KR930005560B1 - Lcd 칼라 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

LCD 칼라 필터 및 그 제조방법

제1a도 내지 제1d도는 종래의 칼라 필터의 제조 공정도.

제2a도 내지 제2c도는 이 발명의 LCD 칼라 필터의 제조 공정도이다.

이 발명은 LCD(Liquid Crystal Display) 칼라 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 오버코트(Overcoat)층을 제거하여 ITO(Indium Tin Oxide)와 블랙매트릭스가 접촉되도록 제조한 칼라 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

한국 특허 출원 번호 제91-7438호로서 출원인이 이미 출원한 ‘액정표시소자의 칼라 필터 제조방법’을 살펴보면 다음과 같다.

제1a도에 도시된 바와같이, 투명한 유리기판(1)상에 광 차단용 블랙매트릭스(2)를 크롬(Cr) 또는 흑색의 유기 박막으로 형성하고, 그 위에 젤라틴, 카제인 등의 염색 가능한 천연 단백질의 수용성 감광액을 코팅하고 마스크 노광법으로 노광, 현상한 다음 소정의 분광 특성을 갖는 레드(Red) 수용액에 침적 염색하여 첫번째색(3)을 완성한 다음 그 위에 재차 코팅, 마스크 노광, 현상, 염색을 반복하여 그린(Green), 블루(Bule)(4, 5)를 순차적으로 형성하고, 그 위에 R, G, B 칼라 필터의 표면을 보호하기 위한 보호막으로서 투명한 아크릴 수지 또는 폴리우레탄 수지 등의 오버코트층(7)을 형성한다. 다음은 제1b도에 도시된 바와같이 오버코트층(7)의 상부중 유효 영역은 노출시키고 비유효 영역에는 메탈 마스크(8)를 설치한다. 이어 제1c도에 도시된 바와같이 노출된 오버코트층(7)의 상부에 진공증착 또는 스퍼터링 등의 기법으로 투명한 ITO층(6)을 형성하고 최종적으로 제1d도에 도시된 바와같이 메탈 마스크(8)를 제거하여 칼라필터를 완성하였다.

이와같은 칼라필터의 문제점으로서, 첫째는 피착색 층이 천연 고분자 물질로 구성되어 있어 막질 자체가 약하기 때문에 보호막을 형성하지 않고 ITO를 퇴적시키게 되면 증착 중 피착색층이 변질 또는 파괴되어 버리는 문제점이 있고, 둘째는 보호막을 형성하지 않으면 ITO 증착 중 변질된 피착색층 물질이 먼지로 작용 ITO층중에 혼입되어 ITO 단선 불량을 야기하므로 반드시 보호막을 형성해야 하며, 셋째로 보호막을 형성하면 전기전도도가 좋은 크롬 블랙매트릭스(50~110μΩ/㎝)와 열에 약한 유기 박막상에 낮은 온도(실온~200℃)에서 증착하는 고 저항 ITO(100~300Ω/□)가 격리된 구조로 될 수밖에 없어 크롬 블랙매트릭스의 저 저항을 이용할 수 없는 난점이 있고, ITO의 고 저항은 화면이 대형화될수록 낮은 전압에서 구동할 수 없게되어 칼라 LCD의 표시 얼룩으로 나타나 시인성을 악화시키는 등의 문제점이 있다.

따라서, 이 발명의 목적은 전술된 종래의 문제점들을 제거한 새롭고 유용한 LCD 칼라필터 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

이 발명의 또 다른 목적은 금속성인 크롬, 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 알루미늄등 가운데 하나로 블랙매트릭스를 형성하고, R, G, B 착색 패턴을 형성한 후 종래의 오버코트층을 형성하지 않고 착색 패턴 형성 후 바로 ITO층을 형성하여 만들어지는 LCD 칼라 필터 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

이 발명의 LCD 칼라필터는 유리기판 상에 크롬 등의 저 저항 금속으로 이루어진 광 차단층 블랙매트릭스의 R, G, B 칼라 필터층 및 금속 블랙매트릭와 직접 접촉하여 형성된 ITO 전극으로 구성된다.

이와같은 구조의 칼라필터는 고 저항 ITO가 저저항 금속 블랙매트릭스와 직접 접촉하는 구조로 되어 ITO 전극의 저항이 감소하는 효과가 있고, 전원이 ITO 전극과 금속 블랙매트릭스로 이중 공급되어 단선 불량을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 칼라 필터의 표시 화면이 대형화 될수록 ITO 전극의 고 저항이 칼라 필터 중앙부에 전원 공급을 어렵게 하여 주변부와 중앙부의 표시 얼룩의 원인이 되나 ITO 전극과 저 저항금속 블랙매트릭스가 접촉된 구조에서는 이와같은 문제를 근본적으로 제거할 수 있다.

이하, 이 발명의 보다 상세한 내용은 첨부된 도면에 따라 설명한다.

제2c도는 이 발명의 LCD 칼라 필터의 구조도를 나타내는 도면으로서 참조번호 11은 유리기판을, 12는 블랙매트릭스를, 13, 14, 15는 각각 R, G, B 착색패턴을 마지막으로 16은 ITO 전극을 나타낸다. 종래의 제1d도와 다른 것은 오버코트층(7)이 제거되었다는 점이다.

제2a도 내지 제2c도는 이 발명의 LCD 칼라 필터의 제조 공정 단계를 나타낸다. 먼저, 투명 유리기판(11)상에 그롬 등의 금속을 두께 1000~2000Å의 두께로 스퍼터하여 전면 증착한 후, 마스크 노광법을 이용하여 PR(Photo Resist)을 도포하고 노광, 현상 및 에칭하여 제2a도에 도시된 바와같이 금속 블랙매트릭스(12)를 형성한다.

그 다음에, 아크릴 수지 또는 폴리 이미드 수지를 기본 구성으로 하는 안료 또는 염료의 적색 착색 수지를 소정의 적색 분관 특성이 되도록 0.8~2.5㎛의 두께로 도포하고 마스크 노광, 현상하여 R 필터(13)를 형성한다. 그 후 녹색의 안료 또는 염료가 분산되어 있는 착색 수지를 소정의 녹색 분광 특성이 되도록 1.0~2.5㎛의 두께로 도포, 마스크 노광 및 현상을 되풀이하여 G필터(14)를 형성하고 그 다음에는 청색의 안료 또는 염료가 분산되어 있는 착색수지를 소정의 청색 분광 특성이 되도록 0.5~2.0㎛의 두께로 도포, 마스크 노광 및 현상을 되풀이하여 B칼라 패턴(15)을 완성한다(제2b도).

이와 같이 하여 완성된 칼라 패턴(13, 14, 15) 상에 금속 블랙매트릭스(12)의 최외곽 패턴에 대응하도록 제작한 도시되지 않은 금속 마스크를 개재시켜 ITO 전극(16)을 칼라 필터상에 스퍼터 증착한다. RF 마그네트론 스퍼터 방법으로 실온~200℃ 이내의 온도에서 두께 500~1500Å, 투과율 85% 이상, 저항 80~300Ω/□이 되도록 최종적 칼라 필터를 완성한다(제2c도).

이와 같이 제조된 LCD 칼라 필터는 종래에 칼라 필터를 보호하기 위해 형성하였던 보호막을 제거하여 대폭적으로 생산성 향상을 기할 수 있고, 금속 블랙매트릭스와 ITO 전극이 접촉되는 구조로 되어 있어 전원을 금속블랙매트릭스와 ITO 전극으로 이중회로를 구성할 수 있으므로 저항을 감소시켜 포시 얼룩을 근본적으로 제거할 수 있으며, 칼라패턴 계면에서 발생하기 쉬운 ITO 전극 단락으로 인한 화소표시 결함을 금속 블랙 매트릭스에 전원을 공급하여 이중회로를 구성하므로써 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 투명 유리 기판상에 형성된 금속 블랙매트릭스, R, G, B 칼라 필터 및 상기 금속 블랙매트릭스와 접촉하여 형성된 ITO 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LCD 칼라 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속 블랙매트릭스가 크롬, 니켈, 탄탈륨 및 알루미늄 중의 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LCD 칼라 필터.
3. 투명 유리 기판상에 금속 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 금속 블랙매트릭스 사이에 R, G, B 칼라 필터를 형하며 상기 금속 블랙매트릭스와 접촉하도록 R, G, B 칼라 패턴 상에 ITO 전극을 형성하는 공정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LCD 칼라 필터.