WO2006043545A1 - スペーサ形成方法及びスペーサ形成装置 - Google Patents

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WO2006043545A1
WO2006043545A1 PCT/JP2005/019114 JP2005019114W WO2006043545A1 WO 2006043545 A1 WO2006043545 A1 WO 2006043545A1 JP 2005019114 W JP2005019114 W JP 2005019114W WO 2006043545 A1 WO2006043545 A1 WO 2006043545A1
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spacer
ink
nozzle
nozzles
spacer forming
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PCT/JP2005/019114
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Yasuzo Tanaka
Masao Murata
Junpei Yuyama
Hiroshi Koshina
Hiroto Uchida
Koji Hane
Takanori Tsuji
Mitsuru Yahagi
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Ulvac, Inc.
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    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
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    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/69—Arrangements or methods for testing or calibrating a device

Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a spacer for keeping a liquid crystal sealing gap between a pair of substrates used in a liquid crystal panel constant. More specifically, the present invention relates to an ink in which a spacer is dispersed in a solvent. The present invention relates to a spacer forming method and a spacer forming apparatus using an ink jet method (droplet discharge method) of dropping at an upper spacer forming position.
  • the response characteristics, contrast, and viewing angle required for a liquid crystal panel largely depend on the thickness of the liquid crystal layer.
  • a spacer is interposed in the gap between the pair of substrates in which the liquid crystal is sealed to control the thickness of the liquid crystal layer to be constant.
  • a method of forming a spacer a method of forming a columnar shape on one substrate, a method of spraying ball-shaped spacers, and the like are known.
  • the method of forming a spacer in a columnar shape requires steps such as film formation and etching by photolithography, which requires many steps and is costly and laborious.
  • ball spacers can be sprayed onto the substrate by wet spraying, or by spraying powder spacers directly onto the substrate using an air stream such as compressed dry nitrogen.
  • spacers may be scattered in the pixel area, resulting in reduced brightness or uneven brightness, uneven spacer distribution on the substrate, and uneven substrate gaps. .
  • Patent Document 1 proposes a technique for easily forming a spacer locally by an inkjet method in a black matrix of a color filter that is a non-pixel region.
  • a spacer-containing ink in which ball-shaped spacers are dispersed in a solvent is dropped on a nozzle black matrix, and the solvent is evaporated, whereby the spacers are formed on the black matrix.
  • Patent Document 2 observes ink ejected with a nozzle force with a camera or an image processing apparatus, and determines the ejection speed and ejection direction of the flying ink. taking measurement. If the measured value is outside the set range, it is determined that the discharge is abnormal, and nozzle cleaning is performed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 24083
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-316380
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a spacer forming method capable of forming a spacer reliably within a predetermined range.
  • Another object of the present invention is to provide a normal nozzle force spacer for all spacer formation positions without performing tallying when an abnormal nozzle is generated. It is an object of the present invention to provide a spacer forming method and a spacer forming apparatus capable of dripping ink containing ink.
  • the present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems.
  • ink in which granular spacers for maintaining a liquid crystal sealing gap formed between a pair of substrates are dispersed is applied to a plurality of spacers on one substrate. It is characterized in that a spacer is formed at each spacer formation position by dropping a plurality of droplets at each position of the spacer formation position.
  • the ink amount required for each position where the spacer is formed is dropped in a plurality of drops instead of being dropped all at once, the drop amount per drop can be reduced. , It is possible to reliably drop in a desired narrow range while suppressing the spread after dropping. further
  • the spacer is present in the pixel area, liquid crystal alignment failure, light leakage, and the like are caused and the display image quality is greatly deteriorated. Therefore, in the non-pixel area that does not directly contribute to display. It is preferable to form. In particular, if ink is dripped onto the intersections of the grid-like non-pixel areas surrounding each pixel, the ink drops that have a relatively large area in the non-pixel areas, and the dropped ink protrudes from the intersections. And hard to meet.
  • ink is dropped onto a plurality of spacer formation positions using an inkjet head having a plurality of nozzles, the spacers can be formed at a plurality of positions at the same time, resulting in good productivity.
  • multiple drops of ink can be dropped by a nozzle with the same spacer formation position. If a plurality of drops of ink are dropped while changing the corresponding positional relationship between each nozzle and each spacer formation position as shown in FIG. Spacer formation positions that are not dripped are prevented from occurring, and a spacer can be reliably formed at each spacer formation position.
  • the step of performing a test discharge for confirming the presence or absence of discharge abnormality before discharging the spacer-containing ink to the spacer forming position on the substrate If there is a nozzle with abnormal discharge in this test discharge, the spacer-containing ink is discharged from the normal nozzle without discharging the spacer-containing ink from the abnormal nozzle. Shift the position of each nozzle to the position where each nozzle is formed and the corresponding position of each nozzle with respect to each spacer formation position. And a step of discharging the spacer-containing ink from the normal nozzle and dropping it at the position where the spacer is formed.
  • the spacer forming apparatus of the present invention is a discharge observing unit that observes the discharge of the spacer-containing ink from the nozzle, and a discharge that determines a discharge abnormality based on the observation result of the discharge observing unit. Discharge the spacer-containing ink from the normal nozzle without discharging the spacer-containing ink with the nozzle force determined to be abnormal discharge, and drop it at the position where the spacer is formed on the substrate.
  • ink discharge is performed a plurality of times on the substrate while shifting the corresponding position between the abnormal nozzle and the spacer formation position on the substrate.
  • the spacer formation position receives ink dripping from the normal nozzle at least once, and prevents the defective formation of the spacer from forming in a line corresponding to the abnormal nozzle position.
  • the spacer forming method of the present invention since a plurality of drops of the spacer-containing ink are dropped at each position of the plurality of spacer forming positions, the spacer does not reach the pixel. Within range The required number of spacers can be reliably formed. As a result, the thickness of the liquid crystal layer can be kept constant, and the influence of the spacer itself on the display image quality can be suppressed to improve the quality of the liquid crystal panel.
  • the ink is ejected to the substrate a plurality of times while shifting the corresponding position between the abnormal nozzle and the spacer formation position on the substrate, the production efficiency by performing cleaning is increased. Therefore, it is possible to avoid a formation failure of the spacer that does not cause a decrease in the liquid crystal and to stably maintain a desired liquid crystal filling gap. As a result, the thickness of the liquid crystal layer can be kept constant and good display quality can be obtained.
  • FIG. 1 is a plan view showing a position at which a spacer-containing ink is dropped onto a substrate (spacer formation position) in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing ink dropping from each nozzle of an inkjet head onto a substrate.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a spacer forming method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG.4 Shows the probability of n spacers being included in a drop after the ink has been dropped once (1 drop), twice (2 drops), and 3 times (3 drops). It is a graph.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of a discharge pattern according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of a discharge pattern according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of a discharge pattern according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of a discharge pattern according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a spacer forming device according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the flow of a spacer forming method according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example (part 1) of an ejection pattern according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a discharge pattern example (part 2) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing a discharge pattern example (part 3) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing a discharge pattern example (part 4) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view showing a discharge pattern example (part 5) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • 16 It is a diagram showing a discharge pattern example (No. 6) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing a discharge pattern example of a conventional example.
  • a liquid crystal panel is configured by enclosing liquid crystal in a gap of about several meters formed between a pair of substrates.
  • One of the pair of substrates is configured by forming a polarizing plate, a color filter, a counter electrode, an alignment film, and the like on a glass substrate.
  • the other is configured by forming a polarizing plate, a pixel electrode, a driving transistor, an alignment film, and the like on a glass substrate.
  • the two substrates are bonded together with the alignment films facing each other.
  • a sealing material for laminating both substrates together is applied to one substrate, and the sealing material is applied to form a spacer on the other substrate.
  • the spacer is formed on a color filter side substrate having a color filter.
  • the color filter has a grid-like black matrix 5 and a red pixel R, a green pixel G, and a blue pixel B formed in each of the grid's eyes.
  • Black matrix 5 is a non-pixel area that surrounds each pixel of RGB so that it is blackened, and always blocks light from the backlight regardless of whether the voltage applied to the liquid crystal cell is on or off.
  • the spacer is contained in the ink, and the spacer-containing ink 7 is dropped onto a plurality of intersecting portions (spacer formation positions) in the grid-like black matrix 5 by an ink jet method. Note that the spacer-containing ink 7 is not directly dropped on the black matrix 5, but the substrate 1 on which the spacer is formed is located on the portion of the black matrix 5 in the portion (alignment film) facing the other substrate. Dropped at the position corresponding to the intersection (overlapping position).
  • the spacer-containing ink 7 includes a solvent such as water or alcohol and a spacer dispersed in the solvent.
  • the spacer is a spherical plastic, glass, silica or the like having a diameter (for example, 4 to 5 ⁇ m) corresponding to the gap between the two substrates (liquid crystal sealing gap).
  • the viscosity, fluidity, volatility, spacer dispersion density in the solvent, etc. are adjusted to be suitable for dropping by the ink jet method.
  • the spacer-containing ink 7 includes a plurality of spacer formation positions on the substrate 1 using an inkjet head 3 having a plurality (nine in this example) of nozzles nl to n9. It is dripped in.
  • the spacer-containing ink 7 can be dropped simultaneously at nine spacer forming positions to form a spacer.
  • the spacer-containing ink 7 When the spacer-containing ink 7 is dropped on the spacer formation position, the solvent is naturally evaporated or calothermally evaporated, and the spacer remains at the spacer formation position. At this time, the peripheral force of the droplet dropped at the position where the spacer is formed gradually evaporates and the central portion of the droplet becomes smaller. A spacer is placed near the center of the drop.
  • a desired number of spacers are formed at each position where the spacers are formed. Do not drop the amount of ink 7 needed to make it all at once. That is, the ink 7 is dropped a plurality of times per one position where the spacer is formed. As a result, the drop volume per drop can be reduced compared to the conventional case, and the spread of the dropped ink 7 can be suppressed correspondingly, and the spacer is kept within a predetermined range (with the black matrix 5). It can be formed so as to surely fit within the area. As a result, it is possible to prevent the formation of spacers at each RGB pixel, which is a light transmission part that contributes to display, and to prevent deterioration in display image quality.
  • the dropping of a plurality of drops of ink 7 at a single spacer formation position depends on the volatility of the ink 7, the dropping time interval of each drop, the surrounding environment, and the like.
  • the next droplet may be dropped before the first droplet dries (the solvent evaporates), or the next droplet may drop after the previous droplet dries.
  • the ink 7 may be dropped on a line-shaped portion other than the intersecting portion of the black matrix 5.
  • a TFT Thin Film Transistor
  • the dimensions are generally larger. Therefore, if the spacer-containing ink 7 is dropped at the intersection where the black matrix 5 is relatively wide, the spacer will not spread to the pixels!
  • the drop amount of ink 7 is an average of 5.5 pl, and an average of 1.3 spacers per drop (a drop) is used. Includes sa.
  • the amount of one drop is 10 pl or less.
  • the amount of one drop is too small, no one spacer is included in each drop, so there is a possibility that the amount of one drop (the amount of one drop) is 5 pl or more. Preferably there is.
  • the graph of Fig. 4 shows that when the spacer-containing ink 7 is dropped once (1 drop), twice (2 drops), and 3 times (3 drops) in the same location, n spacers are added. It is a graph which shows the probability that a process will be formed. Snow In other words, the probability that the number of spacers shown on the horizontal axis is included in the ink 7 after dropping is shown on the vertical axis as a percentage. The drop volume per one time (1 drop) was about 5.5 pl.
  • the number of spacers is 0, that is, the case where there is no spacer in the liquid drop after the drop occurs with a probability of about 29%.
  • the probability when the number of spacers is zero is 10% or less
  • the probability when the number of spacers is zero is 2% or less. It has become.
  • the amount of one drop is smaller than that in the past in order to suppress the spread after the drop, so that only one drop (one drop) is required for the scan.
  • the probability that the spacer is not contained in the droplet after dropping can be greatly reduced, so that the spacer can be surely formed at each spacer forming position.
  • the spacer-containing ink 7 is dripped aiming at a very narrow region, so the nozzle diameter is very small and the ink 7 may be clogged and clogged. Since the spacer-containing ink 7 is not dripped from the blocked nozzle, the ink 7 is dripped from the same nozzle every time, either at the first, second, or ⁇ times. If the nozzle corresponding to the spacer formation position is clogged in the receiving configuration, no ink 7 is dropped on the spacer formation position, and therefore the spacer formation position Spacers will no longer be formed in the case.
  • the nozzles ⁇ 7, ⁇ 8, and ⁇ 9 forces correspond to the first row spacer formation position, the second row spacer formation position, and the third row spacer formation position, respectively. Being positioned The start position (positioned along the row direction of the spacer formation position (the horizontal direction in the figure)
  • the inkjet head 3 at the first position is moved in the inkjet head scanning direction indicated by the arrow.
  • the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n7 to the spacer formation position of the first row, and the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n8 to the spacer formation position of the second row.
  • the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n9 at the spacer formation position in the third row.
  • the number of nozzles, the number of rows and the number of columns at the spacer formation position are examples, and are not limited to the numbers shown in FIG. Further, as long as the inkjet head 3 and the substrate 1 can be moved relative to each other, the substrate 1 may be moved in the direction opposite to the arrow instead of moving the inkjet head 3 in the arrow direction.
  • the inkjet head 3 is shifted from the start position by, for example, three nos and nos in the row direction (right direction in the figure), and the nose ⁇ 4, ⁇ 5, ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8, and ⁇ 9 forces are respectively 1st Ij spacer formation position, 2nd row spacer formation position, 3rd row spacer formation position, 4th row spacer formation position, 5th row spacer formation position.
  • the ink jet head 3 is set in the second position positioned corresponding to the spacer formation position in the sixth row, and the ink jet head 3 is moved in the ink jet head scanning direction indicated by the arrow.
  • the spacer-containing ink 7 is dripped from the nozzle n4 to the spacer formation position of the first row, and the spacer-containing ink 7 is applied from the nozzle n5 to the spacer formation position of the second row. Then, from the nozzle n6, the spacer-containing ink 7 is dropped at the third row spacer formation position, and from the nozzle n7, the spacer-containing ink 7 is dropped at the fourth row spacer formation position.
  • the nozzle-containing ink 7 is dropped from the nozzle n8 onto the spacer formation position of the fifth row, and the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n9 onto the spacer formation position of the sixth row.
  • the spacer formation positions in the 1st to 3rd rows receive the second ink drop, but each receives a drop of ink from a different nozzle than the one that received the drop first.
  • the inkjet head is shifted from the second position by, for example, three nos and threes in the row direction (right direction in the figure), and nos, nos nl, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4, ⁇ 5, ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8, ⁇ 9 forces, 1st row spacer formation position, 2nd row spacer formation position, 3rd row spacer formation position, 4th row spacer formation position , 5th row spacer formation position, 6th row spacer Set to the third position that is positioned corresponding to the spacer formation position, the seventh row spacer formation position, the eighth row spacer formation position, and the ninth row spacer formation position.
  • the etch head 3 is moved in the inkjet head scanning direction indicated by the arrow.
  • the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle nl to the spacer formation position of the first row, and the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n2 to the spacer formation position of the second row. Then, the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n3 to the spacer formation position of the third row, and the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzle n4 to the spacer formation position of the fourth row.
  • Nozzle n5 force drops the spacer-containing ink 7 at the spacer formation position of the fifth row, and from the nozzle n6, the spacer-containing ink 7 drops at the spacer formation position of the sixth row.
  • the n7 force drops the spacer-containing ink 7 at the spacer formation position of the seventh row, and the nozzle-containing ink 7 is dropped at the spacer formation position of the eighth row from the nozzle n8.
  • the spacer-containing ink 7 is dropped on the spacer formation position in the ninth row.
  • the spacer formation position in the 1st to 3rd rows receives the third ink drop, but the nozzle force is different from the nozzle that received the first and second drops.
  • the force to receive the second ink drop receives the ink drop from a nozzle different from the nozzle that received the first drop.
  • the same number of ink drops is applied to all spacer formation positions on the substrate 1.
  • the ink 7 can be dropped from a different nozzle to a single spacer formation position a plurality of times (a plurality of drops). Spacer formation position where no drops are dropped does not occur. Therefore, it is possible to reduce the possibility of forming a spacer formation position where no spacer is formed.
  • the method of changing the corresponding positional relationship between each nozzle nl to n9 and each spacer formation position is not limited to the above, and the inkjet head 3 is arranged along the column direction of the spacer formation position. It is also possible to scan in the row direction, and at this time, the nozzles may be shifted in the column direction for each drop. Alternatively, after scanning in the column direction and dropping, change the direction of the inkjet head 3 by 90 ° and scan in the row direction to drop.
  • the spacer-containing ink 7 includes a plurality of spacers on the substrate 1 using a line head type inkjet head 3 having a plurality of nozzles nl to n9 arranged in a line. Dropped at the formation position.
  • a spacer can be formed by simultaneously dropping the spacer-containing ink 7 at a plurality of spacer forming positions along the direction in which the nozzles nl to n9 are arranged.
  • the spacer-containing ink 7 is dropped from the nozzles nl to n9 while the inkjet head 3 and the substrate 1 are relatively moved in the direction perpendicular to the nozzle parallel direction.
  • the substrate 1 is moved in a direction orthogonal to the nozzle parallel direction with respect to the stationary inkjet head 3.
  • the inkjet head 3 may be moved with respect to the stationary substrate 1, or both may be moved.
  • a trial ejection is performed on the dummy substrate to confirm the presence or absence of ink ejection abnormality for each nozzle.
  • the ejection observation means observes ink ejection from each nozzle.
  • the ejection observing means also has power such as a laser optical system, a camera, and an image processing device.
  • An ink observation trajectory is established by setting a discharge observation unit at the head maintenance position and moving the head to the discharge observation position and photographing the ink droplets discharged from the nozzles with a camera while blinking the laser light at predetermined time intervals. Is obtained as a still image.
  • This image is processed by the image processing apparatus, and the ink ejection speed and ejection angle are calculated. Based on these values, it is determined whether there is an ejection abnormality.
  • the ejection observation means may be moved to a predetermined position or moved to the observation position of the installed head, and the ink ejected from the nozzle and landing on the dummy substrate may be observed to determine whether or not the ejection is abnormal.
  • the nozzles are completely clogged and no ink is ejected, an image of the ink flight trajectory cannot be obtained. Of course, this is also an abnormal discharge.
  • the state in which ink is ejected from the nozzles may be photographed as a moving image, and the ejection speed and the ejection angle may be calculated from the moving image data.
  • a threshold value of the ink ejection speed Vd from the nozzle is set.
  • nozzles Nos. 8 and 17 are determined as abnormal discharge nozzles. Nozzle No.17 No ink is ejected from these nozzles, and the ejection speed and angle cannot be observed.
  • the discharge angle ⁇ corresponds to the inclination angle of the ink flight trajectory from the straight line connecting the center of the nozzle and the center of the spacer formation position corresponding to the nozzle (perpendicular to the nozzle cover and the substrate). .
  • the ejection abnormality may be determined by the amount of deviation from the reference position of the ink landing position (position where the nozzle force has landed directly below)! /.
  • D is the shortest distance along the vertical direction between the nozzle and the substrate (the length of the straight line connecting the center of the nozzle and the center of the spacer forming position corresponding to this nozzle), for example, 0.5 mm It is.
  • ⁇ is the inclination angle of the ink flight trajectory from the straight line connecting the center of the nozzle and the center of the spacer formation position corresponding to this nozzle.
  • Vs XD / Vd the amount of landing position deviation in the direction along the relative movement direction.
  • Vs is the moving speed of the substrate with respect to the stationary inkjet head, for example, 200 mmZ seconds.
  • D, Vd are as described above.
  • the ejection abnormality may be determined based on the value of D Xtan ⁇ + Vs X DZVd.
  • each nozzle force is ejected while the substrate 1 is moved in the direction of the arrow shown in the figure (a direction perpendicular to the nozzle parallel direction) with respect to the stationary inkjet head 3 to form a spacer on the substrate 1. It is dripped at the position. At the end of the first discharge, ink and spacers contained therein are dropped at the spacer formation positions in the eighth and 17th rows corresponding to the abnormal nozzles. The state.
  • the inkjet head 3 is moved to the right by one nozzle in FIG. 5, and the normal nozzle of nozzle No. 7 is moved to the spacer formation position in the eighth row, and the spacer in the 17th row. Associate normal nozzle No. 16 with the forming position. Either the inkjet head 3 or the substrate 1 may be moved as long as the nozzle and the substrate 1 are relatively displaced in the nozzle parallel direction.
  • the second ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first time. At this time, ink is ejected only from nozzles No. 7 and No. 16, and ink is not ejected from other nozzles! /.
  • ink is dropped once (one drop) at every spacer forming position.
  • the nozzle ridges indicate nozzles that perform ink ejection
  • the circles indicate nozzles that do not perform ink ejection.
  • the wrinkles on the substrate 1 represent the spacer formation positions, and each spacer formation position receives one drop of ink as described above. As a result, it is possible to prevent the portion where the spacer is not formed from being formed in a line shape corresponding to the abnormal nozzle position, and to stably hold the desired liquid crystal sealing gap.
  • Figure 6 ⁇ indicates a normal nozzle and ⁇ indicates an abnormal nozzle.
  • the numbers on the substrate 1 indicate how many times (how many drops) of ink has been applied to each spacer formation position.
  • FIG. 6 when two nozzles No. 8 and No. 17 out of 32 nozzles are abnormal discharge nozzles, first, the ink from the nozzles No. 8 and No. 17 is removed. Without discharging, only ink is discharged from the normal nozzles No. 6 to 7, 9 to 16, and 18 to 32 to the substrate 1.
  • nozzles Nos. 6-7, 9-16, 18-32 while the substrate 1 is moved in the direction indicated by the arrow (direction orthogonal to the nozzle parallel direction) with respect to the stationary inkjet head 3.
  • Normal nozzle force of ink is ejected and dripped onto the spacer formation position on the substrate 1.
  • the ink and the spacers contained in the spacer are not dripped at the third and twelfth row spacer formation positions corresponding to the abnormal nozzles. It is.
  • the inkjet head 3 is moved to the right by 5 nozzles in FIG. 6, and the spacer formation position corresponding to the abnormal nozzle is shifted from the first time.
  • the second ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first time.
  • only normal nozzles Nozzle Nos. L-7, 9-16, and 18-27 should be ejected and ink should not be ejected from other nozzles! /.
  • the ink was dropped twice (two drops of ink was dropped) at the spacer formation position corresponding to the normal nozzle during both the first and second ejections, One drop (one drop of ink is dropped) at the spacer formation position where either of the second time corresponds to the abnormal nozzle. There is no spacer formation position that corresponds to the abnormal nozzle in both the first time and the second time, so the spacer is not formed! The part is formed in a line corresponding to the abnormal nozzle position The liquid crystal sealing gap can be stably held.
  • the amount of ink necessary to form the desired number of spacers is dropped all at once (in one drop). Rather than being dropped into two drops, the drop amount per drop can be reduced, and the spread of the dropped ink can be suppressed by that amount, and the spacer is kept within a predetermined range (black It can be formed so as to fit securely in the matrix 5 area. As a result, it is possible to prevent a spacer from being formed in each RGB pixel which is a light transmission part contributing to display, and to prevent deterioration in display image quality. [0071] About 3 to 7 spacers are preferably formed in a certain range per one spacer formation position.
  • the number of spacers per drop varies depending on the density of the spacer in the ink, the droplet size, etc., but if there is only one drop, it does not contain any spacers or the desired number is included. Therefore, from the viewpoint of preventing this, it is preferable to drop a plurality of drops of ink at one spacer forming position.
  • the inkjet head 3 is moved to the right by three nozzles in FIG. 7, and the spacer formation position corresponding to the abnormal nozzle is shifted from the first time.
  • the second ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first time.
  • only normal nozzles Nozzle Nos. 4 to 7, 9 to 16, and 18 to 29 are allowed to eject ink, and ink is not ejected from other nozzles! /.
  • the inkjet head 3 is moved from the second time to the right by three nozzles in FIG. 7, and the spacer formation position corresponding to the abnormal nozzle is shifted from the first time and the second time.
  • the third ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first and second times.
  • ink is ejected only from normal nozzles Nos. 1 to 7, 9 to 16, and 18 to 26, and ink is not ejected from other nozzles.
  • ink was dropped three times (three drops of ink was dropped) at the spacer formation position corresponding to the normal nozzle at the first to third discharges, and 1-3.
  • Two drops of ink were applied to the spacer formation position where one of the second time corresponded to the abnormal nozzle. (2 drops of ink are applied).
  • the discharge is performed a plurality of times while shifting the corresponding position between the abnormal nozzle and the spacer formation position, the portion is formed in a line corresponding to the abnormal nozzle position without forming the spacer. It is possible to prevent the liquid crystal from being formed and to stably hold the desired liquid crystal sealing gap.
  • the spacer formation positions receive a plurality of ink drops, the spread of the dropped ink can be suppressed, and the spacers are within a predetermined range (in the area of the black matrix 5). It can be formed so as to fit securely. Furthermore, the probability that the spacer number power ⁇ or the desired number is not reached can be reduced.
  • the inkjet head 3 is moved to the right by three nozzles in Fig. 8 to shift the spacer formation position corresponding to the abnormal nozzle from the first time.
  • the second ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first time.
  • only normal nozzles Nozzle Nos. 4 to 7, 9 to 16, and 18 to 29 are allowed to eject ink, and ink is not ejected from other nozzles! /.
  • the inkjet head 3 is moved from the second time by three nozzles to the right in FIG. 8, and the spacer formation position corresponding to the abnormal nozzle is shifted from the first time and the second time.
  • the third ink discharge is performed on the substrate 1 in the same manner as the first and second times.
  • nozzle No. 2, 5, 11, 14 Make sure that only normal nozzles eject ink, and not eject ink from other nozzles! /.
  • the number of ink drops can be made equal to 2 at all the spacer formation positions, and the dispersion of the spacer number distribution in the substrate surface can be suppressed. As a result, a more stable liquid crystal sealing gap can be secured.
  • the spacer formation positions receive a plurality of ink drops, the spread of the dropped ink can be suppressed, and the spacers are kept within a predetermined range. It can be formed so as to be surely contained within (in the region of the black matrix 5). In addition, the probability is reduced if the number of spacers is 0 or less than the desired number.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the spacer forming apparatus according to the present embodiment.
  • the spacer forming apparatus includes an inkjet head 3 having a plurality of nozzles arranged in a line (see FIG. 2), a head moving means 17 for moving the inkjet head 3, a substrate moving means 18, and a discharge observing means. 19, a cleaning means 20, a storage device 14, a display device 15, and a processing device 10 to which these are connected.
  • the head moving means 17 uses, for example, a step motor or a piezoelectric motor as a drive source, and moves the inkjet head 3 in a direction parallel to the nozzle parallel direction.
  • the substrate moving means 18 moves the stage that supports the substrate 1 in a direction (scanning direction) orthogonal to the nozzle parallel direction.
  • the ejection observation means 19 is a laser optical system, a camera, an image processing apparatus, or the like that observes the state of ink ejection from the nozzles.
  • the storage device 14 is, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk that stores abnormal nozzle positions.
  • the processing apparatus 10 includes a control unit 11 and a calculation unit (discharge pattern creation unit 12 and discharge abnormality determination unit 13).
  • an XY stage that can move in two orthogonal directions can be used as the substrate moving means 18.
  • an XY stage that can move in two orthogonal directions can be used as the head moving means 17 with the substrate fixed.
  • step S1 the flow is started in step S1, and trial discharge is performed in the next step S2.
  • This trial discharge is observed by the discharge observation means 19 (step S3).
  • This observation data discharge speed, discharge angle, etc.
  • the discharge abnormality determination unit 13 of the processing device 10 determines discharge abnormality based on the observation data.
  • step S4 If the result of this determination is that there are no ejection abnormal nozzles, "NO" is determined in step S4, and ink is ejected from all nozzles corresponding to the spacer formation positions in each row. (Step S13), the flow ends (Step S17). Each spacer formation position may be ejected by a single drop or a plurality of drops.
  • step S4 If there is a nozzle with an abnormal discharge, “YES” is determined in step S4, and in the next step S5, it is determined whether or not the number of abnormal nozzles is less than the allowable value. If the number of abnormal nozzles is too large, “NO” is displayed in step S5, an error is displayed on the display device 15 (step S14), and the cleaning mode is selected automatically or manually (step S15). The nozzle 20 is cleaned by the cleaning means 20 (step S16).
  • step S5 If the number of abnormal nozzles is less than or equal to the allowable value, “YES” is determined in step S5, and the position of the abnormal nozzle is stored in the storage device 14 (step S6).
  • nozzles No. 8 and No. 17 are stored as abnormal nozzles.
  • the discharge pattern creating unit 12 Based on the abnormal nozzle position and various set values (number of scans, target number of times of discharge, minimum number of times of discharge, minimum interval of discharge lines), the discharge pattern creating unit 12 creates a discharge pattern (step S7). . Examples of discharge patterns are shown in FIGS.
  • the number of scans is the number of times the inkjet head and the substrate are relatively moved in a direction orthogonal to the nozzle parallel direction.
  • the target number of times of ejection is the target number of times (number of drops) of ink to be dropped at one spacer formation position.
  • the minimum number of ejections indicates the number of ink drops that are desired to be secured at least for the spacer formation position that cannot receive the target number of ink drops due to the presence of abnormal nozzles.
  • the interval between the minimum discharge lines indicates how much space is to be secured between the rows (lines) of the spacer formation positions that have received the number of drops not reaching the target number of discharges, and is 0 when adjacent.
  • the number of times that does not reach the target number of discharges You may set the number of rows (lines) of the spacer formation position that received the dripping as the set value.
  • ⁇ indicates a normal nozzle that does not discharge ink
  • ⁇ indicates a normal nozzle that discharges ink
  • ⁇ indicates an abnormal nozzle that does not discharge ink.
  • the spacer formation position on the substrate is shown for one line along the nozzle parallel direction along with the number of ink drops.
  • step S7 It is determined in steps S8 to S11 whether or not the discharge pattern created in step S7 satisfies the above set value condition. If the conditions of each set value are not satisfied in steps S8 to S10, the discharge pattern is recreated in step S7. If the scan number setting condition cannot be satisfied, the increase in the number of scans will lead to poor production efficiency, so “NO” is displayed in step S11 and an error is displayed on the display device 15 (step S14). Then, the cleaning mode is selected automatically or manually (step S15), and the nozzle is cleaned by the cleaning means 20 (step S16).
  • step S7 When the ejection pattern created in step S7 satisfies all the conditions of step S8 to step SI 1, how the control unit 11 moves the inkjet head 3 and the substrate based on the ejection pattern.
  • the nozzles are controlled to control the nozzles from which ink is ejected, and ink is dropped onto the spacer forming position on the substrate (step S12), and the flow ends (step S17).
  • the example of the ejection pattern in FIG. 11 is an example of an ejection pattern in which the number of columns where one drop of ink is not dropped is minimized and the interval between the columns is maximized.
  • the discharge pattern example in FIG. 12 is an example of a discharge pattern in which priority is given to reducing the number of rows rather than increasing the interval between rows in which one drop of ink is not dropped.
  • the ejection pattern in Fig. 13 is the second and subsequent inkjet head movement amount (nozzle position shift amount) and the ejection pattern example in Fig. 14 in which the selection of the ejection nozzle is changed. Fulfill.
  • the discharge pattern example of FIG. 15 is the second and subsequent ink jet head movement amount (nozzle position shift amount) and the discharge pattern example in Fig. 16 in which the selection of the discharge nozzle is changed.

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Description

明 細 書
スぺーサ形成方法及びスぺーサ形成装置
技術分野
[0001] 本発明は、液晶パネルに用いられる一対の基板間の液晶封入間隙を一定に保つ ためのスぺーサの形成方法に関し、詳しくは、スぺーサを溶媒中に分散させたインク を基板上のスぺーサ形成位置に滴下するインクジェット法 (液滴吐出法)を用いたス ぺーサ形成方法及びスぺーサ形成装置に関する。
背景技術
[0002] 液晶パネルに要求される応答特性、コントラスト、視野角は、液晶層の厚みに依存 するところが大きい。このため、液晶が封入される一対の基板間の間隙にスぺーサを 介在させて液晶層の厚みを一定に保つよう制御して 、る。スぺーサの形成方法とし ては、一方の基板に柱状に形成する方法、ボール状のスぺーサを散布する方法等 が知られている。
[0003] スぺーサを柱状に形成する方法は、フォトリソグラフィによる膜の形成およびエッチ ング等の工程が必要となり、工程数が多くコストと手間がかかる。また、ボール状のス ぺーサを基板上に散布する方法としては、スプレー噴霧する湿式散布法と、圧搾ドラ ィ窒素などの気流で粉体状スぺーサを基板上に直接散布する乾式散布法とがある
1S 何れも画素領域にもスぺーサが散布され、輝度の低下や輝度のむらが発生した り、基板上におけるスぺーサ分布が不均一になり、基板間ギャップが不均一になる場 合がある。
[0004] そこで、例えば特許文献 1には、非画素領域であるカラーフィルタのブラックマトリツ タスに局所的にインクジェット法で簡便にスぺーサを形成する技術が提案されている 。この方法は、溶媒にボール状のスぺーサを分散させたスぺーサ含有インクを、ノズ ルカ ブラックマトリックス上に滴下して、溶媒を蒸発させることにより、ブラックマトリツ タス上にスぺーサを残存させる。
[0005] また、このインクジェット法にお!、て、ノズルの詰まりや、ノズルを開口として形成した ノズルプレートに生じる傷などにより吐出異常が発生すると、基板上にスぺーサが存 在しない部分 (スぺーサの抜け)や、スぺーサ形成位置のずれが生じ、液晶層の厚さ にばらつきが生じて表示画質を低下させる可能性がある。例えば、図 17において、 一列に並んだ 32個のノズルのうち 8番目と 17番目のノズルに異常が生じた場合には 、その異常ノズルに対応する基板 1上における 8列目と 17列目のスぺーサ形成位置 に線状のスぺーサ不良部が生じる。
[0006] 吐出異常によるスぺーサ形成不良を防止する方法として、特許文献 2では、ノズル 力も吐出されるインクをカメラや画像処理装置にて観測し、その飛翔インクの吐出速 度と吐出方向を測定する。そして、その測定値が設定範囲外であれば吐出異常と判 定してノズルクリーニングを行って 、る。
[0007] 特許文献 1 :特開平 11 24083号公報
特許文献 2：特開平 11— 316380号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] インクジヱット法では 1回の滴下量が多くなると、滴下後の液滴の広がりが大きくなり 、滴下位置が少しずれただけでも（一般に、インクジェット法では、数/ z m〜十数/ z m 程度、吐出位置の誤差が生じる場合がある）、ブラックマトリックスからはみ出してしま い画素におよんでしまう可能性が高くなり、画素にもスぺーサが形成されるか、溶媒 の影響が及び、表示画質の低下をきたす可能性がある。このように、滴下後の液滴 の広がりを考慮すると滴下量が少ない方がスぺーサを所定の範囲内に収めるには好 ましいが、あまり滴下量を少なくしてしまうと滴下後の液滴中にスぺーサが 1個も含ま れないことが起こり得る。
[0009] なお、少ない滴下量でかつ確実にスぺーサを形成するために溶媒中のスぺーサ分 散密度を大きくすることが考えられるが、これはインクの流動性を変化させたり、インク 中でスぺーサ粒子間の凝集が起こり、ノズルからの吐出性能に影響を与える可能性 があるため、インク自体の特性を変えてしまうことは好ましくない。
[0010] 一方、ノズル異常を解消するクリーニングを行うことは生産性を低下させる。例えば 1つや 2つの異常ノズルのために生産を一時停止してクリーニングを行うことは非常に 効率が悪い。また、 目詰まりのひどいノズルや、ノズルプレートに生じた傷によりインク 吐出方向に異常が生じたノズルは通常のクリーニングによって正常な状態に戻すの は困難である。
[0011] 本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、所定の範囲内に確 実にスぺーサを形成することができるスぺーサ形成方法を提供することにある。
[0012] また、本発明の他の目的とするところは、吐出異常のノズルが生じた場合にタリー- ングを行わなくても、すべてのスぺーサ形成位置に対して正常ノズル力 スぺーサ含 有インクを滴下することができるスぺーサ形成方法及びスぺーサ形成装置を提供す ることにめる。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明は前記課題を解決するため以下の構成を採用した。
すなわち、本発明のスぺーサ形成方法は、一対の基板間に形成される液晶封入間 隙を一定に保っための粒状のスぺーサを分散させたインクを、一方の基板上の複数 のスぺーサ形成位置の一箇所ごとに複数滴を滴下することで各スぺーサ形成位置に スぺーサを形成することを特徴として 、る。
[0014] 本発明では、スぺーサ形成位置の一箇所ごとに必要なインク量を一度にまとめて滴 下するのではなぐ複数滴に分けて滴下するので、 1滴あたりの滴下量を少なくでき、 滴下後の広がりを抑えて所望の狭い範囲に確実に滴下することが可能となる。さらに
、 1滴当たりの滴下量が少なくなることで 1回の滴下で滴下されたインク中にスぺーサ が含まれない場合が生じても、複数滴滴下することによりスぺーサが 1個も含まれな V、と 、うことを防ぐことができる。
[0015] また、スぺーサが画素領域に存在していると、液晶の配向不良や光抜け等を引き 起こし、表示画質を大きく低下させる原因となるため、表示に直接寄与しない非画素 領域に形成することが好ましい。特に、各画素を囲む格子状の非画素領域の交差部 にインクを滴下すれば、その交差部は非画素領域の中でも比較的面積が大きぐ滴 下されたインクがその交差部からはみ出して画素におよびにくい。
[0016] また、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて、複数のスぺーサ形成位 置にインクの滴下を行えば、同時に複数の位置にスぺーサを形成でき生産性が良!ヽ 。さらに、一箇所のスぺーサ形成位置が同じノズルによって複数滴のインクの滴下を 受けな ヽように各ノズルと各スぺーサ形成位置との対応位置関係を変えながら複数 滴のインクの滴下を行えば、一部のノズルが閉塞した場合でも、スぺーサ含有インク 力 滴も滴下されないスぺーサ形成位置が生じることを防ぎ、各スぺーサ形成位置に 確実にスぺーサを形成することができる。
[0017] 一方、本発明のスぺーサ形成方法は、スぺーサ含有インクを基板上のスぺーサ形 成位置に吐出する前に、吐出異常の有無を確認するための試し吐出を行うステップ と、この試し吐出で吐出異常のノズルがあった場合、この吐出異常のノズルからのス ぺーサ含有インクの吐出は行わずに、正常ノズルからスぺーサ含有インクを吐出させ てスぺーサ形成位置に滴下させるステップと、各スぺーサ形成位置に対する各ノズ ルの対応位置をずらして、先のステップで吐出異常のノズルに対応して 、たスぺー サ形成位置に正常ノズルを対応させて、この正常ノズルからスぺーサ含有インクを吐 出させてスぺーサ形成位置に滴下させるステップとを有する。
[0018] また、本発明のスぺーサ形成装置は、ノズルからのスぺーサ含有インクの吐出を観 測する吐出観測手段と、この吐出観測手段の観測結果に基づいて吐出異常を判定 する吐出異常判定部と、吐出異常と判定されたノズル力 のスぺーサ含有インクの吐 出は行わずに、正常ノズルからスぺーサ含有インクを吐出させて基板上のスぺーサ 形成位置に滴下させた後、インクジェットヘッドと基板とを相対移動させて各スぺーサ 形成位置に対する各ノズルの対応位置をずらして、先の吐出時に吐出異常のノズル に対応して ヽたスぺーサ形成位置に正常ノズルを対応させて、この正常ノズルからス ぺーサ含有インクを吐出させてスぺーサ形成位置に滴下させる制御部とを備える。
[0019] 上記インクジェットヘッドに異常ノズルが発生した場合には、その異常ノズルと基板 上のスぺーサ形成位置との対応位置をずらしながら複数回のインク吐出を基板に対 して行うので、各スぺーサ形成位置は少なくとも 1回は正常ノズルからのインク滴下を 受け、スぺーサ形成不良部が異常ノズル位置に対応してライン状に形成されてしまう ことを防げる。
発明の効果
[0020] 本発明のスぺーサ形成方法によれば、複数のスぺーサ形成位置の一箇所ごとに複 数滴のスぺーサ含有インクを滴下するので、スぺーサを、画素に及ばない範囲内に 収めて、かつ必要個数のスぺーサを確実に形成できる。この結果、液晶層の厚さを 一定に保持できることに加えて、スぺーサ自体による表示画質への影響も抑えて、液 晶パネルの品質の向上が図れる。
[0021] また、本発明によれば、異常ノズルと基板上のスぺーサ形成位置との対応位置をず らしながら複数回のインク吐出を基板に対して行うので、クリーニングの実施による生 産効率の低下をまねくことなぐスぺーサの形成不良を回避でき、所望の液晶封入間 隙を安定して保持できる。この結果、液晶層の厚みを一定に保て、良好な表示品質 が得られる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]本発明の実施形態における基板上へのスぺーサ含有インクの滴下位置 (スぺ ーサ形成位置）を示す平面図である。
[図 2]インクジェットヘッドの各ノズルから基板上へのインクの滴下を示す断面図であ る。
[図 3]本発明の第 2の実施形態におけるスぺーサ形成方法を示す模式平面図である
[図 4]インクを 1回（1滴）、 2回（2滴）、 3回（3滴）と滴下した場合に、滴下後の液滴に n個のスぺーサが含まれる確率を示すグラフである。
[図 5]本発明の第 3の実施形態の吐出パターン例を示す模式平面図である。
[図 6]本発明の第 4の実施形態の吐出パターン例を示す模式平面図である。
[図 7]本発明の第 5の実施形態の吐出パターン例を示す模式平面図である。
[図 8]本発明の第 6の実施形態の吐出パターン例を示す模式平面図である。
[図 9]本発明の第 7の実施形態に係るスぺーサ形成装置の構成を示すブロック図で ある。
[図 10]本発明の第 7の実施形態に係るスぺーサ形成方法の流れを示すフローチヤ一 トである。
[図 11]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 1)を示す図である。
[図 12]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 2)を示す図である。
[図 13]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 3)を示す図である。 圆 14]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 4)を示す図である。 圆 15]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 5)を示す図である。 圆 16]本発明の第 7の実施形態に係る吐出パターン例 (その 6)を示す図である。
[図 17]従来例の吐出パターン例を示す模式平面図である。
符号の説明
1 基板
3 インクジヱットヘッド
5 ブラックマ卜リックス
7 スぺーサ含有インク
10 処理装置
11 制御部
12 吐出パターン作成部
13 吐出異常判定部
14 記憶装置
15 吐出観測手段
nl -n9 ノズノレ
R 赤色画素
G 緑色画素
B 青色部画素
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に 説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技 術的思想に基づ 、て種々の変形が可能である。
[0025] [第 1の実施形態]
液晶パネルは、一対の基板の間に形成された数 mほどの間隙に液晶を封入して 構成される。一対の基板のうち一方は、ガラス基板に、偏光板、カラーフィルタ、対向 電極、配向膜などが形成されて構成される。他方は、ガラス基板に、偏光板、画素電 極、駆動トランジスタ、配向膜などが形成されて構成される。 [0026] 両基板は互いの配向膜どうしを対向させて貼り合わせられる。両基板を一体に貼り 合わせるためのシール材が一方の基板に塗布され、シール材が塗布されて 、な!/ヽ 他方の基板にスぺーサが形成される。
[0027] 通常、スぺーサはカラーフィルタを有するカラーフィルタ側基板に形成される。カラ 一フィルタは、図 1に示すように、格子状のブラックマトリックス 5と、この格子の目のそ れぞれに形成された赤色画素 R、緑色画素 G、青色画素 Bとを有する。ブラックマトリ ックス 5は、 RGBの各画素の周りを黒く縁取るように囲み、液晶セルへの印加電圧の オン Zオフに関係なく常時バックライトからの光を遮光する非画素領域である。
[0028] スぺーサはインクに含有され、そのスぺーサ含有インク 7はインクジェット法により、 格子状のブラックマトリックス 5における複数の交差部 (スぺーサ形成位置）に滴下さ れる。なお、スぺーサ含有インク 7はブラックマトリックス 5上に直接滴下されるわけで はなぐスぺーサが形成される基板 1が他方の基板と対向する部分 (配向膜）におけ るブラックマトリックス 5の交差部に対応する位置 (重なる位置）に滴下される。
[0029] スぺーサ含有インク 7は、水やアルコール系などの溶媒と、この溶媒に分散されたス ぺーサを含む。スぺーサは、両基板間のギャップ (液晶封入間隙）に相当する直径（ 例えば 4〜5 μ m)をもつ球状のプラスチック、ガラス、シリカなどである。スぺーサ含 有インク 7における、粘度、流動性、揮発性、溶媒中のスぺーサ分散密度などはイン クジェット法による滴下に適するように調整されて 、る。
[0030] スぺーサ含有インク 7は、図 2に示すように、複数（この例では 9個）のノズル nl〜n9 を有するインクジェットヘッド 3を用いて基板 1上の複数のスぺーサ形成位置に滴下さ れる。図 2の例では、例えば 9箇所のスぺーサ形成位置に同時にスぺーサ含有インク 7を滴下してスぺーサを形成することができる。
[0031] スぺーサ含有インク 7がスぺーサ形成位置に滴下すると、溶媒は自然蒸発又はカロ 熱蒸発し、スぺーサ形成位置にはスぺーサが残存する。このとき、スぺーサ形成位置 に滴下された液滴の周縁部力 徐々に溶媒が蒸発して液滴の中心部が小さくなつて いくのに伴ってスぺーサも中心部に集まることによって液滴の中心部近傍にスぺー サが配置される。
[0032] 本実施形態では、スぺーサ形成位置の一箇所ごとに、所望の個数のスぺーサを形 成するのに必要な量のインク 7を一度にまとめて滴下するのではなぐ複数滴に分け て滴下する。すなわち、スぺーサ形成位置の一箇所あたり複数回のインク 7の滴下が 行われる。これによつて、従来に比べて 1滴あたりの滴下量を少なくでき、その分、滴 下されたインク 7の広がりを抑えることができ、スぺーサを所定の範囲内（ブラックマトリ ックス 5の領域内）に確実に収まるように形成できる。この結果、表示に寄与する光の 透過部である RGBの各画素にスぺーサが形成されることを防げ、表示画質の低下を 防げる。
[0033] なお、一箇所のスぺーサ形成位置についての複数滴のインク 7の滴下は、インク 7 の揮発性や 1滴ごとの滴下の時間間隔、周囲環境などによって、先に滴下したインク 7の液滴が乾く（溶媒が蒸発する）前に、次の液滴が滴下される場合もあるし、先の液 滴が乾いた後に次の液滴が滴下される場合もある。
[0034] また、インク 7を、ブラックマトリックス 5の交差部以外のライン状部分に滴下してもよ い。しかし、一般に、ブラックマトリックス 5のライン状部分の幅に比べ、そのブラックマ トリックス 5の格子の交差部は、液晶シャッターを動作させるための TFT (Thin Film Tr ansistor)が形成されることもあり、平面寸法は一般に大きくなる。したがって、ブラック マトリックス 5の領域中でも比較的範囲が広い交差部にスぺーサ含有インク 7を滴下 すればスぺーサが画素に広がりにく!、。
[0035] なお、基板面方向に関して均一な安定した基板間ギャップを保持できるのであれば 、ブラックマトリックス 5のすベての交差部にスぺーサを形成する必要はない。また、基 板全体でのスぺーサの必要個数は基板平面寸法の大きさによって異なってくる。
[0036] また、本実施形態では、例えば、インク 7の 1回の滴下量（1滴の量）は平均 5.5plで あり、また、 1回の滴下（1滴）あたり平均 1.3個のスぺーサが含まれる。インク 7及びス ぺーサをブラックマトリックス 5の領域内に収めて画素に広がらな 、ようにするために は、 1回の滴下量（1滴の量）が 10pl以下であることが好ましい。しかし、あまり 1滴の 量を少なくすると、その 1滴の中にスぺーサが 1つも含まれな 、可能性が出てくるため 、 1回の滴下量（1滴の量）は 5pl以上であることが好ましい。
[0037] 図 4のグラフは、スぺーサ含有インク 7を同じ箇所に 1回（1滴）、 2回（2滴）、 3回（3 滴）と滴下した場合に、 n個のスぺーサが形成される確率を示すグラフである。すなわ ち、滴下後のインク 7中に、横軸に示される個数のスぺーサが含まれる確率を百分率 (パーセンテージ)で縦軸に示している。 1回（1滴）あたりの滴下量は約 5.5plとした。
[0038] このグラフによれば、 1回だけの滴下では、スぺーサ個数が 0、すなわち滴下後の液 滴にスぺーサが 1個もない場合が約 29%の確率で発生する。しかし、 2回滴下した場 合には、スぺーサが 0個の場合の確率が 10%以下となり、さらに 3回滴下した場合に は、スぺーサが 0個の場合の確率が 2%以下となっている。
[0039] 従来と同じインク 7を使った場合に、本実施形態では滴下後の広がりを抑えるため に 1滴の量を従来より少なくしているので、 1回（1滴）の滴下だけではスぺーサが 1個 も含まれない可能性が高くなるが、図 4の結果からわ力るように、 1回の滴下量を少な くしても 2回、 3回と同じスぺーサ形成位置に滴下することで、滴下後の液滴中にスぺ ーサが含まれない確率を大きく下げることができ、よって各スぺーサ形成位置に確実 にスぺーサを形成することができる。
[0040] [第 2の実施形態]
次に、本発明の第 2の実施形態について説明する。なお、上記第 1の実施形態と同 じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
[0041] インクジェット法では、非常に狭い領域を狙ってスぺーサ含有インク 7を滴下するた め、ノズルの口径も非常に小さくインク 7が詰まって閉塞することも起こり得る。閉塞し てしまったノズルからはスぺーサ含有インク 7が滴下されないため、あるスぺーサ形成 位置が 1回目も、 2回目も、 · ' ·η回目も、毎回同じノズルからインク 7の滴下を受ける 構成であるとそのスぺーサ形成位置に対応するノズルが閉塞してしまった場合には そのスぺーサ形成位置には 1滴もインク 7が滴下されず、よってそのスぺーサ形成位 置にはスぺーサが形成されなくなってしまう。
[0042] そこで、本実施形態では、一箇所のスぺーサ形成位置に同じノズル力 複数回の インク 7の滴下が行われないように、 1回の滴下ごとに、図 3に示すように、インクジエツ トヘッド 3の各ノズル nl〜n9と、基板 1上の各スぺーサ形成位置との対応位置関係を 変えている。
[0043] 具体的には、先ず、ノズル η7、 η8、 η9力 それぞれ、 1列目のスぺーサ形成位置、 2列目のスぺーサ形成位置、 3列目のスぺーサ形成位置に対応されて位置決めされ 、スぺーサ形成位置の行方向（図において横方向）に沿って配置された、開始位置（
1回目位置）にあるインクジェットヘッド 3を矢印で示すインクジェットヘッド走査方向に 移動させる。これにより、ノズル n7からは 1列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有 インク 7が滴下され、ノズル n8からは 2列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有イン ク 7が滴下され、ノズル n9からは 3列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7 が滴下される。
[0044] なお、ノズルの個数、スぺーサ形成位置の行数、列数は、一例であって図 3に示す 数に限ることはない。また、インクジェットヘッド 3と基板 1とは相対移動できる構成であ ればよぐインクジェットヘッド 3を矢印方向に移動させるのではなぐ基板 1を矢印の 逆方向に移動させてもよい。
[0045] 次に、インクジェットヘッド 3を、開始位置から、例えば、行方向（図において右方向 )にノス、ノレ 3つ分ずらして、ノズノレ η4、 η5、 η6、 η7、 η8、 η9力 それぞれ、 1歹 Ij目のス ぺーサ形成位置、 2列目のスぺーサ形成位置、 3列目のスぺーサ形成位置、 4列目 のスぺーサ形成位置、 5列目のスぺーサ形成位置、 6列目のスぺーサ形成位置に対 応されて位置決めされた 2回目位置にセットして、そのインクジェットヘッド 3を矢印で 示すインクジェットヘッド走査方向に移動させる。これ〖こより、ノズル n4からは 1列目の スぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n5からは 2列目のスぺ ーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n6からは 3列目のスぺーサ 形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n7からは 4列目のスぺーサ形成 位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n8からは 5列目のスぺーサ形成位置 にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n9からは 6列目のスぺーサ形成位置にス ぺーサ含有インク 7が滴下される。 1〜3列目のスぺーサ形成位置は 2回目のインク 滴下を受けるが、それぞれ先に滴下を受けたノズルとは異なるノズルからインク滴下 を受ける。
[0046] 次に、インクジェットヘッドを、 2回目位置から、例えば、行方向（図において右方向 )にノス、ノレ 3つ分ずらして、ノス、ノレ nl、 η2、 η3、 η4、 η5、 η6、 η7、 η8、 η9力 それぞ れ、 1列目のスぺーサ形成位置、 2列目のスぺーサ形成位置、 3列目のスぺーサ形 成位置、 4列目のスぺーサ形成位置、 5列目のスぺーサ形成位置、 6列目のスぺー サ形成位置、 7列目のスぺーサ形成位置、 8列目のスぺーサ形成位置、 9列目のス ぺーサ形成位置に対応されて位置決めされた 3回目位置にセットして、そのインクジ エツトヘッド 3を矢印で示すインクジェットヘッド走査方向に移動させる。これにより、ノ ズル nlからは 1列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n2からは 2列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n3 からは 3列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n4から は 4列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n5力らは 5 列目のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n6からは 6列目 のスぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n7力らは 7列目のス ぺーサ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n8からは 8列目のスぺー サ形成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下され、ノズル n9からは 9列目のスぺーサ形 成位置にスぺーサ含有インク 7が滴下される。 1〜3列目のスぺーサ形成位置は 3回 目のインク滴下を受けるが、それぞれ、 1回目、 2回目に滴下を受けたノズルとは異な るノズル力もインク滴下を受ける。また、 4〜6列目のスぺーサ形成位置については 2 回目のインク滴下を受ける力 それぞれ 1回目に滴下を受けたノズルとは異なるノズ ルからインク滴下を受ける。以下同様に、基板 1上のすべてのスぺーサ形成位置に 対し、同数のインク滴下を行う。
[0047] 以上のことにより、一箇所のスぺーサ形成位置に対して異なるノズルからインク 7を 複数回 (複数滴)滴下することができ、あるノズルが閉塞しても、 1滴もインク 7が滴下 されないスぺーサ形成位置は生じない。よって、スぺーサが 1個も形成されないスぺ ーサ形成位置が生じる可能性を低減できる。
[0048] なお、各ノズル nl〜n9と、各スぺーサ形成位置との対応位置関係を変える方法は 上記に限定されず、インクジェットヘッド 3をスぺーサ形成位置の列方向に沿って配 置させて行方向に走査し、このとき 1回の滴下ごとに列方向にノズルをずらすようにし てもよい。もしくは、列方向に走査して滴下した後、インクジェットヘッド 3の向きを 90° 変えて行方向に走査して滴下するようにしてもょ 、。
[0049] [第 3の実施形態]
次に、本発明の第 3の実施形態について説明する。なお、上記第 1の実施形態と同 じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
[0050] スぺーサ含有インク 7は、図 2に示したように、一列に並んだ複数のノズル nl〜n9 を有するラインヘッド型のインクジェットヘッド 3を用いて基板 1上の複数のスぺーサ形 成位置に滴下される。ノズル nl〜n9の並んだ方向に沿った複数箇所のスぺーサ形 成位置に同時にスぺーサ含有インク 7を滴下してスぺーサを形成することができる。
[0051] 本実施の形態では、インクジェットヘッド 3と基板 1とがノズル並列方向に直交する方 向に相対移動されながら各ノズル nl〜n9からスぺーサ含有インク 7が滴下されてい く。例えば、静止しているインクジェットヘッド 3に対して、ノズル並列方向に直交する 方向に基板 1が移動される。あるいは、静止している基板 1に対してインクジェットへッ ド 3を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。
[0052] 次に、具体的なスぺーサ形成手順について説明する。
[0053] まず、製品となる基板に対してスぺーサ含有インクの吐出を行う前に、各ノズルにつ いてインクの吐出異常の有無を確認するための試し吐出をダミー基板に対して行う。 このとき、吐出観測手段により各ノズルからのインクの吐出を観測する。
[0054] 吐出観測手段は、レーザ光学系とカメラと画像処理装置など力もなる。吐出観測手 段をヘッドメンテナンス位置に設け、ヘッドを吐出観測位置に移動させノズルから吐 出されるインク液滴を、所定時間間隔でレーザ光を点滅させつつカメラで撮影するこ とでインクの飛翔軌跡が静止画像として得られる。この画像を画像処理装置で処理し て、インクの吐出速度や吐出角度を算出し、これらの値に基づいて吐出異常かどうか を判定する。また、所定の位置に移動ないしは設置されたヘッドの観測位置に吐出 観測手段を移動し、ノズルから吐出されダミー基板上に着弾するインクを観測し、吐 出異常かどうかを判定してもよい。なお、ノズルが完全に詰まってインクがまったく吐 出されない場合にはインクの飛翔軌跡の画像が得られない。もちろんこの場合も吐出 異常である。また、ノズルからインクが吐出される様子を動画として撮影して、この動 画データから吐出速度や吐出角度を算出してもよい。
[0055] 吐出異常の判定に際して、例えば、ノズルからのインクの吐出速度 Vdのしきい値を
5.0mZ秒 ± 5%、吐出角度 Θのしきい値を ±0.5°と設定した場合に、表 1の結果が 得られたとすると、ノズル No.8と 17が吐出異常ノズルとして判定される。ノズル No.17 のノズルからはインクがまったく吐出されず吐出速度及び吐出角度が観測不能。また 、上記吐出角度 Θは、ノズルの中心とこのノズルに対応するスぺーサ形成位置の中 心とを結ぶ直線 (ノズルカゝら基板に下ろした垂線)からのインク飛翔軌跡の傾き角度 に相当する。
[0056] [表 1]
Figure imgf000015_0001
[0057] また、吐出異常を、インク着弾位置の基準位置 (ノズル力 真下に着弾した位置)か らのずれ量によって判定してもよ!/、。
[0058] 例えば、インクジェットヘッドと基板との相対移動方向に平行な方向力 各列のノズ ルをカメラで撮影した場合にぉ ヽて、その相対移動方向に直交する方向の着弾位置 ずれ量は D Xtan Θで表される。ここで、 Dはノズル一基板間の鉛直方向に沿った最 短距離（ノズルの中心とこのノズルに対応するスぺーサ形成位置の中心とを結ぶ直 線の長さ）であり、例えば 0.5mmである。 Θはノズルの中心とこのノズルに対応するス ぺーサ形成位置の中心とを結ぶ直線からのインク飛翔軌跡の傾き角度である。
[0059] また、インクジェットヘッドと基板との相対移動方向に直交する方向から飛翔インク をカメラで撮影した場合において、その相対移動方向に沿った方向の着弾位置ずれ 量は Vs X D/Vdで表される。ここで、 Vsは静止しているインクジェットヘッドに対する 基板の移動速度であり、例えば 200mmZ秒である。 D、 Vd上述のとおりである。
[0060] さらには、 D Xtan Θ +Vs X DZVdの値によって吐出異常を判定してもよい。
[0061] 吐出異常のノズルがあった場合には、この吐出異常ノズルからのインクの吐出は行 わずに、正常ノズル力ものインク吐出だけを基板 (実際に製品となるべき基板）に対し て行う。異常ノズルに対応するインク圧力室内の圧力変動を生じさせる圧電素子へ の電圧印加を行わなければ異常ノズルからインクは吐出されな 、。あるいはサーマル 式のインクジェットヘッドの場合には、インク貯留室への熱供給を行わなければよ!、。
[0062] 例えば、図 5において、 32個あるノズルのうちノズル No.8と 17の 2つのノズルが吐出 異常ノズルとされた場合には、先ず、ノズル No.8と 17のノズルからのインクの吐出は 行わずに、その他の正常ノズル（ノズル No.1〜7、 9〜16、 18〜32)からのインク吐 出だけを基板 1に対して行う。この例では、静止しているインクジェットヘッド 3に対し て、基板 1が図示の矢印方向（ノズル並列方向に直交する方向）へ移動されながら各 ノズル力 インクが吐出され基板 1上のスぺーサ形成位置に滴下されていく。この 1回 目の吐出が終わった段階では、異常ノズルに対応して位置する 8列目と 17列目のス ぺーサ形成位置にはインク及びこれに含まれるスぺーサが滴下されて 、な 、状態で ある。
[0063] そこで、次に、インクジェットヘッド 3を図 5において右に 1ノズル分移動させて、 8列 目のスぺーサ形成位置にノズル No.7の正常ノズルを、 17列目のスぺーサ形成位置 にノズル No.16の正常ノズルをそれぞれ対応させる。ノズルと基板 1とは、ノズル並列 方向に沿って相対的に位置がずれればよぐインクジェットヘッド 3と基板 1のどちらを 移動させてもよい。
[0064] 上記のようなノズルとスぺーサ形成位置との対応関係にした状態で、 1回目と同様 にして 2回目のインク吐出を基板 1に対して行う。このとき、ノズル No.7と 16のノズルの みインク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わせな！/、。
[0065] この結果、すべてのスぺーサ形成位置に対して、 1回（1滴）ずつのインク滴下が行 われる。なお、図 5においてノズルの參はインク吐出が行われるノズルを、〇はインク 吐出が行われないノズルを示す。基板 1上の參はスぺーサ形成位置を表し、上述し たように各スぺーサ形成位置はそれぞれ 1回ずつのインク滴下を受ける。これにより、 スぺーサの形成されない部分が異常ノズル位置に対応してライン状に形成されてし まうことを防ぎ、所望の液晶封入間隙安定して保持できる。
[0066] [第 4実施形態]
次に、本発明の第 4実施形態について図 6参照して説明する。なお、上記第 1の実 施形態と同じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。図 6おい て、參は正常ノズルを、〇は異常ノズルを示す。基板 1上の数字は、各スぺーサ形成 位置に何回 (何滴）のインク滴下が行われたかを示す。
[0067] 図 6おいて、 32個あるノズルのうちノズル No.8と 17の 2つのノズルが吐出異常ノズ ルとされた場合には、先ず、ノズル No.8と 17のノズルからのインクの吐出は行わずに 、ノズル No.6〜7、 9〜16、 18〜32の正常ノズルからのインク吐出だけを基板 1に対 して行う。この例では、静止しているインクジェットヘッド 3に対して、基板 1が図示の矢 印方向（ノズル並列方向に直交する方向）へ移動されながらノズル No.6〜7、 9〜16 、 18〜32の正常ノズル力 インクが吐出され基板 1上のスぺーサ形成位置に滴下さ れていく。この 1回目の吐出が終わった段階では、異常ノズルに対応して位置する 3 列目と 12列目のスぺーサ形成位置にはインク及びこれに含まれるスぺーサが滴下さ れていない状態である。
[0068] そこで、次に、インクジェットヘッド 3を図 6において右に 5ノズル分移動させて、異常 ノズルに対応するスぺーサ形成位置を 1回目とはずらす。このようなノズルとスぺーサ 形成位置との対応関係にした状態で、上記 1回目と同様にして 2回目のインク吐出を 基板 1に対して行う。このとき、ノズル No. l〜7、 9〜16、 18〜27の正常ノズルのみィ ンク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わせな！/、。
[0069] この結果、 1回目と 2回目の吐出時に共に正常ノズルに対応していたスぺーサ形成 位置にはインク滴下が 2回行われ (2滴のインク滴下が行われ)、 1回目と 2回目のどち らかが異常ノズルに対応していたスぺーサ形成位置にはインク滴下が 1回行われる（ 1滴のインク滴下が行われる)。 1回目と 2回目共に異常ノズルに対応してしまうスぺー サ形成位置はな!、ので、スぺーサの形成されな!、部分が異常ノズル位置に対応して ライン状に形成されてしまうことを防ぎ、所望の液晶封入間隙安定して保持できる。
[0070] また、 2滴のインクが滴下されるスぺーサ形成位置については、所望の個数のスぺ ーサを形成するのに必要な量のインクを一度にまとめて（1滴で)滴下するのではなく 、 2滴に分けて滴下されるので、 1滴あたりの滴下量を少なくでき、その分、滴下され たインクの広がりを抑えることができ、スぺーサを所定の範囲内（ブラックマトリクス 5の 領域内）に確実に収まるように形成できる。この結果、表示に寄与する光透過部であ る RGBの各画素にスぺーサが形成されることを防ぎ、表示画質の低下を防げる。 [0071] 1箇所のスぺーサ形成位置あたり 3〜7個程度のスぺーサを一定の範囲に形成する のが好ましい。 1滴あたりのスぺーサ数は、インク中におけるスぺーサ濃度、液滴サイ ズ等により変化するが、 1滴だけの滴下だとスぺーサをまったく含まない、あるいは所 望の個数が含まれない場合があるので、これを防ぐ観点からも、 1箇所のスぺーサ形 成位置につき複数滴のインクを滴下することが好ましい。
[0072] [第 5の実施形態]
次に、本発明の第 5の実施形態について図 7を参照して説明する。なお、上記各実 施形態と同じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。図 7にお いて、參は正常ノズルを、〇は異常ノズルを示す。基板 1上の数字は、各スぺーサ形 成位置に何回 (何滴）のインク滴下が行われたかを示す。
[0073] 図 7において、 32個あるノズルのうちノズル No.8と 17の 2つのノズルが吐出異常ノ ズルとされた場合には、先ず、ノズル No.8と 17のノズルからのインクの吐出は行わず に、ノズル No.7、 9〜16、 18〜32の正常ノズルからのインク吐出だけを基板 1に対し て行う。
[0074] そして、次に、インクジェットヘッド 3を図 7において右に 3ノズル分移動させて、異常 ノズルに対応するスぺーサ形成位置を 1回目とはずらす。このようなノズルとスぺーサ 形成位置との対応関係にした状態で、上記 1回目と同様にして 2回目のインク吐出を 基板 1に対して行う。このとき、ノズル No.4〜7、 9〜16、 18〜29の正常ノズルのみィ ンク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わな！/、。
[0075] さらに、インクジェットヘッド 3を、 2回目から図 7において右に 3ノズル分移動させて 、異常ノズルに対応するスぺーサ形成位置を 1回目及び 2回目とはずらす。このよう なノズルとスぺーサ形成位置との対応関係にした状態で、上記 1回目、 2回目と同様 にして 3回目のインク吐出を基板 1に対して行う。このとき、ノズル No.l〜7、 9〜16、 1 8〜26の正常ノズルのみインク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わな い。
[0076] 以上の結果、 1〜3回目の吐出時に共に正常ノズルに対応していたスぺーサ形成 位置にはインク滴下が 3回行われ (3滴のインク滴下が行われ)、 1〜3回目のうち何 れカ 1回が異常ノズルに対応していたスぺーサ形成位置にはインク滴下が 2回行わ れる（2滴のインク滴下が行われる）。本実施形態においても、異常ノズルとスぺーサ 形成位置との対応位置をずらしながら複数回の吐出を行うので、スぺーサの形成さ れな 、部分が異常ノズル位置に対応してライン状に形成されてしまうことを防ぎ、所 望の液晶封入間隙安定して保持できる。
[0077] また、すべてのスぺーサ形成位置が複数滴のインク滴下を受けるので、滴下された インクの広がりを抑えることができ、スぺーサを所定の範囲内（ブラックマトリクス 5の領 域内）に確実に収まるように形成できる。さらに、スぺーサ個数力^または所望の個数 に満たな 、確率も減らせる。
[0078] [第 6の実施形態]
次に、本発明の第 6の実施形態について図 8を参照して説明する。なお、上記各実 施形態と同じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。図 8にお いて、 1回目ヘッド位置と 2回目ヘッド位置における參は正常ノズルを、〇は異常ノズ ルを示し、 3回目ヘッド位置における參はインク吐出が行われる正常ノズルを、〇はィ ンク非吐出ノズル (異常ノズルを含む）を示す。基板 1上の数字は、各スぺーサ形成 位置に何回 (何滴）のインク滴下が行われたかを示す。
[0079] 図 8において、 32個あるノズルのうちノズル No.8と 17の 2つのノズルが吐出異常ノ ズルとされた場合には、先ず、ノズル No.8と 17のノズルからのインクの吐出は行わず に、ノズル No.7、 9〜16、 18〜32の正常ノズルからのインク吐出だけを基板 1に対し て行う。
[0080] そして、次に、インクジェットヘッド 3を図 8において右に 3ノズル分移動させて、異常 ノズルに対応するスぺーサ形成位置を 1回目とはずらす。このようなノズルとスぺーサ 形成位置との対応関係にした状態で、上記 1回目と同様にして 2回目のインク吐出を 基板 1に対して行う。このとき、ノズル No.4〜7、 9〜16、 18〜29の正常ノズルのみィ ンク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わな！/、。
[0081] さらに、インクジェットヘッド 3を、 2回目から図 8において右に 3ノズル分移動させて 、異常ノズルに対応するスぺーサ形成位置を 1回目及び 2回目とはずらす。このよう なノズルとスぺーサ形成位置との対応関係にした状態で、上記 1回目、 2回目と同様 にして 3回目のインク吐出を基板 1に対して行う。このとき、ノズル No.2、 5、 11、 14の 正常ノズルのみインク吐出を行わせ、他のノズルからのインク吐出は行わな！/、。
[0082] 以上の結果、すべてのスぺーサ形成位置についてインク滴下回数を 2回に揃えるこ とができ、基板面内におけるスぺーサ個数分布のばらつきを抑制でき。これにより、よ り安定した液晶封入間隙を確保できる。
[0083] また、本実施形態にぉ 、ても、すべてのスぺーサ形成位置が複数滴のインク滴下 を受けるので、滴下されたインクの広がりを抑えることができ、スぺーサを所定の範囲 内（ブラックマトリクス 5の領域内）に確実に収まるように形成できる。さらに、スぺーサ 個数が 0または所望の個数に満たな 、確率も減らせる。
[0084] [第 7の実施形態]
次に、本発明の第 7の実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同じ 構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
[0085] 図 9は、本実施形態に係るスぺーサ形成装置の構成を示すブロック図である。この スぺーサ形成装置は、一列に並んだ複数のノズルを有するインクジェットヘッド 3 (図 2参照）と、このインクジェットヘッド 3を移動させるヘッド移動手段 17と、基板移動手 段 18と、吐出観測手段 19と、クリーニング手段 20と、記憶装置 14と、表示装置 15と 、これらが接続された処理装置 10を備える。
[0086] ヘッド移動手段 17は、例えばステップモータゃ圧電モータを駆動源とし、インクジェ ットヘッド 3をノズル並列方向に平行な方向に移動させる。基板移動手段 18は、基板 1を支持するステージをノズル並列方向に直交する方向（走査方向）に移動させる。 吐出観測手段 19は、上述したように、ノズルからのインクの吐出の様子を観測するレ 一ザ光学系、カメラ、画像処理装置等である。記憶装置 14は、異常ノズル位置を記 憶する例えば半導体メモリ、磁気ディスク等である。処理装置 10は、制御部 11、演算 部（吐出パターン作成部 12、吐出異常判定部 13)を有する。
[0087] また、上述した各実施形態にも言えるが、基板移動手段 18としては、直交する 2方 向（X— Y方向）に移動可能な X—Yステージを用いることができる。あるいは、基板を 固定させておき、ヘッド移動手段 17として直交する 2方向（X— Y方向）に移動可能な X— Yステージを用いてもょ 、。
[0088] 次に、図 10のフローチャートを参照して本実施形態に係るスぺーサ形成方法につ いて説明する。
[0089] 先ず、ステップ S1でフローが開始され、次のステップ S2で試し吐出が行われる。こ の試し吐出を吐出観測手段 19で観測する (ステップ S3)。この観測データ（吐出速度 や吐出角度など）は処理装置 10に送信され、処理装置 10の吐出異常判定部 13が 観測データに基づいて吐出異常の判定を行う。
[0090] この判定の結果、吐出異常のノズルが 1つもない場合には、ステップ S4にて" NO" となり、各列のスぺーサ形成位置に対応するすべてのノズルからインク吐出が行われ て (ステップ S13)、フローは終了する（ステップ S17)。各スぺーサ形成位置には 1滴 ずつの吐出でもよいし、複数滴ずつの吐出でもよい。
[0091] 吐出異常のノズルがある場合には、ステップ S4にて" YES"となり、次のステップ S5 にて、その異常ノズルの個数が許容値以下カゝどうか判定される。ここで、異常ノズル の数があまりにも多すぎるとステップ S5にて" NO"となり、表示装置 15にエラー表示 を行い (ステップ S 14)、 自動または手動でクリーニングモードが選択され (ステップ S 15)、クリーニング手段 20によってノズルのクリーニングが実施される (ステップ S16)
[0092] 異常ノズル数が許容値以下である場合には、ステップ S5にて" YES"となり、その異 常ノズルの位置が記憶装置 14に記憶される (ステップ S6)。例えば、上述した各実施 形態ではノズル No.8と 17のノズルが異常ノズルとして記憶される。
[0093] その異常ノズル位置と各種設定値 (スキャン数、吐出目標回数、最低吐出回数、最 低吐出ラインの間隔）に基づいて、吐出パターン作成部 12が吐出パターンを作成す る（ステップ S7)。吐出パターンの例を、図 11〜図 16に示す。スキャン数は、ノズル並 列方向に直交する方向にインクジェットヘッドと基板を相対移動させる回数である。吐 出目標回数は、 1箇所のスぺーサ形成位置に何回 (何滴)インクを滴下させるかの目 標数である。最低吐出回数は、異常ノズルの存在のために吐出目標回数のインク滴 下を受けることができないスぺーサ形成位置について、最低この回数だけのインク滴 下は確保したい数を示す。最低吐出ラインの間隔は、吐出目標回数に至らない回数 の滴下を受けたスぺーサ形成位置の列 (ライン)間の間隔としてどれだけ確保したい かを示し、隣り合う場合には 0となる。なお、その他に、吐出目標回数に至らない回数 の滴下を受けたスぺーサ形成位置の列 (ライン)の数を設定値として設定してもよ 、。
[0094] 図 11〜図 16において、〇はインク吐出が行われない正常ノズルを、◎はインク吐 出が行われる正常ノズルを、參はインク吐出が行われない異常ノズルを示す。また、 各図には、基板上のスぺーサ形成位置をノズル並列方向に沿った 1行分だけ、イン ク滴下を受ける回数と共に示している。
[0095] ステップ S7で作成された吐出パターンについて、上記設定値の条件を満たすかど うかが、ステップ S8〜S11で判定される。ステップ S8〜S10において各設定値の条 件を満たさない場合には、ステップ S7にて吐出パターンが作り直される。なお、スキ ヤン数の設定条件を満足できない場合には、スキャン数の増加は生産効率の悪ィ匕に つながるので、ステップ S11において" NO"となり、表示装置 15にエラー表示を行い (ステップ S14)、自動または手動でクリーニングモードが選択され (ステップ S15)、ク リー-ング手段 20によってノズルのクリーニングが実施される（ステップ S 16)。
[0096] ステップ S7で作成された吐出パターンがステップ S8〜ステップ SI 1の条件をすベ て満足すると、その吐出パターンに基づいて、制御部 11が、インクジェットヘッド 3や 基板をどのように動かすかを制御し、且つどのノズルからインク吐出を行わせるかを 制御して、基板上のスぺーサ形成位置にインク滴下が行われ (ステップ S12)、フロー は終了する (ステップ S 17)。
[0097] 図 11の吐出パターン例は、 1滴し力インクが滴下されない列の数が最小になるよう に且つその列間の間隔が最大になるような吐出パターン例である。
[0098] 図 12の吐出パターン例は、 1滴し力インクが滴下されない列の間隔を広げることより も、その列の数が少なくなることを優先した吐出パターン例である。
[0099] 図 13の吐出パターン例では、基板上における 11列目のスぺーサ形成位置につい て、最低吐出回数の設定値「2」に至らない 1回（1滴）の滴下となり、エラーとなってい る。この場合、上記ステップ S7で吐出パターンの作り直しが行われる。図 13の吐出 パターン例とは 2回目以降のインクジェットヘッドの移動量（ノズル位置のずらし量)及 び吐出ノズルの選択を変えた図 14の吐出パターン例にすればエラーを生じずに設 定値を満たす。
[0100] 図 15の吐出パターン例では、最低吐出回数「2」の列（ライン）が隣り合ってしまうェ ラーが複数生じ、最低吐出ラインの間隔の設定値「1」以上を満たさない。この場合、 上記ステップ S7で吐出パターンの作り直しが行われる。図 15の吐出パターン例とは 2回目以降のインクジェットヘッドの移動量（ノズル位置のずらし量）及び吐出ノズル の選択を変えた図 16の吐出パターン例にすればエラーを生じずに設定値を満たす

Claims

請求の範囲
[1] 一対の基板間に形成される液晶封入間隙を一定に保っための粒状のスぺーサを 分散させたインクを、前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数のスぺーサ形成 位置にインクジェット法により滴下することで前記スぺーサ形成位置に前記スぺーサ を形成するスぺーサ形成方法にぉ 、て、
前記スぺーサ形成位置の一箇所ごとに、複数滴の前記インクを滴下することを特徴 とするスぺーサ形成方法。
[2] 前記インクを、各画素を囲む格子状の非画素領域の交差部に滴下することを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載のスぺーサ形成方法。
[3] 複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて、前記複数のスぺーサ形成位置 に前記インクの滴下を行い、かつ一箇所のスぺーサ形成位置が同じノズルによって 前記複数滴のインクの滴下を受けな ヽように前記各ノズルと前記各スぺーサ形成位 置との対応位置関係を変えながら前記複数滴のインクの滴下を行うことを特徴とする 請求の範囲第 1項に記載のスぺーサ形成方法。
[4] 複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて、前記複数のスぺーサ形成位置 に前記インクの滴下を行 、、かつ一箇所のスぺーサ形成位置が前記複数のノズルに よって前記インクの滴下を受けるように前記各ノズルと前記各スぺーサ形成位置との 対応位置関係を変えながら前記複数滴のインクの滴下を行うことを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載のスぺーサ形成方法。
[5] 前記複数のスぺーサ形成位置に、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用い て前記インクの滴下が行われ、
前記インクを前記スぺーサ形成位置に吐出する前に、吐出異常の有無を確認する ための試し吐出を行うステップと、
前記試し吐出で吐出異常のノズルがあった場合、この吐出異常のノズルからの前 記インクの吐出は行わずに、正常ノズル力も前記インクを吐出させて前記スぺーサ形 成位置に滴下させるステップと、
前記各スぺーサ形成位置に対する前記各ノズルの対応位置をずらして、先のステ ップで吐出異常のノズルに対応していたスぺーサ形成位置に正常ノズルを対応させ て、この正常ノズル力 前記インクを吐出させて前記スぺーサ形成位置に滴下させる ステップと、
を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスぺーサ形成方法。
[6] 前記吐出異常の有無を、前記ノズルからの前記インクの吐出速度によって判定す る請求の範囲第 5項に記載のスぺーサ形成方法。
[7] 前記吐出異常の有無を、前記インクの着弾位置のずれ量によって判定する請求の 範囲第 5項に記載のスぺーサ形成方法。
[8] 前記ノズルの中心とこのノズルに対応するスぺーサ形成位置の中心とを結ぶ直線 の長さを D、前記インクの飛翔軌跡の前記直線からの傾き角度を Θとすると、前記着 弹位置のずれ量は D X tan Θで表される請求の範囲第 7項に記載のスぺーサ形成方 法。
[9] 前記ノズルの中心とこのノズルに対応するスぺーサ形成位置の中心とを結ぶ直線 の長さを D、前記インクジェットヘッドと前記基板との相対移動速度を Vs、前記ノズル 力もの前記インクの吐出速度 Vdとすると、前記着弾位置の前記相対移動の方向に 沿ったずれ量は Vs X DZVdで表される請求の範囲第 7項に記載のスぺーサ形成方 法。
[10] 一対の基板間に形成される液晶封入間隙を一定に保っための粒状のスぺーサを 溶媒中に分散させたスぺーサ含有インクを、インクジェットヘッドの複数のノズルから 吐出させて一方の基板上の複数のスぺーサ形成位置に滴下させるスぺーサ形成方 法であって、
前記インクを前記スぺーサ形成位置に吐出する前に、吐出異常の有無を確認する ための試し吐出を行うステップと、
前記試し吐出で吐出異常のノズルがあった場合、この吐出異常のノズルからの前 記インクの吐出は行わずに、正常ノズル力も前記インクを吐出させて前記スぺーサ形 成位置に滴下させるステップと、
前記各スぺーサ形成位置に対する前記各ノズルの対応位置をずらして、先のステ ップで吐出異常のノズルに対応していたスぺーサ形成位置に正常ノズルを対応させ て、この正常ノズル力 前記インクを吐出させて前記スぺーサ形成位置に滴下させる ステップと、
を有することを特徴とするスぺーサ形成方法。
一対の基板間に形成される液晶封入間隙を一定に保っための粒状のスぺーサを 溶媒中に分散させたスぺーサ含有インクを、インクジェットヘッドの複数のノズルから 吐出させて一方の基板上の複数のスぺーサ形成位置に滴下させて前記スぺーサ形 成位置に前記スぺーサを形成するスぺーサ形成装置であって、
前記ノズル力 の前記インクの吐出を観測する吐出観測手段と、
前記吐出観測手段の観測結果に基づいて吐出異常を判定する吐出異常判定部と 前記吐出異常と判定されたノズルからの前記インクの吐出は行わずに、正常ノズル から前記インクを吐出させて前記スぺーサ形成位置に滴下させた後、前記インクジェ ットヘッドと前記基板とを相対移動させて前記各スぺーサ形成位置に対する前記各ノ ズルの対応位置をずらして、先の吐出時に前記吐出異常のノズルに対応して ヽたス ぺーサ形成位置に正常ノズルを対応させて、この正常ノズルカゝら前記インクを吐出さ せて前記スぺーサ形成位置に滴下させる制御部と、
を備えることを特徴とするスぺーサ形成装置。
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