專利名稱：濾色器的制造方法和設備，濾色器，顯示裝置以及具有該顯示裝置的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于通過將墨用噴墨頭噴射到一基底上并對濾色器的每一像素進行著色而制造濾色器的一種濾色器的制造方法和設備、一種濾色器、一種顯示裝置，以及具有該顯示裝置的一種設備。
隨著個人計算機特別是便攜式個人計算機的新發(fā)展，對液晶顯示特別是彩色液晶顯示的需求趨于增長。然而，為了進一步普及利用液晶顯示，必須降低成本。特別地，需要降低占總成本中很大比例的濾色器的成本。為了達到上述需要，人們嘗試了各種方法以滿足所需的濾色器特性。然而，還沒有找到能夠滿足所有要求的任何方法。下面將描述各方法。
第一種方法是色料擴散法，目前正在替代染色法。在此方法中，在一基底上形成一層經(jīng)色料擴散的感光樹脂層并制成單色圖案。此過程重復三次以得到R、G和B濾色器層。
第二種方法是染色法。在此染色法中，一水溶性的聚合物材料作為可染色材料涂覆到一玻璃基底上，該涂層經(jīng)光刻過程制成所期望的圖案。得到的圖案浸入染液中以獲得著色的圖案。此過程重復三次以形成R、G和B濾色器層。
第三種方法是電鍍法。在此方法中，在一基底上制成一透明電極圖案，將得到的結(jié)構浸入含有色料、樹脂、電解液等的電鍍涂覆液中以通過電鍍著上第一種顏色。此過程重復三次以得到R、G和B濾色器層。最后，對這些層進行焙燒。
第四種方法是印制法。在此方法中，色料在一熱固樹脂中擴散，印制操作進行三次以分別形成R、G和B涂層，樹脂是熱固性的，從而形成著色層。在上述的各方法中，在著色層上通常形成有一保護層。
這些方法的共同點是同樣的過程必須重復三次以得到有三種顏色即R、G和B著色的層。這導致了成本的增加。另外，隨著過程次數(shù)的增加，合格率下降。在電鍍方法中，對可形成的圖案具有限制。因此，利用已有技術，將此方法用于TFTs是困難的。在印制方法中，由于分辨率低和平滑度差，很難形成具有微小間距的圖案。
為了克服這些缺點，用噴墨系統(tǒng)制造濾色器的方法在日本專利59-75205、63-235901和1-217320中公開。在這些方法中，含有三種顏色即R(紅)、G(綠)和B(藍)的著色劑的著色液通過一噴墨系統(tǒng)噴射到一透明基底上，各著色液被脫水以形成著色的圖像部分。在此噴墨系統(tǒng)中，R、G和B濾色元件(像素)能夠一次形成，使得制造過程大量簡化，成本大幅降低。
在用于一般的液晶顯示裝置等的濾色器中，分配給各像素的黑色矩陣的開口部分(即，像素)是矩形的，而從噴墨頭噴出的墨的形狀幾乎是圓形。因此，即刻噴出每一像素所需的墨的量并使墨在黑色矩陣的整個開口部分均勻分布是困難的。因此，當噴墨頭掃描基底時，多個墨被噴射到每一像素上，從而對每一像素著色。在此情形下，如果通過一次掃描操作多個墨被簡單地噴射到每一像素上，則各像素的著色很難均勻。
因此，本發(fā)明是針對上述問題，其目的是提供一種濾色器的制造方法和設備以通過大幅降低各像素的著色不均勻而制造高質(zhì)量的濾色器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述制造方法和設備制造的濾色器，一種采用該濾色器的顯示裝置，以及具有該顯示裝置的一種設備。
為了解決上述問題和達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時利用排列在掃描方向上的多個噴出的墨對每一像素著色，從而提供一種制造濾色器的方法，包括在多次掃描操作的至少一次中相對于其它掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置以進行著色操作。
根據(jù)本發(fā)明，通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時利用排列在掃描方向上的多個噴出的墨對每一像素著色從而提供一種制造濾色器的設備，包括在多次掃描操作的至少一次中相對于其它掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置以控制噴墨頭進行著色操作的控制部件。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時利用排列在掃描方向上的多個噴出的墨對每一像素著色從而提供一種濾色器，其中在多次掃描操作的至少一次中相對于其它掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置以進行著色操作。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種具有通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時利用排列在掃描方向上的多個噴出的墨對每一像素著色而得到的濾色器的顯示裝置，整體地包括在多次掃描操作的至少一次中相對于其它掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而著色的一濾色器，以及用于改變光量的光量調(diào)節(jié)部件。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種含有一具有通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時利用排列在掃描方向上的多個噴出的墨對每一像素著色而得到的濾色器的顯示裝置的設備，整體地包括含有在多次掃描操作的至少一次中相對于其它掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而著色的一濾色器的一顯示裝置，以及用于改變光量的光量調(diào)節(jié)部件和向顯示裝置提供圖像信號的圖像信號提供部件。
對于本領域的技術人員而言，通過對下述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，除上述外的其它的目的和優(yōu)點是顯而易見的。在描述中，參考了附圖，附圖構成本發(fā)明的一部分，并顯示了本發(fā)明的一個例子。然而，此例子不是本發(fā)明的各實施例的窮舉，因此，本發(fā)明的范圍由說明書后的權利要求書加以確定。


圖1是一透視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的濾色器制造設備的簡要配置。
圖2是一方塊圖，顯示用于控制濾色器制造設備的操作的一控制單元的配置。
圖3是一透視圖，顯示了用于濾色器制造設備的一種噴墨頭的結(jié)構。
圖4顯示了通過改變提供給加熱器的能量以控制噴墨量的一種方法。
圖5A--5F是剖視圖，顯示了制造濾色器的步驟。
圖6是剖視圖，顯示了含有根據(jù)本發(fā)明的一實施例的濾色器的一彩色液晶顯示裝置的基本結(jié)構。
圖7是剖視圖，顯示了含有根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的濾色器的一彩色液晶顯示裝置的基本結(jié)構。
圖8是一方塊圖，顯示了采用一液晶顯示裝置的一信息處理設備。
圖9是一透視圖，顯示了采用該液晶顯示裝置的該信息處理設備。
圖10是一透視圖，顯示了采用該液晶顯示裝置的該信息處理設備。
圖11是說明校正從各噴頭噴出的墨量之間的差別的方法的視圖。
圖12顯示了校正從各噴頭噴出的墨量之間的差別的方法。
圖13顯示了校正從各噴頭噴出的墨量之間的差別的方法。
圖14顯示了改變墨噴出密度的一方法。
圖15顯示了改變墨噴出密度的該方法。
圖16顯示了改變墨噴出密度的該方法。
圖17A--17C顯示了一種狀態(tài)，其中在各掃描操作中墨的噴出起始位置改變。
圖18A--18B顯示了一種狀態(tài)，其中墨在第一次掃描操作中噴出以使墨點相互部分疊合。
圖19A--19B顯示了一種狀態(tài)，其中墨在第一次掃描操作中噴出以使墨點相互不疊合。
圖20顯示了一濾色器的各像素的尺寸。
圖21顯示了一濾色器怎樣著色的的一個例子。
圖22顯示了一濾色器怎樣著色的另一個例子。
下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是一概視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的濾色器制造設備的配置。
參考圖1，標號51表示設備的基座；52是一X-Y-θ工作臺，置于該設備的基座51上；53是一濾色器基底，置于該X-Y-θ工作臺52上；54是形成在濾色器基底53上的濾色器；55是用于對濾色器54著色的R(紅)、G(綠)和B(藍)噴墨頭；58是控制濾色器制造設備90的整個操作的一控制器；59是作為該控制器的顯示單元的一教導操縱臺(個人計算機)；以及60是作為教導操縱臺59的操作單元的一鍵盤。
圖2是一方塊圖，顯示了該濾色器制造設備90的控制器的配置。教導操縱臺59用作控制器58的輸入/輸出裝置。標號62表示一顯示單元，用于顯示制造過程的進程、表示主異常的出現(xiàn)/不出現(xiàn)的信息等。鍵盤60指定濾色器制造設備90的操作等。
控制器58控制濾色器制造設備90的整個操作。標號65表示與教導操縱臺59交換數(shù)據(jù)的一接口；66為一CPU，用于控制濾色器制造設備90；67為一ROM，用于存儲控制程序以操作CPU66；68為一RAM，用于存儲異常信息等；70為一噴出控制單元，用于控制噴墨到濾色器的每個像素上；71是一工作臺控制單元，用于控制濾色器制造設備90的X-Y-θ(工作臺52的操作。濾色器制造設備90與控制器58相連，并根據(jù)其發(fā)出的指令操作。
圖3顯示了濾色器制造設備90中使用的噴墨頭55的結(jié)構。參考圖1，相應于三種顏色即R、G和B設置三個噴墨頭。由于這三個頭具有同樣的結(jié)構，因此圖3顯示了其中的一個以作為代表。
參考圖3，噴墨頭55主要包括，一加熱器板104，其上形成有加熱墨的多個加熱器102，以及設置在加熱器板104上的頂板106。在頂板106上形成有多個噴射口108。其后有與噴射口108連通的管道式液體通道110。各液體通道110通過分隔壁112與相鄰的液體通道分隔。各液體通道110共同連接到液體通道后端的一墨盒114。墨經(jīng)墨入口116加入墨盒114中。此墨從墨盒114提供給各液體通道110。
加熱器板104和頂板106這樣定位以使得每個加熱器102的位置與一相應的液體通道110的位置相合，并裝配成圖3中所示的狀態(tài)。雖然圖3僅顯示了兩個加熱器102，但加熱器102相應于每一個液體通道110而設置。當一預定的驅(qū)動信號提供給如圖3中所示的裝配狀態(tài)的加熱器102時，加熱器102上的墨被煮沸以產(chǎn)生一液泡，由于墨體積的膨脹，墨被推動并從噴出口108噴出。因此，液泡的大小可以通過控制施加給加熱器102的驅(qū)動脈沖即控制能量的大小來進行調(diào)節(jié)。即，從各噴射口噴出的墨的體積可以任意控制。
圖4是一時序圖，描述了通過以此方式改變施加給各加熱器的能量以控制噴墨量的一種方法。
在此實施例中，兩種恒壓脈沖施加到各加熱器102上以調(diào)節(jié)噴墨量。該兩脈沖中一個是預熱脈沖，而另一個是主加熱脈沖(下面簡稱加熱脈沖)，如圖4中所示。預熱脈沖用于在墨實際噴出前將墨加熱到一預定溫度。此脈沖的寬度設置在小于噴出墨所需的最小脈沖寬度t5。因此，墨不會被此預熱脈沖噴出。該預熱脈沖提前加到各加熱器102上以將墨的初始溫度增加到一預定溫度，以使得隨后當一恒定的加熱脈沖加到加熱器102上時噴墨量總是恒定。與此相對，墨的溫度可以通過調(diào)節(jié)預熱脈沖的寬度而提前調(diào)節(jié)。在此情形下，對于同樣的加熱脈沖，噴墨量可以改變。另外，通過在施加加熱脈沖之前加熱墨，在施加加熱脈沖后墨噴出所需的時間可縮短以改善響應。
加熱脈沖是實際噴出墨的脈沖。加熱脈沖的脈沖寬度設置成大于噴出墨所需的最小脈沖寬度t5。各加熱器102產(chǎn)生的能量與加熱脈沖的寬度(施加時間)成比例。因此，通過調(diào)節(jié)各加熱脈沖的寬度，加熱器102的特性變化可被調(diào)節(jié)。
注意，通過調(diào)節(jié)預熱脈沖和加熱脈沖之間的間隔以控制施加預熱脈沖后的加熱噴出狀態(tài)，也可以調(diào)節(jié)墨噴出的量。
如上所述，顯而易見，噴墨量既可以通過調(diào)節(jié)預熱脈沖的施加時間也可以通過調(diào)節(jié)預熱脈沖的施加與加熱脈沖的施加之間的間隔來控制。因此，通過按需調(diào)節(jié)預熱脈沖的施加時間或預熱脈沖的施加與加熱脈沖的施加之間的間隔，可以任意調(diào)節(jié)噴墨量或相對于所施加的脈沖墨噴出的響應性。
下面詳細描述墨噴出的量的這種調(diào)節(jié)。
假設在施加同樣的電壓脈沖后從噴出口(噴口)108a、108b和108c噴出不同量的墨，如圖4中所示。更特別地，假設當在預定的溫度下施加具有預定脈沖寬度的一電壓時，從噴口108a噴墨量是36pl(微微升)；從噴口108b噴墨量是40pl；從噴口108c噴墨量是40pl，對應于噴口108a和108b的加熱器102a和102b的電阻是200Ω，而相應于噴口108c的加熱器102c的電阻是210Ω。假設從噴口108a、108b和108c噴墨量要調(diào)節(jié)到40pl。
可以調(diào)節(jié)預熱脈沖和加熱脈沖的寬度以使噴口108a、108b和108c噴墨量調(diào)整為同樣的量。預熱脈沖和加熱脈沖的寬度的各種組合是可行的。在此情形下，使加熱脈沖產(chǎn)生的能量對三個噴口是一樣的，而通過調(diào)節(jié)預熱脈沖的寬度來調(diào)整墨噴出的量。
由于對應于噴口108a和108b的加熱器102a和102b具有同樣的電阻即200Ω，因此，通過施加具有同樣寬度的電壓脈沖給加熱器102a和102b，可以使加熱脈沖產(chǎn)生的能量相同。在此情形下，各電壓脈沖的寬度設定為大于寬度t5的t3。在施加同樣的加熱脈沖后，從噴口108a和108b噴出不同量即36pl和40pl的墨。為了增加從噴口108a噴出的噴墨量，施加給加熱器102a的預熱脈沖的寬度t2大于施加給加熱器102b的預熱脈沖的寬度t1。通過此操作，從噴口108a和108b噴墨量可調(diào)節(jié)到40pl。
噴口108c的加熱器102c具有210Ω的電阻，該電阻較其余兩個加熱器102a和102b的電阻高。由于此原因，為了使加熱器102c產(chǎn)生的能量與其余兩個加熱器產(chǎn)生的能量相同，加熱脈沖的寬度必須設置得較上述加熱脈沖的寬度大。因此，在此情形下，該加熱脈沖的寬度t4設置為較寬度t3大。由于施加預定的能量后從噴口108b和108c噴墨量是同樣的，因此，所需的預熱脈沖的寬度等于施加給加熱器102b的預熱脈沖的寬度。即，具有寬度t1的一預熱脈沖施加到加熱器102c上。
在上述方式中，在施加一預定的脈沖后噴出不同量墨的噴口108a、108b和108c可以噴出同樣量的墨。另外，也可以有意地使噴墨量相互不同。注意，預熱脈沖用于減少各噴口的噴射操作的變化。
圖5A--5F顯示了制造濾色器的過程。制造濾色器54的過程將參考圖5A--5F來進行描述。
圖5A顯示了具有黑色矩陣2以形成透光部分9和遮光部分10的一玻璃基底1。首先，其上形成有黑色矩陣2的玻璃基底1用具有較好的吸色性但在某些條件下(如，光輻射或光和熱輻射)其吸色性變差的樹脂成分涂覆，并在一定的條件下固化。如所需要的，對得到的結(jié)構進行預焙以形成一樹脂成分層3(圖5B)。樹脂成分層3可以通過涂覆的方法如旋涂、滾涂、條涂、噴涂或浸涂來形成。然而，本發(fā)明不限于任何特定的涂覆方法。
隨后，通過使用一光掩模4提前在遮光部分10上的樹脂層部分進行圖案曝光使得樹脂層的暴露部分具有吸色性，以(圖5C)。結(jié)果，樹脂成分層3具有吸色部分6和吸色性較差的部分5(圖5D)。在噴墨頭多次掃描基底而噴出墨時，相應的掃描操作可以通過固定噴墨頭而移動基底，或固定基底而移動噴墨頭來進行。
在此步驟之后，如所需要的，通過一噴墨系統(tǒng)將R(紅)、G(綠)和B(藍)噴墨到樹脂成分層3上以立即對該層進行著色(圖5E)，并對墨進行干燥。作為噴墨系統(tǒng)，可以采用基于熱能的系統(tǒng)或基于機械能的系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)均可。使用的墨不須特別限定，只要可以用于噴墨操作。對于墨的著色材料，從各種染料和色料中適當?shù)剡x擇適用于R、G和B像素所需要的透射光譜的材料。雖然從噴墨頭噴出的墨可能以液滴的形式固著于樹脂成分層3，墨最好以與噴墨頭不分離的柱狀形式固著于該層。
如所需要的，通過光的輻射或光的輻射和熱處理對著色的樹脂成分層3進行固化，并形成一保護層8(圖5F)。為了固化樹脂成分層3，形成具有吸色性的部分的上述過程的條件可以改變，即，增加光輻射中的曝光量，或使加熱條件更嚴格。也可以光輻射和熱處理兩者交替進行。
圖6和圖7是剖視圖，各顯示了具有上述濾色器的彩色液晶顯示裝置30的基本結(jié)構。
一般地，彩色液晶顯示裝置是通過將濾色器基底1與副基底21連接并在其間封裝液晶料18而形成。在液晶顯示裝置的一層基底21的內(nèi)表面上形成有矩陣形式的TFT(薄膜晶體管)(未顯示)和透明像素電極20。濾色器54位于另一基底1的內(nèi)表面上使得R、G和B著色材料被置于與像素電極相對的位置。在濾色器10的整個表面上形成一透明反電極(公共電極)16。黑色矩陣2通常形成在濾色器基底1一側(cè)(見圖6)。然而，在一BM(黑色矩陣)陣列型的液晶顯示裝置中，這樣的點陣形成在與濾色器基底相對的TFT基底一側(cè)上(見圖7)。校正膜19形成在兩基底的面之間。通過對校正膜19進行摩擦的過程，使液晶分子按預定的方向排成一線。極化板11和22固接到各玻璃基底的外表面上。液晶料18注入玻璃基底間的空隙(約2--5μm)中。作為后方光源，通常采用一熒光燈(未顯示)和一散射板(未顯示)的結(jié)合。通過使液晶料作為光柵以改變從后方光源發(fā)出的光的透射所進行顯示操作。
下面將參考圖8--10描述上述液晶面板用于一信息處理設備的情形。
圖8是一方塊圖，顯示了采用上述液晶顯示裝置的作為文字處理器、個人計算機、傳真設備和復印機的一信息處理設備的主要配置。
參考圖8，標號1801表示用于控制整個裝置的一控制單元。控制單元1801包括如微處理器之類的一臺CPU和各種I/O端，并通過向/從各單元輸出/輸入控制信號、數(shù)據(jù)信號等進行控制。標號1802表示一顯示單元，以將各種菜單、文件信息和圖像讀入器1807讀入的圖像數(shù)據(jù)等顯示在顯示屏上；1803是設置在顯示單元1802上的透明、壓感觸壓面板。通過用手指等按壓觸壓面板1803的表面，可以在顯示單元1802上進行項目輸入操作、座標位置的輸入操作等。
標號1804表示一FM(調(diào)頻)聲源單元，用于將音樂編輯器等產(chǎn)生的音樂信息作為數(shù)字信息存入存儲單元1810或外部存儲單元1812，并從此存儲器中讀出信息，從而進行信息的FM調(diào)制。通過一揚聲器單元1805，來自FM聲源單元1804的一電信號轉(zhuǎn)換為可聽見的聲音。一打印機單元1806用作文字處理器、個人計算機、傳真設備和復印機的輸出終端。
標號1807表示一圖像讀入器單元，以光電地讀入原始數(shù)據(jù)。圖像讀入器單元1807設置在原文傳送通道上，以讀入傳真和復印操作的原文以及其它各種原文。
標號1808表示傳真(FAX)設備的一個發(fā)送/接收單元。發(fā)送/接收單元1808通過傳真發(fā)送由圖像讀入器單元1807讀入的原始數(shù)據(jù)，并接收和譯碼一傳送的傳真信號。發(fā)送/接收單元1808具有對外部單元的接口功能。標號1809表示一電話單元，該單元具有一般的電話功能和如應答功能之類的各種電話功能。
標號1810表示一存儲單元，包括一ROM用于存儲系統(tǒng)程序、管理程序、應用程序、字體和字典，一RAM用于存儲從外部存儲單元1812裝入的應用程序和文件信息，一影象RAM等。
標號1811表示一鍵盤單元，用于輸入文件信息和各種指令。
標號1812表示軟盤、硬盤等外部存儲單元。外部存儲單元1812用于存儲文件信息、音樂和語言信息、用戶的應用程序等。
圖9是圖8中的信息處理設備的透視圖。
參考圖9，標號1901表示采用上述液晶面板的一平板顯示器，顯示各種菜單、圖案信息、文件信息等。通過用用戶的手指等按壓觸壓面板1803的表面，在平板顯示器1901上可進行調(diào)整輸入或條目指令輸入操作。標號1902表示該設備用作電話機使用時的一個聽筒。一鍵盤1903經(jīng)一電纜活動地與主體相連，并用于執(zhí)行各種文件功能和輸入各種數(shù)據(jù)。此鍵盤1903具有各種功能健1904。標號1905表示一插口，軟盤經(jīng)該插口插入外部存儲單元1812。
標號1906表示其上放置有圖像讀入單元1807要讀的原文的一原文架。讀過的原文從該設備的后部退出。在傳真接收操作中，接收到的數(shù)據(jù)通過一噴墨打印機1907打出。
當上述信息處理設備用作個人計算機或文字處理器時，由鍵盤單元1811輸入的各種信息根據(jù)預定的程序通過控制單元1801進行處理，而得到的信息輸出(作為圖像)給打印機單元1806。
當信息處理設備用作傳真設備的接收器時，經(jīng)通信線通過發(fā)送/接收單元1808輸入的傳真信息在控制單元1801中根據(jù)預定的程序進行接收處理，而得到的信息作為接收的圖像輸出給打印機單元1806。
當信息處理設備用作復印機時，原文通過圖像讀入單元1807讀入，讀入的原文數(shù)據(jù)作為要復印的圖像經(jīng)控制單元1801輸出給打印機單元1806。注意，當信息處理設備用作傳真設備的接收器時，圖像讀入單元1807讀入的原文數(shù)據(jù)在控制單元1801中根據(jù)預定的程序進行傳送處理，而得到的數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)送/接收單元1808傳送給通信線。
注意，上述信息處理設備可設計成主體中含有一噴墨打印機的整體設備，如圖10中所示。在此情形下，設備的便攜性可得到改善。圖10中同樣的標號表示與圖9中具有同樣功能的部件。
下面將描述減少濾色器的各像素的密度不均勻的兩種典型方法。
圖11--13顯示了校正從具有多個噴墨口的一噴墨頭IJH的各噴口噴出的墨量間的差別的一種方法(稱為位校正)。
首先，如圖11中所示，噴墨頭IJH從三個噴口1、2和3噴出墨到例如一預定的基底P上，并測量從各噴口噴出的墨在基底P上形成的墨點的尺寸，從而測量從各噴口噴墨量。在此情形下，如上所述，施加給各噴口的加熱器的一加熱脈沖(見圖4)設定為一預定的寬度，并改變一預熱脈沖(見圖4)的寬度。利用此操作，得到表示預熱脈沖的寬度(圖12中用加熱時間表示)與噴出的墨量之間的關系的曲線，如圖12中所示。假設從各噴口噴出的墨量均同樣地設置為20ng。在此情形下，從圖12的曲線可顯而易見，施加給噴口1、2和3的預熱脈沖的寬度分別為1.0μs、0.5μs和0.75μs。從而，通過將具有此寬度的預熱脈沖施加到各噴口的加熱器上，從各噴口噴出的所有墨量可一致地設置為20ng，如圖13中所示。這一種校正從各噴口噴出的墨量的方法稱為位校正。在此實施例中，各預熱脈沖的寬度分四個步驟改變以實現(xiàn)約30％的校正寬度。此校正的分辨率是2--3％。
圖14--16顯示了通過調(diào)節(jié)從各墨噴口噴出的墨的密度而校正噴墨頭的掃描方向上的密度不均勻的一種方法(下面稱為黑點校正)。
假設，相對于從噴口3噴出的墨量，從噴墨頭的噴口1和2噴出的墨量分別是-10％和+20％，如圖14中所示。在此情形下，當噴墨頭IJH掃描時，一加熱脈沖計每九個標準時鐘脈沖施加到噴口1的加熱器上，一加熱脈沖計每十二個標準時鐘脈沖施加到噴口2上，一加熱脈沖計每十個標準時鐘脈沖施加到噴口3上，如圖15所示。利用此操作，在掃描方向上各噴口噴出墨的次數(shù)改變以使得濾色器的各像素的墨密度在掃描方向上一致，如圖16中所示，從而防止各像素的密度的不均勻。這一種在掃描方向上校正墨的噴出密度的方法稱為黑點校正。在此實施例中，通過此校正實現(xiàn)約40％的校正寬度。雖然可以進行校正分辨率不受限制的控制，但需要大量的數(shù)據(jù)，而操作速度降低。因此，實際的分辨率限制在約10％。
下面描述通過改變每一掃描操作中的噴墨位置以減少各像素之間的著色密度的差別的一種方法。此方法是此實施例的一個特有的特征。
圖17A--17C顯示通過改變每一掃描操作中的噴墨位置以減少各像素之間的著色密度的差別的該方法的第一個例子。參考圖17A--17C，在濾色器的許多列像素中，考慮三列像素。當具有多個噴墨口的噴墨頭IJH在此像素列排列的方向上掃描時，這些像素列被著色。
如圖17A所示，在噴墨頭IJH的第一次掃描操作中，多個噴口的第n、第(n+1)和第(n+2)個噴口用于著色此三列像素。墨202從第n個噴口噴出到像素列A上。墨204從第n+1個噴口噴出到像素列B上。墨206從第n+2個噴口噴出到像素列C上。在第一次掃描操作中，如圖17A所示，墨從每一像素列的起始位置噴射到另外的位置。注意，在圖17A--17C中，各箭頭D表示玻璃基底1的移動方向。當噴墨頭IJH相對于玻璃基底1在與箭頭D表示的方向相反的方向上掃描時，各像素被著色。
隨后，如圖17B所示，在第二次掃描操作中，墨208從噴墨頭IJH的第n-1個噴口噴出到像素列A上；墨210從第n個噴口噴出到像素列B上；墨212從第n+1個噴口噴出到像素列C上。在第二次掃描操作中，噴墨間隔設定為與第一次掃描操作相同，而各噴墨起始位置改變到與在第一次掃描操作中形成的墨點相鄰的位置上。利用此操作，在第一次掃描操作中形成的各墨點之間的間隙被第二次掃描操作中噴出的墨充填。另外，在第二次掃描操作中，各像素列與用于著色的噴墨口之間的對應關系改變(即，如在第一次掃描操作中第n個噴口用于列A，而在第二次掃描操作中第n-1個噴口用于列A)。利用此操作，對于各像素列，從各噴口噴出的墨量的變化被平均，從而降低各像素列中的密度的不均勻。
如圖17C中所示，在第三次掃描操作中，墨214從噴墨頭IJH的第n-2個噴口噴出到像素列A上；墨216從第n-1個噴口噴出到像素列B上；墨218從第n個噴口噴出到像素列C上。在第三次掃描操作中，噴墨間隔設定為與第二次掃描操作相同，而各噴墨起始位置改變到與在第二次掃描操作中形成的墨點相鄰的位置上。利用此操作，在第一和第二次掃描操作中形成的各墨點之間的間隙被該墨充填。在此方式中，在每一掃描操作中噴墨的位置改變以充填在先掃描操作中形成的墨點間的間隙，從而以均勻的密度著色各像素。
在上述情形中，在每一次掃描操作中噴墨頭IJH的噴口與各像素列之間的對應關系改變。然而，如果通過上述的位校正使得從噴墨頭IJH的各噴口噴出的墨量一致，則可以不用改變噴口與各像素之間的對應關系而使得各像素的密度一致。另外，位校正與每一次掃描操作中改變各像素的噴口間的對應關系的操作相結(jié)合，可以進一步降低各像素的密度的不均勻。
圖18A和18B顯示了通過改變每一掃描操作中的噴墨位置以減少各像素之間的著色密度的差別的該方法的第二個例子。
在參考圖18A和18B進行描述之前，參考圖19A和19B描述該方法的第一個例子中可能出現(xiàn)的一個問題。
圖19A和19B顯示了一種情形，其中在多次掃描操作的第一次掃描操作中，墨220以較長的間隔噴射到斷續(xù)的位置上使得各墨形成的墨點222相互不連接。假設在第二次掃描操作中，如圖19B所示，墨224噴射到與在第一次掃描操作中形成的互不重疊的墨點222(如圖19A)相鄰的位置上。在此情形下，如果在第一次掃描操作中形成的墨點222已完全干，則不會出現(xiàn)問題。然而，如果墨點220仍處于液態(tài)而存在于樹脂成分層3(見圖5A--5F)的表面上，由于其相互混合時的表面張力，墨224被吸向墨220的方向，如箭頭E所示。如果在墨224噴射之前墨224就被吸向墨220，則基本上在一個部位吸收了與兩次噴出的墨相應的墨量。結(jié)果，如圖19B所示，墨226溢出樹脂成分層3的由對墨無吸附力的部分5所限定的界限。此墨可能流到相鄰的像素列而導致相鄰像素間的顏色混合。
為了得到更好的結(jié)果，根據(jù)第二個例子，在第一次掃描操作中墨以相對短的間隔高密度地噴出以形成墨點234而使得墨點相互部分疊和，如圖18A所示。利用此操作，如圖18B所示，在第二次掃描操作中當墨236噴射到墨232之間的位置上時，每一墨236均被兩個相鄰的墨232同樣地吸引。結(jié)果，每一墨236落在兩墨232之間的基本中間的位置上。因此，墨不會集中在一個部位上，而是無溢出地均勻地在各像素上擴散，從而均勻地著色各像素。
下面描述通過該方法的第一個例子對一濾色器著色的一個實例。
要著色的濾色器的每個像素(黑色矩陣的每個開口部位)是200μm長和60μm寬。在噴墨頭的掃描方向上各像素的間隔是264μm，而在與掃描方向垂直的方向上的間隔是88μm。
在第一次掃描操作中，如圖21中的點線所示，在其上形成有黑色矩陣的開口部位248的一玻璃基底1上以75μm--90μm的間隔形成墨點242。在第二次掃描操作中，如圖21中的實線所示，墨點244在與第一次掃描操作中形成的墨點間隔25--30μm的位置上形成。第三次掃描操作中，如圖21中交替的長短虛線所示，墨點246在與第二次掃描操作中形成的墨點間隔25--30μm的位置上形成。在此方式中，通過三次掃描操作墨點在各像素上以25--30μm的間隔形成，從而，墨點在各像素上以25--30μm的間隔形成并著色。
作為對濾色器著色的設備，采用了圖1中所示的設備，而各噴墨頭以約500Hz的頻率驅(qū)動。采用的各種墨含有5％的染料、20％的二甘醇和75％的水。
當濾色器以上述方式著色時，可以制造一種無缺色和混色的色非均勻度很低的極好的濾色器。
如上所述，根據(jù)上述實施例，當通過多次掃描操作使各像素著色而制造一種濾色器時，通過在各掃描操作中改變噴墨的起始位置可以制造色非均勻度很低的一種濾色器。
在上述實施例中，如圖21所示，每一列像素在像素的縱向上用同樣的顏色著色。然而，當制造的液晶面板的RGB設置是交錯型或△型時，在各像素248上的噴墨位置可改變，如圖22所示。注意，圖22中各像素248中用實線圓表示的那部分是墨點。
對上述的實施例可以作出各種替換和修改而不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
在各種噴墨記錄系統(tǒng)中，本發(fā)明用于具有產(chǎn)生熱能作為噴墨能量并利用該熱能來改變墨的狀態(tài)的裝置(如，一電-熱轉(zhuǎn)換器或激光)的系統(tǒng)的打印設備。根據(jù)此系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高密度、高分辨率的記錄操作。
作為典型的結(jié)構和原理，優(yōu)選地采用在例如美國專利4723129或4740796中公開的基本結(jié)構。上述的方法既可以用于所謂的即時型設備也可用于連續(xù)型設備。特別地，當采用即時型設備時可以得到滿意的效果，因為以這樣的一種方式設置的結(jié)構，根據(jù)記錄的信息施加一個或多個驅(qū)動信號到電-熱轉(zhuǎn)換器，該信號使置于面向容納了液體(墨)的層面或液體通道的電-熱轉(zhuǎn)換器的溫度快速升高到高于膜的沸騰發(fā)生的水平，以在電-熱轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生熱能并導致記錄頭的熱效應表面產(chǎn)生膜的沸騰，而使得相應于一個或多個驅(qū)動信號在液體(墨)中可以形成液泡。液泡的擴張/收縮將導致液體(墨)從噴口噴出從而形成一個或多個墨。如果采用脈沖型驅(qū)動信號，液泡可以迅速而適當?shù)財U張/收縮，從而由于液體能夠在呈現(xiàn)很好的響應性時噴出導致可得到更好的效果。
優(yōu)選地采用美國專利4463359或4345262中公開的脈沖驅(qū)動信號。如果采用涉及在熱效應表面的溫度上升速度的發(fā)明的美國專利4313124中公開的條件，則可以得到滿意的記錄結(jié)果。
作為對上述各發(fā)明中公開的記錄頭的機構(線性液體通道或垂直液體通道)以及具有噴口、液體通道和電-熱轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的設置的結(jié)構的一種替換，可以采用具有熱效應表面置于彎曲區(qū)域并在美國專利4558333或4459600中公開的設置的結(jié)構。另外，可以采用下述的結(jié)構具有形成有一公共縫隙作為多個電-熱轉(zhuǎn)換器的噴出部并在日本專利公開59-123670中公開的設置的一種結(jié)構；以及日本專利公開59-138461中公開的其中相應于噴出部設有用于吸收熱能的壓力波的一開口的一種結(jié)構。
另外，作為具有與可被記錄設備記錄的記錄媒體的最大寬度相應的長度的全線型的記錄頭，或者可以采用如上所述公開的通過多個記錄頭的結(jié)合滿足其長度的構造，或者采用整體地形成的單個全線型記錄頭的構造。
另外，本發(fā)明可用于可自由交換片型的記錄頭，使得記錄頭電連接到記錄設備主體或通過設置到設備主體上而從主裝置提供墨，或用于采用整體配置在記錄頭本體上的盒型記錄頭的情形。
最好附加地采用作為本發(fā)明的組成部分的記錄頭復原部件和附加部件，因為本發(fā)明的效果會更穩(wěn)定。特別地，最好采用記錄頭覆蓋部件、清潔部件、加壓或抽吸部件、電-熱轉(zhuǎn)換器、另一加熱部件或通過其結(jié)合構成的分加熱部件，以及分噴射方式，在分噴射方式中為了穩(wěn)定地進行記錄操作一噴射獨立于記錄噴射而進行。
盡管在本發(fā)明的上述實施例中采用了液體墨，也可以采用在室溫或低于室溫時固化而在室溫時軟化的墨。即，當提供一記錄信號時，任何成為液體的墨均可以采用。
另外，在處于維持狀態(tài)時固化而在根據(jù)記錄信號被施加熱能時液化的墨可以用于本發(fā)明，以通過利用溫度升高作為從固態(tài)到液體轉(zhuǎn)化的能量而積極地防止熱能引起的溫度升高或防止墨汽化。在任何情形下，在根據(jù)記錄信號施加熱能時液化以便以液體墨的形式噴出的墨，或僅在施加熱能后液化的墨，例如在到達記錄媒體時開始固化的墨，可以用于本發(fā)明。在上述的情形下，墨可以是如日本專利公開54-56847或60-71260中公開的處于面向電-熱轉(zhuǎn)換器的位置的以液體或固體材料保持在滲透層的凹口或通孔中的式樣。最優(yōu)選的方法是將墨用于上述的膜沸騰方法。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明當通過多次掃描操作著色一個濾色器時，改變在各掃描操作中噴墨的起始位置，使得在當前掃描操作中墨的著落位置不同于在先掃描操作中墨的噴射位置。結(jié)果、墨均勻地擴散在各像素上，從而可以制造出色非均勻度很低的濾色器。
在多次掃描操作的第一次掃描操作中，墨以這樣的間隔噴出，使得形成的墨點相互部分地重疊。此操作防止在第二次掃描操作中噴出的墨被以非平衡的方式吸向在第一次掃描操作中噴出的墨，從而制造色非均勻度很低的濾色器，其中，防止相鄰像素間的色的混和。
本發(fā)明不限于上述的實施例，各種替換和修改不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。因此，用所附的權利要求來通告本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造濾色器的方法，包括在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色操作。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述的噴墨頭具有排列在與掃描方向傾斜一預定角度的方向上的多個噴墨口，在多次掃描操作的每一次中噴墨口與各像素之間的對應被改變。
3.如權利要求1所述的方法，進一步包括噴墨步驟，在多次掃描操作的第一次掃描操作中以這樣的間隔噴墨，使得著落在一個像素上的多個墨形成的墨點相互部分重疊。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述的噴墨頭是利用熱能噴墨的噴墨頭，所述噴墨頭具有一熱能產(chǎn)生器用于產(chǎn)生施加到墨上的熱能。
5.一種通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造濾色器的設備，包括控制部件用于控制所述噴墨頭在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色操作。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述的噴墨頭具有排列在與掃描方向傾斜一預定角度的方向上的多個噴墨口，并且所述控制部件進行控制以改變在多次掃描操作的每一次中噴墨口與各像素之間的對應。
7.如權利要求5所述的設備，其中所述控制部件進行控制以在多次掃描操作的第一次掃描操作中以這樣的間隔噴墨，使得著落在一個像素上的多個墨形成的墨點相互部分重疊。
8.如權利要求5所述的設備，其中所述的噴墨頭是利用熱能噴墨的噴墨頭，所述噴墨頭具有一熱能產(chǎn)生器用于產(chǎn)生施加到墨上的熱能。
9.一種通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造的濾色器，其中，在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色操作。
10.具有通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造的濾色器的一種顯示裝置，整體地包括一濾色器，通過在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色；以及光量改變部件，用于改變光量。
11.包括具有通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造的濾色器的顯示裝置的一種設備，整體地包括一顯示裝置，其整體地包括在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色的濾色器，和用于改變光量的光量改變部件；以及圖像信號提供部件，用于提供圖像信號給所述的顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明的一個目的是提供能夠通過大幅度地降低各像素的色非均勻性而制造高質(zhì)量的濾色器的一種濾色器的制造方法。為了達到此目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種通過在一噴墨頭多次相對地掃描一基底時用排列在掃描方向上的多個噴墨對各像素進行著色而制造濾色器的方法，其中在多次掃描操作的至少一次中相對于其它的掃描操作改變墨噴射到各像素上的位置而進行著色操作。
文檔編號B41J2/01GK1162749SQ971048
公開日1997年10月22日 申請日期1997年2月14日 優(yōu)先權日1996年2月16日
發(fā)明者山口敦人, 藤池弘 申請人:佳能株式會社