JPH11142643A - Device and method for manufacture of color filter and color filter - Google Patents

Device and method for manufacture of color filter and color filter

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JPH11142643A
JPH11142643A JP32202797A JP32202797A JPH11142643A JP H11142643 A JPH11142643 A JP H11142643A JP 32202797 A JP32202797 A JP 32202797A JP 32202797 A JP32202797 A JP 32202797A JP H11142643 A JPH11142643 A JP H11142643A
Authority
JP
Japan
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substrate
head
color filter
inclination
drawing head
Prior art date
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Pending
Application number
JP32202797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Sakino
茂夫 崎野
Riichi Sakai
利一 酒井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP32202797A priority Critical patent/JPH11142643A/en
Publication of JPH11142643A publication Critical patent/JPH11142643A/en
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  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for manufacture of a color filter which makes good use of characteristics of an ink jet system, is inexpensive and high in reliability and to provide a color filter. SOLUTION: Against at least one set of a drawing head which spouts respectively, separately and independently ink jets of three colors R, G and B, a substrate where a color filter is formed by the drawing through the ink jets is moved in a plane crossing the ink jet spouting direction of the drawing head to draw plural colors at the same time by the drawing head unit. In this case, a gap and a tilt between the substrate and the drawing head are detected and the drawing is carried out while the position and the tilt of the substrate are controlled so that the differences between the detection results and target values are minimized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビやパ
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ための装置および方
法に関し、特にインクジェット記録技術を利用した液晶
カラーフィルタの製造技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a color filter of a color liquid crystal display used for a color television, a personal computer and the like, and more particularly to a technique for manufacturing a liquid crystal color filter using an ink jet recording technique. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のカラーフィルタ製造方法として、
染色法、顔料分散法、電着法および印刷法等が知られて
いる。 染色法は、ガラス基板上に染色用の材料である水溶性
の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィ工程
により所望のパターンに形成後、パターンを染色漕に浸
漬して着色されたパターンを得る工程を、R,G,B3
回繰り返すことによりカラーフィルタを形成する方法で
ある。 顔料分散法は、染色法から置き換わりつつある方法
で、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回繰り返すことによりカラ
ーフィルタを形成する方法である。
2. Description of the Related Art Conventional color filter manufacturing methods include:
Dyeing methods, pigment dispersion methods, electrodeposition methods, printing methods and the like are known. In the dyeing method, a water-soluble polymer material, which is a material for dyeing, is formed on a glass substrate, formed into a desired pattern by a photolithography process, and then the pattern is immersed in a dyeing tank to form a colored pattern. The process of obtaining R, G, B3
This is a method of forming a color filter by repeating the process a number of times. The pigment dispersion method is a method that is replacing the dyeing method, and includes a step of forming a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed on a glass substrate and patterning the same to obtain a monochromatic pattern by R, G, and B three times. This is a method of forming a color filter by repeating.

【0003】電着法は、ガラス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
液に浸漬して単色を電着する工程を、R,G,B3回繰
り返すことによりカラーフィルタを形成し、最後に焼成
する方法である。 印刷法は、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
を熱硬化させる方法である。
In the electrodeposition method, a process of patterning a transparent electrode on a glass substrate and immersing it in an electrodeposition coating solution containing a pigment, a resin, an electrolytic solution and the like to electrodeposit a single color is performed three times for R, G, and B. This is a method in which a color filter is formed by repeating the process, and finally baked. The printing method is a method in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, and the printing is repeated three times to separately apply R, G, and B, and then the resin is thermoset.

【0004】ところで、これら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の工程を3回繰
り返す必要があり (1)コストが高くなる。 (2)工程数が多いために歩留まりが低下する、等の欠
点がある。
By the way, these methods have in common that the same process needs to be repeated three times in order to color R, G and B colors. (1) The cost is high. (2) There are drawbacks such as a low yield due to a large number of steps.

【0005】さらに、電着法では形成可能なパターンの
形状が限定されるためTFTには適用が困難であり、印
刷法では、解像性が悪くパターン微細化への対応が困難
である等の欠点が挙げられる。
Further, the electrodeposition method limits the shape of a pattern that can be formed, so that it is difficult to apply the method to a TFT. The printing method has poor resolution and is difficult to cope with pattern miniaturization. There are drawbacks.

【0006】これらの欠点を補うべく、インクジェット
を用いたカラーフィルタの製造方法として特開昭59−
75205、特開昭63−235901、特開平1−2
17320等が出願されている。さらに、インクジェッ
トでの高精度な描画方法として特公平6−4317が提
案されている。
In order to make up for these drawbacks, Japanese Patent Application Laid-Open No.
75205, JP-A-63-235901, JP-A-1-2
No. 17320 has been filed. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 6-4317 has been proposed as a high-precision drawing method using ink jet.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記各公
報記載の従来例では、 (1)生産性を上げるため複数のノズルで描画する適切
な方法が考慮されていない。 (2)複数のノズルで精度良く描画(生産)していくた
めの方法が考慮されていない。 (3)ヘッドの取り付け誤差や基板の平面度による着弾
位置精度劣化を考慮していない。 (4)ヘッド・基板間の測定は1ポイントのみであり、
基板・へッド間の距離を保つためヘッドの位置を制御し
ているのでカラーフィルタのように複数の色を同時に描
画することは困難である、等の欠点があった。
However, the conventional examples described in the above publications do not consider (1) an appropriate method of drawing with a plurality of nozzles in order to increase productivity. (2) A method for drawing (producing) with high accuracy by a plurality of nozzles is not considered. (3) Degradation of landing position accuracy due to head mounting error or flatness of the substrate is not taken into account. (4) Measurement between head and substrate is only one point,
Since the position of the head is controlled to maintain the distance between the substrate and the head, it is difficult to draw a plurality of colors at the same time like a color filter.

【0008】本発明の目的は、上記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の製造装
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。
An object of the present invention is to provide an inexpensive and highly reliable apparatus and method for manufacturing a color filter which satisfies the characteristics such as the resolution of the above-mentioned conventional method and which makes use of the characteristics of an ink jet system. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のカラーフィルタ製造装置は、R,G,B3
色のインクジェットをそれぞれ別個独立して吐出する少
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
して前記描画へッドのインクジェット吐出方向と交差す
る平面内を移動させる移動手段とを備え、前記描画ヘッ
ドユニットにより複数の色を同時に描画する、液晶用カ
ラーフィルタ製造装置において、前記基板と描画ヘッド
間のギャップおよび傾きを検出するため少なくとも3か
所に設けられた距離検出手段と、描画中、前記基板と描
画ヘッド間のギャップおよび傾きの検出結果と目標値と
の差を最小にするよう前記基板の位置および傾きを制御
する手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a color filter manufacturing apparatus according to the present invention comprises:
At least one set of drawing heads for separately and independently ejecting color ink jets, and a substrate on which a color filter is formed by drawing by the ink jets are mounted. A liquid crystal color filter manufacturing apparatus, comprising: a moving unit for moving, and simultaneously drawing a plurality of colors by the drawing head unit, provided at at least three places to detect a gap and a tilt between the substrate and the drawing head. And a means for controlling the position and inclination of the substrate so as to minimize the difference between the target value and the detection result of the gap and inclination between the substrate and the writing head during writing. I do.

【0010】また、本発明のカラーフィルタ製造方法
は、R,G,B3色のインクジェットをそれぞれ別個独
立して吐出する少なくとも1組の描画ヘッドに対し、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
形成される基板を前記描画へッドのインクジェット吐出
方向と交差する平面内を移動させて、前記描画ヘッドユ
ニットにより複数の色を同時に描画する、液晶用カラー
フィルタ製造方法において、前記基板と描画ヘッド間の
ギャップおよび傾きを検出し、その検出結果と目標値と
の差を最小にするよう前記基板の位置および傾きを制御
しながら描画することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a color filter according to the present invention, a color filter is formed on at least one set of drawing heads for independently and independently ejecting R, G, and B color ink jets by the ink jet. A method of manufacturing a color filter for a liquid crystal, comprising: moving a substrate in a plane intersecting the ink jet direction of the drawing head and simultaneously drawing a plurality of colors by the drawing head unit. And the inclination is detected, and the drawing is performed while controlling the position and the inclination of the substrate so as to minimize the difference between the detection result and the target value.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る、イ
ンクジェット方式で液晶用のカラーフィルタを製造する
製造装置は、ガラス基板を搭載し、描画へッドと平行な
平面内を移動させる移動装置と、ガラス基板と描画ヘッ
ド間の相対変位を検出する装置と、描画ヘッドから吐出
されたインクの着弾位置を検出する手段と、前記着弾位
置の検出結果および相対変位検出結果によりガラス基板
と描画ヘッドの位置合わせを行なう装置とを備え、前記
描画ヘッドユニットにより複数の色を同時に描画するこ
とを特徴とするカラーフィルタ製造装置において、基板
とヘッド間の距離を検出する手段を少なくとも3カ所に
設け、その検出結果と目標値との差を最小にするよう基
板の位置および傾きを制御しながら描画することを特徴
とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A manufacturing apparatus for manufacturing a color filter for a liquid crystal by an ink jet method according to an embodiment of the present invention has a glass substrate mounted thereon and is moved in a plane parallel to a drawing head. A moving device, a device for detecting a relative displacement between the glass substrate and the drawing head, a means for detecting a landing position of ink ejected from the drawing head, and a glass substrate based on the detection result of the landing position and the relative displacement detection result. An apparatus for performing alignment of a drawing head, wherein a plurality of colors are simultaneously drawn by the drawing head unit. In a color filter manufacturing apparatus, means for detecting a distance between a substrate and a head are provided in at least three places. And drawing while controlling the position and inclination of the substrate so as to minimize the difference between the detection result and the target value.

【0012】ここで、前記基板とヘッド間の距離検出手
段は、前記描画ヘッドによる描画位置より前方の少なく
とも3点で測定するのが好ましい。したがって、描画ヘ
ッドに対し、基板を前後に往復させて描画する場合に
は、前記基板とヘッド間の距離検出手段を前記描画ヘッ
ドの描画の前方の少なくとも3点と後方の少なくとも3
点で測定し、基板前進時には前方の3点の測定結果の目
標値からの差が最小となるよう基板の位置を制御し、基
板後退時には後方の3点の測定結果の目標値からの差が
最小となるよう基板の位置を制御しながら描画するとよ
い。
Here, it is preferable that the distance detecting means between the substrate and the head measures at least three points in front of a drawing position by the drawing head. Therefore, when drawing is performed by reciprocating the substrate back and forth with respect to the drawing head, the distance detecting means between the substrate and the head is provided at least three points in front of the drawing head and at least three points behind the drawing head.
The position of the substrate is controlled so that the difference from the target value of the three forward measurement points is minimized when the substrate advances, and the difference from the target value of the three rear measurement results is reduced when the substrate retreats. It is preferable to draw while controlling the position of the substrate so as to minimize it.

【0013】本発明の実施の他の形態に係る、インクジ
ェット方式で液晶用のカラーフィルタを製造する製造方
法では、ガラス基板を搭載し、描画ヘッドと平行な平面
内を移動させる移動装置と、ガラス基板と描画ヘッド間
の相対変位を検出する装置と、描画ヘッドから吐出され
たインクの着弾位置を検出する手段と、前記着弾位置の
検出結果および相対変位検出結果によりガラス基板と描
画へッドの位置合わせを行なう装置とを用い、前記描画
ヘッドユニットにより複数の色を同時に描画する際に、
少なくとも3カ所で基板とへッド間の距離を検出し、前
記検出結果と目標値との差を最小にするよう基板の位置
および傾きを制御しながら描画することを特徴とする。
According to another embodiment of the present invention, there is provided a manufacturing method for manufacturing a color filter for liquid crystal by an ink jet system, comprising: a moving device for mounting a glass substrate and moving in a plane parallel to a drawing head; A device for detecting a relative displacement between the substrate and the drawing head; a means for detecting a landing position of ink ejected from the drawing head; and a detection device for the glass substrate and the drawing head based on the detection result of the landing position and the relative displacement detection result. When a plurality of colors are simultaneously drawn by the drawing head unit using a device for performing positioning,
The distance between the substrate and the head is detected in at least three places, and drawing is performed while controlling the position and inclination of the substrate so as to minimize the difference between the detection result and a target value.

【0014】[0014]

【作用】インクジェット方式で液晶用のカラーフィルタ
を製造するには、ブラックマトリックスの描画されたガ
ラス基板にR,G,B3色のカラーフィルタを形成する
ため、3色のヘッドを高精度に位置合わせしたユニット
により3色を同時に描画する。この際、R,G,B3本
のヘッドの取り付け誤差が存在すると、ヘッドの位置合
わせ時のヘッド・基板間の設定隙間と実際に描画する際
の基板・ヘッド間の隙間や姿勢との間に差が生じ、描画
時の着弾位置に変化が発生する。
In order to manufacture a color filter for a liquid crystal by an ink jet method, a color filter of three colors of R, G, and B is formed on a glass substrate on which a black matrix is drawn. The three units are simultaneously drawn by the selected unit. At this time, if there is an error in mounting the R, G, and B heads, the gap between the set gap between the head and the substrate at the time of head alignment and the gap or posture between the substrate and the head at the time of actual drawing is determined. A difference occurs, and a change occurs in the landing position at the time of drawing.

【0015】例えば、ヘッド位置調整を図8aのように
ヘッドGがα、Bがβの傾きを持った状態で行ない、フ
ォーカスセンサ31〜33の値がd1〜d3の状態でヘ
ッドR,G,B間の距離が所定の値Lとなるようヘッド
の位置を調整したとする。この状態で実際に描画する際
のガラス面が図8bのように傾きを持つ(フォーカスセ
ンサ32の値がd2’、33の値がd3’とする)と、
R・G間の距離がδ≒(d2’−d2)×α,G・B間
の距離がΔ≒(d3’−d3)×β−(d2’−d2)
×αの位置誤差が発生する。また、図8cのようにガラ
ス面全体がhだけシフトしてもR・G間誤差δ≒h×
α、G・B間誤差Δ≒(βーα)×hの位置誤差が発生
する。
For example, as shown in FIG. 8A, head position adjustment is performed in a state where the head G has an inclination of α and B has an inclination of β, and when the values of the focus sensors 31 to 33 are d1 to d3, the heads R, G, It is assumed that the position of the head is adjusted so that the distance between B becomes a predetermined value L. In this state, if the glass surface when actually drawing has an inclination as shown in FIG. 8B (the value of the focus sensor 32 is d2 'and the value of 33 is d3'),
The distance between R and G is δ ≒ (d2′−d2) × α, and the distance between G and B is Δ ≒ (d3′−d3) × β− (d2′−d2).
A position error of × α occurs. Also, even if the entire glass surface shifts by h as shown in FIG.
A position error of α, an error between G and B Δ ≒ (β−α) × h occurs.

【0016】したがって、本発明ではヘッドの両端の少
なくとも3点でヘッド・基板間の距離を測定し、ヘッド
のノズルと基板間の隙間の設定を3色のヘッドの位置合
わせを行なった状態と同様の状態になるよう基板の位置
を位置合わせし描画する。このことにより、 ヘッドに基板と垂直方向の取り付け誤差が存在して
も、へッドの傾きと基板の傾きの平均を合わせるよう基
板の位置を制御することにより、着弾位置の誤差を減少
させることができる。 基板保持材の面精度を下げることができコストダウン
になる。
Therefore, in the present invention, the distance between the head and the substrate is measured at at least three points at both ends of the head, and the gap between the nozzle of the head and the substrate is set in the same manner as when the heads of three colors are aligned. The position of the substrate is aligned so as to be in the state shown in FIG. As a result, even if there is a mounting error in the head perpendicular to the substrate, the error in the landing position can be reduced by controlling the position of the substrate to match the average of the inclination of the head and the inclination of the substrate. Can be. The surface accuracy of the substrate holding material can be reduced, resulting in cost reduction.

【0017】特に、ヘッド近傍の少なくとも3点で、ヘ
ッド・基板間の距離を測定し、傾きの誤差が最小となる
よう基板の位置を制御しながら描画するようことによ
り、 第1の発明に加えさらにヘッド近傍で測定しているの
で高精度な描画が可能になる。また、基板前進時にはヘ
ッドの描画の前方の3点で基板・へッド間の隙間を測定
し、3点で形成される面とヘッドの隙間および傾きの誤
差が最小となるよう基板の位置制御を行ない、基板後退
前進時にはヘッドの描画の後方の3点で基板・ヘッド間
の隙間を測定し、3点で形成される面とヘッドの隙間お
よび傾きの誤差が最小となるよう基板の位置制御を行な
うことにより、 より描画精度を上げることができる。 生産性をさらに上げることができる。
In particular, the distance between the head and the substrate is measured at least at three points near the head, and drawing is performed while controlling the position of the substrate so as to minimize the inclination error. Further, since the measurement is performed in the vicinity of the head, highly accurate drawing can be performed. When the substrate is advanced, the gap between the substrate and the head is measured at three points in front of the drawing of the head, and the position of the substrate is controlled so that errors in the gap between the surface formed by the three points and the head and the inclination are minimized. When the substrate is moved backward, the gap between the substrate and the head is measured at three points behind the drawing of the head, and the position of the substrate is controlled so that errors in the gap between the surface formed by the three points and the head and the inclination are minimized. , The drawing accuracy can be further improved. Productivity can be further increased.

【0018】なお、基板・へッド間の距離を測定するた
めに少なくとも3か所のギャップセンサを用いる例とし
て、特開平8−292317には、ヘッドから吐出され
たインクの着弾位置を検出して基板・ヘッド間の相対位
置(6自由度方向)の位置合わせを行なう装置が、ま
た、特開平9−49920には、少なくとも3か所のギ
ャップセンサにより、ヘッド治具の高さおよび傾きを合
わせる、治具の調整方法が提案されている。
As an example in which at least three gap sensors are used to measure the distance between the substrate and the head, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-292317 discloses a method for detecting the landing position of ink ejected from a head. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-49920 discloses a device for adjusting the relative position (in the direction of six degrees of freedom) between the substrate and the head by using at least three gap sensors to control the height and inclination of the head jig. A method of adjusting the jig to be combined has been proposed.

【0019】しかしながら、これらは、位置合わせ時、
または治具調整時の基板・ヘッド間の相対位置を検出す
るためにギャップセンサを用いるものであり、これらの
いずれにも、基板・ヘッド間のギャップおよび傾きの具
体的な合わせ方法、特に基板・ヘッド間のギャップおよ
び傾きをリアルタイム(描画中)に合わせて高精度な描
画を行なうことは何ら示唆されていない。
However, at the time of alignment,
Alternatively, a gap sensor is used to detect the relative position between the substrate and the head at the time of jig adjustment. There is no suggestion to perform high-precision drawing by adjusting the gap and inclination between heads in real time (during drawing).

【0020】[0020]

【第1の実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を
説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る装置の全
体構成を示す。同図において、1はガラス基板、2は描
画ヘッドユニット、21はヘッド調整機構、3(31〜
33)はヘッド基板間の距離(Z−チルト)測定装置、
4はへッド・基板間のアライメン卜(XYθ)検出装
置、5はヘッドユニット洗浄装置、6はXY平面内移動
ステージ、7はθ−Zチルトステージ、9は基板搬送用
ロボットである。
First Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall configuration of an apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a glass substrate, 2 is a drawing head unit, 21 is a head adjustment mechanism, and 3 (31 to 31).
33) is a distance (Z-tilt) measuring device between head substrates,
Reference numeral 4 denotes a head-substrate alignment (XYθ) detecting device, 5 denotes a head unit cleaning device, 6 denotes an XY plane moving stage, 7 denotes a θ-Z tilt stage, and 9 denotes a substrate transfer robot.

【0021】図2はステージ6および7の詳細図であ
る。同図において、8(81〜83)はZ−チルト駆動
用アクチュエータである。図3はヘッドユニット2と基
板4間の距離測定装置31〜33の配置を、図4は基板
描画シーケンスを、そして図5は描画機制御装置構成を
示す。図5において、100はXY位置検出器、101
はZ−チルトおよびXYθ計測用の画像処理装置、10
2はインクジェットドライバ、103は制御装置、10
4はメモリである。
FIG. 2 is a detailed view of the stages 6 and 7. In the figure, reference numeral 8 (81 to 83) denotes a Z-tilt driving actuator. 3 shows the arrangement of the distance measuring devices 31 to 33 between the head unit 2 and the substrate 4, FIG. 4 shows the substrate drawing sequence, and FIG. 5 shows the configuration of the drawing machine control device. In FIG. 5, reference numeral 100 denotes an XY position detector;
Are image processing devices for Z-tilt and XYθ measurement, 10
2 is an inkjet driver, 103 is a control device, 10
4 is a memory.

【0022】次に、図1の装置の動作を説明する。上記
構成において、ガラス基板1をロボット9によりθ−Z
チルトステージ7上に搭載する。この間にヘッドユニッ
ト2は洗浄装置5により洗浄される。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. In the above configuration, the glass substrate 1 is moved by the robot 9 in θ-Z
It is mounted on the tilt stage 7. During this time, the head unit 2 is cleaned by the cleaning device 5.

【0023】基板1の搭載が終了すると、XY位置検出
器100により基板1の位置を検出および制御しながら
XYステージ6によりヘッド・基板間の距離測定位置に
移動し、Z−チルト測定装置3(31〜33)によりヘ
ッド・基板間の距離を測定し、その測定値が所定の値
(目標値)となるようZ−チルト駆動用アクチュエータ
8により基板の位置合わせを行なう。続いて、平面内の
相対変位(XYθ)検出位置に移動し、基板1上に存在
するアライメントマークをアライメント検出装置4によ
り測定し、基板1とヘッドユニット2との相対変位を画
像処理101により算出し、XYステージ6およびθ−
Zチルトステージ7により位置合わせを行なう。この
後、洗浄装置5を待機位置へ退避させ、基板1をXYス
テージ6により描画開始位置に移動し、XYステージ6
で基板1を移動させながらXY位置検出器100の結果
から所定の位置でインクジェットドライバ102に指令
し、ヘッドユニット2によりR,G,Bのパターンを描
画する。この描画中、ヘッド・基板間の距離がZ−チル
ト測定装置3(31〜33)により測定され、この測定
値とメモリ104に格納されている目標値との差が小さ
くなるように、制御装置103によって、θ−Zチルト
ステージ7が駆動される(リアルタイムZチルト)。描
画が終了すると、基板1をXYステージ6により基板排
出位置へ移動するとともに、洗浄装置5をヘッドユニッ
ト2の下へ移動させ、ヘッドユニット2の洗浄を開始す
る。基板排出位置ではθ−Zチルトステージ7上のガラ
ス基板1がロボット9により排出される。
When the mounting of the substrate 1 is completed, the XY stage 6 moves to a distance measuring position between the head and the substrate while detecting and controlling the position of the substrate 1 with the XY position detector 100, and the Z-tilt measuring device 3 ( The distance between the head and the substrate is measured by 31-33), and the substrate is aligned by the Z-tilt driving actuator 8 so that the measured value becomes a predetermined value (target value). Subsequently, the substrate is moved to a relative displacement (XYθ) detection position in the plane, the alignment mark existing on the substrate 1 is measured by the alignment detecting device 4, and the relative displacement between the substrate 1 and the head unit 2 is calculated by the image processing 101. XY stage 6 and θ-
Positioning is performed by the Z tilt stage 7. Thereafter, the cleaning device 5 is retracted to the standby position, the substrate 1 is moved to the drawing start position by the XY stage 6, and the XY stage 6
While the substrate 1 is being moved, a command is given to the inkjet driver 102 at a predetermined position based on the result of the XY position detector 100, and the R, G, and B patterns are drawn by the head unit 2. During the writing, the distance between the head and the substrate is measured by the Z-tilt measuring device 3 (31 to 33), and the control device is controlled so that the difference between the measured value and the target value stored in the memory 104 is reduced. The 103 drives the θ-Z tilt stage 7 (real-time Z tilt). When the drawing is completed, the substrate 1 is moved to the substrate discharge position by the XY stage 6, and the cleaning device 5 is moved below the head unit 2 to start cleaning the head unit 2. At the substrate discharge position, the glass substrate 1 on the θ-Z tilt stage 7 is discharged by the robot 9.

【0024】本実施例によれば、 ヘッドの洗浄と、基板の受け渡し(→基板投入→フォ
ーカス合わせ→アライメント合わせ、および、描画終了
→基板排出→)を並行動作として行なっているのでタク
ト(基板を投入してから搬出するまでの時間)を延ばす
ことなくヘッドの特性が維持できる。 ヘッド・基板間の隙間がヘッド調整時と同様の状態と
なるよう位置合わせを行ない描画するので、基板の平面
度等の影響を少なくでき、着弾位置精度を高精度に保つ
ことができる、 常に隙間がヘッド位置合わせ値と同様となるよう制御
しながら描画しているので、基板の平面度が局所的に変
化しても着弾位置を高精度に保つことができる、等の特
徴がある。
According to the present embodiment, head cleaning and substrate delivery (→ substrate loading → focusing → alignment alignment, and drawing end → substrate discharging →) are performed in parallel operations, so that tact (substrate removal) is performed. The characteristics of the head can be maintained without prolonging the time from the input to the carry-out. Alignment and drawing are performed so that the gap between the head and the substrate is in the same state as when adjusting the head, so the influence of the flatness of the substrate can be reduced, and the landing position accuracy can be kept high. Is controlled while making the same as the head alignment value, so that even if the flatness of the substrate changes locally, the landing position can be maintained with high accuracy.

【0025】[0025]

【第2の実施例】図6は本発明の第2の実施例に係るヘ
ッドユニット2と基板4間の距離測定装置31〜33の
配置を示す。本実施例では、Z−チルト測定装置31〜
33を描画ヘッド4の描画の前面に配置している。
FIG. 6 shows the arrangement of distance measuring devices 31 to 33 between a head unit 2 and a substrate 4 according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the Z-tilt measuring devices 31 to 31
33 is arranged in front of the drawing of the drawing head 4.

【0026】本構成においても、基板1をステージXY
ステージ6によりヘッド・基板間の距離測定位置に移動
し、Z−チルト測定装置3(31〜33)によりヘッド
・基板間の距離を測定、所定の値となるようZ−チルト
駆動用アクチュエータ8により基板の位置あわせを行な
う。平面内の相対変位に検出位置に移動し、基板1上に
存在するアライメントマークをアライメント出装置4に
より測定し、基板1とヘッドユニット2との相対変位を
算出し、XYステージ6およびθ−Zチルトステージ7
により位置合わせを行なう。この後、XYステージ6に
より描画開始位置に移動し、XYステージ6で基板1を
移動させながらヘッドユニット2によりR,G,Bのパ
ターンを描画する。この際、Z−チルト測定装置3(3
1〜33)によりへッド・基板間の距離を常に測定し、
Z−チルト駆動用アクチュエータ8(8a〜8c)によ
り常に所定の値となるよう制御しながら描画する。
Also in this configuration, the substrate 1 is mounted on the stage XY.
The stage 6 is moved to a position for measuring the distance between the head and the substrate, and the distance between the head and the substrate is measured by the Z-tilt measuring device 3 (31 to 33). The substrate is aligned. The relative displacement in the plane moves to the detection position, the alignment mark existing on the substrate 1 is measured by the alignment output device 4, the relative displacement between the substrate 1 and the head unit 2 is calculated, and the XY stage 6 and θ-Z Tilt stage 7
Alignment is performed by Thereafter, the XY stage 6 moves to the drawing start position, and the head unit 2 draws the R, G, and B patterns while moving the substrate 1 on the XY stage 6. At this time, the Z-tilt measuring device 3 (3
The distance between the head and the substrate is always measured according to 1-33),
Drawing is performed while controlling to always have a predetermined value by the Z-tilt driving actuator 8 (8a to 8c).

【0027】本実施例によれば、第1の実施例の特徴に
加え、 基板・ヘッド間の隙間方向の測定位置、平面内の変位
の測定位置を近接して配置することが可能でありタクト
短縮になる、等の特徴がある。
According to this embodiment, in addition to the features of the first embodiment, the measurement position in the gap direction between the substrate and the head and the measurement position of the displacement in the plane can be arranged close to each other. There are features such as shortening.

【0028】[0028]

【第3の実施例】図7は本発明の第3の実施例に係るヘ
ッドユニット2と基板4間の距離測定装置31〜33の
配置を示す。本実施例では、Z−チルト測定装置31〜
33を描画ヘッド4の描画の前面に、34〜36を描画
ヘッド4の描画の後方に配置している。
Third Embodiment FIG. 7 shows an arrangement of distance measuring devices 31 to 33 between a head unit 2 and a substrate 4 according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the Z-tilt measuring devices 31 to 31
33 is arranged in front of the drawing of the drawing head 4, and 34 to 36 are arranged behind the drawing of the drawing head 4.

【0029】本構成において、基板1をステージXYス
テージ6によりZ−チルト距離測定位置に移動し、距離
測定装置3(31〜33)によりヘッド・基板間の距離
を測定し、所定の値となるようZ−ルト駆動用アクチュ
エータ8(81〜83)により基板の位置あわせを行な
う。平面内の相対変位に検出位置に移動し、基板1上に
存在するアライメントマークをアライメン卜検出装置4
により測定し、基板1とへッドユニット2との相対変位
を算出し、XYステージ6およびθ−Zチルトステージ
7により位置合わせを行なう。この後、XYステージ6
により描画開始位置に移動し、XYステージ6で基板1
を前進させながらヘッドユニット2によりR,G,Bの
パターンを描画する。この際、Z−チルト測定装置3
(31〜33)によりヘッド・基板間の距離を常に測定
し、Z−チルト駆動用アクチュエータ8(81〜83)
により常に所定の値となるよう制御しながら描画する。
さらに、基板を後退させる際はZ−チルト測定装置3
(34〜36)により隙間を測定し、アクチュエータ8
(81〜83)により常に所定の値となるよう制御しな
がら描画する。
In this configuration, the substrate 1 is moved to the Z-tilt distance measuring position by the stage XY stage 6, and the distance between the head and the substrate is measured by the distance measuring device 3 (31 to 33), and the distance becomes a predetermined value. The substrate is aligned by the Z-root drive actuator 8 (81 to 83). The alignment mark is moved to the detection position by the relative displacement in the plane, and the alignment mark existing on the substrate 1 is detected by the alignment detecting device 4.
, The relative displacement between the substrate 1 and the head unit 2 is calculated, and the XY stage 6 and the θ-Z tilt stage 7 perform positioning. After this, XY stage 6
To the drawing start position, and the XY stage 6 moves the substrate 1
The R, G, and B patterns are drawn by the head unit 2 while moving. At this time, the Z-tilt measuring device 3
The distance between the head and the substrate is always measured by (31-33), and the Z-tilt driving actuator 8 (81-83) is used.
Is drawn while controlling to always have a predetermined value.
Further, when the substrate is moved backward, the Z-tilt measuring device 3 is used.
The gap is measured by (34-36) and the actuator 8
(81-83), drawing is performed while always controlling to a predetermined value.

【0030】本実施例によれば、第1および2の実施例
の特徴に加え、 基板前進、後退時に別々のセンサで計測制御するので
よりタクト短縮につながる、等の特徴がある。
According to the present embodiment, in addition to the features of the first and second embodiments, since the measurement and control are performed by separate sensors when the substrate is advanced and retracted, the tact is further reduced.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板・ヘッド間の隙間を計測し、所定の値に合わせて描画
することにより、 ヘッドに基板と垂直方向の取り付け誤差が存在して
も、ヘッドの傾きと基板の傾きの平均をあわせるよう基
板の位置を制御することにより、着弾位置の誤差を減少
させることができる。 基板の平面度にかかわらず高精度な描画が可能であ
る。 基板保持材の面精度を下げることができコストダウン
を図ることができる。 タクトを長くすることなく高精度な描画が可能にな
る、等の特徴がある。
As described above, according to the present invention, the gap between the substrate and the head is measured and drawn according to a predetermined value. Also, by controlling the position of the substrate so as to match the average of the inclination of the head and the inclination of the substrate, an error in the landing position can be reduced. High-precision drawing is possible regardless of the flatness of the substrate. The surface precision of the substrate holding member can be reduced, and the cost can be reduced. There is such a feature that high-precision drawing becomes possible without lengthening the tact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例に係るカラーフィルタ
製造装置の全体図である。
FIG. 1 is an overall view of a color filter manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置のステージの全体図である。FIG. 2 is an overall view of a stage of the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置の基板・ヘッド間距離測定装置の
配置図である。
FIG. 3 is a layout view of a substrate-head distance measuring device of the device of FIG. 1;

【図4】 図1の装置の基板描画シーケンスの図であ
る。
FIG. 4 is a diagram of a substrate drawing sequence of the apparatus of FIG. 1;

【図5】 図1の装置の制御系のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a control system of the apparatus of FIG.

【図6】 本発明の第2の実施例に係る基板・ヘッド間
距離測定装置の配置図である。
FIG. 6 is a layout view of a substrate-head distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3の実施例に係る基板・ヘッド間
距離測定装置の配置図である。
FIG. 7 is a layout view of a substrate-head distance measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 基板・ヘッド間の傾きによる誤差発生メカニ
ズムの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an error generation mechanism due to a tilt between a substrate and a head.

【符号の説明】 1:ガラス基板、2:描画ヘッドユニット、22:ヘッ
ド調整機構、3(31〜36):へッド基板間の距離測
定装置、4:へッド・基板間のアライメント検出装置、
5:ヘッドユニット洗浄装置、6:XY平面内移動ステ
ージ、7:θ−Zチルトステージ、8(81〜83):
Z−チルト駆動用アクチュエータ、9:基板搬送用ロボ
ット、100:XY位置検出器、101:画像処理、1
02:インクジェットドライバ、103:制御装置、1
04:メモリ。
[Description of Signs] 1: Glass substrate, 2: Drawing head unit, 22: Head adjustment mechanism, 3 (31 to 36): Distance measuring device between head substrates, 4: Detecting alignment between head and substrate apparatus,
5: head unit cleaning device, 6: XY plane moving stage, 7: θ-Z tilt stage, 8 (81 to 83):
Z-tilt drive actuator, 9: substrate transport robot, 100: XY position detector, 101: image processing, 1
02: inkjet driver, 103: control device, 1
04: Memory.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 R,G,B3色のインクジェットをそれ
ぞれ別個独立して吐出する少なくとも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前記描画へッドのイン
クジェット吐出方向と交差する平面内を移動させる移動
手段とを備え、前記描画ヘッドユニットにより複数の色
を同時に描画する、液晶用カラーフィルタ製造装置にお
いて、 前記基板と描画ヘッド間のギャップおよび傾きを検出す
る少なくとも3か所に設けられた距離検出手段と、 描画中、前記基板と描画ヘッド間のギャップおよび傾き
の検出結果と目標値との差を最小にするよう前記基板の
位置および傾きを制御する手段とを有することを特徴と
するカラーフィルタ製造装置。
At least one set of drawing heads for independently and independently ejecting R, G, and B color ink jets, and a substrate on which a color filter is formed by drawing with the ink jets is mounted on the drawing head. A moving means for moving in a plane intersecting with the inkjet discharge direction of the liquid crystal, and simultaneously drawing a plurality of colors by the drawing head unit. Distance detecting means provided in at least three places to be detected; and controlling the position and inclination of the substrate so as to minimize a difference between a target value and a detection result of a gap and inclination between the substrate and the drawing head during writing. Means for producing a color filter.
【請求項2】 前記基板と描画ヘッド間の6自由度方向
の相対変位のうち少なくとも前記ギャップおよび傾き以
外の3自由度方向の相対変位を検出する相対変位検出手
段と、前記描画ヘッドから吐出されたインクの着弾位置
を検出する手段と、該着弾位置の検出結果および前記6
自由度方向の相対変位検出結果により基板および描画ヘ
ッドの位置合わせを行なう手段とをさらに備え、 前記位置および傾き制御手段は、該位置合わせ手段によ
り位置合わせされた状態における基板と描画ヘッド間の
ギャップおよび傾きを前記目標値として前記基板の位置
および傾きを制御する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。
2. A relative displacement detecting means for detecting at least a relative displacement in three directions of freedom other than the gap and the inclination out of a relative displacement between six directions of freedom between the substrate and the drawing head, and discharge from the drawing head. Means for detecting the landing position of the ink, the detection result of the landing position,
Means for aligning the substrate and the writing head based on the result of relative displacement detection in the direction of freedom, wherein the position and tilt control means includes a gap between the substrate and the writing head in a state where the alignment is performed by the alignment means. 2. The color filter manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the position and the inclination of the substrate are controlled by setting the inclination and the inclination as the target values.
【請求項3】 前記基板とヘッド間の距離検出手段は、
前記描画ヘッドによる描画位置より描画ヘッドの進行方
向前方の少なくとも3点で前記基板とヘッド間の距離を
測定することを特徴とする請求項1または2記載のカラ
ーフィルタ製造装置。
3. A distance detecting means between the substrate and the head,
The color filter manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a distance between the substrate and the head is measured at at least three points ahead of a drawing position of the drawing head in a traveling direction of the drawing head.
【請求項4】 前記基板とヘッド間の距離検出手段は、
前記描画ヘッドによる描画位置より描画ヘッドの進行方
向前方の少なくとも3点と後方の少なくとも3点で前記
基板とヘッド間の距離を測定し、前記制御手段は、描画
中、基板前進時には前方の測定結果の目標値からの差が
最小となるよう基板の位置および傾きを制御し、基板後
退時には後方の測定結果の目標値からの差が最小となる
よう基板の位置および傾きを制御することを特徴とする
請求項1または2記載のカラーフィルタ製造装置。
4. A distance detecting means between the substrate and the head,
The distance between the substrate and the head is measured at at least three points ahead and at least three points behind the drawing head in the direction of travel of the drawing head from the drawing position of the drawing head. Controlling the position and inclination of the substrate such that the difference from the target value of the substrate is minimized, and controlling the position and inclination of the substrate such that the difference from the target value of the rear measurement result is minimized when the substrate is retracted. The color filter manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項5】 R,G,B3色のインクジェットをそれ
ぞれ別個独立して吐出する少なくとも1組の描画ヘッド
に対し、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前記描画へッドのインクジ
ェット吐出方向と交差する平面内を移動させて、前記描
画ヘッドユニットにより複数の色を同時に描画する、液
晶用カラーフィルタ製造方法において、 前記基板と描画ヘッド間のギャップおよび傾きを検出
し、その検出結果と目標値との差を最小にするよう前記
基板の位置および傾きを制御しながら描画することを特
徴とするカラーフィルタ製造方法。
5. A substrate on which a color filter is formed by drawing by the ink jet is applied to at least one set of drawing heads for independently ejecting ink jets of three colors of R, G, and B, respectively. A method for manufacturing a color filter for liquid crystal, in which a plurality of colors are simultaneously drawn by the drawing head unit by moving in a plane intersecting with the ejection direction, detecting a gap and a tilt between the substrate and the drawing head, and detecting the detection result. A method for producing a color filter, wherein the drawing is performed while controlling the position and inclination of the substrate so as to minimize the difference between the substrate and the target value.
【請求項6】 所定の検出位置において前記描画ヘッド
から吐出されたインクの着弾位置を検出するとともに、
そのときの前記基板と描画ヘッド間の6自由度方向の相
対変位を検出し、それらの着弾位置の検出結果および前
記6自由度方向の相対変位検出結果により基板および描
画ヘッドの位置合わせを行なうステップをさらに備え、
その位置合わせされた状態における基板と描画ヘッド間
のギャップおよび傾きを前記目標値として前記基板の位
置および傾きを制御しながら描画することを特徴とする
請求項5記載のカラーフィルタ製造装置。
6. A method for detecting a landing position of ink ejected from the drawing head at a predetermined detection position,
Detecting relative displacement between the substrate and the drawing head in the six degrees of freedom direction at that time, and performing positioning of the substrate and the drawing head based on the detection results of the impact positions and the relative displacement detection results in the six degrees of freedom direction. Further comprising
6. The color filter manufacturing apparatus according to claim 5, wherein drawing is performed while controlling the position and the inclination of the substrate, using the gap and the inclination between the substrate and the drawing head in the aligned state as the target values.
【請求項7】 前記請求項1〜4いずれか1つに記載の
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。
7. A color filter manufactured using the apparatus according to claim 1. Description:
【請求項8】 前記請求項5または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。
8. A color filter manufactured by the method according to claim 5 or 6.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249276A (en) * 2002-04-05 2004-09-09 Otb Group Bv Apparatus and method for manufacturing display such as, for instance, polymer oled display etc. and display and substrate used in this method
CN106597707A (en) * 2016-12-26 2017-04-26 创维液晶器件(深圳)有限公司 Programming device

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