KR20020022614A

KR20020022614A - 액정표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20020022614A
Application number: KR1020010058000A
Authority: KR
Inventors: 이시이아키라; 시미즈미요; 마츠야마시게루
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 나시모토 류오조; 히타치 디바이스엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2002-03-27
Also published as: US6806925B2; KR100433688B1; TW576937B; US20020054252A1; JP2002098948A

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서 액정표시장치의 제조방법에 있어서 준비되는 칼라필터기판을 그 주요면상에 설치된 염색기판부재에 잉크젯방식으로 잉크를 공급하여 제조할 때 염색기판부재간에 발생하는 착색농도의 분산을 저감한다. 본 발명은 칼라필터기판에 설치된 염색기판부재에 잉크젯방식으로 공급되는 칼라필터용 잉크로서 상기 염색기판부재를 착색하는 염료와 상기 염료에 친화하는 용매(예를들면 물)와 상기 잉크의 휘발성을 상기 용매의 휘발성보다 저하하는 휘발성조정제(예를들면 glycerin)와 상기 염료 및 상기 염색기판부재에 대해서 상기 휘발성조정제보다 높은 친화력을 나타내는 염료추진제(예를들면 N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 액체를 조제하고 이 잉크에 의해 상기 염색기판부재를 착색한다.

Description

액정표시장치의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이고 그 제조공정에 있어서 준비되는 칼라필터기판에 형성된 염색기판부재(Dyed Medium : 염색되는 매체물질, 이하 잉크수신층으로 명기)의 착색방법 이 착색방법에 적절한 잉크 및 이 잉크를 상기 염색기판부재에 잉크젯 프린터(잉크도포장치)를 이용하여 공급하는 착색공정에 관한 것이다.

칼라화상표시기능을 가지는 액정표시장치는 액정조성물로 이루어지는 층을 끼워 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 광투과율이 낮은 재료로 이루어지는 차광막이 형성하고 이 화소에 대응하는 영역에 개구를 설치하여 그 개구영역의 각각에 이 차광막으로 소정의 파장범위에 있는 빛에 대해서 높은 투과율을 나타내는 층을 형성하여 구성된다. 이와 같은 광투과를 위한 개구를 가지는 차광막을 블랙매트릭스 그 개구영역의 각각에 설치된 소정의 파장범위인 빛을 투과시키는 층을 칼라필터,이 칼라필터가 형성되는 기판(다수의 경우 광투과율이 높고 또한 전기적인 절연성이 높은 유리와 합성수지등으로 이루어지는 소위 투명기판)을 칼라필터기판으로 함. 칼라화상표시기능을 가지는 액정표시장치의 경우 여기에 이용되는 칼라필터기판에 설치되는 칼라필터의 각각은 그 높은 광투과율을 나타내는 파장범위에 따라서 복수의 종류로 나누어진다. 일반적으로 각각의 칼라필터는 빛의 3원색에 따라서 적, 그린, 청의 각각에 대응되는 3종류의 파장범위의 어느 하나에 대해서 높은 광투과율을 나타낸다. 바꾸어 말하면 일반적인 칼라액적표시장치에 이용되는 칼라필터기판에는 상호 다른 색을 가지는 적어도 3종류의 칼라필터가 형성된다.

칼라필터기판의 제조방법의 하나로서 소정색의 안료를 분사한 고분자 수지재료의 레지스트를 기판(칼라필터기판이 된다)에 도포하고 이 레지스트를 포토마스크를 이용하여 노광하고 노광패턴에 따라서 레지스트를 현상한다(부분적으로 칼라필터기판에서 제거한다). 소위 포토리소그래피공정(Photolithography Process)을 색상별로 반복하여 복수의 종류의 칼라필터를 형성하는 착색레지스트법이 알려졌다. 또한 그외의 칼라필터기판의 제조방법의 하나로서 기판의 복수개소에 염색기판부재(수용층으로 함)를 형성하고 각각의 염색기판부재에 소망하는 색의 염료, 안료등의 염색재료를 공급하여 착색하는 염색법이 알려져 있다.

상기 기술하는 바와 같이 착색레지스트법은 각 색상별로 포토리소그래피공정을 반복하지 않으면 되지 않기 때문에 여기에 의한 칼라필터기판 또는 칼라화상표시용 액정표시장치의 생산능률에는 한계가 있다. 또한 착색레지스트법에서는 소정색의 안료가 분산된 레지스트가 이것을 이용한 칼라필터가 형성되는 화소영역에 근접하고 또한 근접해 있는 화소영역(소정색과는 다른 색의 안료가 분산된 레지스트로 이루어지는 별도의 칼라필터가 형성되는 화소영역)에 유동하고 또한 비산하여 이 별도의 칼라필터에 원하지 않는 종류의 안료가 혼재되는 경우가 있다.

한편 칼라필터기판에 염색기판부재를 도포하는 염색법에는 염료(이하 염료잉크 또는 단순히 잉크라고도 함)를 염색기판부재에 공급하는 방법(장치)에 의해 몇개인가의 종류로 분류된다. 잉크공급방법의 대표적인 것의 하나는 일본국특개평11-209669호 공보등에 기재되는 바와 같은 압전변환기(Piexoelectric Transducer)를 이용하고 그 변형으로 잉크침전물을 가열하여 잉크내에 발생하는 기포를 팽창시켜 잉크를 출사시키는 기술이다. 이들의 기술에 있어서 이용되는 잉크공급장치는 [잉크젯 프린터-기술과 재료](영명 : Technologies & Materizls for Inkjet Printer, 1998. 7.31(주) 씨엠씨간행 일본어)에 있어서 전자는 [제 8장 피에조일렉트릭 방식 잉크젯프린터(Piezoelectric-type Inkjet Printer)](page 101-111)에 후자는 [제 7장 서멀젯프린터(Thermal Jet Printer)](pages 71-100)에 각각 기재되어 있다. 본 명세서에서는 전자에 의한 칼라필터기판으로 잉크공급방법을 피에조일렉트릭방식 또는 전기기계변환형 잉크젯방식, 후자에 의한 공급방법을 서멀젯방식으로 편의적으로 호칭한다. 또한 전자 및 후자를 포함하여 잉크무덤을 칼라필터기판을 향하여 출사하는 것에 의해 칼라필터기판에 형성된 염새기재를 착색하는 칼라필터기판 제조방법을 잉크젯 방식으로 총칭한다.

[잉크젯 프린터-기술과 재료]의 페이지 190-191에 기재된 피에조일렉트릭방식에 의한 잉크공급장치의 2예가 도 6a, 도 6b에 동일기입의 페이지 73-75에 기재된 서멀젯방식에 의한 잉크공급장치의 일례가 도 6C에 각각 모식적으로 나타나 있다. 도 6A의 잉크공급장치는 잉크(염로)(INK)를 잉크공급로(SPP)를 통하여 잉크침전탱크(CHM)에 공급하고 또한 잉크침전탱크(CHM)관(ORF)을 통하여 가압실(PRC)에도 공급한다. 잉크침전탱크(CHM)의 관(Orific)(ORF)에 대향하는 위치에는 관보다 작은 개구를 가지는 노즐(NOZ)이 설치되고 이것을 통하여 잉크침전관(CHM)에 공급된 잉크가 노즐필터기판의 염색기판부재로 출사된다. 그러나 노즐(NOZ)의 개구는 작기 때문에 통상 잉크공급로(SPP)로부터 잉크침전탱크(CHM)에 공급된 잉크가 노즐(NOZ)의 개구로부터 출사되는 것도 누수되는 경우도 없다.

한편 가압실(PRC)의 잉크침전관(CHM)과는 반대측에는 판형태의 압전소자(PZT)가 설치되어 있다. 도 6A에 나타나는 압전소자(PZT)는 소정의 전압을 인가하고 있지 않는 상태를 나타내지만 여기에 소정의 전압을 인가하면 그 중심부는 도 6A의 좌측으로 구부러지고 가압식(PRC)의 용적을 확장한다. 압전소자(PZT)에 소정의 전압을 인가하는 것에 의해 확장된 가압식(PRC)에 잉크가 유입된다. 이 후 압전소자(PZT)로의 소정의 전압의 인가를 멈추면 압전소자(PZT)가 나타나는 형태로 되돌아가고 가압실(PRC)의 용적도 나타난 용적으로 되돌아가기 때문에 가압식(PRC)의 확장시에 여기에 유입한 잉크는 관(ORF)을 통하여 잉크탱크관(CHM)으로 되돌아가고 그 내부의 압력을 올린다. 그 결과 잉크탱크관(CHM)내의 잉크(INK)의 일부가 노즐(NOZ)의 개구에서 출사한다.

도 6B에 나타나는 잉크공급장치에서는 노즐(NOZ)에 대해서 잉크공급로(SPP)와 가압실(PRC) 및 잉크침전탱크(CHM)이 직렬로 배치되고 압전소자(PZT)가 원통형으로 형성되는 구조에 있어서 도 6A의 공급장치와는 상이하다. 그러나 도 6B에 나타난 압전소자(PZT)에 소정의 압전을 인가하여 이것을 원주방향으로 팽창시키는 것에 의해 잉크를 가압실(PRC)에 유입시켜 다음으로 압전소자(PZT)로 소정의 전압인가를 중지하여 가압실(PRC)로부터 잉여잉크를 관로(ORF)를 통하여 잉크침전탱크관(CHM)으로 이송하고 그 내부를 가압하여 노즐(NOZ)로부터 잉크(INK)의 일부를 출사시키는 동작원리는 동일하다. 또한 도 6B에 나타난 잉크공급장치에는 잉크공급로(SPP)와 가압실(PRC)과의 사이에 마이크로 밸브(MIV)가 설치되어 있다. 이 마이크로 밸브는 압전소자(PZT)로 소정의 전압인가를 중지할 때 가압실(PRC)의 용적수축에 의한 가압실내부의 잉크의 잉크공급로(SPP)로의 역류를 방지하기 위한 역류방지밸브로서 구동된다.

이상과 같이 피에조일렉트릭방식에 의한 칼라필터기판으로의 잉크공급방식에서는 압전소자(PZT)에 소정의 전압을 인가하는 것에 의해 이것을 도 6A, 도 6B에 나타난 안내 방향으로 기계적으로 변형시켜 잉크침전탱크(CHM)를 가압하는 것으로 칼라필터기판에 설치된 염색기판부재에 잉크(INK)를 공급한다.

이것에 대하여 서멀젯방식에서는 도 6C에 나타나는 바와 같이 잉크침전탱크(CHM)에 히터소자(HTR)를 설치하여 이것에 의해 잉크침전탱크(CHM)내의 잉크를 가열하는 것에 의해 그 안에 기포를 발생시켜 잉크(INK)를 출사한다. 도 6C에 나타나는 바와 같이 잉크침전탱크(CHM)에 결합하는 잉크공급로(SPP)는 잉크침전탱크(CHM)에 대해서 적정한 마이너스전압으로 설정된다. 이것에 의해 히터소자(HTR)가 잉크침전탱크(CHM)를 가열하지 않는 상태에서는 잉크탱크(CHM)의개구(OPN)에 있어서의 잉크의 메니스커스(Meniscus)가 개구의 중심부를 향하여 오목면을 구성하도록 형성된다. 이로 인하여 잉크침전탱크(CHM)에 침전된 잉크가 그 개구(OPN)로부터 출사되는 경우도 누수되는 경우도 없다. 그러나 히터소자(HTR)에 의해 잉크침전탱크(CHM)가 가열되면 여기에 침전된 잉크내부에 기포가 발생하고 난 다음 크게된다. 이 기포의 팽배화에 의해 잉크침전탱크(CHM)의 개구(OPN)에 있어서의 잉크의 메니스커스가 개구의 중심을 향하여 볼록면을 구성하도록 변화된다. 이 볼록면을 이루는 메니스커스의 곡률이 어느 정도까지 증대하면 개구(OPN)로부터 잉크(INK)액이 출사된다. 따라서 서멀젯방식에 의한 칼라필터기판으로의 잉크의 공급방법에서는 작은 개구를 가지는 노즐을 통하여 잉크를 출사되는 경우가 없기 때문에 피에조일렉트릭방식에 비하여 노즐에 있어서 잉크가 결집되는 경우가 없는 이점을 갖지만 그 반면 잉크침전탱크(CHM)에 있어서의 기포의 형성이 칼라필터기판으로의 잉크의 공급조건을 결정하기 때문에 그 적정한 제어가 어려운 차점을 가진다.

여기에 대해서 피에조일렉트릭방식은 압전소자의 응답특성의 향상에 의해 노즐의 막힘이 없는 한 확실하게 소망양의 잉크를 칼라필터기판에 설치된 염색기판부재에 공급하는 것이 가능하다. 또한 피에조일렉트릭방식과 서멀젯방식에 한정되지 않고 잉크젯방식은 그 공급장치의 미세화에 의해 도 6A~C에 나타난 소위 잉크젯 헤드의 어느하나를 복수개 배열형으로 배치하는 것에 의해 칼라필터기판에 설치된 각 염색기판부재에 복수종류의 잉크를 동시에 공급이 가능하기 때문에 착색레지스트법에 비하여 칼라필터기판의 생산수율을 높게 향상하는 것이 가능하다.

상기 기술하는 바와 같이 피에조일렉트릭방식의 잉크젯 형 잉크공급장치를 이용한 칼라필터의 제조방법은 이 잉크공급장치의 노즐이 막히지 않는 한 칼라필터기판 및 이것을 조합한 액정표시장치의 생산성을 향상하기에 적절한 기술로서 인식되어 있다. 또한 유일한 약점인 잉크공급장치의 노즐의 막힘빈도도 잉크(염료)의 용액조성을 개량하는 것에 의해 저감되었다. 상기 기술의 일본국특개평11-209669호 공보등에 개시된 잉크조성에 의하면 잉크공급장치의 노즐에 잉크가 막히는 문제의 해결은 물론 노즐로부터 출사된 잉크의 비행직선성도 개선되어 있다. 따라서 피에조일렉트릭방식의 잉크공급장치에 의해 소망량의 잉크를 칼라필터기판에 설치된 착색기재에 확실하게 공급하는 것에 의해 희망농도의 염료로 염색된 염색기판부재를 가지는 칼라필터기판의 생산이 가능해지게 되었다.

그러나 현실에는 상기 기술하는 바와 같은 잉크조성의 개량을 보아도 소정색에 착색된 염색기판부재(액정표시장치의 화소 또는 화소군에 대응)간에 색상의 농도의 차이가 발생되는 문제가 남는다. 상기 기술하는 바와 같이 잉크의 물성값(점도, 표면장력, 염색기판부재에 대한 접촉각등)을 최적화하여도 또한 염료에 의한 염색기판부재의 착색농도의 레벨(이하, 이 파라미터를 염색성으로 호칭)이 불균일해지는 원인으로서 본 발명자등은 잉크공급장치로부터 출사되는 잉크액무덤의 크기의 분포, 잉크액무덤의 증발속도등의 파라미터와 잉크조성과의 상관에 착안하여 잉크(잉크조성물)의 염색성의 개량을 검토하였다.

본 발명의 목적은 액정표시장치의 제조공정에 있어서 준비되는 칼라필터기판에 관하여 이 칼라필터기판에 설치된 염색기판부재에 잉크젯방식(특히 피에조일렉트릭방식의 잉크공급장치를 이용하는 방식)에 의해 잉크를 공급하여 착색하는 적절한 공정과 염색기판부재의 착색에 적절한 조성을 가지는 잉크를 제공하여 색얼룩이 발생되지 않는 액정표시장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 칼라필터가 형성된 제 1 주요면을 가지는 제 1기판을 준비하는 공정과 상기 제 1 기판과 제 2 주요면에 가지는 제 2기판을 상기 제 1 주요면과 제 2 주요면이 격리하여 대향하도록 중합하여 제 1 기판의 주위부분과 제 2 기판의 주위부분을 씰재로 접합시키는 공정과 상기 제 1 주요면, 상기 제 2 주요면 및 씰재에 의해 포위된 공간에 액정물질을 봉입하는 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 칼라필터가 상기 제 1 주요면에 설치된 염색기판부재를 잉크로 착색하여 형성되고 상기 염색기판부재를 착색하는 상기 잉크로서 상기 염색기판부재를 착색하는 재료와 상기 염료에 친화하는 용매와 상기 잉크의 휘발성을 상기 용매의 휘발성보다 저하하는 휘발성조정제(Volatility-Adjusting Agent)와 상기 염료 및 상기 염색기판부재에 대해서 상기 휘발성조정제보다 높은 친화력을 나타내는 염색추진제(Dyeing-Promotor Agent, Dyeing Acceleraing Agent 또는 Dyeing Accelerator Agent로도 명기)를 포함하는 물질이 이용되는 것을 특징으로 하는 제 1 기판(칼라필터기판)을 준비한다.

상기 잉크(칼라필터용 잉크)는 상기 염색기판부재를 착색하는 염료를 1중량%이상 또는 5중량%이상의 범위로 상기 염료에 친화하는 (염료가 용해됨) 용매를 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로 상기 잉크의 휘발성을 상기 용매의 휘발성보다 저하하는 휘발형조정제를 1중량%이상 또는 40중량%이하의 범위로 상기 염료 및 상기 염색기판부재에 대해서 상기 휘발성조정제 보다 높은 친화력을 나타내는 염색추진제를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 포함하는 액체의 경우가 칼라필터기판의 준비상 바람직하다. 또한 휘발성조정제 및 염색추진제의 각각의 정의 및 효능의 상세는 발명실시형태에서 후 기술한다.

상기 기술의 휘발성조정제로서 상기 용매보다 고비점을 나타내는 시약으 상기 염색추진제로서 상기 휘발조정제보다 낮고 또한 상기 용매보다 고점도를 나타내는 시약을 각각 나타내고 있다.

또한 상기 염색추진제로서 분자내에 에스텔결합(Ester Linkage) 및 펩티드결합(Peptide Linkage) 및 펩티드결합의 질소원자에 결합하는 수소원자를 다른 관능기(Functional Group)으로 치환한 결합구조(질소원자가 수식된 펩티드결합)으로 이루어지는 군의 적어도 하나를 가지는 화합물 예를드면 복수의 탄소원자와 적어도 하나의 탄소이외의 분자를 단층결합으로 결합시켜 이루어지는 환형부분을 포함하는 분자구조를 가지고 이 환형부분에 에스텔결합 및 펩티드결합 및 그 질소원자를 수식한 결합구조의 적어도 하나가 형성되어 있는 피로리든류(Pyrrolidone Series)와 락톤류(Lactone Series)등의 화합물을 이용하여도 용이하다. 염색추진제로서 에스텔결합 또는 펩티드결합을 가지는 화합물을 이용하는 것은 특히 상기 기술의 한쌍의 기판의 적어도 한쪽의 주요면상에 유기재료를 에스텔결합 또는 펩티드결합 혹은 펩티드결합의 질소원자에 결합하는 수소원자를 다른 관능기로치환한 결합구조를 매개하여 중합(polymerization)시켜 염색기판부재를 형성하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서 권장된다. 이와 같은 중합에 의해 형성되는 유기고분자의 일례로서는 아크릴계 수지와 단백질막(카제인(Casein), 젤라틴등)을 예로한다.

본 발명의 실시예에 적절한 칼라필터용 잉크의 구체적인 일례는 칼라필터로 이루어지는 염색기판부재를 착색하는 염료를 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 물 또는 친수성의 용매를 10중량% 이상 또는 80중량%이하의 범위로 글리세린(Glycerin) 황디메틸(Dimethyl Sulfoxide) 및 유산나트륨(Sodium Lacate)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 1중량%이상 또는 40중량%이하의 범위로 N-메틸-2-피로리든(N-methyl-2-pyrrolidone) 및-부틸로락톤(-butyrolactone)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나를 1중량%이상 또는 3중량%이하의 범위로 각각 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 상기 염료는 아조계합성물(Azo Complex), 프탈로시아닌(Phthalochanine) 및 안트라키논(Anthraquinone)으로 이루어지는 군에서 선택된다. 또한 이 잉크를 이용하여 상기 염색기판부재가 설치된 칼라필터기판을 제조하는 경우 상기 염색기판부재를 아크릴계수지(Acrylic Resin) 카제인수지(Casein Resin) 및 젤라틴수지(Gelati Resin)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나의 수지를 이용하여 형성하면 용이하다.

본 발명에 의한 칼라필터용 잉크의 일례를 또한 구체적으로 기재하면 azo complex, phthalochanine alc anthraquinone으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물로 이루어지는 염료를 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 물을 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로 glycerin, dimethyl sulfoxide 및 유산락튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나를 1중량 %이상 또는 4중량%이하의 범위로 N-methyl-2-pyrrolidone 및-butyrolactone으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 잉크에 있어서 상기 물의 조성비를 50중량%이상 또는 70중량%이하의 범위로 설정하면 용이하다.

한편 본 발명에 의하면,

① 액정표시장치의 칼라필터기판에 이용하는 기판의 제 1주요면 상부에 이 기판에서 광투과성이 낮은 차광막을 형성하고 그 다음 이 차광막에 복수의 개구를 상호 이간시켜서 형성하는 제 1 공정과,

② 상기 차광막에 설치된 상기 복수의 개구의 각각에 이 차광막에서 광투과성이 높은 수지로 이루어지는 염색기판부재를 형성하는 제 2 공정과,

③ 잉크의 액무덤을 상기 복수의 개구별로 공급하여 이들의 개구의 각각에 형 성된 상기 염색기판부재를 착색하는 제 3 공정과,

④ 상기 복수의 개구별로 설치된 착색기재를 덮도록 상기 차광막상에 보호막을 형성하는 제 4의 공정을 포함하는 칼라필터기판의 준비공정(제조공정)에 있어서,

⑤ 상기 잉크로서 상기 염색기판부재를 착색하는 염료와 그 용매와 이 용매보다도 휘발성이 낮은 제 1 시약과 이 용매보다도 상기 염색기판부재를 구성하는 수지로의 침수성이 높은 제 2 시약을 포함하는 액체를 이용한다.

상기 기술의 제 3공정에 있어서 상기 잉크의 액무덤은 예를들면 압전소자에 의해 체적이 변화하는 잉크침전을 구비한 노즐로부터 상기 복수의 개구별로 공급된다.

이 잉크의 액무덤의 체적은 칼라필터기판에 설치된 염색기판부재의 크기와 그 제조에 이용되는 노즐의 형태에 맞추어서 예를들면 1피코·리틀(pL로 기록하는 체적의 단위...1pL은 10^-9리틀로 비등하다)로부터 100피코·리틀의 범위에 있어서 적정하게 설정된다.

노즐로부터 출사되는 잉크의 액무덤의 체적이 이와같이 폭넓은 범위에 존재하는 것은 본 발명에 의한 칼라필터기판의 제조방법이 휴대전화용의 소형의 액정표시장치용으로부터 거리와 역 공항내에 설치되는 비디오월용 대형액정표시장치용에 도달하는 다양한 종류의 칼라필터기판의 제조에 보편적으로 적용할 수 있기 때문이다.

그리고 잉크액무덤의 체적에 따라서 그 표면적도 변화하기 때문에 잉크공급장치(소형칼라필터 기판제조용 또는 대형칼라필터기판제조용)에 따라서 노즐과 염색기판부재의 표면에 있어서의 잉크의 건조를 적절한 온도로 억제하는 점에서 제 1 시약의 조성비를 조제하는 것이 바람직하다. 예를 들면 잉크액무덤의 체적을 2피코 리틀이상 또는 6피코리틀이하의 범위로 설정하는 경우 잉크에 있어서의 상기 염료의 조성비를 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 상기 용매의 조성비를 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로 상기 제 1 시약(상기 기술의 glycerin 또는그 상당물)의 조성비를 5중량%이상 또는 20중량% 이하의 범위로 상기 제 2 시약(N-methyl-2-pyrrolidone 또는 그 상당물)의 조성비를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 설정하면 용이하다.

또한 상기 노즐에서 상기 복수의 개구별로 공급되는 액무덤의 체적을 20피코 리틀이상 또는 40피코리틀이하의 범위로 설정하는 경우 잉크에 있어서의 상기 염료의 조성비를 1중량%이상 또는 5중량 이하의 범위로; 상기 용매의 조성비를 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로; 상기 제 1 시약의 조성비를 30중량%이상 또는 40중량%이하의 범위로; 상기 제 2 시약의 조성비를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 설정하여도 용이하다.

상기 기술의 제 2공정에 있어서는 상기 염색기판부재를 구성하는 수지는 광조사에 의해 경화하는 성질을 가지는 재료로 이루어지는 층을 상기 복수의 개구를 포함한 상기 차광막상에 형성하고 그 후 상기 기판의 상기 제 1 주요면과는 반대측의 제 2 주요면에서 빛을 조사하여 상기 재료층의 일부분을 경화시켜 형성하여도 용이하다.

이 염색기판부재의 형성 및 상기 제 2 시약에는 각각 분자내에 에스텔결합 또는 펩티드결합 혹은 펩티드결합의 질소원자에 결합하는 수소원자를 다른 관능기로 치환한 결합구조의 적어도 하나를 가지는 유기화합물을 이용하면 용이하다.

상기 기술의 칼라필터기판의 제조방법은 예를들면 휴대용전화기에 탑재되는 소형의 패시브 매트릭스형(Passive Matrix type)의 액정표시장치의 생산에 적용하는 것으로 권장된다. 이 경우 상기 제 4 공정후에 상기 보호막의 상부에 투명도전막으로 이루어지는 스트라이프형의 복수의 제 1 전극을 배치하고 상기 기판의 제 1 주면을 주요면으로 투명도전막으로 이루어지는 스트라이프형의 복수의 제 2 전극이 배치된 다른 기판과, 상기 제 1전극의 스트라이프와 그 제 2 전극의 스트라이프가 상호 교차하도록 또는 그 제 1주요면과 상기 다른 기판의 주요면을 격리시켜서 대향하도록 하여 상기 제 1 주요면과 상기 다른 기판의 주요면의 적어도 한쪽의 주위부분에 도포된 씰재에 의해 접합된다. 이 후 상기 제 1주요면과 상기 다른 기판의 주요면에 끼워진 간격에 액정조성물을 봉입한다. 이와 같은 액정표시장치의 제조방법에 있어서 칼라필터기판이 되는 상기 기판에그 제 1 주요면상에 산화규소막이 형성된 소다유리를 이용한다. 소형의 패시브 매트릭스형 액정표시장치의 칼라필터기판을 제조할 때에는 상기 잉크공급장치로부터 출사되는 잉크액무덤의 체적을 예를들면 2 ~ 4 피코 리틀로 설정하면 용이하다.

이상 본 발명에 관하여 기술한 것 외에 목적, 특징 및 효과는 이후의 기재에 여기에 부여된 도면을 관련하는 것에 의해 새롭게 명확해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 칼라필터용 잉크에 함유시키는 glycerin(휘발성 조정제)의 조성비와 잉크의 염색성 및 건조성을 나타내는 그래프이다.

도 2 는 본 발명에 의한 잉크를 이용하여 제조되는 칼라필터기판의 모식단면도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 칼라필터의 제조방법의 일례의 흐름을 나타내는 유동도이다.

도 4A 에서 도 4C 는 도 3 에 나타나는 칼라필터기판의 제조공정의 흐름에 대응한 칼라필터의 모식단면도이다.

도 5A 에서 도 5C 는 도 3 에 나타나는 칼라필터기판의 제조공정의 흐름에 대응한 칼라필터의 모식단면도로서 도 4C 이후의 기판가공 공정을 나타낸다.

도 6A 에서 도 6C 는 잉크젯형 잉크공급장치(Inkjet-type Ink Supply Device)에 탑재되는 잉크젯·헤드의 대표적인 것의 구조를 개략적으로 나타나는 설명도로 도 6A 에서 도 6B 는 피에조 일렉트릭방식(Piezolectric Method)의 잉크젯·헤드를 도 6C 는 서멀젯방식(Thermal Jet Method)의 잉크젯·헤드를 각각 나타낸다.

도 7 은 본 발명에 의한 칼라필터기판의 제조방법에 의해 제작되는 칼라필터기판이 탑재되는 액정표시판넬의 일례의 화소근방의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 8 은 도 7 에 나타나는 액정표시판넬의 A-A'선에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.

도 9A 및 도 9B 는 도 7 및 도 8 을 참조하여 설명된 액정표시판넬(PNL)을 액정표시장치에 실장하는 일례를 설명하는 사시도로서 도 9A 는 액정표시장치에 있어서의 액정표시판넬과 광원유니트(백라이트·시스템:Backlight System)와의 배치를 설명하는 사시도이고 도 9B 는 도 9A 에 나타나는 광원유니트가 조합된 액정표시판넬을 프레임부재에 끼워 완성된 액정표시장치의 외형을 나타내는 사시도이다.

도 10 은 칼라필터기판에 형성된 블랙매트릭스의 개구를 확대한 평면도이다.

도 11A 및 도 11B 는 도 10 에 확대하여 나타내는 블랙매트릭스의 개구의 일점쇄선 B-B'에 따른 단면도이고 도 11 은 친수성재료로 이루어지는 블랙매트릭스에 대해서 그려지고 도 11B 은 소수성 재료로 이루어지는 블랙매트릭스에 대해서 그려져 있다.

도 12A 에서 도 12C 는 본 발명에 의한 신규 칼라필터구조에 형성되는 블랙매트릭스의 개구를 확대한 단면도이다.

<주요부분을 나타내는 도면부호의 설명>

FIL(R), FIL(G), FIL(B) : 칼라필터층

PSV : 보호막 ITO : 대향전극

SUB : 기판 BM : 블랙매트릭스

DP : 염색기판부재 POD : 홀

PZT : 압전소자 PRC : 가압실

ORF : 관로 NOZ : 노즐

SPP : 잉크공급로 CHM : 잉크침전탱크

MIV : 마이크로 밸브 HTR : 히터소자

OPN : 잉크침전탱크 개구

이하 본 발명의 실시형태에 대해서 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

<액정표시판넬 및 액정표시장치의 개요>

우선 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법에 의해 제조된 칼라필터기판을 조립한 액정표시장치의 구성을 트위스트·네마틱형(Twist Nematic)(TN형)의 액정을 이용하여 이것에 인가되는 전계를 액정을 끼운 한쌍의 기판의 한쪽에 설치된박막트랜지스터로 제어하는 액정표시판넬 및 이것을 조립한 액정표시장치를 예로하여 설명한다.

도 7 은 박막트랜지스터를 가지는 액정표시판넬의 일화소와 그 주변의 구성을 설명하는 평면도이고 도 8 은 도 7 의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도 7 에 나타난 바와 같이 각각의 화소영역(PX)은 근접하는 2개의 주사신호선(게이트신호선, 수평신호선으로도 호칭)(GL)과 근접하는 2개의 영상신호선(드레인신호선 수직신호선 데이터신호선으로 호칭)(DL)과의 교차영역내(4개의 신호선으로 포위된 영역내) 에 배치된 화소전극(ITO1)을 중심으로 하여 구성된다.

도 7 에 있어서는 각각의 주사신호선(GL)에 ㄸ라서 제 2 주사신호선(바이패스선)(GLA)을 설치하여 주사신호선(GL)의 단선시에 여기에 주사신호를 전송시킨다. 각각의 주사신호선(GL)과 여기에 대응하는 제 2 주사신호선(GLA)은 화소전극(ITO1)을 포위하도록 배치되고 쌍방의 주사신호선을 전기적으로 접속하는 도전층(GLC)은 화소전극(ITO 1)의 영산신호선(DL)에 면한 양단에 따라서 신축하고 후 기술하는 제 1 절연층 및 제 2 절연층(보호막, 패시베이션막으로도 호칭)을 매개하여 화소전극의단부와 대향한다. 이와 같이 도전층(GLC)을 화소전극(ITO 1)과 부분적으로 중복하는 것으로 화소전극단부에 발생한 단전계(Fringe Field)에 기인하는 액정ㅍ분자의 배열분산이 일어나는 화소영역(PX)의 광누출을 억제하고 또한 화소전극(ITO 1)에 공급된 전하를 이 화소전극에 머물게하여 화상표시기간(1프레임 기간) 에 있어서의 화소영역(PX)의 휘도의 저하를 억제한다(보유유지용량으로서 기능한다).

상기 기술의 제 2 주사신호선(GLA) 및 도체층(GLC)과 후기술하는 박막트랜지스터의 게이트전극(GT)은 주사신호선(GL)과 동일한 금속, 합금 또는 이 2종류를 조합시킨 도전층으로서 형성된다. 또한 본 예에서는 그 중 액정조성물로 이루어지는 층(액정층)(LC)이 끼워진 한쌍의 기판의 한쪽(SUB 1)의 주요면상에 알루미늄(Al)층과 크롬층(Cr)층을 이 순선로 적층하여 주사신호선(GL) 제 2 주사신호선(GLA) 도체층(GLC) 및 게이트전극(GT)이 형성된다.

영상신호선(DL)은 도 8에 나타나는 바와 같이 상기 기술의 주사신호선(GL) 제 2 주사신호선(GLA) 도체층(GLC) 및 게이트전극(GT)을 덮도록 하여 형성된 제 1 의 절연막(GI)상에 반도체층(AS)과 금속, 합금 또는 이들을 조합하여 이루어지는 도체층(d1)을 이 순서로 적층하여 형성된다. 본 예에서는 제 1 절연막(GI)이 질화실리콘(SiN_X)으로 반도체층(AS)이 비결정(Amorphus)·실리콘(a-Si)으로 도체층(d1)이 크롬층으로 각각 형성되어 있다. 또한 반도체층(AS)의 도체층(d1)에 접하는 경계면에 근방에는 반도체층(AS)의 다른 부분보다 n형 불순물을 다수 포함하는 n형 반도체층(d0)이 형성되고 반도체층(AS)과 도체층(d1)을 오믹접속한다. 본 예에 있어서 상기 기술의 게이트전극(GT)은 도전층(g1)으로 이루어지는 주사신호선(GL)과 상기 도전층(GLC)이 접속하는 각의 하나를 확장하여 형성된다.

한편 상기 반도체층(AS)은 게이트전극(GT)의 상부로 연장되고 또한 이 게이트전극(GT)에 근접하는 제 2 주사신호선(GLA)의 상부에 연장한다. 또하 도전층(d1)은 영상신호선(DL)로부터 분기되어 게이트전극(GT) 상부에 연장하고 여기에서 별도의 도전층(d1)과 소정의 간격을 두고 대향한다. 별도의 도전층(d1)은반도체층(AS)상을 그 신축방향에 따라서 게이트전극(GT)상부로부터 상기 제 2 주사신호선(GLA)의 상부로 연장한다. 게이트전극(GT)상에 있어서 영상신호선(DL)으로부터 분기하는 도전층(d1)은 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극의 한쪽으로서 기능하고 별도의 도전층(d1)은 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극의 타편으로서 기능한다. 본 명세서에서는 편의적으로 전자의 도전층(d1)을 드레인전극(SD 2) 후자의 도전층(d1)을 소스전극(SD 1)으로 호칭한다. 반도체층(AS)의 소스전극(SD 1) 및 드레인전극(SD 2)의 각각에 접하는 경계면에는 그 외의 부분에서 n형 불순물을 다수 함유하는 n형 반도체층(d0)이 각각 형성되고 반도체층(AS)과 소스전극(SD 1) 및 드레인전극(SD 2)의 각각을 오믹접속한다.

박막트랜지스터(TFT)에 형성되는 n형반도체층(d0)은 소스전극(SD 1)과 드레인전극(SD 2)을 거리를 두어 대응하여 소스전극(SD 1)측 및 드레인전극(SD 2)과는 이들의 하측에 위치하는 반도체층(AS)에 의해 게이트전극(GL)에서 인가되는 전압값에 따라서 전기적으로 접속된다. 반도체층(AS)의 소스전극(SD 1)과 드레인전극(SD 2)을 거리를 두어 위치하는 영역은 박막트랜지스터(TFT)의 채널로서 기능한다. 또한 제 1 절연막(GI)은 박막트랜지스터(TFT)에 있어서 게이트전극(GT)과 이 채널이 되는 반도체층(AS)을 전기적으로 분리하고 또한 이 채널에 게이트전극(GT)에서 전계만이 인가되도록 기능하는 것으로 게이트절연막으로도 불리운다. 또한 본 예에 있어서 상기 기술의 소스전극(SD 1)(별도의 도전층(d1))은 영상신호선(DL)과 함께 동일한 재료로 형성되어 있다.

화소전극(ITO 1)은 영상신호선(DL) 소스전극(SD 1) 및 드레인전극(SD 2)을덮도록 형성된 제 2 절연막(PSVI)(보호막, 패시베이션막으로 호칭)의 상면에 형성된다. 제 2 절연막에는 상기 기술의 제 2 주사신호선(GLA)상에 형성된 소스전극(SD 1)의 상면을 노출하는 개구(CN)가 설치되고 도 8에 나타나는 바와 같이 이 개구(CN)을 통하여 화소전극(ITO 1)의 일부가 소스 전극(SD 1)에 전기적으로 접속된다.

화소전극(ITO 1)은 상기 기술의 금속층과 합금층에서 광투과율이 높은 이듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide, ITO)과 이듐-지르코늄-산화물(Indioum-Zirconium-Oxide, IZO)등의 도전성재료에 의해 형성된다. 이하 이 종류의 도전성재료를 편의적으로 투명도전재료로 호칭한다. 도 7에 나타나는 바와 같이 본 예에 나타는 화소전극(ITO 1)는 이것이 형성되는 화소영역(PX)에 대해서 영상신호선(DL)의 연장방향에 근접하는 화소영역(PX")(근접하는 한쌍의 주사신호선(GL)과 근접하는 한쌍의 영상신호선(DL)에 의해 포위된 영역 ... 주사신호선의 한쪽 및 영상신호선의 한쪽은 미도시)에 형성된 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극(SD 1)에 접속된다. 따라서 화소전극(ITO 1)의 주위부분에 중복되는 주사신호선(GL') 및 제 2 주사신호선(GLA)은 화소영역(PX)에 위치하는 화소전극(ITO 1)으로 영상신호제어에 관계없이 그 부근의 화소영역(PX')(화소영역(PX')의 반대측)에 위치하는 화소전극으로의 영상신호를 제어한다. 이로 인하여 화소영역(PX)에 있어서 화소전극(ITO 1)의 주위부분에 중복되는 주사신호선(GL') 및 제 2 주사신호선(GLA)은 상기 기술의 도체층(GLC)과 동일한 화소영역에 있어서의 광누출을 방지하고 또는 화소전극(ITO 1)의 보유유지용량으로서 기능한다.

화소전극(ITO 1) 및 제 2 절연막(PSV 1)의 상면에는 폴리이미드등의 수지로 이루어지는 배향막(배향제어막)(ORI1)이 형성된다. 배향막(ORI1)은 수지막을 러빙(Rubbing)처리하고 또한 레이져광을 조사하여 액정층(LC)내의 액정분자(도 8에 원통으로 정렬되어 있다.)의 배향방향을 정한다.

기판(SUB 1)의 박막트랜지스터등이 형성되는 주요면과는 반대측의 별도의 주요면(액정층(LC)에 비대향의 주요면)에는 편광필름(POL 1)이 부착되고 그 편광측과 액정부자의 배향방향과 조합되는 것에 의해 광 투과조건을 결정한다.

한편 한쌍 기판의 다른기판(SUB 2)의 주요면에는 광투광율이 낮은 재료로 이루어지고 또한 한쪽 기판(SUB 1)에 설치된 상기 기술의 화소영역(PX)에 대응한 개구를 가지는 블랙매트릭스(BM)가 형성되고 그 개구에는 칼라필터층(FIL)이 설치된다. 블랙매트릭스(BM) 및 칼라필터층(FIL)의 기판(SUB 2)과는 반대측면은 절연막(패시베이션막, 오버코트막으로 호칭)(PSV 2)에 의해 덮혀지고 이것에 의해 블랙매트릭스의 개구별로 나타나는 요철이 균등해진다.

절연막(PSV 2)의 상면(도 8에서는 하면이 된다)에는 대향전극(ITO 2)(공통전극, 기준적으로 호칭)이 형성되고 대향전극(ITO 2)의 상면에는 기판(SUB 1)과 동일한 배향막(ORI 2)이 형성된다. 대향전극(ITO 2)은 상기 기술의 화소전극(ITO 1)과 동일한 투명도전재료를 이용하고 복수의 화소전극(ITO 1)을 액정층을 거리를 두어 덮도록 형성된다.

이 한쌍의 기판의 다른기판(SUB 2)에 있어서도 그 액정층(LC)에 대향하지 않는 주요면에는 편광필름(POL 2)이 부착되고 그 편광축과 액정분자의 배향방향과의조합에 의해 광투과조건을 결정한다.

화소전극(ITO 1)의 전위가 영상신호선(DL)으로부터 공급되는 영상신호와 주산신호선(GL)에 의한 박막트랜지스터(TFT)의 스위칭에 따라서 시시각각 변화하는 것에 대해서 대향전극(ITO 2)의 전위는 소정값으로 유지된다(액정표시장치를 도트반전방식에 의해 구동하는 경우).

도 8 에는 3종류의 화소전극(ITO 1)이 나타난다. 이 도에 있어서 중앙의 화소전극(ITO 1)만이 이것과 상기 대향전극(ITO 2)와의 사이에 위치하는 액정분자의 배향을 변경하도록 전위차를 발생시키는 전압이 인가되어 있다. 이것에 의해 중앙의 화소전극(ITO 1)으로부터 이것에 대향하는 대향전극(ITO 2)을 향하여 전달하는 빛은 액정층(LC)에 의해 차단된다. 이것에 대해서 좌우로 각각 부분적으로 나타나는 화소전극(ITO 1)과 대향전극(ITO 2)와의 사이에는 이 사이에 위치하는 액정분자의 배향을 배향막(ORI1, ORI2)에 의한 배향상태로 변경되도록 전위차가 발생되지 않기 때문에 각각의 화소전극(ITO 1)으로부터 여기에 대향하는 대향전극을 향하여 빛은 액정층(LC)을 전달한다. 이와 같이 동작하는 액정표시장치를 노멀 화이트 모드(화소전극으로 신호전압을 인가하지 않는 경우 빛을 투과시킨다)의 액정표시장치라고 호칭하고 반대로 화소전극에 신호전압을 인가하는 것에 의해 빛을 투과시키는 액정표시장치를 노멀 블랙 모드의 액정표시장치로 호칭한다.

도 7 및 도 8 을 참조하여 이상에 설명한 화소영역(PX)구비한 액정표시판넬에 있어서 이것을 구성하는 한쌍의 기판의 한쪽(SUB 1)은 그 주요면의 하나에 박막트랜지스터가 형성되는 것으로 TFT기판으로 호칭한다. 또한 한쌍의 기판의 다른기판(SUB 2)는 그 주요면의 하나에 상기 기술의 칼라필터층(FIL)이 형성되는 것으로부터 칼라필터기판으로 칭한다. 본 예에서는 칼라필터층(FIL)과 박막트랜지스터(TFT)를 별도의 기판에 각각 설치하였지만 상기 기술의 칼라필터기판에 칼라필터층(FIL)과 함께 박막트랜지스터(TFT)를 설치하여도 용이하고 또는 그 역으로 TFT기판상에 칼라필터층을 설치하여도 용이하다. 본 명세서에 있어서도 그 주요면에 칼라필터층(FIL)이 형성되는 기판을 칼라필터기판으로 정의한다.

다음으로 도 7 및 도 8 에 나타나는 화소영역이 복수개소에 형성된 액정표시판넬(PNL)을 이용하여 액정표시장치를 조립한 개요를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9A 는 도 7 및 도 8 에 나타나는 화소영역이 복수개소에 형성된 액정표시판넬(PNL)과 냉음극관(형광등의 일종)(CFL)을 가지는 광원유니트(백라이트 시스템)을 조합하여 구성되는 액정표시장치를 이 액정표시판넬을 구성하는 한쌍의 기판의 다른기판(SUB 2)측으로부터 본 사시도이다.

액정표시판넬(PNL)을 구성하는 한쌍의 기판(SUB 1, SUB 2)이 대향하여 마주보는 한쌍의 변에 한쪽에는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)(TCP 1)에 탑 재된 복수의 주사신호선 구동회로(GDR)가 설치된다. 도 7에 그 일부가 나타난 복수의 주사신호선(GL)의 각각과 여기에 전기적으로 접속되는 제 2 주사신호선(GLA) 도전층(GLC) 및 게이트전극(GT)에는 이들의 주사신호선 구동회로(GDR)의 어느하나로부터 전압신호(주사신호)가 공급된다. 한편 한쌍의 기판(SUB 1, SUB 2)이 대향하는 다른 한쌍의 변(상기 기술의 한쌍의 변에 신축방향에 교차하도록 연장한다)의 한쪽에는 별도의 테이프 캐리어 패키지(TCP 2)에 탑재된복수의 영상신호선 구동회로(DDR)가 설치된다. 도 7에 그 일부가 나타난 복수의 영상신호선(DL)의 각각은 이들의 영상신호선 구동회로(DDR)의 어느하나로부터 전압신호(영상신호)가 공급된다. 이들의 테이프 캐리어 패키지(TCP 1, TCP 2)에는 플렉시블 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)(FPC)가 접속된다. 플렉시블 인쇄회로기판(FPC)에는 상기 기술의 주사신호선 구동회로(GDR) 및 영상신호선 구동회로(DDR)의 제어신호 및 이들의 구동회로의 동작전력은 플렉시블 인쇄회로기판(FPC)으로부터 각각의 구동회로가 탑재된 테이프 캐리어 패키지를 통하여 각각의 구동회로에 공급된다.

한편 도 9A 에 나타나는 액정표시장치에 있어서 액정표시판넬(PNL)에 빛을 조사하는 백라이트 시스템은 소위 사이드 라이트(에이지 라이트)형으로 불리우는 구성을 갖고 그 한면이 액정표시판넬(PNL)에 대향하도록 배치된 도광판(GLB)과 도광판의 측면의 적어도 하나에 대향하도록 배치된 냉음극관(CFL)(형광관의 일종)을 가진다. 미도시라도 도광판(GLB)과 액정표시판넬(PNL)간에는 통상 확산씨트와 프리즘 씨트등의 광학씨트가 배치된다. 또한 휴대전화와 PDA(Portable digital Assistance)등에 이용되는 소형의 액정표시장치에서는 상기 기술의 냉음극관을 대신하여 발광다이오드(LED)와 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence)(EL)소자등이 광원으로서 탑재되어 있다. 어느 하나의 경우도 광원(도 9A에 있어서의 냉음극관(CFL))으로부터 방사되는 빛은 도광판(GLB)측면에 입사하면 도광판(GLB)의 하면에 형성된 패턴에 의해 반사되어 도광판(GLB)의 상면으로부터 액정표시판넬(PNL)의 하면을 향하여 방사된다. 광원으로서 냉음극관(CLF)을 이용하는 경우 그 구동전원으로서 인버터회로(INV)가 설치된다. 인버터회로(INV)로부터 냉음극관(CFL)에 설치된 한쌍의 전극에 연장되는 각각의 케이블 가운데 접지전위(또는 기준전위)에 설정되는 냉음극관(CFL)의 한쪽전극에 결합되는 것은 이보다 높은 전압(절대치로서)이 인가되는 다른쪽 전극에 결합되는것보다 길다.

도 9A 에 나타나는 액정표시장치는 도 9B의 사시도에 나타나는 바와 같이 그 백라이트측(도 9B에 있어서의 하측)을 몰드프레임(MCA)에 고정하고 또한 액정표시판넬측(도 9B에 있어서 상측)으로부터 액정표시장치 및 몰드 프레임(MCA)에 씰드 케이스(SHL)를 덮어 조립된다. 또한 휴대전화와 PDA에 이용되는 소형의 액정표시장치에서는 그 수납스페이스가 한정되기 때문에 상기 기술의 씰드 케이스가 생략되는 경우가 많다.

<칼라필터용 잉크의 조성>

상기 기술의 [잉크젯 프린터-기술과 재료]의 [제 16장 잉크젯 기록용 수성잉크](pages 201-210)에 의하면 피에조일렉트록방식의 잉크젯형 잉크공급장치(잉크젯 프린터, 도 6A, 도 6B 참조)에 이용되는 잉크는 용매 또는 분산제(Dispersig Agent)로서 물(H₂O) 착색제 건조방지제 침투제(Penetrant) 방부방균제(Preservative and Antifungal Agent) 수지등을 적정하게 혼합하여 조정한다. 이 문헌에 개시되는 잉크의 주요한 용도는 종이의 인쇄용이다. 한편 일본국 특개평110-209669호 공보는 상기 기술의 칼라필터기판제조로 특화한 잉크를 용매로서 물 또는 수용의 유기용매에 1 ~ 40%의 안료 또는 염료 1 ~ 40%의 습윤제(다가(多價)알코올(Polyvalent Alchol) 및 1 ~ 40%의 침투제(저급 알코올, 건조방지제)를 포함시켜 조정하는 기술을 개시한다. 이 공보에 의하면 칼라필터용 잉크에 함유되는 안료 또는 염료 습윤제 및 침투제의 조성을 상기 기술의 범위로 용매의 조성을 5 ~ 95%의 범위로 각각 조정하는 것에 의해 그 물성값(점도, 표면장력 및 접촉각(Contact Algle))을 잉크젯형 잉크공급장치의 노즐의 막힘을 방지와 이 노즐로부터 칼라필터기판으로의 비행직진성을 유지하기 바람직한 값으로 설정하는 것이 교시되었다. 또한 이 공보에는 구체적인 습윤제로서 글리세린(Glycerin) 및 디에틸렌 글리콜(Diethylene Glycol)이 침투제로서 에탄올(Ethanol) 및 디에틸렌 글리콜(Diethylene Glycol)이 침투제로서 에탄올(Ethanol) 및 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol)이 용매로서 물 N, N-디메틸 호륨 아미드(N, N-Dimethylformamide) 및 1,3-디메틸-2-이미다조 리디논(1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinone)이 각각 개시된다. 또한 이상의 조성물에 분산제로서 아크릴수지를 부가하는 것도 이 공보에 교시되어 있다.

상기에 대해서 본 발명에서는 잉크의 조성비를 염료를 1 ~ 5%의 범위로; 휘발성조정제(습윤제)를 1 ~ 40%의 범위로; 염색추진제를 1 ~ 30%의 범위로; 용매를 10 ~ 80%의 범위로; 각각 조정한다. 이들의 조성비는 중량백분률로서 정의된다. 본 발명의 잉크를 조성하는 재료로서 염료에 시판의 수용성염료를 이용한 경우 휘발성조정제에는 예를들면 glycerin을 염색추진제에는 예를 들면 N-메틸-2-피로리든(N-Methyl-2-Pyrrolidone)과-부티로 락톤(-Butyrolactone)을 용매로는 예를들면 물을 각각 이용한다.

휘발성 조정제로서 이용하는 글리세린(Glycerin, ...Glycerol 또는 Glycyl Alcohol으로도 명기하는 CH₂OHCHOHCH₂OH)는 이하의 화학식을 가지는 분자량이 비교적 작은 것을 이용한다.

Glycerin은 잉크의 응고를 억제하는 것에 의해 잉크젯형 잉크공급장치(도 6A, 6B참조)의 노즐막힘을 억제하고 또한 노즐의 개구에 있어서의 잉크의 액면의 반월(Meniscus)형을 잉크공급시 및 잉크공급중단시 각각에 있어서 바람직하게 형성한다. 이로 인하여 glycerin을 대신하여 이것과 동일한 용매보다 높은 비점과 용매보다 큰 점성을 가지는 재료를 이용하여도 용이하다. 칼라필터기판으로의 잉크공급형태에 의해 노즐로부터 방출되는 잉크의 액무덤의 크기(양)은 변함없이 구해지지만 이 액무덤양에 대해서 노즐의 개구에 있어서의 잉크액면의 반월의 바람직한 형태로 변한다. 따라서 잉크안에 있어서의 휘발성조정제(glycerin)의 조성비도 여기에 따라서 변화한다.

휘발성조정제를 잉크에 포함시키는 것에 의해 상기 기술의 효과가 구해지는 반면 그 함유량이 어느정도의 레벨을 넘으면 염료가 칼라필터기판상의 기재(칼라필터가 되는 부재)에 침투하기 여려워지고 기재가 소망의 농도로 염색할 수없게되는(칼라필터의 색농도가 저하된다) 문제가 발생한다‥ 도 1의 염색성(Dyeing Performance(Chromophile of Color Filter))의 그래프참조‥. 이 염색성은 예를들면 염색된 기재(칼라필터층)의 색농도의 광학적인 측정으로 평가된다.

한편 휘발성조정제의 점도가 잉크자체의 점도를 높이기 위하여 잉크공급장치의 노즐개구와 상기 칼라필터기판상의 기재의 표면에 부착한 잉크액면의 건조를 억제한다. 환언하면 잉크액면에서 용매의 증발을 억제하여 그 습기를 유지하고‥도 1의 보습성(Humidity-Retaining Performance)의 그래프참조‥. 그런데, 잉크에 과도의 보습성을 전달하면 기재표면에 있어서의 잉크의 건조가 지연되는 것에 의해 기재를 착색한 후의 칼라필터기판의 기재로의 염료의 침투와 착색시간과의 트레이드-오프(Trade-off)관계, 잉크공급장치의 노즐의 막힘방지 및 기재를 착색한 후의 칼라필터기판의 가공개시까지의 대기시간 단축등의 관점에서 상기 휘발성조정제의 잉크안에 있어서의 조성비는 1%이상 또는 40%이하의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 또한 glycerin이외의 휘발성조정제로서 dimethyl sulfoxide(DMSO으로도 명기,(CH₃)₂SO)와 sodium lactate(CH₃CHOHCOONa)을 이용하여도 용이하다.

한편, 염색추진제에 이용하는 N-methyl-2-pyrrolidone은 상기 기술의 [잉크젯 프린터-기술과 재료]의 page207에 기재되어 있는 바와 같이 종래 glycerin과 동일한 건조방지제(습윤제)로서 인식되어 있다. 그러나, 본 발명자등은 N-methyl-2-pyrrolidone과-butyrolactone으로 한 분자내에 친수성의 부분과 소수성의 부분을 갖고 또한 소수성의 부분에 있어서 공간적인 광역을 가지는 유기물질이 염료의 기재로의 침투를 추진하는 것을 실험적으로 발견하였다.

N-methyl-2-pyrrolidone(C₅H₉NO)은 다음과 같은 분자구조를 가진다.

또한-butyrolactone(C₄H₆O₂)은 다음과 같은 분자구조를 가진다.

어느하나의 분자구조도 탄소(C)를 주요로 한 구성요소로 하는 5원환을 갖고 이것을 구성하는 하나의 원소가 탄소보다 가전자의 다원소(질소(N)와 산소(O))로 되어 있다. 이 5원환을 구성하는 탄소 및 이보다 가전자의 다원소의 각각은 단결합에 의해 결합된다. 락톤류(Lactone Series)는 R.T.Morrison, & R.N.Body편저, 나카니시 코우지(Kouji Nakanishi)외역, [유기화학(중권) 제 3판](동경화학동인, 1977년 간행)의 제 20장 ; 카르본산 유도체(page 833)에 기재한 바와 같이 환내에에스텔결합을 포함하는 화합물로서도 특징을 가지고 있다. 필로리든류도 환내에 에스텔결합을 포함하는 화합물로서 특징을 가지고 그 유도체(예를들면 상기 기술의 N-methyl-2-pyrrolidone)는 환내에 포함된 펩티드결합의 N-H결합이 알킬그룹(Alkyl Group)(예를들면 메틸그룹)으로 수식된 화합물로서 특징을 가지고 있다.

본 발명자등은 이들의 유기물질을 잉크에 포함시킬 때 칼라필터기판에 형성된 기판부재에 염색농도가 상승한 점을 발견하였다. 종래 알려져 있던 잉크에 의한 피착색물의 착색을 촉진하는 재료(침투제)는 [잉크젯 프린터-기술과 재료]의 page208에 피착색물을 부분으로 침식하여 잉크를 스며들게하는 재료(미디어 용해형(Media Dissolution type) 예를들면 가성칼륨(Causti potash)(KOH)) 피착색물의 표면에 있어서의 잉크의 표면장력을 저하하는 재료(표면장력저하형, 예를들면 알킬벤젠 술폰산염(Alkylbenzene Sulfonates)과 폴리옥시에틸렌 알킬페놀(Polyoxyethylene Alkylphenol))및 피착색물의 표면에 있어서의 잉크의 건조를 촉진하는 재료(증발병용형, 예를들면 에탄올)의 3종류로 분류되어 예시되어 있지만 이들의 어느 하나도 칼라필터기판에 형성된 기판부재로의 착색에 현저한 효과를 구할 수 없었다.

일반적으로 칼라필터기판에 형성되는 피착색물(기판부재)은 아크릴수지, 젤라틴수지, 카제인수지등의 고분자재료를 3차원적으로 중합시킨 수지로부터 구성되기 때문에 그 내부에 있어서의 분자의 밀도는 종이(셀룰로이즈(Cellulose)의 집합체)등에 비하여 높고 그 내부에 염료가 침투하기 어려운 문제가 있었다. 또한 도 8에 나타나는 바와 같이 칼라필터기판(SUB 2)상의 기판부재를 염료에 의해 착색하여칼라필터(FIL)를 완성한 후 이것을 덮도록 보호막(PSV 2), 대향전극(ITO2) 및 배향막(IR2)를 순차로 형성한다. 이로 인하여 칼라필터(FIL)의 표면에 잔류한 잉여염료가 보호막(PSV 2)에 분산하고 혹은 대향전극(ITO 2)과 배향막(ORI 2)을 통하여 액정층(LC)에 스며들지 않도록 칼라필터(FIL)를 착색한 후 칼라필터기판을 세정하고 있었다. 여기에 대해서 종래의 침투제(상기 기술의 미디어 용해형, 표면장력 저하형, 증발병용형의 각각으로 분류된다)를 이용한 기판부재의 착색은 염료를 기판부재의 표면에 부착시키는 이상으로 그 내부에 염료를 염색하는 것은 없었기 때문에 칼라필터(FIL)의 착색후의 세정공정등에 의해 염료가 기판부재로부터 랜덤에 이탈하고 칼라필터기판의 완성 후에 있어서의 칼라필터(FIL)의 착색농도의 균일성을 잃어버렸다.

한편, 본 발명에서는 상기 기술의 N-methyl-2-pyrrolidone과-butyrylactone을 이용하여 염료를 기판부재의 내부에 종래의 침투제에 비하여 효율있게 침투시킨다. 즉 본발명에서는 종래의 침투제를 대신하여 염색추진제(염색촉진제 : Dyeing-Accelerator Agent로도 호칭)가되는 첨가물을 칼라필터착색용 잉크에 포함시킨다. 염색추진제의 작용에 관하여 본 발명자등의 고찰에 의하면 복수의 염색추진제분자는 각각의 친수성(Hydrophilic)의 부분(예를들면 펩티드결합)을 각각 염료분자를 향하여 해당하는 염료분자에 배치하여 염료를 중심으로 하는 소위 미셀(Micelle)을 형성되는 것이 견지된다. 그리고 미셀내의 복수의 염색추진제가 각각의 소수성의(Hydrophobic‥예를들면 친유성(Lipophilic)을 나타낸다) 부분을 미셀표면을 향하게 하면 미셀전체가 하나의 소수성의 분자로서 기판부재의 분자간에 들어있다고 사려된다. 이 고찰은 본 발명에 의한 잉크를 이용한 기판부재(칼라필터(FIL))의 착색공정에 있어서 기판부재가 예상이상으로 팽창하는 현상에 의거한다.

또한 그 분자(고분자)내에 에스텔결합과 펩티드결합등의 친수성을 나타내는 부분이 국소적인 아크릴수지, 젤라틴수지등의 기판부재에 대해서 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone과-butyrolactone이 그 분자내에 펩티드 결합과 에스텔결합을 가지는 것도 기판부재가 염색추직제를 친화하기 쉽고 그 결과, 염료의 기판부재내부로의 침투를 촉진하는 것도 고찰된다. 예를들면 5원환을 가지는 N-methyl-2-pyrrolidone과-butyrolactone을 대신하여 그 내부에 에스텔결합과 펩티트결합을 가지는 4원환, 6원환, 7원환(예를들면 카프로락텀(Caprolactam), C₆H₁₁NO)을 이용하여도 본 발명이 의도하는 효과를 구하는 것이 가능하다. 또한 에스텔결합과 펩티드결합을 가지는 화합물로서 이들의 분자구조를 비교하면 스트레이트체인형의 구조보다 긴 측쇄(側鎖, Lateral Chain)를 가지는 물질, 또는 환형의 구조를 가지는 물질이 염색촉진제로서 바람직하다.

따라서 칼라필터(FIL)의 착색공정에 있어서 염색추진제의 분자가 염료분자에 배치하는 가정에 의하면 스트레이트체인분자에 비하여 2차원적으로 펼쳐지는 분자구조를 가지는 화합물을 염색추진제로서 이용하는 것이 권장된다. 또한 상기 기술의 휘발성조정제와 염색추진제로서 이용하는 화합물은 염료를 분산시키는 용매의 종류에 의해 적정하며 다른 화합물로 변경될 수 있는 것이다. 용매가 저급의 알코올과 알데히드의 경우 염색추진제의 에스텔결합 또는 펩티드결합을 구성하는 원소를 알킬그룹으로 수식하여도 용이하다. 또한 염색추진제 및 염색기판부재에 펩티드결합 또는 에스텔결합을 포함하는 경우 그 재료를 핵자기공명 스펙트럼(Nuclear Magnetic Resonance Spectrum)과 적외선 흡수스펙트럼(Infra Red Spectrum)에 특수한 피크가 나타난다. 잉크안에 있어서의 염료, 휘발성조정제,염색추진제 및 용매의 조성은 예를들면 증류(gaschromatograph)분석장치에 의해 그 스펙트럼에 나타나는 피크의 보유시간(Retention Time)의 차이에서 각각의 재료를 각각의 피크면적에서 각각의 중량%값을 특정하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 의한 잉크는 소수성의 용매(유지등)에 떨어뜨릴 때 콜로이드를 발생시키는 경우도 있다.

염색추진제로서 이용하는 화합물을 선택하는 그 외의 목안으로서는 그 비점(휘발성에 대응)이 상기 기술의 휘발성조정제보다 낮고 또한 용매보다 높고 또한 점도가 휘발성 조정제보다 낮은 것에 착안하면 좋다. 휘발성조정제로서 glycerin과 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 조합한 예에서는 전자의 비점이 290℃ 후자의 비점이 202℃이다. 또한 점도에 관해서는 유리관을 가공하여 모세관(Capillary)을 제작하고 여기에 각각의 액체를 소정량씩 동일한 환경아래에서 (실험시의 온도, 습도, 기압등의 조건을 준비하여)전하고 각각의 액체가 모세관을 통과하기에 필요한 시간의 장단으로 점도의 대소를 확인하였다. 본 발명에 의한 잉크를 조성하는 휘발성조정제에는 잉크가 기판부재표면에 부착하고 나서 여기에 포함되는 염료가 기판부재 내부에 어느 정도 침투하기까지의 시간내에 있어서 잉크의 건조를 억제하는 운동이 요구된다. 또한 본 발명에 의한 잉크를 조성하는휘발성조정제에는 잉크공급장치의 노즐로부터 기판부재표면을 향하여 잉크를 출사하는 과정에서 잉크의 비산을 방지하는 운동도 요구된다. 이들의 요청을 포함하면 전자의 요청에 대해서는 휘발성조정제의 비점을, 후자의 요청에 대해서는 휘발성조정제의 점도를 각각 소정의 레벨로 이상으로 높게 구할 수 있다. 단 이들의 제한은 염색추진제에 의한 염료의 기판부재내부로 침투특성과 잉크공급장치의 노즐형태의 개량여부로 완화되는 것도 고려된다. 즉, 휘발성조정제와 염색추진제에 이용되는 각각의 시약의 조합이 이들 조건의 어느한쪽을 만족하지 않는 경우에도 혹은 쌍방이 만족되지 않는 경우에도 본 발명이 의도하는 효과를 구하는 것이 가능한 경우를 구할 수 있다.

본 발명에 의한 잉크에 있어서의 휘발성조정제의 조성비는 잉크공급장치의 노즐로부터 출사되는 잉크액무덤의 크기에 의해 적당히 조정된다. 잉크젯형의 잉크공급장치는 휴대전화용의 액정표시장치에 조립된 소형의 칼라필터기판(기판의 대각수치 5cm이하)의 제조로부터 비디오 월과 벽걸이 텔레비젼용의 액정표시장치에 조립되는 대형 칼라필터기판(기판의 대각수치가 40cm이상)의 제조에 범용적으로 적용가능하기 때문에 이 노즐에서 출사되는 잉크액무덤의 체적도 1pL(피코 리틀‥10^-9리틀)내지 100pL(10^-7리틀)의 폭넓은 범위에 이른다. 그런데, 잉크액무덤의 체적에 따라서 그 표면적도 변화하기 때문에 잉크공급장치의 노즐 특성 또는 이것을 이용하여 제조되는 칼라필터기판의 용도에 따라서 그 조성비를 조정하는 것이 바람직하다.

상기 기술한 바와 같이 휘발성조정제의 조성비는 잉크전체의 중량에 대해서 1 ~ 40%(중량백분률값 이하 조성비의 관계없이 중량백분률로 나타낸다)의 범위에 이르지만 일본국특개평11-209669호에 개시되는 바와 같은 잉크공급장치(본발명자등의 실험에 의하면 4pL의 체적을 가지는 액무덤으로서 잉크가 출사)를 이용하는 경우 그 조성비는 5 ~ 20%의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 잉크공급장치의 노즐로부터 출사되는 잉크액무덤의 체적은 이 장치의 제조원으로부터 제공되는 카탈로그등에 공칭값(Nominal value)으로 기재되지만 장치별로 기계적인 특성과 잉크자체(염료, 용매, 휘발성조정제, 염색추진제등의 혼합물로서)의 물성에 의해 그 값은 변동할 수 있다. 예를들면 상기 기술의 조성비:5 ~ 20%에 대응하는 액무덤을 그 체적이 30pL전후(20 ~ 40pL)의 값이되도록 크게하면 휘발성조정제의 바람직한 조성범위도 30 ~ 40%의 범위로 쉬프트한다.

한편 본 발명에 의한 잉크에 있어서의 용매의 조성비는 상기 기술의 휘발성 조정제의 효과를 손실하지 않으며 또한 잉크안에 있어서 염료를 뭉침없이 분산시키도록 설정하는 것이 바람직하다. 본 발명에의한 잉크를 조합하는 중 염료가 용매와 염색추진제에 대해서 나타나는 친화성에 비하여 휘발성조정제에 대해서 나타나는 친화선이 작아지는 경우가 많다. 따라서 용매의 잉크안에 있어서의 조성비는 10 ~ 80%의 범위에 이르는 것, 염료에 이용 하는 시약과 휘발성조정제에 이용하는 시약과의 조합에 의하여 그 값을 50 ~ 60%, 특히 물의 경우 70%까지 높이는 것이 바람직하다. 단, 용매의 조성비는 염색추진제가 잉크안에서 나타나는 친수-친유평균(Hydrophil-LIpophile Balance)과 같은 특성(휘발성조정제는 필히 친유성이 아니기 때문에 [~과 같은 특성]이라는 표현을 이용하였다)의 정도에 의해 저범위로 억제하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 잉크에 있어서의 염색추진제의 조성은 1~ 30%의 범위에 있어서와 염료의 조성은 1 ~ 5%의 범위에 있어서의 각각의 화학적인 특성에 따라서 설정된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의한 잉크의 상세는 이것을 이용한 칼라필터기판의 제조방법에 따라서 의존하기 때문에 이 제조방법에 관한 설명에 있어서 후기술한다.

<칼라필터기판 및 이것을 이용한 액정표시장치의 제조방법>

도 8 및 여기에 나타나는 칼라필터기판(SUB 2)측의 구조를 변형하여 그린 도2를 참조하여 칼라필터기판의 제조방법을 설명한다.

이미 설명한 바와 같이 완성한 칼라필터기판은 도 8및 도 2에 나타나는 바와 같이 기판(예를들면, 투명유리기판)(SUB 2)과 주요면의 한쪽(이하, 제 1 주요면)에 형성된 칼라필터(FIL) 블랙매트릭스(BM) 패시베이션막(오버코트층)(PSV2, ITO, IZO)등의 투명도전부재로 이루어지는 전극(공급전극)(ITO2) 액적배향 제어층((배향막(ORI2))을 가진다. 도 8 및 도 2에 있어서 한 쌍의 기판(SUB 1, SUB 2)의 각각에 투명유리기판을 이용한 경우 그 두께는 SUB 1에서 예를들면 1.1mm정도 SUB 2에서 예를들면 0.7mm정도(SUB 1 보다 얇다)로 한다. 또한 도 2에 나타나는 기판(SUB 2)의 주요면의 한쪽(상면으로서 도시)에는 블랙매트릭스(BM)로 간격을 두고 또한 상호 다른 색으로 착색된 복수의 칼라필터(FIL)가 설치되는 상태가 나타난다. 도2에 나타나는 칼라필터의 각각은 적, 그린 및 불루 중 어느하나의 색에 착색되어 적필터는 FIL(R)로서 그린의 필터는 FIL(G)로서 불루의 필터는 FIL(B)로서 각각 나타난다. 기술된 본 발명에 의한 잉크는 이들 3종류의 칼라필터의 각각을 착색하는 공정에 이용된다.

도 3 에는 본 발명에 의한 칼라필터의 중요한 제조공정을 흐름을 나타낸다. 또한 도 4A에서 도 4C 및 도 5A에서 도 5C에은 그 제조공정의 일례를 도 2에 의거하여 나타낸다. 또한 도 4A에서 도 4C 및 도 5A에서 도 5C는 연속의 제조공정을 나타내고 도 4C에 나타나는 칼라필터기판(미착색단계)에 대해서 도 5A에 나타나는 바와 같이 본 발명에 의한 잉크(INK)가 공급된다. 여기에서 기술되는 제조공정의 흐름은 개략적으로 일본국특개평7-281169호 공보에 개시되는 것과 유사하다.

우선, 도 4A 에 나타나는 바와 같이 기판(SUB 2)상에 흑색레지스트를 도포하고 여기에 개구패턴을 설치하여 블랙매트릭스(BM)를 형성한다. 기판(SUB 2)의 재질은 이 칼라필터를 이용하는 액정표시장치의 사양에 따라서 적정히 선택되지만 일반적으로는 STN형(Super Twisted Nematic type, 패시브 매트릭스(Passive-Matriex형의 대표예)의 액정표시장치용의 칼라필터 기판에는 기판(SUB 2)의 표면에 SiO₂박막이 형성된 소다유리를 TFT형의 액정표시장치용의 칼라필터기판에는 표면에 형성된 SiO₂는 도시되지 않지만 기판(SUB 2)과 블랙매트릭스(BM)과의 사이에 설치된다. 블랙매트릭스(BM)는 상기 기술한 바와 같이 흑색레지스트라는 유기고분자막으로서 형성하여도 크롬(Cr)과 같은 차단성이 우수한 금속막으로서 형성하여도 용이하지만후 기술하는 기판부재형성과 여기에 잉크도포의 관점에서 전자기술의 제조공정상 유리하다.

본 예와 같이 유기고분자막에서 형성된 블랙매트릭스(BM)는 수지BM(Resin BM)으로 불리우고 그 흡광도는 기판면에 도포되는 수지막(예를들면 상기 기술의 흑색레지스트)의 막두께를 통상 1 ~ 2㎛(미크론, 10^-6m)의 범위에 설정하는 것으로 조정된다. 흑색레지스트는 안료로서 카본(흑연) 또는 유기안료등을 단독 혹은 수종병용하여 이용 되고 있고 그 수지분에 대한 첨가량에 의해 차광률이 결정된다. TFT형의 액정표시장치 가운데 특히 면내 스위칭(In-Plan-Switching, IPS로 약기)형의 화소구조를 가지는 액정표시장치의 경우에는 블랙매트릭스(BM)의저항치를 10^-6Ω/cm²이상 바람직하게는 10^-7Ω/cm²이상으로 설정하는 것이 요구되기 때문에 카본이외의 금속산화물등이 안료로서 수지내에 분산되어 있다. 이 수지(BM)의 원료로서 자외선을 조사하는 가교반응을 발생하는 네가형의 광경화수지에 상기 기술의 흑색안료등의 착색제를 첨가한(분산시킴) 감광성의 흑색레지스트가 이용된다. 또한 블랙매트릭스(BM)의 형성방법은 세정이 실시된 기판(SUB 2)(또는 여기에 형성된 SiO₂박막)의 상면전역에 상기 흑색레지스트를 스핀코팅기와 롤코팅기등을 이용하여 그 막두께가 대략 균일해지도록 도포하고 레지스트안의 용매제거를 목적으로 한 프리베이킹(Pre-baking)을 실행한 후 소정의 마스크를 통하여 자외선을 조사하여 블 랙매트릭스의 패턴부분(개구를 설치하지 않은 부분)을 경화시켜 최후로 흑색레지스트의 현상에 의해 불필요부분(개구를 설치한 부분)에 남는 막을 제거한다.

또한 수지(BM)의 안료로서 이용하는 흑색레지스트로는 동경응화주식회사제조의 [BK시리즈](상품명) 혹은 일본화약주식회사(이하, 일본화약(주) 또는 일본화약)제조의 [DCF-K시리즈](상품명)을 이용하였다. 이들의 흑색레지스트를 이용하여 막두께:1.4㎛의 블랙매트릭스(BM)를 형성한 경우 그 광학농도(OD값)은 3.7이 되었다.

다음으로 도 4B에서 도 4C에 나타나는 일련의 공정으로 블랙매트릭스(BM)에서 화소별(각색의 칼라필터에 대응한 화소영역)에 칸막이로 구분된 영역(블랙매트릭스의 개구부) 에 염색기판부재를 형성한다. 우선 스피너에 의해 블 랙매트릭스(BM)의 개구에 수용층이 되는 염색기판부재의 원료(DPX)를 도포하고 그 후 프레베이키을 실시한다. 염색기판부재로서는 젤라틴, 카제인등의 천염단백질(펩티드결합을 나타낸 고분자)을 이용하여도 용이하지만 본 예에서는 아크릴수지(에스텔결합을 나타낸 고분자)를 베이스로 한 염색기판부재를 이용하여 그 원료로서 일본화학(주)의 CFR-633계 제품(예를 들면 [CFR-633LI] 과 [CFR-633DHP](모두 상품명)을 이용하였다. 본 예에 있어서 염색기판부재의 원료는 이것을 중복시킨 상태에 있어서 가교밀도가 블랙매트릭스(BM)의 재료보다 낮고 비중도 작다. 상기 염색기판부재의 원료를 이용한 경우의 스피너의 회전수는 800rpm으로 하고 열플레이트를 이용하여 80℃/10분간으로 프리베이킹을 처리한 후 막두께를 1.45㎛으로 하였다. 이 단계에서의 칼라필터기판의 단면구조를 도 4B에 나타낸다.(단, h의 표시는 무시).

다음으로 기판(SUB 2)의 상기 제 1 주요면과 반대측의 제 2 주요면으로부터초고압수은램프등의 광원을 이용하여 파장"365nm, 에너지:200mj/cm²의 광h를 조사하고 염색기판부재의 원료(DPX)를 도 4B에 나타내는 바와 같이 부분적으로 노광한다. 통상, 노광공정은 기판의 피가공물이 형성된 주요면측으로부터 포토마스크를 통하여 빛을 조사하는 것에 의해 실행되지만 본 예에서는 피가공물(염색기판부재의 원료(DPX))가 형성되지 않는 주요면측으로부터 빛을 조사하고 있다. 이 노광형태를 배면노광으로 호칭한다. 이 배면노광에서는 블랙매트릭스(BM)가 노광마스크가 되기 때문에 기판(SUB 2)의 제 1 주요 면에 도포된 염색기판부재의 원료 가운데 블랙매트릭스(BM)상부에 형성된 것에는 빛이 조사되지 않는다(파선의 표시으로 나타내는 바와 같이). 따라서 도포된 염색기판부재 원료가운데 불필요한 부분을 포토마스트크를 이용하는 경우 없이 제거가 가능 하다. 한편, 블랙매트릭스(BM)의 개구부분에 도포된 염색기판부재의 원료(DPX)에는 대략 일정한 에너지를 가지는 빛이 조사되기 때문에 그 도포두께를 블랙매트릭스(BM)의 막두께돠 얇게하면 염색기판부재의 원료(DPX)의 블랙매트릭스(BM)보다 낮은 부분만을 광조사에 의해 경화하는 것이 가능 하다. 또한 개구부분에 도포된 염색기판부재의 원료가운데 블랙매트릭스(BM)를 따른 주위부분에 조사되는 광에너지는 블랙매트릭스(BM)자체의 영향에 의해 감소한다. 특히, 도 4B에 나타나는 바와 같이 블랙매트릭스(BM)이 단형(메사형(Mesa-structur))의 단면을 가지는 경우 개구에 도포된 염색기판부재의 원료(DPX) 가운데 적당히 감소된 빛이 조사되는 부분을 넓히는 것이 가능하기 때문에 상호 근접하는 블랙매트릭스(BM)의 개구에 각각 도포된 염색기판부재의원료(DPX)를 그 경화후에 있어서 분리하는 것이 가능 하다(도 4C의 DP참조). 이것은 개구별로 공급되는 잉크(후 기술)에 근접하는 개구사이에서 혼합시키는 경우 없이 개구별로 침전되는 효과를 일으킨다.

그 후의 현상에 의해 미경화의 상태로 남는(충분한 광조사를 받지 않았다) 염색기판부재의 원료는 제거되고 소정의 에너지의 광조사를 받은 염색기판부재의 원료(DPX)가 중합에 의해 염색기판부재(염색기판부재층)(DP)에 변화하여 블랙매트릭스(BM)의 개구에 남는다. 또한 미경화의 염색기판부재의 원료의 기판표면에서 제거는 예를들면 기판을 플라즈마환경으로 노출하여 실행한다. 염색기판부재(DP)의 높이(두께)는 도 4C에 나타나는 바와 같이 블랙매트릭스(BM)의 칸막이보다 낮게 억제되기 때문에 블랙매트릭스(BM)의 개구에 잉크침전이 되는 홀(PDP)을 형성한다. 이어서 기판(SUB 2)의 제 1 주요면을 소위 에어나이프형 건조장치에 의해 건조시켜 염색기판부재(DP)에 잔류하는 용매등을 제거한다. 본 예에 있어서 건조후의 염색기판부재층(DP)의 최대막두께(블랙매트릭스 개구중앙에 있어서의 두께는 1.00㎛이었다.

다음으로 도 5A에 나타나는 각 화소에 대응 하는 염색기판부재층(DP)의 각각에 기술된 본 발명에 의한 잉크(INL)를 잉크젯형의 잉크공급장치를 이용하여 공급한다. 잉크량(잉크액무덤의 크기)는 칼라필터화소 즉 블랙매트릭스(BM)의 개구별로 설치된 염색기판부재층(DP)의 크기와 평면형태에 의해 적당히 설정되지만 잉크적하량의 제어가 고정밀도로 가능하다면 개구별로 염색기판부재층(DP)의 상면전체를 덮도록 잉크(INK)를 공급하는 것이 바람직하다. 잉크의 공급은 1색별로 블랙매트릭스(BM)의 개구(염색기판부재층(DP))에 대해서 잉크공급장치 노즐(도 6A, 도 6B참조)의 정렬을 실행하고 잉크 색별(적잉크(INK(R)), 그린잉크(INK(G)) 및 불루잉크(INK(B))...의 순서불문)로 3회 반복하여 인쇄를 실행한다. 잉크공급장치에서는 도 6A, 도 6B와 일본국특개평11-209669호 공보에 나타나는 바와 같은 잉크토출노즐이 1차원 또는 2차원적으로(예를들면, 배열형) 설치되고 기판(SUB 2)의 제 1 주요면에 블랙매트릭스(BM)의 개구에 대응하여 형성된 복수의 염색기판부재층(DP)에 동시에 잉크를 공급하는 바와 같이 구성된다. 액정표시장치의 고정밀미세화 및 소형화에 따라서 복수의 염색기판부재층(DP)의 간격을 수축하는 경향이 있지만 근접하는 염색기판부재층(DP)에 동일색의 잉크를 공급하는 경우는 거의 없기 때문에 본 예에서는 잉크공급장치의 개조를 실행하지 않고 공급하는 잉크색별로 인쇄를 반복하여 염색기판부재층(DP)의 착색을 실행하였다. 그러나 최근의 메세가공기술을 응용하여 잉크토출노즐의 수치를 작게하고 또한 잉크공급장치에 있어서의 잉크토출노즐의 피치를 조정하는 것으로 색상별로 염색기판부재층(DP)의 착색을 반복하지 않고 이들을 도 5A 에 나타나는 바와 같이 일회의 인쇄로 완료(소위 3색 동시인쇄를 실행)하여도 용이하다.

이와 같이 하여 블랙매트릭스(BM)의 각각의 개구에 형성된 각각의 홀(POD)에는 적잉크(INK(R)), 그린잉크(INK(G)) 및 불루잉크(INK(B))의 어느하나의 한 소정양이 도 5B에 나타나는 바와 같이 침전된다. 기술한 피에조방식의 잉크공급장치에 의하면 압전변환기에 인가하는 전압의 설정에 의해 블랙매트릭스(BM) 개구별로 소망양의 잉크를 공급하는 것이 가능하다. 적, 그린 및 불루의 잉크는 여기에 포함되는 염료의 발색성과 농도에 의해 블랙매트릭스(BM)의 개구에 형성된 염색기판부재층(DP)에 공급하는 양이 상이한 경우가 있다. 액정표시장치가 각각의 색균형을 좋게 표시하기 위해서는 각각의 색필터(FIL)의 착색농도를 취하는 것이 요구된다. 도 5 B에 나타나는 본 예에서는 그린색의 잉크(INK(G))의 염색기판부재에 대한 침투성이 다른 색(적색 및 불루색)에 비하여 쇠화하는 것을 보상하기 위하여 홀(POD)에 침전되어지는 그린색의 잉크양을 다른 색잉크보다 많게 하고 있다. 이 예에서는 그린색의 잉크(INK(G))를 출사하는 잉크토출노즐에 설치된 압전변환소자에 인가하는 전압을 다른 색 잉크를 공급하는 잉크토출노즐에 각각 설치된 압전변환소자에 인가하는 전압보다 높게하고 이 압전변환소자의 전압인가시와 비인가시와의 상이에 있어서의 변위를 다른 색의 잉크를 공급하는 잉크토출노즐에 각각 설치된 압전변환소자의 노즐보다 크게 하였다. 이와 같이 피에조형의 잉크공급장치에 의하면 블랙매트릭스(BM)에 설치된 각각의 홀(POD)에 공급되는 잉크양을 제어하는 것이 가능하지만 이 잉크공급장치에서 본발명에 의한 잉크를 출사하면 상호 색이 다른 각각의 잉크를 각각에 적합한 양으로 상기 개구 홀(POD)에 공급하는 것이 가능하다. 도 5B에 나타나는 예에서는 잉크의 공급량을 색별로 상이하게 하고 있는 것으로 각각의 색의 잉크의 공급량은 도의 좌우에 나타난 블랙매트릭스(BM)의 개구 홀(POD)에 침전된 불루색의 잉크(INK(B))의 액면으로부터 알수 있듯이 거의 일정한 양태다. 또한 도 5A 에서 5C에 나타나는 일련의 공정의 상세에 관해서는 염료의 종류와 휘발성조정제, 염색추진제, 염료의 잉크에 있어서의 조성비를 틀리게하여 실험한 실시예 및 비교예에서 후 기술한다.

블랙매트릭스(BM)의 개구에 잉크를 공급한 후 여기에 포함되는 염료를 염색기판부재층(DP)에 확산시켜 적, 그린 및 불루의 칼라필터층FIL(R), FIL(G) 및 FIL(B)를 완성시킨다. 각각의 색의 염료를 각 화소에 대응한 염색기판부재층(DP)에 확산하는 시점에서 기판(SUB 2)을 가열하는 것이 바람직하다. 기판(SUB 2)의 가열방법으로서는 온수, 수증기를 이용하는 것과, 공기중 가열 또는 기판(SUB 2)을 용제증기중에 노출하는 방법도 있지만 온수를 사용한 방법이 바람직하다. 블랙매트릭스(BM)의 개구별 설치된 염색기판부재층(DP)가 도 5C에 나타나는 바와같이 각각 소정의 색으로 염색되어 칼라필터층(FIL)이 된 후 각각의 상부를 덮도록 질화실리콘(SiN_X), 산화실리콘(SiO_X) 또는 폴리이미드등의 유기재료로 이루어지는 막을 염료의확산을 방지하기 위한 보호막(PSV 2)으로서 도포하고 이것을 자외선조사 또는 열처리등에 의해 경화시킨다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명의 잉크에 포함되는 염료는 친수성을 나타내는 것으로 칼라필터기판의 제조공정에 있어서 주위로부터 염색기판부재에 침입하는 물에 용해한다. 특히, 칼라필터기판이 직접 고온다습의 상황하에 놓여진 경우, 염료의 탈착이 발생하는 가능성이 있다. 이것에 대해서 상기 기술의 보호막(PSV 2)은 칼라필터층(FIL(R), FIL(G), FIL(B))로의 수분의 진입을 방지하는 패시베이션막으로서 기능하다. 또한, 보호막(PSV 2)은 블랙매트릭스(BM)와 그 개구에 형성된 칼라필터(FIL)와의 고저차에 기인하는 기판(SUB 2)의 제 1 주요면측의 기형을 균일하게 하는 평탄화층(Leveling Layer)으로도 기능 한다. 상기 기술한 바와 같이 블랙매트릭스(BM)의 개구에 설치된 염색기판부재(DP)는 그 원료(DPX)를 도포한 상태에 대해서 잉크에 의한 염색에 의해 팽창하고 또한 가열되는 것에 의해 수축하면서 경화한다. 이와 같은 막두께변화에 의해 발생하는 블랙매트릭스(BM)와 칼라필터(FIL)와의 단차도 보호막(PSV2)에 의해 저감하는 것이 가능하다. 또한, 종래의 칼라필터기판에서는 개구별로 형성되는 칼라필터(FIL)와 블랙매트릭스(BM)와의 단차가 크기 때문에 보호막(PSV 2)의 두께도 적어도 1 ~ 2㎛으로 하는 것이 요구되지만 본 발명에 의한 잉크를 이용한 경우 그 조성에 의해 염료자체를 효율있게 염색기판부재의 내부에 침투시겨, 염색기판부재의 팽차을 저하하는 것이 가능하기 때문에 보호막(PSV 2)의 두께도 1㎛미만의 범위로 충분해진다.

보호막(PSV 2)를 형성한 후 보호막(PSV)에 대향전극(공통전극)(ITO 2)을 예로들면 스퍼터법에의해 형성한다. 이 공정은 화소전극 및 대향전극을 함께 기판(SUB 1)의 주요면에 설치하는 IPS형의 액정표시장치에 있어서는 불필요해진다. 화소영역별로 박막트랜지스터를 설치하는 소위 액티브-매트릭스형의 액정표시장치에 이용하는 칼라필터기판의 제조에 있어서 대향전극(ITO 2)는 도 8에 나타나는 바와 같이 기판(SUB 1)에 형성되는 복수의 화소영역에 대향하는 바와 같이 형성되지만 STN형으로 대표되는 패시브매트릭스형의 액정표시장치(화소영역에 박막트랜지스터등의 액티브소자를 설치하지 않음)에 이용하는 칼라필터기판의 제조에 있어서는 복수의 스트라이프로서 그 각각이 화소영역 별로 기판(SUB 1)에 복수의 스트라이프로서 형성되는 화소전극(구획전극(Electrode Segment)으로 불리우고 대향전극의 스트라이프와 교차하도록 연장된다)의 하나와 교차하도록 형성된다.

최후로 대향전극(ITO 2)(IPS형의 액정표시장치의 경우는 블랙매트릭스(BM)와 각 칼라필터(FIL))를 덮도록 하여 액정배향제어막(소위, 배향막)(ORI 2)을 도포하고 이것에 러빙처리 또는 자외선조사를 실시하여 액정층(LC)의 액정분자를 소정방향으로 배향시키는 소위 배향패턴을 형성한다. 이 공정을 따라서 칼라필터기판은 완성한다. 또한, 액정배향제어막(ORI 2)은 폴리이미드등의 어느정도의 강도성을 가지는 유기고분자재료로 형성한다.

이와 같이 하여 제조된 칼라필터기판(기판(SUB 2))과 그 주면에 성막된 상기 기술의 박막군)과 다른 기판(SUB 1)을 도 8에 나타나는 바와 같이 대향시켜 각각의 적어도 한쪽의 주위부분에 도포된 씰제(미도시) 에 의해 접합시킨다. 그 후 기판(SUB 1, SUB 2)과의 간격(씰제에 의해 포위된 공간)에 액정분자(카이럴제(Chiral Agent)등의 첨가물을 포함)를 봉입하고 액정표시장치(액정표시판넬로도 호칭)를 완성시킨다.

<칼라필터용 잉크의 검토>

도 5에 나타난 염색기판부재(DP)로의 잉크(INK)공급과 그 착색공정을 본 발명으로 특징을 주는 조성을 가지는 잉크를 이용하여 실행한 예와 그렇지 않은 예를 이용하여 실행한 예를 전자를 실시예 1 ~ 6으로, 후자를 비교예 1 ~ 2축소하여 각각의 예에 있어서 구해진 칼라필터의 분광특성을 비교한다. 또한 각 실시예 및 비교예에 있어서, 잉크의 조합은 상기 기술의 휘발성 조정제, 염색추진제 및 용매를 혼합하여 조제한 혼합용매에 상기 기술의 염료를 첨가하여 실행하였다. 또한, 어느하나의 실시예 및 비교예에 있어서도 잉크(INK)는 피에조식의 잉크공급장치(이하, 잉크젯으로 약기)에 의해 염색기판부재(DP)에 공급하였다.

<실시예 1>

염료로서 일본화학제조 PC Red 136P(상품명)을 1중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 40중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 10중량%, 용매로서 물을 50중량%를 각각 포함하는 잉크(ink)를 조제하였다. 다음으로 일본화학제조 CFR-633(상품명)을 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크젯으로부터 1방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터(FIL)(착색된 염색기판부재(DP)로 정의한다, 이하의 실시예 비교예에서도 동일하게 정의)을 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<실시예 2>

염료로서 일본화약제조 PC Red 136P(상품명)을 3중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 40중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 10중량%, 용매로서 물을 50중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<실시예 3>

염료로서 일본화약제조 PC Red 136P(상품명)을 3중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 20중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 10중량%, 용매로서 물을 70중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<실시예 4>

염료로서 일본화약제조 PC Red 136P(상품명)을 3중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 20중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 20중량%, 용매로서 물을 60중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 다음으로 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<실시예 5>

염료로서 일본화약제조 PC Red 136P(상품명)을 5중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 20중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 20중량%, 용매로서 물을 60중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 다음으로 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<실시예 6>

염료로서 일본화학제조 PC Red 136P(상품명)을 5중량%, 휘발성조정제로서 glycerin을 20중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 30중량%, 용매로서물을 50중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 다음으로 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<비교예 1>

염료로서 일본화학제조 PC Red 136P(상품명)을 1중량%, 염색추진제로서 N-methyl-2-pyrrolidone을 10중량%, 용매로서 물을 90중량%을 각각 포함하는 잉크(INK)를 조제하였다. 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

<비교예 2>

염료로서 일본화학제조 PC Red 136P(상품명)을 1중량%, 물만으로 이루어지는 용매에 포함시켜 잉크(INK)를 조제하였다. 일본화약제조 CFR-633(상품명)를 이용하여 형성한 막두께 0.8㎛의 염색기판부재(DP)상에 이 잉크(INK)를 잉크 젯으로부터 한방울(약 10pL) 토출시켜 칼라필터를 제작하였다. 그 후 칼라필터(FIL)의 착색상태 및 분광스펙트럼을 측정하였다.

이상의 실시예 및 비교예에 의해 구해진 칼라필터(FIL)의 착색상태(인쇄상태)의 관찰결과와 분광스펙트럼의 측정결과를 표 1에 나타내다. 분광스펙트럼의 측정결과는 측정된 분광스펙트럼에서 C광원으로 환산하여 구해진 CIE를 색도x, y, Y의 값으로 하여 표에 기입하였다. 이 CIE색도는 CIE-UCS색도도(Commission International de 1'Eclairage-Uniform Chromaticity Scale diagram)에 의거한 값이다.

	프린트영역 상태(State of Printed Area)(측정된 염색기판부재(Observe Dyed Medium))	C.I.E-색도(Chromaticity)
		x	y	Y
실시예 1	양호	0.352	0.311	72.4
실시예 2	양호	0.405	0.311	52.9
실시예 3	양호	0.478	0.317	37.4
실시예 4	양호	0.510	0.320	32.5
실시예 5	양호	0.582	0.329	23.7
실시예 6	양호	0.504	0.320	33.6
비교예 1	염색침전도오렌지막같은 표면	0.378	0.311	61.9
비교예 2	염색침전도	0.341	0.309	79.5

상기 표에서 잉크에 N-methyl-2-pyrrolidone을 포함시키는 것에 의해 염색성이 향상하는 것을 알수 있다. 또한, 잉크에 glycerin을 포함시키는 것에 의해 염료의 분리를 방지할 수 있다. 따라서, 잉크의 조성을 본 발명의 범위로 설정하는 것에 의해 칼라필터(FIL)의 색조를 소망의 상태로 조정할 수 있고 또한 염색기판부재(DP)별로(블랙매트릭스(BM)의 개구별로 설치된 예를들면 하나의 화소영역에 대응하는 염색기판부재)공급하는 잉크(INK)의 양을 억제하면서 각각의 염색기판부재(DP)상의 상면전체를 잉크(INK)로 덮는 것에 의해 고품위의 칼라필터기판을 제작하는 것이 가능 하다.

또한, 상기 기술의 실시예 및 비교예에서는 적색의 잉크(크롬(Cr))등으로 구성한 복합질소(azo complex)로 이루어지는 염료를 포함)의 경우에 대해서 기술하였지만 그린색의 잉크(동(Cu)등으로 구성한 프탈로시아닌(phthalochanine)으로 이루어지는 염료를 포함)과 청색의 잉크(앤트라키논(anthraquinone)으로 이루어지는 염료를 포함)의 경우도 동일한 효과를 구할 수 있다. 또한, 상기 기술의 실시예 및 비교예에서는 아크릴수지로 형성된 염색기판부재(DP)를 이용하였지만 염색기판부재(DP)를 카제인과 젤라틴과 같은 펩티드결합으로 중합된 천연고분자로 형성하여도 동일한 효과를 구할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법에 의하면 여기에 준비되는 칼라필터기판은 그 착색공정에 이용하는 잉크에 의해 액정표시장치에 조립에 있어서도 표시화상에 있어서의 색얼룩이 거의 저감되고 또한, 이 잉크가 잉크젯방식으로 칼라필터기판상의 염색기판부재에 공급되는 것에 의해 표시화면의 소형화에도 충분히 대응할 수 있는 품질을 가지는 칼라필터기판을 용의할 수 있다.

상기 기술의 잉크는 여기에 포함되는 휘발성조정제 및 염색추진제의 작용의 밸런스에 의해 유리와 프라스택등의 광투과율이 높은 기판상에 형성한 복수의 염색기판부재의 각각에 공급되는 잉크액무덤의 체적(양)의 분산을 억제하고 또한 잉크에 포함되는 염료를 염색기판부재 내부에 재현성 있게 침투시키는 것이 가능하다. 따라서, 이들의 염색기판부재를 착색하는 액정표시장치의 칼라필터층(소위 칼라필터기판)의 제조에 있어서 염색기판부재별 착색농도의 분산이 억제되고 이것에 의해 화면전체에 걸쳐서 칼라 화상을 색채의 발란스를 붕괴하는 경우 없이 표시할 수 있는 액정표시장치가 실현가능하다.

또한 본 발명에 의한 잉크를 잉크젯형 잉크공급장치를 이용하여 특히 잉크액무덤을 압전변환소자의 기계적인 변위로 출사하여 염색기판부재에 공급하는 공정에 있어서의 잉크의 산란(잉크가 이것을 공급하도록 하는 염색기판부재 이외의 염색기판부재로 돌출되는 것)을 억제하는 것이 가능하기 때문에 예를들면, 휴대전화기용의 액정표시장치와 고정밀 미세 화상표시용의 액정표시장치등에 이용하는 바와 같은 염색기판부재간의 간격이 좁은 칼라필터기판의 제조에도 적용가능하고 그 생산효율(수율등)을 비약적으로 향상하는 것이 가능하다.

<칼라필터의 색농도>

상기 기술한 바와 같이 본 발명은 기판부재(염색되는 매체물질)에 침투하기에 적절한 조성을 가지는 잉크를 제공 한다. 본 발명자등은 본 발명에 의한 잉크의 특수한 성질을 감안하여 상기 기술한 제조방법을 적용하기에 적절한 칼라필터구조를 또한 검토하였다.

도 10 은 도 7에 나타나는 화소구조에 대응하는 칼라필터구조의 평면도를 나타내고 칼라필터구조는 도 10의 중앙에서 블랙매트릭스(BM)에 포위된 홀(POD)(블랙매트릭스의 개구)를 참조하여 이하에 기술된다. 도 11A 및 도 11B는 도 10의 칼라필터구조의 일점쇄선 B-B'에 따른 단면도이고 도 11A는 친수성재료의 블랙매트릭스(BM)가 형성된 기판(SUB 2)에 대해서 도 11B는 소수성 재료의 블랙매트릭스(BM)가 형성된 기판(SUB 2)에 대해서 그려지고 있다. 기판부재(DP(미염색))는 상기 기술의 배면노광을 이용한 포토리소그래피공정에 의해 각각의 홀(POD)에 설치되기 때문에 도 10에 있어서, 일점쇄선 B-B'와 같이 홀(POD)을 횡절단하는 어느 하나의 선(예를들면, 일점쇄선 B1-B1', B2-B2')에 따르는 기판부재의 두께 프로파일(Thickness Profile)은 도 11A 및 도 11B에 각각 그려지는 바와 같이 곡선을 나타낸다. 블랙매트릭스(BM)를 유기재료(예를들면, 합성수지)의 막으로서 형서하는 경우, 도 11A , 도 11B 에 나타나는 바와 같이 블랙매트릭스(BM)는 상기 포토리소그래피공정후에 홀(POD)에 남는 기판부재(DP)의 어느 하나에 의해 막이 형성되기 때문에 기판부재(DP)는 각각의 홀(POD)별로 상호 분리된다. 홀(POD)별로 기판부재(DP)의 각각을 분할하는 것은 이 기판부재(DP)의 염색에 본 발명에 의한 잉크를 적용하는 점에서 바람직하다.

본 발명에 의한 잉크는 기판부재(DP)에 대해서 우수한 보습성을 나타 내고 또한 여기에 순조롭게 침투하기 때문에 잉크는 기판부재(DP)를 과도로 염색하는 경우도 있다. 칼라필터(FIL)(잉크에 의해 착색된 염색기판부재(DP)의 광투과율은 기판부재(염색 기판부재)(DP)내부에 그 두께방향을 따라서 축적된 염료의 양에 의존한다. 따라서, 염색기판부재(DP)의 색농도는 상기 기술의 일점쇄선 B-B', B1-B1' 및 B2-B2'와 같이 홀(POD)을 횡절단하는 선에 따라서 분포를 나타낼수 있다. 본 발명자는 도 10에 나타나는 바와같은 평면구조를 가지는 칼라필터기판을 상기 기술의 잉크젯장치로 잉크를 공급하여 실험적으로 제작하고 홀(POD)에 형성한 염색기판부재(DP)의 색농도를 염색기판부재(DP)의 주위부분에 [×]로 나타낸(i)점 및 염색기판부재(DP)의 중앙에 [×]로 나타낸 (ii)점으로 관측하였다. 그 결과 하나를 표 2에 CIE색도 x, y, Y의 값으로 측정하여 총합하였다.

	Point	x	y	Y
Red	(i)	0.590	0.346	23.222
Red	(ii)	0.625	0.344	18.648
Green	(i)	0.315	0.531	60.112
Green	(ii)	0.299	0.571	51.448
Blue	(i)	0.145	0.165	21.172
Blue	(ii)	0.133	0.136	14.190

표 2에 나타난 결과에 의하면 적색으로 염색된 염색기판부재는 그 (i)점과 (ii)점으로 측정된 CIE색도의 x값의 사이에 0.02이상의 오차(차이)를 나타낸다. 한편, 그린색에 염색된 염색기판부재는 그 (i)전과 (ii)점으로 측정된 CIE색도의 y값의 사이에 0.02이상의 오차를 나타낸다. 이들 x값 및 y값에 발생하는 오차의 어느하나도 0.02이상이 되면 염색기판부재(DP)에 있어서의 휘도 불균일성이 액정표시장치의 표시영역으로 인식된다.

또한, 염색기판부재의 어느하나에 있어서도 그 (i) 점과 (ii)점으로 측정된 CIE색도 Y치의 사이에 10%이상의 오차가 측정되었다. 염색기판부재의 주위부분과 중앙에서 측정된 Y값의 오차가 어느하나의 Y값의 10%이상이 되면 특히 표시영역이 중간계조의 화상을 표시할 때 염색기판부재에 있어서의 휘도의 불균일이 표시영역으로 인식된다. 이와 같은 Y값에 발생하는 오차는 표시화상을 [까슬까슬한(Sandy)]한 것을 볼수 있다.

본 발명자등은 이 문제를 염색기판부재(DP)를 도 10에 나타나는 상태로 3개의 영역(A, B, C)으로 분할하여 도 11A 및 도 11B의 단면도를 참조하여 고찰하였다. 본 발명에 의한 잉크는 상기 기술한 그 성질에 의해 염색기판부재(DP)에 그 두께방향을 따라서 한형태로 침투한다. 따라서 염색기판부재(DP)안에 있어서의 잉크의 침투전면(Permeation Fron)은 이 염색기판부재의 상면(잉크가 공급된다)에 대응한 형태가 된다고 할수 있고 또한 염색기판부재에 주입되는 염료의 양은 해당하는 상면과 침투전면과의 거리보다 떨어지도록 예를들수 있다. 이와 같은 가정에 의거하면 침투전면의 일부가 염색기판부재(DP)의 바닥(EH 11A 및 도 11B에 나타나는 염색기판부재(DP)와 기판(SUB)과의 경계면으로서 규정된다)에 도달한 후도 본 발명에 의한 잉크가 염색기판부재에 침투하는 동안 이 침투전면의 일부에 대응하는 염색기판부재의 일부에 그 외의 부분보다 다수의 염료가 축적된다. 종래, 염료가 염색기판부재 전역에 분산하도록 잉크의 침투전면의 전역을 염색기판부재의 바닥면에 도달시키는 것이 권장되었다. 이로 인하여, 염색기판부재로의 잉크의 침투는 염색기판부재가 잉크로 포화될때까지 계속되었다.

그러나, 본 발명에 의해 염료가 염색기판부재에 일정한 형태로 분산되도록 염료에대한 잉크의 침투성이 개선되었기 때문에 염색기판부재를 잉크로 착색할 때의 기존의 방법은 수정하여도 좋지 않았다. 즉, 신규조성을 가지는 잉크에 의한 염색기판부재의 착색에 있어서 기존의 방법은 도 11A의 경우에서 (i)점이 저농도로 또한 (ii)점이 고농도로, 도 11B의 경우에서 (i)점이 고농도로 또한 (ii)점이 저농도로 하여 예시되는 바와같이 염색기판부재의 상면을 따라서 색농도얼룩(Color-concentration Unevenness)을 발생시키기 때문이다.

본 발명은 잉크에 포함되는 염로, 용매, 휘발성조정제 및 염색추진제의 조성비를 각각 폭넓은 범위로 조정시키는 것이기 때문에 염색기판부재에 있어서의 기존색농도얼룩의 문제는 본 발명에 의한 잉크로 해결된다. 이 문제를 해결하는 방법의 하나는 잉크안에 있어서의 염료농도를 높게하는 것이다. 이 해결하는 방법의 다른 하나는 염색기판부재의 상면의 굴곡에 관계없이 그 내부에 있어서의 잉크의 침투전면이 평탄해지도록 잉크안의 염색추진제 농도를 증가하는 것이다. 본 발명자에 의한 상기 기술의 실험결과에 비추어보면 도 10 및 도 11A, 도 11B에 나타나는 영역 A, 영역 C에 있어서의 CIE색도의 Y값의 차를 Y값의 크기방향의 10%미만값으로 유지시키면 좋다. 또한, 본 관점에 있어서는 영역 A와 영역C에 있어서의 CIE색도의 x값 및 y값의 차를 적어도 한쪽을 0.02미만으로 하면 좋다.

이 영역 A, B, C는 염색기판부재(DP)(바꾸어 말하면, 블랙매트릭스의 개구)가 대향하여 만나는 한쌍의 단부사이를(일점쇄선 B-B'와 같이) 또는 그 대향하여 만나는 구석을 (일점쇄선 B1-B1'과 B2-B2'와 같이) 횡절단하는 어느 하나의 선을 따라서 정의된다. 도 11A 및 도 11B를 참조하면 영역(C)은 염색기판부재의 단부(또는 그 바닥에 면한 블랙매트릭스의 개구의 단부)로부터 Wc 1, Wc 2와의 사이의 길이 20%에 상당하는 거리(Wc 1 - Wb 1, Wc 2-Wb 2로서 도시)만 연장된다. Wc1, Wc 2사이의 길이는 염색기판부재(DP) 또는 블랙매트릭스(BM)의 개구를 횡단하는 선의 길이로 정의되기 때문에 이후, Wc 1과 Wc 2 사이의 길이를 횡단장으로호칭한다. 영역A는 염색기판부재(DP) 또는 블랙매트릭스(BM)의 개구의 윤곽에 상이한 윤곽으로 포위되고 염색기판부재(DP) 또는 블랙매트릭스(BM)의 개구의 단(또는 윤곽)으로부터 상기 횡단장의 40%에 상당하는 거리(Wc 1 - Wa 1, Wc 2 - Wa 2로서 도시)로 떨어져 있다.

별도의 관점에서 본 발명자는 염색기판부재에 있어서 잉크를 포화시키지 않는 것을 권장한다. 이 관점에 의거하여 칼라필터구조를 도 12A에 나타낸다. 이 칼라필터구조의 특징은 기판부재(DP)의 바닥에 떨어진 염료(잉크에 의해 주입된)의 침투전면(PENF)에 이 기판부재(DP)의 바닥면에 따라서 남게 된 비착색영역(NST)이다. 잉크(ii)점에서 예시되는 기판부재상면(DSUF)의 바닥부분에 집적되기 쉽기 때문에 이 부분에 있어서의 잉크의 침투를 억제하는 것이 필요해진다. 기판부재(DP)가 배면노광을 이용한 포토리소 그래피공정으로 블랙매트릭스(BM)의 개구에 설치되는 점에서 필연적인 결과로서 기판부재의 상면에는 그 바닥면에 대해서 저부분과 고부분이 형성된다.

도 11A, 도 11B에는 기판부재(DP)상면의 영역(A, C)에 규정된 저부분의 높이가 t1으로서 나타난다. 이것에 대하여 기판부재(DP)의 저부분과 영역(C, A)으로 규정된 고부분과의 높이차는 t2로 나타나고 t1의 1/8에 가깝게 또는 이 이상의 값을 갖는다. 기판부재(DP)의 저부분에 염료가 집중하는 것을 회피하는 방법의 하나는 잉크안의 염료농도를 증가하는 것이다. 기판부재별로 공급되는 잉크의 양을 감소하는 것도 권장된다. 침투전면(PENF)이 기판부재(DP)의 바닥에 도달하기 전에 잉크의 침투를 방지하는 것은 잉크안의 휘발성조정제를 적당하게 감소하면 용이하다. 이와 같은 권장에 의하여 조성을 갖추는 잉크로 착색된 기판부재의 하나에 있어서는 그 두께방향을 따른 염료의 농도프로파일(Concentration Profile)이 나타난다.

도 12A 는 영역 CONC 1(고농도), 영역 CONC 2(중농도) 및 영역 CONC 3(저농도)로 이루어지는 염료의 농도프로파일을 예시한다. 이들의 영역의 경계면은 기판부재(DP)의 상면(DSUF)의 곡면을 따라서 굴곡하고 있다.

영역 CONC1, CONC 2, CONC 3의 경계면은 도 12A에 미세한 실선으로 그려지고 있지만 이들의 영역 어느하나에 있어서의 염료농도도 실제로는 기판부재(DP)의 두께방향을 따라 서서히 변화하고 있기 때문에 그 경계면도 통상 흐리게 보인다. 어느 하나도 이 신규의 칼라필터의 하나에 있어서의 염료농도는 기판부재(DP)의 상면(DSUF)을 따라서 분포하고 이 상면(DSUF)로부터 기판부재(DP)의 두께방향을 따라서 서서히 감소한다. 이와 같은 구조상 특징은 칼라필터층의 상면에 있어서의 그 광투과율의 불균일을 충분하게 저감시킨다.

도 12A 에는 염료의 침투전면(PENF)이 기판부재(DP)의 바닥에 도달하도록 나타나지만 이 침투전면(PENF)의 일부는 상기 비염색영역(NST)을 기판부재(DP)의 적어도 상기 기술한 그 상면에 있어서의 고부분에 상당하는 일부에 남도록 기판부재(DP)의 바닥에 도달하여도 용이하다. 한편, 침투전면(PENF)은 도 12A에 나타나는 염료농도보다 흐린경우도 있다. 도 12B에 나타나는 신규칼라필터구조의 다른 예와 같이 그 염료농도의 프로파일( Dye Concentration Profile)로의 침투전면은 소실하여도 (보이지 않아도) 용이하다. 그러나, 도 12B의 기판부재(DP)안에있어서의 염료농도 프로파일도 도 12A를 참조하여 상기 기술한 염료농도프로파일의 특징을 나타낸다. 염료농도프로파일(영역 CONC1, CONC 2, CONC 3으로 나타냄)은 광학적인 수법에 한정되지 않고 질량분석과 특성 X선 스펙트럼등을 이용한 원소분석에 의해서도 관측된다. 염료가 특정의 원소를 중심으로 한 주석체(주석화합물)인 경우 이 특정원소의 기판부재(DP)에 있어서의 분포에 의해 신규칼라필터구조를 평가하는 것이 권장된다. 이 신규 칼라필터구조를 제작중 하나에 의하면 기판부재(DP)의 바닥에 있어서의 염료농도를 이 상면(DSUF)을 따라서 그것의 10%이하로 하면 좋다.

이상 본 발명에 의한 신규칼라필터구조를 도 11A에 나타나는 바와 같은 친수성재료로 이루어지는 블랙매트릭스를 가지는 칼라필터구조에 의거하여 설명하였다. 그러나, 이 신규칼라필터구조는 도 11B에 나타나는 바와 같은 소소성재료로 이루어지는 블랙매트릭스를 가지는 칼라필터구조에도 적용가능하다. 도 11B의 칼라필터구조에 의거하여 신규칼라필터구조의 하나의 단면은 도 12A의 유추에 의해 도12C와 같이 그려진다.

이상 본 발명에 의하면 칼라필터기판을 그 주요면상에 설치된 염색기판부재에 잉크젯방식으로 잉크를 공급하여 제조할 때 염색기판부재간에 발생하는 착색농도의 분산을 저감한다. 또한, 칼라필터기판에 설치된 각 염색기판부재에 복수종류의 잉크를 동시에 공급이 가능하기 때문에 착색레지스트법에 비하여 칼라필터기판의 생산수율을 높게 향상하는 것이 가능하다.

본 발명에 관하여 몇개의 실시예를 나타내고 이들에 대해서 기술하였지만, 동 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 당업자의 식견의 범위에서 이들이 이루어지는 다양한 변형 및 개선을 허용하는 것으로 이해되는 것이고 따라서, 본원 명세서에부여된 청구항의 범위는 여기에 나타나는 또한 기재되는 상세에 구속되는 경우 없이 이러한 변형 및 개선을 모두 포함하는 것을 의도한 것이다.

Claims

칼라필터가 형성된 제 1 주요면을 가지는 제 1 기판을 준비하는 공정과, 상기 제 1 기판과 제 2 주요면을 가지는 제 2 기판을 상기 제 1 주요면과 상기 제 2 주요면이 격리하여 대향하도록 중합시켜 제 1 기판의 주위부분과 제 2 기판의 주위부분을 씰재로 접합시키는 공정과, 제 1주요면, 제 2 주요면 및 씰재에 의해 포위된 공간에 액정물질을 봉입하는 공정을 포함하고,

상기 칼라필터는 상기 제 1 주요면에 설치된 염색기판부재를 잉크로 착색하여 형성되고,

상기 잉크는 상기 염색기판부재를 착색하는 염료와,

상기 염료에 친화하는 용매와,

상기 잉크의 휘발성을 상기 용매의 휘발성보다 저하되는 휘발성조정제와,

상기 염료 및 상기 염색기판부재에 대해서 상기 휘발성조정제보다 높은 친화력을 나타내는 염색추진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 칼라필터는,

상기 염료를 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 포함하고,

상기 휘발성조정제를 1중량%이상 또는 40%중량이하의 범위로 포함하고,

상기 염색추진제를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 포함하는 상기 잉크를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 휘발성조정제는,

상기 용매보다 높은 비점(boiling point)을 나타내고,

상기 염색추진제는 상기 휘발조정제보다 낮고 또한 상기 용매보다 높은 점도를 나타내는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 염색추진제는 에스텔결합, 펩티드결합 및 펩티드결합의 질소원자를 알킬그룹으로 형성된 결합구조의 적어도 하나를 가지는 분자인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 염색추진제는 복수의 탄소원자와 적어도 하나의 탄소이외의 분자를 단결합으로 결합시켜 이루어지는 환형부분을 포함하는 분자구조를 갖추고,

상기 환형부분에는 상기 에스텔결합, 펩티드결합 및 펩티드결합의 질소원자를 알킬그룹으로 형성된 결합구조의 적어도 하나가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 염색기판부재는,

상기 제 1 주요면상에서 유기재료를 에스텔결합, 펩티드결합 및 펩티드결합의질소원자를 알킬그룹으로 형성된 결합구조의 적어도 하나를 매개하여 중합시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
칼라필터가 형성된 제 1 주요면을 가지는 제 1 기판을 준비하는 공정과, 상기제 1 기판과 제 2 주요면을 가지는 제 2 기판을 상기 제 1 주요면과 상기 제 2 주요면이 격리하여 대향하도록 중합시켜 제 1 기판의 주위부분과 제 2 기판의 주위부분을 씰재로 접합시키는 공정과, 제 1 주요면, 제 2 주요면 및 씰재에 의해 포위된 공간에 액정물질을 봉입하는 공정을 포함하고,

상기 칼라필터를 상기 제 1 주요면에 설치된 염색기판부재를 잉크로 착색하여 형성한 상기 제 1 기판을 이용하고,

상기 잉크는 상기 염색기판부재를 착색하는 염료와 물 또는 친수성의 용매와 글리세린(glycerin), 황디메틸(dimethyl sulfoxide) 및 유산나트륨(sodium lactate)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나와, N-methyl-2-pyrrolidonea및-butyrolactone으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 잉크는,

상기 염료를 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 포함하고,

상기 글리세린(glycerin), 황디메틸(dimethyl sulfoxide) 및 유산나트륨(sodium lactate)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 1중량%이상 또는 40중량% 이하의 범위로 포함하고,

상기 N-methyl-2-pyrrolidone 및-butyrolactone으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 염료로서 아조계 혼합체, 프탈로시아닌(Phthalocyanine) 및 앤트라키논(Anthraquinone)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나의 화합물이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 염색기판부재는 아크릴계수지, 카제인(Caseine) 및 젤라틴수지로 이루어지는 군에서 선택되는 어느하나의 수지를 이용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
칼라필터가 형성된 제 1 주요면을 가지는 제 1 기판을 준비하는 공정과, 상기 제 1 기판과 제 2 주요면을 갖추는 제 2 기판을 상기 제 1 주요면과 상기 제 2 주요면이 격리하여 대향하도록 접합시키는 공정과, 상기 제 1 주요면과 상기 제 2 주요면과의 사이에 액정재료를 봉입하는 공정을 포함하고,

상기 제 1 기판은,

상기 제 1 주요면 상부에 상기 제 1 기판보다 광투과성이 낮은 차광막을 형성하고 다음으로 상기 차광막에 복수의 개구를 상호 격리시켜 형성하는 제 1 공정과,

상기 차광막에 설치된 상기 복수의 개구의 각각에 상기 차광막보다 광투과성이 높은 수지로 이루어지는 염색기판부재를 형성하는 제 2 공정과,

잉크의 액무덤을 상기 복수의 개구별로 공급하여 상기 개구의 각각에 형성된 상기 염색기판부재를 착색하는 제 3공정과,

상기 복수의 개구별로 설치된 염색기판부재를 덮도록 상기 차광막위에 보호막을 형성하는 제 4 공정을 포함하는 제조공정으로 형성되고,

상기 잉크로서 상기 염색기판부재를 착색하는 염료와, 상기 염료의 용매와, 상기 용매보다도 휘발성이 낮은 제 1 시약과, 상기 용매보다 상기 염색기판부재를 구성하는 수지로의 침투성이 높은 제 2 시약을 포함하는 액체가 이용되어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

상기 제 3 공정에 있어서,

상기 잉크의 액무덤은 압전소자에 의해 체적이 변화하는 잉크침전탱크를 구비한 노즐로부터 상기 복수의 개구별로 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 12에 있어서,

상기 노즐로부터 상기 복수의 개구별로 공급된 액무덤의 체적은 1피코-리틀이상 또는 100피코-리틀이하의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 12에 있어서,

상기 노즐로부터 상기 복수의 개구별로 공급된 액무덤의 체적은 2피코-리틀이상 또는 6피코-리틀이하의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 잉크에 있어서의 상기 염료의 조성비는 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 설정되고,

상기 용매의 조성비는 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로 설정되고,

상기 제 1 시약의 조성비는 5중량%이상 또는 20중량%이하의 범위로설정되고,

상기 제 2 시약의 조성비는 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 12에 있어서,

상기 노즐로부터 상기 복수의 개구별로 공급된 액무덤의 체적은 20피코-리틀 이상 또는 40피코-리틀이하의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 16에 있어서,

상기 잉크에 있어서의 상기 염료의 조성비는 1중량%이상 또는 5중량%이하의 범위로 설정되고,

상기 용매의 조성비는 10중량%이상 또는 80중량%이하의 범위로 설정되고,

상기 제 1 시약의 조성비는 30중량%이상 또는 40중량%이하의 범위로 설정되고,

상기 제 2 시약의 조성비는 1중량%이상 또는 30중량%이하의 범위로 각각 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

상기 제 2 공정에 있어서,

광조사에 의해 경화하는 성질을 가지는 재료로 이루어지는 층을 상기 제 1 기판의 상기 제 1 주요면에 형성되고 또한 상기 복수의 개구를 가지는 상기 차광막상에 형성한 후,

상기 제 1 기판의 상기 제 1 주요면과는 반대측에 별도의 주요면에 빛을 조사하여 상기 재료층의 일부분을 경화시키는 것에 의해 상기 염색기판부재를 형성하는 수지를 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

상기 염색기판부재 및 상기 제 2 시약은 각각 분자내에 에스텔결합 또는 펩티드결합의 적어도 하나를 갖추는 유기화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

상기 제 1 기판의 제조공정은,

상기 제 4 공정 후에 상기 보호막의 상부에 투명도전막을 형성하는 제 5 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
청구항 20에 있어서,

상기 제 1 기판으로서 주요면상에 산화규소막이 형성된 소다유리를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.