KR100777719B1 - Preparing apparatus of functional film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블랙 매트릭스의 제조에 있어, 크롬이 아닌 무독성 금속과 유전성 물질을 그 농도 구배가 이루어지도록 기판에 증착시키되, 제조비용이 저렴하고, 연속적으로 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 내부가 진공으로 유지되며, 일측 단부에 유입구와 타측 단부에 유출구가 구비된 증착 챔버와, 증착이 이루어질 기판을 상측에서 지지하는 지지수단을 갖고, 상기 기판이 상기 증착 챔버 내를 상기 유입구 및 유출구를 지나 관통하도록 하는 기판 이송 수단과, 상기 증착 챔버 하부에 설치되어 상기 기판의 하면에 유전성 물질인 순수한 SiO, 상기 SiO와 금속이 서로 다른 비율로 혼합된 적어도 하나 이상의 혼합물 및 순수한 금속을 순차적이고 개별적으로 증착시킬 수 있도록 형성된 증착 수단과, 상기 증착 수단을 가열하고, 일정 온도로 유지시켜 주도록 형성된 가열 및 온도 조절 수단과, 상기 증착 수단에 상기 순수 SiO, 상기 SiO/금속의 적어도 하나 이상의 혼합물 및 금속을 공급해 주는 공급수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 막의 제조장치에 관한 것이다.In the present invention, in the manufacture of a black matrix, non-chromium non-toxic metals and dielectric materials are deposited on the substrate to have a concentration gradient, but the manufacturing cost is low, and can be continuously manufactured to improve productivity It has a vacuum chamber, the inside is maintained in a vacuum, and has an inlet and outlet on the other end has a deposition chamber, and supporting means for supporting the substrate to be deposited from above, the substrate is in the deposition chamber and the inlet and A substrate transfer means for penetrating through the outlet, and at least one mixture of pure SiO, which is a dielectric material, and a mixture of SiO and metal in different ratios, and a pure metal, which are installed under the deposition chamber and are disposed below the deposition chamber; Deposition means formed so as to deposit individually, and the deposition means being heated And a heating and temperature control means formed to maintain a constant temperature, and a supply means for supplying the pure SiO, at least one mixture of the SiO / metals, and the metal to the deposition means. Relates to a device.
Description
도 1은 본 발명에 따른 블랙매트릭스에서의 유전성 물질과 금속의 성분 분포를 나타낸 도면. 1 is a view showing the distribution of components of the dielectric material and metal in the black matrix according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 블랙매트릭스의 제조 장치를 나타내는 도면.2 is a view showing an apparatus for producing a black matrix according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 증착 챔버 12: 유입구10: deposition chamber 12: inlet
14: 유출구 20: 증착 수단14: outlet 20: vapor deposition means
22a,b,c,d,...: 증착 보트 24: 분리막22a, b, c, d, ...: deposition boat 24: separator
26a,b,c,d,...: 증착 공간 30: 기판 이송 수단26a, b, c, d, ...: deposition space 30: substrate transfer means
32: 지지수단 40: 공급수단32: support means 40: supply means
50: 예비 진공 챔버 100: 기판50: preliminary vacuum chamber 100: substrate
본 발명은 기능성 막의 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시소자의 픽셀을 둘러싸고 있는 블랙 코팅층인 블랙 매트릭스의 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing a functional film, and more particularly, to an apparatus for producing a black matrix, which is a black coating layer surrounding pixels of a display element.
칼라 음극선관 또는 이와 유사한 타입의 디스플레이 소자의 형광막 사이에는 외광 흡수 및 인접한 패턴으로부터의 산란광 흡수를 목적으로 하는 광흡수 블랙 코팅층인 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 이러한 블랙 매트릭스는 디스플레이 전체의 칼라픽셀에 대한 독특한 외관을 부여하며 디스플레이 칼라 이미지의 콘트라스트를 향상시켜 준다.Between the fluorescent film of a color cathode ray tube or a similar type of display element, a black matrix, which is a light absorption black coating layer for the purpose of absorbing external light and absorbing scattered light from an adjacent pattern, is formed. This black matrix gives a unique appearance to the color pixels of the entire display and enhances the contrast of the display color image.
칼라 음극선관의 블랙 매트릭스는 일반적으로 그래파이트 분산액을 코팅한 다음, 포토리소그래피 공정을 통하여 패턴을 형성하는 방법, 디스플레이 스크린 내면에 금속 산화물(MO, M=Cr, Ni)과 금속을 진공증착하여 광흡수코팅층을 형성하고, 이를 포토리소그래피공정에 따라 패터닝하는 방법 등에 따라 제조된다. 이밖에도 미국 특허 제 5,976,639호에 개시되어 있는 바와 같이, 반응성 스퍼터링 방법을 이용하여 빛이 입사하는 방향으로 Cr, W, Ta, Ti, Fe, Ni, Mo 등의 금속 성분의 함량이 점차 증가하도록 하는 방법이 제안되고 있다. 그런데, 이 방법에서는 상기 금속 성분으로 크롬(Cr)을 주로 사용하고 있는 데, 이 크롬은 최근 환경오염 물질로 사용에 제약이 있을 뿐만 아니라, 크롬과 크롬 산화물을 만들기 위해서 반드시 산소 분위기에서 증착이 이루어져야 한다. 또한 스퍼터링 방법에 따른 고가의 타겟을 필요로 하게 되고, 막질을 향상시키기 위해서는 예열이 반드시 필요하다는 단점이 있게 된다. The black matrix of the color cathode ray tube is generally coated with a graphite dispersion, and then formed into a pattern through a photolithography process. Light absorption is performed by vacuum depositing metal oxides (MO, M = Cr, Ni) and metal on the inner surface of the display screen. The coating layer is formed, and is manufactured according to a method of patterning the same according to a photolithography process. In addition, as disclosed in U.S. Patent No. 5,976,639, a method of gradually increasing the content of metal components such as Cr, W, Ta, Ti, Fe, Ni, Mo, etc. in a direction in which light is incident by using a reactive sputtering method. Is being proposed. However, in this method, chromium (Cr) is mainly used as the metal component. In addition, the chromium is not only restricted as an environmental pollutant in recent years, but must be deposited in an oxygen atmosphere to make chromium and chromium oxide. do. In addition, an expensive target according to the sputtering method is required, and there is a disadvantage in that preheating is necessary to improve film quality.
또한 블랙 매트릭스를 제조하는 다른 방법으로서, SiO와 같은 유기물과 크롬의 혼합물을 증착보트에 넣고, 증착온도를 점차 증가시킴에 따라 유전성 물질인 SiO를 먼저 증착시키고, 이보다 높은 온도에서는 두가지 성분이 동시에 증착되며, 최종적으로 가장 높은 온도에서는 크롬 성분의 증착이 일어나도록 하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법에 있어서도, 유독물질인 크롬을 사용하므로 환경보호측면에서 바람직하지 못하고, 가열하지 않은 기판에 증착한 불균일 코팅층은 내부응력을 포함하고 기계적 특성이 불안정한 문제점을 가지고 있다. 따라서, 내부응력이 없고 안정한 SiO<SiO/Cr>Cr 코팅층을 얻기 위해서는 증착공정동안 기판의 온도를 계속적으로 변화시켜 주어야 하는데, 이는 일반적인 진공 증착 장비보다 훨씬 복잡한 장비를 필요로 한다.In addition, as another method for producing a black matrix, a mixture of organic matter and chromium, such as SiO, is placed in a deposition boat, and the dielectric material SiO is deposited first as the deposition temperature is gradually increased. Finally, there is a method to cause the deposition of chromium components at the highest temperature. However, even in this method, chromium, which is a toxic substance, is not preferable in terms of environmental protection, and the non-uniform coating layer deposited on the unheated substrate has an internal stress and unstable mechanical properties. Therefore, in order to obtain a stable SiO <SiO / Cr> Cr coating layer without internal stress, the temperature of the substrate must be continuously changed during the deposition process, which requires much more complicated equipment than a general vacuum deposition apparatus.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 크롬이 아닌 무독성 금속과 유전성 물질을 그 농도 구배가 이루어지도록 기판에 증착시켜 어닐링 공정을 거치지 않고서도 기판에 대한 우수한 접착력을 나타내며 내부응력을 발생하지 않아 기계적 특성이 우수한 기능성 막, 특히 외광 흡수 효과가 양호한 블랙 매트릭스의 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention deposits a non-toxic metal and a dielectric material other than chromium on a substrate to achieve a concentration gradient, and thus exhibits excellent adhesion to the substrate without undergoing an annealing process and does not generate internal stress. An object of the present invention is to provide an apparatus for producing a functional film having excellent properties, particularly a black matrix having good external light absorption effect.
본 발명의 다른 목적은 제조비용이 저렴하고, 연속적으로 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 기능성 막의 제조장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a functional membrane, which is low in manufacturing cost and can be continuously manufactured, thereby improving productivity.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부가 진공으로 유지되며, 일측 단부에 유입구와 타측 단부에 유출구가 구비된 증착 챔버와, 증착이 이루어질 기판을 상측에서 지지하는 지지수단을 갖고, 상기 기판이 상기 증착 챔버 내를 상기 유입구 및 유출구를 지나 관통하도록 하는 기판 이송 수단과, 상기 증착 챔버 하부에 설치되어 상기 기판의 하면에 유전성 물질인 순수한 SiO, 상기 SiO와 금속이 서로 다른 비율로 혼합된 적어도 하나 이상의 혼합물 및 순수한 금속을 순차적이고 개별적으로 증착시킬 수 있도록 형성된 증착 수단과, 상기 증착 수단을 가열하고, 일정 온도로 유지시켜 주도록 형성된 가열 및 온도 조절 수단과, 상기 증착 수단에 상기 순수 SiO, 상기 SiO/금속의 적어도 하나 이상의 혼합물 및 금속을 공급해 주는 공급수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 막의 제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention has a deposition chamber having an inlet at one end and an outlet at the other end and a support means for supporting a substrate to be deposited thereon, the inside of which is maintained in a vacuum. A substrate transfer means for allowing a substrate to penetrate the deposition chamber through the inlet and the outlet; pure SiO, which is a dielectric material on the lower surface of the substrate, is mixed with the SiO and the metal at different ratios; Deposition means formed to sequentially and individually deposit at least one or more mixtures and pure metals; Heating and temperature control means formed to heat and maintain the deposition means at a constant temperature; At least one mixture of the SiO / metal and a supply means for supplying a metal Provides a functional film production device, characterized in that made open.
이 때, 상기 증착 수단은 연속선상으로 배열된 증착 보트들을 구비하여, 상기 유입구 쪽으로 최초의 증착보트에 순수한 SiO 또는 금속을 투입하고, 그 다음 증착보트들에는 점차적으로 상기 금속 또는 SiO의 성분을 증가시킨 SiO/금속의 적어도 하나 이상의 혼합물을 순차적으로 투입하며, 최종의 증착보트에는 금속 또는 순수한 SiO를 투입하여 증착시킬 수 있도록 하고, 상기 각 증착 보트들 간에는 상호 분리시켜 주는 분리막이 형성된 것으로 할 수 있다.At this time, the deposition means has deposition boats arranged in a continuous line, injecting pure SiO or metal into the first deposition boat toward the inlet, and then gradually increasing the metal or SiO component in the deposition boats. At least one or more mixtures of SiO / metal may be sequentially added, and the final deposition boat may be formed by depositing metal or pure SiO, and separating membranes may be formed between the deposition boats. .
또한 상기 진공 챔버의 유입구 전단에는 예비 진공 챔버가 더 구비되도록 할 수 있으며, 상기 순수 SiO, SiO/금속 혼합물 및 금속 중 적어도 하나 이상은 펠릿 형상이고, 상기 공급수단은 이를 연속적으로 공급하는 것일 수 있다.In addition, a preliminary vacuum chamber may be further provided in front of the inlet of the vacuum chamber. At least one of the pure SiO, the SiO / metal mixture, and the metal may have a pellet shape, and the supply means may continuously supply the same. .
본 발명에 있어, 상기 금속은 Fe, Co, V 및 Ti로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것으로 할 수 있다.In the present invention, the metal may be at least one selected from the group consisting of Fe, Co, V and Ti.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기와 같은 본 발명의 기능성 막은 이하 실시예에 있어서는 블랙 매트릭스로 하며, 이 블랙 매트릭스를 채용하고 있는 표시소자들은 예컨데, 칼라 음극선관(CRT), 액정표시소자(LCD) 플라즈마 표시소자(PDP) 등을 들 수 있다. The functional film of the present invention described above is a black matrix in the following embodiment, and the display elements employing the black matrix are, for example, color cathode ray tube (CRT), liquid crystal display element (LCD), plasma display element (PDP), and the like. Can be mentioned.
블랙 매트릭스는 전기전도도가 높고 표시소자 패널 외면에서의 반사율이 낮아야 한다. 이러한 특성을 만족시키기 위하여 본 발명에서는 막 두께에 따라 조성이 변화하는 금속-유전성 물질 막 구조를 형성하여 불균일한 막의 굴절율 n과 흡수율 k의 분포에 따라 넓은 스펙트럼 범위에 거쳐 높은 흡수율을 갖는 동시에 낮은 반사율을 갖는 무채색의 블랙 매트릭스 막을 얻고자 한 것이다.The black matrix should have high electrical conductivity and low reflectance on the outer surface of the display device panel. In order to satisfy these characteristics, the present invention forms a metal-dielectric material film structure whose composition varies depending on the thickness of the film. To obtain an achromatic black matrix film having
본 발명의 블랙 매트릭스는 도 1에 도시된 바와 같은 성분 분포를 갖는다. The black matrix of the present invention has a component distribution as shown in FIG.
도 1을 참조하면, 표시 소자의 패널에 형성된 블랙 매트릭스 내에서의 SiO는 외부광이 입사하는 방향으로 그 농도가 점진적으로 감소되는 분포로 존재하고, 금속 성분은 외부광 입사방향으로 그 농도가 점진적으로 증가하는 분포로 존재하고 블랙 매트릭스막 두께의 약 1/2 영역에는 SiO와 금속 성분이 거의 동량으로 존재한다. 이러한 조성 분포를 갖고 있는 블랙 매트릭스는 유전성 물질과 금속의 반비례적인 농도 구배를 이용하여 서서히 증착시키므로 층상 구조가 생기지 않고 유전성 물질과 금속의 굴절율 구배를 이용하여 계면에서 광반사보다 흡수가 일어나 종래의 경우에 비하여 반사율이 현저히 감소되게 된다. 특히 표시 소자의 패널을 구성하는 SiO2와 이 패널과 인접된 영역에 존재하는 SiO는 굴절율이 약 1.5 정도로 거의 유사하다. 따라서 패널과 블랙 매트릭스간의 계면에서 반사되기보다는 투과가 일어나고 블랙 매트릭스내의 농도 구배에 의하여 외부광 입사방향으로 굴절율이 점차적으로 증가하며 투과율도 감소하므로 외광이 반사되지 않고 거의 흡수될 수 있는 구조를 갖고 있다. Referring to FIG. 1, SiO in a black matrix formed on a panel of a display element is present in a distribution in which its concentration is gradually decreased in the direction in which external light is incident, and the metal component is gradually in the concentration in the direction of incidence of external light. In this case, SiO and metal are present in almost the same amount in about half of the thickness of the black matrix film. Since the black matrix having such a composition distribution is gradually deposited by using an inverse concentration gradient of dielectric material and metal, no layered structure is formed, and absorption is more than light reflection at the interface using refractive index gradient between dielectric material and metal. Compared with this, the reflectance is significantly reduced. In particular, SiO 2 constituting the panel of the display element and SiO present in the region adjacent to the panel are almost similar in the refractive index of about 1.5. Therefore, rather than being reflected at the interface between the panel and the black matrix, transmission occurs and the refractive index gradually increases and the transmittance decreases in the direction of incidence of external light due to the concentration gradient in the black matrix. .
상술한 바와 같이 불균일한 조성을 갖는 블랙 매트릭스는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 기능성 막의 제조장치를 이용하여 제조할 수 있다. As described above, the black matrix having a non-uniform composition can be produced using the apparatus for producing a functional film of the present invention as shown in FIG.
먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 블랙 매트릭스의 제조장치는 도 2와 같이 증착이 이루어지는 증착 챔버(10)와, 증착시킬 기판(100)을 증착 챔버(10)를 관통하며 이송시킬 기판 이송수단(30)과, 기판(100)에 증착시키는 증착수단(20)과, 가열 및 온도 조절 수단(미도시)과, 공급수단(40)을 구비한다. 여기에 예비 진공 챔버(50)를 더 연결하여 증착 챔버(10) 내에서의 진공이 유지될 수 있도록 할 수 있다.First, the apparatus for manufacturing a black matrix according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
증착 챔버(10)에는 일측 단부에 유입구(12)가 형성되고, 타측 단부에 유출구(14)가 형성되어 증착시킬 기판이 출입할 수 있도록 하는 데, 이 때 진공이 유지될 수 있도록 해야 한다. 따라서 이렇게 진공을 유지시켜 줄 수 있도록 하기 위하여, 유입구(12)의 전단에 예비 진공 챔버(50)를 기밀이 유지되도록 연결하여 줄 수 있다. The
이 증착 챔버(10) 내를 기판이 관통할 수 있도록 하기 위하여, 유입구(12)로부터 유출구(14)까지 기판 이송 수단(30)이 연속라인으로 설치된다. 이 기판 이송 수단(30)에는 기판(100)을 지지할 수 있도록 지지수단(32)이 설치되는 데, 이 지지수단(32)은 기판(100)을 상측으로부터 또는 하측으로부터 지지할 수 있다. 하측으로부터 지지할 때에는 하부로부터 증착이 이루어지도록 할 수 있는 별도의 설계가 필요하다. In order to allow the substrate to penetrate the
증착 챔버(10)의 하부로는 증착수단(20)이 설치되어 상기 기판(100)의 하면에 증착을 행하게 된다. 증착 수단(20)은 증착할 물질을 수용할 복수개의 증착 보트들(22a,22b,22c,22d,...)과 각 보트들 사이를 분리시켜 주는 분리막(24)을 포함한다. 분리막(24)은 각 증착 보트들(22a,22b,22c,22d,...)로부터 증발되어 나오는 물질들 간에 혼합이 이루어지지 않도록 하여, 각 증착 보트들(22a,22b,22c,22d,...)마다 별개의 증착 공간들(26a,26b,26c,26d,...)을 형성하기 위한 것으로 증착이 이루어질 기판(100)의 하부까지 연장되도록 하는 것이 바람직하다. Deposition means 20 is installed under the
이들 증착 보트들(22a,22b,22c,22d,...)에는 각각 가열 및 온도 조절 수단(미도시)이 설치되어 각 보트들을 그 내부에 수용된 물질이 승화 및/또는 증발될 수 있도록 한다. Each of these
증착 챔버(10)의 외부에는 상기 각 증착 보트들(22a,22b,22c,22d,...)에 증착물질을 공급할 공급수단(40)이 설치된다. Outside the
다음으로, 이렇게 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제조장치에 의한 블랙 매트릭스의 제조방법을 첨부된 도 2를 참조로 설명한다. Next, a method of manufacturing a black matrix by a manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 2.
먼저, 서로 다른 융점을 갖는 금속과 유전성 물질 및 그 혼합물을 상기 각 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...)에 분리하여 투입한다. 이 때, 제 1증착보트(22a)에는 순수한 유전성 물질인 SiO를 투입하고, 제 2증착보트(22b)에는 금속의 양이 소량 추가된 혼합물을 투입한다. 다음으로 제 3증착보트(22c)에는 다시 금속의 양 이 좀 더 추가된 혼합물을 투입하고, 최종적으로 배치되어 있는, 예컨대, 전체 7개의 증착보트라면 제 7증착보트(22g)에는 금속만이 투입되도록 한다. 여기서 금속은 Fe, Co, V 및 Ti 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한, 이때 금속-유전성 물질의 혼합물은 상기와 같은 금속과 SiO의 상기 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...)에 투입된 총중량이 금속이 50 내지 80 중량%, SiO가 20 내지 50 중량%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 금속의 함량이 80 중량%를 초과하는 경우에는 블랙 매트릭스의 광학밀도가 3.5 미만으로 불량하고, 표면 저항이 105Ω/? 정도로 증가하고, 20 중량% 미만인 경우에는 반사율 특성이 저하되어 바람직하지 못하다.First, metals having different melting points, dielectric materials, and mixtures thereof are separately added to the
이렇게 순수한 SiO로부터 금속에 이르기까지 그 혼합물을 순차로 투입하는 것은 증착이 될 기판이 사용될 표시소자의 적층상태에 따라 달라질 수 있는데, 경우에 따라 최초 금속으로부터 순수한 SiO에 이르도록 그 혼합물을 투입할 수도 있다.The sequential introduction of the mixture from pure SiO to the metal may vary depending on the stacking state of the display device on which the substrate to be deposited is used. In some cases, the mixture may be introduced from the initial metal to pure SiO. have.
이렇게 증착보트들에 증착될 물질을 투입한 다음에는, 고정수단(32)에 기판(100)을 장착한다. 이 기판(100)은 표시소자의 패널이 될 수 있다. 고정 수단(32)에 장착된 기판(100)은 먼저 예비 진공챔버(50)를 통과시켜 진공이 유지되도록 하고, 다음 증착 챔버(10)로 이송되어 순차적인 증착이 이루어지도록 한다.After injecting the material to be deposited into the deposition boats, the
한편, 상기 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...)은 가열 및 온도 조절 수단(미도시)에 의해 각각 소정의 온도로 가열되어 이 온도가 유지되도록 하는데, 각 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...)의 가열온도는 그 내부에 수용된 물질에 따라 달라지 도록 한다. 곧, 내부에 투입된 물질들을 증발 또는 승화시킬 수 있는 온도여야 하며, SiO와 금속의 혼합물이 투입된 보트들에서는 그 증기압이 일정정도로 유지되어 그 혼합물 중에서 SiO만 먼저 승화되는 일이 없도록 조절해야 한다.Meanwhile, the
이렇게 증발 및/또는 승화가 일어나는 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...) 상을 기판(100)을 이송시키면서 증착시키면 상기 기판(100)에는 유전성 성분인 SiO가 먼저 증착되기 시작하고, 점차적으로 금속성분이 많이 함유되도록 증착되게 되어 기판(100)이 최종 증착보트 상으로 이송될 때에 순수하게 금속성분만이 증착되는 결과가 발생하게 된다. 그 결과, 도 1과 같이 SiO는 외부광 입사 방향으로부터 멀어질수록 점진적으로 감소하는 분포로 존재하며 금속 성분은 외부광이 입사되는 방향으로부터 멀어질수록 점진적으로 증가하는 분포로 존재한다. The
한편, 상기와 같은 증착보트들(22a,22b,22c,22d,...)에는 공급수단(40)으로부터 각각 그 내부에 투입될 물질들이 연속적으로 공급되는데, 이 증착물질은 펠릿(pellet)으로 구성되어 진공설비내로 연속적으로 공급할 수 있도록 한다.Meanwhile, the above-described
이렇게 SiO와 금속의 증착공정이 완결되면, 상기 결과물을 패터닝하는 단계를 실시함으로써 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 블랙 매트릭스가 완성된다. 패터닝은 포토리소그래피공정을 통해 실시한다. 이렇게 형성된 블랙 매트릭스의 두께는 0.2 내지 0.6㎛으로서, 특히 0.4 내지 0.5㎛인 것이 바람직하다. 만약 블랙 매트릭스의 두께가 0.2㎛ 미만인 경우에는 광학밀도 특성이 저하되고 블랙 매트릭스의 두께가 0.6㎛를 초과하는 경우에는 재료비가 상승하므로 바람직하지 못하다.When the deposition process of SiO and the metal is completed, the black matrix according to the preferred embodiment of the present invention is completed by patterning the resultant. Patterning is carried out through a photolithography process. The thickness of the thus formed black matrix is 0.2 to 0.6 mu m, particularly preferably 0.4 to 0.5 mu m. If the thickness of the black matrix is less than 0.2 mu m, the optical density characteristics are lowered, and if the thickness of the black matrix is more than 0.6 mu m, the material ratio is not preferable.
상기 포토리소그래피공정은 다이렉트(direct) 포토리소그래피법이나, 블래스 트(blast) 포토리소그패리법을 사용할 수 있다. The photolithography process may use a direct photolithography method or a blast photolithography method.
다이렉트 포토리소그래피법에 따르면, 블랙 매트릭스가 형성된 면에 포지티브 포토레지스트를 도포한 후, 섀도우 마스크를 통하여 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 그 후, 포토레지스트 패턴을 이용하여 블랙 매트릭스의 소정 영역을 에칭해 낸 다음, 남아 있는 포토레지스트 패턴을 제거해냄으로써 블랙 매트릭스 패턴이 완성된다.According to the direct photolithography method, a positive photoresist is applied to a surface on which a black matrix is formed, and then exposed and developed through a shadow mask to form a photoresist pattern. Thereafter, the predetermined area of the black matrix is etched using the photoresist pattern, and then the black matrix pattern is completed by removing the remaining photoresist pattern.
한편, 블래스트 포토리소그래피법에 따르면, 포토레지스트를 도포한 다음, 이를 노광, 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이 포토레지스트 패턴 상부에 블랙코팅층을 형성한 후, 에칭으로 포토레지스트 패턴 및 원하지 않는 영역의 블랙 코팅층을 제거함으로써 블랙 매트릭스 패턴이 완성된다.On the other hand, according to the blast photolithography method, a photoresist is applied, and then exposed and developed to form a photoresist pattern. After the black coating layer is formed on the photoresist pattern, the black matrix pattern is completed by removing the photoresist pattern and the black coating layer of the unwanted region by etching.
본 발명의 블랙 매트릭스는 각종 표시소자에 적용가능한데, 그 중에서도 칼라 음극선관 또는 칼라필터를 채용한 액정표시소자에 유용하게 이용할 수 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널에도 적용될 수 있다.The black matrix of the present invention can be applied to various display devices, and among them, it can be usefully used for liquid crystal display devices employing color cathode ray tubes or color filters, and can also be applied to plasma display panels.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, it is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상기와 같은 본 발명에 따라 제조된 기능성 막, 특히 블랙 매트릭스는 열적 및 화학적 안정성이 우수하고 무독성 금속과 유전성 물질의 혼합물을 이용하여 환경보호차원에서 바람직하다. 그리고, 어닐링 공정을 거치지 않고도 기판에 대한 우수한 접착력을 나타내며 내부응력을 발생하지 않아 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 1㎛ 이하의 미세 패터닝이 가능하다. 이러한 블랙매트릭스를 디스플레이 소자의 기판상에 형성하면 외광흡수 효과가 탁월하다. 따라서, 이러한 블랙매트릭스를 채용하면 휘도 및 콘트라스트 특성이 개선된 표시소자를 얻을 수 있다. Functional membranes prepared in accordance with the present invention, in particular black matrices, are excellent in thermal and chemical stability and are preferred from the standpoint of environmental protection using mixtures of non-toxic metals and dielectric materials. In addition, it exhibits excellent adhesion to the substrate without undergoing an annealing process and does not generate internal stress, thereby providing excellent mechanical properties and fine patterning of 1 μm or less. If such a black matrix is formed on the substrate of the display element, the external light absorption effect is excellent. Therefore, by employing such a black matrix, a display device having improved luminance and contrast characteristics can be obtained.
또한 펠릿 타입의 증착물질을 사용함으로써 연속라인으로 생산이 가능하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있으며, 증착과정에서 온도를 수시로 제어할 필요가 없어 보다 안정적인 증착이 이루어질 수 있다. In addition, by using a pellet-type deposition material can be produced in a continuous line can significantly improve the productivity, it is not necessary to control the temperature at any time during the deposition process can be more stable deposition.
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