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KR101308316B1 - 액정표시장치의 컬러필터 제조방법 - Google Patents

액정표시장치의 컬러필터 제조방법 Download PDF

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KR101308316B1
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법은 블랙 매트릭스가 형성된 기판 전면에 청색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 청색 색상층을 형성하는 단계와; 기판에 적색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 적색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 적색 색상층을 형성하는 단계와; 기판에 녹색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 녹색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 녹색 색상층을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 녹색 및 적색 색상층 중 적어도 어느 하나의 색상층은 소성하는 공정을 생략하여 형성한다.
이처럼 생략되는 소성 공정을 대체하는 방안으로 녹색 및 적색 색상층을 형성하는 공정 중 적어도 어느 하나의 공정에서는 색상층을 간이 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

액정표시장치의 컬러필터 제조방법{Method for Fabricating of Color Filter of Liquid Crystal Display}
도 1은 종래의 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도.
<주요 도면 부호에 대한 설명>
12 : 기판 14 : 블랙매트릭스
22B,24R,26G : 컬러필터 색상층 16 : 마스크
본 발명은 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법에 관한 것으로, 특히 공정을 단순화 할 수 있는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 외부전계에 의해 편향되는 액정을 이용하여 백라이트의 빛이 액정패널의 상하측의 편광판을 통해 투과되는 정도를 이용하여 화상을 표시한다. 이러한 원리로 인해 명암을 표시하는 액정표시장치는 백라이트의 빛이 패널을 통과하는 양의 조절을 통하여 휘도만을 나타낼 수 있을 뿐이지 색상 표현은 하지 못한다.
이에 따라 색상의 표시를 위해서는 상부기판에 격자형 구조의 각 픽셀에 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 광을 필터링하는 컬러필터를 구비하여 색상을 구현하고 있다.
도 1은 종래 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
즉, 도 1에서 보는 바와 같이 컬러필터를 형성하기 위해서는 블랙 매트릭스가 형성된 베이스 기판 위에 적색, 청색 및 녹색의 색상층을 각각 형성한다. 이를 위해서 먼저 기판을 세정한 다음에 적색, 청색 및 녹색의 세 가지 색상에 대하여 각각의 레지스트 물질을 도포하고, 노광 공정을 거쳐서 현상을 하게 된다. 그리고 포스트 베이크 공정을 진행한다.
이처럼 컬러필터를 제조하는 방법은 각각의 색상에 대해서 동일한 공정을 진행하여야 하기 때문에 공정이 복잡하고, 시간이 많이 소요된다. 이러한 것은 제품을 양산하는데에 상당한 단점이 되고, 결국 컬러필터 제조 비용도 증가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정을 단순화 할 수 있는 액정표시장치의 컬러필터 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법은 블랙 매트릭스가 형성된 기판 전면에 청색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 청색 색상층을 형성하는 단계와; 기판에 적색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 적색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 적색 색상층을 형성하는 단계와; 기판에 녹색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와; 녹색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 녹색 색상층을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 녹색 및 적색 색상층 중 적어도 어느 하나의 색상층은 소성하는 공정을 생략하여 형성한다.
이처럼 생략되는 소성 공정을 대체하는 방안으로 녹색 및 적색 색상층을 형성하는 공정 중 적어도 어느 하나의 공정에서는 색상층을 간이 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 간이 소성 단계는 기판을 열판에 안착시켜서 실시할 수 있고, 또는 자외선의 복사열을 이용할 수 있다.
열판을 이용하여 간이 소성을 할 경우에는 기판을 열판에 올려놓고 약 150℃의 온도에서 5분 정도 간이 소성을 하는 것이 바람직하다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2a 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 2a를 참조하면, 베이스 기판(12)에 크롬(Cr)을 형성한 다음에 사진/식각 공정을 이용하여 크롬을 선택적으로 식각함으로써 블랙 매트릭스(14)를 형성한다.
그리고 블랙 매트릭스(14)가 형성된 기판을 세정한 다음에 도 2b와 같이 기판(12)의 전면에 청색 포토레지스트 물질(22)을 도포한다. 청색 포토레지스트 물질(22)을 도포한 다음에는 도 2c에서 처럼 청색 색상층이 형성될 셀 영역과 나머지 영역을 구분하는 마스크(16)를 이용하여 자외선 등의 빛(18)을 기판에 조사하는 노광 공정을 시행한다. 이어서, 현상액을 이용하여 노광된 영역과 그렇지 않은 영역을 구분하여 도 2d와 같이 청색 색상층(22B)을 형성한다. 종래에는 색상층을 형성하는 과정이 습관적으로 적색, 녹색, 청색 순서로 행하였지만 본 발명에서는 현상 액에 대한 내성이 강한 순서로 색상층을 형성함에 따라 현상액으로 인한 색상층의 손실을 최소화한다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 청색, 적색, 녹색의 순서로 색상층을 형성한다.
청색 색상층(22B)을 형성한 다음에는 청색 색상층(22B)을 굳히는 소성 공정 및 소성 공정 이후에 진행되는 세정 공정을 생략하고, 도 2e에서 보는 것처럼 기판(12)에 적색 색상층(24)을 도포한다.
일반적으로 컬러필터에서 하나의 색상층을 형성한 다음에 포토레지스트 물질을 소성시키는 것은 다음 색상층을 노광한 다음 현상 공정에서 현상액에 의한 손상을 방지하기 위한 것이다.
현상 공정에서는 기판이 현상액에 노출되기 때문에 내성이 약한 포토레지스트 물질이 손상된다. 따라서, 먼저 형성된 색상층은 소성 과정을 통해서 굳혀짐으로써 더 강한 내성을 유지한다.
하지만, 본 발명에 의한 컬러필터 제조 방법에 있어서는 소성 공정 및 세정 공정을 생략한다. 이는 청색 색상층(22B)은 현상액에 대한 내성이 강하기 때문에 소성 공정을 생략하여도 청색 색상층(22B)의 손실이 적기 때문이다.
소성 공정을 생략함에 따라, 약 30분간 행해지는 소성 공정 기간 동안 발생하는 이물질을 제거하기 위한 세정 공정 역시 생략할 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 컬러필터 제조 방법은 청색 색상층(22B)을 형성한 다음에 곧바로 도 2e와 같이 적색 포토레지스트 물질(24)을 형성한다. 이어서 청색 색상층(22B)을 형성하는 것과 마찬가지로 노광 및 현상 공정을 진행하여 도 2f에서 보는 것처럼 적색 색상층(24R)을 형성한다.
적색 색상층(24R)을 형성한 다음에는 소성 공정 없이 바로 녹색 포토레지스트 물질을 도포한 다음에 패터닝하여 도 2g와 같이 녹색 색상층(26G)을 형성한다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하면 포토레지스트 물질을 소성하는 과정 및 세정하는 과정을 각각 두 번씩 생략할 수 있기 때문에 공정을 단순화하고 공정 시간을 많이 줄일 수 있다.
한 편, 도 4 는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.
제2 실시예에 있어서, 전술한 실시예와 동일한 공정에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에서 블랙 매트릭스가 형성된 기판을 세정하고, 기판에 청색 포토레지스트 물질을 도포한 다음에 노광 및 현상 공정을 통하여 청색 색상층을 형성한다.
그리고 전술한 실시예와 마찬가지로 소성 및 세정공정을 생략하고 적색 포토레지스트 물질을 도포한 다음에 노광 및 현상 공정을 함으로써 적색 색상층을 형성한다.
이어서 본 발명의 제2 실시예에서는 적색 색상층을 형성한 다음에 소성 공정을 진행한다.
적색 포토레지스트 물질은 청색 포토레지스트 물질보다는 현상액에 대한 내성이 근소한 차이지만 약하기 때문에 녹색 포토레지스트 물질을 현상하기 이전에 소성하는 과정을 진행한다.
이러한 소성 공정은 적색 색상층 뿐만 아니라 가장 먼저 형성한 청색 색상층도 같이 소성하게 된다. 따라서 청색 색상층이 현상액에 노출될 경우 손상받을 수 있는 것을 방지한다. 청색 색상층이 현상액에 대한 내성이 가장 강하기는 하지만, 녹색 포토레지스트 물질을 현상하는 과정까지 포함해서 두 차례 현상액에 노출되기 때문에 손상이 발생할 수 있다. 이처럼 제2 실시예에 따라서는 적색 색상층을 현상한 다음에 소성 공정을 한 번 진행하여 적색 색상층과 청색 색상층이 현상액에 노출되는 동안 발생할 수 있는 손상을 방지한다.
소성 공정 이후에는 세정 공정을 진행한다. 약 30분간 진행되는 소성 공정 기간에 기판에 불순물등이 흡착될 수 있기 때문에 소성 공정 이후에는 세정 공정을 실시한다.
세정 공정에 이어서 녹색 포토레지스트 물질을 기판에 도포하고 노광/현상 공정을 통해 녹색 색상층을 형성함으로써 컬러필터를 완성한다.
이와 같은 전술한 제2 실시예에서는 청색 및 적색 색상층을 형성한 이후에 소성 공정을 진행하는 것을 설명하였다. 제2 실시예의 기술적 사상은 공정의 단순화를 위해서 소성 공정을 한 단계 생략한다는 것이다. 즉, 소성 공정은 청색 색상층을 형성한 이후에 한 번 행해질 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 컬러필터 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
제3 실시예에 있어서, 청색 색상층을 형성하고, 이어서 적색 색상층을 형성하는 단계까지는 전술한 제2 실시예에서의 과정과 동일하다.
제3 실시예서는 적색 색상층을 형성한 이후에 녹색 포토레지스트 물질을 도포하기 이전에 간이 소성 공정을 진행한다. 간이 소성은 소성 공정처럼 긴 시간을 요구하지 않으면서 소성 공정의 효과를 얻기 위한 것으로 열판을 이용하여 실시할 수 있다. 즉, 베이스 기판을 열판위에 올려놓고 5분 정도 간이 소성을 실시한다. 이때의 열판은 150℃ 정도의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.
이러한 간이 소성 공정을 실시한 다음에는 녹색 포토레지스트 물질을 도포하고 노광/현상 공정을 통하여 녹색 색상층을 형성함으로써 컬러필터를 완성한다.
한편, 제3 실시예에서의 간이 소성은 적색 포토레지스트 물질을 도포하기 이전에, 즉 청색 색상층을 형성한 이후에 실시할 수도 있다.
그리고 제3 실시예에서의 간이 소성은 소성 공정을 단순화하면서 소성의 효과를 얻기 위한 것으로써 짧은 시간 동안 열을 가하는 방법을 이용하는 것으로써 다른 실시예의 변형이 가능하다. 즉, 할로겐 램프를 이용하여 짧은 시간동안 자외선의 복사열을 이용하여 간이 소성을 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법에 의하면 공정을 단순화할 수 있다. 이에 따라 컬러필터의 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 시간이 적게 소요되므로 양산에도 유리하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발 명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 블랙 매트릭스가 형성된 기판에 현상액에 대한 내성이 강한 순서대로 삼원색의 색상층을 형성하여 컬러필터를 제조하는 방법으로서,
    상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 전면에 청색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와;
    상기 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 청색 색상층을 형성한 후 간이 소성하는 단계와;
    상기 기판에 적색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와;
    상기 적색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 적색 색상층을 형성한 후 간이 소성하는 단계와;
    상기 기판에 녹색 포토레지스트 물질을 도포하는 단계와;
    상기 녹색 포토레지스트 물질에 노광/현상 공정을 진행하여 녹색 색상층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 간이 소성 단계는 상기 기판을 열판에 안착시켜서 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 간이 소성 단계는 300℃ 이하의 온도에서 1분 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 간이 소성 단계는 자외선의 복사열을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 간이 소성 단계는 50mJ 이상의 줄열을 유지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 컬러필터 제조 방법.
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