KR100352962B1 - 칼라 필터의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조된 칼라 필터를 구비한 액정 소자 - Google Patents

Abstract

기판 상에 개구들을 갖는 블랙 매트릭스와 개구를 착색하여 얻어진 픽셀을 포함하는 본 발명의 칼라 필터 제조 방법은 각각의 개구 면적의 분포에 기초하여 칼라 필터의 착색 조건을 보정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 액정 소자는 상기 방법으로 제조된 칼라 필터와, 칼라 필터에 대향하는 대향 기판과, 칼라 필터와 대향 기판 간에서 밀봉된 액정을 포함한다.

Description

칼라 필터의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조된 칼라 필터를 구비한 액정 소자{A METHOD FOR MANUFACTURING A COLOR FILTER, AND A LIQUID-CRYSTAL DEVICE USING A COLOR FILTER MANUFACTURED BY THE METHOD}

본 발명은 칼라 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터, 자동차 항법 시스템, 소형 텔레비젼 등에 사용되는 칼라 액정 디스플레이에 응용할 수 있는 칼라 필터를 제조하는방법 및 이 방법으로 제조된 칼라 필터를 이용하는 액정 소자에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터, 특히 휴대용 퍼스널 컴퓨터의 개발에 따라, 액정 디스플레이, 특히 칼라 액정 디스플레이에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나, 이러한 디스플레이를 더욱 보급시키기 위해서는, 디스플레이의 제조 비용을 감소시킬 필요가 있다. 특히, 디스플레이의 비용 중 상당 부분을 차지하는 칼라 필터의 비용을 절감시키려는 요구가 증대하고 있다.

칼라 필터에 요구되는 특성을 만족시키면서 상기 요구에 대응하려는 여러 방법들이 제안되어 있다. 칼라 필터 제조 방법에서의 제1의 과제는 칼라 필터의 각 픽셀(착색부)을 균일하게 착색하는 것이다. 즉, 각 픽셀의 단위 면적당의 착색 물질량을 균일하게 할 필요가 있다.

종래에는, 칼라 필터 제조 방법으로서 광범위하게 사용되는 안료 분산법에서는, 착색부를 형성하는 막두께를 일정하게 함으로써 착색부의 단위 면적당 착색 물질량을 균일하게 하였다. 최근에는, 잉크젯 방법에 따른 칼라 필터 제조 방법이 제안되어 있으며, 예를 들어, 일본 공개특허공보 9-281324호 등에서는 각 픽셀에 대한 착색 정도를 균일하게 만드는 각 종 방법들이 제안되어 있다. 보다 상세히 기술하자면, 잉크젯 헤드의 노즐로부터의 잉크를 매체 상으로 미리 토출시킴으로써 각 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 구해, 구해진 결과에 기초하여 칼라 필터의 전체 착색부에서의 단위 면적당 공급되는 잉크의 양을 일정하게 한다.

본 출원인은 각 픽셀의 광학적 효과를 균일하게 하기 위한 방법을 제안하였다. 이 방법은 예를 들어, 픽셀 내에서의 착색 분포가 착색 영역 내의 위치에 따라 다르게 되어 발생하는 것으로 고려되는 색 불균일성을 감소시키기 위한 것이다. 광학적 효과는 픽셀의 착색 농도를 나타낸다. 보다 상세히 기술하자면, 광학적 농도는 착색 농도에 관련되는 물리량이다. 이러한 물리량으로서, 관련된 칼라 필터의 실제 사용 상태와 동일한 조건에서 광을 투과할 때 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속(radiant flux)을 사용하는 것이 바람직한 것으로 여겨진다. 실제로, 칼라 필터의 조명은 각 픽셀마다 전체적으로 동일하지 않지만, 대부분의 경우, 조명은 실제로 동일한 것으로 처리될 수 있다. 이러한 경우, 상기 물리량으로서 일정한 입사 광량에 대한 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속을 사용한다.

그러나, 광학적 효과를 균일하게 하기 위해 각 픽셀을 투과하는 광의 조사 플럭스를 측정할 때, 블랙 매트릭스의 개구 면적이 다르면 픽셀을 투과하는 광의 조사 플럭스가 다르므로 동일한 착색 농도에서도 광학적 효과가 다르게 된다. 따라서, 측정된 칼라 필터에서 균일한 광학적 효과를 제공하도록 착색 조건을 보정하더라도, 새로이 착색될 칼라 필터에서 블랙 매트릭스의 개구 면적이 다르면 광학적 효과가 다르게 된다.

본 발명의 목적은 블랙 매트릭스의 각 개구 면적의 분포 영향을 고려하여 착색 조건을 정확히 보정함으로써 색 불균일성을 갖지 않는 칼라 필터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조 방법으로 제조된 칼라 필터를 사용하는 액정 소자를 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 기판 상에 개구를 갖는 블랙 매트릭스와 그 개구를 착색하여 얻어진 픽셀을 포함하는 칼라 필터의 제조 방법은 각 개구의 면적 분포에 기초하여 칼라 필터에 대한 착색 조건을 보정하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는, 칼라 필터의 각 픽셀의 광학적 효과에 대한 블랙 매트릭스의 각 개구 면적의 분포를 고려하여, 블랙 매트릭스의 각 개구 면적의 분포로 인한 색 불균일성을 개선시킬 수 있다.

본 발명에서는, 칼라 필터의 블랙 매트릭스의 각 개구 면적을 평가함으로써, 블랙 매트릭스의 각 개구 면적을 측정하기 위한 수단 또는 단계가 불필요해져, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.

특히, 착색될 영역을 복수의 주사 영역으로 분할하고 각 주사 영역을 동일한 착색 조건으로 착색하여 칼라 필터를 제조할 경우, 동일한 착색 조건을 가진 픽셀의 광학적 효과의 측정값 간의 차가 각 개구 면적 간의 차에 반영된다. 따라서, 측정값을 비교함으로써 개구 면적을 추정할 수 있다. 또한, 측정값을 이용하여 이들 픽셀 간에 위치된 픽셀의 개구 면적을 선형 보간에 의해 결정할 수 있다. 착색될 영역을 복수의 주사 영역으로 분할하여 착색하면, 인접한 주사 영역 간의 경계에서 색 불균일성이 발생하는 경향이 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이러한 색 불균일성을 개선시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 액정 소자는 상기 방법으로 제조된 칼라 필터, 상기 칼라 필터에 대향하는 대향 기판, 및 상기 칼라 필터와 상기 대향 기판 간에서 밀봉된 액정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칼라 필터 제조 방법의 기본 공정을 도시하는 흐름도.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 필터의 광학적 효과와 각 개구 면적을 측정하기 위한 장치를 도시하는 투시도.

도 3은 본 발명에서 사용되는 드로잉 장치를 도시하는 투시도.

도 4는 본 발명에서 잉크가 기판 상에 공급되어진 상태를 도시하는 평면도.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 칼라 필터의 착색 영역을 도시하는 평면도.

도 6은 본 발명에서 각 개구 면적을 보상하지 않고도 보정된 착색 조건으로 착색된 칼라 필터의 광학적 효과를 도시하는 다이어그램.

도 7은 본 발명에서 각 개구 면적을 보상하여 보정된 착색 조건으로 착색된 칼라 필터의 광학적 효과를 도시하는 다이어그램.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제1 방법에 따른 잉크젯 방법을 이용한 칼라 필터 제조 방법을 도시하는 다이어그램.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제2 방법에 따른 잉크젯 방법을 이용한 칼라필터 제조 방법을 도시하는 다이어그램.

도 10은 도 8a 내지 도 8f에서 도시된 공정에 따라 제조된 칼라 필터를 포함하는 액정 소자를 도시한 개략 단면도.

도 11은 도 9a 내지 도 9d에서 도시된 공정에 따라 제조된 칼라 필터를 포함하는 액정 소자를 도시한 개략 단면도.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 칼라 필터 제조 방법의 기본 공정을 도시하는 흐름도.

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 칼라 필터 제조 방법의 기본 공정을 도시하는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

41 : 기판

42 : 블랙 매트릭스

43 : 수지 조성물층

44 : 포토마스크

47 : 잉크젯 헤드

본 발명의 상기 및 그 외의 목적, 이점, 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하는 이하의 상세한 기술로부터 명백해 질 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칼라 필터 제조 방법에서는, 칼라 필터의 광학적 효과 및 각 개구 면적의 분포를 구한다. 광학적 효과에서 각 개구 면적의 분포 영향을 제거시킴으로써, 칼라 필터에 대해 색 균일성을 제공하기 위한 착색 조건이 특정된다.

지금부터, 제1 실시예에 따른 칼라 필터 제조 방법에 대해 도 1의 흐름도를 참조하면서 기술하기로 한다.

우선, 실제로 제조된 칼라 필터로부터 기준 칼라 필터를 추출한다. 이 기준 칼라 필터가 나중에 제품으로서 출하될 수 있다.

다음에는, 기준 칼라 필터의 각 픽셀의 광학적 효과를 구한다. 상술된 바와 같이, 통상적으로는 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속을 일정한 입사광으로서 사용하고, 본 발명에서는 광학적 효과로서 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 요지로부터, 사용자 또는 검사자에 따라서 광학적 효과로서 각 픽셀의 착색 농도에 관련된 임의 물리량을 사용할 수 있다. 따라서, 직접 광 측정 방법을 사용하지 않을 수 있다. 보다 상세히 기술하자면, 착색부가 막 형태로 제공되는 칼라 필터에서는, 예를 들어, 각 착색부의 두께를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 전체 픽셀의 광학적 효과를 계산하는 방법을 고려할 수 있다.

다음에는, 최종적으로 착색되어질 각 픽셀의 착색 조건을 결정한다. 즉, 광학적 효과와 착색 조건 간의 관계를 미리 구해, 그 관계, 광학적 효과의 설계값, 및 기준 칼라 필터의 착색 조건에 기초하여 보정될 착색 조건을 결정한다. 착색 조건은 예를 들어, 착색될 부분에 잉크를 공급하여 착색부를 형성하는 공정에서, 착색될 각 부분에 공급되는 잉크의 양, 잉크에서의 착색 물질의 비율, 및 각 잉크 액적의 배치, 적하 순서 및 타이밍을 포함한다.

다음에는, 기준 칼라 필터의 각 픽셀의 개구 면적의 분포를 다음 두 방법, 즉 각 개구 면적을 실제로 측정하는 방법과, 각 개구 면적을 추정하는 방법 중 하나를 이용하여 구한다.

각 개구 면적을 측정하는 방법에는 두 방식이 있다. 제1 방식에서는, 각 개구의 형상을 광학 수단에 의해 추정하고, 개구 면적을 그 측정 결과에 기초하여 계산한다. 제2 방식에서는, 각 개구 면적의 형상을 측정하지 않고, 직접 개구 면적을 구한다. 제2 방식에서는, 예를 들어, 개구를 포함하는 영역 상으로 일정한 강도의 광을 조사한다. 그 개구를 투과하는 광을 광 센서로 감지하여, 그 광 센서에 입사하는 광의 방사속으로부터 개구 면적을 구한다.

각 개구 면적을 추정하는 방법에서는, 착색 영역 내에 동일한 착색 조건으로 착색된 픽셀들이 확실히 존재할 경우, 이들 픽셀들의 광학적 효과의 값 간에서의 차는 대응하는 개구 면적 간의 차를 나타낸다. 따라서, 각 개구 면적을 광학적 효과의 값 간의 차에 기초하여 추정할 수 있다.

보다 상세히 기술하자면, 착색될 영역을 복수의 주사 영역으로 분할하고, 각각의 주사 영역을 동일한 조건으로 착색할 경우, 각 주사 영역에는 동일한 착색 조건으로 착색된 픽셀이 존재하게 된다. 동일한 조건으로 착색된 픽셀 간의 광학적 효과 간의 차는 실제로 이들 픽셀들 개구 면적 간의 차를 나타내므로, 개구 면적의 상대값을 추정할 수 있다. 또한, 인접 주사 영역에서 동일한 착색 조건으로 착색된 픽셀 간의 광학적 효과 간의 차는 이들 픽셀들 개구 면적 간의 차를 나타내는 것으로 고려되어, 이들 픽셀 간에 위치된 픽셀의 개구 면적을 선형 보간에 따라 추정할 수 있다. 이 경우, 주사 영역 내의 픽셀의 광학적 효과를 적절히 측정하고, 각 주사 영역에서 동일한 착색 조건으로 착색된 픽셀을 적절히 선택하여 그 픽셀의 개구 면적을 추정하고, 그 개구 면적을 착색 조건이 보정되도록 보상하여 착색 조건을 보정함으로써, 각 주사 영역 내의 개구 면적 간의 차로 인한 색 불균일성을, 특히 인접한 주사 영역의 경계에서 발생하는 색 불균일성을 개선시킬 수 있다.

본 발명의 가장 중요한 특징은 광학적 효과의 측정값에 대한 각 개구 면적의분포 영향을 제거하여 후속 칼라 필터에 대한 착색 조건을 보정하는 공정을 갖는 것이다.

각 픽셀의 개구 면적의 설계값을 개구 면적의 실제 측정값 또는 추정값과 비교하여, 픽셀의 광학적 효과에 대한 개구 면적의 영향을 보상한다. 이러한 목적을 위해서는, 개구 면적과 광학적 효과 간의 관계를 실제로 구하거나 추정할 필요가 있다.

이러한 관계를 실제로 구하기 위해서는, 상이한 개구 면적의 블랙 매트릭스를 갖는 여러 기판을 실제로 제조하고, 이 기판을 일정한 착색 조건으로 착색하여 칼라 필터를 제조하고, 각 칼라 필터의 광학적 효과를 측정하는 것이 바람직하다.

이러한 관계를 추정하기 위해, 예를 들어, 광학적 효과와 개구 면적 간의 관계를 선형인 것으로 가정한다. 다른 방식에서는, 광학적 효과으로서 일정한 광으로 조명되어진 각 픽셀의 개구를 투과하는 광의 방사속을 이용할 경우, 투과광량은 개구 면적에 비례하는 것으로 가정한다.

실제 개구 면적의 영향을 보상하는 계산에서, 측정 또는 추정된 개구 면적을 개구 면적의 설계값으로 나누어 구해진 값을 보정 계수로서 사용하여, 개구 면적의 영향을 광학적 효과의 값에 기초하여 보정된 착색 조건을 그 보정 계수에 따라 보정함으로써 상쇄시킨다. 물론, 실제로 충분한 정확도를 갖기만 하면 임의 추정 방법을 채용할 수도 있다.

통상적으로는, 모든 픽셀에 대해 개구 면적의 동일한 설계값을 사용한다. 픽셀에 따라 설계값이 달라질 경우에는, 각 픽셀마다 설계값에 기초하여 착색 조건의 보정량을 구하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는 모든 픽셀 또는 일부 픽셀에 대해 설계값의 중간값 등의 대표값을 이용함으로써 이 단계의 속도를 증가시킬 수 있다. 착색 영역 내에서의 색 불균일성의 요구만이 엄격하고 전체 착색 영역에서의 평균 착색 농도에 대해서는 비교적 큰 오차가 허용된다면, 설계값 대신 모든 픽셀 또는 일부 픽셀(단 하나의 픽셀의 경우도 포함)의 개구 면적의 중간값, 최대값, 최소값 등을 사용할 수도 있다.

상기 공정에 따르면, 기준 칼라 필터의 각 픽셀에 대한 착색 조건은 광학적 효과의 측정값에 대한 픽셀의 개구 면적의 영향을 제거시킨 후에 보정되어, 새로운 칼라 필터의 착색 공정은 보정된 착색 조건으로 행해진다. 착색 조건은 착색 영역 내에서 각 픽셀의 개구 면적이 일정하고, 특히 설계값의 경우에 최적이 되도록 보정된다. 따라서, 보정된 착색 조건으로 새로이 착색된 칼라 필터에서는, 전체 칼라 필터에서의 색 불균일성은 블랙 매트릭스의 개구 면적이 일정할 경우 기준 칼라 필터에서보다 개선된다. 개구 면적이 일정하여 거의 설계값과 동일하면, 이상적인 칼라 필터가 얻어진다.

기준 칼라 필터의 개구 면적 분포의 영향이 제거되지 않을 경우, 기준 칼라 필터의 개구 면적의 분포가 새로운 칼라 필터의 개구 면적의 분포에 가산된 상태에서 새로운 칼라 필터의 색 불균일성이 나타난다. 그러나, 본 발명에 따르면, 착색 영역 내의 색 불균일성은 새로운 칼라 필터의 블랙 매트릭스의 개구 면적의 분포에 의해서만 초래된다.

본 발명의 제조 방법에서, 투명 기판 상에 착색될 부분에 잉크젯 방법에 따라 잉크를 공급하여 착색 부분을 형성함으로써 칼라 필터의 픽셀을 착색하는 방법을 사용하는 것이 바람직한 데, 이는 단위 면적당 잉크량, 픽셀 내의 잉크량의 분포 등의 여러 착색 조건을 설계할 수 있기 때문이다. 보다 상세히 기술하자면, 잉크젯 방법에 따른 칼라 필터 제조 방법은 잉크를 흡수하는 수지 조성물층에 잉크를 공급하여 수지 조성물층을 착색함으로써 착색 부분을 제공하는 제1 방법과, 블랙 매트릭스의 개구에 잉크를 공급하여 잉크 자체를 경화시킴으로써 착색 부분을 제공하는 제2 방법을 포함한다. 이들 두 방법 각각에 대해 이하에서 바람직한 예를 들어 기술하기로 한다.

제1 방법

보다 구체적으로, 제1 방법에서, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스와 잉크 흡수성이 광 조사 또는 광 조사에 이은 열처리에 의해 증가 또는 감소되는 수지 조성물층을 형성하고, 수지 조성물층의 소정 영역에 대해 광 조사 또는 광 조사에 이은 열처리를 행함으로써 높은 잉크 흡수성을 갖는 착색될 부분과, 이 착색될 부분보다 낮은 잉크 흡수성을 갖는 착색되지 않을 부분을 형성하고, 착색될 부분에 잉크 젯 방법에 따라 잉크를 공급하여 착색될 부분을 착색함으로써 착색 부분을 형성하고, 착색 부분에 대해 광 조사 또는 열처리를 행하여 수지 조성물층 전체를 경화시키는 것이 바람직하다.

도 8a 내지 도 8f는 제1 방법의 공정의 예를 도시한 도면이다. 도 8a 내지 도 8f는 수지 조성물층의 잉크 흡수성이 광 조사, 또는 광 조사에 이은 열처리에 의해 감소(또는 소실)되는 경우의 공정도이다. 지금부터 각 공정들에 대해 설명하기로 한다. 도 8a 내지 도 8f는 다음 공정 (a)­(f)에 대응하는 개략적인 단면도이다.

공정 (a)

투명 기판(41) 상에 블랙 매트릭스(42)를 형성한다. 기판(41)으로서 유리 기판을 통상적으로 사용하지만, 기판(41)은 유리 기판에만 한정되지 않는다. 임의의 다른 기판이 필수적인 특성, 예를 들면 컬러 필터에 요구되는 투명도, 필요 기계 강도 등을 가진다면 기판(41)으로서 사용될 수 있다.

또한, 블랙 매트릭스(42)는 어떠한 문제점도 발생시키지 않고도 수지 조성물층(43)(후술됨)을 형성한 후 형성될 수 있거나, 수지 조성물층(43)을 착색한 후 이 층 상에 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스(42)는 통상적으로 스퍼터링 또는 진공 증착에 의해 금속막을 형성하고나서, 형성된 막을 포토리소그래피에 따라 패터닝함으로써 형성된다. 그러나, 블랙 매트릭스(43)를 형성하는 방법은 이러한 방법에 한정되지는 않는다.

공정 (b)

광 조사 또는 광 조사에 이은 열처리에 의해 경화되고 잉크 흡수성이 광이 조사된 부분에서 감소되는 수지 조성물을 기판(41)상에 도포함으로써 필요에 따라 프리베이킹(prebaking)을 행함으로써 수지 조성물층(43)을 형성한다. 아크릴 수지, 에폭시 수지, 아미드 수지 등이 수지 조성물용 기재 수지로서 사용되지만, 이러한 수지에 국한되지 않는다. 광, 또는 광과 열에 의해 교차 결합 반응을 일으키기 위해서는, 광-기폭제(photo-initiator)(교차 결합제)를 사용할 수 있다. 중크롬산염, 비사자이드(bisazide) 화합물, 라디컬형 기폭제, 양이온형 기폭제, 음이온형 기폭제 등이 광 기폭제로서 사용될 수 있다. 또한, 이 광 기폭제들 중 일부를 혼합하거나, 이들 광 기폭제들 중 하나를 감광제와 결합시킬 수 있다. 또한, 교차 결합제와 함께 광-산(photo-acid) 생성제, 예컨대 오늄 염(onium salt) 등을 사용할 수 있다. 교차 결합 반응을 가속시키기 위해, 광 조사후 열처리가 수행될 수도 있다.

수지 조성물층(43)은 코팅 방법, 예컨대 스핀 코팅, 롤(roll) 코팅, 바(bar) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅 등에 의해 형성될 수 있다. 이 코팅 방법은 특정 방법에 한정되지는 않는다.

공정 (c)

광 조사가 블랙 매트릭스(42)에 의해 차단되는 영역 상의 수지 조성물층(43)에 대해 포토마스크(44)를 사용하여 패턴 노출을 행하고 나서, 이 노출된 부분을 경화시킴으로써, 노출된 부분의 잉크 흡수성이 감소되어 비착색 부분이 형성된다. 비노출된 영역은 높은 잉크 흡수성을 가진 채로 남아 있어 착색될 부분(46)을 형성한다. 비착색 부분(45)이 항상 필요하지는 않지만, 인접한 착색될 부분(46) 간에 잉크 흡수성이 낮은 비착색 부분(45)을 제공함으로써 인접한 착색 부분들 간의 색 혼합을 방지할 수 있다. 블랙 매트릭스(42)를 구성하는 광 차단 부분을 경화시키기 위한 개구를 갖는 포토마스크가 포토마스크(44)로서 사용된다. 블랙 매트릭스(42)에 인접한 부분에서 탈색되는 것을 방지하기 위해, 블랙 매트릭스(42)의 광 차단 폭보다 좁은 개구를 갖는 마스크를 사용하는 것이 바람직하다.

공정 (d)

착색될 부분(46)에는 잉크젯 헤드(47)로부터 소정의 착색 패턴에 따라 R(레드), G(그린) 및 B(블루)를 갖는 잉크(48)가 공급되어 착색 부분(49)을 형성한다.

착색용 잉크로서 염료(dye)형 또는 안료(pigment)형 잉크가 사용될 수 있다. 잉크는 액체 또는 고체일 수 있다. 수성 잉크를 사용하는 경우, 수지 조성물층(43)은 높은 흡수성을 갖는 것이 바람직하다. 실온에서 액체 상태가 되는 잉크는 물론, 실온 또는 그 이하의 온도에서 응고되고 실온에서 부드러워지거나 액화되는 잉크를 사용할 수도 있다. 통상의 잉크젯 방법에서는, 잉크 자체는 일반적으로 30℃­70℃의 범위 이내의 온도로 제어되어 잉크의 점도는 안정한 범위 이내가 된다. 따라서, 잉크가 토출되는 동안 액체 상태의 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

전열 변환기를 에너지 생성 소자로서 사용하는 버블젯형 헤드와, 압전 소자를 사용하는 피에조(piezo)젯형 헤드 등을 잉크젯 방법에 사용할 수 있고, 착색될 면적과 착색 패턴은 임의적으로 설정(set)될 수 있다. 본 발명에서는, 전열 변환기를 활용한 잉크젯 헤드가 특히 바람직한 데, 이는 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크 액적의 크기, 착색될 부분에서 단위 면적당 잉크 액적의 개수, 잉크 액적이 적하되는 위치 등을 자유롭게 변경할 수 있기 때문이다.

공정 (e)

필요한 경우 잉크를 건조한 후, 기판(41)의 전체 표면에 광을 조사하여 착색 부분(49)을 경화시킨다. 열처리를 광 조사 대신에 행할 수도 있다.

공정 (f)

필요에 따라 보호층(50)을 형성한다. 보호층(50)으로서 예를 들면, 광경화, 열경화 또는 광경화/열경화 수지층, 또는 진공 증착, 스퍼터링 등에 의해 형성된 무기막을 사용할 수 있다. 컬러 필터의 형태로 투명하고, 후속 공정, 예컨대 ITO(indium tin oxide)의 형성, 배향막의 형성 등에서 견디는 임의의 막을 사용할 수 있다.

잉크 흡수성이 광 조사 또는 광 조사에 이은 열처리에 의해 증가하는(또는 나타나는) 수지 조성물을 사용하는 경우, 화학 증폭으로 인한 반응을 활용하는 시스템을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 아세틸 그룹 등에 의해 셀룰로스 파생물,예컨대 하이드록시프로필(hydroxypropyl) 셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스 등의 하이드록시(hydroxy) 그룹을 에스테르화(esterify) 또는 블럭킹(blocking)함으로써 얻어진 화합물(예를 들면, 셀룰로스 아세테이트형 화합물 등)과; 아세틸 그룹 등에 의해 높은 분자 알콜, 예컨대 폴리비닐 알콜 등, 또는 그 파생물 등의 하이드록시 그룹을 에스테르화 또는 블럭킹함으로써 얻어진 화합물(예컨대, 폴리비닐 아세테이트형 화합물 등)과; 트리메틸실리(trimethylsilyl) 그룹 등에 의해 노볼라크(novolak) 수지, 예컨대 크레졸 노볼라크 등, 폴리파라하이드록시스티렌(polyparahydroxystyrene), 또는 그 파생물의 하이드록시 그룹 에스테르화 또는 블럭킹함으로써 얻어진 화합물 등이 기재 수지로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 사용될 기재 수지는 이러한 화합물에만 한정되지는 않는다.

본 발명에서는, 노출에 의해 잉크 흡수성의 상당한 차를 제공하기 위하여, 일반적으로, 친수성 그룹으로 변환될 수 있는 기능 그룹의 변환율은 적어도 30％가 바람직하다. IR(infrared rays), NMR(nuclear magnetic resonance) 등을 활용하는 스펙트럼 분석은 친수성 그룹을 정량하는 방법으로서 효과적이다.

트리페닐설포늄(triphenylsulfonium) 헥사플루오르안티모네이트(hexafluoroantimonate) 등의 오늄 염과; 예컨대 트리클로로메틸 트리아진(trichloromethyl triazine) 등의 할로겐화된 유기 화합물과; 냅토퀴논(naphtoquinone) 디아자이드(diazide) 또는 그 파생물이 광 기폭제로서 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에서 사용될 광 기폭제는 이러한 화합물에 한정되지 않으며, 광이 조사된 부분의 잉크 흡수성이 광 조사, 또는 광 조사에 이은 열처리에 의해 증가된다면 임의의 화합물이 사용될 수도 있다.

이러한 수지 조성물을 사용하는 경우, 투명 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스를 마스크로서 사용하고, 기판의 배면을 노출시킴으로써 블랙 매트릭스에 의해 차단된 영역 이외의 영역을 노출시킬 수 있다.

제2 방법

도 9a 내지 도 9d는 제2 방법의 공정을 나타낸 도면이다. 도 9a 내지 도 9d에서는 도 8a 내지 도 8f에 나타난 것과 동일한 구성 요소들을 동일한 참조 부호로 표시하였다. 도 9a 내지 도 9d는 각각 다음 공정 (a) 내지 (d)에 대응하는 개략적인 단면도들이다.

공정 (a)

우선, 투명 기판(41) 상에 블랙 매트릭스(51)를 형성한다. 이 블랙 매트릭스(51)는 잉크가 공급될 때 상이한 컬러를 갖는 인접한 잉크 재료들의 색 혼합을 방지하기 위한 격벽(partition) 부재로서도 동작한다(후술됨). 블랙 염료를 포함하는 레지스트(resist)를 블랙 매트릭스(51)로서 사용하고, 통상의 포토리소그래피에 따라 패터닝하는 것이 바람직하다. 상술된 컬러 혼합을 방지하기 위해, 블랙 매트릭스(51)는 잉크 반발성을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 상술된 격벽 및 광 차단 기능을 제공하기 위해, 블랙 매트릭스(51)의 두께는 적어도 0.5㎛인 것이 바람직하다. 블랙 매트릭스(51) 내의 개구는 착색될 부분으로서 기능한다.

공정 (b)

R, G, B 칼라를 갖는 잉크 재료(52)가 잉크젯 헤드(47)로부터의 소정의 착색 패턴에 따라 제공되어 블랙 매트릭스(51)의 개구를 채운다.

본 발명에서 사용된 잉크는 에너지가 제공됨으로써 경화되고 통상적으로 착색 재료를 포함하는 수지 화합물을 포함한다. 통상의 염료, 또는 안료를 착색 재료로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 안쓰라퀴논 염료, 아조 염료(azo dye), 트리페닐메탄(triphenylmethane) 염료, 폴리메틴(polymethine) 염료 등이 염료로서 사용될 수도 있다.

에너지, 예컨대 열처리, 광 조사 등이 제공됨으로써 경화되는 수지는 잉크용으로 사용된다. 보다 구체적으로, 공지된 수지와 교차 결합제의 결합을 열경화성 수지로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 하이드록실 그룹 또는 카록실(caroxyl) 그룹을 포함하는 중합체와 멜라민의 혼합물, 히이드록실 그룹 또는 카르복실기(carboxyl) 그룹을 포함하는 중합체와 셀룰로스 반응형 화합물의 혼합물, 에폭시 수지와 레졸(resol) 수지의 혼합물, 에폭시 수지와 아민의 혼합물, 에폭시 수지와 카르복실기 산 또는 산 무수물의 혼합물, 에폭시 화합물 등이 열경화성 수지로서 사용될 수도 있다. 상업적으로 이용 가능한 네가티브 레지스터 등과 같은 알려진 수지를 광경화성 수지로서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 각 종 용매를 잉크에 첨가시킬 수 있다. 잉크젯 방법에서는 잉크 토출의 관점에서, 물과 수용성 유기 용매의 혼합된 용매를 사용하는 것이 바람직하다.

소망하는 특성을 제공하기 위해, 필요하다면, 상기 성분들에 더하여 표면 활성제, 기포 방지제, 부패 방지제 등을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들어, 상업적으로 입수 가능한 수용성 염료 등을 첨가하는 것도 가능하다.

물 또는 수용성 유기 용매에서 용해되지 않는 상기 수지들 중에서 광경화 또는 열경화 수지용으로서 그 수지가 안정되게 배출될 수 있다면, 물과 수용성 유기 용제 이외의 용매를 사용할 수도 있다. 특히, 광에 의해 경화되는 단량체를 사용할 때, 그 단량체 중에 염료를 용해시켜 얻어진 비용매 타입의 수지가 사용될 수도 있다.

공정 (c)

수지 블랙 매트릭스(51)의 개구에 제공된 잉크(52)가 열처리, 광조사, 또한 광 조사에 이은 열처리에 의해 경화되어 착색부(53)가 형성된다.

공정 (d)

필요하다면 보호층(50)을 형성한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 새로 제조될 컬러 필터의 개구의 면적의 영향을 고려하여, 개구의 면적에 상관없이 각 픽셀의 광학적 효과가 동일한 컬러 필터를 얻는 것이 가능하다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 새로 제조될 컬러 필터의 개구의 면적의 영향을 고려하면서도 기준 컬러 필터의 개구의 면적의 영향은 제거되지 않았다.

다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터를 이용한 액정 장치에 대하여 설명하기로 한다. 도 10 및 도 11은 도 8a 내지 도 8f 및 도 9a 내지 도 9d에 도시된 공정에 따라 형성된 컬러 필터들을 포함한 액티브 매트릭스 액정 소자들의 개략적인 단면도들이다. 도 10 및 도 11의 각각에는, 공통 전극(62), 배향막(63), 기판(65), 픽셀 전극(66), 배향막(67), 및 액정 화합물(68)이 도시되어 있다. 도 10 및 도 11에서, 도 8a 내지 도 8f 및 도 9a 내지 도 9d에 도시된 것들과 같은 구성 요소들은 동일 참조 부호를 병기하였다.

칼라 디스플레이의 액정 소자는 일반적으로 서로 대향하도록 조립된 칼라 필터측 기판(41)과 TFT(박막 트랜지스터) 기판(65) 사이에서 액정 화합물(68)을 밀봉함으로써 형성된다. TFT 기판(65)의 내면 상에 매트릭스 형태로 TFT(도시 안됨)와 투명 픽셀 전극(66)이 형성된다. 기판(41)의 내면 상에는 픽셀 전극(66)에 대향하는 위치에 R, G, B 착색부(49 또는 53)가 배열되고 칼라 필터층 전체 상에 투명 공통 전극(62)이 형성되도록 칼라 필터층이 제공된다. 공통 전극(62)과 투명 픽셀 전극(66) 각각 상에는 배향막(63 및 67)이 형성된다. 배향막(63 및 67)에 대해 러빙 처리를 행함으로써, 액정 분자들이 일정 방향으로 정렬될 수 있다.

기판(41 및 65) 각각의 외면 상에 분극판(도시 안됨)이 결합된다. 형광 램프(도시 안됨)와 백라이트로서의 산란판(도시 안됨)의 결합체를 사용하고 액정 화합물(68)을 백라이트 광의 투과율을 변화시키기 위한 광 셔터로서 동작시킴으로써 통상적으로 디스플레이가 행해진다.

본 발명의 액정 소자에서는, 단지 본 발명의 칼라 필터만을 사용하기만 하면 된다. 액정 소자의 종래 기술을 다른 부품의 재료 및 제조 방법에도 적용시킬 수있다.

예 1

예 1에서는, 전열 변환기를 사용한 잉크젯 헤드를 사용하여 12.1 인치(307mm)의 대각선 크기를 갖는 착색 영역에 각각 수직 방향으로 600 픽셀과 수평 방향으로 800 픽셀(각 칼라당)이 형성되어진 R, G, B 스트라이프 배열을 갖는 칼라 필터를 제조하였다. 제조한 칼라 필터 중 하나를 기준 칼라 필터로서 추출하였다.

각 픽셀의 개구 면적 및 광학적 효과를 도 2에서 도시된 장치를 사용하여 측정하였다. 도 2에서, 이미지 처리 장치(1)는 CCD(전하 결합 소자) 카메라로부터 이미지 신호를 수신하여, 실제로 각 픽셀의 개구 면적 및 광학적 효과를 측정한다. 퍼스널 컴퓨터(2)는 측정 장치 전체를 제어하고, 각 픽셀의 측정된 광학적 효과 및 측정된 개구 면적으로부터 새로운 칼라 필터의 착색 조건을 도출해 낸다. 퍼스널 컴퓨터(2)는 또한 착색 조건을 드로잉될 이미지로서 전달하기 위해 착색 장치(후술됨)와 통신한다. 광학 현미경(3)은 투명 조명(도시 안됨)에 대향하여 조명된 기준 칼라 필터(6)의 이미지를 집속한다. XY 단(4)은 기준 칼라 필터(6)의 임의 픽셀을 광학 현미경(3)의 시계 내의 일부로 이동시킬 수 있다. 흑백 CCD 카메라(5)는 광학 현미경(3)에 의해 집속된 이미지를 전기 신호로 변환시켜, 이 전기 신호를 이미지 처리 장치(1)로 전달한다. CCD 카메라(5)로서 칼라 CCD 카메라를 사용할 수 있다. 샤프한 이미지를 얻기 위해서는, 지동 포커스 장치가 제공될 수 있다.

칼라 필터를 착색하는 공정은 도 3에서 도시된 드로잉 장치를 이용하여 행해졌다. 도 3에서, 드로잉될 이미지(11)는 도 2에서 도시된 측정 장치(이미지 처리 장치(1))로부터 전달되어진 착색 조건을 나타낸다. 드로잉 데이타 생성 장치(13)는 잉크젯 헤드와 피딩 장치(후술됨)를 링크된 상태로 이동시키는 각 신호를 발생한다. 참조 부호(15a 내지 15c)는 R, G, B 각각의 잉크젯 헤드를 나타내고, 이들 각각은 용매 중에 대응하는 칼라의 염료를 용해시켜 얻어진 잉크를 제공한다. 피딩 장치(16 및 17)는 기판(20)과 잉크젯 헤드(15a 내지 15c) 간의 상대 위치를 단(18)을 잉크젯 헤드(15a 내지 15c)와 협동하여 구동시킴으로써 변화시킨다. 이로써 기판(20) 상에 착색될 부분을 소정의 착색 조건으로 착색시킬 수 있다. 참조 부호(19)는 드로잉 패턴을 나타낸다.

지금부터 예 1에서의 착색 조건에 대해 기술하기로 한다. 예 1에서는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 단위 면적당 잉크 액적수가 착색 조건에 따라 변화한다. 도 4에는 위로부터 보여지는 바와 같이 기판 상으로 잉크를 공급하는 방법이 도시되어 있다. 도 4에서, 블랙 매트릭스(21)가 기판 상에 형성된다. 참조 부호(22)는 블랙 매트릭스(21)의 개구를 나타낸다. 참조 부호(23)는 착색될 부분(도 8c 및 도 8d에서 도시된 부분(46)에 대응)을 나타낸다. 참조 부호(24)는 잉크 반발성을 갖는 착색되지 않을 부분(도 8c 내지 도 8f에서 도시된 부분(45)에 대응)을 나타낸다. 참조 부호(25 내지 27)는 잉크 액적을 나타낸다. 앙크 액적은 적어도 한번의 주사 동작에 의해 공급된다. 예 1에서는, 잉크 액적은 3회의 주사 동작으로 공급되었다. 즉, 잉크 액적(25)은 제1 주사 동작에서 간헐적으로 적하되었고, 각 잉크 액적(26)은 제2 주사 동작에서 대응하는 잉크 액적(25)에 인접한 위치 상에 적하되었고, 각 잉크 액적(27)은 제3 주사 동작에서 잉크 액적(25 및 26)이 연결되도록 적하되었다. 잉크 액적(25 내지 27)은 상이한 체적을 가질 수 있다. 예 1에서는, 잉크 액적(25 내지 27) 간의 간격에 의해 착색 조건을 보정하였다.

지금부터 착색 조건의 보정에 대해 기술하기로 한다. 우선, 도 2에서 도시된 측정 장치를 사용하여 일정한 조사를 갖는 광으로 조명할 때 기준 칼라 필터의 각 픽셀의 개구를 투과하는 방사속을 픽셀의 광학적 효과로서 사전에 측정하였다. 일정한 조사를 갖는 광으로 조명할 때 각 픽셀의 개구를 투과하는 방사속의 변화율과 잉크 액적 간의 간격 변화율 간의 관계도 또한 사전에 구하였다. 이러한 관계는 잉크 액적 간의 상이한 간격을 갖는 여러 샘플들을 준비하여 도 2에서 도시된 측정 장치를 이용하여 상기 방사속을 측정함으로써 구해졌다. 기준 칼라 필터와 동일한 블랙 매트릭스를 갖는 기판에서 색 불균일성없이 착색을 실현하기 위한 잉크 액적 간의 간격은 구해진 변화율 간의 관계, 각 픽셀의 개구를 투과하는 광의 방사속, 기준 칼라 필터의 잉크 액적 간의 간격, 및 각 픽셀의 개구를 투과하는 광의 방사속의 설계값 간의 관계로부터 구해졌다.

그러나, 각 픽셀의 개구 면적이 항상 기준 칼라 필터와 실제로 착색될 기판에서 동일한 것은 아니다. 그러므로, 착색 조건을 제어하는 이러한 방법에 의해 더 강한 색 불균일성이 나타날 수 있다.

따라서, 기준 칼라 필터의 각 픽셀의 개구 면적을 도 2에서 도시된 측정 장치를 사용하여 측정하였다. 이러한 측정에서, 각 픽셀의 개구와 블랙 매트릭스 간의 경계를 픽셀의 이미지를 나타내는 휘도 신호로부터 구하였다. 보다 상세히 기술하자면, 개구와 블랙 매트릭스가 속하는 각 지점을 일정한 임계값을 사용하여 결정하고 그 개구에 속하는 지점을 지정하였다. 그 측정 결과로서 경계가 지정되어 그 경계로 둘러싸인 개구 면적이 구해졌다.

다음에, 픽셀의 광학적 효과에 대한 각 픽셀의 개구 면적의 영향은 상기 측정한 개구 면적의 결과에 기초하여 다음과 같이 제거되었다.

각 픽셀의 블랙 매트릭스의 개구 면적을 개구 면적의 설계값으로 나누어 구해진 값을 개구 면적의 영향을 보상하기 위한 보정 계수로서 사용하였다. 기준 칼라 필터의 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속으로부터 도출된 잉크 액적 간의 간격을 보정 계수로 곱하였다. 기준 칼라 필터의 개구 면적차를 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속으로부터 직접 도출된 잉크 액적 간의 간격에 직접 반영시켰다. 따라서, 구해진 간격을 상기 보정 계수로 곱함으로써, 개구 면적으로 인한 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속의 변화율이 상쇄되어, 잉크 액적 간의 간격은 설계된 개구 면적에 대응하는 광학적 효과가 제공되도록 보정된다.

예 2

예 2에서는, 착색될 영역을 복수의 주사 방향으로 분할하여 인접 주사 영역에서 동일한 착색 조건을 갖는 픽셀의 광학적 효과의 값을 비교함으로써, 픽셀의 블랙 매트릭스의 개구 면적 간의 차를 추정하여 착색 조건을 보정하였다. 또한, 픽셀 간에 존재하는 픽셀의 착색 조건의 선형 보간을 행함으로써, 개구 면적에 의해 영향을 받는 색 불균일성을 개선하였다.

예 1에서와 같이, 12.1 인치(307mm)의 대각선 크기를 갖는 착색 영역에 각각수직 방향으로 600 픽셀과 수평 방향으로 800 픽셀(각 칼라당)이 형성되어진 R, G, B 스트라이프 배열을 갖는 칼라 필터를 제조하였다.

도 5는 예 2에서 칼라 필터의 착색될 영역을 복수의 주사 영역으로 분할하여 착색하는 방법을 도시한다. 도 5에서, 참조 부호(31)는 칼라 필터를 구성하는 기판을 나타낸다. 착색 영역(32)에 착색 픽셀이 배열되어 있다. 착색 영역(32)은 주사 영역(34a 내지 34d)으로 분할된다. 잉크젯 헤드(33a 내지 33c) 각각은 대응하는 칼라를 위한 207개 노즐을 갖고 있고, 대응하는 주사 영역을 주사 방향으로 주사하면서 잉크를 공급한다. 도 5에서 A - D는 동일 노즐로부터 잉크가 제공되는 픽셀을 나타낸다.

픽셀 A - D는 동일 착색 조건으로 착색되므로, 일정한 조사를 갖는 광으로 조명될 때 픽셀 A - D 각각의 개구를 투과하는 방사속은 초기에는 동일한 값을 갖는다. 그러나, 실제로는 블랙 매트릭스의 개구 면적 간의 차로 인해 방사속의 값이 달라진다. 따라서, 단지 한 주사 영역의 개구를 투과하는 방사속을 측정하여 측정값에 기초하여 모든 주사 영역의 착색 조건을 보정할 경우, 칼라 필터의 각 픽셀의 광학적 효과 값은 도 6에서 도시된 바와 같이 된다. 이 경우, 픽셀 번호 208 내지 414를 갖는 주사 영역에서만 투과 광량을 측정하였다. 도 6에서, 횡축은 각 픽셀의 번호를 나타내고, 종축은 일정한 조사를 갖는 광으로 조명될 때 각 픽셀의 개구를 투과하는 방사속을 입사 광량으로 나누어 구한 값을 나타낸다. 도 6에서 횡축은 도 5에서 도시된 칼라 필터의 측방향에서의 위치를 나타낸다.

도 6으로부터 알수 있는 바와 같이, 이러한 측정 방법에 따르면, 픽셀 번호208 내지 414의 영역 내에서 광학적 효과가 균일하더라도, 주사 영역 사이(픽셀 번호 207과 208, 414와 415 사이)의 경계에서는 광학적 효과가 불연속되어 사용자와 검사자는 강조된 색 불균일성으로 인식하게 된다. 이러한 색 불균일성이 발생하는 것은 픽셀 번호 208 내지 414를 갖는 측정 영역에서 블랙 매트릭스의 개구 면적 분포가 보상되지 않기 때문에 새로운 칼라 필터의 광학적 효과에 대한 개구 208 내지 414의 면적 분포의 영향으로 인한 것이다.

따라서, 도 5에서는, 각 픽셀을 투과하는 광의 방사속을 픽셀 번호 208 내지 237 및 픽셀 번호 415 내지 444를 갖는 각 30개 픽셀에 대해 측정하였다. 픽셀 번호 415 내지 444를 갖는 각 픽셀을 투과하는 광의 얻어진 방사속과 해당 픽셀로부터 207 픽셀에 의해 분리된 대응하는 픽셀을 투과하는 광의 얻어진 방사속 간의 차(즉, 동일 노즐로부터의 잉크가 공급되는 픽셀을 투과하는 방사속 간의 차)를 구하고, 30 픽셀쌍을 투과하는 방사속 간의 각 차값의 평균값을 구하였다. 평균값을 207로 나누어 얻어진 값을 A라 한다. 다음에, 상기 값 A를 픽셀 번호 208 내지 414의 각 픽셀의 위치를 곱하여 얻어진 광량의 다음 보정값을 픽셀을 투과하는 광량에 가산시킴으로써 픽셀을 투과하는 방사속은 해당 영역의 중심 픽셀 311을 기준 픽셀로 만드는 선형 보간 처리되어진다.

광량의 보정값 = A × (픽셀 번호 - 311)

그 결과, 픽셀 번호 208 내지 414의 각 픽셀을 투과하는 방사속으로부터 개구 면적의 분포 영향이 제거된다. 따라서, 보정된 방사속에 기초하여 대상 영역 내의 각 픽셀의 착색 조건을 보정함으로써, 각 주사 영역 내의 색 불균일성 및 인접한 주사 영역 간의 경계에서의 색 불균일성이 개선된다. 상기 보정에서는, 픽셀 번호 311을 갖는 픽셀이 기준 픽셀로 되었지만, 픽셀 번호 208 내지 414 중 임의 픽셀을 기준 픽셀로 할 수 있다. 또한, 이들 픽셀 모두 또는 일부의 평균값을 사용할 수 있다. 또, 대상 픽셀을 투과하는 방사속의 설계값을 사용할 수 있다.

상술된 바와 같이, 새로운 칼라 필터의 착색은 개구 면적의 분포 영향을 제거시키는 보정을 행한 후 행해졌다. 도 7에서는 얻어진 칼라 필터의 각 픽셀의 광학적 효과의 값을 도시한다. 도 7로부터 명백한 바와 같이, 도 6에서 문제로 되었던 인접한 각 영역의 경계에서의 색 불균일성, 및 픽셀 번호 1 내지 207, 415 내지 621, 및 622를 갖는 각 주사 영역 내에서의 색 불균일성이 개선된 것을 알 수 있다.

상기 실시예 중 하나의 제조 방법에 따라 복수의 칼라 필터를 제조하였고, 제조된 칼라 필터에 대해 숙련된 검사자가 감각적인 평가를 행하였다. 평가 결과는 색 불균일성이 전혀 인식되지 않았거나, 검사한 필터에서 실용상의 문제점을 일으키지 않을 정도로만 인식된 것으로 나타났다.

본 발명자들은 또한 "색 불균일성이 전혀 인식되지 않음 또는 실용상의 문제점을 일으키지 않을 정도로만 인식", "추정값과의 개구 면적의 편차", 색 불균일성이 전혀 인식되지 않을 경우의 임계점 간에 상관이 존재한다는 것을 발견하였다.

여러 개구 면적의 분포를 갖는 기판을 사용하여 상기 실시예 중 하나의 공정에 따라 추정값과의 개구 면적의 여러 편차값을 갖는 칼라 필터를 제조하였고, 편차값을 숙련된 검사자에 의한 감각적인 평가 결과와 비교하였다. 비교 결과를 다음표에서 도시하였다.

다음표에서는, 각 픽셀마다 개구 면적의 추정값과 실제값 간의 차를 구하고, 차의 최대값을 개구 면적으로 나누어 구한 값을 %로 나타내었다. 다음표에서는, 결과들은 실험 횟수가 증가할수록, 개구 면적의 추정값과 실제값 간의 차가 증가하도록 배열하였다.

실험 횟수	개구 면적의 추정값과실제값 간의 차	감각 평가 결과
12345678910111213141516171819	0.36%0.38%0.38%0.39%0.40%0.42%0.42%0.43%0.43%0.43%0.43%0.44%0.44%0.46%0.47%0.48%0.48%0.51%0.52%	AAAAAABAAAAAAABAAAB

A: 색 불균일성이 전혀 인식되지 않음

B: 색 불균일성이 실용 상의 문제를 일으키지 않을 정도로 인식됨

상기 표로부터 개구 면적의 추정값과 실제값 간의 차가 0.51%이거나 그 이하일 경우, "색 불균일성이 인식되지 않음"의 칼라 필터가 얻어진다는 것을 알 수 있다. 차가 0.40%이거나 그 이하일 경우, 모든 칼라 필터에서 색 불균일성이 인식되지 않았다. 얻어진 결과로부터 픽셀의 개구 면적의 분포를 추정하는 방법에서, 개구 면적의 추정값과 실제값 간의 차는 0.51% 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.40% 이하이다.

본 발명에 따르면, 블랙 매트릭스의 개구 면적의 분포로 인한 색 불균일성을 개선시킬 수 있다. 그러므로, 블랙 매트릭스의 개구 면적이 기판 간에서 또는 기판 내에서 다르더라도, 색 불균일성이 적은 칼라 필터를 고 수율로 제조할 수 있다. 따라서, 이러한 칼라 필터를 사용하여 우수한 칼라 디스플레이를 제공하는 액정 소자를 저 비용으로 제공할 수 있다.

도면에서 윤곽으로 도시된 개개 부품들은 칼라 필터 제조 방법 및 액정 소자 분야에서는 공지되어 있으며 그들의 구성 및 동작은 본 발명을 실시하기 위한 동작 또는 최적의 실시예에 중요한 것은 아니다.

비록 본 발명을 상기 실시예에 대해서만 기술 및 도시하였지만, 본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주 내에서는 여러 변형 및 등가 실시예를 포함하는 것으로 이해된다. 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주는 이러한 모든 변형 및 등가물을 포함하도록 광의적으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

1. 기판 상에 개구들을 갖는 블랙 매트릭스와 상기 개구를 착색하여 얻어진 픽셀을 포함하는 칼라 필터의 제조 방법에 있어서,

   상기 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 공정,

   상기 블랙 매트릭스의 상기 개구의 면적을 측정하는 공정,

   상기 개구 면적의 분포에 기초하여 상기 칼라 필터의 착색 조건을 보정하는 공정, 및

   상기 착색 조건에 기초하여 착색되야 하는 부분에 잉크를 공급하여 착색함으로써 착색 부분을 형성하는 공정

   을 포함하는 칼라 필터의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 개구 면적의 분포는 기준 칼라 필터의 각 개구 면적의 분포를 포함하는 칼라 필터의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 개구 면적의 분포는 새로이 제조될 칼라 필터의 각 개구 면적의 분포를 포함하는 칼라 필터의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 착색 조건은 상기 개구 면적이 일정할 때 상기 각 픽셀의 광학적 효과가 균일하게 되도록 보정되는 칼라 필터의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 광학적 효과는 상기 칼라 필터를 균일한 조사로 조명할 때 상기 개구 각각을 투과하는 광의 방사속을 포함하는 칼라 필터의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 각 개구 면적의 분포는 상기 각 개구 면적을 측정하여 얻어지는 칼라 필터의 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 각 개구 면적의 분포는 기준 칼라 필터의 착색 영역을 복수의 주사 영역으로 분할하고, 상기 주사 영역 각각을 동일 조건으로 착색하고, 상기 각 주사 영역에 존재하는 동일한 착색 조건을 갖는 픽셀의 광학적 효과의 측정값을 비교함으로써 추정되는 칼라 필터의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 인접한 상기 주사 영역에 존재하는 동일한 착색 조건을 갖는 픽셀의 광학적 효과의 측정값을 서로 비교하고, 상기 픽셀의 각 개구 면적 분포를 상기 측정값으로부터 추정하고, 상기 픽셀 간에 존재하는 픽셀의 개구 면적을 선형 보간에 따라 결정하는 칼라 필터의 제조 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 각 개구 면적의 분포의 추정값과 실제값 간의 차는 상기 실제값의 0.51%이거나 또는 그 이하인 칼라 필터의 제조 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라 필터의 픽셀을 착색하는 공정은 잉크젯 방법에 따라 잉크를 상기 기판에 공급하는 공정을 포함하는 칼라 필터의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 착색 조건은 상기 공급된 잉크량을 변화시켜 보정되는 칼라 필터의 제조 방법.
12. 제10항에 있어서, 잉크는 수지 조성물층 내에서 착색될 부분에 공급되는 칼라 필터의 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 착색될 부분 사이에는 착색되지 않을 부분이 존재하는 칼라 필터의 제조 방법.
14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크젯 방법에 따라 상기 기판 상의 개구에 잉크가 공급되고, 상기 공급된 잉크가 경화되는 칼라 필터의 제조 방법.
15. 액정 소자에 있어서,

    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 칼라 필터와,

    상기 칼라 필터에 대향하는 대향 기판과,

    상기 칼라 필터와 상기 대향 기판 간에서 밀봉된 액정

    을 포함하는 액정 소자.