CN1142053A - 滤色器，显示装置及构成的设备，滤色器制造方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于通过分别以一种预定的颜色对基片上大量的滤色单元着色制造滤色器的方法，当喷墨头喷嘴与滤色单元对准时对滤色单元着色，此方法包括一个作于检测滤色单元位置的检测步骤，一个根据检测步骤检测的滤色单元的位置信息校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置，使滤色单元与喷嘴对位的校正步骤以及一个通过用喷嘴喷射染色材料对滤色单元着色的着色步骤。

Description

滤色器，显示装置及构成的设备，滤色器制造方法和设备

本发明涉及一种通过在基片上对许多滤色单元着色制造并用在基片上形成预定图案的遮光区隔开的滤色器，一种使用滤色器的显示装置，一种由显示装置和喷墨头组成的设备，以及一种用于制造滤色器的方法和设备。

随着个人计算机特别是便携式个计算机的最新进展，对液晶显示器特别是彩色液晶显示器的需求趋向上升，但是，为要进一步普及使用液晶显示器，必须实现降低成本，特别是要降低占总成本很大比例的滤色器的成本。为满足上述要求同时满足滤色器的特性，已经试用了种种不同的方法。但是能够满足所有要求的方法还没有建立起来，现将流行的几个方法叙述如下：

第一种方法是最普及的着色方法。在此着色方法中，一种作为可着色材料的水溶性有机聚合物材料被涂复在玻璃基片上，用光刻工艺使涂层构成所需形状的图案。将所得图案浸在染色液中就得到一个带色的图案，这一工艺重复三次便形成R、G及B滤色器层。

第二种方法是当前替代此着色法的一种颜料扩散法，在这一方法中，在基片上形成一个扩散颜料的光敏树脂层并作成一个单色的图案。这一工艺重复三次便得到R、G和B滤色器层。

第三种方法是电积法，此法中，一个透明的电极在基片的上形成图案，将所得结构物浸入含有颜料、树脂、电解质等等的电积涂复液中以电积法着上第一种颜色。这一工艺重复三次便形成R、G和B滤色器层。最后对这些滤色层烘焙。

第四种方法是一种把颜料扩散在热固性树脂中印刷的方法，进行三次印刷操作分别形成R、G和B涂层并对树脂热固，以此构成着色层。在上述各方法中，一般都在着色层上面再形成一层保护层。

这些方法的共同点是，为要得到三种颜色即R、G和B的着色层，必须三次重复同一工艺，这就导致成本的增加，而且，由于工序数目增加，产量会下降、在电积法中能够形成的图案形状受到限制，因为这个原因，如用现有的技术。这一方法就不能应用到TFT(薄膜晶体管)上。在印刷法中，因为分辨率差和不均匀性的关系，不可能形成间距良好的图案。

为了消除这些缺陷，在日本公布的专利申请Nos.59-75205，63-235901，1-217320以及4-123005中公开了用喷墨系统制造滤色器的方法。

在上面的用常规喷墨系统的制造方法中，一个喷墨头在基片上扫描以对若干滤色单元着色。但是，这些方法都有一个问题，就是滤色单元的位置与喷墨头的着色点的位置有轻微的偏移，因为在这些方法中，没有考虑由于基片的温度变化和温度分布而引起的滤色单元之间间隔的变化和滤色单元的结构的变化。

本发明对上述情况作了考虑，其目的是提供一种在维持喷墨头的位置与滤色单元的位置严格对准的情形一对滤色单元着色而制造的滤色器，一种使用此种滤色器的显示器，一种用于制造滤色器的方法和设备。

根据本发明，通过提供一种用于制造滤色器的滤色器制造方法便达到上述目的，此制造方法是在基片上分别以一种预定的颜色对大量的滤色单元进行着色，包括：

检测滤色单元在基片上的位置的检测步骤；

根据检测步骤检测到的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置使得滤色单元与喷嘴对准的校正步骤：以及

在经校正步骤校正相对位置后的一个位置上，通过把着色材料从喷嘴喷射到滤色单元上对滤色单元着色的着色步骤。

此外，本发明提供一种滤色器制造设备，用于通过在基片上分别以一种预定的颜色对大量的滤色单元着色来制造滤色器，它包括：

一个用于喷射染色材料以对滤色单元着色的喷嘴；

用于彼此相对地移动喷嘴或基片的移动机构；

一个与喷嘴构成整体的第一位置检测传感器，在其上预先设定好滤色单元与喷嘴的相对位置；以及

用于根据第一位置检测传感器检测的滤色单元的位置信息控制移动机构使得滤色单元与喷嘴对准的控制机构，并在滤色单元与喷嘴对准的状态下控制喷嘴喷射染色材料对滤色单元着色。

本发明还提供一种喷墨头，用于通过喷射染色材料在基片上分别以一种预定的颜色对大量滤色单元着色，包括：

一个用于喷射染色材料的喷嘴；以及

用于检测喷嘴与滤色单元的相对位置的检测机构。

本发明还提供一种通过在基片上分别以一种预定的颜色对大量滤色单元进行着色而制造的滤色器，此滤色器的制造方法包括：

一个检测基片上滤色单元的位置的检测步骤；

根据检测步骤检测到的滤色单元的位置信息，校正滤色单元与用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置使得滤色单元与喷嘴对准的校正步骤；以及

在经过校正步骤校正相对位置后的位置上，通过从喷嘴喷射染色材料对滤色单元着色的着色步骤。

本发明还提供一种拥有通过在基片上分别以一种预定的颜色对大量滤色单元着色制得的滤色器的显示装置，包括：

用一种方法制造的滤色器，此方法包括：

检测基片上滤色单元的位置的检测步骤；

根据在检测步骤检测到的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置，使得滤色单元与喷嘴对准的校正步骤；以及

在经过校正步骤校正相对位置后的位置上，通过从喷嘴喷射染色材料到滤色单元上对滤色单元着色的着色步骤；以及

与滤色器一起使用的用于改变光量的光量变化机构。

本发明还提供一种包括显示装置的设备，该显示装置拥有通过在基片上分别以一种预定的颜色对大量滤色单元着色制造得的滤色器，设备包括：

显示装置，它包括：

用一种方法制造而得的滤色器，该方法又包括：

一个检测基片上滤色单元的位置的检测步骤：

根据检测步骤检测到的滤色单元的位置的信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置使得滤波单元与喷嘴对准的校正步骤；以及

在经过校正步骤校正相对位置后的位置上，通过从喷射染色材料到滤色单元上对滤色单元着色的着色步骤；以及

与滤色器一起使用的用于改变光量的光量变化机构；以及

用于向显示装置输送图像信号的图像信号供应机构。

本发明的其他特性和优点，在下面联系附图所作的叙述中将是明显的。在叙述中，同样的标号表示所有附图的同一名称或相似的零部件。

上面讨论以外的其他目的和优点，由下面对本发明的一个优选实施例的叙述，对于熟悉这一技术的人员将是明显的。在叙述中，要参照构成叙述的一部份并说明本发明一个具体实例的附图，但是，这样的例子并未举尽本发明的各种实施方式，因而需参阅本叙述后面的用于确定本发明范围的各项权利要求。

纳入并构成本说明书一部分的附图，说明本发明的一些实施例，并与本叙述一起，用于说明本发明的原理。

图1是一个局部放大的视图，示出根据本发明的制造方法和设备制造的滤色器；

图2是一个截面视图，示出图1中的滤色器；

图3是一个透视图，示出用于将墨汁喷到要着色的薄片上的喷墨头IJH的结构；

图4是一个透视图，示出用于图1和图2所示滤色器的设备的构造；

图5是一个方框图，示出滤色器制造设备的组成；

图6和7是局部放大视图，示出在用喷墨头IJH对基片上的滤色单元着色的情形下喷嘴与滤色单元之间的位置关系；

图8和9是解释性视图，分别示出基片具有不均匀的温度分布和滤色单元结构变形的情形；

图10和11是解释性示图，示出基片斜着固定到XY台的情形；

图12是一个局部放大的视图，示出在每一主扫描行上具有相同颜色的滤色单元的一种滤色器；

图13是一个透视图，示出根据另一实施例的喷墨头的结构；

图14和15是截面视图，示出彩色液晶面板的结构；

图16是一个方框图，示出使用液晶面板的信息处理设备的组成；

图17是一个透视图，示出信处理设备的外观；以及

图18是一个透视图，示出信息处理设备的构成。

本发明的优选实施例将根据附图详细叙述。

第一实施例：

图1是一个局部放大的视图，示出根据本发明的第一个实施例的制造方法制造的滤色器。

滤色器10安装在液晶显示器或其他用于便携式个人计算机等等的类似产品的正前面，后面配置所谓“背衬光”作为光源，并且，用于根据外加电压控制传输光的液晶光闸一类的像素设在滤色器10与背衬光之间，如图1所示，着有R(红)、G(绿)和B(蓝)颜色的滤色单元10a以二维的方式布成矩阵形状。在滤色单元10a之间生成黑色的遮光栅10b使滤色单元10a之间的边界清楚，以便提供清晰的画面。

图2是一个截面视图，示出图1中的滤色器10。遮光栅10b在构成滤色器10的主体的玻璃基片12上生成各个颜色的滤色单元10a则在遮光栅10b上形成。

制造滤色器10时，用溅射发法把铬淀积到玻璃基片12上，并用光刻法使所生成的薄膜构成矩阵图案，这个图案就是遮光栅10b，再在遮光栅10b上形成由纤维素、丙烯酸树脂、凝胶等等组成供着色用的薄膜14，含有染色材料(染料)的微滴(称之为“墨”)通过喷墨系统的记录头喷射到薄膜14的滤色单元形成区，用这个工艺将薄膜14着色形成滤色单元10a，注意，如果用扩散颜料的微滴代替染色材料喷射，则薄膜层14可以省去。

一般，如图14所示，彩色液晶面板由滤色器基片12和一个副基片254粘接而成，其间密封液晶溶液252，TFTs(未示出)和透明的象素电极253以矩阵形式在液晶面板的一个基片254的内表面上生成，滤色器10位于另一个基片12的内表面上，这样R、G和B染色材料就位于象素电极的对面，一个透明的副电极(公共电极)在滤色器的整个表面上形成，遮光栅10b通常是在滤色器基片12一侧形成(见图14)但是，在BM(黑色矩阵)开态阵列(on-array)型液晶面板中，此栅则在滤色器基片对面的TFT一侧生成(见图15)。校准薄膜251，在两个基片的里表面生成，通过对校准薄膜251进行擦拭工艺，液晶分子能按预定方向排成直线。极化板255与各基片的外表面粘接，液晶溶液252充满这些玻璃基片之间的缝隙(约2至5mm)。作为背面光，通常要用一支荧光灯管(未示出)与一块散光板(未示出)的组合体。一次显示操作通过使液晶溶液充当一个光闸改变由背衬光发射的光的传输来完成。

下面，将参照图16至18叙述上面的液晶面板应用到信息处理设备的情形。

图16是一个方框图，示出一种用作文字处理器、个人计算机、传真设备以及复印机的信息处理设备的原理结构，上面的液晶面板就用在此设备上。

在图16中，标号1801代表一个控制器，用于控制整个设备。控制器1801包括微处理器之类的CPU和各种I/O端口，通过向/从相关设备输出/输入控制信号、数据信号等执行控制、数字1802代表一个显示装置，用于把各种菜单、文档信息以及由图像阅读器1807读出的图像数据等等显示在显示屏上。1803是一个装在显示装置1802上的透明的压敏式轻触面板。通过用手指或其他类似东西按压轻触面板的表面，就能在显示装置1802上进行项目输入操作、坐标位置输入操作等等。

数字1804代表一个FM(频率调制)声源，用于将音乐编辑器等创建的音乐信息以数字数据的形式储存到内存储器装置1810或外存储器装置1812中，并从这样一个存储器中读出信息，由此进行信息的FM调制，从FM声源出来的电信号经扬声器1805转换成听得见的声音。打印机1806用作文字处理器、个人计算机、传真设备以及复印机的输出终端。

数字1807代表一个图像阅读器，用于以光电方式阅读原件数据。图像阅读器1807安装在原件传输通路的中途并用于阅读原件，它执行传真和复印操作以及其他各种原件阅读。

数字1808代表一个用于传真设备的收发器。收发器1808通过传真机发送由图像阅读器1807读出的原件数据，并接收传真信号和对此信号解码。收发器1808有一个用于外接设备的接口功能。数字1809代表一部不但具有一般电话机功能而且还有诸如应答功能这类其他各种电话机功能的电话机。

数字1810代表一个内存储器，它包括一个用于储存系统程序、管理程序、应用程序、字型和字典的ROM，一个用于储存由外存储装置1812输入的应用程序和文档信息的RAM，一个视频RAM以及其他类似存储器。

数字1811代表一个键盘，用于输入文档信息和各种命令。

数字1812代表一个外存储器，它使用一个软盘、一个硬盘以及其他类存储介质。外存储装置1812用来保持文档信息、音乐和语言信息、用户的应用程序，等等。

图17是图6中的信息处理设备的一个透视图。

在图17中。数字1901代表一个使用上述液晶面板的平板显示器，它显示各种菜单、图形图案信息、文档信息等等。通过用手指或其他类似东西按压轻触面板1803的表面，可在平板显示器1901上进行指定项目的输入或坐标输入的操作，娄字1902代表设备用作电话机时使用的送受话器。键盘1903以可拆卸的方式通过一根软绳连接到主体上，并用于执行各种文档功能和输入各种数据。这个键盘1903具有各种功能键1904。数字1905代表一个插入端口，通过它把软盘插入到外存储装置1812中。

数字1906代表一个原件台，台上放置要由图像阅读器1807阅读的原件。读过的原件由设备的后部送走。在传真接收操作中，接收的数据由喷墨打印机1907打印出来。

当上述信息处理设备用作个人计算机或文字处理器时，通过键盘1811输入的各种信息由控制器1801按照预定的程序处理，并将处理过的信息以图像的形式输出到打印机1806。

当此信息处理设备用作传真设备的接收器时，经由通信线路通过收发器1808输入的传真信息在控制器1801中受到按照预定程序的接收处理，并且这一处理结果的信息以被接收图像的形式输出到打印机1806。

当信息处理设备用作复印机时，由图像阅读装置1807阅读原件，并且读得的原件数据以被复印图像的形式通过控制器1801输出到打印机1806。注意，当信息处理设备用作传真设备的发送器时，由图像阅读器1807读出的原件数据在控制器1801中受到按照预定程序的发送处理，并将这处理的结果数据通过收发器1808发送到通信线路上。

注意，上述信息处理设备可以设计成一种把喷墨打印机包括到主体之中的一体化设备，如图18所示。在这一情形下，设备的可携带性能得到改善。图18中相同的标号代表具有图17中那些标号的同样功能的部件。

图3示出喷墨头IJH的结构，用于向如上所述的滤色器中的薄膜14喷墨。

在图3中，喷墨头IJH主要包括一块作为底板的加热器板104，其上有三个用于加热墨汁的加热器102a、102b和102c(分别对应于R、G和B颜色)，以及一块安装在加热器板104上的顶板106。在顶板106内形成三个喷嘴口108a、108b和108c。喷口后面是形如隧道一样的墨槽110a、110b和110c，各条墨槽通到后端的墨盒114a、114b和114c。例如，墨盒114a由供墨口116a输进红(R)墨；墨盒114b由供墨口输进绿(G)墨；而墨盒114c则由供墨口116c输进蓝(B)墨。输送到墨盒114a、114b和114c的R、G和B墨分别经墨槽110a、110b和110c从喷口108a、108b和108c喷射。

如上所述，用于加热墨汁的加热器102a、102b和102c设置在加热器板104上对应于墨槽110a、110b和110c的位置。当一个预定的驱动脉冲供到加热器102a、102b和102c上时，加热器102a、102b和102c上的墨汁便汽化产生墨泡，并且墨汁由于墨汁的体积膨胀而受到推动并从喷口108a、108b和108c喷射出去。从而，墨泡的大小可以通过控制加到加热器102a、102b和102c的驱动脉冲即控制功率的大小加以调节。这就是说，从喷口108a、108b和108c喷射的墨汁量可以任意控制，同样地，喷墨的时间也可以通过调整驱动脉冲的生成时间任意控制。

用于检测滤色单元10a的中心位置的光敏位置传感器120a1至120a3、120b1至120b3和120c1至120c3设置在喷墨头IJH正面各相关喷口的周围。各光敏位置传感器分别包括一个具有像CCD这样的条形传感器的光反射型传感器和一个靠近条形传感器的光发射装置，随着光发射装置发射光与条形传感器接收反射光，滤色单元10a的中心位置就从接收到的光的总量中检测出来。光敏位置传感器与喷口108a、108b和108c的相对位置预先严格调定，因而，喷口108a、108b和108c的中心位置能够对准到通过光敏位置传感器120a1至120a3、120b1至120b3和120c1至120c3检测到的滤色单元10a的中心位置上方的位置上。

在喷口108a、108b和108c的附近，设置了距离传感器122a、122b和122c，它是非接触型传感器，例如是电容式传感器或光敏传感器，用于检测喷口108a、108b和108c与要着色的薄膜层14之间的距离。为要控制由距离传感器检测的喷口与薄膜14之间的距离不变，执行了反馈操作以使墨滴的飞越时间固定。这就避免了在薄膜层14上用墨精度的下降。

下面，图4示出用于制造图1和图2所示滤色器的一种设备的构造。

在图4中，设备20包括一个安装在基座(未示出)上并可在X和Y方向移动的XY台22，以及一个通过XY台22上方的支撑构件(未示出)固定在基座上的喷墨头IJH。上面有通过上述方法生成的遮光栅10b和要着色的薄膜层14(看图2)的玻璃基片12放在XY台22上。如在图3中所述，喷墨头具有用于喷射红(R)墨的喷口108a、用于喷射绿(G)墨的喷口108b和喷射蓝(B)墨的喷口108C。喷口108a、108b和108c均能独立地喷墨。在各个喷口108a、108b和108c的周围，设置有光敏位置传感器120a1至120a3、120b1至120b3和120c1、至120c3，以及距离传感器122a、122b和122c。

在具有上述构造的制造设备20中，当XY台相对于喷墨头IJH在X和Y方向移动时，R、G或B墨就喷到所要求的遮光栅10b框格上。如此，对每一个遮光栅10b的框格都着上颜色就完成了一个滤色器。这时，光敏位置传感器120a1至120a3、120b1至120b3和120c1至120c3检测滤色单元10a的中心位置，并且着色操作是如此进行，使得喷口108a、108b或108c的中心位置与滤色单元10a的中心位置相吻合。这一方法，即使玻璃基片12由于比如说温度变化和滤色单元10a之间间隔变化而发生变形，也能将墨准确喷到滤色单元10a的中心上，此外，距离传感器122a、122b和122c检测玻璃基片12与喷口108a、108b和108c之间的距离，上下移动喷墨头IJH。使这个距离总是维持不变。这就避免了用墨位置的偏移。

图5是一个方框图，示出制造设备20的组成。

在图5中，用于在X和Y方向驱动XY台22的X和Y方向驱动电机36和38经由X和Y电机驱动器32和34连接到控制制造设备20全部操作的CPU30。CPU30还通过喷头驱动器40与喷墨头IJH相连。此外，用于检测XY台22的位置的X和Y编码器42和44连接到CPU30，借助这个安排，XY台22上的位置信息输入到CPU30中，而且，程序存储器46中的控制程序也输入到CPU30中。CPU30根据这个控制程序和来自X与Y编码器42和44的位置信息移动XY台22。通过这一操作玻璃基片12上的要求的栅框被送到喷墨头IJH下面的一个位置上，并且具有所需颜色的墨汁被喷射到该框中进行着色。通过对每一个滤色单元10a执行这个操作，一个滤色器就制造出来了。

应当指出，CPU30通过A/D转换器49连接到距离传感器122a、122b和122c，并且CPU30根据来自距离传感器的距离信息控制用于向上向下移动喷墨头IJH的喷头上/下移机构48，以把喷墨头IJH的喷口108a、108b和108c与玻璃基片12之间的距离微微调整到常数值，CPU30根据来自光敏位置传感器120a1至120a3、120b1至120b3以及120c1至120c3的信息微微调整XY台22的位置，以把喷口108a、108b和108c的位置送到滤色单元10a的中心位置(所谓“跟踪控制”)。

下面，将参照图6和7叙述用于跟踪控制的一种具体方法。

图6和7是局部放大的视图，示出在使用喷墨头UH对基片12上的滤色单元着色的情形下，喷嘴与滤色单元10a之间的位置关系。注意，喷墨头IJH有三个喷口108a、108b和108c，但是，同样的跟踪操作通用于各个喷口，因而，下面仅叙述用于喷射红墨的喷口108a的跟踪控制。

在图6和7中，一长二短交替的虚线表示红墨喷口108a所在要着红色的滤色单元10a(R)的上方的位置，光敏位置传感器120a1至120a3和距离传感器122a设置在喷口108a的周围，箭头A表示XY台22(即基片12)的移动方向。这就是说，喷墨头IJH在相对于基片12以与箭头A方向相反的方向移动(主扫描)的时候对滤色单元10a着色。

在这一主扫描的情形下，来自比如说图6和7中的光敏位置传感器120a1的输出信号进入CPU30。这就是说，由光敏位置传感器120a1的光发射装置射向基片12的光穿过滤色单元10a，但被遮光栅10b所反射，于是，反射光进入像CCD条形传感器一类的光敏传感器。这样一来，在遮光栅10b的中心区，光敏传感器所接收到的反射光量最大，而在滤色单元10a的中心区，反射光量最小。当反射光量大时，条形传感器的象素输出一个高电压，而在反射光量小时，条形传感器象素则输出一低电压。这个输出经倒相器(未示出)倒相，并由倒相器在反射光量大时输出一低电压，在反射光量小时输出一高电压。此输出电压电A/D转换器转换成数字信号并输进CPU30。输进CPU 30的数字信号波形如图6和7所示。

在图6中，用具有上述结构的位置检测系统，如果喷口108a的中心位置偏离滤色单元10a(R)的中心线I，则条形传感器的一个位于喷口108a中心位置对面的位置上的象素S₁输出一个输出信号P₁。一个位于象素S₁下边的象素S₂输出一个具有数值小于信号P₁的输出信号P₂；一个位于象素S₁上边的象素S₃输出一个具有数值大于信号P₁的输出信号P₃。这样一来，CPU30把来自象素S₁的信号P₁与来自象素S₂的信号P₂以及来象素S₃的信号P₃进行比较，以判断喷口偏离滤色单元10a(R)的中心位置的方向。在图6中CPU判定象素S₁即喷口108a向下偏离了滤色单元10a(R)的中心位置。于是，CPU执行微调XY台22把图6中的基片12下移。

这样，随着微调基片12的位置，滤色单元10a的中心线I便移到一个与喷口108a的中心位置对准的位置上，如图7所示，喷口108a的中心位置准确来到滤色单元10a的中心线I上方的位置上，象素S₁输出一个对应于输出信号波形的峰值的输出信号P₄。CPU30检测出喷口108a的中心位置与滤色单元10a的中心线已被对准，便停止XY台22在副扫描方向的运动。

如上所述，CPU30通过把对应于喷口108a的象素S₁的输出信号同邻近的象素S₂和S₃的输出信号进行比较而实现跟踪，并把喷口108a的中心位置与滤色单元10a(R)的中心位置调准。

注意，光敏位置传感器120a2也能检测滤色单元10a(R)的中心位置。在喷口108a以和图6中相反的方向扫描的情形下，光敏位置传感器120a2的输出信号被用于跟踪。

此外，光敏位置传感器120a3应用如上所述的原理在主扫描方向检测滤色单元10a(R)的位置。CPU30根据这些检测信号调准喷墨时间并进行控制使墨点位置不偏到滤色单元10a(R)的外面。

距离传感器122a总是监视着喷口108a与基片12之间的距离，并且CPU30根据距离传感器122a的检测信号控制喷头上/下移机构48以维持喷口108a与基片12之间的一个不变的距离。

注意，在本实施例中，光敏位置传感器以每一个喷口配三个传感器的方式设置在喷口108a、108b和108c的周围。采用这个结构，能对各个喷口分别进行跟踪。为此，在图1的情形下，在三种颜色的滤色单元排列在主扫描方向的一个行上的场合，它对执行一行的全部滤色单元的三种着色跟踪是很有效的。例如，在第一种扫描下，仅对红色滤色单元着色，光敏位置传感器120a1至120a3被用于跟踪控制；在第二种扫描下，仅对绿色滤色单元着色，光敏位置传感器120b1至120b3被用于跟踪控制；而在第三种扫描方式下，仅对蓝色滤色单元着色，就用光敏位置传感器120c1至120c3作跟踪控制。如此，对各个喷口的跟踪控制分别用设置在喷口周围的光敏位置传感器来做。这就改善了跟踪精确度。

另外，在图12的情形，在一个主扫描行上排列着一种颜色的滤色单元的场合，跟踪控制可以是一次而不是三次。在图12中，由于第一行上的滤色单元是红色的，光敏位置传感器120a1至120a3被用于跟踪控制；由于第二行上的滤色单元是绿色的，光敏位置传感器120b1至120b3被用于跟踪控制；而由于第三行上的滤色单元是蓝色的，光敏位置传感器120c1至120c3就被用于跟踪控制。如此，若在一个主扫描行上的滤色单元都是同一个颜色，则在一次扫描中对全部滤色单元着色不会降低跟踪精度。

图8和9是解释性视图，分别示出基片具有不均匀的温度分布和滤色单元结构变形的情形。

在常规的滤色器制造设备中，由于滤色单元10a的位置不检测，因而滤色单元的位置偏离着色位置，其结果是导致不合格产品。另一方面，在本实施例中，跟踪顺着滤色单元的排列状况进行，因而避免了由于滤色单元的位置和着色位置的偏移而在滤色器中产生缺陷。

图10和11是解释性示图，示出基片斜着固定到XY台的情形。

使用常规的制造设备。滤色单元10a的位置同样也偏离着色位置。另一方面，如图11所示，使用本制造设备，滤色单元的位置就与着色位置重合了。因而，本实施例避免了生产不合格的滤色器。

第二实施例：

图13示出根据本发明第二实施例的喷墨头IJH的结构。

本实施例的喷墨头IJH有一个用于仅在喷墨头前侧面上的一个区进行跟踪控制的光敏位置传感器130。除了光敏位置传感器130之外，喷墨头IJH同第一实施例中的有完全一样的结构。光敏位置传感器130有和第一实施例的光敏位置传感器(例如120a1、120a2和120a3)一样的结构，并且根据同样的位置检测原理工作。

在第二实施例中，位于主扫描方向头部位置的光敏位置传感器130检测未着色的滤色单元10a，并根据检测的位置跟踪控制喷墨头IJH。在这一情形下，跟踪靠光敏位置传感器130最近的红色喷口108a的跟踪精度最高。考虑到即使基片12由于不均匀的温度分布而变形，三个滤色单元的位置在同一行基本成一直线排列，因而在对绿色喷口108b和蓝色喷口108c的跟踪中，跟踪精度不会降到有问题的程度。这就是说，这一结构满足实际制造滤色器的要求。而且，即使多个颜色的滤色单元排列在一个行上，仅使用一个光敏位置传感器的跟踪方式也能在沿主扫描方向的一次扫描过程中对一个行上的所有滤色单元着色。

第三实施例：

在第三实施例中，喷墨头IJH用第二实施例的完全一样，第三实施例的特点、如下：

在第二实施例中，由光敏位置传感器130实时检测的滤色单元(例如一个红色的滤色单元)的位置被用作其他滤色单元(例如绿色和蓝色滤色单元)的位置。在本实施例中，提供了一个用于储存来自光敏位置传感器130的检测信号的存储器(未示出)。随着光敏位置传感器130通过一个滤色单元，来自光敏位置传感器130的检测信号被储存到存储器中。于是，其他滤色单元的位置由储存在存储器的数据中准确得到，从而能够改善跟踪精度。

应当指出。在上面的叙述中，遮光栅10b是在玻璃基片12上生成的。但是，如图15所示，在遮光栅10b形成于玻璃基片254和液晶溶液之间的情形下。本发明的跟踪控制也能适用。在这一情形下。可在基片12上形成一个用于跟踪控制中的位置检测的图案代替遮光栅10b。

如上所述，根据本发明，由于喷墨头顺着滤色单元的位置进行跟踪。因此，即使滤色单元的位置由于比如说基片变形而偏移。滤色单元的位置也总是和着色位置重合的。

注意，本发明还可在其范围内应用于对上述实施例的修正和改进。

例如，在实施例中，喷墨头是固定的，而XY台则是移动的，但是，完全可以固定XY台而移动喷墨头替代。

而且，使用像石英晶体这类机械能量转换器的压电型喷头可以用作喷墨头。

上述每个实施例都有一个作为例子说明的打印机。打印机都包括有用于产生热能的装置(如电热转换器、激光束发生器等等)，在喷墨打印机中就用此热能实施喷墨，并且此热能改变墨汁的状态。依照这种打印机和打印方法，就能获得高密度高精度的打印效果。

作为喷墨打印系统的典型设备和组成部分。一种使用例如在美国专利No.4723129和No.4740796中公开的基本原理的实用型比较好。上面的系统既可用于所谓的按需型也可用于连续型。尤其是在按需型的场合，此系统很有效。因为通过把至少一个对应于打印信息并给出超过薄膜沸点的快速温升的驱动信号加到按照墨片或盛装液体(墨汁)的液槽设置的每个电热转换器上，由电热转换器产生的热能就使打印头的热作用面上的薄膜汽化，因而能在液体(墨汁)中形成与驱动信号一一对应的墨泡。利用墨泡的增长和收缩通过喷口喷射液体，便至少形成一个小墨滴。如果驱动信号是以脉信号的形式加上的，就能在一瞬间获得墨泡的增加和收缩，足以实现特高响应特性的液体(墨汁)喷射。

作为脉冲驱动信号，以在美国专利No.4463359和No.4345262中公布的信号为相宜，注意，通过利用涉及热作用面的温升速率的美国发明专利No.4313124中所述的条件还能实现更高级的打印。

作为一种印头装置，除了如在上面的详细说明中所揭示的作为喷嘴、液槽和电热转换器(直线式液槽或矩形液槽)的组合体的装置之外，使用美国专利No.4558333和No.4459600(公开了具有设置在弯曲区的热作用部件的装置)的装置也包括在本发明中，此外，本发明能有效地应用到基于日本公开发布的专利No.59-123670(公开了使用多个电热转换器的一个公共狭缝作为电热转换器放热区的装置)或日本公开发布的专利No.59-138461(公开了具有一个用于吸收与放热区相应的热能压力波的开口的装置)的装置上。

而且，作为具有相应于能用打印机打印的印字介质最大宽度的长度的满行型印头，既能用上面的详细说明中所揭示的多个印头联用以满足满行长度的装置，也能用通过把几个印头组成整体而得的如像一个单印头的装置。

此外，不仅是如上面的实施例中所述的可互换片式印头(它能与设备的主体电连接，并且当它被装在设备主体上时能从设备主体接收墨汁)而且卡盒式印头(其中印头本身上设置一个墨罐)也能应用到本发明中。

为印头加上保养性措施是可取的，初级的辅助用品及其他类似物品被作为本发明的打印机的配置提供，因为这样做打印操作能稳定。对印头来说，这类用品的实例包括：复盖用品，清洁用品，吸尘或吹尘用品以及使用电热转换器、其他发热元件或其组合物的初级发热器具。提供卸载与打印无关的初级卸载方式对于稳定打印也很有效。

此外，在上面提到的每一种实施方式中，都假定了油墨是液体的。换一种方式，本发明可以使用在室温和室温以下是固态的以及在室温下变软或液化的油墨，或是在使用打印信号的应用中液化的油墨，这是因为在喷墨系统中，一般的实地应用都要把油墨本身的温度控制在30℃至70℃的范围内，以使油墨的粘度处于稳定喷射的范围。

此外，为避免纯粹利用热能作为使得油墨的状态由固态变为液态的能量引起温度上升，或是避免油墨蒸发，可以使用一种在不用的状态下为固体并且一加热即化为液体的油墨。在任何情形下，一种根据打印信号一加上热能即化为液体并且以液体形态喷射的油墨，一种到达印字介质即开始固化的油墨以及其他油墨都可应用到本发明中。在这一情形下，如在日本公开发布的专利No.54-56847或60-71260中所述的，一种油墨在保持为液体状态时可以位于电热转换器的对面，或是固体时位于多孔层的深孔区或穿过小孔。在本发明中，上述的薄膜汽化系统对上述油墨最为有效。

如上所述，根据实施例，滤色单元的位置是预先检测的，并且滤色单元的着色在喷嘴与基片的相对位置正确时进行。

此外，位置校正不仅在副扫描方向做，而且在主扫描方向也做，即沿主扫描方向检测滤色单元的偏移位置并校正嘴的喷射时间。这就降低了不合格的滤色器。

本发明并不限于上面的实施例，并且可以在本发明的精神和范围内做各种变化和修正。因此，为通告公众或本发明的范围，作如下权利要求。

Claims (22)

1.一种滤色器制造方法，用于通过在一块基片上分别以一种预定的颜色对多个滤色单元着色而制造滤色器，包括的步骤是：

检测基片上滤色单元的位置；

根据在所述检测步骤检测的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和一个用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置使得滤色单元和喷嘴对准；以及

在所述校正步骤校正相对位置后的一个位置上，通过从喷嘴向滤色单元喷射染色材料而对滤色单元着色。

2.根据权利要求1的滤色器制造方法，其中滤色单元的位置用第一传感器检测，在第一传感器上预先定好滤色单元与喷嘴的相对位置。

3.根据权利要求1的滤色器制造方法，其中多个滤色单元用组成一个预定图案的遮光区隔开。

4.根据权利要求1的滤色器制造方法，其中大量滤色单元排列成二维矩阵形式，并且其中喷嘴在用主扫描方向和副扫描方向扫描滤色单元时按顺序对滤色单元着色。

5.根据权利要求4的滤色器制造方法，其中当喷嘴用主扫描方向在一个行的一排滤色单元上扫描时，喷嘴与滤色单元在副扫描方向的相对位置受到校正。

6.根据权利要求4的滤色器制造方法，其中当喷嘴用主扫描方向在一个行的一排滤色单元上扫描时，喷嘴与滤色单元在主扫描方向的相对位置受第二传感器检测，并根据第二传感器检测的相对位置控制从喷嘴喷射染色材料的时间。

7.根据权利要求1的滤色器制造方法，其中喷嘴与传感器之间的距离用第三传感器检测，并且其中喷嘴在喷嘴与基片之间的距离根据第三传感器的输出信号维持不变的状态下扫描。

8.根据权利要求1的滤色器制造方法，其中喷嘴包括在一个用于以喷墨进行打印的喷墨头之中。

9.根据权利要求8的滤色器制造方法，其中喷墨头是一个印字头，印字头喷射利用热能的墨汁并包括一个用于产生热能供给油墨的热能发生器。

10.一种用于通过在基片上分别以一种预定的颜色对大量的滤色单元着色而制造滤色器的滤色器制造设备，包括：

一个用于喷射染色材料对滤色单元着色的喷嘴；

用于彼此相对地移动喷嘴或基片的移动机构；

一个与喷嘴构成整体的第一位置传感器，在其上预先设定好滤色单元与喷嘴的相对位置；

用于根据所述第一位置检测传感器检测的滤色单元的位置信息控制所述移动机构使得滤色单元与喷嘴对准的控制机构，并在滤色单元与喷嘴对准的状态下控制喷嘴喷射染色材料对滤色单元着色。

11.根据权利要求10的滤色器制造设备，其中多个滤色单元用组成一个预定图案的遮光区隔开。

12.根据权利要求10的滤色器制造设备，其中多个滤色单元排列成二维矩阵形式。并且其中所述控制机构使喷嘴用主扫描方向和副扫描方向在滤色单元或基片上扫描同时按顺序对整个基片的滤色单元着色。

13.根据权利要求12的滤色器制造设备，其中喷嘴或基片上一个行的一排滤色单元被用主扫描方向扫描时，所述控制机构校正喷嘴和滤色单元在副扫描方向的相对位置。

14.根据权利要求12的滤色器制造设备，还包括一个第二位置传感器当喷嘴或在基片上的一个行的一排滤色单元上被以主扫描方向扫描时检测喷嘴与滤色单元在主扫描方向的相对位置，其中所述控制机构根据第二传感器检测的相对位置控制从喷嘴射染色材料的时间。

15.根据权利要求10的滤色器制造设备，还包括一个用于检测喷嘴与基片之间的距离的第三位置传感器，其中所述控制机构，根据第三传感器的输出信号，使喷嘴在喷嘴与基片之间的距离维持不变的状态下扫描。

16.根据权利要求10的滤色器制造设备，其中喷嘴包括在一个用于以喷墨进行打印的喷墨头之中。

17.根据权利要求16的滤色器制造设备，其中喷墨头是一个印字头，印字头喷射利用热能的墨汁并包括在一个用于产生热能供给油墨的热能发生器。

18.一种用于在基片上分别以一种预定的颜色通过喷射染色材料对多个滤色单元着色的喷墨头包括：

一个用于喷射染色材料的喷嘴；以及

用于检测喷嘴与滤色单元的相对位置的检测机构。

19.根据权利要求18的喷墨头，其中所述喷墨头是一个利用热能喷墨的印字头，包括一个用于产生热能供给油墨的热能发生器。

20.一种通过在基片上分别以一种预定的颜色对多个滤色单元着色而制造的滤色器，所述滤色器的制造方法的步骤是：

在基片上检测滤色单元的位置；

根据在所述检测步骤检测的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置，使滤色单元和喷嘴对准；以及

在所述校正步骤校正相对位置后的一个位置上，通过从喷嘴向滤色单元喷射染色材料而对滤色单元着色的着色步骤。

21.一种显示装置，具有一个通过在基片上分别以一种预定的颜色对多个滤色单元着色而制造的滤色器，包括：

所述滤色器，其制造方法包括的步骤是：

在基片上检测滤色单元的位置；

根据在检测步骤检测的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置，使滤色单元和喷嘴对准；以及

在所述校正步骤校正相对位置后的一个位置上，通过从喷嘴向滤色单元喷射染色材料而对滤色单元着色；以及

与所述滤色器一起使用的用于改变光量的光量变化机构。

22.一种包括一个显示装置的设备，其显示装置具有一个通过在基片上分别以一种预定的颜色对多个滤色单元着色而制造的滤色器，设备包括：

所述显示装置，包括：

所述滤色器，其制造方法包括的步骤是：

检测基片上滤色单元的位置；

根据在所述检测步骤检测的滤色单元的位置信息，校正滤色单元和用于喷射染色材料的喷嘴的相对位置，使滤色单元和喷嘴对准；以及

在所述校正步骤校正相对位置后的一个位置上，通过从喷嘴向滤色单元喷射染色材料而对滤色单元着色；以及

与所述滤色器一起使用的用于改变光量的光量变化机构；以及

用于向所述显示装置输送图像信号的图像信号供应机构。

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