(57)【要約】【課題】カラーフィルタの処理基板が大型化してプロセス中の温度変化が生じても、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを精度良く形成できるインク吐出印刷装置及びカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】インク吐出印刷装置１００は、Ｘ、Ｙ、θ方向に移動可能なステージ１０と、機能液滴を吐出可能なインク吐出ヘッド２０と、ステージ１０とインク吐出ヘッド２０とを制御するメインコントローラ３０と、処理基板の表面温度を測定する温度測定手段４０とから構成されており、温度測定手段４０にて測定された処理基板の表面温度はメインコントローラ３０にて取り込まれ、演算処理された後エンコーダーコントローラ３１にて吐出信号が、トリガーコントローラ３２にて温度補正信号がヘッドドライバー２１を介してインク吐出ヘッド２０に供給され、機能液滴の吐出タイミングを制御している。【選択図】図１
2007301877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＸ、Ｙ、θ方向に移動可能なステージと、機能液滴を吐出可能なインク吐出ヘッドと、前記ステージと前記インク吐出ヘッドとを制御するメインコントローラーと、処理基板の表面温度を測定する温度測定手段とを備えてなるインク吐出印刷装置であって、
前記温度測定手段にて測定された処理基板の表面温度を前記メインコントローラーに取り込み、温度補正された吐出タイミング信号を作製し、前記温度補正された吐出タイミング信号にて前記インク吐出ヘッドの吐出タイミングを制御するようにしたことを特徴とするインク吐出印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載のインク吐出印刷装置を用いて、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを形成したことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタを形成すためのインク塗出印刷装置及びカラーフィルタの製造方法に係わり、特に、処理基板の大きさに係わらずラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを精度良く形成できるインク塗出印刷装置及びカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイパネルの需要の増加はめざましいものがある。
カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタは、透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等からなる着色フィルタがフォトマスクを用いたパターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て作製されているのが主流となっている。
【０００３】
これに対し、最近は、カラーフィルタ基板の大型化、低コスト化に対応するため、インク吐出印刷装置、インクジェットプリンタ等を用いたインクジェット法にて、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを形成するカラーフィルタの製造方法の開発、導入が検討されている。
【０００４】
インク吐出印刷装置、インクジェットプリンタ等を用いたカラーフィルタの製造方法は、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、インク吐出ヘッドにて着色インクを吐出、充填し、乾燥硬化して着色フィルタを形成するというものである。
【０００５】
インク吐出ヘッドにて着色インクを吐出する際、着色インク滴の着弾位置にズレを生じることなく、且つ迅速に描画するために、複数のインク吐出ヘッドを配設したキャリッジと、処理基板が相対的に移動し、着色インク滴を吐出するインク吐出印刷装置において、移動する前記キャリッジを連続的に位置検出し，吐出信号を生成し、それに基づいて着色インク滴の吐出をインク吐出印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
従来のインク吐出印刷装置でカラーフィルタを作製するカラーフィルタの製造法において、ブラックマトリクス隔壁が適正な温度管理のもとで作製された処理基板に着色インク滴の吐出を行う場合には，相対移動における位置検出から生成された吐出信号に基づいて着色インク滴の吐出を行えば着弾位置はずれることはない。
しかし、従来方法では、理想的な温度管理は望めず処理基板が伸縮し、寸法精度の悪い隔壁を有する基材に対しては、着色インク滴の正確な着弾を望めない。
【０００７】
すなわち、従来方法では、温度により伸縮する材料をベースとした処理基板に対しての着色インク滴の吐出による描画によって、正確な位置精度を有するカラーフィルタの製造は難しくなってくる。
【０００８】
また、処理基板の伸縮を皆無にすることは非常に困難である。
【０００９】
また、仮に、基材の伸縮が線形に伸びたと仮定した場合、エンコーダの位置精度を上回る細かさで隔壁のピッチが変化している可能性が高い。
その際、エンコーダの位置精度を該当する精度で出力することは、コストも増大し、実現性は難しくなってくる。
【００１０】
このため、ベース材料が伸縮し寸法精度の悪い隔壁を有する処理基板に対して，コストの増大を回避しながら、所望の位置に着弾する方法が必要になる。
【００１１】
また、機能液滴が色を表現することが目的であった場合において、面の位置がＣＡＤなどデジタル情報と相違がある場合、着色インク滴が一率であると，隔壁に無用な着弾を生じてしまい、カラーフィルタの品質の劣化を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００３−２６６６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、カラーフィルタの処理基板が大型化してプロセス中の温度変化が生じても、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを精度良く形成できるインク吐出印刷装置及びカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくともＸ、Ｙ、θ方向に移動可能なステージと、機能液滴を吐出可能なインク吐出ヘッドと、前記ステージと前記インク吐出ヘッドとを制御するメインコントローラと、処理基板の表面温度を測定する温度測定手段とを備えてなるインク吐出印刷装置であって、
前記温度測定手段にて測定された処理基板の表面温度をメインコントローラに取り込み、温度補正された吐出タイミング信号を作製し、前記温度補正された吐出タイミング信号にて前記インク吐出ヘッドの吐出タイミングを制御するようにしたことを特徴とするインク吐出印刷装置としたものである。
【００１４】
また、請求項２においては、請求項１記載のインク吐出印刷装置を用いて、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを形成したことを特徴とするカラーフィルタの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のインク吐出印刷装置及びカラーフィルタの製造方法を適用することにより、処理基板が大型化してプロセス中の温度変化が生じても、処理基板上にあらかじめ形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを精度良く形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明のインク吐出印刷装置の一実施例を示す模式構成図である。
本発明のインク吐出印刷装置１００は、Ｘ、Ｙ、θ方向に移動可能なステージ１０と、機能液滴を吐出可能なインク吐出ヘッド２０と、ステージ１０とインク吐出ヘッド２０とを制御するメインコントローラ３０と、処理基板の表面温度を測定する温度測定手段４０とから構成されている。
【００１７】
温度測定手段４０にて測定された処理基板の表面温度はメインコントローラ３０にて取り込まれ、演算処理された後エンコーダーコントローラ３１にて吐出信号が、トリガーコントローラ３２にて温度補正信号がヘッドドライバー２１を介してインク吐出ヘッド２０に供給され、機能液滴の吐出タイミングを制御している。
【００１８】
このように、温度測定手段４０にて測定された処理基板の表面温度をメインコントローラ３０に取り込んで、インク吐出ヘッド２０の機能液滴の吐出タイミングを制御している
ので、プロセス中に処理基板温度が変化しても、機能液滴の着弾位置がずれることなく、処理基板上に形成されたブラックマトリクス隔壁内に、着色フィルタを精度良く形成できる。
【００１９】
以下、図2に示すフローチャートにより、本発明のインク吐出印刷装置の動作概要について説明する。
まず、メインコントローラ３０からステージコントローラ３３を介してステージ１０の初期化を行う（Ｓ１）。
【００２０】
次に、温度測定手段４０にて測定された処理基板の表面温度及び処理基板含めたカラーフィルタ情報をメインコントローラ３０に取り込む（Ｓ２）。
温度測定手段４０としては、サーモカップル、非接触の放射温度計が使用でき、測定精度、応答性等から放射温度計が好適である。
【００２１】
次に、処理基板の表面温度及び処理基板含めたカラーフィルタ情報を基にメインコントローラ３０にて演算処理を行う（Ｓ３）。
【００２２】
次に、Ｓ３で演算処理された結果を基にエンコーダーコントローラ３１にて吐出タイミング信号を生成する（Ｓ４）。
【００２３】
次に、Ｓ３で演算処理された結果を基にトリガーダーコントローラ３２にて温度補正トリガー信号を生成する（Ｓ５）。
【００２４】
次に、エンコーダーコントローラ３１、トリガーコントローラ３２、ステージコントローラ３３にそれぞれ基本パラメータをセットする（Ｓ６）。
【００２５】
次に、エンコーダーコントローラ３１、トリガーコントローラ３２、ステージコントローラ３３にそれぞれ塗工動作パラメータをセットする（Ｓ７）。
【００２６】
次に、描画パターンのビットマップデータをヘッドドライバー２１に格納する（Ｓ８）。
【００２７】
次に、ステージコントローラ３３を介してステージ１０を移動し、インク吐出ヘッド２０の吐出開始位置を合わせる（Ｓ９）。
【００２８】
次に、インク吐出ヘッド２０の状態を良好にするためフラッシングを行い、トリガーコントローラ３２を経由してヘッドドライバー２１に対して吐出開始を指示する信号であるトリガー信号を出力し（Ｓ１０）、インク吐出ヘッド２０より機能液滴の吐出を開始する（Ｓ１１）。
【００２９】
次に、吐出タイミング信号に同期してインク吐出ヘッド２０の吐出動作を行い、所定の位置で温度補正された吐出タイミング信号にて吐出タイミング補正を行って、処理基板に対するインク吐出ヘッド２０の位置補正を行いながらインク吐出ヘッド２０の一連の吐出動作が行われる（Ｓ１２）。
【００３０】
次に、描画エリアに対して，吐出が終われば動作は終了する（Ｓ１３）。
【００３１】
上記したように、本発明のインク吐出印刷装置でインク吐出ヘッド２０の吐出動作を行うことにより、処理基板の温度変化による基材の伸縮が生じても、処理基板の表面温度を取り込んで、温度補正された吐出タイミング信号を作製し、温度補正された吐出タイミン
グ信号にてインク吐出ヘッドの吐出タイミングを制御することにより、所望の位置に精度良く吐出パターンを形成することができる。
【００３２】
以下本発明のインク吐出印刷装置を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインク吐出印刷装置を用いたカラーフィルタの製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
まず、公知の方法、例えばフォトプロセス法を用いて、アクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布、乾燥して、黒色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、処理基板５１上の所定位置にブラックマトリクス隔壁６１を形成し、ブラックマトリクス隔壁６１が形成された基板５０を作製するする（図３（ａ）参照）。
ここで、処理基板５１としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が使用できる。
【００３３】
次に、上記ブラックマトリクス隔壁６１が形成された基板５０を図１に示す本発明のインク吐出印刷装置１００のステージ１０上に載置する。
ステージ１０の初期化、処理基板５１の表面温度及び処理基板含めたカラーフィルタ情報をメインコントローラ３０に取り込み、演算処理を行う。。
【００３４】
次に、機能液滴として、樹脂と色素と溶媒を主成分とした着色インク（赤色インク、緑色インク、青色インク）を使用し、それぞれインク吐出ヘッドに供給する。
演算処理された結果を基にエンコーダーコントローラ３１にて吐出タイミング信号を、トリガーダーコントローラ３２にて温度補正トリガー信号をそれぞれ生成する。
【００３５】
次に、エンコーダーコントローラ３１、トリガーコントローラ３２、ステージコントローラ３３にそれぞれ基本パラメータ、塗工動作パラメータをセットする。
【００３６】
次に、描画パターンのビットマップデータをヘッドドライバー２１に格納し、ステージコントローラ３３を介してステージ１０を移動し、インク吐出ヘッド２０の吐出開始位置を合わせる。
【００３７】
次に、インク吐出ヘッド２０の状態を良好にするためフラッシングを行い、トリガーコントローラ３２を経由してヘッドドライバー２１に対して吐出開始を指示する信号であるトリガー信号を出力し、インク吐出ヘッド２０より着色インク滴（赤色インク、緑色インク、青色インク）の吐出を順次開始する。
【００３８】
次に、吐出タイミング信号に同期してインク吐出ヘッド２０の吐出動作を行い、所定の位置で温度補正された吐出タイミング信号にて吐出タイミング補正を行って、処理基板５１に対するインク吐出ヘッド２０の位置補正を行いながらインク吐出ヘッド２０の一連の吐出動作が行われ、処理基板５１のブラックマトリクス隔壁６１内に赤色フィルタ７１Ｒ、緑色フィルタ７２Ｇ、青色フィルタ７３Ｂが順次形成され、カラーフィルタが作製される（図３（ｂ）〜（ｄ）参照）。
さらに必要であれば、透明電極、スペーサー等の形成を行って、カラーフィルタを完成させる。
【００３９】
上記したように、本発明のインク吐出印刷装置を用いてカラーフィルタを作製することにより、処理基板の温度変化による基材の伸縮が生じても、温度補正された吐出タイミング信号にてインク吐出ヘッドの吐出タイミングを制御することにより、ブラックマトリクス隔壁６１内に精度良く着色フィルタを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のインク吐出印刷装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】本発明のインク吐出印刷装置の動作概要を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインク吐出印刷装置を用いたカラーフィルタの製造工程を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０……ステージ
２０……インク吐出ヘッド
２１……ヘッドドライバー
３０……メインコントローラ
３１……エンコーダコントローラ
３２……トリガーコントローラ
３３……ステージコントローラ
４０……温度測定手段
５０……ブラックマトリクス隔壁が形成された基板
５１……処理基板
６１……ブラックマトリクス隔壁
７１Ｒ……赤色フィルタ
７２Ｇ……緑色フィルタサ
７３Ｂ……青色フィルタ
１００……インク吐出印刷装置
【図１】
2007301877.tif 000003
【図２】
2007301877.tif 000004
【図３】
2007301877.tif 000005