할 때에, 드라이 필름을 제2 방향(71)을 따라 기판에 접합할 때, 드라이 필름과 기판(14) 사이에 발생하는 기포를 슬릿(56S, 58S 및 60S)을 통해 방출할 수 있다.

슬릿(56S, 58S 및 60S)에는 차광열(80)을 형성하기 위한 흑색 수지층이 남아있도록 패터닝되어, 더미 차광부(80a)를 형성하고 있다. 더미 차광부(80a)는 액티브 매트릭스 기판의 게이트 버스 라인이나 저장 용량 라인 등의 차광체로서 기능하는 상호접속부에 대응하도록 배치되는 것이 바람직하다.

컬러 필터 기판(52)의 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)을 형성하기 위해서는, 도 3에 도시한 컬러 필터 기판(50)의 컬러 필터열(56 및 58)의 형성에서와 같이, 각 컬러 필터열용의 드라이 필름을 기판(14에 대해 압압하면서 제2 방향(71)을 따라 이 기판 상에 접합한 후, 패터닝을 행한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 차광열(80)을 형성할 영역을 통하여, 슬릿(56S, 58S 및 60S)이 서로 접속되도록 패터닝을 행한다.

적색 컬러 필터열(56)을 형성한 후, 녹색 컬러 필터열(58)을 형성하는 공정에서는, 드라이 필름을 제2 방향(71)을 따라 기판(14)에 접합할 때에, 청색 컬러 필터열(60) 및 차광열(80)이 형성될 영역과 슬릿(56S)을 통해 기포를 방출할 수 있다. 그러므로, 녹색 컬러 필터열(58)과 기판 사이에 기포가 남는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 녹색 컬러 필터열(58)을 형성한 후, 청색 컬러 필터열(60)을 형성하는 공정에서는, 드라이 필름을 제2 방향(71)을 따라 기판(14) 상에 접합할 때에, 차광열(80)이 형성될 영역과 슬릿(56S 및 58S)을 통해 기포를 방출할 수 있으므로, 청색 컬러 필터열(60)과 기판 사이에 기포가 남는 것이 최소화된다.

모든 컬러 필터열(56, 58 및 60)을 형성한 후, 드라이 필름을 이용하여 차광열(80)을 형성한다.

기판(14)에 차광열(80)용의 드라이 필름을 접합할 때에, 기판(14)에서의, 차광열(80)을 형성할 영역 이외의 영역은 이미 컬러 필터열(56, 58 및 60)이 형성되어 있다. 그러나, 컬러 필터열은 차광열을 형성할 영역을 통하여 서로 접속된 슬릿(56S, 58S 및 60S)을 구비하고 있으므로, 제2 방향(71)을 따라 차광열용의 드라이 필름을 접합할 때, 이들 슬릿을 통해 기포를 방출할 수 있다. 이는, 차광열(80)과 기판 사이에 기포가 남는 것을 최소화할 수 있다. 그 후, 드라이 필름을 패터닝하여 각각이 1개의 스트라이프 형상이 되도록 차광열(80)을 형성한다.

차광열(80)의 패터닝은, 적색 컬러 필터열(56)의 슬릿(56S), 녹색 컬러 필터열(58)의 슬릿(58S), 및 청색 컬러 필터열(60)의 슬릿(60S)에 흑색 수지층을 형성하여, 더미 차광부(80a)를 형성하도록 행해진다. 슬릿(56S, 58S 및 60S)내에 흑색 수지층이 존재하면, 수지층이 전혀 형성되지 않은 경우에 비하여, 광 누설이 쉽게 보이지 않는다는 이점이 있다.

차광열(80)을 패터닝하는 공정에서는, 기판(14)의 배면측에서부터 노광(배면 노광)하는 것이 바람직하다.

마스크(74)를 통하여 기판의 표면측에서부터 노광하여 패터닝하는 경우, 마스크와 기판과의 어긋남이 생겼을 때에 탈색이 생기지 않도록, 얼라인먼트 어긋남에 대한 마진을 확보하기 위하여, 각 컬러 필터열과 차광열의 에지를 서로 겹치도록 형성해도 된다.

도 9는 컬러 필터열의 형성전에 차광열이 형성되는 컬러 필터 기판(54)의 착색층(64)을 도시하는 도면이다. 컬러 필터 기판(54)은 기본적으로는 착색열을 차광열(90), 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58), 및 청색 컬러 필터열(60)의 순으로 형성하는 점 이외는, 컬러 필터 기판(52)과 동일한 방법으로 제작 가능하다.

컬러 필터 기판(54)에서는, 모든 착색열 중에서 최후에 형성되는 청색 컬러 필터열(60) 이외의 착색열, 즉 차광열(90), 적색 컬러 필터열(56) 및 녹색 컬러 필터열(58)이, 각각 간극(슬릿)(90S, 56S 및 58S)을 갖고 있다. 슬릿(56S, 58S 및 90S)은 청색 컬러 필터열(60)을 통하여 제2 방향(71)으로 연장하도록 서로 접속되어 형성되어 있다.

슬릿(56S, 58S 및 90S)을 형성함으로써, 차광열(90)을 형성한 후, 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)을 형성할 때에, 각각의 드라이 필름을 제2 방향(71)을 따라서 기판에 접합할 때, 적색 컬러 필터열(56), 녹색 컬러 필터열(58) 및 청색 컬러 필터열(60)이 형성될 영역에 기포가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 액정 표시 장치 및 유기 EL 표시 장치 등의 컬러 표시 장치에 이용될 수 있다.

바람직한 실시 형태로 본 발명을 설명하였지만, 개시된 본 발명은 다양한 방법으로 수정될 수 있고 특히 전술한 실시 형태 이외의 많은 실시 형태를 가정할 수 있다는 것은 당업자에게는 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 본 발명의 모든 수정사항을 첨부된 청구 범위에 의해 커버하는 것을 의도로 한다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 제2 착색열에 앞서 형성되는 제1 착색열을, 간극을 두고 서로 인접해 있도록 배열된 복수의 제1 착색부로 형성하므로, 제2 착색열과 기판 사이에 기포가 잔존하는 것이 억제된다. 따라서, 제2 착색열을 형성하기 위한 드라이 필름의 접합 방향의 자유도를 종래보다도 높게 할 수 있다.

Claims

서로 대향하는 제1 에지 및 제2 에지를 갖는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 착색층을 구비하는 컬러 필터 기판 - 상기 착색층은 각각이 상기 제1 에지로부터 상기 제2 에지를 향하는 제1 방향을 따라 연장하는 복수의 착색열을 포함하며, 상기 복수의 착색열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 배열되고 제1 착색열 및 제2 착색열을 포함함 - 을 제조하는 방법으로서,

상기 착색층을 형성하는 공정을 포함하며,

상기 착색층을 형성하는 공정은,

간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 각각 포함하는 상기 제1 착색열을 형성하는 공정과,

상기 제1 착색열을 형성한 후에 상기 제2 착색열을 형성하는 공정을 포함하고,

상기 제2 착색열을 형성하는 공정은 상기 투명 기판에 대해 상기 제2 착색열용 드라이 필름을 상기 제1 방향과 교차하는 제3 방향을 따라서 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키는 공정

을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은, 상기 제2 착색열용 드라이 필름을 이용하여 상기 간극에 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 착색열은 제3 착색열을 더 포함하고,

상기 착색층을 형성하는 공정은,

간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 착색부를 각각 포함하는 상기 제2 착색열을 형성하는 공정과,

상기 제2 착색열을 형성한 후에 상기 제3 착색열을 형성하는 공정을 포함하고,

상기 제3 착색열을 형성하는 공정은 상기 투명 기판에 대해 제3 착색열용 드라이 필름을 상기 제1 방향과 교차하는 제4 방향을 따라서 압압시켜 상기 투명 기판 상에 상기 드라이 필름을 접합시키는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은, 상기 제3 착색열용 드라이 필름을 이용하여 상기 간극에 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 방향으로 인접하는 상기 간극 간의 간격은 1000㎛ 이하인 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 간극의 상기 제1 방향의 폭은 10㎛ 이하인 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 착색층의 착색열 중에서 최후에 형성되는 착색열을 형성하는 공정이, 앞서 형성된 착색열을 마스크로 하여 배면 노광을 행하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 더미 착색부를 청색 드라이 필름을 이용하여 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 더미 착색부를 흑색 드라이 필름을 이용하여 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 대략 직교하는 컬러 필터 기판의 제조 방 법.
제3항에 있어서,

상기 제4 방향은 상기 제1 방향과 대략 직교하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 착색층은, 에지가 서로 중첩된, 상기 제2 방향으로 서로 인접하는 착색열을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 착색열은 스핀 코팅법, 다이 코팅법, 잉크젯법 및 드라이 필름법으로 이루어지는 군 중에서 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 형성되는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제2 착색열을 형성한 후에, 드라이 필름법 이외의 방법으로 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 제4 착색열을 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 복수의 제1 착색부들 간의 상기 간극에, 상기 제4 착색열을 형성하기 위한 착색 재료를 이용하여 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제3 착색열을 형성한 후에, 드라이 필름법 이외의 방법으로 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 제4 착색열을 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제16항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 복수의 제1 착색부들 간의 상기 간극 및 상기 복수의 제2 착색부들 간의 상기 간극에, 상기 제4 착색열을 형성하기 위한 착색 재료를 이용하여 더미 착색부를 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 착색층을 형성하는 공정은 상기 제1 착색열을 형성하기 전에 제5 착색열을 형성하는 공정을 포함하고,

상기 제5 착색열을 형성하는 공정은 상기 제1 방향을 따라서 1000 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 차광부를 금속막으로 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 착색열 및 상기 제2 착색열은 각각 적색 컬러 필터열, 청색 컬러 필터열, 녹색 컬러 필터열, 백색 컬러 필터열, 시안 컬러 필터열, 마젠터 컬러 필터열, 옐로 컬러 필터열, 및 차광열로 이루어지는 군 중에서 선택된, 서로 다른 착색열인 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 착색열, 상기 제2 착색열 및 상기 제3 착색열은 각각 적색 컬러 필터열, 청색 컬러 필터열, 녹색 컬러 필터열, 백색 컬러 필터열, 시안 컬러 필터열, 마젠터 컬러 필터열, 옐로 컬러 필터열, 및 차광열로 이루어지는 군 중에서 선택된, 서로 다른 착색열인 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제1항에 기재된 제조 방법으로 제조된 컬러 필터 기판.
서로 대향하는 제1 에지 및 제2 에지를 갖는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 착색층을 구비하는 컬러 필터 기판으로서,

상기 착색층은 각각이 상기 제1 에지로부터 상기 제2 에지를 향하는 제1 방향을 따라서 연장하고, 각각이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 배열된 제1 착색열 및 제2 착색열을 포함하고,

상기 제1 착색열 각각은 간극을 두고 서로 인접해 있으며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 착색부를 포함하고,

상기 복수의 제1 착색부들 간의 간극에, 청색 드라이 필름으로 형성된 더미 착색부가 형성되어 있는

컬러 필터 기판.
제22항에 있어서,

상기 간극의 상기 제1 방향의 폭은 10 ㎛ 이하인 컬러 필터 기판.
제22항에 있어서,

상기 제1 방향으로 인접하는 상기 간극들 간의 간격은 1000 ㎛ 이하인 컬러 필터 기판.
제21항에 기재된 컬러 필터 기판, 상기 컬러 필터 기판에 대향하여 배치되는 액티브 매트릭스 기판, 및 상기 컬러 필터 기판과 상기 액티브 매트릭스 기판의 사이에 배치된 표시 매체층을 갖는 표시 장치로서,

상기 액티브 매트릭스 기판은 상기 제2 방향으로 연장하는 상호접속부를 갖고,

상기 컬러 필터 기판의 상기 간극과, 상기 액티브 매트릭스 기판의 상기 상호접속부가 서로 대면하도록 배치된 표시 장치.
제21항에 기재된 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치.