JPH1177990A

JPH1177990A - カラーフィルタの製造方法及び製造装置及びカラーフィルタ及び表示装置及びこの表示装置を備えた装置及びノズル穴面積の決定方法

Info

Publication number: JPH1177990A
Application number: JP24564597A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Wada; 聡和田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドのインク吐出量の調整範
囲を大きくすることなく、種々の仕様のカラーフィルタ
を製造することができるカラーフィルタの製造方法を提
供する。【解決手段】インクジェットヘッドにより被着色体に向
けてインクを吐出して着色することによりカラーフィル
タを製造する方法であって、被着色体上に形成する画素
の形状に応じてノズル穴面積の異なるインクジェットヘ
ッドを用いて着色を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばインクジェ
ット法を用いてカラーフィルタを製造するためのカラー
フィルタの製造方法及び製造装置及びカラーフィルタ及
び表示装置及びこの表示装置を備えた装置及びノズル穴
面積の決定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー液晶表示装置等に使われる
カラーフィルタをインクジェット法で製造する場合にお
いては、各インクを吐出するのに使用するインクジェッ
トヘッドは同一のも（インクが吐出されるノズルの穴面
積が同じもの）が使われていた。そして、インクジェッ
ト法の大きな問題点としては、（１）画素に射ち込むインク量が少ない場合、インクが
画素全体に広がらず部分的に濃度が薄くなってしまう所
謂「白抜け」（２）画素に射ち込むインク量が多い場合には１つの画
素の範囲をインクが乗り越え隣の画素の異なる色のイン
クと混ざり合ってしまう「混色」の２つがある。

【０００３】また、一般的に、カラー液晶表示装置に用
いられるカラーフィルタは、表示装置メーカーの仕様に
より画素の形状（面積や幅等）が様々である。

【０００４】例えば、画素の幅が広いものに対して少な
い量のインクを吐出させると「白抜け」の問題が発生し
易く、逆に、幅の狭い画素に対して多い量のインクを吐
出すると「混色」が発生し易くなる。

【０００５】こうした様々な仕様の違いを持つカラーフ
ィルタに対して、上記２つの問題、すなわち「白抜け」
と「混色」の問題を解決するために吐出インク量を調整
（最適化）する方法として、ノズル毎に吐出パワーを電
気的に制御する方法（「ビット補正」）が採用されてい
る。

【０００６】「ビット補正」についてインクジェットヘ
ッドの１種であるバブルジェットヘッドを用いて説明す
る。

【０００７】バブルジェットヘッドとは、各ノズルに組
み込まれた熱抵抗体に対してある時間のパルス信号を与
え、そこに発生する熱により泡を発生させ、この泡の力
によってインクを吐出させるものである。そして、ビッ
ト補正とはこのパルス信号の長さ（時間）を変えること
によって吐出されるインク量を調整するものである。

【０００８】例えば、３本のノズルについていくつかの
パルス信号時間（加熱時間）とその時のインク吐出量の
関係を求めたグラフを図１４に示す。

【０００９】ここで、３本のノズルのインク吐出量を全
て２０ｎｇに調整する場合には、図１４に示すような
パルス時間を各ノズルに設定すれば良い。この設定で描
画することにより図１５のようなドット径が均一な画像
を得ることが出来る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビット
補正で調整出来るインク吐出量の幅は狭く、広い幅を調
整するためにはヘッド内部に更に複雑な回路構成を要す
る。これは、ヘッドのコストアップにつながる。

【００１１】また、カラーフィルタの着色に使用する赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各インクは、一般的にそ
の染料を溶かすための溶剤処方が異なっている。そのた
め、着色部に着弾してからの塗れ広がり方に大きな違い
がある。

【００１２】これは、ビット補正で吐出量を制御する場
合にインク毎に広い吐出量調整を必要とすることを意味
している。

【００１３】つまり、同一仕様のヘッドを用いてカラー
フィルタを製造する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のインク
の塗れ広がり方の違いとカラーフィルタの画素の形状の
違いの双方を考慮してそれら全体をカバーできる調整幅
を有するヘッドを用意しなければならない。

【００１４】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、インクジェットヘッド
のインク吐出量の調整範囲を大きくすることなく、種々
の仕様のカラーフィルタを製造することができるカラー
フィルタの製造方法及び製造装置及びノズル穴面積の調
整方法を提供することである。

【００１５】また、本発明の他の目的は、上記の製造方
法により製造されたカラーフィルタ及び表示装置及びこ
の表示装置を備えた装置を提供することである。

【００１６】

【問題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係わるカラーフィルタの製造方法は、
インクジェットヘッドにより被着色体に向けてインクを
吐出して着色することによりカラーフィルタを製造する
方法であって、前記被着色体上に形成する画素の形状に
応じてノズル穴面積の異なるインクジェットヘッドを用
いて着色を行なうことを特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記被着色体状に着弾したインクが
形成するドット径あるいはラインパターンの幅が前記画
素の幅の５０％以上となるインク量を吐出可能なノズル
穴面積を有するインクジェットヘッドを用いることを特
徴としている。

【００１８】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造方法において、前記インクジェットヘッドは、熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、
インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネル
ギー発生体を備えることを特徴としている。

【００１９】また、本発明に係わるカラーフィルタの製
造装置は、インクジェットヘッドにより被着色体に向け
てインクを吐出して着色することによりカラーフィルタ
を製造する装置であって、前記被着色体上に形成する画
素の形状に応じてノズル穴面積の異なるインクジェット
ヘッドを装着可能であることを特徴としている。

【００２０】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記被着色体状に着弾したインクが
形成するドット径あるいはラインパターンの幅が前記画
素の幅の５０％以上となるインク量を吐出可能なノズル
穴面積を有するインクジェットヘッドを装着可能である
ことを特徴としている。

【００２１】また、この発明に係わるカラーフィルタの
製造装置において、前記インクジェットヘッドは、熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、
インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネル
ギー発生体を備えることを特徴としている。

【００２２】また、本発明に係わるノズル穴面積の決定
方法は、インクジェットヘッドにより被着色体に向けて
インクを吐出して着色することによりカラーフィルタを
製造する場合に、前記被着色体上に形成する画素の形状
に応じてノズル穴面積の異なるインクジェットヘッドを
用いて着色を行なう方法におけるノズル穴面積の決定方
法であって、実際に使用するインクを用いてドットパタ
ーンあるいはラインパターンを描画する描画工程と、該
描画工程において描画されたドットパターンの直径ある
いはラインパターンの幅を画像処理装置を用いて計測す
る計測工程と、前記画素の形状と前記ドットパターンの
直径あるいはラインパターンの幅とに基づいて前記ノズ
ル穴面積を決定する穴面積決定工程とを具備することを
特徴としている。

【００２３】また、この発明に係わるノズル穴面積の決
定方法において、前記ドットパターンあるいはラインパ
ターンを描画する被着色体として、実際のカラーフィル
タ基板と同等のパターン露光が施された基板を使用する
ことを特徴としている。

【００２４】また、この発明に係わるノズル穴面積の決
定方法において、前記インクジェットヘッドは、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー発生体を備えることを特徴としている。

【００２５】また、本発明に係わるカラーフィルタは、
インクジェットヘッドにより被着色体に向けてインクを
吐出して着色することにより製造されたカラーフィルタ
であって、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じ
てノズル穴面積の異なるインクジェットヘッドを用いて
着色を行なって製造されたことを特徴としている。

【００２６】また、本発明に係わる表示装置は、インク
ジェットヘッドにより被着色体に向けてインクを吐出し
て着色することにより製造されたカラーフィルタを備え
る表示装置であって、前記被着色体上に形成する画素の
形状に応じてノズル穴面積の異なるインクジェットヘッ
ドを用いて着色を行なって製造されたカラーフィルタ
と、光量を変更可能とする光量変更手段とを一体に備え
ることを特徴としている。

【００２７】また、本発明に係わる表示装置を備えた装
置は、インクジェットヘッドにより被着色体に向けてイ
ンクを吐出して着色することにより製造されたカラーフ
ィルタを有する表示装置を備えた装置であって、前記被
着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴面積の
異なるインクジェットヘッドを用いて着色を行なって製
造されたカラーフィルタと、光量を変更可能とする光量
変更手段とを一体に備える表示装置と、該表示装置に画
像信号を供給する画像信号供給手段とを具備することを
特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】なお、本発明において定義するカラーフィ
ルタとは、着色部と被着色体とを備えるものであり、入
力光に対し、特性を変えた出力光を得ることができるも
のである。

【００３０】図１はカラーフィルタの製造装置の一実施
形態の構成を示す概略図である。

【００３１】図１において、５１は装置架台、５２は架
台５１上に配置されたＸＹθステージ、５３はＸＹθス
テージ５２上にセットされたカラーフィルタ基板、５４
はカラーフィルタ基板５３上に形成されるカラーフィル
タ、５５はカラーフィルタ５４の着色を行うＲ（赤）,
Ｇ（緑）,Ｂ（青）のインクジェットヘッド、５８はカ
ラーフィルタ製造装置９０の全体動作を制御するコント
ローラ、５９はコントローラの表示部であるところのテ
ィーチングペンダント（パソコン）、６０は５９の操作
部であるところのキーボードを示している。

【００３２】図２はカラーフィルタ製造装置９０の制御
コントローラの構成図である。５９は制御コントローラ
５８の入出力手段であるティーチングペンダント、６２
は製造の進行状況及びヘッドの異常の有無等の情報を表
示する表示部、６０はカラーフィルタ製造装置９０の動
作等を指示する操作部（キーボード）である。

【００３３】５８はカラーフィルタ製造装置９０の全体
動作を制御するところのコントローラ、６５はティーチ
ングペンダント５９とのデータの受け渡しを行うインタ
フェース、６６はカラーフィルタ製造装置９０の制御を
行うＣＰＵ、６７はＣＰＵ６６を動作させるための制御
プログラムを記憶しているＲＯＭ、６８は異常情報等を
記憶するＲＡＭ、７０はカラーフィルタの各画素内への
インクの吐出を制御する吐出制御部、７１はカラーフィ
ルタ製造装置９０のＸＹθステージ５２の動作を制御す
るステージ制御部、９０はコントローラ５８に接続さ
れ、その指示に従って動作するカラーフィルタ製造装置
を示している。

【００３４】次に、図３は、上記のカラーフィルタ製造
装置９０に使用されるインクジェットヘッド５５の構造
を示す図である。図１においては、インクジェットヘッ
ドはＲ,Ｇ,Ｂの３色に対応して３個設けられているが、
これらの３個のヘッドは夫々同一の構造であるので、図
３にはこれらの３個のヘッドのうちの１つの構造を代表
して示している。

【００３５】図３において、インクジェットヘッド５５
は、インクを加熱するための複数のヒータ１０２が形成
された基板であるヒータボード１０４と、このヒータボ
ード１０４の上にかぶせられる天板１０６とから概略構
成されている。天板１０６には、複数の吐出口１０８が
形成されており、吐出口１０８の後方には、この吐出口
１０８に連通するトンネル状の液路１１０が形成されて
いる。各液路１１０は、隔壁１１２により隣の液路と隔
絶されている。各液路１１０は、その後方において１つ
のインク液室１１４に共通に接続されており、インク液
室１１４には、インク供給口１１６を介してインクが供
給され、このインクはインク液室１１４から夫々の液路
１１０に供給される。

【００３６】ヒータボード１０４と、天板１０６とは、
各液路１１０に対応した位置に各ヒータ１０２が来る様
に位置合わせされて図３の様な状態に組み立てられる。
図３においては、２つのヒータ１０２しか示されていな
いが、ヒータ１０２は、夫々の液路１１０に対応して１
つずつ配置されている。そして、図３の様に組み立てら
れた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを供給す
ると、ヒータ１０２上のインクが沸騰して気泡を形成
し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０８か
ら押し出されて吐出される。従って、ヒータ１０２に加
える駆動パルスを制御、例えば電力の大きさを制御する
ことにより気泡の大きさを調整することが可能であり、
吐出口から吐出されるインクの体積を自在にコントロー
ルすることができる。

【００３７】本発明のカラーフィルタにおいては、基板
として透光性の基板が好ましく、一般にガラス基板が用
いられるが、液晶用カラーフィルタとしての透明性、機
械的強度等の必要特性を有するものであればガラス基板
に限定されるものではない。

【００３８】図４は、カラーフィルタの製造工程の例を
示した図である。

【００３９】図４（ａ）は、光透過部７と遮光部である
ブラックマトリクス２を備えたガラス基板１を示す。ま
ず、ブラックマトリクス２の形成された基板１上に光照
射又は光照射と加熱により硬化可能であり且つインク受
容性を有する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベ
ークを行って樹脂層３を形成する（図４（ｂ））。樹脂
層３の形成には、スピンコート、ロールコート、バーコ
ート、スプレーコート、ディップコート等の塗布方法を
用いることができ、特に限定されるものではない。

【００４０】次に、ブラックマトリクス２により遮光さ
れる部分の樹脂層をフォトマスク４を使用して予めパタ
ーン露光を行うことにより樹脂層の一部を硬化させてイ
ンクを吸収しない部位５（非着色部位）を形成し（図４
（ｃ））、その後インクジェットヘッドを用いてＲ、
Ｇ、Ｂの各色を一度に着色し（図４（ｄ））、必要に応
じてインクの乾燥を行う。

【００４１】パターン露光の際に使用されるフォトマス
ク４としては、ブラックマトリクスによる遮光部分を硬
化させるための開口部を有するものを使用する。この
際、ブラックマトリクスに接する部分での着色剤の色抜
けを防止するために、比較的多くのインクを付与するこ
とが必要である。そのためにブラックマトリクスの（遮
光）幅よりも狭い開口部を有するマスクを用いることが
好ましい。

【００４２】着色に用いるインクとしては、染料系、顔
料系共に用いることが可能であり、また液状インク、ソ
リッドインク共に使用可能である。

【００４３】本発明で使用する硬化可能な樹脂組成物と
しては、インク受容性を有し、且つ光照射又は光照射と
加熱の少なくとも一方の処理により硬化し得るものであ
ればいずれでも使用可能であり、樹脂としては例えばア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ヒドロキ
シプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの
セルロース誘導体あるいはその変性物等が挙げられる。

【００４４】これらの樹脂を光あるいは光と熱により架
橋反応を進行させるために光開始剤（架橋剤）を用いる
ことも可能である。光開始剤としては、重クロム酸塩、
ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始
剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。またこれら
の光開始剤を混合して、あるいは他の増感剤と組み合わ
せて使用することもできる。更にオニウム塩などの光酸
発生剤を架橋剤として併用することも可能である。な
お、架橋反応をより進行させるために光照射の後に熱処
理を施してもよい。

【００４５】これらの組成物を含む樹脂層は、非常に耐
熱性、耐水性等に優れており、後工程における高温ある
いは洗浄工程に十分耐え得るものである。

【００４６】本発明で使用するインクジェット方式とし
ては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた
バブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用いたピエ
ゾジェットタイプ等が使用可能であり、着色面積及び着
色パターンは任意に設定することができる。

【００４７】また、本例では基板上にブラックマトリク
スが形成された例を示しているが、ブラックマトリクス
は、硬化可能な樹脂組成物層を形成後、あるいは着色後
に樹脂層上に形成されたものであっても特に問題はな
く、その形態は本例に限定されるものではない。また、
その形成方法としては、基板上にスパッタもしくは蒸着
により金属薄膜を形成し、フォトリソ工程によりパター
ニングすることが好ましいが、これに限定されるもので
はない。

【００４８】次いで光照射のみ、熱処理のみ、又は光り
照射及び熱処理を行って硬化可能な樹脂組成物を硬化さ
せ（図４（ｅ））、必要に応じて保護層８を形成（図４
（ｆ）する。なお、図中ｈνは光の強度を示し、熱処理
の場合は、ｈνの光の代わりに熱を加える。保護層８と
しては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用
タイプの第２の樹脂組成物を用いて形成するか、あるい
は無機材料を用いて蒸着またはスパッタによって形成す
ることができ、カラーフィルタとした場合の透明性を有
し、その後のＩＴＯ形成プロセス、配向膜形成プロセス
等に十分耐えうるものであれば使用可能である。

【００４９】また、本例では基板上に樹脂組成物を形成
する例を示しているが、以下のように基板に直接インク
を付与してもよい。

【００５０】すなわち、インクジェット方式を利用し
て、Ｒ、Ｇ、Ｂインクがちょうど遮光部を構成するブラ
ックマトリクスの間の光透過部をうめるようにして付与
される。このＲ、Ｇ、Ｂパターンは、いわゆるキャステ
ィングのような形で形成されてもよい。また、ブラック
マトリクス上で各色インクが重ならない範囲で印字され
るのが好ましい。

【００５１】使用されるインクは、光や熱などのエネル
ギーの付与により硬化可能であれば、染料系、顔料系い
ずれでも用いることができ、また、液状インク、ソリッ
ドインク共に使用可能である。インク中には光硬化可能
な成分あるいは熱硬化可能な成分あるいは光及び熱の双
方により硬化可能な成分を含有することが必須であり、
このような成分としては、様々な市販の樹脂、硬化剤を
用いることができ、インク中に固着等の問題を起こすも
のでなければ特に限られない。具体的には、アクリル系
樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いら
れる。

【００５２】図５乃至図７は上記のカラーフィルタを組
み込んだカラー液晶表示装置３０の基本構成を示す断面
図である。

【００５３】カラー液晶表示装置は、一般的にカラーフ
ィルタ基板１と対向基板２１を合わせこみ、液晶化合物
１８を封入することにより形成される。液晶表示装置の
一方の基板２１の内側に、ＴＦＴ(Thin Film Transisto
r)（不図示）と透明な画素電極２０がマトリクス状に形
成される。また、もう一方の基板１の内側には、画素電
極に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するようカラー
フィルタ５４が設置され、その上に透明な対向電極（共
通電極）１６が一面に形成される。ブラックマトリクス
２は、通常カラーフィルター基板１側に形成されるが
（図５参照）、ＢＭ（ブラックマトリクス）オンアレイ
タイプの液晶パネルにおいては対向するＴＦＴ基板側に
形成される（図６参照）。さらに、両基板の面内には配
向膜１９が形成されており、これをラビング処理するこ
とにより液晶分子を一定方向に配列させることができ
る。また、それぞれのガラス基板の外側には偏光板１
１,２２が接着されており、液晶化合物１８は、これら
のガラス基板の間隙（２〜５μｍ程度）に充填される。
また、バックライトとしては蛍光灯（不図示）と散乱板
（不図示）の組み合わせが一般的に用いられており、液
晶化合物をバックライト光の透過率を変化させる光シャ
ッターとして機能させることにより表示を行う。

【００５４】また、図７に示すように、画素電極２０上
に着色部を形成し、カラーフィルタとして機能させるよ
うにしても良い。すなわち、カラーフィルタを構成する
着色部は、ガラス基板上に形成されることに限定される
ものではない。なお、図７に示す形式においては、画素
電極上にインク受容層を形成し、この受容層にインクを
付与する場合と、画素電極上に色材を混入した樹脂イン
クを直射ちする場合とがある。

【００５５】このような液晶表示装置を情報処理装置に
適用した場合の例を図８乃至図１０を参照して説明す
る。

【００５６】図８は上記の液晶表示装置をワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複
写装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場
合の概略構成を示すブロック図である。

【００５７】図中、１８０１は装置全体の制御を行う制
御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポ
ートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力した
り、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を
行っている。１８０２はディスプレイ部で、この表示画
面には各種メニューや文書情報及びイメージリーダ１８
０７で読み取ったイメージデータ等が表示される。１８
０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた透明な感
圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧する
ことにより、ディスプレイ部１８０２上での項目入力や
座標位置入力等を行うことができる。

【００５８】１８０４はＦＭ(Frequency Modulation)音
源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ
部１８１０や外部記憶装置１８１２にデジタルデータと
して記憶しておき、それらメモリ等から読み出してＦＭ
変調を行うものである。ＦＭ音源部１８０４からの電気
信号はスピーカ部１８０５により可聴音に変換される。
プリンタ部１８０６はワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端末と
して用いられる。

【００５９】１８０７は原稿データを光電的に読取って
入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路中に設け
られており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原稿
の読取りを行う。

【００６０】１８０８はイメージリーダ部１８０７で読
取った原稿データのファクシミリ送信や、送られてきた
ファクシミリ信号を受信して復号するファクシミリ（Ｆ
ＡＸ）の送受信部であり、外部とのインタフェース機能
を有する。１８０９は通常の電話機能や留守番電話機能
等の各種電話機能を有する電話部である。

【００６１】１８１０はシステムプログラムやマネージ
ャープログラム及びその他のアプリケーションプログラ
ム等や文字フォント及び辞書等を記憶するＲＯＭや、外
部記憶装置１８１２からロードされたアプリケーション
プログラムや文書情報、さらにはビデオＲＡＭ等を含む
メモリ部である。

【００６２】１８１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。

【００６３】１８１２はフロッピーディスクやハードデ
ィスク等を記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記
憶装置１８１２には文書情報や音楽あるいは音声情報、
ユーザのアプリケーションプログラム等が格納される。

【００６４】図９は図８に示す情報処理装置の模式的概
観図である。

【００６５】図中、１９０１は上記の液晶表示装置を利
用したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや
図形情報及び文書情報等を表示する。このディスプレイ
１９０１上ではタッチパネル１８０３の表面は指等で押
圧することにより座標入力や項目指定入力を行うことが
できる。１９０２は装置が電話機として機能するときに
使用されているハンドセットである。キーボード１９０
３は本体と着脱可能にコードを介して接続されており、
各種文書機能や各種データ入力を行うことができる。ま
た、このキーボード１９０３には各種機能キー１９０４
等が設けられている。１９０５は外部記憶装置１８１２
へのフロッピーディスクの挿入口である。

【００６６】１９０６はイメージリーダ部１８０７で読
取られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原稿
は装置後部より排出される。またファクシミリ受信等に
おいては、インクジェットプリンタ１９０７よりプリン
トされる。

【００６７】上記情報処理装置をパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部１８１１から入力された各種情報が制御部１８０１に
より所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１
８０６に画像として出力される。

【００６８】ファクシミリ装置の受信機として機能する
場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入
力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定の
プログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【００６９】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読取られ
た原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１８
０６に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ
装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部１
８０７によって読取られた原稿データは、制御部１８０
１により所定のプログラムに従って送信処理された後、
ＦＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信され
る。

【００７０】なお、上述した情報処理装置は図１０に示
すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体
型としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高め
ることが可能となる。同図において、図９と同一機能を
有する部分には、対応する符号を付す。

【００７１】次に、本発明の特徴的な部分であるカラー
フィルタの画素の形状に応じてインクジェットヘッドの
ノズル穴の面積を異ならせる方法について説明する。

【００７２】（第１の実施例）先ず、使用するＲ、Ｇ、
Ｂ各インクのインク受容層での塗れ広がり方を測定す
る。その方法としては、例えば、図１１に示すようなド
ットパターンをインク受容層を塗布したガラス基板にヘ
ッドの全ノズルを用いて描画する。

【００７３】図１１には３本のヘッドでＲ、Ｇ、Ｂそれ
ぞれのドットパターンを描画したところを示す。

【００７４】これを、図１２に示す測定装置の画像処理
手段を用いてドット径（ドット面積でもよい）を全ての
インクドットについて計測する。

【００７５】図１２において３１は画像処理装置、３２
は装置全体を制御するコンピュータ、３３は取り込み画
像を拡大する顕微鏡、３４は前記ドットパターンを描画
したガラス基板を載せるステージ、３５は拡大された画
像を画像処理装置３１に取り込むためのＣＣＤカメラ、
３６は透過光源である。

【００７６】ドットパターンは透過光３６で照明され、
顕微鏡３３で拡大されてＣＣＤカメラ３５を通して画像
処理装置３１に入力される。そして、２値化等の画像処
理が施され、その直径または面積が求められる。

【００７７】ドット径計測後、その広がり具合が実際の
カラーフィルタの画素の幅（あるいは面積）に対し適当
なものであるかを計算する。

【００７８】その結果、ある割合で吐出量を調整する必
要が生じた場合、吐出量を増やしたいのであればヘッド
ノズルの穴面積を大きくし、逆に吐出量を減らしたいの
であればヘッドノズルの穴面積を小さくする。

【００７９】ヘッドのノズル穴面積の具体的な調整方法
としてはヘッドの製造方法として特開平２−１２１８４
２号公報に記載されている方法がある。

【００８０】ここに示されているようにエキシマレーザ
ーのパワーをマスクで調整する方法を用いることによ
り、容易にヘッドのノズル穴面積の変更が可能であり、
最適なノズル穴面積を得ることが出来る．この様な手順
を通して加工されたヘッドを図１に示す装置に装着し
て、インクジェットヘッドとカラーフィルタ基板とを相
対的に走査させながらカラーフィルタ基板上にインクを
吐出して着色することにより、「白抜け」や「混色」の
問題に対してマージンの広いカラーフィルタ製造が可能
となる。

【００８１】（第２の実施例）第１の実施例ではドット
パターンを描画してそのドット径あるいはドット面積を
測定して最適なヘッドノズル穴面積を決定したが、描画
パターンとしては必ずしもドットパターンである必要は
なく、例えば図１３に示すラインパターンを全てのノズ
ルで描画してもよい。そして、ラインパターンの幅を図
１２に示す測定装置で計測し、その値を基に各ヘッドの
ノズル穴面積を決定してもよい。

【００８２】ラインパターン描画は、特に実際のカラー
フィルの着色の場合に近く、この時のラインパターンの
幅（塗れ広がり具合）を測定し、ノズルの穴面積を決定
した方がより良い結果が得られると予想される。

【００８３】ここで、ドットパターンやラインパターン
を描画する基板は、単に受容層を塗布したガラス基板を
用いても良いが、実際のカラーフィルター基板と同等の
パターン露光を施したガラス基板を用いることでより最
適なインク吐出量が得られるノズル穴面積を決定するこ
とが出来る。

【００８４】また、ヘッドの製造方法として第１の実施
例ではレーザーとマスクを用いる方法を挙げているが、
これに限定されることなく、例えば特公昭６２−５９
６７２号公報に記載されている感光性樹脂を用いる方法
でもよい。また、フォトリソ法を用いることも考えられ
る。レーザーによる穴開け法は容易でありコスト的なメ
ッリトは大きいが穴面積の均一化と言う点ではフォトリ
ソ法が有利である。要求されるヘッドの精度に応じて何
れかの方法を選択することが望ましい。

【００８５】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。

【００８６】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００８７】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００８８】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００８９】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００９０】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００９１】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
るので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００９２】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、使用記録信号付与時にインクが液
状をなすものであればよい。

【００９３】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００９４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヘ
ッドのコストに係わる電気的回路を追加することなくイ
ンクジェット法によるカラーフィルタの製造方法の大き
な問題である「白抜け」及び「混色」に対するマージン
を広げることが出来る。これは、カラーフィルタ製造上
の歩留まりを上げることにもつながり、ひいてはカラー
フィルタ自体のコストダウンになる。

【００９５】

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの製造装置の一実施形態の構成
を示す概略図である。

【図２】カラーフィルタの製造装置の動作を制御する制
御部の構成を示す図である。

【図３】カラーフィルタの製造装置に使用されるインク
ジェットヘッドの構造を示す図である。

【図４】カラーフィルタの製造工程を示した図である。

【図５】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成の一例を示す断面図である。

【図６】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成の他の例を示す断面図であ
る。

【図７】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成のさらに他の例を示す断面図
である。

【図８】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図９】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図１０】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示
した図である。

【図１１】インクジェットヘッドを使用して描画したド
ットパターンの例を示した図である。

【図１２】画像処理装置を示した図である。

【図１３】インクジェットヘッドを使用して描画したラ
インパターンの例を示した図である。

【図１４】パルス時間（加熱時間）とインク吐出量の関
係を示す図である。

【図１５】ビット補正後の各ノズルで描画されるドット
パターンイメージの例を示した図である。

【符号の説明】

３１画像処理装置３２パーソナルコンピュータ３３光学顕微鏡３４ＸＹステージ３５カラーＣＣＤカメラ３６透過光源５２ＸＹθステージ５３ガラス基板５４カラーフィルタ５５着色ヘッド５８コントローラ５９ティーチングペンダント６０キーボード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットヘッドにより被着色体に
向けてインクを吐出して着色することによりカラーフィ
ルタを製造する方法であって、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴
面積の異なるインクジェットヘッドを用いて着色を行な
うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】前記被着色体状に着弾したインクが形成
するドット径あるいはラインパターンの幅が前記画素の
幅の５０％以上となるインク量を吐出可能なノズル穴面
積を有するインクジェットヘッドを用いることを特徴と
する請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】前記インクジェットヘッドは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備えることを特徴とする請求項１に記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項４】インクジェットヘッドにより被着色体に
向けてインクを吐出して着色することによりカラーフィ
ルタを製造する装置であって、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴
面積の異なるインクジェットヘッドを装着可能であるこ
とを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
【請求項５】前記被着色体状に着弾したインクが形成
するドット径あるいはラインパターンの幅が前記画素の
幅の５０％以上となるインク量を吐出可能なノズル穴面
積を有するインクジェットヘッドを装着可能であること
を特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタの製造装
置。
【請求項６】前記インクジェットヘッドは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備えることを特徴とする請求項４に記載のカラ
ーフィルタの製造装置。
【請求項７】インクジェットヘッドにより被着色体に
向けてインクを吐出して着色することによりカラーフィ
ルタを製造する場合に、前記被着色体上に形成する画素
の形状に応じてノズル穴面積の異なるインクジェットヘ
ッドを用いて着色を行なう方法におけるノズル穴面積の
決定方法であって、実際に使用するインクを用いてドットパターンあるいは
ラインパターンを描画する描画工程と、該描画工程において描画されたドットパターンの直径あ
るいはラインパターンの幅を画像処理装置を用いて計測
する計測工程と、前記画素の形状と前記ドットパターンの直径あるいはラ
インパターンの幅とに基づいて前記ノズル穴面積を決定
する穴面積決定工程とを具備することを特徴とするノズ
ル穴面積の決定方法。
【請求項８】前記ドットパターンあるいはラインパタ
ーンを描画する被着色体として、実際のカラーフィルタ
基板と同等のパターン露光が施された基板を使用するこ
とを特徴とする請求項７に記載のノズル穴面積の決定方
法。
【請求項９】前記インクジェットヘッドは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備えることを特徴とする請求項８に記載のノズ
ル穴面積の決定方法。
【請求項１０】インクジェットヘッドにより被着色体
に向けてインクを吐出して着色することにより製造され
たカラーフィルタであって、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴
面積の異なるインクジェットヘッドを用いて着色を行な
って製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１１】インクジェットヘッドにより被着色体
に向けてインクを吐出して着色することにより製造され
たカラーフィルタを備える表示装置であって、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴
面積の異なるインクジェットヘッドを用いて着色を行な
って製造されたカラーフィルタと、光量を変更可能とする光量変更手段とを一体に備えるこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項１２】インクジェットヘッドにより被着色体
に向けてインクを吐出して着色することにより製造され
たカラーフィルタを有する表示装置を備えた装置であっ
て、前記被着色体上に形成する画素の形状に応じてノズル穴
面積の異なるインクジェットヘッドを用いて着色を行な
って製造されたカラーフィルタと、光量を変更可能とす
る光量変更手段とを一体に備える表示装置と、該表示装置に画像信号を供給する画像信号供給手段とを
具備することを特徴とする表示装置を備えた装置。