(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列に並んだ多数のオリフィスを有するインクジェットヘッドを使用し、ｘｙ方向に移動可能なステージ上に載置したブラックマトリックス付き基板に対して前記インクジェットヘッドから色剤を吐出することで前記基板上に塗布する色剤の塗布方法において、前記ステージにＣＣＤカメラを固定しておき、ステージをｘ方向にはブラックマトリックスのピッチ幅の整数倍の距離、ｙ方向にはｘ方向移動距離とインクジェットヘッドのヘッド角度より換算した距離分移動させながら、インクジェットヘッドのオリフィスを少なくとも２つ以上撮影し、オリフィスの位置ずれを検出することによりインクジェットヘッドの角度ずれを換算し、その角度ずれに対する調整角度を算出してインクジェットヘッドの角度補正を行うことを特徴とする色剤の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶カラーディスプレイなどに用いられるカラーフィルターの技術分野に属するものであり、詳しくは色剤をインクジェット方式にて基板上に塗布してカラーフィルターを製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶用カラーフィルターは、ガラスなどの透明基板上に赤色、緑色および青色の３色の色素をモザイク状またはストライプ状に配置し、それぞれの境界をブラックマトリックスで区画した構造をしている。このカラーフィルターの製造方法として従来より種々の方法が採られてきたが、それぞれに一長一短があり、低コストで、しかも画素形成能に優れた方法はなかなか見当たらない。このようなことから、最近では、コストが低く、画素形成能も良好な方法として、インクジェット方式により３色の着色層を基板上に配置する方法が採用されている。
【０００３】
このインクジェット方式によるカラーフィルターの製造方法は、複数のオリフィスを有するインクジェットヘッドを使用し、このインクジェットヘッドを基板と対向させて相対的に移動させながら色剤を吐出して基板上に塗布して着色層を形成する方法であり、このインクジェットヘッドを組み込んだ塗布装置を用いて行われる３色同時塗布方法の模式図を図１に示す。
【０００４】
図１においてＧはステージＳの上に載置された塗布対象の基板であり、複数個のインクジェットヘッドを備えた塗布装置をこの基板Ｇに対して相対的に移動させることで色剤をライン状に塗布するように構成されている。すなわち、左側の８つのインクジェットヘッドＨｒは赤色用の色剤を吐出するもので、図示しないフレームに取り付けられ、各インクジェットヘッドＨｒにおける複数のオリフィスが基板Ｇの幅方向に連続するようになっている。同様に、中央の８つの塗布ヘッドＨｇは緑色用の色剤を吐出するもので、図示しないフレームに取り付けられ、各インクジェットヘッドＨｇにおける複数のオリフィスが基板の幅方向に連続するようになっている。また同様に、右側の８つのインクジェットヘッドＨｂは青色用の色剤を吐出するもので、図示しないフレームに取り付けられ、各インクジェットヘッドＨｂにおける複数のオリフィスが基板の幅方向に連続するようになっている。したがって、複数のオリフィスから色剤を吐出しながらそれぞれのインクジェットヘッドが一体となって基板と相対的に移動することで、一度の塗布工程で３色の色剤が塗布される。
【０００５】
インクジェットヘッドから色剤を吐出し、その色剤により基板上に着色層を形成するには大きく分けて次のような３つの方法が採られる。
【０００６】
図２に示す方法は隔壁を設ける方式である。この方式では、まず図２（ａ）に示すように、基板１１にライン状の樹脂ブラックマトリックスからなる隔壁１２を形成し、その隔壁１２の上部１２ａに撥水処理等を施しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１３から隔壁１２の中に色剤１４を付与する。色剤１４は隔壁１２により拡散が防止されるので、図２（ｃ）に示す如く基板１１上における隔壁１２の間に着色層１５が形成される。
【０００７】
図３に示す方法は吸収層を設ける方式である。この方式では、まず図３（ａ）に示すように、基板２１にライン状の樹脂ブラックマトリックス２２を形成し、それを覆ってインク吸収層２３をベタで形成する。次いで、図３（ｂ）に示すように、マスク２４を介して露光を行ってブラックマトリックス２２の上部２３ａを硬化させて吸収性を無くした後、図３（ｃ）に示すように、インクジェットヘッド２５からインク吸収層２３に色剤２６を付与する。色剤２６はインク吸収層２３にしみ込むので、基板２１上におけるブラックマトリックス２２間に着色層２７が形成される。
【０００８】
図４に示す方法は光触媒方式である。この方式では、まず図４（ａ）に示すように、基板３１にライン状の樹脂ブラックマトリックス３２を形成し、それを覆って光触媒層３３をベタで形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、マスク３４を介して露光を行うことにより、ブラックマトリックス３２の上部以外の部分３３ａの濡れ性が変化して超親水化する。続いて、図４（ｃ）に示すように、インクジェットヘッド３５から光触媒層３３に色剤３６を付与すると、色剤３６は濡れ性が変化した光触媒層３３の上にのみ集まるので、基板３１上におけるブラックマトリックス３２間に着色層３７が形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようなインクジェットヘッドを用いた色剤の塗布方法において、カラーフィルターの解像度に対応するためにインクジェットヘッドの角度を変えるようにしているが、この場合、インクジェットヘッドの角度調整は計算によって求められた固定値に設定するようにしている。しかしながら、このような手法では、角度調節治具の精度や各インクジェットヘッドの固有の形状による取付け位置精度に起因する位置ずれが発生する。したがって、ブラックマトリックス付き基板に一度描画し、ずれを測定した上で補正をかける必要があった。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクジェット方式にて色剤をブラックマトリックス付き基板に塗布することによりカラーフィルターを作製するに際して、カラーフィルターの解像度に対応してインクジェットヘッドの角度を容易にかつ正確に決定することのできる色剤の塗布方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、一列に並んだ多数のオリフィスを有するインクジェットヘッドを使用し、ｘｙ方向に移動可能なステージ上に載置したブラックマトリックス付き基板に対して前記インクジェットヘッドから色剤を吐出することで前記基板上に塗布する色剤の塗布方法において、前記ステージにＣＣＤカメラを固定しておき、ステージをｘ方向にはブラックマトリックスのピッチ幅の整数倍の距離、ｙ方向にはｘ方向移動距離とインクジェットヘッドのヘッド角度より換算した距離分移動させながら、インクジェットヘッドのオリフィスを少なくとも２つ以上撮影し、オリフィスの位置ずれを検出することによりインクジェットヘッドの角度ずれを換算し、その角度ずれに対する調整角度を算出してインクジェットヘッドの角度補正を行うことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の望ましい実施形態を説明する。
【００１４】
図５はステージ上に載置したブラックマトリックス付き基板とインクジェットヘッドとの位置関係を示す模式的な説明図である。図中１はブラックマトリックス付き基板であり、位置決めピン２によりステージ３上の所定位置にセットされる。ステージ３は移動式で、固定したインクジェットヘッド４に対してｘ方向及びｙ方向に移動可能である。また図中５はＣＣＤカメラであり、ステージ３に対して固定状態で取り付けられている。
【００１５】
インクジェットヘッド４の交換時、または作製ロットの異なるブラックマトリックス付き基板１の使用時において、ブラックマトリックス付き基板１に対するインクジェットヘッド４の角度決定の手順を例示すると次のようである。
【００１６】
まず、図６に示すように、ステージ３をインクジェットヘッド４の下方のＡ位置に移動し、ＣＣＤカメラ５で１つのオリフィスを撮影する。そして、この最初のオリフィスの位置座標を測定しておく。
【００１７】
次いで、ブラックマトリックスのピッチ幅の整数倍に合わせてｘ方向にステージ３を移動し、そのｘ方向の移動量とインクジェットヘッド４の角度によりｙ方向の移動量を換算してステージ３をｙ方向にその分だけ移動する。例えば、図６に示すように、ステージ３をＢ位置に移動する。そして、ＣＣＤカメラ５に映し出されたオリフィスの位置座標を測定し、最初のオリフィスの位置座標とのずれを算出する。しかる後、ずれに対する調整角度を算出し、インクジェットヘッド４の角度を調整する。
【００１８】
具体的には、図７に示すように、異なる位置でのＣＣＤモニタ画面Ｍａ，Ｍｂをチェックして、モニタ画面Ｍｂでオリフィスａの位置座標にずれ（Ｘ，Ｙ）があると、そのずれに対する調整角度をパソコン６で算出し、インクジェットヘッド４の角度を調整する指示を出せばよいのである。
【００１９】
このように２つのオリフィスについて位置座標のずれを検出することによりインクジェットヘッド４の角度を調整できるが、図６に示すようにステージ３のＣ位置も加えるなどして３つ以上のオリフィスについて行ってもよい。なお、２つのオリフィスについて行う場合は、なるべく離れているオリフィス同士を選択するのが望ましい。
【００２０】
このようにしてインクジェットヘッド４の角度を調整することで、インクジェットヘッドの角度に起因した位置ずれを起こすことなく基板に色剤を塗布することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、一列に並んだ多数のオリフィスを有するインクジェットヘッドを使用し、ｘｙ方向に移動可能なステージ上に載置したブラックマトリックス付き基板に対して前記インクジェットヘッドから色剤を吐出することで前記基板上に塗布する色剤の塗布方法において、前記ステージにＣＣＤカメラを固定しておき、ステージをｘ方向にはブラックマトリックスのピッチ幅の整数倍の距離、ｙ方向にはｘ方向移動距離とインクジェットヘッドのヘッド角度より換算した距離分移動させながら、インクジェットヘッドのオリフィスを少なくとも２つ以上撮影し、オリフィスの位置ずれを検出することによりインクジェットヘッドの角度ずれを換算し、その角度ずれに対する調整角度を算出してインクジェットヘッドの角度補正を行うようにしたことにより、ブラックマトリックス付き基板を無駄にすることなく、カラーフィルターの解像度に対応してインクジェットヘッドの角度を容易にかつ正確に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットヘッドを組み込んだ塗布装置を用いて行われる３色同時塗布方法の模式図である。
【図２】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板上に着色層を形成する一つの方法を示す説明図である。
【図３】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板上に着色層を形成する別の方法を示す説明図である。
【図４】インクジェットヘッドから色剤を吐出して基板上に着色層を形成するさらに別の方法を示す説明図である。
【図５】ステージ上に載置したブラックマトリックス付き基板とインクジェットヘッドとの位置関係を示す模式的な説明図である。
【図６】インクジェットヘッドに対しステージを移動させてオリフィスを撮影する様子を示す説明図である。
【図７】インクジェットヘッドの角度を調整する様子を示す説明図である。
【図８】アライメントマークを設けたインクジェットヘッドのオリフィスプレートを示す説明図である。
【符号の説明】
１  ブラックマトリックス付き基板
２  位置決めピン
３  ステージ
４  インクジェットヘッド
４ａ  オリフィスプレート
５  ＣＣＤカメラ
６  パソコン
７  アライメントマーク
１１  基板
１２  隔壁
１３  インクジェットヘッド
１４  色剤
１５  着色層
２１  基板
２２  ブラックマトリックス
２３  インク吸収層
２４  マスク
２５  インクジェットヘッド
２６  色剤
２７  着色層
３１  基板
３２  ブラックマトリックス
３３  光触媒層
３４  マスク
３５  インクジェットヘッド
３６  色剤
３７  着色層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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