KR19990070839A

KR19990070839A - Color filter substrate and its manufacturing method

Info

Publication number: KR19990070839A
Application number: KR1019980005935A
Authority: KR
Inventors: 신선수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-09-15

Abstract

투명한 절연 기판 위에 투과하는 빛을 차단하는 블랙 매트릭스를 소정의 간격으로 형성하고, 블랙 매트릭스를 덮는 ITO막을 형성한다. 이렇게, 블랙 매트릭스의 상부에 ITO막을 직접 형성하면 이들 사이의 접촉 저항은 감소한다. 이어, 분광 특성을 가지는 음성의 감광성 포토 레지스트를 반복적으로 도포하고 패터닝하여 적, 녹, 청색의 컬러 필터를 형성한 다음, 컬러 필터를 러빙한다. 이렇게 ITO막의 상부에 컬러 필터를 형성하는 경우에는 ITO막의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 배향막을 형성하지 않고 컬러 필터를 러빙하여 액정을 배향함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다.A black matrix for blocking light passing through the transparent insulating substrate is formed at predetermined intervals, and an ITO film covering the black matrix is formed. Thus, if the ITO film is directly formed on the black matrix, the contact resistance therebetween decreases. Subsequently, the negative photosensitive photoresist having spectral characteristics is repeatedly applied and patterned to form red, green, and blue color filters, followed by rubbing the color filters. Thus, when the color filter is formed on the ITO film, the adhesion of the ITO film can be improved, and the manufacturing process can be simplified by rubbing the color filter without forming the alignment film to orient the liquid crystal.

Description

Color filter substrate and its manufacturing method

본 발명은 컬러 필터 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 기판과 마주하는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a color filter substrate, and more particularly, to a method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device facing a thin film transistor substrate in a liquid crystal display device.

일반적으로 액정 표시 장치는 원하는 색을 표시하기 위한 적, 녹, 청색의 컬러 필터 및 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 컬러 필터 기판과, 다수의 화소 영역에 다수의 화소 전극과 박막 트랜지스터 (thin film transistor : TFT)가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판으로 구성된다.In general, a liquid crystal display includes a color filter substrate on which red, green, and blue color filters for displaying a desired color, and a black matrix for blocking light are formed, and a plurality of pixel electrodes and thin film transistors in a plurality of pixel areas. thin film transistor (TFT) formed of a thin film transistor substrate.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 액정 표시 장치용 컬러 필터에 대하여 상세하게 설명한다.Next, with reference to the accompanying drawings, a conventional color filter for a liquid crystal display device will be described in detail.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은, 투명한 절연 기판(1)의 상부에 블랙 매트릭스(2)가 일정한 간격으로 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(2) 사이 및 컬러 필터 기판(1)의 상부에는 적, 녹, 청색의 컬러 필터(3, 4, 5)가 형성되어 있다. 기판(1)의 상부에는 블랙 매트릭스(2) 및 컬러 필터(3, 4, 5)를 덮는 ITO막(6)이 형성되어 있고, ITO막(6)의 상부 전면에는 배향막(7)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, in a conventional color filter substrate for a liquid crystal display device, a black matrix 2 is formed at regular intervals on an upper portion of the transparent insulating substrate 1, between the black matrix 2 and the color filter substrate. On top of (1), red, green, and blue color filters 3, 4, and 5 are formed. An ITO film 6 covering the black matrix 2 and the color filters 3, 4, and 5 is formed on the substrate 1, and an alignment film 7 is formed on the entire upper surface of the ITO film 6. have.

그러면, 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 종래의 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, a method of manufacturing a conventional color filter substrate for a liquid crystal display will be described with reference to FIGS. 2A to 2F.

우선, 투명한 절연 기판(1) 위에 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)의 열화 방지를 방지하기 위해 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(2)를 형성한다 (도 2a 참조).First, a black matrix 2 is formed on the transparent insulating substrate 1 to block light in order to prevent degradation of a thin film transistor (TFT) (see FIG. 2A).

다음, 블랙 매트릭스(2)가 형성되어 있는 기판(1) 상부에 분광 특성을 가지는 감광성 포토 레지스트(3)를 도포하고 노광 및 현상시켜 적색의 컬러 필터층(3)을 형성한다 (도 2b, 2c 및 2d).Next, a photosensitive photoresist 3 having spectral characteristics is applied, exposed and developed on the substrate 1 on which the black matrix 2 is formed to form a red color filter layer 3 (FIGS. 2B, 2C and 2d).

계속해서 도 2e에서 보는 바와 같이, 동일한 방법으로 녹 및 청색의 컬러 필터층(4, 5)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, green and blue color filter layers 4 and 5 are formed in the same manner.

이어, 적, 녹, 청색의 컬러 필터층(3, 4, 5)이 형성되어 있는 기판(1)의 상부에 ITO막(6) 및 배향막(7)을 차례로 형성한 다음, 배향막(7)을 러빙한다 (도 2f).Subsequently, an ITO film 6 and an alignment film 7 are sequentially formed on the substrate 1 on which the red, green, and blue color filter layers 3, 4, and 5 are formed, and then the alignment film 7 is rubbed. (FIG. 2f).

그러나, 이러한 종래의 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판은 블랙 매트릭스(2) 및 컬러 필터(3, 4, 5)의 표면에 잔류하는 유기물 찌꺼기로 인하여 컬러 필터(3, 4, 5) 및 블랙 매트릭스(2)와 ITO막(6)의 접착력이 떨어진다. 또한, 이러한 유기물 찌거기는 ITO막(6)의 상부에 배향막(7)을 형성 또는 러빙할 때 배향막(7)을 오염시키게 되어 재작업율을 높이게 되고, 블랙 매트릭스(2)와 ITO막(6)의 접촉 저항을 증가시키게 된다.However, such a conventional color filter substrate for a liquid crystal display device has a color filter (3, 4, 5) and a black matrix (3) due to organic residues remaining on the surfaces of the black matrix (2) and the color filters (3, 4, 5). 2) and the ITO film 6 is inferior. In addition, such organic residues contaminate the alignment layer 7 when the alignment layer 7 is formed or rubbed on the ITO layer 6 to increase the rework rate, and the black matrix 2 and the ITO layer 6 It will increase the contact resistance of.

본 발명의 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, ITO막의 접착력을 향상시키고, 배향막의 오염을 최소화하고, 블랙 매트릭스와 ITO막의 접촉 저항을 줄이는 데 있다.An object of the present invention is to solve this problem, to improve the adhesion of the ITO film, to minimize contamination of the alignment film, and to reduce the contact resistance of the black matrix and the ITO film.

도 1은 종래의 기술에 따른 컬러 필터 기판의 구조를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing the structure of a color filter substrate according to the prior art,

도 2a 내지 도 2f는 종래의 기술에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 단면도이고,2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a color filter substrate according to a conventional technology, in accordance with a process sequence thereof;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 구조를 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing the structure of a color filter substrate according to an embodiment of the present invention,

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention, in the order of their processes.

이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에서는 블랙 매트릭스의 상부에 ITO막을 형성한 후 컬러 필터를 형성한다. 또한, 컬러 필터에 배향 공정을 실시하여 액정을 배향시킨다.In the color filter substrate and the method for manufacturing the same according to the present invention for achieving the above object, a color filter is formed after the ITO film is formed on the black matrix. Moreover, an alignment process is given to a color filter and orientates a liquid crystal.

이때, 블랙 매트릭스 상부에 ITO막을 직접 형성함으로써, ITO막의 접착력이 증가되며, 블랙 매트릭스과 ITO막 사이의 접촉 저항이 감소하게 된다. 또한, 컬러 필터를 배향하여 액정을 배향시키므로서 배향막으로 인하 오염을 방지할 수 있다.At this time, by directly forming the ITO film on the black matrix, the adhesion of the ITO film is increased, the contact resistance between the black matrix and the ITO film is reduced. In addition, lowering contamination with the alignment film can be prevented by aligning the color filter to align the liquid crystal.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.An embodiment of a color filter substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention. .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 구조를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.

기판(100)의 상부에 일정한 간격으로 블랙 매트릭스(200)가 형성되어 있으며, 블랙 매트릭스(200)를 덮는 ITO막(600)이 기판(100)의 상부에 형성되어 있다. ITO막(600)의 상부에는 일정한 간격으로 감광성 포토 레지스트로 이루어진 적, 녹, 청색의 컬러 필터(310, 320, 330)가 형성되어 있다. 이때, 각각의 적, 녹, 청색의 컬러 필터(310, 320, 330)는 블랙 매트릭스(200)의 사이에 형성되어 있으며, 그의 양단은 블랙 매트릭스(200)의 가장자리까지 형성되어 있다.The black matrix 200 is formed on the substrate 100 at regular intervals, and the ITO film 600 covering the black matrix 200 is formed on the substrate 100. The red, green, and blue color filters 310, 320, and 330 made of photosensitive photoresist are formed on the ITO layer 600 at regular intervals. In this case, each of the red, green, and blue color filters 310, 320, and 330 is formed between the black matrices 200, and both ends thereof are formed to the edge of the black matrix 200.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings, a method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention is as follows.

우선, 도 4a에서 보는 바와 같이, 투명한 절연 기판(100) 위에 투과하는 빛을 차단하여 마주하는 기판에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)의 열화 방지를 방지하기 위해 블랙 매트릭스(200)를 소정의 간격으로 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, the black matrix 200 is prevented to prevent deterioration of a thin film transistor (TFT) formed on a facing substrate by blocking light transmitted through the transparent insulating substrate 100. It is formed at predetermined intervals.

이때, 블랙 매트릭스(200)는 상부는 크롬 산화막(CrO_X) 하부는 크롬(Cr)으로 이루어진 이중 구조로 형성한다.In this case, the black matrix 200, the upper has a lower chromium oxide film (CrO _X) to form a double structure consisting of chromium (Cr).

다음, 도 4b에서 보는 바와 같이, 블랙 매트릭스(200)가 형성되어 있는 기판(100) 상부 전면에 ITO막(600)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, an ITO film 600 is formed on the entire upper surface of the substrate 100 on which the black matrix 200 is formed.

이렇게 블랙 매트릭스(200)의 상부에 ITO막(600)을 직접 형성함으로서 이들 사이의 접촉 저항을 줄일 수 있다.As such, by forming the ITO film 600 directly on the black matrix 200, the contact resistance therebetween may be reduced.

다음, 도 4c에서 보는 바와 같이, ITO막(600)의 상부에 분광 특성을 가지는 음성의 감광성 포토 레지스트(300)를 도포한다.Next, as shown in FIG. 4C, a negative photosensitive photoresist 300 having spectral characteristics is coated on the ITO film 600.

이때, 감광성 포토 레지스트(300)는 적색(R) 파장대의 빛만을 투과시키고, 나머지 파장대의 빛은 흡수하는 컬러 필터의 기능을 가지며, 안료를 분산시킨 착색 아크릴 감광성 수지로 만들어진다.At this time, the photosensitive photoresist 300 has a function of a color filter that transmits only light in the red (R) wavelength band and absorbs the remaining wavelength band, and is made of colored acrylic photosensitive resin in which pigment is dispersed.

이어, 도 4d에서 보는 바와 같이, 개구부(910)를 가지는 마스크(900)를 기판(100)의 상부에 정렬하고 노광 공정을 실시한다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the mask 900 having the openings 910 is aligned on the upper portion of the substrate 100, and an exposure process is performed.

이때, 개구부(910)는 서로 이웃하는 블랙 매트릭스(200)의 가장자리 부분까지 형성되어 있다.In this case, the openings 910 are formed to edge portions of the neighboring black matrices 200.

다음, 현상 공정을 실시하면, 도 4e에서 보는 바와 같이 빛이 조사된 부분에만 R-감광성 레지스트를 남기어 적색의 컬러 필터(310)를 형성한다.Next, when the development process is performed, a red color filter 310 is formed by leaving the R-photosensitive resist only in the portion to which light is irradiated, as shown in FIG. 4E.

이어, 도 4f에서 보는 바와 같이, 기판(100)의 상부에 녹, 청색의 감광성 레지스트를 도포하고 도 4c 내지 도 4e의 공정을 반복적으로 실시하여 녹, 청색의 컬러 필터(320, 330)를 차례로 형성한다.4F, green and blue photosensitive resists are applied to the upper portion of the substrate 100, and the processes of FIGS. 4C to 4E are repeatedly performed to sequentially turn green and blue color filters 320 and 330. Form.

이때, 적, 녹, 청색의 컬러 필터(310, 320, 330)는 서로 분리되어 있으며, 이들의 가장자리 부분은 서로 이웃하는 블랙 매트릭스(200)의 가장자리 부분까지 형성한다.In this case, the red, green, and blue color filters 310, 320, and 330 are separated from each other, and the edges thereof are formed up to the edges of the neighboring black matrix 200.

이렇게, ITO막(600)의 상부에 적, 녹, 청색의 컬러 필터(310, 320, 330)를 직접 형성함으로써, 안료의 찌꺼기로 인한 접착력의 저하가 발생하지 않기 때문에 ITO막(600)의 접착력이 우수해진다.Thus, by directly forming the red, green, and blue color filters 310, 320, and 330 on the upper portion of the ITO film 600, the adhesive force of the ITO film 600 is not reduced because the adhesive force is not lowered due to the pigment residue. This is excellent.

다음, 적, 녹, 청색의 컬러 필터(310, 320, 330)를 러빙한다.Next, the color filters 310, 320, and 330 of red, green, and blue are rubbed.

이러한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에서는 블랙 매트릭스의 상부에 ITO막을 형성함으로서 접촉 저항을 낮출 수 있다. 또한, ITO막의 상부에 컬러 필터를 형성함으로서 우수한 ITO막의 접착력을 얻을 수 있고, 컬러 필터의 배향을 통하여 액정을 배향함으로써 배향막의 형성 공정이 불필요하게 되어 공정이 단순해지고, 배향막의 오염을 미리 방지할 수 있다.In such a color filter substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention, contact resistance can be lowered by forming an ITO film on the black matrix. In addition, by forming a color filter on top of the ITO film, excellent adhesion of the ITO film can be obtained, and alignment of the liquid crystal through the alignment of the color filter makes the formation of the alignment film unnecessary, thereby simplifying the process and preventing contamination of the alignment film in advance. Can be.

Claims

Depositing and patterning an opaque film on the transparent insulating substrate to form a black matrix,

Forming an ITO covering the black matrix on the entire upper surface of the substrate,

Repeatedly applying and patterning a negative photosensitive photoresist having spectral characteristics on the ITO film to form red, green, and blue color filters;

A method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device comprising the step of rubbing the color filter.

Board,

Black matrix formed at regular intervals to block a part of light on the substrate,

An ITO film formed on the substrate and covering the black matrix,

And a red, green, and blue color filter formed at regular intervals between the black matrix on the upper portion of the ITO film.

In claim 1,

The color filter is a color filter substrate for a liquid crystal display device is rubbed.