JPH09511585A

JPH09511585A - カラーフィルタの製造および修復のための装置およびプロセス

Info

Publication number: JPH09511585A
Application number: JP7520425A
Authority: JP
Inventors: デュナン，アラン
Original assignee: トゾットサイエンスアンドアプリケーションズ
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1997-11-18
Also published as: DE69502273T2; WO1995021400A1; FR2716010B1; US5847720A; FR2716010A1; DE69502273D1; TW268100B; EP0742914A1; KR970700875A; EP0742914B1

Abstract

(57)【要約】この発明は、カラーブロックのレギュラーネットワークが蒸着された基板からカラーフィルタを製造および修復するための装置であって、基板を支持する安定したテーブル（２３）と、インク回路により供給される１以上のノズルを有する高分解能の連続インクジェットを用いた印刷ヘッド（２５）と、その印刷ヘッド（２５）に対して基板（２４）を相対移動させる機械的なモータ駆動の移動装置（２８）と、レーザ干渉計あるいは光学的エンコーダによりテーブル（２３）の位置を計測する計測装置と、顕微鏡を有するインク液滴の位置決めシステム（３４）と、装置全体の検査と制御を行うシステムとを具備することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】カラーフィルタの製造および修復のための装置およびプロセスこの発明は、電子カメラのような電子式のカラー画像取得装置、あるいは、画面上への直接表示装置において使用されるカラーフィルタの製造および修復のための装置およびプロセスに関するものである。カラーフィルタは、カラー画面またはディスプレイの特徴的な構成要素である。それは、画面の前面を構成し、かつ、レギュラーネットワークまたは光学的フィルタ効果による色の生成に寄与するカラーブロックシステムが配列されたガラス基板よりなる透明パネルである。カラー映像を操作するための電子装置は、現在では、特に、表示技術の急速な進展によって重大な発達を遂げている。例えば、ブラウン管の技術は、選択的に励起された画素が伝送された映像を忠実に再生するような方法で高速度で偏向させられる電子ビームによる画面の適当な走査によって映像の回復が行われる光放射プロセスに基づいて、きわめて広範にテレビ受像器およびオフィスコンピュータ画面に使用されているが、ポータブルな装置や小さい装置には、どちらかというと適していない。例えば、単一の電子ビームが大きな振幅にわたって偏向させられる場合には、画面の対角によって、ポータブルコンピュータ、大画面（larg e format）テレビ受像器、計装あるいは自動車の計器パネルとは相容れないようなブラウン管の全体寸法が強いられることになる。この問題を解決するために、液晶ディスプレイの技術が、より一層コンパクトなカラー画面を得ることを可能にしている。図１は、液晶技術に基づくアクティブマトリクスカラー画面の実施形態の分解斜視図であり、図２はその縦断面図である。この画面１は、前バネルＰ₁と、後パネルＰ₂とからなり、液晶技術に従って、数分の１ミクロンから数ミクロン（０．６から１０μｍ）で分離され、高温で密封されている。前パネルＰ₁は、通常、ガラス板あるいはガラス基板２から製造されており、その観者に面する画面の前面に対応する第１面７が、非等方性の特性を有する材料により構成された光学的偏光層６によって覆われている。前記第１面７の反対側のガラス基板２の第２面８上には、例えば、赤、緑、青よりなり、一緒にカラーフィルタを形成する、例えば３色のブロック９あるいは副次的画素を構成する透明なカラー材料の薄い層が配置されている。これらのブロックは、カラーフィルタを得るために、テレビではモザイク状に、あるいは、オフィスコンピュータでは直線形態であって、その伝送スペクトルが正確な特性に一致する特殊な幾何配列によって構成されている。画像表示システムでは、ブロックは、通常、金属酸化物の蒸着（deposition）により得られ、かつ、画面のコントラストを増大させることおよび制御トランジスタのような透明でない画面の機能的部材あるいはブロック間の色の干渉を遮蔽することの両方を目的として、黒色マトリクス１０によって分離されている。前パネルＰ₁と後パネルＰ₂との間の空間は、液晶で満たされている。このように形成される液晶層４の一定の厚さ寸法を保証するために、カラーブロック９は、障壁としてかつ液晶に関する保護をも目的として設けられる透明な平滑化層（ planarization layer）１１で覆われている。各ブロックの表示は、液晶をその方向に関して整列させ、かつ、液晶層４に面する画面の後パネルＰ₂のガラス板３の面１３上に配置されるブロックの透明な制御電極１２と、前記平滑化層１１上の前記液晶層４に対面する完全に透明な対極１４との間に電圧を供給することにより生成される電場によって得られる。これは、後者が完全に平面でなければならず、適当な誘電特性をも有していなければならないことの理由である。液晶層４は、その２つの面の各々において、予め処理された、きわめて薄い、それに接触する液晶分子を直接方向付けるための整列層１５と接触している。整列層１５と、後画面パネルを製造するためのガラス板３との間には、ブロックの表示のための透明な制御電極１２と、不透明のＴＦＴ制御トランジスタ１６と、不透明の縦横列電極１７とが配置されている。前記トランジスタおよび横列電極は、透明ではないので、これらを隠すために黒色マトリクス１０の背後に配置されている。画面の前面に対応するバネルＰ₁の面７が偏光層６によって覆われているのと同様に、画面の後面に対応する後バネルＰ₂の面１９は、偏光子あるいは偏光層１８によって覆われている。例えば、画面の後表面に配置され、白色を有する一様な時不変光または照明は、後パネルＰ₂の外面１９上に配置された偏光フィルタ１８によって、偏光された光を液晶４に向けて照射する。画面の各カラーブロックと同位に配置され、かつ、その動作が液晶の複屈折の光学的特性を利用する電極１２のための電圧スイッチとして供給され、トランジスタアレイ１６の制御状態にしたがって、光は観者の目に届いたり届かなかったりする。このように観者は、制御トランジスタ１６が制御電極１２に面する液晶の厚さの透過に基づいて機能するときに、赤色ブロック２２の位置における画面の前の外面５上に赤色光２１を見ることになる。そのような液晶画面は、その位置に配置されているフィルタの色に従って、ブロックと同位の赤色、緑色あるいは青色の光を光学的に透過するように機能する。カラーフィルタを製造するための現状の手順の中には、光学的マスクの製造、樹脂層の蒸着、感光性樹脂の露光、化学的エッチング処理およびそれに続く洗浄作業、そして、時には、光化学的あるいは熱的作用による樹脂の架橋工程を含む写真石版術がある。実際のカラーフィルタのために、ガラス上に均一に蒸着されかつ感光性樹脂により覆われたゼラチンを使用することができる。ゼラチンは、同色のブロックのみを残すように、その後電圧をかけられ、かつ化学的に溶解させられ、その後、感光性樹脂マスクを取り去る前に、着色剤が散布されて定着される。この操作は各色に対して繰り返される。この手順の欠点は、非常に多くの工程からなるものであること、カラーフィルタの表面に跡が残されること、および着色料の散布が不安定なことである。予め色づけされた、ポリイミドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のような樹脂あるいは、写真映像化可能な（photoimageable）カラー樹脂を用いることも可能であるが、全ての場合において、異なる工程を履行することはきわめて困難である。電着は、各色に面する電極に、独立した形態で極性を与えることを可能とするという直線的なやり方で、電極および画面のカラーフィルタの構成体を利用するもう一つの方法である。各色を沈着するために、直線的に構成された電極を有する基板は、ポリマーと着色料の混合物を入れた電解槽内に浸漬され、電解槽の色に面する電極にエネルギを付与することにより、電極におけるｐＨを減少させて、局部的なポリマーの沈降を生成し、同時に、電極上に着色料を定着させる。追加の焼成によりカラーフィルタは、決定的に定着する。この方法は、大きなフィルタを製造することを可能とするけれども、それには長い時間、すなわち、多数の工程について、１工程あたり約２０分の時間を要し、正確に再現することが困難である。また、ブロックの形態もよく似たものに限定される。第３の形式の方法は、エッチングされたローラにより印刷するオフセット印刷あるいはグラビア印刷およびフレキソ印刷のようなローラ接触による印刷に関するものである。これらは、さらに詳細には、モザイク状でない直線的なパターンを用いており、その得られる分解能はあまり高くない。この欠点は、ローラの軸に沿って配置されるインクの一様性および各線に配置される厚さの一様性を得るために遭遇する困難性に起因している。これら従来技術の方法は、特に、点状（ピンホール）特性の、あるいは、画面の大きさの不均等性と結びついた、さらに詳細には、各色が他の色の蒸着プロセスの影響を受けるという事実により生ずる多くの欠点が生成されることおよびフィルターの製造に多くの工程が必要なこと等の多くの不都合を有している。他の不都合は、蒸着工程における画面の生成をチェックすること、および、欠点および欠陥を修復することが不可能であることである。このため、画面のフィルタを構成している各カラーブロックは、欠陥を有しないものでなければならず、したがって、そのようなフィルタの現在の生産効率は、１０〜５０％であり、かつ、画面サイズが増大するとさらに低くなるものである。このことは、すなわち、使用材料は、きわめて高価であり、蒸着プロセスによって浪費されるため、きわめて高い生産コストという他の不都合に通じるものである。最後に、きわめて重要な不都合は、現存するいずれの手続も、基本的な制限や高い投資コストなしに、１ｍ近い大きさの、大きなカラーフィルタを製造することば不可能であるということである。したがって、この発明の目的は、カラーフイルタの製造および修復装置において、高分解能の連続的なインクジェット印刷方法を使用して、上述した不都合を未然に防止することである。この目的を達成するために、この発明の第１の対象は、光学的フィルタ効果によって色の調整に寄与するカラーブロックのレギュラーネットワークが蒸着された基板からカラーフィルタを生産および修復する装置であって、前記基板が配置される機械的に高度に安定したテーブルと、一以上のインク射出ノズルを有する複数の印刷モジュールを具備する連続的なインクジェット印刷ヘッドと、該印刷ヘッドのためのインク供給回路と、基板を前記印刷ヘッドに対して非常に高精度に相対移動させるための機械的なモータ駆動の装置と、相互に直交しかつ前記印刷ヘッドにより噴射される飛沫の方向Ｚに実質的に直交する２方向Ｘ，Ｙについての前記テーブルの位置を、レーザ干渉計あるいは光学的エンコーダによって計測する計測装置と、前記印刷ヘッドに対する２方向Ｘ，Ｙの位置が固定され、基板上の光学的マークに対する印刷ヘッドからの液滴のインパクト（衝突位置：impact）を位置決めするための顕微鏡を有する位置決めシステムと、装置全体をチェックしかつ制御するためのシステムとを具備することを特徴としている。「高精度移動装置」の語句は、約１μｍ以下の直線、ピッチ、ロール位置決め公差を有する移動装置を意味するものと解される。高分解能連続インクジェットによる印刷は、参照される１９８９年１０月１８日の仏国特許出願第８８１４０７３号、１９９１年７月５日の第９１０８４８２号、米国特許第ＵＳ−Ａ−５０４９８９９号に開示されている高分解能の偏向形連続インクジェット方法および参照される米国特許第ＵＳ−Ａ−４６２０１９６号およびＵＳ−Ａ−４９０１０８８号に開示された高分解能のバイナリ形連続インクジェット方法を含んでいる。この発明の他の対象は、この発明の第１の対象に係る製造装置を使用したカラーフィルタの製造プロセスであって、チェックシステムにより、そして、印刷ヘッドの各印刷モジュールに配置された電子カードによって、ブロックに関する位置、形状、色の情報を格納する工程と、光学的位置決めマークを有するフィルタの基板を印刷ヘッドの下方のテーブル上に配置する工程と、前記基板上の印刷ヘッドにより、幾何学的なテストパターンを印刷する工程と、顕微鏡を有する位置決めシステムを用いて一方では位置決めマーク、他方ではテストパターンの相対的な位置を読み取る工程と、前記位置決めマークとテストパターンとの間の位置の相違をチェックシステムによって解析し、基板上への液滴のインパクトを制御しかつ位置決めする工程と、基板と印刷ヘッドとの間の相対変位アルゴリズムに従って、基板上に、各ブロックのオンザフライ印刷を行う工程とを具備することを特徴としている。この発明の第３の対象は、この発明に係る装置を用いたカラーフィルタの修復のためのプロセスである。この発明は、非制限的な実施形態に関して、既に記載された図１および図２は別として、以下の添付図面を参照して、さらに詳細に説明されている。図３は、この発明に係る製造装置の概略的な斜視図である。図４は、同装置の概略的な側面図である。図５ａから５ｄは、この発明に係るカラーフィルタ製造プロセスの各工程を示している。図６ａから６ｃは、この発明のカラーフィルタ製造プロセスに従うブロックの印刷方向の特定の例を示している。この発明の装置およびプロセスを用いたインクジェット方法により製造されあるいは修復されるカラーフィルタは、以下の技術的制約を満足しなければならない。カラー材料は、適合した光学的伝送特性を有しなければならず、ブロックは均一な大きさと厚さとを有していなければならず、ブロックは、画面の密封が約１５０〜２００℃において実施されるので、湿度、光、熱に関してかなりの安定性を有していなければならず、フィルタは、画面の製造に関連した継続的な操作によって損傷を受けないように非常に高い機械的強度を有していなければならず、それらは、埃のかけら、ピンホールおよびかき傷が無いものでなければならず、観者に面する側の外面は、できる限り平坦かつ滑らかでなければならない。実際の高分解能の連続インクジェット印刷方法に関しては、たとえそれが偏向形またはバイナリ形のどちらであっても、それは３つの主な制約を満足していなければならない。第１に、カラーフィルタのブロックは側部の長さが８０〜３００μｍであるので、インクジェット蒸着により得られる線はきわめて細くなければならない。高分解能インクジェット方法により得ることのできるインパクトの大きさは、約２０〜４０μｍであり、これは完全に適合性がある。加えて、カラー画面は、高い印刷速度を必要とする大きな容積に製造されなければならない。しかし、連続インクジェット方法による液滴形成周波数は高いので、この要求はすでに満たされている。さらに、各ノズルは、マルチジェット印刷ヘッド製造制限と互換性のある、約１００〜４００μｍの幅を印刷し、単独で、毎日数千ものスクリーンを製造することができる。最後に、カラーフィルタの製造およびアプリケーションは、良好な色の量のインクの調製につながり、該スクリーンの密封の間における高温に耐えることができ、かつ、他の材料（ＩＴＯ，液晶）との接触のみならず、それらの蒸着プロセスとの互換性がある。このように、高分解能、偏向、連続ジェットプリンタでは、インクは、高分解能動作と互換性のある種々の形式のインクジェットプリンタの架橋可能な樹脂および溶剤とからなる着色料内において温度耐性のあるカラー顔料の一定の比率によって構成されなければならない。高分解能の偏向形連続インクジェット方法は、大口径（この発明に係るカラーフィルタへのアプリケーションでは３０〜５０μｍ）のノズルを使用し、これによって、インク詰まりの危険性なく、種々のインク範囲で、顔料の比率が高いものでさえ、使用することができる。この発明によれば、カラースクリーンの前面を製造するための基板上に蒸着されたカラーブロックのネットワークにより構成されているカラーフィルタの製造装置が、図３に鳥瞰的に、図４に側面が概略的に示されている。以下の記載では、カラーフィルタの支持は、典型的には、非制限的な実施形態ではインクの付着を補助するために、予め化学的に処理されるガラス、例えば、ホウケイ酸ガラスである。この製造装置は、製造されるべきカラーフィルタのガラス基板２４を支持する高度に機械的に安定したテーブル２３を具備している。このテーブルは、例えば、空気圧式ショックアブソーバ上に据え付けられている。基板２４の平面に垂直なＺ方向に出射を行う１以上の非常に高精度な液滴出射ノズルを有する１以上の印刷モジュール２６を具備する印刷ヘッド２５は、機械的なサポート２５０に固定されかつ前記テーブル２３の上方に配置されている。そこには、複数色のインクが供給されるようになっている。所定の色に一致する各インクは、インク回路２７による圧力下において、そこに結合する全ての出射ノズルへ供給される。このインク回路２７も、未使用液滴のリサイクル、インクの品質の維持および広範囲にわたる濾過を保証する。この印刷ヘッド２５は、高分解能の偏向形連続ジェット方法あるいは、高分解能のバイナリ形連続ジェット方法を使用している。フィルタ基板２４に対する印刷ヘッド２５の移動装置２８が設けられている。それは、好ましくは印刷ヘッドの下で基板を移動させる、非常に高精度の、モータ駆動の、機械的装置でなければならない。この装置は、例えば、顕微鏡のヘッドあるいはマイクロコントロール（Hicro-Controle）のＵＰブリッジを支持する花崗岩（Granite）構造を有し、カールツェイス（Carl ZEISS）ＬＭ１００システムであり、高精度の垂直な２方向Ｘ，Ｙに配されるとともに、花崗岩の台上でスライドするエアクッション案内装置を備えている。図４によれば、テーブル２３の移動は、２つのモータ２８０によってＺ方向に垂直な２方向Ｘ，Ｙに実施される。印刷ヘッドに対する相対的な移動軸Ｘ，Ｙにしたがって、テーブルの位置を計測する装置３００は、テーブル２３を、Ｘ，Ｙ方向に確実に移動させるモータ２８０を制御することによって、基板２４をきわめて精度よく位置決めすることができる。この装置としては、光学的なエンコーダまたはレーザ干渉計を使用することができる。後者の場合には、レーザ干渉計測装置には、計測鏡３３を有するテーブル２３の２つの直交する側面の前方に相互に９０°の角度で位置させられる２つの干渉計３２にレーザ光線を供給する別個の回路３１に導く安定化されたレーザ光線３０を発生するための回路２９が組み込まれている。この計測装置は、マイクロコントロールのＩＬＥ４００型のインクリメント式直線エンコーダでもよい。この発明に係る装置にも、印刷されるべき基板上に存在する光学的マークに対する印刷ヘッドの異なるノズルによって出射されるインク液滴のインパクトを計測するために使用される光学的システム３４が組み込まれている。偏向形連続ジェット方法を使用する場合には、液滴のインパクトの位置決めは、印加電圧における各ノズルのインク液滴の軌跡を、そのインパクトの位置が位置決めマークに一致するまで制御することによって達成される。この電子式の軌跡補償は、きわめて迅速であり、かつ、各走査のための基板の加速および減速工程の間において、「オンザフライ」を実行することができる。２つの移動方向Ｘ，Ｙについて印刷ヘッドに対して固定された、この光学的システムは、顕微鏡を有するシステムでもよい。バイナリ形ジェット方法を使用する装置の場合には、液滴のインパクトの位置決めは、基板が配置されているテーブルの位置を補償することにより達成される。この補償は、印刷ヘッドのための機械的サポートとして提供される光線上に配置された各ジェットの位置の機械的な調整により得ることができ、印刷されるべき点の電子画像において実施される。この光学的システム３４は、微少液滴のインパクトおよび参照マークの位置を従来の光学的方法を用いて検知することができる。それは、例えば、可視光内において作動しかつ高い倍率を有する顕微鏡を具備している。位置の検知は、画像を解析することにより実施され、照射条件に依存している。光学的システム３４は、焦光されたコヒーレント光（レーザ）においてレーザ走査形顕微鏡方法を用いてもよい。位置の検知は、基板表面、および、その結果蒸着されたインタフィルムによって反射された光の強度と位相の変化の解析に基づいて実施される。それは、基板表面の外観の計測を構成する。他の変形例としては、顕微鏡的可法内において、可視または不可視の特性あるいは可干渉性または非干渉性の特性を有する光線を使用することが可能である。これらの光学的マークは、カラーブロックを画定するために使用されるカラーフィルタの黒色マトリクスに一致させてもよく、この発明に係る装置を使用したインクジェットに含まれる任意の手段によって基板上に前もって蒸着されることとしてもよい。それらは、無作為の手段によって蒸着された幾何学的なマークでもよい。例えば、文字と数字を組み合わせた文字の形態で基板上に識別子を印刷することも特に興味深いことであり、それは、例えば、蒸着されるべきフィルタの画像のように関連する情報を基板に連結するための、コンビュータ利用の生産追跡に使用されることも好ましいことである。最後に、この発明に係る装置は、装置を構成する全ての構成要素に対して、チェックおよび制御システム３４を具備している。それは、印刷ヘッド２５を制御し、インク回路２７を管理し、印刷ヘッドと基板の相対移動装置２８を同期させ、光学的位置決めシステム３４と情報伝達し、チェック画面およびキーボードにより具体化されたオペレータとのインタフェース３６を制御する。この発明に係る自動化された変形例によれば、光学的位置決めシステム３４は、自動焦点レーザシステム３７を用いた焦点距離の自動設定を組み込んでおり、たとえ基板のどの部分に照準を合わせられても、画像を解析してその焦点合わせを保証するようになっている。この場合、光学システムは、一方では、位置決め、識別コードの再読込み、臨界寸法の計測による蒸着されたフィルタのチェック、オーバレイ、ブロックの厚さ計測あるいは色の計測を行い、他方では、欠陥があると認識されたフィルタを修復することができる。他の変形例によれば、印刷ヘッド２５の機械的なサポート２５０は、きわめて広い平均的な分解能のマルチジェット印刷ヘッド２５１をも固定し、前記基板を制限された数であるいは一回だけ走査することにより基板全体の均一な適用範囲を検査する。「装置によって得られる印刷品位をチェックするためのきわめて広範な印刷装置およびプロセス」と題される仏国特許第９２０４５０３号に開示されたそのような印刷ヘッドは、カラーフィルタの製造プロセスの工程数を減少させ、生産効率を向上する平滑化および／または整列層を蒸着するために使用される。他の変形例によれば、製造装置は、一以上の樹脂の架橋あるいは乾燥システムを組み込んでいてもよい。これは、蒸着に使用される材料の機能として、フィルタの基板の下に配置される加熱板の形態、または、後続層（予焼成）を通過する前、あるいは、例えば、加熱炉内において最終架橋を実施する前の各インク層の架橋を開始するために、基板に向けて高エネルギ束を照射するシステム（高温不活性ガス、紫外線照射ランプ）の形態としてもよい。テーブルに対する基板の着脱、基板の整列、カラーフィルタの印刷および架橋の全ての操作は自動化してもよく、製造装置の小型化を考慮して、気圧、温度、清浄度が正確に調整され、安全装置を介して外部と連結された小さな囲いの中に配置してもよい。これにより、材料が全く失われないので、適度の製造コストおよび流体の最適利用において、カラーフィルタの製造効率をきわめて高いものとすることができる。この発明の他の対象は、上述した形式の製造装置を使用したカラーフィルタの製造プロセスである。このプロセスによれば、ブロックの位置、形状およびそれらの色に関連する全ての情報は、製造開始時において知られており、印刷ヘッドの各印刷モジュールに配置された電子式カード内にテレロード（teleload）される前に、チェックシステムによって電子式メモリ内に格納されなければならない。その後、光学的な位置決めマークを有する基板２４は、図５ａに従う幾何学的なテストパターンを印刷する印刷ヘッド２５の下方に移動される。顕微鏡システムは、位置決めマークの位置（ＸO，ＹO）を読み込む一方、ｎ個のノズルにより印刷されるテストパターンの位置（Ｘｉ，Ｙｉ，ｉ＝１〜ｎ：ｎはノズルの番号）を読み込む。図５ａから６ｃにおいて、文字Ｒ，Ｖ，Ｂ，Ｎはそれぞれ、赤、緑、青、黒を表している。前記位置決めマークと前記テストパターンとの間の位置の相違は、チェックシステムによって解析され、その後、偏向形連続ジェット方法の場合には、各ノズルについて実施されてインク液滴の軌跡を制御する印加電圧の補償を決定し、バイナリ形ジェット方法の場合には、基板の位置補償を決定する。これにより印刷工程が可能となる。基板は印刷ヘッドの下方で両方向に移動され、各ブロックは、図５ｃに示されるように、ブロックの色に一致するインク色の電子制御されたノズルによってオンザフライ印刷される。基板の湿潤度条件およびスクリーンブロックの幾何学的な定義の関数として、印刷ヘッドと基板との間の複数の相対移動アルゴリズムのみならず、複数の液滴蒸着計画を構想することができる。スクリーン幾何寸法に関して、基板上における印刷ヘッドの必要経路数を制限するように、製造装置は、同一色に一致するブロックの最も多い配列方向に印刷することが好ましい。この方向は、図６ｃの直線パターンについてはフィルタの一対称軸方向であるのに対して、図６ａおよび６ｂに示されるように、「モザイク」パターンのほぼ対角方向である。インクの拡散する特性、黒色マトリクスの存在およびブロックの湿潤性を考慮するために、液滴数可変の単一偏向モードで、またはフレームあるいはスクリーンモードで製造が行われる。第１の場合には、各ノズルは、ブロックの中心の上方に配置されており、同一方向に多数の液滴を出射する。それらのインパクトは、マトリクスにより画定されたブロックを満たすために、重ね合わせられかつ広げられる。フレームあるいはスクリーンモードは、各ノズルによって、該ノズルが向けられるブロックの表面全体を均一に覆うように連続した可変数の液滴を異なる軌跡で印刷するように導く。カラーフィルタのための所望の光学的密度の機能として、かつ、該フィルタの良好な平坦度を獲得するために、製造プロセスは、各印刷動作間に、液滴のインパクトに乾燥段階を重ね合わせあるいは間に挟む複数の連続する通過により実施される印刷工程がある。この発明に係る製造プロセスは、印刷ヘッド２５により出射された連続的なインクジェットを蒸着することにより黒色マトリクス１０を印刷する初期工程をも有している（図５ｂ）。また、高分解能印刷ヘッド（図５ｄ）の機械的サポートに固定されるきわめて広範な中分解能のマルチジェット印刷ヘッドを使用して印刷され、色づけられたブロックを被覆する平滑化層１１の最終印刷工程をも有している。１回のあるいは少数回の走査によって基板全体を均一に被覆するこのマルチジェット印刷ヘッドは、整列層を蒸着することもできる。最後に、この発明は、フィルタが、この発明のプロセスに従って製造されたかあるいは従来のプロセスにより製造されたかに拘わらず、上述した製造装置を用いたカラーフィルタの修復プロセスにも関連している。このプロセスは、オペレータが、例えば、欠陥があると想定されるブロックの一定の群の明記を実施しなければならないチェック動作をチェックシステム３５に指示する第１工程を含んでいる。印刷ヘッド２５の近くに配置されている顕微鏡システム２４は、欠陥があるブロックにマークをつけ、そのブロックは、オペレータによって観察されるチェック画面３８上に表示される。後者または他の任意のカラー画像認識システムは、その後、欠陥、すなわち、その色、位置および幾何寸法の特徴を認識することができる。オペレータは、印刷モジュールに印刷指示を供給するチェックシステムに伝送される修復シーケンスを定義する。各欠陥は、単一ノズルにより出射され、欠陥ブロックに対応する色を有するインクの選択的な蒸着により修正される。この発明に係る装置およびプロセスは、単独では、液晶フラットスクリーンのためのカラーフィルタにも、カラーフィルタがカメラの感光部材に直接蒸着される電子カメラのようなカラー画像取得システムにも適用されない。この特殊な場合には、カラーフィルタは、各ブロックにより受け取られた信号が、受けた光の単一の分光特性を表すように、カメラの感光部材により受け取ったカラースペクトルを切り捨てようとする。この発明は、カラーブロックの蒸着の間に、欠陥を生じさせず、蒸着の間に正確なチェックを行うと同時に、ブロックが特別に出射されたインク液滴のインパクトから得られるので、材料の無駄がないという利点を有している。さらに、カラーフィルタの製造コストは、現状よりも十分に低くかつ製造効率は非常に高い。最後に、インクジェット方法は、何らの原理上の制約あるいは高い投資費用なしに、例えばポケットテレビのような対角可法が数センチメートルのものからウォールスクリーン（wall screen）のような１メートル近くのものまでの広い範囲のものを製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１．光学的効果によって色の調整に寄与するカラーブロックのレギュラーネットワーク（regular network）が蒸着された基板からカラーフィルタを製造、修復するための装置であって、前記基板が載置される機械的に安定したテーブル（２３）と、１以上のインク出射ノズルを有する複数の印刷モジュール（２６）を具備する高分解能の連続式インクジェット印刷ヘッド（２５）と、該印刷ヘッド（２５）にインクを供給する少なくとも１つのインク供給回路（２７）と、前記印刷ヘッド（２５）に対して前記基板（２４）を高精度で相対移動させる機械的なモータ駆動の移動装置（２８）と、相互に垂直でしかも前記印刷ヘッド（２５）によって出射される液滴の方向（Ｚ）に実質的に垂直な２方向（Ｘ，Ｙ）に前記テーブルの位置を計測する計測装置（３００）と、前記印刷ヘッドに対して２方向（Ｘ，Ｙ）に固定配置され、かつ、前記基板上の光学的マークに対する前記印刷ヘッドにより出射される液滴のインパクトを位置決めする顕微鏡を有する位置決めシステム（３４）と、前記装置の各部材に接続され装置全部をチェックしかつ制御する制御システム（３５）とを具備することを特徴とする装置。２．前記印刷ヘッド（２５）が、高分解能の偏向形連続インクジェット方法を使用していることを特徴とする請求項１記載の装置。３．前記印刷ヘッド（２５）が、高分解能のバイナリ形連続インクジェット方法を使用していることを特徴とする請求項１記載の装置。４．前記テーブル（２３）の位置を計測する前記計測装置（３００）が、レーザ干渉回路により構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。５．前記顕微鏡位置決めシステム（３４）が、焦点距離の自動設定のための自動焦点レーザシステム（３７）を組み込んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。６．前記高分解能印刷ヘッド（２５）の側方に固定される、広範なマルチジェット印刷ヘッド（２５１）をも具備していることを特徴とする請求項１記載の装置。７．前記基板（２４）上に配される前記光学的マークが、前記カラーブロックを画定するために用いられるフィルタの黒色マトリクスに一致していることを特徴とする請求項１記載の装置。８．前記インク内に含まれている樹脂を乾燥させかつ架橋させるための少なくとも１つのシステムが組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の装置。９．前記乾燥システムが、前記フィルタの下に配置される加熱プレートであることを特徴とする請求項８記載の装置。１０．前記乾燥システムが、前記基板に向けて高エネルギー束を照射するシステムであることを特徴とする請求項８記載の装置。１１．制御された気圧、温度および清浄度を有する囲いの中に配置されていることを特徴とする請求項１記載の装置。１２．請求項１記載の製造装置を使用したカラーフィルタの製造プロセスであって、前記チェックシステム（３５）および前記印刷ヘッド（２５）の各印刷モジュール（２６）に配置される電子式カードによって、ブロックに関する位置、形状および色の情報を格納する工程と、光学的位置決めマークを含む前記フィルタ基板（２４）を前記印刷ヘッド（２５）の下のテーブル（２３）上に配置する工程と、前記印刷ヘッド（２５）により前記基板（２４）上に幾何学的なテストパターンを印刷する工程と、前記顕微鏡位置決めシステム（３４）により、一方では前記位置決めマーク、他方では前記テストパターンのそれぞれの位置を読み込む工程と、前記チェックシステム（３５）により、前記位置決めマークと前記テストパターンとの間の位置変化を解析し、前記基板（２４）上における液滴インパクトの位置決めを制御する工程と、前記基板と前記印刷ヘッド（２５）との間の相対移動アルゴリズムに従って、基板（２４）上に各ブロックのオンザフライ印刷を行う工程とを具備することを特徴とする製造プロセス。１３．前記インク液滴の基板（２４）上への位置決めの制御が、偏向形連続インクジェット方法の場合に、前記印刷ヘッド（２５）の印加電圧に働きかけて、それにより出射されるインク液滴の軌跡を制御することからなることを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１４．前記液滴の基板（２４）上への位置決めの制御が、該基板（２４）を載置したテーブル（２３）の位置を補償することからなることを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１５．前記基板上へのブロックの印刷が、同一色に符合するブロックの数が最も多く並んでいる方向に行われることを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１６．前記基板上へのブロックの印刷が、単一の軌跡上に液滴を出射することにより行われ、可変数の液滴が、一のブロックの中心の下方に配置される各ノズルによって出射されることを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１７．前記基板上へのブロックの印刷が、各ブロックの表面全体を印刷するように、異なる軌跡に従って複数の連続した液滴を出射するフレームまたはスクリーンモードにおいて実施されることを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１８．前記印刷ヘッド（２５）によって基板（２４）上に黒色マトリクス（１０）を印刷する最初の工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。１９．前記中解像度のマルチジェット印刷ヘッドにより、平滑化（planarizatio n）層（１０）および／または整列層（１５）を印刷する最終工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。２０．前記印刷工程が、基板（２４）上に印刷ヘッド（２５）を複数回連続した通過させることを含み、各印刷動作間において、液滴のインパクトに、乾燥段階を重ね合わせあるいは間に挟むことを特徴とする請求項１２記載の製造プロセス。２１．請求項１に係る製造装置を使用したカラーフィルタの修復プロセスであって、チェック動作が基板（２４）に対して実施されるように、オペレータがチェックシステム（３５）に指示する工程と、前記顕微鏡位置決めシステム（３４）によって欠陥のあるブロックにマークを付ける工程と、チェック画面上に前記欠陥のあるブロックを表示する工程と、オペレータあるいは他の任意のカラー画像認識システムにより、欠陥の特性を認識する工程と、前記チェックシステム（３５）に伝送する修復シーケンスを定義する工程と、欠陥のあるブロックに一致する色を有する単一のノズルにより出射されるインクの選択的な蒸着により印刷する工程とを具備することを特徴とする修復プロセス。