JP2005000753A

JP2005000753A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置の制御方法、カラーフィルター製造装置、カラーフィルター及びその製造方法、液晶装置、電子機器

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Publication number: JP2005000753A
Application number: JP2003165021A
Authority: JP
Inventors: Seigo Mizutani; 誠吾水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】インクの吐出不良検査を適宜実施することができ、かつ検査に用いたインク、ガラス基板を有効利用することのできる液滴吐出装置、液滴吐出装置の制御方法、カラーフィルター製造装置、カラーフィルター及びその製造方法、液晶装置、電子機器を提供する。
【解決手段】被処理基材上のパターン形成領域内に液状体を吐出して所望形状のパターンを形成する液滴吐出装置であって、被処理基材の流れ方向と交差する方向に配列された複数の液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドを修復するメンテナンスユニット８０と、被処理基材上に着弾した液滴の着弾位置を測定する検査部６４と、液滴吐出ヘッド、メンテナンスユニット８０および検査部６４を制御する制御部１００と、を備え、制御部１００がパターン形成領域上に所定個数の液滴を吐出させ、検査部６４によりその液滴の着弾位置を測定させて、液滴吐出検査を行うことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置の制御方法、カラーフィルター製造装置、カラーフィルター及びその製造方法、液晶装置、電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータディスプレイや大型テレビジョン等の電子機器の発達に伴い、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には、通常、表示画像をカラー化するためにカラーフィルターが用いられている。カラーフィルターには、例えばガラス基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定のパターンで吐出させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを吐出する方式としては、例えばインクジェット方式の液滴吐出装置が採用されている。
【０００３】
インクジェット方式の液滴吐出装置を採用した場合、インクジェットヘッドからガラス基板に対して所定量のインクを吐出して着弾させる。この場合、例えば直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能、および任意の回転軸を中心として回転可能とされたＸＹθステージにガラス基板を搭載し、インクジェットヘッドを固定したタイプの装置を用いることができる。このタイプの装置は、ＸＹθステージの駆動によりインクジェットヘッドに対してガラス基板を所定の位置に位置決めした後、ガラス基板をＸ方向、Ｙ方向に走査しながらインクジェットヘッドからインクを吐出することで、ガラス基板の所定の位置にインクを着弾させる構成となっている。
【０００４】
この種の液滴吐出装置を用いたカラーフィルター製造装置の例が、下記の特許文献１に開示されている。この文献に開示されたカラーフィルター製造装置は、インクジェットヘッドにより基板上にインクを吐出してカラーフィルターの各画素を着色することによりカラーフィルターを製造している。一枚の基板上に複数枚のカラーフィルターを形成する場合、各々のカラーフィルターの画素の着色の直前の異常検出パターン描画領域でインクジェットヘッドの吐出不良の検出を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１０１４１０号公報（第１０−１１頁、第１０図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の液滴吐出装置においては、ガラス基板の余白部分の異常検出パターン描画領域にインクを吐出してインクジェットヘッドからインクが正常に吐出されているか否かの検査を行っていた。この検査用のインクを着弾させる領域を確保するために、余白を大きめに設定する必要があった。余白を大きくすると、ガラス基板における製品として利用できる面積が減少してしまい、ガラス基板の利用効率を向上させることができないという問題があった。
【０００７】
また、検査用に吐出され余白部分に着弾したインクは、当然のことながら製品に利用されないので、検査用に吐出されたインクは利用されずに捨てられ、インクの利用効率が低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、１枚のガラス基板において吐出検査ができるのは、最初の余白部分の１回だけであった。そのため、ガラス基板に描画している最中にインク吐出不良が発生すると、次のガラス基板で吐出検査を行うまで吐出不良を検出することができなかった。つまり、１枚のガラス基板において、インク吐出不良が発生した以降の部分が製品として利用できなくなり、ガラス基板およびインクの利用効率が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、インクの吐出不良検査を適宜実施することができ、かつ検査に用いたインク、ガラス基板を有効利用することのできる液滴吐出装置、液滴吐出装置の制御方法、カラーフィルター製造装置、カラーフィルター及びその製造方法、液晶装置、電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液滴吐出装置は、被処理基材上のパターン形成領域内に液状体を吐出することにより所望形状のパターンを形成する液滴吐出装置であって、前記被処理基材の流れ方向と交差する方向に配列された複数の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを修復するメンテナンスユニットと、前記被処理基材上に着弾した液滴の着弾位置を測定する検査部と、前記液滴吐出ヘッド、前記メンテナンスユニットおよび前記検査部の動作を制御する制御部と、を備え、該制御部が、前記液滴吐出ヘッドから前記パターン形成領域上に所定個数の液滴を吐出させ、前記検査部によりその所定個数の液滴の着弾位置を測定させて、液滴吐出検査を行うことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、本発明の液滴吐出装置は、上記パターン形成領域上に所定個数の液滴を吐出させてその着弾位置を検査している。そのため検査に用いた液滴の液状体および被処理基材をそのまま製品として利用することができ、利用効率を向上させることができる。
また、上記パターン形成領域を液滴吐出検査領域として兼用しているため、従来のように余白の液滴吐出検査領域を広げることなく、広い面積を液滴吐出検査領域として使用することができる。そのため、より多く液滴吐出検査を行うことができる。
さらに、検査用に別途スペースを設ける必要がないため、被処理基材における製品として利用できる面積の割合を増やすことができ、利用効率を向上させることができる。
【００１２】
上記の構成を実現するために、より具体的には、パターン形成領域上の所定の位置に液滴が着弾していないとの情報が検査部から制御部に入力されると、制御部がメンテナンスユニットにより液滴吐出ヘッドを修復させることが望ましい。
この構成によれば、上記パターン形成領域上の所定の位置に液滴が着弾していないときには、液滴吐出ヘッドを修復し、パターン形成領域の描画を継続することができる。
つまり、それ以上製品に利用できない部分の増加を防ぐことができ、上記被処理基材の利用効率の低下を防ぐことができる。
【００１３】
上記の構成を実現するために、より具体的には、パターン形成領域上に液滴が着弾していないとの情報が検査部から制御部に入力されると、制御部が、メンテナンスユニットにより液滴吐出ヘッドを修復させた後に、液滴吐出ヘッドにより液滴が着弾していない所に向けて液滴を吐出させることが望ましい。
この構成によれば、上記パターン形成領域上に液滴が着弾していない所に、液滴を再び吐出させているので、液滴吐出検査の際に発生したパターン形成領域の欠陥が補修され製品に利用することができる。つまり、上記被処理基材の利用効率を向上させることができる。
【００１４】
上記の構成を実現するために、パターン形成領域の描画時に、制御部が液滴吐出ヘッドおよび検査部により、所定の頻度で液滴吐出検査を行ってもよい。
この構成によれば、液滴吐出検査を所定の頻度で行っているため、液滴吐出ヘッドからの吐出不良を、その発生から早い時点で発見することができる。そのため、吐出不良の状態で描画される部分の増加を防ぐことができる。つまり、上記被処理基材の利用効率の低下を防ぐことができる。
【００１５】
上記の構成を実現するために、より具体的には、各パターン形成領域の描画開始ごとに、制御部が液滴吐出ヘッドおよび検査部により、液滴吐出検査を行ってもよい。
この構成によれば、各パターン形成領域を描画する際に液滴吐出検査を行っているので、液滴吐出ヘッドが吐出不良を発生しても、次のパターン形成領域を描画する時にその吐出不良を検出することができる。そのため、パターン形状中に描画不良が含まれるのは、描画中に吐出不良が発生したパターン形成領域だけにとどめることができる。つまり、上記被処理基材の利用効率の低下を防ぐことができる。
また、液滴吐出検査頻度が低くなるので、パターン形成領域への描画が中断される頻度が低くなる。そのため、パターン形成領域への描画にかかる時間を短縮することができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置の制御方法は、被処理基材上のパターン形成領域内に液状体を吐出することにより所望形状のパターンを形成する液滴吐出装置の制御方法であって、前記被処理基材の流れ方向と交差する方向に配列された複数の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを修復するメンテナンスユニットと、前記被処理基材上に着弾した液滴の着弾位置を測定する検査部と、を備えた液滴吐出装置を用い、前記パターン形成領域上に前記液滴吐出ヘッドから所定個数の液滴を吐出させる工程と、その所定個数の液滴の着弾位置を前記検査部により測定する工程と、からなる液滴吐出検査を行うように制御することを特徴とする。
すなわち、液滴吐出ヘッドから前記所望形状上に所定個数の液滴を吐出させる工程と、検査部によりその所定個数の液滴の着弾位置を測定させる工程とを行うように制御して液滴吐出検査を行うことができる。
【００１７】
本発明のカラーフィルター製造装置は、異なる色の着色層を備えたカラーフィルターを製造するカラーフィルター製造装置であって、上記本発明の液滴吐出装置が複数備えられ、各液滴吐出装置で用いる前記液状体がそれぞれ異なる色の色素を含み、各液滴吐出装置が異なる色の着色層をそれぞれ形成することを特徴とする。
すなわち、本発明のカラーフィルター製造装置は、異なる色の着色層、例えばＲ、Ｇ、Ｂの着色層をそれぞれ形成する複数の液滴吐出装置を備え、この液滴吐出装置が上記本発明の液滴吐出装置で構成されたものである。この構成によれば、カラーフィルターの品質を向上させることができるとともに、製造コスト低減を図ることができるカラーフィルター製造装置を実現することができる。
【００１８】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、異なる色の着色層を備えたカラーフィルターの製造方法であって、上記本発明のカラーフィルター製造装置を用いて前記着色層を形成することを特徴とする。
この構成によれば、カラーフィルターの品質を向上させることができるとともに、製造コスト低減を図ることができる。
【００１９】
本発明のカラーフィルターは、異なる色の着色層を備えたカラーフィルターであって、上記本発明のカラーフィルターの製造方法により製造されたことを特徴とする。
この構成によれば、安価で品質の良いカラーフィルターを提供することができる。
【００２０】
本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持された液晶装置であって、上記本発明のカラーフィルターを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１０を参照して説明する。
図１は本実施形態のカラーフィルター製造装置の概略構成図であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を備えたカラーフィルターを製造するための装置である。
本実施形態のカラーフィルター製造装置１は、図１に示すように、上流側からインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５、本焼成装置６が配置され、これらの装置が任意の搬送装置（図示略）を介して連結されたものである。このカラーフィルター製造装置１には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層のパターンを区画する隔壁（バンクとも言う）が形成されたガラス、プラスチック等からなる透明基板（被処理基材）が供給される。インク受容層形成装置２は、隔壁で区画された領域内に樹脂組成物からなるインク受容層を下地層として形成するための装置である。Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５は、それぞれ後で着色層となるＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を塗布するための装置である。本焼成装置６は、塗布後のＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を一括して加熱、焼成するための装置である。これらの装置のうち、インク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の４台には、本発明の液滴吐出装置（インクジェット装置）が用いられている。
【００２２】
図２は、本実施形態のカラーフィルター製造装置１の要部である液滴吐出装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。液滴吐出装置が用いられるインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の基本構成は全て同様であるため、ここではＲ着色層形成装置３を一例として説明する。
Ｒ着色層形成装置３は、図２に示すように、上流側から下流側（図２における右側から左側）に向けて給材部６１、表面改質部６２、描画部６３、検査部６４、仮焼成部６５、除材部６６が備えられている。大まかな処理の流れとしては、給材部６１から供給された描画前の基板に対し、表面改質部６２において親液処理、撥液処理が施され、描画部６３において隔壁で区画された所定の領域にＲのインクが吐出、描画される。次いで、検査部６４において描画状態が検査され、仮焼成部６５でインクの仮焼成が施された後、描画後の基板が除材部６６により排出される。本装置において、これら各部は基板の流れ方向に沿って直線状に配置されている。なお、本装置は大型の基板を処理可能な大規模な装置であるため、作業者が後述するヘッドユニットのメンテナンスを行うための通路６７が設けられている。給材部６１および除材部６６は任意の基板搬送手段で構成することができ、例えばローラコンベア、ベルトコンベア等が用いられる。表面改質部６２は、プラズマ処理室を備えており、親液処理としては大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）が行われ、基板の表面及び隔壁の側面が親液化される。撥液処理としては大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（四フッ化炭素）を反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）が行われ、隔壁の上面が撥液化される。
【００２３】
図３は、描画部６３の近傍のみを示す概略構成斜視図である。描画部６３は、図３に示すように、一方向に移動可能なステージ７０上に基板Ｓを吸着保持し、その状態で基板Ｓを一方向（図３における右側から左側）に搬送する構成となっており、基板Ｓの搬送方向と直交して延びるヘッドユニット７１が装置本体に架設されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出装置７２は、液滴吐出ヘッド側が移動せず、基板側のみが移動する構成である。ヘッドユニット７１は、基板Ｓの搬送方向と直交する方向に配列された複数個の液滴吐出ヘッド３４が固定された大型基準プレート７４を備えている。図４（ａ）は、大型基準プレート７４を液滴吐出ヘッド３４のノズル側から見た斜視図、図４（ｂ）は１個の液滴吐出ヘッド３４の拡大図（図４（ａ）の符号Ｈの円内の拡大図）である。これらの図に示すように、１枚の小型基準プレート７３に対して１個の液滴吐出ヘッド３４が固定され、１枚の大型基準プレート７４に対してヘッドの個数分の小型基準プレート７３が固定されている。本実施形態の場合、複数個の液滴吐出ヘッド３４は複数個ずつ３列に配列されており、各列間で大型基準プレート７４の長手方向にずれた位置に配置されている。また、各液滴吐出ヘッド３４は、複数のノズル（図４では図示せず）１８を有している。この構成により、このヘッドユニット７１は、大型基準プレート７４の長手方向、すなわち基板Ｓの搬送方向と直交する方向で例えば数ｍという長い寸法にわたって所定のピッチでインク滴を吐出可能となっている。そして、液滴吐出ヘッド３４の配列方向と直交する方向に基板Ｓを搬送しつつインク滴を吐出することで、基板Ｓの全面にわたって所望のパターン形状でＲのインクを描画することができる。また、図３における符号７６はインクタンクである。インクタンク７６はインクを貯留するものであり、配管（図示せず）を介してインクを液滴吐出ヘッド３４に供給するものとなっている。
【００２４】
液滴吐出ヘッド３４は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、一列または複数列に配列された複数のノズルを有している。この液滴吐出ヘッド３４の構造の一例を説明すると、液滴吐出ヘッド３４は、図５（ａ）に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部はインクで満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５からインクを噴射するためのノズル１８が形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６にインクを供給するための孔１９が形成されている。
【００２５】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図５（ｂ）に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当するインクが、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部のインクの圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けてインクの液滴Ｌが吐出される。
なお、液滴吐出ヘッドのインクジェット方式としては、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。
【００２６】
図３に示すように、ヘッドユニット７１の長手方向の側方には、吸引・クリーニング部（メンテナンスユニット）８０が設けられている。吸引・クリーニング部８０は、各液滴吐出ヘッド３４の詰まり等による吐出不良を防止すべく所定の頻度で各液滴吐出ヘッド３４の吸引・クリーニング作業を行うためのものである。具体的な構成としては、吸引・クリーニング部８０には、吸引時に各液滴吐出ヘッド３４のノズルを塞ぐキャッピングユニット８１や、ノズルを拭うためのワイパー８２が備えられている。また、ヘッドユニット７１の下流側には、描画後の基板Ｓの描画状態、すなわち所定の位置にインク滴が確実に吐出されているか否かを検査する検査部６４が設けられている。検査部６４は、例えばＣＣＤ等を用いたラインセンサにより構成されている。さらに本実施形態の場合、検査部６４により所定の位置にインクが吐出されていない不良箇所が発見された時にその箇所にのみ再度インクを吐出して不良箇所を補修するための補修用ヘッド８６がヘッドユニット７１の上流側に設置されている。補修用ヘッド８６がヘッドユニット７１の上流側に位置しているため、補修時のみはステージ７０が逆方向（図３における左側から右側）に移動するようになっている。補修用ヘッド８６は１個の液滴吐出ヘッド３４のみを有しており、基板Ｓの搬送方向と直交する方向に移動可能となっている。もしくは、補修用ヘッド８６はヘッドユニット７１の下流側に位置していてもよく、その場合にはステージ７０が逆方向に移動する必要はない。また、検査部６４の下流側には、例えばレーザー乾燥方式による仮焼成部８８が設けられている。仮焼成部の焼成条件は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色によってそれぞれ最適化される。
【００２７】
Ｒ着色層形成装置３には、図６に示すように、検査部６４の出力に基づき基板Ｓを搬送するステージ７０と、液滴を吐出する圧電素子２０と、液滴吐出ヘッド３４を備えるヘッドユニット７１と、液滴吐出ヘッド３４をメンテナンスする吸引・クリーニング部８０とを制御する制御部１００が備えられている。
制御部１００は、ステージを駆動制御することにより基板Ｓの移動を制御し、圧電素子２０への通電を制御することで液滴の吐出を制御し、ヘッドユニット７１を駆動制御することにより液滴吐出ヘッド３４の移動を制御している。
【００２８】
以上、液滴吐出装置の構成をＲ着色層形成装置３の例を挙げて説明したが、カラーフィルター製造装置１の初段にあるインク受容層形成装置２のみは表面改質部６２の上流側に洗浄部９０を備えている。インク受容層形成装置２には隔壁が形成された基板Ｓが供給されるが、基板Ｓの表面改質を行う前にウェット洗浄、オゾン洗浄等の方法により基板Ｓを洗浄し、清浄になった基板Ｓを表面改質部６２に供給する構成となっている。この構成により、基板Ｓに付着した異物等に起因する描画不良の発生が抑えられ、歩留りを向上することができる。
【００２９】
次に、本実施形態のカラーフィルター製造装置１を用いたカラーフィルターの製造方法の一例を説明する。
上記カラーフィルター製造装置１を用いたカラーフィルターの製造方法は、図７に示すように、生産性を高める観点から長方形状の基板Ｓ上に、複数個のカラーフィルター領域（パターン形成領域）５１をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルター領域５１は、後で基板Ｓを切断することにより、液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルターとして用いることができる。なお、各カラーフィルター領域５１においては、図７に示したように、Ｒのインク、Ｇのインク、およびＢのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、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としてもよい。
【００３０】
このようなカラーフィルター領域５１を形成するには、まず、図８（ａ）に示すように、透明の基板Ｓの一方の面に対し、ブラックマトリクス５２を形成する。このブラックマトリクス５２を形成する際には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色樹脂）を、スピンコート等の方法で所定の厚さ（例えば２μｍ程度）に塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。このブラックマトリクス５２の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルターエレメント５３については、例えばＸ軸方向の幅を３０μｍ、Ｙ軸方向の長さを１００μｍ程度とする。このブラックマトリクスは充分な高さを有しており、インク吐出時の隔壁として機能する。
次に、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のカラーフィルター製造装置１におけるインク受容層形成装置２の液滴吐出ヘッド３４からインク受容層となる樹脂組成物を含有するインク滴５４（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インク受容層形成装置２の焼成部においてインク滴の焼成を行い、図８（ｃ）に示すようなインク受容層６０とする。
【００３１】
次に、図８（ｄ）に示すように、Ｒ着色層形成装置３の液滴吐出ヘッド３４からＲのインク滴５４Ｒ（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、Ｒ着色層形成装置３の仮焼成部６５においてインクの仮焼成を行い、図８（ｅ）に示すようなＲ着色層３４Ｒとする。以上の工程を、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５においても繰り返し、図８（ｆ）に示すように、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを順次形成する。Ｒ着色層３４Ｒ、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを全て形成した後、本焼成装置６においてこれら着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを一括して焼成する。
次いで、基板Ｓを平坦化し、かつ着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを保護するため、図８（ｇ）に示すように各着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂやブラックマトリクス５２を覆うオーバーコート膜（保護膜）５６を形成する。このオーバーコート膜５９の形成にあたっては、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もできるが、着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの場合と同様に液滴吐出装置を用いることもできる。
【００３２】
次に本発明の特徴部である液滴の吐出検査方法の一例について説明する。
まず、最初にカラーフィルター領域５１のフィルターエレメント５３に液滴を吐出させる時には、液滴が正常に吐出されるか検査を行う。制御部１００は、圧電素子２０に通電して各ノズル１８から１滴の検査用の液滴を吐出させて、カラーフィルター領域５１のフィルターエレメント５３上に着弾させる。なお、検査の際に吐出する液滴の数は数滴であっても良い。ノズル１８から吐出される最初の液滴は、比較的飛行曲がりなどの吐出不良を起こしやすいため、数滴吐出させて検査するとより確実に検査できる。
検査用の液滴を吐出させると、制御部１００は、ステージ７０を駆動させて基板Ｓを下流側にある検査部６４の所まで移動させる。基板Ｓが検査部６４の下方まで移動されると、検査部６４によりフィルターエレメント５３上に着弾した検査用の液滴の着弾位置が測定される。
検査用液滴の着弾位置が、フィルターエレメント５３上の所定の着弾位置であれば、制御部１００は、基板Ｓを上流側にあるヘッドユニット７１の所まで戻して、フィルターエレメント５３上に続けて液滴を吐出する。
【００３３】
また、フィルターエレメント５３上に検査用液滴の着弾がなければ、制御部１００は液滴吐出ヘッド３４のノズル１８が詰まったと判定する。そして、ヘッドユニット７１を側方にある吸引・クリーニング部８０に移動させ、ノズル１８の吸引、ワイピングなどの補修を行う。ノズル１８の補修が終わると、ヘッドユニット７１を元の位置に戻し、基板Ｓを上流側のヘッドユニット７１の下方へ移動させる。基板Ｓは吐出検査を行った位置まで戻され、検査用液滴が着弾しなかった所に液滴を吐出して補う。その後はフィルターエレメント５３上に続けて液滴を吐出する。
【００３４】
また、フィルターエレメント５３上の所定の着弾位置からずれた位置に検査用液滴が着弾していると、制御部１００は液滴の飛行曲がりが発生したと判定する。そして、ヘッドユニット７１を吸引・クリーニング部８０に移動させ、ノズル１８の吸引、ワイピングなどの補修を行って飛行曲がりの原因を取り除く。飛行曲がりの原因が取り除かれると、制御部１００はヘッドユニット７１を元の位置に戻し、基板Ｓを上流側にあるヘッドユニット７１の下方へ移動させ、フィルターエレメント５３上に続けて液滴を吐出する。
なお、液滴の飛行曲がりで起きる着弾位置のずれは、最大でも所定のフィルターエレメント５３からはみ出さない程度であり、色の混色を起こす可能性は低い。
【００３５】
カラーフィルター領域５１内の全てのフィルターエレメント５３に液滴を吐出し終わると、ヘッドユニット７１の下方に次のカラーフィルター領域５１が移動されてくる。すると、制御部１００は、下方に次のカラーフィルター領域５１のフィルターエレメント５３に対して、再び液滴吐出検査を行う。
なお、この液滴の吐出検査は各カラーフィルター領域５１ごとに行うだけではなく、各基板Ｓごとであったりさまざまな頻度で行っても良い。吐出検査を行う頻度は、主に液滴吐出ヘッド３４のノズル１８詰まりや、液滴の飛行曲がりが発生する頻度に応じて決まるものだからである。
【００３６】
上記の構成によれば、フィルターエレメント５３上に１滴の液滴を吐出させてその着弾位置を検査しているため、検査に用いた液滴のインク等および基板Ｓをそのまま製品として利用することができ、インク等および基板Ｓの利用効率を向上させることができる。
また、フィルターエレメント５３を液滴吐出検査を行う領域として兼用しているため、従来のように基板Ｓの余白を用いた液滴吐出検査領域を広げることなく、広い面積を液滴吐出検査領域として使用することができる。そのため、液滴吐出検査を行う回数を従来よりも多くすることができる。
さらに、検査用に別途スペースを設ける必要がないため、基板Ｓにおけるカラーフィルター領域５１として利用できる面積の割合を増やすことができる。つまり、基板Ｓの面積の内、製品として利用できる面積割合を向上させることができる。
【００３７】
フィルターエレメント５３上の所定の位置に検査用液滴が着弾していないときには、液滴吐出ヘッド３４を修復し、所望形状の描画を継続することができる。つまり、それ以上製品に利用できない部分の増加を防ぐことができ、基板Ｓの利用効率の低下を防ぐことができる。
また、フィルターエレメント５３上の検査用液滴が着弾していない所に、液滴を再び吐出させているので、液滴吐出検査の際に発生したフィルターエレメント５３の欠陥が補修され製品に利用することができる。つまり、基板Ｓの利用効率を向上させることができる。
【００３８】
新たなカラーフィルター領域５１のフィルターエレメント５３に液滴を吐出する際には液滴吐出検査を行っている。液滴吐出ヘッド３４に吐出不良が発生しても、次のカラーフィルター領域５１のフィルターエレメント５３に液滴を吐出する時に行う液滴吐出検査で、その吐出不良を検出することができる。そのため、カラーフィルター領域５１内に描画不良が含まれるのは、フィルターエレメント５３に液滴吐出中に吐出不良が発生したカラーフィルター領域５１だけにとどめることができる。つまり、描画不良が含まれるカラーフィルター領域５１の数を最小限にして、基板Ｓの利用効率の低下を防ぐことができる。
また、液滴吐出検査頻度が低くなるので、カラーフィルター領域５１への描画が中断される頻度が低くなる。そのため、カラーフィルター領域５１への描画にかかる時間を短縮することができる。
【００３９】
次に、上記カラーフィルターを備えた液晶装置（電気光学装置）の一実施形態を示す。図９はパッシブマトリクス型の液晶装置を示す図であり、図９中の符号３０は液晶装置である。この液晶装置３０は透過型のもので、一対のガラス基板３１、３２の間にＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）液晶等からなる液晶層３３が挟持されてなるものである。
一方のガラス基板３１には、その内面に上記カラーフィルター５５が形成されている。カラーフィルター５５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色からなる着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの色素層３４Ｒ（３４Ｇ、３４Ｂ）間には、ブラックマトリクス５２が形成されている。そして、これらカラーフィルター５５およびブラックマトリクス５２の上には、カラーフィルター５５やブラックマトリクス５２によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するため、オーバーコート膜（保護膜）５６が形成されている。オーバーコート膜５６の上には複数の電極３７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜３８が形成されている。
【００４０】
他方のガラス基板３２には、その内面に、カラーフィルター５５側の電極と直交するようにして、複数の電極３９がストライプ状に形成されており、これら電極３９上には、配向膜４０が形成されている。なお、前記カラーフィルター５５の各着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂは、それぞれ各ガラス基板３２上の電極３９、３７の交差する位置に配置されている。また、電極３７、３９は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの透明導電材料によって形成されている。さらに、ガラス基板３２とカラーフィルター５５の外面側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられ、ガラス基板３１、３２間にはこれら基板３１、３２間の間隔（セルギャップ）を一定に保持するためスペーサ４１が設けられている。さらに、これらガラス基板３１、３２間には液晶３３を封入するためのシール材４２が設けられている。
【００４１】
本実施形態の液晶装置３０では、上記カラーフィルター製造装置１を用いて製造されるカラーフィルター５５を適用しているため、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を実現することができる。
【００４２】
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１０は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図１０において、符号５００は液晶テレビジョン本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図１０に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、安価で表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。
【００４３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施の形態では本発明の液滴吐出装置をカラーフィルターの製造に応用する例を挙げたが、カラーフィルターのみならず、有機ＥＬ素子等のデバイス形成技術、あるいは各種配線形成技術に適用することも可能である。
【００４４】
また、上記実施の形態では本発明の液滴吐出装置を基板が一方向に流れる構成に適応して説明したが、基板が一方向に流れる構成に限られることなく、基板が液滴吐出装置を双方向に移動するものなど、各種の構成に適応することができるものである。
また、上記実施の形態ではヘッドユニット７１がその長手方向側方にもうけられた吸引・クリーニング部８０へ移動して吸引、ワイピングなどの補修を受ける構成に適応して説明したが、このヘッドユニット７１が移動する構成に限られることなく、逆に小型化された吸引・クリーニング部をヘッドユニット７１の下方に移動させて吸引、ワイピングなどの補修を行う構成など、さまざまな構成に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のカラーフィルター製造装置の概略構成図である。
【図２】同、カラーフィルター製造装置の液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図３】同、液滴吐出装置の描画部を示す斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの配置を示す斜視図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの内部構成を示す斜視図である。
【図６】液滴吐出装置の吐出検査回路の構成を示すブロック図である。
【図７】カラーフィルター形成用基板を示す斜視図である。
【図８】カラーフィルターの製造方法を順を追って示す工程断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の液晶装置の断面図である。
【図１０】本発明の電子機器の一実施形態の液晶テレビジョンの斜視図である。
【符号の説明】
１・・・カラーフィルター製造装置、３４・・・液滴吐出ヘッド、５１・・・カラーフィルター領域（パターン形成領域）、６４・・・検査部、７２・・・液滴吐出装置、８０・・・吸引・クリーニング部（メンテナンスユニット）、１００・・・制御部

Claims

被処理基材上のパターン形成領域内に液状体を吐出することにより所望形状のパターンを形成する液滴吐出装置であって、
前記被処理基材の流れ方向と交差する方向に配列された複数の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを修復するメンテナンスユニットと、
前記被処理基材上に着弾した液滴の着弾位置を測定する検査部と、
前記液滴吐出ヘッド、前記メンテナンスユニットおよび前記検査部の動作を制御する制御部と、を備え、
該制御部が、
前記液滴吐出ヘッドから前記パターン形成領域上に所定個数の液滴を吐出させ、前記検査部によりその所定個数の液滴の着弾位置を測定させて、
液滴吐出検査を行うことを特徴とする液滴吐出装置。
前記パターン形成領域上の所定の位置に液滴が着弾していないとの情報が、前記検査部から前記制御部に入力されると、
前記制御部が、前記メンテナンスユニットにより前記液滴吐出ヘッドを修復させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
前記パターン形成領域上に液滴が着弾していないとの情報が、前記検査部から前記制御部に入力されると、
前記制御部が、前記メンテナンスユニットにより前記液滴吐出ヘッドを修復させた後に、前記液滴吐出ヘッドにより前記液滴が着弾していない所に向けて液滴を吐出させることをことを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
前記パターン形成領域の描画時に、前記制御部が前記液滴吐出ヘッドおよび前記検査部により、所定の頻度で前記液滴吐出検査を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
各前記パターン形成領域の描画開始ごとに、前記制御部が前記液滴吐出ヘッドおよび前記検査部により、前記液滴吐出検査を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
被処理基材上のパターン形成領域内に液状体を吐出することにより所望形状のパターンを形成する液滴吐出装置の制御方法であって、
前記被処理基材の流れ方向と交差する方向に配列された複数の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを修復するメンテナンスユニットと、
前記被処理基材上に着弾した液滴の着弾位置を測定する検査部と、
を備えた液滴吐出装置を用い、
前記パターン形成領域上に前記液滴吐出ヘッドから所定個数の液滴を吐出させる工程と、
その所定個数の液滴の着弾位置を前記検査部により測定する工程と、
からなる液滴吐出検査を行うように制御することを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。
異なる色の着色層を備えたカラーフィルターを製造するカラーフィルター製造装置であって、
請求項１から５のいずれかに記載の液滴吐出装置が複数備えられ、各液滴吐出装置で用いる前記液状体がそれぞれ異なる色の色素を含み、各液滴吐出装置が異なる色の着色層をそれぞれ形成することを特徴とするカラーフィルター製造装置。
異なる色の着色層を備えたカラーフィルターの製造方法であって、
請求項７記載のカラーフィルター製造装置を用いて前記着色層を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
異なる色の着色層を備えたカラーフィルターであって、
請求項８に記載のカラーフィルターの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルター。
一対の基板間に液晶が挟持された液晶装置であって、
請求項９に記載のカラーフィルターを備えたことを特徴とする液晶装置。
請求項１０に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。