KR101133072B1 - 컬러 필터의 리페어 방법 - Google Patents

컬러 필터의 리페어 방법 Download PDF

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Abstract

컬러 필터의 리페어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 컬러 필터의 리페어 방법은, (a) 기판(100)을 제공하는 단계; (b) 기판(100) 상에 다수개의 블랙 매트릭스(200)를 형성하는 단계; (c) 기판(100) 상의 블랙 매트릭스(200) 사이마다 컬러 필터(300)를 형성하는 단계; (d) 컬러 필터(300)에 형성된 돌기(310) 및 핀홀(320)에 레이저를 조사하여 홈(330)을 형성하는 단계; 및 (e) 홈(330)에 리페어 물질(340)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
돌기, 핀홀, 레이저 마스크, 리페어, 컬러 필터

Description

컬러 필터의 리페어 방법{METHOD FOR REPAIRING COLOR FILTER}
본 발명은 컬러 필터의 리페어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 돌기와 핀홀(pin hole) 불량을 단일 공정에서 리페어 할 수 있는 컬러 필터의 리페어 방법에 관한 것이다.
최근에는 핸드폰, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 대형 TV와 같은 디스플레이의 수요가 증가함에 따라 두께가 얇고 가벼운 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 기술이 급속히 발전되고 있다.
이러한 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode display; OLED) 등이 있는데, 이들 중 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 제조공정은 크게 기판 세정 공정, 기판 제조 공정, 기판 합착/액정 주입 공정, 실장 공정을 포함하며 구성된다.
이와 같은 액정 표시 장치의 제조공정에 있어서 기판 제조 공정은 다시 상부 기판인 컬러 필터 기판의 제조 공정과, 하부 기판인 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정으로 나뉘어진다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 컬러 필터 기판의 제조 단계를 도시한 컬러 필터의 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 컬러 필터 기판의 제조방법은 기판(10) 상에 일정패턴의 블랙 매트릭스(20)를 형성하는 단계, 블랙 매트릭스(20) 사이의 기판(10) 상에 적색(30a), 녹색(30b) 및 청색(30c)의 컬러 필터(30)를 형성하는 단계, 기판(10) 상부 전체에 공통 전극(40)을 형성하는 단계 및 공통 전극(40) 상에 배향막(50)을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 컬러 필터(30)는 특정 파장 대역의 광을 투과시킴으로 적색, 녹색 및 청색을 표시하게 되는데, 종래의 컬러 필터 기판 제조 공정에서는 컬러 필터(30) 형성시 핀홀 및/또는 돌기와 같은 박막 불량이 발생하는 것이 가장 큰 문제점이었다.
상기와 같이 컬러 필터(30)의 형성 공정에서 핀홀 및/또는 돌기 불량이 발생하는 이유를 살펴보면, R, G, B 컬러 필터(30)를 형성하기 위해서는 각각 독립적으로 진행되는 3번(R, G, B)의 컬러 필터 형성 공정이 필요하기 때문이다. 즉, R 컬러 필터(30a)을 형성한 후 이어서 각각 G 컬러 필터 형성 공정(30b) 및 B 컬러 필터 형성공정(30c)을 진행한다. 따라서, 각각의 컬러 필터 형성 공정에서 발생한 이물질이 다른 공정의 컬러 필터(30)에도 영향을 미치게 된다. 특히, 염색법과 안료 분산법의 경우 포토 레지스트를 이용한 사진 식각 공정에 의해 형성되기 때문에, 포토 레지스트의 잔류물에 의해 다음 공정의 컬러 필터(30)에 핀홀 및/또는 돌기 불량이 야기될 수 있다.
일반적으로, 이러한 돌기를 제거하는 방법으로는 연마 장치를 이용하여 돌기를 연마하는 방법이 이용되고 있으며, 핀홀을 제거하는 방법으로는 레이저 장치로 일정 영역을 제거 후 소정의 잉크를 채워 넣는 방법을 이용되고 있다.
하지만, 종래에는 상술된 바와 같이 불량에 따라 연마 장치 및 레이저 장치를 모두 이용해야 하기 때문에 단일 공정에서 컬러 필터를 리페어 하기 어려운 관계로 리페어 공정의 시간과 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
특히, 연마 장치로 돌기를 연마하여 제거하는 방법은 연마 장치의 구조상 애초에 돌기와 연마 장치의 정렬 상태를 파악할 수 없고 동시에 연마 공정이 진행되는 동안에도 돌기의 상태를 파악할 수 없기 때문에, 별도의 측정기로 돌기의 높이를 측정한 후 돌기를 일정 깊이만큼 연마하고 다시 측정기로 돌기의 높이를 측정하는 과정을 반복하면서 연마 공정을 진행하여만 했다. 따라서, 돌기의 연마 공정은 상기 반복 과정으로 인하여 연마의 정확도가 떨어지며 공정 시간이 비약적으로 증가하여 리페어 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핀홀과 돌기 불량을 단일 공정에서 리페어 할 수 있도록 하는 컬러 필터의 리페어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 리페어시 하나의 레이저 마스크를 회전하여 레이저의 조사 범위를 용이하게 제어할 수 있도록 하는 컬러 필터의 리페어 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 (a) 기판을 제공하는 단계; (b) 상기 기판 상에 다수개의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; (c) 상기 기판 상의 블랙 매트릭스 사이마다 컬러 필터를 형성하는 단계; (d) 상기 컬러 필터에 형성된 돌기 및 핀홀에 레이저를 조사하여 홈을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 홈에 리페어 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법에 의해 달성된다.
먼저, 상기 레이저의 조사 범위는 상기 레이저를 통과 시키는 크기가 서로 다른 다수개의 개구부가 형성되며 회전하는 레이저 마스크에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법이다.
상기 레이저의 조사 범위는 상기 레이저 마스크가 회전함에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법이다.
상기 리페어 물질은 주입 또는 전사되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리 페어 방법이다.
마지막으로 상기 리페어 물질은 상기 컬러 필터와 동일한 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법이다.
본 발명에 의하면, 핀홀과 돌기 불량을 단일 공정에서 리페어 할 수 있으므로 공정 시간 및 비용을 절약할 수 있으며, 나아가서는 컬러 필터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 레이저 마스크를 이용하여 핀홀과 돌기 불량 마다 적합한 범위에 레이저를 조사할 수 있으므로, 리페어 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된 다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 설명의 편의를 위해 컬러 필터 형성 공정에서 적색 컬러 필터에는 돌기가 형성되고, 녹색 컬러 필터에는 핀홀이 형성된, 일례를 본 발명의 컬러 필터의 리페어 방법으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[본 발명의 바람직한 실시예]
도 2a 내지 2e는 본 발명의 일 실시예에 의한 컬러 필터의 리페어 단계를 도시한 컬러 필터의 단면도이다.
먼저, 도 2a 내지 2e를 참조하면, 먼저 기판(100) 상에 일정 패턴으로 다수개의 블랙 매트릭스(200)를 형성하고, 기판(100) 상의 블랙 매트릭스(200) 사이에는 적색(300a), 녹색(300b) 및 청색(300c)의 컬러 필터(300)를 형성한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는 이물 또는 공정 불량(예를 들면, 장비 동작 불량, 재료 불량 등)에 의해 적색 컬러 필터(300a)에 돌기(310)가 형성되고, 녹색 컬러 필터(300b)에는 핀홀(320)이 형성될 수 있다.
이어서, 돌기(310)와 핀홀(320)을 검출하기 위한 검사 공정을 진행하는데, 이러한 박막 상태를 검사 방법으로는 공지된 기술인 영상 정보를 분석하여 불량 위치를 파악하는 기술을 사용할 수 있는데, 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한 다.
이어서, 불량 위치가 파악되면, 해당 위치에 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 마스크(600)를 정렬시킨 후, 소정의 레이저를 조사하여 돌기(310)와 핀홀(320)을 제거한다. 이때, 돌기(310)와 핀홀(320)을 포함하는 R, G 컬러 필터(300a, 300b)의 일정 영역을 레이저로 제거하여 홈(330)을 각각 형성하는데, 바람직하게는 핀홀(320) 보다 돌기(310)에 레이저 조사 면적이 제2 개구부(620) 보다 작은 제1 개구부(610)를 정렬할 수 있다. 이는 돌기(310)를 제거하기 위해서는 핀홀(320) 보다 좁은 조사 범위에 레이저를 집중하는 것이 효율적이기 때문인데, 보다 상세한 설명은 도 3을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.
이어서, 홈(330)에 리페어 물질(340)을 채우는 공정을 수행하여 컬러 필터(300)를 평탄화 시킬 수 있다. 이때, 리페어 물질(340)은 잉크 형태로 노즐(미도시)에 의해 주입된 후, 별도의 경화 과정(미도시)을 통해 컬러 필터(300)에 완전히 고정될 수 있는 경화성 물질일 수 있다. 하지만, 일반적인 경화성 물질을 리페어 물질(340)로 사용하면 컬러 필터(300)의 고유의 색상이 저하될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에서는 컬러 필터(300)와 동일한 재질의 필름으로 공지된 기술인 라미네이션 방법에 의해 전사하여 형성할 수도 있다.
이어서, 기판(100) 상부 전체에 공통 전극(400)을 형성하고, 공통 전극(400) 상부 전체에는 다시 배향막(500)을 형성하는 단계를 수행하여 본 발명에 일 실시예에 의한 컬러 필터의 리페어 공정을 수행할 수 있다.
레이저 마스크
도 3은 본 발명에 일 실시예에 의한 레이저 마스크의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 의한 레이저 마스크(600)에는 다수개의 개구부(610 내지 640)가 형성되어 있는데, 이들 개구부의 크기에 따라 조사되는 레이저의 조사범위가 결정된다. 일례로 제1 개구부(610)를 이용하면, 도 2a의 돌기(310)와 같은 돌출 형태의 불량을 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 일례로 제1 개구부(610)보다 크기가 큰 제2 개구부(620)를 이용하면, 도 2a의 핀홀(320)과 같은 홈 형태의 불량을 용이하게 제거할 수 있다.
따라서, 불량의 종류와 크기에 따라 레이저 마스크(600)를 회전시켜 적합한 개구부(610 내지 640)를 정렬함으로써 효율적인 리페어 공정을 수행할 수 있으며, 동일한 불량(돌기, 핀홀)에도 순차적으로 레이저의 조사 범위를 변화시키면서 조사하여 제거 속도와 범위를 제어할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컬러 필터의 리페어 방법은 핀홀과 돌기 불량을 단일 공정에서 리페어 할 수 있으므로 공정 시간 및 비용을 절약할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따르면 컬러 필터의 리페어시 연마 공정을 통하여 돌기 불량을 리페어하는 과정을 생략할 수 있기 때문에 상술한 바 있는 기존의 연마 장치의 구조상 야기되었던 리페어 공정의 생산성이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 컬러 필터의 리페어시 가장 공정 시간이 많이 소요되는 돌기 연마 공정이 필요 없기 때문에 리페어 공정의 생산성이 크게 향상, 다시 말하여 리 페어 공정의 택 타임(tact time)을 현저하게 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서 경우에 따라서는 높이가 소정의 기준치를 넘는 돌기에 대해서만 돌기 리페어를 진행할 수도 있다. 이는 일반적으로 컬러 필터에 발생하는 돌기 중 일정 크기 이하를 갖는 돌기는 굳이 리페어를 하지 않아도 향후 액정 표시 패널의 상하판 합착 공정시 공정 불량을 일으키지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 돌기 리페어를 수행해야 하는 돌기의 높이에 대한 기준치를 정해 놓고 상기 기준치에 미달되는 높이를 갖는 돌기에 대해서는 돌기 리페어를 생략함으로써 리페어 공정의 택 타임(tact time)을 더 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 컬러 필터 기판의 제조단계를 도시한 컬러 필터 단면도이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 일 실시예에 의한 컬러 필터의 리페어 단계를 도시한 컬러 필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 의한 레이저 마스크의 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 기판
200: 블랙 매트릭스
300: 컬러 필터
310: 돌기
320: 핀홀
330: 홈
340: 리페어 물질
400: 공통전극
500: 배향막
600: 레이저 마스크

Claims (5)

  1. (a) 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 기판 상에 다수개의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    (c) 상기 기판 상의 블랙 매트릭스 사이마다 컬러 필터를 형성하는 단계;
    (d) 상기 컬러 필터에 형성된 돌기 및 핀홀에 레이저를 조사하여 홈을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 홈에 리페어 물질을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 (d) 단계에서 상기 레이저의 조사는 상기 레이저를 통과시키는 크기가 서로 다른 다수개의 개구부가 형성된 회전하는 레이저 마스크를 이용하여 이루어지고, 상기 핀홀에 레이저를 조사할 때에는 상기 돌기에 레이저를 조사할 때보다 큰 개구부를 이용하며,
    상기 (e) 단계에서 상기 리페어 물질은 노즐을 이용한 잉크젯 방식으로 상기 홈에 주입되어 형성되되,
    상기 돌기 및 상기 핀홀을 단일 공정에서 리페어 하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리페어 물질은 상기 컬러 필터와 동일한 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 리페어 방법.
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