KR20020057033A - 액정표시장치의 컬러 필터 기판 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하프 톤을 이용한 컬러 필터 기판 제조 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 투명 기판 상에 레드 컬러로 염색된 레진막을 도포하는 제 1단계; 하프 톤 노광 공정을 이용하여 상기 레진막을 노광해서, 컬러 필터 형성 영역 상에 레드 컬러 필터를 형성하면서, 블랙 매트릭스 형성 영역 상에 상기 레진막의 도포 두께 보다 얇은 레드 하프톤층을 형성하는 제 2 단계; 및 그린 및 블루의 컬러로 도포된 레진막들에 대해서 상기 제 1및 제 2단계를 반복 수행해서, 각각 그린 및 블루 컬러 필터들을 형성하면서, 상기 블랙 매트릭스 형성 영역 상의 레드 하프톤층 상에 그린 및 블루 하프톤층을 적층시키는 단계를 포함하며, 상기 레드, 그린, 및 블루의 적층 하프톤층들의 두께를 상기 레드, 그린, 및 블루 컬러 필터과 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 컬러 필터 기판 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE OF LCD}
본 발명은 액정표시장치의 컬퍼 필터 기판 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하프 톤 노광 공정을 이용해서, 컬러 필터와 블랙 매트릭스를 동시에 구현하는 액정표시장치의 컬러 필터 기판 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시 장치는 차세대 표시장치로써 막대한 시장이 형성될 전망이며, 액정 디스플레이기술도 TN-LCD에서 STN-LCD, MIM-LCD, TFT-LCD 로 발전하였고, 더불어 액정 디스플레이의 표시 성능도 현저하게 향상되어 왔다.
일반적으로, 액정표시장치의 구조는 대향하는 상하 기판과, 상하 기판 사이에 개재되는 액정층과, 상하 기판 외측면에 배치되는 편광판으로 구성되어 있다.
여기서, 하부 기판은 박막 트랜지스터, 화소 전극, 게이트 라인, 데이타 라인등의 소자가 형성되어 있으며, 이를 어레이 기판이라 한다. 상부 기판은 액정표시장치의 컬러 그래픽을 실현함과 동시에, 액정표시 장치의 중심 부품이 되는 컬러 필터 가 부착되어 있어, 이를 컬러 필터 기판이라 한다.
이러한, 컬러 필터 기판은 직접 입사되는 빛을 막아주거나, 원하지 않는 빛의 누설을 차단시켜주는 역할을 하도록 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스로 둘러싸여진 공간에 형성된 R(레드), G(그린),및 B(블루)의 컬러 필터들을 포함한다.
상기와 같은 컬러 필터 기판은 도 1a 내지 도 1e와 같은 공정을 거쳐 제조된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 유리 기판(10) 상에 Cr계의 금속 또는 레진(Resin)으로 구성된 블랙 매트릭스(11)를 필터이 형성될 영역들의 사이 영역에형성한다. 그런다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 블랙 매트릭스(11)가 형성된 유리 기판(10) 상에 레드 컬러로 염색된 레진막을 도포한후, 상기 레드 컬러로 염색된 레진막을 노광 및 현상하여 상기 레드 컬러필터(13)를 형성한다. 이때, 상기 레드 컬러 필터(13)는 상기 블랙 매트릭스(11) 일부상에도 남도록 한다.
도 1c에 도시된 바와 같이 상기 레드 컬러 필터(13)이 형성된 기판(10) 상에 그린 컬러로 염색된 레진막을 도포하고, 그런다음, 상기와 같이 동일한 방법으로 그린 컬러 필터(14)를 형성한다. 이때, 그린 컬러 필터(14)는 상기 블랙매트릭스(11) 상에도 일부가 형성되도록하며, 특히, 상기 레드 컬러 필터(13)와 접촉되도록 형성한다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 동일한 방법으로 블랙 매트릭스(11) 상에도 일부가 형성되면서, 상기 그린 컬러 필터(14)와 접촉하는 블루 컬러 필터(15)를 형성한다. 그리고 나서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B) 필터(13, 14, 15)들이 형성된 유리 기판(10)의 전면 상에 블래 매트릭스(11)에 기인하는 비평탄 표면에대한 평탄화를 위해 탑 코트층(Top Coat Layer : 17)을 형성한다. 이후, 도시하지 않았으나, 상기 탑 코트층(17) 상에 ITO 금속막으로 이루어진 상대 전극이 형성되고, 이 결과로 컬러 필터 기판이 완성된다.
그러나, 종래의 컬러 필터 기판 제조 방법은 R, G, B 컬러 필터들을 형성하는 과정에서 블랙 매트릭스 상에도 컬러 필터가 형성되는 것에 기인하여, 전체적으로 평활도가 나쁜 표면을 갖게되며, 또한, 평활도 개선을 위해, 탑 코트층(TopCoat)을 형성해야 한다는 공정 측면에서의 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 블랙 매트릭스에 기인하는 평활도 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치의 컬러 필터 기판 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의에 다른 실시 예에 따른 컬러 필터 기판의 제조 공정을 도시한 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
21a: 레드 필터 21b: 레드 하프톤층
23a: 그린 필터 23b: 그린 하프톤층
25a: 블루 필터 25b: 블루 하프톤층
40: 비투과 막 30: 슬릿 바
20: 마스크 50: 블랙 매트릭스
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 기판 상에 레드 컬러로 염색된 레진막을 도포하는 제 1단계; 하프 톤 노광 공정을 이용하여 상기 레진막을 노광해서, 컬러 필터 형성 영역 상에 레드 컬러 필터을 형성하면서, 블랙 매트릭스 형성 영역 상에 상기 레진막의 도포 두께 보다 얇은 레드 하프톤층을 형성하는 제 2 단계; 및 그린및 블루의 컬러로 도포된 레진막들에 대해서 상기 제 1 및 제 2단계를 반복 수행해서, 각각 그린 및 블루 컬러 필터들을 형성하면서, 상기 블랙 매트릭스 형성 영역 상의 레드 하프톤층 상에 그린 및 블루 하프톤층을 적층시키는 단계를 포함하며, 상기 레드, 그린, 및 블루의 적층 하프톤층들의 두께를 상기 레드, 그린, 및 블루 컬러 필터과 동일한 두께를 갖고, 상기, 레등 하프톤층 하부에 블랙 매트릭스가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 하프 톤(HALF-TONE) 노광 기술을 사용하여 블랙 매트릭스을 컬러 안료층으로 대체하기 때문에 블랙 매트릭스에의해 발생하는 평활도 불량을 개선할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 컬러 필터 제조 공정을 도시한 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 소정 영역에 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 투명성 절연 기판(10), 예를 들어, 유리 기판(10) 상에 레드 컬러로 염색된 레진막을 도포한다. 그런 다음, 컬러 필터가 형성될 영역에는 비투과막(40)이 형성되어 있고, 컬러 필터 형성 영역들에는 분해능이하의 슬릿 바(30)가 형성되어 있는 하프 톤 마스크(20)를 사용하여, 상기 레드 컬러로 염색된 레진막을 노광및 현상한다. 이결과, 기판(10) 상의 소정 영역에 레드 컬러 필터(21a)가 형성되며, 아울러 블랙 매트릭스 형성 영역 상에는 상기 레드 컬러 필터 두께의 1/3에 해당하는 두께를 갖는 레드 하프톤층(21b)을 형성한다.
그런다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 레드 컬러 필터(21a)와 레드 하프톤층(21b)이 형성된 기판(10) 상에 그린 컬러로 염색된 레진막을 도포하고, 상기와 같이 동일한 공정을 수행해서, 그린 컬러 필터(23a)와 그린 하프톤층(23b)을 형성한다. 이때, 상기 그린 하프톤층(23b)은 상기 레드 하프톤층(21b) 상에 형성되도록 한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 레드 및 그린 컬러 필터(21a, 23a)가 형성된 기판 상(10)에 블루 컬러로 염색된 레진막을 도포하고, 그런 다음, 상기와 같이 동일한 방법으로 블루 컬러 필터(25a)와 블루 하프 톤층(25b)을 형성한다. 상기 블루 하프톤층(25b)은 그린 하프톤층(23b) 상에 형성되도록 한다. 이와 같은 구조에 있어서, 적층된 R, G, B 하프톤층들(21b, 23b, 25b)의 두께 합은 컬러 필터와 유사하다. 따라서, 평활도가 개선되는바, 후속에서 탑 코트층을 형성할 필요가 없으며, 그래서, 본 발명의 제조 방법은 공정상의 잇점을 갖는다. 또한, 적층된 레드, 그린 및 블루 하프톤층(21b, 23b, 25b)은 블랙 매트릭스로서 기능할 수 있기 때문에, 본 발명 제조 방법을 채용할 경우, 상기 블랙 매트릭스의 형성 공정은 생략될 수 있다. 이후, 컬러 층에 ITO 금속막을(도시하지 않음) 스퍼터링 방식에 의하여 증착한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 또 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.도시한 바와 같이, 상기 도 2a 내지 도 2c와 동일한 하프 톤 형성 방법을 사용하므로, 이하, 구별되는 부분을 중심으로 설명한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저 투명성 절연 기판상(10)에 필터가 형성될 영역이외에 블랙 매트릭스를 형성한다음, 상기 본 발명과 동일한 방법으로 컬러 필터 층과 컬러 하프 톤 층(21b, 23b, 25b)을 형성하여 평탄화가 우수한 컬러 기판을 형성한다. (도 2b와 도 2c의 설명 내용과 동일하므로, 이하, 도 3b와 도 3c의 설명은 생략한다.)
또한, 기존의 블랙 매트릭스(50)를 사용하므로 하프 톤이 형성될 컬러 층의 두께(21b, 23b, 25b)는 상기 필터 층의 두께의 1/3보다 작게 형성하여야 한다. 상기와 같이 블랙 매트릭스을 형성할 경우에는 3색의 각기 다른 안료를 동시에 하프 톤(HALF-TONE) 노광에 의한 부분 식각을 할 필요 없이 특정한 안료 한번만 실시할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 중요한 점은 블랙 매트릭스와 하프톤층이 적층된 두께가 컬러 필터의 두께와 동일하여야 한다는 점이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 컬러 기판상에 블랙 매트릭스 형성 공정을 제거 할 수 있고, 하프 톤 컬러 층의 적층으로 균일한 평탄화 이룰수 있어 탑 코트 도포 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 투명 기판 상에 레드 컬러로 염색된 레진막을 도포하는 제 1단계;
    하프 톤 노광 공정을 이용하여 상기 레진막을 노광해서, 컬러 필터 형성 영역 상에 레드 컬러 필터을 형성하면서, 블랙 매트릭스 형성 영역 상에 상기 레진막의 도포 두께 보다 얇은 레드 하프톤층을 형성하는 제 2 단계; 및
    그린및 블루의 컬러로 도포된 레진막들에 대해서 상기 제 1 및 제 2단계를 반복 수행해서, 각각 그린 및 블루 컬러 필터들을 형성하면서, 상기 블랙 매트릭스 형성 영역 상의 레드 하프톤층 상에 그린 및 블루 하프톤층을 적층시키는 단계를 포함하며,
    상기 레드, 그린, 및 블루의 적층 하프톤층들의 두께를 상기 레드, 그린, 및 블루 컬러 필터과 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기, 레등 하프톤층 하부에 블랙 매트릭스가 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판 제조 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100743350B1 (ko) * 2005-03-29 2007-07-26 샤프 가부시키가이샤 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

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