JPH09300664A - カラーフィルタの製造方法及び製造装置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及びプリント方法 - Google Patents
カラーフィルタの製造方法及び製造装置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及びプリント方法Info
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- JPH09300664A JPH09300664A JP12036996A JP12036996A JPH09300664A JP H09300664 A JPH09300664 A JP H09300664A JP 12036996 A JP12036996 A JP 12036996A JP 12036996 A JP12036996 A JP 12036996A JP H09300664 A JPH09300664 A JP H09300664A
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Abstract
できるようなカラーフィルタの製造方法を提供。 【解決手段】走査方向Xと略直交する方向に複数のイン
ク吐出ノズル205を有するインクジェットヘッド20
4が基板上を相対的に走査しながらインクを吐出し、各
画素を着色することによりカラーフィルタを製造する方
法であって、インクジェットヘッド204の吐出ノズル
205のピッチ間隔をa、画素の走査方向Xと直交する
Y方向のピッチ間隔をbとしたときに、b=na・co
sθ(nは正の整数)の関係を満たす角度θだけ、イン
クジェットヘッド204を走査方向Xと直交するY方向
に対して傾けて走査する。
Description
ッドにより基板に向けてインクを吐出して、各画素を着
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製造装置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。
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。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。
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。
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吐出し、各インクを乾燥させ
て着色画素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。
ジェット法に用いられる印字ヘッドについては、複数の
ノズルを兼ね備えたマルチノズルヘッドを用いることが
望ましいが、従来マルチノズルのノズルピッチと画素の
ピッチを一致させることが難しいという問題点があっ
た。また、マルチノズルでカラーフィルタを着色する場
合、使用しているノズルのうち1本でも吐出状態が異常
になれば、ヘッド全体を交換しなければならないという
問題があった。
式によりカラーフィルタを形成する場合に高効率高スル
ープットでカラーフィルタを製造できるようなカラーフ
ィルタの製造方法及び製造装置及びこれらの製造方法及
び製造装置により製造されたカラーフィルタ及び表示装
置及び表示装置を備えた装置を提供することである。
的を達成するために、本発明に係わるカラーフィルタの
製造方法は、走査方向と略直交する方向に複数のインク
吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上を相
対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色する
ことによりカラーフィルタを製造する方法であって、前
記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間隔
をa、前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッチ
間隔をbとしたときに、b=na・cosθ(nは正の
整数)の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェット
ヘッドを前記走査方向と直交する方向に対して傾けて走
査することを特徴としている。
製造方法において、複数のインクジェットヘッドを用
い、該複数のインクジェットヘッドを一括して前記角度
θだけ傾けて走査することにより前記基板を着色するこ
とを特徴としている。
製造方法において、前記複数のインクジェットヘッドを
前記吐出ノズルの並び方向に個別に微動させて、前記吐
出ノズルの位置と前記画素の位置を位置合わせすること
を特徴としている。
製造方法において、前記正の整数nを2以上に設定し、
使用中の吐出ノズルの少なくとも1つに不具合が生じた
ときに、前記インクジェットヘッドを、前記吐出ノズル
の並び方向に前記吐出ノズルのピッチ間隔aの整数倍だ
けずらす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
ギー発生体を備えていることを特徴としている。
造装置は、走査方向と略直交する方向に複数のインク吐
出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上を相対
的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色するこ
とによりカラーフィルタを製造する装置であって、前記
インクジェットヘッドを支持する支持体と、該支持体に
設けられ、前記インクジェットヘッドの前記走査方向に
直交する方向に対する角度を調整するための角度調整手
段とを具備することを特徴としている。
製造装置において、前記支持体は、複数のインクジェッ
トヘッドを支持可能であり、前記角度調整手段は、前記
複数のインクジェットヘッドの角度を一括して調整可能
であることを特徴としている。
製造装置において、前記支持体に設けられ、前記インク
ジェットヘッドを前記インク吐出ノズルの並び方向に位
置調整するための位置調整手段を更に具備することを特
徴としている。
製造装置において、前記支持体は、複数のインクジェッ
トヘッドを支持可能であり、前記位置調整手段は、前記
複数のインクジェットヘッドの位置を個別に調整可能で
あることを特徴としている。
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、
インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネル
ギー発生体を備えていることを特徴としている。
走査方向と略直交する方向に複数のインク吐出ノズルを
有するインクジェットヘッドが基板上を相対的に走査し
ながらインクを吐出し、各画素を着色することにより製
造されるカラーフィルタであって、前記インクジェット
ヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間隔をa、前記画素の
前記走査方向と直交する方向のピッチ間隔をbとしたと
きに、b=na・cosθ(nは正の整数)の関係を満
たす角度θだけ、前記インクジェットヘッドを前記走査
方向と直交する方向に対して傾けて走査し、着色された
ことを特徴としている。
向と略直交する方向に複数のインク吐出ノズルを有する
インクジェットヘッドが基板上を相対的に走査しながら
インクを吐出し、各画素を着色することにより製造され
るカラーフィルタを備える表示装置であって、前記イン
クジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間隔をa、
前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッチ間隔を
bとしたときに、b=na・cosθ(nは正の整数)
の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェットヘッド
を前記走査方向と直交する方向に対して傾けて走査し、
着色されたカラーフィルタと、光量を可変とする光量可
変手段とを一体に備えることを特徴としている。
置は、走査方向と略直交する方向に複数のインク吐出ノ
ズルを有するインクジェットヘッドが基板上を相対的に
走査しながらインクを吐出し、各画素を着色することに
より製造されるカラーフィルタを有する、表示装置を備
えた装置であって、前記インクジェットヘッドの前記吐
出ノズルのピッチ間隔をa、前記画素の前記走査方向と
直交する方向のピッチ間隔をbとしたときに、b=na
・cosθ(nは正の整数)の関係を満たす角度θだ
け、前記インクジェットヘッドを前記走査方向と直交す
る方向に対して傾けて走査し、着色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に備える
表示装置と、該表示装置に画像信号を供給する画像信号
供給手段とを具備することを特徴としている。
について、添付図面を参照して詳細に説明するのである
が、その前に本実施形態の概要について説明しておく。
カラーフィルタの製造装置に関するもので、複数本のノ
ズルを持つマルチノズルタイプのインクジェットヘッド
を複数本用いたヘッドマウントを用いたものである。
取り付け角度を同時に変える機構と、ヘッド個別に副走
査方向に位置を調整できる機構を持っている。
を着色する場合、基本的には、一定の間隔(ピッチ)で
複数個のノズルを有するマルチヘッドを用いて、画素ピ
ッチに合うノズルを使用して主走査方向に着色して、次
に副走査方向にヘッドまたは基板を移動させて、続いて
主走査方向の着色を繰り返す。
トヘッドの場合、ノズルのピッチの方が画素のピッチよ
り細かいため、何本かおきのノズルを使用して描画する
ことになる。また、画素のピッチとノズルのピッチの倍
数が合わない場合は、インクジェットヘッドの角度を主
走査方向に垂直ではなくある角度をつけて画素のピッチ
に合わせるようにセットする。
ヘッドを同時に回転させる機構を設けることにより画素
ピッチとインクジェットヘッドの使用ノズルのピッチを
同時に効率良く合わせることが可能となる。
走査方向に微動できる機構を設けることにより、複数の
ヘッドのノズル位置を、カラーフィルタの画素の所望の
位置に合わせることが可能となる。複数のヘッドをR、
G、Bそれぞれの3色用のヘッドにすれば、3色同時着
色ができるようになり、カラーフィルタ製造の効率が上
がる。
発生したら、上記の微動機構によりヘッドを副走査方向
にずらせば、別のノズルの組み合わせで着色が可能とな
り、ヘッド交換の頻度を減らすことができるようにな
る。
装置の具体的な構成について説明する。
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を内蔵し
たヘッドマウント、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
ーソナルコンピュータ)、60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。なお、この実施形態では、インクジェットヘッドに
対してカラーフィルタ基板側を移動させて、走査を行う
ようにしているが、インクジェットヘッド側を基板に対
して移動させる構成としてもよい。
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。
構成を示した斜視図であり、図4は図3を上側から見た
平面図である。
b,204cはそれぞれマルチノズルのインクジェット
ヘッドであり、通常はR(赤)用ヘッド204a、G
(緑)用ヘッド204b、B(青)用ヘッド204cの
3本のインクジェットヘッドを装着できるようになって
いる。205はノズル(ノズルはインクジェットヘッド
の下面にあるので、実際は図4では見えないが説明の便
宜上実線で示してある)であり、複数のノズルがヘッド
の長手方向に同一ピッチで並んでいる。インクジェット
ヘッド204a,204b,204cは、その一端部をホ
ルダ208a,208b,208cに夫々支持されてお
り、これらのホルダはヘッドマウント55に固定された
回転軸206a,206b,206cを中心にヘッドマウ
ント55に対して水平面内で回動可能に支持されてい
る。また、インクジェットヘッド204a,204b,2
04cは、その他端部をホルダ210a,210b,21
0cに支持されており、これらのホルダはスライド部材
214に対して回転軸212a,212b,212cを中
心に水平面内で回動可能に支持されている。スライド部
材216は、ヘッドマウント55に対してX方向及びY
方向に移動可能に支持されており、バネ216により矢
印A方向に付勢されている。ヘッドマウント55のバネ
216と反対側の位置には、微動ネジ218が設けられ
ており、この微動ネジ218を回転させることにより、
スライド部材216がX方向に移動される。これによ
り、3つのインクジェットヘッド204a,204b,2
04cを図4に破線で示す位置に対して(Y軸に対し
て)任意の角度θだけ同時に傾けることができ、走査方
向に対する傾きが調整される。また、ホルダ210a,
210b,210c内には圧縮バネ220a,220b,
220cが設けられており、インクジェットヘッド20
4a,204b,204cを図中右方向に付勢している。
一方、ホルダ208a,208b,208cには、圧縮バ
ネ220a,220b,220cに対向して微動ネジ22
2a,222b,222cが設けられており、この微動ネ
ジを回転させることにより、各インクジェットヘッドを
矢印B方向に位置調整することができる。
206a,206b,206cを結ぶ直線が同一方向にな
るようにヘッドマウント55を装置にセットすると、調
整のとき便利である。
ド回転軸206a,206b,206cを中心として、複
数のヘッドを同時に回転させて、所望のノズル(着色用
のノズル)のピッチと画素のピッチを合わせるようにヘ
ッドの角度θを調整する。このとき、ノズルピッチをa
(μm)とし、画素ピッチをb(μm)とすると、b=
na・cosθ(但し、nは正の整数)を満たすような
角度θだけヘッドを傾ける。次に、微調整ネジ222
a,222b,222cを調整して、ノズルの位置をR,
G,Βのそれぞれの画素パターンの位置に合わせ込む。
されるインクジェットヘッドの構造を示す図である。図
3及び図4においては、インクジェットヘッドは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5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。
4a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(ノ
ズル)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11
0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5の様な状態に組み立てられる。
図5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5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上のインクに膜沸騰が生じて気泡を
形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口10
8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。
変化させてインクの吐出量を制御する方法を説明するた
めの図である。
するために、ヒータ102に2種類の定電圧パルスを印
加する様になされている。2つのパルスとは、図4に示
す様にプレヒートパルスとメインヒートパルス(以下、
単にヒートパルスという)である。プレヒートパルス
は、実際にインクを吐出するに先立ってインクを所定温
度に暖めるためのパルスであり、インクを吐出するため
に必要な最低のパルス幅t5 よりも短い値に設定されて
いる。従って、このプレヒートパルスによりインクが吐
出されることはない。プレヒートパルスをヒータ102
に加えるのは、インクの初期温度を、一定の温度にまで
上昇させておくことにより、後に一定のヒートパルスを
印加したときのインク吐出量を常に一定にするためであ
る。また、逆にプレヒートパルスの長さを調節すること
により、予めインクの温度を調節しておき、同じヒート
パルスが印加された場合でも、インクの吐出量を異なら
せることも可能である。また、ヒートパルスの印加に先
立ってインクを暖めておくことにより、ヒートパルスを
印加した時のインク吐出の時間的な立ち上がりを早めて
応答性を良くする働きも持っている。
出させるためのパルスであり、上記のインクを吐出する
ために必要な最低のパルス幅t5 よりも長く設定されて
いる。ヒータ102が発生するエネルギーは、ヒートパ
ルスの幅(印加時間)に比例するものであるため、この
ヒートパルスの幅を調節することにより、ヒータ102
の特性のばらつきを調整することが可能である。
の間隔を調整して、プレヒートパルスによる熱の拡散状
態を制御することによってもインクの吐出量を調整する
ことが可能となる。
量は、プレヒートパルスとヒートパルスの印加時間を調
節することによって制御することも可能であるし、また
プレヒートパルスとヒートパルスの印加間隔を調節する
ことによっても可能である。従って、プレヒートパルス
及びヒートパルスの印加時間やプレヒートパルスとヒー
トパルスの印加間隔を必要に応じて調整することによ
り、インクの吐出量やインクの吐出の印加パルスに対す
る応答性を自在に調節することが可能となる。
具体的に説明する。
108a,108b,108cが、同じエネルギーを加
えた時のインクの吐出量が異なっている場合について説
明する。詳しくは、一定温度で、一定エネルギーを印加
したときに、ノズル108aのインク吐出量が36pl
(ピコリットル)、ノズル108bのインク吐出量が4
0pl、ノズル108cのインク吐出量が40plであ
り、ノズル108aに対応するヒータ102a及びノズ
ル108bに対応するヒータ102bの抵抗値が200
Ω、ノズル108cに対応するヒータ102cの抵抗値
が210Ωであるものとする。そして、それぞれのノズ
ル108a,108b,108cの吐出量を全て40p
lに合わせたいものとする。
08cの吐出量を同じ量に調整するためには、プレヒー
トパルスとヒートパルスの幅を調整すれば良いのである
が、このプレヒートパルスとヒートパルスの幅の組み合
わせには種々のものが考えられる。ここでは、ヒートパ
ルスにより発生するエネルギーの量を3つのノズルで同
じになる様に設定し、吐出量の調整は、プレヒートパル
スの幅を調整することにより行なうものとする。
ノズル108bのヒータ102bの抵抗値は同じ200
Ωであるので、ヒートパルスにより発生するエネルギー
を同じにするには、ヒータ102a,102bに同じ幅
の電圧パルスを印加すればよい。ここでは、電圧パルス
の幅を前述したt5 よりも長いt3 に設定する。一方、
ノズル108aと108bとは、同じエネルギーを加え
た時の吐出量が、36plと40plと異なるため、ノ
ズル108aの吐出量を多くするために、ヒータ102
aには、ヒータ102bのプレヒートパルスの幅t1 よ
りも長いt2 のプレヒートパルスを加える。このように
すれば、ノズル108aと108bの吐出量を同じ40
plにそろえることができる。
抵抗値は、他の2つのヒータ102a,102bの抵抗
値よりも高い210Ωであるため、ヒータ102cか
ら、他の2つのヒータと同じエネルギーを発生させるた
めには、ヒートパルスの幅を長くする必要がある。その
ため、ここでは、ヒートパルスの幅を前述したt3 より
も長いt4 に設定している。また、プレヒートパルスの
幅に関しては、一定エネルギーを加えた時のノズル10
8bと108cの吐出量が同じであるため、ヒータ10
2bと同じにすればよく、t1 の幅のプレヒートパルス
を加える。
を加えた時のインク吐出量の異なる3つのノズル108
a,108b,108cから同じ量のインクを吐出させ
ることができる。また、同じ手法により、インクの吐出
量を意識的に異ならせることも可能である。なお、プレ
ヒートパルスを利用するのは、ノズルごとの吐出のバラ
つきを低減するためである。
示した図である。図7を参照してカラーフィルタ54の
製造工程を説明する。
構成する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、それ自身はインク受容性に乏しいが、ある条件下
(例えば光照射、または光照射と加熱)で親インク化さ
れると共に、ある条件下で硬化する特性を有する樹脂組
成物を塗布し、必要に応じてプリベークを行って樹脂組
成物層3を形成する(図7(b))。樹脂組成物層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。
9上の樹脂層に予めパターン露光を行うことにより樹脂
層を一部親インク化させて(図7(c))、樹脂組成物
層3に親インク化された部分6と親インク化されていな
い部分5を形成する(図7(d))。また、インクジェ
ットヘッドが基板上を相対的に複数回走査しながらイン
クを吐出する際、インクジェットヘッドを固定して基板
を移動させることにより相対的走査を行う場合と、基板
を固定してインクジェットヘッドを移動させることによ
り相対的走査を行う場合のいずれも可能である。
(赤),G(緑),B(青)の各色インクを樹脂組成物
層3に吐出して一度に着色し(図7(e))、必要に応
じてインクの乾燥を行う。インクジェット方式として
は、熱エネルギーによる方式あるいは機械エネルギーに
よる方式が挙げられるが、いずれの方式も好適に用いる
ことができる。使用するインクとしては、インクジェッ
ト用として用いることができるものであれば特に限られ
るものではなく、インクの着色剤としては、各種染料あ
るいは顔料のなかから、R,G,Bの各画素に要求され
る透過スペクトルに適合したものが適宜選択される。ま
た、液状インク、ソリッドインク共に使用可能である。
なお、インクジェットヘッドから吐出されるインクは樹
脂組成物層3に付着される時点で滴状になっていてもよ
いが、インクジェットヘッドから滴状に分離せず、柱状
の形態で付着することが好ましい。
行って着色された樹脂組成物層3を硬化させ、必要に応
じて保護層8を形成する(図7(f))。この樹脂組成
物層3を硬化させるには先の親インク化処理における条
件とは異なる条件、例えば光照射における露光量を大き
くするか、加熱条件を厳しくするか、もしくは光照射と
加熱処理を併用する等の方法が採用できる。
る条件下でインク受容性を有し、且つ光照射または光照
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等
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。尚、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良い。
熱性、耐水性に優れており、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。
脂組成物層)を使用した例を示してあるが、基板にブラ
ックマトリックスが形成されている場合でも同様に作成
可能であるし、樹脂層を用いないで、ブラックマトリッ
クスまたは、電極の間に直接インクをインクジェット方
式で、射ち込んでも良い。
204cのノズルの位置としては、同一平面上に一定間
隔で複数個並んでいることが望ましいが、その並び方
は、図8に示すような一直線状でもよいし、図9に示す
ような千鳥状でもよい。ヘッドは、ノズルが副走査方向
に対して一定の間隔になるように、所定角度だけ傾けて
ヘッドマウント55にセットすれば良い。目的のカラー
フィルタの画素のパターンのピッチに合わせるように複
数のヘッド204a,204b,204cを微動ネジ21
8により同時に回転させることにより、ノズル205の
間隔の整数倍のピッチと、画素のピッチを合わせるよう
に、ヘッドマウント55を調整することができる。
204cのノズルが所望の着色したい画素上にくるよう
に、微動ネジ222a,222b,222cにより副走査
方向(ノズルの並んだ方向)に微動させて調整すること
により、多くのノズルを使用して着色することができる
ようになる。
あるノズルが不良(例えばインクの吐出量が少なくなる
とか、不吐出になるとか)になった場合、そのヘッドを
副走査方向(ノズルの並んだ方向)にノズルの間隔の整
数倍の距離をずらすことにより、ヘッドを交換しなくて
もさらに使用することが可能となる(図8(b))。
その樹脂層が異なる色で着色された複数の着色部と非着
色部を有するカラーフィルタが製造される。
を組み込んだ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側に形成されるが
(図10参照)、BM(ブラックマトリクス)オンアレ
イタイプの液晶パネルにおいては対向するTFT基板側
に形成される(図11参照)。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1
1,22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
12乃至図14を参照して説明する。
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。
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。
的概観図である。
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。
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13と同一機能
を有する部分には、対応する符号を付す。
の角度及び位置の調整機構を有する着色装置によりカラ
ーフィルタを着色した具体例について説明する。
ス基板上に、MMA(メチルメタクリレート)とN−N
AM(n−メチロールアクリルアミド)の等量混合した
共重合体を、エチルセロソルブに溶解させ粘度を調整し
たものに光開始剤を2%混合したものを用い、ロールコ
ーターで1μmの膜厚に塗布して、インク受容層のパタ
ーン形成を行った。その後、120℃で2分間乾燥させ
たところ、パターン寸法は80μmとなり、ブラックマ
トリクス上の隙間は約10μmとなっていた。
本のノズルが400dpi(63.5μm間隔)で一直
線状に並んだものを使用した。R、G、Bそれぞれ1本
づつ3本のヘッドをヘッドマウントに装着し、ヘッド取
付け角度θを約19.1°に調整した。次に、ノズル並
び方向に微調整を行い、ノズルが4本おきに240μm
ピッチで並ぶように、また、R、G、Bそれぞれのヘッ
ドの使用ノズルが80μmずつずれるように各ヘッドの
位置設定を行った。
ット製造装置を用いて、前記インク受容層を設けた透明
基板上にインクジェット方式によって、R、G、Bの3
色からなる所定のパターンを形成した。
ルタを光学顕微鏡によって観察したところ、色ムラ、白
ヌケ等のないカラーフィルタが得られた。しかも、1ノ
ズルずつ3色で着色した場合よりも、60倍以上も着色
時間が短縮された。また、インクジェット製造装置への
ヘッドの装着時間は、R、G、Bそれぞれのインクジェ
ットヘッドを独立にセットする場合よりも著しく短縮さ
れた。
ズ(1280×1024画素)のカラーフィルタを20
枚作成したところ、Rのヘッドの一部のインク吐出量が
少なくなってきた(28ng→25ng)。そこで、図
8(b)に示したように、そのRヘッドをノズル並び方
向に63.5μmずらしてさらに描画を続けたところ、
フィルタの濃度にわずかの差が見られたが、カラーフィ
ルタ特性としては問題のないものが得られた。ヘッドの
アライメント調整時間も3分以内で完了し、いちいちヘ
ッドを交換する場合と比べて著しく生産性が向上した。
タを用いて、図10に示す液晶パネルを作成し、駆動し
たところ、高精度なカラー表示が可能であった。また、
ノズルを変えた時のつぎ目等は肉眼では確認できないレ
ベルの液晶パネルが作成できた。
インク受容層を用い、110μmのパターンが繰り返さ
れているパターン形成を行った。この時撥インク性の隙
間は15μmとなっていた。
いて、ヘッド取付け角度を約30°に変更することによ
り、ノズル6本おきに使用し、42本のラインを同時に
着色することができた。これを繰り返すことにより、2
1インチのカラーフィルタを90秒で着色することが可
能となった。また、15インチ用のヘッド位置と21イ
ンチ用のヘッド位置に変更するのに約5分の時間ロスで
調整することが可能となった。
の密度で2600本のノズルを有するヘッドを用いて同
様な仕組みのヘッドマウントに装置して15インチのカ
ラーフィルタを着色した。このとき、ヘッド取付け角度
を約31.7°に設定し、各色640ノズルを使用し
て、着色したところ、15インチ用カラーフィルタが基
板を2回スキャンするのみ(アライメントを含めて20
秒)で製造することが可能となった。
状に配列されたヘッド(600dpi)を用いても同様
にヘッドの角度を調整することにより、第1の実施例と
同様にインクジェット方式によりカラーフィルタを製造
することができる。
7.6°に設定して4本おきにノズルを使用することに
より、10インチの高性能カラーフィルタを作成するこ
とができた。
囲で、上記実施形態を修正または変形したものに適用可
能である。
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、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。
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。
数のヘッドを同時に回転させて角度を調整し、ノズル並
び方向に各ヘッド個別に微調して移動させることより、
多品種のカラーフィルタを同じカラーフィルタ製造装置
で高速に製造することが可能になった。
なってもヘッド交換をしないで、ノズル並び方向に移動
させるだけで着色の継続ができるため、生産性が著しく
向上する。
や精度に微細パターン化されたフォトリソグラフィーの
解像度、精度が加味され、高解像度のカラーフィルタパ
ターンを得ることができる。
本発明のカラーフィルタを用いた場合でも、デバイスの
機能、形成工程に影響を及ぼすこともなく、諸特性に優
れたカラーデバイスを生産性良く形成することができ
る。
を示す概略図である。
御部の構成を示す図である。
る。
ジェットヘッドの構造を示す図である。
量を制御する方法を説明するための図である。
た場合の対処方法を示す図である。
示した図である。
ラー液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
ラー液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
した図である。
した図である。
した図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 走査方向と略直交する方向に複数のイン
ク吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上を
相対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色す
ることによりカラーフィルタを製造する方法であって、 前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間
隔をa、前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッ
チ間隔をbとしたときに、b=na・cosθ(nは正
の整数)の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェッ
トヘッドを前記走査方向と直交する方向に対して傾けて
走査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2】 複数のインクジェットヘッドを用い、該
複数のインクジェットヘッドを一括して前記角度θだけ
傾けて走査することにより前記基板を着色することを特
徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項3】 前記複数のインクジェットヘッドを前記
吐出ノズルの並び方向に個別に微動させて、前記吐出ノ
ズルの位置と前記画素の位置を位置合わせすることを特
徴とする請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項4】 前記正の整数nを2以上に設定し、使用
中の吐出ノズルの少なくとも1つに不具合が生じたとき
に、前記インクジェットヘッドを、前記吐出ノズルの並
び方向に前記吐出ノズルのピッチ間隔aの整数倍だけず
らすことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ
の製造方法。 - 【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、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備えてい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方法。 - 【請求項6】 走査方向と略直交する方向に複数のイン
ク吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上を
相対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色す
ることによりカラーフィルタを製造する装置であって、 前記インクジェットヘッドを支持する支持体と、 該支持体に設けられ、前記インクジェットヘッドの前記
走査方向に直交する方向に対する角度を調整するための
角度調整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7】 前記支持体は、複数のインクジェットヘ
ッドを支持可能であり、前記角度調整手段は、前記複数
のインクジェットヘッドの角度を一括して調整可能であ
ることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタの
製造装置。 - 【請求項8】 前記支持体に設けられ、前記インクジェ
ットヘッドを前記インク吐出ノズルの並び方向に位置調
整するための位置調整手段を更に具備することを特徴と
する請求項6に記載のカラーフィルタの製造装置。 - 【請求項9】 前記支持体は、複数のインクジェットヘ
ッドを支持可能であり、前記位置調整手段は、前記複数
のインクジェットヘッドの位置を個別に調整可能である
ことを特徴とする請求項8に記載のカラーフィルタの製
造装置。 - 【請求項10】 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
ー発生体を備えていることを特徴とする請求項6に記載
のカラーフィルタの製造装置。 - 【請求項11】 走査方向と略直交する方向に複数のイ
ンク吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上
を相対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色
することにより製造されるカラーフィルタであって、 前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間
隔をa、前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッ
チ間隔をbとしたときに、b=na・cosθ(nは正
の整数)の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェッ
トヘッドを前記走査方向と直交する方向に対して傾けて
走査し、着色されたことを特徴とするカラーフィルタ。 - 【請求項12】 走査方向と略直交する方向に複数のイ
ンク吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上
を相対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色
することにより製造されるカラーフィルタを備える表示
装置であって、 前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間
隔をa、前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッ
チ間隔をbとしたときに、b=na・cosθ(nは正
の整数)の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェッ
トヘッドを前記走査方向と直交する方向に対して傾けて
走査し、着色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に備えることを
特徴とする表示装置。 - 【請求項13】 走査方向と略直交する方向に複数のイ
ンク吐出ノズルを有するインクジェットヘッドが基板上
を相対的に走査しながらインクを吐出し、各画素を着色
することにより製造されるカラーフィルタを有する、表
示装置を備えた装置であって、 前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルのピッチ間
隔をa、前記画素の前記走査方向と直交する方向のピッ
チ間隔をbとしたときに、b=na・cosθ(nは正
の整数)の関係を満たす角度θだけ、前記インクジェッ
トヘッドを前記走査方向と直交する方向に対して傾けて
走査し、着色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に備える表示装置と、 該表示装置に画像信号を供給する画像信号供給手段とを
具備することを特徴とする、表示装置を備えた装置。
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JPH09300664A true JPH09300664A (ja) | 1997-11-25 |
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