ES2255133T3 - Metodo de fabricacion de un filtro de color, filtro de color, aparato de visualizacion y aparato que incluye el aparato de visualizacion. - Google Patents
Metodo de fabricacion de un filtro de color, filtro de color, aparato de visualizacion y aparato que incluye el aparato de visualizacion.Info
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Abstract
UN PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR UN FILTRO DE COLOR, CON MUY POCA DESIGUALDAD DE COLOR, EN UN CORTO PERIODO DE TIEMPO. DE ACUERDO CON EL PROCEDIMIENTO, AL MENOS UN COLOR UNICO DE TINTA ROJA, VERDE Y AZUL SE DESCARGA SOBRE CADA PIXEL (ELEMENTO DE IMAGEN) DE UN SUBSTRATO UTILIZANDO UNA CABEZA INYECTORA DE TINTA Y SE REALIZA LA COLORACION, DE MODO QUE LA FLUCTUACION DE DENSIDAD DE COLOR ENTRE LOS PIXELS COLOREADOS EN ROJO SE MANTENGA EN UN 5% O MENOR, LA FLUCTUACION DE LA DENSIDAD DE COLOR ENTRE PIXELS COLOREADOS DE VERDE SE MANTENGA EN UN 10% O MENOR Y LA FLUCTUACION DE DENSIDAD DE COLOR ENTRE PIXELS COLOREADOS EN AZUL SE MANTENGA EN UN 3% O MENOR.
Description
Método de fabricación de un filtro de color,
filtro de color, aparato de visualización y aparato que incluye el
aparato de visualización.
La presente invención se refiere a un método de
fabricación de un filtro de color mediante la descarga de tinta
sobre un material a someter a coloración con la utilización de un
cabezal por chorros de tinta, haciendo referencia también a un
filtro de color, un aparato de visualización y un aparato que
incluye el aparato de visualización.
Generalmente, en los ordenadores personales, en
los procesadores de textos, en las mesas de "pachinko" (juego
japonés de "pin-ball"), en los sistemas de
navegación para automóviles, en los aparatos de televisión de tamaño
pequeño y similares, se utiliza un aparato de visualización o
pantalla de cristal líquido, y su demanda está aumentando
últimamente. No obstante, dado que el precio de un aparato de
visualización de cristal líquido es elevado, aumenta cada año la
necesidad de reducir los costes de los aparatos de visualización de
cristal líquido.
Un filtro de color que forma parte de un aparato
de visualización de cristal líquido incluye columnas de píxeles en
rojo (R), verde (G) y azul (B) dispuestas en un sustrato
transparente. La periferia de cada uno de estos píxeles está dotada
de una matriz negra para apantallar la luz con el fin de
intensificar el contraste de la visualización.
Los métodos de fabricación de un filtro de color
conocidos convencionalmente son: método de dispersión de pigmentos,
método de teñido, método de electrolisis y método de impresión.
En el método de dispersión de pigmentos, se forma
una capa dispersada de un pigmento y de una resina fotosensible
sobre un sustrato, y se conforma en un dibujo de un solo color. Este
proceso se repite tres veces para obtener las capas R, G y B del
filtro de color.
En el método de teñido, se aplica un material
polímero soluble en agua, como un material susceptible de ser
teñido, sobre un sustrato de cristal, y el recubrimiento se conforma
de la manera deseada mediante un proceso de fotolitografía. El
sustrato con dibujo que se ha obtenido es sumergido en un baño de
teñido para obtener un dibujo en colores. Este proceso se repite
tres veces para formar las capas R, G y B del filtro de color.
En el método de electrolisis, se dispone un
electrodo transparente sobre un sustrato y se sumerge la estructura
resultante en un fluido de recubrimiento por electrolisis que
contiene un pigmento, una resina, un electrolito, y similar, para
ser coloreado con el primer color por electrolisis. Este proceso se
repite tres veces para formar las capas R, G y B del filtro de
color. Finalmente, estas capas son calcinadas.
En el método de impresión, se dispersa un
pigmento en una resina termoendurecible, se realiza tres veces una
operación de impresión para formar los recubrimientos R, G y B por
separado y las resinas son fijadas mediante calor, formando de este
modo capas coloreadas. En la totalidad de los métodos anteriores,
generalmente se forma una capa protectora sobre las capas
coloreadas.
El punto común a estos cuatro métodos es que el
mismo proceso debe ser repetido tres veces para obtener capas
coloreadas en tres colores, es decir, R, G y B. Debido al gran
número de etapas del proceso, estos métodos tienen desventajas
tales como una disminución del rendimiento y un incremento de
costes.
Además, en el método de electrolisis, se imponen
limitaciones en las formas de la disposición que puede formarse.
Por este motivo, con las técnicas actuales, es difícil aplicar este
método a las pantallas TFT. Por otra parte, en el método de
impresión es difícil formar una disposición con un paso fino debido
a la deficiente resolución.
Con el fin de eliminar estos inconvenientes,
existe una técnica propuesta en la cual se forma una disposición de
un filtro de color descargando tinta sobre un sustrato de cristal
mediante la utilización de un cabezal por chorros de tinta.
Con respecto a dicho método por chorros de tinta,
por ejemplo, la solicitud de patente japonesa en inspección pública
Nº 59-75205 da a conocer una técnica en la cual se
descarga una tinta que tiene tres colores de pigmento (R, G y B)
sobre un sustrato, mediante el método por chorros de tinta y cada
tinta es secada para formar una parte de una imagen coloreada.
Dicho método por chorros de tinta permite formar píxeles coloreados
en R, G y B todos a la vez. Por consiguiente puede simplificarse
considerablemente el proceso de fabricación y puede conseguirse un
resultado de una gran reducción de costes.
Sin embargo, cuando se fabrica un filtro de color
mediante el método por chorros de tinta, surge un problema porque
se genera una desigualdad de color en la pantalla, en el caso en que
cada uno de los píxeles de una columna o de una fila de la
superficie de la pantalla queda coloreado consecutivamente mediante
una única operación de escaneado, tal como se muestra en la figura
11.
Se considera que dicha desigualdad de color
generada en la pantalla está producida por los siguientes factores
diversos relacionados con la descarga no uniforme de la tinta.
(1) Variación en la cantidad de tinta descargada
en cada operación individual de descarga;
(2) Variación en el diámetro de la tinta
descargada y esparcida sobre el sustrato; y
(3) Variación en la relación posicional de la
tinta esparcida sobre el sustrato, con respecto al píxel.
Entre los tres factores anteriores, se admite que
el factor (1) es una desigualdad de color porque la densidad del
color en cada píxel es diferente. Los factores (2) y (3) son
admitidos como una desigualdad de color porque cuando son vistos
macroscópicamente, la densidad de color de cada píxel es vista de
manera diferente debido a la coloración no uniforme de cada
píxel.
El motivo de que dicha variación sea vista como
una desigualdad del color se describe a continuación haciendo
referencia a la figura 17.
La figura 17 muestra píxeles de un filtro de
color y la distribución de la absorbencia en la sección transversal
de los píxeles (para simplificar la descripción, se muestra un
filtro de color coloreado en un solo color).
En la figura 17, el píxel (1) tiene una
distribución de absorbencia de un píxel equivalente a la de los
píxeles (2), (4) y (5). Sin embargo, la absorbencia del píxel (1) es
inferior a la de los píxeles (2), (4) y (5). Esto está producido por
el factor mencionado anteriormente (1). Entretanto, en el píxel (3)
las posiciones descargadas están desviadas hacia la izquierda. Por
consiguiente, aunque el píxel (3) tiene una absorbencia media igual
a la de los píxeles (2), (4) y (5), la distribución es diferente.
Esto está provocado por los factores (2) y (3) mencionados
anteriormente. En este ejemplo, dado que el lado derecho del píxel
(3) aparece claro, el ojo humano reconoce al píxel (3) como más
claro que los píxeles (2), (4) y (5). Por consiguiente, esto puede
ser visto como una desigualdad de color.
Dicha falta de uniformidad en la descarga de la
tinta existe no solamente en el caso de una sola tobera, sino que
existe también entre una serie de toberas.
Por consiguiente, cuando se utiliza una serie de
toberas para acelerar el proceso de coloreado, el problema anterior
se hace particularmente significativo.
Para hacer frente a este problema, la solicitud
de patente japonesa en inspección pública Nº
8-240803 da a conocer un método para disipar la
falta de uniformidad estableciendo limitaciones en el orden de
coloración de los píxeles.
No obstante, dado que dicho método restringe el
orden de coloreado de los píxeles, surge un problema porque es
difícil reducir el tiempo requerido para los procesos de
coloreado.
La presente invención se ha realizado
considerando la situación anterior, y tiene como objetivo dar a
conocer un método de fabricación de un filtro de color, para
fabricar un filtro de color que tiene una desigualdad de color muy
pequeña, en un periodo de tiempo muy corto.
Otro objetivo de la presente invención es dar a
conocer un aparato de visualización que incluye un filtro de color
fabricado mediante el método de fabricación anterior y un aparato
que incorpora el aparato de visualización.
Según un primer aspecto de la presente invención,
se da a conocer un método de fabricación de un filtro de color que
comprende la coloración de un material sometido a coloración,
mediante la descarga de, por lo menos, un único color de tinta
roja, verde y azul sobre el material sometido a coloración,
utilizando un cabezal por chorros de tinta; la medición de la
densidad de color del material sometido a coloración, en la que el
número de veces de la medición o la frecuencia de la medición varían
en función del color de un píxel; y utilización del resultado de la
medición, realizando dicho coloreado de manera tal que la variación
de la densidad de color entre los píxeles coloreados en rojo se
mantenga en un 5% o inferior, la variación de la densidad de color
entre los píxeles coloreados en verde se mantenga en un 10% o
inferior, y la variación de la densidad de color entre los píxeles
coloreados en azul se mantenga en un 3% o inferior.
Además, un filtro de color fabricado de acuerdo
con el primer aspecto de la presente invención es un filtro de
color fabricado coloreando cada píxel de un material sometido a
coloración mediante la descarga de, por lo menos, un único color de
tinta roja, verde o azul sobre el material sometido a coloración
utilizando un cabezal por chorros de tinta, caracterizado porque el
coloreado se realiza de manera tal que la variación de la densidad
de color se mantiene en un 5% o inferior entre los píxeles
coloreados en rojo, la variación de la densidad del color se
mantiene en un 10% o inferior entre los píxeles coloreados en verde
y la variación de la densidad del color se mantiene en un 3% o
inferior entre los píxeles coloreados en azul.
Además, un aparato de visualización fabricado de
acuerdo con el primer aspecto de la presente invención es un
aparato de visualización que comprende de manera integral: medios de
cambio de la cantidad de luz para permitir modificar la cantidad de
luz; y un filtro de color fabricado mediante la coloración de cada
píxel de un material sometido a coloración mediante la descarga de,
por lo menos, un único color de tinta roja, verde y azul sobre el
material sometido a coloración, utilizando un cabezal por chorros de
tinta, caracterizado porque el coloreado se realiza de manera tal
que la variación de la densidad del color se mantiene en un 5% o
inferior entre los píxeles coloreados en rojo, la variación de la
densidad del color se mantiene en un 10% o inferior entre los
píxeles coloreados en verde, y la variación de la densidad del color
se mantiene en un 3% o inferior entre los píxeles coloreados en
azul.
Además, un aparato fabricado de acuerdo con el
primer aspecto de la presente invención es un aparato que tiene un
dispositivo de visualización que incluye un filtro de color
fabricado mediante la descarga de, por lo menos, un único color de
tinta roja, verde y azul sobre un material sometido a coloración,
utilizando un cabezal de chorros de tinta para colorear cada píxel
del material sometido a coloración, comprendiendo medios de
suministro de una señal de imagen para suministrar una señal de
imagen al dispositivo de visualización, comprendiendo el
dispositivo de visualización de manera integral: el filtro de color
fabricado mediante coloreado, de manera tal que la variación de la
densidad de color entre los píxeles coloreados en rojo se mantiene
en un 5% o inferior, la variación de la densidad del color entre
los píxeles coloreados en verde se mantiene en un 10% o inferior y
la variación de la densidad del color entre los píxeles coloreados
en azul se mantiene en un 3% o inferior; y medios de cambio de la
cantidad de luz para permitir cambiar la cantidad de luz.
Aún más, un segundo aspecto de la presente
invención da a conocer un aparato para fabricar un filtro de color,
comprendiendo el aparato: un aparato de impresión por chorros de
tinta que puede ser activado para descargar, por lo menos, un único
color de tinta roja, verde y azul sobre un material sometido a
coloración; medios de control para controlar la descarga de tinta
mediante el aparato por chorros de tinta; y medios para la medición
de la densidad de color del material sometido a coloración, en el
que los medios de control pueden ser activados para utilizar el
resultado de una medición realizada mediante dichos medios de
medición para controlar la descarga de tinta, de manera tal que la
variación de la densidad de color entre los píxeles coloreados en
rojo se mantiene en el 5% o inferior, la variación de la densidad de
color entre los píxeles coloreados en verde se mantiene en el 10% o
inferior y la variación de la densidad de color entre los píxeles
coloreados en azul se mantiene en el 3% o inferior, y en el que
dichos medios de medición pueden ser activados para variar el
número de veces de la medición o la frecuencia de la medición de
acuerdo con el color de un píxel.
Otros objetivos y ventajas, además de los
comentados anteriormente, serán evidentes para los expertos en la
técnica a partir de la siguiente descripción de la invención. En la
descripción, se hace referencia a los dibujos que se adjuntan, los
cuales forman parte de la misma e ilustran un ejemplo de la
invención. Sin embargo, dicho ejemplo no es exhaustivo de las
diversas realizaciones de la invención, y por consiguiente se hace
referencia a las reivindicaciones que siguen a la descripción para
determinar el alcance de la invención.
Los dibujos que se acompañan, que están
incorporados y constituyen una parte de la memoria, ilustran
realizaciones de la invención, y junto con la descripción sirven
para explicar los principios de la invención.
La figura 1 es una vista en perspectiva que
muestra la estructura de un aparato para la fabricación de un filtro
de color como una realización de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
la construcción de un controlador que controla el funcionamiento
del aparato de fabricación del filtro de color;
la figura 3 es una vista en perspectiva que
muestra la estructura de un cabezal por chorros de tinta utilizado
en el aparato de fabricación del filtro de color;
las figuras 4A a 4F son vistas en sección
transversal que muestran el proceso de fabricación de un filtro de
color;
la figura 5 es una vista en sección transversal
que muestra un ejemplo de la estructura básica de un aparato de
visualización en color de cristal líquido que incorpora el filtro de
color según la presente realización;
la figura 6 es una vista en sección transversal
que muestra otro ejemplo de la estructura básica de un aparato de
visualización en color de cristal líquido que incorpora el filtro de
color según la presente realización;
la figura 7 es una vista en sección transversal
que muestra otro ejemplo de la estructura básica de un aparato de
visualización en color de cristal líquido que incorpora el filtro de
color según la presente realización;
la figura 8 es un diagrama de bloques que muestra
un aparato de procesado de la información, en el cual se aplica el
dispositivo de visualización de cristal líquido;
la figura 9 es una vista en perspectiva del
aparato de procesado de la información, en el cual está aplicado el
dispositivo de visualización de cristal líquido;
la figura 10 es una vista en perspectiva del
aparato de procesado de la información en el cual está aplicado el
dispositivo de visualización de cristal líquido;
la figura 11 es una vista explicativa que muestra
el método para colorear un filtro de color;
la figura 12 es una vista explicativa que muestra
una parte coloreada del filtro de color inmediatamente después de
haber sido coloreada;
las figuras 13A a 13C son gráficos que muestran
las relaciones de desigualdad de color, de densidad de color y de
desviación de la descarga;
la figura 14 es una vista esquemática que muestra
un aparato de medición de la densidad de color;
la figura 15 es una vista explicativa de la
configuración de una línea utilizada para la medición de la
cantidad de descarga de tinta de una tobera;
la figura 16 es una vista explicativa que muestra
píxeles coloreados cuya densidad ha sido cambiada parcialmente;
la figura 17 es una vista explicativa para
explicar la causa por la cual, en un filtro de color, se aprecia la
desigualdad de color; y
la figura 18 es una vista explicativa de un
filtro de color inmediatamente después de la operación de
coloreado.
La realización preferente de la presente
invención será descrita en detalle de acuerdo con los dibujos
adjuntos.
Se debe tener en cuenta, que un filtro de color
definido en la presente realización incluye una parte coloreada y
un material sometido a coloración, y en el filtro de color la luz
que entra, sale con una característica cambiada.
La figura 1 es una vista en perspectiva que
muestra la estructura de un aparato para la fabricación de un filtro
de color en el estado del proceso de coloreado, empleando el método
de impresión por chorros de tinta.
En la figura 1, el numeral de referencia (51)
indica una base del aparato; (52), una fase XY \theta dispuesta
sobre la plataforma (51); (53), un sustrato del filtro de color
fijado sobre la fase XY \theta (52); (54), un filtro de color
formado sobre el sustrato del filtro de color (53); (55), una unidad
de un cabezal que incluye unos cabezales por chorros de tinta R
(rojo), G (verde) y B (azul) para colorear el filtro de color (54) y
un montaje (55a) del cabezal que soporta los cabezales por chorros
de tinta; (58), un controlador que controla el funcionamiento
global del aparato de fabricación de un filtro de color (90); (59),
una unidad de visualización del controlador (58); y (60), un
teclado como una unidad operativa del controlador (59).
La unidad del cabezal (55) está montada de manera
desmontable en una parte de soporte (90a) del aparato (90) de
fabricación de un filtro de color, con un ángulo de rotación
ajustable con respecto a la dirección de la superficie
horizontal.
La figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
la construcción de un controlador que controla el funcionamiento
del aparato (90) de fabricación del filtro de color. En la figura 2,
el panel informativo de enseñanza (59) sirve como medio de entrada/
salida del controlador (58). El numeral (62) indica una unidad de
visualización que visualiza información sobre el progreso del
proceso de fabricación, la presencia/ausencia de anormalidades en
el cabezal por chorros de tinta y similares. El numeral de
referencia (60) indica una unidad operativa (teclado) para dar
instrucciones de funcionamiento y similares, del aparato (90) de
fabricación del filtro de color.
El numeral de referencia (58) indica un
controlador que controla la totalidad del funcionamiento del
aparato (90) de fabricación del filtro de color; (65), una unidad de
interconexión para recibir/enviar datos con el panel informativo de
enseñanza (59); (66), una CPU que controla el aparato (90) de
fabricación del filtro de color; (67), una memoria ROM en la cual
están almacenados los programas de control para el funcionamiento de
la CPU (66); (68) una memoria RAM en la cual está almacenada la
información anormal y similar; (70), un controlador de descarga que
controla la descarga de la tinta a los respectivos píxeles de un
filtro de color; (71), un controlador de la plataforma que controla
el funcionamiento de la fase XY \theta (52). El aparato (90) de
fabricación del filtro de color está conectado al controlador (58) y
funciona de acuerdo con las instrucciones del controlador (58).
La figura 3 es una vista en perspectiva que
muestra la estructura del cabezal por chorros de tinta (IJH)
utilizado en el anterior aparato (90) de fabricación del filtro de
color. En la figura 1, están dispuestos tres cabezales (IJH) por
chorros de tinta en correspondencia con los tres colores R, G y B,
no obstante, dado que los tres cabezales tienen la misma
estructura, la figura 3 muestra la estructura de uno de estos
cabezales.
En la figura 3, el cabezal por chorros de tinta
(IJH) comprende principalmente un panel de calentamiento (104) como
una placa base sobre la cual están formados una serie de
calentadores (102), y una placa superior (106) situada sobre el
panel de calentamiento (104). Sobre la placa superior (106) están
formados una serie de orificios de descarga (108), y en la parte
posterior de los orificios de descarga (108) están formados unos
canales de líquido (110) en forma de túnel conectados a los
orificios de descarga (108). Los respectivos canales de líquido
(110) están separados entre sí por paredes de partición (112). Los
canales de líquido (110) están conectados a una cámara de tinta
(114) común en la parte posterior de los canales de líquido. La
tinta es suministrada a la cámara de tinta (114) a través de una
abertura de suministro de tinta (116), y la tinta es suministrada
desde la cámara de tinta (114) a los respectivos canales de líquido
(110).
El panel de calentamiento (104) y la placa
superior (106) están montadas de tal manera que los calentadores
respectivos (102) están posicionados en correspondencia con los
respectivos canales de líquido (110), tal como se muestra en la
figura 3. Aunque la figura 3 solamente muestra dos calentadores
(102), los calentadores (102) están respectivamente dispuestos en
correspondencia con los respectivos canales de líquido (110). En
estado montado, tal como se muestra en la figura 3, cuando se aplica
un impulso de accionamiento predeterminado a los calentadores (102),
la tinta en los cabezales (102) hierve hasta formar burbujas y la
tinta queda comprimida debido al aumento de volumen de las burbujas
y es descargada por los orificios de descarga (108). De acuerdo con
ello, puede controlarse el tamaño de las burbujas mediante el
control del impulso de accionamiento, por ejemplo, el nivel de
energía eléctrica, aplicado a los calentadores (102). De esta
manera, puede controlarse libremente el volumen de la tinta
descargada por los orificios de descarga.
Las figuras 4A a 4F son vistas en sección
transversal que muestran un ejemplo del proceso de fabricación de un
filtro de color.
En la presente realización es preferible utilizar
un sustrato transparente para el filtro de color. Aunque
generalmente se utiliza un sustrato de cristal en la presente
realización, no está limitada a un sustrato de cristal siempre que
el sustrato tenga las características necesarias para ser utilizado
como un filtro de color de cristal líquido, por ejemplo,
transparencia, resistencia mecánica y similares.
La figura 4A muestra el sustrato de cristal (1)
que tiene una parte que transmite la luz (7) y una matriz negra (2)
como parte protectora de la luz. En primer lugar, el compuesto de
resina que se fija mediante irradiación de luz o una combinación de
irradiación de luz y calentamiento, y que tiene una buena
aceptabilidad a la tinta, recubre el sustrato (1) sobre el cual se
forma la matriz negra (2), y se lleva a cabo un horneado previo de
acuerdo con la necesidad de formar una capa de resina (3) (figura
4B). La capa de resina (3) puede estar formada mediante diversos
métodos de recubrimiento tales como recubrimiento por
centrifugación, recubrimiento por rodillo, recubrimiento por
varilla, recubrimiento por pulverización y recubrimiento por
inmersión, y la formación de la capa de resina (3) no está limitada
a ningún método específico.
A continuación, se fija una parte de la capa de
resina (3) para formar una parte no absorbente (5) (parte sin
colorear) mediante la realización de una exposición según un modelo
mediante la utilización de una máscara fotográfica (4) sobre la capa
de resina protegiendo previamente de la luz una parte mediante la
matriz negra (2) (figura 4C). A continuación, se colorea la capa de
resina (3) con los respectivos colores R, G y B mediante el cabezal
por chorros de tinta (figura 4D), secándose la tinta de acuerdo con
las necesidades.
En la exposición según un modelo se utiliza una
máscara fotográfica (4) que tiene aberturas para el curado de las
partes protegidas de la luz por medio de la matriz negra (2). En
este momento, para impedir la aparición de una parte sin colorear
en una parte que hace tope con la matriz negra (2), es necesario
aplicar una cantidad relativamente grande de tinta a dicha parte.
Con este objeto, la máscara fotográfica (4) tiene unas aberturas
mayores que la anchura (anchura protectora de la luz) de la matriz
negra (2).
Como tinta a utilizar para el coloreado, pueden
utilizarse tanto tintes como pigmentos, y además tanto tinta
líquida como tinta sólida.
Como compuesto de resina curable empleado en la
presente invención, puede utilizarse cualquier compuesto siempre
que tenga buena aceptabilidad a la tinta y pueda ser fijado
mediante, por lo menos, irradiación de la luz y calentamiento. Por
ejemplo, pueden emplearse resinas tales como resinas acrílicas,
resinas de epoxi, resinas de silicona, derivados de la celulosa
tales como hidroxipropil celulosa, hidroxietil celulosa, metil
celulosa, carboximetil celulosa o materiales degradados de los
mismos.
Para acelerar la reacción de reticulación
mediante la luz, o mediante luz y calor, puede utilizarse un
fotoiniciador (agente de reticulación). Como agente de reticulación
puede emplearse bicromato, bisazida, iniciador radical, iniciador
catiónico, iniciador aniónico y similares. Además, estos foto-
iniciadores pueden estar mezclados o estar combinados con otros
sensibilizadores. Además, puede utilizarse un generador de
foto-óxidos, tal como una sal de onium o similar, combinados como
agente de reticulación. Para acelerar todavía más la reacción de
reticulación, puede llevarse a cabo un proceso de calentamiento
después de la irradiación de luz.
La capa de resina que incluye los compuestos
anteriores tiene una excelente resistencia térmica y también
resistencia al agua, de manera que soporte las elevadas temperaturas
post-proceso o del proceso de limpieza.
Al igual que el método por chorros de tinta
utilizado en la presente invención, puede emplearse un método del
tipo de chorros de burbujas utilizando un transductor electrotérmico
como elemento generador de energía, o un método del tipo de
piezo-chorro utilizando un elemento piezoeléctrico.
El tamaño de la zona coloreada y la configuración de la coloración
pueden ser fijados arbitrariamente.
Por otra parte, aunque la presente realización
muestra un ejemplo en el que la matriz negra está formada sobre el
sustrato, la matriz negra puede estar formada sobre la capa de
resina después de que se haya formado el compuesto de la capa de
resina endurecible o después de haber realizado la coloración, y la
forma de la misma no está limitada a la de la presente realización.
Además, en lo que respecta al método de formación de la matriz
negra, es preferible que se forme una delgada película de metal
sobre un sustrato mediante un método de chisporroteo o
precipitación y la configuración se lleva a cabo mediante un proceso
de fotolitografía. Sin embargo, el método de formación no está
limitado a éste.
A continuación, se fija el compuesto de la resina
únicamente mediante irradiación de luz, o únicamente mediante un
proceso de calentamiento, o mediante un proceso de irradiación de
luz y calentamiento (figura 4E), y se forma una capa protectora (8)
de acuerdo con las necesidades (figura 4F). Se debe tener en cuenta
que en las figuras 4A a 4F, el signo (h\nu) indica intensidad
luminosa. En el caso de procesado por calentamiento, la capa de
resina se fija mediante calor en vez de mediante la luz de
intensidad (h\nu). La capa protectora (8) se forma mediante la
utilización de un segundo compuesto de resina del tipo
fotoendurecible, del tipo de fijación por calor o del tipo de
fijación por luz y por calor, o mediante precipitación de vapor o
por chisporroteo utilizando un material inorgánico. Puede
utilizarse cualquier material para formar la capa protectora (8)
siempre que tenga transparencia y una durabilidad suficiente en el
proceso de formación ITO, siendo realizados más tarde los procesos
de formación de la película orientada y similares.
Las figuras 5 a 7 son vistas en sección
transversal que muestran la estructura básica de un aparato de
visualización en color de cristal líquido (30), que incorpora el
filtro de color descrito anteriormente.
Generalmente, el dispositivo de visualización en
color de cristal líquido se forma montando el sustrato del filtro
de color (1) y un sustrato opuesto (21) y llenando el espacio entre
ambos con un compuesto de cristal líquido (18). En la superficie
interior del sustrato (21), se forman en la matriz un TFT
(transistor de película delgada) (no mostrado) y los electrodos de
los píxeles transparentes (20). En la superficie interior del
sustrato (1) se dispone el filtro de color (54) de manera tal que
las partes de coloración R, G y B puedan ser posicionadas en
correspondencia con cada uno de los electrodos de los píxeles. En la
totalidad de la superficie del filtro de color (54) está formado un
contra-electrodo transparente (electrodo común)
(16). Generalmente, la matriz negra (2) está formada en el lado del
sustrato (1) del filtro de color (ver figura 5). No obstante, en el
caso de un panel de cristal líquido del tipo de una disposición de
una BM (matriz negra), la matriz negra (2) está formada en el lado
del sustrato de TFT opuesto al sustrato del filtro de color (ver
figura 6). Además, en las superficies de ambos sustratos (1) y (21)
se forma una película de orientación (19). Las moléculas de cristal
líquido pueden ser orientadas en una dirección uniforme mediante un
proceso de fricción en la película de orientación (19). Además, las
placas de polarización (11) y (12) están unidas a las superficies
exteriores de los respectivos sustratos de cristal. El compuesto de
cristal líquido (18) llena el espacio de la unión (unas 2 a 5
\mum) entre estos sustratos de cristal. Como iluminación posterior
se utiliza generalmente la combinación de una lámpara fluorescente
(no mostrada) y una placa de difusión de la luz (no mostrada). El
compuesto de cristal líquido funciona como un obturador óptico para
cambiar la transmisibilidad de la luz posterior, la cual realiza la
visualización.
Además, tal como se muestra en la figura 7, una
parte de coloración puede estar formada sobre los electrodos del
píxel (20) y puede hacerse que sirva de filtro de color. En otras
palabras, la parte de coloración que forma parte del filtro de color
no está limitada a estar formada sobre el sustrato de cristal. Se
debe tener en cuenta que la forma mostrada en la figura 7 incluye un
caso en el que una capa de aceptación de la tinta está formada sobre
los electrodos de los píxeles y la tinta se descarga sobre la capa
receptora de la tinta, y un caso en el que se descarga una tinta
resinosa, en la cual se ha mezclado un material colorante,
directamente sobre los electrodos de los píxeles.
A continuación se describirá un caso en el que se
aplica el dispositivo anterior de visualización de cristal líquido
a un aparato para el procesado de información, haciendo referencia a
las figuras 8 a 10.
La figura 8 es un diagrama de bloques que muestra
la disposición esquemática de un aparato para el procesado de
información que sirve como un procesador de textos, un ordenador
personal, un aparato de telecopia o facsímil, y una máquina
fotocopiadora, a los cuales se aplica el dispositivo anterior de
visualización de cristal líquido.
Haciendo referencia a la figura 8, el numeral de
referencia (1801) indica una unidad de control para controlar la
totalidad del aparato. La unidad de control (1801) incluye una CPU
tal como un microprocesador y varios puertos I/O y realiza el
control extrayendo/introduciendo señales de control, señales de
datos y similares a/desde las respectivas unidades. El numeral de
referencia (1802) indica una unidad de visualización para
visualizar diversos menús, información sobre documentos y datos de
imágenes leídos por una unidad lectora de imágenes (1807) y
similares en la pantalla de visualización; (1803), un panel táctil
sensible a la presión, transparente, montado en la unidad de
visualización (1802). Comprimiendo la superficie del panel táctil
(1803) con un dedo o similar, puede llevarse a cabo en la unidad de
visualización (1802) una operación de introducción de un artículo,
una operación de entrada de unas coordenadas de posición o
similar.
El numeral de referencia (1804) indica una unidad
de una fuente de sonido de FM (modulación de frecuencia) para
almacenar información musical, creada por un editor de música o
similar, en una unidad de memoria (1810) o en una unidad de memoria
externa (1812) como datos digitales, y leer la información de dicha
memoria, realizando de esta manera la modulación FM de la
información. Las señales eléctricas procedentes de la unidad FM de
la fuente de sonido (1804) son convertidas en sonidos audibles
mediante una unidad de altavoz (1805). Una unidad de impresión
(1806) es utilizada como un terminal de salida para un procesador de
textos, un ordenador personal, un aparato de telecopia y una
máquina fotocopia-
dora.
dora.
El numeral de referencia (1807) indica una unidad
lectora de imágenes para la lectura fotoeléctrica de datos
originales. La unidad de lectura de imágenes (1807) está dispuesta
en la parte central del paso de transmisión del original y está
diseñada para leer originales para operaciones de telecopia y
fotocopia, u otros varios originales.
El numeral de referencia (1808) indica una unidad
de transmisión/recepción para el aparato de telecopia (FAX). La
unidad de transmisión/recepción (1808) transmite datos originales
leídos por la unidad lectora de imágenes (1807) mediante telecopia,
y recibe y decodifica señales de telecopia. La unidad de
transmisión/recepción (1808) tiene una función de interconexión
para las unidades externas. El numeral de referencia (1809) indica
una unidad de teléfono que tiene una función general de telefonía y
diversas funciones de telefonía tales como una función de
contestador.
El numeral de referencia (1810) indica una unidad
de memoria que incluye una memoria ROM para el almacenamiento de
programas del sistema, programas de gestión, programas de
aplicación, familias de caracteres y diccionarios; una memoria RAM
para el almacenamiento de un programa de aplicación cargado desde la
unidad de memoria externa (1812) e información documental; una
memoria RAM de video y similar.
El numeral de referencia (1811) indica una unidad
de teclado para la introducción de información de documentos y
diversas órdenes.
El numeral de referencia (1812) indica una unidad
de memoria externa que utiliza un disco flexible, un disco duro y
similar. La unidad de memoria externa (1812) sirve para almacenar
información documental, música e información hablada, programas de
aplicación para el usuario y similares.
La figura 9 es una vista en perspectiva del
aparato de procesado de la información de la figura 8.
Haciendo referencia a la figura 9, el numeral de
referencia (1901) indica un visualizador de panel plano que utiliza
el dispositivo anterior de visualización de cristal líquido, que
visualiza diversos menús, información de configuración gráfica,
información de documentos y similar. Puede llevarse a cabo una
operación de introducción de coordenadas o de introducción de
denominación de artículos en el panel plano de visualización (1901)
oprimiendo la superficie del panel táctil (1803) mediante el dedo
del usuario o similar. El numeral de referencia (1902) indica un
terminal telefónico utilizado cuando el aparato es utilizado como un
teléfono. Un teclado (1903) está conectado de manera desconectable
al cuerpo principal a través de un cable y se utiliza para realizar
diversas funciones documentales y para introducir datos diversos.
Este teclado (1903) tiene diversas teclas de función (1904). El
numeral de referencia (1905) indica un puerto de entrada por el cual
puede introducirse un disco flexible en la unidad de memoria
externa
(1812).
(1812).
El numeral de referencia (1906) indica una tabla
de inserción de originales en la cual se coloca un original a leer
por la unidad lectora de imágenes (1807). El original leído es
descargado por la parte posterior del aparato. En una operación de
recepción de fax o similar, se imprimen los datos recibidos mediante
una impresora por chorros de tinta (1907).
En el caso en que el aparato anterior de
procesado de la información sirve como ordenador personal o
procesador de textos, se procesan diversos tipos de entradas de
información a través de la unidad de teclado (1811) mediante la
unidad de control (1801) de acuerdo con un programa predeterminado,
y la información resultante sale, como imagen, a la unidad de
impresión (1806).
En el caso en que el aparato de procesado de la
información sirve de receptor del aparato de telecopia, la entrada
de la información de fax a través de la unidad de
transmisión/recepción (1808) a través de una línea de comunicación,
está sometida a un proceso de recepción en la unidad de control
(1801) de acuerdo con un programa predeterminado, y la información
resultante sale, como imagen recibida, a la unidad de impresión
(1806).
En el caso en que el aparato de procesado de la
información sirve de máquina fotocopiadora, un original es leído
mediante la unidad lectora de imágenes (1807) y los datos del
original leído salen como imagen a copiar a la unidad de impresión
(1806) a través de la unidad de control (1801). Se debe tener en
cuenta que en el caso en que el aparato de procesado de la
información sirva de transmisor del aparato de fax, los datos
originales leídos por la unidad lectora de imagen (1807) son
sometidos a un proceso de transmisión en la unidad de control
(1801) de acuerdo con un programa predeterminado, y los datos
resultantes son transmitidos a una línea de comunicación a través
de la unidad de transmisión/recepción (1808).
Se debe tener en cuenta que el aparato de
procesado de la información anterior puede ser diseñado como un
aparato integrado que incorpora una impresora por chorros de tinta
en el cuerpo principal, tal como se muestra en la figura 10. En
este caso, puede mejorarse la movilidad del aparato. Los numerales
de referencia en la figura 10 indican partes que tienen las mismas
funciones que los de la figura 9.
La figura 11 es una vista explicativa que muestra
el método de coloreado de un filtro de color. La figura 11 muestra
una vista en planta de uno de la serie de filtros de color situados
en el sustrato mostrado en la figura 1.
A continuación se describe cada uno de los
componentes de la figura 11 desde la capa inferior del filtro de
color. El numeral de referencia (101) indica un sustrato del filtro
de color (correspondiente al sustrato 1 en la figura 4); y (102),
una matriz negra para protección contra la luz (correspondiente a la
matriz negra (2) de la figura 4) formada en el sustrato (101) del
filtro de color. El numeral de referencia (103) indica una parte de
abertura (correspondiente a la parte de transmisión de la luz (7) en
la figura 4) dispuesta en la matriz negra (102). Sobre la matriz
negra (102) está formada y coloreada con tinta una capa de
aceptación de la tinta (correspondiente a la capa de resina -3- de
la figura 4). Sobre la capa de aceptación de la tinta, están
formadas bandas de partes (correspondientes a la parte sin colorear
(5) de la figura 4), que repelen el agua, mediante rayos
ultravioleta entre las partes de abertura horizontalmente adyacentes
de la matriz negra (102). El numeral de referencia (104) indica una
parte coloreada de la capa de aceptación de la tinta. La tinta se
descarga sobre la capa de aceptación de la tinta y es mezclada como
se muestra en la figura 12 y es esparcida hasta los límites de la
parte coloreada (104) mostrada en la figura 11. El numeral de
referencia (55) indica una unidad de un cabezal por chorros de tinta
para colorear un filtro de color, el cual incluye cabezales por
chorros de tinta (55b), (55c) y (55d) para los colores respectivos
(rojo -R-, verde -G-, azul -B-). Cada uno de los cabezales por
chorros de tinta (55b), (55c) y (55d) comprende una serie de
toberas (no mostradas) en la dirección longitudinal del cabezal, y
está dispuesto con una inclinación sobre el plano paralelo al
sustrato (101), de manera que el paso de la tobera coincide con el
paso del píxel. La unidad del cabezal por chorros de tinta (55)
descarga tinta mientras escanea en la dirección indicada por la
flecha (A) con relación al sustrato (101), coloreando de esta manera
cada disposición de píxeles.
Se ha fabricado de forma experimental un filtro
de color mediante el aparato de fabricación del filtro de color
descrito anteriormente, que incluye a propósito un factor que se
supone es causa de desigualdad del color. Examinando si puede
reconocerse o no la desigualdad de color en el filtro de color
fabricado, se establece el principio de aparición de la desigualdad
de color.
Los factores que presumiblemente causan
desigualdades de color son los siguientes:
(1) el valor medio de la absorbencia de cada
píxel varía; y
(2) varía la distribución de la absorbencia en
cada píxel.
En adelante, el valor medio de la absorbencia en
cada píxel será denominado densidad de color.
En el filtro de color fabricado, se colorearon 22
grupos de píxeles en la dirección horizontal del filtro, incluyendo
un grupo píxeles rojos, verdes y azules, y en la dirección vertical
del filtro se colorearon zonas correspondientes a unos 65 píxeles.
En el mismo, se alteraron a propósito la densidad del color y la
posición de la descarga de la tinta en dos grupos de píxeles (un
grupo eran columnas de píxeles rojos, verdes y azules), los cuales
estaban en la parte central del filtro de color en dirección
horizontal (esta parte será denominada como columnas centrales de
píxeles). La figura 16 es una vista ampliada de la parte central
del filtro de color. Cada uno de los cuadrados indicados como (R),
(G) ó (B) es el píxel coloreado con rojo, verde y azul.
Se debe tener en cuenta que con el fin de
descartar la influencia de las diferencias en la cantidad de tinta
descargada y en la posición de la descarga de tinta de cada tobera,
en este caso la operación de coloreado se ha realizado mediante una
única tobera. Dado que una única tobera solamente puede mantener un
funcionamiento uniforme de la descarga durante un periodo de tiempo
limitado, se ha coloreado una pequeña zona, tal como se ha descrito
anteriormente.
Con respecto a la densidad del color de las
columnas centrales de píxeles, el intervalo de descarga de la tinta
se ha hecho intencionadamente más largo que en otras partes, y
debido a ello, la cantidad de tinta descargada por unidad de
superficie se ha hecho menor que en otras partes. Además, con
respecto a la desigualdad de la posición de descarga de la tinta,
la relación posicional entre la plataforma y el cabezal ha sido
modificada de manera que se descargue a propósito la tinta en una
posición desviada hacia la derecha desde el centro de la parte de
la abertura de la matriz negra.
El resultado del experimento se muestra en las
figuras 13A a 13C.
Haciendo referencia a los gráficos de las figuras
13A a 13C, la abscisa indica una desviación de la posición de la
tinta descargada en las columnas centrales de los píxeles, y la
ordenada indica la densidad de color en las columnas centrales de
los píxeles expresada en porcentaje (correspondiente a (X) en la
figura 16) si se compara con las demás partes del filtro de color.
La zona indicada como "zona OK" en las figuras 13A a 13C es la
zona en la cual se obtiene un filtro de color sin desigualdad de
color o sin mezcla de colores.
Como resultado del experimento, se derivan las
tres siguientes conclusiones:
(1) la visibilidad de la desigualdad del color
está ampliamente influenciada por la densidad de color;
(2) la desviación de la posición de la tinta
descargada ocasiona principalmente una mezcla de colores (se mezclan
tintas de diferentes colores adyacentes entre sí), pero no tiene
mucha influencia en la desigualdad de color; y
(3) el valor marginal de la variación de la
densidad de color, que influye en la visibilidad de la desigualdad
de color, es diferente para cada color.
De acuerdo con esto, puede realizarse un filtro
de color sin desigualdades de color controlando la variación de la
densidad del color para cada color.
Haciendo referencia a las figuras 13A a 13C, el
límite entre la zona OK y la zona NG indica el margen en el que un
operador especializado se ve incapaz de determinar la desigualdad
del filtro de color en las condiciones en las que la desigualdad se
reconoce más fácilmente (una cámara oscura iluminada con luces de
un solo color en toda la cámara). En la práctica, es tolerable una
cierta desigualdad de color. A la vista de los resultados de los
experimentos en el entorno en el cual se supone que es el estado de
utilización normal, se obtiene para cada color un margen de
variación de la densidad del color en el cual la desigualdad del
color es prácticamente invisible.
Se debe tener en cuenta que para la evaluación de
la densidad del color conviene utilizar, no los valores mínimos ni
los máximos, sino la desviación normal, debido a los dos motivos
siguientes:
(1) a diferencia del experimento anterior en el
que se crea intencionadamente una variación de densidad del color,
un filtro de color fabricado realmente tiene una variación de
densidad del color próxima a la de una distribución normal; y
(2) en el caso en que las densidades de color de
unos pocos píxeles destaquen más que las de otras partes de los
píxeles, estos píxeles se reconocen como píxeles defectuosos, por
ejemplo, como puntos brillantes o puntos oscuros, y no son
reconocidos como desigualdades del color.
De esta manera, en la presente descripción, la
desviación normal de la distribución de los valores medios de la
absorbencia de cada píxel con respecto a la totalidad de la
superficie del filtro se denomina variación de la densidad del
color.
La variación de la densidad de color, en la cual,
en la práctica, es invisible la desigualdad de color obtenida en
las condiciones anteriores, es la siguiente.
| rojo: | 5% o inferior |
| verde: | 10% o inferior |
| azul: | 3% o inferior |
De acuerdo con ello, manteniendo la variación de
la densidad de los píxeles inferior a los valores anteriores con
respecto a cada uno de los colores, es posible fabricar un filtro de
color con una desigualdad de color prácticamente inapreciable.
En este caso, la densidad de color (un valor
medio de la absorbencia en un píxel) se mide mediante un aparato de
medición que utiliza una cámara CCD del tipo de línea que se muestra
en la figura 14. La absorbencia de cada píxel se obtiene dividiendo
cada parte del píxel en cuadrados de 3 \mum aproximadamente, y a
continuación se calcula el valor medio de todo el píxel.
Se debe tener en cuenta que dado que la medición
se realiza un número considerable de veces, se elimina la
perturbación ocasionada en el momento de la medición, y se consigue
una precisión de la medición con un 1% o inferior de
perturbación.
En el experimento descrito anteriormente, dado
que el área de la parte coloreada (tamaño de la pantalla del filtro
de color) es menor que la de un filtro de color de utilización
general utilizado para un ordenador personal o similar, existía la
preocupación de que la visibilidad de la desigualdad del color
pudiera ser diferente.
A la vista de la preocupación anterior, el
aparato de fabricación del filtro de color mostrado en la figura 1
ha sido utilizado para examinar la variación de la visibilidad de la
desigualdad del color cuando varía el tamaño de la pantalla.
El método utilizado para examinar lo anterior es
que se ha fabricado un filtro de color que tiene un tamaño en
diagonal de 264 mm (10,4 pulgadas) x 307 mm (12,1 pulgadas), que es
muy utilizado como visualizador de un ordenador personal, alterando
de maneras diversas la variación de la cantidad de tinta, y se
obtiene una variación de la densidad del color en la cual no puede
apreciarse desigualdad de color. Además el contorno del filtro de
color está parcialmente recubierto, de manera que se crea
aproximadamente un filtro de color que tiene diversos tamaños de
pantalla. En consecuencia, se obtiene el margen tolerable de
variación de la cantidad de tinta con respecto al filtro de color
que tiene diversos tamaños de pantalla.
A partir del experimento anterior se han obtenido
los resultados siguientes.
(1) en el caso de un filtro de color que tenga
una dimensión en diagonal de 200 mm o inferior, el valor tolerable
de la variación de la densidad de color, en la cual no puede
apreciarse desigualdad del color, se hace menor a medida que aumenta
el tamaño de la pantalla.
(2) en el caso de un filtro de color que tenga
una dimensión en diagonal de 200 mm o superior, el valor tolerable
de la variación de la densidad de color, en la cual no puede
apreciarse desigualdad del color, apenas está influenciado por el
tamaño de la pantalla.
(3) en el caso de un filtro de color que tenga
una dimensión en diagonal de 200 mm o superior, la gama de la
variación de la densidad de color, en la cual la desigualdad del
color es invisible en la práctica, es inferior a los siguientes
valores:
| rojo: | 2,5% |
| verde: | 6% |
| azul: | 1,5% |
El filtro de color fabricado realmente tiene una
dimensión en diagonal de 264 mm (10,4 pulgadas) y 307 mm (12,1
pulgadas), y en el filtro están dispuestas bandas de partes
coloreadas, cada una de las cuales incluye 400 píxeles en dirección
vertical y 600 píxeles en dirección horizontal.
El cabezal por chorros de tinta utilizado en el
experimento comprende 1408 toberas. Para colorear cada color, se
utiliza una de cada cinco toberas, es decir, un total de 207
toberas. Con el fin de igualar los intervalos de paso de las toberas
con el de los píxeles, el cabezal de impresión está dispuesto
inclinado con respecto a un plano paralelo al sustrato.
Dado que la longitud del cabezal por chorros de
tinta es de 1/4 aproximadamente de la longitud horizontal del
filtro de color, la operación de coloreado se realizó dividiendo
todos los píxeles en cuatro zonas desde la izquierda.
En cada una de las zonas divididas, el cabezal
por chorros de tinta es escaneado cinco veces y el coloreado de
cada píxel se completa mediante un coloreado en cinco veces. Para
cada escaneado, se acciona la plataforma de manera que el cabezal se
desplaza una distancia correspondiente a 30 toberas.
Para una configuración real de coloreado, con el
fin de igualar la cantidad de tinta descargada por píxel por unidad
de superficie, el intervalo de descarga de tinta está controlado
para cada una de las toberas (denominado corrección de sombreado).
De manera alternativa, en vez de controlar los intervalos de
descarga de tinta, puede controlarse la cantidad de tinta descargada
cada vez desde una tobera del cabezal por chorros de tinta
(corrección de bit). De manera alternativa, la anterior corrección
de bit y la corrección de sombreado pueden estar combinadas.
La figura 18 muestra un filtro de color
inmediatamente después de la operación de coloreado. En el caso en
que una zona que incluye una serie de píxeles se colorea sin
intervalo, tal como se muestra específicamente en la figura 18, la
corrección de sombreado permite controlar, con elevada precisión, la
cantidad de tinta descargada por unidad de superficie de un píxel en
la zona; de esta manera es posible mantener la variación de la
densidad de coloreado de cada píxel en un valor igual o inferior a
la variación de la cantidad de tinta descargada por cada tobera.
Por consiguiente, incluso si la variación de la cantidad de tinta
descargada por cada una de las toberas de tinta es mayor del 3%, es
posible mantener la variación de la densidad de color entre los
píxeles de cada color por debajo del 5% o inferior en el caso del
rojo, en el 10% o inferior en el caso del verde y en el 3% o
inferior en el caso del azul. Se debe tener en cuenta que el cabezal
por chorros de tinta realmente utilizado para la fabricación del
filtro de color descrito anteriormente tenía una variación del
15-20% en la cantidad de tinta descargada por cada
tobera.
Durante este control, se midió la cantidad de
tinta descargada por cada tobera por medio del aparato de medición
mostrado en la figura 14.
Haciendo referencia a la figura 14, el numeral de
referencia (501) indica un aparato de procesado de imágenes para
medir la densidad; y (502), un ordenador personal (en adelante
denominado PC) para controlar el aparato de procesado de imágenes
(501) y una plataforma de control XY (504). El numeral de referencia
(503) indica un microscopio óptico; (504), una plataforma de control
XY para desplazar de forma continua un objeto sometido a medición en
el campo de visión del microscopio; (505), una cámara CCD para
capturar una imagen del objeto sometido a medición para ser enviada
al aparato de procesado de imágenes; y (506), una fuente de
transmisión de luz dispuesta por debajo de la plataforma de control
XY (504). La parte central de la superficie de la plataforma de
control XY (504) está fabricada en cristal, de manera que la imagen
de un objeto sometido a medición puede ser enviada a la cámara de
color CCD (505) utilizando la fuente luminosa (506). El PC (502)
controla la plataforma de control XY (504) y el aparato de procesado
de imágenes (501).
Como muestra de medición, se utiliza un sustrato
de un filtro de color (210) mostrado en la figura 15, en el cual no
está formada ninguna matriz negra. En el sustrato del filtro de
color (210), está formada una capa de aceptación de la tinta (212)
la cual no incluye una parte repelente al agua, y se colorea una
configuración de bandas con cada color de manera similar al filtro
de color. Se debe tener en cuenta que la dirección que coincide con
la de la tobera y la dirección que difiere de la dirección de la
tobera, indicadas en la figura 15, significan respectivamente la
dirección de la prolongación de la configuración de la línea, en la
cual se prolonga la configuración de una línea coloreada por la
misma tobera y la dirección de la disposición de las
configuraciones de líneas coloreadas por diferentes toberas.
A continuación se describe la teoría de la
medición en el sistema de medición. De la ley de
Lambert-Beer se deduce que cuando una configuración
de línea se divide en áreas extremadamente pequeñas, la absorbencia
de una parte es proporcional al volumen de tinta absorbido en esta
parte. Por consiguiente, sumando las absorbencias con respecto a la
configuración de la línea, es posible obtener un valor proporcional
al volumen de tinta absorbido en la configuración de la línea. De
acuerdo con ello, la cantidad de tinta descargada por una tobera
para trazar cada línea, o la cantidad de tinta por unidad de
superficie de cada uno de los píxeles del filtro de color, puede
ser obtenida como un valor relativo de cada tobera o píxel.
Dado que el resultado de la medición incluye un
componente aleatorio de perturbación, la medición debe realizarse
un número considerable de veces y el valor medio de los resultados
obtenidos es utilizado para controlar la cantidad de tinta por
unidad de superficie. Por consiguiente, cuando se modifica el número
de veces de la medición, cambia la variación de la densidad de
color de cada píxel. A medida que aumenta el número de veces de la
medición, disminuye la variación de la densidad de color de cada
píxel.
En esta descripción, con el fin de mantener la
variación de la densidad de los píxeles coloreados por debajo de
los valores siguientes: rojo 2,5%, verde 6%; y azul 1,5%, es
necesario controlar la cantidad de descarga regulando las señales
de accionamiento o el tamaño de los orificios de las toberas de un
cabezal por chorros de tinta, o es necesario controlar los
intervalos de descarga de la tinta. Para alcanzar la precisión
necesaria para dicho control, en la actual realización la medición
se realiza seis veces. En otras palabras, en la actual realización,
la operación de medición de la densidad de la configuración de la
línea mencionada anteriormente y de obtención de la cantidad de
descarga de tinta de cada tobera, se realiza seis veces y se
calcula el valor medio de las mismas. Mediante esto, se consigue la
precisión de datos necesaria para controlar la desigualdad de la
densidad de color bajo los valores descritos anteriormente. Tal como
se ha descrito antes, sin ningún tipo de limitación en el orden de
la operación de coloración, como se requiere de manera convencional,
puede colorearse un filtro de color sin ninguna desigualdad
mediante el simple control de la descarga del cabezal por chorros
de tinta.
Debe tenerse en cuenta que dado que la variación
de la densidad de un píxel coloreado, en el cual no pueden
reconocerse desigualdades, es diferente para cada color, la
precisión necesaria para la medición descrita anteriormente es
diferente para cada color. Aunque en el ejemplo anterior, el número
de veces de la medición para tres colores es el mismo que el del
color que requiere el mayor número de veces de medición (en el
ejemplo anterior, seis veces para el azul), para un color aparte del
color que requiere el mayor número de veces de medición, puede
realizarse la medición un número de veces menor. En otras palabras,
el número de veces de la medición se puede alterar para cada valor.
En este caso, puede conseguirse una ventaja adicional, dado que se
reduce el número total de veces de medición para tres colores, se
reduce asimismo el tiempo requerido para la fabricación del filtro
de color.
En la presente realización, como en el caso del
proceso para modificar para cada color, el número de veces de
repetición del proceso incluidas en las etapas del procesado para
ajustar la cantidad de tinta por unidad de superficie de un píxel
en un filtro de color, se modifica el número de veces de medición de
la densidad del color para cada color.
Se debe tener en cuenta que como medios para la
medición de la densidad de coloración, pueden utilizarse otros
medios bien conocidos para la medición de la densidad del color
tales como, por ejemplo, microscopio espectrográfico u otros.
La variación de la densidad en la parte coloreada
se produce también debido a la diferencia entre la cantidad de
descarga de cada tobera en el momento de medir la densidad del
color, y la cantidad descargada de la tobera en el momento de
fabricar realmente un filtro de color. La diferencia aumenta en
proporción a la frecuencia de la operación de descarga realizada
durante el tiempo de la medición de la densidad del color, y del
tiempo de fabricación del filtro de color. Por consiguiente, en el
caso en que se fabrique un cierto número de filtros de color hasta
que la diferencia de la cantidad de descarga llega a ser mayor que
un valor aceptable, se mide de nuevo la variación de la densidad en
la parte coloreada. A continuación, es necesario controlar la
cantidad de descarga o los intervalos de descarga de la tinta
utilizando el resultado medido.
Debido a que la gama de variación de la densidad
del píxel coloreado, en el cual no puede reconocerse la
desigualdad, es diferente para cada color, la frecuencia de la
medición de la variación de la densidad y el control de la cantidad
de la descarga o el control del intervalo de descarga de tinta son
diferentes para cada color. Por consiguiente, la medición de la
variación de la densidad, el control de la cantidad de descarga o
el intervalo de descarga de la tinta pueden ser realizados tan a
menudo como sea preciso en el caso de un color que necesite más
frecuentemente estas operaciones (normalmente, azul), que para los
demás colores. De manera alternativa, estos controles pueden ser
realizados con una frecuencia menor con respecto a los otros
colores. En este caso, puede conseguirse una ventaja adicional
porque el tiempo requerido para fabricar un filtro de color queda
también reducido.
De aquí en adelante, se facilita una descripción
sobre la operación de coloreado de acuerdo con la presente
realización, la cual se lleva a cabo una serie de veces.
Normalmente, la variación de la densidad en una
parte coloreada es producida por la perturbación o "ruido" de
la medición generada en el momento de medir la densidad del color de
una configuración de línea o por la diferencia entre la cantidad
descargada por cada tobera en el momento de medir la densidad de
color y la cantidad descargada por la tobera en el momento de
fabricar realmente un filtro de color. A la vista de ello, los
inventores de la presente invención han examinado la naturaleza de
estos factores: perturbación de la medición y diferencia en la
cantidad de descarga. Como resultado de ello, los inventores han
descubierto que estos factores mostraban un comportamiento
aleatorio, y que la distribución de la densidad de color para cada
tobera, en la cual se había realizado una regulación de la densidad
de color, era casi normal.
Por consiguiente, suponiendo que la desviación
normal de la distribución de la densidad de color para cada tobera
es \sigma, en el caso en que un píxel es coloreado por un número n
de toberas diferentes, la desviación normal de la distribución de la
densidad de color de cada píxel es \sigma / \surdn según el
teorema del límite central.
De manera similar, en el filtro de color de
acuerdo con la presente realización, en el caso en que la variación
de la densidad de color de cada píxel esté limitada dentro de la
gama anterior, la variación de la densidad de color con respecto a
una sola tobera es aproximadamente \surdn veces (en este caso, n =
5) el valor anterior.
En otras palabras, completando el coloreado de
cada píxel con un número considerable de veces (n veces) de
coloreado, la variación de la densidad del píxel puede ser
controlada hasta 1/\surdn del caso de completar el coloreado de
cada píxel en una sola vez de coloreado.
Se debe tener en cuenta que, tal como se ha
descrito en la presente realización, dicho esfuerzo para reducir al
mínimo la variación de la densidad de color produce generalmente una
disminución de la productividad, tal como lo ejemplifica el mayor
número de veces de realización de la medición. Por otra parte,
cuando se fabrica realmente un filtro de color, existen varios
factores perturbadores generados durante el proceso de fabricación.
Por este motivo, es preferible fijar como valor objetivo de la
variación de la densidad de color un valor tan pequeño como sea
posible, porque es más probable conseguir la gama de variación antes
mencionada y, como resultado, se consigue un excelente rendimiento.
En otras palabras, la productividad y el rendimiento se consiguen
uno a expensas del otro.
A la vista de lo anterior, es necesario
determinar el valor más apropiado para el valor objetivo de la
variación de la densidad de color, teniendo en cuenta la
productividad y el rendimiento.
Se debe tener en cuenta que la presente invención
es aplicable a un caso corregido y modificado de la realización
descrita anteriormente.
Por ejemplo, desde hace poco tiempo se dispone de
un panel de visualización que tiene un filtro de color en el lado
de la disposición del TFT. El filtro de color definido en la
presente invención es un sustrato coloreado por un material de
coloración. Por consiguiente, el filtro de color, según la presente
realización, incluye ambos casos tanto si está incluido en el lado
de la disposición del TFT o en el otro lado.
La realización descrita anteriormente ha tomado
como ejemplo, entre las impresoras por chorros de tinta, una
impresora que comprende medios (por ejemplo, un transductor
electrotérmico, un generador de rayos láser y similares) para
generar energía calorífica como energía utilizada para la ejecución
de la descarga de tinta, y produce un cambio en el estado de la
tinta mediante energía calorífica. De acuerdo con esto, con esta
impresora por chorros de tinta y este método de impresión puede
conseguirse una operación de impresión de elevada densidad y de
elevada precisión.
Como disposición típica y como principio del
sistema de impresión por chorros de tinta, son preferibles los
practicados mediante la utilización del principio básico dado a
conocer, por ejemplo, en las patentes USA Nº 4.723.129 y 4.740.796.
El sistema anterior es aplicable tanto al llamado tipo bajo demanda
como a un tipo continuo. En particular, en el caso del tipo bajo
demanda, el sistema es efectivo porque al aplicar, por lo menos una
señal de accionamiento que se corresponde con la información para la
impresión y proporciona un rápido incremento de temperatura que
supera la temperatura de ebullición de la película, en cada uno de
los transductores electrotérmicos dispuestos en correspondencia con
una lámina o canales líquidos que contienen un líquido (tinta), se
genera una energía calorífica por medio del transductor
electrotérmico para realizar la ebullición de la película sobre la
superficie sobre la que actúa el calor en la superficie del cabezal
de impresión y, en consecuencia, puede formarse una burbuja en el
líquido (tinta) en correspondencia unívoca con la señal de
accionamiento. Mediante la descarga del líquido (tinta) a través de
una abertura de descarga, debido al crecimiento y contracción de la
burbuja, se forma por lo menos una pequeña gota. Si la señal de
accionamiento es aplicada como una señal de impulso, el crecimiento
y la contracción de la burbuja pueden ser conseguidos de manera
instantánea y adecuada para conseguir la descarga del líquido
(tinta) con unas características de respuesta particularmente
elevadas.
Como señales de accionamiento en forma de
impulsos son adecuadas las señales dadas a conocer en las patentes
USA Nº 4.463.359 y 4.345.262. Se debe tener en cuenta que puede
realizarse además una excelente impresión utilizando las
condiciones descritas en la patente USA Nº 4.313.124 de la
invención, la cual se refiere a la velocidad de incremento de la
temperatura de la superficie calorífica activa.
Como disposición del cabezal de impresión, además
de la disposición como una combinación de toberas de descarga,
canales de líquido y transductores electrotérmicos (canales de
líquido lineales o canales de líquido en ángulo recto), tal como se
ha dado a conocer en los documentos anteriormente citados, en la
presente invención está también incluida la disposición que
utilizan las patentes USA Nº 4.558.333 y 4.459.600, que dan a
conocer la disposición que tiene una parte calorífica activa
dispuesta en un zona curvada. Además, la presente invención puede
ser efectivamente aplicada a una disposición basada en la patente
japonesa en inspección pública Nº 59-123670, la
cual da a conocer una disposición que utiliza una ranura común a una
serie de transductores electrotérmicos como la parte de descarga de
los transductores electrotérmicos, o la patente japonesa en
inspección pública Nº 59-138461, la cual da a
conocer una disposición que tiene una abertura para absorber una
onda de presión de energía térmica en correspondencia con una parte
de descarga.
Además, puede utilizarse como cabezal de
impresión del tipo de línea completa que tiene una longitud
correspondiente a la anchura de un medio de impresión máximo que
puede ser impreso por la impresora, tanto la disposición que
satisface la longitud de la línea completa combinando una serie de
cabezales de impresión tal como los dados a conocer en el documento
anteriormente citado, como la disposición con un único cabezal de
impresión obtenido formando cabezales de impresión de manera
integral.
Además, es aplicable a la presente invención un
cabezal de impresión del tipo de cápsula intercambiable que puede
estar conectado eléctricamente a la unidad principal del aparato y
que puede recibir tinta de la unidad principal del aparato al estar
montado en la unidad principal del aparato, o un cabezal de
impresión del tipo de cartucho en el cual está dispuesto de manera
integrada un depósito de tinta en el propio cabezal de
impresión.
Es preferible añadir medios de reactivación del
cabezal de impresión, medios auxiliares preliminares y similares,
dispuestos como una disposición de la impresora de la presente
invención, dado que la operación de impresión todavía puede
estabilizarse más. Ejemplos de dichos medios incluyen, para el
cabezal de impresión, medios de recubrimiento, medios de limpieza,
medios de presurización o de aspiración y medios preliminares de
calentamiento utilizando transductores electrotérmicos, otro
elemento calefactor o una combinación de los mismos. También es
efectivo para una impresión estable disponer un modo preliminar de
descarga que lleva a cabo la descarga con independencia de la
impresión.
Además, en la realización de la presente
invención mencionada anteriormente, se supone que la tinta es
líquida. Como alternativa, la presente invención puede utilizar
tinta que es sólida a temperatura ambiente o inferior, o tinta que
se ablanda o se licua a temperatura ambiente, o tinta que se licua
con la aplicación de una señal de impresión.
Además, con el fin de impedir un incremento de
temperatura producido por la energía calorífica utilizándola de
manera positiva como energía para producir un cambio en el estado de
la tinta desde un estado sólido a un estado líquido, o para impedir
la evaporación de la tinta, puede utilizarse tinta que es sólida en
un estado de no utilización y que se licua durante el calentamiento.
En cualquier caso, son aplicables a la presente invención la tinta
que se licua con la aplicación de energía calorífica según una señal
de impresión y es descargada en estado líquido, la tinta que empieza
a solidificarse cuando alcanza un medio de impresión o similar. En
este caso, la tinta puede estar situada opuesta a los transductores
electrotérmicos mientras está siendo mantenida en estado líquido o
sólido en los rebajes de una lámina porosa o en unos orificios
pasantes, tal como se describe en la patente japonesa en inspección
pública nº 54-56847 ó 60-71260. En
la presente invención, el sistema de ebullición de la película antes
mencionado es el más efectivo para la tinta antes mencionada.
Tal como ha sido expuesto anteriormente, según la
presente invención, dado que no existe limitación en el orden de la
operación de coloreado, puede fabricarse un filtro de color en un
breve tiempo con una operación en una sola plataforma.
Además, dado que está definida la gama de
variación más apropiada para cada color, es posible perseguir tanto
el coste de fabricación como la calidad de un filtro de color. Por
ejemplo, tal como se ha explicado en la realización anterior, es
posible conseguir tanto un reducido coste de fabricación como una
elevada calidad en el caso de un aparato de fabricación de un filtro
de color en el cual la medición se realiza repetidas veces y la
variación de la densidad de color se controla de acuerdo con el
número de veces de la medición, en comparación con el caso en que el
número de veces de la medición está fijado para cada color y la
variación de la densidad de color no está controlada para cada
color.
La presente invención no está limitada a las
realizaciones anteriores y pueden realizarse diversos cambios y
modificaciones dentro del ámbito de la presente invención. Por
consiguiente, para que el público evalúe el alcance de la presente
invención se realizan las siguientes reivindicaciones.
Claims (19)
1. Método para fabricar un filtro de color que
comprende:
coloración de un material sometido a coloración
(3) mediante la descarga de, por lo menos, un único color de tinta
roja, verde y azul sobre el material sometido a coloración (3)
utilizando un cabezal por chorros de tinta;
medición de la densidad de color del material
sometido a coloración, en la que el número de veces de la medición
varía según el color de un píxel; y
utilización del resultado de la medición,
realizando dicha coloración de manera tal que la variación de la
densidad de color entre los píxeles coloreados en rojo se mantenga
en un 5% o inferior, la variación de la densidad de color entre los
píxeles coloreados en verde se mantenga en un 10% o inferior, y la
variación de la densidad de color entre los píxeles coloreados en
azul se mantenga en un 3% o inferior.
2. Método, según la reivindicación 1, en el que
la cantidad de tinta descargada por la descarga de cada tobera
individual (108) de un cabezal por chorros de tinta (55) se ajusta
en base al resultado de la medición de la densidad de color.
3. Método, según la reivindicación 2, en el que
se modifica el número de veces que se ajusta la cantidad de tinta
por unidad de superficie de un píxel en el filtro de color (54) para
cada color, según el resultado de la medición de la densidad
realizada para dicho color.
4. Método, según la reivindicación 2, en el que
se modifica la frecuencia de realización del proceso de ajuste de la
cantidad de tinta por unidad de superficie de un píxel en el filtro
de color (54) para cada color, según el resultado de la medición de
la densidad realizada para dicho color.
5. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la variación de la cantidad
de tinta descargada para cada descarga individual de una tobera de
descarga de tinta (108) del cabezal por chorros de tinta (55) es
mayor del 3%.
6. Método, según la reivindicación 5, en el que
la variación de la cantidad de tinta descargada para cada descarga
individual de una tobera de descarga de tinta (108) del cabezal por
chorros de tinta (55) se mantiene entre el 15% y el 20%.
7. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende el ajuste de la
variación de la densidad de color utilizando un método diferente
para cada color, según la diferente variación prescrita de la
densidad de color para cada color.
8. Método, según la reivindicación 7, en el que
el método de ajuste de la variación de la densidad de color para
cada color comprende un proceso repetido que incluye la descarga de
tinta, la medición de la densidad de color y la modificación de la
cantidad de tinta por unidad de superficie de un píxel en el filtro
de color (54), según el resultado de la medición, en el que el
número de veces que se realiza el repetido proceso se modifica para
cada color, de manera que la variación de la densidad de color se
ajuste dentro de la gama prescrita de variación de la densidad de
color.
9. Método, según la reivindicación 7, en el que
la frecuencia de realización del método de ajuste de la variación
de la densidad de color se modifica según la variación prescrita de
la densidad de color.
10. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende el coloreado de cada
píxel completando n veces el coloreado, en donde n es un número
entero positivo, en el que el coloreado de cada vez se lleva a cabo
de manera tal, que el valor de la variación de la densidad de color
entre los píxeles coloreados cada vez se mantiene en un valor no
superior a \surdn multiplicado por 5% en el caso de un píxel rojo,
no superior a \surdn multiplicado por 10% en el caso de un píxel
verde, y no superior a \surdn multiplicado por 3% en el caso de un
píxel azul.
11. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el coloreado es llevado a
cabo de manera que dicha variación de la cantidad de tinta por
unidad de superficie en una parte coloreada del material sometido a
coloración se mantiene por debajo de un 5% o inferior en el caso de
un píxel rojo, en un 10% o inferior en el caso de un píxel verde, y
en un 3% o inferior en el caso de un píxel azul.
12. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material sometido a
coloración (3) es un sustrato que tiene una dimensión en diagonal de
200 mm o superior, y en el que dicho coloreado es llevado a cabo de
manera tal que la variación de la densidad de color entre los
píxeles coloreados en rojo se mantiene en un 2,5% o inferior, la
variación de la densidad de color entre los píxeles coloreados en
verde se mantiene en un 6% o inferior, y la variación de la densidad
de color entre los píxeles coloreados en azul se mantiene en un 1,5%
o inferior.
13. Método, según la reivindicación 12, que
comprende el coloreado de cada píxel completando n veces el
coloreado, siendo n un número entero positivo, en el que el
coloreado se realiza cada vez de manera tal, que el valor de la
variación de la densidad de color entre los píxeles coloreados cada
vez se mantiene en un valor no superior a \surdn multiplicado por
2,5% en el caso de un píxel rojo, no superior a \surdn
multiplicado por 6% en el caso de un píxel verde, y no superior a
\surdn multiplicado por 1,5% en el caso de un píxel azul.
14. Método, según la reivindicación 12, en el que
dicho coloreado es llevado a cabo de manera que dicha variación de
la cantidad de tinta por unidad de superficie en una parte coloreada
del material sometido a coloración se mantiene en un 2,5% o inferior
en el caso de un píxel rojo, en un 6% o inferior en el caso de un
píxel verde, y en un 1,5% o inferior en el caso de un píxel
azul.
15. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho cabezal por chorros de
tinta (55) es un cabezal de impresión para descargar tinta
utilizando energía calorífica e incluye transductores de energía
calorífica (102) para generar energía calorífica a aplicar a la
tinta.
16. Método de fabricación de un aparato de
visualización, comprendiendo el método las fases de:
fabricación de un filtro de color (54) mediante
un método como el reivindicado en cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, e
integración del filtro de color (54) fabricado en
la fase de fabricación con unos medios para el cambio de la
cantidad de luz que pueden ser activados para cambiar la cantidad de
luz.
17. Método de fabricación de un aparato que tiene
un aparato de visualización en el cual está incluido un filtro de
color (54), comprendiendo el método:
fabricación del aparato de visualización según el
método reivindicado en la reivindicación 16;
integración del aparato de visualización,
fabricado en la fase de fabricación, con medios de suministro de una
señal de imagen para suministrar una señal de imagen al aparato de
visualización.
18. Método de fabricación de un visualizador de
cristal líquido que comprende la formación de una matriz o una
disposición de las zonas de filtro de color sobre un primer
sustrato, utilizando un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, dotando a un segundo sustrato con, por lo
menos, uno de los sustratos que llevan electrodos para controlar los
píxeles del visualizador e intercalando un material de cristal
líquido entre el primero y el segundo sustratos de manera que cada
píxel quede alineado con una zona del filtro de color.
19. Aparato para fabricar un filtro de color
(54), comprendiendo dicho aparato:
un aparato de impresión por chorros de tinta que
puede ser activado para descargar, por lo menos, un único color de
tinta roja, verde y azul sobre un material sometido a coloración
(3);
medios de control (70) para controlar la descarga
de tinta mediante el aparato por chorros de tinta (55); y
medios, para medir la densidad de color del
material sometido a coloración,
en el que los medios de control (70) pueden ser
activados para utilizar el resultado de una medición realizada
mediante dichos medios de medición para controlar la descarga de
tinta de manera tal, que dicha variación de la densidad de color
entre los píxeles coloreados en rojo se mantiene en un 5% o
inferior, la variación de la densidad de color entre los píxeles
coloreados en verde se mantiene en un 10% o inferior y la variación
de la densidad de color entre los píxeles coloreados en azul se
mantiene en un 3% o inferior, y
en el que dichos medios de medición pueden ser
activados para variar el número de veces de medición o la frecuencia
de medición según el color de un píxel.
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