A new printing process for LCD color filter is proposed in this work by using the localized laser heating, which is called laser-induced spray printing (LISP) process. The LISP is a non-contact process, which injects the ink from the donor substrate to the glass substrate by the bubble pressure induced by laser heating.
The temperature distribution of the donor substrate is calculated numerically to explain the ink ejection phenomena. The ink was made by mixing the various compositions, which included red pigment, n-butanol, xylene, BCA and epoxy. Experiments were conduced by using the fiber laser system, and the color filter patterns were deposited ejected successfully under the proper laser heating conditions. The laser moving velocity is limited 30mm/s because of the bubble growth time, but productivity will rise by using the scanning or strip type laser.
레이저를 이용하여 잉크를 도포시키는 LISP(Laser induced spray printing)공정이 개발되었다. LISP공정은 홀이 뚫린 분사기판에 잉크를 채우고 이를 뒤집어 유리패널에 정렬시킨후 분사기판의 뒷면에 레이저를 조사하여 레이저의 급속가열에 의해 잉크를 튀어나가게 하는 방법이다.
본 연구에서는 LCD(liquid crystal display) 컬러필터층의 도포에 상기 공정을 이용하였다. 분사기판의 잉크분사 현상을 설명하고, 분사기판 내부의 온도분포를 조사하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. 에폭시, 자일렌, 부탄올, BCA, 착색제를 혼합하여 잉크를 만들었다. fiber레이저를 이용하여 실험을 수행하였고, 잉크는 성공적으로 분사되었다. 레이저출력이 낮을수록 레이저 이송속도가 느릴수록 좋은 품질의 잉크패턴이 형성되었으며 레이저 이송속도 30mm/s까지는 패턴형성이 가능하였다. 홀과 분사기판 표면과의 거리를 줄여 레이저에 의한 분사기판의 손상을 줄여주었다. 분사기판과 하부 유리패널과의 사이에 스크린을 설치하여 burst에 의한 비산물들을 제거하였다. 홀의 상부만을 부분적으로 가열하기 위해 분사기판 상부에 마스크를 설치하여 실험했으며, 저속에서 넓은 범위 출력에서 분사패턴이 형성되었다.
