JP2005134878A

JP2005134878A - Method for manufacturing bank structure

Info

Publication number: JP2005134878A
Application number: JP2004238359A
Authority: JP
Inventors: Rii Shen-Rin; リーシェン−リン
Original assignee: Allied Material Technology Corp
Current assignee: Allied Material Technology Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2005-05-26
Also published as: TW200515040A; TWI247164B

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing bank structure required to manufacture the color filter of a liquid crystal display by an ink jet method. <P>SOLUTION: A black matrix layer 102 is formed on color filter base material 100, and a photoresist layer 104a is formed on the black matrix layer 102. Patterning is performed to the photoresist layer 104a by a mask so as to obtain the bank structure 104b, and then patterning is performed to the black matrix layer 102. The color filter is formed by directly coloring the gratings formed by a pattering system of the black matrix layer 102 and the bank structure 104b with ink drops 106 by the ink jet method. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。 The present invention relates to a method for manufacturing a bank structure for a color filter of a liquid crystal display, and more particularly to a method for manufacturing a bank structure required when a color filter is manufactured by an inkjet method.

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）や、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課題であった。 The color filter (Color Filter) is, for example, a charge coupled device (CCD) that is an image sensor, a line sensor (Line Sensor), or a liquid crystal display (Liquid Crystal Display: LCD) of a thin film transistor (TFT). It is applied in the direction. As the need for these products increases, so does the need for color filters. Therefore, reducing the manufacturing cost of the color filter has been an urgent issue that must be solved.

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。従来、カラーフィルタの製造コストはインクジェット製造工程を採用することにより大幅に低減された。インクジェット製造工程は、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）内を直接に着色する製造方法である。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得ている。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。 The reduction of the manufacturing cost of the color filter required for the TFT liquid crystal display has attracted particular attention. Conventionally, the cost of manufacturing color filters has been greatly reduced by employing an inkjet manufacturing process. The ink jet manufacturing process is a manufacturing method in which ink droplets are sprayed to directly color the inside of a lattice structure made up of a black matrix on a filter substrate. Each type of filter has a different color ink jet type, and generally three colors of red, green, and blue (R, G, B) are defined as one basic unit (pixel). However, since ink contains a carrier (or water or organic solvent), ink droplets often overflow when printing by spraying sub-pixels, and other sub-pixels A problem of color mixing may occur. For this reason, normally, by forming a bank by a photolithography manufacturing process and forming a high and deep space for containing ink droplets, the ink droplets are limited to fine subpixels and the effect of clarifying the color of the subpixels is achieved. It has gained. The bank is generally formed by applying a photoresist solution on a substrate and exposing and developing it. Therefore, it is usually necessary to use a mask in the manufacturing process. The larger the size of the thin film transistor liquid crystal display, the larger the size of the mask required for the inkjet manufacturing process, and the ratio of the cost of the mask to the entire color filter. It has risen.

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。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bank structure of a color filter that reduces the cost of an expensive mask in the manufacturing process of an LCD color filter.

上述の目的を達成するために、本発明は、液晶ディスプレイに適用するカラーフィルタの製造方法を提供する。このカラーフィルタ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、ブラックマトリクス層上にフォトレジスト層を形成する。マスクによりフォトレジスト層をパターニングしてバンク構造を形成してから、ブラックマトリクス層をパターニングする。インクジェット法により、ブラックマトリクス層およびバンク構造がパターニングされた後に構成される格子内をカラーインク滴で直接に着色して、カラーフィルタを形成する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a color filter applied to a liquid crystal display. The manufacturing method of this color filter includes the following steps. A black matrix layer is formed on the color filter substrate, and a photoresist layer is formed on the black matrix layer. After patterning the photoresist layer with a mask to form a bank structure, the black matrix layer is patterned. The color filter is formed by directly coloring the inside of the lattice formed after the black matrix layer and the bank structure are patterned by the ink jet method.

本発明のバンク構造の製造方法を応用することにより、ＬＣＤカラーフィルタの製造工程において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も減らすことができるため、必要となる製造工程時間を従来に比べて短くすることができる。 By applying the bank structure manufacturing method of the present invention, it is possible to reduce the cost of expensive masks in the LCD color filter manufacturing process. In addition, since the manufacturing process of the bank structure can be reduced, the required manufacturing process time can be shortened as compared with the prior art.

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、パターニングされたフォトレジスト層を直接にバンク構造として使用し、マスクを一つ減らす。 In this embodiment, in order to reduce the cost of the mask occupied by the entire color filter in the process of manufacturing a color filter by the inkjet method (Ink Jet Printing), in this embodiment, the patterned photoresist layer is directly formed into a bank structure. And reduce the mask by one.

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じよう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、低コストである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。 The so-called bank structure has a single layer film formed on the black matrix layer and patterned in the same manner as the black matrix layer. The lattice structure formed after patterning the bank structure and the black matrix layer is a position colored with ink droplets by an ink jet method. The present embodiment provides a low-cost method for manufacturing a bank structure and replaces the conventional method for manufacturing a bank structure. Embodiments of the present invention will be described below with reference to embodiments.

図１Ａから図１Ｃは、本発明の好適な一実施形態のバンク構造を製造する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１０４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（バンク構造１０４ｂ）は、ブラックマトリクス層１０２のエッチング用遮光マスクとすることができるだけでなく、インクジェット法に必要なバンク構造とすることもできる。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およびバンク構造１０４ｂを示す。 1A to 1C are diagrams illustrating steps for manufacturing a bank structure according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, a black matrix layer 102 having a function of blocking light transmission is first formed on a color filter substrate 100. Then, a photoresist layer 104 is formed on the black matrix layer 102 in order to pattern the black matrix layer 102. As shown in FIG. 1B, the photoresist layer 104a is patterned by conventional exposure and phenomenon steps using a patterned mask (not shown). The patterned photoresist layer 104a (bank structure 104b) can be used not only as a shading mask for etching the black matrix layer 102 but also as a bank structure necessary for the ink jet method. FIG. 1C shows the black matrix layer 102 and the bank structure 104b patterned by an etching method.

ＬＣＤカラーフィルタの製造工程の生産量を考慮する場合には、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相当する。そのため、マスクのコストは増大した。例えば、第四世代のカラーフィルタは、サイズが６８０×８８０ｍｍ^２の基板に対して、８００×９２０ｍｍ^２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は、ＬＣＤカラーフィルタの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。 When considering the production amount of the manufacturing process of the LCD color filter, the one-shot method is adopted, and therefore the mask size corresponds to the size of the color filter substrate. This increases the cost of the mask. For example, the fourth generation color filter must use an 800 × 920 mm ² mask for a substrate of size 680 × 880 mm ² , and its commercial price is about 2 million Taiwan dollars. Therefore, the method provided by the present embodiment can reduce the cost of the mask for the manufacturing process of the LCD color filter.

図２Ａから図２Ｃは、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。図２Ａに示すように、インクジェット法によりバンク構造１０４ｂおよびブラックマトリクス層１０２のパターニング方式により形成される必要な格子構造内をインク滴１０６で着色する。インク滴１０６は赤色、緑色または青色、或いは必要に応じてその他の色でもよい。図２Ｂは、インク滴が格子内に付着する状態を示す。インク滴を格子内へ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よい。図２Ｃは、硬化後のインク滴１０８の状態を示す。 2A to 2C show the coloring step of the inkjet method according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, ink droplets 106 are used to color the necessary lattice structure formed by the patterning method of the bank structure 104b and the black matrix layer 102 by an inkjet method. Ink drops 106 may be red, green or blue, or other colors as required. FIG. 2B shows a state where ink droplets adhere to the grid. In order to quickly deposit ink droplets into the lattice, the curing rate may be increased by a method such as vacuum suction, baking, or ultraviolet irradiation. FIG. 2C shows the state of the ink droplet 108 after curing.

上述した本発明の好適な一実施形態から分かるように、このバンク構造の製造方法は、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。 As can be seen from the above-described preferred embodiment of the present invention, this bank structure manufacturing method can reduce the expensive mask cost for the manufacturing process of the LCD color filter. In addition, since the number of manufacturing steps of the mask structure is reduced, the process time required for manufacturing is shortened compared to the conventional one.

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。 In the present invention, preferred embodiments have been disclosed as described above. However, these embodiments are not intended to limit the present invention, and any person who is familiar with the technology can use various embodiments within the scope and spirit of the present invention. Changes and modifications can be made. Therefore, the scope of protection of the present invention is based on the contents specified in the claims.

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。It is sectional drawing which shows the manufacturing step of the bank structure of preferable one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing step of the bank structure of preferable one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing step of the bank structure of preferable one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the coloring step of the inkjet method of suitable one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the coloring step of the inkjet method of suitable one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the coloring step of the inkjet method of suitable one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００：カラーフィルタ基材
１０２：ブラックマトリクス層
１０４ｂ：バンク構造
１０６：インク滴
１０８：硬化されたインク滴
100: Color filter substrate 102: Black matrix layer 104b: Bank structure 106: Ink droplet 108: Cured ink droplet

Claims

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、
パターニングされた前記ブラックマトリクス層上で、前記フォトレジスト層および前記ブラックマトリクス層をパターニングした後にインクジェット法に必要な格子構造を形成するステップと
を含むことを特徴とするバンク構造の製造方法。 A manufacturing method of a bank structure applied when manufacturing a color filter of a liquid crystal display by an inkjet method,
Forming a black matrix layer on the color filter substrate, and forming a photoresist layer on the black matrix layer;
Patterning the photoresist layer with a mask to form a bank structure;
Forming a lattice structure necessary for an inkjet method after patterning the photoresist layer and the black matrix layer on the patterned black matrix layer.

前記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。 The method of claim 1, wherein the photoresist layer is patterned by conventional exposure and development steps.

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。 2. The method of manufacturing a bank structure according to claim 1, wherein the black matrix layer is patterned by an etching method.

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、
前記ブラックマトリクス層をパターニングするステップと、
インクジェット法により、前記ブラックマトリクス層および前記バンク構造のパターニングにより構成される格子構造をカラーインク滴で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。 A method for producing a color filter to be applied to a liquid crystal display,
Forming a black matrix layer on the color filter substrate, and forming a photoresist layer on the black matrix layer;
Patterning the photoresist layer with a mask to form a bank structure;
Patterning the black matrix layer;
And a step of directly coloring the lattice structure constituted by patterning of the black matrix layer and the bank structure with color ink droplets by an ink jet method.

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４記載のカラーフィルタの製造方法。 5. The method for producing a color filter according to claim 4, further comprising a step of curing the color ink droplets by a baking method.

前記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４記載のカラーフィルタの製造方法。 The method of claim 4, wherein the photoresist layer is patterned by conventional exposure and development steps.

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４記載のカラーフィルタの製造方法。
5. The method of manufacturing a color filter according to claim 4, wherein the black matrix layer is patterned by an etching method.