KR100202728B1

KR100202728B1 - 컬러 필터 제조 방법과 제조 장치 및 컬러 필터, 컬러 필터 기판, 디스플레이 디바이스와 디스플레이 디바이스를 구비한 장치

Info

Publication number: KR100202728B1
Application number: KR1019960028355A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 아까히라; 히사노리 쯔다; 히로시 사또; 신수께 쯔루오까; 요시히로 시게무라; 히로미쯔 야마구찌
Original assignee: 미따라이 하지메; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1996-07-13
Publication date: 1999-06-15
Also published as: EP0753766A2; EP0753766A3; DE69624293T2; JPH09101410A; KR970005634A; CN1170173A; DE69624293D1; US6145981A; ATE226325T1; JP3059678B2; EP0753766B1; CN1272741C

Abstract

본 발명의 목적은 헤드 이상을 신속히 감지하여 불량품을 줄일 수 있는 컬러 필터 제조 방법을 제조하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판에 토출하여 컬러 필터의 픽셀을 착색함으로써 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터 제조 방법에 있어서, 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 내의 최소한 제1 픽셀을 착색하기 전에 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출을 행하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법이 제공된다.

Description

컬러 필터 제조 방법과 제조 장치 및 컬러 필터, 컬러 필터 기판, 디스플레이 디바이스와 디스플레이 디바이스를 구비한 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따라 컬러 필터 제조 장치의 개략 배치를 도시한 투시도.

제2도는 컬러 필터 제조 장치의 작동을 제어하는 제어 유닛의 배치를 도시한 블록도.

제3도는 컬러 필터 제조 장치에 사용된 엥크젯 헤드의 구조를 도시한 투시도.

제4a도에서 제4f도는 컬러 필터 제조 공정을 도시한 단면도.

제5a도에서 제5f도는 또다른 컬러 필터 제조 공정을 도시한 단면도.

제6도는 제1실시예에 따른 컬러 필터를 수용한 컬러 액정 디스플레이 디바이스의 기본 구조를 도시한 단면도.

제7도는 액정 디스플레이 디바이스가 사용된 정보 처리 장치를 도시한 블록도.

제8도는 액정 디스플레이 디바이스가 사용된 정보 처리 장치를 도시한 투시도.

제9도는 액정 디스플레이 디바이스가 사용된 정보 처리 장치를 도시한 투시도.

제10도는 컬러 필터 제조 중의 각각의 헤드 이상 검출 패턴 드로잉 영역 및 각각의 컬러 필터 형성 영역 사이의 위치 관계를 도시한 도면.

제11도는 컬러 필터 제조 공정을 도시한 흐름도.

제12도는 컬러 필터 제조 중의 헤드 이상 검출 패턴을 도시한 도면.

제13a도 및 제13b도는 각각이 유리 기판 위에서 예비 토출 패턴을 도시한 도면.

제14a도 및 제14d도는 각각이 유리 기판 위에서 예비 토출 패턴을 도시한 도면.

제15a도 및 제15c도는 잉크 토출 상태가 잉크젯 헤드의 토출 작동의 초기 주기 동안 어떻게 불안정하게 되는 지를 도시한 도면.

제16a도는 예비 토출 작동 길이가 각 토출 노즐의 상태의 변동에 따라서 어떻게 변화되는 지를 도시한 도면.

제16b도는 다중 경로 방법에 기초해 예비 토출 작동을 설명하는 도면.

제17도는 예비 토출 패턴을 도시한 도면.

제18도는 예비 토출 패턴을 도시한 도면.

제19도는 본 발명의 제4 실시예에 따라 컬러 필터 제조 장치의 전체 배치를 도시한 투시도.

제20도는 컬러 필터 제조 장치의 블록도.

제21도는 제19도를 참조하여 잉크젯 헤드,센서 및 광원을 더 자세히 도시한 투시도.

제22도는 다수의 착색 헤드의 토출 개구와 착색될 유리 기판 사이의 관계를 도시한 도면.

제23도는 제22도에 도시된 배치를 사용하여 유리 기판을 착색하는 예를 도시한 도면.

제24a도는 BM 패턴과 블랭크 영역에 예비 토출된 도트 사이의 위치 관계를 자세히 설명한 도면.

제24b도는 BM 패턴과 블랭크 영역에 예비 토출된 도트 사이의 위치 관계를 자세히 설명한 도면.

제24c도는 BM 패턴과 블랭크 영역에 예비 토출된 도트 사이의 위치 관계를 자세히 설명한 도면.

제25도는 컬러 필터 제조 장치의 작동을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 기판 2: 블랙 매트릭스

51: 장치 베이스 52: 스테이지

54: 컬러 필터 55: 잉크젯 헤드

90: 컬러 필터 제조 장치 108: 토출 개구

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 잉크젯 헤드를 사용하여 기판 상으로 잉크를 토출(吐出)하고 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터 제조 방법 및 장치, 컬러 필터, 컬러 필터 기판, 디스플레이 디바이스 및 디스플레이 디바이스를 구비한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 디스플레이 디바이스는 퍼스널 컴퓨터, 워드프로세서, 핀볼(pinball)머신, 자동차 항법 시스템, 콤팩트 TV 세트, 및 이와 같은 것들에 장착된다. 액정 디스플레이 디바이스에 대해 큰 수요가 존재한다. 그러나 액정 디스플레이 디바이스는 비싸기 때문에 비용 절감에 대한 요구가 점점 더 커지고 있다.

액정 디스플레이 디바이스의 한 소자인 컬러 필터가 투과형 기판 상에 적(red), 녹(green), 청(blue)의 픽셀들을 배열함으로써 형성된다. 광을 차단하는 블랙 매트릭스가 디스플레이 콘트라스트를 향상시키기 위해 각 픽셀 주변에 배치된다.

컬러 필터의 착색될 픽셀 영역은 다잉(dyeing) 방법, 피그먼트(pigment) 분산 방법, 전기 증착법(electrodeposition) 또는 이와 비슷한 것으로 형성된다.

컬러 필터 비용 절감에 대한 요구에 부응하기 위해, 프린팅(printing) 또는 잉크젯(ink-jet) 방법에 의해 픽셀을 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 프린팅 방법에서 착색된 픽셀 영역이 R, G 및 B 픽셀에 대해 전사(프린팅 판으로부터)/건조 공정을 세 번 반복하여 형성되기 때문에 수율이 감소된다.

일본 특허 공개 번호 59-75205에 개시된 잉크젯 방법에서, 세가지 색 즉 R, G 및 B의 착색 재료를 함유한 착색 용제가 잉크젯 시스템에 의해 투과형 기판 위에 스프레이(spray)되고, 개별 착색 용제는 건조되어 착색된 이미지 영역을 형성한다. 그런 잉크젯 시스템에서 R, G 및 B 픽셀이 한번에 형성될 수 있어서 제조 공정이 크게 단순화되고 비용이 크게 절감된다.

그러나, 잉크젯 시스템에서 헤드는 우연히 또는 잉크의 말라붙음으로 인해 잉크를 토출할 수 없게 될 수가 있다. 이런 경우, 예를 들어 재빨리 헤드를 교체하거나 소제함으로써 정규 생산 공정이 회복되어야만 한다. 이런 경우, 귀결되는 모든 불량 기판은 폐기되어야 하거나 기판이 다중 필터 기판이라면 일부의 불량 기판이 폐기되어야만 한다.

최근에 효율적인 생산을 위해 예를 들어 300mm200mm, 360mm460mm, 및 550mm650mm 기판을 포함한 10 인치의 2-, 4-, 및 6-필터 기판과 같은 대형 기판이 대중화되었다. 이런 이유로, 헤드 이상 검출이 착색 동작 전에 수행되었다 하더라도, 잉크 토출 불량과 같은 이상(abnormality)이 제1 필터에서 발생했을 때 나머지 5개의 잔여 필터 모두는 불량 생산품이 된다. 그런 불량 컬러 필터의 제조는 수율 감소를 일으킨다. 따라서 잉크젯 방법의 가격 이점이 사라진다.

헤드가 소정의 휴지 시간이 경과한 후에 잉크를 토출하기 시작했을 때 토출된 잉크량은 헤드가 잉크를 토출할 수 없게 되지는 않지만 토출 작동 후에 바로 비안정 상태가 된다. 컬러 필터 또는 그와 같은 것에 대해 고해상도 패턴이 헤드같은 것을 사용하여 착색되었다면, 혼색이 토출된 잉크량이 과다하기 때문에 인접 픽셀 사이에서 발생되거나 또는 소망 픽셀이 토출된 잉크량이 너무 적기 때문에 착색되지 않아서 백색 결함 부분을 일으킨다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 상기 문제를 고려하여 만들어졌다. 첫째 목적은 불량 생산품의 양을 감소시키기 위해 헤드의 이상 상태를 재빨리 검출할 수 있는 컬러 필터 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 잉크젯 헤드의 토출 작동을 항상 안정화시키면서 각 픽셀을 착색할 수 있는 컬러 필터 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 상기 제조 방법으로 제조된 컬러 필터, 컬러 필터 기판, 디스플레이 디바이스 및 디스플레이 디바이스를 구비한 장치를 제공하는 것이다.

상기 문제를 해결하고 상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 컬러 필터 제조 방법은 제1양태에 따른 다음의 공정에 의해 특징을 갖는다.

잉크젯 헤드를 사용하여 기판 상에 잉크를 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 내의 최소한 제1 픽셀을 착색하기 전에 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출을 수행하는 것을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 방법은 제2 양태에 따른 다음 공정으로 특징을 갖는다.

잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출함으로써 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 한 기판 위에서 다수의 컬러 필터를 형성할 때에 각 컬러 필터의 유효 픽셀 영역 내의 픽셀을 착색하기 전에 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출을 수행하는 것을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 장치는 제1양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다.

잉크젯 헤드를 사용하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 장치가 제공되는데, 본 장치는 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드에 대해 기판을 이동시키는 스테이지, 및 한 기판 위에 다수의 컬러 필터를 형성할 때에 각 컬러 필터의 유효 픽셀 영역에서 픽셀을 착색하기 전에 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 검출 수단을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터는 제1양태에 따른 다음 배치에 의해 특정지워진다.

컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조되는 컬러 필터가 제공되는데, 이 필터는 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 및 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 제1양태에 따른 다음 배치로 특징지워진다.

컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조되는 컬러 필터 기판이 제공되는데, 이 기판은 한 기판에 형성된 다수의 컬러 필터의 유효 픽셀 영역 사이에서 잉크젯 헤드의 토출 분량을 검출하는 착색 영역을 포함한다.

본 발명의 디스플레이 디바이스는 제1양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다. 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 제조된 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 디바이스가 제공되는데, 이 디바이스는 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역, 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 갖는 컬러 필터 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 구비한다.

본 발명의 디스플레이 디바이스를 포함한 장치는 제1양태에 따른 다음의 배치로 특징지워진다.

잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 제조된 컬러 필터를 구비한 디스플레이 디바이스를 포함하는 장치가 제공되어, 본 장치가 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역과 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 갖는 컬러 필터 및 광량을 변화시키는 광량 변화 수단을 일체로 구비한 디스플레이 디바이스 및, 이미지 신호를 디스플레이 디바이스로 공급하는 이미지 신호 공급 수단을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 방법은 제3 양태에 따른 다음의 공정에 의해 특징지워진다.

잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 컬러 필터의 유효 픽셀 영역의 픽셀을 착색하기 전에 기판을 대해 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동 수행을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 장치는 제2 양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다. 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드에 대해 기판을 이동시키는 스테이지, 및 컬러 필터의 유효 픽셀 영역의 픽셀을 착색하기 전에 기판에 대해 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동을 수행하도록 하기 위해 잉크젯 헤드 및 스테이지를 제어하는 제어 수단을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터는 제2 양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다.

잉크젯 헤드를 사용하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터가 제공되는데, 이 필터는 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 및 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 포함한다.

본 발명의 디스플레이 디바이스는 제2 양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다. 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 디바이스가 제공되는데, 이 디바이스는 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역과 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 갖는 컬러 필터, 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 포함한다.

본 발명의 디스플레이 디바이스를 포함한 장치는 제2 양태에 따른 다음 배치에 의해 특징지워진다.

컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터를 구비한 디스플레이 디바이스를 포함하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역과 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 갖는 컬러 필터 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 포함하는 디스플레이 디바이스 및 이미지 신호를 디스플레이 디바이스로 공급하는 이미지 신호 공급 수단을 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 방법은 제4 양태에 따른 다음 공정에 의해 특징지워진다. 다수의 잉크 토출 노즐을 구비한 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하고 이에 따라 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 잉크젯 헤드로부터의 잉크를 컬러 필터의 픽셀 형성 영역 이의의 영역상으로 미리 토출하는 예비 토출 관계, 예비 토출 단계의 착색 결과에 기초하여 착색 불량의 유무를 검출하는 검출 단계, 및 착색 불량이 검출 단계에서 검출되었을 때 각 잉크 토출 노즐을 각 픽셀에 상응하는 위치로 이동시키기 위해 잉크젯 헤드의 위치를 조정하는 위치 조정 단계를 포함한다.

본 발명의 컬러 필터 제조 장치는 제3 양태에 따른 다음의 배치로 특징지워진다.

잉크젯헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하고 이에 따라 컬러 필터를 제조하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 다수의 잉크 토출 노즐을 갖는 잉크젯 헤드, 잉크젯으로부터의 잉크를 컬러 필터의 픽셀 형성 영역 이외의 영역 상으로 미리 토출하여 형성된 잉크 도트를 검추라여 착색 불량을 검출하는 검출 수단, 및 착색 불량이 검출 수단에 의해 검출되었을 때 각각의 잉크 토출 노즐을 각 픽셀에 상응하는 위치로 이동시키기 위해 잉크젯 헤드의 위치를 조정하는 위치 조정 수단을 포함한다.

상기 언급한 것 이외의 또다른 목적 및 이점이 다음에 제시될 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명을 읽어볼 때 본 분야 기술자에게 명백할 것이다. 상세한 설명에서 명세서의 일부를 형성하고 발명의 예를 제시하는 부수 도면을 참조하게 된다.

그러나, 이런 예는 본 발명의 여러 실시예들을 모두 포괄한 것이 아니며, 따라서 본 발명의 범위를 결정하기 위해서는 상세한 설명에 뒤이은 청구 범위에 근거해야 한다.

본 발명의 양호한 실시예가 부수 도면을 참조하여 아래에 자세히 설명된다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치의 배치를 도시한 개략도이다.

제1도를 참조하면, 참조 번호(51)은 장치 베이스,(52)는 장치 베이스(51)상에 배치된 X-Y-스테이지,(53)은 X-Y-스테이지(52) 상에 세트된 컬러 필터 기판,(54)는 컬러 필터 기판(53) 위에 형성된 컬러 필터,(55)는 컬러 필터(54)를 착색하기 위한 R(적), G(녹) 및 B(청) 잉크젯 헤드,(56)은 각 헤드에서의 토출 불량을 검출하는 라인 센서를 포함한 TV 카메라,(57)은 TV 카메라(56)에 의해 픽업된 처리 데이터에 의해 토출 불량의 유무를 검사하는 이미지 처리 장치,(58)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 작동을 제어하기 제어기,(59)는 제어기의 디스플레이 유닛인 티칭 펜던트(teaching pendent),(60)은 티칭 펜던트(59)의 작동 유닛인 키보드이다.

제2도는 컬러 필터 제조장치(90)의 제어기의 배치를 도시한 블록도이다. 티칭 펜던트(59)는 제어기(58)의 입력/출력 수단으로 기능하다. 참조번호(62)는 제조 공정의 진행되는 것, 헤드 이상의 유무를 나타내는 정보 및 그와 같은 것을 디스플레이하는 디스플레이 유닛을 표지한다. 키보드(60)은 컬러 필터 제조 장치(90) 및 이와 같은 것의 작동을 지정해준다.

제어기(58)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 작동을 제어한다. 참조 번호(65)는 데이터를 티칭 펜던트(59)와 교환하기 위한 인터페이스를 표지한다.(66)은 컬러 필터 제조장치(96)을 제어하는 CPU를 표지하고(67)은 CPU(66)을 작동시키는 ROM 기억제어 프로그램을 표지하고(68)은 이상 정보 및 그와 같은 것을 저장하는 RAM을 표지하고,(57)은각 잉크젯 헤드(55)의 토출 분량을 검출하는 이상 검출장치(예로 이미지 처리 장치)를 표지하고(70)은 컬러 필터의 각 픽셀로 잉크 토출하는 것을 제어하는 토출 제어 유닛을 표지하고(71)은 컬러 필터 제어장치(90)의 X-Y-스테이지(52)의 작동을 제어하는 스테이지 제어유닛을 표지한다. 컬러 필터 제조장치(90)은 제어기(58)에 접속되고 그로부터의 명령에 따라 작동한다.

제3도는 컬러 필터 제조 장치(90)에 사용된 잉크젯 헤드(55)의 구조를 도시한다. 제1도를 참조하면, 세 개의 잉크젯 헤드가 세 개의 컬러 즉 R,G 및 B에 상응하여 배치된다. 이런 세 개의 헤드가 동일 구조를 갖기 때문에 제3도는 그 대표로서 세 개의 헤드 중 하나의 구조를 도시한다.

제3도를 보면, 잉크젯 헤드(55)는 그 위에 잉크 가열용 다수의 히터(102)가 형성되는 보드인 히터(heater) 보드(104), 및 히더 보드(104) 위에 장착된 덮개(106)을 포함한다. 다수의 토출 개구(108)은 덮개(106)내에 형성된다. 토출 개구(108)과 통하는 터널형 액체 통로(110)이 그 뒤쪽에 형성된다. 개별 액체 통로(110)들은 분할벽(112)에 의해 인접 액체 통로로부터 격리된다. 게별 액체 통로(110)은 액체 통로의 후면에서 하나의 잉크 챔버(114)에 공통 접속된다. 잉크는 잉크 인젯(injet)(116)을 통해 잉크 챔버(114)로 공급된다. 이 잉크는 잉크 챔버(114)로부터 각 액체 통로(110)으로 공급돈다

히터보드(104) 및 덮개(106)은 각 히터(102)의 위치가 상응 액체 통로(110)의 위치와 일치하도록 배려되고, 제3도에 도시된 상태가 되도록 조립한다. 제3도이 단지 두 개의 히터(102)에 도시하지만, 히터(102)는 각 액체 통로(110)에 상응해 배치된다. 선정된 구동 신호가 제3도에 도시된 조립 상태에서 히터(102)로 공급되었을 때, 히터(102)위의 잉크는 끓게 되어 거품을 생성하고 잉크는 자신의 체적이 커짐에 따라 토출 개구(108)로부터 밀려나와 토출한다. 따라서 버블의 규모는 히터(102)에 가해지는 구동 펄스를 제어하는 것, 즉 전력을 제어함으로써 조정할 수 있다. 즉, 각 토출 개구로부터 토출되는 잉크 체적은 임의로 제어할 수 있다.

제4a도에서 제4f도는 컬러 필터 제조 과정을 도시한다. 컬러 필터(53)을 제조하는 공정이 제4도A에서 제4f도를 참조해 설명된다.

광 투과 기판은 양호하게는 본 발명의 컬러 필터용 기판으로 사용된다. 일반적으로 유리 기판이 사용된다. 그러나 유리 기판 이외의 기판은 그것이 액정 컬러 필터에 요구되는 특성, 즉 좋은 투과도 및 큰 기계적 강도를 가지는 경우에만 사용될 수 있다.

제4a도는 광 투과부(9) 및 광 차단부(10)을 형성하기 위해 블랙 매트릭스(2)를 구비한 유리 기판(1)을 도시한다. 무엇보다도 그 위에 블랙 매트릭스(2)가 형성되는 유리기판은 잉크 수용성은 좋지 않으나 소정의 조건(즉, 광 방사 또는 광 및 열 방사)하에서는 잉크에 대해 친화성을 나타내는 수지 조성물 층으로 코팅되고 소정 조건에서 경화된다. 귀결 구조는 필요한 만큼 미리 구워져서 수지 조성물 층(3)을 형성한다.(제4b도). 이 수지 조성물 층(3)은 스핀 코팅, 롤러 코팅, 바 코팅, 스프레이빔, 또는 디핑(dipping)과 같은 코팅 방법으로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 어떠한 특정 코팅 방법에 제한하지 않는다.

다음으로 노출된 수지층 영역이 잉크에 대해 친화성을 갖도록 하기 위해 포토 마스터(4)를 사용하여 광 투과 영역(9)상에서 패턴 노출이 미리 쉬층 상에서 수행된다(제4c도). 그결과 수지 조성물 층(3)은 잉크 친화성을 갖는 영역(6)과 잉크 핀화성이 전혀 없는 영역(5)로 나누어진다.(제4d도), 이 단계후에 R(적), G(녹) 및 B(청) 잉크가 잉크젯 시스템에 의해 수지 조성물 층 상으로 토출되어 이 층을 한번에 착색하고도(제4e도), 잉크는 필요한 만큼 건조된다. 잉크젯 시스템으로서는 열에너지에 기초한 시스템 또는 기계적 에너지에 기초한 시스템 또는 기계적 에너지에 기초한 시스템이 사용된다. 어느 시스템이나 적절한다. 사용될 잉크는 그것이 잉크젯 작동에 사용될 수 있는 한 특정하게 제한되지 않는다. 잉크용 착색 재료로서, R, G 및 B 픽셀에 요구되는 스펙트럼 투과형에 적합한 재료가 여러 다이(dye) 및 피그먼트(pigment)로부터 적합하게 선택된다.

착색된 수지 조성물 층(3)은 광 방사 및 열 처리에 의해 경화되고, 보호층(8)은 필요한 만큼 형성된다.(제4f도) 수지 조성물층(3)을 경화시키기 위해서는 잉크 친화성을 갖는 영역을 형성하는 상기 공정의 조건이 변화되어야 하는데 이 변화는 예를 들어 광 방사 노출량이 증가되거나 가열 조건이 더 엄격해지는 것이다. 대안으로 광 방사 및 열 처리 양자가 수행된다.

제5a도에 제5f도가 컬러 필터를 제조하는 공정의 또 다른 예를 도시한다.

제5a도는 광 투과부(7)과 광 차단부에 의해 구성된 블랙 매트릭스(2)를 구비한 유리기판(1)을 도시한다. 먼저 그 위에서 블랙 매트릭스(2)가 형성되는 유리 기판(1)은 광 방사 및 가열을 받아 경화될 수 있는 수지 조성물 층으로 코딩되고 잉크 수용성을 갖게 된다. 귀결 구조는 필요한 만큼 미리 구워져서 수지층(3')를 형성한다(제5b도). 수지층(3)은스핀 코팅, 롤러 코팅, 바 코팅 스프레이법 또는 디핑과 같은 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 어떤 특징의 코팅 방법에 제한되지 않는다.

다음으로 수지층 노출 영역을 경화시켜, 잉크를 흡수하지 않는 영역(5)(비착색된 영역)을 형성하기 위해 포토 마스크(4)를 사용하여 블랙 매트릭스(2)에 의해 광 차단된 수지층 영역 상으로 패턴 노출이 미리 수행된다.(제5c도). 이후 수지층은잉크젯 헤드를 사용하여 한번에 R, G 및 B로 착색되고(제5d도), 잉크는 필요한 만큼 건조된다.

패턴노출이 수행될 때 사용되는 포토 마스크(4)으로서는, 블랙 매트릭스가 광 차단된 영역을 경화시키기 위한 개구 영역을 갖는 마스크가 사용된다. 이 겨우 블랙매트릭스와 접속하는 영역에서 착색 재료의 착색 누락을 방지하기 위해 비교적 많은 양의 잉크가 토출되어야만 한다. 이런 이유로 그 각각이 블랙 매트릭스의 각각의 광 차단 영역의 폭보다 작은 크기를 갖는 개구영역을 구비한 마스크가 양호하게는 사용된다. 착색 작동에 사용될 잉크로서는, 다이 및 피그먼트 잉크 모두가 사용될 수 있고 고체 및 액체 잉크 모두 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용될 경화성 수지 조성물 층으로서는 잉크 수용성을 갖는 임의의 수지 조성물 층이 사용되고 다음 처리 중 최소한 하나를 겪고서 경화될 수 있다. 광 방사 및 광 방사와 열 처리의 조합, 수지로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지가 유용하다. 셀룰로스 유도체로서는 하이드록시 프로필(hydroxypropyl) 셀룰로서, 하이드록시에틸(hydroxyethyl) 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 카복시 메틸(carboxymethyl)셀룰로스가 사용될 수 있고, 이것들이 변형된 재료가 또한 사용 가능하다.

광개시제(교차 연결제)가 광 방사 또는 광 방사 및 가열의 조합에 의해 이런수지들을 교차 연결시키기 위해 또한 사용 될 수있다. 광 개시체로서 디크로메이트(dichormate),비스-어자이드(bis-azide), 조성물 래디컬(radical)기반 개시재, 카시온(cation)기반 개시체, 애니온(anion) 기반 개시제 및 그와 같은 것들이 사용될수 있다. 이런 광 개시제의 혼합물 및 개시제와 감지제들의 조합이 또한 사용될수 있다.또한 오니옴(onium)소금과 같은 광 애시드(acid)발생제가교차연결제로서 사용될 수있다. 교차연결 반응을 더 진행시키기 위해서는 열처리가 광 방사후에 수행된다.

이런 조성물을 포함한 수지층은 뛰어난 열 저항성 뛰어난습기 저항성, 및 그와 같은 것을 나타내고 다음 단계에서의 고온 처리 및 세정 처리에 충분한 저항성을 갖는다.

본 발명에 사용된 잉크젯 시스템으로서는 에너지 발생 소자로서 전기-열 변환기를 사용하는 버블-제트 방식의 잉크젯시스템, 압전 소자를 사용하는 압전제트방식의 잉크젯 시스템 등이 사용될수 있다. 착색영역 및 착색 패턴은 임의로 설정될수 있다.

본 실시예는 블래 매트릭스가 기판상에 형성되는 구조를 예시한다. 그러나 경화 가능한 수지 조성물층이 형성된후 또는 착색이 수행된후 블랙,매트릭스는 어떤 문제도 일으키지 않고서 수지층 상에 형성된다. 즉,블랙 매트릭스 형태는 본 실시예의 것에 제한되지 않는다. 블랙 매트릭스를 형성하는 방법으로서, 스퍼터링 또는 증착에 의해 기판상에 금속 박막을 형성하고 포토기소그래픽 공정에 의해 상기 막을 패턴화라는 방법이 양호하게는 사용된다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

다음으로, 경화 가능한 수지 조성물은 다음 처리중 하나만 수행하는 것으로도 경화된다. 광방사, 열처리 및 광 방사와 열처리의 조합(제5e도) 참조 심볼 hv는 광세기를 나타낸다. 열처리가 수행되어야 할 때 열은 hv 대신에 가해진다. 보호층(8)은 광 세팅 유형, 열세팅유형,또는 광 세팅/열 세팅유형의 제2의 수지 조합으로 만들어 질 수있다. 귀결층은 컬러 필터의 형성중에 투과도를 가지고 ITO 형성공정 및 정렬막 형성 공정과 같은 다음의 공정에 충분한 저항성을 가질필요가 있다.

제6도는 상기컬러 필터를 수용한 컬러 약정디스플레이 디바이스(30)의 기본구조를 도시한 단면도이다.

참조 번호(11)은 편광판,(1)은 유리 기판과 같은 투과형 기판,(2)는 블랙 메트릭스, (3)은 수지 조성물 층, (8)은 보호층,(16)은 공통전극, (17)은 정렬막, (18)은 액정조성물, (19)는 정렬막, (20)은 픽셀전극, (21)은 유리기관, (22)는 편광판, (23)은 배면 광으로부터의 광, (53)은 컬러 필터 기관(24)는 대향 전극이다.

컬러 액정디스플레이 디바이스(30)에서 액정 조성물(18)은 컬러 필터기관(53)과 대향 전극(24), 사이에서 봉함되었고,투과형 픽셀 전극(20)은 기판(21)의 내부 표면 상에 형성되는데, 이전극은 컬러 필터 기판(53)울 마주 보며 매트릭스 형태로 배열되었다. 컬러 필터 기판(53)은 R.G 및 B픽셀이 픽셀 전극(20)의 위치에 상응하여 배치되도록 위치된다.

정렬막(17,19)는 개별적으로 두 기관들의 내부 표면들 내에 형성된다. 정렬막에 대해 러빙(rubbing) 공정을 수행함으로써 액정분자가 선정된 방향으로 정렬 될 수 있다. 편광판(11) 및 (22)는 개별 기판들의 외곽 표면에 장착된다. 액정 복합물은 이런 기판들 사이에 채워진다. 배면 광으로서 형광램프와 산란판(어느것도 도시안됨)의 조합이 일반적으로 사용된다. 디스플레이 작동은 액정 복합물(18)이 배면 광원(23)에서 방사된 광의 투과도를 변화시키기 위한 공 셔터로서 기능함으로써 수행된다.

상기 액정 디스플레이 디바이스가 정보처리 장치에 가해지는 경우가 제7도에서 제9도를 참조하여 아래에 설명되다.

제7도는 상기 액정 디스플레이가 더해져서, 워드프로세서, 퍼스널컴퓨터, 팩시밀리 장치, 및 복사기로 기능하는 정보처리 장치의 개략배치를 도시한 블록도이다.

제7도에서 참조참조 번호(1801)은 전체 장치를 제어하는 제어 유닛을 표지한다.제어 유닛(1801)은 마이크로프로세서와 같은 CPU 및 여러개의 I/O포트를 포함하고, 개별유닛으로부터제어신호, 데이터 신호 및 그와 같은 것을 입/ 출력함으로써 제어 수행한다. 참조번호(1802)는 여러가지 메뉴, 문서, 정보 및 이미지 판독기(1807)이 판독한 이미지 데이터, 및 그와 같은 것들을 디스플레이스크린 상에 디스플레이 하기위한 디스플레이 유닛을 표지하고, (1803)은 디스플레이(1802)상에 장착된, 투과형 입력 감응 터치 패턴을 표지한다. 사용자가 손가락으로 터치 패널(1803)의 표면을 누름으로써, 아이템 입력 작동, 좌표위치 입력 작동, 또는 그와 같은 것들이 디스플레이 유닛(1802)상에서 수행될수 있다.

참조번호(1804)는 음악 편집기와 같은 것에 의해 생성된 음악 정보를 메모리 유닛(1810) 또는 외부 메모리 유닛(1812)에 디지털 데이터로 기억시키고 그런 메모리로부터 정보를 판독하고, 이에 따라 정보의 FM복조를 수행하는 FM(주파수 변조)음원 유닛을 표지한다. FM음원 유닛(1804)로부터의 전기적 신호는 스피커 유닛(1805)에 의해 청취 가능한 소리로 변환된다. 프린터 유닛(1806)은 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터, 팩시밀리 장치 및 복사기의 출력 터미널로 사용된다.

참조번호(1807)은 원 데이터를 광 전기적으로 판독하는 이미지 판독 유닛을 표지한다. 이미지 판독유닛(1807)은 원래의 반송경로의 중간에 배치되고 팩스를 보내거나 복사 할 때의 원본, 및 다른 여러 가지의 원본을 판독하도록 디자인 되었다.

참조 번호(1808)은 팩시밀리(FAX)장치에 대한 송/수신 유닛을 표지한다.송/수신유닛(1808)은 팩시밀리에 의해 이미지 판독 유닛(1807)이 판독한 원 데이터를 송신 하고 전달된 팩시밀리 신호를 수신하고 디코드한다. 송/수신 유닛(1808)은 외부유닛에 대한 인터페이스 기능을 가진다. 참조 번호(1809)는 일반 전화 기능 및 응답 기능과 같은 여러 전화 기능을 갖는 전화기를 표지한다.

참조번호(1810)은 시스템 프로그램을 기억시키는 ROM을 포함한 메모리 유닛, 관리프로그램, 응용프로그램, 폰트 및 사전, 외부 메모리 유닛(1812)으로부터 로드된 응용프로그램 및 문서 정보를 기억 시키는 RAM, 비디오RAM 및 그와 같은 것을 표지 한다.

참조 번호(1811)는 문서 정보 및 여러 커맨드를 입력시키는 키보드 유닛을 표지한다.

참조 번호(1812)는 플로피 디스크, 하드 디스크 및 그와 같은 것을 사용하는 외부메모리 유닛을 표지한다. 외부 메모리 유닛(1812)는 문서 정보, 음악 및 음성 정보, 사용자의 응용 프로그램 및 그와 같은 것을 기억 시키기위 해 기능한다.

제8도는 제7도의 정보처리 장치의 투시도이다.

제8도를 보면,참조 번호(1901)은 여러 가지 메뉴, 그래픽 패턴 정보 ,문서 정보 및 그와 같은 것을 디스플레이 하면 상기 액정 디스플레이 디바이스를 사용한 편평 패널디스플레이를 표지한다. 좌표 입력 또는 아이템표지 입력 작동은 사용자가 손가락으로 누름으로써 편평 패널디스플레이(1901)상에서 수행될 수 있다. 참조번호(1902)는 장치가 전화기 세트로 사용되었을때, 사용된 핸드 세트를 표지한다. 키보드(1903)은 코트를 통해 주 몸체에 착탈 가능하게 접속되고 여러 가지 문서 기능을 수행하고 여러 가지 입력을 입력 시키기 위해 사용된다. 이 키보드(1903)은 여러 가지의 기능 키(1904) 갖는다. 참조번호(1905)는 플로피 디스크가 그를 통해 외부 메모리 유닛(1812)로 삽입폰트를 표지한다.

참조번호(1906)은 이미지 판독 유닛(1807)에 의해 판독될 원본이 위치되는 원 데이블을 표지한다. 판독된 원본은 장치의 후면으로부터 토출된다. 팩시밀리 수신작동과 같은 것에서, 수신된 데이터는 잉크젯프린터(1907)에의해 프린트된다.

상기 정보처리 장치가 퍼스널 컴퓨터 또는 워드프로세서로서 기능할 때, 키보드 유닛(1811)을 통해 여러 종류의 정보 입력이 선정된 프로그램에 따라서 제어 유닛(1801)에 의해 처리되고, 귀결 정보는 프린터 유닛(1806)에서 이미지로서 출력된다.

정보처리 장치가 팩시밀리 장치의 수신기로서 기능할 때 통신 라인을 경유하여 송/수신 유닛(1808)을 통한 팩시밀리 정보 입력은 선정된 프로그램에 따라 제어유닛(1801)에서 수신 처리를 받게 되고 귀결정보는 수신된 이미지로서 프린터 유닛(1806)에서 출력된다

정보처리장치가 복사기로 기능할 때, 원본은 이미지 판독 유닛(1807)에 의해 판독되고, 판독된 원 데이터는 제어 유닛(1801)을 통해 프린터 유닛(1806)에서 복사된 이미지로서 출력된다. 정보처리 장치가 팩시밀리 장치의 수신기로서 기능할 때 이미지 판독 유닛(1807)이 판독한 원 데이터가 선정된 프로그램에 따라서 제어유닛(1801)의 전송 처리를 받게 되고 귀결 데이터는 송/수신 유닛(1808)을 통해 통신 라인을 경유해 전송된다.

상기 정보처리 장치가 제9도에 도시된 대로 주 몸체에 잉크젯 프린터를 수용한 집적 회로로서 디자인된 것을 주의하라. 이 경우 장치 휴대성이 향상된다.제9도의 동일 참조번호는 제8도의 것과 동일 기능을 갖는 부분을 표지한다.

컬러 필터 기판으로 사용되는 다중 필터유리 기판의 구조가 제10도를 참조해 다음에 설명된다. 360 460유리 기판이 컬러 필터를 제조하기 위해 사용된 것으로 가정한다. 이 경우, 네개의 10인치 컬러 필터, 즉 컬러 필터(35,36,37 및 38)이 기관 상에 형성 된다.

본 실시예의 컬러 필터 제조 과정이 제11도를 참조해 설명된다. 종방향으로 그 길이가 10인치 기판과 동일한 헤드가 컬러 필터(35,36,37및38)을 순차적으로 착색 하기 위해사용된 것으로 가정한다. 이 경우 무엇보다도 유리기관(53)이 설정되고 컬러 필터제조 장치(90)의 X-Y-스테이지(52)상에 위치된다(단계 S1). 위치 작동후에 유리기관(53)위의 토출 불량검출 패턴 드로잉 영역(31)이 착색헤드(55)바로 아래의 위치까지 이동되어(단계 S2)제12도에 도시된 것과 같은 패턴을 그린다. 이패턴은 TV 케메라(56)과 이미지 처리 장치(57)에 의해 인식된다(단계 S3), 어떤 이상도 존재하지 않는다고 결정되었다면, X-Y-스테이지(52)는 컬러 필터 형성 영역(35)를 착색 헤드(55)의 바로 아래 위치까지 이동시켜(단계 S4) 컬러 필터의 픽셀 착색을 수행한다. 컬러 필터 형성 영역(35)의 착색이 종료되었을 때, X-Y-스테이지(52)는 토출 불량 검출 패턴 형성 영역(32)를 착색 헤드(55)의 바로 아래의 위치까지 이동시킨다(단계 S5). 상기 설명한 것과 동일한 작동이 컬러 필터 형성 영역(36,37 및 38)에 대해 세번 반복된다. 토출 불량과 같은 이상이 단계 S3에서 발견되면, 컬러 필터의 픽셀 영역 착색은 즉시 중지되고, 복구 작동이 헤드 복구 수단에 의해 수행되거나(단계 S6) 헤드가 교체된다.(단계 7)

[실시예 2]

제1 실시예에서 토출 불량 검출 패턴은 컬러 필터의 유효 픽셀 영역을 착색이 수행되기 바로 전에 잉크젯 헤드에 의해 유리 기판(53)위에 그려진다. 제2 실시예에서는 픽셀 영역을 착색하기 전에 각 잉크젯 헤드의 토출 작동을 안정화하기 위해 예비 토출 작동이 유리 기판(53)상에서 수행된다. 일반적으로, 잉크가 잉크젯 헤드로부터 지속적으로 토출되는 동안, 각 노즐로부터 토출되는 잉크량은 안정적이 된다. 잉크 토출이 중지되었다면, 토출된 잉크량은 토출 작동이 재개되었을 때 불안정하게 된다. 이는 예를 들어 잉크가 각 노즐에서 건조되기 때문이다. 더 특정하게는 잉크 토출 작동이 몇 분 동안 중지되었다면 토출 작동이 재개되었을 때 처음 몇 개부터 10개 까지의 잉크 토출이 불안정하게 된다. 토출 작동이 단지 몇 수십초동안 중지되었다 하더라도 잉크 토출은 잉크 유형에 따라 불안정하게 된다. 본 실시예에서 예비 토출 작동은 컬러 필터의 픽셀이 착색되기 바로 전에 유리 기판(53)위에서수행된다. 유효 픽셀 영역의 착색은 잉크 토출 상태가 안정화된 후에 시작된다.

제13a도 및 제13b도는 유리 기판(53) 위에서 예비 토출 패턴을 도시한다 제13a도 및 제13b도에 도시된 것처럼 유리 기판(53)위의 유효 픽셀 영역(202)의 픽셀의 착색이 시작되기 바로 전에 유리 기판(53)의 유효 픽셀 영역(202)에 인접한 예비 토출영역(204)또는(206) 위쪽으로 잉크가 예비 토출된다. 예비 토출 작동에 대한 잉크 토출 패턴을 형성할 때에 잉크는 제13도 도시된 대로 유효 픽셀 영역(202)의 픽셀의 어리이 패턴의 것과 동일 피치로 토출되거나, 또는 제13도에 도시된 대로 일정의 범위에 걸쳐서 페인트하기 위해 토출된다. 본 실시예에서 특히 잉크젯 헤드의 노즐 사이의 간격이 동일 컬러의 픽셀의 피치(즉 300)에 대해 70.5에 설정되기 때문에, 동일 컬러의 픽셀이 매 다섯번째 노즐을 항상 사용하여 착색되고 잔여 노즐은 일반적으로 사용되지 않는다. 그러나 만약 토출 불량 또는 그와 같은 것이 항상 사용되는 소정의 노즐에서 일어난다면 각 토출 위치는 여분의 노즐을 사용하여 착색 작동을 수행하기 위해 한 노즐만큼 시프트된다. 이 경우 통상의 작동에서 사용되지 않는 노즐이 사용되기 때문에 토출 불량과 같은 것이 일어난다. 이와 대조적으로 만약 상기 경우처럼 예비 토출 작용을 위해 예비된다. 이 경우 사용될 노즐이 바뀌더라도 적합 토출작동이 수행될 수 있다. 또한 제13a도 또는 제13b도에 도시된 것과 같은 예비 토출 패턴을 형성하는 대신에, 대향 기판이 약정 디스프레이 디바이스를 형성하기 위해 유리 기판(53)에 접착되었을 때 사용된 정렬 마크가 형성된다.

잉크가 그쪽으로 토출되는 영역내에서 즉 예비 토출 영역(204) 또는(206) 및 유효 픽셀 영역(202)에서, 유리 기판(53) 위에 형성된 수지 조성물 층(3)의 상응 영역이 잉크를 흡수하고는 약간 팽창한다. 이런 이유로 잉크가 그쪽으로 토출된 영역과 어떤 잉크도 그쪽으로 토출되지 않은 영역이 컬러 필터 위에서 약간의 균일하지 않은 패턴을 구성한다. 이 경우 지금으로서는 어떤 심각한 문제가 일어나지는 않는다. 그러나 접착 영역은 스크린 크기 증가와 프레임 크기 감소에 따라 이후 감소된다. 이 경우 예비 토출 영역(204) 또는(206)이 유효 픽셀 영역(202)의 단지 한 측면 위에만 형성되었다면, 대향 기판이 유리 기판(53)으로 접착되었을 때 예비 토출 영역(204) 또는(206)이 형성되지 않은 곳에서의 측면 상의 기판 간격은 감소한다. 그 결과 기판 간격 불균일성이 발생한다. 이런 이유로 예를 들어 제14a도 및 제14b도에 도시된 대로, 예비 토출 영역(204) 또는 (206)이 유효 픽셀 영역(202)의 두 측면상에 형성되어, 유효 픽셀 영역(202)의 두 측면 상의 수지 조성물 층(3)의 영역 레벨이 서로 동등하게 되도록 하여서, 기판 간격 불균일성을 제거한다. 이 목적은 제14c도 및 제14d도에 도시한대로 유효 픽셀 영역(202)의 좌우측면 상과 제4a도 및 제4d도에 도시한대로 유효 픽셀 영역(202)의 전면 및 후면 측면 상에도 예비 토출 영역을 추가로 형성함으로써 더 효과적으로 성취될 수 있다.

상기 설명한대로 본 실시예에 따라서 에비 토출 작동이 컬러 필터의 유효 픽셀의 영역의 측면 상에서 수행되기 때문에, 예비 토출된 잉크를 수용하는 어떤 영역도 기판 바깥에 제공될 필요가 없다. 장치의 배치는 따라서 단순화돈다. 또한 예비 토출 영역이 유효 픽셀 영역에 인접하기 때문에, 토출 작동은 예비 토출 작동이 종료된 바로 후에 시작될 수 있다. 이런 이유로 유효 픽셀 영역은 예비 토출 작동 후에 설정된 잉크젯 헤드의 높은 토출 안정성이 유지되는 동안 착색될 수 있다.

[실시예 3]

본 발명의 제3실시예에 따른 컬러 필터 제조 공정 이후 설명된다.

무엇보다도 제1도에 도시된 대로 컬러 필터기판(53)은 컬러 필터 제조 장치(90)에 세트되고, 컬러 필터 기판(53)은 잉크젯 헤드에 정렬된다. 이후 개별 컬러를 갖는 잉크가 소망량으로 소망 픽셀 상에 토출된다.

이 경우, 본 실시예에 따라서 균일한 잉크량으로 유효 픽셀 영역(202)를 착색시키기 위해 착색이 실제로 사용된 유효 픽셀 영역(202)의 바깥 위치로부터 시작된다.

일반적으로 잉크젯 헤드는 잉크를 연속적으로 또는 반복 패턴으로 토출을 지속하는 동안 잉크를 안정적으로 토출할 수 있다. 그러나 토출된 잉크량은 헤드가 잉크 토출을 시작한 때의 또는 잉크를 토출하기 위해 다음 라인으로 이동하는 때의 초기시간 동안 불안정하게 된다.

예를 들어, 제15a도에 도시된대로 먼저 토출된 잉크량은 작은 양이고 제15b도에 도시된 대로 먼저 토출된 잉크량은 정규 상태의 것보다 큰 양이고 또는 제15c도에 도시된 대로 잉크 방울의 착탄 위치는 잉크 밀도의 중심으로부터 시프트된다.

잉크젯 헤드 IJH 또는 유리 기판(53)이 잉크를 토출하지 않고서 이동되었을 때, 잉크 내의 용제가 증발하여 잉크의 밀도 또는 점성이 변화한다. 그 결과, 상기 현상이 일어난다.

본 실시예의 예비 토출 영역으로서, 컬러 필터 영역[유효 픽셀 영역(202)]과 비슷하고 그로부터 연장되는 패턴이 제15a도에 제15c도까지에서 도시된 대로 사용된다. 대안으로 제16a도 및 제16b도에 도시된 대로 자신의 토출된 상태가 불안정하게 되는 잉크 유형만이 더 긴 길이만큼 예비 토출된다.

대안으로 제17도에 도시된 대로 토출 작동이 안정화되기가지 잉크는 유리 기판(53)의 단부 영역 상에 형성된 예비 토출 영역으로 토출된다. 이후 착색이 시작된다. 제4a도에서 제4f도 또는 제5a도에서 제5f도에 도시된 수지 조성물 층(3 또는 3)이 이런 예비 토출 영역 상에 형성되지 않았다면, 예비 토출 영역 상의 다이 잉크는 수지 조성물 층(3 또는 3)이 경화된 후에 기판을 물로 세정함으로써 씻겨질 수 있다. 착색/스캐닝 방향이 픽셀 패턴 표면에 대해 수직하거나 소정 각도로 설정되었다 하더라도, 스캐팅 방향으로의 시작 위치에서 예비 토출 영역을 형성하는 것으로 충분하다.

착색방법으로서는 다중 경로 방법이 유효하다. 본 발명에서, 잉크는 중첩 상태에서 여러번 토출된다. 이 경우, 토출 작동이 한 라인을 착색하는 것이 종료되는 매때마다 중지된다. 예비 토출 작동은 따라서 모든 라인에 대해 요구된다. 상기 착색 작동과 유사하게, 본 경우에 예비 토출 작동이 한 라인의 착색이 종료될 때마다 유효 픽셀 영역 바깥에서 수행되고, 유효 픽셀의 착색이 토출 작동이 안정화되었을 때 시작된다. 제16b도에 그런 경우를 도시한다.

컬러 필터가 실제로 제조되는 예가 아래에 설명된다.

[예 1]

수성 잉크 흡수성을 갖는 재료(N-메틸로라크릴아미드(N-methyloacrylamide)의 테르폴리머(terpolymer), 메틸메타크릴레이트(N-methyloacrylamide) 및 하이드로시에틸 메탈크릴레이트(hydroxyethylmetacrylate)가 유리 기판에(기판 유리)가해진다. 그유리기판위에는 스핀 코팅에 의해 블랙 매트릭스 패턴이 형성된다. 귀결 구조는 수지 조성물 층을 형성하기 위해 10동안 60에서 미리 구워진다. 이 시점에서, 수지 조성물 층의 두께는 약 1가 된다.

다음으로 블랙 매트릭스 패턴 소자들 사이의 영역이 제1도에 도시된 것과 같은 영크젯 헤드를 사용하여 R.G 및 B잉크를 사용하는제조 장치에 의해 착색된다.

이 경우 드로인 작동은 픽셀영역(제15a도에서 제15c도의 X)으로 사용된 패턴 바깥으로 3가 되는 위치에서 시작된다.

토출된 잉크는 30분동안 90에서 건조되었다. 다음으로 귀결 구조는 착색된 조 성물 층을 경화 시켜 컬러 필터를 형성하기 위해 한 시간 동안 200에서 가열 되었다

이런 방식을 형성된 컬러 필터 의 실제 픽셀영역은 혼색으로부터 자유롭다 또 한, 컬러 필터의 단부 영역의 컬러 밀도는 잔여 픽셀 영역의 밀도와 비교했을 때 5%의 변동치 범위 내에 있다. 또한, 색누락과 같은 결점이 실제 픽셀 영역에서 관측되지 않았다.

[예 2]

조성물은(a)10중량을 갖는 N-메틸로라크릴아미드의 테르폴리며 메틸 메타그릴레이트 및 하이드록시에틸메타크릴레이트와(b) 0.4중량을 갖는 트리페닐설포니엄 트리퓨라토(TRIPHENYLSULFONIUM trifurato)(Midori Kagaku에서 구득 가능한 TPS-105)로 구성되어 수성 잉크 흡수성을 지닌다. 광방사 또는 광반사 및열처리에 의해 방사된 조성물의 영역의 잉크 흡수성이 나빠지고 조성물은 잉크에 대해 반발성을 나타낸다. 이 조성물은 그위에 블랙 매트리스 패턴이 형성되는 유리기판(Corning으로 구득 가능한 #70)에 스핀 코팅에 의해 가해진다 귀결 구조는 10분동안 60에서 미리 구워지고, 블랙마스크의 것보다 더미세한 패턴을 갖는 포토마스크를 통해 고압수은 램프에 의해 노출이 수행된다. 노출 단계후에, 귀결 구조는 잉크 수용 영역 및 혼색 방지 영역에 의해 구성된 패턴을 형성하기 위해90초 동안 100에서 열판에 의해 가열된다

다음으로 예1과 같이 착색이 R,G 및 B 잉크를 사용하는 잉크젯시스템에 의해 수행된다. 착색작동은 제15a도에서 15c에 도시된 대로 픽셀 영역으로 실제 사용된 패턴 바깥으로 위치 3되는 위치에 시작된다.

컬러 필터는 예1과 동일방식으로 이후 형성된다.

이런 방식으로 형성된 컬러필터의 실제 픽셜영역은 혼색으로 자유롭다. 또한,컬러 필터의 단부의 색밀도는 2%의 변동치내에 있게된다. 또한 예2의 방법이 예1의 방법보다 더 미세한 패턴을 갖는 수지 조성물 층을 사용할 수있기 때문에 고해상도의 컬러 필터가 형성 될 수있다(실제 픽셀폭은 65임).

[예 3]

액정 디스플레이 디바이스가 예2에서 획득된 컬러 필터를 사용하여 형성되었다.

제6도에 도시된대로 ,두께500을 갖는 ITO막이 스퍼터링 방법에 의해 투과형전극(16)으로 형성된다. 플리이미드 형성 용제(Hitachi Chemical Co Ltd에서 구득 가능한 PIQ가 3,000rpm으로 회전하는 스피너(spinner)에 의해 투과형 전극(16)이 가해지고 귀결 구조는 정렬막(17)인 2,000두께의 폴리이미드 막의 표면애 대해 수행된다.

이런 방식으로 형성된 컬러 필터 기판은 셀을 형성하기 위햇 대항 기판(2)접착된다. 강유전성 약정이 셀 내에 채워지고 봉함되어 액정 디바이스를 얻게 된다. 뛰어난 편평도를 갖는 컬러 필터를 수용한 액정 디바이스가 교차 니콜(nicol)을 갖는 편광 현미경으로 관찰되었고, 어떤 정렬 결점도 액정 디바이스에서 발견되지 않았다. 또한 액정 디바이스는 고해상도컬러필터 패턴을 나타내어, 뛰어난 디스플레이 품질을 나타내었다.

박막 트랜지스터 유형의 액정을 사용하는 액정 디바이스가 본 실시예의 방법에 의해 형성되어, 상기 설명한 것과 동일한 효과가 획득될 수있다.

[예 4]

예2에서 제16a도 및 제16b도에 도시된 대로, 토출 작동을 안정화하기 위해 시간이 걸리게 하는 컬러 패턴에 상응 하는 패턴을 예비 토출하는 길이(X)만이 증가 된다. BM(블랙 매트릭스 )패턴이 수지 조성물 층 패턴과 동일하게 만들어져 BM패턴과 각 잉크젯 헤드 사이의 정렬 또는 착색 위치를 보정하는 트레킹(TRACKING)정정이 쉽게 수행될 수 있다

[예 5]

예2에서, 각 헤드 또는 기관을 일정 속력으로 이동시키면서(스캐닝), 잉크를 토출함으로써 드로잉 작동이 수행된다 그러나 제17도에 도시된 도시된대로 토출작동이 안정되기까지 특정장소에서 잉크가 토출된 후에, 소망 패턴이 그려진다. 본예에서, 선정된 장소(예비 토출영역)의 수지 조성물 층이 제거되었다면, 수지 조성물 층이 경화된 후에 불필요한 잉크가 필터를 물로 세정하여 씻겨질 수 있다. 또한 제18도에 도시된 대로 서로 다른 스캐닝 방향이 설정되더라도, 예비 토출 영역은 픽셀 패턴 바깥에서 형성된다.

[실시예 4]

제19도는 본발명의 제4실시예에 따른 컬러필터 제조 장치의 전체 구조를 도시한다. 제19도를 참조하면 참조번호(301)는 유리기관(53)(착색될 것임)제19도의 X 및 Y 방향으로 이동시키는 스테이지와 같은 이동 매커니즘, (302)는 유리기판53을방향으로 회전시키도록 배치된 회전형 스테이지, (303)은 유리기판(53)을 지지하고 고정하는 베이스, (305)는 착색을 위한 잉크젯헤드, (306)은 착색된 패턴을 판독하는 센서,(307)은 광을 센서(306)의 이미지 감지 영역 상으로 조사하는 광원이다. 정렬 마스크(310)는 미리 유리기판(53)위에 형성된다. 이런마크의 위치는 정렬센서(308) 및 (309)에 의해 판독될수 있다.

제20도는 컬러 필터 제조장치룰 도시한다. 제20도를 참조하면 참조번호(311)는 장치의 전체 작동을 제어하는 호스트 컴퓨터, (312)는 스테이지(301)의 제어유닛, (313)은 착색용 잉크젯 헤드(305)의 제어유닛, (314)는 예를 들어 잉크젯 헤드(305)의 잉크 토출불량의 유무를 검출하거나 잉크 방울의 착탄점 또는 센서(306)이 판독한 이미지 데이타에 기초하여 픽셀 위치를 측정하는 것을 위한 이미지 처리 유닛, (315)는 잉크젯(305)의 자세 및 위치를 제어하는 자세 조정 제어 유닛, (301)은 스테이지이다.

제21도는 제19도의 잉크젯 헤드(305), 센서(306) 및 광원(307)의 위치를 도시한다. 잉크젯 헤드(305)의 자세는방향 조정매커니즘(325), Z방향 조정 매커니즘(326), 및 Y 방향 조정 매커니즘(327)에 의해 조정될수 있다. 잉크젯(305)와 유리기판(53)상의 거리는 Z방향 조정(326)에 의해 선정된 거리만큼 설정될 수 있다.방향 조정 메커니즘(325)는 유리 기판(53)에 대해 선정된 각만큼 잉크젯 헤드(305)를 설정할 수 있다. 자세 조정 매커니즘(325,326 및327)은 선형 스테이지, 회전식 스테이지 및 그와 같은 것의 조합과 관련된 Y,Z, 및축을 구성한다. 각축의 이동 매커니즘은 수동으로 이동되거나 모터와 같은 구동원으로 이동된다. 잉크젯 헤드(305)는 다수의 잉크 토출 개구를 갖는데 이개구는 제21도의 Y 방향으로 배치된다

도면 부호(319)는 CCD 라인센서와 같은 촬상 소자이다, 유리기판(53)상의 2점A와B를 연결하는 직선위의 상은 렌즈(332)를 통해 이 라인 센서(319)에 결상된다.라인 센서(319)의 자세는-방향 조정기구(320)와 Z-방향 조정기구(321)에 의해 조정될수 있다. 도면 부호(53)은 유리기판이고 도면부호(2)는 이 유리기판(53)상에 형성된 블랙 매트리스(이하BM이라함)이다. 유리기판(53), 잉크젯 헤드(305) 및 라인 센서(319)들 간의 상대적인 위치관계는 제19도의 이동기구(301.302.)에 의해 X,Y,방향에서 변화할 수 있다. 잉크가 잉크젯 헤드(305)로부터 토출되는 동안 유리기판(53)이 이동할 때 유리기판(53)상에 착색패턴이 형성된다. 유리 기판(53)이 이동하면서 라인센서(319)가 판독 동작을 행하면 유리기판(53)상에 형성되어 있던 착색 패턴 또는 BM(블랙매트리스)패턴이 판독될수 있다. 착색 패턴 또는 BM패턴의 위치는 산출될 수 있다. 착색패턴과 BM패턴 간의 위치관계와 잉크젯헤드(305)의 토출 유무가 검지될수 있다. 이경우에 착색동작과 판독동작은 한단계이동하는 동안 동시에 행해지거나 아니면 별개로 행해져도 좋다. 도면 부호(331)은 다수의잉크젯헤드(305)방출개구들로 부터 토출된 잉크가 유리기판(53)상의 BM이외의 여백부에 충돌하는 방식을 보여준다.

제22도는 다수의 착색 헤드의 방출 개구들과 착색될 유리기판(53)간의 관계를 도시한것이다. 제22도에서, 도면 부호(334)는 청색(B)잉크를 토출하는 청색헤드, (333)은 방출개구이다. 도면 부호(B1,B2...)는 방출 개구 번호이다. B헤드 이외에도, 본 장치는 다수의 착색 헤드. 즉 녹색(G) 과 적색(R)헤드를 갖고 있다. 착색 헤드 각자의 방출 개구번호는 도면부호(G1.G2...)그리고(R1,R2....)로 표시된다. 도면 부호(2)는 기관상에 형성된 BM패턴, (335)는 광투과성 부위이다. R,G,B,잉크는 상대 이동 방향(S)와 이 방향에 수직인 방향에서 광투과성 부위(335) 상에 반복적으로 토출된다. 상대 이동 방향(S)에서 서로 인접한 광투 과성 부위들에는 동일색의 잉크가 토출된다. 착색헤드(334)는 유리기판(53)에 대해 각도로 설정된다. 착색 헤드 각자의 방출 개구 피치가 광투과성 부위들의 피치와 다르다 하더라도 각도를 조정함으로써 본 장치는 임의의 피치에도 적절하게 대응할 수가 있다.

제22도에 도시된 경우에, R헤드의 방출 개구들 중에서 방출개구(R1,R4,R7...)는 착색동작을 위해서 사용되고 나머지 방출개구(R2,R3,R5,R6....)는 사용되지 않고 예비 방출 개구로서 설정해 둔 것이다. 마찬가지로 G헤드의 방출개구들 중에서 방출개구(G1,G4,G7...)는 사용되고 방출개구(G2,G3,G5,G6..)는 방출개구이다. B헤드의 방출개구들 중에서 방출개구(B1,B4,B7...)는 사용되고(B2,B3,B5,B6...)는 예비 방출개구이다. R헤드의 방출개구(R1)에서 토출이 되지 않으면, 제21도의 Y방향조정 기구(327)가 R헤드를 Y방향으로 이동시켜 예비 방출 개구(R2)를 방출개구(R1)의 위치로 옮겨 놓는다. 이경우에 방출개구(R2,R5,R8)(R8은 도시안됨)가 새로이 착색 동작을위해 사용된다. 이러한 것은 G헤드외 B헤드에도 마찬가지로 적용된다.

제23도는 제22도의 구성을 이용하여 유리기판을 착색시킨 경우를 나타낸 것이다. 도면 부호(53)은 유리기판, (2)는 유리기판(53)상에 형성된 BM패텅, (335)는 광투과성 부위, (331)은 유리기판(53)상의 블랙메트릭스(2)이외에 형성된 착색 패턴이다. 이 경우 패턴(331)의 착색은 광투과성 부위(335)룰 잉크로 착색하여 필터를 형성하기 전에 착색헤드의 잉크 토출 상태를 안정화시키기 위한 예비적 토출 동작으로서 행해진다.

제24a도,24b,24c는 BM패턴과 그 여백부에 예비 토출된 도트 사이의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다. 제24a도에서, 도면 부호(2)는 유리기판상에 형성된 BM패턴, (335)는 광투과성부위, (341)은 방출 개구에서 토출된 잉크가 여백부에 충돌할 때 형성된 도트이다. 이 경우 도트(341)와 BM패턴(2)은 제21도을 참조로 설명된 라인 센서(319)에 의해 판독되고, 도트 위치와 광투과성 부위의 위치는 제20도의 이미지 처리부(314)에 의해서 각각 R1(XR1,YR1) 및 P1(X1,Y1)으로서 구해진다. 위치 R1과 P1이외의 도트위치와 광투과성 부위의 위치도 전부 구해진다. 제24a도에 도시된 경우는 도트의 착탄(landing)위치와 이에 대응 하는 광 투과성 부위의 위치간에 오차가 없고 따라서 어떤한 조정없이 광 투과성 부위에 잉크를 토출하여도 이루어진 문제가 없다.

제24b도는 예비 토출된 잉크의 적색(R)잉크의 착탄위치들이 정상 위치로부터 벗어난 경우를 나타낸 것이다. 제24b도에서 산출된 위치 좌표값들 R1(XR1,YR1), P1(X1,Y1)을 서로 비교하면, 예비 토출된 도트(R1)의 위치가 광투과성 부우의 위치(R1')로부터 Y방향으로 이만큼 벗어나 있음을 보게된다. 이상태에서 필터를 형성하면 잉크 방울이 광투과성부위를 잘못때리게 된다. 그결과 잉크가 광투과성 부위 에 균일하게 토출되지 못하여 필터 성능에 문제가 있게된다. 예비 토출단계에서 이러한 현상이 검지되면, 제21도의 Y방향조정기구(327)를 사용하여 오차량만큼 잉크젯헤드(305)를 이동시키는 것만으로도 충분하다.

제24c도는 잉크를 예비토출할 때 적색(R)잉크만 토출되지 아니한 경우를 나타낸 것이다.제24c도에서 도면 부호(343)은 토출되어야할 도트(R1)가 토출되지 아니한 상태를 나타내며(344)는 정상 상태에서 필터의 형성을 위해 사용되지 않은예비노즐로부터 토출된 도트의 위치(R2)를 나타낸다. 이러한 현상이 검지도면 제21도의 Y방향 조정기구(327)를 사용하여(d2)만큼 잉크젯 헤드를 이동시키고 노즐(R1,R4)대신에(R2,R5)을 사용하는 것만으로 충분하다.

이상의 설명은 R잉크의 경우만에 대한 것이나 G와 B잉크에도 적용된다.

이와 같은헤드 각각의 위치 수정은 필터제조에 걸리는 시간을 줄이기 위해 다수의 잉크젯 헤드를 일려로 배열하거나 또는 다수색의 잉크젯 헤드를 사용하는 경우에는 필요불가결하다. 헤드가 1개만 사용되는 경우에도 제19도의 이동기구(301)을 사용하여 오차량을 흡수할수 있다. 그러나 헤드를 여러개 사용할때에는 헤드 각각은 다른 오차량을 나타낼수가 있어 토출이 되지않는 위치가 반드시 동일 한것은 아니므로 헤드각각의 자세/위치를 조정하여야만한다.

제25도는 컬러 필터제조 장치의 동작을 나타낸 흐름도트이다. 단계S11에서 ,컬러 필터 제조 장치에 의해 착색될 기판이 제19도의 고정대(303)상에 공급된다. 단계S12에서, 공급된 기판은 진공수단과 같은 흡착수단에 의해서 고정된다. 단계S13에서, 기판 상에 형성되어 있는 정렬마크(301)가 센서(308,309)에 의해 판독된다. 기판의 위치는 이판독된 정렬 마크로부터 산출된다. 단계 S14에서, 기판은 제19도의 이동 기구(301,302)를 사용하여 정렬된다. 기판 정렬이 완료되면 ,단계S15에서 예비 토출 동작이 행해진다. 이 예비 토출 동작은 착색될 우리 기관의 여백부에 대해서 행해진다. 이 예비 토출동작은 토출 동닥을 항상 안정화 시키기 위해서 픽셀 착색전에 행해진다. 토출이 일어나지 않거나 잉크 방울의 착탄 위치가 정상 위치에서 벗어나더라도 착색 동작전에 이러한 비정상 상태가 검지될수 있어 부량품 발생을 억제할 수가 있다. 단계S16에서, 착색된 예비 토출 패턴과 BM 패턴이(306)에 의해 판독된다. 단계 S17에서, 이 판독된 예비 토출 패턴에 따라서 토출 불량이 체크된다. 더 자세하게 설명하면, 이러한 체크는 착색에 사용된 노즐로부터의 잉크 방울이 도트로서 유리 기판상에 착탈하였는지의 여부를 나타내는 이미지 데이터를 처리함으로써 행해진다. 사용될 노즐에서 토출 불량이 검지되면, 단계 S18에서 정상 동작에서 사용되어야 할 노즐이외에 사용 가능한 노즐이 있는지를 체크한다. 단계 18에서 NO이면, 단계 S28에서 그 노즐을 새로운 것으로 교체한다. 단계 S18에서 YES이면, 사용될 노즐을 변경한다. 단계 S20에서, 그 새로운 노즐의 위치가 지금까지 사용되었던 노즐의 위치로 오도록 헤드 위치가 조정 기구에 의해 이동된다.

단계 S17에서, 토출 불량이 없다고 판단되면, 단계 S21과 S22에서 예비 토출 패턴의 도트 위치와 BM 패턴의 해당부 위치가 판독된 이미지 데이터로부터 산출된다. 단계 S23에서, 도트 위치와 BM 패턴의 해당 부위 위치 사이의 오차량이 단계 S24에서, 단계 S23에서 산출된 오차량이 허용 범위를 벗어나서 픽셀의 착색에 지장을 줄 것이라고 판단되면 단계 S25에서 그 오차량이 보정된다. 단계 S24에서 단계 S23에서 산출된 오차량이 허용 범위 내에 들면 보정이 필요없다. 이 시점에서 장치는 필터를 제조할 준비가 되어 있다. 그러므로 단계 S26에서, 픽셀 착색을 행하여 유리 기판상에 필터를 형성한다. 필터가 완성되면, 단계 S27에서, 유리기판이 배출되어 필터 제조의 한 사이클이 종료된다.

이상에서 설명한 설명한 바와 같이, 상기의 실시예들에 따라서, 잉크를 유리 기판의 유효 픽셀 영역외의 예비 토출함으로써 잉크 토출 동작의 안정성이 향상될 수 있다. 그 외에도 잉크제 헤드와 픽셀 사이의 오차도 보정될 수 있다.

상기 실시예들은 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러가지로 수정 및 변형할 수 있다.

예컨대, 제12도에 도시된 패턴은 잉크가 헤드로부터 적절히 토출되었는지를 체크하는데 사용된다. 그러나 토출 분량의 유무를 체크할 수만 있다면, 그외 다른 패턴을 사용할 수도 있다. 이 경우, 사용될 패턴에 따라서 동작을 체크하는데 적당하다면 영역 센서 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.

헤드 이상 검출 패턴 착색 영역은 제10도의 위치에 배치되는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 이러한 영역이 기판 상의 다른 위치에 배치되거나 또는 기판 외의 전용 영역으로 배치되어도 상술한 것과 동일한 효과, 즉 불량품 발생의 최소화를 달성할 수 있다.

상기 실시예들에서는 X-Y-스테이지는 움직이고 잉크젯 헤드와 라인 센서 카메라는 고정되어 있다. 그러나, 잉크젯 헤드와 라인 센서 카메라가 움직이고 X-Y-스테이지가 고정되어도 좋다.

또한, 상기 실시예들에서는 TV 카메라와 이미지 처리 장치를 이용하여 잉크젯 헤드의 토출 불량과 같은 이상을 검출하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 레이저 빔이 잉크를 통과할 때 생기는 간섭 무늬를 검출하여 그러한 검출을 행해도 된다. 대안으로서, 착색된 헤드 이상 검출 패턴의 반사율과 투과율을 검출해도 된다.

상기 설명에 따라서, 본 발명은 여러 가지 잉크젯 기록 방식 중에서도 잉크 토출에 이용되는 에너지로서 열에너지를 발생하는 수단(예컨데, 전기열 변환이나 레이저광)을 구비하여 그 열 에너지를 이용하여 잉크 상태를 변화시키는 시스템의 프린트 장치에 적용된다. 이 시스템에 따르면, 고밀도 및 고 정밀 기록 동작을 실현할 수 있다.

대표적인 구성 및 원리 관해서는 예컨데 미국 특허 제4,723,129호 또는 제4,740,796호에 개시된 기본 구성을 이용하는 것이 바람직하다. 이 방식은 소위 즉시 응답형(on-damand type)장치와 연속형(continious) 장치 모두에 적용 가능하다. 특히, 즉시 응답형 장치를 사용할 때 만족스런 효과를 얻을 수가 있는데, 이것은 이 장치가 액체(잉크)를 유지하는 시트나 액체 통로(fluid passage)에 대응하여 배치된 전기열 변환기의 온도를 급속히 상승시키는, 하나 이상의 구동신호가 기록 정보에 따라서 전기열 변환기에 가해져 열에너지를 발생함으로써 기록 헤드의 열 작용면에 막비등(film boiling)을 일으켜서 액체(잉크) 내에 상기 하나 이상의 구동 신호에 대응하는 기포(bunnle)가 생성될 수 있도록 배치된 구조로 되어 있기 때문이다. 기포의 성장/수축에 의해서 방출 개구를 통해서 액체(잉크)를 토출시켜 하나 이상의 방울을 형성한다. 펄스 형상의 구동 신호를 이용하면, 기포는 즉시 적당하게 성장/수축되어 응답성이 우수한 액체(잉크)가 토출될 수 있어 더욱 바람직하게 효과를 얻을 수 있다.

이 펄스 형상의 구동신호로서는 미국 특허 제4,463,359호 또는 제4,345,262호 기재된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 열 작용면의 온도 상승률에 관련한 발명인 미국특허 제4,313,124호에 기재된 조건을 이용하면, 만족스러운 기록 결과를 얻을 수가 있다. 상기 발명들 각각에 기재된 것으로서 방출 개구, 액체 통로, 및 전기열변환기가 조합된 구성(직선 액체 통로 또는 수직액체 통로)이외에도, 미국 특허 제4,558,333호 또는 제4,459,600호에 기재된 것으로서 열작용면이 굴곡 영역에 배치된 구성을 이용해도 좋다. 그 외에도 다음을 구성들, 즉 일본 특허 공개 제59-123670호에 기재된 것으로서, 다수의 전기열 변환기의 토출부로서 작용하는 공통 슬릿을 형성한 구성과 일본 특허 공개 제59-138461호에 기재된 것으로서 열 에너지의 압력파를 흡수하는 개구를 토출부에 대응하여 배치한 구성을 이용해도 좋다.

또한, 기록 장치에 의해 기록될 수 있는 기록 매체의 최대 폭에 대응하는길이를 가진 풀 라인 타입(full line type)의 기록헤드로는, 상술한 명세서에 개시되어 있는 바와 같은 다수의 기록 헤드의 조합에 의해서 그 길이를 만족시키는 구성 또는 일체로 형성된 1개의 풀 라인 타입의 기록 헤드 구성을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 장치 본체에 장착하여서 기록 장치 본체 외의 전기적 접속이 가능한 또는 장치 본체로부터 잉크 공급이 가능한, 교환이 자유로운 칩 형태의 기록헤드, 또는 *헤드 그 자체에 일체로 설치된 카트리지 형태의 기록 헤드를 이용한 경우에 대해서도 효과적이다.

본 발명의 구성 요소로는 설치된 기록 헤드 회복 수단과 보조 수단을 추가하면 본 발명의 효과가 더욱 안정하게 되므로 바람직하다. 특히, 기록 헤드 캡핑(capping)수단, 세정 수단, 가압 또는 흡입 수단, 전기열 변환기, 별도의 다른 가열 소자 또는 이들을 조합한 예비 가열 수단, 및 기록 동작을 안정되게 행하기 위해서 기록 토출과는 독립적인 토출을 행하는 예비 토출 모드를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 실시예들에서는 액체 잉크를 사용하지만 실온 또는 그 이하의 온도에서 고화된 잉크나 실온에서 연화 또는 액화된 잉크를 사용해도 좋다. 즉, 기록신호가 공급될 때 액화될 수 있는 잉크라면 된다.

또한, 열 에너지에 의해 생긴 온도 상승이 고체 상태에서 액체 상태로의 상태 변화 에너지로 이용되는 것을 적극적으로 방지하기 위하여, 또는 잉크 증발을 방지하기 위하여, 방치 상태에서 고화되고 기록 신호에 따른 열 에너지 공급시 액화되는 잉크도 본 발명에 적용될 수 있다. 어떤 경우에서도, 액체 잉크 형태로 토출될 수 있도록 기록 신호에 따른 열 에너지 공급시 액화되는 잉크나, 또는 열 에너지 공급 후에만 액화되는 잉크, 예컨데 잉크가 기록 매체에 도달할 때에 비로서 고화되기 시작하는 잉크는 본 발명에 적용될 수 있다. 이 경우에, 잉크는 일본 특허 공개 제54-56847호 또는 제60-71260호에 기재된 것으로서 전기열 변환기에 대향하는 위치에 있는 다공질 시트의 요부(凹)나 관통 구멍에서 액체나 고체 물질로 유지되는 형태이어도 된다. 상술한 각 잉크에 대해서는 상기 막비등 방식을 채택하는 것이 가장 바람직하다.

[발명의 효과]

지금까지 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라서 하나의 기판에 다수의 컬러 필터를 형성하는데는 잉크젯 헤드 각자의 토출 불량 검출을 착색 공정의 초기에는 물론 컬러 필터 각각을 착색하기 바로 직전에 행하기 때문에 컬러 필터 불량품이 다수제조되는 일을 방지하여 컬러 필터의 양산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 헤드 이상 검출을 위해 토출 동작을 수행하는 단계가 각 컬러 필터의 착색 시퀀스에 존재하기 때문에 컬러 필터 생상성이 향상될 수 있다.

또한, 컬러 필터의 픽셀 착색 전에 기판에 대해서 예비 토출 동작을 행하므로 잉크젯 시스템의 착색 동작이 안정화될 수 있다.

본 발명은 지금까지 설명해 왔던 실시예들을 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양한 변형이나 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리 범위를 제3자인 일반 공중에 고지하기 위하여 다음과 같이 본 발명의 권리 범위를 기재한다.

Claims

잉크젯 헤드를 사용하여 기판상에 잉크를 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색시켜 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서, 컬러 필터로 가능하는 유효 픽셀 영역 내의 최소한 제1픽섹을 착색하기 전에 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터제조방법.
잉크젯 헤드를 사용하여 기판 상에 잉크를 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색시켜 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서, 한 기판 위에서 다수의 컬러 필터를 형성할 때에 각 컬러 필터의 유효 픽셀 영역내의 픽셀을 착색하기 전에 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 상기 기판상에서 상기 컬러 필터 각각의 형성 영역 이외의 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 상기 컬러 필터 각각의 대한 연속 착색 도중에 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 이미지 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 잉크가 레이저 빔을 통과하는 상태에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 잉크를 토출하여 형성된 착색부의 반사율을 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량 검출이 잉크를 토출하여 형성된 착색부의 투과율을 검출함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 열에너지를 이용하여 잉크를 토출하기 위한 헤드이고, 상기 헤드는 잉크에 공급되는 열 에너지를 발생하기 위한 열 에너지 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
잉크젯 헤드를 사용하여 기판 상에 잉크를 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색시켜 컬러 필터를 제조하는 장치에 있어서, 잉크젯 헤드, 상기 잉크젯 헤드에 대해 기판을 이동시키는 스테이지, 및 한 기판 위에 다수의 컬러 필터를 형성할 때에 각 컬러 필터의 유효 픽셀 영역내의 픽셀을 착색하기 전에 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
제10항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 열에너지를 이용하여 잉크를 토출하기 위한 헤드이고, 상기 헤드는 잉크에 공급되는 열 에너지를 발생하기 위한 열에너지 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조되는 컬러 필터에 있어서, 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 및 상기 잉크젯 헤드에서 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조되는 컬러 필터 기판에 있어서, 한 기판에 형성된 다수의 컬러 필터의 유효 픽셀 영역 사이에서 상기 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 제조된 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 디바이스에 있어서, 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역, 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 갖는 컬러 필터, 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 제조된 컬러 필터를 구비한 디스플레이 디바이스를 포함하는 장치에 있어서, 컬러 필터로 가능한 유효 픽셀 영역 및 잉크젯 헤드의 토출 불량을 검출하는 착색 영역을 갖는 컬러 필터, 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 구비한 디스플레이 디바이스, 및 이미지 신호를 상기 디스플레이 디바이스로 공급하는 이미지 신호 공급 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색시켜 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서, 상기 컬러 필터의 유효 픽셀 영역의 픽셀을 착색하기 전에 상기 기판에 대해 상기 컬러 필터의 유효 픽셀 영역의 픽셀을 착색하기 전에 상기 기판에 대해 상기 잉크젯 헤드의 예비 토출 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 예비 토출 동작이 상기 컬러 필터의 유효 픽셀 내의 픽셀들을 착색하는 단계에 뒤이은 다음 단계에서 상기 기판에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 착색 동작에 사용되는 노즐과, 착색동작에 사용되는 상기 노즐에서 토출 불량이 생길 때 사용되는 예비 노즐을 포함하고, 상기 예비 토출 동작이 착색 동작에 사용되는 상기 노즐과 상기 예비 노즐로부터 잉크를 토출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 예비 토출 동작이 잉크를 흡수하기 위해 상기 기판에 형성된 잉크 수용층 상으로 잉크를 토출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 예비 토출 동작시에 잉크의 착탄위치와 상기 컬러 필터의 픽셀 위치를 검출하는 단계와, 검출된 위치 간에 오프셋이 있을 때 상기 잉크젯 헤드의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 예비 토출 동작이 그위에 잉크를 흡수하기위한 잉크 수용층이 형성되지 않은 상기 기판 상의 영역 상으로 잉크를 토출함으로써 행해지고, 그 후에 상기 예비 토출 동작에서 토출된 잉크가 상기 기판에서 씻겨지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 예비 토출 동작이 상기 컬러 필터의 픽셀 형성 영역의 양축에 대해서 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상에 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하여 컬러 필터를 제조하는 장치에 있어서, 잉크젯 헤드, 상기 잉크젯 헤드에 대해 상기 기판을 이동시키는 스테이지, 및 상기 컬러 필터의 유효 픽셀 영역의 픽셀을 착색하기 전에 상기 기판에 대해 상기 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동을 수행하도록 하기 위해 잉크젯 헤드 및 스테이지를 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
제23항에 있어서, 상기 예비 토출 동작에서 토출된 잉크의 착탄 위치와 상기 컬러 필터의 픽셀 위치를 검출하는 검출 수단을 더 포함하되, 상기 제어 수단이 잉크의 착탄 위치와 픽셀 위치 간에 오프셋이 있을 때에 상기 잉크젯 헤드의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
제23항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 컬러 필터의 픽셀 형성 영역의 양측에 대해서 예비 토출 동작을 수행하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터에 있어서, 컬러 필터로 기능하는 유효 픽셀 영역 및 상기 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 디바이스에 있어서, 컬러 필터로 가능하는 유효 픽셀 영역과 상기 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 갖는 컬러 필터, 및 광량을 변화시키는 광량 가변 수단을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
컬러 필터의 각 픽셀을 착색하기 위해 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 제조된 컬러 필터를 구비한 디스플레이 디바이스를 포함하는 장치에 있어서, 컬러 필터로 가능하는 유효 픽셀 영역과 잉크젯 헤드의 예비 토출 작동에 의해 형성된 착색 영역을 갖는 컬러 필터, 및 광량을 변화시키는 광량 변화 수단을 일체로 포함하는 디스플레이 디바이스 및 이미지 신호를 상기 디스플레이 디바이스로 공급하기 위한 이미지 신호 공급 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
다수의 잉크 토출 노즐을 구비한 잉크젯헤드를 사용하여 잉크를 기판상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하고 이에 따라 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서, 상기 잉크젯 헤드로부터의 잉크를 상기 컬러 필터의 픽셀 형성 영역 이외의 영역상으로 예비 토출하는 예비 토출 단계, 예비 토출 단계의 착색 결과에 기초하여 착색 불량의 유무를 검출하는 검출 단계, 및 착색 불량이 검출 단계에서 검출되었을 때 각 잉크 토출 노즐을 각 픽셀에 상응하는 위치로 이동시키기 위해 상기 잉크젯 헤드의 위치를 조정하는 위치 조정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제29항에 있어서, 상기 다수의 잉크 토출 노즐이 사용될 노즐과 예비 노즐을 포함하고, 착색 불량 원인이 토출 불량일 때는 상기 사용될 노즐 대신에 상기 예비 노즐을 사용하여 잉크를 토출하기 위해서 상기 위치 조정 단계에서 상기 예비 노즐이 각 픽셀에 대응하는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제29항에 있어서, 착색 불량 원인이 토출 위치 오프셋일 때에는, 상기 위치 조정 단계에서 상기 사용될 노즐이 각 픽셀에 대응하는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
잉크젯 헤드를 사용하여 잉크를 기판 상으로 토출하여 컬러 필터의 각 픽셀을 착색하고 이에 따라 컬러 필터를 제조하는 장치에 있어서, 다수의 잉크 토출 노즐을 갖는 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드로부터의 잉크를 상기 컬러 필터의 픽셀 형성 영역 이외의 영역 상으로 예비 토출하여 형성된 잉크 도트를 검출하여 착색 불량을 검출하기 위한 검출 수단, 및 착색불량이 상기 검출 수단에 의해 검출되었을 때 각각의 잉크 토출 노즐을 각 픽셀에 상응하는 위치로 이동시키기 위해 상기 잉크젯 헤드의 위치를 조정하기 위한 위치 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
제32항에 있어서, 상기 다수의 잉크 토출 노즐이 사용될 노즐과 예비 노즐을 포함하고, 상기 착색 불량 원인이 토출 불량일 때에는 상기 사용될 노즐 대신에 상기 예비 노즐을 사용하여 잉크를 토출하기 위해서 상기 위치 조정 단계에서 상기 예비 노즐이 각 픽셀에 대응하는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
제32항에 있어서, 상기 착색 불량이 토출 위치 오프셋일 때에는 상기 위치 조정 단계에서 상기 사용될 노즐이 각 픽셀에 대응하는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.