JPH08271724A

JPH08271724A - カラーフィルタの製造装置及び製造方法及びカラーフィルタ及び液晶表示装置及びこの液晶表示装置を備えた装置

Info

Publication number: JPH08271724A
Application number: JP7657695A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shigemura; 芳裕茂村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】１枚あたりの着色時間を短縮してより高速にカ
ラーフィルタを製造することができるカラーフィルタの
製造装置を提供する。【構成】ガラス基板１上にＸ軸方向に同一の色に着色さ
れたフィルタエレメントを多数個並べて形成し、Ｘ軸方
向と直行するＹ軸方向に隣り合うフィルタエレメントが
違いに異なる色に着色されたフィルタエレメントを多数
個並べて形成するカラーフィルタの製造装置であって、
Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出口１０８を夫々有す
る複数のインクジェットヘッドであって、複数のインク
吐出口１０８のＹ軸方向のピッチ間隔が、同一色のフィ
ルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と等しく設定さ
れた複数のインクジェットヘッド１２０ａ〜１２０ｃ
と、この複数のインクジェットヘッドとガラス基板１と
の相対位置を移動させるためのＸＹステージと、複数の
インクジェットヘッドとＸＹステージとを制御する制御
装置とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光透過性の基板上に、
複数種類の色に着色されたフィルタエレメントを多数形
成することにより製造されるカラーフィルタの製造装置
及び製造方法及びカラーフィルタ及び液晶表示装置及び
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】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用の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ィルタのコスト
ダウンに対する要求が高まっている。従来から、カラー
フィ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、いまだすべての要求
特性を満足する方法は確率されていない。以下にそれぞ
れの方法を説明する。

【０００３】第１の方法は染色法である。染色法は、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、これをフォ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のカラーフィルタ層を得る。

【０００４】第２の方法は顔料分散法であり、近年染色
法に取って代わりつつある。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。さらにこの工程
を３回繰り返すことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
タ層を形成する。

【０００５】第３の方法としては電着法がある。この方
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を塗り
分けた後、樹脂を熱硬化させることにより表色層を形成
するものである。

【０００６】第４の方法としては、印刷法がある。この
方法は、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。

【０００７】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
多いほど歩溜まりが低下するという問題点を有してい
る。さらに、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方式のカラ
ー液晶ディスプレイには適用できない。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
ンは形成できない。

【０００８】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、特
開昭６３−２９４５０３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
てカラーフィルタを製造する方法が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインクジェット方式による製造方法においては、イ
ンクを吐出するインクジェットヘッドには一色につき１
つのノズルしか設けられていないため、一枚のカラーフ
ィルタを描画するのに非常に多くの時間を要するという
問題点があった。

【００１０】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その第１の目的は、１枚あたり
の着色時間を短縮してより高速にカラーフィルタを製造
することができるカラーフィルタの製造装置及び製造方
法を提供することである。

【００１１】また、本発明の第２の目的は、インク吐出
ノズルの配列を最適化し、製造装置にかかるコストをよ
り安くすることが出来るカラーフィルタの製造装置及び
製造方法を提供することである。

【００１２】また、本発明の第３の目的は、１枚あたり
の着色時間を短縮してより高速に製造されたカラーフィ
ルタ及びこのカラーフィルタを用いた液晶表示装置及び
この液晶表示装置を備えた装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し目
的を達成するために、本発明に係わるカラーフィルタの
製造装置は、光透過性の基板上に１つの方向であるＸ軸
方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを多数
個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に隣
り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色され
たフィルタエレメントを多数個並べて形成することによ
り製造されるカラーフィルタの製造装置であって、各色
毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出ノズ
ルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前記複
数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、同一
色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と等し
く設定された複数のインク吐出手段と、該複数のインク
吐出手段と前記基板との相対位置を移動させるための移
動手段と、前記複数のインク吐出手段のインク吐出動作
と前記移動手段の動作とを制御する制御手段とを具備す
ることを特徴としている。

【００１４】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記複数のインク吐出手段のＹ軸方
向のノズル数が、Ｙ軸方向の各色毎のフィルタエレメン
トの数以上であることを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記複数のインク吐出手段を、Ｙ軸
方向に隣接する異なる色のフィルタエレメントのピッチ
分ずつＹ軸方向にずらして配置したことを特徴としてい
る。

【００１６】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記インク吐出手段は、インクを吐
出して着色を行うインクジェットヘッドであることを特
徴としている。

【００１７】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、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、
液滴に与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー変換体を備えていることを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記吐出されるインクの体積は、前
記熱エネルギー変換体に加える駆動パルスを変化させる
ことにより制御されることを特徴としている。

【００１９】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、光透過性の基板上に１つの方向であるＸ軸方向に同
一の色に着色されたフィルタエレメントを多数個並べて
形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に隣り合うフ
ィルタエレメントが違いに異なる色に着色されたフィル
タエレメントを多数個並べて形成することにより製造さ
れるカラーフィルタの製造方法であって、各色毎に設け
られ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出ノズルを夫々
有する複数のインク吐出手段であって、前記複数のイン
ク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、同一色のフィ
ルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と等しく設定さ
れた複数のインク吐出手段を用い、該インク吐出手段を
Ｘ軸方向に走査させながらインクを吐出させ、前記フィ
ルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の走査により着
色することを特徴としている。

【００２０】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記複数のインク吐出手段のＹ軸方
向のノズル数が、Ｙ軸方向の各色毎のフィルタエレメン
トの数以上であることを特徴としている。

【００２１】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記複数のインク吐出手段を、Ｙ軸
方向に隣接する異なる色のフィルタエレメントのピッチ
分ずつＹ軸方向にずらして配置したことを特徴としてい
る。

【００２２】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記インク吐出手段は、インクを吐
出して着色を行うインクジェットヘッドであることを特
徴としている。

【００２３】また、この発明に係わるカラーフィルタの
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、
液滴に与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー変換体を備えていることを特徴としている。

【００２４】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記吐出されるインクの体積は、前
記熱エネルギー変換体に加える駆動パルスを変化させる
ことにより制御されることを特徴としている。

【００２５】また、本発明に係わるカラーフィルタは、
光透過性の基板上に１つの方向であるＸ軸方向に同一の
色に着色されたフィルタエレメントを多数個並べて形成
し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に隣り合うフィル
タエレメントが違いに異なる色に着色されたフィルタエ
レメントを多数個並べて形成することにより製造される
カラーフィルタであって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向
に並んだ複数のインク吐出ノズルを夫々有する複数のイ
ンク吐出手段であって、前記複数のインク吐出ノズルの
Ｙ軸方向のピッチ間隔が、同一色のフィルタエレメント
のＹ軸方向のピッチ間隔と等しく設定された複数のイン
ク吐出手段を用い、該インク吐出手段をＸ軸方向に走査
させながらインクを吐出させ、前記フィルタエレメント
の全数を１回のＸ軸方向の走査により着色したことを特
徴としている。

【００２６】また、本発明に係わる液晶表示装置は、光
透過性の基板上に１つの方向であるＸ軸方向に同一の色
に着色されたフィルタエレメントを多数個並べて形成
し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に隣り合うフィル
タエレメントが違いに異なる色に着色されたフィルタエ
レメントを多数個並べて形成することにより製造される
カラーフィルタを用いた液晶表示装置であって、各色毎
に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出ノズル
を夫々有する複数のインク吐出手段であって、前記複数
のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、同一色
のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と等しく
設定された複数のインク吐出手段を用い、該インク吐出
手段をＸ軸方向に走査させながらインクを吐出させ、前
記フィルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の走査に
より着色したカラーフィルタと、該カラーフィルタに対
向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入した
ことを特徴としている。

【００２７】また、本発明に係わる液晶表示装置を備え
た装置は、光透過性の基板上に１つの方向であるＸ軸方
向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを多数個
並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に隣り
合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色された
フィルタエレメントを多数個並べて形成することにより
製造されるカラーフィルタを用いた液晶表示装置を備え
た装置であって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ
複数のインク吐出ノズルを夫々有する複数のインク吐出
手段であって、前記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向
のピッチ間隔が、同一色のフィルタエレメントのＹ軸方
向のピッチ間隔と等しく設定された複数のインク吐出手
段を用い、該インク吐出手段をＸ軸方向に走査させなが
らインクを吐出させ、前記フィルタエレメントの全数を
１回のＸ軸方向の走査により着色したカラーフィルタ
と、該カラーフィルタに対向する基板とを有し、両基板
間に液晶化合物を封入した液晶表示装置と、該液晶表示
装置に画像信号を出力する画像信号出力手段とを具備す
ることを特徴としている。

【００２８】

【作用】以上のようにこの発明は構成されているので、
インク吐出手段と光透過性の基板の相対位置の一回の移
動で一枚のカラーフィルタのフィルタエレメントをすべ
て着色することができ、一枚あたりの製造に要する時間
を大幅に短縮することができる。

【００２９】また、各色とも画素に対応する位置にのみ
インク吐出ノズルが配置されるので、インク吐出手段の
ノズル数を最小にすることができ、さらに、各色で同じ
ヘッドを使用することができるので、装置コストを安く
することができる。

【００３０】

【実施例】まず本発明の一実施例に係わるカラーフィル
タの製造装置による、カラーフィルタの製造工程を示
す。

【００３１】本実施例においては、基板１として一般に
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。

【００３２】まず、ブラックマトリクス２が形成された
ガラス基板１を用意する（図１（ａ））。なお、ブラッ
クマトリクスの形成方法としては、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
ーニングする方法がある。

【００３３】次に、図１（ｂ）に示すように、ブラック
マトリックス２の形成された基板１上に、本実施例によ
るコーティング材料を塗布し、必要に応じてプリベーク
を行って、光照射または光照射と熱処理により光照射部
分のインク吸収性が上昇する樹脂組成物層３を形成す
る。コーティング材料としては、露光または露光と熱処
理を併用することにより露光部のインク吸収性が上昇す
る樹脂組成物を用いる。これは、露光部と未露光部にお
いてインク吸収性に差が生じることを利用して、インク
の混色および必要以上のインクの拡散を防止するように
したものである。

【００３４】次いで、ブラックマトリクス２により遮光
されていない部分のコーティング材料をマスク４を介し
てあらかじめパターン露光を行うことにより親インク処
理を行い（図１（ｃ））、潜像を形成する（図１
（ｄ））。

【００３５】続いて、インクジェットヘッドを用いて、
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを親インク化さ
れた部分６に着色し（図１（ｅ））、必要に応じてイン
ク乾燥を行う。

【００３６】次いで、光照射、熱処理あるいは光照射と
熱処理を行って、着色されたコーティング材料を硬化さ
せ、必要に応じて保護膜８を形成する（図１（ｆ））。
保護膜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樹脂材料、または、蒸着、スパッタ
等によって形成された無機膜等を用いることができ、カ
ラーフィルタとした場合の透明性を有し、その後のＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）形成プロセス、配向膜形成プロ
セス等に耐えうるものであれば使用できる。

【００３７】図２に、本実施例によるカラーフィルタを
組み込んだＴＦＴ（Thin Film Transistor）カラー液晶
パネルの断面を示す。なお、その形態は本例に限定され
るものではない。

【００３８】カラー液晶パネルは、一般的にカラーフィ
ルタ基板１と対向基板を合わせ込み、液晶化合物を封入
することにより形成される。液晶パネルの一方の基板の
内側に、ＴＦＴ（不図示）と透明な画素電極がマトリッ
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Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の色材が配列するようにカラーフィルタ１０が設
置され、その上に透明な対向電極が一面に形成される。
さらに、基板の面内には配向膜が形成されており、これ
をラッピ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
の外側には偏光板が接着されており、液晶化合物は、こ
れらのガラス基板の間隔（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。

【００３９】このような液晶パネルを情報処理装置に適
用した場合の例を図１１乃至１３を参照して説明する。

【００４０】図１１は上記の液晶パネルをワードプロセ
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。

【００４１】図中、１８０１は装置全体の制御を行なう
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
を行なっている。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およびイメージリー
ダ１８０７で読み取ったイメージデータ等が表示され
る。１８０３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なうことができる。

【００４２】１８０４はＦＭ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）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部１８１０や外部記憶装置１８
１２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変調を行なうものである。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。

【００４３】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
の読取りを行なう。

【００４４】１８０８はイメージリーダ部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（Ｆ
ＡＸ）の送受信部であり、外部とのインターフェース機
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。

【００４５】１８１０はシステムプログラムやマネージ
ャプログラムおよ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およ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。

【００４６】１８１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。

【００４７】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或は音声情報、ユー
ザのアプリケーションプログラム等が格納される。

【００４８】図１２は図１１に示す情報処理装置の模式
的概観図である。

【００４９】図中、１９０１は上記の液晶パネルを利用
したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや図
形情報およ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なうこと
ができる。１９０２は装置が電話器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１９
０３は本体と脱着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なうことができ
る。また、このキーボード１９０３には各種機能キー１
９０４等が設けられている。１９０５は外部記憶装置１
８１２へのフロッピーディスクの挿入口である。

【００５０】１９０６はイメージリーダ部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。

【００５１】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
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。

【００５２】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、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【００５３】また、複写装置として機能する場合、イメ
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。

【００５４】なお、上述した情報処理装置は図１３に示
す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１２と同一機能
を有する部分には、対応する符号を付す。

【００５５】次に、図３は、本実施例のカラーフィルタ
製造装置により製造されたカラーフィルタのカラーパタ
ーンを示す図である。それぞれＲ，Ｇ，Ｂのインクによ
り着色された着色部が一つの画素（フィルタエレメン
ト）であり、ほぼ長方形をしている。一つの画素の長手
方向をＸ方向、Ｘ方向と直角な方向をＹ方向とすると、
一つの画素の大きさは、すべて同じで、１５０μｍ×６
０μｍでありＸ方向のピッチが３００μｍ、Ｙ方向のピ
ッチが１００μｍである。そして、Ｘ方向には同じ色の
画素が一直線に配列され、Ｙ方向には隣合う画素の色が
異なるように夫々の画素が配列されている。また、この
図で示すパターンは、図１（ａ）の工程で作成されたブ
ラックマトリックスのパターンに相当する。

【００５６】画素の個数は、Ｘ方向に４８０個、Ｙ方向
に１９２０個（各色６４０個）で、図４に示すように、
カラーフィルタの画面の大きさは、１４４ｍｍ×１９２
ｍｍで、対角線の長さが２４０ｍｍの９.４インチサイ
ズの液晶パネル用に対応している。

【００５７】次に、図５は、図３に示したカラーフィル
タを製造するための製造装置の構成を示した図である。

【００５８】図５において、製造装置２０は、不図示の
架台上に載置され、図中Ｘ方向及びＹ方向に移動可能な
ＸＹテーブル２２と、このＸＹテーブル２２の上方に不
図示の支持部材を介して架台上に固定されたインクジェ
ットヘッドＩＪＨを備えている。ＸＹテーブル２２上に
は、既に前述した方法によりブラックマトリックス２及
び樹脂組成物層３が形成されたガラス基板１が載置され
る。インクジェットヘッドＩＪＨには、赤色のインクを
吐出する赤色ヘッド１２０ａと、緑色のインクを吐出す
る緑色ヘッド１２０ｂと、青色のインクを吐出する青色
ヘッド１２０ｃが備えられており、これらの各ヘッド１
２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは夫々独立にインクを吐出
することができる様に構成されている。なお、図５にお
いては、インクジェットヘッドＩＪＨのＹ方向の幅がガ
ラス基板１の幅よりもかなり小さく図示されているが、
この実施例においては、実際上は後述するようにインク
ジェットヘッドＩＪＨのＹ方向の幅は、ガラス基板１の
幅とほぼ同じに設定されている。

【００５９】次に、図６は樹脂組成物層３にインクを吹
き付けるためのインクジェットヘッドＩＪＨの構造を示
す図である。

【００６０】図６において、インクジェットヘッドＩＪ
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に連結するトンネル状の液路１１０が形成され
ている。各液路１１０は、各壁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。

【００６１】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が来る様
に位置合わせされて図６の様な状態に組み立てられる。
図６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６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。

【００６２】図７は、製造装置の構成を示すブロック図
である。

【００６３】図７において、製造装置の全体動作を制御
するＣＰＵ３０には、ＸＹステージ２２をＸＹ方向に駆
動するためのＸ方向駆動モータ３６及びＹ方向駆動モー
タ３８が、Ｘモータ駆動回路３２及びＹモータ駆動回路
３４を介して接続されている。また、ＣＰＵ３０には、
ヘッド駆動回路４０を介してインクジェットヘッドＩＪ
Ｈが接続されている。更にＣＰＵ３０には、ＸＹステー
ジ２２の位置を検出するためのＸエンコーダ４２及びＹ
エンコーダ４４が接続されており、ＸＹステージ２２の
位置情報が入力される。また、プログラムメモリ４６内
の制御プログラムも入力される。ＣＰＵ３０は、この制
御プログラムとＸエンコーダ４２及びＹエンコーダ４４
の位置情報に基づいて、ＸＹステージ２２を移動させ、
ガラス基板１上の所望の格子枠をインクジェットヘッド
ＩＪＨの下方にもたらし、その枠内に所望の色のインク
を吹き付けて着色する。これを各枠に対して行なうこと
によりカラーフィルタを製造する。

【００６４】次に、ガラス基板を着色するに際しての、
本発明の特徴的な部分について図８を用いて説明する。

【００６５】図８で示すインクジェットヘッドＩＪＨの
それぞれのヘッド１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、ガ
ラス基板１のＹ方向長さに対応しており、各色とも６４
０個の吐出口１０８を有しており、吐出口のピッチはカ
ラーフィルタの各色ごとのＹ方向の画素ピッチと同じ
で、３００μｍである。各インクジェットヘッド１２０
ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、まったく同じ構造のもので
あり、その取り付け位置が、Ｘ方向には平行で等間隔に
配列され、Ｙ方向には隣接画素の間隔だけずらして配置
してある。したがって、各インクジェットヘッド１２０
ａ，１２０ｂ，１２０ｃの各吐出口１０８は、Ｘ方向に
は一直線に等間隔で、Ｙ方向に１００μｍずつずれて並
んでいる。

【００６６】このように構成された、製造装置におい
て、ガラス基板１を載置されたＸ−Ｙテーブル２２を、
インクジェットヘッドＩＪＨに対してＸ方向に相対移動
させて、ガラス基板１上の所定の位置に、それぞれＲ，
Ｇ，Ｂのインクを吐出していき、ガラス基板を一回Ｘ方
向に搬送するだけで、１枚のカラーフィルタのパターン
が着色される。

【００６７】このとき、一つの画素に対しては図９に示
すように、ブラックマトリックス２で囲まれた枠内に、
インクの中心が入るようにして、また枠全体をインクが
おおうように複数のインクを連続して吐出させる。

【００６８】このようにして、カラーフィルタ全面の着
色がＸ方向の１回の走査により行われる。

【００６９】（他の実施例）図１０は、本発明の他の実
施例のカラーフィルタの製造装置におけるインクジェッ
トヘッドＩＪＨと、このインクジェットヘッドＩＪＨに
より着色されるカラーフィルタのパターンを示してい
る。この他の実施例においては、カラーフィルタの着色
パターンは上記の一実施例と同じであるが、インクジェ
ットヘッドＩＪＨの各ヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０
ｃが、走査方向（Ｘ方向）に対して斜めに配置されてい
る。このようにヘッドを斜めに配置することにより、各
ヘッドに形成される吐出口１０８の間隔が広がることに
より、インクジェットヘッドＩＪＨの設計の自由度が大
きくなる。また、各ヘッドの傾き角度を変更することに
より、Ｙ軸方向の各画素の配列ピッチが異なった場合で
も対応することができ、一つのインクジェットヘッドで
複数種類のカラーフィルタの製造が可能となる。

【００７０】なお、上記の実施例においては、ブラック
マトリックス２がガラス基板１上に形成された場合であ
ったが、ブラックマトリックス２は、ガラス基板１上の
みに形成する場合に限定するものでなく、図２におい
て、対向するもう一方の基板側に形成するものであって
もよい。この場合インクは、図１の親インク化されてい
ない部分５の枠内に入るように吐出させる。

【００７１】さらに、本実施例において、インクジェッ
トヘッドは、ヒータ１０２上のインクジェットが沸騰し
て、気泡を発生し、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するバブルジェット
方式のインクジェットヘッドであったが、本発明におい
てはこれに限定されるものではなく、ピエゾ素子を用い
たインクジェットヘッドであってもよい。

【００７２】以上説明したように、上記の実施例によれ
ば、インクジェットヘッドとガラス基板の相対位置の一
回の移動で一枚のカラーフィルタの画素をすべて描画す
ることができ、一枚あたりに要する時間を大幅に短縮す
ることができる。

【００７３】また、各色に対応したインクジェットヘッ
ドを、Ｙ方向に隣接する異なる色の画素ピッチ分ずつノ
ズル方向にずらして配置したことにより、各色とも画素
に対向する位置にのみインクジェットヘッドのノズルが
配置されるので、インクジェットヘッドのノズル数を最
小にすることができ、また、各色で同じヘッドを使用す
ることができるので、装置コストを安くすることができ
る。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
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。

【００７９】加えて、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。

【００８０】また、本発明の記録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。

【００８１】以上説明した本発明実施例においては、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、あるいはインクジェット方式では
インク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度
調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、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。

【００８２】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。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク吐出手段と光透過性の基板の相対位置の一回の移
動で一枚のカラーフィルタのフィルタエレメントをすべ
て着色することができ、一枚あたりの製造に要する時間
を大幅に短縮することができる。

【００８４】また、各色とも画素に対応する位置にのみ
インク吐出ノズルが配置されるので、インク吐出手段の
ノズル数を最小にすることができ、さらに、各色で同じ
ヘッドを使用することができるので、装置コストを安く
することができる。

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの製造工程を説明する図であ
る。

【図２】一実施例の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタをＴＦＴ液晶パネルに組み込んだときの構造を示
す断面図である。

【図３】一実施例の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタのパターンを示す図である。

【図４】一実施例の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタえをＴＦＴ液晶パネルに組み込んだときの表示部
のサイズを示す図である。

【図５】一実施例の製造装置の概略構成を示す図であ
る。

【図６】インクジェットヘッドの構造を示す図である。

【図７】一実施例の製造装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図８】一実施例の製造装置におけるヘッド部分を示す
図である。

【図９】インクジェットの吐出のしかたを示す図であ
る。

【図１０】インクジェットヘッドを走査方向に対して斜
めに配置した構成を示す図である。

【図１１】液晶パネルが使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図１２】液晶パネルが使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図１３】液晶パネルが使用される情報処理装置を示し
た図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２ブラックマトリクス３樹脂組成物４マスク５親インク化されていない部分６親インク化された部分７インクジェット８保護膜２２ＸＹステージ１２０ａインクジェットヘッド（Ｒ）１２０ｂインクジェットヘッド（Ｇ）１２０ｃインクジェットヘッド（Ｂ）ＩＪＨインクジェットヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の基板上に１つの方向であるＸ
軸方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを多
数個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に
隣り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色さ
れたフィルタエレメントを多数個並べて形成することに
より製造されるカラーフィルタの製造装置であって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出
ノズルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前
記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、
同一色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と
等しく設定された複数のインク吐出手段と、該複数のインク吐出手段と前記基板との相対位置を移動
させるための移動手段と、前記複数のインク吐出手段のインク吐出動作と前記移動
手段の動作とを制御する制御手段とを具備することを特
徴とするカラーフィルタの製造装置。
【請求項２】前記複数のインク吐出手段のＹ軸方向の
ノズル数が、Ｙ軸方向の各色毎のフィルタエレメントの
数以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラー
フィルタの製造装置。
【請求項３】前記複数のインク吐出手段を、Ｙ軸方向
に隣接する異なる色のフィルタエレメントのピッチ分ず
つＹ軸方向にずらして配置したことを特徴とする請求項
１に記載のカラーフィルタの製造装置。
【請求項４】前記インク吐出手段は、インクを吐出し
て着色を行うインクジェットヘッドであることを特徴と
する請求項１に記載のカラーフィルタの製造装置。
【請求項５】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、液滴
に与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変
換体を備えていることを特徴とする請求項４に記載のカ
ラーフイルタの製造装置。
【請求項６】前記吐出されるインクの体積は、前記熱
エネルギー変換体に加える駆動パルスを変化させること
により制御されることを特徴とする請求項５に記載のカ
ラーフイルタの製造装置。
【請求項７】光透過性の基板上に１つの方向であるＸ
軸方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを多
数個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に
隣り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色さ
れたフィルタエレメントを多数個並べて形成することに
より製造されるカラーフィルタの製造方法であって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出
ノズルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前
記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、
同一色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と
等しく設定された複数のインク吐出手段を用い、該イン
ク吐出手段をＸ軸方向に走査させながらインクを吐出さ
せ、前記フィルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の
走査により着色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８】前記複数のインク吐出手段のＹ軸方向の
ノズル数が、Ｙ軸方向の各色毎のフィルタエレメントの
数以上であ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。
【請求項９】前記複数のインク吐出手段を、Ｙ軸方向
に隣接する異なる色のフィルタエレメントのピッチ分ず
つＹ軸方向にずらして配置した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。
【請求項１０】前記インク吐出手段は、インクを吐出
して着色を行うインクジェットヘッドであることを特徴
とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】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、液
滴に与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
変換体を備えていることを特徴とする請求項１０に記載
のカラーフイルタの製造方法。
【請求項１２】前記吐出されるインクの体積は、前記
熱エネルギー変換体に加える駆動パルスを変化させるこ
とにより制御されることを特徴とする請求項１１に記載
のカラーフイルタの製造方法。
【請求項１３】光透過性の基板上に１つの方向である
Ｘ軸方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを
多数個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向
に隣り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色
されたフィルタエレメントを多数個並べて形成すること
により製造されるカラーフィルタであって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出
ノズルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前
記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、
同一色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と
等しく設定された複数のインク吐出手段を用い、該イン
ク吐出手段をＸ軸方向に走査させながらインクを吐出さ
せ、前記フィルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の
走査により着色したことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１４】光透過性の基板上に１つの方向である
Ｘ軸方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを
多数個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向
に隣り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色
されたフィルタエレメントを多数個並べて形成すること
により製造されるカラーフィルタを用いた液晶表示装置
であって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出
ノズルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前
記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、
同一色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と
等しく設定された複数のインク吐出手段を用い、該イン
ク吐出手段をＸ軸方向に走査させながらインクを吐出さ
せ、前記フィルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の
走査により着色したカラーフィルタと、該カラーフィルタに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入したことを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項１５】光透過性の基板上に１つの方向である
Ｘ軸方向に同一の色に着色されたフィルタエレメントを
多数個並べて形成し、前記Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向
に隣り合うフィルタエレメントが違いに異なる色に着色
されたフィルタエレメントを多数個並べて形成すること
により製造されるカラーフィルタを用いた液晶表示装置
を備えた装置であって、各色毎に設けられ、Ｙ軸方向に並んだ複数のインク吐出
ノズルを夫々有する複数のインク吐出手段であって、前
記複数のインク吐出ノズルのＹ軸方向のピッチ間隔が、
同一色のフィルタエレメントのＹ軸方向のピッチ間隔と
等しく設定された複数のインク吐出手段を用い、該イン
ク吐出手段をＸ軸方向に走査させながらインクを吐出さ
せ、前記フィルタエレメントの全数を１回のＸ軸方向の
走査により着色したカラーフィルタと、該カラーフィル
タに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封
入した液晶表示装置と、該液晶表示装置に画像信号を出力する画像信号出力手段
とを具備することを特徴とする、液晶表示装置を備えた
装置。