JP2941247B2 - インク吐出密度設定方法及びカラーフィルタの製造方法及び表示装置の製造方法及び表示装置を備えた装置の製造方法 - Google Patents
インク吐出密度設定方法及びカラーフィルタの製造方法及び表示装置の製造方法及び表示装置を備えた装置の製造方法Info
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Description
ドにより基板に向けてインクを吐出して、各画素を複数
の吐出インクで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の製造方法及びこの製造方
法におけるインク吐出密度設定方法及びカラーフィルタ
及び表示装置及びこの表示装置を備えた装置に関するも
のである。
特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶
ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要
が増加する傾向にある。しかしながら、さらなる普及の
ためには液晶ディスプレイのコストダウンが必要であ
り、特にコスト的に比重の高いカラーフイルタのコスト
ダウンに対する要求が高まっている。従来から、カラー
フイルタの要求特性を満足しつつ上記の要求に応えるべ
く種々の方法が試みられているが、いまだ全ての要求特
性を満足する方法は確立されていない。以下にそれぞれ
の方法を説明する。第1の方法は顔料分散法である。こ
の方法は、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。更にこの工程を3回繰り返すことによりR、
G、Bのカラーフイルタ層を形成する。
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、これをフオトリソグラフィー工程により所望の形
状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に
浸漬して着色されたパターンを得る。これを3回繰り返
すことによりR、G、Bのカラーフイルタ層を形成す
る。
法は、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の色を
電着する。この工程を3回繰り返してR、G、Bのカラ
ーフイルタ層を形成し、最後に焼成するものである。
法は、熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を3回繰
り返すことによりR、G、Bを塗り分けた後、樹脂を熱
硬化させることにより着色層を形成するものである。ま
た、いずれの方法においても着色層上に保護層を形成す
るのが一般的である。
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。
更に、電着法においては、形成可能なパターン形状が限
定されるため、現状の技術ではTFT用には適用が難し
い。また、印刷法は、解像性、平滑性が悪いためファイ
ンピッチのパターンは形成が難しい。
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の各画素の形成を一度に行
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。
ット方式の場合、画素列の配列方向に並ぶ複数のノズル
を用いて画素を着色するが、各ノズル間のインク吐出量
が通常均一ではないため、各画素へのインク打ち込み密
度(インク吐出密度)を画素列毎に変更する方法が提案
されている。
時のインク吐出密度は、各画素の形成に用いるノズル個
々の吐出量を測定した後、それぞれの画素に打ち込まれ
るインク量を計算することによって決定している。
定する工程から吐出密度設定までの工程が多く複雑であ
る問題点が指摘されている。
の製造に使用するインクジェットヘッド及びノズル数が
増加すると、増加分だけ補正データの大きさも増加する
問題点が指摘されている。
なされたものであり、その目的は、吐出密度の設定をよ
り容易に行なうことができるインク吐出密度設定方法及
びカラーフィルタの製造方法を提供することである。
法により製造されたカラーフィルタ及び表示装置及びこ
の表示装置を備えた装置を提供することである。
目的を達成するために、本発明に係わるインク吐出密度
設定方法は、カラーフィルタの着色部を、1列の着色部
につき複数のインク吐出ノズルから同じインク吐出密度
で吐出した複数のインクにより形成するに際し、前記イ
ンク吐出密度を設定する方法であって、複数のインク吐
出ノズルと基板とを相対的に走査させ、前記複数のイン
ク吐出ノズルの夫々について同じ第1のインク吐出密度
で前記基板に対してインクを吐出し、前記基板上に1列
につき複数のインク吐出ノズルで形成した前記走査方向
に延びる着色部を形成する工程と、前記基板への着色を
終了した後に、前記基板に形成した着色部の色濃度Dn
を検出する工程と、前記検出した色濃度Dnに基づき、
前記着色部の色濃度が目標とする色濃度Dとなるよう
に、前記第1のインク吐出密度を前記複数のインク吐出
ノズルの夫々について同じ第2のインク吐出密度に変更
し設定する工程とを備え、前記色濃度Dnが前記色濃度
Dより小さいときは前記第2のインク吐出密度を前記第
1のインク吐出密度より高くなるように変更し、前記色
濃度Dnが前記色濃度Dより大きいときは前記第2のイ
ンク吐出密度を前記第1のインク吐出密度より低くなる
ように変更することを特徴としている。
定方法において、前記複数のインク吐出ノズルの夫々に
ついて、前記第1のインク吐出密度で吐出した複数の吐
出インクの着弾点が走査方向にずれるようにすることを
特徴としている。
定方法において、前記着色部を形成する工程を複数回の
相対走査で行い、1回の走査毎にインク吐出ノズルを変
更して1列の着色部を形成することを特徴としている。
定方法において、前記カラーフィルタは、複数列の着色
部を有し、前記インク吐出密度設定における各工程を前
記複数列についてほぼ同時に行うことを特徴としてい
る。
定方法において、前記着色部を形成する工程では、前記
複数のインク吐出ノズルから1回の走査によりインクを
吐出して着色部を形成することを特徴としている。
定方法において、前記インク吐出密度を設定する工程で
は、Kn及びbnを定数としたときに、前記第2のイン
ク吐出密度×Kn+bn=Dで表わされる関係式から、
前記第2のインク吐出密度を算出し設定することを特徴
としている。
定方法において、夫々異なるインク吐出密度でインクを
吐出して、前記基板上に夫々インク吐出密度の異なる複
数列の着色部を形成し、該複数の着色部の夫々の色濃度
とインク吐出密度との関係を表わす直線を求め、該直線
から前記定数Knとbnを求めることを特徴としてい
る。
定方法において、前記定数Knは前記直線の傾きを表わ
し、前記定数bnは前記直線の切片を表わすことを特徴
としている。
定方法において、前記基板は、ガラス基板であることを
特徴としている。
定方法において、前記ガラス基板には、ブラックマトリ
クスが形成されていることを特徴としている。
定方法において、前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の吸光度を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴としている。
定方法において、前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の透過率を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴としている。
定方法において、前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の反射率を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴としている。
定方法において、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
ンクに熱を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している。
造方法は、請求項1乃至14のいずれか1項に記載のイ
ンク吐出密度設定方法により設定した前記第2のインク
吐出密度でカラーフィルタ基板上にインクを吐出して着
色部を形成することを特徴としている。
製造方法において、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、
インクに熱を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している。
は、カラーフィルタを用いた表示装置を製造する方法で
あって、請求項15又は16に記載の方法を用いてカラ
ーフィルタを製造する工程と、該工程で製造されたカラ
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
する工程とを具備することを特徴としている。
置の製造方法は、表示装置を備えた装置を製造する方法
であって、請求項17に記載の方法を用いて表示装置を
製造する工程と、該表示装置に画像信号を供給する画像
信号供給手段を配設する工程とを具備することを特徴と
している。
ついて、添付図面を参照して詳細に説明する。
の製造装置の実施形態の構成を示す概略図である。
台51上に配置されたXYθステージ、53はXYθス
テージ52上にセットされたカラーフィルタ基板、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54の着色を行うR(赤),
G(緑),B(青)の各インクジェットヘッドとそれら
を支持するヘッドマウント55aとからなるヘッドユニ
ット、58はカラーフィルタ製造装置90の全体動作を
制御するコントローラ、59はコントローラの表示部で
あるところのティーチングペンダント(パソコン)、6
0はティーチングペンダント59の操作部であるところ
のキーボードを示している。ヘッドユニット55は、カ
ラーフィルタ製造装置90の支持部90aに対して着脱
自在に、且つ水平面内で回動角度を調整可能に装着され
ている。
コントローラの構成図である。59は制御コントローラ
58の入出力手段であるティーチングペンダント、62
は製造の進行状況及びヘッドの異常の有無等の情報を表
示する表示部、60はカラーフィルタ製造装置90の動
作等を指示する操作部(キーボード)である。
動作を制御するところのコントローラ、65はティーチ
ングペンダント59とのデータの受け渡しを行うインタ
フェース、66はカラーフィルタ製造装置90の制御を
行うCPU、67はCPU66を動作させるための制御
プログラムを記憶しているROM、68は生産情報等を
記憶するRAM、70はカラーフィルタの各画素内への
インクの吐出を制御する吐出制御部、71はカラーフィ
ルタ製造装置90のXYθステージ52の動作を制御す
るステージ制御部、90はコントローラ58に接続さ
れ、その指示に従って動作するカラーフィルタ製造装置
を示している。
装置90に使用されるインクジェットヘッドIJHの構
造を示す図である。図1では、ヘッドユニット55内に
おいて、インクジェットヘッドIJH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にはこれらの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。
H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。
各液路110に対応した位置に各ヒータ102が来る様
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、例えば電力の大きさを制御する
ことにより気泡の大きさを調整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。
の例を示した図である。
にガラス基板が用いられるが、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。
ブラックマトリクス2を備えたガラス基板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4(b))。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。
れる部分の樹脂層をフォトマスク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4
(c))、その後インクジェットヘッドを用いてR、
G、Bの各色を一度に着色し(図4(d))、必要に応
じてインクの乾燥を行う。
ク4としては、ブラックマトリクス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の(遮
光)幅よりも狭い開口部を有するマスクを用いることが
好ましい。
染料系又は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。
しては、インク受容性を有し、且つ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。
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。
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。
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。
スが形成された例を示しているが、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。
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4(e))、必要に応じて保護層8を形成(図4
(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。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。
カラー液晶表示装置30の基本構成を示す断面図であ
る。
ィルタ基板1と対向基板21を合わせこみ、液晶化合物
18を封入することにより形成される。液晶表示装置の
一方の基板21の内側に、TFT(Thin Film Transisto
r)(不図示)と透明な画素電極20がマトリックス状に
形成される。また、もう一方の基板1の内側には、画素
電極に対向する位置にRGBの色材が配列するようカラ
ーフィルタ54が設置され、その上に透明な対向電極
(共通電極)16が一面に形成される。ブラックマトリ
クス2は、通常カラーフィルター基板1側に形成され
る。さらに、両基板の面内には配向膜19が形成されて
おり、これをラビング処理することにより液晶分子を一
定方向に配列させることができる。また、それぞれのガ
ラス基板の外側には偏光板11,22が接着されてお
り、液晶化合物18は、これらのガラス基板の間隙(2
〜5μm程度)に充填される。また、バックライトとし
ては蛍光灯(不図示)と散乱板(不図示)の組み合わせ
が一般的に用いられており、液晶化合物をバックライト
光の透過率を変化させる光シャッターとして機能させる
ことにより表示を行う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6乃至図8を参照して説
明する。
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。
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はディスプレイ部で、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18
07で読み取ったイメージデータ等が表示される。18
03はディスプレイ部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、ディスプレイ部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。
源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ
部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
信号はスピーカ部1805により可聴音に変換される。
プリンタ部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。
入力するイメージリーダ部で、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。
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(F
AX)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部である。
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
メモリ部である。
力するキーボード部である。
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。
観図である。
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
1901上ではタッチパネル1803の表面は指等で押
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190
3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1903には各種機能キー1904
等が設けられている。1905は外部記憶装置1812
へのフロッピーディスクの挿入口である。
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1907よりプリン
トされる。
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部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、プリンタ部1
806に画像として出力される。
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、プリンタ部1806
に受信画像として出力される。
ージリーダ部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を介してプリンタ部18
06に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、イメージリーダ部1
807によって読取られた原稿データは、制御部180
1により所定のプログラムに従って送信処理された後、
FAX送受信部1808を介して通信回線に送信され
る。
ようにインクジェットプリンタ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7と同一機能を有
する部分には、対応する符号を付す。
フィルタを製造するときの各画素へのインク打ち込み密
度(インク吐出密度)を設定する方法について説明す
る。
出ノズルを有するインクジェットヘッドIJHを内蔵し
たインクジェットヘッドユニット55をXYステージを
備えた装置に取り付け、1回の走査毎に同一のヘッドの
異なるノズルを用いて複数回の走査で夫々一定のドット
密度M(dot/μm)でガラス基板上に複数のライン
パターンを形成したものである。なお、上記のドット密
度Mとは、1回の走査で吐出されるインクの吐出密度を
意味し、各走査毎に使用するノズルが変更されても各走
査で同じインク吐出密度Mでインクの吐出を行なう。上
記のようにして形成されたこれらのラインパターンは、
それぞれインクジェットヘッドIJHのどのノズルの組
み合わせ(複数回の走査で使用されるインク吐出ノズル
が各走査毎に変更されるが、そのノズルの組合わせ)で
着色されたものかが予め分かっており、それはカラーフ
ィルタの画素を着色するノズルの組み合わせと同じに設
定しておく。各画素を複数のノズルで形成する理由は、
吐出量の経時的変化などのノズル毎の個性の影響を分散
させ、色ムラを低減させるためである。。
を異なる3つのノズルから吐出されるインクで着色する
例を示すが、これに限らず、2つあるいは4つ以上の異
なるノズルから吐出されるインクで着色する場合も、全
てこの実施形態と本質的に同じである。また、本実形態
ではインクジェットヘッドが相対的に基板を走査する回
数が少なくなるように、各画素を着色する。図11に示
すように、各画素列と複数の着色するノズル番号のずら
し数は画素列によらず一定であり、基板上に示した番号
は、そのインクドットを形成するのに用いたノズル番号
を示している。そのため本実形態では、図12のように
ラインパターン及びカラーフィルタ画素を着色するため
に3回インクジェットヘッドIJHを走査させることに
なる。
に透過光源501の強度を適当に設定した状態でライン
センサカメラ502で撮像する。そして、その画像を画
像処理装置505に取り込む。この画像は取り込まれた
光の強度に応じた輝度レベルを持ったパターンになり、
それによりラインパターン個々の吸光度Dnを算出す
る。Dnは実際に着色されるカラーフィルタ基板のn画
素列目に打ち込むノズルの組み合わせで着色されたライ
ンパターンの吸光度である。吸光度は染料濃度に理論的
に比例する。
にするために、インク吐出密度(ドット密度)を決定す
る。全ての画素列を一定のインク量で着色するために、
インクジェットヘッドIJHから打ち込まれるインクド
ットの密度を画素列毎に変える。本実施形態では画素列
毎の吸光度を一定値Dになるようにする。Dはカラーフ
ィルタ作成時にその色濃度がカラーフィルタの色度など
の規格を満たすように設定する。
インクドット密度Mnと吸光度yの関係は、 (Dn/M)×Mn=y となり、y=DとするとMnは決まる。
測定装置及び測定方法の特性があり、本願発明者等が使
用している系では、 Kn×Mn+bn=y の近似式の方が実際に使用する範囲では正確であること
を見出している。
0だが、実験的には測定等の種々の誤差があるため、実
験で求めたKn、bnを使用している。そこで、本実施
形態ではまずKn、bnの値とMnを決定した。具体的
には、各ノズルについてインク吐出密度の異なる複数の
ノズルで形成されるラインパターンを数種類描画し、そ
れらの吸光度とインク吐出密度を測定して、吸光度とイ
ンク吐出密度の関係を示すグラフ上にプロットする。そ
れらの点を上記式で最小自乗フィッティングすることで
吸光度とインク吐出密度の関係を示す直線を求める。そ
して、Knとbnの2変数を決定する。ここで、Kn
は、上記の直線の傾きを表わし、bnは、そのy切片を
表わす。そしてy=DとなるようにMnを決定する。本
実施形態の方法により得られたそれぞれのデータの一例
を図14に示す。
いるインク吐出密度を設定する。ノズルを変えて3回走
査するため3種類のインク吐出密度を設定した画像デー
タを作成する必要がある。3回の走査でそれぞれのノズ
ルが着色する画素列番号nは決まっており、その画素列
を着色するときのノズル毎のインク吐出密度Mnが決定
されているので、実際にカラーフィルタを着色するとき
のノズル毎のインク吐出ピッチはMnの逆数として容易
に設定できる。このインク吐出ピッチで実際にカラーフ
ィルタの着色を行なう。図15にカラーフィルタ着色時
の各データの一例を示す。
る間、各ノズルからのインク吐出量が変化した場合、各
ラインパターンにおけるKn,bnは変化する。
数のラインパターンを描画し、それらの吸光度とインク
吐出密度を測定して、その関係式からKn’,bn’を
導くのである。
まうため、近似的に、その変化量が微少(10%以下程
度)の場合、bnを近似的に一定とみなし、吐出量の変
化によりKnが変化したと仮定し、これにより、あらた
に吐出密度を求めても略同一の結果が得られ、このK
n’,bn’の精度は本発明の趣旨には関与しない。
明する。
得られた吸光度yから新たにKn’を導き、目標吸光度
に合わせるために新たに画素毎にMn’を決定できるこ
とは言うまでもない。
条件で示されるように各画素を目標吸光度0.25に合
わせるようにMnをそれぞれ1/99.9771、1/
105.1484、1/96.59553のドット密度
でムラのない良品のカラーフィルタを生産する。
量が経時的に変化し、カラーフィルタにムラが発生した
場合、測定により、画素列2の濃度が0.26に増加し
ていることが検出される。
と、 Kn’×Mn+bn=yより Kn’=(0.26−0.013379)×105.1
484 =25.9318 となる。
25になるような、新たなドット密度Mn’を求める
と、 Mn’=(y−bn)/Kn’ =(0.25−0.013379)/25.9318 =1/109.5921 となる。
各ノズルの吐出ピッチを105.1484μmから10
9.5921μmに変更することで、各画素が吸光度
0.25で再度均一化され、ムラのないカラーフィルタ
を生産することが可能になる。 (第2の実施形態)本発明はR(赤)、G(緑)、B
(青)それぞれ複数のインクジェットヘッドを有するヘ
ッドユニット用いてカラーフィルタを着色する場合にも
適応できる。本実施形態では、図16に示すように、3
つの赤色用ヘッド、3つの緑色用ヘッド、3つの青色用
ヘッドを有するインクジェットヘッドユニット55を用
いる。第1の実施形態で述べた理由により各画素列は異
なる複数(ここでは各色3つの例を示すが、その数はい
くつの場合も同じである)のノズルから吐出されるイン
クで着色されることが好ましい。図16の構成のヘッド
ユニット55を用いると、ヘッドが基板に対して相対的
に1回走査すると、各画素列は3つの異なるノズル(3
つの同じ色のヘッドについて1つずつ)から吐出される
インクで着色される。また、図17のようにインクジェ
ットヘッドのノズルが画素並び方向に複数あるヘッドを
用い一回の走査で複数のノズルから吐出するインクで画
素が着色される場合も全く同様である。
補正するために、上記構成をもつヘッドユニット55を
用いてラインパターンを形成する。これらのラインパタ
ーンそれぞれは、ヘッドユニットのどのヘッドのどのノ
ズルを組み合わせて着色するかを予め決めておき、それ
はカラーフィルタの各画素列を着色するノズル組み合わ
せに設定しておく。
組合わせて、図9のように描画されたラインパターンを
図13に示す透過光源501の強度を適当に設定した状
態でラインセンサカメラ502で撮像し、その画像を画
像処理装置505に取り込む。この画像は取り込まれた
光の強度に応じた輝度レベルを持ったパターンになり、
それよりラインパターン個々の吸光度を算出し、全ての
ラインパターンの吸光度を求める。
り、各画素に打ち込むインク吐出密度を決定する。通
常、インク吐出密度の調整を行う場合、各ヘッドはその
ヘッド毎にインク吐出ピッチの設定が必要である。しか
し、本実施形態の方法では、複数のヘッドを同一のイン
ク吐出ピッチをもつ補正画像データを転用してインク吐
出ピッチを設定した。図18は、ラインパターン測定デ
ータと各データと各ヘッドのインク吐出ピッチを示して
いる。各ヘッドの補正画像データがすべて同じであるた
めその数は一つで良い。
囲で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能
である。
ラインパターンの吸光度を測定することによりラインパ
ターンの色濃度を測定するように説明したが、これに限
定されることなく、描画されたパターンの透過率、ある
いは反射率を測定して色濃度を検出するようにしてもよ
い。
基板に描画されたラインパターンの色濃度を測定するよ
うに説明したが、カラーフィルタ基板の色濃度を測定す
る場合においても、全く同様に吐出ピッチを設定するこ
とが可能であることは言うまでもない。
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。
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。
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。
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。
体の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。
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。
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。
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。
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。
カラーフィルタ画素を実際に着色する複数のノズル組み
合わせにラインパターンを描画し、その色濃度からイン
ク吐出密度を決定することにより、短い工程で正確にイ
ンク吐出密度を決定することができる。
個並べ、その補正画像データを作製することにより、本
発明の方法を使用しない場合に比べて、一連の着色プロ
セスを変化させず、カラーフィルタの品質を向上させ、
使用する画像データは1/n個に減り、さらに着色時間
は1/n倍とすることができる。
示す概略図である。
御部の構成を示す図である。
ジェットヘッドの構造を示す図である。
置の基本構成を示す断面図である。
た図である。
た図である。
た図である。
ンパターンを示す図である。
画できるインクジェットヘッドを示す図である。
る。
の具体例を示す図である。
データの具体例を示す図である。
ドユニットの構成を示す図である。
色できる構成をもつインクジェットヘッドの例を示す図
である。
の吐出ピッチと、補正画像の吐出ピッチを示す図であ
る。
ある。
Claims (18)
- 【請求項1】 カラーフィルタの着色部を、1列の着色
部につき複数のインク吐出ノズルから同じインク吐出密
度で吐出した複数のインクにより形成するに際し、前記
インク吐出密度を設定する方法であって、 複数のインク吐出ノズルと基板とを相対的に走査させ、
前記複数のインク吐出ノズルの夫々について同じ第1の
インク吐出密度で前記基板に対してインクを吐出し、前
記基板上に1列につき複数のインク吐出ノズルで形成し
た前記走査方向に延びる着色部を形成する工程と、 前記基板への着色を終了した後に、前記基板に形成した
着色部の色濃度Dnを検出する工程と、 前記検出した色濃度Dnに基づき、前記着色部の色濃度
が目標とする色濃度Dとなるように、前記第1のインク
吐出密度を前記複数のインク吐出ノズルの夫々について
同じ第2のインク吐出密度に変更し設定する工程とを備
え、 前記色濃度Dnが前記色濃度Dより小さいときは前記第
2のインク吐出密度を前記第1のインク吐出密度より高
くなるように変更し、前記色濃度Dnが前記色濃度Dよ
り大きいときは前記第2のインク吐出密度を前記第1の
インク吐出密度より低くなるように変更する ことを特徴
とするインク吐出密度設定方法。 - 【請求項2】 前記複数のインク吐出ノズルの夫々につ
いて、前記第1のインク吐出密度で吐出した複数の吐出
インクの着弾点が走査方向にずれるようにすることを特
徴とする請求項1に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項3】 前記着色部を形成する工程を複数回の相
対走査で行い、1回の走査毎にインク吐出ノズルを変更
して1列の着色部を形成することを特徴とする請求項1
又は2に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項4】 前記カラーフィルタは、複数列の着色部
を有し、前記インク吐出密度設定における各工程を前記
複数列についてほぼ同時に行うことを特徴とする請求項
1又は2に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項5】 前記着色部を形成する工程では、前記複
数のインク吐出ノズルから1回の走査によりインクを吐
出して着色部を形成することを特徴とする請求項1又は
2に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項6】 前記インク吐出密度を設定する工程で
は、Kn及びbnを定数としたときに、前記第2のイン
ク吐出密度×Kn+bn=Dで表わされる関係式から、
前記第2のインク吐出密度を算出し設定することを特徴
とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインク吐
出密度設定方法。 - 【請求項7】 夫々異なるインク吐出密度でインクを吐
出して、前記基板上に夫々インク吐出密度の異なる複数
列の着色部を形成し、該複数の着色部の夫々の色濃度と
インク吐出密度との関係を表わす直線を求め、該直線か
ら前記定数Knとbnを求めることを特徴とする請求項
6に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項8】 前記定数Knは前記直線の傾きを表わ
し、前記定数bnは前記直線の切片を表わすことを特徴
とする請求項7に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項9】 前記基板は、ガラス基板であることを特
徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインク
吐出密度設定方法。 - 【請求項10】 前記ガラス基板には、ブラックマトリ
クスが形成されていることを特徴とする請求項9に記載
のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項11】 前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の吸光度を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴とする請求項1乃至1
0のいずれか1項に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項12】 前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の透過率を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴とする請求項1乃至1
0のいずれか1項に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項13】 前記色濃度Dnを検出する工程では、
前記着色部の反射率を測定することにより前記着色部の
色濃度Dnを検出することを特徴とする請求項1乃至1
0のいずれか1項に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項14】 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
ンクに熱を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1
3のいずれか1項に記載のインク吐出密度設定方法。 - 【請求項15】 請求項1乃至14のいずれか1項に記
載のインク吐出密度 設定方法により設定した前記第2の
インク吐出密度でカラーフィルタ基板上にインクを吐出
して着色部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。 - 【請求項16】 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
ンクに熱を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15に記
載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項17】 カラーフィルタを用いた表示装置を製
造する方法であって、請求項15又は16に記載の方法
を用いてカラーフィルタを製造する工程と、該工程で製
造された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。 - 【請求項18】 表示装置を備えた装置を製造する方法
であって、請求項17に記載の方法を用いて表示装置を
製造する工程と、該表示装置に画像信号を供給する画像
信号供給手段を配設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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