KR20080059863A - 컬러필터 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러필터 제조장치에 관한 것으로, 색상별로 픽셀영역이 정의된 기판과, 상기 기판의 픽셀영역을 색상별로 노출시키는 마스크와, 상기 마스크를 통해 노출된 픽셀영역에 단일한 색상의 잉크를 도포하는 잉크젯 헤드와, 상기 분사된 잉크를 경화하여 색상층을 형성하는 경화부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 마스크를 이용하여 RGB 색상층을 색상별로 순차적으로 형성함으로써, 인접한 색상층 간의 색번짐 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

컬러필터 제조장치{Color filter formation apparatus}

도 1은 종래 컬러필터 제조장치의 구성도이다.

도 2는 잉크의 비산 또는 꼬리현상에 의해 색번짐이 발생한 컬러필터의 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예를 이용하여 제조되는 컬러필터의 제조공정 수순 단면도이다.

도 5는 본 발명 컬러필터 제조장치의 다른 실시예에 따른 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:기판 20:스테이지

30:마스크 40:마스크 이동부

50:잉크젯 헤드 60:경화부

본 발명은 컬러필터 제조장치에 관한 것으로, 특히 컬러필터의 색상층간 색번짐이 발생하는 것을 방지할 수 있는 컬러필터 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 장치에 적용되는 컬러필터를 보다 용이하게 제조하기 위하여, 유리기판에 블랙 매트릭스를 형성하여 픽셀영역을 정의하고, 그 픽셀영역에 잉크젯을 사용하여 색상층을 형성하는 방법이 개발되었다.

이와 같이 잉크젯을 사용하는 컬러필터 제조장치는 잉크젯 헤드를 정확하게 정렬한 상태에서, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판을 스테이지 상에 로딩한 후, 그 잉크젯 헤드를 기판의 상부측에서 이송하면서 프로그램에 따라 잉크를 분사하여 색상층을 형성하게 된다.

이때, 상기 헤드의 노즐의 일부 막힘, 헤드 동작 이상에 의하여 인접한 색상층 사이에 색번짐이 발생할 수 있으며, 이와 같은 종래 컬러필터 제조장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 컬러필터 제조장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 컬러필터 제조장치는 스테이지(2)에 로딩된 기판(1)의 상부에 적색, 녹색, 청색(RGB)의 3색을 동시에 분사하여 RGB 색상층을 형성하는 잉크젯 헤드(3)를 포함하여 구성된다.

상기 잉크젯 헤드(3)에서 분사되는 잉크는 정상 동작시 균일한 부피의 액적이 상기 기판(1)에 도포 된다.

그러나, 잉크가 노즐의 일부 막힘 또는 잉크젯 헤드(3)의 오동작에 의해 비산되거나, 잉크의 액적이 균일하지 않은 부피로 분할 분사되어 마치 꼬리(tail)를 가지는 형태로 기판(1)에 도포될 수 있다.

도 2는 상기 잉크의 비산 또는 꼬리현상에 의해 색번짐이 발생한 컬러필터의 단면 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상부에 블랙 매트릭스(4)에 의해 색상층이 형성될 픽셀영역이 결정된 기판(1)의 상부에 잉크가 도포되어, 색상층(RGB)을 형성한다.

상기 색상층(RGB)을 형성하는 과정에서 상기 도 1에 도시하고 설명한 잉크의 비산 또는 꼬리현상이 발생하면, 특정한 색상층(G)이 블랙 매트릭스(4)를 넘어 이웃한 색상층(R)과 중첩되는 현상이 발생하게 된다.

이는 색상층(RG)간에 색번짐이 발생한 것으로, 그 색번짐이 발생한 픽셀에서는 원하는 색상을 얻을 수 없게 되어 화소 불량 및 얼룩이 발생하게 된다.

상기의 화소 불량 및 얼룩은 전체 평판 디스플레이의 불량 원인이며, 상기 색번짐에 의해 컬러필터의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 색번짐의 발생을 방지할 수 있는 컬러필터 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 컬러필터 제조장치는 색상별로 픽셀영역이 정의된 기판과, 상기 기판의 픽셀영역을 색상별로 노출시키는 마스크와, 상기 마스크를 통해 노출된 픽셀영역에 단일한 색상의 잉크를 도포하는 잉크젯 헤드와, 상기 분사된 잉크를 경화하여 색상층을 형성하는 경화부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예는 기판(10)이 로딩되는 스테이지(20)와, 상기 기판(10)의 상부측에 위치하여 그 기판(10)의 픽셀영역 중 단일 색상의 색상층이 형성된 필셀영역을 선택적으로 노출시키는 마스 크(30)와, 상기 마스크(30)를 이동시켜 노출되는 픽셀영역을 변경하는 마스크 이동부(40)와, 상기 마스크(30)에 의해 노출되는 기판(10)의 픽셀영역에 단일한 색상의 잉크를 분사하여 단일 색상의 색상층을 교번하여 형성하는 잉크젯 헤드(50)와, 상기 단일 색상의 색상층 각각을 경화하는 경화부(60)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 컬러필터 제조장치의 바람직한 실시예를 이용하여 제조되는 컬러필터의 제조공정 수순 단면도이다.

도 4a 내지 도 4c와 상기 도 3을 각각 참조하면, 블랙 매트릭스(11)가 형성된 기판(10)을 스테이지(20)에 로딩한 상태에서, 마스크(30)에 의해 적색(R)의 색상층이 형성될 픽셀영역이 노출된다.

이와 같은 상태에서 상기 잉크젯 헤드(50)는 적색의 잉크를 상기 노출된 픽셀영역에 분사한다.

도 4a에는 이와 같이 적색의 잉크가 분사된 상태를 나타낸다. 이때 적색의 잉크는 표면장력에 의해 중앙부가 더 돌출된 상태이다.

이때, 상기 잉크젯 헤드(50)의 오동작 등에 의해 잉크가 비산되거나, 꼬리현상이 발생하는 경우에도 상기 블랙 매트릭스(11)에 의해 정의되는 픽셀영역에만 잉크가 도포되도록 할 수 있다.

상기 마스크(30)는 그 표면에 잉크가 쉽게 도포되지 않도록 소수성 처리가 된 것이 바람직하다.

그 다음, 도 4b와 같이 상기 적색(R)의 잉크를 상기 경화부(60)를 사용하여 경화시킨다. 이때 경화부(60)는 자외선(UV)을 조사하여 그 적색(R)의 잉크에서 용매성분을 제거하여, 색상층(R)을 형성한다. 상기 경화부(60)는 열을 발산하는 열경화부를 사용할 수도 있다.

그 다음, 상기 마스크 이동부(40)를 구동하여 상기 마스크(30)를 이웃한 픽셀영역이 노출되도록 시프트 시킨 다음, 그 마스크(30)를 통해 노출되는 픽셀영역에 녹색(G)의 잉크를 분사한다.

이때 역시 상기 녹색 잉크가 비산 또는 꼬리현상이 발생하더라도 기 형성된 적색 색상층(R)으로의 번짐이 발생하지 않으며, 따라서 색번짐이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

그 다음, 도 4c와 같이 상기 녹색 잉크를 경화부(60)로 경화시켜 녹색 색상층(G)을 형성한 후, 다시 마스크(30)를 시프트 시켜 마지막 청색 픽셀영역을 노출시키고, 위의 녹색 색상층(G) 형성과 동일한 방법으로 청색 색상층(B)을 형성하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 컬러필터 제조장치는 단일한 색상의 픽셀영역을 선택적으로 노출시키는 마스크(30)와, 그 마스크(30)를 다른 픽셀영역이 노출되도록 시프트하는 마스크 이동부(40) 및 잉크의 분사 후 경화시키는 경화부(60)를 구비함과 아울러 잉크젯 헤드(50)에서 RGB를 동시에 출력하지 않고, 선택된 단일 색상의 잉크를 순차적으로 분사하도록 구성함으로써, 컬러필터 제조과정에서 분사되는 잉크가 비산되거나 꼬리현상이 발생되는 경우에도 색번짐 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명 컬러필터 제조장치의 다른 실시예에 따른 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명 컬러필터 제조장치의 다른 실시예는 기판(10)에 각기 다른 색상층(R,G,B)를 각각 형성할 수 있는 제1 내지 제3인쇄부(100,200,300)와, 상기 제1 내지 제3인쇄부(100,200,300)에 단계적으로 상기 기판(10)을 이송할 수 있는 이송부(400)를 포함한다.

상기 제1 내지 제3인쇄부(100,200,300) 각각은 이송된 기판(10)의 특정한 단일한 픽셀영역을 선택적으로 노출시키는 마스크(110,210,310)와, 상기 마스크(110,210,310)에 의해 노출된 픽셀영역에 단색의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(120,220,320)와, 픽셀영역에 도포된 잉크를 경화하는 경화부(130,230,330)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 컬러필터 제조장치의 다른 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 기판(10)이 이송부(400)에 의해 제1인쇄부(100)로 로딩된 상태에서, 그 기판(10)에 기 형성된 블랙 매트릭스에 의해 정의되는 픽셀영역 중 적색에 해당하는 픽셀영역이 마스크(110)에 의해 노출된다.

상기 마스크(110)에 의해 노출된 픽셀영역에 잉크젯 헤드(120)를 사용하여 적색 잉크를 도포하고, 경화부(130)를 사용하여 경화함으로써, 적색의 색상층을 형성한다.

그 다음, 상기 적색의 색상층이 형성된 기판(10)은 이송부(400)에 의해 제2인쇄부(200)로 이송되며, 그 이송된 기판(10)은 마스크(210)에 녹색에 해당하는 픽셀영역이 노출되며, 잉크젯 헤드(220)에 의해 그 노출된 픽셀영역에 녹색 색상층을 형성할 수 있는 잉크가 도포되고, 경화부(230)에 의해 경화되어 녹색의 색상층이 형성된다.

이때, 상기 녹색의 색상층 형성과정에서 상기한 잉크의 비산 또는 꼬리현상이 발생하여도, 기 형성된 적색의 색상층이 마스크(210)에 의해 노출이 차단된 상태이므로 색번짐 현상이 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 녹색의 색상층이 형성된 기판(10)은 다시 이송부(400)에 의해 제3인쇄부(300)로 이송된다. 이와 같이 이송된 기판(10)은 마스크(310)와 잉크젯 헤드(320)의 작용에 의해 청색 색상층이 형성될 픽셀영역 상에 잉크를 도포하며, 그 도포된 잉크는 경화부(330)에 의해 경화되어 청색 색상층이 형성된다.

이와 같은 구조는 색상층 마다 적용되는 개별적인 마스크(110,210,310), 잉크젯 헤드(120,220,320) 및 경화부(130,230,330)를 두고, 이송부(400)에 의해 기판(10)이 인라인(inline)으로 진행되면서 색상별 색상층이 순차적으로 형성될 수 있도록 한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 색상별로 별도의 마스크를 사용하거나, 하나의 마스크를 시프트하면서 색상층을 순차적으로 형성함으로써, 인접한 색상층 간에 색번짐이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명 컬러필터 제조장치는 마스크를 이용하여 RGB 색상층을 색상별로 순차적으로 형성함으로써, 인접한 색상층 간의 색번짐 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 색상층간의 색번짐 현상이 발생하는 것을 방지함으로 써, 컬러필터의 수율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 색상별로 픽셀영역이 정의된 기판;

   상기 기판의 픽셀영역을 색상별로 노출시키는 마스크;

   상기 마스크를 통해 노출된 픽셀영역에 단일한 색상의 잉크를 도포하는 잉크젯 헤드; 및

   상기 분사된 잉크를 경화하여 색상층을 형성하는 경화부를 포함하는 컬러필터 제조장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 색상층 형성 후, 상기 마스크를 이동시켜 색상층이 형성되지 않은 픽셀영역을 선택적으로 노출시키는 마스크 이동부를 더 포함하는 컬러필터 제조장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 마스크, 잉크젯 헤드 및 경화부는 인라인으로 다수 배치되어 각각 특정한 색상의 색상층을 형성하며,

   상기 기판을 인라인으로 배치된 마스크, 잉크젯 헤드 및 경화부를 단계적으로 지나도록 이송하는 이송부를 더 포함하는 컬러필터 제조장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 마스크는 소수성 처리된 것을 특징으로 하는 컬러필터 제조장치.

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