KR20140026248A - 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20140026248A
KR20140026248A KR1020130087284A KR20130087284A KR20140026248A KR 20140026248 A KR20140026248 A KR 20140026248A KR 1020130087284 A KR1020130087284 A KR 1020130087284A KR 20130087284 A KR20130087284 A KR 20130087284A KR 20140026248 A KR20140026248 A KR 20140026248A
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보에 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법이 제공된다. 컬러 필터 기판은 기판 및 기판 상에 배치되어 있는 블랙 매트릭스 및 복수의 컬러 필터를 포함하고, 복수의 컬러 필터를 수용하는 복수의 공간이 블랙 매트릭스에 의해 정의되며, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에, 함몰부가 제공되고, 함몰부는 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해준다. 본 발명은 컬러 필터 기판의 제조에 적용될 수 있다.

Description

디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE, COLOR FILTER SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 실시예는 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
컬러 필터 기판은 액정 디스플레이 장치를 컬러화하는 핵심 구성요소이다. 컬러 필터 기판의 제조 공정들 중에서, 잉크젯 인쇄 방법은 다수의 캐비티를 갖는 진공 장비를 필요로 하지 않고, 간단한 공정 및 저렴한 비용이라는 장점이 있으며, 따라서 이는 점차 컬러 필터 기판의 주된 제조 공정 방식으로 되었다.
잉크젯 인쇄 공정에서, 컬러 필터 기판의 형성은 블랙 매트릭스를 이미 가지고 있는 기판 상에 컬러 포토레지스트를 노즐을 통해 분사하는 것에 의해 달성되고, 컬러 필터를 형성하기 위해 컬러 포토레지스트를 수용하기 위한 다수의 정렬된 함몰된 공간이 블랙 매트릭스 사이에 정의된다. 이 공정 동안, 개별 노즐의 이상(abnormity)으로 인해, 어떤 컬러 필터의 위치에 분사된 잉크의 양이 불균등하게 될 가능성이 있고, 차례로, 이것은 형성되는 개별 컬러 필터의 두께의 불균등을 야기한다. 훨씬 더 심각한 것은, 어떤 컬러 필터의 위치에 분사된 잉크의 양이 과도할 때, 컬러 포토레지스트가 그에 인접해 있지만 상이한 컬러를 가지는 컬러 필터의 위치로 넘치게 되어, 2가지 종류의 컬러의 포토레지스트 물질이 겹치는 영역이 형성되고, 액정 디스플레이 상에서는 이 영역에 컬러 혼합 등의 이상 현상이 일어난다는 것이다.
본 발명의 실시예의 목적들 중 하나의 목적은 컬러 혼합 현상을 피하는 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 및 기판 상에 배치되어 있는 블랙 매트릭스 및 복수의 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 기판이 제공되고, 복수의 컬러 필터를 수용하는 복수의 공간이 블랙 매트릭스에 의해 정의되며, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에, 함몰부가 제공되고, 이 함몰부는 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해준다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판의 제조 방법이 제공되며, 이 방법은
단계 1: 기판이 제공되는 단계;
단계 2: 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공되는 블랙 매트릭스가 패턴화 공정을 통해 기판 상에 형성되는 단계 - 복수의 공간은 복수의 컬러 필터를 수용하는 역할을 하며, 함몰부는 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 제공되고 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해줌 -; 및
단계 3: 블랙 매트릭스에 의해 정의되는 복수의 공간에 복수의 컬러 필터가 형성되는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법과 관련하여, 함몰부는 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 제공되고 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해주며, 이에 따라 노즐의 이상으로 인해 공간에 너무 많이 분사된 컬러 포토레지스트는 함몰부를 통해 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간으로 흘러 넘어간다. 따라서, 과도한 컬러 포토레지스트가 상이한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간으로 흘러들어가는 것이 방지되고, 다수의 공간에서 컬러 필터의 균일한 할당이 달성된다. 이로 인해, 컬러 혼합 등과 같은 디스플레이 문제가 방지될 수 있다. 게다가, 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들이 본 발명에 의해 설계된 함몰부에 의해 상호 교통될 수 있기 때문에, 과도한 컬러 포토레지스트가 어떤 공간에 분사될 때, 여분의 컬러 포토레지스트가 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 다른 공간으로 흘러들어갈 수 있다. 이와 같이, 형성된 컬러 필터는 균일한 두께를 가지며, 디스플레이 효과 또한 향상된다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결 방안을 더욱 명확하게 예시하기 위해, 실시예의 도면이 이하에 간략하게 기술되어 있으며, 이하에 기술된 도면이 본 발명의 일부 실시예에만 관련되어 있고 본 발명을 제한하지 않는다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판을 나타낸 평면도.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 A-A를 따라 절취한 도 1의 컬러 필터 기판을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판을 나타낸 평면도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컬러 필터 기판의 제조 방법의 복수 단계들을 나타낸 개략도.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 상세 및 이점을 명백히 하기 위해, 이하에서, 본 발명의 실시예의 기술적 해결 방안이 본 발명의 실시예에 관련된 도면과 관련하여 명확하고 완전히 이해될 수 있도록 기술될 것이다. 기술된 실시예가 본 발명의 실시예의 전부가 아니라 일부에 불과하다는 것이 명백하다. 본 발명의 기술된 실시예에 기초하여, 기술 분야의 당업자라면, 어떤 발명 노력도 없이, 본 발명에 의해 보호받고자 하는 범위 내에 속하는 다른 실시예(들)을 안출할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예들에 의해 제공된 디스플레이 장치, 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에 대해 첨부 도면과 관련하여 상세히 기술할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러 필터 기판(10)이 제공된다. 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(10)은 기판(101) 및 기판(101) 상에 배치되어 있는 블랙 매트릭스(102) 및 복수의 컬러 필터(103)를 포함하고, 복수의 컬러 필터(103)를 수용하는 복수의 공간(104)이 블랙 매트릭스(102)에 의해 정의되고, 각각의 공간(104)은 그에 대응하는 하나의 컬러 필터(103)를 받아들인다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 공간(1041)은 적색의 컬러 필터(1031)(도면에서 R로 표시됨)를 수용하고, 공간(1042)은 적색의 컬러 필터(1032)를 받아들인다. 유의할 점은, 간결함과 편의를 위해, 컬러 필터 기판(10)의 일부만이 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시되어 있다.
예를 들어, 블랙 매트릭스(102)는 동일한 컬러 또는 상이한 컬러의 컬러 필터를 분리시키는 물질을 채택하고, 보통 격자 구조로 형성되며, 그의 메쉬 부분은 컬러 필터를 받아들이는 영역[즉, 앞서 언급한 바와 같은 공간(104)]이다.
게다가, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 공간들(104) 사이에, 함몰부(1021)가 제공되어 있다. 함몰부(1021)에서의 블랙 매트릭스의 두께는, 블랙 매트릭스(102) 상의 함몰부(1021)를 제외한 다른 영역들(1022)[예컨대, 기판(102)의 경계 위치에 있는 블랙 매트릭스의 영역 및 상이한 컬러의 컬러 필터들(103) 사이의 블랙 매트릭스의 영역]의 두께보다 작으며, 따라서 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 공간들(104)이 상호 교통된다. 구체적으로는, 도 1에서 예로서, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 대응하는 적색 컬러 필터(1031, 1032)가 수용되는 공간들(1041, 1042) 사이에, 함몰부(1021)가 제공되어 있다. 여기서, 적색 컬러 필터는 단지 예로서 제공되어 있으며, 녹색, 청색 또는 기타 컬러의 컬러 필터도 역시 가능할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 잉크젯 인쇄를 통해 컬러 필터를 형성하는 동안에, 노즐의 이상으로 인해 공간(1044)에 너무 많이 분사된 컬러 포토레지스트는 함몰부(1021)를 통해 동일한 컬러의 컬러 필터(1032)를 수용하는 공간(1042)으로 흘러 넘어가고, 따라서 함몰부(1021)에 의해 상호 교통되는 공간들(1044, 1042)에서 컬러 필터의 두께는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 균일한 경향이 있다.
블랙 매트릭스(102) 상에, 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들이 상호 교통될 수 있게 해주는 적어도 하나의 함몰부(1021)가 제공되어 있다. 바람직하게는, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 모든 2개의 인접한 공간(104) 사이에 하나의 함몰부(1021)가 제공되는 것이 가능하고, 따라서 전체 컬러 필터 기판(10) 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터의 두께는 균일하게 될 수 있다. 명백하게도, 본 발명의 실시예는 이것을 제한하지 않으며, 통상의 지식 또는 흔히 사용되는 기술적 수단에 따라 기술 분야의 당업자에 의해 함몰부(1021)가 적당한 수로 설정될 수 있다.
잘 알 수 있는 바와 같이, 함몰부(1021)에 의해 상호 교통되는 동일한 컬러의 컬러 필터에 대한 공간(104)의 상대적 위치 및 컬러 필터 기판(10) 상의 복수의 공간(104)의 전체 배열 모드와 관련하여, 본 발명의 실시예는 이들 각각에 대해 구체적인 제한을 두지 않는다. 도 1 내지 도 3에 도시된 내용은 단지 예시적인 설명을 위한 것이며, 통상의 지식 또는 흔히 사용되는 기술적 수단에 따라 기술 분야의 당업자에 의해 이들이 다른 특정의 형태로 설정될 수 있다.
게다가, 상기 블랙 매트릭스(102) 및 컬러 필터(103)를 제외하고는, 다른 요소층이 컬러 필터 기판(10) 상에 추가로 제공될 수 있다. 선택적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 오버코트(Over Coat, OC)(105)가 컬러 필터 기판(10) 상에 제공된다. 본 발명의 실시예는 이것을 제한하지 않으며, 통상의 지식 또는 흔히 사용되는 기술적 수단에 따라 기술 분야의 당업자에 의해 전도층(예컨대, 인듐 주석 산화물의 층) 등과 같은 다른 요소가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 컬러 필터 기판과 관련하여, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 공간들(104) 사이에, 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 공간들(104)[도 2a에서의 공간들(1044 및 1042) 등]이 상호 교통될 수 있게 해주는 함몰부(1021)가 제공되어 있다. 그에 따라, 잉크젯 인쇄를 통해 컬러 필터(103)를 형성하는 동안에, 노즐의 이상으로 인해 공간(1044)에 너무 많이 분사된 컬러 포토레지스트가 함몰부(1021)를 통해 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간(1042)으로 흘러 넘어가고, 따라서, 과도한 컬러 포토레지스트가 상이한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간으로 흘러들어가는 것이 방지되고, 다수의 공간에서 컬러 필터의 균일한 할당이 달성된다. 이를 통해, 컬러 혼합 등과 같은 디스플레이 문제도 방지된다. 더욱이, 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들이 본 발명에 의해 설계된 함몰부를 통해 상호 교통될 수 있기 때문에, 과도한 컬러 포토레지스트가 어떤 공간에 분사될 때, 여분의 컬러 포토레지스트가 함몰부를 통해 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 다른 공간으로 흘러들어갈 수 있다. 그로써, 디스플레이 효과 또한 향상된다.
본 발명에 의해 제공되는 실시예에서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 서로 인접해 있거나 서로의 옆에 있고 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용하는 역할을 하는 공간들(104) 사이에, 함몰부(1021)의 길이를 가능한 한 감소시키고 컬러 필터 기판(10)의 제조 공정을 단순화시키도록 함몰부(1021)가 제공되어 있다. 물론, 본 발명에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 블랙 매트릭스의 영역 상에서 다른 위치 관계를 가지는 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 함몰부가 추가로 제공되어 있다. 예를 들어, 함몰부에 의해 상호 교통되는 2개의 공간이 인접하지 않고 다수의 다른 공간에 의해 분리되어 있다.
본 발명에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 공간(104)이 어레이의 형태로 배열되어 있고, 어레이의 열 각각에 있는 공간(104)은 동일한 컬러의 컬러 필터(103)를 수용한다. 좌에서 우로의 순서로, 어레이의 형태로 배열되어 있는 복수의 공간(104)의 제1 열은 적색(도면에서 R로 표시되어 있음) 컬러 필터를 수용하고, 제2 열은 녹색(도면에서 G로 표시되어 있음) 컬러 필터를 수용하며, 제3 열은 청색(도면에서 B로 표시되어 있음) 컬러 필터를 수용한다. 이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 함몰부(1021)는 블랙 매트릭스의 영역 상에서 어레이의 열 각각에 있는 공간들(104) 사이에 배치되어 있다. 그와 같이 형성된 함몰부(1021)의 길이가 가장 짧으며, 컬러 필터 기판(10)의 제조 공정이 단순화된다. 물론, 본 발명에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 기판(10) 상의 복수의 공간은 다른 배열 모드도 역시 채택할 수 있다. 예를 들어, 복수의 공간(104)이 어레이의 형태로 배열되어 있고, 각각의 열에 있는 컬러 필터의 컬러가 완전히 동일한 종류는 아니다. 어레이의 행 각각에 있는 컬러 필터 및 인접한 행에 있는 동일한 컬러의 컬러 필터는 1개 내지 2개 위치의 거리마다 엇갈리게 되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 행에 있는 컬러 필터의 컬러는, 도시된 바와 같이, 순차적으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 적색(R)이고, 제2 행에 있는 컬러 필터의 컬러는 순차적으로 녹색(G), 청색(B), 적색(R) 및 녹색(G)이다. 이어서, 함몰부(1021)는 공간 어레이의 제1 행과 제2 행 사이에 비스듬히 배치될 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 또 다른 실시예에서, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 함몰부(1021)가 블랙 매트릭스의 영역들의 중간 위치에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 배치되어 있다. 컬러 포토레지스트는 먼저 공간(104)의 중간 위치로 흘러가고, 함몰부(1021)를 통해 공간(104) 내로 흘러들어가고, 이어서 공간(104)의 2개의 측면 쪽으로 점차 확산하며, 따라서 컬러 포토레지스트가 응고되기 전에 가능한 한 빨리 공간(104)에서 균일하게 분산될 수 있다. 예를 들어, 기판의 표면에 평행한 평면도에서, 컬러 필터를 받아들이는 공간은 직사각형의 형상을 가지며, 함몰부는 직사각형 형상의 공간의 측면들 중 각 측면과 인접해 있고, 인접한 부분은 측면의 중간 위치에 위치해 있다. 그렇지만, 본 발명의 실시예는 직사각형 형상으로 제한되지 않으며, 평행사변형 또는 정사각형 형상 또는 임의의 다른 적당한 형상도 이용될 수 있다. 그와 같이 구성된 함몰부(1021)는 형성된 컬러 필터의 두께를 더욱 균일하게 하며, 그로써 디스플레이 효과를 향상시킨다.
본 발명에 의해 제공되는 또 다른 실시예에서, 함몰부의 폭은 공간의 폭의 1/3 내지 4/5이다. 적당한 공간 폭에 의해, 컬러 포토레지스트의 흐름의 원활성이 보장되고, 제조 공정이 단순화된다. 예를 들어, 함몰부의 폭은 함몰부와 인접하는 공간의 측면 길이의 1/3 내지 4/5이다.
본 발명에 의해 제공되는 추가의 또 다른 실시예에서, 함몰부의 폭은 공간의 깊이(즉, 함몰부 영역을 제외한 블랙 매트릭스의 부분의 두께)의 1/4 내지 1/2이다. 적당한 공간 깊이에 의해, 컬러 포토레지스트의 흐름의 원활성이 보장되고, 제조 공정이 단순화된다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 컬러 필터 기판과 관련하여, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판을 포함하는 디스플레이 장치를 추가로 제공한다. 디스플레이 장치는 액정 패널, 셀 전화, 태블릿 컴퓨터, 텔레비전, 디스플레이, 노트북 컴퓨터, 디지털 사진 액자, 내비게이터 또는 디스플레이 기능을 가지는 임의의 다른 제품 또는 부품일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 액정 패널과 관련하여, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 컬러 필터 기판이 이용되기 때문에, 액정 패널은 균일한 두께를 갖는 컬러 필터를 갖는다. 그리고 상이한 컬러의 컬러 필터들 사이의 컬러 혼합 현상이 방지되고, 이에 따라 디스플레이 효과 또한 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 컬러 필터 기판과 상응하여, 본 발명의 실시예는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은,
단계 1: 기판이 제공되는 단계;
기판은 유리, 석영 또는 투명 수지의 기판 등이고, 기판은 사용을 위해 세정 공정을 거친다. 물론, 본 발명의 실시예는 이것을 제한하지 않으며, 통상의 지식 또는 흔히 사용되는 기술적 수단에 따라 기술 분야의 당업자에 의해 다른 유형의 기판이 선택될 수 있다.
단계 2: 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공되어 있는 블랙 매트릭스가 패턴화 공정을 통해 기판 상에 형성되는 단계 - 복수의 공간은 복수의 컬러 필터를 수용하는 역할을 하며, 함몰부는 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 제공되고 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해줌 -;
이 단계에서, 복수의 공간 및 함몰부가 패턴화 공정을 통해 형성된다. 여기서, 블랙 매트릭스를 형성하는 물질은 흑색 수지일 수 있고, 또한 몰리브덴, 크롬, 알루미늄 또는 기타 금속일 수 있다. 본 발명의 실시예는 이것을 제한하지 않는다.
단계 3: 블랙 매트릭스에 의해 정의되는 복수의 공간에 복수의 컬러 필터가 형성되는 단계.
바람직하게는, 이 단계에서, 복수의 컬러 필터를 형성하기 위해 잉크젯 인쇄에 의해 함몰부를 갖도록 형성된 블랙 매트릭스의 복수의 공간 내로 컬러 포토레지스트가 분사된다. 이 단계에서, 개별 노즐에 이상이 생기고 이 결과 어떤 공간에 분사되는 컬러 포토레지스트를 위한 잉크의 양이 불균등하게 되며(예를 들어, 너무 많거나 너무 적음), 더욱 많은 양의 잉크가 분사되는 공간에서의 컬러 포토레지스트는 함몰부를 통해 동일한 컬러의 컬러 포토레지스트가 분사되어 있는 다른 공간으로 흘러들어갈 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 공간(1044)에 분사된 잉크의 양이 너무 많고, 이는 함몰부를 통해 공간(1044)과 상호 교통되는 공간(1042)으로 흘러들어간다. 공간(1042)에서의 컬러 포토레지스트는 추가로 함몰부를 통해 공간(1041)으로 흘러들어갈 수 있다. 종국에는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 각각의 공간(1041, 1042 및 1044)에서의 컬러 포토레지스트의 양이 균일하게 될 수 있고, 따라서 형성된 컬러 필터는 두께가 균일하다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공되는 블랙 매트릭스가 패턴화 공정을 통해 기판 상에 형성되고, 복수의 공간은 복수의 컬러 필터를 수용하는 역할을 하며, 함몰부는 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 제공되고 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들의 상호 교통을 가능하게 해주며, 따라서 노즐의 이상으로 인해 공간에 너무 많이 분사된 컬러 포토레지스트는 함몰부를 통해 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간으로 흘러 넘어간다. 따라서, 과도한 컬러 포토레지스트가 상이한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간으로 흘러들어가는 것이 방지되고, 다수의 공간에서의 컬러 필터의 균일한 할당이 달성된다. 이를 통해, 컬러 혼합 등과 같은 디스플레이 문제가 방지된다. 게다가, 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들이 본 발명에 의해 설계된 함몰부에 의해 상호 교통될 수 있기 때문에, 과도한 컬러 포토레지스트가 어떤 공간에 분사될 때, 여분의 컬러 포토레지스트는 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 다른 공간으로 흘러들어갈 수 있다. 이와 같이, 형성된 컬러 필터는 균일한 두께를 가지며, 디스플레이 효과 또한 향상된다.
본 발명에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공되어 있는 블랙 매트릭스를 제조하는 데 금속 물질이 사용되고, 단계 2는 구체적으로 다음과 같은 것을 포함한다:
21: 금속층이 기판 상에 형성되는 단계;
예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 몰리브덴, 크롬, 알루미늄 또는 기타 금속 물질을 사용한 스퍼터링에 의해 기판(101) 상에 금속층(110)이 형성된다.
22: 포토레지스트가 금속층 상에 도포되는 단계;
기판(101)을 나타낸 개략도인 도 5a에 도시된 바와 같이, 금속층(110) 및 포토레지스트(106)가 기판(101) 상에 형성된다.
23: 포토레지스트가 하프-톤 또는 그레이-톤 마스크를 사용하여 노광되는 단계;
이 단계에서, 하프-톤 또는 그레이-톤 마스크를 사용함으로써, 포토레지스트의 상이한 위치에서의 노광의 양이 제어되고, 따라서 포토레지스트가 상이한 영역에서 상이한 노광 정도로 노광된다.
24: 노광된 포토레지스트가 현상되고, 따라서 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 포토레지스트는 현상 후에 완전히 제거되고, 블랙 매트릭스 영역에 있는 포토레지스트는 현상 후에 완전히 유지되며, 함몰부 영역에 있는 포토레지스트는 현상 후에 부분적으로 유지되는 단계;
이 단계에서, 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 포토레지스트 전부 및 함몰부 영역에 있는 포토레지스트의 일부를 제거하고 블랙 매트릭스 영역에 있는 포토레지스트 전부를 유지하기 위해, 포토레지스트에 대해 현상이 수행된다. 그로써, 나머지 포토레지스트가 2개의 상이한 두께를 가지게 된다.
이 단계에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 포토레지스트 전부는 노광 공정 및 현상 공정을 통해 제거되고, 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 포토레지스트에 의해 덮여 있는 금속층은 도 2a에서의 복수의 공간(104)에 대응한다. 이 단계에서, 함몰부 영역에 있는 포토레지스트의 일부도 역시 제거되고, 함몰부 영역에 있는 포토레지스트에 의해 덮여 있는 금속층은 도 2a에서의 함몰부(1021)에 대응한다. 이 단계에서, 블랙 매트릭스 영역에 있는 포토레지스트는 현상 후에 완전히 유지되며, 블랙 매트릭스 영역에 있는 포토레지스트에 의해 덮여 있는 금속층은 도 2a에서의 함몰부(1021)를 제외한 블랙 매트릭스(102) 상의 다른 영역(1022)에 대응한다. 마지막으로 남아 있는 포토레지스트는 2가지 상이한 두께를 가지며, 포토레지스트에 의해 덮여 있고 더욱 작은 두께를 가지는 금속층은 도 2a에서의 함몰부(1021)에 대응하고, 포토레지스트에 의해 덮여 있고 보다 큰 두께를 가지는 금속층은 도 2a에서의 함몰부(1021)를 제외한 블랙 매트릭스(102) 상의 다른 영역(1022)에 대응한다.
25: 금속층이 에칭되고, 따라서 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 금속층이 제거되고, 복수의 공간이 형성되는 단계;
도 5c에 도시된 바와 같이, 복수의 공간(104)이 기판 상에 형성된다.
26: 함몰부 영역에 있는 포토레지스트를 제거하기 위해 나머지 포토레지스트에 대해 애싱(ashing)이 수행되는 단계;
이 단계에서, 보다 작은 두께를 갖는 나머지 포토레지스트(즉, 함몰부 영역에 있는 포토레지스트)를 제거하고 보다 큰 두께를 갖는 나머지 포토레지스트를 남겨 두기 위해 상부에 있는 포토레지스트가 애싱된다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 후속하는 에칭 공정을 수행하기 위해, 도 2a에서의 함몰부(1021)에 대응하고 보다 작은 두께를 가지는 금속층(110) 상의 포토레지스트는 제거된다.
27: 복수의 공간이 형성되어 있는 금속층이 에칭되고, 따라서 함몰부 영역에 있는 금속층이 부분적으로 제거되고 함몰부가 형성되는 단계;
이 단계에서, 포토레지스트가 애싱된 영역에 의해 노광되는 금속층이 에칭되고, 따라서 함몰부 영역에 있는 금속층이 부분적으로 제거되고 함몰부가 형성된다.
28: 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공된 있는 블랙 매트릭스를 형성하기 위해 나머지 포토레지스트가 박리된다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 복수의 공간(104) 및 복수의 함몰부(1021)를 가지는 블랙 매트릭스(102)가 기판 상에 형성된다.
본 발명에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공된 블랙 매트릭스를 제조하는 데 흑색 수지 물질이 사용되고, 단계 2는 구체적으로 다음과 같은 것을 포함한다:
31: 흑색 수지층이 기판 상에 형성되는 단계;
32: 하프-톤 또는 그레이-톤 마스크를 사용하여 흑색 수지층에 대해 노광이 수행되는 단계;
33: 노광된 흑색 수지층이 현상되고, 따라서 컬러 필터를 받아들이는 공간 영역에 있는 흑색 수지층은 현상 후에 완전히 제거되고, 블랙 매트릭스 영역에 있는 흑색 수지층은 현상 후에 완전히 유지되며, 함몰부 영역에 있는 흑색 수지층은 현상 후에 부분적으로 유지된다. 이와 같이, 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공된 블랙 매트릭스가 형성된다.
이 실시예에 의해 제공된 컬러 필터 기판의 제조 방법의 단계 2는 상기 실시예에서의 단계 22 내지 단계 24에서의 부분과 유사하고, 그에 대해서는 더 이상 상세히 기술하지 않을 것이다.
이상에서 행해진 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 불과하고, 본 발명의 보호 범위가 그것으로 제한되지 않는다. 본 발명에 의해 개시된 기술적 범위 내에서 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 안출되는 모든 변경 또는 대체는 본 발명의 보호 범위 내에 속할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 보호 범위에 의해 한정될 것이다.

Claims (12)

  1. 컬러 필터 기판으로서,
    기판과, 상기 기판 상에 배치되어 있는 블랙 매트릭스 및 복수의 컬러 필터를 포함하고,
    상기 복수의 컬러 필터를 수용하는 복수의 공간이 상기 블랙 매트릭스에 의해 정의되며,
    동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이의 상기 블랙 매트릭스의 영역 상에 함몰부가 제공되고,
    상기 함몰부는 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 상기 공간들의 상호 교통을 가능하게 해주는, 컬러 필터 기판.
  2. 제1항에 있어서, 서로 인접해 있거나 서로의 옆에 있고 동일한 컬러의 컬러 필터를 받아들이는 역할을 하는 공간들 사이의 상기 블랙 매트릭스의 영역 상에 함몰부가 제공되는, 컬러 필터 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 공간은 어레이의 형태로 배열되어 있고, 상기 어레이의 각각의 열에 있는 공간들은 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 역할을 하며,
    상기 함몰부는 상기 어레이의 각각의 열에 있는 공간들 사이의 상기 블랙 매트릭스의 영역 상에 제공되는, 컬러 필터 기판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 표면에 평행한 평면도에서, 상기 함몰부는 상기 공간의 측면에 인접해 있고, 상기 인접한 부분은 상기 측면의 중간 위치에 위치해 있는, 컬러 필터 기판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 함몰부의 폭은 상기 함몰부와 인접한 상기 공간의 상기 측면 길이의 1/3 내지 4/5인, 컬러 필터 기판.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함몰부의 깊이는 상기 블랙 매트릭스 두께의 1/4 내지 1/2인, 컬러 필터 기판.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 컬러 필터 기판을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 단계 1: 기판을 제공하는 단계;
    단계 2: 복수의 공간을 정의하고 함몰부가 제공되는 블랙 매트릭스를 패턴화 공정을 통해 상기 기판 상에 형성하는 단계 - 상기 복수의 공간은 복수의 컬러 필터를 수용하는 역할을 하고, 상기 함몰부는 상기 블랙 매트릭스의 영역 상에서 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 공간들 사이에 제공되고 동일한 컬러의 컬러 필터를 수용하는 상기 공간들의 상호 교통을 가능하게 해줌 -; 및
    단계 3: 상기 블랙 매트릭스에 의해 정의되는 상기 복수의 공간에 복수의 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 기판 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 2는
    금속층을 상기 기판 상에 형성하는 단계;
    포토레지스트를 상기 금속층 상에 도포되는 단계;
    하프-톤 또는 그레이-톤 마스크를 사용하여 상기 포토레지스트에 대해 노광을 수행하는 단계;
    상기 노광된 포토레지스트에 대해 현상을 수행하는 단계 - 그에 따라 컬러 필터를 수용하는 공간 영역에 있는 상기 포토레지스트는 상기 현상 후에 완전히 제거되고, 함몰부 영역에 있는 상기 포토레지스트는 상기 현상 후에 부분적으로 유지되며, 상기 함몰부가 제공되어야 하는 부분을 제외한 상기 블랙 매트릭스의 영역에 있는 상기 포토레지스트는 상기 현상 후에 완전히 유지됨 -;
    상기 금속층을 에칭하는 단계 - 그에 따라 컬러 필터를 수용하는 상기 공간 영역에 있는 상기 금속층이 제거됨 -;
    나머지 포토레지스트에 대해 애싱을 수행하는 단계 - 상기 함몰부 영역에 있는 상기 포토레지스트는 제거되고 상기 함몰부가 제공되어야 하는 상기 부분을 제외한 상기 블랙 매트릭스의 영역에 있는 상기 포토레지스트는 얇아짐 -;
    상기 복수의 공간이 형성되어 있는 상기 금속층을 에칭하는 단계 - 상기 함몰부 영역에 있는 상기 금속층이 부분적으로 제거되고 상기 함몰부가 형성됨 -; 및
    상기 복수의 공간을 정의하고 상기 함몰부가 제공되는 상기 블랙 매트릭스를 형성하기 위해, 상기 나머지 포토레지스트를 박리하는 단계를 포함하는 컬러 필터 기판 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 단계 2는
    흑색 수지층을 상기 기판 상에 형성하는 단계;
    하프-톤 또는 그레이-톤 마스크를 사용하여 상기 흑색 수지층에 대해 노광을 수행하는 단계; 및
    상기 노광된 흑색 수지층에 대해 현상을 수행하는 단계 - 컬러 필터를 받아들이는 공간 영역에 있는 흑색 수지층은 상기 현상 후에 완전히 제거되고, 함몰부 영역에 있는 상기 흑색 수지층은 상기 현상 후에 부분적으로 유지되며, 상기 함몰부가 제공되는 부분을 제외한 상기 블랙 매트릭스의 영역에 있는 상기 흑색 수지층은 상기 현상 후에 완전히 유지됨 - 를 포함하고, 이로써, 상기 복수의 공간을 정의하고 상기 함몰부가 제공되는 상기 블랙 매트릭스가 형성되는 것인 컬러 필터 기판 제조 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함몰부의 깊이는 상기 블랙 매트릭스 두께의 1/4 내지 1/2인 컬러 필터 기판 제조 방법.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 3은 잉크젯 인쇄에 의해 상기 복수의 공간에 컬러 포토레지스트를 분사하는 단계를 포함하는 것인 컬러 필터 기판 제조 방법.
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