KR100490195B1 - 액적 토출 장치와 그 구동 방법, 제막 장치와 제막 방법,컬러 필터의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법, 및전자 기기 - Google Patents

액적 토출 장치와 그 구동 방법, 제막 장치와 제막 방법,컬러 필터의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법, 및전자 기기 Download PDF

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KR100490195B1 KR10-2003-0012278A KR20030012278A KR100490195B1 KR 100490195 B1 KR100490195 B1 KR 100490195B1 KR 20030012278 A KR20030012278 A KR 20030012278A KR 100490195 B1 KR100490195 B1 KR 100490195B1
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 생산성을 손상하지 않고, 또한 제막이나 패터닝에 악영향을 미치거나, 장치를 오염시키거나 함이 방지된 플러싱(flushing) 가능 액적 토출 장치와 그 구동방법, 제막장치와 제막방법 등을 제공한다.
X축 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드(34)와, 스테이지(39)상의 기판(S)에 대해 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어(41)와, 액적 토출 헤드(34)에 의한 동작을 제어하는 제어 장치(40)를 갖고, 액적 토출 헤드(34)가 X축 방향에 대해 비스듬하게 배치된 액적 토출 장치(30)이다. 제어 장치(40)는 액적 토출 헤드(34)를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행한다.

Description

액적 토출 장치와 그 구동 방법, 제막 장치와 제막 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 ＥＬ 장치의 제조 방법, 및 전자 기기{DROPLET DISCHARGING DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME, FILM FORMING DEVICE AND METHOD OF FORMING FILM, METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTER, METHOD OF MANUFACTURING ORGANIC EL DEVICE, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은 스테이지상에 배치된 기판상에 액적을 도포하는 액적 토출 장치에 관한 것으로, 상세하게는 그 플러싱 동작을 제어하는 기구를 구비한 액적 토출 장치와 그 구동 방법, 또 제막 장치와 제막 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL장치의 제조 방법, 및 전자 기기에 관한 것이다.
잉크 등의 액적을 토출하여 박막 형성이나 패터닝 등을 행하는 액적 토출 토출 장치로서, 일반적으로 잉크젯 기술을 응용한 장치가 있다. 이 장치는 액상 재료 공급부로부터의 액상 재료의 공급을 받는 액적 토출 헤드와, 기판을 액적 토출 헤드에 대해서 상대적으로 이동시키는 스테이지를 구비하고, 토출 데이터에 의하여 액적 토출 헤드를 이동시키면서 기판상에 액적을 토출시켜, 박막 형성이나 패터닝 등을 행하는 것이다.
액적 토출 헤드는 스테이지상에 배치된 캐리지에 탑재됨으로써, 스테이지에 대해서 예를 들어 그 X방향으로 이동 가능하게 설치된 것이다. 또한, 상기 스테이지에는, 기판을 예를 들어 Y 방향으로 이송하는 이송 기구가 설치되어 있고, 이것에 의해서 액적 토출 헤드는 기판에 대해 상대적으로 보아 XY 방향으로 이동이 가능하게 되어 있다.
또한, 이 액적 토출 헤드는, 기판에 액적을 토출하는 다수의 노즐을, 종횡으로 정렬시킨 상태로 구비한 평면도가 구형 형상의 것으로, 이 액적 토출 헤드를 지지하는 축이 회동 수단에 의해서 회동 가능하게 설치되어 있어, X방향, Y방향에 대해 노즐의 열이 비스듬하게 되는 자세로, 액적 토출을 행할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 노즐의 열이 비스듬하게 되도록 하여 액적의 토출을 행하는 것은, 일정하게 형성된 서로 이웃하는 노즐간의 피치를 외관상 좁게 하고, 이것에 의해 정밀한, 혹은 연속성이 있는 박막 형성이나 패터닝 등을 행하기 위함이다.
즉, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(H)의 노즐(N)의 열(L)을, 그 이동 방향(X 방향)에 대해 직교시킨 정규의 자세로 액적 토출을 행한 경우에는, 토출되는 액적(T)간의 피치(P2)는 노즐(N,N)간의 피치(Pl)와 동일하게 된다.
한편, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(H)의 노즐(N)의 열(L)을, 그 이동 방향(X 방향)에 대해 비스듬하게 한 자세로 액적 토출을 행한 경우에는, 토출되는 액적(T)간의 피치(P3)는 노즐(N,N)간의 피치(Pl)보다 좁게 되어, 따라서 노즐간의 피치를 외관상 좁게 할 수 있다.
그런데, 이러한 장치에서는, 특히 토출하는 액상 재료중의 용매의 휘발성이 높은 경우, 액상 재료의 토출이 연속적으로 되지 않은 노즐에서는, 그 개구에 체류하는 액상 재료가 용매의 휘발에 의해서 점도 상승을 일으키고, 심한 경우에는 액상 재료가 고화하거나, 여기에 먼지가 부착하거나, 또는 기포 혼입 등에 의해 노즐 개구에 막힘을 발생시켜, 토출 불량을 일으키는 문제가 있었다.
이러한 토출 불량을 방지하기 위해, 종래에는 스테이지의 한쪽의 측 혹은 양쪽의 측에, 플러싱 에리어를 설치하고 있다. 이 플러싱 에리어는 액적 토출 헤드의 각 노즐에 강제적으로 토출을 행하게 하기 위한 장소이고, 특히 비교적 긴 시간 토출을 행하지 않은 노즐에 대해, 토출 불량을 방지하기 위해서 설치된 것이다.
그런데, 이러한 플러싱 에리어에서의 플러싱에는 이하의 개선해야 할 과제가 있다.
일반적으로 플러싱 에리어에서는, 스테이지(기판)에 대한 액적 토출 헤드의 이동을 일단 정지시키고, 그 상태에서 플러싱을 행하고 있다. 그러나, 이와 같이 액체토출 헤드의 이동을 정지시키고 플러싱을 행하는 것은 토출에 의한 박막 형성이나 패터닝의 공정 전체의 시간이 길어져서, 결과적으로 생산성이 손상된다.
또한, 이러한 과제를 해소하기 위하여, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어에서 플러싱을 행하는 것도 생각된다. 그러나, 특히 액적 토출 헤드를 비스듬하게 배치하고 있는 경우에는, 일부의 노즐이 플러싱 에리어상으로부터 비어져 나오기 쉽고, 그 때, 이 비어져 나온 노즐로부터도 플러싱을 행하면, 그 주변에 액적이 비산하여 오염되어 목적으로 하는 제막이나 패터닝에 악영향이 미치거나, 장치 그 자체가 오염되어 메인티넌스가 번잡하게 된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 행하여진 것으로, 그 목적은, 생산성을 손상하지 않고, 또한 제막이나 패터닝에 악영향을 미치게 하거나, 장치를 오염시키거나 함이 방지된 플러싱을 가능하게 하는, 액적 토출 장치와 그 구동 방법, 또 제막 장치와 제막 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL장치의 제조 방법, 및 전자 기기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 액적 토출 장치에서는 스테이지 위쪽에 설치되어 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되고, 또, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어와, 상기 액적 토출 헤드에 의한 동작을 제어하는 제어 수단을 갖고, 상기 액적 토출 헤드가 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치된 액적 토출 장치로서,
상기 제어 수단은 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이 액적 토출 장치에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 제어 수단을 구성했으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행하여짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 액적 토출 장치에서는, 스테이지 위쪽에 설치되어 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되고, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어와, 상기 액적 토출 헤드에 의한 동작을 제어하는 제어 수단을 갖고, 상기 액적 토출 헤드가 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치된 액적 토출 장치로서,
상기 제어 수단은 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 그 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이 액적 토출 장치에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 그 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 제어 수단을 구성했으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치에서는, 상기 제어 수단이 노즐에 대해서 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행한 후, 그 노즐에 대해서 미진동 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 액적 토출 헤드 내의 액의 용매 휘발에 의한 점도 상승을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치에서는, 플러싱 에리어가 스테이지상의 기판에 대해서 상기 하나의 방향에서의 양측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 상기 하나의 방향으로 왕복 이동한 때, 어느 측에서도 플러싱을 행할 수 있으므로, 액적 토출 헤드 내의 액의 용매 휘발에 의한 점도 상승을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치에서는, 상기 제어 수단이, 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하지 않고, 플러싱 에리어상을 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 내측, 즉 기판측을 향해 이동할 때에만, 플러싱 동작을 행하게 되므로, 기판상으로의 액적 토출의 직전에 플러싱을 행함으로써, 노즐의 토출 불량을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 외측을 향해 이동하는 때에는 플러싱 동작을 행하지 않기 때문에, 액의 낭비를 경감할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치에서는, 상기 액적 토출 헤드가 그 둘레 방향으로 회동 가능하게 설치되고, 또한 그 회동 동작이 상기 제어 수단에 의해서 제어되도록 구성되어 되며, 상기 제어 수단이, 상기 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어 내로 이동하여 플러싱을 행할 때, 미리 그 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시켜 두고, 모든 노즐이 플러싱 동작을 정지한 후, 비스듬하게 되도록 다시 회동시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키고, 그 상태에서 플러싱이 행하여지므로, 액적 토출 헤드가 비스듬하게 되어 있음으로써 그 일부의 노즐이 플러싱 에리어상으로부터 비어져 나와, 그 상태에서 플러싱이 행하여지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이와 같이 한 경우에, 상기 액적 토출 헤드에 대한, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키는 동작을, 플러싱 에리어상에서 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 기판 위에서의 액적 토출에 영향을 주지 않고, 플러싱을 행할 수 있다.
본 발명의 제막 장치에서는 상기의 액적 토출 장치를 구비하여 되는 것을 특징으로 한다.
이 제막 장치에 의하면, 상기의 액적 토출 장치를 구비하고 있으므로, 플러싱에 의해서 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막에의 악영향이나 장치의 오염이 방지된다.
본 발명의 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 액적 토출 장치가 스테이지 위쪽에 설치되어 상기 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어를 갖고, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치하여 되고, 플러싱을, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 이 액적 토출 헤드로 플러싱 동작을 행하게 함으로써 행하고, 그 후, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이 액적 토출 장치의 구동 방법에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키도록 하고 있으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행하여 짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 액적 토출 장치가 스테이지 위쪽에 설치되어 상기 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어를 갖고, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치하여 되고, 플러싱을, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드로 플러싱 동작을 행하게 함으로써 행하고, 그 후, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 그 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
이 액적 토출 장치의 구동 방법에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 그 노즐의 플러싱 동작을 정지시키도록 하고 있으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 노즐에 대해서 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행한 후, 그 노즐에 대해서 미진동 동작을 행하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 액적 토출 헤드 내의 액의 용매 휘발에 의한 점도 상승을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 플러싱 에리어가 스테이지상의 기판에 대해서 상기 하나의 방향에서의 양측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 상기 하나의 방향으로 왕복 이동한 때, 어느 측에서도 행할 수 있기 때문에, 액적 토출 헤드 내의 액의 용매 휘발에 의한 점도 상승을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하지 않고, 플러싱 에리어상을 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱 동작을 행하게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 내측, 즉 기판측을 향해 이동할 때에만, 플러싱 동작을 행하므로, 기판상으로의 액체 토출의 직전에 플러싱을 행함으로써, 노즐의 토출 불량을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하지 않기 때문에, 액의 낭비를 경감할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 장치의 구동 방법에서는, 상기 액적 토출 헤드가 그 둘레 방향으로 회동 가능하게 설치되며, 또한 그 회동 동작이 상기 제어 수단에 의해 제어되도록 구성되며, 상기 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어 내로 이동하여 플러싱을 행할 때, 미리 그 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시켜 두고, 모든 노즐이 플러싱 동작을 정지한 후, 다시 비스듬하게 되도록 회동시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키고, 그 상태에서 플러싱을 행하게 하므로, 액적 토출 헤드가 비스듬하게 되어 있음에 의해 그 일부의 노즐이 플러싱 에리어상으로부터 비어져 나와, 그 상태에서 플러싱이 행해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이와 같이 한 경우에, 상기 액적 토출 헤드에 대한, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키는 동작을, 플러싱 에리어상에서 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 기판 위에서의 액적 토출에 영향을 주지 않고, 플러싱을 행할 수 있다.
본 발명의 제막 방법에서는, 상기의 액적 토출 장치의 구동 방법을 구비하여 되는 것을 특징으로 한다.
이 제막 방법에 의하면, 상기의 액적 토출 장치의 구동 방법을 구비하여 되기 때문에, 플러싱에 의해서 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막에의 악영향이나 장치의 오염이 방지된다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에서는 상기의 제막 방법에 의해서 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 상술한 바와 같이 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 제막에의 악영향이나 장치의 오염이 방지되기 때문에, 컬러 필터를 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 EL장치의 제조 방법에서는 상기의 제막 방법에 의해서 유기 EL장치의 구성 요소로 되는 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 유기 EL장치의 제조 방법에 의하면, 상술한 바와 같이 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 제막에의 악영향이나 장치의 오염이 방지되기 때문에, 유기 EL 소자의 구성 요소로 되는 박막을 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
본 발명의 전자 기기에서는 상기의 제막 방법을 사용하여 형성된 디바이스를 구비하여 되는 것을 특징으로 한다.
이 전자 기기에 의하면, 상기의 제막 방법을 사용하여 형성된 디바이스를 구비하여 되므로, 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
발명의 실시의 형태
이하, 본 발명을 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 액적 토출 장치를 구비한 제막 장치를, 컬러 필터 제조 장치로서 사용하는 경우의 일실시 형태예를 나타내는 도면으로, 도 1에서 부호 30은 제막 장치로 되는 액적 토출 장치이다. 이 액적 토출 장치(30)는 베이스(31), 기판 이동 수단(32), 헤드 이동 수단(33), 액적 토출 헤드(34), 액 공급 수단(35), 제어 장치(제어 수단)(40) 등을 가져 구성된 것이다. 베이스(31)는 그 위에 상기 기판 이동 수단(32), 헤드 이동 수단(33)을 설치한 것이다.
기판 이동 수단(32)은 베이스(31)상에 설치된 것으로, Y축 방향을 따라 배치된 가이드 레일(36)을 갖는 것이다. 이 기판 이동 수단(32)은 예를 들어 리니어 모터(도시하지 않음)에 의해, 슬라이더(37)를 가이드 레일(36)을 따라 이동시키도록 구성된 것이다.
슬라이더(37)상에는 스테이지(39)가 고정되어 있다. 이 스테이지(39)는 기판(S)을 위치 결정하고 유지하기 위한 것이다. 즉, 이 스테이지(39)는 공지의 흡착 유지 수단(도시하지 않음)을 갖고, 이 흡착 유지 수단을 작동시킴으로써, 기판(S)을 스테이지(39)상에 흡착 유지하도록 되어 있다. 기판(S)은 예를 들어 스테이지(39)의 위치 결정 핀(도시하지 않음)에 의해, 스테이지(39)상의 소정 위치에 정확하게 위치 결정되어, 유지되도록 되어 있다.
스테이지(39)상의 기판(S)에 대해, 그 양측, 즉 후술하는 액적 토출 헤드(34)의 이동 방향(X축 방향)에서의 양측에는, 액적 토출 헤드(34)에 플러싱을 행하게 하기 위한 플러싱 에리어(41)가 설치되어 있다. 이들 플러싱 에리어(41,41)는 Y축 방향으로 뻗어 형성된 평면도가 구형 형상의 것으로, 스테이지(39)의 측방의 베이스(31)상에 설치된 용기의 개구부 등에 의해 형성된 것이다. 또한, 이러한 플러싱 에리어(41,41)는 베이스(31)상에서의 위치가 미리 결정되어 있고, 이 위치가 후술하는 제어 장치에 기억되게 되어 있다.
헤드 이동 수단(33)은, 베이스(31)의 후부측에 세워진 한쌍의 가대(架台)(33a,33a)와, 이들 가대(33a,33a)상에 설치된 주행로(33b)를 구비하여 된 것으로, 그 주행로(33b)를 X축 방향, 즉 상기의 기판 이동 수단(32)의 Y축 방향과 직교하는 방향을 따라 배치한 것이다. 주행로(33b)는, 가대(33a, 33a)간에 걸쳐진 유지판(33c)과, 이 유지판(33c)상에 설치된 한쌍의 가이드 레일(33d,33d)을 가져 형성된 것으로, 가이드 레일(33d,33d)의 길이 방향으로 액적 토출 헤드(34)를 탑재하는 캐리지(42)를 이동 가능하게 유지한 것이다. 캐리지(42)는 리니어 모터(도시하지 않음) 등의 작동에 의해서 가이드 레일(33d,33d)상을 주행하고, 이것에 의해 액적 토출 헤드(34)를 X축 방향으로 이동시키도록 구성된 것이다.
여기서, 이 캐리지(42)는 가이드 레일(33d,33d)의 길이 방향, 즉 X축 방향으로 예를 들어 1㎛단위로 이동이 가능하게 되어 있고, 이러한 이동은 제어 장치(40)에 의해서 제어되게 되어 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 플러싱 에리어(41,41)의 위치가 제어 장치(40)에 기억됨으로써, 후술하는 바와 같이 액적 토출 헤드(34)의 각 동작과 플러싱 에리어(41,41)의 위치와의 관계를, 이 제어 장치(40)로 제어할 수 있게 되어 있다.
액적 토출 헤드(34)는, 상기 캐리지(42)에 부착부(43)를 통하여 회동 가능하게 부착된 것이다. 부착부(43)에는 모터(44)가 설치되어 있고, 액적 토출 헤드(34)는 그 지지축(도시하지 않음)이 모터(44)에 연결되어 있다. 이러한 구성하에, 액적 토출 헤드(34)는 그 둘레 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 또한, 모터(44)도 상기 제어 장치(40)에 접속되어 있고, 이것에 의해서 액적 토출 헤드(34)는 그 둘레 방향으로의 회동이 제어 장치(40)로 제어되도록 되어 있다.
여기서, 액적 토출 헤드(34)는 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 예를 들어 스텐레스제의 노즐 플레이트(12)와 진동판(13)을 구비하고, 양자를 간막이 부재(리서버 플레이트)(14)를 통하여 접합한 것이다. 노즐 플레이트(12)와 진동판(13) 사이에는 간막이 부재(14)에 의해서 복수의 공간(15)과 액저류소(16)가 형성되어 있다. 각 공간(15)과 액저류소(16)의 내부는 액상 재료로 채워져 있고, 각 공간(15)과 액저류소(16)는 공급구(17)를 통하여 연통되어 있다. 또한, 노즐 플레이트(12)에는, 공간(15)으로부터 액상 재료를 분사하기 위한 노즐 구멍(18)이 종횡으로 정렬된 상태로 복수 형성되어 있다. 한편, 진동판(13)에는 액저류소(16)로 액상 재료를 공급하기 위한 구멍(19)이 형성되어 있다.
또한, 진동판(13)의 공간(15)에 대향하는 면과 반대측의 면상에는, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전 소자(피에조 소자)(20)가 접합되어 있다. 이 압전 소자(20)는 한쌍의 전극(21) 사이에 위치하여, 통전하면 이것이 외측으로 돌출하도록 하여 휘어지도록 구성된 것이다. 그리고, 이러한 구성으로 인하여 압전 소자(20)가 접합되어 있는 진동판(13)은 압전 소자(20)와 일체로 되어 동시에 외측으로 휘어지도록 되어 있고, 이것에 의해서 공간(15)의 용적이 증대하도록 되어 있다. 따라서, 공간(15)내에 증대한 용적분에 상당하는 액상 재료가, 액저류소(16)로부터 공급구(17)를 통하여 유입한다. 또한, 이러한 상태로부터 압전 소자(20)로의 통전을 해제하면, 압전 소자(20)와 진동판(13)은 함께 원래의 형상으로 복원된다.
따라서, 공간(15)도 원래의 용적으로 복원되므로, 공간(15) 내부의 액상 재료의 압력이 상승하여, 노즐 구멍(18)으로부터 기판을 향해 액상 재료의 액적(22)이 토출된다.
또한, 이러한 구성으로 되는 액적 토출 헤드(34)는, 그 저면 형상이 대략 구형 형상의 것으로, 도 15의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 노즐(N)(노즐 구멍(18))이 종횡으로 정렬한 상태로 구형 형상으로 배치된 것이다. 그리고, 본 예에서는 그 종방향, 즉 장변 방향으로 배치된 노즐군을 노즐의 열(노즐열)로 하고 있다. 또한, 각 노즐(N)(노즐 구멍(18))은 각각 독립하여 압전 소자(20)가 설치되어 있음으로써, 그 토출 동작이나 후술하는 미진동 동작을 각각 독립하여 행하도록 되어 있다.
액 공급 수단(35)은 액적 토출 헤드(34)에 액상 재료를 공급하는 액공급원(45)과, 이 액공급원(45)으로부터 액적 토출 헤드(34)로 액을 보내기 위한 액공급 튜브(46)로 된 것이다.
제어 장치(401)는, 컴퓨터 등으로 되는 것으로, 상술한 바와 같이 플러싱 에리어(41)의 위치, 구체적으로는 Y축과 평행으로 되는 양측 변의 X 좌표를 기억하는 동시에, 액적 토출 헤드(34)의 위치 정보, 즉 액적 토출 헤드(34)의 가이드 레일(33d,33d)상에서의 위치(X 좌표)와 그 때의 각 노즐의 위치(X 좌표)를 검지하여 기억하는 것이다. 또한, 이들 기억에 의하여, 각 노즐에 대해 통상의 토출 동작과 플러싱 동작, 및 후술하는 미진동 동작을 행하는 제어를 하도록 되어 있다.
여기서, 제어 장치(40)에 의한, 플러싱 동작의 구체적인 제어를 설명한다. 본 발명에서는 몇 개의 패턴으로 제어를 행할 수 있지만, 크게 나누어 이하의 2 가지의 제어를 행하도록 되어 있다. 또한, 이하에 나타내는 제어는, 모두 액적 토출 헤드(34)를 그 노즐열이 비스듬하게 되도록 소망 각도 회동하여 배치하여, 그 노즐간의 피치를 소망하는 외관상의 피치로 하고 있다.
제어의 첫번째는, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키면서 플러싱 에리어(41) 내에서 이 액적 토출 헤드(34)에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 적어도 한개의 노즐이 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 이것을 검지하여 모든 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 제어를 행하는 방식이다.
두번째는, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키면서 플러싱 에리어(41) 내에서 이 액적 토출 헤드(34)에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 노즐이 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 그 노즐, 즉 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 개개의 노즐에 대해, 그 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행하는 방식이다.
즉, 이들 방식에서는, 우선 상술한 바와 같이 미리 플러싱 에리어(41)의 양변의 위치를, 액적 토출 헤드(34)의 이동 방향인 X축에서의 좌표로서 기억한다. 그 때, 도 3에 나타내는 바와 같이 플러싱 에리어(41)가 스테이지(39)(기판(S))의 양측에 있는 경우에는, 스테이지(39)(기판(S))측, 즉 내측의 X 좌표로 되는 X2, X3을 기억하고, 또한 외측으로 되는 X1, X4도 기억한다.
그리고, 상기의 첫번째의 방식에서는 액적 토출 헤드(34)의 최외부에 위치하는 노즐, 즉 도 4의 (a)중에 나타내는 바와 같이 액적 토출 헤드(34)의 이동 방향인 X축 방향에 대해 비스듬하게 배치된 액적 토출 헤드(34)의, X축 방향에서의 최외 위치로 되는 각부의 노즐(N1,N2)의 위치를 기억한다. 그리고, 액적 토출 헤드(34)의 이동에 의해서 이들 노즐(N1,N2)이 미리 설정한 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때, 예를 들어 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)측으로부터 스테이지(39)측으로 이동하는 경우에는, 그 노즐(N2)이 플러싱 에리어(41)의 내측의 좌표인 X2에 도달한 때에, 모든 노즐(N)의 플러싱 동작을 정지시키도록 한다.
또한, 이러한 플러싱 동작은, 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상에 위치하는 모든 사이를 통해서 행하도록 하여도 좋지만, 특히 토출하는 액이 고가인 경우 등에는, 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상을 외측을 향해 이동하는 때에는 플러싱 동작을 행하지 않고, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 플러싱 에리어(41)상을 내측을 향해 이동할 때에만, 플러싱 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 기판(S)상으로의 액적 토출의 직전에 플러싱을 행함으로써, 노즐(N)의 토출 불량을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 또 액의 낭비를 경감할 수 있기 때문이다.
또한, 이와 같이 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱 동작을 행하는 경우, 그 플러싱 동작의 개시시기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상을 외측을 향해 이동하여, 일단 플러싱 에리어(41)로부터 벗어난 후, 다시 돌아와서 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 그 노즐(N1)이 플러싱 에리어(41)의 외측의 좌표인 X1에 도달한 때에, 모든 노즐(N)에 대해 플러싱 동작을 행하도록 한다. 또한, 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상으로부터 벗어나는 일 없이, 또한 즉 모든 노즐(N)이 플러싱 에리어(41)상에 있는 상태에서 이동 방향을 바꾸어, 되풀이하는 경우에는, 예를 들어 그 되풀이하는 시점에서 모든 노즐(N)에 대해 플러싱 동작을 행하도록 한다.
한편, 상기의 두번째의 방식에서는, 비스듬하게 배치된 액적 토출 헤드(34)의 모든 노즐(N)의 위치를 기억한다. 그리고, 액적 토출 헤드(34)의 이동에 의해서 이들 노즐(N)이 미리 설정한 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때, 그 노즐(N), 즉 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 개개의 노즐(N)에 대해, 그 플러싱 동작을 정지시킨다. 예를 들어, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)측으로부터 스테이지(39)측으로 이동하는 경우에, 노즐(N2)이 플러싱 에리어(41)의 내측의 좌표인 X2에 도달한 때, 이 노즐(N2)에만 그 플러싱 동작을 정지시키도록 제어한다. 그리고, 그 후 이 X2에 도달한 다른 노즐(N)에 대해서도, 순차적으로 그 플러싱 동작을 정지시키도록 제어하여 간다.
또한, 이러한 플러싱 동작에서도, 각 노즐(N)이 각각 플러싱 에리어(41)상에 위치하는 모든 사이를 통해서 행하도록 하여도 좋지만, 상술한 바와 같이 토출하는 액이 고가인 경우 등에는, 역시 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하지 않고, 플러싱 에리어(41)상을 내측을 향해 이동할 때에만, 플러싱 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 이들 방식에서, 액적 토출 헤드(34)에 플러싱을 행할 때, 미리 그 액적 토출 헤드(34)를, 그 노즐의 열이 X축 방향(하나의 방향)에 대해 직교하도록 회동시켜 두고, 그 상태에서 플러싱을 행하게 하여도 좋다. 즉, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 스테이지(39)(기판(S))상에서의 액적 토출 동작을 행한 후, 그대로 플러싱 에리어(41)로 이동할 때, 제어 장치(40)에 의해서 모터(44)를 작동시켜, 액적 토출 헤드(34)를 도 5의 (a)중 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 그 자세를 비스듬하게 하지 않는 정규인 자세로 이행시키고, 이것에 의해 플러싱 에리어(41)상에서 노즐열이 Y축 방향(하나의 방향)으로 일치하는 자세로 한다. 또한, 이와 같이 액적 토출 헤드(34)를 회동하는 경우, 그 회동 동작을, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 플러싱 에리어(41)상에 도달한 후, 행하도록 하여도 좋다.
또한, 이와 같이 플러싱 시에 액적 토출 헤드(34)를 회동시키는 경우에도, 그 플러싱에 대한 제어는 상술한 2 가지의 제어로 행할 수 있다.
이와 같이 하여 플러싱을 행하도록 하면, 액적 토출 헤드(34)가 비스듬하게 되어 있음에 의하여 그 일부의 노즐이 플러싱 에리어(41)상으로부터 비어져 나와 버려, 그 상태에서 플러싱이 행하여지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회동 동작을 플러싱 에리어상에 도달한 후에 행하도록 한 경우에는, 기판(S)상에서의 액적 토출에 영향을 주는 일 없이, 플러싱을 행할 수 있다.
또한, 제어 방식으로서 특히 상기의 두번째의 방식을 채용한 경우, 플러싱 에리어(41)상에서는 액적 토출 헤드(34)는 그 노즐열의 방향이 Y축 방향(하나의 방향)과 일치하고 있기 때문에, 노즐열을 구성하는 각 노즐은 미리 설정한 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 동시에 도달하게 된다. 따라서, 각 노즐마다 그 플러싱을 제어하는 방식임에도 불구하고, 실질적으로는 노즐의 열마다 플러싱을 제어함으로써, 플러싱 에리어(41) 밖에 액적을 토출하는 일 없이, 플러싱 동작을 행할 수 있어, 이것에 의해 제어의 간략화를 도모할 수 있다.
또한, 이러한 플러싱 시에 액적 토출 헤드(34)를 회동시키는 경우에도, 역시 액적 토출 헤드(34)가 플러싱 에리어(41)상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하지 않고, 플러싱 에리어(41)상을 내측을 향해 이동할 때에만, 플러싱 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2 개의 어느 제어 방식에서도, 플러싱의 동작을 행한 후, 그 플러싱 동작을 정지한 노즐에 대해서, 인자(印字) 전 미진동 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
여기서, 미진동 동작이란, 액적 토출 헤드(34)의 각 노즐에 대응하는 압전 소자(20)에 대해 충분히 작은 전압을 인가하고, 이것에 의해 진동판(13)을 작게 진동시켜 도 2의 (a), (b)에 나타낸 공간(15)내의 액상 재료에 미진동을 주어, 액적 토출을 행하는 일 없이 액상 재료의 점도 증가를 억제하는 동작이다.
즉, 기판(S)상으로의 액적 토출, 및 플러싱의 때에는, 압전 소자(20)에 대해 도 6중의 파형 T로 나타내는 비교적 큰 전압을 인가하는 것에 비하여, 미진동 동작에서는 도 6중의 파형 B로 나타내는 작은 전압을 인가하여, 상술한 바와 같이 액적 토출을 행하는 일 없이 액상 재료에 미진동만을 주도록 하는 것이다. 또한, 미진동 동작에는, 기판(S)상에서 액적을 토출하는 동작의 직전에 행하는 제1 미진동, 노즐간에서, 토출 동작을 행하지 않은 노즐에 대해서 다른 노즐이 토출 동작을 행하고 있을 때 행하는 제2 미진동, 액적 토출 헤드(34)의 스타트업 전에 행하는 제3 미진동, 이들에 관계없이 상시 행하는 상시 미진동 등이 있지만, 본 발명에서는 특히 플러싱의 동작을 행한 후, 그 플러싱 동작을 정지한 노즐에 대해, 상술한 제1 미진동 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 액적 토출 헤드(34)내의 액의 용매 휘발에 의한 점도 상승을 보다 확실히 방지할 수 있다.
다음에, 이러한 구성으로 되는 액적 토출 장치(30)의 구동 방법을 사용한 제막 방법을, 컬러 필터의 제조에 적용한 경우의 일례에 대해서 설명한다.
이 예에서는, 우선, 기판(S)을 스테이지(39)상의 소정 위치에 설치하고, 이 설치 위치를 제어 장치(40)에 입력한다. 또한, 제어 장치(40)에 의해서 모터(44)를 작동시켜, 액적 토출 헤드(34)를 그 노즐 사이의 피치가 소망하는 외관상의 피치, 즉 도 15의 (b)에 나타낸 액적(T) 사이의 피치(P3)가 얻어지는 각도로 되도록 회동하여, 그 노즐열을 비스듬하게 한다.
상기 기판(S)으로는, 적당한 기계적 강도를 가지는 동시에, 광투과성이 높은 투명 기판이 사용된다. 구체적으로는 투명 유리 기판, 아크릴 유리, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 및 이들의 표면 처리품 등이 사용된다.
또한, 본예에서는, 예를 들어 도 7에 나타내는 바와 같이 직사각형 형상의 기판(S)상에, 생산성을 높이는 관점에서 복수개의 컬러 필터 영역(51)을 매트릭스상으로 형성한다. 이들 컬러 필터 영역(51)은, 후에 기판(S)을 절단함으로써, 액정 표시 장치에 적합한 컬러 필터로서 사용할 수 있다. 또한, 컬러 필터 영역(51)으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이 R의 액상 재료, G의 액상 재료, 및 B의 액상 재료를 각각 소정의 패턴, 본 예에서는 종래 공지의 스트라이프형으로 형성하여 배치한다. 또한, 이 형성 패턴으로는 스트라이프형 외에, 모자이크형이나 델타형 혹은 스퀘어형 등으로 하여도 좋다.
이러한 컬러 필터 영역(51)을 형성하기 위해서는, 우선, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 투명의 기판(S)의 한쪽의 면에 대해, 블랙 매트릭스(52)를 형성한다. 이 블랙 매트릭스(52)의 형성 방법으로는, 광투과성이 없는 수지(바람직하게는 흑색)를, 스핀 코트 등의 방법으로 소정의 두께(예를 들어 2㎛ 정도)로 도포하여 행한다. 이 블랙 매트릭스(52)의 격자로 둘러싸이는 최소의 표시 요소, 즉 필터 엘리멘트(53)에 대해서는, 예를 들어 X축 방향의 폭을 30㎛, Y축 방향의 길이를 100㎛ 정도로 한다.
다음에, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상기의 액적 토출 헤드(34)로부터 액적(54)을 토출하고, 이것을 필터 엘리멘트(53)로 공급한다. 토출하는 액적(54)의 양에 대해서는, 가열 공정에서의 액상 재료의 체적 감소를 고려한 충분한 양으로 한다.
여기서, 이러한 액적(54)의 토출은, 액적 토출 헤드(34)를 헤드 이동 수단(33)에서의 가이드 레일(33d,33d)을 따라 X축 방향으로 왕복 이동시키면서 행하지만, 그 때, 각 패스마다, 혹은 수 패스마다 액적 토출 헤드(34)를 플러싱 에리어(41)까지 이동시켜서, 여기서 상술한 플러싱을 행한다. 그 경우, 상술한 2 개의 방식의 어느 것으로 행하여도 좋다. 또한, 인자전 미진동을 행하는가 행하지 않는가, 액적 토출 헤드(34)를 일단 회동시킨 후에 플러싱을 행하는가 행하지 않는가, 또 플러싱을 행하는 타이밍(플러싱 에리어(41)상을 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱을 행하는가 등) 등에 대해서도, 어느 것을 선택해도 좋다.
이와 같이 하여 기판(S)상의 모든 필터 엘리멘트(53)에 액적(54)을 충전한 후, 히터를 사용하여 기판(S)이 소정의 온도(예를 들어 70℃ 정도)가 되도록 가열 처리한다. 이 가열 처리에 의해, 액상 재료의 용매가 증발하여 액상 재료의 체적이 감소한다. 이 체적 감소가 심한 경우에는, 컬러 필터로서 충분한 막의 두께가 얻어질 때까지, 토출 공정과 가열 공정을 반복한다. 이 처리에 의해, 액상 재료의 용매가 증발하여, 최종적으로 액상 재료의 고형분만이 잔류해 막화하여, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이 색재료층(55)으로 된다.
그 다음에, 기판(S)을 평탄화하고, 또한 색재료층(55)을 보호하기 위해, 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이 색재료층(55)이나 블랙 매트릭스(52)를 덮어 기판(S)상에 보호막(56)을 형성한다. 이 보호막(56)의 형성에서는 스핀 코트법, 롤 코트법, 디핑법 등의 방법을 채용할 수 있지만, 색재료층(55)의 형성과 마찬가지로, 도 1에 나타낸 액적 토출 장치(30)를 사용하여 행할 수도 있다.
그 다음에, 도 8의 (e)에 나타내는 바와 같이 이 보호막(56)의 전체면에, 스퍼터법이나 진공 증착법 등에 의해서 투명 도전막(57)을 형성한다. 그 후, 투명 도전막(57)을 패터닝하여, 화소 전극(58)을 상기 필터 엘리멘트(53)에 대응시켜 패터닝한다. 또한, 액정 표시 패널의 구동에 TFT(Thin Film Transistor)를 사용하는 경우에는 이 패터닝은 불용으로 된다.
이러한 액적 토출 장치(30)에 의한 컬러 필터의 제조에서는, 특히 그 플러싱 동작을, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키면서 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐, 혹은 벗어나는 개개의 노즐의 플러싱 동작을 정지하도록 제어 장치(40)를 구성했으므로, 플러싱 에리어(41)로부터 비어져 나와 플러싱이 되는 것에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 확실히 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 제막이나 패터닝에의 악영향 등이 방지되기 때문에, 컬러 필터(55)를 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액적 토출 장치(30)의 구동 방법을 사용한 제막 방법은 유기 EL 소자의 구성 요소로 되는 박막의 형성에도 적용할 수 있다. 도 9, 도 10은 이러한 유기 EL 소자를 구비한 EL 디스플레이의 일례의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이고, 이들 도면에서 부호 70은 EL 디스플레이이다.
이 EL 디스플레이(70)는, 회로도인 9에 나타내는 바와 같이 투명의 표시 기판상에, 복수의 주사선(131)과, 이들 주사선(131)에 대해서 교차하는 방향으로 뻗는 복수의 신호선(132)과, 이들 신호선(132)에 병렬로 뻗는 복수의 공통급전선(133)이 각각 배선된 것으로, 주사선(131) 및 신호선(132)의 각 교점마다, 화소(화소 영역소)(71)가 설치되어 구성된 것이다.
신호선(132)에 대해서는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터, 비디오 라인, 아날로그 스윗치를 구비하는 데이터측 구동 회로(72)가 설치되어 있다.
한편, 주사선(131)에 대해서는, 쉬프트 레지스터 및 레벨 쉬프터를 구비하는 주사측 구동 회로(73)가 설치되어 있다. 또한, 화소 영역(71)의 각각에는, 주사선(131)을 통하여 주사 신호를 게이트 전극에 공급하는 스위칭 박막 트랜지스터(142)와, 이 스위칭 박막 트랜지스터(142)를 통하여 신호선(132)으로부터 공급되는 화상 신호를 유지하는 유지 용량(cap)과, 유지 용량(cap)에 의해서 유지된 화상 신호를 게이트 전극에 공급하는 커런트 박막 트랜지스터(143)와, 이 커런트 박막 트랜지스터(143)를 통하여 공통급전선(133)에 전기적으로 접속했을 때에 공통급전선(133)으로부터 구동 전류가 흘러 드는 화소 전극(141)과, 이 화소 전극(141)과 반사 전극(154) 사이에 끼워 넣어지는 발광부(140)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 주사선(131)이 구동되어 스위칭 박막 트랜지스터(142)가 온으로 되면, 그 때의 신호선(132)의 전위가 유지 용량(cap)으로 유지되어, 그 유지 용량(cap)의 상태에 따라서, 커런트 박막 트랜지스터(143)의 온·오프 상태가 정해진다. 그리고, 커런트 박막 트랜지스터(143)의 채널을 통하여 공통급전선(133)으로부터 화소 전극(141)으로 전류가 흐르고, 또한 발광부(140)를 통해서 반사 전극(154)으로 전류가 흐름에 의해, 발광부(140)는 이것을 흐르는 전류량에 따라 발광하게 된다.
여기서, 각 화소(71)의 평면 구조는, 반사 전극이나 유기 EL 소자를 제거한 상태에서의 확대 평면도인 도 10에 나타내는 바와 같이, 평면 형상이 직사각형의 화소 전극(141)의 4변이, 신호선(132), 공통급전선(133), 주사선(131) 및 도시하지 않은 다른 화소 전극용의 주사선에 의해서 둘러싸인 배치로 되어 있다.
다음에, 이러한 EL 디스플레이(70)에 구비되는 유기 EL 소자의 제조 방법에 대해서, 도 11~도 13을 사용하여 설명한다. 또한, 도 11~도 13에서는 설명을 간략화하기 위하여, 단일의 화소(71)에 대해서만 도시한다.
우선, 기판을 준비한다. 여기서, 유기 EL 소자에서는 후술하는 발광층에 의한 발광광을 기판측으로부터 빼내는 것도 가능하고, 또 기판과 반대측으로부터 빼내는 구성으로 하는 것도 가능하다. 발광광을 기판측으로부터 빼내는 구성으로 하는 경우, 기판 재료로는 유리나 석영, 수지 등의 투명 내지 반투명인 것이 사용되지만, 특히 유리가 적합하게 사용된다.
또한, 기판에 색필터막이나 형광성 물질을 포함하는 색변환막, 혹은 유전체 반사막을 배치하여, 발광색을 제어하도록 해도 좋다.
또한, 기판과 반대측으로부터 발광광을 빼내는 구성의 경우, 기판은 불투명하여도 좋고, 그 경우, 알루미나 등의 세라믹스, 스텐레스 등의 금속 시트에 표면 산화 등의 절연 처리를 실시한 것, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 사용할 수 있다.
본 예에서는 기판으로서 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이 소다 유리 등으로 되는 투명 기판(121)을 준비한다. 그리고, 이것에 대해, 필요에 따라서 TEOS(테트라에톡시실란)나 산소 가스 등을 원료로 하여 플라즈마 CVD 법에 의해 두께 약 200~500nm의 실리콘 산화막으로 되는 하지 보호막(도시 않음)을 형성한다.
다음에, 투명 기판(121)의 온도를 약 350℃로 설정하고,하지 보호막의 표면에 플라즈마 CVD 법에 의해 두께 약 30~70nm의 아모퍼스 실리콘 막으로 되는 반도체막(200)을 형성한다. 그 다음에, 이 반도체막(200)에 대해서 레이저 어닐 또는 고상 성장법 등의 결정화 공정을 행하여, 반도체막(200)을 폴리실리콘 막으로 결정화한다. 레이저 어닐법에서는 예를 들어 엑시머 레이저로 빔의 장 치수가 400mm의 라인 빔을 사용하고, 그 출력 강도는 예를 들어 200mJ/cm2로 한다. 라인 빔에 대해서는, 그 단치수 방향에서의 레이저 강도의 피크치의 90%에 상당하는 부분이 각 영역마다 겹치도록 라인 빔을 주사한다.
그 다음에, 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체막(폴리실리콘 막)(200)을 패터닝 하여 섬 형상의 반도체막(210)으로 하고, 그 표면에 대해서, TEOS나 산소 가스 등을 원료로 하여 플라즈마 CVD 법에 의해 두께 약 60~150nm의 실리콘 산화막 또는 질화막으로 되는 게이트 절연막(220)을 형성한다. 또한, 반도체막(210)은, 도 10에 나타낸 커런트 박막 트랜지스터(143)의 채널 영역 및 소스·드레인 영역으로 되는 것이지만, 다른 단면 위치에서는 스위칭 박막 트랜지스터(142)의 채널 영역 및 소스·드레인 영역으로 되는 반도체막도 형성되어 있다. 즉, 도 11~도 13에 나타내는 제조 공정에서는 2종류의 트랜지스터(142,143)가 동시에 만들어지지만, 같은 방법으로 만들어지기 때문에, 이하의 설명에서는 트랜지스터에 관해서는, 커런트 박막 트랜지스터(143)에 대해서만 설명하고, 스위칭 박막 트랜지스터(142)에 대해서는 그 설명을 생략한다.
그 다음에, 도 11의 (c)에 나타내는 바와 같이, 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴, 티탄, 텅스텐 등의 금속막으로 되는 도전막을 스퍼터법에 의해 형성한 후, 이것을 패터닝하여, 게이트 전극(143A)을 형성한다.
그 다음에, 이 상태에서 고농도의 인이온을 넣어, 반도체막(210)에, 게이트 전극(143A)에 대해서 자기 정합적으로 소스·드레인 영역(143a,143b)을 형성한다. 또한, 불순물이 도입되지 않았던 부분이 채널 영역(143c)으로 된다.
그 다음에, 도 11의 (d)에 나타내는 바와 같이, 층간 절연막(230)을 형성한 후, 컨택트홀(232,234)을 형성하고, 이들 컨택트홀(232,234)내에 중계 전극(236,238)을 매립한다.
그 다음에, 도 11의 (e)에 나타내는 바와 같이, 층간 절연막(230)상에, 신호선(132), 공통급전선(133) 및 주사선(도 11에 나타내지 않음)을 형성한다. 여기서, 중계 전극(238)과 각 배선은 동일 공정으로 형성되어도 좋다. 이때, 중계 전극(236)은 후술하는 ITO 막에 의해 형성되게 된다.
그리고, 각 배선의 상면도 덮도록 층간 절연막(240)을 형성하고, 중계 전극(236)에 대응하는 위치에 컨택트홀(도시하지 않음)을 형성하고, 그 컨택트홀 내에도 매립되도록 ITO 막을 형성하고, 또한 그 ITO 막을 패터닝 하여, 신호선(132), 공통급전선(133) 및 주사선(도시하지 않음)으로 둘러싸인 소정 위치에, 소스·드레인 영역(143a)에 전기적으로 접속하는 화소 전극(141)을 형성한다. 여기서, 신호선(132) 및 공통급전선(133), 또 주사선(도시하지 않음)으로 끼워진 부분이 후술하는 바와 같이 정공 주입층이나 발광층의 형성 장소로 되어 있다.
그 다음에, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상기의 형성 장소를 둘러싸도록 격벽(150)을 형성한다. 이 격벽(150)은 간막이 부재로서 기능하는 것이고, 예를 들어 폴리이미드 등의 절연성 유기 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 격벽(150)의 막두께에 대해서는 예를 들어 1~2㎛의 높이가 되도록 형성한다. 또한, 격벽(150)은 액적 토출 헤드(34)로부터 토출되는 액체에 대해서 발액성을 나타내는 것이 바람직하다. 격벽(150)에 발액성을 발현시키기 위해서는, 예를 들어 격벽(150)의 표면을 불소계 화합물 등으로 표면 처리하는 방법이 채용된다. 불소 화합물로는 예를 들어 CF4, SF5, CHF3 등이 있고, 표면 처리로는 예를 들어 플라즈마 처리, UV조사 처리 등을 들 수 있다.
또한, 이러한 구성에 의하여, 정공 주입층이나 발광층의 형성 장소, 즉 이들 형성 재료의 도포 위치와 그 주위의 격벽(150)과의 사이에는 충분한 높이의 단차(111)가 형성되어 있다.
그 다음에, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 표시 기판(121)의 상면을 위를 향한 상태에서, 정공 주입층의 형성 재료를 상기의 액적 토출 헤드(34)로부터, 상기 격벽(150)으로 둘러싸인 도포 위치, 즉 격벽(150)내에 선택적으로 도포한다.
여기서, 이러한 정공 주입층의 형성 재료의 토출은 액적 토출 헤드(34)를 헤드 이동 수단(33)에서의 가이드 레일(33d,33d)을 따라 X축 방향으로 왕복 이동시키면서 행하지만, 그 때, 각 패스마다, 혹은 수 패스마다 액적 토출 헤드(34)를 플러싱 에리어(41)까지 이동시키고, 여기서 상술한 플러싱을 행한다. 그 경우, 앞의 컬러 필터 제조의 경우와 마찬가지로, 상술한 2 가지의 방식의 어느 것으로 행하여도 좋다. 또한, 인자 전 미진동을 행할지 행하지 않을지, 액적 토출 헤드(34)를 일단 회동시킨 후에 플러싱을 행할지 행하지 않을지, 또한 플러싱을 행하게 하는 타이밍(플러싱 에리어(41)상을 내측을 향해 이동하는 때에만 플러싱을 행할지 등) 등에 대해서도, 어느 것을 선택해도 좋다.
상기 정공 주입층의 형성 재료로는 중합체 전구체가 폴리테트라하이드로티오페닐페닐렌 인 폴리페닐렌비닐렌, 1,1-비스(4-N,N-디톨릴아미노페닐)시클로헥산, 트리스(8-하이드록시퀴노리놀)알루미늄 등을 들 수 있다.
이때, 액상의 형성 재료(114A)는 유동성이 높기 때문에 수평 방향으로 퍼지려고 하지만, 도포된 위치를 둘러싸서 격벽(150)이 형성되어 있으므로, 형성 재료(114A)는 격벽(150)을 넘어 그 외측으로 퍼지는 것이 방지된다.
그 다음에, 도 12의 (c)에 나타내는 바와 같이 가열 혹은 광조사에 의해 액상의 전구체(114A)의 용매를 증발시켜, 화소 전극(141)상에, 고형의 정공 주입층(140A)을 형성한다.
그 다음에, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 표시 기판(121)상면을 위를 향한 상태에서, 액적 토출 헤드(34)로부터 액상 재료로서 발광층의 형성 재료(발광 재료)(114B)를 상기 격벽(150)내의 정공 주입층(140A)상에 선택적으로 도포한다. 이 발광층의 형성 재료의 토출시에도, 각 패스마다, 혹은 수 패스마다 액적 토출 헤드(34)를 플러싱 에리어(41)까지 이동시키고, 여기서 상술한 플러싱을 행한다.
발광층의 형성 재료로는, 예를 들어 공액계 고분자 유기 화합물의 전구체와, 얻어지는 발광층의 발광 특성을 변화시키기 위한 형광 색소를 포함해서 되는 것이 적합하게 사용된다.
공액계 고분자 유기 화합물의 전구체는, 형광 색소 등과 함께 액적 토출 헤드(34)로부터 토출되어 박막으로 성형된 후, 예를 들어 이하의 식(I)에 나타내는 바와 같이 가열 경화됨으로써 공액계 고분자 유기 EL층으로 되는 발광층을 생성할 수 있는 것을 말하며, 예를 들어 전구체의 설포늄염의 경우, 가열 처리됨으로써 설포늄기가 이탈하여, 공액계 고분자 유기 화합물이 되는 것 등이다.
이러한 공액계 고분자 유기 화합물은 고체로 강한 형광을 갖고, 균질한 고체 초박막을 형성할 수 있다. 또한 형성능이 풍부하고 ITO 전극과의 밀착성도 높다. 또한 이러한 화합물의 전구체는, 경화한 후는 강고한 공액계 고분자막을 형성하기 때문에, 가열 경화전에는 전구체 용액을 후술하는 액적 토출 헤드를 사용한 제막법에 적용 가능한 소망하는 점도로 조정할 수있어, 간편하고 단시간에 최적 조건의 막형성을 행할 수 있다.
이러한 전구체로는, 예를 들어 PPV(폴리(파라-페닐렌비닐렌)) 또는 그 유도체의 전구체가 바람직하다. PPV 또는 그 유도체의 전구체는 물 혹은 유기 용매에 가용이고, 또한, 중합화가 가능하기 때문에 광학적으로도 고품질의 박막을 얻을 수 있다. 또한 PPV는 강한 형광을 갖고, 또 이중결합의 π 전자가 중합체 쇄상에서 비국재화하고 있는 도전성 고분자이기도 하므로, 고성능의 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
이러한 PPV 또는 PPV 유도체의 전구체로서, 예를 들어 화학식(II)에 나타내는 바와 같은, PPV(폴리(파라-페닐렌비닐렌))전구체, MO-PPV(폴리(2, 5-디메톡시-1, 4-페닐렌비닐렌))전구체, CN-PPV(폴리(2,5-비스헥실옥시-1, 4-페닐렌-(1-시아노비닐렌)))전구체, MEH-PPV(폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥실옥시)]-파라-페닐렌비닐렌)전구체 등을 들 수 있다.
PPV 또는 PPV 유도체의 전구체는, 상술한 바와 같이 물에 가용이고, 제막후의 가열에 의해 고분자화하여 PPV 층을 형성한다. 상기 PPV 전구체로 대표되는 전구체의 함유량은, 조성물 전체에 대해서 0.01~10.0wt%가 바람직하고, 0.1~5.Owt%가 더 바람직하다. 전구체의 첨가량이 너무 적으면 공액계 고분자막을 형성하기에 불충분하고, 너무 많으면 조성물의 점도가 높아져서, 액적 토출 헤드를 사용한 제막법에 의한 정밀도 높은 패터닝에 적합하지 않은 경우가 있다.
또한 발광층의 형성 재료로는 적어도 1종의 형광 색소를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 발광층의 발광 특성을 변화시킬 수 있고, 예를 들어, 발광층의 발광 효율의 향상, 또는 광흡수 극대 파장(발광색)을 바꾸기 위한 수단으로도 유효하다. 즉, 형광 색소는 단지 발광층 재료로서는 아니고, 발광 기능 그 자체를 담당하는 색소 재료로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 공액계 고분자 유기 화합물 분자상의 캐리어 재결합으로 생성한 엑시톤의 에너지를 거의 형광 색소 분자상에 옮길 수 있다. 이 경우, 발광은 형광 양자 효율이 높은 형광 색소 분자로부터만 일어나기 때문에, 발광층의 전류 양자 효율도 증가한다. 따라서, 발광층의 형성 재료중에 형광 색소를 가함으로써, 동시에 발광층의 발광 스펙트럼도 형광 분자의 것으로 되므로, 발광색을 바꾸기 위한 수단으로서도 유효하게 된다.
또한, 여기서 말하는 전류 양자 효율이란, 발광 기능에 의하여 발광 성능을 고찰하기 위한 척도로서, 하기식에 의해 정의된다.
ηE= 방출되는 포톤의 에너지/입력 전기 에너지
그리고, 형광 색소의 도프에 의한 광흡수 극대 파장의 변환에 의해서, 예를 들어 적색, 청색, 녹색의 3원색을 발광시킬 수 있고, 그 결과 풀컬러 표시체를 얻을 수 있게 된다.
또한 형광 색소를 도핑함으로써, EL 소자의 발광 효율을 큰폭으로 향상시킬 수 있다.
형광 색소로는, 적색의 발색광을 발광하는 발광층을 형성하는 경우, 적색의 발색광을 갖는 로다민 또는 로다민 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 형광 색소는, 저분자이기 때문에 수용액에 가용이고, 또 PPV와 상용성이 좋아, 균일하게 안정된 발광층의 형성이 용이하다. 이러한 형광 색소로서 구체적으로는 로다민B, 로다민B 베이스, 로다민 6G, 로다민 101 과염소산염 등을 들 수 있고, 이들을 2종 이상 혼합한 것이라도 좋다.
또한, 녹색의 발색광을 발광하는 발광층을 형성하는 경우, 녹색의 발색광을 갖는 퀴나크리돈 및 그 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 형광 색소는 상기 적색 형광 색소와 마찬가지로, 저분자이기 때문에 수용액에 가용이고, 또 PPV와 상용성이 좋아 발광층의 형성이 용이하다.
또한 청색의 발색광을 발광하는 발광층을 형성하는 경우, 청색의 발색광을 갖는 디스티릴비페닐 및 그 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 형광 색소는 상기 적색 형광 색소와 마찬가지로, 저분자이기 때문에 물·알콜 혼합 용액에 가용이고, 또 PPV와 상용성 좋아 발광층의 형성이 용이하다.
또한, 청색의 발색광을 갖는 다른 형광 색소로는 쿠마린 및 그 유도체를 들 수 있다. 이들 형광 색소는, 상기 적색 형광 색소와 마찬가지로, 저분자이기 때문에 수용액에 가용이고, 또 PPV와 상용성이 좋아 발광층의 형성이 용이하다. 이러한 형광 색소로서 구체적으로는 쿠마린, 쿠마린-1, 쿠마린-6, 쿠마린-7, 쿠마린 120, 쿠마린 138, 쿠마린 152, 쿠마린 153, 쿠마린 311, 쿠마린 314, 쿠마린 334, 쿠마린 337, 쿠마린 343 등을 들 수 있다.
또한 다른 청색의 발색광을 갖는 형광 색소로는, 테트라페닐부타디엔(TPB) 또는 TPB 유도체를 들 수 있다. 이들 형광 색소는 상기 적색 형광 색소 등과 마찬가지로 저분자이기 때문에 수용액에 가용이고, 또 PPV와 상용성이 좋아 발광층의 형성이 용이하다.
이상의 형광 색소에 대해서는, 각색 모두 1종만을 사용하여도 좋고, 또 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다.
이들 형광 색소에 대해서는 상기 공액계 고분자 유기 화합물의 전구체 고형분에 대해, 0.5~10wt% 첨가하는 것이 바람직하고, 1.0~5.Owt% 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 형광 색소의 첨가량이 너무 많으면 발광층의 내후성 및 내구성의 유지가 곤란해지고, 한편, 첨가량이 너무 적으면, 상술한 바와 같은 형광 색소를 첨가함에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않기 때문이다.
또한, 상기 전구체 및 형광 색소에 대해서는, 극성 용매에 용해 또는 분산시켜 액상 재료로 하고, 이 액상 재료를 액적 토출 헤드(34)로부터 토출하는 것이 바람직하다. 극성 용매는 상기 전구체, 형광 색소 등을 용이하게 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에, 액적 토출 헤드(34)의 노즐 구멍(18)에서의 발광층 형성 재료중의 고형분이 부착하거나 막힘이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
이러한 극성 용매로서 구체적으로는 물, 메탄올, 에탄올 등의 물과 상용성이 있는 알콜, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸이미다졸린 (DMI), 디메틸설폭사이드(DMSO) 등의 유기 용매 또는 무기 용매를 들 수 있고, 이들 용매를 2종 이상 적당히 혼합한 것이라도 좋다.
또한, 상기 형성 재료중에 습윤제를 첨가하여 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 형성 재료가 액적 토출 헤드(34)의 노즐 구멍(18)에서 건조·응고하는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 이러한 습윤제로는, 예를 들어 글리세린, 디에틸렌글리콜 등의 다가 알콜을 들 수 있고, 이들을 2종 이상 혼합한 것이라도 좋다. 이 습윤제의 첨가량으로는, 형성 재료의 전체양에 대해, 5~20wt% 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 기타의 첨가제, 피막 안정화 재료를 첨가하여도 좋고, 예를 들어, 안정제, 점도 조정제, 노화 방지제, pH 조정제, 방부제, 수지 에멀젼, 레벨링제 등을 사용할 수 있다.
이러한 발광층의 형성 재료(114B)를 액적 토출 헤드(34)의 노즐 구멍(18)으로부터 토출하면, 형성 재료(114A)는 격벽(150)내의 정공 주입층(140A)상에 도포된다.
여기서, 형성 재료(114A)의 토출에 의한 발광층의 형성은, 적색의 발색광을 발광하는 발광층의 형성 재료, 녹색의 발색광을 발광하는 발광층의 형성 재료, 청색의 발색광을 발광하는 발광층의 형성 재료를, 각각 대응하는 화소(71)에 토출하여 도포함으로써 행한다. 또한, 각색에 대응하는 화소(71)는, 이들이 규칙적인 배치가 되도록 미리 결정되어 있다.
이와 같이 하여 각색의 발광층 형성 재료를 토출하여 도포한 후, 발광층 형성 재료(114B)중의 용매를 증발시킴으로써, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이 정공층 주입층(140A)상에 고형의 발광층(140B)를 형성하고, 이것에 의하여 정공 주입층(140A)과 발광층(140B)으로 되는 발광부(140)를 얻는다. 여기서, 발광층 형성 재료(114B)중의 용매의 증발에 대해서는, 필요에 따라서 가열 혹은 감압 등의 처리를 행하지만, 발광층의 형성 재료는 통상 건조성이 양호하고 속건성(速乾性)이기 때문에, 특히 이러한 처리를 행하는 일 없이, 따라서 각색의 발광층 형성 재료를 순차 토출 도포함으로써, 그 도포 순으로 각색의 발광층(140B)을 형성할 수 있다.
그 후, 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 투명 기판(121)의 표면 전체에, 혹은 스트라이프 형상으로 반사 전극(154)를 형성하여, 유기 EL 소자를 얻는다.
이러한 액적 토출 장치(30)에 의한, 유기 EL 소자의 구성 요소로 되는 정공층 주입층(140A)이나 발광층(140B)의 제조에서도, 특히 그 플러싱 동작을, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키면서 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어(41)내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐, 혹은 벗어나는 개개의 노즐의 플러싱 동작을 정지시키도록 제어 장치(40)를 구성했으므로, 플러싱 에리어(41)로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 확실히 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 제막이나 패터닝에의 악영향 등이 방지되기 때문에, 정공층 주입층(140A)이나 발광층(140B)을 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액적 토출 장치와 그 구동 방법, 및 이들을 구비한 제막 장치와 제막 방법으로는, 특히 컬러 필터나 유기 EL 소자의 구성 요소로 되는 박막의 제조에만 이용될 뿐만 아니라, 다른 각종의 박막이나 패터닝의 형성에도 적용 가능하다. 예를 들어, 프로젝션(projection)용 스크린 등에 사용되는, 마이크로 렌즈의 형성 등에도 적용 가능하다.
다음에, 본 발명의 전자 기기에 대해서 설명한다. 본 발명의 전자 기기는, 이것에 구비되는 디바이스의 구성 요소나 제조상 형성하는 박막이, 상기의 액적 토출 장치(30)의 구동 방법을 이용한 제막 방법에 의해서 형성된 것이다. 즉, 본 발명의 전자 기기는 상기의 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치, 또는 상기의 유기 EL 소자를 구비한 EL 디스플레이 등을 표시 장치로서 구비하여 된 것이다.
도 14의 (a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (a)에서, 500은 휴대 전화 본체를 나타내며, 501은 상기의 액정 표시 장치나 EL 디스플레이 등으로 되는 표시 장치를 나타내고 있다.
도 14의 (b)는 워드프로세서, 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (b)에서, 600은 정보 처리 장치, 601은 키보드 등의 입력부, 603은 정보 처리 본체, 6O2는 상기의 액정 표시 장치나 EL 디스플레이 등으로 되는 표시 장치를 나타내고 있다.
도 14의 (c)는 손목시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (c)에서, 700은 시계 본체를 나타내며, 701은 상기의 액정 표시 장치나 EL 디스플레이 등으로 되는 표시 장치를 나타내고 있다.
도 14의 (a)~(c)에 나타내는 전자 기기는, 상기의 액정 표시 장치나 EL 디스플레이 등으로 되는 표시 장치가 구비된 것이므로, 생산성 좋고 또한 양호하게 형성된 것으로 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 액적 토출 장치에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 제어 수단을 구성했으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 액적 토출 장치에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 그 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 제어 수단을 구성했으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 제막 장치에 의하면, 상기의 액적 토출 장치를 구비하여 되므로, 플러싱에 의해서 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치의 구동 방법에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 하고 있으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 액적 토출 장치의 구동 방법에 의하면, 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 플러싱 동작을 행하므로, 이 플러싱에 의해 생산성이 손상되는 일이 없다. 또한, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 그 노즐의 플러싱 동작이 정지되도록 하고 있으므로, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 됨에 의한 제막이나 패터닝에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 제막 방법에 의하면, 상기의 액적 토출 장치의 구동 방법을 구비하여 되므로, 플러싱에 의해서 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 플러싱 에리어로부터 비어져 나와 플러싱이 행해짐에 의한 제막에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 상기의 제막 방법에 의해서 컬러 필터를 형성한 것이므로, 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 제막에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있기 때문에, 컬러 필터를 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 EL장치의 제조 방법에 의하면, 상기의 제막 방법에 의해서 유기 EL장치의 구성 요소로 되는 박막을 형성한 것이므로, 생산성이 손상되는 일이 없고, 또한, 제막에의 악영향이나 장치의 오염을 방지할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자의 구성 요소로 되는 박막을 생산성 좋게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
본 발명의 전자 기기에 의하면, 상기의 제막 방법이 이용되어 형성된 디바이스를 구비하여 되므로, 생산성 좋게 또한 양호하게 형성되게 된다.
도 1은 본 발명의 액적 토출 장치의 일 실시 형태예의 개략 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 액적 토출 헤드의 개략 구성을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 요부 사시도, (b)는 요부 측단면도.
도 3은 스테이지와 플러싱 에리어와의 위치 관계를 설명하기 위한 평면도.
도 4의 (a), (b)는 플러싱 에리어와 액적 토출 헤드의 위치 관계를 설명하기 위한 평면도.
도 5의 (a), (b)는 액적 토출 헤드의 회동을 설명하기 위한 평면도.
도 6은 압전 소자에 대한 인가 전압의 파형을 나타내는 도면.
도 7은 기판상의 컬러 필터 영역을 나타내는 도면.
도 8의 (a)~(f)은 컬러 필터 영역의 형성 방법을 공정순으로 설명하기 위한 요부 측단면도.
도 9는 유기 EL 소자를 구비한 EL 디스플레이의 일례의 회로도.
도 10은 도 9에 나타낸 EL 디스플레이에서의 화소부의 평면 구조를 나타내는 확대 평면도.
도 11의 (a)~(e)은 유기 EL 소자의 제조 방법을 공정순으로 설명하기 위한 요부측 단면도.
도 12의 (a)~(c)은 도 3에 이은 공정을 순서대로 설명하기 위한 요부 측단면도.
도 13의 (a)~(c)은 도 4에 이은 공정을 순서대로 설명하기 위한 요부 측단면도.
도 14는 본 발명의 전자 기기의 구체예를 나타내는 도면으로, (a)는 휴대 전화에 적용한 경우의 일례를 나타내는 사시도, (b)는 정보 처리 장치에 적용한 경우의 일례를 나타내는 사시도, (c)는 손목시계형 전자 기기에 적용한 경우의 일례를 나타내는 사시도.
도 15의 (a), (b)는 액적 토출 헤드의 자세(부착 각도)와 토출되는 액적과의 관계를 설명하기 위한 도면.
부호의 설명
30 --- 액적 토출 장치 34 --- 액적 토출 헤드
39 --- 스테이지 40 --- 제어 장치(제어 수단)
41 --- 플러싱 에리어 S --- 기판

Claims (19)

  1. 스테이지 위쪽에 설치되어 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어와, 상기 액적 토출 헤드에 의한 동작을 제어하는 제어 수단을 갖고, 상기 액적 토출 헤드가 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치된 액적 토출 장치로서,
    상기 제어 수단은, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  2. 스테이지의 위쪽에 설치되어 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어와, 상기 액적 토출 헤드에 의한 동작을 제어하는 제어 수단을 갖고, 상기 액적 토출 헤드가 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치된 액적 토출 장치로서,
    상기 제어 수단은, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드에 플러싱 동작을 행하게 하는 동시에, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달한 때에, 그 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 수단은 노즐에 대해서 플러싱 동작을 정지시키는 제어를 행한 후, 그 노즐에 대해서 미진동 동작을 행하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플러싱 에리어가 스테이지상의 기판에 대해서 상기 하나의 방향에서의 양측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 수단은 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하게 하지 않고, 플러싱 에리어상을 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱 동작을 행하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드가 그 둘레 방향으로 회동 가능하게 설치되며, 또한 그 회동 동작이 상기 제어 수단에 의해서 제어되도록 구성되어 되며,
    상기 제어 수단은 상기 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어 내로 이동하여 플러싱을 행할 때, 미리 그 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시켜 두고, 모든 노즐이 플러싱 동작을 정지한 후, 다시 비스듬하게 되도록 회동시키게 제어하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드에 대한, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키는 동작을, 플러싱 에리어상에서 행하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항 기재의 액적 토출 장치를 구비하여 되는 제막 장치.
  9. 스테이지상에 배치된 기판상에 액적을 도포하는 액적 토출 장치의 구동 방법으로서,
    상기 액적 토출 장치는, 상기 스테이지의 위쪽에 설치되어 상기 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어를 갖고, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치하여 되고,
    플러싱을, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드로 플러싱 동작을 행하게 함으로써 행하고, 그 후, 적어도 한개의 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 모든 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  10. 스테이지상에 배치된 기판상에 액적을 도포하는 액적 토출 장치의 구동 방법으로서,
    상기 액적 토출 장치는 상기 스테이지의 위쪽에 설치되어 상기 기판에 대해 하나의 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성되며, 또한, 상기 기판에 액적을 토출하는 복수의 노즐을 종횡으로 정렬하여 구비한 액적 토출 헤드와, 상기 스테이지상의 기판에 대해, 상기 하나의 방향에서의 적어도 한쪽의 측방에 설치된 플러싱 에리어를 갖고, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 하나의 방향에 대해 그 노즐의 열을 비스듬하게 하여 배치하여 되고,
    플러싱을, 상기 액적 토출 헤드를 이동시키면서 플러싱 에리어 내에서 그 액적 토출 헤드로 플러싱 동작을 행하게 함으로써 행하고, 그 후, 노즐이 미리 설정한 플러싱 에리어 내로부터 벗어나는 위치에 도달했을 때에, 그 노즐의 플러싱 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    노즐의 플러싱 동작을 정지시킨 후, 그 노즐에 대해서 미진동 동작을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 플러싱 에리어가, 스테이지상의 기판에 대해서 상기 하나의 방향에서의 양측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    액적 토출 헤드가 플러싱 에리어상을 외측을 향해 이동할 때에는 플러싱 동작을 행하게 하지 않고, 플러싱 에리어상을 내측을 향해 이동할 때에만 플러싱 동작을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드가 그 둘레 방향으로 회동 가능하게 설치되며, 또한 그 회동 동작이 상기 제어 수단에 의해서 제어되도록 구성되어 되며,
    상기 액적 토출 헤드가 플러싱 에리어내로 이동하여 플러싱을 행할 때, 미리 그 액적 토출 헤드를, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시켜 두고, 모든 노즐이 플러싱 동작을 정지한 후, 다시 비스듬하게 되도록 회동시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드에 대한, 그 노즐의 열이 상기 하나의 방향에 대해 직교하도록 회동시키는 동작을, 플러싱 에리어상에서 행하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 구동 방법.
  16. 제9항 또는 제10항 기재의 구동 방법을 구비하여 되는 제막 방법.
  17. 제16항 기재의 제막 방법에 의해, 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  18. 제16항 기재의 제막 방법에 의해, 유기 EL장치의 구성 요소로 되는 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL장치의 제조 방법.
  19. 제16항 기재의 제막 방법이 사용되어 형성된 디바이스를 구비하여 되는 전자 기기.
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