CN101025454B

CN101025454B - 利用喷墨制造彩色滤光片的方法

Info

Publication number: CN101025454B
Application number: CN2006101435754A
Authority: CN
Inventors: 金相一; 金圣雄; 金佑植; 权启示; 金成昱
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN101025454A; KR101257839B1; KR20070083031A; US20070195135A1

Abstract

本发明提供了一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法。在该方法中，向喷墨头的每个喷嘴施加转换电压，该转换电压是利用与同时打开的喷嘴数量相应的权重转换因子由每个喷嘴的归一化电压获得的，并且该方法中，通过在所述喷嘴全部打开时，利用作为最大值的权重转换因子，以及在所述喷嘴没有同时全部打开时利用小于最大值的权重转换因子，所述彩色滤光片的所有区域具有相同的墨厚度。

Description

利用喷墨制造彩色滤光片的方法

技术领域

本发明涉及一种制造彩色滤光片的方法，具体地，涉及一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法。

背景技术

平板显示设备，例如液晶显示器(LCD)，等离子显示面板(PDP)，有机电激发光(EL)面板，发光二极管(LED)显示器，场发射显示器(FED)，近来被用作电视机和电脑的大尺寸屏幕。尤其是，LCD被频繁用于电脑显示器，笔记本等。

LCD包括彩色滤光片，通过过滤由液晶层调制的白光而形成所需的彩色图像。在彩色滤光片中，红色R、绿色G和蓝色B像素以特定模式布置在透明基板上。该彩色滤光片可利用染色方法、颜料分布方法、印刷方法或电沉积方法制造。

但是，在上述方法中，必须为每种颜色重复一定的工艺，从而形成R、G、B像素，因此导致制造中效率低下而制造成本增加。

因此，近来提出一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法，以简化制造工艺并减少制造成本。在该方法中，特定颜色(例如，R、G、B)的墨滴通过喷墨头的喷嘴排出到基板上的每个像素区域中，从而形成特定颜色的像素。

图1示出通过利用常规的喷墨头将墨排出到彩色滤光片的每个像素区域中而制造彩色滤光片的方法的示例。图2A是示出由图1的喷墨头的第一喷嘴排出到每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。图2B是示出由图1的喷墨头的第四喷嘴排出到每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。图3示出根据图2A和2B中的墨厚度的区域。

参照图1，具有多个21、22、23和24的喷墨头20在相对彩色滤光片10倾斜一预设角度的情况下在箭头方向(方向Y)上经过彩色滤光片10的上方的同时，分别将墨排出到多个像素区域11中。喷墨头20在方向Y和方向X上连续移动，同时将墨排出到每个像素区域11中。重复上述过程直到彩色滤光片10的每个像素区域11被墨填充。

由于喷墨头20在相对彩色滤光片10倾斜预设角度的同时移动，所以在喷墨头20接近彩色滤光片10或从其离开的区域中，从每个喷嘴21、22、23和24排出的墨量根据排墨喷嘴的数量而变化。

参照图2A、2B和3，在区域I中从第一喷嘴21排出的墨量沿方向Y逐渐减少。在区域II中，排出墨量恒定。另一方面，在区域II中从第四喷嘴24排出的墨量沿方向Y恒定，而在区域III中逐渐增加。

这是因为在喷墨头20在方向Y上移动的时，经过彩色滤光片10的每个区域的喷嘴21、22、23和24的数量改变。换句话说，尽管所有四个喷嘴21、22、23和24都在区域II排出墨，随着第一喷嘴21到第三喷嘴23依次接近区域II，或随着第三喷嘴23到第一喷嘴21依次从区域III离开，排墨喷嘴的数量逐渐增加或减少。因此，在区域I和II，所排出墨的量大于区域III的排出墨量。

在喷嘴21、22、23和24中，工作喷嘴与非工作喷嘴之间出现串扰。因此，所排出的墨量根据同时操作的相邻喷嘴的数量而有所不同。

从一个喷嘴排出的不同的墨量导致像素的墨厚度上的不同。因此，在彩色滤光片10的某些区域中墨厚度不均匀，这导致色彩再现率的可靠性差。

发明内容

本发明提供一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法，利用该方法，通过将与同时操作的喷嘴数量相应的转换电压施加到每个喷嘴上，可使得彩色滤光片的整个区域上墨厚度均匀。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法，其中，所述彩色滤光片是通过在所述彩色滤光片的上方移动具有多个喷嘴的喷墨头而同时使该喷墨头倾斜一预设角度，并将彩色墨排出到由彩色滤光片上的黑色填隙物质所限定的多个像素区域中而制造得到的，其中，向每个所述喷嘴施加转换电压，所述转换电压是利用与同时打开的喷嘴数量相应的权重转换因子由每个所述喷嘴的归一化电压(normalization voltage)获得的，并且其中，通过在所述喷嘴全部打开时利用作为最大值的权重转换因子，以及在所述喷嘴没有同时全部打开时利用小于最大值的权重转换因子，在所述彩色滤光片的所有区域中可获得相同的墨厚度。

根据本发明的另一方面，提供一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法，其中，所述彩色滤光片是通过在所述彩色滤光片的上方移动具有多个喷嘴的喷墨头而同时使该喷墨头倾斜一预设角度，并将彩色墨排出到由彩色滤光片上的黑色填隙物质所限定的多个像素区域中而制造得到的，其中，对于通过向每个所述喷嘴施加归一化电压而形成有不均匀墨厚度的所述彩色滤光片的多个区域，可通过将转换电压模式化并将所模式化的电压施加到每个所述喷嘴而在所述彩色滤光片的整个区域上获得均匀的墨厚度，对于每一个区域，所述转换电压是通过利用用于排出与每个所述喷嘴的希望墨厚度相应的墨量的电压转换因子而获得的。

附图说明

本发明的这些和/或其它特征和优势可通过参照附图对其示例性实施例的详细描述而变得更加显见，其中：

图1示出利用常规的喷墨头将墨排出到彩色滤光片的每个像素区域中而制造彩色滤光片的常规方法的示例。

图2A是示出由图1的喷墨头的第一喷嘴排出到图1的彩色滤光片的每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。

图2B是示出由图1的喷墨头的第四喷嘴排出到图1的彩色滤光片的每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。

图3示出根据图2A和2B的墨厚度的区域。

图4示出根据本发明的一个实施例的在彩色滤光片上方移动的喷墨头；

图5示出根据本发明的一个实施例，用于获得与图4的彩色滤光片的每个区域相应的转换电压的权重转换因子。

图6是示出利用根据图5的权重转换因子获得的转换电压而排出到图4的彩色滤光片的每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表；

图7是示出图4的彩色滤光片的单独区域的平面视图，其中根据本发明的另一个实施例，不同模式的电压施加到每个区域；

图8A是示出与每个喷嘴相应的归一化电压的示例的图表；

图8B是示出与每个喷嘴相应的电压转换因子的示例的图表；

图8C是示出由图8A和8B的归一化电压与电压转换因子相乘而获得的转换电压的图表；以及

图9是示出利用模式电压排出到图4的彩色滤光片的每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图。

具体实施方式

以下将通过参照附图说明本发明的示例性实施例而详细描述本发明。

图4示出根据本发明的一个实施例在彩色滤光片100上方移动的喷墨头200。

参照图4，彩色滤光片100包括由黑色填隙物质110限定的多个像素区域111。像素区域111依次由红、绿、蓝色填充而形成彩色像素。

喷墨头200包括四个喷嘴210、220、230和240。喷墨头200在相对彩色滤光片100倾斜预设角度并在方向Y上移动的同时，将墨排出到像素区域111中。喷墨头200内包括的喷嘴数量不局限于四个。

当喷墨头200在彩色滤光片100上方沿方向Y移动时，由于喷墨头200相对彩色滤光片100倾斜预设角度，所以在经过彩色滤光片100的区域I上方时，喷嘴210、220、230和240都打开以排出墨。另外，当经过彩色滤光片100的区域II上方时，当喷墨头200在打印方向上移动时，同时打开的喷嘴的数量逐渐增加。另外，当经过彩色滤光片100的区域III上方时，以上喷嘴的数量逐渐减少。

图5示出根据本发明的一个实施例、用于获得与彩色滤光片100的每个区域相应的转换电压的权重转换因子。图6是示出利用根据图5的权重转换因子获得的转换电压而排出到彩色滤光片100的每个像素区域中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。

根据本发明的实施例的一个方面，为了使彩色滤光片100的整个区域上的墨厚度相等，根据在彩色滤光片100的每个区域(区域I、II和III)中同时打开的喷嘴数量对每个喷嘴210、220、230和240施加不同的转换电压Vr。

参照图6，当墨通过对每个喷嘴210、220、230和240施加归一化电压Vn而喷出时，该图在每个区域I、II和III中为曲线形，示出了每个区域I、II和III沿打印方向Y具有不同的墨厚度。

归一化电压Vn定义为用实验方法获得的、施加到每个喷嘴210、220、230和240以从喷嘴210、220、230和240排出等量的墨的电压。因此，当归一化电压Vn施加到每个喷嘴210、220、230和240，等量的墨被从喷嘴210、220、230和240排出。

通常，制造具有喷嘴210、220、230和240的喷墨头200之后，即使通过对每个喷嘴210、220、230和240施加相同的电压排出墨，从喷嘴210、220、230和240排出的墨量也互不相同。如果在这种状态下将墨排出到彩色滤光片100中，彩色滤光片100的墨厚度变得不均匀。为了防止这一问题，必须将归一化电压Vn施加到每个喷嘴210、220、230和240。

但是，尽管如上所述将归一化电压Vn施加到每个喷嘴210、220、230和240，从每个喷嘴210、220、230和240排出的墨量也可根据同时打开的喷嘴的数量而不同，如图6中实线所示。

因此，在区域I中的墨厚度比区域II和区域III要薄。为了在彩色滤光片100的整个区域I、II和III中获得所需的墨厚度，排出到区域I中的墨量必须最大化，而排出到区域II和III中的墨量必须小于墨的最大量。因此，可获得如图6中粗线所示的所需墨厚度。

通过控制施加到每个喷嘴210、220、230和240的转换电压Vr的大小而调整墨量。这可通过将归一化电压Vn和相应于每个区域I、II和III的权重转换因子W相乘获得转换电压Vr而实现。

参照图5，权重转换因子W是根据同时打开的喷嘴数量基于从每个喷嘴210、220、230和240排出的墨量而定义的相对值。

彩色滤光片100的区域II包括子区域，其中喷墨头200沿喷墨头200移动的方向被分割成区域II-1、II-2和II-3。

在区域II-1中，只有第一喷嘴210打开。在区域II-2中，第一喷嘴210和第二喷嘴220同时打开。在区域II-3中，第一喷嘴210、第二喷嘴220和第三喷嘴230同时打开。

当喷墨头200从区域II-1移动到区域II-3时，在每个子区域II-1、II-2和II-3中同时打开的喷嘴的权重转换因子W增加。在这种情况中，用于每个子区域II-1、II-2和II-3的权重转换因子W可小于区域I的权重转换因子Wmax。

例如，用于每个子区域II-1、II-2和II-3的权重转换因子W可逐渐增加，使得用于区域I的权重转换因子Wmax为n，用于区域II-1的权重转换因子W3为n-0.3，用于区域II-2的权重转换因子W2为n-0.2，而用于区域II-3的权重转换因子W1为n-0.1。在这种情况中，如果n为1，则W1为0.9，W2为0.8，而W3为0.7。

也就是说，在喷墨头200从区域II-1移动到区域II-3时，施加到每个喷嘴210、220、230和240的转换电压Vr根据同时打开的喷嘴数量而逐渐增加。

彩色滤光片100的区域III包括子区域，其中喷墨头200沿喷墨头200的Y方向被分割成区域III-1、III-2和III-3。

在区域III-1中，第二喷嘴220、第三喷嘴230和第四喷嘴240同时打开。在区域III-2中，第三喷嘴230、第四喷嘴240同时打开。在区域III-3中，只有第四喷嘴240打开。

当喷墨头200从区域III-1移动到区域III-3时，在每个子区域III-1、III-2和III-3中同时打开的喷嘴的权重转换因子W逐渐减少。在这种情况中，用于每个子区域III-1、III-2和III-3的权重转换因子W可小于区域I的权重转换因子Wmax。

例如，用于每个子区域III-1、III-2和III-3的权重转换因子W可逐渐减少，使得用于区域I的权重转换因子Wmax为n，用于区域III-1的权重转换因子W1为n-0.1，用于区域III-2的权重转换因子W2为n-0.2，而用于区域III-3的权重转换因子W1为n-0.3。在这种情况中，如果n为1，则W1为0.9，W2为0.8，而W3为0.7。

变量n用于使得转换电压Vr的绝对值可通过利用变量n而增加。例如，如果n＝2，转换电压Vr为n＝1时转换电压Vr的两倍。

参照图6，通过利用根据本发明实施例的每个区域中每个喷嘴210、220、230和240的权重转换因子W，由转换电压Vr获得的每个像素区域111的墨厚度沿喷墨头200的打印方向Y是均匀的。

在这种情况中，同样的权重转换因子W用于区域II-1和III-3，区域II-2和III-2，以及区域II-3和III-1。这是因为在每个区域中同时打开的喷嘴数量是相同的。

图7是示出彩色滤光片100的各个区域的平面视图，其中根据本发明的另一个实施例，不同的模式电压(pattern voltage)Vp施加到每个区域。图8A是示出与每个喷嘴相应的归一化电压Vn的示例的图表。图8B是示出与每个喷嘴相应的电压转换因子V的示例的图表。图8C是示出通过将图8A和8B的归一化电压Vn与电压转换因子V相乘而获得的转换电压Vr的图表。图9是示出利用模式电压Vp而排出到彩色滤光片200的每个像素区域111中的墨的厚度沿打印方向的情况的图表。

根据本发明的另一实施例，为了在彩色滤光片100的所有区域中获得恒定的墨厚度，由喷嘴210、220、230和240通过实验方法获得基于与所需墨厚度相应的排出墨量的电压，并且被模式化为与通过实验方法获得的所述电压匹配的电压表格的模式电压Vp被施加到喷嘴210、220、230和240上。因此，彩色滤光片100的所有区域的墨厚度相同。

为此，向每个喷嘴210、220、230和240施加归一化电压Vn，然后在彩色滤光片100的整个区域上估计排出到每个像素区域111中的墨厚度。归一化电压Vn已在本发明的前述实施例中描述，因此省略其详细描述。

参照图7，在彩色滤光片100中存在具有不均匀墨厚度的多个区域(区域IV、V和VI)。例如，如果墨厚度在区域IV和VI中较薄，而墨厚度在区域V中较厚，则必须调整施加到每个喷嘴210、220、230和240的电压使得区域IV、V和VI可具有相同的墨厚度。

上述区域IV、V和VI只作为示例说明，本发明并不局限于此。在彩色滤光片100中可能形成各种不均匀区域。即使将归一化电压Vn分别施加到喷嘴210、220、230和240，也有许多原因会造成存在不均匀区域IV、V和VI。不管可能是什么原因，施加到每个喷嘴210、220、230和240上的经调整的电压都必须使得可在彩色滤光片100的所有区域中墨厚度恒定。

因此，所获得的电压转换因子V与喷墨头经过区域IV、V和VI上方时分别从喷嘴210、220、230和240排出的墨量相应，从而使得彩色滤光片100的区域具有相同的墨厚度。

电压转换因子V用实验方法获得。由于使分别从喷嘴210、220、230和240排出的墨量相等的电压具有与用实验方法获得的每个喷嘴210、220、230和240的转换电压Vr相同的值，所以电压转换系数V可作为将归一化电压Vn转换成转换电压Vr的变量而获得。

如此，与所需墨厚度相应的转换电压Vr可通过利用电压转换因子V从归一化电压Vn获得。可获得在喷嘴210、220、230和240依次经过区域IV、V和VI上方的每个位置上所必须施加到每个喷嘴210、220、230和240的转换电压Vr，以形成用于每个区域IV、V和VI的表格，从而获得模式电压Vp。

当喷墨头200依次经过每个区域IV、V和VI上方时，依次施加包括在表格中的用于每个区域IV、V和VI的模式电压Vp，使得喷嘴210、220、230和240根据所施加的模式电压Vp排出相同量的墨。

通过为每个区域IV、V和VI施加模式电压，从每个喷嘴210、220、230和240排出的墨量可容易地得到调整。如此，可通过施加模式电压Vp而快速地在彩色滤光片100的所有区域中获得均匀的墨厚度。

参照图8A到8C，通过将相应于每个喷嘴210、220、230和240的图8A所示的归一化电压Vn与相应于每个喷嘴210、220、230和240的图8B所示的电压转换阀V相乘，获得相应于每个喷嘴210、220、230和240的图8C所示的转换电压Vr。

根据上述方法，在表格中列出了喷嘴210、220、230和240在经过特定位置时所必须施加的转换电压Vr，以便获得模式电压Vp。

参照图9，根据本发明的另一个实施例，可通过施加相应于每个区域IV、V和VI的模式电压Vp而在彩色滤光片100的所有区域中获得粗线所示相同的墨厚度。

图9所示实线示出了通过利用每个喷嘴210、220、230和240的归一化电压Vn进行排墨而在每个区域IV、V和VI获得不均匀墨厚度的另一种情况。

如上所述，利用喷墨制造彩色滤光片的方法具有如下优点。

首先，可通过调整施加到喷墨头的每个喷嘴的电压而容易地在彩色滤光片的所有区域中获得相同的墨厚度。

第二，可通过施加与彩色滤光片的每个区域相应的模式电压而容易并快速地在彩色滤光片的所有区域中获得相同的墨厚度。

第三，由于彩色滤光片的所有区域具有相同的墨厚度，经过该彩色滤光片的光的亮度更均匀。

Claims

1.一种利用喷墨制造彩色滤光片的方法，该方法通过在所述彩色滤光片的上方移动具有多个喷嘴并相对所述彩色滤光片倾斜一预设角度的喷墨头，并将彩色墨排出到由彩色滤光片上的黑色填隙物质所限定的多个像素区域中而实现，

其中，向每个所述喷嘴施加转换电压，所述转换电压是利用与同时打开的喷嘴数量相应的权重转换因子由每个所述喷嘴的归一化电压获得的，并且

其中，通过在所述喷嘴全部打开时利用作为最大值的权重转换因子，以及在所述喷嘴没有同时全部打开时利用小于最大值的权重转换因子，所述彩色滤光片的所有区域具有相同的墨厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果第一区域定义为所述喷嘴全部打开的区域，第二区域定义为所述喷嘴依次打开的区域，而第三区域定义为所述喷嘴依次关闭的区域，

则与同时打开的喷嘴数量相应的权重转换值在第二区域内逐渐增加，而与同时关闭的喷嘴数量相应的权重转换值在第三区域内逐渐减少。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，与同时打开的喷嘴数量相应的所述权重转换值在第二和第三区域中相同。