KR100631356B1 - 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법,디바이스 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

서로 사양이 다른 복수 종의 액적 토출 헤드(8)(제1토출 헤드(8a)~ 제3토출 헤드(8c))와, 액적 토출 헤드(8)에 대해 전기적인 부하를 주는 복수의 더미 부하 회로(31a∼31c)와, 구동하는 액적 토출 헤드(8)의 종류에 따라서, 액적 토출 헤드(8)에 접속하는 더미 부하 회로를 전환하는 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)를 구비한다. 이와 같은 구성에 의해서, 인자 품질의 열화를 초래하는 일이 없이, 기능액의 다채로운 액적 토출을 가능하게 함으로써 워크 처리를 효율 좋게 할 수 있는 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기를 제공할 수 있다.
X축 테이블, Y축 테이블, 메인 캐리지, 헤드 유닛

Description

액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기{LIQUID DROP EJECTING DEVICE AND LIQUID DROP EJECTING METHOD, LAYER FORMING DEVICE AND LAYER FORMING METHOD, MANUFACTURING METHOD FOR DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 유닛(6)의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용한 제 1 기판 처리예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용한 제 2 기판 처리예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 드라이버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 드라이버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 드라이 버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용하여 제조한 광 인터커넥션 장치용의 마이크로 렌즈 어레이의 설명도.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용하여 제조한 광 인터커넥션 장치용의 마이크로 렌즈 어레이의 설명도.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용하여 제조한 컬러 필터 기판을 이용한 액정 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도.
도 11a 및 11b는 컬러 필터 기판에서의 각색의 배치를 나타내는 설명도.
도 12는 유기 EL 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도.
도 13은 플라즈마형 표시 장치의 구성의 일부를 나타내는 분해 사시도.
도 14a∼14c는 전계 방출 소자를 구비한 전계 방출 디스플레이(FED)의 구성을 나타내는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1…액적 토출 장치
2… 기대
3… X축 테이블
4… Y축 테이블
5…메인 캐리지
6… 헤드 유닛
7… 서브 캐리지
8… 액적 토출 헤드
본 발명은 기판 등의 워크(work)에 대해 액적 토출 헤드에 의해 기능액(機能液)의 토출을 행하는 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
컬러 인쇄가 가능한 잉크젯 프린터 등의 액적 토출 장치는 캐리지에 복수의 액적 토출 헤드가 설치되어 있고, 이 액적 토출 헤드 각각에 다른 색의 잉크(액적)가 도입된다. 이러한 구성의 액적 토출 장치에서는 인쇄 데이터에 따라서 각각의 헤드를 별개로 구동하고, 각색의 액적 토출을 제어함으로써 컬러 인쇄가 행하여진다. 이와 같이, 복수의 액적 토출 헤드를 구비한 액적 토출 장치가 안출되어 있지만, 이러한 구성의 액적 토출 장치에 설치되는 액적 토출 헤드는 사양이 동일한 것이 탑재된다. 복수의 액적 토출 헤드를 구비한 액적 토출 장치의 상세에 관해서는 예를 들면, 일본 특개2001-277658호 공보를 참조한다.
그래서, 기능액의 토출 대상이 되는 워크에 의해서는 복수 종의 기능막 등을 형성하기 위해서, 점성이 다른 복수 종의 기능액을 토출할 필요가 있는 경우가 있다. 예를 들면, 프레퍼레이션(preparation) 상의 검체에 염색제를 도포하고, 이것을 코팅재로 밀봉 고착시켜, 커버 글래스를 생략하는 프레퍼레이션의 작성 기술 등이다. 이 기술에서는 액적 토출 헤드에 의해 저점성의 검체 염색제(기능액)의 토출 과, 고점성의 코팅재(기능액)의 토출을 할 필요가 있다.
저점성의 검체 염색제를 토출하는 경우와 고점성의 코팅재를 토출하는 경우에서는, 사양이 다른 기능 액적 헤드를 이용할 필요가 발생한다. 이 때문에, 단순하게 생각하면, 각각이 사양이 다른 액적 토출 헤드를 탑재한 2쌍의 액적 토출 장치를 이용하거나, 또는 1쌍의 액적 토출 장치에 대해 액적 토출 헤드(기능액 공급계를 포함함)를 적당히 교환해 이용할 필요가 있다.
그러나, 전자의 액적 토출 장치를 이용하면 워크의 다른 액적 토출 장치로의 반송에 시간을 필요로 하고, 후자의 액적 토출 장치를 이용하면 액적 토출 헤드 등의 교체(교환)에 시간을 필요로 하기 때문에, 전체로서 각 워크에 대한 액적 토출 처리가 지극히 번잡해진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 1개의 액적 토출 장치에 다른 사양의 액적 토출 헤드를 설치한 구성으로 하고, 또한 장치 구성의 간단화를 도모하기 위해서, 액적 토출 헤드의 구동 회로를 공통화한 구성으로 하는 것이 바람직하다.
액적 토출 헤드의 구동 회로에는 부유 용량 등에 기인하는 인자 품질의 열화를 방지하기 위한 더미 부하 회로가 설치된다. 이 더미 부하의 최적값은 헤드의 사양에 따라 다르지만, 상술한 바와 같이 사양이 다른 액적 토출 헤드를 공통화한 구동 회로로 구동하면, 헤드의 종류에 따라서는 더미 부하를 최적의 값으로 설정할 수 없고, 인자 품질의 열화가 일어나는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 사정을 감안해 이루어진 것으로서, 인자 품질의 열화를 초 래하는 일이 없이, 기능액의 다채로운 액적 토출을 가능하게 함으로써 워크 처리를 효율 좋게 행할 수 있는 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에 의한 액적 토출 장치는 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 장치에 있어서, 종류가 다른 상기 액적을 토출하는 복수 종의 액적 토출 헤드와, 상기 액적 토출 헤드에 인가하는 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 회로를 갖는 복수의 제어 수단과, 상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 액적의 종류에 따라서 복수의 상기 제어 수단 중 어느 하나를 선택하는 선택 수단을 구비하고, 상기 선택 수단에 의해 선택된 상기 제어 수단을 통해서 상기 구동 파형을 상기 액적 토출 헤드에 인가하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 토출되는 액적의 종류에 따라서 제어 수단을 선택하고, 선택한 제어 수단을 통해서 구동 파형을 액적 토출 헤드에 인가하도록 하고 있기 때문에, 구동하는 액적 토출 헤드에 따라서 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 최적의 회로가 선택되고, 인자 품질의 열화를 초래하는 일이 없고, 또한 여러 가지 기능액의 다채로운 액적 토출이 가능해진다. 또, 액적 토출 헤드의 교환 작업이 불필요하기 때문에, 워크 처리를 효율 좋게 할 수 있다.
여기서, 상기 선택 수단은 상기 제어 수단과 상기 액적 토출 헤드에 접속된 복수의 전기적 스위치를 구비하고, 상기 전기적 스위치의 접속 상태를 전환함으로써, 상기 액적 토출 헤드에 접속하는 복수의 상기 제어 수단 중 어느 하나를 선택 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 선택 수단은 상기 제어 수단과 상기 액적 토출 헤드의 전기적 접속 상태를 전환하는 복수의 기계적 스위치를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기적 스위치는 아날로그 스위치인 것이 바람직하고, 상기 기계적 스위치는 유저에 의해 조작되는 딥 스위치인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 의한 액적 토출 장치는 상기 복수 종의 액적 토출 헤드를 탑재한 캐리지와, 상기 복수 종의 액적 토출 헤드에 각각 기능액을 공급하는 기능액 공급 기구와, 상기 캐리지를 통해서 상기 복수 종의 액적 토출 헤드를 상기 워크에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 이동 기구에 동기시켜 상기 액적 토출 헤드의 어느 하나의 토출 구동을 제어하는 토출 구동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 2 관점에 의한 액적 토출 장치는 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 장치에 있어서, 각각이 서로 사양이 다른 액적 토출 헤드를 구비하고, 교환 가능하게 구성된 헤드 유닛과, 탑재된 헤드 유닛에 설치된 상기 액적 토출 헤드를 구동하는 구동 장치를 구비하고, 상기 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하고, 상기 헤드 유닛의 각각은 설치된 상기 액적 토출 헤드의 전기적 특성에 따라서 선택되는 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 회로를 갖는 복수의 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 액적 토출 헤드와, 액적 토출 헤드의 전기적 특성에 따라서 선택되는 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 회로를 헤드 유닛으로서 구성하고, 상기 헤드 유닛을 구동 장치에 대해 교환 가능하게 구성하고 있기 때문에, 헤드 유닛을 교환(장착)하는 것만으로 구동 장치에 대해 액적 토출 헤드 및 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 회로가 접속되고, 인자 품질의 열화를 초래하는 일이 없이 액적 토출이 가능해진다. 또, 각각이 다른 특성을 갖는 액적 토출 헤드를 갖는 헤드 유닛에서도 동일한 구동 장치에 접속하는 것이 가능하기 때문에, 장치 비용을 저감할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 관점에 의한 액적 토출 장치에 있어서, 상기 제어 수단은 전기적 저항 성분과 전기적 용량 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에 의한 액적 토출 방법은 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 방법에 있어서, 서로 사양이 다른 복수의 액적 토출 헤드로부터 구동해야 할 액적 토출 헤드를 선택하는 헤드 선택 공정과, 상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 액적의 종류에 따라서 상기 액적 토출 헤드에 인가하는 구동 파형의 발진을 억제하기 위한 회로를 갖는 복수의 제어 수단 중 어느 하나를 선택하는 제어 수단 선택 공정과, 상기 제어 수단 선택 공정에서 선택한 제어 수단을 통해서 상기 헤드 선택 공정에서 선택한 액적 토출 헤드에 대해 구동 신호를 공급하여 상기 액적을 토출시키는 구동 공정을 포함하고, 상기 복수의 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 2 관점에 의한 액적 토출 방법은 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 방법에 있어서, 액적 토출 헤드와 상기 액적 토출 헤드의 전기적 특성에 따른 제어 수단을 구비하는 헤드 유닛을 탑재하는 헤드 유닛 탑재 공정과, 상기 헤드 유닛 탑재 공정에서 탑재된 헤드 유닛이 구비되는 상기 제어 수단을 통해서 상기 액적 토출 헤드에 대해 구동 신호를 공급하여 상기 액적을 토출시키는 구동 공정을 포함하고, 상기 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 성막 장치는 상기의 어느 하나에 기재한 액적 토출 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 성막 방법은 상기의 어느 하나의 액적 토출 장치 또는 상기의 어느 하나의 액적 토출 방법을 이용하여, 상기 액적을 토출해서 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 디바이스 제조 방법은 소정 개소에 기능성을 갖는 패턴이 형성된 워크를 구비한 디바이스의 제조 방법으로서, 상기 워크의 소정 개소에 상기의 어느 하나의 액적 토출 장치 또는 상기의 어느 하나의 액적 토출 방법을 이용하여, 상기 액적을 토출하여 상기 워크에 상기 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 전자 기기는 상기의 어느 하나의 액적 토출 장치 또는 상기의 어느 하나의 액적 토출 방법을 이용하여 제조된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기에 대하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치(1)는 기대(機臺)(2) 상에 설치된 이동 기구로서의 X축 테이블(3) 및 Y축 테이블(4)을 구비한다. X축 테이블(3) 상에는 이동 가능하게 메인 캐리지(5)가 장착되어 있고, 이 메인 캐리지(5)에는 헤드 유닛(6)이 설치되어 있다. 또한, 상세는 후술하지만, 헤드 유닛(6)에는 서브 캐리지(7)를 통하여 사양이 다른 복수 종(본 실시예에서는 3종류)의 액적 토출 헤드(8)(8a, 8b, 8c)가 탑재되어 있다. 또, 워크로서의 기판(W)은 Y축 테이블(4)에 탑재되어 있다.
또, 액적 토출 장치(1)는 복수 종의 액적 토출 헤드(8) 각각에 기능액을 공급하는 기능 액적 공급 기구로서의 기능액 공급 장치(9)를 구비함과 동시에, X축 테이블(3)과 Y축 테이블(4) 및 복수 종의 액적 토출 헤드(8) 등의 구동을 제어하는 제어 수단으로서의 제어 장치(10)를 구비하고 있다. 이 제어 장치(10)에는 복수 종의 액적 토출 헤드(8)의 토출 패턴 데이터를 생성하기 위한 퍼스널 컴퓨터(11)가 접속되어 있다.
또한, 도 1에서는 도시를 생략하고 있지만, 액적 토출 장치(1)는 액적 토출 헤드(8)의 정기적인 플러싱(전체 토출 노즐로부터의 기능액의 버리기 토출)을 받는 플러싱 유닛, 액적 토출 헤드(8)의 노즐면을 와이핑하는 와이핑 유닛 및 액적 토출 헤드(8)의 기능액 흡인 및 보관을 행하는 클리닝 유닛 등의 유닛을 구비하고 있다.
X축 테이블(3)은 모터(12)와, 모터(12)에 의해 구동되는 X축 슬라이더(13)를 포함해 구성되는 X축 방향의 구동계를 구비하고, 이것에 상기의 메인 캐리지(5)를 이동 가능하게 탑재하여 구성되어 있다. 또, Y축 테이블(4)은 모터(14)와, 모터(14)에 의해 구동되는 Y축 슬라이더(15)를 포함하여 구성되는 Y축 방향의 구동계를 구비하고, 이것에 흡착 테이블 등으로 이루어진 세트 테이블(16)을 이동 가능하게 탑재하여 구성되어 있다. 그리고, 세트 테이블(16) 상에 기판(W)이 위치 결정된 상태로 유지된다.
본 실시예의 액적 토출 장치(1)는 X축 테이블(3)의 구동에 의한 액적 토출 헤드(8)의 이동에 동기하여 각 액적 토출 헤드(8)를 구동(기능 액적의 선택적 토출)하도록 구성되어 있다. 즉, 액적 토출 헤드(8)의 소위 주(主) 주사는 X축 테이블(3)의 X방향으로의 왕복 운동에 의해 행하여진다. 또, 이에 대응하여, 소위 부(副) 주사는 Y축 테이블(4)에 의한 기판(W)의 Y축 방향으로의 왕복 운동에 의해 행하여진다. 그리고, 상기 주사에 동기한 각 액적 토출 헤드(8)의 구동은 상기의 퍼스널 컴퓨터(11)로 작성된 토출 패턴 데이터에 의거해 행하여진다.
기능액 공급 장치(9)는 액적 토출 헤드(8) 각각에 대응한 3종류의 서브탱크(17)(17a, 17b, 17c)와, 이 서브탱크(17)에 접속된 3종류의 메인 탱크 및 각 메인 탱크의 기능액을 대응하는 서브탱크(17)에 송액하는 압력 송액 장치(모두 도시 생략)를 구비하고 있다. 각 메인 탱크의 기능액은 대응하는 제 1 서브탱크(17a), 제 2 서브탱크(17b) 및 제 3 서브탱크(17c)에 각각 압력 액송된다. 각 서브탱크(17)에서 압력적으로 절연된 기능액은 각각 대응하는 각 액적 토출 헤드(8)의 펌프 작용에 의해서 각 액적 토출 헤드(8)에 송액된다. 또한, 도시하지 않았지만, 상기한 압력 송액 장치도 상기한 제어 장치(10)에 의해 제어된다.
여기서, 본 실시예의 액적 토출 장치가 구비된 헤드 유닛(6)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 유닛(6)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(6)은 스텐레스 등의 두꺼운 판으로 구성한 서브 캐리지(9)와, 서브 캐리지(9)에 정밀도 좋게 위치 결정하여 고정한 3종류의 액적 토출 헤드(8)를 포함하여 구성된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(8)는 제 1 토출 헤드(8a), 제 2 토출 헤드(8b) 및 제 3 토출 헤드(8c)로 이루어진다. 제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c) 각각의 최외단에 위치하는 토출 노즐을 기준 노즐(N1∼N3)로 하면, 제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c) 각각에 설치되는 토출 노즐은 기준 노즐(N1∼N3)이 주 주사 방향(X 방향)에 평행인 가상선 L 상에 나란히 되도록, 부 조작 방향(Y방향)에 정렬 배치되어 있다. 또, X방향에서의 서브 캐리지(9)의 중간 위치이고, Y방향에서의 양단부에는 위치 결정용의 한쌍의 기준 핀(P1, P2)이 설치되어 있다.
상술한 기준 노즐(N1∼N3)은 예를 들면, 제 1 토출 헤드(8a)의 양 노즐열간의 착탄 위치의 보정(토출 패턴 데이터의 보정)이나, 제 1 토출 헤드(8a), 제 2 토출 헤드(8b) 및 제 3 토출 헤드(8c)의 상호간의 착탄 위치의 보정 등에서의 위치 결정 기준으로서 이용된다. 또, 각 토출 헤드(8a, 8b, 8c)의 서브 캐리지(9)로의 고정도, 기준 노즐(N1∼N3)을 기준으로 하여 위치 결정된다. 한편, 상술한 한쌍의 기준 핀(P1, P2)은 헤드 유닛(6)의 위치 결정 기준으로서 이용된다.
상술한 3종류의 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c))는 서로 사양이 다른 것이다. 예를 들면, 제 1 토출 헤드(8a)는 180개의 토출 노즐을 줄지어 설치한 2개의 노즐열을 갖는 사양이고, 제 2 토출 헤드(8b)는 96개의 토출 노즐을 줄지어 설치한 3개의 노즐열을 갖는 사양이고, 제 3 토출 헤드(8c)는 3개의 토출 노즐을 줄지어 설치한 1개의 노즐열을 갖는 사양이다.
이와 같이, 사양이 다른 액적 토출 헤드(8)를 복수 구비하는 것은, 예를 들면 종류가 다른 액적을, 액적의 양(중량, 체적)을 바꾸어 기판(W)에 토출하기 때문이다. 여기서, 액적 토출 장치를 이용한 기판 처리예에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용한 제 1 기판 처리예를 나타내는 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 뱅크(B1)가 형성된 매트릭스 형상의 묘화 에리어(R1)가 설정된 워크로서의 기판(W)의 각 오목부(K1)에, 휘발성의 제 1 기능액(D1)을 토출함과 동시에, 각 오목부(K1)에 제 1 기능액(D1)을 밀봉하도록 묘화 에리어(R1) 전체에 오버코트용의 제 2 기능액(D2)을 토출하고, 또한 제 1 기능액(D1) 및 제 2 기능액(D2)에 토출 불량이 발생한 경우, 불량품으로서 기판(W)의 마킹 에리어(R2)에 제 3 기능액(D3)에 의한 불량 마크를 묘화하는 경우를 생각한다.
이 경우, 예를 들면 제 1 토출 헤드(8a)에 상기한 휘발성의 제 1 기능액(D1)이 도입되고, 제 2 토출 헤드(8b)에 오버코트용의 제 2 기능액(D2)이 도입되고, 제 3 토출 헤드(8c)에 마킹용의 제 3 기능액(D3)이 도입되고, 기판(W)과 액적 토출 헤드(8)의 상대 위치를 바꾸면서, 제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c)로부터 액 적을 토출시킨다. 또한, 제 1 기능액(D1)은 비교적 점도가 낮고, 제 2 기능액(D2)은 비교적 점도가 높은 것을 이용하고, 또한 마킹용의 제 3 기능액(D3)은 제 2 기능액(D2)과 대략 동일한 점성을 갖는 것이 이용된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용한 제 2 기판 처리예를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 뱅크(B1)가 형성된 매트릭스 형상의 묘화 에리어(R1)가 설정된 워크로서의 기판(W)의 각 오목부(K1)에, 2액(液) 타입의 발광 기능액(혹은, 컬러 필터의 필터 기능액)인 A기능액(발광제)(D11)과 B기능액(경화제)(D12)을 차례로 토출함과 동시에, 상기와 마찬가지로 마킹 에리어(R2)에 제 3 기능액(D3)에 의한 불량 마크를 묘화하는 경우를 생각한다.
이 경우에는 예를 들면 제 1 토출 헤드(8a)에 A기능액(D11)이 도입되고, 제 2 토출 헤드(8b)에 B기능액(D12)이 도입되고, 제 3 토출 헤드(8c)에 제 3 기능액(D3)이 도입되고, 기판(W)과 액적 토출 헤드(8)의 상대 위치를 바꾸면서, 제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c)로부터 액적을 토출한다. 이와 같이, 복수의 액적 헤드를 구비함으로써, 미소한 다른 종류의 액적을 도트 형상으로 정밀도 좋게 토출할 수 있기 때문에, 예를 들면 기능액(토출 대상액)에 특수한 잉크, 발광성 또는 감광성의 수지 등을 이용하면, 각종 부품의 제조 분야에 응용하는 것이 가능하다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 기판 처리예에서는, 제 1 기능액(D1)~제 3 기능액(D3)의 종류와 그 토출 형태를 고려하고, 제 1 토출 헤드(8a)는 단위 노즐당의 기능 액적 토출량이 적고, 제 2 토출 헤드(8b)는 단위 노즐당의 기능 액적 토출량 이 많고, 제 3 토출 헤드(8c)는 단위 노즐당 기능 액적 토출량이 극히 많은 사양으로 되어 있다.
도 1로 돌아와서, 제어 장치(10)는 제어부(18), 헤드 드라이버(19), X축 모터 드라이버(20) 및 Y축 모터 드라이버(21)를 구비하고, 액적 토출 장치(1)의 구성 장치를 통괄 제어한다. 제어부(18)는 퍼스널 컴퓨터(11)에 접속되어 있고, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 출력되는 제어 명령에 따라서 헤드 드라이버(19), X축 모터 드라이버(20) 및 Y축 모터 드라이버(21)를 구동한다. 헤드 드라이버(19)는 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))를 구동한다.
여기서, 헤드 드라이버(19)의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 드라이버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에서는 본 발명을 설명하는데 있어서 필요한 구성만을 도시하고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 헤드 드라이버(19)는 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))를 구동하기 위한 구동 파형(COM)을 증폭하기 위한 증폭기(30), 더미 부하의 제어 수단인 더미 부하 회로(31a∼31c) 및 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)를 포함하여 구성된다.
더미 부하 회로(31a)는 전기 저항과 콘덴서를 직렬 접속한 회로이고, 그 저항치 및 용량치는 제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c)의 전기적 특성에 따라서 설정된다. 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)는 인쇄 데이터(DATA)에 따라서 개폐하는 전기적 스위치이고, 본 발명에 말하는 교체 수단의 일부에 상당한다.
아날로그 스위치(32a, 33a)가 직렬 접속된 회로, 아날로그 스위치(32b, 33b)가 직렬 접속된 회로 및 아날로그 스위치(32c, 33c)가 직렬 접속된 회로가 병렬 접속되고, 증폭기(30)와 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))가 접속되어 있다. 또한, 더미 부하 회로(31a)는 아날로그 스위치(32a, 33a)에 접속되고, 더미 부하 회로(31b)는 아날로그 스위치(32b, 33b)에 접속되고, 더미 부하 회로(31c)는 아날로그 스위치(32c, 33c)에 접속되어 있다.
액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))는 설치되어 있는 토출 노즐의 수와 동수의 아날로그 스위치(35)와 피에조 소자 등의 압력 발생 소자(36)를 구비하고 있다. 모든 아날로그 스위치(35)는 헤드 드라이버(19)에 설치된 아날로그 스위치(33a∼33c)에 접속되어 있고, 더미 부하 회로(31a∼31c)를 통해서 구동 파형(COM)을 압력 발생 소자(36)에 공급하도록 구성되어 있다.
또, 아날로그 스위치(35) 각각에는 인쇄 데이터(DATA)가 공급되어 있고, 이 인쇄 데이터(DATA)에 따라서 개방 상태 및 폐쇄 상태가 제어된다. 예를 들면, 인쇄 데이터(DATA)의 값으로서 "1"이 공급된 아날로그 스위치(35)가 개방 상태가 되고, 더미 부하 회로(31a∼31c)를 통해서 구동 파형(COM)이 개방 상태에 있는 아날로그 스위치(35)를 통해서 압력 발생 소자(36)에 공급되고, 이것에 의해 압력 발생 소자(36)로부터 액적이 토출된다.
상술한 바와 같이, 인쇄 데이터(DATA)는 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))가 구비된 모든 아날로그 스위치(35)에 공급되어 있기 때문에, 이 인쇄 데이터(DATA)의 값에 의해 구동해야 할 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c))를 선택하는 것도 가능하다. 또, 인쇄 데이터(DATA)는 전술한 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)에도 공급되어 있다.
아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)는 인쇄 데이터(DATA)에 의해서 각각 개별로 개폐 상태가 설정되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 아날로그 스위치(32a, 33a), 아날로그 스위치(32b, 33b) 및 아날로그 스위치(32c, 33c)의 어느 하나(1쌍)를 개방 상태로 함으로써, 액적 토출 헤드(8)에 더미 부하 회로(31a∼31c)의 어느 하나만을 접속할 수 있다.
또, 아날로그 스위치(32a, 33a), 아날로그 스위치(32b, 33b) 및 아날로그 스위치(32c, 33c)를 복수(복수쌍) 개방 상태로 함으로써, 더미 부하 회로(31a∼31c)를 복수 액적 토출 헤드(8)에 접속할 수 있다. 이와 같이, 복수의 더미 부하 회로(31a∼31c)를 액적 토출 헤드(8)에 접속하면, 미리 준비해 둔 전기적 부하(더미 부하 회로(31a∼31c) 각각의 부하) 이외의 전기 부하를 액적 토출 헤드(8)에 접속할 수 있다. 이 때문에, 액적 토출 헤드(8)에서의 부하 변동이 발생한 경우에도, 액적을 안정되게 토출시킬 수 있다.
통상의 인쇄 데이터(DATA)는 압력 발생 소자(36)의 압력 발생 동작을 제어하여 액적의 토출 제어를 행하기 위해서 이용되지만, 본 실시예에서는 이것 이외에, 인쇄 데이터(DATA)의 내용에 따라서 구동해야 할 액적 토출 헤드(8)의 선택, 액적 토출 헤드(8)에 접속하는 더미 부하 회로(31a∼31c)의 전환을 행하고 있다. 또한, 액적의 토출을 행하고 있는 동안에는 인쇄 데이터(DATA)에 의한 액적 토출 헤드(8) 및 더미 부하 회로(31a, 31b)의 전환이 행하여지지 않는 점에 주의한다.
상기한 구성에 있어서, 기판(W)에 대한 액적의 토출 동작을 개시하기 전에, 제어부(18)로부터 헤드 드라이버(19)에 액적 토출 헤드(8)를 선택하는 제어 신호가 출력된다. 이 제어 신호에 의거하여, 헤드 드라이버(19)는 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c)의 어느 하나)를 선택하는(전환하는) 취지를 나타내는 인쇄 데이터(DATA)를 출력한다. 이 인쇄 데이터(DATA)가 출력되면, 구동해야 할 액적 토출 헤드가 선택된다(헤드 선택 공정). 여기에서는, 제 1 토출 헤드(8a)가 선택된 것으로 한다.
액적 토출 헤드가 선택되면, 다음에 헤드 드라이버(19)는 제어부(18)로부터 출력되는 제어 신호에 의거하여 선택된 액적 토출 헤드에 접속해야 할 더미 부하 회로를 선택하는(전환하는) 취지를 나타내는 인쇄 데이터(DATA)를 출력한다(더미 부하 선택 공정). 이 인쇄 데이터(DATA)에 의거하여 아날로그 스위치(32a, 33a), 아날로그 스위치(32b, 33b) 및 아날로그 스위치(32c, 33c)의 1개(1쌍) 또는 복수(복수쌍)가 개방 상태가 되고, 더미 부하 회로(31a∼31c)의 1개 또는 복수가 선택된 액적 토출 헤드에 대해 전기적으로 접속된다.
액적 토출 헤드(8) 및 더미 부하 회로의 선택이 종료하면, 예를 들면, 도 3에 나타낸 기판 처리에서는 모터(12)를 구동하여 헤드 유닛(6)을 X방향으로 주사하고, 선택된 더미 부하 회로를 통하여 구동 파형(COM)이 제 1 토출 헤드(8a)에 공급됨으로써, 각 오목부(K1)에 제 1 기능액(D1)이 토출된다(구동 공정). 계속해서 상기와 마찬가지로 제어부(18)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 인쇄 데이터(DATA)에 의한 액적 토출 헤드(8) 및 더미 부하 회로의 선택이 행하여진다. 여기에서는, 제 2 토출 헤드(8b)가 선택된 것으로 한다. 선택이 종료하면, 계속해서 제 2 토출 헤드(8b)에 의해 묘화 에리어(R1)에 제 2 기능액(D2)을 칠하듯이 토출한다.
또, 도 4에 나타낸 기판 처리에서는 헤드 유닛(6)의 주사에 있어서, 제 1 토출 헤드(8a)를 제 2 토출 헤드(8b)에 선행시켜(한 방향만의 주사), 제 1 토출 헤드(8a)에 의해 각 오목부(K1)에 A기능액(D11)을 토출하고, 그 직후에 제 2 토출 헤드(8b)에 의해 A기능액(D11) 상에 B기능액(D12)을 토출한다. 또한, 마킹용의 제 3 토출 헤드(8c)는 상기한 기판 처리 후, 도시하지 않은 기판 인식 카메라에 의해 도트 빠짐을 화상 인식하고, 그 인식 결과에 의해 적당히 구동하도록 하고 있다. 제 3 토출 헤드(8c)에 의한 마킹은 불량품을 구분하기 위한 화상 인식용이고, 기능액의 액토출량이 극히 많은 제 3 토출 헤드(8c)에 의해 단시간으로 묘화 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서는 선택되는 액적 토출 헤드에 따라서 최적인 더미 부하를 선택하고, 이 더미 부하를 통하여 구동 파형(C0M)을 액적 토출 헤드에 공급하고 있기 때문에, 토출량의 산포 등의 인자 품질의 열화를 초래하는 일이 없이, 기능액의 다채로운 액적 토출이 가능해진다. 그 결과로서, 기판 처리를 효율 좋게 할 수 있다. 특히, 도 3에 예시한 기판 처리에서는 휘발성의 제 1 기능액(D1)이 휘발되기 전에 이것을 제 2 기능액(D2)으로 밀봉할 수 있다. 또, 도 4의 예시에서는 2액 타입의 기능액인 A기능액(D11)과 B기능액(D12)을 시간을 들이지 않고 혼합할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치에 대해서 설명했다. 상 술한 실시예에서는 전기적 스위치로서 아날로그 스위치를 설치하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 아날로그 스위치에 제한되지 않고 트랜지스터, FET 등의 전기적 스위치로도 좋다.
[제 2 실시예]
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비되는 헤드 드라이버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 6에서는 도 5와 마찬가지로, 본 발명을 설명하는데 있어서 필요한 구성만을 도시하고 있다. 또, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치의 전체 구성 및 액적 토출 헤드의 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 구성과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
도 6에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치에 설치된 헤드 드라이버(19)가 도 5에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 토출 장치에 설치된 헤드 드라이버와 다른 점은 도 5 중의 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c)에 대신하여, 딥 스위치(40a∼40c, 41a∼41c)를 설치한 점이다. 딥 스위치(40a∼40c, 41a∼41c)는 본 발명에서 말하는 기계적 스위치에 상당하는 것이고, 유저에 의해 조작되어 ON 상태, OFF 상태가 설정된다. 이들 딥 스위치(40a∼40c, 41a∼41c)의 ON 상태, OFF상태를 설정함으로써, 액적 토출 헤드(8)에 접속하는 더미 부하를 선택할 수 있게 된다.
상기한 구성에 있어서, 기판(W)에 대한 액적의 토출 동작을 개시하기 전에, 유저는 딥 스위치의 1개(1쌍) 또는 복수(복수쌍)를 조작하여 액적 토출 헤드(8)에 접속하는 더미 부하를 선택한다(더미 부하 선택 공정). 다음에, 제어부(18)로부터 헤드 드라이버(19)에 액적 토출 헤드(8)를 선택하는 제어 신호가 출력된다. 또한, 이 제어 신호는 상기 공정에서 선택한 더미 부하에 적절한 액적 토출 헤드(8)를 선택하는 취지를 나타내는 것이다. 바꾸어 말하면, 유저는 미리 선택하는 액적 토출 헤드(8)를 결정해 두고, 이 액적 토출 헤드(8)에 적절한 더미 부하를 상기의 공정으로 딥 스위치를 조작하여 선택하고, 미리 결정한 액적 토출 헤드(8)를 선택하는 제어 신호가 제어부(18)로부터 출력된다.
이 제어 신호에 의거하여, 헤드 드라이버(19)는 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~ 제 3 토출 헤드(8c)의 어느 하나)를 선택하는(전환하는) 취지를 나타내는 인쇄 데이터(DATA)를 출력한다. 이 인쇄 데이터(DATA)가 출력되면, 구동해야 할 액적 토출 헤드가 선택된다(헤드 선택 공정). 여기에서는, 제 1 토출 헤드(8a)가 선택된 것으로 한다.
구동해야 할 액적 토출 헤드가 선택되면, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 도 3에 나타낸 기판 처리에서는 모터(12)를 구동하여 헤드 유닛(6)을 X방향으로 주사하고, 선택된 더미 부하 회로를 통하여 구동 파형(C0M)이 제 1 토출 헤드(8a)에 공급됨으로써, 각 오목부(K1)에 제 1 기능액(D1)이 토출된다(구동 공정). 계속해서, 상기와 마찬가지로 제어부(18)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 인쇄 데이터(DATA)에 의한 액적 토출 헤드(8) 및 더미 부하 회로의 선택이 행하여진다. 여기에서는, 제 2 토출 헤드(8b)가 선택된 것으로 한다. 선택이 종료하면, 계속해서 제 2 토출 헤드(8b)에 의해 묘화 에리어(R1)에 제 2 기능액(D2)을 칠하듯이 토출한다.
또, 도 4에 나타낸 기판 처리에서는 헤드 유닛(6)의 주사에 있어서, 제 1 토출 헤드(8a)를 제 2 토출 헤드(8b)에 선행시키고(한 방향만의 주사), 제 1 토출 헤드(8a)에 의해 각 오목부(K1)에 A기능액(D11)을 토출하고, 그 직후에 제 2 토출 헤드(8b)에 의해 A기능액(D11) 상에 B기능액(D12)을 토출한다. 이것에 의해 구동해야 할 액적 토출 헤드(8)(제 1 토출 헤드(8a)~제 3 토출 헤드(8c)의 어느 하나)에 최적인 더미 부하가 접속되고, 안정된 액적의 토출이 행하여진다.
이상, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 토출 장치에 대해서 설명했다. 상술한 실시예에서는 기계적 스위치로서 딥 스위치를 설치하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 딥 스위치에 제한되지 않고 더미 부하 회로와 액적 토출 헤드의 전기적 접속 상태를 전환하는 것이면 임의의 것을 적용할 수 있다. 또, 상기 실시예에서는 유저가 수작업으로 딥 스위치를 조작하는 경우를 예로 들어 예시했지만, 모터, 액츄에이터 등을 이용하여 기계적 스위치의 ON 상태, OFF 상태를 설정하도록 해도 좋다.
[제 3 실시예]
다음에, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액적 토출 장치에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액적 토출 장치가 구비된 헤드 드라이버 및 액적 토출 헤드의 전기적 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 7에서는 도 5 및 도 6과 마찬가지로, 본 발명을 설명하는데 있어서 필요한 구성만을 도시하고 있다.
전술한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 헤드 유닛(6)에 사양이 다른 복수 종의 액적 토출 헤드(8)(8a, 8b, 8c)를 탑재함과 동시에, 헤드 드라이버(19)에 더미 부하(31a∼31c)를 설치한 구성으로 하고, 구동해야 할 액적 토출 헤드에 따라서 접속하는 더미 부하를 아날로그 스위치(32a∼32c, 33a∼33c) 또는 딥 스위치(40a∼40c, 41a∼41c)에 의해 선택하고 있었다.
이에 대해 본 실시예에서는 헤드 드라이버(19)에 대해서 더미 부하 회로 및 아날로그 스위치 등을 생략하고, 토출 노즐의 수와 동수의 아날로그 스위치(35) 및 피에조 소자 등의 압력 발생 소자(36)로 이루어진 1개의 액적 토출 헤드(45) 및 더미 부하 회로(46)를 구비한 헤드 유닛(47)을 헤드 드라이버(19)에 접속하는 구성으로 하고 있다. 각 헤드 유닛(47)이 구비되는 액적 토출 헤드(45)는 서로 사양이 다르고, 더미 부하 회로(46)는 액적 토출 헤드(45)의 사양에 맞춘 것이 설치되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 헤드 유닛(47)측에 액적 토출 헤드(45)의 사양에 맞춘 더미 부하 회로(46)를 설치하고, 구동해야 할 액적 토출 헤드(45)가 설치된 헤드 유닛(47)을 탑재(교환)함으로써, 액적 토출 헤드(45)와 헤드 드라이버(19)가 전기적으로 접속되도록 구성하고 있다. 이러한 구성으로 하면, 유저가 선택한 액적 토출 헤드(45)를 탑재하는 것만으로 헤드 드라이버(19)와 액적 토출 헤드(45) 사이에 액적 토출 헤드(45)에 최적인 더미 부하 회로(46)가 접속되고, 액적의 토출을 안정하게 행할 수 있다.
상기한 구성에 있어서, 기판(W)에 대한 액적의 토출 동작을 개시하기 전에, 유저는 토출하는 액적의 토출량 등에 따라서 장착하는 헤드 유닛(47)을 선택하여 메인 캐리지(5)(도 1 참조)에 탑재한다(헤드 유닛 탑재 공정). 이러한 작업을 행함으로써, 헤드 드라이버(19)와 더미 부하 회로(46) 및 액적 토출 장치(45)가 전기적으로 접속된다. 헤드 유닛(47)의 탑재가 완료되면, 제어부(18)가 모터(12)를 구동하여 헤드 유닛(6)을 X방향으로 주사하고, 더미 부하 회로를 통하여 구동 파형(COM)이 헤드 유닛(47)에 공급됨으로써, 워크(W) 상에 토출된다(구동 공정).
본 실시예에서는 헤드 유닛(47)의 교환을 수반하기 때문에, 도 3 및 도 4에 나타낸 제 1 기능액(D1)~제 3 기능액(D3)을 액적 토출 헤드를 전환하면서 연속적으로 토출하는 동작에는 별로 적합지 않다. 그러나, 예를 들면 마이크로 렌즈 어레이 등의 제조 등과 같은 액적 토출 헤드의 교환을 동반하지 않는 디바이스 제조에서는 안정된 액적 토출을 행할 수 있다.
[성막 장치 및 방법, 디바이스 제조 방법, 전자 기기]
이상, 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치에 대해서 설명했지만, 이 액적 토출 장치는 막을 형성하는 성막 장치 또는 마이크로 렌즈 어레이, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마형 표시 장치, 전계 방출 디스플레이(FED:Field Emission Display) 등의 디바이스 제조 장치로서 이용할 수 있다. 도 8 및 도 9는 각각, 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용하여 제조한 광 인터커넥션 장치용의 마이크로 렌즈 어레이의 설명도이다. 액적 토출 장치에 있어서, 도 8 및 도 9에 나타낸 투명 기판으로 이루어진 대상물(W1)의 소정의 위치에 액적 토출 헤 드로부터 감광성의 투명 수지(액상 점성물)를 토출한 후, 자외선 경화시켜, 투명 기판상의 소정 위치에 소정의 크기의 마이크로 렌즈(L)를 형성하면, 광 인터커넥션 장치용의 마이크로 렌즈 어레이(50a, 50b)를 제조할 수 있다.
여기서, 도 8에 나타낸 마이크로 렌즈 어레이(50a)에서는, 마이크로 렌즈(L)가 X방향 및 Y방향으로 매트릭스 형상으로 배열되고 있다. 또, 도 9에 나타낸 마이크로 렌즈 어레이(50b)에서는, 마이크로 렌즈(L)가 X방향 및 Y방향으로 불규칙하게 분산해서 형성되어 있다. 또한, 매크로 렌즈 어레이는 광 인터커넥션 장치 외에 액정 패널에도 이용되고 있지만, 이 액정 장치용의 마이크로 렌즈를 제조시에도, 본 발명을 적용한 잉크젯식 장치를 이용하면, 포토리소그래피 기술을 이용할 필요가 없기 때문에, 마이크로 렌즈 어레이의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치를 이용하여 제조한 컬러 필터 기판을 이용한 액정 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 11a, 11b는 각각, 컬러 필터 기판에서의 각색의 배치를 나타내는 설명도이다. 도 10에서, 액정 장치(60)에서는 예를 들면, 컬러 필터 기판(61)과 TFT어레이 기판(61)이 소정의 갭을 통하여 접합되고, 또한, 이들 기판간에는 전기 광학 물질로서의 액정(63)이 밀봉되어 있다. TFT어레이 기판(61)에서 투명 기판(64)의 내측의 면에는 화소 스위칭용의 TFT(도시하지 않음) 및 화소 전극(65)이 매트릭스 형상으로 배치되고, 그 표면에 배향막(66)이 형성되어 있다. 이에 대해서, 컬러 필터 기판(61)에서 투명 기판(67)에는 화소 전극(65)에 대향하는 위치에 R, G, B의 컬러 필터층(72R, 72G, 72B)이 형성되고, 그 표면에 평탄화막(68), 대향 전극(70) 및 배 향막(71)이 형성되어 있다.
컬러 필터 기판(61)에서 컬러 필터층(72R, 72G, 72B)은 주위가 1단 또는 단붙임 뱅크(68)로 둘러싸이고, 이 뱅크(68)의 내측에 형성되어 있다. 여기서, 컬러 필터층(72R, 72G, 72B)은 도 11a에 나타낸 델타 배열, 또는 도 11b에 나타낸 스트라이프 배열 등, 소정의 레이아웃으로 배치된다.
이와 같은 구성의 컬러 필터 기판(61)을 제조시에는 먼저, 투명 기판(67)의 표면에 뱅크(68)를 형성한 후, 상술한 제 1 실시예∼ 제 3 실시예에서 설명한 액적 토출 장치를 이용하여, 각 뱅크(68)의 내측에 소정 색의 수지(액상 점성물)를 공급한 후, 자외선 경화 또는 열경화시켜, 컬러 필터층(72R, 72G, 72B)을 형성한다. 따라서, 포토리소그래피 기술을 이용하지 않고 컬러 필터층(72R, 72G, 72B)을 형성할 수 있으므로, 컬러 필터 기판(61)의 생산성을 향상할 수 있다.
도 12는 유기 EL 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 장치(301)는 기판(311), 회로 소자부(321), 화소 전극(331), 뱅크부(341), 발광 소자(351), 음극(361)(대향 기판) 및 밀봉용 기판(371)으로 구성된 유기 EL 소자(302)에, 플렉시블 기판(도시 생략)의 배선 및 구동 IC(도시 생략)를 접속한 것이다. 회로 소자부(321)는 기판(311) 상에 형성되고, 복수의 화소 전극(331)이 회로 소자부(321) 상에 정렬하고 있다. 그리고, 각 화소 전극(331)간에는 뱅크부(341)가 격자 형상으로 형성되어 있고, 뱅크부(341)에 의해 발생한 오목부 개구(344)에는 발광 소자(351)가 형성되어 있다. 음극(361)은 뱅크부(341) 및 발광 소자(351)의 상부 전체 면에 형성되고, 음극(361)의 위에는 밀봉용 기판(371)이 적층되어 있다.
유기 EL 소자를 포함하는 유기 EL 장치(301)의 제조 프로세스는 뱅크부(341)를 형성하는 뱅크부 형성 공정과, 발광 소자(351)를 적절히 형성하기 위한 플라즈마 처리 공정과, 발광 소자(351)를 형성하는 발광 소자 형성 공정과, 음극(361)을 형성하는 대향 전극 형성 공정과, 밀봉용 기판(371)을 음극(361) 상에 적층해서 밀봉하는 밀봉 공정을 구비하고 있다.
발광 소자 형성 공정은 오목부 개구(344), 즉 화소 전극(331) 상에 정공 주입/수송층(352) 및 발광층(353)을 형성함으로써 발광 소자(351)를 형성하는 것이므로, 정공 주입/수송층 형성 공정과 발광층 형성 공정을 갖고 있다. 그리고, 정공 주입/수송층 형성 공정은 정공 주입/수송층(352)을 형성하기 위한 제 1 조성물(기능액)을 각 화소 전극(331) 상에 토출하는 제 1 액적 토출 공정과, 토출된 제 1 조성물을 건조시켜 정공 주입/수송층(352)을 형성하는 제 1 건조 공정을 갖고, 발광층 형성 공정은 발광층(353)을 형성하기 위한 제 2 조성물(기능액)을 정공 주입/수송층(352)의 위에 토출하는 제 2 액적 토출 공정과, 토출된 제 2 조성물을 건조시켜 발광층(353)을 형성하는 제 2 건조 공정을 갖고 있다. 이 발광 소자 형성 공정에서는, 액적 토출 장치를 이용하여 상기 발광 소자를 형성한다.
도 13은 플라즈마형 표시 장치의 구성의 일부를 나타내는 분해 사시도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 플라즈마형 표시 장치(400)는 서로 대향해 배치된 기판(401, 402) 및 이들 기판(401, 402) 사이에 형성되는 방전 표시부(410)를 포함하여 구성된다. 방전 표시부(410)는 복수의 방전실(416)이 집합된 것이다. 복수의 방전실(416) 중, 적색 방전실(416(R)), 녹색 방전실(416(G)), 청색 방전실(416(B))의 3개의 방전실(416)이 쌍이 되어 1화소를 구성하도록 배치되어 있다.
기판(401)의 상면에는 소정의 간격으로 스트라이프 형상으로 어드레스 전극(411)이 형성되고, 어드레스 전극(411)과 기판(401)의 상면을 덮도록 유전체층(419)이 형성되어 있다. 유전체층(419) 위에는 어드레스 전극(411, 411)간에 위치하고, 또한 각 어드레스 전극(411)을 따르도록 격벽(415)이 형성되어 있다. 격벽(415)은 어드레스 전극(411)의 폭 방향 좌우 양측에 인접하는 격벽과, 어드레스 전극(411)과 직교하는 방향으로 연장 설치된 격벽을 포함한다. 또, 격벽(415)에 의해 나누어진 직사각형 영역에 대응하여 방전실(416)이 형성되어 있다. 또, 격벽(415)에 의해 구획되는 직사각형 영역의 내측에는 형광체(417)가 배치되어 있다. 형광체(417)는 적, 녹, 청의 어느 하나의 형광을 발광하는 것이고, 적색 방전실(416(R))의 바닥부에는 적색 형광체(417(R))가, 녹색 방전실(416(G))의 바닥부에는 녹색 형광체(417(G))가, 청색 방전실(416(B))의 바닥부에는 청색 형광체(417(B))가 각각 배치되어 있다.
한편, 기판(402)에는 이전의 어드레스 전극(411)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(412)이 스트라이프 형상으로 소정의 간격으로 형성되어 있다. 또한, 이들을 덮도록 유전체층(413) 및 MgO 등으로 이루어진 보호막(414)이 형성되어 있다. 기판(401)과 기판(402)은, 어드레스 전극(411)과 표시 전극(412)을 서로 직교시키도록 대향시켜 서로 접합할 수 있어 있다. 어드레스 전극(411) 및 표시 전극(412)은 도시를 생략한 교류 전원에 접속되어 있다. 각 전극에 통전함으로써, 방전 표시부(410)에서 형광체(417)가 여기 발광되어 컬러 표시가 가능해진다. 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치는 격벽(415)에 의해 구획되는 직사각형 영역의 내측에 형광체(417)를 배치하기 위해서 이용된다.
도 14a∼14C는 전계 방출 소자를 구비한 전계 방출 디스플레이(FED)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 14a는 FED를 구성하는 캐소드 기판과 애노드 기판의 배치 관계를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 14b는 FED의 캐소드 기판에 설치되는 구동 회로의 개략 구성을 나타내는 회로도이다. 도 14c는 캐소드 기판의 주요부를 나타내는 사시도이다. 도 14a에 나타낸 바와 같이, FED(500)는 캐소드 기판(500a)과 애노드 기판(500b)을 대향 배치한 구성이다.
캐소드 기판(500a)은 도 14a, 14b에 나타낸 바와 같이, 게이트선(501)과, 에미터선(502)과, 게이트선(501) 및 에미터선(502)에 접속된 전계 방출 소자(503)로 이루어진 소위 단순 매트릭스 구동 회로를 구비하고 있다. 게이트선(5O1)에는 게이트 신호(V1, V2, ···, Vm)가 공급되고, 에미터선(5O2)에는 에미터 신호(W 1, W2, ···, Wn)가 공급된다. 또, 애노드 기판(5OOb)은 전자가 닿는 것에 의해 발광하는 성질을 갖는 형광체를 구비하고 있고, 이 형광체로서 적, 녹, 청의 어느 하나의 형광을 발광하는 형광체가 설치되어 있다.
도 14c에 나타낸 바와 같이, 전계 방출 소자(503)는 에미터선(502)에 접속된 에미터 전극(503a)과, 게이트선(501)에 접속된 게이트 전극(503b)을 구비한 구성이다. 또, 에미터 전극(503a)은 에미터 전극(503a)측으로부터 게이트 전극(503b)을 향해 소경화하는 에미터 팁(505)이라 불리는 돌기부를 구비하고 있고, 이 에미터 팁(505)에 대응한 위치에는 게이트 전극(503b)에 구멍부(504)가 형성되어 있고, 이 구멍부(504) 내에 에미터 팁(505)의 선단이 배치되어 있다.
전계 방출 소자(503)에 설치된 에미터 전극(503a)과 게이트 전극(503b) 사이에 전압을 공급하면, 전계의 작용에 의해 에미터 팁(505)으로부터 구멍부(504)를 향해 전자(510)가 이동되고, 에미터 팁(505)의 선단으로부터 전자(510)가 방출된다. 방출된 전자(510)가 캐소드 기판(500a)에 대향 배치된 애노드 기판(500b)의 형광체에 닿는 것으로 형광체가 발광된다. 이 때문에, 게이트선(501)의 게이트 신호(V1, V2, ···, Vm) 및 에미터선(502)의 에미터 신호(W1 , W2, ···, Wn)를 제어하여 FED(500)을 구동하면 소망하는 색을 표시할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에 의한 액적 토출 장치는 애노드 기판(500b)에 형광체를 배치하기 위해서 이용된다.
상기한 액정 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마형 표시 장치, FED 등의 디바이스는 노트북 컴퓨터 및 휴대 전화 등의 전자 기기에 설치된다. 단, 본 발명에 말하는 전자 기기는 상기한 노트북 컴퓨터 및 휴대 전화에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 전자 기기에 적용할 수 있다. 예를 들면, 액정 프로젝터, 멀티미디어 대응의 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크스테이션(EWS), 페이저, 워드프로세서, 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니타 직시형의 비디오 테이프 레코더, 전자 수첩, 전자 탁상 계산기, 카 내비게이션 장치, POS단말, 터치 패널을 구비한 장치 등의 전자 기 기에 적용하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 인자 품질의 열화를 초래하는 일이 없이, 기능액의 다채로운 액적 토출을 가능하게 함으로써 워크 처리를 효율 좋게 할 수 있는 액적 토출 장치 및 방법, 성막 장치 및 성막 방법, 디바이스 제조 방법 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 워크에 대해 액적(液滴)을 토출하는 액적 토출 장치에 있어서,
    종류가 다른 상기 액적을 토출하는 복수 종(種)의 액적 토출 헤드와,
    상기 액적 토출 헤드의 인쇄 품질의 열화를 방지하기 위한 복수의 더미 부하 회로와,
    상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 액적의 종류에 따라서 복수의 상기 더미 부하 회로 중 어느 하나를 선택하는 선택 수단을 구비하고,
    상기 선택 수단에 의해 선택된 상기 더미 부하 회로를 통하여 상기 구동 파형을 상기 액적 토출 헤드에 인가하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은 상기 더미 부하 회로와 상기 액적 토출 헤드에 접속된 복수의 전기적 스위치를 구비하고, 상기 전기적 스위치의 접속 상태를 전환함으로써, 상기 액적 토출 헤드에 접속되는 복수의 상기 더미 부하 회로 중의 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은 상기 더미 부하 회로와 상기 액적 토출 헤드의 전기적 접속 상태를 전환하는 복수의 기계적 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기적 스위치는 아날로그 스위치인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 기계적 스위치는 유저(user)에 의해 조작되는 딥 스위치인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 종의 액적 토출 헤드를 탑재한 캐리지와,
    상기 복수 종의 액적 토출 헤드에 각각 기능액을 공급하는 기능액 공급 기구와,
    상기 캐리지를 통하여 상기 복수 종의 액적 토출 헤드를 상기 워크에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 이동 기구에 동기(同期)시켜 상기 액적 토출 헤드의 어느 하나의 토출 구동을 제어하는 토출 구동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  7. 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 장치에 있어서,
    각각이 서로 사양이 다른 액적 토출 헤드를 구비하고, 교환 가능하게 구성된 헤드 유닛과,
    탑재된 헤드 유닛에 설치된 상기 액적 토출 헤드를 구동하는 구동 장치를 구비하고,
    상기 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하고,
    상기 헤드 유닛 각각은 설치된 상기 액적 토출 헤드의 전기적 특성에 따라서 선택되는 복수의 더미 부하 회로를 구비하고,
    상기 더미 부하 회로는 상기 액적 토출 헤드의 인쇄 품질의 열화를 방지하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 부하 회로는 전기 저항과 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  9. 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 방법에 있어서,
    서로 사양이 다른 복수의 액적 토출 헤드로부터 구동해야 할 액적 토출 헤드를 선택하는 헤드 선택 공정과,
    상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 액적의 종류에 따라서 상기 액적 토출 헤드의 인쇄 품질의 열화를 방지하기 위한 복수의 더미 부하 회로 중 어느 하나를 선택하는 더미 부하 선택 공정과,
    상기 더미 부하 선택 공정에서 선택한 더미 부하 회로를 통하여 상기 헤드 선택 공정에서 선택한 액적 토출 헤드에 대해 구동 신호를 공급하여 상기 액적을 토출시키는 구동 공정을 포함하고,
    상기 복수의 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  10. 워크에 대해 액적을 토출하는 액적 토출 방법에 있어서,
    액적 토출 헤드와 상기 액적 토출 헤드의 전기적 특성에 따른 더미 부하 회로를 구비하는 헤드 유닛을 탑재하는 헤드 유닛 탑재 공정과,
    상기 헤드 유닛 탑재 공정에서 탑재된 헤드 유닛이 구비하는 상기 더미 부하 회로를 통해서 상기 액적 토출 헤드에 대해 구동 신호를 공급하여 상기 액적을 토출시키는 구동 공정을 포함하고,
    상기 액적 토출 헤드는 종류가 다른 상기 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  11. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  12. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치, 또는 제 9 항에 기재한 액적 토출 방법을 이용하여 상기 액적을 토출해서 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  13. 소정 개소에 기능성을 갖는 패턴이 형성된 워크를 구비한 디바이스의 제조 방법으로서,
    상기 워크의 소정 개소에 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치, 또는 제 9 항에 기재된 액적 토출 방법을 이용하여, 상기 액적을 토출해서 상기 워크에 상기 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
  14. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치, 또는 제 9 항에 기재된 액적 토출 방법을 이용하여 제조된 디바이스를 구비한 전자 기기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드는 압력 발생 소자를 갖고,
    상기 더미 부하 회로는 상기 압력 발생 소자에 병렬적으로 접속되고,
    상기 선택 수단에 의해 선택되고, 또한 상기 압력 발생 소자에 병렬적으로 접속된 상기 더미 부하 회로를 통하여 상기 구동 파형을 상기 액적 토출 헤드에 인가하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
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