KR20060047833A - 잉크젯에 의해 평판 디스플레이 내에 컬러 필터를 형성하는방법 - Google Patents

잉크젯에 의해 평판 디스플레이 내에 컬러 필터를 형성하는방법 Download PDF

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KR20060047833A
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 따른 평판 디스플레이용 컬러 필터 제조 방법은 컬러 잉크를 잉크젯 장치를 이용하여 예비 패턴화된 매트릭스 내에 분산시키는 단계 및 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함한다. 일 측면에서, 컬러 잉크는 오목한 구성으로 경화된다. 또다른 측면에서, 컬러 잉크는 전자 빔, 레이저, X-선, 또는 다른 적절한 고에너지 소오스를 이용하여 경화된다.

Description

잉크젯에 의해 평판 디스플레이 내에 컬러 필터를 형성하는 방법 {A METHOD FOR FORMING COLOR FILTERS IN FLAT PANEL DISPLAYS BY INKJETTING}
도 1은 본 발명의 일 실시예의 예비 패턴화된 매트릭스의 측면도.
도 2는 컬러 잉크가 예비 패턴화된 매트릭스 내에 오목한 구조로 배치되는 컬러 필터 내의 픽셀의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 실시예에 따른 블록 선도.
※ 도면의 주요 부호에 대한 도면부호의 설명 ※
10 : 예비 패턴화된 매트릭스 30 : 예비 패턴화된 매트릭스의 높이
40 : 픽셀 45 : 오목한 구조
50 : 컬러 잉크 60 : 픽셀의 중심 표면에서의 두께
70 : 분산된 컬러 잉크의 두께
본 발명의 실시예들은 일반적으로 평판 디스플레이에 관한 것이며 보다 구체적으로 평판 디스플레이에 이용되는 컬러 필터를 형성하는 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD)는 컴퓨터 단말기, 비주얼 엔터테인먼트(visual entertainment) 시스템, 및 휴대폰, 개인 휴대 정보단말기(PDA) 등과 같은 개인 전자 장치에서 선택되는 디스플레이 기술이다. 액정 디스플레이(LCD), 및 특히 능동 매트릭스형 액정 디스플레이(AMLCD)는 상업적으로 이용되는 가장 다기능이고 강력한 FPD로 부상하고 있다. LCD 기술의 기본 요소는 빛이 지향되어 컬러화된 시각적 출력을 생성하는 컬러 필터이다. 컬러 필터는 픽셀로 구성되며, 픽셀은 일반적으로 레드, 그린, 및 블루이고 컬러 필터된 빛의 해상도를 개선시키는 불투명(블랙) 매트릭스 내에서 패턴 또는 어레이로 분배된다.
염색, 리소그래피, 안료 분산, 및 전해증착과 같은, 이들 컬러 필터를 제조하는 일반적인 방법은 3가지 컬러의 순차적인 도입을 요구하는 주요 단점을 갖는다. 즉, 하나의 컬러를 갖는 제 1 세트의 픽셀은 일련의 단계에 의해 제조되며, 여기서 상기 프로세스는 모든 3가지 컬러를 적용시키기 위해 2회 이상 반복되어야 한다. 상기 프로세스와 관련된 일련의 단계들은 증착된 액체 착색제가 고체의 영구 형태로 변환되어야 하는 하나 이상의 경화 단계를 포함한다.
컬러 필터 제조에 적용가능한 기술에서 개선 가능한 분야는 잉크젯과 같은 개선된 분산 장치의 도입이다. 잉크젯 시스템을 이용함으로써, 모든 3가지 컬러가 하나의 단계에서 컬러 필터 매트릭스 내에 적용될 수 있어서 상기 프로세스는 3회 수행될 필요가 없다.
잉크젯을 이용하면 잠재적으로 컬러 필터의 제조를 단순화시키지만, 현재 이용되고 있는 잉크젯은 단점을 갖는다. 현재 사용되는 착색제 포뮬레이션은 조기에 경화되기 쉽다. 즉, 상기 포뮬레이션은 매트릭스 내에 분산되기 전에 퇴화되어 두 꺼워지는 경향이 있다. 착색제 포뮬레이션의 이러한 퇴화는 이로부터 제조된 픽셀에 황변 효과(yellowing effect)를 야기하며 포뮬레이션이 두꺼워지면 프로세싱 중에 잉크젯 노즐이 막히게 되는 경향이 있다.
잉크젯 기술을 이용함에 있어 발생하는 또다른 해결사항은 착색제 포뮬레이션이 이웃하는 픽셀 내로 넘쳐 흘러듦이 없이 소정의 픽셀 내에 잘 분산시키는 것이다. 종래 매트릭스 내로의 잉크젯은 상이한 착색제의 혼합을 야기하여, 보다 저 품질의 컬러 필터를 제조한다. 전술한 조기 경화 문제점과 함께 픽셀 내에 착색제의 균일성을 유지하는데 있어서의 이러한 제한으로 인해 잉크젯 기술은 컬러 필터의 제조를 수행하는데 어려웠다.
그러므로, 잉크젯 방법에 의해 컬러 필터를 형성하는 개선된 방법을 개발할 필요가 있으며, 이에 의해 착색제 포뮬레이션이 저장 및 프로세싱 중에 안정하여 보다 긴 보존 수명 및 개선된 유동성을 제공한다. 게다가, 개선된 예비 패턴화된 매트릭스가 고품질의 컬러 픽셀의 제조를 보장하기 위해 요구된다.
본 발명은 컬러 필터를 형성하는 방법 및 상기 방법으로부터 제조된 필터를 제공한다. 일 실시예에서, 컬러 필터를 형성하는 방법은 예비 패턴화된 매트릭스가 기판 상에 배치되는 단계를 포함한다. 전자 빔과 같은 에너지 소오스에 의해 경화가능한 컬러 잉크는 잉크젯 장치를 이용하여 매트릭스 내에 분산된다. 또다른 실시예에서, 경화된 컬러 잉크가 오목한 표면을 형성하는 컬러 픽셀을 포함하는 컬 러 필터가 제조된다.
본 발명의 전술한 특징들이 보다 자세히 이해될 수 있도록, 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명은 첨부 도면에 도시된 실시예의 일부를 참조한다. 그러나, 첨부 도면이 단지 본 발명의 일반적인 실시예들을 설명하고자 하는 것이지 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아님을 주목해야 하고, 본 발명의 범위는 다른 동등 효과의 실시예에도 적용된다.
본 발명의 일 실시예는 예비 패턴화된 매트릭스를 기판 상에 형성하는 단계, 컬러 잉크를 분산시키기 위해 잉크젯 장치를 이용하는 단계, 및 분산된 컬러 잉크를 오목한 구조로 경화시키는 단계에 의해 컬러 필터를 형성하는 방법을 포함한다. 본 발명의 또다른 측면에서, 컬러 필터를 형성하는 방법은 예비 패턴화된 매트릭스를 기판 상에 형성하는 단계, 컬러 잉크를 분산시키기 위해 잉크젯 장치를 이용하는 단계, 및 전자 빔을 이용하여 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함한다. 또다른 실시예에서, 본 발명은 예비 패턴화된 매트릭스를 기판 상에 형성하는 단계, 컬러 잉크를 분산시키기 위해 잉크젯 장치를 이용하는 단계, 및 고에너지 소오스를 이용하여 분산된 컬러 잉크를 오목한 구조로 경화시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예들은 또한 본 발명의 방법들로부터 제조된 컬러 필터를 포함한다.
예비 패턴화된 매트릭스가 상부에 형성되는 기판은 예를 들어 유리와 같은 고도의 광학적 투명성을 갖는 소정의 재료일 수 있다. 추가적으로, 기판은 코팅되거나 그 위에 도포될 재료의 부착성을 돕도록 처리된 표면을 포함할 수도 있다.
다양한 실시예들은 기판 상에 형성된 예비 패턴화된 매트릭스 내에 컬러 잉 크를 분산시키는 단계를 포함한다. 적절한 예비 패턴화된 매트릭스는 수지 매트릭스(resin matrix) 및 크롬 매트릭스를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 매트릭스는 일반적으로 기판을 수지로 코팅하거나 크롬과 같은 무반사성(non-reflective) 금속을 기판 상에 증착시킨 후 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 매트릭스 재료를 패턴화함으로써 형성된다. 블랙 매트릭스(black matrix)를 형성하는데 일반적으로 사용되는 수지 재료는 아크릴 또는 폴리이미드 수지 내에 분산되는 탄소 블랙(carbon black) 또는 유기 안료와 같은 저투과성 블랙 성분을 포함한다. 본 발명의 실시예를 수행함으로써 제조되는 매트릭스는 바람직하게 약 10,000-25,000Å의 높이를 갖지만, 소정의 경우에는 매트릭스 내부로 분산되는 컬러 잉크의 바람직한 두께 보다 크며, 요구된 컬러 잉크 두께 보다 바람직하게 10-100% 크다. 이러한 매트릭스 구조는 또한 잉크의 분산 중에 하나의 픽셀로부터 다른 픽셀로의 넘쳐흐름(spillover)을 최소화하는 것을 돕는다. 충분한 높이의 블랙 매트릭스를 수득하는 것은 수지 프로세스가 이용될 때에 쟁점이 아니다. 그러나, 크롬층은 일반적으로 단지 약 500-1000Å 범위의 두께로 증착된다. 이러한 제한은 크롬이 패턴화되기 전에 포토레지스트층을 도포함으로써 해결되며, 매트릭스의 필수 높이는 패턴화 후에 매트릭스 상에 배치된 필요 두께의 레지스트를 남김으로써 수득될 수 있다. 크롬의 패턴화 후에 잔류 레지스트를 제거하지 않음으로써, 프로세싱 과정에서 추가 단계가 제거될 수 있다.
도 1은 기판(35) 상에 배치된 예비 패턴화된 매트릭스(10)의 2차원 측면도이다. 예비 패턴화된 매트릭스(10)는 매트릭스의 우물 벽(20)과 우물 바닥(25)에 의 해 윤곽이 잡힌 공극에 의해 형성된 우물(15)을 포함한다. 도 1에 도시된 각(θ)은 우물 바닥(25)에 대한 우물 벽(20)의 경사를 나타낸다. 예비 패턴화된 매트릭스(10) 내로 유입시 컬러 잉크(50)에 의해 가정되는 오목한 구조(45)가 각(θ)의 크기에 전적으로 의존하지 않기 때문에(도 2 참조), 도 1에 도시된 경사각(θ)은 90도 보다 크지만, 90도 이하의 각(θ)을 형성하는 우물 벽(20)을 구비한 매트릭스가 또한 유리하게 이용될 수도 있다. 우물 벽(20) 및 우물 바닥(25)을 포함하는 예비 패턴화된 매트릭스(10)의 표면은 매트릭스에 분산된 컬러 잉크(50)의 부착을 용이하게 하는 습윤성을 우선적으로 갖도록 형성되어, 도 2에 도시된 것처럼 경화된 컬러 잉크(50)의 배향(orientation)을 오목한 구조(45)로 돕는다.
우수한 컬러 여과는 컬러 잉크가 오목한 형상을 가지는, 즉 블랙 매트릭스 내에서 평평한 또는 볼록한 표면 배향을 갖는 대신에, 주변이 중심 보다 상승되는 컬러 필터에 의해 달성됨이 공지되어 있다. 어떠한 이론에 구속됨이 없이, 빛 산란의 감소로부터 잇점이 발생되어, 여과된 빛의 포커싱(focusing)을 선명화시킨다. 이러한 구조를 제조하기 위해, 컬러 잉크가 유입되는 예비 패턴화된 매트릭스는 경화된 컬러 잉크의 중심 두께 보다 큰 높이를 가지고 매트릭스 표면에 컬러 잉크의 부착을 허용한다.
분산된 컬러 잉크의 부착성을 개선하기에 적절한 습윤성은 잉크 친화성을 갖는 매트릭스 표면을 제조함으로써 달성될 수 있다. 이는 크롬 매트릭스가 적절한 포토레지스트 기판의 선택에 의해 이용될 때, 또는 예를 들어 플라즈마 산소 처리의 수행에 의해 잔류 포토레지스트를 처리함으로써 달성될 수 있다. 활성화된 산 소종 및 수반되는 이온 가격에 의해 포토레지스트의 표면 습윤성이 수정되어 컬러 필터가 오목한 구성을 갖는다.
도 2는 예비 패턴화된 매트릭스(10) 내에 배치된 픽셀(40)의 2차원 측면도이다. 픽셀(40)은 컬러 잉크(50)가 분산되는 우물을 포함한다. 도 2는 픽셀(40)의 오목한 구조(45)를 도시하며 픽셀의 주변에 분산된 컬러 잉크(50)의 두께(70)가 픽셀의 중심 표면에서의 두께(60) 보다 크다. 중요한 점은 분산된 컬러 잉크(50)의 두께(70)가 예비 패턴화된 매트릭스(10)의 높이(30) 보다 크다는 것이다. 이러한 높이 차이는 도 2에 도시된 오목한 구조(45)의 형성을 돕는다.
본원에서 사용되는 착색제 포뮬레이션은 컬러 안료 및 염료, 용매, 첨가제, 아크릴 모노머, 아크릴 및/또는 메타아크릴 올리고머, 및 선택적으로 포토개시제(photoinitiator)를 포함하는 재료 혼합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 여기서, 착색제 포뮬레이션은 포뮬레이션이 UV 리소그래피 패턴화를 위한 하나 이상의 포토개시제를 포함하는 경우 컬러 레지스트로서 정의되며, 포뮬레이션이 포토개시제를 포함하지 않는 경우 잉크 또는 컬러 잉크로서 정의된다. 본 발명이 컬러 잉크 또는 컬러 레지스트를 이용하는 실시예에 적용되지만, 단순성을 위해 다양한 측면의 설명은 잉크에 관계된다.
착색제로서 제공되는 안료 및/또는 염료는 약 30%의 비로 잉크 혼합물 내에 분산되며, 본 발명의 기술분야에서 일반적으로 공지되고 C.I 안료 레드 177, C.I. 안료 그린 36, 및 C.I. 안료 블루 15:6과 같은(이에 한정되지 않음) 레드, 그린, 및 블루 컬러 필터 픽셀을 형성하는데 적절한 물질을 포함한다. 시안(cyan), 옐로 우, 마젠타 및 (선택적으로) 화이트를 이용하는 대안적인 컬러 시스템이 사용될 수 있다.
각각의 컬러 잉크 내에 존재하는 용매 또는 용매 혼합물은 2가지 목적을 갖는다. 먼저, 용매 또는 용매 혼합물은 컬러 잉크의 다른 성분을 용해시켜, 잉크젯 장치에 의한 분산에 적절한 유동성을 갖는 컬러 잉크 포뮬레이션을 허용한다. 두번째로, 잉크젯 프로세스 중에 용매 또는 용매 혼합물의 증발에 의해 매트릭스 표면 상의 컬러 잉크를 농축화시켜, 착색제가 매트릭스 내에서 바람직한 구조로 접착되는 것을 개선시킨다. 그러므로, 용매 또는 용매 혼합물은 다른 컬러 잉크 성분을 용해시킬 수 있어야 하고 프로세싱 중에 용매 또는 용매 혼합물의 완전 또는 부분 증발 시에 컬러 잉크의 요구된 두께를 형성하기에 충분한 휘발성을 가져야 한다. 적절한 용매로는 3-메톡시부틸 아세테이트, 메톡시 프로판올아세테이트, 에톡시에틸프로피오네이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 및 이들의 조합물을 포함하며 이에 제한되지 않는다.
컬러 잉크 내에 함유된 소정의 첨가제는 액체 재료가 용해성, 점성, 및 표면장력을 포함하지만 이에 한정되지 않는 바람직한 특성을 갖도록 돕는다. 이렇게 사용되는 공통 형태의 첨가제는 계면활성제, 산화제, 및 소포제(anti-foaming agent)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
잉크에 함유된 아크릴 모노머 및/또는 아크릴 또는 메타아크릴 올리고머는 소정의 형태와 양의 에너지 인가시에 자유 라디칼 중합화를 거친다. 이렇게 형성된 중합체는 착색제를 매트릭스 내에 고정시키는 고체 재료를 포함한다. 전술한 것처럼, 착색제 포뮬레이션의 분산 전에 개시된 중합화(조기 경화)는 현재 공지된 기술의 문제점이다. 컬러 레지스트는 UV 경화가능하고 저장 및 이용 중에 배경 라이트에 노출됨으로써 야기되는 조기 경화를 겪기 쉽다. 게다가, 낮은 열 에너지의 도입으로 경화가능한 착색제 포뮬레이션(이후 "열적 경화 잉크")은 유사하게 저장 및 이용 중에 주변 온도에 노출됨으로써 야기되는 조기 경화를 겪기 쉽다. 종래의 UV 컬러 레지스트 또는 열적 경화 컬러 잉크가 본 발명의 실시예를 수행하는데 이용될 수도 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 중합화를 개시하기 위해 또다른 에너지 소오스를 이용한다. 중합화를 수행하도록 선택된 에너지 소오스는 다양한 실시예에 장점을 제공한다.
소정의 실시예들의 특별한 장점은 컬러 잉크의 중합화가 요구될 때가지 저장 및 프로세싱 중에 반응성 일부가 본래대로 유지되는 컬러 잉크를 이용한다는 것이다. 조기 경화가 픽셀 황변과 노즐 막힘의 전술한 문제점을 야기하기 때문에, 본원에서 개시된 컬러 잉크는 포토개시제의 포함 필요성을 제거하고 주변의 빛 및 열과 같은 배경 주변 요소로서 일반적으로 존재하지 않는 중합화용 에너지 소오스를 요구한다. 이용될 수도 있는 고에너지 소오스는 전자 빔, 레이저 및 X-선과 같은 에너지 소오스를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
적절한 전자 빔 소오스는 본원과 일치하는 정도에서 본원에 참조된 "개선된 전자총을 갖는 전자 빔 리소그래피 시스템"이라는 명칭으로 2002년 1월 22일에 출원되고 공통 양도된 미국 특허 출원 제 10/055,869호에 개시된 전자총을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 컬러 잉크 내에 함유된 모노머 및/또는 올리고머 내의 함유물로서 적절한, 효과적인 전자 빔 가교결합 치환체로서 작용하는 화학적 치환체의 예로는 (a) 탄소-탄소 이중 결합(예를 들어, 아다만틸 케이지(adamantyl cage)와 같은 미결정 기에 형성되거나 부착된 또는 미결정 기 또는 폴리머에 부착된 알켄 작용기); (b) 제한 없이 예를 들어, 전자 빔 방사에 노출시 링 개방 및 가교결합되기 쉬운 3원 또는 4원의 시클로알칸과 같은 "팽창된" 링 시스템; (c) 예를 들어 수소 할로겐화물(예를 들어 HCl과 같은)의 압출과 관련된 프로세스를 통해 전자 빔 방사 하에서 가교결합하기 쉬운 할로메틸 치환체와 같은 할로겐화된 화합물; 및 (d) 본원과 일치하는 정도에서 본원에 참조된 "E-빔 경화가능한 레지스트 및 상기 레지스트를 경화시키는 E-빔용 방법"이라는 명칭으로 2003년 5월 28일에 출원되고 공통 양도된 미국 특허 출원 제 10/447,729호에 보다 구체적으로 개시된 하나 이상의 유기 실리콘 부분을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
본원에서 사용되는 것처럼, 전자 빔, 또는 e-빔 처리란 용어는 전자 빔, 예를 들어 제한 없이 상당히 균일한 전자 빔에의 노출을 지칭한다. 본원에서 사용되는 것처럼, 전자 빔 소오스, 또는 전자 빔 방출기, 또는 e-빔 방출기란 용어는 전자 빔을 발생시킬 수 있는 장치를 지칭한다. e-빔 처리 단계는 균일하고 큰 면적의 전자 빔 소오스로부터 광범위하고 큰 전자 빔 방사를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 기판 크기가 넓은 e-빔 소오스 보다 큰 제조 환경에서, 컬러 필터는 전자 빔의 균일한 노출을 달성하는 방식으로 전자 빔 방출기에 의해 스캔된다. 바람직하게, e-빔 처리는 대기압에서 수행되어야 하지만 이에 한정되지 않는다. 적절한 전자 빔 챔버는 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼 스사로부터 이용가능한 ElectronCure(등록상표) 챔버와 같은 챔버이다. 이러한 장치의 작동 및 성능 특성의 원리는 본원과 일치하는 정도에서 본원에 참조되고 공통 양도된 미국 특허 제 5,003,178호에 개시된다. 전자 빔 에너지는 프로세싱 압력 및 조건에 따라 약 1 내지 약 200KeV 범위이다. 컬러 필터의 중합화에서의 전자의 전체량은 컬러 필터의 형태와 두께, 챔버 또는 밀폐외피 조건, 기판 이동 속도, 및 e-빔 에너지에 따라 조절된다.
전자 빔 챔버 내의 가스 분위기는 질소, 산소, 수소, 아르곤, 크세논, 헬륨, 이산화탄소, 또는 이들 가스들 중 둘 이상의 조합물을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. e-빔 처리는 바람직하게 대기압에서 수행된다. 진공 챔버가 사용될 때, 진공 조건은 대기압 이하로부터 약 10-7토르 범위의 압력으로 유지된다. 기판의 온도는 약 20℃ 내지 약 200℃ 범위에서 변할 수도 있다. 바람직하게, 온도는 20℃ 내지 80℃ 범위에서 제어된다. 게다가, 두꺼운 재료가 처리되기 위해, 전자 빔 량은 재료가 바닥으로부터 위로 경화되는 균일한 량의 프로세스를 제공하는 전압을 감소시키는 단계로 분리될 수도 있다. 그러므로, 전자 빔 침투의 깊이는 처리 프로세스에 따라 변할 수도 있다. 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 것처럼, e-빔 처리의 길이는 하나 이상의 상기에서 확인된 변수에 의존하며, 특정 세트의 변수는 본원에서 제공된 상세한 설명의 견지에서 부적절한 실험 없이 통상적으로 결정될 수 있다.
본 발명에서 컬러 잉크를 분산시키는 잉크젯 장치는 압전식 잉크젯 프린트 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일반적으로, 적절한 잉크젯 장치는 레드, 그린, 블루 및 (선택적으로) 화이트와 같은 상이한 컬러의 잉크를 분산시킬 수 있는 하나 이상 배열된 노즐을 포함하는 소정의 장치를 포함한다. 시안, 옐로우, 마젠타 및 (선택적으로) 화이트를 이용하는 대안적인 컬러 시스템이 사용될 수 있다. 컬러 잉크는 한번에 하나의 컬러 잉크씩 기판 상에 분산되거나 다중 컬러 잉크가 동시에 분산될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들을 실행하기에 적절한 장치의 다양한 측면을 도시한다. 잉크젯 헤드 조립체(32)는 기판(33)이 지지되는 스테이지(34) 위에 위치된다. 잉크젯 헤드 조립체(32)는 하나 이상 배열된 하나 이상의 노즐(도시 않음)을 포함한다. 배열의 수는 일반적으로 이용되는 상이한 컬러 잉크의 수에 대응한다. 제 1 모터(31)는 잉크젯 헤드 조립체(32)에 제어가능하게 연결되어 기판(33)에 대해 잉크젯 헤드 조립체의 이동을 허용한다. 제 2 모터(36)는 스테이지(34)에 제어가능하게 연결되어 잉크젯 헤드 조립체(32)에 대해 기판의 이동을 허용한다. 잉크젯 헤드 조립체(32)와 스테이지(34)는 독립적으로 이동가능하고 이들 중 하나 또는 모두가 프로세싱 중에 이동될 수도 있다. 일 실시예에서, 잉크젯 헤드 조립체(32)는 프로세싱 중에 잉크를 저장하고 잉크를 노즐에 전달하는 자체 포함 수단(도시 않음)을 포함한다. 별도의 실시예에서, 잉크는 프로세싱 중에 관 또는 다른 적절한 배관 수단(도시 않음)에 의해 잉크젯 헤드 조립체(32)에 연속적으로 전달된다. 도 3은 본 발명에 따른 컬러 필터를 형성하는 적절한 장치를 도시하지만, 다른 잉크젯 및 그 배향이 유리하게 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, C.I 안료 레드 177, C.I. 안료 그린 36, 및 C.I. 안료 블루 15:6이 컬러 잉크를 포뮬레이트하는데 사용되었고, 아크릴 모노머 및 올리고머가 중합 전구체로서 사용되었고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트가 용매로서 사용되었다. 잉크 성분들의 비율은 바람직하게 10-30%의 염료 또는 안료, 20-60%의 모노머 및/또는 올리고머, 및 30-50%의 용매이다.
또다른 실시예에서, 배열된 노즐을 포함하는 형태의 잉크젯 장치는 예비 패턴화된 매트릭스에 잉크를 분산시키는데 사용되며, 잉크는 C.I 안료 레드 177, C.I. 안료 그린 36, 및 C.I. 안료 블루 15:6으로 구성되고, 매트릭스는 블랙 수지로 구성된다. 분산된 잉크는 전자 빔을 이용하여 경화되었다.
전술한 설명이 본 발명의 실시예에 관해 설명되었지만, 본 발명의 다른 추가적인 실시예가 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 고안될 수도 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.
따라서, 본 발명은 잉크젯 방법에 의해 컬러 필터를 형성하는 개선된 방법을 제공할 수 있다.

Claims (24)

  1. 평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법으로서,
    잉크젯 장치를 이용하여 컬러 잉크를 예비 패턴화된 매트릭스에 분산시키는 단계, 및
    상기 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 경화 단계에 의해 경화된 상기 컬러 잉크가 오목한 구조를 갖는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 컬러 잉크는:
    하나 이상의 컬러 안료 및/또는 염료;
    폴리머 매트릭스를 형성하는 하나 이상의 모노머 및/또는 올리고머; 및
    하나 이상의 용매;를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 잉크의 컬러는:
    레드, 그린 및 블루;
    레드, 그린, 블루 및 화이트;
    시안, 옐로우 및 마젠타; 및
    시안, 옐로우, 마젠타 및 화이트;로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 컬러 잉크는:
    10-30%의 컬러 안료 및/또는 염료;
    20-60%의 모노머 및/또는 올리고머; 및
    30-50%의 용매;를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    각각의 컬러 잉크는 하나 이상의 포토개시제를 더 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 용매는:
    3-메톡시부틸 아세테이트;
    메톡시 프로판올아세테이트;
    에톡시에틸프로피오네이트;
    프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트; 및
    이들의 조합물;로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 수지 블랙 매트릭스를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 크롬 블랙 매트릭스를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 약 10,000-25,000Å의 높이를 갖는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 상기 경화된 컬러 잉크의 중심 두께 보다 큰 높이를 갖는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 장치는 하나 이상 배열된 하나 이상의 노즐을 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산된 컬러 잉크는 UV 방사선을 이용하여 경화되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산된 컬러 잉크는 전자 빔, 레이저, 또는 X-선을 이용하여 경화되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  14. 평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법으로서,
    잉크젯 장치를 이용하여 컬러 잉크를 예비 패턴화된 매트릭스에 분산시키는 단계, 및
    상기 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 경화 단계는 전자 빔 에너지 소오스를 이용함으로써 수행되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 컬러 잉크는:
    하나 이상의 컬러 안료 및/또는 염료;
    폴리머 매트릭스를 형성하는 하나 이상의 모노머 및/또는 올리고머; 및
    하나 이상의 용매;를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 수지 블랙 매트릭스를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 크롬 블랙 매트릭스를 포함하는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 약 10,000-25,000Å의 높이를 갖는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 예비 패턴화된 매트릭스는 상기 경화된 컬러 잉크의 중심 두께 보다 큰 높이를 갖는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  20. 평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법으로서,
    잉크젯 장치를 이용하여 컬러 잉크를 예비 패턴화된 매트릭스에 분산시키는 단계, 및
    상기 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 분산 단계에 의해 상기 컬러 잉크가 오목한 구조를 가지며,
    상기 경화 단계는 고에너지 소오스를 이용함으로써 수행되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 고에너지 소오스는:
    전자 빔 소오스;
    레이저; 및
    X-선 소오스;로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    평판 디스플레이용 컬러 필터의 형성 방법.
  22. 잉크젯 장치를 이용하여 컬러 잉크를 예비 패턴화된 매트릭스에 분산시키는 단계, 및
    상기 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 컬러 필터로서,
    상기 분산 단계에 의해 상기 분산된 컬러 잉크가 오목한 구조를 갖는,
    컬러 필터.
  23. 잉크젯 장치를 이용하여 컬러 잉크를 예비 패턴화된 매트릭스에 분산시키는 단계, 및
    상기 분산된 컬러 잉크를 경화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 컬러 필터로서,
    상기 경화 단계는 고에너지 소오스를 이용함으로써 수행되는,
    컬러 필터.
  24. 제 23 항에 있어서,
    a) 상기 분산된 컬러 잉크가 오목한 구조를 가지고; 그리고
    b) 상기 경화 단계는
    전자 빔 소오스;
    레이저; 및
    X-선 소오스;로 구성된 그룹으로부터 선택되는 고에너지 소오스를 이용함으로써 수행되는,
    컬러 필터.
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