JP2008249781A - Pattern forming method and manufacturing method of optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インキジェットヘッドを有するインキジェット印刷装置を用いて、インキ皮膜を有する光学素子を製造する方法に関する。光学素子として、主として、カラーフィルタ及び有機エレクトロルミネッセンス素子を挙げることができる。 The present invention relates to a method for producing an optical element having an ink film using an ink jet printing apparatus having an ink jet head. Examples of the optical element mainly include a color filter and an organic electroluminescence element.
例えば、カラーフィルタの製造方法としてはフォトリソグラフィー法、エッチング法等が知られている。フォトリソグラフィー法によるカラーフィルタの製造方法は、基板全体に各色の感光性樹脂層の塗布膜を形成し、パターン状に露光した後に塗布膜の不要な部分を取り除き、残ったパターンを各画素とする。この方法では塗布膜の多くが現像除去されるため、大量の材料が無駄になる。さらに、画素ごとに露光、現像工程を行うため、工程数が多くなる。このフォトリソグラフィー方式は、カラーフィルタに限らず、有機エレクトロルミネッセンス素子等、種々の光学素子や電気素子の製造に利用されている。 For example, a photolithography method, an etching method, and the like are known as a color filter manufacturing method. A method for producing a color filter by a photolithography method is to form a coating film of a photosensitive resin layer of each color on the entire substrate, and after exposing in a pattern, remove unnecessary portions of the coating film, and use the remaining pattern as each pixel. . In this method, a large amount of material is wasted because most of the coating film is developed and removed. Further, since the exposure and development processes are performed for each pixel, the number of processes increases. This photolithography method is used not only for color filters but also for manufacturing various optical elements and electric elements such as organic electroluminescence elements.
しかし、カラーフィルタの基板サイズは年々大型化が進んでいる。カラーフィルタのコストダウン化を図るために、近年は工程数が少なく、カラーフィルタの各着色層を同時に形成することが可能な、インクジェットヘッドを用いた製造方法が検討されている。 However, the substrate size of color filters is increasing year by year. In order to reduce the cost of the color filter, in recent years, a manufacturing method using an ink-jet head, in which the number of steps is small and each colored layer of the color filter can be formed at the same time, has been studied.
インクジェット印刷装置は、複数のノズルが整列配置されたインクジェットヘッドを備えている。インクジェット法でカラーフィルタ等を塗工する場合、フラットベットステージにガラス等の基板を置き、インクジェットヘッドを保持したヘッドユニットから基板に直接塗工液を吐出させる事によって画像形成してく。 The ink jet printing apparatus includes an ink jet head in which a plurality of nozzles are aligned. When applying a color filter or the like by the inkjet method, an image is formed by placing a substrate such as glass on a flat bed stage and discharging the coating solution directly from the head unit holding the inkjet head onto the substrate.
上記インクジェット印刷装置に用いるインクジェットヘッドには、大別して、
・連続噴射法 (コンティニアス方式とも呼ばれる)
・ドロップオンデマンド法 (通称DOD)
の2種類があるが、連続噴射法では、着弾制度が概して悪く、ドロップの粒が大きくて、更にインキに荷電性能を付与することや、顔料などの色材使用に制限があるなどで、カラーフィルタや有機エレクトロルミネッセンス等塗膜に対する純度や塗工量管理の厳しい用途には不利であると考えられる。
The ink jet head used in the ink jet printing apparatus is roughly classified as follows.
・ Continuous injection method (also called continuous method)
・ Drop-on-demand method (commonly called DOD)
However, in the continuous injection method, the landing system is generally poor, the drop particles are large, the charging performance is imparted to the ink, and the use of color materials such as pigments is limited. It is considered disadvantageous for applications in which the purity and coating amount management for coating films such as filters and organic electroluminescence are severe.
従って、画像形成させるときのみ、ノズルからインキ液滴を吐出させるドロップオンデマンド方式(DOD方式)が精密パターンコートでは用いられている。ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドでは、アレイ状に連設されたノズルの各々に連通した圧力室内に、インキを液滴として吐出するための圧力発生部材を設けている。また、ドロップオンデマンド方式は、この圧力発生部材によって大きく二つに分けられる。第一の方法は、インキを押圧する複数のピエゾ素子を有し、変形時に生じる圧力によりインキを液滴として吐出する方法である。また、第二の方法は、ノズルの先端にインキを瞬間的に気化させるヒーターを設け、気化時の膨張圧力によりインキを液滴として吐出する方法である。 Accordingly, a drop-on-demand method (DOD method) in which ink droplets are ejected from nozzles is used only in the case of forming an image in precision pattern coating. In a drop-on-demand ink jet head, a pressure generating member for ejecting ink as droplets is provided in a pressure chamber communicated with each of nozzles arranged in an array. The drop-on-demand system is roughly divided into two types according to the pressure generating member. The first method is a method having a plurality of piezo elements that press ink and ejecting ink as droplets by the pressure generated during deformation. The second method is a method in which a heater that instantaneously vaporizes ink is provided at the tip of the nozzle, and ink is ejected as droplets by the expansion pressure during vaporization.
インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインキ量はインクジェットヘッド毎にばらつきを持ち、また同一のインクジェット内のノズル毎にもばらつきをもっている。これは、特許文献1に開示されたノズル各々の開口端部の形状や濡れ性の違い、また特許文献2に開示された圧力発生部材の加工状態、固定状態のばらつき等によるものである。 The amount of ink ejected from the nozzles of the inkjet head varies for each inkjet head, and also varies for each nozzle in the same inkjet. This is due to the difference in the shape and wettability of the open ends of the nozzles disclosed in Patent Document 1, the variation in the processing state and the fixed state of the pressure generating member disclosed in Patent Document 2, and the like.
特に、ヘッド端部のノズルは他のノズルに比べてインキ吐出量のばらつきが大きい。これは特許文献3に開示されたように、ヘッドの中央付近のノズルと両端付近のノズルでインキ供給速度が異なるためである。また、上記ドロップオンデマンド方式の第一の方法においては、特許文献4に示されたように、ノズルに連通する圧力室を備えた流路ユニットと圧力発生部材がそれぞれ共通のケース構成部材に保持されているため、流路ユニットの端部側の剛性が大きくなり、中央領域に配置された圧力発生部材と端部に配置された圧力発生部材とで変位特性が大きく相違する。これにより、端部ノズルの吐出特性が中央付近のノズルと大きく異なる。このため、図4に示すように、インクジェットヘッドの端部付近のノズル19aによって塗工された画素20aは中央付近のノズル19bによって塗工された画素と異なる濃度となり、走査方向に平行な直線上の色むらとして観察され、カラーフィルタの品位および歩留まりを低下させる原因となっている。 In particular, the nozzles at the end of the head have a larger variation in the ink ejection amount than the other nozzles. This is because the ink supply speed is different between the nozzles near the center of the head and the nozzles near both ends, as disclosed in Patent Document 3. Further, in the first method of the drop-on-demand method, as shown in Patent Document 4, the flow path unit including the pressure chamber communicating with the nozzle and the pressure generating member are held by a common case constituent member. Therefore, the rigidity on the end side of the flow path unit is increased, and the displacement characteristics are greatly different between the pressure generating member disposed in the central region and the pressure generating member disposed at the end. As a result, the discharge characteristics of the end nozzles are significantly different from those in the vicinity of the center. For this reason, as shown in FIG. 4, the pixel 20a applied by the nozzle 19a near the end of the inkjet head has a different density from the pixel applied by the nozzle 19b near the center, and is on a straight line parallel to the scanning direction. As a result, the color filter quality and yield are reduced.
上記端部ノズルによる色むらの内、走査領域の境界部、すなわち画像のつなぎ部分に生じる色むらを押さえる手段として、特許文献5においては走査領域の着色工程を複数回の走査によって行い、各走査毎にインクジェットヘッドを若干シフトさせ、隣接する走査領域を一部重複して、境界部の影響を分散させる方法が提案されている。 As means for suppressing the color unevenness generated at the boundary portion of the scanning region, that is, the connecting portion of the image among the color unevenness due to the end nozzles, in Patent Document 5, the coloring process of the scanning region is performed by a plurality of times of scanning. A method has been proposed in which the inkjet head is slightly shifted each time, and adjacent scanning regions are partially overlapped to disperse the influence of the boundary portion.
しかしながら一つの走査領域の着色工程を複数回の走査に分割する上記方法では、分割数に比例して走査回数が増大するため、インクジェット方式の長所である製造工程の簡略化を図ることができない。 However, in the above method in which the coloring process of one scanning region is divided into a plurality of scans, the number of scans increases in proportion to the number of divisions, and thus the manufacturing process, which is an advantage of the ink jet system, cannot be simplified.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、走査回数を増やすことなく、画像のつなぎ部分の色むらを押さえ、高品質な素子を製造することができるインクジェット装置を用いたカラーフィルタ等の光学素子の製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described problem, such as a color filter using an ink jet device that can manufacture a high-quality element by suppressing color unevenness in a connected portion of an image without increasing the number of scans. It is an object to provide a method for manufacturing an optical element.
上記課題を解決するために為された請求項1に記載の発明は、基板と、この基板上の領域を格子状に区切るように設けられた隔壁と、この隔壁に区切られた画素を多数配列して構成される画素パターンを、インクジェットヘッドを使用して前記画素ごとに印刷形成するにあたり、前記インクジェットヘッドに複数のノズルを配列し、これら複数のノズルは、ノズルごとにインキを吐出し、基板をインクジェットヘッドに対して相対的に移動させながら、これら複数のノズルのうち少なくとも一部からインキを吐出し、前記基板の移動方向に対して垂直方向のラインを、複数ライン印刷するパターン形成方法であって、基板を、前記基板移動方向に平行な複数の走査領域に分割し、走査毎に隣接走査領域にインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させ、複数回の走査によって基板全面に印刷する工程において、走査領域の境界部に該当する画素が、少なくとも隣接する前記垂直方向の画素列に位置する、当該他の境界部に該当する画素に対して、異なる前記基板移動方向の画素列に位置するように吐出するノズルを決定することを特徴とするパターン形成方法である。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-mentioned problems, includes arranging a substrate, partition walls provided so as to partition regions on the substrate in a lattice pattern, and a plurality of pixels partitioned by the partition walls. In forming and printing a pixel pattern configured for each pixel using an inkjet head, a plurality of nozzles are arranged in the inkjet head, and the plurality of nozzles eject ink for each nozzle, and the substrate In this pattern forming method, ink is ejected from at least some of the plurality of nozzles while moving the ink jet head relative to the inkjet head, and a plurality of lines are printed in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate. The substrate is divided into a plurality of scanning regions parallel to the substrate moving direction, and an inkjet head is placed on the substrate in an adjacent scanning region for each scanning. In the process of moving to the opposite and printing on the entire surface of the substrate by a plurality of scans, the pixel corresponding to the boundary portion of the scanning region corresponds to the other boundary portion located at least in the adjacent vertical pixel row In the pattern forming method, the nozzles to be ejected are determined so as to be positioned in the pixel rows in the different substrate moving directions with respect to the pixels to be performed.
請求項2に記載の発明は、形成する画素パターンの種類毎に、前記境界部に該当する画素の走査方向ラインの位置が異なるように吐出ノズルを決定することを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法である。 According to a second aspect of the present invention, the discharge nozzle is determined so that the position of the scanning direction line of the pixel corresponding to the boundary portion is different for each type of pixel pattern to be formed. This is a pattern forming method.
請求項3に記載の発明は、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出される平均吐出量を測定し、吐出量のばらつきが小さいノズルが配置されている前記インクジェットヘッドの部分を、前記境界部に該当する画素形成に用いることを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成方法である。 According to a third aspect of the present invention, the average discharge amount discharged from each nozzle of the ink jet head is measured, and the portion of the ink jet head in which the nozzle having a small variation in the discharge amount is disposed corresponds to the boundary portion. The pattern forming method according to claim 1, wherein the pattern forming method is used for pixel formation.
請求項4に記載の発明は、インクジェットヘッドの端部にあるノズルを起点として、各ノズルの前記平均吐出量のばらつきが一定数連続して許容範囲に含まれたとき、これらのノズルを前記境界部の吐出に用いることを特徴とする請求項3に記載のパターン形成方法である。 According to the fourth aspect of the present invention, when a certain number of variations in the average discharge amount of each nozzle are continuously included in an allowable range starting from the nozzle at the end of the inkjet head, the nozzle is moved to the boundary. The pattern forming method according to claim 3, wherein the pattern forming method is used for discharging a portion.
請求項5に記載の発明は、インクジェットヘッドが、二つ以上の吐出相に分割して吐出することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のパターン形成方法である。 The invention according to claim 5 is the pattern forming method according to any one of claims 1 to 4, wherein the inkjet head divides and discharges into two or more discharge phases.
請求項6に記載の発明は、請求項1から5の何れかに記載のパターン形成方法を用いて画素を形成することを特徴とする光学素子の製造方法である。光学素子としては、例えばカラーフィルタ、有機EL素子等が含まれる。 A sixth aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical element, wherein a pixel is formed using the pattern forming method according to any one of the first to fifth aspects. Examples of the optical element include a color filter and an organic EL element.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の光学素子の製造方法により、基板上に着色インキ層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。 A seventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a color filter, wherein a colored ink layer is formed on a substrate by the method for manufacturing an optical element according to the sixth aspect.
請求項8に記載の発明は、着色層の各色種の画素毎に、異なる前記基板移動方向の画素列に位置するように境界部のノズルを決定することを特徴とする請求項7に記載のカラーフィルタの製造方法である。各色種は、例えばRed、Green、Blueの三色である。 The invention according to claim 8 is characterized in that the nozzles in the boundary portion are determined so as to be positioned in the pixel rows in the different substrate movement directions for each color type pixel of the colored layer. It is a manufacturing method of a color filter. Each color type is, for example, three colors of Red, Green, and Blue.
請求項1に記載の発明によって、インクジェットヘッドの走査領域の境界部の画素で生じる色むらが、一列に配列せず、分散することにより、視覚的に色むらが抑制されたパターンを形成することができた。 According to the first aspect of the present invention, the color unevenness generated in the pixels at the boundary portion of the scanning area of the ink jet head is not arranged in a line but is dispersed to form a pattern in which the color unevenness is visually suppressed. I was able to.
さらに、請求項2の発明によって、形成する画素パターンの種類毎に、境界部の吐出ノズルを決定することにより、同種の画素においては、直線状の色むらを生じないために、視覚的に色むらが抑制されたパターンを効果的に形成することができた。 Further, according to the invention of claim 2, by determining the discharge nozzle at the boundary for each type of pixel pattern to be formed, linear color unevenness does not occur in the same type of pixel, so that the color is visually A pattern in which unevenness was suppressed could be formed effectively.
また、請求項3の発明によって、境界部画素の吐出量ばらつきを少なくすることができるから、境界部分において色むらを効果的に抑制することができ、高品質パターンとなった。さらに、請求項4の発明では、できるだけ走査領域を大きくとることができるため、効率的にパターン形成ができる。 Further, according to the invention of claim 3, since the variation in the discharge amount of the boundary pixel can be reduced, the color unevenness can be effectively suppressed in the boundary portion, and a high quality pattern is obtained. Furthermore, in the invention of claim 4, since the scanning area can be made as large as possible, the pattern can be formed efficiently.
また、請求項5の発明によって、より高密度なインクジェットヘッドとなるために、高精細なパターンが形成できた。 According to the invention of claim 5, a high-definition pattern can be formed in order to obtain a higher-density ink jet head.
また、請求項6の発明により請求項1〜5に記載された本発明のパターン形成方法により光学素子を形成することにより、吐出境界領域での色むらの影響を低減した、高品質な光学素子を製造することが可能となった。 A high-quality optical element in which the influence of color unevenness in the discharge boundary region is reduced by forming the optical element by the pattern forming method of the present invention according to the first to fifth aspects of the present invention. It became possible to manufacture.
とくに、請求項7に記載したように、カラーフィルタにおいては、境界領域の画素の色むら位置を分散させることにより、視覚的な画素の色むらを減らすことが出来るため、高品質なカラーフィルタが製造できた。さらに、請求項8の発明により、着色層の各色毎に吐出するノズル位置を決定し、境界領域の画素位置を異なるものとすることにより、効率的に全体的な色むらを抑えることができた。 In particular, according to the color filter, since the color unevenness of the visual pixels can be reduced by dispersing the color unevenness positions of the pixels in the boundary region, a high-quality color filter is provided. I was able to manufacture it. Further, according to the invention of claim 8, by determining the nozzle position to be ejected for each color of the colored layer and making the pixel position of the boundary region different, the overall color unevenness can be efficiently suppressed. .
本発明のパターン形成方法における吐出方法として、図1では基板5上の予め形成した隔壁1を隔壁として利用し、その内部(開口部)にインクジェットヘッド4からインキ液滴3を吐出させて画素部2を得る方法を呈示している。この画素部は、本発明のパターン形成方法を用いて形成する光学素子の構成部分、例えばカラーフィルタの場合には着色層、有機EL素子の場合には各有機発光媒体層等とすることができる。以下、説明においてはカラーフィルタを例に説明するが、本発明はこれに限られるものではない。 As a discharge method in the pattern forming method of the present invention, in FIG. 1, a partition wall 1 formed in advance on a substrate 5 is used as a partition wall, and an ink droplet 3 is discharged from an ink jet head 4 to the inside (opening portion). The method of obtaining 2 is presented. The pixel portion can be a component of an optical element formed by using the pattern forming method of the present invention, for example, a colored layer in the case of a color filter, or an organic light emitting medium layer in the case of an organic EL element. . Hereinafter, in the description, a color filter will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
本発明に用いるインクジェットヘッド及びインキを吐出するためのノズルは、インクジェットヘッドに複数のノズルが配置され、かつ目的とする画素領域に複数のインクジェットヘッドからインキを吐出する構成のものであれば適用可能である。図1では、Sで示される走査方向に、基板に対して相対的にインクジェットヘッド4が移動し、各開口部に着色層の材料からなるインキを吐出していく。 The inkjet head and the nozzle for ejecting ink used in the present invention are applicable as long as a plurality of nozzles are arranged in the inkjet head and ink is ejected from the plurality of inkjet heads to a target pixel area. It is. In FIG. 1, the inkjet head 4 moves relative to the substrate in the scanning direction indicated by S, and ink made of the material of the colored layer is ejected to each opening.
インクジェットヘッドのノズル配列としては、例えば図2のように、一列に配置されたノズルの相が複数相組み合わされ、各相のノズル6は各々異なったタイミングでインキを吐出される構成のものを用いることができる。図2はインクジェットヘッドの断面図の模式図であるが、A相、B相、C相の同じ行からインキが吐出されるタイミングはA、B、Cの順でずれる。この構成のインクジェットヘッドでは、各ノズルの間隔を狭め、高密度なインクジェットヘッドとすることができるために、高精細な吐出パターン形成が必要なカラーフィルタなどに適している。 As the nozzle arrangement of the ink jet head, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of phases of nozzles arranged in a row are combined, and the nozzle 6 of each phase is configured to eject ink at different timings. be able to. FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-sectional view of the inkjet head. The timing at which ink is ejected from the same row of the A phase, the B phase, and the C phase is shifted in the order of A, B, and C. The ink jet head having this configuration can be made into a high density ink jet head by narrowing the intervals between the nozzles, and thus is suitable for a color filter or the like that requires high-definition ejection pattern formation.
図3に、上記の構成のインクジェットヘッドの素子の構造及び動作の例を示す。図3(a)には、圧電セラミックスを櫛歯状に加工し、上下に貼り合わせてピッチの細かな圧電セラミックスの溝を作り、その中に充填させたインクを吐出する素子の例が示されている。インクジェットヘッドには各層に対応する各インク室が設けられている。ここでピエゾ素子3のA相が動作する場合の吐出動作に注目する。ピエゾ素子7からインクを吐出する場合、まず、このピエゾ素子に電圧を印可する。これをアクティブ状態という。するとピエゾ素子のインク液室内部が膨張し、インクが充填される。続いて、このピエゾ素子に逆の電圧を印可すると、ピエゾ素子のインク液室内部が収縮し、インクに圧力がかかり、ピエゾ素子7のノズル(図示せず)からインクが吐出される。各インク室は壁を共有しているため、隣り合うインク室が同時にアクティブ状態となることはない。図3(b)では、A相、B相、B相に対応するピエゾ素子が順に動作する様子を表している。 FIG. 3 shows an example of the structure and operation of the element of the ink jet head having the above configuration. FIG. 3A shows an example of an element for processing piezoelectric ceramics into a comb-like shape and pasting them up and down to form a piezoelectric ceramic groove with a fine pitch and discharging the ink filled therein. ing. Each ink chamber corresponding to each layer is provided in the ink jet head. Here, attention is paid to the ejection operation when the A phase of the piezo element 3 operates. When ink is ejected from the piezo element 7, first, a voltage is applied to the piezo element. This is called an active state. Then, the inside of the ink liquid chamber of the piezo element expands and is filled with ink. Subsequently, when a reverse voltage is applied to the piezo element, the inside of the ink liquid chamber of the piezo element contracts, pressure is applied to the ink, and ink is ejected from a nozzle (not shown) of the piezo element 7. Since each ink chamber shares a wall, adjacent ink chambers do not become active at the same time. FIG. 3B shows a state in which the piezoelectric elements corresponding to the A phase, the B phase, and the B phase operate in order.
また、本発明においては、インクジェットヘッドに吐出アクチュエータとして、圧電セラミック等のピエゾ素子を用いることにより、微小なインキ吐出量の液滴を吐出することが可能であり、これによりインクの吐出回数によって各画素へのインクの総吐出量を調整することもできる。 Further, in the present invention, by using a piezoelectric element such as a piezoelectric ceramic as an ejection actuator for an ink jet head, it is possible to eject a minute amount of ink droplets. It is also possible to adjust the total amount of ink discharged to the pixels.
図4は、図1の斜視図を隔壁のインキ注入面を上面とした略式図である。図4では、隔壁1と、各ノズルから吐出されるインキ液滴3を表したもので、ここでは、説明のため、1本のインクジェットヘッドから、複数のノズルとその各々のノズルから吐出されるインキ液滴とパターン形成位置との関係を示したものである。表の吐出量は、各ノズルの基準となる吐出量を表す。ただし、後述のように実際の吐出量は、基準となる吐出量に対してずれ、ばらつきが存在する。 FIG. 4 is a schematic view of the perspective view of FIG. 1 with the ink injection surface of the partition wall as the top surface. FIG. 4 shows the partition wall 1 and ink droplets 3 ejected from each nozzle. Here, for the sake of explanation, the ink is ejected from a plurality of nozzles and their respective nozzles from one inkjet head. The relationship between an ink droplet and a pattern formation position is shown. The discharge amount in the table represents a discharge amount serving as a reference for each nozzle. However, as will be described later, the actual discharge amount deviates from the reference discharge amount and varies.
さて、この図4ではノズル番号26〜30の5つのノズルから吐出される5つのインキ液滴で、1つの画素を塗工している。但し、ノズル番号25と31のノズルは、隔壁に干渉するのでインキを吐出させない不使用ノズルとしてある。実際にはノズルのピッチと隔壁のピッチが重なるような位置関係にはならない事が多いが、ここでは簡単のために重なる形で書かれている。 In FIG. 4, one pixel is coated with five ink droplets ejected from five nozzles having nozzle numbers 26 to 30. However, the nozzles with nozzle numbers 25 and 31 are unused nozzles that do not eject ink because they interfere with the partition walls. In practice, the positional relationship is often not such that the nozzle pitch and the partition wall pitch overlap, but here they are written in an overlapping form for simplicity.
上記のように、実際のインクジェットヘッドの位置を基に、ノズルから吐出されるインキが基板の隔壁に当たらないときのみの吐出を有効とし、隔壁に当たるときは吐出しないといった吐出パターン情報を生成し塗工に反映することで、隔壁のパターンに従った画素パターンを形成することができる。 As described above, based on the actual position of the inkjet head, ejection pattern information is generated and applied such that ejection is effective only when the ink ejected from the nozzle does not hit the partition wall of the substrate, and ejection is not performed when the ink hits the partition wall. By reflecting the process, a pixel pattern according to the partition pattern can be formed.
一回のパターン形成工程で、上述のように吐出ノズルに対応する位置の画素が形成されると、インクジェットヘッドは次のパターン形成位置に基板上で対して相対的に移動し、同様の吐出動作を行う。図5では、異なる種類の画素パターンを形成する場合のパターン形成方法の構成例として、カラーフィルタのR,G,Bの各着色層を形成する工程を示している。(a)では、RGB各色に対応するインクジェットヘッド9a、9b、9cが平行に配置され、インクジェットヘッドユニットを構成している。このインクジェットヘッドユニットが、図中14で示される方向に走査され、各画素を形成する。各インクジェットヘッドは、該当する画素領域で、使用ノズルからインクの吐出を行う。一回の走査で着色層を形成できる走査領域(13a〜13c)は、ヘッド幅11よりも狭い範囲に限られているため、図中15で示されるシフト方向に基板をインクジェットヘッドに対して相対的に移動させ、隣接する走査領域を走査して画素を形成し、以下この工程を繰り返すことで、基板全体に画素のパターンを形成することができる。 When the pixel at the position corresponding to the discharge nozzle is formed as described above in one pattern formation process, the inkjet head moves relative to the next pattern formation position on the substrate, and the same discharge operation is performed. I do. FIG. 5 shows a process of forming each color layer of R, G, and B of a color filter as a configuration example of a pattern forming method when forming different types of pixel patterns. In (a), inkjet heads 9a, 9b, 9c corresponding to RGB colors are arranged in parallel to constitute an inkjet head unit. This inkjet head unit is scanned in the direction indicated by 14 in the figure to form each pixel. Each ink jet head ejects ink from the used nozzles in the corresponding pixel region. Since the scanning region (13a to 13c) in which the colored layer can be formed by one scanning is limited to a range narrower than the head width 11, the substrate is relative to the inkjet head in the shift direction indicated by 15 in the figure. The pixel pattern can be formed on the entire substrate by repeating the above steps by moving the optically and scanning the adjacent scanning region.
また、(b)のように、各色のインクジェットヘッドを複数個略直列に配置してヘッドユニットとし、一回の走査工程で走査する領域を広げることも可能である。このヘッドユニット10a、10b、10cを走査方向14に走査させながら所定の画素形位置に各ノズルよりインキを吐出することで着色部を形成する。(a)の場合と同様に、着色領域全体の幅がヘッドユニットの幅11よりも大きい場合には、着色領域をこれよりも狭い幅からなる走査領域に分割し、走査毎にヘッドユニットをシフト方向15にシフトして塗工することによって、大規模なカラーフィルタを製造することができる。 Further, as shown in (b), it is also possible to arrange a plurality of ink jet heads of each color substantially in series to form a head unit, and to widen the area to be scanned in one scanning process. While the head units 10a, 10b, and 10c are scanned in the scanning direction 14, a colored portion is formed by ejecting ink from each nozzle to a predetermined pixel shape position. As in the case of (a), when the width of the entire coloring area is larger than the width 11 of the head unit, the coloring area is divided into scanning areas having a smaller width, and the head unit is shifted for each scanning. A large-scale color filter can be manufactured by shifting in the direction 15 and coating.
図6は、上記で示したような画素パターンの形成工程における、一つのインクジェットヘッド16の各ノズルからインクを吐出し、隔壁開口部に画素パターンが形成される様子を示している。図のように、略配列された吐出ノズルのうち中央付近のノズル18では平均的な吐出量でインキが吐出されるために着色層の色むらは少ないが、終端部の吐出ノズル17ではインキの吐出量がばらつくために、形成される着色層に色むらが生じてしまう。結果として、図5における走査領域の境界部において、直線状に色むらが生じていることとなり、色むら部分が際立ってしまう。 FIG. 6 shows how the pixel pattern is formed in the partition opening by ejecting ink from each nozzle of one inkjet head 16 in the pixel pattern forming process as described above. As shown in the drawing, among the substantially arranged discharge nozzles, the nozzle 18 near the center discharges ink with an average discharge amount, so that the color layer has little color unevenness. Since the discharge amount varies, color unevenness occurs in the formed colored layer. As a result, color unevenness occurs linearly at the boundary of the scanning region in FIG. 5, and the color unevenness portion stands out.
そこで本発明では、インクジェット塗工機のインクジェットヘッドから吐出を行う吐出マッピングデータを作成するにあたり、各走査領域の境界部を塗工するインクジェットヘッドの使用ノズルを、インクジェットヘッドの走査方向に対して垂直方向の画素ライン毎に変えることにより、隣接走査領域の境界部を画素ライン毎にずらして異なるつなぎ部分を定め、吐出するノズルを決定する。これにより画像のつなぎ部分が走査方向に対して1直線上につながらず、境界部の影響を分散させることができる。本発明では、これを走査つなぎシフトと呼ぶ。また、以下の説明では境界部分に該当する画素位置をつなぎ位置と呼ぶ。 Therefore, in the present invention, when creating discharge mapping data for discharging from the ink jet head of the ink jet coating machine, the nozzle used in the ink jet head that coats the boundary portion of each scanning region is set perpendicular to the scanning direction of the ink jet head. By changing for each pixel line in the direction, the boundary portion of the adjacent scanning region is shifted for each pixel line to define different connecting portions, and the nozzle to be ejected is determined. As a result, the connecting portion of the image is not connected on a straight line with respect to the scanning direction, and the influence of the boundary portion can be dispersed. In the present invention, this is referred to as scanning linkage shift. In the following description, the pixel position corresponding to the boundary portion is referred to as a connection position.
この塗工動作の例を図7に示す。図7において、21はインクジェットヘッド、22はインキ液滴、23は基板、24は隔壁、25a〜25dは基板搬送方向に対して垂直方向の画素ライン、26はインクジェットヘッドの走査方向、27はインクジェットヘッドのシフト方向、28は一回目の走査における境界部の画素、29aは使用ノズル、29bは不使用ノズルである。 An example of this coating operation is shown in FIG. In FIG. 7, 21 is an inkjet head, 22 is an ink droplet, 23 is a substrate, 24 is a partition, 25a to 25d are pixel lines perpendicular to the substrate transport direction, 26 is a scanning direction of the inkjet head, and 27 is an inkjet. The head shift direction, 28 is a pixel at the boundary in the first scan, 29a is a used nozzle, and 29b is an unused nozzle.
図7では、説明を簡単にするため、全てのノズルから吐出されるインキが基板の隔壁に当たらず、吐出が有効であるものとした。インクジェットヘッド21を走査方向26に走査しながらインキ液滴22を吐出することで、画素ライン25aから25dを順番に印刷していく。このとき、画素ライン毎に使用ノズル29aと不使用ノズル29bの数を変えることで、1回目の走査の境界部となる画素28、すなわち画像のつなぎ部分となる画素28の位置が画素ライン毎にずれる。使用ノズル29aと不使用ノズル29bの数は、少なくとも隣接する画素ラインについて境界部となる画素28がずれるように、境界部の画素を形成する吐出ノズルを選択する。図5の例では画素ライン25a〜25bの中で境界部の画素28が最も左側にあるのは画素ライン25bであり、この部分をつなぐ位置(次の走査領域)までインクジェットヘッド21をシフトする。その後、走査領域が重複しないように使用ノズル、不使用ノズルを選択して走査することにより、全ての画素を塗工する。これにより、境界部となる画素が基板の走査方向に対して一直線上に並ばないようにし、境界部の影響を分散させて、画素パターンのつなぎ部分の色むらを押さえることができる。 In FIG. 7, in order to simplify the description, it is assumed that the ink ejected from all the nozzles does not hit the partition walls of the substrate and the ejection is effective. By ejecting ink droplets 22 while scanning the inkjet head 21 in the scanning direction 26, the pixel lines 25a to 25d are printed in order. At this time, by changing the number of used nozzles 29a and non-used nozzles 29b for each pixel line, the position of the pixel 28 that becomes the boundary portion of the first scan, that is, the pixel 28 that becomes the connecting portion of the image is changed for each pixel line. Shift. As the number of used nozzles 29a and unused nozzles 29b, the ejection nozzles that form the pixels at the boundary are selected so that the pixels 28 that serve as the boundary are shifted at least for adjacent pixel lines. In the example of FIG. 5, it is the pixel line 25b that has the pixel 28 at the leftmost side among the pixel lines 25a to 25b, and the inkjet head 21 is shifted to a position (next scanning region) connecting this portion. After that, all the pixels are coated by selecting and scanning the used nozzles and the unused nozzles so that the scanning areas do not overlap. Accordingly, the pixels that are the boundary portions are prevented from being aligned on the straight line with respect to the scanning direction of the substrate, and the influence of the boundary portions can be dispersed to suppress the color unevenness of the connecting portions of the pixel patterns.
また、走査つなぎシフトのつなぎ位置を、境界部を走査するインクジェットヘッドの使用ノズル数を形成する画素パターンの種類毎、例えばカラーフィルタの場合では、各着色層の色種毎に変えることにより、同種の画素においてはつなぎ位置が走査方向に対して1直線上につながらないため、境界部の影響を効果的に分散させることができる。 In addition, by changing the connection position of the scanning connection shift for each type of pixel pattern that forms the number of nozzles used in the inkjet head that scans the boundary, for example, in the case of a color filter, the same type can be obtained. In these pixels, the connecting position is not connected on a straight line with respect to the scanning direction, so that the influence of the boundary portion can be effectively dispersed.
色種としてR、G、Bの3色を用いた場合のカラーフィルタ着色層の形成例を図8に示す。図8において、30a〜30cはそれぞれR、G、Bのインクジェットヘッド、31は開口部の隔壁、32a〜32cはそれぞれR、G、Bのインキを吐出する基板搬送方向に対して垂直方向の画素ライン、33はヘッドユニットのシフト方向、34aは使用ノズル、34bは不使用ノズル、35a〜35cはそれぞれR、G、Bの画像のつなぎ部分を示す。図6の場合、Bは従来のつなぎ箇所でつなぎ、R、Gの使用ノズル数を減らすことで、色毎につなぎ部分を変えている。走査後はRの境界部35aまでヘッドユニットをシフトし、隣接部を走査することで全ての色の走査領域をつなぐことができる。なお、図8の例ではBをつなぎの基準としたが、これは他の色を基準としてもかまわない。また、R、G、B以外の色種を用いた場合も同様である。これにより、隣接走査領域の境界部を色種毎にずらして境界部の影響を分散させ、画像のつなぎ部分の色むらを押さえたカラーフィルタを製造することができる。 FIG. 8 shows an example of forming a color filter coloring layer when three colors R, G, and B are used as color types. In FIG. 8, 30a to 30c are R, G, and B ink jet heads, 31 is an opening partition, and 32a to 32c are pixels in a direction perpendicular to the substrate transport direction for ejecting R, G, and B inks, respectively. Line 33, the shift direction of the head unit, 34a, a used nozzle, 34b, a non-use nozzle, and 35a-35c, respectively, connecting portions of R, G, B images. In the case of FIG. 6, B is connected at a conventional connecting portion, and the connecting portion is changed for each color by reducing the number of used R and G nozzles. After scanning, the scanning unit of all colors can be connected by shifting the head unit to the boundary portion 35a of R and scanning the adjacent portion. In the example of FIG. 8, B is used as a reference for connection, but other colors may be used as a reference. The same applies when color types other than R, G, and B are used. As a result, it is possible to manufacture a color filter that shifts the boundary portion of the adjacent scanning region for each color type to disperse the influence of the boundary portion and suppress the color unevenness of the connecting portion of the image.
さらに、各インクジェットヘッドによる走査つなぎシフトのつなぎ位置は、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインキの平均吐出量の違いを測定し、隣接するノズルの吐出量のばらつきが小さいノズルが配置されているヘッドの部分を境界部の吐出に用いることで、上記走査つなぎシフトをより効果的に行い、画像のつなぎ部分の色むらを押さえたカラーフィルタを製造することができる。本発明では、この吐出量のばらつきが小さいノズルが並ぶヘッドの部分を安定吐出領域と呼ぶことにする。 Further, the connecting position of the scanning connection shift by each inkjet head measures the difference in the average ejection amount of ink ejected from each nozzle of the inkjet head, and nozzles with small variations in the ejection amount of adjacent nozzles are arranged. By using the head portion for ejection at the boundary portion, it is possible to manufacture the color filter in which the above-described scanning linkage shift is more effectively performed and the color unevenness of the joint portion of the image is suppressed. In the present invention, the portion of the head in which nozzles with small variations in the discharge amount are arranged is called a stable discharge region.
具体的には、1ヘッド全体についてノズル毎の吐出量の平均値を求め、連続したa個以上のノズルの吐出量が平均値±b%の範囲に含まれるとき、これを安定吐出領域とする。aおよびbは、画像のつなぎ部分を塗工するヘッドの部分を決める際に任意に設定可能なパラメータである。また、上記安定吐出領域はヘッドのどの部分から選択してもかまわないが、ヘッド端部のノズルを起点とし、ここから数えてa個以上のノズルの吐出量が連続して上記条件を満たしたとき、この部分を画像のつなぎ部分の塗工に用いることで、塗工に用いるヘッド幅をより大きくとることができる。 Specifically, the average value of the discharge amount for each nozzle is obtained for the entire head, and when the discharge amount of continuous a nozzles or more is included in the range of the average value ± b%, this is set as a stable discharge region. . “a” and “b” are parameters that can be arbitrarily set when determining the portion of the head to which the connecting portion of the image is applied. The stable discharge area may be selected from any part of the head, but the nozzles at the end of the head are used as starting points, and the discharge amount of a or more nozzles continuously satisfies the above condition. In some cases, this portion is used for coating the connecting portion of the image, so that the head width used for the coating can be increased.
この場合の塗工例を図9に示す。図9において、斜線部36は安定吐出領域を示す。また、37a〜37cはそれぞれR、G、Bの画像のつなぎ部分を示す。1回目の走査は安定吐出領域のノズルを全て用いて走査し、その後ヘッドユニットを隣接走査領域までシフトする。ここでいう安定領域とは、ノズルからのインクの吐出量が、ある任意の吐出量のばらつきよりも少ない領域のことを意味している。インクジェットヘッドの端部と比較して中央部ではばらつきが少ないため、一定以上吐出量ばらつきの大きい端部のノズルを不使用ノズルとすることで、境界領域の画素ラインにおいて、色むらの少ない画素パターンが形成できる。 An example of coating in this case is shown in FIG. In FIG. 9, the hatched portion 36 indicates a stable ejection region. Reference numerals 37a to 37c denote connecting portions of R, G, and B images, respectively. In the first scan, scanning is performed using all the nozzles in the stable ejection region, and then the head unit is shifted to the adjacent scanning region. The stable region here means a region where the amount of ink discharged from the nozzles is smaller than a certain variation in the amount of discharge. Since there is less variation in the center compared to the end of the inkjet head, a pixel pattern with less color unevenness in the pixel line in the boundary area by making the nozzle at the end where the discharge amount variation more than a certain amount is a non-use nozzle Can be formed.
R、G、Bの内、2色以上で安定吐出領域が一致した場合は、前述のように、各着色層の色種毎に走査つなぎ位置変えることが好ましい。全ての画素を安定吐出領域のノズルによって走査するためには、一回目の走査によって決まった画像のつなぎ位置36a〜36cに対し、次走査におけるヘッドユニット左端の安定吐出領域の境界38a〜38cがそれぞれ同一または左側の位置になくてはならない。これにより次走査に移るためのヘッドユニットのシフト量が決定される。これにより、隣接走査領域の境界部を色種毎にずらして境界部の影響を分散させ、また、ばらつきが少ないために、安定領域の画像のつなぎ部分の色むらを押さえたカラーフィルタを製造することができる。 When the stable ejection areas of two or more colors among R, G, and B coincide, it is preferable to change the scanning connection position for each color type of each colored layer as described above. In order to scan all the pixels with the nozzles of the stable ejection region, the boundaries 38a to 38c of the stable ejection region at the left end of the head unit in the next scanning are respectively set with respect to the image connection positions 36a to 36c determined by the first scanning. Must be in the same or left position. Thereby, the shift amount of the head unit for moving to the next scanning is determined. As a result, the boundary portion of the adjacent scanning region is shifted for each color type to disperse the influence of the boundary portion, and since there is little variation, a color filter that suppresses color unevenness in the connecting portion of the image in the stable region is manufactured. be able to.
また、上記安定領域の境界、つまり境界部を吐出するノズルの決定方法としては、例えば着目するインクジェットヘッドの端部を起点とし、ここから指定したノズル数が連続して上記許容範囲に含まれたとき、当該ノズル部分を上記境界部の吐出に用いることとすることができる。 In addition, as a method for determining the boundary of the stable region, that is, the nozzle that discharges the boundary portion, for example, starting from the end portion of the target inkjet head, the number of nozzles designated from here is continuously included in the allowable range. Sometimes, the nozzle portion can be used for discharging the boundary portion.
上記のように、本発明による走査つなぎシフトは、画像のつなぎ部分の色むらを押さえるための使用ノズルとヘッドユニットのシフト量を求めて吐出マッピングデータに反映・生成することができる方法を提供し、上記課題を解消することを特徴とする。 As described above, the scan stitch shift according to the present invention provides a method capable of obtaining the shift amount of the nozzle used and the head unit for suppressing the color unevenness in the stitched portion of the image and reflecting / generating it in the discharge mapping data. The above-mentioned problems are solved.
次に本発明の実施例を詳細に説明する。
図10は、用いたインクジェット塗工装置の全体構成例を示す外形図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 10 is an outline view showing an example of the overall configuration of the used inkjet coating apparatus.
本発明のインクジェット塗工機のインクジェットヘッドユニット40は、インクジェットヘッド39が複数個整列して並んでいるものである。本発明の実施例では、R、G、B三色からなるカラーフィルタを生成するため、前述した複数個並んでいるインクジェットヘッドの組み合わせが各色配置されている。また、インクジェットヘッドは主走査方向に移動し、画像描画を行う。 The ink jet head unit 40 of the ink jet coating machine of the present invention has a plurality of ink jet heads 39 arranged in a line. In the embodiment of the present invention, in order to generate a color filter composed of three colors of R, G, and B, a plurality of the above-described combinations of the inkjet heads arranged in each color are arranged. The ink jet head moves in the main scanning direction and performs image drawing.
本発明のインクジェット塗工機の基板置き台41は、副走査方向に移動可能であり、さらにθ方向に回転可能である。θ方向に回転可能なため、基板置き台の上に置かれた基板の隔壁とインクジェットヘッドユニットを平行に合わせることができ、副走査方向に動作させることで画像描画を行うことができる。また、基板置き台には図示されていないが吸着機構を備えており、基板置き台におかれた基板を固定することが可能である。 The substrate platform 41 of the ink jet coating machine of the present invention is movable in the sub-scanning direction and further rotatable in the θ direction. Since it can rotate in the θ direction, the partition wall of the substrate placed on the substrate mounting table and the inkjet head unit can be aligned in parallel, and image drawing can be performed by operating in the sub-scanning direction. Further, although not shown in the figure, the substrate table is provided with a suction mechanism, and the substrate placed on the substrate table can be fixed.
本発明のインクジェット塗工機のインクジェットヘッド39は、ピエゾ素子を吐出アクチュエータとするインクジェットヘッドであり、図2に示した、複数列に整列配置された3相のインキ吐出口の列(以下、各列をA相、B相、C相という)を備える。 The ink jet head 39 of the ink jet coating machine according to the present invention is an ink jet head having a piezoelectric element as a discharge actuator, and is a row of three-phase ink discharge ports arranged in a plurality of rows as shown in FIG. The columns are referred to as A phase, B phase, and C phase).
このインクジェットヘッドは、A相、B相、C相に対応するバッファ(以下、ラインバッファという。)を備えていて、各相のラインバッファは相互に情報を転送することができる。このインクジェットヘッドから吐出されるまでの簡単な動作フローを図11に示す。まず、A相ラインバッファが、吐出パターン情報を受けとり、その転送された情報のうちA相に関する情報に基づいてA相インキ吐出口から吐出を開始する。また、A相インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をA相ラインバッファからB相ラインバッファに転送する。A相インキ吐出口から吐出終了後、B相インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報のうちB相に関する情報に基づいて吐出を開始する。また、B相インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をB相ラインバッファからC相ラインバッファに転送する。B相インキ吐出口から吐出終了後、C相インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報のうちC相に関する情報に基づいて吐出を開始する。C相インキ吐出口から吐出終了後、ラインカウンターにて設定回数ライン吐出を行ったかどうかの判定を行い、設定回数の吐出が行なわれていなければ、吐出パターン情報をA相ラインバッファに転送する。再び、A相インキ吐出口は吐出パターン情報に基づいて吐出開始する。以下、前述した動作をライン数分繰り返し行い、所望の印刷パターンを作成する。 This ink jet head includes buffers (hereinafter referred to as line buffers) corresponding to A phase, B phase, and C phase, and the line buffers of the respective phases can transfer information to each other. A simple operation flow until the ink jet head discharges is shown in FIG. First, the A-phase line buffer receives the ejection pattern information, and starts ejection from the A-phase ink ejection port based on the information related to the A phase in the transferred information. Simultaneously with the start of ejection from the A-phase ink ejection port, ejection pattern information is transferred from the A-phase line buffer to the B-phase line buffer. After completion of ejection from the A-phase ink ejection port, the B-phase ink ejection port starts ejection based on the information regarding the B phase in the transferred ejection pattern information. Simultaneously with the start of ejection from the B-phase ink ejection port, ejection pattern information is transferred from the B-phase line buffer to the C-phase line buffer. After completion of ejection from the B-phase ink ejection port, the C-phase ink ejection port starts ejection based on the information regarding the C phase in the transferred ejection pattern information. After completion of ejection from the C-phase ink ejection port, it is determined whether or not the line counter has been ejected for a set number of times, and if the set number of ejections has not been performed, the ejection pattern information is transferred to the A-phase line buffer. Again, the A-phase ink discharge port starts to discharge based on the discharge pattern information. Thereafter, the above-described operation is repeated for the number of lines to create a desired print pattern.
本発明の吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッドのノズルからインキを吐出する制御手段として、図10のインクジェットヘッドコントローラー42を挙げられる。インクジェットヘッドコントローラー42は、インクジェットヘッドを駆動し、インクジェットヘッドパラメータ情報と吐出パターンが格納されている。インクジェットヘッドパラメータ情報は、インクジェットヘッドを駆動させるための情報である。吐出パターン情報は、インクジェットヘッドの位置情報を引数として、特定のノズルの吐出についての情報が格納されている。塗工を行う際にインクジェットヘッドコントローラーから各ノズルに吐出パターン情報が転送され、描画を行うことが可能である。 As the control means for discharging ink from the nozzles of the ink jet head based on the discharge pattern information of the present invention, the ink jet head controller 42 of FIG. 10 can be mentioned. The inkjet head controller 42 drives the inkjet head and stores inkjet head parameter information and a discharge pattern. The inkjet head parameter information is information for driving the inkjet head. In the ejection pattern information, information on ejection of a specific nozzle is stored with the positional information of the inkjet head as an argument. When coating is performed, ejection pattern information is transferred from the inkjet head controller to each nozzle, and drawing can be performed.
また、上記インクジェットヘッドコントローラーのインクジェットヘッドを駆動させるためのインクジェットヘッドパラメータ情報には、インクジェットヘッド毎に最適の電圧値のパラメータを設定できる。全てのインクジェットヘッドの駆動電圧に同じ値を設定すると、インクジェットヘッドから吐出される液滴の量が個体差により変わるため、基板内を均一に描画することができなくなる。 In addition, in the ink jet head parameter information for driving the ink jet head of the ink jet head controller, an optimum voltage value parameter can be set for each ink jet head. If the same value is set for the drive voltages of all the ink jet heads, the amount of liquid droplets ejected from the ink jet heads varies depending on individual differences, so that the inside of the substrate cannot be drawn uniformly.
描画を行うための吐出パターン情報は、インクジェットヘッドの配列位置から所望の印刷パターンを得るための吐出のパターンを算定し、吐出パターン情報に変換する。吐出パターン情報には、画像の配列(ストライプ配列、セル配列、モザイク配列であるかの情報配列パターンが含まれる)が含まれており、インクジェットヘッドが吐出パターン情報から得た情報を利用し、所望の画像配列にずれを生じることなく吐出することができる。吐出パターン情報には、基板面数、基板寸法、画像寸法、隔壁寸法の情報と、インクジェットヘッドの位置情報(ヘッドの位置ずれ情報を含む)をパラメータ情報として設定する。 As the discharge pattern information for drawing, a discharge pattern for obtaining a desired print pattern is calculated from the arrangement position of the inkjet head, and converted into discharge pattern information. The ejection pattern information includes an image arrangement (including an information arrangement pattern indicating a stripe arrangement, a cell arrangement, and a mosaic arrangement), and the information obtained from the ejection pattern information by the inkjet head is used as desired. The image can be discharged without causing a shift in the image arrangement. In the ejection pattern information, information on the number of substrate surfaces, substrate dimensions, image dimensions, partition wall dimensions, and ink-jet head position information (including head misalignment information) are set as parameter information.
そして、これらのパラメータ情報から、各インクジェットヘッドの実際の位置を想定する。吐出パターン情報に生成時に、実際のインクジェットヘッドの位置を基に、ノズルから吐出されるインキが基板の隔壁に当たらないときのみの吐出を有効とし、隔壁に当たるときは吐出しないといった吐出パターン情報を生成する。また、不吐出ノズルのある場合は、不吐出ノズルの位置情報により隔壁に当たらない位置に配置されていたときは、吐出を有効ではないと判断し吐出パターン情報を生成する。 And the actual position of each inkjet head is assumed from these parameter information. When generating ejection pattern information, based on the actual inkjet head position, ejection pattern information is generated so that ejection is effective only when the ink ejected from the nozzle does not hit the partition wall of the substrate, and not when it hits the partition wall. To do. Further, when there is a non-ejection nozzle, if it is arranged at a position that does not hit the partition wall according to the position information of the non-ejection nozzle, it is determined that ejection is not effective, and ejection pattern information is generated.
有効と判断されたノズルは基板内の液量が均一になるためのノズルから吐出する量の情報を有している。この液滴の量は、目標の座標を任意に指定し、ノズル毎に液量を増量もしくは減量させることが可能であり、隔壁毎の総液量を均一にすることが可能である。 The nozzle determined to be effective has information on the amount discharged from the nozzle so that the liquid amount in the substrate becomes uniform. With respect to the amount of the liquid droplets, the target coordinates can be arbitrarily designated, and the liquid amount can be increased or decreased for each nozzle, and the total liquid amount for each partition can be made uniform.
図12は本発明のインクジェット塗工機に搭載する、使用ノズル数309個からなるインクジェットヘッドについて、ノズル毎に1ドロップあたりの吐出量を計測した例である。なお、ノズル毎の吐出量は、重量計測の他、決まった計測セルへ吐出させて色度や濃度等の光学計測を行う方法や、浸透性が均一な受像基板に吐出してそのドット径を計測する方法等で求めることができる。図12に示すとおり、ヘッド端部では吐出量のばらつきが大きいため、これを画像のつなぎ部分の塗工に用いると、つなぎ部分の色むらが大きくなる。 FIG. 12 shows an example in which the ejection amount per drop is measured for each nozzle of an inkjet head having 309 used nozzles mounted on the inkjet coating machine of the present invention. In addition to the weight measurement, the discharge amount for each nozzle is determined by the method of performing optical measurement such as chromaticity and density by discharging to a predetermined measurement cell, or the dot diameter by discharging to a receiving substrate with uniform permeability. It can be obtained by a measuring method or the like. As shown in FIG. 12, since the variation in the discharge amount is large at the end of the head, when this is used for coating the joint portion of the image, the color unevenness of the joint portion increases.
また、図12中の斜線領域43はこのヘッドの平均吐出量5.86plを表し、44a、44bは、それぞれヘッドの左端および右端を起点として10個以上の連続したノズルの吐出量が平均値5.86pl±3%の範囲に含まれることを安定吐出領域の条件としたときの、安定吐出領域部分を示している。 A hatched area 43 in FIG. 12 represents the average discharge amount 5.86 pl of this head, and 44a and 44b have an average discharge amount of 10 or more continuous nozzles starting from the left end and right end of the head, respectively. The stable discharge region portion is shown when the condition of .86 pl ± 3% is set as the condition of the stable discharge region.
安定領域内のノズルを吐出ノズルとして使用し、境界領域のつなぎ部分を塗工するノズルとヘッドユニットのシフト量及び境界部分に該当する吐出ノズルを決定し、上記吐出パターン情報の生成に反映することで、製造工程を増やすことなく画像のつなぎむらを押さえた高精度な印刷物を得ることができた。 Use the nozzle in the stable area as the discharge nozzle, determine the shift amount between the nozzle and head unit that coats the boundary area and the discharge nozzle that corresponds to the boundary area, and reflect this in the generation of the discharge pattern information. Thus, it was possible to obtain a highly accurate printed matter that suppresses unevenness of the images without increasing the number of manufacturing steps.
1 ・・・・・隔壁
2 ・・・・・画素部
3 ・・・・・インキ液滴
4 ・・・・・インクジェットヘッド
5 ・・・・・基板
6 ・・・・・ノズル
7 ・・・・・ピエゾ素子
8 ・・・・・インキ不吐出部分
9a〜9c ・・・・・インクジェットヘッド
10a〜10c ・・・・・ヘッドユニット
11 ・・・・・ヘッドユニットの幅
12 ・・・・・着色領域全体
13a〜13c ・・・・・分割した走査領域
14 ・・・・・インクジェットヘッドの走査方向
15 ・・・・・インクジェットヘッドのシフト方向
16 ・・・・・インクジェットヘッド
17 ・・・・・端部付近のノズル
18 ・・・・・中央付近のノズル
19 ・・・・・17によって塗工された画素
20 ・・・・・18によって塗工された画素
21 ・・・・・インクジェットヘッド
22 ・・・・・インキ液滴
23 ・・・・・基板
24 ・・・・・隔壁
25a〜25d ・・・・・画素部
26 ・・・・・インクジェットヘッドの走査方向
27 ・・・・・インクジェットヘッドのシフト方向
28 ・・・・・一回目の走査における境界部の画素
29a ・・・・・使用ノズル
29b ・・・・・不使用ノズル
30a〜30c ・・・・・インクジェットヘッド
31 ・・・・・隔壁
32a、32b、32c ・・・・・R、G、Bの画素ライン
33 ・・・・・インクジェットヘッドのシフト方向
34a ・・・・・使用ノズル
34b ・・・・・不使用ノズル
35a、35b、35c ・・・・・R、G、Bの画素のつなぎ位置
36 ・・・・・安定吐出領域
37a、37b、37c ・・・・・R、G、Bの画像のつなぎ部分
38a〜38c・・・・・安定吐出領域と非安定塗工領域の境界部
39 ・・・・・インクジェットヘッド
40 ・・・・・ヘッドユニット
41 ・・・・・基板置き台
42 ・・・・・ヘッドコントローラ
43 ・・・・・ノズル毎の吐出量の平均値
44a、44b ・・・・・安定吐出領域と非安定塗工領域の境界位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Partition 2 ... Pixel part 3 ... Ink droplet 4 ... Inkjet head 5 ... Substrate 6 ... Nozzle 7 ... ··· Piezo element 8 · · · Non-ink ejection portions 9a to 9c · · · Inkjet heads 10a to 10c · · · Head unit 11 · · · Head unit width 12 ··· Whole colored region 13a to 13c... Divided scanning region 14... Inkjet head scanning direction 15... Inkjet head shift direction 16... Inkjet head 17. -Nozzle 18 near the end ... Nozzle 19 near the center ... Pixel 20 applied by 17 ... Pixel 21 applied by 18 ... Inkjet head 22 ・··· Ink droplet 23 ··· substrate 24 ··· partition walls 25a to 25d · · · pixel portion 26 · · · ink jet head scanning direction 27 · · · ink jet head Shift direction 28... Pixel 29 a at the boundary in the first scan... Used nozzle 29 b... Non-use nozzles 30 a to 30 c. Partition walls 32a, 32b, 32c... R, G, B pixel lines 33... Inkjet head shift direction 34a... Used nozzle 34b. 35b, 35c ... R, G, B pixel connection position 36 ... Stable ejection regions 37a, 37b, 37c ... R, G, B image connection parts 38a-38c・ ・..A boundary 39 between the stable ejection region and the non-stable coating region... Inkjet head 40... Head unit 41. ... Average values 44a and 44b of discharge amount for each nozzle ... Boundary position between stable discharge area and unstable coating area
Claims (8)
前記インクジェットヘッドに複数のノズルを配列し、これら複数のノズルは、ノズルごとにインキを吐出し、基板をインクジェットヘッドに対して相対的に移動させながら、これら複数のノズルのうち少なくとも一部からインキを吐出し、前記基板の移動方向に対して垂直方向のラインを、複数ライン印刷するパターン形成方法であって、
基板を、前記基板移動方向に平行な複数の走査領域に分割し、走査毎に隣接走査領域にインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させ、複数回の走査によって基板全面に印刷する工程において、走査領域の境界部に該当する画素が、少なくとも隣接する前記垂直方向の画素列に位置する、当該他の境界部に該当する画素に対して、異なる前記基板移動方向の画素列に位置するように吐出するノズルを決定することを特徴とするパターン形成方法。 A substrate, a partition provided so as to partition the region on the substrate in a grid pattern, and a pixel pattern configured by arranging a large number of pixels partitioned by the partition are arranged for each pixel using an inkjet head. In forming the print,
A plurality of nozzles are arranged in the ink jet head, and the plurality of nozzles eject ink from each nozzle and move the substrate relative to the ink jet head while moving the ink from at least some of the plurality of nozzles. A pattern forming method for printing a plurality of lines in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate,
In the process of dividing the substrate into a plurality of scanning regions parallel to the substrate moving direction, moving the inkjet head relative to the substrate in the adjacent scanning region for each scan, and printing the entire surface of the substrate by a plurality of scans. The pixels corresponding to the boundary portion of the scanning region are positioned in the pixel column in the substrate moving direction different from the pixels corresponding to the other boundary portion, which are positioned in at least the adjacent pixel column in the vertical direction. A pattern forming method, wherein a nozzle to be discharged is determined.
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