KR20050119023A - 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전사법에 의해 컬러필터 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열전사법에 의한 컬러필터 기판 제조시에는 전사필름에 구비된 컬러필터층을 기판상에 전사시키고, 오븐등과 같은 경화장치를 기판 상에 전사된 컬러필터층을 경화시키는 공정을 진행하여 컬러필터 기판을 제조하게 되는데, 이때 상기 경화공정은 경화장치를 이용하여 각 색의 컬러필터 패턴 형성 후 또는 3색의 컬러필터 패턴 모두 전사 후 진행하게 된다. 하지만, 3색의 컬러필터 패턴 전사 후 진행시는 기 전사된 컬러필터 패턴이 완전히 경화되지 않아 전사필름을 밀착 시 뭉게지는 등의 패턴이 변형되는 문제가 있으며, 각 컬러패턴 전사 후 경화장치를 이용한 경화공정을 각각 진행하면, 공정 시간이 길어지게 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 IR염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 전사필름을 이용하여 컬러필터 패턴을 기판상에 전사시킴으로써 경화장치 없이 IR램프를 이용하여 IR광을 조사하여 경화시킴으로써 패턴 변형없이 기판상에 컬러필터 패턴을 형성하며, 제조시간을 단축함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 컬러필터 기판의 제조 방법을 제공한다.

Description

액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법{Method of fabricating color filter substrate for liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 상기 전극이 형성되어 있는 면을 마주보도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정을 주입한 후, 합착함으로써 각 기판에 형성된 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
액정표시장치의 하부기판은 화소전극에 신호를 인가하기 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판으로 이루어지며, 상부기판은 공통전극 및 컬러필터층을 포함하는 기판으로 상기 컬러필터층은 적, 녹, 청색의 컬러패턴이 순차 반복적으로 배열되어 있다.
이때, 상기 상부기판인 컬러필터 기판은 안료분산법, 염색법, 전착법 또는 열전사법 등의 방법으로 제작되는데, 일반적으로 안료분산법이 정교성이 뛰어나고 재현성이 좋아 널리 사용되고 있다. 하지만, 안료분산법에 의한 컬러필터 기판의 제조는 컬러 레지스트의 도포, 노광, 현상, 큐어링(curing) 등의 제조공정을 반복 진행하므로 제조공정 라인이 길고 복잡하다.
따라서, 전술한 안료분산법에 의한 컬러필터 기판 제조의 문제점을 해결하기 위해 새로운 방법으로서 열전사법에 의해 컬러필터 기판을 제조하는 방법이 제안되었다.
열전사법은 컬러필터층, 광열변환층 및 지지필름으로 형성된 컬러필터 전사필름을 기판상에 밀착시키고 레이저 등의 광원을 상기 전사필름에 조사하여 컬러필터 전사필름상의 컬러필터층을 기판 상에 전사시켜 컬러필터층을 형성하는 방법이다.
여기서 열전사법에 사용되는 일반적인 컬러필터 전사필름에 대해 간단히 설명한다.
컬러필터 전사필름은 세 개의 층으로 이루어져 있다. 즉, 광투과성이 우수한 재질로 이루어진 지지필름과 상기 지지필름 위로 광에너지를 열에너지로 바꾸는 광열변환층(LTHC ; light to heat convert)과 상기 광열변화층 위로 전사층인 컬러필터층으로 형성되어 있다.
이때, 상기 지지필름은 컬러필터층과 광열변환층을 지지함은 물론 레이저광이 광열변환층으로 잘 통과할 수 있도록 무색 투명한 재질인 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등의 고분자 필름으로 구성되며, 상기 광열변환층은 레이저 통해 입사된 빛을 열에너지로 바꾸어야 하기에 광열변환 능력이 큰 물질로 구성된다. 또한 상기 컬러필터층은 전사하고자 하는 물질층으로 구성되는데, 통상적으로 적, 녹, 청색의 안료로써 구성된다.
전술한 컬러필터 전사필름을 이용한 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조 방법을 도 1a 내지 1f를 참조하여 설명한다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(30)상에 금속물질 또는 수지를 전면 증착 또는 도포한 후, 패터닝하여 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스(35)를 형성한다.
다음, 도 1b에 도시한 바와 같이, 지지필름(10a), 광열변환층(10b), 컬러필터층(10c)으로 이루어진 제 1 컬러필터 전사필름(10)을 상기 블랙매트릭스(35)가 형성된 기판(30)에서 소정간격 이격하여 상기 블랙매트릭스(35)가 형성된 기판(30)에 컬러필터층(10c)이 대응되도록 위치시킨 후, 상기 기판(30)과 상기 제 1 컬러필터 전사필름(10)의 컬러필터층(10c)을 밀착시킨다.
다음, 도 1c에 도시한 바와 같이, 상기 기판 상에 밀착된 제 1 컬러필터 전사필름(10) 상에 일정간격 이격하여 레이저광을 조사하는 레이저 헤드(50)를 위치시킨 후, 상기 레이저 헤드(50) 또는 기판(30)이 위치한 스테이지(미도시)를 직선왕복 운동시키며 레이저광을 기판(30) 위에 위치한 제 1 컬러필터 전사필름(10)상에 컬러필터 패턴이 형성되어야 할 부분인 A영역에만 조사한다.
상기 레이저광이 조사된 제 1 컬러필터 전사필름(10)에 있어서, 상기 제 1 컬러필터 전사필름(10)내의 광열변환층(10b)이 상기 조사된 레이저광에 의한 빛을 흡수하여 상기 빛 에너지를 열 에너지로 바꾸어 열을 상기 컬러필터층(10c)으로 방출함으로써 상기 열에 의해 상기 컬러필터층(10c)이 상기 광열변환층(10b)에서 기판(30)상으로 전사되어 진다.
다음, 도 1d에 도시한 바와 같이, 레이저광 조사 후에, 상기 제 1 컬러필터 전사필름(도 1c의 10)을 제거하면, 제 1 컬러필터 전사필름(도 1c의 10)에서 열전사에 의해 전사된 컬러필터층(도 1c의 10c)에 의해 기판(30)상에 제 1 컬러필터 패턴(40)이 형성된다.
다음, 도 1e에 도시한 바와 같이, 도 1a 내지 도 1d에 전술한 방법대로 제 2 컬러필터 전사필름과 제 3 컬러필터 전사필름을 이용하여 제 2 컬러 및 제 3 컬러에 대해서도 반복 실시함으로써 제 2 및 제 3 컬러필터 패턴(42, 44)을 기판(30)상에 형성한다.
다음, 도 2(경화장치에서 컬러필터 패턴이 형성된 기판 상의 컬러필터 패턴을 경화시키는 공정을 나타낸 도면)에 도시한 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 컬러필터 패턴(도 1e의 40, 42, 44)이 형성된 기판(30)을 200?? 내지 300??의 분위기가 유지되는 오븐 등의 경화장치(70)의 경화단(72)에 로딩(loading) 시킨 후, 소정시간 상기 경화단(72)에서 머물도록 유지시킴으로써 상기 컬러필터 패턴(40, 42, 44)을 경화시킨다.
이때, 상기 컬러필터 패턴(40, 42, 44)의 경화공정은 기판(30) 상에 각각의 컬러필터 패턴(40, 42, 44) 형성 후, 각각 실시할 수도 있다. 즉, 제 1 컬러필터 전사필름(10)을 기판(30) 상에 밀착하고, 레이저광을 조사하여 기판(30) 상에 제 1 컬러필터 패턴(40)을 형성하고, 상기 전사필름(10)을 제거한 후, 오븐 등의 경화장치(도 2의 70)로 이동시켜 상기 경화장치(도 2의 70) 내의 경화단(도 2의 72)에 로딩(loading)시키고, 일정시간 열을 가하는 경화공정을 진행하여 상기 제 1 컬러필터 패턴(40)을 경화한다. 다음, 다시 상기 경화장치(도 2의 70)로부터 상기 경화된 제 1 컬러필터 패턴(40)이 형성된 기판(30)을 전사필름 전사장치(미도시)로 이동시킨 후, 제 2 컬러필터 전사필름(미도시)을 상기 기판(30)에 밀착시키고 레이저광을 조사하여 제 2 컬러필터 패턴(42)을 형성한 후, 상기 전사필름(미도시)을 제거하고, 상기 제 1 컬러필터 패턴(40)을 경화시킨 방법대로 진행하여 상기 제 2 컬러필터 패턴(42)을 경화시킨다. 다음, 동일한 방법으로 제 3 컬러필터 패턴(44)을 기판(30)상에 형성하고 경화한다. 따라서, 각각의 컬러필터 패턴(40, 42, 44) 형성 후 각각 경화장치로 이동하여 경화공정을 진행함으로써 3번의 경화공정을 진행하게 된다. 전술한 공정방법은 먼저 형성된 컬러필터 패턴과의 뭉침현상 또는 미경화됨으로써 발생하는 패턴 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
다음, 도 1f에 도시한 바와 같이, 컬러필터 패턴(40, 42, 44)의 경화공정이 완료된 기판(30)상에 상기 컬러필터 패턴(40, 42, 44)위로 상기 컬러필터 패턴(40, 42, 44)을 보호하고 단차를 없애기 위한 오버코트층(46)을 형성한다. 이후 상기 오버코트막(46) 위로 투명성 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 공통전극(48)을 형성한다.
그러나, 전술한 열전사법에 의해 컬러필터 기판 제조에 있어서, 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 모두 레이저를 조사하여 기판 상에 형성한 후, 오븐 등의 경화장치를 이용한 경화공정을 진행하게 되면, 충분히 경화되지 않은 이미 형성된 컬러필터 패턴이 다음 컬러필터 패턴 형성 공정에 의해 손상을 입게되어 패턴불량이 발생하거나 또는 파티클 발생 시 제거가 어려우며, 각 컬러필터 패턴의 경화를 동시에 진행할 경우 패턴의 프로파일이 좋지 않게 형성되는 문제가 발생한다.
이를 방지하기 위해 각 컬러필터 패턴을 형성 후, 오븐 등을 이용한 경화공정을 진행하게 되면, 경화 시간뿐 아니라, 상기 경화장치로 기판을 이동시키는 단계을 포함하여, 기판을 경화로 내의 경화단에 위치시키는 기판 로딩(loading) 및 경화 공정 후 상기 경화로 내 경화단에서 상기 기판을 꺼내는 언로딩(unloading) 및 상기 경화로 내부에서 정렬시키는 등의 추가적인 공정이 진행되므로 그 제조 공정시간이 길어지게 되어 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각 컬러필터 패턴 형성 후 간단히 IR광을 조사함으로써 경화시키는 공정을 도입하여 컬러필터 패턴의 미경화로 인한 불량 및 오븐 등 경화장치를 이용한 생산성 저하의 문제를 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법은 기판 상에 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스를 형성하는 (a)단계와; 상기 블랙매트릭스가 형성된 기판에 IR염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름을 밀착하는 (b)단계와; 상기 기판에 밀착된 컬러필터 전사필름 전면에 레이저광을 조사하는 단계와; 상기 레이저광의 조사 후에 상기 전사필름을 기판에서 제거함으로써 제 1 컬러필터 패턴을 기판 상에 형성하는 (c)단계와; 상기 제 1 컬러필터 패턴이 형성된 기판에 IR램프를 이용하여 소정시간 IR광을 조사하는 (d)단계와; 상기 (b) 내지 (d)단계를 제 2, 3 컬러에 대해서 반복 적용함으로써 기판 상에 제 2 및 제 3 컬러필터 패턴을 형성하는 (e)단계를 포함한다.
이때, 상기 IR염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름은 상기 컬러필터층 이외에 광열변환층과 지지필름을 더욱 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 기판 상에 밀착된 컬러필터 전사필름에 레이저광의 조사는 기판상에 상기 컬러필터층이 전사되어야 하는 영역에만 레이저광이 조사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 IR광의 조사는 IR램프가 컬러필터 전사필름을 기판 상에 밀착시키는 전사장치 내에 구비되어 전사필름 부착 전에 기판상의 이미 형성된 컬러필터 패턴에 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 (e)단계 이후에는 상기 제 1 내지 제 3 컬러필터 패턴 위로 오버코트층을 더욱 형성하는 단계를 포함하며, 이때, 상기 오버코트층 위로 공통전극을 더욱 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 이용하는 컬러필터 전사필름에 대해 간단히 설명한다.
도 3은 본 발명에 이용되는 IR-염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 이용되는 컬러필터 전사필름(110)은 3개의 층으로 이루어져 있다. 즉, 상기 컬러필터 전사필름(110)은 최하층에는 광투과성이 우수한 재질로 이루어진 지지필름(100)이 구성되어 있으며, 상기 지지필름(100) 위로 광에너지를 열에너지로 바꾸어주는 역할을 하는 광열변환층(LTHC ; light to heat convert)(102)이 구성되어 있으며, 상기 광열변환층(102) 위로 IR광이 조사되면 열을 발생시키는 특성을 갖는 IR-염료를 포함하여 적, 녹, 청색 중 어느 하나의 색의 염료로 구성되는 컬러필터층(104)으로 형성되어 있다.
이때, 상기 컬러필터 전사필름(110)을 구성하는 각각의 필름 또는 층에 대해 간단히 설명하면, 상기 지지필름(100)은 컬러필터층(104)과 광열변환층(102)을 지지함은 물론 레이저광이 광열변환층(102)으로 잘 통과할 수 있도록 무색이며 투명한 재질인 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등의 고분자 필름으로 이루어진다.
또한, 상기 광열변환층(102)은 입사된 레이저광을 열에너지로 바꾸어야 하기에 열변환 능력이 큰 물질 예를들면, 알루미늄(Al) 또는 그 산화물이나, 또는 고분자 결합수지에 안료, 염료 등의 착색제, 분산제 등이 분산된 물질로써 형성되며, 이때, 상기 안료 및 염료는 자외선-적외선 영역의 빛을 흡수하는 카본 블랙이나 IR-염료로 형성되는 것이 특징이다.
다음, 상기 컬러필터층(104)은 적, 녹, 청색의 안료 이외에 IR광을 받으면 열을 발생시키는 IR-염료가 섞인 것이 특징이다. 따라서, 상기 전사필름 내의 컬러필터층(104)은 IR광을 받으면 그 내부의 IR-염료가 열을 발산하여 상기 적, 녹, 청색 안료를 경화시키는 특성을 갖게 된다.
다음, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4a 내지 4g는 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조를 도시한 단면도이다.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(150) 상에 금속물질인 크롬(Cr) 또는 크롬산화물(CrOx)을 전면 증착하거나, 또는 에폭시(epoxy) 등의 블랙 유기물질을 전면에 도포하여 금속층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)을 형성하고, 상기 금속층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)에 투과영역과 차단영역을 갖는 마스크(미도시)를 이용한 노광, 현상, 식각 등의 일련의 공정 즉, 사진식각공정을 진행하여 일정간격의 개구부(156)를 갖는 블랙매트릭스(155)를 형성한다.
상기 개구부(156)를 갖는 블랙매트릭스(155)는 도면에는 도시하지 않았지만 액정표시장치(미도시)에 있어서 통상적으로 화소와 화소 사이에 형성되어 상기 화소와 화소 사이에 비정상적으로 움직이는 액정분자에 의한 비정상적인 빛이 나오는 것을 방지하는 것이므로 종방향과 횡방향의 선을 갖는 격자구조로 형성되며, 상기 격자구조 내부가 개구부(156)를 이루게 된다.
다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 개구부(156)를 갖는 블랙매트릭스(155)가 형성된 기판(150)을 전사장치(미도시)의 스테이지(미도시) 위로 위치시키고, 상기 기판(150) 위로 그 내부에 IR광에 의해 열을 발생시키는 특성을 갖는 IR-염료를 구비한 컬러필터층(104)을 갖는 제 1 컬러의 전사필름(110)을 상기 컬러필터층(104)과 상기 기판(150)이 마주하도록 위치시킨 후, 버블이 발생되지 않도록 기판(150)과 상기 제 1 컬러의 전사필름(110)의 컬러필터층(104)을 밀착시킨다. 이때, 상기 제 1 컬러는 적, 녹, 청색 중 어느 색이어도 무방하다.
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 컬러의 컬러필터층(104)을 구비한 컬러필터 전사필름(110)이 밀착된 기판(150)을 레이저 발생장치(미도시)의 스테이지(미도시) 위에 위치시키고, 상기 레이저 발생장치(미도시)의 레이저 헤드(170)를 기판(150)상에 시작위치에 위치시킨 후, 스테이지(미도시) 또는 레이저 헤드(170)를 소정방향으로 이동시키며 레이저 스캔을 진행하여 레이저광을 기판(150)상에 밀착된 전사필름(110)에 조사한다.
이때, 레이저광이 조사된 부분(I)에 대응되는 전사필름(110) 내의 광열변환층(102)은 상기 조사된 레이저광의 광에너지를 열에너지로 변환시켜 열을 컬러필터층(104)으로 방출시킴으로써 상기 광열변환층(102)에 접착되어 있던 컬러필터층(104)이 상기 광열변환층(102)으로부터 떨어지게 하고, 나아가 기판(150)으로 전사되어 상기 컬러필터층(104)이 기판에 단단히 고정된다.
다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 레이저광을 조사한 제 1 컬러필터 전사필름(도 4c의 110)을 기판(150)으로부터 제거한다. 이때, 레이저광이 조사된 영역(I)의 컬러필터층(도 4c의 104)은 광열변환층(도 4c의 102)에 의해 열을 공급받아 기판(150) 상에 단단히 고정되었으므로 전사필름(도 4c의 110)을 기판(150)으로부터 제거하게 되면, 기판(150) 상에 남아있게 됨으로써 기판(150) 상에 제 1 컬러필터 패턴(160)을 형성하게 되며, 레이저광이 조사되지 않은 영역(I, Ⅱ)의 컬러필터층은 열을 공급받지 못하여 광열변화층(도 4c의 102)에 접착된 상태이며 나아가 기판(150)에 고정되지도 않았으므로 광열변환층(도 4c의 102)에 접착된 상태로 제거되어 진다. 이때, 상기 제 1 컬러필터 패턴(160)은 블랙매트릭스(155) 사이의 개구부(156)에 형성되며, 단면적으로는 상기 블랙매트릭스(155)와 일부 오버랩되며 형성된다.
다음, 도 4e와 도 5(전사장치 내에서 IR램프에 의한 IR광을 기판에 조사하는 것을 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 컬러패턴(160)이 형성된 기판(150)을 다시 전사롤(192) 등을 구비한 전사장치(190)의 스테이지(191) 위로 이동시키고, 상기 전사장치(190) 내에 구비된 IR램프(180)를 점등시켜 일정시간 IR(infrared)광을 기판(150) 상에 형성된 상기 제 1 컬러패턴(160)에 조사한다. 이때, 상기 기판(150) 상에 형성된 제 1 컬러패턴(160)은 그 내부에 IR염료를 포함하고 있기에 IR램프(180)로부터 IR광(infrared ray)이 적정시간 조사되면 자체적으로 열을 발산함으로써 경화장치 내에서 가열하는 것과 같은 효과를 갖게 되며, 따라서 적정 굳기를 가지며 경화된다.
상기 IR램프(180)를 통한 IR광의 조사는 상기 IR광의 조사를 위한 장치를 따로 필요로 하지 않고 간단히 전사장치(190) 내의 스테이지(191) 상부에 IR램프(180)를 구비함으로써 가능하므로 원가절감의 효과가 있다. 이때, 상기 IR램프(180)는 전사장치(190) 내에 구비되는 것에 한정하지 않으며, 전사장치(190)와 레이저 조사장치(미도시)가 인라인으로 형성된 경우 상기 전사장치(190)와 레이저 조사장치(미도시) 사이의 이동로(미도시) 상에 구비되어도 무방하다.
다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 전사장치(도 5의 190)의 스테이지(도 5의 191) 상에서 IR램프(도 5의 180)의 IR광 조사에 의해 경화된 제 1 컬러필터 패턴(160)을 갖는 기판(150)에 제 2 컬러 전사필름(미도시)을 위치시킨 후, 전술한 제 1 컬러필터 패턴(160)을 형성한 방법과 동일하게 진행하여 제 2 컬러필터 패턴(162)을 형성하고, 동일한 방법에 의해 제 3 컬러필터 패턴(164)을 형성하고, IR광을 조사하여 경화시킨다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 컬러필터 패턴(160, 162, 164)은 통상적인 액정표시장치용 컬러필터 기판의 일반적인 구조상 적, 녹, 청색의 순으로 순차 반복되며 형성된다.
다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 3 컬러필터 패턴(160, 162, 164)의 형성 및 경화가 완료된 기판(150)상에 상기 제 1 내지 3 컬러필터 패턴(160, 162, 164)위로 상기 컬러필터 패턴(160, 162, 164)을 보호하고 단차를 없애기 위한 오버코트층(166)을 형성한다. 이후 상기 오버코트층(166) 위로 투명성 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 공통전극(168)을 형성함으로써 컬러필터 기판을 완성한다.
이때, 횡전계 액정표시장치에 사용되는 컬러필터 기판인 경우 상기 공통전극(168)은 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명에서는 열전사법에 의해 컬러필터 전사필름을 이용하여 투명한 기판상에 컬러필터 패턴을 형성함에 있어서, 상기 전사필름을 구성하는 구성요소 중 컬러필터층에 IR-염료를 포함하는 전사필름을 이용하여 기판 상에 열전사하고, 간단히 IR램프에 의한 IR광 조사를 실시하여 기판 상에 열전사된 컬러패턴을 경화시킴으로써 종래의 경화장치를 이용하여 컬러필터 패턴의 경화하는 제조 방법 대비 그 경화시간을 단축함으로써 생산성을 향상시키는 효과가 있으며, 더욱이 경화장치를 따로 필요로 하지 않는 제조 방법을 제공함으로써 액정표시장치 제조를 위한 초기 설비 투자비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1f는 종래의 열전사법에 의한 컬러필터 기판의 제조 공정 단면도.
도 2는 종래의 경화장치에서 컬러필터 패턴이 형성된 기판 상의 컬러필터 패턴을 경화시키는 공정을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 이용되는 IR-염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름의 단면도.
도 4a 및 4g는 본 발명의 실시예에 따른 열전사법에 의한 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 공정 단면도.
도 5은 본 발명에 따른 컬러필터 기판의 제조에 있어, 전사장치 내에서 IR램프에 의한 IR광을 기판에 조사하는 것을 도시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
150 : 기판 155 : 블랙매트릭스
156 : 블랙매트릭스 내의 개구부 160 : 제 1 컬러필터 패턴
180 : IR램프

Claims (6)

  1. 기판 상에 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스를 형성하는 (a)단계와;
    상기 블랙매트릭스가 형성된 기판에 IR염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름을 밀착하는 (b)단계와;
    상기 기판에 밀착된 컬러필터 전사필름에 레이저광을 조사하는 단계와;
    상기 레이저광의 조사 후에 상기 전사필름을 기판에서 제거함으로써 제 1 컬러필터 패턴을 기판 상에 형성하는 (c)단계와;
    상기 제 1 컬러필터 패턴이 형성된 기판에 IR램프를 이용하여 소정시간 IR광을 조사하는 (d)단계와;
    상기 (b) 내지 (d)단계를 제 2, 3 컬러에 대해서 반복 적용함으로써 기판 상에 제 2 및 제 3 컬러필터 패턴을 형성하는 (e)단계
    를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 IR염료를 포함하는 컬러필터층을 구비한 컬러필터 전사필름은 상기 컬러필터층 이외에 광열변환층과 지지필름을 더욱 포함하는 것이 특징인 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 밀착된 컬러필터 전사필름에 레이저광의 조사는 기판상에 상기 컬러필터층이 전사되어야 하는 영역에만 레이저광이 조사되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 IR광의 조사는 IR램프가 컬러필터 전사필름을 기판 상에 밀착시키는 전사장치 내에 구비되어 전사필름 부착 전에 기판상의 이미 형성된 컬러필터 패턴에 이루어지는 것이 특징인 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e)단계 이후에는 상기 제 1 내지 제 3 컬러필터 패턴 위로 오버코트층을 더욱 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 오버코트층 위로 공통전극을 더욱 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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