KR20050119445A - 컬러필터 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

제조공정을 단순화시키기 위한 컬러필터 기판 및 이의 제조방법이 개시된다. 컬러필터 기판의 컬러필터층은 시트 재질로 기판 상에 형성되고, 접착제층은 컬러필터층 하부에 형성되어 컬러필터층을 기판 상에 접착시킨다. 따라서, 베이스 필름 상에 컬러필터가 형성된 컬러시트에 의해 컬러필터층을 형성하므로, 별도의 증착, 노광 및 현상 공정이 불필요하여, 제조공정을 단순화시킬 수 있다.

Description

컬러필터 기판 및 이의 제조방법{COLOR FILTER SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 컬러필터 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조공정을 단순화시키기 위한 컬러필터 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT 라 칭함)가 형성된 제1 기판, 컬러필터가 형성된 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정표시패널을 구비하고, 액정표시패널의 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다.
상기 제2 기판 상에 형성되는 상기 컬러필터는 R(Red), G(Green), B(Blue) 색화소들을 포함한다. 이때, R, G, B 색화소들은 영상을 디스플레이하기 위한 색 배열 규칙에 따라 일정 패턴으로 배열된다. 또한, 상기 R,G,B 색화소들 사이에는 누설되는 광을 차단하여 대비비를 향상시키기 위한 차광막이 형성된다.
상기 컬러필터 및 차광막은 증착, 노광 및 현상 공정을 반복하여 형성된다.
즉, 크롬/크롬 옥사이드를 증착하고 패터닝하여 차광막을 형성하고, 붉은색 안료 또는 염료를 갖는 포토레지스트를 증착한 후 노광 및 현상하여 R 색화소들을 형성한다.
이어, 초록색 안료 또는 염료를 갖는 포토레지스트를 증착한 후 노광 및 현상하여 G 색화소들을 형성하고, 푸른색 안료 또는 염료를 갖는 포토레지스트를 증착한 후 노광 및 현상하여 B 색화소들을 형성한다.
상기한 바와 같이, 컬러필터를 형성하기 위해서는 증착, 노광 및 현상 등의 수많은 공정을 수행해야 하므로, 상기 컬러필터를 형성하기 위한 공정시간이 길어지는 문제점이 있다.
또한, 상기 컬러필터를 형성하기 위한 상기 노광 및 현상 공정을 위하여 다수개의 마스크가 필요하므로, 상기 마스크 제작을 위한 제작비가 소요되어 제작비용이 증가하는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제조 공정을 줄이기 위한 컬러필터 기판을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 컬러필터 기판의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컬러필터층은 시트 재질로 기판 상에 형성되고, 접착제층은 상기 컬러필터층 하부에 형성되어 상기 기판 상에 상기 컬러필터층을 접착시킨다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일면에 형성된 접착제층이 기판 상에 접하도록 컬러시트를 위치시키고, 상기 컬러시트를 타면에 압력을 가하여 상기 접착제층에 의해 상기 컬러시트를 상기 기판 상에 부착시킨다.
이러한 컬러필터 기판 및 이의 제조방법에 따르면, 베이스 필름 상에 컬러필터가 형성된 컬러시트에 의해 컬러필터층을 형성하므로, 별도의 증착, 노광 및 현상 공정이 불필요하여, 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 컬러필터 기판을 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 TFT 기판(100), 컬러필터 기판(200), TFT 기판(100)과 컬러필터 기판(200) 사이에 형성된 액정층(300)으로 이루어져 영상을 표시하는 액정표시패널(400)을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 TFT 기판(100)의 하부에 구성되어 TFT 기판(100) 및 컬러필터 기판(200)에 광을 제공하는 광 발생장치(500)를 더 포함한다.
여기서, 상기 액정표시패널(400)은 영상이 표시되는 표시영역(DA)과, 상기 표시영역(DA)을 외곽에서 둘러싸는 실라인 영역(SA)으로 구분된다.
상기 TFT 기판(100)은 제1 절연기판(110) 상의 표시영역(DA)에 형성되는 다수의 박막 트랜지스터(도시되지 않음)가 형성된 박막 트랜지스터층(120), 상기 박막 트랜지스터층(120) 상에 형성된 유기 절연막(130), 상기 박막 트랜지스터층(120)에 전기적으로 연결되고, 상기 유기 절연막(130) 상에 형성된 화소전극(140) 및 상기 화소전극(140)이 형성된 상기 제1 절연기판(110) 상에 형성된 제1 배향막(150)을 포함한다. 제1 절연기판(110)은 유리기판일수도 있고, 플랙서블한 재질의 기판일 수도 있다.
한편, 컬러필터 기판(200)은 접착제층(221), 상기 접착제층(221) 상에 형성된 컬러필터층(220), 상기 컬러필터층(220) 상에 형성된 평탄화막(Over Coating Layer)(230), 상기 평탄화막(230) 상에 형성된 공통전극(240) 및 상기 공통전극(240)이 형성된 제2 절연기판(210) 상에 형성된 제2 배향막(250)을 포함한다. 제2 절연기판(210)은 유리기판일수도 있고, 플랙서블한 재질의 기판일 수도 있다.
상기 접착제층(221)은 투명 재질로 형성되어, 상기 컬러필터층(220)을 제2 절연기판(210) 상에 접착시킨다. 한편, 상기 접착제층(221)은 제2 절연기판(210) 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 컬러필터층(220)은 베이스 필름(222), 상기 베이스 필름(222) 상에 형성되고, 상기 광에 의해 소정의 색으로 발현되는 컬러필터(224) 및 차광막(226)을 포함한다.
상기 컬러필터(224)는 상기 광에 의해 적색, 녹색 및 청색으로 발현되는 R,G,B 색화소들을 포함한다. 이때, 상기 컬러필터(224)의 R,G,B 색화소들은 영상을 디스플레이하기 위한 색 배열 규칙에 따라 일정 패턴으로 배열된다. 즉, 상기 R,G,B 색화소들은 스트라이프(stripe)형, 모자이크(mosaic)형 및 델타(delta)형 배열방법 등에 의해 다양한 형태로 배열될 수 있다.
상기 스트라이프형 배열방법은 동일색의 색화소들을 열 단위로 배열하고, 상기 모자이크형 배열방법은 열 및 행 방향으로 상기 R,G,B 색화소들을 순차적으로 배열한다. 또한, 상기 델타형 배열방법은 상기 R,G,B 색화소들을 지그재그 형태로 배열한다.
한편, 상기 차광막(226)은 색간 간섭 현상을 제거하면서 콘트라스트 비율을 높이기 위해 상기 컬러필터(224)의 R,G,B 색화소들을 각각 둘러싸도록 상기 R,G,B B 색화소들 사이에 매트릭스 형태로 형성되고, 일정 패턴으로 배열된 상기 R,G,B 색화소들 전체를 둘러싸도록 컬러필터 기판(210)의 외곽 둘레에 형성된다.
또한, 상기 차광막(226)은 상기 R,G,B 색화소들의 둘러싸도록 형성될 수도 있으나, 라인 방향이나 컬럼 방향으로만 형성될 수도 있다. 한편, 상기 R,G,B 색화소들이 서로 일부가 오버랩되도록 형성되는 경우에는 상기 차광막의 형성을 생략할 수 있다.
상기 컬러필터(224)는 베이스 필름(222) 상에 미리 패터닝되어 형성된 구조를 갖는다. 즉, 상기 컬러필터층(220)은 상기한 배열 구조를 갖는 R,G,B 색화소들을 포함하는 컬러필터(224)가 베이스 필름(222) 상에 미리 형성되어 있는 컬러시트에 의해 형성된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 상기 TFT 기판(100)과 상기 컬러필터 기판(200)은 실라인 영역(SA)에 형성되는 결합부재(600)에 의해 견고하게 결합된다. 이때, 상기 결합부재(600)는 실런트가 소정 두께로 도포되어 형성되는 실라인으로, 이하에서는 실라인이라 칭한다.
도 3은 도 1에 도시된 컬러필터층을 형성하는 컬러시트의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 컬러시트(700)는 접착제층(221), 상기 접착제층(221) 상에 형성된 베이스 필름(222), 상기 베이스 필름(222) 상에 형성되고, 일정 패턴으로 배열된 R,G,B 색화소들을 포함하는 컬러필터(224), 상기 R,G,B 색화소들을 둘러싸는 차광막(226), 상기 컬러필터(224) 및 차광막(226) 상부에 형성되어 상기 컬러필터(224) 및 차광막(226)을 보호하는 제1 보호필름(228) 및 상기 접착제층(221) 하부에 형성되어 상기 접착제층(221)을 보호하는 제2 보호필름(229)을 포함한다.
여기서, 상기 컬러필터(224)의 상기 R,G,B 색화소들 및 차광막(226)은 사진 식각(Photolithography) 공정을 이용하거나 또는 인쇄 공정에 의해 형성된다.
또한, 상기 접착제층(221) 하부에 형성된 제2 보호필름(229)은 제2 절연기판(210) 상에 컬러시트(700)가 위치되기 전에 제거된다.
따라서, 상기 컬러시트(700)는 접착제층(221)에 의해 제2 절연기판(210) 상부에 부착된다. 이때, 제2 절연기판(210)의 상부면 외곽에는 상기 컬러시트의 부착 얼라인(Align) 정도를 측정하기 위한 얼라인 마크(260)가 형성된다. 상기 얼라인 마크(260)는 제2 절연기판(210)으로부터 소정의 금속이 소정의 높이로 돌출하여 형성되고, 십자(+) 형상을 갖는다.
따라서, 컬러시트(700)를 제2 절연기판(210) 상에 부착시킬 때, 상기 얼라인 마크(260)를 기준으로 상기 컬러시트(700)의 거리 또는 위치 등을 파악함에 따라 상기 컬러시트(700)의 부착 얼라인 상태가 판단된다.
여기서, 상기 얼라인 마크(260)가 십자 형상을 가지는 경우를 예로 들었으나, 다양한 형상을 가질 수 있음은 자명하다.
상기 컬러시트(700)가 제2 절연기판(210) 상에 부착된 이후에, 상기 컬러시트(700)의 보호필름(228)을 제거함에 따라 컬러필터층(220)이 형성되고, 상기 컬러필터층(220) 상부에 평탄화막(230), 공통전극(240) 및 제2 배향막(250)이 순차적으로 형성됨에 따라 컬러필터 기판(200)이 완성된다.
이처럼, 상기 컬러필터층(220)은 크롬/크롬 옥사이드를 증착한 후 패터닝하여 차광막을 형성하고, R,G,B 안료 또는 염료를 증착한 후 패터닝하여 R,G,B 색화소 패턴을 형성하는 공정 없이 차광막 및 R,G,B 색화소들이 형성된 컬러시트에 의해 형성된다.
상기한 바와 같이 구성되는 컬러필터 기판의 제조공정을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1에 도시된 컬러필터 기판의 제조공정 단면도들이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 부착 테이블(800) 상에 제2 절연기판(210)을 흡착시킨다. 이때, 제2 절연기판(210) 상부면의 외곽에는 얼라인 마크(260)가 형성된다.
도 4b를 참조하면, 도 3에 도시된 컬러시트(700)의 제2 보호필름(229)을 제거한 후 접착제층(221)이 제2 절연기판(210)과 접하도록 제2 절연기판(210) 상에 상기 컬러시트(700)를 위치시킨다. 이때, 제2 절연기판(210) 상에 형성된 상기 얼라인 마크(260)를 이용하여 얼라인 정도를 측정하면서 컬러시트(700)를 제2 절연기판(210) 상에 위치시킨다.
상기 컬러시트(700)는 접착제증(221), 베이스 필름(222), R,G,B 색화소들로 이루어진 컬러필터(224), 상기 R,G,B 색화소들을 둘러싸는 차광막(226), 상기 컬러필터(224)와 차광막(226) 상부에 형성되는 제1 보호필름(228) 및 접착제층(221) 하부에 형성되는 제2 보호필름(229)으로 이루어진다.
이어, 부착 롤러(810)를 이용하여 컬러시트(700)를 압착함에 따라 제2 절연기판(210) 상에 컬러시트(700)를 부착시킨다. 즉, 상기 컬러시트(700)는 상기 부착 롤러(810)에 의해 가해지는 압력에 의해 접착제층(221)이 제2 절연기판(210) 상에 고정되고, 이에 따라 컬러시트(700)가 제2 절연기판(210) 상에 부착된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 부착 테이블(800)에서 제2 절연기판(210)을 분리시킨 후 컬러시트(700)의 제1 보호 필름(228)을 제거하여 컬러필터층(220)을 완성한다.
도 4d를 참조하면, 컬러필터층(220)이 형성된 제2 절연기판(210) 상에는 감광성 유기 절연막 중 하나인 아크릴 수지 또는 폴리 아미드 수지로 이루어진 평탄화막(230)을 형성한다.
이어, 상기 평탄화막(230) 상에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전막을 균일한 두께로 증착하여 공통전극(240)을 형성한 후, 상기 공통전극(240)이 형성된 상기 제2 절연기판(210) 전면에 제2 배향막(250)을 형성한다. 이로써, 컬러필터 기판이 완성된다.
한편, 본 발명은 컬러시트의 하부에 접착제층이 형성된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 접착제층이 별도로 구성될 수 있다. 즉, 제2 절연기판 상에 접착제층을 형성한 후 상기 접착제층에 컬러시트의 베이스 필름이 접하도록 위치시킨 후 압착시켜 컬러시트를 제2 절연기판 상에 부착시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 차광막 및 소정 형태로 배열된 R,G,B 색화소들이 형성된 컬러시트에 의해 컬러필터층을 형성한다.
그러므로, 본 발명은 상기 컬러필터에 의해 컬러필터층을 형성하므로, 상기 차광막 및 R,G,B 색화소들을 형성하기 위한 증착, 노광 및 현상 공정이 불필요하므로, 컬러필터 기판의 제조공정 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 노광 및 현상 공정을 위한 마스크가 불필요하므로, 마스 제작 비용을 줄일 수 있어, 컬러필터 기판의 제조원가를 감소시킬 수 있는 효과도 있다.
본 발명은 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 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 컬러필터 기판을 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 컬러필터층을 형성하는 컬러시트의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1에 도시된 컬러필터 기판의 제조공정 단면도들이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : TFT 기판 200 : 컬러필터 기판
210 : 제2 절연기판 220 : 컬러필터층
221 : 접착제층 222 : 베이스 필름
224 : 컬러필터 226 : 접착제층
228 : 제1 보호필름 229 : 제2 보호필름
800 : 부착 테이블 810 : 부착 롤러
300 : 액정층 400 : 액정표시패널
500 : 광 발생장치

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 시트 재질의 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층 하부에 형성되어 상기 기판 상에 상기 컬러필터층을 접착시키는 접착제층을 포함하는 컬러필터 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터층은
    베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 형성되고, 다수의 색화소들; 및
    상기 색화소들을 둘러싸는 차광막을 포함하는 컬러필터 기판.
  3. 일면에 형성된 접착제층이 기판 상에 접하도록 컬러시트를 위치시키는 단계; 및
    상기 컬러시트를 타면에 압력을 가하여 상기 접착제층에 의해 상기 컬러시트를 상기 기판 상에 부착시키는 단계를 포함하는 컬러필터 기판의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판은 외곽에 형성되는 얼라인 마크를 포함하고,
    상기 접착제층 위에 컬러시트를 위치시키는 단계는 상기 얼라인 마크에 의해 상기 컬러시트의 얼라인 정도가 측정되면서 상기 컬러시트를 위치시키는 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 컬러시트는
    베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 형성된 다수의 색화소들;
    상기 다수의 색화소들을 둘러싸는 차광막;
    상기 색화소들 및 상기 차광막 상부에 형성되는 제1 보호 필름;
    상기 베이스 필름 하부에 형성되는 상기 접착제층; 및
    상기 접착제층 하부에 형성되어 상기 접착제층을 보호하는 제2 보호필름을 포함하는 컬러필터 기판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 컬러시트를 상기 기판 상에 부착시킨 후 상기 제1 보호 필름을 제거하는 단계를 더 포함하는 컬러필터 기판의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 컬러시트를 상기 기판 상에 위치시키기 전에 상기 제2 보호필름 제거하는 단계를 더 포함하는 컬러필터 기판의 제조방법.
  8. 기판 상에 접착제층을 형성하는 단계;
    상기 접착제층 위에 컬러시트를 위치시키는 단계; 및
    상기 컬러시트를 압착하여 상기 기판 상에 부착시키는 단계를 포함하는 컬러필터 기판의 제조방법.
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