JP2001228321A - カラーフィルタの製造方法、製造装置、カラーフィルタを備えた表示装置の製造方法及び該表示装置を備えた装置の製造方法 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法、製造装置、カラーフィルタを備えた表示装置の製造方法及び該表示装置を備えた装置の製造方法

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JP2001228321A
JP2001228321A JP2000042397A JP2000042397A JP2001228321A JP 2001228321 A JP2001228321 A JP 2001228321A JP 2000042397 A JP2000042397 A JP 2000042397A JP 2000042397 A JP2000042397 A JP 2000042397A JP 2001228321 A JP2001228321 A JP 2001228321A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット方式によりカラーフィルタを
製造するに際し、混色の発生を低減させることが可能な
カラーフィルタの製造方法及び製造装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 複数のノズルがほぼ第1の方向に配列さ
れたインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向と
略直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記イ
ンクジェットヘッドから前記基板にインクを吐出して、
前記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互いに
異なる色となるように着色することによりカラーフィル
タを製造する方法であって、前記着色工程の前に、前記
各フィルタエレメントに吐出すべき前記複数の吐出イン
クの夫々の着弾位置を測定し、前記測定の結果に基づ
き、前記フィルタエレメントの第1の方向の中心線に前
記複数の吐出インクが着弾するように前記複数のノズル
の夫々の吐出タイミングを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドにより基板に向けてインクを吐出して、各フィルタ
エレメントを着色することによりカラーフィルタを製造
するためのカラーフィルタ製造方法、その製造装置、液
晶表示用のカラーフィルタ、液晶表示装置及びこの液晶
表示装置を備えた装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に液晶表示装置は、パーソナルコン
ピュータ、ワードプロセッサ、パチンコ遊技台、自動車
ナビゲーションシステム、小型テレビ等に搭載され、近
年需要が増大している。しかしながら、液晶表示装置は
価格が高く、液晶表示装置のコストダウンに対する要求
は年々強まっている。
【0003】液晶表示装置を構成するカラーフィルタ
は、透明基板上に赤(R)、緑(G)、青(B)などの
各フィルタエレメントを配列して構成され、さらにこれ
らの各フィルタエレメントの周囲には表示コントラスト
を高めるために、光を遮蔽するブラックマトリックス
(BM)が設けられている。また、フィルタエレメント
を含む着色層の上には、平滑性の改善などのためにアク
リル樹脂やエポキシ樹脂からなる厚さ0.5〜2μmの
オーバーコート層(保護層)が形成され、さらにこの上
に透明電極のITO(indium−tin−oxide)膜が形成さ
れる。
【0004】カラーフィルタのフィルタエレメントを着
色する方法としては、従来から種々の方法が知られてお
り、これらには染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等
がある。
【0005】染色法とは、ガラス基板上に染色用の材料
である水溶性高分子材料を塗布し、この水溶性高分子材
料をフォトリソグラフィ法により所定の形状にパターニ
ングした後、これを染色液に浸漬し着色するという工程
をR・G・Bの各色につき夫々1回づつ、合計3回繰り
返すことにより、R・G・Bの3色のカラーフィルタ層
を得る方法である。
【0006】顔料分散法とは、基板上に顔料を分散した
感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることに
より単色のパターンを得るという工程をR・G・Bの各
色につき夫々1回づつ、合計3回繰り返すことによりR
・G・Bのカラーフィルタ層を形成する方法である。
【0007】電着法とは、基板上に透明電極をパターニ
ングし、顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸
漬して第1の色(R)を電着し、同様の工程により第2
の色(G)、第3の色(B)も電着することで、R、
G、Bのカラーフイルタ層を形成し、最後に焼成する方
法である。
【0008】印刷法とは、顔料が分散された熱硬化型の
樹脂をオフセット印刷法によりR・G・Bの各色につき
夫々1回づつ、合計3回基板に印刷し、その後樹脂を硬
化することで、R、G、Bのカラーフイルタ層を形成す
る方法である。
【0009】これらの方法に共通している点は、R、
G、Bの3色を着色するために同一の工程を3回繰り返
す必要があり、コスト高になることである。また、工程
が多いほど歩留りが低下するという問題を有している。
【0010】これらの欠点を補うべく、特開昭59−7
5205号公報、特開昭63−235901号公報ある
いは特開平1−217320号公報等には、インクジェ
ット方式を用いてカラーフイルタを製造する方法が開示
されている。これらの方法は、R(赤)、G(緑)、B
(青)の三色の色素を含有するインクをインクジェット
方式で光透過性の基板上に噴射し、各インクを乾燥させ
て着色画像部を形成するものである。こうしたインクジ
ェット方式では、R、G、Bの各フィルタエレメントの
形成を一度に行うことが可能で大幅な製造工程の簡略化
と、大幅なコストダウン効果を得ることが出来る。
【0011】このようなインクジェット方式によりカラ
ーフィルタの製造を行う場合、各フィルタエレメントを
R・G・Bの各色に着色するために、R・G・Bの各色
のインクを吐出するための3種類のヘッドを用意し、図
33に示されるようにヘッドと基板とをX方向に相対的
に走査させて、Y方向のフィルタエレメントは同一色と
なるように着色し、X方向(主走査方向)のフィルタエ
レメントは隣接する色が互いに異なる色となるように着
色することによりカラーフィルタを製造する方法があ
る。これは特開平9−101412号公報に開示されて
いる。この方法によれば、ノズル間のピッチとフィルタ
エレメント間の距離とを一致させる必要がないため、着
色前に行われる調整に要する時間が少なくて済むという
利点がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−101412号公報に開示されている着色方法を用
いる場合、主走査方向に隣り合うフィルタエレメントの
色が互いに異なる色であるので、ヘッドと基板とをX方
向(主走査方向)に相対走査させながらインクを吐出し
ていく際に吐出インクの着弾位置が主走査方向にズレて
しまうと、その吐出インクが隣のフィルタエレメントに
入り込んで混色を発生させる場合があるため、この着色
方法を用いる場合は吐出インクの着弾位置が特に重要で
ある、ということを本発明者は見出した。そして、誠意
研究の結果、混色を低減させるためには、X方向の着弾
位置のズレをなくすことが望ましい、ということに至っ
たのである。
【0013】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
ものあり、基板とヘッドをX方向に相対的に主走査させ
ながらインクを吐出していき、X方向(主走査方向)に
隣接するフィルタエレメントの色が互いに異なる色とな
るように着色することでカラーフィルタを製造する場
合、各吐出インクの着弾位置のズレをなくすことで混色
の発生を低減させることが可能なカラーフィルタの製造
方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数のノズルがほぼ第1の方向に配列され
たインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向と略
直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記イン
クジェットヘッドから前記基板にインクを吐出して、前
記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互いに異
なる色となるように着色することによりカラーフィルタ
を製造する方法であって、前記インクジェットヘッドと
前記基板とを前記第2の方向に相対的に主走査させる工
程と、前記主走査中に、前記インクジェットヘッドの複
数の異なるノズルからインクを吐出して、複数の吐出イ
ンクにより各フィルタエレメントを着色する工程と、前
記着色工程の前に、前記各フィルタエレメントに吐出す
べき前記複数の吐出インクの夫々の着弾位置を測定し、
前記測定の結果に基づき、前記着弾位置のズレを調整す
る工程とを備え、前記調整工程では、前記第2の方向の
位置ズレを測定し、前記フィルタエレメントの第1の方
向の中心線に前記複数の吐出インクが着弾するように前
記複数のノズルの夫々の吐出タイミングを調整すること
を特徴とするものである。
【0015】また、本発明は、複数のノズルがほぼ第1
の方向に配列されたインクジェットヘッドと基板とを前
記第1の方向と略直交する第2の方向に相対的に走査し
ながら、前記インクジェットヘッドから前記基板にイン
クを吐出して、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレ
メントが互いに異なる色となるように着色することによ
りカラーフィルタを製造する方法であって、前記インク
ジェットヘッドと前記基板とを前記第2の方向に相対的
に主走査させる主走査手段と、前記主走査中に、前記イ
ンクジェットヘッドの複数の異なるノズルからインクを
吐出して、複数の吐出インクにより各フィルタエレメン
トを着色するように制御する制御手段と、前記各フィル
タエレメントに吐出すべき前記複数の吐出インクの夫々
の着弾位置を測定し、前記測定の結果に基づき、前記着
弾位置のズレを調整する着弾位置調整手段とを備え、前
記着弾位置調整手段による調整は、前記制御手段による
フィルタエレメントの着色前に行われ、前記着弾位置調
整手段による調整では、前記第2の方向の位置ズレを測
定し、前記フィルタエレメントの第1の方向の中心線に
前記複数の吐出インクが着弾するように前記複数のノズ
ルの夫々の吐出タイミングを調整することを特徴とする
ものである。
【0016】また、本発明は、複数のノズルがほぼ第1
の方向に配列されたインクジェットヘッドと基板とを前
記第1の方向と略直交する第2の方向に相対的に走査し
ながら、前記インクジェットヘッドから前記基板にイン
クを吐出して、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレ
メントが互いに異なる色となるように着色することによ
り製造されるカラーフィルタを備えた表示装置の製造方
法であって、前記インクジェットヘッドと前記基板とを
前記第2の方向に相対的に主走査させる工程と、前記主
走査中に、前記インクジェットヘッドの複数の異なるノ
ズルからインクを吐出して、複数の吐出インクにより各
フィルタエレメントを着色する工程と、前記着色工程の
前に、前記各フィルタエレメントに吐出すべき前記複数
の吐出インクの夫々の着弾位置を測定し、前記測定の結
果に基づき、前記着弾位置のズレを調整する工程とを備
え、前記調整工程では、前記第2の方向の位置ズレを測
定し、前記フィルタエレメントの第1の方向の中心線に
前記複数の吐出インクが着弾するように前記複数のノズ
ルの夫々の吐出タイミングを調整することにより製造さ
れるカラーフィルタを用意する工程と、光量を可変とす
る光量可変手段と前記カラーフィルタとを一体化する工
程とを具備することを特徴とするものである。
【0017】また、本発明は、複数のノズルがほぼ第1
の方向に配列されたインクジェットヘッドと基板とを前
記第1の方向と略直交する第2の方向に相対的に走査し
ながら、前記インクジェットヘッドから前記基板にイン
クを吐出して、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレ
メントが互いに異なる色となるように着色することによ
り製造されるカラーフィルタを有する表示装置を備えた
装置の製造方法であって、前記インクジェットヘッドと
前記基板とを前記第2の方向に相対的に主走査させる工
程と、前記主走査中に、前記インクジェットヘッドの複
数の異なるノズルからインクを吐出して、複数の吐出イ
ンクにより各フィルタエレメントを着色する工程と、前
記着色工程の前に、前記各フィルタエレメントに吐出す
べき前記複数の吐出インクの夫々の着弾位置を測定し、
前記測定の結果に基づき、前記着弾位置のズレを調整す
る工程とを備え、前記調整工程では、前記第2の方向の
位置ズレを測定し、前記フィルタエレメントの第1の方
向の中心線に前記複数の吐出インクが着弾するように前
記複数のノズルの夫々の吐出タイミングを調整すること
により製造されるカラーフィルタと、光量を可変とする
光量可変手段とを一体化した表示装置を用意する工程
と、該表示装置に対して画像信号を供給する画像信号供
給手段を前記表示装置に接続する工程とを具備すること
を特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0019】〔カラーフィルタ着色装置の概要〕図1
は、カラーフィルタの製造装置90の一実施形態の構成
を示す概略図である。図1において、51は装置架台、
52は架台51上のXYθステージ、53はXYθステ
ージ52上にセットされるカラーフィルター基板、54
はカラーフィルタ基板53上に形成されるカラーフィル
タ、55はカラーフィルタを描画(着色)するためのR
(赤)・G(緑)・B(青)の各インクジェットヘッ
ド、56はラインセンサを組み込んだカメラであり、各
ヘッドからのインクの着弾位置を検出することができ
る。また、基板上に吐出されたインクによる描画パター
ンもしくは着色された各フィルタエレメントを読み取る
ことにより、各ヘッドに不吐出ノズルが存在するか否か
を検出することができる。57はカメラ56により取り
込んだデータを処理し、不吐出ノズルの有無や着弾位置
等を検査する画像処理装置、58はカラーフィルター製
造装置90の全体動作を制御するコントローラ、59は
コントローラ58の表示部及び入力部(操作部)を有す
るティーチングペンダント(パソコン)、60はパソコ
ン59の操作部であるところのキーボード、を示してい
る。
【0020】図2は、本実施形態のカラーフィルター製
造装置90の制御コントローラの構成図である。パソコ
ン59は制御コントローラ58の入出力手段として機能
し、表示部62は製造の進行状況およびヘッドの異常の
有無等の異常情報を表示する。また、操作部60はカラ
ーフィルター製造装置90の動作等を指示するものであ
る。
【0021】コントローラ58はカラーフィルター製造
装置90の動作を制御するものであり、インターフェー
ス65はパソコン59とコントローラー58との間でデ
ータの受け渡しを行うものである。66はカラーフィル
ター製造装置90の制御を行うCPU、67はCPUを
動作させるための制御プログラムを記憶しているRO
M、68はCPUのワークエリアとして使用され、各種
データを記憶すると共に、製造条件に関する情報(吐出
駆動電圧、走査回数、副走査量等)を記憶するためのR
AM、70はカラーフィルタの各フィルタエレメント内
へのインクの吐出を制御するための吐出条件制御部、7
1はカラーフィルター製造装置90のXYθステージ5
2の動作を制御するためのステージ制御部、90は4の
コントローラに接続され、その指示に従って動作するカ
ラーフィルター製造装置を示している。
【0022】〔インクジェットヘッドの説明〕図3は、
上記のカラーフィルタ着色装置90に使用されるインク
ジェットヘッド55の構造を示す図である。図1におい
てインクジェットヘッド55はR、G、Bの3色に対応
して3個設けられているが、これらの3個のヘッドは夫々
同一の構造であるので、図3ではこれらの3個のヘッドの
うちの1つの構造を代表して示している。
【0023】図3において、インクジェットヘッド55
は、インクを加熱するための複数のヒータ102が形成
された基板であるヒータボード104と、このヒータボ
ード104の上にかぶせられる天板106とから概略構
成されている。天板106には、複数の吐出口108が
形成されており、吐出口108の後方には、この吐出口
108に連通するトンネル状の液路110が形成されて
いる。各液路110は、隔壁112により隣の液路と隔
絶されている。各液路110は、その後方において1つ
のインク液室114に共通に接続されており、インク液
室114には、インク供給口116を介してインクが供
給され、このインクはインク液室114から夫々の液路
110に供給される。
【0024】ヒータボード104と、天板106とは、
各液路110に対応した位置に各ヒータ102が来るよ
うに位置合わせされて図3の様な状態に組み立てられ
る。図3においては、2つのヒータ102しか示されて
いないが、ヒータ102は、夫々の液路110に対応し
て1つずつ配置されている。そして、図3の様に組み立
てられた状態で、ヒータ102に所定の駆動パルスを供
給すると、ヒータ102上のインクが沸騰して気泡を形
成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口108
から押し出されて吐出される。従って、ヒータ102に
加える駆動パルスを制御することにより気泡の大きさを
調節することが可能であり、吐出口から吐出されるイン
クの体積を自在にコントロールすることができる。
【0025】〔インク吐出量の制御方法〕図4は、この
様にヒータに加える電力を変化させてインクの吐出量を
制御する方法を説明するための図である。
【0026】この実施形態では、インクの吐出量を調整
するために、ヒータ102に2種類の定電圧パルスを印加
する様になされている。2つのパルスとは、図4に示す様
にプレヒートパルスとメインヒートパルス(以下、単に
ヒートパルスという)である。プレヒートパルスは、実
際にインクを吐出するに先立ってインクを所定温度に暖
めるためのパルスであり、インクを吐出するために必要
な最低のパルス幅t5よりも短い値に設定されている。
従って、このプレヒートパルスによりインクが吐出され
ることはない。プレヒートパルスをヒータ102に加え
るのは、インクの初期温度を、一定の温度にまで上昇さ
せておくことにより、後に一定のヒートパルスを印加し
たときのインク吐出量を常に一定にするためである。ま
た、逆にプレヒートパルスの長さを調節することによ
り、予めインクの温度を調節しておき、同じヒートパル
スが印加された場合でも、インクの吐出量を異ならせる
ことも可能である。また、ヒートパルスの印加に先立っ
てインクを暖めておくことにより、ヒートパルスを印加
した時のインク吐出の時間的な立ち上がりを早めて応答
性を良くする働きも持っている。
【0027】一方、ヒートパルスは、実際にインクを吐
出させるためのパルスであり、上記のインクを吐出する
ために必要な最低のパルス幅t5よりも長く設定されて
いる。ヒータ102が発生するエネルギーは、ヒートパ
ルスの幅(印加時間)に比例するものであるため、このヒ
ートパルスの幅を調節することにより、ヒータ102の
特性のバラツキを調節することが可能である。
【0028】なお、プレヒートパルスとヒートパルスと
の間隔を調整して、プレヒートパルスによる熱の拡散状
態を制御することによってもインクの吐出量を調節する
ことが可能となる。
【0029】上記の説明から分かる様に、インクの吐出
量は、プレヒートパルスとヒートパルスの印加時間を調
節することも可能であるし、またプレヒートパルスとヒ
ートパルスの印加間隔を調節することによっても可能で
ある。従って、プレヒートパルス及びヒートパルスの印
加時間やプレヒートパルスとヒートパルスの印加間隔を
必要に応じて調整することにより、インクの吐出量やイ
ンクの吐出の印加パルスに対する応答性を自在に調節す
ることが可能となる。特に、カラーフィルタを着色する
場合、色ムラの発生を抑制する意味で、各フィルタエレ
メント間や1つのフィルタエレメント内での着色濃度
(色濃度)を略均一することが望ましく、そのために各
ノズルからのインク吐出量を同じにするように制御する
場合がある。ノズル毎のインク吐出量が同じであれば、
各フィルタエレメントに打ち込まれるインク量も同じに
なるので、フィルタエレメント間での着色濃度を略同一
にできる。また、1つのフィルタエレメント内でのムラ
も低減できる。従って、各ノズル毎のインク吐出量を同
一に調節したいときは、上記したインク吐出量の制御を
行えばよい。
【0030】〔カラーフィルタの製造工程―受容層タ
イプ〕図5は、本実施形態におけるカラーフィルタの製
造方法の一例を説明するための図である。本実施形態に
おいては、基板1としてガラス基板を用いているが、液
晶用カラーフィルタとしての透明性、機械的強度等の必
要特性を有するものであればガラス基板に限定されるも
のではない。例えば、プラスチック基板でも適用可能で
ある。
【0031】図5(a)は、光透過部9と、遮光部10
を構成するブラックマトリックス(BM)2とを備えた
ガラス基板1を示す。尚、このブラックマトリクス2は
必ずしも必要とはしない。まず、ブラックマトリックス
2が設けられた基板1上に、それ自身はインク受容性に
乏しいが、ある条件下(例えば光照射、または光照射と
加熱)で親インク化されると共に、ある条件下で硬化す
る特性を有する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリ
ベークを行って樹脂組成物層3を形成する(図5
(b))。尚、この樹脂組成物層3の形成には、スピン
コート、ロールコート、バーコート、スプレーコート、
ディップコート等の塗布方法を用いることができ、特に
限定されるものではない。
【0032】次に、フォトマスク4を使用して光透過部
9上の樹脂層にパターン露光を行うことにより、マスク
されていない樹脂層部分を親インク化させて(図5
(c))、樹脂組成物層3に親インク化された部分6
(露光された部分)と親インク化されていない部分5
(マスクされた部分)を形成する(図5(d))。
【0033】その後、インクジェットヘッド55よりR
(赤),G(緑),B(青)の各色のインクを樹脂組成
物層3に吐出して着色し(図5(e))、更に必要に応
じてインクの乾燥を行う。尚、R、G、Bの各色に着色
される部分のことをフィルタエレメントといい、このフ
ィルタエレメントはカラーフィルタとして機能する部分
である。また、インクジェット方式としては、熱エネル
ギーによる方式あるいは機械エネルギーによる方式が挙
げられるが、いずれの方式も好適に用いることができ
る。また使用するインクとしては、インクジェット用と
して用いることができるものであれば特に限られるもの
ではなく、インクの着色材としては、各種染料あるいは
顔料の中から、R,G,Bの各画素に要求される透過ス
ペクトルに適合したものが適宜選択される。
【0034】次いで、光照射または光照射と加熱処理を
行って、その着色された樹脂組成物層3を硬化させ、必
要に応じてその表面に保護層8を形成する(図5
(f))。この樹脂組成物層3を硬化させるには、先の
親インク化処理(図5(c))における条件とは異なる
条件、例えば光照射における露光量を大きくするか、加
熱条件を変えるか、もしくは光照射と加熱処理を併用す
る等の方法が採用できる。
【0035】次に、本実施形態で適用可能であって、上
記カラーフィルタの製造方法とは異なる製造方法を図6
を用いて説明する。尚、図6において図5と同符号のも
のは、図5の部材と同部材のものをさす。
【0036】図6(a)は、光透過部9と遮光部である
ブラックマトリクス2とを有するガラス基板1を示す。
まず、ブラックマトリクス2の形成された基板1上に光
照射又は光照射と加熱により硬化可能であり、且つイン
ク受容性を有する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプ
リベークを行って樹脂層3を形成する(図6(b))。
この樹脂層3の形成には、スピンコート、ロールコー
ト、バーコート、スプレーコート、ディップコート等の
塗布方法を用いることができ、特に限定されるものでは
ない。
【0037】次に、ブラックマトリクス2により遮光さ
れる部分の樹脂層3をフォトマスク4を使用して予めパ
ターン露光を行うことにより、樹脂層3の一部を硬化さ
せてインクを吸収しない部位5(非着色部位)を形成し
(図6(c)))、その後インクジェットヘッド55を
用いてR、G、Bの各色を一度に着色し(図6
(d))、必要に応じてインクの乾燥を行う。
【0038】このパターン露光の際に使用されるフォト
マスク4としては、ブラックマトリクス2による遮光部
分を硬化させるための開口部を有するものを使用する。
この際、ブラックマトリクス2に接する部分での着色剤
の色抜けを防止するために、比較的多くのインクを付与
することが必要である。そのためにブラックマトリクス
2の(遮光)幅よりも狭い開口部を有するマスク4を用
いることが好ましい。着色に用いるインクとしては、色
素系、顔料系共に用いることが可能であり、また液状イ
ンク、ソリッドインク共に使用可能である。
【0039】本実施形態で使用する硬化可能な樹脂組成
物としては、インク受容性を有し、且つ光照射又は光照
射と加熱の少なくとも一方の処理により硬化し得るもの
であればいずれでも使用可能であり、樹脂としては例え
ばアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースな
どのセルロース誘導体あるいはその変性物等が挙げられ
る。
【0040】これらの樹脂を光あるいは光と熱により架
橋反応を進行させるために光開始剤(架橋剤)を用いる
ことも可能である。光開始剤としては、重クロム酸塩、
ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始
剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。またこれら
の光開始剤を混合して、あるいは他の増感剤と組み合わ
せて使用することもできる。更にオニウム塩などの光酸
発生剤を架橋剤として併用することも可能である。な
お、架橋反応をより進行させるために光照射の後に熱処
理を施してもよい。
【0041】これらの組成物を含む樹脂層は、非常に耐
熱性、耐水性等に優れており、後工程における高温ある
いは洗浄工程に十分耐え得るものである。
【0042】また本実施形態で使用するインクジェット
方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体
を用いたバブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用
いたピエゾジェットタイプ等が使用可能であり、着色面
積及び着色パターンは任意に設定することができる。
【0043】また、本例では基板上にブラックマトリク
ス2が形成された例を示しているが、このブラックマト
リクスは、硬化可能な樹脂組成物層を形成後、あるいは
着色後に樹脂層上に形成されたものであっても特に問題
はなく、その形態は本例に限定されるものではない。ま
た、その形成方法としては、基板1上にスパッタもしく
は蒸着により金属薄膜を形成し、フォトリソ工程により
パターニングすることが好ましいが、これに限定される
ものではない。
【0044】次いで光照射のみ、熱処理のみ、又は光り
照射及び熱処理を行って硬化可能な樹脂組成物を硬化さ
せ(図6(e))、必要に応じて保護層8を形成(図6
(f))する。なお、図中hνは光の強度を示し、熱処
理の場合は、hνの光の代わりに熱を加える。また保護
層8としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光
熱併用タイプの第2の樹脂組成物を用いて形成するか、
あるいは無機材料を用いて蒸着またはスパッタによって
形成することができ、カラーフィルタとした場合の透明
性を有し、その後のITO形成プロセス、配向膜形成プ
ロセス等に十分耐えうるものであれば使用可能である。
【0045】尚、上記の図5及び図6の例では、ガラス
基板上にインクを受容するための樹脂組成物層3を設け
た場合を説明しているが本発明はこれには限定されず、
直接ガラス基板1上にインクを付与して各フィルタエレ
メントを形成してもよい。これを図7を参照しながら以
下に説明する。
【0046】〔カラーフィルタの製造工程―受容層レ
スタイプ〕図7は、本実施形態で適用可能であって、上
記カラーフィルタの製造方法とは異なる製造方法を示し
たものである。尚、図7において図5と同符号のもの
は、図5の部材と同部材のものをさす。
【0047】図7(a)は光透過性の基板1上に撥イン
ク性を有する隔壁12を形成し、インクジェットヘッド
55により硬化性インク14を付与する工程を示したも
のである。本発明において、隔壁12は硬化性インク1
4を受ける凹部を形成し、且つ隣接するカラーフィルタ
間で異なる色のインクの混色を防止するために設けられ
る部材である。隔壁12は例えば感光性レジストをパタ
ーニングして容易に形成することができるが、該隔壁を
ブラックマトリクスやブラックストライプで兼用するこ
ともでき、その場合には黒色レジストをパターニングす
れば良い。
【0048】本発明において、隔壁12は光透過性基板
1上に直接形成しても良いが、必要に応じて他の機能を
有する層を形成した基板、例えばTFTアレイを作製し
たアクティブマトリクス基板上に形成しても良い。いず
れの場合にも、硬化性インクの拡散性を高めるために、
カラーフィルタ形成面表面に何らかの表面処理を施して
も良い。
【0049】本発明に用いられる硬化性インク14は、
光照射又は熱処理、或いはこれらの併用によって硬化す
るインクである。硬化性インク14としては、液状イン
ク、ソリッドインク共に使用可能であり、また、顔料
系、染料系のいずれも用いることができる。インク14
中には、光照射又は熱処理、或いはこれらの併用によっ
て硬化する樹脂成分、色材、有機溶剤及び水を含有す
る。
【0050】硬化成分としては、市販の樹脂や硬化剤を
用いることができ、具体的には、アクリル系樹脂、エポ
キシ系樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いられる。
【0051】各にフィルタエレメントに硬化性インク1
4を付与した後(図7(b))、必要に応じて乾燥処理
を行ない、光照射又は熱処理、或いはこれらの併用によ
ってインクを硬化し、カラーフィルタを形成する(図7
(c))。その後、必要に応じて保護膜8を形成する
(図7(d))。
【0052】[カラーフィルタの着色方法の概要]次に、
各フィルタエレメントを着色する際の着色方法につい
て、図8を参照しながら説明する。図8は本実施形態に
おけるインクジェットヘッド55と基板(ガラス板)5
3上に形成される各フィルタエレメント401との関係
を示す図で、図8(A)はインクジェットヘッド55が
各フィルタエレメントのY方向にほぼ平行に位置してい
る場合を示し、図8(B)はインクジェットヘッド55
を各フィルタエレメントのY方向に対して傾けて位置し
ている場合を示す。尚、図8(B)に示すように、イン
クジェットヘッド55を各フィルタエレメントのY方向
に対して相対的に所定量傾けるのは、本実施形態では、
ステージ制御部71によりXYθステージ52を傾ける
ことにより行われるが、インクジェットヘッド55を傾
けても良い。また、本実施形態では、複数の吐出インク
で各フィルタエレメントを形成するため、Y方向のフィ
ルタエレメント間の距離よりもインクジェットヘッドの
ノズル間の距離(ノズルピッチ)の方を小さくしてい
る。
【0053】そして、本実施形態では、図8中のX方向
にノズルと基板とを相対移動させ、その相対移動の際に
ノズルからインクを吐出することにより、図8のような
色の配列パターンのカラーフィルタを形成する。つま
り、Y方向(ノズルの配列方向と略同じ方向)のフィル
タエレメントが同一色となるように着色し、X方向(相
対移動の方向)に隣り合うフィルタエレメントが互いに
異なる色となるように、即ち、X方向にRGBの色が繰
り返されるように着色するのである。また、各フィルタ
エレメントは複数の吐出インクによって形成されるので
あるが、この際、異なる複数のノズルから吐出されたイ
ンクで各フィルタエレメントを形成することが好まし
い。さらに、ヘッドと基板とを複数回相対走査させて、
複数回の相対走査によって吐出されたインクで各フィル
タエレメントを形成する、いわゆる、マルチパス方式に
より各フィルタエレメントの着色を行うことが好まし
い。例えば、5回の相対走査によって吐出された15個
の吐出インクでフィルタエレメントを形成する場合、図
9に示すように、1回目の走査で3つのインク(のイ
ンク・のインク・のインク)を着弾させ、次に、2
回目の走査で、1回目の走査とは異なる着弾点に3つの
インク(のインク・のインク・のインク)を着弾
させる。同様に、3回目の走査、4回目の走査、5回目
の走査でも3つのインクを着弾させて、1つのフィルタ
エレメントを形成していくのである。尚、図9中の〜
はその番号に対応するノズルから吐出されたインクを
示している。
【0054】尚、上記カラーフィルタの着色処理は、図
2のROM67に格納されている着色制御プログラムを
実行することにより行われる。そして、このプログラム
はCPU66の制御の下に実行される。
【0055】〔カラーフィルタの製造動作〕図10は、
カラーフィルタを製造するための製造動作を示すフロー
チャートである。ここで、フローチャートを参照しなが
ら、製造動作を簡単に説明する。
【0056】まず、ステップS1において、複数種のカ
ラーフィルタの中から、製造すべきカラーフィルタを1
つ選択する。カラーフィルタの種類としては10VG
A、12.1SVGA、14.1XGA等があり、これ
らはフィルタエレメントの大きさ・個数、もしくは基板
の大きさ等が異なるものである。フィルタエレメントの
大きさ・個数、もしくは基板の大きさ等が異なる場合、
そのフィルタエレメントに対して付与するインク総量、
ノズルからの1回当たりのインク吐出量、基板とヘッド
の走査回数等を変更する必要がある。例えば、フィルタ
エレメントの大きさが小さくなれば、各ノズルからの1
回のインク吐出量もその分少なくする方が好ましい。こ
のように製造すべきカラーフィルタの種類に応じて、カ
ラーフィルタの製造条件を設定する必要がある。従っ
て、このステップS1において製造しようとするカラー
フィルタを選択するのである。尚、その選択情報はキー
ボードにより入力され、選択されたカラーフィルタの種
類を示す情報は図2中のCPU66に送られる。
【0057】次に、ステップS2において、各ノズル毎
のインク吐出量を測定する。具体的には、各インク吐出
ノズルからのインク吐出量を測定するためのインク吐出
量測定用パターン(図11)を描画し、その後、図11
に示すようなインク吐出量測定用パターンを読み取り、
その読み取り結果に基づき、各ノズルからのインク吐出
量を求める。
【0058】次に、ステップS3において、ステップS
2の測定結果に基づき、各ノズルから吐出されるインク
吐出量が略同じになるように調整する。インク吐出量の
調整は、例えば、上述したように、プレヒートパルスと
ヒートパルスの印加時間を調節することにより行っても
よいし、プレヒートパルスとヒートパルスの印加間隔を
調節することにより行ってもよい。また、パルスの印加
電圧を調整することにより行ってもよいが、これらの方
法に限られるものではない。
【0059】次に、ステップS4において、各ノズルか
らの吐出インクの着弾位置をズレ量を調整する。この着
弾位置のズレ量の調整では、各ノズルから吐出されたイ
ンクが目標とする位置に着弾するように調整する。具体
的には、各吐出インクの着弾位置のズレをなくすため
に、センサにより各吐出インクの着弾位置を検出(測
定)し、その検出結果に基づき、吐出タイミングを変化
させるのである。こうすることでフィルタエレメント内
の中心線に各吐出インクを着弾させることができるよう
になる。
【0060】次に、ステップS5では、ステップS1で
選択されたカラーフィルタの種類に応じて、製造条件を
決定する。具体的には、まず、カラーフィルタの種類を
示す情報がCPU66に送られる。そして、CPU66
が該情報に基づき、RAM68に格納されている製造条
件テーブルを読み出し、その結果、製造条件が決定され
るのである。ここで、製造条件テーブルとは、各フィル
タエレメントに付与されるインク総量、各ノズルから吐
出される1回当たりのインク吐出量、走査回数、副走査
量、ヘッド中の使用ノズルの範囲等のデータ、即ち、カ
ラーフィルタを製造するために必要な製造条件に関する
データが格納されているものである。尚、このテーブル
中にはカラーフィルタの種類に対応してその種類の数だ
けのデータが格納されており、製造すべきカラーフィル
タの種類が変更される度にその種類に対応したデータが
読み出される。また、この製造条件に関するデータは、
実験等により予め最適なデータをカラーフィルタの種類
別に求めておく。
【0061】次に、ステップS6において、ステップS
4で決定された吐出タイミング及びステップS5で決定
された製造条件によってカラーフィルタの着色を行う。
次に、ステップS7に進み、ステップS1で選択した種
類のカラーフィルタをまだ製造し続けるか否かを判定す
る。この判定は、例えば、予め製造すべき数を指定して
おき、その数に達したか否かを判定することで行う。ま
だ、この種類のカラーフィルタをまだ製造し続ける場合
は、ステップS6に戻り、そのままの製造条件でカラー
フィルタの着色を行う。一方、この種類のカラーフィル
タはもう製造しないと判定した場合は、ステップS8に
進む。ステップS8では、製造するカラーフィルタの種
類を変更するか否かを判定する。製造するカラーフィル
タの種類を変更すると判定された場合、即ち、今まで製
造していた種類とは別の種類のカラーフィルタを製造す
る場合、製造条件を変更する必要があるため、ステップ
S1に戻る。一方、別の種類のカラーフィルタを製造し
ない場合は、カラーフィルタの製造動作を終了する。
【0062】尚、図10に示すフローチャートでは、各
ノズル毎の吐出量を測定する工程(ステップS1)及び
インク吐出量を調整する工程(ステップS2)を行って
いるが、この2つの工程は必ずしも行う必要はない。例
えば、各ノズルからのインク吐出量にバラツキがほとん
どないような、高性能のインクジェットヘッドであれ
ば、各ノズルからのインク吐出量を調整する必要がない
ので、上記ステップS1・ステップS2を行う必要はな
い。しかしながら、ヘッドを使用していくうちにインク
吐出量の経時的変化が起こる可能性があるので、カラー
フィルタの種類を変更する度に、上記ステップS1・ス
テップS2を行う方が好ましい。また、上述では、同一
装置内で上記ステップS2・S3の工程を行うように説
明したが、これらの工程はカラーフィルタ製造装置とは
別の装置で行ってもよい。その場合、これらの工程は、
カラーフィルタ製造装置でのカラーフィルタの着色前に
予め行っておくことが好ましい。
【0063】次に、図10に示したフローチャートのス
テップについてより詳しく説明する。尚、上記図10の
フローチャートを実行する制御プログラムは図2のRO
M67に記憶されており、CPU66の制御の下に実行
される。
【0064】〔各ノズル毎のインク吐出量の測定及び調
整〕まず、ステップS2〜S3の工程について詳述す
る。ステップS2では、インク吐出量測定用パターンを
描画し、その描画したパターンを読み取ることにより、
各ノズルからのインク吐出量を求めている。
【0065】具体的には、図10のステップS2におい
て、まず、インクジェットヘッド55をガラス基板に対
してX方向に相対的に走査させながら、各ヘッドの各ノ
ズルからインクを吐出させ、図11に示すような長さ5
mm程度のラインパターンを描画する。このラインパタ
ーンが、上述したインク吐出量測定用パターンである。
このとき、各ノズルのヒータには全て同じパターンのプ
レヒートパルスとヒートパルスを印加する。
【0066】次に、ラインセンサカメラ310をガラス
基板に対してY方向に相対的に走査させながら、描画し
た各ラインパターンの濃度を測定する。そして、各ライ
ンパターンの濃度から各ノズル毎のインク吐出量を求め
る。以上により、各ノズルのインク吐出量のデータが得
られることとなる。
【0067】なお、ここで、上記の様にラインパターン
(インク吐出量測定用パターン)の濃度からインクの吐
出量を求める具体的な方法について説明しておく。
【0068】まず、図11の様に描画したラインパター
ンの濃度をラインセンサカメラ310により測定する。
このとき、本実施形態においては、ラインパターンは70
μm程度の幅としているので、ラインパターンのY方向
の重心位置から±40μm程度の範囲の濃度の積算値を測
定する。
【0069】次に、インクジェットヘッドの任意のノズ
ルから任意の条件下で吐出された1回当たりのインク吐
出量を測定することにより基準となる検量線を求める。
なお、ここで1回当たりのインク吐出量とは、通常は1適
のインク吐出量を指すが、インクは場合によっては滴状
にはならない場合もあるので、1適とは表現せずに1回当
たりのインク吐出量という表現にしている。
【0070】まず、最初の作業として、吐出量を測定し
ようとするインクジェットヘッドの複数のノズルのう
ち、一定条件下での1回の吐出量がなるべく異なる少な
くとも2つ以上のノズルの吐出量を重量法あるいは吸光
度法により求めておく。本実施形態では、一定条件下で
の吐出量の異なる4つのノズルの1回当たりの吐出量を予
め重量法を用いて求めた。
【0071】次に、この様にして1回当たりの吐出量が
判明した4つのノズルから、吐出量を求めたときと同じ
条件下でインクを吐出させ、これらのインクがガラス基
板上に形成するインクドットの濃度を測定する。この様
な測定を行なうことにより、4つのノズルにおけるイン
クの吐出量と、そのインクが形成するインクドットの濃
度とが1対1に対応した状態で求められることになる。な
お、4ノズルの作るインクドットの濃度データは描画し
たドットを50個サンプリングしてその平均値で求め
た。その際の濃度データの標準偏差は平均値に対して5
%以内であった。
【0072】図12は、上記の4つのノズルについて、
インクの1回の吐出量と、そのインクがガラス基板上に
形成するインクドットの濃度の関係をグラフ上にプロッ
トしたものである。図12中で、黒丸で示したものが、
4つのノズルのインク吐出量とインクドット濃度を示す
点である。この図を見ると、4つの点が略一直線上にあ
ることがわかる。従って、これら4つの点を通る直線を
引けば、この直線状の点として任意の吐出量に対するイ
ンクドットの濃度が一義的に求められることとなる。こ
の直線を検量線と呼ぶことにする。
【0073】なお、この検量線は直線で表されることか
ら、検量線を求めるためには、グラフ上に最低2個の点
がプロットできればよい。従って、上記のように4つの
異なるノズルを使用しなくとも、最低2つのノズルを使
用するだけでも検量線を求めることは可能である。ただ
し、本実施形態では、検量線を求める上で重量法あるい
は吸光度法によるインク吐出量のデータを使用するた
め、夫々の測定法の精度はそのまま本実施形態における
吐出量測定の精度に影響する。そのため検量線は3つ以
上のノズルを使用して求めることがより望ましいと考え
られる。また、検量線は使用するインクの種類が変わる
毎に再度求める必要があることは言うまでもない。
【0074】次に、既に求められているラインパターン
の濃度と上記の検量線とから、ラインパターンの濃度に
対応する1つのノズルからの1回当たりのインク吐出量を
求める。なお、本工程で求めようとするインクの吐出量
は、1つのノズルからの1回当たりの吐出量であって、ラ
インパターンのように複数のインクの吐出量ではない
が、1回当たりのインクの吐出量を求めるのに、ライン
パターンの濃度を用いても吐出量の測定精度にはほとん
ど影響がないことが、本願発明者等によって実験的に確
認されている。
【0075】以上の様にして、各ヘッド55(R)・5
5(G)・55(B)の各ノズルからの1回当たりの吐
出量が求められる。
【0076】このようにして求められた各ノズル毎のイ
ンク吐出量に基づき、図10のステップS3において、
パルスの印加間隔や印加時間を変更することにより、各
ノズルからのインク吐出量が略同一となるように調整す
る。尚、インク吐出量の測定方法やインク吐出量の調整
方法としては、ここで説明した方法に限定されるもので
はない。尚、上述したように、調整しなくとも最初から
インク吐出量が揃っているヘッドを用いるのであれば、
ステップS1、S2の工程は行わなくてもよいが、その
ようなヘッドでも吐出量の誤差が許容範囲を越えてしま
う場合もあるので念の為に行う方が好ましい。
【0077】〔各ノズルからの吐出インクの着弾位置の
調整(補正)〕次に、図10のステップS4の工程につ
いて詳述する。このステップS4では、各ノズルからイ
ンクを吐出し、その後、各吐出インクの着弾位置をライ
ンセンサカメラにより検出し、その検出結果に基づき各
吐出インクが目標着弾位置に着弾するように調整(補
正)を行っている。この調整方法について、図13〜図
17を参照しながら説明する。
【0078】図13は着弾位置の調整動作を示すフロー
チャートであり、図14は各吐出インクの着弾位置を目
標位置に合わせることを説明するための図である。ま
た、図15は、各吐出インク(以下、着弾ドットともい
う)の目標着弾位置からのずれ量を示した図である。
【0079】まず、図13のステップS1において、図
14(a)に示すような、ノズルが千鳥状に配列された
千鳥型ヘッドを用い、そのヘッドの各ノズルに同一タイ
ミングで吐出信号を与え、各ノズルから同時にインクを
吐出する。その結果、図14(b)のようになる。仮
に、吐出口の位置ズレや吐出ズレがなければ、左側のノ
ズル列から吐出されたインク群(第1のインク群)は直
線状に並び、また右側のノズル列から吐出されたインク
群(第2のインク群)も直線状に並び、更に第1のイン
ク群と第2のインク群とは平行になるはずである。しか
しながら、実際には、ヘッドを製造する際に吐出口の位
置がズレて製造されてしまったり、吐出動作を行ってい
るうちにインクの粘性が変化してしまうことがあり、こ
れらが原因でインクが理想の位置に着弾できない場合が
ある。図14(b)はこのような場合を示しており、各
ドットの着弾位置が目標位置とずれているため、ドット
No1・ドットNo3・ドットNo5・ドットNo7で
構成される第1のインク群は直線とならず、また、ドッ
トNo2・ドットNo4・ドットNo6・ドットNo8
で構成される第2のインク群も直線となっていない。
尚、ここでは、図14(a)のような千鳥型ヘッドを使
用しているが、ノズルが直線状に配列されたヘッド(図
8に示すヘッド)を用いることもできる。
【0080】次に、ステップS2において、図14
(b)のような、各吐出インクを着弾させることで作成
した着弾位置測定用パターンをセンサ(観察用カメラ)
で読み取り、各ノズルから吐出された夫々の吐出インク
の着弾位置を測定する。
【0081】次に、ステップS3において、図14
(c)のような目標着弾位置を定める。目標着弾位置を
定めるには、ヘッドの仮想中心線から一番ずれている着
弾位置を示すドットを検出し、そのドットを含む直線を
求める。その直線が目標着弾位置となる。この例では、
ドットNo2及びドットNo6が一番ずれている着弾位
置を示すドットに相当し、このドットNo2及びドット
No6を含む直線が目標着弾位置となる。尚、ここで、
一番ずれているドットを含む直線を目標着弾位置とした
が、目標着弾位置の決定方法はこれに限定されるもので
はない。例えば、着弾位置の平均値をとり、その平均値
を通る直線を目標着弾位置としてもよい。
【0082】次に、ステップS4において、図15に示
すように目標着弾位置からのズレ量を各ドット(吐出イ
ンク)毎に求める。本実施形態では、CCDカメラによ
る取り込みでそれぞれの着弾ドットの重心を求めた。す
ると、目標着弾位置と各ドット(ドットNo1〜No
8)との距離、言い換えると、目標着弾位置に対する各
ドットのズレ量は、夫々、x1,x2,x3,x4,x
5,x6,x7,x8となる。ここではx2、x6は共
に0である。
【0083】次に、ステップS5において、ステップS
4で求めたズレ量に応じて吐出タイミングを変更する。
ここでは、吐出タイミングを制御することで、各吐出イ
ンクを目標位置に着弾させている。この吐出タイミング
の制御方法を図16及び図17を用いて説明する。
【0084】図16は従来の吐出制御方式を示すもので
あり、図16からも明らかなように、各吐出信号はヘッ
ドに対して同一タイミングで与えられる。そのため、各
ノズル毎に吐出タイミングを変更することができず、そ
れに伴い各ドット毎の着弾位置を調整することはできな
い。
【0085】これに対し本実施形態では、図17に示す
ように、各ノズルに対して夫々最適なタイミングで吐出
信号を与えることができるため、各ドット毎に着弾位置
の調整を行うことができる。ここで、図17(a)はヘ
ッドと吐出タイミング制御手段を示しており、この吐出
タイミング制御手段は各ノズル(N1〜N8)に対して
夫々独立したタイミングで吐出信号を供給することが可
能である。尚、吐出タイミング制御手段は、図2中の吐
出制御部70の一部を構成するものである。また、図1
7(b)は、ノズルN1〜N8の各ノズルに対して供給
される吐出信号の供給タイミング、換言すると各ノズル
毎の吐出タイミングを示している。
【0086】ここで、図15のように各ドットの着弾位
置がズレている場合について、具体的数値を用いて説明
する。例えば、x1〜x8の値が、夫々、x1=10μ
m、x2=0μm、x3=7μm、x4=3μm、x5
=5μm、x6=0μm、x7=7μm、x8=3μm
であったとする。そして、基準クロックを100KH
z,ヘッドとステージとの相対速度を100mm/sと
すると、基準クロック1パルスあたり上記速度では1μ
m進むことになる。
【0087】これらを考慮すると、ノズルN1に対して
は、ノズルN2に供給されるタイミングを基準として1
0クロック分delayしたタイミングで吐出信号を供
給する。こうすることによりノズルN1からの吐出イン
クを目標位置に着弾させることができる。これは図17
(b)から明らかである。また、同様に、ノズルN2に
対しては0クロック分delayさせ、ノズルN3に対
しては7クロック分delayさせ、ノズルN4に対し
ては3クロック分delayさせ、ノズルN5に対して
は5クロック分delayさせ、ノズルN6に対しては
0クロック分delayさせ、ノズルN7に対しては7
クロック分delayさせ、ノズルN8に対しては3ク
ロック分delayさせるようにして、ノズルN1〜N
8に対して供給される吐出信号の供給タイミングを制御
する。こうすることによりノズルN1〜N8の吐出タイ
ミングを制御でき、ノズルN1〜N8の夫々からの吐出
インクを目標位置に着弾させることができる。
【0088】次に、この目標着弾位置がフィルタエレメ
ントのY方向の中心線に一致するように、ヘッドと基板
との相対速度、X方向のフィルタエレメント間の距離、
及び上記で求めた各ノズル(ノズルN1〜N8)毎の吐
出タインミングの差を考慮して、ノズルN1〜N8を1
つのノズル群とし、このノズル群全体を制御する。こう
することで、フィルタエレメントのY方向の中心線に各
吐出インクが着弾するようになる。
【0089】そして、ここで求めた吐出タイミングは記
憶しておき、実際のカラーフィルタ描画に適用すること
とする。もちろんノズルの吐出口に角度があり往復で着
弾位置が違う場合は往復でそれぞれ上記のような計測・
測定をすることになる。また、着弾位置が同じ場合は計
算で吐出タイミングをずらことで着弾位置を調整するこ
とも可能である。また、ズレ量の許容範囲を予め設定し
ておき、ズレ量が許容範囲内であるときは上記のような
着弾位置の補正を行わないようにしてもよい。
【0090】本実施形態においては、上記のように吐出
タイミングを調整することにより各吐出インクの着弾位
置を調整するのであるが、ここで着弾位置の調整を行う
理由について説明する。本実施形態例では、X方向にヘ
ッドと基板とを相対走査させながらインクを吐出してい
き、図8に示すような色の配列パターンを有するカラー
フィルタを製造している。そのため、特にX方向の着弾
位置が重要となってくる。なぜなら、仮に、インクの着
弾位置がX方向にズレてしまうと、隣接する異なる色の
フィルタエレメントにインクが入り込んでしまい、混色
を発生させる可能性があるからある。そこで、X方向
(主走査方向)における着弾位置のズレが無くなる様
に、即ち、フィルタエレメント内の長手方向(Y方向)
に一直線にインクが着弾する様に、各ノズル毎の吐出タ
イミングを制御するのである。そして、インクの着弾位
置は、図18に示すようにフィルタエレメント内の長手
方向の中心線と一致させることが好ましい。即ち、この
中心線を上記の目標着弾位置とするのである。こうする
ことによってX方向における着弾位置のズレに起因して
発生する混色をより防止でき、またフィルタエレメント
内のX方向において均等にインクを広げて着色濃度ムラ
の発生もより抑制できる。
【0091】このようにヘッドと基板とを相対的に主走
査方向に移動させながらインクを吐出していき、隣接す
る色が異なる色を有するフィルタエレメントを主走査方
向に形成する場合、X方向の着弾位置のズレが混色を招
く虞があるため、各吐出インク毎の着弾位置がX方向に
ズレないように各ノズル毎に吐出タイミングを制御する
必要がある。
【0092】〔製造条件の決定及びカラーフィルタの着
色〕次に、図10のステップS5〜S6の工程について
詳述する。ステップS5ではカラーフィルタの種類に応
じた、最適な製造条件を設定し、ステップS6ではステ
ップS5で設定した製造条件にてカラーフィルタを着色
していく。ここでは、図19〜図21を用い、12.1
SVGAのカラーフィルタを製造する場合を例にとって
説明する。尚、図19は、ヘッドと基板とをX方向に複
数回相対移動させながら、各フィルタエレメントを複数
の吐出インクで形成していく様子を示した図であり、X
方向に隣接するフィルタエレメントの色は互いに異なる
色となるように着色される。図20は、1枚のカラーフ
ィルタの着色手順を示すフローチャートである。図21
は、ノズルからの1回あたりの吐出量と駆動電圧との関
係を示す図である。
【0093】まず、ステップS5において、製造条件と
して、ヘッドの駆動条件・スキャン回数・副走査量(Y
方向ずらし量)・使用ノズル範囲等を決定する。この製
造条件はカラーフィルタの種類に応じて夫々予め設定さ
れており、その設定データは製造条件テーブルとして図
2中のRAM68に格納されている。そして、カラーフ
ィルタを製造するときに、その種類に対応したデータを
製造条件テーブルから読み出す。この製造条件テーブル
には、上記のヘッド駆動条件・スキャン回数・副走査量
(Y方向ずらし量)・使用ノズル範囲の他に、カラーフ
ィルタのフィルタエレメント(以下、画素ともいう)の
X方向及びY方向のピッチ、X方向及びY方向の画素
数、ヘッドと基板とのX方向への相対走査量(スキャン
距離)に関するデータも格納されている。
【0094】ヘッドの駆動条件としては、例えば、ヘッ
ドの各素子に印可する駆動電圧が設定されている。この
駆動電圧の設定は、X方向の画素幅に応じてノズルから
の1回あたりのインク吐出量が最適な吐出量となるよう
に行われる。スキャン回数、即ち、ヘッドと基板とのX
方向の相対走査の回数は、画素幅、インク吐出量、フィ
ルタエレメントの着色濃度を考慮して設定される。副走
査量(Y方向ずらし量)、即ち、ヘッドと基板とのY方
向の相対走査量は、スキャン回数、フィルタエレメント
の着色濃度またはフィルタエレメント内のインク吐出密
度を考慮して設定される。ノズルの使用範囲は、製造対
象のカラーフィルタのY方向のサイズに応じて設定され
る。このような種々の製造条件に設定されると(図10
のステップS5)、次は、図19に示すようにカラーフ
ィルタの着色が開始される(図10のステップS6)。
【0095】例えば、12.1SVGAのカラーフィル
タを製造する場合、製造条件としては、X方向の画素ピ
ッチ=102.5μm、Y方向の画素ピッチ=307.
5μm、X方向の画素数=800、Y方向の画素数=6
00、Y方向ずらし量=24μm、スキャン回数=3
回、駆動電圧=27vのデータが設定される。その後、
図19の(a)〜(f)のようにカラーフィルタの着色
が行われる。これを図20のフローチャートを参照しな
がら説明する。
【0096】まず、図20のステップS1において、製
造対象のカラーフィルタのY方向のサイズに応じて使用
するノズルの範囲を決定する。これは図19(a)に示
す状態である。次に、図20のステップS2において、
XYステージがヘッドのノズル配列方向とほぼ直交する
方向(X方向)にスキャンしながら、各ヘッドから各色
のインクをX方向の画素ピッチ(102.5μm)毎に
順々に吐出していく。その後、図20のステップS3に
おいて、X方向の画素数(800画素)分を各色のイン
クで着色した否かを判定する。800画素分を着色した
と判定されたら、ステップS4に進む。これで1スキャ
ン目のインク吐出動作は終了する。これは図19(b)
に示す状態である。一方、800画素分を着色しきって
いないと判定されたら、ステップS2に戻り、1スキャ
ン目のインク吐出動作を続行する。
【0097】次に、ステップS4において、設定された
スキャン回数(3回)分だけスキャンしたか否かを判定
する。この回数分のスキャンを行っていなければ、ステ
ップS5に進み、設定された副走査量(24μm)分だ
けY方向にXYステージをずらす。これは図19(c)
に示す状態である。その後、再びステップS2に戻り、
2スキャン目のインク吐出動作を行う(図19
(d))。2スキャン目が終了したら、Y方向に副走査
させ(図19(e))、その後、3スキャン目のインク
吐出動作を行う(図19(f))。このようにして3ス
キャン目が終了したら、ステップS4において、設定さ
れたスキャン回数分だけスキャンし終わったと判定され
るので、これにて1枚のカラーフィルタの着色動作が終
了する。
【0098】尚、各ノズルからのインク吐出量は図10
のステップS3の工程において略同一量に調整されてい
るので、各素子に対して同一の駆動電圧を印加するだけ
で、どのノズルからも略所定量のインクを吐出すること
が可能となる。また、各々のヘッド駆動電圧は、図21
に示すような各色毎のインク吐出量と駆動電圧との関係
を事前に求めておき、この関係に応じて製造するカラー
フィルタの種類に最適な吐出量を設定する。また、着弾
位置のズレ量を補正するための吐出タイミングは図10
のステップS4の工程において既に記憶されているの
で、インクの吐出動作を行う際にはこの記憶された吐出
タイミングを用いて着弾位置のズレを補正することは言
うまでもない。
【0099】〔製造するカラーフィルタの種類の変更〕
次に、図10のステップS8の工程について詳述する。
このステップS8では、現在製造しているカラーフィル
タの種類とは別の種類のカラーフィルタを製造するか否
かを判定する。そして、今まで製造していた種類とは別
の種類のカラーフィルタを製造すると判定された場合、
ステップS1に戻り、製造条件を変更する。製造条件を
変更するに際し、新たな製造対象となるカラーフィルタ
の種類を示す情報をキーボードで入力し、その情報をC
PU送る。そして、CPUは、その種類に対応するカラ
ーフィルタの製造条件に関するデータをRAM68から
読み出し、新たな製造条件にてカラーフィルタの着色を
行うのである。
【0100】以下では、今まで製造していたカラーフィ
ルタの種類を別の種類のカラーフィルタに変更する場合
について説明する。具体的には、その一例として、1
2.1SVGAのカラーフィルタから14.1XGAの
カラーフィルタに変更する場合を示す。12.1SVG
Aから14.1XGAに変更する場合、カラーフィルタ
のサイズ(画面サイズ)、画像数、画素幅が変更され
る。これに伴い、スキャン回数、副走査量(Y方向ずら
し量)、インク吐出量等を変更する必要がある。具体的
には、製造条件が、X方向の画素ピッチ=93μm、Y
方向の画素ピッチ=279μm、X方向の画素数=10
24、Y方向の画素数=768、Y方向ずらし量=1
7.5μm、スキャン回数=4回、駆動電圧=24vの
データに変更される。
【0101】12.1SVGAと14.1XGAの製造
条件を比較すると、まず、第1に、カラーフィルタの画
素の分解能が相違することに起因して、インク吐出の時
間間隔が異なることが挙げられる。即ち、各色のインク
を吐出する時間間隔は画素ピッチに応じて決定する必要
があるので、このように画像の分解能が異なるカラーフ
ィルタを製造する場合はインク吐出の時間間隔を変更し
なければならない。
【0102】第2に、画素ピッチが相違することに起因
して、ノズルからの1回あたりのインク吐出量が異なる
ことが挙げられる。具体的には、X方向の画素ピッチを
比較した場合、12.1SVGAでは102.5μmで
あるのに対し、14.1XGAでは93μmであり、X
方向の画素ピッチが小さくなっている。これはX方向の
画素幅が狭くなったことを示す。画素幅が狭くなると、
それに伴いインク吐出量も少なくする必要がある。なぜ
なら、画素幅が狭くなっているにもかかわらずインク吐
出量を変化させない場合、インク量が多すぎて画素から
インクが溢れて、それが隣接する異なる色の画素に入り
込み、混色を発生させる場合があるからである。そのた
めに、画素幅が小さくなった場合は、駆動電圧を低くし
てインク吐出量を少なくしている。一方、画素幅が大き
くなれば、それに伴い駆動電圧を高くしてインク吐出量
も多くしている。このように画素の分解能が変更され
る、即ち、画素幅が変化することに応じて、ノズルから
の1回あたりのインク吐出量を変更するのである。本発
明者による実験によれば、図22に示すように画素幅の
変化に応じてインク吐出量を変更させていくことで、混
色を発生させずにカラーフィルタの着色を行うことでき
るということが分かった。尚、図22は、赤(R)色の
インク吐出量である。また、12.1SVGAから1
4.1XGAに変更することに伴い、インク吐出量を減
らして画素を着色する様子を図23に示す。図23のr
1は駆動電圧27vで吐出された着弾ドットの半径であ
り、r2は駆動電圧24vで吐出された着弾ドットの半径
である。上記した図21からも分かるように駆動電圧が
低い方がインク吐出量が少ないので、着弾ドットの半径
も小さくなる。従って、r1とr2との関係は、r1>r2
となる。また、隣接する着弾ドットの着弾点間の距離
は、図のようにl1>l2となる。このように画像幅が異
なるカラーフィルタを製造する場合は、ノズルからの1
回あたりのインク吐出量を変更しなければならない。
【0103】第3に、画素幅が相違することに起因し
て、スキャン回数及び副走査量が異なることが挙げられ
る。上述したように画素幅の変更に伴い、ノズルからの
1回あたりのインク吐出量は変更される。具体的には、
14.1XGAに変更する際に、インク吐出量を少なく
している。このようにインク吐出量を少なくした状態
で、且つスキャン回数を変えずに画素の着色を行うと、
図24に示すように12.1SVGAの製造時と同じイ
ンク吐出密度でインクが吐出されることになるので、画
素に付与されるインク総量が必要とされるインク総量よ
りも少なくなり、その結果、画素の着色濃度が薄くなっ
てしまう。カラーフィルタとして機能するためには画素
の着色濃度を規定の濃度にしなければならず、着色濃度
が薄い画素を有するカラーフィルタは不良品となってし
まう。従って、これを防止するために画素の着色濃度を
濃くする必要がある。そこで、隣接する着弾ドットの着
弾点間の距離を図23のように変更する。即ち、着弾点
間の距離をl1からl2に変更して、ドット間距離を狭め
るのである。こうすることで、インク吐出密度が高くな
り、画素の濃度が所定濃度となるように着色することが
できる。このようにインク吐出量を変更すると着弾点間
の距離も変更する必要があり、着弾点間の距離を変更す
るにはスキャン回数を変更する必要がある。尚、ここで
は、スキャン回数を増加させている。また、隣接する着
弾ドットの着弾点間の距離を狭くするためには、スキャ
ン回数を変更するだけでは対応できず、副走査量も共に
変更する必要がある。副走査量を変更することで、図2
3中のY方向の着弾間隔の変更が可能となる。このよう
に画素幅が異なるカラーフィルタを製造する場合は、ス
キャン回数と副走査量の双方を変更しなければならな
い。
【0104】第4に、カラーフィルタのサイズ、即ち画
面サイズが相違することに起因して、ヘッドのノズルの
使用範囲及びX方向のスキャン距離が異なることが挙げ
られる。例えば、図19に示すように、カラーフィルタ
のY方向の長さよりも長いヘッドを用いる場合、ヘッド
の使用ノズル範囲はカラーフィルタのY方向の長さより
も少し長い範囲としている。これは着色に使用しない無
駄なノズルを予め特定しておき、そのノズルからはイン
クを吐出させない様にするためである。このようにカラ
ーフィルタの長さに応じてノズルの使用範囲を決定する
ことにより、無駄なノズルを予め使用しない様にするこ
とが可能となる。そして、画面サイズが変わる、即ち、
Y方向の長さが変更されると、着色に使用すべきノズル
数も変更されるので、それに伴いノズルの使用範囲も変
更される。12.1SVGAから14.1XGAに変更
する場合、カラーフィルタのY方向のサイズが大きくな
るため、ノズルの使用範囲も大きくなる。また、カラー
フィルタのX方向のサイズも大きくなるため、着色のた
めに必要なX方向のスキャン距離も長くなる。さらに、
画面サイズが大きくなるに伴って画素幅も大きくなるた
め、それにあわせてインク吐出量も多くする必要があ
る。
【0105】このように製造対象となるカラーフィルタ
の種類を12.1SVGAから14.1XGAに変更す
ると、上記のように幾つかの製造条件が変更される。そ
して、新たに設定された製造条件にて14.1XGAの
カラーフィルタを着色することで高精細なカラーフィル
タを製造できるようになる。
【0106】〔製造条件の変更〕以上から分かるように
多品種のカラーフィルタを製造するには、カラーフィル
タの種類に応じた、種々の最適な製造条件の設定を行わ
なければならない。そして、製造条件を設定する際に
は、画素幅、カラーフィルタのサイズ、着色濃度等を考
慮する必要がある。ここで、図25及び図26を参照し
ながら、カラーフィルタの種類の変更に伴い、製造条件
のうち何を変更しなければならないかについて説明す
る。図25は、カラーフィルタの種類変更に伴って変更
する製造条件のパラメータを示しており、図26は、カ
ラーフィルタの画面サイズ、解像度、画素数、画素幅の
情報を示している。尚、図25中の()は、通常は使用
しないが、ある条件下においては使用する可能性がある
パラメータである。
【0107】まず、画素幅が変更される場合について説
明する。カラーフィルタの種類には、VGA、SVG
A、XGA等があり、これらは画素数が異なるものであ
る。そして、これらは画素数が異なると共に画素ピッチ
も異なる。従って、画素幅が異なることとなる。上述し
たように画素幅が異なるときは、インク吐出量を変更す
ることが必要である。また、インク吐出量の変更に伴
い、スキャン回数及び副走査量の双方も変更することが
好ましい。即ち、画素数が異なるカラーフィルタを製造
する場合は、インク吐出量、スキャン回数、副走査量の
3つを変更することが好ましいのである。具体的には、
VGA(画素数=640×480)→SVGA(画素数
=800×600)→XGA(画素数=1024×76
8)のように画素数が多くなるに従い、インク吐出量は
減少させ、スキャン回数は増加させ、副走査量は減少さ
せるのである。尚、画素内で非常によく広がるインクを
用いる場合は、画面幅に関らずインク吐出量を最小に固
定しておき、あとはスキャン回数と副走査量の2つを変
更させるだけで対応することもできる。
【0108】次に、カラーフィルタのサイズ(画面サイ
ズ)が変更される場合について説明する。カラーフィル
タのサイズには、10、12.1、14.1等があり、
夫々、X方向及びY方向長さが異なる。Y方向の長さが
変更される場合、上述したような理由からヘッドの使用
ノズル範囲をカラーフィルタのサイズに応じて変更する
ことが好ましい。さらに、X方向のサイズが変更される
場合、X方向のスキャン距離も変更される。また、画面
サイズが変化するに伴って画素幅も変化するため、画面
サイズが変更される度にインク吐出量、スキャン回数、
副走査量の3つを変更する必要がある。具体的には、画
面サイズが大きくなるに伴いインク吐出量を多くし、ス
キャン回数を少なくし、副走査量を大きくする。一方、
画面サイズが小さくなるに伴いインク吐出量を小さし、
スキャン回数を多くし、副走査量を小さくする。尚、画
素内で非常によく広がるインクを用いる場合は、画面サ
イズに関らずインク吐出量を最小に固定しておき、あと
はスキャン回数と副走査量の2つを変更させるだけで対
応することもできる。
【0109】次に、カラーフィルタの色濃度(着色濃
度)を変更する場合について説明する。カラーフィルタ
の色濃度の目標値は各パネルメーカー毎に異なるため、
同じサイズや同じ画素数のカラーフィルタを製造する場
合でも各パネルメーカーの要望にあわせて色濃度を変化
させなければならない。また、一般に色濃度が濃い方が
色再現範囲が良好であるが、バックライトの使用電力の
制限のため、ノートパソコン用の方が色濃度が薄く、モ
ニタタイプ用の方が色濃度が濃い。このように用途によ
っても色濃度が異なる。色濃度が異なるカラーフィルタ
を製造する場合、使用するインクの種類や濃度を変更す
ることも可能であるが、色濃度に応じて複数種のインク
を用意しておくことはコスト高を招いてしまい、またイ
ンの交換やその交換に伴う調整に要する時間がかかって
しまう。そこで、本実施形態では、スキャン回数と副走
査量を変更することで、画素に対して打ち込むインク吐
出密度を変化させ、色濃度を目標値と一致させている。
具体的には、色濃度を濃くしたければ、インク吐出密度
が高くなるようにスキャン回数を増やすと共に副走査量
を小さくし、一方、色濃度を薄くしたければ、インク吐
出密度が低くなるようにスキャン回数を減らすと共に副
走査量を大きくする。この方法によれば、使用するイン
クの種類を変えずにスキャン回数と副走査量を変更する
だけで異なる色濃度を有するカラーフィルタを製造でき
るので、色濃度の変更に伴う段取りを簡単且つ短時間で
行うことができ、しかも低コストで行うことが可能にな
る。尚、ここでは、インク吐出量を変化させないことと
しているが、インクの種類を変更する場合には、そのイ
ンクの特性にあわせてインク吐出量を変える場合も考え
られる。
【0110】以上のように、予めカラーフィルタの種類
に対応した製造条件を設定しておくことで、製造対象と
なるカラーフィルタの種類が変更されても、段取りに要
する時間をかけずにカラーフィルタを製造することがで
きる。また、複雑な装置構成を必要としないため、コス
トの上昇を招くこともない。さらに、インクジェットヘ
ッドのノズルピッチと画素ピッチとを一致させる必要が
ないため、カラーフィルタの変更に伴う段取りを安易な
方法で行うことが可能となり、その結果、装置の稼働率
を大幅に向上させることができるようになり、生産性も
大幅に向上させることができる。
【0111】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施形態を修正または変形したものに適用可能
である。例えば、ヘッドと基板とを相対走査させる場合
は、ヘッドを移動させずXYステージのみをX,Y方向
への移動させてもいいし、その逆にXYステージを移動
させずにヘッドのみを移動させてもよい。また、インク
吐出量の調整としては、駆動電圧、駆動パルス幅、駆動
パターンのいずれかを変更することで行ってもいいし、
これらを組合せて行ってもよい。また、本実施形態に適
用可能なインクジェット吐出方式としては、いわゆるバ
ブルジェット方式、ピエゾ方式のどちらでもよい。ま
た、本実施形態で使用可能なヘッドとしては、ノズルが
千鳥状に配列された千鳥配列型ヘッド、ノズルがほぼ直
線に配列された直線配列型ヘッドのどちらでもよく、ま
た長尺のラインヘッドでも、短尺のヘッドを複数個配列
した構成のヘッドでもよい(図27(a)〜(d))。
【0112】尚、上記実施形態では、カラーフィルタの
種類が変更される度に着弾位置の調整を行うこととして
いるが、着弾位置の調整はインク吐出量を変更するとき
だけ行えばよい。インク吐出量が変わると、着弾位置が
変更される可能性があるからである。
【0113】また、上記では、12.1SVGAと1
4.1XGAのカラーフィルタの製造条件に関するデー
タしか示していないが、実際には図26に示される全種
類のカラーフィルタに対応する製造条件に関するデータ
が上述した製造条件テーブルに格納されている。
【0114】また、上記実施形態では色の配列パターン
が図8のようなカラーフィルタを製造する場合について
説明したが、本発明はこれには限られず、例えば、図3
5に示すような種々のカラーフィルタ(デルタ型、モザ
イク型、スクエア型)を製造する場合についても適用可
能である。そして、これらのカラーフィルタを製造する
場合でも、各フィルタエレメントの長手方向(Y方向)
の中心線に各色のインクが着弾するように吐出タイミン
グを制御する。
【0115】図28は、上記のカラーフィルタを組み込
んだカラー液晶表示装置30の表示用スクリーンの基本
構成を示す断面図である。
【0116】11は偏光板、1はガラスなどの透明基
板、2はブラックマトリックス、3は樹脂組成物層、8
は保護層、16は共通電極、17は配向膜、18は液晶
化合物、19は配向膜、20は画素電極、21はガラス
基板、22は偏光板、23はバックライト光である。5
3は上記のカラーフィルタ、24は対向基板である。
【0117】本実施の形態のカラー液晶表示装置30
は、カラーフィルタ53と対向基板24をあわせ込み、
液晶化合物18が封入されていて、カラーフィルタ53
に対向する基板21の内側に透明な画素電極20がマト
リックス状に形成されている。カラーフィルタ53は、
画素電極20の位置にR,G,Bの画素が配列するよう
に配置されている。
【0118】さらに、基板1,21のそれぞれの内側に
は配向膜17,19が形成されており、これをラビング
処理することによって液晶分子を一定方向に配列させる
ことができる。また、基板1,21のそれぞれの外側に
は偏光板11,22が接着されており、液晶化合物18
は、これらの基板1,21の隙間に充填される。また、
バックライトとしては、蛍光灯と散乱板の組み合わせ
(両者とも不図示)が一般的に用いられており、液晶化
合物18をバックライト光23の透過率を変化させる光
シャッタとして機能させることにより表示を行う。
【0119】尚、前述の図28では、BM2がガラス基
板1側に設けられているが、本発明はこれに限定される
ものでなく、例えばこのBM2は、対向基板24のガラ
ス基板21に設けられていても良い(図29)。
【0120】このような液晶表示装置を情報処理装置に
適用した場合の例を図30乃至図32を参照して説明す
る。
【0121】図30は、上記の液晶表示装置をワードプ
ロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装
置、複写装置としての機能を有する情報処理装置に適用
した場合の概略構成を示すブロック図である。
【0122】図中、1801は装置全体の制御を行う制
御部で、マイクロプロセッサ等のCPUや各種I/Oポ
ートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力した
り、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を
行っている。1802はディスプレイで、この表示画面
には各種メニューや文書情報及びイメージリーダ180
7で読み取ったイメージデータ等が表示される。180
3はディスプレイ1802上に設けられた透明な感圧式
のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧すること
により、ディスプレイ1802上での項目入力や座標位
置入力等を行うことができる。
【0123】1804はFM(Frequency Modulation)音
源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ
1810や外部記憶装置1812にデジタルデータとし
て記憶しておき、それらメモリ等から読み出してFM変
調を行うものである。FM音源部1804からの電気信
号はスピーカ1805により可聴音に変換される。プリ
ンタ1806はワードプロセッサ、パーソナルコンピュ
ータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端末として用
いられる。
【0124】1807は原稿データを光電的に読取って
入力するイメージリーダで、原稿の搬送経路中に設けら
れており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原稿の
読取りを行う。
【0125】1808はイメージリーダ1807で読取
った原稿データのファクシミリ送信や、送られてきたフ
ァクシミリ信号を受信して復号するファクシミリ(FA
X)の送受信部であり、外部とのインタフェース機能を
有する。1809は通常の電話機能や留守番電話機能等
の各種電話機能を有する電話機である。
【0126】1810はシステムプログラムやマネージ
ャープログラム及びその他のアプリケーションプログラ
ム等や文字フォント及び辞書等を記憶するROMや、外
部記憶装置1812からロードされたアプリケーション
プログラムや文書情報、さらにはビデオRAM等を含む
メモリである。1811は文書情報や各種コマンド等を
入力するキーボードである。1812はフロッピーディ
スクやハードディスク等を記憶媒体とする外部記憶装置
で、この外部記憶装置1812には、文書情報や音楽あ
るいは音声情報、ユーザのアプリケーションプログラム
等が格納される。
【0127】図31は、図30に示す情報処理装置の模
式的概観図である。
【0128】図中、1802は上記の液晶表示装置を利
用したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや
図形情報及び文書情報等を表示する。このディスプレイ
1802上では、タッチパネル1803の表面を指等で
押圧することにより座標入力や項目指定入力を行うこと
ができる。1902は装置が電話機として機能するとき
に使用されているハンドセットである。キーボード18
11は本体と着脱可能にコードを介して接続されてお
り、各種文書機能や各種データ入力を行うことができ
る。また、このキーボード1811には各種機能キー1
904等が設けられている。1905は外部記憶装置1
812の1つであるフロッピーディスクの挿入口であ
る。
【0129】1906はイメージリーダ1807で読取
られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原稿は
装置の後部より排出される。またファクシミリ受信等に
おいては、インクジェットプリンタ1806によりプリ
ントされる。
【0130】上記情報処理装置をパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
1811から入力された各種情報が制御部1801によ
り所定のプログラムに従って処理され、プリンタ180
6により画像として出力される。
【0131】またファクシミリ装置の受信機として機能
する場合、通信回線を介してFAX送受信部1808か
ら入力したファクシミリ情報が制御部1801により所
定のプログラムに従って受信処理され、プリンタ180
6により受信画像として出力される。
【0132】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ1807によって原稿を読取り、読取られた
原稿データが制御部1801からプリンタ1806に送
られ、複写画像として出力される。なお、ファクシミリ
装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ18
07によって読取られた原稿データは、制御部1801
により所定のプログラムに従って送信処理された後、F
AX送受信部1808を介して通信回線に送信される。
【0133】なお、上述した情報処理装置は図32に示
すようにインクジェットプリンタ1806を本体に内蔵
した一体型としてもよく、この場合は、よりポータブル
性を高めることが可能となる。同図において、図31と
同一機能を有する部分には、対応する符号を付して、そ
の説明を省略する。
【0134】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱
変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。
【0135】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0136】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0137】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
【0138】さらに、カラーフィルタ基板の最大幅に対
応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとし
ては、上述した明細書に開示されているような複数記録
ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、
一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のい
ずれでもよい。
【0139】加えて、カラーフィルタ製造装置本体に装
着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体
からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイ
プの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にイ
ンクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッ
ドを用いてもよい。
【0140】また、本発明のカラーフィルタ製造装置の
構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手
段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果
を一層安定にできるので好ましいものである。これらを
具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング
手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気
熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれら
の組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を
行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うた
めに有効である。
【0141】以上説明した本発明の実施の形態において
は、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以
下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液
化するものを用いても良く、使用記録信号付与時にイン
クが液状をなすものであればよい。
【0142】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭54−56847号公報あ
るいは特開昭60−71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。
【0143】また本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置に本発明
を実施するプログラムを供給することによって達成され
る場合にも適用できる。この場合、本発明に係るプログ
ラムを格納した記憶媒体が、本発明を構成することにな
る。そして記憶媒体からそのプログラムをシステム或は
装置に読み出すことによって、そのシステム或は装置が
そのプログラムに従って動作する。
【0144】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
ノズルからの吐出インクの着弾位置のズレを事前に測定
し、そのズレが無くなるように着弾位置の調整を行うこ
とで、混色の発生を低減することができる。これによ
り、歩留まりの向上、低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルタの製造装置の一実施形態の構成
を示す概略図である。
【図2】カラーフィルタの製造装置の動作を制御する制
御部の構成を示す図である。
【図3】カラーフィルタの製造装置に使用されるインク
ジェットヘッドの構造を示す図である。
【図4】インクジェットヘッドのヒータに印加される電
圧波形を示した図である。
【図5】カラーフィルタの製造方法の一例を示した図で
ある。
【図6】カラーフィルタの製造方法の一例を示した図で
ある。
【図7】カラーフィルタの製造方法の一例を示した図で
ある。
【図8】本実施形態におけるインクジェットヘッド55
と基板53上に形成される各フィルタエレメント401
との関係を示す図である。
【図9】5回の相対走査によって吐出された15個の吐
出インクでフィルタエレメントを形成する場合を示した
図である。
【図10】カラーフィルタを製造するための製造動作を
示すフローチャートである。
【図11】ヘッドの各ノズルの吐出量を検出するための
インク吐出量測定パターンを示した図である。
【図12】インクドットの濃度とインク吐出量の関係を
示す図である。
【図13】着弾位置の調整動作を示すフローチャートで
ある。
【図14】各吐出インクの着弾位置を目標位置に合わせ
ることを説明するための図である。
【図15】各着弾ドットの目標着弾位置からのずれ量を
示した図である。
【図16】従来の吐出制御方式を説明するための図であ
る。
【図17】本発明の一実施形態の吐出制御方式を説明す
るための図である。
【図18】インクの目標着弾位置をフィルタエレメント
の中心線と一致させることを示した図である。
【図19】ヘッドと基板とをX方向に複数回相対移動さ
せながら、各フィルタエレメントを複数の吐出インクで
形成していく様子を示した図である。
【図20】1枚のカラーフィルタの着色手順を示すフロ
ーチャートである。
【図21】ノズルからの1回あたりの吐出量と駆動電圧
との関係を示す図である。
【図22】画素幅とインク吐出量の関係を示した図であ
る。
【図23】12.1SVGAから14.1XGAに変更
することに伴い、インク吐出量を減らして画素を着色す
る様子を示した図である。
【図24】12.1SVGAから14.1XGAに変更
することに伴い、着弾間隔を変えずに画素を着色する様
子を示した図である。
【図25】カラーフィルタの種類の変更に伴い、製造条
件のうち何を変更しなければならないかを示す図であ
る。
【図26】カラーフィルタの画面サイズ、解像度、画素
数、画素幅の情報を示した図である。
【図27】本実施形態で使用可能なヘッドの形状を示し
た図である。
【図28】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカ
ラー液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
【図29】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカ
ラー液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
【図30】液晶表示装置を情報処理装置に適用した場合
の概略構成を示すブロック図である。
【図31】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示
した図である。
【図32】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示
した図である。
【図33】従来のカラーフィルタの着色方法を示す図で
ある。
【図34】複数種のカラーフィルタを製造する場合につ
いて説明した図である。
【符号の説明】
1 光透過性基板 2 ブラックマトリクス 3 樹脂組成物層 4 フォトマスク 5 非着色部 8 保護層 12 隔壁 14 硬化インク 52 XYZθステージ 53 ガラス基板 54 カラーフィルタ 55 インクジェットヘッド 58 コントローラ 59 ティーチングペンダント(パソコン) 60 キーボード 65 インターフェイス 66 CPU 67 RAM 68 ROM 70 吐出制御部 71 ステージ制御部 90 カラーフィルタ製造装置 401 フィルタエレメント

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズルがほぼ第1の方向に配列さ
    れたインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向と
    略直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記イ
    ンクジェットヘッドから前記基板にインクを吐出して、
    前記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互いに
    異なる色となるように着色することによりカラーフィル
    タを製造する方法であって、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを前記第2の方
    向に相対的に主走査させる工程と、 前記主走査中に、前記インクジェットヘッドの複数の異
    なるノズルからインクを吐出して、複数の吐出インクに
    より各フィルタエレメントを着色する工程と、 前記着色工程の前に、前記各フィルタエレメントに吐出
    すべき前記複数の吐出インクの夫々の着弾位置を測定
    し、前記測定の結果に基づき、前記着弾位置のズレを調
    整する工程とを備え、 前記調整工程では、前記第2の方向の位置ズレを測定
    し、前記フィルタエレメントの第1の方向の中心線に前
    記複数の吐出インクが着弾するように前記複数のノズル
    の夫々の吐出タイミングを調整することを特徴とするカ
    ラーフィルタ製造方法。
  2. 【請求項2】 前記調整工程は、前記複数の吐出インク
    が前記第1の方向の目標位置に一直線に着弾するように
    前記複数のノズルの夫々の吐出タイミングを調整する第
    1の調整工程と、前記目標位置と前記フィルタエレメン
    トの第1の方向の中心線とを一致させるように前記複数
    のノズルからなるノズル群の吐出タイミングを調整する
    第2の調整工程とを含むことを特徴とする請求項1に記
    載のカラーフィルタ製造方法。
  3. 【請求項3】 前記調整工程の前に、前記各ノズルから
    のインク吐出量がほぼ同一となるように調整するインク
    吐出量調整工程をさらに備えることを特徴とする請求項
    1または2に記載のカラーフィルタ製造方法。
  4. 【請求項4】 前記各フィルタエレメントは、前記イン
    クジェットヘッドと前記基板との1回の相対走査により
    吐出された複数の吐出インクにより着色されることを特
    徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカラーフィ
    ルタ製造方法。
  5. 【請求項5】 前記各フィルタエレメントは、前記イン
    クジェットヘッドと前記基板との複数回の相対走査によ
    り吐出された複数の吐出インクにより着色されることを
    特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカラーフ
    ィルタ製造方法。
  6. 【請求項6】 前記各フィルタエレメントは、異なる複
    数のノズルから吐出された複数の吐出インクにより着色
    されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
    載のカラーフィルタの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記各フィルタエレメントの長手方向は
    前記第1の方向であることを特徴とする請求項1乃至6
    のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記各フィルタエレメント内の第1の方
    向に着弾する複数のインクのうち、少なくとも2つのイ
    ンクはほぼ同時に着弾することを特徴とする請求項1乃
    至7のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第1の方向に並ぶ複数のフィルタエ
    レメントが同一色となるように着色することを特徴とす
    る請求項1乃至8のいずれかに記載のカラーフィルタの
    製造方法。
  10. 【請求項10】 前記インクジェットヘッドは、熱エネ
    ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
    ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
    ー発生体を備えることを特徴とする請求項1乃至9のい
    ずれかに記載のカラーフィルタ製造方法。
  11. 【請求項11】 前記インクジェットヘッドは、電圧を
    印加すると変形するピエゾ素子を用いてインクを吐出す
    るヘッドであることを特徴とする請求項1乃至9のいず
    れかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  12. 【請求項12】 複数のノズルがほぼ第1の方向に配列
    されたインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向
    と略直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記
    インクジェットヘッドから前記基板にインクを吐出し
    て、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互
    いに異なる色となるように着色することによりカラーフ
    ィルタを製造する方法であって、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを前記第2の方
    向に相対的に主走査させる主走査手段と、 前記主走査中に、前記インクジェットヘッドの複数の異
    なるノズルからインクを吐出して、複数の吐出インクに
    より各フィルタエレメントを着色するように制御する制
    御手段と、 前記各フィルタエレメントに吐出すべき前記複数の吐出
    インクの夫々の着弾位置を測定し、前記測定の結果に基
    づき、前記着弾位置のズレを調整する着弾位置調整手段
    とを備え、 前記着弾位置調整手段による調整は、前記制御手段によ
    るフィルタエレメントの着色前に行われ、 前記着弾位置調整手段による調整では、前記第2の方向
    の位置ズレを測定し、前記フィルタエレメントの第1の
    方向の中心線に前記複数の吐出インクが着弾するように
    前記複数のノズルの夫々の吐出タイミングを調整するこ
    とを特徴とするカラーフィルタ製造装置。
  13. 【請求項13】 前記着弾位置調整手段による調整で
    は、前記複数の吐出インクが前記第1の方向の目標位置
    に一直線に着弾するように前記複数のノズルの夫々の吐
    出タイミングを調整し、前記目標位置と前記フィルタエ
    レメントの第1の方向の中心線とを一致させるように前
    記複数のノズルからなるノズル群の吐出タイミングを調
    整することを特徴とする請求項12に記載のカラーフィ
    ルタ製造装置。
  14. 【請求項14】 前記各ノズルからのインク吐出量がほ
    ぼ同一となるように調整するインク吐出量調整手段をさ
    らに備え、 前記インク吐出量調整手段による調整は、前記着弾位置
    調整手段による調整の前に行うことを特徴とする請求項
    12または13に記載のカラーフィルタ製造装置。
  15. 【請求項15】 前記各フィルタエレメントは、前記イ
    ンクジェットヘッドと前記基板との1回の相対走査によ
    り吐出された複数の吐出インクにより着色されることを
    特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載のカラ
    ーフィルタ製造装置。
  16. 【請求項16】 前記各フィルタエレメントは、前記イ
    ンクジェットヘッドと前記基板との複数回の相対走査に
    より吐出された複数の吐出インクにより着色されること
    を特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載のカ
    ラーフィルタ製造装置。
  17. 【請求項17】 前記各フィルタエレメントは、異なる
    複数のノズルから吐出された複数の吐出インクにより着
    色されることを特徴とする請求項12乃至14のいずれ
    かに記載のカラーフィルタの製造装置。
  18. 【請求項18】 前記各フィルタエレメントの長手方向
    は前記第1の方向であることを特徴とする請求項12乃
    至17のいずれかに記載のカラーフィルタの製造装置。
  19. 【請求項19】 前記各フィルタエレメント内の第1の
    方向に着弾する複数のインクのうち、少なくとも2つの
    インクはほぼ同時に着弾することを特徴とする請求項1
    2乃至18のいずれかに記載のカラーフィルタの製造装
    置。
  20. 【請求項20】 前記第1の方向に並ぶ複数のフィルタ
    エレメントが同一色となるように着色することを特徴と
    する請求項12乃至19のいずれかに記載のカラーフィ
    ルタの製造装置。
  21. 【請求項21】 前記インクジェットヘッドは、熱エネ
    ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
    ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
    ー発生体を備えることを特徴とする請求項12乃至20
    のいずれかに記載のカラーフィルタ製造装置。
  22. 【請求項22】 前記インクジェットヘッドは、電圧を
    印加すると変形するピエゾ素子を用いてインクを吐出す
    るヘッドであることを特徴とする請求項12乃至20の
    いずれかに記載のカラーフィルタの製造装置。
  23. 【請求項23】 複数のノズルがほぼ第1の方向に配列
    されたインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向
    と略直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記
    インクジェットヘッドから前記基板にインクを吐出し
    て、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互
    いに異なる色となるように着色することにより製造され
    るカラーフィルタを備えた表示装置の製造方法であっ
    て、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを前記第2の方
    向に相対的に主走査させる工程と、前記主走査中に、前
    記インクジェットヘッドの複数の異なるノズルからイン
    クを吐出して、複数の吐出インクにより各フィルタエレ
    メントを着色する工程と、前記着色工程の前に、前記各
    フィルタエレメントに吐出すべき前記複数の吐出インク
    の夫々の着弾位置を測定し、前記測定の結果に基づき、
    前記着弾位置のズレを調整する工程とを備え、前記調整
    工程では、前記第2の方向の位置ズレを測定し、前記フ
    ィルタエレメントの第1の方向の中心線に前記複数の吐
    出インクが着弾するように前記複数のノズルの夫々の吐
    出タイミングを調整することにより製造されるカラーフ
    ィルタを用意する工程と、 光量を可変とする光量可変手段と前記カラーフィルタと
    を一体化する工程とを具備することを特徴とする表示装
    置の製造方法。
  24. 【請求項24】 複数のノズルがほぼ第1の方向に配列
    されたインクジェットヘッドと基板とを前記第1の方向
    と略直交する第2の方向に相対的に走査しながら、前記
    インクジェットヘッドから前記基板にインクを吐出し
    て、前記第2の方向に隣り合うフィルタエレメントが互
    いに異なる色となるように着色することにより製造され
    るカラーフィルタを有する表示装置を備えた装置の製造
    方法であって、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを前記第2の方
    向に相対的に主走査させる工程と、前記主走査中に、前
    記インクジェットヘッドの複数の異なるノズルからイン
    クを吐出して、複数の吐出インクにより各フィルタエレ
    メントを着色する工程と、前記着色工程の前に、前記各
    フィルタエレメントに吐出すべき前記複数の吐出インク
    の夫々の着弾位置を測定し、前記測定の結果に基づき、
    前記着弾位置のズレを調整する工程とを備え、前記調整
    工程では、前記第2の方向の位置ズレを測定し、前記フ
    ィルタエレメントの第1の方向の中心線に前記複数の吐
    出インクが着弾するように前記複数のノズルの夫々の吐
    出タイミングを調整することにより製造されるカラーフ
    ィルタと、光量を可変とする光量可変手段とを一体化し
    た表示装置を用意する工程と、 該表示装置に対して画像信号を供給する画像信号供給手
    段を前記表示装置に接続する工程とを具備することを特
    徴とする、表示装置を備えた装置の製造方法。
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