JP4376921B2 - インク吐出装置、インク吐出方法、および表示装置 - Google Patents
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Description
上記領域の形状および大きさを特定する領域特定手段と、
上記領域特定手段による特定結果に基づき、上記領域内のインク吐出領域に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段を制御するインク吐出制御手段とをさらに備えており、
上記インク吐出領域の中心と上記領域の中心とが略一致しており、
上記インク吐出領域の縦幅と上記領域の縦幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記インク吐出領域の横幅と上記領域の横幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあることを特徴とする。
基板上に設けられた領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出方法であって、
上記領域の形状および大きさを特定する領域特定工程と、
上記領域特定工程による特定結果に基づき、上記領域内のインク吐出領域に上記インクを着弾させるようにインクを吐出させるインク吐出工程と、を含み、
上記インク吐出領域の中心と上記領域の中心とが略一致しており、
上記インク吐出領域の縦幅と上記領域の縦幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記インク吐出領域の横幅と上記領域の横幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあることを特徴とする。
上記インク吐出孔群を構成する各インク吐出孔から順次インクが吐出されるようインク吐出のタイミングを制御するインク吐出タイミング制御手段と、をさらに備えることが好ましい。
上記移動制御手段は、上記インク吐出手段または上記基板を、上記インク吐出孔列の配列方向に対して傾斜する方向に移動する制御を行うことが好ましい。
調整後の傾斜角度に基づいて、上記インク吐出孔群を決定することが好ましい。
上記インク吐出孔群からのインクの吐出は、上記インク吐出パターンに基づいて行われることが好ましい。
図1は、本実施形態に係るインク吐出装置1の要部構成を示すブロック図である。図1に示すように、インク吐出装置10は、主として、インク吐出部2、インク吐出領域認識部3、インク吐出量決定部4、インク吐出パターン生成部(インク吐出パターン生成手段)5、ヘッドの角度制御部(角度調整手段)21、ヘッドの移動制御部(移動制御手段)22、インク吐出タイミング制御部(タイミング制御手段)23を備えている。
図2は、インク吐出部2の構成を模式的に示す図である。インク吐出部2は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の各色用の3個のヘッド7(ヘッド7R、ヘッド7G及びヘッド7B)を有している。各ヘッド7は、ノズル10を備えている。なお、本実施形態では、インク吐出部2は、赤色(R)、緑色(G)または青色(B)のいずれか一色または二色のヘッド7のみを有していてもよい。なお、ヘッド7と、ヘッド7が備えるノズル列とは、平行方向でなくてもよい。
図3は、インク吐出部2が表示用ドット領域にインクを吐出する際の、インク吐出の様子を示す平面図である。図3において、図2のインク吐出部2が、カラーフィルタ基板の表示用ドット領域に対して斜めに傾けられている。また、インク吐出部2は、カラーフィルタ基板の表示用ドット領域短辺方向である、図3における上方向(Y方向)に移動する。
図4は、特許文献1に開示された方法によって、表示用ドット領域に対してインクを吐出する様子を示す平面図である。特許文献1によると、表示用ドット領域中心から元も近い表示用ドット領域17の縁までの距離X2およびY2の、略30%以内の範囲内に、インクを着弾させる。これにより、着弾されたインクが表示用ドット領域からあふれ出ることを、防止する。
図5は、図4においてインク吐出部2が表示用ドット領域17にインクを吐出して数秒経過した際の、インクの濡れ広がり方を示した図である。図5に示すように、インクの濡れ広がりが不十分のため、インクの濡れ広がり領域14は表示用ドット領域17の全域よりも小さい。そのため、フィルタ材料が表示用ドット領域17の全域に行き渡らず、輝点と呼ばれる欠陥画素になり、カラーフィルタの品質が低下する。
図7は、図6においてインク吐出部2が表示用ドット領域17にインクを吐出して数秒経過した際の、インクの濡れ広がり方を示したものである。この図に示すように、インクの濡れ広がりが十分であり、インクの濡れ広がり領域14が表示用ドット領域17とほぼ一致している。
図8は、表示用ドット領域幅に対するインク吐出領域幅の好ましい比率を示した表である。「レーザ加工なし」とは、表示用ドット領域全域にフィルタ材料がない状態の場合の値を示している。「レーザ加工あり」は、既に着色された前記表示用ドットが異物や着色不良などの原因で欠陥ドットになった場合に、レーザ加工装置を用いてフィルタ材料を取り除いたレーザ加工済み表示用ドットを形成し、前記レーザ加工装置により取り除かれたレーザ加工領域19に再びインクを吐出する場合の値を示している(詳しくは後述)。
図9(a)は、本発明のインク吐出装置1が表示用ドット領域17にインクを吐出した様子を示す図である。図9(b)は、従来装置が表示用ドット領域17にインクを吐出した様子を示す図である。本発明の場合では、図9(a)に示すように、インクが表示用ドット領域17内に十分に広がり、かつ、きれいに収まっている。一方、図9(b)に示すように、従来装置では、インクの吐出量が不十分なため、インクが表示用ドット領域17内に十分に広がっていない。
本発明の第2実施形態について、図11〜図14に基づいて説明すれば以下の通りである。
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.50、かつ、レーザ開口なし
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.50、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.75
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.50、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.95
の三通りの例がある。
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.70、かつ、レーザ開口なし
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.90、かつ、レーザ開口なし
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.70、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.75
・インク吐出領域幅÷画素幅=1.00、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.75
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.70、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.95
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.90、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=0.95
の6通りの例がある。
・インク吐出領域幅÷画素幅=1.00、かつ、レーザ開口なし
・インク吐出領域幅÷画素幅=0.90、かつ、レーザ開口幅÷画素幅=1.00
の2通りの例がある。
図14(a)〜(c)は、インク吐出装置1が、着弾マージンなどの条件を変えてインクを吐出したときの、画素領域に着弾したインクの広がり具合を示す図である。図14(a)では、着弾マージン=6μm、インク吐出領域幅=133μm、レーザ開口幅=135μm、および、インク吐出領域幅÷レーザ開口幅=0.99である。図14(b)では、着弾マージン=20μm、インク吐出領域幅=105μm、レーザ開口幅=135μm、および、インク吐出領域幅÷レーザ開口幅=0.78である。図14(c)では、着弾マージン=30μm、インク吐出領域幅=85μm、レーザ開口幅=135μm、および、インク吐出領域幅÷レーザ開口幅=0.63である。
複数の表示用ドット領域を区分けする区分け要素と前記表示用ドット領域に区分けされた基材に対して相対的に移動可能とする制御を行う移動制御手段を備え、さらに、前記複数の表示用ドット領域に対してインクを吐出可能とするノズルが設けられるヘッドを備えるカラーフィルタ基板の製造装置であって、実際にインクを吐出する領域であるインク吐出領域の形状と大きさを認識可能とする吐出領域認識手段と、前記吐出領域認識手段により認識された情報に基づいて、インク吐出量を制御するインク吐出量制御手段と、前期表示用ドット領域の幅に対する前記インク吐出領域の幅の比を0.70ないし0.90に設定する表示用ドット領域幅対吐出領域幅比設定手段を備えることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造装置。
前記表示用ドット領域幅対吐出領域幅比を0.75ないし0.85に設定する表示用ドット領域幅対吐出領域幅比設定手段を備えることを特徴とする第1の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前記区分け要素は撥液性を有する材料によって形成されることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造装置。
前記ヘッドは前記複数の表示用ドット領域に対してインクを吐出可能とする複数のノズルがノズル列として設けられていることを特徴とする第1〜3の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前記ノズル列に含まれる連続して並ぶ複数のノズルからなるノズル群であり、かつ、前期表示用ドットに対してインクを実際に吐出するノズル群である吐出対象ノズル群を決定する吐出対象ノズル決定手段と、前記吐出対象ノズル群の中で、最初にインクを吐出するノズルから次にインクを吐出するノズルに向かって、順次インクの吐出タイミングを遅くするように、インクの吐出を制御するインク吐出タイミング制御手段を備えることを特徴とする第1〜4の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前記移動制御手段は、前記ヘッドまたは前記基材を、前記ノズル列の配列方向に対して傾斜する方向に移動する制御を行うことを特徴とする第1〜5の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
さらに、前記ヘッドまたは前記基材のいずれかの傾斜角度を調整する角度調整手段を備えている第6の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前記角度調整手段は、前記インク吐出領域の形状に基づいて、前記ノズル列の配列方向に対する前記ヘッドまたは前記基材の傾斜角度を調整するとともに、調整された傾斜角度に基づいて、前記インク吐出領域に対応する複数のノズルからなるノズル群を、前記吐出対象ノズル群として決定する吐出対象ノズル決定手段を兼ねていることを特徴とする第7の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
さらに、少なくとも、前記角度調整手段により調整される前記ヘッドまたは前記基材の傾斜角度に基づき、インク吐出パターンを生成するインク吐出パターン生成手段を備えており、前記吐出対象ノズル群からのインクの吐出は、前記インク吐出パターンに基づいて行われることを特徴とする第7または8の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
表示装置用カラーフィルタの欠陥画素修復用に用いられることを特徴とする第1〜9の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
既に着色された前記表示用ドットが異物や着色不良などの原因で欠陥ドットになった場合に、レーザ加工装置を用いてフィルタ材料を取り除いたレーザ加工済み表示用ドットを形成し、前記レーザ加工装置により取り除かれたレーザ加工領域に再びインクを吐出することを特徴とする第10の構成にカラーフィルタ基板の製造装置。
前記レーザ加工領域の形状と大きさを認識可能とするレーザ加工領域認識手段を備えた第9〜10に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前期レーザ加工領域の幅に対する前記インク吐出領域の幅の比を0.70ないし0.90に設定するレーザ加工領域幅対吐出領域幅比設定手段を備えることを特徴とする第10〜12の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
前記レーザ加工領域幅対吐出領域幅比を0.75ないし0.85に設定するレーザ加工領域幅対吐出領域幅比設定手段を備えることを特徴とする第10〜13の構成に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
2 インク吐出部(インク吐出制御手段)
3 インク吐出領域認識部(インク吐出領域特定部)
4 インク吐出量決定部(インク吐出量決定手段)
5 吐出対象ノズル決定部
6 インク吐出パターン生成部(インク吐出パターン生成手段)
7 ヘッド(インク吐出手段)
7R ヘッド
7G ヘッド
7B ヘッド
10 ノズル(インク吐出孔)
14 インクの濡れ広がり領域
16 インク滴
17 表示用ドット領域
18 インク吐出領域
19 レーザ加工領域
21 ヘッドの角度制御部(角度調整手段)
22 ヘッドの移動制御部(移動制御手段)
23 インク吐出タイミング制御部(インク吐出タイミング制御手段)
X1 表示用ドット領域幅(X方向)
X2 表示用ドット領域中心から元も近い表示用ドット領域の縁までの距離(X方向)
X3 吐出領域幅(X方向)
X4 レーザ加工領域幅(X方向)
Y1 表示用ドット領域幅(Y方向)
Y2 表示用ドット領域中心から元も近い表示用ドット領域の縁までの距離(Y方向)
Y3 吐出領域幅(Y方向)
Y4 レーザ加工領域幅(Y方向)
H 副走査方向
V 主走査方向
Ig 各ノズルが吐出するインクの間隔
Claims (13)
- カラーフィルタ基板に設けられた表示用ドット領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置であって、
上記表示用ドット領域の形状および大きさを特定する領域特定手段と、
上記領域特定手段による特定結果に基づき、上記表示用ドット領域内のインク吐出領域に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段を制御するインク吐出制御手段とをさらに備えており、
上記インク吐出領域の中心と上記表示用ドット領域の中心とが略一致しており、
上記インク吐出領域の縦幅と上記表示用ドット領域の縦幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記インク吐出領域の横幅と上記表示用ドット領域の横幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記領域特定手段の結果に基づき、インク吐出量を制御するインク吐出量制御手段を備えることを特徴とするインク吐出装置。 - 上記インク吐出領域の縦幅と上記表示用ドット領域の縦幅との比が、0.75〜0.85の範囲にあり、
上記インク吐出領域の横幅と上記表示用ドット領域の横幅との比が、0.75〜0.85の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のインク吐出装置。 - 上記表示用ドット領域は、撥液性を有する材料によって区分けられていることを特徴とする請求項1に記載のインク吐出装置。
- 上記インク吐出手段は、複数の上記インク吐出孔を有し、
上記複数のインク吐出孔は列状に配置されインク吐出孔列を構成することを特徴とする請求項1に記載のインク吐出装置。 - 上記インク吐出孔列から選択されるインク吐出孔群であって、上記インク吐出領域に対してインクを吐出するインク吐出孔群を決定するインク吐出孔群決定手段と、
上記インク吐出孔群を構成する各インク吐出孔から順次インクが吐出されるようインク吐出のタイミングを制御するインク吐出タイミング制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のインク吐出装置。 - 上記表示用ドット領域に対して上記インク吐出手段が所望の位置に配置されるよう、該カラーフィルタ基板または該インク吐出手段を移動可能にする移動制御手段とを、さらに備え、
上記移動制御手段は、上記インク吐出手段または上記カラーフィルタ基板を、上記インク吐出孔列の配列方向に対して傾斜する方向に移動する制御を行うことを特徴とする請求項4に記載のインク吐出装置。 - さらに、上記インク吐出手段または上記カラーフィルタ基板の傾斜角度を調整する角度調整手段を備えていることを特徴とする請求項5に記載のインク吐出装置。
- 上記角度調整手段は、上記インク吐出領域の形状に基づいて、上記インク吐出孔の配列方向に対するヘッドまたは上記カラーフィルタ基板の傾斜角度を調整し、
調整後の傾斜角度に基づいて、上記インク吐出孔群を決定することを特徴とする請求項7に記載のインク吐出装置。 - さらに、少なくとも、上記角度調整手段により調整される上記インク吐出手段または上記カラーフィルタ基板の傾斜角度に基づき、インク吐出パターンを生成するインク吐出パターン生成手段を備えており、
上記インク吐出孔群からのインクの吐出は、上記インク吐出パターンに基づいて行われることを特徴とする請求項7または8に記載のインク吐出装置。 - 表示装置用のカラーフィルタの欠陥画素修復用に用いられることを特徴とする請求項1に記載のインク吐出装置。
- 上記表示用ドット領域は、着色後に欠陥となった表示ドット領域に対して、レーザを照射しフィルタ材料を除去した領域であることを特徴とする請求項1に記載のインク吐出装置。
- カラーフィルタ基板に設けられた表示用ドット領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出方法であって、
上記表示用ドット領域の形状および大きさを特定する領域特定工程と、
上記領域特定工程による特定結果に基づき、上記表示用ドット領域内のインク吐出領域に上記インクを着弾させるようにインクを吐出させるインク吐出工程と、を含み、
上記インク吐出領域の中心と上記表示用ドット領域の中心とが略一致しており、
上記インク吐出領域の縦幅と上記表示用ドット領域の縦幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記インク吐出領域の横幅と上記表示用ドット領域の横幅との比が、0.7〜0.9の範囲にあり、
上記領域特定工程の結果に基づき、インク吐出量を制御する工程を備えることを特徴とするインク吐出方法。 - 請求項10または11に記載のインク吐出装置を用いて形成されたカラーフィルタを備えていることを特徴とする表示装置。
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