KR101826033B1 - Method for planarizing substrate and method for manufacturing color filter substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 평탄화 방법 및 컬러필터기판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컬러필터기판의 제조방법은, 제1기판 상의 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 각 화소영역에 대응되고, 가장자리가 상기 블랙매트릭스의 가장자리와 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계와, 상기 블랙매트릭스와 상기 컬러필터의 상부로 유기절연막을 형성하는 단계와, 상기 유기절연막이 형성된 제1기판과, 상기 제1기판의 상부에 제2기판이 일정간격 이격된 상태로 서로 마주보도록 진공챔버 내에 배치되는 단계와, 상기 진공챔버의 내부를 진공상태로 만들고, 상기 제2기판을 자유낙하시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판이 합착되도록 하는 단계와, 광경화하는 단계를 포함하고, 상기 제2기판은 상기 제1기판 보다 평탄도 값이 높은 고연마 기판인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of planarizing a substrate and a method of manufacturing a color filter substrate.
A method of manufacturing a color filter substrate according to the present invention includes the steps of: forming a black matrix on the boundary of pixel regions on a first substrate; forming a color filter on the edge of the black matrix, Forming an organic insulating layer on the black matrix and the color filter; forming a first substrate on which the organic insulating layer is formed; and a second substrate on the first substrate, Placing the vacuum chamber in a vacuum state and allowing the first substrate and the second substrate to adhere to each other by free dropping the second substrate, And the second substrate is a high-polishing substrate having a higher flatness value than the first substrate.
Description
본 발명은 기판의 평탄화 방법 및 컬러필터기판 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of planarizing a substrate and a method of manufacturing a color filter substrate.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. A liquid crystal display device (LCD), which is advantageous for moving picture display and has a high contrast ratio and is actively used in TVs and monitors, exhibits optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal, And the like.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 이러한 액정패널의 배면으로는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치됨으로써 이루어진다.Such a liquid crystal display device has a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between two adjacent substrates through an intervening liquid crystal layer as an essential component. At the back of the liquid crystal panel, a backlight ) Units.
상기 액정층 내 액정분자는 그 구조가 가늘고 길기 때문에 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.Since the structure of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is narrow and long, it has a directional arrangement, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
즉, 전기장을 이용하여 액정분자의 배열을 변화시키면, 액정의 광학적 이방성에 의해 액정분자의 배열 방향으로 빛이 굴절하여 영상을 표시할 수 있게 된다.That is, when the arrangement of the liquid crystal molecules is changed by using the electric field, the light is refracted in the arrangement direction of the liquid crystal molecules due to the optical anisotropy of the liquid crystal, and the image can be displayed.
상기 액정패널은, 전술한 바와 같이 제1기판과 제2기판이 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 상태로 구성된다. The liquid crystal panel is configured such that the first substrate and the second substrate are bonded to each other with the liquid crystal layer interposed therebetween as described above.
여기서, 현재 많이 적용되고 있는 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결되도록 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되는 어레이층이 구비된다. Here, assuming that the active matrix method is currently widely applied, a plurality of gate lines and data lines cross each other on a first substrate called a lower substrate or an array substrate, pixels are defined, and one-to-one correspondence with transparent pixel electrodes formed on each pixel And an array layer including a thin film transistor (TFT) is provided at each intersection to be connected.
그리고, 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제2기판에는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)를 포함한 컬러필터층이 구비된다. The second substrate, which is called an upper substrate or a color filter substrate, is provided with color filters of red (R), green (G), and blue (B) A color filter layer including a black matrix for covering non-display elements such as lines and data lines and thin film transistors is provided.
이러한 제1기판과 제2기판은 글라스(glass)기판을 토대로 형성되는데, 이러한 글라스기판은 제조 시에 연마 공정을 통해 표면이 평탄화되도록 표면 처리를 하게 된다. The first substrate and the second substrate are formed on a glass substrate. The glass substrate is subjected to a surface treatment so as to planarize the surface of the glass substrate through a polishing process.
이때, 기판의 표면 처리를 위한 연마 공정은 연마액을 기판에 뿌린 후에 표면연마기의 연마패드를 통해 연마를 함으로써 이루어지는데, 연마패드를 교체해가며 여러 번 반복적으로 연마가 이루어져야 하기 때문에 공정시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
At this time, the polishing process for the surface treatment of the substrate is performed by polishing the substrate through the polishing pad of the surface polishing machine after the polishing liquid is sprayed on the substrate. Since the polishing process must be repeated several times with the polishing pad being replaced, There is a problem.
도 1은 기판의 표면 처리를 위한 연마 시간과 기판의 평탄도 간의 상관관계를 보여주는 도면이다. 여기서, 평탄도는 AGC(Asahi Glass Company)의 검사기준에 따른 값이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a correlation between a polishing time for a surface treatment of a substrate and a flatness of the substrate. FIG. Here, the flatness is a value according to the inspection standard of AGC (Asahi Glass Company).
도 1을 살펴보면, 연마 공정에 따른 연마 시간에 따라 기판의 평탄화 값을 아사히 글라스사에서 기준으로 하는 AGC(Asahi Glass Company) 값으로 나타내주고 있는데, 연마 시간이 길어질수록 평탄도 값이 낮아지는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, the planarization value of the substrate is represented by AGC (Asahi Glass Company) value, which is based on Asahi Glass Co., according to the polishing time according to the polishing process. It is known that the flatness value decreases as the polishing time becomes longer .
일반적으로 평탄도 값이 0.88품(品) 미만일 경우, 고연마 글라스기판에 해당되고, 평탄도 값이 0.88품 이상일 경우, 저연마 글라스기판에 해당된다. Generally, when the flatness value is less than 0.88 articles (articles), it corresponds to a high-abrasive glass substrate, and when the flatness value is more than 0.88 articles, it corresponds to a low-abrasive glass substrate.
즉, 연마 시간이 길어질수록 기판의 평탄도가 우수하며, 평탄도 값이 낮을수록 고연마 글라스기판에 해당된다. That is, the longer the polishing time, the better the flatness of the substrate, and the lower the flatness value, the higher the abrasive glass substrate.
여기서, 저연마 글라스기판은 연마 시간이 고연마 글라스기판에 비해 짧기 때문에 제작시간과 제작비용을 절감할 수 있는 장점을 가지는 반면, 표면에 미세한 스트라이프(stripe) 모양의 굴곡이 형성되는 우네리가 발생되는 문제점이 있다. Here, since the low-abrasive glass substrate has an advantage that the production time and manufacturing cost can be reduced because the polishing time is shorter than that of the high-abrasive glass substrate, there is a problem that a fine stripe- There is a problem.
한편, 컬러필터층이 구비되는 구비되는 컬러필터기판의 경우, 컬러필터층의 상부로 열경화성 물질의 오버코트층(overcoat layer)이 코팅됨으로써 기판을 평탄화할 수 있다. On the other hand, in the case of a color filter substrate provided with a color filter layer, an overcoat layer of a thermosetting material may be coated on the color filter layer to planarize the substrate.
그러나, 상기 오버코트층은 약 100㎛ 정도의 좁은 범위의 단차를 평탄화할 수 있지만, 저연마 글라스기판은 수 mm 의 넓은 범위로 굴곡이 형성되기 때문에 오버코트층을 형성하여도 오버코트층을 형성한 표면이 우네리의 굴곡을 따라서 형성되는 문제점이 있다. However, since the overcoat layer can flatten a step of a narrow range of about 100 mu m, a low-abrasive glass substrate is bent in a wide range of several millimeters, so that even if an overcoat layer is formed, There is a problem that it is formed along the curvature of the unary.
즉, 우네리의 굴곡에 의한 단차는 오버코트층으로 평탄화하기 힘들다.
That is, the step due to the unevenness of the unripe is difficult to planarize with the overcoat layer.
도 2는 우네리가 발생된 컬러필터기판을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다. FIG. 2 is a view showing the color filter substrate on which the unevenness is generated, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 우네리(20a)는 컬러필터기판(20)의 가로 또는 세로 방향의 표면을 따라 규칙 또는 불규칙적으로 미세한 굴곡을 형성한다. As shown in Figs. 2 and 3, the unipa 20a forms a fine or irregular fine bend along the transverse or longitudinal surface of the
여기서, 상기 컬러필터기판(20)은 글라스기판 상에 증착, 노광, 현상 및 식각 공정을 포함하는 사진식각 공정으로 컬러필터층을 제작하고 나서 스크라이브 및 커팅 공정으로 다수의 서브 글라스기판으로 나눠질 수 있다. Here, the
상기 우네리(20a)는 일정두께(t)를 가지는 컬러필터기판(20)의 표면에 수 ㎛~mm 범위로 폭넓게 형성될 수 있어 문제가 된다. The
예를 들어, 우네리(20a) 굴곡의 피치 간 거리(L)가 1~10mm, 또는 그 이상일 경우, 평탄화하기가 쉽지 않다. For example, when the pitch distance L of the
한편 도면에는 도시하지 않았지만, 우네리(20a)의 단면 형상은 컬러필터기판(20)의 표면으로부터 삼각형 형상, 타원 형상 또는 반원 형상 등의 돌출된 패턴으로 발생될 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawing, the cross-sectional shape of the
즉 우네리(20a)가 발생된 표면의 단면을 볼때, 컬러필터기판(20)의 노출된 표면을 따라 돌출된 패턴이 반복적으로 나타날 수도 있다. That is, when the
전술한 바와 같은, 우네리(20a)를 가지는 컬러필터기판(20)으로 액정표시장치를 제작할 경우, 검사 공정에서 선형의 얼룩으로 발현되며, 이러한 얼룩은 휘도 불균일을 야기시켜 화질을 저하시키는 원인이 되는 문제가 있다.
When a liquid crystal display device is fabricated with the
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 공정시간과 공정비용을 줄일 수 있는 저연마 글라스기판을 사용하면서 우네리 불량을 야기시키지 않는 기판의 평판화 방법을 제공하는데 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of flattening a substrate which does not cause unevenness while using a low-abrasive glass substrate which can reduce process time and process cost.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러필터기판의 제조방법은, 제1기판 상의 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 각 화소영역에 대응되고, 가장자리가 상기 블랙매트릭스의 가장자리와 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스와 상기 컬러필터의 상부로 유기절연막을 형성하는 단계와; 상기 유기절연막이 형성된 제1기판과, 상기 제1기판의 상부에 제2기판이 일정간격 이격된 상태로 서로 마주보도록 진공챔버 내에 배치되는 단계와; 상기 진공챔버의 내부를 진공상태로 만들고, 상기 제2기판을 자유낙하시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판이 합착되도록 하는 단계와; 광경화하는 단계를 포함하고, 상기 제2기판은 상기 제1기판 보다 평탄도 값이 높은 고연마 기판인 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter substrate, including: forming a black matrix on a boundary between pixel regions on a first substrate; Forming a color filter corresponding to each of the pixel regions so that an edge overlaps the edge of the black matrix; Forming an organic insulating layer on the black matrix and the color filter; A first substrate on which the organic insulating film is formed, and a second substrate disposed on the first substrate in a vacuum chamber so as to face the second substrate with a predetermined gap therebetween; Making the interior of the vacuum chamber in a vacuum state and allowing the first substrate and the second substrate to adhere to each other by freely dropping the second substrate; And the second substrate is a high-polishing substrate having a higher flatness value than the first substrate.
상기 유기절연막은 광경화 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다. And the organic insulating film is formed of a photocurable resin.
상기 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And forming the common electrode.
상기 단계들에, 합착된 상기 제1 및 제2기판을 상기 진공챔버에서 배출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And discharging the first and second substrates from the vacuum chamber in the steps described above.
또한, 합착된 상기 제1 및 제2기판으로부터 상기 제2기판을 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include separating the second substrate from the first and second substrates that are joined together.
한편, 본 발명에 따른 기판의 평탄화방법은, 평탄화대상물인 제1기판과 상기 제1기판의 상부에 제2기판이 일정간격 이격된 상태로 서로 마주보도록 진공챔버 내에 배치되고, 상기 진공챔버의 내부를 진공 상태로 만드는 단계와; 상기 제2기판을 자유낙하시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판이 합착되도록 하는 단계와; 광경화하는 단계를 포함하고, 상기 제1기판은 적, 녹, 청색의 컬러필터와, 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 컬러필터와 상기 블랙매트릭스의 상부로 오버코트층을 코팅한 것이며, 상기 제2기판은 제1기판 보다 평탄도 값이 높은 고연마 기판인 것을 특징으로 한다.
A method for planarizing a substrate according to the present invention includes the steps of: placing a first substrate, which is an object to be planarized, in a vacuum chamber so that the second substrate faces the first substrate with a predetermined gap therebetween, To a vacuum state; Allowing the second substrate to fall freely so that the first substrate and the second substrate are bonded together; Wherein the first substrate comprises red, green, and blue color filters and a black matrix, and the overcoat layer is coated on top of the color filter and the black matrix, Is a high-polishing substrate having a higher flatness value than the first substrate.
이와 같이, 본 발명에 따라 진공챔버에 저연마 글라스기판이 베이스가 된 컬러필터기판을 안착시킨 후에 이의 상부에서 고연마 글라스기판을 자유낙하시켜 컬러필터기판의 표면을 평탄화시킴으로써 우네리 불량을 방지할 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, after the color filter substrate on which the low-abrasive glass substrate is base is placed in the vacuum chamber, the high-abrasive glass substrate is freely dropped on the upper surface thereof to planarize the surface of the color filter substrate to prevent unevenness .
도 1은 기판의 표면 처리를 위한 연마 시간과 기판의 평탄도 간의 상관관계를 보여주는 도면.
도 2는 우네리가 발생된 글라스기판을 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 횡전계 방식 액정패널을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 평탄화 방법을 도시한 흐름도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 평탄화 방법을 설명하기 위한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a correlation between a polishing time for a surface treatment of a substrate and a flatness of the substrate. FIG.
2 is a view showing a glass substrate on which unevenness is generated.
3 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal panel according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of a vacuum chamber according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a flow chart illustrating a method of planarizing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
7A to 7C are views for explaining a method of planarizing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 횡전계 방식 액정패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal panel according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 횡전계 방식 액정패널(100)은, 일정한 셀 갭을 갖고 대향 합착된 어레이기판(110) 및 컬러필터기판(140)과, 상기 어레이기판(110) 및 컬러필터기판(140)의 이격된 사이 공간에 개재되는 액정층(LC)을 포함한다. 4, the transverse electric field type
여기서, 능동행렬 방식이라는 전제하에, 통상 하부기판이라고도 불리는 어레이기판(110)에는 어레이공정을 통한 어레이층(114)이 구비된다. Here, under the assumption of the active matrix method, the
상기 어레이층(114)은 제1글라스기판(112) 상에 서로 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)을 구비하고, 다수의 화소영역(P)마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)(T)와, 공통 전극(130)과, 화소 전극(132)이 구성된다.The
상기 박막트랜지스터(T)는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)의 교차지점에 형성되어 상기 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(132)과 일대일 대응 접속되게 된다. The thin film transistor T is formed at a point of intersection of a plurality of gate wirings (not shown) and data wirings (not shown) and connected in a one-to-one correspondence with the
이러한 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(미도시)과 연결되는 게이트 전극(114)과, 게이트 전극(114) 상부의 반도체층(118)과, 반도체층(118) 상부로 일정간격 이격된 상태로 형성되는 소스 전극(120)과 드레인 전극(122)을 포함한다.The thin film transistor T includes a
그리고, 상부기판이라고도 불리며 상기 어레이기판(110)과 마주보는 컬러필터기판(140)은 제2글라스기판(142) 상에 컬러필터층(144)이 구비된다. A
상기 컬러필터층(144)은 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적색(R)의 컬러필터(color filter:146a), 녹색(G)의 컬러필터(146b) 및 청색(B)의 컬러필터와, 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(black matrix)(145)가 형성된다. The
그리고 도시하지는 않았지만, 상기 어레이기판(110)과 컬러필터기판(140)의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(LC)의 유출을 방지하기 위해 어레이기판(110)과 컬러필터기판(140) 사이의 최외곽 가장자리를 따라 인쇄된 씰 패턴(미도시)을 포함함으로써 어레이기판(110)과 컬러필터기판(140)이 합착되어 액정패널(100)을 이루게 된다.Although not shown, in order to prevent leakage of the liquid crystal layer LC interposed between the
이러한 어레이기판(110) 및 컬러필터기판(140) 각각의 외측면에는 제1 및 제2편광판(미도시)이 구비되고, 이러한 액정패널(100)의 배면으로는 광원을 포함하는 백라이트(back-light) 유닛(미도시)이 구비된다. First and second polarizing plates (not shown) are provided on the outer surfaces of the
이러한 백라이트 유닛(미도시)에 의해 빛이 공급됨으로써, 액정패널(100)의게이트 배선(미도시)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소 전극(132)에 데이터배선(미도시)의 화상신호가 전달되면 공통 전극(130)과 화소 전극(132)의 수평전계(135)에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.The ON / OFF signals of the thin film transistor T are sequentially scanned and applied to the gate wiring (not shown) of the
한편, 상기 컬러필터기판(140)은 안료분산법, 염색법, 전착법 또는 열전사법등의 방법으로 컬러필터층(144)을 형성할 수 있다. Meanwhile, the
여기서 상기 방법들 중 일 예로, 안료분산법을 이용한 컬러필터기판(140)의 제조공정을 저연마 글라스기판을 베이스기판으로 적용한 것으로 가정하여 설명한다. Here, as an example of the above methods, the manufacturing process of the
저연마 글라스기판인 제2글라스기판(142)상에 금속물질 또는 수지를 기판 전면에 증착(도포)한 후 마스크 공정을 통하여 패터닝함으로써 각 화소영역(P)에 대응하여 개구를 갖는 블랙매트릭스(145)를 형성한다.A metal material or a resin is deposited on the entire surface of the substrate on the
그리고, 블랙매트릭스(145)가 형성된 제2글라스기판(142)에 적, 녹, 청색 레지스트 중 어느 하나 예를 들면 적색 레지스트(resist)를 스핀코팅(spin coating) 장치 또는 바(bar) 코팅장치를 이용하여 제2글라스기판(142) 전면에 도포하여 적색 레지스트층을 형성한다. A red resist such as red, green, or blue is coated on the
이후, 빛을 통과시키는 투과영역과 빛의 투과를 차단시키는 차단영역으로 구성된 노광 마스크를 적색 레지스트층의 상부로 위치시킨 후, 노광(exposure)를 실시한다.Thereafter, an exposure mask composed of a transmissive region for transmitting light and a shielding region for blocking transmission of light is positioned above the red resist layer, and then exposure is performed.
그리고 노광된 적색 레지스트층을 현상하면, 가장자리가 블랙매트릭스(145)의 가장자리와 서로 중첩되는 적색 컬러필터(146a)를 형성하게 된다. When the exposed red resist layer is developed, a
이와 같이 적색 컬러필터(146a)를 형성한 방법과 동일하게 진행하여 가장자리가 블랙매트릭스(145)의 가장자리와 서로 중첩되는 녹색 컬러필터(146) 및 청색 컬러필터를 형성한다.The green color filter 146 and the blue color filter are formed in the same manner as the method of forming the
다음으로 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 블랙매트릭스(145) 및 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(146a, 146b)의 상부로 보호와 단차 보상을 위한 유기절연물질을 도포하여 기판 전면에 유기절연막인 오버코트층을 형성한다. 이때, 상기 오버코트층에 해당되는 유기절연물질은 광경화 수지인 것을 특징으로 한다. Next, an organic insulating material for protection and level difference compensation is applied to the upper portion of the
이와 같이 제2글라스기판(142) 상에 블랙매트릭스(145), 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(146a, 146b) 및 오버코트층(미도시)을 형성하고, 오버코트층(미도시)을 광경화시킴으로써 컬러필터기판(140)을 완성할 수 있는데, 제2글라스기판(142)은 저연마 글라스기판이므로, 어레이기판(110)과 합착이 이루어지는 셀 공정 전에 기판의 평탄화를 위한 평탄화 공정이 선행되어야 한다.
In this way, a
이하에서는, 기판의 평탄화를 위한 평탄화 공정을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the planarization process for planarizing the substrate will be described in detail with reference to the drawings.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공챔버를 개략적으로 보여주는 도면으로, 도 4를 참조한다. FIG. 5 is a schematic view of a vacuum chamber according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is referred to.
도 5에 도시된 바와 같이, 진공챔버(200)는 투입구(210)와, 상하로 대응되는제1 및 제2기판 지지부(220, 230)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the
여기서 도시하지는 않았지만, 진공챔버(200)는 이송부와 압력 조절부 및 전체 시스템을 제어하는 제어부를 더 포함함이 바람직하다. Although not shown here, the
투입구(210)는 기판의 로딩 및 언로딩 시에 출입문에 해당되는 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 로딩 및 언로딩 시에는 기판이 통과할 수 있도록 개구되고, 로딩 및 언로딩 후에는 진공챔버(200)가 진공 상태를 유지할 수 있도록 닫힌다. The
제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각은 기판을 고정하는 역할을 한다. Each of the first and second substrate supports 220 and 230 serves to fix the substrate.
제1기판 지지부(220)는 이의 상부로 안착되는 제1기판을 지지 고정한다.The
그리고, 제2기판 지지부(230)는 이의 하부에 배치되는 제2기판을 흡착하여 고정하였다가 자유낙하시켜 제2기판을 제1기판에 밀착시키는 역할을 한다. The second
이에 따라, 제2기판의 표면과 제1기판의 표면은 서로 밀착되게 된다. Thus, the surface of the second substrate and the surface of the first substrate are brought into close contact with each other.
여기서, 제1기판 지지부(220)와 제2기판 지지부(230)는 서로 대응되도록 얼라인된 상태로 위치된다. Here, the first
이에 따라, 제1기판 지지부(220)에 고정되는 제1기판과 제2기판 지지부(230)에 고정되는 제2기판 간을 정렬시킬 필요가 없게 된다. Thereby, it is not necessary to align the first substrate fixed to the first
이러한 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각은 제1 및 제2기판 각각을 로딩(loading) 및 언로딩(un-loading) 하기 위하여 업 또는 다운시키는 리프트핀(212, 232)을 적어도 하나 구비한다. Each of the first and second substrate supports 220 and 230 may include at least one
그리고, 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각의 표면에는 다수의 진공홀(미도시)이 형성된다. A plurality of vacuum holes (not shown) are formed on the surfaces of the first and second substrate supports 220 and 230, respectively.
이에 따라, 제1 및 제2기판 지지부(220, 230)는 상기 다수의 진공홀(미도시)을 통해 공기를 흡입하여 제1 및 제2기판 각각을 진공 흡착함으로써 고정시킨다. Accordingly, the first and
또는, 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각은 공기를 다수의 진공홀(미도시)로 공급하여 기판이 분리되게 한다. Alternatively, each of the first and second substrate supports 220 and 230 supplies air to a plurality of vacuum holes (not shown) to allow the substrate to be separated.
이와 같은, 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각은 대전방지를 위한 대전방지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. Each of the first and second
여기서, 기판은 로딩 및 언로딩 시에 이송부(미도시)에 의해 이송되어 진공챔버(200)의 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각에 안착 고정되거나, 또는 제1 및 제2기판 지지부(220, 230)로부터 분리되어 배출될 수 있다. Here, the substrate is transported by a transfer unit (not shown) at the time of loading and unloading and fixed to the first and second substrate supports 220 and 230 of the
압력 조절부(미도시)는 밸브(valve)(미도시)를 통해 진공챔버(200)와 연결되어 진공챔버(200)의 내부 압력을 조절함으로써 진공챔버(200)의 내부를 진공 상태로 만드는 역할을 한다.
A pressure regulating unit (not shown) is connected to the
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 평탄화 방법을 보여주는 흐름도이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 평탄화 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 4 및 도 5를 참조한다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of planarizing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention. FIGS. 7A to 7C are views for explaining a method of planarizing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention, .
우선, 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 진공챔버(200)의 투입구(210)를 통해 진공챔버(200) 내부로 평탄화대상물인 제1기판(140)과 제1기판(140)을 평탄화하는 역할을 수행하는 제2기판(260)이 투입된다(st1). 6 and 7A, the
상기 제1기판(140)과 제2기판(260)은 동일한 사이즈이거나, 또는 제1기판(140)의 상부로 안착되는 제2기판(260)이 제1기판(140) 보다 큰 사이즈로 형성될 수 있다. The
그리고 상기 제1기판(140)은 저연마 글라스기판에 컬러필층(144)을 형성한 컬러필터기판으로, 도면에 도시하지는 않았지만 표면에 규칙 또는 불규칙적으로 굴곡이 나타나는 우네리가 형성되어 있다. The
상기 제2기판(260)은 평탄도(AGC) 값이 적어도 0.88품 미만으로 우네리 불량이 발생되지 않은 고연마 글라스기판이다. The
이에 따라 상기 제1기판(140)에는, 투명한 절연기판(142) 상에 블랙매트릭스(145)와, 적, 녹, 청색의 컬러필터(146a, 146b, 146c), 그리고 이들(145, 146a, 146b, 146c)의 상부로 보호와 단차를 보상하기 위한 오버코트층(overcoat layer:147)이 형성되어 있다. The
여기서, 상기 블랙매트릭스(145)는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 그리고 박막트랜지스터(도 4의 T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(도 4의 P)을 테두리하는 격자 형상으로 형성된다. Here, the
그리고, 적, 녹, 청색의 컬러필터(146a, 146b, 146c)는 각 화소영역(도 4의 P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열되도록 형성된다.The red, green, and
상기 오버코트층(147)은 광경화성 수지(regin)로 코팅된 것으로, 경화 전의 상태임이 바람직하다. The
이는 본 발명에 따라 기판을 평탄화하는데 주요한 특징으로, 종래에는 오버코트층을 열경화성 물질로 코팅한 후에 열경화하여 컬러필터기판을 제작하였지만, 본 발명에서는 저연마 글라스기판 상에 블랙매트릭스와 컬러필터를 형성하고, 그 위에 오버코트층을 광경화성 수지로 코팅한 후에 경화하기 전에 기판을 평탄화시키는 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.The color filter substrate is formed by coating the overcoat layer with a thermosetting material and thermally curing the substrate. However, in the present invention, a black matrix and a color filter are formed on a low-abrasive glass substrate And the overcoat layer is coated thereon with a photo-curing resin, and then the substrate is planarized before curing. This will be described in detail later.
이러한 오버코트층(147)이 제1기판(140)의 전면에 위치하도록 제1기판(140)이 배치되고, 이러한 제1기판(140)의 상부로 평탄화 역할을 수행하는 제2기판(260)이 일정간격 이격된 상태로 위치된다. The
이때 제1기판(140)과 이의 상부에 위치되는 제2기판(260) 간의 거리는 수백 um 정도로 형성될 수 있는데, 대략 500um 정도일 수 있다. At this time, the distance between the
이를 위해, 제1기판(140)은 제1이송부(미도시)에 의해 진공챔버(200) 내부로 투입되어 제1기판 지지부(220)의 상부에 고정되게 되고, 제2기판(260)은 제2이송부(미도시)에 의해 진공챔버(200) 내부로 투입되어 제2기판 지지부(230)의 하부에 고정되게 된다. The
상기 제1 및 제2기판 지지부(220, 230) 각각의 표면에는 다수의 진공홀(미도시)이 형성되어 상기 다수의 진공홀(미도시)을 통해 공기를 흡입하여 제1기판(140)과 제2기판(260) 각각을 진공 흡착함으로써 제1기판(140)과 제2기판(260) 각각을 고정시킨다. A plurality of vacuum holes (not shown) are formed on the surfaces of the first and second substrate supports 220 and 230 to suck air through the plurality of vacuum holes (not shown) The
이를 통해 제1기판(140)과 제2기판(260)은 서로 마주보도록 배치된다. The
이와 같이, 제1기판(140)과 제2기판(260)이 진공챔버(200) 내부로 투입되면, 진공챔버(200)의 압력을 조절하여 진공챔버(200) 내부가 진공 상태가 되도록 한다. When the
상기 진공챔버(200)의 진공 정도는 일반적으로 50mTorr이하의 수준으로 조성된다. The degree of vacuum of the
이어서 도 6 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2기판 지지부(230)는 다수의 진공홀(미도시)로 공기를 공급하여 제2기판(260)이 진공 상태의 진공챔버(200) 내에서 자유 낙하(st3)함으로써 제1기판(140)의 상부에 안착되도록 한다. 6 and 7B, the
이에 따라 도 7c에 도시된 바와 같이, 제1기판(140)과 제2기판(260)이 서로 대면 합착된다(st5). Thus, as shown in FIG. 7C, the
이때, 제1기판(140)의 상부에서 제1기판(140)과 일정간격 이격된 상태로 위치된 제2기판(260)이 자유 낙하함에 따라 제2기판(260)의 표면은 제1기판(140)의 표면에 밀착되게 된다. At this time, as the
이를 통해, 제1기판(140)의 표면은 제2기판(260)에 의해 평탄화 처리되어 평탄도가 향상됨으로써 우네리 불량을 해소할 수 있게 된다. Accordingly, the surface of the
이후, 진공챔버(200) 내에서 합착된 상태인 제1기판(140)과 제2기판(260)에 일정강도의 UV광선을 조사하여 오버코트층(147)에 대해 광경화를 진행한다(st7). Then, the
이와 같이 광경화가 진행된 제1기판(140)과 제2기판(260)은 진공챔버(200) 밖으로 배출되어 서로 분리되거나, 또는 진공챔버(200) 내에서 서로 분리된 후에 진공챔버(200) 밖으로 배출되게 된다(st9).
The
이와 같이, 고연마 글라스기판인 제2기판(260)이 자유 낙하하여 제1기판(140)의 상부에 안착됨에 따라 제2기판(260)에 의해 제1기판(140)의 표면 평탄도도 제2기판(260)과 같이 평탄하게 처리됨으로써 우네리 불량을 해소할 수 있게 된다. As the
또한, 자유 낙하를 함에 따라 물리적인 힘에 의한 가압방식의 단점인 불균일한 가압에 따른 기판 및 기판 내부의 손상을 없앨 수 있게 되고, 나아가 보다 쉬운 방법으로 평탄화 처리를 할 수 있어 공정 수율과 제품의 수명 및 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다. In addition, as the free fall occurs, damage to the substrate and the substrate due to uneven pressurization, which is a disadvantage of the pressing method by the physical force, can be eliminated. Further, the flattening process can be performed by an easier method, Life and reliability can be improved.
결론적으로, 제작단가가 저렴한 저연마기판을 적용하여 컬러필터기판을 제작할 수 있게 되어 기판 공급이 원활해지게 되고, 액정표시장치의 제조 단가를 저감시킬 수 있게 된다.
As a result, it is possible to manufacture a color filter substrate by applying a low-polishing substrate having a low manufacturing cost, so that the supply of the substrate becomes smooth and the manufacturing cost of the liquid crystal display device can be reduced.
한편, 액정표시장치는 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동 방식인 수직전계 방식과, 수평으로 걸리는 전기장에 의한 액정구동 방식인 횡전계 방식으로 나누어진다. On the other hand, the liquid crystal display device is divided into a vertical electric field system, which is a liquid crystal driving system by an electric field which is applied up and down, and a horizontal electric field system, which is a liquid crystal driving system by a horizontal electric field.
상기에서는 공통 전극이 어레이기판에 형성되는 횡전계 방식을 예로 들어 설명하였지만, 공통 전극이 컬러필터기판에 형성되는 수직전계 방식에도 본 발명에 따른 기판의 평탄화 방법을 적용할 수 있다. Although the transverse electric field system in which the common electrode is formed on the array substrate has been described above, the method of planarizing the substrate according to the present invention can also be applied to the vertical electric field system in which the common electrode is formed on the color filter substrate.
이 경우, 오버코트층이 코팅된 컬러필터기판을 본 발명에 따라 진공챔버에서 평탄화시키고, 경화시킨 후에 진공챔버에서 배출되어 분리된 컬러필터기판에 공통전극을 형성함으로써 컬러필터기판을 완성할 수 있다.
In this case, the color filter substrate coated with the overcoat layer can be completed by flattening the color filter substrate according to the present invention in a vacuum chamber, curing it, and then ejecting the vacuum chamber to form a common electrode on the separated color filter substrate.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiments of the present invention as described above are merely illustrative, and those skilled in the art can make modifications without departing from the gist of the present invention. Accordingly, the protection scope of the present invention includes modifications of the present invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
140: 컬러필터기판 145: 블랙매트릭스
146a: 적색 컬러필터 146b: 녹색 컬러필터
147: 오버코트층 200: 진공챔버
220: 제1기판 지지부 230: 제2기판 지지부
260: 고연마 글라스 기판 140: Color filter substrate 145: Black matrix
146a:
147: Overcoat layer 200: Vacuum chamber
220: first substrate supporting part 230: second substrate supporting part
260: High abrasive glass substrate
Claims (8)
상기 각 화소영역에 대응되고, 가장자리가 상기 블랙매트릭스의 가장자리와 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계와;
상기 블랙매트릭스와 상기 컬러필터의 상부로 유기절연막을 형성하는 단계와;
상기 유기절연막이 형성된 제1기판과, 상기 제1기판의 상부에 상기 제 1 평탄도에 비해 작은 제 2 평탄도를 갖는 제2기판이 일정간격 이격된 상태로 서로 마주보도록 진공챔버 내에 배치되는 단계와;
상기 진공챔버의 내부를 진공상태로 만들고, 상기 제2기판을 자유낙하시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판이 합착되도록 하는 단계와;
광경화하는 단계를 포함하는 컬러필터기판의 제조방법.
Forming a black matrix on the boundary of each pixel region on the first substrate having the first flatness;
Forming a color filter corresponding to each of the pixel regions so that an edge overlaps the edge of the black matrix;
Forming an organic insulating layer on the black matrix and the color filter;
A first substrate on which the organic insulating film is formed and a second substrate having a second flatness lower than the first flatness on an upper portion of the first substrate are disposed in a vacuum chamber so as to face each other with a predetermined gap therebetween Wow;
Making the interior of the vacuum chamber in a vacuum state and allowing the first substrate and the second substrate to adhere to each other by freely dropping the second substrate;
And curing the photo-curable resin.
상기 유기절연막은
광경화 수지로 이루어지는 컬러필터기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
The organic insulating film
A method of manufacturing a color filter substrate comprising a photocurable resin.
합착된 상기 제1 및 제2기판을 상기 진공챔버에서 배출시키는 단계를 더 포함하는 컬러필터기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of discharging the first and second bonded substrates from the vacuum chamber.
합착된 상기 제1 및 제2기판으로부터 상기 제2기판을 분리시키는 단계를 더 포함하는 컬러필터기판의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Further comprising the step of separating the second substrate from the first and second substrates bonded together.
상기 제2기판을 자유낙하시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판이 합착되도록 하는 단계와;
광경화하는 단계를 포함하고,
상기 제1기판은 적, 녹, 청색의 컬러필터와, 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 컬러필터와 상기 블랙매트릭스의 상부로 오버코트층을 코팅한 기판의 평탄화 방법.
A first substrate having a first flatness and a second substrate having a second flatness lower than the first flatness are disposed in a vacuum chamber so as to face each other with a predetermined gap therebetween, Placing the vacuum chamber in a vacuum state;
Allowing the second substrate to fall freely so that the first substrate and the second substrate are bonded together;
Comprising the step of photocuring,
Wherein the first substrate has red, green, and blue color filters and a black matrix, and the overcoat layer is coated on top of the color filter and the black matrix.
상기 제 2 기판을 분리 한 후, 상기 제 1 기판 상에 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 컬러필터기판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising forming a common electrode on the first substrate after separating the second substrate.
상기 제 2 기판은 평탄도값이 0.88품 미만이며, 상기 제 1 기판은 평탄도값이 0.88품 이상인 컬러필터기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second substrate has a flatness value of less than 0.88, and the first substrate has a flatness value of 0.88 or more.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |