KR100241155B1 - Method of black matrix for fed - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포지티브형 감광성 고분자를 이용하여 작업공정이 단순하고, 품질이 뛰어난 블랙매트릭스를 형성시킬 수 있는 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭 제조 방법에 관한 것으로, ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 포지티브형 감광성 고분자를 코팅, 건조하여 감광막(6)을 형성하는 공정과, 상기 감광막(6)상에 노광 및 현상하여 소정의 감광성 고분자 패턴(6a)을 형성하는 공정과, 상기 고분자 패턴(6a)상에 블랙코팅막(8)을 형성하는 공정과, 상기 유리기판(2) 배면에 일정시간동안 광을 조사하여 상기 고분자 패턴(6a)을 활성화시키는 공정과, 상기 활성화된 고분자 패턴(6a)을 세정하여 제거하는 공정으로 이루어지도록 구성된 특징이 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a black matrix using a positive photosensitive polymer capable of forming a black matrix having a simple work process and excellent quality using a positive photosensitive polymer, wherein the glass substrate having the ITO electrode 4 is formed ( 2) forming a photosensitive film 6 by coating and drying a positive photosensitive polymer on the film, and exposing and developing the photosensitive film 6 on the photosensitive film 6 to form a predetermined photosensitive polymer pattern 6a; Forming a black coating film (8) on the pattern (6a), irradiating the back surface of the glass substrate (2) for a predetermined time to activate the polymer pattern (6a), and the activated polymer pattern ( 6a) has a feature configured to consist of a process of cleaning and removing.
Description
본 발명은 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭스 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포지티브형 감광성 고분자를 이용하여 작업공정이 단순하고, 품질이 뛰어난 블랙매트릭스를 형성시킬 수 있는 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a black matrix using a positive photosensitive polymer, and more particularly, using a positive photosensitive polymer capable of forming a black matrix having a simple and high quality work process using a positive photosensitive polymer. It relates to a black matrix manufacturing method.
일반적으로 펑판 디스플레이 소자인 LCD(Liquid Crytal Display)와 FED(Field Emission Dispaly)는 풀칼라를 위해 ITO 투명전도막상에 삼색안료 혹은 삼색 형광체 패턴을 형성시킨다.In general, a liquid crystal display (LCD) and a field emission discharge (FED), which are flat panel display devices, form a tricolor pigment or a tricolor phosphor pattern on an ITO transparent conductive film for full color.
이러한 삼색안료 혹은 삼색 형광체 패턴 사이에는 이른바 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 이는 디스플레이 소자 화면의 콘트라스트(Contrast)와 색순도를 향상시키는 역할을 한다.The so-called black matrix is formed between the three-color pigments or the three-color phosphor pattern, which serves to improve the contrast and color purity of the display device screen.
상기 종래의 전계방출표시소자의 경우에는 캐소우드 팁(Cathod Tip)에서 방사된 미스 랜딩(Miss Landing)된 외광을 흡수하고, LCD의 경우에는 풀칼라화를 위해 칼라필터를 사용하고 있는 것으로 이는 삼색안료를 패턴시키고 그사이에 블랙 매트릭스가 존재하며 컨트라스트의 향상 및 박막 트랜지스트의 외부광을 차단하는 역할을 하는 것이다.The conventional field emission display device absorbs Miss Landed external light emitted from a cathode tip, and in the case of LCD, a color filter is used for full colorization. The pigment is patterned, and a black matrix exists between them, improving contrast and blocking external light of the thin film transistor.
상기와 같은 종래의 평판디스플레이에서는 블랙매트릭스를 유리기판상에 형성시키며 일반적으로 네가티브형의 수용성 감광성 고분자를 리프트 오프(Lift Off)시키는 방법, 전착법에 의한 방법, 광중합에 의해 형성시키는 방법등이 제안되고는 있지만, 그 품질이 낮고 제조 공정 또한 복잡한 문제점이 있었다.In the conventional flat panel display as described above, a method of forming a black matrix on a glass substrate and generally lifting a negative water-soluble photosensitive polymer, a method by electrodeposition, a method by forming a photopolymerization, etc. are proposed. However, its quality is low and the manufacturing process also had complex problems.
따라서 본 발명에서는 이러한 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 본 고안의 목적은 간단한 제조 공정으로 품질이 높은 블랙매트릭스를 제조할 수 있는 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭스 제조방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention was created in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a method for producing a black matrix using a positive photosensitive polymer capable of producing a high quality black matrix by a simple manufacturing process.
도1a∼도1g 은 본 발명의 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 나타내는 도면.1A-1G illustrate the steps of forming the black matrix of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
4 : ITO전극 2 : 유리기판4: ITO electrode 2: glass substrate
6 : 감광막 6a : 감광성 고분자 패턴6:
8 : 블랙코팅막 8a : 블랙매트릭스8:
10 : 포토마스크10: photomask
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭스 제조방법은, ITO전극이 형성된 유리기판상에 포지티브형 감광성 고분자를 코팅, 건조하여 감광막을 형성하는 공정과, 상기 감광막상에 노광 및 현상하여 소정의 감광성 고분자 패턴을 형성하는 공정과, 상기 고분자 패턴상에 블랙코팅막을 형성하는 공정과, 상기 유리기판 배면에 일정시간동안 광을 조사하여 상기 고분자 패턴을 활성화시키는 공정과, 상기 활성화된 고분자 패턴을 세정하여 제거하는 공정으로 이루어지도록 구성되어 있는 것이 특징이다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the method of manufacturing a black matrix using the positive photosensitive polymer of the present invention, the process of coating and drying the positive photosensitive polymer on the glass substrate on which the ITO electrode is formed to form a photoresist film; Exposing and developing a predetermined photosensitive polymer pattern on the photosensitive film, forming a black coating film on the polymer pattern, and irradiating light on the rear surface of the glass substrate for a predetermined time to activate the polymer pattern. And a step of washing and removing the activated polymer pattern.
상기와 같이 구성된 본 발명의 포지티브형 감광성 고분자를 이용한 블랙매트릭스 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 상세하게 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a black matrix manufacturing method using the positive photosensitive polymer of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정하고, 노볼락-나프토키논(Novalac-naphthoquinone)계의 HUJI-HUNT사, HOCHEST사 및 동진화성제 등의 포지티브형 감광성 고분자를 코팅, 건조하여 감광막(6)을 형성한다(도1a, 도1b).Ultrasonic cleaning of the
상기 감광막(6)상에 포토마스크(10)를 배치시키고, 자외선에 노출시킨 후, 묽은 알카리 수용액으로 현상하여 감광성 고분자 패턴(6a)을 형성하고(도1c, 도1d), 상기 고분자 패턴(6a)이 형성된 ITO전극(4) 상에 블랙코팅막(8)을 형성하고 건조시킨다(도1d, 도1e).The
또한 블랙코팅막(8)은 스핀코팅법, 바코팅법, 전기영동(Cataphoresis)에 의한 코팅법, 혹은 홀코팅법등으로 코팅을 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 이때에 사용되는 블랙코팅막(8)은 카본 그래파이트(Cabon Graphite)가 주성분인 것이 가장 좋다.In addition, the
상기 블랙 코팅막(8)을 코팅한 후, 배면에서 일정시간 동안 자외선을 조사하여 고분자 패턴(6a)을 활성화시키고(도1f), 상기 알카리 수용액에 일정시간 방치시켜 일정한 수압의 물로 세정하여 고분자 패턴(6a)을 리프트 오프(Lift Off)에 제거하여 블랙매트릭스(8a)를 얻는다(도1g).After coating the black coating film (8), and irradiated with ultraviolet light for a predetermined time from the back to activate the polymer pattern (6a) (Fig. 1f), and left in the alkaline aqueous solution for a certain time to wash with a constant water pressure of the polymer pattern ( 6a) is removed at the lift off to obtain a
상기의 알카리 수용액의 농도는 0.01∼10 중량% 이면 충분하며, 수산화 칼슘등과 같은 무기 알칼리뿐만 아니라, 암모니아수, 아민류 등과 같은 유기알칼리도 가능하다.The concentration of the alkali aqueous solution is sufficient to be 0.01 to 10% by weight, and not only inorganic alkalis such as calcium hydroxide, but also organic alkalis such as ammonia water and amines.
상기와 같이 서술된 본 발명의 제조 방법을 보다 확실하게 하기 위하여 아래와 같이 실시예로써 나타내었다.In order to make the manufacturing method of this invention described above clearer, it showed by the following Example.
〈실시예1〉<Example 1>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자(HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 5000rpm으로 코팅한 후 100℃의 오븐에서 5분간 건조 시켰다.After ultrasonic cleaning of the
상기의 감광성 고분자가 고팅상에 매트릭스형 포토마스크를 배치시킨 후 15초 동안 자외선에 노출시킨 후, 묽은 알칼리 수용액으로 30초간 현상하여 매트릭스 형의 감광패턴을 형성한 후에, 카본블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매, 암모니아수, 기포방지제 및 미량의 기타첨가제로 구성되는 블랙코팅액을 상기에 기판에 700rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성하였다.After the photosensitive polymer is placed in a matrix-type photomask on a ghosting, the photosensitive polymer is exposed to ultraviolet rays for 15 seconds, and then developed with a diluted alkaline aqueous solution for 30 seconds to form a matrix photosensitive pattern, followed by carbon black and acrylate polymers. , A black coating liquid consisting of water, an organic solvent, ammonia water, an anti-foaming agent and a small amount of other additives was coated on the substrate at 700rpm and dried to form a black coating film.
이 기판의 1.5 중량%의 알칼리 수용액에 75초 동안 침적시키고 증류수로 씻어 주어 블랙 코팅막 패턴을 형성하였다.The substrate was immersed in an aqueous 1.5 wt% aqueous alkali solution for 75 seconds and washed with distilled water to form a black coating layer pattern.
〈실시예2〉<Example 2>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 3000rpm으로 코팅한 후 90℃의 오븐에서 7분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
그리고 스트라이프형 포토마스크를 배치시킨 후 11초동안 자외선에 노출시킨고 묽은 알칼리 수용액으로 50초간 현상하여 스트라이프형 감광패턴을 형성하여, 카본블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 300rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켰다.After placing the stripe-type photomask, the film was exposed to ultraviolet light for 11 seconds and developed for 50 seconds with a dilute aqueous alkali solution to form a stripe photosensitive pattern. The black was composed of carbon black, acrylate-based polymer, water, and organic solvent. The coating solution was coated on the substrate at 300 rpm and dried to form a black coating film.
상기 블랙코팅막이 형성된 기판을 0.5중량%의 알칼리 수용액에 110초 동안 침적시키고 증류수를 스프레이시켜 블랙 코팅막 패턴을 형성하였다.The substrate on which the black coating film was formed was immersed in an aqueous 0.5% by weight aqueous alkali solution for 110 seconds, and distilled water was sprayed to form a black coating film pattern.
〈실시예3〉<Example 3>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 500rpm으로 코팅한 후 110℃의 오븐에서 10분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
트라이앵글형의 포토마스크를 배치시킨후 25초 동안 자외선에 노출시키고 묽은 알칼리 수용액으로 60초간 현상하여 트라이 앵글형의 감광패턴을 현상하였다.After the triangle-type photomask was placed, the triangle-type photosensitive pattern was developed by exposing to ultraviolet light for 25 seconds and developing with a diluted alkali aqueous solution for 60 seconds.
그리고 카본 블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매 및 암모니아수 등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 190rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켜서 이 기판을 9.3중량%의 알칼리 수용액에 10초동안 침적시키고, 증류수를 스프레이시켜 블랙코팅막을 형성하였다.And a black coating liquid consisting of carbon black, acrylate-based polymer, water, organic solvent, ammonia water and the like coated on the substrate at 190rpm and dried to form a black coating film for 10 seconds in a 9.3% by weight aqueous alkali solution It was deposited and distilled water was sprayed to form a black coating film.
〈실시예4〉<Example 4>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 AZ-4562)를 100rpm으로 코팅한 후 700℃의 오븐에서 7분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
스트라이프형 포토마스크를 배치시킨후 9초 동안 자외선에 노출시키고 묽은 알칼리 수용액으로 12초간 현상하여 스트라프형의 감광패턴을 현상하였다.After the stripe-type photomask was disposed, the stripe-type photomask was developed by exposing to a UV light for 9 seconds and developing with a diluted alkaline aqueous solution for 12 seconds.
그리고 카본 블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매 및 암모니아수 등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 150rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켜서 이 기판을 3중량%의 알칼리 수용액에 20초동안 침적시키고, 증류수를 스프레이시켜 블랙코팅막을 형성하였다.Then, a black coating liquid composed of carbon black, acrylate polymer, water, organic solvent, ammonia water, etc. was coated on the substrate at 150 rpm, and then dried to form a black coating film. It was deposited and distilled water was sprayed to form a black coating film.
〈실시예5〉<Example 5>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 5000rpm으로 코팅한 후 100℃의 오븐에서 5분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
매트릭스형의 포토마스크를 배치시킨후 15초 동안 자외선에 노출시키고 묽은 알칼리 수용액으로 30초간 현상하여 트라이 앵글형의 감광패턴을 현상하였다.After the matrix photomask was disposed, the photosensitive pattern of the triangle type was developed by exposing to a UV light for 15 seconds and developing with a diluted alkaline aqueous solution for 30 seconds.
그리고 카본 블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매 및 암모니아수 등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 700rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켜서 이 기판을 자외선에 60초 동안 배면에서 전면 노출시킨후 1.5중량%의 알칼리 수용액에 75초동안 침적시키고, 증류수로 씻어 주어 블랙코팅막을 형성하였다.And after coating a black coating liquid consisting of carbon black, acrylate polymer, water, organic solvent and ammonia water at 700rpm on the substrate and dried to form a black coating film to expose the substrate to the ultraviolet for 60 seconds from the back After immersed in an aqueous alkaline solution of 1.5% by weight for 75 seconds, washed with distilled water to form a black coating film.
〈실시예6〉<Example 6>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 3000rpm으로 코팅한 후 90℃의 오븐에서 7분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
스트라프형 포토마스크를 배치시킨후 11초 동안 자외선에 노출시키고 묽은 알칼리 수용액으로 50초간 현상하여 스트라이프형의 감광패턴을 현상하였다.After placing the strap type photomask, it was exposed to ultraviolet light for 11 seconds and developed for 50 seconds with a dilute aqueous alkali solution to develop a striped photosensitive pattern.
그리고 카본 블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매 및 암모니아수 등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 300rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켜서 이 기판을 자외선에 90초 동안 정면에서 전면 노출시킨후 0.5중량%의 알칼리 수용액에 110초동안 침적시키고, 증류수를 스프레이시켜 블랙코팅막을 형성하였다.Then, a black coating liquid composed of carbon black, acrylate polymer, water, organic solvent, ammonia water, etc. was coated on the substrate at 300 rpm, and then dried to form a black coating film. After immersed in 0.5% aqueous alkali solution for 110 seconds, distilled water was sprayed to form a black coating film.
〈실시예6〉<Example 6>
ITO전극(4)이 형성된 유리기판(2)을 초음파 세정한 후, 포지티브형의 감광성 고분자((HUJI-HUNT사의 FH-2140)를 3000rpm으로 코팅한 후 90℃의 오븐에서 7분간 건조시켰다.After ultrasonically cleaning the
스트라이프형 포토마스크를 배치시킨후 11초 동안 자외선에 노출시키고 묽은 알칼리 수용액으로 50초간 현상하여 스트라이프형의 감광패턴을 현상하였다.After the stripe-type photomask was disposed, the stripe-type photomask was developed by exposing to a UV light for 11 seconds and developing with a diluted alkaline aqueous solution for 50 seconds.
그리고 이 기판을 자외선에 20초동안 노출시키고, 카본 블랙, 아크릴레이트계 고분자, 물, 유기용매 및 암모니아수 등으로 구성되는 블랙코팅액을 상기 기판에 300rpm으로 코팅한 후 건조하여 블랙코팅막을 형성시켜서 이 기판을 자외선에 20초 동안 노출시킨후 0.5중량%의 알칼리 수용액에 20초동안 침적시키고, 증류수를 스프레이시켜 블랙코팅막을 형성하였다.The substrate is exposed to ultraviolet light for 20 seconds, and a black coating liquid composed of carbon black, acrylate polymer, water, organic solvent, ammonia water, etc. is coated on the substrate at 300 rpm and dried to form a black coating film. The film was exposed to ultraviolet light for 20 seconds, and then immersed in 0.5 wt% aqueous alkali solution for 20 seconds, and distilled water was sprayed to form a black coating film.
상기와 같은 실시예들에 의해 어떤 조건하에서도 상기와 같은 제조방법을 이용하여 원하는 형상을 손쉽게 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.By the above embodiments it can be seen that the desired shape can be easily manufactured using the above-described manufacturing method under any conditions.
따라서 본 발명의 포지티브형 감광성 고분자를 이용하여 작업공정이 단순하고, 품질이 뛰어난 블랙매트릭스를 원하는 형상으로 쉽게 형성시킬 수 있는 특징이 있다.Therefore, the work process is simple using the positive photosensitive polymer of the present invention, and the black matrix having excellent quality can be easily formed into a desired shape.
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