KR100455964B1 - 토출 방법과 그 장치, 전기 광학 장치와 그 제조 장치와 제조 방법, 컬러 필터와 그 제조 장치와 제조 방법, 및 디바이스와 그 제조 장치와 제조 방법 - Google Patents

토출 방법과 그 장치, 전기 광학 장치와 그 제조 장치와 제조 방법, 컬러 필터와 그 제조 장치와 제조 방법, 및 디바이스와 그 제조 장치와 제조 방법 Download PDF

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Abstract

컬러 필터(1)를 제조하는 액적 토출 장치에, 복수의 노즐(27)을 열형태로 형성하여 노즐열(28)을 구성하는 잉크젯 헤드(22)를 직선형상으로 나란히 설치한다. 마더 기판(12)에 토출량이 평균값보다 1할 이상 많아지는 배열 방향의 양단 부분 이외의 노즐(27)로부터 필터 엘리먼트 재료를, 복수의 노즐(27)에 의해서 4회 반복해서 토출하고, 1개의 필터 엘리먼트(3)를 소정의 막두께로 형성한다.
이러한 구성에 의해, 복수의 필터 엘리먼트(3) 사이에서 막두께에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 컬러 필터(1)의 광투과 특성을 평면적으로 균일하게 할 수 있다.
따라서, 컬러 필터의 광학 투과 특성, 액정 장치의 컬러 표시 특성, EL 발광면의 발광 특성 등과 같은 전기 광학 부재의 전기 광학 특성을 평면적으로 균일하게 할 수 있는 토출 장치를 제공할 수 있다.

Description

토출 방법과 그 장치, 전기 광학 장치와 그 제조 장치와 제조 방법, 컬러 필터와 그 제조 장치와 제조 방법, 및 디바이스와 그 제조 장치와 제조 방법{EJECTING METHOD AND EJECTING APPARATUS, ELECTROOPTIC APPARATUS, APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTROOPTIC APPARATUS, COLOR FILTER, APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTER, AND DEVICE, APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은, 유동성을 갖는 액상체를 토출하는 토출 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은, 액정 장치, EL 장치, 전기 영동(泳動) 장치, 전자 방출 장치 및 PDP장치 등의 전기 광학 장치, 이 전기 광학 장치를 제조하는 전기 광학 장치의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은, 전기 광학 장치에 사용되는 컬러 필터, 이 컬러 필터를 제조하는 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 전기 광학 부재, 반도체 장치, 광학 부재, 시약 검사 부재 등의 기재를 갖는 디바이스, 이 기재를 갖는 디바이스를 제조하는 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
근래, 휴대 전화기, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 전자 기기의 표시부에 액정 장치, 일렉트로 루미네선스 장치(이하 EL(electroluminescence) 장치라고 한다) 등과 같은 전기 광학 장치인 표시 장치가 넓게 이용되고 있다. 또한, 최근에는 표시 장치에 의해서 풀 컬러 표시하는 경우가 많아지고 있다. 이 액정 장치에 의한 풀 컬러 표시는 예를 들면 액정층에 의해서 변조되는 광을 컬러 필터에 통과시키는 것에 의해서 표시된다. 그리고, 컬러 필터는, 예를 들면 유리, 플라스틱 등에 의해 형성된 기판의 표면에, R(빨강), G(초록), B(파랑)의 도트형상의 각 색의 필터 엘리먼트를 소위 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등과 같은 소정의 배열로 나열함으로써 형성된다.
또한, EL 장치에 의한 풀 컬러 표시는, 예를 들면 유리, 플라스틱 등에 의해서 형성된 기판 표면에, R(빨강), G(초록), B(파랑)의 도트형상의 각 색의 EL 발광층을 소위 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등과 같은 소정의 배열로 나열하고, 이들 EL 발광층을 한 쌍의 전극 사이에 끼워 화소 픽셀을 형성한다.
그리고, 이들 전극에 인가하는 전압을 화소 픽셀마다 제어함으로써, 이들 화소 픽셀을 희망하는 색으로 발광시켜 풀 컬러 표시한다.
종래, 컬러 필터의 R, G, B 등의 각 색의 필터 엘리먼트를 패터닝하는 경우나, EL 장치의 R, G, B 등의 각 색의 화소 픽셀을 패터닝하는 경우, 포토리소그래피법을 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이 포토리소그래피법을 사용하는 경우에는, 공정이 복잡하게 되거나 각 색의 재료 또는 포토레지스트 등을 다량 소비하므로, 비용이 높아진다는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 액적을 토출하는 잉크젯법에 의해서 필터 엘리먼트 재료나 EL 발광 재료 등을 도트형상으로 토출함으로써, 도트형상 배열의 필라멘트나 EL 발광층 등을 형성하는 방법이 제안되고 있다.
여기서, 잉크젯법에 의해서 도트형상 배열의 필라멘트나 EL 발광층 등을 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 도 50(a)에 있어서, 유리, 플라스틱 등에 의해 형성된 대면적의 기판, 소위 마더보드(301)의 표면에 설정되는 복수의 패널 영역(302)의 내부 영역에, 도 50(b)에 나타내는 바와 같이 도트형상으로 배열된 복수의 필터 엘리먼트(303)를 잉크젯법에 근거하여 형성하는 경우에 대해서 고려한다. 이 경우에는, 예를 들면 도 50(c)에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(304)을 열(列) 형상으로 배열해서 이루어지는 노즐열(305)을 갖는 액적 토출 헤드인 잉크젯 헤드(306)를, 도 50(b)의 화살표 A1 및 화살표 A2로 나타내는 바와 같이, 1개의 패널 영역(302)에 관하여 여러회(도 50에서는 2회) 주주사시키면서, 그들 주주사 사이에 복수의 노즐로부터 선택적으로 잉크 즉 필터 재료를 토출함으로써 희망하는 위치에 필터 엘리먼트(303)를 형성한다.
이 필터 엘리먼트(303)는, 상술한 바와 같이 R, G, B 등의 각 색을 소위 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등과 같은 적절한 배열형태로 배열함으로써 형성되는 것이다. 이로 인해, 도 50(b)에 나타내는 잉크젯 헤드(306)에 의한 잉크 토출 처리는 R, G, B의 단색을 토출하는 잉크젯 헤드(306)를 R, G, B의 3색분만큼 미리 마련해 둔다. 그리고, 이들 잉크젯 헤드(306)를 순차 사용하여 1개의 마더보드(301) 상에 R, G, B 등의 3색 배열을 형성한다.
그런데, 잉크젯 헤드(306)에 관해서는, 일반적으로 노즐열(305)을 구성하는 복수의 노즐(304)의 잉크 토출량에 편차가 있다. 이것은, 예를 들면 도 51(a)에 나타내는 바와 같이, 노즐열(305)의 양단부에 대응하는 위치의 토출량이 많고, 그 중앙부가 그 다음으로 많고, 그들 중간부의 토출량이 적다고 하는 잉크 토출 특성 Q을 갖는다.
따라서, 도 50(b)에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(306)에 의해서 필터 엘리먼트(303)를 형성했을 때, 도 51(b)에 나타내는 바와 같이 잉크젯 헤드(306)의 단부에 대응하는 위치 P1 또는 중앙부 P2 또는 P1 및 P2의 양쪽에 농도가 짙은 선이 형성되어 버린다. 이 때문에, 컬러 필터의 평면적인 광투과 특성이 불균일하게 된다는 문제가 있다.
한편, 마더보드(301)에 복수의 패널 영역(302)을 형성하는 경우, 잉크젯 헤드의 주주사 방향에 대해서 폭 방향으로 되는 마더보드(301)의 폭 치수 대략 전역에 잉크젯 헤드가 위치하도록 길다란 잉크젯 헤드를 사용함으로써, 효율적으로 필터 엘리먼트(303)를 형성함이 고려된다. 그러나, 패널 영역(302)의 크기에 대응하여 다른 크기의 마더보드(301)를 사용하는 경우에는, 그 때마다 다른 잉크젯 헤드가 필요하게 되어, 비용이 증대하는 문제가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법의 1실시예의 주요 공정을 모식적으로 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법의 다른 실시예의 주요 공정을 모식적으로 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법의 또 다른 실시예의 주공정을 모식적으로 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법의 또 다른 실시예의 주요 공정을 모식적으로 나타내는 평면도,
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 컬러 필터의 1실시예 및 그 기초로 되는 마더 기판의 1실시예를 나타내는 평면도,
도 6의 (a)∼(d)는 도 5의 (a)의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면 부분을 사용하여 컬러 필터의 제조 공정을 모식적으로 나타내는 도면,
도 7의 (a)∼(c)는 컬러 필터에서의 R, G, B 3색의 화소 픽셀의 배열예를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치, 본 발명에 따른 액정 장치의 제조 장치 및 본 발명에 따른 EL 장치의 제조 장치와 같은 각 제조 장치의 주요 부분인 액적 토출 장치의 1실시예를 나타내는 사시도,
도 9는 도 8의 장치의 주요부를 확대해서 나타내는 사시도,
도 10은 도 9의 장치의 주요부인 잉크젯 헤드를 확대해서 나타내는 사시도,
도 11은 잉크젯 헤드의 변형례를 나타내는 사시도,
도 12의 (a) 및 (b)는 잉크젯 헤드의 내부 구조를 나타내는 도면으로서, (a)는 일부 절단 사시도를 나타내며, (b)는 (a)의 J－J선에 따른 단면 구조를 나타내는 도면,
도 13은 잉크젯 헤드의 다른 변형례를 나타내는 평면도,
도 14는 도 8의 잉크젯 장치에 사용되는 전기 제어계를 나타내는 블록도,
도 15는 도 14의 제어계에 의해서 실행되는 제어의 흐름을 나타내는 흐름도,
도 16은 잉크젯 헤드의 또 다른 변형례를 나타내는 사시도,
도 17은 본 발명에 따른 액정 장치의 제조 방법의 1실시예를 나타내는 공정도,
도 18은 본 발명에 따른 액정 장치의 제조 방법에 의해서 제조되는 액정 장치의 일례를 분해 상태로 나타내는 사시도,
도 19는 도 18에서의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 액정 장치의 단면 구조를 나타내는 단면도,
도 20은 본 발명에 따른 EL 장치의 제조 방법의 1실시예를 나타내는 공정도,
도 21의 (a)∼(d)는 도 20에 나타내는 공정도에 대응하는 EL 장치의 단면도,
도 22는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 사시도,
도 23은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 헤드 유니트를 나타내는 평면도,
도 24는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 헤드 유니트를 나타내는 측면도,
도 25는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 헤드 유니트를 나타내는 정면도,
도 26은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 헤드 유니트를 나타내는 단면도,
도 27은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 헤드 장치를 나타내는 분해 사시도,
도 28은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 잉크젯 헤드를 나타내는 분해 사시도,
도 29의 (a)∼(c)는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 잉크젯 헤드의 필터 엘리먼트 재료를 토출하는 동작을 설명하는 설명도,
도 30은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 잉크젯 헤드의 필터 엘리먼트 재료의 토출량을 설명하는 설명도,
도 31은 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 잉크젯 헤드의 배치 상태를 설명하는 개략도,
도 32는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 장치의 액적 토출 처리 장치의 잉크젯 헤드의 배치 상태를 설명하는 부분적으로 확대한 개략도,
도 33의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치에 의해 제조되는 컬러 필터를 나타내는 모식도로서, (a)는 컬러 필터의 평면도이고, (b)는 (a)의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도,
도 34의 S1∼S7은 본 발명에 따른 컬러 필터를 제조하는 순서를 설명하는 제조 공정 단면도,
도 35는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 일부를 나타내는 회로도,
도 36은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 화소 영역의 평면 구조를 나타내는 확대 평면도,
도 37의 (a)∼(e)는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 제조 공정의 사전 처리에서의 순서를 나타내는 제조 공정 단면도,
도 38(a)∼(c)는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 제조 공정의 EL 발광 재료의 토출에서의 순서를 나타내는 제조 공정 단면도,
도 39(a)∼(d)는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 제조 공정의 EL 발광 재료의 토출에서의 순서를 나타내는 제조 공정 단면도,
도 40은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 화소 영역의 평면 구조를 나타내는 확대 단면도,
도 41의 (a) 및 (b)는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치의 화소 영역의 구조를 나타내는 확대도로서, (a)는 평면 구조이고, (b)는 (a)의 B－B선 단면도,
도 42는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 43은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 44는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 45는 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 46은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 47은 본 발명의 전기 광학 장치에 따른 EL표시 소자를 사용한 표시 장치를 제조하는 제조 공정을 나타내는 제조 공정 단면도,
도 48은 본 발명의 전기 광학 장치를 구비한 전기 기기인 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 사시도,
도 49는 본 발명의 전기 광학 장치를 구비한 전기 기기인 휴대 전화를 나타내는 사시도,
도 50의 (a)∼(c)는 종래의 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면,
도 51의 (a) 및 (b)는 종래의 컬러 필터의 특성을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 118 컬러 필터
2, 107a, 107b 피토출물인 기판
3 화소인 필터 요소
12 기판인 마더 기판
13 액상체로서의 필터 요소 재료
16 토출 장치로서의 칼라 필터의 제조 장치인 액적 토출 장치
19, 425 이동 수단을 구성하는 주주사 구동 수단으로서의 주주사 구동 장치
21, 427 이동 수단을 구성하는 부주사 구동 수단으로서의 부주사 구동 장치
27, 466 노즐
101 전기 광학 장치인 액정 장치
102 전기 광학 장치인 액정 패널
111a, 111b 피토출물인 기재
114a, 114b 전극
201 전기 광학 장치인 EL 장치
202 화소 전극
204 기판인 투명 기판
213 대향 전극
405R (405G, 405B) 토출 장치로서의 칼라 필터의 제조 장치인 액적 토출 처리 장치
421 액적 토출 헤드인 잉크젯 헤드
426 유지 수단으로서의 캐리지
501 전기 광학 장치인 표시 장치
502 피토출물로서의 기판인 표시 기판
540A, 540B 기능성 액상체로서의 광학 재료
L 액정
M 필터 요소 재료
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 감안하여, 잉크젯 헤드 등의 액적 토출 헤드를 사용하면서도 피토출물 상에 균일한 특성이 얻어지는 층을 형성할 수 있는 토출 방법 및 그 장치, 전기 광학 장치, 그 제조 방법 및 그 제조 장치, 컬러 필터, 그 제조 방법 및 그 제조 장치와 기재를 갖는 디바이스, 그 제어 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 토출 장치는, 유동성을 갖는 액상체를 피토출물 상에 토출하는 복수의 노즐이 배열하도록 설치된 복수의 액적 토출 헤드와, 이 액적 토출 헤드의 상기 노즐이 설치된 한쪽 면을 상기 피토출물의 표면에 간극(틈)을 개재해서 대향시키고, 상기 액적 토출 헤드를 소정 방향으로 복수 나란히 배치하는 유지 수단과, 이 유지 수단 및 상기 피토출물 중의 적어도 어느 한쪽을 상기 액적 토출 헤드가 상기 피토출물의 표면을 따르는 상태에서 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 복수의 액적 토출 헤드의 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않는 토출 규제 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 유동성을 갖는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 한쪽 면에 배열하도록 설치된 복수의 액적 토출 헤드를, 이들 액적 토출 헤드의 노즐이 설치된 한쪽 면이 피토출물의 표면에 소정의 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 피토출물의 표면을 따라 상대적으로 이동시키고, 액적 토출 헤드의 각 노즐 중 이들 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치히는 노즐로부터는 토출 규제 수단에 의해 토출시키지 않고 소정 영역 이외의 노즐로부터 피토출물의 표면으로 액상체를 토출한다. 이 구성에 의해, 액상체의 토출량이 특히 않아지는 노즐의 설치 방향의 양단부에 위치하는 소정 영역의 노즐로부터는 액상체를 토출시키지 않고, 토출량이 비교적 균일한 노즐을 사용하여 액상체를 토출시키므로, 피토출물의 표면에 평면적으로 균일하게 액상체가 토출된다.
그리고, 본 발명에서는, 토출 규제 수단에 의해 액상체를 토출하지 않는 노즐 영역은, 각 노즐로부터 토출되는 상기 액상체의 토출량의 평균값의 110% 이상의 토출량으로 되는 노즐의 영역인 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 액상체의 토출량의 평균값의 110% 이상의 토출량으로 되는 노즐로부터는 액상체를 토출시키지 않으므로, 특히 컬러 필터의 필터 엘리먼트 재료나 EL 발광 재료, 하전 입자를 함유한 전기 영동 장치용 등의 기능성 액상체를 액상체로서 사용하는 경우에도, 특성에 불균일이 발생하지 않고 양호한 특성이 확실하게 얻어진다.
또한, 본 발명에서는, 각 노즐로부터 토출되는 토출량은 각 노즐의 토출량의 평균값에 대해서 ±1할 이내인 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 각 노즐로부터 토출량의 평균값에 대해서 ±1할 이내로 액상체가 토출되므로, 토출량이 비교적 균일하게 되고, 피토출물의 표면에 평면적으로 균일하게 액상체가 토출된다.
또, 본 발명에서는, 액적 토출 헤드는 노즐이 대략 등간격으로 설치된 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 노즐이 대략 등간격이기 때문에, 예를 들면 노즐의 설치 방향에 대해서 교차하는 방향으로 액적 토출을 이동시키는 것에 의해 도트 매트릭스가 구성되므로, 예를 들면 스트라이프형이나 모자이크형, 델타형 등 소정의 규칙성을 갖는 구성의 묘화가 용이해진다.
또한, 본 발명에서는, 복수의 액적 토출 헤드는, 노즐의 설치 방향이 이동수단에 의해 이 액적 토출 헤드가 피토출물의 표면을 따라 상대적으로 이동되는 방향에 대해서 비스듬하게 교차하여 배치된 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 노즐의 설치 방향에 대해서 교차하는 방향으로 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키므로, 노즐의 설치 방향이 이동 방향에 대해서 경사진 상태로 되고, 액상체가 토출되는 간격인 피치가 노즐간의 피치보다 좁아져, 경사지는 상태를 적절히 설정하는 것만으로 피토출물의 표면에 도트형상으로 액상체를 토출할 때의 원하는 도트간 피치로 용이하게 대응가능하며, 도트간 피치에 대응해서 액적 토출 헤드를 형성할 필요가 없어, 범용성이 향상한다.
그리고, 본 발명에서는, 복수의 액적 토출 헤드는 동일 개수의 노즐을 갖는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 각 액적 토출 헤드의 노즐을 동일 개수로 하므로, 복수의 액적 토출 헤드를 나란히 배치하는 구성으로서, 예를 들면 스트라이프형이나 모자이크형, 델타형 등, 소정의 규칙성을 갖는 구성을 묘화하는 것이 용이해진다.
또한, 본 발명에서는, 복수의 액적 토출 헤드는, 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 인접하는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐 영역과 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복해서 위치하도록 배치되고, 액상체를 토출하는 노즐이 복수의 액적 토출 헤드 전체에서 연속해서 배열하도록 한 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 인접하는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐의 영역과 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복해서 위치하므로, 복수의 액적 토출 헤드 전체에서 액상체를 토출하는 노즐이 연속해서 배열하게 되고, 노즐의 배열 영역이 넓어지고, 넓은 범위로 액상체가 토출되고, 토출 효율이 향상하는 동시에, 특별히 긴 형상의 액적 토출 헤드를 형성할 필요가 없어, 범용성이 향상한다.
또, 본 발명에서는, 복수의 액적 토출 헤드는, 복수열로 나란히 배치되고, 또한 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 복수열 중의 다른 열에 배치되는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐 영역과 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복해서 위치하도록 배치된 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 액적 토출 헤드를 복수열로 나열하고, 또한 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역을 다른 열의 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐 영역과 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복해서 위치시키므로, 이웃하는 액적 토출 헤드가 간섭하지 않아 액적 토출 헤드 사이에서 액상체가 토출되지 않는 영역을 발생시키는 일이 없어, 연속적인 액상체의 양호한 토출이 얻어진다. 또한, 특별한 긴 형상의 액적 토출 헤드를 형성할 필요도 없어, 간단한 구성으로 용이하게 액상체가 토출된다.
(2) 본 발명은, 토출하는 액상체로서 EL 발광 재료를 함유하는 액상체를 사용하여, 피토출물인 기판 상으로 토출시켜 EL 발광층을 형성해서 전기 광학 장치를 제조하기에 적합하다.
(3) 본 발명은, 토출하는 액상체로서 컬러 필터 재료를 함유하는 액상체를 사용하여, 피토출물로서 액정을 사이에 끼우는 한 쌍의 기판의 한쪽에 토출시켜 컬러 필터를 형성해서 전기 광학 장치를 형성하기에 적합하다.
(4) 본 발명은, 토출하는 액상체로서 컬러 필터 재료를 함유하는 액상체를 사용하여, 피토출물인 기판 상에 토출시켜 다른 색을 나타내는 컬러 필터를 제조하기에 적합하다.
(5) 본 발명은, 유동성을 갖는 액상체를 피토출물인 기재 상에 토출하여 기재를 갖는 디바이스를 제조하기에 적합하다.
본 발명에 의하면, 복수의 노즐을 한쪽 면에 배열해서 설치한 복수의 액적 토출 헤드를, 한쪽 면이 피토출물의 표면에 소정의 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 피토출물의 표면을 따라 상대적으로 이동시키고, 각 노즐 중 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 토출시키지 않고 소정 영역 이외의 노즐로부터 피토출물의 표면에 액상체를 토출하기 때문에, 액상체의 토출량이 특히 많아지는 노즐의 설치 방향의 양단부에 위치하는 소정 영역의 노즐로부터는 액상체를 토출시키지 않고, 토출량이 비교적 균일한 노즐을 사용하여 액상체를 토출시키므로, 피토출물의 표면에 평면적으로 균일하게 액상체를 토출시킬 수 있어, 평면적으로 균일한 특성을 얻을 수 있다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 제 1 설명)
이하, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법 및 그 제조 장치의 기본적인 방법과 구성에 대해서 설명한다. 우선, 그들 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기에 앞서, 그들 제조 방법 등을 사용하여 제조되는 컬러 필터에 대해서 설명한다. 도 5의 (a)는 컬러 필터의 1실시예의 평면 구조를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 6의 (d)는 도 5의 (a)의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면구조를 나타내고 있다.
본 실시예의 컬러 필터(1)는, 유리, 플라스틱 등에 의해 형성된 사각형상의 기판(본 발명에 있어서는,「기재」라고도 한다.)(2)의 표면에, 복수의 필터 엘리먼트(3)를 도트 패턴 형상, 본 실시예에서는 도트 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 또, 컬러 필터(1)는 도 6의 (d)에 나타내는 바와 같이 필터 엘리먼트(3) 상에 보호막(4)을 적층시킴으로써 형성되어 있다. 또, 도 5의 (a)는 보호막(4)을 제거한 상태의 컬러 필터(1)를 평면적으로 나타내고 있다. 즉, 본 실시형태에서는 잉크젯에 의해서 형성되는 색 패턴으로서의 필터 엘리먼트(3)가 예시된다.
필터 엘리먼트(3)는, 투광성이 없는 수지 재료에 의해서 격자형상의 패턴으로 형성된 격벽(6)에 의해서 구획되어 도트 매트릭스형상으로 나열된 복수의 사각형상의 영역을 색재로 메우는 것에 의해서 형성된다. 또한, 이들 필터 엘리먼트(3)는 각각이 R(빨강), G(초록), B(파랑) 중의 어느 1색의 색재로 형성되고, 그들 색재의 필터 엘리먼트(3)가 소정의 배열로 나열되어 있다. 이 배열로서는, 예를 들면, 도 7의 (a)에 나타내는 소위 스트라이프 배열, 도 7의 (b)에 나타내는 소위 모자이크 배열, 도 7의 (c)에 나타내는 소위 델타 배열 등이 알려져 있다. 또, 본 발명에서의「격벽」은「뱅크」의 의미도 포함하는 단어로서 사용되며, 기판에서 보아 대략 수직인 각도의 측면이나 대략 90도 이상이나 미만의 각도를 갖는 측면을 갖는 기판에서 보아 볼록하게 되는 부분을 가리킨다.
그리고, 스트라이프 배열은 매트릭스의 세로열이 모두 동일한 색으로 되는 배열이다. 또한, 모자이크 배열은 종횡의 직선상에 나열된 임의의 3개의 필터 엘리먼트(3)가 R, G, B의 3색으로 되는 배색이다. 또, 델타 배열은 필터엘리먼트(3)의 배치를 높이를 다르게 하여, 임의의 인접하는 3개의 필터 엘리먼트(3)가 R, G, B의 3색으로 되는 배색이다.
컬러 필터(1)의 크기는 예를 들면 약 4.57㎝(1.8인치)이다. 또한, 1개의 필터 엘리먼트(3)의 크기는 예를 들면 30㎛×100㎛이다. 그리고, 각 필터 엘리먼트(3) 사이의 간격, 소위 엘리먼트간 피치는 예를 들면 ㎛이다.
본 실시예의 컬러 필터(1)를 풀 컬러 표시를 위한 광학 요소로서 사용하는 경우에는, R, G, B 3개의 필터 엘리먼트(3)를 1개의 유니트로 해서 1개의 화소를 형성하고, 1화소내의 R, G, B 중의 어느 1개 또는 그들의 조합에 광을 선택적으로 통과시킴으로써, 풀 컬러 표시를 행한다. 이 때, 투광성이 없는 수지 재료에 의해서 형성된 격벽(6)은 블랙 마스크로서 작용한다.
상기한 컬러 필터(1)는 예를 들면 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같은 기판인 대면적의 마더 기판(12)에서 분리된다. 구체적으로는, 우선, 마더 기판(12) 내에 설정된 복수의 컬러 필터 형성 영역(11)의 각각의 표면에 컬러 필터(1)의 1개분의 패턴을 형성한다. 그리고, 그들 컬러 필터 형성 영역(11)의 주위에 절단용의 홈을 형성하고, 그들 홈을 따라서 마더 기판(12)을 절단함으로써, 개개의 컬러 필터(1)가 형성된다.
이하, 도 5의 (a)에 나타내는 컬러 필터(1)를 제조하는 제조 방법 및 그 제조 장치에 대해서 설명한다.
도 6은 컬러 필터(1)의 제조 방법을 공정순으로 모식적으로 나타내고 있다. 우선, 마더 기판(12)의 표면에 투광성이 없는 수지 재료에 의해서 격벽(6)을 화살표 B방향에서 보아 격자형상 패턴으로 형성한다. 격자형상 패턴의 격자구멍의 부분(7)은 필터 엘리먼트(3)가 형성되는 영역, 즉 필터 엘리먼트 형성 영역이다. 이 격벽(6)에 의해서 형성되는 개개의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)의 화살표 B방향에서 본 경우의 평면 치수는, 예를 들면 30㎛×100㎛ 정도로 형성된다.
격벽(6)은, 필터 엘리먼트 형성 영역(7)으로 공급되는 액상체로서의 필터 엘리먼트재료(13)의 유동을 저지하는 기능 및 블랙 마스크의 기능을 아울러 갖는다. 또한, 격벽(6)은 임의의 패터닝 방법, 예를 들면 포토리소그래피법에 의해서 형성되고, 또 필요에 따라서 히터에 의해서 가열되어 소성된다.
격벽(6)의 형성후, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이 필터 엘리먼트 재료(13)의 액적(8)을 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)으로 공급하는 것에 의해, 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)을 필터 엘리먼트 재료(13)로 메운다. 도 6의 (b)에 있어서, 부호 13R은 R(빨강)의 색을 갖는 필터 엘리먼트 재료를 나타내고, 부호 13G는 G(초록)의 색을 갖는 필터 엘리먼트 재료를 나타내며, 그리고 부호 13B는 B(파랑)의 색을 갖는 필터 엘리먼트 재료를 나타내고 있다. 또, 본 발명에서는 「액적」을 「잉크」라고도 호칭하기로 한다.
각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 소정량의 필터 엘리먼트 재료(13)가 충전되면, 히터에 의해서 마더 기판(12)을 예를 들면 70℃정도로 가열하여, 필터 엘리먼트 재료(13)의 용매를 증발시킨다. 이 증발에 의해, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이 필터 엘리먼트 재료(13)의 체적이 감소하여, 평탄화한다. 체적의 감소가 심한 경우에는 컬러 필터(1)로서 충분한 막 두께가 얻어질 때까지 필터 엘리먼트재료(13)의 액적(8)의 공급과 그 액적(8)의 가열을 반복해서 실행한다. 이상의 처리에 의해, 최종적으로 필터 엘리먼트 재료(13)의 고형분만이 잔류해서 막화(膜化)하고, 이것에 의해, 희망하는 각색의 필터 엘리먼트(3)가 형성된다.
이상에 의해, 필터 엘리먼트(3)가 형성된 후, 그들 필터 엘리먼트(3)를 완전하게 건조시키기 위해서, 소정의 온도로 소정 시간의 가열 처리를 실행한다. 그 후, 예를 들면, 스핀코트법, 롤코트법, 딥핑법(침지법) 또는 잉크젯법 등과 같은 적절한 방법을 사용하여 보호막(4)을 형성한다. 이 보호막(4)은 필터 엘리먼트(3) 등의 보호 및 컬러 필터(1)의 표면의 평탄화를 위해서 형성된다. 또, 본 발명의 실시예에서는, 격벽(6)의 수지를 비투광성으로 해서 블랙 매트릭스로 했지만, 격벽(6)의 수지는 투광성의 것으로 하여, 수지의 하층에 수지보다도 한층 넓은 사이즈의 Cr 등의 금속으로 이루어지는 차광층을 형성하는 다층 구조의 격벽을 사용해도 좋다.
도 8은, 컬러 필터의 제조 장치를 구성하는 1개의 구성 요소 기기로서, 도 6의 (b)에 나타낸 필터 엘리먼트 재료(13)의 공급 처리를 행하기 위한 액적 토출 장치의 1실시예를 나타내고 있다. 이 액적 토출 장치(16)는 R, G, B중의 1색, 예를 들면 R색의 필터 엘리먼트 재료(13)를 잉크의 액적(8)으로 해서, 마더 기판(12)(도 5의 (b) 참조)내의 각 컬러 필터 형성 영역(11)내의 소정 위치로 토출하여 부착시키기 위한 장치이다. G색의 필터 엘리먼트 재료(13) 및 B색의 필터 엘리먼트 재료(13)를 위한 액적 토출 장치(16)도 각각 준비되지만, 그들 구조는 도 8의 것과 동일하게 할 수 있으므로, 그들에 대한 설명은 생략한다.
도 8에 있어서, 액적 토출 장치(16)는 액적 토출 헤드의 일례로서 프린터 등에서 사용되는 잉크젯 헤드(22)를 구비한 헤드 유니트(26)와, 잉크젯 헤드(22)의 위치를 제어하는 헤드 위치 제어장치(17)와, 마더 기판(12)의 위치를 제어하는 기판 위치 제어장치(18)와, 잉크젯 헤드(22)를 마더 기판(12)에 대해서 주주사 이동시키는 주주사 구동 수단으로서의 주주사 구동장치(19)와, 잉크젯 헤드(22)를 마더 기판(12)에 대해서 부주사 이동시키는 부주사 구동 수단으로서의 부주사 구동장치(21)와, 마더 기판(12)을 액적 토출 장치(16)내의 소정의 작업 위치로 공급하는 기판 공급 장치(23)와, 그리고 액적 토출 장치(16)의 전반적인 제어를 담당하는 컨트롤 장치(24)를 갖는다.
헤드 위치 제어장치(17), 기판 위치 제어장치(18), 잉크젯 헤드(22)를 마더 기판(12)에 대해서 주주사 이동시키는 주주사 구동장치(19), 그리고 부주사 구동장치(21)의 각 장치는 베이스(9) 상에 설치된다. 또한, 그들 각 장치는 필요에 따라서 커버(14)에 의해서 행해진다.
잉크젯 헤드(22)는, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이 복수의 노즐(27)을 열 형상으로 나열함으로써 형성된 노즐열(28)을 갖는다. 노즐(27)의 수는 예를 들면 180개이고, 노즐(27)의 구멍 지름은 예를 들면 28㎛이며, 노즐(27)간의 노즐 피치는 예를 들면 141㎛이다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 있어서, 컬러 필터(1) 및 마더 기판(12)에 대한 주주사 방향 X 및 그것과 직교하는 부주사 방향 Y는 도 10에서 도시한 바와 같이 설정된다.
잉크젯 헤드(22)는 그 노즐열(28)이 주주사 방향(10)과 교차하는 방향으로연장하도록 위치 설정되고, 이 주주사 방향 X으로 상대적으로 평행 이동하는 동안, 잉크로서의 필터 엘리먼트 재료(13)를 복수의 노즐(27)로부터 선택적으로 토출함으로써, 마더 기판(12)(도 5의 (b) 참조)내의 소정 위치에 필터 엘리먼트 재료(13)를 부착시킨다. 또한, 잉크젯 헤드(22)는 부주사 방향 Y으로 소정 거리만큼 상대적으로 평행 이동함으로써, 잉크젯 헤드(22)에 의한 주주사 위치를 소정의 간격으로 어긋나게 할 수 있다.
잉크젯 헤드(22)는, 예를 들면 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 나타내는 내부 구조를 갖는다. 구체적으로는, 잉크젯 헤드(22)는, 예를 들면 스텐레스제의 노즐 플레이트(29)와, 그것에 대향하는 진동판(31)과, 그들을 서로 접합하는 복수의 구획 부재(32)를 갖는다. 노즐 플레이트(29)와 진동판(31) 사이에는 구획 부재(32)에 의해서 복수의 잉크실(33)과 액챔버(34)가 형성된다. 복수의 잉크실(33)과 액챔버(34)는 통로(38)를 거쳐서 서로 연통하고 있다.
진동판(31)의 적소에는 잉크 공급 구멍(36)이 형성되고, 이 잉크 공급 구멍(36)에 잉크 공급 장치(37)가 접속된다. 이 잉크 공급 장치(37)는 R, G, B 중의 1색, 예를 들면 R색의 필터 엘리먼트 재료 M를 잉크 공급 구멍(36)으로 공급한다. 공급된 필터 엘리먼트 재료 M는 액챔버(34)에 가득 채워지고, 또 통로(38)를 통해서 잉크실(33)에 가득 채워진다.
노즐 플레이트(29)에는, 잉크실(33)로부터 필터 엘리먼트 재료 M를 제트형상으로 분사하기 위한 노즐(27)이 형성되어 있다. 또한, 진동판(31)의 잉크실(33)을 형성하는 면의 이면에는, 이 잉크실(33)에 대응시켜 잉크 가압체(39)가 부착되어있다. 이 잉크 가압체(39)는 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전 소자(41) 및 이것을 사이에 끼우는 한 쌍의 전극(42a, 42b)을 갖는다. 압전 소자(41)는 전극(42a, 42b)에 대한 통전에 의해서 화살표 C로 나타내는 외측으로 돌출하도록 휨 변형하고, 이것에 의해 잉크실(33)의 용적이 증대한다. 이로 인해, 증대한 용적분에 상당하는 필터 엘리먼트 재료 M가 액챔버(34)로부터 통로(38)를 통해서 잉크실(33)로 유입한다.
다음에, 압전 소자(41)에 대한 통전을 해제하면, 이 압전 소자(41)와 진동판(31)은 모두 원래의 형상으로 돌아온다. 이것에 의해, 잉크실(33)도 원래의 용적으로 돌아오므로, 잉크실(33)의 내부에 있는 필터 엘리먼트 재료 M의 압력이 상승하여, 노즐(27)로부터 마더 기판(12)(도 5의 (b) 참조)을 향해서 필터 엘리먼트 재료 M가 액적(8)으로 되어 분출한다. 또, 노즐(27)의 주변부에는 액적(8)의 휘어진 비행이나 노즐(27)의 구멍막힘 등을 방지하기 위해서, 예를 들면 Ni－테트라 플루오로에틸렌 공석 도금층으로 이루어지는 발잉크층(43)이 마련된다.
도 9에 있어서, 헤드 위치 제어장치(17)는 잉크젯 헤드(22)를 면내 회전시키는 α모터(44)와, 잉크젯 헤드(22)를 부주사 방향 Y과 평행한 축선 주위로 요동회전 시키는 β모터(46)와, 잉크젯 헤드(22)를 주주사 방향과 평행한 축선 주위로 요동 회전시키는 γ모터(47)와, 그리고 잉크젯 헤드(22)를 상하 방향으로 평행 이동시키는 Z모터(48)를 갖는다.
도 8에 나타낸 기판 위치 제어장치(18)는 도 9에 있어서 마더 기판(12)을 탑재하는 테이블(49)과, 그 테이블(49)을 화살표θ와 같이 면내 회전시키는θ모터(51)를 갖는다. 또한, 도 8에 나타낸 주주사 구동장치(19)는 도 9에 나타내는 바와 같이 주주사 방향 X으로 연장하는 X가이드레일(52)과, 펄스 구동되는 리니어 모터를 내장한 X슬라이더(53)를 갖는다. X슬라이더(53)는 내장하는 리니어 모터가 작동할 때 X가이드레일(52)을 따라 주주사 방향으로 평행 이동한다.
또한, 도 8에 나타낸 부주사 구동장치(21)는, 도 9에 나타내는 바와 같이 부주사방향 Y으로 연장하는 Y가이드레일(54)과, 펄스 구동되는 리니어 모터를 내장한 Y슬라이더(56)를 갖는다. Y슬라이더(56)는 내장하는 리니어 모터가 작동할 때 Y가이드레일(54)을 따라 부주사 방향 Y으로 평행 이동한다.
X 슬라이더(53)이나 Y 슬라이더(56)내에 있어서 펄스 구동되는 리니어 모터는, 그 모터에 공급하는 펄스 신호에 따라서 출력 축의 회전 각도 제어를 정밀하게 행할 수 있고, 이에 따라 X 슬라이더(53)에 지지된 잉크젯 헤드(22)의 주주사 방향 X 상의 위치나 테이블(49)의 부주사 방향 Y 상의 위치 등을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또, 잉크젯 헤드(22)나 테이블(49)의 위치 제어는 펄스 모터를 사용한 위치 제어에 한정되지 않고, 서보 모터를 사용한 피드백 제어나 기타 임의의 제어 방법에 의해서 실현할 수도 있다.
도 8에 나타낸 기판 공급 장치(23)는 마더 기판(12)을 수용하는 기판 수용부(57)와, 마더 기판(12)을 반송하는 로봇(58)을 갖는다. 로봇(58)은 마루, 지면 등과 같은 설치면에 놓여지는 기대(基臺)(59)와, 기대(59)에 대해서 승강 이동하는 승강축(61)과, 승강축(61)을 중심으로 해서 회전하는 제 1 암(62)과, 제 1 암(62)에 대해서 회전하는 제 2 암(63)과, 제 2 암(63)의 선단 하면에 설치된 흡착패드(64)를 갖는다. 흡착패드(64)는 공기 흡인 등에 의해서 마더 기판(12)을 흡착할 수 있다.
도 8에 있어서, 주주사 구동장치(19)에 의해서 구동되어 주주사 이동하는 잉크젯 헤드(22)의 궤적 아래로서 부주사 구동장치(21)의 한쪽의 옆 위치에, 캡핑 장치(76) 및 클리닝장치(77)가 설치된다. 또한, 다른 쪽의 옆 위치에 전자 천칭(78)이 설치된다. 클리닝 장치(77)는 잉크젯 헤드(22)를 세정하기 위한 장치이다. 전자 천칭(78)은 잉크젯 헤드(22) 내의 개개의 노즐(27)(도 10 참조)로부터 토출되는 잉크의 액적(8)의 중량을 노즐마다 측정하는 기기이다. 그리고, 캡핑 장치(76)는 잉크젯 헤드(22)가 대기 상태에 있을 때 노즐(27)(도 10 참조)의 건조를 방지하기 위한 장치이다.
잉크젯 헤드(22)의 근방에는, 그 잉크젯 헤드(22)와 일체로 이동하는 관계로 헤드용 카메라(81)가 설치된다. 또한, 베이스(9) 상에 설치한 지지장치(도시하지 않음)에 지지된 기판용 카메라(82)가 마더 기판(12)을 촬영할 수 있는 위치에 설치된다.
도 8에 나타낸 컨트롤 장치(24)는, 프로세서를 수용한 컴퓨터 본체부(66)와, 입력장치(67)로서의 키보드와, 표시 장치로서의 CRT(Cathode－Ray Tube) 디스플레이(68)를 갖는다. 상기 프로세서는 도 14에 나타내는 바와 같이 연산 처리를 행하는 CPU(Central Processing Unit)(69)와, 각종 정보를 기억하는 메모리 즉 정보 기억 매체(71)를 갖는다.
도 8에 나타낸 헤드 위치 제어장치(17), 기판 위치 제어장치(18), 주주사 구동장치(19), 부주사 구동장치(21) 및 잉크젯 헤드(22) 내의 압전 소자(41)(도 12의 (b) 참조)를 구동하는 헤드 구동 회로(72)의 각 기기는, 도 14에서 입출력 인터페이스(73) 및 버스(74)를 거쳐서 CPU(69)에 접속된다. 또한, 기판 공급 장치(23), 입력장치(67), CRT 디스플레이(68), 전자천칭(78), 클리닝 장치(77) 및 캡핑 장치(76)의 각 기기도 입출력 인터페이스(73) 및 버스(74)를 거쳐서 CPU(69)에 접속된다.
정보 기억 매체(71)로서의 메모리는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등과 같은 반도체 메모리나, 하드디스크, CD-ROM 판독 장치, 디스크형 기억 매체 등과 같은 외부 기억장치 등을 포함하는 개념이며, 기능적으로는 액적 토출 장치(16)의 동작의 제어 순서가 기술된 프로그램 소프트를 기억하는 기억 영역이나, 도 7에 나타내는 각종 R, G, B배열을 실현하기 위한 R, G, B 중의 1색의 마더 기판(12)(도 5 참조) 내에서의 토출 위치를 좌표 데이터로서 기억하기 위한 기억 영역이나, 도 9에서의 부주사 방향 Y로의 마더 기판(12)의 부주사 이동량을 기억하기 위한 기억 영역이나, CPU(69)의 작업영역(work area)이나 임시파일(temporary file) 등으로서 기능하는 영역이나, 기타 각종 기억 영역이 설정된다.
CPU(69)는, 정보 기억 매체(71)인 메모리내에 기억된 프로그램 소프트에 따라서, 마더 기판(12)에 있어서 표면의 소정 위치에 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하기 위한 제어를 행하는 것이다. 구체적인 기능 실현부로서, 클리닝 처리를 실현하기 위한 연산을 행하는 클리닝 연산부와, 캡핑 처리를 실현하기위한 캡핑 연산부와, 전자 천칭(78)(도 8 참조)을 사용한 중량 측정을 실현하기 위한 연산을 행하는 중량 측정 연산부와, 액적 토출에 의해서 필터 엘리먼트 재료(13)를 묘화하기 위한 연산을 행하는 묘화 연산부를 갖는다.
묘화 연산부를 세밀하게 분할하면, 잉크젯 헤드(22)를 묘화하기 위한 초기 위치에 세트하기 위한 묘화 개시 위치 연산부와, 잉크젯 헤드(22)를 주주사 방향 X으로 소정의 속도로 주사 이동시키기 위한 제어를 연산하는 주주사 제어 연산부와, 마더 기판(12)을 부주사 방향 Y으로 소정의 부주사량만큼 어긋나게 하기 위한 제어를 연산하는 부주사 제어 연산부와, 잉크젯 헤드(22) 내의 복수의 노즐(27) 중의 어느 하나를 작동시켜 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료를 토출할지를 제어하기 위한 연산을 행하는 노즐(27) 중의 어느 하나를 작동시켜 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료를 토출할지를 제어하기 위한 연산을 행하는 노즐 토출 제어 연산부 등과 같은 각종 기능 연산부를 갖는다.
또, 본 실시예에서는, 상기한 각 기능을 CPU(69)를 사용하여 소프트적으로 실현하는 것으로 했지만, 상기한 각 기능을 CPU(69)를 사용하지 않는 단독 전자 회로에 의해서 실현할 수 있는 경우에는, 그러한 전자 회로를 사용하는 것도 가능하다.
이하, 상기한 구성으로 이루어지는 액적 토출 장치(16)의 동작을 도 15에 나타내는 흐름도에 따라서 설명한다.
오퍼레이터에 의한 전원 투입에 의해서 액적 토출 장치(16)가 작동하면, 우선 스텝 S1에서 초기 설정이 실현된다. 구체적으로는, 헤드 유니트(26)나 기판 공급 장치(23)나 컨트롤 장치(24) 등이 미리 결정된 초기 상태로 세트된다.
다음에, 중량 측정 타이밍이 도래하면(스텝 S2에서 YES), 도 9의 헤드 유니트(26)를 주주사 구동장치(19)에 의해서 도 8의 전자 천칭(78)의 위치까지 이동시켜(스텝 S3), 노즐(27)로부터 토출되는 잉크의 양을 전자 천칭(78)을 사용하여 측정한다(스텝 S4). 그리고, 노즐(27)의 잉크 토출 특성에 맞게, 각 노즐(27)에 대응하는 압전 소자(41)에 인가하는 전압을 조절한다(스텝 S5).
이 후, 클리닝 타이밍이 도래하면(스텝 S6에서 YES), 헤드 유니트(26)를 주주사 구동장치(19)에 의해서 클리닝 장치(77)의 위치까지 이동시켜(스텝 S7), 그 클리닝 장치(77)에 의해서 잉크젯 헤드(22)를 클리닝한다(스텝 S8).
중량 측정 타이밍이나 클리닝 타이밍이 도래하지 않는 경우(스텝 S2 및 S6에서 NO), 또는 그러한 처리가 종료된 경우에는 스텝 S9에서 도 8의 기판 공급 장치(23)를 작동시켜 마더 기판(12)을 테이블(49)로 공급한다. 구체적으로는, 기판 수용부(57)내의 마더 기판(12)을 흡착 패드(64)에 의해서 흡인 유지한다. 다음에, 승강축(61), 제 1 암(62) 및 제 2 암(63)을 이동시켜 마더 기판(12)을 테이블(49)까지 반송하고, 또 테이블(49)의 적소에 미리 마련해 둔 위치 결정 핀(50)(도 9 참조)에 압압한다. 또, 테이블(49) 상에서의 마더 기판(12)의 위치 어긋남을 방지하기 위해, 공기 흡인 등의 수단에 의해서 마더 기판(12)을 테이블(49)에 고정하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 8의 기판용 카메라(82)에 의해서 마더 기판(12)을 관찰하면서, 도 9의 β모터(51)의 출력축을 미소 각도 단위로 회전시킴으로써, 테이블(49)을 미소 각도 단위로 면내 회전시켜 마더 기판(12)을 위치 결정한다(스텝 S10). 이 후, 도 8의 헤드용 카메라(81)에 의해서 마더 기판(12)을 관찰하면서, 잉크젯 헤드(22)에 의해서 묘화를 개시하는 위치를 연산에 의해서 결정한다(스텝 S11). 그리고, 주주사 구동장치(19) 및 부주사 구동장치(21)를 적당히 작동시켜, 잉크젯 헤드(22)를 묘화 개시 위치로 이동시킨다.(스텝 S12).
이 때, 잉크젯 헤드(22)는 도 1의 (a)위치에 나타내는 바와 같이 노즐열(28)이 잉크젯 헤드(22)의 부주사 방향 Y에 대해서 각도θ 로 경사지도록 설치된다. 이것은, 통상의 액적 토출 장치의 경우에는 서로 이웃하는 노즐(27) 사이의 간격인 노즐간 피치와, 서로 이웃하는 필터 엘리먼트(3) 즉 필터 엘리먼트 형성 영역(7) 사이의 간격인 엘리먼트 피치가 다른 경우가 많고, 잉크젯 헤드(22)를 주주사 방향(10)으로 이동시킬 때, 노즐간 피치의 부주사 방향 Y의 치수 성분이 엘리먼트 피치와 기하학적으로 동일하게 되도록 하기 위한 조치이다.
도 15의 스텝 S12에서 잉크젯 헤드(22)가 묘화 개시 위치에 놓여지면, 도 1에서 잉크젯 헤드(22)는 (a)위치에 놓여진다. 그 후, 도 15의 스텝 S13에서 주주사 방향 X로의 주주사가 개시되고, 동시에 잉크의 토출이 개시된다. 구체적으로는, 도 9의 주주사 구동장치(19)가 작동해서 잉크젯 헤드(22)가 도 1의 주주사 방향 X로 일정한 속도로 직선적으로 주사 이동하고, 그 이동중에, 잉크를 공급해야할 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 대응하는 노즐(27)이 도달했을 때에 그 노즐(27)로부터 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료가 토출된다.
또, 이 때의 잉크 토출량은 필터 엘리먼트 형성 영역(7)의 용적 전부를 메우는 양은 아니고, 그 전량의 몇분의 1, 본 실시예에서는 전량의 1/4의 양이다. 이것은 후술하는 바와 같이 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)은 노즐(27)로부터의 1회의 잉크 토출에 의해서 메워지는 것이 아니고, 몇 차례의 잉크 토출의 반복 토출, 본 실시예에서는 4회의 반복 토출에 의해서 용적 전부를 메우게 되어 있기 때문이다.
잉크젯 헤드(22)는 마더 기판(12)에 대한 1라인분의 주주사가 종료하면(스텝 S14에서 YES), 반전 이동하여 초기 위치(a)로 복귀한다(스텝 S15). 그리고 또한 잉크젯 헤드(22)는 부주사 구동 장치(21)에 의해서 구동되어 부주사 방향 Y으로 미리 결정된 부주사량 δ만큼 이동한다(스텝 S16).
본 실시예에서는, CPU(69)는 도 1에 있어서 잉크젯 헤드(22)의 노즐열(28)을 형성하는 복수의 노즐(27)을 복수의 그룹 n으로 개념적으로 분할한다. 본 실시예에서는 n=4, 즉 180개의 노즐(27)로 이루어지는 길이 L의 노즐열(28)을 4개의 그룹으로 분할해서 고려한다. 이것에 의해, 1개의 노즐 그룹은 노즐(27)을 180/4=45[개] 포함하는 길이 L/n 즉 L/4로 결정할 수 있다. 상기한 부주사량 δ는 상기한 노즐 그룹 길이 L/4의 부주사 방향의 길이, 즉 (L/4)cosθ로 설정된다.
따라서, 1라인분의 주주사가 종료하고 초기 위치(a)로 복귀한 잉크젯 헤드(22)는, 도 1에서 부주사 방향 Y으로 거리δ만큼 평행 이동하여 위치(b)로 이동한다. 또, 도 1에서는 위치(a)와 위치(b)가 주주사 방향 X에 관해서 약간 어긋나게 그려져 있지만, 이것은 설명을 알기 쉽게 하기 위한 조치이며, 실제로는, 위치(a)와 위치(b)는 주주사 방향 X에 관해서는 동일한 위치이다.
위치(b)로 부주사 이동한 잉크젯 헤드(22)는, 스텝 S13에서 주주사 이동 및 잉크 토출을 반복해서 실행한다. 이 주주사 이동시에는, 마더 기판(12) 상에서의 컬러 필터 형성 영역(11) 내의 2열째의 라인이 선두의 노즐 그룹에 의해서 비로소 잉크 토출을 받음과 동시에, 1열째의 라인은 선두로부터 2번째의 노즐 그룹에 의해서 2회째의 잉크 토출을 받는다.
이 이후, 잉크젯 헤드(22)는, 위치(c)∼위치(k)와 같이 부주사 이동을 반복하면서 주주사 이동 및 잉크 토출을 반복한다(스텝 S13∼S16). 이것에 의해, 마더 기판(12)의 컬러 필터 형성 영역(11)의 1열분의 잉크 부착 처리가 완료한다. 본 실시예에서는, 노즐열(28)을 4개의 그룹으로 분할해서 부주사량 δ를 결정했으므로, 상기한 컬러 필터 형성 영역(11)의 1열분의 주주사 및 부주사가 종료하면, 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)은 4개의 노즐 그룹에 의해서 각각 1회씩, 합계 4회의 잉크 토출 처리를 받고, 그 전체 용적내에 소정량의 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료가 전량 공급된다.
이렇게 해서 컬러 필터 형성 영역(11)의 1열분의 잉크 토출이 완료하면, 잉크젯 헤드(22)는 부주사 구동장치(21)에 의해서 구동되어, 다음열의 컬러 필터 형성 영역(11)의 초기 위치로 반송된다(스텝 S19). 그리고, 해당열의 컬러 필터 형성 영역(11)에 대해서 주주사, 부주사 및 잉크 토출을 반복해서 필터 엘리먼트 형성 영역(7)내에 필터 엘리먼트를 형성한다(스텝 S13∼S16).
그 후, 마더 기판(12)내의 모든 컬러 필터 형성 영역(11)에 관해서 R, G, B의 1색, 예를 들면 R의 1색의 필터 엘리먼트(3)가 형성되면(스텝 S18에서 YES), 스텝 S20에서 마더 기판(12)을 기판 공급 장치(23)에 의해서, 또는 다른 반송 기기에 의해서 처리후의 마더 기판(12)이 외부로 배출된다. 그 후, 오퍼레이터에 의해서 처리 종료 지시가 이루어지지 않는 한(스텝 S21에서 NO), 스텝 S2로 돌아와 다른 마더 기판(12)에 대한 R의 1색에 관한 잉크 토착 작업을 반복해서 행한다.
오퍼레이터로부터 작업 종료의 지시가 있으면(스텝 S21에서 YES), CPU(69)는 도 8에서 잉크젯 헤드(22)를 캡핑 장치(76)의 위치까지 반송해서, 그 캡핑 장치(76)에 의해서 잉크젯 헤드(22)에 대해 캡핑 처리를 실시한다(스텝 S22).
이상에 의해, 컬러 필터(1)를 구성하는 R, G, B 3색 중의 제 1 색, 예를 들면 R색에 대한 패터닝이 종료한다. 그 후, 마더 기판(12)을 R, G, B의 제 2 색, 예를 들면 G색을 필터 엘리먼트 재료로 하는 액적 토출 장치(16)로 반송해서 G색의 패터닝을 행한다. 또, 최종적으로 R, G, B의 제 3 색, 예를 들면 B색을 필터 엘리먼트 재료로 하는 액적 토출 장치(16)로 반송해서 B색의 패터닝을 행한다. 이것에 의해, 스트라이프 배열 등과 같은 희망의 R, G, B의 도트 배열을 갖는 컬러 필터(1)(도 5 (a))가 복수개 형성된 마더 기판(12)이 제조된다. 이 마더 기판(12)을 컬러 필터 형성 영역(11) 마다 절단하는 것에 의해, 1개의 컬러 필터(1)가 복수개 잘라내어진다.
또, 본 컬러 필터(1)를 액정 장치의 컬러 표시를 위해서 사용하는 것으로 하면, 본 컬러 필터(1)의 표면에는 또 전극이나 배향막 등이 적층되게 된다. 그러한 경우, 전극이나 배향막 등을 적층하기 전에 마더 기판(12)을 절단해서 개개의 컬러 필터(1)를 잘라내어 버리면, 그 후의 전극 등의 형성 공정이 매우 번거롭게 된다.따라서, 그러한 경우에는, 마더 기판(12)을 절단해 버리는 것이 아니고, 전극 형성이나 배향막 형성 등과 같은 필요한 부가 공정이 종료한 후에 마더 기판(12)을 절단하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 도 5의 (a)에 나타내는 컬러 필터(1)내의 개개의 필터 엘리먼트(3)는 잉크젯 헤드(22)(도 1 참조)의 1회의 주주사 X에 의해서 형성되는 것이 아니고, 각 1개의 필터 엘리먼트(3)는 다른 노즐 그룹에 속하는 복수의 노즐(27)에 의해서 n회, 본 실시예에서는 4회, 반복해서 잉크 토출을 받음으로써 소정의 막 두께로 형성된다. 이 때문에, 가령 복수의 노즐(27) 사이에서 잉크 토출량에 편차가 존재하는 경우에도, 복수의 필터 엘리먼트(3) 사이에서 막 두께에 편차가 생기는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 컬러 필터(1)의 광투과 특성을 평면적으로 균일하게 할 수 있다.
물론, 본 실시예의 제조 방법에서는, 잉크젯 헤드(22)를 사용한 잉크 토출에 의해서 필터 엘리먼트(3)를 형성하므로, 포토리소그래피법을 사용하는 방법과 같은 복잡한 공정을 거칠 필요도 없고, 또한 재료를 낭비하는 일도 없다.
그런데, 잉크젯 헤드(22)의 노즐열(28)을 형성하는 복수의 노즐(27)의 잉크 토출량의 분포가 불균일하게 되는 것은 도 36의 (a)에 관련해서 설명한 바와 같다. 또한, 특히 노즐열(28)의 양단부에 존재하는 몇 개, 예를 들면 한쪽 단측 10개씩의 노즐(27)이 특히 잉크 토출량이 많아지는 것도 기술한 바와 같다. 이와 같이, 잉크 토출량이 다른 노즐(27)에 비해서 특히 많은 노즐(27)을 사용하는 것은, 잉크토출막 즉 필터 엘리먼트(3)의 막 두께를 균일하게 하는 데 바람직하지 않다.
따라서, 바람직하게는, 도 13에 나타내는 바와 같이 노즐열(28)을 형성하는 복수의 노즐(27)중 노즐열(28)의 양단부 E에 존재하는 몇 개, 예를 들면 10개 정도는 미리 잉크를 토출하지 않는 것으로 설정해 두고, 나머지 부분 F에 존재하는 노즐(27)을 복수개, 예를 들면 4개의 그룹으로 분할해서, 그 노즐 그룹 단위로 부주사 이동을 행하는 것이 좋다.
본 실시예에서는, 격벽(6)으로서 투광성이 없는 수지 재료를 사용했지만, 투광성의 격벽(6)으로서 투광성의 수지 재료를 사용하는 것도 물론 가능하다. 이 경우에는, 필터 엘리먼트(3)간에 대응하는 위치, 예를 들면 격벽(6)의 위, 격벽(6)의 아래 등에 별도 차광성의 Cr 등의 금속막 또는 수지재료를 마련하여 블랙 마스크로 해도 좋다. 또한, 투광성의 수지 재료로 격벽(6)을 형성하고, 블랙 마스크를 마련하지 않는 구성으로 해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 필터 엘리먼트(3)로서 R, G, B를 사용했지만, 물론 R, G, B에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 C(시안), M(마젠타), Y(옐로우)를 채용해도 상관없다. 그 경우에는 R, G, B의 필터 엘리먼트 재료 대신에 C, M, Y의 색을 갖는 필터 엘리먼트 재료를 사용하면 좋다.
또, 본 실시예에서는, 격벽(6)을 포토리소그래피에 의해서 형성했지만, 컬러 필터(1)와 마찬가지로 잉크젯법에 의해 격벽(6)을 형성하는 것도 가능하다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 제 2 설명)
도 2는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법 및 그 제조 장치의 변형례를 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 헤드(22)를 사용하여 마더기판(12) 내의 컬러 필터 형성 영역(11) 내의 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)으로 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출에 의해서 공급하는 경우를 모식적으로 나타내고 있다.
본 실시예에 의해서 실시되는 개략적인 공정은, 도 6에 나타낸 공정과 동일하며, 잉크토착을 위해서 사용하는 액적 토출 장치도 도 8에 나타낸 장치와 기구적으로는 동일하다. 또한, 도 14의 CPU(69)가 노즐열(28)을 형성하는 복수의 노즐(27)을 개념적으로 n개, 예를 들면 4개의 그룹으로 나누고, 각 노즐 그룹의 길이 L/n 또는 L/4에 대응시켜 부주사량 δ을 결정하는 것도 도 1의 경우와 동일하다.
본 실시예가 도 1에 나타낸 상기 실시예와 다른 점은, 도 14에서 정보 기억 매체(71)인 메모리내에 저장한 프로그램 소프트에 변형을 가한 것이며, 구체적으로는 CPU(69)에 의해서 행하는 주주사 제어 연산과 부주사 제어 연산에 변형을 가한 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 있어서, 잉크젯 헤드(22)는 주주사 방향 X에 대한 주사 이동의 종료후에 초기 위치로 복귀 이동하지 않고, 1방향에 대한 주주사 이동의 종료후에 곧바로 부주사 방향으로 노즐 그룹 1개분에 상당하는 이동량 δ만큼 이동해서 위치(b)로 이동한 후, 주주사 방향 X의 상기 1방향의 반대 방향으로 주사 이동을 행하여 초기 위치(a)에서 부주사 방향으로 거리 δ만큼 어긋난 위치(b' )로 돌아오도록 제어된다. 또, 위치(a)에서 위치(b)까지의 주주사 동안 및 위치(b)에서 위치(b' )로의 주주사 이동 동안의 양쪽의 기간에서 복수의 노즐(27)로부터 선택적으로 잉크가 토출되는 것은 물론이다.
즉, 본 실시예에서는, 잉크젯 헤드(22)의 주주사 및 부주사 사이에 복귀 동작을 넣지 않고 연속해서 교대로 행해지는 것이며, 이로 인해 복귀 동작을 위해 소비된 시간을 생략해서 작업 시간을 단축할 수 있다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 제 3 설명)
도 3은, 앞서 설명한 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법 및 그 제조 장치의 변형례를 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 헤드(22)를 사용하여 마더 기판(12) 내의 컬러 필터 형성 영역(11)내의 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)으로 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출에 의해서 공급하는 경우를 모식적으로 나타내고 있다.
본 실시예에 의해서 실시되는 개략적인 공정은, 도 6에 나타낸 공정과 동일하며, 잉크토착을 위해 사용하는 액적 토출 장치도 도 8에 나타낸 장치와 기구적으로는 동일하다. 그리고, 도 14의 CPU(69)가 노즐열(28)을 형성하는 복수의 노즐(27)을 개념적으로 n개, 예를 들면 4개의 그룹으로 나누어, 각 노즐 그룹의 길이 L/n 또는 L/4에 대응시켜 부주사량 δ을 결정하는 것도 도 1의 경우와 동일하다.
본 실시예가 도 1에 나타낸 상기 실시예와 다른 점은, 도 15의 스텝 S12에서 잉크젯 헤드(22)를 마더 기판(12)의 묘화 개시 위치에 세트했을 때, 그 잉크젯 헤드(22)는 도 3의 (a)위치에 나타내는 바와 같이 노즐열(28)이 연장하는 방향이 부주사 방향 Y와 평행한 점이다. 이러한 노즐의 배열 구조는, 잉크젯 헤드(22)에관한 노즐간 피치와 마더 기판(12)에 관한 요소간 피치가 동일한 경우에 유리한 구조이다.
이 실시예에서도, 잉크젯 헤드(22)는 초기 위치(a)에서 종단 위치(k)에 이를 때까지, 주주사 방향 X으로의 주사 이동, 초기 위치로의 복귀 이동 및 부주사 방향 Y으로의 이동량 δ에서의 부주사 이동을 반복하면서, 주주사 이동의 기간 중에 복수의 노즐(27)로부터 선택적으로 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료를 노출한다. 이것에 의해, 마더 기판(12) 내의 컬러 필터 형성 영역(11) 내의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 필터 엘리먼트 재료를 부착시킨다.
또, 본 실시예에서는, 노즐열(28)이 부주사 방향 Y에 대해서 평행하게 위치 설정된다. 이것에 의해, 부주사 이동량 δ은 분할된 노즐 그룹의 길이 L/n 즉 L/4와 동일하게고 설정된다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 제 4 설명)
도 4는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법 및 그 제조 장치의 변형례를 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 헤드(22)를 사용하여 마더 기판(12)내의 컬러 필터 형성 영역(11)내의 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)으로 잉크 즉 필터 엘리먼트 재료를 토출에 의해서 공급하는 경우를 모식적으로 나타내고 있다.
본 실시예에 의해서 실시되는 개략적인 공정은, 도 6에 나타낸 공정과 동일하며, 잉크토착을 위해서 사용하는 액적 토출 장치도 도 8에 나타낸 장치와 기구적으로는 동일하다. 그리고, 도 14의 CPU(69)가 노즐열(28)을 형성하는 복수의노즐(27)을 개념적으로 n개, 예를 들면 4개의 그룹으로 나누어, 각 노즐 그룹의 길이 L/n 또는 L/4에 대응시켜 부주사량 δ을 결정하는 것도 도 1의 경우와 동일하다.
본 실시예가 도 1에 나타낸 상기 실시예와 다른 점은, 도 15의 스텝 S12에서 잉크젯 헤드(22)를 마더 기판(12)의 묘화 개시 위치에 세트했을 때, 그 잉크젯 헤드(22)는 도 4 (a)에 나타내는 바와 같이 노즐열(28)이 연장하는 방향이 부주사 방향 Y과 평행한 점과, 도 2의 실시예의 경우와 마찬가지로 잉크젯 헤드(22)의 주주사 및 부주사 사이에 복귀 동작을 넣지 않고 연속해서 교대로 행해지는 점이다.
또, 도 4에 나타내는 본 실시예 및 도 3에 나타내는 상기 실시예에서는, 주주사 방향 X가 노즐열(28)에 대해서 직각인 방향으로 되므로, 노즐열(28)을 도 11에 나타내는 바와 같이 주주사 방향 X을 따라 2열 마련함으로써, 동일한 주주사 라인에 설치한 2개의 노즐(27)에 의해서 1개의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 필터 엘리먼트 재료(13)를 공급할 수 있다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 제 5 설명)
도 16은, 앞서 설명한 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법 및 그 제조 장치의 변형례를 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 헤드(22A)를 나타내고 있다. 이 잉크젯 헤드(22A)가 도 10에 나타내는 잉크젯 헤드(22)와 다른 점은, R색 잉크를 토출하는 노즐열(28R)과, G색 잉크를 토출하는 노즐열(28G)과, B색 잉크를 토출하는 노즐열(28B)과 같은 3종류의 노즐열을 1개의 잉크젯 헤드(22A)에 형성하고 있다. 그들 3종류의 각각에 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 나타낸 잉크 토출계를 마련하고, R색 노즐열(28R)에 대응하는 잉크 토출계에는 R잉크 공급 장치(37R)를 접속하고, G색 노즐열(28G)에 대응하는 잉크 토출계에는 G잉크 공급 장치(37G)를 접속하고, 그리고 B색 노즐열(28B)에 대응하는 잉크 토출계에는 B잉크 공급 장치(37B)를 접속한 것이다.
본 실시예에 의해서 실시되는 개략의 공정은 도 6에 나타낸 공정과 동일하며, 잉크 토착을 위해서 사용하는 액적 토출 장치도 도 8에 나타낸 장치와 기구적으로는 동일하다. 또한, 도 14의 CPU(69)가 노즐열(28R, 28G, 28B)을 형성하는 복수의 노즐(27)을 개념적으로 n개, 예를 들면 4개의 그룹으로 나누어, 그들 노즐 그룹마다 잉크젯 헤드(22A)를 부주사 이동량 δ으로 부주사 이동시키는 것도 도 1의 경우와 동일하다.
도 1에 나타낸 실시예에서는, 잉크젯 헤드(22)에 1종류의 노즐열(28)이 형성될 뿐이었으므로, R, G, B 3색에 의해서 컬러 필터(1)를 형성할 때에는 도 8에 나타낸 잉크젯 헤드(22)가 R, G, B의 3색 각각에 대해서 준비되어 있어야 한다. 이에 반해, 도 16에 나타내는 구조의 잉크젯 헤드(22A)를 사용하는 경우에는, 잉크젯 헤드(22A)의 주주사 방향 X으로의 1회의 주주사에 의해서, R, G, B의 3색을 동시에 마더 기판(12)에 부착시킬 수 있으므로, 잉크젯 헤드(22)는 1개만 준비해 두면 충분하다. 또한, 각 색의 노즐열(28) 간격을 마더 기판(12)의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)의 피치에 맞춤으로써 R, G, B 3색의 동시 착색이 가능해진다.
(컬러 필터를 사용한 전기 광학 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 설명)
도 17은, 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일례로서 액정 장치의 제조 방법의 1실시예를 나타내고 있다. 또한, 도 18은 그 제조 방법에 의해서 제조되는 액정 장치의 1실시예를 나타내고 있다. 그리고, 도 19는 도 18에서의 IX-IX선에 따른 액정 장치의 단면 구조를 나타내고 있다. 액정 장치의 제조 방법 및 그 제조 장치의 설명에 앞서, 우선, 그 제조 방법에 의해서 제조되는 액정 장치를 그 일례를 들어 설명한다. 또, 본 실시예의 액정 장치는 단순 매트릭스 방식으로 풀 컬러 표시를 행하는 반투과 반사 방식의 액정 장치이다.
도 18에 있어서, 액정 장치(101)는 액정 패널(102)에 반도체 칩으로서의 액정 구동용 IC(103a) 및 액정 구동용 IC(103b)를 실장하고, 배선 접속 요소로서의 FPC(Flexible Printed Circuit)(104)를 액정 패널(102)에 접속한다. 또, 액정 장치(101)는 액정 패널(102)의 이면측에 조명 장치(106)를 백 라이트로서 설치함으로써 형성된다.
액정 패널(102)은 제 1 기판(107a)과 제 2 기판(107b)을 실재(108)에 의해서 접합함으로써 형성된다. 실재(108)는 예를 들면 스크린 인쇄 등에 의해 에폭시계 수지를 제 1 기판(107a) 또는 제 2 기판(107b)의 내측 표면에 고리형상(環狀)으로 부착됨으로써 형성된다. 또한, 실재(108)의 내부에는 도 19에 나타내는 바와 같이 도전성 재료에 의해서 구형상 또는 원통 형상으로 형성된 도통재(109)가 분산 상태로 포함된다.
도 19에 있어서, 제 1 기판(107a)은 투명한 유리나 투명한 플라스틱 등에 의해 형성된 판형상의 기재(111a)를 갖는다. 이 기재(111a)의 내측 표면(도 19의 상측 표면)에는 반사막(112)이 형성되고, 그 위에 절연막(113)이 적층되고, 그 위에 제 1 전극(114a)이 화살표 D방향에서 보아 스트라이프 형상(도 18 참조)으로 형성되고, 또 그 위에 배향막(116a)이 형성된다. 또한, 기재(11la)의 외측 표면(도 19의 하측 표면)에는 편광판(117a)이 접착 등에 의해 장착된다.
도 18에서는 제 1 전극(114a)의 배열을 알기 쉽게 하기 위해서, 그들 스트라이프 간격을 실제보다 대폭으로 넓게 도시하고 있고, 이로 인해 제 1 전극(114a)의 개수가 적게 도시되어 있지만, 실제로는 제 1 전극(114a)은 더 많은 개수가 기재(11la) 상에 형성된다.
도 19에 있어서, 제 2 기판(107b)은 투명한 유리나 투명한 플라스틱 등에 의해 형성된 판형상의 기재(11lb)를 갖는다. 이 기재(111b)의 내측 표면(도 19의 하측 표면)에는 컬러 필터(118)가 형성되고, 그 위에 제 2 전극(114b)이 상기 제 1 전극(114a)과 직교하는 방향으로 화살표 D방향에서 보아 스트라이프 형상(도 18 참조)으로 형성되고, 또 그 위에 배향막(116b)이 형성된다. 또한, 기재(111b)의 외측 표면(도 19의 상측 표면)에는 편광판(117b)이 접착 등에 의해 장착된다.
도 18에서는, 제 2 전극(114b)의 배열을 알기 쉽게 나타내기 위해서, 제 1 전극(114a)의 경우와 마찬가지로, 그들 스트라이프 간격을 실제보다 큰 폭으로 넓게 도시되어 있고, 이에 따라 제 2 전극(114b)의 개수가 적게 도시되어 있지만, 실제로 제 2 전극(114b)은 더 많은 개수가 기재(11lb)상에 형성된다.
도 19에 있어서, 제 1 기판(107a), 제 2 기판(107b) 및 실재(108)에 의해서 둘러싸이는 간극, 소위 셀 갭내에는 액정 예를 들면 STN(Super Twisted Nematic)액정 L이 봉입되어 있다. 제 1 기판(107a) 또는 제 2 기판(107b) 내측 표면에는 미소하고 구형인 스페이서(119)가 다수 분산되고, 이들 스페이서(119)가 셀 갭내에 존재하는 것에 의해 그 셀 갭의 두께가 균일하게 유지된다.
제 1 전극(114a)과 제 2전극(114b)은 서로 직교 관계로 설치되고, 그들 교차점은 도 19의 화살표 D방향에서 보아 도트 매트릭스 형상으로 배열한다. 그리고, 그 도트 매트릭스 형상의 각 교차점이 1개의 화소 픽셀을 구성한다. 컬러 필터(118)는, R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 색요소를 화살표 D방향에서 보아 소정의 패턴, 예를 들면, 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등의 패턴으로 배열시킴으로써 형성되어 있다. 상기한 1개의 화소 픽셀은 그들 R, G, B의 각 1개씩 대응하고 있고, 그리고 R, G, B의 3색 화소 픽셀이 1개의 유니트로 되어 1화소가 구성된다.
도트 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 픽셀, 따라서 화소를 선택적으로 발광시킴으로써, 액정 패널(102)의 제 2 기판(107b)의 외측에 문자, 숫자 등과 같은 상이 표시된다. 이와 같이 해서 상이 표시되는 영역이 유효 화소 영역이고, 도 18 및 도 19에 있어서 화살표 V로 표시되는 평면적인 구형 영역이 유효 표시 영역으로 되어 있다.
도 19에 있어서, 반사막(112)은 APC 합금, Al(알루미늄) 등과 같은 광반사 특성 재료에 의해서 형성되고, 제 1 전극(114a)과 제 2 전극(114b)의 교점인 각 화소 픽셀에 대응하는 위치에 개구(121)가 형성되어 있다. 결과적으로, 개구(121)는 도 19의 화살표 D방향에서 보아 화소 픽셀과 동일한 도트 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
제 1 전극(114a) 및 제 2 전극(114b)은 예를 들면 투명 도전재인 ITO (Indium-Tin Oxide)에 의해서 형성된다. 또한, 배향막(116a, 116b)은 폴리이미드계 수지를 균일한 두께의 막형상으로 부착시키는 것에 의해 형성된다. 이들 배향막(116a, 116b)이 러빙 처리를 받는 것에 의해, 제 1 기판(107a) 및 제 2 기판(107b)의 표면상에서의 액정 분자의 초기 배향이 결정된다.
도 18에 있어서, 제 1 기판(107a)은 제 2 기판(107b)보다 넓은 면적으로 형성되어 있고, 이들 기판을 실재(108)에 의해서 접합했을 때, 제 1 기판(107a)은 제 2 기판(107b)의 외측으로 노출하는 기판 노출부(107c)를 갖는다. 그리고, 이 기판 노출부(107c)에는, 제 1 전극(114a)으로부터 연장되는 서랍 배선 114c, 실링재(108)의 내부에 존재하는 도통재(109)(도 19 참조)를 거쳐서 제 2 기판(107b) 상의 제 2 전극(114b)과 도통하는 인출 배선(114d), 액정 구동용 IC(103a)의 입력용 범프, 즉 입력용 단자에 접속되는 금속 배선(114e) 및 액정 구동용 IC(103b)의 입력용 범프에 접속되는 금속 배선(114f) 등과 같은 각종 배선이 적절한 패턴으로 형성된다.
본 실시예에서는, 제 1 전극(114a)으로부터 연장하는 인출 배선(114c) 및 제 2 전극(114b)으로 통전하는 인출 배선(114d)은 그들 전극과 동일한 재료인 ITO, 즉 도전성 산화물에 의해서 형성된다. 또한, 액정 구동용 IC(103a, 103b)의 입력측의 배선인 금속 배선(114e, 114f)은, 전기 저항값이 낮은 금속재료, 예를 들면 APC 합금에 의해서 형성된다. 이 APC 합금은, 주로 Ag를 함유하며, 부수해서 Pd 및 Cu를함유하는 합금, 예를 들면, Ag 98%, Pd 1%, Cu 1%로 이루어지는 합금이다.
액정 구동용 IC(103a, 103b)는, ACF(Anisotropic Conductive Film: 이방성 도전막)(122)에 의해서 기판 노출부(107c)의 표면에 접착되어 실장된다. 즉, 본 실시예에서는, 기판 상에 반도체 칩이 직접 실장되는 구조의, 소위 COG(Chip On Glass) 방식의 액정 패널로서 형성되어 있다. 이 COG 방식의 실장 구조에 있어서는, ACF(122)의 내부에 포함되는 도전입자에 의해서 액정 구동용 IC(103a, 103b)의 입력측 범프와 금속 배선(114e, 114f)이 도전 접속되고, 액정 구동용 IC(103a, 103b)의 출력측 범프와 인출 배선(114c, 114d)이 도전 접속된다.
도 18에 있어서, FPC(104)는 가요성 수지 필름(123)과, 칩 부품(124)을 포함해서 구성된 회로(126)와, 금속 배선 단자(127)를 갖는다. 회로(126)는 수지 필름(123)의 표면에 납땜 그 밖의 도전 접속 방법에 의해서 직접 탑재된다. 또한, 금속 배선 단자(127)는 APC 합금, Cr, Cu 그 밖의 도전재료에 의해서 형성된다. FPC(104) 중금속 배선 단자(127)가 형성된 부분은, 제 1 기판(107a) 중금속 배선(114e, 114f)이 형성된 부분에 ACF(122)에 의해서 접속된다. 그리고, ACF(122)의 내부에 포함되는 도전입자의 작용에 의해 기판측의 금속 배선(114e, 114f)과 FPC측의 금속 배선 단자(127)가 도통한다.
FPC(104)의 반대측의 변 단부에는 외부 접속 단자(131)가 형성되고, 이 외부 접속 단자(131)가 도시하지 않은 외부 회로에 접속된다. 그리고, 이 외부 회로로부터 전송되는 신호에 근거하여 액정 구동용 IC(103a, 103b)가 구동되고, 제 1 전극 (114a) 및 제 2 전극(114b)의 한쪽에 주사 신호가 공급되며, 다른 쪽에 데이터신호가 공급된다. 이것에 의해, 유효 표시 영역 V내에 배열된 도트 매트릭스 형상의 화소 픽셀이 개개의 픽셀마다 전압 제어되고, 그 결과 액정 L의 개개의 화소 픽셀마다 제어된다.
도 18에 있어서, 이른바 백 라이트로서 기능하는 조명 장치(106)는 도 19에 나타내는 바와 같이 아크릴 수지 등에 의해 구성된 도광체(132)와, 이 도광체(132)의 광출사면(132b)에 설치된 확산 시트(133)와, 도광체(132)의 광출사면(132b)의 반대면에 설치된 반사 시트(134)와, 발광원으로서의 LED(Light Emitting Diode)(136)를 갖는다.
LED(136)는 LED기판(1370에 지지되고, 그 LED기판(137)은, 예를 들면 도광체(132)와 일체로 형성된 지지부(도시하지 않음)에 장착된다. LED 기판(137)이 지지부의 소정 위치에 장착되는 것에 의해, LED(136)가 도광체(132)의 측변 단면인 광취입면(132a)과 대향하는 위치에 놓여진다. 또, 부호 138은 액정 패널(102)에 가해지는 충격을 완충하기 위한 완충재를 나타내고 있다.
LED(136)가 발광하면, 그 광은 광취입면(132a)으로부터 취입되어 도광체(132)의 내부로 안내되고, 반사 시트(134)나 도광체(132)의 벽면에서 반사되면서 전파되는 동안에 광출사면(132b)으로부터 확산 시트(133)를 통해서 외부로 평면광으로서 출사한다.
본 실시예의 액정 장치(101)는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 태양광, 실내광 등과 같은 외부광이 충분히 밝은 경우에는, 도 19에 있어서 제 2 기판(107b)측으로부터 외부광이 액정 패널(102)의 내부로 취입되고, 그 광이 액정 L을 통과한후에 반사막(112)에 의해 반사되어 재차 액정 L에 공급된다. 액정 L은, 이것을 사이에 끼우는 전극(114a, 114b)에 의해서 R, G, B의 화소 픽셀마다 배향 제어된다. 따라서, 액정 L에 공급된 광은 화소 픽셀마다 변조되고, 그 변조에 의해서 편광판(117b)을 통과하는 광과, 통과할 수 없는 광에 의해서 액정 패널(102)의 외부에 문자, 숫자 등과 같은 상이 표시된다. 이것에 의해, 반사형태의 표시가 행해진다.
한편, 외부광의 광량을 충분히 얻을 수 없는 경우에는, LED(136)가 발광해서 도광체(132)의 광출사면(132b)으로부터 평면광이 출사되고, 그 광이 반사막(112)에 형성된 개구(121)를 통해서 액정 L에 공급된다. 이 때, 반사형의 표시와 마찬가지로 해서, 공급된 광이 배향 제어되는 액정 L에 의해서 화소 픽셀마다 변조된다. 이것에 의해, 외부에 상이 표시되고, 통과형의 표시가 행해진다.
상기 구성의 액정 장치(101)는, 예를 들면, 도 17에 나타내는 제조 방법에 의해서 제조된다. 이 제조 방법에 있어서, 공정 P1∼공정 P6의 일련의 공정이 제 1 기판(107a)을 형성하는 공정이고, 공정 P11∼공정 P14의 일련의 공정이 제 2 기판(107b)을 형성하는 공정이다. 제 1 기판 형성 공정과 제 2 기판 형성 공정은 통상 각각이 독자적으로 행해진다.
우선, 제 1 기판 형성 공정에 대해서 설명하면, 투광성 유리, 투광성 플라스틱 등에 의해 형성된 대면적의 마더 원료 기판의 표면에 액정 패널(102)의 복수개분의 반사막(112)을 포토리소그래피법 등을 사용하여 형성한다. 또, 그 위에 절연막(113)을 주지의 성막법을 사용하여 성형한다(공정 P1). 다음에, 포토리소그래피법 등을 사용하여 제 1 전극(114a), 인출 배선(114c, 114d) 및 금속 배선(114e, 114f)을 형성한다(공정 P2).
이 후, 제 1 전극(114a) 상에 도포, 인쇄 등에 의해 배향막(116a)을 형성하고(공정 P3), 또 그 배향막(116a)에 대해서 러빙 처리를 실시함으로써 액정의 초기 배향을 결정한다(공정 P4). 다음에, 예를 들면 스크린 인쇄 등에 의해 실재(108)를 고리형상으로 형성하고(공정 P5), 또 그 위에 구형상의 스페이서(119)를 분산한다(공정 P6). 이상에 의해, 액정 패널(102)의 제 1 기판(107a)상의 패널 패턴을 복수개분 갖는 대면적의 마더 제 1 기판이 형성된다.
이상의 제 1 기판 형성 공정과는 별도로, 제 2 기판 형성 공정(도 17의 공정 P11∼공정 P14)을 실시한다. 우선, 투광성 유리, 투광성 플라스틱 등에 의해 형성된 대면적의 마더 원료기재를 준비하고, 그 표면에 액정 패널(102)의 복수개분의 컬러 필터(118)를 형성한다(공정 P11). 이 컬러 필터(118)의 형성 공정은 도 6에 나타낸 제조 방법을 사용하여 행해지고, 그 제조 방법 중의 R, G, B의 각 색필터 엘리먼트의 형성은 도 8의 액적 토출 장치(16)를 사용하여 도 1 내지 도 4 등에 나타낸 어느 하나의 잉크젯 헤드(22)의 제어 방법에 따라 실행된다. 이들 컬러 필터의 제조 방법 및 잉크젯 헤드(22)의 제어 방법은 이미 설명한 내용과 동일하므로, 그들의 설명은 생략한다.
도 6의 (d)에 나타내는 바와 같이, 마더 기판(12) 즉 마더 원료 기재 상에 컬러 필터(1) 즉 컬러 필터(118)가 형성되면, 다음에 포토리소그래피법에 의해서 제 2 전극(114b)이 형성된다(공정 P12). 또, 도포, 인쇄 등에 의해 배향막(116b)이 형성된다(공정 P13). 다음에, 그 배향막(116b)에 대해서 러빙 처리가 실시되어 액정의 초기 배향이 결정된다(공정 P14). 이상에 의해, 액정 패널(102)의 제 2기판 (107b)상의 패널 패턴을 복수개분 갖는 대면적의 마더 제 2 기판이 형성된다.
이상에 의해, 대면적의 마더 제 1 기판 및 마더 제 2 기판이 형성된 후, 그들 마더 기판을 실재(108)를 사이에 두고 얼라인먼트 즉 위치 맞춤한 후에 서로 접합한다(공정 P21). 이것에 의해, 액정 패널 복수개분의 패널 부분을 포함하고 있어 아직 액정이 봉입되어 있지 않은 상태의 빈 패널 구조체가 형성된다.
다음에, 완성한 빈 패널 구조체의 소정의 위치에 스크라이브홈, 즉 절단용 홈을 형성하고, 또 그 스크라이브홈을 기준으로 해서 패널 구조체를 브레이크, 즉 절단한다(공정 P22). 이것에 의해, 각 액정 패널 부분의 실재(108)의 액정 주입용 개구 (110)(도 18 참조)가 외부에 노출되는 상태의, 소위 단책 형상의 빈 패널 구조체가 형성된다.
그 후, 노출된 액정 주입용 통로(110)를 통해서 각 액정 패널 부분의 내부에 액정 L을 주입하고, 또 각 액정 주입용 통로(110)를 수지 등에 의해 밀봉한다(공정 P23). 통상의 액정 주입 처리는, 예를 들면, 저장 용기 중에 액정을 저장하고, 그 액정이 저장된 저장 용기와 단책 형상의 빈 패널을 챔버 등에 넣는다. 그 챔버 등을 진공 상태로 하고 나서 그 챔버의 내부에 있어서 액정 중에 단책 형상의 빈 패널을 침지한다. 그 후, 챔버를 대기압에 개방함으로써 액정의 주입이 행해진다. 이 때, 빈 패널의 내부는 진공 상태이므로, 대기압에 의해서 가압되는 액정이 액정 주입용 통로를 통하여 패널의 내부로 도입된다. 액정 주입 후의 액정 패널 구조체의 주위에는 액정이 부착되므로, 액정 주입 처리 후의 단책 형상 패널은 공정 P24에서 세정 처리된다.
그 후, 액정 주입 및 세정이 종료한 후의 단책 형상의 마더 패널에 대해서, 재차 소정 위치에 스크라이브홈을 형성한다. 또, 그 스크라이브홈을 기준으로 해서 단책 형상 패널을 절단한다. 이것에 의해, 복수개의 액정 패널(102)이 개개로 잘라내어진다(공정 P25). 이렇게 해서 제작된 개개의 액정 패널(102)에 대해서, 도 18에 나타내는 바와 같이 액정 구동용 IC(103a, 103b)를 실장하고, 조명 장치(106)를 백 라이트로서 장착하고, 또 FPC(104)를 접속함으로써, 목표로 하는 액정 장치(101)가 완성된다(공정 P26).
이상에서 설명한 액정 장치의 제조 방법 및 그 제조 장치는, 특히 컬러 필터(1)를 제조하는 단계에서 다음과 같은 특징을 갖는다. 즉, 도 5의 (a)에 나타내는 컬러 필터(1) 즉 도 19의 컬러 필터(118)내의 개개의 필터 엘리먼트(3)는 잉크젯 헤드(22)(도 1 참조)의 1회의 주주사 X에 의해서 형성되는 것이 아니고, 각 1개의 필터 엘리먼트(3)는 다른 노즐 그룹에 속하는 복수의 노즐(27)에 의해서 n회, 예를 들면 4회, 반복해서 잉크 토출을 받음으로써 소정의 막 두께로 형성된다. 이 때문에, 가령 복수의 노즐(27) 사이에서 잉크 토출량에 편차가 존재하는 경우에도, 복수의 필터 엘리먼트(3) 사이에서 막 두께에 편차가 생기는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 컬러 필터(1)의 광투과 특성을 평면적으로 균일하게 할 수 있다. 이것은, 도 19의 액정 장치(101)에서 색얼룩이 없는 선명한 컬러 표시가 얻어진다는 것이다.
또한, 본 실시예의 액정 장치의 제조 방법 및 그 제조 장치에서는, 도 8에 나타내는 액적 토출 장치(16)를 사용함으로써 잉크젯 헤드(22)를 사용한 잉크 토출에 의해서 필터 엘리먼트(3)를 형성하므로, 포토리소그래피법을 사용하는 방법과 같은 복잡한 공정을 거칠 필요가 없고, 또한 재료를 낭비하는 일도 없다.
(EL소자를 사용한 전기 광학 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 설명)
도 20은, 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일례로서의 EL 장치의 제조 방법의 1실시예를 나타내고 있다. 또한, 도 21은 그 제조 방법의 주요 공정 및 최종적으로 얻어지는 EL 장치의 주요 단면 구조를 나타내고 있다. 도 21의 (d)에 나타내는 바와 같이, EL 장치(201)는 투명 기판(204)상에 화소 전극(202)을 형성하고, 각 화소 전극(202)간에 뱅크(205)를 화살표 G방향에서 보아 격자형상으로 형성한다. 그들 격자형상 오목부 중에 정공 주입층(220)을 형성하고, 화살표 G방향에서 보아 스트라이프 배열 등과 같은 소정의 배열로 되도록 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G) 및 B색 발광층(203B)을 각 격자형상 오목부 중에 형성한다. 또, 그들 위에 대향 전극(213)을 형성함으로써 EL 장치(201)가 형성된다.
상기 화소 전극(202)을 TFD(Thin Film Diode: 박막 다이오드) 소자 등과 같은 2단자형의 액티브 소자에 의해서 구동하는 경우에는, 상기 대향 전극(213)은 화살표 G방향에서 보아 스트라이프 형상으로 형성된다. 또한, 화소 전극(202)을 TFT (Thin Film Transistor: 박막 트랜지스터) 등과 같은 3단자형의 액티브 소자에 의해서 구동하는 경우에는, 상기 대향 전극(213)은 단일한 면전극으로서 형성된다.
각 화소 전극(202)과 각 대향 전극(213) 사이에 끼이는 영역이 1개의 화소픽셀로 되고, R, G, B 3색의 화소 픽셀이 1개의 유니트로 되어 1개의 화소를 형성한다. 각 화소 픽셀을 흐르는 전류를 제어하는 것에 의해, 복수의 화소 픽셀 중의 희망하는 것을 선택적으로 발광시키고, 이것에 의해 화살표 H방향에 희망하는 풀 컬러상을 표시할 수 있다.
상기 EL 장치(201)는, 예를 들면, 도 20에 나타내는 제조 방법에 의해서 제조된다. 즉, 공정 P51 및 도 21의 (a)와 같이, 투명 기판(204)의 표면에 TFD 소자나 TFT 소자와 같은 능동 소자를 형성하고, 또 화소 전극(202)을 형성한다. 형성 방법으로서는, 예를 들면 포토리소그래피법, 진공증착법, 스퍼터링법, 파이로졸법 등을 사용할 수 있다. 화소 전극(202)의 재료로서는 ITO(Indium-Tin Oxide), 산화 주석, 산화 인듐과 산화 아연과의 복합 산화물 등을 사용할 수 있다.
다음에, 공정 P52 및 도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 격벽 즉 뱅크(205)를 주지의 패터닝 방법, 예를 들면 포토리소그래피법을 사용하여 형성하고, 이 뱅크(205)에 의해서 각 투명한 화소 전극(202) 사이를 메운다. 이것에 의해, 콘트라스트의 향상, 발광 재료의 혼색의 방지, 화소와 화소 사이로부터의 광누설 등을 방지할 수 있다. 뱅크(205)의 재료로서는, EL 발광 재료의 용매에 대해서 내구성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 플로로카본 가스 플라즈마 처리에 의해 불소 수지에 의한 비교 코팅을 형성할 수 있는 것, 예를 들면, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 감광성 폴리이미드 등과 같은 유기 재료가 바람직하다.
다음에, 기능성 액상체로서의 정공 주입층용 잉크를 도포하기 직전에, 투명 기판(204)에 산소 가스와 플로로카본 가스 플라즈마의 연속 플라즈마 처리를 행한다 (공정 P53). 이것에 의해, 폴리이미드 표면은 발수화되고, ITO 표면은 친수화되어, 액적을 미세하게 패터닝하기 위한 기판측의 누수성의 제어가 가능하다. 플라즈마를 발생하는 장치로서는, 진공중에서 플라즈마를 발생하는 장치라도 대기중에서 플라즈마를 발생하는 장치라도 마찬가지로 사용할 수 있다.
다음에, 공정 P54 및 도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 정공 주입층용 잉크를 도 8의 액적 토출 장치(16)의 잉크젯 헤드(22)로부터 노출하고, 각 화소 전극(202) 상에 패터닝 도포를 행한다. 구체적인 잉크젯 헤드(22)의 제어 방법은, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 나타낸 방법 중의 어느 하나의 방법이 사용된다. 그 도포 후, 진공(1torr) 중, 실온, 20분과 같은 조건에서 용매를 제거한다(공정 P55). 이 후, 대기 중, 20℃(핫 플레이트 상), 10분의 열처리에 의해 발광층용 잉크와 상용하지 않는 정공 주입층(220)을 형성한다(공정 P56). 상기 조건에서는 막 두께는 40㎚였다.
다음에, 공정 P57 및 도 21의 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 필터 엘리먼트 형성 영역(7)내의 정공 주입층(220) 상에 잉크젯법을 사용하여 기능성 액상체인 EL 발광 재료로서의 R발광층용 잉크 및 기능성 액상체인 EL 발광 재료로서의 G발광층용 잉크를 도포한다. 여기에서도, 각 발광층용 잉크는, 도 8의 액적 토출 장치(16)의 잉크젯 헤드(22)로부터 토출시킨다. 잉크젯 헤드(22)의 제어 방법은 도 1내지 도 4에 나타낸 방법 중의 어느 하나의 방법이 이용된다. 잉크젯 방식에 의하면, 미세한 패터닝을 간편하게 또한 단시간에 행할 수 있다. 그리고, 잉크 조성물의 고형분농도 및 토출량을 변경함으로써 막 두께를 변경할 수 있다.
발광층용 잉크의 도포 후, 진공(1torr) 중, 실온, 20분 등과 같은 조건에서 용매를 제거한다(공정 P58). 계속해서, 질소 분위기 중, 150℃, 4시간의 열처리에 의해 공역화시켜 R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)을 형성한다(공정 P59). 상기 조건에 의해, 막 두께는 50㎚였다. 열처리에 의해 공역화한 발광층은 용매에 녹지 않는다.
또, 발광층을 형성하기 전에 정공 주입층(220)에 산소가스와 플로로카본 플라즈마의 연속 플라즈마 처리를 행해도 좋다. 이것에 의해, 정공 주입층(220) 상에 불소화물층이 형성되고, 이온화 포텐셜이 높아짐으로써 정공 주입 효율이 증가하여, 발광 효율이 높은 유기 EL 장치를 제공할 수 있다.
다음에, 공정 P60 및 도 21의 (c)에 나타내는 바와 같이, 기능성 액상체인 EL 발광 재료로서의 B색 발광층(203B)을 각 화소 픽셀내의 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G) 및 정공 주입층(220) 상에 중첩해서 형성하였다. 이것에 의해, R, G, B의 3원색을 형성할 뿐만 아니라, R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)과 뱅크(205)의 단차를 메워 평탄화할 수 있다. 이것에 의해, 상하 전극간의 쇼트를 확실하게 방지할 수 있다. B색 발광층(203B)의 막 두께를 조정함으로써 B색 발광층(203B)은 R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)과의 적층 구조에 있어서 전자 주입 수송층으로서 작용하여 B색으로는 발광하지 않다.
이상과 같은 B색 발광층(203B)의 형성 방법으로서는, 예를 들면 습식법으로서 일반적인 스핀코트법을 채용할 수도 있고, 또는 R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)의 형성법과 마찬가지의 잉크젯법을 채용할 수도 있다.
그 후, 공정 P61 및 도 21의 (d)에 나타내는 바와 같이, 대향 전극(213)을 형성함으로써, 목표로 하는 EL 장치(201)가 제조된다. 대향 전극(213)은 그것이 면전극인 경우에는, 예를 들면, Mg, Ag, Al, Li 등을 재료로 하여, 증착법, 스퍼터법 등과 같은 성막법을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 대향 전극(213)이 스트라이프 형상 전극인 경우에는, 성막된 전극층을 포토리소그래피법 등과 같은 패터닝 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 EL 장치(201)의 제조 방법 및 그 제조 장치에 의하면, 잉크젯 헤드의 제어 방법으로서 도 1 내지 도 4에 나타낸 것 중 어느 하나의 제어 방법을 채용하므로, 도 21에서의 각 화소 픽셀내의 정공 주입층(220) 및 R, G, B 각 색발광층(203R), (203G), (203B)는, 잉크젯 헤드(도 1 참조)의 1회의 주주사 X에 의해서 형성되지 않고, 1개의 화소 픽셀내의 정공 주입층 및/또는 각 색발광층은 다른 노즐 그룹에 속하는 복수의 노즐(27)에 의해서 n회, 예를 들면(4회, 반복해서 잉크 토출을 받음으로써 소정의 막 두께로 형성된다. 이 때문에, 가령 복수의 노즐(27) 사이에서 잉크 토출량에 편차가 존재하는 경우에도, 복수의 화소 픽셀 사이에서 막 두께에 편차가 생기는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 EL 장치(201)의 발광면의 발광 분포 특성을 평면적으로 균일하게 할 수 있다. 이것은, 도 21의 (d)의 EL 장치(201)에서 색얼룩이 없는 선명한 컬러 표시가 얻어진다는 것이다.
또한, 본 실시예의 EL 장치의 제조 방법 및 그 제조 장치에서는, 도 8에 나타내는 액적 토출 장치(16)를 사용함으로써, 잉크젯 헤드(22)를 사용한 잉크 토출에 의해서 R, G, B의 각 색화소 픽셀을 형성하므로, 포토리소그래피법을 사용하는 방법과 같은 복잡한 공정을 거칠 필요도 없고, 또한 재료를 낭비하는 일도 없다.
(컬러 필터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 실시예)
다음에, 본 발명의 컬러 필터의 제조 장치의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 이 컬러 필터의 제조 장치의 설명에 앞서, 제조되는 컬러 필터에 대해서 설명한다. 도 33은 컬러 필터를 나타내는 부분 확대도로써, 도 33의 (a)는 평면도이고, 도 33의 (b)는 도 33의 (a)의 X-X선 단면도이다. 또, 이 도 33에 나타내는 컬러 필터에 있어서, 도 5에 나타내는 실시예의 컬러 필터(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 설명한다.
[컬러 필터의 구성]
도 33의 (a)에 있어서, 컬러 필터(1)는, 매트릭스형상으로 나열된 복수의 화소(1A)를 구비하고 있다. 이들 화소(1A)의 경계선은 격벽(6)에 의해서 구획되어 있다. 화소(1A)의 1개 1개에는 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 중의 어느 하나의 잉크인 액상체로서의 컬러 필터 재료 즉 필터 엘리먼트 재료(13)가 도입되고 있다. 이 도 33에 나타내는 컬러 필터는, 빨강, 초록, 파랑의 배치를 소위 모자이크 배열로서 설명했지만, 상술한 바와 같이 스트라이프 배열이나 델타 배열 등, 어느 배치에도 적용할 수 있다.
컬러 필터(1)는, 도 33의 (B)에 나타내는 바와 같이, 투광성의 기판(12)과, 투광성의 격벽(6)을 구비하고 있다. 이 격벽(6)이 형성되어 있지 않은, 즉 제거된 부분은 상기 화소(1A)를 구성한다. 이 화소(1A)에 도입된 각색의 필터 엘리먼트 재료(13)는 착색층으로 되는 필터 엘리먼트(3)를 구성한다. 격벽(6) 및 필터 엘리먼트(3)의 상면에는 보호층인 보호막(4) 및 전극층(5)이 형성되어 있다.
[컬러 필터의 제조 장치의 구성]
다음에, 상기 컬러 필터를 제조하는 제조 장치의 구성에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 22는, 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 장치의 액적 토출 처리 장치를 나타내는 일부를 절단한 사시도이다.
컬러 필터 제조 장치는, 전기 광학 장치로서의 컬러 액정 패널을 구성하는 컬러 필터(1)를 제조한다. 이 컬러 필터 제조 장치는, 도시하지 않은 액적 토출 장치를 구비하고 있다.
[액적 토출 처리 장치의 구성]
그리고, 액적 토출 장치는, 상술한 각 실시예의 액적 토출 장치와 마찬가지로, 도 22에 나타내는 바와 같은 3대의 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)를 갖고 있다. 이들 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)는, 액상체로서의 잉크 즉 컬러 필터 재료인 예를 들면 R, G, B의 필터 엘리먼트 재료(13)를 마더 기판(12)에 각각 토출하는 R, G, B의 3색에 대응하고 있다. 또, 이들 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)는 대략 직렬형상으로 배치되어 액적 토출 장치를 구성한다. 또한, 각 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)에는, 각 구성부재의 동작을 제어하는 도시하지 않은 제어장치가 일체적으로 마련되어 있다.
또, 각 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)에는, 이들 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)에 마더 기판(12)을 1매씩 반입 및 반출하는 도시하지 않은 반송 로봇이 각각 접속된다. 또한, 각 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)에는, 마더 기판(12)이 예를 들면 6매 수용 가능하고, 마더 기판(12)을 열처리, 예를 들면 120℃, 5분간 가열하여 토출된 필터 엘리먼트 재료(13)를 건조시키는 도시하지 않은 다단 소결(bake)로가 접속되어 있다.
그리고, 각 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 중공상자 형상의 본체 케이스인 서멀 클린 챔버(422)를 갖고 있다. 이 서멀 클린 챔버(422)내는 잉크젯 방식에 의한 안정된 양호한 묘화가 얻어지도록, 내부가 예를 들면 20±0. 5℃로 조정되어 외부로부터 먼지가 침입할 수 있게 형성되어 있다. 이 서멀 클린 챔버(422)내에는 액적 토출 처리 본체(423)가 설치되어 있다.
액적 토출 처리 장치 본체(423)는 도 22에 나타내는 바와 같이 X축 에어 슬라이드 테이블(424)을 갖고 있다. 이 X축 에어 슬라이드 테이블(424)상에는 도시하지 않은 리니어 모터가 설치된 주주사 구동장치(425)가 설치되어 있다. 이 주주사 구동장치(425)는 마더 기판(12)을 예를 들면 흡인에 의해 부착 고정하는 도시하지 않은 시트부(臺座部)를 갖고, 이 시트부를 X축 방향인 마더 기판(12)에 대해서 주주사 방향으로 이동시킨다.
액적 토출 처리 장치 본체(423)에는, 도 22에 나타내는 바와 같이 X축 에어 슬라이드 테이블(424) 위쪽에 위치해서, Y축 테이블로서의 부주사 구동장치(427)가 설치되어 있다. 이 부주사 구동장치(427)는 필터 엘리먼트 재료(13)를 예를 들면 상하 방향을 따라 토출시키는 헤드 유니트(420)를 Y축 방향인 마더 기판(12)에 대해서 부주사 방향으로 이동시킨다. 또, 도 22에 있어서, 헤드 유니트(420)는 위치관계를 명확화하기 위해서 공중에 뜬 상태로 실선으로 표시하고 있다.
또한, 액적 토출 처리 장치 본체(423)에는 잉크젯 헤드(421)의 위치나 마더 기판(12)의 위치를 제어하기 위해서 위치를 인식하는 위치 인식 수단인 도시하지 않은 각종 카메라가 설치되어 있다. 또, 헤드 유니트(420)나 시트부의 위치 제어는 펄스 모터를 사용한 위치 제어 이외에, 서보 모터를 사용한 피드백 제어나 그 밖의 임의의 제어 방법에 의해서 실현할 수 있다.
또한, 액적 토출 처리 장치 본체(423)에는, 도 22에 나타내는 바와 같이 헤드 유니트(420)에서의 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 면을 닦아내는 와이핑 유니트(481)가 설치되어 있다. 이 와이핑 유니트(481)는, 예를 들면 천 부재 및 고무 시트가 일체적으로 적층된 도시하지 않은 와이핑 부재의 일단측을 적절히 감고, 순차 새로운 면에서 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 면을 와이핑하는 구성으로 되어 있다. 이것에 의해, 토출면에 부착한 필터 엘리먼트 재료를 제거하여, 노즐의 막힘이 발생하지 않도록 하고 있다.
또, 액적 토출 처리 장치 본체(423)에는, 도 22에 나타내는 바와 같이 잉크 시스템(482)이 설치되어 있다. 이 잉크 시스템(482)은 필터 엘리먼트 재료(13)를 저장하는 잉크 탱크(483), 필터 엘리먼트 재료(13)가 유통 가능한 공급관(478) 및 잉크 탱크(483)에서 공급관(478)을 거쳐서 필터 엘리먼트 재료(13)를 헤드 유니트(420)로 공급하는 도시하지 않은 펌프를 갖고 있다. 또, 도 22에 있어서, 공급관(478)의 배관은 모식적으로 나타낸 것으로써, 잉크 탱크(483)에서부터 헤드 유니트(420)의 이동에 영향을 주지 않도록 부주사 구동장치(427)측에 배선되어, 헤드 유니트(420)를 주사하는 부주사 구동장치(427)의 위쪽에서 헤드 유니트(420)로 필터 엘리먼트 재료(13)를 공급하도록 되어 있다.
또한, 액적 토출 처리 장치 본체(423)에는, 헤드 유니트(420)로부터 토출되는 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출량을 검출하는 중량 측정 유니트(485)가 설치되어 있다.
또, 액적 토출 처리 장치 본체(423)에는, 예를 들면 도시하지 않은 광 센서를 갖고 헤드 유니트(420)로부터의 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 상태를 검출하는 도트 누락 검출 유니트(487)가 한 쌍 설치되어 있다. 이 도트 누락 검출 유니트(487)는, 헤드 유니트(420)로부터 액상체가 토출되는 방향에 대해서 교차하는 방향, 예를 들면 X축 방향을 따라 도시하지 않은 광 센서의 광원 및 수광부가, 헤드 유니트(420)로부터 토출된 액적이 통과하는 공간을 사이에 두고 대향하도록 설치되어 있다. 또한, 헤드 유니트(420)의 반송 방향인 Y축 방향측에 위치해서 설치되어, 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하기 위해 헤드 유니트(420)를 부주사 이동시킬 때마다 토출 상태를 검출하여 도트 누락을 검출한다.
또, 상세한 것은 후술하겠지만, 헤드 유니트(420)에는, 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 헤드 장치(433)를 2열로 배치하고 있다. 이 때문에, 도트 누락 검출 유니트(487)는, 각 열 각 헤드 장치마다 토출 상태를 검출하기 위해 한 쌍 설치되어 있고 있다.
[헤드 유니트의 구성]
다음에, 헤드 유니트(420)의 구성에 대해서 설명한다. 도 23은, 액적 토출처리 장치에 설치된 헤드 유니트를 나타내는 평면도이다. 도 24는, 헤드 유니트를 나타내는 측면도이다. 도 25는, 헤드 유니트를 나타내는 정면도이다. 도 26은, 헤드 유니트를 나타내는 단면도이다.
헤드 유니트(420)는, 도 23 내지 도 26에 나타내는 바와 같이, 헤드 본체부(430)와, 잉크 공급부(431)를 갖고 있다. 또한, 헤드 본체부(430)는 평판형상의 캐리지(426)와, 이 캐리지(426)에 복수 부착된 실질적으로 대략 동일한 형상의 헤드 장치(433)를 갖고 있다.
(헤드 장치의 구성)
도 27은 헤드 유니트에 설치된 헤드 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
헤드 장치(433)는 도 27에 나타내는 바와 같이 스트라이프상의 프린트 기판(435)을 갖고 있다. 이 프린트 기판(435)에는, 각종 전기 부품(436)이 실장되고 전기 배선이 설치되어 있다. 또한, 프린트 기판(435)에는 길이 방향의 일단측(도 27 중 우측)에 위치하여 창부(437)가 관통해서 형성되어 있다. 또, 프린트 기판(435)에는, 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)가 유통 가능한 유통로(438)가 창부(437)의 양측에 위치하여 설치되어 있다. ,
그리고, 이 프린트 기판(435)의 한쪽 면측(도 27 중 하면측)에는, 길이 방향의 대략 한쪽 단측(도 27 중 우측)에 위치하여 잉크젯 헤드(421)가 부착부재(440)에 의해 일체적으로 부착되어 있다. 이 잉크젯 헤드(421)는, 긴 직사각형 형상으로 형성되고, 길이 방향이 프린트 기판(435)의 길이 방향을 따르는 상태로 부착된다. 또, 각 헤드 장치(433)에서의 각 잉크젯 헤드(421)는 실질적으로 대략 동일한형상, 즉 예를 들면 소정 규격의 제품으로써, 소정의 품질로 선별된 것 등이면 좋다. 구체적으로는, 이들 잉크젯 헤드(421)가 동일한 개수의 후술하는 노즐을 갖고, 노즐의 형성 위치가 서로 동일한 것이, 캐리지(426)에 대해서 잉크젯 헤드(421)를 조립할 때에 효율적이며, 또한 조립 정밀도도 높아지므로 바람직하다. 또, 동일한 제조·조립 공정을 거쳐 만들어진 제품을 사용하면, 특별한 제품을 만들 필요가 없어져, 저렴한 비용으로 할 수 있다.
또한, 프린트 기판(435)의 다른 쪽 면측(도 27 중 상면측)에는, 길이 방향의 대략 다른 쪽 단측(도 27 중 좌측)에 위치하여 잉크젯 헤드(421)에 전기 배선에 의해 전기적으로 접속되는 커넥터(441)가 일체적으로 부착되어 있다. 이들 커넥터(441)에는 도 22에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 헤드 유니트(420)의 이동에 영향을 주지 않도록 부주사 구동장치(427)에 배선된 전기 배선(422)(전원 배선, 신호 배선을 포함한다)이 접속된다. 이 전기 배선(442)은 도시하지 않은 제어장치와 헤드 유니트(420)를 접속하는 것으로 된다. 즉, 이들 전기 배선(442)은 도 23 및 도 26에 이점 쇄선의 화살표로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 부주사 구동장치(427)에서 헤드 유니트(420)의 2열의 헤드 장치(433)의 배열 방향의 양측인 헤드 유니트(420)의 외주측에 배선되어 커넥터(441)에 접속되고, 전기 노이즈가 생기지 않게 되어 있다.
또, 프린트 기판(435)의 다른 쪽 면측(도 27 중 상면측)에는, 길이 방향의 대략 한쪽 단측(도 27 중 우측)에서 잉크젯 헤드(421)에 대응하여 잉크 도입부(443)가 부착되어 있다. 이 잉크 도입부(443)는, 부착부재(440)에 설치되어프린트 기판(435)을 관통하는 위치 결정 핀부(444)를 끼워맞추는 대략 원통상의 위치 결정 통부(445)와, 프린트 기판(435)에 고정시키는 고정 클로부(446)를 갖고 있다.
또한, 잉크 도입부(443)에는, 선단 테이퍼 형상의 대략 원통형의 연결부(448)가 한 쌍 설치되어 있다. 이들 연결부(448)는, 프린트 기판(435)측으로 되는 기단부에 프린트 기판(435)의 유통로(438)와 대략 액밀(液密)하게 연통하는 도시하지 않은 개구를 갖고, 선단부에 필터 엘리먼트 재료(13)가 유통 가능한 도시하지 않은 구멍을 갖고 있다.
또, 이들 연결부(448)에는, 도 24 내지 도 27에 나타내는 바와 같이, 선단측에 위치하여 실연결부(450)가 각각 부착되어 있다. 이들 실연결부(450)는, 내주측에 연결부(448)를 대략 액밀하게 끼워장착하는 대략 원통 형상으로 형성되고, 첨단부에 실부재(449)가 설치되어 있다.
(잉크젯 헤드의 구성)
도 28은, 잉크젯 헤드를 나타내는 분해 사시도이다. 도 29는 잉크젯 헤드의 필터 엘리먼트 재료를 토출하는 동작을 잉크젯 헤드의 단면에 대응하여 설명하는 모식도로써, 도 29의 (a)는 필터 엘리먼트 재료를 토출하기 전의 상태, 도 29의 (b)는 압전 진동자를 수축시켜 필터 엘리먼트 재료를 토출하고 있는 상태, 도 29의 (c)는 필터 엘리먼트 재료를 토출한 직후의 상태이다. 도 30은, 잉크젯 헤드에서의 필터 엘리먼트 재료의 토출량을 설명하는 설명도이다. 도 31은, 잉크젯 헤드의 배치 상태를 설명하는 개략적인 모식도이다. 도 32는, 도 31에서의 부분 확대도이다.
잉크젯 헤드(421)는, 도 28에 나타내는 바와 같이 대략 직사각형 형상의 홀더(451)를 갖고 있다. 이 홀더(451)에는, 길이 방향을 따라 예를 들면 180개의 피에조 소자 등의 압전 진동자(452)가 2열 배치되어 있다. 또한, 홀더(451)에는 프린트 기판(435)의 유통로(438)에 연통하여 길이 방향의 양측 대략 중앙에 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)가 유통하는 관통구멍(453)이 각각 형성되어 있다.
또한, 홀더(451)의 압전 진동자(452)가 위치하는 한쪽 면인 상면에는, 도 28에 나타내는 바와 같이 합성 수지에 의해 시트형상으로 형성된 탄성판(455)이 일체적으로 설치되어 있다. 이 탄성판(455)에는 관통구멍(453)에 연속하는 연통구멍(456)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 탄성판(455)에는, 홀더(451)의 상면 대략 4모서리에 돌출하여 설치된 위치 결정 클로부(457)에 걸어맞춰지는 걸어맞춤 구멍(458)이 형성되고, 홀더(451)의 상면에 위치 결정되어 일체적으로 부착되어 있다.
또, 탄성판(455)의 상면에는, 평판형상의 유로 형성판(460)이 설치되어 있다. 이 유로 형성판(460)에는, 홀더(451)의 길이 방향으로 180개의 직렬형상으로 2열 형성된 노즐 홈(461)과, 노즐 홈(461)의 한쪽에 홀더의 길이 방향으로 긴 형상으로 형성된 개구부(462)와, 탄성판(455)의 연통 구멍(456)에 연속하는 유통구멍(463)이 형성되어 있다. 그리고, 탄성판(455)에는 홀더(451)의 상면 대략 4모서리에 돌출하여 설치된 위치 결정 클로부(457)에 걸어맞춰지는 걸어맞춤 구멍(458)이 형성되고, 홀더(451)의 상면에 탄성판(455)과 함께 위치 결정되어 일체적으로 부착되어 있다.
또한, 유로 형성판(460)의 상면에는, 대략 평판형상의 노즐 플레이트(465)가 설치되어 있다. 이 노즐 플레이트(465)에는 유로 형성판(460)의 노즐 홈(461)에 대응하여 대략 원형의 노즐(466)이 홀더(451)의 길이 방향으로 180개 25.4㎜(1인치)의 길이 범위로 직렬형상으로 2열 형성되어 있다. 또한, 노즐 플레이트(465)에는 홀더(451)의 상면 대략 4모서리에 돌출하여 설치된 위치 결정 클로부(457)에 걸어맞춰지는 걸어맞춤 구멍(458)이 형성되고, 홀더(451)의 상면에 탄성판(455) 및 유로 형성판(460)과 함께 위치 결정되어 일체적으로 부착되어 있다.
그리고, 적층되는 탄성판(455), 유로 형성판(460) 및 노즐 플레이트(465)에 의해, 도 29에 모식적으로 나타내는 바와 같이 유로 형성판(460)의 개구부(462)에서 액 저장실(467)이 구획 형성되는 동시에, 이 액 저장실(467)은 각 노즐 홈(461)에 액 공급로(468)를 거쳐서 연속된다. 이것에 의해, 잉크젯 헤드(421)는 압전 진동자(452)의 동작에 의해 노즐 홈(461) 내의 압력이 증대하여 노즐로부터 필터 엘리먼트 재료(13)를 2∼13pl 예를 들면 약 10pl의 액적량으로 7±2m/s의 양정(揚呈)으로 토출한다. 즉, 도 29에 나타내는 바와 같이, 압전 진동자(452)에 대해서 소정의 인가 전압 Vh을 펄스형상으로 인가함으로써, 도 29의 (a), (b), (c)에 순차 나타내도록 하여, 압전 진동자(452)를 화살표 Q방향으로 적절히 신축시킴으로써, 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)를 가압하여 소정량의 액적(8)으로 노즐(466)로부터 토출시킨다.
또한, 이 잉크젯 헤드(421)는, 상기 실시예에서도 설명한 바와 같이 도 30에나타내는 바와 같은 배열 방향의 양단부측의 토출량이 많아지는 토출량의 편차가 있다. 이로 인해, 예를 들면 토출량 편차가 5% 이내로 되는 범위의 노즐(466) 즉 양단부의 10개씩의 노즐(466)로부터는 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하지 않도록 제어된다.
그리고, 헤드 유니트(420)를 구성하는 헤드 본체부(430)는, 도 22 내지 도 26에 나타내는 바와 같이 잉크젯 헤드(421)를 갖는 헤드 장치(433)가 복수 서로 나란히 배치되어 구성되어 있다. 이 헤드 장치(433)의 캐리지(426)에서의 배치는, 도 31에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 부주사 방향인 Y축 방향보다 Y축 방향과 직교하는 주주사 방향인 X축 방향측에 대해서 경사진 방향으로 오프셋하면서 배열되는 상태이다. 즉, 부주사 방향인 Y축 방향보다 약간 경사진 방향으로 예를 들면 6개 나란히 배치되고, 이 열이 복수열 예를 들면 2열로 배치되어 있다. 이것은, 잉크젯 헤드(421)보다 헤드 장치(433)의 짧은 변 방향의 폭이 넓고, 서로 인접하는 잉크젯 헤드(421)끼리의 배치 간격을 좁힐 수 없는 한편, 노즐(466) 열이 Y축 방향으로 연속해서 배열되어 있도록 해야만 하는 상황에서 고려된 배치 방법이다.
또, 도 23 및 도 31에 나타내는 바와 같이, 헤드 본체부(430)에서는, 헤드 장치(433)가 Y축 방향보다 약간 주주사 방향인 X축 방향 쪽으로 오프셋된 각도의 방향을 따라 설치되어 있다. 또한, 커넥터(441)는, 2열로 서로 마주보고 있는 헤드 장치(433)의 배열의 외측에, 대략 점대칭의 위치에 배치되어 있다. 이 헤드 장치(433)의 경사지는 배치 상태는, 예를 들면 잉크젯 헤드(421)의 길이 방향인 노즐(466)의 설치 방향이 X축 방향에 대해서 57.1˚경사진다.
또한, 헤드 장치(433)는 대략 지그재그형상 즉 배열 방향에 대해서 병렬 상태로 위치하지 않도록 배치되어 있다. 즉, 도 23 내지 도 26 및 도 31에 나타내는 바와 같이, 12개의 잉크젯 헤드(421)의 노즐(466)이 Y축 방향으로 연속해서 배열되도록, 잉크젯 헤드(421)는 2열로 배열되고, 또한 그 Y축 방향으로의 배열 순서가 서로 번갈아 교대로 배치된다.
구체적으로는, 도 31 및 도 32에 근거하여, 더 상세하게 설명한다. 여기서, 잉크젯 헤드(421)는, 길이 방향인 노즐(466)의 배열 방향이 X축 방향에 대해서 경사진다. 이 때문에, 잉크젯 헤드(421)에 형성된 2열의 노즐(466)의 1열째에서 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 11개째의 노즐(466)이 위치하는 X축 방향의 직선상에서, 2열째의 노즐(466)의 다른 쪽은 토출하지 않는 10개 이내의 위치로 되는 영역 A이 있다(도 32 중의 A). 즉, 1개의 잉크젯 헤드(421)에서는, X축 방향에서의 직선상에 2개의 노즐(466)이 존재하지 않는 영역 A이 생긴다.
따라서, 도 31 및 도 32에 나타내는 바와 같이, 1개의 잉크젯 헤드(421)에서 X축 방향의 직선상에 2개의 노즐(466)이 위치하는 영역 B(도 32 중의 B)에서는, 열을 이루는 헤드 장치(433)는 X축 방향에서 병렬 상태로 위치시키지 않는다. 또, 한쪽의 열을 이루는 헤드 장치(433)의 X축 방향에서의 직선상에 1개 밖에 위치하지 않는 영역 A과, 다른 쪽의 열을 이루는 헤드 장치(433)의 X축 방향에서의 직선상에 1개 밖에 위치하지 않는 영역 A는, X축 방향에서 서로 병렬 상태로 위치시키고, 한쪽 열의 잉크젯 헤드(421)와 다른 쪽 열의 잉크젯 헤드(421)에서 X축 방향의 직선상에 합계 2개의 노즐(466)이 위치하는 상태로 한다. 즉, 잉크젯 헤드(421)가 설치되어 있는 영역에서는, 어느 위치에서도 X축 방향의 직선상에 반드시 합계 2개의 노즐(466)이 위치하도록 2열로 지그재그형상으로(교대로) 배치한다. 또, 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하지 않는 노즐(466)의 영역 X은, 이 X축 방향의 직선상에서의 2개의 노즐(466)의 수로서 세지 않는다.
이와 같이, 주주사되는 X축 방향에 대해서 잉크를 토출하는 노즐(466)은 2개가 직선상에 위치하고, 후술하는 바와 같이 2개의 노즐(466)에서 1개의 개소로 잉크가 토출되게 된다. 1개의 노즐(466)로부터의 토출만으로 1개의 엘리먼트를 구성하면, 노즐간의 토출량의 편차가 엘리먼트의 특성 불균일이나 수율 열화로 이어지므로, 이와 같이 개개의 노즐로부터의 토출에 의해 1개의 엘리먼트를 형성하면, 노즐간의 토출의 불균일을 분산시켜, 엘리먼트 사이에서의 특성의 균일화 및 제품 비율 향상을 도모할 수 있다.
(잉크 공급부의 구성)
잉크 공급부(431)는, 도 23 내지 도 26에 나타내는 바와 같이, 헤드 본체부(430)의 2열에 대응하여 각각 설치된 한 쌍의 평판형상의 부착판(471)과, 이들 부착판(471)에 복수 장착된 공급 본체부(472)를 갖고 있다. 그리고, 공급 본체부(472)는, 대략 가늘고 긴 원통상의 진퇴부(474)를 갖고 있다. 이 진퇴부(474)는, 부착 지그(473)에 의해 부착판(471)을 관통하는 상태로 축 방향을 따라 이동 가능하게 부착된다. 또한, 공급 본체부(472)의 진퇴부(474)는, 예를 들면 코일스프링(475) 등에 의해 부착판(471)에서 헤드 장치(433)를 향해 진출하는 방향으로 가압되어 부착된다. 또, 도 23에 있어서, 설명의 형편상, 잉크 공급부(431)는 2열의 헤드 장치(433) 중의 한쪽의 열에 대해서만 도시하고, 다른 것은 그것을 생략하여 도시하고 있다.
이 진퇴부(474)의 헤드 장치(433)에 대향하는 측의 단부에는, 플랜지부(476)가 설치되어 있다. 이 플랜지부(476)는, 진퇴부(474)의 바깥 둘레 가장자리에 칼라형상으로 돌출하여, 단면이 헤드 장치(433)의 잉크 도입부(443)의 실부재(449)에, 코일 스프링(475)의 가압에 대항하여 대략 액밀하게 맞닿는다. 또한, 진퇴부(474)의 플랜지부(476)가 형성된 측과 반대측의 단부에는, 조인트부(477)가 형성되어 있다. 이 조인트부(477)는, 도 22에 모식적으로 나타내는 바와 같이 필터 엘리먼트 재료(13)가 유통하는 공급관(478)의 일단이 접속된다.
이 공급관(478)은, 상술한 바와 같이 도 22에 모식적으로 나타내는 바와 같이 헤드 유니트(420)의 이동에 영향을 주지 않도록 부주사 구동장치(427)에 배선되고, 도 23 및 도 25에 일점 쇄선의 화살표로 모식적으로 나타내는 바와 같이 부주사 구동장치(427)로부터 헤드 유니트(420) 위쪽에서 2열로 배열된 잉크 공급부(431) 사이의 대략 중앙에 배관되고, 또 방사상으로 배관되어 선단이 잉크 공급부(431)의 조인트부(477)에 접속되어 배관된다.
그리고, 잉크 공급부(431)는, 공급관을 거쳐서 유통하는 필터 엘리먼트 재료(13)를 헤드 장치(433)의 잉크 도입부(443)에 공급한다. 또한, 잉크 도입부(443)에 공급된 필터 엘리먼트 재료(13)는 잉크젯 헤드(421)로 공급되고, 전기 제어된 잉크젯 헤드(421)의 각 노즐(466)로부터 적절하게 액적(8) 상태로 토출된다.
[컬러 필터의 제조 동작]
(전처리)
다음에, 상기 실시예의 컬러 필터 제조 장치를 사용하여 컬러 필터(1)를 형성하는 동작을 도면을 참조하여 설명한다. 도 34는 상기 컬러 필터의 제조 장치를 사용하여 컬러 필터(1)를 제조하는 순서를 설명하는 제조 공정 단면도이다.
우선, 예를 들면 막 두께 치수가 0.7㎜, 세로 치수가 38㎝, 가로 치수가 30㎝인 무알칼리 유리의 투명 기판인 마더 기판(12)의 표면을, 열농황산에 과산화수소수를 1질량% 첨가한 세정액으로 세정한다. 이 세정후, 순수한 물로 린스하여 공기 건조시켜, 청정 표면을 얻는다. 이 마더 기판(12)의 표면에, 예를 들면 스퍼터법에 의해 크롬막을 평균 0.2㎛의 막 두께로 형성하여, 금속층(6a)을 얻는다(도 34 중 공정 S1).
이 마더 기판(12)을 핫 플레이트상에서, 80℃에서 5분간 건조시킨 후, 금속층(6a)의 표면에, 예를 들면 스핀 코트에 의해 도시하지 않은 포토레지스트층을 형성한다. 이 마더 기판(12)의 표면에, 예를 들면 필요한 매트릭스 패턴 형상을 묘화한 도시하지 않은 마스크 필름을 밀착시키고, 자외선으로 노광한다. 다음에, 이 노광한 마더 기판(12)을, 예를 들면 수산화 칼륨을 8질량%의 비율로 함유하는 알칼리 현상액에 침지하고, 미노광 부분의 포토레지스트를 제거하고, 레지스트층을 패터닝한다. 계속해서, 노출한 금속층(6a)을, 예를 들면 염산을 주성분으로 하는 에칭액으로 에칭 제거한다. 이와 같이 하여, 소정의 매트릭스 패턴을 갖는 블랙 매트릭스인 차광층(6b)이 얻어진다(도 34 중 공정 S2). 또, 차광층(6b)의 막 두께는대략 0.2㎛이고, 차광층(6b)의 폭 치수는 대략 22㎛이다. .
이 차광층(6b)이 형성된 마더 기판(12) 상에, 또 네거티브형의 투명 아크릴계의 감광성 수지 조성물(6c)을 예를 들면 스핀코트법으로 도포 형성한다(도 34 중 공정 S3). 이 감광성 수지 조성물(6c)을 형성한 마더 기판(12)을 100t℃에서 20분간 예비 소결(pre-baking)한 후, 소정의 매트릭스 패턴 형상을 묘화한 도시하지 않은 마스크 필름을 사용하여 자외선 노광한다. 그리고, 미노광 부분의 수지를, 예를 들면 상술한 바와 같은 알칼리성의 현상액으로 현상하고, 순수한 물로 린스한 후에 스핀 건조시킨다. 최종 건조로서의 사후 소결(after baking)을 예를 들면 200℃에서 30분간 실시하고, 수지 부분을 충분히 경화시켜, 뱅크층(6d)을 형성한다. 이 뱅크층(6d)의 막 두께는 평균 약 2.7㎛, 폭 치수는 약 14㎛이다. 이 뱅크층(6d)과 차광층(6b)에 의해 격벽(6)이 형성된다(도 34 중 공정 S4).
상기 얻어진 차광층(6b) 및 뱅크층(6d)으로 구획된 착색층 형성 영역인 필터 엘리먼트 형성 영역(7)(특히 마더 기판(12)의 노출면)의 잉크 습윤성을 개선하기 위해, 드라이 에칭, 즉 플라즈마 처리를 한다. 구체적으로는, 예를 들면 헬륨에 산소를 20% 첨가한 혼합 가스에 고전압을 인가하고, 플라즈마 처리에 의해 에칭 스폿으로 형성하고, 마더 기판(12)을 형성한 에칭 스폿 아래를 통과시켜 에칭하고, 마더 기판(12)의 전처리 공정을 실시한다.
(필터 엘리먼트 재료의 토출)
다음에, 상술한 사전 처리가 실시된 마더 기판(12)의 격벽(6)으로 구획되어형성된 필터 엘리먼트 형성 영역(7)내에, 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 각 필터 엘리먼트 재료를 잉크젯 방식에 의해 도입, 즉 토출한다(도 34 중 공정 S5).
이 잉크젯 방식에 의한 필터 엘리먼트 재료의 토출시에는, 미리 헤드 유니트(420)를 조립 형성해 둔다. 그리고, 액적 토출 장치의 각 액적 토출 처리 장치(405R, 405G, 405B)에서 각 잉크젯 헤드(421)의 1개의 노즐(466)로부터 토출되는 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출량이 소정량, 예를 들면 10pl 정도로 되도록 조정해 둔다. 한편, 마더 기판(12)의 한쪽 면에 미리 격벽(6)을 격자형상 패턴으로 형성해 둔다.
그리고, 상술한 바와 같이 전처리한 마더 기판(12)을, 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 우선 R색용의 액적 토출 처리 장치(405R)내로 반입하고, 액적 토출 처리 장치(405R)내의 시트부상에 탑재한다. 이 시트부상에 탑재된 마더 기판(12)은, 예를 들면 흡인에 의해 위치 결정 고정된다. 그리고, 마더 기판(12)을 보관 유지한 시트부는, 각종 카메라 등에 의해 마더 기판(12)의 위치가 확인되고, 적절한 소정의 위치로 되도록 주주사 구동장치(425)를 제어하여 이동한다. 또한, 부주사 구동장치(427)에 의해 헤드 유니트(420)를 적절히 이동시키고, 그 위치를 인식한다. 이 후, 헤드 유니트(420)를 부주사 방향으로 이동시켜 도트 누락 검출 유니트(487)에 의해 노즐(466)로부터의 토출 상태를 검출하고, 토출 불량을 발생하고 있지 않은 것을 인식하여 초기 위치로 이동시킨다.
이 후, 주주사 구동장치(425)에 의해 가동되는 시트부에 유지된 마더 기판(12)을 X방향으로 주사하여, 마더 기판(12)에 대해서 상대적으로 헤드유니트(420)를 이동시키면서, 적절히 잉크젯 헤드(421)의 소정의 노즐(466)로부터 적절히 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시켜, 마더 기판(12)의 격벽(6)으로 구획된 오목부내에 충전한다. 이 노즐(466)로부터의 토출은, 도시하지 않은 제어장치에 의해 도 32에 나타내는 노즐(466)의 설치 방향의 양단부에 위치하는 소정 영역 X, 예를 들면 양단 10개씩의 노즐(466)로부터는 필터 엘리먼트 재료(13)는 토출시키지 않는 제어를 하고, 중간 부분에 위치하는 비교적 토출량이 균일한 160개에서 토출시킨다.
그리고, 노즐(466)로부터의 토출은, 주사 방향의 직선상, 즉 주사 라인상에 2개의 노즐(466)이 위치하므로, 이동 중에 1개의 오목부에 1노즐(466)에서 2도트, 더 상세하게는 1노즐(466)에서 1도트로서 2개의 액적분을 토출시키므로, 합계 8개의 액적분이 토출된다. 이 1주사 이동마다 도트 누락 검출 유니트(487)에 의해 토출 상태를 검출하여 도트 누락의 발생 여부를 확인한다.
도트 누락을 인식하지 않는 경우, 헤드 유니트(420)를 부주사 방향으로 소정량 이동시키고, 재차 마더 기판(12)을 유지하는 시트부를 주주사 방향으로 이동시키면서 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시키는 동작을 반복하고, 소정의 컬러 필터 형성 영역(11)의 소정의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 필터 엘리먼트(3)를 형성한다.
(건조·경화)
그리고, R색의 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출된 마더 기판(12)은, 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 액적 토출 처리 장치(405R)로부터 빼내어지고, 도시하지 않은 다단 소결로에서 필터 엘리먼트 재료(13)를 예를 들면 120℃에서 5분간 건조시킨다. 이 건조후, 반송 로봇에 의해 다단 소결로로부터 마더 기판(12)을 빼내어, 냉각시키면서 반송한다. 이 후, 액적 토출 처리 장치(405R)에서 순차 G색용의 액적 토출 처리 장치(405G) 및 B색용의 액적 토출 처리 장치(405B)로 반송하고, R색 형성의 경우와 마찬가지로, 소정의 필터 엘리먼트 형성 영역(7)에 G색 및 B색의 필터 엘리먼트 재료(13)를 순차 토출한다. 그리고, 각 3색의 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출되어 건조된 마더 기판(12)을 회수하고, 열처리 즉 필터 엘리먼트 재료(13)를 가열에 의해 고화 정착시킨다(도 34 중 공정 S6).
(컬러 필터의 형성)
이 후, 필터 엘리먼트(3)가 형성된 마더 기판(12)의 대략 전면에 보호막(4)을 형성한다. 또, 이 보호막(4) 상면에 ITO(Indium-Tin Oxide)에 의해 전극층(5)을 소요 패턴으로 형성한다. 이 후, 별도 컬러 필터 형성 영역(11)마다 절단하여 복수의 컬러 필터(1)를 분리 형성한다(도 34 중 공정 S7). 이 컬러 필터(1)가 형성된 기판은, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 도 18에 나타내는 액정 장치에서의 한 쌍의 기판의 한쪽으로서 사용된다.
[컬러 필터의 제조 장치의 효과]
이 도 22 내지 도 34에 나타내는 실시 형태에 의하면, 앞서 설명한 각 실시예의 작용 효과에 부가하여, 이하에 나타내는 작용 효과를 나타낸다.
즉, 유동성을 갖는 액상체로서의 예를 들면 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)를 액적으로서 토출하는 복수의 노즐(466)이 한쪽 면에 배열해서 형성된 잉크젯 헤드(421)를, 이들 잉크젯 헤드(421)의 노즐(466)이 형성된 한쪽 면이 피토출물로서의 마더 기판(12)의 표면에 소정의 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키고, 잉크젯 헤드(421)의 각 노즐(466) 중 이들 노즐(466)의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 예를 들면 양측 10개의 노즐(466)로부터는 토출시키지 않고 소정 영역 이외의 중간 부분에 위치하는 노즐(466)에서 마더 기판(12)의 표면으로 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출한다. 이 구성에 의해, 토출량이 특히 많아지는 노즐(466)의 설치 방향의 양단부에 위치하는 소정 영역 XX인 양단 10개씩의 노즐(466)로부터는 액적을 토출시키지 않고, 토출량이 비교적 균일한 중간 부분의 노즐(466)을 사용하여 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시키므로, 마더 기판(12)의 표면에 평면적으로 균일하게 토출할 수 있어, 평면적으로 품질이 균일한 컬러 필터(1)가 얻어지고, 이 컬러 필터(1)를 사용한 전기 광학 장치인 표시 장치에 의해 양호한 표시가 얻어진다.
그리고, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출량의 평균값의 110% 이상의 토출량으로 되는 노즐(466)로부터는 토출시키지 않으므로, 특히 컬리 필터(1)의 필터 엘리먼트 재료(13)나 EL 발광 재료, 하전입자를 함유한 전기 영동 장치용 등의 기능성 액상체를 액상체로서 사용하는 경우에도, 특성에 불균일이 발생하지 않아, 액정 장치나 EL 장치 등의 전기 광학 장치로서 양호한 특성을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 각 노즐(466)로부터 토출량의 평균값에 대해서 ±1할 이내로 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출되므로, 토출량이 비교적 균일하게 되고, 마더 기판(12)의 표면에 평면적으로 균일하게 토출되어, 양호한 특성의 전기 광학 장치가 얻어진다.
또한, 유동성을 갖는 액상체로서의 예를 들면 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)를 액적(8)으로서 토출하는 노즐(466)이 한쪽 면에 복수 형성되어 서로 나란히 배치된 복수의 잉크젯 헤드(421)를, 이들 잉크젯 헤드(421)의 노즐(466)이 형성된 한쪽 면이 피토출물인 마더 기판(12)의 표면에 소정의 간극을 개재해서 대향하는 상태에서, 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키고, 복수의 잉크젯 헤드(421)의 각 노즐(466)에서 마더 기판(12)의 표면 상에 동일한 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시킨다. 이 때문에, 동일한 노즐수를 갖도록 예를 들면 실질적으로 동일한 규격품의 잉크젯 헤드(421)를 사용하여, 마더 기판(12)의 넓은 범위에 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시키는 것이 가능해져, 긴(치수가 긴) 특별한 잉크젯 헤드를 사용하지 않고 종래의 규격품을 복수 사용함으로써 대용할 수 있어, 비용을 저감할 수 있다.
치수가 긴 잉크젯 헤드는 제조 수율이 매우 떨어지기 때문에 고가의 부품으로 되어 버리지만, 그에 비해 짧은 치수의 잉크젯 헤드는 제조 수율이 양호하기 때문에, 본 발명에서는 이것을 복수 사용하여 실질적인 긴 잉크젯 헤드로 되도록 배치할 뿐이므로, 비용을 대폭으로 저감할 수 있다. 또, 예를 들면 잉크젯 헤드(421)를 나란히 배열하는 배치 방향이나 수, 토출하기 위해 사용하는 노즐의 수나 간격(노즐을 1개 또는 몇 개 걸러 사용하여 화소의 피치로 조절할 수도 있다)을 적절히 설정함으로써, 사이즈나 화소의 피치나 배열이 다른 컬러 필터(1)에 대해서도 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 영역에 대응시키는 것이 가능해져, 범용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드를 경사지게 하여 주주사 방향에 대해서 교차하는 방향으로 나란히 배치하기 때문에, 잉크젯 헤드열 및 이것을 유지하는 캐리지가 대형화하지 않으므로, 액적 토출 장치의 장치 전체도 대형화하지 않게 된다.
그리고, 복수의 잉크젯 헤드(421)로서 동일한 노즐 수를 갖도록 실질적으로 동일한 형상의 것을 사용함으로써, 1종류의 잉크젯 헤드(421)라도 적절히 배열시키는 것에 의해 액상체를 토출하는 영역에 대응시키는 것이 가능해져, 구성이 간략화하여, 제조성을 향상시킬 수 있고, 비용도 저감할 수 있다.
또한, 노즐(466)이 대략 등간격으로 직선상에 형성된 잉크젯 헤드(421)를 사용함으로써, 예를 들면 스트라이프형이나 모자이크형, 델타형 등, 소정의 규칙성을 갖는 구성을 용이하게 묘화할 수 있다.
그리고, 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동되는 주주사 방향에 대하여 노즐(466)의 대략 직선상의 설치 방향이 교차하는 경사진 상태의 방향을 따르도록, 복수의 잉크젯 헤드(421)를 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키므로, 복수의 잉크젯 헤드(421)의 노즐(466)의 배열 방향이 마더 기판(12)의 표면을 따라 이동되는 방향인 주주사 방향에 대하여 경사지는 상태로 된다. 이 때문에, 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출되는 간격인 피치가 노즐간의 피치보다 좁아져, 예를 들면 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출된 마더 기판(12)을 액정 패널 등의 전기 광학 장치인 표시 장치 등에 이용한 경우, 더 상세한 표시 형태가 얻어져, 양호한 표시 장치를 얻을 수 있다. 또, 서로 이웃하는 잉크젯 헤드(421)의 간섭을 방지하는 것이 가능해져, 용이하게 소형화를 도모할 수 있다. 그리고, 이 경사각을 적절히 설정함으로써, 묘화의 도트 피치가 적절히 설정되어, 범용성을 향상시킬 수 있다.
또, 캐리지(426)의 전체를 경사지게 하지 않고 개개의 잉크젯 헤드(421)가 각각 경사진 상태로 되므로, 마더 기판(12)에 가까운 측의 노즐(466)과 마더 기판(12)에서 먼 측의 노즐(466)까지의 거리는 캐리지(426)의 전체를 경사지게 하는 경우에 비해서 작아져, 캐리지(426)에 의해서 마더 기판(12)을 따라 이동하는 주사 시간을 단축할 수 있다.
또, 노즐(466)이 대략 등간격으로 직선상에 형성된 잉크젯 헤드(421)의 구성에 있어서, 긴 직사각형 형상의 잉크젯 헤드(421)에 길이 방향을 따라 노즐(466)을 약어 등간격으로 직선상에 형성했으므로, 잉크젯 헤드(421)가 소형화하고, 예를 들면 인접하는 잉크젯 헤드(421)끼리나 다른 부위와의 간섭을 방지할 수 있어, 용이하게 소형화 할 수 있다.
또한, 노즐(466)의 설치 방향이 각각 대략 평행하게 되는 상태로 복수의 잉크젯 헤드(421)를 캐리지(426)에 설치해서 헤드 유니트(420)를 구성했으므로, 간 특별한 잉크젯 헤드를 사용하지 않고 용이하게 1개의 영역에 동일한 액상체의 복수의 토출 영역을 형성할 수 있다. 또, 1개의 개소에 다른 잉크젯 헤드(421)로부터 필터 엘리먼트 재료(13)를 반복해서 토출시키는 것이 가능해져, 토출 영역에서의 토출량을 용이하게 평균화할 수 있고, 안정된 양호한 묘화를 얻을 수 있다.
그리고, 복수의 잉크젯 헤드(421)를 각각 주주사 방향에 대해서 교차하는 방향으로 경사지게 하고, 또한 모든 노즐의 배치 방향이 서로 평행하게 되도록 잉크젯 헤드(421)의 길이 방향과는 다른 방향으로 나란히 배치했으므로, 장척의 치수를 갖는 특별한 잉크젯 헤드를 제조하여 사용하지 않고 용이하게 토출 영역을 확대시킬 수 있다. 또, 노즐(466)의 배열 방향이 주사 방향에 대해서 교차하는 방향으로 경사지는 상태로 함으로써, 상술한 바와 같이 서로 이웃하는 잉크젯 헤드(421)가 간섭하지 않고, 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출되는 간격인 피치가 노즐(466)간의 피치보다 좁아져, 예를 들면 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출된 마더 기판(12)을 표시 장치 등에 이용한 경우, 더 상세한 표시 형태를 얻을 수 있다. 그리고, 이 경사각을 적절히 설정함으로써, 묘화의 도트 피치가 적절히 설정되어, 범용성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 잉크젯 헤드(421)를 복수열 예를 들면 2열로 대략 지그재그형상(교대된 상태)으로 배치했으므로, 긴 특별한 잉크젯 헤드(421)를 사용하지 않고, 기존 제품의 잉크젯 헤드(421)를 사용해도, 서로 이웃하는 잉크젯 헤드(421)가 간섭하지 않고 잉크젯 헤드(421)사이에서 필터 엘리먼트 재료(13)가 토출되지 않는 영역을 발생시키는 일이 없어, 연속적인 필터 엘리먼트 재료(13)의 양호한 토출, 즉 연속된 묘화가 가능하다.
그리고, 유동성을 갖는 액상체인 예를 들면 잉크인 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 노즐(466)이 한쪽 면에 복수 형성된 잉크젯 헤드(421)를, 잉크젯 헤드(421)의 노즐(466)이 형성된 한쪽 면이 피토출물로서의 마더 기판(12)의 표면에 소정의 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키고, 이 상대적인 이동 방향을 따른 직선상에 위치하는 복수, 예를 들면 2개의 노즐(466)로부터 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출시킨다. 이 때문에, 다른 2개의 노즐(466)로부터 반복해서 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 구성이 얻어져, 가령 복수의 노즐(466)간에 있어서 토출량에 편차가 존재하는 경우라도, 토출된 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출량이 평균화되어 편차를 방지할 수 있고, 평면적으로 균일한 토출이 얻어져, 평면적으로 품질이 균일한 양호한 특성의 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
또, 도트 누락 검출 유니트(487)를 설치하고, 노즐(466)로부터의 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출을 검출하므로, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 불균일을 방지할 수 있어, 확실하고 양호한 액상체의 토출인 묘화를 얻을 수 있다.
그리고, 도트 누락 검출 유니트(487)에 광 센서를 설치하고, 이 광 센서에 의해 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 방향에 대해서 교차하는 방향에서 필터 엘리먼트 재료(13)의 통과를 검출하므로, 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 공정 중에서, 간단한 구성으로 확실한 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 상태를 인식할 수 있고, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 불균일을 방지할 수 있어, 확실하고 양호한 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출인 묘화를 얻을 수 있다.
또, 노즐(466)에서 마더 기판(12)으로 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 공정의 전후에서, 도트 누락 검출 유니트(487)에 의해 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출을 검출하기 때문에, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 직전 및 직후의 토출 상태를 검출할 수 있고, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 상태를 확실하게 인식할 수 있어, 도트 누락을 확실하게 방지하여 양호한 묘화를 얻을 수 있다. 또, 토출 상태의 검출은, 토출하는 구성의 전 또는 후 중의 어느 하나의 시점에서 행하는 것만으로도 좋다.
또한, 헤드 유니트(420)의 주주사 방향측에 도트 누락 검출 유니트(487)를 설치하므로, 필터 엘리먼트 재료(13)의 토출 상태의 검출을 위해 헤드 유니트(420)를 이동시키는 거리가 짧고, 또한 토출을 위한 주주사 방향으로의 이동을 간단한 구성으로 할 수 있어, 도트 누락의 검출을 효율적으로 간단한 구성으로 할 수 있다.
그리고, 잉크젯 헤드(421)를 2열로 점대칭으로 설치했으므로, 필터 엘리먼트 재료(13)를 공급하는 공급관(478)을 헤드 유니트(420)의 근방까지 정돈할 수 있어, 장치의 조립이나 보수 관리 등을 용이하게 할 수 있다. 또, 잉크젯 헤드(421)를 제어하기 위한 전기 배선(442)의 배선이 헤드 유니트(420)의 양측으로부터 되어, 전기배선에 의한 전기 노이즈의 영향을 방지할 수 있고, 양호하고 안정된 묘화를 얻을 수 있다.
또, 복수의 잉크젯 헤드(421)를 스트라이프상의 프린트 기판(435)의 한쪽 단측에 설치하고, 다른 쪽 단측에 커넥터(441)를 설치했으므로, 복수개 직선상에 설치하더라도 커넥터(441)를 간섭하지 않고 설치할 수 있어, 소형화가 가능함과 동시에, 주주사 방향에서의 노즐(466)이 존재하지 않는 위치가 형성되지 않고, 연속된 노즐(466)의 배열을 얻을 수 있어, 긴 특별한 잉크젯 헤드를 사용할 필요가 없다.
그리고, 커넥터(441)가 반대측에 위치하도록 점대칭으로 설치했으므로, 커넥터(441) 부분에서의 전기 노이즈의 영향을 방지할 수 있어, 양호하고 안정된 묘화를 얻을 수 있다.
또, 이들의 실시예에 있어서는, 구성이 동일하면 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것으로 한다.
(EL소자를 사용한 전기 광학 장치의 제조 방법에 관한 실시예)
다음에, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또, 전기 광학 장치로서, EL표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치에 대해서 설명한다. 또, 이 표시 장치의 제조 방법의 설명에 앞서, 제조되는 표시 장치의 구성에 대해서 설명한다.
[표시 장치의 구성]
도 35는, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 장치에서의 유기 EL 장치의 일부를 나타내는 회로도이다. 도 36은, 표시 장치의 화소 영역의 평면 구조를 나타내는 확대 평면도이다.
즉, 도 35에 있어서, 501은 유기 EL 장치인 EL표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치로써, 이 표시 장치(501)는, 기판인 투명의 표시 기판(502) 상에 복수의 주사선(503)과, 이들 주사선(503)에 대해서 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 신호선(504)과, 이들 신호선(504)과 병렬로 연장하는 복수의 공통급전선(505)이 각각 배선된 구성을 갖고 있다. 그리고, 주사선(503)과 신호선(504)의 각 교점에는 화소 영역(501A)이 형성되어 있다.
신호선(504)에 대해서는, 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인, 아날로그 스위치를 갖는 데이터측 구동 회로(507)가 설치되어 있다. 또한, 주사선(503)에 대해서는, 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 갖는 주사측 구동 회로(508)가 설치되어 있다. 그리고, 화소 영역(501A)의 각각에는 주사선(503)을 거쳐서 주사 신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭 박막 트랜지스터(509)와, 이 스위칭 박막 트랜지스터(509)를 거쳐서 신호선(504)으로부터 공급되는 화상 신호를 축적하여 유지하는 축적 용량(cap)과, 이 축적 용량(cap)에 의해서 유지된 화상 신호가 게이트 전극에 공급되는 경향 박막 트랜지스터(510)와, 이 경향 박막 트랜지스터(510)를 거쳐서 공통급전선(505)에 전기적으로 접속했을 때에 공통급전선(505)으로부터 구동 전류가 유입되는 화소 전극(511)과, 이 화소 전극(511) 및 반사 전극(512) 사이에 배치되는 발광 소자(513)가 형성되어 있다.
이 구성에 의해, 주사선(503)이 구동되어 스위칭 박막 트랜지스터(509)가 온되면, 그 때의 신호선(504)의 전위가 축적 용량(cap)에 유지된다. 이 축적 용량(cap)의 상태에 따라, 커런트 박막 트랜지스터(510)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고, 커런트 박막 트랜지스터(510)의 채널을 거쳐서 공통급전선(505)에서 화소 전극(511)으로 전류가 흐르고, 또 발광 소자(513)를 통해서 반사 전극(512)에 전류가 흐른다. 이것에 의해, 발광 소자(513)는 이것을 흐르는 전류량에 따라서 발광한다.
여기서, 화소 영역(501A)은, 반사 전극(512)이나 발광 소자(513)를 제거한 상태의 확대 평면도인 도 36에 나타내는 바와 같이 평면상태가 장방형인 화소 전극(511)의 4변이, 신호선(504), 공통급전선(505), 주사선(503) 및 도시하지 않은 다른 화소 전극(511)용의 주사선(503)에 의해서 둘러싸인 배치로 되어 있다.
[표시 장치의 제조 공정]
다음에, 상기 EL표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 순서에 대해서 설명한다. 도 37 내지 도 39는, EL표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치의 제조 공정의 순서를 나타내는 제조 공정 단면도이다.
(사전 처리)
우선, 도 37의 (a)에 나타내는 바와 같이, 투명한 표시 기판(502)에 대해서 필요에 따라 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane:TEOS)이나 산소 가스 등을 원료 가스로서 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 두께 치수가 약 2000∼5000Å의 실리콘 산화막인 도시하지 않은 하지 보호막을 형성한다. 다음에, 표시 기판(502)의 온도를 약 350℃로 설정하고, 하지 보호막의 표면에 플라즈마 CVD 법에 의해 두께 치수가 약 300∼700Å인 비정질의 실리콘 막인 반도체막(520a)을 형성한다. 이 후, 반도체막(520a)에 대해서, 레이저 어닐링 또는 고상 성장법 등의 결정화 공정을 실시하고, 반도체막(520a)을 폴리실리콘막으로 결정화한다. 여기서, 레이저 어닐링법에서는, 예를 들면 엑시머 레이저에 의해 빔의 긴 치수가 약 400㎚인 라인 빔을 사용하여, 출력 강도가 약 200mJ/㎠이다. 라인 빔에 대해서는, 그 짧은 치수 방향에서의 레이저 강도의 피크값의 약 90%에 상당하는 부분이 각 영역마다 겹치도록 라인 빔이 주사된다.
그리고, 도 37의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체막(520a)을 패터닝하여 섬형상의 반도체막(520b)을 형성한다. 이 반도체막(520b)이 형성된 표시기판(502)의 표면에, TEOS나 산소 가스 등을 원료 가스로 하여 플라즈마 CVD법에 의해 두께 치수가 약 600∼1500Å인 실리콘 산화막 또는 질화막인 게이트 절연막(521a)을 형성한다. 또, 반도체막(520b)은, 커런트 박막 트랜지스터(510)의 채널 영역 및 소스·드레인 영역으로 되는 것이지만, 다른 단면 위치에서는 스위칭 박막 트랜지스터(509)의 채널 영역 및 소스·드레인 영역으로 되는 도시하지 않은 반도체막도 형성되어 있다. 즉, 도 37 내지 도 39에 나타내는 제조 공정에서는 2종류의 스위칭 박막 트랜지스터(509) 및 커런트 박막 트랜지스터(510)가 동시에 형성되지만, 동일한 순서로 형성되기 때문에, 이하의 설명에서는 커런트 박막 트랜지스터(510)에 대해서만 설명하고, 스위칭 박막 트랜지스터(509)에 대해서는 설명을 생략한다.
이 후, 도 37의 (c)에 나타내는 바와 같이, 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴, 티탄, 텅스텐 등의 금속막인 도전막을 스퍼터법에 의해 형성한 후에 패터닝하고, 도 36에도 도시하는 게이트 전극(510A)을 형성한다. 이 상태에서, 높은 온도의 인 이온을 주입하고, 반도체막(520b)에 게이트 전극(510A)에 대해서 자기 정합적으로 소스·드레인 영역(510a, 510b)을 형성한다. 또, 불순물이 도입되지 않은 부분이 채널 영역(510c)으로 된다.
다음에, 도 37의 (d)에 나타내는 바와 같이, 층간 절연막(522)을 형성한 후, 콘택트홀(523, 524)을 형성하고, 이들 콘택트홀(523, 524)내에 중계 전극(526, 527)을 매립하여 형성한다.
또, 도 37의 (e)에 나타내는 바와 같이, 층간 절연막(522)상에,신호선(504), 공통급전선(505) 및 주사선(503)(도 37 중에는 도시하지 않음)을 형성한다. 이 때, 신호선(504), 공통급전선(505) 및 주사선(503)의 각 배선은, 배선으로서 필요한 두께 치수에 얽매이지 않고, 충분히 두껍게 형성한다. 구체적으로는, 각 배선을 예를 들면 1∼2㎛정도의 두께 치수로 형성하면 좋다. 여기서, 중계 전극(527)과 각 배선은, 동일 공정에서 형성되어 있어도 좋다. 이 때, 중계 전극(526)은 후술하는 ITO막에 의해 형성된다.
그리고, 각 배선의 상면을 덮도록 층간 절연막(530)을 형성하고, 중계 전극(526)에 대응하는 위치에 콘택트홀(532)을 형성한다. 이 콘택트홀(532)내를 메우도록 ITO막을 형성하고, 이 ITO막을 패터닝하여 신호선(504), 공통급전선(505) 및 주사선(503)으로 둘러싸인 소정 위치에, 소스·드레인 영역(510a)에 전기적으로 접속되는 화소 전극(511)을 형성한다.
여기서, 도 37의 (e)에서는, 신호선(504) 및 공통급전선(505) 사이에 끼인 부분이, 광학 재료가 선택적으로 배치되는 소정 위치에 상당하는 것이다. 그리고, 그 소정 위치와 그 주위 사이에는, 신호선(504)이나 공통급전선(505)에 의해서 단차(535)가 형성된다. 구체적으로는, 소정 위치 쪽이 그 주위보다 낮아, 오목형의 단차(535)가 형성된다.
(EL 발광 재료의 토출)
다음에, 상술한 전처리가 실시된 표시 기판(502)에 잉크젯 방식에 의해, 기능성 액상체인 EL 발광 재료를 토출한다. 즉, 도 38의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전처리가 실시된 표시 기판(502)의 상면을 위쪽을 향하게 한 상태에서, 발광 소자(140)의 하층 부분에 맞닿는 정공 주입층(513A)을 형성하기 위한 기능성 액상체로서의 용매에 녹은 용액상태의 전구체인 광학 재료(540A)를, 잉크젯 방식 즉 상술한 각 실시예의 장치를 사용하여 토출하고, 단차(535)에 의해 둘러싸인 소정 위치의 영역내에 선택적으로 도포한다.
정공 주입층(513A)을 형성하기 위한 광학 재료(540A)로서는, 폴리머 전구체가 폴리테트라하이드로티오페닐페닐렌인 폴리페닐렌비닐렌, 1,1-비스(4-N,N-디톨릴아미노페닐)시클로헥산, 트리스(8-하이드록시퀴노리놀) 알루미늄 등이 사용된다.
또, 이 토출시, 유동성을 갖는 액상체의 광학 재료(540A)는, 상술한 각 실시예의 격벽에 필터 엘리먼트 재료(13)를 토출하는 경우와 마찬가지로, 유동성이 높기 때문에 평면 방향으로 확산되려고 하지만, 도포된 위치를 둘러싸도록 단차(535)가 형성되어 있으므로, 광학 재료(540A)의 1회당의 토출량을 매우 대량으로 하지 않으면, 광학 재료(540A)는 단차(535)를 너머 소정 위치의 외측으로 확산되는 것은 방지된다.
그리고, 도 38의 (b)에 나타내는 바와 같이, 가열 또는 광조사 등에 의해 액상의 광학 재료(540A)의 용매를 증발시켜, 화소 전극(511)상에 고형의 얇은 정공 주입층(513A)을 형성한다. 이 도 38의 (a), (b)를 필요한 회수만큼 반복하여, 도 38의 (c)에 나타내는 바와 같이, 충분한 두께 치수의 정공 주입층(513A)을 형성한다.
다음에, 도 39의 (a)에 나타내는 바와 같이, 표시 기판(502)의 상면을 위를 향하게 한 상태에서, 발광소자(513)의 상층 부분에 유기 반도체막(513B)을 형성하기 위한 기능성 액상체로서의 용매에 녹은 용액상태의 유기 형광 재료인 광학 재료(540B)를, 잉크젯 방식 즉 상술한 각 실시예의 장치를 사용하여 토출하고, 이것을 단차(535)에 의해 둘러싸인 소정 위치인 영역내에 선택적으로 도포한다. 또, 이 광학 재료(540B)에 대해서도, 상술한 바와 같이 광학 재료(540A)의 토출과 마찬가지로 단차(535)를 너머 소정 위치의 외측으로 확산되는 것은 방지된다.
유기 반도체막(513B)을 형성하기 위한 광학 재료(540B)로서는, 시아노폴리페닐렌비닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리알킬페닐렌, 2,3,6,7-테트라하이드로-11-옥소-H·5H·11H(1)벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리딘-10-카복시산, 1,1-비스(4-N,N-디톨릴아미노페닐)시클로헥산, 2-13·(4'-디하이드록시페닐)-3,5,7-트리하이드록시-1-벤조피릴리움퍼크롤레이트, 트리스(8-하이드록시퀴노리놀)알루미늄, 2,3·6·7-테트라하이드로-9-메틸11-요오드-1H·5H·11H(1)벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리딘, 아로마틱디아민유도체(TDP), 옥시디아졸다이머(OXD), 옥시디아졸유도체(PBD), 디스틸아릴렌유도체(DSA), 퀴노리놀계 금속 착체, 릴리움-벤조퀴노리놀 착체(Bebq), 트리페닐아민 유도체(MTDATA), 디스티릴 유도체, 피라졸린 다이머, 르브렌, 퀴나크리돈, 트리아졸 유도체, 폴리페닐렌, 폴리알킬플루오렌, 폴리알킬티오펜, 아조메틴 아연 착체, 폴리피린 아연 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 페난트롤린유로피움 착체 등이 사용된다.
다음에, 도 39의 (b)에 나타내는 바와 같이, 가열 또는 광조사 등에 의해, 광학 재료(540B)의 용매를 증발시켜, 정공 주입층(주입층)(513A) 상에, 고형의 얇은 유기 반도체막(513B)을 형성한다. 이 도 39의 (a), (b)를 필요한 회수만큼 반복하여, 도 39의 (c)에 나타내는 바와 같이 충분한 두께 치수의 유기 반도체막(513B)을 형성한다. 정공 주입층(513A) 및 유기 반도체막(513B)에 의해서 발광 소자(513)가 구성된다. 마지막으로, 도 39의 (d)에 나타내는 바와 같이 표시 기판(502)의 표면 전체 또는 스트라이프 형상으로 반사 전극(512)을 형성하고, 표시 장치(501)를 제조한다.
이 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예에 있어서도, 상술한 각 실시예와 동일한 잉크젯 방식을 실시함으로써, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또, 기능성 액상체를 선택적으로 도포할 때에, 그들이 주위로 흘러나오는 것을 방지할 수 있어, 고정밀도로 패터닝할 수 있다.
또, 이 도 35 내지 도 39의 실시예에 있어서, 컬러 표시를 염두에 둔 EL표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치에 대해서 설명했지만, 예를 들면 도 40에 나타내는 바와 같이 도 35 내지 도 39에 나타내는 구성을 단색 표시의 표시 장치에 적용할 수도 있다.
즉, 유기 반도체막(513B)은 표시 기판(502)의 전면에 균일하게 형성해도 좋다. 단, 이 경우에도, 크로스토크를 방지하기 위해, 정공 주입층(513A)은 각 소정 위치마다 선택적으로 배치하지 않으면 안되므로, 단차(111)를 이용한 도포가 매우 유효하다. 또, 이 도 40에 있어서, 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙인다.
또한, EL표시 소자를 사용한 표시 장치로서는, 액티브 매트릭스형에 한하지 않고, 예를 들면 도 41에 나타내는 바와 같은 패시브 매트릭스형의 표시 장치로 할 수도 있다. 도 41은 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 장치에서의 EL 장치로서, 도 41의 (a)는 복수의 제 1 버스 배선(550)과, 이것과 직교하는 방향에 설치된 복수의 제 2 버스 배선(560)의 배치 관계를 나타내는 평면도로서, 도 41의 (b)는 도 41의 (a)의 B-B선 단면도이다. 이 도 41에 있어서, 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지의 구성에는, 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 자세한 제조 공정 등도 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지이므로, 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 41에 나타내는 실시예의 표시 장치는, 발광 소자(513)가 배치되는 소정 위치를 둘러싸도록, 예를 들면 SiO2등의 절연막(570)이 형성되고, 이것에 의해 소정 위치와 그 주위 사이에 단차(535)를 형성한 것이다. 이 때문에, 기능성 액상체를 선택적으로 도포할 때에, 그들이 주위로 흘러나오는 것을 방지할 수 있어, 고정밀도로 패터닝할 수 있다.
또, 액티브 매트릭스형의 표시 장치로서는, 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예의 구성에 한정되지 않는다. 즉, 예를 들면 도 42에 나타내는 바와 같은 구성, 도 43에 나타내는 바와 같은 구성, 도 44에 나타내는 바와 같은 구성, 도 45에 나타내는 바와 같은 구성, 도 46에 나타내는 바와 같은 구성, 또는 도 47에 나타내는 바와 같은 구성 등, 어떠한 구성의 것이라도 가능하다.
도 42에 나타내는 표시 장치는, 화소 전극(511)을 이용하여 단차(535)를 형성함으로써, 고정밀도로 패터닝할 수 있도록 한 것이다. 도 42는, 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 도중의 단계에서의 단면도로서, 그 전후의 단계는 상기 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 대략 동일하므로, 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 42에 나타내는 표시 장치에서는, 화소 전극(511)을 통상보다 두껍게 형성하고, 이것에 의해 그 주위와 사이에 단차(535)를 형성하고 있다. 즉, 이 도 42에 나타내는 표시 장치에서는, 후에 광학 재료가 도포되는 화소 전극(511) 쪽이 그 주위보다 높게 되어 있는 볼록형의 단차가 형성되어 있다. 그리고, 상기 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 잉크젯 방식에 의해 발광 소자(513)의 하층 부분에 맞닿는 정공 주입층(513A)을 형성하기 위한 전구체인 광학 재료(540A)를 토출하고, 화소 전극(511)의 상면에 도포한다.
단, 상기 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예의 경우와는 달리, 표시 기판(502)을 상하 반대로 한 상태, 즉 광학 재료(540A)가 도포되는 화소 전극(511)의 상면을 하부를 향하게 한 상태에서, 광학 재료(540A)를 토출하여 도포한다. 이것에 의해, 광학 재료(540A)는 중력과 표면장력에 의해서 화소 전극(511)의 상면(도 42 중에서 하면)에 모이고, 그 주위로는 확산되지 않는다. 따라서, 가열이나 광조사 등에 의해 고형화하면, 도 38의 (b)와 마찬가지의 얇은 정공 주입층(513A)을 형성할 수 있어, 이것을 반복하면 정공 주입층(513A)이 형성된다. 이 때문에, 유기 반도체막(513B)도 형성된다. 이 때문에, 볼록형의 단차를 이용하여 고정밀도로 패터닝할 수 있다. 또, 중력과 표면장력에 한정되지 않고, 원심력 등의 관성력을 이용하여 광학 재료(540A, 540B)의 양을 조정해도 좋다.
도 43에 나타내는 표시 장치도, 액티브 매트릭스형의 표시 장치이다. 도 43은 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 도중의 단계에서의 단면도로서, 이 전후의 단계에서는, 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 43에 나타내는 표시 장치에서는, 우선, 표시 기판(502)상에 반사 전극(512)을 형성하고, 이 반사 전극(512)상에 후에 발광 소자(513)가 배치되는 소정 위치를 둘러싸도록 절연막(570)을 형성하고, 이것에 의해 소정 위치 쪽이 그 주위보다 낮게 되어 있는 오목형의 단차(535)를 형성한다.
그리고, 상기 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 단차(535)에 의해 둘러싸인 영역내에, 잉크젯 방식에 의해 기능성 액상체인 광학 재료(540A, 540B)를 선택적으로 토출하여 도포함으로써, 발광 소자(513)를 형성한다.
한편, 박리용 기판(580)상에, 박리층(581)을 거쳐서 주사선(503), 신호선(504), 화소 전극(511), 스위칭 박막 트랜지스터(509), 커런트 박막 트랜지스터(510) 및 층간 절연막(530)을 형성한다. 마지막으로, 표시 기판(502) 상에 박리용 기판(580)상의 박리층(581)으로부터 박리된 구조를 전사하는 것이다.
이 도 43의 실시예에서는, 주사선(503), 신호선(504), 화소 전극(511), 스위칭 박막 트랜지스터(509), 커런트 박막 트랜지스터(510) 및 층간 절연막(530)에 대한 광학 재료(540A, 540B)의 도포 형성에 의한 데미지의 경감이 도모된다. 또, 패시브 매트릭스형의 표시 소자에도 적용할 수 있다.
도 44에 나타내는 표시 장치도, 액티브 매트릭스형의 표시 장치이다. 도 44는, 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 도중의 단계에서의 단면도로서, 이 전후의단계에서는, 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 44에 나타내는 표시 장치에서는, 층간 절연막(530)을 이용하여 오목형의 단차(535)를 형성하는 것이다. 이 때문에, 특별히 새로운 공정이 증가하지 않고, 층간 절연막(530)을 이용할 수 있어, 제조 공정의 대폭적인 복잡화 등을 방지할 수 있다. 또, 층간 절연막(530)을 SiO2로 형성하는 동시에, 그 표면에 자외선이나 O2, CF3, Ar 등의 플라즈마 등을 조사하고, 그 후에, 화소 전극(511)의 표면을 노출시키고, 그리고 액상의 광학 재료(540A, 540B)를 선택적으로 토출하여 도포해도 좋다. 이것에 의해, 층간 절연막(530)의 표면을 따라 발액성(撥液性)이 강한 분포가 형성되고, 광학 재료(540A, 540B)가 단차(535)와 층간 절연막(530)의 발액성의 양쪽의 작용에 의해서 소정 위치에 모이기 쉬워진다.
도 45에 나타내는 표시 장치는, 액상체인 광학 재료(540A, 540B)가 도포되는 소정 위치의 친수성을, 그 주위의 친수성보다 상대적으로 강하게 함으로써, 도포된 광학 재료(540A, 540B)가 주위로 확산되지 않도록 한 것이다. 도 45는, 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 도중의 단계에서의 단면도로서, 이 전후의 단계에서는 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 45에 나타내는 표시 장치에서는, 층간 절연막(530)을 형성한 후에, 그 상면에 비정질 실리콘층(590)을 형성한다. 비정질 실리콘층(590)은, 화소 전극(511)을 형성하는 ITO보다 상대적으로 발수성이 강하기 때문에, 여기에 화소전극(511)의 표면의 친수성이 그 주위의 친수성보다 상대적으로 강한 엄발수성(掩撥水性)·친수성의 분포가 형성된다. 그리고, 상기 도 35 내지 도 39에 나타내는 실시예와 마찬가지로, 화소 전극(511)의 상면을 향하여 잉크젯 방식에 의해 액상의 광학 재료(540A, 540B)를 선택적으로 토출하여 도포함으로써 발광 소자(513)를 형성하고, 마지막으로 반사 전극(512)을 형성하는 것이다.
또, 이 도 45에 나타내는 실시예에 대해서도, 패시브 매트릭스형의 표시 소자에 적용할 수 있다. 또, 도 43에 나타내는 실시예와 같이, 박리용 기판(580) 상에 박리층(581)을 거쳐서 형성된 구조를, 표시 기판(502)에 전사하는 공정을 포함하고 있어도 좋다.
그리고, 발수성·친수성의 분포는, 금속이나 양극 산화막, 폴리이미드 또는 산화 실리콘 등의 절연막이나, 다른 재료에 의해 형성해도 좋다. 또, 패시브 매트릭스형의 표시 소자이면 제 1 버스 배선(550), 액티브 매트릭스형의 표시 소자이면 주사선(503), 신호선(504), 화소 전극(511), 절연막(530) 또는 차광층(6b)에 의해서 형성해도 좋다.
도 46에 나타내는 표시 장치는, 단차(535)나 발액성(撥液性)·친액성(親液性)의 분포 등을 이용하여 패터닝 정밀도를 향상시키는 것이 아니고, 전위에 의한 인력이나 척력 등을 이용하여 패터닝 정밀도의 향상을 도모하는 것이다. 도 46은, 표시 장치를 제조하는 제조 공정의 도중의 단계에서의 단면도로서, 이 전후의 단계에서는 도 35 내지 도 39로 나타내는 실시예와 마찬가지로 그 도시 및 설명은 생략한다.
이 도 46에 나타내는 표시 장치에서는, 신호선(504)이나 공통급전선(505)을 구동시키는 동시에, 도시하지 않은 트랜지스터를 적절히 온·오프함으로써, 화소 전극(511)이 마이너스 전위로 되고, 층간 절연막(530)이 플러스 전위로 되는 전위 분포를 형성한다. 그리고, 잉크젯 방식에 의해, 플러스로 대전한 액상의 광학 재료(540A)를 소정 위치에 선택적으로 토출하여 도포 형성하는 것이다. 이것에 의해, 광학 재료(540A)를 대전시키고 있으므로, 자발분극 뿐만 아니라 대전 전하도 이용할 수 있어, 패터닝의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 이 도 46에 나타내는 실시예에 대해서도, 패시브 매트릭스형의 표시 소자에 적용할 수 있다. 또, 도 43에 나타내는 실시예와 같이, 박리용 기판(580)상에 박리층(581)을 거쳐서 형성된 구조를, 표시 기판(502)에 전사하는 공정을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 화소 전극(511)과 그 주위의 층간 절연막(530)과의 양쪽에 전위를 인가하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도 47에 나타내는 바와 같이 화소 전극(511)에는 전위를 인가하지 않고, 층간 절연막(530)에만 플러스 전위를 인가하고, 그리고, 액상의 광학 재료(540A)를 플러스로 대전시키고 나서 도포하도록 해도 좋다. 이 도 47에 나타내는 구성에 의하면, 도포된 후에도 액상의 광학 재료(540A)는 확실히 플러스로 대전한 상태를 유지할 수 있기 때문에, 주위의 층간 절연막(530)과의 사이의 척력에 의해서 액상의 광학 재료(540A)가 주위로 흘러나오는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다.
(기타의 실시예)
이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형도 포함하며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 어떠한 구체적인 구조 및 형상으로 설정할 수 있다.
즉, 예를 들면, 도 8 및 도 9에 나타낸 컬러 필터의 제조 장치에서는, 잉크젯 헤드(22)를 주주사 방향 X으로 이동시켜 마더 기판(12)을 주주사하고, 마더 기판(12)을 부주사 구동장치(21)에 의해서 이동시킴으로써, 잉크젯 헤드(22)에 의해서 마더 기판(12)을 부주사하는 것으로 했지만, 이것과는 반대로, 마더 기판(12)의 이동에 의해서 주주사를 실행하고, 잉크젯 헤드(22)의 이동에 의해서 부주사를 실행할 수도 있다. 나아가서는, 잉크젯 헤드(22)를 이동시키지 않고 마더 기판(12)을 이동시키거나, 쌍방을 상대적으로 역방향으로 이동시키는 등, 적어도 어느 한쪽을 상대적으로 이동시키고, 잉크젯 헤드(22)가 마더 기판(12)의 표면을 따라 상대적으로 이동하는 어느 하나의 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 압전 소자의 휨 변형을 이용하여 잉크를 토출하는 구조의 잉크젯 헤드(421)를 사용했지만, 다른 임의의 구조의 잉크젯 헤드, 예를 들면 가열에 의해 발생하는 버블에 의해 잉크를 토출하는 방식의 잉크젯 헤드 등을 사용할 수도 있다.
또, 도 22 내지 도 32에 나타내는 실시예에 있어서, 잉크젯 헤드(421)로서, 노즐(466)을 대략 등간격으로 대략 직선상에 2열 형성하여 설명했지만, 2열에 한정되지 않고, 복수열로 할 수 있다. 또한, 등간격이 아니더라도 좋고, 직선상에 열을 이루어 형성하지 않아도 좋다.
그리고, 액적 토출 장치(16, 401)가 제조에 사용되는 것은, 컬러 필터(1)나 액정 장치(101), EL 장치(201)에 한정되는 것은 아니고, FED(Field Emission Display: 필드 에미션 디스플레이) 등의 전자 방출 장치, PDP(Plasma Display Panel: 플라즈마 디스플레이 패널), 전기 영동 장치 즉 가전 입자를 함유하는 기능성 액상체인 잉크를 각 화소의 격벽간의 오목부로 토출하고, 각 화소를 상하에 끼워 유지하도록 설치되는 전극간에 전압을 인가하여 가전 입자를 한쪽의 전극측으로 근접시켜 각 화소에서의 표시를 행하는 장치, 박형의 브라운관, CRT(Cathode-Ray Tube: 음극선관) 디스플레이 등 기판(기재)을 갖고, 그 위쪽의 영역에 소정의 층을 형성하는 공정을 갖는 다양한 전기 광학 장치에 사용할 수 있다.
본 발명의 장치나 방법은, 전기 광학 장치를 포함한다 기판(기재)을 갖는 디바이스로서, 그 기판(기재)에 액적(8)을 토출하는 공정을 사용할 수 있는 각종 디바이스의 제조 공정에 있어서 사용할 수 있다. 예를 들면, 프린트 회로 기판의 전기 배선을 형성하기 위해, 액상 금속이나 도전성 재료, 금속 함유 도료 등을 잉크젯 방식으로 토출하여 금속 배선 등을 하는 구성, 기재 상에 형성되는 미세한 마이크로 렌즈를 잉크젯 방식에 의한 토출에 의해 광학부재를 형성하는 구성, 기판 상에 도포하는 레지스트를 필요한 부분만큼 도포하도록 잉크젯 방식으로 토출하는 구성, 플라스틱 등의 투광성 기판 등에 광을 산란시키는 볼록부나 미소 백(白)패턴 등을 잉크젯 방식으로 토출 형성하여 광산란판을 형성하는 구성, DNA(deoxyribonucleic acid:DNA) 칩상에 매트릭스 배열하는 스파이크 스폿에RNA(ribonucleic acid: 리보핵산)를 잉크젯 방식으로 토출시켜 형광 표식 프로브를 제작하여 DNA 칩상에서 하이브리타제이션시키는 등, 기재로 구획된 도트형상의 위치에, 시료나 항체, DNA (deoxyribonucleic acid:DNA) 등을 잉크젯 방식으로 토출시켜 바이오 칩을 형성하는 구성 등에도 이용할 수 있다.
또한, 액정 장치(101)로서도, TFT 등의 트랜지스터나 TFD의 액티브 소자를 화소에 구비한 액티브 매트릭스 액정 패널 등, 화소 전극을 둘러싸는 격벽(6)을 형성하고, 이 격벽(6)으로 형성되는 오목부에 잉크를 잉크젯 방식으로 토출하여 컬러 필터(1)를 형성하는 구성의 것, 화소 전극상에 잉크로서 색재 및 도전재를 혼합한 것을 잉크젯 방식으로 토출하여, 화소 전극상에 형성하는 컬러 필터(1)를 도전성 컬러 필터로서 형성하는 구성, 기판 사이의 갭을 유지하기 위한 스페이서의 그레인을 잉크젯 방식으로 토출 형성하는 구성 등, 액정 장치(101)의 전기 광학계를 구성하는 어느 부분에도 적용 가능하다.
또, 컬러 필터(1)에 한정되지 않고, EL 장치(201) 등, 다른 어떠한 전기 광학 장치에 적용할 수 있고, EL 장치(201)로서도, R, G, B의 3색에 대응하는 EL이 띠형상으로 형성되는 스트라이프형이나, 상술한 바와 같이 각 화소마다 발광층에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터를 구비한 액티브 매트릭스형의 표시 장치 또는 패시브 매트릭스형에 적용하는 것 등, 어떠한 구성으로도 할 수 있다.
그리고, 상기 각 실시예의 전기 광학 장치가 조립되는 전자 기기로서는, 예를 들면 도 48에 나타내는 바와 같은 퍼스널 컴퓨터(490)에 한정되지 않고, 도 49에 나타내는 휴대 전화(491)나 PHS(Personal Handyphone System) 등의 휴대형 전화기, 전자 수첩, 페이저, POS(Point Of Sales)단말, IC카드, 미니 디스크 플레이어, 액정 프로젝터, 엔지니어링·워크 스테이션(Engineering Work Station:EWS), 워드 프로세서, 텔레비전, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 전자 탁상 계산기, 카네비게이션 장치, 터치 패널을 구비한 장치, 시계, 게임기기 등의 여러 가지 전자기기에 적용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 실시 시의 구체적인 구조 및 순서는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조나 순서 등으로 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 잉크젯 헤드 등의 액적 토출 헤드를 사용하면서도 피토출물 상에 균일한 특성이 얻어지는 층을 형성할 수 있는 토출 방법 및 그 장치, 전기 광학 장치, 그 제조 방법 및 그 제조 장치, 컬러 필터, 그 제조 방법 및 그 제조 장치와 기재를 갖는 디바이스, 그 제어 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.

Claims (31)

  1. 유동성을 갖는 액상체를 피토출물 상에 토출하는 복수의 노즐이 배열하도록 설치된 복수의 액적 토출 헤드와,
    이 액적 토출 헤드의 상기 노즐이 형성된 한쪽 면을 상기 피토출물의 표면에 간극을 개재해서 대향시켜, 상기 액적 토출 헤드를 소정의 방향으로 복수 나란히 배치하는 유지 수단과,
    이 유지 수단 및 상기 피토출물의 적어도 한쪽을 상기 액적 토출 헤드가 상기 피토출물의 표면을 따르는 상태에서 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    상기 복수의 액적 토출 헤드의 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않는 토출 규제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    토출 규제 수단에 의해 액상체를 토출하지 않는 노즐의 영역은, 각 노즐로부터 토출되는 상기 액상체의 토출량의 평균값의 110% 이상의 토출량으로 되는 노즐의 영역인 것을 특징으로 한 토출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각 노즐로부터 토출되는 토출량은, 각 노즐의 토출량의 평균값에 대해서 ±1할 이내인 것을 특징으로 하는 토출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    액적 토출 헤드는 노즐이 등간격으로 설치된 것을 특징으로 한 토출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 노즐의 설치 방향이 이동 수단에 의해 이 액적 토출 헤드가 피토출물의 표면을 따라 상대적으로 이동되는 방향에 대해서 비스듬하게 교차해서 배치된 것을 특징으로 한 토출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 동일 개수의 노즐을 갖는 것을 특징으로 한 토출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 인접하는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐의 영역과, 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복하여 위치하도록 배치되고,
    액상체를 토출하는 노즐이 복수의 액적 토출 헤드 전체에서 연속해서 배열하도록 한 것을 특징으로 한 토출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 복수열로 나란히 배치되고, 또한 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 복수열 중의 다른 열에 배치되는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐 영역과, 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복하여 위치하도록 배치된 것을 특징으로 한 토출 장치.
  9. 제 1 항에 기재된 토출 장치를 구비하는 전기 광학 장치의 제조 장치에 있어서,
    피토출물은 EL 발광층이 형성되는 기판이고, 복수의 액적 토출 헤드를 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키면서, 상기 기판 상에 상기 복수의 액적 토출 헤드에서의 소정의 노즐로부터 EL 발광 재료를 함유하는 액상체를 토출시켜, 상기 기판 상에 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한 전기 광학 장치의 제조 장치.
  10. 제 1 항에 기재된 토출 장치를 구비하는 전기 광학 장치의 제조 장치로서,
    피토출물은 액정을 사이에 끼우는 한 쌍의 기판의 한쪽으로서, 복수의 액적 토출 헤드를 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키면서, 상기 기판 상에 상기 복수의 액적 토출 헤드에서의 소정의 노즐로부터 컬러 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출시켜, 상기 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 한 전기 광학 장치의 제조 장치.
  11. 제 1 항에 기재된 토출 장치를 구비하는 컬러 필터의 제조 장치로서,
    피토출물은 다른 색을 나타내는 컬러 필터가 형성되는 기판이고, 복수의 액적 토출 헤드를 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키면서, 상기 기판 상에 상기 복수의 액적 토출 헤드에서의 소정의 노즐로부터 컬러 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출시켜, 상기 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 한 컬러 필터의 제조 장치.
  12. 전극이 복수 형성된 기판과, 이 기판 상에 상기 전극에 대응하여 복수 형성된 EL 발광층을 구비한 전기 광학 장치로서,
    상기 EL 발광층은, EL 발광 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 배치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체가 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출되어 형성된 것을 특징으로 한 전기 광학 장치.
  13. 기판과, 이 기판 상에 형성된 다른 색의 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치로서,
    상기 컬러 필터는, 소정의 색의 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 노출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체가 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출되어 형성된 것을 특징으로 한 전기 광학 장치.
  14. 기판 상에 다른 색을 나타내도록 형성된 컬러 필터로서,
    소정의 색의 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체가 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출되어 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
  15. 유동성을 갖는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 설치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 피토출물의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 소정의 노즐에서 상기 피토출물 상에 상기 액상체를 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    노즐의 설치 방향의 양단부에 위치하는 소정 영역의 노즐은, 상기 각 노즐로부터 토출되는 상기 액상체의 토출량의 평균값의 110% 이상의 토출량으로 되는 영역의 노즐인 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    각 노즐로부터 토출되는 토출량은, 상기 각 노즐의 토출량의 평균값에 대해서 ±1할 이내인 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    액적 토출 헤드는, 노즐이 등간격으로 형성되고,
    이 액적 토출 헤드의 노즐로부터 액상체를 피토출물 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드가, 노즐의 설치 방향이 이 액적 토출 헤드가 피토출물의 표면을 따라 상대적으로 이동되는 방향에 대해서 비스듬하게 교차하도록 배치된 상태에서,
    이 액적 토출 헤드의 노즐로부터 액상체를 피토출물 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 동일 개수의 노즐을 갖고,
    이들 액적 토출 헤드의 노즐에서 액상체를 피토출물 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역이, 인접하는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐의 영역과, 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복하여 위치하고, 액상체를 토출하는 노즐이 복수의 액적 토출 헤드 전체에서 연속해서 배열하도록 배치되고,
    이들 액적 토출 헤드의 노즐에서 액상체를 피토출물 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    복수의 액적 토출 헤드는, 복수열로 나란히 배치되고, 액상체를 토출하지 않는 노즐의 단부 영역을, 복수열 중의 다른 열에 배치되는 액적 토출 헤드의 액상체를 토출하는 노즐의 영역과, 상기 상대적으로 이동하는 방향에 대해서 중복하여 위치하도록 배치되고,
    이들 액적 토출 헤드의 노즐에서 액상체를 피토출물 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 방법.
  23. 제 15 항에 기재된 토출 방법에 의해 액상체를 토출하는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    상기 액상체는 EL 발광 재료를 함유하는 것이고, 피토출물은 기판이고,
    액적 토출 헤드를 상기 기판의 표면을 따르는 상태에서 상대적으로 이동하면서, 상기 노즐에서 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  24. 제 15 항에 기재된 토출 방법에 의해 액상체를 토출하는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    상기 액상체는 컬러 필터 재료를 함유하는 것이고, 피토출물은 기판이고,
    액적 토출 헤드를 상기 기판의 표면을 따르는 상태에서 상대적으로 이동하면서, 상기 노즐에서 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  25. 제 15 항에 기재된 토출 방법에 의해 액상체를 토출하는 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    상기 액상체는 컬러 필터 재료를 함유하는 것이고, 피토출물은 기판이고,
    액적 토출 헤드를 상기 기판의 표면을 따르는 상태에서 상대적으로 이동하면서, 상기 노즐에서 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  26. 전극이 복수 설치된 기판과, 이 기판 상에 상기 전극에 대응하여 복수 형성된 EL 발광층을 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    EL 발광 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 배치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 상기 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  27. 기판과, 이 기판 상에 형성된 다른 색의 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    소정의 색의 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 배치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 상기 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  28. 기판 상에 다른 색을 나타내도록 형성된 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    소정의 색의 필터 재료를 함유하는 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 배치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기판의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 상기 액상체를 상기 기판 상의 소정의 위치에 적절히 토출하여 상기 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  29. 기재와, 이 기재 상에 유동성을 갖는 액상체가 토출되어 형성된 기재를 갖는 디바이스로서,
    상기 액상체를 토출하는 복수의 노즐이 배열해서 형성되어 소정의 방향으로 나란히 배치된 복수의 액적 토출 헤드가, 상기 노즐의 배치 방향의 양단부의 소정 영역에 위치하는 노즐로부터는 상기 액상체를 토출시키지 않도록 하여, 상기 노즐을 갖는 한쪽 면을 상기 기재의 표면에 간극을 개재해서 대향하는 상태에서 상대적으로 이동시키면서, 소정의 노즐로부터 상기 기재 상의 소정의 위치에 상기 액상체가 적절히 토출되어 소정의 층이 형성된 것을 특징으로 한 기재를 갖는 디바이스.
  30. 제 1 항에 기재된 토출 장치를 구비하고,
    피토출물은 디바이스의 기재이며,
    소정의 층을 상기 기재 상에 형성하는 공정에서, 상기 복수의 액적 토출 헤드로부터 액상체를 상기 기재 상에 토출하여 소정의 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 기재를 갖는 디바이스의 제조 장치.
  31. 제 15 항에 기재된 토출 방법에 의해, 피토출물인 기재 상에 액상체를 토출하여 소정의 층을 상기 기재 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 기재를 갖는 디바이스의 제조 방법.
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