KR20070042724A - Method for manufacturing color-filter and apparatus thereof - Google Patents

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KR20070042724A
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갈승훈
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Abstract

본 발명은 IR 레이저를 사용하여 품질이 우수한 칼라필터를 제조할 수 있는 칼라필터 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a color filter manufacturing apparatus that can produce a color filter having excellent quality using an IR laser.

본 발명은, 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 유리 기판이 놓여지는 기판 위치대; 상기 기판 위치대의 상측에서 수평 및 수직 방향으로 이동가능하게 마련되며, 하측으로 잉크를 분사하는 잉크젯 모듈; 및 상기 잉크젯 모듈에 인접하게 마련되고, 상기 잉크젯 모듈과 함께 이동하며 상기 유리 기판 상의 잉크에 적외선 레이저를 조사하는 레이저 모듈;을 포함하는 칼라필터 제조장치를 제공한다.The present invention is a substrate position on which a glass substrate on which a black matrix pattern is formed is placed; An inkjet module provided to be movable in a horizontal and vertical direction from an upper side of the substrate position table, and spraying ink downward; And a laser module provided adjacent to the ink jet module and moving together with the ink jet module and irradiating an infrared laser to ink on the glass substrate.

LCD, 칼라필터, 레이저, 칼라필터 제조방법 LCD, color filter, laser, color filter manufacturing method

Description

칼라필터 제조방법 및 칼라필터 제조장치{METHOD FOR MANUFACTURING COLOR-FILTER AND APPARATUS THEREOF}Color filter manufacturing method and color filter manufacturing apparatus {METHOD FOR MANUFACTURING COLOR-FILTER AND APPARATUS THEREOF}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a general liquid crystal display device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라필터 제조장치의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a color filter manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 의하여 제조된 칼라필터의 구조를 나타내는 모식단면도이다. 3 is a schematic sectional view showing a structure of a color filter manufactured according to the present invention.

본 발명은 IR 레이저를 사용하여 다수번의 코팅, 노광, 현상 공정을 거치지 않고서 품질이 우수한 칼라필터를 제조할 수 있는 칼라필터 제조방법 및 칼라필터 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a color filter manufacturing method and a color filter manufacturing apparatus capable of manufacturing a color filter having excellent quality without undergoing a plurality of coating, exposure and development processes using an IR laser.

화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서 지금까지 많이 사용되던 브라운관 표시장치(CRT)는 급속히 박형 평판 표시 장치로 대체되고 있다. 이는 박형 평판 표시장치가 얇고 가벼워서 어느 장소에서든지 쉽게 사용할 수 있기 때문이다. 특히, 액정표시장치(LCD)는 표시 해상도가 다른 평판 표시장치보다 뛰어 나고, 동영상 구현에 유리하기 때문에 가장 각광받고 있다. Among the screen display devices that display image information on the screen, the CRT (CRT), which has been widely used so far, is rapidly being replaced by a thin flat panel display. This is because the thin flat panel display is thin and light so that it can be easily used in any place. In particular, liquid crystal displays (LCDs) are the most popular because they have superior display resolution than other flat panel displays and are advantageous for realizing moving images.

액정 표시장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 갖고 있는 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열방향을 조절할 수 있다. 따라서 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단시킬 수 있게 되어 화면 표시장치로 응용하게 된 것이다. 현재에는 박막 트랜지스터와 그것에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시장치가 뛰어난 화질과 자연 색상을 제공하기 때문에 가장 주목받고 있다. 일반적인 액정 표시장치의 구조를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 개략적인 액정표시장치의 확대도이다. The driving principle of the liquid crystal display device is to use the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the structure is thin and long, the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electromagnetic field to liquid crystal molecules having directionality and polarization in the molecular arrangement. Therefore, if the orientation direction is arbitrarily adjusted, the light can be transmitted or blocked according to the arrangement direction of the liquid crystal molecules by the optical anisotropy of the liquid crystal. Currently, an active matrix liquid crystal display in which thin film transistors and pixel electrodes connected thereto are arranged in a matrix manner is attracting the most attention because it provides excellent image quality and natural color. A structure of a general liquid crystal display will be described with reference to FIG. 1. 1 is an enlarged view of a schematic liquid crystal display device.

액정표시장치는 여러가지 소자 및 기능층들이 설치된 두 개의 패널이 대향하고 그 사이에 액정 층이 끼워진 형태를 가진다. 액정 표시장치의 한쪽 패널에는 도 1a에 도시된 바와 같이, 색상을 구현하는 소자들이 구성되어 있다. 이를 흔히 칼라 필터(color filter) 패널이라고 부른다. 칼라 필터 패널은 투명 기판(1) 위에 행렬 배열 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 빨강(R), 녹색(R), 파랑(B)의 칼라 필터(3R, 3G, 3B)가 순차적으로 배열되어 있다. 이들 칼라 필터 사이에는 차광 성질이 좋은 물질로 격자 모양의 블랙 매트릭스(Black Matrix, 5)가 형성되어 있다. 이것은 각 색상 사이에서 혼합 색이 나타나는 것을 방지한다. 그리고 칼라 필터 전체면 위에 공통 전극(7)이 형성되어 있다. 공통 전극(7)은 액정에 인가하는 전기장을 형성하는 한쪽 전극 역할을 한다. The liquid crystal display device has a form in which two panels provided with various elements and functional layers face each other and a liquid crystal layer is sandwiched therebetween. As shown in FIG. 1A, one panel of the liquid crystal display includes elements that implement color. This is often called a color filter panel. In the color filter panel, red (R), green (R), and blue (B) color filters 3R, 3G, and 3B are sequentially arranged along the positions of pixels designed in a matrix arrangement on the transparent substrate 1. . Between these color filters, a lattice-shaped black matrix 5 is formed of a material having good light shielding properties. This prevents the appearance of mixed colors between each color. And the common electrode 7 is formed on the color filter whole surface. The common electrode 7 serves as one electrode for forming an electric field applied to the liquid crystal.

액정 표시장치의 다른 쪽 패널에는 도 1b에 도시된 바와 같이, 액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키는 스위치 소자 및 배선들이 형성되어 있다. 이를 흔히 액티브 패널이라고 부른다. 액티브 패널은 투명 기판(11) 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 화소 전극(13)이 형성되어 있다. 화소 전극(13)은 칼라 필터 패널에 형성된 공통전극(7)과 마주보며 액정에 인가되는 전기장을 형성하는 다른 쪽 전극 역할을 한다. 화소 전극(13)들의 수평 배열 방향을 따라 신호 배선(15)이 형성되어 있고, 수직 배열 방향을 따라서는 데이터 배선(17)이 형성되어 있다. 그리고 화소 전극(13)의 한쪽 구석에는 화소 전극에 전기장 신호를 인가하는 박막 트랜지스터(19)가 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(19)의 게이트 전극(21)은 신호 배선(15)에 연결되어 있고, 소스 전극(23)은 데이터 배선(17)에 연결되어 있다. 그리고 박막 트랜지스터(19)의 드레인 전극(25)은 화소 전극(13)에 연결되어 있다. 그리고 도면에 나타나지는 않았지만, 게이트 배선과 소스 배선의 끝단에는 외부에서 인가되는 전기 신호를 받아들이는 종단 단자인 게이트 패드와 소스 패드가 각각 형성되어 있다. On the other panel of the liquid crystal display, as shown in FIG. 1B, switch elements and wirings for generating an electric field for driving the liquid crystal are formed. This is often called an active panel. In the active panel, the pixel electrode 13 is formed along the positions of the pixels designed in a matrix manner on the transparent substrate 11. The pixel electrode 13 faces the common electrode 7 formed on the color filter panel and serves as the other electrode for forming an electric field applied to the liquid crystal. The signal line 15 is formed along the horizontal array direction of the pixel electrodes 13, and the data line 17 is formed along the vertical array direction. In one corner of the pixel electrode 13, a thin film transistor 19 for applying an electric field signal to the pixel electrode is formed. The gate electrode 21 of the thin film transistor 19 is connected to the signal line 15, and the source electrode 23 is connected to the data line 17. The drain electrode 25 of the thin film transistor 19 is connected to the pixel electrode 13. Although not shown in the drawings, gate pads and source pads, which are terminal terminals for receiving electrical signals applied from the outside, are formed at ends of the gate wiring and the source wiring, respectively.

이렇게 만들어진 두 개의 패널이 일정 간격을 두고 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질이 채워진다. 그리고 합착된 패널의 양쪽 바깥면에 편광판을 부착하여 액정 표시 장치의 한 부분인 액정 패널이 완성된다. The two panels thus made are attached to each other at regular intervals, and the liquid crystal material is filled therebetween. A polarizer is attached to both outer surfaces of the bonded panel to complete the liquid crystal panel, which is a part of the liquid crystal display.

이하에서는 이러한 액정 표시장치에 사용되는 칼라 필터 패널을 제조하는 종 래의 일반적인 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a conventional general manufacturing method for manufacturing a color filter panel used in such a liquid crystal display will be described.

먼저 소정색의 안료를 분사한 고분자 수지재료의 포토 레지스트를 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 기판에 도포한다. 그리고 이 포토 레지스트를 포토 마스크를 이용하여 노광하고 노광 패턴을 따라서 포토 레지스트를 현상한다. 즉, 포토 레지스트를 부분적으로 제거한다. 이러한 포토 리소그래피(Photolithography) 공정을 각 색상별로 반복하여 복수 종류의 칼라 필터를 형성하는 것이다. 그리고 그 상부에 보호막 및 투명전도막을 성막하여 완성한다. First, a photoresist of a polymer resin material sprayed with a pigment of a predetermined color is applied to a substrate on which a black matrix pattern is formed. The photoresist is then exposed using a photomask, and the photoresist is developed along the exposure pattern. That is, the photoresist is partially removed. This photolithography process is repeated for each color to form a plurality of color filters. And a protective film and a transparent conductive film are formed into a film on top, and it is completed.

그런데 종래의 포토 마스크를 사용하는 칼라필터 제조방법은, 공정 시간이 길고 제조 단가가 높아지며, 환경적인 문제를 야기하는 등 그 이용이 어려워지고 잇다. By the way, the manufacturing method of the color filter using a conventional photo mask has become difficult to use, such as long process time, high manufacturing cost, and environmental problem.

한편 포토 마스크를 사용하지 않되, UV 광중합 반응을 이용하는 칼라필터 제조방법은, 광중합 반응에 UV를 사용하므로, 가리움 현상에 의하여 과도한 노광량이 필요하며, 포토 레지스트에 UV 흡수제를 첨가하지 못하는 문제점이 있다. 칼라필터는 백라이트 장치를 사용하는 액정표시소자 내에서 사용되므로, 그 사용과정에서는 백라이트 장치에 의하여 발생되는 UV에 항상 노출된다. 따라서 백라이트 장치에서 발생되는 UV를 적절하게 흡수 또는 차단하지 못하는 경우에는 칼라필터가 UV에 장시간 노출되어 변색되는 등 그 수명이 단축되는 문제점이 있다. On the other hand, without using a photo mask, the method of manufacturing a color filter using a UV photopolymerization reaction, since UV is used for the photopolymerization reaction, an excessive exposure amount is required by the screening phenomenon, and there is a problem in that a UV absorber cannot be added to the photoresist. Since the color filter is used in a liquid crystal display device using a backlight device, the color filter is always exposed to UV generated by the backlight device during the use process. Therefore, when the UV generated by the backlight device is not properly absorbed or blocked, there is a problem in that the life of the color filter is shortened, such as color change due to exposure to UV for a long time.

본 발명의 목적은 IR 레이저를 사용함과 동시에, 포토 마스크가 불필요하며, 잉크 수용층 즉, 포토 레지스트에 UV 흡수제를 첨가할 수 있는 칼라필터 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color filter manufacturing method capable of adding a UV absorber to an ink receiving layer, that is, a photoresist, at the same time using an IR laser and not requiring a photo mask.

본 발명의 다른 목적은 잉크를 투하하는 잉크젯 모듈과 IR 레이저를 조사하는 레이저 모듈이 일체로 구비되는 일체형 칼라필터 제조장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an integrated color filter manufacturing apparatus in which an inkjet module for dropping ink and a laser module for irradiating an IR laser are integrally provided.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, In order to achieve the above object, the present invention,

1) LCD 칼라필터 형성용 고흡습성 광고분자물질과 근적외선 염료로 구성된 포토 레지스트에 UV 흡수제를 혼합하여 염료 수용성 물질을 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 기판 상에 코팅하는 단계;1) coating a dye-soluble material on a substrate on which a black matrix pattern is formed by mixing a UV absorber with a photoresist composed of a highly hygroscopic advertisement molecular material for forming an LCD color filter and a near infrared dye;

2) 상기 기판을 잉크에 포함된 용매의 끓는점보다 높은 온도로 가열하는 단계;2) heating the substrate to a temperature above the boiling point of the solvent contained in the ink;

3) 가열된 기판 상의 각 픽셀에 잉크를 투하하고 연속하여 레이저를 조사하는 단계;3) dropping ink on each pixel on the heated substrate and irradiating a laser continuously;

4) 상기 포토 레지스트 중 경화되지 않은 불필요한 부분을 현상하여 제거하는 단계;를 포함하는 칼라필터 제조방법을 제공한다.4) providing a color filter manufacturing method including a step of developing and removing an uncured unnecessary portion of the photoresist.

또한 본 발명은, 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 유리 기판이 놓이는 기판 위치대; 상기 기판 위치대의 상측에서 수평 방향으로 이동가능하게 마련되며, 하측으로 잉크를 분사하는 잉크젯 모듈; 상기 잉크젯 모듈에 인접하게 마련되고, 상기 잉크젯 모듈의 후방에서 상기 잉크젯 모듈과 함께 이동하며 상기 유리 기판 상의 잉크에 레이저를 조사하는 레이저 모듈;을 포함하는 칼라필터 제조장치를 제공한다. In addition, the present invention, the substrate position on which the glass substrate on which the black matrix pattern is formed is placed; An inkjet module provided to be movable in a horizontal direction from an upper side of the substrate position table, and spraying ink downward; And a laser module provided adjacent to the ink jet module and moving together with the ink jet module at the rear of the ink jet module and irradiating a laser to ink on the glass substrate.

또한 본 발명에 따른 칼라필터 제조장치에는, 상기 기판 위치대의 하측에 마련되며, 상기 기판 위치대에 위치된 유리 기판을 공정 온도로 가열하는 히팅 스테이지(heating stage)가 더 마련되는 것이, 유리 기판 상에 분사된 잉크 중에서 용매를 신속하게 증발시켜 공정시간을 단축시킬 수 있어서 바람직하다. In addition, the color filter manufacturing apparatus according to the present invention, which is provided on the lower side of the substrate position, the heating stage (heating stage) for heating the glass substrate located in the substrate position to the process temperature is further provided, on the glass substrate It is preferable to shorten the process time by rapidly evaporating the solvent in the ink sprayed on.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.

먼저 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 기판 상에 염료 수용성 물질을 일정한 두께로 코팅한다. 본 실시예에서는, 상기 염료 수용성 물질을, LCD 칼라필터 형성용으로서, 고흡습성 광고분자물질과 근적외선 염료로 구성된 포토 레지스트에 UV 흡수제를 혼합하여 제조한다. 즉 PVA-SbQ(Poly Vinyl Alcohol-stilbazole quaternized), PVA(Poly Vinyl Alcohol)-co-PVBA(Poly Vinyl Butylene Alcohol) 등의 이온성 비닐계 광고분자 물질 또는 펩타이드(peptide) 및 이스터(ester) 결합되어 중합되는 수지인 Kasein, gelatin, acryl 수지 중 이종 이상으로 포토 레지스트를 구성한 후, benzotriazole 계, benzophenone 계, triazin 계, stillbene 계 화 합물 중 1종 이상으로 UV 흡수물질을 첨가하여 제조하는 것이다. 이렇게 포토 레지스트에 UV 흡수제가 더 포함되는 경우에는 칼라필터의 사용과정에서 백라이트에서 조사되는 UV를 이 UV 흡수제가 흡수 제거하므로, 칼라필터의 잉크가 변색되지 아니하는 장점이 있다. 본 실시예에서는 UV 흡수제가 포함된 상기 포토 레지스트를 극성 용매 내에서 블렌딩(blending)하여 제조한다. 이는 친수성 표면 처리된 기판 표면과의 접착성을 향상시키기 위함이다. First, a dye-soluble material is coated to a predetermined thickness on a substrate on which a black matrix pattern is formed. In this embodiment, the dye-soluble material is prepared by mixing a UV absorber with a photoresist composed of a highly hygroscopic advertisement molecule material and a near infrared dye for forming an LCD color filter. That is, ionic vinyl-based advertising molecule materials such as PVA-SbQ (Poly Vinyl Alcohol-stilbazole quaternized), PVA (Poly Vinyl Alcohol) -co-PVBA (Poly Vinyl Butylene Alcohol), or peptide (peptide) and ester (ester) are combined After the photoresist is composed of two or more kinds of polymerized resins, Kasein, gelatin, and acryl resin, UV absorbing material is added to one or more of benzotriazole-based, benzophenone-based, triazin-based and stillbene-based compounds. When the UV light absorber is further included in the photoresist, the UV light absorber absorbs and removes the UV light emitted from the backlight in the process of using the color filter, so that the ink of the color filter does not discolor. In this embodiment, the photoresist including the UV absorber is prepared by blending in a polar solvent. This is to improve adhesion with the surface of the hydrophilic surface treated substrate.

본 실시예에서 사용하는 포토 레지스트는 파지티브형 포토 레지스트와 네거티브형 포토 레지스트가 모두 사용될 수 있다. 상기 포토 레지스트로 파지티브형 포토 레지스트를 사용하는 경우에는 전술한 바와 같이, 칼라 필터 패턴으로 사용될 부분에 레이저를 조사하여 잉크의 구조를 변경시키고, 구조가 변경된 부분 이외의 부분을 현상 공정을 통하여 제거한다. 한편 포토 레지스트로 네거티브형 포토 레지스트를 사용하는 경우에는 블랙 매트릭스 상에 투하되어 불필요한 부분에 레이저를 조사하고, 레이저가 조사된 부분을 현상 공정을 통하여 제거한다. As the photoresist used in the present embodiment, both a positive photoresist and a negative photoresist may be used. In the case of using the positive photoresist as the photoresist, as described above, the structure of the ink is changed by irradiating a laser to the portion to be used as the color filter pattern, and the portions other than the portion whose structure is changed are removed through the developing process. do. On the other hand, in the case of using a negative photoresist as a photoresist, a laser beam is irradiated to an unnecessary portion dropped on a black matrix, and a portion irradiated with a laser is removed through a developing process.

그리고 기판을 소정의 예열온도로 가열하는 단계가 진행된다. 이 단계에서는 기판을 미리 소정 온도로 가열하여 이후의 잉크 분사 및 레이저 조사 단계가 신속하면서도 용이하게 진행되도록 한다. 따라서 상기 예열온도는 상기 잉크에 포함되어 있는 용매의 끓는점보다 높은 온도인 것이 바람직하다. 이렇게 유리 기판의 온도가 용매의 끓는점보다 높은 경우에는 유리 기판 상에 분사된 잉크에서 곧바로 용매가 증발되어 제거되기 때문이다. Then, the step of heating the substrate to a predetermined preheating temperature is performed. In this step, the substrate is heated to a predetermined temperature in advance so that subsequent ink ejection and laser irradiation steps can proceed quickly and easily. Therefore, the preheating temperature is preferably higher than the boiling point of the solvent contained in the ink. This is because when the temperature of the glass substrate is higher than the boiling point of the solvent, the solvent is directly evaporated and removed from the ink sprayed on the glass substrate.

다음으로는 상기 기판 상에 잉크를 분사하고 연이어 레이저를 조사하는 단계 가 진행된다. 이 단계에서는, 기판 상의 각 픽셀에 독립적으로 잉크를 투하하고, 각 픽셀 상의 잉크에 레이저를 조사하게 된다. 이때 본 단계에서는 상기 기판을 소정의 공정 온도로 가열하면서 진행되는 것이 바람직하다. 이렇게 기판을 가열하면서 공정을 진행하면, 기판에 잉크가 투하되자마자 잉크의 온도가 상승하여 잉크 내의 용매가 신속하게 증발되어 제거된다. 그러므로 잉크가 투하되자마자 곧바로 레이저를 조사하여 포토 레지스트를 경화시킬 수 있어서, 공정 시간을 단축할 수 있는 것이다. 따라서 상기 공정온도는, 상기 잉크에 포함되어 있는 용매의 끓는점보다 높은 온도인 것이 바람직하다. Next, a step of spraying ink onto the substrate and subsequently irradiating a laser is performed. In this step, ink is dropped independently on each pixel on the substrate, and the laser is irradiated to the ink on each pixel. In this step, it is preferable to proceed while heating the substrate to a predetermined process temperature. When the process is performed while heating the substrate in this way, as soon as ink is dropped onto the substrate, the temperature of the ink rises and the solvent in the ink is rapidly evaporated and removed. Therefore, as soon as ink is dropped, the photoresist can be cured by irradiating a laser immediately, so that the process time can be shortened. Therefore, the process temperature is preferably a temperature higher than the boiling point of the solvent contained in the ink.

또한 본 실시예에서 상기 레이저는, IR Thermal laser 인 것이 바람직하다. 따라서 잉크에 UV 흡수제를 더 첨가하더라도 광반응 단계에서 가리움 현상이 발생하지 않아서 생산성이 높아지는 장점이 있다. In this embodiment, the laser is preferably an IR thermal laser. Therefore, even if the UV absorber is further added to the ink, there is an advantage in that the productivity does not occur because the screening phenomenon does not occur in the photoreaction step.

또한 본 실시예에서는, 상기 잉크를 잉크젯 방식으로 분사하여 각 픽셀 상에 투하한다. 따라서 매우 미세한 픽셀 상에 정확한 양의 잉크를 신속하고 용이하게 투하할 수 있는 장점이 있다. In this embodiment, the ink is jetted in an inkjet method and dropped onto each pixel. Therefore, there is an advantage that it is possible to quickly and easily drop the correct amount of ink on very fine pixels.

다음으로 경화되지 아니한 포토 레지스트 부분을 현상, 제거하는 단계가 진행된다. 본 단계(S30)에서는 이렇게 블랙 매트릭스(BM) 상측에 분사된 포토 레지스트를 제거하여 정확한 직각 패턴의 칼라필터 패턴을 얻고자 하는 것이다. Next, a step of developing and removing the uncured photoresist portion is performed. In this step (S30) is to remove the photoresist injected above the black matrix (BM) in order to obtain a color filter pattern of the right rectangular pattern.

그러므로 본 단계에서는 전술한 단계(S20)에서 적외선 레이저가 조사되지 않아서 경화되지 아니한 부분을, 물을 이용하여 현상, 제거한다. 이렇게 불필요한 부분을 제거하면 도 3에 도시된 바와 같은 칼라필터를 얻을 수 있다. 이때 본 실시예 에서는 현상 과정에서 물을 사용하므로 환경적인 문제를 발생시키지 않는 장점이 있다. Therefore, in this step, the portion which is not cured because the infrared laser is not irradiated in the above-described step S20 is developed and removed using water. By removing such unnecessary parts, a color filter as shown in FIG. 3 can be obtained. In this embodiment, since water is used in the development process, there is an advantage that does not cause an environmental problem.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 칼라필터 제조장치(100)의 구조 및 작용을 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 칼라필터 제조장치의 개념도이다. Hereinafter, with reference to Figure 2 will be described the structure and operation of the color filter manufacturing apparatus 100 according to this embodiment. 2 is a conceptual diagram of a color filter manufacturing apparatus according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 칼라필터 제조장치(100)는 기판 위치대(도면에 미도시); 잉크젯 모듈(110); 레이저 모듈(120); 히팅 스테이지(130);를 포함하여 구성된다. The color filter manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment includes a substrate position table (not shown); Inkjet module 110; Laser module 120; Heating stage 130; is configured to include.

여기에서 기판 위치대는, 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 유리 기판이 놓이는 구성요소이다. 즉, 공정이 진행되는 동안에 기판이 움직이지 않도록 고정시키며, 기판을 정확한 공정 위치에 유지시키는 역할을 하는 것이다. Here, the substrate position zone is a component on which the glass substrate on which the black matrix pattern is formed is placed. That is, the substrate is fixed so that the substrate does not move during the process and keeps the substrate at the correct process position.

다음으로 잉크젯 모듈(110)은, 상기 기판 위치대의 상측에서 수평 방향으로 이동가능하게 마련되며, 하측으로 잉크를 분사하는 구성요소이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리 기판(S)의 상측에서 하측으로 잉크를 분사하되, 잉크가 분사된 후에는, 이동하여 다음 픽셀에 잉크를 분사하는 구조로 마련되는 것이다. 그리고 본 실시예에 따른 잉크젯 모듈(110)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 잉크를 투하할 수 있는 3개의 분사노즐(110a, 110b, 110c)이 결합되어 마련된다. 이 3개의 분사노즐(110a, 110b, 110c)은 순서대로, 빨강(Red), 녹색(Green), 파랑(Blue)색 잉크를 상기 유리 기판 상에 투하한다. 이때 각 분사 노즐 사이의 간 격은 이웃한 픽셀 사이의 간격과 대응된다. 따라서 3개의 분사 노즐이 연속된 3 픽셀에 한 번의 공정으로 3가지 색의 잉크를 각각 투하하여 공정의 효율성 및 속도를 높이는 것이다. Next, the inkjet module 110 is provided to be movable in the horizontal direction from the upper side of the substrate position table, and is a component for ejecting ink to the lower side. That is, as shown in FIG. 2, the ink is sprayed from the upper side to the lower side of the glass substrate S, but after the ink is sprayed, the ink is moved to spray the ink to the next pixel. In addition, as shown in FIG. 2, the inkjet module 110 according to the present embodiment is provided with three injection nozzles 110a, 110b, and 110c capable of dropping ink, respectively. These three injection nozzles 110a, 110b and 110c sequentially drop red, green and blue inks onto the glass substrate. At this time, the interval between each injection nozzle corresponds to the interval between neighboring pixels. Therefore, three spray nozzles drop three colors of ink in one process on three consecutive pixels to increase the efficiency and speed of the process.

그리고 이 잉크젯 모듈(110)에는, 이 잉크젯 모듈을 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 수평 이동수단(도면에 미도시)이 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 수평 이동수단은, 특정한 위치에서 잉크 분사 작업이 완료되면 다음 위치로 잉크젯 모듈을 이동시켜 공정을 연속적으로 진행하는 역할을 한다. In addition, it is preferable that the inkjet module 110 is further provided with horizontal moving means (not shown in the figure) capable of moving the inkjet module in a horizontal direction. The horizontal moving unit serves to continuously move the process by moving the inkjet module to the next position when the ink jetting operation is completed at a specific position.

다음으로 레이저 모듈(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 잉크젯 모듈(110)에 인접하게 마련되고, 상기 잉크젯 모듈(110)의 후방에서 상기 잉크젯 모듈(110)과 함께 이동하며 상기 유리 기판 상의 잉크에 레이저를 조사하는 구성요소이다. 본 실시예에서 이 레이저 모듈(120)에는, 3개의 레이저(120a, 120b, 120c)가 나란히 결합되어 한 조를 이룬다. 이렇게 3개의 레이저가 모여 한 조를 이룬 조가 필요한 개수만큼 구비되므로, 전체적으로는 3n 개의 레이저가 마련되는 것이다. 이는 상기 잉크젯 모듈(110)과 마찬가지로 한 번의 공정으로 신속하게 진행하기 위함이다. 즉, 상기 잉크젯 모듈에 의하여 한 번의 공정으로 투하된 픽셀 상에 존재하는 잉크를 한 번의 공정으로 동시에 경화시키는 것이다. 이때 각 레이저 사이의 이격 간격은 상기 유리 기판 상의 각 픽셀 사이의 간격과 일치한다. Next, as shown in FIG. 2, the laser module 120 is provided adjacent to the inkjet module 110, and moves together with the inkjet module 110 at the rear of the inkjet module 110. A component that irradiates a laser to ink on a substrate. In this embodiment, three lasers 120a, 120b, and 120c are coupled side by side to the laser module 120 to form a pair. Since three lasers are grouped together to form a group, a total of 3n lasers are provided. This is to proceed quickly in a single process like the inkjet module 110. That is, the ink existing on the pixel dropped in one step by the inkjet module is simultaneously cured in one step. The spacing between each laser then matches the spacing between each pixel on the glass substrate.

그리고 이 레이저 모듈(120)에도, 레이저 모듈을 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동수단(도면에 미도시)이 더 마련되는 것이, 바람직하다. 물론 레이저 모듈 (120)을 상기 잉크젯 모듈(110)과 결합시켜 함께 이동시킬 수도 있는데, 이때에는 별도의 수평이동수단이 마련될 필요는 없다. In addition, it is preferable that the laser module 120 is further provided with horizontal moving means (not shown) for moving the laser module in the horizontal direction. Of course, the laser module 120 may be combined with the inkjet module 110 to be moved together. In this case, a separate horizontal moving means does not need to be provided.

또한 본 실시예에 따른 칼라필터 제조장치(100)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 히팅 스테이지(130)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 히팅 스테이지(heating stage, 130)는 상기 기판 위치대의 하측에 마련되며, 상기 기판 위치대에 위치된 유리 기판을 공정 온도로 가열하는 구성요소이다. 이 히팅 스테이지(130)는 유리 기판이 공정온도로 유지되게 하여, 유리 기판 상에 투하된 잉크에서 용매가 신속하게 증발되도록 한다. 이때 본 실시예에서는 히팅 스테이지(130)가 기판(S)과 직접 접촉하지 않고, 일정 간격 이격된 상태에서 가열하는 간접 가열 방식을 사용한다. 이는, 히팅 스테이지(130)가 기판(S)과 직접 접촉하여 기판을 가열하는 경우에는 유리 기판(S)상에 긁힘 현상 등 손상이 발생할 수 있으며, 기판 표면에 파티클이 묻는 등의 문제점이 있기 때문이다. In addition, the color filter manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment, as shown in Figure 2, it is preferable that the heating stage 130 is further provided. The heating stage 130 is provided below the substrate position table, and is a component for heating a glass substrate positioned at the substrate position table to a process temperature. This heating stage 130 allows the glass substrate to be maintained at the process temperature, allowing the solvent to evaporate quickly in the ink deposited on the glass substrate. In this embodiment, the heating stage 130 does not directly contact the substrate S, but uses an indirect heating method in which the heating stage 130 is heated at a predetermined interval. This is because when the heating stage 130 is in direct contact with the substrate S to heat the substrate, scratches or the like may occur on the glass substrate S, and there may be a problem such as particles on the surface of the substrate. to be.

또한 본 실시예에 따른 칼라필터 제조장치(100)에는, 상기 기판 위치대에 인접하게 마련되며, 상기 기판 상에서 불필요한 포토 레지스트를 현상 제거하는 현상수단(도면에 미도시)이 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 현상수단은, 불필요한 부분에 분사된 포토 레지스트를 제거하여 보다 정확한 패턴의 칼라필터를 제조하는 구성요소이다. In addition, it is preferable that the color filter manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment is provided adjacent to the substrate position band, and further provided with developing means (not shown in the figure) for developing and removing unnecessary photoresist on the substrate. . This developing means is a component which removes the photoresist sprayed on the unnecessary part and manufactures the color filter of a more accurate pattern.

본 발명에 따르면 IR 레이저를 사용하여 가리움 현상에 의한 영향을 받지 않는 효과가 있으며, 포토 레지스트에 UV 흡수제를 첨가하여 수명이 향상된 칼라필터를 제조할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an effect not to be affected by the cover phenomenon by using an IR laser, there is an advantage that can be manufactured by improving the life of the color filter by adding a UV absorber to the photoresist.

또한 기판을 용매의 끓는점 이상의 온도로 가열하면서 공정을 진행하므로 잉크 분사 및 레이저 조사 공정을 동시에 진행할 수 있어서 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the process proceeds while heating the substrate to a temperature higher than the boiling point of the solvent, the ink injection and laser irradiation processes can be performed at the same time, thereby reducing the process time.

Claims (6)

1) LCD 칼라필터 형성용 고흡습성 광고분자물질과 근적외선 염료로 구성된 포토 레지스트에 UV 흡수제를 혼합하여 염료 수용성 물질을 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 기판 상에 코팅하는 단계;1) coating a dye-soluble material on a substrate on which a black matrix pattern is formed by mixing a UV absorber with a photoresist composed of a highly hygroscopic advertisement molecular material for forming an LCD color filter and a near infrared dye; 2) 상기 기판을 잉크에 포함된 용매의 끓는점보다 높은 온도로 가열하는 단계;2) heating the substrate to a temperature above the boiling point of the solvent contained in the ink; 3) 가열된 기판 상의 각 픽셀에 잉크를 투하하고 연속하여 레이저를 조사하는 단계;3) dropping ink on each pixel on the heated substrate and irradiating a laser continuously; 4) 상기 포토 레지스트 중 경화되지 않은 불필요한 부분을 현상하여 제거하는 단계;를 포함하는 칼라필터 제조방법.4) developing and removing the uncured unnecessary portion of the photoresist; color filter manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 포토 레지스트는, The method of claim 1, wherein the photoresist, PVA-SbQ(Poly Vinyl Alcohol-stilbazole quaternized), PVA(Poly Vinyl Alcohol)-co-PVBA(Poly Vinyl Butylene Alcohol), Kasein, gelatin, acryl 수지 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.PVA-SbQ (Poly Vinyl Alcohol-stilbazole quaternized), PVA (Poly Vinyl Alcohol) -co-PVBA (Poly Vinyl Butylene Alcohol), Kasein, gelatin, acryl resin, characterized in that any one selected from acryl resin. 제1항에 있어서, 상기 UV 흡수제는, The method of claim 1, wherein the UV absorber, benzotriazole 계, benzophenone 계, triazin 계, stillbene 계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조방법.Method for producing a color filter, characterized in that any one selected from benzotriazole-based, benzophenone-based, triazin-based, stillbene-based compounds. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 칼라필터 제조방법에 의하여 제조되는 칼라필터.The color filter manufactured by the color filter manufacturing method in any one of Claims 1-3. 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있는 유리 기판이 놓여지는 기판 위치대;A substrate position on which the glass substrate on which the black matrix pattern is formed is placed; 상기 기판 위치대의 상측에서 수평 및 수직 방향으로 이동가능하게 마련되며, 하측으로 잉크를 분사하는 잉크젯 모듈;An inkjet module provided to be movable in a horizontal and vertical direction from an upper side of the substrate position table, and spraying ink downward; 상기 잉크젯 모듈에 인접하게 마련되고, 상기 잉크젯 모듈과 함께 이동하며 상기 유리 기판 상의 잉크에 적외선 레이저를 조사하는 레이저 모듈;을 포함하는 칼라필터 제조장치.And a laser module provided adjacent to the ink jet module and moving together with the ink jet module to irradiate an infrared laser to ink on the glass substrate. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 기판 위치대의 하측에 마련되며, 상기 기판 위치대에 위치된 유리 기판을 공정 온도로 가열하는 히팅 스테이지(heating stage)가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 칼라필터 제조장치.And a heating stage provided below the substrate position table and heating the glass substrate positioned at the substrate position table to a process temperature.
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