KR19980080339A

KR19980080339A - 잉크 토출 밀도 설정 방법, 컬러 필터 제조 방법, 컬러필터, 표시 장치 및 표시 장치를 갖는 장치

Info

Publication number: KR19980080339A
Application number: KR1019980008946A
Authority: KR
Inventors: 요시또모 마루모또; 마꼬또 아까히라
Original assignee: 미따라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1998-11-25
Also published as: US6290352B1; JPH10315510A; KR100255838B1; JP2941247B2

Abstract

본 발명의 목적은 토출 밀도의 설정을 용이하게 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법을 제공하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위해서는, 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 기록 매체에 잉크 토출 밀도 M으로 잉크를 토출하므로써 기록 매체 상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계, 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계, 및 컬러 필터에 필요한 화소의 컬러 농도가 D로 표시될 때, 선정된 잉크 토출 밀도 M, 라인 패턴의 컬러 농도 Dn 및 필요한 화소 컬러 농도 D에 기초하여, 컬러 필터 기판 상에 토출될 잉크의 토출 밀도 Mn을 산출하는 산출 단계를 포함하는 잉크 토출 밀도 설정 방법에 제공된다.

Description

잉크 토출 밀도 설정 방법, 컬러 필터 제조 방법, 컬러 필터, 표시 장치 및 표시 장치를 갖는 장치

본 발명은 잉크젯 헤드를 사용하여 기판 상에 잉크를 토출하고, 토출된 잉크로 컬러 필터의 각 화소를 착색하므로써 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터 제조 방법, 이 제조 방법에서 사용되는 잉크 토출 밀도 설정 방법, 표시 장치, 및 이 표시 장치를 갖는 장치에 관한 것이다.

최근, 개인용 컴퓨터, 특히 휴대용 개인 컴퓨터에서의 발달에 있어서, 액정 디스플레이, 특히 컬러 액정 디스플레이의 요구가 증가하고 있는 경향이다. 그러나, 액정 디스플레이의 사용을 더 대중화시키기 위해서는, 비용 감소가 달성되어야 한다. 특히, 전체 비용 중 많은 비율을 차지하고 있는 컬러 필터의 비용을 감소시킬 필요가 있다. 여러 가지 방법들이 컬러 필터의 바람직한 특성을 만족시키면서 상기 조건을 충족시키기 위해서 시도되어 왔다. 그러나, 모든 조건들을 충족시킬 수 있는 방법은 확립되어 있지 않다. 각각의 방법이 다음 설명된다.

제1 방법은 안료 분산(pigment dispersion) 방법이다. 이 방법에서는, 안료가 분산되어 있는 감광 수지층이 기판 상에 형성되어, 단일 컬러 패턴으로 패턴된다. 이러한 공정은 3번 반복되어 R, G 및 B 컬러 필터층들을 얻는다.

제2 방법은 염색(dyeing) 방법이다. 이 염색 방법에서는, 유리 기판이 염색용 재료인 수용성 고분자 재료로 코팅되고, 코팅은 포토리소그라피 공정에 의해 원하는 형태로 패턴된다. 이렇게 얻어진 패턴은 염색 욕조에 침전되어 착색된 패턴을 얻는다. 이 공정은 3번 반복되어 R, G 및 B 컬러 필터층들을 형성한다.

제3 방법은 전착(electrodeposition) 방법이다. 이 방법에서는, 투명 전극이 기판 상에 패턴되고, 최종 구조물이 안료, 수지, 전해액 등을 함유한 전착 코팅액에 침전되어 전착에 의해 제1 컬러로 착색된다. 이 공정은 3번 반복되어 R, G 및 B 컬러 필터층들을 형성한다. 최종적으로, 이들 층들은 소성된다(燒成; calcined).

제4 방법은 인쇄 방법이다. 이 방법에서는, 안료가 열경화성 수지 내에 분산되고, 인쇄 동작이 3번 반복되어 R, G 및 B 코팅을 개별적으로 형성한다. 그 다음, 착색된 층들은 수지를 열경화시키므로써 형성된다. 상기 방법들 중 어느 한 방법에서, 착색된 층들 상에 보호층을 형성하는 것이 일반적이다.

이들 방법들에 공통적인 점은 동일한 공정이 3번 반복되어 3가지 색, 즉 R, G 및 B로 착색된 층들을 얻는다는 것이다. 이는 비용을 증가시킨다. 또한, 공정 수가 증가하면, 수율은 감소된다. 전착 방법에서는, 형성가능한 패턴 형상이 한정된다. 이러한 이유로, 현재 기술로는, 이러한 방법이 TFT에는 적용될 수 없다. 인쇄 방법에서는, 해상도 및 평활성이 열악하기 때문에 미세 피치의 패턴이 형성될 수 없다.

이들 결점을 제거하기 위해서, 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법이 일본 특개평 59-75205, 63-235901 및 1-217320에 개시되어 있다. 이들 방법에서, 3가지 컬러, 즉 R, G 및 B의 색소 함유 잉크는 잉크젯 방식에 의해 투명 기판 상에 분사되고, 각 잉크는 건조되어 착색된 화상부를 형성한다. 이러한 잉크젯 방식에서, R, G 및 B 화소들은 한 번에 형성될 수 있어, 제조 공정을 매우 간략화시키고 비용도 대폭 감소시키게 한다.

잉크젯 방식에서, 화소들은 화소열의 어레이 방향으로 배열된 복수개의 노즐들을 사용하여 착색된다. 그러나, 일반적으로, 각 노즐로부터 토출된 잉크량은 일정하지 않다. 이런 이유로, 각 화소로의 잉크 탄착 밀도(ink landing density)) (잉크 토출 밀도)를 화소열마다 변경하는 방법이 제안되어 있다.

이 방법에서, 컬러 필터 착색 동작에서의 잉크 토출 밀도는 각 화소를 형성하는데 사용된 각 노즐로부터 토출된 잉크량을 측정한 다음, 각 화소 상에 탄착된 잉크량을 계산하므로써 결정된다.

그러나, 최근에 지적된 것은 이러한 결정 공정이 복잡하여, 각 노즐로부터 토출된 잉크량을 측정하는 단계로부터 토출 밀도를 설정하는 단계까지 많은 단계들을 필요로 한다는 것이다.

이러한 방법에서 또한 지적된 것은 컬러 필터의 제조시에 사용된 잉크젯 헤드 및 노즐들의 수가 증가함에 따라, 보정 데이터량도 증가한다.

본 발명은 상기 문제점들을 고려하여 만들어진 것이고, 그 목적은 토출 밀도 설정 공정을 용이하게 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법, 및 컬러 필터 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터를 제공하고, 표시 장치 및 이를 갖는 장치를 제공하는 것이다.

상기 문제점들을 해결하고 상기 목적들을 달성하기 위해서는, 본 발명에 따른 잉크 토출 밀도 설정 방법이 다음 단계들을 포함한다.

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 방출하는 컬러 필터 제조 방법에서의 잉크 토출 밀도 설정 방법(ink discharge density setting method)에 있어서, 이 방법은 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체상에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와; 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와; 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 컬러 필터 제조 방법은 다음 단계들을 포함한다.

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출하는 컬러 필터 제조 방법에서의 잉크 토출 밀도 설정 방법(ink discharge density setting method)에 있어서, 이 방법은 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체상에 잉크를 토출함으로써 이 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와; 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 컬러 필터는 다음의 구성을 포함한다.

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와; 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와; 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와; 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계를 통해 제조된다.

본 발명에 따른 표시 장치는 다음의 구성을 포함한다.

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터와; 광량을 변경시키기 위한 광량 변경 수단(light amount changing means)을 일체적으로 구비한 표시 장치가 제공되는데, 여기서 상기 컬러 필터는 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와; 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와; 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와; 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계를 통해 제조된다.

본 발명에 따른 표시 장치를 갖는 장치는 다음의 구성을 포함한다.

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터와; 광량을 변경시키기 위한 광량 변경 수단(light amount changing means)을 일체적으로 구비한 표시 장치와 상기 표시 장치에 화상 신호를 공급하기 위한 화상 신호 공급 수단(image signal supply means)을 포함하는 장치가 제공되는데, 여기서 상기 컬러 필터는 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와; 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와; 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와; 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계를 통해 제조된다.

상기 이외의 목적 및 장점들은 본 발명의 양호한 실시예들의 다음 설명으로부터 명확해진다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치의 구성도를 도시하는 개략적 사시도.

도2는 컬러 필터 제조 장치의 동작을 제어하기 위한 제어부의 구성도를 도시하는 블록도.

도3은 컬러 필터 제조 장치에 사용된 잉크젯 헤드의 구조를 도시하는 사시도.

도4a 내지 도4f는 컬러 필터 제조 공정을 도시하는 단면도.

도5는 컬러 필터를 사용하는 컬러 액정 표시 장치의 기본 구조를 도시하는 단면도.

도6은 액정 표시 장치가 사용된 정보 처리 장치를 도시하는 블록도.

도7은 액정 표시 장치가 사용된 정보 처리 장치를 도시하는 사시도.

도8은 액정 표시 장치가 사용된 정보 처리 장치를 도시하는 사시도.

도9는 기판 상에 복수개의 상이한 노즐들에 의해 그려진 라인 패턴을 도시하는 도면.

도10은 한번의 주사 동작에서 하나의 노즐을 사용하여 하나의 화소를 그릴 수 있는 잉크젯 헤드를 도시하는 사시도.

도11은 노즐들의 조합을 도시하는 도면.

도12는 제1 실시예에서 주사 회수를 도시하는 도면.

도13은 흡광도 측정 시스템의 구성도를 도시하는 도면.

도14는 제1 실시예에서 화소열마다의 도트 밀도 설정의 구체예를 도시하는 도면.

도15는 제1 실시예에서 사용된 각 노즐에 대한 보정 화상 데이터의 구체예를 도시하는 도면.

도16은 본 발명의 제2 실시예에 사용된 잉크젯 헤드의 구성도를 도시하는 도면.

도17은 한 번의 주사 동작에서 복수개의 노즐들로 각 라인 상의 화소들을 착색하도록 설계된 잉크젯 헤드의 예를 도시하는 도면.

도18은 라인 패턴들의 흡광도로부터 구해지는 각 화소마다의 토출 피치와 보정 화상 토출 피치를 도시하는 도면.

도19는 새로운 타겟 값 Mn'의 설정의 구체예를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판

3 : 수지층

4 : 포토마스크

7 : 투광부

16 : 투명 대향 전극

18 : 액정 화합물

19 : 배향막

20 : 투명 화소 전극

30 : 컬러 액정 표시 장치

51 : 장치 베이스

52 : X-Y-θ 스테이지

53 : 컬러 필터 기판

54 : 컬러 필터

55 : 헤드부

55a : 헤드 장착부

58 : 콘트롤러

59 : 티칭 펜던트

60 : 키보드

62 : 표시부

66 : CPU

67 : ROM

68 : RAM

70 : 토출 제어부

71 : 스테이지 제어부

90 : 컬러 필터 제조 장치

102 : 히터

104 : 히터 보드

106 : 실링 플레이트

108 : 토출구

110 : 터널형 액로

112 : 격벽

114 : 잉크 챔버

116 : 잉크 공급구

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

(제1 실시예)

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치의 구성도를 도시하는 개략적 사시도이다.

도1을 참조하면, 참조번호 (51)는 장치 베이스를 나타내고; 참조번호 (52)는 장치 베이스(51) 상에 배치된 X-Y-θ 스테이지를 나타내며; 참조번호 (53)는 X-Y-θ 스테이지(52) 상에 설정된 컬러 필터 기판을 나타내고; 참조번호 (54)는 컬러 필터 기판(53) 상에 형성된 컬러 필터를 나타내며; 참조번호 (55)는 컬러 필터(54)를 착색하기 위한 R (적색), G (녹색) 및 B (청색) 잉크젯 헤드들을 지지하는 헤드 장착부(55a)를 갖는 헤드부를 나타내고; 참조번호 (58)는 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 동작을 제어하기 위한 콘트롤러를 나타내고; 참조번호 (59)는 콘트롤러의 표시부으로서의 티칭 펜던트(teaching pendant) (개인용 컴퓨터)를 나타내며; 참조번호 (60)는 티칭 펜던트(59)의 조작부으로서의 키보드를 나타낸다. 헤드부(55)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 지지부(90a) 상에 탈착가능하게 장착되어, 수평면 내에서 헤드부(55)의 회동 각도(pivot angle)가 조정될 수 있다.

도2는 컬러 필터 제조 장치(90)의 콘트롤러의 구성도를 도시하는 블록도이다. 티칭 펜던트(59)는 콘트롤러(58)의 입/출력 수단으로서 기능한다. 참조번호 (62)는 제조 공정 진행 상황, 헤드의 이상 유무를 나타내는 정보 등을 표시하기 위한 표시부를 나타낸다. 조작부 (키보드)(60)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 동작 등을 지시한다.

콘트롤러(58)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 동작을 제어한다. 참조번호 (65)는 티칭 펜던트(59)와 데이터를 교환하기 위한 인터페이스를 나타내고; 참조번호 (66)은 컬러 필터 제조 장치(90)를 제어하기 위한 CPU이며; 참조번호 (67)은 CPU(66)을 동작시키기 위한 제어 프로그램을 저장하기 위한 ROM이고; 참조번호 (68)은 재생 정보 등을 저장하기 위한 RAM이며; 참조번호 (70)은 컬러 필터의 각 화소 내에 잉크 토출을 제어하기 위한 토출 제어부이고; 참조번호 (71)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 X-Y-θ 스테이지(52)의 동작을 제어하기 위한 스테이지 제어부를 나타낸다. 컬러 필터 제조 장치(90)는 콘트롤러(58)에 접속되어 이로부터의 지시에 따라 동작한다.

도3은 컬러 필터 제조 장치(90) 내에 사용된 잉크젯 헤드의 구조를 도시한다. 도1을 참조하면, 헤드부(55) 내에는, 3개의 잉크젯 헤드들이 3가지 컬러, 즉 R, G 및 B에 대응하게 배열되어 있다. 이들 3개의 헤드들이 동일한 구조를 갖기 때문에, 도3은 3개의 헤드들 중 하나의 구조만을 대표로 도시한다.

도3을 참조하면, 잉크젯 헤드 IJH는 주로, 잉크를 가열시키기 위한 복수개의 히터(102)들이 형성되어 있는 보드로서의 히터 보드(104), 및 히터 보드(104) 상에 장착된 실링 플레이트(106)으로 구성되어 있다. 복수개의 토출구(108)들은 실링 플레이트(106) 내에 형성된다. 토출구(108) 뒤에는 토출구(108)과 통하는 터널형 액로(110)가 형성된다. 각 액로(110)은 격벽(112)에 의해 인접 액로로부터 격리된다. 각 액로(110)은 액로의 후방측에서 하나의 잉크 챔버(114)에 공통으로 접속된다. 잉크는 잉크 공급구(116)을 통해 잉크 챔버(114)에 공급된다. 이 잉크는 잉크 챔버(114)로부터 각 액로(110)으로 공급된다.

히터 보드(104) 및 실링 플레이트(106)는 각 히터(102)의 위치가 대응 액로(110)의 위치와 일치하도록 배치되고, 도3에 도시된 상태로 조립된다. 도3이 2개의 히터(102)만을 도시하더라도, 히터(102)는 각 액로(110)와 대응되게 배치되어 있다. 선정된 구동 신호가 도3에 도시된 조립 상태로 히터(102)에 공급되면, 히터(102) 위의 잉크는 끓게 되어 기포를 생성하게 되고, 이로 인한 잉크의 체적 팽창에 의해 잉크가 토출구(108)로부터 압출되어 토출된다. 그러므로, 기포의 사이즈는 히터(102)에 공급된 구동 펄스의 제어, 예를 들면 전력 크기를 제어하므로써 조절될 수 있다. 즉, 각 토출구로부터 토출된 잉크량은 임의로 제어될 수 있다.

도4a 내지 4f는 컬러 필터 제조 공정을 도시한다.

일반적으로, 유리 기판은 이 실시예에서 기판(1)로서 사용된다. 그러나, 유리 기판과는 다른 기판이 액정 컬러 필터에 필요한 특성, 예를 들면 양호한 투명성 및 높은 기계적 강도를 갖는 한 사용될 수 있다.

도4a는 투광부(7), 및 차광부 역할을 하는 블랙 매트릭스(2)를 갖는 유리 기판(1)을 도시한다. 우선, 블랙 매트릭스(2)가 상부에 형성되어 있는 유리 기판(1)은 광 조사 또는 광 조사와 가열에 의해 경화될 수 있으며 잉크 수용성을 갖는 수지 조성물로 코팅된다. 최종 구조물은 필요에 따라 프리 베이킹되어(pre-baked) 수지층(3)을 형성한다 (도4b). 수지층(3)은 스핀 코팅(spin coating), 롤러(roller) 코팅, 바(bar) 코팅, 스프레잉(spraying) 또는 딥핑(dipping)과 같은 코팅법에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 소정의 특정 코팅법에 국한되지 않는다.

다음에, 블랙 매트릭스(2)에 의해 차광된 수지층 일부 상에 포토마스크(4)를 사용하여 미리 패턴 노광을 행하여, 수지층의 노출 부분을 경화시켜 잉크를 흡수하지 않는 부분(5) (비착색 부분)을 형성한다 (도4c). 그 후, 수지층은 잉크젯 헤드를 사용하여 한 번에 R, G 및 B로 착색되고, 잉크는 필요에 따라 건조된다.

패턴 노출이 실행될 때 사용된 포토마스크(4)로서는, 블랙 매트릭스에 의해 차광된 부분을 경화시키기 위한 개구부를 갖는 마스크가 사용된다. 이 경우, 블랙 매트릭스와 접촉되어 있는 부분에서의 착색제의 탈색(color omission)을 방지하기 위해서, 비교적 많은 양의 잉크가 토출되어야 한다. 이러한 이유로, 블랙 매트릭스의 차광부 각각의 폭보다 작은 사이즈를 각각 갖는 개구부들을 포함하는 마스크가 바람직하게 사용된다.

착색에 사용될 잉크로서는, 염료계 및 안료계 잉크들이 사용될 수 있고, 또 액상 및 고상 잉크들이 사용될 수 있다.

본 발명에 사용될 경화가능 수지 조성물로서는, 잉크 수용성을 가지며 다음의 처리, 즉 광 조사, 및 광 조사와 가열의 조합 중 적어도 하나에 의해 경화될 수 있는 수지 조성물이 사용될 수 있다. 수지로서는, 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지가 사용가능하다. 셀룰로즈 유도체(cellulose derivatives)로서는, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 하이드록시 에틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈 및 카복시메틸 셀룰로즈가 사용가능하고, 이의 변형된 재료들이 또한 사용가능하다.

광 개시제(optical initiators) (가교제; crosslinkers)는 광 조사 또는 광 조사와 가열에 의해 이들 수지들을 가교 반응시키는데 또한 사용될 수 있다. 광 개시제로서는, 중크롬산염(dichromate), 비스-아지드(bis-azide) 화합물, 라디칼계(radical-based) 개시제, 카티온계(cation-based) 개시제, 아니온계(anion-based) 개시제 등등이 사용될 수 있다. 이들 광 개시제들의 혼합물, 및 광 개시제들과 증감제(sensitizers)들의 조합물이 또한 사용될 수 있다. 이외에도, 오니옴염(onium salt)과 같은 광 산 발생제(optical acid generating agent)가 가교제로서 사용될 수 있다. 가교 반응을 보다 진행시키기 위해서, 열 처리가 광 조사 이후, 수행될 수도 있다.

이들 조성물들을 함유하는 수지층들은 우수한 내열성, 우수한 내수성 등을 가지며, 후속 공정에서 고온 및 세정 공정에서 충분히 견딜 수 있다.

본 발명에 사용된 잉크젯 시스템으로는, 에너지 발생 소자로서 전기열 변환기를 사용하는 버블-젯 타입, 압전 소자를 사용하는 압전 젯 타입(piezoelectric jet type) 등이 사용될 수 있다. 착색 영역 및 착색 패턴은 임의로 설정될 수 있다.

이러한 실시예는 블랙 매트릭스가 기판 상에 형성되는 구조를 예시한다. 그러나, 경화가능 수지 조성물층이 형성된 이후나 착색이 수행된 이후에, 블랙 매트릭스는 아무런 문제없이 수지층 상에 형성될 수도 있다. 즉, 블랙 매트릭스의 형태는 이 실시예에서의 것에 국한되지 않는다. 블랙 매트릭스를 형성하는 방법으로서는, 스퍼터링 또는 피착에 의해 기판 상에 금속 박막을 형성하고 포토리소그라피 공정에 의해 막을 패턴닝하는 방법이 양호하게 사용된다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.

다음에, 경화가능 수지 조성물은 다음 처리, 즉 광 조사, 열 처리, 및 광 조사와 열 처리의 조합 중 하나만을 실행하므로써 경화된다 (도4e). 보호층(8)은 필요에 따라 형성된다 (도4f). 주지해야 할 것은 참조기호 hν는 광의 세기를 나타낸다. 열 처리가 실행되면, 열은 hν 대신에 공급된다. 보호층(8)은 광경화(photo-setting) 타입, 열경화(thermosetting) 타입, 또는 광경화/열경화 타입의 제2 수지 조성물로 만들어질 수 있다. 최종 층은 컬러 필터 형성시에 투명성을 가질 필요가 있고, ITO 형성 공정 및 배향막 형성 공정과 같은 후속 공정을 충분히 견딜 수 있다.

도5는 상기 컬러 필터를 사용하는 컬러 액정 표시 장치(30)의 기본 구조를 도시하는 단면도이다.

일반적으로, 컬러 액정 표시 장치는 컬러 필터 기판(1)과 대향 기판(21)을 결합시키고 이들 사이에 액정 화합물(18)을 봉입하므로써 형성된다. TFT (박막 트랜지스터) (도시안됨)과 투명 화소 전극(20)은 액정 표시 장치의 하나의 기판(21)의 내부면에 매트릭스 형태로 형성된다. 컬러 필터(54)는 R, G 및 B 착색제가 화소 전극과 대향되게 배치되도록 다른 기판(1)의 내부면에 배치된다. 투명 대향 전극 (공통 전극)(16)은 컬러 필터(54)의 전체면에 형성된다. 블랙 매트릭스(2)는 일반적으로 컬러 필터 기판(1)측 상에 형성된다. 배향막(19)는 2개의 기판들의 평면 내에 형성된다. 배향막을 러빙 처리하므로써, 액정 분자는 선정된 방향으로 배향될 수 있다. 편광판(11 및 12)들은 각각의 유리 기판의 외부면에 결합된다. 액정 화합물(18)은 이들 유리 기판들 사이의 갭 (약 2 내지 5 μm)에 채워진다. 백라이트로서는, 형광 램프(도시안됨)과 산란판(도시안됨)의 조합이 일반적으로 사용된다. 표시 동작은 백라이트로부터 방출된 광의 투과율을 변경시키기 위한 광 스캐터로서 액정 화합물을 사용하므로써 수행된다.

도6 및 도8을 참조하여, 액정 표시 장치가 정보 처리 장치에 적용되는 경우를 도시한다.

도6은 상기 액정 표시 장치가 적용되는, 워드프로세서, 개인용 컴퓨터, 팩시밀리 장치 및 복사기로서 기능하는 정보 처리 장치의 개략적 구성을 도시하는 블록도이다.

도6을 참조하면, 참조번호 (1801)는 전체 장치를 제어하기 위한 제어부를 나타낸다. 제어부(1801)은 마이크로프로세서와 같은 CPU 및 다양한 입출력 포트를 포함하고, 제어 신호, 데이터 신호 등을 각 부에 대해 입출력하므로써 제어한다. 참조번호 (1802)는 다양한 메뉴, 문서 정보, 및 화상 판독기(1807)에 의해 판독된 화상 데이터 등을 표시 스크린 상에 표시하기 위한 표시부를 나타내고; 참조번호 (1803)는 표시부(1802) 상에 장착된 투명 감압 터치 패널을 나타낸다. 사용자의 손가락 등을 이용하여 터치 패널(1803)의 표면을 누르므로써, 아이템 입력 동작, 좌표 위치 입력 동작 등이 표시부(1802) 상에 수행될 수 있다.

참조번호 (1804)는 음악 편집기 등에 의해 생성된 음악 정보를 메모리부(1810) 또는 외부 메모리부(1812) 내에 디지털 데이터로서 저장하고, 상기 메모리로부터 상기 정보를 독출하여, 이를 FM 변조시키기 위한 FM (주파수 변조) 음원부를 나타낸다. FM 음원부(1804)로부터의 전기 신호는 스피커부(1805)에 의해 가청음으로 변환된다. 프린터부(1806)은 워드프로세서, 개인용 컴퓨터, 팩시밀리 장치 및 복사기용 출력 단자로서 사용된다.

참조번호 (1807)는 원고 데이터를 광전기적으로 판독하기 위한 화상 판독부를 나타낸다. 화상 판독부(1807)는 원고 이송로를 따라 중간에 배열되고, 팩시밀리 및 복사용 원고 및 다른 여러 원고를 판독하도록 설계된다.

참조번호 (1808)는 팩시밀리(FAX) 장치의 전송/수신부를 나타낸다. 전송/수신부(1808)는 화상 판독부(1807)에 의해 판독된 원고 데이터를 팩시밀리를 이용하여 전송하고, 전송된 팩시밀리 신호를 수신 및 디코딩한다. 전송/수신부(1808)는 외부 장치용 인터페이스 기능을 갖는다. 참조번호 (1809)는 일반적인 전화 기능과, 응답 기능과 같은 다양한 전화 기능들을 갖는 전화부를 나타낸다.

참조번호 (1810)는 시스템 프로그램, 관리 프로그램, 응용 프로그램, 폰트 및 사전들을 저장하기 위한 ROM, 외부 메모리부(1812)로부터 로드된 응용 프로그램, 및 문서 정보를 저장하기 위한 RAM, 비디오 RAM 등을 포함하는 메모리부를 나타낸다.

참조번호 (1811)는 문서 정보 및 다양한 명령을 입력하기 위한 키보드부를 나타낸다.

참조번호 (1812)는 플로피 디스크, 하드 디스크 등을 사용하는 외부 메모리부를 나타낸다. 외부 메모리부(1812)는 문서 정보, 음악 및 음성 정보, 사용자의 응용 프로그램 등을 저장한다.

도7은 도6의 정보 처리 장치의 사시도이다.

도7을 참조하면, 참조번호 (1901)는 다양한 메뉴, 그래픽 패턴 정보, 문서 정보 등을 표시하는, 상기 액정 표시 장치를 사용하는 평판형 표시 장치를 나타낸다. 좌표 입력 또는 아이템 지정 입력 동작은 사용자의 손가락 등을 사용하여 터치 패널(1803)의 표면을 누르므로써 평판형 표시 장치(1901) 상에 실행된다. 참조번호 (1902)는 장치가 전화 세트로서 사용될 때 사용된 핸드세트를 나타낸다. 키보드(1903)는 코드(cord)를 통해 본체에 탈착가능하게 연결되어, 다양한 문서 기능을 수행하고 다양한 데이터를 입력한다. 이러한 키보드(1903)는 다양한 기능 키(1904)들을 포함한다. 참조번호 (1905)는 삽입부를 나타내는데, 이를 통해 플로피 디스크가 외부 메모리부(1812) 내에 삽입된다.

참조번호 (1906)는 화상 판독부(1807)에 의해 판독될 원고가 상부에 배치되는 원고 테이블을 나타낸다. 판독된 원고는 장치의 후방부로부터 배출된다. 팩시밀리 수신 동작에서, 수신된 데이터는 잉크젯 프린터(1907)에 의해 프린터 출력된다.

상기 정보 처리 장치가 개인용 컴퓨터 또는 워드프로세서로서 기능할 때, 키보드부(1811)를 통해 입력된 다양한 종류의 정보는 선정된 프로그램에 따라 제어부(1801)에 의해 처리되고, 최종 정보는 화상으로서 프린터부(1806)에 출력된다.

상기 정보 처리 장치가 팩시밀리 장치의 수신기로서 기능할 때, 통신 라인을 통해 전송/수신부(1808)을 거쳐 입력된 팩시밀리 정보는 선정된 프로그램에 따라 제어부(1801)에서 수신 처리되고, 최종 정보는 수신된 화상으로서 프린터부(1806)에 출력된다.

상기 정보 처리 장치가 복사기로서 기능할 때, 원고는 화상 판독부(1807)에 의해 판독되고, 판독된 원고 데이터는 복사될 화상으로서 제어부(1801)을 통해 프린터부(1806)로 출력된다. 주지해야 할 점은, 정보 처리 장치가 팩시밀리 장치의 수신기로서 기능할 때, 화상 판독부(1807)에 의해 판독된 원고 데이터는 선정된 프로그램에 따라 제어부(1801)에서 전송 처리되고, 최종 데이터는 전송/수신부(1808)을 통해 통신 라인으로 전송된다는 것이다.

주지해야 할 점은, 상기 정보 처리 장치가 도8에 도시된 바와 같이, 본체 내에 잉크젯 프린터를 사용하는 통합형 장치로서 설계될 수도 있다는 것이다. 이 경우, 장치의 휴대성이 향상될 수 있다. 도8에서 동일한 참조번호는 도7에서의 동일한 기능을 갖는 부분을 나타낸다.

본 발명의 특징인, 컬러 필터 제조시에 각 화소마다의 잉크 탄착 밀도 (잉크 토출 밀도)를 설정하는 방법이 다음에 설명된다.

도9는 도10에 도시된 복수개의 잉크 토출 노출을 갖는 잉크젯 헤드 IJH를 사용하는 잉크젯 헤드부(55)가 상부에 장착되어 있는 X-Y 스테이지를 갖는 장치에 의해 유리 기판 상에 형성된 복수개의 라인 패턴을 도시한다. 특히, 라인 패턴은 각 주사 동작을 위한 동일한 헤드의 서로 다른 노즐들을 사용하여, 주사를 다수회 실행하므로써 선정된 도트 밀도 M (도트/μm)으로 형성된다. 주지해야 할 점은, 상기 도트 밀도 M은 한번의 주사 동작시에 토출된 잉크 밀도를 나타낸다. 각 주사 동작마다 사용될 노즐들이 바뀌는 경우에도, 잉크는 각 주사 동작에서 동일한 잉크 토출 밀도 M으로 토출된다. 상기 방식으로 형성된 라인 패턴들 중 특정한 라인 패턴을 착색하는데 사용되는 잉크젯 헤드 IJH (다수회의 주사 동작에 사용된 잉크 토출 노즐들은 각 주사 동작마다 바뀜)의 노즐들의 조합은 이미 공지되어 있다. 이들 노즐들의 조합들은 컬러 필터의 화소들을 착색하는데 사용될 노즐들의 조합들에 대응하게 미리 설정된다. 각 화소는 시간 경과에 따른 토출량의 변화 같은 각 노즐들의 특성의 영향을 분산시키므로써 색 번짐을 감소시키기 위해 복수개의 노즐들을 사용하여 형성된다.

이 실시예에서, 컬러 필터의 하나의 화소열은 3개의 다른 노즐들로부터 토출된 잉크로 착색된다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 하나의 화소열이 2개의 노즐 또는 4개 이상의 노즐들로부터 토출된 잉크로 착색되는 경우는 이 실시예와 본질적으로 동일하다. 이 실시예에서, 각 화소는 잉크젯 헤드가 상대적으로 기판을 주사하는 회수가 최소화되도록 착색된다. 도11에 도시된 바와 같이, 각 화소열을 착색하는데 사용된 노즐들을 나타내는 복수개의 노즐 번호들은 각 화소열에 대해 일정하게 시프트된다. 기판 상의 번호들은 대응하는 잉크 도트들을 형성하는데 사용된 노즐 번호들을 나타낸다. 이 실시예에서는, 따라서 잉크젯 헤드 IJH는 도12에 도시된 바와 같이, 라인 패턴 및 컬러 필터 화소를 착색하기 위해 3번 주사된다.

상기 라인 패턴은 도13에 도시된 바와 같이, 투과 광원(501)을 적절한 강도로 설정한 상태에서 라인 센서 카메라(502)에 의해 감지된다. 최종 화상은 화상 처리 장치(505)로 입력된다. 이 화상은 입력광의 강도에 대응하는 휘도 레벨을 각각 갖는 패턴으로 된다. 화상 처리 장치(505)는 그 다음 각 라인 패턴의 흡광도 Dn을 산출한다. Dn은 실제로 착색될 컬러 필터 기판의 n번째 화소열 상에 잉크를 탄착시키는데 사용될 노즐들의 조합에 의해 착색된 라인 패턴의 흡광도를 나타낸다. 흡광도는 이론적으로는 염료 농도에 비례한다.

다음에, 잉크 토출 밀도 (도트 밀도)는 각 화소열 상에 탄착된 잉크량을 일정하게 만들도록 결정된다. 선정된 잉크량으로 모든 화소열을 착색하기 위해서, 잉크젯 헤드 IJH로부터 탄착된 잉크 도트의 밀도는 각 화소열 마다 변한다. 이 실시예에서, 각 화소열의 흡광도는 선정된 값 D로 설정된다. 값 D는 제조될 컬러 필터의 컬러 농도가 색도(chromaticity)와 같은 규격을 만족시키도록 설정된다.

n번째 화소열 상에 탄착될 각 노즐로부터의 잉크 도트의 밀도 Mn과 흡광도 y 간의 관계는 다음과 같이 주어진다.

(Dn/M) × Mn = y

여기서, y = D인 경우, Mn이 결정된다.

그러나, 실제로는, 라인 패턴을 측정하는데 사용된 측정 장치 및 측정 방법은 고유의 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 발명자 등이 사용하는 시스템에서, 다음과 같은 근사식이 실제 범위 내에서 정확하다는 것을 알 수 있다.

Kn × Mn + bn = y

이 식에서, Kn은 이론적으로는 Dn/M이고, bn은 0이다. 그러나, 실험적으로, 측정 에러와 같은 다양한 에러들이 발생하므로, 실험에 의해 얻어진 Kn 및 bn 값들이 사용된다. 따라서, 이 실시예에서, Kn 및 bn 및 Mn 값들이 먼저 결정된다. 특히, 복수 형태의 라인 패턴들은 복수개의 노즐들을 사용하여 상이한 토출 밀도로 그려지고, 라인 패턴의 흡광도 및 잉크 토출 밀도가 측정된다. 그 다음, 측정된 흡광도와 잉크 토출 밀도 간의 관계는 그래프 상에서 나타난다. 그래프 상의 최종 점들은 흡광도와 잉크 토출 밀도 간의 관계를 나타내는 직선을 얻기 위해서 상기 식에 기초하여 최소 자승 피팅(least square fitting) 처리된다. 2개의 변수, 즉 Kn 및 bn은 그 다음 결정된다. 이 경우, Kn은 상기 직선의 경사도를 나타내고, bn은 y 절편을 나타낸다. Mn은 y = D를 설정하도록 결정된다. 도14는 이 실시예의 방법에 의해 얻어진 데이터의 예를 도시한다.

컬러 필터 착색 동작에 대한 잉크 토출 밀도는 값 Mn으로부터 설정된다. 사용될 노즐을 변경하면서 3회 주사하기 위해, 3개의 상이한 잉크 토출 밀도를 설정한 화상 데이터가 작성되어야 한다. 3번의 주사 동작시에 각 노즐에 의해 착색될 화소열을 나타내는 화소열 번호 n은 미리 결정되고, 화소열 착색시에 각 노즐에 대한 잉크 토출 밀도 Mn도 미리 결정된다. 따라서, 컬러 필터의 착색시에 각 노즐의 잉크 토출 피치는 실제로 Mn의 역수로서 쉽게 설정될 수 있다. 컬러 필터는 이러한 잉크 토출 피치로 실제 착색된다. 도15는 컬러 필터 착색시에 각 데이터의 예를 도시한다.

각 노즐로부터 토출된 잉크량이 컬러 필터 제조 동안 변하면, 각 라인 패턴에 대한 값 Kn 및 bn은 변한다.

이 경우, 복수개의 라인 패턴은 상이한 잉크 토출 밀도로 다시 그려지고, 각 라인 패턴의 흡광도 및 잉크 토출 밀도가 측정되어, 흡광도와 잉크 토출 밀도 간의 관계를 나타내는 식으로부터 값 Kn' 및 bn'을 얻는다.

그러나, 이 경우, 시간이 많이 걸린다. 이러한 이유로, 변화량이 작으면 (약 10% 이하), 값 bn은 근사적으로 일정한 것으로 간주되고, 값 Kn이 토출량 변화에 따라 변화된 것으로 가정된다. 토출 밀도가 이러한 방식으로 얻어지면, 결과는 대개 상기에서 얻어진 값과 같게 된다. 값 Kn' 및 bn'의 정밀한 값은 본 발명의 요지와는 관련이 없다.

이 실시예의 구체적인 예는 나중에 예를 들어 상세히 설명하겠다.

이 경우, 명백하듯이, 새로운 값 Kn'은 각 화소를 다시 측정하므로써 얻어진 흡광도 y로부터 얻어질 수 있고, 새로운 값 Mn'은 타겟 흡광도에 따라 각 화소마다 결정될 수 있다.

이 실시예의 구체적인 예는 도19를 참조하여 설명하겠다. 도면에서 나타난 바와 같이, 각 화소들은 0.25의 흡광도에 따라 도트 밀도 Mn을 1/86.1, 1/89.9 및 1/94.9로 설정하므로써 그려져, 번짐없는 양호한 컬러 필터를 생성한다.

소정의 노즐로부터 토출된 잉크량이 소정 기간 경과 후에 시간에 따라 변하고, 컬러 필터에 번짐이 발생한다고 가정하자. 이 경우, 측정에 의해, 화소열 2의 밀도가 0.26으로 증가되었음이 검출된다.

Kn'은 상기 값을 다음 식에 대입하므로써 다음과 같이 다시 산출된다:

Kn' × Mn + bn = y

그 다음,

Kn' = (0.26 - 0.013379) × 105.1484

= 25.9318

0.25의 타겟 흡광도에 대응하는 새로운 도트 밀도 Mn'은 이들 값 Kn' 및 bn을 사용하여 다음과 같이 얻어진다:

Mn' = (y - bn)/Kn'

= (0.25 - 0.013379)/25.9318

= 1/109.5921

즉, 각 화소의 흡광도는 화소열 번호 2에 의해 표시된 화소열을 형성할 시에 각 노즐의 토출 피치를 105.1484 μm로부터 109.5921 μm로 변경하므로써 0.25로 설정되도록 다시 일정하게 된다. 이러한 동작으로 인해, 번짐없는 컬러 필터가 생성될수 있다.

(제2 실시예)

본 발명은 또한 R, G 및 B 잉크젯들을 갖는 헤드부를 사용하여 컬러 필터가 착색되는 경우에도 적용될 수 있다. 이 실시예는 도16에 도시된 바와 같이, 3개의 R 헤드, 3개의 G 헤드 및 3개의 B 헤드를 갖는 잉크젯 헤드부(55)를 사용한다. 각 화소열은 제1 실시예에서의 상기 이유로 인해, 복수개 (이 경우에 각 컬러마다 3개의 헤드들이 사용되지만, 임의의 수의 헤드들이 사용가능)의 상이한 노즐들에 의해 양호하게 착색된다. 도16에 도시된 구조를 갖는 헤드부(55)가 사용됨을 가정하자. 이 경우, 헤드들이 한번 기판 상에서 상대적으로 주사되면, 각 화소열은 3개의 상이한 노즐들로부터 (동일한 컬러의 3개의 헤드들이 하나씩) 토출된 잉크로 착색된다. 화소열 방향을 따라 배열된 복수개의 노즐들을 갖는 잉크젯 헤드의 1회 주사에 의해, 노즐들로부터 토출된 잉크들로 화소들을 착색시키는 경우에도 동일하게 적용된다.

각 화소열 상에 탄착된 잉크량 간의 차이를 보정하기 위해서, 라인 패턴은 상기 구조를 갖는 헤드부(55)를 사용하여 형성된다. 이들 라인 패턴 각각을 착색하는데 사용될 헤드부의 특정 헤드의 노즐들의 특정 조합이 미리 결정되고, 그러한 노즐들의 조합들 각각은 컬러 필터의 각 화소열을 착색시키는데 사용될 노즐들의 조합으로서 미리 설정된다.

이러한 방식으로 복수개의 헤드들의 복수개의 노즐들을 조합하므로써 도9에 도시된 바와 같이, 그려진 라인 패턴들은 도13에 도시된 바와 같이, 투과 광원(501)을 적절한 강도로 설정한 라인 센서 카메라(502)에 의해 감지된다.

최종 화상은 화상 처리 장치(505)에 입력된다. 화상은 입력광의 강도에 대응하는 휘도 레벨을 각각 갖는 패턴으로 된다. 그 다음 화상 처리 장치(505)는 각 라인 패턴의 흡광도를 산출하므로써, 모든 라인 패턴의 흡광도들을 얻는다.

각 화소 상에 탄착될 잉크의 토출 밀도는 제1 실시예의 방법에 의해 결정된다. 일반적으로, 잉크 토출 밀도가 조정되면, 잉크 토출 피치는 각 헤드마다 설정되어야 한다. 그러나, 이 실시예의 방법에 있어서, 잉크 토출 피치는 동일한 잉크 토출 피치를 갖는 보정 화상 데이터를 사용하여 복수개의 헤드들에 대해 설정된다. 도18은 라인 패턴 측정 데이터, 각 데이터, 및 각 헤드의 잉크 토출 피치를 도시한다. 각 헤드에 대한 보정 화상 데이터가 서로 같기 때문에, 하나의 보정 화상 데이터만이 필요하다.

상기 실시예들의 다양한 변화 및 수정이 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 이루어질 수 있다.

상기 실시예들에서, 그려진 라인 패턴들의 컬러 농도는 라인 패턴의 흡광도를 측정하므로써 측정된다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 그려진 패턴의 컬러 농도는 패턴의 투과율 및 반사율을 측정하므로써 검출될 수 있다.

상기 실시예에서, 유리 기판 상에 그려진 라인 패턴의 컬러 농도가 측정된다. 그러나, 명백하듯이, 토출 피치는 컬러 필터 기판의 컬러 농도가 측정될 때에도 상기와 동일한 방식으로 설정될 수 있다.

상기 설명에 따르면, 본 발명은 여러 잉크젯 기록 방식 중에서도 잉크 토출에 사용된 에너지로서 열에너지를 발생시키기 위한 수단 (예를 들면, 전기열 변환체 또는 레이저광)을 구비하고, 잉크의 상태를 열에너지를 사용하여 변화시키는 방식의 프린트 장치에 적용된다. 이 방식에 따르면, 고밀도, 고선명도의 기록 동작이 실현될 수 있다.

전형적인 구조 및 원리에 대해서, 예를 들어, 미국특허 4,723,129호 또는 4,740,796호에 개시된 기본 구조를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 방법은 소위, 온-디맨드형(on-demand type) 장치 및 연속형(continuous type) 장치 둘다에 적용가능할 수 있다. 특히, 만족스러운 효과는 온-디맨드형 장치가 사용될 때 얻어질 수 있는데, 그 이유는 막비등(film boiling)이 발생하는 레벨보다 높은 레벨로 액체(잉크)를 보유하는 시트(sheet) 또는 액로(fluid passage)에 대면되게 배치된 전기열 변환체의 온도를 급속하게 상승시키는 1개 이상의 구동 신호들이 기록 정보에 따라 전기열 변환체에 인가되어, 전기열 변환체 내에 열에너지를 발생시키고 기록 헤드의 열작용면에 막비등이 생기게 하여, 기포가 1개 이상의 구동 신호들에 대응되게 액체(잉크) 내에 형성될 수 있도록 배열된 구조 때문이다. 기포의 성장/수축은 액체(잉크)가 토출구로부터 토출되게 하여, 1개 이상의 드롭릿(droplet)을 형성한다. 펄스형 구동 신호가 사용되면, 기포는 즉시 적절하게 성장/수축될 수 있어, 또 다른 양호한 효과가 얻어지게 하는데, 그 이유는 액체(잉크)가 우수한 응답성을 나타내면서 토출될 수 있기 때문이다.

미국특허 4,463,359호 또는 4,345,262호에 개시된 펄스 구동 신호가 사용되는 것이 바람직하다. 열 작용면에서 온도 상승율에 관한 발명인 미국특허 4,313,124호에 개시된 조건이 채택되면, 만족스런 기록 결과가 얻어질 수 있다.

상기 발명들 각각에 개시되어 있으며 토출 포트, 액로 및 전기열 변환체가 결합되어 있는 구성을 갖는 기록 헤드의 구조 (선형 액로 또는 수직형 액로)의 대안으로서, 미국특허 4,558,333호 또는 4,459,600호에 개시되어 있으며 열 작용면이 굽은 영역 내에 배치되어 있는 구성을 갖는 구조가 채택될 수도 있다. 또한, 다음 구조들이 사용될 수도 있다: 일본 특허 공개 공보 59-123670호에 개시되어 있으며 복수개의 전기열 변환체들의 토출부로서 기능하도록 공통 슬릿(common slit)이 형성되어 있는 구성을 갖는 구조; 및 일본 특허 공개 공보 59-138461호에 개시되어 있으며 열에너지의 압력파를 흡수하기 위한 개구가 토출부에 대응되게 배치되어 있는 구조.

더구나, 기록 장치에 의해 기록될 수 있는 기록 매체의 최대 폭에 대응하는 길이를 갖는 풀 라인형(full line type)의 기록 헤드로서는, 상기 명세에서 개시된 복수개의 기록 헤드들의 조합에 의해 그 길이를 만족시키는 구성, 또는 일체로 형성된 단일 풀 라인형 기록 헤드로서의 구성이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 장치 본체에 장착됨으로 인해 기록 장치 본체로의 전기적 접속 또는 장치 본체로부터의 잉크 공급을 가능케 하는 교환자재한 칩 타입의 기록 헤드에 유용하고, 또는 기록 헤드 자체 상에 일체로 제공된 카트리지형의 기록 헤드를 사용하는 경우에도 유용하다.

본 발명의 효과가 한층 안정화될 수 있기 때문에 본 발명의 구성으로서 제공된 기록 헤드 회복 수단 및 보조 수단을 추가적으로 더 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 기록 헤드 캡핑 수단, 클리닝 수단, 가압 또는 흡입 수단, 전기열 변환체, 다른 가열 소자 또는 이들의 조합에 의해 구성된 예비 가열 수단, 및 기록 동작을 안정되게 수행하기 위해서 기록과는 별도로 토출이 실행되는 예비 토출 모드를 채택하는 것이 바람직하다.

액체 잉크가 본 발명의 상기 실시예들에서 사용되었더라도, 실온 또는 그 이하의 고화되는 잉크, 또는 실온에서 연화 또는 액화되는 잉크가 사용될 수도 있다. 즉, 기록 신호가 공급될 때 액화되는 잉크가 사용될 수도 있다.

더구나, 방치될 때 고화되고 기록 신호에 따라 열에너지가 공급될 때 액화되는 잉크가 본 발명에 적응될 수 있어, 열에너지에 의해 발생된 온도 상승을 고체 상태로부터 액체 상태로의 상태 변화의 에너지로서 적극적으로 이용하여 온도 상승을 방지하거나, 잉크 증발을 방지한다. 소정의 경우, 액체 잉크 형태로 토출되기 위해서 기록 신호에 따라 열 에너지가 공급될 때 액화되는 잉크, 또는 열에너지가 공급된 후에만 액화되는 잉크, 예를 들면 잉크가 기록 매체에 이를 때 고화가 시작되는 잉크가 본 발명에 적응될 수 있다. 상기 경우에, 잉크는 일본 특허 공개 공보 54-56847호 또는 60-71260호에 개시된 전기열 변환체에 대면하는 위치에 있는 다공성 시트 또는 스루홀의 리세스 내에 액체 또는 고체 물질로서 보유되는 형태일 수 있다. 가장 유효한 방식은 잉크가 상기 막비등법에 적응되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 라인 패턴은 컬러 필터의 화소를 실제로 착색하는데 사용될 노즐들의 복수개의 조합들에 의해 그려지고, 잉크 토출 밀도는 라인 패턴의 컬러 농도로부터 결정되어, 짧은 공정 동안 잉크 토출 밀도를 정확하게 결정한다.

또한, N 헤드들은 화소열 방향을 따라 배열되고, 보정 화상 데이터는 헤드를 사용하여 형성된다. 이 방법은 착색 공정 변경없이 컬러 필터의 질을 향상시키고, 사용될 화상 데이터의 수를 1/n으로 감소시키며, 착색 시간을 본 발명의 방법이 사용되지 않는 경우에 비해 1/n으로 단축시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에 국한되지 않고 다양한 변형 및 수정이 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 이루어질 수 있다.

Claims

적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출하므로써 컬러 필터를 제조하는 방법에서의 잉크 토출 밀도 설정 방법(ink discharge density setting method)에 있어서,

상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체상에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M과 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 산출 단계는 Kn과 bn이 상수인, Kn × Mn + bn = D 에 따라 잉크 토출 밀도 Mn을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제2항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드로부터 각각 상이한 잉크 토출 밀도로 잉크를 토출하여 상기 기록 매체상에 복수개의 라인 패턴을 상이한 잉크 토출 밀도로 형성하는 단계와;

상기 복수개의 라인 패턴의 각각의 컬러 농도와 잉크 토출 밀도간의 관계를 나타내는 직선을 구하는 단계와;

상기 직선으로부터 상기 상수 Kn과 bn을 구하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제3항에 있어서, 상기 상수 Kn은 상기 직선의 기울기를 나타내고, 상기 상수 bn은 상기 직선의 y 절편을 나타내는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 복수개의 잉크 토출 노즐을 가지며,

상기 라인 패턴 형성 단계에서는 각각의 주사 동작마다 사용되는 잉크 토출 노즐을 변경하여 복수회의 주사 동작을 수행함으로써 하나의 라인 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제5항에 있어서, 상기 복수회의 주사 동작으로 형성된 하나의 라인 패턴에 대한 1회의 주사 동작시의 라인 토출 밀도가 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M와 일치하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 복수개의 잉크 토출 노즐을 가지며,

상기 라인 패턴 형성 단계에서는 상기 복수개의 잉크 토출 노즐로부터 잉크를 토출시켜 복수개의 라인 패턴을 동시에 형성하고,

상기 검출 단계에서는 상기 복수개의 라인 패턴의 각각의 컬러 농도 Dn을 검출하고,

상기 산출 단계에서는 상기 복수개의 라인 패턴을 형성하는데 사용된 각각의 잉크 토출 노즐에 대해 컬러 필터 기판에 토출할 잉크의 토출 밀도 Mn을 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제7항에 있어서, 상기 복수개의 라인 패턴 각각은 각 주사 동작 마다 사용하는 잉크 토출 노즐을 변경하면서 복수회의 주사 동작을 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제8항에 있어서, 상기 복수회의 주사 동작으로 형성된 각각의 라인 패턴에 대한 1회의 주사 동작시의 잉크 토출 밀도는 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M과 일치하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 헤드부는 복수개의 잉크젯 헤드를 가지며,

상기 라인 패턴 형성 단계에서는 상기 복수개의 잉크젯 헤드의 잉크 토출 노즐로부터 잉크를 토출시키면서 1회의 주사 동작을 수행하여 라인 패턴을 형성하고,

상기 검출 단계에서는 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하고,

상기 산출 단계에서는 상기 복수개의 잉크젯 헤드의 각각의 잉크 토출 노즐의 잉크 토출 밀도 Mn을 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제10항에 있어서, 상기 복수개의 잉크젯 헤드 각각은 복수개의 잉크 토출 노즐을 가지며,

상기 라인 패턴 형성 단계에서는 각 주사 동작 마다 상기 복수개의 잉크젯 헤드부의 잉크 토출 노즐을 변경하면서 복수회의 주사 동작을 수행하여 상기 라인 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제11항에 있어서, 상기 라인 패턴 형성 단계에서는 상기 복수개의 잉크 토출 노즐로부터 잉크를 토출시킴으로써 복수개의 라인 패턴을 동시에 형성하고,

상기 검출 단계에서는 상기 복수개의 라인 패턴 각각의 컬러 농도 Dn을 검출하고,

상기 산출 단계에서는 상기 복수개의 라인 패턴을 형성하기 위해 사용된 각각의 잉크 토출 노즐에 대해 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 기록 매체는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제13항에 있어서, 상기 유리 기판 상에는 블랙 매트릭스(black matrix)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 검출 단계에서는 상기 라인 패턴의 흡광도(absorbance)를 측정함으로써 라인 패턴의 컬러 농도를 검출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 검출 단계에서는 상기 라인 패턴의 투광율(transmittance)을 측정하므로써 상기 라인 패턴의 컬러 농도를 검출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 검출 단계에서는 상기 라인 패턴의 반사율(reflectance)을 측정하므로써 상기 라인 패턴의 컬러 농도를 검출하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 열에너지를 이용하여 잉크를 토출하는 헤드이고, 상기 헤드는 잉크에 가해지는 열에너지를 발생하시키기 위한 열에너지 발생기(heat energy generator)를 구비한 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출하므로써 컬러 필터를 제조하는 방법에서의 잉크 토출 밀도 설정 방법(ink discharge density setting method)에 있어서,

상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체상에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

상기 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M과 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 상기 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와;

상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
제19항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 열에너지를 이용하여 잉크를 토출하는 헤드이고, 상기 헤드는 잉크에 가해지는 열을 발생하기 위한 열에너지 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 토출 밀도 설정 방법.
적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터에 있어서,

상기 컬러 필터는

상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 상기 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와;

상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계

를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
표시 장치에 있어서,

상기 표시 장치는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터와;

광량을 변경시키기 위한 광량 변경 수단(light amount changing means)

을 일체적으로 구비하되,

상기 컬러 필터는

a) 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

b) 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

c) 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 선정된 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 상기 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와;

d) 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계

를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
적어도 하나의 잉크젯 헤드를 갖는 헤드부와 컬러 필터 기판을 상대적으로 주사하면서 상기 잉크젯 헤드로부터 상기 컬러 필터 기판을 향해 잉크를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터와, 광량을 변경시키기 위한 광량 변경 수단(light amount changing means)을 일체적으로 구비하는 표시 장치와;

상기 표시 장치에 화상 신호를 공급하기 위한 화상 신호 공급 수단(image signal supply means)를 포함하는 장치로서,

상기 컬러 필터는

a) 상기 잉크젯 헤드의 적어도 하나의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 밀도 M으로 기록 매체에 잉크를 토출함으로써 상기 기록 매체 상에 라인 패턴을 형성하는 라인 패턴 형성 단계와;

b) 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn을 검출하는 검출 단계와;

c) 컬러 필터에서 요구되는 화소의 컬러 농도를 D로 했을 때, 상기 컬러 필터 기판에 토출할 잉크 토출 밀도 Mn을, 상기 소정의 잉크 토출 밀도 M과, 상기 라인 패턴의 컬러 농도 Dn과, 상기 요구되는 화소의 컬러 농도 D에 기초하여 산출하는 산출 단계와;

d) 상기 산출 단계에서 산출된 잉크 토출 밀도 Mn으로 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 상기 컬러 필터 기판을 착색하는 착색 단계

를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.