(57)【要約】【課題】  インクジェット法により液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するときに適用できるバンク構造の製造方法を提供する。【解決手段】  カラーフィルタ基材１００上へ、ブラックマトリクス層１０２を形成し、ブラックマトリクス層１０２上に第１フォトレジスト層１０４ａを形成する。マスクにより順にブラックマトリクス層１０２および第１フォトレジスト層１０４ａをパターニングするとともに、第１フォトレジスト層１０４ａを除去する。そして、パターニングされたブラックマトリクス層１０２上に第２フォトレジスト層１０６ａを形成する。背面露光方式により、第２フォトレジスト層１０６ａをパターニングしてバンク構造１０６ｂにする。【選択図】  図１Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット法により液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するときに適用するバンク構造の製造方法であって、
カラーフィルタ基材上へ、ブラックマトリクス層を形成し、該ブラックマトリクス層上に第１フォトレジスト層を形成するステップと、
マスクにより、前記ブラックマトリクス層および前記第１フォトレジスト層をパターニングするステップと、
前記第１フォトレジスト層を除去するステップと、
パターニングされた前記ブラックマトリクス層上に第２フォトレジスト層を形成するステップと、
背面露光方式により、前記第２フォトレジスト層をパターニングしてバンク構造にするステップと
を含むことを特徴とするバンク構造の製造方法。
【請求項２】
前記背面露光方式は、紫外線を露光源にすることを特徴とする請求項１記載のバンク構造の製造方法。
【請求項３】
前記背面露光方式は、パターニングされた前記ブラックマトリクス層をマスクにして、露光および現像のステップにより前記第２フォトレジスト層をパターニングすることを特徴とする請求項２記載のバンク構造の製造方法。
【請求項４】
前記第１フォトレジスト層は、従来の露光および現像のステップによりパターニングされることを特徴とする請求項１記載のバンク構造の製造方法。
【請求項５】
前記ブラックマトリクス層は、エッチング方式によりパターニングされることを特徴とする請求項１記載のバンク構造の製造方法。
【請求項６】
前記第２フォトレジスト層は、ポジ型フォトレジスト材料であることを特徴とする請求項１記載のバンク構造の製造方法。
【請求項７】
液晶ディスプレイへ適用するカラーフィルタの製造方法であって、
カラーフィルタ基材上へ、ブラックマトリクス層を形成し、該ブラックマトリクス層上に第１フォトレジスト層を形成するステップと、
マスクにより前記ブラックマトリクス層および前記第１フォトレジスト層をパターニングして、前記第１フォトレジスト層を除去するステップと、
パターニングされた前記ブラックマトリクス層上に、第２フォトレジスト層を形成するステップと、
背面露光方式により、前記第２フォトレジスト層をパターニングしてバンク構造にするステップと、
インクジェット法によりカラーインク滴が、前記ブラックマトリクス層および前記バンク構造をパターニングした後に構成される格子構造を直接に着色するステップと
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記カラーインク滴を焼成方式により硬化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記背面露光方式は、紫外線を露光源にすることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記背面露光方式は、パターニングされた前記ブラックマトリクス層をマスクにして、露光および現像のステップにより前記第２フォトレジスト層をパターニングすることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記第１フォトレジスト層は、従来の露光および現像のステップによりパターニングされることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記ブラックマトリクス層は、エッチング方式によりパターニングされることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記第２フォトレジスト層は、ポジ型フォトレジスト材料であることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのカラーフィルタのバンク構造の製造方法に関し、特にインクジェット法によりカラーフィルタを製作する場合に必要なバンク構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタ（Color Filter）は、例えば画像センサである電荷結合素子（Charge Coupled Device：ＣＣＤ）やラインセンサ（Line Sensor）、または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）などといった多方面に応用されている。これら製品の必要性が高まるにつれ、カラーフィルタのニーズも高まっている。そのため、カラーフィルタの製造コストを下げることは、解決しなければならない緊急の課題であった。
【０００３】
ＴＦＴ液晶ディスプレイに必要なカラーフィルタの製造コストの低減が、特に注目を集めている。カラーフィルタの製造コストは、インクジェット法を採用することにより大幅に低減された。インクジェット法は、インク滴を吹き付けることにより、フィルタ基板上のブラックマトリクス（Black Matrix）からなる格子構造（Lattice Structure）内を直接着色するものである。型式ごとにフィルタは、異なるカラーインクジェット型式を備え、一般に赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色を一つの基本ユニット（pixel）とする。ただし、インク中にはキャリア（或いは水または有機溶剤）が含まれるために、サブピクセル（sub-pixel）を吹き付けて印刷する際に、インク滴が溢れ出すことが度々あり、その他のサブピクセルと混色してしまう問題が発生することがある。そのため、通常は、フォトリソグラフィ製造工程によりバンクを形成し、インク滴を納める高くて深い空間を形成することにより、インク滴を微細なサブピクセル内へ限定させ、サブピクセルの色をはっきりさせる効果を達成している。また、バンクは、一般にフォトレジスト液を基板上に塗布して、露光現像により形成される。そのため、その製造工程には通常マスクを使用する必要があり、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイのサイズが大きくなるほど、インクジェット製造工程に必要なマスクのサイズが大きくなり、カラーフィルタ全体に占めるマスクのコストの割合も高まった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＬＣＤカラーフィルタの製造工程における高価なマスクの費用を低減するカラーフィルタのバンク構造の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明は、インクジェット法により液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するときに適用するバンク構造の製造方法を提供する。このバンク構造の製造方法は次のステップを含む。カラーフィルタ基材上へ、ブラックマトリクス層を形成し、該ブラックマトリクス層上に第１フォトレジスト層を形成する。マスクにより順にブラックマトリクス層および第１フォトレジスト層をパターニングし、エッチングおよび清浄工程によりブラックマトリクス層を形成するとともに、第１フォトレジスト層を除去する。続いて、パターニングされたブラックマトリクス層上に第２フォトレジスト層を形成する。また、既に形成されたブラックマトリクス層をシャドウマスクにして、背面露光方式により、第２フォトレジスト層をパターニングしてバンク構造にする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のバンク構造の製造方法を適用することにより、ＬＣＤカラーフィルタの製造工程における高価なマスクの費用を低減することができる。また、バンク構造の製造工程においても、正確なアライメント工程を省略して減らすことができるため、必要な製造工程時間も従来に比べて短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
インクジェット法（Ink Jet Printing）によりカラーフィルタ（Color Filter）を製造する工程において、カラーフィルタ全体でマスクが占めるコストの割合を下げるため、本実施形態では、正面露光に替えて、背面露光方式を採用し、使用するマスクを一つ減らして生産コストを下げている。本実施形態のコンセプトは、ブラックマトリクス（Black Matrix）構造を、直接シャドウマスクにするとともに、ポジ型フォトレジスト材料を使用して、背面露光方式によりインクジェット法に必要なバンク構造を形成することにある。
【０００８】
いわゆるバンク構造は、ブラックマトリクス層上に形成され、ブラックマトリクス層と同様にパターニングされた一層の膜を有する。バンク構造およびブラックマトリクス層をパターニングした後に形成される格子構造は、インクジェット法によりインク滴で着色される位置である。本実施形態は、低コストのバンク構造の製造方法を提供し、従来のバンク構造の製造方法を代替するものである。以下、実施形態により本発明の実施方式を説明する。
【０００９】
図１Ａから図１Ｅは、本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す図である。図１Ａに示すように、カラーフィルタ基材１００上に、先ず、光線の透過を遮る機能を有するブラックマトリクス層１０２を形成する。そして、ブラックマトリクス層１０２をパターニングするために、ブラックマトリクス層１０２上にフォトレジスト層１０４ａを形成する。図１Ｂに示すように、パターニングされたマスク（図示せず）により、フォトレジスト層１０４ａに対して従来の露光および現象のステップを行いパターニングする。パターニングされたフォトレジスト層１０４ａ（マスク構造１０４ｂ）をブラックマトリクス層１０２のエッチング用シャドウマスクとする。
【００１０】
図１Ｃは、エッチング方式によりパターニングされたブラックマトリクス層１０２を示す。図１Ｄに示すように、パターニングされたブラックマトリクス層１０２上およびパターニングされた凹みに、フォトレジスト層１０６ａをスピンコーティングする。カラーフィルタ基材１００の背面に設けられた紫外線（ＵＶ light）露光源１１２により、フォトレジスト層１０６ａに対して露光ステップを行う。露光ステップを行うとき、パターニングされたブラックマトリクス層１０２は、完全なマスクとなり、露光の対象（フォトレジスト層１０６ａ）は、既にマスクとセルフアライメント（self-alignment）を完了しているため、精密なアライメントのステップは省略することができる。図１Ｅは、既にパターニングされたフォトレジスト層１０６ａ（バンク構造１０６ｂ）を示す。上述したフォトレジスト層１０６ａは、ポジ型フォトレジスト材料であり、パターニングされたフォトレジスト層１０６ａをバンク構造１０６ｂにする必要がある。ブラックマトリクス層１０２をマスクにして、背面露光を行う方法は、マスクを一つ少なくすることができる。ＬＣＤカラーフィルタの製造工程の生産量を考慮した場合には、１ショット（one shot）方式が採用されるため、マスクのサイズはカラーフィルタ基材のサイズに対応するサイズが必要となり、マスクのコストが増大する。第四世代のカラーフィルタを例にすると、サイズが６８０×８８０ｍｍ２の基板には、８００×９２０ｍｍ２のマスクを使用しなければならず、その市販価格は約２００万台湾ドルである。そのため、本実施形態が提供する方法により、ＬＣＤカラーフィルタ製造工程にかかるマスクの費用を低減することができる。
【００１１】
図２Ａから図２Ｃは、本発明の好適な一実施例によるインクジェット法の着色ステップを示す。図２Ａに示すように、インクジェット法により、インク滴１０８を吹き付けることにより、バンク構造１０６ｂおよびブラックマトリクス層１０２のパターニングにより形成された格子内を着色する。インク滴１０８は赤色、緑色または青色、或いは必要に応じてその他の色にしてもよい。図２Ｂは、インク滴が格子中に付着する状態を示す。インク滴を格子内にスピーディーに付着させるため、真空吸引、焼成、或いは紫外線照射などの方式により硬化速度を上げても良い。図２Ｃは、硬化後のインク滴１１０が硬化した後の状態を示す。
【００１２】
上述した本発明の好適な一実施形態から分かるように、本実施形態のバンク構造製造方法を適用すると、ＬＣＤカラーフィルタの製造工程にかかる高価なマスク費用を低減することができる。また、マスク構造の製造ステップ数が減るため、製造に必要な工程時間も従来のものと比べて短くなる。
【００１３】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の好適な一実施形態のバンク構造の製造ステップを示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の好適な一実施形態のインクジェット法の着色ステップを示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の好適な一実施形態のインクジェット法の着色ステップを示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の好適な一実施形態のインクジェット法の着色ステップを示す断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１００：カラーフィルタ基材
１０２：ブラックマトリクス層
１０４ａ：フォトレジスト層
１０６ａ：フォトレジスト層
１０８：インク滴
１１０：硬化されたインク滴
【図１Ａ】
2005134879.tif 000003
【図１Ｂ】
2005134879.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2005134879.tif 000006
【図１Ｅ】
2005134879.tif 000007
【図２Ａ】
2005134879.tif 000008
【図２Ｂ】
2005134879.tif 000009
【図２Ｃ】
2005134879.tif 000010