KR100704884B1 - 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법 - Google Patents

진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100704884B1
KR100704884B1 KR1020050105217A KR20050105217A KR100704884B1 KR 100704884 B1 KR100704884 B1 KR 100704884B1 KR 1020050105217 A KR1020050105217 A KR 1020050105217A KR 20050105217 A KR20050105217 A KR 20050105217A KR 100704884 B1 KR100704884 B1 KR 100704884B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
mask
pigment
color filter
chamber
Prior art date
Application number
KR1020050105217A
Other languages
English (en)
Inventor
배경빈
윤주섭
노준서
Original Assignee
에이엔 에스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이엔 에스 주식회사 filed Critical 에이엔 에스 주식회사
Priority to KR1020050105217A priority Critical patent/KR100704884B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100704884B1 publication Critical patent/KR100704884B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 칼라필터 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공증착법을 이용하여 안료를 직접 기판에 증착하여, 여러 번의 코팅, 노광, 현상 공정을 거치지 않고서 품질이 우수한 칼라필터를 제조할 수 있는 칼라필터 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은,
1) 진공 상태의 챔버 내에 기판을 로딩하는 단계;
2) 상기 기판 전면에 쉐도우 마스크를 밀착시켜 로딩하는 단계;
3) 특정한 색상을 나타내는 안료가 담겨 있는 증발원을 가열하여 안료를 승화 또는 기화시켜 기판에 박막을 증착하는 단계;를 포함하는 칼라필터 제조방법을 제공한다.
칼라필터, 칼라필터 제조방법, 증착, 증발원

Description

진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING COLORFILTER USING VACUUM DEPOSITION AND METHOD THEREOF}
도 1은 칼라필터의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 제조장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 탑재대 및 마스크 홀더의 구조를 상세하게 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션 마스크의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생부 및 증발원의 배치를 도시하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디에스피의 구조를 도시하는 단면도이다.
본 발명은 칼라필터 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공증착법 을 이용하여 안료를 직접 기판에 증착하여, 여러 번의 코팅, 노광, 현상 공정을 거치지 않고서 품질이 우수한 칼라필터를 제조할 수 있는 칼라필터 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서 지금까지 많이 사용되던 브라운관 표시장치(CRT)는 급속히 박형 평판 표시 장치로 대체되고 있다. 이는 박형 평판 표시장치가 얇고 가벼워서 어느 장소에서든지 쉽게 사용할 수 있기 때문이다. 특히, 액정표시장치(LCD)는 표시 해상도가 다른 평판 표시장치보다 뛰어나고, 동영상 구현에 유리하기 때문에 가장 각광받고 있다.
액정 표시장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 갖고 있는 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열방향을 조절할 수 있다. 따라서 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단할 수 있게 되어 화면 표시장치로 응용하게 된 것이다. 현재에는 박막 트랜지스터와 그것에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시장치가 뛰어난 화질과 자연 색상을 제공하기 때문에 가장 주목받고 있다.
액정표시장치는 여러 가지 소자 및 기능층들이 설치된 두 개의 패널이 대향하고 그 사이에 액정 층이 끼워진 형태를 가진다. 액정 표시장치의 한쪽 패널에는 색상을 구현하는 소자들이 구성되어 있다. 이를 흔히 칼라 필터(color filter) 패 널이라고 부른다. 칼라 필터 패널은, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명 기판(1) 위에 행렬 배열 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 빨강(R), 녹색(R), 파랑(B)의 칼라 필터(3R, 3G, 3B)가 순차적으로 배열되어 있다. 이들 칼라 필터 사이에는 차광 성질이 좋은 물질로 격자 모양의 블랙 매트릭스(Black Matrix, 5)가 형성되어 있다. 이것은 각 색상 사이에서 혼합 색이 나타나는 것을 방지한다.
액정 표시장치의 다른 쪽 패널에는 액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키는 스위치 소자 및 배선들이 형성되어 있다. 이를 흔히 액티브 패널이라고 부른다.
이렇게 만들어진 두 개의 패널이 일정 간격을 두고 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질이 채워진다. 그리고 합착된 패널의 양쪽 바깥면에 편광판을 부착하여 액정 표시 장치의 한 부분인 액정 패널이 완성된다.
이하에서는 이러한 액정 표시장치에 사용되는 칼라 필터 패널을 제조하는 종래의 일반적인 제조방법을 설명한다.
먼저 소정색의 안료를 분사한 고분자 수지재료의 포토 레지스트를 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 기판에 도포한다. 그리고 이 포토 레지스트를 포토 마스크를 이용하여 노광하고 노광 패턴을 따라서 포토 레지스트를 현상한다. 즉, 포토 레지스트를 부분적으로 제거한다. 이러한 포토 리소그래피(Photolithography) 공정을 각 색상별로 반복하여 복수 종류의 칼라 필터를 형성하는 것이다. 그리고 그 상부에 보호막 및 투명전도막을 성막하여 완성한다.
그런데 이러한 종래의 칼라필터 제조방법은, 코팅, 노광, 현상 공정을 다수 번 반복하여야 하므로 제조단가와 생산성에 문제가 있다. 또한 최근에는 모델 변경이 잦아서 다양한 마스크를 제작하여야 하므로, 상당한 제조단가의 상승 부담이 있다.
더구나 현상 공정에서 배출되는 다량의 화학 물질은 커다란 환경 문제를 야기하므로, 최근의 환경 우선 정책에 의하여 제조업체에게 상당한 부담이 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 진공증착법을 이용하여 공정이 단순하고 생산성이 우수한 칼라필터 제조장치 및 제조방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
1) 진공 상태의 챔버 내에 기판을 로딩하는 단계;
2) 상기 기판 전면에 쉐도우 마스크를 밀착시켜 로딩하는 단계;
3) 특정한 색상을 나타내는 안료가 담겨 있는 증발원을 가열하여 안료를 승화 또는 기화시켜 기판에 박막을 증착하는 단계;를 포함하는 칼라필터 제조방법을 제공한다.
한편 본 발명은, 진공 형성이 가능한 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되며, 기판이 탑재되는 기판 탑재대; 상기 기판 탑재대와 이웃하여 배치되며, 상기 기판 탑재대에 탑재된 기판과 밀착되도록 마스크를 고정시키는 마스크 홀더; 상기 기판 탑 재대와 대향되는 방향에 배치되며, 상기 기판 탑재대 방향으로 유기 안료를 확산시켜 기판에 증착시키는 진공 증착부; 상기 기판 탑재대에 마련되며, 상기 마스크 홀더에 고정된 마스크를 기판에 밀착되도록 고정시키는 마스크 밀착부; 상기 챔버 내부를 진공상태로 만드는 배기부;를 포함하는 칼라필터 제조장치를 제공한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적인 실시예를 들어서 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 칼라필터 제조장치를 설명한다.
본 발명에 따른 칼라필터 제조장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(110); 기판 탑재대(120); 마스크 홀더(130); 진공 증착부(140); 마스크 밀착부(170); 배기부(150);를 포함하여 구성된다.
먼저 챔버(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 칼라필터 제조장치(100)의 전체적인 외형을 이루며, 그 내부를 외부와 격리시킬 수 있는 구조를 가진다. 이 챔버(110)의 일측에는 챔버 내부로 기판을 반입하거나 반출하는 통로 역할을 하는 기판 반출입구(112)가 형성된다. 그리고 이 기판 반출입구(112)에는 게이트 밸브(114)가 마련되어, 이 기판 반출입구(112)를 개폐한다. 즉, 이 게이트 밸브(114)가 기판이 챔버 내부로 반입된 후 진공 처리 고정이 진행되는 동안에 이 기판 반출입구(112)를 밀폐하여 챔버 내부의 진공 분위기를 유지하는 것이다.
그리고 본 발명에 따른 챔버(110)에는 배기부(150)가 마련된다. 이 배기부 (150)는 챔버 내부의 기체를 외부로 배출하여 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 역할을 한다. 이때 상기 챔버(110)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 보조 배기 펌프(152)가 더 마련되어, 챔버 내부에 잔존하는 공정 가스 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로 기판 탑재대(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(110) 내부에 배치되며 기판(S)이 탑재되는 구성요소이다. 칼라필터에 사용되는 유리 기판은 매우 얇은 두께를 가지면서도 그 면적은 매우 넓어서 기판 탑재대(120)에 탑재된 상태에서 하측으로 유리 기판이 처지는 현상이 발생한다. 이렇게 기판(S)의 중앙 부분이 하측으로 처지는 경우에는 기판이 변형된 상태에서 안료가 증착되므로 기판 상에 균일한 두께의 박막을 얻지 못하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 이 기판 탑재대(120)를, 기판(S)의 측부를 외측으로 잡아 당겨 기판이 하측으로 처지지 않고 팽팽하게 유지되는 구조로 구성한다.
다음으로 마스크 홀더(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판 탑재대(120)와 이웃하여 배치되며, 상기 기판 탑재대(120)에 탑재된 기판(S)과 밀착되도록 마스크(M)를 고정시키는 구성요소이다. 본 발명에 따른 칼라필터 제조장치(100)에서는, 안료를 기판(S)상의 특정한 위치에만 증착시키기 위해서 마스크(M)를 이용한다. 따라서 마스크(M)를 기판(S) 하측에 배치하여 안료가 증착되는 패턴을 결정하게 된다. 그러므로 이 마스크 홀더(130)는 마스크(M)를 기판(S)과 정확하게 일치되는 위치로 이동시킨 후 공정이 진행되는 동안 고정시키는 역할을 하는 것이다.
그리고 이 마스크 홀더(130)에는, 상기 마스크 홀더를 수평 이동시켜 마스크 와 기판의 상대적인 위치를 변경시키는 마스크 홀더 수평 이동부(도면에 미도시)가 더 마련된다. 안료가 증착되는 위치를 정확하게 하기 위하여, 기판(S)과 마스크(M)는 정확하게 얼라인 된 상태에서 증착공정이 진행되어야 한다. 따라서 상기 마스크 홀더 수평 이동부가 상기 마스크 홀더(130)를 수평 이동시킴으로써, 마스크와 기판의 위치를 조정한다.
또한 본 발명에 따른 상기 챔버(110)에는, 상기 기판 탑재대(120)에 탑재된 기판(S)과 상기 마스크 홀더(130)와 고정된 마스크(M)의 위치를 인식하는 CCD 카메라(160)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 마스크 홀더 수평 이동부를 이용하여 마스크와 기판의 정확한 얼라인을 위해서는 마스크와 기판의 상대적인 위치를 매우 정확하게 인식할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명에서는 고성능의 CCD 카메라(160)를 챔버(110) 상측에 배치하고, 이 CCD 카메라(160)를 이용하여 기판(S)과 마스크(M) 모서리에 형성되어 있는 마크를 정확하게 인식하는 것이다. 이 CCD 카메라(160)에 의하여 인식된 기판과 마스크 대한 위치 정보는 상기 마스크 홀더 수평 이동부가 전송되어 마스크의 위치이동에 사용된다.
한편 본 발명에서는 상기 마스크(M)를, 텐션(Tension) 마스크로 구성한다. 여기에서 텐션 마스크라 함은, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크와 대응되는 형상을 가지는 프레임(F)이 마련되고, 금속재질의 얇은 두께(약 0.05 ~ 0.1mm 두께)의 마스크(M)가 이 프레임(F)에 높은 텐션을 가지도록 인장되어 고정되는 구조를 가지는 마스크를 말한다. 이러한 텐션 마스크에서는, 강한 경도를 가지고 있어서 하측 으로 처지지 아니하는 프레임(F)에 마스크(M)가 고정되므로 마스크의 중앙 부분이 하측으로 처지는 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 본 발명에서는 이 마스크(M) 및 프레임(F)을 니켈이 첨가된 인바 36 또는 스테인레스 스틸로 이루어지도록 한다. 그리고 이 마스크(M)는 레이저를 이용한 용접에 의하여 상기 프레임(F)에 고정되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 칼라필터 제조장치(100)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 밀착부(170)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 마스크(M)가 기판(S)과 이격되는 경우에는 안료가 기판상에서 원하지 않는 위치에 증착되는 현상이 발생하므로, 마스크는 기판과 밀착되는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 이 마스크(M)를 금속으로 구성하고, 금속 재질의 마스크(M)를 자력으로 당겨서 기판(S)에 밀착 고정시키는 마스크 밀착부(170)가 더 마련되는 것이다. 따라서 본 발명에서는 이 마스크 밀착부(170)를, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판 탑재대(120)의 배면에 배치되어 상기 마스크(M)를 자력으로 당기는 영구자석 또는 전자석으로 구성한다. 이때 마스크 밀착부(170)가 영구자석으로 구성되는 경우에는, 이 영구자석이 페라이트 계열의 고무자석 또는 희토류계 네오디늄 자석인 것이 바람직하다.
다음으로 진공 증착부(140)는 상기 기판 탑재대(120)와 대향되는 방향에 배치되며, 상기 기판 탑재대(120) 방향으로 유기 안료를 확산시켜 기판(S)에 증착시키는 구성요소이다. 이 진공 증착부(140)는, 유기 안료를 가열하여 증발시키는 증발원(evaporator)으로 마련될 수 있다. 이렇게 진공 증착부(140)를 증발원으로 마 련하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 증발원(140)을 챔버(110) 하측에 배치하고, 증발원(140)에서 승화 또는 기화되어 챔버 상측으로 확산되는 안료가 기판(S)에 증착되도록 한다.
이때 안료가 단순히 확산되어 기판에 증착되는 경우에는 그 증착속도가 매우 느려서 공정시간이 길어지는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 공정속도를 높이기 위하여 두 가지 방안을 사용한다.
먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 플라즈마 발생부(180)를 이용하는 것이다. 즉, 챔버(110) 내부에 액티브(active)한 플라즈마를 형성시키고, 이 플라즈마에 의하여 안료 분자가 빠르게 기판 방향으로 이동하도록 하는 것이다. 이 플라즈마 발생부(180)는 챔버(110) 내부의 다양한 부분에 배치될 수 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 증발원(140)의 주위에 배치되어 증발원으로부터 발생하는 안료 분자를 기판 방향으로 가속시키는 것이 바람직하다. 이때 본 발명에서는 산소 또는 아르곤을 이용하여 플라즈마를 발생시키는데, 헬륨을 제외한 다른 가스들도 사용될 수 있다. 그리고 상기 플라즈마 발생부(180)는 가스 샤워링(182), 석영(184) 및 안테나(186)으로 구성된다.
한편 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 증발원(140)을, 디지털 스캐닝 소스(DSP, Distal Scanning Source)로 마련할 수도 있다. 이 경우에는 증발원(140) 내부에 확산가스(dilution gas) 공급관(190)을 배치하고, 이 확산가스 공급관(190)을 통하여 고속으로 확산가스를 공급하면 이 확산가스의 빠른 이동에 의하여 증발원 내부에서 증발된 안료 분자가 함께 빠른 속도로 기판 방향으로 이동하는 것이다.
그리고 본 발명에서는 상기 진공증착부를, 스퍼터로 구성할 수도 있다.
다음으로는 본 발명에 따른 칼라필터 제조방법을 설명한다.
먼저 배기부를 이용하여 챔버 내부의 기체를 배기하여 챔버 내부를 진공상태로 만든다. 그리고 진공 상태의 챔버 내부로 기판을 로딩하는 단계가 진행된다. 이 단계에서는 게이트 밸브를 열고 공정이 진행될 기판을 챔버 내부로 반입하고, 기판 탑재대에 고정시킨다.
다음으로는 상기 기판 전면에 쉐도우 마스크를 밀착시켜 로딩하는 단계가 진행된다. 이 단계에서는 CCD 카메라를 이용하여 기판과 마스크에 표시된 마크를 인식하여 양 자의 위치 차이에 대한 정보를 마스크 홀더 수평 이동부에 전송하여 마스크의 위치를 변동시켜 기판과 마스크를 정렬한다. 마스크의 정렬이 완료되면 마스크 밀착부를 이용하여 마스크를 기판에 밀착시킨다.
다음으로는 특정한 색상을 나타내는 안료가 담겨 있는 증발원을 가열하여 안료를 승화 또는 기화시켜 기판에 박막을 증착하는 단계가 진행된다. 이 단계에서는 증발원에 마련되어 있는 가열용 히터를 가동시켜 증발원에 담겨 있는 안료를 승화 또는 기화시킨다. 그러면 승화 또는 기화된 안료분자가 확산 운동에 의하여 기판 방향으로 이동하여 마스크에 의하여 블로킹되지 아니한 영역에 증착된다.
이 증착 단계는 기판 상에 다양한 색의 칼라필터를 하나의 기판 상에 형성하기 위하여, 상기 쉐도우 마스크의 위치를 변경한 후에, 다른 색상을 나타내는 안료 가 담겨 있는 증발원을 가열하여 기판에 증착하는 단계를 반복할 수 있다.
또한 다양한 색의 칼라필터를 하나의 기판 상에 형성하기 위하여, 서로 다른 색상을 나타내는 2 종 이상의 증발원을 챔버 내에 배치하고, 각 증발원을 동시에 가열시켜 임의의 물질을 도핑하거나, 각 증발원을 순차적으로 가열하여 박막을 적층 형태로 성막시키는 것도 가능하다. 이 경우에는 하나의 증발원을 먼저 증발시키고, 마스크의 위치를 변경한 후에, 다음 증발원을 증발시키는 방식으로 공정을 진행한다. 이때, 녹색(green)은, 황색(yellow) 안료와 청색(blue) 안료를 혼합하여 구현하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 안료의 일례를 든다면, C.I Pigment red 254 물질로 이루어지는 적색(red) 안료, C.I Pigment blue 15:3 물질로 이루어지는 청색(blue) 안료, C.I Pigment yellow 138 물질과 C.I Pigment 15:3 물질을 7:3 비율로 혼합하여 이루어지는 녹색(green) 안료가 있다.
그리고 이 증착단계에서는, 증착속도를 향상시키기 위해서 챔버 내부의 분위기를 산소 또는 아르곤 가스 플라즈마 분위기로 조성한 후, 증발원을 가열하여 박막을 증착하는 것도 가능하며, 이동가스를 고속으로 분사시키는 방법도 가능하다. 그리고 본 발명에서는, 기판에 증착되는 박막의 두께를 0.1 ~ 1 ㎛로 한다.
표 1은 본 발명에 따라서 제조한 칼라필터와 종래 방식에 의하여 제조한 칼라필터를 측정한 특성 값이다.
< 표 1 >
공정 두께(㎛) 색좌표(X) 색좌표(Y) 휘도
적색(red) 본 발명 0.5 0.611 0.345 31.9
종래기술 1.2 0.616 0.348 26.1
청색(blue) 본 발명 0.35 0.134 0.142 25.0
종래 기술 1.2 0.135 0.139 16.3
녹색(green) 본 발명 0.3(Y:B=7:3) 0.309 0.545 78.5
종래 기술 1.2 0.319 0.559 69.4
표 1에 따르면 본 발명은 칼라필터의 두께를 더 얇게 코팅하여 원재료의 낭비를 막으면서도 종래 기술에 비하여 우수한 휘도를 나타내는 탁월한 품질을 가짐을 알 수 있다.
종래의 칼라필터 제조공정은 R, G, B 각 칼라를 형성할 때 다수번 반복되는 복잡한 공정을 거치지만 본 발명에서는 1회의 공정으로 칼라를 형성할 수 있어서 공정이 단순하며, 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한 진공증착법을 이용하여 고가의 안료의 낭비를 막으면서도 우수한 제품 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
더불어 진공증착법은 유기발광소자 제작시에도 사용하는 공정이므로 1개의 생산설비에서 칼라액정 표시소자용 칼라필터 뿐만 아니라 유기발광소자도 제작할 수 있으므로 신규사업에 대한 투자 비용을 최소화할 수 있는 장점도 있다.

Claims (21)

1) 진공 상태의 챔버 내에 기판을 로딩하는 단계;
2) 상기 기판 전면에 쉐도우 마스크를 밀착시켜 로딩하는 단계;
3) 상기 챔버 내부의 분위기를 산소 또는 아르곤 가스 플라즈마 분위기로 성성 한 후, 특정한 색상을 나타내는 안료가 담겨 있는 증발원을 가열하여 안료를 승화 또는 기화시켜 기판에 박막을 증착하는 단계;를 포함하며,
상기 3) 단계 진행 후에, 상기 쉐도우 마스크의 위치를 변경한 후에, 다른 색상을 나타내는 안료가 담겨 있는 증발원을 가열하여 기판에 증착하는 단계;를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 3) 단계에서는,
서로 다른 색상을 나타내는 2 종 이상의 증발원을 챔버 내에 배치하고, 각 증발원을 동시에 가열시켜 임의의 물질을 도핑하거나, 각 증발원을 순차적으로 가열하여 박막을 적층 형태로 성막시키는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 3) 단계에서는,
황색(yellow) 안료와 청색(blue) 안료를 혼합하여 녹색(green)을 구현하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 안료는,
C.I Pigment red 254 물질로 이루어지는 적색(red) 안료 또는 C.I Pigment blue 15:3 물질로 이루어지는 청색(blue) 안료 또는 C.I Pigment yellow 138 물질과 C.I Pigment 15:3 물질을 7:3 비율로 혼합하여 이루어지는 녹색(green) 안료 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.
진공 형성이 가능한 챔버;
상기 챔버 내부에 배치되며, 기판이 탑재되는 기판 탑재대;
상기 기판 탑재대와 이웃하여 배치되며, 상기 기판 탑재대에 탑재된 기판과 밀착되도록 프레임에 고정된 텐션(Tension) 마스크를 고정시키는 마스크 홀더;
상기 기판 탑재대와 대향되는 방향에 배치되며, 상기 기판 탑재대 방향으로 유기 안료를 확산시켜 기판에 증착시키는 진공 증착부;
상기 기판 탑재대에 마련되며, 상기 마스크 홀더에 고정된 마스크를 기판에 밀착되도록 고정시키는 마스크 밀착부;
상기 챔버 내부를 진공상태로 만드는 배기부; 및
상기 챔버에는 상기 기판 탑재대에 탑재된 기판과 상기 마스크 홀더와 고정된 마스크의 위치를 인식하는 CCD 카메라가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제8항에 있어서, 상기 기판 탑재대는,
기판의 측단을 외측으로 잡아 당겨 기판 또는 그 일부분이 기판 탑재대로부터 이격되는 것을 방지하는 구조인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
삭제
제8항에 있어서, 상기 텐션 마스크는,
상기 마스크 및 프레임이 니켈이 첨가된 인바 36 또는 스테인레스 스틸로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제11항에 있어서,
상기 마스크는 용접에 의하여 상기 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제8항에 있어서, 상기 마스크 홀더에는,
상기 마스크 홀더를 수평 이동시켜 마스크과 기판의 상대적인 위치를 변경시키는 마스크 홀더 수평 이동부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제8항에 있어서, 상기 진공증착부는,
유기 안료를 가열하여 증발시키는 증발원(evaporator)인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제8항에 있어서, 상기 챔버에는,
상기 챔버 내부에 플라즈마 분위기를 조상하는 플라즈마 발생부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
삭제
제14항에 있어서, 상기 증발원은,
내부의 도가니(Crucible)와 연결된 확산가스 이동관을 통하여 확산가스(dilution gas)를 주입하는 방식의 디지털 스캐닝 소스(DSP, Distal Scanning Source)인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
삭제
제8항에 있어서, 상기 마스크 밀착부는,
상기 기판 탑재대의 배면에 배치되어 상기 마스크를 자력으로 당기는 영구자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
제19항에 있어서, 상기 영구자석은,
페라이트 계열의 고무자석 또는 희토류계 네오디늄 자석인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.
삭제
KR1020050105217A 2005-11-04 2005-11-04 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법 KR100704884B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105217A KR100704884B1 (ko) 2005-11-04 2005-11-04 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105217A KR100704884B1 (ko) 2005-11-04 2005-11-04 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100704884B1 true KR100704884B1 (ko) 2007-04-09

Family

ID=38161162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050105217A KR100704884B1 (ko) 2005-11-04 2005-11-04 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100704884B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052888B1 (ko) * 2009-02-13 2011-07-29 엘아이지에이디피 주식회사 실런트 경화장치
KR101403326B1 (ko) 2012-08-01 2014-06-05 엘아이지에이디피 주식회사 박막증착용 기판 트레이，박막증착장비 및 박막증착방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008488A (ko) * 1991-10-21 1993-05-21 김광호 칼라필터 제작용 염색장치
JPH05181008A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Yoichi Murayama 硬質カラー薄膜の製造法
JP2001311817A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Shin Sti Technology Kk 裏面ｉｔｏ膜付カラーフィルタ基板の製造方法
JP2002220662A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd スパッタリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008488A (ko) * 1991-10-21 1993-05-21 김광호 칼라필터 제작용 염색장치
JPH05181008A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Yoichi Murayama 硬質カラー薄膜の製造法
JP2001311817A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Shin Sti Technology Kk 裏面ｉｔｏ膜付カラーフィルタ基板の製造方法
JP2002220662A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd スパッタリング装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052888B1 (ko) * 2009-02-13 2011-07-29 엘아이지에이디피 주식회사 실런트 경화장치
KR101403326B1 (ko) 2012-08-01 2014-06-05 엘아이지에이디피 주식회사 박막증착용 기판 트레이，박막증착장비 및 박막증착방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8399362B2 (en) Apparatus for forming a film and an electroluminescence device
KR100837475B1 (ko) 증착장치 및 유기발광소자의 제조방법
JP5202428B2 (ja) 蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置
US20150285968A1 (en) Color filter substrate, preparing method thereof, and display device
US20220131076A1 (en) Production of Precision Micro-Mask and the AMOLED Display Manufactured Therefrom
TW201432068A (zh) 有機電致發光裝置製造裝置及有機電致發光裝置製造方法
US20190044068A1 (en) Mask plate
US7824823B2 (en) Mask, method of fabricating the same, and method of fabricating organic electro-luminescence device using the same
KR100704884B1 (ko) 진공증착법을 이용한 칼라필터 제조장치 및 방법
US10957879B2 (en) OLED substrate, manufacturing method thereof, display device
CN109023238A (zh) 一种掩膜板及蒸镀装置
JP2003073804A (ja) 成膜方法および成膜装置
US6597412B1 (en) Liquid crystal display device employing fiber spacers
JP2004152704A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
US20070128377A1 (en) Method for producing alignment layer for liquid crystal panel
CN108277455B (zh) 掩模板组件及其制备方法
US7190431B2 (en) Method for curing sealant used when sealing an LCD panel
KR100628271B1 (ko) 이온빔 조사를 이용한 배향법
WO2016173157A1 (zh) 显示基板的制备方法、显示面板的制备方法和显示装置
JPH07234314A (ja) ブラックマトリックス基板およびその製造方法
WO2020252864A1 (zh) 掩膜板、掩膜装置及其应用方法
CN110806660B (zh) 光配向膜、光配向膜制造方法及配向方法
CN108614367A (zh) 一种新型液晶显示屏的制造方法
JP2012230255A (ja) 封止装置および封止方法
US7652421B2 (en) Organic EL display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130403

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140402

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee