KR100272555B1 - 액정 디스플레이용 칼라필터 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(LCD)의 칼라필터 제조 방법에 관한 것으로서, 그 목적은 칼라필터에서 블랙 매트릭스의 광차단 효과를 개선시켜 액정 화면의 고선명성, 고휘도성을 실현하는데 있다.

본 발명의 기본 원리는 투명 절연 기판(1)상에 블랙 매트릭스(2)를 패턴화한후 투명 도전막(5)을 형성하고, 이 도전막(6)에 색재를 전착시킬 부위를 고분자막(6)으로 패턴화한후 적색, 녹색 및 청색의 색재를 전착하는데 있다.

Description

액정 디스플레이용 칼라필터 제조 방법

제1도는 종래의 전착법에 의한 액정 디스플레이용 칼라필터 제조 공정도.

제2도는 제1도의 공정 절차에 따라 제조된 칼라필터 구조도.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 디스플레이용 칼라필터 제조 공정도.

제4도는 제3도의 제조 공정에 따라 완성된 칼라필터 구조도.

제5도는 본 발명의 실시예 2에 따른 칼라필터의 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리기판 2 : 블랙매트릭스

3 : 색재 4 : 보호막

5 : 투명 도전막 5A : 전극

6 : 감광성 고분자막

본 발명은 액정 디스플레이(LCD)의 칼라필터 제조 방법에 관한 것으로, 특히 액정 디스플레이 칼라필터에서 블랙매트릭스의 반사율을 저하시키고, 콘트라스트(휘도)를 증가시키면서 제조 공정의 단순화를 도모하는데 있다.

종래의 액정 디스플레이용 칼라필터의 일반적인 구조를 제2도에 도시하였다. 도시된 바와같이 칼라필터의 구조는, 유리기판(1)위에 투명 도전막(5)이 설치되며, 이 도전막(5)상에 색재(3)(적색, 녹색, 청색)가 제공된다. 이들 색재(3)는 블랙매트릭스(2)에 의해서 보호막(4)과 투명 도전막(5A)이 설치되어 있다.

제2도에 도시된 바와같은 칼라필터는 일반적으로 제1도에 도시된 전착법으로 만들어진다. 이 전착법을 약술하면 다음과 같다. 먼저 제1(a)도와 같이 유리기판(1)위에 투명 도전막(5)을 막대형태로 증착한다. 그리고 제1(b)도와 같이 도전막(5)이 증착된 기판(1)을 적색 증착용액에 넣은후, 도전막(5)중 적색 증착을 원하는 막대에만 전원을 가하여 증착시킨다.

적색증착이 끝난 후에는 기판을 (C)와 같이 물로 깨끗이 씻는다. 제1(d)도 내지 제1(g)도는 도전막(5)의 막대에 적색을 증착시키는 공정과 동일하게 녹색과 청색을 증착시키는 공정에 관하여 도시하고 있다. 삼색의 증착이 끝난후에 유기물을 삼색증착면이 있는 전체 표면에 피막시키고, 유리기판(1) 배면에서 자외선을 조사하면, 삼색 증착면위에 피막된 유기물만 제외하고 경화되어 블랙매트릭스가 형성됨으로서 칼라필터가 완성된다(제1(h)도~제1(k)도 참조). 일반적으로 불랙매트릭스를 형성하는 유기물로는 크롬(Cr)이 사용되고 있다.

액정 디스플레이 칼라필터에서 크롬 블랙매트릭스의 주요 기능은 액정 셀에 입사한 광이 크롬 표면에서 반사되어, 액정 셀 구동회로인 박막 전계효과 트랜지스터의 차단 전류의 증가를 억제시키는 일이다.

그러나 제2도와 같은 종래의 구조에서는 블랙매트릭스의 역할이 약하여, 액정 디스플레이의 휘도가 저하되는 등의 문제가 있었다. 또한 전착법은 제1도에 도시한 바와같이 공정 단계가 많기 때문에, 공정 단순화의 필요성이 요청되고 있다.

본 발명의 목적은 블랙매트릭스의 광차단 효율을 높이고, 액정소자의 휘도를 향상시키는 신규의 액정 디스플레이 칼라필터 제조 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 투명 전도막을 전면에 형성하고, 투명 전도막 상부에 감광성 고분자막을 사진 식각법으로 제거한 후, 1차로 예컨대 적색 색재를 전착법으로 증착하고, 녹색 색재도 적색 색재와 동일한 방법으로 증착한 다음, 최종적으로 청색 색재를 전착할 때는 먼저 형성된 적색과 녹색 색재가 있는 부위를 제외한 모든 부분을 전착시켰다.

이하에서는 제3도 내지 제5도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상술한다.

제3도의 공정은 편의상 색재의 증착 순서를 적색→녹색→청색으로 하는 것으로 가정하여 설명한다. 그러나 색재의 증착 순서는 임의로 설정할 수 있다. 제3(a)도는 유리기판(1)위에 크롬 블랙매트릭스(2)를 패턴화한 다음, 스퍼터링 기법(또는 진공 증착법)을 이용하여 투명 도전막(5)을 형성한 상태를 도시하고 있다. 제3(b)도 및 제3(c)도는 상기 도전막(5)상에 폴리실리콘형 감광성 고분자막(6)을 스핀코팅한후, 포토마스크로서 자외선을 조사한 다음 전착 부위를 패턴화한 것을 도시하고 있다. 제3(c)도 공정이 끝난 다음에는 제3(d)도처럼 적색재를 전착시킨다. 그리고 제3(e)도에 도시한 바와같이 감광성 고분자막(6)을 제거시킨후에 상기 적색재의 색상 안정화를 도모하고 도전특성은 배제하기 위해 200~250℃로 열처리를 한다.

녹색재의 전착 방식도 적색재와 동일한 공정, 즉 제3(a)도 및 제3(e)도를 참조하여 설명한 방식으로 전착시킨다.

제3(f)도는 녹색재의 전착을 위해 감광성 고분자막(7)을 다시 스핀코팅한후, 녹색제의 전착부위를 패턴화한 상태이다. 제3(g)도는 녹색재의 전착이 완료된 상태를 도시하고 있다. 마지막으로 청색의 전착은 감광성 고분자막(7)의 증착없이 전착법으로만 행한다. 제3(h)도는 적색, 녹색 및 청색 색재의 전착이 완료된 상태이다.

전착이 끝난 다음에는, 제3(i)도에 표시된 바와같이 전착된 색재의 보호를 위하여 아크릴수지, 에폭시수지, PVA 또는 폴리미드와 같은 투명재료로 보호막(4)을 만든다. 그리고 마지막으로 액정을 구동하기 위해 보호막(4)위에 도전성 물질을 스퍼터링 기법(또는 진공증착법)으로 증착시켜 구동용 전극(5A)을 형성한다.

이와같은 공정으로 실발명의 칼라필터가 완성된다.

상기 제조 과정중에서, 색재의 전착 부위를 패턴화하기 위해 감광성 고분자막을 이용하였지만, 잉크 인쇄 방식에 의해 패턴을 형성시키는 것도 가능하다.

제5도는 본 발명의 실시예 2로서, 투명 도전막(5)을 자기 병렬법으로 식각한후, 투명 도전막(5)과 블랙매트릭스의 두께를 같게 한 다음 적색, 녹색 및 청색을 패턴화하여 평활도가 좋은 칼라필터를 도시하고 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예에 따른 칼라필터는, 블랙매트릭스의 광차단 효율이 높으며, 제1도의 전착법으로 동화면 표현을 위해 ITO전극을 트라이앵글타입으로 패턴화하는 것이 곤란하였던 종래의 문제를 해결할 수 있었다.

본 발명의 중요 효과로는, 블랙매트릭스위에 색재를 전착시켰기 때문에 외부광 및 백라이드 광원의 반사율을 저하시켜 액정 디스플레이의 구동 소자인 박막 전계 트랜지스터의 차단 전류의 증가를 억제시킨 점과, 광 차단율의 개선으로 디스플레이의 휘도 향성, 그리고 트라이앵글형의 전극 패턴 형성의 난점을 해소시킨 점이다.

Claims (2)

1. (가) 투명 절연기판(1)상에 블랙매트릭스(2)를 패턴화한 다음 스퍼터링기법으로 투명 전도막(5)을 형성하는 단계와, (나) 상기 도전막(5)상에 감광성 고분자막(6)을 피막하여 색재 전착부위를 패턴화한후 적색 색재를 전착시키는 단계와, (다) 상기 감광성 고분자막(6)을 제거시킨 후 200°~250℃ 온도로 열처리하는 단계와, (라) 상기 도전막(5)상에 녹색 색재를 전착하기 위해 상기 (나),(다) 단계를 반복실행하여 녹색 색재를 전착시키는 단계와, (마) 상기 녹색 및 적색 색재를 전착시킨후 감광성 고분자막(6)의 피막없이 청색 색재를 전착시키는 단계와 (바) 상기 전착된 색재상에 투명 재료로 보호막(4)을 형성한후에, 액정 구동용 전극(5A)을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 칼라필터 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 도전막(5)상에 적색, 녹색 및 청색의 색재를 전착시키는 순서는 임의적으로 결정할 수 있으며, 상기 (나) 단계에서 색재 전착부위의 패턴화는 잉크 인소방식으로 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 칼라필터 제조 방법.