TWI471617B - 彩色濾光片之製造方法 - Google Patents

Description

彩色濾光片之製造方法

本發明係關於根據噴墨方式之彩色濾光片之製造方法。詳言之，本發明係關於噴墨方式之彩色濾光片之製造方法，係具有由複數噴嘴構成的噴嘴列之記錄頭複數排列之頭單元來對基板上同時進行列印的場合，補正個記錄頭的安裝位置之噴嘴排列方向的偏離而進行列印為特徵之彩色濾光片之製造方法。

現在，彩色濾光片係被構築於玻璃透明基板上，由遮光用的黑矩陣(BM)、RGB(紅、綠、藍)之三原色畫素、畫素保護膜、作動電極透明導電膜等構件所構成。其中，最基本的構件為三原色畫素，其分光透過率、色調等色顯示相關的性能、耐光性、平滑性等顯示面板的構成所需要的特性，以及耐熱性、耐藥品性、尺寸安定性等顯示面板的組裝上所必要的特性等，被要求著各種分歧的特性，而有各種色材(染料、顏料、金屬薄膜)以及濾光片製造方法(染色法、顏料分散法、電鍍法、印刷法、蒸鍍法)相關的開發研究持續進行迄今。

今後，彩色液晶顯示裝置(LCD)亦被期待著往大畫面化、高精細化、低成本化的方向發展。其中，對於基本構件之彩色濾光片，其性能要求越來越高。

在市場上為了對應彩色LCD的大型化、高精細化、低成本化，作為現在彩色濾光片的製造方法，替代主流之光蝕刻法，已可見到開發改採噴墨方式的製造方法之動向。

藉由此噴墨方式製作彩色濾光片時，在形成BM的胞開口部之瞄準的位置高精度地進行印刷是必須的。

一般而言，噴墨式記錄裝置，把具有複數個噴嘴排列於副掃描方向之噴嘴列之記錄頭，在主掃描方向並列排列複數個而成的頭單元，往主掃描方向之去程與回程之至少一方掃描，同時由複數噴嘴吐出墨水而往被記錄物記錄。

以噴墨方式製造彩色濾光片時，因為有與鄰接的胞的開口部混色之危險性，所以關於落下位置被要求非常高的精度。同時列印複數色時，進而要求更高的精度，必須要有對應於各色之記錄頭的位置偏離的補正功能。

於專利文獻1，記載著檢測出被形成彩色濾光片的基板與描繪頭(記錄頭)之間之相對位移與從描繪頭吐出的墨水之在基板上的落下位置，根據這些檢測結果來配合基板及記錄頭間之6自由度方向的位置為特徵之彩色濾光片製造裝置。

然而，記載於專利文獻1的裝置及方法，也未能充分達成效率佳地生產彩色濾光片。例如，為了使複數色之噴墨之落下位置均能良好的對準位置，必須要補正在同一個頭單元安裝複數之頭時產生的頭間之副掃描方向之偏離，使頭之安裝位置為可移動的話，裝置的構成變得複雜而需要供製作移動機構的成本。進而，在使頭移動而補正偏離的作業必須要耗掉很多時間。

[專利文獻1]日本專利特開平09-49919號公報

本發明係為了解決前述問題而為之發明，課題在於提供改善相關的問題點，同時活用噴墨方式的特性之廉價且可信賴性高之彩色濾光片之製造方法。

本案發明人銳意檢討如何解決前述課題的結果，發現預先製作各記錄頭之複數噴嘴之全列印圖案，同時使各記錄頭的兩端之噴嘴之一定數目確保為移位空間，使用該移位空間適當偏移實際列印圖案，可以不移動記錄頭之安裝位置自身，而容易補正該記錄頭的副掃描方向(噴嘴排列方向)的偏離導致列印偏離，可以有效解決前述課題，而完成本發明。

亦即，本發明提供以下1)～3)所示之彩色濾光片之製造方法。

1)一種彩色濾光片之製造方法，係使具有把複數噴嘴排列於副掃描方向之噴嘴列的記錄頭排列複數個於主掃描方向上而構成的頭單元在基板上掃描，使由前述噴嘴吐出之墨水落於藉由被形成於前述基板上的黑矩陣而區隔的胞之開口部而構成之根據噴墨方式之彩色濾光片之製造方法，特徵為包含以下步驟(a)～(c)之彩色濾光片之製造方法。

步驟(a)：前述各記錄頭之複數噴嘴之中，以落於開口部的位置之噴嘴為有效噴嘴，以不落於開口部的位置的噴嘴為無效噴嘴，於前述各記錄頭對所有的噴嘴判定是有效噴嘴或是無效噴嘴的步驟(判定步驟)

步驟(b)：作成關於一個開口部之墨水吐出控制用個別圖案的步驟(個別圖案作成步驟)

步驟(c)：對在前述步驟(a)被判定為有效噴嘴的噴嘴群，插入在前述步驟(b)所得到的個別圖案，同時使前述各記錄頭之複數噴嘴之中該記錄頭的兩端部的噴嘴之一定數量登錄為移位空間(shift space)，使用該移位空間補正個記錄頭之噴嘴排列方向的偏離而作成全列印圖案的步驟(全列印圖案作成步驟)

2)如申請專利範圍第1項之彩色濾光片之製造方法，其中前述步驟(a)之是有效噴嘴或是無效噴嘴的判定，藉由是否滿足下列式(1)而進行的。

〈數學式1〉

D<(A×E)%(B+C)<(B-D)　‧‧‧(1)

(數學式(1)之中，「%」表示除算時之餘數，記號A為噴嘴編號(1～N之整數)，B為開口部長邊之長度，C為BM寬幅，D為剩餘寬幅，E為噴嘴間隔)。

3)如1)或2)之彩色濾光片之製造方法，其中進行試印而檢測出前述步驟(c)之各記錄頭之噴嘴排列方向之偏離。

根據本發明，複數記錄頭間之噴嘴排列方向(副掃描方向)的記錄位置偏離的補正變得容易，沒有必要移動記錄頭之安裝位置自身，所以不需浪費很多時間與成本於具備複雜的移動機夠之裝置或者頭的移動作業等，可以高精度地製造彩色濾光片。

(1)根據噴墨方式之彩色濾光片之製造方法

本發明之彩色濾光片之製造方法，係使具有把複數噴嘴排列於副掃描方向之噴嘴列的記錄頭排列複數個於主掃描方向上而構成的頭單元在基板上掃描，使由前述噴嘴吐出之墨水落於藉由被形成於前述基板上的黑矩陣而區隔的胞之開口部而構成之根據噴墨方式之彩色濾光片之製造方法。

以下，使用圖面詳細說明本發明之實施型態之一例。又，在本例，顯示由RGB之3色所構成的彩色濾光片之製造方法，但本發明並不以此例為限定，例如亦可應用於黃、洋紅、藍綠、黑(YMCK)之四色所構成之印刷物之製造方法。

圖1係由噴嘴方向所見之被並列搭載的3個記錄頭(頭1,2,3)所構成的頭單元之概略圖。記錄投1,2,3分別吐出R、G、B之各色(順序未必相同)之墨水。

各記錄頭之噴嘴的排列，亦可為圖1所示之一列，亦可為複數列。複數列的場合，藉由使各噴嘴列於其排列方向上偏移配置，可以縮小外觀上的噴嘴間隔，可以列印更為精細的圖案。

對基板賦予墨水時，使前述頭單元掃描(主掃描)於掃描方向X(主掃描方向)，使墨水吐出至基板上。這個場合，如圖1所示，各記錄頭之複數噴嘴通常被排列於副掃描方向，具備該噴嘴列的各記錄頭並列地排列於主掃描方向。

作為記錄頭，可以使用可分別設定由各個噴嘴吐出之墨水吐出量之多滴(multi-drop)方式者。使用這樣的多滴方式之頭，可使往開口部內之墨水吐出量隨著落下的位置而改變，可以防止混色。

圖2係顯示被形成黑矩陣(BM)之基板之概略圖。藉由格子狀的黑矩陣區隔的胞的開口部有規則地排列著。於此胞的開口部被賦予各色之墨水而成為副畫素。一般而言，開口部大致為長方形，於此長方形的長邊方向排列的開口部列(開口部1之列、開口部2之列、開口部3之列)，分別被賦予相同顏色的墨水。於3色之彩色濾光片的場合，開口部1,2,3分別作為R列、G列、B列(順序未必相同)成為1組之反覆單位。

作為使圖1所示之頭單元掃描而對基板上之所有的開口部賦予預定的墨水的手段，由基板之端部使頭單元掃描於一方向(主掃描方向之去程)(主掃描)同時往基板上之開口部賦予墨水，到達相反的端部時再與掃描方向直交的方向上(副掃描方向)副掃描相當於頭寬幅之長度。接著，於與前述主掃描方向相反的方向(回程)再度使頭單元主掃描同時對基板上之開口部賦予墨水。

藉由反覆這樣的動作，可以使用小的頭單元對大尺寸之基板全體賦予墨水。此外，即使是種種尺寸的基板，也不需要交換噴嘴而對全體賦予墨水而製造彩色濾光片。

使頭單元掃描的方向(主掃描方向)，最好是被形成於基板的開口部之短邊方向。此時，以使噴嘴列之排列方向與開口部之長邊方向成為一致的方式配置頭單元較佳。藉由把頭單元與基板如此地配置，設定掃描方向，可以有效率地使用噴嘴，可以提高生產性。

在前述說明，舉出固定基板而使頭單元掃描之例，但相反地使基板掃描而藉由固定的頭單元賦予墨水的方法亦被包含於本發明。

(2)步驟(a)：有效噴嘴與無效噴嘴的判定步驟

在本發明，使頭單元掃描而對基板上賦予墨水時，預先製作而登記各記錄頭之對權噴嘴之列印圖案(墨水之吐出控制資料)。

一個頭單元之列印圖案(全列印圖案)，可以首先製作相當於一個開口部的列印圖案(個別圖案)，而藉由將其適用(插入)於該頭單元之所有噴嘴而作成。但是於構成各記錄頭之噴嘴之中，存在有墨水落下於開口部的位置之噴嘴，與不落於開口部的位置之噴嘴。

圖3係顯示於一個開口部列上，由一個記錄頭之噴嘴列吐出的墨水落下的位置。由圖3可知，從所有的噴嘴吐出墨水的場合，隨著開口部與噴嘴之位置關係不同，有適切落下於開口部之中的吐出墨水，亦有落下於開口部與BM之邊界線上或BM上之吐出墨水。

但是，落下於開口部與BM之邊界上或者於BM上會變成混色的原因，此外會浪費墨水所以應該要避免。因此，在本發明，預先於前述個記錄頭對所有的噴嘴，判定各噴嘴是否是落下於開口部的位置之噴嘴(有效噴嘴)，還是不會落下於開口部的位置之噴嘴，亦即落下於開口部與BM之邊界線上或BM上的位置之噴嘴(無效噴嘴)，而不使墨水由無效噴嘴吐出。

亦即，本發明之方法，包含：前述各記錄頭之複數噴嘴之中，以落於開口部的位置之噴嘴為有效噴嘴，以不落於開口部的位置的噴嘴為無效噴嘴，於前述各記錄頭對所有的噴嘴判定是有效噴嘴或是無效噴嘴的步驟(判定步驟：步驟(a))。

判定之具體方法沒有特別限制，例如可以針對頭(head)上的N個噴嘴，由其BM寬幅、開口部長邊的長度而藉由下列數學式(1)來判定是有效噴嘴還是無效噴嘴。

〈數學式1〉

D<(A×E)%(B+C)<(B-D)　‧‧‧(1)

其中，前述數學式(1)中，「%」代表除算時之餘數，此外記號A～E代表以下意義。

A：噴嘴編號(1～N之整數)

B：開口部長邊的長度

C：BM寬幅

D：寬裕寬幅

E：噴嘴間隔

又，藉由前述數學式(1)判定有效噴嘴或無效噴嘴時，前提是有必要使顯示噴嘴的位置的座標系原點，與藉由黑矩陣劃分的開口部長度方向的座標系的原點一致。前述數學式(1)之A～E均係以原點(顯示噴嘴的位置之座標系與黑矩陣所劃分的開口部長度方向之座標系共通之原點)起算的座標(距離)來表示。

以下，使用圖4，說明藉由前述數學式(1)判定其為有效噴嘴或無效噴嘴的方法。

前述數學式(1)之噴嘴編號A係於具有由一端排列成一列的1～N個噴嘴的一個記錄頭，表示由該一端起依序賦予編號的場合之噴嘴編號(又，與原點重疊的噴嘴為0號)。亦即，「(A×E)」係表示任意(噴嘴編號A)的噴嘴之記錄頭內的位置(由一端起算的距離)。此外，「(B+C)」係代表玻璃基板上之黑矩陣(BM)與藉其劃分的開口部之一個所構成的一組之該開口部長邊方向的長度。

頭之一端起至噴嘴編號A的噴嘴為止的距離(A×E)以(B+C)除之時之餘值，成為原點側之最近的開口部端部起直到噴嘴編號A的噴嘴為止的距離F(圖4中之F)((A×E)%(B+C)=F)。

例如，由圖4中之一端起第14個(噴嘴編號14)之噴嘴7’之從原點至該噴嘴為止的距離為(14×E)，圖4之例的場合，除以(B+C)的2倍距離之餘值，亦即把(14×E)以(B+C)除之之餘值為F(參照圖4)。

為了使由任意的噴嘴(噴嘴編號A)吐出的具有液滴寬幅的墨水不被賦予於開口部與黑矩陣之邊界線上而著實落下於開口部內，噴嘴編號A之相當於F的長度，必須比0還長，且比開口部長邊的長度B還要短(0<F<B)。F滿足此條件的場合，由該噴嘴吐出的墨水落下於該開口部內。

但是此處，被賦予基板的墨水的液滴具有大小，所以僅使由頭的一端至噴嘴編號A的噴嘴為止的距離為，(A×E)時，F不滿足前述條件「0<F<B」，也會有使由噴嘴編號A之噴嘴吐出的墨水落下於開口部與黑矩陣之邊界線上的情形。因此，在數學式(1)作為液滴寬幅有必要考慮「裕度寬幅D」。

考慮此裕度寬幅D的話，為了使由噴嘴編號A之噴嘴吐出的具有液滴寬幅的墨水不被賦予於開口部與黑矩陣之邊界線上而著實落下於開口部內，噴嘴編號A之F，必須比原點側之裕度寬幅(D)還要長，且距離原點遠之側的裕度寬幅比由開口部長邊的長度減去後之值(B-D)還要短。亦即，任意之噴嘴成為有效噴嘴之更嚴密的條件，為「D<F<(B-D)」。F如前所述為(A×E)%(B+C)=F，所以如前述數學式(1)那樣，「D<(A×E)%(B+C)<(B-D)」為有效噴嘴的條件。

例如F成為比D還小的場合，由噴嘴編號A之噴嘴吐出的具有液滴寬幅之墨水變成落下於開口部的原點側之端之正上方或是黑矩陣上。此外，例如F成為比(B-D)還大的場合，由噴嘴編號A之噴嘴吐出的具有液滴寬幅之墨水變成落下於開口部的離原點較遠側之端之正上方或是黑矩陣上。因而，吐出墨水均由開口部擠出而落下，不能著實對開口部內賦予墨水，所以該噴嘴編號A之噴嘴不能作為有效噴嘴。

如此般，滿足前述數學式(1)的場合，噴嘴編號A之噴嘴係落下於開口部的適切位置者，被判定為有效噴嘴。不能滿足前述數學式(1)的場合，被判定為無效噴嘴。接著，藉由針對噴嘴編號1～N進行此判定，可以針對所有的噴嘴來判定其為有效噴嘴還是無效噴嘴。

前述數學式(1)中，B、C、E可以因應於頭單元的設計尺寸而適當選擇。此外，D係考慮墨水的液滴大小而決定之值，只要與實際的墨水滴的尺寸同等程度者即可沒有特別限制，較佳者為由20～50μm之範圍內選擇。

又，根據前述數學式(1)之判定，噴嘴間隔為一定的場合可以利用，但如果噴嘴間隔有無法容許的程度的差異的場合，可以藉由試印而正確測定來自各噴嘴的墨水之落下位置，可以針對一個一個噴嘴判定其為有效噴嘴或無效噴嘴。

(3)步驟(b)：個別圖案製作步驟

於本發明，製作對各記錄頭之全噴嘴之列印圖案時，於前述步驟(a)把各記錄頭之噴嘴群分為有效噴嘴群與無效噴嘴群，同時製作供控制關於一個開口部的墨水吐出之個別圖案(步驟(b)：個別圖案製作步驟)，於落下在一個開口部的位置之有效噴嘴群插入該個別圖案。

作為相當於一個開口部的墨水吐出控制資料之個別圖案，係決定進入一個開口部的噴嘴樹、各噴嘴之墨水吐出量、應賦予一個開口部之墨水量等而作成的。

又，沒有必要使進入一個開口部的有效噴嘴(個別圖案內之有效噴嘴)之全部都吐出墨水，個別圖案內之有效噴嘴之中亦可存在實際吐出墨水的噴嘴(以下稱為「吐出噴嘴」)與不吐出墨水的噴嘴(以下稱為「非吐出噴嘴」)。吐出噴嘴的位置及數目，只要考慮噴嘴數目、各噴嘴的墨水吐出量、應賦予該開口部的墨水量等而決定即可。

個別圖案內的噴嘴數目，使用具有噴嘴間隔一定的噴嘴列之記錄頭的場合，可以由噴嘴間隔與開口部長邊的長度算出。以噴嘴間隔除開口部長邊的長度，所得到的值的整數部分為個別圖案內的噴嘴的最大數目。實際之個別圖案內的吐出噴嘴數目，可以設定為比此最大數還要小。例如，進入一個開口部的噴嘴的最大數目為5的場合，可以不使用兩端的噴嘴作為非吐出噴嘴，而把個吐出噴嘴配置於5個噴嘴的中央。

作為個別圖案的具體製作方法，例如對吐出噴嘴指定「1」，對非吐出噴嘴指定「0」。無效噴嘴當然成為非吐出噴嘴，作為資料保持著「0」。例如，個別圖案內之噴嘴數為5，所有的噴嘴為吐出噴嘴的場合，資料如「11111」那樣，表示吐出噴嘴的資料「1」變成排列5個。沒有必要使所有的噴嘴為吐出噴嘴的場合，例如可以像「10101」這樣，僅使5個有效噴嘴之中的3個噴嘴作為吐出噴嘴來使用。

此外，使用前述之多滴方式之頭的場合，也可以對吐出噴嘴細微地指定吐出的墨水量。例如在8色階之多滴方式噴嘴的場合，可以對非吐出噴嘴設定「0」，而對吐出噴嘴設定「1」～「7」之7階段的吐出墨水量。與前述同樣，個別圖案內之噴嘴數為5個的場合，也可以如「13731」那樣，對開口部的中央部賦予較多的墨水，而於開口部的端部賦予較少量的墨水地進行設定。

此外，即使個別圖案內的噴嘴的最大數目為5，也可以不使用兩端而如「363」這樣採3個噴嘴所構成的個別圖案，配置於5個噴嘴的中央。亦即此與「03630」同義。

(4)步驟(c)：全列印圖案製作步驟

在本發明，前述步驟(a)之一個記錄頭之對所有噴嘴之有效噴嘴與無噴嘴的判定作業及根據對在前述步驟(b)所製作的相當於一個開口部的有效噴嘴群之個別圖案，製作對各記錄頭之所有噴嘴的列印圖案。

亦即，各記錄頭之所有噴嘴(噴嘴編號1～N)之中，對有效噴嘴群插入前述個別圖案，登錄各噴嘴之墨水吐出控制資料。無效噴嘴當然插入「0」而登錄為非吐出噴嘴。

如此進行針對N個噴嘴全體完成列印圖案，但在本發明，把N個噴嘴之中，兩端部之噴嘴之一定數目確保為移位空間是很重要的。此移位空間，通常作為非吐出噴嘴來看待。作為移位空間，只要確保一部份的噴嘴，或是藉由噴嘴間隔與對頭單元之頭的安裝精度來適當調整即可。

如此進行，包含兩端部之移位空間，針對N個噴嘴全體記錄各個之墨水吐出控制資料，藉此完成針對一個記錄頭之全列印圖案。由全列印圖案，除去兩端部的移位空間之部分，被稱為實際列印圖案。

接下來說明補正被搭載於頭單元的複數記錄頭之針對噴嘴排列方向之偏離的方法。首先，在使各記錄頭固定於頭單元的狀態下進行試印。試印亦可使用專用之非記錄媒體。

藉由試印檢測出來自各記錄頭之基準噴嘴(通常為左右之任一之末端噴嘴)之墨水落下位置。由檢測出的位置與頭單元的座標，求出各記錄頭之基準噴嘴之絕對座標。由各記錄頭之基準噴嘴之絕對座標，算出針對噴嘴排列方向之各記錄頭之偏離量，使用噴嘴間隔值求出各記錄頭之偏離量。

亦即，有「移位量=偏離量÷噴嘴間隔」之關係。

於先前製作之全列印圖案，利用移位空間而使實際列印圖案偏離所求得的移位量之部分，補正針對各噴嘴之全列印圖案而使其確定。

例如，各記錄頭間之噴嘴排列方向之偏離量，若是噴嘴間隔的1/2以上，3/2以下的話，使實際列印圖案移位1個之確保為移位空間之噴嘴以進行補正。

如此般，根據本發明之方法，可以使各記錄頭間之噴嘴排列方向之偏離量，補正成為噴嘴間隔的二分之一以內。

又，與噴嘴排列方向直交的方向偏離，亦即在前述之例之主掃描方向的偏離，可以藉由列印計時的調整而補正。此於根據噴墨方式之技術，係屬通常方法而廣為人知。

[產業上利用可能性]

根據本發明，複數記錄頭間之噴嘴排列方向的記錄位置偏離的補正變得容易，沒有必要移動記錄頭之安裝位置自身，所以不需浪費很多時間與成本於具備複雜的移動機夠之裝置或者頭的移動作業等，可以高精度地製造彩色濾光片。

圖中之各符號係以下所示之物。

1．．．頭單元(head unit)

21．．．頭(head)1

22．．．頭2

23．．．頭3

3．．．噴嘴

41．．．開口部1

42．．．開口部2

43．．．開口部3

5．．．黑矩陣(BM)

6．．．非吐出噴嘴

7．．．吐出噴嘴

7’．．．噴嘴編號14之噴嘴

X．．．掃描方向

圖1係由噴嘴側所見之被搭載於本發明的方法之頭單元的記錄頭之概略圖。

圖2係顯示被形成黑矩陣(BM)之基板之概略圖。

圖3係顯示開口部與墨水之落下位置之概略圖。

圖4係使用數學式(1)判定其為有效噴嘴或無效噴嘴的方法之模式圖。

6．．．非吐出噴嘴

7．．．吐出噴嘴

41．．．開口部1

Claims (3)

1. 一種彩色濾光片之製造方法，係使具有把複數噴嘴排列於副掃描方向之噴嘴列的記錄頭排列複數個於主掃描方向上而構成的頭單元在基板上掃描，使由前述噴嘴吐出之墨水落於藉由被形成於前述基板上的黑矩陣而區隔的胞之開口部而構成之根據噴墨方式之彩色濾光片之製造方法，其特徵為：包含以下步驟(a)～(c)；步驟(a)：前述各記錄頭之複數噴嘴之中，以落於開口部的位置之噴嘴為有效噴嘴，以不落於開口部的位置的噴嘴為無效噴嘴，於前述各記錄頭對所有的噴嘴判定是有效噴嘴或是無效噴嘴的步驟(判定步驟)；步驟(b)：作成關於一個開口部之墨水吐出控制用個別圖案的步驟(個別圖案作成步驟)；步驟(c)：對在前述步驟(a)被判定為有效噴嘴的噴嘴群，插入在前述步驟(b)所得到的個別圖案，同時使前述各記錄頭之複數噴嘴之中該記錄頭的兩端部的噴嘴之一定數量登錄為移位空間(shift space)，一邊使用該移位空間補正各記錄頭之噴嘴排列方向的偏離一邊作成全列印圖案的步驟(全列印圖案作成步驟)。
2. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片之製造方法，其中前述步驟(a)之是有效噴嘴或是無效噴嘴的判定，藉由是否滿足下列數學式(1)而進行的；〈數學式1〉D<(A×E)%(B+C)<(B-D)　‧‧‧(1)(數學式(1)之中，「%」表示除算時之餘數，記號A為噴嘴編號(1～N之整數)，B為開口部長邊之長度，C為BM寬幅，D為剩餘寬幅，E為噴嘴間隔)。
3. 如申請專利範圍第1或2項之彩色濾光片之製造方法，其中進行試印而檢測出前述步驟(c)之各記錄頭之噴嘴排列方向之偏離。