KR101545532B1 - 컬러 필터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 방식에 있어서, 기록 헤드 간의 노즐 배열 방향의 어긋남의 보정을 용이하게 한, 저렴하고 신뢰성이 높은 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

복수의 노즐(3)을 배열한 기록 헤드(21, 22, 23)를 주 주사방향 X로 배열한 헤드 유닛(1)을 기판 상에서 주사시키고, 토출 잉크를 개구부(41, 42, 43)에 착탄시킴에 있어서, 개구부에 착탄하는 위치의 노즐을 유효 노즐로 하고, 기록 헤드마다 유효 노즐을 판정하고, 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어용 개별 패턴을 유효 노즐군에 대하여 삽입하는 동시에, 헤드의 양 단부의 노즐의 일정수를 시프트 스페이스로서 등록하고, 헤드의 노즐 배열 방향의 어긋남을 상기 시프트 스페이스를 사용하여 보정하면서 전인사 패턴을 작성한다.

컬러 필터, 판정 공정, 개별 패턴 작성 공정, 전인사 패턴 작성 공정

Description

컬러 필터의 제조 방법{Manufacturing method of color filter}

본 발명은 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법에 있어서, 복수의 노즐로 이루어지는 노즐 열을 가지는 기록 헤드를 복수개 배열한 헤드 유닛에 의해 기판 상에 동시 인사(印寫)를 행하는 경우에, 각 기록 헤드의 장착 위치의 노즐 배열 방향의 어긋남을 보정하여 인사를 행하는 것을 특징으로 하는, 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다.

현재, 컬러 필터는 유리 투명기판 상에 구축되어, 광 차단용의 블랙 매트릭스(BM), RGB(빨강, 초록, 파랑)의 3원색 화소, 화소 보호막, 작동 전극 투명 도전막 등의 부재로 이루어진다. 이 중에서, 가장 근간을 이루는 부재는 3원색 화소이며, 분광 투과율, 색조 등 색 표시에 관한 성능, 내광성(耐光性), 평활성 등 표시 패널 구성에 요하는 특성, 그리고 내열성, 내약품성, 치수 안정성 등 표시 패널 조립 상에서 필요하게 되는 특성 등, 다양한 특성이 요구되어, 색재(염료, 안료, 금속 박막) 및 필터 제조 방법(염색법, 안료 분산법, 전착법, 인쇄법, 증착법)에 관한 개발 연구가 진행되고 있다.

앞으로도 컬러 액정 표시 장치(LCD)는 대화면화, 고정세화, 저가격화를 향하여 진전하는 것이 기대된다. 그 중에서, 기간 부재인 컬러 필터에 있어서, 점점 그 성능 요구는 높아지고 있다.

시장에서는 컬러 LCD의 대형화, 고정세화, 저가격화에 대응하기 위해, 현재 컬러 필터의 제조 방법으로서는, 주류인 포토리소그래피법을 대신하는 공법으로서, 잉크젯 방식을 채용한 제조 방법을 개발하는 움직임이 보인다.

이 잉크젯 방식에 의해 컬러 필터를 제작할 때는 BM이 형성하는 셀의 개구부의, 목표한 위치에 정밀도 좋게 인사하는 것이 필수적이다.

일반적으로 잉크젯식 기록 장치는 복수의 노즐을 부 주사방향으로 배열한 노즐 열을 가지는 기록 헤드를, 주 주사방향으로 병렬로 복수개 배열하여 이루어지는 헤드 유닛을, 주 주사방향의 왕로(往路) 및 귀로(歸路)의 적어도 한쪽으로 주사시키면서, 복수의 노즐로부터 잉크를 토출함으로써 피기록물에 기록한다.

컬러 필터를 잉크젯 방식으로 제조할 때, 인접하는 셀의 개구부와의 혼색의 위험성이 있기 때문에, 착탄 위치에 대하여 매우 높은 정밀도가 요구된다. 복수색을 동시 인사할 때는 더욱 높은 정밀도가 요구되고, 각 색에 대응하는 기록 헤드의 위치 어긋남 보정 기능이 필수였다.

특허문헌 1에는 컬러 필터가 형성되는 기판과 묘화 헤드(기록 헤드) 사이의 상대 변위 및 묘화 헤드로부터 토출된 잉크젯의 기판 상에 있어서의 착탄 위치를 검출하고, 이들의 검출 결과에 기초하여 기판 및 기록 헤드 간의 6자유도(Six degrees of freedom) 방향의 위치를 맞추는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 제조 장 치가 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치 및 방법도, 컬러 필터를 효율적으로 생산해가기에는 아직 불충분하였다. 예를 들면, 복수색의 잉크젯의 착탄 위치를 모두 양호하게 위치 맞춤하기 위해서는, 동헤드 유닛에 복수의 헤드를 장착할 때에 발생하는 헤드 간의 부 주사방향의 어긋남을 보정시킬 필요가 있지만, 헤드의 장착 위치를 이동 가능하게 하기 위해서는, 장치의 구성이 복잡하게 되고 이동 기구를 만들기 위한 비용을 필요로 한다. 또한, 헤드를 이동시켜서 어긋남을 보정하는 작업에 많은 시간을 필요로 한다.

[특허문헌 1]

일본 공개특허공보 제(평)09-49919호

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 관련되는 문제점을 개선하는 동시에, 잉크젯 방식의 특성을 살린, 저렴하고 신뢰성이 높은 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 미리 각 기록 헤드의 복수의 노즐의 전인사 패턴을 작성하는 동시에, 각 기록 헤드의 양단의 노즐의 일정수를 시프트 스페이스로서 확보하고, 상기 시프트 스페이스를 사용하여 적절하게 인사 패턴을 이동시킴으로써, 기록 헤드의 장착 위치 자체를 이동시키지 않고서, 상기 기록 헤드의 부 주사방향(노즐 배열 방향)의 어긋남에 의한 인사의 어긋남을 용이하게 보정할 수 있게 되어, 상기 과제를 유효하게 해결할 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은 이하의 1) 내지 3)에 제시하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

1)복수의 노즐을 부 주사방향으로 배열한 노즐 열을 가지는 기록 헤드를 주 주사방향으로 복수개 배열하여 이루어지는 헤드 유닛을 기판 상에서 주사시키고, 상기 노즐로부터 토출하는 잉크를 상기 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스에 의해 분획된 셀의 개구부에 착탄시키는 것에 의한, 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법으로서, 이하의 공정(a) 내지 (c)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 필터 의 제조 방법.

공정(a): 상기 각 기록 헤드에 있어서의 복수의 노즐 중, 개구부에 착탄하는 위치의 노즐을 유효 노즐로 하고, 개구부에 착탄하지 않는 위치의 노즐을 무효 노즐로 하여, 상기 기록 헤드마다 모든 노즐에 대하여 유효 노즐인지 무효 노즐인지를 판정하는 공정(판정 공정)

공정(b): 상기 공정(a)에서 유효 노즐이라고 판정된 노즐 군 중, 1개의 개구부에 착탄하는 위치의 노즐군에 대하여, 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어용 개별 패턴을 작성하는 공정(개별 패턴 작성 공정)

공정(c): 1개의 기록 헤드에서의 상기 공정(a)에서 유효 노즐이라고 판정된 노즐군 전체에 대하여, 상기 기록 헤드의 양 단부의 노즐의 일정수를 시프트 스페이스로서 확보하면서, 상기 공정(b)에서 얻어지는 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어 데이터로서의 개별 패턴을 적용시킴으로써, 상기 기록 헤드에서의 유효 노즐이라고 판정된 노즐군 전체에 대한 잉크 토출 제어 데이터로서의 전인사 패턴을 작성하는 동시에,
상기 전인사 패턴을 작성한 노즐군으로부터 상기 시프트 스페이스를 구성하는 노즐을 제외한 부분에 대한 잉크 토출 제어 데이터로서의 실인사 패턴의 배치를, 상기 시프트 스페이스를 구성하는 노즐 중, 상기 헤드 유닛을 구성하는 복수개의 기록 헤드에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남의 양에 따른 노즐분만큼 어긋나게 함으로써, 상기 전인사 패턴에 있어서 상기 기록 위치 어긋남의 보정을 행하고,
헤드 유닛을 구성하는 복수개의 기록 헤드에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남이 보정된 헤드 유닛 전체의 전인사 패턴을 작성하는 공정(전인사 패턴 작성 공정)

2)상기 공정(a)에서의 유효 노즐인지 무효 노즐인지의 판정이, 하기 수학식 1을 만족시키는 것인지의 여부에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는, 청구항 1에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

D＜(A×E)%(B+C)＜(B-D) ···(1)

(수학식 1 중, 「%」는 나눗셈하였을 때의 나머지를 뜻하며, 기호 A는 노즐 번호(1 내지 N의 정수), B는 개구부 장변의 길이, C는 BM 폭, D는 여유 폭, E는 노즐 간격을 각각 나타낸다.)

3)상기 공정(c)에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남을, 시사(試寫)를 하여 검출하는 것을 특징으로 하는, 1) 또는 2)에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 복수의 기록 헤드 간에 있어서의 노즐 배열 방향(부 주사방향)의 기록 위치 어긋남의 보정이 용이하게 되어, 기록 헤드의 장착 위치 자체를 이동시킬 필요가 없기 때문에, 복잡한 이동 기구를 구비한 장치나 헤드의 이동 작업 등에 많은 시간과 비용을 소비하지 않고, 높은 정밀도로 컬러 필터를 제조할 수 있다.

(1)잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은 복수의 노즐을 부 주사방향으로 배열한 노즐 열을 가지는 기록 헤드를 주 주사방향으로 복수개 배열하여 이루어지는 헤드 유닛을 기판 상에서 주사시키고, 상기 노즐로부터 토출하는 잉크를 상기 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스(BM)에 의해 분획된 셀의 개구부에 착탄시키는 것에 의한, 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법이다.

이하, 도면을 사용하여 본 발명의 실시형태의 일 예를 상세하게 설명한다. 또 본 예에서는 RGB의 3색으로 이루어지는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 나타내지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않으며, 예를 들면 옐로우(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan), 블랙(black)(YMCK)의 4색으로 이루어지는 인쇄물의 제조 방법에도 응용할 수 있다.

도 1은 병렬로 탑재된 3개의 기록 헤드(헤드(1, 2, 3))로 이루어지는 헤드 유닛을 노즐 방향으로부터 본 개략도이다. 기록 헤드(1, 2, 3)는 각각 R, G, B의 각 색(순차 동일하지 않음)의 잉크를 토출한다.

각 기록 헤드의 노즐의 배열은 도 1에 도시하는 바와 같이 일렬이거나, 복수열이어도 좋다. 복수열인 경우에는 각 노즐 열을 그 배열 방향으로 이동시켜 배치함으로써, 외관의 노즐 간격을 작게 할 수 있고, 보다 정세(精細)인 패턴을 인자할 수 있다.

기판으로 잉크를 부여할 때에는 상기 헤드 유닛을 주사방향 X(주 주사방향)의 방향으로 주사하고(주 주사), 잉크를 기판 상에 토출하여 간다. 이 경우, 도 1에 도시하는 바와 같이, 각 기록 헤드의 복수의 노즐은 통상, 부 주사방향으로 배열되고 있고, 상기 노즐 열을 구비한 각 기록 헤드는 주 주사방향으로 병렬로 배열되어 있다.

기록 헤드로서는 각 노즐로부터의 잉크의 토출량을 각각 설정할 수 있는 멀티드롭(multidrop) 방식인 것을 사용할 수 있다. 이러한 멀티드롭 방식의 헤드를 사용하면, 개구부 내로의 잉크 토출량을 착탄하는 위치에 따라 변화시켜, 혼색을 방지할 수 있다.

도 2는 BM이 형성된 기판을 도시하는 개략도이다. 격자형의 BM에 의해 분획된 셀의 개구부가 규칙 바르게 배열되어 있다. 이 셀의 개구부에 각 색의 잉크가 부여되어 부화소로 된다. 일반적으로, 개구부는 대략 직사각형을 이루고, 이 직사각형의 장변 방향으로 나란한 개구부열(개구부 1의 열, 개구부 2의 열, 개구부 3의 열)에는, 각각 같은 색의 잉크가 부여되게 된다. 3색의 컬러 필터의 경우에는 개구부 1, 2, 3이 각각 R열, G열, B열(순차 동일하지 않음)로서 1세트의 반복 단위가 된다.

도 1에 도시하는 헤드 유닛을 주사시켜서 기판 상의 모든 개구부에 정해진 잉크를 부여해 가는 수단으로서는, 기판의 단부로부터 헤드 유닛을 일 방향(주 주사방향의 왕로)으로 주사시키면서(주 주사), 기판 상의 개구부로 잉크를 부여하고, 반대의 단부에 도달한 부분에서 주사방향과 직교하는 방향(부 주사방향)으로 헤드 폭에 상당하는 길이만큼 부 주사시킨다. 그 다음에, 상기 주 주사방향과 역방향(귀로)으로 재차 헤드 유닛을 주 주사시키면서 기판 상의 개구부로 잉크를 부여해 간다.

이러한 동작을 반복함으로써, 작은 헤드 유닛을 사용하여 큰 사이즈의 기판이라도 전체에 잉크를 부여할 수 있다. 또한, 다양한 사이즈의 기판이라도, 노즐을 교환하지 않고 전체에 잉크를 부여하여 컬러 필터를 제조할 수 있다.

헤드 유닛을 주사시키는 방향(주 주사방향)으로서는, 기판에 형성된 개구부의 단변 방향인 것이 바람직하다. 이 때, 노즐 열의 배열 방향과 개구부의 장변 방향이 일치하도록 헤드 유닛이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 헤드 유닛과 기판을 이렇게 배치하고, 주사방향을 설정함으로써, 노즐을 효율적으로 사용할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 설명에서는 기판을 고정하여 헤드 유닛을 주사시키는 예를 제시하였지만, 반대로 기판을 주사시키고, 고정된 헤드 유닛에 의해 잉크를 부여하는 방법도 본 발명에 포함된다.

(2)공정(a): 유효 노즐과 무효 노즐의 판정 공정

본 발명에서는 헤드 유닛을 주사하여 잉크를 기판 상에 부여함에 있어서, 미리 각 기록 헤드에서의 전노즐에 대한 인사(印寫) 패턴(잉크의 토출 제어 데이터)을 작성하여 등록한다.

1개의 헤드 유닛의 인사 패턴(전인사 패턴)은, 우선 하나의 개구부에 상당하는 인사 패턴(개별 패턴)을 작성하고, 그것을 상기 헤드 유닛의 전노즐에 적용시킴(삽입함)으로써 작성할 수 있다. 단, 각 기록 헤드를 구성하는 노즐 중에는, 개구부에 착탄하는 위치의 노즐과, 개구부에 착탄하지 않는 위치의 노즐이 존재한다.

도 3은 1개의 개구부 열 위에, 1개의 기록 헤드의 노즐 열로부터 토출된 잉크가 착탄하는 위치를 도시한다. 도 3으로부터 알 수 있는 것처럼, 모든 노즐로부터 잉크를 토출하는 경우, 개구부와 노즐의 위치 관계에 의해, 개구부 중에 적절하게 착탄하는 토출 잉크도 있다면, 개구부와 BM의 경계선 상 또는 BM 상에 착탄하는 토출 잉크도 있다.

그러나, 개구부와 BM의 경계선 상 또는 BM 상에 잉크를 착탄시키는 것은 혼색의 원인이 되고, 또 잉크를 낭비하는 것으로도 되기 때문에, 피해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 미리 상기 기록 헤드마다 모든 노즐에 대하여, 각 노즐이 개구부에 착탄하는 위치의 노즐(유효 노즐)인지, 또는 개구부에 착탄하지 않는 위치의 노즐, 즉 개구부와 BM의 경계선 상 또는 BM 상에 착탄하는 위치의 노즐(무효 노즐)인지를 판정하고, 무효 노즐로부터는 잉크를 토출시키지 않는 것으로 한다.

즉, 본 발명의 방법은 상기 각 기록 헤드에서의 복수의 노즐 중, 개구부에 착탄하는 위치의 노즐을 유효 노즐로 하고, 개구부에 착탄하지 않는 위치의 노즐을 무효 노즐로 하여, 상기 기록 헤드마다 모든 노즐에 대하여 유효 노즐인지 무효 노즐인지를 판정하는 공정(판정 공정: 공정(a))을 포함한다.

판정의 구체적인 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를 들어 헤드 상의 N개의 노즐에 대하여, BM의 폭, 개구부 장변의 길이로부터 하기 수학식 1에 의해 유효 노즐과 무효 노즐을 판정할 수 있다.

[수학식 1]

D＜(A×E)%(B+C)＜(B-D) ···(1)

단, 상기 수학식 1 중, 「%」는 나눗셈하였을 때의 나머지를 뜻하며, 또 기호 A 내지 E는 이하의 의미를 나타낸다.

A: 노즐 번호(1 내지 N의 정수)

B: 개구부 장변의 길이

C: BM 폭

D: 여유 폭

E: 노즐 간격

또, 상기 수학식 1에 의해 유효 노즐과 무효 노즐을 판정할 때는, 전제로서 노즐의 위치를 나타내는 좌표계의 원점과, BM에 의해 분획된 개구부의 길이 방향의 좌표계의 원점을 일치시키는 것이 필요하다. 상기 수학식 1에 있어서의 A 내지 E는 모두 원점(노즐의 위치를 나타내는 좌표계와 BM에 의해 분획된 개구부의 길이 방향의 좌표계에 공통되는 원점)으로부터의 좌표(거리)로서 나타난다.

이하, 도 4를 사용하여, 상기 수학식 1에 의해 유효 노즐과 무효 노즐을 판정하는 방법을 설명한다.

상기 수학식 1에 있어서의 노즐 번호 A는 한쪽 끝으로부터 일렬로 배열한 1 내지 N개의 노즐을 가지는 하나의 기록 헤드에 있어서, 상기 한쪽 끝으로부터 차례로 번호를 붙인 경우의 노즐 번호를 나타낸다(또, 원점과 겹치는 노즐은 0번으로 한다). 따라서, 「(A×E)」는 임의(노즐 번호A)의 노즐의 기록 헤드 내에 있어서의 위치(한쪽 끝으로부터의 거리)를 나타낸다. 또한, 「(B+C)」는 유리 기판 상의 블랙 매트릭스(BM)와 그것에 의해서 분획된 개구부의 하나로 이루어지는 1세트의, 상기 개구부 장변 방향에서의 길이를 나타낸다.

헤드의 한쪽 끝으로부터 노즐 번호 A의 노즐까지의 거리(A×E)를 (B+C)로 나누었을 때의 나머지는 원점측의 가장 가까운 개구부 단부로부터 노즐 번호 A의 노즐까지의 거리 F(도 4 중, F)가 된다((A×E)%(B+C)=F).

예를 들면, 도 4 중의 끝으로부터 14번째(노즐 번호 14)의 노즐(7')에서의 원점으로부터 상기 노즐까지의 거리는 (14×E)가 되고, 도 4의 예의 경우, (B+C)의 2배의 거리를 뺀 나머지, 즉 (14×E)를 (B+C)로 나눈 나머지가 F가 된다(도 4 참조).

임의의 노즐(노즐 번호 A)로부터 토출된 액적 폭을 가지는 잉크가 개구부와 BM의 경계선 상에 부여되지 않고 착실하게 개구부 내에 착탄하기 위해서는, 노즐 번호 A에 있어서의 F에 상당하는 길이는 0보다 길고, 또한 개구부 장변의 길이 B보 다 짧지 않으면 안 된다(0＜F＜B). F가 이러한 조건을 만족시키는 경우, 상기 노즐로부터의 토출 잉크는 상기 개구부 내에 착탄한다.

단 여기에서, 기판에 부여되는 잉크의 액적은 크기를 가지고 있으므로, 헤드의 한쪽 끝으로부터 노즐 번호 A의 노즐까지의 거리를 (A×E)로 한 것만으로는, F가 상기 조건 「0＜F＜B」를 만족시키지 않더라도, 노즐 번호 A의 노즐로부터 토출된 잉크가 개구부와 BM의 경계선 상에 착탄하는 경우가 있다. 따라서, 수학식 1에서는 액적 폭으로서 「여유 폭 D」를 고려할 필요가 있다.

이 여유 폭 D를 고려하면, 노즐 번호 A의 노즐로부터 토출된 액적 폭을 갖는 잉크가 개구부와 BM의 경계선 상에 부여되지 않고 착실하게 개구부 내에 착탄하기 위해서는, 노즐 번호 A에 있어서의 F는 원점측의 여유 폭(D)보다 길고, 또한 원점으로부터 먼 측의 여유 폭을 개구부 장변의 길이로부터 뺀 값(B-D)보다 짧은 것이 필요하다. 따라서, 임의의 노즐이 유효 노즐이 되기 위한 보다 엄격한 조건은 「D＜F＜(B-D)」가 된다. F는 상술한 바와 같이 (A×E)%(B+C)=F이기 때문에, 상기 수학식 1과 같이, 「D＜(A×E)%(B+C)＜(B-D)」가 유효 노즐의 조건이 된다.

예를 들면 F가 D 이하로 되는 경우, 노즐 번호 A의 노즐로부터 토출된 액적 폭을 갖는 잉크는 개구부의 원점측의 끝의 바로 위 또는 BM 상에 착탄하게 된다. 또한, 예를 들면 F가 (B-D) 이상이 되는 경우, 노즐 번호 A의 노즐로부터 토출된 액적 폭을 갖는 잉크는 개구부의 원점으로부터 먼 측의 끝의 바로 위 또는 BM 상에 착탄하게 된다. 따라서, 토출 잉크는 모두 개구부로부터 밀려나와서 착탄하고, 개구부 내로 잉크를 착실하게 부여할 수 있기 때문에, 상기 노즐 번호 A의 노즐을 유 효 노즐이라고 할 수는 없다.

이와 같이, 상기 수학식 1을 만족시키는 경우, 노즐 번호 A의 노즐은 개구부의 적절한 위치에 착탄하는 것이며, 유효 노즐이라고 판정된다. 상기 수학식 1을 만족시키지 않는 경우에는, 무효 노즐이라고 판정된다. 그리고, 이 판정을 노즐 번호 1 내지 N에 대해서 행함으로써, 모든 노즐에 대해서 유효 노즐인지 무효 노즐인지를 판정할 수 있다.

상기 수학식 1 중, B, C, E는 헤드 유닛의 설계 치수에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 또한, D는 잉크의 액적의 크기를 고려하여 결정하는 값이며, 실제의 잉크 방울의 사이즈와 동등 정도이면 특히 제한은 없지만, 바람직하게는 20 내지 50㎛의 범위로부터 선택된다.

또, 상기 수학식 1에 의한 판정은 노즐 간격이 일정하다고 생각되는 경우에 이용할 수 있지만, 만약, 노즐 간격에 허용할 수 없는 정도의 편차가 있는 경우에는, 시사(試寫)에 의해 각 노즐로부터의 잉크의 착탄 위치를 정확하게 측정하여, 하나 하나의 노즐에 대해서 유효 노즐과 무효 노즐을 판정할 수 있다.

(3)공정(b): 개별 패턴 작성 공정

본 발명에 있어서는 각 기록 헤드에서의 전노즐에 대한 인사 패턴을 작성함에 있어서, 상기 공정(a)에서 각 기록 헤드의 노즐군을 유효 노즐군과 무효 노즐군으로 나누는 동시에, 상기 공정(a)에서 유효 노즐이라고 판정된 노즐 군 중, 1개의 개구부에 착탄하는 위치의 노즐군에 대하여, 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어 데이터로서의 개별 패턴을 작성하고(공정(b): 개별 패턴 작성 공정), 1개의 개구부에 착탄하는 위치의 유효 노즐군에 상기 개별 패턴을 삽입한다(적용한다).

1개의 개구부에 상당하는 잉크 토출 제어 데이터로서의 개별 패턴은 1개의 개구부에 들어가는 노즐 수, 각 노즐의 잉크 토출량, 하나의 개구부에 부여해야 할 잉크의 양 등을 결정하여 작성된다.

또, 1개의 개구부에 들어가는 유효 노즐(개별 패턴 내의 유효 노즐)의 전부가 잉크를 토출할 필요는 없고, 개별 패턴 내의 유효 노즐 중 실제로 잉크를 토출하는 노즐(이하, 「토출 노즐」이라고 함)과 잉크를 토출시키지 않는 노즐(이하, 「비토출 노즐」이라고 함)이 존재하고 있어도 좋다. 토출 노즐의 위치 및 수 등은 노즐 수, 각 노즐의 잉크 토출량, 상기 개구부에 부여해야 할 잉크의 양 등을 고려하여 결정하면 좋다.

개별 패턴 내의 노즐수는 노즐 간격이 일정한 노즐 열을 가지는 기록 헤드를 사용한 경우에는, 노즐 간격과 개구부 장변의 길이로부터 산출할 수 있다. 개구부 장변의 길이를 노즐 간격으로 나누고, 얻어진 값의 정수 부분이 개별 패턴 내의 노즐의 최대수이다. 실제의 개별 패턴 내의 토출 노즐수는 이 최대수보다도 작게 설정할 수도 있다. 예를 들면, 1개의 개구부에 들어가는 노즐의 최대수가 5인 경우, 양단의 노즐은 사용하지 않고 비토출 노즐로 하고, 3개의 토출 노즐을 5개의 노즐의 중앙에 배치할 수도 있다

개별 패턴의 구체적인 작성 방법으로서는, 예를 들면 토출 노즐에는 「1」을, 비토출 노즐에는 「0」을 지정한다. 무효 노즐은 당연히 비토출 노즐이 되고, 데이터로서 「0」을 보유하게 된다. 예를 들면, 개별 패턴 내의 노즐수가 5이며, 모든 노즐이 토출 노즐인 경우에는, 데이터로서 「11111」과 같이, 토출 노즐을 나 타내는 데이터 「1」이 5개 나란히 배열되게 된다. 모든 노즐을 토출 노즐로 할 필요가 없는 경우에는, 예를 들면 「10101」과 같이, 5개의 유효 노즐 중 3개의 노즐만을 토출 노즐로서 사용할 수도 있다.

또, 상술한 멀티드롭 방식의 헤드를 사용한 경우, 토출 노즐에 대하여, 토출하는 잉크량을 미세하게 지정할 수도 있다. 예를 들면, 8계조(階調)의 멀티드롭 방식의 노즐의 경우에는, 비토출 노즐에는 「0」을, 토출 노즐에는 「1」 내지 「7」의 7단계의 토출 잉크량을 설정할 수 있다. 상기와 마찬가지로, 개별 패턴 내의 노즐수가 5개인 경우, 「13731」과 같이 개구부의 중앙부에 보다 많은 잉크를 부여하고, 개구부의 단부에는 적은 양의 잉크를 부여하는 것과 같은 설정도 가능해진다.

또한, 개별 패턴 내의 노즐의 최대수가 5라도, 양단은 사용하지 않고 「363」과 같은 3개의 노즐로 이루어지는 개별 패턴으로 하여 5개의 노즐의 중앙에 배치할 수도 있다. 즉 이것은 「03630」과 동일한 의미이다.

(4)공정(c): 전인사 패턴 작성 공정

본 발명에서는 상기 공정(a)에서의 하나의 기록 헤드의 전노즐에 대한 유효 노즐과 무효 노즐의 판정 작업, 및 상기 공정(b)에서 작성되는 1개의 개구부에 상당하는 유효 노즐군에 대한 개별 패턴에 기초하여, 각 기록 헤드의 전노즐에 대한 인사 패턴을 작성한다.

즉, 각 기록 헤드의 전노즐(노즐 번호 1 내지 N) 중, 유효 노즐군에 대해서는 상기 개별 패턴을 삽입하고, 각 노즐의 잉크 토출 제어 데이터를 등록해 간다. 무효 노즐은 당연하지만 「0」을 삽입하여 비토출 노즐로서 등록한다.

이렇게 하여 N개의 노즐 전체에 대하여 인사 패턴이 완성되게 되지만, 본 발명에서는 N개의 노즐 중, 양 단부의 노즐의 일정수를 시프트 스페이스로서 확보하는 것이 중요하다. 이 시프트 스페이스는 통상은 비토출 노즐로서 취급된다. 시프트 스페이스로서, 얼마의 노즐을 확보할지는, 노즐 간격과 헤드 유닛에의 헤드의 장착 정밀도에 의해 적절하게 설정하면 좋다.

이렇게 하여, 양 단부의 시프트 스페이스를 포함시키고, N개의 노즐 전체에 대해서 각각의 잉크 토출 제어 데이터가 등록되고, 이로써 하나의 기록 헤드에 관한 전인사 패턴이 완성된다. 전인사 패턴으로부터, 양 단부의 시프트 스페이스를 뺀 부분을, 실인사 패턴이라고 부른다.

헤드 유닛에 탑재된 복수의 기록 헤드의, 노즐 배열 방향에 대한 어긋남을 보정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 헤드 유닛에 각 기록 헤드를 고정한 상태로 시사를 행한다. 시사는 전용의 비기록 매체를 사용하여도 좋다.

시사에 의해 각 기록 헤드의 기준 노즐(통상은 좌우 어느 한 말단의 노즐)로부터의 잉크의 착탄 위치를 검출한다. 검출한 위치와 헤드 유닛의 좌표로부터, 각 기록 헤드의 기준 노즐의 절대 좌표가 구해진다. 각 기록 헤드의 기준 노즐의 절대좌표로부터, 노즐 배열 방향에 대한 각 기록 헤드의 어긋남량이 산출되고, 노즐 간격의 값을 이용하여 각 기록 헤드의 시프트량이 구해진다.

즉, 「시프트량=어긋남량÷노즐 간격」의 관계에 있다.

먼저 작성된 전인사 패턴에 있어서, 구해진 시프트량의 분만큼 시프트 스페이스를 이용하여 실인사 패턴을 이동시키고, 각 노즐에 관한 전인사 패턴을 보정하 여 확정시킨다.

예를 들면, 각 기록 헤드 간의 노즐 배열 방향의 어긋남량이, 노즐 간격의 1/2 이상, 3/2 이하이면, 실인사 패턴을 시프트 스페이스로서 확보한 노즐을 1개분만큼 이동시켜 보정한다.

이와 같이, 본 발명의 방법에 따르면, 각 기록 헤드 간의 노즐 배열 방향의 어긋남량을, 노즐 간격의 2분의 1 이내가 되도록 보정하는 것이 가능해 진다.

또한, 노즐 배열 방향과 직교하는 방향의 어긋남, 즉 상기 예에서는 주 주사방향의 어긋남에 대해서는, 인사 타이밍의 조정에 의해 보정할 수 있다. 이것은 잉크젯 방식에 의한 기록에 있어서는, 통상적인 방법으로서 널리 알려져 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 기록 헤드 간에 있어서의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남의 보정이 용이하게 되고, 기록 헤드의 장착 위치 자체를 이동시킬 필요가 없기 때문에, 복잡한 이동 기구를 구비한 장치나 헤드의 이동 작업 등에 많은 시간과 비용을 소비하지 않고, 높은 정밀도로 컬러 필터를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법에서의 헤드 유닛에 탑재된 기록 헤드를 노즐측으로부터 본 개략도.

도 2는 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 기판을 도시하는 개략도.

도 3은 개구부와 잉크의 착탄 위치를 도시한 개략도.

도 4는 수학식 1을 사용하여 유효 노즐과 무효 노즐을 판정하는 방법을 도시하는 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 헤드 유닛 21: 헤드 1

22: 헤드 2 23: 헤드 3

33: 노즐 41: 개구부 1

42: 개구부 2 43: 개구부 3

5: 블랙 매트릭스(BM) 6: 비토출 노즐

7: 토출 노즐 7': 노즐 번호 14의 노즐

X: 주사방향

Claims (3)

1. 복수의 노즐을 부 주사방향으로 배열한 노즐 열을 가지는 기록 헤드를 주 주사방향으로 복수개 배열하여 이루어지는 헤드 유닛을 기판 상에서 주사시키고, 상기 노즐로부터 토출하는 잉크를 상기 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스에 의해 분획된 셀의 개구부에 착탄시키는 것에 의한, 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법으로서, 이하의 공정(a) 내지 (c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.

   공정(a): 상기 각 기록 헤드에 있어서의 복수의 노즐 중, 개구부에 착탄하는 위치의 노즐을 유효 노즐로 하고, 개구부에 착탄하지 않는 위치의 노즐을 무효 노즐로 하고, 상기 기록 헤드마다 모든 노즐에 대하여 유효 노즐인지 무효 노즐인지를 판정하는 공정(판정 공정)

   공정(b): 상기 공정(a)에서 유효 노즐이라고 판정된 노즐 군 중, 1개의 개구부에 착탄하는 위치의 노즐군에 대하여, 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어 데이터로서의 개별 패턴을 작성하는 공정(개별 패턴 작성 공정)

   공정(c): 1개의 기록 헤드에서의 상기 공정(a)에서 유효 노즐이라고 판정된

   노즐군 전체에 대하여, 상기 기록 헤드의 양 단부의 노즐의 일정수를 시프트 스페이스로서 확보하면서, 상기 공정(b)에서 얻어지는 1개의 개구부에 관한 잉크 토출 제어 데이터로서의 개별 패턴을 적용시킴으로써, 상기 기록 헤드에서의 유효 노즐이라고 판정된 노즐군 전체에 대한 잉크 토출 제어 데이터로서의 전인사 패턴을 작성하는 동시에,

   상기 전인사 패턴을 작성한 노즐군으로부터 상기 시프트 스페이스를 구성하는 노즐을 제외한 부분에 대한 잉크 토출 제어 데이터로서의 실인사 패턴의 배치를, 상기 시프트 스페이스를 구성하는 노즐 중, 상기 헤드 유닛을 구성하는 복수개의 기록 헤드에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남의 양에 따른 노즐분만큼 어긋나게 함으로써, 상기 전인사 패턴에 있어서 상기 기록 위치 어긋남의 보정을 행하고,

   헤드 유닛을 구성하는 복수개의 기록 헤드에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남이 보정된 헤드 유닛 전체의 전인사 패턴을 작성하는 공정(전인사 패턴 작성 공정)
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공정(c)에서의 각 기록 헤드간의 노즐 배열 방향의 기록 위치 어긋남을, 시사(試寫)를 행하여 검출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.

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