KR20070079645A - 칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 필터와 접촉되는 블랙 매트릭스 면을 울퉁 불퉁하게 만들어서 칼라 필터의 평탄도를 높이는 칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 화소 영역을 둘러싸는 내측면이 지그 재그 형태의 거칠기를 갖는 블랙 매트릭스와; 상기 화소 영역 내에 형성된 컬러 필터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판과 이의 제조 방법을 개시한다.

칼라 필터, 잉크젯 프린트 방법, 블랙 매트릭스

Description

칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법{COLOR FILTER SUBSTATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칼라 필터 기판을 나타낸 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ´선에 따른 칼라 필터 기판의 단면도이다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 필터 기판의 제조 공정을 단계적으로 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 제1 변 2 : 제2 변

9 : 블랙 수지층 10 : 블랙 매트릭스

11 : 화소 영역 12 : 칼라 필터

14 : 기판 16 : 공통 전극

18 : 포토 레지스터 19 : 포토 레지스터 패턴

20 : 칼라 필터 기판 21 : 마스크

23 : 마스크의 차단부 24 : 마스크의 투과부

28 : 적색 노즐 30 : 녹색 노즐

32 : 청색 노즐

본 발명은 칼라 필터와 접촉되는 블랙 매트릭스 면을 울퉁 불퉁하게 만들어서 칼라 필터의 평탄도를 높이는 칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 일반적으로 액정을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판 및 칼라 필터 기판을 구비한다. 박막 트랜지스터 기판에는 서로 교차되게 형성된 게이트선 및 데이터선, 그들의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 접속된 화소전극이 형성된다. 칼라 필터 기판에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스, 칼라 구현을 위한 칼라필터, 칼라 필터를 보호하기 위한 오버코트(Overcoat), 화소 전극과 전계를 이루는 공통 전극이 형성된다. 칼라 필터는 통상 색안료가 함유된 칼라 포토레지스트를 도포 및 노광, 현상하는 포토리소그래피 공정을 반복하여 각기 다른 색의 칼라 필터를 순차적으로 형성하는 안료분산법을 통해 형성된다. 그러나, 안료 분산법은 색별로 포토리소그래피 공정을 진행해야 하기 때문에 그 제조 공정이 복잡하다. 또한, 포토리소그래피 공정에서 대부분의 칼라 포토레지스트가 제거되므로 재료의 손실이 크기 때문에 칼라 필터 기판의 제조 단가가 상승하게 된다.

이를 해결하기 위해 유기물질을 이용하여 두께가 상대적으로 두꺼운 블랙 매트릭스를 형성하고, 그 블랙 매트릭스의 사이에 안료와 용매를 포함하는 칼라 잉크 액을 노즐을 통해 분사하여 프린트 한 후, 용매를 제거함으로써 칼라 필터를 기판에 형성하는 방법인 잉크젯 프린트 법에 대해 많은 연구가 진행중이다. 이와 같은 이크젯 프린트법은 안료 분산법에 비하여 재료의 사용량이 적어 칼라 필터 기판의 제조 단가를 낮출 수 있으며 제조공정 또한 단순화 시킬 수 있다.

그러나, 잉크젯 프린트 법을 통해 형성된 칼라 필터는 가운데 부분의 두께가 두껍고 가장 자리의 두께가 얇은 돔 형상을 가지게 된다. 이는 블랙 매트릭스 수지와 칼라 잉크가 반발력이 커져서 각 칼라 필터의 가장 자리보다 가운데 부분이 두꺼워진다. 그 결과, 잉크젯 프린트법으로 형성된 칼라 필터는 불균일한 두께를 갖게 된다. 이로 인하여, 색좌표가 달라지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 칼라 필터와 접촉되는 블랙 매트릭스 면을 울퉁 불퉁하게 만들어서 칼라 필터의 평탄도를 높이는 칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 칼라 필터 기판은 화소 영역을 둘러싸는 내측면이 지그 재그 형태의 거칠기를 갖는 블랙 매트릭스와; 상기 화소 영역 내에 형성 된 컬러 필터을 포함한다.

상기 지그 재그 면의 제1 변과 제2 변이 이루는 각이 90˚~135˚를 갖는다.

또한, 상기 지그 재그 면에서는 돌출부의 높이는 80Å을 갖는다.

그리고 본 발명의 따른 칼라 필터 기판의 제조 방법은 화소 영역을 둘러싸는 내측면이 지그 재그 형태의 거칠기를 갖는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역 내에 잉크젯 프린트 방법으로 칼라 필터를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칼라 필터 기판을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 도시된Ⅱ-Ⅱ´선에 따른 칼라 필터 기판의 단면도이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칼라 필터 기판(20)은 기판 상에 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(10), 블랙 매트릭스(10)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 칼라 필터(12)를 포함한다.

블랙 매트릭스(10)는 칼라 필터(12)가 형성될 화소 영역을 구분하는 블랙 매트릭스(10) 내측면이 지그재그 형태로 형성됨과 아울러 박막 트랜지스터 기판의 게이트선 및 데이타선, 박막 트랜지스터와 중첩되도록 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(10)는 원하지 않는 액정 배열로 인해 생긴 투과광을 차단하여 액정 표시 장치의 콘트라스트를 향상시키고 박막 트랜지스터로의 직접적인 광조사를 차단하여 박막 트랜지스터의 광누설 전류를 막는다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(10)의 내측면이 지그재그 형태로 칼라 필터(12)를 둘러싸게 된다. 예를 들면 칼라 필터(12)를 둘러싸는 블랙 매트릭스(10)의 지그 재그 면에서 제1 변(1)과 제2 변(2)이 이루는 각이 90˚~135˚도의 각을 이루도록 형성된다. 또한, 지그 재그 면에서 돌출부의 높이(H)는 적어도 80Å이 되도록 형성된다. 이에 따라, 블랙 매트릭스(10)의 거친 내측면으로 둘러싸인 화소 영역의 칼라 잉크는 반발력이 작아져서 잉크의 평탄도가 높아진다.

칼라 필터(12)는 색을 구현하기 위해 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)를 포함한다. 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)는 각각 자신이 포함하고 있는 적색, 녹색, 청색 안료를 통해 특정 파장의 광을 흡수 또는 투과시킴으로써 적색, 녹색, 청색을 띄게 된다. 이 때, 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)를 각각 투과한 적색, 녹색, 청색광의 다양한 색상이 구현된다. 이러한 칼라 필터(12) 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)가 나란하게 배치된다.

칼라 필터(12) 위에는 공통 전극이 형성된다. 공통 전극은 화소 전극의 화소 전압에 대응하여 액정에 공통 전압을 인가한다. 이를 위해, 공통 전극은 투명하면서도 도전성을 가지는 ITO(Indim Tin Oxide)나 IZO(Indim Zinc Oxide)와 같은 물질로 형성된다. 또한, 칼라 필터(12)와 공통 전극 사이에 칼라 필터(12) 표면의 평탄화를 위한 오버코트층이 추가로 형성되기도 한다.

칼라 필터 기판은 도 3a 내지 도 3g와 같은 제조 공정을 통해 형성된다.

도 3a를 참조하면, 유리나 플라스틱 등을 이용한 절연 기판(14) 상에 블랙 수지층(9) 및 포토레지스트(18)가 도포하여 형성된다.

도 3b를 참조하면, 포토레지스트(18)를 마스크(21)를 통해 노광 및 현상하여 측면이 지그재그 형태의 내측면을 갖는 블랙 매트릭스(10)를 형성한다.

구체적으로, 블랙 매트릭스(10)를 형성하기 위한 마스크(21)는 자외선을 차단하는 차단부(23)와, 자외선이 투과하는 투과부(24)로 구성된다. 여기서, 차단부(23)는 내측면이 지그재그 형태로 형성된다.

마스크(21)의 투과부(24)를 통해 포토레지스트(18)를 노광함으로써 지그 재그 형태의 내측면을 갖는 포토레지스트 패턴(19)이 형성된다.

도 3를 참조하면, 이러한 포토레지스트 패턴(19)을 이용한 식각 공정으로 블랙 수지층(9)이 패터닝됨으로써 블랙 매트릭스(10)가 형성된다. 이때, 블랙 매트릭스(10)는 컬러 필터(12)와 접촉할 내측면이 지그재그 형태로 형성된다. 다시 말하면 블랙 매트릭스(10)의 내측면이 지그재그 형태로 칼라 필터(12)를 둘러싸게 된다. 예를 들면 칼라 필터(12)를 둘러싸는 블랙 매트릭스(10)의 지그 재그 면에서 제1 변(1)과 제2 변(2)이 이루는 각이 90˚~135˚도의 각을 이루도록 형성된다. 또한, 지그 재그 면에서 돌출부의 높이(H)는 적어도 80Å이 되도록 형성된다.

도 3d와 도 3f를 참조하면, 블랙 매트릭스(10)를 형성한 후에 잉크젯 프린트 법을 사용하여 칼라 필터(12)를 형성한다.

구체적으로, 적색 안료와 용매를 포함하는 적색 칼라 잉크액을 노즐(28)을 통해 기판 상에 분사하여 프린트한 후 용매를 제거하여 적색 칼라 필터(R)를 형성한다. 이어, 녹색 안료와 용매를 포함하는 녹색 칼라 잉크액을 노즐(30)을 통해 기판 상에 분사하여 프린트한 후 용매를 제거하여 녹색 칼라 필터(G)를 형성된다. 다 음으로, 청색 안료와 용매를 포함하는 청색 칼라 잉크액을 노즐(32)을 통해 기판 상에 분사하여 프린트한 후 용매를 제거하여 청색 칼라 필터(B)를 형성한다.

이에 따라, 블랙 매트릭스의 거친 내측면으로 둘러싸인 화소 영역의 칼라 잉크는 반발력이 작아져서 잉크의 평탄도가 높아진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라 필터 기판 및 이의 제조 방법은 칼라 필터와 접촉되는 블랙 매트릭스 면을 지그 재그 형태로 만들어서 칼라 잉크와의 반발력을 감소시킴으로써 칼라 필터의 평탄도를 높일 수 있다. 이에 따라, 픽셀 내에 색좌표가 달라지는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 칼라 잉크의 부족으로 인한 빛샘 불량이나 칼라 잉크의 넘침을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해 할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 화소 영역을 둘러싸는 내측면이 지그 재그 형태의 거칠기를 갖는 블랙 매트릭스와;

   상기 화소 영역 내에 형성된 컬러 필터을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지그 재그 면의 제1 변과 제2 변이 이루는 각이 90˚~135˚를 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지그 재그 면에서 돌출부의 높이는 80Å을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판.
4. 화소 영역을 둘러싸는 내측면이 지그 재그 형태의 거칠기를 갖는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와;

   상기 화소 영역 내에 잉크젯 프린트 방법으로 칼라 필터를 형성하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 지그 재그 면의 제1 변과 제2 변이 이루는 각이 90˚~135˚를 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 지그 재그 면에서 돌출부의 높이는 80Å을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 필터 기판의 제조 방법.

Images