KR20060024949A - 컬러필터기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

컬러필터기판은 기판, 상기 기판 상에 형성되어 광을 차단하기 위한 블랙 매트릭스 패턴 및 상기 블랙 매트릭스 패턴을 통해 노출된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 광에 응답하여 고유의 색을 발현하는 복수개의 컬러필터들을 포함한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴 상에는 그루브가 형성된다. 상기 컬러필터기판은 잉크젯 프린팅 방식의 컬러필터기판의 제조 공정 상에서 잉크의 번짐 현상을 방지하여 표시품질의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

컬러필터기판 및 그의 제조 방법{COLOR FILTER SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터기판의 평면도이다.
도 2는 도 1에서 도시한 컬러필터기판을 I-I' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에서 도시한 컬러필터기판을 I-I'방향으로 절단한 단면도로서, 컬러필터기판의 제조 공정 상에서 잉크가 넘친 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터기판의 평면도이다.
도 5는 도 4에서 도시한 컬러필터기판을 II-II' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터기판을 도 4의 II-II'방향으로 절단한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 컬러필터기판 115 : 유리 기판
110 : 블랙 매트릭스 패턴 120 : 컬러 필터
130 : 그루브 130a : 제 1 그루브
130b : 제 2 그루브 135 : 돌출 장벽
본 발명은 컬러필터 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 프린팅 방식으로 컬러 필터를 제조하는 공정 상에서 잉크의 번짐을 방지할 수 있는 컬러필터기판 및 컬러필터기판의 제조방법에 관한 것이다.
평판표시장치로서 널리 이용되는 액정표시장치는 컬러화를 위하여 R(red), G(green) 및 B(blue)의 삼원색으로 구성된 컬러 필터를 필요로 한다.
최근에는 컬러 필터를 제조하기 위하여 종래의 포토리소그래피 방식을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공정방식이 사용되고 있는 데, 대표적인 것이 잉크젯 프린팅 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식에서는 유리기판 상에 블랙 매트릭스 등의 차광층을 형성하고 노광 및 식각 공정 등을 거쳐 화소공간을 형성하여 상기 화소 공간에 잉크를 주입하는 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식은 컬러필터를 제조함에 있어서 별도의 코팅, 노광, 현상 공정이 불필요하므로 공정에 필요한 재료를 절감할 수 있고 공정의 단순화를 가능하게 한다.
상기 화소공간에 주입되는 잉크는 안료, 용제, 기타 분산제 등이 포함 될 수 있는 데, 상기 용제는 대부분 휘발성이므로 잉크 주입 후 용제는 모두 휘발되게 된다. 따라서 원하는 높이로 컬러필터를 형성하기 위해서는, 목적하는 높이를 형성할 수 있는 잉크의 양보다 더 많은 잉크를 주입하여야 한다. 따라서 인접한 화소공간으로 잉크가 번질 수 있고, 이로 인하여 표시 품질이 저하될 수 있다. 특히, 서로 다른 색상과의 번짐에 의하여 적절한 컬러를 표시할 수 없는 문제가 발생될 수 있 다.
본 발명은 잉크 번짐을 방지할 수 있는 컬러필터기판을 제공한다.
본 발명은 상기 컬러필터기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 컬러필터기판은 기판, 블랙 매트릭스 패턴 및 복수개의 컬러 필터들을 포함한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴은 상기 기판 상에 형성되어 광을 차단한다. 상기 컬러 필터들은 상기 블랙 매트릭스 패턴을 통해 노출된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 광에 응답하여 고유의 색을 발현한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴 상에는 그루브가 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 컬러필터기판은 기판, 블랙 매트릭스 패턴 및 복수개의 컬러 필터들을 포함한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴은 상기 기판 상에 형성되어 광을 차단한다. 상기 컬러 필터들은 상기 블랙 매트릭스 패턴을 통해 노출된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 광에 응답하여 고유의 색을 발현한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴 상에는 연결된 구조의 돌출 장벽이 형성된다.
본 발명의 일 특징에 따른 컬러필터기판의 제조 방법은, 기판 상에 광의 투과를 차단하는 블랙 매트리스 패턴을 형성하는 단계, 상기 블랙 매트리스 패턴 상에 화소공간을 형성하는 단계, 상기 화소 공간과 인접한 블랙 매트리스 패턴 상에 그루브를 형성하는 그루브 형성 단계, 및 상기 화소 공간 내에 잉크를 주입하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터기판의 평면도이다. 도 2는 도 1에서 도시한 컬러필터기판을 I-I' 방향으로 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1에서 도시한 컬러필터기판을 I-I'방향으로 절단한 단면도로서, 컬러필터기판의 제조 공정 상에서 잉크가 넘친 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 컬러필터기판(100)은 유리기판(105), 상기 유리기판(105) 상에 형성된 블랙 매트릭스 패턴(110), 복수개의 컬러필터(120) 및 그루브(130)를 포함한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴(110)은 유리기판(105) 상에 크롬 등의 금속막을 진공 증착 등의 방법으로 기판 상에 형성하고 감광성 수지를 코팅한 후 포토리소그래피법(Photolithography method)으로 패터닝하고 크롬을 에칭하는 방법으로 형성된다. 또한 상기 블랙 매트릭스 패턴(110)은 유리기판(105) 상에 고분자 수지 용액을 적층하고 스핀 코팅 처리하여 형성될 수도 있다. 본 실시예에 따른 블랙 매트릭스 패턴(110)은 관용적인 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 컬러필터(120)는 잉크젯 프린팅 방식에 의하여 형성되므로 블랙 매트릭스 패턴(110) 상에는 잉크(124) 주입을 위하여 화소공간(122)이 형성된다. 상기 화소공간(122)은 블랙 매트릭스 패턴(110) 상에서 포토 마스크를 이용한 노광, 식각 및 현상에 의하여 형성되어질 수 있다. 형성되어진 화소공간(122) 내부에 잉크(124)가 주입된다. 상기 화소공간(122)은 하부에 배치된 유리기판(105)에 노출됨으로써 광이 투과 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 잉크(124) 주입시 화소공간(122) 상부로 잉크(124)가 넘친 모습을 보여준다. 잉크(124)는 휘발성 용제를 다량 포함하므로 주입 후 휘발성 용제가 증발되기 때문에 목적하는 컬러필터(120) 높이보다 많은 양의 잉크(124)가 주입되어야 하므로 잉크 넘침 현상이 발생된다. 잉크(124)가 넘치게 되면, 도 1에서 도시된 복수개의 컬러필터(120) 상호간에 잉크 번짐이 발생될 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 그루브(130)는 최외곽에 형성된 컬러필터들의 인접부를 따라 블랙 매트릭스 패턴(110) 상에 연결되어 형성된다. 상기 그루브(130)는 슬릿 마스크 패터닝 방식으로 하나의 마스크를 이용하여 형성된다. 상기 그루브(130)는 그루브(130)로 인하여 빛이 샐 우려가 있으므로 블랙 매트릭스 패턴(110)의 두께보다 얇게 형성된다.
상기 그루브(130)는 컬러필터들(120)의 테두리 부분에 연결된 구조로 형성되어진다. 상기 그루브(130)는 컬러필터(120)들의 외곽부로 넘친 잉크를 수용한다. 상기 그루브(130)는 폐곡선을 이루고 있으므로 어느 특정부분에 잉크가 과 수용되지 않고 골고루 분산될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터기판의 평면도이다. 도 5는 도 4에서 도시한 컬러필터기판을 II-II' 방향으로 절단한 단면도이다. 제 2 그루브(130b)를 제외하면 전술한 실시예의 컬러필터 기판과 동일하므로 중복된 설명은 생략하도록 하겠다.
도 4를 참조하면, 컬러필터기판(100)은 컬러필터들의 외곽부에 형성된 제 1 그루브(130a) 및 제 2 그루브(130b)를 포함한다. 상기 제 2 그루브(130b)는 내부에 형성된 컬러필터(120)들의 인접부를 따라 형성된다. 제 2 그루브(130b)는 내부 블 랙 매트릭스 패턴(110) 상에 적어도 하나의 라인으로 형성된다. 제 2 그루브(130b)는 제 1 그루브(130a)에 추가적으로 형성된 그루브(130b)로서, 잉크 번짐 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 제 1 그루브(130a) 및 제 2 그루브(130b)는 서로 연결되어 있다. 따라서, 특정 부분에 잉크 넘침 현상이 과도할 경우에도 넘친 잉크를전체 그루브(130) 내에 골고루 분산시킬 수 있다.
상기 제 2 그루브(130b)는 컬러필터(120)의 길이방향으로 형성될 수도 있고 상기 컬러필터(120)의 폭 방향으로도 형성될 수 있다. 상기 제 2 그루브(130b)는 서로 연결된 구조라면 컬러필터(120)의 배치에 상관없이 내부 블랙 매트리스 패턴(110)상의 어디에도 형성되어질 수 있다.
상기 제 2 그루브(130b)는 바람직하게는, 상기 제 2 그루브(130b)는 서로 인접하여 서로 다른 색을 구현하는 컬러필터(120)들의 사이에 형성되어 진다. 동일 색상을 나타내는 컬러필터(120)간의 잉크 번짐 현상에 비하여 서로 다른 색상을 나타내는 컬러필터(120) 상호간의 잉크 번짐 현상이 컬러특성을 훨씬 더 악화시키기 때문이다. 그러므로 컬러필터의 배치구조를 다양하게 갖더라도 서로 다른 색상이 서로 번지지 않도록 제 2 그루브(120)를 블랙 매트릭스 패턴(110) 상에 형성시키는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터기판을 도 4의 II-II'방향으로 절단한 단면도이다. 돌출 장벽(135)를 제외하면 전술한 실시예와 그 내용이 동일하므로 중복된 설명은 생략하도록 하겠다.
도 6을 참조하면, 컬러필터기판(100)은 블랙 매트릭스 패턴(110) 상에 연결 구조를 갖는 돌출 장벽(135)를 포함한다. 전술한 실시예들은 그루브(130)를 형성함으로써 블랙 매트릭스 패턴(110) 내부에 홈이 파여진 구조였으나 본 실시예는 반대로 돌출 형상을 갖는 돌출 장벽(135)을 형성함으로써 잉크 번짐을 방지한다.
돌출 장벽(135)은 컬러필터들(120)이 형성된 영역의 외곽부에 형성되어지고 추가적으로 컬러필터들이 형성된 내부 영역에도 전술한 그루브(130)와 마찬가지로 다양한 형태로 형성되어질 수 있다.
본 실시예에 따른 돌출 장벽(135)은 블랙 매트릭스 패턴(110) 내부에 형성되는 것이 아니고 표면에 돌출된 형상으로 형성되기 때문에 블랙 매트릭스 패턴(110)의 두께가 얇아져 빛이 샐 우려가 전혀 없는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 컬러필터기판의 제조방법은 기판 상에 광의 투과를 차단하는 블랙 매트리스 패턴을 형성하는 단계, 상기 블랙 매트리스 패턴 상에 화소공간을 형성하는 단계, 상기 화소 공간과 인접한 블랙 매트리스 패턴 상에 그루브를 형성하는 그루브 형성 단계, 및 상기 화소 공간 내에 잉크를 주입하는 단계를 포함한다. 상기 그루브는 블랙 매트릭스 패턴을 유리기판 상에 형성하고 잉크 주입을 위한 화소공간을 형성시킨 후에 형성된다. 화소공간이 확정 되어야만이 그루브의 형성 위치를 결정할 수 있기 때문이다.
패턴 형성방법, 화소공간의 형성방법 및 잉크젯 프린팅 방식에 의한 잉크 주입방법은 업계에 관용적인 수단이므로 구체적인 설명은 생략하도록 하겠다.
상기 주입된 잉크가 화소공간 밖으로 넘치더라도 상기 구르브에 의하여 인접 화소공간으로 번지는 것을 방지할 수 있다.
컬러필터 기판의 블랙 매트릭스 패턴상에 그루브 또는 돌출장벽을 형성하므로써 잉크젯 프린팅 방식의 컬러필터의 제조 과정 상에서 잉크가 화소공간 밖으로 넘쳐 인접 화소공간으로 번지는 것을 방지할 수 있다.
나아가 표시장치의 컬러표시 특성의 안정성을 확보하고 보다 향상된 화질을 제공할 수 있다.
이상에서는 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.

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되어 광을 차단하기 위한 블랙 매트릭스 패턴; 및
    상기 블랙 매트릭스 패턴을 통해 노출된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 광에 응답하여 고유의 색을 발현하는 복수개의 컬러필터들을 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스 패턴 상에 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브는 최외곽에 형성된 컬러필터들의 인접부를 따라 블랙 매트릭스 패턴 상에 연결되어 형성된 제 1 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 그루브는 내부에 형성된 컬러필터들의 인접부를 따라 블랙 매트릭스 패턴 상에 형성된 제 2 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 그루브 및 제 2 그루브는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 그루브는 상기 내부에 적어도 하나의 라인 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 그루브는 상기 컬러필터의 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 그루브는 상기 컬러필터의 폭 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 그루브는 서로 인접하여 서로 다른 색을 구현하는 컬러 필터들의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 형성되어 광을 차단하기 위한 블랙 매트릭스 패턴; 및
    상기 블랙 매트릭스 패턴을 통해 노출된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 광에 응답하여 고유의 색을 발현하는 복수개의 컬러필터들을 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스 패턴 상에 연결된 구조를 갖는 돌출 장벽이 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  10. 기판 상에 광의 투과를 차단하는 블랙 매트리스 패턴을 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트리스 패턴 상에 화소공간을 형성하는 단계;
    상기 화소 공간과 인접한 블랙 매트리스 패턴 상에 그루브를 형성하는 그루브 형성 단계; 및
    상기 화소 공간 내에 잉크를 주입하는 단계를 포함하는 컬러필터기판의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 그루브 형성 단계는 슬릿 마스크 패턴 방식을 채용하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조방법.
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