KR100705644B1 - 헤드들의 토출 시간 스케줄로 잉크젯 프린트를 위한 컬러필터 제조 장치 및 방법 - Google Patents

헤드들의 토출 시간 스케줄로 잉크젯 프린트를 위한 컬러필터 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드들의 토출 시간 스케줄로 잉크젯 프린트를 위한 컬러 필터 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 컬러 필터 제조 장치에서는, 하나의 헤드 드라이버 또는 복수의 헤드 드라이버들이 스케줄 데이터에 따라 헤드별 토출 제어 신호를 생성하고, 헤드 어레이를 구성하는 헤드들은 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 일정 토출 주파수로 잉크를 토출한다.
잉크젯, 컬러 필터, 스케줄 데이터, 토출 제어

Description

헤드들의 토출 시간 스케줄로 잉크젯 프린트를 위한 컬러 필터 제조 장치 및 방법{Color Filter Manufacturing Apparatus and Method for Inkjet Printing with Jet Time Schedule of Heads}
도 1은 일반적인 LCD 패널에서 컬러 필터의 용도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 하나의 헤드를 이용한 컬러 필터 제조 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 헤드 어레이를 이용한 컬러 필터 제조 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 헤드 어레이의 틸팅 각도에 따라 컬러 필터 제조에 소요되는 시간을 설명하기 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 헤드 어레이에 의하여 잉크가 유리 기판에 토출되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 컬러 필터 제조 장치의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 헤드 어레이의 토출 시간에 대한 스케줄을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 토출 방식이 삼색 헤드 어레이 세트에 의하여 이루어질 수 있는 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 토출 방식이 트라이앵글 구조의 컬러 필터에도 적용될 수 있는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
510: 토출 스케줄 저장부
520: 헤드 드라이버
530: 헤드 어레이
531, 532, 535: 노즐
920: 복수의 헤드 드라이버들
930: 헤드 어레이
11, 12, 13: R/G/B 헤드 어레이
본 발명은 컬러 필터 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 픽셀의 세로 방향으로 설치된 잉크젯 헤드 어레이를 구성하는 헤드들 각각이 안료 또는 염료(이하 '잉크'라 통칭함)를 토출하는 시간을 스케줄링하여, 컬러 필터의 제조에 소 요되는 시간을 줄이기 위한 컬러 필터 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 TFT-LCD 패널(100)에서 컬러 필터의 용도를 설명하기 위한 도면이다. 일반적인 TFT(박막 트랜지스터: Thin Film Transistor)-LCD(액정 표시 장치: Liquid Crystal Display)에서, 상기 TFT-LCD(100) 패널은 이미지 데이터를 받아 사용자가 일정 이미지를 볼 수 있도록 디스플레이 하는데 이용된다. 상기 TFT-LCD(100) 패널은 휴대폰, 디지털 카메라, 컴퓨터 화면이나 텔레비전 화면 등 일정 이미지를 표시하기 위한 모든 장치에 이용될 수 있다.
상기 TFT-LCD 패널(100)은 전계를 형성하기 위한 다수의 전극들을 구비하는 하판(110)과 상판(120)으로 구성되고, 하판(110)과 상판(120) 사이에는 액정층으로 이루어져 있으며, 이외에도 빛을 편광(polarizing)시키기 위하여 하판(110)과 상판(120) 각각에 부착되는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 TFT-LCD 패널(100)에서 빛의 밝기는 액정 분자를 재배열시키기 위한 픽셀 전극에 계조(gray level)에 따른 전압을 인가함으로써 조절된다. 상기 TFT-LCD 패널(100)의 하판(110)에는 계조 전압이 픽셀 전극에 인가되도록 스위칭하기 위하여, 픽셀 전극에 연결된 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 다수의 스위칭 소자들이 구비된다. 상기 TFT-LCD 패널(100)의 상판(120)에는 백 라이트에 의한 빛이 삼색 컬러로 표시되도록 하기 위하여, 각 픽셀(pixel)을 위하여 R(red), G(green), B(blue)의 셀들로 이루어진 컬러 필터가 구비된다. 컬러 필터 패턴의 각 셀 사이에는 하판(110)의 TFT, 게이트(gate) 라인 또는 소스(source) 라인 등의 부분을 가리기 위한 블랙 매트릭스가 존재한다.
이와 같은 컬러 필터의 제조를 위하여, 종래에는 블랙 매트릭스를 만들고, 여기에 컬러 PR(포토 레지스트: Photo Resist)의 도포와 노광 및 현상 공정 등을 진행하였으나, 이와 같은 방식에서는 제조 시간이 많이 소요되고, 재료의 낭비가 있는 등 비효율적인 면이 있어, 잉크젯 프린트 방식이 개발되고 있다. 잉크젯 프린트 방식에서는 PR을 제거하는 패터닝 공정을 제거하고, 종이에 그림을 그리듯이 바로 R, G, B 각각의 컬러 필터 셀들을 프린트(print)하는 형태로 공정이 진행되므로, 공정 단순화에 의하여 제조 시간을 크게 줄일 수 있고, 재료를 절약할 수 있다.
도 2와 같이, 하나의 잉크젯 헤드를 통하여 동색(예를 들어, R 컬러) 필터 셀들에 잉크 드롭(drop)을 토출하는 방식이 이용될 수 있다. 그러나, 이와 같이 하나의 헤드를 이용하는 방식은, 하나의 컬러 필터를 완성하기 위하여 모든 셀들을 하나씩 스캔(scan)하면서 잉크를 토출하므로, 제조 시간이 많이 소요된다.
따라서, 도 3과 같이, 복수의 잉크젯 헤드로 구성된 헤드 어레이가 이용될 수 있다. 도 3에서, 헤드 어레이에 형성되는 잉크 토출을 위한 노즐들(nozzle)은 수백 마이크로 미터 내지 수 밀리 미터의 피치(pitch)로 배열되고, 이들을 통하여 각 컬럼(column)의 필터 셀들의 정확한 위치에 해당 색상의 잉크 드롭이 토출되도록 하여 컬러 필터를 제조한다. 노말(normal) 공정에서는 상기 헤드 어레이를 기울이지 않고 유리 기판의 해당 위치에 잉크를 프린트할 수 있다. 그러나, 노말 공정에서는 동색 잉크 드롭 토출을 위한 노즐들의 위치가 필터 셀들의 위치와 상당 부분에서 다른 경우에 제조 시간이 많이 소요되므로, 많은 노즐들이 필터 셀들의 위치와 일치하는 다른 노즐 피치의 헤드 어레이를 재 제작하여 사용하여야 하는 문제 점이 있다.
또한, 노말 공정에서는 해당 필터 셀들에 동색 잉크 드롭을 토출하는 노즐들의 수가 상대적으로 적으므로, 컬러 필터를 제조하는 전체 시간이 많이 소요된다. 예를 들어, 도 4와 같이, 헤드 어레이를 유리 기판에 대하여 θ1 -> θ2로 틸팅(tilting)하는 경우에, 동색 잉크 드롭을 토출하는 노즐들의 수를 점점 더 늘릴 수 있다. 따라서, 컬러 필터를 제조하는 전체 시간을 줄이기 위하여, 헤드 어레이를 틸팅하는 방식이 많이 사용된다.
그러나, 이와 같은 틸팅 방식에서는, 상기 노말 방식에 비교하여 헤드 어레이가 유리 기판 전체를 스캔(scan)하기 위한 점유 공간이 커진다. 또한, 이와 같은 틸팅 방식에서, 실제 제조에 들어가기 전에 틸팅 각도의 설정을 위하여 많은 노력이 요구된다. 뿐만 아니라, 틸팅 각도를 설정하는 방식만으로는 하나의 헤드 어레이를 이용하여 모든 해상도의 컬러 필터를 제조할 수는 없다. 다시말하여, 헤드 어레이를 틸팅하여 복수의 노즐들이 동색 잉크 드롭을 토출할 수 있는 각도를 찾아 안정적인 공정을 셋업(set up)하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 공정이 셋업 되었다 하더라도 TFT-LCD 패널의 해상도 변경에 따라 픽셀 피치가 달라지는 경우에, 헤드 어레이의 틸팅 만으로 공정을 셋업 할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이때에는, 틸팅 방식에서도 해당 헤드 어레이를 재 제작해야 한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 소요 시간을 줄이고, 헤드 어레이를 반영구적으로 사용할 수 있도록 하기 위 하여, 픽셀의 세로 방향으로 설치된 잉크젯 헤드 어레이를 구성하는 헤드들 각각이 잉크 토출 시간에 대한 스케줄 데이터에 따라 프린트하는 컬러 필터 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 잉크젯 헤드 어레이가 스케줄 데이터에 따라 픽셀의 세로 방향으로 프린트하는 컬러 필터 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 컬러 필터 제조 장치는, 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 저장하는 저장부; 상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 헤드 드라이버; 및 복수의 헤드들로 구성되고, 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 헤드 드라이버로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 헤드 어레이를 포함한다.
여기서, 상기 헤드 어레이는 컬러 필터 셀의 세로 방향으로 놓인 상기 복수의 헤드들을 통하여 상기 잉크 드롭을 토출한다.
또한, 상기 헤드 어레이는 제1 컬러, 제2 컬러, 및 제 3컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이들을 가지는 어레이 세트일 수 있고, 상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이 각각에 구성된 헤드들은 상기 헤드 드라이버로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 상기 잉크 드롭을 토출한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 컬러 필터 제조 장치는, 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 저장하는 저 장부; 상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 토출 제어 신호를 생성하는 복수의 헤드 드라이버들; 및 복수의 헤드들로 구성되고, 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 복수의 헤드 드라이버들 각각으로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 헤드 어레이를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 제조 방법은, 복수의 헤드들로 구성된 헤드 어레이를 이용하여 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서, 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 수신하는 단계; 상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 헤드들 각각에서 상기 생성된 헤드별 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 단계를 포함한다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치(500)를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 상기 컬러 필터 제조 장치(500)는 토출(jet) 스케줄(schedule) 저장부(510), 헤드 드라이버(head driver)(520) 및 헤드 어레이(head array)(530)를 포함한다.
상기 컬러 필터 제조 장치(500)는 휴대폰, 디지털 카메라, 컴퓨터 화면이나 텔레비전 화면 등을 위한 TFT-LCD 패널 등에 사용될 수 있는 컬러 필터를 제조하는 데 이용될 수 있도록 제안되었다. 상기 컬러 필터 제조 장치(500)는 잉크젯 프린트 방식으로 컬러 필터 셀들을 프린트할 수 있다.
본 발명에서는, 도 6과 같이, 상기 헤드 드라이버(520)에 의하여 구동되는 상기 헤드 어레이(530)가 TFT-LCD 패널의 픽셀, 즉, 유리 기판 상에 프린트될 컬러 필터 셀의 세로 방향과 평행하게 놓인 상태에서 잉크 드롭(drop)을 토출(jet)한다. 이에 따라, 헤드 어레이(530)의 틸팅(tilting)이 없으므로 공정을 위한 점유 공간이 작아진다. 특히, 본 발명에서는, 상기 헤드 드라이버(520)에 다운로드(download)되는 상기 토출 스케줄 저장부(510)로부터의 스케줄 데이터에 의하여, 한 번 스캔된 유리 기판의 영역은 다시 스캔될 필요가 없도록 할 뿐만 아니라, TFT-LCD 패널의 해상도가 달라지더라도 상기 헤드 어레이(530)의 재 제작 없이, 단지 잉크 토출 시간에 대한 상기 스케줄 데이터 만의 수정에 의하여 모든 컬러 필터를 제조할 수 있도록 한다.
도 5의 컬러 필터 제조 장치(500)의 동작 설명을 위하여 도 7의 흐름도가 참조된다.
먼저, 상기 토출 스케줄 저장부(510)에는 상기 헤드 어레이(530)에 의한 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들이 저장되어 있다. 상기 토출 스케줄 저장부(510)에 저장되는 상기 복수의 스케줄 데이터들에 대해서는 도 8의 설명에서 좀더 자세히 기술된다.
상기 헤드 드라이버(520)는 상기 토출 스케줄 저장부(510)로부터 상기 복수의 스케줄 데이터들을 하나씩 차례로 수신한다(S710). 이에 따라, 상기 헤드 드라 이버(520)는 상기 수신되는 복수의 스케줄 데이터들 각각에 따라 그에 대응하는 헤드별 토출 제어 신호를 생성한다(S720). 이와 같이 생성된 헤드별 토출 제어 신호는 상기 헤드 어레이(530)을 구성하는 복수의 헤드들 각각으로 출력된다(S730). 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 헤드 드라이버(520)로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 유리기판에 토출한다(S740). 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들로부터 유리기판으로 잉크 드롭이 토출되기 전에, 상기 유리기판에는 컬러 필터 셀들의 사이에 놓이는 블랙 매드릭스가 이미 형성되어 있다고 가정한다.
여기서, 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들 각각은 도 6과 같이, 컬러 필터 셀의 세로 방향에 평행하게 놓인 상태에서 해당 노즐을 통하여 상기 잉크 드롭을 토출한다. 상기 헤드 드라이버(520)는 하나이고, 상기 헤드 드라이버(520)가 상기 토출 스케줄 저장부(510)로부터 하나의 스케줄 데이터를 다운로드 하기 위해서는 일정 시간, 예를 들어, 30 마이크로 초(micro second) 정도 소요되고, 상기 헤드 드라이버(520)가 상기 수신된 스케줄 데이터로부터 해당 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 데에도 일정 시간, 예를 들어, 20 마이크로 초 정도 소요된다. 이와 같이, 상기 헤드 드라이버(520)는 상기 토출 스케줄 저장부(510)로부터의 스케줄 데이터 수신과 해당 헤드별 토출 제어 신호의 생성을 반복하고, 이때, 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들 각각은 해당 토출 제어 신호에 따라 잉크 드롭을 유리기판에 토출한다. 이때, 하나의 컬러 필터 셀의 프린트를 위해서는 5 내지 7의 잉크 드롭이 해당 셀 위치에 토출 되어야 한다(도 2 참조). 이를 위하여, 도 6과 같이, 유리기판 또는 상기 헤드 어레이(530)가 일정 이송 장치(미도시)에 의하여 컬러 필터 셀의 세로 방향으로 일정 속도(Varr)로 이송되며, 이때 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들 각각은 잉크 드롭을 토출하기 시작하는 시간부터 일정 토출 주파수로 잉크를 유리기판에 토출한다.
TFT-LCD 패널의 해상도에 맞는 일정 컬러 필터를 제조하기 위하여, 잉크가 유리 기판상에 토출될 위치는 상기 해상도에 따른 픽셀 어레이의 규격으로 정해져 있다. 상기 헤드 어레이(530)가 상기 이송 방향으로 한번 스캔함에 따라, 한번의 스캔에 의하여 스캔된 영역에 있는 해당 모든 컬러 필터 셀들이 프린트되도록 하기 위해서는, 상기 컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이(530)에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출한다.
도 8은 본 발명에 따른 헤드 어레이(530)의 토출 시간에 대한 스케줄을 설명하기 위한 도면이다.
상기 토출 스케줄 저장부(510)에 저장되는 상기 복수의 스케줄 데이터들은 상기 헤드 어레이(530)에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들 각각의 위치와 유리기판 상의 해당 컬러 필터 셀을 위한 상기 잉크 드롭의 토출 위치에 의하여 결정된다. 도 8과 같이, 상기 헤드 어레이(530)를 유리기판 상에 놓을 때, 상기 컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들을 기반으로 상기 복수의 스케줄 데이터들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 헤드 어레이(530) 의 상기 복수의 헤드들의 노즐들에 대한 상대적인 상기 유리기판 상의 토출 위치들과의 거리 차이를 결정하고, 거리 차이가 같은 토출 위치들에 대하여 상기 헤드 어레이(530)의 해당 헤드들이 같은 시간에 구동되도록 상기 스케줄 데이터를 결정 할 수 있다. 여기서, 상기 거리 차이와 해당 헤드들에 관한 정보를 상기 스케줄 데이터로서 할 수 있다. 거리 차이가 같은 해당 헤드들과 그 때의 거리 차이별로 서로 다른 복수의 스케줄 데이터들이 결정된다.
이에 따라, 상기 헤드 드라이버(520)는 상기 스케줄 데이터들을 차례로 받아 상기 헤드별 토출 제어 신호를 생성한다(도 7의 S710, S720). 상기 헤드별 토출 제어 신호는 해당 스케줄 데이터에 따라 잉크가 토출될 위치에서 액티브되는 일정 파형을 가진다. 상기 헤드별 토출 제어 신호는 잉크 토출 주파수를 가지는 일정 펄스 형태일 수 있다.
상기 생성된 헤드별 토출 제어 신호가 헤드 어레이(530)로 출력되면(S730), 컬러 필터 셀의 세로 방향으로 상기 헤드 어레이(530) 또는 상기 유리기판이 일정 속도(Varr)로 이송 됨에 따라, 상기 헤드 어레이(530)에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들(Y0)에 있는 해당 헤드들은 해당 노즐들(531, 532)을 통하여 동시에 일정 토출 주파수로 잉크 드롭을 토출하기 시작한다(도 7의 S740). 상기 헤드 어레이(530)에 구성된 헤드들 및 그 노즐들의 수는 수백 개, 예를 들어 128개일 수 있다. 이때, 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되지 않는 위치들에 있는 헤드들은 해당 노즐(535)과 상기 해당 노즐(535)로부터 가장 가까운 유리기판 상의 다음 토출 위치(Y2) 사이의 거리 차이(dL)만큼 딜레이(delay)(dL/Varr)된 후 동시에 일정 토출 주파수로 잉크 드롭을 토출하기 시작한다. 여기서, 상기 복수의 헤드들 각각(예를 들어, 531)은 도 8과 같이, 이웃하는 헤드의 노즐이(예를 들어, 535)가 토출하기 시작한 컬러 필터 셀의 위치(Y2) 이전의 토출 위치(Y1)까지 잉크 드롭을 토출함을 알 수 있다.
여기서, 컬러 필터 셀의 세로 방향으로 유리기판 또는 상기 헤드 어레이(530)가 이송 됨에 따라, 상기 헤드 어레이(530)에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되지 않는 위치들에 있는 헤드들은, 해당 노즐(535)과 상기 다음 토출 위치(Y2) 사이의 거리 차이(dL)가 짧은 경우에, 상기 가장 가까운 다음 토출 위치(Y2)로부터 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들의 피치(Ldrop)만큼 더 떨어진 위치(Y3)에서 잉크 드롭을 토출하기 시작한다. 즉, 상기 거리 차이(dL)만큼 이송하는 시간이, 상기 헤드 드라이버(520)에서 해당 스케줄 데이터를 받아 해당 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 시간(위의 예에서, 50마이크로 초)보다 작다면, 해당 헤드의 노즐(535)이 정상적으로 상기 토출 위치(Y2)에서 잉크를 토출하지 못하기 때문이다. 이는 해당 토출 제어 신호의 파형이 상기 헤드 드라이버(520)에서 정상적으로 만들어지지 않아, 해당 헤드에 인가되는 전압이 충분치 못한 경우를 예상한 것으로서, 이때에는 해당 헤드의 노즐(535)이 상기 가장 가까운 다음 토출 위치(Y2)로부터 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들의 피치(Ldrop)만큼 더 떨어진 위치(Y3)까지의 딜레이((dL+ Ldrop)/Varr) 후에 잉크 드롭을 토출하기 시작하도록 하였다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치(900)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 상기 컬러 필터 제조 장치(900)는 헤드 어레이(930)에 구성된 복수의 헤드들 각각을 따로따로 구동하는 복수의 헤드 드라이버들(920)을 가진다.
도 5에서는 하나의 헤드 드라이버(520)가 헤드 어레이(530)에 구성된 복수의 헤드들을 모두 구동해야 하므로, 상기 헤드 드라이버(520)가 상기 헤드 어레이(530)의 상기 복수의 헤드들의 노즐들에 대한 상대적인 상기 유리기판 상의 토출 위치들과의 거리 차이에 따라서, 서로 다른 스케줄 데이터를 처리하여 여러 번 반복적으로 해당 토출 제어 신호를 생성하였다. 그러나, 이와 같은 상기 헤드 드라이버(520)의 처리 부담을 줄이기 위하여, 도 9의 복수의 헤드 드라이버들(920)이 이용된다.
상기 복수의 헤드 드라이버들(920) 각각은 복수의 스케줄 데이터들을 저장하는 임의의 메모리(예를 들어, 도 5의 510)로부터, 상기 헤드 어레이(930)의 복수의 헤드들의 노즐들에 대한 상대적인 상기 유리기판 상의 토출 위치들과의 거리 차이에 따른 해당 스케줄 데이터를 수신하고, 상기 수신된 스케줄 데이터에 대응되는 토출 제어 신호를 생성한다.
이때, 상기 헤드 어레이(930)의 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 복수의 헤드 드라이버들(920) 각각으로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하기 시작한다. 이때에도, 상기 헤드 어레이(930)는 컬러 필터 셀의 세로 방향과 평행하게 놓인 상태에서 상기 복수의 헤드들을 통하여 일정 토출 주파수에 따라 상기 잉크 드롭을 토출하고, 상기 복수의 헤드 드라이버들(920) 각각은 상기 헤드 어레이(930)의 길이만큼 이송된 후에, 반복적으로 같은 스케줄 데이터에 따라 상기 잉크 드롭을 토출한다.
도 5의 헤드 어레이(530)와 마찬가지로, 상기 헤드 어레이(930)에서, 컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이(930)에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출한다. 이때, 매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 해당 노즐과 상기 해당 노즐로부터 가장 가까운 유리기판 상의 상기 잉크 드롭의 다음 토출 위치 사이의 거리 차이만큼 이송 된 후 상기 잉크 드롭을 토출한다. 이때에는 유리기판의 모든 영역이 프린트 될 때까지, 상기 복수의 헤드 드라이버들(920) 각각은 다시 스케줄 데이터를 다운로드 받지 않으므로, 도 8의 거리 차이(dL)만큼 이송하는 시간(dL/Varr)이, 상기 헤드 드라이버들(920)에서 해당 스케줄 데이터를 받아 해당 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 시간(위의 예에서, 50마이크로 초)보다 작은 지에 대한 고려는 불필요하다.
도 10은 본 발명에 따른 토출 방식이 삼색 헤드 어레이 세트에 의하여 이루어질 수 있는 일례를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 도 5 및 도 9의 헤드 어레이는, R(Red) 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 제1 어레이(11), G(Green) 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 제2 어레이(12), 및 B(Blue) 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 제3 어레이(13)를 한 세트로 하는 헤드 어레이 세트일 수 있다. 이때에는, 상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이 각각에 구성된 헤드들이 헤드 드라이버(520/920)로 부터 출력되는 각 어레이별 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 해당 컬러의 잉크 드롭을 토출한다.
지금까지, 도 6, 도 8, 또는 도 10과 같이, 각 컬러의 컬러 필터 셀들이 각 셀의 세로 방향으로 동색 패턴을 가지는 스트라이프(stripe) 타입인 것으로 가정되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 토출 방식은 도 11과 같은 트라이앵글(triangle) 구조의 컬러 필터에도 적용될 수 있다. 도 11과 같은 트라이앵글 구조의 컬러 필터 셀들의 크기, 블랙 매드릭스 사이즈, 셀의 가로 및 세로 피치 등과 같은 규격으로부터, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 스트라이프 구조의 컬러 필터에서와 유사하게 해당 스케줄 데이터를 만들 수 있다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 필터 제조 장치(500/900)에서는, 헤드 드라이버(520)/복수의 헤드 드라이버들(920)이 스케줄 데이터에 따라 헤드별 토출 제어 신호를 생성하고, 헤드 어레이(530/930)를 구성하는 헤드들은 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 일정 토출 주파수로 잉크를 토출한다.
본 발명에 따른 컬러 필터 제조 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컬러 필터 제조 장치에서는, 잉크젯 헤드 어레이의 헤드들 각각이 잉크 토출 시간에 대한 스케줄 데이터에 따라 유리 기판 상의 토출 위치에 맞추어 픽셀의 세로 방향으로 프린트함에 따라, 한 번 스캔된 유리 기판의 영역을 다시 스캔할 필요가 없기 때문에 소요 시간이 절약되고, 헤드 어 레이를 틸팅하지 않기 때문에 공정을 위한 점유 공간도 줄어 들 수 있다. 또한, TFT-LCD 패널의 해상도가 달라지더라도 해당 컬러 필터를 제조하기 위하여 헤드 어레이 등의 하드웨어 변경 없이, 단지 잉크 토출 시간에 대한 스케줄 데이터 만의 수정에 의하여 하나의 헤드 어레이를 이용하여 모든 컬러 필터를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (28)

  1. 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 저장하는 저장부;
    상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 헤드 드라이버; 및
    복수의 헤드들로 구성되고, 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 헤드 드라이버로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 헤드 어레이를 포함하고,
    상기 복수의 헤드들 각각은 이웃하는 헤드가 토출하기 시작한 컬러 필터 셀의 위치 이전의 토출 위치까지 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤드 어레이는,
    컬러 필터 셀의 세로 방향으로 놓인 상기 복수의 헤드들을 통하여 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 스케줄 데이터들은,
    상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들 각각의 위치와 유리기판 상의 해당 컬러 필터 셀을 위한 상기 잉크 드롭의 토출 위치에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 컬러 필터 셀 각각에는 5 이상 복수의 잉크 드롭들이 토출되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 해당 노즐과 상기 해당 노즐로부터 가장 가까운 유리기판 상의 상기 잉크 드롭의 다음 토출 위치 사이의 거리 차이만큼 이송 된 후 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 거리 차이만큼의 이송 시간이 상기 헤드 드라이버에서 상기 스케줄 데이터를 받아 상기 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 시간보다 작으면, 상기 매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 상기 가장 가까운 다음 토출 위치로부터 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들의 피치만큼 더 떨어진 위치에서 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 헤드 어레이는 제1 컬러, 제2 컬러, 및 제 3컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이들을 가지는 어레이 세트이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이 각각에 구성된 헤드들은 상기 헤드 드라이버로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러, 및 상기 제 3컬러는 R(Red), G(Green), 및 B(Blue)이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들은 각 셀의 세로 방향으로 동색 패턴을 가지는 스트라이프 타입으로 프린트되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러, 및 상기 제 3컬러는 R(Red), G(Green), 및 B(Blue)이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들이 트라이앵글 타입으로 프린트되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  12. 잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 저장하는 저장부;
    상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 토출 제어 신호를 생성하는 복수의 헤드 드라이버들; 및
    복수의 헤드들로 구성되고, 상기 복수의 헤드들 각각은 상기 복수의 헤드 드라이버들 각각으로부터 출력되는 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 헤드 어레이
    를 포함하고,
    상기 복수의 헤드들 각각은 이웃하는 헤드가 토출하기 시작한 컬러 필터 셀의 위치 이전의 토출 위치까지 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 헤드 어레이는,
    컬러 필터 셀의 세로 방향으로 놓인 상기 복수의 헤드들을 통하여 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출하고,
    매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 해당 노즐과 상기 해당 노즐로부터 가장 가까운 유리기판 상의 상기 잉크 드롭의 다음 토출 위치 사이의 거리 차이만큼 이송 된 후 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장치.
  15. 복수의 헤드들로 구성된 헤드 어레이를 이용하여 컬러 필터를 제조하는 방법에 있어서,
    잉크 토출에 대한 복수의 스케줄 데이터들을 수신하는 단계;
    상기 복수의 스케줄 데이터들 각각에 대응되는 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 헤드들 각각에서 상기 생성된 헤드별 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 잉크 드롭을 토출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 헤드들 각각은 이웃하는 헤드가 토출하기 시작한 컬러 필터 셀의 위치 이전의 토출 위치까지 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 헤드들은 컬러 필터 셀의 세로 방향으로 놓인 상태에서 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 스케줄 데이터들은 상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들 각각의 위치와 유리기판 상의 해당 컬러 필터 셀을 위한 상기 잉크 드롭의 토출 위치에 의하여 결정되고,
    상기 복수의 스케줄 데이터들은 하나의 헤드 드라이버에 의하여 처리되어 상기 헤드별 토출 제어 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서, 상기 컬러 필터 셀 각각에는 5 이상 복수의 잉크 드롭들이 토출되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 상기 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 해당 노즐과 상기 해당 노즐로부터 가장 가까운 유리기판 상의 상기 잉크 드롭의 다음 토출 위치 사이의 거리 차이만큼 이송 된 후 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 거리 차이만큼의 이송 시간이 상기 스케줄 데이터를 받아 상기 헤드별 토출 제어 신호를 생성하는 시간보다 작으면, 상기 매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 상기 가장 가까운 다음 토출 위치로부터 상기 잉크 드롭들 의 토출 위치들의 피치만큼 더 떨어진 위치에서 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 헤드 어레이는 제1 컬러, 제2 컬러, 및 제 3컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이들을 가지는 어레이 세트이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들을 위한 어레이 각각에 구성된 헤드들이 해당 토출 제어 신호에 따라 정해진 시간에 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러, 및 상기 제 3컬러는 R(Red), G(Green), 및 B(Blue)이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들은 각 셀의 세로 방향으로 동색 패턴을 가지는 스트라이프 타입으로 프린트되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러, 및 상기 제 3컬러는 R(Red), G(Green), 및 B(Blue)이고,
    상기 각 컬러의 컬러 필터 셀들이 트라이앵글 타입으로 프린트되는 것을 특 징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  26. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 스케줄 데이터들 각각은 복수의 헤드 드라이버들 각각에 의하여 처리되어 상기 헤드별 토출 제어 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    컬러 필터 셀 각각을 위한 유리기판 상의 잉크 드롭들의 토출 위치들 중 상기 헤드 어레이에 구성된 상기 복수의 헤드들의 노즐들과 매칭되는 위치들에 있는 해당 헤드들은 동시에 잉크 드롭을 토출하고,
    매칭되지 않는 해당 헤드들 각각은 해당 노즐과 상기 해당 노즐로부터 가장 가까운 유리기판 상의 상기 잉크 드롭의 다음 토출 위치 사이의 거리 차이만큼 이송 된 후 상기 잉크 드롭을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 방법.
  28. 제15항 내지 제17항 및 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.
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