KR20080048761A - 액정디스플레이 제조방법 - Google Patents
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Abstract
액정디스플레이 제조방법이 개시된다. 개시된 액정디스플레이 제조방법은 투명기판 위에 복수의 잉크를 각각 길이방향으로 라인 프린팅하여 복수의 컬러필터를 형성하는 단계, 화소영역에 대응하도록 복수의 컬러필터를 구획하는 단계, 구획된 복수의 컬러필터의 둘레에 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함한다.
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래의 일 예에 따라 컬러필터를 제조하는 방법을 도시한 도면,
도 2는 종래의 다른 예에 따라 컬러필터를 제조하는 방법을 도시한 도면,
도 3a 내지 도 3k는 본 발명에 따른 액정디스플레이의 컬러필터제조방법을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따라 투명기판 위에 컬러필터를 라인프린팅한 상태를 도시한 평면도,
도 5는 컬러필터사이에 블랙매트릭스를 형성하기 위한 공간을 형성하는 방법을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명에 따라 완성된 컬러필터를 도시한 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...투명기판 110...적색(R)컬러필터
120...녹색(G)컬러필터 130...청색(B)컬러필터
200...잉크젯 헤드 201...노즐
210...적색(R)잉크방울 220...녹색(G)잉크방울
230...청색(B)잉크방울
본 발명은 액정디스플레이의 컬러필터 제조방법에 관한 것이다.
종래에는 TV와 컴퓨터의 정보를 디스플레이하기 위해 CRT 모니터가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 화면의 크기가 커짐에 따라 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel), 유기 EL(Elctro Luminescence), 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 및 전계방출 디스플레이(FED; Field Emission Display) 등과 같은 평판 디스플레이 장치가 사용되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치 중 소비 전력이 적어 컴퓨터 모니터, 노트북 PC 등에 주로 사용되는 액정 디스플레이(LCD)가 각광을 받고 있다.
일반적으로, 액정 디스플레이에는 액정층에 의하여 변조된 백색광을 통과시켜 원하는 색상의 화상을 형성하는 컬러필터가 구비되어 있다. 여기서, 컬러필터는 투명기판 상에 다수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀(pixel)들이 소정 형태로 배열된 픽셀구조를 가지고 있으며, 이러한 픽셀들은 블랙 매트릭스(black matrix)에 의하여 구획되어 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 일예에 따라 컬러필터를 제조하는 방법을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 다른 예에 따라 컬러필터를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 투명기판(10)위에 블랙매트릭스(20)를 형성한 다음 적색잉크(20)를 블랙매트릭스(20)위에 도포하여 블랙매트릭스(20)에 의하여 형성된 픽셀을 채운다. 그런 다음, 포토마스크(30)를 씌우고 자외선을 쐬어서 패터닝한 다음 현상하여, 원하는 부분의 적색잉크(20)를 제외하고 나머지 부분를 제거한다. 이러한 동작을 반복하여 녹색잉크(G) 및 청색잉크(B)로 원하는 픽셀들을 채운다.
이러한 컬러필터 제조방법은 각 색상마다 도 1a 내지 도 1c의 과정을 반복하여야 하므로, 공정수가 증가되는 문제점이 있다.
도 2를 참조하면, 블랙매트릭스(41)가 형성된 투명기판(40)에 다수의 노즐(51)이 형성된 잉크젯헤드(50)를 투명기판(40)위로 이동시키면서 원하는 잉크 예를 들어 복수의 적색잉크(52)를 토출시켜 픽셀(42)을 채운다. 그런다음, 녹색잉크(G) 및 청색잉크(B)를 차례로 토출시켜 픽셀(42)을 채워서 컬러필터를 완성한다.
도 2에 도시된 컬러필터 제조방법은 도 1a 내지 도 1c 도시된 것과 비교하여 공정수를 줄일 수 있으나, 잉크가 픽셀 내에 원하는 양으로 토출되도록 하는 것이 중요한데, 투명기판(40), 블랙매트릭스(41) 및 잉크와의 관계에서, 표면장력 등이 문제되어 원하는 잉크의 형태(morphology)를 형성하는 것이 어렵다.
본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 공정수를 줄이면서 잉크를 원하는 형태로 픽셀에 채울 수 있는 액정디스플레이의 컬러필터 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 액정디스플레이의 커러필터제조방법은 (a) 투명기판 위에 복수의 잉크를 각각 길이방향으로 라인 프린팅하여 복수의 컬러필터를 형성하는 단계;
(b) 화소영역에 대응하도록 상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계; 및
(c) 구획된 상기 복수의 컬러필터의 둘레에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계는 각 잉크를 라인 프린팅한 후 베이킹하는 과정을 반복함으로써 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계는
상기 복수의 잉크를 라인 프린팅한 후 한번의 베이킹과정으로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계는 상기 컬러필터의 소정의 상면을 형성하기 위하여 상기 복수의 컬러필터의 양쪽 가장자리를 제거하는 단계와,
상기 컬러필터의 길이방향을 따라 화소영역에 대응하도록 상기 컬러필터를 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계는 포토리소그래피를 이용한다.
본 발명에 따르면, 상기 컬러필터의 소정의 상면은 돔 형상 또는 평면형상이다.
본 발명에 따르면, 상기 블래매트릭스를 형성하는 단계는 포토리소그래피를 이용한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3k는 본 발명에 따른 액정디스플레이의 컬러필터제조방법을 도시한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 다수의 노즐(201)이 소정간격을 두고 마련되어 있는 잉크젯헤드(200)를 이용하여, 상기 다수의 노즐(201)로부터 적색(R)잉크방울들(210)을 투명기판(100)위에 토출하여 적색(R)컬러필터(110)를 형성한다.
이때, 상기 투명기판(100)은 표면처리되어 있고, 적색(R)잉크도 표면장력이 30 mN/m 이므로, 적색(R)컬러필터(110)는 도3a에 도시된 바와 같이 예를 들어 돔형상단면으로 상기 투명기판(100)위에 부착되어 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 투명기판(100)위에 부착되어 있는 상기 적색(R)컬러필터(110)에 열을 가하여 건조시키는 베이킹(baking)과정을 처리한다. 베이킹과정을 거치면서 상기 적색(R)컬러필터(110)는 상기 투명기판(100)위에 안정적으로 부착된다.
도 3a 와 도 3b의 과정을 거치면서, 상기 투명기판(100)위에 적색(R)컬러필터(110)를 형성하였다. 컬러필터는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 각각 이루어지므로, 적색(R)컬러필터(110)에 인접하게 녹색(G)컬러필터 및 청색(B)컬러필터를 형성할 필요가 있다. 이를 위하여, 잉크방울의 색을 달리하여 도 3a 및 도 3b의 과정을 반복한다. 즉, 녹색(G)컬러필터를 형성하기 위하여, 도 3c 및 도 3d과정을 거치고, 청색(B)컬러필터를 형성하기 위하여, 도 3e 및 도 3f과정을 거친다.
도 3c를 참조하면, 상기 다수의 노즐(201)이 마련되어 있는 상기 잉크젯헤드(200)를 X방향으로 이동시킨 후, 녹색(G)잉크방울(220)을 상기 복수의 적색(R)컬러필터(110)에 인접하도록 상기 투명기판(100)위에 토출시켜 녹색(G)컬러필터(120)를 형성한다.
그런 다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 투명기판(100)위에 부착되어 있는 상기 녹색(G)컬러필터(120)에 열을 가하여 건조시키는 베이킹과정을 처리한다. 베이킹과정을 거치면서 상기 녹색(G)컬러필터(110)는 상기 투명기판(100)위에 안정적으로 부착된다.
또한, 도 3e를 참조하면, 상기 다수의 노즐(201)이 마련되어 있는 상기 잉크젯헤드(200)를 X방향으로 이동시킨 후, 청색(B)잉크방울(230)을 상기 복수의 녹색(G)컬러필터(120)에 인접하도록 상기 투명기판(100)위에 토출시켜 청색(G)컬러필터(130)를 형성한다.
그런 다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 투명기판(100)위에 부착되어 있는 상기 청색(G)컬러필터(130)에 열을 가하여 건조시키는 베이킹과정을 처리한다. 베이킹과정을 거치면서 상기 청색(B)컬러필터(130)는 상기 투명기판(100)위에 안정적으로 부착된다.
한편, 적색(R)잉크방울(210), 녹색(G)잉크방울(220) 및 청색(B)잉크방울(230)을 상기 투명기판(100)위에 라인프린팅한 후 한번의 베이킹과정을 거치면서 적색(R)컬러필터(110), 녹색(G)컬러필터(120) 및 청색(B)컬러필터(130)를 부착할 수 있다. 즉, 도 3a, 3c, 3e 및 3f 과정을 거치면서 상기 투명기판(100)위에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)컬러필터(110,120,130)가 반복적으로 형성되는 것이다.
상기와 같은 도 3a 내지 도 3f 과정을 거친 후 상기 투명기판(100)위에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)컬러필터(110,120,130)가 반복적으로 형성된 형상이 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 본 발명에 따라 투명기판 위에 컬러필터를 라인프린팅한 상태를 도시한 평면도이다.
도 3a, 도 3c 및 도 3e 상태에서 상기 잉크젯헤드(200)를 상기 투명기판(100)의 Y방향을 따라 움직이면서 상기 투명기판(100)위에 적색(R)컬러필터(110), 녹색(G)컬러필터(120) 및 청색(B)컬러필터(130)를 라인프린팅한다.
도 3g를 참조하면, 적색(R)컬러필터(110), 녹색(G)컬러필터(120) 및 청색(B)컬러필터(130)가 형성된 투명기판(100)위에 블랙매트릭스를 형성하기 위한 위치가 패터링된 포토마스크(300)를 올려놓은 상태에서 노광한다. 도 3g에는 노광되는 부분이 제거되는 포지티브형 포토마스크를 이용하고 있는데, 컬러필터의 잉크가 포지티브 또는 네가티브형 물질이냐에 따라서 포지티브형 포토마스크 또는 네가티브형 포토마스크를 이용하므로, 어느 것을 사용하더라도 관계없다.
상기 투명기판(100)위에 적색(R)컬러필터(110), 녹색(G)컬러필터(120) 및 청색(B)컬러필터(130)를 라인프린팅할 때, 각 컬러필터의 상면은 돔형상이거나 또는 평편한면으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 상면을 제외하고 나머지는 불필요하므로 제거할 필요가 있다. 또한, 각 컬러필터의 사이에 블랙매트릭스를 형성하기 위하여 블랙매트릭스의 설치자리를 마련할 필요가 있으므로 상기 포토마스 크(300)를 이용하여 블랙매트릭스이 설치자리를 패터닝하는 것이다.
도 5는 컬러필터사이에 블랙매트릭스를 형성하기 위한 공간을 형성하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 5를 참조하면, 돔형상의 적색(R)컬러필터(110)와 녹색(G)컬러필터(120)의 사이에 블랙매트릭스의 설치위치(140)를 도 3g의 포토마스크(300)를 이용하여 패터링한다. 즉, 각 컬러필터의 불필요한 가장자리를 제거하여 블랙매트릭스의 설치위치(140)를 확보하는 것이다.
또한, 상면이 평면인 적색(R)컬러필터(110')와 녹색(G)컬러필터(120')의 사이에 블랙매트릭스의 설치위치(140)를 확보할 수 있다.
도 3h를 참조하면, 상기 포토마스크(300)를 이용하여 패터닝한 상기 적색(R)컬러필터(110), 녹색(G)컬러필터(120) 및 청색(B)컬러필터(130)를 현상하여 블랙매트릭스의 설치위치(140)를 형성한다.
도 3i를 참조하면, 각 컬러필터(110,120,130)의 사이에 블랙매트릭스의 설치위치(140)가 형성된 투명기판(100)위에 블랙매트릭스(400)를 소정두께로 도포한다.
도 3j를 참조하면, 네가티브 포토마스크(500)를 블랙매트릭스를 패터닝한 후 노광한다.
도 3k 및 도 6을 참조하면, 노광된 블랙매트릭스를 현상하여, 블랙매트릭스(141)를 형성한다. 도 6은 본 발명에 따라 완성된 컬러필터를 도시한 평면도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정디스플레이 컬러필터제조방법은
첫째, 복수의 컬러필터를 블랙매트릭스보다 앞서 형성하기 때문에, 픽셀 내의 잉크 유니포미티(uniformity)제어의 어려움을 해소할 수 있으며,
둘째, 컬러필터의 잉크선택의 폭이 자유로우며,
셋째, 컬러필터의 두께의 불균일에 의한 빛샘현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (7)
- (a) 투명기판 위에 복수의 잉크를 각각 길이방향으로 라인 프린팅하여 복수의 컬러필터를 형성하는 단계;(b) 화소영역에 대응하도록 상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계; 및(c) 구획된 상기 복수의 컬러필터의 둘레에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계는각 잉크를 라인 프린팅한 후 베이킹하는 과정을 반복함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계는상기 복수의 잉크를 라인 프린팅한 후 한번의 베이킹과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계는상기 컬러필터의 소정의 상면을 형성하기 위하여 상기 복수의 컬러필터의 양쪽 가장자리를 제거하는 단계와,상기 컬러필터의 길이방향을 따라 화소영역에 대응하도록 상기 컬러필터를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 4항에 있어서,상기 복수의 컬러필터를 구획하는 단계는 포토리소그래피를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 4항에 있어서,상기 컬러필터의 소정의 상면은 돔 형상 또는 평면형상인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 블래매트릭스를 형성하는 단계는 포토리소그래피를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 컬러필터제조방법.
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