JP5190581B2 - カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はカラーフィルタ基板の製造方法に係り、より詳細には、カラーフィルタの品質を向上させたカラーフィルタ基板の製造方法に関する。

一般に、液晶表示パネルは、スイッチング素子を含む下部基板、下部基板と対向してカラーフィルタを含む上部基板及び下部基板と上部基板との間に介在された液晶層を含む。上部基板は、開口を含む遮光層及び前記各開口に形成されたＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及びＢ（Ｂｌｕｅ）の三原色のカラーフィルタを含む。カラーフィルタは、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等の多様な方法で形成される。印刷法は、開口にインクを満たしてカラーフィルタを形成する方法である。

カラーフィルタを形成するインクは、粘度が約６ｃＰ（ｃｅｎｔｉ ｐｏｉｓｅ）〜１５ｃＰ、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍの流体であるため、開口内部に１〜３０滴噴射させると、流体の凝縮特性によって表面がドーム（Ｄｏｍｅ）形状に形成される。この後、開口に噴射されたインクを硬化させると、ドーム形状によってカラーフィルタ間の厚みが不均一となる。カラーフィルタ間の厚みが不均一であると、光の屈折のみならず、液晶の配列時、不規則性を誘発し、色の再現性が低下する。

前述の印刷法で形成したカラーフィルタが均一で優れた色特性を有するためには、インクジェットプリントのプリントヘッドのそれぞれの噴射ノズルが吐出するインクの液滴を均一にするか、インクの性質、インクと遮光パターンとの反発力等を調節する。しかし、前述のようなカラーフィルタを均一に形成する方法を利用しても、プリントヘッドの噴射ノズル自体が均一に色インクを噴射するのには限界がある。

本発明の技術的課題は、このような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、カラーフィルタの品質を向上させて表示品質を向上させるためのカラーフィルタ基板の製造方法を提供することにある。

本発明の目的を実現するための第１実施形態によるカラーフィルタ基板の製造方法は、複数の噴射ノズルを含むプリントヘッドユニットを利用して、一列に並んだ複数の開口を含む、ベース基板上に配列された第１開口部に色インクを噴射する段階、ベース基板及びプリントヘッドユニットのうち、いずれか一方を他方に対して相対的に回転させる段階、及びプリントヘッドユニットを利用して、一列に並んだ複数の開口を含む、第１開口部と第１開口部との間に形成された第２開口部に色インクを噴射する段階を含み、第１開口部に色インクを噴射する段階は、一列に並んだ複数の開口に対して同じ噴射ノズルによって色インクを噴射し、第２開口部に色インクを噴射する段階は、第１開口部に色インクを噴射する段階で色インクを噴射した噴射ノズルを利用して、一列に並んだ複数の開口に対して同じ噴射ノズルによって色インクを噴射する。

前述した本発明の目的を実現するための第２実施形態によるカラーフィルタ基板の製造方法は、色インクを噴射するプリントヘッドユニットを利用したカラーフィルタ基板の製造方法において、ベース基板上に複数の開口を定義する遮光層を形成する段階と、開口と開口との間に形成された遮光層への色インクの噴射を止めつつ開口に色インクを噴射する段階と、当該段階の後、色インクが充填された開口、及び開口と開口との間に形成された遮光層に色インクを連続的に噴射する段階とを含む。

上述のようなカラーフィルタ基板の製造方法によると、プリントヘッドが色インクを噴射する経路によって発生するインク斑が視認されることを防止することができる。また、カラーフィルタの厚みを均一に形成することにより、カラーフィルタの性能と品質を向上させることができる。これによって、色再現性が向上され、表示品質を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるカラーフィルタの製造装置を示す図である。

図１を参照すると、カラーフィルタ製造装置５００は、装置ベース５１０、ステージ５２０、プリントヘッドユニット５３０、及び回転クロス部５４０を含む。

カラーフィルタ製造装置５００は、装置ベース５１０上にステージ５２０が配置され、ステージ５２０上には複数のカラーフィルタ基板（図示せず）が配置される。ステージ５２０の下部に位置する回転クロス部５４０は、ステージ５２０を平面回転させる。プリントヘッドユニット５３０は装置ベース５１０のｘ方向に移動し、ステージ５２０はｘ方向と垂直なｙ方向に移動する。

プリントヘッドユニット５３０は、第１プリントヘッド５３２、第２プリントヘッド５３４、及び第３プリントヘッド５３６を含む。プリントヘッドユニット５３０は、カラーフィルタを形成する方法によって、第１プリントヘッド５３２、第２プリントヘッド５３４、及び第３プリントヘッド５３６がそれぞれ独立的に移動する構造、又は第１プリントヘッド５３２、第２プリントヘッド５３４、及び第３プリントヘッド５３６の全体が一体で移動する構造を有することができる。

第１プリントヘッド５３２、第２プリントヘッド５３４、及び第３プリントヘッド５３６がそれぞれ独立的に移動する構造では、例えば、第１プリントヘッド５３２、第２プリントヘッド５３４、及び第３プリントヘッド５３６がそれぞれθ軸回転モーター１０を含んでいる場合には、それぞれｘ方向に移動し、それぞれθ軸に回転することになる。

これと異なり、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６の全体が一体で移動する構造では、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６の全体が、ｘ方向に移動し、一つのθ軸に回転される。

第１プリントヘッド５３２は第１噴射ノズル２２を含み、第２プリントヘッドは第２噴射ノズル２４を含み、第３プリントヘッド５３６は第３噴射ノズル２６を含む。第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６は、それぞれ互いに異なるカラーの第１、第２、及び第３色インクを噴射する。例えば、第１プリントヘッド５３２は赤色インクを噴射し、第２プリントヘッド５３４は緑色インクを噴射し、第３プリントヘッド５３６は青色インクを噴射する。

実際に製作するカラーフィルタ基板の開口間のピッチとプリントヘッドの噴射ノズル間のピッチとは一致しない。そこで、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を、装置ベース５１０のｘ方向に移動させ、θ軸に所定角度だけ回転させることにより、カラーフィルタ基板上に形成された複数の開口にプリントヘッドユニット５３０を対応させることができる。これと異なり、回転クロス部５４０を利用してプリントヘッドユニット５３０とカラーフィルタ基板との間の対応位置を調整することができる。

実施形態１
図２は、本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。図３〜図８、及び図９と図１０は、本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。

図２を参照すると、プリントヘッドユニットが第１開口部に色インクを噴射して（Ｓ１１０）、ベース基板又はプリントヘッドユニットを１８０°回転させた後（Ｓ１３０）、プリントヘッドユニットが第２開口部に色インクを噴射（Ｓ１５０）して、カラーフィルタを形成する。

プリントヘッドユニットを回転させる段階は、プリントヘッドユニットの構造によって、それぞれの回転軸に独立的に回転させる方法と、プリントヘッドユニットの全体を一つの回転軸に回転させる方法がある。

プリントヘッドユニットの全体を一つの回転軸に回転させた後、プリントヘッドユニットが第２開口部に色インクを噴射する場合と、ベース基板を回転させる場合には、ベース基板及びプリントヘッドユニットの並びに問題があるので、ベース基板及びプリントヘッドユニットの位置補正段階が更に必要である。

以下、図３〜図８を参照して、レッド、グリーン、及びブルーカラーフィルタを形成する方法と、図９及び図１０を参照して、レッド、グリーン、及びブルーカラーフィルタをそれぞれ順次形成する方法について説明する。

図３は、第１、第２、及び第３プリントヘッドを利用して第１開口部に互いに異なる色インクを噴射する段階を示す図である。

まず、図３を参照して、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６と複数の開口との対応関係を見ると、各プリントヘッド５３２、５３４、５３６のそれぞれの噴射ノズル２２、２４、２６がそれぞれの開口と一対一に対応して配置される。

カラーフィルタ基板１００は、ベース基板１１０上に形成された遮光層１２０を含み、遮光層１２０は複数の開口を有する。複数の開口は、ｍ×ｎ行列状に形成され、遮光層１２０は、例えば、１８×４行列の複数の開口を含む。複数の開口は、ｍ×ｎ行列の行方向である第１方向に、第１開口（１Ｒ、２Ｒ〜６Ｒ）、第２開口（１Ｇ、２Ｇ〜６Ｇ）、及び第３開口（１Ｂ、２Ｂ〜６Ｂ）の順に順次配列される。

第１開口（１Ｒ、２Ｒ〜６Ｒ）、第２開口（１Ｇ、２Ｇ〜６Ｇ）、及び第３開口（１Ｂ、２Ｂ〜６Ｂ）のうち、第１番目の第１、第２、及び第３開口（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）を第１番目の第１開口部１２２ａとして定義する。第２番目の第１、第２、及び第３開口（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）を第１番目の第２開口部１２４ａとして定義する。

第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、第１番目の第１開口部１２２ａを基準として第１方向に一列に配列される複数の開口部のうち、奇数番目の開口部であり、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは偶数番目の開口部である。第１及び第２開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、行方向と垂直な列方向である第２方向に複数配列される。

第１開口（１Ｒ、２Ｒ〜６Ｒ）は第１プリントヘッド５３２の第１噴射ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃと対応され、第２開口（１Ｇ、２Ｇ〜６Ｇ）は第２プリントヘッド５３４の第２噴射ノズル２４ａ、２４ｂ、２４ｃと対応される。第３開口（１Ｂ、２Ｂ〜６Ｂ）は第３プリントヘッド５３６の第３噴射ノズル２６ａ、２６ｂ、２６ｃと対応する。

第１プリントヘッド５３２の第１番目の第１噴射ノズル２２ａ及び第２番目の第１噴射ノズル２２ｂの間には、ピッチを合わせるための非放出ノズル２３及び第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃと対応する非放出ノズル２５を更に含む。第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６も第２及び第３噴射ノズル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含み、前述のような非放出ノズル２３、２５を更に含む。

一例として、スペクトラ社製スペクトラＳＥ−１２８（Ｓｐｅｃｔｒａ ＳＥ−１２８）のプリントヘッドの場合、総数１２８個のインク噴射ノズルを含む。１２８個の噴射ノズルのうち、６４個のノズルがそれぞれ第１開口部及び第２開口部と対応されるノズルで、残り６４個のノズルは複数個の開口部のピッチを合わせるための非放出ノズルである。

第１開口部及び第２開口部と対応される６４個の噴射ノズルのうち、第１開口部に色インクを噴射する段階と第２開口部に色インクを噴射する段階とを分けて独立的に行うため、第１開口部と対応する噴射ノズルは放出ノズルになり、第２開口部と対応する噴射ノズルは非放出ノズルになる。

即ち、スペクトラＳＥ−１２８のプリントヘッドでカラーフィルタを形成するために使用される放出ノズルは３２個で、３２個の放出ノズルで第１開口部に色インクを噴射して、カラーフィルタを形成する。

前述のようなプリントヘッド及び開口部の対応関係によると、第１開口部に色インクを噴射する段階で、第１プリントヘッド５３２は第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第１開口１Ｒ、３Ｒ、５Ｒに赤色インクを噴射する。

同時に、第２プリントヘッド５３４は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第２開口１Ｇ、３Ｇ、５Ｇに緑色インクを噴射し、第３プリントヘッド５３６は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第３開口１Ｂ、３Ｂ、５Ｂに青色インクを噴射する。

これによって、第１開口（１Ｒ、２Ｒ〜６Ｒ）には赤色インクが噴射されレッドカラーフィルタが形成され、第２開口（１Ｇ、２Ｇ〜６Ｇ）には緑色インクが噴射されグリーンカラーフィルタが形成される。第３開口（１Ｂ、２Ｂ〜６Ｂ）には青色インクが噴射されブルーカラーフィルタが形成される。

図４〜図８は、第２開口部に第１、第２、及び第３プリントヘッドを利用して、互いに異なる色インクを噴射する段階を示す図である。

１つの回転軸にプリントヘッドユニット自体が回転される場合、又は複数のプリントヘッドのそれぞれが独立的な回転軸を有している場合であっても、各プリントヘッドが同時に回転される場合には、赤色インクが充填された第１プリントヘッドの第１噴射ノズルが第２開口部の第３開口と対応される。このような場合には、ブルーカラーフィルタが形成されなければならない部分にレッドカラーフィルタが形成される問題点がある。

この問題点を解決するための位置補正段階は、第１及び第３プリントヘッドに充填される色インクを交換する方法、又は第１及び第３プリントヘッドの位置を直接交換して変更する方法を利用する。

位置補正段階の一方法として、第１、第２、及び第３プリントヘッドを１つの回転軸で回転させた後、赤色インクが充填された第１プリントヘッドに青色インクを充填させ、青色インクが充填された第３プリントヘッドに赤色インクを充填させる。

具体的には、第１開口部に赤色インクを噴射した第１プリントヘッドには赤色インクが充填されているので、第１プリントヘッドに充填された赤色インクを除去して、青インクを充填させる。第３プリントヘッドも青色インクが充填されているので、青色インクを除去した後、赤色インクを充填させる。

これと異なり、赤色インクが充填された第１プリントヘッド５３２に青色インクを充填させた後に、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を１つの回転軸で回転させることもできる。

図４を参照すると、青色インクが充填された第１プリントヘッド５３２が第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第３開口２Ｂ、４Ｂ、６Ｂに青色インクを噴射する。赤色インクが充填された第３プリントヘッド５３６が第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第１開口２Ｒ、４Ｒ、６Ｒに赤色インクを噴射する。

これによって、第１番目の第１開口部１２２ａの第１開口１Ｒに赤色インクを噴射した第１番目の第１噴射ノズル２２ａが、第３番目の第２開口部１２４ｃの第３開口６Ｂに青色インクを噴射する。第３番目の第１開口部１２２ｃの第１開口５Ｒに赤色インクを噴射した第３番目の第１噴射ノズル２２ｃが、第１番目の第２開口部１２４ａの第３開口２Ｂに青色インクを噴射する。

第１プリントヘッド５３２のみならず、第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６も最後の開口に色インクを噴射した噴射ノズルが第２開口部の一番目の開口に色インクを噴射する。緑色インクが充填された第２プリントヘッド５３４は、１つの回転軸に１８０°回転されても、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第２開口２Ｇ、４Ｇ、６Ｇに対応して緑色インクを噴射する。

前述のように、第１開口部に色インクを噴射したプリントヘッドを回転させて第２開口部に色インクを噴射することにより、各噴射ノズルが噴射する色インクの量が同じではない問題点を補完することができる。即ち、同じ噴射ノズルで形成されたカラーフィルタが局部的に位置せず、無作為的に配置される結果、カラーフィルタ基板の全体でのカラーフィルタの均一度を向上させることができる。

１８×４行列の開口を含む遮光層１２０にレッド、グリーン、及びブルーカラーフィルタを形成する場合を一例として説明したが、ｍ×ｎ行列のｍの値とｎの値とが大きい値を有するほど、カラーフィルタの均一度はより向上される。

位置補正段階の他の方法では、赤色インクが充填された第１プリントヘッド５３２と青色インクが充填された第３プリントヘッド５３６を交換して第２開口部に色インクを噴射させる。

図５を参照すると、第１及び第３プリントヘッド５３２、５３６の位置を交換することにより、第１プリントヘッド５３２が第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第１開口２Ｒ、４Ｒ、６Ｒに赤色インクを噴射することができる。又、第３プリントヘッド５３６が第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第３開口２Ｂ、４Ｂ、６Ｂに青色インクを噴射することができる。

第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに色インクを噴射する方向、即ち、プリントヘッドユニットのスキャン方向は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに色インクを噴射する方向である第２方向の逆方向とすることができ、この方向に第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに色インクを噴射させることができる。

図４では、第２方向に第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに色インクを噴射させることを図示し、図５では、第２方向の逆方向に第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに色インクを噴射させることを図示している。なお、プリントヘッドユニットのスキャン方向は、場合によって第２方向及び第２方向の逆方向のうち、いずれか一方向から選択することができる。色インクを噴射する方向を異なるようにして、カラーフィルタを形成することにより、カラーフィルタ基板の全体でカラーフィルタの均一度をより向上させることができる。

図６は、それぞれ独立的な回転軸を有する第１、第２、及び第３プリントヘッドをそれぞれの回転軸で回転させて、第２開口部に色インクを噴射させることを図示した図である。

図６を参照すると、それぞれの回転軸で第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を回転させる段階のみで、第１プリントヘッド５３２は、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第１開口２Ｒ、４Ｒ、６Ｒと対応される。第２プリントヘッド５３４は、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第２開口２Ｇ、４Ｇ、６Ｇと対応され、第３プリントヘッド５３６は第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第３開口２Ｂ、４Ｂ、６Ｂと対応される。

これによって、図５のように第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第１番目の第１開口１Ｒに赤色インクを噴射した第１番目の第１噴射ノズル２２ａが、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第３番目の第１開口６Ｒに赤色インクを噴射して、レッドカラーフィルタを形成する。第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６も、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに緑及び青色インクを噴射することにより、カラーフィルタ基板の全体に均一な分布を有するカラーフィルタを形成することができる。

図６のように、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６がそれぞれの回転軸で回転される場合は、図５のように赤色インクが充填された第１プリントヘッド５３２と青色インクが充填された第３プリントヘッド５３６との位置を変更し、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６が１つの回転軸で回転される場合と結果的に同じになる。

図７及び図８は、第１開口部に色インクを噴射した後、ベース基板自体を回転させて、第２開口部に色インクを噴射する段階を説明するための図である。

ベース基板自体を回転させる場合も、第１、第２、及び第３プリントヘッドを１つの軸で同時に回転させる場合のような問題点が発生する。即ち、レッドカラーフィルタが形成されなければならない第１開口にブルーカラーフィルタが形成され、ブルーカラーフィルタが形成されなければならない第３開口にレッドカラーフィルタが形成される。

前述の問題点を解決するために、位置補正段階が更に必要であり、位置補正段階は第１及び第３プリントヘッドに充填される色インクを交換する方法と、第１、第２、及び第３プリントヘッドのｘ方向の位置を変更して再整列する方法がある。

図７を参照すると、位置補正段階の一方法として第１プリントヘッド５３２に青色インクを充填させ、第３プリントヘッド５３６に赤色インクを充填させる。

これによって、赤色インクが充填された第３プリントヘッド５３６が第３番目の第２開口部１２４ｃの第１開口６Ｒと対応して、第３番目の第２開口部１２４ｃの第１開口６Ｒに赤色インクを噴射することができる。又、青色インクが充填された第１プリントヘッドが第３番目の第２開口部１２４ｃの第３開口６Ｂと対応して、第３番目の第２開口部１２４ｃの第３開口６Ｂに青色インクを噴射することができる。

図８を参照すると、位置補正段階の他の方法によると、ベース基板を１８０°回転させた後、第１、第２、及び第３プリントヘッドのｘ方向の位置を変更して再整列させる。

第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６がそれぞれ独立的にｘ方向に移動することができる場合には、単にｘ方向に第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を移動させた後、回転軸に回転させることにより、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃにそれぞれレッド、グリーン、及びブルーカラーフィルタを形成することができる。

図９は、１つの色インクを噴射するプリントヘッドユニットが第１開口部に色インクを噴射する段階を示す図で、図１０は、１つの色インクを噴射するプリントヘッドユニットが第２開口部に色インクを噴射する段階を示す図である。

図９を参照すると、第１プリントヘッド５３２が第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第１開口１Ｒ、３Ｒ、５Ｒに、第２方向に赤色インクを噴射する。

図９では、赤色インクを噴射する第１プリントヘッド５３２を一例として図示したが、第２プリントヘッド５３４は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第２開口１Ｇ、３Ｇ、５Ｇに、第２方向に緑色インクを噴射する。第３プリントヘッド５３６は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第３開口１Ｂ、３Ｂ、５Ｂに、第２方向に青色インクを噴射する。

図９のように、赤色インクを噴射した後、第２プリントヘッド５３４によって緑色インクを噴射し、第３プリントヘッド５３６によって青色インクを噴射する段階を経て独立的にレッド、グリーン、及びブルーカラーフィルタを形成するとき、色インクの化学的性質及び色インクと遮光層との間の反発力等が考慮される。

図１０を参照すると、第１プリントヘッド５３２を回転軸で回転させた後、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに赤色インクを噴射させる。

具体的には、第１プリントヘッド５３２が、回転して第３番目の第１噴射ノズル２２ｃが第１番目の第２開口部１２４ａの第１開口２Ｒと対応して、第２番目の第１噴射ノズル２２ｂが、第２番目の第２開口部１２４ｂの第１開口４Ｒと対応する。第１番目の第１噴射ノズル２２ａは、第３番目の第２開口部１２４ｃの第１開口６Ｒと対応する。

図１０では、赤色インクを噴射する第１プリントヘッド５３２を一例として図示したが、第２プリントヘッド５３４は、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第２開口２Ｇ、４Ｇ、６Ｇに第２方向に緑色インクを噴射する。第３プリントヘッド５３６は、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの第３開口２Ｂ、４Ｂ、６Ｂに青色インクを噴射する。

実施形態２
図１１は、本発明の第２実施形態によるカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。

図１１を参照すると、第２実施形態によるカラーフィルタの製造方法は、複数の開口部を含む遮光層を形成する段階（Ｓ２１０）と、複数の開口部に色インクを噴射する第１噴射段階（Ｓ２３０）と、第１噴射により形成した層及び遮光層上に連続的に色インクを噴射する第２噴射段階（Ｓ２５０）と、を有する。以下、便宜上、第１噴射段階により形成された層を第１カラー層と称し、第２噴射段階により第１カラー層及び遮光層上に形成された層を第２カラー層と称する。

図示していないが、遮光層を形成する段階（Ｓ２１０）は、ベース基板１１０上に有機インクを印刷して形成する。これと異なり、遮光層１２０は、ベース基板１１０上にクロム（Ｃｒ）等の金属薄膜や炭素系列の有機材料をスパッタリングにより蒸着させた後、マスクによるフォトリソグラフィ工程を通じてパターニングすることができる。

第１噴射段階（Ｓ２３０）は、本発明の第１実施形態によるカラーフィルタ基板１００に色インクを噴射させる方法と同じ方法、即ち、第１開口部に色インクを噴射させ、ベース基板及びプリントヘッドユニットのうち、いずれか一方を他方に対して相対的に回転させた後、第２開口部に色インクを噴射させる方法を利用することができる。これと異なり、第１噴射段階（Ｓ２３０）は、一般的な従来の印刷方法で印刷することもできる。

第１噴射段階（Ｓ２３０）は、第１、第２、及び第３プリントヘッドが、第１開口部及び第２開口部と対応する部分でのみ赤、緑、及び青色インクを噴射する点射（不連続噴射）方式で行う。

図１２及び図１３は、従来の第１噴射段階を示す図である。

図１２を参照すると、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ上に第１プリントヘッド５３２を配置させて赤色インクを噴射する。第１プリントヘッド５３２は、赤色インクを噴射する６つの第１噴射ノズル（２２ａ〜２２ｆ）を含む。各第１噴射ノズル（２２ａ〜２２ｆ）は、各第１開口（１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ〜６Ｒ）と対応して各第１開口（１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ〜６Ｒ）に、第２方向に赤色インクを噴射する。

これと異なり、第１噴射段階（Ｓ２１０）は、第１噴射ノズルのうち、一部を放出ノズルとし、残りを非放出ノズルとして、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに赤色インクを噴射した後、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに赤色インクを噴射することができる。

赤色インクが充填された第１プリントヘッド５３２を一例として説明したが、緑色インクが充填された第２プリントヘッド及び青色インクが充填された第３プリントヘッドを利用して、緑及び青色インクを噴射して、第１カラー層を形成することができる。

図１３を参照すると、それぞれのプリントヘッドがそれぞれの第１、第２、及び第３開口（１Ｒ〜６Ｒ、１Ｇ〜６Ｇ、１Ｂ〜６Ｂ）と対応して同時に赤、緑、及び青色インクを噴射して第１カラー層を形成する。

第１プリントヘッド５３２は、赤色インクを噴射する６つの第１噴射ノズル（２２ａ〜２２ｆ）を含む。第２プリントヘッド５３４は、緑色インクを噴射する６つの第２噴射ノズル（２４ａ〜２４ｆ）を含み、第３プリントヘッド５３６は青色インクを噴射する６つの第３噴射ノズル（２６ａ〜２６ｆ）を含む。

これと異なり、第１噴射段階（Ｓ２１０）は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃと、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃとを区分して色インクを噴射して、第１カラー層を形成することもできる。

図１４、図１５、図１６、及び図１７は、本発明の第２実施形態による第２噴射段階を説明するための図である。

第２噴射段階は、第１、第２、及び第３プリントヘッドが第１開口部及び第２開口部と対応する部分のみならず、遮光層の一部分にまで色インクを噴射する連射（連続噴射）方式で行う。

図１４及び図１５は、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を利用して第２噴射段階を説明するための図である。

図１４を参照すると、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６が、第１カラー層が形成されたベース基板１１０上に整列される。第１プリントヘッド５３２は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第１開口１Ｒ、３Ｒ、５Ｒと対応する。第２プリントヘッド５３４は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第２開口１Ｇ、３Ｇ、５Ｇと対応する。第３プリントヘッド５３６は、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの第３開口１Ｂ、３Ｂ、５Ｂと対応する。

第１プリントヘッド５３２は、第１番目の第１開口部１２２ａの第１開口１Ｒの第２方向の逆方向に位置した第１遮光領域１３２に赤色インクを噴射する。この後、第１カラー層が形成された第１番目の第１開口部１２２ａの第１開口１Ｒに赤色インクを噴射する。

続いて、第１番目の第１開口部１２２ａの第１開口１Ｒの第２方向に位置する第１開口１Ｒと第１開口１Ｒとの間の第２遮光領域１３４上に赤色インクを噴射する。この後、第１番目の第１開口部１２２ａの第１開口１Ｒの第２方向に位置した第１開口１Ｒに赤色インクを噴射し、続いて、第１開口１Ｒと第１開口１Ｒとの間の他の第２遮光領域１３４に赤色インクを噴射する。

前述のように第１プリントヘッド５３２が、第１カラー層が形成されたベース基板１１０に第２方向に連続的に赤色インクを噴射して、第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、第１遮光領域１３２、及び第２遮光領域１３４に第２カラー層を形成する。

第１プリントヘッド５３２を一例として説明したが、第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６も第２方向に連続的に緑及び青色インクを噴射して第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、第１遮光領域１３２、及び第２遮光領域１３４に第２カラー層を形成する。

この後、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を回転させるか、又は第１カラー層が形成されたベース基板１１０を回転させる。第１カラー層が形成されたベース基板１１０を回転させるか、又は第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６が１つの回転軸で同時に回転される場合には、本発明の第１実施形態で言及したように、プリントヘッドの色インクを交換するか、プリントヘッドの位置を変えるか、又はプリントヘッドを再整列させる位置補正段階が更に必要である。

図１５を参照すると、第１プリントヘッド５３２は、第１番目の第２開口部１２４ａの第１開口２Ｒの第２方向の逆方向に位置した遮光層１２０の第３遮光領域１３３に赤色インクを噴射する。この後、第１カラー層が形成された第１番目の第２開口部１２４ａの第１開口２Ｒに赤色インクを噴射する。

続いて、第１番目の第２開口部１２４ａの第１開口２Ｒの第２方向に位置した第１開口２Ｒと第１開口２Ｒとの間の第４遮光領域１３５上に赤色インクを噴射する。この後、第１番目の第２開口部１２４ａの第１開口２Ｒの第２方向に位置した第１開口２Ｒに赤色インクを噴射し、続いて、第１開口２Ｒと第１開口２Ｒとの間の他の第４遮光領域１３５に赤色インクを噴射する。

前述のように第１プリントヘッド５３２が、第１カラー層が形成されたベース基板１１０に第２方向に連続的に赤色インクを噴射して、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、第３遮光領域１３３、及び第４遮光領域１３５に第２カラー層を形成する。

第１プリントヘッド５３２を一例として説明したが、第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６も第２方向に連続的に緑及び青色インクを噴射して第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、第３遮光領域１３３、及び第４遮光領域１３５に第２カラー層を形成する。

これと異なり、第１、第２、及び第３プリントヘッド５３２、５３４、５３６を同時に使用しながら、第１、第２、及び第３噴射ノズルを全部放出ノズルとして利用して一回の印刷で第２カラー層を形成することもできる。

図１６及び図１７は、第１プリントヘッドを利用して第２噴射段階を説明するための図である。

図１６を参照すると、第１プリントヘッド５３２が、第１カラー層が形成されたベース基板１１０に、第２方向に連続的に赤色インクを噴射して第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、第１遮光領域１３２、及び第２遮光領域１３４に第２カラー層を形成する。

この後、第１プリントヘッド５３２を回転させ、図１７のように第１プリントヘッド５３２が、第１カラー層が形成されたベース基板１１０に第２方向に連続的に赤色インクを噴射して、第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、第３遮光領域１３３、及び第４遮光領域１３５に第２カラー層を形成する。

第２及び第３プリントヘッド５３４、５３６を利用して、前述の赤色インクを噴射する第２噴射段階と同じ方法で緑及び青色インクを噴射して第２カラー層を形成することができる。

第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを印刷する方向と第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃを印刷する方向とは同一、又は逆にすることができる。

図１８は、本発明の第２実施形態によって製造されたカラーフィルタ基板の平面図である。

図１９は、図１８のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。

第１カラー層は、プリントヘッドのノズルが各開口に色インクを噴射する量にばらつきがあること及び色インクと遮光層との間の反発力によって、第１カラー層の厚みが均一に形成されることが困難である。このように、第１カラー層を形成する方法と同じ方法で形成される従来のカラーフィルタは、厚みを均一に形成することが困難であるという問題点があった。

図１８及び図１９を参照すると、前述のような問題点を解決するために、第１カラー層１３０上に第２カラー層１４０を形成する。第１カラー層１３０上に第２カラー層１４０を形成する過程において、第１カラー層１３０と遮光層１２０との間の段差部分に第２カラー層１４０が埋め込まれ、均一な厚みを有するカラーフィルタを形成することができる。このため、カラーフィルタがドーム形状に形成されることを防止することができる。

又、本発明の第１実施形態のように、プリントヘッドが第１開口部に色インクを噴射した後、プリントヘッド又はベース基板を１８０°回転させて第２開口部に色インクを噴射する方法を利用して第２カラー層１４０を形成することにより、カラーフィルタ基板全体で均一な厚みを有するカラーフィルタを形成することができる。

以上詳細に説明したように、プリントヘッドによって第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに色インクを噴射し、プリントヘッド又はベース基板を回転させて、プリントヘッドによって第１開口部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの間にそれぞれ形成された第２開口部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに色インクを噴射してカラーフィルタを形成することにより、カラーフィルタを均一に分布させることができる。

又、第１噴射段階及び第２噴射段階を通じて第１カラー層及び第２カラー層が積層された構造のカラーフィルタを形成することにより、カラーフィルタの厚みを均一に形成することができる。

以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

プリントヘッドの噴射ノズルが噴射する色インクの量が一定ではないために、プリントヘッドの印刷方向によって色インクの斑が発生する。しかし、本発明によるカラーフィルタ基板の製造方法によると、この現象を防止することができる。即ち、同じ噴射ノズルで形成されたカラーフィルタが局部的に位置せず、カラーフィルタ基板の全体に無作為的に配置され、カラーフィルタが均一に形成されたことと同じ効果を有する。このことによって、カラーフィルタの品質を向上させることにより、色再現性及び表示品質を向上させることができる。

又、第１噴射段階及び第２噴射段階を通じてカラーフィルタを形成することにより、色インクで形成されるカラーフィルタがドーム形状に形成されることを防止して、カラーフィルタの厚みを均一に形成することができる。これによって、カラーフィルタの性能と品質を向上させることができ、更に、色再現性及び表示品質を向上させることができる。

本発明の実施形態によるカラーフィルタの製造装置を示す図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態によるカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。 従来の第１噴射段階を示す図である。 従来の第１噴射段階を示す図である。 本発明の第２実施形態による第２噴射段階を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による第２噴射段階を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による第２噴射段階を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による第２噴射段階を説明するための図である。 本発明の第２実施形態によって製造されたカラーフィルタ基板の平面図である。 図１８のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。

符号の説明

１０ θ軸回転モーター、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 第１噴射ノズル、
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 第２噴射ノズル、
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 第３噴射ノズル、
１００ カラーフィルタ基板、
１１０ ベース基板、
１２０ 遮光層、
１３２ 第１遮光領域、
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ 第１開口部、
１３３ 第３遮光領域、
１３４ 第２遮光領域、
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ 第２開口部、
１３５ 第４遮光領域、
１３０ 第１カラー層、
１４０ 第２カラー層、
５００ カラーフィルタ製造装置、
５３０ プリントヘッドユニット、
５３２ 第１プリントヘッド、
５３４ 第２プリントヘッド、
５３６ 第３プリントヘッド、
Ｒ１〜Ｒ６ 第１開口、
Ｇ１〜Ｇ６ 第２開口、
Ｂ１〜Ｂ６ 第３開口。

Claims (23)

1. 複数の噴射ノズルを含むプリントヘッドユニットを利用して、一列に並んだ複数の開口を含む、ベース基板上に配列された第１開口部に色インクを噴射する段階と、
   前記ベース基板及び前記プリントヘッドユニットのうち、いずれか一方を他方に対して相対的に回転させる段階と、
   前記プリントヘッドユニットを利用して、一列に並んだ複数の開口を含む、第１開口部と第１開口部との間に形成された第２開口部に色インクを噴射する段階と、を含み、
   前記第１開口部に色インクを噴射する段階は、一列に並んだ複数の前記開口に対して同じ前記噴射ノズルによって色インクを噴射し、
   前記第２開口部に色インクを噴射する段階は、前記第１開口部に色インクを噴射する段階で色インクを噴射した前記噴射ノズルを利用して、一列に並んだ複数の前記開口に対して同じ前記噴射ノズルによって色インクを噴射する、カラーフィルタ基板の製造方法。
2. 前記第１及び第２開口部のそれぞれは、一列に並んだ複数の第１開口、一列に並んだ複数の第２開口、及び一列に並んだ複数の第３開口を含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
3. 前記プリントヘッドユニットは、前記第１開口、第２開口、及び第３開口に前記色インクを順次噴射することを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
4. 前記プリントヘッドユニットは、前記第１開口、第２開口、及び第３開口に、それぞれ互いに異なる色インクである第１色インク、第２色インク、及び第３色インクを噴射する第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
5. 前記第１開口部に色インクを噴射する段階は、
   前記第１色インクが充填された第１プリントヘッド、前記第２色インクが充填された第２プリントヘッド、及び前記第３色インクが充填された第３プリントヘッドが、前記第１開口、第２開口、及び第３開口に、前記第１色インク、第２色インク、及び第３色インクを噴射することを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
6. 前記第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドは、全体で１つの回転軸に回転されることを特徴とする請求項４又は５に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
7. 前記第２開口部に色インクを噴射する段階の前に、前記第１プリントヘッドに前記第３色インクを充填させ、前記第３プリントヘッドに前記第１色インクを充填させる段階を更に含むことを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
8. 前記第２開口部に色インクを噴射する段階は、
   前記第１色インクを前記第２開口部の前記第１開口に噴射し、前記第２色インクを前記第２開口に噴射し、前記第３色インクを前記第３開口に噴射することを特徴とする請求項６又は７記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
9. 前記第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドは、互いに異なる回転軸に回転されることを特徴とする請求項４又は５に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
10. 前記ベース基板及び前記プリントヘッドユニットのうち、いずれか一方を他方に対して相対的に回転させる段階は、前記ベース基板を回転させることを特徴とする請求項４又は５に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
11. 前記第２開口部に色インクを噴射する段階の前に、前記第１プリントヘッドに前記第３色インクを充填させ、前記第３プリントヘッドに前記第１色インクを充填させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１０記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
12. 前記第２開口部に色インクを噴射する段階は、
    前記第１色インクを前記第２開口部の前記第１開口に噴射し、前記第２色インクを前記第２開口に噴射し、前記第３色インクを前記第３開口に噴射することを特徴とする請求項１０又は１１記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
13. 前記第２開口部に色インクを噴射する段階の前に、
    前記第１色インク、第２色インク、及び第３色インクを噴射する前記第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドを前記第２開口部の第１開口、第２開口、及び第３開口に再整列させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１０記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
14. 前記第１開口部に色インクを噴射する段階は、前記プリントヘッドユニットが一の方向に移動しつつ前記噴射ノズルから前記色インクを噴射し、
    前記第２開口部に色インクを噴射する段階は、前記プリントヘッドユニットが前記一の方向と逆方向の他の方向に移動しつつ前記噴射ノズルから色インクを噴射する、請求項１〜請求項１３のうちのいずれか１つに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
15. 色インクを噴射するプリントヘッドユニットを利用したカラーフィルタ基板の製造方法において、
    ベース基板上に複数の開口を定義する遮光層を形成する段階と、
    前記開口と前記開口との間に形成された前記遮光層への色インクの噴射を止めつつ前記開口に色インクを噴射する第１噴射段階と、
    前記第１噴射段階の後、前記色インクが充填された開口、及び前記開口と前記開口との間に形成された遮光層に前記色インクを連続的に噴射する第２噴射段階と、を含むことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
16. 一列に並んだ複数の前記開口を含む第１開口部、及び第１開口部と第１開口部との間に形成された、一列に並んだ複数の前記開口を含む第２開口部を含み、
    前記第１及び第２開口部のそれぞれは、一列に並んだ複数の第１開口、一列に並んだ複数の第２開口、及び一列に並んだ複数の第３開口を含むことを特徴とする請求項１５記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
17. 前記第１噴射段階及び前記第２噴射段階は、
    前記第１開口、第２開口、及び第３開口にそれぞれ互いに異なる色インクを噴射することを特徴とする請求項１６記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
18. 前記第１噴射段階及び前記第２噴射段階のうち、いずれか１方の段階は、
    複数の噴射ノズルを含むプリントヘッドユニットを利用して前記第１開口部に前記色インクを噴射する段階と、
    前記ベース基板及び前記プリントヘッドユニットのうち、いずれか１方を他方に対して相対的に回転させる段階と、
    前記プリントヘッドユニットを利用して前記第２開口部に前記色インクを噴射する段階と、を更に含み、
    前記第１開口部に色インクを噴射する段階は、一列に並んだ複数の前記開口に対して同じ前記噴射ノズルによって色インクを噴射し、
    前記第２開口部に色インクを噴射する段階は、前記第１開口部に色インクを噴射する段階で色インクを噴射した前記噴射ノズルを利用して、一列に並んだ複数の前記開口に対して同じ前記噴射ノズルによって色インクを噴射する、ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
19. 前記プリントヘッドユニットは、
    前記第１開口、第２開口、及び第３開口に互いに異なる色インクを噴射する第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドを含むことを特徴とする請求項１６〜１８のうちのいずれか１つに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
20. 前記第２開口部に前記色インクを噴射する段階前に、
    前記プリントヘッドユニットと前記ベース基板の位置補正段階を更に含むことを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
21. 前記位置補正段階は、
    前記プリントヘッドユニットに充填される色インクを交替することを特徴とする請求項２０記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
22. 前記位置補正段階は、
    前記第１プリントヘッド、第２プリントヘッド、及び第３プリントヘッドが前記第１開口、第２開口、及び第３開口にそれぞれ対応するように前記プリントヘッドユニットの位置を変更することを特徴とする請求項２０記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
23. 前記プリントヘッドユニットは、一の方向に移動しつつ前記噴射ノズルから前記第１開口部に色インクを噴射するとともに、前記一の方向と逆方向の他の方向に移動しつつ前記噴射ノズルから前記第２開口部に色インクを噴射する、請求項１６〜請求項２２のうちのいずれか１つに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。

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