CN101443682B - 滤色器制造方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滤色器制造方法及其装置,在迅速检测排出不良的同时,确定是哪个喷墨嘴的排出异常。在玻璃基板(2)上,形成与LCD面板画面相当的黑矩阵以及被黑矩阵包围、并由涂敷了染色剂的像素构成的滤色器(CF),并且,在上述玻璃基板(2)的与上述LCD面板相当的黑矩阵的外侧的预定位置形成测试图案(TP)。
Description
技术领域
本发明涉及使用喷墨嘴在玻璃基板上制造滤色器的方法及其装置。
背景技术
以往,提出过使用喷墨嘴在玻璃基板上制造滤色器的方法(参照专利文献1)。
具体来说,在透明基板上至少设置透明的染色剂吸收层,将应成为不同颜色的像素之间的区域作为具有防染色性的非染色区域,在应成为同一颜色的像素彼此邻接的部位,通过使该应成为同一颜色的多个像素部分包含像素间区域而无间断地赋予染色剂来进行染色,从而制造滤色器。
此外,提出了用重量检测从喷墨头排出的墨滴量,对喷墨头的驱动元件赋予对应于检测结果的施加电压(参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开平9-68611号公报
专利文献2:日本特开平11-248926号公报
在专利文献1的方法中,喷墨嘴的使用频率高,因此具有以下问题:不能保证始终良好地进行排出,当产生排出不良时,在由检查工序检测出不良之前继续制造,与此相关所制造的不合格品的数量增多。
此外,在检查工序中,包含进行色度异常检查的工序,但是用多个喷墨嘴对一个像素赋予染色剂,因此存在仅通过色度异常检查无法立即判断是哪个喷墨嘴的异常的问题。
此外,喷墨嘴的污渍造成的排出方向的异常、染色剂的液滴分散的异常带来黑矩阵的污渍等对像素以外的污渍,存在不能判断其先兆的问题。
此外,在专利文献2的方法中,1滴液滴的量非常微小(几皮升~几十皮升),所以重量也微小(几十μg~几百μg),难以正确测量。此外,在用电子天平进行该测量的情况下,需要每次对附着了液滴的测量部进行清洁,需要用于清洁的复杂装置。此外,如果清洁不完全,测量变得不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够迅速检测排出不良,而且能够确定是哪个喷墨嘴的排出异常的滤色器制造方法及其装置。
技术方案1的滤色器制造方法,其一边使排列有多个包括多个喷墨嘴的喷墨头的喷墨头横梁和在表面形成有黑矩阵的玻璃基板相对移动,一边用上述喷墨嘴对上述黑矩阵的像素涂敷彩色材料,分多次在上述玻璃基板上涂敷彩色材料,在最初的去时的涂敷结束后,在上述玻璃基板的剩余区域中描画测试图案,在进行回时涂敷期间,检查上述测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状。
本说明书中的“剩余区域”是指玻璃基板中、除了形成滤色器的区域之外的区域,形成滤色器的区域与显示区域对应,剩余区域与非显示区域对应。
技术方案2的滤色器制造方法是通过按照锯齿配置方式设定上述测试图案的彩色材料的命中痕迹来描画测试图案的方法。
技术方案3的滤色器制造装置包括:支承部件,其支承排列有多个包括多个喷墨嘴的喷墨头的喷墨头横梁;吸附台,其吸附保持在表面形成有黑矩阵的玻璃基板;移动单元,其使喷墨头横梁和玻璃基板以保持预定间隙的状态相对移动;以及排出控制单元,其控制上述喷墨嘴的排出动作并对上述黑矩阵的像素涂敷彩色材料,上述滤色器制造装置还包括:测试图案描画单元,其用上述喷墨嘴在上述玻璃基板上描画测试图案;检查单元,其检查上述测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状;运算单元,其根据检查结果运算排出量的变化;以及存储运算结果的存储单元。
技术方案4的滤色器制造装置,作为上述检查单元,通过比较上述测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状和基准形状来进行检查。
技术方案5的滤色器制造装置,作为上述检查单元,包括在与涂敷方向正交的方向上进行扫描的线阵照相机。
技术方案6的滤色器制造装置,作为上述检查单元,包括在与涂敷方向正交的方向上间歇移动,在停止时进行摄像的面阵照相机。
技术方案1的滤色器制造方法,在玻璃基板上描画测试图案,因此通过检查测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状,能够迅速判断在哪个喷墨嘴中产生了排出异常。结果,能够将在判断为在喷墨嘴中产生了排出异常之前的期间内制造的不合格品的数量减少到1。
此外,关于多个滤色器,通过依次检查测试图案,能够提前检测喷墨嘴的排出方向的异常,能够将不合格品的产生防患于未然。
技术方案2的滤色器制造方法,能够增大相邻的彩色材料彼此的间隔,进而能够提高检查精度。
技术方案3的滤色器制造装置,通过测试图案描画单元在玻璃基板上描画测试图案,因此通过检查单元检查测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状,根据检查结果,通过运算单元运算命中痕迹的形状的变化,能够迅速判断在哪个喷墨嘴中产生了排出异常。结果,能够减少在判断为在喷墨嘴中产生了排出异常之前的期间内制造的不合格品的数量。此外,能够将运算结果预先存储在存储单元中。
此外,关于多个滤色器,通过检查单元依次检查测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状,能够提前检测喷墨嘴的排出方向的异常,能够将不合格品的产生防患于未然。
技术方案4的滤色器制造装置,能够提高测试图案的彩色材料的命中痕迹的形状的检查精度。
技术方案5的滤色器制造装置,能够通过线阵照相机检查测试图案的彩色材料的命中痕迹。
技术方案6的滤色器制造装置,能够通过面阵照相机检查测试图案的彩色材料的命中痕迹。
附图说明
图1是表示本发明的滤色器制造装置的一个实施方式的立体图。
图2是示意表示喷墨头横梁的结构的放大图。
图3是对彩色材料涂敷处理和测试图案检查处理进行说明的时序图。
图4是表示用4次的涂敷动作涂敷彩色材料的状态的示意图。
图5是表示在玻璃基板上形成了滤色器和测试图案的状态的示意图。
图6是放大表示测试图案形成部分的示意图。
图7是说明测试图案检查处理的一例的流程图。
图8是说明滤色器制造处理的一例的流程图。
图9是表示排出数据表的一例的图。
图10是表示来自喷墨嘴的命中痕迹的一例的图。
标号说明:
2:玻璃基板;5:喷墨头横梁;9:扫描照相机;51:喷墨头;52:喷墨嘴;CF:滤色器;TP:测试图案。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的滤色器制造方法及其装置以及滤色器用基板的实施方式。
图1是表示本发明的滤色器制造装置的一个实施方式的立体图。
该滤色器制造装置在机座1上支承有吸附台3、涂敷台架4、照相机台架6等。
吸附台3吸附保持玻璃基板2,为了完成该玻璃基板2的定位,由未图示的驱动机构、引导机构在θ方向进行驱动旋转,并且在Y方向进行驱动。
涂敷台架4保持喷墨头横梁5,为了在玻璃基板2上涂敷彩色材料,由未图示的驱动机构、引导机构在X方向进行驱动。另外,为了调整相对于玻璃基板2的相对位置,喷墨头横梁5由未图示的驱动机构、引导机构在Z方向、Y方向进行驱动。
照相机台架6保持用于校准玻璃基板2的校准照相机7、8和用于检测玻璃基板2的来自喷墨嘴的彩色材料的命中痕迹(包括后述的测试图案)的扫描照相机9,为了校准、像素检测,由未图示的驱动机构、引导机构在X方向上进行驱动。另外,由未图示的驱动机构、引导机构在Y方向上驱动校准照相机7、8以及扫描照相机9。此处,作为扫描照相机9,可以例示线阵照相机。但是,也可以采用面阵照相机来代替扫描照相机,但是在该情况下,使面阵照相机间歇移动,在停止时进行摄像即可。
校准照相机7、8检测玻璃基板2的标记(未图示),根据校准照相机7、8的标记检测结果使吸附台3旋转并且/或者在Y方向上移动,由此能够完成玻璃基板2的校准。
另外,X、Y表示为了规定与由吸附台3吸附保持的玻璃基板2的上表面平行的平面而设定的彼此正交的方向,Z表示与由X、Y规定的平面正交的方向。
图2是表示喷墨头横梁5的结构的示意图。
该喷墨头横梁5使多个喷墨头51排列而成,各喷墨头51使多个喷墨嘴52排列而成。而且,多个喷墨头51的队列被设定为所有喷墨嘴52的X方向的间隔、Y方向的间隔分别为预定的间隔。
另外,喷墨嘴52以预定个数为单位排列在倾斜方向上,因此,通过一边在X方向驱动涂敷台架4一边使喷墨嘴52顺次动作,能够在Y方向上以排列成直线的状态涂敷彩色材料。
图2所示的喷墨头横梁5用于涂敷红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色材料的任意一种,虽然未特别图示,但还设有用于涂敷其他彩色材料的喷墨头横梁。但是,也可以将红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色材料用的喷墨头横梁5一体排列。此外,也可以仅设置1种颜色的彩色材料用的喷墨头横梁5。
接下来,对上述结构的滤色器制造装置的作用进行说明。
图3是对彩色材料涂敷处理和测试图案检查处理进行说明的时序图,图7是说明测试图案检查处理的一例的流程图,图8是说明滤色器制造处理的一例的流程图。此外,在图3的时序图中,没有表示基于图7的流程图的处理。
首先,说明测试图案检查处理。
在工序SP1中,由未图示的搬入机器人等向吸附台3搬入了测试用基板之后,在工序SP2中,由未图示的外形限制单元完成测试用基板的大致的定位。然后,在工序SP3中,由吸附台3吸附测试用基板,然后,在工序SP4中,使照相机台架6行进,在工序SP5中,检测测试用基板的校准标记,通过进行Y方向、θ方向的定位,完成测试用基板的校准,在工序SP6中,使照相机台架6返回。
接下来,在工序SP7中,使涂敷台架4行进/返回,并且输出涂敷台架4的X坐标值,在工序SP8中,根据X坐标值判断涂敷台架4是否到达了测试图案涂敷位置。此外,在没有到达测试图案涂敷位置的情况下,再次进行工序SP7的处理。
反之,在工序SP8中判断为涂敷台架4到达了测试图案涂敷位置的情况下,在工序SP9中,停止涂敷台架4的移动,从喷墨头横梁5的所有喷墨嘴52排出彩色材料的液滴,在工序SP10中,使涂敷台架4返回,停止在待机位置。
图10是表示来自喷墨嘴52的命中痕迹的一例的图。
在图10中,表示了喷嘴列、喷嘴编号确定的命中痕迹,P是Y方向的像素间距(喷墨嘴52的间距)、L1~L5是喷嘴列涂敷方向间隔。
接下来,在工序SP11中,使照相机台架6行进,在工序SP12中,判断照相机台架6是否到达了测试图案检查位置。此外,在没有到达测试图案检查位置的情况下,再次进行工序SP11的处理。
反之,在工序SP12中判断为照相机台架6到达了测试图案检查位置的情况下,在工序SP13中,停止照相机台架6,在工序SP14中,使扫描照相机9在Y方向上移动并检测测试图案,然后,使扫描照相机9在Y方向上返回。
工序SP14的处理后,在工序SP15中,使照相机台架6返回而使其停止在待机位置,在工序SP16中,解除玻璃基板2的吸附进行移出,结束一系列的处理。
此外,与工序SP15、工序SP16的处理并行地,在工序SP17中,对扫描照相机9的检测信号进行图像处理,运算X,Y坐标,在工序SP18中,输入通过测试图案的墨(彩色材料)命中痕迹而检测到的坐标位置信息(坐标值),在工序SP20中,输入其他的参数,在工序SP21中,进行数据表的运算/生成,在工序SP22中,将运算结果存储在排出数据表中,结束一系列的处理。
图9是表示排出数据表的一例的图,设定有涂敷扫描次数、涂敷方向像素编号、涂敷方向像素位置、喷嘴列、涂敷台架X坐标值以及所有喷嘴的排出模式。此外,X0是初始移动量、Pg是X方向(涂敷方向)的像素间距、L1~Ln是喷嘴列涂敷方向间隔、m是涂敷方向的像素编号。
在滤色器制造处理前的任意时刻进行上述流程的处理即可。
接下来,对滤色器制造处理进行说明。
在工序SP1中,由未图示的搬入机器人等向吸附台3搬入了玻璃基板2之后,在工序SP2中,由未图示的外形限制单元完成玻璃基板2的大致的定位。然后,在工序SP3中,由吸附台3吸附玻璃基板2,然后,在工序SP4中,使照相机台架6行进,在工序SP5中,检测玻璃基板2的校准标记,通过进行Y方向、θ方向的定位,完成玻璃基板2的校准,在工序SP6中,使照相机台架6返回。
接下来,在工序SP7中,判断是去时涂敷还是回时涂敷。
在工序SP7中判断为去时涂敷的情况下,在工序SP8中,使涂敷台架4行进,并且输出涂敷台架4的X坐标值,反之,在工序SP7中判断为回时涂敷的情况下,在工序SP9中,使涂敷台架4返回。
此外,在进行了工序SP8的处理、或者工序SP9的处理的情况下,在工序SP10中,判断涂敷是否进行到了终端。
在工序SP10中判断为涂敷没有进行到终端的情况下,在工序SP11中,比较涂敷台架4的X坐标输出信号和排出数据表,在工序SP12中,判断X坐标和排出数据是否一致,如果X坐标和排出数据一致,则在工序SP13中,通过喷墨嘴52排出彩色材料的液滴。
此外,在工序SP12中判断为X坐标和排出数据不一致的情况下,或者在进行了工序SP13的处理的情况下,再次进行工序SP10的判断。
在工序SP10中判断为涂敷进行到了终端的情况下,在工序SP14中,判断是否是第一次去时涂敷,在是第一次去时涂敷的情况下,在工序SP15中,使涂敷台架4移动到测试图案涂敷位置,在工序SP16中,通过喷墨头横梁5形成测试图案。具体来说,通过使喷墨头横梁5在X方向移动,同时选择进行排出动作的喷墨嘴52,来形成锯齿状的测试图案。
在工序SP14中判断为不是第一次去时涂敷的情况下,或者在进行了工序SP16的处理的情况下,在工序SP17中,判断是否进行了预定次数的涂敷。
在工序SP17中判断为涂敷次数未达到预定次数时,在工序SP18中,停止涂敷台架4,使喷墨头横梁5在Y方向移动,再次进行工序SP7的判断。此外,Y方向的移动距离例如可以是由想在一个像素区域涂敷的彩色材料的液滴数确定的距离,但也可以是针对该距离加上Y方向的像素间距的整数倍而得到的距离。在后者的情况下,因为喷墨嘴对不同的像素排出墨,所以即使各墨喷嘴存在命中痕迹的尺寸偏差,作为整体也能够平均化。
另外,在工序SP17中判断为进行了预定次数的涂敷时,在工序SP19中结束涂敷处理,在工序SP20中,解除吸附台3对玻璃基板2的吸附,由未图示的搬出机器人等搬出玻璃基板2,如此结束一系列的处理。
如果对以上进行概括的话,在向吸附台3搬入了玻璃基板2之后,通过外形限制单元进行定位,使照相机台架6行进而检测玻璃基板2的校准标记,基于检测结果进行Y方向、θ方向的定位,由此完成玻璃基板2的校准。然后使照相机台架6返回,同时通过吸附台3吸附保持玻璃基板2。
接下来,使涂敷台架4行进而进行第一次去时涂敷。
然后,使涂敷台架4移动到剩余区域而形成测试图案。
然后,在使喷墨头横梁5在Y方向稍微移动的状态下,使涂敷台架4返回,由此进行第一次回时涂敷,在此期间,使照相机台架6行进而由扫描照相机9进行玻璃基板2的测试图案的检查,然后,使照相机台架6返回。
此处,测试图案的检查可以是彩色材料的命中痕迹的位置的检查,也可以是彩色材料的命中痕迹的形状的检查。在前者的情况下,能够通过根据检查到的位置进行预定运算来计算坐标值。在后者的情况下,能够通过比较形状和基准形状来完成形状的检查。
然后,通过使涂敷台架4以在Y方向稍微移动的状态行进来进行第二次去时涂敷。
然后,通过使涂敷台架4以在Y方向稍微移动的状态返回来进行第二次回时涂敷。
然后,停止玻璃基板2的吸附保持,从吸附台3搬出。然后,通过反复进行上述一系列的处理,能够制造所希望张数的滤色器。
即,在进行了一次彩色材料的涂敷的情况下,因为以与喷墨嘴52彼此的间隔相等的间隔附着彩色材料,所以不会成为连续涂敷彩色材料的状态。
但是,在进行了根据上述时序图的处理的情况下,是使Y方向的位置略微变化而进行涂敷,因此,最终能够如图4所示,在形成于玻璃基板2上的黑矩阵21的相应像素区域22内连续涂敷彩色材料。
图5表示了在玻璃基板2上形成了六个滤色器CF的状态,而且,在滤色器CF外面的剩余区域中形成各彩色材料的测试图案TP。
图6是放大表示测试图案TP形成部分的图,表示了作为通过照相机台架6检查到的、三色成分的通过喷墨嘴52形成的测试图案TP。
由此,彩色材料彼此相互分离并成为锯齿状。
此外,能够通过照相机台架6的扫描照相机9检查测试图案TP,在检测出排出不良的情况下,能够立即进行必要的应对(滤色器的制造中断,喷墨头51、喷墨嘴52的更换等),能够将不合格品的制造控制到最小限度。此外,在喷墨嘴52的数量比需要数量多的情况下,优选进行喷墨嘴的排出控制,以阻止从检测出排出不良的喷墨嘴52排出彩色材料,从剩余喷墨嘴52排出彩色材料,能够不中断滤色器的制造,继续合格品的滤色器的制造。
此外,通过形成为锯齿状,能够增大彩色材料彼此的间隔,能够在图像处理中持有余量,因此能够提高检查精度。
此外,照相机台架6的扫描照相机9进行的测试图案TP的检查,通过使涂敷台架4动作而在涂敷动作中进行,因此不需要用于检查测试图案TP的多余的时间,能够将生产间隔时间变长等不良情况防患于未然。
但是,也可以在涂敷前进行检查,在该情况下,生产间隔时间变长,但是能够中断涂敷,将基板的损失控制到最小。此外,也可以在涂敷结束后进行检查,在该情况下,成为涂敷的下一个工序中的检查,因此不会对生产间隔时间带来影响,但是基板的损失成为一张以上。
此外,照相机台架6的扫描照相机9进行的测试图案TP的检查,根据形成在玻璃基板2上的测试图案TP进行,因此能够高精度地检查怎样进行彩色材料的涂敷。当然,能够迅速判断是哪个喷墨头51的排出异常。
此外,在对坐标进行检查的情况下,根据检查结果进行喷墨头51的排出控制,由此能够完成彩色材料的排出的合适化。
此外,按照制造滤色器的每个玻璃基板进行上述的检查,因此能够检测排出方向的偏差逐渐增大等,结果,能够提前检测排出方向的异常。
此外,在对彩色材料的命中痕迹的形状进行检查的情况下,根据检查结果进行喷墨头51的排出控制,由此能够完成彩色材料的排出的合适化。
此外,按照制造滤色器的每个玻璃基板进行上述的检查,因此能够检测排出量的变化,结果,能够提前检测排出量的异常。
此外,能够通过另外设置的检查装置检查测试图案TP,能够通过扫描照相机9完成超过检测界限的详细的检查。
此外,考虑在纸等、与玻璃基板2不同的材料上描画测试图案,但是在该情况下,具有如下问题,即,不仅需要用于描画测试图案的多余的材料,还需要用于描画测试图案的多余的时间。但是,在上述实施方式中,不需要用于描画测试图案的多余的材料,同时不需要用于描画测试图案的多余的时间。
以上,说明了使涂敷台架4相对于吸附台3在X方向移动的实施方式,但是也可以构成为固定涂敷台架4而使吸附台3移动。
Claims (6)
1.一种滤色器制造方法,其一边使排列有多个包括多个喷墨嘴(52)的喷墨头(51)的喷墨头横梁(5)和在表面形成有黑矩阵的玻璃基板(2)相对移动,一边用上述喷墨嘴(52)对上述黑矩阵的像素涂敷彩色材料,上述滤色器制造方法的特征在于,
分多次在上述玻璃基板(2)上涂敷彩色材料,在最初的去时的涂敷结束后,在上述玻璃基板(2)的剩余区域中描画测试图案(TP),在进行回时涂敷期间,检查上述测试图案(TP)的彩色材料的命中痕迹的形状。
2.根据权利要求1所述的滤色器制造方法,
通过按照锯齿配置方式设定上述测试图案(TP)的彩色材料的命中痕迹来描画测试图案(TP)。
3.一种滤色器制造装置,该滤色器制造装置包括:
支承部件,其支承排列有多个包括多个喷墨嘴(52)的喷墨头(51)的喷墨头横梁(5);吸附台(3),其吸附保持在表面形成有黑矩阵的玻璃基板(2);移动单元,其使喷墨头横梁(5)和玻璃基板(2)以保持预定间隙的状态相对移动;以及排出控制单元,其控制上述喷墨嘴(52)的排出动作并对上述黑矩阵的像素涂敷彩色材料,其特征在于,上述滤色器制造装置包括:
测试图案描画单元,其用上述喷墨嘴(52)在上述玻璃基板(2)上描画测试图案(TP);检查单元(9),其检查上述测试图案(TP)的彩色材料的命中痕迹的形状;运算单元,其根据检查结果运算排出量的变化;以及存储运算结果的存储单元。
4.根据权利要求3所述的滤色器制造装置,
上述检查单元(9)通过比较上述测试图案(TP)的彩色材料的命中痕迹的形状和基准形状来进行检查。
5.根据权利要求3所述的滤色器制造装置,
上述检查单元(9)包括在与涂敷方向正交的方向上进行扫描的线阵照相机。
6.根据权利要求3所述的滤色器制造装置,
上述检查单元(9)包括在与涂敷方向正交的方向上间歇移动,在停止时进行摄像的面阵照相机。
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