WO2010001974A1 - インクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

インクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法 Download PDF

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WO2010001974A1
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discharge
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真介 井口
進 崎尾
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株式会社アルバック
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    • G02F2201/52—RGB geometrical arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an ink discharge amount control system and a color filter manufacturing method when color ink is discharged to a target region of a color filter used for a liquid crystal panel, an EL (Electro-Luminescence) panel, or the like.
  • an inkjet method is used for manufacturing color filters.
  • one or a plurality of ink jet heads discharge color ink onto a substrate while relatively scanning the color filter substrate.
  • One inkjet head has a plurality of nozzles, and each of the plurality of nozzles ejects ink to a region corresponding to a plurality of pixels.
  • the ink ejection state of each nozzle may differ, and this affects the color density of each pixel. Accordingly, there is a method in which the color density of the colored portion of the color filter substrate is optically measured, and the ink ejection density (ink ejection amount) by the ink jet head is determined based on the measurement result. Specifically, the measurement data of the color density (light transmittance of each pixel) is collected, and a table corresponding to the transmittance data of each pixel and the change rate of the ink ejection density is created. A table is used to determine the ink ejection density of the pixels (see, for example, Patent Document 1).
  • JP 2000-266920 A paragraphs [0072], [0076], [0080], [0125]
  • an object of the present invention is to provide an ink ejection amount control system and a color filter manufacturing method capable of improving optical characteristics such as reducing the occurrence of color unevenness in a color filter.
  • a discharge amount control system includes a plurality of nozzles that discharge ink in a plurality of pixel regions of a color filter, and the discharge amount control system uses a plurality of nozzles to discharge the ink at individual discharge amounts.
  • a discharge amount control system for controlling the discharge amount of the ink from an ink supply unit capable of discharging ink, the control value for controlling the discharge amount of each of the ink from the plurality of nozzles The optical characteristics of the ink in the plurality of pixel regions, which are set in a plurality of stages and are supplied with the ink discharge amount controlled by a common control value for the plurality of nozzles, are determined for each of the plurality of stages.
  • Measuring means for measuring, identification information assigned to each of the plurality of nozzles, and information of the measured optical characteristics for each of the common control values of the plurality of stages
  • a correspondence information creating means for creating correspondence information for associating with each other, and based on the created correspondence information, the control value of the individual ejection amount for keeping the optical characteristics of the ink in the plurality of pixel regions within a predetermined range
  • a supply control means for controlling the ink supply unit so that the ink is ejected from the plurality of nozzles with the calculated ejection amount control value.
  • the control value calculation means calculates the optimum individual discharge amount control value from the correspondence information, and ink is discharged from each nozzle with the discharge amount control value.
  • the “calculation” executed by the “control value calculation means” includes an operation of “selecting” an optimum individual discharge amount control value from a plurality of stages of common control values.
  • the “optical property” includes at least one of chromaticity, hue, saturation, lightness, and reflectance, refractive index, and transmittance of a wavelength of a specific frequency.
  • the measuring means typically measures the optical characteristics of individual inks in a plurality of pixel areas.
  • the measurement unit may measure the optical characteristics of the ink of predetermined pixels (predetermined plural pixels) in the plural pixel regions.
  • the ink supply unit has a device for controlling the ink ejection amount in accordance with the drive voltage as the control value, and the supply control means controls the waveform of the drive voltage.
  • the measuring means measures the optical characteristics of the ink supplied in at least one pixel region of the plurality of pixel regions in the entire one pixel region.
  • Measurement optical characteristics in one pixel area as a whole means, for example, that the measuring means has a light in a range substantially equal to or larger than the area of one pixel area, that is, one pixel area. Is detected and the optical characteristics thereof are measured.
  • the measurement means may detect light in a range smaller than the area of one pixel region, that is, light in a range narrower than the area of the one pixel region, and measure the optical characteristics.
  • the measuring means can use the calculated value based on the optical characteristics at the plurality of locations as the optical characteristics of the ink in the one pixel region. Examples of the calculated value include an average value, a median value, and RMS (Root Mean Square).
  • the measurement unit includes an inspection unit that inspects the state of the ink in the plurality of pixel regions ejected under the control of the supply control unit.
  • the inspection unit is a measuring device that measures the optical characteristics of the ink in the plurality of pixel regions.
  • This measuring machine is also used to measure the optical characteristics of ink in a plurality of pixel areas supplied with a discharge amount controlled by a common control value to a plurality of nozzles at each of the plurality of stages. That's fine.
  • the inspection unit may be an image processing type measuring machine that measures the amount of the ink in the plurality of pixel regions by image processing.
  • the inspection unit may be a weight measuring device that measures the amount of the ink by measuring the weight of the ink in the plurality of pixel regions.
  • At least one of the image processing type measuring machine and the weight measuring machine may be used as an auxiliary to the measuring machine.
  • the above correspondence information is created once, and the individual discharge amount control values based on the correspondence information are set. If set, color unevenness will not occur.
  • the discharge amount control system may further include the following means on the assumption that there is an environment around the discharge amount control system or a change with time of each nozzle.
  • the discharge amount control system is configured to supply the ink supply so that the discharge amount of ink from the plurality of nozzles is substantially constant based on measurement data of at least one of the image processing type measuring machine and the weight measuring machine.
  • Control means for controlling the unit may be further provided.
  • the color filter manufacturing method includes a plurality of nozzles that eject ink in a plurality of pixel regions of the color filter, respectively, and the ink is ejected from the plurality of nozzles at individual ejection amounts.
  • the optical characteristics of the ink in the plurality of pixel regions, which are supplied with the ink ejection amount controlled with a common control value for the plurality of nozzles, are measured for each of the plurality of stages, and the plurality of nozzles Creating correspondence information that associates the identification information attached to each of the information and the optical characteristic information for each of the common control values measured in the plurality of stages, Based on the formed correspondence information, a control value of the individual discharge amount for keeping the optical characteristics of the ink in the plurality of pixel regions within a predetermined range is calculated, and the calculated discharge amount control value is The ink supply unit is controlled to discharge the ink from the plurality of nozzles.
  • the color filter manufacturing method further bakes the color filter supplied with the ink at an ejection amount controlled by the common control value before measuring the optical characteristics of the ink. That is, the ink supplied to the color filter is baked and hardened by pre-baking. This facilitates measurement of optical characteristics, and more accurate optical characteristic information can be obtained.
  • FIG. 3 is a side view of the ink jet apparatus shown in FIG. 2.
  • FIG. 3A is a plan view in which a part of the color filter substrate W is enlarged.
  • (B) is a sectional view taken along line AA in (A).
  • substrate. 5 is a flowchart showing the operation of the color filter substrate W manufacturing system. It is a schematic diagram which shows the measurement principle in the chromaticity measuring machine as an inspection apparatus.
  • FIG. 5 is a graph of an NC table.
  • FIG. 6 is a graph of an NV table. It is a graph which shows the chromaticity of the ink (or colored layer) for every pixel area measured by chromaticity measurement. It is an example of the graph of the NC table actually created.
  • FIG. 13 is an example of a graph showing blue chromaticity of ink (or colored layer 6) in each pixel region of a color filter that is colored based on the NV table created based on the NC table shown in FIG. is there. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 1 is a block diagram showing a color filter manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing system 100 includes an inkjet device 10, a pre-bake device 30, an inspection device (inspection unit) 50, and a transport device 70.
  • the transport device 70 includes a transport robot 71 that transports the color filter substrate between the devices 10, 30, and 50, and a transport path 72 for the transport robot 71 to move in the Y-axis direction.
  • a transport robot 71 that transports the color filter substrate between the devices 10, 30, and 50
  • a transport path 72 for the transport robot 71 to move in the Y-axis direction for example, as the pre-baking device 30, a known device is used.
  • the order of arrangement of the inkjet device 10, the pre-baking device 30, and the inspection device 50 is not limited to that in FIG. 1.
  • the inkjet device 10 may be disposed between the pre-baking device 30 and the inspection device 50.
  • FIG. 2 is a diagram showing the ink jet apparatus 10.
  • FIG. 3 is a side view of the ink jet apparatus shown in FIG.
  • the ink jet apparatus 10 includes a stage 15, a holding body 16 disposed on the stage 15, and one or more print heads 20 attached to a surface of the holding body 16 facing the stage 15.
  • Rails 17a and 17b are extended to the side of the stage 15.
  • the stage 15 is attached to the rails 17a and 17b so as to reciprocate along the extending direction (X-axis direction) of the rails 17a and 17b.
  • the stage 15 may be fixed, and the holding body 16 may be configured to move along the X axis.
  • each print head 20 moves on the surface of the color filter substrate W in the X-axis direction relative to the color filter substrate W.
  • the inkjet apparatus 10 includes a supply system 4 for supplying, for example, color inks of R (Red), G (Green), and B (Blue) to each print head 20.
  • the type of ink may be a pigment or a dye.
  • the supply system 4 has RGB supply sources 14R, 14G, and 14B, and these supply sources 14R, 14G, and 14B are respectively connected to the print heads 20R, 20G, and 20B via pipes 31R, 31G, and 31B. It is connected.
  • the print heads 20R, 20G, and 20B and the pipes 31R, 31G, and 31B are connected so that one print head 20 is supplied with one color ink of RGB.
  • five print heads 20R, 20G, and 20B are provided.
  • the number of print heads 20R, 20G, and 20B is not limited to five, but may be four or less, or may be six or more.
  • the supply sources 14R, 14G, and 14B include, for example, a tank for storing ink (not shown), a pump for pumping the stored ink to the pipes 31R, 31G, and 31B (not shown), and the like.
  • a filter (not shown) for removing particles may be provided in the middle of the pipes 31R, 31G, and 31B.
  • each of the print heads 20R, 20G, and 20B has a discharge port (not shown).
  • the ink discharged from these discharge ports is returned to the supply sources 14R, 14G, and 14B through a discharge pipe (not shown).
  • FIG. 4A is a plan view in which a part of the color filter substrate W is enlarged.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the color filter substrate W is a work in progress such as a liquid crystal panel or an EL panel, for example.
  • a black matrix 7 for partitioning a plurality of pixel regions (here, sub-pixels) is formed on a base 5 made of a glass substrate or a transparent resin substrate. As shown in FIG. 4B, between each black matrix 7, for example, one of the RGB colors is supplied from one nozzle 45 of the print head 20, so that the colored layer 6 is formed. It is formed.
  • FIG. 4A shows a stripe type in which RGB colors are arranged in a straight line in the vertical direction as an RGB array.
  • the present invention is not limited to this, and may be a diagonal type in which RGB colors are arranged obliquely, or other arrangements.
  • the color filter substrate W is not limited to three colors of RGB, and may be four or more colors including other colors.
  • the color filter substrate W is arranged on the stage 15 with the surface on which the black matrix 7 is formed facing vertically upward.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the nozzles of one print head 20 and the color filter substrate W.
  • FIG. Each print head 20 has substantially the same structure.
  • the plurality of nozzles 45 described above are provided on the lower surface of the print head 20, that is, the surface facing the color filter substrate W.
  • the number of nozzles is typically 128, but the number is not limited to 32, 64, 254, 512, or the like.
  • each print head 20 is attached to the holding body 16 so as to be inclined in the XY plane, and the nozzles of each print head 20 have a constant interval in the Y-axis direction. They are arranged in the Y-axis direction. In the present embodiment, the print heads 20 are arranged so as to form RGB 3 rows in the X-axis direction.
  • One print head 20 has a plurality of ink chambers 46 (see FIG. 4B) connected to the respective nozzles 45 therein.
  • the ink stored in each ink chamber 46 is discharged from each nozzle 45 by a discharge mechanism (not shown).
  • a piezo actuator is typically used as the discharge mechanism.
  • the present invention is not limited to this, and examples thereof include a heating method such as bubble jet (registered trademark) or thermal jet, an electrostatic actuator method, and other known methods.
  • each print head 20 is attached to the holding body 16 so as to be inclined so that the pitch in the X-axis direction for every two nozzles 45 becomes the pitch p2. .
  • the pitch p1 is, for example, 400 to 500 ⁇ m, but is not limited to this range.
  • the inclination angle in the XY axis plane in the longitudinal direction of each print head 20 with respect to the Y axis direction is drawn large for easy understanding of the explanation.
  • the tilt angle is very small.
  • a print head having a nozzle group configured with a pitch substantially the same as the pitch p2 of the pixel area of the same color on the color filter substrate W may be used.
  • the print head may be attached to the holding body 16 with its length direction parallel to the Y-axis direction.
  • the ink supply unit is configured by at least one print head 20, or at least one print head and holding body 16 (and / or supply system 4).
  • the manufacturing system 100 includes a control unit 25, an NC table storage unit 26, and an NV table storage unit 27.
  • the control unit 25 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like. Instead of the CPU, a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like may be used.
  • a CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • DSP Digital Signal Processor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the NC table storage unit 26 which will be described later, includes identification information assigned to each nozzle 45 of one print head 20 and each pixel area of the color filter substrate W measured by the inspection device 50.
  • An NC table (corresponding information) for correlating the chromaticity information is stored.
  • the identification information of each nozzle 45 is, for example, nozzle numbers 1, 2, 3,. This sequence of nozzle numbers only needs to correspond to the actual arrangement of the nozzles 45 of the print head 20.
  • the NC table is created by the control unit 25 or the inspection device 50 (corresponding information creation means).
  • the NV table storage unit 27 stores an NV table that associates the identification information of each nozzle 45 of the one print head 20 with the control value for ejecting ink from each nozzle 45.
  • the control unit 25 creates the NV table based on the NC table as will be described later.
  • the storage devices of the NC table storage unit 26 and the NV table storage unit 27 other known storage devices such as a magnetic disk, a semiconductor memory, and a magnetic memory are used.
  • Examples of the control value for ejecting ink from each nozzle 45 include individual voltage values for driving individual piezoelectric actuators in one print head 20. Each piezo actuator is driven with an individual control value (discharge amount control value), whereby the ink discharge amount is individually controlled from each nozzle 45.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the color filter substrate W manufacturing system configured as described above.
  • the transfer robot 71 carries the uncolored color filter substrate W into the inkjet device 10.
  • the color filter substrate W is placed on the stage 15 and aligned.
  • the color filter substrate W is a dummy color filter substrate.
  • this is referred to as a dummy substrate for convenience.
  • the stage 15 moves, and for example, at least one print head 20R among the plurality of print heads 20R for red ink has a control value common to each nozzle 45 of one print head 20R, and
  • the control value is divided into a plurality of stages, and ink is ejected from each nozzle 45 (step 101). That is, the common control value is a constant voltage value common to the nozzles 45.
  • Dividing the control value into a plurality of stages means dividing the common voltage value into a plurality of different values. The number of stages is set to, for example, 2 to 100 stages, or 3 to 10 stages, but may exceed 100 stages.
  • the voltage value common to each nozzle 45 is assumed to be divided into four stages: a [V], b [V], c [V], d [V] (a ⁇ b ⁇ c ⁇ d).
  • These set values may be preset and stored by the designer.
  • the program for a user to customize the setting value suitably may be memorize
  • the print head 20R first discharges red ink from the nozzles 45 to the respective pixel regions of the dummy substrate with a voltage value of a [V].
  • the print head 20 ⁇ / b> R discharges red ink from each nozzle 45 into another pixel area of the dummy substrate at a voltage value of b [V].
  • the print head 20 ⁇ / b> R discharges red ink from each nozzle 45 into another pixel area of the dummy substrate with a voltage value of c [V].
  • red ink is ejected from each nozzle 45 into a further pixel area of the dummy substrate at a voltage value of d [V].
  • Ink ejection at these four levels of voltage values is not limited to the case of targeting a single dummy substrate, and the dummy substrates that differ in each of the four steps (the substrate form (shape, size, pattern, etc.) are the same) May be used.
  • the transfer robot 71 takes out the dummy substrate supplied with ink from the inkjet device 10 and carries it into the pre-baking device 30.
  • the pre-baking apparatus 30 bakes the dummy substrate at a predetermined temperature and time (step 102). Baking conditions such as temperature, time, number of bakings, etc. are not particularly limited, and may be known settings. By this pre-baking, the ink supplied to the dummy substrate is baked and hardened, and a colored layer 6 as shown in FIG. 4B is formed. Therefore, it becomes easy to measure the chromaticity in the next step, and more accurate chromaticity information can be obtained.
  • the transfer robot 71 takes out the dummy substrate from the pre-baking device 30 and carries it into the inspection device 50.
  • the inspection apparatus 50 measures, for example, the chromaticity of the ink supplied in each pixel area of one dummy substrate for each pixel area (step 103).
  • the inspection apparatus 50 includes a chromaticity measuring machine.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the measurement principle in the chromaticity measuring machine.
  • An aperture 32 is provided below each pixel area of the dummy substrate Wd, and light (for example, white light, mixed color light) is transmitted through the entire pixel area. Since the base 5 of the color filter substrate which is the dummy substrate Wd is transparent, it transmits white light and mixed light.
  • spectral information as shown in FIG. 8 can be obtained by disposing the light receiving unit 33 on each pixel region and performing spectral analysis.
  • FIG. 8 shows spectral information of the colored layer 6 of each color of RGB.
  • the chromaticity measuring apparatus measures the chromaticity of the ink (or the colored layer 6) supplied in at least one pixel area among the pixel areas, and measures the entire chromaticity in one pixel area. Also good.
  • a light detection device having a light receiving surface that can detect light in a range substantially equal to or larger than the area of one pixel region is used as the light receiving unit. That is, chromaticity averaged in one pixel region can be obtained by dispersing the entire light in one pixel region.
  • the chromaticity of the central part in one pixel area has been measured. Since the film thickness of the ejected ink (or the colored layer 6) may be different in one pixel region, accurate chromaticity may not be measured. That is, since the film thickness and the chromaticity are in a substantially proportional relationship, the chromaticity in the central portion and other portions in one pixel region may differ depending on the film thickness.
  • a plurality of locations in one pixel region are measured, and a calculation value based on the chromaticity at the plurality of locations is calculated as the chromaticity of the ink in one pixel region. It is also possible. Examples of the calculated value include an average value, a median value, RMS, and the like.
  • the inspection device 50 measures the chromaticity of the ink corresponding to the plurality of levels.
  • the inspection apparatus 50 corresponds to the plurality of steps, that is, the ink chromaticity is determined for each of the plurality of dummy substrates. taking measurement.
  • the inspection apparatus 50 or the control unit 25 creates the above-described NC table based on the spectrum information (step 104) and stores it in the NC table storage unit 26.
  • FIG. 9 is a graph of the NC table. This shows the relationship between the nozzle number and chromaticity information using the voltage values a [V], b [V], c [V], and d [V] in a plurality of stages as parameters.
  • the chromaticity information is expressed by, for example, x, y, or Y data in the CIE color system.
  • Y is luminance data.
  • the inspection device 50 or the control unit 25 creates a table including at least one of x, y, and Y for each color of RGB.
  • the chromaticity value of this graph is related to x.
  • the x value is stronger than the chromaticity diagram of the CIE color system, the effect of red becomes stronger, so the amount of red ink by the nozzle of the print head 20R corresponding to the vicinity of the central value of the nozzle number is less than that by other nozzles.
  • step 101 the voltage value is common to all the nozzles 45 of one print head 20.
  • the control unit 25 keeps the chromaticity of the ink (or the colored layer 6) in each pixel region when the ink is supplied to the dummy substrate next time within the predetermined range based on the NC table.
  • the individual drive voltage value of each nozzle 45 is calculated (control value calculation means). That is, the control unit 25 creates the above-mentioned NV table (step 105) and stores it in the NV table storage unit 27.
  • the control unit 25 creates an NV table in which the drive voltage value of the nozzles near the center of the print head 20R is larger than the common voltage value in step 101 by a predetermined value.
  • An example of a graph of the NV table at this time is shown in FIG.
  • the chromaticity of the red ink (or the colored layer 6) in each pixel region when the ink is next supplied to the dummy substrate approaches a certain level.
  • the fluctuation value from the common voltage value (the above-mentioned predetermined value) may be appropriately designed in advance by the designer and stored in the ROM or the like.
  • the program for a user to customize the fluctuation value suitably may be memorize
  • control unit 25 uses the voltage values a [V], b [V], c [V], and d [V] in a plurality of stages, in each pixel area when ink is supplied to the dummy substrate next time. It is also possible to “select” a drive voltage value for keeping the chromaticity of the ink (or colored layer 6) within a predetermined range.
  • the “predetermined range” of chromaticity is a range in which the chromaticity in each pixel region corresponding to each nozzle 45 of one print head 20 is substantially constant.
  • the predetermined range means 3 ⁇ , that is, an error range of about ⁇ 0.2%.
  • the control unit 25 transmits information on the created NV table to the inkjet apparatus 10. Based on this NV table, the inkjet apparatus 10 causes ink to be ejected from each nozzle 45 of at least one print head 20 onto the dummy substrate (step 106) (supply control means).
  • the dummy substrate used in step 106 may be different from the one used in step 101, or may be the same dummy substrate used in step 101. In the case of the same dummy substrate used in step 101, in step 106, ink is ejected into a pixel area that has not yet been supplied.
  • FIG. 11 is a graph showing the chromaticity of the ink (or colored layer 6) for each pixel region measured in step.
  • the horizontal axis is the pixel number and corresponds to the nozzle number of each nozzle 45.
  • the control unit 25 determines whether or not the chromaticity of the ink (or the colored layer 6) in each pixel region ejected from one print head 20 measured in step 108 is within the predetermined range. Determination is made (step 109). That is, in step 109, the control unit 25 may determine whether the chromaticities corresponding to all the pixel numbers in the graph shown in FIG. 11 are within a predetermined range.
  • step 109 if the chromaticity is not within the predetermined range, the processing from step 105 is repeated.
  • step 109 when the chromaticity is within the predetermined range, the inkjet apparatus 10 discharges ink to the color filter substrate W that is not a dummy substrate with a voltage value based on the NV table (step 110) (supply) Control means). Then, the color filter substrate W is baked by the pre-baking device 30 (step 111). Thereby, the coloring process of the color filter substrate W is completed.
  • each target substrate may be cooled to a predetermined temperature.
  • the NC table in which the chromaticity information and the nozzle number are associated is used. From the information of the NC table, the voltage value of the optimum individual ejection amount is calculated, and ink is ejected from each nozzle 45 with the voltage value.
  • a color filter having uniform chromaticity can be produced with a plurality of pixels for one color. That is, the occurrence of color unevenness in the color filter can be reduced.
  • FIG. 12 is an example of a graph of the NC table actually created in step 104.
  • blue ink is shown, and the chromaticity on the vertical axis shows y among x, y, and Y.
  • FIG. 13 shows the blue chromaticity of the ink (or colored layer 6) in each pixel region of the color filter, which is colored based on the NV table created based on the NC table shown in FIG. It is a graph.
  • the variation in chromaticity is within a range of ⁇ 0.2%.
  • chromaticity and luminance were measured by an LCF2100A manufactured by Otsuka Electronics. From the measurement results, the optimum drive voltage for each nozzle was determined, that is, the NV table was created, printed and fired. As for the chromaticity variation in this printing, red Ry: +/ ⁇ 0.0014, green Gy: +/ ⁇ 0.0027, and blue By: +/ ⁇ 0.0029 were achieved. The chromaticity when the drive voltage of each nozzle was not adjusted was +/ ⁇ 0.011 to 0.0089, respectively.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the color filter substrate W manufacturing system according to another embodiment of the present invention.
  • Steps 201 to 211 are the same processes as steps 101 to 111 shown in FIG.
  • the pre-baking process in step 211 may be omitted. That is, the amount of ink droplets ejected in step 210 is measured by an image processing type measuring machine or a weight measuring machine.
  • the inspection apparatus 50 measures the amount of ink (or colored layer 6) in each pixel region of the color filter substrate W.
  • the inspection apparatus 50 includes at least one of an image processing type measuring machine that measures the amount of ink by image processing and a weight measuring machine that measures the amount of ink by measuring the weight of ink.
  • the ink amount can also be measured by a microwave measuring machine.
  • the size of a planar view image of ink droplets is calculated by image processing. Then, based on the size of the droplet, the ink amount is obtained by a lookup table or a predetermined arithmetic expression.
  • a measurement using a microgravimeter, a measurement by the surface tension of the ink, or other known weight measurement methods may be used.
  • the weight of ink droplets (for example, a plurality of droplets) may be directly measured, or the weight of the color filter substrate W may be measured before and after ink supply.
  • step 213 when the amount of each ink in each pixel region is within a predetermined range, the inkjet apparatus 10 determines each color filter substrate W from each nozzle 45 based on the NV table created in step 205. Ink is ejected to the pixel area (step 213). Thereafter, the color filter substrate W is baked by the pre-baking device 30 (step 215).
  • step 213 when the amount of each ink is not within the predetermined range, the inkjet apparatus 10 adjusts the drive voltage waveform in each nozzle 45 of at least one print head 20 (step 216).
  • the adjustment of the driving voltage waveform is at least one adjustment among the voltage value, the control of the pulse width when the driving method is, for example, pulse driving, and the pulse frequency.
  • step 216 After the adjustment of the drive voltage waveform in step 216, the process may return to step 213, or the process may return to step 205 and the NV table may be created again.
  • the ink amount may be measured by both an image processing type measuring machine and a weight measuring machine. In this case, in step 213, if at least one of the two measurement results does not indicate that each ink amount is within the predetermined range, the process may proceed to step 216.
  • At least one of the image processing type measuring machine, the weight measuring machine, and the microwave measuring machine may be used as an auxiliary to the chromaticity measuring machine.
  • the above-mentioned NC table is created once, and the individual discharge amount based on the NC table. If the control value is set, color unevenness does not occur. In other words, assuming that there is an environment around the ink jet device 10 or a change with time of each nozzle 45, the processing after step 212 is executed.
  • Embodiments according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and other various embodiments are conceivable.
  • a voltage value is taken as an example as a control value for controlling the amount of ink discharged from each nozzle 45.
  • the present invention is not limited to this, and as described above, in the case of the drive voltage waveform, for example, in the case of pulse drive, the discharge amount of ink from each nozzle 45 is individually controlled by controlling the pulse width, the pulse frequency, and the like. It may be controlled.
  • 6 and 14 show an example in which the manufacturing system 100 performs full-automatic processing. However, for example, an operator may manually process at least one of steps 104, 105, 108, 109, 205, 206, 208, 209, 212, 213, and 216.

Abstract

【課題】カラーフィルタの色むらの発生を低減する等、光学特性を向上させることができるインクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法を提供すること。 【解決手段】本発明では、複数段階（例えば４段階）の、１つの印刷ヘッドにおける各ノズルで共通の電圧値ごとの色度情報が着目され、その色度情報とノズルナンバーとが対応付けられたＮ－Ｃテーブルが用いられる。そのＮ－Ｃテーブルの情報から、最適な個別の吐出量の電圧値が算出され、その電圧値で各ノズル４５からインクが吐出される。これにより、１つの色について、複数の画素で均一な色度を持つカラーフィルタを製造することができ、つまり、色むらの発生を低減することができる。

Description

インクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法
　本発明は、例えば液晶パネル、ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル等に用いられるカラーフィルタの対象領域にカラーインクを吐出する場合の、インクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法に関する。
　従来から、カラーフィルタの製造にインクジェット法が用いられる。インクジェット法では、１つまたは複数のインクジェットヘッドが、カラーフィルタ基板上を相対的に走査しながら、カラーインクを基板上に吐出する。１つのインクジェットヘッドは、複数のノズルを有し、それら複数のノズルが、複数の画素に対応する領域にそれぞれインクを吐出する。
　ところが、複数のノズルにより画素が着色されるため、個々のノズルのインクの吐出状態が異なる場合があり、このことが、各画素の色濃度に影響を与える。そこで、カラーフィルタ基板の着色部の色濃度を光学的に測定し、その測定結果に基づいて、インクジェットヘッドによるインクの打ち込み密度（打ち込まれるインク量）を決定する、という方法がある。具体的には、その色濃度の測定データ（各画素の光の透過率）が集められ、その各画素の透過率のデータと、インク打ち込み密度の変更割合とが対応したテーブルが作成され、そのテーブルを利用して、画素のインク打ち込み密度が決定される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００－２６６９２０号公報（段落[００７２]、[００７６]、[００８０]、[０１２５]）
　上記特許文献１の方法では、光透過率、つまり輝度（あるいは明度）のみに基づき、インクの打ち込み密度が決定されるので、複数の画素内での色むらの発生を抑制できない場合がある。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、カラーフィルタの色むらの発生を低減する等、光学特性を向上させることができる、インクの吐出量制御システム及びカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る吐出量制御システムは、カラーフィルタの複数の画素領域内にそれぞれインクを吐出する複数のノズルを有し、前記複数のノズルからそれぞれ個別の吐出量で前記インクを吐出させることが可能なインク供給ユニットからの前記インクの吐出量を制御する吐出量制御システムであって、前記複数のノズルからのそれぞれの前記インクの前記吐出量を制御するための制御値であって、複数段階で設定され前記複数のノズルに共通の制御値で制御された前記インクの吐出量で供給された、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を、前記複数段階ごとに測定する測定手段と、前記複数のノズルにそれぞれ付された識別情報と、前記測定された前記複数段階の前記共通の制御値ごとの光学特性の情報とを対応付ける対応情報を作成する対応情報作成手段と、前記作成された対応情報に基づき、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を所定の範囲に収めるための前記個別の吐出量の制御値を算出する制御値算出手段と、前記算出された吐出量制御値で、前記複数のノズルから前記インクをそれぞれ吐出させるように、前記インク供給ユニットを制御する供給制御手段とを具備する。
　本発明では、複数段階の共通の制御値ごとの光学特性の情報に着目し、その光学特性情報とノズルの識別情報とが対応付けられた対応情報が用いられる。制御値算出手段では、その対応情報から、最適な個別の吐出量の制御値が算出され、その吐出量制御値で各ノズルからインクが吐出される。これにより、１つの色について、複数の画素で均一な光学特性を持つカラーフィルタを製造することができる。つまり、カラーフィルタの色むらの発生を低減する等、光学特性を向上させることができる。
　「制御値算出手段」が実行する「算出」には、複数段階の共通の制御値から、最適な個別の吐出量制御値を「選択」する動作も含まれる。
　「光学特性」は、色度、色相、彩度、明度、及び、特定の周波数の波長の反射率、屈折率及び透過率のうち少なくとも１つを含む。
　測定手段は、典型的には、複数の画素領域内の個々のインクの光学特性を測定する。しかし、測定手段は、前記複数の画素領域内の所定の画素（所定の複数の画素）のインクの光学特性を測定してもよい。
　例えば、前記インク供給ユニットは、前記制御値としての駆動電圧に応じて、前記インクの吐出量を制御するデバイスを有し、前記供給制御手段は、前記駆動電圧の波形を制御する。
　前記測定手段は、前記複数の画素領域のうち少なくとも１つの画素領域内に供給された前記インクの光学特性を、前記１つの画素領域内の全体で測定する。
　「１つの画素領域内の全体で光学特性を測定する」とは、例えば、測定手段が、１つの画素領域の面積と実質的に同じかそれより大きい範囲の光、つまり、その１つの画素領域の全体の光を検出して、その光学特性を測定することを意味する。
　あるいは、測定手段が、１つの画素領域の面積よりも小さい範囲の光、つまり、その１つの画素領域の面積より狭い範囲内の光を検出して、その光学特性を測定してもよい。この場合、測定手段は、その複数箇所での前記光学特性に基づく演算値を、前記１つの画素領域内の前記インクの光学特性とすることができる。演算値としては、平均値、中央値、あるいはＲＭＳ（Root Mean Square）等が挙げられる。
　前記測定手段は、前記供給制御手段の制御下で吐出された、前記複数の画素領域内の前記インクの状態を検査する検査ユニットを含む。
　例えば、前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を測定する測定機である。複数のノズルに共通の制御値で制御されたインクの吐出量で供給された、複数の画素領域内のインクの光学特性を、前記複数段階ごとに測定する場合にも、この測定機が用いられればよい。
　前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの量を画像処理により測定する画像処理式測定機であってもよい。あるいは、前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの重量を測定することで、前記インクの量を測定する重量測定機であってもよい。
　画像処理式測定機及び重量測定機のうち少なくとも一方は、上記測定機の補助として用いられればよい。吐出量制御システムの周囲の環境（温度、湿度等）の変化、あるいは各ノズルの経時変化等がない限り、一旦、上記対応情報が作成され、その対応情報に基づく個別の吐出量の制御値が設定されれば、色むらが発生することはない。言い換えれば、吐出量制御システムの周囲の環境、または各ノズルの経時変化等があることを想定して、吐出量制御システムは、次のような手段をさらに具備していてもよい。すなわち、吐出量制御システムは、画像処理式測定機及び重量測定機のうち少なくとも一方の測定データに基づいて、複数のノズルからのインクの吐出量が実質的に一定となるように、前記インク供給ユニットを制御する制御手段をさらに具備していてもよい。
　本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、カラーフィルタの複数の画素領域内にそれぞれインクを吐出する複数のノズルを有し、前記複数のノズルからそれぞれ個別の吐出量で前記インクを吐出させることが可能なインク供給ユニットを用いて、前記カラーフィルタを製造する製造方法であって、前記複数のノズルからのそれぞれの前記インクの前記吐出量を制御するための制御値であって、複数段階で設定され前記複数のノズルに共通の制御値で制御された前記インクの吐出量で供給された、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を、前記複数段階ごとに測定し、前記複数のノズルにそれぞれ付された識別情報と、前記測定された前記複数段階の前記共通の制御値ごとの光学特性の情報とを対応付ける対応情報を作成し、前記作成された対応情報に基づき、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を所定の範囲に収めるための前記個別の吐出量の制御値を算出し、前記算出された吐出量制御値で、前記複数のノズルから前記インクをそれぞれ吐出させるように、前記インク供給ユニットを制御する。
　カラーフィルタの製造方法は、さらに、前記インクの光学特性を測定する前に、前記共通の制御値で制御された吐出量で前記インクが供給された前記カラーフィルタをベイクする。すなわち、プリベイクにより、カラーフィルタに供給されたインクが焼き固められる。これにより、光学特性の測定が容易になり、より正確な光学特性情報が得られる。
　以上のように、本発明によれば、カラーフィルタの色むらの発生を低減することができる。
本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの製造システムを示すブロック図である。 一実施の形態に係るインクジェット装置を示す図である。 図２に示したインクジェット装置の側面図である。 （Ａ）は、カラーフィルタ基板Ｗの一部を拡大した平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である。 １つの印刷ヘッドのノズルとカラーフィルタ基板との位置関係を説明するための模式図である。 カラーフィルタ基板Ｗの製造システムの動作を示すフローチャートである。 検査装置としての色度測定機における測定原理を示す模式図である。 赤の着色層のスペクトル情報を示すグラフである。 Ｎ－Ｃテーブルをグラフ化した図である。 Ｎ－Ｖテーブルをグラフ化した図である。 色度測定で測定された、画素領域ごとのインク（または着色層）の色度を示すグラフである。 実際に作成されたＮ－Ｃテーブルのグラフの一例である。 図１２に示したＮ－Ｃテーブルに基づき作成されたＮ－Ｖテーブルに基づいて着色された、カラーフィルタの各画素領域のインク（または着色層６）の青の色度を示すグラフの一例である。 本発明の他の実施の形態に係る、カラーフィルタ基板Ｗの製造システムの動作を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの製造システムを示すブロック図である。
　製造システム１００は、インクジェット装置１０、プリベイク装置３０、検査装置（検査ユニット）５０及び搬送装置７０を備えている。
　搬送装置７０は、各装置１０、３０及び５０の間で、カラーフィルタ基板を搬送する搬送ロボット７１と、搬送ロボット７１がＹ軸方向で移動するための搬送路７２とを有する。例えばプリベイク装置３０は、公知のものが用いられる。インクジェット装置１０、プリベイク装置３０、検査装置５０の配置順は、図１のものに限られず、例えばインクジェット装置１０が、プリベイク装置３０及び検査装置５０の間に配置されていてもよい。
　図２は、インクジェット装置１０を示す図である。図３は、図２に示したインクジェット装置の側面図である。
　インクジェット装置１０は、ステージ１５と、ステージ１５上に配置された保持体１６と、保持体１６のステージ１５と対向する面に取り付けられた１または２以上の印刷ヘッド２０とを有している。
　ステージ１５の側方にはレール１７ａ、１７ｂが延設されている。ステージ１５はレール１７ａ、１７ｂの延設方向（Ｘ軸方向）に沿って、レール１７ａ、１７ｂに往復移動可能に取り付けられている。ステージ１５は固定され、保持体１６がＸ軸に沿って移動する構成であってもよい。
　図２及び図３では、ステージ１５上にカラーフィルタ基板Ｗが配置された状態を示している。印刷ヘッド２０は、カラーフィルタ基板Ｗの表面から所定距離だけ離間するように保持体１６に取り付けられている。ステージ１５が移動すると、各印刷ヘッド２０は、カラーフィルタ基板Ｗの表面上を、カラーフィルタ基板Ｗと相対的にＸ軸方向に移動する。
　図２に示すように、インクジェット装置１０は、例えばＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）のカラーインクを各印刷ヘッド２０に供給するための供給系４を備えている。インクの種類としては、顔料でも、染料でもよい。供給系４は、ＲＧＢの各色の供給源１４Ｒ、１４Ｇ及び１４Ｂを有し、これらの供給源１４Ｒ、１４Ｇ及び１４Ｂは、配管３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを介して各印刷ヘッド２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂにそれぞれ接続されている。１つの印刷ヘッド２０に、ＲＧＢのうち１色のインクが供給されるように、各印刷ヘッド２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂと、配管３１Ｒ、３１Ｇ及び３１Ｂとが接続されている。本実施の形態では、印刷ヘッド２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂがそれぞれ５つずつ備えられているが、５つずつに限られず、それぞれ４つ以下でもよいし、６つ以上であってもよい。
　供給源１４Ｒ、１４Ｇ及び１４Ｂとしては、例えばインクを貯溜するタンク（図示を省略）、貯溜されたインクを配管３１Ｒ、３１Ｇ及び３１Ｂに圧送するためのポンプ等（図示を省略）を含む。配管３１Ｒ、３１Ｇ及び３１Ｂの途中には、パーティクルを除去するための図示しないフィルタが設けられる場合もある。
　なお、各印刷ヘッド２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂは、それぞれ図示しない排出口を備えている。これらの排出口から排出されたインクは、図示しない排出管を介して供給源１４Ｒ、１４Ｇ及び１４Ｂに戻されるようになっている。
　図４（Ａ）は、カラーフィルタ基板Ｗの一部を拡大した平面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である。カラーフィルタ基板Ｗは、例えば、液晶パネルまたはＥＬパネル等の仕掛品である。ガラス基板、あるいは透明樹脂基板でなるベース５上には複数の画素領域（ここではサブ画素）を区画するためのブラックマトリクス７が形成されている。図４（Ｂ）に示すように、各ブラックマトリクス７の間に、上記印刷ヘッド２０の例えば１つのノズル４５から、ＲＧＢのうちいずれか１色のインクが供給されることで、着色層６が形成される。
　なお、図４（Ａ）では、ＲＧＢの配列として、ＲＧＢの各色が縦方向に直線状に並べられたストライプタイプを示している。しかし、これに限られず、ＲＧＢの各色が斜めに配列されるダイアゴナルタイプ、またはその他の配列であってもよい。また、カラーフィルタ基板Ｗは、ＲＧＢの３色に限られず、他の色を含む４色以上であってもよい。
　カラーフィルタ基板Ｗは、ステージ１５上に、ブラックマトリクス７が形成される面を鉛直上方に向けて配置される。
　図５は、１つの印刷ヘッド２０のノズルとカラーフィルタ基板Ｗとの位置関係を説明するための模式図である。各印刷ヘッド２０は、それぞれ実質的に同一の構造でなっている。印刷ヘッド２０の下面、つまり、カラーフィルタ基板Ｗと対面する面には、上記した複数のノズル４５が設けられている。ノズルの数は、典型的には１２８であるが、３２、６４、２５４、５１２等、その数は限られない。
　典型的には、各印刷ヘッド２０は、Ｘ－Ｙ平面内で、保持体１６に斜めになるように取り付けられ、各印刷ヘッド２０のノズルがＹ軸方向での間隔が一定になるように、Ｙ軸方向に並べられている。また、本実施の形態では、各印刷ヘッド２０は、Ｘ軸方向でＲＧＢ３列になるように配置されている。
　１つの印刷ヘッド２０は、その内部に各ノズル４５にそれぞれ接続された複数のインク室４６（図４（Ｂ）参照）を有する。各インク室４６に溜められたインクは、図示しない吐出機構によって各ノズル４５から吐出される。吐出機構としては、典型的にはピエゾアクチュエータが用いられる。しかし、これに限られず、バブルジェット（登録商標）またはサーマルジェット等のヒーティング方式、静電アクチュエータ方式、あるいはその他の公知の方式が挙げられる。
　図５に示すように、１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５のピッチｐ１は、例えばカラーフィルタ基板Ｗにおける同色の画素領域のピッチｐ２とは異なる場合がある。したがって、本実施の形態では、例えば２つに１つのノズル４５ごとのＸ軸方向のピッチが、ピッチｐ２になるように、各印刷ヘッド２０が斜めになるように保持体１６に取り付けられている。
　なお、ピッチｐ１は、例えば４００～５００μmであるが、この範囲に限られない。図１及び図５では、Ｙ軸方向に対する、各印刷ヘッド２０の長手方向のＸ－Ｙ軸平面内で傾き角度は、説明を理解しやすくするために大きく描かれているのであって、実際の傾き角度は微量である。
　カラーフィルタ基板Ｗにおける同色の画素領域のピッチｐ２と実質的に同一のピッチで構成されたノズル群を持つ印刷ヘッドが用いられてももちろんかまわない。その場合は、印刷ヘッドは、その長さ方向をＹ軸方向と平行にして保持体１６に取り付けられていればよい。
　少なくとも１つの印刷ヘッド２０、あるいは、少なくとも１つの印刷ヘッド及び保持体１６（及び／または供給系４）により、インク供給ユニットが構成される。
　図１の説明に戻る。製造システム１００は、制御部２５、Ｎ－Ｃテーブル記憶部２６、Ｎ－Ｖテーブル記憶部２７を備えている。
　制御部２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えている。ＣＰＵの代わりに、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が用いられてもよい。
　Ｎ－Ｃテーブル記憶部２６は、後でも説明するが、１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５にそれぞれ付された識別情報と、検査装置５０で測定された、カラーフィルタ基板Ｗの各画素領域内の色度情報とを対応付けるＮ－Ｃテーブル（対応情報）を記憶する。各ノズル４５の識別情報は、例えばノズルナンバー１、２、３、・・・とされる。このノズルナンバーのシーケンスは、印刷ヘッド２０の各ノズル４５の実際の配列に対応していればよい。制御部２５または検査装置５０により、このＮ－Ｃテーブルが作成される（対応情報作成手段）。
　Ｎ－Ｖテーブル記憶部２７は、上記１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５の識別情報と、それら各ノズル４５からインクを吐出するための制御値とを対応付けるＮ－Ｖテーブルを記憶する。制御部２５は、後述するように上記Ｎ－Ｃテーブルに基づき、このＮ－Ｖテーブルを作成する。
　Ｎ－Ｃテーブル記憶部２６、Ｎ－Ｖテーブル記憶部２７の記憶デバイスとしては、磁気ディスク、半導体メモリ、磁気メモリ等、その他公知の記憶デバイスが用いられる。
　各ノズル４５からインクを吐出するための制御値としては、例えば、１つの印刷ヘッド２０内の個々のピエゾアクチュエータを駆動するための個別の電圧値が挙げられる。各ピエゾアクチュエータが個別の制御値（吐出量制御値）で駆動されることで、各ノズル４５から個別にインクの吐出量が制御される。
　図６は、以上のように構成された、カラーフィルタ基板Ｗの製造システムの動作を示すフローチャートである。
　搬送ロボット７１が、未着色のカラーフィルタ基板Ｗをインクジェット装置１０に搬入する。これにより、カラーフィルタ基板Ｗはステージ１５上に載置され、アライメントされる。このカラーフィルタ基板Ｗは、ダミーのカラーフィルタ基板である。以下、これを便宜的にダミー基板という。
　インクジェット装置１０では、ステージ１５が移動し、例えば赤インク用の複数の印刷ヘッド２０Ｒのうち少なくとも１つの印刷ヘッド２０Ｒが、１つの印刷ヘッド２０Ｒの各ノズル４５に共通の制御値で、かつ、その制御値を複数段階に分けて、各ノズル４５からインクを吐出させる（ステップ１０１）。共通の制御値とは、つまり、各ノズル４５で共通の一定の電圧値である。制御値を複数段階に分けるとは、その共通の電圧値を複数の異なる値に分けることである。段階の数としては、例えば２～１００段階、あるいは３～１０段階に設定されるが、１００段階を超えてもよい。
　一例として、各ノズル４５に共通の電圧値は、ａ[V]、ｂ[V]、ｃ[V]、ｄ[V]（ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ）に４段階に分けられるとする。これらの設定値は、設計者により予め設定されて記憶されたものであってもよい。あるいは、ユーザがその設定値を適宜カスタマイズするためのプログラムが、制御部２５のＲＯＭ等に記憶されていてもよい。
　例えば、印刷ヘッド２０Ｒは、まずａ[V]の電圧値で各ノズル４５から、ダミー基板の各画素領域内にそれぞれ赤インクを吐出させる。次に、印刷ヘッド２０Ｒは、ｂ[V]の電圧値で各ノズル４５から、そのダミー基板の別の各画素領域内にそれぞれ赤インクを吐出させる。次に、印刷ヘッド２０Ｒは、ｃ[V]の電圧値で各ノズル４５から、そのダミー基板のさらに別の各画素領域内にそれぞれ赤インクを吐出させる。そして最後に、ｄ[V]の電圧値で各ノズル４５から、そのダミー基板のさらに別の各画素領域内にそれぞれ赤インクを吐出させる。
　これら４段階の電圧値でのインク吐出は、１枚のダミー基板を対象とする場合に限られず、４段階のそれぞれで異なるダミー基板（基板の形態（形状、大きさ、パターン等）は同じ）が用いられてもよい。
　この赤インク用の印刷ヘッド２０Ｒによるインクの供給のときに、緑及び青インク用の複数の印刷ヘッド２０Ｇ及び２０Ｂのうち、少なくとも１つの印刷ヘッド２０Ｇ及び２０Ｂがインクをダミー基板にそれぞれ供給してもよい。すなわち、同じ１つのダミー基板に、実質的に同時に、印刷ヘッド２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂによりインクが供給されてもよい。この場合、印刷ヘッド２０Ｇ及び２０Ｂも、印刷ヘッド２０Ｒの場合と同様に、複数段階の共通の電圧値でインクをそれぞれ吐出する。
　次に、搬送ロボット７１が、インクが供給されたダミー基板を、インクジェット装置１０から取り出し、これをプリベイク装置３０に搬入する。プリベイク装置３０は、所定の温度及び時間でダミー基板をベイクする（ステップ１０２）。ベイキングの条件、例えば温度、時間、ベイク回数等は特に限定されず、公知の設定でよい。このプリベイクにより、ダミー基板に供給されたインクが焼き固められ、図４（Ｂ）に示したような着色層６が形成される。したがって、次のステップの色度の測定が容易になり、より正確な色度情報が得られる。
　プリベイク後、搬送ロボット７１が、ダミー基板をプリベイク装置３０から取り出し、これを検査装置５０に搬入する。
　検査装置５０は、例えば１つのダミー基板の各画素領域内に供給されたインクの色度を、その画素領域ごとに測定する（ステップ１０３）。この場合、検査装置５０は、色度測定機を含む。図７は、その色度測定機における測定原理を示す模式図である。
　ダミー基板Ｗｄの各画素領域の下方にアパーチャ３２がそれぞれ設けられ、１つの画素領域内の全体に光（例えば白色光、混色光）を透過させる。ダミー基板Ｗｄであるカラーフィルタ基板のベース５は透明であるので白色光や混色光を透過させる。各画素領域上には受光部３３が配置され、分光することで例えば図８に示すようなスペクトル情報が得られる。図８は、ＲＧＢ各色の着色層６のスペクトル情報を示している。
　本実施の形態に係る色度測定機は、各画素領域のうち少なくとも１つの画素領域内に供給されたインク（または着色層６）の色度を、１つの画素領域内の全体で測定してもよい。例えば、受光部として、１つの画素領域の面積と実質的に同じかそれより大きい範囲の光を検出することができる受光面を備えた光検出デバイスが用いられる。つまり、１つの画素領域内の全体の光を分光することで、１つの画素領域内で平均化した色度が得られる。
　従来では、１つの画素領域内の中央部の色度が測定されていた。１つの画素領域内において、吐出されたインク（または着色層６）の膜厚が異なる場合があるので、正確な色度が測定されない場合があった。すなわち、膜厚と色度とが実質的に比例関係にあるので、膜厚の違いによって、１つの画素領域内で中央部とその他の箇所の色度が異なる場合がある。
　あるいは、本実施の形態に係る色度測定機において、１つの画素領域内の複数箇所を測定し、その複数箇所での前記色度に基づく演算値を、１つの画素領域内のインクの色度とすることも可能である。演算値としては、平均値、中央値、あるいはＲＭＳ等が挙げられる。
　１つのダミー基板に、複数段階の電圧値で吐出されたインクによる着色層６が形成された場合、検査装置５０は、その複数段階に対応するインクの色度を測定する。複数のダミー基板に、複数段階の電圧値で吐出されたインクによる着色層が形成された場合、検査装置５０は、複数段階に対応する、つまり、その複数のダミー基板ごとにインクの色度を測定する。
　検査装置５０または制御部２５は、このスペクトル情報に基づき、上述のＮ－Ｃテーブルを作成し（ステップ１０４）、これをＮ－Ｃテーブル記憶部２６に記憶する。
　図９は、Ｎ－Ｃテーブルをグラフ化した図である。これは、複数段階の電圧値ａ[V]、ｂ[V]、ｃ[V]及びｄ[V]をパラメータとした、ノズルナンバーと色度情報との関係を示している。色度情報は、例えばＣＩＥ表色系のｘ，ｙ，またはＹのデータで表される。ちなみにＹは輝度データである。検査装置５０または制御部２５は、ＲＧＢ各色について、ｘ，ｙ及びＹのうち少なくとも１つを含むテーブルを作成する。
　図９に示したグラフでは、ノズルナンバーが中央値（６４）に近くなるほど、縦軸の色度値が低くなっている。例えば、このグラフの色度値がｘに関するものであるとする。ＣＩＥ表色系の色度図よりｘ値が強いほど赤色の影響が強くなるので、ノズルナンバーの中央値付近に対応する、印刷ヘッド２０Ｒのノズルによる赤インク量が他のノズルによるそれより少ないことが分かる。
　ステップ１０１では、１つの印刷ヘッド２０の全てのノズル４５で共通の電圧値であった。これに対し、制御部２５は、このＮ－Ｃテーブルに基づき、次にダミー基板にインクを供給したときの各画素領域内のインク（あるいは着色層６）の色度を所定の範囲に収めるための、各ノズル４５の個別の駆動電圧値を算出する（制御値算出手段）。つまり、制御部２５は、上述のＮ－Ｖテーブルを作成し（ステップ１０５）、これをＮ－Ｖテーブル記憶部２７に記憶する。
　図９の例で説明する。上記のように、ノズルナンバーの中央値付近に対応する、印刷ヘッド２０Ｒのノズルによる赤インク量が、他のノズルによるそれより少ない。したがって、制御部２５は、印刷ヘッド２０Ｒの中央付近のノズルの駆動電圧値を、ステップ１０１での共通の電圧値より所定値分大きくしたＮ－Ｖテーブルを作成する。このときのＮ－Ｖテーブルをグラフ化した例を図１０に示す。これにより、次にダミー基板にインクを供給したときの各画素領域内の赤インク（あるいは着色層６）の色度が、一定に近づく。
　共通の電圧値からの変動値（上記所定値）は、設計者が予め適宜設計し、ＲＯＭ等に記憶させておけばよい。あるいは、その変動値をユーザが適宜カスタマイズするためのプログラムが、ＲＯＭ等に記憶されていてもよい。
　制御部２５は、上記のように複数段階の電圧値ａ[V]、ｂ[V]、ｃ[V]及びｄ[V]から、次にダミー基板にインクを供給したときの各画素領域内のインク（あるいは着色層６）の色度を所定の範囲に収めるための、駆動電圧値を「選択」することも可能である。
　色度の「所定の範囲」とは、１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５に対応する各画素領域内の色度が実質的に一定となる範囲である。例えば、所定の範囲とは、色度の標準偏差がσであるとすると、３σ、つまり、±０．２％程度の誤差範囲を意味する。
　制御部２５は、作成されたＮ－Ｖテーブルの情報をインクジェット装置１０に送信する。インクジェット装置１０は、このＮ－Ｖテーブルに基づき、少なくとも１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５からダミー基板にインクを吐出させる（ステップ１０６）（供給制御手段）。
　ステップ１０６で用いられるダミー基板は、ステップ１０１で用いられるものとは別であってもよいし、ステップ１０１で用いられるものと同じダミー基板であってもよい。ステップ１０１で用いられるものと同じダミー基板の場合、ステップ１０６では、未だ供給されていない画素領域内にインクが吐出される。
　その後、ステップ１０２及び１０３と同様の処理が行われる（ステップ１０７及び１０８）。図１１は、ステップ１０８で測定された、画素領域ごとのインク（または着色層６）の色度を示すグラフである。横軸は画素ナンバーであり、各ノズル４５のノズルナンバーに対応する。
　制御部２５は、ステップ１０８で測定された、１つの印刷ヘッド２０から吐出された、各画素領域内のインク（または着色層６）の色度が上述の所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップ１０９）。すなわち、ステップ１０９では、制御部２５は、図１１に示したグラフのすべての画素ナンバーに対応する色度が、所定の範囲内にあるか否かを判定すればよい。
　ステップ１０９において、色度が所定の範囲内になければ、ステップ１０５からの処理が繰り返される。ステップ１０９において、色度が所定の範囲内にある場合、インクジェット装置１０は、Ｎ－Ｖテーブルに基づいた電圧値で、ダミー基板ではないカラーフィルタ基板Ｗにインクを吐出する（ステップ１１０）（供給制御手段）。そしてそのカラーフィルタ基板Ｗがプリベイク装置３０によりベイクされる（ステップ１１１）。これにより、カラーフィルタ基板Ｗの着色工程が終了する。
　なお、ステップ１０７及び１１１のプリベイク後は、各対象基板が所定温度に冷却されてもよい。
　以上のように、本実施の形態では、複数段階の共通の電圧値ごとの色度情報に着目し、その色度情報とノズルナンバーとが対応付けられたＮ－Ｃテーブルが用いられる。そのＮ－Ｃテーブルの情報から、最適な個別の吐出量の電圧値が算出され、その電圧値で各ノズル４５からインクが吐出される。これにより、１つの色について、複数の画素で均一な色度を持つカラーフィルタを製造することができる。つまり、カラーフィルタの色むらの発生を低減することができる。
　図１２は、ステップ１０４において実際に作成されたＮ－Ｃテーブルのグラフの一例である。この例では、青インクについて示しており、縦軸の色度は、ｘ、ｙ、Ｙのうち、ｙについて示している。図１３は、図１２に示したＮ－Ｃテーブルに基づき作成されたＮ－Ｖテーブルに基づいて着色された、カラーフィルタの各画素領域のインク（または着色層６）の青の色度を示すグラフである。図１３の例では、色度のばらつきが、±０．２％の範囲内に収められた。
　図６に示したフローは、カラーフィルタ基板Ｗの種類、インクの種類、及びノズルの種類が変更されるごとに実行されればよい。
　以下、本発明の実施例または実験例について説明する。
　印刷ヘッド２０として、Dimatex社製SE-3が用いられた。　
　各ノズルからの吐出量を制御するための駆動電圧値６０[V]、６３[V]、６６[V]、６９[V]、７２[V]の５段階でＮ－Ｃテーブルが作成された。　
　駆動電圧のパルス幅、駆動周波数が、それぞれ６μｓｅｃ、５０００Ｈｚとされた。　
　１画素のサイズが横１７０μｍ、縦５１０μｍのカラーフィルタ基板に、駆動電圧値６６[V]のときに２μｍになるように富士フィルム製カラーレジストＲＧＢが塗布された。その後、カラーフィルタ基板は９０℃、１２０秒で仮焼成され、２２０℃、３０分で本焼成された。　
　このカラーフィルタ基板について、大塚電子製のＬＣＦ２１００Ａにより、色度及び輝度が測定された。　
　その測定結果から、各ノズルの最適な駆動電圧が決定され、つまり、上記Ｎ－Ｖテーブルが作成され、印刷及び焼成された。この印刷での色度のばらつきは、赤Ｒｙ：+／－０．００１４、緑Ｇｙ：+／－０．００２７、青Ｂｙ：+／－０．００２９が達成された。　
　各ノズルの駆動電圧が調整されない場合の色度はそれぞれ、+／－０．０１１～０．００８９であった。
　図１４は、本発明の他の実施の形態に係る、カラーフィルタ基板Ｗの製造システムの動作を示すフローチャートである。
　ステップ２０１～２１１は、図６に示したステップ１０１～１１１と同様の処理である。
　なお、これら画像処理式測定機及び重量測定機により、インク量の液滴が測定される場合、ステップ２１１のプリベイクの処理は省略してもよい。つまり、ステップ２１０で吐出されたインクの液滴の量が画像処理式測定機または重量測定機で測定されるからである。
　ステップ２１１の後、検査装置５０が、カラーフィルタ基板Ｗの各画素領域内のインク（または着色層６）の量を測定する。この場合、検査装置５０は、インクの量を画像処理により測定する画像処理式測定機、及び、インクの重量を測定することでインク量を測定する重量測定機のうち少なくとも一方を含む。その他、マイクロ波式測定機によりインク量を測定することもできる。
　画像処理式測定機では、例えば、インクの液滴の平面視の画像の大きさが画像処理により算出される。そして、その液滴の大きさに基づき、ルックアップテーブルまたは所定の演算式によりインク量が求められる。
　重量測定機による重量測定の方法としては、微小重量計を用いた測定、インクの表面張力による測定、その他公知の重量の測定方法が用いられればよい。インクの液滴（例えば複数液滴）の重量が直接測定されてもよいし、インクの供給の前後でそれぞれカラーフィルタ基板Ｗの重量が測定されてもよい。
　図１４の説明に戻る。ステップ２１３では、各画素領域内の各インクの量が所定の範囲内にある場合、インクジェット装置１０は、ステップ２０５で作成されたＮ－Ｖテーブルに基づき、各ノズル４５からカラーフィルタ基板Ｗの各画素領域にインクを吐出する（ステップ２１３）。その後、プリベイク装置３０によりカラーフィルタ基板Ｗがベイクされる（ステップ２１５）。
　ステップ２１３において、各インク量が所定の範囲内にない場合、インクジェット装置１０は、少なくとも１つの印刷ヘッド２０の各ノズル４５における駆動電圧波形を調整する（ステップ２１６）。駆動電圧波形の調整とは、電圧値、駆動方式が例えばパルス駆動の場合におけるパルス幅の制御、及びパルス周波数のうち、少なくとも１つの調整である。
　ステップ２１６における駆動電圧波形の調整後、処理はステップ２１３に戻ってもよいし、または、ステップ２０５に戻り、Ｎ－Ｖテーブルが再び作成されてもよい。
　ステップ２１２では、例えば、画像処理式測定機及び重量測定機の両方により、インク量が測定されてもよい。この場合、ステップ２１３では、その両方の測定結果のうち、少なくとも一方において、各インク量が所定の範囲内にない場合、処理がステップ２１６に進めばよい。
　このように、画像処理式測定機、重量測定機及びマイクロ波式測定機のうち少なくとも１つは、上記色度測定機の補助として用いられればよい。インクジェット装置１０の周囲の環境（温度、湿度等）の変化、あるいは各ノズル４５の経時変化等がない限り、一旦、上記Ｎ－Ｃテーブルが作成され、そのＮ－Ｃテーブルに基づく個別の吐出量の制御値が設定されれば、色むらが発生することはない。言い換えれば、インクジェット装置１０の周囲の環境、または各ノズル４５の経時変化等があることを想定して、ステップ２１２以降の処理が実行される。
　本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
　図６及び図１４に示したステップ１０５、１０６、２０５、２０６において、各ノズル４５からのインクの吐出量を制御するための制御値として、電圧値を例に挙げた。しかし、これに限られず、上述したように駆動電圧波形、例えばパルス駆動の場合、そのパルス幅の制御、パルスの周波数等が制御されることで、各ノズル４５からのインクの吐出量が個別に制御されてもよい。
　図６及び図１４では、製造システム１００が全自動で処理する例を示した。しかし、例えば、ステップ１０４、１０５、１０８、１０９、２０５、２０６、２０８、２０９、２１２、２１３及び２１６のうち、少なくとも１つを、作業者が手動で処理するようにしてもよい。
　Ｗ…カラーフィルタ基板
　４…供給系
　６…着色層
　１０…インクジェット装置
　１５…ステージ
　１６…保持体
　２０（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）…印刷ヘッド
　２５…制御部
　２６…Ｎ－Ｃテーブル記憶部
　２７…Ｎ－Ｖテーブル記憶部
　３０…プリベイク装置
　４５…ノズル
　５０…検査装置
　１００…製造システム

Claims (9)

  1. 　カラーフィルタの複数の画素領域内にそれぞれインクを吐出する複数のノズルを有し、前記複数のノズルからそれぞれ個別の吐出量で前記インクを吐出させることが可能なインク供給ユニットからの前記インクの吐出量を制御する吐出量制御システムであって、
    　前記複数のノズルからのそれぞれの前記インクの前記吐出量を制御するための制御値であって、複数段階で設定され前記複数のノズルに共通の制御値で制御された前記インクの吐出量で供給された、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を、前記複数段階ごとに測定する測定手段と、
    　前記複数のノズルにそれぞれ付された識別情報と、前記測定された前記複数段階の前記共通の制御値ごとの光学特性の情報とを対応付ける対応情報を作成する対応情報作成手段と、
    　前記作成された対応情報に基づき、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を所定の範囲に収めるための前記個別の吐出量の制御値を算出する制御値算出手段と、
    　前記算出された吐出量制御値で、前記複数のノズルから前記インクをそれぞれ吐出させるように、前記インク供給ユニットを制御する供給制御手段と
    　を具備する吐出量制御システム。
  2. 　請求項１に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記測定手段は、前記複数の画素領域のうち少なくとも１つの画素領域内に供給された前記インクの光学特性を、前記１つの画素領域内の全体で測定する吐出量制御システム。
  3. 　請求項１に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記測定手段は、前記供給制御手段の制御下で吐出された、前記複数の画素領域内の前記インクの状態を検査する検査ユニットを含む吐出量制御システム。
  4. 　請求項３に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を測定する測定機である吐出量制御システム。
  5. 　請求項３に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの量を画像処理により測定する画像処理式測定機である吐出量制御システム。
  6. 　請求項３に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記検査ユニットは、前記複数の画素領域内の前記インクの重量を測定することで、前記インクの量を測定する重量測定機である吐出量制御システム。
  7. 　請求項１に記載の吐出量制御システムであって、
    　前記インク供給ユニットは、前記制御値としての駆動電圧の波形に応じて、前記インクの吐出量を制御するデバイスを有し、
    　前記供給制御手段は、前記駆動電圧の波形を制御する吐出量制御システム。
  8. 　カラーフィルタの複数の画素領域内にそれぞれインクを吐出する複数のノズルを有し、前記複数のノズルからそれぞれ個別の吐出量で前記インクを吐出させることが可能なインク供給ユニットを用いて、前記カラーフィルタを製造する製造方法であって、
    　前記複数のノズルからのそれぞれの前記インクの前記吐出量を制御するための制御値であって、複数段階で設定され前記複数のノズルに共通の制御値で制御された前記インクの吐出量で供給された、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を、前記複数段階ごとに測定し、
    　前記複数のノズルにそれぞれ付された識別情報と、前記測定された前記複数段階の前記共通の制御値ごとの光学特性の情報とを対応付ける対応情報を作成し、
    　前記作成された対応情報に基づき、前記複数の画素領域内の前記インクの光学特性を所定の範囲に収めるための前記個別の吐出量の制御値を算出し、
    　前記算出された吐出量制御値で、前記複数のノズルから前記インクをそれぞれ吐出させるように、前記インク供給ユニットを制御する
    　カラーフィルタの製造方法。
  9. 　請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法であって、さらに、
    　前記インクの光学特性を測定する前に、前記共通の制御値で制御された吐出量で前記インクが供給された前記カラーフィルタをベイクする
    　カラーフィルタの製造方法。
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