DE69616685T2

DE69616685T2 - Verfahren zum Herstellen eines Farbfilters, Farbfilter, Anzeigevorrichtung und Apparat mit dieser Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69616685T2
Application number: DE69616685T
Authority: DE
Inventors: Makoto Akahira; Koichiro Nakazawa; Hiroshi Sato; Katsuhiro Shirota; Hiroshi Sugitani; Hiromitsu Yamaguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: EP0756932A3; EP0756932B1; JPH09101411A; JP3124722B2; CN1170141A; ATE208274T1; KR100203009B1; US6224205B1; CN1129024C; KR970005636A; EP0756932A2; DE69616685D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Farbfilterherstellverfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgabe von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, so daß auf diese Weise entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von abgegebenen Tintenchargen gefärbt werden, einen Farbfilter, eine Anzeigevorrichtung und eine mit einer derartigen Anzeigevorrichtung versehene Vorrichtung.
Mit der neueren Entwicklung von Personalcomputern, insbesondere tragbaren Personalcomputern, ist ein ansteigender Bedarf nach Flüssigkristallanzeigen (LCDs), insbesondere Farb-LCDs, entstanden. Um einen verbreiterten Gebrauch dieser Anzeigen zu ermöglichen, ist es jedoch erforderlich, die Herstellkosten der Anzeigen zu verringern, insbesondere die Herstellkosten von Farbfiltern, die einen sehr großen Teil der Kosten ausmachen, zu reduzieren.
Nach dem Stand der Technik sind diverse Verfahren zum Erreichen der erforderlichen Farbfiltereigenschaften vorgeschlagen worden, um den obigen Anforderungen gerecht zu werden. Keines dieser Verfahren hat sich dabei jedoch als Lösung zum Erreichen von sämtlichen erforderlichen Eigenschaften erwiesen. Bekannte Beispiele dieser Verfahren sind nachfolgend aufgeführt.
Das bekannteste erste Verfahren ist ein Färbeverfahren. Mit diesem Verfahren wird eine RGB-Farbfilterschicht durch die folgenden Schritte gebildet: (1) Aufbringen eines wasserlöslichen Polymermateriales als Material zum Färben auf ein Glassubstrat; (2) Ausbilden einer gewünschten Form durch ein Photolithographieverfahren; (3) Eintauchen des erhaltenen Musters in ein Färbebad; und (4) dreifaches Wiederholen des Verfahrens mit den Schritten (1) bis (3).
Bei dem zweiten Verfahren handelt es sich um ein Pigmentdispersionsverfahren, das das Färbeverfahren ersetzt. Mit diesem Verfahren wird eine RGB-Farbfilterschicht durch die folgenden Schritte hergestellt: (1) Ausbilden einer lichtempfindlichen Harzschicht, wobei ein Pigment auf einem Substrat dispergiert wird; (2) Ausbilden eines Musters für eine einzelne Farbe; und (3) dreifaches Wiederholen des Verfahrens mit den Schritten (1) und (2).
Das dritte Verfahren ist ein elektrochemisches Abscheidungsverfahren. Mit diesem Verfahren wird ein RGB-Farbfilter mit den folgenden Schritten hergestellt: (1) Ausbilden einer transparenten Elektrode auf einem Substrat; (2) Eintauchen des Substrates, auf dem die transparente Elektrode ausgebildet worden ist, in eine Überzugsflüssigkeit für eine elektrochemische Abscheidung, die ein Pigment, Harz, Elektrolyt u. ä. enthält, um eine erste Farbe elektrochemisch abzuscheiden; (3) dreifaches Wiederholen des Verfahrens mit den Schritten (1) und (2), um eine RGB- Farbfilterschicht zu erhalten; und Brennen des Farbfilters.
Bei dem vierten Verfahren handelt es sich um ein Druckverfahren. Mit diesem Verfahren wird ein RGB-Farbfilter durch die folgenden Schritte hergestellt: (1) Dispergieren eines Pigmentes auf einem hitzehärtenden Harz als Druck; (2) dreifaches Wiederholen des Druckens, um die drei R-, G- und B-Farben aufzubringen; und (3) Hitzehärten des Harzes zur Ausbildung einer gefärbten Schicht.
Bei jedem dieser Verfahren wird normalerweise eine Schutzschicht auf der gefärbten Schicht ausgebildet.
Ein gemeinsames Problem dieser Verfahren besteht darin, daß das gleiche Verfahren in bezug auf die drei R-, G- und B- Farben wiederholt werden muß, wodurch die Kosten erhöht werden. Darüber hinaus nimmt die Ausbeute ab, wenn die Zahl der Verfahren ansteigt. Da bei dem elektrochemischen Abscheidungsverfahren die Musterformen, die ausgebildet werden können, begrenzt sind, kann diese Technik nicht zur Herstellung von TFTs Anwendung finden. Da bei dem Druckverfahren die Auflösung und Kontinuität beim Druck schlecht sind, können keine feinen Muster hergestellt werden.
Um diese Nachteile zu kompensieren, beschreiben die offengelegte japanische Patentanmeldung 59-75205, die offengelegte japanische Patentanmeldung 63-235901 oder die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-217320 ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters durch Anwendung eines Tintenstrahlverfahrens. Bei diesem Verfahren wird ein Farbfilter durch Abgabe einer R-(Rot)-, G-(Grün)- und B-(Blau)- Tinte auf ein lichtdurchlässiges Substrat und durch Trocknen der entsprechenden Farbtinte zur Ausbildung eines gefärbten Bildpunktabschnittes erzeugt. Dieses Tintenstrahlverfahren vereinfacht den Herstellprozeß stark und verringert die Kosten, da die entsprechenden RGB-Bildpunkte auf einmal ausgebildet werden.
Bei dem herkömmlichen Tintenstrahlfarbfilterherstellverfahren wird jedoch die Tinte von einem Tintenstrahlkopf in der Form von Tröpfchen abgegeben. Die Tintentröpfchen trennen sich von den Abgabedüsen daher zu unregelmäßigen Zeiten, was zu Veränderungen der Tintenabgabegeschwindigkeiten an den entsprechenden Abgabedüsen führt. Während der Abtastung des Tintenstrahlkopfes oder der Abtastung eines Tisches unter einem festen Tintenstrahlkopf zum Färben eines Farbfiltersubstrates könnte eine derartige Änderung der Tintenabgabegeschwindigkeiten die Tintenankunftspositionen auf dem Farbfiltersubstrat verschieben und somit eine Mischung der Farben durch die Tintenankunft an einer zu einer Zielposition benachbarten Position oder einen ungefärbten Abschnitt bzw. entsprechende Abschnitte infolge der Weglassung der Färbung eines gewünschten Bildpunktes verursachen.
Andererseits offenbaren die offengelegte japanische Patentanmeldung 61-274949 oder die offengelegte japanische Patentanmeldung 4-129746, die Tinte nicht in der Form von Tintentröpfchen abzugeben, sondern Tinte in der Form von Säulen aufzubringen, bevor sich die Tinte von den Düsen des Tintenstrahlkopfes trennt. Wenn Tinte in der Form von Säulen auf ein zu färbendes Objekt aufgebracht wird, wird der für die tatsächliche Färbung überflüssige Tintenabschnitt in die Düsen zurückgezogen, wenn die Tinte von den Düsen getrennt wird. Hierdurch wird gesteuert, daß die Mengen der Tinte die erforderlichen Mengen nicht übersteigen, so daß das Färben von Punkten mit kleinem Durchmesser ermöglicht wird. Da dieses Verfahren ferner die Tintentröpfchen nicht in die Luft abgibt, ist es von Vorteil, daß nur geringe Antriebsenergie erforderlich ist. Da ferner die Tinte von den Abgabedüsen nicht in der Form von Tröpfchen getrennt wird, tritt die vorstehend erwähnte Änderung der Tintenabgabegeschwindigkeiten infolge einer Verschiebung der Tintentrennzeiten nicht auf.
Sowohl die offengelegte japanische Patentanmeldung 61- 274949 als auch die offengelegte japanische Patentanmeldung 4-129746 beziehen sich jedoch auf das Drucken auf Aufzeichnungsmedien, wie Druckbögen. Keine dieser Veröffentlichungen betrifft die Herstellung von Farbfiltern.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Situation konzipiert. Ziel der Erfindung ist es, ein Farbfilterherstellverfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen ein Farbfilter hergestellt werden kann, während eine Mischung von Farben oder das Weglassen einer Färbung verhindert und die Tintenankunftsgenauigkeit auf einem Farbfiltersubstrat verbessert wird.
Dieses Ziel wird durch ein Farbfilterherstellverfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 6 und durch eine Farbfilterherstellvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 7 erreicht.
Erfindungsgemäß werden die vorstehend genannten Ziele durch Schaffung eines Farbfilterherstellverfahrens zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgabe von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um die entsprechenden Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, erreicht, wobei dieses Verfahren den folgenden Schritt umfaßt: Abgeben der Tinte, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form, vom Tintenstrahlkopf, wobei die Tinte die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte besitzt, und Aufbringen der Tinte in einer Position in einem Bildpunkt, in der sich die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte mischen soll.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Farbfilterherstellvorrichtung mit der folgenden Konstruktion vorgesehen werden. Eine Farbfilterherstellvorrichtung zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, umfaßt: einen Tintenstrahlkopf zur Abgabe von Tinte, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form, auf das Substrat und Steuereinrichtungen zum Steuern des Tintenstrahlkopfes derart, daß dieser Tinte mit der gleichen Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte abgibt, um diese in einer Position in einem Bildpunkt aufzubringen, in der sich die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischen soll.
Das Farbfilter gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Farbfilter, das durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, hergestellt wurde, wobei die Tinte vom Tinenstrahlkopf, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form, abgegeben wird und die Tinte die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte besitzt und in einer Position innerhalb eines Bildpunktes aufgebracht wird, in der sich die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischen soll.
Bei der das Farbfilter gemäß der vorliegenden Erfindung verwendenden Anzeigevorrichtung handelt es sich um eine Anzeigevorrichtung mit einem Farbfilter, das durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, hergestellt wurde, wobei die Anzeigeeinrichtung auf integrierte Weise umfaßt: ein Farbfilter, das durch Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form, auf das Substrat gefärbt wurde, wobei die Tinte die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte aufweist, und zwar in einer Position in einem Bildpunkt, in der die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischt werden soll, und eine Lichtmengenänderungseinrichtung zum Ändern der Lichtmenge.
Bei der Vorrichtung, die die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, handelt es sich um eine Vorrichtung, die eine Anzeigevorrichtung mit einem Farbfilter umfaßt, das durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, hergestellt wurde, wobei die Vorrichtung in integrierter Weise umfaßt: eine Anzeigevorrichtung, die in integrierter Weise ein Farbfilter, das durch Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinierlich verbundener Form, auf das Substrat gefärbt wurde, wobei die Tinte die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte aufweist, in einer Position in einem Bildpunkt, in der die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischt werden soll, eine Lichtmengenänderungseinrichtung zum Ändern der Lichtmenge und eine Bildsignalzuführeinrichtung zum Zuführen eines Bildsignales zur Anzeigevorrichtung.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Herstellverfahren für ein Farbfilter, das die folgende Konstruktion besitzt, zur Verfügung gestellt werden. Hierbei handelt es sich um ein Farbfilterherstellverfahren zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt: Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form, um auf das Substrat aufgebracht zu werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Farbfilterherstellvorrichtung um eine Farbfilterherstellvorrichtung zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, wobei die Tinte nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form auf das Substrat aufgebracht wird.
Des weiteren kann ein Verfahren zum Reduzieren des Vermischens der Farben zwischen den Bildpunkten des Farbfilters gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Verringern des Farbvermischens zwischen Bildpunkten eines Farbfilters bei der Herstellung des Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um die entsprechenden Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt: Aufbringen von Tinte, die vom Tintenstrahlkopf nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form abgegeben wurde, auf das Substrat.
Des weiteren kann ein Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit der Aufbringung von Tinte auf das Farbfilter gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt werden. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit der Tintenankunftspositionen auf einem Farbfilter bei der Herstellung des Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um die entsprechenden Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt: Aufbringen von Tinte, die vom Tintenstrahlkopf nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form abgegeben wurde, auf das Substrat.
Ein Verfahren zum Verringern von Ungleichmäßigkeiten beim Färben von Bildpunkten des Farbfilters gemäß der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls zur Verfügung gestellt werden. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Verringern von Farbungleichmäßigkeiten in Bildpunkten eines Farbfilters bei der Herstellung des Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat, um die entsprechenden Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt: Abgeben von Tinte, nicht in der Form eines Tröpfchens, sondern in kontinuierlich verbundener Form vom Tintenstrahlkopf, wobei die Tinte die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte besitzt, um die Tinte auf eine Stelle in einem Bildpunkt aufzubringen, an der sich die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischen soll. Andere Ziele und Vorteile neben den vorstehend genannten Zielen und Vorteilen werden für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deutlich. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Erfindung bilden und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Dieses Ausführungsbeispiel beschränkt jedoch in keiner Weise die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Vielmehr legen die der Beschreibung folgenden Patentansprüche den Umfang der Erfindung fest.
Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu verdeutlichen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Konstruktion einer Farbfilterherstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Konstruktion einer Steuereinheit zum Steuern der Funktionsweise der Farbfilterherstellvorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion eines Tintenstrahlkopfes, der bei der Farbfilterherstellvorrichtung Verwendung findet;
Fig. 4A bis 4F Ansichten, die ein Beispiel des Farbfilterherstellverfahrens zeigen;
Fig. 5A bis 5F Ansichten, die ein weiteres Beispiel eines Farbfilterherstellverfahrens zeigen;
Fig. 6 und 7 Schnittansichten, die die Basiskonstruktion einer Farb-LCD-Vorrichtung zeigen, in die das Farbfilter gemäß der vorliegenden Ausführungsform integriert ist;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Konstruktion einer Informationsverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung der LCD-Vorrichtung;
Fig. 9 und 10 perspektivische Ansichten der Informationsverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung der LCD = Vorrichtung;
Fig. 11A bis 11E Ansichten, die ein Farbfilterherstellverfahren zeigen, bei dem ein Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 12 eine Ansicht, die durch Oberflächenspannung gezogene Tinte zeigt;
Fig. 13 eine Ansicht, die eine verschobene Tintenabgabeposition zeigt;
Fig. 14 eine Ansicht, die ein Beispiel der Tintenabgabe zeigt;
Fig. 15A und 15B Ansichten, die den Färbungszustand zeigen, wenn Tinte nach dem Trocknen von vorher abgegebener Tinte abgegeben wird;
Fig. 16A und 16B Ansichten, die den Färbungszustand zeigen, wenn Tinte vor dem Trocknen von vorher abgegebener Tinte abgegeben wird;
Fig. 17a bis 17E Ansichten, die die Abgabe von Tinte in der Form von Tröpfchen zeigen;
Fig. 18 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Vielzahl von Tinten auf exakte Weise bei entsprechenden Bildpunkten angekommen ist;
Fig. 19 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Vielzahl von Tinten in einem gegenüber entsprechenden Bildpunkten verschobenen Zustand angekommen ist;
Fig. 20 ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion einer Vorrichtung zum Beobachten des Tintenabgabestatus zeigt;
Fig. 21A bis 21E Ansichten, die die Beobachtung des Tintenabgabeprozesses zeigen;
Fig. 22 eine Tabelle, die die Beziehung zwischen der Zusammensetzung, der Oberflächenspannung und der Länge einer Flüssigkeitssäule aus Tinte zeigt;
Fig. 23 ein Liniendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Anteil an Cyclohexanol und der Oberflächenspannung zeigt;
Fig. 24 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung und der Tintensäulenlänge in einem Fall zeigt, in dem die Tintenabgabemenge 80 ng beträgt;
Fig. 25 ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel eines an Heizeinrichtungen anzulegenden Spannungsimpulses zeigt;
Fig. 26A bis 26C Liniendiagramme, die die Beziehung zwischen einem k-Wert, der praktisch das Tintenabgabevermögen wiedergibt, und der Tintenabgabegeschwindigkeit zeigen;
Fig. 27 eine Verzweigungsdarstellung, die die Zusammensetzung der Tinte zeigt; und
Fig. 28 eine Tabelle, die Tintenlösungsmittel zeigt.
Es werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion einer Farbfilterherstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 sind mit 51 eine Plattform, mit 52 ein XY6- Tisch, der auf der Plattform 51 vorgesehen ist, mit 53 ein auf dem XY6-Tisch 52 angeordnetes Farbfiltersubstrat, mit 54 ein auf dem Farbfiltesubstrat 53 ausgebildetes Farbfilter, mit 55 Tintenstrahlköpfe, die R-(Rot)-, G-(Grün)- und B-(Blau)-Tinte zum Färben des Farbfilters 54 enthalten, mit 58 eine Steuereinheit zum Steuern der Gesamtfunktion der Farbfilterherstellvorrichtung 90, mit 59 ein Unterweisungs- Pendant (Personalcomputer) als Anzeigeeinheit der Steuereinheit 58 und mit 60 eine Tastatur als Betätigungspaneel des Unterweisungs-Pendants 59 bezeichnet.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion der Steuereinheit 58 zum Steuern der Funktionsweise der Farbfilterherstellvorrichtung 90 zeigt. In Fig. 2 dient das Unterweisungs-Pendant 59 als Eingabe-Ausgabe-Einrichtung der Steuereinheit 58. Mit 62 ist eine Anzeigeeinheit bezeichnet, die Informationen, wie beispielsweise den Fortschritt der Herstellung oder Abnormalitäten der Tintenstrahlköpfe, anzeigt. Die Tastatur 60 dient als Betätigungspaneel zum Bestimmen der Funktionsweise der Farbfilterherstellvorrichtung 90 u. ä.
Die Steuereinheit 58 steuert die Gesamtfunktion der Farbfilterherstellvorrichtung 90. Mit 65 ist eine Schnittstelleneinheit für eine Datenübertragung zwischen dem Unterweisungs-Pendant 59, mit 66 eine CPU, die die Farbfilterherstellvorrichtung 90 steuert, mit 67 ein ROM, in dem Steuerprogramme zur Betätigung der CPU 66 gespeichert sind, mit 68 ein RAM zum Speichern von Produktionsinformationen u. ä., mit 70 eine Abgabesteuereinheit, die die Tintenabgabe zu den entsprechenden Bildpunkten des Farbfilters steuert, und mit 71 eine Tischsteuereinheit, die die Funktionsweise des XPθ-Tisches 52 der Farbfilterherstellvorrichtung 90 steuert, bezeichnet. Die Farbfilterherstellvorrichtung 90 steht mit der Steuereinheit 58 in Verbindung und funktioniert in Abhängigkeit von Instruktionen von der Steuereinheit 58.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion des Tintenstrahlkopfes 55 zeigt, der in der Farbfilterherstellvorrichtung 90 Verwendung findet. In Fig. 1 sind drei Tintenstrahlköpfe 55 entsprechend den drei Farben R, G und B vorgesehen. Da diese Tintenstrahlköpfe 55 die gleiche Konstruktion besitzen, zeigt Fig. 3 nur einen dieser Tintenstrahlköpfe.
Gemäß Fig. 3 hat der Tintenstrahlkopf 55 eine Heizplatte 104 als ein Substrat, auf dem eine Vielzahl von Heizeinrichtungen 102 zum Erhitzen der Tinte ausgebildet ist, sowie eine Deckplatte 106, die auf der Heizplatte 104 anzuordnen ist. Eine Vielzahl von Abgabeöffnungen 108 ist auf der Deckplatte 106 ausgebildet, und die Abgabeöffnungen 108 stehen mit Tintenkanälen 110 in Verbindung. Die entsprechenden Tintenkanäle 110 sind voneinander durch Trennwände 112 getrennt. Sie sind an ihren hinteren Enden gemeinsam an eine einzige Tintenkammer 114 angeschlossen, der Tinte über eine Tintenzuführöffnung 116 zugeführt wird. Die Tinte wird von der Tintenkammer 114 den entsprechenden Tintenkanälen 110 zugeführt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Heizplatte 104 und die Deckplatte 106 so ausgerichtet und zusammengebaut, daß die entsprechenden Heizeinrichtungen 102 entsprechend den jeweiligen Tintenkanälen 110 angeordnet sind. Obwohl in Fig. 3 nur zwei Heizeinrichtungen 102 gezeigt sind, entsprechen die Heizeinrichtungen 102 den Tintenkanälen 110 im Verhältnis eins zu eins. Wenn in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand ein vorgegebener Antriebsimpuls den Heizeinrichtungen 102 zugeführt wird, wird die Tinte auf den Heizeinrichtungen 102 verdampft und bildet Blasen. Danach wird durch die Ausdehnung der Blasen die Tinte von den Abgabeöffnungen 108 weggedrückt, so daß sie abgegeben wird. Es ist möglich, den an die Heizeinrichtungen 102 anzulegenden Antriebsimpuls so zu steuern, beispielsweise durch Steuern des elektrischen Stromes, daß die Größe der Blasen eingestellt werden kann, genauer gesagt, das Volumen der von den Abgabeöffnungen abgegebenen Tinte frei gesteuert werden kann.
Die Fig. 4A bis 4F zeigen ein Beispiel eines Farbfilterherstellverfahrens. Als nächstes wird die Herstellung des Farbfilters 54 in Verbindung mit den Fig. 4A bis 4F beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform findet normalerweise ein Glassubstrat als Substrat 1 Verwendung. Das Substrat ist jedoch nicht auf Glas beschränkt, sondern es kann jedes beliebige Material Verwendung finden, soweit es die erforderlichen Eigenschaften eines Flüssigkristallfarbfilters, wie Transparenz und mechanische Festigkeit, besitzt.
Fig. 4A zeigt das Glassubstrat 1, das eine Schwarzmatrix 2 aufweist, die lichtemittierende Abschnitte 9 und lichtabschirmende Abschnitte 10 bildet. Als erstes wird Harzmaterial auf das die Schwarzmatrix 2 aufweisende Substrat 1 aufgebracht. Das Harzmaterial selbst hat ein schlechtes Tintenaufnahmevermögen, kann jedoch bei einem bestimmten Zustand oder bei bestimmten Zuständen (beispielsweise Lichtemission oder eine Kombination aus Lichtemission und Erhitzen) tintenaufnahmefähig gemacht werden, und hat die Eigenschaft, bei einem bestimmten Zustand oder bei bestimmten Zuständen auszuhärten. Falls erforderlich, kann eine Vorhärtung auf dem Glassubstrat 1 durchgeführt werden, um eine Harzschicht 3 auszubilden (Fig. 4B). Die Ausbildung der Harzschicht 3 wird durch Schleuderbeschichten, Walzenbeschichten, Stabbeschichten, Sprühbeschichten, Tauchbeschichten o. ä. durchgeführt und ist nicht auf ein spezielles Verfahren beschränkt.
Als nächstes wird die Harzschicht teilweise tintenaufnahmefähig gemacht (Fig. 4C), indem eine Musterbelichtung auf der Harzschicht an den lichtdurchlässigen Abschnitten 9 unter Verwendung einer Photomaske 4 durchgeführt wird, um tintenaufnahmefähige Abschnitte 6 und nicht-tintenaufnahmefähige Abschnitte 5 der Harzschicht 3 auszubilden (Fig. 4D).
Danach werden entsprechende R-(Rot)-, G-(Grün)- und B- (Blau)-Tinten auf die Harzschicht 3 gemäß einem Tintenstrahlverfahren abgegeben, um die Schicht in einem Tintenabgabeprozeß (Fig. 4E) zu färben. Falls erforderlich, wird die abgegebene Tinte getrocknet. Das Tintenstrahlverfahren umfaßt ein Verfahren unter Ausnutzung von thermischer Energie und ein Verfahren unter Ausnutzung von mechanischer Energie. Jedes dieser Verfahren kann vorzugsweise Anwendung finden. Als zu verwendende Tinte kann jede Tinte eingesetzt werden, solange sie zum Tintenstrahldrucken verwendet werden kann. Das Farbmaterial der Tinte kann in geeigneter Weise aus verschiedenen Farbstoffen oder Pigmenten gemäß dem für jeden R-, G- und B-Bildpunkt erforderlichen Transmissionsspektrum ausgewählt werden.
Als nächstes wird die gefärbte und dann mit Licht beaufschlagte oder mit Licht beaufschlagte und erhitzte Harzschicht 3 ausgehärtet. Falls erforderlich, wird eine Schutzschicht 8 ausgebildet (Fig. 4F). Dieses Aushärten der Harzschicht 3 wird durch eine Emission von Licht oder eine Kombination aus einer Emission von Licht und einem Erhitzen bei Bedingungen durchgeführt, die sich von denen zum Tintenaufnahmefähigmachen der Harzschicht unterscheiden, d. h. einer erhöhten Belichtung oder einem Erhitzen auf höhere Temperatur.
Die Fig. 5A bis 5F zeigen ein weiteres Beispiel des Farbfilterherstellverfahrens.
Fig. 5A zeigt ein Glassubstrat 1 mit lichtdurchlässigen Abschnitten 7 und der Schwarzmatrix 2 als Lichtabschirmabschnitt. Als erstes wird Harzmaterial, das durch Lichtemission oder eine Kombination aus Lichtemission und Erhitzen ausgehärtet werden kann und tintenaufnahmefähig ist, auf das Substrat 1 aufgebracht, auf dem die Schwarzmatrix 2 ausgebildet worden ist. Falls erforderlich, wird ein Vorhärten durchgeführt, und es wird eine Harzschicht 3' ausgebildet (Fig. 5B). Die Ausbildung der Harzschicht 3' kann durch Schleuderbeschichten, Walzenbeschichten, Stabbeschichten, Sprühbeschichten, Tauchbeschichten o. ä. durchgeführt werden und ist nicht auf ein spezielles Verfahren beschränkt.
Als nächstes wird der Teil der Harzschicht, der die Lichtabschirm-Schwarzmatrix 2 nicht abdeckt, mit einer Photomaske 4' maskiert, und es wird eine Musterbelichtung durchgeführt, um die anderen Teile der Harzschicht auszuhärten und ungefärbte Abschnitte 5' zu bilden, die nicht tintenaufnahmefähig sind (Fig. 5C). Danach wird die Färbung mit R, G und B in einem Tintenabgabeprozeß unter Verwendung des Tintenstrahlkopfes durchgeführt (Fiugr 5D). Falls erforderlich, wird die Tinte getrocknet.
Als für die Musterbelichtung verwendete Photomaske 4' wird eine Maske verwendet, die eine Öffnung besitzt, um die von der Schwarzmatrix 2 lichtmäßig abgeschirmten Abschnitte auszuhärten. Um das Auftreten eines ungefärbten Abschnittes in Kontakt mit der Schwarzmatrix zu verhindern, muß eine relativ große Tintenmenge aufgebracht werden. Zu diesem Zweck ist die Öffnung der Maske vorzugsweise kleiner als die Breite (Lichtabschirmbreite) der Schwarzmatrix 2.
Als Tinte zum Färben können sowohl färbende Substanzen als auch Pigmente verwendet werden. Ferner kann sowohl eine flüssige Tinte als auch eine feste Tinte eingesetzt werden.
Als aushärtbares Harzmaterial kann jedes beliebige Harzmaterial verwendet werden, solange es tintenaufnahmefähig ist und mindestens durch Lichtemission oder Erhitzen oder eine Kombination hiervon ausgehärtet werden kann. Beispielsweise können Harze verwendet werden, wie Acrylharz, Epoxidharz, Silikonharz, oder Zellulosederivate oder denaturierte Materialien, wie Hydroxypropylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Methylzellulose und Carboxymethylzellulose.
Ein Photoinitiator (Vernetzungsmittel) kann verwendet werden, um die Vernetzungsreaktion des Harzes durch Licht oder Licht und Hitze zu fördern. Als Photoinitiator können Bichromat, Bisazid, Radikalinitiatoren, kationische Initiatoren, anionische Initiatoren u. ä. verwendet werden. Des weiteren können diese Photoinitiatoren mit anderen Sensibilisierungsmitteln vermischt oder kombiniert werden. Ferner können Photooxiderzeuger, wie Oniumsalz, als Vernetzungsmittel zugesetzt werden. Um die Vernetzungsreaktion weiter zu fördern, kann eine thermische Behandlung nach der Lichtemission durchgeführt werden.
Eine Harzschicht, die Materialien, wie die vorstehend erwähnten, enthält, hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Wasserfestigkeit und ist ferner widerstandsfähig bei einem in der Nachbehandlung durchgeführten Hochtemperaturprozeß oder Reinigungsprozeß.
Als bei dieser Ausführungsform verwendetes Tintenstrahlverfahren kann ein Blasenstrahlverfahren unter Verwendung von elektrothermischen Umformern als Energieerzeuger oder ein Piezostrahlverfahren unter Verwendung von piezoelektrischen Vorrichtungen Anwendung finden. Der Färbebereich und das Färbemuster können willkürlich eingestellt werden.
Die vorliegende Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei dem eine Schwarzmatrix auf einem Substrat ausgebildet ist. Die Schwarzmatrix kann jedoch auch ausgebildet werden, nachdem eine härtbare Harzschicht ausgebildet oder nachdem das Harz gefärbt worden ist. Die Ausbildung der Schwarzmatrix wird vorzugsweise in der folgenden Weise durchgeführt: Ausbilden eines metallischen Dünnfilmes durch Sputtern oder Bedampfen und Musterausbildung über einen photolithographischen Prozeß. Es kann auch jedes andere Verfahren zur Ausbildung der Schwarzmatrix Anwendung finden.
Als nächstes wird nur eine Lichtemission oder nur ein Erhitzen oder eine Kombination hiervon durchgeführt, um das aushärtbare Harzmaterial auszuhärten (Fig. 5E). Falls erforderlich, wird die Schutzschicht 8 ausgebildet (Fig. 5F). In den Fig. 5c und 5E ist mit hv die Lichtintensität bezeichnet. Beim Erhitzen wird Wärme anstelle von Licht hv aufgebracht. Als Schutzschicht 8 findet ein zweites Harzmaterial vom lichtaushärtenden Typ, hitzehärtenden Typ oder licht- und hitzehärtenden Typ Verwendung. Es können auch anorganische Materialien verwendet werden, um die Schutzschicht 8 durch Sputtern oder Bedampfen auszubilden. Jedes beliebige Material kann eingesetzt werden, um die Schutzschicht 8 zu erzeugen, solange es Transparenz als Farbfilter und eine ausreichende Widerstandsfähigkeit beim nachfolgenden ITO(Indiumzinnoxid)-Ausbildungsprozeß, Orientierungsausbildungsprozeß u. ä. besitzt.
Die Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten, die die Basisstruktur einer Farb-LCD(Flüssigkristallanzeige)-Vorrichtung 30 zeigen, in die das obige Farbfilter integriert ist.
Die Farb-LCD-Vorrichtung 30 wird ausgebildet, indem das Farbfiltersubstrat 1 und ein gegenüberliegendes Substrat 21 montiert und die Flüssigkristallverbindung 18 zwischen die Substrate 1 und 21 injiziert wird. TFTs (Dünnfilmtransistoren) (nicht gezeigt) und transparente Bildpunktelektroden 20 werden in einer Matrix auf der Innenfläche des Substrates 21 ausgebildet. Ein Farbfilter 54 wird auf der Innenfläche des Substrates 1 vorgesehen, so daß RGB-Farbmaterialien an Stellen angeordnet werden, die den Bildpunktelektroden 20 entsprechen. Eine transparente Elektrode (gemeinsame Elektrode) 16, die den Bildpunktelektroden 20 gegenüberliegt, wird auf sämtlichen Oberseiten der Farbfilter 54 ausgebildet. Üblicherweise wird die Schwarzmatrix 2 auf der Seite des Farbfiltersubstrates 1 ausgebildet (siehe Fig. 6), im Falle einer BM (Schwarzmatrix) auf einem Flüssigkristallpaneel vom Reihentyp wird die Schwarzmatrix 2 jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des TFT-Substrates 21 ausgebildet (siehe Fig. 7). Ferner werden Orientierungsfilme 19 in den Oberflächen von beiden Substraten ausgebildet. Die Flüssigkristallmoleküle können durch Reibungsbehandlung der Orientierungsfilme 19 in einer speziellen Richtung orientiert werden. Polarisierungsplatten 11 und 22 werden an der Außenseite der entsprechenden Glassubstrate befestigt. Die Flüssigkristallverbindung 18 wird in den Spalt (etwa 2 bis 5 um) zwischen den Glassubstraten eingefüllt.
Als Hintergrundlicht wird normalerweise die Kombination aus fluoreszierendem Licht (nicht gezeigt) und einer Streuplatte (nicht gezeigt) verwendet. Die Anzeige wird durchgeführt, indem die Flüssigkristallverbindung 18 als optischer Verschluß verwendet wird, um die Durchlässigkeit des Hintergrundlichtes zu verändern.
Als nächstes wird die Anwendung dieser LCD-Vorrichtung bei einer Informationsverarbeitungsvorrichtung in Verbindung mit den Fig. 8 bis 10 beschrieben.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion einer Informationsbearbeitungsvorrichtung unter Verwendung der LCD-Vorrichtung zeigt. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung funktioniert als Wortverarbeitungsvorrichtung, Personalcomputer, Faxgerät und Kopiergerät.
In Fig. 8 ist mit 1801 eine Steuereinheit bezeichnet, die die Gesamtvorrichtung steuert. Sie umfaßt eine CPU, wie einen Mikroprozessor und diverse I/O-Anschlüsse, und gibt Ausgangssteuersignale, Datensignale u. ä. an die entsprechenden Elemente ab und empfängt Steuersignale und Datensignale von den entsprechenden Elementen, um eine Steuerung durchzuführen. Mit 1802 ist eine Anzeigeeinheit bezeichnet, die Daten, wie diverse Menüs, Dokumenteninformationen, von einem Bildleser 1807 gelesene Bilddaten, auf einem Bildschirm anzeigt. Mit 1803 ist ein transparentes und druckempfindliches Berührungspaneel bezeichnet, das auf der Anzeigeeinheit 1802 vorgesehen ist. Durch Pressen der Oberfläche des Berührungspaneeles 1803 mit einem Finger o. ä. können ein Gegenstand, eine Koordinatenposition u. ä. in die Anzeigeeinheit 1802 eingegeben werden.
Mit 1804 ist eine FM(Frequenzmodulations)-Schallquelle bezeichnet, die auf Musikinformationen, die von einem Musikeditor o. ä. erzeugt und in einem Speicher 1810 oder einem externen Speicher 1812 in der Form von digitalen Informationen gespeichert wurden, Zugriff hat und eine Frequenzmodulation mit den gelesenen Daten durchführt. Das elektrische Signal von der FM-Schallquelle 1804 wird über einen Lautsprecher 1805 in hörbaren Schall überführt. Ein Drucker 1806 wird als Ausgangsterminal eines Wortprozessors, Personalcomputers, Faxgerätes oder Kopiergerätes verwendet.
Der Bildleser 1807 liest auf photoelektrische Weise ein Original und gibt die gelesenen Daten ein. Er ist in der Mitte des Originalförderweges angeordnet, um Originale für eine Faxübertragung oder einen Kopiervorgang oder andere diverse Originale zu lesen.
Mit 1808 ist ein Fax-Sender/Empfänger bezeichnet, der die Faxübertragung von Originaldaten, gelesen vom Bildleser 1807, durchführt und Faxsignale empfängt sowie die empfangenen Faxsignale decodiert. Der Fax-Sender/Empfänger 1808 hat eine Schnittstellenfunktion zwischen der Informationsverarbeitungsvorrichtung und einer externen Vorrichtung.
Mit 1809 ist ein Telephon mit diversen Telephonfunktionen, wie beispielsweise einer üblichen Telephonfunktion, einer Antwortfunktion u. ä., bezeichnet.
Der Speicher 1810 umfaßt einen ROM zum Speichern von Programmen, wie Systemprogrammen, Managerprogrammen und anderen Anwendungsprogrammen, Buchstabengarnituren, Wörterbüchern u. ä., sowie einen RAM zum Speichern von Anwendungsprogrammen, die vom externen Speicher 1812 eingegeben wurden, Dokumenteninformationen, Videoinformationen u. a.
Mit 1811 ist eine Tastatur zum Eingeben von Dokumenteninformationen, verschiedenen Befehlen u. ä. bezeichnet.
Der externe Speicher 1812 umfaßt Speichermedien, wie Floppy Disks und Harplatten zum Speichern von Dokumenteninformationen, Musik oder Audioinformationen, Anwenderprogrammen vom Benutzer u. ä.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit der in Fig. 8 gezeigten Konstruktion.
In Fig. 9 ist mit 1901 eine Flachpaneelanzeige unter Verwendung der vorstehend beschriebenen LCD-Vorrichtung bezeichnet, um diverse Menüs, Zahleninformationen, Dokumenteninformationen u. ä. anzuzeigen. Auf der Anzeige 1901 findet das Berührungspaneel 1803 Verwendung, um Koordinaten einzugeben und Gegenstände zu bezeichnen, indem dessen Oberfläche mit einem Finger o. ä. gedrückt wird. Mit 1902 ist ein Hörer bezeichnet, wenn die Vorrichtung als Telephon funktioniert. Eine Tastatur 1903 ist lösbar über eine Schnur mit dem Hauptgehäuse der Vorrichtung verbunden, um diverse Dokumentenfunktionen und diverse Daten einzugeben. Die Tastatur 1903 hat Funktionstasten 1904 für diverse Funktionen. mit 1905 ist ein Schlitz zum Einsetzen einer Floppy Disk für den externen Speicher 1812 bezeichnet.
Mit 1906 ist eine Papierzuführeinrichtung bezeichnet, auf der die vom Bildleser 1807 zu lesenden Originale angeordnet werden. Die gelesenen Originale werden vom hinteren Abschnitt der Vorrichtung abgegeben. Bei Faxempfang u. ä. werden die Daten der gelesenen Originale von einem Tintenstrahldrucker 1907 ausgedruckt.
Wenn diese Informationsverarbeitungsvorrichtung als Personalcomputer oder Wortprozessor funktioniert, werden diverse, von der Tastatur 1811 eingegebenen Informationen von der Steuereinheit 1801 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm verarbeitet und als Bild vom Drucker 1806 ausgegeben.
Wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Empfänger eines Faxgerätes funktioniert, werden vom Fax-Sender/Empfänger 1808 über eine Kommunikationsleitung eingegebene Faxinformationen von der Steuereinheit 1801 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm empfangen und verarbeitet und vom Drucker 1806 als empfangenes Bild ausgegeben.
Wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Kopiergerät funktioniert, wird ein Original vom Bildleser 1807 gelesen, und die Daten des gelesenen Originales werden als kopiertes Bild vom Drucker 1806 über die Steuereinheit 1801 ausgegeben. Wenn die Vorrichtung als Empfänger des Faxgerätes funktioniert, werden die vom Bildleser 1807 gelesenen Originaldaten von der Steuereinheit 1801 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm für das Senden verarbeitet und über den Fax-Sender/Empfänger 1808 auf die Kommunikationsleitung übertragen.
Der Tintenstrahldrucker kann in die vorstehend beschriebene Informationsverarbeitungsvorrichtung integriert werden, wie in Fig. 10 gezeigt. Dies verbessert die Tragbarkeit weiter. In Fig. 10 sind Elemente mit den gleichen Funktionen wie in Fig. 9 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Als nächstes wird das Farbfilterherstellverfahren, bei dem das Herstellverfahren der vorliegenden Ausführungsform Verwendung findet, in Verbindung mit den Fig. 11A bis 11E beschrieben.
Als erstes wird das Glassubstrat 53 auf dem XYθ-Tisch 52 der Farbfilterherstellvorrichtung 90 angeordnet. Nach einer geeigneten Positionierung wird ein Farbfilterausbildungsbereich (Färbebereich) des Glassubstrates 53 in eine Position direkt unter den Tintenstrahlkopf 55 bewegt. Dann wird die Färbung der Bildpunkte des Farbfilters durchgeführt.
Die Fig. 11A bis 11E zeigen die Tintenabgabeoperationscharakteristik der vorliegenden Ausführungsform. Bei diesem Beispiel wird ein Bildpunkt des Farbfilters mit einer Vielzahl von abgegebenen Tinten gefärbt. In diesen Figuren ist mindestens die Tinte 11 bereits auf einen Bildpunkt abgegeben worden. Mindestens ein Teil der bereits aufgebrachten Tinte 11 befindet sich im flüssigen Zustand. Bevor die Tinte 11 vollständig in die Harzschicht 3 absorbiert worden oder vollständig getrocknet ist, wird die nächste Tinte (12) in der nachfolgend beschriebenen Weise abgegeben, so daß die nächste Tinte sich mit der bereits aufgebrachten Tinte im gleichen Bildpunktbereich vermischen kann. Hierdurch wird die Tintenaufbringungsgenauigkeit verbessert.
Als erstes wird der Heizeinrichtung 102 aus dem in Fig. 11A gezeigten Zustand ein Antriebsimpuls zugeführt, wonach eine Blase um die Heizeinrichtung 102 herum auftritt, wie in Fig. 11B gezeigt. Die Blase wächst in der in Fig. 11C gezeigten Weise. Danach wird die Tinte 12 von der Abgabedüse abgegeben. Wie in Fig. 11C gezeigt, ist zu diesem Zeitpunkt der Abstand A zwischen der Oberfläche des Tintenstrahlkopfes 55 und der Oberfläche des Glassubstrates 53 auf einen minimalen Wert eingestellt, so daß die Tinte 12 in der Form eines Tintentröpfchens nicht vom Tintenstrahlkopf 55 getrennt wird. Mit anderen Worten, wie in Fig. 11C gezeigt, wird die Tinte 12 nicht zu einem Tintentröpfchen, sondern zu einer Säule, und wird auf das Glassubstrat 53 aufgebracht.
Wenn die Tinte in Form eines Tröpfchens von der Abgabedüse getrennt wird, kann eine Veränderung der Trennposition der Tinte nicht verhindert werden. Im Unterschied zu einem Druck auf Druckmedien, wie beispielsweise einem Druckbogen, verursacht dies ein ernsthaftes Problem beim Färben eines Farbfilters, da eine hohe Genauigkeit in bezug auf die Tintenaufbringung auf die Bildpunkte gefordert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch kommt die Tinte in der Form einer Säule am gewünschten Bildpunkt an, bevor sie von der Abgabedüse getrennt wird. Hierdurch wird die Tintenankunftsgenauigkeit stark verbessert.
Wenn die Tinte in der Form einer Säule auf das Glassubstrat aufgebracht wird, tritt die Tinte 12 in Kontakt mit der Tinte 11, die vorher abgegeben wurde und im flüssigen Zustand vorhanden ist, wobei sich die Tinten durch Oberflächenspannung miteinander vermischen. Genauer gesagt, wenn sich die Tinte 12 mit der Tinte 11 vermischt, wird die Tinte 12 über die Oberflächenspannung der Tinte 11 zur Tinte 11 hingezogen. Selbst wenn die Tinte 12 aus ihrer Abgaberichtung verschoben und nicht in der exakten Richtung abgeben wurde, wird die Abgaberichtung der Tinte 12 in Richtung auf die Tinte 11 durch die Oberflächenspannung der Tinte 11 korrigiert, bevor die Tinte 12 das Glassubstrat 53 erreicht. Somit kann die Tintenaufbringungsgenauigkeit der Tinte 12 verbessert werden. Wie in Fig. 13 gezeigt, vermischt sich selbst dann, wenn eine Tintenabgabeposition verschoben und die Tinte auf das Glassubstrat 53 an einem Teil aufgebracht wird, der geringfügig den nichttintenaufnahmefähigen Abschnitt 5 umfaßt, die gegenwärtig aufgebrachte Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte. Da die gegenwärtig aufgebrachte Tinte von der vorher aufgebrachten Tinte angezogen wird, kehrt die gegenwärtig aufgebrachte Tinte in eine gewünschte Position in einem Bildpunkt (dem tintenaufnahmefähigen Abschnitt 6) zurück.
Da die Tinte auf einen Bildpunkt in der Form einer Säule aufgebracht wird, werden die peripheren Bildpunkte nicht mit der Tinte besprüht. Da das Auftreten von anderen unerwünschten kleinen Tintentröpfchen als der auf den Bildpunkt aufzubringenden Tinte verhindert werden kann, kann das Problem verringert werden, daß die anderen Bildpunkte mit den kleinen Tintentröpfchen befleckt werden. In vom Patentinhaber durchgeführten Untersuchungen wurde tatsächlich festgestellt, daß durch die Aufbringung der Tinte in der Form einer Säule Flecken auf anderen Bildpunkten als dem Zielbildpunkt verringert werden.
Wie in Fig. 14 gezeigt, verbreitet sich als Tintenabgabebeispiel die anfangs aufgebrachte Tinte 11 bis auf einen Durchmesser von etwa 70 um unmittelbar nach ihrer Aufbringung auf das Glassubstrat. Wenn der Abstand zwischen einem Mittelpunkt a1 der Tinte 11 und einem Mittelpunkt a2 der Tinte 12 45 um oder weniger beträgt, bevorzugter 20 bis 30 um, vermischen sich die Tinte 11 und die Tinte 12 miteinander durch Oberflächenspannung. Die bei diesem Beispiel verwendete Tinte befindet sich bei 5ºC in einem flüssigen Zustand. Es kann aber auch feste Tinte verwendet werden, solange wie sie sich unmittelbar nach ihrer Aufbringung auf das Substrat ausbreitet.
Als nächstes wird der Vorteil der Mischung der Tinte 12 mit der vorher aufgebrachten Tinte 11 im flüssigen Zustand beschrieben. Wie in Fig. 15A gezeigt, ist dann, wenn die Tinte 12 abgegeben wird, nachdem die anfängliche Tinte 11 vollständig in die Harzschicht 3 absorbiert worden oder vollständig getrocknet ist, die Farbe eines Tintenüberlappungsabschnittes B tiefer als die eines Abschnittes A, so daß Ungleichmäßigkeiten in der Dichte verursacht werden. Des weiteren ist der gefärbte Abschnitt nach dem Trocknen der Tinte kürbisflaschenförmig ausgebildet, wie in Fig. 15B gezeigt, was ungefärbte Abschnitte verursachen kann. Wenn andererseits die Tinte 12 mit der Tinte 11 vermischt wird, während sich mindestens ein Teil der Tinte 11 in einem flüssigen Zustand befindet, kann der Bildpunkt mit gleichmäßiger Dichte gefärbt werden, wie in Fig. 16A gezeigt. Auch ist die Form des gefärbten Abschnittes nach dem Trocknen der Tinte länglich, wie in Fig. 16B gezeigt, wodurch das Auftreten von ungefärbten Abschnitten verhindert wird.
Bei herkömmlichen Druckern, bei denen es sich bei dem zu bedruckenden Material um ein flexibles Material, wie Papier, handelt, kann der Tintenstrahlkopf innerhalb eines bestimmten Bereiches infolge von Falten und/oder einer Wellenbildung des Papiers nicht eng an den zu bedruckenden Gegenstand heranbewegt werden. Generell ist es erforderlich, ein Intervall zwischen dem zu bedruckenden Gegenstand und dem Tintenstrahlkopf von etwa 0,9 bis 1,5 mm aufrechtzuerhalten. Um die Tintenabgabe bei einer derartigen Distanz zu stabilisieren, muß sie mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (normalerweise 10 m/s) oder mehr durchgeführt werden. Wenn somit Tinte mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in einem Zustand abgegeben wird, in dem der Tintenstrahlkopf und der zu bedruckende Gegenstand einen vorgegebenen Abstand voneinander besitzen, wird die abgegebene Tinte zu einer Vielzahl von Tintentröpfchen, wie in den Fig. 17A und 17B gezeigt. Die verstreuten Tintentröpfchen werden nicht in gleichmäßigen Richtungen abgegeben, so daß die Tintenankunftsgenauigkeit verschlechtert wird. Da sich ferner die Tintenabgabegeschwindigkeiten der entsprechenden Tintentröpfchen voneinander unterscheiden, wenn eine Färbung durchgeführt wird, während der Tintenstrahlkopf IJH in bezug auf das Glassubstrat 53 abgetastet wird, werden die Tintenankunftspositionen der entsprechenden Tintentröpfchen verschoben. Demgegenüber handelt es sich bei der vorliegenden Ausführungsform bei dem zu bedruckenden Gegenstand um ein Material mit fester Form mit einer glatten Oberfläche, wie ein Glassubstrat, bei dem der Abstand zwischen dem Tintenstrahlkopf IJH und der Oberfläche des Glassubstrates 53 verringert werden kann. Hierdurch kann die Tinte nicht in der Form eines Tintentröpfchens, sondern in der Form einer Säule auf das Glassubstrat 53 aufgebracht werden, wie die Fig. 17C bis 17E zeigen. Die Glätte (Rauhigkeit) des Glassubstrates wird so eingestellt, um den Vorteil der vorliegenden Ausführungsform zu erreichen, daß der Abstand zwischen Peaks und Tälern von Unregelmäßigkeiten der Glassubstratoberfläche etwa 25 um, bevorzugter 20 um oder weniger, beträgt.
Wie in Fig. 18 gezeigt, ist beim Farbfilter eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich. Wie in Fig. 19 gezeigt, verursacht selbst eine seitliche Verschiebung von 10 um der Tintenankunftsposition eine Farbmischung oder ungefärbte Abschnitte, die zu einem schlechten Produkt führen. Bei dem auf Anfrage arbeitenden Tintenstrahlverfahren ist ein Farbfilterherstellverfahren im Prinzip unmöglich, wenn das Problem einer Verschlechterung der Tintenankunftsgenauigkeit vorhanden ist. Eine Verbesserung der Tintenankunftsgenauigkeit durch Anwendung des Tintenabgabeverfahrens, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ist daher äußerst wichtig.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird die Tinte nacheinander in Abtastrichtung des Tintenstrahlkopfes abgegeben. Es kann jedoch auch so vorgegangen werden, daß die Tinte bei der ersten Abtastung auf jeden übernächsten Bildpunkt aufgebracht wird, während bei der zweiten Abtastung die Tinte so aufgebracht wird, daß die Lücken zwischen den mit Tinte versehenen Bildpunkten gefüllt werden, während sich die anfangs aufgebrachte Tinte im flüssigen Zustand befindet.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Beobachtung der Tintenabgabe vom Tintenstrahlkopf in Verbindung mit den Fig. 20 und 21 beschrieben.
Wie in Fig. 20 gezeigt, wird die Tintenabgabe mit einem Mikroskop 202 beobachtet. Das Mikroskop 202 hat ein Stroboskop 204 als Lichtquelle für die Beobachtung. Eine Antriebseinheit 206 für das Stroboskop 204 besitzt eine Synchronisierschaltung, die ein externes Signal eingibt und das Stroboskop 204 so antreibt, daß sie Licht in Synchronisation mit dem externen Signal emittiert, und eine Verzögerungsschaltung zum Verschieben des Zeitpunktes der Lichtemission gegenüber dem Zeitpunkt des externen Signales. Bei dieser Tintenabgabebeobachtung findet ein Tintenstrahlkopfantriebssignal von einer Tintenstrahlantriebseinheit 208 als externes Signal Verwendung.
Bei dieser Vorrichtung zur Beobachtung der Tintenabgabe ist ein Tintenstrahlkopf IJH am Mikroskop 202 so fixiert, daß die Tintenabgaberichtung des Tintenstrahlkopfes IJH einer Beobachtungsfläche entspricht. Dies mach eine sequentielle Beobachtung der Tintenabgabe in Abhängigkeit von einem Antriebssignal zum Tintenstrahlkopf IJH möglich.
Die Fig. 21A bis 21E zeigen den Tintenabgabeprozeß. Bei Einstellung der Stroboskopverzögerungszeit auf 0 um und bei Lichtemission durch das Stroboskop in vollständiger Synchronisation zum Antriebssignal des Tintenstrahlkopfes wurde festgestellt, daß die Tinte noch nicht abgegeben worden ist. Bei Einstellung der Stroboskopverzögerungszeit auf 2 um wurde festegestellt, daß die Tinte gerade abgegeben wird. Bei Einstellung der Stroboskopverzögerungszeit auf 10 um wurde festgestellt, daß die Tinte die Form einer Säule hat. Wenn die Stroboskopverzögerungszeit weiter erhöht wird, kann beobachtet werden, daß sich der Tintenzustand vom Säulenzustand in Tröpfchen verändert.
Somit kann der Tintenzustand durch Einstellung der Lichtemission des Stroboskopes in Synchronisation zum Antriebssignal des Tintenstrahlkopfes in einfacher Weise beobachtet werden.
Als nächstes werden die Tintenabgabegeschwindigkeit und der Abstand zwischen dem Tintenstrahlkopf und dem Glassubstrat beschrieben.
Wenn die Tintenabgabegeschwindigkeit zu hoch ist, können Probleme, wie Sputtern, auftreten. Wenn sie jedoch zu gering ist, wird die Tintenabgabe unstabil und es kann eine Verschiebung der abgegebenen Tinte stattfinden, wodurch die Tintenankunftsgenauigkeit verschlechtert wird. Eine bevorzugte Tintenabgabegeschwindigkeit beträgt daher 5 m/s bis 20 m/s.
Obwohl der Abstand zwischen dem Tintenstrahlkopf IJH und dem Glassubstrat 53 von der Oberflächenspannung und der Abgabemenge der Tinte abhängt, beträgt ein bevorzugter Abstand 0,9 mm oder weniger, bevorzugter 0,05 bis 0,5 mm oder besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2 mm. Fig. 22 zeigt die Beziehung zwischen der Zusammensetzung, der Oberflächenspannung und der Länge der Tintensäule. Die Größe der Oberflächenspannung der Tinte hängt hauptsächlich vom Cyclohexanolanteil ab. Fig. 23 zeigt die Beziehung zwischen dem Cyclohexanolanteil und der Oberflächenspannung. Fig. 24 zeigt die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung, wenn die Tintenabgabemenge 80 ng beträgt, und der Länge der Tintensäule, wenn die Tinte abgegeben wird. Da die Oberflächenspannung geringer ist, ist die Länge der Tintensäule größer.
In einem Experiment wurde eine Tintenabgabe unter den Bedingungen durchgeführt, daß der Abstand zwischen der Oberfläche des Tintenstrahlkopfes IJH und dem Glassubstrat 53 0,1 mm und die Abgabegeschwindigkeit 8 m/s betrugen. Obwohl der Tintenabgabezustand von den verwendeten Düsen abhängt, wurde der in Fig. 25 gezeigte Spannungsimpuls an die Heizeinrichtungen 102 gelegt. Diese Impulswelle hat etwa die folgenden Zeitintervalle: t0 = 0 bis 1,25 usec, t1 = 0 bis 1,5 usec, t2 = 0 bis 3 usec, t3 = 1,0 bis 3,0 usec.
Die Tintenabgabegeschwindigkeit kann durch Verändern der obigen Spannungswelle gesteuert werden. Fig. 26 zeigt die Beziehung zwischen einem k-Wert, der praktisch die Energie zur Abgabe der Tinte wiedergibt, und der Tintenabgabegeschwindigkeit. Aus dieser experimentell gewonnenen Beziehung zwischen dem k-Wert und der Abgabegeschwindigkeit wird die Impulswelle der an die Heizeinrichtungen 102 tatsächlich anzulegenden Spannung eingestellt.
Der obige k-Wert kann aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:
k-Wert = PWop/PWth
PWth: kritische Impulsbreite bei Beginn der Tintenabgabe unter der Annahme, daß eine feste vorgegebene Spannung angelegt wird
PWop: Impulsbreite bei der tatsächlichen Tintenabgabe
Als nächstes wird die für das Färben des Farbfilters zu verwendende Tinte beschrieben.
Fig. 27 zeigt ein Beispiel der Zusammensetzung der für die Farbfilter zu Verfügung stehenden Tinte.
Als erstes können die in Fig. 28 angeführten Lösungsmittel verwendet werden. Unter diesen Lösungsmitteln verdampfen bevorzugtere Lösungsmittel beim Erhitzen der Heizeinrichtungen 102 bei 250ºC oder weniger, bevorzugter bei 230ºC oder weniger. Der Lösungsmittelanteil in der Tinte beträgt vorzugsweise 10 bis 98 Gew.-%, bevorzugter 15 bis 95 Gew.%.
Als Material zum Färben können Farbstoffe oder Pigmente verwendet werden. Farbstoffe haben generell gute Farbeigenschaften, so daß daher Farbfilter mit klaren Farben erhalten werden können. Im Vergleich zu Pigmenten besitzen jedoch Farbstoffe eine schlechtere Hitzefestigkeit und Lichtfestigkeit. Was die Molekularstruktur anbetrifft, so können Azofarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Xanthenfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe verwendet werden. Für Tinte mit Wasser als Hauptlösungsmittel sind von der Löslichkeit her Farbstoffe wünschenswert, die zwei oder mehr wasserlösliche Gruppen, wie Sulfonsäuregruppen und Carboxylgruppen, in den Molekülen aufweisen. Für eine Tinte, die ein wasserfreies Lösungsmittel (Glycolether o. ä.) hat, sind ölartige Farbstoffe wünschenswert.
Als Pigmente können organische Pigmente, wie Azopigmente und Phthalocyaninpigmente, verwendet werden. Im Vergleich mit Farbstoffen besitzen die Pigmente schlechtere Farbeigenschaften (Durchlässigkeit, Chromatizität, Kontrast u. dgl.). Die Pigmente weisen jedoch eine bessere Hitzefestigkeit und Lichtfestigkeit auf. Im praktischen Gebrauch wird das Pigment unter Verwendung einer Polymerverbindung oder eines oberflächenaktiven Mittels in einem organischen Lösungsmittel dispergiert. Nach der Dispersion beträgt der Partikeldurchmesser des Pigmentes im Durchschnitt 0,5 um oder weniger, bevorzugter 0,2 um oder weniger.
Der bevorzugte Anteil sowohl des Farbstoffes als auch des Pigmentes in der Tinte beträgt 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 10 Gew.-%.
Als Additive können pH-Regulatoren, Fungizide, Korrosionsschutzmittel, Viskositätsregler, oberflächenaktive Mittel, UV-Absorptionsmittel, Photostabilisatoren (Singulet-Sauerstoff-Löscher), Chelatbildner o. ä. der Tinte zugesetzt werden, je nach Bedarf. Der Anteil des Additives in der Tinte beträgt 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugter 0,1 bis 2,5 Gew.-%.
Wie vorstehend beschrieben, verbessert die vorliegende Ausführungsform die Tintenankunftsgenauigkeit und ermöglicht somit eine konstante Herstellung von ausgezeichneten Farbfiltern.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde beispielhaft auf einen Drucker Bezug genommen, der Einrichtungen (d. h. einen elektrothermischen Umformer, Laserstrahlerzeuger etc.) zur Erzeugung von Wärmeenergie als Energie, die bei der Ausführung der Tintenabgabe genutzt wird, umfaßt und eine Zustandsänderung einer Tinte durch die Wärmeenergie bewirkt, wobei dieser Drucker zu den Tintenstrahldruckern gehört. Mit diesem Tintenstrahldrucker und dem entsprechenden Druckverfahren kann ein Druckvorgang mit hoher Dichte und hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Als typische Anordnung und als typisches Prinzip eines Tintenstrahldrucksystems werden solche unter Anwendung des Basisprinzips bevorzugt, das beispielsweise in den US-PS'en 4 723 129 und 4 740 796 beschrieben ist. Dieses System kann bei einem sogenannten, auf Anforderung arbeitenden Typ oder bei einem kontinuierlichen Typ Verwendung finden. Speziell im Fall des auf Anforderung arbeitenden Typs ist das System effektiv, da durch Anlegen von mindestens einem Antriebssignal, das der Druckinformation entspricht und zu einem raschen Temperaturanstieg führt, der das Filmsieden übersteigt, an jeden elektrothermischen Umformer, die entsprechend einer Lage oder Flüssigkeitskanälen, welche eine Flüssigkeit (Tinte) halten, angeordnet sind, Wärmeenergie von den elektrothermischen Umformern erzeugt wird, um ein Filmsieden auf der Oberfläche des Druckkopfes, auf die die Wärme einwirkt, zu erzeugen, so daß folglich eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) entsprechend dem Antriebssignal im Verhältnis 1 : 1 ausgebildet werden kann. Durch Abgeben der Flüssigkeit (Tinte) durch eine Abgabeöffnung durch Wachsen und Schrumpfen der Blase wird mindestens ein Tröpfchen ausgebildet. Wenn das Antriebssignal als Impulssignal angelegt wird, können das Wachstum und Schrumpfen der Blase sofort und in angemessener Weise erzielt werden, um eine Abgabe der Flüssigkeit (Tinte) mit besonders hohen Ansprecheigenschaften zu erreichen.
Als Impulsantriebssignal sind Signale geeignet, die in den US-PS'en 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben sind. Ein ausgezeichneter Druckvorgang kann realisiert werden, indem die in der US-PS 4 313 124 beschriebenen Bedingungen, die die Temperaturanstiegesrate der Wärmeeinwirkungsfläche betreffen, erfindungsgemäß Anwendung finden.
Was die Ausgestaltung des Druckkopfes anbetrifft, so umfaßt die Erfindung zusätzlich zu der Ausgestaltung als Kombination von Abgabedüsen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Umformern (lineare Flüssigkeitskanäle oder rechtwinklige Flüssigkeitskanäle), wie vorstehend beschrieben, die in den US-PS'en 4 558 333 und 4 459 600 beschriebenen Ausgestaltungen, die eine Ausführungsform einschließen, welche einen Wärmeeinwirkungsabschnitt aufweist, der in einem gebogenen Bereich angeordnet ist. Des weiteren kann die vorliegende Erfindung wirksam bei einer Anordnung auf der Basis der japanischen Offenlegungsschrift 59-123670 Anwendung finden, die eine Ausführungsform beschreibt, bei der ein Schlitz Verwendung findet, der einer Vielzahl von elektrothermischen Umformern als Abgabeabschnitt der elektrothermischen Umformer gemeinsam ist, oder bei einer Anordnung der japanischen Offenlegungsschrift 59-138461, die eine Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle der Wärmeenergie in Übereinstimmung mit einem Abgabeabschnitt aufweist.
Des weiteren kann als Druckkopf vom Vollzeilentyp, der eine Länge besitzt, die der Breite eines maximalen Druckmediums entspricht, das vom Drucker bedruckt werden kann, entweder eine Anordndung Verwendung finden, bei der die Vollzeilenlänge durch Kombination einer Vielzahl von Druckköpfen realisiert wird, wie in der vorstehenden Beschreibung erläutert, oder eine Anordnung als Einzeldruckkopf, erhalten durch integrierte Ausbildung von Druckköpfen.
Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung ein Druckkopf vom austauschbaren Chip-Typ Verwendung finden, der elektrisch an die Haupteinheit der Vorrichtung angeschlossen ist und eine Tinte von der Haupteinheit der Vorrichtung erhalten kann, nachdem er an der Haupteinheit der Vorrichtung montiert worden ist, oder ein Druckkopf vom Kartuschentyp, bei dem ein Tintentank auf integrierte Weise am Druckkopf selbst angeordnet ist.
Es wird bevorzugt, Wiederherstelleinrichtungen für den Druckkopf, vorläufige Hilfseinrichtungen u. ä. zum Drucker der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen, da hierdurch der Druckvorgang weiter stabilisiert werden kann. Beispiele von derartigen Einrichtungen umfassen für den Druckkopf Verkappungseinrichtungen, Reinigungseinrichtungen, Druck- oder Saugeinrichtungen und vorläufige Heizeinrichtungen unter Verwendung von elektrothermischen Umformern, ein weiteres Heizelement oder Kombinationen hiervon. Es ist ferner für einen stabilen Druck wirksam, einen vorläufigen Abgabemodus durchzuführen, der eine Tintenabgabe unabhängig vom Druck ausführt.
Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, daß es sich bei der Tinte um eine Flüssigkeit handelt. Alternativ dazu kann bei der vorliegenden Erfindung auch eine Tinte Verwendung finden, die bei Raumtemperatur oder weniger fest ist und bei Raumtemperatur erweicht oder sich verflüssigt, solange wie sich die Tinte beim Anlegen eines Drucksignales verflüssigt.
Um einen Temperaturanstieg zu verhindern, der durch Wärmeenergie verursacht wird, indem diese als Energie zur Bewirkung einer Zustandsänderung der Tinte von einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand genutzt wird, oder um ein Verdampfen der Tinte zu verhindern, kann eine Tinte verwendet werden, die in einem Nichtgebrauchszustand fest ist und sich beim Erhitzen verflüssigt. In jedem Fall können bei der vorliegenden Erfindung eine Tinte, die sich beim Aufbringen von Wärmeenergie in Abhängigkeit von einem Drucksiganl verflüssigt und in einem flüssigen Zustand abgegeben wird, eine Tinte, die sich zu verfestigen beginnt, wenn sie ein Druckmedium erreicht, o. ä. Verwendung finden. In diesem Fall kann eine Tinte gegenüber elektrothermischen Umformern angeordnet sein, während sie in einem flüssigen oder festen Zustand in ausgenommenen Abschnitten einer porösen Lage oder in Durchgangslöchern gehalten wird, wie in der japanischen Offenlegungsschrift 54-56847 oder 60-712260 beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung ist das vorstehend erwähnte Filmsiedesystem für die vorstehend erwähnten Tinten besonders wirksam.
Wie vorstehend erläutert, kann mit der vorliegenden Erfindung die Tintenankunftsgenauigkeit verbessert werden, indem Tinte nicht in der Form eines Tintentröpfchens, sondern in der Form einer Säule aufgebracht wird. Auf diese Weise wird die Herstellung von Farbfiltern mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
Da viele, offensichtlich stark unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung realisiert werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, versteht es sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf deren spezielle Ausführungsformen beschränkt ist, sondern durch die folgenden Patentansprüche definiert wird.
Es wird somit ein Farbfilterherstellverfahren beschrieben, mit dem das Auftreten von Farbmischungen und farblosen Abschnitten verhindert wird, während die Tintenarikunftsgenauigkeit bei der Aufbringung von Tinte auf ein Substrat verbessert wird. Mit dem Verfahren wird ein Farbfilter hergestellt, indem Tinte von einem Tintenstrahlkopf IJH auf ein Substrat 53 abgegeben wird, um entsprechende Bildpunkte mit einer Vielzahl von Tintenabgabechargen zu färben. Wenn Tinte 12 vom Tintenstrahlkopf IJH abgegeben wird, wird sie nicht in der Form eines Tintentröpfchens, sondern in der Form einer Säule auf das Substrat 53 aufgebracht. Die Tinte 12 wird auf eine Stelle in einem Bildpunkt aufgebracht, an der sie sich mit der vorher aufgebrachten Tinte 11 vermischen soll.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters (54) durch Abgabe von Tinte von einem Tintenstrahlkopf (55) auf ein Substrat (1), um eine Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat auszubilden, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Vorsehen des Substrates; und

Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form bis zu einer Position für das Filterelement auf dem Substrat, wobei der Tintenstrahlkopf und das Substrat ohne Trennung mit der abgegebenen Tinte verbunden werden und die hintere Seite der Tinte noch nicht vom Tintenstrahlkopf getrennt worden ist, wenn die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt.

2. Farbfilterherstellverfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Intervall zwischen dem Tintenstrahlkopf (55) und dem Substrat und eine Tintenabgabegeschwindigkeit eingestellt werden (Fig. 11), um die Tinte so auf das Substrat (1) aufzubringen, daß der Tintenstrahlkopf und das Substrat ohne Trennung mit der abgegebenen Tinte verbunden werden.

3. Farbfilterherstellverfahren nach Anspruch 2, bei dem der Tintenstrahlkopf (55) ein Druckkopf ist, der Tinte durch Ausnutzung von thermischer Energie abgibt und thermische Energieumformer (102) zur Erzeugung von auf die Tinte aufzubringender thermischer Energie aufweist, und wobei der Tintenstrahlkopf Tinte mit der eingestellten Tintenabgabegeschwindigkeit abgibt, indem das Niveau der von den thermischen Energieumformern (Fig. 25) erzeugten thermischen Energie gesteuert wird.

4. Vorrichtung zur Herstellung eines Farbfilters (54) durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf (55) auf ein Substrat (1) zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung umfaßt:

Einrichtungen zur Anordnung des Substrates;

einen Tintenstrahlkopf zur Abgabe von Tinte auf das Substrat; und

eine Steuereinheit zum Steuern des Tintenstrahlkopfes derart, daß dieser Tinte in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form in eine Position für das Filterelement auf dem Substrat abgibt, wobei der Tintenstrahlkopf und das Substrat ohne Trennung mit der abgegebenen Tinte verbunden werden und die hintere Seite der Tinte noch nicht vom Tintenstrahlkopf getrennt worden ist, wenn die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt.

5. Farbfilterherstellvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Tintenstrahlkopf ein Druckkopf ist, der Tinte durch Ausnutzung von thermischer Energie abgibt und thermische Energieumformer (102) zur Erzeugung von auf die Tinte aufzubringender thermischer Energie aufweist, und wobei der Tintenstrahlkopf Tinte mit der eingestellten Tintenabgabegeschwindigkeit abgibt, indem das Niveau der von den thermischen Energieumformern erzeugten thermischen Energie gesteuert wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat mit den folgenden Schritten: Vorsehen des Substrates; Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form, so daß die Vorderseite der Tinte auf dem Substrat ankommt, bevor die hintere Seite der Tinte vom Tintenstrahlkopf getrennt wird, auf das Substrat.

7. Vorrichtung zur Herstellung eines Farbfilters mit

Abgabeeinrichtungen zum Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat,

wobei die Tinte von den Abgabeeinrichtungen in einer sich in einer Richtung von den Abgabeeinrichtungen zum Substrat erstreckenden Form, so daß die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt, bevor die hintere Seite der Tinte von den Abgabeeinrichtungen getrennt wird, auf das Substrat abgegeben wird.

8. Verfahren zum Reduzieren einer Farbmischung zwischen Filterelementen eines Farbfilters, das durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat hergestellt wurde, mit dem folgenden Schritt: Aufbringen von vom Tintenstrahlkopf abgegebener Tinte in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form, so daß die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt, bevor die hintere Seite der Tinte vom Tintenstrahlkopf getrennt wird, auf das Substrat.

9. Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit von Tintenankunftspositionen auf einem Farbfilter, das durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat hergestellt wurde, mit dem folgenden Schritt:

Aufbringen von vom Tintenstrahlkopf abgegebener Tinte in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form, so daß die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt, bevor die hintere Seite der Tinte vom Tintenstrahlkopf getrennt wird, auf das Substrat.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die gleiche Farbe wie die vorher aufgebrachte Tinte aufweisende Tinte auf eine Stelle für das Filterelement auf dem Substrat aufgebracht wird, an der sich die Tinte mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischen soll (Fig. 11).

11. Verfahren zum Reduzieren von Farbungleichmäßigkeiten in Filterelementen eines Farbfilters durch Abgeben von Tinte von einem Tintenstrahlkopf auf ein Substrat zur Ausbildung einer Vielzahl von Filterelementen auf dem Substrat mit dem folgenden Schritt:

Abgeben von Tinte vom Tintenstrahlkopf in einer sich in einer Richtung vom Tintenstrahlkopf zum Substrat erstreckenden Form, so daß die Vorderseite der Tinte am Substrat ankommt, bevor die hintere Seite der Tinte vom Tintenstrahlkopf getrennt wird, wobei die Tinte mit der gleichen Farbe wie das Filterelement mit der vorher aufgebrachten Tinte vermischt werden soll.