TWI388906B - 間隔物形成方法及間隔物形成裝置 - Google Patents

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Description

間隔物形成方法及間隔物形成裝置
本發明係關於一種間隔物(spacer)形成方法，該間隔物係用於在液晶面板的一對基板間，將液晶密封間隙保持一定，詳細而言，係關於一種間隔物形成方法及間隔物形成裝置，使用噴墨法(液滴吐出法)將具有間隔物分散在溶劑中的墨水滴下在基板上的間隔物形成位置。
液晶面板被要求的響應特性(response)、對比(contrast)、視角係極為倚賴於液晶層之厚度。因此，使間隔物介置在密封液晶的一對基板間的間隙，而將液晶層控制成保持在一定厚度。眾所周知之間隔物的形成方法，有在一方基板形成柱狀的方法、散布球狀間隔物的方法等。
將間隔物形成柱狀的方法必須有微影法(photolisthography)之膜形成及蝕刻等步驟，步驟數多且耗費成本和時間。此外，將球狀間隔物散布在基板上的方法有噴射噴霧的濕式散布法，和以壓縮乾燥氮氣等之氣流而將粉體狀間隔物直接散布在基板上的乾式散布法，任一種都有亦會將間隔物散布在像素(pixel)區域而產生亮度降低或亮度不均、或者基板上的間隔物分布不均使基板間間隙不均的情形。
因此，例如專利文獻1揭示有在非像素區域之彩色濾光器(color filter)的黑色矩陣局部，以噴墨法簡便地形成間隔物的技術。該方法係將具有球狀間隔物分散在溶劑之含有間隔物的墨水，從噴嘴滴下在黑色矩陣上，再藉由蒸發溶劑使間隔物殘留在黑色矩陣上。
此外，該噴墨法中，因噴嘴阻塞、或將噴嘴形成為開口的噴嘴板產生瑕疵等，而發生異常吐出時，會產生基板上不存在間隔物的部分(間隔物遺漏)、或間隔物形成位置偏移，而有液晶層厚度產生不均使顯示畫質降低的可能性。例如，第17圖中，並排成一列的32個噴嘴中第8個和第17個噴嘴產生異常時，對應該異常噴嘴的基板1上的第8行和第17行間隔物形成位置，將產生線狀的間隔物不良部。
防止異常吐出造成間隔物形成不良的方法，在專利文獻2中，係以攝影機或圖像處理裝置觀測噴嘴吐出的墨水，測量飛翔墨水的吐出速度和吐出方向。然後，若其測量值在設定範圍外，則判斷為異常吐出而進行噴嘴清洗。
專利文獻1：日本特開平11－24083號公報專利文獻2：日本特開平11－316380號公報
噴墨法若1次滴下量多時，滴下後的液滴之擴大度會變大，即使滴下位置僅稍微偏移(一般，噴墨法有產生大約數μ m至十數μ m的吐出位置誤差之情形)，從黑色矩陣溢出而波及像素的可能性變高，而有在像素亦形成間隔物或溶劑造成影響、使顯示畫質降低的可能性。如此地，若考慮到滴下後的液滴之擴大，則較少的滴下量對於將間隔物控制在預定範圍內而言係較佳，但滴下量過少時，卻會造成滴下後的液滴中1個間隔物也未包含。
此外，為了以少量的滴下量而確實形成間隔物，雖然可考慮將溶劑中的間隔物分散密度加大，但其將改變墨水的流動性，造成墨水中的間隔物粒子間的聚集，而有影響噴嘴吐出性能的可能性，因此不宜改變墨水本身的特性。
另一方面，進行清洗來消除噴嘴異常會降低生產性。例如，為了1個或2個異常噴嘴而暫時停止生產以進行清洗的情形，效率非常差。且，因嚴重阻塞的噴嘴或噴嘴板產生的瑕疵，而在墨水吐出方向產生異常的噴嘴，不易藉由通常的清洗而恢復正常狀態。
本發明係鑑於上述問題而研發者，其目的在於提供一種可在預定範圍確實形成間隔物的間隔物形成方法。
且，本發明之另一目的在於提供一種間隔物形成方法及間隔物形成裝置，當產生異常吐出的噴嘴時，即使不進行清洗仍可對全部的間隔物形成位置，從正常噴嘴滴下含有間隔物的墨水。
本發明係採用以下構造以解決前述問題。
即，本發明的間隔物形成方法的特徵，係將分散有間隔物之墨水在一方基板上的多數個間隔物形成位置的每一處滴下多數滴，從而在各間隔物形成位置形成間隔物，其中該間隔物係用於將形成在一對基板間的液晶密封間隙保持成一定。
本發明中，由於並非在間隔物形成位置的每一處，一次一起滴下必要的墨水量，而是分成多數滴滴下，因此可以減少1滴的滴下量，而可抑制滴下後的擴大，確實地滴下在所要的狹小範圍內。再者，即使因每1滴的滴下量較少而產生有1次滴下的墨水中未包含間隔物的情形，仍可藉由滴下多數滴而防止連1個間隔物也未包含的情形。
此外，像素區域存在有間隔物時，將引起液晶配向不良或漏光等，成為嚴重降低顯示畫質的原因，因此以形成在不直接影響顯示的非像素區域為佳。尤其，若將墨水滴下在包圍各像素的格子狀非像素區域的交叉部，則亦因該交叉部在非像素區域中面積較大，滴下的墨水不會溢出該交叉部而不易波及像素。
且，若使用具有多數噴嘴的噴墨頭，在多數間隔物形成位置滴下墨水，則可同時在多數位置形成間隔物，生產性較佳。再者，若一面改變各噴嘴和各間隔物形成位置的對應關係，一面進行多數墨水之滴下，俾使一處之間隔物形成位置不會由相同的噴嘴接受到多數滴墨水的滴下，則即使一部分噴嘴阻塞時，亦可防止產生含有間隔物的墨水1滴也未滴下的間隔物形成位置，可在各間隔物形成位置確實地形成間隔物。
另外，本發明的間隔物形成方法係具有以下步驟：在含有間隔物的墨水吐出在基板上的間隔物形成位置前，進行用於確認有無異常吐出的測試吐出之步驟；在該測試吐出中有異常吐出的噴嘴時，則不從該異常吐出的噴嘴進行吐出含有間隔物的墨水，而從正常噴嘴吐出含有間隔物的墨水且滴下在間隔物形成位置之步驟；以及使各噴嘴對各間隔物形成位置的對應位置偏移，使正常噴嘴對應於在前述步驟中對應於異常吐出的噴嘴的間隔物形成位置，並從該正常噴嘴吐出含有間隔物的墨水且滴下在間隔物形成位置的步驟。
另外，本發明的間隔物形成裝置係具備：觀測吐出手段，用於觀測自噴嘴吐出含有間隔物的墨水；異常吐出判斷部，係根據該觀測吐出手段的觀測結果判斷異常吐出；以及控制部，係不從判斷為異常吐出的噴嘴進行吐出含有間隔物的墨水，而從正常噴嘴吐出含有間隔物的墨水且滴下在基板上的間隔物形成位置後，使噴墨頭和基板相對移動，而使各噴嘴對各間隔物形成位置的對應位置偏移，而將正常噴嘴對應於先前吐出時對應於異常吐出的噴嘴的間隔物形成位置，並從該正常噴嘴吐出含有間隔物的墨水且滴下在間隔物形成位置。
在上述噴墨頭中產生有異常噴嘴時，係一面使該異常噴嘴和基板上的間隔物形成位置之對應位置偏移，一面對基板進行多數次之墨水吐出，因此各間隔物形成位置至少接受1次從正常噴嘴滴下墨水，而防止間隔物形成不良部對應異常噴嘴位置而形成線狀。
本發明的間隔物形成方法係於多數間隔物形成位置的每一處滴下多數滴含有間隔物的墨水，因此將間隔物控制在不波及像素的範圍內，且可確實地形成必要個數之間隔物。其結果除了可將液晶層厚度保持成一定，尚可抑制間隔物本身對顯示畫質的影響，達成提高液晶面板的品質。
且，本發明係一面使異常噴嘴和基板上的間隔物形成位置之對應位置偏移，一面對基板進行多數次吐出墨水，因此不會招致實施清洗所造成的生產效率降低，可避免間隔物之形成不良，穩定保持所要的液晶密封間隙。其結果將液晶層厚度保持成一定，而獲得良好的顯示品質。
以下參照圖式詳細地說明適用本發明之具體實施形態。此外，本發明並非限定於以下之實施形態者，可根據本發明的技術思想做各種變更。
[第1實施形態]
液晶面板之構造係為，於形成在一對基板間的大約數μ m之間隙中封入液晶。一對基板中的一方之構造係為，於玻璃基板形成偏光板、彩色濾光器、對向電極、配向膜等。另一方之構造係為，於玻璃基板形成偏光板、像素電極、驅動電晶體、配向膜等。
使相互之對向膜彼此相對向而貼合兩基板。用於將兩基板一體地貼合的密封材料係塗布在一方基板，而未塗布密封材料的另一方基板係形成有間隔物。
通常，間隔物係形成在具有彩色濾光器的彩色濾光器側基板。彩色濾光器係如第1圖所示，具有格子狀的黑色矩陣5、及形成在該各格子眼的紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B。黑色矩陣5係非像素區域，其係將RGB各像素周圍包圍成成黑緣，而為隨時遮蔽來自背光之光而與對液晶單元的施加電壓之ON/OFF無關者。
間隔物係包含在墨水中，該含有間隔物的墨水7係藉由噴墨法，滴下在格子狀的黑色矩陣5中的多數交叉部(間隔物形成位置)。此外，含有間隔物的墨水7並非直接滴下在黑色矩陣5上，而是滴下在形成間隔物的基板1之與另一方基板相對向的部分(配向膜)中、對應黑色矩陣5的交叉部之位置(重疊位置)。
含有間隔物的墨水7係包含水或乙醇系等溶劑，和分散在該溶劑的間隔物。間隔物係為具有相當於兩基板間的間隙(液晶密封間隙)之直徑(例如4至5 μ m)的球狀塑膠、玻璃、二氧化矽等。含有間隔物的墨水7的黏度、流動性、揮發性、溶劑中的間隔物分散密度等，係調整為適於噴墨法之滴下。
含有間隔物的墨水7係如第2圖所示，使用具有多數(本例為9個)噴嘴n1至n9的噴墨頭3，滴下在基板1上的多數間隔物形成位置。第2圖之例子中，例如可在9處間隔物形成位置同時滴下含有間隔物的墨水7而形成間隔物。
含有間隔物的墨水7滴下在間隔物形成位置時，溶劑自然蒸發或加熱蒸發，而在間隔物形成位置殘留間隔物。此時，隨著溶劑從滴下在間隔物形成位置的液滴周緣部緩緩地蒸發，而使液滴中心部變小，間隔物亦會集中在中心部，藉此將間隔物配置在液滴中心部附近。
本實施形態中，並非在間隔物形成位置的每一處，一次滴下形成所要個數的間隔物所必要量的墨水7，而是分成多數滴滴下。即，在間隔物形成位置的每一處進行多數次滴下墨水7。藉此，相較於先前技術，每一滴的滴下量可變少，而相對應地抑制滴下的墨水7之擴大，可將間隔物確實地控制在預定範圍內(黑色矩陣5的區域內)而予以形成。其結果可防止在影響顯示的光透射部之RGB各像素形成間隔物的情形，而防止顯示畫質降低。
此外，關於在一處間隔物形成位置所滴下之多數滴墨水7，係根據墨水7之揮發性或每一滴之滴下時間間隔、周圍環境等，有時亦在前述已滴下的墨水7之液滴乾掉(溶劑蒸發)之前滴下下一液滴、有時亦在前述液滴乾掉之後滴下下一液滴。
且，亦可將墨水7滴下在黑色矩陣5的交叉部以外之線狀部分。但一般而言，相較於黑色矩陣5的線狀部分之寬度，該黑色矩陣5的格子交叉部亦形成有用於使液晶進行快門動作的TFT(Thin Film Transistor)，平面尺寸一般會變大。因而，若在黑色矩陣5的區域中範圍較寬廣的交叉部滴下含有間隔物的墨水7，間隔物係不易擴散到像素。
此外，只要在基板面方向中能保持均等穩定的的基板間間隙，則不須在黑色矩陣5全部的交叉部形成間隔物。且，基板全體的必要間隔物個數係根據基板平面尺寸而異。且，本實施形態中，例如墨水7之1次的滴下量(1滴量)為平均5.5pl，且每1次滴下(1滴)係包含平均1.3個間隔物。為了將墨水7及間隔物控制在黑色矩陣5的區域內而不擴散到像素，1次滴下量(1滴量)以10p以下為佳。但是，若1滴量減少，則有出現該1滴中1個間隔物也未包含的可能性，因此1次滴下量(1滴量)以5pl以上為佳。
第4圖之曲線圖係表示在相同處將含有間隔物的墨水7滴下1次(1滴)、2次(2滴)、3次(3滴)時，形成n個間隔物的或然率曲線圖。即，將滴下後的墨水7中、包含橫軸所示個數之間隔物的或然率，以百分率(百分比)顯示在縱軸。每1次(1滴)的滴下量約5.5pl。
根據該曲線圖，僅滴下1次時，發生間隔物個數為0、即滴下後的液滴1個間隔物沒有的情形約29%的或然率。但是，滴下2次時，間隔物0個的或然率為10%以下，進而滴下3次時，間隔物0個的或然率為2%以下。
使用與先前技術相同的墨水7時，本實施形態由於抑制滴下後的擴大，故1滴量比先前技術少，因此僅滴下1次(1滴)時，1個間隔物也未包含的可能性變高，但從第4圖的結果得知，即使1次滴下量少，亦可藉由2次、3次滴下在相同的間隔物形成位置之方式，大幅降低滴下後的液滴中未包含間隔物的或然率，因此可在各間隔物形成位置確實地形成間隔物。
[第2實施形態]
接著，說明關於本發明的第2實施形態。此外，對與上述第1實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略其詳細說明。
噴墨法由於對著非常狹窄的區域滴下含有間隔物的墨水7，因此噴嘴的口徑亦非常小，而亦將導致墨水7聚集而阻塞。由於從已阻塞的噴嘴不會滴下含有間隔物的墨水7，若其間隔物形成位置係第1次、第2次、第3次、．．．第n次每次都接受相同噴嘴所滴下的墨水7之構造時，當對應該間隔物形成位置的噴嘴已阻塞時，1滴墨水7也不會滴下在該間隔物形成位置，因此該間隔物形成位置不會形成間隔物。
因此，本實施形態中，不從相同的噴嘴對一處間隔物形成位置進行多數次滴下墨水7，而如第3圖所示，每次滴下都改變噴墨頭3之各噴嘴n1至n9和基板1上各間隔物形成位置之對應位置關係。
具體而言，首先將噴嘴n7、n8、n9係分別對應第1行間隔物形成位置、第2行間隔物形成位置、第3行間隔物形成位置而定位、且沿間隔物形成位置的列方向(圖中的橫方向)配置、並位於開始位置(第1次位置)之噴墨頭3，沿箭頭所示之噴墨頭掃描方向予以移動。藉此，從噴嘴n7在第1行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n8在第2行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n9在第3行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7。
其中，第3圖所示的噴嘴個數、間隔物形成位置的列數、行數係一例，並不限於此。且，只要噴墨頭3和基板1為可相對移動之構造即可，亦可不將噴墨頭3沿箭頭方向移動，而將基板1沿箭頭的反方向移動。
接著，將噴墨頭3從開始位置，例如沿列方向(圖中的右方向)偏移3個噴嘴分量而設定於第2次位置，而將噴嘴n4、n5、n6、n7、n8、n9各自定位成對應第1行間隔物形成位置、第2行間隔物形成位置、第3行間隔物形成位置、第4行間隔物形成位置、第5行間隔物形成位置、第6行間隔物形成位置，並將該噴墨頭3沿箭頭所示的噴墨頭掃描方向予以移動。藉此，從噴嘴n4在第1行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n5在第2行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n6在第3行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n7在第4行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n8在第5行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n9在第6行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7。第1至3行間隔物形成位置係接受第2次滴下墨水，但係分別接受來自與前述已接受滴下的噴嘴不同的噴嘴所滴下的墨水。
接著，將噴墨頭從第2次位置，例如沿行方向(圖中的右方向)偏移3個噴嘴分量而設定至第3次位置，而將噴嘴n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9各自定位成對應第1行間隔物形成位置、第2行間隔物形成位置、第3行間隔物形成位置、第4行間隔物形成位置、第5行間隔物形成位置、第6行間隔物形成位置、第7行間隔物形成位置、第8行間隔物形成位置、第9行間隔物形成位置，並將該噴墨頭3沿箭頭所示的噴墨頭掃描方向予以移動。藉此，從噴嘴n1在第1行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n2在第2行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n3在第3行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n4在第4行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n5在第5行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n6在第6行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n7在第7行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n8在第8行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7，從噴嘴n9在第9行間隔物形成位置滴下含有間隔物的墨水7。第1至3行間隔物形成位置係接受第3次墨水之滴下，但係分別接受來自與第1次、第2次已接受滴下的噴嘴不同的噴嘴所滴下的墨水。且，第4至6行間隔物形成位置係接受第2次滴下墨水，但係分別接受與來自已接受第1次滴下的噴嘴不同的噴嘴所滴下的墨水。以下同樣地，對基板1上全部的間隔物形成位置進行相同數之滴下墨水。
根據以上情形，可對一處間隔物形成位置從不同的噴嘴滴下多數次(多數滴)墨水7，即使某個噴嘴阻塞亦不會產生1滴墨水7也未滴下的間隔物形成位置。因此，可降低產生1個間隔物也未形成的間隔物形成位置的可能性。
此外，改變各噴嘴n1至n9和各間隔物形成位置之對應關係的方法不限於上述，亦可將噴墨頭3沿間隔物形成位置的行方向配置而沿列方向掃描，此時在每1次滴下使噴嘴偏移行方向。或者，亦可在沿行方向掃描滴下後，使噴嘴頭3的方向改變90度而沿列方向掃描滴下。
[第3實施形態]
接著，說明本發明的第3實施形態。其中，對與上述第1實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略其詳細說明。
含有間隔物的墨水7係如第2圖所示，使用具有排列成一行的多數噴嘴n1至n9之線頭型的噴墨頭3，滴下在基板1上的多數間隔物形成位置。可在沿噴嘴n1至n9排列方向的多數處間隔物形成位置，同時滴下含有間隔物的墨水7而形成間隔物。本實施形態係一面將噴墨頭3和基板1沿噴嘴並排方向的正交方向相對移動，一面從各噴嘴n1至n9滴下含有間隔物的墨水7。例如，對靜止的噴墨頭3，沿噴嘴並排方向的正交方向移動基板1。或亦可對靜止的基板1移動噴墨頭3。亦可移動兩者。
接著，說明具體的間隔物形成順序。
首先，對當作製品的基板進行吐出含有間隔物的墨水之前，對假性(dummy)基板進行測試吐出，用以確認各噴嘴有無墨水異常吐出。此時，藉由觀測吐出手段觀測各噴嘴之吐出墨水。
觀測吐出手段係由雷射光學系統、攝影機和影像處理裝置所構成。將觀測吐出手段設在頭維修位置，並將頭移動至觀測吐出位置，將噴嘴吐出的的墨水液滴藉由以預定時間間隔閃爍雷射光並以攝影機拍攝的方式，獲得墨水的飛翔軌跡當作靜止影像。將該影像以影像處理裝置處理，算出墨水的吐出速度和吐出角度，根據該等值判斷是否異常吐出。且，亦可將觀測吐出手段移動至被移動至或設置在預定位置的頭的觀測位置，而觀測從噴嘴吐出且彈著在假性基板上的墨水，而判斷是否異常吐出。其中，當噴嘴完全阻塞，完全不吐出墨水時，係無法獲得墨水的飛翔軌跡影像。該情形當然亦為異常吐出。且，亦可將噴嘴吐出墨水的狀態拍攝成動畫，從該動畫資料算出吐出速度和吐出角度。
判斷異常吐出時，例如將噴嘴的墨水吐出速度Vd的臨界值設定為5.0m/秒±5%，將吐出角度θ的臨界值設定為±0.5°時，若獲得表1的結果，則將噴嘴No.8和17判斷為異常吐出噴嘴。從噴嘴No.17的噴嘴完全不吐出墨水而無法觀測吐出速度及吐出角度。且，上述吐出角度θ相當於，墨水飛翔軌跡從噴嘴中心和對應該噴嘴的間隔物形成位置中心之連結直線(從噴嘴降下到基板的垂線)所傾斜之角度。
且，亦可藉由墨水之彈著位置離基準位置(從噴嘴往正下方之彈著的位置)的偏移量，判斷異常吐出。
例如，從噴墨頭和基板之相對移動方向的平行方向，以攝影機拍攝各行的噴嘴時，該相對移動方向的正交方向之彈著位置偏移量係以D×tan θ表示。此處，D係沿噴嘴－基板的垂直方向的最短距離(噴嘴中心和對應該噴嘴的間隔物形成位置中心之連結直線長度)，例如為0.5mm。θ為墨水飛翔軌跡從噴嘴中心和對應該噴嘴的間隔物形成位置中心之連結直線傾斜的角度。
且，從噴嘴頭和基板之相對移動方向的正交方向，以攝影機拍攝飛翔墨水時，沿其相對移動方向的方向之彈著位置偏移量係以Vs×D/Vd表示。此處，Vs係基板對靜止的噴嘴頭之移動速度，例如為200mm/秒。D、Vd係如上述。再者，亦可根據D×tan θ＋Vs×D/Vd之值判斷異常吐出。
有異常吐出的噴嘴時，不從該異常吐出噴嘴進行吐出墨水，而僅從正常噴嘴對基板(實際上應變成製品之基板)進行墨水之吐出。若不對用以使對應異常噴嘴的墨水壓力室內產生壓力變動的壓電元件進行施加電壓，則不會從異常噴嘴吐出墨水。或於熱式噴嘴頭時，可不對墨水儲存室進行熱供給。
例如，第5圖中，將32個噴嘴中的噴嘴No.8和17兩個噴嘴當作異常噴嘴時，首先，不從噴嘴No.8和17的噴嘴進行吐出墨水，僅從其他正常噴嘴(噴嘴No.1至7、9至16、18至32)對基板1進行墨水之吐出。本例中，相對於靜止的噴射頭3，基板1係一面朝圖示的箭頭方向(噴嘴排列方向的正交方向)移動，一面從各噴嘴吐出墨水且滴下在基板1上的間隔物形成位置。完成該第1次吐出之階段時，位於對應異常噴嘴的位置之第8行和第17行間隔物形成位置為未滴下墨水及包含在該墨水的間隔物之狀態。
因此，接著，將噴墨頭3往第5圖中之右方移動1個噴嘴份，而分別將噴嘴No.7的正常噴嘴對應在第8行間隔物形成位置，將噴嘴No.16的正常噴嘴對應在第17行間隔物形成位置。噴嘴和基板1沿噴嘴並排方向相對地偏移位置即可，移動噴嘴頭3和基板1任一方皆可。
以如上述之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係之狀態，與第1次同樣地對基板1進行第2次墨水吐出。此時，僅進行噴嘴No.7和16之噴嘴的墨水吐出，而不從其他噴嘴進行墨水之吐出。
其結果係對全部的間隔物形成位置進行每次1次(1滴)之墨水滴下。其中，第5圖中，噴嘴●表示進行吐出墨水的噴嘴，○表示不進行吐出墨水的噴嘴。基板1上的●表示間隔物形成位置，如上述之各間隔物形成位置係各自接受每次1次的墨水滴下。藉此，可防止未形成間隔物的部分對應異常噴嘴位置而形成線狀，而可穩定保持所要的液晶密封間隙。
[第4實施形態]
接著，參照第6圖說明本發明的第4實施形態。其中，對與上述第1實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略其詳細說明。第6圖中，●表示正常噴嘴，○表示異常噴嘴。基板1上的數字係表示在各間隔物形成位置進行了幾次(幾滴)滴下墨水。
第6圖中，將32個噴嘴中的噴嘴No.8和17兩個噴嘴當作異常噴嘴時，首先，不從噴嘴No.8和17的噴嘴進行吐出墨水，僅從噴嘴No.6至7、9至16、18至32之正常噴嘴對基板1進行墨水之吐出。本例中，相對於靜止的噴射頭3，基板1係一面朝圖示的箭頭方向(噴嘴排列方向的正交方向)移動，一面從噴嘴No.6至7、9至16、18至32之正常噴嘴吐出墨水且滴下在基板1上的間隔物形成位置。完成該第1次吐出之階段時，位於對應異常噴嘴的位置之第3行和第12行間隔物形成位置為未滴下墨水及包含在該墨水的間隔物之狀態。
因此，接著，將噴墨頭3往第6圖中之右方移動5個噴嘴份，使對應異常噴嘴的間隔物形成位置與第1次偏移。以形成如此之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係的狀態，與上述第1次同樣地對基板1進行第2次吐出墨水。此時，僅噴嘴No.1至7、9至16、18至27之正常噴嘴進行吐出墨水，其他的噴嘴不進行吐出墨水。
結果，在第1次和第2次吐出時均對應於正常噴嘴的間隔物形成位置係進行2次墨水滴下(進行2滴之墨水滴下)，在第1次和第2次之任一次係對應於異常噴嘴的間隔物形成位置係進行1次墨水滴下(進行1滴之墨水滴下)。由於沒有第1次和第2次均對應於異常噴嘴的間隔物形成位置，因此可防止未形成間隔物的部分對應異常噴嘴位置而形成線狀，而可穩定保持所要的液晶密封間隙。
且，在滴下2滴墨水的間隔物形成位置，並非一次一起(以1滴)滴下形成所要個數的間隔物時必要量的墨水，而是分成2滴滴下，因此可使每1滴的滴下量少，因此可抑制滴下的墨水擴大，而可形成確實地將間隔物控制在預定範圍內(黑色矩陣5的區域內)。其結果可防止在影響顯示的光透射部之RGB各像素形成間隔物的情形，而防止降低顯示畫質。
在每一處間隔物形成位置將大約3至7個間隔物形成在一定範圍為佳。每1滴的間隔物數係根據墨水中的間隔物濃度、液滴大小等而改變，但由於僅滴下1滴時，會有完全未含間隔物或未含所要的個數之情形，因此從防止該情形之觀點來看，亦以在1處之間隔物形成位置滴下多數滴墨水為佳。
[第5實施形態]
接著，參照第7圖說明本發明的第5實施形態。其中，對與上述各實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略詳細說明。第7圖中，●表示正常噴嘴，○表示異常噴嘴。基板1上的數字係表示在各間隔物形成位置進行了幾次(幾滴)墨水滴下。
第7圖中，將32個噴嘴中的噴嘴No.8和17兩個噴嘴當作異常吐出噴嘴時，首先，不從噴嘴No.8和17的噴嘴進行吐出墨水，僅從噴嘴No.7、9至16、18至32之正常噴嘴對基板1進行墨水之吐出。
接著，將噴墨頭3往第7圖之右方移動3個噴嘴份，使對應異常噴嘴的間隔物形成位置與第1次偏移。以形成如此之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係的狀態，與上述第1次同樣地對基板1進行第2次吐出墨水。此時，僅噴嘴No.4至7、9至16、18至29之正常噴嘴進行吐出墨水，其他的噴嘴不進行吐出墨水。
進而，將噴墨頭3從第2次往第7圖之右方移動3個噴嘴份，使對應異常噴嘴的間隔物形成位置與第1次及第2次偏移。以形成如此之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係的狀態，與上述第1次、第2次同樣地對基板1進行第3次吐出墨水。此時，僅噴嘴No.1至7、9至16、18至26之正常噴嘴進行吐出墨水，其他的噴嘴不進行吐出墨水。
以上結果係在第1至3次吐出時均對應正常噴嘴的間隔物形成位置進行3次墨水之滴下(進行3滴之墨水滴下)，在第1至3次中任一次係對應異常噴嘴的間隔物形成位置進行2次墨水之滴下(進行2滴之墨水滴下)。本實施形態中，亦一面將異常噴嘴和間隔物形成位置之對應位置偏移，一面進行多數次吐出，因此可防止未形成間隔物的部分對應異常噴嘴位置而形成線狀，而可穩定保持所要的液晶密封間隙。
且，全部的間隔物形成位置係接受多數滴之墨水滴下，因此可抑制滴下的墨水擴大，而可將間隔物確實地控制在預定範圍內(黑色矩陣5的區域內)地予以形成。再者，亦降低間隔物個數為0或未達所要個數之或然率。
[第6實施形態]
接著，參照第8圖說明本發明的第6實施形態。其中，對與上述各實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略詳細說明。第8圖中，第1次頭位置和第2次頭位置的●表示正常噴嘴，○表示異常噴嘴，第3次頭位置的●表示進行吐出墨水的正常噴嘴，○表示非吐出墨水噴嘴(包含異常噴嘴)。基板1上的數字係表示在各間隔物形成位置進行了幾次(幾滴)墨水滴下。
第8圖中，將32個噴嘴中的噴嘴No.8和17兩個噴嘴當作異常噴嘴時，首先，不從噴嘴No.8和17的噴嘴進行墨水之吐出，僅從噴嘴No.7、9至16、18至32之正常噴嘴對基板1進行墨水之吐出。
接著，將噴墨頭3往第8圖之右方移動3個噴嘴份，使對應異常噴嘴的間隔物形成位置與第1次偏移。以形成如此之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係的狀態，與上述第1次同樣地對基板1進行第2次吐出墨水。此時，僅噴嘴No.4至7、9至16、18至29之正常噴嘴進行墨水之吐出，其他的噴嘴不進行墨水之吐出。
再者，將噴墨頭3從第2次往第8圖之右方移動3個噴嘴份，使對應異常噴嘴的間隔物形成位置與第1次及第2次偏移。以形成如此之噴嘴和間隔物形成位置之對應關係的狀態，與上述第1次、第2次同樣地對基板1進行第3次墨水之吐出。此時，僅噴嘴No.2、5、11、14之正常噴嘴進行墨水之吐出，其他的噴嘴不進行墨水之吐出。
以上結果可在全部的間隔物形成位置將墨水滴下次數集結成2次，而可抑制基板面內的間隔物個數的分佈不均。藉此可確保更穩定的液晶密封間隙。
且，本實形態中，全部的間隔物形成位置亦接受多數滴之墨水滴下，因此可抑制滴下的墨水擴大，而可將間隔物確實地控制在預定範圍內(黑色矩陣5的區域內)地予以形成。再者，亦降低間隔物個數為0或未達所要個數之或然率。
[第7實施形態]
接著，說明本發明的第7實施形態。其中，對與上述各實施形態相同的構造部分賦予同一符號，並省略詳細說明。
第9圖係表示本實施形態的間隔物形成裝置的構造之方塊圖。該間隔物形成裝置係具備：具有排成一行的多數噴嘴的噴墨頭3(參照第2圖)、用於移動該噴墨頭3的頭移動手段17、基板移動手段18、觀測吐出手段19、清洗手段20、記憶裝置14、顯示裝置15、以及連接該等手段及裝置的處理裝置10。
頭移動手段17係例如將步進馬達或壓電馬達當作驅動源，使噴墨頭3沿噴嘴並排方向的平行方向移動。基板移動手段18係將支持基板1的支持台沿噴嘴並排方向的正交方向(掃描方向)移動。觀測吐出手段19係如上述用於觀測噴嘴吐出墨水的狀態之雷射光學系統、攝影機、影像處理裝置等。記憶裝置14係用於記憶異常噴嘴位置之例如半導體記憶體、磁碟等。處理裝置10係具有控制部11、運算部(吐出圖案作成部12、異常吐出判斷部13)。
且，上述各實施形態亦同樣適用地，基板移動手段18可使用可在正交的兩方向(X－Y方向)移動之X－Y台。或者，用於固定基板的頭移動手段17亦可使用可在正交的兩方向(X－Y方向)移動之X－Y台。
接著，參照第10圖的流程圖說明本實施形態的間隔物形成方法。
首先，在步驟S1開始流程，接著在步驟S2進行測試吐出。以觀測吐出手段19觀測該吐出(步驟S3)。該觀測資料(吐出速度和吐出角度等)係傳送到處理裝置10，處理裝置10的異常吐出判斷部13係根據觀測資料進行異常吐出之判斷。
該判斷結果為1個異常吐出也沒有的情形，則在步驟4成為“NO”，而從對應各行間隔物形成位置之全部的噴嘴進行墨水之吐出(步驟13)，流程結束(步驟17)。在各間隔物形成位置1次1滴地吐出亦可，1次多數滴地吐出亦可。
有異常吐出的噴嘴時，在步驟4成為“YES”，在下一步驟S5判斷該異常噴嘴的個數是否在容許值以下。此處，異常噴嘴數過多時在步驟S5成為“NO”，在顯示裝置15進行錯誤顯示(步驟S14)，以自動或手動選擇清洗模式(步驟S15)，藉由清洗手段20實施噴嘴的清洗(步驟S16)。
異常噴嘴數在容許值以下時，在步驟S5成為“YES”，該異常噴嘴位置係記憶在記憶裝置14(步驟6)。例如，上述各實施形態中，將噴嘴No.8和17之噴嘴當作異常噴嘴予以記憶。
吐出圖案作成部12係根據該異常噴嘴和各種設定值(掃描數、吐出目標次數、最低吐出次數、最低吐出線之間隔)，而作成吐出圖案(步驟S7)。吐出圖案之例子係顯示在第11圖至第16圖。掃描數係為噴墨頭和基板沿噴嘴並排方向之正交方向相對移動之次數。吐出目標次數係為應於1處間隔物形成位置滴下幾次(幾滴)墨水的目標數。最低吐出次數表示，關於因存在有異常噴嘴而無法接受吐出目標次數的墨水滴下之間隔物形成位置，希望最少也要確保此最低吐出次數量之墨水滴下的數目。最低吐出線的間隔表示，接受未達吐出目標次數之次數的滴下之間隔物形成位置之行(線)間的間隔應確保為多少，鄰接時為O。此外，亦可將接受未達吐出目標次數之次數的滴下時之間隔物形成位置之行(線)數予以設定為設定值。
第11至16圖中，○表示未進行吐出墨水的正常噴嘴，◎表示進行吐出墨水的正常噴嘴，●表示未進行墨水吐出的異常噴嘴。且，各圖中，僅顯示基板上的間隔物形成位置以沿噴嘴並排方向的1行份，以及接受墨水滴下之次數。
在步驟S7作成的吐出圖案是否滿足上述設定值條件，係以步驟S8至S11判斷。在步驟S8至S10未達各設定值條件時，在步驟S7重新作成吐出圖案。此外，無法滿足掃描數之設定條件時，由於掃描數增加會造成生產效率惡化，因此在步驟S11成為“NO”，在顯示裝置15進行錯誤顯示(步驟S14)，以自動或手動選擇清洗模式(步驟S15)，並藉由清洗手段20實施噴嘴之清洗(步驟S16)。
在步驟S7作成的吐出圖案滿足步驟S8至步驟S11全部的條件時，控制部11根據該吐出圖案控制噴墨頭3和基板應如何動作，且控制應從哪一個噴嘴進行吐出墨水，在基板上的間隔物形成位置進行滴下墨水(步驟S12)，而結束流程(步驟S17)。
第11圖的吐出圖案之例子係1滴墨水也未滴下之行數為最小，且其行間間隔為最大之吐出圖案之例子。
第12圖之吐出圖案之例子係1滴墨水也未滴下的行的行數變少優先於擴大其行間間隔之吐出圖案之例子。
第13圖之吐出圖案之例子中，在基板上的第11行間隔物形成位置，係成為未達最低吐出次數設定值「2」的1次(1滴)滴下，而成為錯誤。此時，在上述步驟7進行重新作成吐出圖案。若將第13圖的吐出圖案之例子設為將第2次以後的噴墨頭移動量(噴嘴位置偏移量)及吐出噴嘴之選擇予以改變之第14圖之吐出圖案的例子，則滿足不產生錯誤的設定值。
第15圖的吐出圖案的例子中，產生多數個最低吐出次數「2」之行(線)相鄰之錯誤，未滿足最低吐出線間隔的設定值「1」以上。此時，在上述步驟S7進行重新作成吐出圖案。若將第15圖的吐出圖案的例子設為將第2次以後的噴墨頭移動量(噴嘴位置偏移量)及吐出噴嘴之選擇予以改變之第16圖的吐出圖案的例子，則滿足不產生錯誤之設定值。
1．．．基板
3．．．噴墨頭
5．．．黑色矩陣
7．．．含有間隔物的墨水
10．．．處理裝置
11．．．控制部
12．．．吐出圖案作成部
13．．．異常吐出判斷部
14．．．記憶裝置
15．．．顯示裝置
17．．．頭移動手段
18．．．基板移動手段
19．．．觀測吐出手段
n1至n9．．．噴嘴
R．．．紅色像素
G．．．綠色像素
B．．．藍色像素
第1圖係表示本發明的實施形態中對基板上滴下含有間隔物的墨水之位置(間隔物形成位置)的俯視圖。
第2圖係表示從噴墨頭的各噴嘴對基板上滴下墨水的剖視圖。
第3圖係表示本發明第2實施形態中的間隔物形成方法之模式性俯視圖。
第4圖係表示將墨水1次(1滴)、2次(2滴)、3次(3滴)滴下時，滴下後的液滴含有n個間隔件的或然率之圖表。
第5圖係表示本發明第3實施形態的吐出圖案之例子的模式性俯視圖。
第6圖係表示本發明第4實施形態的吐出圖案之例子的模式性俯視圖。
第7圖係表示本發明第5實施形態的吐出圖案之例子的模式性俯視圖。
第8圖係表示本發明第6實施形態的吐出圖案之例子的模式性俯視圖。
第9圖係表示本發明第7實施形態的間隔物形成裝置構造的方塊圖。
第10圖係表示本發明第7實施形態的間隔物形成方法的流程之流程圖。
第11圖係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其一)之示意圖。
第12圖係係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其二)之示意圖。
第13圖係係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其三)之示意圖。
第14圖係係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其四)之示意圖。
第15圖係係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其五)之示意圖。
第16圖係係本發明第7實施形態的吐出圖案之例子(其六)之示意圖。
第17圖係表示習知例的吐出圖案之例子之模式性示意圖。
1．．．基板
3．．．噴墨頭
7．．．含有間隔物的墨水
n1至n9．．．噴嘴

Claims (9)

  1. 一種間隔物形成方法，係將分散有粒狀之間隔物之墨水以噴墨法滴下在一對基板中的一方基板上的多數個間隔物形成位置，藉此在前述間隔物形成位置形成前述間隔物，其中該粒狀間隔物係用於將形成在前述一對基板間的液晶密封間隙保持成一定，該間隔物形成方法之特徵為：在前述多數個間隔物形成位置，使用具有多數噴嘴的噴墨頭進行前述墨水的滴下，且具有下述步驟：將前述墨水吐出在前述間隔物形成位置前，進行用於確認有無異常吐出的測試吐出之步驟；在前述測試吐出步驟中確認出有異常吐出的噴嘴時，不從該異常吐出的噴嘴進行前述墨水之吐出，而從正常噴嘴吐出前述墨水且滴下在前述間隔物形成位置之步驟；以及使前述各噴嘴對前述各間隔物形成位置的對應位置偏移，將正常噴嘴對應在前述步驟中對應於異常吐出的噴嘴的間隔物形成位置，並從該正常噴嘴吐出前述墨水且滴下在前述間隔物形成位置；在前述每一處間隔物形成位置滴下多數滴之前述墨水。
  2. 如申請專利範圍第1項之間隔物形成方法，其中，將前述墨水滴下在包圍各像素的格子狀非像素區域的交叉部。
  3. 如申請專利範圍第1項之間隔物形成方法，其中，使用具有多數噴嘴的噴墨頭，在前述多數個間隔物形成位置進行前述墨水之滴下，且一面改變前述各噴嘴和前述各間隔物形成位置的對應位置關係，一面進行前述多數滴墨水之滴下，俾使一處間隔物形成位置不會接受到由相同噴嘴所進行之前述多數滴墨水之滴下。
  4. 如申請專利範圍第1項之間隔物形成方法，其中，使用具有多數噴嘴的噴墨頭，在前述多數個間隔物形成位置進行前述墨水之滴下，且一面改變前述各噴嘴和前述各間隔物形成位置的對應位置關係，一面進行前述多數滴墨水的滴下，俾使一處間隔物形成位置接受到由前述多數噴嘴所進行之前述墨水的滴下。
  5. 如申請專利範圍第1項之間隔物形成方法，其中，根據前述噴嘴吐出前述墨水的速度，判斷有無前述異常吐出。
  6. 如申請專利範圍第1項之間隔物形成方法，其中，根據前述墨水彈著位置的偏移量，判斷有無前述異常吐出。
  7. 如申請專利範圍第6項之間隔物形成方法，其中，連結前述噴嘴中心和對應該噴嘴的間隔物形成位置中心之直線長度為D、前述墨水的飛翔軌跡對前述直線的傾斜角度為θ時，以D×tan θ表示前述彈著位置的偏移量。
  8. 如申請專利範圍第6項之間隔物形成方法，其中，連結前述噴嘴中心和對應該噴嘴的間隔物形成位置中心之直線長度為D、前述噴墨頭和前述基板的相對移動速度 為Vs、自前述噴嘴吐出前述墨水的速度為Vd時，以Vs×D/Vd表示前述彈著位置沿前述相對移動方向的偏移量。
  9. 一種間隔物形成裝置，係使含有間隔物的墨水從噴墨頭的多數噴嘴吐出，滴下在一方基板上的多數個間隔物形成位置，以在前述間隔物形成位置形成前述間隔物，其中該含有間隔物的墨水係使粒狀間隔物分散在溶劑中，而該間隔物係用於將形成在一對基板間的液晶密封間隙保持成一定，該間隔物形成裝置之特徵為具備：觀測吐出手段，用於觀測從前述噴嘴吐出之前述墨水；異常吐出判斷部，係根據前述觀測吐出手段的觀測結果判斷異常吐出；以及控制部，不從判斷為前述異常吐出的噴嘴進行前述墨水之吐出，而從正常噴嘴吐出前述墨水且滴下在前述間隔物形成位置後，使前述噴墨頭和前述基板相對移動，而使前述各噴嘴對前述各間隔物形成位置的對應位置偏移，將正常噴嘴對應在前述吐出時對應於前述異常吐出的噴嘴的間隔物形成位置，並從該正常噴嘴吐出前述墨水且滴下在前述間隔物形成位置。
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