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KR101057625B1 - 컬러필터 및 이의 제조방법 - Google Patents

컬러필터 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR101057625B1
KR101057625B1 KR1020070081847A KR20070081847A KR101057625B1 KR 101057625 B1 KR101057625 B1 KR 101057625B1 KR 1020070081847 A KR1020070081847 A KR 1020070081847A KR 20070081847 A KR20070081847 A KR 20070081847A KR 101057625 B1 KR101057625 B1 KR 101057625B1
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ink
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light shielding
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최경수
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유민아
김미애
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 차광부 패턴을 자외선 경화하는 단계; (c) 상기 차광부 패턴을 감압 열처리하는 단계; 및 (d) 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 유입하는 단계를 포함하는 컬러필터의 제조방법, 이에 의하여 제조된 컬러필터, 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
컬러필터, 차광부 패턴

Description

컬러필터 및 이의 제조방법{COLOR FILTERS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 컬러필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 잉크젯에 의하여 컬러필터를 제작하는 경우에 있어서, 저비용 및 단순한 공정으로 화소부의 친잉크성을 유지하면서 차광부의 발잉크성을 강화하여 화소부의 색빠짐을 방지할 수 있는 컬러필터의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
통상적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 'LCD'라 함)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, LCD는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다. 액정패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련되게 된다. 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 'TFT'라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동한다. 이러한 LCD는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하며, 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기에까지 광범위하게 이용되고 있다.
액정표시장치에서는 컬러 화상을 표시하기 위하여 광원에서 발생되는 광을 삼원색광, 즉 적·녹·청의 광으로 분리하고 있다. 이를 위하여, 적색광만을 투과시키는 적색(이하 'R'이라 한다) 필터, 녹색광만을 투과시키는 녹색(이하 'G'라 한다) 필터, 청색광만을 투과시키는 청색(이하 'B'라 한다) 필터를 화소마다 필요로 하고 있다. R, G, B 필터들은 화상의 열화와 색번짐을 방지하기 위하여 서로 중첩되지 않게 형성되어야 한다.
이러한 액정표시장치의 컬러필터 제조방법으로는 염색법(Dye Method), 안료분산법(Pigment Dispersion Method), 전착법(Electrodeposition Method) 또는 인쇄법(Print Method) 등이 일반적으로 이용되고 있다. 이들 중에서 염색법이나 안료분산법은 미세한 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있는 반면에 R, G, B 각각의 잉크에 대한 사진식각 공정을 필요로 하므로 제조공정이 복잡하고 재료낭비가 많은 단점이 있다. 전착법 역시 삼원색(R, G, B) 각각의 잉크에 대한 전착 및 정착 공정을 반복하기 때문에 제조공정이 복잡한 단점이 있다. 인쇄법은 컬러필터의 두께를 균일하게 제어하기 힘든 문제점이 있다.
이러한 기존 컬러필터 제조방법들의 단점들을 극복하고자 최근에는 비교적 간단한 공정으로 미세패턴을 용이하게 제조할 수 있는 잉크젯 방식의 컬러필터 제 조방법이 활발하게 연구되고 있다. 잉크젯 컬러필터 제조방법은 투명기판 위에 셀영역을 마련하기 위한 격벽 역할을 하는 격자형태의 차광부 패턴(Black Matrix)을 형성한 후 그 셀영역에 잉크를 분사함으로써 컬러필터를 형성하게 된다. 잉크젯 기술에 의하면 필요한 장소에 재료를 토출하므로 재료의 소비가 없으며 마스크가 필요없는 직접 분사 방식으로 공정을 단순화할 수 있다.
잉크젯 기술에 의해 컬러 필터를 제작하는 데 있어서, 화소부 간 얼룩을 방지하는 것은 중요하다. 화소 영역에 토출된 잉크가 스스로 위치를 찾아가는 이른바, 자체 보정(셀프-얼라인)으로 이러한 얼룩을 방지할 수 있다. 자체 보정은 잉크가 토출된 후 잉크의 베이킹 과정에서 잉크의 용제가 증발하면서 발생하며, 이 자체 보정이 가능하기 위해서 차광부의 발잉크성이 요구된다. 또한, 화소부는 토출된 잉크가 표면에서 잉크가 균일하게 퍼져 미충진이 발생하지 않아야 하고 색 빠짐이 없어야 하므로 친잉크성을 유지하는 것이 유리하다.
차광부 패턴은 포토리쏘그래피 공정에 의하여 제조될 수 있으며, 구체적으로 기판 위에 재료를 코팅, 프리 베이크(pre-bake), UV 노광, 현상(Develop) 및 포스트 베이크(post-bake) 과정을 거쳐서 제조될 수 있다. 재료를 기판 표면 전면에 코팅하는 기존 포토리쏘그래피 공정에 의해 차광부 패턴을 제조하면, 차광부 패턴을 형성하는 잉크 반발제가 차광부 패턴을 형성하는 최종 단계인 포스트 베이킹시 증발되어 기판의 표면에 얇게 부착한다. 이로 인해 기판 표면도 잉크 반발성을 띠게 되고 이로 인해 잉크가 토출되는 영역(화소부)에 잉크가 충분히 확산되지 않아 색빠짐 현상이 발생하게 된다.
대한민국 특허 공개 제1998-080712호에는 차광부 패턴을 현상시키고 후-베이킹 과정에서 감압 가열을 하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 그 실험 결과로 접촉각을 측정하여 차광부 패턴 영역의 발잉크성과 유리 기판의 친잉크성을 확인하고 있다.
그런데, 상기 특허 공개 문헌에 기재된 내용대로 실시하기 위해서는, 고온에서의 포스트 베이킹 과정에서 진공 챔버에 기판을 위치시키고 진공 펌프에 의해 배기하여 감압하기까지 적게는 수십초, 많게는 수분의 시간이 필요하다. 이 때, 가열판이 미리 가열되어 있지 않은 경우라면 매번 기판을 삽입과 배출할 때 가열판의 가열과 냉각을 반복해야 한다. 이 경우 공정 시간이 길어지고 불필요한 낭비를 초래한다. 또한, 가열판이 미리 가열되어 있는 경우라면 진공 챔버의 내부의 감압이 완전히 완료되지 않은 과정에서도 차광부의 성분 증발이 발생하여 화소 영역에 영향을 줄 수 있다. 또한, 베이킹이 완료되고 벤트하는 시간 또한 수분이 소요되며 이 경우에도 마찬가지 영향을 줄 수 있다.
이 경우, 컬러 필터의 차광부 패턴 사이의 잉크 유입 영역, 즉 화소부는 수 십~수 백 마이크로미터의 좁은 영역이므로 소량의 성분이 증발되더라도 증발의 영향을 크게 받게 되며 이로 인해 미충진이 발생할 수 있다. 특히 IPS 타입의 컬러 필터는 귀퉁이 부분 미충진이 발생할 가능성이 더욱 높다.
또한, 종래 기술에서는 그 실험 결과로 차광부 또는 화소부의 접촉각을 측정하여 그 차이를 비교하고 있으나, 차광부 패턴 사이의 잉크 유입 영역은 수 십~수 백 마이크로미터의 좁은 영역이고 차광부 패턴(흑색 매트릭스) 사이에 위치해 있기 때문에 정확한 접촉각 측정이 어려울 뿐만 아니라, 실제 잉크의 미충진은 차광부와 화소부가 인접한 부분에서 발생하므로 평탄한 영역에서 측정한 접촉각으로는 미충진을 판단할 수 없다.
본 발명은 잉크젯에 의해 컬러 필터를 제작하는 경우에 있어서, 저비용 및 간단한 공정으로 화소부의 친잉크성을 유지하면서 차광부의 발잉크성을 강화하여 자체 보정이 가능하고, 또한 차광부의 포스트 베이크 과정에서 감압 가열하는 경우 가열판이 미리 가열되어 있는 상태에서 기판을 삽입하더라도 후에 균일한 잉크 충진이 가능하여, 화소부의 혼색, 색빠짐, 잉크 미충진 및 얼룩을 방지하고 표면이 균일한 컬러필터를 제공할 수 있는 컬러필터의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 컬러필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 차광부 패턴을 자외선 경화하는 단계; (c) 상기 차광부 패턴을 감압 열처리하는 단계; 및 (d) 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 유입하는 단계를 포함하는 컬러필터의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터의 제조방법에 의하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 잉크젯에 의한 컬러 필터 제작으로 공정 단순화와 비용 절감을 달성할 수 있다. 또한, 감압 가열 전 자외선 처리를 하기 때문에, 차광부 패턴을 감압 가열할 때 가열판이 미리 가열되어 있는 상태에서 기판을 삽입하더라도, 그리고 감압 및 벤트 과정에서도 차광부 패턴 성분이 증발되지 않아 화소 영역에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 컬러필터는 균일한 잉크 충진이 가능하다. 또한, 가열판을 가열과 냉각을 반복할 필요가 없어 공정 시간 및 비용이 절약된다. 이에 더하여, 감압 열처리 전의 자외선 처리 및 감압 열처리는 잉크 충진 부위인 화소부를 친잉크성으로 개질할 수 있으며, 차광부의 경화를 강화하여 발잉크성을 증가시킴으로써 자체 보정이 가능하다. 따라서, 화소부의 혼색, 색빠짐, 잉크 미충진 및 얼룩이 없고 표면이 균일한 컬러필터를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 자체 잉크 보정에 의하여 미세한 정밀도가 필요없고 장비가 단순해진다.
이하에서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 컬러필터의 제조방법은 차광부 패턴을 형성함에 있어서 (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계 후에 (b) 상기 차광부 패턴을 자외선 경화하는 단계 및 (c) 상기 차광부 패턴을 감압 열처리하는 단계를 수행하고, 그 후에 (d) 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 유입하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 기판 상에 차광부 재료를 도포하 는 단계; (a2) 상기 차광부 재료를 프리 베이크하는 단계; 및 (a3) 상기 프리 베이크된 차광부 재료를 선택적으로 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 수행될 수 있다.
상기 기판으로는 유리 기판, 플라스틱 기판 또는 플렉시블 기판 등을 사용할 수 있으나 내열성이 강한 투명 유리 기판이 바람직하다.
상기 (a1) 단계에서 기판 상에 차광부 재료를 도포하는 방법은 당기술분야에서 알려진 방법, 예컨대 스핀코팅, 딥코팅 또는 닥터 블레이딩 등에 의해 수행될 수 있다.
상기 차광부 재료는 발잉크성을 갖는 것이 바람직하며, 상기 차광부 재료는 발잉크성을 갖기 위해 발잉크성 성분인 실리콘계 또는 플루오린계 계면활성제를 차광부 형성용 총 조성물 100 중량부에 대해 0.01 내지 0.3 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 차광부 재료의 차광성 착색 재료로는 카본블랙, 유기안료 혼합형 차광성 착색제, 카본블랙과 유기안료 혼합형 차광성 착색제를 혼합한 하이브리드형 착색재료를 차광부 형성용 조성물의 총 고형분 중 20 내지 50 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 바인더 폴리머 성분을 총 고형분 100 중량부에 대하여 20 내지 50 중량부, 가교제를 20 내지 40 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 차광부는 광개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 차광부 형성용 조성물은 코팅성을 위해 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매는 차광부 형성용 조성물 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량부 함유하는 것이 바람직하다.
(a2) 단계에서 프리 베이크는 50 내지 150℃에서 10 내지 1,000초 동안 수행하는 것이 바람직하다.
(a3) 단계의 선택적 노광 및 현상은 당 기술분야에 알려져 있는 방법 및 재료를 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 차광부 패턴을 자외선 경화하는 단계이다. 여기서, 자외선 조사는 50~500mW/cm2의 세기로 5~500초 동안 수행하는 것이 바람직하고, 80 내지 200 ㎽/㎠의 세기로 5 내지 500초 동안 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 UV 조사가 50 ㎽/㎠ 미만이면 에너지가 작아 경화가 이루어지지 않을 수 있고, 500 ㎽/㎠를 초과하더라도 경화되는 정도는 유사하기 때문에 불필요한 에너지가 낭비될 수 있다.
또한, 상기 UV 조사는 차광부 패턴의 형성면에 수행하거나, 차광부 패턴의 형성면과 비형성면에 동시에 수행함으로써, 내용제성을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 차광부 패턴을 감압 열처리에 의하여 포스트 베이킹 하는 단계이다. 감압 열처리를 하는 경우 감압하지 않은 경우에 비하여 더 쉬운 용제의 증발이 이루어지므로 더 많은 경화가 이루어진다. 또한, 차광부의 증발 성분이 다시 화소부에 부착하는 것을 최소화하여 화소부를 친잉크성으로 유지할 수 있다. 이때, 진공 챔버의 진공도는 0.01~1 torr 범위이며, 베이킹 온도는 150~230℃, 시간은 10~2,000초가 바람직하다.
자체 보정이 발생할 정도로 차광부의 발잉크성을 강화하기 위해 차광부를 진공 챔버 내부에서 170~230℃ 사이의 고온에서 포스트 베이킹하는 것이 바람직하다. 자체 보정은 얼룩을 방지하는 것 외에도 장비의 고정밀도를 요구하지 않아도 되기 때문에 비용이 절감되고 단순해 질 수 있다. 170℃ 이하의 저온에서 진공 하의 포스트 베이킹을 하는 경우에는 자체 보정 효과를 나타내기 어렵다.
필요에 따라, 자외선 경화 처리 전에 저온 열처리 단계를 거치면서 차광부에 남은 용제를 미리 증발시킬 수도 있다. 이때 저온 열처리는 50~150℃의 온도에서 10~1,000초 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 열경화가 50℃ 미만이면 에너지가 작아 경화가 이루어지지 않을 수 있고, 150℃를 초과하면 차광부의 재료가 화소부에 흡착되어 화소부의 퍼짐성이 나빠질 수 있다. 마찬가지로 상기 열경화를 10 초 미만으로 수행하면 경화가 이루어지지 않을 수 있고, 1,000초를 초과하면 차광부 재료의 흡착으로 화소부의 퍼짐성이 나빠질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자외선 경화 처리로 화소부와 차광부가 동시에 친잉크성으로 개질된다. 그러나, 차광부는 자외선 경화 처리와 감압 열처리 과정을 거치면서 경화되어 다시 발잉크성을 띠게 된다. 이로 인해 기판의 표면 에너지가 감소하여 잉크 토출 후 잉크의 베이킹 과정에서 잉크의 유동성으로 인해 차광부 위로 넘친 잉크가 다시 화소부 내부로 돌아오는 자체 보정(셀프-얼라인)이 나타나게 된다.
이러한 자체 보정으로 잉크의 토출 위치가 정확하지 않더라도 잉크 베이킹 후 화소부 내부로 잉크가 돌아오게 되므로, 장비는 큰 정밀도를 요구하지 않으며 이로 인해 비용을 절감할 수 있다. 또한, 자체 보정을 통해 토출된 잉크가 스스로 표면에너지가 최소화하도록 이동하여 위치함으로 인하여 화소부마다 동일한 형상을 이루게 되며 이로 인해 색얼룩이 방지된다.
이어서, 상기 (d) 단계는 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 유입하는 과정이다. 상기 (d) 단계는 2종 이상의 잉크, 예컨대 R, G, B의 3종 잉크를 동시에 또는 연속적으로 충진할 수 있다. 상기 잉크는 광경화성 또는 열경화성 잉크를 사용할 수 있다. 상기 잉크 충진은 잉크젯 방법에 의하여 수행되는 것이 바람직하다.
각 잉크를 잉크젯 방법에 의해 화소부에 토출하면, 차광부 패턴은 발잉크성을 띠고 화소부는 친잉크성을 띠고 있으므로 토출된 잉크는 화소부 내에서 균일하게 퍼진다. 이 과정에서 토출된 잉크는 발잉크성인 차광부 패턴을 타고 넘지 않으므로 각 잉크마다의 별도의 후처리 공정 없이 세 잉크의 연속 토출이 가능하며, 필요에 따라 각 잉크 토출 후 또는 모든 잉크 토출 후 잉크에 대해 광경화 또는 열경화가 가능하다.
본 발명은 상기 (d) 단계에서 유입된 잉크를 경화하는 과정을 추가로 포함할 수 있다. 잉크의 경화는 잉크의 종류에 따라 광경화, 열경화 또는 이들을 동시에 수행할 수 있다. 잉크는 당 기술분야에 알려져 있는 것을 사용할 수 있으며, 잉크의 종류는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 개략적인 컬러필터의 제조방법을 도 1에 예시하였다.
본 발명은 또한 전술한 방법에 의하여 제조된 컬러필터를 제공한다. 본 발명 에 따른 컬러필터는 종래의 방법에 의하여 제조된 컬러필터에 비하여 화소부의 혼색, 색빠짐, 잉크 미충진 및 얼룩이 없고 표면이 균일한 특성을 갖는다. 본 발명에 따른 컬러필터는 자기 보정 기능이 있기 때문에 화소부 내에 토출되는 잉크는 차광부 패턴보다 높게 볼록하게 도포될 수 있으며, 이에 의하여 많은 양의 잉크를 토출할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 진한 색을 구현할 수 있고, 색 구현을 위한 차광부의 두께를 줄일 수 있어 재료 절감 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다. 상기 표시장치는 액정표시장치일 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치는 상기 본 발명에 따른 컬러필터를 사용하는 것을 제외하고는 당기술분야에 알려져 있는 표시장치의 구조를 갖는다.
이하에서 본 발명에 대하여 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않는다.
[실시예]
실시예 1
유리기판 위에 발잉크성 재료를 포함한 광경화성 재료를 사용하여 스핀 코팅으로 전면 코팅하였고 100℃, 100초의 프리 베이크를 행하였다. 이후 자외선 노광, 현상 과정을 거치면서 격벽을 형성하는 차광부 패턴을 생성하였다. 이어서, 차광부 패턴을 갖는 기판을 355nm의 자외선으로 100mW/cm2 세기로 1분 동안 조사한 후 진공 도 0.02torr로 180℃에서 20분 간 베이킹하고 5분 동안 벤트하였다.
제조한 차광부 사이의 화소 영역에 잉크를 7방울 토출하였다. 이때, 화소부의 폭은 100 ㎛이었다. 잉크의 충진 상태를 도 2에 나타내었다. 도 2를 보면, 차광부 영역으로 넘침 없이 화소 영역에 빈 영역이 없이 충분히 채워진 것을 확인할 수 있다. 사진은 100x 확대한 CCD 카메라 사진이다.
실시예 2
차광부 제작시, 현상 과정과 자외선 조사 사이 100℃, 2분으로 사전 베이킹을 실시하는 것을 추가하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 기판을 제작하고, 동일하게 화소 영역에 잉크를 7방울 토출하였다. 잉크의 충진 상태를 도 3에 나타내었다. 도 3을 보면, 차광부 영역으로 넘침 없이 화소 영역에 빈 영역이 없이 충분히 채워진 것을 확인할 수 있다.
실시예 3
화소 영역에 잉크를 9방울 토출한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 잉크 토출 직후 차광부 위로 넘침이 발생했다(도 4 좌측). 그러나, 이후 잉크의 베이킹을 거치면서 차광부 위에 넘친 잉크가 화소 영역으로 스스로 찾아가는 자체 보정이 나타난 것을 볼 수 있다(도 4 우측). 이로 인해, 얼룩이 없고 두께가 높은 컬러 필터를 제작할 수 있었다.
실시예 4
진공하에서의 포스트 베이킹을 160℃, 25분 실시한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하고 잉크 충진 상태를 도 5에 나타내었다. 실시예 3보다 포스트 베이킹 온도가 낮음에 따라 자체 보정 효과가 실시예 3에 비하여 약함을 확인할 수 있다.
[비교예]
비교예 1
포스트 베이킹을 진공 챔버가 아닌 일반 오븐에서 180℃에서 25분 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 잉크를 7방울을 토출하고 잉크 충진상태를 도 6에 나타내었다. 했다. 그 결과, 차광부의 발잉크성이 약화되어 차광부 위로 넘침이 발생했다. 도 6를 보면, 잉크의 베이킹 후에도 자체 보정이 발생하지 않아 여전히 차광부 위에 잉크가 남아있음을 확인할 수 있다.
비교예 2
자외선 조사 과정를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 잉크를 7 방울을 토출하였을 때, 화소 영역에 충진되지 않은 빈 영역이 나타났다(도 7). 이는 특히 차광부와 화소 영역의 경계 부분으로 차광부의 영향으로 화소 영역의 일부가 발잉크성을 나타내기 때문이다.
도 1은 본 발명에 따른 컬러필터의 제조공정을 예시한 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 자외선 경화 처리 및 진공하에서 베이킹(180℃, 25분)한 후 잉크를 충진한 모습을 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 2에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 사전 베이킹하고, 자외선 경화 처리 및 진공하에서 베이킹(180℃, 25분)한 후 잉크를 충진한 모습을 나타낸 사진이다.
도 4는 실시예 3에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 자외선 경화 처리 및 진공하에서 베이킹(180℃, 25분)한 후 잉크 토출 직후 사진과 잉크 베이킹 후 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 4에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 자외선 경화 처리 및 진공하에서 베이킹(160℃, 25분)한 후 잉크 토출 직후 사진과 잉크 베이킹 후 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 1에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 사전 베이킹하고, 자외선 경화 처리 및 진공처리없이 베이킹(180℃, 25분)한 후 잉크 토출 직후 사진과 잉크 베이킹 후 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 2에 따라 BM 패턴 형성 후(현상 후) 자외선 경화 처리 없이 진공하에서 베이킹(180℃, 25분)한 후 잉크 토출 직후 사진과 잉크 베이킹 후 사진을 나타낸 것이다.

Claims (14)

  1. (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 형성된 차광부 패턴을 자외선 경화하는 단계; (c) 상기 차광부 패턴을 감압 열처리하는 단계; 및 (d) 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 유입하는 단계를 포함하며,
    상기 (a) 단계는 (a1) 기판 상에 차광부 재료를 도포하는 단계; (a2) 상기 차광부 재료를 프리 베이크하는 단계; 및 (a3) 상기 프리 베이크된 차광부 재료를 선택적으로 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 차광부 재료는 차광부 재료 총 고형분 100 중량부에 대하여 발잉크성 성분인 실리콘계 또는 플루오린계 계면활성제를 0.01 내지 0.3 중량부를 함유하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 차광부 재료는, 차광부 재료 총 고형분 100 중량부에 대하여, 카본블랙, 유기안료 혼합형 차광성 착색제, 및 카본블랙과 유기안료 혼합형 차광성 착색제를 혼합한 하이브리드형 착색재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 차광성 착색 재료 20 내지 50 중량부, 바인더 성분 20 내지 50 중량부, 및 가 교제 20 내지 40 중량부을 함유하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 차광부 재료는 용매를 60 내지 90 중량% 포함하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 (a2) 단계의 프리 베이크는 50 내지 150℃에서 10 내지 1,000초 동안 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계의 자외선 경화는 50~500mW/cm2의 세기로 5~500초 동안 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계의 감압 열처리는 진공도 0.01~1 torr 및 온도 150~230℃의 조건하에서 10~2,000초 동안 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계의 감압 열처리는 진공도 0.01~1 torr 및 온도 170~230℃의 조건하에서 10~2,000초 동안 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에 50~150℃의 온도에서 10~1,000초 동안 열처리를 추가로 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계는 2종 이상의 잉크를 잉크젯 방법에 의하여 동시에 또는 연속적으로 충진하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계 후에 잉크의 경화 단계를 추가로 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  13. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 12 중 어느 하나의 항에 따른 방법에 의하여 제조된 컬러필터.
  14. 청구항 13에 따른 컬러필터를 포함하는 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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