JP4894842B2 - カラーフィルタ製造方法、表示装置の製造方法、塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ製造方法、表示装置の製造方法、塗布方法に関する。詳細には、インクジェット方式によるカラーフィルタ製造方法、表示装置の製造方法、塗布方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータや携帯電話の普及に伴い、高精細かつ軽薄な表示装置が必要とされる。表示装置は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。これらの表示装置の構成部材として、カラーフィルタが用いられる。

カラーフィルタにおける着色層の形成方法として、インクジェット法、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等の各種方法がある。
インクジェット法では、基板上にパターン形成されたインク受容層にインクを塗布することにより、着色層が形成される。あるいは、基板上に遮光部により画設された開口部にインクを塗布することにより、着色層が形成される。

また、画素領域毎に異なる量のインクを塗布することにより、画素列毎のインク総量を合わせるカラーフィルタの製造方法が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。

特開２００７−１７８９５６号公報

しかしながら、［特許文献１］のカラーフィルタ製造方法では、画素列単位ではインク総量を合わせることができるが、画素領域単位ではインク量が異なるので、画素領域毎の色度や着色層形状が異なるという問題点がある。画素領域毎の色度が異なると、カラーフィルタの色合いや反射について、人間の視覚に違和感が生じる。画素領域毎の着色層形状が異なると、表示装置を形成する際に封入される液晶の層厚に相当するギャップが不均一となり、表示装置の品質に影響するという問題点がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、画素領域等の所定領域毎に塗布量を均一とすることができるカラーフィルタ製造方法、表示装置の製造方法、塗布方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、前記基板上の同一の画素領域に対して複数のノズルから着色層形成用のインクを吐出して塗布を行ってカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、前記画素領域に塗布する前記インクの目標量を設定する目標量設定ステップと、前記ノズル毎に前記インク１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、前記目標量及び前記インク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記画素領域に吐出する前記インクの液滴数を算出する液滴数算出ステップと、前記算出された液滴数分の前記インクを前記ノズルから前記画素領域に吐出する吐出ステップと、を具備し、前記インクジェットヘッドの前記走査を複数回行い、同一の前記画素領域に対して前記インクを前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とするカラーフィルタ製造方法である。

第１の発明のカラーフィルタ製造方法では、１つの画素領域に塗布するインクの目標量を設定し、ノズル毎にインク１滴分の液滴量を設定し、設定された目標量及びインク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル毎に画素領域に吐出するインクの液滴数を算出し、インクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、算出された液滴数分のインクをノズルから画素領域に吐出して塗布を行ってカラーフィルタを製造する。

第１の発明では、１つの画素領域に塗布するインクの目標量及びインク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いるノズルと液滴数との組み合わせを算出して各画素領域にインクを塗布することにより、画素列単位だけでなく画素領域単位で塗布されるインク量が同一となり、各画素領域における着色層形状や厚さを均一とすることができる。尚、インク量については、インク重量を用いてもよいし、インク体積を用いてもよい。

また、インクジェットヘッドのノズルから最初に吐出されるインク量が不安定な場合には、液滴数について所定の閾値（例えば、３滴）を設けて、当該閾値より小さい液滴数の解は除外して液滴数を算出することが望ましい。これにより、インク量が不安定となる液滴数の解を除外して、目標とするインク量で正確に各画素領域を塗布することができる。

また、インクジェットヘッドに使用不能なノズルが含まれる場合には、使用不能なノズルから吐出されるインクの液滴数を「０滴」とし、残りのノズルから吐出されるインクの液滴数を調整することにより、各画素領域に塗布されるインク量を均一にすることができる。例えば、インクジェットヘッドがノズル列方向に複数連結された長尺ヘッドのノズルのうち、長尺ヘッドの継ぎ目近傍のノズルは使用不能であるので液滴数を「０滴」とする。

第２の発明は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、前記基板上の同一の画素領域に対して複数のノズルから着色層形成用のインクを吐出して塗布を行ってカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造ステップと、前記カラーフィルタにスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、前記カラーフィルタとアレイ基板とを貼り合わせる貼り合わせステップと、前記カラーフィルタと前記アレイ基板の周辺部分にシール材を設けるシール材形成ステップと、前記カラーフィルタと前記アレイ基板間に液晶を封入する液晶封入ステップと、を具備する表示装置の製造方法であって、前記カラーフィルタ製造ステップに前記画素領域に塗布する前記インクの目標量を設定する目標量設定ステップと、前記ノズル毎に前記インク１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、前記目標量及び前記インク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記画素領域に吐出する前記インクの液滴数を算出する液滴数算出ステップと、前記算出された液滴数分の前記インクを前記ノズルから前記画素領域に吐出する吐出ステップと、を具備し、前記インクジェットヘッドの前記走査を、複数回行い、同一の前記画素領域に対して、前記インクを前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とする表示装置の製造方法である。

第２の発明は、第１の発明によって作製されたカラーフィルタを備える表示装置の製造方法に関する発明である。

第３の発明は、塗布領域全体を複数の所定領域に分け、複数のノズルを有する塗布ヘッドを前記塗布領域に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、同一の前記所定領域に対して複数のノズルから塗布液を吐出して塗布を行う塗布方法であって、前記所定領域に塗布する前記塗布液の目標量を設定する目標量設定ステップと、前記ノズル毎に前記塗布液１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、前記目標量及び前記塗布液１滴分の液滴量に基づいて、各所定領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記所定領域に吐出する前記塗布液の液滴数を算出する液滴数算出ステップと、前記算出された液滴数分の前記塗布液を前記ノズルから前記所定領域に吐出する吐出ステップと、を具備し、前記塗布ヘッドの前記走査を、複数回行い、同一の前記所定領域に対して、前記塗布液を前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とする塗布方法である。

第３の発明の塗布方法では、塗布領域全体を所定領域に分け、１つの所定領域に塗布する塗布液の目標量を設定し、ノズル毎に塗布液１滴分の液滴量を設定し、設定された目標量及び塗布液１滴分の液滴量に基づいて、各所定領域の塗布に用いる複数のノズル毎に所定領域に吐出する塗布液の液滴数を算出し、複数のノズルを有する塗布ヘッドを塗布領域に対して相対的に移動させて複数回の走査を行い、算出された液滴数分の塗布液をノズルから所定領域に吐出して塗布を行う。

第１の発明のカラーフィルタ製造方法では、画素領域単位で塗布するインクの目標量を設定して使用するノズル毎に液滴数を算出したが、第３の発明の塗布方法では、画素領域単位に限られず、塗布領域全体を所定領域（例えば、１μｍ四方）に分け、この所定領域単位で使用するノズル及び塗布液の液滴数を設定する。

これにより、塗布領域全体について塗布量を均一化することができる。例えば、液晶を挟むポリイミド等の配向膜をアレイ基板やカラーフィルタの表面にインクジェット方式によって形成する場合にも適用することができる。
また、塗布領域全体を排他的に分割して所定領域を設定した場合には、塗布むら等の欠陥が発生することがあるので、隣接する所定領域については当該所定領域の端部同士が重なる位置に配置することにより、所定領域の端部については重ね塗りを行って塗布むら等の欠陥の発生を防止することができる。

本発明によれば、画素領域等の所定領域毎に塗布量を均一とすることができるカラーフィルタ製造方法、表示装置の製造方法、塗布方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るカラーフィルタ製造装置及びカラーフィルタ製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

（１．カラーフィルタ製造装置１の構成）
最初に、図１を参照しながら、カラーフィルタ製造装置１の構成について説明する。
図１は、カラーフィルタ製造装置１の構成図である。

カラーフィルタ製造装置１は、制御部２、基板３が載置される吸着テーブル４、インクジェットヘッド５、移動部６、アライメントカメラ７、液滴数設定部１０から構成される。カラーフィルタ製造装置１は、基板３に対してインクジェットヘッド５のノズル９からインクを吐出してパターニングを行い、カラーフィルタを製造する装置である。

基板３は、ガラス基板やフィルム基板である。
吸着テーブル４は、基板３を吸着して固定するテーブルである。基板の吸着は、例えば、吸着テーブル４と基板３との間の空気を減圧あるいは真空にすることにより行われる。この場合、吸着テーブルには、空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ（図示しない）等により空気の吸引が行われる。

インクジェットヘッド５は、着色剤等を含むインクを吐出する装置である。インクジェットヘッド５は、基板３上に形成されたインク受容層にインクを塗布したり、遮光部により画設された開口部にインクを塗布する。
移動部６は、吸着テーブル４及びインクジェットヘッド５の移動及び位置決めを行う装置である。尚、移動機構としては、汎用のガイド機構や移動用アクチュエータを用いることができる。例えば、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータを用い、ガイド機構として、直線移動機構、エアースライドを用いることができる。
アライメントカメラ７は、基板３の位置座標を検出するために、基板３の所定箇所（基板上に形成されるアライメントマーク等）を撮像するカメラである。

液滴数設定部１０は、インクジェットヘッド５のノズル９毎に吐出するインクの液滴数を設定するものである。液滴数設定部１０は、塗布情報設定部１１、ノズル情報設定部１２、液滴数情報算出部１３、記憶部１４を有する。記憶部１４には、塗布情報１５、ノズル情報１６、液滴数情報１７を保持する。
塗布情報設定部１１は、塗布情報１５を作成して記憶部１４に保持する。塗布情報１５については後述する。ノズル情報設定部１２は、ノズル情報１６を作成して記憶部１４に保持する。ノズル情報１６については後述する。液滴数情報算出部１３は、塗布情報１５及びノズル情報１６に基づいて液滴数情報１７を算出して記憶部１４に保持する。液滴数情報１７の算出については後述する。

（２．塗布方法）
次に、図２〜図４を参照しながら、カラーフィルタ製造装置１による塗布方法について説明する。
図２は、インクジェットヘッド５のノズル番号及びノズル数の関係を示す図である。
図３は、インクジェットヘッド５による基板３のスキャン（走査）を示す図である。

インクジェットヘッド５は、ノズルＮ０１（ノズル番号１）〜ノズルＮ（ノズル番号Ｎ）までのＮ個のノズルを有する。これらのＮ個のノズルは、１列に配置される。インクジェットヘッド５は、基板３の同一の画素列に対して複数回のスキャンを行う。スキャン回数及びスキャン間のインクジェットヘッド５の移動量は、分散数Ｂによって決定される。分散数Ｂとは、同一の画素領域に対してインクの塗布に用いるノズルの数であるため、本実施の形態においては、分散数Ｂの回数分スキャンが行われることとなる。インクジェットヘッド５は、一方向についてスキャンを終了すると、Ｎ／Ｂ個のノズル数分ノズル列方向に移動して、逆方向に次のスキャンを行う。同一の画素列に対して分散数Ｂの回数分スキャンが行われる。図３に示すように、第１スキャン〜第４スキャンでは、それぞれ、インクジェットヘッド５−１〜インクジェットヘッド５−４の位置から矢印方向にスキャンが行われる。

図４は、インクジェットヘッド５のグループ３１とノズル番号３２との関係を示す図である。
インクジェットヘッド５のＮ個のノズル９は、分散数Ｂの数のノズルから構成されるグループに分類される。インクジェットヘッド５のノズル列方向の移動量に相当するＮ／Ｂ個間隔で同一グループのノズルが割り当てられる。第１グループには、ノズル番号１、１＋Ｎ／Ｂ、１＋２Ｎ／Ｂ、…、１＋（Ｂ−１）Ｎ／ＢのＢ個のノズルが割り当てられ、第２グループには、ノズル番号２、２＋Ｎ／Ｂ、２＋２Ｎ／Ｂ、…、２＋（Ｂ−１）Ｎ／ＢのＢ個のノズルが割り当てられ、第Ｎ／Ｂグループには、ノズル番号Ｎ／Ｂ、２Ｎ／Ｂ、３Ｎ／Ｂ、…、ＮのＢ個のノズルが割り当てられる。同一の画素列に属する各画素領域に対しては、同一グループに属するノズルからインクが吐出される。

（３．塗布情報１５、ノズル情報１６、液滴数情報１７）
次に、図５〜図９を参照しながら、塗布情報１５、ノズル情報１６、液滴数情報１７について説明する。尚、以下の説明では、色Ｒ（ＲＥＤ）、色Ｇ（ＧＲＥＥＮ）、色Ｂ（ＢＬＵＥ）のうち、色Ｒ（ＲＥＤ）のインクを塗布する場合について説明する。また、インクジェットヘッド５のノズル９の数はＮ＝２０であり、分散数はＢ＝４、グループ数（Ｎ／Ｂ）＝（２０／４）＝５、として説明する。

（３−１．インクジェットヘッド５）
図５は、インクジェットヘッド５を示す図である。
図５のインクジェットヘッド５は、着色層形成用のインクとして色Ｒ（ＲＥＤ）のインクを吐出するインクジェットヘッドである。図５のインクジェットヘッド５は、ノズルＮ０１〜ノズルＮ２０の２０個のノズル９、インク供給部２１を備える。インク供給部２１は、インクが充填されるチャンバ、インクをノズル９に供給するためインク配管、ノズル毎にインク吐出量を制御する吐出量制御部等から構成される。吐出量制御部は、例えば、ノズル毎に設けられたピエゾ素子の印加電圧を制御することによりインク吐出量を制御する。

（３−２．カラーフィルタ２３）
図６は、基板３にインクが塗布されて形成されたカラーフィルタ２３を示す図である。
基板３には遮光部２５が形成される。遮光部２５によって複数の画素領域２７が画設される。図６のカラーフィルタ２３では、画素列２９−１、２９−２、…、２９−５には、色Ｒのインクが塗布される。画素列２９−１は、画素領域Ｒ０１、Ｒ１１、Ｒ２１、…、Ｒ５１、…を含み、画素列２９−２は、画素領域Ｒ０２、Ｒ１２、Ｒ２２、…、Ｒ５２、…を含み、画素列２９−３は、画素領域Ｒ０３、Ｒ１３、Ｒ２３、…、Ｒ５３、…を含み、画素列２９−４は、画素領域Ｒ０４、Ｒ１４、Ｒ２４、…、Ｒ５４、…を含み、画素列２９−５は、画素領域Ｒ０５、Ｒ１５、Ｒ２５、…、Ｒ５５、…を含む。画素列２９−１、２９−２、…、２９−５の各画素領域には、それぞれ、第１グループ（ノズルＮ０１、Ｎ０６、Ｎ１１、Ｎ１６）、第２グループ（ノズルＮ０２、Ｎ０７、Ｎ１２、Ｎ１７）、…、第５グループ（ノズルＮ０５、Ｎ１０、Ｎ１５、Ｎ２０）に属する４つのノズルからインクが吐出される。

（３−３．塗布情報１５）
図７は、塗布情報１５を示す図である。
塗布情報１５は、塗布量や塗布方法に関する情報である。塗布情報１５は、画素領域内重量３３［Ｔ］や画素領域内液滴数３４や分散数３５［Ｂ］の項目を有する。画素領域内重量３３［Ｔ］は、１つの画素領域に塗布するインクの目標量を示し、例えば、「２０ｎｇ」である。画素領域内液滴数３４は、標準的なノズルによってインクを塗布する場合のインクの液滴数を示し、例えば、「４０滴」である。分散数３５［Ｂ］は、同一の画素列に対するスキャン回数（塗布回数、重ね塗り回数）に相当し、例えば、「４」である。

（３−４．ノズル情報１６）
図８は、ノズル情報１６を示す図である。
ノズル情報１６は、インクジェットヘッド５のノズル９に関する情報である。ノズル情報１６は、ノズル３６、液滴重量３７［Ｗ］、グループ３８、塗布画素領域３９の項目を有する。ノズル３６は、インクジェットヘッド５のノズル９を識別するための識別子を示し、例えば、「Ｎ０１」である。液滴重量３７［Ｗ］は、インクジェットヘッド５のノズル９から吐出されるインク１滴あたりの重量を示し、例えば、「Ｗ０１（ｎｇ／滴）」である。グループ３８は、各ノズルが属するグループを示し、例えば、「第１グループ」である。尚、ノズル３６とグループ３８との関係は、図４のノズル番号３２とグループ３１との関係と同様である。塗布画素領域３９［Ｒ］は、ノズル毎に塗布対象の画素領域を示し、例えば、「画素列２９−１（Ｒ０１、Ｒ１１、Ｒ２１、…）」である。

（３−５．液滴数情報１７）
図９は、液滴数情報１７を示す図である。
液滴数情報１７は、スキャン毎及び画素領域毎及びノズル毎にインクの液滴数を示す情報である。例えば、画素領域Ｒ０１には、第１スキャンにおいてノズルＮ０１から９滴のインクが吐出され、第２スキャンにおいてノズルＮ０６から９滴のインクが吐出され、第３スキャンにおいてノズルＮ１１から１０滴のインクが吐出され、第４スキャンにおいてノズルＮ１６から１２滴のインクが吐出される。液滴数情報１７は、塗布情報１５及びノズル情報１６に基づいて算出される。

（４．カラーフィルタ製造装置１の動作）
次に、図１０及び図１１を参照しながら、カラーフィルタ製造装置１の動作について説明する。
図１０は、カラーフィルタ製造装置１の動作を示すフローチャートである。

カラーフィルタ製造装置１は、操作者の操作指示によって、１つの画素領域に塗布するインクの目標量である画素領域内重量３３［Ｔ］を含む塗布情報１５を設定する（ステップ１００１）。カラーフィルタ製造装置１は、操作者の操作指示によって、インク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］を含むノズル情報１６を設定する（ステップ１００２）。例えば、複数の液滴（例えば、１０万滴）の重量を電子天秤等の測定機器を用いて測定し、インク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］が算出される。

カラーフィルタ製造装置１は、塗布情報１５及びノズル情報１６に基づいて、画素領域［Ｒ］の塗布に用いる複数のノズル［Ｎ］及び当該ノズル［Ｎ］のインク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］を読み出す（ステップ１００３）。カラーフィルタ製造装置１は、画素領域内重量３３［Ｔ］及びインク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］に基づいて、画素領域［Ｒ］の塗布に用いる各ノズル［Ｎ］毎に、液滴数［Ｄ］を算出する。

具体的には、画素領域Ｒ０１について、
Ｔ［ｎｇ］＝（Ｗ０１［ｎｇ／滴］×Ｄ０１［滴］）
＋（Ｗ０６［ｎｇ／滴］×Ｄ０６［滴］）
＋（Ｗ１１［ｎｇ／滴］×Ｄ１１［滴］）
＋（Ｗ１６［ｎｇ／滴］×Ｄ１６［滴］）、
として、上式を満たすノズルＮ０１の液滴数Ｄ０１、ノズルＮ０６の液滴数Ｄ０６、ノズルＮ１１の液滴数Ｄ１１、ノズルＮ１６の液滴数Ｄ１６が算出される。

同様にして、画素領域Ｒ０２について、
Ｔ［ｎｇ］＝（Ｗ０２［ｎｇ／滴］×Ｄ０２［滴］）
＋（Ｗ０７［ｎｇ／滴］×Ｄ０７［滴］）
＋（Ｗ１２［ｎｇ／滴］×Ｄ１２［滴］）
＋（Ｗ１７［ｎｇ／滴］×Ｄ１７［滴］）、
として、上式を満たすノズルＮ０２の液滴数Ｄ０２、ノズルＮ０７の液滴数Ｄ０７、ノズルＮ１２の液滴数Ｄ１２、ノズルＮ１７の液滴数Ｄ１７が算出される。

カラーフィルタ製造装置１は、算出された液滴数［Ｄ］に基づいて、液滴数情報１７を作成して記憶部１４に保存する（ステップ１００５）。
カラーフィルタ製造装置１は、液滴数情報１７に基づいて、スキャン毎及び画素領域毎に、使用するノズル［Ｎ］及び当該ノズル［Ｎ］によって塗布するインクの液滴数［Ｄ］を設定して、基板３に対して塗布を行う（ステップ１００６）。カラーフィルタ製造装置１は、色Ｇ（ＧＲＥＥＮ）や色Ｂ（ＢＬＵＥ）の画素領域に対しても同様の処理を行う。

以上の過程を経て、カラーフィルタ製造装置１は、１つの画素領域に塗布するインクの目標量である画素領域内重量３３［Ｔ］及びインク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル［Ｎ］と液滴数［Ｄ］との組み合わせを示す液滴数情報１７を算出し、この液滴数情報１７に基づいてスキャン毎及び画素領域毎に使用するノズル［Ｎ］及び液滴数［Ｄ］を設定して基板３の各画素領域にインクを塗布する。

図１１は、色Ｒのインクが塗布された基板３の断面図である。図１１は、基板３に塗布された色Ｒのインクの液滴数を画素領域毎及びノズル毎に示す。
画素領域Ｒ０１、画素領域Ｒ０２、画素領域Ｒ０３、画素領域Ｒ０４、画素領域Ｒ０５は、それぞれ、スキャン毎に異なるノズルによってインクが塗布される。画素領域Ｒ０１、画素領域Ｒ０２、画素領域Ｒ０３、画素領域Ｒ０４、画素領域Ｒ０５には、それぞれ、第１グループの４つのノズル、第２グループの４つのノズル、第３グループの４つのノズル、第４グループの４つのノズル、第５グループの４つのノズルによって４回のスキャンが行われてインクが塗布される。
スキャン毎、画素領域毎、ノズル毎に塗布されるインクの液滴数が異なるが、最終的には各画素領域［Ｒ］には同一の画素領域内重量３３［Ｔ］のインクが塗布されるので、各画素領域［Ｒ］の着色層形状や厚さは均一である。

仮に、１つの画素領域に対して同一のノズルからインク吐出を行う場合には、液滴数を調整したとしても、当該ノズルの１滴当たりのインク量の整数倍でしか画素領域におけるインク塗布量を調整できない。
例えば、１つの画素領域に塗布するインクの目標量を１０００ｎｇとする場合、画素領域毎に均一な塗布量とするためには、各画素領域における実際のインク塗布量を目標量±３ｎｇ（９９７ｎｇ〜１００３ｎｇ）とすることが望ましい。１つの画素領域に対して、１滴当たりのインク量が２０ｎｇ程度の同一のノズルからインク吐出を行う場合には、±２０ｎｇの整数倍程度でしか画素領域におけるインク塗布量を調整できないので、画素領域毎に均一な塗布量とすることが困難である。

本発明の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置１は、１つの画素領域に対して複数回のスキャンを行い、異なる複数のノズルから各ノズル毎に算出された液滴数分のインク吐出を行う。異なるノズル間の１滴当たりのインク量の差異は、１滴当たりのインク量より大幅に小さいので、１滴当たりのインク量の差異を考慮してノズル毎に液滴数を調整することにより、画素領域におけるインク塗布量を高精度に調整することができる。

このように、１つの画素領域に塗布するインクの目標量である画素領域内重量３３［Ｔ］及びインク１滴当たりの液滴重量３７［Ｗ］に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル［Ｎ］と液滴数［Ｄ］との組み合わせを算出して各画素領域にインクを塗布することにより、画素列単位だけでなく画素領域単位で塗布されるインク量が同一となり、各画素領域における着色層形状や厚さを均一とすることができる。これにより、カラーフィルタの色合いや反射外観を向上させることができる。また、表示装置を形成する際に封入される液晶の層厚に相当するギャップが均一となり、表示装置の品質を向上させることができる。

尚、図１０のステップ１００４の処理において、インクジェットヘッド５のノズル９から最初に吐出されるインク量が不安定な場合には、液滴数［Ｄ］について所定の閾値（例えば、３滴）を設けて、当該閾値より小さい液滴数の解は除外して液滴数情報１７を算出することが望ましい。これにより、インク量が不安定となる液滴数の解を除外して、目標とするインク量で正確に各画素領域を塗布することができる。

（５．長尺ヘッド）
次に、図１２〜図１６を参照しながら、本発明の実施形態に係る長尺ヘッドを用いたインクの塗布について説明する。
図１２は、複数のインクジェットヘッドの配置を示す図である。
一般に、複数のインクジェットヘッドを用いてインクを塗布する場合、図１２に示すように、複数のインクジェットヘッド５１及びインクジェットヘッド５２が千鳥状に配置される。インクジェットヘッド５１のノズルピッチ５３及びインクジェットヘッド５２のノズルピッチ５４及びヘッド間ノズルピッチ５５は同一長である。これらの複数のインクジェットヘッドを用いてインクを塗布することにより生産性が向上する。
しかしながら、インクジェットヘッド５１及びインクジェットヘッド５２は千鳥状に配置されるので、設置スペースが必要となる。また、インクジェットヘッド５１とインクジェットヘッド５２とでは塗布方向のインク着弾位置が異なるので、塗布タイミングを調整する必要がある。

図１３及び図１４及び図１５は、それぞれ、長尺ヘッド６０及び長尺ヘッド７０及び長尺ヘッド８０を示す図である。
図１３の長尺ヘッド６０は、インクジェットヘッド６１の部材の右端及びインクジェットヘッド６２の部材の左端を切り取って連結したものである。インクジェットヘッド６１のノズルピッチ６３及びインクジェットヘッド６２のノズルピッチ６４及びヘッド間ノズルピッチ６５は同一長である。連結位置６６のノズルについては、インク供給部２１の設置スペースを設けることができないので、使用できない。従って、従来のカラーフィルタ製造装置では、長尺ヘッド６０を用いてインクを塗布した場合に塗布できない画素領域が生じる。

図１４の長尺ヘッド７０は、インクジェットヘッド７１の右端のノズル位置及びインクジェットヘッド７２の左端のノズル位置で切り取って連結したものである。ヘッド間ノズルピッチ７５は、インクジェットヘッド７１のノズルピッチ７３及びインクジェットヘッド７２のノズルピッチ７４の２倍である。連結位置７６のノズルについては、ノズルが切断されているので使用できない。従って、従来のカラーフィルタ製造装置では、長尺ヘッド７０を用いてインクを塗布した場合に塗布できない画素領域が生じる。

図１５の長尺ヘッド８０は、インクジェットヘッド８１の右端とインクジェットヘッド８２の左端とを連結したものである。ヘッド間ノズルピッチ８５は、インクジェットヘッド８１のノズルピッチ８３及びインクジェットヘッド８２のノズルピッチ８４の整数倍（例えば、２倍）である。連結位置には、ヘッド間ノズルピッチ８５を調整するための部材を設けてもよい。連結位置８６には、ノズルが存在しない。従って、従来のカラーフィルタ製造装置では、長尺ヘッド８０を用いてインクを塗布した場合に塗布できない画素領域が生じる。

図１６は、長尺ヘッドについて算出された液滴数情報９０を示す図である。
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置１では、インクの液滴数をスキャン毎及び画素領域毎及びノズル毎に設定する。そこで、カラーフィルタ製造装置１は、図１０のステップ１００４の処理において、上記の長尺ヘッド６０あるいは長尺ヘッド７０あるいは長尺ヘッド８０について、各画素領域の塗布に用いるノズル［Ｎ］と液滴数［Ｄ］との組み合わせ算出する際に、使用不能なノズルについては「０滴」として液滴数情報９０を算出する。例えば、インクジェットヘッド５の両端のノズルＮ０１及びノズルＮ２０が使用不能である場合、カラーフィルタ製造装置１は、液滴数データ９１「ノズルＮ０１：０滴」及び液滴数データ９２「ノズルＮ２０：０滴」として液滴数情報９０を算出する。

このように、カラーフィルタ製造装置１は、複数のインクジェットヘッドを連結した長尺ヘッドを用いて、同一の画素領域に対して複数回のスキャンを行って異なるノズルによってインクを塗布する場合、使用不能なノズルから吐出するインクの液滴数を「０滴」とし、残りのノズルから吐出するインクの液滴数を調整することにより、各画素領域に塗布されるインク量を均一にすることができる。また、長尺ヘッドを用いることにより生産性を向上させることができる。また、複数のインクジェットヘッドを千鳥状に配置することに代えて長尺ヘッドを用いることにより、塗布方向のインク着弾位置が一致するので塗布タイミングを調整する必要がない。連結位置近傍のノズルが使用不能な場合のみならず、ノズルの目詰まり等によってノズルが使用不能になった場合にも適用することができるので、長尺ヘッドの一部のノズルが使用不能となった場合であっても、当該長尺ヘッドを交換することなく継続使用することができ、維持管理負担を軽減することができる。

（６．表示装置１０１の製造）
図１７は、表示装置１０１を示す図である。ここでは、表示装置１０１として液晶ディスプレイパネルを挙げて説明する。
基板１０２は、カラーフィルタ製造装置１により製造されたカラーフィルタである。基板１０２には、液晶封入空間を確保するためのスペーサ１０６が形成される。基板１０３は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のアレイ基板である。基板１０２と基板１０３とを貼り合わせ、基板の周辺部分にシール材１０４を設け、基板間に液晶１０７を封入することにより、表示装置１０１が製造される。

（７．その他）
尚、上述の実施形態では、インク量としてインク重量を測定するものとして説明したが、インク体積を測定するようにしてもよい。例えば、インクの液滴を立体的に測定することによりインクの体積が求められる。

また、上述した実施の形態に対してさまざまな変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
例えば、上述した実施の形態においては、１つの画素領域２７に対して、インクジェットヘッド５のスキャン毎に異なるノズルからインクが塗布される例を示したが、これに限られない。インクジェットヘッド５が基板３に対して相対移動(スキャン)する際に、基板３上の１つの画素領域２７に対して、インクジェットヘッド５に含まれる複数のノズルが対面する場合には、一回のスキャン中に、１つの画素領域２７に対して複数のノズルからインクが吐出されるようにしてもよい。

上述した実施の形態において、インクジェットヘッド５の基板３に対する相対移動方向が、平面視長方形形状からなる画素領域２７の長手方向と平行になっている例を示したが、これに限られず、図１８に示すように、インクジェットヘッド５のカラーフィルタ２３（基板３）に対する相対移動方向が、平面視長方形形状からなる画素領域２７の長手方向（図１８中の矢印方向）に直行するように構成すれば、インクジェットヘッド５が基板３に対してスキャンする際に、基板３上の１つの画素領域２７に対して、インクジェットヘッド５に含まれる複数のノズル９が対面するようになる。図１８に示す例によれば、図１８においては、画素領域Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４，Ｒ０５・・・の各画素領域には、第１グループに属する４つのノズルからインクが吐出される。つまり、一回のスキャン中に、ひとつの画素領域２７に対して複数(四つ)のノズル９からインクを塗布することができる。ひとつの画素領域２７にインクを塗布する複数のノズル９の各々に対して、上述した方法により液滴数を算出することができる。算出された液滴数でインクを吐出していくことにより、各画素領域２７に塗布されるインク総量を目標量に精度よく近づけることが可能となり、また、インクの塗布量を画素領域２７間において均一化させることができる。なお、図１８に示す例においては、分散数は４となっている。

また、上述の実施形態では、画素領域に着色層形成用のインクを塗布する場合について説明したがこれに限られない。塗布領域全体を所定領域（例えば、１μｍ四方）に分け、同一の所定領域に対して複数回のスキャンを行って異なるノズルによって塗布液を塗布し、所定領域毎に使用するノズル及び塗布液の液滴数を設定してもよい。これにより、塗布領域全体について塗布量を均一化することができる。例えば、液晶を挟むポリイミド等の配向膜をアレイ基板やカラーフィルタの表面にインクジェット方式によって形成する場合にも適用することができる。

また、塗布領域全体を排他的に分割して所定領域を設定した場合には、塗布むら等の欠陥が発生することがあるので、隣接する所定領域については当該所定領域の端部を重ねて設定することにより、所定領域の端部については重ね塗りを行って塗布むら等の欠陥の発生を防止することができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタ製造装置及び製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

カラーフィルタ製造装置１の構成図 インクジェットヘッド５のノズル番号及びノズル数の関係を示す図 インクジェットヘッド５による基板３のスキャン（走査）を示す図 インクジェットヘッド５のグループ３１とノズル番号３２との関係を示す図 インクジェットヘッド５を示す図 基板３にインクが塗布されて形成されたカラーフィルタ２３を示す図 塗布情報１５を示す図 ノズル情報１６を示す図 液滴数情報１７を示す図 カラーフィルタ製造装置１の動作を示すフローチャート 色Ｒのインクが塗布された基板３の断面図 複数のインクジェットヘッドの配置を示す図 長尺ヘッド６０を示す図 長尺ヘッド７０を示す図 長尺ヘッド８０を示す図 長尺ヘッドについて算出された液滴数情報９０を示す図 表示装置１０１を示す図 他の実施の形態におけるインクジェットヘッド５のカラーフィルタ２３に対する相対移動の方向を説明する図

符号の説明

１………カラーフィルタ製造装置
２………制御部
３………基板
４………吸着テーブル
５………インクジェットヘッド
６………移動部
７………アライメントカメラ
９………ノズル
１０………液滴数設定部
１１………塗布情報設定部
１２………ノズル情報設定部
１３………液滴数情報設定部
１４………記憶部
１５………塗布情報
１６………ノズル情報
１７、９０………液滴数情報
２１………インク供給部
２３………カラーフィルタ
２５………遮光部
２７………画素領域
２９−１、２９−２、…、２９−５………画素列
３１、３８………グループ
３３………画素領域内重量［Ｔ］
３５………分散数［Ｂ］
３７………液滴重量［Ｗ］
５１、５２、６１、６２、７１、７２、８１、８２………インクジェットヘッド
６０、７０、８０………長尺ヘッド
６６、７６、８６………連結位置
１０１………表示装置
１０２………カラーフィルタ基板
１０３………アレイ基板

Claims (13)

1. 複数のノズルを有するインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、前記基板上の同一の画素領域に対して複数のノズルから着色層形成用のインクを吐出して塗布を行ってカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、
   前記画素領域に塗布する前記インクの目標量を設定する目標量設定ステップと、
   前記ノズル毎に前記インク１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、
   前記目標量及び前記インク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記画素領域に吐出する前記インクの液滴数を算出する液滴数算出ステップと、
   前記算出された液滴数分の前記インクを前記ノズルから前記画素領域に吐出する吐出ステップと、
   を具備し、
   前記インクジェットヘッドの前記走査を、複数回行い、
   同一の前記画素領域に対して、前記インクを前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
2. 前記液滴数算出ステップは、各ノズルについて所定数以上の液滴数を算出することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ製造方法。
3. 前記液滴数算出ステップは、前記複数のノズルのうち少なくとも１つのノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ製造方法。
4. 前記液滴数算出ステップは、前記インクジェットヘッドがノズル列方向に複数連結された長尺ヘッドのノズルのうち前記長尺ヘッドの継ぎ目近傍のノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ製造方法。
5. 複数のノズルを有するインクジェットヘッドを基板に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、前記基板上の同一の画素領域に対して複数のノズルから着色層形成用のインクを吐出して塗布を行ってカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造ステップと、
   前記カラーフィルタにスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、
   前記カラーフィルタとアレイ基板とを貼り合わせる貼り合わせステップと、
   前記カラーフィルタと前記アレイ基板の周辺部分にシール材を設けるシール材形成ステップと、
   前記カラーフィルタと前記アレイ基板間に液晶を封入する液晶封入ステップと、
   を具備する表示装置の製造方法であって、
   前記カラーフィルタ製造ステップに
   前記画素領域に塗布する前記インクの目標量を設定する目標量設定ステップと、
   前記ノズル毎に前記インク１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、
   前記目標量及び前記インク１滴分の液滴量に基づいて、各画素領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記画素領域に吐出する前記インクの液滴数を算出する液滴数算出ステップと、
   前記算出された液滴数分の前記インクを前記ノズルから前記画素領域に吐出する吐出ステップと、
   を具備し、
   前記インクジェットヘッドの前記走査を、複数回行い、
   同一の前記画素領域に対して、前記インクを前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
6. 前記液滴数算出ステップは、各ノズルについて所定数以上の液滴数を算出することを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造方法。
7. 前記液滴数算出ステップは、前記複数のノズルのうち少なくとも１つのノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の表示装置の製造方法。
8. 前記液滴数算出ステップは、前記インクジェットヘッドがノズル列方向に複数連結された長尺ヘッドのノズルのうち前記長尺ヘッドの継ぎ目近傍のノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
9. 塗布領域全体を複数の所定領域に分け、複数のノズルを有する塗布ヘッドを前記塗布領域に対して相対的に移動させて少なくとも一回の走査を行い、同一の前記所定領域に対して複数のノズルから塗布液を吐出して塗布を行う塗布方法であって、
   前記所定領域に塗布する前記塗布液の目標量を設定する目標量設定ステップと、
   前記ノズル毎に前記塗布液１滴分の液滴量を設定する液滴量設定ステップと、
   前記目標量及び前記塗布液１滴分の液滴量に基づいて、各所定領域の塗布に用いる複数のノズル毎に前記所定領域に吐出する前記塗布液の液滴数を算出する液滴数算出ステップと、
   前記算出された液滴数分の前記塗布液を前記ノズルから前記所定領域に吐出する吐出ステップと、
   を具備し、
   前記塗布ヘッドの前記走査を、複数回行い、
   同一の前記所定領域に対して、前記塗布液を前記走査毎に異なるノズルから吐出することを特徴とする塗布方法。
10. 前記液滴数算出ステップは、各ノズルについて所定数以上の液滴数を算出することを特徴とする請求項９に記載の塗布方法。
11. 前記液滴数算出ステップは、前記複数のノズルのうち少なくとも１つのノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の塗布方法。
12. 前記液滴数算出ステップは、前記塗布ヘッドがノズル列方向に複数連結された長尺ヘッドのノズルのうち前記長尺ヘッドの継ぎ目近傍のノズルの液滴数を０滴とすることを特徴とする請求項１１に記載の塗布方法。
13. 隣接する前記所定領域については、当該所定領域の端部同士が重なる位置に配置されることを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれかに記載の塗布方法。

Images