(57)【要約】【課題】別途のフォトリソグラフィ工程を経ないでドライフィルムに所定のパターンを形成した後これをカラーフィルター基板上に印刷することによって、従来のカラーフィルター製造時に発生する転写不良などの問題を克服する。【解決手段】カラーフィルターの元材料になる赤、緑、青のドライフィルムとドライフィルムを保護するベースフィルムが外周面に形成された第１ローラと、第１ローラと連結されて動作し、外周面に第１ローラに具備されたドライフィルム及びベースフィルムとは逆の積層状態でドライフィルム及びベースフィルムが形成された第２ローラと、第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンが形成されるようにする印刷板とで構成されることを特徴とする。【選択図】図４
2006018257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルターの元材料となる赤、緑、青のドライフィルムと前記ドライフィルムを保護するベースフィルムとが外周面に形成された第１ローラと、
前記第１ローラと連結されて動作するものであって、前記ドライフィルムと前記ベースフィルムとが外周面に形成された第２ローラと、
前記第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンが形成されるようにする印刷板と
を備えた液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項２】
前記第１ローラの外周面にドライフィルム及びベースフィルムが順次積層形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター製造装置。
【請求項３】
前記第２ローラの外周面にベースフィルム及びドライフィルムが順次積層形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項４】
前記第１ローラ及び第２ローラは前記ベースフィルム及びドライフィルムにより連結されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項５】
前記第２ローラは前記第１ローラの回転により特定方向に回転する
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項６】
前記第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンが形成された後、前記所定パターンのドライフィルムはカラーフィルター基板上に印刷されてカラーフィルターが製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項７】
前記第２ローラが所定のパターンが形成された前記印刷板上を通過することによって前記ドライフィルムに所定のパターンが形成される
ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項８】
前記ドライフィルムは、それぞれ赤、緑または青色の有機顔料と、結合剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造装置。
【請求項９】
赤、緑、青のドライフィルムと前記ドライフィルムを保護するベースフィルムとを所定の順序で第１ローラの外周面に形成する第１段階と、
前記第１ローラと連結して動作する第２ローラの外周面に前記ドライフィルムと前記ベースフィルムとを前記所定の順序とは逆の順序で形成する第２段階と、
前記第２ローラが所定のパターンが形成された印刷板上を回転するように、前記第１ローラ及び前記第２ローラを動作させることにより、前記第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンを形成する第３段階と、
前記第１及び第２ローラを動作させてカラーフィルター基板に前記所定パターンのドライフィルムを印刷しカラーフィルターを製造する第４段階と
を含む液晶表示装置のカラーフィルター製造方法。
【請求項１０】
前記印刷板上に形成されたパターンは、凹部と凸部とを含み、前記カラーフィルター基板上に形成されるカラーフィルターパターンに対応する
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造方法。
【請求項１１】
前記第３段階でのローラの回転方向は前記第３段階でのローラの回転方向と反対方向である
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造方法。
【請求項１２】
第２ローラは前記第１ローラの回転により特定方向に回転する
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造方法。
【請求項１３】
前記ドライフィルムは、それぞれ赤、緑または青色の有機顔料と、結合剤とを含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置のカラーフィルター製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、特にカラーフィルターの製造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報化社会に時代が急発展するにつれて薄形化、軽量化、低消費電力化など優れた特性を有する平板表示装置の必要性が台頭し、解像度、カラー表示、画質等で特に優れた液晶表示装置が開発され、ノートブックやデスクトップモニターなどに多いに適用されている。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、画素電極を有する下部アレイ基板と、共通電極を有する上部カラーフィルター基板を具備し、画素電極と共通電極が相互に向い合うように配列された状態でその間に液晶を充填して構成されるが、前記両電極に印加される電圧により生成される電界によってその間に介在した液晶を動かせるようにして、これにより変わる光の透過率を介して画像を表現する装置である。
【０００４】
これを添付した図面を介してさらに詳細に説明すれば、図１は一般的な液晶表示装置の一部断面を示した断面図であって、特に一つの共通電極５８とこれと対応する一つの画素電極２６及びその間に介在した液晶部分に限定して示した断面図である。
【０００５】
まず、下部アレイ基板１０には、画素電極２６と、前記画素電極２６に信号を供給する薄膜トランジスタＴとが１対１対応して形成されている。ここで、薄膜トランジスタＴは、透明な第１基板５ａ上に形成されたゲート電極１２と、アクティブ層１６と、オーミックコンタクト層１８ａ、１８ｂと、ソース及びドレイン電極２０ａ、２０ｂを含む。なお、図面に示さなかったが、前述したゲート電極１２はゲート配線と、ソース電極２０ａはデータ配線とそれぞれ連結した状態で、前記ゲート配線とデータ配線とは相互に直交して画素領域を定義する。
【０００６】
このような画素領域には、透明導電物質で構成された画素電極２６が設けられて、前述した薄膜トランジスタＴのドレイン電極２０ｂとコンタクトホール２４を通じて電気的に連結される。
【０００７】
また、ゲート電極１２を絶縁するための絶縁層１４と、薄膜トランジスタを保護のための保護膜２２が設けられている。
【０００８】
また、このような下部アレイ基板１０の上部には、液晶３０を介在して、対向する上部カラーフィルター基板５０が位置するが、すなわち、第１基板５ａの上部に一定間隔を有して離隔される透明な第２基板５ｂが配置され、第２基板５ｂの内側面である下部アレイ基板１０方向には、画素電極２６と対応する部分に開口部を有し、基板全面に形成されたブラックマトリックス５２が前記薄膜トランジスタＴと対応する位置に形成されて、画素電極２６以外の部分から出る光を遮断する。
【０００９】
また、ブラックマトリックス５２の下部には、前述した下部アレイ基板１０の画素電極２６と１対１対応するカラーフィルター５４が形成されてカラー映像を具現することができるようにして、これの下部にはカラーフィルターの保護と、段差をなくすためのオーバーコート層５６と、透明な導電物質からなる共通電極５８が順に構成される。
【００１０】
このような液晶表示装置には自体発光源がないため、通常、液晶表示装置の背面に位置するバックライト（ｂａｃｋ  ｌｉｇｈｔ）（図示せず）を具備して、これを光源にして液晶の配列状態によって多様な画像を表示するようになる。
【００１１】
ここで、カラー映像を具現するための上部カラーフィルター基板５０に形成されたカラーフィルター５４は、図２に示したように、それぞれ特定波長帯の光のみを透過させる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）カラーフィルターセグメント５４ａ、５４ｂ、５４ｃを繰り返して配列して、これらを介して具現された三種の光量を調節して加えることによってフルカラーを具現する。
【００１２】
なお、図１とは違って、図２に示したようにブラックマトリックス５２をカラーフィルターの上部に形成することもできることは当業者には自明な事実である。
【００１３】
すなわち、これら３種色それぞれは、一つの画素電極と対応しながら、一つの画素を形成されていて、各カラーフィルターセグメントを通過した光の比率によって多様なカラーを表現することができる。
【００１４】
このようなカラーフィルターを具現するために、通常、顔料分散法や染色法、電着法などの方法を用いるが、このうち、特にポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系列の顔料が分散された材料を基板上に塗布して、これを露光してパターニングする顔料分散法が広く利用されている。これは、工程マージンにおいて有利であって、耐熱、耐光性が優れていながら、特に大型化された液晶表示装置を具現するのに容易い長所を有するためである。
【００１５】
しかし、一般的な顔料分散法を用いて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれのカラーフィルターセグメントを具現するためには、それぞれ顔料の分散及びこれの露光、パターニング作業を繰り返すようになるので、全体的な工程プロセスが複雑で、高価な製造装置を用いるようになり、液晶表示装置の価格を上昇させる等の短所を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明はドライフィルムを利用してカラーフィルターを製造する際、別途のフォトリソグラフィ工程を経ないでドライフィルムに所定のパターンを形成した後これをカラーフィルター基板上に印刷することによって、従来のカラーフィルターの製造時に発生する転写不良などの問題を克服することができる液晶表示装置のカラーフィルター製造装置及び製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明実施の形態によるカラーフィルター製造装置は、カラーフィルターの元材料となる赤、緑、青のドライフィルムと前記ドライフィルムを保護するベースフィルムとが外周面に形成された第１ローラと、前記第１ローラと連結されて動作するものであって、前記ドライフィルムと前記ベースフィルムとが外周面に形成された第２ローラと、前記第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンが形成されるようにする印刷板とを備えたものである。
【００１８】
また、本発明によるカラーフィルター製造方法は、赤、緑、青のドライフィルムと前記ドライフィルムを保護するベースフィルムとを所定の順序で第１ローラの外周面に形成する第１段階と、前記第１ローラと連結して動作する第２ローラの外周面に前記ドライフィルムと前記ベースフィルムとを前記所定の順序とは逆の順序で形成する第２段階と、前記第２ローラが所定のパターンが形成された印刷板上を回転するように、前記第１ローラ及び前記第２ローラを動作させることにより、前記第２ローラの外周面に形成されたドライフィルムに所定のパターンを形成する第３段階と、前記第１及び第２ローラを動作させてカラーフィルター基板に前記所定パターンのドライフィルムを印刷しカラーフィルターを製造する第４段階とを含むものである。
【発明の効果】
【００１９】
このような本発明によれば、別途のフォトリソグラフィ工程を経ないでドライフィルムに所定のパターンを形成した後これをカラーフィルター基板上に印刷することによって、従来のカラーフィルターの製造時に発生する転写不良などの問題を克服することができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
最近に入り、従来のカラーフィルター製造方法の問題点を克服しながら低価な装備と、単純な工程プロセスで実現可能なカラーフィルターの製造技術が要求されており、これにより装置構成費用及び信頼性などにおいて革新的な改善が可能なドライフィルムを利用したカラーフィルター製造技術が開発されてその応用範囲を次第に広めている。
【００２１】
ドライフィルムを利用した薄膜コーティング技術は、液晶表示装置の製造工程とは区別される工程を介して製造された感光性シートを基板上に付着処理して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれのカラーフィルターセグメントを具現する方法であって、この時使われる感光性シートは、通常、図３に示したような断面構造を有している。
【００２２】
感光性シート６０は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルター用感光性シートに区別されるが、これらは、すべてカバーフィルム６２とベースフィルム６９との間に、上から順にクッション層６８と、Ｏ２障壁層６６及びカラー感光層６４が配列される構成を有し、さらにベースフィルム６９の外面に静電気から保護のための静電気防止層７０が含まれるのが一般的である。
【００２３】
また、カバーフィルム６２とベースフィルム６９は、それぞれ感光性シート６０の製造工程や運搬などのプロセスにおいて、これに加えられる物理的衝撃からその間にあるクッション層６８と、Ｏ２障壁層６６及びカラー感光層６４を保護するためのものであって、これらは後述するカラーフィルターの製造工程中に除去される部分であって、前記カバーフィルム６２の下部に位置するカラー感光層６４に含まれる顔料によって、感光性シートはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）カラーフィルター用に区分される。
【００２４】
このようなカラー感光層６４は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）色を発現する有機顔料と、結合剤（ｂｉｎｄｅｒ）と、光重合開始剤と、官能性単量体（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ  ｍｏｎｏｍｅｒ）などの光重合型感光組成物を含むが、これは後述するカラーフィルターの製造工程中に基板と接触した状態で選択的な領域に印加される光によって、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）色のカラーフィルターセグメントに変化する部分であり、クッション層６８はそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）カラーフィルター用感光性シートを用いてカラーフィルターを順次構成する場合に、先に蒸着されたカラーフィルターセグメントが有する段差を克服して後続接着される感光性シートと基板との容易い接着を可能にするための弾力を有した透明な物質である。
【００２５】
また、Ｏ２障壁層６６は、カラー感光層６４の感光能力を保存して特にこれの選択的露光において反応の転移を抑制する役割をするものである。
【００２６】
このように感光性シートを用いて薄膜コーティング技法でカラーフィルターを実現する方法を、一般的な顔料分散法またはその他の方法と比較すると、工程プロセス及びこのための製造装置は格段に単純化される長所を有している。
【００２７】
しかし、このような方法もそれぞれのカラーフィルターセグメントを実現する過程において、基板上に残留するクッション層と残留カラー感光層の除去のために相異なった化学溶液である剥離液と現像液を繰り返して用いるようになるので、工程を多少複雑にして、あらかじめ形成されたカラーフィルターセグメントに化学的衝撃を与える問題点を有している。
【００２８】
そこで、本発明は、ドライフィルムを利用してカラーフィルターを製造する際、従来のフォトリソグラフィ方式、すなわち、感光性シートに光を照射してカラーフィルターを形成しないで、ドライフィルムが外部に形成されたローラを利用して所定のパターンを印刷することによって、カラーフィルターを製造する。
【００２９】
図４は、本発明によるカラーフィルター製造装置の概略的な断面図である。
図４を参照すると、本発明によるカラーフィルター製造装置は、カラーフィルターセグメントの元材料になる赤、緑、青のドライフィルム４２０と前記ドライフィルム４２０を保護するベースフィルム４３０が外周面に順次積層されて形成された第１ローラ４００と、
前記第１ローラ４００と連結されて動作するものであって、前記第１ローラ４００に具備されたドライフィルム４２０及びベースフィルム４３０とは異なる順序でドライフィルム及びベースフィルムが外周面に積層して形成された第２ローラ４１０と、前記第２ローラ４１０の外周面に形成されたドライフィルム４２０に所定のパターンが形成されるようにする印刷板（図示せず）で構成されることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、第１ローラ４００の外周面には、ドライフィルム４２０、ベースフィルム４３０が順次形成されていて、第２ローラ４１０の外周面には、ベースフィルム４３０及びドライフィルム４２０が順次形成されていて、前記第１ローラ４００及び第２ローラ４１０は、前記ベースフィルム４３０及びドライフィルム４２０により連結されている。
【００３１】
したがって、前記第１ローラ４００が回転すれば、第２ローラ４１０は前記第１ローラ４００の回転により特定方向に回転するようになる。
【００３２】
図４に示した実施の形態の場合は、前記第１ローラ４００が反時計方向に回転するようになれば、前記第２ローラ４１０は時計方向に回転するようになる。
【００３３】
本発明は、前記第２ローラ４１０の外周面に具備されたドライフィルム４２０に所定のパターンが形成された後、前記所定パターンのドライフィルム４２０がカラーフィルター基板上に印刷されることによって、カラーフィルターが製造されることを特徴とする。
【００３４】
この時、前記ドライフィルム４２０に所定のパターンが形成されることは前記第２ローラ４１０が所定のパターンが形成された印刷板（図示せず）上を回転通過することによって形成される。
【００３５】
本発明において、前記ドライフィルム４２０は、それに含まれる顔料によってそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）カラーフィルター用に区分され、このようなドライフィルムは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）色の有機顔料と、結合剤結合剤（binder）が含まれて構成されるものであって、従来の場合とは違って光重合開始剤と、官能性単量体（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ  ｍｏｎｏｍｅｒ）などの光重合型感光組成物が必ず具備される必要がない。
【００３６】
すなわち、本発明によるドライフィルムは、フォトリソグラフィ方式によりカラーフィルターで形成されるのではないため、光重合開始剤または光重合型感光組成物が具備される必要がないものである。
【００３７】
但し、印刷板により所定のパターンが正確に転写されることができるための材質で構成されることが望ましい。
【００３８】
図５Ａないし図５Ｃは、本発明による液晶表示装置のカラーフィルター製造方法を概略的に示す図面である。
【００３９】
まず、図５Ａは、図４に示したカラーフィルター製造装置が用意される段階を示すことであって、先に説明したように、前記カラーフィルター製造装置は、カラーフィルターセグメントの元材料になる赤、緑、青のドライフィルム４２０と、前記ドライフィルム４２０を保護するベースフィルム４３０が外周面に形成された第１ローラ４００と、前記第１ローラ４００と連結されて動作するものであって、前記第１ローラ４００に具備されたドライフィルム４２０及びベースフィルム４３０の位置が変わって外周面に形成された第２ローラ４１０が具備されている。
【００４０】
次に、図５Ｂに示したように、前記カラーフィルター製造装置の第２ローラ４１０が所定のパターンが形成された印刷板５００上を通過するように、第１及び第２ローラ４００、４１０が動作する。
【００４１】
この時、前記印刷板５００は、最終的にカラーフィルター基板上に形成されるカラーフィルターパターンに対応するように所定パターンの凹部／凸部５２０、５１０が形成されている。
【００４２】
図示したように、前記第２ローラ４１０が印刷板５００上を回転通過することによって、第２ローラ４１０の外周面に具備されたドライフィルム４２０に所定のパターンが形成されるようになる。
【００４３】
このように、前記ドライフィルム４２０に所定のパターンが形成されると、これは最終的にカラーフィルター基板６００上に所定のパターン６１０で印刷される。これは図５Ｃに示している。
【００４４】
ただし、前記図５Ｂに示した段階のローラの回転方向と反対方向に回転することを特徴としており、これを通じて図５Ｂ段階を介して形成されたドライフィルムパターンがそのままカラーフィルター基板上に印刷できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の液晶表示装置の一部断面を示した断面図。
【図２】従来の液晶表示装置に含まれるカラーフィルター基板の断面図。
【図３】従来の薄膜コーティング用ドライフィルムである感光性シートの構造の断面図。
【図４】本発明によるカラーフィルター製造装置の概略的な断面図。
【図５Ａ】本発明による液晶表示装置のカラーフィルター製造方法を概略的に示す工程図。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程図。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く工程図。
【符号の説明】
【００４６】
４００：第１ローラ
４１０：第２ローラ
４２０：ドライフィルム
４３０：ベースフィルム
５００：印刷板
６００：カラーフィルター基板
【図１】
2006018257.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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