KR101050138B1 - Color filter and manufacturing method of color filter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러필터의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러필터에 관한 것으로, 구체적으로, (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리하는 단계; (c) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 코팅하는 단계; 및 (d) 상기 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부에 잉크를 충진하는 단계를 포함하는 컬러필터의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a color filter and a color filter manufactured by the method, specifically, (a) forming a light shielding pattern on a substrate; (b) plasma-processing the substrate on which the light blocking portion pattern is formed; (c) coating a solvent on the substrate on which the light shielding pattern is formed; And (d) filling ink into the pixel portion partitioned by the light shielding portion pattern, and a color filter manufactured by the method.

컬러필터, 잉크젯, 플라즈마, 용매 코팅 Color filter, inkjet, plasma, solvent coating

Description

컬러필터 및 컬러필터의 제조방법{COLOR FILTERS AND METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTERS}COLOR FILTERS AND METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTERS}

도 1은 잉크젯 방법을 이용해 컬러필터를 제조하는 공정이다.1 is a process of manufacturing a color filter using an inkjet method.

도 2는 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 도포한 후 잉크를 토출한 모습을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which ink is discharged after applying a solvent onto a substrate on which a light shielding portion pattern is formed.

도 3은 스핀코팅 방법에 의해 용매를 코팅한 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 사진이다.3 is a photograph of a charge-coupled device (CCD) camera coated with a solvent by a spin coating method.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 CCD 카메라 사진이다.4 is a photograph of a CCD camera according to Embodiment 1 of the present invention.

도 5는 본 발명의 비교예 1에 따른 CCD 카메라 사진이다.5 is a photograph of a CCD camera according to Comparative Example 1 of the present invention.

도 6는 본 발명의 비교예 2에 따른 CCD 카메라 사진이다.6 is a photograph of a CCD camera according to Comparative Example 2 of the present invention.

도 7(a)는 플라즈마 처리한 후의 화소부 내부의 잉크 방울의 직경을 나타낸 CCD 카메라 사진이다 Fig. 7A is a CCD camera photograph showing the diameter of the ink droplets inside the pixel portion after plasma treatment.

도 7(b)는 플라즈마 처리한 차광부에 용매를 코팅한 후의 화소부 내부의 잉크 방울의 직경을 나타낸 CCD 카메라 사진이다.FIG. 7B is a CCD camera photograph showing the diameter of the ink droplets inside the pixel portion after coating the solvent on the plasma treated light shielding portion.

도 8은 본 발명의 비교예 3에 따른 CCD 카메라 사진이다.8 is a photograph of a CCD camera according to Comparative Example 3 of the present invention.

도 9(a)는 본 발명의 비교예 4에 따른 CCD 카메라 사진이다.9 (a) is a photograph of a CCD camera according to Comparative Example 4 of the present invention.

도 9(b)는 플라즈마 처리한 후의 화소부 내에만 용매가 코팅된 모습을 나타 낸 CCD 카메라 사진이다.FIG. 9B is a photograph of a CCD camera showing a state in which a solvent is coated only in a pixel portion after plasma treatment.

<도면의 주요부호에 관한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1: 차광부 2: 기판1: Shading part 2: Substrate

3: 용매 4: 적색 잉크막3: solvent 4: red ink film

5: 녹색 잉크막 6: 청색 잉크막5: green ink film 6: blue ink film

본 발명은 컬러필터의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 컬러필터의 제조방법에 있어서, 차광부 패턴 형성 후 상기 차광부 패턴을 플라즈마 처리하고 휘발성이 적은 용매를 코팅함으로써 잉크 토출 시 화소부 내부의 미충진 및 색얼룩이 없는 우수한 컬러필터의 제조방법 및 이에 의해 제조된 컬러필터에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a color filter and a color filter produced by the method. More specifically, in the method of manufacturing a color filter, after forming the light shielding part pattern, plasma treatment of the light shielding part pattern and coating a solvent having a low volatility to prepare an excellent color filter without unfilled color stains inside the pixel part during ink ejection A method and a color filter produced thereby.

일반적으로 반도체 회로소자 및 LCD 등의 디스플레이 장치에 사용되는 미세패턴은 포토레지스트(Photoresist)를 이용한 포토리소그래피(Photolithography)에 의해 형성되는데, 대체로 코팅, 노광, 현상, 세정 및 경화의 단계를 거쳐 제조된다. 그러나, 포토리소그래피는 원하는 패턴을 정밀하게 얻을 수 있는 장점이 있음에도 불구하고, 많은 단계의 공정을 거쳐야 한다는 것과 포토레지스트의 효과를 극대화하기 위해 많은 종류의 재료들이 사용된다는 점, 그리고 코팅 등의 공정에서 많은 양의 포토레지스트가 소모된다는 단점이 있다. 최근에는 이러한 포토리소그래 피의 단점을 극복하기 위해 잉크젯 프린팅 방법에 의해 미세패턴을 얻는 기술이 제안되고 있다.In general, micropatterns used in display devices, such as semiconductor circuit devices and LCDs, are formed by photolithography using photoresist, and are generally manufactured through coating, exposure, development, cleaning, and curing. . However, although photolithography has the advantage of obtaining precisely the desired pattern, it has to go through many stages of processing, many kinds of materials are used to maximize the effect of photoresist, and in coating processes. The disadvantage is that a large amount of photoresist is consumed. Recently, in order to overcome such disadvantages of photolithography, a technique of obtaining a fine pattern by an inkjet printing method has been proposed.

잉크젯 프린팅에 의한 컬러필터의 제작은 기존의 포토리소그래피 방식에 의해 차광부 패턴(black matrix: BM)을 형성하고, 상기 차광부 패턴을 격벽으로 하여 차광부 패턴 사이의 화소부에 R, G, B의 잉크를 분사함으로써 가능해 진다. 상기 잉크젯 프린팅 방법을 이용해 컬러 필터를 제조하는 공정의 개략도를 도 1에 나타내었다. 이때 격벽으로 사용되는 차광부 패턴이 잉크에 대해 발잉크성을 갖지 못한다면 차광부 패턴 사이의 화소부에 분사된 잉크가 차광부 패턴을 타고 넘어서 인접한 화소부로 흘러 들어가게 되어 동종 컬러 또는 이종 컬러간 혼색이 발생할 우려가 있다. 따라서 잉크젯 프린팅에서 격벽의 역할을 하게 되는 차광부 재료는 잉크에 대한 발잉크성이 상당히 커야만 한다.In the manufacture of color filters by inkjet printing, a black matrix (BM) is formed by a conventional photolithography method, and R, G, and B are formed on the pixel portion between the light blocking part patterns using the light blocking part pattern as a partition wall. It is possible by spraying the ink of. A schematic diagram of a process of manufacturing a color filter using the inkjet printing method is shown in FIG. 1. At this time, if the light shielding part pattern used as the partition wall does not have ink repellency against the ink, the ink sprayed on the pixel part between the light shielding part patterns flows over the light shielding part pattern and flows into the adjacent pixel part, so that the mixed color of the same or different colors is generated. It may occur. Therefore, the light shielding material, which serves as a partition wall in inkjet printing, must have a large ink repellency for ink.

이와는 반대로 화소부의 기판 표면은 잉크에 대한 발잉크성이 낮아야만 분사된 잉크가 화소부내에서 균일하게 잘 퍼지며, 화소부내 미충진에 의한 빛샘 현상을 없애고 화소부내 또는 픽셀간 단차를 줄일 수 있다. 그러나, 일반적으로 차광부 패턴을 형성하게 되면 포스트-베이킹(post-baking) 과정에서 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부의 글래스 기판 표면에 분자량이 낮은 차광부 성분 또는 계면활성제 성분이 유입된다. 이로 인하여 차광부의 발잉크성을 증가시키기 위한 플라즈마 처리 시, 화소부도 플라즈마 처리에 의해 발잉크성을 갖도록 표면이 개질되며, 이로 인해 잉크를 젯팅하여도 화소부 내부에서 잘 퍼지지 않아 미충진이 발생하고 화소부내 또는 화소부간 단차가 심하게 발생하게 된다.On the contrary, the substrate surface of the pixel portion must have low ink repellency only for ink, so that the ejected ink can be uniformly well spread in the pixel portion, and the light leakage phenomenon due to unfilling in the pixel portion can be eliminated and the step in the pixel portion or between pixels can be reduced. However, in general, when the light blocking part pattern is formed, a light blocking part component or a surfactant component having a low molecular weight flows into the surface of the glass substrate of the pixel portion partitioned by the light blocking part pattern during the post-baking process. As a result, during the plasma treatment for increasing the ink repellency of the light shielding portion, the surface of the pixel portion is also modified to have ink repellency by the plasma treatment. As a result, unfilling occurs because ink does not spread well inside the pixel portion even when jetting ink. As a result, the level difference between the pixel portion and the pixel portion is severely generated.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일본 특허공개공보 2004-00200557 에서는 발액성을 갖는 격벽을 형성하고, 격벽이 형성된 기판 상에 친액성을 발현시키는 친액성 액상체를 도포하여 화소부에 친액층을 형성하고, 친액층이 형성된 화소부에 착색제의 잉크 방울을 도포하는 방법을 제시하고 있다. 이때 사용하는 친액층 성분이 물이나 알코올에 산화티탄(상온에서는 투명함), 산화아연, 산화 주석, 티탄산 스트론튬, 산화 텅스텐, 산화 비스무트 및 산화철과 같은 산화물 미립자를 함유하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 산화물은 상온에서 색을 띨 뿐만 아니라, 잉크막의 포스트 베이크와 같은 후처리 공정 중에 변색될 우려가 있다. 상기 포스트 베이크와 같은 열처리 과정은 200℃ 이상의 고온에서 행해지며, 이로 인하여 최종 컬러 막의 색이 변질되는 문제가 있다. 또한, 특정 산화물 미립자를 사용할 경우 친액성을 발현시키기 위해 플라즈마 처리하거나, 광촉매 반응이 일어나지 않도록 자외선 필터를 설치하는 등 제조방법이 복잡하다.In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-00200557 forms a partition having liquid repellency, and applies a lyophilic liquid that expresses lyophilic on a substrate on which the partition is formed to form a lyophilic layer on the pixel portion, The method of apply | coating the ink droplet of a coloring agent to the pixel part in which the lyophilic layer was formed is proposed. At this time, the lyophilic layer component used is characterized in that it contains oxide fine particles such as titanium oxide (transparent at room temperature), zinc oxide, tin oxide, strontium titanate, tungsten oxide, bismuth oxide and iron oxide in water or alcohol. However, these oxides may not only be colored at room temperature, but may also be discolored during the post-treatment process such as post-baking of the ink film. The heat treatment process such as the post bake is performed at a high temperature of 200 ° C. or higher, which causes a problem that the color of the final color film is changed. In addition, in the case of using specific oxide fine particles, a manufacturing method is complicated, such as plasma treatment to express lyophilic, or an ultraviolet filter is installed so that a photocatalytic reaction does not occur.

또한, 일본 특허공개공보 2004-00200557에는 친액성 물질이 화소내에 도입된 후 즉시 증발 건조되어 투명층으로 막이 형성된 후에, 잉크를 토출하는 구성이 기재되어 있다. 그러나 상기와 같이 친액성 물질을 건조시킨 후 잉크를 토출하게 되면 화소부 내부에서 잉크 방울의 직경이 증가하나, 잉크의 미퍼짐을 완전히 해결하기 어려운 문제가 있다. Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-00200557 describes a configuration in which ink is ejected after a lyophilic material is introduced into a pixel and immediately evaporated to dry to form a film with a transparent layer. However, when the ink is discharged after drying the lyophilic material as described above, the diameter of the ink droplets increases in the pixel portion, but there is a problem that it is difficult to completely solve the ink dispersal.

본 발명에서는 친액성 물질로서 잉크 중에 포함된 용매를 사용함으로서, 최종 컬러 막의 색을 변화시키지 않고, 상기 용매는 공정 중에 제거되는 물질이므로 색두께에도 영향을 미치지 않는 특징이 있다. 그리고 잉크 내에 함유된 물질을 사 용함으로써 분산 안정성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.In the present invention, by using a solvent contained in the ink as a lyophilic material, it does not change the color of the final color film, and the solvent is a material removed during the process, it has a feature that does not affect the color thickness. And by using the substance contained in ink, the problem of the dispersion stability being reduced can be prevented.

따라서, 본 발명의 목적은 컬러필터의 제조방법에 있어서, 격벽 역할을 하는 차광부의 발잉크성을 유지하면서 차광부에 의해 구획된 화소부 내에서의 잉크의 퍼짐성을 향상시켜 화소부내 혹은 화소부간의 혼색이 없고, 미충진에 의한 색빠짐이 없으며, 표면이 균일하면서 화소부내 혹은 화소부간의 단차가 적은 컬러필터의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러필터를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to improve the spreadability of ink in a pixel portion partitioned by the light shielding portion while maintaining the ink repellency of the light shielding portion serving as a partition wall in the method of manufacturing a color filter, thereby improving the spreadability of ink in the pixel portion or the pixel portion. The present invention provides a method for manufacturing a color filter having no mixed color of the inside, no color dropping due to unfilling, and having a uniform surface and a small step in the pixel portion or between the pixel portions, and a color filter manufactured by the method.

본 발명은,The present invention,

(a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (a) forming a light shielding pattern on the substrate;

(b) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리하는 단계; (b) plasma-processing the substrate on which the light blocking portion pattern is formed;

(c) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 코팅하는 단계; 및(c) coating a solvent on the substrate on which the light shielding pattern is formed; And

(d) 상기 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부에 잉크를 충진하는 단계(d) filling ink into a pixel portion partitioned by the light blocking portion pattern

를 포함하는 컬러필터의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a color filter comprising a.

본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다. The present invention provides a color filter manufactured by the above method and a liquid crystal display including the color filter.

이하 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 컬러필터의 제조방법은 (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리하는 단계; (c) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 코팅하는 단계; 및 (d) 상기 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부에 잉크를 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a color filter according to the present invention comprises the steps of (a) forming a light shielding pattern on the substrate; (b) plasma-processing the substrate on which the light blocking portion pattern is formed; (c) coating a solvent on the substrate on which the light shielding pattern is formed; And (d) filling ink into the pixel portion partitioned by the light blocking portion pattern.

상기 (a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계는, (a1) 기판 상에 차광부 형성용 조성물을 코팅하는 단계; (a2) 상기 코팅된 차광부 형성용 조성물을 프리 베이크하여 차광막을 형성하는 단계; (a3) 상기 차광막을 선택적으로 노광, 현상 및 건조하는 단계를 포함한다. The (a) forming the light shielding part pattern on the substrate may include: (a1) coating the light shielding part forming composition on the substrate; (a2) pre-baking the coated light shielding composition to form a light shielding film; (a3) selectively exposing, developing, and drying the light shielding film.

상기 기판의 재료는 특별히 한정되지 않으나, 유리 기판, 플라스틱 기판 또는 기타 플렉시블 기판 등을 사용할 수 있으며, 내열성이 강한 투명 유리 기판이 바람직하다.Although the material of the said board | substrate is not specifically limited, A glass substrate, a plastic substrate, another flexible substrate, etc. can be used, A transparent glass substrate with strong heat resistance is preferable.

상기 (a1) 단계에서 기판 상에 차광부 형성용 조성물을 코팅하는 방법은 당기술분야에서 알려진 방법, 예컨대 스핀코팅, 슬릿코팅, 딥코팅 또는 닥터 블레이딩 등에 의해 수행될 수 있다.In the step (a1), the method of coating the light shielding composition on the substrate may be performed by a method known in the art, for example, spin coating, slit coating, dip coating, or doctor blading.

상기 차광부 형성용 조성물은 차광성 착색 재료로 카본블랙, 유기안료 혼합형 차광성 착색제 또는 카본블랙과 유기안료 혼합형 차광성 착색제를 혼합한 하이브리드형 착색재료를 차광부 형성용 조성물의 전체 고형분 중 20 내지 50 중량% 함유하는 것이 바람직하다. The composition for forming a light shielding part may include a carbon black, an organic pigment mixed light shielding colorant, or a hybrid color material in which carbon black and an organic pigment mixed light shielding colorant are mixed as the light shielding color material, from 20 to 20 solids in the total solid content of the composition for light shielding part formation. It is preferable to contain 50 weight%.

상기 (a2) 단계에서 프리베이크는 80 내지 120℃에서 1 내지 5분 동안 수행하는 것이 바람직하다.In the step (a2), the prebaking is preferably performed at 80 to 120 ° C. for 1 to 5 minutes.

상기 (a3) 단계에서 선택적 노광, 현상 및 건조는 당기술분야에 알려진 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 상기 노광은 마스크얼라이너, 스테퍼 또는 스캐너 등 의 노광장비를 이용하여 g-선(436nm), h-선(405nm) 또는 i-선(365nm)의 단독 또는 혼합광원을 패턴 마스크를 통과하여 차광막 위에 노광한다. 노광 에너지는 차광막의 감도에 따라 결정이 되며, 보통 20 내지 200mJ/cm2를 사용할 수 있다. 노광 완료 후 기판을 현상액으로 딥 또는 스프레이함으로써, 원하는 차광부 패턴을 형성할 수 있다. 또한 현상 완료 후 차광부 패턴을 포스트 베이크하여, 하부 기판과의 밀착력을 강화할 수 있다. 상기 포스트 베이크 조건은 200 내지 250℃에서 10 내지 200분간 실시하는 것이 바람직하다.Selective exposure, development and drying in the step (a3) can be carried out using a method known in the art. The exposure is performed by using an exposure apparatus such as a mask aligner, a stepper or a scanner, and the g-ray (436 nm), h-ray (405 nm) or i-ray (365 nm) alone or mixed light source through the pattern mask on the light shielding film. It exposes. The exposure energy is determined according to the sensitivity of the light shielding film, and usually 20 to 200 mJ / cm 2 can be used. After the exposure is completed, a desired light shielding part pattern can be formed by dipping or spraying the substrate with a developer. In addition, after the development is completed, the light shielding part pattern may be post-baked to enhance adhesion to the lower substrate. It is preferable to perform the said post-baking conditions for 10 to 200 minutes at 200-250 degreeC.

상기 (a) 단계에서 제조된 차광부 패턴의 두께는 1.1 내지 5㎛인 것이 바람직하며, 광학 밀도(Optical Density:OD)는 상기 두께 범위에서 2 내지 6인 것이 바람직하다. It is preferable that the thickness of the light shielding part pattern manufactured in step (a) is 1.1 to 5 μm, and the optical density (OD) is 2 to 6 in the thickness range.

상기 (b) 단계는 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리하는 단계이다. In the step (b), plasma treatment is performed on the substrate on which the light blocking part pattern is formed.

상기 차광부 패턴이 형성된 기판을 CF4 기체를 이용한 조건하에서 플라즈마 처리를 실시하여 소수화 표면 처리를 해 준다. CF4 기체를 이용한 조건하에서 플라즈마 처리하기 전에, O2 기체를 이용한 조건하에서 플라즈마 처리하여 화소부 내부 표면에 차광부로부터 유입된 일부 성분을 제거할 수 있다. 일반적으로 진공상태에서 전위차가 다른 두개의 전극에 전압을 증가시켜 플라즈마를 발생시키는데, 이때 플라즈마 형성을 위해 사용되는 가스의 종류에 따라 표면 크리닝, 표면 개질, 표면 에칭 또는 표면 증착 등의 분야에 응용될 수 있다. 본 발명에서는 활성 가스로 CF4를 이용하여 플라즈마 표면 에칭 및 소수성 층의 표면 증착의 방법을 통하여 차광부 패턴을 소수화 처리하여 차광부 패턴이 발잉크성을 가질 수 있도록 할 수 있다. 이는 추후 공정인 용매 코팅시 토출된 용매가 차광부 패턴상에 남아있지 않으면서 화소부에만 용매를 코팅할 수 있게 한다. 상기 차광부 패턴은 플라즈마 처리 후 잉크에 대하여 20°이상의 접촉각을 갖는 것이 바람직하다. 상기 접촉각이 20°미만인 경우에는 화소부 내부에만 선택적으로 용매가 코팅되지 않을 수 있다.The substrate on which the light shielding portion pattern is formed is subjected to a plasma treatment under conditions using CF 4 gas to perform hydrophobization surface treatment. Before plasma treatment under the condition using CF 4 gas, some components introduced from the light blocking part to the inner surface of the pixel part may be removed by plasma treatment under the condition using O 2 gas. In general, a plasma is generated by increasing a voltage between two electrodes having different potential differences in a vacuum state, and may be applied to areas such as surface cleaning, surface modification, surface etching, or surface deposition depending on the type of gas used for plasma formation. Can be. In the present invention, the light shielding portion pattern may be hydrophobized by CF 4 as an active gas through plasma surface etching and surface deposition of a hydrophobic layer so that the light shielding portion pattern may have ink repellency. This makes it possible to coat the solvent only on the pixel portion without the solvent discharged during the subsequent solvent coating remaining on the light shielding pattern. The light shielding part pattern may preferably have a contact angle of 20 ° or more with respect to the ink after the plasma treatment. When the contact angle is less than 20 °, the solvent may not be selectively coated only inside the pixel portion.

상기 플라즈마 처리한 후의 화소부 내부의 잉크 방울의 직경을 도 7(a)에 나타내었다. The diameter of the ink droplet inside the pixel portion after the plasma treatment is shown in Fig. 7A .

상기 (c) 단계는 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 코팅하는 단계이다. Step (c) is a step of coating a solvent on the substrate on which the light blocking part pattern is formed.

상기 차광부 패턴이 형성된 기판상에 코팅되는 용매는 화소부에 젯팅되는 잉크 조성물을 구성하고 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하나, 잉크 내 안료의 분산성을 저해하지 않고 바인더와의 상용성이 좋으며, 비점이 150℃ 이상의 휘발성이 적은 용매를 사용할 수 있다. 상기 용매의 구제적인 예로, 부틸 카비톨 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 메톡시 에탄올, 에톡시 에탄올, 부톡시 에탄올, 에톡시 에틸 아세테이트, 부톡시 에틸 아세테이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 바람직하게는 부틸 카비톨 아세테이트를 사용할 수 있다. 상기 용매는 단독으로 사 용할 수도 있지만, 화소부 내에서의 퍼짐성을 조절하기 위하여 실리콘계 계면활성제 또는 플로오린계 계면활성제를 코팅용매 100 중량부에 대해 0.1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.The solvent to be coated on the substrate on which the light blocking part pattern is formed is preferably a solvent constituting the ink composition jetted to the pixel part, but has good compatibility with a binder without impairing the dispersibility of the pigment in the ink. A solvent with a low boiling point of 150 degreeC or more can be used. Specific examples of the solvent include butyl carbitol acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, methoxy ethanol, ethoxy ethanol, butoxy ethanol, ethoxy ethyl acetate, butoxy ethyl acetate, and the like. It may be used, but is not limited thereto, and preferably butyl carbitol acetate may be used. The solvent may be used alone, but may include 0.1 to 3 parts by weight of a silicone-based surfactant or a fluorine-based surfactant based on 100 parts by weight of the coating solvent in order to control the spreadability in the pixel portion.

상기 용매를 코팅하는 방법으로는 스핀코팅, 슬릿코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅 방법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코팅 방법 중 상대적으로 공정이 쉽고 빠른 기간 내에 처리가 가능한 스핀코팅이 바람직하다. 도 3은 스핀코팅 방법에 의해 용매를 코팅한 사진이다.As a method of coating the solvent, spin coating, slit coating, dip coating, spray coating, flow coating, or the like may be used, but is not limited thereto. Among the coating methods, spin coating is preferred, which is easy to process and can be processed within a short period of time. 3 is a photograph of a solvent coated by a spin coating method.

상기 코팅 방법에 의해 차광부 패턴이 형성된 기판 전면에 용매를 코팅하게 되면, 차광부 패턴은 플라즈마 처리에 의해 발잉크성을 갖고 있으므로, 용매는 화소부 내부에만 코팅될 수 있다. 상기 코팅된 용매는 도 2(b)와 같이 차광부의 테이퍼 부분까지 용매 성분이 코팅되는 것이 바람직하나, 도 2(b')와 같이 화소 내부 유리 위에만 용매가 코팅되어도 무방하다. When the solvent is coated on the entire surface of the substrate on which the light shielding part pattern is formed by the coating method, since the light shielding part pattern has ink repellency by plasma treatment, the solvent may be coated only inside the pixel part. The coated solvent is preferably coated with a solvent component up to the tapered portion of the light blocking portion as shown in FIG. 2 (b). However, the solvent may be coated only on the glass inside the pixel as shown in FIG. 2 (b ').

상기 잉크 코팅 시 정확한 양을 화소부 내부에 채우기 위하여 잉크젯 방법을 이용하여 필요한 양만큼 용매를 채워넣을 수도 있다. 잉크젯에서 사용하는 잉크의 점도는 상온에서 5 내지 60 cP의 값을 가지므로 화소부 내부에서 유동성이 크지 않다. 따라서, 토출된 잉크가 화소부 영역의 모서리 부분에서 미충진이 발생할 수 있다. 그러나 일반적으로 잉크젯 방법에 의한 컬러 잉크를 구성하는 용매의 점도는 5 cP 보다 작기 때문에 잉크젯 방법에 의해 용매를 채워넣는 경우, 토출된 잉크가 화소부 내부에서 균일하게 채워질 수 있다.The solvent may be filled in an amount required by the inkjet method in order to fill an accurate amount inside the pixel portion during the ink coating. Since the viscosity of the ink used in the inkjet has a value of 5 to 60 cP at room temperature, the fluidity is not large in the pixel portion. Thus, unfilled ink may be generated at the corners of the pixel portion region. However, in general, since the viscosity of the solvent constituting the color ink by the inkjet method is less than 5 cP, when the solvent is filled by the inkjet method, the ejected ink may be uniformly filled in the pixel portion.

상기 (d) 단계는 상기 차광부 패턴에 의하여 구획된 화소부에 잉크를 충진하 는 단계로, 2종 이상의 잉크, 예컨대 R, G, B의 3종 잉크를 동시에 또는 연속적으로 충진할 수 있다. 상기 잉크는 광경화성 또는 열경화성 잉크를 사용할 수 있다. 상기 잉크 충진은 잉크젯 방법에 의하여 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 잉크의 토출은 화소부 내부에 용매가 코팅되어 건조되지 않은 상태에서 토출하는 것이 바람직하다. 상기 용매가 건조된 상태에서 잉크를 토출한 경우 토출된 잉크 방울의 직경이 증가하는 경향이 있으나, 화소부 내부의 잉크의 미퍼짐을 완전히 해결하기는 어렵다. 플라즈마 처리한 차광부에 용매를 코팅한 후의 화소부 내부의 잉크 방울의 직경을 도 7(b)에 나타내었다. In the step (d), the ink is filled in the pixel portion partitioned by the light blocking portion pattern, and two or more kinds of inks, for example, three kinds of inks, such as R, G, and B, may be simultaneously or continuously filled. The ink may use a photocurable or thermosetting ink. The ink filling is preferably performed by an inkjet method. In addition, the ink is preferably discharged in a state in which the solvent is coated inside the pixel portion and is not dried. When the ink is ejected while the solvent is dried, the diameter of the ejected ink droplets tends to increase, but it is difficult to completely solve the dispersion of the ink inside the pixel portion. The diameter of the ink droplet inside the pixel portion after coating the solvent on the plasma treated light shielding portion is shown in Fig . 7B .

도 2(c)는 용매가 채워진 화소부 내부에 잉크를 토출하여 경화한 후의 그림을 보여준다. 상기 친액성 액체로 사용한 용매는 잉크를 구성하는 물질이거나, 잉크 내 안료의 분산성을 저해하지 않으며 바인더와의 상용성이 좋은 용매이므로 잉크와 혼합되어 층을 구분할 수 없게 된다. FIG. 2 (c) shows a picture after curing by discharging ink into a pixel portion filled with a solvent. The solvent used as the lyophilic liquid is a material constituting the ink or a solvent which does not inhibit the dispersibility of the pigment in the ink and is compatible with the binder so that the solvent cannot be separated.

각 잉크를 잉크젯 방법에 의해 화소부에 토출하면, 본 발명의 방법에 따라 형성된 차광부 패턴은 발잉크성을 띠고 화소부는 친잉크성을 띠고 있으므로, 토출된 잉크는 화소부 내에서 균일하게 퍼지며 또한 차광부 패턴보다 높고 볼록하게 도포될 수 있다.When each ink is discharged to the pixel portion by the inkjet method, the light-shielding portion pattern formed according to the method of the present invention has ink repellency and the pixel portion has an ink repellency, so that the ejected ink spreads uniformly in the pixel portion. It may be applied higher and convex than the light shielding pattern.

이 과정에서 토출된 잉크는 발잉크성인 차광부 패턴을 타고 넘지 않으므로 각 잉크마다의 별도의 후처리 공정없이 세 잉크의 연속 토출이 가능하며, 필요에 따라 각 잉크 토출 후 또는 모든 잉크 토출 후 잉크에 대해 광경화 또는 열경화를 수행할 수 있다. Since the ink discharged in this process does not cross the ink-blocking shading pattern, three ink can be continuously discharged without a separate post-treatment process for each ink. Photocuring or thermosetting may be performed.

광경화형 잉크의 경우에는 각 잉크 토출 후 또는 모든 잉크 토출 후 50 내지 150 ℃의 온도에서 10 내지 2000 초 동안 프리베이크(pre-bake)를 실시하고, 40 내지 300 mJ/cm2의 노광량으로 노광을 한 뒤 200 내지 250 ℃의 온도에서 10 내지 200 분 동안 고온 열경화를 실시할 수 있다. 열경화형 잉크의 경우에는 각 잉크 토출 후 또는 모든 잉크 토출 후 50 내지 150 ℃의 온도에서 10 내지 2000 초 동안 프리베이크(pre-bake)를 실시한 뒤, 별도의 노광 공정 없이 200 내지 250 ℃의 온도에서 10 내지 200 분 동안 고온 열경화를 실시할 수 있다.In the case of the photocurable ink, pre-bake is performed for 10 to 2000 seconds after each ink discharge or after all ink discharges at a temperature of 50 to 150 ° C., and exposure is performed at an exposure dose of 40 to 300 mJ / cm 2 . After the high temperature thermal curing may be carried out for 10 to 200 minutes at a temperature of 200 to 250 ℃. In the case of thermosetting ink, after pre-bake for 10 to 2000 seconds at 50 to 150 ° C. after each ink discharge or after all the ink is discharged, the temperature is 200 to 250 ° C. without a separate exposure process. High temperature thermosetting can be carried out for 10 to 200 minutes.

본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 컬러필터를 제공한다. The present invention provides a color filter manufactured by the above method.

이와 같이 제조된 컬러필터는 별도의 친잉크층을 구성하는 공정 없이, 또한 복잡한 표면 처리 없이 화소부의 친잉크성을 유지함으로써 잉크 충진시 혼색과 색 빠짐, 미충진, 얼룩이 없고 표면이 균일한 컬러필터의 제조가 가능하며 공정을 단순화하여 비용 절감에 기여할 수 있다. The color filter manufactured as described above maintains the inking properties of the pixel portion without the process of forming a separate inking layer and without complicated surface treatment, so that no color mixture, color dropout, unfilled, uneven color and uniform surface are filled during ink filling. Can be manufactured and the cost can be reduced by simplifying the process.

본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.The present invention provides a liquid crystal display device including the color filter.

본 발명에 따른 액정표시장치는 전술한 본 발명에 따른 컬러필터를 포함하는 것을 제외하고는 당기술 분야에 알려진 구성을 가질 수 있다.The liquid crystal display according to the present invention may have a configuration known in the art except for including the color filter according to the present invention described above.

실시예Example 1 One

유리기판 위에 차광부 형성용 조성물을 스핀 코팅하고, 약 100 ℃로 2 분 동안 프리베이크 하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도에서 0.04 %의 KOH 수용액으로 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 에어블로잉(air blowing)에 의해 건조시키고, 220 ℃의 컨벡션 오븐에서 30 분간 포스트베이크(post-bake)하여 약 2.4 ㎛ 두께의 차광부 패턴을 형성하였다. 이 후 CF4 기체 조건하에서 플라즈마에 의한 소수화 표면 처리를 실시하였다. 상기 형성된 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부의 크기는 200㎛ × 600㎛이였다.The light shielding part-forming composition was spin-coated on a glass substrate and prebaked at about 100 ° C. for 2 minutes. Then, after cooling at room temperature, it was exposed with an energy of 100 mJ / cm 2 under a high pressure mercury lamp using a photomask. The exposed substrate was developed by spraying with 0.04% aqueous KOH solution at a temperature of 25 ° C., washed with pure water, dried by air blowing, and post-baked in a convection oven at 220 ° C. for 30 minutes. -bake) to form a light shielding part pattern having a thickness of about 2.4 μm. Thereafter, hydrophobized surface treatment by plasma was performed under CF 4 gas conditions. The size of the pixel portion partitioned by the formed light shielding portion pattern was 200 μm × 600 μm.

본 발명의 잉크 조성물에 용매로 사용된 부틸 카비톨 아세테이트를 1000 rpm으로 10 초 동안 스핀 코팅하여 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 코팅하였다. 상기 코팅된 용매가 건조되기 전 용매가 충진된 화소 내부에, 잉크를 10 방울, 20 방울, 30 방울, 40 방울 토출하였다. 상기 결과를 각각 도 4(a) 내지 도 4(d)에 나타내었다. The butyl carbitol acetate used as the solvent in the ink composition of the present invention was spin coated at 1000 rpm for 10 seconds to coat the light-shielding pattern. Before the coated solvent was dried, 10 drops, 20 drops, 30 drops, and 40 drops of ink were discharged into the solvent-filled pixel. The results are shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d), respectively.

비교예Comparative example 1 One

용매를 코팅한 공정을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 차광부 패턴을 형성하였다. A light shielding part pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that the solvent was coated.

상기 형성된 화소부 내에 잉크를 10 방울, 20 방울, 30 방울, 40 방울 토출하였다. 상기 결과를 각각 도 5(a) 내지 도 5(d)에 나타내었다.10 drops, 20 drops, 30 drops, and 40 drops of ink were discharged into the formed pixel portion. The results are shown in Figs. 5 (a) to 5 (d), respectively.

비교예Comparative example 2  2

실시예 1과 동일한 방법으로 차광부 패턴을 형성하였다. 본 발명의 잉크 조성물에 용매로 사용된 부틸 카비톨 아세테이트를 1000 rpm 으로 10 초 동안 스핀 코팅으로 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 코팅한 후 대기 중에서 건조하였 다. A light shielding portion pattern was formed in the same manner as in Example 1. The butyl carbitol acetate used as the solvent in the ink composition of the present invention was coated on a substrate on which the light shielding pattern was formed by spin coating at 1000 rpm for 10 seconds, and then dried in air.

용매가 충진된 화소 내부에, 잉크를 30 방울, 40 방울 토출하였다. 상기 결과를 각각 도 6 (a) 내지 도 6 (b)에 나타내었다.Into the solvent-filled pixel, 30 drops and 40 drops of ink were discharged. The results are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (b), respectively.

비교예Comparative example 3 3

플라즈마에 의한 소수화 표면처리를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 차광부 패턴을 형성하였다. 이 후 용매를 충진하지 않고 화소부에 잉크를 20 방울 토출하였다. 상기 결과를 도 8에 나타내었다. 도 8에 볼 수 있듯이, 차광부 패턴이 발잉크성을 가지고 있지 않아 잉크가 차광부 패턴을 타고 흐르는 것을 볼 수 있다.A light shielding portion pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the hydrophobized surface treatment by plasma was not performed. Thereafter, 20 drops of ink were discharged to the pixel portion without filling the solvent. The results are shown in FIG. 8. As can be seen in FIG. 8, it can be seen that the light-shielding portion pattern does not have ink repellency, so that ink flows through the light-shielding portion pattern.

비교예Comparative example 4 4

플라즈마에 의한 소수화 표면처리를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 차광부 패턴을 형성하였다. 본 발명의 잉크 조성물에 용매로 사용된 부틸 카비톨 아세테이트를 1000 rpm으로 10 초 동안 스핀 코팅하여 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 코팅하였다. 도 9(a)에서 볼 수 있듯이 플라즈마 표면처리를 수행하지 않은 경우 차광부가 소수화 되지 않아 용매가 기판 전체에 코팅되어 잉크 젯팅이 불가능함을 알 수 있다. 이와 반대로 도 9(b)는 플라즈마 표면처리한 후 차광부가 소수화되어 화소부 내부에만 용매가 채워져 잉크 젯팅이 가능한 상태를 나타낸다. A light shielding portion pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the hydrophobized surface treatment by plasma was not performed. The butyl carbitol acetate used as the solvent in the ink composition of the present invention was spin coated at 1000 rpm for 10 seconds to coat the light-shielding pattern. As shown in FIG. 9 (a), when the plasma surface treatment is not performed, the light shielding portion is not hydrophobized, and thus the solvent is coated on the entire substrate, thereby preventing ink jetting. On the contrary, FIG. 9B shows a state in which the light shielding portion is hydrophobized after the plasma surface treatment, and the solvent is filled only in the pixel portion to enable ink jetting.

본 발명에서는 컬러필터를 제조함에 있어서, 격벽 역할을 하는 차광부 패턴 의 발잉크성은 유지하면서 차광부 패턴 사이의 화소부의 친수성을 유지하여 화소부 내에서의 잉크의 퍼짐성을 향상시켜 화소부내 혹은 화소부간 혼색이 없고, 미충진에 의한 색빠짐이 없으며, 표면이 균일하면서 화소부내 혹은 화소부간 단차가 적은 컬러필터를 제조할 수 있다.In the present invention, in manufacturing a color filter, while maintaining the ink repellency of the light shielding portion pattern serving as a partition wall, while maintaining the hydrophilicity of the pixel portion between the light shielding portion pattern to improve the spreading of the ink in the pixel portion between the pixel portion or between pixel portions It is possible to manufacture a color filter that does not have mixed color, no color dropping due to unfilling, and the surface is uniform and the level difference between the pixel portion and the pixel portion is small.

Claims (16)

(a) 기판 상에 차광부 패턴을 형성하는 단계; (a) forming a light shielding pattern on the substrate; (b) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리하는 단계; (b) plasma-processing the substrate on which the light blocking portion pattern is formed; (c) 상기 차광부 패턴이 형성된 기판 상에 용매를 코팅하는 단계; 및(c) coating a solvent on the substrate on which the light shielding pattern is formed; And (d) 상기 차광부 패턴에 의해 구획된 화소부에 잉크를 충진하는 단계(d) filling ink into a pixel portion partitioned by the light blocking portion pattern 를 포함하며,Including; 상기 (c) 단계에서의 용매는 잉크 조성물을 구성하고 있는 용매인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The solvent in the step (c) is a manufacturing method of the color filter, characterized in that the solvent constituting the ink composition. 청구항 1에 있어서, 상기 차광부 패턴을 형성하는 단계는 (a1) 기판 상에 차광부 형성용 조성물을 코팅하는 단계; (a2) 상기 코팅된 차광부 형성용 조성물을 프리 베이크하여 차광막을 형성하는 단계; (a3) 상기 차광막을 선택적으로 노광, 현상 및 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the forming of the light blocking part pattern comprises: (a1) coating a light shielding part composition on a substrate; (a2) pre-baking the coated light shielding composition to form a light shielding film; (a3) A method of manufacturing a color filter comprising the step of selectively exposing, developing and drying the light shielding film. 청구항 2에 있어서, 상기 차광부 형성용 조성물은 차광성 착색 재료로 카본블랙, 유기안료 혼합형 차광성 착색제, 카본블랙과 유기안료 혼합형 차광성 착색제를 혼합한 하이브리드형 착색재료를 차광부 형성용 조성물의 전체 고형분 중 20 내지 50 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The composition for forming a light shielding portion according to claim 2, wherein the composition for forming a light shielding portion comprises a hybrid color material obtained by mixing carbon black, an organic pigment mixed light shielding colorant, carbon black and an organic pigment mixed light shielding colorant as a light shielding color material. Method for producing a color filter, characterized in that it comprises 20 to 50% by weight of the total solids. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계에서 차광부 패턴의 두께는 1.1 내지 5 ㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thickness of the light blocking portion pattern in the step (a) is 1.1 to 5 ㎛. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계에서 차광부 패턴의 광학 밀도는 2 내지 6인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the optical density of the light shielding pattern in the step (a) is 2 to 6, characterized in that the manufacturing method of the color filter. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계에서 플라즈마 처리 후의 차광부 패턴은 잉크에 대해 20°이상의 접촉각을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the light blocking pattern after the plasma treatment in the step (b) has a contact angle of 20 ° or more with respect to the ink. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 플라즈마 처리는 CF4 기체를 이용한 조건 하에서 수행하는 것인 컬러필터의 제조 방법.The method according to claim 1, wherein the plasma treatment in step (b) is CF 4 Method for producing a color filter is carried out under the conditions using a gas. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계에서의 용매는 실리콘계 계면활성제 또는 플로오린계 계면활성제를 코팅용매 100 중량부에 대해 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the solvent in the step (c) comprises a 0.1 to 3 parts by weight of the silicone-based surfactant or fluorine-based surfactant based on 100 parts by weight of the coating solvent. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계에서의 용매는 부틸 카비톨 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세 테이트, 메톡시 에탄올, 에톡시 에탄올, 부톡시 에탄올, 에톡시 에틸 아세테이트 및 부톡시 에틸 아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the solvent in the step (c) is butyl carbitol acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, methoxy ethanol, ethoxy ethanol, butoxy ethanol, ethoxy ethyl Method for producing a color filter, characterized in that any one selected from the group consisting of acetate and butoxy ethyl acetate. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계에서 잉크의 토출은 용매가 건조되지 않은 상태에서 실시하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ejecting of the ink in the step (c) is performed in a state in which the solvent is not dried. 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계는 2 종 이상의 잉크를 동시에 또는 연속적으로 충진하는 것인 컬러필터의 제조방법. The method of claim 1, wherein the step (d) is to fill two or more kinds of inks simultaneously or continuously. 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계에서의 잉크 충진은 잉크젯 방법에 의하여 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ink filling in the step (d) is performed by an inkjet method. 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계에서의 잉크는 광경화성 또는 열경화성 잉크인 것인 컬러필터의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the ink in the step (d) is a photocurable or thermosetting ink. 청구항 1 내지 청구항 8 및 청구항 10 내지 청구항 14 중 어느 하나의 제조방법에 의하여 제조된 컬러필터. The color filter manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 1-8 and 10-14. 청구항 15의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.A liquid crystal display device comprising the color filter of claim 15.
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