KR20090031007A - Method for manufacturing color filter and method for manufacturing tft-lcd using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컬러 필터 제조 방법 및 이를 사용한 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 TFT-LCD의 제조시에 사용되는 블랙 매트릭스(black matrix: 이하 "BM"이라 함) 공정을 포함하는 컬러 필터(color filter: 이하 "CF"라 함) 공정과 같은 소정의 공정에서 필수적으로 요구되는 소정의 패턴 형성 공정을 수행하기 위한 다수의 설비 대신 노즐 디스펜서를 사용하여 상기 소정의 패턴을 직접 형성함으로써, CF 제조 공정에 요구되는 공정 수 및 사용 장비의 수를 획기적으로 감소시키는 것은 물론, 재료비(코팅액), 설비 및 시설 비용, 및 라인 설치 공간도 획기적으로 감소시킬 수 있는 컬러 필터 제조 방법 및 이를 사용한 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a color filter and a method for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) using the same. More specifically, the present invention relates to a color filter (hereinafter referred to as "CF") process including a black matrix (hereinafter referred to as "BM") process used in the manufacture of a TFT-LCD. By directly forming the predetermined pattern by using a nozzle dispenser instead of a plurality of facilities for performing a predetermined pattern forming process required in a predetermined process, the number of processes required for the CF manufacturing process and the number of equipment used are remarkable. The present invention relates to a color filter manufacturing method and a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) using the same, as well as reducing material costs (coating liquids), equipment and facility costs, and line installation space.
최근에 디스플레이 모니터 또는 TV 분야에서는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 더불어 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(이하 "TFT-LCD"라 함)가 널리 사용되고 있다. 그 중, TFT-LCD 패널의 한 개 화소는 R, G, B로 구성된 3개의 픽셀 또는 셀(이하 "셀"이라 함)로 이루어지며, 그 화소의 폭은 대략 0.03mm 정도로 미세하다. 한 개의 화소 내에 형성되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라 함)의 크기는 당연히 한 개의 화소 폭보다 훨씬 더 작다. 특히, 해상도가 1600 x 1200 수준의 고화질을 달성하기 위해서는 화소의 수 및 TFT의 수가 192만개가 요구된다. 이를 셀 단위로 계산할 경우 1개의 화소에 3개의 셀(R, G, B)이 필요하므로, 576만개의 셀 및 TFT가 요구된다. 이러한 고화질의 TFT-LCD를 제조하기 위해서는 전체 공정 자체가 매우 높은 수준의 정밀도가 요구되며, 따라서 반도체 제조시에 요구되는 수준의 공정이 요구된다.Recently, a thin film transistor liquid crystal display (hereinafter referred to as "TFT-LCD") is widely used in addition to a plasma display panel (PDP) in the display monitor or TV field. Among them, one pixel of the TFT-LCD panel is composed of three pixels or cells (hereinafter, referred to as "cells") consisting of R, G, and B, and the width of the pixel is as fine as about 0.03 mm. The size of a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") formed in one pixel is of course much smaller than one pixel width. In particular, in order to achieve a high resolution of 1600 x 1200, the number of pixels and the number of TFTs are required to be 1.19 million. When calculating this on a cell-by-cell basis, three cells (R, G, B) are required for one pixel, requiring 576 million cells and TFTs. In order to manufacture such a high-definition TFT-LCD, the entire process itself requires a very high level of precision, and therefore, a level of the process required for semiconductor manufacturing is required.
TFT-LCD 패널의 제조 공정은 주로 TFT 제조 공정, 컬러 필터(CF) 제조 공정, 셀(Cell) 제조 공정, 모듈 제조 공정으로 나뉘어 진행된다. TFT 제조 공정과 CF 제조 공정을 거친 두 개의 글라스를 이용하여 셀 제조 공정을 거쳐 1개의 패널이 만들어진다. 그 후, 패널이 모듈 제조 공정을 거쳐 실제로 디스플레이 모니터 또는 TV에 사용되는 TFT-LCD 패널 1장이 만들어진다.The TFT-LCD panel manufacturing process is mainly divided into a TFT manufacturing process, a color filter (CF) manufacturing process, a cell manufacturing process, and a module manufacturing process. One panel is made through a cell manufacturing process using two glasses that have undergone a TFT manufacturing process and a CF manufacturing process. Thereafter, the panel is subjected to a module manufacturing process to produce one TFT-LCD panel which is actually used for a display monitor or a TV.
상술한 TFT-LCD 패널의 제조 공정 중 TFT 제조 공정은 기본적인 전극을 형성하는 공정으로, 좀 더 구체적으로는 각 셀의 전극을 형성하는 공정이다.The TFT manufacturing process in the above-described manufacturing process of the TFT-LCD panel is a process of forming a basic electrode, and more specifically, a process of forming an electrode of each cell.
도 1a는 종래 기술에 따른 TFT를 제조하기 위한 개략적인 공정을 도시한 도면이다. 도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 TFT 제조 공정은 1. 게이트 전극 생성, 2. 절연막 및 반도체막 생성, 3. 데이터 전극 생성, 4 보호막 생성, 및 5. 화소 전극 생성의 5단계를 포함한다. 이러한 5단계로 행해지는 TFT 제조 공정은 각각 의 단계마다 적어도 1회 이상의 패턴 공정이 필요하다. 이러한 패턴 공정은 후술하는 CF 제조 공정에도 유사한 방식으로 적용된다. 패턴 공정은 그 자체로 매우 정밀하고 복잡한 공정이다. 1장의 TFT-LCD 패널을 제조하기 위해서는 적어도 여러 번의 패턴 공정이 요구된다. 이러한 여러 번의 패턴 공정 각각은, 비록 동일한 증착 재료와 동일한 공정 방법을 사용하는 것은 아니지만, 대략적으로 서로 유사한 서브 공정(sub-processes)으로 이루어진다. 이하에서는 각각의 패턴 공정에 사용되는 개략적인 서브 공정을 기술한다.1A is a diagram showing a schematic process for manufacturing a TFT according to the prior art. Referring to FIG. 1A, a TFT manufacturing process according to the prior art includes five steps of 1. gate electrode generation, 2. insulation film and semiconductor film generation, 3. data electrode generation, 4 passivation film generation, and 5. pixel electrode generation. . The TFT manufacturing process performed in these five steps requires at least one or more pattern steps in each step. This pattern process is applied in a similar manner to the CF manufacturing process described later. The pattern process is itself a very precise and complex process. At least several pattern processes are required to manufacture one TFT-LCD panel. Each of these multiple pattern processes consists of approximately similar sub-processes, although not using the same deposition material and the same process method. The following describes the schematic sub-processes used for each pattern process.
1. 증착 공정: 증착 공정은 기본적으로 글라스 상에 최종 산출물을(예를 들어, 최종 산출물이 금속 전극일 경우는 금속을, 반도체일 경우는 반도체를, 절연막일 경우는 절연체를) 글라스 상에 얇게 도포하는 공정이다. 특히, 최종 산출물이 금속 재료일 경우에는 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하고, 최종 산출물이 반도체 또는 절연막인 경우에는 플라즈마 화학증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition:이하 "PECVD"라 함) 방식을 이용한다.1. Deposition process: The deposition process basically thins the final product on the glass (e.g., metal if the final product is a metal electrode, semiconductor if it is a semiconductor, and insulator if an insulating film). It is a process of coating. In particular, when the final product is a metal material, a sputtering method is used. When the final product is a semiconductor or an insulating film, a plasma enhanced chemical vapor deposition (hereinafter referred to as "PECVD") method is used.
2. 세정 공정: 상술한 증착 공정이 완료된 후 글라스 상의 이물질을 제거하기 위한 공정이다.2. Cleaning process: It is a process for removing the foreign matter on the glass after the above-described deposition process is completed.
3. 감광물질(Photo Register: 이하 "PR"이라 함) 코팅 공정: 세정 공정이 완료된 후 글라스 상에 PR로 이루어진 막을 형성하는 공정이다. 이 경우, 형성된 막은 자외선에 민감하게 반응하는 감광물질을 사용한다.3. Photoresist (Photo Register: hereinafter referred to as "PR") Coating Process: The process of forming a film made of PR on the glass after the cleaning process is completed. In this case, the formed film uses a photosensitive material that reacts sensitively to ultraviolet rays.
4. 노광 공정: PR 코팅 공정이 완료된 글라스 상에 원하는 마스크 패턴을 형성한 후 자외선을 조사하는 공정이다.4. Exposure process: It is the process of irradiating an ultraviolet-ray after forming the desired mask pattern on glass on which the PR coating process was completed.
5. 현상 공정: 노광된 글라스를 현상하여 마스크 패턴으로 인해 자외선이 조사된 부분은 약해지고, 자외선이 조사되지 않은 부분은 PR 코팅 상태를 유지하게 되어 자외선에 노출된 부분만 제거하는 공정이다.5. Development process: The exposed glass is developed to weaken the portion irradiated with ultraviolet rays due to the mask pattern, and the portion not irradiated with ultraviolet rays is kept in the PR coating state to remove only the portion exposed to the ultraviolet rays.
6. 식각(Etching) 공정: PR에 의해 가려진 부분(즉, 노광 공정에서 자외선이 조사되지 않은 부분)을 제외한 부분의 증착막을 제거하는 공정이다. 좀 더 구체적으로, 금속막의 경우에는 용제를 사용하는 습식 식각(Wet Etching) 방식이 사용되고, 반도체와 절연체의 경우에는 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry Etching) 방식을 사용한다.6. Etching process: The process of removing the deposition film of the part except the part covered by PR (namely, the part which is not irradiated with the ultraviolet-ray in the exposure process). More specifically, a wet etching method using a solvent is used for a metal film, and a dry etching method using plasma is used for a semiconductor and an insulator.
7. PR 박리(Strip) 공정: 식각 공정 후 남은 PR을 용제를 이용하여 제거하는 공정이다. 7. PR stripping process: The PR remaining after the etching process is removed using a solvent.
8.검사 공정: 상기 PR 박리 공정이 완료된 후, 최종 산출물의 이상 유무를 확인하는 공정이다.8. Inspection process: After the said PR peeling process is completed, it is a process of confirming abnormality of a final product.
또한, TFT-LCD는 PDP 또는 유기 EL(Organic Light Emitting Diodes: 이하 "OLED"라 함)과는 달리 각 셀이 스스로 발광하는 것이 아니라, 백라이트(back light)에서 방출되는 일정한 빛을 각 셀 내의 액정의 배향(orientation)을 조절하여 빛의 밝기를 조절한다. 백라이트 자체는 백색광이므로 액정의 배향을 변화시켜 빛의 투과량을 조절하지만, R, G, B에 대응하는 색을 구현하기 위해서는 CF가 중요한 기능을 한다. 이러한 CF를 제조하기 위한 공정(이하 "CF 제조 공정"이라 함)는 TFT-LCD 패널의 상판(상부 글라스)에 위치하며, TFT 제조 공정과는 별도의 공정으로 행해진다. 이러한 CF 제조 공정에서도 앞서 TFT 제조 공정과 관련하여 기술한 바와 같이 패턴 공정이 요구된다.In addition, unlike a PDP or organic light emitting diodes (“OLED”), a TFT-LCD does not emit light by itself, but instead emits a constant light emitted from a back light. Adjust the brightness of the light by adjusting the orientation of. Since the backlight itself is white light, the amount of light transmitted is controlled by changing the alignment of the liquid crystal, but CF is an important function for realizing colors corresponding to R, G, and B. The process for manufacturing such CF (hereinafter referred to as "CF manufacturing process") is located on the upper plate (upper glass) of the TFT-LCD panel, and is performed in a separate process from the TFT manufacturing process. In such a CF manufacturing process, a pattern process is required as described above with respect to the TFT manufacturing process.
도 1b는 종래 기술에 따른 CF 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 CF 제조 공정은 1. 블랙 매트릭스(BM) 제조 공정, 2. 화소 제조 공정, 및 3. 투과성과 도전성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료인 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide: 이하 "ITO"라 함)을 사용하여 투명 전극을 형성하는 ITO 제조 공정으로 이루어진다. 이하 각 공정에 대해 상세히 기술한다. Figure 1b is a schematic view showing a CF manufacturing process according to the prior art. Referring to FIG. 1B, a CF manufacturing process according to the prior art includes 1. a black matrix (BM) manufacturing process, 2. a pixel manufacturing process, and 3. a transparent electrode material having good permeability and conductivity and excellent chemical and thermal stability. It is made of an ITO manufacturing process of forming a transparent electrode using an oxide (Indium Tin Oxide: "ITO"). Each process is described in detail below.
1. BM 제조 공정: BM 제조 공정은 글라스 상에 BM 패턴을 형성하는 공정으로 상술한 TFT 제조 공정과 동일하게 BM 증착 공정 -> 세정 공정 -> PR 코팅 공정 -> 노광 공정 -> 현상 공정 -> 식각 공정 -> 박리 공정의 서브 공정으로 이루어진 패턴 공정이 요구된다. 이러한 BM 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정이 도 2a에 도시되어 있다.1. BM manufacturing process: The BM manufacturing process is a process of forming a BM pattern on glass, similar to the above-mentioned TFT manufacturing process, the BM deposition process-> cleaning process-> PR coating process-> exposure process-> developing process-> The pattern process which consists of a sub process of an etching process-> a peeling process is calculated | required. The pattern process required for this BM manufacturing process is shown in FIG. 2A.
2. 화소 제조 공정: 화소 제조 공정은 TFT-LCD가 Red, Green, Blue의 3가지 색에 대응하는 각각의 셀을 생성하기 위해 각각의 셀에 대해 별도의 패턴 공정(셀 형성 패턴 공정)이 필요하다. 이러한 화소 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정은 앞서 기술한 TFT 제조 공정 및 BM 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정과는 약간 상이하다. 좀 더 구체적으로 화소 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정은 증착 공정 및 세정 공정이 요구되지 않으며, 컬러를 갖는 PR의 코팅 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 건조(소성) 공정으로 이루어진 서브 공정만이 요구된다. 이러한 화소 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정이 도 2b에 도시되어 있다.2. Pixel manufacturing process: The pixel manufacturing process requires a separate pattern process (cell formation pattern process) for each cell in order for the TFT-LCD to generate each cell corresponding to three colors of red, green, and blue. Do. The pattern process required in such a pixel manufacturing process is slightly different from the pattern process required in the above-described TFT manufacturing process and BM manufacturing process. More specifically, the pattern process required in the pixel manufacturing process does not require a deposition process and a cleaning process, and only a sub process consisting of a coating process, an exposure process, a developing process, and a drying (firing) process of a PR having color is required. . The pattern process required for such a pixel manufacturing process is shown in FIG. 2B.
3. ITO 제조 공정: ITO 제조 공정은 상술한 BM 제조 공정과 동일한 방식의 서브 공정으로 이루어지며, 구체적으로는 ITO 증착 공정 -> 세정 공정 -> PR 코팅 공정 -> 노광 공정 -> 현상 공정 -> 식각 공정 -> 박리 공정의 서브 공정으로 이루어진 패턴 공정이 요구된다. 이러한 ITO 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정이 도 2a에 도시되어 있다.3. ITO manufacturing process: The ITO manufacturing process consists of sub-processes in the same manner as the BM manufacturing process described above, specifically, ITO deposition process-> cleaning process-> PR coating process-> exposure process-> developing process-> The pattern process which consists of a sub process of an etching process-> a peeling process is calculated | required. The pattern process required for this ITO manufacturing process is shown in FIG. 2A.
또한, CF 제조 공정은 상술한 3가지 공정 이외에도 패널의 구동 방식(예를 들어, 수직 배열(Vertical Alignment: 이하 "VA"라 함) 방식, 인-플레이스 스위칭(In-Place Switching: 이하 "IPS"라 함) 방식, 및 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: 이하 "TN"이라 함) 방식 등)에 따라 몇 가지 공정이 추가될 수도 있다.In addition, in addition to the three processes described above, the CF manufacturing process includes a panel driving method (for example, a vertical alignment (hereinafter referred to as "VA") method and an in-place switching (hereinafter referred to as "IPS"). Several processes may be added depending on the method, and the twisted nematic ("TN") method.
한편, 상술한 BM 제조 공정에서 요구되는 각각의 패턴 공정과 관련하여 다음의 서브 공정들 및 이들 서브 공정을 수행하는데 사용되는 사용 장비는 다음과 표 1과 같다. On the other hand, with respect to each pattern process required in the above-described BM manufacturing process, the following sub-processes and equipment used to perform these sub-processes are shown in Table 1 below.
<표 1>TABLE 1
또한, 상술한 화소 제조 공정에서 요구되는 패턴 공정과 관련하여 다음의 서 브 공정들 및 이들 서브 공정을 수행하는데 사용되는 사용 장비는 다음과 표 2와 같다. In addition, in relation to the pattern process required in the above-described pixel manufacturing process, the following sub-processes and equipment used to perform these sub-processes are shown in Table 2 below.
<표 2>TABLE 2
상술한 바와 같이, CF 제조 공정의 BM 제조 공정 및 화소 제조 공정에서 요구되는 각각의 서브 공정을 수행하기 위해 다수의 사용 정비가 요구된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 발생한다.As described above, it can be seen that a number of service maintenance is required to perform each sub-process required in the BM manufacturing process and the pixel manufacturing process of the CF manufacturing process. Therefore, the following problems arise in the prior art.
1. CF 제조 공정을 수행하기 위해 다수의 공정 수가 요구되므로, TFT-LCD의 제조에 필요한 전체 공정 시간(tact time)이 상당히 길어진다.1. Since a large number of processes are required to perform the CF manufacturing process, the total tact time required for the manufacture of the TFT-LCD becomes considerably longer.
2. CF 제조 공정을 수행하기 위해 다수의 사용 장비가 요구되므로, TFT-LCD의 제조에 필요한 설비 및 시설 비용이 상당히 증가한다. 2. Since a large number of equipment is required to perform the CF manufacturing process, the equipment and facility costs required for the manufacture of TFT-LCDs increase significantly.
3. CF 제조 공정을 수행하기 위해 다수의 공정 수가 요구되므로, 재료비(코팅액)가 상당히 증가한다.3. Since a large number of processes are required to carry out the CF manufacturing process, the material cost (coating liquid) is significantly increased.
4. CF 제조 공정을 수행하기 위해 다수의 사용 장비가 요구되므로, 이러한 다수의 사용 장비에 대한 라인 설치를 위해 상당히 큰 공간이 요구된다.4. Since a large number of equipment is required to perform the CF manufacturing process, a considerable amount of space is required for line installation for such a large number of equipment.
5. 상술한 1 내지 4의 문제점으로 인해 TFT-LCD 제조의 생산성이 낮아진다.5. Due to the problems 1 to 4 described above, the productivity of TFT-LCD manufacturing is lowered.
따라서, 상술한 문제점을 해결한 새로운 패턴을 형성하는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method of forming a new pattern that solves the above problems.
본 발명은 TFT-LCD의 제조 시에 노즐 디스펜서를 사용하여 소정의 패턴을 직접 형성하여 CF 제조 공정에서 요구되는 패턴 형성에 필요한 공정 수 및 사용 장비의 수를 획기적으로 감소시킴으로써, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. The present invention by directly forming a predetermined pattern using a nozzle dispenser in the manufacture of TFT-LCD to significantly reduce the number of processes and equipment used for pattern formation required in the CF manufacturing process, It is to solve the problem.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조시에 사용되는 블랙 매트릭스(BM) 제조 방법에 있어서, 기판 상에 BM 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 BM 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하는 블랙 매트릭스 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.More specifically, according to a first aspect of the present invention, a method of manufacturing a black matrix (BM) used in the manufacture of a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), comprising: coating a BM coating liquid on a substrate; And it is to provide a black matrix manufacturing method comprising the step of drying the BM coating liquid coated on the substrate.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조시에 사용되는 ITO 제조 방법에 있어서, 기판 상에 ITO 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 ITO 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하는 ITO 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.According to a second aspect of the present invention, an ITO manufacturing method used in the manufacture of a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), comprising: coating an ITO coating solution on a substrate; And it is to provide an ITO manufacturing method comprising the step of drying the ITO coating liquid coated on the substrate.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조시에 사용되는 화소 제조 방법에 있어서, 컬러를 갖는 포토 레지스트(PR)를 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 PR을 건조시키는 단계를 포함하는 화소 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a pixel manufacturing method for use in the manufacture of a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), comprising the steps of: coating a photoresist (PR) having color; And to provide a pixel manufacturing method comprising the step of drying the coated PR.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조시에 사용되는 컬러 필터(CF) 제조 방법에 있어서, 블랙 매트릭스(BM) 제조 공정; 화소 제조 공정; 및 ITO 제조 공정을 포함하되, 상기 블랙 매트릭스(BM) 제조 공정은 기판 상에 BM 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 BM 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하고, 상기 화소 제조 공정은 컬러를 갖는 포토 레지스트(PR)를 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 PR을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 ITO 제조 공정은 상기 기판 상에 ITO 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 ITO 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하는 컬러 필터 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a color filter (CF) manufacturing method for use in the manufacture of a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), comprising: a black matrix (BM) manufacturing process; Pixel manufacturing process; And an ITO manufacturing process, wherein the black matrix (BM) manufacturing process comprises: coating a BM coating solution on a substrate; And drying the BM coating liquid coated on the substrate, wherein the pixel manufacturing process comprises: coating a photoresist (PR) having color; And drying the coated PR, wherein the ITO manufacturing process comprises coating an ITO coating solution on the substrate; And it is to provide a color filter manufacturing method comprising the step of drying the ITO coating liquid coated on the substrate.
본 발명의 제 5 특징에 따르면, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)의 제조 방법에 있어서, TFT 제조 공정; 블랙 매트릭스(BM) 제조 공정; 화소 제조 공정; 및 ITO 제조 공정을 포함하는 컬러 필터(CF) 제조 공정; 셀 제조 공정; 및 모듈 제조 공정을 포함하고, 상기 블랙 매트릭스(BM) 제조 공정은 기판 상에 BM 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 BM 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하고, 상기 화소 제조 공정은 컬러를 갖는 포토 레지스트(PR)를 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 PR을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 ITO 제조 공정은 상기 기판 상에 ITO 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 ITO 코팅액을 건조시키는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), comprising: a TFT manufacturing process; Black matrix (BM) manufacturing process; Pixel manufacturing process; And a color filter (CF) manufacturing process including an ITO manufacturing process; Cell manufacturing process; And a module manufacturing process, wherein the black matrix (BM) manufacturing process comprises: coating a BM coating solution on a substrate; And drying the BM coating liquid coated on the substrate, wherein the pixel manufacturing process comprises: coating a photoresist (PR) having color; And drying the coated PR, wherein the ITO manufacturing process comprises coating an ITO coating solution on the substrate; And it is to provide a thin film transistor liquid crystal display manufacturing method comprising the step of drying the ITO coating liquid coated on the substrate.
본 발명의 제 6 특징에 따르면, 상기 제 1 특징 내지 제 5 특징에 따른 본 발명에 있어서, 상기 BM 코팅액을 코팅하는 단계, 상기 컬러를 갖는 PR을 코팅하는 단계, 및 상기 ITO 코팅액을 코팅하는 단계가 각각 하나의 노즐 디스펜서에 의해 수행된다. According to a sixth aspect of the present invention, in the present invention according to the first to fifth aspects, coating the BM coating liquid, coating the PR having the color, and coating the ITO coating liquid Is performed by one nozzle dispenser each.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다. Further advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings in which like or like reference numerals designate like elements.
본 발명에 따른 컬러 필터 제조 방법 및 이를 사용한 박막 트랜지스터 액정 디스플레이의 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 달성된다.According to the method for manufacturing a color filter according to the present invention and a method for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display using the same, the following effects are achieved.
1. 종래 CF 제조 공정에 비해 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정에서 각각 줄어든 전체 10개의 서브 공정 및 화소 제조 공정에서 줄어든 전체 6개의 서브 공정을 포함하여, 총 16개의 서브 공정이 감소된다. 또한, 서브 공정의 감소에 따라 TFT-LCD의 제조에 필요한 전체 공정 시간(tact time)이 현저하게 감소된다.1. A total of 16 sub-processes are reduced, including a total of 10 sub-processes reduced in the BM and ITO manufacturing processes and 6 sub-processes reduced in the pixel manufacturing process, respectively, compared to the conventional CF manufacturing process. In addition, as the sub-process decreases, the total tact time required for the manufacture of the TFT-LCD is significantly reduced.
2. 본 발명에서는 CF 제조 공정에 사용되는 장비로 노즐 디스펜서만이 사용되므로, 사용 장비 감소에 따른 설비 및 시설 비용이 종래 기술에 비해 대략 70% 정도까지 현저하게 절감된다.2. In the present invention, since only the nozzle dispenser is used as the equipment used in the CF manufacturing process, the equipment and facility costs due to the reduction of the equipment used are significantly reduced by approximately 70% compared to the prior art.
3. 본 발명에서는 CF 제조 공정에 사용되는 코팅액(원재료)이 패턴 형성에 필요한 만큼만 사용되므로, 종래 기술과는 달리 원재료의 전면 증착 또는 코팅, 현상, 식각 및 박리에 따른 원재료의 소모가 없어 대략 50%의 원재료 관련 비용 절감이 달성된다.3. In the present invention, since the coating liquid (raw material) used in the CF manufacturing process is used only as necessary to form a pattern, unlike the prior art, there is no consumption of raw materials due to the entire surface deposition or coating, development, etching and peeling of the raw material. Cost savings related to raw materials are achieved.
4. 본 발명에서는 사용 장비의 감소로 인해 라인 설치에 요구되는 공간(space)도 대략 70% 정도 현저하게 감소된다.4. In the present invention, the space required for line installation is significantly reduced by approximately 70% due to the reduction of the equipment used.
5. 상술한 1 내지 4의 효과로 인해 TFT-LCD 제조의 생산성이 현저하게 증가 한다. 5. The productivity of TFT-LCD manufacturing is remarkably increased due to the effects of 1 to 4 described above.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and drawings of the present invention.
도 3a는 본 발명에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다.3A is a flow chart showing a BM manufacturing process and an ITO manufacturing process among the CF manufacturing processes required for manufacturing the TFT-LCD panel according to the present invention.
도 3a를 참조하면, 본 발명에서는 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정을 수행하기 위해 노즐 디스펜서(미도시)를 사용한다. 이러한 노즐 디스펜서를 사용하여 BM 제조 공정을 수행하는 경우, BM 제조 공정은 2개의 서브 공정, 즉 기판(글라스) 상에 BM 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 BM 코팅액을 건조(소정)시키는 단계를 포함한다. 또한, 노즐 디스펜서를 사용하여 ITO 제조 공정을 수행하는 경우, ITO 제조 공정은 2개의 서브 공정, 즉 기판(글라스) 상에 ITO 코팅액을 코팅하는 단계; 및 상기 기판 상에 코팅된 상기 ITO 코팅액을 건조(소정)시키는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정은 각각 하나의 사용 장비(노즐 디스펜서)를 사용하여 2개의 공정만으로 완료된다.Referring to FIG. 3A, a nozzle dispenser (not shown) is used to perform the BM manufacturing process and the ITO manufacturing process among the CF manufacturing processes required for manufacturing the TFT-LCD panel. When performing a BM manufacturing process using such a nozzle dispenser, the BM manufacturing process includes coating a BM coating liquid on two sub-processes, namely, a substrate (glass); And drying (preventing) the BM coating liquid coated on the substrate. In addition, when performing an ITO manufacturing process using a nozzle dispenser, the ITO manufacturing process includes coating an ITO coating liquid on two sub-processes, namely, a substrate (glass); And drying (predetermining) the ITO coating liquid coated on the substrate. Therefore, the BM manufacturing process and the ITO manufacturing process according to the present invention are completed in only two processes using one use equipment (nozzle dispenser), respectively.
좀 더 구체적으로, 노즐 디스펜서를 사용하여 필요한 BM 패턴 또는 ITO 패턴만을 직접 형성하고, 그 후 형성된 BM 패턴 또는 ITO 패턴을 건조(소성)시킴으로써 원하는 BM 패턴 또는 ITO 패턴이 얻어진다. 그 결과, 종래 기술에서는 BM 패턴 또는 ITO 패턴을 형성하는 경우, 증착 장비(예를 들어, 스퍼터링 장비 또는 PECVD 장비), 코팅 장비(예를 들어, 슬릿 다이와 같은 코팅 장치) 등 다수의 사용 장비 및 증착, 세정, PR 코팅, 노광, 현상, 식각, 및 박리로 이루어진 7개의 서브 공정이 요구되지만, 본 발명에서는 하나의 사용 장비(노즐 디스펜서) 및 코팅 및 건조(소성)을 포함하는 2가지 서브 공정만이 요구된다. 따라서, 본 발명에 따른 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정에서는 각각 5개의 서브 공정이 줄어들게 되어 전체적으로 10개의 서브 공정이 감소된다. More specifically, the desired BM pattern or ITO pattern is obtained by directly forming only the required BM pattern or ITO pattern using a nozzle dispenser, and then drying (firing) the formed BM pattern or ITO pattern. As a result, in the prior art, when forming a BM pattern or an ITO pattern, a plurality of used equipment and depositions, such as deposition equipment (for example, sputtering equipment or PECVD equipment), coating equipment (for example, coating apparatus such as slit die), and deposition Seven sub-processes are required, including cleaning, PR coating, exposure, development, etching, and peeling, but in the present invention only two sub-processes including one use equipment (nozzle dispenser) and coating and drying (firing) Is required. Therefore, in the BM manufacturing process and the ITO manufacturing process according to the present invention, five sub-processes are reduced, respectively, and ten sub-processes are reduced as a whole.
한편, 도 3b는 본 발명에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 화소 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. 3B is a flowchart illustrating a pixel manufacturing process of the CF manufacturing process required for manufacturing the TFT-LCD panel according to the present invention.
도 3b를 참조하면, 본 발명에서는 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 화소 제조 공정을 수행하기 위해 노즐 디스펜서(미도시)를 사용한다. 이러한 노즐 디스펜서를 사용하여 화소 제조 공정을 수행하는 경우, 화소 제조 공정은 2개의 서브 공정, 즉 컬러를 갖는 PR을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 PR을 건조(소정)시키는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 화소 제조 공정은 각각 하나의 사용 장비(노즐 디스펜서)를 사용하여 2개의 공정만으로 완료된다.Referring to FIG. 3B, a nozzle dispenser (not shown) is used to perform a pixel manufacturing process of the CF manufacturing process required for manufacturing a TFT-LCD panel. When the pixel fabrication process is performed using such a nozzle dispenser, the pixel fabrication process may include coating two sub-processes, namely, PRs having colors; And drying (preventing) the coated PR. Therefore, the pixel manufacturing process according to the present invention is completed in only two processes using one use equipment (nozzle dispenser), respectively.
좀 더 구체적으로, 노즐 디스펜서를 사용하여 필요한 화소 내의 R, G, B의 컬러에 대응하는 각각의 셀 패턴만을 직접 형성하고, 그 후 형성된 셀 패턴을 건조(소성)시킴으로써 원하는 셀 패턴이 얻어진다. 그 결과, 종래 기술에서는 셀 패턴을 형성하는 경우, 코팅 장비(예를 들어, 슬릿 다이와 같은 코팅 장치), 노광기, 현상기, 및 오븐과 같은 다수의 사용 장비 및 PR 코팅, 노광, 현상, 및 건조(소성)로 이루어진 4개의 서브 공정이 요구되지만, 본 발명에서는 하나의 사용 장비(노즐 디스펜서) 및 PR 코팅 및 건조(소성)를 포함하는 2가지 서브 공정만이 요구된다. 따라서, 본 발명에 따른 화소 제조 공정에서는 종래 기술에 비해 R, G, B에 대응하는 셀 형성시에 각각 2개의 서브 공정이 줄어들게 되어 전체 6개의 서브 공정이 감소된다.More specifically, a desired cell pattern is obtained by directly forming only the respective cell patterns corresponding to the colors of R, G, and B in the required pixels using a nozzle dispenser, and then drying (firing) the formed cell patterns. As a result, in the prior art, when forming a cell pattern, a number of used equipment such as coating equipment (e.g., coating apparatus such as a slit die), an exposure machine, a developer, and an oven and PR coating, exposure, development, and drying ( Four sub-processes of firing) are required, but only one use equipment (nozzle dispenser) and two sub-processes including PR coating and drying (firing) are required in the present invention. Therefore, in the pixel manufacturing process according to the present invention, two sub-processes are reduced at the time of forming a cell corresponding to R, G, and B, respectively, compared to the prior art, thereby reducing the total of six sub-processes.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 CF 제조 공정은 종래 CF 제조 공정에 비해 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정에서 각각 줄어든 전체 10개의 서브 공정 및 화소 제조 공정에서 줄어든 전체 6개의 서브 공정을 포함하여, 총 16개의 서브 공정이 감소된다. As described above, the CF manufacturing process according to the present invention includes a total of 10 sub-processes reduced in the BM manufacturing process and the ITO manufacturing process, and a total of 6 sub-processes reduced in the pixel manufacturing process, respectively, compared to the conventional CF manufacturing process. Sixteen subprocesses are reduced.
또한, 본 발명에서는 CF 제조 공정에 사용되는 장비로 노즐 디스펜서만이 사용되므로, 사용 장비 감소에 따른 설비 비용이 종래 기술에 비해 대략 70% 정도 현저하게 절감된다.In addition, in the present invention, since only the nozzle dispenser is used as the equipment used in the CF manufacturing process, the equipment cost due to the reduction of the equipment used is significantly reduced by about 70% compared to the prior art.
나아가, 본 발명에서는 CF 제조 공정에 사용되는 코팅액(원재료)이 패턴 형성에 필요한 만큼만 사용되므로, 종래 기술과는 달리 원재료의 전면 증착 또는 코팅, 현상, 식각 및 박리에 따른 원재료의 소모가 없어 대략 50%의 원재료 관련 비용 절감이 달성된다.Furthermore, in the present invention, since the coating liquid (raw material) used in the CF manufacturing process is used only as necessary to form the pattern, unlike the prior art, there is no consumption of raw materials due to the entire surface deposition or coating, development, etching and peeling of the raw material, and thus, approximately 50 Cost savings related to raw materials are achieved.
아울러, 사용 장비의 감소로 인해 라인 설치에 요구되는 공간(space)도 대략 70% 정도 현저하게 감소된다.In addition, due to the reduced equipment used, the space required for line installation is also significantly reduced by approximately 70%.
더 나아가, TFT-LCD 제조의 생산성이 현저하게 증가한다. Furthermore, the productivity of TFT-LCD manufacturing increases markedly.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면 에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.As various modifications may be made to the constructions and methods described and illustrated herein without departing from the scope of the invention, it is intended that all matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings be exemplary, and not intended to limit the invention. It is not. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.
도 1a는 종래 기술에 따른 TFT를 제조하기 위한 개략적인 공정을 도시한 도면이다.1A is a diagram showing a schematic process for manufacturing a TFT according to the prior art.
도 1b는 종래 기술에 따른 CF 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1b is a schematic view showing a CF manufacturing process according to the prior art.
도 2a는 종래 기술에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. FIG. 2A is a flowchart illustrating a BM manufacturing process and an ITO manufacturing process among CF manufacturing processes required for manufacturing a TFT-LCD panel according to the prior art.
도 2b는 종래 기술에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 화소 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. FIG. 2B is a flow chart showing a pixel manufacturing process of the CF manufacturing process required for manufacturing a TFT-LCD panel according to the prior art.
도 3a는 본 발명에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 BM 제조 공정 및 ITO 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. 3A is a flow chart showing a BM manufacturing process and an ITO manufacturing process among the CF manufacturing processes required for manufacturing the TFT-LCD panel according to the present invention.
도 3b는 본 발명에 따른 TFT-LCD 패널의 제조에 요구되는 CF 제조 공정 중 화소 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. 3B is a flowchart illustrating a pixel manufacturing process of the CF manufacturing process required for manufacturing the TFT-LCD panel according to the present invention.
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