JP2001286812A - 色剤の塗布方法 - Google Patents

色剤の塗布方法

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JP2001286812A
JP2001286812A JP2000106299A JP2000106299A JP2001286812A JP 2001286812 A JP2001286812 A JP 2001286812A JP 2000106299 A JP2000106299 A JP 2000106299A JP 2000106299 A JP2000106299 A JP 2000106299A JP 2001286812 A JP2001286812 A JP 2001286812A
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ink jet
jet head
stage
colorant
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Manabu Yamamoto
学 山本
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット方式にて色剤をブラックマト
リックス付き基板に塗布することによりカラーフィルタ
ーを作製するに際して、色剤の吐出開始位置を容易にか
つ正確に決定する。 【解決手段】 ブランク7に色剤を塗布して塗布データ
を形成した時のステージ位置座標と、塗布データをCC
Dカメラ5にて撮影した時のステージ位置座標と、基板
のアライメントマークをCCDカメラ5にて撮影した時
のステージ位置座標の3点の座標を測定することにより
色剤の吐出開始位置を決定する。吐出開始位置を容易に
かつ正確に決定でき、位置ずれを起こさない状態で塗布
を開始できる。必要に応じて、ブランク7に色剤を塗布
した時のインクジェットヘッド4における少なくとも2
つのオリフィスから吐出されたドットの位置座標を計測
することによりインクジェットヘッド4の角度を算出
し、それに基づいてインクジェットヘッド4の角度を調
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、液晶カラーディス
プレイなどに用いられるカラーフィルターの技術分野に
属するものであり、詳しくは色剤をインクジェット方式
にて基板上に塗布してカラーフィルターを製造する技術
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶用カラーフィルターは、ガラスなど
の透明基板上に赤色、緑色および青色の3色の色素をモ
ザイク状またはストライプ状に配置し、それぞれの境界
をブラックマトリックスで区画した構造をしている。こ
のカラーフィルターの製造方法として従来より種々の方
法が採られてきたが、それぞれに一長一短があり、低コ
ストで、しかも画素形成能に優れた方法はなかなか見当
たらない。このようなことから、最近では、コストが低
く、画素形成能も良好な方法として、インクジェット方
式により3色の着色層を基板上に配置する方法が採用さ
れている。
【0003】このインクジェット方式によるカラーフィ
ルターの製造方法は、複数のオリフィスを有するインク
ジェットヘッドを使用し、このインクジェットヘッドを
基板と対向させて相対的に移動させながら色剤を吐出し
て基板上に塗布して着色層を形成する方法であり、この
インクジェットヘッドを組み込んだ塗布装置を用いて行
われる3色同時塗布方法の模式図を図1に示す。
【0004】図1においてGはステージSの上に載置さ
れた塗布対象の基板であり、複数個のインクジェットヘ
ッドを備えた塗布装置をこの基板Gに対して相対的に移
動させることで色剤をライン状に塗布するように構成さ
れている。すなわち、左側の8つのインクジェットヘッ
ドHrは赤色用の色剤を吐出するもので、図示しないフ
レームに取り付けられ、各インクジェットヘッドHrに
おける複数のオリフィスが基板Gの幅方向に連続するよ
うになっている。同様に、中央の8つの塗布ヘッドHg
は緑色用の色剤を吐出するもので、図示しないフレーム
に取り付けられ、各インクジェットヘッドHgにおける
複数のオリフィスが基板の幅方向に連続するようになっ
ている。また同様に、右側の8つのインクジェットヘッ
ドHbは青色用の色剤を吐出するもので、図示しないフ
レームに取り付けられ、各インクジェットヘッドHbに
おける複数のオリフィスが基板の幅方向に連続するよう
になっている。したがって、複数のオリフィスから色剤
を吐出しながらそれぞれのインクジェットヘッドが一体
となって基板と相対的に移動することで、一度の塗布工
程で3色の色剤が塗布される。
【0005】インクジェットヘッドから色剤を吐出し、
その色剤により基板上に着色層を形成するには大きく分
けて次のような3つの方法が採られる。
【0006】図2に示す方法は隔壁を設ける方式であ
る。この方式では、まず図2(a)に示すように、基板
11にライン状の樹脂ブラックマトリックスからなる隔
壁12を形成し、その隔壁12の上部12aに撥水処理
等を施しておく。そして、図2(b)に示すように、イ
ンクジェットヘッド13から隔壁12の中に色剤14を
付与する。色剤14は隔壁12により拡散が防止される
ので、図2(c)に示す如く基板11上における隔壁1
2の間に着色層15が形成される。
【0007】図3に示す方法は吸収層を設ける方式であ
る。この方式では、まず図3(a)に示すように、基板
21にライン状の樹脂ブラックマトリックス22を形成
し、それを覆ってインク吸収層23をベタで形成する。
次いで、図3(b)に示すように、マスク24を介して
露光を行ってブラックマトリックス22の上部23aを
硬化させて吸収性を無くした後、図3(c)に示すよう
に、インクジェットヘッド25からインク吸収層23に
色剤26を付与する。色剤26はインク吸収層23にし
み込むので、基板21上におけるブラックマトリックス
22間に着色層27が形成される。
【0008】図4に示す方法は光触媒方式である。この
方式では、まず図4(a)に示すように、基板31にラ
イン状の樹脂ブラックマトリックス32を形成し、それ
を覆って光触媒層33をベタで形成する。次いで、図4
(b)に示すように、マスク34を介して露光を行うこ
とにより、ブラックマトリックス32の上部以外の部分
33aの濡れ性が変化して超親水化する。続いて、図4
(c)に示すように、インクジェットヘッド35から光
触媒層33に色剤36を付与すると、色剤36は濡れ性
が変化した光触媒層33の上にのみ集まるので、基板3
1上におけるブラックマトリックス32間に着色層37
が形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したようなインク
ジェットヘッドを用いた色剤の塗布方法においては、ブ
ラックマトリックス付き基板に対するインクジェットヘ
ッドの吐出開始位置を決定する必要がある。このため、
従来は、インクジェットヘッドを固定するとともにブラ
ックマトリックス付き基板を位置決めピンにてステージ
上に固定し、ヘッドオリフィス位置と書出座標位置との
間のX,Y(図5参照)を常に固定値としてステージを
移動することにより吐出開始位置を決定しているが、こ
のような手法では、インクジェットヘッドを交換する場
合や、作製ロットの異なるブラックマトリックス付き基
板を使用する際に、位置ずれが発生する。したがって、
ブラックマトリックス付き基板に一度描画し、ズレを測
定した上で補正をかける必要があった。
【0010】また、カラーフィルターの解像度に対応す
るためにインクジェットヘッドの角度を変える場合、イ
ンクジェットヘッドの角度調整は計算によって求められ
た固定値に設定するようにしているが、このような手法
では、角度調節治具の精度や各インクジェットヘッドの
固有の形状による取付け位置精度に起因する位置ずれが
発生する。したがって、ブラックマトリックス付き基板
に一度描画し、ずれを測定した上で補正をかける必要が
あった。
【0011】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、インクジェッ
ト方式にて色剤をブラックマトリックス付き基板に塗布
することによりカラーフィルターを作製するに際して、
色剤の吐出開始位置を容易にかつ正確に決定することの
できる色剤の塗布方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、一列に並んだ多数のオリフィスを有する
インクジェットヘッドを使用し、ステージ上の基板と相
対的に移動させながら色剤を吐出して基板上に塗布する
色剤の塗布方法において、ブランクに色剤を塗布して塗
布データを形成した時のステージ位置座標と、塗布デー
タをCCDカメラにて撮影した時のステージ位置座標
と、基板のアライメントマークをCCDカメラにて撮影
した時のステージ位置座標の3点の座標を測定すること
により色剤の吐出開始位置を決定するようにしたもので
ある。
【0013】また、上記の塗布方法において、さらに、
ブランクに色剤を塗布した時のインクジェットヘッドに
おける少なくとも2つのオリフィスから吐出されたドッ
トの位置座標を計測することによりインクジェットヘッ
ドの角度を算出し、それに基づいてインクジェットヘッ
ドの角度を調整するようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の望ましい実施形態を説明する。
【0015】図5はステージ上に載置したブラックマト
リックス付き基板とインクジェットヘッドとの位置関係
を示す説明図である。図中1はブラックマトリックス付
き基板であり、位置決めピン2によりステージ3上の所
定位置にセットされる。ステージ3は移動式で、固定し
たインクジェットヘッド4に対してx方向及びy方向に
移動可能である。また図中5はCCDカメラであり、固
定状態で取り付けられている。そして、インクジェット
ヘッド4のオリフィス位置を(Xh,Yh)、CCDカ
メラ5の位置を(Xc,Yc)とし、書出座標位置を
(Xw,Yw)とする。また、ブラックマトリックス付
き基板1には、書出座標位置からXa,Yaの距離にア
ライメントマーク6が設けられている。
【0016】インクジェットヘッド4の交換時、または
作製ロットの異なるブラックマトリックス付き基板1の
使用時において、色剤の吐出開始位置、すなわち描画開
始位置を決定する際に行う座標合わせの手順は次のよう
である。
【0017】まず、図6に示すように、ステージ3上に
ブランク7を設置し、そのブランク7にインクジェット
ヘッド4より色剤を吐出して塗布データを形成する。そ
して、この時のステージ位置座標を測定し、ブランク描
画座標(X1,Y1)とする。
【0018】次いで、ステージ3を移動し、ブランク7
の塗布データをCCDカメラ5にて撮影する。そして、
この時のステージ位置座標を測定し、ブランク描画CC
D撮影座標(X2,Y2)とする。
【0019】続いて、ブランク7を除去し、図7に示す
ように、ステージ3上にブラックマトリックス付き基板
1を設置して、アライメントマーク6をCCDカメラ5
にて撮影する。そして、この時のステージ位置座標を測
定し、アライメントマーク撮影座標(X3,Y3)とす
る。
【0020】描画開始位置を決定するには、図5におい
て、インクジェットヘッド4のオリフィス位置(Xh,
Yh)と書出座標位置(Xw,Yw)とを合致させる必
要がある。すなわち、ステージ3をx方向にX、y方向
にYだけ移動すればよいが、このXとYは次式で求めら
れる。
【0021】 X=Xh−Xw =(X1−X2+Xc)−(Xc−X3+Xa) =X1−X2+X3−Xa
【0022】 Y=Yh−Yw =(Y1−Y2+Yc)−(Yc−Y3+Ya) =Y1−Y2+Y3−Ya
【0023】よって、上記のようにして測定したステー
ジ位置座標からX,Yを算出することができ、描画開始
位置を決定することができる。図8は描画開始位置にス
テージを移動させた時の状態を示す説明図である。
【0024】上記のようにしてインクジェットヘッドと
ブラックマトリックス付き基板の座標合わせを行うが、
さらにインクジェットヘッドと基板との角度合わせが必
要な場合もある。その角度合わせの手順は次のようであ
る。
【0025】まず、図6に示すのと同様に、ステージ3
上にブランク7を設置し、そのブランク7にインクジェ
ットヘッド4より色剤を吐出する。そして、インクジェ
ットヘッド両端のオリフィスより吐出された色剤による
ドットの位置座標を測定する。そして、図9に示すよう
に、両端のドットの位置座標の差(Xd,Yd)からイ
ンクジェットヘッドの角度θを算出し、それに基づいて
インクジェットヘッドの角度を補正する。
【0026】以上に説明した方法において、ブランクは
インクジェットヘッドのオリフィスの位置を認識するた
めに用いるものであり、ブランクに吐出された色剤はで
きるだけ濡れ広がらず(染み渡らず)に着弾のドットサ
イズを保っていることが望ましい。
【0027】ここで、色剤の吐出位置を確認する方法と
しては、1つのドットの画像を取り込んでその中心を算
出する方法がある。具体的には、図10に示すように、
CCDモニタに1つのドットDの画像を取り込み、解析
ソフトウェアによりエッジを拾ってそのドットDの中心
を割り出す方法である。
【0028】色剤の吐出位置を確認する別の方法として
は、十字に描画してその中心を割り出す方法がある。具
体的には、図11(a)に示すように、ドットDで十字
を描画してその画像をCCDモニタに取り込み、図11
(b)に示すように、マスクM付きの解析ソフトウェア
によりドットDの部分の面積率を計算し、一定の面積率
をクリアしたところのマスクMの中心を中心位置座標と
する。図11(c)に示すように、ドットDの部分の面
積率が低い場合はマスクMの中心は描画中心ではない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、一列に
並んだ多数のオリフィスを有するインクジェットヘッド
を使用し、ステージ上の基板と相対的に移動させながら
色剤を吐出して基板上に塗布する色剤の塗布方法におい
て、ブランクに色剤を塗布して塗布データを形成した時
のステージ位置座標と、塗布データをCCDカメラにて
撮影した時のステージ位置座標と、基板のアライメント
マークをCCDカメラにて撮影した時のステージ位置座
標の3点の座標を測定することにより色剤の吐出開始位
置を決定するようにしたことにより、色剤の吐出開始位
置を容易にかつ正確に決定できることから、ブラックマ
トリックス付き基板を無駄にすることなく、位置ずれを
起こさない状態で色剤の塗布を開始することができる。
【0030】さらに、ブランクに色剤を塗布した時のイ
ンクジェットヘッドにおける少なくとも2つのオリフィ
スから吐出されたドットの位置座標を計測することによ
りインクジェットヘッドの角度を算出し、それに基づい
てインクジェットヘッドの角度を調整するようにしたこ
とにより、カラーフィルターの解像度に対応するために
インクジェットヘッドの角度を変えて色剤の吐出開始位
置を決定するような場合や、またインクジェットヘッド
の交換時においても、ブラックマトリックス付き基板を
無駄にすることなく、位置ずれを起こさない状態で色剤
の塗布を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェットヘッドを組み込んだ塗布装置を
用いて行われる3色同時塗布方法の模式図である。
【図2】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板
上に着色層を形成する一つの方法を示す説明図である。
【図3】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板
上に着色層を形成する別の方法を示す説明図である。
【図4】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板
上に着色層を形成するさらに別の方法を示す説明図であ
る。
【図5】ステージ上に載置したブラックマトリックス付
き基板とインクジェットヘッドとの位置関係を示す説明
図である。
【図6】ステージ上に設置したブランクにインクジェッ
トヘッドより色剤を吐出して塗布データを形成する様子
を示す説明図である。
【図7】ステージ上に設置したブラックマトリックス付
き基板のアライメントマークをCCDカメラで撮影する
様子を示す説明図である。
【図8】描画開始位置にステージを移動させた時の状態
を示す説明図である。
【図9】インクジェットヘッドの角度を補正する場合の
説明図である。
【図10】色剤の吐出位置を確認する一つの方法の説明
図である。
【図11】色剤の吐出位置を確認する別の方法の説明図
である。
【符号の説明】
1 ブラックマトリックス付き基板 2 位置決めピン 3 ステージ 4 インクジェットヘッド 5 CCDカメラ 6 アライメントマーク 7 ブランク 11 基板 12 隔壁 13 インクジェットヘッド 14 色剤 15 着色層 21 基板 22 ブラックマトリックス 23 インク吸収層 24 マスク 25 インクジェットヘッド 26 色剤 27 着色層 31 基板 32 ブラックマトリックス 33 光触媒層 34 マスク 35 インクジェットヘッド 36 色剤 37 着色層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一列に並んだ多数のオリフィスを有する
    インクジェットヘッドを使用し、ステージ上の基板と相
    対的に移動させながら色剤を吐出して基板上に塗布する
    色剤の塗布方法において、ブランクに色剤を塗布して塗
    布データを形成した時のステージ位置座標と、塗布デー
    タをCCDカメラにて撮影した時のステージ位置座標
    と、基板のアライメントマークをCCDカメラにて撮影
    した時のステージ位置座標の3点の座標を測定すること
    により色剤の吐出開始位置を決定することを特徴とする
    色剤の塗布方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の塗布方法において、ブ
    ランクに色剤を塗布した時のインクジェットヘッドにお
    ける少なくとも2つのオリフィスから吐出されたドット
    の位置座標を計測することによりインクジェットヘッド
    の角度を算出し、それに基づいてインクジェットヘッド
    の角度を調整することを特徴とする色剤の塗布方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の塗布方法におい
    て、ブランクに塗布された色剤が着弾のドットサイズを
    保っていることを特徴とする色剤の塗布方法。
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