KR100563409B1 - 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법, 묘화 장치, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법, 묘화 장치, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

복수의 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 탑재한 헤드 유닛을 구비하는 묘화 장치로서, 묘화 작업을 시작하기 전에, 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광학식 액적 검출 수단을 이용하여 각 토출 노즐로부터 정상적으로 액적이 토출되고 있는지의 여부를 확인함에 있어서, 새틀라이트나 전기 노이즈 등의 영향에 의해 정상적인 토출 노즐을 이상으로 판정하는 오판정을 가급적 방지할 수 있도록 한다. 토출 확인 작업에서 어느 하나의 토출 노즐로부터의 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에는 다시 토출 확인 작업을 행하여, 이 토출 확인 작업에서도 동일한 토출 노즐로부터의 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때(S4), 이 토출 노즐이 이상이 있다고 판정하여(S5), 이상 노즐로부터 잔류 액체를 토출시키는 플러싱(flushing)을 행한다(S6).
토출 노즐 헤드, 액적, 묘화 장치

Description

묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법, 묘화 장치, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기{METHOD OF DETERMINING ABNORMALITY OF NOZZLE IN DRAWING APPARATUS, DRAWING APPARATUS, ELECTROOPTIC APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING ELECTROOPTIC APPARATUS, AND ELECTRONIC INSTRUMENT}
도 1은 실시 형태의 묘화 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 실시 형태의 묘화 장치의 정면도이다.
도 3은 실시 형태의 묘화 장치의 우측면도이다.
도 4는 실시 형태의 묘화 장치의 일부를 생략한 평면도이다.
도 5는 실시 형태의 헤드 유닛의 평면도이다.
도 6의 (a)는 실시 형태의 액적 토출 헤드의 사시도이고, 도 6의 (b)는 액적 토출 헤드부의 단면도이다.
도 7은 실시 형태의 흡인 유닛의 사시도이다.
도 8은 실시 형태의 흡인 유닛의 정면도이다.
도 9는 실시 형태의 흡인 유닛에 설치된 캡의 단면도이다.
도 10은 실시 형태의 급액 탱크의 사시도이다.
도 11은 실시 형태의 액적 검출 수단의 평면도이다.
도 12는 실시 형태의 액적 검출 수단의 정면도이다.
도 13은 실시 형태의 액적 검출 수단의 우측면도이다.
도 14는 실시 형태의 묘화 장치의 배관 계통도이다.
도 15는 실시 형태에서의 토출 노즐의 이상 판별 처리 순서를 도시한 흐름도이다.
도 16은 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 흐름도이다.
도 17의 (a) 내지 (e)는 제조 공정순으로 도시한 컬러 필터의 모식 단면도이다.
도 18은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 이용한 액정 장치의 개략 구성을 도시한 주요 부분 단면도이다.
도 19는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 이용한 제 2 예의 액정 장치의 개략 구성을 도시한 주요 부분 단면도이다.
도 20은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 이용한 제 3 예의 액정 장치의 개략 구성을 도시한 주요 부분 단면도이다.
도 21은 유기 EL장치인 표시 장치의 주요 부분 단면도이다.
도 22는 유기 EL장치인 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 흐름도이다.
도 23은 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도이다.
도 24는 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도이다.
도 25는 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도이다.
도 26은 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도이다.
도 27은 청색 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도이다.
도 28은 청색 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도이다.
도 29는 각 색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도이다.
도 30은 음극의 형성을 설명하는 공정도이다.
도 31은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치)인 표시 장치의 주요 부분 분해 사시도이다.
도 32는 전자 방출 장치(FED 장치)인 표시 장치의 주요 부분 단면도이다.
도 33의 (a)는 표시 장치의 전자 방출부 부근의 평면도이고, 도 33의 (b)는 그 형성 방법을 도시한 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 묘화 장치
3 : 메인티넌스 수단
6L, 6R : 액적 검출 수단
7 : 제어 수단
21 : 헤드 유닛
31 : 액적 토출 헤드
42 : 토출 노즐
91 : 흡인 유닛
201 : 발광 소자
202 : 수광 소자
203 : 광로(光路)
본 발명은 잉크젯 헤드에 대표되는 복수의 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 이용한 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법 및 묘화 장치, 및 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
잉크젯 프린터의 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)는, 미소한 잉크 방울(액적)을 도트 형상으로 정밀하게 토출할 수 있으므로, 예를 들어 토출액에 특수한 잉크나 감광성 수지 등의 기능액을 이용함으로써, 각종 제품의 제조 분야에의 응용이 기대되고 있다.
예를 들어, 복수의 액적 토출 헤드를 탑재하여 이루어지는 헤드 유닛을 이용하여, 컬러 필터의 기판이라는 워크에 대하여 헤드 유닛을 직교하는 2개의 주사 방향으로 상대 이동시키면서 각 액적 토출 헤드의 각 토출 노즐로부터 워크를 향하여 기능 액적을 토출함으로써, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 컬러 필터를 제조하는 것을 생각할 수 있다.
여기서, 묘화 작업을 워크의 출납으로 어느 정도의 시간동안 휴지하면, 액적 토출 헤드의 기능액의 점도 증가로 토출 노즐의 막힘이 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 묘화 장치에 액적 토출 헤드용 메인티넌스 수단을 배치하고, 휴지 기간에는 헤드 유닛을 메인티넌스 수단의 배치 장소로 이동시켜 토출 노즐로부터 기능 액적을 토출하는 예비 토출이나, 토출 노즐로부터 기능액을 흡인하여 제거하는 등의 메인티넌스 작업을 행하는 것이 요망되고 있다.
또한, 제품 불량을 방지하기 위해서는, 메인티넌스 작업 후 묘화 작업 시작 전에, 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있는지의 여부의 확인을 행하는 것도 요망된다.
그런데, 메인티넌스 수단을 구비하지 않은 통상의 잉크젯 프린터에 관한 것이지만, 종래 발광 소자와 수광 소자를 가지며, 이들 두 소자 간의 광로를 기능 액적이 가로 질렀을 때의 수광량의 변화에 기초하여 기능 액적의 토출을 검출하는 액적 검출 수단이 알려져 있다.(예를 들어, 일본국 특허공개 제2000-190469호 공보(제 4∼5페이지, 도 3 및 도 4) 참조).
상기 묘화 장치에서도, 이러한 액적 검출 수단을 이용하여 각 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있는지의 여부를 판별하는 기능 액적의 토출 확인 작업을 행하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 통상의 잉크젯 프린터에 관한 것이지만, 종래 어느 하나의 토출 노즐이 이상이 있다고 판정되었을 때, 정상적인 토출 노즐이 연속적으로 나열되어 있는 노즐 열의 일부분만을 사용하여 인자 작업을 행하는 기술도 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특개평9-24607호 공보(제 6 페이지, 도 4) 참조).
상기 종래예와 같은 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광학식 액적 검출 수단을 이용하여 기능 액적의 토출 확인 작업을 행하면, 새틀라이트(토출된 액체에 기인하여 안개 형상으로 부유하는 미립자)나 전기 노이즈 등의 영향에 의해 토출 노즐로부터 정상적으로 기능 액적이 토출되고 있어도, 비정상적인 토출, 즉, 토출 노즐이 이상이 있다고 오판정되는 경우가 있다.
그리고, 어느 하나의 토출 노즐이 이상이 있을 때, 상기 종래예와 같이 정상적인 토출 노즐이 연속적으로 나열되어 있는 노즐열의 일부분만을 사용하여 묘화 작업을 행하면, 작업에 시간이 걸리고 능률이 저하된다. 여기서, 기능 액적이 정상적으로 토출되지 않아도, 토출 노즐로부터 기능 액적을 토출하는 예비 토출 등의 메인티넌스 작업을 실행함으로써, 기능 액적이 정상적으로 토출되는 상태로 회복되는 일이 가끔 있다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 오판정을 가급적 방지할 수 있도록 하고, 또한 이상으로 판정되었을 때에, 토출 노즐을 회복시켜 능률적으로 묘화 작업을 행할 수 있도록 한 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법 및 묘화 장치, 및 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 기능 액적을 토출하는 복수의 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 탑재한 헤드 유닛을 구비하고, 워크에 대하여 이 헤드 유닛을 상대 이동시키면서, 액적 토출 헤드의 각 토출 노즐로부터 워크를 향하여 기능 액적을 토출하는 묘화 작업을 행함과 동시에, 발광 소자와 수광 소자를 가지며, 이들 두 소자 간의 광로를 기능 액적이 가로 질렀을 때의 수광량의 변화에 기초하여 기능 액적의 토출을 검출하는 액적 검출 수단을 설치하고, 묘화 작업을 행하기 전에, 액적 검출 수단을 이용하여 각 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있는지의 여부를 판별하는 기능 액적의 토출 확인 작업을 행하도록 한 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법에 있어서, 토출 확인 작업에서 어느 하나의 토출 노즐로부터의 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에는, 다시 상기 토출 확인 작업을 행하고, 이 토출 확인 작업에서도 동일한 토출 노즐로부터의 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에, 이 토출 노즐이 이상이 있다고 판정하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의하면, 동일한 토출 노즐로부터의 기능 액적의 토출이 2회 계속하여 비정상이라고 판별되었을 때에만 토출 노즐이 이상이 있다고 판정되게 된다. 액적 검출 수단이 새틀라이트나 전기 노이즈 등의 영향을 받는다고 하여도, 토출 노즐이 정상인 한, 2회 계속하여 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별될 가능성은 극히 낮으며, 따라서 정상적인 토출 노즐을 이상이 있다고 판정하는 오판정은 가급적 방지된다.
또한, 어느 하나의 토출 노즐이 이상이 있다고 판정되었을 때에는 기능 액적이 정상적으로 토출되도록 토출 노즐을 회복시키기 위한 메인티넌스 작업을 행하고, 이 메인티넌스 작업 후에 다시 상기 토출 확인 작업을 행하여, 이 토출 확인 작업에서 모든 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있다고 판별되었을 때 묘화 작업으로 이행함으로써, 묘화 작업을 정확하게 능률적으로 행할 수 있다.
여기서, 기능 액적의 토출이 비정상으로 되는 것은 토출 노즐의 근방에서의 경미한 막힘에 기인하는 경우가 많으며, 토출 노즐로부터 기능 액적을 토출하는 예 비 토출을 행하면, 기능 액적이 정상적으로 토출되는 상태로 회복될 가능성이 높다. 그리고, 예비 토출에 소요되는 시간은 단시간이므로, 상기 메인티넌스 작업은 예비 토출로 하는 것이 바람직하다.
또한, 예비 토출에서는 회복되지 않은 중도(重度)의 막힘이 발생하여도, 토출 노즐로부터 기능 액적을 흡인 제거함으로써, 기능 액적이 정상적으로 토출되는 상태로 회복될 수 있다. 따라서, 예비 토출 후의 액체의 토출 확인 작업에서도 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에는, 토출 노즐로부터 기능 액적을 흡인 제거하는 제 2 메인티넌스 작업을 행한 후에 다시 액적의 토출 확인 작업을 행하고, 이 토출 확인 작업에서도 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에, 헤드 유닛의 교환 지령을 내리는 것이 바람직하다.
본 발명의 묘화 장치는, 상기한 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법을 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의하면, 메인티넌스 작업 후의 기능 액적의 토출 확인을 효율적으로 행할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치는, 상기한 묘화 장치를 이용하여 액적 토출 헤드로부터 워크 상에 기능 액적을 토출하여 성막부(成膜部)를 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 상기한 묘화 장치를 이용하여 액적 토출 헤드로부터 워크 상에 기능 액적을 토출하여 성막부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의하면, 기능 액적의 토출 불량이 없는 신뢰성 있는 묘화 장치를 이용하여 제조되므로, 전기 광학 장치 자체를 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 전기 광학 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro-Luminescence) 장치, 전자 방출 장치, PDP(Plasma Display Panel) 장치 및 전기 영동 표시 장치 등을 생각할 수 있다. 또한, 전자 방출 장치는, 소위 FED(Field Emission Display)나 SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 장치를 포함하는 개념이다. 또한, 전기 광학 장치로는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광 확산체 형성 등의 장치를 생각할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 상기한 전기 광학 장치 또는 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 전자 기기로는, 소위 플랫 패널 디스플레이를 탑재한 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 외에 각종 전기 제품이 이에 해당한다.
(실시 형태)
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명을 적용한 묘화 장치의 외관 사시도, 도 2는 본 발명을 적용한 묘화 장치의 정면도, 도 3은 본 발명을 적용한 묘화 장치의 우측면도, 도 4는 본 발명을 적용한 묘화 장치의 일부를 생략한 평면도이다. 상세한 것은 후술하지만, 이 묘화 장치(1)는, 특수한 잉크나 발광성 수지액 등의 기능액을 액적 토출 헤드(31)에 도입하여 기판 등의 워크(W)에 액적에 의한 성막부를 형성하는 것이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 묘화 장치(1)는, 액적 토출 헤드(31)를 워크(W)에 대하여 상대 이동시키면서 기능액을 토출하기 위한 묘화 수단(2)과, 액적 토출 헤드(31)의 메인티넌스를 행하는 메인티넌스 수단(3)과, 액적 토출 헤드(31)에 기능액을 공급함과 함께, 불필요해진 기능액을 회수하는 기능액 공급 회수 수단(4)과, 각 수단을 구동·제어하기 위한 압축 에어를 공급하는 에어 공급 수단(5)과, 액적 토출 헤드(31)로부터의 액적의 토출을 검출하는 액적 검출 수단(6L, 6R)을 구비하고 있다. 그리고, 이들 각 수단은 제어 수단(7)에 의해 서로 관련되어 제어되고 있다. 도시는 생략하였지만, 이 외에도 워크(W)의 위치를 인식하는 워크 인식 카메라나 묘화 수단(2)의 헤드 유닛(21)(후술함)의 위치 확인을 행하는 헤드 인식 카메라, 각종 인디케이터 등의 부대 장치가 설치되어 있고, 이들도 제어 수단(7)에 의해 제어되고 있다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 묘화 수단(2)은, 앵글재를 사각형으로 짜서 구성한 가대(架臺)(11)의 상부에 고정한 석정반(12) 상에 배치되어 있고, 기능액 공급 회수 수단(4) 및 에어 공급 수단(5)의 대부분은 가대(l1)에 덧대어 설치된 기대(機臺)(13)에 합체되어 있다. 기대(13)에는 대소 2개의 수용실(14, 15)이 형성되어 있고, 큰 수용실(14)에는 기능액 공급 회수 수단(4)의 탱크류가 수용되고, 작은 수용실(15)에는 에어 공급 수단(5)의 주요부가 수용되어 있다. 또한, 기대(13) 상에는, 후술하는 기능액 공급 회수 수단(4)의 급액 탱크(241)를 올려 놓는 탱크 베이스(17) 및 기대(13)의 길이 방향(즉, X축 방향)으로 슬라이딩 가능하도록 지지된 이동 테이블(18)이 설치되어 있고, 이동 테이블(18) 상에는 메인티넌스 수단(3)의 흡인 유닛(91)(후술함) 및 와이핑 유닛(92)(후술함)을 올려 놓는 공통 베 이스(16)가 고정되어 있다.
이 묘화 장치(1)는, 묘화 수단(2)의 액적 토출 헤드(31)를 메인티넌스 수단(3)으로 보수(保守)시키면서, 기능액 공급 회수 수단(4)의 급액 탱크(241)로부터 액적 토출 헤드(31)로 기능액을 공급함과 함께, 액적 토출 헤드(31)로부터 워크(W)로 기능액을 토출시키는 것이다. 이하, 각 수단에 대하여 설명한다.
묘화 수단(2)은 기능액을 토출하는 액적 토출 헤드(31)를 복수개 갖는 헤드 유닛(21)과, 헤드 유닛(21)을 지지하는 메인 캐리지(22)와, 헤드 유닛(21)을 워크(W)에 대하여 주 주사 방향(X축 방향)과 이에 직교하는 부 주사 방향(Y축 방향)의 2개의 주사 방향으로 상대 이동시키는 X·Y 이동 기구(23)를 갖고 있다.
도 5, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 헤드 유닛(21)은 복수개(12개)의 액적 토출 헤드(31)와, 복수개의 액적 토출 헤드(31)를 탑재하는 서브 캐리지(51)와, 각 액적 토출 헤드(31)의 노즐 형성면(44)(노즐면)을 하면으로 돌출시켜 서브 캐리지(51)에 장착하기 위한 헤드 유지 부재(52)로 구성되어 있다. 12개의 액적 토출 헤드(31)는 서브 캐리지(51)에 6개씩 2열로 나뉘어 주 주사 방향(X축 방향)으로 이간 배치되어 있다. 또한, 각 액적 토출 헤드(31)는 워크(W)에 대하여 기능액의 충분한 도포 밀도를 확보하기 위하여 소정 각도 경사지게 배치되어 있다. 또한, 한쪽의 열과 다른쪽의 열의 각 액적 토출 헤드(31)는 부 주사 방향(Y축 방향)에 대하여 서로 위치가 어긋나게 배치되고, 부 주사 방향에서 각 액적 토출 헤드(31)의 토출 노즐(42)이 연속(일부 중복)하도록 되어 있다. 또한, 액적 토출 헤드(31)를 전용 부품으로 구성하거나 하여 워크(W)에 대하여 기능액의 충분한 도포 밀도를 확보할 수 있는 경우에는, 액적 토출 헤드(31)를 굳이 경사지게 세트할 필요는 없다.
도 6의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 액적 토출 헤드(31)는 소위 2련의 것으로서, 2련의 접속침(33)을 갖는 기능액 도입부(32)와, 기능액 도입부(32)에 연결되는 2련의 헤드 기판(34)과, 기능액 도입부(32)의 하방에 연결되고, 내부에 기능액으로 채워지는 헤드 내 유로가 형성된 헤드 본체(35)를 구비하고 있다. 각 접속침(33)은 배관 어댑터(36)를 통하여 기능액 공급 회수 수단(4)의 급액 탱크(241)에 접속되어 있고, 기능액 도입부(32)는 각 접속침(33)으로부터 기능액의 공급을 받도록 되어 있다. 헤드 본체(35)는 2련의 펌프부(41)와 다수의 토출 노즐(42)을 형성한 노즐 형성면(44)을 갖는 노즐 형성 플레이트(43)를 갖고 있으며, 액적 토출 헤드(31)에서는 펌프부(41)의 작용에 의해 토출 노즐(42)로부터 액적을 토출하도록 되어 있다. 또한, 노즐 형성면(44)에는 다수의 토출 노즐(42)로 이루어지는 2열의 토출 노즐(42) 열이 형성되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 서브 캐리지(51)는 일부가 잘려진 본체 플레이트(53)와, 본체 플레이트(53)의 장변 방향의 중간 위치에 설치한 좌우 한 쌍의 기준 핀(54)과, 본체 플레이트(53)의 두 장변 부분에 장착한 좌우 한 쌍의 지지부재(55)를 구비하고 있다. 한 쌍의 기준 핀(54)은 화상 인식을 전제로 하여 서브 캐리지(51)(헤드 유닛(21))를 X축, Y축 및 θ축 방향으로 위치 결정(위치 인식)하기 위한 기준이 되는 것이다. 지지 부재(55)는 헤드 유닛(21)을 메인 캐리지(22)에 고정할 때의 고정 부위가 된다. 또한, 서브 캐리지(51)에는, 각 액 적 토출 헤드(31)와 급액 탱크(241)를 배관 접속하기 위한 배관 조인트(56)가 설치되어 있다. 배관 조인트(56)는 일단에 각 액적 토출 헤드(31)(의 접속침(33))와 접속한 배관 어댑터(36)로부터의 헤드측 배관 부재를 접속하고, 다른 일단에는 급액 탱크(241)로부터의 장치측 배관 부재를 접속하기 위한 12개의 소켓(57)을 갖고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 메인 캐리지(22)는 후술하는 브릿지 플레이트(82)의 하측으로부터 고정되는 외관 「I」형의 매어담(吊設) 부재(61)와, 매어담 부재(61)의 하면에 장착한 θ 테이블(62)과, θ 테이블(62)의 하방에 매달도록 장착한 캐리지 본체(63)로 구성되어 있다. 캐리지 본체(63)에는 헤드 유닛(21)을 느슨하게 끼우기 위한 사각형의 개구를 갖고 있어, 헤드 유닛(21)을 위치 결정 고정하도록 되어 있다.
X·Y 이동 기구(23)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기한 석정반(12)에 고정되고, 워크(W)를 주 주사(X축 방향)시킴과 동시에, 메인 캐리지(22)를 통하여 헤드 유닛(21)을 부 주사(Y축 방향)시키는 것이다. X·Y 이동 기구(23)는 석정반(12)의 장변을 따르는 중심선에 축선을 합치시켜 고정된 X축 테이블(71)과, X축 테이블(71)을 타넘어 석정반(12)의 단변(短邊)을 따르는 중심선에 축선을 합치시킨 Y축 테이블(81)을 갖고 있다.
X축 테이블(71)은 워크(W)를 에어 흡인에 의해 흡착 세트하는 흡착 테이블(72)과, 흡착 테이블(72)을 지지하는 θ테이블(73)과, θ 테이블(73)을 X축 방향으로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 X축 에어 슬라이더(74)와, θ 테이블(73) 을 통하여 흡착 테이블(72) 상의 워크(W)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 리니어 모터(도시 생략)와, X축 에어 슬라이더(74)에 병설한 X축 리니어 스케일(75)로 구성되어 있다. 액적 토출 헤드(31)의 주 주사는 X축 리니어 모터의 구동에 의해 워크(W)를 흡착한 흡착 테이블(72) 및 θ테이블(73)이 X축 에어 슬라이더(74)를 안내로 하여 X축 방향으로 왕복이동함으로써 행해진다.
Y축 테이블(81)은, 메인 캐리지(22)를 매다는 브릿지 플레이트(82)와, 브릿지 플레이트(82)를 양쪽에서, 그리고 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 한 쌍의 Y축 슬라이더(83)와, Y축 슬라이더(83)에 병설한 Y축 리니어 스케일(84)과, 한 쌍의 Y축 슬라이더(83)를 안내로 하여 브릿지 플레이트(82)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 볼 나사(85)와, Y축 볼 나사(85)를 정역회전시키는 Y축 모터(도시 생략)를 구비하고 있다. Y축 모터는 서보 모터로 구성되어 있고, Y축 모터가 정역회전하면, Y축 볼 나사(85)를 통하여 여기에 나사 결합되어 있는 브릿지 플레이트(82)가 한 쌍의 Y축 슬라이더(83)를 안내로 하여 Y축 방향으로 이동한다. 즉, 브릿지 플레이트(82)의 이동에 따라, 메인 캐리지(22)(헤드 유닛(21))가 Y축 방향의 왕복 이동을 행하여, 액적 토출 헤드(31)의 부 주사가 행해진다. 또한, 도 4에서는 Y축 테이블(81)과 θ테이블(73)을 생략하고 있다.
여기서, 묘화 수단(2)의 일련의 동작을 간단히 설명한다. 먼저, 워크(W)를 향하여 기능액을 토출하는 묘화 작업전의 준비로서, 헤드 인식 카메라에 의한 헤드 유닛(21)의 위치 보정이 행해진 후, 워크 인식 카메라에 의해 흡착 테이블(7)에 세트된 워크(W)의 위치 보정이 이루어진다. 다음에, 워크(W)를 X축 테이블(71)에 의 해 주 주사(X축) 방향으로 왕복이동시킴과 동시에, 복수의 액적 토출 헤드(31)를 구동시켜 워크(W)에 대한 액적의 선택적인 토출 동작이 행해진다. 그리고, 워크(W)를 되돌린 후, 헤드 유닛(21)을 Y축 테이블(81)에 의해 부 주사(Y축) 방향으로 이동시키고, 다시 워크(W)의 주 주사 방향에의 왕복 이동과 액적 토출 헤드(31)의 구동이 행해진다. 또한, 본 실시 형태에서는 헤드 유닛(21)에 대하여 워크(W)를 주 주사 방향으로 이동시키도록 하고 있지만, 헤드 유닛(21)을 주 주사 방향으로 이동시키는 구성이어도 좋다. 또한, 워크(W)를 고정으로 하고, 헤드 유닛(21)을 주 주사 방향 및 부 주사 방향으로 이동시키는 구성이어도 좋다.
다음에, 메인티넌스 수단(3)에 대하여 설명한다. 메인티넌스 수단(3)은 액적 토출 헤드(31)을 보수하여 액적 토출 헤드(31)가 적절하게 기능액을 토출할 수 있도록 하는 것으로서, 흡인 유닛(91), 와이핑 유닛(92)을 구비하고 있다.
도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 흡인 유닛(91)은 워크(W)의 배치 장소, 즉 X축 테이블(81)의 배치 장소로부터 부 주사 방향(Y축 방향)으로 이간 배치되는 상기한 기대(13)의 공통 베이스(16)에 올려져 있고, 이동 테이블(18)을 통하여 기대(13)의 길이 방향인 주 주사 방향(X축 방향)으로 슬라이딩 가능하도록 구성되어 있다. 흡인 유닛(91)은 액적 토출 헤드(31)를 흡인함으로써 액적 토출 헤드(31)를 보수하기 위한 것으로서, 헤드 유닛(21)(의 액적 토출 헤드(31))에 기능액의 충전을 행하는 경우나, 액적 토출 헤드(31) 내에서 점도증가한 기능액을 제거하기 위한 흡인(클리닝)을 행하는 경우에 이용된다. 도 7 및 도 14를 참조하여 설명하면, 흡인 유닛(91)은 12개의 캡(102)을 갖는 캡 유닛(101)과, 캡(102)을 통하여 기능액의 흡인을 행하는 기능액 흡인 펌프(141)와, 각 캡(102)과 기능액 흡인 펌프(141)를 접속하는 흡인용 튜브 유닛(151)과, 캡 유닛(101)을 지지하는 지지 부재(171)와, 지지 부재(171)를 통하여 캡 유닛(101)을 승강시키는 승강 기구(181)(캡핑 수단)를 갖고 있다.
캡 유닛(101)은 도 7에 도시한 바와 같이, 헤드 유닛(21)에 탑재된 12개의 액적 토출 헤드(31)의 배치에 대응시켜 12개의 캡(102)을 캡 베이스(103)에 배치한 것으로서, 대응하는 각 액적 토출 헤드(31)에 각 캡(102)을 밀착할 수 있도록 구성되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 캡(102)은 캡 본체(111)와 캡 홀더(112)로 구성되어 있다. 캡 본체(111)는 2개의 스프링(113)으로 상방으로 탄성 가압되고, 또한 약간 상하이동 가능한 상태로 캡 홀더(112)에 유지되어 있다. 캡 본체(111)의 상면에는 액적 토출 헤드(31)의 2열의 토출 노즐(42) 열을 포함하는 오목부(121)가 형성되고, 오목부(121)의 둘레 가장자리부에는 실링 패킹(122)이 부착되어 있다. 그리고, 오목부(121)의 바닥부에는 흡수재(123)가 누름 틀(124)에 의해 눌려진 상태로 부설되어 있다. 액적 토출 헤드(3l)를 흡인할 때에는, 액적 토출 헤드(31)의 노즐 형성면(44)에 실링 패킹(122)을 눌러 밀착시키고, 2열의 토출 노즐(42) 열을 포함하도록 노즐 형성면(44)을 밀봉한다. 또한, 오목부(121)의 바닥부에는 작은 구멍(125)이 형성되어 있고, 이 작은 구멍(125)이 후술하는 각 흡인 분기 튜브(153)에 접속하는 L자 이음매에 연통되어 있다.
또한, 각 캡(102)에는 대기 개방 밸브(131)가 설치되어 있고, 오목부(121)의 바닥면 측에서 대기 개방할 수 있도록 되어 있다(도 9 참조). 대기 개방 밸브(131)는 스프링(132)으로 상방의 닫힘측으로 탄성 가압되어 있고, 대기 개방 밸브(131)가 후술하는 조작 플레이트(176)를 통하여 개폐된다. 그리고, 기능액의 흡인 동작의 마지막 단계에서, 대기 개방 밸브(131)의 조작부(133)를 조작 플레이트(176)를 통하여 끌어 내려 밸브를 열음으로써, 흡수재(123)에 함침되어 있는 기능액도 흡인할 수 있도록 되어 있다.
기능액 흡인 펌프(141)는 각 캡(102)을 통하여 액적 토출 헤드(31)에 흡인력을 작용시키는 것으로서, 메인티넌스성을 고려하여 피스톤 펌프로 구성되어 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 흡인용 튜브 유닛(151)은 기능액 흡인 펌프(141)에 접속되는 기능액 흡인 튜브(152)와, 각 캡(102)에 접속되는 복수(12개)의 흡인 분기 튜브(153)와, 기능액 흡인 튜브(152)와 흡인 분기 튜브(153)를 접속하기 위한 헤더 파이프(154)로 구성되어 있다. 즉, 기능액 흡인 튜브(152) 및 흡인 분기 튜브(153)에 의해 캡(102)과 기능액 흡인 펌프(141)를 접속하는 기능액 유로가 형성되어 있다. 그리고, 상기 도면에 도시한 바와 같이, 각 흡인 분기 튜브(153)에는, 캡(102)측으로부터 순서대로 액체 센서(161), 캡측 압력 센서(162) 및 흡인용 개폐 밸브(163)가 설치되어 있다. 액체 센서(161)는 기능액의 유무를 검출하는 것이고, 캡측 압력 센서(162)는 흡인 분기 튜브(153) 내의 압력을 검출하는 것이다. 또한, 흡인용 개폐 밸브(163)는 흡인 분기 튜브(153)를 막히게 하는 것이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 지지 부재(171)는, 상단에 캡 유닛(101)을 지지하는 지지 플레이트(173)를 갖는 지지 부재 본체(l72)와, 지지 부재 본체(172)를 상 하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 스탠드(174)를 구비하고 있다. 지지 플레이트(173)의 길이 방향의 양측 하면에는 한 쌍의 에어 실린더(175)가 고정되어 있고, 이 한 쌍의 에어 실린더(175)에 의해 조작 플레이트(176)가 승강한다. 그리고, 조작 플레이트(176) 상에는 각 캡(102)의 대기 개방 밸브(131)의 조작부(133)에 맞물림 결합되는 후크(177)가 장착되어 있고, 조작 플레이트(17)의 승강에 따라, 후크(177)가 조작부(133)를 상하 이동시킴으로써, 상기한 대기 개방 밸브(131)는 개폐된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 승강 기구(181)는 에어 실린더로 이루어지는 2개의 승강 실린더, 즉 스탠드(174)의 베이스부에 세워져 설치한 하단(下段)의 승강 실린더(18)와, 하단의 승강 실린더(182)에 의해 승강하는 승강 플레이트(184) 상에 세워져 설치한 상단(上段)의 승강 실린더(183)를 구비하고 있으며, 지지 플레이트(173) 상에는 상단의 승강 실린더(183)의 피스톤 로드가 연결되어 있다. 두 승강 실린더(182, 183)의 스트로크는 서로 다르며, 두 승강 실린더(182, 183)의 선택 작동으로 캡 유닛(101)의 상승 위치를 비교적 높은 제 1 위치와 비교적 낮은 제 2 위치로 전환할 수 있도록 하고 있다. 캡 유닛(101)이 제 1 위치에 있을 때에는 각 액적 토출 헤드(31)에 각 캡(102)이 밀착되고, 캡 유닛(101)이 제 2 위치에 있을 때에는 각 기능액 토출 헤드(31)와 각 캡(102) 사이에 약간의 틈새가 생기도록 되어 있다.
또한, 상세한 것은 후술하지만, 캡 유닛(101)의 각 캡(102)은 기능액 비토출 시에서의 액적 토출 헤드(31)의 플러싱(예비 토출)에 의해 토출된 기능액을 받는 액적받이를 겸하고 있다. 승강 기구(181)는 기능액을 액적 토출 헤드(31)의 헤드 내 유로에 충전할 때나 액적 토출 헤드(31)의 클리닝을 행할 때와 같이, 각 캡(102)을 통하여 액적 토출 헤드(31)를 흡인하는 경우에는 제 1 위치로 캡 유닛(101)을 이동시켜 각 캡(102)을 각 액적 토출 헤드(31)에 밀착시키고, 액적 토출 헤드(31)가 플러싱을 행할 경우에는 제 2 위치로 캡 유닛(101)을 이동시킨다.
와이핑 유닛(92)은, 액적 토출 헤드(31)의 흡인(클리닝) 등에 의해 기능액이 부착되어 더러워진 각 액적 토출 헤드(31)의 노즐 형성면(44)을 닦아 내는 것으로서, 공통 베이스(16) 상에 맞닿게 한 상태에서 배치된 권취 유닛(191)과 클리닝 유닛(192)으로 구성되어 있다(도 1, 도 3 및 도 4 참조). 예를 들어, 액적 토출 헤드(31)의 클리닝이 완료되면, 와이핑 유닛(92)은 상기한 이동 테이블(18)에 의해 액적 토출 헤드(31)에 면한 위치까지 이동시켜진다. 그리고, 와이핑 유닛(92)은, 액적 토출 헤드(31)에 충분히 근접한 상태에서 권취 유닛(191)으로부터 와이핑 시트(도시 생략)을 투입하고, 클리닝 유닛(192)으로 클리닝 롤러를 사용하여 투입한 와이핑 시트로 액적 토출 헤드(31)의 노즐 형성면(44)을 닦아 간다. 또한, 투입한 와이핑 시트에는 후술하는 세정액 공급계(23)로부터 세정액이 공급되고 있어, 액적 토출 헤드(31)에 부착된 기능액을 효율적으로 닦아 낼 수 있도록 되어 있다.
액적 토출 헤드(31)의 플러싱 동작(예비 토출)은 묘화 작업 중에도 행해진다. 따라서, X축 테이블(71)의 θ테이블(73)에 흡착 테이블(71)을 개재하여 고정한 한 쌍의 플러싱 박스(93a)를 갖는 플러싱 유닛(93)을 설치하고 있다(도 4 참조). 플러싱 박스(93a)는 θ 테이블(73)과 함께 주 주사 시에 이동하므로, 헤드 유닛(21) 등을 플러싱 동작을 위하여 이동시키지 않는다. 즉, 플러싱 박스(93a)는 워크(W)와 함께 헤드 유닛(21)을 향하여 이동해 가므로, 플러싱 유닛(93a)에 면한 기능액 토출 헤드(31)의 토출 노즐(42)로부터 순차적으로 플러싱 동작을 행할 수 있다. 또한, 플러싱 박스(93a)로 받은 기능액은 후술하는 폐액 탱크(282)에 저장된다. 또한, 석정반(12)의 기대(3)와 반대측의 측부에는, 헤드 유닛(21)의 2열의 액적 토출 헤드(31)에 대응하는 한 쌍의 플러싱 박스(94a)를 갖는 예비의 플러싱 유닛(94)이 배치되어 있다.
플러싱 동작은 모든 액적 토출 헤드(31)의 모든 토출 노즐(42)로부터 기능액을 토출하는 것으로서, 시간의 경과에 따라, 액적 토출 헤드(31)에 도입한 기능액이 건조에 의해 점도증가되어 액적 토출 헤드(31)의 토출 노즐(42)에 막힘을 발생시키는 것을 방지하기 위하여 정기적으로 행해진다. 플러싱 동작은 묘화 작업시뿐만 아니라, 워크(W)의 교체시 등 묘화 작업이 일시적으로 중지될 때(대기중)에도 행할 필요가 있다. 이러한 경우, 헤드 유닛(21)은, 클리닝 위치, 즉 흡인 유닛(91)의 캡 유닛(101)의 바로 윗부분까지 이동한 후, 각 액적 토출 헤드(31)는 대응하는 각 캡(102)을 향하여 플러싱을 행한다.
캡(102)에 대하여 플러싱을 행하는 경우, 캡 유닛(101)은 액적 토출 헤드(31)와 캡(102) 사이에 약간의 틈새(액적 토출 공간)가 생기는 제 2 위치까지 승강 기구(181)에 의해 상승되어 있고, 플러싱으로 토출된 기능액의 대부분을 각 캡(102)에서 받을 수 있도록 되어 있다.
다음에, 기능액 공급 회수 수단(4)에 대하여 설명한다. 액체 공급 회수 수 단(4)은 헤드 유닛(21)의 각 액적 토출 헤드(31)에 기능액을 공급하는 기능액 공급계(221)와, 메인티넌스 수단(3)의 흡인 유닛(91)에서 흡인한 기능액을 회수하는 기능액 회수계(222)와, 와이핑 유닛(92)에 기능 재료의 용제를 세정용으로서 공급하는 세정액 공급계(223)와, 플러싱 유닛(93)이나 예비의 플러싱 유닛(94)으로 받은 기능액을 회수하는 폐액 회수계(224)로 구성되어 있다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 기대(13)의 큰 수용실(14)에는 도시된 우측으로부터 순서대로 기능액 공급계(221)의 가압 탱크(231), 기능액 회수계(222)의 재이용 탱크(261), 세정액 공급계(223)의 세정액 탱크(271)가 횡방향으로 나란히 배치되어 있다. 그리고, 재이용 탱크(261) 및 세정액 탱크(271) 근방에는 소형으로 형성한 폐액 회수계(224)의 폐액 탱크(282) 및 기능액 회수계(222)의 회수 트랩(263)이 설치되어 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 기능액 공급계(221)는 대량(3L)의 기능액을 저장 하는 가압 탱크(231)와, 가압 탱크(231)로부터 보내진 기능액을 저장함과 동시에, 각 액적 토출 헤드(31)에 기능액을 공급하는 급액 탱크(241)와, 급액 관로를 형성하여 이들을 배관 접속하는 급액 튜브(251)로 구성되어 있다. 가압 탱크(231)는 에어 공급 수단(5)으로부터 도입되는 압축 기체(불활성 가스)에 의해 급액 튜브(251)를 통하여 저장하는 기능액을 급액 탱크(241)로 압송하고 있다.
급액 탱크(241)는, 도 10에 도시한 바와 같이 상기한 기대(13)의 탱크 베이스(17) 상에 고정되어 있고, 양측에 액위창(244)을 가짐과 동시에, 가압 탱크(231)로부터의 기능액을 저장하는 탱크 본체(243)와, 두 액위창(244)에 면하여 기능액의 액위(수위)를 검출하는 액위 검출기(245)와, 탱크 본체(243)가 올려지는 팬(246) 과, 팬(246)을 통하여 탱크 본체(243)를 지지하는 탱크 스탠드(242)를 구비하고 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 탱크 본체(243)(의 덮개)의 상면에는 가압 탱크(21)에 연결되는 급액 튜브(251)가 연결되어 있으며, 또한 헤드 유닛(21)측으로 연장되는 급액 튜브(251)용 6개의 급액용 커넥터(247)와, 에어 공급 수단(5)과 접속되는 에어 공급 튜브(292)(후술함)용의 가압용 커넥터(28)가 하나 설치되어 있다. 액위 검출기(245)는 기능액의 오버 플로우를 검출하는 오버 플로우 검출기(249) 및 기능액의 액위를 검출하는 액위 레벨 검출기(250)로 구성되어 있다. 그리고, 가압 탱크(231)에 접속된 급액 튜브(251)에는 액위 조절 밸브(253)가 삽입 설치되어 있고, 액위 조절 밸브(23)를 개폐 제어함으로써, 탱크 본체(243)에 저장하는 기능액의 액위가 액위 레벨 검출기(250)의 검출 범위 내에 있도록 조정되어 있다(실제로는, 액위 검출 후에 수초간 급액을 행하는 제어가 됨).
또한, 상세한 것은 후술하지만, 가압용 커넥터(248)에 접속되는 에어 공급 튜브(292)에는 대기 개방 포트를 갖는 3방 밸브(254)(관로 개폐 수단)가 삽입 설치되어 있고, 가압 탱크(231)로부터의 압력은 대기 개방에 의해 절연된다. 이에 따라, 헤드 유닛(21)측으로 연장되는 급액 튜브(251)의 수두압을 상술한 액위의 조절에 의해 약간 마이너스 수두(예를 들어, 25mm±0.5mm)로 유지하여, 액적 토출 헤드(31)의 토출 노즐(42)로부터의 액 떨어짐을 방지함과 동시에, 액적 토출 헤드(31)의 펌핑 동작, 즉 펌프부(41) 내의 압전 소자의 펌프 구동으로 정밀하게 액적이 토출되도록 하고 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 액적 토출 헤드(31)로 연장되는 6개의 각 급액 튜브(251)에는 후술하는 압력 컨트롤러(294)에 접속된 헤드측 압력 센서(255)(압력 검출 수단)가 액적 토출 헤드(31) 근방에 삽입 설치되어 있다. 또한, 이들 급액 튜브(251)는 각각 T자 이음매(257)를 통하여 2개로 분기되어 총 12개의 급액 분기 튜브(252)(분기 공급 관로)가 형성되어 있다(도 14 참조). 12개의 급액 분기 튜브(252)는 장치측 배관 부재로서 헤드 유닛(21)에 설치한 배관 조인트(56)의 12개의 소켓(57)에 접속되어 있다. 각 급액 분기 튜브(252)에는 분기 급액 통로를 막기 위한 공급용 밸브(25)가 삽입 설치되어 있고, 제어 수단(7)에 의해 개폐 제어되고 있다.
기능액 회수계(222)는, 흡인 유닛(91)으로 흡인한 기능액을 저장하기 위한 것으로서, 흡인한 기능액을 저장하는 재이용 탱크(261)와, 기능액 흡인 펌프(141)에 접속되고, 흡인한 기능액을 재이용 탱크(261)로 도입하는 회수용 튜브(262)를 갖고 있다.
세정액 공급계(223)는 와이핑 유닛(92)의 와이핑 시트에 세정액을 공급하기 위한 것으로서, 세정액을 저장하는 세정액 탱크(271)와 세정액 탱크(271)의 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 튜브(도시하지 않음)를 갖고 있다. 또한, 세정액의 공급은 세정액 탱크(271)에 에어 공급 수단(5)으로부터 압축 에어를 도입함으로써 이루어진다. 또한, 세정액에는 기능액의 용제가 사용된다.
폐액 회수계(224)는 플러싱 유닛(93)이나 예비의 플러싱 유닛(94)에 토출한 기능액을 회수하기 위한 것으로서, 회수한 기능액을 저장하는 폐액 탱크(282)와, 플러싱 유닛(93, 94)에 접속되고, 폐액 탱크(281)에 플러싱 유닛(93)으로 토출된 기능액을 도입하는 폐액용 튜브(도시하지 않음)를 갖고 있다.
다음에, 에어 공급 수단(5)에 대하여 설명한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 에어 공급 수단(5)은, 예를 들어 가압 탱크(231)나 급액 탱크(241) 등의 각 부에 불활성 가스(N2)를 압축한 압축 에어 등을 공급하는 것으로서, 불활성 가스를 압축하는 에어 펌프(291)와, 에어 펌프(291)에 의해 압축된 압축 에어를 각 부에 공급하기 위한 에어 공급 튜브(292)(가압용 관로)를 구비하고 있다. 그리고, 에어 공급 튜브(292)에는, 압축 에어의 공급처에 따라 압력을 소정의 압력으로 유지하기 위한 레귤레이터(293)가 설치되어 있다.
상세한 것은 후술하지만, 본 실시 형태의 묘화 장치(1)는, 상기한 헤드측 압 력 센서(255)에 기초하여 급액 탱크(241)를 가압하는 구성으로 되어 있고, 급액 탱크(21)에 접속되는 에어 공급 튜브(292)에는 헤드측 압력 센서(255)와 접속하는 압력 컨트롤러(294)와 대기 개방 포트를 갖는 3방 밸브(254)가 삽입 설치되어 있다. 압력 컨트롤러(294)는 레귤레이터(293)로부터 보내어진 압축 에어를 적당히 감압하여 급액 탱크(241)로 보냄과 동시에, 3방 밸브(254)를 개폐제어함으로써 급액 탱크(241)에의 가압력을 조절할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 실시 형태는 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241)에 압축 에어가 직접 도입되는 구성이지만, 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241)를 알루미늄 등으로 구성한 가압 박스(도시 생략)에 개별적으로 수용하고, 가압 박스를 통하여 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241)를 개별적으로 가압하는 구성으로 하여도 좋다. 구체적으로는, 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241)에 통기공 등을 설치하여 이들을 가압 박스의 내부와 연통시키고, 가압 박스의 내부와 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241) 내부의 압력을 동일한 압력으로 유지하도록 한다. 그리고, 에어 펌프(291)로부터의 압축 에어를 가압 박스에 공급함으로써, 가압 탱크(231) 및 급액 탱크(241) 내부를 가압한다.
다음에, 제어 수단(7)에 대하여 설명한다. 제어 수단(7)은 각 수단의 동작을 제어하기 위한 제어부를 구비하고 있고, 제어부는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 기억하고 있음과 동시에, 각종 제어 처리를 행하기 위한 작업 영역을 갖고 있다. 그리고, 제어 수단(7)은 상기한 각 수단과 접속되어 장치 전체를 제어하고 있다.
여기서, 제어 수단(7)에 의한 제어의 일례로서, 도 14를 참조하면서 급액 탱크(241)로부터 액적 토출 헤드(31)에 기능액을 공급하는 경우에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 묘화 장치(1)는, 액적 토출 헤드(31)의 펌프 작용에 의해 급액 탱크(241)로부터 기능액을 액적 토출 헤드(31)에 공급하고 있고, 급액 탱크(241)로부터 액적 토출 헤드(31)에 이르는 관 마찰 저항 등의 영향을 받고 있다. 따라서, 액적 토출 헤드(31)에 도입하는 기능액의 종류에 따라서는, 액적 토출 헤드(31) 내의 기능액 공급 압력이 변화하는 것 이외에, 액적 토출 헤드(31)의 펌프 작용에 의한 공급이 제때 이루어지지 않게 되어 도중에 기능액을 적절히 토출할 수 없게 된다는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 기능액의 토출시 에 상기한 헤드측 압력 센서(255)에 기초하여 급액 탱크(241) 내를 가압함으로써 기능액의 공급 압력을 일정하게 하고, 액적 토출 헤드(31)로부터의 기능액의 토출을 안정시킴과 동시에, 액적 토출 헤드(31)에의 기능액의 공급이 밀리지 않도록 하고 있다.
다음에, 액적 검출 수단(6L, 6R)에 대하여 설명한다. 각 액적 검출 수단(6L, 6R)은, 도 11 내지 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 레이저 다이오드 등으로 이루어지는 발광 소자(201)와 수광 소자(202)를 구비하고, 수광 소자(202)의 수광 신호를 제어 수단(7)에 입력하고, 발광 소자(201)와 수광 소자(202) 사이의 광로(203)를 기능 액적이 가로 질렀을 때의 수광 소자(202)의 수광량의 변화에 기초하여 기능 액적을 검출하도록 구성되어 있다.
여기서, 하나의 액적 검출 수단(6L)은 헤드 유닛(21)에 2열로 나누어 탑재한 하나의 액적 토출 헤드(31) 열에 대응하고, 다른 하나의 액적 검출 수단(6R)은 헤드 유닛(21)의 다른 하나의 액적 토출 헤드(31) 열에 대응한다. 그리고, 묘화 작업 중지시에 행하는 플러싱 등의 메인티넌스 작업 종료후 다음 묘화 작업 시작전에, 각 열의 액적 토출 헤드(31)의 토출 노즐(42)로부터 정상적으로 기능 액적이 토출되고 있는지의 여부를 액적 검출 수단(6L, 6R)을 이용하여 확인한다.
또한, 후술하는 액정 표시 장치나 유기 EL 장치의 제조에서는, 토출 노즐로부터 기능 액적이 다소 비스듬히 토출되어도 제품 불량은 발생하지 않고, 따라서 발광 소자(201)로부터 발광되는 빔 크기를 기능 액적의 크기(예를 들어 27㎛)보다 큰 값(예를 들어 90㎛)으로 설정함과 동시에, 토출 노즐(42)과 광로(203) 사이의 거리를 1㎜정도로 설정하여, 토출 노즐(42)로부터 기능 액적이 다소 비스듬히 토출되어도 액적을 검출할 수 있도록 하고 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 액적 검출 수단(6L, 6R)은 X축 테이블(81)의 배치 장소와 메인티넌스 수단(3)인 흡인 유닛(91)의 배치 장소 사이에 위치시켜 공통 베이스(16) 상에 배치되어 있다. 이를 상세히 설명하면, 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 공통 베이스(16)에 고정되는 스탠드(204)를 설치하여, 스탠드(204)의 상판(204a)에 액적 검출 수단(6L, 6R)을 배치하고 있다. 상판(204a)은 여기에 쳐지게 설치한 한 쌍의 슬라이더(204b)를 통하여 스탠드(204)의 한 쌍의 지주(204c)에 상하이동 가능하도록 지지되어 있고, 슬라이더(204b)에 장착한 맞댐 부재(204d)에 상하로부터 맞닿는 조정 나사(204e)를 지주(204c)에 설치하여, 상판(204a), 즉 액적 검출 수단(6L, 6R)의 상하 방향의 위치 조정과 수평 조정을 행할 수 있도록 하고 있다.
X축 테이블(81)의 배치 장소와 흡인 유닛(91)의 배치 장소 사이의 스페이스는 원래 사공간이었던 부분으로서, Y축 방향으로 비교적 폭이 좁고, 이 스페이스에 액적 검출 수단(6L, 6R)을 무리없이 배치할 수 있도록, 각 액적 검출 수단 수단(6L, 6R)의 발광 소자(201)와 수광 소자(202)를 X축 방향으로 대향시켜 각 액적 검출 수단(6L, 6R)의 Y축 방향 크기를 단축하고 있다.
또한, 두 액적 검출 수단(6L, 6R)을 X축 방향을 따르는 동일선 상에 횡방향으로 나란히 배치하면, 두 액적 검출 수단(6L, 6R)의 X축 방향 안쪽에 위치하는 소자끼리의 간섭을 피하기 위하여, 하나의 액적 검출 수단(6L)의 검출 유효 영역(발 광 소자(201)와 수광 소자(202) 사이의 광로(203)가 존재하는 영역)과 다른 하나의 액적 검출 수단(6R)의 검출 유효 영역 간의 검출 불가능 영역의 X축 방향의 폭이 넓어지고, 따라서 2개의 액적 토출 헤드(31) 열 간의 X축 방향 간격도 넓게 취하지 않을 수 없어, 헤드 유닛(21)이 커지게 된다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 두 액적 검출 수단(6L, 6R)을 대응하는 액적 토출 헤드(31)의 열에 맞춘 X축 방향의 위치에 서로 Y축 방향으로 위치를 어긋나게 하여 배치하고 있다. 이에 의하면, 하나의 액적 검출 수단(6L)의 X축 방향 안쪽에 위치하는 소자(수광 소자(202))와 다른 하나의 액적 검출 수단(6R)의 X축 방향 안쪽에 위치하는 소자(수광 소자(202))를 X축 방향으로 오버랩시켜 두 액적 검출 수단(6L, 6R) 사이의 검출 불가능 영역의 X축 방향 폭을 좁힐 수 있다. 따라서, 2개의 액적 토출 헤드(31) 열 간의 X축 방향 간격을 넓게 취할 필요가 없어, 헤드 유닛(21)을 대형화시키지 않아도 된다.
또한, 액적 검출 수단을 하나로 하고, 이동 테이블(18)에 의한 공통 베이스(16)의 작용으로 액적 검출 수단을 X축 방향으로 시프트하여 2개의 액적 토출 헤드(31) 열에 대한 액적의 토출 확인 작업을 행하는 것도 가능하지만, 본 실시 형태와 같이 2개의 액적 토출 헤드(31) 열에 대응하는 2개의 액적 검출 수단(6L, 6R)을 설치해 두면, 2개의 액적 토출 헤드(31) 열에 대한 액적의 토출 확인 작업을 동시에 행할 수 있어, 작업 능률을 향상시킴에 있어 유리하다.
또한, 각 액적 검출 수단(6L, 6R)에는 발광 소자(201)와 수광 소자(202) 사이의 광로(203)의 하방에 위치시켜 액적받이(205)가 설치되고, 이 액적받이(205)에 흡수재(206)를 배치하여, 토출 노즐(42)로부터 토출된 기능 액적을 흡수할 수 있도록 하고 있다. 또한, 액적받이(205)의 바닥부에 연통되는 배관 조인트(108)를 설치하고, 이 배관 조인트(208)에 상기한 재이용 탱크(261)에 연결되는 흡인 펌프(209)를 접속하고, 토출 노즐(42)로부터 토출된 기능 액적을 흡수재(206)를 통하여 흡인 회수하는 액적 검출 수단용 기능액 회수 수단(207)을 구성하고 있다. 이에 따라, 기능 액적의 토출 확인 작업으로 토출되는 기능액을 재이용할 수 있게 되어, 구동 비용(running cost)의 삭감을 도모할 수 있다.
기능 액적의 토출 확인 작업에서는, 제어 수단(7)에 의해 각 열의 액적 토출 헤드(31)의 각 토출 노즐(42)이 각 액적 검출 수단(6L, 6R)의 발광 소자(201)와 수광 소자(202) 사이의 광로(203)의 바로 윗부분에 순차적으로 위치하도록 헤드 유닛(21)을 Y축 방향으로 연속적으로 이동시키고, Y축 방향의 리니어 스케일(Y축 리니어 스케일(84))로부터의 신호에 의해 검출 타이밍을 취함과 동시에 광로(203)의 바로 윗부분에 위치하는 토출 노즐(42)로부터 기능 액적을 토출시킨다. 그리고, 액적 검출 수단(6L, 6R)에서 기능 액적이 검출되었는지의 여부 해당하는 토출 노즐(42)로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있는지의 여부를 판별한다. 또한, 발광 소자(201)는 토출 노즐(42)로부터의 기능 액적의 토출에 동기시켜서 발광시켜도 좋고, 또한 확인 작업 중에 계속하여 발광시켜도 좋다.
그리고, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 모든 토출 노즐(42)에 대한 기능 액적의 토출 확인을 행하여(S1), 모든 토출 노즐(42)로부터 정상적으로 기능 액적이 토출되고 있을 때에는(S2) 묘화 작업으로 이행한다(S3). 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별된 토출 노즐(42)이 있을 때에는 다시 모든 토출 노즐(42)에 대한 기능 액적의 토출 확인을 행하여, 동일한 토출 노즐(42)로부터의 기능 액적의 토출이 2회 연속하여 비정상으로 판별되었을 때(S4) 이 토출 노즐(42)이 이상이 있다고 판정하고(S5), 2회째의 토출 확인 작업에서 앞번과 다른 토출 노즐(42)로부터의 기능 액적의 토출이 비정상이라고 판별되었을 때에는, 다시 모든 토출 노즐(42)에 대한 기능 액적의 토출 확인을 행한다.
여기서, 본 실시 형태와 같은 발광 소자(201)와 수광 소자(202)를 갖는 광학식 액적 검출 수단(6L, 6R)을 이용하여 기능 액적의 토출 확인 작업을 행하면, 새틀라이트(토출된 액체에 기인하여 안개 형상으로 부유하는 미립자)나 전기 노이즈 등의 영향에 의해 토출 노즐(42)로부터 정상적으로 기능 액적이 토출되고 있어도 비정상적인 토출이라고 판별될 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 상기와 같이 동일한 토출 노즐(42)로부터의 기능 액적의 토출이 2회 연속하여 비정상으로 판별되었을 때, 이 토출 노즐(42)이 이상이 있다고 판정하여 오판정을 가급적 방지할 수 있도록 하고 있다.
토출 노즐(42)이 이상이 있다고 판정되었을 때에는, 적어도 이상으로 판정된 토출 노즐(42)로부터 캡 유닛(101)을 향하여 기능 액적을 토출하는 플러싱(예비 토출)을 행하고(S6), 플러싱 후에 다시 모든 토출 노즐(42)에 대한 기능 액적의 토출 확인을 행한다. 그리고, 그 후에도 상기와 동일한 판별 처리로 토출 노즐(42)이 이상이 있다고 판정되었을 때에는, 먼저 플러싱이 행해지고 있으므로(S7), 이번에는 적어도 이상으로 판정된 토출 노즐(42)을 갖는 액적 토출 헤드(31)의 흡인 유닛(91)에 의한 흡인과 와이핑 유닛(92)에 의한 와이핑이 행해진다(S8). 그리고, 다시 모든 토출 노즐(42)에 대한 기능 액적의 토출 확인을 행한다.
여기서, 기능 액적의 토출이 비정상이 되는 것은 토출 노즐(42) 근방에서의 경미한 막힘에 기인하는 경우가 많고, 토출 노즐(42)의 플러싱을 행하면 기능 액적이 정상적으로 토출되는 상태로 회복될 가능성이 높다. 따라서, 일단 토출 노즐(42)이 이상으로 판정되어도, 플러싱에 의한 토출 노즐(42)의 회복으로 모든 토출 노즐(42)을 사용한 능률적인 묘화 작업을 행할 수 있어, 생산성의 향상을 도모함에 있어 유리하다.
또한, 예비 토출로는 회복되지 않은 중도의 막힘을 발생시켜도 토출 노즐(42)의 흡인으로 기능 액적이 정상적으로 토출되는 상태로 회복될 수 있는데, 흡인에 의해서도 회복되지 않고 다시 토출 노즐(42)이 이상이 있다고 판정되었을 때에는, 먼저 흡인이 행해지고 있으므로(S9), 이번에는 사용할 수 없다고 하여 헤드 유닛(21)의 교환 지령을 내린다(S10). 그리고, 이 교환 지령에 의해 적당히 경보기 등을 작동시켜 헤드 유닛(21)을 새로운 것으로 교환한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 캡 유닛(101)의 구조상 토출 노즐(42)마다의 개별적인 흡인은 불가능한데, 이것이 가능하다면, 이상으로 판정된 토출 노즐(42)만의 흡인을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 액적 검출 수단(6L, 6R)에서는 기능 액적의 토출은 검출할 수 있어도토출량의 과부족은 직접 검출할 수 없다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 공통 베이스(16)에 흡인 유닛(91)에 인접시켜 토출량 검사 수단(8)을 배치하고 있다. 이 검사 수단(8)은, 헤드 유닛(21)의 복수의 액적 토출 헤드(31)에 대응하는 복수의 액적받이(8a)를 구비하고 있어, 각 액적 토출 헤드(31)로부터 각 액적받이(8a)를 향하여 액적을 복수회 토출시키고, 그 때의 중량 변화로부터 토출량을 검출하도록 구성되어 있다. 토출량의 검사는, 어느 정도의 시간 간격으로 정기적으로 실행한다.
다음에, 본 실시 형태의 액적 토출 장치(1)를 이용하여 제조되는 전기 광학 장치(평판 디스플레이)로서, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치) 등을 예로 들어 이들의 구조 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 합체되는 컬러 필터의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 16은 컬러 필터의 제조 공정을 도시한 흐름도, 도 17의 (a) 내지 (e)는 제조 공정순으로 도시한 본 실시 형태의 컬러 필터(500)(필터 기체(基體)(500A))의 모식 단면도이다.
먼저, 블랙 매트릭스 형성 공정(S11)에서는, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(W)(501) 상에 블랙 매트릭스(502)를 형성한다. 블랙 매트릭스(502)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화 크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 열 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성하는 경우에는 그라비아 인쇄법, 포토 레지스트법, 열전사법 등을 이용할 수 있다.
계속하여, 뱅크 형성 공정(S12)에 있어서, 블랙 매트릭스(502) 상에 중첩되는 상태에서 뱅크(503)를 형성한다. 즉, 먼저 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(501) 및 블랙 매트릭스(502)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(504)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(505)으로 피복한 상태에서 노광 처리를 행한다.
또한, 도 17의 (c)에 도시한 바와 같이, 레지스트층(504)의 노광되지 않은 부분을 식각 처리함으로써 레지스트층(504)을 패터닝하여 뱅크(503)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성하는 경우에는 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용하는 것이 가능해진다.
이 뱅크(503)와 그 밑의 블랙 매트릭스(502)는 각 화소 영역(507a)을 구획하는 구획 벽부(507b)가 되고, 나중의 착색층 형성 공정에 있어서 액적 토출 헤드(31)에 의해 착색층(성막부)(508R, 508G, 508B)을 형성할 때 기능 액적의 착탄 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(500A)가 얻어진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 뱅크(503)의 재료로서 도막 표면이 소액(소수)성인 수지 재료를 사용하고 있다. 그리고, 기판(유리 기판)(501)의 표면이 친액(친수)성이므로, 후술하는 착색층 형성 공정에 있어서 뱅크(503)(구획 벽부(507b))에 둘러싸인 각 화소 영역(507a)내에의 액적의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.
다음에, 착색층 형성 공정(S13)에서는, 도 17의 (d)에 도시한 바와 같이, 액 적 토출헤드(31)에 의해 기능 액적을 토출하여 구획 벽부(507b)로 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에 착탄시킨다. 이 경우, 액적 토출 헤드(31)를 사용하여 R·G·B 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하여, 기능 액적의 토출을 행한다. 또한, R·G·B 3색의 배열 패턴으로는 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시키고, 3색의 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성한다. 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성하였다면 보호막 형성 공정(S14)으로 옮겨, 도 17의 (e)에 도시한 바와 같이, 기판(501), 구획 벽부(507b) 및 착색층(508R, 508G, 508B)의 상면을 덮도록 보호막(509)을 형성한다.
즉, 기판(501)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호 막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(509)이 형성된다.
그리고, 보호막(509)을 형성한 후, 기판(501)을 개개의 유효 화소 영역마다 절단함으로써 컬러 필터(500)가 얻어진다.
도 18은 상기의 컬러 필터(500)를 이용한 액정 표시 장치의 일례로서의 수동 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략 구성을 도시한 주요 부분 단면도이다. 이 액정 장치(520)에 액정 구동용 IC, 백 라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 컬러 필터(500)는 도 17에 도시한 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
이 액정장치(520)는, 컬러 필터(500), 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(521) 및 이들 사이에 삽입된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어지는 액정층(522)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(500)를 도면의 상측(관찰자측)에 배치하고 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 대향 기판(521) 및 컬러 필터(500)의 외면(액정층(522)측과 반대측 면)에는 편광판이 각각 배치되고, 또한 대향 기판(521)측에 위치하는 편광판의 외측에는 백라이트가 배치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 상(액정층 측)에는, 도 18에 있어서 좌우 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(523)이 소정의 간격으로 복수개 형성되어 있고, 이 제 1 전극(523)의 컬러 필터(500)측과 반대측 면을 덮도록 제 1 배향막(524)이 형성되어 있다.
한편, 대향 기판(521)에서의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(500)의 제 1 전극(523)과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 2 전극(526)이 소정의 간격으로 복수개 형성되고, 이 제 2 전극(526)의 액정측(522)측 면을 덮도록 제 2 배향막(527)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(523) 및 제 2 전극(526)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
액정층(522) 내에 설치된 스페이서(528)는 액정층(522)의 두께(셀 갭)를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 실링재(529)는 액정층(522) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(523)의 일 단부는 리드 배선(523a)으로서 실링재(529)의 외측까지 연재되어 있다.
그리고, 제 1 전극(523)과 제 2 전극(526)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소가 되는 부분에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(500)에 제 1 전극(523)의 패터닝 및 제 1 배향막(524)의 도포를 행하여 컬러 필터(500)측 부분을 제작함과 동시에, 이와는 별도로 대향 기판(521)에 제 2 전극(526)의 패터닝 및 제 2 배향막(527)의 도포를 행하여 대향 기판(521)측 부분을 제작한다. 그 후, 대향 기판(521)측 부분에 스페이서(528) 및 실링재(529)를 만들어 넣고, 이 상태에서 컬러 필터(500)측 부분을 접착한다. 이어서, 실링재(529)의 주입구로부터 액정층(522)을 구성하는 액정을 주입하고, 주입구를 닫아 고정한다. 그 후, 두 편광판 및 백 라이트를 적층한다.
실시 형태의 묘화 장치(1)는, 예를 들어 상기의 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포함과 동시에, 대향 기판(521)측 부분에 컬러 필터(500)측 부분을 접착하기 전에, 실링재(529)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 또한, 상기의 실링재(529)의 인쇄를 액적 토출 헤드(31)로 행하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 및 제 2 두 배향막(524, 527)의 도포를 액적 토출 헤드(31)로 행하는 것도 가능하다.
도 19는, 본 실시 형태에 있어서 제조한 컬러 필터(500)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략 구성을 도시한 주요 부분 단면도이다.
이 액정 장치(530)가 상기 액정 장치(520)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(500)를 도면의 하측(관찰자 측과 반대측)에 배치한 점이다.
이 액정 장치(530)는 컬러 필터(500)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(531) 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(532)이 삽입되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 대향 기판(531) 및 컬러 필터(500)의 외면에는 편광판 등이 각각 배치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 상(액정층(532) 측)에는 도면 중 안쪽 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(533)이 소정의 간격으로 복수개 형성되어 있고, 이 제 1 전극(533)의 액정층(532) 측의 면을 덮도록 제 1 배향막(534)이 형성되어 있다.
대향 기판(531)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면 상에는 컬러 필터(500) 측의 제 1 전극(533)과 직교하는 방향으로 연재하는 복수의 스트립 형상의 제 2 전극(536)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(536)의 액정층(532) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(537)이 형성되어 있다.
액정층(532)에는, 이 액정층(532)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(538)와, 액정층(532) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 실링재(539)가 설치되어 있다.
그리고, 상기한 액정 장치(520)와 마찬가지로, 제 1 전극(533)과 제 2 전극(536)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소가 되는 부위에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
도 20은 본 발명을 적용한 컬러 필터(500)를 이용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 도시한 것으로서, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략 구성을 도시한 분해 사시도이다.
이 액정 장치(550)는, 컬러 필터(500)를 도면의 상측(관측자 측)에 배치한 것이다.
이 액정장치(550)는, 컬러 필터(500)와, 이에 대향하도록 배치된 대향 기판(551)과, 이들 사이에 삽입된 도시하지 않은 액정층과, 컬러 필터(500)의 상면측(관측자 측)에 배치된 편광판(555)과, 대향 기판(51)의 하면 측에 배치된 편광판(도시하지 않음)에 의해 개략 구성되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509)의 표면(대향 기판(551)측 면)에는 액정 구동용 전극(556)이 형성되어 있다. 이 전극(556)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지고, 후술하는 화소 전극(560)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전체면 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(556)의 화소 전극(560)과는 반대측 면을 덮은 상태로 배향막(557)이 설치되어 있다
대향 기판(551)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는 절연층(558)이 형성되어 있고, 이 절연층(558) 상에는 주사선(561) 및 신호선(562)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(561)과 신호선(562)으로 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(560)이 형성되어 있다. 또한, 실제 액정 장치에서는 화소 전극(560) 상에 배향막이 설치되는데, 도시를 생략하고 있다.
또한, 화소 전극(560)의 노치부와 주사선(561)과 신호선(562)에 둘러싸인 부분에는 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 및 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(563)가 합체되어 구성되어 있다. 그리고, 주사선(561)과 신호선(562)에 대한 신호의 인가에 의해 박막 트랜지스터(563)를 온 및 오프하여 화소 전극(560)에의 통전 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기의 각 예의 액정 장치(520, 530, 550)는 투과형의 구성으로 하였으나, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여 반사형의 액정 장치 또는 반투과 반사형의 액정 장치로 할 수도 있다.
다음에, 도 21은 유기 EL 장치의 표시 영역(이하, 단순히 표시 장치(600)라 칭함)의 주요 부분 단면도이다.
이 표시 장치(600)는 기판(W)(601) 상에 회로 소자부(602), 발광 소자부(603) 및 음극(604)이 적층된 상태로 개략 구성되어 있다.
이 표시 장치(600)에서는, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)측으로 발한 광이 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자측으로 출사됨과 동시에, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)의 반대측으로 발사한 광이 음극(604)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자측으로 출사되도록 되어 있다.
회로 소자부(602)와 기판(601) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지(下地) 보호막(606)이 형성되고, 이 하지 보호막(606) 상(발광 소자부(603) 측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 모양의 반도체막(607)이 형성되어 있다. 이 반도체막(607)의 좌우 영역에는 소스 전극(607a) 및 드레인 영역(607b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고, 양 이온이 주입되지 않은 중앙부가 채널 영역(607c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(602)에는 하지 보호막(606) 및 반도체막(607)을 덮는 투명한 게이트 절연막(608)이 형성되고, 이 게이트 절연막(608) 상의 반도체막(607)의 채널 영역(607c)에 대응하는 위치에는, 예를 들어 A1, Mo, Ta, Ti, W 등으로 이루어지는 게이트 전극(609)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(609) 및 게이트 절연막(608) 상에는 투명한 제 1 층간 절연막(61la)과 제 2 층간 절연막(611b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 층간 절연막(611a, 611b)을 관통하여 반도체막(607)의 소스 영역(607a), 드레인 영역(607b)에 각각 연통되는 콘택트 홀(612a, 612b)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간 절연막(61lb) 상에는 ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소전극(613)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(613)은 콘택트 홀(612a)을 통하여 소스 영역(607a)에 접속되어 있다.
또한, 제 1 층간 절연막(61la) 상에는 전원선(614)이 배치되어 있고, 이 전원선(614)은 콘택트 홀(612b)을 통하여 드레인 영역(607b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(602)에는 각 화소 전극(613)에 접속된 구동용 박막 트랜지스터(615)가 각각 형성되어 있다.
상기 발광 소자부(603)는 복수의 화소 전극(613) 상의 각각에 적층된 기능층(617)과, 각 화소 전극(613) 및 기능층(617) 사이에 구비되어 각 기능층(617)을 구획하는 뱅크부(618)에 의해 개략 구성되어 있다.
이들 화소 전극(613), 기능층(617) 및 기능층(617) 상에 배치된 음극(604)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(613)은 평면에서 보아 대략 사 각형 형상으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(613) 사이에 뱅크부(618)가 형성되어 있다.
뱅크부(618)는, 예를 들어 SiO, SiO2, TiO2 등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(618a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(61a) 상에 적층되고, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 뛰어난 레지스트에 의해 형성되는 단면이 사다리꼴 형상인 유기물 뱅크층(618b)(제 2 뱅크층)에 의해 구성되어 있다. 이 뱅크부(618)의 일부는 화소 전극(613)의 둘레 가장자리부 상에 올라탄 상태로 형성되어 있다.
그리고, 각 뱅크부(618) 사이에는, 화소 전극(613)에 대하여 상방을 향하여 점차 확개(擴開)한 개구부(619)가 형성되어 있다.
상기 기능층(617)은 개구부(619) 내에 있어서 화소 전극(613) 상에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(617a)과 이 정공 주입/수송층(617a) 상에 형성된 발광층(617b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(617b)에 인접하여 그 밖의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성하여도 좋다. 예를 들어, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.
정공 주입/수송층(617a)은, 화소 전극(613)측으로부터 정공을 수송하여 발광층(617b)으로 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(617a)은, 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로는, 예를 들어 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오 펜 유도체와 폴리스틸렌술폰산 등의 혼합물을 사용한다.
발광층(617b)은, 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 중 어느 하나로 발광하는 것으로서, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 포함하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로는, 정공 주입/수송층(120a)에 대하여 불용인 것이 바람직하고, 예를 들어, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조퓨란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용할 수 있다. 이러한 비극성 용매를 발광층(617b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(617a)을 다시 용해시키지 않고 발광층(617b)을 형성할 수 있다.
그리고, 발광층(617b)에서는, 정공 주입/수송층(617a)으로부터 주입된 정공과, 음극(604)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다.
음극(604)은 발광 소자부(603)의 전체면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(613)과 쌍을 이루어 기능층(617)에 전류를 흘려 보내는 역할을 한다. 또한, 이 음극(604)의 상부에는 도시하지 않은 밀봉 부재가 배치된다.
다음에, 상기 표시 장치(600)의 제조 공정을 도 22 내지 도 30을 참조하여 설명한다.
이 표시 장치(600)는, 도 22에 도시한 바와 같이, 뱅크부 형성 공정(S21), 표면 처리 공정(S22), 정공 주입/수송층 형성 공정(S23), 발광층 형성 공정(S24) 및 대향 전극 형성 공정(S25)을 거쳐 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시하는 것에 한정되지 않으며, 필요에 따라 그 밖의 공정이 제외되는 경우, 또는 추가되는 경우 도 있다.
먼저, 뱅크부 형성 공정(S21)에서는, 도 23에 도시한 바와 같이, 제 2 층간 절연막(61lb) 상에 무기물 뱅크층(618a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(618a)은, 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 무기물 뱅크층(618a)의 일부는 화소 전극(613)의 둘레 가장자리부와 겹치도록 형성된다.
무기물 뱅크층(618a)을 형성하였다면, 도 24에 도시한 바와 같이, 무기물 뱅크층(618a) 상에 유기물 뱅크층(618b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(618b)도 무기물 뱅크층(618a)과 마찬가지로 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.
이와 같이 하여 뱅크부(618)가 형성된다. 또한, 이에 따라, 각 뱅크부(618) 사이에는 화소 전극(613)에 대하여 상방으로 개구된 개구부(619)가 형성된다. 이 개구부(619)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(S22)에서는, 친액화 처리 및 발액화(撥液化) 처리가 행해진다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(618a)의 제 1 적층부(618aa) 및 화소 전극(613)의 전극면(613a)이며, 이들 영역은, 예를 들어 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(613)인 ITO의 세정 등도 겸하고 있다.
또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(618b)의 벽면(618s) 및 유기물 뱅크층(618b)의 상면(618t)에 실시되고, 예를 들어 4불화 메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)된다.
이 표면 처리 공정을 행함으로써, 액적 토출 헤드(31)를 이용하여 기능층(617)을 형성할 때 기능 액적을 화소 영역에 보다 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한 화소 영역에 착탄한 기능 액적이 개구부(619)로부터 넘쳐 나오는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
그리고, 이상의 공정을 거침으로써 표시 장치 기체(600A)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(600A)는, 도 1에 도시한 묘화 장치(1)의 흡착 테이블(71)에 올려지고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S23) 및 발광층 형성 공정(S24)이 행해진다.
도 25에 도시한 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(S23)에서는, 액적 토출 헤드(31)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(619) 내에 토출한다. 그 후, 도 26에 도시한 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하여 제 1 조성물에 포함되는 극성 용매를 증발시키고, 화소 전극(전극면(613a))(613) 상에 정공 주입/수송층(617a)을 형성한다.
다음에, 발광층 형성 공정(S24)에 대하여 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a)의 재용해를 방지하기 위하여, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 불용인 비극성 용매를 사용한다.
그러나 그 한편으로, 정공 주입/수송층(617a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮으므로, 비극성 용매를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a) 상에 토출하여도 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(617b)을 밀착시킬 수 없게 되거나 발광층(617b)을 균일하게 도포할 수 없게 될 우려가 있다.
그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(617a)의 표면의 친화성을 높이기 위하여, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일한 용매 또는 이와 유사한 용매인 표면 개질재를 정공 주입/수송층(617a) 상에 도포하고, 이를 건조시킴으로써 행한다.
이러한 처리를 실시함으로써, 정공 주입/수송층(617a)의 표면이 비극성 용매에 융합되기 쉬워져, 그 이후의 공정에서 발광층 형성 재료를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a)에 균일하게 도포할 수 있다.
그리고 다음으로, 도 27에 도시한 바와 같이, 각 색 중 어느 하나(도 27의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액적으로서 화소 영역(개구부(619)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(617a) 상에 퍼져 개구부(619) 내에 채워진다. 또한, 만일 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(618)의 상면(618t) 상에 착탄한 경우라도, 이 상면(618t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있으므로 제 2 조성물이 개구부(619) 내에 들어오기 쉬워진다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하고, 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매를 증발시켜, 도 28에 도시한 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a) 상에 발광층(617b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대 응하는 발광층(617b)이 형성되어 있다.
마찬가지로, 액적 토출 헤드(31)를 이용하여, 도 29에 도시한 바와 같이, 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)의 경우와 동일한 공정을 순차적으로 행하여, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(617b)을 형성한다. 또한, 발광층(617b)의 형성 순서는, 예시한 순서에 한정되지 않으며, 어떠한 순서로 형성하여도 좋다. 예를 들어, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정하는 것도 가능하다. 또한, R·G·B 3색의 배열 패턴으로는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여 화소 전극(613) 상에 기능층(617), 즉, 정공 주입/수송층(617a) 및 발광층(617b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S25)으로 이행한다.
대향 전극 형성 공정(S25)에서는, 도 30에 도시한 바와 같이, 발광층(617b) 및 유기물 뱅크층(618b)의 전체면에 음극(604)(대향 전극)을, 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, CVD 법 등에 의해 형성한다. 이 음극(604)은, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다.
이 음극(604)의 상부에는, 전극으로서의 A1막, Ag막이나 그 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적당히 설치된다.
이와 같이 하여 음극(604)을 형성한 후, 이 음극(604)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 실시함으로써 표시 장 치(600)가 얻어진다.
다음에, 도 31은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치 : 이하, 단순히 표시 장치(700)라 칭함)의 주요 부분 단면도이다. 또한, 상기 도면에서는 표시 장치(700)를 그 일부를 잘라 없앤 상태로 도시하고 있다.
이 표시 장치(700)는, 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(701), 제 2 기판(702) 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(703)를 포함하여 개략 구성된다. 방전 표시부(703)는 복수의 방전실(705)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(705) 중 적색 방전실(705R), 녹색 방전실(705G), 청색 방전실(705B)의 3개의 방전실(705)이 쌍을 이루어 하나의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제 1 기판(701)의 상면에는 소정의 간격으로 줄무늬 모양으로 어드레스 전극(706)이 형성되고, 이 어드레스 전극(706)과 제 1 기판(701)의 상면을 덮도록 유전체층(707)이 형성되어 있다. 유전체층(707) 상에는 각 어드레스 전극(706) 사이에 위치하고, 각 어드레스 전극(706)을 따르도록 격벽(708)이 세워져 설치되어 있다. 이 격벽(708)은 도시한 바와 같이 어드레스 전극(706)의 폭방향 양측으로 연재하는 것과 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 연장되어 설치된 도시하지 않은 것을 포함한다.
그리고, 이 격벽(708)에 의해 구획된 영역이 방전실(705)로 되어 있다.
방전실(705) 내에는 형광체(709)가 배치되어 있다. 형광체(709)는, 적(R), 녹(G), 청(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(705R)의 바닥부에는 적색 형광체(709R)가, 녹색 방전실(705G)의 바닥부에는 녹색 형광체(709G)가, 청색 방전실(705B)의 바닥부에는 청색 형광체(709B)가 각각 배치되어 있다.
제 2 기판(702)의 도면 하측 면에는, 상기 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(711)이 소정의 간격으로 줄무늬 모양으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(712) 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(713)이 형성되어 있다.
제 1 기판(701)과 제 2 기판(702)은, 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)이 서로 직교하는 상태로 대향시켜 서로 접착되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)은 도시하지 않은 교류 전원에 접속되어 있다.
그리고, 각 전극(706, 711)에 통전함으로써, 방전 표시부(703)에 있어서 형광체(709)가 여기 발광하여 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 상기 어드레스 전극(706), 표시 전극(711) 및 형광체(709)를 도 1에 도시한 묘화 장치(1)를 이용하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(701)에서의 어드레스 전극(706)의 형성 공정을 예시한다.
이 경우, 제 1 기판(126)을 묘화 장치(1)의 흡착 테이블(71)에 올려 놓은 상태에서 이하의 공정이 행해진다.
먼저, 액적 토출 헤드(31)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체재료(기능액)를 기능 액적으로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는, 도전막 배선 형성용 재료로서 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산한 것이다. 이 도전성 미립자로는, 금, 은, 구리, 팔라듐 또는 니켈 등을 함유 하는 금속 미립자나 도전성 폴리머 등이 사용된다.
보충 대상인 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대하여 액체 재료의 보충이 종료하였다면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하고, 액체 재료에 포함되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(706)이 형성된다.
그런데, 상기에서는 어드레스 전극(706)의 형성을 예시하였으나, 상기 표시 전극(711) 및 형광체(709)에 대하여도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.
표시 전극(711)의 형성의 경우, 어드레스 전극(706)의 경우와 마찬가지로, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.
또한, 형광체(709)의 형성의 경우에는, 각 색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 포함한 액체 재료(기능액)를 액적 토출 헤드(31)로부터 액적으로서 토출하여, 대응하는 색의 방전실(705) 내에 착탄시킨다.
다음에, 도 32는 전자 방출 장치(FED 장치 : 이하, 단순히 표시 장치(800)라 칭함)의 주요 부분 단면도이다. 또한, 상기 도면에서는, 표시 장치(800)를 그 일부를 단면도로서 도시하고 있다.
이 표시 장치(800)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(801), 제 2 기판(802) 및 이들 사이에 형성되는 전계 방출 표시부(803)를 포함하여 개략 구성된다. 전계 방출 표시부(803)는 매트릭스 형상으로 배치한 복수의 전자 방출부(805)에 의해 구성되어 있다.
제 1 기판(801)의 상면에는, 캐소드 전극(806)을 구성하는 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)으로 구획된 부분에는 갭(808)을 형성한 도전성 막(807)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성 막(807)에 의해 복수의 전자 방출부(805)가 구성되어 있다. 도전성 막(807)은, 예를 들어 산화 팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또한 갭(808)은 도전성 막(807)을 성막한 후, 포밍 등으로 형성된다.
제 2 기판(802)의 하면에는 캐소드 전극(806)에 대응하는 애노드 전극(809)이 형성되어 있다. 애노드 전극(809)의 하면에는 격자 모양의 뱅크부(811)가 형성되고, 이 뱅크부(811)로 둘러싸인 하향의 각 개구부(812)에 전자 방출부(805)에 대응하도록 형광체(813)가 배치되어 있다. 형광체(813)는 적(R), 녹(G), 청(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 각 개구부(812)에는 적색 형광체(813R), 녹색 형광체(813G) 및 청색 형광체(813B)가 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
그리고, 이와 같이 구성한 제 1 기판(801)과 제 2 기판(802)은 미소한 틈새를 남겨두고 서로 접착되어 있다. 이 표시 장치(800)에서는, 도전성 막(갭(808))(807)을 통하여 음극인 제 1 소자 전극(806a) 또는 제 2 소자 전극(806b)으로부터 방출되는 전자를 양극인 애노드 전극(809)에 형성한 형광체(813)에 충돌시켜 여기 발광시켜 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b), 도전성 막(807) 및 애노드 전극(809)을 묘화 장치(1)를 이용하여 형성 할 수 있음과 동시에, 각 색의 형광체(813R, 813G, 813B)를 묘화 장치(1)를 이용하여 형성할 수 있다.
제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성 막(807)은 도 33의 (a)에 도시한 평면 형상을 갖고 있으며, 이들을 성막하는 경우에는, 도 33의 (b)에 도시한 바와 같이, 미리 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성 막(807)을 만들어 넣을 부분을 남겨, 뱅크부(BB)를 형성(포토리소그래피법)한다. 다음에, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈(groove) 부분에 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)을 형성(묘화 장치(1)에 의한 잉크젯 법)하고, 그 용제를 건조시켜 성막을 행한 후, 도전성 막(807)을 형성(묘화 장치(1)에 의한 잉크젯 법)한다. 그리고, 도전성 막(807)을 성막후 뱅크부(BB)를 제거하고(애싱 박리 처리), 상기한 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기 유기 EL 장치의 경우와 마찬가지로, 제 1 기판(801) 및 제 2 기판(802)에 대한 친액화 처리나 뱅크부(811, BB)에 대한 발액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 다른 전기 광학 장치로는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광 확산체 형성 등의 장치를 생각할 수 있다. 이와 같이, 묘화 장치(1)에는 다양한 종류의 기능액이 도입될 가능성이 있는데, 상기한 묘화 장치(1)를 각종 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 이용함으로써 액적 토출 헤드 내의 기능액 공급 압력을 일정하게 유지할 수 있음과 동시에, 기능액을 확실하게 액적 토출 헤드에 공급할 수 있고, 또한 모든 토출 노즐이 정상인 것을 사전에 확인할 수 있으므로, 제품 불량을 발생시키지 않고 효율적으로 각종 제조를 행할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 동일한 토출 노즐로부터의 액적의 토출이 2회 계속하여 비정상이라고 판별되었을 때에만 그 토출 노즐이 이상이 있다고 판정되기 때문에, 정상인 토출 노즐을 이상이라고 판정하는 오판정을 가급적 방지할 수 있고, 또한 이상으로 판정된 토출 노즐을 메인티넌스 작업으로 회복시킴으로써 모든 토출 노즐을 사용하여 능률적으로 묘화 작업을 행할 수 있어, 생산성이 향상된다.
본 발명의 묘화 장치, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자기기에 의하면, 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (8)

  1. 기능 액적을 토출하는 복수의 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 탑재한 헤드 유닛을 구비하고, 워크에 대하여 이 헤드 유닛을 상대 이동시키면서 상기 액적 토출 헤드의 상기 각 토출 노즐로부터 워크를 향하여 기능 액적을 토출하는 묘화 작업을 행함과 함께,
    발광 소자와 수광 소자를 가지며, 이들 두 소자 간의 광로(光路)를 기능 액적이 가로 질렀을 때의 수광량의 변화에 기초하여 기능 액적의 토출을 검출하는 액적 검출 수단을 설치하고,
    묘화 작업을 행하기 전에, 상기 액적 검출 수단을 이용하여 상기 각 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있는지의 여부를 판별하는 기능 액적의 토출 확인 작업을 행하도록 한 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법에 있어서,
    상기 토출 확인 작업에서 어느 하나의 토출 노즐로부터의 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에는 다시 상기 토출 확인 작업을 행하고, 이 토출 확인 작업에서도 동일한 토출 노즐로부터의 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에, 이 토출 노즐이 이상이 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어느 하나의 토출 노즐이 이상이 있다고 판정되었을 때에는, 기능 액적이 정상적으로 토출되도록 토출 노즐을 회복시키기 위한 메인티넌스 작업을 행하고, 이 메인티넌스 작업 후에 다시 상기 토출 확인 작업을 행하여, 이 토출 확인 작업에서 모든 토출 노즐로부터 기능 액적이 정상적으로 토출되고 있다고 판별되었을 때 상기 묘화작업으로 이행하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인티넌스 작업은 상기 토출 노즐로부터 기능 액적을 토출하는 예비 토출 작업인 것을 특징으로 하는 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인티넌스 작업 후의 상기 토출 확인 작업에서도 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에는, 상기 토출 노즐로부터 기능 액적을 흡인 제거하는 제 2 메인티넌스 작업을 행한 후에 다시 상기 토출 확인 작업을 행하고, 이 토출 확인 작업에서도 기능 액적의 토출이 비정상으로 판별되었을 때에, 상기 헤드 유닛의 교환 지령을 내리는 것을 특징으로 하는 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법.
  5. 제 1 항에 기재된 묘화 장치에서의 노즐의 이상 판별 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  6. 제 5 항에 기재된 묘화 장치를 이용하여, 상기 액적 토출 헤드로부터 워크 상에 기능 액적을 토출하여 성막부(成膜部)를 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제 5 항에 기재된 묘화 장치를 이용하여, 상기 액적 토출 헤드로부터 워크 상에 기능 액적을 토출하여 성막부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  8. 제 ６ 항에 기재된 전기 광학 장치 또는 제 7 항에 기재된 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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