KR100620483B1 - 액체 토출 장치 및 방법과 표시 장치용 패널의 제조 장치및 방법 - Google Patents

액체 토출 장치 및 방법과 표시 장치용 패널의 제조 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 회로 크기의 증가를 억제하면서 액체 토출 헤드로부터 소정 영역으로 토출되는 액체의 양을 균일하게 하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치가 제공되는데, 여기에서 액체 토출 헤드는 복수개의 노즐들 사이에서 복수개의 노즐의 총수보다 적은 수의, 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐을 포함한다.
액체 토출 장치, 액체 토출 헤드, 복수개의 노즐, 액체 토출량, 개별 제어

Description

액체 토출 장치 및 방법과 표시 장치용 패널의 제조 장치 및 방법{LIQUID DISCHARGE METHOD AND APPARATUS AND DISPLAY DEVICE PANEL MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS}
도1은 컬러 필터 제조 장치의 일 실시예의 배열 구성을 도시하는 사시도.
도2는 컬러 필터 제조 장치의 작동을 제어하는 제어 유닛의 배열 구성을 도시하는 블록도.
도3은 컬러 필터 제조 장치에서 사용되는 잉크 제트 헤드의 구조를 도시하는 사시도.
도4는 잉크 제트 헤드의 히터로 인가되는 전압의 파형을 도시하는 도면.
도5a 내지 도5f는 컬러 필터를 위한 제조 공정을 도시하는 도면.
도6은 일 실시예에 따른 컬러 필터를 합체시킨 컬러 액정 표시 장치의 기본 배열 구성을 도시하는 단면도.
도7은 일 실시예의 변형예에 따른 컬러 필터를 합체시킨 컬러 액정 표시 장치의 기본 배열 구성을 도시하는 단면도.
도8은 일 실시예에 따른 인쇄 장치의 헤드 노즐 구동 회로의 내부 회로 배열 구성을 도시하는 회로도.
도9는 도8의 헤드 노즐 구동 회로를 사용한 인쇄 장치의 인쇄 토출량 제어 시스템을 도시하는 블록도.
도10은 일 실시예에 따른 인쇄 장치의 구동기 회로의 회로도.
도11은 일 실시예에 따른 인쇄 장치에 의한 인쇄 수행 방법을 설명하는 도면.
도12는 또 다른 실시예에 따른 인쇄 장치에 의한 인쇄 수행 방법을 설명하는 도면.
도13은 또 다른 실시예에 따른 인쇄 장치에 의한 인쇄 수행 방법을 설명하는 도면.
도14는 일 실시예에 따른 인쇄 장치를 사용한 컬러 필터 인쇄 방법을 도시하는 흐름도.
도15는 일 실시예의 인쇄 작업에 사용되는 토출량 측정 장치의 배열 구성을 도시하는 도면.
도16은 컬러 필터의 각각의 화소들 사이의 농도 불균일성을 감소시키는 종래 기술의 방법을 설명하는 도면.
도17은 컬러 필터의 각각의 화소들 사이의 농도 불균일성을 감소시키는 종래 기술의 방법을 설명하는 도면.
도18은 컬러 필터의 각각의 화소들 사이의 농도 불균일성을 감소시키는 종래 기술의 방법을 설명하는 도면.
도19는 컬러 필터의 각각의 화소들 사이의 농도 불균일성을 감소시키는 또 다른 종래 기술의 방법을 설명하는 도면.
도20은 컬러 필터의 각각의 화소들 사이의 농도 불균일성을 감소시키는 종래 기술의 방법을 설명하는 도면.
도21a는 EL 소자의 배열 구성의 일 예를 도시하는 도면.
도21b는 EL 소자를 위한 제조 공정의 일 예를 도시하는 도면.
도22는 토출 제어 회로의 일 예의 배열 구성을 도시하는 블록도.
도23은 구동 신호의 전압을 변화시키는 작동을 간략하게 설명하는 도면.
도24a 및 도24b는 토출량 보정 전후의 잉크 토출 방법을 설명하는 도면.
도25는 토출량 보정 순서를 설명하는 흐름도.
도26은 토출량과 구동 신호 전압 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도27은 노즐들 사이의 토출량 보정의 실행 전후의 상태를 도시하는 그래프.
도28은 컬러 필터 인쇄 작업에서 어떠한 보정도 없는 토출량을 도시하는 그래프.
도29는 컬러 필터 인쇄 작업에서 사용되는 노즐에 보정이 수행될 때의 토출량을 도시하는 그래프.
도30a 및 도30b는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치의 배열 구성의 일 예를 도시하는 도면.
도31a 내지 도31d는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 제조하는 공정의 일 예를 도시하는 도면.
도32는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 제조하는 액체 토출 장치를 포함한 제조 장치를 도시하는 사시도.
도33은 복수개의 전자 방출 장치를 포함한 표시 패널의 일 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51: 장치 기부
52: X-Y-θ 스테이지
53: 컬러 필터 기판
54: 컬러 필터
55: 적색, 녹색 및 청색 잉크 제트 헤드
58: 제어기
59: 지시 펜던트
60: 키보드
62: 표시 유닛
90: 컬러 필터 제조 장치
본 발명은 액체 토출 헤드(예컨대, 잉크 제트 헤드)를 사용함으로써 소정 패턴을 인쇄하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 개인용 컴퓨터, 워드프로세서, 빠찡꼬기, 차량 항법 시스템, 소형 TV 세트 등에 장착되고, 최근에 그 수요가 증가되고 있다. 그러나, 액정 표시 장치가 비싸므로, 가격 감소에 대한 요구가 매년 증가되고 있다. 액정 표시 장치의 구성 요소들 중에서, 컬러 필터가 높은 가격 비중을 나타내고, 컬러 필터의 가격 감소에 대한 요구가 증가되고 있다.
액정 표시 장치에서 사용되는 컬러 필터는 투명 기판 상에 예컨대 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 착색된 필터 요소를 배열함으로써 형성된다. 광을 차단하는 블랙 매트릭스(BM: black matrix)는 액정 표시 장치의 표시 콘트라스트를 개선시키기 위해 각각의 필터 요소 주위에 제공된다. BM은 Cr 금속 박막을 사용한 BM으로부터 흑색 수지를 사용한 최신의 수지 BM까지 존재한다.
아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지로 제조되고 0.5 내지 2 ㎛의 두께를 갖는 오버코트층(보호층)은 예컨대 평탄도를 개선시키기 위해 필터 요소를 포함한 착색층 상에 형성된다. 투명 전극(ITO) 필름은 이러한 오버코트층 상에 추가로 형성된다.
예컨대 염색법, 안료 분산법, 전극 증착법 및 인쇄법을 포함한 컬러 필터의 필터 요소를 착색하는 다양한 종래 기술의 방법이 공지되어 있다.
염색법에서, 염색 재료로서의 수용성 중합체 재료가 유리 기판 상에 형성되어 포토리소그래피에 의해 소정 형상으로 패터닝된다. 얻어진 패턴은 염색 용액에 침지된다. 이러한 과정은 컬러 필터를 얻기 위해 R, G 및 B에 대해 반복된다.
안료 분산법에서, 안료가 분산된 감광 수지층이 스핀 코터 등에 의해 투명 기판 상에 형성된다. 다음에, 이러한 층은 패터닝된다. 이러한 과정은 각각의 R, G 및 B에 대해 1회씩 수행되어, 즉 R, G 및 B에 대해 총3회가 반복되어, R, G 및 B 컬러 필터를 얻게 된다.
전극 증착법에서, 투명 전극이 기판 상에서 패터닝되고, 이러한 구조는 착색될 안료, 수지, 전해액 등을 포함한 전극 증착 코팅 유체에 침지된다. 이러한 과정은 컬러 필터를 형성하기 위해 R, G 및 B에 대해 반복된다.
인쇄법에서, 안료계 착색 재료가 분산된 열경화성 수지가 오프셋 인쇄에 의해 착색된다. 이러한 과정은 컬러 필터를 형성하기 위해 R, G 및 B에 대해 반복된다.
전술된 컬러 필터 제조 방법은 동일한 과정이 3개의 색상 즉 R, G 및 B로 층을 착색하기 위해 3회가 반복되어야 하는 공통 특징을 갖는다. 추가로, 다수개의 과정이 필요하므로, 수율은 감소된다.
이러한 결점을 제거하기 위해, 잉크 제트 시스템을 사용한 컬러 필터 제조 방법이 일본 특허 공개 제59-75205호, 제63-235901호 및 제1-217320호에 개시되어 있다. 잉크 제트 시스템은 잉크 제트 헤드를 사용하여 투명 기판 상으로 R, G 및 B 색상 재료를 함유한 착색 재료를 분사하고 착색 재료를 건조/정착시킴으로써 필터 요소를 형성하는 방법이다. 이러한 방법에서, R, G 및 B 부분이 동시에 형성될 수 있으므로, 제조 공정의 단순화와 비용의 감소가 달성될 수 있다. 추가로, 단계수는 염색법, 안료 분산법, 전극 증착법, 인쇄법 등에서보다 작으므로, 수율의 증가가 달성될 수 있다.
일반적인 액정 표시 장치에서 사용되는 컬러 필터에서, 각각의 화소를 구획하는 블랙 매트릭스 개구부(즉, 화소)는 직사각형이고, 잉크 제트 헤드로부터 토출 되는 잉크 액적은 거의 원형이다. 그러므로, 동시에 1개의 화소에 필요한 양으로 잉크를 토출하고 블랙 매트릭스의 전체 개구부에서 잉크를 균일하게 분산시키기 어렵다. 이러한 이유로, 복수개의 잉크 액적이 잉크 제트 헤드가 기판에 대해 주사되는 동안에 기판 상의 1개의 화소를 착색하기 위해 기판 상의 1개의 화소로 토출된다.
각각의 화소 내에 충전되는 잉크의 양의 편차가 작으므로, 불균일성이 감소된 고품질의 컬러 필터가 제조될 수 있다.
잉크 제트 헤드로부터 토출되는 잉크의 양은 헤드를 구성하는 노즐의 구조 또는 토출 작업과 관련된 구조, 구동 기구 그리고 구동 특성의 편차로 인해 동일한 토출 구동 작업에서도 노즐들 사이에서 달라질 수 있다. 이러한 경우에, 동일한 개수의 잉크 액적이 각각의 화소로 토출되더라도, 각각의 화소 내에 충전되는 잉크의 양은 상이한 노즐의 사용 때문에 달라진다. 충전되는 잉크의 양의 편차는 화소들 사이에서 불균일성을 일으켜, 컬러 필터의 품질 및 수율의 감소를 초래한다.
이러한 농도 불균일성의 문제를 해결하기 위해, 다음의 2개의 방법[비트 보정(bit correction) 및 세이딩 보정(shading correction)]이 채택되었다. 여기에서는 열 에너지를 사용하여 잉크를 토출시키는 잉크 제트 헤드를 고려하기로 한다.
먼저, 일본 특허 공개 제9-281324호에 개시된 바와 같은 도16 내지 도18에 도시된 복수개의 잉크 토출 노즐을 갖는 잉크 제트 헤드(IJH)의 각각의 노즐들 사이의 잉크 토출량의 차이를 보정하는 방법(이하, 비트 보정)을 설명하기로 한다.
우선, 도16에 도시된 바와 같이, 잉크가 예컨대 소정 기판(P) 상으로 잉크 제트 헤드(IJH)의 3개의 노즐 즉 노즐(1), 노즐(2) 및 노즐(3)로부터 토출되고, 소정 크기의 잉크 도트가 각각의 노즐로부터 토출된 잉크에 의해 기판(P) 상에 형성된 후, 각각의 노즐로부터 토출된 잉크의 양을 측정한다. 이러한 경우에, 각각의 노즐의 히터로 인가되는 가열 펄스의 폭은 일정하게 유지되고, 예열 펄스의 폭은 변화된다. 이러한 조작으로, 도17에 도시된 것과 같은 곡선이 얻어지는데, 이는 예열 펄스 폭과 잉크 토출량 사이의 관계를 나타낸다. 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양은 20 ng으로 통일된 것으로 가정하기로 한다. 이러한 경우에, 노즐(1)로 인가된 예열 펄스의 폭이 1.0 ㎲이고, 노즐(2)에 대해서 0.5 ㎲이며, 노즐(3)에 대해서 0.75 ㎲인 것이 도17에 도시된 곡선으로부터 분명하다. 각각의 노즐의 히터에 3개의 폭을 갖는 예열 펄스를 인가함으로써, 각각의 노즐로부터 토출되는 모든 잉크의 양은 도18에 도시된 바와 같이 20 ng로 통일된다. 이러한 방식으로 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 보정하는 것을 비트 보정이라고 부르기로 한다.
도19 및 도20은 각각의 잉크 토출 노즐로부터 잉크 토출 농도를 조절함으로써 잉크 제트 헤드의 주사 방향의 농도 불균일성을 보정하는 방법(이하, 세이딩 보정)을 도시하는 도면이다. 도19에 도시된 바와 같이, 잉크 제트 헤드의 노즐(3)로부터 토출되는 잉크의 양이 기준으로 설정될 때, 노즐(1)로부터 토출되는 잉크의 양은 -10%이고, 노즐(2)로부터의 양은 +20%인 것으로 가정하기로 한다. 이러한 경우에, 잉크 제트 헤드(IJH)가 주사되는 동안에, 도20에 도시된 바와 같이, 가열 펄스가 9개의 기준 클럭에 대해 1회씩 노즐(1)의 히터로 인가되고, 가열 펄스가 12개의 기준 클럭에 대해 1회씩 노즐(2)의 히터로 인가되며, 가열 펄스가 10개의 기준 클럭에 대해 1회씩 노즐(3)로 인가된다. 이러한 조작으로, 주사 방향으로 토출되는 잉크 액적의 개수는 각각의 노즐에 대해 변화되고, 컬러 필터의 화소의 잉크 농도는 도20에 도시된 바와 같이 주사 방향으로 일정해질 수 있다. 이는 각각의 화소의 농도 불균일성을 방지하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로 주사 방향으로의 잉크 토출 농도를 보정하는 것을 세이딩 보정이라고 부르기로 한다.
농도 불균일성을 감소시키는 방법으로서, 전술된 2개의 방법이 공지되어 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 제8-179110호에 개시된 것과 같은 스트라이프 패턴으로 각각의 색상으로 착색된 종래 기술의 컬러 필터에서, 전술된 2개의 방법들 중 후자인 세이딩 방법은 1개의 화소 어레이에 대한 토출량을 조절하도록 화소 어레이 기준으로 토출 피치를 조절하는 데 사용된다. 이러한 스트라이프형 컬러 필터에서, 색상 혼합 방지벽은 1개의 화소 어레이로 토출된 소정 색상의 잉크가 상이한 색상의 인접한 화소 어레이 내로 유동되는 것을 방지하기 위해 컬러 화소 어레이들 사이에 제공된다.
어떠한 색상 혼합 방지벽도 컬러 화소 어레이들 사이에 제공되지 않고 단지 BM(블랙 매트릭스)만 화소들 사이의 구획부로서 제공된 컬러 필터에서, 색상 혼합 방지벽이 컬러 화소 어레이들 사이에 제공된 상태로 스트라이프 패턴으로 착색된 전술된 바와 같은 컬러 필터와 달리, 잉크가 화소 어레이 기준으로 직선의 형태로 토출될 때, 잉크 발수성 BM 상으로 토출된 잉크는 인접한 화소 영역으로 유동되어, 각각의 화소 내로 토출되는 잉크의 양을 취급하는 데 있어서 어려움을 초래한다.
즉, 전술된 세이딩 보정에서와 같이 토출 간격을 조절하는 방법을 사용함으로써 소정량으로 화소 내로 인가되는 잉크의 양을 제어하기 어렵다.
컬러 필터 화소의 해상도의 증가로, 화소 영역은 감소되는 경향이 있다. 이는 각각의 화소 내에 충전되는 잉크의 양을 제어하기 더욱 어렵게 한다.
이러한 이유 때문에, 전술된 2개의 농도 불균일성 감소 방법의 전자 방법인 토출량을 균일하게 하는 방법(비트 보정)을 사용함으로써 농도 불균일성과 관련된 컬러 필터의 품질을 개선시키기 위해 새로운 조치를 취하는 것이 중요하다.
예컨대, 어떠한 색상 불균일성도 없는 컬러 필터를 제조하기 위해, 단지 컬러 필터를 인쇄하는 데 사용되는 노즐만 잉크를 토출시키게 하고, 노즐로부터 토출된 잉크의 양이 측정되며, 노즐의 잉크 토출량이 보정되는 기술이 일본 특허 공개 제2000-89019호에 제안되어 있다. 이는 인쇄를 위한 잉크 토출량을 균일하게 함으로써 화소들 사이의 불균일성을 제거하는 효과적인 수단이다.
도22는 각각의 노즐의 토출량을 균일하게 하는 토출량 개별 제어 장치로서 역할을 하는 토출량 제어 회로의 일 예를 도시하고 있다. 이러한 토출량 개별 제어 장치에서, 헤드 노즐 구동 회로(304)가 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 조절하기 위해 각각의 노즐에 제공된다. 그러나, 헤드 노즐 구동 회로(304)가 노즐의 개수와 동일한 개수로 제공된 형태에서, 노즐의 개수가 증가됨에 따라, 헤드 노즐 구동 회로(304)의 개수는 증가되어, 회로 크기 및 가격의 증가를 초래한다. 대량 생산을 수행할 필요가 있는 컬러 필터를 위한 산업용 인쇄 장치의 경우에, 다수개의 노즐이 가정용 프린터에 비해 필요하므로, 다수개의 헤드 노즐 구동 회로(304)가 제공되어야 한다. 이는 회로 크기, 가격 및 제어 부하의 증가를 유도한다.
도22에 도시된 바와 같이, 전기 와이어(케이블)가 헤드(303)에 헤드 노즐 구동 회로(304)를 연결하는 데 사용된다. 이러한 케이블이 허용 가능한 길이보다 짧으면, 잡음이 케이블 상에 중첩되거나 구동 전압이 감쇠된다. 노이즈의 발생 또는 구동 전력의 감쇠를 방지하기 위해, 헤드 노즐 구동 회로(304)는 헤드(303)에 헤드 노즐 구동 회로를 연결하는 케이블이 허용 가능한 길이 내에 있는 위치에 위치되어야 한다.
이는 장치 설계의 관점에서의 문제 즉 헤드 노즐 제어 회로가 너무 커서 장착될 수 없는 문제를 내포한다.
또한, 모든 노즐이 그 토출량을 개별적으로 제어하도록 설계되면, 인쇄 회로 유닛(311)의 회로 크기도 증가된다.
나아가, 전체 장치 크기의 증가는 취급에 있어서의 어려움, 소비 전력의 증가 및 장치의 가격의 증가의 관점에서 문제를 내포한다.
전술된 바와 같이, 컬러 필터는 제조될 객체로서 예시되었다. 그러나, 전술된 문제는 컬러 필터의 제조에서뿐만 아니라 기판 상의 소정 영역(화소)으로 인가되는 액체의 양이 소정량으로 제어되어야 하는 경우에서도 발생된다. 예컨대, 이러한 문제는 소정량의 EL(전계 발광) 재료 액체가 EL 표시 소자를 제조하기 위해 액체 토출 헤드(잉크 제트 헤드)로부터 기판 상의 소정 영역으로 인가되는 경우에 발생된다. 또한, 소정량의 도전성 박막 재료 액체(금속 원소를 함유한 액체)가 기판 또는 복수개의 전자 방출 장치를 포함한 표시 패널 상에 도전성 박막을 형성함으로써 얻어지는 전자 방출 장치를 제조하기 위해 기판 상의 소정 영역으로 인가되는 경우에 유사한 문제가 발생된다.
그러므로, 본 발명은 전술된 문제를 고려하여 이루어졌고, 액체 토출량 제어 회로(예컨대, 잉크 토출량 제어 회로)의 회로 크기의 증가를 억제하면서 소정 영역(화소)으로 인가되는 액체의 양을 균일하게 하도록 소정량으로 기판 상의 소정 영역(화소)으로 인가되는 액체의 양을 제어하는 것을 그 목적으로서 갖는다.
이는 각각의 소정 영역(화소) 내에 충전되는 액체의 양을 균일하게 하여, 각각의 화소가 요구 특성을 충족시키는 고품질 컬러 필터, EL 표시 소자 등의 표시 장치 패널, 전자 방출 장치, 그리고 전자 방출 장치를 사용한 표시 패널을 제조할 수 있게 한다.
전술된 문제를 해결하여 전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 복수개의 노즐들 사이에서 복수개의 노즐의 총수보다 적은 수의, 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 액체 토출량을 가변적으로 설정하는 토출량 제어 장치에 연결된 노즐과, 토출량 제어 장치에 연결되지 않은 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 액체 토출량을 변화시킬 수 있는 노즐과, 액체 토출량을 변화시킬 수 없는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 방법에 있어서, 복수개의 노즐들 사이에서 복수개의 노즐의 총수보다 적은 수의, 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐을 포함한 액체 토출 헤드는 액체 토출 헤드로부터 기판으로 액체를 토출시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제5 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 방법에 있어서, 액체 토출량을 가변적으로 설정하는 토출량 제어 장치에 연결된 노즐과, 토출량 제어 장치에 연결되지 않은 노즐을 포함한 액체 토출 헤드는 액체 토출 헤드로부터 기판으로 액체를 토출시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제6 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 방법에 있어서, 액체 토출량을 변화시킬 수 있는 노즐과, 액체 토출량을 변화시킬 수 없는 노즐을 포함한 액체 토출 헤드는 액체 토출 헤드로부터 기판으로 액체를 토출시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제7 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 복수개의 노즐들 사이에서 복수개의 노즐의 총수보다 적은 수의, 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제8 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 액체 토출량을 가변적으로 설정하는 토출량 제어 장치에 연결된 노즐과, 토출량 제어 장치에 연결되지 않은 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제9 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 장치에 있어서, 액체 토출 헤드는 액체 토출량을 변화시킬 수 있는 노즐과, 액체 토출량을 변화시킬 수 없는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제10 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 방법에 있어서, 표시 장치 패 널이 복수개의 노즐들 사이에서 복수개의 노즐의 총수보다 적은 수의, 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐을 포함한 액체 토출 헤드로부터 액체를 기판 상으로 토출시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이러한 경우에, 표시 장치 패널은 컬러 필터, EL 표시 소자 그리고 전자 방출 장치를 포함한 표시 패널 등의 표시 장치에 사용되는 패널을 포함한다.
본 발명의 제11 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 방법에 있어서, 표시 장치 패널이 액체 토출량을 가변적으로 설정하는 토출량 제어 장치에 연결된 노즐과, 토출량 제어 장치에 연결되지 않은 노즐을 포함한 액체 토출 헤드로부터 액체를 기판 상으로 토출시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제12 태양에 따르면, 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드를 사용하고 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치 패널을 제조하는 표시 장치 패널 제조 방법에 있어서, 표시 장치 패널이 액체 토출량을 변화시킬 수 있는 노즐과, 액체 토출량을 변화시킬 수 없는 노즐을 포함한 액체 토출 헤드로부터 액체를 기판 상으로 토출시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술된 배열 구성에서, 노즐의 토출량을 변화시킬 수 있는 토출량 제어 장치(구동 전압을 변화시킬 수 있는 전압 제어 장치 또는 구동 펄스를 변화시킬 수 있는 펄스 제어 장치)가 각각의 노즐에 대응하여 제공되는 대신에 노즐보다 작은 개수로 제공된다. 이는 회로 크기가 작은 토출량 제어 장치를 사용할 수 있게 한다. 이러한 배열 구성은 어떠한 토출량 제어 장치(전압 제어 장치 또는 펄스 제어 장치)에도 연결되지 않아 토출량을 변화시킬 수 없는 토출량 변화가 불가능한 노즐과, 토출량 제어 장치(전압 제어 장치 또는 펄스 제어 장치)에 연결되어 토출량을 변화시킬 수 있는 토출량 변화가 가능한 노즐을 포함하므로, 소정 영역(화소)으로 토출되는 액체의 양을 조절할 때 단지 전술된 토출량 변화가 가능한 노즐로부터 토출되는 액체의 양을 조절하는 것만 필요하다. 이는 소정 영역(화소) 내에 충전되는 액체의 양을 제어하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에서, 액체 토출 헤드로서, 잉크 제트 헤드가 사용된다. 그러나, 잉크 이외의 액체가 제조될 객체에 따라 토출될 수 있다. 예컨대, 제조될 객체가 컬러 필터이면 잉크가 토출되지만, 제조될 객체가 EL 소자이면 EL 재료 액체가 토출된다. 마찬가지로, 제조될 객체가 전자 방출 장치이면, 도전성 박막 재료 액체가 토출된다. 전술된 바와 같이, 본 명세서 내에서 정의된 액체 토출 헤드는 잉크 이외의 액체를 토출시키는 헤드를 포함한다. 그러나, 잉크 제트 시스템이 토출 시스템으로서 사용되므로, 잉크 이외의 액체를 토출시키는 액체 토출 헤드라도 잉크 제트 헤드로서 그 용어가 정의될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 동일한 도면 부호는 도면 전체를 통해 동일하거나 유사한 부품을 지시하는 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명하기로 한다.
본 발명에서 정의된 표시 장치 패널은 예컨대 착색부를 갖는 복수개의 컬러 필터, 자연 방출 재료(EL 재료)로 형성된 발광부를 갖는 EL 소자 또는 도전성 박막부를 갖는 전자 방출 장치를 포함하는 표시 패널을 포함한 표시 장치에 사용되는 패널이라는 것을 주목하여야 한다.
본 발명에서 정의된 컬러 필터는 착색부 및 기부 부재를 포함하고 입력광의 특성을 변화시킬 때 출력광을 얻을 수 있는 필터이다. 구체적으로, 액정 표시 장치에서, 백라이트는 그로부터 3원색 즉 R, G 및 B 또는 C, M 및 Y의 광을 얻기 위해 이러한 컬러 필터를 통해 전달된다. 이러한 경우의 기부 부재는 유리 또는 플라스틱 재료로 제조된 기판을 포함하고, 판과 같은 형상 이외의 형상을 갖는 부재도 포함한다는 것을 주목하여야 한다.
도1은 일 실시예에 따른 컬러 필터 제조 장치의 배열 구성을 도시하는 개략도이다.
도1을 참조하면, 장치 기부(51), 장치 기부(51) 상에 배치된 X-Y-θ 스테이지(52), X-Y-θ 스테이지(52) 상에 설치된 컬러 필터 기판(53), 컬러 필터 기판(53) 상에 형성된 컬러 필터(54), 컬러 필터(54)를 착색하는 적색, 녹색 및 청색 잉크 제트 헤드(55), 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 작동을 제어하는 제어기(58), 제어기의 표시 유닛으로서 역할을 하는 지시 펜던트(59)(개인용 컴퓨터), 그리고 지시 펜던트(59)의 조작 유닛으로서 역할을 하는 키보드(60)가 도시되 어 있다.
도2는 컬러 필터 제조 장치(90)의 제어기의 배열 구성을 도시하는 블록도이다. 제어기(58)의 입/출력 장치로서 역할을 하는 지시 펜던트(59), 그리고 제조 공정의 진행 방법, 헤드 이상의 존재/부존재를 지시하는 정보 등을 표시하는 표시 유닛(62)이 도시되어 있다. 조작 유닛(키보드)(60)은 컬러 필터 제조 장치(90)의 작동을 위한 명령 등을 제공한다.
제어기(58)는 컬러 필터 제조 장치(90)의 전체 작동을 제어한다. 지시 펜던트(59)와 데이터를 교환하는 인터페이스(65), 컬러 필터 제조 장치(90)를 제어하는 CPU(66), CPU(66)를 작동시키는 제어 프로그램을 저장하는 RAM(68), 컬러 필터의 각각의 화소 내로의 잉크의 토출을 제어하는 토출 제어 유닛(70), 그리고 컬러 필터 제조 장치(90)의 X-Y-θ 스테이지(52)의 작동을 제어하는 스테이지 제어 유닛(71)이 도시되어 있다. 컬러 필터 제조 장치(90)는 제어기(58)에 연결되어 그로부터의 명령에 따라 작동된다.
도3은 잉크 제트 헤드(IJH)의 대체적인 구조를 도시하는 도면이다.
도1에 도시된 장치에서, 3개의 잉크 제트 헤드(55)는 3개의 색상 즉 R, G 및 B에 대응하여 배열된다. 이들 3개의 헤드는 동일한 구조를 가지므로, 도3은 대표로서 3개의 헤드들 중 1개의 구조를 도시하고 있다.
도3을 참조하면, 잉크 제트 헤드(IJH)는 대개 잉크를 가열하는 복수개의 히터(102)가 형성된 보드로서의 히터 보드(104)와, 히터 보드(104) 상에 장착된 천장판(106)을 포함한다. 복수개의 오리피스(108)는 천장판(106) 내에 형성된다. 오 리피스(108)와 연통된 터널형 액체 채널(110)은 그 뒤에 형성된다. 각각의 액체 채널(110)은 구획벽(112)을 통해 인접한 액체 채널로부터 격리된다. 각각의 액체 채널(110)은 그 후방측에서 1개의 잉크 챔버(114)에 공통으로 연결된다. 잉크는 잉크 챔버(114)로부터 잉크 입구(116)를 통해 공급된다. 이러한 잉크는 잉크 챔버(114)로부터 각각의 액체 채널(110)로 공급된다.
히터 보드(104) 및 천장판(106)은 각각의 히터(102)의 위치가 대응 액체 채널(110)의 위치와 일치되도록 위치되어, 도3에 도시된 상태로 조립된다. 도3은 단지 2개의 히터(102)만 도시하고 있지만, 히터(102)는 각각의 액체 채널(110)과 대응하여 배열될 수 있다. 소정 구동 펄스가 도3에 도시된 조립 상태에서 히터(102)로 공급될 때, 히터(102) 위의 잉크는 기포를 생성시키도록 비등되고, 잉크는 그 부피가 팽창될 때 오리피스(108)로부터 가압되어 토출된다. 그러므로, 기포의 크기는 히터(102)로 인가되는 구동 펄스를 제어함으로써 조절되어, 각각의 오리피스로부터 토출되는 잉크의 부피는 제어될 수 있다. 제어를 위한 변수는 예컨대 히터로 공급된 전력을 포함한다.
도4는 이러한 방식으로 히터로 공급될 전력을 변화시킴으로써 토출되는 잉크의 양을 제어하는 방법을 설명하는 도면이다.
토출되는 잉크의 양을 조절하기 위해, 2개의 종류의 저전압 펄스가 히터(102)로 인가된다. 도4에 도시된 바와 같이, 2개의 종류의 펄스는 예열 펄스 및 주 가열 펄스(이하, 간단히 가열 펄스)이다. 예열 펄스는 잉크가 실제로 토출되기 전 소정 온도까지 잉크를 가열하는 데 사용된다. 이러한 펄스는 잉크를 토출시키는 데 필요한 최소 펄스 폭(t5)보다 짧은 수치로 설정된다. 그러므로, 어떠한 잉크도 이러한 예열 펄스에 의해 토출되지 않는다. 일정한 가열 펄스가 히터로 계속 인가될 때 잉크 토출량을 항상 일정하게 유지하도록 소정 온도까지 잉크의 초기 온도를 상승시키기 위해 예열 펄스가 미리 히터(102)로 인가된다. 이와 대조적으로, 잉크의 온도는 동일한 가열 펄스가 히터로 인가될 때에도 토출되는 잉크의 양을 변화시키도록 예열 펄스의 길이를 조절함으로써 미리 조절될 수 있다. 추가로, 가열 펄스의 인가 전 잉크를 가열하는 것은 가열 펄스가 인가될 때 잉크 토출 작업의 상승 시간을 단축시켜, 응답을 개선시킬 것이다.
열 펄스는 잉크를 실제로 토출시키는 데 사용되는 펄스이고, 잉크를 토출시키는 데 필요한 최소 펄스 폭(t5)보다 긴 수치로 설정된다. 히터(102)에 의해 발생되는 에너지는 가열 펄스의 폭(인가 시간)에 비례한다. 그러므로, 히터(102)의 특성의 편차는 가열 펄스의 폭을 조절함으로써 조절될 수 있다.
예열 펄스와 가열 펄스 사이의 간격을 조절함으로써 예열 펄스에 의해 발생된 열의 확산 상태를 제어하는 것은 토출되는 잉크의 양을 조절할 수도 있다는 것을 주목하여야 한다.
전술된 설명으로부터 분명한 바와 같이, 토출되는 잉크의 양은 예열 펄스 및 가열 펄스의 인가 시간을 조절함으로써 또는 예열 펄스와 가열 펄스 사이의 인가 간격을 조절함으로써 조절될 수 있다. 그러므로, 토출되는 잉크의 양 또는 인가된 펄스에 대한 잉크 토출 작업의 응답은 필요에 따라 예열 펄스 및 가열 펄스의 인가 시간을 조절함으로써 또는 예열 펄스와 가열 펄스 사이의 인가 간격을 조절함으로써 임의로 조절될 수 있다. 컬러 필터를 착색하는 데 있어서, 특히 색상 불균일성의 발생을 억제하기 위해, 각각의 필터 요소들 사이의 또는 1개의 필터 요소 내의 착색 농도(색상 농도)는 거의 균일하게 하는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해, 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양은 균일하게 제어될 수 있다. 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양이 동일하면, 각각의 필터 요소 상에 놓인 잉크의 양은 동일해지므로, 필터 요소들 사이의 착색 농도는 거의 균일해질 수 있다. 이는 1개의 필터 요소 내의 농도 불균일성도 감소시킬 수 있다. 그러므로, 동일한 양으로 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 조절하기 위해, 잉크 토출량에 대한 전술된 제어가 수행된다.
도5a 내지 도5f는 컬러 필터를 위한 제조 공정을 도시하는 도면이다. 도5a 내지 도5f를 참조하여 컬러 필터(54)를 위한 제조 공정을 설명하기로 한다.
도5a는 광투과부(9) 및 광차폐부(10)를 형성하는 블랙 매트릭스(2)를 갖는 유리 기판(1)을 도시하고 있다. 수지 합성층(3)은 자체로 잉크 수용성이 우수하지만 어떤 조건(광으로의 조사 또는 광 및 열로의 조사) 하에서 잉크 수용성이 감소되고 어떤 조건하에서 경화되는 수지 합성물로 블랙 매트릭스(2)가 형성된 기판(1)의 표면을 코팅한 다음에 필요에 따라 코팅을 예비 가열 경화(prebaking)시킴으로써 형성된다(도5b 참조). 수지 합성층(3)은 스핀 코팅, 롤러 코팅, 바아 코팅, 분무 또는 침지 등의 코팅 방법에 의해 형성될 수 있고, 본 발명은 이들에 제한되지 않는다.
다음에, 패턴 노광이 수지층의 잉크 수용성을 부분적으로 감소시키기 위해 포토마스크(4)를 사용함으로써 광투과부(9) 상의 수지층에 대해 수행되어(도5c 참조), 수지 합성층(3) 내에 잉크 수용부(6) 및 잉크 수용성 감소부(5)를 형성한다(도5d 참조). 복수 회에 걸쳐 기판에 대해 잉크 제트 헤드를 주사시키면서 잉크를 토출시키는 데 있어서, 잉크 제트 헤드는 기판이 이동되는 동안에 고정될 수 있거나, 그 반대일 수 있다.
다음에, 수지 합성층(3)은 잉크 제트 시스템에 의해 그에 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 잉크를 토출시킴으로써 동시에 착색되고, 각각의 잉크는 필요에 따라 건조된다(도5e 참조). 잉크 제트 시스템은 열 에너지를 사용하는 시스템과 기계 에너지를 사용하는 시스템을 포함한다. 각각의 시스템은 적절하게 사용될 수 있다. 사용될 잉크는 잉크 제트 시스템에 사용될 수 있다면 구체적으로 제한되지 않는다. 잉크를 위한 착색제로서, R, G 및 B 화소에 필요한 투과 스펙트럼에 적합한 작용제가 다양한 종류의 염료 또는 안료로부터 적절하게 선택된다. 잉크 제트 헤드로부터 토출되는 잉크는 액적의 형태로 수지 합성층(3)에 부착될 수 있지만, 잉크는 바람직하게는 액적의 형태로 잉크 제트 헤드로부터 분리되는 대신에 컬럼의 형태로 층에 부착된다.
착색된 수지 합성층(3)은 광의 조사 또는 광의 조사와 열처리에 의해 경화되고, 보호층(8)이 필요에 따라 형성된다(도5e 참조). 수지 합성층(3)은 예컨대 광의 조사를 수행하는 데 있어서 노광량을 증가시키거나, 가열 조건을 엄격하게 하거나, 광의 조사 및 열처리를 모두 수행하는 전술된 잉크 발수성 처리를 위한 조건과 상이한 조건하에서 경화될 수 있다.
도6 및 도7은 전술된 컬러 필터를 합체시킨 컬러 액정 표시 장치의 기본 구조를 도시하는 단면도이다.
컬러 액정 표시 장치는 일반적으로 컬러 필터 기판(1) 및 카운터 기판(21)을 함께 접합시켜 그 사이에 액정 화합물(18)을 밀봉함으로써 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)(도시되지 않음) 및 투명 화소 전극(20)은 매트릭스의 형태로 액정 표시 장치의 1개의 기판(21)의 내부면 상에 형성된다. 컬러 필터(54)는 R, G 및 B 착색 재료가 화소 전극에 대향되게 위치되도록 다른 기판(1)의 내부면 상에 놓인다. 투명 카운터 전극(공통 전극)(16)은 컬러 필터의 전체 표면 상에 형성된다. 블랙 매트릭스(2)는 일반적으로 컬러 필터 기판(1)측 상에 형성된다(도6 참조). 그러나, BM(블랙 매트릭스) 온-어레이(on-array) 형태의 액정 패널에서, 이러한 블랙 매트릭스는 컬러 필터 기판에 대향하는 TFT 기판 상에 형성된다(도7 참조). 정렬 필름(19)은 2개의 기판의 평면 내에 형성된다. 정렬 필름에 대해 마찰 과정을 수행함으로써, 액정 분자는 소정 방향으로 정렬될 수 있다. 편광판(11, 12)은 각각의 유리 기판의 외부면에 접착된다. 액정 화합물(18)은 이들 유리 기판 사이의 간극(약 2 내지 5 ㎛) 내에 충전된다. 백라이트로서, 형광 램프(도시되지 않음) 및 산란판(도시되지 않음)의 조합이 일반적으로 사용된다. 표시 조작은 액정 화합물이 백라이트로부터 방출된 광에 대한 투과율을 변화시키는 광학 셔터로서 역할을 하게 함으로써 수행된다.
도22는 토출량 제어 회로의 배열 구성을 도시하고 있다. 도22를 참조하면, 모든 노즐은 토출량 가변 노즐(토출량 개별 제어 노즐)로서 역할을 하도록 전압 제 어 장치(DA 변환기 및 증폭 회로 포함)에 연결된다. 이와 대조적으로, 후술된 바와 같이, 이러한 실시예는 전압 제어 장치(DA 변환기 및 증폭 회로 포함)에 연결된 노즐(토출량 개별 제어 노즐)과, 이러한 장치에 연결되지 않은 노즐(토출량 비제어 노즐)을 포함한다. 그러므로, 이러한 실시예는 이러한 점에서 도22에 도시된 배열 구성과 상이하다. 그러나, 이러한 실시예의 배열 구성은 이러한 점을 제외하면 도22에 도시된 것과 거의 동일하므로, 이하에서는 도22를 참조하여 토출량 제어 방법을 간략하게 설명하기로 한다.
도22를 참조하면, 인쇄 제어 유닛(311)은 화상 데이터 직렬/병렬 변환 회로(322)로 화상 일련 데이터를, 화상 데이터 래치 출력 회로(321)로 데이터 래치 신호(318)를 그리고 구동 신호 패턴 발생 회로(320)로 구동 타이밍 신호(317)를 공급한다. 인쇄 제어 유닛(311)은 헤드 노즐 구동 회로(304)로 세트 제어 전압 명령[도8의 명령 신호(1)와 동등]을 공급한다. 토출량 제어는 인쇄 제어 유닛(311)으로부터의 다양한 종류의 신호에 기초하여 수행된다. 구체적으로, 우선, 각각의 채널에 대한 노즐의 충전 또는 비충전을 선택하는 화상 직렬 데이터(319)는 화상 데이터 직렬/병렬 변환 회로(322)에 의해 병렬 데이터로 변환된다. 이러한 데이터는 데이터 래치 신호(318)에 응답하여 화상 데이터 래치 출력 회로(321)에 의해 래칭된다. 각각의 채널의 노즐은 이러한 래칭된 데이터에 기초하여 선택된다. 다음에, 구동 신호 패턴 발생 회로(320)는 헤드 노즐 구동 회로(304)로 구동 타이밍 신호(317)를 공급한다. 헤드 노즐 구동 회로(304)는 선택된 채널을 위한 노즐의 토출 구동 요소(309)로 구동 신호를 공급한다. 각각의 토출 구동 요소는 버블 제트 헤드의 히터와 동등하다는 것을 주목하여야 한다. 압전 헤드에서, 이러한 요소는 노즐의 잉크 챔버의 토출 구동 측벽 상에 사용되는 압전 요소와 동등하다.
전술된 토출량 제어 회로는 각각의 노즐로 공급되는 구동 신호의 전압을 제어함으로써 토출량 제어를 수행한다. 이러한 전압 제어는 헤드 노즐 구동 회로(304)에 의해 수행된다. 헤드 노즐 구동 회로(304)는 DA 변환기(313), 출력 전압 증폭 회로(315) 및 출력 충전/방전 회로(316)를 포함한다. DA 변환기(313)는 인쇄 제어 유닛(311)으로부터 설정 제어 전압 수치 명령을 수신할 때 각각의 노즐에 대한 인쇄 제어 전압을 설정한다.
출력 전압 증폭 회로(315)는 인쇄 제어 전압부의 전압 및 전류를 증폭하여 인쇄 제어전압에 비례하여 인쇄 전압을 출력한다. 다음에, 출력 전압 증폭 회로(315)는 출력 충전/방전 회로(316)로 이러한 전압을 인가한다. 출력 충전/방전 회로(316)는 푸시-풀 형태의 회로이다. 출력 충전/방전 회로(316)는 구동 신호 패턴 발생 회로(320)로부터의 구동 타이밍 신호와 동기로 출력 전압 증폭 회로에 의해 설정된 전압에 대응하는 크기만큼 구동된다. 구동 신호가 높은 수준으로 설정될 때, 출력 충전/방전 회로(316)의 상부 및 하부 트랜지스터는 각각 온 및 오프된다. 결과적으로, 전류가 출력된다. 구동 신호가 낮은 수준으로 설정될 때, 출력 충전/방전 회로(316)의 상부 및 하부 트랜지스터는 각각 오프 및 온된다. 결과적으로, 전류가 감쇠된다.
전술된 작동으로, 보정된 구동 신호는 각각의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 제어하기 위해 출력 충전/방전 회로(316)로부터 헤드의 각각의 노즐로 공급된다. 전압 제어를 위한 헤드 노즐 구동 회로(304)는 구동 신호의 전압 수치를 변화시키도록 설계되어 있으므로, 변환 회로로서 불릴 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
도23은 각각의 노즐(1, 2, 3)로 공급되는 구동 신호의 전압 수치가 보정된 경우를 도시하고 있다. 도24a 및 도24b는 구동 전압의 보정 전후의 인쇄 상태를 각각 도시하고 있다. 임의의 노즐(1)(324), 노즐(2)(325) 및 노즐(3)(326)의 상태는 도24a의 "보정 전"에 대응한다. 도24a를 참조하면, 노즐(2)의 토출량은 타겟 토출량과 동일하고, 노즐(1)의 토출량은 타겟 토출량보다 작으며, 노즐(3)의 토출량은 타겟 토출량보다 크다.
각각의 노즐로 공급되는 구동 신호의 전압으로서, Δv1만큼 노즐(2)(325)에 대한 구동 전압(V2)보다 높도록 보정된 구동 전압(V2+Δv1)이 노즐(1)로 인가되고, Δv2만큼 노즐(2)(325)에 대한 구동 전압(V2)보다 낮도록 보정된 구동 전압(V2-Δv2)이 노즐(3)(326)로 인가된다.
전술된 방식으로의 전압 보정에 의해 설정되는 토출량 상태는 도24b의 "보정 후"에 대응한다.
도25는 각각의 노즐의 토출량을 균일하게 하는 토출량 균일화 인쇄 순서를 도시하고 있다.
도25에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐은 주어진 토출량을 얻는 데 필요한 전압보다 높고 낮은 소정 전압에 의해 구동되고, 잉크는 유리 기판 상에 잉크 도트 를 인쇄하기 위해 각각의 노즐로부터 토출된다. 이러한 작업은 모든 노즐에 대해 수행된다(단계 S330).
유리 기판 상에 인쇄된 각각의 잉크 도트를 통해 전달된 광량은 측정되고, 각각의 잉크 토출량은 측정 결과에 기초하여 얻어진다(단계 S331).
원하는 수치로 모든 노즐로부터 토출되는 잉크의 양을 설정하는 데 필요한 각각의 노즐의 전압 수치는 큰 전압 수치에 기초하여 인쇄를 위해 토출되는 큰 양의 잉크에 기초하여 그리고 작은 전압 수치에 기초하여 인쇄를 위해 토출되는 작은 양의 잉크에 기초하여 선형 비례 계산에 의해 계산된다(단계 S332). 이러한 계산 결과는 도26에 도시되어 있다(후술됨).
다음에, 인쇄는 계산에 의해 얻어진 전압 수치를 사용하여 수행된다(단계 S333).
도26은 도25의 단계 S332에서 얻어진 계산 결과, 구체적으로 복수개의 노즐에 대한 구동 전압과 토출량 사이의 관계를 도시하고 있다. 도26에 도시된 바와 같이, 토출량은 구동 전압의 증가와 함께 증가된다.
도27은 초기 상태의 각각의 노즐에 의해 인쇄된 화소들 사이의 흡광도와 전술된 토출량 보정 장치에 의해 수행된 토출량 보정 후의 흡광도 편차 사이의 관계를 도시하고 있다. 도27에 도시된 초기 상태의 토출량 편차 데이터는 구동 전압이 모두 19 V로 설정되어 있을 때의 토출량에 대한 흡광도 편차를 나타내는 데이터이다. 편차는 +4%에 달한다. 대조적으로, 토출량이 전술된 토출량 보정 장치에 의해 보정된 후의 흡광도 편차는 ±1% 이내이다. 이는 토출량 보정이 각각의 화소로 토출되는 잉크의 양의 편차 즉 농도 불균일성을 감소시킨다는 것을 나타낸다.
이러한 실시예의 헤드 및 잉크가 사용될 때, 토출량은 약 100 ㎷로 신호 설정 전압의 설정 분해능을 설정함으로써 1%만큼 변화될 수 있다. 추가로, 설정 분해능을 감소시킴으로써, 토출량 제어는 ±0.5% 이내에서 수행될 수 있다.
도28 및 도29는 토출량이 컬러 필터에 대한 실제 인쇄 작업에서 보정되는 방법을 도시하고 있다. 도28은 어떠한 보정도 없는 토출량 편차를 도시하고 있다. 도28은 임의의 헤드에 의해 얻어지는 토출량 분포의 일 예를 도시하고 있다. 도28에 도시된 바와 같이, 노즐들 사이의 토출 편차는 보정 전에 크다.
도29는 토출량 보정이 전술된 토출량 보정에 기초하여 노즐이 사용되도록 수행된 후의 토출량 편차를 도시하고 있다. 도29에 도시된 바와 같이, 인쇄 작업에 사용될 노즐들 사이의 보정 후의 토출량 편차는 ±1% 이내로 억제될 수 있다. 농도 불균일성이 적은 고품질의 컬러 필터가 이러한 조건하에서 인쇄 작업을 수행함으로써 제조될 수 있다.
도8은 도22의 헤드 노즐 구동 회로(304)의 내부 회로 배열 구성을 도시하는 도면이다. 도8은 이러한 실시예의 특성을 가장 잘 나타낸 도면이다.
도8을 참조하면, DA 변환기(2)는 인쇄 제어 유닛[도22의 인쇄 제어 유닛(311)]으로부터 설정 제어 전압 수치에 대한 명령 신호(1)를 수신하고, 가변적으로 각각의 노즐에 대한 인쇄 제어 전압을 설정한다. 1개의 DA 변환기(2)가 4개의 채널을 위한 DA 변환기 회로를 합체시킨다. DA 변환기(2)로부터의 출력은 증폭 회로(3)에 의해 증폭된다. 각각의 전압은 소정 배율만큼 증폭된다. 설정 제어 전 압 수치에 대한 명령 신호(1)에 대응하는 전압이 고정밀도로 출력된다. 증폭 회로(3)의 출력 전압 정밀도를 개선시키기 위해, 이득 조절 및 오프셋 조절을 위한 가변 저항 또는 기능 조정(function trimming) 저항이 증폭 회로(3)에 제공된다. 기능 조정 저항은 레이저로 저항 부재를 임의로 절단함으로써 원하는 저항 수치를 획득한다.
증폭 회로(3)로부터의 출력은 DC 안정 전압이다. 증폭 회로(3)로부터의 출력은 모든 4개의 구동기 회로(6)의 전력 입력 유닛으로 입력된다. 공통 DC 안정 전압은 공통 전력 입력 단자(4)로부터 4개의 구동기 회로들 중 3개의 남은 구동기 회로로 인가된다.
TTL 수준에서의 구동 신호는 채널 구동 회로 입력부(5)로 입력된다. 이러한 신호와 동기로, 구동기 회로(6)는 전력 입력 유닛의 전압 수준에 따라 채널 출력 단자(7)로 구동 신호를 출력한다.
도8에 도시된 헤드 노즐 구동 회로가 사용될 때, 4개의 노즐이 1개의 그룹으로 형성되고, 1개의 토출량 개별 제어 노즐 및 3개의 토출량 비제어 노즐이 그룹마다 제공된다. 즉, 복수개의 노즐이 1개의 그룹으로 형성될 때, 이러한 노즐 그룹은 전압 제어 회로[전압 변화 장치 및 증폭 회로(3)로서 역할을 하는 DA 변환기(2)]에 연결되어 토출량을 변화시킬 수 있는 토출량 개별 제어 노즐(토출량 가변 노즐)과, 어떠한 전압 제어 회로에도 연결되지 않아 토출량을 변화시킬 수 없는 토출량 비제어 노즐(토출량 불변 노즐)을 포함한다.
전술된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 토출량을 제어할 수 있는 토출량 제어 회로(예컨대, 전술된 전압 변화 장치)는 모든 노즐에 대응하여 배열되는 대신에 모든 노즐보다 적은 수의 노즐에 대응하여 배열된다. 즉, 노즐의 총수가 N이면, 토출량 제어 회로는 단지 M(M<N)개의 노즐에만 대응하여 배열된다. 바람직하게는, 모든 노즐은 각각 K(K<N)개의 노즐로 구성된 복수개의 그룹으로 형성되고, 토출량 제어 회로는 어떠한 토출량 제어 회로도 (K-1)개의 남은 노즐에 대응하여 제공되지 않는 상태로 각각의 그룹의 단지 1개의 노즐에 대응하여 제공된다. 어떠한 토출량 제어 회로도 제공되지 않은 (K-1)개의 노즐은 토출량을 변화시킬 수 없는 노즐이라는 것을 주목하여야 한다. 이러한 실시예에 따르면, 토출량 제어 회로는 모든 노즐 대신에 단지 일부의 노즐에만 제공되므로, 토출량 제어는 회로 크기 및 가격의 증가를 일으키지 않고 수행될 수 있다.
도10은 도8의 구동기 회로의 회로도이다. 도10을 참조하면, 트랜지스터 또는 FET(Tr), TTL 수준에서의 구동 신호(IN1), 그리고 임의의 전압 수치로 설정된 DC 안정 전압(Vcc)이 도시되어 있다.
도10을 참조하면, IN1이 높은 수준으로 설정될 때, Tr1 및 Tr2는 온되고, Tr3 및 Tr4는 각각 온 및 오프된다. 결과적으로, 전류가 OUT1로부터 방전되고, OUT1은 원하는 전압으로 설정된다.
도10을 참조하면, IN1이 낮은 수준으로 설정될 때, Tr1 및 Tr2는 오프되고, Tr3 및 Tr4는 각각 오프 및 온된다. 결과적으로, 전류가 OUT1에 의해 감쇠되고, OUT1은 접지 또는 낮은 전압 수준으로 설정된다.
도9는 도8의 헤드 노즐 구동 회로를 사용한 인쇄 장치의 토출량 제어 시스템 을 도시하는 블록도이다. 도9의 헤드 노즐 구동 회로(504)는 도8의 회로에 대응한다.
인쇄 제어 유닛(501)은 헤드 노즐 구동 회로(504)로 직렬 데이터 신호(507)를 공급한다. 직렬 데이터 신호(507)는 각각의 노즐의 설정 제어 전압 수치를 포함하고, 도8의 명령 신호(1)에 대응한다. 인쇄 제어 유닛(501)은 구동 신호 패턴을 발생시키도록 명령하는 신호도 구동 신호 패턴 발생 회로(502)로 보낸다. 이러한 명령에 따라, 구동 신호 패턴 발생 회로(502)는 각각의 노즐에 대한 구동 신호 패턴(506)을 출력한다. 이들 신호 패턴은 각각의 헤드 노즐 구동 회로(504)의 모든 채널로 공급된다. 이러한 작동은 도8의 채널 구동 신호 입력 필터(610)와 관련된 부분에 대응한다. 인쇄 제어 유닛(501)은 정전압원(503)으로 일정한 전압 수치 데이터(509)를 보낸다. 이러한 명령에 따라, 정전압원(503)은 모든 헤드 노즐 구동 회로(504)로 DC 전압(508)을 인가한다.
전술된 신호를 수신할 때, 노즐 구동 회로(504)는 헤드(505)로 구동 신호(510)를 출력한다.
도11은 이러한 실시예에 따른 인쇄 장치의 특성을 가장 잘 나타내는 인쇄 작업을 도시하는 도면이다. 복수개의 노즐은 소정 방향(부 주사 방향)을 따라 헤드 상에 배열된다. 즉, 노즐 어레이는 부 주사 방향에 평행으로 배열된다. 컬러 필터는 부 주사 방향에 수직한 방향(주 주사 방향)으로 기판에 대해 헤드의 주 주사 작업을 수행하면서 기판 상의 화소 상으로 잉크를 토출시킴으로써 인쇄된다. 노즐(1, 5, 9, 13, 17)은 전압 제어 장치에 연결된 토출량 개별 제어 노즐(토출량 가변 노즐)이고 남은 노즐은 어떠한 전압 제어 장치에도 연결되지 않는 토출량 비제어 노즐(토출량 불변 노즐)이다.
도11을 참조하면, 컬러 필터의 1개의 화소는 4개의 노즐로부터 화소로 잉크를 동시에 토출시킴으로써 착색된다. 예컨대, 잉크 도트는 4개의 노즐(3, 4, 5, 6)을 사용하여 상부 가장 우측의 화소에서 동시에 인쇄된다. 화소 내의 4개의 원(○)은 각각의 잉크 액적의 부착 위치를 나타낸다. 그러나, 부착 후, 4개의 잉크 액적은 화소를 균일하게 착색하기 위해 화소 영역 내에서 거의 균일하게 펼쳐진다.
4개의 잉크 액적이 화소 내에서 균일하게 펼쳐지는 이유는 친수성 처리가 화소 내에서 잉크를 용이하게 유동되게 하기 위해 화소 표면을 형성하는 유리 기판에 적용되고 발수성 처리가 화소를 둘러싸는 블랙 매트릭스(BM)부가 잉크에 반발하게 하기 위해 BM부에 적용되었기 때문이다.
전술된 바와 같이, 잉크가 1개의 화소 내에서 상이한 위치에 토출되더라도, 잉크는 화소 내에서 균일하게 펼쳐진다. 그러므로, 4개의 노즐(3, 4, 5, 6)은 1개의 노즐 그룹으로 간주될 수 있고, 4개의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양의 합은 원하는 양(1개의 화소로 인가될 소정량의 잉크)으로 조절될 수 있다. 구체적으로, 보정은 4개의 노즐로부터 토출되는 잉크의 양의 합과 원하는 양 사이의 차이를 제거하기 위해 수행될 수 있다. 이러한 토출량 보정은 토출량 개별 제어 노즐(토출량 가변 노즐)로서 역할을 하는 전술된 4개의 노즐(3, 4, 5, 6) 중 1개의 노즐(5)을 사용하여 수행된다.
도11에 도시된 바와 같이, 화소들 중 대응하는 것으로의 4개의 노즐 그룹 즉 노즐 그룹 A[노즐(3, 4, 5, 6)], 노즐 그룹 B[노즐(7, 8, 9, 10)], 노즐 그룹 C[노즐(11, 12, 13, 14)] 그리고 노즐 그룹 D[노즐(15, 16, 17, 18)]의 각각으로부터 토출되는 잉크의 양은 적절한 수치로 각각의 노즐 그룹 내의 각각의 토출량 개별 제어 노즐(5, 9, 13, 17)의 토출량을 설정함으로써 소정 수치로 설정될 수 있다.
전술된 배열 구성에서, 도25의 토출량 균일화 인쇄 순서는 도14에 도시된 것으로 재 사용될 수 있다. 도25를 참조하면, 모든 노즐의 토출량은 독립적으로 변화될 수 있다. 대조적으로, 도14를 참조하면, 각각의 노즐 그룹의 총 토출량이 측정된 후, 각각의 노즐 그룹 내의 토출량 가변 노즐에 대한 설정 전압 수치가 적절한 수치로 설정되어, 모든 노즐 그룹의 총 토출량을 균일하게 한다. 그러므로, 컬러 필터의 각각의 화소로 인가되는 잉크의 양은 균일하게 되고, 어떠한 농도 불균일성도 없는 컬러 필터가 제조될 수 있다.
도11에 도시된 작업은 헤드의 노즐 간격이 화소의 크기보다 작고, 각각의 화소에 필요한 잉크의 양이 1개의 주 주사 방향(1개의 경로)에 의해 토출될 수 있으며, 적어도 1개의 토출량 개별 제어 노즐이 1개의 화소에 대응한다는 가정을 기초로 하고 있다.
도12는 화소 크기에 대한 노즐 간격이 도11에 도시된 경우에서보다 커서 각각의 화소에 필요한 잉크의 양이 1개의 주 주사 방향에 의해 토출될 수 없기 때문에 노즐 잉크가 2개의 주 주사 방향에 의해 각각의 화소로 토출되는 경우를 설명하는 도면이다. 도12를 참조하면, 인접한 토출량 개별 제어 노즐들 사이의 간격은 화소 간격보다 크지만, 1개의 토출량 개별 제어 노즐은 도12에 도시된 바와 같이 노즐이 주 주사 작업들 사이의 부 주사 방향으로 이동될 때 2개의 화소에 대응한다. 이는 토출량 개별 제어 노즐을 사용하여 각각의 화소로 잉크를 토출시키는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 모든 화소로 토출되는 잉크의 양은 균일해지도록 보정될 수 있다.
구체적으로, 도12를 참조하면, 잉크 도트는 노즐(2, 3)을 사용하여 제1 경로로 상부 가장 우측의 화소에서 인쇄된다. 다음에, 헤드는 "노즐 이동" 화살표에 의해 나타낸 거리만큼 부 주사 방향으로 이동되고, 제2 경로로의 인쇄가 수행된다. 제2 경로에서, 잉크 도트는 노즐(1, 2)을 사용하여 상부 가장 우측의 화소에서 인쇄된다. 즉, 2개의 경로로의 인쇄 작업이 합쳐질 때, 상부 가장 우측의 화소에 대해, 총4회의 인쇄 작업 즉 노즐(2)에 의한 2회의 작업, 노즐(1)에 의한 1회의 작업 그리고 노즐(3)에 의한 1회의 작업이 수행된다. 이러한 총4회의 인쇄 작업에서 화소 상에 부착된 잉크는 화소 영역 상에서 거의 균일하게 펼쳐진다. 4번째 인쇄 작업은 토출량 개별 제어 노즐(1)에 의한 1회의 인쇄 작업을 포함한다.
각각의 남은 화소에 대한 인쇄는 총4회의 잉크 토출 작업에 의해 완료된다. 토출량 개별 제어 노즐에 의한 1회의 토출 작업은 모든 4개의 토출 작업에 항상 포함된다. 토출량 조절은 이러한 토출량 개별 제어 노즐에 의한 1회의 잉크 토출 작업에 의해 수행된다.
도13은 또 다른 형태의 인쇄를 설명하는 도면이다. 도13의 화소의 크기에 대한 노즐 피치는 도11 및 도12에서의 것보다 크다. 도13을 참조하면, 각각의 화소 상에서의 인쇄는 부 주사 방향으로 노즐을 4회 이동시킴으로써 총5개의 경로로 수행된다. 예컨대, 상부 가장 우측의 화소 상에서의 인쇄는 총5회의 잉크 토출 작업 즉 노즐(-1)에 의한 1회의 작업, 노즐(1)에 의한 1회의 작업, 노즐(2)에 의한 1회의 작업 그리고 노즐(0)에 의한 2회의 작업에 의해 수행된다. 총5회의 잉크 토출 작업은 토출량 개별 제어 노즐(1)에 의한 1회의 인쇄 작업을 포함한다.
마찬가지로, 각각의 남은 화소 상에서의 인쇄는 총5회의 잉크 토출 작업에 의해 수행된다. 총5회의 잉크 토출 작업은 토출량 개별 제어 노즐에 의한 1회의 토출 작업을 항상 포함한다. 토출량 개별 제어 노즐이 1회의 잉크 토출 작업을 수행하게 함으로써, 각각의 화소로 인가되는 잉크의 양은 일정하게 제어될 수 있다.
각각의 화소로 토출되는 잉크의 양이 각각의 토출량 개별 제어 노즐이 1개의 화소에 대한 5회의 잉크 토출 작업 중 단지 1회만 수행하게 함으로써 균일하게 유지될 수 있는 이유는 후술하기로 한다. 일반적으로, 노즐의 토출량의 편차는 기껏해야 약 ±10%이다. 그러므로, 모든 노즐의 토출량의 편차는 ±10% 이내인 것으로 가정하기로 한다. 또한, 각각의 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치는 20 V이고, 1개의 화소로 인가되는 잉크의 적절량(타겟 토출량)은 1인 것으로 가정하기로 한다. 총5개의 경로로 1개의 화소 상에서 인쇄하는데 있어서, 1개의 경로로의 이상적인 토출량은 0.2이다. 즉, 0.2의 평균 잉크량이 20 V에서의 토출 작업에 의해 토출된다.
전술된 조건하에서 4회의 토출 작업에서의 토출량 비제어 노즐로부터 토출되는 잉크의 양이 모두 +10%이면, 4회의 토출 작업에서의 총 토출량은 0.2×1.1×4=0.88이다. 1의 타겟 토출량을 얻기 위해, 토출량 개별 제어 노즐로부 터 토출되는 잉크의 양은 1-0.88=0.12로 설정될 수 있다. 전압 수치가 토출량에 비례하면, 20 V×0.12/0.2=12 V이므로, 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치는 12 V로 설정될 수 있다.
전술된 조건하에서 4회의 토출 작업에서의 토출량 비제어 노즐로부터 토출되는 잉크의 양이 모두 -10%이면, 4회의 토출 작업에서의 총 토출량은 0.2×0.9×4=0.72이다. 1의 타겟 토출량을 얻기 위해, 토출량 개별 제어 노즐로부터 토출되는 잉크의 양은 1-0.72=0.28로 설정될 수 있다. 전압 수치가 토출량에 비례하면, 20 V×0.28/0.2=28 V이므로, 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치는 28 V로 설정될 수 있다.
전술된 바와 같이, 전술된 조건하에서, 각각의 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치의 범위가 12 V 내지 28 V이면, 토출되는 잉크의 양은 토출량 개별 제어 노즐이 1개의 화소에 대해 5회의 잉크 토출 작업 중 단지 1회만 수행하게 함으로써 균일하게 될 수 있다. 전압 수치가 토출량에 비례하지 않으면, 각각의 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치의 범위는 대응 보정량을 고려하여 확보될 수 있다.
전술된 실시예에서, 각각의 토출량 개별 제어 노즐의 토출량은 신호의 설정 전압을 변화시킴으로써 변화된다. 그러나, 토출량은 신호 전압을 일정하게 유지하면서 신호의 펄스 폭을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 이러한 실시예에서, 구동 신호의 펄스 폭을 가변적으로 설정할 수 있는 구동 펄스 제어 장치가 각각의 노즐 그룹에 제공된다. 그러므로, 이러한 실시예에 따르면, 1개의 노즐 그룹은 구동 펄 스 제어 장치에 연결되어 그 토출량을 변화시킬 수 있는 토출량 개별 제어 노즐(토출량 가변 노즐)과, 어떠한 구동 펄스 제어 장치에도 연결되지 않아 그 토출량을 변화시킬 수 없는 토출량 비제어 노즐(토출량 불변 노즐)을 포함한다.
토출량 제어는 구동 신호의 구동 전압 및 펄스 폭의 조합에 기초하여 가변 조건하에서 수행될 수도 있다.
도15는 토출량 측정 장치의 배열 구성을 도시하고 있다.
도15를 참조하면, 컬러 필터(610), 광원(621), 광섬유 케이블(622), 기판 스테이지(623), 대물 렌즈(264), CCD 카메라(625), 화상 처리 장치(626), 그리고 제어 개인용 컴퓨터(627)가 도시되어 있다.
각각의 화소의 농도는 화상 기판 스테이지(623)를 주사하면서 CCD 카메라(625)에 의해 포착된 화상을 처리함으로써 도15에 도시된 장치를 사용하여 측정된다. 전술된 측정 농도에 대응하는 토출량이 농도와 토출량 사이의 관계를 사용함으로써 얻어진다. 토출량은 농도가 증가됨에 따라 증가된다는 관계를 고려하여, 고밀도로 화소를 인쇄한 노즐의 토출량은 크고, 저밀도로 화소를 인쇄한 노즐의 토출량은 작다.
각각의 화소에 대한 토출량은 전술된 토출량 측정 장치에 의해 측정되고, 각각의 토출량 개별 제어 노즐에 대한 전압 설정 수치가 얻어진다. 얻어진 수치가 설정된 후, 필터 인쇄 작업이 수행된다. 이러한 작업을 위한 절차는 도14를 참조하여 설명된 것과 동일하다.
본 발명은 전술된 실시예에 제한되지 않고, 다양한 적용이 이루어질 수 있 다.
예컨대, 컬러 필터를 구성하는 착색부는 유리 기판 상에 형성되는 것으로 제한되지 않고, 컬러 필터로서의 이러한 구조 기능을 하게 하기 위해 화소 전극 상에 형성될 수 있다. 착색부는 화소 전극 상에 잉크 수용층을 형성하고 잉크 수용층에 잉크를 인가함으로써 또는 화소 전극에 착색 재료를 함유한 수지 잉크를 직접 인가함으로써 화소 전극 상에 형성된다.
본 발명은 그 기술적 사상 및 범주를 벗어나지 않고 전술된 실시예 등에 대한 변형예에 적용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
예컨대, TFT 어레이측 상에 컬러 필터를 갖는 패널이 최근에 이용 가능하게 되었다. 본 명세서에서 정의된 컬러 필터는 착색 재료에 의해 착색된 부재이고 TFT 어레이측 상에 놓인 컬러 필터와 타측 상에 놓인 컬러 필터를 포함한다.
또한, 본 발명은 전술된 컬러 필터 제조 방법에 제한되지 않고, 예컨대 전자 발광(EL: electroluminescence) 표시 장치의 제조에도 적용될 수 있다. EL 표시 소자는 무기 및 유기 형광 화합물을 함유한 박막이 음극과 양극 사이에 개재된 구조를 갖는다. 이러한 장치에서, 전자 및 정공(hole)이 재결합되어 엑시톤(exciton)을 발생시키도록 박막 내로 주입되고, 엑시톤이 비활성화될 때 발생하는 형광 또는 인광을 사용함으로써 광이 방출된다. 이러한 EL 표시 소자에 사용되는 형광 물질 중에서, 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 재료가 잉크 제트법에 의해 TFT 기판 등의 장치 기판 상에 패턴을 형성하기 위해 본 발명의 제조 장치(액체 토출 헤드와 도8 내지 도10에 도시된 액체 토출량 제어 기구를 갖는 액체 인가 장치를 포함하는 제조 장치)에 사용되어, 자연 방출 형태의 완전 컬러 EL 표시 소자를 제조한다. 본 발명은 이러한 EL 표시 소자, EL 표시 소자 제조 방법 및 장치 등을 포함한다.
본 발명의 제조 장치는 플라즈마 공정 등의 표면 처리, UV 공정 그리고 EL 재료의 부착을 돕기 위해 수지 레지스트, 화소 전극 및 하부층의 표면을 위한 커플링 공정을 수행하는 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 EL 표시 소자는 완전 프레임 방출에 기초하여 세그먼트 표시 및 정지 화상 표시 등의 저용량 정보의 분야에 적용될 수 있고, 점/선/평면 형상을 갖는 광원으로서도 사용될 수 있다. 또한, 휘도가 높고 응답이 우수한 완전 컬러 표시 장치가 수동 표시 장치와 TFT 등의 능동 표시 장치를 사용함으로써 얻어질 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의해 제조된 유기 EL 소자의 일 예를 설명하기로 한다. 도21a는 유기 EL 소자의 다층 구조를 도시하는 단면도이다. 도21a에 도시된 유기 EL 소자는 투명 기판(3001), 구획벽(구획 부재)(3002), 발광층(발광부)(3003), 투명 전극(3004) 및 금속층(3006)을 포함한다. 투명 기판(3001) 및 투명 전극(3004)에 의해 구성된 부분(3007)이 도시되어 있다. 이러한 부분은 구동 기판이라고 부르기로 한다.
투명 기판(3001)은 EL 표시 소자의 요구 특성 예컨대 투명도 및 기계 강도를 가지면 임의의 특정 기판으로 제한되지 않는다. 예컨대, 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등의 발광 기판이 사용될 수 있다.
구획벽(구획 부재)(3002)은 재료가 액체 인가 헤드로부터 인가될 때 인접한 화소들 사이의 발광층을 위한 재료의 혼합을 방지하기 위해 서로 화소를 격리시키는 기능을 갖는다. 즉, 구획벽(3002)은 색상 혼합 방지벽으로서 역할을 한다. 이러한 구획벽(3002)이 투명 기판(3001) 상에 형성될 때, 적어도 1개의 리세스부(화소 영역)가 기판 상에 형성된다. 재료의 친화도와 상이한 친화도를 나타내는 다층 구조를 갖는 부재가 구획벽(3002)으로서 사용되면 어떠한 문제도 발생하지 않는다는 것을 주목하여야 한다.
발광층(3003)은 충분한 광량을 얻을 정도로 충분한 두께 예컨대 0.05 ㎛ 내지 0.2 ㎛로 전류가 그 내부로 흐를 때 광을 방출하는 재료 예컨대 폴리페닐렌 비닐렌(PPV) 등의 공지된 유기 반도체 재료를 적층함으로써 형성된다. 발광층(3003)은 잉크 제트 시스템 등에 의해 박막 재료 액체(자연 방출 재료)로 구획벽(3002)에 의해 둘러싸인 리세스부를 충전하고 이러한 구조를 가열함으로써 형성된다.
투명 전극(3004)은 도전성 및 투명도를 갖는 재료 예컨대 ITO로 제조된다. 투명 전극(3004)은 화소 단위로 광을 방출하기 위해 각각의 화소 영역 내에 독립적으로 형성된다.
금속층(3006)은 약 0.1 ㎛ 내지 1.0 ㎛의 두께로 도전성 금속 재료 예컨대 알루미늄 리튬(Al-Li)을 적층함으로써 형성된다. 금속층(3006)은 투명 전극(3004)에 대향하는 공통 전극으로 역할을 하도록 형성된다.
구동 기판(3007)은 복수개의 층 예컨대 박막 트랜지스터(TFT), 배선 필름 및 절연 필름(어느 것도 도시되지 않음)을 적층함으로써 형성되고, 화소 단위로 금속층(3006)과 투명 전극(3004) 사이에 전압이 인가되게 하도록 설계된다. 구동 기판(3007)은 공지된 박막 공정에 의해 제조된다.
전술된 층 구조를 갖는 유기 EL 소자에 따르면, 전압이 인가되는 투명 전극(3004)과 금속층(3006) 사이의 화소 영역에서, 전류가 전계 발광을 일으키도록 발광층(3003)에서 유동된다. 결과적으로, 광은 투명 전극(3004) 및 투명 기판(3001)을 통해 나타난다.
이하에서는 유기 EL 소자를 제조하는 공정을 설명하기로 한다.
도21b는 유기 EL 소자를 제조하는 공정의 일 예를 도시하고 있다. 이하에서는 도21b를 참조하여 단계 (a) 내지 단계 (d)를 설명하기로 한다.
단계 (a)
우선, 유리 기판이 투명 전극(3001)으로서 사용되고, 복수개의 층 예컨대 박막 트랜지스터(TFT), 배선 필름 및 절연 필름(어느 것도 도시되지 않음)이 서로 적층된다. 다음에, 투명 전극(3004)은 전압이 각각의 화소 영역으로 인가되게 하기 위해 이러한 구조 상에 형성된다.
단계 (b)
구획벽(3002)은 각각의 화소들 사이에 형성된다. 각각의 구획벽(3002)은 EL 재료 용액이 잉크 제트법에 의해 인가될 때 인접한 화소들 사이에서 발광층 내로 형성되는 EL 재료 용액의 혼합을 방지하는 혼합 방지벽으로서 역할을 한다. 이러한 경우에, 각각의 구획벽은 흑색 재료를 함유한 레지스트를 사용하여 포토리소그래피법에 의해 형성된다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않고, 다양한 재료, 색상, 형성법 등이 사용될 수 있다.
단계 (c)
구획벽(3002)에 의해 둘러싸인 각각의 리세스부에는 잉크 제트 시스템에 의해 EL 재료가 충전된다. 다음에, 이러한 구조는 발광층(3003)을 형성하도록 가열된다.
단계 (d)
금속층(3006)은 발광층(3003) 상에 추가로 형성된다.
완전 컬러 EL 소자는 전술된 단계 (a) 내지 단계 (d)를 통한 간단한 공정에 의해 형성될 수 있다. 컬러 유기 EL 소자를 형성하는 데 있어서, 특히 임의의 위치로 원하는 EL 재료를 토출시킬 수 있는 잉크 제트 시스템은 상이한 색상 예컨대 적색, 녹색 및 청색의 광을 방출하는 발광층이 형성되어야 하기 때문에 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명에서, 고체부는 액체 재료로 구획벽에 의해 둘러싸인 리세스부를 충전함으로써 형성된다. 컬러 필터의 착색부는 전술된 고체부에 대응하고, EL 소자의 발광부는 고체부에 대응한다. 전술된 착색부 또는 발광부를 포함하는 고체부는 정보를 표시하는 데 사용되는 부분(표시부)이자 색상의 시각적 인식을 위한 부분이다.
컬러 필터의 착색부와 EL 소자의 발광부는 색상을 생성시키는(색상을 발생시키는) 부분이므로, 컬러 생성부라고 부를 수 있다. 컬러 필터의 경우에, 예컨대 백라이트로부터의 광이 R, G 및 B 광을 생성시키기 위해 착색부를 통과한다. EL 소자의 경우에, R, G 및 B 광은 발광부가 광을 자연적으로 방출할 때 재생된다.
전술된 잉크 및 자연 방출 재료는 발광부를 형성하는 재료이므로, 색상 생성 재료라고 부를 수 있다. 추가로, 전술된 잉크 및 자연 방출 재료는 액체이므로, 일반적으로 액체 재료라고 부를 수 있다. 이들 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 헤드는 액체 토출 헤드 또는 잉크 제트 헤드로서 정의된다.
본 발명은 전술된 컬러 필터 및 EL 소자의 제조에 제한되지 않고, 예컨대 기판 상에 도전성 박막을 형성함으로써 얻어지는 전자 방출 장치 그리고 전자 방출 장치를 사용하는 전자 공급원 기판, 전자 공급원 및 표시 패널의 제조에 적용될 수 있다.
전자 방출 장치 그리고 이러한 장치를 사용하는 전자 공급원 기판, 전자 공급원 및 표시 패널을 제조하는 방법을 본 발명의 또 다른 적용으로서 설명하기로 한다. 전자 방출 장치 그리고 전자 방출 장치를 사용하는 전자 공급원 기판, 전자 공급원 및 표시 패널은 예컨대 텔레비전 세트의 표시 작동을 수행하는 데 사용된다는 것을 주목하여야 한다.
전자 공급원 기판, 전자 공급원, 표시 패널 등에 사용되는 전자 방출 장치(예컨대, 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치)는 전류가 필름 표면에 평행한 방향으로 기판 상에 형성된 작은 면적의 도전성 박막에서 흐를 때 전자 방출이 일어난다는 현상을 사용한다. 구체적으로, 피셔(fissure)가 도전성 박막의 일부 내에 미리 형성되고, 전압이 그 내부에 전류를 흐르게 하기 위해 도전성 박막에 인가되어, 피셔(전자 방출부라고 불림)로부터 전자를 방출시킨다. 도30a 및 도30b는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치의 구조의 일 예를 도시하고 있다.
도30a 및 도30b는 본 발명의 제조 장치(액체 토출 헤드와 도8 내지 도10에 도시된 액체 토출량 제어 기구를 갖는 액체 인가 장치를 포함하는 제조 장치)를 사용함으로써 제조될 수 있는 전자 방출 장치(표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치)의 일 예를 도시하는 개략도이다. 도31a, 도31b, 도31c 및 도31d는 이러한 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 제조하는 공정의 일 예를 도시하는 도면이다.
도30a, 도30b 및 도31a 내지 도31d를 참조하면, 기판(5001), 장치 전극(5002, 5003), 도전성 박막(5004), 전자 방출부(5005), 액체 토출 헤드와 도8 내지 도10에 도시된 액체 토출량 제어 기구를 갖는 액체 인가 장치(5007), 액체 인가 장치로부터 토출되는 도전성 박막 재료 액체의 액적(5024), 그리고 전기 성형 전의 도전성 박막(5025)이 도시되어 있다.
이러한 경우에, 우선, 장치 전극(5002, 5003)은 어떤 거리(L1)에서 기판(5001) 상에 형성된다(도31a 참조). 도전성 박막(5004)을 형성하는 액체 재료로서 역할을 하는 도전성 박막 재료 액체(구체적으로, 금속 원소를 함유한 액체)(5024)는 액체 토출 헤드(잉크 제트 헤드)(5007)로부터 토출되어(도31b 참조) 장치 전극(5002, 5003)과 접촉되는 도전성 박막(5004)을 형성한다(도31c 참조). 다음에, 피셔가 예컨대 성형 공정(후술됨)에 의해 도전성 박막 내에 형성되어, 전자 방출부(5005)를 형성한다.
금속 원소를 함유한 액체의 미세한 액적이 이러한 액체 인가 방법을 사용함으로써 원하는 위치(소정 영역)에만 선택적으로 형성될 수 있으므로, 전자 방출부를 위한 어떠한 재료도 폐기되지 않는다. 또한, 비싼 장치를 필요로 하는 진공 공정 또는 포토리소그래피에 의한 패터닝을 수행할 필요가 없으므로, 생산비는 감소될 수 있다.
임의의 액적을 토출시킬 수 있는 임의의 장치가 액체 인가 장치(5007)로서 실제로 사용될 수 있지만, 바람직하게는 10 ng 내지 수십 ng의 범위 내의 액체의 양을 제어할 수 있고 약 10 ng 내지 수십 ng의 소량의 액적을 용이하게 토출시킬 수 있는 잉크 제트 장치가 사용된다. 잉크 제트 액체 인가 장치를 사용하는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 제조하는 방법은 일본 특허 공개 제11-354015호에 개시되어 있다는 것을 주목하여야 한다.
도전성 박막(5004)으로서, 미세 입자로 형성된 미립자 필름이 양호한 전자 방출 특성을 얻기 위해 특히 바람직하다. 이러한 필름의 두께는 바람직하게는 장치 전극(5002, 5003)에 대한 단차 도포성(step coverage), 장치 전극(5002, 5003)들 사이의 저항 수치, 전기 성형 조건(후술됨) 등에 따라 적절하게 설정된다. 이러한 두께는 바람직하게는 수 Å 내지 수천 Å 그리고 더욱 바람직하게는 10 Å 내지 500 Å으로 설정된다. 이러한 필름의 면저항은 103 내지 107 Ω/square이다.
도전성 박막(5004)을 위한 재료로서, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W 및 Pb 등의 금속, PdO, SnO2, In2O3, PbO 및 Sb2 O3 등의 산화물, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4 및 GdB4 등의 붕화물, TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC 및 WC 등의 탄화물, TiN, ZrN 및 HfN 등의 질화물, Si 및 Ge 등의 반도체, 그리고 탄소 중 1개가 사용될 수 있다.
이러한 경우의 미립자 필름은 미세 입자의 응집체로부터 형성되는 필름이다. 이러한 필름은 미세 입자가 별도로 분산된 미세 구조를 갖는 필름뿐만 아니라 인접한 미립 입자가 서로 인접하게 위치되거나 중첩된 미세 구조(입자가 섬의 형태로 존재하는 구조도 포함)를 갖는 필름도 포함한다. 미세 입자의 직경은 수 Å 내지 수천 Å 그리고 더욱 바람직하게는 10 Å 내지 200 Å이다.
액적(5024)이 형성되는 액체는 물, 용매, 유기 금속 용액 등에 전술된 박막 재료를 용해시킴으로써 얻어지는 액체를 포함한다.
기판(5001)으로서, 석영 유리 기판, Na 등의 소량의 불순물을 함유한 유리 기판, 소다 석회 유리 기판, 그 표면 상에 형성된 SiO2를 갖는 유리 기판 그리고 알루미나 등으로 제조된 세라믹 기판 중 1개가 사용된다.
장치 전극(5002, 5003)을 위한 재료로서, 일반적인 도체가 사용된다. 예컨대, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu 및 Pd 등의 금속 또는 그 합금, Pd, Ag, Au, RuO2 및 Pd-Ag 등의 금속 또는 금속 산화물, 유리 재료 등으로 제조된 인쇄 도체, In2O3-SnO2 등의 투명 도체, 그리고 폴리실리콘 등의 반도체 재료 중 1개가 적절하게 선택된다.
전자 방출부(5005)는 전기 성형 등에 의해 도전성 박막(5004)의 일부 내에 형성되는 고저항 피셔이다. 피셔는 수 Å 내지 수백 Å의 직경을 갖는 미세 입자를 포함할 수 있다. 이들 미세 입자는 도전성 박막(5004)을 위한 재료의 원소들 중 적어도 일부를 포함한다. 추가로, 전자 방출부(5005) 및 인접한 도전성 박막(5004)은 탄소 및 탄화물을 포함할 수 있다.
전자 방출부(5005)는 도전성 박막(5004) 및 장치 전극(5002, 5003)에 의해 구성된 장치로 전기 성형이라고 불리는 전력 공급 공정을 적용함으로써 형성된다. 일본 특허 공개 제2-56822호에 개시된 바와 같이, 전기 성형은 도전성 박막(5004)을 국부적으로 파괴시키거나, 변형시키거나 열화시켜 그 일부가 변화된 구조를 형성하도록 전원(도시되지 않음)으로부터 장치 전극(5002, 5003)들 사이로 전류를 공급함으로써 수행된다. 필름의 구조를 국부적으로 변화시킴으로써 얻어진 이러한 부분은 전자 방출부(5005)라고 불린다. 전기 성형을 위한 전압 파형은 바람직하게는 펄스 형상을 갖는다. 특히, 전기 성형은 일정한 피크 수치를 갖는 전압 펄스를 연속적으로 인가함으로써 또는 피크 수치를 증가시키면서 전압 펄스를 인가함으로써 수행된다.
피크 수치가 증가되면서 전압 펄스가 인가될 때, 전압 펄스는 피크 수치(전기 성형에서의 피크 전압)기 약 0.1 V 단계로 증가되면서 적절한 진공 환경에서 인가된다.
이러한 전기 성형 공정에서, 장치 전류가 측정되고, 저항 수치가 도전성 박막(5004)을 국부적으로 파괴/변형시킬 정도로 높지 않은 전압 예컨대 약 0.1 v의 전압에서 얻어진다. 예컨대, 저항이 1 ㏁ 이상이 될 때, 전기 성형 공정은 종료된다.
활성화 공정이라고 불리는 공정이 바람직하게는 전기 성형 공정을 거친 장치에 적용된다. 활성화 공정은 전기 성형에서와 같이 약 10-4 내지 10-5 토르의 진공에서 일정한 피크 수치를 갖는 전압 펄스를 반복적으로 인가하는 공정이다. 이러한 공정에서, 진공 내에 존재하는 유기 물질로부터의 탄소 및 탄화물은 도전성 박막 상에 침착되어 장치 전류(If) 및 방전 전류(Ie)를 크게 변화시킨다. 활성화 공정에서, 장치 전류(If) 및 방전 전류(Ie)는 측정된다. 예컨대, 방전 전류(Ie)가 포화될 때, 이러한 공정은 종료된다.
이러한 경우에, 탄소 및 탄화물은 흑연(단결정 및 다결정 모두) 비정질 탄소(비정질 탄소 및 다결정질 흑연의 혼합물)를 포함한다. 이러한 필름의 두께는 바람직하게는 500 Å 이하 그리고 더욱 바람직하게는 300 Å 이하이다.
이러한 방식으로 제조된 전자 방출 장치는 바람직하게는 전기 성형 공정 및 활성화 공정에서보다 높은 진공의 분위기에서 작동된다. 또한, 이러한 장치는 바람직하게는 높은 진공 분위기에서 80℃ 내지 150℃까지 가열된 후에 작동된다.
전기 성형 공정 및 활성화 공정에서보다 높은 진공은 예컨대 약 10- 6 토르 이상 그리고 더욱 바람직하게는 매우 높은 진공이고, 여기에서 탄소 및 탄화물은 도전성 박막 상에 거의 침착되지 않는다는 것을 주목하여야 한다. 이는 장치 전류(If) 및 방전 전류(Ie)를 안정화시키는 것을 가능하게 한다.
평탄한 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치가 전술된 방식으로 제조될 수 있다.
도32는 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 제조하는 액체 토출 장치를 포함하는 제조 장치의 사시도이다. 도32를 참조하면, 하우징(5101), 하우징 내에 수납된 개인용 컴퓨터의 모니터(5102), 개인용 컴퓨터 키보드 또는 조작 패널(5103), 기판(5106)이 장착되는 스테이지(5104), 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치가 형성되는 기판(5106)으로 액체를 토출시키는 액체 토출 헤드(5015)(잉크 제트 헤드), 기판(5106) 상의 임의의 위치로 액적을 인가시키기 위해 수직 및 수평 방향으로 자유롭게 이동될 수 있는 X-Y 스테이지(5107), 전체 액체 토출 장치를 보유하는 표면판(5108), 그리고 기판(5106) 상에 액적의 토출 위치를 정렬시키는 정렬 카메라(5109)가 도시되어 있다. 이러한 배열 구성을 갖는 제조 장치는 기본적으로 도1을 참조하여 설명된 컬러 필터 제조 장치와 동일한 방식으로 작동된다. 기판을 위한 정렬 방법, 도전성 박막 형성 방법 및 성형 방법으로서, 일본 특허 공개 제11-354015호에 개시된 방법들이 사용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
전술된 방식으로 제조되는 복수개의 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치는 표시 패널을 형성하기 위해 기판 상에 배열된다. 도33은 복수개의 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치(5094)를 포함하는 표시 패널(5091)을 도시하는 도면이다. 이러한 표시 패널 상의 복수개의 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치는 예컨대 m(행)×n(열) 행렬의 형태로 배열된다. 텔레비전 표시는 화상 신호(예컨대, NTSC TV 신호)에 기초하여 표시 패널 내의 표면 전도 방출 형태의 전자 방출 장치를 구동시킴으로써 수행될 수 있다. 일본 특허 공개 제11-354015호에 개시된 방법이 표시 패널을 제조하는 데 사용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
본 발명의 분명히 상이한 여러 실시예가 그 기술적 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에서 한정된 것을 제외하면 그 특정 실시예에 제한되지 말아야 한다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 따라 전술된 토출량 균일화 제어 작동을 수행함으로써, 표시 패널 내에 포함된 모든 전자 방출 장치의 도전성 박막의 형상은 균일해질 수 있다. 그러므로, 표시 패널의 전자 방출 장치가 본 발명에 의해 제조되면, 전자 방출 장치를 형성하는 도전성 박막은 균일하게 배열될 수 있다. 이는 높은 화상 품질을 갖는 표시 패널을 제조하는 것을 가능하게 한다.
전술된 바와 같이, 이러한 실시예는 개별적으로 모든 노즐의 토출량을 제어하도록 구성되지 않고 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 노즐(토출량 개별 제어 노즐)과, 토출량을 제어할 수 없는 노즐(토출량 비제어 노즐)을 포함하도록 구성된다. 이는 모든 노즐이 토출량 개별 제어 노즐인 경우에 비해 회로 크기를 감소시키고 토출량 조절을 수반하는 제어 부하를 감소시키는 것을 가능하게 한다. 추가로, 토출량 개별 제어 노즐의 존재는 원하는 양으로 각각의 본 발명에 인가되는 잉크의 양을 설정할 수 있게 하여, 각각의 화소 내에 충전되는 액체의 양을 균일하게 한다.
전술된 바와 같이, 전술된 실시예에 따르면, 소정 영역으로 액체 토출 헤드(잉크 제트 헤드)로부터 토출되는 액체의 양은 회로 크기의 증가가 억제되면서 균일해질 수 있다.

Claims (24)

  1. 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 제1 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 제2 노즐을 포함하고 상기 제2 노즐은 제1 노즐로부터 토출되는 액체와 동일한 액체를 토출하는 액체 토출 헤드와,
    적어도 하나의 제1 노즐과 적어도 하나의 제2 노즐을 포함하는 노즐 세트로부터 토출된 복수개의 액체에 의해 복수개의 화소 각각이 형성되도록 기판의 복수개의 화소의 각각에 액체를 토출하도록 상기 액체 토출 헤드를 제어하는 제어 수단을 포함하는 액체 토출 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치이며,
    상기 액체 토출 헤드는 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 변화시킬 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 액체 토출 장치.
  5. 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 액체 토출 장치이며,
    상기 액체 토출 헤드는 토출 구동 요소에 공급된 전압을 개별적으로 변화시킬 수 있는 전압 제어 회로에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과, 전압 제어 회로에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 액체 토출 장치.
  6. 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 제1 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 제2 노즐을 포함하고 상기 제2 노즐은 제1 노즐로부터 토출되는 액체와 동일한 액체를 토출하는 액체 토출 헤드를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 제1 노즐과 적어도 하나의 제2 노즐을 포함하는 노즐 세트로부터 토출된 복수개의 액체에 의해 복수개의 화소 각각이 형성되도록 기판의 복수개의 화소 각각에 액체를 토출하도록 액체 토출 헤드를 제어하는 단계를 포함하는 액체 토출 방법.
  7. 액체를 토출하기 위해 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 토출 헤드는 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 변화시킬 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과, 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하고, 상기 액체는 액체 토출 헤드로부터 기판으로 토출되는 액체 토출 방법.
  8. 액체를 토출시키기 위해 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출시키는 단계를 포함하고,
    상기 액체 토출 헤드는 토출 구동 요소에 공급된 전압을 개별적으로 변화시킬 수 있는 전압 제어 회로에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과, 전압 제어 회로에 연결되지 않는 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하고, 상기 액체는 액체 토출 헤드로부터 기판으로 토출되는 액체 토출 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 기판은 블랙 매트릭스에 의해 구획된 화소 영역을 갖고, 상기 액체 토출 헤드는 노즐로부터 액체인 잉크를 토출시키며, 액체 토출 헤드로부터 기판 상의 화소 영역으로 잉크를 토출시킴으로써 컬러 필터가 제조되는 액체 토출 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 기판은 발광부로서 역할을 하는 화소 영역을 갖고, 상기 액체 토출 헤드는 노즐로부터 액체인 전계 발광 재료를 토출시키며, 상기 발광부를 갖는 전계 발광 장치는 액체 토출 헤드로부터 기판 상의 화소 영역으로 전계 발광 재료를 토출시킴으로써 제조되는 액체 토출 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 기판은 도전성 박막부로서 역할을 하는 영역을 갖고, 상기 액체 토출 헤드는 노즐로부터 액체인 도전성 박막 재료를 토출시키며, 상기 도전성 박막부를 갖는 전자 방출 장치가 액체 토출 헤드로부터 기판 상의 영역으로 도전성 박막 재료를 토출시킴으로써 제조되는 액체 토출 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 기판은 도전성 박막부로서 역할을 하는 영역을 갖고, 상기 액체 토출 헤드는 노즐로부터 액체인 도전성 박막 재료를 토출시키며, 도전성 박막부를 갖는 복수개의 전자 방출 장치를 포함한 패널이 액체 토출 헤드로부터 기판 상의 영역으로 도전성 박막 재료를 토출시킴으로써 제조되는 액체 토출 방법.
  13. 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용 패널을 제조하는 패널 제조 장치이며,
    노즐의 액체 토출량을 개별적으로 제어 가능한 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 제1 노즐과 상기 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 제2 노즐을 포함하고 상기 제2 노즐은 제1 노즐에서 토출되는 액체와 동일한 액체를 토출하는 액체 토출 헤드와,
    적어도 하나의 제1 노즐과 적어도 하나의 제2 노즐을 포함하는 노즐의 세트로부터 토출된 복수개의 액체에 의해 복수개의 화소 각각이 형성되도록 기판의 복수개의 화소들 각각에 액체를 토출하도록 액체 토출 헤드를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 패널 제조 장치.
  14. 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용으로 이용되는 패널을 제조하는 패널 제조 장치이며,
    상기 액체 토출 헤드는 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 변화시킬 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 패널 제조 장치.
  15. 액체를 토출시키는 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용으로 이용되는 패널을 제조하는 패널 제조 장치이며,
    상기 액체 토출 헤드는 토출 구동 요소에 공급되는 전압을 개별적으로 변화시킬 수 있는 전압 제어 회로에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 전압 제어 회로에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 패널 제조 장치.
  16. 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용으로 이용되는 패널을 제조하는 패널 제조 방법이며,
    노즐의 액체 토출량을 개별적으로 제어할 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 제1 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 제2 노즐을 포함하고 상기 제2 노즐은 제1 노즐로부터 토출되는 액체와 동일한 액체를 토출하는 액체 토출 헤드를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 제1 노즐과 적어도 하나의 제2 노즐을 포함하는 노즐 세트로부터 토출되는 복수개의 액체에 의해 복수개의 화소 각각이 형성되도록 기판 상의 복수개의 화소들의 각각에 액체를 토출하도록 액체 토출 헤드를 제어하는 단계를 포함하는 패널 제조 방법.
  17. 액체를 토출하기 위해 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용으로 이용되는 패널을 제조하는 패널 제조 방법이며,
    상기 패널은 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 변화시킬 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 액체 토출 헤드로부터 기판 상에 액체를 토출함으로써 제조되는 패널 제조 방법.
  18. 액체를 토출시키기 위한 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 기판 상으로 액체를 토출시킴으로써 표시 장치용으로 이용되는 패널을 제조하는 패널 제조 방법이며,
    상기 패널은 토출 구동 요소에 공급되는 전압을 개별적으로 변화시킬 수 있는 전압 제어 회로에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 전압 제어 회로에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 액체 토출 헤드로부터 기판 상에 액체를 토출함으로써 제조되는 패널 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 패널은 컬러 필터를 포함하는 패널 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 패널은 전계 발광 장치를 포함하는 패널 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 패널은 도전성 박막부를 갖는 전자 방출 장치를 포함하는 패널 제조 방법.
  22. 액체를 토출하기 위한 복수개의 노즐을 갖는 액체 토출 헤드로부터 기판 상에 액체를 토출함으로써 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터 제조 방법이며,
    상기 컬러 필터는 노즐의 액체 토출량을 개별적으로 변화시킬 수 있는 토출량 제어 수단에 연결된 토출 구동 요소를 갖는 노즐과 토출량 제어 수단에 연결되지 않은 토출 구동 요소를 갖는 노즐을 포함하는 액체 토출 헤드로부터 기판 상에 액체를 토출함으로써 제조되는 컬러 필터 제조 방법.
  23. 컬러 필터를 갖는 액정 표시 패널의 제조 방법이며,
    제22항에 따른 방법에 의해 제조된 컬러 필터를 제공하는 단계와,
    상기 컬러 필터와 카운터 기판 사이의 공간에 액정 화합물을 삽입하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  24. 액정 표시 패널을 갖는 장치의 제조 방법이며,
    제23항에 따른 방법에 의해 제조된 액정 표시 패널을 제공하는 단계와,
    상기 액정 표시 패널에 신호를 공급하는 신호 공급 수단에 액정 표시 패널을 연결하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널을 갖는 장치의 제조 방법.
KR1020030045583A 2002-07-08 2003-07-07 액체 토출 장치 및 방법과 표시 장치용 패널의 제조 장치및 방법 KR100620483B1 (ko)

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