KR20090099981A - 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090099981A
KR20090099981A KR1020080025306A KR20080025306A KR20090099981A KR 20090099981 A KR20090099981 A KR 20090099981A KR 1020080025306 A KR1020080025306 A KR 1020080025306A KR 20080025306 A KR20080025306 A KR 20080025306A KR 20090099981 A KR20090099981 A KR 20090099981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
color
color filter
substrate
photosensitive
Prior art date
Application number
KR1020080025306A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100982206B1 (ko
Inventor
김철환
이용의
Original Assignee
주식회사 이미지앤머터리얼스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이미지앤머터리얼스 filed Critical 주식회사 이미지앤머터리얼스
Priority to KR1020080025306A priority Critical patent/KR100982206B1/ko
Priority to CN200880108081A priority patent/CN101828133A/zh
Priority to US12/679,312 priority patent/US20100194672A1/en
Priority to EP08832325.8A priority patent/EP2198326B1/en
Priority to PCT/KR2008/005577 priority patent/WO2009038398A2/en
Publication of KR20090099981A publication Critical patent/KR20090099981A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100982206B1 publication Critical patent/KR100982206B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675Constructional details
    • G02F1/1677Structural association of cells with optical devices, e.g. reflectors or illuminating devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00Electrophoretic coating characterised by the process
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/201Filters in the form of arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/04Materials and properties dye
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/05Function characteristic wavelength dependent
    • G02F2203/055Function characteristic wavelength dependent wavelength filtering

Abstract

본 발명은 인화 방식에 의해 색상을 구현하는 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터는, 기판 상에 적층되는 하나 이상의 감광 발색층을 포함하며, 상기 감광 발색층은 노광 및 현상에 의해 형성된 부분 발색 영역에 의해 정의되는 화소부를 제공한다.
인화, 현상, COA(Color Filter On Array), 전자 종이

Description

컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Color filter and display device including the same}
본 발명은 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인화 방식에 의해 색상을 구현하는 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근, 개인용 컴퓨터, 비주얼 엔터테인먼트 시스템, 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 및 휴대용 동영상 재생 장치와 같이 디스플레이 장치가 적용된 전자 제품의 시장이 확대되고 있다. 이에 따라, 액정 디스플레이 장치(LCD), 전계방출 디스플레이 장치(FED), 전기 영동 디스플레이 장치(EPD), 리퀴드 토너 디스플레이 장치 및 자기 볼 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이들 디스플레이 장치 중 전기 영동 디스플레이 장치, 리퀴드 토너 디스플레이 장치 및 자기 볼 디스플레이 장치는 뛰어나 휴대성과 가요성(flexible)을 갖기 때문에 전자 종이로서 사용될 수 있는 차세대 디스플레이 장치이다.
이들 디스플레이 장치에는 광이 지향되어 투과 혹은 반사되면서 시각적으로 색상을 구현하는 컬러 필터가 적용된다. 컬러 필터는 종래에 염색법(dye method), 염료 분산법(pigment dispersion) 및 전착법(electro-deposition method) 등에 의해 제조되어 왔으나, 색상 별로 별도의 사진식각공정 또는 전착 공정이 요구되는 공정 상의 복잡함으로 인해, 최근에는 3 가지 색상을 하나의 인쇄 공정에서 일괄적으로 형성할 수 있는 잉크젯법이 이를 대체하고 있다. 그러나, 잉크젯 법은 착색제 포뮬레이션이 쉽게 경화되어, 기판에 분산되기 전에 퇴화되거나 두꺼워 지는 문제점이 있다. 또한, 잉크젯법은 잉크젯 노즐을 통한 잉크 분사량의 제어가 어렵고 노즐간 간섭(cross talk)이 빈번하여 균일한 컬러 필터를 제조하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 컬러 필터와 달리, 화소의 색상에 무관하게 모든 색상을 단일 공정으로 구현하여 높은 생산성을 가지면서도, 각 색상의 화소에 대하여 투과도, 색 재현성, 두께의 균일성을 확보하여 우수한 색표현력을 제공할 수 있는 컬러 필터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상술한 컬러 필터를 이용하는 다양한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터는, 기판 상에 적층되는 하나 이상의 감광 발색층을 포함하며, 상기 감광 발색층은 노광 및 현상에 의해 형성된 부분 발색 영역에 의해 정의되는 화소부를 제공한다.
상기 기판은 유리, 세라믹, 결정질 재료 또는 고분자 수지로 형성될 수 있다. 일실시예에서, 상기 고분자 수지는 트라아세틸셀룰로오스, 환상올레핀(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프타레이트 및 폴리이미드 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
일실시예에서, 상기 감광 발색층은 사이안색 발색층, 마젠타색 발색층, 황색 발색층 중 어느 하나이며, 상기 발색층들 중 2 이상의 부분 발색 영역이 중첩하여, 상기 화소부를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 사이안색 발색층, 상기 마젠타색 발색층, 상기 황색 발색층의 부분 발색 영역이 모두 중첩하여, 화소 분리 영역을 형성할 수도 있다.
일실시예에서, 상기 기판 상에 패터닝된 매트릭스 층을 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 매트릭스 층은 흑색 실버 콜로이드, 수지계 재료층 및 무반사성 금속 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 일실시예에서, 컬러 필터는 상기 감광 발색층 상에 보호층을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 디스플레이 장치는 상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에 발광 소자를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에 구동 소자를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터는, 균일하게 형성될 수 있는 감광 발색층을 포함하므로, 각 색상의 화소부에 대하여 투과도, 색 재현성, 두께의 균일성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 컬러 필터를 이용하여 우수한 색 표현력을 갖는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하의 설명에서 어떤 층이 다른 층의 위에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 층의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
본 명세서에서, "광"이라는 것은 가시 광선뿐만 아니라, 산화 및 환원 반응 또는 광분해와 같은 화학 작용을 일으킬 수 있는 자외선, 적외선을 포함하는 화학 조사(actinic radiation)를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 "투명"하다는 것은 광의 전체 대역 또는 상기 전체 대역 중 어느 특정 대역, 예를 들면 청색 대역, 녹색 대역 또는 적색 대역에서 상용화에 적합한 정도의 투광성을 갖는다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 청색 대역은 약 370 nm 내지 약 500 nm의 파장을 갖는 광을, 녹색 대역은 약 500 nm 내지 570 nm의 파장을 갖는 광을, 그리고, 적색 대역은 약 570 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 광을 지칭한다.
또한, 각 감광 발색층 중 컬러 필름에 의해 투과된 광에 의해 감광된 부분은 후술하는 현상 공정을 통해 발색되며, 본 명세서에서는 이를 부분 발색 영역이라 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법을 도시하는 순서도 이며, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하기 위해 사용되는 인화 지지체(100A)를 도시하는 단면도이다. 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하기 위해 사용되는 인화 지지체(100B, 100C)를 도시하는 단면도이다.
도 1과 함께 도 2a를 참조하면, 우선 기판(10a) 및 기판(10a) 상에 적층된 하나 이상의 감광 발색층(21, 22, 23)을 포함하는 인화 지지체(100A)를 제공한다. 기판(10a)은 우수한 강도를 제공할 수 있는 유리, 수정, 금속 산화물 등의 투명 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
또는, 기판(10a)은 가요성(flexible) 디스플레이 패널을 제공하기 위해 고분자 수지 재료와 같은 가요성 투명 재료로 형성될 수 있다. 상기 가요성 투명 재료는 트라아세틸셀룰로오스, 환상올레핀(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프타레이트 및 폴리이미드 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 기판(10a)은 적어도 하나 이상의 투명 세라믹 재료로 이루어진 층과 적어도 하나 이상의 고분자 수지 재료로 이루어진 층이 적층된 복합 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 기판과 감광 발색층 사이에 자발광형 디스플레이 장치를 제공하기 위한 발광 소자가 배치될 수 있다. 상기 발광 소자는 기판 상에 또는 기판 내부에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 이하에서 기술하는 바와 같이 또는 당해 기술 분야에 공지된 바에 따라 적절히 변형 실시될 수 있다. 선택적으로는, 기판 상에 또는 기판 내부에 상기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 구동 소자가 배치될 수도 있다. 도 2b는 자발광형 디스플레이 장치에 적용가능한 실시예로서 기판 상에 유기 발광 소자(OLED)가 형성된 인화지지체를 도시하는 단면도이다.
도 2b를 참조하면, 기판(10b)은 유리 기판과 같은 광투광성을 갖는 투명 기판이거나, 반도체 제조 공정에 적용되는 공지의 단결정 또는 다결정 조직을 갖는 세라믹 또는 반도체 기판일 수도 있다. 기판(10b) 상에는 버퍼층으로서, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막과 같은 하지층(11)이 형성될 수도 있다. 하지층(11) 상에는 채널 영역(CH) 및 소오스/드레인 영역(S/D)이 형성된 폴리실리콘 등으로 이루어진 반도체층(12) 및 반도체층(12) 상에 순차적으로 적층된 게이트 절연막(13) 및 게이트 전극(14)이 형성될 수 있다. 플라즈마 CVD법 등에 의해 형성된 실리콘 산화막 등으로 이루어진 층간 절연막(15)이 게이트 전극(14) 상에 형성된다. 층간 절연막(15) 상에는 반도체층(12) 내에 형성된 소오스/드레인 영역(S/D)에 전기적으로 연결되는 소오스/드레인 전극(16)이 배치된다. 소오스/드레인 전극(16) 상에 실리콘 질화막과 같은 패시베이션막(17)이 덮혀질 수 있다.
반도체층(12) 및 게이트 절연막(13)과 함께, 소오스/드레인 전극(16) 및 게이트 전극(14)은 박막 트랜지스터(이하, TFT라 함; DV)를 구성한다. 게이트 전극(14)에는 주사 신호선(미도시)이 연결되고, 소오스/드레인 전극(16)에는 영상 신호선(미도시)이 연결되어, 상기 TFT는 후술하는 OLED 소자(EV)를 구동하기 위한 액티브 매트릭스 방식의 구동 소자로서 기능하게 된다.
패시베이션막(17) 상에는, 복수의 제 1 전극(M1)이 화소 단위로 이격되어, 나란히 배열된다. 제 1 전극(M1)은 양극으로서, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 제 1 전극(M1)은 패시베이션막(17) 내에 형성된 비아 홀을 통하여, 소오스/드레인 전극(16)에 전기적으로 연결된다. 패시베이션막(17) 상에는 제 1 전극(M1)을 절연시키기 위한 절연층(18)이 형성되고, 절연층(18) 상에는 화소 영역(PX1, PX2, PX3)를 한정하는 격벽(19)이 제공될 수 있다.
절연층(18)에 의해 피복되지 않은 제 1 전극(M1) 상에는, 유기물로 이루어진 발광층(L1)이 형성될 수 있다. 발광층(L1)과 제 1 전극(M1) 사이에, 발광층(L1)내로 주입되는 정공을 매개하기 위한 버퍼층(L2)이 형성될 수도 있다. 발광층(L1) 상에는 제 2 전극(M2)이 배치된다. 이들 제 1 전극(M1) 및 제 2 전극(M2)과 이들 사이에 개재된 발광층(L1)에 의해 각각의 OLED 소자(EV)가 구현된다.
발광층(L1)이 청색 또는 백색 광과 같이 단일한 색상의 광을 방출할 수 있는 단일 밴드갭을 갖는 유기막으로 형성된 경우, 칼라 구현이 가능한 디스플레이 장치를 제조하기 위하여, 제 2 전극(M2) 상에 하나 이상의 감광 발색층(20b)을 형성할 수 있다. 이 경우, 감광 발색층(20b)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 격벽(19)으로 분리된 화소 영역(PX1, PX2, PX3) 내에 적층된다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 격벽(26b) 내에 평탄화층(미도시)을 제공하고, 상기 평탄화층 상에 감광 발색층(20b)을 형성할 수도 있다. 감광 발색층(20b)은 후술하는 노광 및 현상 단계를 거쳐 컬러 필터를 형성하게 된다.
다른 실시예에서, 양면 발광 소자를 제공하기 위하여, 감광 발색층(20b)은 기판(10b)의 저면에 형성될 수도 있다. 기판(10b)과 감광 발색층(20b) 사이에 배치되는 자발광 소자로서, OLED 소자에 대하여 예시하였으나, OLED 소자 대신에 당해 기술 분야에 공지된 무기 발광 소자와 같은 다른 자발광형 소자가 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 기판 상에 또는 기판 내에 상술한 TFT와 같은 구동 소자만을 형성하여, 액정 디스플레이 장치와 같은 비자발광형 디스플레이 장치를 제공할 수도 있다. 도 2c는 비자발광형 디스플레이 장치에 적용가능한 실시예로서 구동 소자가 형성된 기판 상에 감광 발색층이 배치된 인화지지체를 도시하는 단면도이다.
도 2c를 참조하면, 기판(10c) 상에 상술한 TFT와 동일 또는 유사한 구동 소자(도 2b의 DV 참조)를 포함하는 어레이층(AL)이 형성된다. 어레이층(AL)이 형성되는 기판(10c) 상에 블랙 매트릭스층(BM)이 형성될 수도 있다. 어레이층(AL) 상에는, 도 2a에 도시된 구조를 갖는 감광 발색층(20c)이 형성된다. 어레이층(AL)과 감광 발색층(20c) 사이에 층간 절연막(15)이 배치된다. 감광 발색층(20c) 상에는 어레이층(AL)의 TFT와 전기적으로 연결되는 화소 전극(M3)이 형성된다. 감광 발색층(20c)은 후술하는 노광 및 현상 단계를 거쳐 컬러 필터를 형성하게 된다.
컬러 필터를 형성한 후, 화소 전극(M3)에 대향하는 공통 전극(미도시)을 포함하는 다른 기판을 기판(10c)과 정렬하고, 그 사이에 액정 분자(LC)를 충전하여 액정 디스플레이 장치를 제조할 수 있다. 이와 같이, 구동 소자(DV)의 어레이 층(AL) 상에, 감광 발색층(20c)을 형성하여 컬러 필터를 구현하는 경우, 구동 소자 및 데이터 배선과 컬러 필터 사이의 오정렬 문제를 개선한 컬러 필터 온 어레이(Color Filter On Array; COA) 타입의 액정 디스플레이 장치가 얻어질 수 있다.
상술한 디스플레이 장치는 예시적인 것이며, 기판과 칼라 필터를 형성하기 위한 감광 발색층의 위치 관계, 형상 및 구조는 적용하기 위한 디스플레이 장치에 따라 적절히 변경될 수 있다. 따라서, 이에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 또한, 상술한 예에서는 자발광 디스플레이 장치 및 비자발광 디스플레이 장치를 제공하기 위한 발광 소자 및/또는 구동 소자가 기판과 독립된 구성 부재로서 예시되고 있으나, 본 명세서에서는 이들 소자 및 이들로 이루어진 소자층 자체는 물론 소자층과 기판을 모두 통칭하여 기판으로도 지칭할 수 있음을 분명히 하고자 한다. 이하에서는, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 감광 발색층(20a, 20b, 20c)에 관하여 상술한다.
감광 발색층(20a, 20b, 20c)은 후술하는 바와 같이, 노광된 후 적합한 현상 공정을 통해 고유의 색상을 발현시킬 수 있는 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 감광 발색층들(21, 22, 23)로 이루어진다. 도 2a를 참조하여 구체적으로 설명하면, 감광 발색층(21, 22, 23)은, 예를 들면, 일반적인 칼라 사진 인화지(color photographic paper)에 사용되는 할로겐화 은 에멀젼층과 같이, 분산된 염료 형성 커플러(dye forming coupler) 및 할로겐화 은 결정립 및 이들을 결합하는 결합제(binder)를 포함할 수 있다. 또는, 감광 발색층은 상기 할로겐화 은 결정립 대신에, 크롬염류, 제 2 철염, 디아조 화합물 σ-퀴논 디아지드(quinine diazide) 등 과 같은 비은염 사진 재료들을 포함할 수도 있다.
상기 결합제는 제라틴(geratin), 알긴산(alginic acid) 또는 라텍스(latex) 폴리머와 같은 성막제로 형성될 수 있다. 공지의 적합한 용매에 상기 염료 형성 커플러 및 할로겐화 은 결정립이 고르게 분산된 콜로이드를 형성한 후, 이를 기판 상에 액상 코팅함으로써 감광 발색층을 형성할 수 있다. 또는, 이를 고상의 필름 형태로 형성하여 기판(10a) 상에 접착시킴으로써 감광 발색층(21, 22, 23)을 형성할 수도 있다. 감광 발색층(21, 22, 23)은 막 또는 필름 형태로 기판(10a) 상에 적층되기 때문에, 균일한 두께를 가질 수 있으며, 감광 발색층(21, 22, 23) 내에는 발색되는 색상 요소, 즉, 염료 형성 커플러, 할로겐화 은 결정립이 고르게 분포될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 감광 발색층(21, 22, 23)은 기본 색상(primary color)인 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 파장 대역에 감광성을 갖는 적감(red light sensitive) 발색층(21), 녹감(green light sensitive) 발색층(22) 및 청감(blue light sensitive) 발색층(23)을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 각 감광 발색층(21, 22, 23) 내에는, 감광 색상과 보색 관계에 있는 사이안색(cyan; C) 염료 커플러, 마젠타색(magenta; M) 염료 커플러 및 황색(yellow; Y) 염료 커플러가 포함될 수 있다.
상기 C 염료 커플러를 제공하기 위하여, 예를 들면, 페놀(phenol), 나프톨(naphtol) 또는 이들의 유도체 커플러가 사용될 수 있다. 상기 M 염료 커플러를 제공하기 위해서는 예를 들면, 파이라조론(pyrazolone), 사이아노아셀 틸(cyanoacetyl) 또는 이들의 유도체 커플러들이 사용될 수 있다. 또한, 상기 Y 염료 커플러를 형성하기 위해 아실아셀타마이드(acylacetamide) 또는 이들의 유도체 커플러가 사용될 수 있다.
이러한 3 가지 감광 발색층(21, 22, 23)은 가시광선 스펙트럼의 3가지 주 영역(primary region)에서 각각 감광성을 가지므로 감색법에 의해 전 색상 구현이 가능한 컬러 필터를 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 컬러 필터는 상술한 감광 발색층 내에 포함된 염료 커플러 및 할로겐화 염과 같은 색상 요소에 의해 한정되지 아니하며, 공지의 색상 요소를 사용하여 가색법에 의해 색상 구현이 가능한 컬러 필터를 제공할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 컬러 필터는 기판 상에, 적감 발색층(21), 녹감 발색층(22) 및 청감 발색층(23) 중 어느 하나 또는 서로 다른 2 가지 색상의 감광 발색층만을 포함하는 적층 구조를 가질 수도 있다. 이와 같이 1 또는 2 가지 색상의 감광 발색층이 생략된 적층 구조를 포함하는 인화 지지체에서는, 적색/녹색/청색 화소를 모두 갖는 컬러 필터를 구현하기 위해서는, 생략된 감광 발색층을 대체하는 화소 요소가 요구될 수 있다. 예를 들어, 황색 발색층이 될 청감 발색층(23)이 생략된 경우, 인화 지지체(100)는 황색 화소의 패턴을 갖는 필터층을 더 포함할 수 있다. 선택적으로는, 황색 필터층 대신에, 가시광선 대역 중 청색 파장 대역을 차단하는 기판을 사용할 수도 있다.
도 2a를 참조하여 예시된 감광 발색층의 적층 구조(20)에서, 본 발명의 인화 지지체(100)는 감광 발색층(21, 22, 23)의 적층 순서에 의해 제한되지 않는다. 예 를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 3 종류의 감광 발색층(21, 22, 23)이 적층된 경우에, 이들의 적층 순서는 임의적이다. 따라서, 청감 발색층(23)은 적층 구조(20)의 하부, 중간 및 상부 중 어느 하나에 배치될 수 있으며, 이것은 적감 발색층(21) 및 녹감 발색층(22)에 대해서도 동일하다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 스펙트럼의 특정 대역에 감광하는 감광 발색층(21, 22, 23)은 단일한 감광층으로 구성될 수도 있으며, 사진 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이 복수의 감광층들이 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 컬러 필터의 색상 표현력을 증가시키기 위해, 인화 지지체(100)는 예를 들면, 청감 발색층(23)을 보강하기 위한 황색 필터층(35)과 같은 부가층(30)을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판(10) 상에 서로 다른 색상을 갖는 복수의 감광 발색층(21, 22, 23)이 적층된 경우에, 후술하는 현상 단계(S30)에서, 하나의 감광 발색층에서 산화된 현상제가 이동하여 다른 감광 발색층의 염료 커플러와 반응함으로써 발생하는 화학적 간섭(chemical cross talk)을 방지하기 위해, 인화 지지체(100)는 감광 발색층들(21, 22, 23) 사이에 층간 간섭 방지층(anti-crosstalk interlayer; 31, 32, 33)과 같은 부가층(30)을 더 포함할 수 있다.
층간 간섭 방지층(31, 32, 33)은, 사진 기술 분야에서 공지된 바와 같이 비감광 계면층(non-light sensitive interlayer)을 포함할 수 있다. 상기 비감광 계면층은 상기 산화된 현상제를 다시 현상제로 환원시키는 "스카벤저(scavenger)"라고 알려진 공지의 환원제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비감광 계면층의 환원제는 하이드로퀴논(hydroquinone) 또는 이들의 유도체를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 유기 환원제일 수 있다. 선택적으로, 층간 간섭 방지층(31, 32, 33)은 스카벤저 대신에 또는 미량의 스카벤저와 함께, 예를 들면 90 % 이상의 은 염화물을 포함하는 할로겐화 은 결정립과 적합한 염료 커플러를 포함하는 공지된 저속 감층일 수 있다.
일실시예에서는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 인화 지지체(100)는 기판(10)과 감광 발색층(20) 사이에 흡수층(34)을 더 포함할 수도 있다. 흡수층(34)은 노광시 감광 발색층(21, 22, 23)을 투과한 광이 기판(10)의 표면으로부터 반사되어 감광 발색층(21, 22, 23)의 인접 영역으로 재입사되어 발생할 수 있는 광간섭을 방지하는 역할을 한다.
또한, 인화 지지체(100)는, 컬러 필터의 화소간 대비도를 증가시키기 위해, 기판(10a, 10b, 10c) 상에 패터닝된 매트릭스 층(35)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 매트릭스 층(35)은 기판(10a, 10b, 10c)과 감광 발색층(20a, 20b, 20c)의 사이에 개재될 수 있다. 매트릭스층(35)은 흑색 실버 콜로이드, 수지계 재료층 및 크롬 등 무반사성 금속으로 이루어질 수 있다. 또는, 매트릭스층(35)은 탄소 블랙 또는 유기 안료와 같은 비투과성 검은색 성분을 포함함으로써, 블랙 매트릭스를 구현할 수도 있다.
매트릭스 층(35)을 형성하기 위해서는, 기판(10a, 10b, 10c) 상에 상술한 매트릭스 재료층을 코팅하고, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 매트릭스 재료층이 컬러 필터의 화소부들을 분리하도록 상기 매트릭스 재료층을 패터닝한다. 또는, 컬러 필터의 화소부들을 분리하는 매트릭스 패턴을 갖는 매트릭스 층을 제조 하여, 기판(10a, 10b, 10c) 상에 접착하는 방식 등으로 적층시킬 수도 있다.
일부 실시예에서, 인화 지지체(100)는, 감광 발색층(20a, 20b, 20c) 상에 보호층(40)을 더 포함할 수 있다. 보호층(40)은 노광 공정(S20)의 광원으로부터 입사되는 자외선을 흡수 또는 반사시켜, 노광 공정(S20)시 감광 발색층(21, 22, 23)의 감광 특성을 개선하기 위한 광학적 특성을 제공할 수도 있다. 또한, 보호층(40)은 인화 지지체(100)로부터 완성된 컬러 필터의 취급시 발생할 수 있는 스크래치 또는 마모 현상을 방지하고 수명을 연장하기 위해, 내마모성과 같은 기계적 특성을 제공할 수도 있다. 또한, 보호층(40)은 제조된 컬러 필터가 적용되는 디스플레이 장치의 종류에 따라 요구되는 친수성 또는 비친수성과 같은 표면 특성을 제공할 수도 있다. 따라서, 보호층(40)은 요구되는 광학적, 기계적 또는 표면 특성에 따라, 공지된 다양한 물질(40a)을 선택하여 적용할 수 있으며, 본 발명은 이에 의해 제한되지 않는다.
또한, 보호층(40)은 인화 지지체(100) 상에 함께 제공되어, 후술하는 노광 및 현상 공정이 수행될 수도 있으며, 선택적으로는, 노광 및 현상 공정이 완료된 후에 적층될 수도 있다. 또한, 인화 지지체(100)는 기판(10a, 10b, 10c)의 저면 및/또는 보호층(40) 상에 적층된 대전 방지층(50)을 더 포함할 수 있다. 대전 방지층(50)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 인화 지지체(100)가 롤 상태로 공급되는 경우 등 정전기로 인한 취급시의 어려움을 해소하기 위해 제공된다.
다시, 도 1을 참조하면, 준비된 인화 지지체(100)에 화소 패턴 이미지를 전사하는 노광 공정을 수행한다(S20). 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하기 위한 노광 장치(1000, 2000)를 개략적으로 도시하는 도면이다.
이하에서는, 도 3a 내지 도 3b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 노광 공정과 상기 노광 공정을 수행하는 노광 장치를 설명하기로 한다. 노광 공정(S20)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 컬러 필름(50)을 사용한 인화 방법 또는 도 3b에 도시된 바와 같은 전자적 정보로 저장된 화소 패턴 이미지 정보로부터 얻어진 이미지 프레임(IF)을 사용하는 디지털 인화 방법에 의해 수행될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 기재된 Y, M 및 C는 각각 황색, 마젠타색 및 사이안색을 지칭하며, R, G, B 및 W는 각각 적색, 녹색, 청색 및 백색을 지칭한다.
도 3a를 참조하면, 컬러 필름(50)은 인화 지지체(100')의 감광 발색층(20) 에 전사될 화소 패턴 이미지를 포함한다. 컬러 필름(50)은 공지의 포지티브 또는 네거티브 필름일 수 있으며, 도시된 바와 같이, 기저층(51)과 기저층(51) 상에 화소 패턴 이미지가 형성된 감광 유제층(51)을 포함할 수 있다.
컬러 필름(50)의 화소 패턴 이미지는 예를 들어, 감색법 컬러 인화 방식을 제공할 수 있도록, 예를 들면, 어레이 형태로 배치된 사이안색 패턴부(C 패턴부; 52C), 마젠타색 패턴부(M 패턴부; 52M) 및 황색 패턴부(Y 패턴부; 52Y)를 포함할 수 있다. 또한, 컬러 필름(50)은 C 패턴부(52C), M 패턴부(52M) 및 Y 패턴부(52Y)를 소정 간격으로 분리하는 패턴 분리 영역(52I)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 패턴 분리 영역(52I)은 백색 광에 대한 투과성을 갖도록 할 수 있다.
컬러 필름(50)의 인화 지지체(100')의 대향 면에서 광(e1)을 조사하면, 컬러 필름(50)을 통과한 광(e2)은 광분포 특성(LD)과 같이 색분해되어, 인화 지지체(100')의 감광 발색층(21, 22, 23)에 투영된다. 예로서, 도 3a에 도시된 바와 같이 인화 지지체(100')가 기판(10)으로부터 적감 발색층(21), 녹감 발색층(22) 및 청감 발색층(23)을 포함하는 적층 구조를 갖는 감광 발색층을 고려하자.
백색 광(e1)을 사용하는 경우, 컬러 필름(50)의 C 패턴부(52C)에 의해 백색 광(e1)의 적색 파장 대역은 차단되고, 녹색 및 청색 대역의 광(LDC)이 C 패턴부(52C)를 투과하여 대응되는 적층 구조(20)의 감광 발색층(21, 22, 23)의 일부분에 조사된다. 적층된 감광 발색층(21, 22, 23) 중 녹감 발색층(22)과 청색 발색층(23)의 C 패턴부(52C)에 대응되는 부분이 감광되어, 즉, 제 1 부분 발색 영역(20R)이 정의된다. 마찬가지로, 컬러 필름(50)의 M 패턴부(52M)에 의해 상기 백색 광의 녹색 파장 대역은 차단되고, 청색 및 적색 대역의 광(LDM)이 M 패턴부(52M)를 투과하여, 적감 발색층(21)과 청감 발색층(23)의 M 패턴부(52M)에 대응되는 부분이 감광되어, 제 2 부분 발색 영역(20G)이 정의된다. 또한, 컬러 필름(50)의 Y 패턴부(52Y)에 의해 상기 백색 광의 청색 파장 대역은 차단되고, 적색 및 녹색 대역의 광(LDY)이 적감 발색층(21)과 녹감 발색층(22)의 Y 패턴부(52Y)에 대응되는 부분이 감광되어, 제 3 부분 발색 영역(20B)이 정의된다.
컬러 필름(50)이 패턴 분리 영역(52I)을 갖고, 패턴 분리 영역(52I)이 백색 광에 대해 투과성을 갖는 경우, 인화 지지체(100')의 발색층들(21, 22, 23) 모두의 패턴 분리 영역(52I)에 대응되는 부분이 모두 감광되어, 제 4 부분 발색 영역(20I)이 정의될 수 있다. 상술한 제 1 내지 제 4 부분 발색 영역들(20R, 20G, 20B 및 20I)은 후술하는 현상 공정(S30)을 통하여 서로 다른 색상의 화소부들(도 4의 200R, 200G, 200B)과 화소 분리 영역(200I)을 형성하게 된다.
상술한 노광 공정(S20)은 통상적으로 확대기라 지칭되는 도시된 노광 장치(1000A)와 이의 다양한 변형 장치에 의해 수행될 수 있다. 노광 장치(1000)는, 노광시 필요한 광(e1)을 제공하는 텅스텐 또는 할로겐 램프 등을 포함하는 광원부(1100), 컬러 필름을 지지하는 필름 고정부(미도시), 컬러 필름(50)과 인화 지지체(100') 사이에 배치되어 인화 지지체(100')의 감광 발색층(20)에 컬러 필름(50)의 화소 패턴 이미지를 확대 또는 축소시켜 투영시키기 위한 렌즈계(1200)를 포함할 수 있다.
또한, 노광 장치(1000)는, 광원부(1100)와 컬러 필름(50)의 광 경로에 배치되어 광원부(1100)로부터 방출되는 광(e1)을 집광하여 컬러 필름(50)에 고르게 분산시키는 집광부(condenser; 1300)를 더 포함할 수 있다. 또한, 노광 장치(1000)는 가색법 및 감색법에 따른 색분해를 위한 공지의 R, G, B 필터 및 Y, M, C 가색 및/또는 감색 필터들(1400)을 더 포함할 수도 있다. 필터들(1400)은 필요에 따라 컬러 필름(50)과 인화 지지체(100') 사이의 광 경로에 배치될 수도 있다.
일실시예에서, 노광 장치(1000)는 인화 지지체(100')를 연속적으로 공급하기 위한 인화 지지체 공급부(1500)를 더 포함할 수 있다. 인화 지지체 공급부(1500)는 인화 지지체(100')를 롤(roll) 상태로 지지하고 이를 펼치면서 인화 지지체(100)를 공급하는 구동 장치(미도시)를 포함할 수도 있다.
노광 공정(S20)에서, 컬러 필름(50) 및/또는 인화 지지체(100')의 방향은 필 요에 따라 선택될 수 있는 것으로 본 발명을 제한하지 않는다. 예를 들면, 컬러 필름(50)은 기저층(51)이 광원부(1100)를 향하고, 필름 유제층(52)이 인화 지지체(100')를 향하도록 배치될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 인화 지지체(100)는, 화소 패턴 이미지 정보를 사용하는 디지털 인화 방법에 의해 노광될 수도 있다. 예로서, 상기 디지털 인화 방법을 수행하는 디지털 노광 장치(2000)는 광원부(2100), 도 3a에 도시된 바와 같은 컬러 필름(50)의 화소 패턴 이미지와 동일하거나 유사한 이미지 프레임(IF)이 결상되는 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치 및 음극선관(CRT) 등의 디스플레이 장치(2500)와 디스플레이 장치(2500)에 표시된 이미지 프레임(IF)이 인화 지지체(100)의 감광 발색층(20)에 전사될 수 있도록 광 경로를 수정하기 위한 하나 이상의 거울(2600)을 포함할 수 있다.
도 3a를 참조하여 상술한 바와 같이, 디지털 노광 장치(2000)도 이미지 프레임(IF)과 인화 지지체(100) 사이에 배치되어 인화 지지체(100)의 감광 발색층(20)에 이미지 프레임(IF)을 확대 또는 축소시켜 투영시키기 위한 렌즈계(2200)를 포함할 수도 있다. 또한, 디지털 노광 장치(2000)는, 컬러 필터의 색 표현력을 개선하기 위한 가색 및/또는 감색 필터들(2400)을 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 적용할 수 있는 디지털 인화 방법의 또 다른 실시예로서, 마이크로 미러 타입의 광 프로젝터와 같은 디지털 노광 장치를 사용할 수 있다. 디지털 노광 장치는 미세한 거울의 어레이로 구성된 공간 광 변환기(spatial light modulator)와 광 스팟을 반사시키기 위해 가변적으로 각각 기울어질 수 있는 마이 크로 미러를 포함한다. 이러한 마이크로 미러 타입의 디지털 노광 장치는 한국 특허공개공보 제1998-0052199호, 일본 특허공개공보 제9-164727호 및 제9-314910호, 그리고 미국 특허공개공보 제2001/0017702호 등에 개시되어 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법은 예시한 디지털 노광 장치에 한정되지 아니하며, 전자적으로 저장된 화소 패턴 이미지 정보를 사용하여 인화 지지체를 노광하는 다양한 디지털 인화 방법을 포함함은 자명하다.
상기 디지털 인화 방법은, 컬러 필름을 사용하는 인화 방법에 비하여, 그래픽 소프트웨어 툴에 의해 화소 패턴 이미지 정보의 자유로운 설계와 수정이 가능하기 때문에, 컬러 필터가 더욱 우수한 색 표현력을 갖도록 색상 보정을 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 디지털 인화 방법은 화소 패턴 이미지 중 각 색상의 화소 패턴만으로 이루어진 이미지 프레임을 디스플레이 장치에 순차적으로 제공함으로써, 화소 패턴별 분리 노광이 가능하며, 이로 인하여 인화 지지체(100)의 감광 발색층(20)에 제 1 내지 제 3 색상 화소부를 형성하기 위한 잠상을 독립적으로 형성할 수 있다. 또한, 어느 하나의 색상 화소부를 선택하여 추가 노광할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터(200)를 도시하는 단면도이다. 도 4와 함께 도 1을 참조하면, 노광 공정(S20) 이후, 화소 패턴 이미지의 잠상이 형성된 인화 지지체(100')를 현상한다(S30). 현상 단계(S30)는 사용된 인화 지지체(100)의 감광 발색층(20)의 재료에 따라 선택되어 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 인화 지지체(100')의 감광 발색층(20)이 할로겐 화 은 염을 포함하는 경우, 사진 기술 분야에서 잘 알려진 현상 공정이 적용될 수 있다.
예를 들면, 현상 공정(S30)은, 그러나 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니하는, 메톨(metol), 퀴놀(quinol), 퀴논(quinon), 페니돈(phenidon) 및 이들의 유도체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 현상액을 사용하여 이루어질 수 있다. 상기 감광 발색층의 할로겐화 은 염은 상기 현상액과 반응하여, 은으로 환원되면서 산화된 컬러 현상제(oxidized color developer; Dox)를 형성하고, 상기 Dox가 감광 발색층 내에 포함된 염료 형성 커플러와 반응하여 염료 퇴적물(deposit)를 생성함으로써 발색이 이루어진다.
상기 현상액은 현상액의 온도를 조절할 수 있는 조(bath)에 담겨서 제공될 수 있으며, 노광된 인화 지지체를 상기 현상액에 일정 시간 동안 침지한다. 이때, 현상액을 교반할 수 있으며, 과산화수소(peroxide)와 붕산과 같은 현상 촉진제를 사용할 수도 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 인화 지지체(100')가 적감 발색층(21), 녹감 발색층(22) 및 청감 발색층(23)을 포함하고, 발색층들(21, 22, 23)이 각각 황색 염료 형성 커플러, 마젠타색 염료 형성 커플러 및 사이언색 염료 형성 커플러를 포함하는 경우, 노광 공정에 의해 정의된 제 1 내지 제 3 부분 발색 영역(20R, 20G, 20B)은 상기 현상 공정(S30)에 의해 발색되어 각각 적색, 녹색 및 청색 화소부(200R, 200G, 200B)를 형성한다. 또한, 컬러 필름(50)의 화소 패턴 이미지 또는 디지털 인화 공정의 이미지 프레임(IF)이 색상 분리 패턴부(52I)를 갖고, 색상 분리 패턴 부(52I)가 백색 광에 투과성을 갖는 경우 또는 백색인 경우에는, 노광 공정(S20)에 의해 정의된 제 4 부분 발색 영역(20I)은 현상 공정(S30)에 의해 검은 색을 갖는 화소 분리 영역(200I)을 형성할 수 있다.
상기 검은 색을 갖는 화소 분리 영역(200I)은 화소의 대비도를 증가시킬 수 있는 블랙 매트릭스 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 화소 분리 영역(200I)은 도 2a를 참조하여 상술한 바와 같이, 매트릭스 층을 대신하여, 또는 이와 함께, 상기 블랙 매트릭스를 구현할 수 있다. 도 4에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(200)는 인화 지지체(100)에 포함되는 다양한 부가층(31, 32, 33, 34, 35)을 포함할 수 있으며, 컬러 필터(200)의 상부에 보호층(40)을 포함할 수도 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 선택적으로는, 현상 단계(S30) 이후에, 감광 발색층 내에 포함된 불필요한 감광 색상 요소, 예를 들면, 흑화된 할로겐화 은을 제거하기 위해 공지된 표백제를 사용하여 표백(bleaching) 공정(S40)을 더 수행할 수 있다. 또한, 인화 지지체를 정착액(fixer)을 사용하여, 미감광 색상 요소인 할로겐화 은 결정립을 제거하는 정착(fixing) 공정(S50)을 더 수행할 수 있다. 상기 정착액은 사진 기술 분야에서 잘 알려진, 티오황산나트륨(sodium thiosulfate), 티오황산암모늄 (ammonium thiosulfate) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 선택적으로는, 상기 표백 공정과 상기 정착 공정 사이에 수세(rinsing) 공정(S50)을 더 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(3230)를 포함하는 전기 영동 디 스플레이 장치(3000)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(3230)는 대표적인 가요성 디스플레이 장치인 전기 영동 디스플레이 장치(3000)에 적용될 수 있다. 전기 영동 디스플레이 장치(3000)는 하부 제어부(3100)와 상부 표시부(3200)로 구성될 수 있다. 하부 제어부(3100)는 가요성을 갖는 하부 기판(3110), 하부 기판(3110) 상에 형성된 화소 구동 소자인 박막 트랜지스터(TFT; 3120), TFT(3120)를 보호하기 위한 보호층(3130)을 통하여 TFT(3120)의 소오스/드레인 전극(3121)과 전기적으로 연결된 화소 전극(3140)을 포함할 수 있다.
상부 표시부(3200)는 접착층(3150)에 의해 하부 제어부(3100)에 부착될 수 있다. 상부 표시부(3200)는 공통 전극(3210) 및 공통 전극(3210)과 하부 제어부(3100)의 화소 전극(3140)에 의해 구동되는 하전 색소 입자(3221, 3222)를 포함하는 캡슐(3220)을 포함한다. 본 발명의 컬러 필터(3230)는 캡슐(3220)의 상부 상에 제공될 수 있다. 컬러 필터(3230)는 컬러 필터(3230)의 기판(10)이 전기 영동 디스플레이 장치(3000)의 외부로 향하고, 감광 발색층(20)이 하부 제어부(3100)를 향하도록 배치될 수 있다. 선택적으로는, 컬러 필터(3230)가 캡슐(3220)과 하부 제어부(3100) 사이에 제공될 수도 있다. 도시된 캡슐(3320)의 구조는 예일 뿐, 본 발명의 전기 영동 디스플레이 장치가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 컬러 필터는 다른 전자 종이의 예로서, 주로 흑백 디스플레이 장치로 응용되는 리퀴드 토너 디스플레이 장치, 자기 볼 디스플레이 장치 등에도 모두 적용될 수 있음은 자명하다. 이들 디스플레이 장치에서도, 컬러 필 터(3230)는 컬러 필터(3230)의 기판(10)이 상기 디스플레이 장치들의 외부로 향하고, 감광 발색층(20)이 다양한 제어 소자 및/또는 발광 소자들이 탑재되는 상기 디스플레이 장치들의 기판을 향하도록 배치될 수 있다. 선택적으로는, 컬러 필터(3230)가 상기 디스플레이 장치들의 내부에 제공될 수도 있다.
또한, 상술한 전기 종이 소자와 유사하게, 캡슐(3220)의 기능을 수행하는 액정을 포함하는 액정 디스플레이 장치의 경우에도 투과 또는 반사된 광에 색상을 제공하기 위한 본 발명의 컬러 필터가 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 백색 광원 또는 가시 광선 스펙트럼의 특정 영역의 파장을 갖는 광원을 제공하는 LED와 같은 광원을 사용하여 컬러 이미지를 구현하는 디스플레이 장치에도 본 발명의 컬러 필터가 적용될 수 있음은 자명하다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하기 위해 사용되는 인화 지지체를 도시하는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하기 위한 노광 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 표시 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

Claims (18)

  1. 기판 상에 적층되는 하나 이상의 감광 발색층을 포함하며,
    상기 감광 발색층은 노광 및 현상에 의해 형성된 부분 발색 영역에 의해 정의되는 화소부를 제공하는 컬러 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 세라믹, 결정질 재료 및 고분자 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 컬러 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 트라아세틸셀룰로오스, 환상올레핀(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프타레이트 및 폴리이미드 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 컬러 필터
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광 발색층은 사이안색 발색층, 마젠타색 발색층, 황색 발색층 중 어느 하나이며,
    상기 발색층들 중 2 이상의 부분 발색 영역이 중첩하여, 상기 화소부를 형성 하는 컬러 필터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 사이안색 발색층, 상기 마젠타색 발색층, 상기 황색 발색층의 부분 발색 영역이 모두 중첩하여, 화소 분리 영역을 형성하는 컬러 필터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광 발색층을 보강하기 위한 색상 필터층을 더 포함하는 컬러 필터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광 발색층 사이에 층간 간섭 방지층을 더 포함하는 컬러 필터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 층간 간섭 방지층은 비감광 계면층 또는 저속 감광층인 컬러 필터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 감광 발색층 사이에 흡수층을 더 포함하는 컬러 필터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 패터닝된 매트릭스 층을 더 포함하는 컬러 필터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 매트릭스 층은 흑색 실버 콜로이드, 수지계 재료층 및 무반사성 금속 중 어느 하나로 형성된 컬러 필터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 매트릭스 층은 블랙 매트릭스인 컬러 필터.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광 발색층 상에 보호층을 더 포함하는 컬러 필터.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 항에 기재된 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에 발광 소자를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에 구동 소자를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 전자 종이 소자, 액정 디스플레이 장치 및 유기 또는 무기 발광 소자 중 어느 하나인 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이 장치는 컬러 필터 온 어레이 타입의 액정 디스플레이 장치인 디스플레이 장치.
KR1020080025306A 2007-09-21 2008-03-19 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치 KR100982206B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080025306A KR100982206B1 (ko) 2008-03-19 2008-03-19 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치
CN200880108081A CN101828133A (zh) 2007-09-21 2008-09-19 滤色器及其制造方法以及显示装置
US12/679,312 US20100194672A1 (en) 2007-09-21 2008-09-19 Color filter, method of fabricating the same and display device
EP08832325.8A EP2198326B1 (en) 2007-09-21 2008-09-19 Color filter, method of fabricating the same and display device
PCT/KR2008/005577 WO2009038398A2 (en) 2007-09-21 2008-09-19 Color filter, method of fabricating the same and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080025306A KR100982206B1 (ko) 2008-03-19 2008-03-19 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100018373A Division KR20100032875A (ko) 2010-03-02 2010-03-02 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090099981A true KR20090099981A (ko) 2009-09-23
KR100982206B1 KR100982206B1 (ko) 2010-09-14

Family

ID=41358415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080025306A KR100982206B1 (ko) 2007-09-21 2008-03-19 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100982206B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126230A2 (ko) * 2010-04-06 2011-10-13 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220196B1 (ko) 2010-04-06 2013-01-16 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002286928A (ja) * 2001-01-18 2002-10-03 Fuji Photo Film Co Ltd カラーフィルター、カラーフィルター形成材料およびカラーフィルターの製造方法
JP2006085116A (ja) * 2004-08-17 2006-03-30 Fuji Photo Film Co Ltd 感光性転写材料並びにパターン形成方法及びパターン

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126230A2 (ko) * 2010-04-06 2011-10-13 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
WO2011126230A3 (ko) * 2010-04-06 2012-01-12 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
KR101148896B1 (ko) * 2010-04-06 2012-05-29 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
US8830562B2 (en) 2010-04-06 2014-09-09 Lg Display Co., Ltd. Multi-color electrophoretic display device, image sheet, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100982206B1 (ko) 2010-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7564519B2 (en) Electrooptical device substrate, electrooptical device, methods for fabricating electrooptical device substrate and electrooptical device, electronic apparatus, and method for tuning color of color filter
KR101148896B1 (ko) 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
TWI399587B (zh) 液晶顯示裝置,液晶顯示裝置之製造方法及電子機器
CN101861533A (zh) 彩色滤光片基板、液晶显示面板、液晶显示装置和彩色滤光片基板的制造方法
EP2198326B1 (en) Color filter, method of fabricating the same and display device
US20030147115A1 (en) Substrate for electrooptical device, method for manufacturing the substrate, electrooptical device, method for manufacturing the electrooptical device, and electronic apparatus
JP4671970B2 (ja) カラーフィルタ基板及び液晶表示装置
KR101534626B1 (ko) 전기영동 표시장치 및 그 격벽의 형성방법
KR100982206B1 (ko) 컬러 필터를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치
KR100672645B1 (ko) 컬러필터 기판의 제조방법
KR20100032875A (ko) 컬러 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
TWI305850B (ko)
KR100962258B1 (ko) 컬러 필터, 그 제조 방법 및 표시 소자
US6861185B2 (en) Method of manufacturing color filter, color filter, and display
JP2009139459A (ja) フラットパネルディスプレイの製造方法
JPH09197391A (ja) カラー液晶表示装置
JP4051942B2 (ja) カラーフィルタ基板及びその製造方法、電気光学パネル、電気光学装置並びに電子機器
JP5164395B2 (ja) 電気光学装置、及び、電気光学装置の製造方法
WO2009072658A1 (en) Method of manufacturing flat panel display
JP2009139458A (ja) フラットパネルディスプレイにおけるブラックマトリクスの形成方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法
KR20050091981A (ko) 컬러필터기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 액정표시장치
KR20130006749A (ko) 하프톤 마스크 및 이를 이용한 어레이기판의 제조방법
KR20070072765A (ko) 표시 기판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20070070774A (ko) 표시기판과 그 제조방법 및 이를 갖는 액정표시장치
JPH01114820A (ja) 液晶カラー表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130830

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150818

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160816

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170816

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190814

Year of fee payment: 10