JPH11248925A - フィルター製造装置とフィルター製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドによるインクを吐出し
て、フィルター製造する際に、インクジェットヘッドの
メンテナンスやインクの吐出量の測定を容易に行うこと
ができると共に基板の着脱作業を容易に行う事ができる
フィルター製造装置とフィルター製造方法を提供する。 【解決手段】 基板４８にインクを着弾してフィルター
を製造するフィルター製造装置１０において、ベース１
２と、このベース１２に設定されて、基板４８を保持し
て第１方向に沿って移動して位置決めする第１移動手段
１４と、第１移動手段１４に保持された基板に対してイ
ンクを吐出するインクジェットヘッド２０と、ベース１
２に設定されて、インクジェットヘッド２０を第１方向
と直交する第２方向に移動して位置決めする第２移動手
段１６と、を備え、ベース１２における第１移動手段１
４での基板４８の着脱作業位置が、第２移動手段１６の
ベース１２における設定位置と異なることを特徴とする
フィルター製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置等の表示装置に対して適用されるカラーフィルター等
のフィルターを製造するためのフィルター製造装置とフ
ィルター製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器、例えば、コンピュータや、携
帯用の情報機器等の発達に伴い、液晶表示装置、特にカ
ラー液晶表示装置の使用が増加している。この種の液晶
表示装置は、表示画像をカラー化をするためにカラーフ
ィルターを用いている。

【０００３】カラーフィルターは、基板を有しこの基板
に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定
のパターンで着弾することで形成することがある。この
ような基板に対しインクを着弾する方式としては、イン
クジェット方式が採用されている。

【０００４】インクジェット方式を採用すると、インク
ジェットのヘッドから所定量のインクをフィルターに対
して吐出して着弾させるのであるが、この基板は、例え
ば、特開平８−２７１７２４号公報で開示されているよ
うに、ＸＹステージに搭載している。このＸＹステージ
が基板をＸ方向とＹ方向に移動して、インクジェットヘ
ッドからのインクが基板の所定の位置に着弾できるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ットヘッドの吐出動作を安定化させるために、インクを
着弾する作業の途中において、ヘッドのクリーニングや
インクの吐出量の測定を行う必要がある。

【０００６】しかし、従来のこのような基板を搭載して
Ｘ及びＹ方向の直交座標に関して移動できるＸＹステー
ジを用いた場合には、ヘッド自体は移動できずに固定さ
れている。このことから、インクの吐出及び着弾作業の
途中で、ヘッドのクリーニングやインクの吐出量測定を
行う場合には、一旦ヘッドからのインクの吐出を止めて
カラーフィルターの製造を中止しなければならない。

【０００７】また、基板に対してインクの着弾が終了し
てその基板を取りはずして、次の基板をＸＹステージに
設定する場合に、基板の着脱交換作業をスムーズに行え
ないと、フィルター製造効率を上げることができない。

【０００８】そこで、本発明の上記課題を解消して、イ
ンクジェットヘッドによるインクを吐出してフィルター
の製造をしている途中で、インクジェットヘッドのメン
テナンスやインクの吐出量の測定を容易に行うことがで
きると共に、基板の着脱交換作業をスムーズかつ容易に
行うことができるフィルター製造装置とフィルター製造
方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、請求項１の
発明のフィルター製造装置は、基板に対してインクを着
弾することでフィルターを製造するフィルター製造装置
において、ベースと、このベースに設定されて、基板を
保持して第１方向に沿って移動して位置決めする第１移
動手段と、第１移動手段に保持された基板に対してイン
クを吐出するインクジェットヘッドと、ベースに設定さ
れて、インクジェットヘッドを第１方向と直交する第２
方向に移動して位置決めする第２移動手段と、を備え、
ベースにおける第１移動手段での基板の着脱作業位置
が、第２移動手段のベースにおける設定位置と異なるこ
とを特徴とするフィルター製造装置である。

【００１０】第１移動手段が、ベースに設定されてお
り、第１移動手段は基板を保持して第１方向に沿って移
動して位置決め可能である。インクジェットヘッドは、
第１移動手段に保持された基板に対してインクを吐出す
る。

【００１１】第２移動手段は、ベースに設定されてお
り、第２移動手段はインクジェットヘッド第１方向と直
交する第２方向に移動して位置決めする。

【００１２】これにより、第１移動手段は基板を単独で
移動して第１方向に関して位置決めできるとともに、イ
ンクジェットヘッドは、基板とは別個に第２方向に沿っ
て位置決めすることができる。

【００１３】このことから、インクジェットヘッドをメ
ンテナンスしたりインクジェットヘッドのインクの吐出
量などを測定する場合に、フィルター製造中であっても
その途中でインクジェットヘッドは基板とは別個に第１
移動手段により単独で移動して行うことができる。

【００１４】しかも、ベースにおける第１移動手段での
基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにおける
設定と異なっている。このことから、基板を第１移動手
段に対して着脱交換する際に、その作業は、第２移動手
段のベースにおける設定位置に邪魔にされずに確実に行
うことができる。

【００１５】請求項２の発明のフィルター製造装置で
は、第１移動手段はベース上に直接設定されており、第
２移動手段はベース上の第１移動手段の上方位置に位置
されている。これにより、ベースにおける第１移動手段
での基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにお
ける設定位置と異なる位置関係にある。したがって基板
の着脱・交換作業を第２移動手段やインクジェットヘッ
ドが邪魔することがない。

【００１６】請求項３の発明のフィルター製造装置で
は、インクジェットヘッドは、ピエゾ素子の伸縮によ
り、赤、青、緑の内の少なくとも一種のインクを基板に
対して吐出して、カラーフィルターを製造する。これに
よりカラーフィルターであっても単色フィルターのいず
れでも製造できる。

【００１７】請求項４の発明のフィルター製造装置で
は、基板収容手段から第１移動手段における基板の着脱
作業位置へ基板を供給し、第１移動手段における基板の
着脱作業位置から基板収容手段へ基板を排出する基板給
排出手段を備えている。これにより、基板は順次スムー
ズにかつ容易に自動的に給排出することができる。

【００１８】請求項５の発明のフィルター製造装置で
は、ベースの上には、インクジェットヘッドをクリーニ
ングするクリーニング手段と、インクジェットヘッドか
らインク滴の吐出重量を測定する重量測定手段とを備
え、第２移動手段は、インクジェットヘツドを第２方向
に移動して、クリーニング手段と重量測定手段に対して
移動して位置決め可能である。このようにすることで、
インクジェットヘツドのメンテナンスやインク滴の吐出
重量の測定を作業中であっても行うことができる。請求
項６の発明のフィルター製造装置では、第１移動手段
は、基板を吸着して保持する保持手段と、保持した基板
を回転方向に割り出す回転手段とを有する。これによ
り、基板は吸着により確実に保持出来るとともに、その
回転方向の位置は、回転手段により割り出して基板を正
しい方向に位置決めできる。

【００１９】請求項７の発明のフィルター製造装置で
は、第２移動手段のインクジェットヘッドを第１方向と
第２方向に直交する第３方向に移動して位置決めする第
３移動手段と、インクジェットヘッドを揺動して位置決
めする揺動位置決め手段とを備えるので、インクジェッ
トヘッドの基板に対する姿勢を最適にすることができ
る。

【００２０】また、請求項８の発明のフィルター製造方
法は、基板に対してインクを着弾することでフィルター
製造方法において、第１移動手段が、基板を保持して第
１方向に沿って移動して位置決めし、第２移動手段が、
インクジェットヘッドを第１方向と直交する第２方向に
移動して位置決めして、インクジェットヘツドが、第１
移動手段に保持された基板に対してインクを吐出する第
１移動手段における基板の着脱作業位置が、インクジェ
ットヘツドの第２移動手段の設定位置と異なることを特
徴とするフィルター製造方法である。

【００２１】これにより、第１移動手段は基板を単独で
移動して第１方向に関して位置決めできるとともに、イ
ンクジェットヘッドは、基板とは別個に第２方向に沿っ
て位置決めすることができる。

【００２２】このことから、インクジェットヘッドをメ
ンテナンスしたりインクジェットヘッドのインクの吐出
量などを測定する場合に、フィルター製造中であっても
その途中でインクジェットヘッドは基板とは別個に第１
移動手段により単独で移動して行うことができる。

【００２３】しかも、ベースにおける第１移動手段での
基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにおける
設定と異なっている。このことから、基板を第１移動手
段に対して着脱交換する際に、その作業は、第２移動手
段のベースにおける設定位置に邪魔にされずに確実に行
うことができる。

【００２４】請求項９の発明のフィルター製造装置で
は、第１移動手段はベース上に直接設定されており、第
２移動手段はベース上の第１移動手段の上方位置に位置
されている。これにより、ベースにおける第１移動手段
での基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにお
ける設定位置と異なる位置関係にある。したがって基板
の着脱・交換作業を第２移動手段やインクジェットヘッ
ドが邪魔することがない。

【００２５】請求項１０の発明のフィルター製造装置で
は、インクジェットヘッドは、ピエゾ素子の伸縮によ
り、赤、青、緑の内の少なくとも一種のインクを基板に
対して吐出して、カラーフィルターを製造する。これに
よりカラーフィルターであっても単色フィルターのいず
れでも製造できる。

【００２６】請求項１１の発明のフィルター製造装置で
は、基板収容手段から第１移動手段における基板の着脱
作業位置へ基板を供給し、第１移動手段における基板の
着脱作業位置から基板収容手段へ基板を排出する基板給
排出手段を備えている。これにより、基板は順次スムー
ズにかつ容易に自動的に給排出することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００２８】図１は、本発明のフィルター製造装置の好
ましい実施の形態を示しており、図２は、図１のフィル
ター製造装置を簡略化して示している。

【００２９】図１と図２に示すように、フィルター製造
装置１０は、概略的にはベース１２、第１移動手段１
４、第２移動手段１６、電子天秤（重量測定手段）１
８、インクジェットヘッド２０、キャッピングユニット
２２、クリーニングユニット（クリーニング手段）２
４、コントローラ２６等を有している。

【００３０】ベース（架台ともいう）１２は、上述した
第１移動手段１４、第２移動手段１６、電子天秤１８、
キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４
等を収容する安全カバー２８を備えており、作業者はこ
の安全カバー２８の所定の部位の扉を開くことができる
ようになっている。

【００３１】コントローラ２６はモニター３０およびキ
ーボード３２、コンピュータ３４等を備えている。

【００３２】ベース１２の上には、第１移動手段１４、
電子天秤１８、キャッピングユニット２２、クリーニン
グユニット２４および第２移動手段１６が設定されてい
る。ベース１２の周囲にはロボット７４と基板収容手段
７０が配置されている。

【００３３】第１移動手段１４は、好ましくはベース１
２の上に直接設定されており、しかもこの第１移動手段
１４は、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。

【００３４】これに対して第２移動手段１６は、支柱１
６Ａ，１６Ａを用いて、ベース１２に対して立てて取り
付けられており、しかも第２移動手段１６は、ベース１
２の後部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動
手段１６の、Ｘ軸方向は、第１移動手段１４のＹ軸方向
とは直交する方向である。Ｙ軸はベース１２の前部１２
Ｂと後部１２Ａ方向に沿った軸である。これに対してＸ
軸はベース１２の左右方向に沿った軸であり、各々水平
である。

【００３５】まず、図１と図２に示す第１移動手段１４
と、第２移動手段１６について、図３を参照して説明す
る。

【００３６】図３は、第１移動手段１４と、第２移動手
段１６及びインクジェットヘッド２０等を示している。
すでに述べたように、第２移動手段１６の支柱１６Ａ，
１６Ａは、ベース１２の後部１２Ａ側に位置されてい
る。

【００３７】図３の第１移動手段１４は、ガイドレール
４０を有しており、第１移動手段１４は、例えば、リニ
アモータを採用することができる。このリニアモータ形
式の第１移動手段１４のスライダー４２は、ガイドレー
ル４０に沿って、Ｙ軸方向に移動して位置決め可能であ
る。

【００３８】スライダー４２は、θ軸用のモータ４４を
備えている。このモータ４４は、例えばダイレクトドラ
イブモータであり、モータ４４のロータはテーブル４６
に固定されている。これにより、モータ４４に通電する
ことでロータとテーブル４６は、θ方向に沿って回転し
てテーブル４６をインデックス（回転割り出し）するこ
とができる。

【００３９】図３のテーブル４６は、基板４８を位置決
めして、しかも保持するものである。テーブル４６は、
吸着保持手段５０を有しており、吸着保持手段５０が作
動することにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して、
基板４８をテーブル４６の上に吸着して保持することが
できる。基板４８は、テーブル４６の位置決めピン４６
Ｂにより、テーブル４６の上に正確に位置決めすること
ができる。

【００４０】テーブル４６は、インクジェットヘッド２
０が、インクを捨打ち或いは試し打ちするための捨打ち
エリア５２を有している。この捨打ちエリア５２は、Ｘ
軸方向に並行でテーブル４６の後端部側に設けられてい
る。

【００４１】次に、図３の第２移動手段１６は、支柱１
６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂを有しており、
このコラム１６Ｂは、リニアモータ形式の第２移動手段
１６を有している。スライダー６０は、ガイドレール６
２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、
スライダー６０は、インク吐出手段としてのインクジェ
ットヘッド２０を備えている。

【００４２】インクジェットヘッド２０は、揺動位置決
め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８を有して
いる。モータ６２を作動すれば、インクジェットヘッド
２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。
このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下
方向）である。

【００４３】モータ６４を作動すると、インクジェット
ヘッド２０は、β方向に沿って揺動して位置決め可能で
ある。モータ６６を作動すると、インクジェットヘッド
２０は、γ方向に揺動して位置決め可能である。モータ
６８を作動すると、インクジェットヘッド２０は、α方
向に揺動して位置決め可能である。

【００４４】このように、図３のインクジェットヘッド
２０は、スライダー６０において、Ｚ軸方向に直線移動
して位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置
決め可能であり、インクジェットヘッド２０のインク吐
出面２０Ｐは、テーブル４６側の基板４８に対して正確
に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。

【００４５】次に、図２と図４の平面図を参照して、第
１移動手段１４の基板の着脱作業位置Ｐと、基板を収容
する基板収容手段７０間における基板の着脱交換（ロー
ドアンドロード）作業について説明する。

【００４６】基板のロードアンドロード（給排出作業と
もいう）は、基板給排出手段であるロボット７４が行
う。このロボット７４は、図２と図４に示すように、例
えばベース１２の前方に位置されかつ基板収容手段７０
の前方に位置されている。

【００４７】基板収容手段７０は、図２に示すように複
数の基板４８を収容しており、基板４８を第１移動手段
１４の基板着脱作業位置Ｐと基板収容手段７０の間でや
りとりするようになっている。

【００４８】基板着脱作業位置Ｐはベースに関して第２
移動手段１６よりも前方に位置されており、基板着脱作
業位置Ｐにおける基板４８の着脱作業は、第２移動手段
１６とインクジェットヘッドの存在によっては邪魔され
ずに、ロボット７４が自由に、かつ、効率よく行うこと
ができる。すなわち、第２移動手段１６とインクジェッ
トヘッド２０は、第１移動手段１４の上方に位置され、
しかもより好ましくは第２移動手段１６は、ベース１２
の後部１２Ａに位置されており、これに対して、基板着
脱作業位置Ｐは第１移動手段１４のテーブル４６付近で
あって、より好ましくはベース１２の前部１２Ｂに位置
されているからである。

【００４９】このようにすることで、基板着脱作業位置
Ｐと第２移動手段１６の位置的に離すことができる。

【００５０】ロボット７４の構造は、例えば図２に示す
ように、基台７４Ａ、中心軸部ＣＬ、第１アーム７４
Ｂ、第２アーム７４Ｃを有し、第２アーム７４Ｃは、例
えば真空吸着パッド７４Ｄを有している。ロボット７４
の真空吸着パッド７４Ｄで基板４８を吸着して、しかも
第１アーム７４Ｂ、第２アーム７４Ｃを中心軸部ＣＬに
沿って回転し、かつ中心軸部ＣＬをＺ軸方向に上下動す
ることで、基板収容手段７０と、基板着脱作業位置Ｐの
間で基板４８のやりとりをスムーズかつ効率的に容易に
行うことができる。

【００５１】図５は、図２のコンピュータ３４と、ベー
ス１２側の制御盤８０及び各種モータ等の電気的な接続
例を示している。

【００５２】図５において、コンピュータ３４は、ベー
ス１２側の制御盤８０に接続されている。制御盤８０
は、ベース１２の中に配置されており、その制御盤８０
に対して第１移動手段１４（リニアモータ）、第２移動
手段１６（リニアモータ）及びθ軸用のモータ４４が接
続されている。また、インクジェットヘッド２０に関連
する図３に示すモータ６２，６４，６６，６８が制御盤
８０に接続されている。第１移動手段１４と、θ軸モー
タ４４は、制御盤８０からの指令により作動してカラー
フィルター製造用の基板４８を搭載したテーブル４６を
Ｙ軸方向に移動し、かつ、θ方向にインデックスする。

【００５３】第２移動手段１６の４つのモータ６２，６
４，６６，６８は、制御盤８０からの指令により作動し
てインクジェットヘッド２０を、テーブル４６の上の基
板４８に対して姿勢制御するようになっている。

【００５４】また、図４で示した基板排出手段であるロ
ボット７４は、たとえば図５のようにコンピュータ３４
の指令により動作の制御ができる。

【００５５】つぎに、インクジェットヘッド２０の構造
例について、図５と図６を参照して説明する。

【００５６】インクジェットヘッド２０は、たとえば、
ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図６
（Ａ）に示すように本体９０のインク吐出面２０Ｐに
は、複数のノズル９１が形成されている。これらのノズ
ル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられてい
る。

【００５７】図６（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２
は、ノズル９１とインク室９３に対応して配置されてい
る。そしてこのピエゾ素子９２に対して図６（Ｃ）に示
すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図６（Ｄ），
（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を
矢印Ｑ方向に伸縮させることで、インクを加圧して所定
量のインク滴９９をノズル９１から吐出させるようにな
っている。

【００５８】図５のインクジェットヘッド２０は、イン
ク供給部９７に接続されており、このインク供給部９７
からインクが図６のインク室９３に供給される。インク
供給部９７には、温度計９６と粘度計９５が接続されて
いる。温度計９６と粘度計９５は、インク供給部９７内
に収容されているインクの温度および粘度を計測して、
そのインクの状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２とし
てインク管理コントローラ９８に供給する。

【００５９】インク管理コントローラ９８は、インクの
状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、コン
ピュータ３４に対してインクの温度や粘度の状態を制御
用の情報として与える。コンピュータ３４は、制御盤８
０を通して、ピエゾ素子駆動回路１０１に対してピエゾ
素子駆動信号Ｓ３を送る。ピエゾ素子駆動回路１０１
は、このピエゾ素子駆動信号Ｓ３に基づいて、図６のピ
エゾ素子９２に対してその時のインクの温度や粘度に応
じた大きさの印加電圧Ｖｈを供給することで、インクの
温度や粘度に応じて所定量のインク滴９９を吐出すこと
ができる。

【００６０】つぎに、図７〜図９を参照して、基板に対
してインクを供給することで、カラーフィルタを製造す
る例について説明する。

【００６１】図７の基板４８は、透明基板であり適度の
機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板４
８としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラ
ス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれ
らの表面処理品等が適用できる。

【００６２】たとえば、図８に示すように長方形形状の
基板４８上に、生産性をあげる観点から複数個のカラー
フィルター領域１０５をマトリックス状に形成する。こ
れらのカラーフィルター領域１０５は、後でガラス４８
を切断することで、液晶表示装置に適合するカラーフィ
ルターとして用いることができる。

【００６３】カラーフィルター領域１０５には、たとえ
ば図８に示すように、ＲのインクとＧのインクおよびＢ
のインクを所定のパターンで形成して配置している。こ
の形成パターンとしては、図６に示すように従来公知の
ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいは
スクウェアー型等がある。

【００６４】図７は、基板４８に対して図８のカラーフ
ィルター領域１０５を形成する工程の一例を示してい
る。

【００６５】図７（ａ）では、透明の基板４８の一方の
面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したも
のである。カラーフィルターの基礎となる基板４８の上
には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピ
ンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程
度）に塗布して、フォトリソグラフィー法等の方法でマ
トリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。
ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表
示要素がフィルターエレメントといわれており、たとえ
ばＸ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程
度の大きさの窓である。

【００６６】ブラックマトリックス１１０を形成した後
は、たとえば、ヒータにより熱を与えることで、基板４
８の上の樹脂を焼成する。

【００６７】図７（ｂ）に示すように、インク滴９９
は、フィルターエレメント１１２に着弾する。インク滴
９９の量は、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮
した充分な量である。

【００６８】図７（ｃ）の加熱工程では、カラーフィル
ター上のすべてのフィルターエレメント１１２に対して
インク滴９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理
を行う。基板４８は、所定の温度（例えば７０℃程度）
に加熱する。インクの溶媒が蒸発すると、インクの体積
が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィル
ターとして充分なインク膜の厚みが得られるまで、イン
ク吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理によ
り、インクの溶媒が蒸発して、最終的にインクの固形分
のみが残留して膜化する。

【００６９】図７（ｄ）の保護膜形成工程では、インク
滴９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時
間加熱を行う。乾燥が終了するとインク膜が形成された
カラーフィルターの基板４８の保護及びフィルター表面
の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護
膜１２０の形成には、たとえば、スピンコート法、ロー
ルコート法、リッピング法等の方法を採用することがで
きる。

【００７０】図７（ｅ）の透明電極形成工程では、スパ
ッタ法や真空吸着法等の処方を用いて、透明電極１３０
を保護膜１２０の全面にわたって形成する。

【００７１】図７（ｆ）のパターニング工程では、透明
電極１３０は、さらにフィルターエレメント１１２の開
口部に対応させた画素電極にパターニングされる。

【００７２】なお、液晶表示パネルの駆動にＴＦＴ（Ｔ
ｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる
場合ではこのパターニングは不用である。

【００７３】つぎに、図２にもどり、電子天秤１８、ク
リーニングユニット２４およびキャッピング２２とアラ
イメント用カメラ２３について簡単に説明する。

【００７４】電子天秤１８は、インクジェットヘッド２
０のノズルから吐出されたインク滴９９（図６参照）の
一滴の重量を測定して管理するために、例えば、インク
ジェットヘッド２０のノズル９１から、２０００滴分の
インク滴９９を受ける。電子天秤１８は、この２０００
滴のインク滴９９の重量を２０００の数字で割ることに
より、一滴のインク滴９９の重量を正確に測定すること
ができる。このインク滴９９の測定量に基づいて、イン
クジェットヘッド２０からの吐出するインク滴９９の量
を最適にコントロールする。

【００７５】クリーニングユニット２４は、インクジェ
ットヘッド２０の図６に示すノズル９１等のクリーニン
グをフィルター製造中や待機時に定期的にあるいは随時
に行うことができる。キャッピング２２は、図３のイン
クジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐが乾燥しな
いようにするために、フィルターを製造しない待機時に
このインク吐出面２０Ｐにキャップをかぶせるものであ
る。

【００７６】インクジェットヘッド２０が、第２移動手
段１６により、Ｘ軸方向に移動することで、インクジェ
ットヘッド２０を電子天秤１８、クリーニングユニット
２４あるいはキャッピングユニット２２の上部に選択的
に位置決めさせることができる。つまり、フィルター製
造作業の途中であっても、インクジェットヘッド２０を
たとえば電子天秤１８側に移動すれば、インク滴の重量
を測定できる。またインクジェットヘッド２０をクリー
ニングユニット２４上に移動すれば、インクジェットヘ
ッド２０のクリーニングを行うことができる。インクジ
ェットヘッド２０をキャッピングユニット２２の上に移
動すれば、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２
０Ｐにキャップを取り付けて乾燥を防止する。

【００７７】アライメント用カメラ２３は、基板４８に
あらかじめ形成されているアライメントマークを検出し
て、基板４８の位置を検知するものである。

【００７８】つぎに、図８を参照して、図示したフィル
ターの製造装置の動作例について説明する。

【００７９】図９のステップＳＴ１では、図２のロボッ
ト７４の真空吸着パッド７４Ｄが、基板収容手段７０の
新しい基板４８を吸着して、ベース１２の着脱作業位置
Ｐに搬送する。つまり、基板４８が第１移動手段１４の
テーブル４６の上に給材される。この基板４８は、図３
の位置決めピン４６Ｂに対して突き当てられることで、
基板４８は、テーブル４６に対して位置決めされる。し
かも、モータ４４が作動して、基板４８の端面がＹ軸方
向に並行になるように設定する。以上が図９のステップ
ＳＴ２、ステップＳＴ３の基板の位置決めおよび基板ア
ライメントである。

【００８０】そしてコンピュータ３４は、アライメント
用カメラ２３からの情報と図２の観察カメラ２７からの
等の情報に基づいて、インクを吐出する作業の開始位置
を図８のステップＳＴ４において計算する。

【００８１】一方、図９のステップＳＴ５では、インク
ジェットヘッド２０がＸ軸方向に沿って移動して、電子
天秤１８の上部に位置される。そして、図９のステップ
ＳＴ６，ＳＴ７，ＳＴ８で示すようにパラメータのロー
ド、指定ノズルの選択および電子天秤１８のカウンター
をクリアする。そして、ステップＳＴ９にて指定滴数
（指定のインク滴の数）の吐出を行う。これにより、図
２の電子天秤１８は、たとえば２０００滴のインクの重
量を計測して、インク滴１滴当たりの重量を計算する。
そのようなインク滴１滴の重量計算を測定対象のインク
ジェットヘッド２０の全ノズルに対して、図９のステッ
プＳＴ１０，ＳＴ１１およびＳＴ１２を経て終了する
と、図９のステップＳＴ１３で描画開始位置に図３のイ
ンクジェットヘッド２０が、Ｘ軸方向に沿って移動し、
基板４８は、第１移動手段１４よりＹ軸方向に適宜に移
動して位置決めされると共にインクジェットヘッド２０
は、第２移動手段１６によりＸ軸方向に適宜移動して位
置決めされる。

【００８２】これにより、ステップＳＴ１４，ＳＴ１５
で基板上の全ての図６に示すように複数のカラーフィル
ター領域１０５をたとえばストライプ型で形成する。

【００８３】図１ないし図３のフィルター製造装置１０
は、インクジェットヘッド２０は好ましくはＲ（赤）、
あるいはＧ（緑）、Ｂ（青）のいずれか一色を吐出する
ようにしている。基板４８が一定速度領域で移動される
状態で、インクジェットヘッド２０は、吐出目標位置の
上空で、基板４８に対して例えばＲ（赤）のインクを連
続して吐出する。

【００８４】図６に示すような全てのカラーフィルター
領域１０５の内のたとえばＲ（赤）のインクを形成した
後には、図２のロボット７４が基板４８の着脱作業位置
Ｐから取り外して基板収容手段７０側に移動して収め
る。収めた基板４８は、次のフィルター製造装置に移し
てＧ（緑）やＢ（青）をカラーフィルター領域に形成し
てゆく。

【００８５】以上のようにして、インクジェットヘッド
２０は第２移動手段１６によりＸ軸方向に単独で移動し
て位置決め可能であるので、インクジェットヘッド２０
を図２のクリーニングユニット２４でクリーニングして
メンテナンスしたり、あるいはキャッピングユニット２
２でキャップを付けたり、そして電子天秤１８でインク
滴の重量を測定する作業を、カラーフィルター形成作業
時の途中で適宜行うことができる。つまりインクジェッ
トヘッド２０は、クリーニングユニット２４、キャッピ
ングユニット２２あるいは電子天秤１８側の上空にＸ軸
方向に単独で送ることができる。このことから、カラー
フィルターの製造動作を休止せずにインクジェットヘッ
ド２０のメンテナンスやインク滴の重量測定等を容易に
かつスムーズに効率よく行うことができる。 また、基
板着脱作業位置Ｐが、インクジェットヘッド２０と第２
移動手段１６の前方側に位置しており、第２移動手段１
６は第１移動手段１４からはなれた上方にあるので、基
板４８の着脱作業は、この第２移動手段１６やインクジ
ェットヘッド２０に邪魔されずに簡単に行うことができ
る。このためにインクジェットヘッド２０の位置等に制
約されることなく、基板４８の交換をスムーズに、か
つ、容易に効率良く行うことができる。

【００８６】本発明は、上記実施の形態に限定されず、
特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うこ
とができる。

【００８７】本発明のフィルター製造装置は、たとえば
液晶表示装置用のカラーフィルターの製造に限定される
ものではなく、たとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセ
ンス）表示素子に応用が可能である。ＥＬ表示素子は、
蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽
極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔
（ホール）を注入して再結合させることにより励起子
（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する
際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子
である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料
のうち、赤、緑および青色の発光色を呈する材料を本発
明の製造装置を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にインク
ジェットパターニングすることで、自発光フルカラーＥ
Ｌ表示素子を製造することができる。本発明におけるフ
ィルターの範囲にはこのようなＥＬ表示素子の基板をも
含むものである。

【００８８】本発明のフイルター製造装置は、ＥＬ材料
が付着しやすいように、樹脂レジスト、画素電極および
下層となる層の表面に対し、プラズマ、ＵＶ処理、カッ
プリング等の表面処理を行う工程を有するものであって
もよい。

【００８９】そして、本発明のカラーフィルター製造装
置を用いて製造したＥＬ表示素子は、セグメント表示や
全面同時発光の静止画表示、例えば絵、文字、ラベル等
といったローインフォメーション分野への応用、または
点・線・面形状をもった光源としても利用することがで
きる。さらに、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦ
Ｔ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で
応答性の優れたフルカラー表示素子を得ることが可能で
ある。

【００９０】さらに、本装置のインクジェットパターニ
ング技術に金属材料や絶縁材料を供すれば、金属配線や
絶縁膜等のダイレクトな微細パターニングが可能とな
り、新規な高機能デバイスの作製にも応用できる。

【００９１】また、図示したフィルター製造装置のイン
クジェットヘッド２０は、Ｒ．Ｇ．Ｂの内の１つの種類
のインクを吐出することができるようになっているが、
この内の２種類あるいは３種類のインクを同時に吐出す
ることももちろんできる。

【００９２】また、フィルター製造装置１０の第１移動
手段１４と第２移動手段１６はリニアモータを用いてい
るがこれに限らず他の種類のモータやアクチュエータを
用いることもできる。

【００９３】

【発明の効果】請求項１の発明では、これにより、第１
移動手段は基板を単独で移動して第１方向に関して位置
決めできるとともに、インクジェットヘッドは、基板と
は別個に第２方向に沿って位置決めすることができる。

【００９４】このことから、インクジェットヘッドをメ
ンテナンスしたりインクジェットヘッドのインクの吐出
量などを測定する場合に、フィルター製造中であっても
その途中でインクジェットヘッドは基板とは別個に第１
移動手段により単独に移動して行うことができる。

【００９５】しかも、ベースにおける第１移動手段での
基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにおける
設定と異なっている。このことから、基板を第１移動手
段に対して着脱交換する際に、その作業は、第２移動手
段のベースにおける設定位置に邪魔されずに確実に行う
ことができる。

【００９６】請求項２の発明では、ベースにおける第１
移動手段での基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベ
ースにおける設定位置と異なる位置関係にある。したが
って基板の着脱・交換作業用を第２移動手段やインクジ
ェットヘッドが邪魔することがない。

【００９７】請求項３の発明では、インクジェットヘッ
ドは、ピエゾ素子の伸縮により、赤、青、緑の内の少な
くとも一種のインクを基板に対して吐出して、カラーフ
ィルターを製造する。これによりカラーフィルターであ
っても単色フィルターのいずれでも製造できる。

【００９８】請求項４の発明では、基板収容手段から第
１移動手段における基板の着脱作業位置へ基板を供給
し、第１移動手段における基板の着脱作業位置から基板
収容手段へ基板を排出する基板給排出手段を備えてい
る。これにより、基板は順次スムーズにかつ容易に自動
的に給排出することができる。また駆動軸を分離して装
置を構成することにより、装置精度の確保を容易にする
ことができる。

【００９９】請求項５の発明では、ベースの上には、イ
ンクジェットヘッドをクリーニングするクリーニング手
段と、インクジェットヘッドからインク滴の吐出重量を
測定する重量測定手段とを備え、第２移動手段は、イン
クジェットヘッドを第２方向に移動して、クリーニング
手段と重量測定手段に対して移動して位置決め可能であ
る。このようにすることで、インクジェットヘッドのメ
ンテナンスやインク滴の吐出重量の測定を作業中であっ
ても行うことができる。

【０１００】請求項６の発明では、第１移動手段は、基
板を吸着して保持する保持手段と、保持した基板を回転
方向に割り出す回転手段とを有する。これにより、基板
は吸着により確実に保持できるとともに、その回転方向
の位置は、回転手段により割り出して基板を正しい方向
に位置決めできる。

【０１０１】請求項７の発明では、第２移動手段のイン
クジェットヘッドを第１方向と第２方向に直交する第３
方向に移動して位置決めする第３移動手段と、インクジ
ェットヘッドを揺動して位置決めする揺動位置決め手段
とを備えるので、インクジェットヘッドの基板に対する
姿勢を最適にすることができる。

【０１０２】請求項８の発明では、第１移動手段は基板
を単独で移動して第１方向に関して位置決めできるとと
もに、インクジェットヘッドは、基板とは別個に第２方
向に沿って位置決めすることができる。

【０１０３】このことから、インクジェットヘッドをメ
ンテナンスしたりインクジェットヘッドのインクの吐出
量などを測定する場合に、フィルター製造中であっても
その途中でインクジェットヘッドは基板とは別個に第１
移動手段により単独に移動して行うことができる。

【０１０４】しかも、ベースにおける第１移動手段での
基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベースにおける
設定と異なっている。このことから、基板を第１移動手
段に対して着脱交換する際に、その作業は、第２移動手
段のベースにおける設定位置に邪魔されずに確実に行う
ことができる。

【０１０５】請求項９の発明では、ベースにおける第１
移動手段での基板の着脱作業位置が、第２移動手段のベ
ースにおける設定位置と異なる位置関係にある。したが
って基板の着脱・交換詐欺用を第２移動手段やインクジ
ェットヘッドが邪魔することがない。

【０１０６】請求項１０の発明では、インクジェットヘ
ッドは、ピエゾ素子の伸縮により、赤、青、緑の内の少
なくとも一種のインクを基板に対して吐出して、カラー
フィルターを製造する。これによりカラーフィルターで
あっても単色フィルターのいずれでも製造できる。

【０１０７】請求項１１の発明では、基板収容手段から
第１移動手段における基板の着脱作業位置へ基板を供給
し、第１移動手段における基板の着脱作業位置から基板
収容手段へ基板を排出する基板給排出手段を備えてい
る。これにより、基板は順次スムーズにかつ容易に自動
的に給排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルター製造装置の好ましい実施の
形態を詳しく示す図。

【図２】図１のフィルター製造装置をよりわかりやすく
示す図。

【図３】図２のフィルター製造装置の第１移動手段と第
２移動手段、インクジェットヘッドと基板等を示す斜視
図。

【図４】第１移動手段、第２移動手段、ロボット、基板
収容手段等を示す平面図。

【図５】コンピュータと制御盤および各種制御対象等を
示す図。

【図６】インクジェットヘッドの構造を示す図。

【図７】基板を用いてカラーフィルターを製造する一例
を示す図。

【図８】基板と基板上のカラーフィルター領域の一部を
示す図。

【図９】フィルター製造装置の動作例を示す図。

【符号の説明】

１４・・・第１移動手段 １６・・・第２移動手段 ２０・・・インクジェットヘッド ４６・・・テーブル ４８・・・基板 ７４・・・ロボット（基板給排出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 和美 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に対してインクを着弾することでフィ
   ルターを製造するフィルター製造装置において、 ベースと、 このベースに設定されて、基板を保持して第１方向に沿
   って移動して位置決めする第１移動手段と、 第１移動手段に保持された基板に対してインクを吐出す
   るインクジェットヘッドと、 ベースに設定されて、インクジェットヘッドを第１方向
   と直交する第２方向に移動して位置決めする第２移動手
   段と、を備え、 ベースにおける第１移動手段での基板の着脱作業位置
   が、第２移動手段のベースにおける設定位置と異なるこ
   とを特徴とするフィルター製造装置。
2. 【請求項２】第１移動手段はベース上に直接設定され、
   第２移動手段はベース上の第１移動手段の上方位置に位
   置されている請求項１に記載のフィルター製造装置。
3. 【請求項３】インクジェットヘッドは、ピエゾ素子の伸
   縮により、赤、青、緑の内の少なくとも一種のインクを
   基板に対して吐出してカラーフィルターを製造する請求
   項１又は２に記載のフィルター製造装置。
4. 【請求項４】ベースとは異なる位置に配置された複数の
   基板を収容する基板収容手段と、 基板収容手段から第１移動手段における基板の着脱作業
   位置へ基板を供給し、第１移動手段における基板の着脱
   作業位置から基板収容手段へ基板を排出する基板給排出
   手段と、を備える請求項１ないし３のいずれかに記載の
   フィルター製造装置。
5. 【請求項５】ベースの上には、インクジェットヘッドを
   クリーニングするクリーニング手段と、インクジェット
   ヘッドからのインク滴の吐出重量を測定する重量測定手
   段と、を備え、 第２移動手段は、インクジェットヘッドを第２方向に移
   動して、クリーニング手段と重量測定手段に対して移動
   して位置決め可能である請求項１に記載のフィルター製
   造装置。
6. 【請求項６】第１移動手段は、基板を吸着して保持する
   吸着保持手段と、保持した基板を回転方向に割り出す回
   転手段とを有する請求項１に記載のフィルター製造装
   置。
7. 【請求項７】第２移動手段のインクジェットヘッドを第
   １方向と第２方向に直交する第３方向に移動して位置決
   めする第３移動手段と、インクジェットヘッドを揺動し
   て位置決めする揺動位置決め手段と、を備える請求項１
   に記載のフィルター製造装置。
8. 【請求項８】基板に対してインクを着弾することでフィ
   ルターを製造するフィルター製造方法において、 第１移動手段が、基板を保持して第１方向に沿って移動
   して位置決めし、 第２移動手段が、インクジェットヘッドを第１方向と直
   交する第２方向に移動して位置決めして、 インクジェットヘッドが、第１移動手段に保持された基
   板に対してインクを吐出し、 第１移動手段における基板の着脱作業は、インクジェッ
   トヘッドの第２移動手段の設定位置と異なる位置で行う
   ことを特徴とするフィルター製造方法。
9. 【請求項９】第１移動手段はベース上に直接設定され、
   第２移動手段はベース上の第１移動手段の上方位置でイ
   ンクジェットヘッドを移動して位置決めする請求項８に
   記載のフィルター製造方法。
10. 【請求項１０】インクジェットヘッドは、ピエゾ素子の
    伸縮により、赤、青、緑の内の少なくとも一種のインク
    を基板に対して吐出してカラーフィルターを製造する請
    求項１又は２に記載のフィルター製造方法。
11. 【請求項１１】基板収容手段から第１移動手段における
    基板の着脱作業位置へ基板を供給し、第１移動手段にお
    ける基板の着脱作業位置から基板収容手段へ基板を排出
    する請求項８ないし１０のいずれかに記載のフィルター
    製造方法。