JP2001228052A - カラーフィルタ及びその検査方法と製造方法 - Google Patents
カラーフィルタ及びその検査方法と製造方法Info
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Abstract
フィルタの色ムラを高精度且つ効率良く評価する。 【解決手段】 同一ノズル或いは同一の組み合わせのノ
ズルで着色された着色部について複数箇所の着色濃度を
測定し、該測定値より平均着色濃度を求めて着色濃度分
布を得、評価する。
Description
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊技台等に使用されて
いるカラー液晶ディスプレイの構成部材であるカラーフ
ィルタの色ムラ(着色濃度分布)を高精度に且つ高速に
検査するカラーフィルタの検査方法、及び該検査方法を
取り入れたカラーフィルタの製造方法、さらには、該製
造方法によるカラーフィルタに関する。
に用いられるカラーフィルタは、透明基板上に光の3原
色である赤(R)、緑(G)、青(B)に着色された画
素が配列して構成されている。さらに、表示コントラス
トを高めるために、通常各画素の周囲には所望の幅のブ
ラックマトリクス(遮光層)が設けられている。
来、顔料分散法、染色法、電着法などが用いられてき
た。さらに、近年、コストダウン等の要求から、新たに
インクジェット方式による製造方法が提案されている。
インクジェット方式では、カラーフィルタを構成する
R、G、Bの3色の着色を一工程で行うことができるた
め、大幅な工程簡略化によるコストダウンが可能とな
る。
よるカラーフィルタの製造方法においては、通常、複数
のノズルを直線状に配列してなるインクジェットヘッド
を用い、複数の被着色部に対して個々にノズルを対応さ
せることにより、該複数の被着色部を同時に着色する。
な問題の一つに色ムラの発生があり、複数のノズルを用
いるインクジェット方式においては、他の方式と比較し
て着色濃度分布による色ムラが顕著である。この色ムラ
がカラーフィルタの欠陥として認識される程度は、色に
よって異なるが、厳しい場合には、数%程度の着色濃度
分布によっても、目視によって認識しうるものとなる。
従って、インクジェット方式によるカラーフィルタの製
造においては、色ムラの発生を検知し、その結果から新
たに製造するカラーフィルタに付与するインク量の制御
を高速且つ高精度に行うことが必要である。従来のカラ
ーフィルタの検査方法においては、全着色画素について
着色濃度を測定しており、データ量が膨大であるとの問
題があった。
ーフィルタについて、効率よく且つ高精度に着色濃度分
布を測定し、色ムラを評価しうるカラーフィルタの検査
方法を提供することにあり、さらには、該検査方法を取
り入れた高歩留まりのカラーフィルタの製造方法を提供
し、該製造方法により信頼性の高いカラーフィルタをよ
り安価に提供することにある。
の検査方法は、同一色に着色する複数の被着色部に対し
て、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを各被
着色部にそれぞれノズルが対応するように配置し、該イ
ンクジェットヘッドの位置を被着色部に対して相対的に
移動させながら各ノズルより対応する被着色部にインク
を吐出する着色走査を1回以上行って着色部を形成した
カラーフィルタの検査方法であって、同一のノズル或い
は同一の組み合わせのノズルで着色された着色部内にお
いて複数箇所の着色濃度を測定し、該測定値より当該着
色部の平均着色濃度を求めて着色濃度分布を得ることを
特徴とする。
ルタが、同一色に着色する複数の被着色部が平行配置
し、該被着色部の長尺方向或いは長尺方向に直交する方
向に着色走査を行ったカラーフィルタ、或いは、複数色
の着色部が行及び列に沿って規則的に配置したカラーフ
ィルタであり、列または行方向に沿って、該当する色に
着色する被着色部にインクを吐出して着色走査を行った
カラーフィルタであること、を好ましい態様として含む
ものである。
定箇所の数が異なることを好ましい態様として含むもの
である。
ラーフィルタが、複数の被着色部を複数の被着色領域に
分割し、各被着色領域において1回以上の着色走査を行
う工程を、被着色領域毎に行って着色部を形成したカラ
ーフィルタであること、特に、各被着色部に対する着色
走査が複数回であり、隣接する被着色領域の端部を重複
させて境界領域を形成し、各着色走査毎にインクジェッ
トヘッドと被着色部の位置関係を配列方向にずらせるこ
とにより、各被着色部を異なるノズルの組み合わせで着
色したこと、さらには、境界領域の着色部と非境界領域
の着色部とで測定箇所の数が異なること、を好ましい態
様として含むものである。また、着色部の測定箇所の数
がカラーフィルタを構成する色によって異なることも好
ましい態様として含むものである。
被着色部に対して、複数のノズルを備えたインクジェッ
トヘッドを各被着色部にそれぞれノズルが対応するよう
に配置し、該インクジェットヘッドの位置を被着色部に
対して相対的に移動させながら各ノズルより対応する被
着色部にインクを吐出する着色走査を1回以上行って着
色部を形成するカラーフィルタの製造方法であって、先
に製造されたカラーフィルタについて、上記本発明のカ
ラーフィルタの検査方法により得られた各着色部の平均
着色濃度に基づいて、新たに製造するカラーフィルタを
着色する際の単位画素当りの着色インク量を制御するこ
とを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供するも
のである。
部を備え、上記本発明のカラーフィルタの製造方法によ
り製造されたことを特徴とするカラーフィルタを提供す
るものである。
ば図5に示すように、R、G、Bの長尺の着色部41を
平行に配置してなり、ブラックマトリクスの開口部によ
って着色画素42が規定される。即ち、長尺の着色部4
1内に複数個の着色画素42が配列している。
図6に示すように、R、G、Bの着色部41を行及び列
に沿って規則的に配置した構成も挙げられる。
の製造方法としては、一般に二つの方法に大別される。
一つは、透明基板上にインク吸収性を有する樹脂組成物
等からなるインク受容層を形成し、該インク受容層の所
定の領域を被着色部としてインクジェットヘッドより各
色のインクを付与して着色し、着色部を形成する方法で
あり、他の一つは、樹脂組成物等からなる隔壁(通常ブ
ラックマトリクスで兼用する)を形成し、その開口部を
被着色部として樹脂組成物等を含む硬化型の各色のイン
クを付与して硬化させ、着色部を形成する方法である。
いずれの方法も、被着色部にインクジェットヘッドより
インクを付与するという点においては、技術上同じであ
る。
おいては、複数のノズルを備えたインクジェットヘッド
を用い、例えば図5のカラーフィルタの場合には、同一
色の複数の被着色部に対して、それぞれノズルが対応す
るようにインクジェットヘッドを適宜傾け、インクジェ
ットヘッド或いはカラーフィルタを形成する基板、もし
くはその両方を移動させることにより、被着色部の長尺
方向にインクジェットヘッドの位置を相対的に移動(走
査)させながらインクを吐出する。これを着色走査とい
う。
1行目の被着色部に対して、上記図5の場合と同様にイ
ンクジェットヘッドを対応させ、インクジェットヘッド
或いはカラーフィルタを形成する基板、もしくはその両
方を移動させることにより、列方向にインクジェットヘ
ッドの位置を相対的に移動させながら、該当する被着色
部にのみインクを吐出する。即ち、図6のカラーフィル
タの着色走査においては、連続的にインクを吐出する
が、図5のカラーフィルタの着色走査においては、断続
的にインクを吐出する点で異なるのみであり、基本的な
操作は同じである。
に、断続的にインクを吐出することで、被着色部の長尺
方向に対して直交する方向に着色走査することができ
る。また、図6において、行と列を入れ替えても全く同
様に着色走査することができる。
は、被着色部の数が多いため、被着色部を複数の被着色
領域に分割して行う。以下、図5のような平行配置の着
色部を有するカラーフィルタを製造する場合を例に挙げ
て、本発明のカラーフィルタの検査方法について説明す
る。
程及び検査方法の一例を模式的に示す平面図である。図
中、1a〜1cはインクジェットヘッド、4はインクジ
ェットヘッド1a〜1cの走査方向、5はインクジェッ
トヘッド1a〜1cの移動方向であり、被着色部の配列
方向を示す。
a〜1cのノズル数に対して着色部の数が多い場合、図
1に示すように、被着色部を複数の被着色領域A〜Dに
分割する。インクジェットヘッド1a〜1cはそれぞれ
複数個のノズルを直線状に配列して備えており、該イン
クジェットヘッド1a〜1cを被着色部の配列方向5に
対して傾けて配置することにより、ノズルのピッチを被
着色部のピッチに対応させる。この時、ノズルを1個以
上おきに用いる場合もある。この状態で、インクジェッ
トヘッド1a〜1cを被着色部の長尺方向である走査方
向4に沿って移動させながら、被着色部に対応したノズ
ルより被着色部にインクを付与し、着色走査を行う。必
要に応じて、該着色走査は複数回行う。当該工程を、被
着色領域毎に行い、全被着色部にインクを付与する。
ては、同一のノズル或いは同一の組み合わせのノズルで
着色された着色部において複数箇所の着色濃度を測定す
る。
同一のノズルで着色される。従って、図1のS1で示さ
れる走査で各着色部について、1箇所ずつ着色濃度を測
定することにより、当該領域内における着色濃度分布を
検知することができる。さらに、本発明においては、各
着色部内において、図1に示したS1〜S3の如く、複数
箇所について着色濃度を測定し、平均着色濃度を求める
ことによって、測定精度を高める。
数がインクジェットヘッドの有するノズル数よりも多
く、被着色部を複数の被着色領域に分割してそれぞれに
ついて着色工程を行う場合には、各被着色領域を同じ着
色工程で着色するため、各被着色領域内で同じ位置の被
着色部は同一のノズルで着色されることになる。よっ
て、複数の被着色領域のうち、1つの被着色領域につい
てのみ着色濃度分布を測定すれば全体の着色濃度分布を
推測することができる。
おいて、被着色領域の着色走査が複数回である場合、着
色走査毎、或いは複数回の着色走査毎にインクジェット
ヘッド1a〜1cを移動方向5にずらせることが好まし
い。その結果、各被着色部は複数のノズルから吐出され
たインクによって着色されるため、ノズルの吐出量の差
による着色濃度ムラが低減される。図2にその着色工程
と検査方法とを模式的に示す。図中の符号は図1と同じ
である。
る被着色部は、インクジェットヘッド1a〜1cの紙面
右端付近のノズルで着色された後、左端付近のノズルで
着色されることになる。即ち、隣接する被着色部の端部
を重複させた境界領域を形成する。例えば、境界領域A
・Bは被着色領域Aと被着色領域Bの端部を重複させた
領域である。尚、図2の被着色領域Aの紙面左端及びD
の紙面右端の被着色部については、重複する境界領域が
存在しないため、当該境界領域に該当する被着色部を設
けないよう、該境界領域に対応するノズルからはインク
が吐出されないようにして着色走査を行う。
同一の組み合わせのノズルで着色される。従って、図2
のS1で示される走査で各着色部について、1箇所ずつ
着色濃度を測定することにより、当該領域内における着
色濃度分布を検知することができる。さらに、本発明に
おいては、各着色部内において、図2に示したS1〜S3
の如く、複数箇所について着色濃度を測定し、平均着色
濃度を求めることによって、測定精度を高める。
色するため、各被着色領域内で同じ位置の被着色部は同
一の組み合わせのノズルで着色されることになるため、
複数の被着色領域のうち、1つの被着色領域についての
み着色濃度分布を測定すれば全体の着色濃度分布を推測
することができる。
内の着色濃度分布の一例を示す図である。カラーフィル
タの着色濃度は具体的には各着色部の透過率を測定して
検知することができる。図4は、被着色領域Bの着色後
に当該領域内の各着色部内を4の方向に走査し、その透
過率のバラツキを縦軸に示したものである。当該カラー
フィルタは、各色毎に1024個の着色部を有するカラ
ーフィルタについて、A〜Dの4つの被着色領域に分割
し、262個のノズルを用いて5回の着色走査で各被着
色領域を着色走査し、着色走査1回毎に6着色部ずつイ
ンクジェットヘッド1a〜1cを移動方向5に沿ってず
らせることにより、着色部を形成した例である。従っ
て、図中の非境界領域B1の被着色部は238個、境界
領域B・Cは24個である。
色部に比べて、境界領域B・Cの着色部での、着色部内
における着色濃度分布が大きい。その理由は、第一に、
非境界領域A1〜D1では、着色工程中に複数の着色走査
が連続して行われるのに対して、境界領域A・B、B・
C、C・Dでは、着色工程中にインクジェットヘッド1
a〜1cを次の被着色領域まで移動させる期間が介在す
るため、時間的ズレを持つことと、第二に、非境界領域
A1〜D1では、用いるノズルがインクジェットヘッド1
a〜1cの両端に分かれて配置しているため、液滴量や
着弾位置などの物理量が異なりやすいためである。
に示すように、境界領域A・B、B・C、C・Dでは、
S1〜S3にS4〜S6を加えて非境界領域A1〜D1よりも
測定箇所数を増やすことにより、測定精度を高めること
が望ましい。
分布に対する目視検査上認識される色ムラの程度はカラ
ーフィルタを構成する色毎に異なるため、その程度に応
じて色毎に測定箇所の数を適宜選択することが望まし
い。
色画素が配列しているため、測定箇所は、該着色画素単
位で選択すればよい。
色の着色部が互い違いに規則的に配置しているカラーフ
ィルタの場合にも、上記した図5の場合と同様に、イン
クジェットヘッドを走査する。ただし、図5の各着色部
が図6の1列の着色部に相当するため、図5の各被着色
部へのインクの吐出を断続的に行うことによって、1列
のうちの該当する被着色部にのみインクを吐出すればよ
い。
法に用いられる検査装置の概略構成図であり、各着色部
の着色濃度を透過率を測定することによって検知する装
置である。図中、11は光源、12は光量調整用の光学
素子、13は光量調整された光を所定位置まで導くライ
トガイド、14は入射光路を受光部21に対し調整する
ための光路調整系である。受光部21は、画像を拡大す
るための光学系15と、測定対象物(カラーフィルタ)
の画像を画像処理装置に取り込むためのCCDカメラ1
6で構成されている。図1では光源11を測定機より離
して設置しているため、光を導くためにライトガイド1
3を用いているが、直接照射できるものでもよい。19
は測定対象物の濃度を連続的に測定する場合のXY制御
ステージで、ステージの表面は、下からの透過光源を利
用できるように測定部分を開口してある。17は各着色
画素毎の透過率を測定する画像処理装置で、18のパー
ソナルコンピュータ(PC)により制御する。また、P
C18は同時に、RS232C或いはGPIBインター
フェースを用いて、19のXY制御ステージも制御して
いる。20は検査対象であるカラーフィルタである。
灯、水銀灯、キセノン光源などが好ましいが、特に限定
されるものではない。光学素子12は、偏光素子の組み
合わせ、スリット、ピンホールなど透過率可変の光学素
子や、NDフィルタ、ミラー、レンズ、メッシュ絞りな
どの一定の透過率しか持たない光学素子、また波長選択
フィルタ等である。
ミラーなどにより受光部21に対して行う。さらには、
測定精度向上のために、入射光の面内光量分布の均一化
を図る方がより好ましい。
ために、エリアセンサ型CCDカメラを用いるのが好ま
しいが、その他ラインセンサ型CCDカメラなども用い
ることができる。また、CCDはカラー、白黒のいずれ
でも良い。
検査装置において、R、G、Bの各1着色部を一組とし
て、1組ずつステージをシフト方向にステップ送りしな
がらその透過光量を順次取り込んでゆく。また、前記し
たように、着色濃度分布によって発生する色ムラの程度
は色によって異なるため、測定箇所の数、即ち着色画素
数を適宜設定するが、測定に際しては、色毎に必要な数
の着色画素を取り込んで演算する。これにより、各色に
よって必要最小限の着色画素の透過光量を測定して演算
すれば良く、演算工程の短縮から測定の高速化を図るこ
とができる。
個の着色画素の透過率を測定する。予め、透過率と着色
濃度との関係を求めておけば、得られた透過率を着色濃
度に換算し、平均着色濃度を求め、色毎に平均着色濃度
分布が得られる。該分布の程度より色ムラを評価するこ
とができ、カラーフィルタの良否を判断することができ
る。
法においては、上記本発明の検査方法によって得られた
平均着色濃度に基づいて、新たに製造するカラーフィル
タの各被着色部に付与するインク量を制御することによ
って、色ムラの低減したカラーフィルタを製造すること
ができる。具体的には下記の手順でインク量の制御を行
う。
フィルタの各着色部について、本発明の検査方法によ
り、透過率を測定する。該透過率が目標値となる。
い、その透過率から、インク変化量と透過率変化量との
関係を求める。この関係に基づいて、透過率の変化量を
実際のインク量の変化量に換算する変換係数を算出す
る。
発明の検査方法により、透過率を測定して色ムラの評価
を行い、その結果と上記前準備で求めた目標値とのズレ
量を算出する。
備で求めた変換係数を考慮して新たなインク量を算出す
る。
へフィードバックし、インク量の制御を行う。尚、オン
デマンド型のインクジェットヘッドを用いてカラーフィ
ルタの着色工程を行う場合には、インク量の制御はノズ
ルから吐出されるインク滴の体積を制御する方法の他
に、基板上に付与されるインク滴の間隔で制御されるこ
とが一般的である。
インクジェット方式によるカラーフィルタの色ムラを高
精度に且つ効率よく評価することができ、信頼性の高い
カラーフィルタを歩留まり良く、より安価に提供するこ
とが可能になる。
色工程と本発明の検査方法の一例を模式的に示す平面図
である。
色工程と本発明の検査方法の他の例を模式的に示す平面
図である。
査装置の概略構成図である。
色濃度分布の一例を示す図である。
に示す平面図である。
的に示す平面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 同一色に着色する複数の被着色部に対し
て、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを各被
着色部にそれぞれノズルが対応するように配置し、該イ
ンクジェットヘッドの位置を被着色部に対して相対的に
移動させながら各ノズルより対応する被着色部にインク
を吐出する着色走査を1回以上行って着色部を形成した
カラーフィルタの検査方法であって、同一のノズル或い
は同一の組み合わせのノズルで着色された着色部内にお
いて複数箇所の着色濃度を測定し、該測定値より当該着
色部の平均着色濃度を求めて着色濃度分布を得ることを
特徴とするカラーフィルタの検査方法。 - 【請求項2】 検査対象であるカラーフィルタが、同一
色に着色する複数の被着色部が平行配置し、該被着色部
の長尺方向或いは長尺方向に直交する方向に着色走査を
行ったカラーフィルタである請求項1記載のカラーフィ
ルタの検査方法。 - 【請求項3】 検査対象であるカラーフィルタが、複数
色の着色部が行及び列に沿って規則的に配置したカラー
フィルタであり、列または行方向に沿って、該当する色
に着色する被着色部にインクを吐出して着色走査を行っ
たカラーフィルタである請求項1記載のカラーフィルタ
の検査方法。 - 【請求項4】 着色部によって、測定箇所の数が異なる
請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタの検査
方法。 - 【請求項5】 検査対象であるカラーフィルタが、複数
の被着色部を複数の被着色領域に分割し、各被着色領域
において1回以上の着色走査を行う工程を、被着色領域
毎に行って着色部を形成したカラーフィルタである請求
項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルタの検査方
法。 - 【請求項6】 検査対象であるカラーフィルタが、各被
着色部に対する着色走査が複数回であり、隣接する被着
色領域の端部を重複させて境界領域を形成し、各着色走
査毎にインクジェットヘッドと被着色部の位置関係を配
列方向にずらせることにより、各被着色部を異なるノズ
ルの組み合わせで着色した請求項5記載のカラーフィル
タの検査方法。 - 【請求項7】 境界領域の着色部と非境界領域の着色部
とで測定箇所の数が異なる請求項6記載のカラーフィル
タの検査方法。 - 【請求項8】 着色部の測定箇所の数がカラーフィルタ
を構成する色によって異なる請求項1〜7のいずれかに
記載のカラーフィルタの検査方法。 - 【請求項9】 同一色に着色する複数の被着色部に対し
て、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを各被
着色部にそれぞれノズルが対応するように配置し、該イ
ンクジェットヘッドの位置を被着色部に対して相対的に
移動させながら各ノズルより対応する被着色部にインク
を吐出する着色走査を1回以上行って着色部を形成する
カラーフィルタの製造方法であって、先に製造されたカ
ラーフィルタについて、請求項1〜8のいずれかに記載
のカラーフィルタの検査方法により得られた各着色部の
平均着色濃度に基づいて、新たに製造するカラーフィル
タを着色する際の単位画素当りの着色インク量を制御す
ることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項10】 透明基板上に複数の着色部を備え、請
求項9に記載のカラーフィルタの製造方法により製造さ
れたことを特徴とするカラーフィルタ。
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