KR20050097242A - 컬러필터기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

컬러필터기판의 제조 방법에서, 차광 패턴은 차광영역에 대응하여 기판의 상면에 형성되고, 제1 컬러필터는 차광 패턴 및 차광영역에 인접한 픽셀영역에 대응하여 기판의 상면에 코팅된다. 이후, 픽셀영역에 형성된 제1 컬러필터는 기판의 하면을 통해 상면으로 입사되는 광에 의해서 노광된다. 다음, 차광 패턴 상에 형성된 제1 컬러필터를 현상하여 픽셀영역에만 존재하는 제2 컬러필터를 형성한다. 따라서, 컬러필터기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

컬러필터기판의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE}

본 발명은 컬러필터기판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치에 이용되는 컬러필터기판의 제조 방법에 관한 것이다.

표시장치 중 하나인 액정표시장치는 컬러필터기판, 컬러필터기판과 마주하는 어레이 기판 및 컬러필터기판과 어레이 기판과의 사이에 개재된 액정층을 구비한다. 또한, 컬러필터기판은 레드, 그린 및 블루 색화소로 이루어진 컬러필터 및 각 색화소들 사이에 구비된 차광 패턴으로 이루어진다.

일반적으로, 컬러필터기판의 제조 과정은 다음과 같다.

먼저, 차광영역에 대응하여 투명 기판 상에 차광 패턴을 형성한다. 이후, 차광영역에 인접하는 화소영역 중 레드 영역에 레드색으로 염색된 포토 레지스터를 형성하고, 제1 마스크를 이용하여 레드 영역에 레드 색화소를 형성한다. 다음, 화소영역 중 그린 영역에 그린색으로 염색된 포토 레지스터를 형성하고, 제2 마스크를 이용하여 그린 영역에 그린 색화소를 형성한다. 이후, 화소영역 중 블루 영역에 블루색으로 염색된 포토 레지스터를 형성하고, 제3 마스크를 이용하여 블루 영역에 블루 색화소를 형성한다.

이처럼, 컬러필터기판의 제조 과정에서는 컬러필터를 형성하는 위한 3개의 마스크가 필요하다. 그러나, 마스크는 컬러필터기판의 제조 원가를 증가시킬 뿐만 아니라, 마스크를 형성하는데 소요되는 시간만큼 컬러필터기판의 제조 시간을 증가시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 컬러필터기판의 생산성을 향상시킬 수 있는 컬러필터기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 컬러필터기판의 제조 방법에서, 차광 패턴은 차광영역에 대응하여 기판의 상면에 형성되고, 제1 컬러필터는 상기 차광영역에 인접한 픽셀영역에 대응하는 상기 기판의 상면 및 상기 차광 패턴 상에 코팅된다. 이후, 상기 픽셀영역에 형성된 상기 제1 컬러필터는 상기 기판의 하면을 통해 상기 상면으로 제공되는 광에 의해서 노광된다. 다음, 상기 차광 패턴 상에 형성된 상기 제1 컬러필터를 현상하여 상기 픽셀영역에만 존재하는 제2 컬러필터를 형성한다.

이러한 컬러필터기판의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 컬러필터를 패터닝하기 위해 사용되는 마스크를 대신해서 상기 차광 패턴을 사용함으로써, 마스크 제조 비용에 따른 상기 컬러필터기판의 원가 상승을 방지할 수 있고, 그로 인해서 상기 컬러필터기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조 과정을 나타낸 도면들이다.

도 1a를 참조하면, 제1 기판(110)의 제1 면(111) 상에는 차광성을 가지는 유기 물질로 이루어진 차광막(121)이 형성된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 차광막(121) 상에는 마스크(125)가 형성되고, 이후 상기 마스크(125)가 형성된 상태에서 상기 차광막(121)이 노광된다. 특히, 상기 마스크(125)는 상기 차광영역(SA)에만 형성되기 때문에, 상기 차광영역(SA)에 형성되지 않는 상기 차광막(121)이 노광된다. 다음, 노광된 상기 차광막(121)을 현상하면, 상기 제1 기판(110)의 차광영역(SA)에는 차광 패턴(120)이 형성된다.

도 1a 및 도 1b에서는 상기 차광 패턴(120)이 감광성을 가지는 유기 물질(121)로 이루어져 노광 및 현상 공정(이하, 포토 공정)을 통해 형성되는 과정을 도시하였다. 그러나, 상기 차광 패턴(120)은 금속 물질(미도시), 예를 들어 크롬(Cr) 또는 크롬 산화막(CrOx)으로 이루어질 수 있다.

도 1c를 참조하면, 상기 제1 기판(110)의 제1 면(111) 상에는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 색화소로 이루어진 제1 컬러필터(131)가 형성된다. 상기 제1 기판(110)은 상기 차광영역(SA)에 인접하는 화소영역(PA)을 더 구비하고, 상기 화소영역(PA)은 R 영역, G 영역 및 B 영역으로 이루어진다.

상기 R 영역에는 상기 레드 색화소(R)가 잉크제트(ink-jet)방식으로 코팅되고, 상기 G 영역에는 상기 그린 색화소(G)가 상기 잉크제트방식으로 코팅되며, 상기 B 영역에는 상기 블루 색화소(B)가 상기 잉크제트방식으로 코팅된다.

이처럼, 상기 R, G, B 영역에 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 색화소가 잉크제트 방식으로 각각 코팅되면, 각 색화소가 각 영역에 정확하게 위치하지 않을 수 있다. 즉, 상기 각 색화소가 인접하는 차광영역(SA)을 침범하여 상기 차광 패턴(120) 상에 부분적으로 형성될 수 있다.

이후, 도 1d를 참조하면, 상기 제1 기판(110)의 제1 면(111)과 마주하는 제2 면(112)으로부터 상기 제1 면(111) 방향으로 진행하는 광에 의해서 상기 제1 컬러필터(131)를 노광한다(이하, 백(back) 노광). 백 노광 과정에서, 상기 화소영역(PA)에 위치하는 상기 제1 컬러필터(131)는 상기 광에 의해서 노광된다.

그러나, 상기 차광영역(SA)에서 상기 차광 패턴(120) 상에 구비된 상기 제1 컬러필터(131)로 입사되는 상기 광은 상기 차광 패턴(120)에 의해서 차단되므로, 상기 차광 패턴(120) 상에 구비된 상기 제1 컬러필터(131)는 상기 광에 의해서 노광되지 않는다.

다음, 노광되지 않은 상기 제1 컬러필터(131)를 현상하면, 상기 차광영역(SA)에 형성된 상기 제1 컬러필터(131)가 제거된다. 이로써, 상기 제1 기판(110)의 상기 화소영역(PA)에만 존재하는 제2 컬러필터(130)가 형성된다.

여기서, 상기 제1 컬러필터(131)는 네가티브 타입 포토 레지스터로 이루어진다. 따라서, 백 노광 과정에서 노광된 상기 제1 컬러필터(131)는 현상 공정 후 그대로 상기 제1 기판(110) 상에 존재하지만, 노광되지 않는 상기 제1 컬러필터(131)는 상기 차광 패턴(120) 상에서 제거될 수 있다.

이후 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 컬러필터(130) 및 차광 패턴(120) 상에는 공통전극(140)이 균일하게 형성된다. 상기 공통전극(140)은 투명성 도전 물질, 예를 들어 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; 이하, IZO)로 이루어진다. 이로써, 컬러필터기판(100)이 완성되는 것이다.

상기 차광 패턴(120)을 상기 컬러필터(130)를 패터닝하기 위해 사용되는 마스크 대용으로 사용한다. 따라서, 마스크 제조 비용에 따른 상기 컬러필터기판(100)의 원가 상승을 방지할 수 있고, 그로 인해서 상기 컬러필터기판(100)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 잉크제트방식으로 상기 제1 기판(110) 상에 코팅된 상기 컬러필터(130)가 상기 차광 패턴(120) 상에 형성되는 불량을 방지함으로써, 상기 컬러필터기판(100)의 전체적인 수율을 증가시킬 수 있다.

도 2는 도 1e에 도시된 컬러필터기판을 구비하는 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 단, 도 2에 도시된 구성요소 중 도 1e에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 액정표시장치(400)는 컬러필터기판(100), 상기 컬러필터기판(100)과 마주하는 어레이 기판(200) 및 상기 컬러필터기판(100)과 상기 어레이 기판(200)과의 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.

상기 컬러필터기판(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)의 차광영역(SA)에 형성된 차광 패턴(120), 상기 제1 기판(110)의 화소영역(PA)에 형성된 제2 컬러필터(130) 및 상기 차광 패턴(120)과 제2 컬러필터(130) 상에 형성된 공통전극(140)을 구비한다. 여기서, 상기 컬러필터기판(100)은 도 1a 및 도 1e에 도시된 제조 과정을 거쳐서 형성된다.

한편, 상기 어레이 기판(200)은 제2 기판(210), 상기 제2 기판(210) 상에 형성된 TFT 어레이(220) 및 상기 TFT 어레이(220) 상에 균일한 두께로 형성된 화소전극(230)을 구비한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 TFT 어레이(220)는 다수의 TFT 및 상기 TFT들의 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀이 형성된 절연막으로 이루어진다. 상기 절연막은 유기 절연막 또는 무기 절연막으로 이루어질 수 있다.

상기 화소전극(230)은 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 화소전극(230)은 상기 액정층(300)을 사이에 두고 상기 공통전극(140)과 마주한다. 따라서, 상기 액정층(300)은 상기 화소전극(230) 및 공통전극(140)에 인가되는 전압 차에 의해서 배열되어 광의 투과도를 조절한다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 화소전극(230)은 투명성 도면 물질 예를 들어, ITO 또는 IZO로 이루어지거나, 금속성 반사 물질 예를 들어, 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 화소전극(230)은 상기 투명성 도전 물질과 금속성 반사 물질로 이루어질 수 있다.

상기 액정표시장치(400)는 상기한 제조 과정을 거쳐서 제조된 상기 컬러필터기판(100)을 채용함으로써, 상기 액정표시장치(400)의 제조 원가를 절감할 수 있고 제조 과정에서의 불량을 감소시킬 수 있다.

이와 같은 컬러필터기판의 제조 방법에 따르면, 상기 차광 패턴을 상기 컬러필터를 패터닝하기 위해 사용되는 마스크 대용으로 사용한다. 따라서, 마스크 제조 비용에 따른 상기 컬러필터기판의 원가 상승을 방지할 수 있고, 그로 인해서 상기 컬러필터기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 잉크제트방식으로 코팅된 상기 컬러필터가 상기 차광막 상에 형성되는 불량을 방지함으로써, 상기 컬러필터기판의 전체적인 수율을 증가시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조 과정을 나타낸 도면들이다.

도 2는 도 1e에 도시된 컬러필터기판을 구비하는 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 컬러필터기판 110 : 제1 기판

120 : 차광막 130 : 제2 컬러필터

140 : 공통전극 200 : 어레이 기판

210 : 제2 기판 220 : TFT 어레이

230 : 화소전극 300 : 액정층

400 : 액정표시장치

Claims (6)

1. 차광영역에 대응하여 기판의 상면에 차광 패턴을 형성하는 단계;

   상기 차광영역에 인접한 픽셀영역에 대응하는 상기 기판의 상면 및 상기 차광 패턴의 일부분 상에 제1 컬러필터를 코팅하는 단계;

   상기 기판의 하면을 통해 상기 기판의 상면으로 광을 제공하여 상기 픽셀영역에 형성된 상기 제1 컬러필터를 노광하는 단계;

   상기 차광 패턴의 일부분 상에 형성된 상기 제1 컬러필터를 현상하여 상기 픽셀영역에만 존재하는 제2 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬러필터는 잉크제트(ink-jet)방식으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 유기 물질 또는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬러필터는 네가티브 타입 포트 레지스터 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 컬러필터는 레드, 그린 및 블루 색화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2 컬러필터 및 차광 패턴 상에 투명 전극을 균일한 두께로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조 방법.