KR100729766B1 - 색 필터 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 셀 분리 현상을 방지하고 눈의 피로를 줄이기 위하여, 기판의 테두리 부분에 색 필터 제조용 감광성 수지를 접착 보조층을 형성한다. 본 발명에 따른 색 필터 기판은 기판 위에 다수개의 제1, 제2 및 제3의 색 필터가 형성되어 있고, 기판 위에 제1 내지 제3 색 필터 중 하나의 색 필터와의 동일한 층에 형성되는 접착 보조층이 형성되어 있다. 그리고, 공통 전극이 접착 보조층 및 색 필터 각각을 덮고 있으며, 공통 전극 위에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 색 필터 기판을 제조하기 위하여, 기판 위에 화면 표시 영역에 위치하는 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 화면 표시 영역 둘레의 주변 영역에 위치하는 접착 보조층을 형성한 후, 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 접착 보조층을 덮는 공통 전극을 형성한 다음, 공통 전극 위에 블랙 매트릭스를 형성한다.

색 필터 기판, 블랙 매트릭스, 셀 분리, 감광성 수지, 접착 보조층

Description

색 필터 기판 및 그 제조 방법{COLOR FILTER PLATE AND METHOD FOR FABRICATING THE PLATE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 색 필터 기판의 평면도이고,

도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 색 필터 기판의 단면도이고,

도 3a부터 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 색 필터 기판의 제조 공정도이다.

본 발명은 색 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로 특히, 액정 표시 장치의 색 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 주사 신호가 전달되는 게이트선, 화상 신호를 전달하는 데이터선 및 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 등을 포함하는 박막 트랜지스터 기판과 색 필터 및 공통 전극이 형성되어 있는 색 필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 액정 물질과 접하는 박막 트랜지스터 기판 및 색 필터 기판의 표면에는 액정 물질을 배향하기 위한 배향막이 도포된다.

색 필터 기판을 제조하기 위한 공정을 간략히 설명하면 다음과 같다.

우선, 투명한 절연 기판 예를 들어, 유리 기판 위에 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 색 필터 다수개를 박막 트랜지스터 기판의 화소 영역에 대응되는 부분에 각각 형성한다. 이어, 투명 도전 물질을 사용하여 이들 색 필터 및 절연 기판의 노출된 부분을 덮는 공통 전극을 형성한다. 이어, 공통 전극 위에 각각의 색 필터 영역을 제외한 영역을 덮는 차광층으로서의 블랙 매트릭스를 형성한다.

그런데, 이러한 색 필터 구조에서는, 투명 도전 물질로 형성된 공통 전극과 유리 기판이 직접 접하는데, 유리 기판의 상태가 좋지 않을 경우, 공통 전극과 유리 기판의 접착력이 불량하게 된다. 특히, 색 필터를 형성하는 공정에서, 색 필터 형성용 감광성 수지의 잔류물이 완전히 세정되지 않고 유리 기판에 잔류되는 경우에는 공통 전극과 유리 기판의 접착력이 더욱 약해져서 결국에는 박막 트랜지스터 기판과의 합착이 제대도 이루어지지 않아 셀 분리 현상이 발생한다. 또한, 기판의 테두리 부분의 블랙 매트릭스 부분을 크롬으로 형성하는 경우에는 이 부분에만 반사율이 높기 때문에 눈의 피로를 유발한다.

본 발명은 셀 분리 현상을 방지할 수 있는 색 필터 기판 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 눈의 피로를 줄일 수 있는 색 필터 기판 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 기판의 테두리 부분에 색 필터 제조용 감광성 수지를 사용하여 기판과 공통 전극의 사이에 위치하는 접착 보조층을 형성한다.

상세하게 본 발명에 따른 색 필터 기판은 기판 위에 다수개의 제1, 제2 및 제3의 색 필터가 형성되어 있고, 기판 위에 제1 내지 제3 색 필터 중 하나의 색 필터와의 동일한 층에 형성되는 접착 보조층이 형성되어 있다. 그리고, 공통 전극이 접착 보조층 및 색 필터 각각을 덮고 있으며, 공통 전극 위에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.

여기서, 색 필터 각각은 화면 표시 영역에 위치하고, 접착 보조층은 화면 표시 영역의 둘레의 기판의 테두리 영역에 위치할 수 있다. 또한, 색 필터 각각은 제1 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제1 감광성 수지, 제2 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제2 감광성 수지, 제3 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제3 감광성 수지로 각각 형성될 수 있는데, 접착 보조층은 제1, 제2 및 제3 감광성 수지 중 어느 하나의 감광성 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 블랙 매트릭스는 흑색 유기 용제 또는 흑색 무기 용제로 형성되거나, 불투명 금속 물질로 형성될 수 있는데, 이 경우, 불투명 금속 물질 위에 형성되는 감광막 패턴을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 색 필터 기판의 제조 방법은 기판 위에 화면 표시 영역에 위치하는 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 화면 표시 영역 둘레의 주변 영역에 위치하는 접착 보조층을 형성한 후, 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 접착 보조층을 덮는 공통 전극을 형성한 다음, 공통 전극 위에 블랙 매트릭스를 형성한다.

여기서, 접착 보조층은 제1, 제2 및 제3의 색 필터 중 어느 하나의 색 필터와 함께 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스는 공통 전극 위에 불투명 물질층을 형성하고, 불투명 물질층 위에 블랙 매트릭스를 정의하는 감광막 패턴을 형성하고, 감광막 패턴을 마스크로하여 불투명 물질층을 식각하여 형성될 수 있다. 이 때, 불투명 물질층은 금속 물질로 형성하고, 감광막 패턴과 불투명 물질층을 함께 베이킹할 수 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 색 필터 기판의 평면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 색 필터 기판의 단면도를 도시한 것이다.

절연 기판(100) 예를 들어, 유리 기판 위에는 화면 표시 영역에 적(R)의 색 필터(11), 녹(G)의 색 필터(12) 및 청(B)의 색 필터(13)가 각각 형성되어 있다. 각각의 색 필터(11, 12, 13)는 이후에 색 필터 기판과 합착될 박막 트랜지스터 기판(도면 미표시)의 화소 영역에 위치한다. 기판(100)의 테두리 부분 즉, 화면 표시 영역의 둘레에 위치하는 주변 영역에는 접착 보조층(19)이 형성되어 있다. 접착 보조층(19)은 청(B)의 색 필터(13) 형성용 물질, 녹(G)의 색 필터(12) 형성용 물질, 적(R)의 색 필터(11) 형성용 물질 중 하나의 물질로 형성되고, 색 필터들(11, 12, 13)과 동일한 층에 형성되어 있다.

색 필터(11, 12, 13) 및 이들에 의해 가려지지 않는 기판(100)의 상부에는 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(20)이 형성되어 있다. 그리고, 공통 전극(20) 위에는 각각의 색 필터(11, 12, 13)의 위치에 대응하는 화소 영역에 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(31)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(31)는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 기능을 가진다.

이러한 색 필터 기판 구조에서는, 공통 전극(20)이 기판(100)에 직접 접촉하는 대신에, 감광성 수지로 이루어진 접착 보조층(19)이 기판(100)에 접촉된다. 접착 보조층(19)을 이루는 물질인 감광성 수지는 공통 전극(20)을 이루는 물질인 ITO보다는 기판(100)과의 접착력이 우수하기 때문에 기판(100)과 더 안정적으로 접착할 수 있다.

또한, 기판(100)의 테두리 부분에 색 필터를 형성하는데 사용되는 감광성 수지로 이루어진 접착 보조층(19)이 형성되기 때문에, 이 부분에 금속 물질로 이루어진 블랙 매트릭스만을 형성하는 경우보다 광의 반사율이 떨어져서 눈의 피로를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 색 필터 기판의 제조 공정을 도 3a부터 도 3d와 앞서의 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 절연 기판(100) 예를 들어, 유리 기판 위에 적색 파장대의 빛만을 투과시키는 안료를 포함하는 제1 감광성 수지막을 전면 도포한다. 이어, 적(R)의 색 필터를 정의하는 마스크를 사용하여 제1 감광성 수지막을 선택적으로 노광한 후, 현상하여 적(R)의 색 필터(11)를 형성한다.

이어, 기판(100) 위에 녹색 파장대의 빛만을 투과시키는 안료를 포함하는 제2 감광성 수지막을 전면 도포한다. 이어, 녹(G)의 색 필터를 정의하는 마스크를 사용하여 제2 감광성 수지막을 선택적으로 노광한 후, 현상하여 녹(G)의 색 필터 (12)를 형성한다.

적(R)의 색 필터(11)와 녹(G)의 색 필터(12)는 동일한 크기를 가지고 평행하게 배열되어 있으므로, 적(R)의 색 필터를 정의하는 마스크를 소정 거리로 이동시켜 녹(G)의 색 필터를 정의하는 마스크로 사용할 수 있다.

다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 기판의 노출된 전면에 청색 파장대의 빛만을 투과시키는 안료를 포함하는 제3 감광성 수지막을 전면 도포한다. 이어, 청(B)의 색 필터(13) 및 접착 보조층(19)을 정의하는 마스크를 사용하여 제3 감광성 수지막을 선택적으로 노광한 후, 현상하여 청(B)의 색 필터(13) 및 접착 보조층(19)을 함께 형성한다. 접착 보조층(19)은 기판의 테두리 부분 즉, 화면 표시 영역의 둘레에 위치하는 주변 영역에 위치하도록 형성하는데, 각각의 색 필터(11, 12, 13)와는 중첩되지 않게 형성하도록 주의한다.

이 실시예에서는 청(B)의 색 필터(13)를 형성하는데 사용되는 감광성 수지를 사용하여 접착 보조층(19)을 형성한 경우를 예로 하였지만, 적(R)의 색 필터(11)를 형성하는데 사용되는 감광성 수지 또는, 녹(G)의 색 필터(12)를 형성하는데 사용되는 감광성 수지를 사용하여 접착 보조층(19)을 형성할 수 있다. 이 경우, 접착 보조층(19)은 청(B)의 색 필터(13)를 형성할 때와 동일하게 적(R)의 색 필터(11)를 형성하는 과정에서 적(R)의 색 필터(11)와 함께 형성하거나, 녹(G)의 색 필터(12)를 형성하는 과정에서 녹(G)의 색 필터(12)와 함께 형성한다.

다음, 도 3c에 도시한 바와 같이, 기판의 노출된 전면에 ITO와 같은 투명 도전 물질을 증착하여 공통 전극(20)을 형성한다. 이 때, ITO는 기판의 테두리 부분 에서는 기판(100)과 직접 접착하지 않고, 기판(100)과의 사이에 접착 보조층(19)을 개재하고 있다. 그래서, ITO가 기판(100)과 접착하는 구조로 인하여 ITO와 기판(100)과의 접착 불량으로 야기되는 셀 분리 현상을 방지할 수 있다.

다음, 도 3d에 도시한 바와 같이, 공통 전극(20) 위에 블랙 매트릭스 형성용 물질을 전면 형성한 후, 사진식각하여 블랙 매트릭스(31)를 형성한다. 블랙 매트릭스 형성용 물질은 흑색 수지와 같은 유기 용제 또는 무기 용제 또는, 크롬과 같은 불투명 금속 물질이 이용될 수 있다.

크롬과 같은 불투명 금속 물질로 블랙 매트릭스(31)를 형성하는 경우, 공통 전극(20) 위에 불투명 금속층을 전면 증착하고 그 위에 블랙 매트릭스를 정의하는 감광막 패턴을 형성한 다음, 감광막 패턴을 마스크로하여 불투명 금속층을 식각한후, 감광막 패턴을 제거하여 하드 베이킹 작업을 진행하는 통상의 증착 및 사진 식각 공정을 진행한다. 이 때, 감광막 패턴을 제거하지 않은 상태에서 하드 베이킹 작업을 진행하여 불투명 금속층과 감광막 패턴의 이중층 구조로 이루어지는 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 이와 같이, 블랙 매트릭스를 완전 부도체가 아닌 금속 물질 혹은 비저항이 낮은 유기 물질을 사용하여 형성하는 경우에는 후속 공정에서 형성되는 배향막과 닿는 부분을 부도체인 감광막으로 막아주는 것이 유리하다.

이어, 이러한 색 필터 기판에 배향막을 도포하거나 기판의 주변부에 봉인재를 형성하는 등의 후속 공정을 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 기판의 테두리 부분에 색 필터 형성용 포토레지스트를 사용하여 접착 보조층을 형성하는 기술을 사용하여 색 필터 기판을 제조한다.

본 발명은 색 필터 기판에서 기판의 테두리 부분에 공통 전극과 기판의 접촉 불량을 완충하기 위하여 기판과 양호한 접착력을 가지는 포토레지스트로 접착 보조층을 형성함으로써, 박막 트랜지스터 기판과의 접착시 셀 분리 현상을 방지할 수 있다. 또한, 기판의 테두리 부분에 위치하는 이러한 접착 보조층은 금속 물질로 이루어진 블랙 매트릭스로 인한 광반사율을 낮출수 있어서 눈의 피로를 줄일 수 있다.

Claims (11)

1. 기판,

   상기 기판 위에 형성되는 다수개의 제1, 제2 및 제3의 색 필터,

   상기 기판 위에 상기 제1 내지 제3 색 필터 중 어느 하나의 색 필터로 형성되는 접착 보조층,

   상기 접착 보조층 및 상기 색 필터 각각을 덮는 공통 전극,

   상기 공통 전극 위에 형성되는 블랙 매트릭스

   를 포함하는 색 필터 기판.
2. 제1항에서,

   상기 색 필터 각각은 화면 표시 영역에 위치하고,

   상기 접착 보조층은 화면 표시 영역의 둘레의 기판의 테두리 영역에 위치하는 색 필터 기판.
3. 제1항에서,

   상기 색 필터 각각은 제1 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제1 감광성 수지, 제2 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제2 감광성 수지, 제3 색의 파장대의 빛을 투과시키는 안료를 포함하는 제3 감광성 수지로 각각 형성되는 색 필터 기판.
4. 제3항에서,

   상기 접착 보조층은 제1, 제2 및 제3 감광성 수지 중 어느 하나의 감광성 수지로 형성되는 색 필터 기판.
5. 제1항에서,

   상기 블랙 매트릭스는 유기 용제 또는 무기 용제로 형성되어 있는 색 필터 기판.
6. 제1항에서,

   상기 블랙 매트릭스는 불투명 금속 물질로 형성되어 있는 색 필터 기판.
7. 제6항에서,

   상기 블랙 매트릭스는 상기 불투명 금속 물질 위에 형성되는 감광막 패턴을 더 포함하는 색 필터 기판.
8. 기판 위에 화면 표시 영역에 위치하는 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 상기 화면 표시 영역 둘레의 주변 영역에 위치하는 접착 보조층을 형성하는 단계,

   상기 제1, 제2 및 제3의 색 필터 및 상기 접착 보조층을 덮는 공통 전극을 형성하는 단계,

   상기 공통 전극 위에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계

   를 포함하는 색 필터 기판의 제조 방법.
9. 제8항에서,

   상기 접착 보조층은 상기 제1, 제2 및 제3의 색 필터 중 어느 하나의 색 필터와 함께 형성하는 색 필터 기판의 제조 방법.
10. 제8항에서,

    상기 블랙 매트릭스의 형성 단계는,

    상기 공통 전극 위에 불투명 물질층을 형성하는 단계,

    상기 불투명 물질층 위에 블랙 매트릭스를 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계,

    상기 감광막 패턴을 마스크로하여 상기 불투명 물질층을 식각하는 단계

    를 포함하는 색 필터 기판의 제조 방법.
11. 제10항에서,

    상기 불투명 물질층은 금속 물질로 형성하고,

    상기 감광막 패턴과 상기 불투명 물질층을 함께 베이킹하는 색 필터 기판의 제조 방법.

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