JP2004004915A - Device and method for manufacturing filter, method for manufacturing display device equipped with the filter, and device and method for ink jet patterning - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter manufacturing device by which the filter of a high quality is manufactured by always controlling the quantity of ink from an ink jet head by measuring the weight of jetted ink from the ink jet head before jetting ink drops or in the middle of jetting work to the filter and also an ink weight measuring method in the filter manufacturing device. <P>SOLUTION: The device is provided with the ink jet head 20 possessing a driving element driven by applied voltage so as to jet the ink drops to a base plate 48, a weight measuring means 18 to measure the weight of the ink drops jetted by the ink jet head 20 and a controlling means 2000 to change the voltage applied to the driving element of the ink jet head 20 based on the weight of the ink drops measured by the weight measuring means 18. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置等の表示装置に対して適用されるカラーフィルター等のフィルターを製造するためのフィルター製造装置とフィルター製造装置におけるインク重量測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えば、コンピュータや、携帯用の情報機器等の発達に伴い、液晶表示装置、特にカラー液晶表示装置の使用が増加している。この種の液晶表示装置は、表示画像をカラー化をするためにカラーフィルターを用いている。
【０００３】
カラーフィルターは、基板を有しこの基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定のパターンで着弾することで形成することがある。このような基板に対しインクを着弾する方式としては、インクジェット方式が採用されている。
【０００４】
インクジェット方式を採用すると、インクジェットのヘッドから所定量のインクをフィルターに対して吐出して着弾させるのであるが、この基板は、例えば、特開平８−２７１７２４号公報で開示されているように、ＸＹステージに搭載している。このＸＹステージが基板をＸ方向とＹ方向に移動して、インクジェットヘッドからのインクが基板の所定の位置に着弾できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなカラーフィルターを製造する場合に、基板に対してＲ，Ｇ，Ｂのインクを適切量着弾して形成する必要がある。この場合に、Ｒ，Ｇ，Ｂインク滴の量は、インク滴の状態に応じて正確な量を適切に吐き出さないと、カラーフィルターに色むらを生じる。
【０００６】
特開平９−１０１４１０号公報には、ノズルから吐き出され、カラーフィルターに着弾したインク滴を画像処理により形状測定し、透過率測定によりインク濃度を測定し、反射率測定により、インク濃度を測定し、しかもノズルから吐き出されたインク滴のレーザー光による飛行形状測定を行っている例がある。
【０００７】
しかし、このようなインク滴の形状測定等を行うと、インクジェットヘッドの周辺の構造が複雑になるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明の課題を解消して、フィルターに対してインク滴を吐き出す前あるいは吐き出し作業途中において、インクジェットヘッドからのインク吐出量を重量測定して、インクジェットヘッドからのインク量を常時管理して、品質の良いフィルターを製造することができるフィルター製造装置とフィルター製造装置におけるインク重量測定方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィルターの製造装置は、基板に対してインクを着弾させることによりフィルターを製造するフィルター製造装置において、前記基板を保持するためのステージと、前記基板に対してインク滴を吐き出すインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニングユニットと、を具備し、前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、前記クリーニングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするフィルター製造装置である。
【００１０】
本発明のフィルター製造装置は、基板に対してインクを着弾させることによりフィルターを製造するフィルター製造装置において、前記基板を保持するためのステージと、前記基板に対してインク滴を吐き出すインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの乾燥を防止するキャッピングユニットと、を具備し、前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、前記キャッピングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするフィルター製造装置である。
【００１１】
本発明のフィルター製造方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりフィルターを製造する方法であって、前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするフィルター製造方法である。
【００１２】
本発明のフィルター製造方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりフィルターを製造する方法であって、前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするフィルター製造方法である。
【００１３】
本発明の表示装置の製造方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることにより製造されるフィルターを備えた表示装置の製造方法であって、前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするフィルターを備えた表示装置の製造方法である。
【００１４】
本発明の表示装置の製造方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることにより製造されるフィルターを備えた表示装置の製造方法であって、前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするフィルターを備えた表示装置の製造方法である。
【００１５】
本発明のインクジェットパターニング装置は、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴を基板に着弾させ、パターニングを行うインクジェットパターニング装置において、前記基板を保持するためのステージと、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニングユニットと、を具備し、前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、前記クリーニングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするインクジェットパターニング装置である。
【００１６】
本発明のインクジェットパターニング装置は、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴を基板に着弾させ、パターニングを行うインクジェットパターニング装置において、前記基板を保持するためのステージと、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピングユニットと、を具備し、前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、前記キャッピングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするインクジェットパターニング装置である。
【００１７】
本発明のインクジェットパターニング方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりインクジェットパターニングを行う方法であって、前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするインクジェットパターニング方法である。
【００１８】
本発明のインクジェットパターニング方法は、インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりインクジェットパターニングを行う方法であって、前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、を具備することを特徴とするインクジェットパターニング方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明のフィルター製造装置の好ましい実施の形態の一部を示しており、図２は、図１のフィルター製造装置の一部を簡略化して示している。
【００２１】
図１と図２に示すように、フィルター製造装置１０の第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０は、概略的にはほぼ同様の構造を有し、ベース１２、第１移動手段１４、第２移動手段１６、電子天秤（重量測定手段）１８、インクジェットヘッド２０、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット（クリーニング手段）２４、コントローラ２６等を有している。
【００２２】
ベース（架台ともいう）１２は、上述した第１移動手段１４、第２移動手段１６、電子天秤１８、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４等を収容する安全カバー２８を備えており、作業者はこの安全カバー２８の所定の部位の扉を開くことができるようになっている。
【００２３】
コントローラ２６はモニター３０およびキーボード３２、コンピュータ３４等を備えている。
【００２４】
ベース１２の上には、第１移動手段１４、電子天秤１８、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４および第２移動手段１６が設定されている。ベース１２の周囲にはロボット７４と基板収容手段７０が配置されている。
【００２５】
第１移動手段１４は、好ましくはベース１２の上に直接設定されており、しかもこの第１移動手段１４は、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。
【００２６】
これに対して第２移動手段１６は、支柱１６Ａ、１６Ａを用いて、ベース１２に対して立てて取り付けられており、しかも第２移動手段１６は、ベース１２の後部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動手段１６の、Ｘ軸方向は、第１移動手段１４のＹ軸方向とは直交する方向である。Ｙ軸はベース１２の前部１２Ｂと後部１２Ａ方向に沿った軸である。これに対してＸ軸はベース１２の左右方向に沿った軸であり、各々水平である。
【００２７】
まず、図１と図２に示す第１移動手段１４と、第２移動手段１６について、図３を参照して説明する。
【００２８】
図３は、第１移動手段１４と、第２移動手段１６及びインクジェットヘッド２０等を示している。すでに述べたように、第２移動手段１６の支柱１６Ａ，１６Ａは、ベース１２の後部１２Ａ側に位置されている。
【００２９】
図３の第１移動手段１４は、ガイドレール４０を有しており、第１移動手段１４は、例えば、リニアモータを採用することができる。このリニアモータ形式の第１移動手段１４のスライダー４２は、ガイドレール４０に沿って、Ｙ軸方向に移動して位置決め可能である。
【００３０】
スライダー４２は、θ軸用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例えばダイジェクトドライブモータであり、モータ４４のロータはテーブル４６に固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとテーブル４６は、θ方向に沿って回転してテーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができる。
【００３１】
図３のテーブル４６は、基板４８を位置決めして、しかも保持するものである。テーブル４６は、吸着保持手段５０を有しており、吸着保持手段５０が作動することにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して、基板４８をテーブル４６の上に吸着して保持することができる。基板４８は、テーブル４６の位置決めピン４６Ｂにより、テーブル４６の上に正確に位置決めすることができる。
【００３２】
テーブル４６は、インクジェットヘッド２０が、インクを捨打ち或いは試し打ちするための捨打ちエリア５２を有している。この捨打ちエリア５２は、Ｘ軸方向に並行でテーブル４６の後端部側に設けられている。
【００３３】
次に、図３の第２移動手段１６は、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂを有しており、このコラム１６Ｂは、リニアモータ形式の第２移動手段１６を有している。スライダー６０は、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、スライダー６０は、インク吐出手段としてのインクジェットヘッド２０を備えている。
【００３４】
インクジェットヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、インクジェットヘッド２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。
【００３５】
モータ６４を作動すると、インクジェットヘッド２０は、β方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６６を作動すると、インクジェットヘッド２０は、γ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、インクジェットヘッド２０は、α方向に揺動して位置決め可能である。
【００３６】
このように、図３のインクジェットヘッド２０は、スライダー６０において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐは、テーブル４６側の基板４８に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。
【００３７】
次に、図２と図４の平面図を参照して、第１移動手段１４の基板の着脱作業位置Ｐと、基板を収容する基板収容手段７２間における基板の着脱交換（ロードアンドロード）作業について説明する。
【００３８】
基板のロードアンドロードは、基板給排出手段であるロボット７４が行う。このロボット７４は、図２と図４に示すように、例えばベース１２の前方に位置されかつ基板収容手段７０の前方に位置されている。
【００３９】
基板収容手段７０は、たとえば図２に示すように複数の基板４８を収容しており、基板４８を第１移動手段１４の基板着脱作業位置Ｐと基板収容手段７０の間でやりとりするようになっている。
【００４０】
基板着脱作業位置Ｐはベースに関して第２移動手段１６よりも前方に位置されており、基板着脱作業位置Ｐにおける基板４８の着脱作業は、第２移動手段１６とインクジェットヘッドの存在によっては邪魔されずに、ロボット７４が自由に、かつ、効率よく行うことができる。すなわち、第２移動手段１６とインクジェットヘッド２０は、第１移動手段１４の上方に位置され、しかもより好ましくは第２移動手段１６は、ベース１２の後部１２Ａに位置されており、これに対して、基板着脱作業位置Ｐは第１移動手段１４のテーブル４６付近であって、より好ましくはベース１２の前部１２Ｂに位置されているからである。
【００４１】
このようにすることで、基板着脱作業位置Ｐと第２移動手段１６の位置的に離すことができる。
【００４２】
ロボット７４の構造は、例えば図２に示すように、基台７４Ａ、中心軸部ＣＬ、第１アーム７４Ｂ、第２アーム７４Ｃを有し、第２アーム７４Ｃは、例えば真空吸着パッド７４Ｄを有している。ロボット７４の真空吸着パッド７４Ｄで基板４８を吸着して、しかも第１アーム７４Ｂ、第２アーム７４Ｃを中心軸部ＣＬに沿って回転し、かつ中心軸部ＣＬをＺ軸方向に上下動することで、基板収容手段７０と、基板着脱作業位置Ｐの間で基板４８のやりとりをスムーズかつ効率的に容易に行うことができる。
【００４３】
図５は、図１と図２に示す第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０と、制御手段２０００等を示している。
【００４４】
図５において、すでに述べた第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０が、左側から右側に順番に配列されており、これらの間には、乾燥手段１０００，１００１，１００２が配置されている。
【００４５】
第１着色手段２１０の付近には基板収容手段７０とロボット７４が配置され、第２着色手段２２０の付近にはロボット７４が配置され、第３着色手段２３０の付近にはロボット７４が配置されている。
【００４６】
乾燥手段１００２の近くには別の基板収容手段７０が配置されている。
【００４７】
３つの第１着色手段ないし第３着色手段２１０，２２０，２３０は、制御手段２０００によりインクの管理やその他の管理を行うことができるようになっている。
【００４８】
第１着色手段２１０の制御盤８０は、コンピュータ３４に接続されており、コンピュータ３４は、インク管理コントローラ９８に接続されている。同様にして第２着色手段２２０の制御盤８０はコンピュータ３４を監視してインク管理コントローラ９８に接続され、第３着色手段２３０の制御盤８０は、コンピュータ３４を監視してインク管理コントローラ９８に接続されている。
【００４９】
第１着色手段２１０のロボット７４は、基板収容手段７０からこれから製造しようとするカラーフィルターのための基板４８を、第１着色手段２１０の基板の着脱作業位置Ｐ側に移動して、第１着色手段２１０はこの基板４８に対して赤色のインク滴を吐き出して着弾させることができる。赤色のインク滴が着弾された基板４８は、ロボット７４が乾燥手段１０００側に移動して、乾燥手段１０００で乾燥させる。
【００５０】
第２着色手段２２０のロボット７４は、乾燥手段１０００におかれた基板４８を第２着色手段２２０の基板４８の基板着脱作業位置Ｐまで搬送して、第２着色手段２２０は緑色のインク滴を吐出して基板４８に着弾させる。その後、ロボット７４は基板４８を第２着色手段２２０から乾燥手段１００１に移す。
【００５１】
次のロボット７４は、乾燥手段１００１の上に基板４８を、第３着色手段２３０の基板４８の基板着脱作業位置Ｐに移す。第３着色手段２３０は青色のインク滴を基板４８に吐出して着弾させる。
【００５２】
これにより基板４８の上には、順に赤色、緑色、青色のインクが形成され、これによりカラーフィルターが作られる。そしてロボット７４は、第３着色手段２３０から基板４８を乾燥手段１００２に移す。乾燥手段１００２の上の乾燥した基板４８は、別のロボット７４により基板収容手段７０に収容されることになる。
【００５３】
このようにして、乾燥手段１０００，１００１，１００２は、第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０でそれぞれ着色されたインク赤色、緑色、青色のインク滴をその都度乾燥させることができ、基板４８の移動中にこのような乾燥処理を行うことで、カラーフィルターの製造効率を高め、カラーフィルターにおけるインクの飛散等の不都合をさけることができる。
【００５４】
図６は、図５の制御手段２０００の内部構造のより詳しい例を示しており、図６に示すのは、第１着色手段２１０あるいは第２着色手段２２０あるいは第３着色手段２３０のそれぞれに別個に設けられているシステムである。図６の制御手段２０００の個別のシステムは、図７に示すように第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０にそれぞれ適用できるように組むことができる。
【００５５】
図６と図７において、コンピュータ３４は、ベース１２側の制御盤８０に接続されている。制御盤８０は、ベース１２の中に配置されており、その制御盤８０に対して第１移動手段１４（リニアモータ）、第２移動手段１６（リニアモータ）及びθ軸用のモータ４４が接続されている。また、インクジェットヘッド２０に関連する図３に示すモータ６２，６４，６６，６８が制御盤８０に接続されている。第１移動手段１４と、θ軸モータ４４は、制御盤８０からの指令により作動してカラーフィルター製造用の基板４８を搭載したテーブル４６をＹ軸方向に移動し、かつ、θ方向にインデックスする。
【００５６】
第２移動手段１６の４つのモータ６２，６４，６６，６８は、制御盤８０からの指令により作動してインクジェットヘッド２０を、テーブル４６の上の基板４８に対して姿勢制御するようになっている。
【００５７】
また、図４で示した基板給排出手段であるロボット７４は、たとえば図６のようにコンピュータ３４の指令により動作の制御ができる。
【００５８】
つぎに、インクジェットヘッド２０の構造例について、図６と図８を参照して説明する。
【００５９】
インクジェットヘッド２０は、たとえば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図８（Ａ）に示すように本体９０のインク吐出面２０Ｐには、複数のノズル９１が形成されている。これらのノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。
【００６０】
図８（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２は、ノズル９１とインク室９３に対応して配置されている。そしてこのピエゾ素子９２に対して図８（Ｃ）に示すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図８（Ｄ），（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を矢印Ｑ方向に伸縮させることで、インクを加圧して所定量のインク滴９９をノズル９１から吐出させるようになっている。
【００６１】
図６のインクジェットヘッド２０は、インク供給部９７に接続されており、このインク供給部９７からインクが図８のインク室９３に供給される。インク供給部９７には、温度計９６と粘度計９５が接続されている。温度計９６と粘度計９５は、インク供給部９７内に収容されているインクの温度および粘度を計測して、そのインクの状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２としてインク管理コントローラ９８に供給する。
【００６２】
インク管理コントローラ９８は、インクの状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、コンピュータ３４に対してインクの温度や粘度の状態を制御用の情報として与える。コンピュータ３４は、制御盤８０を通して、ピエゾ素子駆動回路１０１に対してピエゾ素子駆動信号Ｓ３を送る。ピエゾ素子駆動回路１０１は、このピエゾ素子駆動信号Ｓ３に基づいて、図８のピエゾ素子９２に対してその時のインクの温度や粘度に応じた印加電圧Ｖｈを供給することで、インクの温度や粘度に応じて所定量のインク滴９９を吐出すことができる。
【００６３】
つぎに、図９〜図１１を参照して、基板に対してインクを供給することで、カラーフィルタを製造する例について説明する。
【００６４】
図９の基板４８は、透明基板であり適度の機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板４８としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれらの表面処理品等が適用できる。
【００６５】
たとえば、図１０に示すように長方形形状の基板４８上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルター領域１０５をマトリックス状に形成する。これらのカラーフィルター領域１０５は、後でガラス４８を切断することで、液晶表示装置に適合するカラーフィルターとして用いることができる。
【００６６】
カラーフィルター領域１０５には、たとえば図１０に示すように、ＲのインクとＧのインクおよびＢのインクを所定のパターンで形成して配置している。この形成パターンとしては、図８に示すように従来公知のストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等がある。
【００６７】
図９は、基板４８に対して図８のカラーフィルター領域１０５を形成する工程の一例を示している。
【００６８】
図９（ａ）では、透明の基板４８の一方の面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したものである。カラーフィルターの基礎となる基板４８の上には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程度）に塗布して、フォトリソグラフィー法等の方法でマトリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表示要素がフィルターエレメントといわれており、たとえばＸ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程度の大きさの窓である。
【００６９】
ブラックマトリックス１１０を形成した後は、たとえば、ヒータにより熱を与えることで、基板４８の上の樹脂を焼成する。
【００７０】
図９（ｂ）に示すように、インク滴９９は、フィルターエレメント１１２に着弾する。インク滴９９の量は、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した充分な量である。
【００７１】
図９（ｃ）の加熱工程では、カラーフィルター上のすべてのフィルターエレメント１１２に対してインク滴９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理を行う。基板４８は、所定の温度（例えば７０℃程度）に加熱する。インクの溶媒が蒸発すると、インクの体積が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィルターとして充分なインク膜の厚みが得られるまで、インク吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理により、インクの溶媒が蒸発して、最終的にインクの固形分のみが残留して膜化する。
【００７２】
図９（ｄ）の保護膜形成工程では、インク滴９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了するとインク膜が形成されたカラーフィルターの基板４８の保護及びフィルター表面の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護膜１２０の形成には、たとえば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することができる。
【００７３】
図９（ｅ）の透明電極形成工程では、スパッタ法や真空吸着法等の処方を用いて、透明電極１３０を保護膜１２０の全面にわたって形成する。
【００７４】
図９（ｆ）のパターニング工程では、透明電極１３０は、さらにフィルターエレメント１１２の開口部に対応させた画素電極にパターニングされる。
【００７５】
なお、液晶表示パネルの駆動にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用である。
【００７６】
つぎに、図２にもどり、電子天秤１８、クリーニングユニット２４およびキャッピングユニット２２とアライメント用カメラ２３について簡単に説明する。
【００７７】
電子天秤１８は、インクジェットヘッド２０のノズルから吐出されたインク滴９９（図８参照）の一滴の重量を測定して管理するために、例えば、インクジェットヘッド２０のノズル９１から、２０００滴分のインク滴９９を受ける。電子天秤１８は、この２０００滴のインク滴９９の重量を２０００の数字で割ることにより、一滴のインク滴９９の重量を正確に測定することができる。このインク滴９９の測定量に基づいて、インクジェットヘッド２０からの吐出するインク滴９９の量を最適にコントロールする。
【００７８】
クリーニングユニット２４は、インクジェットヘッド２０の図８に示すノズル９１等のクリーニングをフィルター製造中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができる。キャッピングユニット２２は、図３のインクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐが乾燥しないようにするために、フィルターを製造しない待機時にこのインク吐出面２０Ｐにキャップをかぶせるものである。
【００７９】
インクジェットヘッド２０が、第２移動手段１６により、Ｘ軸方向に移動することで、インクジェットヘッド２０を電子天秤１８、クリーニングユニット２４あるいはキャッピングユニット２２の上部に選択的に位置決めさせることができる。つまり、フィルター製造作業の途中であっても、インクジェットヘッド２０をたとえば電子天秤１８側に移動すれば、インク滴の重量を測定できる。またインクジェットヘッド２０をクリーニングユニット２４上に移動すれば、インクジェットヘッド２０のクリーニングを行うことができる。インクジェットヘッド２０をキャッピングユニット２２の上に移動すれば、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐにキャップを取り付けて乾燥を防止する。
【００８０】
アライメント用カメラ２３は、基板４８にあらかじめ形成されているアライメントマークを検出して、基板４８の位置を検知するものである。
【００８１】
つぎに、図１１を参照して、図示したフィルターの製造装置の動作例について説明する。
【００８２】
図１１のステップＳＴ１では、図２のロボット７４の真空吸着パッド７４Ｄが、基板収容手段７０の新しい基板４８を吸着して、ベース１２の着脱作業位置Ｐに搬送する。つまり、基板４８が第１移動手段１４のテーブル４６の上に給材される。この基板４８は、図３の位置決めピン４６Ｂに対して突き当てられることで、基板４８は、テーブル４６に対して位置決めされる。しかも、モータ４４が作動して、基板４８の端面がＹ軸方向に並行になるように設定する。以上が図９のステップＳＴ２、ステップＳＴ３の基板の位置決めおよび基板アライメントである。
【００８３】
そしてコンピュータ３４は、アライメント用カメラ２３からの情報と図２の観察カメラ２７からの等の情報に基づいて、インクを吐出する作業の開始位置を図８のステップＳＴ４において計算する。
【００８４】
一方、図１１のステップＳＴ５では、インクジェットヘッド２０がＸ軸方向に沿って移動して、電子天秤１８の上部に位置される。そして、図１１のステップＳＴ６，ＳＴ７，ＳＴ８で示すようにパラメータのロード、指定ノズルの選択および電子天秤１８のカウンターをクリアする。そして、ステップＳＴ９にて指定滴数（指定のインク滴の数）の吐出を行う。これにより、図２の電子天秤１８は、たとえば２０００滴のインクの重量を計測して、インク滴１滴当たりの重量を計算する。
【００８５】
図１１のステップＳＴ２０では、インク滴の一滴当たりの重量が予め定められている適正範囲に入っているかどうかを判断し、適正な場合にはステップＳＴ１２に移る。
【００８６】
そのようなインク滴１滴の重量計算を測定対象のインクジェットヘッド２０の全ノズルに対して、図１１のステップＳＴ１０，ＳＴ１１およびＳＴ１２を経て終了すると、図１１のステップＳＴ１３で描画開始位置に図３のインクジェットヘッド２０が、Ｘ軸方向に沿って移動し、基板４８は、第１移動手段１４よりＹ軸方向に適宜に移動して位置決めされると共にインクジェットヘッド２０は、第２移動手段１６によりＸ軸方向に適宜移動して位置決めされる。
【００８７】
一方、ステップＳＴ２０において、インク滴一滴当たりの重量が予め定められた適正範囲にない場合には、ステップＳＴ２１に移り、そのインク滴の重量が修正可能な範囲かを判断する。
【００８８】
このようなインク滴の重量の適正範囲とその重量の修正可能な範囲かどうかの判断等は、たとえば図７に示すコンピュータ３４が行う。
【００８９】
ステップＳＴ２２において、図６のコンピュータ３４は、インクの状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２の信号に基づいて得られるインク管理コントローラ１２からの信号により、インクの状態を判断し、コンピュータ３４は該当する第１着色手段２１０ないし２３０のいずれかあるいはすべての制御盤８０に対してそれぞれ別々の制御信号を送ることで、制御信号が送られた制御盤８０は、図６に示すピエゾ素子駆動信号Ｓ３をピエゾ素子駆動回路１０１に対して供給する。これにより、ピエゾ素子駆動回路１０１はインクジェットヘッド２０の図８に示すピエゾ素子９２に対して、インクジェットヘッド２０の状態のフィードバック信号Ｓ１，Ｓ２に応じた所定の印加電圧を供給する。つまり図１１のステップＳＴ２２に示すように圧電素子であるピエゾ素子の駆動波形の調整を行う。図１２と図１３は圧電素子であるピエゾ素子の駆動波形である印加電圧の調整例を示している。
【００９０】
図１３（Ａ）のように、たとえば印加電圧の電圧を変化させることにより、圧電素子であるピエゾ素子の歪み量をコントロールすることができる。あるいは図１３（Ｂ）のように印加電圧の周波数を変化させることにより、圧電素子であるピエゾ素子の歪み速度をコントロールして、インクの粘度による負荷力とバランスをとるのである。
【００９１】
図１２では、図６のピエゾ素子駆動回路１０１からピエゾ素子に供給される印加電圧Ｖｈの一例を示しており、印加電圧Ｖｈの初期設定駆動波形Ｉに対して、インクの吐出量が少ない場合にはそのための駆動波形Ｉ１のように印加電圧値を増大させる。これに対してインクの吐出量が多い場合には、初期設定駆動波形Ｉに対して電圧値の小さい駆動波形Ｉ２を供給する。この場合には、波形時間ｔは同じである。図１２の例は、図１３（Ａ）に示すように印加電圧Ｖｈの電圧を変化させた場合であり、圧電素子の歪み量をコントロールしている。
【００９２】
次に、図１１のステップＳＴ１４，ＳＴ１５で基板上の全ての図８に示すように複数のカラーフィルター領域１０５をたとえばストライプ型で形成する。
【００９３】
図１ないし図３のフィルター製造装置１０の第１着色手段２１０、第２着色手段２２０、第３着色手段２３０のインクジェットヘッド２０は好ましくはＲ（赤）、あるいはＧ（緑）、Ｂ（青）のいずれか一色を吐出するようにしている。
【００９４】
図５に示すように第１着色手段２１０が、基板４８に対して赤色のインクを単独で着色し、そして第２着色手段２２０が緑色のインクを基板４８に対して着色し、第３着色手段２３０が基板４８に対して青色のインクを着色する。つまり、第１着色手段、第２着色手段、第３着色手段、２１０，２２０，２３０に対して順番に基板４８が通過して行くと、基板４８に対して最初赤色のインクが着色されて、その次に緑色のインクが着色されそして最後に青色のインクが着色されてカラーフィルター領域を作ることができる。そしてこのような基板４８の移動中には、基板４８は乾燥手段１０００，１００１，１００２を通過することから、着色されたインクをその場で乾燥できる。したがって、カラーフィルターの製造効率を乾燥しながら高めることができ、着色したインクが未乾燥で他の部分に移って着色してしまうというような問題も生じない。
【００９５】
また、図１１ないし図１３で示したように、赤色のインク滴、緑色のインク滴、青色のインク滴のそれぞれのインク滴の状態において、印加電圧を供給する制御手段は、別個にそれらのインク滴の状態に応じて、第１着色手段、第２着色手段、第３着色手段のそれぞれのインクジェットヘッド２０の駆動素子に印加電圧を供給することができる。このようなことから、それぞれのインク滴を最適な状態にして、第１着色手段ないし第３着色手段において、各色のインク量を正しくして、かつ効率よく基板４８に対して着弾して形成して行くことができる。
【００９６】
そして、各色のインクの一滴のインク滴の重量を適宜監視しながらカラーフィルターの製造を行う場合に、印加電圧の値、すなわち電圧値を変えたり、あるいは周波数を変えることにより、カラーフィルター製造中に適正なインク吐出量が出せる状態を保持することができる。
【００９７】
インクジェットヘッド２０は、第２移動手段１６によりＸ軸方向に単独で移動して位置決め可能であるので、インクジェットヘッド２０を図２のクリーニングユニット２４でクリーニングしてメンテナンスしたり、あるいはキャッピングユニット２２でキャップを付けたり、そして電子天秤１８でインク滴の重量を測定する作業を、カラーフィルター形成作業時の途中で適宜行うことができる。つまりインクジェットヘッド２０は、クリーニングユニット２４、キャッピングユニット２２あるいは電子天秤１８側の上空にＸ軸方向に単独で送ることができる。このことから、カラーフィルターの製造動作を休止せずにインクジェットヘッド２０のメンテナンスやインク滴の重量測定等を容易にかつスムーズに効率よく行うことができる。
【００９８】
また、基板着脱作業位置Ｐが、インクジェットヘッド２０と第２移動手段１６の前方側に位置しており、第２移動手段１６は第１移動手段１４からはなれた上方にあるので、基板４８の着脱作業は、この第２移動手段１６やインクジェットヘッド２０に邪魔されずに簡単に行うことができる。このためにインクジェットヘッド２０の位置等に制約されることなく、基板４８の交換をスムーズに、かつ、容易に効率良く行うことができる。
【００９９】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【０１００】
本発明のフィルター製造装置は、たとえば液晶表示装置用のカラーフィルターの製造に限定されるものではなく、たとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子に応用が可能である。ＥＬ表示素子は、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の発光色を呈する材料を本発明の製造装置を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にインクジェットパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬ表示素子を製造することができる。本発明におけるフィルターの範囲にはこのようなＥＬ表示素子の基板をも含むものである。
【０１０１】
本発明のフィルター製造装置は、ＥＬ材料が付着しやすいように、樹脂レジスト、画素電極および下層となる層の表面に対し、プラズマ、ＵＶ処理、カップリング等の表面処理を行う工程を有するものであってもよい。
【０１０２】
そして、本発明のカラーフィルター製造装置を用いて製造したＥＬ表示素子は、セグメント表示や全面同時発光の静止画表示、例えば絵、文字、ラベル等といったローインフォメーション分野への応用、または点・線・面形状をもった光源としても利用することができる。さらに、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦＴ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で応答性の優れたフルカラー表示素子を得ることが可能である。
【０１０３】
さらに、本装置のインクジェットパターニング技術に金属材料や絶縁材料を供すれば、金属配線や絶縁膜等のダイレクトな微細パターニングが可能となり、新規な高機能デバイスの作製にも応用できる。
【０１０４】
また、図示したフィルター製造装置のインクジェットヘッド２０は、Ｒ．Ｇ．Ｂの内の１つの種類のインクを吐出することができるようになっているが、この内の２種類あるいは３種類のインクを同時に吐出することももちろんできる。
【０１０５】
また、フィルター製造装置１０の第１移動手段１４と第２移動手段１６はリニアモータを用いているがこれに限らず他の種類のモータやアクチュエータを用いることもできる。
【０１０６】
本発明の実施の形態においては、図５において第１着色手段、第２着色手段、第３着色手段の順番に配列しており、赤色、緑色、青色の順番でインクを基板４８に対して吐出するようになっているが、これに限らずこの順番を入れ換えることができる。
【０１０７】
本発明の実施の形態においては、インクジェットヘッドを使用したこのカラーフィルターの製造装置において、インクジェットヘッドからのインク滴の吐き出しを行う際に、インクジェットヘッドからのインク滴の吐き出し作業前、あるいは吐き出し作業途中において、インク滴の吐き出し量の重量測定を重量測定手段で行うようになっている。これにより、インク滴の吐き出し量、すなわちインク塗布量にバラツキが少なくなるように、インク滴の重量からインク滴の吐き出し量を制御することができ、色むらの少ない品質のよいカラーフィルターを得ることができる。従来のような画像処理を行ってインク滴の状態を測定したり、透過率を測定や反射測定によりインク濃度を測定したり、レーザ光によるインク滴の飛行形状測定等をする必要がなく、本発明の実施の形態においては、インク滴の重量測定するだけで、インク滴の吐き出し量（重量）の管理を常時もしくは必要なときに行うことができる。
【０１０８】
本発明の実施の形態においては、電子天秤によりインク滴の重量を測定しているが、これに限らず電子天秤以外の方式でも重量測定を行うことができる。また、インク滴の重量測定をする場合に、たとえば電子天秤により受けるインク滴の数は１滴ないし１００００滴を天秤の受け皿で受けて測定し、それをインク滴の数で割るようにしても勿論構わない。また、インクジェットヘッドの一つのノズル単位でもあるいは普通のノズル単位でも、あるいは赤、緑、青の各色のインクジェットヘッドの単位においても、インク滴の重量測定を行うことはできる。
【０１０９】
また、重量測定する時期としては、一つのカラーフィルターを製造する時であっても、一つのカラーフィルターが集合した基板の１枚分であっても、あるいは１回インクジェットヘッドがスキャンするにおいても行うことができる。
【０１１０】
電子天秤の受け皿の形状は、たとえば円形状であっても四角形状であってもよい。また、電子天秤により重量が正確に測定できるのであれば、カラーフィルターの幅分に相当する幅の受け皿の大きさを設定してもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、フィルターの基板に対して、インクを吐出する作業前あるいは吐出作業中において、インクジェットヘッドからのインク吐出量を重量測定して、インクジェットヘッドからのインク滴の重量を管理することができる。これにより、インク吐き出しを安定させて、インク塗布量にバラツキが少なくなり、その結果色むらの少ない品質の良いフィルターを得ることができる。
【０１１２】
請求項２の発明のフィルター製造装置では、駆動素子はピエゾ素子であり、制御手段は、パルス状の印加電圧の周波数を変えることで駆動素子の歪み速度を制御するようになっている。これにより、制御手段は、インク滴の重量に基づいて、パルス状の印加電圧の周波数を変えることで駆動素子の歪み速度を制御すれば、適正な量のインク滴を吐き出すことができる。
【０１１３】
請求項３の発明のフィルター製造装置では、駆動素子はピエゾ素子であり、制御手段はパルス状の印加電圧の電圧を変えることで駆動素子の歪み量を制御するようになっている。これにより、制御手段は、インク滴の重量に基づいて、パルス状の印加電圧の電圧の大きさを変えることで駆動素子の歪み量を制御して、インク滴の適正な量を吐き出すことができる。
【０１１４】
請求項４の発明では、重量測定手段は、インクジェットヘッドから複数のインク滴を決定、その複数のインク滴の重量をインク滴の数で割ることで、１滴のインク滴の重量を算出するようになっている。これにより、１滴のインク滴の重量を正確に測定することができる。
【０１１５】
請求項５の発明のフィルター製造装置では、重量測定手段は、カラーフィルターを製造する際に基板に対しインクジェットヘッドから吐き出される赤、緑、青の１滴のインク滴について重量を算出する。これにより、カラーフィルターを製造する際、赤、緑、青の１滴のインク滴の重量をそれぞれ別個に算出することができる。
【０１１６】
請求項６の発明は、フィルターの基板に対して、インクを吐出する作業前あるいは吐出作業途中において、インクジェットヘッドからのインク吐出量を重量測定して、インクジェットヘッドからのインク滴の重量を管理することができる。これにより、インク吐き出しを安定させて、インク塗布量にバラツキが少なくなり、その結果色むらの少ない品質の良いフィルターを得ることができる。
【０１１７】
請求項７の発明のフィルター製造装置では、駆動素子はピエゾ素子であり、制御手段は、パルス状の印加電圧の周波数を変えることで駆動素子の歪み速度を制御するようになっている。これにより、制御手段は、インク滴の重量に基づいて、パルス状の印加電圧の周波数を変えることで駆動素子の歪み速度を制御すれば、適正な量のインク滴を吐き出すことができる。
【０１１８】
請求項８の発明のフィルター製造装置では、駆動素子はピエゾ素子であり、制御手段はパルス状の印加電圧の電圧を変えることで駆動素子の歪み量を制御するようになっている。これにより、制御手段は、インク滴の重量に基づいて、パルス状の印加電圧の電圧の大きさを変えることで駆動素子の歪み量を制御して、インク滴の適正な量を吐き出すことができる。
【０１１９】
請求項９の発明では、重量測定手段は、インクジェットヘッドから複数のインク滴を決定、その複数のインク滴の重量をインク滴の数で割ることで、１滴のインク滴の重量を算出するようになっている。これにより、１滴のインク滴の重量を正確に測定することができる。
【０１２０】
請求項１０の発明のフィルター製造装置では、重量測定手段は、カラーフィルターを製造する際に基板に対しインクジェットヘッドから吐き出される赤、緑、青の１滴のインク滴について重量を算出する。これにより、カラーフィルターを製造する際、赤、緑、青の１滴のインク滴の重量をそれぞれ別個に算出することができる。
【０１２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルター製造装置の好ましい実施の形態を詳しく示す図。
【図２】図１のフィルター製造装置をよりわかりやすく示す図。
【図３】図２のフィルター製造装置の第１移動手段と第２移動手段、インクジェットヘッドと基板等を示す斜視図。
【図４】第１移動手段、第２移動手段、ロボット、基板収容手段等を示す平面図。
【図５】本発明のフィルター製造装置の全体構成図を示す平面図。
【図６】コンピュータと制御盤および各種制御対象等を示す図。
【図７】制御手段内の各要素を示すブロック図。
【図８】インクジェットヘッドの構造を示す図。
【図９】基板を用いてカラーフィルターを製造する一例を示す図。
【図１０】基板と基板上のカラーフィルター領域の一部を示す図。
【図１１】フィルター製造装置の動作例を示す図。
【図１２】ピエゾ素子に与える印加電圧の電圧値を変えて制御する例を示す図。
【図１３】印加電圧の電圧の変化と周波数の変化の例を示す図。
【符号の説明】
１４・・・第１移動手段
１６・・・第２移動手段
１８・・・電子天秤（重量測定手段）
２０・・・インクジェットヘッド
４６・・・テーブル
４８・・・基板
７４・・・ロボット（基板給排出手段）
２１０・・・第１着色手段
２２０・・・第２着色手段
２３０・・・第３着色手段
１０００，１００１，１００２・・・乾燥手段
２０００・・・制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter manufacturing device for manufacturing a filter such as a color filter applied to a display device such as a liquid crystal display device, and an ink weight measuring method in the filter manufacturing device.
[0002]
[Prior art]
With the development of electronic devices such as computers and portable information devices, the use of liquid crystal display devices, especially color liquid crystal display devices, is increasing. This type of liquid crystal display device uses a color filter to color a display image.
[0003]
The color filter has a substrate, and may be formed by landing R (red), G (green), and B (blue) inks on the substrate in a predetermined pattern. As a method of landing ink on such a substrate, an ink jet method is employed.
[0004]
When the ink jet system is adopted, a predetermined amount of ink is ejected from a head of the ink jet to a filter and landed thereon. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Mounted on stage. The XY stage moves the substrate in the X direction and the Y direction so that the ink from the inkjet head can land on a predetermined position on the substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when manufacturing such a color filter, it is necessary to form R, G, and B inks on a substrate by landing in appropriate amounts. In this case, if the exact amount of the R, G, and B ink droplets is not properly ejected in accordance with the state of the ink droplets, color unevenness occurs in the color filter.
[0006]
JP-A-9-101410 discloses that the shape of an ink droplet ejected from a nozzle and landed on a color filter is measured by image processing, the ink density is measured by transmittance measurement, and the ink density is measured by reflectance measurement. In addition, there is an example in which the flight shape of an ink droplet ejected from a nozzle is measured by laser light.
[0007]
However, when such an ink droplet shape measurement is performed, there is a problem that the structure around the ink jet head becomes complicated.
[0008]
Therefore, to solve the problem of the present invention, before ejecting ink droplets to the filter or during the ejection operation, the ink ejection amount from the inkjet head is weighed, and the ink amount from the inkjet head is constantly managed, An object of the present invention is to provide a filter manufacturing apparatus capable of manufacturing a high-quality filter and a method of measuring ink weight in the filter manufacturing apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The filter manufacturing apparatus of the present invention is a filter manufacturing apparatus that manufactures a filter by landing ink on a substrate, wherein a stage for holding the substrate, and an inkjet head that ejects ink droplets on the substrate. A cleaning unit for cleaning the inkjet head, wherein the stage is formed so as to be movable in a first direction with respect to the inkjet head, and the inkjet head is moved with respect to the first direction. The cleaning unit is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction, and the cleaning unit is provided at a predetermined position in the second direction.
[0010]
The filter manufacturing apparatus of the present invention, in a filter manufacturing apparatus that manufactures a filter by landing ink on a substrate, a stage for holding the substrate, and an inkjet head that ejects ink droplets on the substrate, A capping unit that prevents drying of the inkjet head, wherein the stage is formed so as to be movable in a first direction with respect to the inkjet head, and the inkjet head is moved with respect to the first direction. The capping unit is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction, and the capping unit is provided at a predetermined position in the second direction.
[0011]
The filter manufacturing method of the present invention includes an ink jet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in the moving direction of the ink jet head, and forms a filter by landing ink ejected from the ink jet head on a substrate. A method of manufacturing, wherein the inkjet head is moved to a position where the cleaning unit is formed, a cleaning step of cleaning the inkjet head, and the inkjet head is moved to a position where the substrate is disposed. And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets.
[0012]
The filter manufacturing method of the present invention includes an ink-jet head and a capping unit formed at a predetermined position in the moving direction of the ink-jet head, and forms a filter by landing ink ejected from the ink-jet head on a substrate. A method of manufacturing, wherein the inkjet head is moved to a position where the capping unit is formed, a capping step of performing capping of the inkjet head, and the inkjet head is moved to a position where the substrate is disposed. And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets.
[0013]
A method for manufacturing a display device according to the present invention includes an ink jet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in a moving direction of the ink jet head, and the ink ejected from the ink jet head lands on a substrate. A method of manufacturing a display device including a filter to be manufactured, wherein the inkjet head is moved to a position where the cleaning unit is formed, and a cleaning step of cleaning the inkjet head is performed. And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets to a position where is disposed, wherein the display device is provided with a filter.
[0014]
A method of manufacturing a display device according to the present invention includes an ink-jet head and a capping unit formed at a predetermined position in a moving direction of the ink-jet head, and the ink ejected from the ink-jet head lands on a substrate. A method for manufacturing a display device having a filter to be manufactured, wherein a capping step of moving the inkjet head to a position where the capping unit is formed and performing capping of the inkjet head; And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets to a position where is disposed, wherein the display device is provided with a filter.
[0015]
An ink jet patterning apparatus of the present invention is an ink jet patterning apparatus that lands ink droplets ejected from an ink jet head on a substrate and performs patterning. The stage is formed so as to be movable in a first direction with respect to the inkjet head, and the inkjet head is capable of moving in a second direction orthogonal to the first direction. Wherein the cleaning unit is provided at a predetermined position in the second direction.
[0016]
The inkjet patterning apparatus of the present invention is an inkjet patterning apparatus that lands ink droplets ejected from an inkjet head on a substrate and performs patterning, wherein a stage for holding the substrate and a capping unit that caps the inkjet head The stage is formed so as to be movable in a first direction with respect to the inkjet head, and the inkjet head is capable of moving in a second direction orthogonal to the first direction. Wherein the capping unit is provided at a predetermined position in the second direction.
[0017]
The inkjet patterning method of the present invention includes an inkjet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in the moving direction of the inkjet head, and the inkjet patterning method is performed by landing ink ejected from the inkjet head on a substrate. Moving the inkjet head to a position where the cleaning unit is formed, and performing a cleaning step of cleaning the inkjet head, and moving the inkjet head to a position where the substrate is disposed. And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets.
[0018]
The inkjet patterning method of the present invention includes an inkjet head and a capping unit formed at a predetermined position in the moving direction of the inkjet head, and the inkjet patterning is performed by landing ink ejected from the inkjet head on a substrate. Moving the inkjet head to a position where the capping unit is formed, a capping step of performing capping of the inkjet head, and moving the inkjet head to a position where the substrate is disposed. And an ink discharging step of discharging a predetermined amount of ink droplets.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a part of a preferred embodiment of the filter manufacturing apparatus of the present invention, and FIG. 2 shows a simplified part of the filter manufacturing apparatus of FIG.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the first coloring unit 210, the second coloring unit 220, and the third coloring unit 230 of the filter manufacturing apparatus 10 have substantially the same structure, and It has a first moving means 14, a second moving means 16, an electronic balance (weight measuring means) 18, an inkjet head 20, a capping unit 22, a cleaning unit (cleaning means) 24, a controller 26 and the like.
[0022]
The base (also referred to as a gantry) 12 includes a safety cover 28 that houses the above-described first moving means 14, second moving means 16, electronic balance 18, capping unit 22, cleaning unit 24, and the like. The door of a predetermined portion of the safety cover 28 can be opened.
[0023]
The controller 26 includes a monitor 30, a keyboard 32, a computer 34, and the like.
[0024]
On the base 12, a first moving means 14, an electronic balance 18, a capping unit 22, a cleaning unit 24, and a second moving means 16 are set. A robot 74 and a substrate accommodation unit 70 are arranged around the base 12.
[0025]
The first moving means 14 is preferably set directly on the base 12, and the first moving means 14 is positioned along the Y-axis direction.
[0026]
On the other hand, the second moving means 16 is mounted upright on the base 12 using the columns 16A, 16A, and the second moving means 16 is mounted on the rear portion 12A of the base 12. The X-axis direction of the second moving unit 16 is a direction orthogonal to the Y-axis direction of the first moving unit 14. The Y axis is an axis along the direction of the front part 12B and the rear part 12A of the base 12. On the other hand, the X-axis is an axis along the left-right direction of the base 12, and each is horizontal.
[0027]
First, the first moving means 14 and the second moving means 16 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.
[0028]
FIG. 3 shows the first moving unit 14, the second moving unit 16, the inkjet head 20, and the like. As described above, the columns 16A, 16A of the second moving means 16 are located on the rear portion 12A side of the base 12.
[0029]
The first moving unit 14 in FIG. 3 has a guide rail 40, and the first moving unit 14 can employ, for example, a linear motor. The slider 42 of the first moving means 14 of the linear motor type can be positioned by moving in the Y-axis direction along the guide rail 40.
[0030]
The slider 42 includes a motor 44 for the θ axis. The motor 44 is, for example, a direct drive motor, and the rotor of the motor 44 is fixed to a table 46. Thus, when the motor 44 is energized, the rotor and the table 46 can rotate along the θ direction to index the rotation of the table 46.
[0031]
The table 46 of FIG. 3 positions and holds the substrate 48. The table 46 has a suction holding unit 50, and by operating the suction holding unit 50, the substrate 48 can be sucked and held on the table 46 through the hole 46 </ b> A of the table 46. The substrate 48 can be accurately positioned on the table 46 by the positioning pins 46B of the table 46.
[0032]
The table 46 has a discard area 52 for the ink jet head 20 to discard or test eject ink. The discard area 52 is provided on the rear end side of the table 46 in parallel with the X-axis direction.
[0033]
Next, the second moving means 16 in FIG. 3 has a column 16B fixed to the columns 16A, 16A, and the column 16B has a second moving means 16 of a linear motor type. The slider 60 can be positioned by moving in the X-axis direction along the guide rail 62A, and the slider 60 includes the inkjet head 20 as an ink discharge unit.
[0034]
The ink jet head 20 has motors 62, 64, 66, 68 as swing positioning means. By operating the motor 62, the ink jet head 20 can be moved up and down along the Z axis to be positioned. The Z axis is a direction (vertical direction) orthogonal to the X axis and the Y axis.
[0035]
When the motor 64 is actuated, the ink jet head 20 can swing and position along the β direction. When the motor 66 is operated, the ink-jet head 20 can be positioned by swinging in the γ direction. When the motor 68 is operated, the ink-jet head 20 can be positioned by swinging in the α direction.
[0036]
As described above, the ink jet head 20 shown in FIG. 3 can be positioned by linearly moving in the Z-axis direction and can be positioned by swinging along α, β, and γ in the slider 60. The position or orientation of the ejection surface 20P can be accurately controlled with respect to the substrate 48 on the table 46 side.
[0037]
Next, with reference to the plan views of FIGS. 2 and 4, a substrate loading / unloading operation (load and load) operation between the substrate mounting / dismounting operation position P of the first moving unit 14 and the substrate accommodating unit 72 accommodating the substrate. Will be described.
[0038]
The loading and loading of the substrate is performed by a robot 74 as a substrate supply / discharge unit. This robot 74 is located, for example, in front of the base 12 and in front of the substrate housing means 70, as shown in FIGS.
[0039]
The substrate accommodating means 70 accommodates a plurality of substrates 48, for example, as shown in FIG. 2, and the substrate 48 is exchanged between the substrate attaching / detaching operation position P of the first moving means 14 and the substrate accommodating means 70. ing.
[0040]
The substrate attaching / detaching operation position P is located ahead of the second moving means 16 with respect to the base, and the attaching / detaching operation of the substrate 48 at the substrate attaching / detaching operation position P is not hindered by the presence of the second moving means 16 and the ink jet head. In addition, the robot 74 can perform the operation freely and efficiently. That is, the second moving unit 16 and the inkjet head 20 are located above the first moving unit 14, and more preferably, the second moving unit 16 is located at the rear portion 12A of the base 12, and This is because the substrate mounting / dismounting operation position P is near the table 46 of the first moving means 14, and is more preferably located at the front portion 12B of the base 12.
[0041]
In this manner, the substrate attaching / detaching operation position P and the second moving unit 16 can be separated from each other.
[0042]
The structure of the robot 74 includes, for example, as shown in FIG. 2, a base 74A, a central shaft portion CL, a first arm 74B, a second arm 74C, and the second arm 74C has, for example, a vacuum suction pad 74D. ing. The substrate 48 is sucked by the vacuum suction pad 74D of the robot 74, the first arm 74B and the second arm 74C are rotated along the center axis CL, and the center axis CL is moved up and down in the Z-axis direction. Thus, the exchange of the substrate 48 between the substrate accommodating means 70 and the substrate attaching / detaching operation position P can be smoothly, efficiently, and easily performed.
[0043]
FIG. 5 shows the first coloring means 210, the second coloring means 220, the third coloring means 230, the control means 2000, and the like shown in FIGS.
[0044]
In FIG. 5, the first coloring means 210, the second coloring means 220, and the third coloring means 230, which have already been described, are arranged in order from left to right, with drying means 1000, 1001, and 1002 interposed therebetween. Is arranged.
[0045]
The substrate accommodation unit 70 and the robot 74 are arranged near the first coloring unit 210, the robot 74 is arranged near the second coloring unit 220, and the robot 74 is arranged near the third coloring unit 230. I have.
[0046]
Another substrate accommodating means 70 is arranged near the drying means 1002.
[0047]
The three first coloring means to the third coloring means 210, 220, and 230 can control ink and other management by the control means 2000.
[0048]
The control panel 80 of the first coloring means 210 is connected to the computer 34, and the computer 34 is connected to the ink management controller 98. Similarly, the control panel 80 of the second coloring unit 220 monitors the computer 34 and is connected to the ink management controller 98, and the control panel 80 of the third coloring unit 230 monitors the computer 34 and connects to the ink management controller 98. Have been.
[0049]
The robot 74 of the first coloring means 210 moves the substrate 48 for the color filter to be manufactured from the substrate accommodating means 70 to the substrate attaching / detaching work position P side of the first coloring means 210, and performs the first coloring. The means 210 can eject a red ink droplet onto the substrate 48 and land it. The substrate 74 on which the red ink droplets have landed is moved by the robot 74 to the drying unit 1000 and dried by the drying unit 1000.
[0050]
The robot 74 of the second coloring unit 220 transports the substrate 48 placed on the drying unit 1000 to the substrate attaching / detaching operation position P of the substrate 48 of the second coloring unit 220, and the second coloring unit 220 removes the green ink droplet. The liquid is discharged and landed on the substrate 48. Thereafter, the robot 74 transfers the substrate 48 from the second coloring means 220 to the drying means 1001.
[0051]
Next, the robot 74 moves the substrate 48 onto the drying unit 1001 to a substrate attaching / detaching operation position P of the substrate 48 of the third coloring unit 230. The third coloring means 230 discharges blue ink droplets onto the substrate 48 to land them.
[0052]
As a result, red, green, and blue inks are sequentially formed on the substrate 48, thereby forming a color filter. Then, the robot 74 transfers the substrate 48 from the third coloring unit 230 to the drying unit 1002. The dried substrate 48 on the drying unit 1002 is stored in the substrate storage unit 70 by another robot 74.
[0053]
In this manner, the drying units 1000, 1001, and 1002 dry the red, green, and blue ink droplets colored by the first coloring unit 210, the second coloring unit 220, and the third coloring unit 230, respectively. By performing such a drying process during the movement of the substrate 48, the production efficiency of the color filter can be increased, and inconvenience such as scattering of ink in the color filter can be avoided.
[0054]
FIG. 6 shows a more detailed example of the internal structure of the control means 2000 of FIG. 5, and FIG. 6 shows the first coloring means 210 or the second coloring means 220 or the third coloring means 230 separately. It is a system provided in. The individual systems of the control means 2000 of FIG. 6 can be assembled so as to be applicable to the first coloring means 210, the second coloring means 220, and the third coloring means 230 as shown in FIG.
[0055]
6 and 7, the computer 34 is connected to a control panel 80 on the base 12 side. The control panel 80 is arranged in the base 12, and the first moving means 14 (linear motor), the second moving means 16 (linear motor), and the θ-axis motor 44 are connected to the control panel 80. Have been. Further, motors 62, 64, 66, 68 shown in FIG. 3 related to the ink jet head 20 are connected to the control panel 80. The first moving means 14 and the θ-axis motor 44 operate in response to a command from the control panel 80 to move the table 46 on which the substrate 48 for manufacturing a color filter is mounted in the Y-axis direction and index in the θ-direction. .
[0056]
The four motors 62, 64, 66, 68 of the second moving means 16 operate according to a command from the control panel 80 to control the attitude of the inkjet head 20 with respect to the substrate 48 on the table 46. I have.
[0057]
The operation of the robot 74 as the substrate supply / discharge means shown in FIG. 4 can be controlled by a command from the computer 34 as shown in FIG. 6, for example.
[0058]
Next, an example of the structure of the inkjet head 20 will be described with reference to FIGS.
[0059]
The inkjet head 20 is, for example, a head using a piezo element (piezoelectric element). As shown in FIG. 8A, a plurality of nozzles 91 are formed on an ink ejection surface 20P of the main body 90. A piezo element 92 is provided for each of the nozzles 91.
[0060]
As shown in FIG. 8B, the piezo elements 92 are arranged corresponding to the nozzles 91 and the ink chambers 93. Then, by applying an applied voltage Vh to the piezo element 92 as shown in FIG. 8C, the piezo element 92 is pointed by an arrow as shown in FIGS. 8D, 8F and 8E. By expanding and contracting in the Q direction, the ink is pressurized and a predetermined amount of ink droplet 99 is ejected from the nozzle 91.
[0061]
The ink jet head 20 in FIG. 6 is connected to an ink supply unit 97, and ink is supplied from the ink supply unit 97 to the ink chamber 93 in FIG. A thermometer 96 and a viscometer 95 are connected to the ink supply unit 97. The thermometer 96 and the viscometer 95 measure the temperature and viscosity of the ink contained in the ink supply unit 97, and supply them to the ink management controller 98 as feedback signals S1 and S2 of the state of the ink.
[0062]
The ink management controller 98 gives the temperature and viscosity of the ink to the computer 34 as control information based on the feedback signals S1 and S2 of the ink state. The computer 34 sends a piezo element drive signal S3 to the piezo element drive circuit 101 through the control panel 80. The piezo element drive circuit 101 supplies the piezo element 92 of FIG. 8 with an applied voltage Vh corresponding to the temperature and viscosity of the ink at that time based on the piezo element drive signal S3 to thereby control the temperature and viscosity of the ink. , A predetermined amount of ink droplet 99 can be ejected.
[0063]
Next, an example of manufacturing a color filter by supplying ink to a substrate will be described with reference to FIGS.
[0064]
The substrate 48 shown in FIG. 9 is a transparent substrate that has high mechanical transparency and high light transmittance. As the substrate 48, for example, a transparent glass substrate, acrylic glass, a plastic substrate, a plastic film, and a surface-treated product thereof can be used.
[0065]
For example, as shown in FIG. 10, a plurality of color filter regions 105 are formed in a matrix on a rectangular substrate 48 from the viewpoint of increasing productivity. These color filter regions 105 can be used as color filters suitable for a liquid crystal display device by cutting the glass 48 later.
[0066]
In the color filter area 105, for example, as shown in FIG. 10, R ink, G ink and B ink are formed and arranged in a predetermined pattern. As the formation pattern, as shown in FIG. 8, there are a mosaic type, a delta type, a square type, and the like, in addition to a conventionally known stripe type.
[0067]
FIG. 9 shows an example of a process for forming the color filter region 105 of FIG.
[0068]
In FIG. 9A, a black matrix 110 is formed on one surface of a transparent substrate 48. A resin having no light transmission property (preferably black) is applied to a predetermined thickness (for example, about 2 μm) on a substrate 48 serving as a base of the color filter by a method such as spin coating, and then subjected to photolithography. The black matrix 110 is provided in the form of a matrix by the method described above. The smallest display element surrounded by the lattice of the black matrix 110 is called a filter element, and is, for example, a window having a width of about 30 μm in the X-axis direction and a length of about 100 μm in the Y-axis direction.
[0069]
After the formation of the black matrix 110, the resin on the substrate 48 is baked by, for example, applying heat with a heater.
[0070]
As shown in FIG. 9B, the ink droplet 99 lands on the filter element 112. The amount of the ink droplet 99 is a sufficient amount in consideration of a decrease in the volume of the ink in the heating step.
[0071]
In the heating step of FIG. 9C, when all the filter elements 112 on the color filter are filled with the ink droplets 99, a heating process is performed using a heater. The substrate 48 is heated to a predetermined temperature (for example, about 70 ° C.). As the solvent in the ink evaporates, the volume of the ink decreases. In the case where the volume decrease is remarkable, the ink discharging step and the heating step are repeated until a sufficient ink film thickness as a color filter is obtained. By this processing, the solvent of the ink evaporates, and finally, only the solid content of the ink remains to form a film.
[0072]
In the protective film forming step of FIG. 9D, heating is performed at a predetermined temperature for a predetermined time in order to completely dry the ink droplet 99. When the drying is completed, a protective film 120 is formed to protect the substrate 48 of the color filter on which the ink film is formed and to flatten the filter surface. For forming the protective film 120, for example, a method such as a spin coating method, a roll coating method, and a ripping method can be adopted.
[0073]
In the transparent electrode forming step of FIG. 9E, the transparent electrode 130 is formed over the entire surface of the protective film 120 by using a recipe such as a sputtering method or a vacuum suction method.
[0074]
In the patterning step of FIG. 9F, the transparent electrode 130 is further patterned into a pixel electrode corresponding to the opening of the filter element 112.
[0075]
This patterning is unnecessary when a TFT (Thin Film Transistor) or the like is used for driving the liquid crystal display panel.
[0076]
Next, returning to FIG. 2, the electronic balance 18, the cleaning unit 24, the capping unit 22, and the alignment camera 23 will be briefly described.
[0077]
The electronic balance 18 measures, for example, the weight of one ink droplet 99 (see FIG. 8) ejected from the nozzle of the inkjet head 20, and for example, 2,000 ink droplets from the nozzle 91 of the inkjet head 20. Drop 99 is received. The electronic balance 18 can accurately measure the weight of one ink drop 99 by dividing the weight of the 2000 ink drops 99 by the number of 2000. Based on the measured amount of the ink droplet 99, the amount of the ink droplet 99 ejected from the inkjet head 20 is optimally controlled.
[0078]
The cleaning unit 24 can clean the nozzles 91 and the like of the inkjet head 20 shown in FIG. The capping unit 22 covers the ink ejection surface 20P of the ink-jet head 20 in FIG. 3 during standby without manufacturing a filter in order to prevent the ink ejection surface 20P from drying.
[0079]
The inkjet head 20 can be selectively positioned above the electronic balance 18, the cleaning unit 24 or the capping unit 22 by moving the inkjet head 20 in the X-axis direction by the second moving means 16. That is, even during the filter manufacturing operation, the weight of the ink droplet can be measured by moving the inkjet head 20 to, for example, the electronic balance 18 side. If the inkjet head 20 is moved onto the cleaning unit 24, the inkjet head 20 can be cleaned. If the inkjet head 20 is moved above the capping unit 22, a cap is attached to the ink ejection surface 20P of the inkjet head 20 to prevent drying.
[0080]
The alignment camera 23 detects the position of the substrate 48 by detecting an alignment mark formed on the substrate 48 in advance.
[0081]
Next, an operation example of the illustrated filter manufacturing apparatus will be described with reference to FIG.
[0082]
In step ST1 of FIG. 11, the vacuum suction pad 74D of the robot 74 of FIG. That is, the substrate 48 is supplied onto the table 46 of the first moving unit 14. The board 48 is positioned with respect to the table 46 by being abutted against the positioning pins 46B of FIG. In addition, the motor 44 is operated to set the end faces of the substrate 48 so as to be parallel to the Y-axis direction. The above is the positioning of the substrate and the alignment of the substrate in steps ST2 and ST3 in FIG.
[0083]
Then, the computer 34 calculates the start position of the operation of discharging ink in step ST4 in FIG. 8 based on information from the alignment camera 23 and information from the observation camera 27 in FIG.
[0084]
On the other hand, in step ST5 of FIG. 11, the inkjet head 20 moves along the X-axis direction and is positioned above the electronic balance 18. Then, as shown in steps ST6, ST7, and ST8 in FIG. 11, the parameters are loaded, the designated nozzle is selected, and the counter of the electronic balance 18 is cleared. Then, in step ST9, the designated number of drops (the number of designated ink drops) is ejected. Thus, the electronic balance 18 of FIG. 2 measures the weight of, for example, 2,000 ink drops, and calculates the weight per ink drop.
[0085]
In step ST20 of FIG. 11, it is determined whether or not the weight per ink drop falls within a predetermined appropriate range. If the weight is appropriate, the process proceeds to step ST12.
[0086]
When such weight calculation of one ink droplet is completed for all nozzles of the inkjet head 20 to be measured through steps ST10, ST11, and ST12 in FIG. 11, at step ST13 in FIG. Is moved along the X-axis direction, the substrate 48 is appropriately moved and positioned in the Y-axis direction by the first moving means 14, and the inkjet head 20 is moved by the second moving means 16. It is moved and positioned appropriately in the axial direction.
[0087]
On the other hand, if it is determined in step ST20 that the weight per ink droplet is not within the predetermined appropriate range, the process proceeds to step ST21, where it is determined whether the weight of the ink droplet is within the correctable range.
[0088]
The computer 34 shown in FIG. 7, for example, determines such an appropriate range of the weight of the ink droplet and whether or not the weight can be corrected.
[0089]
In step ST22, the computer 34 of FIG. 6 determines the state of the ink based on the signal from the ink management controller 12 obtained based on the feedback signals S1 and S2 of the state of the ink. By transmitting separate control signals to any or all of the control panels 80 of the coloring means 210 to 230, the control panel 80 to which the control signals have been transmitted transmits the piezo element drive signal S3 shown in FIG. It is supplied to the drive circuit 101. As a result, the piezo element driving circuit 101 supplies a predetermined applied voltage corresponding to the feedback signals S1 and S2 of the state of the inkjet head 20 to the piezo element 92 of the inkjet head 20 shown in FIG. That is, as shown in step ST22 of FIG. 11, the drive waveform of the piezoelectric element, which is a piezoelectric element, is adjusted. FIG. 12 and FIG. 13 show examples of adjustment of an applied voltage which is a driving waveform of a piezoelectric element which is a piezoelectric element.
[0090]
As shown in FIG. 13A, for example, by changing the voltage of the applied voltage, the amount of distortion of the piezoelectric element, which is a piezoelectric element, can be controlled. Alternatively, by changing the frequency of the applied voltage as shown in FIG. 13B, the strain rate of the piezoelectric element, which is a piezoelectric element, is controlled to balance the load with the viscosity of the ink.
[0091]
FIG. 12 shows an example of the applied voltage Vh supplied to the piezo element from the piezo element drive circuit 101 in FIG. 6, and the case where the ink ejection amount is small with respect to the initial setting drive waveform I of the applied voltage Vh. Increases the applied voltage value like the drive waveform I1 for that purpose. On the other hand, when the ink ejection amount is large, a drive waveform I2 having a smaller voltage value than the initially set drive waveform I is supplied. In this case, the waveform times t are the same. The example of FIG. 12 is a case where the voltage of the applied voltage Vh is changed as shown in FIG. 13A, and the distortion amount of the piezoelectric element is controlled.
[0092]
Next, in steps ST14 and ST15 of FIG. 11, a plurality of color filter regions 105 are formed on the substrate, for example, in a stripe pattern as shown in FIG.
[0093]
The ink jet head 20 of the first coloring means 210, the second coloring means 220, and the third coloring means 230 of the filter manufacturing apparatus 10 of FIGS. 1 to 3 is preferably R (red), G (green), B (blue). One of the colors is ejected.
[0094]
As shown in FIG. 5, the first coloring means 210 independently colors the substrate 48 with red ink, and the second coloring means 220 colors green ink with respect to the substrate 48. 230 colors the substrate 48 with blue ink. That is, when the substrate 48 passes through the first coloring unit, the second coloring unit, the third coloring unit, 210, 220, and 230 in order, the substrate 48 is colored with red ink first, Then the green ink can be colored and finally the blue ink can be colored to create a color filter area. During the movement of the substrate 48, the substrate 48 passes through the drying means 1000, 1001, and 1002, so that the colored ink can be dried on the spot. Therefore, the production efficiency of the color filter can be increased while drying, and there is no problem that the colored ink is transferred to another portion and colored when it is not dried.
[0095]
In addition, as shown in FIGS. 11 to 13, in the state of each of the red ink droplet, the green ink droplet, and the blue ink droplet, the control unit that supplies the applied voltage separately controls the ink droplets. An applied voltage can be supplied to the driving elements of the inkjet heads 20 of the first coloring unit, the second coloring unit, and the third coloring unit according to the state of the droplet. For this reason, the respective ink droplets are made to be in an optimum state, and the first to third coloring units are formed so that the ink amounts of the respective colors are correct and land on the substrate 48 efficiently. Can go.
[0096]
Then, when manufacturing a color filter while appropriately monitoring the weight of one ink drop of each color ink, by changing the value of the applied voltage, that is, changing the voltage value, or changing the frequency, during the manufacture of the color filter. A state in which an appropriate amount of ink can be output can be maintained.
[0097]
Since the inkjet head 20 can be moved and positioned independently in the X-axis direction by the second moving means 16, the inkjet head 20 can be cleaned and maintained by the cleaning unit 24 shown in FIG. In addition, the operation of attaching the color balance and measuring the weight of the ink droplets with the electronic balance 18 can be appropriately performed during the color filter forming operation. That is, the inkjet head 20 can be independently sent in the X-axis direction above the cleaning unit 24, the capping unit 22, or the electronic balance 18 side. Thus, maintenance of the ink jet head 20, measurement of the weight of ink droplets, and the like can be easily, smoothly, and efficiently performed without stopping the operation of manufacturing the color filter.
[0098]
Further, since the substrate attaching / detaching operation position P is located on the front side of the inkjet head 20 and the second moving unit 16 and the second moving unit 16 is located above and separated from the first moving unit 14, the attaching / detaching of the substrate 48 is performed. The work can be easily performed without being disturbed by the second moving means 16 and the inkjet head 20. Therefore, the replacement of the substrate 48 can be performed smoothly, easily, and efficiently without being restricted by the position of the inkjet head 20 or the like.
[0099]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the claims.
[0100]
The filter manufacturing apparatus of the present invention is not limited to manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, for example, and can be applied to, for example, an EL (electroluminescence) display element. An EL display element has a configuration in which a thin film containing a fluorescent inorganic or organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the thin film and recombined to form excitons. (Exciton), and emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated. Of the fluorescent materials used in such EL display elements, a material that emits red, green, and blue luminescent colors is inkjet-patterned onto an element substrate such as a TFT using the manufacturing apparatus of the present invention, so that self-luminous full-color light is emitted. An EL display element can be manufactured. The range of the filter in the present invention includes the substrate of such an EL display element.
[0101]
The filter manufacturing apparatus of the present invention includes a step of performing a surface treatment such as plasma, UV treatment, and coupling on the surface of a resin resist, a pixel electrode, and a lower layer so that an EL material is easily attached. There may be.
[0102]
The EL display element manufactured using the color filter manufacturing apparatus of the present invention can be applied to a low-information field such as a segment display and a simultaneous image emission still image display, for example, a picture, a character, and a label, or a dot, line, or line. It can also be used as a light source having a planar shape. Further, by using an active element such as a TFT for driving, such as a passively driven display element, a full-color display element having high luminance and excellent responsiveness can be obtained.
[0103]
Furthermore, if a metal material or an insulating material is provided to the inkjet patterning technology of the present apparatus, direct fine patterning of a metal wiring, an insulating film, and the like can be performed, and the device can be applied to the production of a novel high-performance device.
[0104]
The ink jet head 20 of the illustrated filter manufacturing apparatus has a R.D. G. FIG. B can discharge one type of ink, but it is of course possible to discharge two or three types of ink at the same time.
[0105]
Further, the first moving means 14 and the second moving means 16 of the filter manufacturing apparatus 10 use linear motors, but the present invention is not limited to this, and other types of motors and actuators can be used.
[0106]
In the embodiment of the present invention, the first coloring means, the second coloring means, and the third coloring means are arranged in this order in FIG. 5, and ink is ejected onto the substrate 48 in the order of red, green, and blue. However, the order is not limited to this, and the order can be changed.
[0107]
In the embodiment of the present invention, in this color filter manufacturing apparatus using an ink jet head, when discharging the ink droplets from the ink jet head, before discharging the ink droplets from the ink jet head, or during the discharging operation In the above, the weight measurement of the ejection amount of the ink droplet is performed by the weight measuring means. This makes it possible to control the ejection amount of the ink droplet from the weight of the ink droplet so that the variation in the ejection amount of the ink droplet, that is, the variation in the amount of applied ink is reduced, and to obtain a good quality color filter with less color unevenness. Can be. There is no need to measure the state of ink droplets by performing conventional image processing, measure ink density by measuring transmittance or reflection, or measure the flight shape of ink droplets by laser light. In the embodiment of the present invention, the ejection amount (weight) of the ink droplet can be managed at all times or when necessary only by measuring the weight of the ink droplet.
[0108]
In the embodiment of the present invention, the weight of the ink droplet is measured by the electronic balance. However, the present invention is not limited to this, and the weight can be measured by a method other than the electronic balance. When measuring the weight of an ink drop, for example, the number of ink drops received by an electronic balance may be measured by receiving 1 to 10000 drops in a tray of the balance and dividing the number by the number of ink drops. I do not care. In addition, the weight measurement of ink droplets can be performed in a single nozzle unit of an inkjet head, a normal nozzle unit, or an inkjet head unit of each of red, green, and blue.
[0109]
In addition, the weight measurement may be performed when manufacturing one color filter, for one substrate on which one color filter is assembled, or even when the inkjet head scans once. be able to.
[0110]
The shape of the tray of the electronic balance may be, for example, circular or square. In addition, if the weight can be accurately measured by the electronic balance, the size of the pan having a width corresponding to the width of the color filter may be set.
[0111]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, before or during the operation of ejecting ink to the substrate of the filter, the amount of ink ejected from the inkjet head is weighed to manage the weight of ink droplets from the inkjet head. be able to. This stabilizes ink ejection, reduces variations in the amount of applied ink, and as a result, provides a high-quality filter with less color unevenness.
[0112]
In the filter manufacturing apparatus according to the second aspect of the present invention, the driving element is a piezo element, and the control means controls the distortion speed of the driving element by changing the frequency of the pulsed applied voltage. Accordingly, if the control means controls the distortion speed of the drive element by changing the frequency of the pulsed applied voltage based on the weight of the ink droplet, it is possible to eject an appropriate amount of the ink droplet.
[0113]
In the filter manufacturing apparatus according to the third aspect of the invention, the driving element is a piezo element, and the control means controls the amount of distortion of the driving element by changing the voltage of the pulsed applied voltage. Thus, the control unit can control the amount of distortion of the driving element by changing the magnitude of the pulsed applied voltage based on the weight of the ink droplet, and can discharge an appropriate amount of the ink droplet. .
[0114]
According to the fourth aspect of the present invention, the weight measuring unit determines a plurality of ink droplets from the ink jet head, and calculates the weight of one ink droplet by dividing the weight of the plurality of ink droplets by the number of ink droplets. It has become. Thus, the weight of one ink droplet can be accurately measured.
[0115]
In the filter manufacturing apparatus according to the fifth aspect, the weight measuring means calculates the weight of each of red, green, and blue ink droplets ejected from the inkjet head to the substrate when manufacturing the color filter. Thereby, when manufacturing a color filter, the weight of one ink droplet of red, green, and blue can be calculated separately.
[0116]
The invention according to claim 6 manages the weight of the ink droplets from the ink jet head by measuring the weight of the ink discharged from the ink jet head before or during the operation of discharging the ink to the substrate of the filter. be able to. This stabilizes ink ejection, reduces variations in the amount of applied ink, and as a result, provides a high-quality filter with less color unevenness.
[0117]
In the filter manufacturing apparatus according to the seventh aspect of the invention, the driving element is a piezo element, and the control means controls the distortion speed of the driving element by changing the frequency of the pulsed applied voltage. Accordingly, if the control unit controls the distortion speed of the driving element by changing the frequency of the pulsed applied voltage based on the weight of the ink droplet, it is possible to eject an appropriate amount of the ink droplet.
[0118]
In the filter manufacturing apparatus according to the present invention, the driving element is a piezo element, and the control means controls the amount of distortion of the driving element by changing the voltage of the pulsed applied voltage. Thus, the control unit can control the amount of distortion of the driving element by changing the magnitude of the pulsed applied voltage based on the weight of the ink droplet, and can discharge an appropriate amount of the ink droplet. .
[0119]
According to the ninth aspect of the invention, the weight measuring unit determines a plurality of ink droplets from the inkjet head, and divides the weight of the plurality of ink droplets by the number of ink droplets to calculate the weight of one ink droplet. It has become. Thus, the weight of one ink droplet can be accurately measured.
[0120]
In the filter manufacturing apparatus according to the tenth aspect, the weight measuring means calculates the weight of one red, green, and blue ink droplet ejected from the inkjet head to the substrate when manufacturing the color filter. Thereby, when manufacturing a color filter, the weight of one ink droplet of red, green, and blue can be calculated separately.
[0121]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing in detail a preferred embodiment of a filter manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the filter manufacturing apparatus of FIG. 1 more clearly.
FIG. 3 is a perspective view showing a first moving unit and a second moving unit, an inkjet head, a substrate, and the like of the filter manufacturing apparatus of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view showing a first moving unit, a second moving unit, a robot, a substrate housing unit, and the like.
FIG. 5 is a plan view showing an overall configuration diagram of a filter manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a computer, a control panel, various control objects, and the like.
FIG. 7 is a block diagram showing each element in the control means.
FIG. 8 is a diagram illustrating a structure of an inkjet head.
FIG. 9 illustrates an example of manufacturing a color filter using a substrate.
FIG. 10 is a diagram showing a substrate and a part of a color filter region on the substrate.
FIG. 11 is a diagram showing an operation example of the filter manufacturing apparatus.
FIG. 12 is a diagram showing an example in which control is performed by changing a voltage value of an applied voltage applied to a piezo element.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a change in applied voltage and a change in frequency.
[Explanation of symbols]
14 first moving means
16 Second moving means
18 · · · electronic balance (weight measurement means)
20 ・ ・ ・ Inkjet head
46 ... Table
48 ... substrate
74 ... Robot (substrate supply / discharge means)
210: first coloring means
220 ... second coloring means
230: third coloring means
1000, 1001, 1002 ... drying means
2000 Control means

Claims (10)

基板に対してインクを着弾させることによりフィルターを製造するフィルター製造装置において、
前記基板を保持するためのステージと、
前記基板に対してインク滴を吐き出すインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニングユニットと、
を具備し、
前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、
前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、
前記クリーニングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするフィルター製造装置。In a filter manufacturing apparatus that manufactures a filter by landing ink on a substrate,
A stage for holding the substrate,
An inkjet head that ejects ink droplets onto the substrate,
A cleaning unit for cleaning the inkjet head,
With
The stage is formed to be movable in a first direction with respect to the inkjet head,
The inkjet head is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction,
The filter manufacturing apparatus, wherein the cleaning unit is provided at a predetermined position in the second direction. 基板に対してインクを着弾させることによりフィルターを製造するフィルター製造装置において、
前記基板を保持するためのステージと、
前記基板に対してインク滴を吐き出すインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの乾燥を防止するキャッピングユニットと、
を具備し、
前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、
前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、
前記キャッピングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするフィルター製造装置。In a filter manufacturing apparatus that manufactures a filter by landing ink on a substrate,
A stage for holding the substrate,
An inkjet head that ejects ink droplets onto the substrate,
A capping unit for preventing the inkjet head from drying,
With
The stage is formed to be movable in a first direction with respect to the inkjet head,
The inkjet head is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction,
The said capping unit is provided in the predetermined position of the said 2nd direction, The filter manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned. インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりフィルターを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするフィルター製造方法。A method for manufacturing a filter, comprising: an inkjet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in a moving direction of the inkjet head, wherein ink ejected from the inkjet head lands on a substrate,
A cleaning step of moving the inkjet head to a position where the cleaning unit is formed, and cleaning the inkjet head;
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
A method for producing a filter, comprising: インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりフィルターを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするフィルター製造方法。A method for producing a filter, comprising: an inkjet head and a capping unit formed at a predetermined position in a moving direction of the inkjet head, wherein ink ejected from the inkjet head lands on a substrate,
A capping step of moving the inkjet head to a position where the capping unit is formed, and performing capping of the inkjet head,
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
A method for producing a filter, comprising: インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることにより製造されるフィルターを備えた表示装置の製造方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするフィルターを備えた表示装置の製造方法。A display device having an inkjet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in the moving direction of the inkjet head, and including a filter manufactured by landing ink ejected from the inkjet head on a substrate. A manufacturing method,
A cleaning step of moving the inkjet head to a position where the cleaning unit is formed, and cleaning the inkjet head;
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
A method for manufacturing a display device provided with a filter, comprising: インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることにより製造されるフィルターを備えた表示装置の製造方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするフィルターを備えた表示装置の製造方法。A display device having an inkjet head and a capping unit formed at a predetermined position in the moving direction of the inkjet head, and a filter including a filter manufactured by landing ink ejected from the inkjet head on a substrate. A manufacturing method,
A capping step of moving the inkjet head to a position where the capping unit is formed, and performing capping of the inkjet head,
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
A method for manufacturing a display device provided with a filter, comprising: インクジェットヘッドから吐出されるインク滴を基板に着弾させ、パターニングを行うインクジェットパターニング装置において、
前記基板を保持するためのステージと、
前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニングユニットと、
を具備し、
前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、
前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、
前記クリーニングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするインクジェットパターニング装置。In an ink-jet patterning apparatus that lands ink droplets ejected from an ink-jet head on a substrate and performs patterning,
A stage for holding the substrate,
A cleaning unit for cleaning the inkjet head,
With
The stage is formed to be movable in a first direction with respect to the inkjet head,
The inkjet head is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction,
The inkjet patterning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning unit is provided at a predetermined position in the second direction. インクジェットヘッドから吐出されるインク滴を基板に着弾させ、パターニングを行うインクジェットパターニング装置において、
前記基板を保持するためのステージと、
前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピングユニットと、
を具備し、
前記ステージは前記インクジェットヘッドに対して第１の方向に移動できるように形成されてなり、
前記インクジェットヘッドは前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動できるように形成されてなり、
前記キャッピングユニットは前記第２の方向の所定の位置に備えられていることを特徴とするインクジェットパターニング装置。In an ink-jet patterning apparatus that lands ink droplets ejected from an ink-jet head on a substrate and performs patterning,
A stage for holding the substrate,
A capping unit for capping the inkjet head,
With
The stage is formed to be movable in a first direction with respect to the inkjet head,
The inkjet head is formed so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction,
The inkjet patterning apparatus according to claim 1, wherein the capping unit is provided at a predetermined position in the second direction. インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるクリーニングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりインクジェットパターニングを行う方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記クリーニングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのクリーニングを行うクリーニング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするインクジェットパターニング方法。A method for performing inkjet patterning by causing an inkjet head and a cleaning unit formed at a predetermined position in a moving direction of the inkjet head to land ink ejected from the inkjet head on a substrate,
A cleaning step of moving the inkjet head to a position where the cleaning unit is formed, and cleaning the inkjet head;
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
An inkjet patterning method, comprising: インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッドの移動方向の所定の位置に形成されてなるキャッピングユニットとを有し、前記インクジェットヘッドから吐出されるインクを基板に着弾させることによりインクジェットパターニングを行う方法であって、
前記インクジェットヘッドを前記キャッピングユニットが形成されている位置へ移動させ、前記インクジェットヘッドのキャッピングを行うキャッピング工程と、
前記インクジェットヘッドを前記基板が配置されている位置へ移動させ、所定量のインク滴を吐出するインク吐出工程と、
を具備することを特徴とするインクジェットパターニング方法。A method for performing ink-jet patterning by causing an ink-jet head and a capping unit formed at a predetermined position in a moving direction of the ink-jet head to land ink ejected from the ink-jet head on a substrate,
A capping step of moving the inkjet head to a position where the capping unit is formed, and performing capping of the inkjet head,
An ink ejection step of moving the inkjet head to a position where the substrate is arranged, and ejecting a predetermined amount of ink droplets,
An inkjet patterning method, comprising:

Images