KR0173148B1 - 칼라 필터와 그 제조 방법 및 액정 패널 - Google Patents

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미따라이 하지메
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Abstract

기판상에 차광 부분과 착색된 광 투과 부분을 갖는 칼라 필터에 있어서, 광투과 부분이 잉크 도트로 착색되고, 광 투과 부분내의 두께 방향으로의 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 20% 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 필터와 그 제조 방법 및 액정 패널
제1도는 칼라 필터의 구성을 도시한 단면도.
제2도는 칼라 필터내의 레드 칼라의 광 투과 부분에서의 투과율 분포의 예시도.
제3도는 제2도의 라인 3-3'를 따라 절취된 단면도.
제4도는 칼라 필터내의 그린 칼라의 광 투과 부분에서의 투과율 분포의 다른 예시도.
제5도는 제4도의 라인 5-5'를 따라 절취된 단면도.
제6a도와 제6b도는 칼라 필터내의 착색된 광 투과 부분의 단면도와 평면도.
제7도는 광 투과 부분에서 광 투과율의 차이를 계산하기 위한 그래프.
제8도는 액정 패널의 단면 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,12 : 기판 2 : 블랙 매트릭스
3 : 잉크 수용층 4,5,6 : 착색된 부분
7 : 차광 부분 8 : 광 투과 부분
9 : 칼라 필터 11 : 투명 픽셀 전극
17 : 보호층
본 발명은 칼라 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터, PACHINKO 게임머신(볼 게임머신의 일종)등에 사용될 수 있는 칼라 액정 디스플레이에 적합한 칼라 필터 등과 칼라 필터 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 잉크젯 기록 기술을 사용하여 제조되는 액정용 칼라 필터, 및 칼라 필터 제조 방법에 관한 것이다.
부가적으로, 본 발명은 또한 상기 언급된 칼라 필터가 설치된 액정 패널에 관한 것이다.
최근에, 액정 디스플레이, 특히, 칼라 액정 디스플레이의 수요가 퍼스널 컴퓨터, 특히, 휴대용 퍼스널 컴퓨터의 개발로 증가하는 추세에 있다. 그러나, 디스플레이의 보다 많은 보급을 위해서는, 비용을 낮출 필요가 있고, 특히, 각 디스플레이의 비용을 많이 차지하는 칼라 필터에 관해서는 더 많은 비용 절감이 요구된다.
칼라 필터의 요구되는 특성을 충족시키고 상기 언급된 요구를 만족시키기 위해, 여러가지 시도가 이전부터 행해져왔지만, 요구된 특성 전부를 충족할 수 있는 어떤 방법도 이제까지 실시되지 않았다.
칼라 필터를 제조하기 위한 몇개의 방법이 이하에 기술된다.
가장 많이 사용되는 제1 방법은 염색 방법(dyeing method)이다. 이 염색방법은 중합체 물질(polymer materials)을 감광하기 위해 염색될 물질인 수성 중합체 물질에 감광 물질을 도포하는 단계, 포토리소그라피 공정에 의해 유리 기판상에 감광된 물질을 패터닝하는 단계, 및 그 다음에 염색된 패턴을 얻기 위해 염색 용액에 이와 같이 얻어진 패턴을 담그는 단계를 포함한다. 이 동작은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 염색층을 형성하기 위해 3번 반복된다.
다음으로 자주 사용되는 제2 방법은 최근에 상기 언급된 염색 방법으로 대체되고 있는 피그먼트 분산 방법(pigment dispersion method)이다 이 피그먼트 분산 방법은 피그먼트가 분산되는 광감성 수지층을 기판 상에 먼저 형성하고, 다음에 단일 칼라 패턴(single colored pattern)을 얻기 위해 수지층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 그 다음에, 이 프로세스는 R, G, 및 B의 3개의 칼라를 갖는 착색된 층을 형성하기 위해 3번 반복된다.
제3의 방법은 전착 방법(electrodeposition method)이다. 이 방법은 기판상에 투명 전극을 먼저 패터닝하고 다음에 제1 칼라를 전착하기 위해 피그먼트, 수지, 전해액 등을 포함하는 전착 코팅 용액에 이것을 담그는 단계를 포함한다. 이 프로세스는 R, G, 및 B의 착색된 층을 형성하기 위해 3번 반복되고 마지막 단계에서, 이들 층은 하소(calcine)된다.
제4 방법으로서, 프린팅 방법은 R,G 및 B의 3가지 칼라로 덮기 위해 열경화성 수지에 피그먼트를 분산함으로써 얻어진 코팅 물질로 반복적으로 프린팅하고 다음에 착색된 층을 형성하기 위해 착색된 수지층을 가열 및 세팅하는 단계를 포함하고 있다. 이들 각각의 방법에서, 보호층은 통상 착색된 층 상에 형성된다.
이들 방법에서 공통점은 유사한 프로세스가 R, G 및 B의 층을 형성하기 위해 세번 반복되어 자연적으로 비용을 증가시키는 것이다. 더욱이, 많은 단계를 갖는 이들 방법은 생산성을 떨어뜨린다
더욱이, 제3 전착 방법에서는, 형성가능한 패턴이 제한되므로, 기존의 기술에 의해 TFT 칼라에 이 방법을 적용하는 것은 곤란하다. 제4 방법은 분해능 특성(resolution properties)과 평활성(smoothing properties)이 빈약한 결점을 가지고 있어, 미세한 피치를 갖는 패턴의 형성에는 적합하지 않다.
이들 결점을 극복하기 위해, 잉크젯 방식으로 사용하기 위한 칼라 필터를 제조하기 위한 기술이 개발되었고, 이들 기술은 일본국 특허 출원 공개 제59-75205호, 제63-235901호 제1-217302호 및 제4-123005호에 개시되어 있다.
이들 기술은 상기 언급된 종래 방법과 다르고, 이들은 노즐을 통해 필터 기판에 대향하여 R, G 및 B의 착색물(coloring matters)을 포함하는 착색 용액(이후 잉크라암)을 분출하고 다음에 착색된 층을 형성하기 위해 필터상의 잉크를 건조시키는 단계를 포함한다. 이 기술에 따라, R, G 및 B의 착색된 층의 형성이 즉시 수행될 수 있고, 착색 용액이 어떤 낭비도 없이 사용될 수 있다. 결과적으로, 생산성의 주목할만한 개선과 비용의 감소같은 효과가 얻어질 수 있다.
이들 기술에서, 액체 잉크 방울의 분출에 의해 화소가 형성되므로, 사용된 잉크 솔벤트는 충분히 건조될 것이 요구된다. 그러나, 착색농도의 불균일성(uneveness of an optical density)이 하나의 광 투과 부분에서 발생하여, 결과적으로, 얻어진 화상이 불선명해지는 심각한 문제가 있다. 그러므로, 즉각적인 문제의 해결이 요구된다.
이러한 상황하에서, 본 발명의 목적은 잉크젯 방법에 의해 칼라 필터를 제조하기 위한 방법을 제공하고, 본 발명에 따라, 착색농도의 어떤 불균일성이 하나의 광투과 부분내의 다른 위치에서 현저하게 감소되는 선명하게 착색되는 광 투과 부분(sharp colored light-transmittable portions)이 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 방법이 갖는 내열성, 내용제성 및 분해능 특성 등의 필요한 특성이 유지되고, 잉크젯 적합성(ink jet suitability) 역시 만족스러우며, 프로세스가 짧아져 칼라 필터를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 언급된 방법에 의해 제조되는 매우 신뢰성 있는 칼라 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 언급된 칼라 필터가 설치된 액정 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적들은 다음의 방법에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 제1 특징은 기판상에 차광 부분(shade portions)과 착색된 광 투과 부분을 구비한 칼라 필터에 관한 것이고, 상기 칼라 필터는 광 투과 부분이 잉크 도트로 착색되고 광 투과 부분에서 두께 방향(thickness direction)으로 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이가 20%이하가 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 특징은 기판상에 차광 부분과 복수의 착색된 광 투과 부분을 갖는 칼라 필터에 관한 것이고, 상기 칼라 필터는 광 투과 부분이 잉크 도트로 착색되고 이 착색된 부분이 광 투과 부분의 주변으로 확산되며, 칼라 부분의 면적이 광투과 부분의 1.2배 이상, 바람직하게는 1.4배 이상이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 특징은 광 투과 부분과 차광 부분을 갖는 기판에 착색제(coloring agent)를 도포하기 위해 잉크젯 방식으로 오리피스를 통해 잉크 방울을 분출하고 이렇게 함으로써 잉크 도트로 광 투과 부분을 착색하는 단계를 포함하는 칼라 필터를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 착색된 부분이 광 투과 부분의 주변으로 연장(spread)될 수 있도록 잉크 방울이 분출되고, 착색된 부분의 면적이 광 투과 부분의 1.2배 이상, 바람직하게는 1.4배 이상이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4의 특징은 상기 언급된 칼라 .필터와 이 칼라 필터에 대향되는 위치에 배열된 기판을 포함하고, 액정 화합물이 양쪽 기판 간에 밀봉된 액정 패널에 관한 것이다.
도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
제1도는 잉크젯 방식으로 잉크 방울로 형성되는 칼라 필터의 착색 부분에 관한 문제를 설명하기 위한 도면이다.
칼라 필터에서, 잉크 수용층(ink receiving layer; 3)은 블랙 매트릭스(2)를 갖는 광 투과 기판(1) 상에 형성되고, 블랙 매트릭스(2)가 형성되지 않는 잉크 수용층(3)에는, R, G 및 B의 착색된 부분(4 내지 6)이 잉크 방울로 형성되므로, 칼라 필터의 단면에서처럼 차광 부분(7)과 광 투과 부분(8)이 제공된다. 물론, 잉크 수용층은 잉크의 종류에 따라 형성되지 않을 수 있다.
제2도는 제1도에 도시된 것처럼 착색된 부분(4 내지 6)이 광 투과 부분(8)에서만 형성되는 경우에 레드 칼라의 착색된 부분(4)의 광 투과 부분 내의 착색농도분포(투과율 분포)를 도시한다. 착색농도 분포의 측정에서, UMSP(80)(Zweiss Co, Ltd.에서 제조된 현미 분광계)는 파장 550nm, 측정점 지름 0.5㎛, y방향으로 60㎛ 및 x방향으로 120㎛(한 스텝에 0.5㎛)(블랙 매트릭스는 생략됨)의 측정 조건하에서 사용된다. 제3도는 제2도의 라인 3-3'을 따라 절취된 단면도이다.
제2도와 제3도로부터 알 수 있는 것처럼, 각 광 투과 부분의 중앙 부분에서, 투과율의 값은 거의 일정하지만, 광 투과 부분의 주변 부분에서, 투과율의 값은 점차적으로 증가한다. 결과적으로, 중앙 부분과 광 투과 부분의 주변 부분 간에는 착색농도의 차이가 존재하므로, 주변 부분은 중앙 부분보다 옅게 될 것이다. 그러므로, 차광 부분이 되는 블랙 매트릭스의 개구부분(광 투과 부분)이 잉크 도트로 착색되면, 소위 블랙 영역(이 영역은 착색층으로 덮히지 않으므로, 투명 기판이 노출되어 이 영역은 하얗게 비추어진다)은 광 투과 부분이 블랙 매트릭스와 접촉하게 되는 부분에 나타난다. 즉, 착색농도가 광 투과 부분의 주변 부근에서 보다 낮아지는 현상이 발생한다. 결과적으로, 칼라 필터를 통해 얻어진 화상은 콘트라스트가 낮고 불분명하게 된다.
제4도는 제2도와 유사하고, 이것은 잉크젯 방식으로 잉크 도트로 형성되는 칼라 필터에서의 그린 칼라의 착색 부분(5)의 광 투과 부분 내의 착색농도 분포의 다른 예를 도시한다(파장은 620nm이고 다른 조건은 제2도의 경우와 같으며, 블랙매트릭스는 생략된다). 제5도는 제4도의 라인 5-5'를 따라 절취된 단면도이다.
제4도와 제5도에 도시된 각 광 투과 부분 내의 착색농도의 분포는 제2도의 착색농도의 분포와 다르고, 투과율의 값이 광 투과 부분의 중앙 부분에서 증가하는 것을 나타낸다. 이 광 투과 부분에서, 공백 영역(blank area)같은 현상이 중앙 부분에 발생하고, 따라서, 착색농도의 불균일성이 광 투과 부분에 나타난다. 결과적으로, 칼라 필터를 통해 얻어진 화상은 제2도와 제3도에서처럼 콘트라스트가 낮고 불분명하게 된다.
제2도 내지 제5도에 도시된 현상은 잉크 도트를 사용하는 잉크젯 방식에 의한 칼라 필터의 제조시 발생하는 특유의 현상이고, 이것은 다음의 이유에 의한 것으로 추정될 수 있다. 즉, 잉크젯 기록이 수행되는 경우에, 잉크는 비교적 낮은 점도를 갖도록 요구되므로, 당연히 많은 양의 솔벤트(수성 잉크의 경우에는 물이 사용되고, 비수성 잉크의 경우에는 낮은 점도의 유기 솔벤트가 사용됨)가 잉크에 포함된다.
잉크가 유리 같은 칼라 필터 기판에 대향하여 잉크젯 헤드를 통해 방출된 후의 건조(솔벤트 증발) 단계에서, 솔벤트는 때때로 획일적으로 건조되지는 않으며, 이는 잉크 솔벤트의 종류, 착색 물질의 종류, 주위 온도, 습기, 기판 온도, 기판에 형성된 잉크 수용층의 종류, 등 여러 조건에 좌우된다. 결과적으로, 증발 내지 건조에 의해 기판상에 남은 착색 물질은 균일하게 분포되지는 않으므로, 제2도 내지 제5도에 도시한 바와 같은, 착색농도의 불균일성이 나타난다. 이러한 현상은 잉크젯 시스템을 사용하지 않는 칼라 필터의 종래의 제조 방법에서는 전혀 발생하지 않으며, 이것은 잉크젯 방법에 의해 형성되는 칼라 필터에서만 발생된다.
본 발명자가 상세히 조사한 결과, 제2도 내지 제5도에 도시된 것처럼 광 투과 부분에서 이러한 착색농도의 불균일성은 제6a도의 평면도와 제6b도의 평면도에 도시된 것처럼, 광 투과 부분(8)이 되는 블랙 매트릭스의 개구보다 넓은 범위로 착색 부분(B)을 형성함으로써 피할 수 있다는 것이 발견되었다.
다시 말하자면, 광 투과 부분의 투과율의 값의 산란을 감소시킬 수 있도록 블랙 매트릭스의 개구를 고려하여 잉크 도트의 크기가 조절되면, 상기 언급된 착색 농도의 불균일성은 억제될 수 있다.
제7도는 광 투과 부분에서 두께 방향으로 광 투과율의 차이를 계산하기 위한 그래프이고, 본 발명에서, Tmax-Tmin은 광 투과율의 차이다.
하나의 광 투과 부분에서의 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 다음의 방법으로 결정될 수 있다. 즉, 모든 화소는 상기 언급된 것처럼 이러한 미세한 점들(minute spots)의 투과율을 측정할 수 있는 디바이스의 사용에 의해 주사되므로써, 각각의 부분의 투과율의 값을 측정한다. 후에, 최대값과 최소값이 투과율의 값으로부터 얻어진 다음에, 투과율의 차이는 최대값에서 최소값을 감산함으로써 얻어진다. 이 경우에, 측정의 양호한 조건으로서, 투과율 측정점의 지름은 5㎛ 이하로 설정되고, 주사 공간은 3㎛이하로 설정된다. 더욱이, 투과율 측정 파장은 측정된 화소의 칼라의 최대 흡수 스펙트럼(λmax)으로 양호하게 세트된다. 광 투과율은 착색된 부분이 블랙 매트릭스와 겹쳐지는 제7도에서 (A)로 표시되는 부분에서 0%가 된다.
본 발명에서, 착색된 부분을 확장하기 위해, 제6b도에 도시된 것처럼 착색된 부분의 면적이 광 투과 부분의 1.2배 이상, 바람직하게는 1.4배 이상이 되도록 설정됨으로써, 바람직한 결과가 얻어질 수 있다.
착색된 부분의 확장은 잉크가 충돌하는 기판상의 습도(접촉각)를 조정하거나 분출될 잉크의 양을 조절함으로써 달성될 수 있다. 그러나, R, G 및 B의 잉크가 서로 항상 습도가 같은 것은 아니므로, 분출될 잉크의 양을 조절하는 후자의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
분출될 잉크의 양을 조절하기 위해, 잉크가 분출되는 오리피스의 지름을 변화시키는 방법, 헤드내의 잉크의 온도를 변화 시키는 방법, 잉크의 점도를 변화시키는 방법, 및 헤드에 인가되는 펄스의 형태를 변화시키는 방법과 같은 종래의 공지된 방법을 사용할 수 있다.
광 투과 부분의 면적과 차광 부분의 면적은 현미 분광계의 사용에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에서, 잉크는 차광 부분과 그위에 광 투과 부분을 갖는 기판에 직접 분출될 수 있지만, 잉크를 수용하기 위한 광 투과 잉크 수용층은 차광 부분 상에 형성될 수도 있다. 부가적으로, 보호층은 착색된 부분의 형성 후에 양호하게 형성된다. 잉크 수용층과 보호층을 위한 물질로는, 종래의 공지된 물질이 사용될 수 있다.
예를들어 잉크 수용층을 형성하기 위한 바람직한 물질은 내열성의 견지에서 아크릴수지, 에폭시 수지 및 이미드 수지 뿐만 아니라 수성 잉크 흡수성의 견지에서 하이드록시프로필 셀룰로즈, 히록시에틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 및 카복시메틸 셀룰로즈 같은 셀룰로즈 유도체(derivatives)를 포함한다. 잉크 수용층과 보호층의 형성을 위해, 스핀 코팅, 롤 코팅(roll coating), 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅(dip coating)이 사용될 수 있다.
R, G 및 B의 칼라 부분을 형성하기 위해 사용될 수 있는 착색제(착색물)로서, 종래의 잉크젯 기록 방법에서 사용되는 여러가지 종류의 염료와 피그먼트가 사용될 수 있다.
본 발명에서 블랙 매트릭스를 형성하기 위해, 몇가지 방법이 사용될 수 있다.
블랙 매트릭스가 기판상에 직접 형성되는 경우에, 스퍼터링 또는 베이퍼 증착(Vapor deposition)에 의해 금속 박막을 형성하고 다음에, 포토리소그라피에 의해 막을 패터닝하는 단계를 포함하는 방법이 사용될 수 있으며, 또는 블랙 매트릭스가 수지 화합물상에 형성되는 경우에, 포토리소그라피를 사용하는 일반적인 패터닝 기술이 사용될 수 있다. 그러나, 이들 방법은 제한적이지 않다.
제8도는 본 발명의 칼라 필터와 결합한 TFT 칼라 액정 패널의 단면도이다.
칼라 액정 패널은 유리 기판(12)과 칼라 필터(9)를 조합하고 다음에 이들 간에 액정 화합물(10)을 밀봉함으로써 형성될 수 있다. 액정 패널의 기판(12)의 내부에, TFT(도시되지 않음)와 투명 픽셀 전극(11)이 매트릭스의 상태로 형성된다. 유리 기판(1)의 내부에서는, 픽셀 전극(11)의 반대편 위치에 칼라 필터(9)가 배열되고, 이 칼라 필터(9) 위에 투명한 공통 전극(15)이 형성된다. 유리 기판(1과 12) 양쪽의 표면상에는, 배향막(13)이 형성되고 다음에 소정의 방향으로 액정 분자를 배열하기 위해 마찰 처리된다. 더욱이, 편광 플레이트(polarizing plates; 14)는 각각의 유리기판(1과 12)의 외부에 부착되고, 액정 화합물(10)은 이들 유리 기판 간의 공간(약2 내지 5㎛)을 채운다. 백라이트(16)로서, 형광 램프(도시되지 않음)와 산란 플레이트(scattering plate; 도시되지 않음)의 조합이 사용되고, 디스플레이는 후광의 투과율을 변화시키기 위한 광셔터로서 액정 화합물을 사용함으로써 수행된다. 참조 번호(2)는 블랙 매트릭스, (3)은 잉크 수용층 및 (17)은 보호층이다.
이제, 예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위는 이들 예로써 제한되지 않는다. 표시된 %는 중량 %를 의미한다.
[실시예 1]
선정된 크기의 개구를 갖는 블랙 매트릭스를 구비하는 유리 기판은 잉크 수용층을 형성하기 위해 히이드록시프로필 셀룰로즈 HPC-H(닛본 소다 Co., LtD.에서 제조됨)로 구성된 수지 조성물로 스핀 코팅되고, 10분 동안 90℃에서 프리베이킹(prebaking)된다. 그 다음에, R,G 및 B의 착색된 부분의 매트릭스 패턴은 착색된 부분의 면적이 광 투과 부분의 면적의 1.23배가 되도록 잉크젯 프린터의 사용에 의해 분출된 잉크의 양의 조절하에서 다음의 처방을 갖는 피그먼트 분산 잉크(pigment-dispersed ink)로 형성되었다. 이 경우에, R 착색 부분의 도트의 지름은 83㎛이고, G 와 B 착색 부분의 도트 지름은 각 85㎛이며, 블랙 매트릭스 개구의 길이와 폭은 각각 160㎛와 75㎛이었다. 하나의 착색된 부분은 각 칼라의 3개의 도트로 형성되었다.
동시에, R로 착색된 광 투과 부분의 투과율 분포는 제3도 및 제5도와 같은 방법으로 측정되었고, R로 착색된 하나의 광 투과 부분내의 광투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 8%이었다.
G(그린) 착색 부분과 B(블루) 착색 부분에서, 유사하게 측정이 이루어졌고, 광 투과율에서의 차이는 각각 5%와 10% 이었다.
반대로, 비교를 위해, 분출될 잉크의 양을 감소시킴으로써 광 투과 부분의 면적과 착색된 부분의 면적이 실질적으로 동일해지도록 잉크가 도포되었다. 이 경우에, R, G 및 B의 도트 지름은 각각, 79㎛, 81㎛ 및 81㎛이었다. 결과적으로, R, G 및 B로 착색된 광 투과 부분 내의 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 각각 25%, 32% 및 27%이었다.그 다음에, 베이킹이 1시간 동안 230℃에서 수행되고 그 다음에 1㎛의 막 두께를 갖도록 하나의 2팩 열 경화성 수지 물질(a two-pack thermosetting resin material)의 스핀 코팅이 이어진다. 후에, 수지 물질을 세트하기 위해 30분 동안 250℃에서 열처리가 수행되어, 액정용 칼라 필터가 준비된다.
[실시예 2]
선정된 크기의 개구를 갖는 블랙 매트릭스를 구비한 유리 기판은 잉크 수용층을 형성하기 위해 하이드록시에틸 셀룰로즈 AH-15(후지 화학 Co., Ltd,에서 제조함)로 구성되는 수지 조성물로 스핀 코팅되고 8분 동안 100℃에서 프리베이킹된다.
다음에, R, G 및 B의 착색 부분의 매트릭스 패턴은 착색 부분의 면적이 광 투과 부분의 면적의 1.50 배가 될 수도 있도록 잉크젯 프린터의 사용에 의해 분출된 잉크의 양의 조절하에서 다음 처방을 갖는 잉크로 형성되었다. 이 경우에, R, G 및 B 착색 부분의 도트 지름은 각각 80㎛, 82㎛, 및 80㎛이고 블랙 매트릭스 개구의 길이와 폭은 각각 150㎛와 70㎛이다. 하나의 착색된 부분은 각 칼라의 3개의 도트로 형성되었다.
R로 착색된 광 투과 부분 내의 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 16%이었다. G(그린) 착색 부분과 B(블루) 착색 부분에서, 유사하게 측정이 이루어졌고, 광 투과율의 차이는 각각 14%와 18%이었다.
반대로, 비교를 위해, 분출될 잉크의 양을 감소시킴으로써 광 투과 부분의 면적과 착색된 부분의 면적이 실질적으로 동일해지도록 잉크가 도포되었다. 이 경우에, R, G 및 B의 도트 지름은 모두 76㎛이었다. R, G 및 B로 착색된 광 투과 부분 내의 광 투과율의 차이는 각각 31%, 45% 및 29%이었다.
다음에, 1㎛의 막두께를 갖도록 하나의 2팩 경화성 수지 물질의 스핀 코팅이 수행되었고, 다음에 수지 물질을 세트하기 위해 30분 동안 180℃에서 열처리함으로써, 액정용 칼라 필터가 준비된다.
[실시예 3]
선정된 크기의 개구를 갖는 블랙 매트릭스를 구비한 유리 기판은 잉크 수용층을 형성하기 위해 하이드록시에틸 셀룰로즈 AH-15(후지 화학 Co., Ltd.에서 제조함)로 구성되는 수지 조성물로 스핀 코팅되고, 10분 동안 100℃에서 프리베이킹된다.
다음에, R, G 및 B의 착색 부분의 매트릭스 패턴은 착색 부분의 면적이 광 투과 부분의 면적의 1.41배가 될 수 있도록 잉크젯 프린터의 사용에 의해 방출된 잉크의 양의 조절하에서 다음 처방을 갖는 피그먼트 분산 잉크로 형성되었다. 이 경우에, R,G 및 B 착색 부분의 도트 지름은 각각 85㎛, 105㎛, 및 105㎛이고, 블랙 매트릭스 개구의 길이와 폭은 각각 150㎛와 75㎛이다. 하나의 착색된 부분은 각 칼라의 3개의 도트로 형성되었다.
R로 착색된 광 투과 부분 내의 광 투과율의 최대값과 최소값 간의 차이는 6%이었다. G(그린) 착색 부분과 B(블루) 착색 부분에 대해, 유사하게 측정이 이루어졌고, 광 투과율의 차이는 각각 4%와 7%이었다.
반대로, 비교를 위해, 도포될 잉크의 양을 감소시킴으로써 광 투과 부분의 면적과 착색 부분의 면적이 실질적으로 동일해지도록 잉크가 도포되었다. 이 경우에, R, G 및 B의 도트 지름은 각각 79㎛, 81㎛ 및 81㎛이었다.
R, G 및 B로 착색된 광 투과 부분 내에서 광 투과율의 차이는 각각 28%, 25% 및 33%이었다.
다음에, 1㎛의 필름 두께를 갖도록 하나의 2팩 경화성 수지 물질로 스핀 코팅이 수행되고 다음에 수지 물질을 세트하기 위해 30분 동안 230℃에서 열처리함으로써, 액정용 칼라 필터를 준비한다.
실시예1 내지 실시예3에서 준비된 액정용 칼라 필터는 광학 현미경을 통해 관찰되고, 결과적으로 칼라 불균일성과 콘트라스트의 저하같은 어떤 오류도 R, G 및 B로 착색된 광 투과 부분에서 볼 수 없었다.
이와 같이 얻어진 칼라 필터의 사용에 의해, 일련의 ITO 동작, 배향막의 형성, 액정 물질의 밀봉(sealing)이 제8도에 도시된 바와 같이 이러한 액정 패널을 준비하기 위해 수행된다. 이와 같이 준비된 칼라 액정 패널 상에, 여러가지 화상 패턴이 형성되었고, 화상의 선명함이 평가되었다. 결과적으로, 이것은 양호한 결과로 나타난다. 반대로, 비교를 위해 칼라 필터에서, 칼라 불균일성(color uneveness)과 콘트라스트의 저하는 착색된 광 투과 부분에서 두드러지게 관찰되었다.
본 발명의 액정 칼라 필터를 제조하는 방법을 채택함으로써, 저렴한 비용으로 신뢰할 수 있는 선명한 화상을 얻을 수 있는 액정용 칼라 필터를 제조할 수 있다.
현재 양호한 실시예로 고려되는 것으로 본 발명을 상술하였으나, 본 발명은 상술된 실시예만으로 제한되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구 범위의 취지와 그 범위 내에 포함되는 여러 변형 실시예와 균등물(equivalent arrangements)을 포함하는 것이다. 다음의 특허 청구 범위는 이러한 변형 및 균등한 구조와 기능을 모두 포함하도록 하는 광범위한 해석에 따른다.

Claims (5)

  1. 광 투과 부분들과 차광 부분들을 갖는 제1 기판에 착색제(coloring agent)를 도포하기 위해 잉크젯 방식으로 오리피스를 통해 잉크 방울을 분사함으로써 잉크 도트(ink dots)로 상기 광 투과 부분을 착색하는 칼라 필터 제조 방법에 있어서, 상기 제1 기판상에 잉크 수용층(ink receiving layer)을 제공하는 단계와; 각각의 광 투과 부분에서, 상기 잉크 수용층의 착색된 면적이 상기 광 투과 부분 보다 넓도록 상기 잉크 수용층에 상기 착색제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 착색된 부분의 면적이 상기 광 투과 부분의 면적의 적어도 1.2배 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 착색된 부분의 면적은 상기 광 투과 부분의 면적의 1.4배 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 레드, 그린, 또는 블루 잉크가 잉크로 사용되는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제조된 칼라 필터를 포함하고 있는 액정 패널의 제조방법에 있어서, 상기 칼라 필터의 대향 위치에 제2 기판을 배치하는 단계와; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 액정 화합물을 봉입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 제조 방법.
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