KR20070060483A - 컬러필터기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 배면 상에 도전성 물질이 함유된 포토레지스트를 이용하여 정전기 방지용 도전성 박막이 형성된 컬러필터기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컬러필터기판은 유리기판상에 형성되어 화소영역을 구획하며 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스; 블랙 매트리스에 의해 구획된 화소영역에 형성된 컬러필터; 컬러필터에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판의 일측면을 평탄화시키는 오버코팅층; 상기 오버코팅층 상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막; 및 유리기판의 배면상에 형성되어 정전기의 발생을 방지하는 도전성 박막을 포함하고, 상기 도전성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

컬러필터기판 및 그 제조방법{Color Filter Substrate and Method of Fabricating the same}
도 1은 종래의 수평 전계형 액정표시장치를 나타내는 단면도.
도 2a 내지 도 2i는 종래의 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러 필터 기판을 형성하는 과정을 도시한 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터 기판의 평면도.
도 4는 도 3에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러 필터 기판의 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 블랙 매트릭스가 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 컬러필터가 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 블랙 메트릭스에 의해 구획된 셀영역에 컬러필터를 형성하는 과정을 도시한 공정도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 오버코팅층이 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 배향막이 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 유리기판의 배면에 도전성 박막이 형성된 컬러 필터 기판의 평면도 및 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 컬러 필터 기판 101 : 유리기판
102 : 블랙 매트릭스 104 : 칼라필터
104R : 적색 칼라필터 104G : 녹색 칼라필터
104B : 청색 칼라필터 106 : 오버코팅층
107 : 스페이서 108 : 배향막
110 : 도전성 박막
본 발명은 컬러필터기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 기판의 배면상에 도전성 물질이 함유된 포토레지스트를 이용하여 정전기 방지용 도전성 박막이 형성된 컬러필터기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하는 장치로서, 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입으로 구현되어 컴퓨터용 모니터, 사무기기, 셀룰라폰 등의 표시장치에 적용되고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향의 전계를 이용하는 수직 전계형과 수평방향의 전계를 이용하는 수평 전계형으로 대별된다.
이때, 수직 전계형의 액정 표시 장치는 상부 기판상에 형성된 공통전극과 하부기판상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.
수평 전계형의 액정 표시 장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가지는 반면에 개구율이 작다는 단점을 가진다.
이하, 도 1을 참조하여 액정 표시 장치의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 여기서, 도 1은 수평전계를 이용하여 액정을 구동시키는 수평 전계형 액정 표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수평 전계형 액정표시장치는 이면에 정전기 등을 방지하는 투명전극(ITO)(3)이 형성된 상부 유리기판(2) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(4), 컬러필터(6), 오버코팅층(8), 스페이서(13) 및 상부 배향막(12)으로 구성된 컬러필터기판과, 하부 유리기판(32)상에 형성된 박막 트랜지스터, 공통전극(10), 화소전극(56) 및 하부 배향막(52)으로 구성되는 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판 사이의 내부공간에 주입되는 액정(도시되지 않음)을 구비한다.
여기서, 컬러필터 기판을 구성하는 블랙 매트릭스(4)는 하부 유리기판(32)의 박막 트랜지스터가 형성된 영역, 도시하지 않은 게이트 라인 및 데이터 라인과 중첩되게 형성되며 컬러필터(6)가 형성될 셀영역을 구획한다. 이때, 블랙 매트릭스(4)는 빛샘현상을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
컬러필터(6)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(4)에 걸쳐 형성된다. 이때, 컬러필터(6)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.
오버 코팅층(8)은 컬러필터(6)에 의해 형성된 단차를 덮도록 형성되어 상부기판(2)을 평탄화한다.
스페이서(13)는 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(32) 사이에 셀 갭을 유지하는 역할을 수행하는 것으로서, 오버 코팅층(8)과 동일한 물질로 동시에 형성되거나 또는 후속 공정을 통해 형성된다.
상부 배향막(12)은 스페이서(13)가 형성된 오버 코팅층(8) 상에 형성되며 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재되는 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.
박막 트랜지스터 기판을 구성하는 박막 트랜지스터는 게이트 라인(도시하지 않음)과 함께 하부 유기기판(32) 상에 형성되는 게이트 전극(38)과, 게이트 절연막 을 사이에 두고 게이트 전극(38)과 중첩되는 반도체층(92,93)과, 반도체층(92,93)을 사이에 두고 데이터 라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스 전극(46) 및 드레인 전극(48)을 구비한다.
이때, 박막 트랜지스터는 게이트 라인의 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 전달되는 화소신호를 보호막(50)을 관통하는 접촉홀을 통해 드레인 전극 (48)에 접속된 화소전극으로 전달한다.
공통전극(10)은 하부 유리기판(32)상에 게이트 라인과 함께 형성되며 화소전극(56)과 교번되는 스트라입 형태를 갖는다. 여기서, 공통전극에는 공통라인(미도시)을 통해 액정 구동시에 기준이 되는 기준전압이 공급된다.
이때, 박막 트랜지스터를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(56)과 공통 라인을 통해 기준 전압이 공급된 공통 전극(10) 사이에는 수평 전계가 형성되고, 이러한 수평전계는 박막 트랜지스터 기판과 칼라 필터 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들을 소정 방향으로 회전시켜 광 투과율을 변화시킴으로써 화상을 구현한다.
하부 배향막(52)은 박막 트랜지스터를 덮는 보호막(미도시) 상에 형성되며 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재되는 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.
이하, 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 종래의 액정표시장치를 구성하는 컬러필더 기판의 제조공정을 상세하게 설명한다.
먼저, 유리기판(2) 상에 스퍼터링 방식을 통해 정전기 방지용 투명 도전막 (ITO)(3)을 형성한다.
이를 상세히 설명하면, 도 2a에 도시된 바와 같이 아르곤(Ar)가스가 충진된 챔버 내부에 설치된 기판상에 유리기판(2) 및 타겟을 실장시킨 상태에서 높은 RF(DC) POWER를 인가한다.
이때, RF(DC) POWER에 의해서 형성된 플라즈마내의 높은 에너지를 갖고 있는 Ar(He)이 (-)전하를 잃고 Ar+상태로 타겟(target) 표면과 충돌하여 증착하고자 하는 타겟입자들이 튀어나와 유리기판(2) 상에 증착됨으로써, 도 2b에 도시된 바와 같이, 유리기판(2)의 배면 상에 정전기 발생을 방지하거나 또는 제거하는 투명 도전막(ITO)(3)을 형성한다.
상술한 바와 같이 정전기 방지를 위한 투명 도전막(3)을 형성한 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 유리기판(2)상에 빛샘현상을 방지하는 블랙 메트릭스(4)를 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 투명 도전막(3)이 형성된 유리기판(2)의 다른 일측면 상에 불투명 물질을 전면 도포한다. 이때, 불투명 물질은 크롬(Cr)을 포함하는 불투명 금속 또는 불투명 수지가 이용된다. 이후, 마스크를 이용하여 불투명 물질에 대한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행함으로써 블랙 매트릭스(4)를 형성한다.
상술한 바와 같이 블랙 매트릭스(4)를 형성한 후, 유리기판(2)의 다른 일측면 상에 블랙 매트릭스에 의해 구획된 영역에 R,G,B 컬러필터를 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스 (4)가 형성된 유리기판(2)의 다른 일측면 상에 적색의 감광성 칼라 수지를 전면 증착한다. 이후, 마스크를 이용하여 적색의 감광성 칼라수지에 대한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행하여 적색 컬러필터(R)를 형성한다.
상술한 바와 같이 적색 컬러필터를 형성한 후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 적색 컬러필터(R)가 형성된 유리기판(2)상에 녹색의 감광성 컬러 수지를 전면 증착시킨다. 이후, 마스크를 이용하여 녹색의 감광성 칼라 수지에 대한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행함으로써 녹색 컬러필터(G)를 형성한다.
상술한 바와 같이 녹색 컬러필터(R)를 형성한 후, 도 2f에 도시된 바와 같이, 적색 및 녹색 컬러필터(R, G)가 형성된 유리기판(2) 상에 청색의 감광성 칼라 수지를 전면 증착시킨다. 이후, 마스크를 이용하여 청색 수지에 대한 포토리소그래피 공정 및 식각동정을 통한 패터닝을 수행함으로써 청색 컬러필터(B)를 형성함으로써 최종적으로 컬러필터(6)를 완성한다.
상술한 바와 같이 유리기판의 다른 일측면 상에 R,G,B 컬러필터(6)를 형성한 후, 도 2g에 도시된 바와 같이, 유리기판(2)을 평탄화시키기 위한 오버 코팅층(8)을 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 컬러필터(6)가 형성된 유리기판(2)의 다른 일측면 상에 유기 절연물을 전면 코팅처리한다. 이후, 마스크를 이용하여 유기 절연물에 대한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행함으로써 유리기판(2)을 평탄화시키는 오버 코팅층(8)을 형성한다.
상술한 바와 같이 오버 코팅층을 형성한 후, 도 2h에 도시된 바와 같이, 유 리기판(2)의 다른 일측면 상에 박막 트랜지스터와 컬러필터 기판 사이의 샐갭을 유지시키기 위한 스페이서(13)를 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 오버 코팅층(8)이 형성된 유리기판(2)의 다른 일측면 상에 오버 코팅층(8)과 동일한 유기 절연물을 전면 코팅처리한다. 이후, 마스크를 이용하여 유기 절연물에 대한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행함으로써 셀갭을 유지시키는 스페이서(13)를 형성한다.
상술한 바와 같이 스페이서(13)를 형성한 후, 도 2i에 도시된 바와 같이, 스페이서(13)가 형성된 유리기판(2) 상에 소정 방향으로 액정을 배향시키기 위한 배향막(12)을 형성함으로써 최종적인 컬러필터 기판을 완성한다.
종래, 상술한 바와 같은 제조공정을 통해 컬러필터 기판을 형성하는 경우에 있어, 유리기판(2)의 배면에 형성되는 투명 도전막(ITO)(3)은 챔버내에서 타겟 물질을 이용한 스퍼터링을 통해서 형성되기 때문에 공정시간(Tact Time)이 늘어날 뿐만 아니작업공정이 복잡하였다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 컬러필터기판을 형성하는 경우에 있어서, 유리기판(2)의 배면상에 투명 도전막(3)이 형성된 상태에서 다른 일측면 상에 블랙 매트릭스, 컬러필터, 오버 코팅층 및 배향막이 형성됨으로써, 유리기판(2)에 대한 에칭이 불가능하여 컬러필터기판에 대한 경박단소화가 불가능하다는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 목적은 유리기판의 배면상에 도전성 물질이 함유된 포토레지스트를 이용하여 정전기 방지용 도전성 박막 을 형성함으로써, 제조공정에 소요되는 공정시간(Tact Time) 및 경박 단소화가 가능한 컬러필터기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판은, 유리기판상에 형성되어 화소영역을 구획하며 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트리스에 의해 구획된 화소영역에 형성된 컬러필터; 상기 컬러필터에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판의 일측면을 평탄화시키는 오버코팅층; 상기 오버코팅층 상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막; 및 상기 유리기판의 배면상에 형성되어 정전기의 발생을 방지하는 전도성 박막을 포함하고, 상기 전도성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 컬러필터기판의 전도성 박막은 전도성 물질인 카본 나노튜브가 함유된 포토레지스트를 코팅하여 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 전도성 박막을 형성하는 포토레지스트에 함유된 전도성 물질은 카본 나노튜브인 것을 특징으로 한다. 이때, 전도성 물질은 카본 나노튜브에 한정되는 것은 아니고, 다양한 종류의 전도성을 갖는 물질을 의미하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판의 제조방법은, 기판상에 화소영역을 구획하는 동시에 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스에 의해 구획 된 화소영역에 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 컬러필터에 의해 단차가 형성된 유리기판의 일측면을 평탄화시키기 위한 오버코팅층을 형성하는 단계; 상기 오버코팅층 상에 형성되어 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막을 형성하는 단계; 및 상기 유리기판의 배면상에 형성되어 정전기의 발생을 방지하는 도전성 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 도전성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3은 본 발명에 따른 컬러필터기판의 평면도이고, 도 4는 도 3에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취된 컬러필터기판의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 컬러필터기판은 유리기판(101)상에 형성된 블랙 매트릭스(102)와, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 화소영역에 형성되는 컬러필터(104)와, 컬러필터(104)에 의해 형성된 단차를 제거하여 유리기판(101)의 일측면을 평탄화시키는 오버코팅층(106)과, 오버코팅층(106)상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막(108)과, 유리기판(101)의 배면상에 형성되어 정전기의 발생을 방지하는 도전성 박막(110)을 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명에 따른 컬러필터기판은 오버코팅층 상에 형성되어 액정을 충진시키기 위한 셀갭을 형성하는 스페이서(107)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 블랙 매트릭스(102)는 유리기판(101)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(104)들이 형성될 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광간섭을 방지하는 역할을 수행하는 것으로서, 박막 트랜지스터 기판의 화소전극을 제외한 영역인 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터와 중첩되게 형성된다.
이때, 블랙 매트릭스(102)는 유리기판(101)상에 불투명 금속, 예를 들면 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속을 약 1500~2000Å의 두께 및 5~25㎛의 선폭을 갖도록 증착시킨 후 이를 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성된다.
또한, 블랙 매트릭스(102)는 유리기판(101)상에 절연성 수지를 1.0~1.5㎛의 두께를 갖는 동시에 5~25㎛ 선폭을 갖도록 형성한 후 이를 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성될 수도 있다.
컬러필터(104)는 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 다수의 셀 영역에 형성된다. 이때, 컬러필터(104)는 적색, 녹색 및 청색을 갖는 감광성 칼라 수지를 안료 분사법을 통해 순차적으로 유리기판상에 분사시킨 후 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝 함으로써, 적색을 구현하는 적색 컬러필터(104R), 녹색을 구현하는 녹색 컬러필터(104G) 및 청색을 구현하는 청색 컬러필터(104B)로 구성된다.
이때, 컬러필터(104)를 구현하는 방법으로는 감광성 칼라 수지를 이용한 안료 분사법에 한정되는 것은 아니며, 안료 분사법 이외에도 각종 방법, 예를 들면 염색법, 전착법 및 인쇄법 등 다양한 방법을 통해서 형성될 수 있다고 해석되는 것이 바람직하다.
오버 코팅층(106)은 컬러필터(104)에 의해 유리기판(101)상에 형성되는 단차를 제거함으로써 후속 공정에 의해 형성되는 배향막(108)을 평탄한 형상으로 형성될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
스페이서(107)는 박막 트랜지스터와 컬러필터기판 사이에 액정이 충진될 수 있도록 하는 셀갭을 유지시키는 역할을 수행한다. 이때, 스페이서(107)는 오버코팅층(106)과 동일물질로 블랙 매트릭스(104)와 중첩되도록 형성된다.
배향막(108)은 스페이서(107)가 형성된 오버코팅층(106) 상에 형성되어 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다. 이때, 배향막(108)은 폴리이미드 등의 유기 배향막을 이용한 러빙공정을 통해 형성되며 액정을 소정 방향으로 정렬시키기 위한 배향홈(미도시)이 형성되어 있다.
도전성 박막(110)은 유리기판(101)의 배면상에 전도성 물질을 함유하는 포토레지스트를 이용한 코팅공정을 수행하여 형성되는 것으로서, 컬러필터기판에 형성되는 정전기를 방지하는 역할을 수행한다. 이때, 도전성 박막(110)을 형성하는 포토레지스트에 함유된 전도성 물질은 카본 나노튜브(Carbon nanotube)이다.
여기서, 카본 나노튜브는 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소동소체로서, 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태 를 이루며 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. 이때, 카본 나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하며 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어나고 강도는 다이아몬드와 같다.
상술한 바와 같은 전도성을 갖는 카본 나노튜브를 함유한 액상의 포토레지스트를 유리기판(101)의 배면상에 위치시킨 후 코팅공정 및 열처리 공정을 수행함으로써, 유리기판(101)의 배면상에 정전기를 방지하는 도전성 박막(110)이 형성된다
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 수평전계형 액정표시장치를 구성하는 컬러필터기판의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명에 따른 컬러필터기판을 구성하는 블랙 매트릭스를 형성하는 과정에 대해 설명한다. 여기서, 도 5a는 본 발명에 따른 블랙 매트릭스가 형성된 컬러필터기판의 평면도이고, 도 5b는 도 5a에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 컬러필터기판을 구성하는 유리기판(101)상에 불투명 금속, 예를 들면 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속을 약 1500~2000Å의 두께 및 5~25㎛의 선폭을 갖도록 증착시킨다.
이후, 유리기판(101)상에 증착된 불투명 금속에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 수행함으로써, 유리기판(101)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(104)들이 형성될 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광간섭을 방지하는 역할을 수행하는 블랙 매트릭스(102)를 형성한다.
이때, 유리기판(101)상에 형성되는 블랙 매트릭스(102)는 절연성 수지를 1.0~1.5㎛의 두께 및 5~25㎛ 선폭을 갖도록 형성한 후 이를 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝시킴으로써 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 유리기판(101)상에 블랙 매트릭스(102)를 형성한 후, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스에 의해 구획화된 셀 영역에 컬러필터를 형성한다. 여기서, 도 6a는 본 발명에 따른 컬러필터가 형성된 컬러필터기판의 평면도이고, 도 6b는 도 6a에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 블랙 매트릭스(102)가 형성된 유리기판(101)상에 적색, 녹색 및 청색을 갖는 감광성 칼라수지를 안료 분사법을 통해 순차적으로 형성한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 적색 컬러필터(104R), 녹색 컬러필터(104G) 및 청색 컬러필터(104B)로 구성된 컬러필터(104)를 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 7a에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획화된 유리기판(101)상에 안료 분사법을 이용하여 적색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.
이후, 적색의 감광성 칼라필터에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 셀영역에 적색을 나타내는 적색 컬러필터(104R)를 형성한다.
상술한 바와 같이 적색 컬러필터를 형성한 후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 유리기판(101)상에 안료 분사법을 이용하여 녹색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한 다.
이후, 녹색의 감광성 칼라필터에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 셀영역에 녹색을 나타내는 녹색 컬러필터(104G)를 형성한다.
상술한 바와 같이 적색 및 녹색 컬러필터를 형성한 후, 도 7c에 도시된 바와 같이, 유리기판(101)상에 안료 분사법을 이용하여 청색의 감광성 칼라수지를 전면 도포한다.
이후, 청색의 감광성 칼라필터에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(102)에 의해 구획된 셀영역에 청색을 나타내는 청색 컬러필터(104B)를 형성하여 유리기판(101)상에 최종적인 컬러필터(104)를 형성한다.
상술한 바와 같이 블랙 매트릭스에 의해 구획된 다수의 셀 영역에 컬러필터를 형성한 후, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 유리기판(101)상에 컬러필터(104)에 의해 형성된 단차를 제거하여 평탄화하기 위한 오버코팅층(106)을 형성한다. 여기서, 도 8a는 본 발명에 따른 오버코팅층이 형성된 컬러필터기판의 평면도이고, 도 8b는 도 8a에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 컬러필터(104)가 형성된 유리기판(101)상에 해당 컬러필터(104)에 의해 형성된 단차를 보상하기 위해 열경화성 수지, 보다 구체적으로는 폴리 디메틸 실옥산 등과 같은 열경화성 수지를 전면 형성한다.
이후, 유리기판(101)상에 형성된 열경화성 수지에 대해 마스크를 이용한 포 토리소그래피공정 및 식각공정을 통해 패터닝을 수행함으로써, 컬러필터(104)가 형성된 유리기판(101)상에 단차를 제거하기 위한 오버코팅층(106)을 형성한다. 이때, 오버코팅층(106)을 형성시에 액정을 충진시키는 역할을 수행하는 스페이서(107)를 동시에 형성할 수 도 있다.
여기서, 오버 코팅층(106)은 컬러필터(104)에 의해 유리기판(101)상에 형성되는 단차를 제거함으로써, 후속공정을 통해 형성되는 배향막(108)이 평탄한 형상으로 유리기판(101)상에 형성될 수 있도록 하는 역할을 또한 수행한다.
상술한 바와 같이, 오버 코팅층(106) 및 스페이서(107)를 형성한 후, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 오버코팅층(106) 상에 소정 방향으로 액정을 배향시키기 위한 배향막(108)을 형성한다. 여기서, 도 9a는 본 발명에 따른 배향막이 형성된 컬러필터기판의 평면도이고, 도 9b는 도 9a에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 오버 코팅층(106)이 형성된 유리기판상에 배향막(108)을 형성시에 이용되는 폴리이미드 등의 유기 배향막을 전면 도포한다. 이후, 유기 배향막에 대한 러빙공정을 수행함으로써 소정 방향으로 액정을 배향시키는 배향홈을 갖는 배향막(108)을 형성한다.
상술한 바와 같이 배향막을 형성한 후, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 유리기판의 배면상에 정전기를 제거하기 위한 전도성 박막을 형성한다. 여기서, 도 10a는 본 발명에 따른 전도성 박막이 형성된 컬러필터기판의 평면도이고, 도 10b는 도 10a에서 선 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 컬러필터기판의 단면도이다.
도 10a 및 10b를 참조하면, 유리기판(101)의 배면상에 정전기를 제거하기 위한 도전성 박막(110)을 도전성 물질이 함유된 포토레지스트(PR)를 이용한 코팅공정을 통해 형성한다. 여기서, 유리기판(101)의 배면상에 도전성 박막(110)을 형성하기 이전에 컬러필터기판의 경박 단소화를 위해 유리기판(101)에 대한 에칭공정을 수행할 수도 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 소정의 도전성 물질인 카본 나노튜브가 함유된 액상의 포토레지스트(PR)를 유리기판(101)의 배면상에 떨어트린다.
여기서, 카본 나노튜브는 탄소로 이루어진 탄소동소체로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루며 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. 이때, 카본 나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하며 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어나고 강도는 다이아몬드와 같다.
이후, 유리기판(101)을 고정시키는 회전척(미도시)을 이용하여 포토레지스트에 대한 코팅공정을 수행함으로써, 유리기판(101) 배면상에 도전성 물질을 함유한 액상의 포토레지스트를 전면 도포한다.
상술한 바와 같이 도전성 물질을 함유한 포토레지스트를 전면 형성한 후 소정의 열처리 환경하에서 액상의 포토레지스트에 대한 열처리를 수행하여 경화처리함으로써, 유리기판(101)의 배면에 정전기를 제거하는 도전성 박막(110)을 형성한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컬러필터기판 및 그 제조방법은, 유리기판의 배면상에 도전성 물질이 함유된 포토레지스트를 이용하여 정전기 방지용 도전성 박막을 형성함으로써, 스퍼터링 장치 등을 이용한 종래의 제조공정에 비해 공정시간(Tact Time)을 단축할 수 있다는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 유리기판의 배면에 정전기 방지를 위한 도전성 박막을 형성하기 이전에 유리기판에 대한 에칭공정을 수행함으로써, 컬러필터기판을 경박 단소화 할 수 있다는 효과를 제공한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판상에 형성되어 셀 영역을 구획하며 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스;
    상기 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 형성된 컬러필터;
    상기 컬러필터에 의해 형성된 단차를 제거하여 기판을 평탄화시키는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막; 및
    상기 기판의 배면 상에 형성되며 정전기 발생을 방지하는 도전성 박막을 포함하고,
    상기 도전성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버코팅층과 동시에 형성되며 액정을 충진시키기 위한 셀갭을 유지시키는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 배면은 도전성 박막이 형성되기 전에 애칭공정을 통해 경박 단소화되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트에 대한 코팅공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트에 함유된 전도성 물질은 카본 나노튜브인 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
  6. 기판상에 화소영역을 구획하는 동시에 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스에 의해 구획된 화소영역에 컬러필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러필터에 의해 단차가 형성된 기판을 평탄화시키기 위한 오버코팅층을 형성하는 단계;
    상기 오버코팅층 상에 형성되며 액정분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막을 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 배면상에 형성되며 정전기의 발생을 방지하는 도전성 박막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 도전성 박막은 전도성 물질이 함유된 포토레지스트로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 오버코팅층을 형성하는 단계는,
    액정을 충진시키기 위한 셀갭을 유지시키기 위한 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판의 배면에 도전성 박막을 형성하는 단계 이전에, 상기 기판의 경박 단소화를 위해 기판의 배면에 대한 애칭을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 도전성 박막을 형성하는 단계는,
    상기 기판의 배면상에 전도성 물질을 함유한 액상의 포토레지스트를 위치시키는 단계;
    상기 포토레지스트에 대한 코팅공정을 수행하여 상기 기판의 배면상에 액상의 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 기판의 배면에 도포된 액상의 포토레지스트를 열처리하여 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 액상의 포토레지스트에 함유된 전도성 물질은 카본 나노튜브인 것을 특 징으로 하는 컬러필터기판의 제조방법.
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