(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタのカラー素子の形成方法であって、該方法は、
前記カラーフィルタのカラー素子の配列パターンを生成する工程と、
前記生成されたカラー素子の配列パターンをダイプレート上に形成する工程と、
前記ダイプレート上に、前記カラー素子の配列パターンに対応した複数のバンプを形成する工程と、
前記バンプのそれぞれに、前記カラー素子の配列パターン対応するカラーの顔料を供給してカラーバンプを形成する工程と、
前記ダイプレートに形成された前記カラーバンプを印圧して、前記カラー素子の配列パターンに対応するカラーの顔料を透明絶縁基板上に転写する工程と、
を有することを特徴とするカラーフィルタのカラー素子の形成方法。
【請求項２】
前記カラー素子の配列パターンが、ストライプ型配列、モザイク型配列又はデルタ型配列のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタのカラー素子の形成方法。
【請求項３】
前記ダイプレートがゴム又はステンレス鋼で構成され、前記バンプがゴム又はその他の弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタのカラー素子の形成方法。
【請求項４】
前記バンプに顔料を供給する前記工程は、更に、顔料注入開口と複数の顔料補給チャネルとを含み、
前記各顔料補給チャネルの一端は他端に連通して前記顔料注入開口に接続され、
前記各顔料補給チャネルの前記他端は、対応するカラーバンプに接続されている少なくとも３つの補給装置を備える工程と、
第一補給装置の前記顔料注入開口に、前記顔料補給チャネルを経て、複数の第一カラーバンプに達する第一顔料を供給する工程と、
第二補給装置の前記顔料注入開口に、前記顔料補給チャネルを経て、複数の第二カラーバンプに達する第二顔料を供給する工程と、
第三補給装置の前記顔料注入開口に、前記顔料補給チャネルを経て、複数の第三カラーバンプに達する第三顔料を供給する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタのカラー素子の形成方法。
【請求項５】
カラーフィルタのカラー素子の形成装置であって、
前記カラーフィルタのカラー素子の配列パターンが形成されるダイプレートと、
前記カラー素子の配列パターンに対応して前記ダイプレート上に形成され、前記配列パターン対応するカラー素子の顔料が供給された複数のカラーバンプと、
を具備したことを特徴とするカラーフィルタのカラー素子の形成装置。
【請求項６】
更に、
顔料注入開口と複数の顔料補給チャネルとを含み、前記顔料補給チャネルの一端は、他端に連通し、前記顔料注入開口に接続され、前記顔料補給チャネルの前記他端は、複数の第一カラーバンプに接続されている第一補給装置と、
顔料注入開口と複数の顔料補給チャネルとを含み、前記顔料補給チャネルの一端は、他端に連通し、前記顔料注入開口に接続され、前記顔料補給チャネルの前記他端は、複数の第二カラーバンプに接続されている第二補給装置と、
顔料注入開口と複数の顔料補給チャネルとを含み、前記顔料補給チャネルの一端は、他端に連通し、前記顔料注入開口に接続され、前記顔料補給チャネルの前記他端は、複数の第三カラーバンプに接続されている第三補給装置と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタのカラー素子の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ（color  filter、CF）技術に関するもので、特に、カラーフィルタのカラー素子（color  element）の形成方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
科学技術と情報技術の発展に伴って、豊富な色彩情報を得るため、カラーフィルタは、カラー液晶ディスプレイ、ＣＣＤ（charge-couple-device）、及びスキャナー等のビデオ製品に広く使用されている。
【０００３】
超ねじれネマティック（super−twisted−nematic、STN）型、薄膜トランジスタ（thin−film−transistor、TFT）型、及びＭＩＭ（metal-insulator-metal）型のような軽量、薄型、節電、フルカラーの特性を有する液晶ディスプレイ（LCD）にとって、赤（R）、緑（G）、青（B）の三原色を使用したカラーフィルタは、画素をR、G、Bのサブピクセルに分割するのに必要となる。三原色は、互いに比例混合されて様々な色を創り出し、これにより、明るさ、リアリティ、鮮明な画質を可能にし、LCDの機能性を向上させる。
【０００４】
従来の製造工程においては、R、G、B層を含む薄膜カラー層がガラス基板に連続的にコーティングされて、R、G、B素子となるが、出来たR、G、B素子は、TFTアレイ基板上の画素領域に正確に配列されていなければならない。製造コストと要求品質を考慮して、染色法（dying）、顔料分散法（pigment  dispersion）、印刷法（printing）、及び電着法（electroplating）によって、カラーフィルタのR、G、B素子が形成される。特に、顔料分散法は、それにより製造されるカラーフィルタが高精密度、及び好ましい耐光性と耐熱性を有するため、現在のTFTカラーフィルタ技術の主流な方法となっている。
【０００５】
顔料分散法は、カラーフォトレジスト塗布、区間配列露光（interval−alignment  exposure）、及び現像（development）の三大工程からなるが、従来の塗布技術によって得られるカラーフォトレジスト層の均一性の低さは改善される。インクジェット及び印刷が適用されてカラーフォトレジスト層の不均一性は改善されたが、低解像度とミスアライメントが同時に生じるという問題がある。電着法に至っては、マルチレベルマスクが用いられて精細で、正確なR素子、G素子、及びB素子をカラーフィルタ上に形成するが、製造工程で特殊なフォトレジストが必要で、マルチレベルマスクも入手し難いことから、商品化を妨げる。
【０００６】
台湾特許第４７９１４７号明細書にはカラーフィルタの形成方法が開示されており、そこには、インクジェットヘッドのスキャン動作により、RGB素子のストライプ型配列を完成する旨が記載されている。図１は、カラー素子をパターニングする装置を示す図である。先ず、基準となるフィルタを選択し、設計されたパターンが得られるように、該基準フィルタ上の各画素の光学的効果と開口径が決定され、計算され、修正される。その後、画像処理装置１０により、設計されたパターンはパターン情報生成器１２に伝送される。その後、個々の信号がドライバ１４に伝送される。次に、駆動信号が複数のインクジェットヘッド１６R、１６G及び１６B、送り装置１８及び２０に伝送される。R、G、及びB素子をパターニングする時、基板２４は移動可能プラットホーム２２に固定されるが、基板２４上にカラー配列２６を印刷するために、基板２４とインクジェットヘッド１６R、１６G及び１６B間の対応位置を変化させるように、プラットホーム２２がX及びY方向へ移動する。しかし、この方法は、細かな計測、複雑な操作及び高価な設備を必要とし、コストが高く、カラーフィルタの量産には問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
台湾特許第４７９１４７号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の顔料分散法における問題点に鑑み為されたものであり、本発明の目的は、簡潔な工程、高歩留まり率、顔料の効果的使用、低設備コストを実現したカラーフィルタのカラー素子を形成する方法とその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、カラーフィルタのカラー素子を形成する方法を提供する。カラーフィルタのカラー素子のカラー配列は、ダイプレート上に提供される。その後、複数のバンプ（bump）がカラー素子のカラー配列に対応して、ダイプレート上に形成される。次に、複数の顔料がバンプに供給されて、複数のカラーバンプを形成する。以下、カラーバンプとは、顔料（カラー）が供給され着色されたバンプを指す。最後に、ダイプレートのカラーバンプは透明絶縁基板上に下方に印圧（stamp）され、カラー配列に対応する複数のカラー素子を形成する。
【００１０】
更に、少なくとも３つの補給装置がダイプレート上に備えられる。各補給装置は、顔料注入開口と、複数の顔料補給チャネルとを具備する。各顔料補給チャネルの一端は、他端に連通し、顔料注入開口に接続され、各顔料補給チャネルの前記他端は、対応するカラーバンプに接続されている。第一顔料は、第一補給装置の顔料注入開口に供給され、第一顔料は顔料補給チャネルを流れて、複数の第一カラーバンプに達する。第二顔料は、第二補給装置の顔料注入開口に供給され、第二顔料は顔料補給チャネルを流れて、複数の第二カラーバンプに達する。第三顔料は、第三補給装置の顔料注入開口に供給され、第三顔料は顔料補給チャネルを流れて、複数の第三カラーバンプに達する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をいっそう明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳しく説明する。
【００１２】
本発明は、カラーフィルタのカラー素子を形成する印圧方法とその装置を提供する。カラー素子の所定の配列は、ダイプレート上に、複数のバンプとして形成され、その後、適切な顔料がバンプに供給される。次に、透明絶縁基板上にバンプを印圧（stamp）し、ダイプレートに配列された色は透明絶縁基板に転写される。
【００１３】
本発明の好ましい具体例は図２乃至図５で示される。図２（Ａ）乃至（Ｃ）において、カラーフィルタのカラー素子の所定の配列が提供され、工程と製品の要求に従って、赤領域Ｒ、緑領域Ｇ、青領域Ｂを、ダイプレート３０上に形成する。最近発展している配列は、図２（Ａ）で示されるようなストライプ型（ｓｔｒｉｐ−ｔｙｐｅ）、図２（Ｂ）で示されるようなモザイク型（ｍｏｓａｉｃ−ｔｙｐｅ）、図２（Ｃ）で示されるようなデルタ型（ｄｅｌｔａ−ｔｙｐｅ）、からなる。ストライプ型配列は、高密度、多様変化の画面品質を提供することが出来、多くはコンピュータスクリーンに適用される。デルタ型配列は、簡易駆動、最適な色彩混合効果を提供し、小さなサイズのスクリーンによく適用される。ダイプレート３０はゴムか、ステンレス鋼である。ダイプレート３０は、カラー素子の配列パターンを構成するバンプ３２を載置するのに用いられる台板であり、カラー素子の配列パターンを転写するプレートとして用いられるものである。
【００１４】
次に、図３において、カラー素子の上述の配列によると、赤領域Ｒ、緑領域Ｇ、青領域Ｂに対応する複数のバンプ３２が、ダイプレート３０上に形成されるとともに、複数のバンプ３２はカラー素子の配列パターンを構成する。印圧の品質を高めるため、バンプ３２の厚さの均一性が制御されなければならず、バンプ３２は、顔料を表面又は内部に保持して、構成したカラー素子の配列パターンを透明絶縁基板４０に転写するための凸部であり、ゴム或いは他の弾性部材でなければならない。バンプ３２の大きさ、形状、量と、その形成方法は、工程の要求に基づいて、適切に調整し、バンプ３２の設計選択は制限されない。
【００１５】
続いて、図４（A）と（B）において、適切な顔料がバンプ３２に供給されて、それぞれ複数の赤バンプ３２R、緑バンプ３２G、青バンプ３２Bを形成する。顔料を供給する一方法では、図４（A）で示されるように、Ｒ、Ｇ及びＢ顔料は、それぞれ赤バンプ３２Ｒ、緑バンプ３２Ｇ、青バンプ３２Ｂ上に直接コーティングされる。しかし、これは時間を浪費し、顔料をコーティングする時、不均一になるという問題がある。顔料を供給するもう一つの方法は、図４（B）で示されるように、互いに接続しない３つの補給装置３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂを、ダイプレート３０上に形成する。３つの補給装置３４のそれぞれは、顔料注入開口３６と、複数の顔料補給チャネル３８とを有し、顔料補給チャネル３８の一端は、他端と連通し、顔料注入開口３６に接続され、各顔料補給チャネル３８の前記他端は、対応するバンプ３２に接続されている。例えば、赤補給装置３４Ｒは、赤顔料注入開口３６Ｒと複数の赤顔料補給チャネル３８Ｒとを有し、赤顔料補給チャネル３８Ｒの一端は、他端と連通し、赤顔料注入開口３６Ｒに接続され、赤顔料補給チャネル３８Ｒの他端は、それぞれ赤カラーバンプ３２Ｒに接続されている。同様に、緑補給装置３４Ｇは、緑顔料注入開口３６Ｇと複数の緑顔料補給チャネル３８Ｇとを有し、青補給装置３４Ｂは、青顔料注入開口３６Ｂと複数の青顔料補給チャネル３８Ｂとを有する。よって、補給装置３４の補給顔料の量を制御することができ、カラー素子の厚さ、均一性はしっかり制御されて、色調の要求に適合する。
【００１６】
最後に、図５において、ダイプレート３０の大きさとバンプ３２の数量に応じて、一度の印圧、或いは数度繰り返すことにより、ダイプレート３０上の赤バンプ３２R、緑バンプ３２G、青バンプ３２Bは透明絶縁基板４０に印圧され、赤素子４２R、緑素子４２G、青素子４２Bからなるカラー素子が得られる。
【００１７】
顔料分散法やインクジェット印刷を用いた従来のカラーフィルタ形成方法と比較すると、本発明は、透明絶縁基板４０上に、ダイプレート３０のカラーバンプ３２を印圧（stamp）し、赤素子４２R、緑素子４２G、青素子４２Bを形成する。簡潔な工程、高歩留まり率、顔料の効果的使用、低設備コストなどの長所が得られる。
【００１８】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修飾を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係るカラーフィルタのカラー素子を形成する方法、及びその装置によれば、簡潔な工程、高歩留まり率、顔料の効果的使用、低設備コストなどの長所が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるカラー素子を印刷するインクジェットを示す図である。
【図２】本発明によるカラーフィルタのカラー素子の配列を示す図である。
【図３】本発明によるダイプレート上の複数のバンプを示す図である。
【図４】本発明によるダイプレート上のカラーバンプを示す図である。
【図５】本発明による透明絶縁基板上のカラー素子を示す図である。
【符号の説明】
１０…画像処理装置
１２…パターン情報生成器
１４…ドライバ
１６…インクジェットヘッド
１８、２０…送り装置
２２…プラットホーム
２４…基板
２６…カラー配列
３０…ダイプレート
R…赤領域
G…緑領域
B…青領域
３２…バンプ
３２R…赤バンプ
３２G…緑バンプ
３２B…青バンプ
３４…補給装置
３４R…赤補給装置
３４G…緑補給装置
３４B…青補給装置
３６…顔料注入開口
３６R…赤顔料注入開口
３６G…緑顔料注入開口
３６B…青顔料注入開口
３８…顔料補給チャネル
３８R…赤顔料補給チャネル
３８G…緑顔料補給チャネル
３８B…青顔料補給チャネル
４０…透明絶縁基板
４２R、４２G、４２B…カラー素子
【図１】
0004359082.tif 000002
【図２】
0004359082.tif 000003
【図３】
0004359082.tif 000004
【図４】
0004359082.tif 000005
【図５】
0004359082.tif 000006