KR20080053106A

KR20080053106A - 잉크젯 방식을 이용한 컬러 필터의 제조방법

Info

Publication number: KR20080053106A
Application number: KR1020060125080A
Authority: KR
Inventors: 김상일; 김우식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-06-12
Also published as: US20080138723A1

Abstract

잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법이 개시된다. 개시된 컬러필터 제방법은 다수의 노즐이 구비된 잉크젯 헤드를 소정각도로 기울여, 복수의 작업영역으로 나누어진 컬러필터의 길이방향으로 이동시키면서, 복수의 픽셀에 각각 컬러잉크를 토출하며, 잉크젯헤드의 다수의 노즐을 모두 온 시켜 컬러잉크를 각각 토출하는 상태로 작업영역에 들어가거나 또는 작업영역으로부터 나가도록 하여, 픽셀에 컬러잉크를 토출할 때는 다수의 노즐을 모두 동작시킨다.

Description

잉크젯 방식을 이용한 컬러 필터의 제조방법{Method of fabricating color filter using ink-jet method}

도 1은 종래의 잉크젯 헤드를 이용하여 컬러필터의 각 픽셀에 잉크를 토출시켜 컬러필터를 제조하는 방법의 일예를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 방법에 의하여 제작된 컬러필터를 잉크두께에 따른 영역별로 나누어 표시한 도면,

도 3은 도 2에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 잉크두께를 표시한 그래프,

도 4는 도 2에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 잉크두께를 표시한 그래프,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명이 다른 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,400,500...컬러필터 101...제1작업영역

102...제2작업영역 110...블랙매트릭스

111,411,511...픽셀 200...잉크젯헤드

210,220,230,240...노즐

본 발명은 컬러필터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 방식을 이용하여 컬러필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근에는, TV와 컴퓨터의 정보를 디스플레이하기 위해 화면의 크기를 크게 할 수 있는 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel), 유기 EL(Elctro Luminescence), 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 및 전계방출 디스플레이(FED; Field Emission Display) 등과 같은 평판 디스플레이 장치가 사용되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치 중 소비 전력이 적어 컴퓨터 모니터, 노트북 PC 등에 주로 사용되는 액정 디스플레이(LCD)가 각광을 받고 있다.

액정 디스플레이에는 액정층에 의하여 변조된 백색광을 통과시켜 원하는 색상의 화상을 형성하는 컬러필터가 구비되어 있다. 컬러필터는 투명한 기판 상에 다수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀(pixel)들이 소정 형태로 배열된 구조를 가지고 있다. 이러한 컬러필터를 제조하는 방법으로는 염색법(dyeing method), 안료분산법(pigment dispersion method), 인쇄법(printing method) 및 전착법(electrodeposition method) 등이 있다.

그러나, 위와 같은 컬러필터의 제조방법들에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀의 형성을 위하여 각 색상별로 소정공정이 반복되어야 하므로 공정의 효율성이 떨어지며, 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 제조공정을 단순화시킬 수 있고, 제조비용도 절감할 수 있는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터 제조방법이 제안되고 있다. 이러한 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터 제조방법은 잉크젯 헤드의 노즐들을 통하여 소정 색상, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(b)의 잉크 방울(ink drop)들을 기판 상의 각 픽셀영역에 토출(discharging)시킴으로써 소정 색상의 픽셀을 형성한다.

도 1은 종래의 잉크젯 헤드를 이용하여 컬러필터의 각 픽셀에 잉크를 토출시켜 컬러필터를 제조하는 방법의 일예를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 방법에 의하여 제작된 컬러필터를 잉크두께에 따른 영역별로 나누어 표시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 잉크두께를 표시한 그래프이고, 도 4는 도 2에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 잉크두께를 표시한 그래프이다.

도 1을 참조하면, 복수의 노즐(21,22,23,24)을 구비하는 잉크젯 헤드(20)는 컬러필터(10)에 대하여 소정각도로 기울어진 상태로 화살표방향(Y방향)으로 컬러필터(10)의 상측을 지나가면서 각 픽셀(11)에 잉크를 토출한다. 잉크젯 헤드(20)는 X방향으로 이동한 후, 다시 Y방향으로 이동하면서 각 픽셀(11)에 잉크를 토출한다. 이러한 과정을 되풀이하면서 컬러필터(10)의 픽셀(11)은 잉크로 채워진다.

그런데, 잉크젯 헤드(20)가 컬러필터(10)에 대하여 소정각도로 기울어진 상태로 이동함으로 인하여, 컬러필터(10)에 진입하고 퇴장하는 일정영역에서는 잉크를 토출하는 노즐의 수에 따라 각 노즐에서 토출되는 잉크의 양에 차이가 발생된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 첫 번째 노즐(21)로부터 토출되는 잉크의 양은 Y방향을 따라 가면서 1영역에서는 점차 양이 줄어들고, 2영역에서는 일정한 양이 토출되는 것을 볼 수 있다. 한편, 네 번째 노즐(24)로부터 토출되는 잉크의 양은 Y방향을 따라 가면서 2영역에서는 일정한 두께로 토출되다가, 3영역에서는 점차 증가하는 것을 알 수 있다.

이는 잉크젯 헤드(20)가 Y방향으로 이동함에 따라 각 영역(1,2,3영역)을 통과하는 노즐의 수가 다르기 때문에 발생된다. 즉, 2영역에서는 4개의 노즐이 모두 동작하여 잉크를 토출하지만, 1영역에서는 첫 번째 노즐(21)부터 세 번째 노즐(23)이 순차적으로 진입함에 따라 잉크를 토출하는 노즐의 수가 점차 증가하며, 3영역에서는 세 번째 노즐(23)로부터 첫 번째노즐(21)이 순차적으로 퇴장함에 따라, 잉크를 토출하는 노즐의 숫자가 점차 감소한다. 따라서, 전체적으로 1영역과 3영역이 2영역보다 토출된 잉크의 양이 많다.

도 2 및 도 4를 참조하면, X방향을 따라 프린팅헤드(20)의 작업 경계(12)에서 잉크두께가 급격하게 두꺼워진 턱(13)이 발생되어 있는 것을 볼 수 있다. 이는 프린팅헤드(20)가 X방향을 따라 작업구역을 달리할 때, 그 경계(12)부분의 잉크두께가 두꺼워진 것이다.

이는 복수의 노즐(21,22,23,24)중 동작하는 노즐과 동작하지 않는 노즐간의 간섭(Cross-talk)이 발생되기 때문에, 노즐은 동시에 동작하는 인접하는 다른 노즐의 수에 따라 토출되는 잉크의 양에 차이가 발생된다. 한편, 반대의 경우도 발생될 수 있다.

이처럼 노즐간의 간섭으로 인하여 동일한 노즐로부터 토출되는 잉크의 양의 차이는 픽셀의 잉크두께에 차이를 발생시키고, 컬러필터의 일부영역에 두께의 불균일로 인하여 색상 재현율의 신뢰성을 떨어뜨리며 시인성에도 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 컬러필터의 일부영역에 급격한 두께의 불균일을 제거하여 잉크두께를 균일하게 하여 시인성을 향상시킬 수 있는 컬러필터 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터 제조방법은 다수의 노즐이 구비된 잉크젯 헤드를 소정각도로 기울여, 복수의 작업영역으로 나누어진 컬러필터의 길이방향으로 이동시키면서, 복수의 픽셀에 각각 컬러잉크를 토출하며, 소정 작업영역의 작업완료 후 인접하는 다른 작업영역으로 이동하여 컬러잉크를 토출하여 컬러필터를 제조하는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터 제조방법에 있어서,

상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐을 모두 온 시켜 컬러잉크를 각각 토출하는 상태로 작업영역에 들어가거나 또는 작업영역으로부터 나가도록 하여, 상기 픽셀에 컬러잉크를 토출할 때는 상기 다수의 노즐을 모두 동작시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 다수의 노즐이 구비된 잉크젯헤드를 소정각도로 기울여, 복수의 컬러필터와 상기 복수의 컬러필터 간의 사이영역으로 구획된 마더그라스(mother glass) 상측을 따라 이동시키면서, 소정 컬러필터에 마련된 복 수의 픽셀에 각각 컬러잉크를 토출하며, 소정 컬러필터의 작업완료 후 다른 컬러필터로 이동하여 컬러잉크를 토출하여 컬러필터를 제조하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법에 있어서,

소정 컬러필터에서 인접하는 다른 컬러필터로 이동할 때, 이들 사이의 사이영역에서 상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐을 모두 온 시켜 컬러잉크를 토출하는 상태로 이동한다.

본 발명에 따르면, 상기 사이영역의 길이는 상기 픽셀의 피치의 정수배로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐은 모두 온 시켜 컬러잉크를 토출하는 상태로 각 컬러필터영역에 접근하거나 또는 각 컬러필터영역으로부터 이탈한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명이 다른 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 컬러필터(100)는 블랙매트릭스(110)에 의하여 구획되는 다수의 픽셀(111)을 구비한다. 상기 다수의 픽셀(111)에는 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 색상이 순차적으로 채워져 하나의 화소를 형성한다.

잉크젯 헤드(200)는 4개의 노즐(210,220,230,240)이 구비하고 있으며, 상기 컬러필터(100)에 대하여 소정간격 기울어진 상태로 상기 컬러필터(100)의 길이방향(Y방향)으로 상기 컬러필터(100)의 상측을 따라 이동하면서 상기 복수의 픽셀(111)에 잉크를 토출 시킨다. 상기 잉크젯 헤드(200)에 마련되는 노즐의 수는 도면에 도시된 숫자에 한정되는 것은 아니며 다양한 개수로 변형 적용이 가능하다.

상기 컬러필터(100)는 복수의 작업영역(101)(102)으로 나뉘어져 있다. 상기 컬러필터(100)를 복수의 작업영역(101)(102)으로 나누는 것은 상기 잉크젯 헤드(200)의 길이에 제한이 있으므로 작업의 편의성을 위해서이다. 따라서, 상기 잉크젯헤드(200)를 이용하여 하나의 작업영역(101)의 작업을 완료한 후, 인접하는 다른 작업영역(102)으로 옮겨서 동일한 작업을 한다. 작업영역의 수는 상기 컬러필터(100)의 크기와 상기 잉크젯헤드(200)의 길이에 따라 변형적용이 가능하다.

상기 잉크젯 헤드(200)가 상기 컬러필터(100)의 길이방향(Y방향)을 따라 상기 컬러필터(100)의 상측을 이동할 때, 상기 컬러필터(100)의 제2영역 뿐만 아니라 제1영역 및 제3영역에서 상기 다수의 노즐은 모두 동작하면서 컬러잉크를 토출한다.

상기 잉크젯헤드(200)의 노즐(210)이 상기 컬러필터(100)의 픽셀(111)에 진입하여 컬러잉크를 토출할 때, 동시에 다른 노즐(220)(230)(240)들도 동작시켜 컬러잉크를 토출하도록 한다. 따라서, 상기 노즐(210)이 상기 픽셀(111)에 진입하면 다수의 노즐(210)(220)(230)(240)은 모두 동작하여 컬러잉크를 토출한다. 결국, 상기 컬러필터(100)의 외곽에 위치하는 A영역에는 상기 노즐(220)(230)(240)로부터 컬러잉크가 토출된다.

또한, 상기 노즐(240)이 상기 컬러필터(100)로부터 이격될 때까지는 다른 노즐(210)(220)(230)은 순차적으로 상기 컬러필터(100)로부터 이격되더라도 동작을 계속한다. 따라서, 상기 노즐(240)이 상기 컬러필터(100)의 픽셀(112)에 위치하는 한, 상기 다수의 노즐(210)(220)(230)(240)은 모두 동작하여 컬러잉크를 토출한다. 결국, 상기 컬러필터(100)의 외곽에 위치하는 B영역에는 상기 노즐(210)(220)(230)로부터 컬러잉크가 토출된다.

A영역과 B영역은 컬러잉크가 불필요하게 토출되는 영역이므로, 실제 컬러필터에서는 컬러잉크가 묻어서는 안되는 영역이다. 그러므로, A영역과 B영역을 테이핑하고 컬러잉크가 다 토출된 후에는 테이프를 제거하여 컬러잉크로부터 오염을 방지할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터제조방법은 컬러필터(100)의 픽셀에 컬러잉크를 토출하는 경우에는 상기 잉크젯헤드(200)의 모든 노즐(210)(220)(230)(240)이 동작하여 컬러잉크를 토출하므로, 크로스토크에 대한 영향을 줄일 수가 있는 것이다.

도 6을 참조하면, 컬러필터는 대량생산을 위하여 하나의 마더글라스(mother glass)를 다수의 컬러필터(400)(500)와 이들 사이에 위치하는 사이영역(c)으로 구획하며, 각 컬러필터(400)(500)에는 다수의 픽셀(411)(511)이 각각 마련되어 있다. 따라서, 잉크젯헤드(도5의 200참조)를 이동시키면서 어느 한 컬러필터(400)의 픽셀(411)에 컬러잉크를 토출하여 채우고, 인접하는 다른 컬러필터(500)로 이동하여 픽셀(511)을 컬러잉크로 채운다.

상기 잉크젯 헤드(200)가 상기 컬러필터(100)의 길이방향(Y방향)을 따라 상기 사이영역(c)의 상측을 이동할 때, 상기 다수의 노즐은 모두 동작하면서 컬러잉크를 토출한다.

상기 잉크젯헤드(200)의 노즐(240)이 상기 컬러필터(400)의 픽셀(411)로부터 이격될 때까지는 다른 노즐(210)(220)(230)은 순차적으로 상기 컬러필터(400)로부터 이격되더라도 동작을 계속한다. 따라서, 상기 노즐(240)이 상기 컬러필터(400)의 픽셀(411)에 위치하고, 다른 노즐(210)(220)(230)이 사이영역(c)에 위치하더라도, 상기 다수의 노즐(210)(220)(230)(240)은 모두 동작하여 컬러잉크를 토출한다. 결국, 상기 컬러필터(400)의 외곽에 위치하는 사이영역(c)에는 상기 노즐(210)(220)(230)(240)로부터 컬러잉크가 토출된다.

또한, 상기 잉크젯헤드(200)의 노즐(210)이 상기 컬러필터(500)의 픽셀(511)에 진입하여 컬러잉크를 토출할 때, 동시에 다른 노즐(220)(230)(240)들도 동작시켜 컬러잉크를 토출하도록 한다. 따라서, 상기 노즐(210)이 상기 픽셀(511)에 진입하면 다수의 노즐(210)(220)(230)(240)은 모두 동작하여 컬러잉크를 토출한다. 결국, 상기 컬러필터(500)의 외곽에 위치하는 사이영역(c)에는 상기 노즐(210)(220)(230)(240)로부터 컬러잉크가 토출된다.

이를 위하여 상기 사이영역(c)의 Y방향 길이는 상기 픽셀(411)(511)의 Y방향의 피치(P)의 정수배가 되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, l= nP의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 상기 잉크젯헤드(200)가 Y방향을 따라 이동하면서 상기 컬러필터(400)로부터 이격되어 상기 사이영역(c)을 지나 상기 컬러 필터(500)로 진입하더라도 항상 다수의 노즐(210)(220)(230)(240)이 모두 동작하는 상태로 상기 컬러필터(500)에 진입할 수 있기 때문이다.

한편, 각 컬러필터(400)(500)는 도 5에 도시된 바와 같은 방법을 이용하여 토출되는 컬러잉크로 채워진다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터제조방법은 컬러필터(100)의 픽셀에 컬러잉크를 토출하는 경우 뿐만 아니라 컬러필터사이의 사이영역에서도 상기 잉크젯헤드(200)의 모든 노즐(210)(220)(230)(240)이 동작하여 컬러잉크를 토출하므로, 크로스토크에 대한 영향을 줄일 수가 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법은

첫째, 컬러필터에 컬러잉크를 토출하는 경우에는 모든 노즐을 동작시킴으로써 크로스토크에 의한 영향을 최소화할 수 있으며,

둘째, 복수의 컬러필터사이의 사이영역에서도 모든 노즐을 동작시킴으로써 크로스토크에 의한 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

다수의 노즐이 구비된 잉크젯 헤드를 소정각도로 기울여, 복수의 작업영역으로 나누어진 컬러필터의 길이방향으로 이동시키면서, 복수의 픽셀에 각각 컬러잉크를 토출하며, 소정 작업영역의 작업완료 후 인접하는 다른 작업영역으로 이동하여 컬러잉크를 토출하여 컬러필터를 제조하는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터 제조방법에 있어서,

상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐을 모두 온 시켜 컬러잉크를 각각 토출하는 상태로 작업영역에 들어가거나 또는 작업영역으로부터 나가도록 하여, 상기 픽셀에 컬러잉크를 토출할 때는 상기 다수의 노즐을 모두 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법.
다수의 노즐이 구비된 잉크젯헤드를 소정각도로 기울여, 복수의 컬러필터와 상기 복수의 컬러필터 간의 사이영역으로 구획된 마더그라스(mother glass) 상측을 따라 이동시키면서, 소정 컬러필터에 마련된 복수의 픽셀에 각각 컬러잉크를 토출하며, 소정 컬러필터의 작업완료 후 다른 컬러필터로 이동하여 컬러잉크를 토출하여 컬러필터를 제조하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법에 있어서,

소정 컬러필터에서 인접하는 다른 컬러필터로 이동할 때, 이들 사이의 사이영역에서 상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐을 모두 온 시켜 컬러잉크를 토출하는 상태로 이동하는 것을 특징으로 하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법.
제 2항에 있어서,

상기 사이영역의 길이는 상기 픽셀의 피치의 정수배로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법.
제 2항에 있어서,

상기 잉크젯헤드의 다수의 노즐은 모두 온 시켜 컬러잉크를 토출하는 상태로 각 컬러필터영역에 접근하거나 또는 각 컬러필터영역으로부터 이탈하는 것을 특징으로 하는 잉크젯방식을 이용한 컬러필터 제조방법.