DE69637250T2

DE69637250T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Farbfiltern

Info

Publication number: DE69637250T2
Application number: DE69637250T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro c/o Canon Kabushiki Kaisha Shigemura; Nobuhito c/o Canon Kabushiki Kaisha Yamaguchi; Hideto c/o Canon Kabushiki Kaisha Yokoi; Satoshi c/o Canon Kabushiki Kaisha Wada; Hiroshi c/o Canon Kabushiki Fujiike
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2016-07-18
Also published as: JP3111024B2; KR100221293B1; US6874883B1; DE69632433T2; JPH09138306A; EP0754553A2; EP1452325A3; US20060228469A1; EP0754553A3; EP0754553B1; EP1452325B1; DE69632433D1; US20050024403A1; ATE372877T1; KR970005635A; CN1136472C; EP1452325A2; ATE266874T1; US7270846B2; US7381444B2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Farbfiltern durch Bilden einer großen Anzahl von farbigen Pixeln in einer Vielzahl von Farbarten auf einem transparenten Substrat, eine Tintenstrahleinrichtung, einen Farbfilter, ein Anzeigeeinrichtung und eine Vorrichtung mit der Anzeigeeinrichtung.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Mit den Fortschritten beim Personal Computer, insbesondere beim portablen Personal Computer, ist der Bedarf nach Flüssigkristallanzeigen aufgekommen, insbesondere nach Farbflüssigkristallanzeigen. Um die Verwendung von Flüssigkristallanzeigen populärer zu machen, muss eine Kostenreduzierung erzielt werden. Insbesondere ist es erforderlich, die Kosten für ein Farbfilter zu senken, das ein Großteil der Gesamtkosten beansprucht. Verschiedene Verfahren sind versucht worden, den erforderlichen Eigenschaften von Farbfiltern zu genügen, um den obigen Anforderungen gerecht zu werden. Ein Verfahren, das in der Lage ist, alle Erfordernisse zu erfüllen, ist noch nicht gefunden worden. Die jeweiligen Verfahren sind nachstehend beschrieben.
Das erste Verfahren ist das Einfärbeverfahren. Beim Einfärbeverfahren wird ein wasserlösliches Polymermaterial, wie Farbmaterial, auf ein Glassubstrat aufgetragen, und die Beschichtung wird in die gewünschte Gestalt durch einen photolithographischen Prozess gemustert. Das erzielte Muster wird in ein Farbbad getaucht, um ein Farbmuster zu erhalten. Dieser Prozess wird dreimal für R-, G- und B-Farbfilterschichten wiederholt.
Das zweite Verfahren ist das Pigmentdispersionsverfahren, das aktuell das Einfärbungsverfahren ersetzt. In diesem Verfahren wird eine lichtempfindliche Pigmentdispersionsharzschicht auf einem Substrat gebildet, das in Einzelfarbmuster gemustert ist. Dieser Prozess wird dreimal wiederholt, um Farbfilterschichten für R, G und B zu erhalten.
Das dritte Verfahren ist das Elektroauftragungsverfahren. Bei diesem Verfahren wird eine transparente Elektrode auf einem Substrat gemustert, und die sich ergebende Struktur wird eingetaucht in eine Elektroauftragungsbeschichtungsflüssigkeit, die ein Pigment, ein Harz und Elektrolyt und dergleichen enthält, um in die erste Farbe durch Elektroauftragung gefärbt zu werden. Dieser Prozess wird dreimal wiederholt für die Beschichtungen in R, G und B. Danach werden die Harzschichten thermisch behandelt, um farbige Schichten zu bilden.
Das vierte Verfahren ist ein Druckverfahren. Bei diesem Verfahren wird ein Pigment in einem thermisch aushärtbaren Harz dispergiert, und eine Druckoperation erfolgt dreimal, um separat Beschichtungen für R, G und B zu bilden und um die Harze auszuhärten, wodurch Farbschichten gebildet werden. In allen obigen Verfahren wird generell eine Schutzschicht auf den Farbschichten gebildet.
Der diesen Verfahren gemeinsame Punkt ist der, dass derselbe Prozess dreimal wiederholt werden muss, um die drei Farbschichten zu schaffen, das heißt, für R, G und B. Dies verursacht einen Kostenanstieg. Da die Anzahl von Prozessen mehr werden, sinkt die Ausbeute. Im Elektroauftrageverfahren werden Grenzen gesetzt bezüglich der Musterformen, die sich erzeugen lassen. Mit den vorhandenen Techniken kann aus diesem Grund dieses Verfahren nicht bei Farbflüssigkeitanzeigen des TFT-Typs angewandt werden. Im Druckverfahren kann ein Muster mit feinem Grundmaß nicht geschaffen werden wegen der schlechten Auflösung und der schlechten Gleichförmigkeit.
Um diese Nachteile zu beseitigen, sind Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern durch ein Tintenstrahlsystem offenbart in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen mit den Nummern 59-75205 , 63-235901 , 63-294503 und 1-217320 .
Diese Bezüge offenbaren als Beispiel ein Verfahren des Erzeugens eines Farbfilters nach dem Tintenstrahlverfahren, in dem ein Lichtschutzfilm auf einem transparenten Substrat erzeugt wird, um Öffnungsabschnitte aufzuweisen, die in vorbestimmter Regelmäßigkeit auftreten, und eine Tinte wird aus einem Tintenstrahlkopf auf die Öffnungsabschnitte ausgestoßen, um das Substrat einzufärben.
Zusätzlich offenbart die Druckschrift EP-A-0 660 159 ein Herstellungsverfahren eines Farbfilters mit einem Weitergeben von Tinten auf ein Substrat durch einen Tintenstrahlkopf, um ein gewünschtes Muster zu formen, teilweise Härten der gefärbten Abschnitte, Formen einer durch Energie härtbaren Harzschicht auf den teilweise gehärteten gefärbten Abschnitten und dann Härten der gefärbten Abschnitte und der Harzschicht durch Aufbringen einer Lichtenergie.
Im Allgemeinen erfordert es viel Zeit und Kosten, um einen kundenspezifischen Tintenstrahlkopf zu entwickeln. Selbst wenn ein üblicher kundenspezifischer Tintenstrahlkopf für ein Farbfilterherstellgerät entwickelt ist, sind die Kosten für den üblichen kundenspezifischen Tintenstrahlkopf sehr hoch, weil die Produktion kleiner ausfällt als die von üblicherweise verwendeten Tintenstrahlköpfen für Drucker und dergleichen. Im Ergebnis werden die Kosten des Herstellgerätes hoch, und von daher steigen auch die Filterkosten an.
Es wird angenommen, dass Tintenstrahlköpfe allgemein für Drucker verwendet werden und angewandt werden bei der Herstellung von Farbfiltern. Die Auflösung der meisten vorhandenen Drucktintenstrahlköpfe beträgt 300 dpi, 360 dpi, 400 dpi, 600 dpi oder 720 dpi. Das Pixelgrundmaß eines Farbfilters vom 9,4-Inch-VGA-Typ beträgt 300 μm (entspricht 84,7 dpi). Das Pixelgrundmaß von Farbfiltern des 10,4-Inch-XGA-Typs und eines 12,9-Inch-EWS-Typs beträgt 207 μm (entsprechend 122,7 dpi). Das Pixelgrundmaß von Farbfiltern des 12,1-Inch-XGA-Typs, eines 13,8-Inch-EWS- und eines 15,5-Inch-EWS-Typs beträgt 240 μm (entsprechend 105,8 dpi). Es gibt keine Kombination von einem Tintenstrahlkopf und einem Farbfilter, dessen Auflösung und Pixelgrundmaß zueinander passt oder ein ganzzahliges Vielfaches bildet. Unter Berücksichtigung anderer Kombinationen gibt es kaum eine solche von einem Tintenstrahlkopf und einem Farbfilter, dessen Auflösung und Pixelgrundmaß zueinander passt oder ein ganzzahliges Vielfaches bildet.
Wenn ein Tintenstrahlkopf, der verwendet wird für einen üblichen Tintenstrahldrucker, angewandt wird bei einem Gerät zur Farbfilterherstellung, hat der hiesige Anmelder die Technik der Anpassung von Auflösung des Tintenstrahlkopfes mit dem Pixelgrundmaß eines Farbfilters untersucht durch Positionieren vom Tintenstrahlkopf schräg in Hinsicht auf ein Farbfiltersubstrat.
Der hiesige Anmelder hat auch eine Technik des Zusammensetzens vom Tintenstrahlkopf beim Herstellgerät untersucht, so dass beispielsweise der Winkel des Tintenstrahlkopfes in Hinsicht auf ein Farbfiltersubstrat geändert werden kann, um den einzelnen Tintenstrahlkopf zu gestatten, mit den Pixelgrundmaßen verschiedener Arten von Farbfiltern zu Rande zu kommen.
Ist jedoch der Tintenstrahlkopf schräg in Hinsicht auf das Farbfilter montiert, dann wird eine Farboperation durch relatives Abtasten des Tintenstrahlkopfes mit dem Farbfilter ausgeführt, eine relative Abtastoperation ist erforderlich im Überschreiten eines Betrages gemäß der Schrägpositionierung vom Tintenstrahlkopf. Damit erhöht sich die erforderliche Farbgebungszeit für ein Substrat. Wenn insbesondere ein Tintenstrahlkopf kürzer als die effektive Pixelfläche eines Farbfilters ist, das verwendet wird, ist eine längere Farbgebungszeit erforderlich, da eine relative Abtastoperation mehrere Male ausgeführt werden muss. Wenn die Zeit der Farbgebung des Substrats erhöht wird, sinkt die Produktion der Farbfilter pro Zeiteinheit, was zu einem Anstieg von Kosten für das Farbfilter führt.
Wenn darüber hinaus ein Tintenstrahlkopf, der zu verwenden ist, eine Totzeit erfährt, dann steigt die Viskosität einer Tinte in den Ausstoßdüsen des Tintenstrahlkopfes an, und verfestigt sich nach Kontakt mit der Luft. Im Ergebnis kommen Ausstoßfehler auf, das heißt, die Unfähigkeit des Tintenausstoßes, des Doppelausstoßes, des Schrägausstoßes bei der Tintenausstoßrichtung. Aus diesem Grund sind die Düsenoberflächen mit Kappengliedern bedeckt, wenn der Tintenstrahlkopf nicht in Verwendung ist. Selbst mit den Verkappungsgliedern kann eine ursprüngliche Periode einer Ausstoßoperation zunächst einiges an Tinte ausstoßen aus einer Düse, die nicht ausstoßen soll, oder es kann Zwillingsbildung auftreten aufgrund des Einflusses der Tinte, deren Viskosität sich erhöht hat. Wenn die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium ausgestoßen wird, wie ein Blatt Papier in diesem Zustand, kann ein Teil einer Eigenschaft verloren gehen oder extrem hell oder dunkel werden, was zu einer Verschlechterung der Druckqualität führt. Um ein derartiges Phänomen zu vermeiden, wird ein Abschnitt zum Aufnehmen der Vorausstoßtinte gebildet in einem Kappenabschnitt, und mehrere Tinten werden vorausgestoßen (Vorausstoßoperation) auf den aufnehmenden Abschnitt, bevor eine tatsächliche Druckoperation erfolgt. Diese Arbeitsweise selbst wird im allgemeinen von einem Tintenstrahldrucker ausgeführt, und ist von daher keine besondere Arbeitsweise.
Wenn ein Tintenstrahlkopf beim Farbfilterherstellgerät verwendet wird, anders als beim allgemeinen Drucker, wird eine Farbgebungsoperation ausgeführt durch Ausstoß von Tinte aus dem Tintenstrahlkopf auf die Öffnungsabschnitte mit der vorbestimmten Regelmäßigkeit, wie schon zuvor beschrieben. Aufgrund dieses Verfahrens erfordert das Farbfilterherstellgerät eine Tintenauftreffgenauigkeit, die zehnmal höher ist als beim üblichen Drucker. Aus diesem Grund ist die Vorausstoßoperation besonders wichtig, und es ist vorzuziehen, dass eine Vorausstoßoperation immer ausgeführt wird, bevor ein Farbmuster durch Ausstoß von Tinte auf ein Glassubstrat erfolgt.
Wenn das Herstellgerät einen Langkopf verwendet, der ein ganzes Glassubstrat mit einer Abtastoperation einfärben kann, wird nach dieser Vorausstoßoperation sich folgendes Problem einstellen. Verwendet das Gerät jedoch einen Kurzkopf, der ein Glassubstrat mit einer Vielzahl von Vorgängen an Abtastoperationen einfärbt, ist eine Totzeit erforderlich, während der die Ausstoßoperation des Kopfes anhält, da die Position des Kopfes in Bezug auf das Substrat zwischen den einzelnen Abtastoperationen verändert ist. Erhöht sich diese Zeit, kann ein Ausstoßfehler oder eine Zwillingsbildung beim Ausstoß der Tinte in der nächsten Abtastoperation auftreten.
Bei der Farbgebung der gesamten Substratoberfläche mit einer Vielzahl von Abtastoperationen sind dieselben Düsen erforderlich, bei jeder Operation verwendet zu werden, aufgrund der Beziehung zwischen der Anzahl von Ausstoßdüsen, die in einer Abtastoperation verwendet wird, und die Anzahl von Pixeln, die einen Farbfilter erzeugen. Aus diesem Grund können Düsen, die noch nicht in der vorherigen Abtastoperation verwendet worden sind, verwendet werden.
Da die Tinte in den Düsen, die noch nicht verwendet wurden bei der vorherigen Abtastung, Kontakt mit Luft haben, ohne für längere Zeit verwendet zu werden, verglichen mit der Tinte in den restlichen Düsen, erhöht sich in den Düsen, die nicht verwendet wurden, die Viskosität, oder es findet eine Verfestigung statt. Wenn aus diesem Grund die Tinte, die auszustoßen ist aus den Düsen, die noch nicht verwendet wurden, ein Ausstoßfehler auftritt, das heißt, die Unfähigkeit zum Tintenausstoß oder die Zwillingsbildung, das heißt es kann eine Neigung der Tintenausstoßrichtung auftreten. Im Ergebnis wird ein fehlerhaftes Farbfilter hergestellt.
Um dies zu verhindern, kann der Kopf relativ zum Tintenaufnahmeabschnitt für eine Vorausstoßoperation verschoben werden, die in dem Kappenabschnitt erzeugt wird, um eine Vorausstoßoperation bei jeder auszuführenden Abtastoperation durchzuführen. Die erforderliche Zeit bei dieser Operation zum Vervollständigen der Farbe auf dem Substrat erhöht sich folglich, und die Herstellung pro Zeiteinheit wächst an, was zu einem Anstieg der Kosten des Farbfilters führt. Das heißt, der hiesige Anmelder hat dieses Verfahren als unerwünscht angesehen.
Zusätzlich zu diesem Problem stellt sich das folgende.
Vor einer detaillierten Beschreibung dieses Problems ist der folgende Fall vom hiesigen Anmelder untersucht worden und nachstehend anhand 1 beschrieben. Beim Anwenden eines Tintenstrahlkopfes, der für einen Allgemeinzwecktintenstrahldrucker verwendet wird, bei einem Farbfilterherstellgerät, wird der Tintenstrahlkopf schräg in Hinsicht auf das Farbfiltersubstrat montiert, um die Auflösung des Tintenstrahlkopfes mit dem Pixelgrundmaß eines Farbfilters anzupassen.
1 ist eine Aufsicht, die zeigt, wie die Pixel eines Farbfilters von einem Tintenstrahlkopf eingefärbt werden. In Hinsicht auf den Tintenstrahlkopf ist nur die Position einer Düsenanordnung gemäß 1 dargestellt. In diesem Zustand wird von einem vorbestimmten Muster ein einzufärbender Abschnitt in Rot koloriert. Angemerkt sei, dass die Buchstaben R, G und B in den jeweiligen Pixeln von 1 bedeuten, dass die Farben in Rot, Grün bzw. Blau aufgetragen werden.
Bezugszeichen 1013 bedeutet eine Düsenanordnung, die auf dem Tintenstrahlkopf gebildet ist. Eine Tinte wird ausgestoßen aus der Düsenanordnung, um Tintenpunkte auf dem Substrat zu bilden. Bezugszeichen 1014 bedeutet ein Pixel bedeutet ein Pixel eines Farbfilters. Von diesen Pixeln auf dem Substrat sind Tintenpunkte gebildet.
Da im Falle von 1 das Pixelgrundmaß vom Farbfilter nicht übereinstimmt mit dem Düsengrundmaß des Tintenstrahlkopfes, wird der Kopf geneigt, um die Positionen jedes dritten Pixels derselben Farbe in Y-Richtung in Übereinstimmung mit den Positionen der ausgestoßenen Tinte aus jeder fünften Düse zu bringen. Tintenpunkte werden dann in den Pixeln 1014 gebildet, während der Tintenstrahlkopf relativ in X-Richtung in 1 verschoben wird, wodurch die Pixel eingefärbt werden. Die Operation wird ausgeführt unter Verwendung von Tintenstrahlköpfen zum Ausstoß von Tinten in Rot, Grün und Blau, um ein Farbfilter herzustellen. Bei dieser Operation werden im Tintenstrahlkopf zur Farbgebung roter Pixel, was in 1 gezeigt ist, die zweite, siebente und zwölfte Düse verwendet, um die Tinte auszustoßen, aber die restlichen Düsen bleiben unbenutzt.
In diesem Falle, wie bei diesem Tintenstrahlkopf, wird ein allgemeiner Tintenstrahlkopf verwendet, der ein Düsengrundmaß von 360 dpi hat (70,5 μm). Als das Farbfilter wird ein solches mit einem Pixelgrundmaß von 100 μm verwendet.
Dieser Tintenstrahlkopf hat folgende Eigenschaften:

(1) Wenn eine Düse mit einem Feststoff in einer Tinte anstößt, kann eine normale Ausstoßoperation nicht mehr erfolgen. Im Falle, dass eine Düse, die in Verwendung ist, Tinte nicht sauber ausstößt, wird der gesamte Tintenstrahlkopf ersetzt.
(2) In einem Tintenstrahlsystem, das ein thermisches Phänomen nutzt, insbesondere wenn eine vorbestimmte Anzahl von Tinten auszustoßen sind, wird die Düse nicht mehr in der Lage sein, den Ausstoß der Tinte sauber auszuführen, weil die Tinte durch Wärmeeinwirkung schrumpelt. Das heißt, die Lebensdauer einer jeden Düse hängt von der Anzahl ausgestoßener Tinten ab. Aus diesem Grund muss ein Tintenstrahlkopf periodisch ersetzt werden.
(3) Im Tintenstrahlsystem, das dieses thermische Phänomen nutzt, wird die Wiederholung einer Ausstoßoperation die Temperatur in der Nähe der Düse ansteigen lassen, da ein Heizelement für jede Düse vorgesehen ist, die eine Tintenausstoßenergie erzeugt. Aus diesem Grund ändern sich die Tintenpunkte allmählich in ihrer Größe, und der Tintenstrahlkopf dehnt sich aus, was zu einer Deformierung führt, beispielsweise beim Düsengrundmaß.

Wie zuvor beschrieben, stellen sich in einem Farbfilterherstellgerät die folgenden Probleme, wenn nur spezifische Düsen verwendet werden:

(1) Wird eine gegebene Düse unfähig, Tinte genau auszustoßen, muss der gesamte Tintenstrahlkopf ersetzt werden, obwohl die übrigen Düsen noch verwendbar sind.
(2) Im Tintenstrahlsystem, das dieses thermische Phänomen nutzt, muss das Ersetzen des Kopfes insbesondere periodisch ausgeführt werden, da die Lebensdauer einer jeden Düsen von der Anzahl der Tintenausstöße abhängt. Beim Ersetzen kann die gesamte Lebensdauer des Tintenstrahlkopfes mit der Lebensdauer einiger Düsen übereinstimmen, die verwendet worden sind, obwohl die Mehrzahl der restlichen Düsen noch verwendet werden können.
(3) Im Tintenstrahlsystem, das das thermische Phänomen nutzt, erhöht sich insbesondere als beim Ausführen einer Ausstoßoperation die Temperatur nahe der benutzten Düse, und die ausgestoßene Tintenmenge variiert. Aus diesem Grund variieren die Größe und die Farbdichte von Tintenpunkten, die auf dem Substrat gebildet sind, die die Gleichförmigkeit des Farbfilters nachteilig beeinflussen.

Es stellt sich auch das folgende Problem. Eine Verunreinigung kann aus einem Farbmaterial austreten, das in einer Tinte verwendet wird für ein Farbfilter in die Flüssigkristallschicht, um die Anzeigequalität zu verschlechtern. Aus diesem Grund muss diese Tinte gereinigt werden, um die Verunreinigung zu beseitigen. Die Tinte wird folglich teuer. Um eine Kostenreduzierung zu erreichen, ist die Forderung aufgekommen, die verwendete Tintenmenge zu reduzieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist entstanden in Hinsicht auf die obigen Probleme und es ist beabsichtigt, ein Farbfilterherstellverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Kosten vom Tintenstrahlkopf und die Kosten des Herstellgerätes unter Verwendung des Tintenstrahlkopfes senken kann, der in einem üblichen Drucker verwendet wird, oder einen einfachen Aufbau hat, wie ein Tintenstrahlkopf, der zur Herstellung eines Farbfilters verwendet wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen ein kostengünstiges Farbfilter bereit durch Verringern der Tintenmengen, die pro Farbfilter verwendet werden, eine Anzeigeeinrichtung, die das Farbfilter verwendet, und eine Vorrichtung, die die Anzeigeeinrichtung nutzt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Farbfilterherstellverfahren und -vorrichtung, die die Ausstoßoperation eines Tintenstrahlkopfes stabilisieren kann, um das Auftreten fehlerhafter Produkte zu vermeiden und die Zeichnungszeit zu verkürzen, die für ein Glassubstrat erforderlich ist, und die Produktion pro Zeiteinheit zu erhöhen, um ein Farbfilter geringer Kosten herzustellen, wenn ein Glassubstrat durch Ausführen einer Abtastoperation mehrfach zu kolorieren ist, ein Farbfilter, eine Anzeigeeinrichtung und ein Gerät, das eine solche Anzeigeeinrichtung nutzt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen auch ein Filterherstellgerät vor, das die Totzeit zwischen Abtastoperationen verkürzen kann, während der jede Tintenausstoßdüse eines Tintenstrahlkopfes mit Ausstoßdüsen in einem Grundmaß eingerichtet ist, das einem Pixelgrundmaß gleicht, keine Tinte ausstößt, die Ausstoßoperation des Tintenstrahlkopfes stabilisiert, das Auftreten fehlerhafter Produkte unterdrückt, und die Ausbeute erhöht, wenn eine Zeichnungsoperation für ein Substrat auszuführen ist durch relatives Abtasten des Tintenstrahlkopfes in einer Vielzahl.
In Ausführungsbeispielen nach der vorliegenden Erfindung kann eine aktuelle verwendete Düse auf eine andere desselben Tintenstrahlkopfes umgeschaltet werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gestatten auch das Verringern der Häufigkeit, zu der Tintenstrahlköpfe ersetzt werden müssen aufgrund der Lebensdauer einer jeden Düse.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung machen es auch möglich, die Größe und Farbdichte eines jeden Tintenpunktes konstant zu halten.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Herstellungsvorrichtung für einen Farbfilter, der durch Formen einer Vielzahl von farbigen Bildelementen auf einem Substrat hergestellt wird, bereit, mit:
einem Tintenstrahlkopf mit einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen zum Ausstoßen von Tinten derselben Farbe, wobei die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen in eine Vielzahl von Düsengruppen aufgeteilt ist;
einer Bewegungseinrichtung zum Durchführen einer relativen Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates; und
einer Steuerungseinrichtung zum Steuern eines Betriebs der Bewegungseinrichtung und eines Tintenausstoßbetriebs des Tintenstrahlkopfes, in welchem die Bildelemente durch Ausstoßen von Tinte von dem Tintenstrahlkopf gefärbt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass während des Färbens des Substrates durch eine mehrmalige relative Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates die Steuerungseinrichtung den Tintenausstoßbetrieb derart steuert, dass in jedem Bewegungsbetrieb Tinten unter Verwendung nur einer Düsengruppe der Vielzahl von Düsengruppen ausgestoßen werden, ohne die verbleibenden Düsengruppen zu verwenden, und dass Tintenausstoßdüsen, welche in einem nachfolgenden Bewegungsbetrieb verwendet werden, immer alle oder einen Teil der Tintenausstoßdüsen aufweisen, welche in einem vorhergehenden Bewegungsbetrieb verwendet wurden.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt die Erfindung bereit ein Verfahren des Herstellens eines Farbfilters durch Anordnen einer Vielzahl von farbigen Bildelementen auf einem Substrat durch Steuern relativer Positionen des Substrates und eines Tintenstrahlkopfs, welcher eine Vielzahl von Tintenausstoßdüsen zum Ausstoßen von Tinten derselben Farbe besitzt und in welchem die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen in eine Vielzahl von Düsengruppen aufgeteilt ist, und Ausstoßen von Tinten von dem Tintenstrahlkopf auf die Bildelemente auf dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass:
während des Färbens eines gesamten Bereichs auf einem Substrat durch mehrmalige relative Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates, ein Tintenausstoßbetrieb derart durchgeführt wird, dass Tinten in jedem Bewegungsbetrieb unter Verwendung nur einer Düsengruppe der Vielzahl von Düsengruppen ausgestoßen werden, ohne die verbleibenden Düsengruppen zu verwenden, und dass Tintenausstoßdüsen, welche in einem nachfolgenden Bewegungsbetrieb verwendet werden, immer alle oder einen Teil der Tintenausstoßdüsen aufweisen, die in einem vorhergehenden Bewegungsbetrieb verwendet wurden.
Andere Aufgaben, Vorteile neben jenen, die zuvor abgehandelt wurden, werden dem Fachmann in der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung deutlich, die jetzt folgt. In der Beschreibung wird Bezug genommen auf die beiliegende Zeichnung, die einen Teil der Beschreibung bildet, und die ein Beispiel der Erfindung veranschaulicht. Ein derartiges Beispiel ist jedoch nicht erschöpfend für die Vielzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung, und folglich wird Bezug genommen auf die Patentansprüche, die der Beschreibung folgen, um den Umfang der Erfindung zu bestimmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Farbfilter und einem Tintenstrahlkopf in einer Farbherstellvorrichtung zeigt;
2A bis 2F sind Querschnittsansichten zur Erläuterung eines Farbfilterherstellprozesses;
3A bis 3F sind Querschnittsansichten zur Erläuterung eines anderen Farbfilterherstellprozesses;
4 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur eines TFT-Flüssigkristallfeldes zeigt, die ein Farbfilter inkorporiert, das hergestellt ist durch eine Herstellvorrichtung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur eines TFT-Flüssigkristellfeldes zeigt, das ein Farbfilter enthält, das hergestellt wurde durch eine Herstellvorrichtung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Informationsverarbeitungsvorrichtung zeigt, die ein Flüssigkristallfeld verwendet;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Informationsverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung des Flüssigkristallfeldes zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Informationsverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung eines Flüssigkristallfeldes zeigt;
9 ist eine Ansicht, die das Muster eines Farbfilters zeigt, das hergestellt ist mit der Herstellvorrichtung des Ausführungsbeispiels;
10 ist eine Ansicht, die die Größe der Anzeigeeinheit eines TFT-Flüssigkristallfeldes zeigt, das ein von der Herstellvorrichtung des Ausführungsbeispiels hergestelltes Farbfilter enthält;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines Tintenstrahlkopfes zeigt;
12 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer Restauriereinheit für die Herstellvorrichtung des Ausführungsbeispiels zeigt;
13 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Restauriereinheit für die Herstellvorrichtung des Ausführungsbeispiels eine Verkappungsoperation ausführt;
14 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Restauriereinheit für die Herstellvorrichtung des Ausführungsbeispiels eine Wischoperation ausführt;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines Tintenstrahlkopfes zeigt;
16 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Anordnung der Herstellvorrichtung vom Ausführungsbeispiel zeigt;
17 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch die Arbeitsweise der Herstellvorrichtung vom Ausführungsbeispiel zeigt;
18 ist eine Ansicht, die zeigt, wie Tintenstrahlköpfe relativ zu einem Glassubstrat in der Herstellvorrichtung vom Ausführungsbeispiel verschoben werden;
19 ist eine Ansicht, die die Lagebeziehung zwischen einem jeden Pixel und einer jeden Ausstoßdüse der Herstellvorrichtung vom Ausführungsbeispiel zeigt;
20 ist eine Ansicht, die zeigt, wie der Tintenstrahlkopf Tinte ausstößt;
21 ist eine Ansicht, die die Anordnung der Ausstoßdüsen auf der Düsenoberfläche eines Tintenausstoßkopfes zeigt;
22 ist eine Ansicht, die die Anordnung der Ausstoßdüsen auf der Düsenoberfläche eines Tintenstrahlkopfes zeigt;
23 ist eine Ansicht, die zeigt, wie Tintenstrahlköpfe relativ zu einem Glassubstrat in einer Herstellvorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels verschoben werden;
24 ist eine Ansicht, die zeigt, wie Tintenstrahlköpfe relativ zu einem Glassubstrat in einer Herstellvorrichtung eines noch anderen Ausführungsbeispiels verschoben werden;
25 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer Farbfilterherstellvorrichtung vom fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
26 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer Farbfilterherstellvorrichtung vom sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
27 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer Farbfilterherstellvorrichtung vom siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
2A bis 2F zeigen einen Farbfilterherstellprozeß, bei dem eine Farbfilterherstellvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird generell als Substrat 1 ein Glassubstrat verwendet. Ein anderes als ein Glassubstrat kann jedoch verwendet werden, sofern dessen Eigenschaften für einen Flüssigkristallfilter geeignet sind, das heißt, gute Transparenz und hohe mechanische Festigkeit aufweisen.
Zuerst wird das Glassubstrat 1 aufbereitet, auf dem eine schwarze Matrix gebildet ist zur klaren Aufteilung eines Pixels von einem Farbfilter, um so ein klares Bild zu erzielen (2A). Als Verfahren des Herstellens einer schwarzen Matrix steht ein Verfahren bereit zur Bildung eines dünnen Metallfilms auf einem Substrat durch Sprühen oder Auftragung und Mustern des Films durch einen photolithographischen Prozess.
Wie in 2B gezeigt, wird ein Beschichtungsmaterial auf das Substrat 1 aufgetragen, auf dem die schwarze Matrix 2 gebildet wird. Die sich ergebende Struktur wird vorgetempert, wenn dies erforderlich ist, um eine Harzzusammensetzungsschicht 3 zu bilden. Nach Bestrahlung mit Licht oder nach Bestrahlung mit Licht und einer Wärmebehandlung wird die Tintenabsorptionseigenschaft der bestrahlten Abschnitte von der Harzzusammensetzungsschicht 3 verbessert. Als Beschichtungsmaterial wird folgende Harzzusammensetzung verwendet. Nach Belichten oder Belichten mit Wärmebehandlung wird die Tintenabsorptionseigenschaft von den belichteten Abschnitten der Harzzusammensetzung verbessert. Durch Anwenden des Unterschieds bei der Tintenabsorptionseigenschaft zwischen den belichteten und nichtbelichteten Abschnitten kann eine Farbmischung von Tinten und die unnötige Diffusion einer Tinte vermieden werden.
Musterbelichtung erfolgt über eine Maske 4 in Hinsicht auf das Beschichtungsmaterial auf den Abschnitten, die von der schwarzen Matrix 2 nicht lichtabgeschirmt sind, um einen Tintenaffinitätsprozeß auszuführen (2C), wodurch ein latentes Bild entsteht (2D).
Danach werden Tintenstrahlköpfe verwendet zum Ausstoß von R- (Rot), G- (Grün) und B- (Blau) Tinten auf Abschnitte 6 mit Affinitäten für Tinten (2E), und die Tinten werden erforderlichenfalls getrocknet.
Die Bestrahlung mit Licht oder die Wärmebehaltung und Bestrahlung mit Licht erfolgt zum Verfestigen des Farbbeschichtungsmaterials, und eine Schutzschicht 8 wird erforderlichenfalls aufgetragen (2F). Die Schutzschicht 8 kann beispielsweise bestehen aus einem Harzmaterial einer Photosatzart, einer Thermosatzart, einer Photo-Thermosatzart oder aus einem anorganischen Film, der durch Auftragung oder Sprühen gebildet wird. Die sich ergebende Schicht muss transparent sein nach Bilden eines Farbfilters und hinreichende Widerstandsfähigkeit für den nachfolgenden Prozess aufweisen, wie für einen ITO-Bildungsprozeß (Indiumzinnoxid) und einen Ausrichtfilmbildungsprozeß.
3A bis 3F sind Ansichten, die einen weiteren Farbfilterherstellprozeß zeigen.
3A zeigt ein Glassubstrat 1 mit einer schwarzen Matrix 2, die gebildet ist durch lichtdurchlässige Abschnitte 7 und Lichtabschirmabschnitte. Zuallererst wird das Glassubstrat 1, auf dem die schwarze Matrix 2 gebildet ist, mit einer Harzzusammensetzung beschichtet, die ausgehärtet werden kann durch Bestrahlen mit Licht oder durch Bestrahlen mit Licht und Wärme, und die Tintenaufnahmefähigkeit aufzeigt. Die sich ergebende Struktur wird erforderlichenfalls vorgetempert, um eine Harzzusammensetzungsschicht 3' zu bilden (3B). Die Harzzusammensetzungsschicht 3' kann durch ein Beschichtungsverfahren wie Schleuderbeschichtung, Walzenbeschichtung, Balkenbeschichtung, Sprühen oder Tauchen gebildet werden. Ein zu verwendendes Beschichtungsverfahren ist jedoch nicht speziell eingeschränkt.
Danach wird eine Musterbelichtung ausgeführt unter Verwendung einer Photomaske 4' in Hinsicht auf die Harzschichtabschnitte, die von der schwarzen Matrix 2 lichtabgeschirmt sind, um teilweise die Harzschicht auszuhärten, wodurch Abschnitte 5' (nichtfarbige Abschnitte) gebildet werden, die keine Tinten absorbieren (3C). Danach wird die Harzschicht einmal gefärbt in R, G und B unter Verwendung der Tintenstrahlköpfe (3D), und die Tinten werden erforderlichenfalls getrocknet.
Als Photomaske 4', die verwendet wird, wenn die Musterbelichtung erfolgt, wird eine Maske mit Öffnungsabschnitten verwendet, um die von der schwarzen Matrix lichtabgeschirmten Abschnitte auszuhärten. Um in diesem Falle eine Farbauslassung des Farbmaterials an einem Abschnitt zu vermeiden, der mit der schwarzen Matrix in Kontakt ist, muss eine relativ große Tintenmenge ausgestoßen werden. Aus diesem Grund haben Maskenöffnungsabschnitte eine kleinere Größe als die Breite eines jeden Lichtabschirmabschnitts der schwarzen Matrix.
Als Tinte, die für eine Färbungsoperation zu verwenden ist, kommt entweder Farbstoff- oder Pigmenttinte in Frage, und eine jede flüssige und feste Tinte kann verwendet werden.
Als eine aushärtbare Harzzusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, kann eine beliebige Zusammensetzung verwendet werden, die Tintenaufnahmefähigkeit aufweist und wenigstens nach einer nachstehenden Behandlung ausgehärtet werden kann: Bestrahlung mit Licht und eine Kombination von Bestrahlung mit Licht und Wärme. Als Harze stehen Acrylharz, Epoxydharz und Silikonharz zur Verfügung. Als Zellulosederivate stehen Hydroxypropylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Methylzellulose, Karboxymethylzellulose zur Verfügung, und es sind auch modifizierte Materialien verfügbar.
Auch können optische Initiatoren (Vernetzungsmaterialien) verwendet werden, um Vernetzungsreaktionen dieser Harze zu erreichen, die nach Bestrahlung von Licht oder Bestrahlung von Licht und Wärme erfolgt. Als optische Initiatoren können Dichromate, eine doppelsaure Verbindung, ein radikalbasierender Initiator, ein kationisch basierender Initiator, ein anionisch basierender Initiator und dergleichen verwendet werden. Mischungen dieser optischen Initiatoren und Verbindung der Initiatoren mit Sensibilisatoren können ebenfalls verwendet werden. Darüber hinaus kann ein säureerzeugender optischer Wirkstoff wie Oniumsalz als Vernetzungsmittel verwendet werden. Um eine Vernetzungsreaktion weiter voranzutreiben, kann eine Wärmebehandlung nach der Bestrahlung mit Licht erfolgen.
Harzschichten, die diese Zusammensetzungen enthalten, haben eine hervorragende Wärmefestigkeit, hervorragende Wasserbeständigkeit und dergleichen und sind hinreichend resistent gegenüber hohen Temperaturen und gegenüber Reinigung in den nachfolgenden Schritten.
Ein Tintenstrahlsystem, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein Blasenstrahlgerät unter Verwendung eines elektrothermischen Umsetzers als Energieerzeugungselement, ein piezoelektrischer Strahltyp unter Verwendung eines Piezoelements und dergleichen sein. Ein Färbungsbereich und ein Färbungsmuster können beliebig eingesetzt werden.
Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht die Struktur, in der die schwarze Matrix auf dem Substrat gebildet ist. Nachdem eine aushärtbare Harzzusammensetzungsschicht gebildet ist oder nachdem die Färbung ausgeführt ist, kann jedoch eine schwarze Matrix auf der Harzschicht gebildet werden, ohne dass ein Problem aufkommt. Das heißt, die Form der schwarzen Matrix ist nicht auf diejenige des Ausführungsbeispiels beschränkt. Als Verfahren zur Bildung einer schwarzen Matrix wird vorzugsweise ein Verfahren der Bildung eines dünnen Metallfilms auf einem Substrat durch Sprühen oder Auftragung und Mustern des Films durch einen photolithographischen Prozess verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Danach wird die aushärtbare Harzzusammensetzung durch Ausführen lediglich einer der nachstehend aufgeführten Behandlungen ausgehärtet: Bestrahlung mit Licht, Wärmebehandlung und eine Kombination von Bestrahlung mit Licht und Wärmebehandlung (3E), und eine Schutzschicht 8 wird erforderlichenfalls gebildet (3F). Angemerkt sei, dass das Bezugszeichen hv die Intensität des Lichts bedeutet. Ist eine Wärmebehandlung auszuführen, wird Wärme anstelle von hv verwendet. Die Schutzschicht 8 kann aus einer zweiten Harzzusammensetzung eines Photosatztyps, eines Thermosatztyps oder eines Photosatz-/Thermosatztyps bestehen. Die sich ergebende Schicht muss nach Bildung des Farbfilters Transparenz aufweisen und muss hinreichend widerstandsfähig gegenüber den nachfolgenden Prozessen sein, wie einem ITO-Bildungsprozeß und einem Ausrichtfilmerzeugungsprozeß.
4 und 5 sind Querschnittsansichten, die jeweils ein TFT-Farbflüssigkristallfeld (Dünnfilmtransistor-Farbflüssigkristallfeld) zeigen, das über das Farbfilter dieses Ausführungsbeispiels verfügt. Angemerkt sei, dass die Form des Farbflüssigkeitsfeldes nicht auf irgendeines dieser Beispiele beschränkt ist.
Im Allgemeinen wird ein Farbflüssigkeitskristallfeld erzeugt durch Hinzufügen eines Farbfiltersubstrats 1 auf ein Gegensubstrat 254 und durch Versiegeln einer Flüssigkristallverbindung 252 dazwischen. TFT (Dünnfilmtransistoren) (nicht dargestellt) und transparente Pixelelektroden 253 sind auf der Innenoberfläche eines Substrats 254 des Flüssigkristallfeldes in einer Matrixform gebildet. Ein Farbfilter 10 ist auf die Innenoberfläche des anderen Substrats 12 platziert, so dass die R-, G- und B-Farbmaterialien auf gegenüberliegende Pixelelektroden aufgetragen werden. Eine transparente Gegenelektrode (gemeinsame Elektrode) 250 ist auf der gesamten Oberfläche des Farbfilters 10 gebildet. Eine schwarze Matrix 2 wird allgemein auf der Seite des Farbfiltersubstrats 1 gebildet (siehe 4). In einem Flüssigkristallfeld des BM-Typs (Schwarze-Matrix-Typs) wird die schwarze Matrix auf der Seite des TFT-Substrats gegenüber dem Farbfiltersubstrat gebildet (siehe 5). Darüber hinaus sind Ausrichtfilme 251 innerhalb der Ebenen der beiden Substrate gebildet. Durch Ausführen eines Reibeprozesses für den Ausrichtfilm 251 können die Flüssigkristallmoleküle in eine vorbestimmte Richtung ausgerichtet werden. Polarisationsplatten 255 sind an die Außenoberfläche der jeweiligen Glassubstrate gebondet. Die Flüssigkristallzusammensetzung 252 wird in den Spalt (etwa 2 bis 5 μm) zwischen diesen Glassubstraten gefüllt. Als rückwärtiges Licht wird generell eine Kombination einer Fluoreszenzlampe (nicht dargestellt) und einer Streuplatte (nicht dargestellt) verwendet. Eine Anzeigeoperation erfolgt durch Veranlassen der Flüssigkristallkomponente, als optischer Verschluss zur Änderung der Transmittanz vom Licht aus dem rückwärtigen Licht zu dienen.
Nachstehend anhand der 6 bis 8 wird ein Fall beschrieben, bei dem die obige Flüssigkristallanzeigeeinrichtung beim Informationsverarbeitungsgerät angewandt wird.
6 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Anordnung eines Informationsverarbeitungsgerätes zeigt, das als Wortprozessor, Personal Computer, Faxgerät und Kopierer dient, bei denen die obige Flüssigkristallanzeigeeinrichtung Verwendung findet.
Unter Bezug auf 6 bedeutet Bezugszeichen 1801 eine Steuereinheit, die die gesamte Vorrichtung steuert. Die Steuereinheit 1801 enthält eine CPU, wie einen Mikroprozessor, und verschiedene I/O-Ports und führt eine Steuerung durch Abgabe-/Eingabesteuersignale, Datensignale und dergleichen aus zu/von den jeweiligen Einheiten. Bezugszeichen 1802 bedeutet eine Anzeigeeinheit, die verschiedene Menus, Dokumentinformationen und Bilddaten, die durch eine Bildleseeinheit 1807 gelesen wurden, und dergleichen auf dem Anzeigebildschirm darstellt; Bezugszeichen 1803 bedeutet ein transparentes, druckempfindliches Berührfeld, das auf der Anzeigeeinheit 1802 befestigt ist. Durch Drücken auf die Oberfläche des Berührfeldes 1803 mit dem Finger des Anwenders oder dergleichen kann eine Punkteingabeoperation, eine Koordinatenpositionseingabeoperation oder dergleichen auf der Anzeigeeinheit 1802 erfolgen.
Bezugszeichen 1804 bedeutet eine FM-Klangquelleneinheit (Frequenzmodulationsklangquelleneinheit) zum Speichern von Musikinformationen, die ein Musikeditor oder dergleichen erstellt, in einer Speichereinheit 1810 oder in einer externen Speichereinheit 1812 als digitale Daten, und zum Auslesen der Informationen aus einem derartigen Speicher, wodurch eine FM-Modulation der Information erfolgt. Ein elektrisches Signal aus der FM-Klangquelleneinheit 1804 wird durch eine Lautsprechereinheit 1805 in einen hörbaren Klang umgesetzt. Eine Druckereinheit 1806 wird verwendet als Ausgabeendgerät für den Wortprozessor, den Personal Computer, das Faxgerät und den Kopierer.
Bezugszeichen 1807 bedeutet eine Bildleseeinheit zum photoelektrischen Lesen von Originaldaten. Die Bildleseeinheit 1807 ist mittig längs des Originaltransportdurchgangs angeordnet und ausgelegt, Originale für Fax- und Kopieroperationen und andere unterschiedliche Originale zu lesen.
Bezugszeichen 1808 bedeutet eine Sende-/Empfangseinheit für das Faxgerät. Die Sende-/Empfangseinheit 1808 sendet per Fax Originaldaten, die die Bildleseeinheit 1807 gelesen hat, und empfängt und decodiert ein gesendetes Faxsignal. Die Sende-/Empfangseinheit 1808 hat eine Schnittstellenfunktion für externe Einheiten. Bezugszeichen 1809 bedeutet eine Fernsprecheinheit mit einer generellen Fernsprechfunktion und verschiedenen Telefonfunktionen, wie eine Anrufbeantworterfunktion.
Bezugszeichen 1810 bedeutet eine Speichereinheit einschließlich eines ROM zum Speichern von Systemprogrammen, Verwaltungsprogrammen, Anwenderprogrammen, Schriftzeichen und Wörterbüchern, eines RAM zum Speichern eines Anwenderprogramms, das aus der externen Speichereinheit 1812 geladen wird, und von Dokumentinformationen, eines Video-RAM und dergleichen.
Bezugszeichen 1811 bedeutet eine Tastatureinheit zur Eingabe von Dokumentinformationen und zur Eingabe verschiedener Befehle.
Bezugszeichen 1812 bedeutet eine externe Speichereinheit, die ein Diskettenlaufwerk, eine Festplatte und dergleichen verwendet. Die externe Speichereinheit 1812 dient der Speicherung von Dokumentinformationen, von Musik- und Sprachinformationen, von Anwenderprogrammen und dergleichen.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Informationsverarbeitungsvorrichtung in 6.
Unter Bezug auf 7 bedeutet Bezugszeichen 1901 eine Flachfeldanzeige unter Verwendung der obigen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die verschiedene Menus, Graphikmusterinformationen, Dokumentinformationen und dergleichen anzeigt. Eine Koordinateneingabe- oder Punktbestimmungseingabeoperation lässt sich auf der Flachfeldanzeige 1901 durch Drücken auf die Oberfläche des Berührfeldes 1803 mit einem Finger des Anwenders oder dergleichen ausführen. Bezugszeichen 1902 bedeutet einen Handapparat, der verwendet wird, wenn die Vorrichtung als Fernsprechapparat dient. Eine Tastatur 1903 ist über eine Schnur lösbar mit dem Grundkörper verbunden und wird verwendet zum Ausführen verschiedener Dokumentfunktionen und Eingabe verschiedener Daten. Dieses Tastatur 1903 hat verschiedene Funktionstasten 1904. Bezugszeichen 1905 bedeutet einen Einfügeport, durch den eine Diskette in die externe Speichereinheit 1812 eingeschoben wird.
Bezugszeichen 1906 bedeutet ein Originaltableau, auf dem ein von der Bildleseeinheit 1807 zu lesendes Original platziert wird. Das gelesene Original wird von einem rückwärtigen Abschnitt des Gerätes abgegeben. In einer Faxempfangsoperation oder dergleichen werden empfangene Daten von einem Tintenstrahldrucker 1907 ausgedruckt.
Wenn die obige Informationsverarbeitungsvorrichtung als Personal Computer oder als Wortprozessor dienen soll, werden verschiedene Arten von Informationen verarbeitet, die über die Tastatureinheit 1811 von der Steuereinheit 1801 gemäß einem vorbestimmten Programm eingegeben werden, und die resultierende Information wird als Bild an die Druckereinheit 1806 abgegeben.
Soll die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Empfänger für das Faxgerät dienen, wird die durch die Sende-/Empfangseinheit 1808 über die Übertragungsleitung eingegebene Faxinformation der Empfangsverarbeitung in der Steuereinheit 1801 gemäß einem vorbestimmten Programm unterzogen, und die sich ergebende Information wird als empfangenes Bild an die Druckereinheit 1806 abgegeben.
Soll die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Kopierer dienen, wird ein Original von der Bildleseeinheit 1807 gelesen, und die gelesenen Originaldaten werden als ein zu kopierendes Bild an die Druckereinheit 1806 über die Steuereinheit 1801 abgegeben. Angemerkt sei, dass, wenn das Informationsverarbeitungsgerät als Empfänger des Faxgerätes dienen soll, Originaldaten, die die Bildleseeinheit 1807 gelesen hat, der Sendeverarbeitung in der Steuereinheit 1801 gemäß einem vorbestimmten Programm unterzogen werden, und die sich ergebenden Daten werden auf eine Übertragungsleitung über die Sende-/Empfangseinheit 1808 gesandt.
Angemerkt sei, dass die obige Informationsverarbeitungsvorrichtung ausgelegt werden kann als integriertes Gerät, das den Tintenstrahldrucker im Grundkörper enthält, wie in 8 gezeigt. In diesem Falle kann die Tragbarkeit der Vorrichtung verbessert werden. Dieselben Bezugszeichen in 8 bedeuten Teile, die dieselben Funktionen wie jene in 7 haben.
9 zeigt das Farbmuster eines Farbfilters, das von der Farbfilterherstellvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels hergestellt wurde. Jeder der Abschnitte, der mit Tinten für R, G und B gefärbt ist, ist ein Pixel, das eine faxt rechteckige Gestalt hat. Es wird angenommen, dass die Längsrichtung eines Pixels die X-Richtung ist, und dass eine Richtung senkrecht zur X-Richtung die Y-Richtung ist. Alle Pixel haben dieselbe Größe, das heißt 150 μm × 60 μm. Das Grundmaß in X-Richtung beträgt 300 μm, und das Grundmaß in Y-Richtung beträgt 100 μm. Pixel derselben Farbe sind in einer Zeile in X-Richtung angeordnet, und Pixel sind in der Y-Richtung so angeordnet, dass benachbarte Pixel unterschiedliche Farben haben. Das in 9 gezeigte Muster entspricht dem Muster der schwarzen Matrix, die im in 2A gezeigten Schritt gebildet sind.
Die Anzahl von Pixeln in X-Richtung beträgt 480, und diejenige in Y-Richtung beträgt 1920 (640 Pixel einer jeden Farbe). Wie in 10 gezeigt, hat der Bildschirm vom Farbfilter eine Größe von 144 mm × 192 mm, was einem 9,4-Inch-Flüssigkristallfeld mit einer Diagonallänge von 240 mm entspricht.
11 zeigt die Anordnung einer Herstellungsvorrichtung zum Herstellen des Farbfilters in 9.
Unter Bezug auf 11 enthält die Herstellungsvorrichtung 20 eine X-Y-Bühne 22, die auf einer Basis (nicht dargestellt) befestigt ist und in X- und Y-Richtung in 11 verschoben werden kann, und ein Tintenstrahlkopf IJH ist auf der Basis über ein Stützglied (nicht dargestellt) über der X-Y-Bühne 22 befestigt. Ein Glassubstrat 1, auf dem die schwarze Matrix 2 und eine Harzverbindungsschicht 3 im voraus durch das obige Verfahren gebildet sind, ist auf der X-Y-Bühne 22 platziert. Der Tintenstrahlkopf IJH enthält einen Rotkopf 120a zum Ausstoß roter Tinte, einen Grünkopf 120b zum Ausstoß grüner Tinte und einen Blaukopf 120c zum Ausstoß blauer Tinte. Diese Köpfe 120a, 120b und 120c sind ausgelegt zum unabhängigen Ausstoß von Tinten.
Eine Restauriereinheit 30 zum Ausführen einer Restaurieroperation für den Tintenstrahlkopf IJH ist auf einem Endabschnitt der X-Y-Bühne 22 zur Bewegung in Z-Richtung in Hinsicht auf die X-Y-Bühne 22 vorgesehen.
Die Restauriereinheit 30 hat eine Funktion, das Verklumpen einer jeden Düse vom Tintenstrahlkopf IJH zu vermeiden und Tinte oder Staub zu beseitigen, der an der Düsenoberfläche des Tintenstrahlkopfes IJH anhaftet, um immer eine exakte Tintenausstoßoperation zu ermöglichen, und hat eine Funktion, die Herstellung eines defekten Produkts zu vermeiden, in dem Staub, der an der Düsenoberfläche klebt, daran gehindert wird, während der Färbungsoperation auf das Glassubstrat zu fallen. 12 zeigt die Anordnung der Restauriereinheit 30.
Bezugszeichen 31a, 31b und 31c bedeuten Kappen für den Rot-, den Grün- beziehungsweise den Blaukopf 120a, 120b und 120c des Tintenstrahlkopfes IJH. Während die Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c keine Farbfilterfärbungsoperation in Hinsicht auf das Glassubstrat 1 ausführen, bedecken die Kappen 31a, 31b und 31c die Düsenoberflächen der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b beziehungsweise 120c, um die Köpfe daran zu hindern, zum Tintenausstoß unfähig zu werden. Es wird angenommen, dass die Ausstoßoperationen der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c nach einer vorbestimmten Totzeit wieder aufgenommen werden. Selbst wenn in diesem Falle die obigen Kappen 31a, 31b und 31c verwendet werden aufgrund des Einflusses einer Erhöhung der Viskosität in jeder Tinte, kann ein Ausstoßfehler oder eine Zwillingsbildung beim Ausstoßen der ersten Tinten auftreten. Das heißt, einige erste aus der Düse auszustoßende Tinten können nicht ausgestoßen werden oder sie können durch die Luft Kurven fliegen. Nachdem in diesem Falle nicht weniger als eine vorbestimmte Menge ausgestoßen ist, wird ein normaler Zustand wiederhergestellt, und die Tinte wird gerade ausgestoßen. Wenn solch ein Fehler auftritt, während das Glassubstrat 1 gefärbt wird, können einige Pixel nicht farbig werden oder die Tinte landet nicht an der richtigen Stelle, was zu einem defekten Produkt führt. Um ein solches Phänomen zu vermeiden, wird eine vorbestimmte Tintenmenge aus jedem Kopf ausgestoßen, das heißt, eine Vorausstoßoperation erfolgt, bevor das Glassubstrat 1 gefärbt wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Vorausstoßoperation unter Verwendung der Kappen ausgeführt. Jedoch können die betreffenden Tintenempfangsabschnitte zum Vorausstoß in anderen Verhältnissen gebildet werden.
Die Kappen 31a, 31b und 31c haben auch eine Funktion des Verkappens der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c und nehmen Tinte aus den jeweiligen Düsen entgegen, um so die Düsen vom Ausstoß exzessiver Mengen an Tinte zu schützen, wenn eine Operation (Druck-/Restaurieroperation) des Haltens der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c in einem normalen Zustand auszuführen ist durch periodisches Pressen oder Zirkulieren von Tinten aus der Tintenlieferseite zu den Tintenstrahlköpfen 120a, 120b und 120c unter Verwendung eines Tintendruckmotors (nicht dargestellt) und zwangsweise Blasen und Staub aus den Düsen ausstoßen, was Ausstoßfehler verursachen kann.
Bezugszeichen 32a, 32b und 32c bedeuten Klingen zum Wischen der Düsenoberflächen. Jede Klinge hat vorzugsweise eine Wasserabsorptionseigenschaft. Wie in 14 dargestellt, wischen die Klingen 32a, 32b und 32c mit dem Betrieb der Restauriereinheit 30 in X-Richtung die Tinte weg, die an den Düsenoberflächen der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c klebt, oder Tintennebel, die erzeugt werden nach Ausstoß von Tinten und auf den Düsenoberflächen kleben bleiben.
Bezugszeichen 33 bedeutet einen Restaurierbehälter, der sich unter den Kappen 31a, 31b und 31c und den Klingen 32a, 32b und 32c befindet, um das Lecken von Tinte aus den Kappen und Klingen zu vermeiden und Klingenreinigungslösungen (sind später zu beschreiben) daran zu hindern, in das Gerät einzudringen. Tinten und Reinigungslösungen, die im Restaurierbehälter 33 gesammelt sind, werden in ein Drainagebad 37 geführt. Der Restaurierbehälter 33 ist ausgelegt, integral mit den Kappen 31a, 31b und 31c und den Klingen 32a, 32b und 32c zu arbeiten. Wenn eine Verkappungsoperation in Z-Richtung und eine Wischoperation in X-Richtung ausgeführt werden, arbeitet der Restaurierbehälter 33 in derselben Weise wie die Kappen 31a, 31b und 31c und wie die Klingen 32a, 32b und 32c.
Bezugszeichen 34a, 34b und 34c bedeuten offene Ventile. Ein Ende eines jeden offenen Ventils kommuniziert mit einer zugehörigen der Kappen 31a, 31b und 31c über Röhren. Das andere Ende eines jeden offenen Ventils steht unter atmosphärischem Druck. Die Kappen 31a, 31b und 31c bestehen aus Gummi und werden gegen die jeweiligen Köpfe mit einer Kraft von ungefähr 1 kgf oder mehr gepresst, und dann schrumpft das Volumen einer jeden Kappe. Der Innendruck einer jeden Kappe übersteigt den atmosphärischen Druck. Im Ergebnis wird Tinte in jeder Düse in jeden Tintenstrahlkopf gedrückt, womit Ausstoßfehler verursacht werden. Die offenen Ventile 34a, 34b und 34c sind vorgesehen, um ein derartiges Phänomen zu vermeiden. Jedes offene Ventil ist im Normalbetrieb geschlossen. Vor einer Verkappungsoperation wird jedes offene Ventil geöffnet. Indem jedes offene Ventil nach der Verkappungsoperation geschlossen gehalten wird, kann das Innere einer jeden Kappe unter atmosphärischem Druck gehalten werden.
Bezugszeichen 35 bedeutet eine Kappensaugpumpe zum Saugen einer Tinte, die in einer jeden Kappe gespeichert ist, in einer Druck-/Restaurieroperation, und zum Absaugen von Tinte, die in jede Kappe vorausgestoßen wurde. Die Kappensaugpumpen 35 sind jeweils über Röhren mit den Kappen 31a, 31b und 31c verbunden. Die abgesaugten Tinten werden in das Drainagebad 37 abgegeben.
Bezugszeichen 36 bedeutet Klingensaugpumpen 36, die Wasser absaugen, das die Klingen 32a, 32b und 32c absorbieren, die jeweils aus einem Material bestehen, das Wasserabsorptionseigenschaften aufweist, und zum Absaugen von Tinten, die in einer Wischoperation absorbiert wurden. Die Klingensaugpumpen 36 sind jeweils über Röhren mit den Klingen 32a, 32b und 32c verbunden. Das abgesaugte Wasser und die abgesaugten Tinten werden in das Drainagebad 37 abgegeben. Das Wasser und die Tinten, die in das Drainagebad 37 abgegeben wurden, werden gemeinsam aus dem Gerät nach außen ausgestoßen.
Bezugszeichen 38 (siehe 12) bedeutet einen Waschwassertank zum Speichern von Waschwasser zum Waschen der Kappen 31a, 31b und 32c und der Klingen 32a, 32b und 32c. Wenn ein Waschwasserlieferventil 39 geöffnet wird, wird Waschwasser aus jeder Waschwasserlieferdüse 40 gesprüht. Unter Bezug auf 11 sind diese Waschwasserlieferdüsen 40 unmittelbar über der Restauriereinheit 30 angebracht, wenn der Tintenstrahlkopf IJH (120a, 120b und 120c) das Glassubstrat 1 vollständig einfärbt.
Bezugszeichen 41 (siehe 12) bedeutet ein Waschwassernachfüllventil zum Nachfüllen von Waschwasser in der Waschwassertank 38. Wenn ein Waschwasserrestfeststellsensor 42 feststellt, dass die Waschwassermenge im Waschwassertank 38 gering wird, wird das Waschwassernachfüllventil 41 für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet, um Waschwasser in den Waschwassertank 38 nachzufüllen. Als Waschwasser wird destilliertes Wasser verwendet, das gewonnen wird durch Beseitigen von Verunreinigungen aus Zapfwasser.
15 zeigt die Struktur von Tintenstrahlkopf IJH zum Ausstoß von Tinte auf eine Harzzusammensetzungsschicht 3. Da diese drei Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c von derselben Struktur sind, zeigt 15 repräsentativ die Struktur einer dieser.
Unter Bezug auf 15 enthält der Tintenstrahlkopf IJH hauptsächlich eine Heiztafel 104 als eine solche, auf der eine Vielzahl von Heizelementen 102 zum Tintenaufheizen gebildet sind, und eine Deckplatte 106, die auf der Heiztafel 104 befestigt ist. Eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen 108 sind in der Deckplatte 106 gebildet. Tunnelförmige Flüssigkeitspassagen 110 kommunizieren mit den Ausstoßöffnungen 108, die dahinter gebildet sind. Die jeweiligen Flüssigkeitspassagen 110 sind von benachbarten Flüssigkeitspassagen durch Trennwände 112 getrennt. Die jeweiligen Flüssigkeitspassagen 110 sind gemeinsam mit einer Tintenkammer 114 an der Rückseite der Flüssigkeitspassagen verbunden. Tinte wird über einen Tinteneinlaß 117 in die Tintenkammer 114 geliefert. Diese Tinte wird aus der Tintenkammer 114 an jede Flüssigkeitspassage 110 geliefert.
Die Heiztafel 104 und die Deckplatte 106 sind so positioniert, dass die Position eines jeden Heizelements 102 mit derjenigen der zugehörigen Flüssigkeitspassage 110 übereinstimmt, und sind in einer in 15 gezeigten Weise zusammengebaut. Obwohl 15 nur zwei Heizelemente 102 zeigt, ist das Heizelement 102 entsprechend einer jeden Flüssigkeitspassage 110 angeordnet. Wenn ein vorbestimmtes Ansteuersignal an das Heizelement 102, wie in 15 im zusammengebauten Zustand gezeigt, geliefert wird, wird Tinte über dem Heizelement 102 sieden, um eine Blase zu erzeugen, und die Tinte wird nach der Volumenausdehnung der Tinte ausgestoßen aus der Ausstoßöffnung 108.
16 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung der Farbfilterherstellvorrichtung von diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezug auf 16 sind X- und Y-Richtungsantriebsmotoren 56 und 58 zum Antrieb der X-Y-Bühne 22 in X- und Y-Richtung verbunden mit einer CPU 50 zum Steuern des Gesamtbetriebs der Herstellvorrichtung über Treiberschaltungen 52 und 54 für den X- und Y-Motor. Ein Z-Richtungsantriebsmotor 59 zum Antrieb der Restauriereinheit 30 in Z-Richtung ist mit der CPU 50 über die Z-Motortreiberschaltung 55 verbunden.
Der Tintenstrahlkopf IJH ist ebenfalls mit der CPU 50 über eine Kopftreiberschaltung 60 verbunden. Des Weiteren sind X- und Y-Codierer 62 und 64 zum Feststellen der Position der X-Y-Bühne 22 mit der CPU 50 verbunden. Mit dieser Anordnung wird die Positionsinformation der X-Y-Bühne 22 der CPU 50 eingegeben. Darüber hinaus wird der CPU 50 ein Steuerprogramm in einem Programmspeicher 66 eingegeben. Die CPU 50 verschiebt die X-Y-Bühne 22 gemäß diesem Steuerprogramm und der Positionsinformation aus den X- und Y-Codierern 62 und 64. Mit dieser Operation wird ein gewünschter Gitterrahmen (Pixel) auf dem Glassubstrat 1 in eine Position unter dem Tintenstrahlkopf IJH gebracht, und Tinte mit gewünschter Farbe in das Pixel zu dessen Färbung ausgestoßen, womit das Glassubstrat 1 gefärbt wird. Ein Farbfilter wird hergestellt durch Ausführen dieser Operation für jedes Pixel. Immer wenn die Färbung eines Glassubstrats 1 abgeschlossen ist, wird die Restauriereinheit 30, die auf einem Endabschnitt der X-Y-Bühne 22 montiert ist, in eine Position unmittelbar unter dem Tintenstrahlkopf IJH verschoben, und die Klingen 32a, 32b und 32c werden vom X-Richtungsantriebsmotor 56 in X-Richtung bewegt, um die Wischoperation auszuführen. Darüber hinaus werden die Kappen 31a, 31b und 31c vom Z-Richtungsantriebsmotor 59 in Z-Richtung verschoben, um eine Vorausstoßoperation auszuführen. Das gefärbte Glassubstrat 1 wird mittlerweile ersetzt durch ein neues Glassubstrat 1 durch eine Glassubstrattransporteinheit (nicht dargestellt).
Die Arbeitsweise von der Farbfilterherstellvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist als nächstes anhand 17 beschrieben.
In Schritt S1 werden Tinten aus dem Tintenstrahlkopf IJH auf das Glassubstrat 1 ausgestoßen, um das Glassubstrat 1 zu färben. Ist ein Substrat fertig eingefärbt, wird die X-Y-Bühne 22 betätigt, um die Restauriereinheit 30 an die Stelle einer jeden Waschwasserlieferdüse 40 zu verschieben, und Waschwasser wird gegen die Klingen 32a, 32b und 32c gesprüht, wodurch die Klingen gewaschen werden (Schritt S2). Die X-Y-Bühne 22 wird dann verschoben, um die Restauriereinheit 30 in die Stellung des Tintenstrahlkopfes IJH zu bringen (Schritt S3). Wenn in Schritt S4 bestimmt ist, dass die Anzahl kolorierter Substrate geringer als eine vorbestimmte Anzahl ist, wird die normale Wischoperation unter Verwendung der Klingen 32a, 32b und 32c ausgeführt, um Tintenstaub abzuwischen, der auf den Düsenoberflächen klebt (Schritt S5). Ist in Schritt S4 bestimmt, dass nicht weniger als eine vorbestimmte Anzahl von Substraten gefärbt sind, wird eine Druck-/Restaurieroperation ausgeführt, um Tinte mit erhöhter Viskosität in jeder Düse und Blasen in der Tintenkammer zu beseitigen (Schritt S6). In diesem Ausführungsbeispiel wird jedesmal, wenn 30 Glassubstrate gefärbt wurden, eine Druck-/Restaurieroperation ausgeführt. Diese Druck-/Restaurieroperation wird nur ausgeführt, um Tinten auszugliedern, ohne diese bei der Farbgebungsoperation zu verwenden, und dies erfordert eine Erhöhung der Anzahl von Schritten, womit eine entsprechende Zeitdauer erforderlich ist. Aus diesem Grund die Häufigkeit dieser Operation vorzugsweise minimiert ausgeführt.
Wenn eine Druck-/Restaurieroperation erfolgt, klebt Tinte an den Düsenoberflächen. Aus diesem Grund wird die Wischoperation für eine Druckoperation danach ausgeführt (Schritt S7). Da die Tinte, die aus den Düsen ausgestoßen wird, an den Kappen in der Druck-/Restaurieroperation klebt (Schritt S6), wird eine Kappertwaschoperation durchgeführt (Schritt S8). Es wird überprüft, ob die Färbungsoperation abgeschlossen ist zur Wartung der Vorrichtung oder dergleichen (Schritt S9). Ist bestimmt, dass die Färbungsoperation abgeschlossen ist, werden die Verkappungsoperation und anderes abgeschlossen (Schritt S12), um die Färbungsoperation zu beenden. Ist bestimmt, dass die Färbungsoperation fortgesetzt wird, werden die Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c verkappt, und jeder Tintenstrahlkopf führt eine Vorausstoßoperation aus, um eine vorbestimmte Tintenmenge auszustoßen (Schritt S10). Danach wird eine Kappenwaschoperation ausgeführt, um die Tinten des Vorausstoßes wegzuwaschen, die an den Kappen kleben (Schritt S11). Während dieser Restaurieroperationen wird das gefärbte Substrat ersetzt durch ein neues Substrat, und die nächste Farbgebungsoperation folgt. Dieser Prozess wird wiederholt.
Charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung bei der Farbgebung eines Glassubstrats sind als nächstes anhand der 18 und 19 beschrieben.
Jeder der Köpfe 120a, 120b und 120c des Tintenstrahlkopfes IJH in 18 hat 512 effektive Düsen und ein Düsengrundmaß von 70,5 μm. Das heißt, jeder Tintenstrahlkopf hat eine Auflösung von 360 dpi. Wie in 9 gemäß dem Farbfilter dieses Ausführungsbeispiels gezeigt, sind die Pixel einer jeden Farbe mit einem Grundmaß von 300 μm eingerichtet. Da sich das Pixelgrundmaß vom Düsengrundmaß des Tintenstrahlkopfes IJH unterscheidet, wird jede fünfte Düse des Tintenstrahlkopfes IJH verwendet. Das heißt, es werden, wie in 18 gezeigt, nur 120 Düsen der 512 Düsen des Tintenstrahlkopfes IJH verwendet. Aus diesem Grund ist der Tintenstrahlkopf IJH unter 31,672° geneigt, wie in 18 gezeigt. 19 zeigt die Lagebeziehung zwischen den Pixeln der jeweiligen Farben und den Düsen des Tintenstrahlkopfes IJH. Von den Düsen 108 eines jeden der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c befindet sich nur jede fünfte Düse, aufgezeigt durch eine durchgehende Linie, über den Pixeln der jeweiligen Farbe. Die restlichen Düsen, aufgezeigt durch die gebrochenen Linien, befinden sich außerhalb der Pixel der zugehörigen Farben. Das heißt, die durch durchgehende Linien aufgezeigten Düsen sind im Wesentlichen mit einem Grundmaß von 300 μm in Y-Richtung angeordnet. Da die Düsen eines jeden der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c zu 70,5-μm-Intervallen angeordnet sind, ist jede fünfte Düse der aufgezeigten gebrochenen Linien ebenfalls mit einem Grundmaß von 300 μm in Y-Richtung angeordnet.
Der Prozess des Herstellens eines Farbfilters mit einer effektiven Anzeigefläche, wie sie in 10 gezeigt ist, das heißt, das Färben der Pixel der jeweiligen Farbe wie jene in 9 gezeigten, unter Verwendung des Tintenstrahlkopfes IJH mit den Düsen 108, die ein der obigen Weise angeordnet sind, ist als nächstes beschrieben. Wie zuvor beschrieben, befindet sich der Tintenstrahlkopf IJH in einem Winkel von 31,672° in Hinsicht auf das Glassubstrat 1. Wie in 19 gezeigt, sind die jeweiligen Tintenstrahlköpfe um 100 μm in Y-Richtung voneinander verschoben, so dass sich jede fünfte Düse eines jeden Tintenstrahlkopfes IJH über den zugehörigen Pixeln befinden. In diesem Falle haben die Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c dieselbe Struktur, ungeachtet der Tintenfarben. In der aktuellen Herstellvorrichtung sind die Tintenstrahlköpfe befestigt, und ein Glassubstrat wird bewegt. Jedoch zeigt 18 einen Zustand, bei dem das Glassubstrat feststehend ist und die Tintenstrahlköpfe bewegt werden. Da die Tintenstrahlköpfe und das Glassubstrat relativ zueinander bewegt werden, gibt es keinen Unterschied darin, ob das Glassubstrat feststehend oder beweglich ist.
Die Breite eines Abschnitts, den jeder Kopf durch eine Abtastoperation färben kann, entspricht 102 Pixeln, wie in 18 gezeigt, was 1/5 der 512 Düsen entspricht. Der Abstand zwischen den Zentren der Pixel auf den beiden Enden beträgt 30,3 mm. Das heißt, die gesamte effektive Anzeigefläche des Glassubstrats kann nicht durch eine Abtastoperation in X-Richtung gefärbt werden. Aus diesem Grund, wie in 18 gezeigt, wird, nachdem der Tintenstrahlkopf IJH das Glassubstrat einmal in X-Richtung abgetastet hat, der Tintenstrahlkopf relativ um 30,6 mm in Y-Richtung verschoben und tastet erneut gegen die X-Richtung ab. Diese Operation wird einmal wiederholt, um die gesamte effektive Anzeigefläche des Glassubstrats zu färben. Jeder der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c wird mittlerweile so gesteuert, dass immer nur jede fünfte Düsen verwendet wird.
In Hinsicht auf ein Pixel zu dieser Zeit, wie in 20 gezeigt, wird eine Vielzahl von Tinten stetig aus derselben Düse ausgestoßen, um die gesamte Fläche eines Rahmens der schwarzen Matrix 3 zu bedecken, so dass die Mitte jeder Tinte in den Rahmen fällt.
In einer Vorausstoßoperation in Schritt S10 in 17, die vor dem Färben eines Glassubstrats ausgeführt wird, erfolgt normalerweise das Steuern des Tintenstrahlkopfes IJH, um lediglich die Düsen, die für die Färbungsoperation verwendet werden, zu veranlassen, eine Vorausstoßoperation auszuführen. Da in diesem Ausführungsbeispiel eine Druck-/Restaurieroperation des Ausstoßens der Tinte aus allen Düsen jedes Mal ausgeführt wird, wenn 30 Glassubstrate gefärbt wurden, werden die Düsen, die für die Färbungsoperation nicht verwendet werden, während einer derartigen Färbungsoperation überhaupt nicht genutzt. Wenn eine Düse für eine bestimmte Zeitdauer nicht benutzt wird, kann sich Tinte verfestigen und die Düse verstopfen. In diesem Falle kann die Düse nicht mit der Druck-/Restaurieroperation funktionsfähig gemacht werden. Aus diesem Grund werden in diesem Ausführungsbeispiel alle Düsen veranlasst, eine Vorausstoßoperation jedes Mal auszuführen, wenn 10 Substrate gefärbt wurden.
Mit dieser Operation kann eine Druck-/Restaurieroperation, die Tinte verbraucht, zu längeren Zeitintervallen ausgeführt werden. Da darüber hinaus nur die Düsen, die zu verwenden sind, zur Ausstoßoperation in einer Normaloperation veranlasst werden, kann die Tintenmenge, die bei Restaurieroperationen verbraucht wird, minimiert werden. Durch Verringern der Häufigkeit der Druck-/Restaurieroperation kann des Weiteren die Anzahl von gefärbten Substraten pro Zeiteinheit erhöht werden. Indem man Gebrauch macht von den Düsen, die für die Färbungsoperation in dieser Weise nicht verwendet wurden, selbst wenn die Lebensdauer jeder fünften Düse, die zu Färbungsoperationen verwendet wird, abgelaufen ist, kann der Tintenstrahlkopf erneut verwendet werden durch Anordnen der restlichen Düsen, um diese für Färbungsoperationen zu verwenden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
21 und 22 sind Ansichten, die jeweils die Düsenanordnung des Tintenstrahlkopfes IJH in einer Farbfilterherstellvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
21 zeigt die Düsenanordnung, die aus zwei Gliederungen von Düsen aufgebaut ist. Die Düsen sind mit einem Grundmaß von 70,5 μm angeordnet, das heißt, in einer Auflösung von 360 dpi in Längsrichtung des Kopfes.
Wird dieser Kopf für das Färben eines Farbfilters mit Pixeln einer jeden Farbe verwendet, die in einem Grundmaß von 300 μm wie in 9 angeordnet sind, wird jede sechste Düse, die durch dicke durchgehende Linien aufgezeigt sind, verwendet, und der Kopf ist geneigt mit einem Winkel von 44,829°.
22 zeigt die Düsenanordnung, die aus drei Düsengliederungen gebildet ist. Die Düsen sind mit einem Grundmaß von 70,5 μm angeordnet, das heißt, es ergibt sich eine Auflösung von 360 dpi in Längsrichtung des Kopfes.
Wird dieser Kopf zum Färben eines Farbfilters mit Pixeln einer jeden Farbe verwendet, die mit einem Grundmaß von 300 μm wie in 9 angeordnet sind, wird jede sechste Düse verwendet, die durch die dicken durchgehenden Linien aufgezeigt sind, und der Kopf ist geneigt mit einem Winkel von 44,829°, wie im in 21 gezeigten Falle.
Mit den Tintenstrahlköpfen, die die obigen Düsenanordnung ebenfalls besitzen, können dieselben Wirkungen erzielt werden, wie zuvor beschrieben, durch Ausführen der Ausstoßsteuerung in derselben Weise wie im obigen Ausführungsbeispiel.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Eine Farbfilterherstellvorrichtung des dritten Ausführungsbeispiels hat dieselbe Anordnung wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels. Das dritte Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch sein Steuerverfahren. Aus diesem Grund wird eine Beschreibung der Vorrichtung fortgelassen, und das dritte Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung beschrieben, die dem ersten Ausführungsbeispiel galt.
Wie in 18 gezeigt, entspricht die Breite eines Abschnitts, den jeder Kopf mit einer Abtastoperation färben kann, 102 Pixeln, was 1/5 der 512 Düsen entspricht. Der Abstand zwischen den Zentren der Pixeln an den beiden Enden beträgt 30,3 mm. Das heißt, die ganze effektive Anzeigefläche des Glassubstrats kann nicht mit einer Abtastoperation in X-Richtung gefärbt werden. Nachdem ein Tintenstrahlkopf IJH das Glassubstrat einmal in X-Richtung abgetastet hat, wie in 18 gezeigt, wird aus diesem Grund der Tintenstrahlkopf relativ um 30,6 mm in Y-Richtung auf die Position der Düsen, die für die vorherige Abtastoperation verwendet wurden, über den zugehörigen Pixeln gebracht, um so die Tinte aus denselben Düsen wie jenen auszustoßen, die in der vorherigen Abtastoperation verwendet wurden. Zwischenzeitlich wird der Tintenstrahlkopf erneut in X-Richtung abtasten. Wie in 18 gezeigt, wird nach der zweiten Abtastoperation ein 28-Pixel-Abschnitt einer jeden Farbe ungefärbt gelassen. Der Tintenstrahlkopf IJH wird folglich relativ in Y-Richtung auf die Stelle der Düsen gebracht, die bei der vorherigen Abtastoperation über den zugehörigen Pixeln verwendet wurden, und jeder Kopf tastet erneut in X-Richtung ab, um die gesamte effektive Anzeigefläche des Glassubstrats unter Verwendung von 28 Düsen der Düsen zu färben, die in der vorherigen Abtastoperation verwendet wurden. Eine X-Y-Bühne 22 wird verschoben, um jeden Kopf in Y-Richtung unmittelbar nach dem Färben des letzten Pixels in einer Abtastoperation zu verschieben, um so die Lage eines jeden Kopfes relativ zum Glassubstrat zwischen den Abtastoperationen zu ändern. Jeder der Tintenstrahlköpfe 120a, 120b und 120c wird mittlerweile so gesteuert, immer nur jede fünfte Düsen zu verwenden.
In Hinsicht auf ein Pixel wird, wie in 20 gezeigt, zu dieser Zeit eine Vielzahl von Tinte fortlaufend aus derselben Düse ausgestoßen, um die gesamte Fläche eines Rahmens der schwarzen Matrix 2 so zu bedecken, dass die Mitte einer jeden Tinte in den Rahmen fällt.
Wie zuvor beschrieben, werden die Düsen, die nicht in der vorherigen Abtastoperation verwendet worden sind, in der nachfolgenden Abtastoperation benutzt, aber die Düsen, die in der vorherigen Abtastoperation verwendet wurden, werden immer in der nachfolgenden Abtastoperation genutzt. Aus diesem Grund sind alle Düsen, die für eine Färbungsoperation verwendet werden, nur für eine kurze Zeitdauer in einem Todzustand, und von daher wird jeder Kopf in einem Zustand gehalten, bei dem er Tinte stabil ausstoßen kann. Eine hochqualitative Färbungsaktion kann folglich immer ausgeführt werden. Da darüber hinaus die Köpfe nicht relativ zu den Positionen der Kappen oder zu den Abschnitten zur Aufnahme von Vorausstoßtinte bewegt werden müssen, um eine Vorausstoßoperation auszuführen, kann die Färbungszeit pro Substrat abgekürzt werden, und die Produktion pro Zeiteinheit steigt an, womit eine Kostenverringerung des Farbfilters erreicht wird.
Mit den Tintenstrahlköpfen, die die obigen Düsenanordnungen haben, wie sie in den 21 und 22 aufgezeigt sind, können dieselben Wirkungen erzielt werden wie durch Ausführen der Ausstoßsteuerung in derselben Weise bei diesem Ausführungsbeispiel.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Farbgebungsoperation ausgeführt unter Verwendung der Maximalzahl an Düsen, die sich verwenden lassen in der ersten bis sechsten Abtastoperation und lediglich unter Verwendung etwa 1/4 der Düsen in den restlichen Abtastoperationen. Dieselben Wirkungen, wie zuvor beschrieben, können jedoch unter Verwendung beliebiger Kombinationen der Anzahl von Düsen erzielt werden, die zu verwenden sind, sofern die Düsen, die in der vorherigen Abtastoperation Verwendung fanden, immer in der nachfolgenden Abtastoperation verwendet werden, und die Anzahl verwendeter Düsen wird verringert.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Eine Farbfilterherstellvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme der Anzahl von Köpfen und Düsen. Nur der Unterschied zwischen dem vierten und dem ersten Ausführungsbeispiel ist nachstehend erläutert.
Wie in 23 gezeigt, kann die Maximalbreite eines Abschnitts, bei dem der Kopf durch eine Abtastoperation färben kann, 272 Pixeln entsprechen, was 1/5 der 1.360 Düsen entspricht. Der Abstand zwischen den Mitten der Pixel der beiden Enden beträgt 81,6 mm. Das heißt, die gesamte effektive Anzeigefläche des Glassubstrats lässt sich nicht mit einer Abtastoperation in X-Richtung färben. Wie aus diesem Grund in 23 gezeigt, wird nach Abtasten eines Tintenstrahlkopfes IJH auf dem Glassubstrat in X-Richtung (Abtastung 1) der Tintenstrahlkopf relativ um 81,6 mm in Y-Richtung verschoben (Schritt 1) an die Stelle der Düsen, die bei der vorherigen Abtastoperation über den zugehörigen Pixeln verwendet worden sind, um so die Tinte aus denselben Düsen wie jenen auszustoßen, die in der vorherigen Abtastoperation verwendet worden sind. Zwischenzeitlich wird der Tintenstrahlkopf erneut in X-Richtung abtasten (Abtastung 2). Wie in 23 gezeigt, bleibt nach der zweiten Abtastoperation (Abtastung 2) ein 96-Pixel-Abschnitt einer jeden Farbe ungefärbt. Der Tintenstrahlkopf IJH wird folglich relativ in Y-Richtung verschoben (Schritt 2) zur Position der Düsen, die bei der vorherigen Abtastoperation (Abtastung 2) über den zugehörigen Pixeln verwendet worden sind, und jeder Kopf wird erneut in X-Richtung abtasten (Abtastung 3), um den gesamten effektiven Anzeigebereich des Glassubstrats unter Verwendung von 96 Düsen aller Düsen zu färben, die in der vorherigen Abtastoperation (Abtastung 2) verwendet worden sind. Eine X-Y-Bühne 22 wird verschoben, um jeden Kopf in Y-Richtung unmittelbar nach dem Färben vom letzten Pixel in einer Abtastoperation zu verschieben, um so die Lage eines jeden Kopfes relativ zu dem Glassubstrat zwischen Abtastoperationen zu ändern.
Zwischenzeitlich wird jeder Tintenstrahlkopf IJH gesteuert, immer nur jede fünfte Düsen zu verwenden.
Betrachtet wird eine Düse 200 auf der linken Seite des Tintenstrahlkopfes 120a im in 23 gezeigten Falle. Eine dicke durchgehende Linie 201 zeigt den Abstand der Düse 200 auf, die sich ohne Ausstoß von Tinte zwischen der ersten Abtastoperation (Abtastung 1) und der zweiten Abtastoperation (Abtastung 2) bewegt hat. Die Länge dieser dicken durchgehenden Linie lässt sich folgendermaßen errechnen, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Köpfen auf den beiden Enden in Abtastrichtung 48 mm beträgt: (95,598 × sin 31,672° + 48) × 2 + 81,6 = 277,989 (mm)
Der in 24 gezeigte Fall im vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist als nächstes beschrieben.
Im in 24 gezeigten Falle wird die Anzahl von Düsen, die in den jeweiligen Abtastoperationen verwendet werden (einschließlich der letzten Abtastoperation), gleichermaßen eingestellt. Das heißt, alle Düsen werden eingeteilt in Gruppen, die fast dieselbe Anzahl von Düsen haben, so dass 214 Düsen für eine erste Abtastoperation verwendet werden (Abtastung 1); 213 Düsen für die zweite Abtastoperation (Abtastung 2); und 213 Düsen für die dritte Abtastoperation (Abtastung 3). Betrachtet wird Düse 202 (um zum Ausstoß von Tinte verwendet zu werden) auf der linken Seite des Tintenstrahlkopfes 120a, wie im in 23 gezeigten Fall. Eine dicke durchgehende Linie 203 zeigt den Abstand der Düse 202 auf, der sich ohne Ausstoß irgendwelcher Tinte zwischen den Abtastoperationen bewegt hat (Abtastung 1) und der zweiten Abtastoperation (Abtastung 2). Die Länge dieser dicken durchgehenden Linie lässt sich folgendermaßen errechnen, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Köpfen der beiden Enden in Abtastrichtungen 48 mm beträgt, wie im in 23 gezeigten Falle: (75,153 × sin 31,672* + 48) × 2 + 64,2 = 239,119 (mm)
Wie aus dieser Gleichung ersichtlich, wird der Abstand einer jeden Ausstoßdüse, die sich ohne Ausstoß irgendwelcher Tinte zwischen den Abtastoperationen wie im in 24 dargestellten Falle bewegt, kürzer als diejenige im Falle, der in 23 gezeigt ist. Das bedeutet, dass die Zeit, während der eine jede Düse keine Tinte ausstößt, verkürzt ist. Wenn Tinte in einer gegebenen Düse in Kontakt gehalten wird mit Luft ohne ausgestoßen zu werden, verdampfen flüchtige Bestandteile in der Tinte, um die Viskosität der Tinte zu erhöhen. Als Ergebnis kann ein Ausstoßfehler auftreten, das heißt, die Unfähigkeit, Tinte auszustoßen, die Zwillingsbildung, das heißt, die Unfähigkeit, Tinte gerade auszustoßen. Um ein solches Phänomen zu verhindern, ist es wichtig, die Zeit zu minimieren, während der die Tintenausstoßdüse veranlasst wird, ohne Ausstoß von Tinte bereitzustehen.
Da die Zeit, während der die Tintenausstoßdüse in Kontakt mit Luft ist, zwischen Abtastoperationen kürzer als diejenige im Falle ist, der in 23 gezeigt ist, tritt ein Ausstoßfehler oder Zwillingsbildung weniger häufig auf. Das heißt, bereitgestellt ist eine Farbfilterherstellungsvorrichtung, die die Ausstoßoperation eines jeden Tintenstrahlkopfes stabilisiert und das Auftreten fehlerhafter Produkte unterdrückt, wodurch ein Anstieg der Ausbeute erreicht wird.
Mit den Tintenstrahlköpfen, die die in den 21 und 22 gezeigten Anordnungen haben, lassen sich auch dieselben Wirkungen wie zuvor erzielen durch Ausführen der Ausstoßsteuerung in derselben Weise wie in diesem Ausführungsbeispiel.
In jedem der in den 23 und 24 gezeigten Falle wird ein Bildschirm gefärbt durch Ausführen einer dreifachen Abtastoperation. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Eine Abtastoperation lässt sich vier oder mehrere Male ausführen. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere effektiv für einen Fall, bei dem eine Fläche, die von einer Abtastoperation gefärbt werden kann, geringfügig weniger als ein Bruch der Ganzheit eines Bildschirms, und ein Bildschirm wird durch drei oder mehr Abtastoperationen gefärbt.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Jeder im fünften Ausführungsbeispiel verwendete Tintenstrahlkopf hat eine Düsenanordnung mit einem Grundmaß von 70,5 μm. Die Düsengliederung ist geneigt in Abtastrichtung, und beispielsweise wird jede sechste Düse zum Färben von Pixeln mit derselben Farbe verwendet. Ein durch die Vorrichtung hergestelltes Farbfilter von diesem Ausführungsbeispiel hat dasselbe Farbmuster wie das in 9 gezeigte.
25 zeigt die Anordnung der Farbfilterherstellvorrichtung vom fünften Ausführungsbeispiel. Bezugszeichen 301 bedeutet ein Zeichnungsbild (das Pixelanordnungsmuster eines Farbfilters), welches Daten sind, die die relative Lagebeziehung zwischen Tintenpunkten aufzeigt, die auf einem Substrat zu bilden sind; und Bezugszeichen 302 bedeutet ein Düsenumschaltsignal zum Bestimmen einer Umschaltoperation für Düsen gemäß den jeweiligen Pixeln des Farbfilters. Ein Düsengruppenumschaltverfahren ist nachstehend detailliert anhand der 25 und 1 beschrieben. Es wird angenommen, dass die zweite, siebente und zwölfte Düsengruppe, gezählt von der rechten Seite her, verwendet werden. In diesem Falle ist die sequentielle Verwendung der Düsengruppen leicht auszuführen. Das heißt, die dritte, achte und dreizehnte Düsengruppe werden verwendet für die nächste Operation, und die vierte, neunte und vierzehnte Düsengruppe für die weiter nächste Operation. Jedoch kann auch ein anderes Umschaltverfahren verwendet werden. Darüber hinaus wird eine Düsengruppenumschaltoperation ausgeführt, wenn die Lebensdauer der aktuell verwendeten Düsen ablaufen. Beispielsweise basiert die Lebensdauer einer jeden Düse auf der Betriebszeit der Düsengruppe. Wenn die Betriebszeit einer Düsengruppe eine vorbestimmte Zeit erreicht hat, wird bestimmt, dass die Lebensdauer abgelaufen ist. Bezugszeichen 303 bedeutet einen Zeichnungsdatengenerator zum Erzeugen von Zeichnungsdaten als solche, die die Absolutlage eines jeden Tintenpunktes auf einem Substrat aufzeigen durch Bezug auf jedes Pixel auf dem Substrat mit einer zugehörigen Düse gemäß einem Düsenumschaltsignal. Nach Umschalten von Düsen wird in diesem Falle eine Änderung der Position einer jeden Düsen nach der Düsenumschaltoperation errechnet aus bekannten Daten, die zu der Düsenanordnung gehören, und die Position einer Bühne 308 wird geändert gemäß der errechneten Änderung beim Erzeugen eines jeden Tintenpunktes vor und nach der Düsenumschaltoperation. Bezugszeichen 304 bedeutet einen Treiber zum Ansteuern eines Tintenstrahlkopfes 305 und Zuführern 306 und 307 gemäß den Zeichnungsdaten, um Tintenpunkte gemäß den Zeichnungsdaten auf dem Substrat 1 zu erzeugen. Der Tintenstrahlkopf 305 enthält einen Rotkopf 305a zum Ausstoß roter Tinte, einen Grünkopf 305 zum Ausstoß grüner Tinte und ein Blaukopf 305c zum Ausstoß blauer Tinte. Die Zuführer 306 und 307 bewegen jeweils die Lage der Bühne 308 in X- und Y-Richtung gemäß einem Signal aus dem Treiber 304. Die Bühne 305 hält das zu färbende Substrat 1. Mit der obigen Anordnung wird ein Zeichnungsmuster 310 gemäß dem Zeichnungsbild 301 auf dem Substrat 1 erzeugt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Änderung der Lagebeziehung zwischen einem Substrat und jedem Zeichnungskopf, die auftritt nach Düsenumschaltung und dem Versatzbetrag einer jeden Düsenposition entspricht, abgeschätzt aus den bekannten Daten, die zur Düsenanordnung gehören. Die Lagebeziehung zwischen Tintenpunkten, die gerade von den jeweiligen Düsen erzeugt sind, können jedoch gemessen werden unter Verwendung einer Bildverarbeitungsvorrichtung.
In vielen aktuellen Konfigurationen werden das Düsenumschaltsignal 302 und der Zeichnungsdatengenerator 303 realisiert als Funktion einer oder einer Vielzahl von miteinander verbundenen Computern.
In diesem Ausführungsbeispiel entspricht das Mittel zum Umschalten von Düsengruppen, die zu verwenden sind, dem Düsenumschaltsignal 302 und dem Zeichnungsdatengenerator 303, dem Mittel zum Abschätzen oder Messen der Änderung in der Lagebeziehung zwischen dem Substrat 1 (Pixel) und jeder Düse eines jeden Tintenstrahlkopfes, der einem Offsetbetrag einer jeden Düse entspricht, entspricht dem Zeichnungsdatengenerator 303 und dem Mittel zum Ändern der Lagebeziehung zwischen dem Substrat 1, und jeder Tintenstrahlkopf (Düse) entspricht dem Zeichnungsdatengenerator 303, dem Treiber 304 und den Zuführern 306 und 307.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
26 zeigt die Anordnung einer Farbfilterherstellvorrichtung im sechsten Ausführungsbeispiel. Im fünften Ausführungsbeispiel wird die Feststellung einer defekten Düse und das Düsenumschalten extern ausgeführt. Im Gegensatz dazu wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Ausstoßzählrechner 311 verwendet, um die Häufigkeit aller Düsenausstöße von Tinte auf der Grundlage der Betriebszeit der Düse und der Häufigkeit der Düsenausstoße von Tinte pro Zeiteinheit zu errechnen, wodurch eine defekte Düse und das Ausführen der Düsenumschaltung abgeschätzt werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine defekte Düse abgeschätzt durch Errechnen der Häufigkeit aller Düsentintenausstöße auf der Grundlage der Betriebszeit der Düse und der Häufigkeit der Düsenausstöße pro Zeiteinheit. Die Häufigkeit aller Düsenausstöße an Tinte kann direkt gemessen werden, oder eine Bildverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen kann zum Feststellen einer defekten Düsen auf Grundlage des Zustands aller Tintenpunkte verwendet werden.
Da in diesem Ausführungsbeispiel das Düsenumschalten automatisch erfolgt, kann Arbeit vereinfacht werden und leicht realisiert, und ein stetiger Betrieb lässt sich für eine lange Zeitdauer ausführen, verglichen mit dem fünften Ausführungsbeispiel.
(Siebentes Ausführungsbeispiel)
27 zeigt die Anordnung einer Farbfilterherstellvorrichtung vom siebenten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Temperaturverteilung einer jeden Düse vom Tintenstrahlkopf gemessen, und das Düsenumschalten erfolgt gemäß dem Messergebnis.
In der Farbfilterherstellvorrichtung sind die Layouts von gezeichneten Tintenpunkten in Farbgebungsoperationen identisch untereinander, und eine Änderung der Temperatur einer jeden verwendeten Düse zeigt fast ein konstantes Muster. Darüber hinaus sind die Temperaturumgebungen, wie die Außentemperaturen, fast in allen Fällen konstant. Aus diesem Grund kann die Temperatur einer jeden Düse abgeschätzt werden aus der Betriebszeit der Düse. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Temperatur einer jeden Düse aktuell gemessen, um das Düsenumschalten auszuführen. Fast dieselbe Wirkung lässt sich erzielen unter Verwendung eines Verfahrens des Ausführens der Düsenumschaltung zu vorbestimmten Intervallen, ohne jedoch aktuell die Temperatur einer jeden Düse zu messen.
Da in den obigen Beispielen ein Temperaturanstieg einer jeden Düse unterdrückt wird, kann ein Ausstoßfehler aufgrund Verklumpung von Tinte oder dergleichen vermieden werden. Da darüber hinaus eine Totzeit eingestellt ist für jede Düse nach einer vorbestimmten Betriebszeit, wird die Lebensdauer der Düse verlängert.
In den obigen Ausführungsbeispielen wird die schwarze Matrix 2 auf dem Substrat 1 gebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In den 3A bis 3F kann beispielsweise die schwarze Matrix 2 auf einem anderen Substrat gebildet werden, das dem Glassubstrat 1 gegenüber steht. In diesem Falle wird Tinte in den Rahmen eines jeden Abschnitts 5 ausgestoßen, der keine Affinität zu Tinte in 2D hat.
In den obigen Ausführungsbeispielen wird, da jeder Tintenstrahlkopf ein blasenstrahlartiger Tintenstrahlkopf ist, bei dem eine Tinte auf dem Heizelement 102 zum Sieden gebracht wird, um eine Blase zu erzeugen, und die Tinte wird gestoßen und ausgestoßen aus der Ausstoßöffnung 108 nach Volumenausdehnung der Blase. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Tintenstrahlkopf unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements verwendet werden.
Nach der obigen Beschreibung wird die vorliegende Erfindung bei einer Druckvorrichtung des Systems angewandt, unter verschiedenen Tintenstrahlaufzeichnungsystemen, die ein Mittel (das heißt, einen elektrothermischen Umsetzer oder Laserlicht) zum Erzeugen von Wärmeenergie als Energie haben, die verwendet wird zum Tintenausstoß, und Zustandsänderungen in der Tinte unter Anwendung der Wärmeenergie. Gemäß diesem System kann ein hochdichter, hochauflösender Aufzeichnungsbetrieb realisiert werden.
Hinsichtlich der typischen Struktur und dem Prinzip ist es vorzuziehen, dass die grundlegende Struktur verwendet wird, die beispielsweise offenbart ist im U.S. Patent Nr. 4 723 129 oder
4 740 796 . Das obige Verfahren lässt sich anwenden sowohl bei einer Vorrichtung des Bedarfstyps als auch bei einer Vorrichtung des kontinuierlich arbeitenden Typs. Insbesondere kann eine befriedigende Wirkung erzielt werden, wenn die Vorrichtung des Bedarfstyps verwendet wird, weil die eingerichtete Struktur auf diese Weise ein oder mehr Ansteuersignale hat, die die Temperatur des elektrothermischen Umsetzers schnell ansteigen lässt, der sich gegenüber einem Blatt oder einem Flüssigkeitsdurchgang befindet, der die Flüssigkeit (Tinte) enthält, auf ein höheres Niveau als die Niveaus, bei der das Filmsieden stattfindet, angewandt vom elektrothermischen Umsetzer gemäß der Aufzeichnungsinformation, um so Wärmeenergie im elektrothermischen Umsetzer zu erzeugen und die wärmeaktive Oberfläche des Aufzeichnungskopfes zu veranlassen, Filmsieden stattfinden zu lassen, so dass die Blasen in der Flüssigkeit (Tinte) erzeugt werden können, um einem oder mehreren Ansteuersignalen zu entsprechen. Die Ausdehnung/Zusammenziehung der Blase veranlasst die Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßöffnung ausgestoßen zu werden, so dass eine oder mehrere Tinten gebildet werden. Wenn ein Impulsformungsansteuersignal verwendet wird, kann die Blase unmittelbar vergrößert/verkleinert werden und genau eine bevorzugte Wirkung erzielen, weil die Flüssigkeit (Tinte) ausgestoßen werden kann, während ein exzellentes Ansprechvermögen entwickelt wird.
Es ist vorzuziehen, dass ein Impulsansteuersignal verwendet wird, wie es offenbart ist im U.S. Patent Nr. 4 463 359 oder
4 345 262 . Wenn im U.S. Patent Nr. 4 313 124 offenbarte Bedingungen, die eine Erfindung bezüglich des Temperaturanstiegsverhältnisses sind, bei der Wärmewirkungsoberfläche verwendet werden, lässt sich ein befriedigendes Aufzeichnungsergebnis erzielen.
Als Alternative zur Struktur (gerade Flüssigkeitspassage oder senkrechte Flüssigkeitspassage) des Aufzeichnungskopfes, offenbart in jeder der obigen Erfindungen, und die eine Anordnung haben, bei die Ausstoßports, Flüssigkeitspassagen und elektrische Umsetzer kombiniert sind, ist eine Struktur mit einer Anordnung der Wärmewirkungsoberfläche in einer gekrümmten Zone vorgesehen, offenbart im U.S. Patent Nr. 4 558 333 oder
4 459 600 , die verwendet werden kann. Darüber hinaus können folgende Strukturen angewandt werden: eine Struktur mit einer Anordnung, bei der ein gemeinsamer Schlitz gebildet ist, um als Ausstoßabschnitt einer Vielzahl elektrothermischer Umsetzer zu dienen, die offenbart ist im japanischen offengelegten Patent Nr. 59-123670 ; und eine im japanischen offengelegten Patent Nr. 59-138461 offenbarten Struktur, bei der eine Öffnung zum Absorbieren von Druckwellen von Wärmeenergie vorgesehen ist, um dem Ausstoßabschnitt zu entsprechen.
Als Aufzeichnungskopf des Vollzeilentyps mit einer Länge gemäß der Maximalbreite eines Aufzeichnungsmediums, das aufgezeichnet werden kann durch die Aufzeichnungsvorrichtung, kann entweder die Konstruktion, deren Länge einer Kombination einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen genügt, wie in den obigen Spezifikationen offenbart, oder die Konstruktion als Einzelvollzeilentypaufzeichnungskopf, der zusammengebaut ist, verwendet werden.
Darüber hinaus ist die Erfindung effektiv für einen Aufzeichnungskopf des frei austauschbaren Chiptyps, der die elektrische Verbindung mit dem Aufzeichnungsvorrichtungsgrundkörper ermöglicht oder Tinte aus einer Haupteinrichtung liefert durch Montieren dieser auf den Vorrichtungsgrundkörper oder für den Fall durch Verwenden eines Aufzeichnungskopfes des Kartuschentyps, der eingebaut auf dem Aufzeichnungskopf selbst vorgesehen ist.
Bevorzugt ist die zusätzliche Anwendung des Aufzeichnungskopfrestaurierungsmittels und des Zusatzmittels, vorgesehen als Komponente der vorliegenden Erfindung, weil die Wirkung der vorliegenden Erfindung weiter stabilisiert werden kann. Insbesondere ist es vorzuziehen, ein Aufzeichnungskopfverkappungsmittel, ein Reinigungsmittel, ein Druck- oder Saugmittel, einen elektrothermischen Umsetzer, ein weiteres Heizelement oder ein Unterheizelement zu verwenden, gebildet durch Kombinieren dieser, und einen Unteremissionsmodus, bei dem eine Emission unabhängig vom Aufzeichnungsemittieren erfolgt, um das Ausführen der Aufzeichnungsoperation zu stabilisieren.
Obwohl eine flüssige Tinte in den obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine Tinte, die sich bei Raumtemperatur oder darunter verfestigt, oder eine Tinte, die weich wird oder sich verflüssigt bei Raumtemperatur, verwendet werden. Das heißt, eine beliebige Tinte, die verflüssigt ist, wenn ein Aufzeichnungssignal anliegt, kann verwendet werden.
Des weiteren wird eine Tinte, die verfestigt ist, wenn sie zum Stehen veranlasst wird, und sich verflüssigt, wenn Wärmeenergie gemäß einem Aufzeichnungssignal zugeführt wird, kann verwendet werden für die vorliegende Erfindung, um in positiver Weise einen Temperaturanstieg zu vermeiden, der verursacht wird durch Wärmeenergie unter Verwendung des Temperaturanstiegs als Energie des Zustandsübergangs vom festen Zustand in den flüssigen Zustand oder zur Vermeidung des Tintenverdampfens. In jedem Fall wird Tinte verflüssigt, wenn Energie angeliefert wird gemäß einem Aufzeichnungssignal, um so Tinte in Form flüssiger Tinte auszustoßen, oder eine Tinte, die nur nach Anliefern von Wärmeenergie flüssig ist, das heißt, eine Tinte, die sich zu verfestigen beginnt, wenn sie das Aufzeichnungsmedium erreicht, kann angewandt werden für die vorliegende Erfindung. Im obigen Falle kann die Tinte einer Art sein, die flüssig oder fest gehalten wird in einer Vertiefung eines porösen Blattes oder eines Durchgangsloches an einer Stelle, die dem elektrothermischen Umsetzer gegenüber steht, wie im offengelegten japanischen Patent Nr. 54-56847 oder im offengelegten japanischen Patent Nr. 60-71260 offenbart. Am meisten ist es vorzuziehen für die Tinte, nach dem obigen Filmsiedeverfahren benutzt zu werden.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie zuvor beschrieben wurde, ein Tintenstrahlkopf verwendet wird in einem allgemeinen Drucker oder ein Tintenstrahlkopf mit einer einfachen Abwandlung verwendet wird als Tintenkopf, der verwendet wird zur Herstellung eines Farbfilters, kann eine Kostenverringerung des Tintenstrahlkopfes erzielt werden. Eine Verringerung der Kosten der Herstellvorrichtung kann folglich erzielt werden. Darüber hinaus können die Herstellkosten pro Farbfilter verringert werden.
Da die Menge einer jeden pro Farbfilter verwendeten Tinte verringert wird, kann ein kostengünstiges Farbfilter, eine Anzeigeeinrichtung unter Verwendung des Farbfilters und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, die die Anzeigeeinrichtung verwendet.
Wenn ein Glassubstrat zu färben ist durch Ausführen einer Vielzahl von Abtastoperationen, kann die Ausstoßoperation eines jeden Tintenstrahlkopfes stabilisiert werden, und das Auftreten fehlerhafter Produkte kann unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Färbungszeit, die erforderlich ist für ein Glassubstrat, verkürzt werden, um die Produktion pro Zeiteinheit zu erhöhen. Folglich kann ein Farbfilterherstellverfahren und eine -vorrichtung bereitgestellt werden, womit ein Farbfilter kostengünstig herzustellen ist.
Vorgesehen ist eine Farbfilterherstellvorrichtung, die die Ausstoßoperationen von Tintenstrahlköpfen stabilisieren kann, die jeweils Ausstoßdüsen haben, die mit einer Grundmaßanpassung mit einem Pixelgrundmaß angeordnet sind und das Auftreten defekter Produkte unterdrückt, um einen Ausbeuteanstieg durch Verkürzen der Totzeit zwischen Abtastoperationen zu erreichen, während der eine jede Ausstoßdüse eines jeden Tintenstrahlkopfes keine Tinte ausstößt, wenn die Tintenstrahlköpfe in einer Häufigkeit zur Färbung eines Substrates abtasten.
Darüber hinaus können in jedem Tintenstrahlkopf zu verwendende Düsen umgeschaltet werden. Selbst wenn ein Fehler bei der Verwendung einer Düse auftritt, kann die Herstellung eines Farbfilters fortgesetzt werden durch Benutzen einer anderen Düse.
Da des Weiteren die Lebensdauer eines jeden Tintenstrahlkopfes verlängert ist, verglichen mit dem herkömmlichen Tintenstrahlkopf, der für ein Farbfilter verwendet wird, sinkt die Häufigkeit des Ersetzens von Tintenstrahlköpfen.
Darüber hinaus kann die Größe und Farbdichte eines jeden Tintenpunktes konstant gehalten werden. Da nach der vorliegenden Erfindung ein Temperaturanstieg einer jeden Düse unterdrückt wird, kann ein Ausstoßfehler aufgrund Verklumpens von Tinte vermieden werden. Da darüber hinaus die Totzeit für jede Düse nach einer vorbestimmten Betriebszeit eingestellt ist, wird die Lebensdauer der Düse verlängert.

Claims

Herstellungsvorrichtung für einen Farbfilter, der durch Formen einer Vielzahl von farbigen Bildelementen auf einem Substrat (1) hergestellt wird, mit: einem Tintenstrahlkopf (IJH, 120a–c, 305a–c) mit einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen (108) zum Ausstoßen von Tinten derselben Farbe, wobei die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen in eine Vielzahl von Düsengruppen aufgeteilt ist; einer Bewegungseinrichtung (56, 58, 306, 307) zum Durchführen einer relativen Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates; und einer Steuerungseinrichtung (50) zum Steuern eines Betriebs der Bewegungseinrichtung und eines Tintenausstoßbetriebs des Tintenstrahlkopfes, in welchem die Bildelemente durch Ausstoßen von Tinte von dem Tintenstrahlkopf gefärbt werden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Färbens des Substrates durch eine mehrmalige relative Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates die Steuerungseinrichtung den Tintenausstoßbetrieb derart steuert, dass in jedem Bewegungsbetrieb Tinten unter Verwendung nur einer Düsengruppe der Vielzahl von Düsengruppen ausgestoßen werden, ohne die verbleibenden Düsengruppen zu verwenden, und dass Tintenausstoßdüsen, welche in einem nachfolgenden Bewegungsbetrieb verwendet werden, immer alle oder einen Teil der Tintenausstoßdüsen aufweisen, welche in einem vorhergehenden Bewegungsbetrieb verwendet wurden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Tintenstrahlkopf ein Kopf zum Ausstoßen von Tinte unter Verwendung von Wärmeenergie ist, wobei der Kopf einen Wärmeenergieerzeuger zum Erzeugen von Wärmeenergie besitzt, die auf die Tinte angewendet wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung eine Steuerung durchführt, um einen Vorausstoßbetrieb durchzuführen, bevor der Tintenstrahlkopf beginnt, Bildelemente von entsprechenden Farben auf dem transparenten Substrat zu färben.
Verfahren des Herstellens eines Farbfilters durch Anordnen einer Vielzahl von farbigen Bildelementen auf einem Substrat (1) durch Steuern relativer Positionen des Substrates und eines Tintenstrahlkopfs (IJH, 120a–c, 305a–c), welcher eine Vielzahl von Tintenausstoßdüsen (108) zum Ausstoßen von Tinten derselben Farbe besitzt und in welchem die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen in eine Vielzahl von Düsengruppen aufgeteilt ist, und Ausstoßen von Tinten von dem Tintenstrahlkopf auf die Bildelemente auf dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass: während des Färbens eines gesamten Bereichs auf einem Substrat durch mehrmalige relative Bewegung des Tintenstrahlkopfes und des Substrates, ein Tintenausstoßbetrieb derart durchgeführt wird, dass Tinten in jedem Bewegungsbetrieb unter Verwendung nur einer Düsengruppe der Vielzahl von Düsengruppen ausgestoßen werden, ohne die verbleibenden Düsengruppen zu verwenden, und dass Tintenausstoßdüsen, welche in einem nachfolgenden Bewegungsbetrieb verwendet werden, immer alle oder einen Teil der Tintenausstoßdüsen aufweisen, die in einem vorhergehenden Bewegungsbetrieb verwendet wurden.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Tintenstrahlkopf ein Kopf zum Ausstoßen von Tinte unter Verwendung von Wärmeenergie ist, wobei der Kopf einen Wärmeenergieerzeuger zum Erzeugen von Wärmeenergie besitzt, die auf die Tinte angewendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung eine Steuerung durchführt, um einen Vorausstoßbetrieb durchzuführen, bevor der Tintenstrahlkopf beginnt, Bildelemente von entsprechenden Farben auf dem Substrat zu färben.
Verfahren des Herstellens eines Flüssigkristallfeldes mit einem Farbfilter, mit: Herstellen des Farbfilters durch das Verfahren gemäß Anspruch 4; und Einschließen einer Flüssigkristallverbindung (252) zwischen dem Farbfilter und einem Gegensubstrat (254).