JPH0949921A - カラーフィルタ製造装置および方法ならびにカラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ製造装置および方法ならびにカラーフィルタ

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JPH0949921A
JPH0949921A JP21827195A JP21827195A JPH0949921A JP H0949921 A JPH0949921 A JP H0949921A JP 21827195 A JP21827195 A JP 21827195A JP 21827195 A JP21827195 A JP 21827195A JP H0949921 A JPH0949921 A JP H0949921A
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JP
Japan
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color filter
drawing head
substrate
head
heads
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JP21827195A
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Inventor
Riichi Sakai
利一 酒井
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像性等の特性が良好なカラーフィルタを安
価に信頼性よく製造する。 【解決手段】 R,G,B3色のインクジェットをそれ
ぞれ生じさせる少なくとも1組の描画ヘッドと、前記イ
ンクジェットによる描画によってカラーフィルタが形成
される基板を搭載して移動する移動手段と、前記基板と
描画ヘッドを位置合せする位置合せ手段とを具備するカ
ラーフィルタ製造装置において、前記描画ヘッドを冷却
する手段61,62を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーテレビ、パーソ
ナルコンピュータ等に使用されるカラー液晶ディスプレ
イのカラーフィルタを製造する技術に関し、特にインク
ジェット記録技術を利用したものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カラーフィルタの製造方法として
は、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等がある。
【0003】染色法とは、ガラス基板上に染色用の材料
である水溶性の高分子材料の層を形成し、これをフォト
リソグラフィにより所望のパターンに成形し、そしてこ
のガラス基板を染色漕に浸漬して着色されたパターンを
得る工程をR,G,B3色につき3回繰り返すことによ
りカラーフィルタを形成するものである。
【0004】顔料分散法とは、ガラス基板上に顔料を分
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工程をR,G,B3色
につき3回繰り返すことによりカラーフィルタを形成す
るものである。
【0005】電着法とは、ガラス基板上に透明電極パタ
ーンを形成し、このガラス基板を顔料、樹脂、電解液等
の入った電着塗装液に浸漬して単色を電着させる工程を
R,G,B3色につき3回繰り返し、そして焼成するこ
とによりカラーフィルタを形成するものである。
【0006】そして印刷法とは、熱硬化型の樹脂に顔料
を分散させたものを用いた印刷を3回繰り返すことによ
りR,G,B各色を塗り分け、その後、樹脂を熱硬化さ
せるものである。
【0007】この4種の方法に共通しているのは、R,
G,B3色を着色するために同一工程を3回繰り返す必
要があり、工程数が多いために、歩留が低下し、コスト
が高くなる、等の欠点を有するということである。
【0008】さらに、電着法は、形成可能なパターンの
形状が限定されるため、TFTへの適用が困難である。
また印刷法は、解像性が悪く、パターン微細化への対応
が困難である等の欠点を有する。
【0009】そこで、これらの欠点を補うべく、ガラス
基板上にインクジェットを吐出させてフィルタのパター
ンを形成する技術が提案されている(特開昭59−75
205、特開昭63−235901、特開平1−217
320等)。
【0010】しかしながら、このインクジェットを用い
る技術においては、生産を行なっていくための機能が不
十分である。すなわち、インクの着弾位置を予め測定し
ておき、製造装置にガラス基板を装着する際にはガラス
基板を描画ヘッドに対して(あるいは、描画ヘッドをガ
ラス基板に対して)6自由度方向のアライメントを行な
い、その後、描画ヘッドとガラス基板間の隙間を一定に
保ちながら描画する、といったような機能がないため、
高精度な描画を行なうことができない。また、生産性に
ついても考慮が払われていない。
【0011】そこで、本発明者等は、先にR,G,B3
色のインクジェットをそれぞれ生じさせる少なくとも1
組の描画ヘッドと、インクジェットによる描画によって
カラーフィルタが形成される基板を搭載して移動する移
動手段と、基板と描画ヘッド間の相対変位を検出する変
位検出手段と、描画ヘッドから吐出されたインクジェッ
トの基板上における着弾位置を検出する手段とを用い、
着弾位置の検出結果および相対変位検出結果に基づいて
基板および描画ヘッド間の位置合わせを行なうカラーフ
ィルタ製造装置および方法を案出し、特願平7−118
940号(以下、先願という)として出願した。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
願の装置および方法も、カラーフィルタを安定に生産し
ていくには装置の性能等の点で未だ不十分であった。例
えば、3色のインクジェットによりパターンを形成中に
インクジェットの着弾位置が徐々にずれてくる場合があ
るという問題があった。
【0013】本発明の目的は、かかる問題点を改善する
とともに、従来法の有する解像性等の特性を満足し、か
つインクジェット方式の特性を生かした、安価で信頼性
の高いカラーフィルタ製造装置および方法ならびにカラ
ーフィルタを提供することにある。より具体的には、3
色のインクジェットの着弾位置をより安定に維持するこ
とにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、R,G,B3色のインクジェットをそ
れぞれ生じさせる少なくとも1組の描画ヘッドと、前記
インクジェットによる描画によってカラーフィルタが形
成される基板を搭載して移動する移動手段と、前記基板
と描画ヘッドを位置合せする位置合せ手段とを具備する
カラーフィルタ製造装置において、前記描画ヘッドを冷
却する手段を設けたことを特徴とする。
【0015】本発明の好ましい実施例において、前記描
画ヘッドを冷却する手段は、前記描画ヘッドに取り付け
られて熱媒体を通過させる管と、該熱媒体を冷却する手
段とからなる。あるいは、前記描画ヘッドの温度を検出
する手段と、前記描画ヘッドに取り付けられて熱媒体を
通過させる管と、該熱媒体の温度および流量の少なくと
も一方を前記検出温度に応じて制御する温度調節手段と
からなる。また、前記基板と描画ヘッドを位置合せする
位置合せ手段は、前記基板と描画ヘッド間の相対変位を
検出する変位検出手段と前記描画ヘッドから吐出された
インクジェットの前記基板上における着弾位置を検出す
る手段とを備え、前記着弾位置の検出結果および相対変
位の検出結果に基づいて前記基板および描画ヘッド間の
位置合せを行なう。さらに、前記描画ヘッドはR,G,
B3色のインクジェットをそれぞれ別個独立して生じさ
せるものであり、前記移動手段は前記描画ヘッドと所定
距離を有する平面内を移動するものであり、前記相対変
位検出および位置合せは6自由度方向のものである。
【0016】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、このようなカラーフィルタ製造装置を用い、前記基
板を移動させながら前記描画ヘッドによって前記基板上
に描画を行なうことによりカラーフィルタを形成する
際、前記描画ヘッドを一定の温度にすべく冷却すること
を特徴とする。
【0017】
【作用】インクジェットを生じさせる手法として、例え
ば米国特許第4723129号および第4740796
号に開示されているような、インクを核沸騰させて気泡
を形成しインクを吐出させるいわゆるバブルジェット方
式を採用した場合、インクを核沸騰させるためのヒータ
の熱により描画ヘッド自体が熱膨張し、インクジェット
の吐出間隔やガラス基板と描画ヘッドの隙間が変化し着
弾位置が変化するため、希望する吐出パターンを形成す
ることができないという問題が生じた。
【0018】本発明によれば、各描画ヘッドを冷却して
温度を一定に保つようにしたため、着弾位置およびイン
ク吐出量を安定に維持することができ、解像性等の特性
が良好なカラーフィルタを安価に信頼性よく製造するこ
とができる。
【0019】描画ヘッドを冷却するためには、例えば描
画ヘッドの裏面または表面に冷却管を取り付け、その冷
却管に温度調節または流量調節された冷媒を流す。これ
により、描画ヘッドの発熱を抑えることができる。
【0020】
【実施例1】図1〜図4は本発明の第1の実施例に係る
カラーフィルタ製造装置を示す。図1は装置外観図(斜
視図)、図2はステージ周辺の詳細図、図3は描画ヘッ
ドおよび光学系の配置図、図4はインクの吐出のイメー
ジを示す図である。
【0021】これらの図において、1は装置搭載用の定
盤、2は定盤1を支持し、外部振動を遮断するための除
振台、3は定盤1上に設けられ、大ストローク移動を行
なうXYステージ、4はXYステージ3上に搭載された
θ,Z−チルトアライメント合わせ用のZ−チルトステ
ージ、5はθ,Z−チルトステージ4に搭載されたガラ
ス基板、6a〜6cはそれぞれインクジェット複数個を
一列に吐出する描画ヘッド、6はR,G,B描画ヘッド
6a〜6cを相互に位置合わせし固定してなる描画ヘッ
ドユニット、7は基板5のX,Y,θ方向のアライメン
ト検出用光学系、8(8a〜8c)はZ検出用光学系、
9は描画ヘッド6a〜6cが吐出するインクの着弾位置
検出用の光学系である。
【0022】図5は上記描画ヘッドユニット6の上面
図、図6および図7は、そのA−AおよびB−B断面図
である。R,G,Bの各描画ヘッド6a〜6cはアーム
51a〜51cに固定され、アーム51a〜51cはそ
れぞれ調整板52a〜52cに固定され、調整板52a
〜52cは固定ブロック53a,53cを介して相互に
固定されている。54aは描画ヘッド6bを基準とし
て、描画ヘッド6a〜6cの描画方向(X方向)と直交
する方向(Y方向)の位置合わせを行なうためのマイク
ロメータ、55a,55cは描画ヘッド6bを基準とし
て、描画面(X−Y面)と平行な平面内の回転方向の位
置合わせを行なうためのマイクロメータ、56a,56
cは前記Y方向の位置合わせを行なった後描画ヘッド6
bに対する描画ヘッド6a,6cの位置を固定するため
のロックネジ、57a,57cは前記回転方向の位置合
わせを行なった後描画ヘッド6bに対する描画ヘッド6
a,6cの回転方向の相対位置を固定するためのロック
ネジである。
【0023】上述の構成からなる描画ヘッドユニット6
は、図1〜図4に示すカラーフィルタ製造装置のヘッド
ステージ10に、固定ブロック53a,53cや調整板
52bをネジ止めされ、吊り下げ固定される。ヘッドス
テージ10は4本の柱11により定盤1上にリジッドに
取り付けられている。
【0024】図1〜図4に示すカラーフィルタ製造装置
において、装置の組立調整時等にはダミー基板(不図
示)を搭載し、アライメント検出系7で基板のX,Y,
θ方向のアライメントを行ない、描画ヘッド6a〜6c
で評価用のパターンを描画する。さらに、XYステージ
3を移動し、着弾位置検出系9により着弾位置を測定す
る。このことによりアライメント検出系7の座標と描画
ヘッド6a〜6cの着弾位置の座標を正確に測定するこ
とができる。なお、この座標値は、別の基板を搭載して
も変化しないので、装置組立時、描画ヘッド交換時等の
システムパラメータが変化した時に行なえば良い。着弾
位置は、他の装置で測定しておき、この測定値がカラー
フィルタ製造装置に再現されるようにしても良い。
【0025】カラーフィルタの製造時には、描画用のガ
ラス基板5をθ,Z−チルトステージ4に搭載すると、
アライメント検出系7によりガラス基板5と描画ヘッド
6a〜6cとのX,Y,θ3方向のズレ量を検出する。
この検出結果に基づき、θ成分のズレはθ,Z−チルト
ステージ4により補正し、X方向のズレはXYステージ
3のX位置を合わせることにより補正する。また、Y方
向のズレ(印字走査方向)はXYステージ3のY位置合
わせ、あるいは描画ヘッド6a〜6cからの吐出タイミ
ング制御により行なう。さらに、図4に示すように、ガ
ラス基板5および描画ヘッド6a〜6c間の隙間が変動
すると着弾位置が変動する。したがって、Z検出系8a
〜8cによりそれらの間の隙間および傾きを求め、隙間
が一定となるよう制御しながら描画ヘッド6a〜6cで
描画する。精度によってはガラス基板搭載時に測定、補
正して描画中は固定でも良い。
【0026】ところで、上記のアライメント検出系7お
よびZ検出系8a〜8cによる検出は、通常、ガラス基
板1枚ごと、または1印字走査ごとに行ない、印字中は
行なわない。この場合、描画ヘッド6a〜6c内のヒー
タの熱により、ヘッド自体が熱膨張し、各描画ヘッドの
インクジェットのピッチやガラス基板と描画ヘッドの隙
間が変化し着弾位置が変化するため、インクの着弾(付
着)位置がずれて希望する吐出パターンを形成すること
ができないという問題があった。
【0027】そこで、本実施例のカラーフィルタ製造装
置においては、各描画ヘッド6a〜6cの裏面(アルミ
面)に水冷管61,62を取り付け、その水冷管61,
62を不図示の温調装置に接続して冷却水を循環させて
いる。これにより、描画ヘッドの発熱を抑え、その結
果、描画ヘッドの熱膨張を防止し、インクの着弾位置の
ずれを防止することができる。冷却水は水温のみ制御す
るのが最も簡便であるが、描画ヘッドに温度センサを取
り付け、検出温度に応じて冷却水の流量および水温の一
方または双方を制御するのがより好ましい。
【0028】図5〜図7において、71,72は描画ヘ
ッドアーム51a〜51cを温度調節するための配管で
あり、この配管71,72を用いて、アーム51a〜5
1cを温度調節することにより、アーム51a〜51c
の特に垂直方向の寸法変化を防ぎ、ガラス基板と描画ヘ
ッドの隙間の変化による着弾位置の変化を防止してい
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、描
画ヘッドを冷却するようにしたため、描画ヘッドやヘッ
ド取付部材の熱膨張を抑えることができ、インクの着弾
位置を安定に維持することができ、解像性等の特性が良
好なカラーフィルタを安価に信頼性よく製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例に係る装置外観図(斜
視図)である。
【図2】 図1の装置のステージ詳細図である。
【図3】 図1の装置のヘッド、光学系の配置図であ
る。
【図4】 図1の装置のインクの吐出イメージである。
【図5】 図1の装置の描画ヘッドユニットの正面図で
ある。
【図6】 図5のA−A断面図である。
【図7】 図5のB−B断面図である。
【符号の説明】
1:定盤、2:除振台、3:XYステージ、4:θ、Z
−チルトステージ、5:ガラス基板、6:描画ヘッドユ
ニット、6a〜6c:R,G,B描画ヘッド、7:アラ
イメント検出(X,Y,θ検出)系、8a〜8c:Z検
出系、9:着弾位置計測系、10:ヘッドステージ、1
1:柱、51a〜51c:アーム、52a〜52c:調
整板、53a,53c:固定ブロック、54a,54
c,55a,55c:マイクロメータ、56a,56
c,57a,57c:ロックネジ、61,62:冷却
管、71,72:温度調節用配管。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R,G,B3色のインクジェットをそれ
    ぞれ生じさせる少なくとも1組の描画ヘッドと、 前記インクジェットによる描画によってカラーフィルタ
    が形成される基板を搭載して移動する移動手段と、 前記基板と描画ヘッドを位置合せする位置合わせ手段と
    を具備するカラーフィルタ製造装置において、 前記描画ヘッドを冷却する手段を設けたことを特徴とす
    るカラーフィルタの製造装置。
  2. 【請求項2】 前記描画ヘッドを冷却する手段は、前記
    描画ヘッドに取り付けられて熱媒体を通過させる管と、
    該熱媒体を冷却する手段とを含むことを特徴とする請求
    項1記載のカラーフィルタ製造装置。
  3. 【請求項3】 前記描画ヘッドを冷却する手段は、前記
    描画ヘッドの温度を検出する手段と、前記描画ヘッドに
    取り付けられて熱媒体を通過させる管と、該熱媒体の温
    度および流量の少なくとも一方を前記検出温度に応じて
    制御する温度調節手段とを含むことを特徴とする請求項
    1記載のカラーフィルタ製造装置。
  4. 【請求項4】 前記位置合わせ手段は、前記基板と描画
    ヘッド間の相対変位を検出する変位検出手段と前記描画
    ヘッドから吐出されたインクジェットの前記基板上にお
    ける着弾位置を検出する手段とを備え、前記着弾位置の
    検出結果および相対変位の検出結果に基づいて前記基板
    および描画ヘッド間の位置合わせを行なうことを特徴と
    する請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタ製
    造装置。
  5. 【請求項5】 前記基板と描画ヘッドの相対変位検出お
    よび位置合わせは6自由度方向のものであることを特徴
    とする請求項4に記載のカラーフィルタ製造装置。
  6. 【請求項6】 R,G,B3色のインクジェットをそれ
    ぞれ生じさせる少なくとも1組の描画ヘッドと、前記イ
    ンクジェットによる描画によってカラーフィルタが形成
    される基板を搭載して移動する移動手段と、前記基板と
    描画ヘッド間の位置合わせを行なう位置合わせ手段とを
    具備するカラーフィルタ製造装置を用い、前記基板を移
    動させながら前記描画ヘッドによって前記基板上に描画
    を行なうことによりカラーフィルタを形成する際、前記
    描画ヘッドを一定の温度に冷却することを特徴とするカ
    ラーフィルタの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記請求項1〜5のいずれかに記載の装
    置を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィル
    タ。
  8. 【請求項8】 前記請求項6に記載の方法により製造さ
    れたことを特徴とするカラーフィルタ。
JP21827195A 1995-08-04 1995-08-04 カラーフィルタ製造装置および方法ならびにカラーフィルタ Pending JPH0949921A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015110336A (ja) * 2015-01-14 2015-06-18 セイコーエプソン株式会社 描画装置、及び描画方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015110336A (ja) * 2015-01-14 2015-06-18 セイコーエプソン株式会社 描画装置、及び描画方法

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