KR100669591B1 - 가열로, 기판 건조 방법 및 장치의 제조 방법 - Google Patents
가열로, 기판 건조 방법 및 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따르면, 피가열체를 감압 하에서 가열 건조할 때에, 누설 전류에 의한 인체에의 영향을 방지하면서, 건조 처리를 중단하지 않고 계속해서 수행할 수 있는 건조 방법, 가열로, 및 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 건조 장치(100)는 피가열체를 수용할 수 있는 수용실(119)과, 이 수용실(119)을 가열하는 히터(112)와, 감압하는 감압 펌프(116)와, 압력을 검출하는 압력 검출부(117)와, 누설 전류를 검출하는 누전량 검출부(118)를 구비하고 있다. 누전량 검출부(118)가 누설 전류를 검출하여, 그 검출 결과에 근거해 히터(112)의 통전을 오프(off)로 하고, 압력 검출부(117)가 압력을 검출하여, 그 검출 결과에 근거해 히터(112)의 통전을 온(on)으로 한다. 즉, 건조 장치(100)는 감압 하에서 가열 건조할 때에, 히터(112)의 통전을 온/오프 전환을 행한다.
Description
도 1은 액적 토출 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 사시도,
도 2는 액적 토출 장치의 주요부를 부분적으로 나타내는 부분 사시도,
도 3은 헤드를 나타내는 도면으로서, (a)는 개략 사시도, (b)는 노즐의 배열을 나타내는 도면,
도 4는 헤드의 주요부를 부분적으로 나타내는 도면으로서, (a)는 개략 사시도, (b)는 개략 단면도,
도 5는 액적 토출 장치의 제어계의 블럭도,
도 6은 액적 토출 장치의 동작 수순을 나타내는 개략 흐름도,
도 7의 (a)~(h)는 EL 발광 패널의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도,
도 8은 EL 발광 패널의 제조 공정의 순서를 나타내는 개략 흐름도,
도 9의 (a)~(f)는 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도,
도 10은 컬러 필터 기판의 제조 공정의 수순을 나타내는 개략 흐름도,
도 11은 실시예 1의 건조 장치의 전체 구성을 도시한 개략도이며, (a)는 개략 평면도, (b)는 개략 단면도,
도 12는 건조 장치의 제어계의 블럭도,
도 13은 건조 장치의 동작 수순을 나타내는 개략 흐름도,
도 14는 건조 장치의 타이밍차트,
도 15는 실시예 2의 건조 장치의 동작 수순을 나타내는 개략 흐름도,
도 16은 건조 장치의 타이밍차트이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판으로서의 컬러 필터
3(3R, 3G, 3B) : 표시 요소 및 표시층으로서의 필터 소자
6A: 방사선 감응성 소재 6(6B, 6C) : 격벽
8 : 액적 12 : 기체로서의 기판
100 : 건조 장치 110 : 가열로로서의 가열 장치
112 : 히터 113 : 열전쌍
116 : 감압 펌프 117 : 압력 검출부로서의 압력 센서
118 : 누전량 검출부로서의 누전량 검출 장치
119 : 수용실 130 : 기판 공급 장치
140 : 조작 패널 141 : 입출력 장치
142 : 제어부로서의 온도 제어부
145 : CPU 146 : RAM
202 : 표시 요소를 구성하는 정공 주입층
203 : EL 발광층 252 : 표시 장치로서의 EL 표시 장치
A(A1, A2) : 방전 개시 압력 B(B1, B2) : 방전 종료 압력
H(H1, H2) : 방전 영역
본 발명은 피가열체의 건조 방법, 가열로 및 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 표시 장치(전기 광학 장치)에 있어서는, 컬러 표시를 가능하게 하기 위해 컬러 필터가 마련되어 있다. 이 컬러 필터는, 예컨대, 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판 상에, R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색의 도트 형상의 필터 소자를, 이른바 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등과 같은 소정의 배열 패턴으로 배열시킨 것이다.
또한, 표시 장치로는, 액정 장치나 EL(전계 발광) 장치 등의 전기 광학 장치를 예로 들어, 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판 상에, 그 광학 상태를 독립적으로 제어할 수 있는 표시 도트를 배열시킨 것이 있다. 이 경우, 각 표시 도트에는 액정이나 EL 발광부가 마련된다. 표시 도트의 배열 형태로는, 예컨대, 종횡의 격자(도트 매트릭스) 형상으로 배열시킨 것이 일반적이다.
컬러 표시 가능한 표시 장치에 있어서는, 통상, 예컨대 상기 R, G, B의 각 색에 대응하는 표시 도트(액정이나 EL 발광부)가 형성되고, 전체 색에 대응하는, 예컨대, 3개의 표시 도트에 의해 하나의 화소(픽셀)가 구성된다. 그리고, 하나의 화소 내에 포함되는 복수의 표시 도트의 계조를 각각 제어함으로써 컬러 표시를 할 수 있게 된다.
예컨대, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 이들 표시 장치의 제조 공정에 있어서는, 감광성 수지를 기판 상에 도포하고, 이 감광성 수지에 노광 처리 및 현상 처리를 함으로써, 격자 형상의 격벽(뱅크)을 형성하고 나서, 이 격벽에 의해 구획된 영역에, 헤드 등에 의해 토출된 액적을 착탄시켜, 건조시키는 것에 의해 표시 요소(즉, 상기 컬러 필터의 필터 소자나 EL 발광부의 표시 도트 등)를 형성하는 경우가 있다. 이 방법에서는, 포토리소그래피법 등에 의해 표시 요소를 각 색마다 패터닝할 필요가 없기 때문에, 용이하게 제조할 수 있다고 하는 이점이 있다. 그리고, 기판 상에 도포된 액상 재료의 도포막을 진공 가열 건조하여, 막의 두께를 균일하게 하고 있었다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2003-279245호
그런데, 상기 종래의 컬러 필터 혹은 표시 장치(전기 광학 장치)의 제조 방법에 있어서는, 화소 영역 주변에 뱅크라고 불리는 격벽부를 발액성(撥液性) 재료로 형성하고 있는 것이 대부분이고, 이 뱅크 내에 액상 재료인 기능액을 배치하여, 도포막이 균일하게 되도록, 노(爐) 내의 온도를 제어하면서 진공도를 변화시킬 수 있는 가열로를 이용하여, 기능액을 건조하고 있었다. 이 가열로는, 노 내를 가열 하는 동시에, 노 내의 진공도를 높여(압력을 낮춤) 갈 수 있는 감압 가열 건조법을 채용하고 있다. 이 가열로를 작동시킬 때에, 노 내부가, 일정한 진공도의 범위로 되었을 때에, 히터에 전기를 흘려 가열하면, 배선 부분으로부터 누설 전류가 발생하는 것을 알았다. 또, 히터에 전기를 흘려 노 내를 가열하고 있는 상태로, 진공도를 올려(압력을 낮춤) 가는 경우에도, 일정한 진공도의 범위로 되었을 때에, 배선 부분으로부터 누설 전류가 발생하는 것을 알았다. 이 현상은, 노 내의 압력을 낮춰 가면, 히터의 음극에 의해 전자가 약간 인출되어, 전자는 정전극(양극)을 향해 비행한다. 도중에, 기체 분자에 충돌하여 분자로부터 전자가 떨어져나간다. 이들 전자는 양극(陽極)으로 유입된다. 한편, (+) 이온은 양극으로 끌어당겨진다. 이 때, 양극에서는 전자를 내보낸다(스퍼터의 원리). 이 반복에 의해 방전이 지속된다. 또, 본 현상은 전극 사이뿐만 아니라, 노체(爐體)(SUS)나, 그 밖의 금속 사이에서도 일어나, 이것이 누전의 원인으로 된다. 보다 압력을 낮춰(진공도를 높임) 가면, 기체의 분자수가 적어져, 이온수가 격감하는 것에 의해 방전이 멈춤으로써 누전이 없어진다.
그리고, 이 누설 전류의 값이 100㎃에 도달하면, 인체에의 영향을 막기 위해, 부속되어 있는 누전 차단기가 작동하여, 가열로가 정지하게 되어 있었다. 그리고, 가열로가 정지하면, 건조 처리 부족에 의해 건조 처리 중인 컬러 필터 혹은 표시 장치(전기 광학 장치)가 불량으로 되었다.
본 발명의 목적은 피가열체를 감압 하에서 가열 건조할 때에, 누설 전류에 의한 인체에의 영향을 방지하고, 또한, 건조 처리를 중단하는 일 없이 계속해서 수 행할 수 있는 건조 방법, 가열로 및 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 가열로는, 피가열체를 수용할 수 있는 수용실과, 상기 수용실 내에 수용되는 상기 피가열체를 가열하기 위한 히터와, 상기 수용실 내를 감압하기 위한 감압 펌프를 구비한 가열로에 있어서, 상기 수용실의 압력을 검출하는 압력 검출부와, 상기 히터의 통전 하에 수용실 내를 감압함으로써 발생한 누설 전류를 검출하는 누전량 검출부와, 상기 압력 검출부와 상기 누전량 검출부의 각 검출 결과에 근거하여, 상기 히터의 통전을 온 또는 오프로 하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수용실 내를 감압하면서 가열해 갈 때에, 가열로로부터 발생하는 누설 전류가 최대 허용 전류값에 도달하기 전에, 누전량 검출부의 검출 결과에 근거하여, 히터의 전원을 끌 수 있다. 또한, 압력 검출부의 검출 결과에 근거하여 히터의 전원을 켤 수 있다.
본 발명의 가열로에 있어서, 상기 제어부는 상기 수용실을 감압하는 감압 과정에서, 적어도 상기 누설 전류가 허용값을 넘게 되는 감압 영역인 방전 영역의 동안에는 상기 히터의 통전을 정지하도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 누설 전류가 발생하더라도, 방전 영역의 동안에는 상기 히터의 통전을 정지하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 가열로에 있어서, 상기 제어부는, 상기 누전량 검출부에 의해 검 출된 누설 전류가 상기 허용값 이하로 되는 설정 전류값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하고, 상기 압력 검출부에 의해 검출된 상기 수용실 내의 압력이 상기 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 설정 압력값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 누설 전류가 최대 허용값을 넘는 값에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 하고, 수용실 내의 압력이 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 설정 압력값에 도달하면, 히터의 통전을 온으로 하기 때문에, 계속해서 건조 처리를 할 수 있으므로, 피가열체의 품질의 안정화를 도모할 수 있다.
본 발명의 가열로에 있어서, 상기 제어부는, 상기 압력 검출부에 의해 검출된 상기 수용실 내의 압력이, 상기 방전 영역의 상한값을 넘는 제 1 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하고, 상기 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 제 2 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수용실 내의 압력이, 방전 영역의 상한값을 넘는 제 1 설정값에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 하고, 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 제 2 설정값에 도달하면, 히터의 통전을 온으로 하기 때문에, 계속해서 건조 처리를 할 수 있으므로, 피가열체의 품질의 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 압력의 상한값과 압력의 하한값을 설정해 두면 되기 때문에, 관리가 용이하다.
본 발명의 기판 건조 방법은, 기체(基體) 상의 소정의 영역에 기능액이 도포된 기판 건조 방법으로서, 상기 수용실을 감압하는 감압 공정과, 상기 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과, 상기 히터의 통전 하에 상기 수용실 내 의 감압이 진행함으로써 발생한 누설 전류의 검출값이 설정 전류값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정과, 상기 히터의 오프 후, 상기 수용실 내의 감압이 더 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 설정 압력값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수용실을 감압하는 감압 공정과, 감압 공정과 적어도 일부 중복되어 동시 진행하는 공정으로서 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과, 히터의 통전 하에 수용실 내의 감압이 진행함으로써 발생한 누설 전류의 검출값이 설정 전류값에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 하는 공정과, 히터의 오프 후, 수용실 내의 감압이 더 진행되어 수용실 내의 압력의 검출값이 설정 압력값에 도달하면, 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하고 있어, 설정 전류값과 설정 압력값을 미리 정해 두면 되기 때문에, 관리가 간단하다.
본 발명의 기판 건조 방법은, 기체 상의 소정의 영역에 기능액이 도포된 기판 건조 방법으로서, 상기 수용실을 감압하는 감압 공정과, 상기 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과, 상기 히터의 통전 하에 상기 수용실 내의 감압이 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 제 1 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정과, 상기 히터의 통전 오프 후, 상기 수용실 내의 감압이 더 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 제 2 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수용실을 감압하는 감압 공정과, 감압 공정과 적어도 일부 중복되어 동시 진행하는 공정으로서 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과, 히터의 통전 하에 수용실 내의 감압이 진행되어 수용실 내의 압력의 검출값이 제 1 설정값에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 하는 공정과, 히터의 통전 오프 후, 수용실 내의 감압이 더 진행되어 수용실 내의 압력의 검출값이 제 2 설정값에 도달하면, 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하고 있어, 제 1 설정값의 압력과 제 2 설정값의 압력을 미리 정해 두면 되기 때문에, 관리가 보다 간단하다.
본 발명의 기판 건조 방법은, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정에서는, 전류값이 80㎃인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수용실 내의 누설 전류의 검출값이 80㎃에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 할 수 있기 때문에, 누전 차단기가 작동하여, 장치가 정지하는 일이 없다.
본 발명의 기판 건조 방법은, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정에서는, 압력값이 1000㎩인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수용실 내의 압력의 검출값이 1000㎩에 도달하면, 히터의 통전을 오프로 할 수 있기 때문에, 누설 전류값 대신 압력값으로도 대용할 수 있으므로 간단하다.
본 발명의 기판 건조 방법은, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정에서는, 압력값이 1㎩인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수용실 내의 압력의 검출값이 1㎩에 도달하면 히터의 통전을 온으로 할 수 있기 때문에, 피가열체의 건조 처리를 계속해서 수행할 수 있으 므로, 피가열체의 품질의 안정화를 도모할 수 있다.
본 발명의 장치의 제조 방법은, 액적 토출법에 의해 기판 상에 화소를 형성하는 장치의 제조 방법으로서, 전술한 건조 방법을 이용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 피가열체를 계속해서 건조 처리할 수 있기 때문에, 피가열체의 품질이 안정된다. 그리고, 안정된 품질을 얻을 수 있는 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 피가열체의 건조 방법, 가열로 및 장치의 제조 방법에 대해, 실시예를 들어, 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 또, 피가열체로서는 기체 상에 액적 토출 방법에 의해 기능액이 도포된 기판을 예로 들어 설명한다. 본 발명의 특징적인 구성 및 방법에 대해 설명하기 전에, 우선, 액적 토출 방법에서 이용되는 기체, 액적 토출법, 액적 토출 장치, EL 발광 패널의 구조 및 제조 방법, 컬러 필터 기판의 구조 및 제조 방법에 대해 순차적으로 설명한다.
<기체(基體)에 대하여>
액적 토출에 의한 표시 장치의 제조 방법에서 사용되는 기체로는, 유리, 석영 유리, 플라스틱 등 각종의 것을 이용할 수 있다.
<액적 토출법에 대하여>
액적 토출법의 토출 기술로는, 대전 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기 기계 변환식, 전기 열 변환 방식, 정전 흡인 방식 등을 들 수 있다. 여기서, 대전 제어방식은 재료에 대전 전극에 의해 전하를 부여하고, 편향 전극에 의해 재료의 비상(飛翔) 방향을 제어하여 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은 재료에 30㎏/㎠ 정도의 초고압을 인가하여 노즐 선단 쪽으로 재료를 토출시키는 것이며, 제어 전압을 인가하지 않는 경우에는 재료가 직진하여 토출 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 인가하면 재료 사이에 정전적인 반발이 일어나, 재료가 비산(飛散)하여 토출 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 기계 변환 방식은 피에조 소자(압전 소자)가 펄스적인 전기 신호를 받아 변형되는 성질을 이용한 것으로, 피에조 소자가 변형되는 것에 의해 재료를 저장한 공간에 가요성 물질을 통해 압력을 부여하여, 이 공간으로부터 재료를 압출해 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다.
또한, 전기 열 변환 방식은, 재료를 저장한 공간 내에 마련한 히터에 의해, 재료를 급격히 기화시켜 버블(거품)을 발생시키고, 버블의 압력에 의해 공간 내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간 내에 미소 압력을 가하여, 토출 노즐에 재료의 메니스커스를 형성하고, 이 상태에서 정전 인력을 가한 후 재료를 인출하는 것이다. 또한, 그 밖에, 전기장에 의한 유체의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃에 의해 날려보내는 방식 등의 기술도 적용이 가능하다. 액적 토출법은 재료의 사용에 낭비가 적고, 또한 소망하는 위치에 소망하는 양의 재료를 적확하게 배치할 수 있다고 하는 이점을 갖는다. 또, 액적 토출법에 의해 토출되는 액체 재료 한 방울의 양은, 예컨대, 1~300나노그램이다.
<액적 토출 장치의 구성>
다음에, 액적 토출 장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치 IJ의 전체 구성을 나타내는 개략 사시도, 도 2는 액적 토출 장치의 주요부를 부분적으로 나타내는 부분 사시도이다.
액적 토출 장치 IJ는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드의 일례로서 헤드(22)를 구비한 헤드 유닛(26)과, 헤드(22)의 위치를 제어하는 헤드 위치 제어 장치(17)와, 기판(12)의 위치를 제어하는 기판 위치 제어 장치(18)와, 헤드(22)를 기판(12)에 대하여 주사 방향 X로 주사 이동시키는 주사 구동 수단으로서의 주사 구동 장치(19)와, 헤드(22)를 기판(12)에 대하여 주사 방향과 교차(직교)하는 Y 방향으로 보내는 이송 구동(feed drive) 장치(21)와, 기판(12)을 액적 토출 장치 IJ 내의 소정의 작업 위치로 공급하는 기판 공급 장치(23)와, 이 액적 토출 장치 IJ 전반(全般)의 제어를 담당하는 제어 장치(24)를 갖는다.
상기 헤드 위치 제어 장치(17), 기판 위치 제어 장치(18), 주사 구동 장치(19), 이송 구동 장치(21)의 각 장치는 베이스(9) 위에 설치된다. 또한, 이들 각 장치는 필요에 따라 커버(15)에 의해 덮여진다.
도 3은 헤드를 나타내는 도면으로서, 동 도(a)는 개략 사시도, 동 도(b)는 노즐의 배열을 나타내는 도면이다. 헤드(22)는, 예컨대, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(27)이 배열되어 이루어지는 노즐열(28)을 갖는다. 노즐(27)의 수는, 예컨대, 180이고, 노즐(27)의 구멍 직경은, 예컨대, 28㎛이며, 노즐(27)의 피치는, 예컨대, 141㎛이다(도 3(b) 참조). 도 3(a)에 나타내는 기준 방향 S는 헤 드(22)의 표준 주사 방향을 나타내고, 배열 방향 T는 노즐열(28)에 있어서의 노즐(27)의 배열 방향을 나타낸다.
도 4는 헤드의 주요부의 구성을 나타내며, 동 도(a)는 개략 사시도, 동 도(b)는 단면도이다. 헤드(22)는 스테인리스 등으로 구성되는 노즐 플레이트(29)와, 이것에 대향하는 진동판(31)과, 이들을 서로 접합하는 복수의 칸막이 부재(32)를 갖는다. 이 노즐 플레이트(29)와 진동판(31) 사이에는, 칸막이 부재(32)에 의해 복수의 액체 재료실(33)과 액체 저장소(34)가 형성된다. 이들 액체 재료실(33)과 액체 저장소(34)는 통로(38)를 통해 서로 연결되어 있다.
진동판(31)에는 액체 재료 공급 구멍(36)이 형성되어 있다. 이 액체 재료 공급 구멍(36)에는 재료 공급 장치(37)가 접속된다. 이 재료 공급 장치(37)는 R, G, B 중 1색, 예컨대, R색의 필터 소자 재료 등으로 구성되는 액체 재료 M을 액체 재료 공급 구멍(36)으로 공급한다. 이와 같이 공급된 액체 재료 M은 액체 저장소(34)에 채워지고, 또한 통로(38)를 통해 액체 재료실(33)에 채워진다.
노즐 플레이트(29)에는, 액체 재료실(33)로부터 액체 재료 M을 젯트 형상으로 분출하기 위한 노즐(27)이 마련되어 있다. 또한, 진동판(31)의 액체 재료실(33)에 임하는 면의 이면(裏面)에는, 이 액체 재료실(33)에 대응시켜 액체 재료 가압체(39)가 장착되어 있다. 이 액체 재료 가압체(39)는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 압전 소자(41) 및 이것을 사이에 유지하는 한 쌍의 전극(42a, 42b)을 갖는다. 압전 소자(41)는 전극(42a, 42b)에의 통전에 의해 화살표 C로 나타내는 외측으로 돌출되도록 휨 변형되고, 이에 따라 액체 재료실(33)의 용적이 증대된다. 그 렇게 하면, 증대한 용적분에 상당하는 액체 재료 M이 액체 저장소(34)로부터 통로(38)를 통해 액체 재료실(33)로 유입된다.
그 후, 압전 소자(41)로의 통전을 해제하면, 이 압전 소자(41)와 진동판(31)은 모두 본래의 형상으로 되돌아가고, 이에 따라, 액체 재료실(33)도 본래의 용적으로 되돌아가기 때문에, 액체 재료실(33)의 내부에 있는 액체 재료 M의 압력이 상승하여, 노즐(27)로부터 액체 재료 M이 액적(8)으로 되어 분출된다. 또, 노즐(27)의 주변부에는, 액적(8)의 비행 굴곡이나 노즐(27)의 구멍 막힘 등을 방지하기 위해, 예컨대, Ni-테트라플루오로에틸렌 공석 도금층으로 이루어지는 발액체 재료층(43)이 마련된다.
다음에, 도 2를 참조하여, 상기 헤드(22)의 주위에 배치된, 헤드 위치 제어 장치(17), 기판 위치 제어 장치(18), 주사 구동 장치(19), 이송 구동 장치(21) 및 그 밖의 수단에 대하여 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 헤드 위치 제어 장치(17)는, 헤드 유닛(26)에 장착된 헤드(22)를 평면(수평면) 내에서 회전시키는 α 모터(44)와, 헤드(22)를 이송 방향 Y와 평행한 축선 주위로 요동(搖動) 회전시키는 β 모터(46)와, 헤드(22)를 주사 방향 X와 평행한 축선 주위로 요동 회전시키는 γ 모터(47)와, 헤드(22)를 상하 방향으로 평행 이동시키는 Z 모터(48)를 갖는다.
또한, 기판 위치 제어 장치(18)는 기판(12)을 탑재하는 테이블(49)과, 이 테이블(49)을 평면(수평면) 내에서 회전시키는 θ 모터(51)를 갖는다. 또한, 주사 구동 장치(19)는 주사 방향 X로 신장되는 X 가이드 레일(52)과, 예컨대, 펄스 구동되는 리니어 모터를 내장한 X 슬라이더(53)를 갖는다. 이 X 슬라이더(53)는, 예컨 대, 내장된 리니어 모터의 가동에 의해, X 가이드 레일(52)을 따라 주사 방향 X로 평행 이동한다.
또한, 이송 구동 장치(21)는 이송 방향 Y로 신장되는 Y 가이드 레일(54)과, 예컨대, 펄스 구동되는 리니어 모터를 내장한 Y 슬라이더(56)를 갖는다. Y 슬라이더(56)는, 예컨대, 내장된 리니어 모터의 가동에 의해, Y 가이드 레일(54)을 따라 이송 방향 Y로 평행 이동한다.
X 슬라이더(53)나 Y 슬라이더(56) 내에서 펄스 구동되는 리니어 모터는 해당 모터에 공급하는 펄스 신호에 의해 출력축의 회전 각도 제어를 정밀하게 수행할 수 있다. 따라서, X 슬라이더(53)에 지지된 헤드(22)의 주사 방향 X 상의 위치나 테이블(49)의 이송 방향 Y 상의 위치 등을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또, 헤드(22)나 테이블(49)의 위치 제어는 펄스 모터를 이용한 위치 제어에 한정되지 않고, 서보 모터를 이용한 피드백 제어나 그 밖에 임의의 방법에 의해 실현할 수 있다.
상기 테이블(49)에는, 기판(12)의 평면 위치를 규제하는 위치 결정 핀(50a, 50b)이 마련되어 있다. 기판(12)은, 후술하는 기판 공급 장치(23)에 의해, 위치 결정 핀(50a, 50b)에 주사 방향 X 측 및 이송 방향 Y 측의 단면을 접촉시킨 상태로 위치 결정 유지된다. 테이블(49)에는, 이러한 위치 결정 상태로 유지된 기판(12)을 고정하기 위한, 예컨대, 공기 흡인(진공 흡착) 등의 공지의 고정 수단을 마련하는 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치 IJ에서, 테이블(49)의 위쪽에 복수 조(組)(도시예에서는 2조)의 촬상 장치(91R, 91L 및 92R, 92L)가 배치되어 있 다. 여기서, 촬상 장치(91R, 91L 및 92R, 92L)는, 도 2에 있어서 경통(鏡筒)만을 나타내며, 다른 부분 및 그 지지 구조는 생략하고 있다. 이들의 관찰 수단인 촬상 장치로는, CCD 카메라 등을 이용할 수 있다. 또, 도 1에는, 이들 촬상 장치에 대하여 도시를 생략하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 공급 장치(23)는 기판(12)을 수용하는 기판 수용부(57)와, 기판(12)을 반송하는 로봇 등의 기판 탑재 이송 기구(58)를 갖는다. 기판 탑재 이송 기구(58)는 기대(基臺)(59)와, 기대(59)에 대하여 승강 이동하는 승강축(61)과, 승강축(61)을 중심으로 하여 회전하는 제 1 암(62)과, 제 1 암(62)에 대하여 회전하는 제 2 암(63)과, 제 2 암(63)의 선단 하면에 마련된 흡착 패드(64)를 갖는다. 이 흡착 패드(64)는 공기 흡인(진공 흡착) 등에 의해 기판(12)을 흡착 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 헤드(22)의 주사 궤적하에서, 이송 구동 장치(21) 한쪽의 사이드 위치에, 캡핑 장치(76) 및 클리닝 장치(77)가 배치되어 있다. 또한, 이송 구동 장치(21)의 다른 쪽의 사이드 위치에는 전자 천칭(78)이 설치되어 있다. 여기서, 캡핑 장치(76)는 헤드(22)가 대기 상태에 있을 때에 노즐(27)(도 3 참조)의 건조를 방지하기 위한 장치이다. 클리닝 장치(77)는 헤드(22)를 세정하기 위한 장치이다. 전자 천칭(78)은 헤드(22) 내의 각각의 노즐(27)로부터 토출되는 재료의 액적(8)의 중량을 노즐마다 측정하는 장치이다. 또한, 헤드(22)의 근방에는, 헤드(22)와 일체적으로 이동하는 헤드용 카메라(81)가 장착되어 있다.
또한, 제어 장치(24)는 프로세서를 수용한 컴퓨터 본체부(66)와, 키보드 등 의 입력 장치(67)와, CRT 등의 표시 장치(68)를 갖는다. 컴퓨터 본체부(66)에는, 도 5에 나타내는 CPU(중앙 처리 유닛)(69)와, 각종 정보를 기억하는 메모리인 정보 기록 매체(71)를 구비하고 있다.
도 5는 액적 토출 장치 IJ의 제어계의 블럭도이다. 헤드 위치 제어 장치(17), 기판 위치 제어 장치(18), 주사 구동 장치(19), 이송 구동 장치(21) 및 헤드(22) 내의 압전 소자(41)(도 4(b) 참조)를 구동하는 헤드 구동 회로(72)의 각 기기는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 입출력 인터페이스(73) 및 버스(74)를 거쳐 CPU(69)에 접속되어 있다. 또한, 기판 공급 장치(23), 입력 장치(67), 표시 장치(68), 캡핑 장치(76), 클리닝 장치(77) 및 전자 천칭(78)도, 상기와 마찬가지로 입출력 인터페이스(73) 및 버스(74)를 거쳐 CPU(69)에 접속되어 있다.
또한, 메모리(71)는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등의 반도체 메모리나, 하드디스크, CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc), MD(Mini Disc) 등의 디스크형 기록 매체이고, 이들을 이용하여 데이터를 판독하는 외부 기억 장치 등을 포함하는 개념이다. 기능적으로는, 액적 토출 장치 IJ의 동작 제어 수순이 기술된 프로그램 소프트웨어를 기억하는 기억 영역이나, 헤드(22)에 의한 재료의 기판(12) 내에 있어서의 토출 위치를 좌표 데이터로서 기억하기 위한 기억 영역이나, 도 2에 도시하는 이송 방향 Y으로의 기판(12)의 이송 이동량을 기억하기 위한 기억 영역이나, CPU(69)를 위한 작업 영역이나 임시 파일(temporary file) 등으로서 기능하는 영역이나, 기타 각종 기억 영역이 설정된다.
CPU(69)는 정보 기억 매체(71)인 메모리 내에 기억된 프로그램 소프트웨어에 따라, 기판(12) 표면의 소정 위치에, 재료를 토출하기 위한 제어를 행하는 것이다. 구체적인 기능 실현부로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 클리닝 처리를 실현하기 위한 연산을 행하는 클리닝 연산부(151), 캡핑 처리를 실현하기 위한 캡핑 연산부(152), 전자 천칭(78)을 이용한 중량 측정을 실현하기 위한 연산을 행하는 중량 측정 연산부(153) 및 액적 토출에 의해 재료를 기판(12)의 표면상에 착탄시켜, 소정의 패턴으로 묘화하기 위한 묘화 연산부(154)를 갖는다.
상기 묘화 연산부(154)에는, 헤드(22)를 묘화를 위한 초기 위치에 설치하기 위한 묘화 개시 위치 연산부(155), 헤드(22)를 주사 방향 X를 따라 소정의 속도로 주사 이동시키기 위한 제어를 연산하는 주사 제어 연산부(156), 기판(12)을 이송 방향 Y를 따라 소정의 이송 이동량만큼 어긋하게 하기 위한 제어를 연산하는 전송 제어 연산부(157), 헤드(22) 내의 복수의 노즐(27) 중 어느 것을 작동시켜 재료를 토출할 것인가를 제어하기 위한 연산을 행하는 노즐 토출 제어 연산부(158) 등과 같은 각종 기능 연산부를 갖는다.
또, 상술한 각 기능을, CPU(69)를 이용하는 프로그램 소프트웨어에 의해 실현하고 있지만, 상술한 각 기능을, CPU를 이용하지 않는 전자 회로에 의해 실현할 수 있는 경우에는, 그와 같은 전자 회로를 이용하여도 무방하다.
다음에, 액적 토출 장치 IJ의 동작을, 도 6에 나타내는 흐름도에 근거하여 설명한다. 오퍼레이터에 의한 전원 투입에 의해 액적 토출 장치 IJ가 작동하면, 최초에 있어서 초기 설정이 실현된다(단계 S1). 구체적으로는, 헤드 유닛(26)이나 기판 공급 장치(23)나 제어 장치(24) 등이 사전 결정된 초기 상태로 세팅된다.
다음에, 중량 측정 타이밍이 도래(단계 S2)하면, 도 2에 나타내는 헤드 유닛(26)을 주사 구동 장치(19)에 의해, 도 1에 도시하는 전자 천칭(78)의 위치까지 이동시킨다(단계 S3). 그리고, 노즐(27)로부터 토출되는 액체 재료의 양을, 전자 천칭(78)을 이용하여 측정한다(단계 S4). 또한, 이와 같이 측정된 노즐(27)의 액체 재료 토출 특성에 맞춰, 각 노즐(27)의 압전 소자(41)에 인가하는 전압을 조절한다(단계 S5).
그런 다음, 클리닝 타이밍이 도래(단계 S6)하면, 헤드 유닛(26)을 주사 구동 장치(19)에 의해 클리닝 장치(77)의 위치까지 이동시키고(단계 S7), 그 클리닝 장치(77)에 의해 헤드(22)를 클리닝한다(단계 S8).
중량 측정 타이밍이나 클리닝 타이밍이 도래하지 않은 경우, 혹은, 중량 측정이나 클리닝이 종료한 경우에는, 단계 S9에서 도 1에 나타내는 기판 공급 장치(23)를 작동시켜 기판(12)을 테이블(49)로 공급한다. 구체적으로는, 기판 수용부(57) 내의 기판(12)을 흡착 패드(64)에 의해 흡착 유지하고, 승강축(61), 제 1 암(62) 및 제 2 암(63)을 이동시켜 기판(12)을 테이블(49)까지 반송하고, 또한 테이블(49)의 적소(適所)에 미리 마련되어 있는 위치 결정 핀(50a, 50b)(도 2 참조)에 가압 밀착한다.
다음에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(91R, 91L)에 의해 기판(12)을 관찰하면서, θ 모터(51)의 출력축을 미소 각도 단위로 회전시키는 것에 의해, 테이블(49)을 평면(수평면) 내에서 회전시켜, 기판(12)을 위치 결정한다(단계 S10). 보다 구체적으로는, 기판(12)의 좌우 양단에 각각 형성된 정렬 마크를, 도 2에 나타내는 상기 한 쌍의 촬상 장치(91R, 91L) 또는 촬상 장치(92R, 92L)에 의해 각각 촬영하고, 이들 정렬 마크의 촬상 위치에 따라 기판(12)의 평면 자세를 연산하여 구하고, 이 평면 자세에 따라 테이블(49)을 회전시켜 각도 θ를 조정한다.
그런 다음, 도 1에 나타내는 헤드용 카메라(81)에 의해 기판(12)을 관찰하면서, 헤드(22)에 의해 묘화를 개시하는 위치를 연산에 의해 결정한다(단계 S11). 그리고, 주사 구동 장치(19) 및 이송 구동 장치(21)를 적절히 작동시켜, 헤드(22)를 묘화 개시 위치로 이동시킨다(단계 S12).
이 때, 헤드(22)는, 도 3에 나타내는 기준 방향 S가 주사 방향 X에 합치된 자세가 되도록 하여도 좋고, 혹은, 기준 방향 S가 소정 각도로 주사 방향에 대하여 경사지는 자세로 되도록 구성하여도 좋다. 이 소정 각도는 노즐(27)의 피치와, 기판(12)의 표면상에서 재료를 착탄시킬 위치의 피치가 서로 다른 경우가 많아, 헤드(22)를 주사 방향 X로 이동시킬 때에, 배열 방향 T로 배열된 노즐(27)의 피치의 이송 방향 Y의 치수 성분이 기판(12)의 이송 방향 Y의 착탄 위치의 피치와 기하학적으로 동등하게 되도록 하기 위한 조치이다.
도 6에 나타내는 단계 S12에서 헤드(22)가 묘화 개시 위치에 놓여지면, 헤드(22)는 주사 방향 X를 따라 일정한 속도로 직선적으로 주사 이동된다(단계 S13). 이 주사 중에 있어, 헤드(22)의 노즐(27)로부터 잉크의 액적이 기판(12)의 표면 상으로 연속적으로 토출된다.
또, 잉크의 액적 토출량은 한 번의 주사에 의해 헤드(22)가 커버할 수 있는 토출 범위에서 전량이 토출되도록 설정되어 있어도 좋지만, 예컨대, 한번의 주사에 의해 본래 토출되어야 할 양의 수(數) 분의 1(예컨대, 4분의 1)의 재료를 토출하도록 구성하고, 헤드(22)를 복수 회 주사하는 경우에, 그 주사 범위가 이송 방향 Y로 서로 부분적으로 겹치도록 설정하여, 모든 영역에서 수 회(예컨대, 4회) 재료의 토출이 행해지도록 구성하여도 좋다.
헤드(22)는, 기판(12)에 대한 1 라인분의 주사가 종료(단계 S14)되면, 반전 이동하여 초기 위치로 복귀하고(단계 S15), 이송 방향 Y로 소정량(설정된 이송 이동량만큼) 이동한다(단계 S16). 그 때, 단계 S13에서 재차 주사되어, 재료가 토출되고, 그 이후, 상기 동작을 반복해서 행하여, 복수 라인에 걸쳐 주사가 이루어진다. 여기서, 1 라인분의 주사가 종료되면, 그대로 이송 방향 Y로 소정량 이동하고, 반전하여, 역방향으로 주사된다고 하는 것과 같이, 교대로 주사 방향을 반전시키도록 구동하여도 좋다.
여기서, 후술하는 바와 같이, 기판(12) 내에 복수의 컬러 필터가 형성되는 경우에 대하여 설명하면, 기판(12) 내의 컬러 필터 영역 1열분에 대하여 모두 재료의 토출이 완료되면(단계 S17), 헤드(22)는 소정량 이송 방향 Y로 이동하여, 다시 상기와 마찬가지로 단계 S13~단계 S16까지의 동작을 반복한다. 그리고, 최종적으로 기판(12) 상의 전체 열의 컬러 필터 영역에 대하여 재료의 토출이 종료되면(단계 S18), 단계 S20에서 기판 공급 장치(23) 또는 별도의 반출 기구에 의해, 처리 후의 기판(12)이 외부로 배출된다. 그 후, 오퍼레이터로부터 작업 종료의 지시가 없는 한, 상기한 바와 같이 기판(12)의 공급과, 재료 토출 작업을 반복하여 실행한 다. 단계 S18에서, CF 전체 열 종료되지 않았을 때에는, 다음 열 CF 영역으로 이동하여(단계 S19), 다시 단계 S13~단계 S18까지의 동작을 반복한다.
오퍼레이터로부터 작업 종료의 지시가 있으면(단계 S21), CPU(69)는 도 1에서 헤드(22)를 캡핑 장치(76)의 위치까지 반송하고, 그 캡핑 장치(76)에 의해 헤드(22)에 대하여 캡핑 처리를 실시한다(단계 S22).
이상 설명한 액적 토출 장치는, 본 발명에 따른 배치 방법이나 제조 방법에서 이용할 수 있는 것이지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 액적을 토출하여, 소정의 착탄 예정 위치에 착탄시킬 수 있는 것이면, 여하의 장치를 이용하는 것도 가능하다.
또, 본 발명에 있어서는, 상기 액적 토출 장치의 헤드 등의 액적 토출 헤드를, 상기 영역의 긴 쪽 방향(예컨대, 실질적으로 직사각형 형상의 영역 혹은 개구부라면 그 장변으로 신장되는 방향, 실질적으로 띠 형상의 영역 혹은 개구부라면 그 신장되는 방향)으로 주사하여 복수의 액적을 순차적으로 토출시켜 가는 것이 바람직하다.
<EL 발광 패널의 구조 및 그 제조 방법>
다음에, 도 7 및 도 8을 참조하여, EL 발광 패널(252) 및 그 제조 방법에 대해 설명한다. 여기서, 도 7(a)~(h)는, EL 발광 패널(252)의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도이며, 도 8은 EL 발광 패널(252)의 제조 공정의 수순을 나타내는 개략 흐름도이다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같이, EL 발광 패널(252)을 제조하는 경우에는, 투광성의 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판(12) 상에, 제 1 전극(201)을 형성한다. EL 발광 패널(252)이 패시브 매트릭스형인 경우에는 제 1 전극(201)은 띠 형상으로 형성되고, 또한, 기판(12) 상에 도시하지 않은 TFD 소자나 TFT 소자와 같은 능동 소자를 형성하여 이루어지는 액티브 매트릭스형인 경우에는 제 1 전극(201)은 표시 도트마다 독립적으로 형성된다. 이들 구조의 형성 방법으로는, 예컨대, 포토리소그래피법, 진공 증착법, 스퍼터링법, 파이로졸법 등을 이용할 수 있다. 제 1 전극(201)의 재료로는, ITO(Indium-Tin·Oxide), 산화주석, 산화인듐과 산화아연의 복합 산화물 등을 이용할 수 있다.
다음에, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극(201) 상에, 상기 컬러 필터 기판의 경우와 마찬가지로 방사선 감응성 소재(6A)(포지티브형)를 동일한 방법으로 도포한다(도 8의 단계 S31). 그리고, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 상기와 마찬가지의 방법으로, 방사선 조사(노광) 처리(도 8의 단계 S32) 및 현상 처리(도 8의 단계 S33)를 하여, 격벽(뱅크)(6B)을 형성한다.
이 뱅크(6B)는, 격자 형상으로 형성되어, 각 표시 도트에 형성된 제 1 전극(201)의 사이가 이격되도록, 즉, 표시 도트에 대응하는 EL 발광부 형성 영역(7)이 구성되도록 형성된다. 또한, 상기 컬러 필터 기판의 경우와 마찬가지로, 차광 기능도 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 계조의 향상, 발광 재료의 혼색의 방지, 화소와 화소 사이로부터의 광 누설 등을 방지할 수 있다. 격벽(6B)의 재료로는, 기본적으로 상기 컬러 필터 기판의 격벽에 채용된 각종 소재를 이용할 수 있 다. 다만, 이 경우에는 특히, 후술하는 EL 발광 재료의 용매에 대하여 내구성을 갖는 것이 바람직하며, 또한, 플루오로카본 가스 플라즈마 처리에 의해 테트라플루오로에틸렌화할 수 있는 것, 예컨대, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 감광성 폴리이미드 등과 같은 유기 재료가 바람직하다.
다음에, 기능성 액상체로서의 정공 주입층용 재료(202A)를 도포하기 직전에, 기판(12)에 산소 가스와 플루오로카본 가스 플라즈마의 연속 플라즈마 처리를 한다. 이에 따라, 폴리이미드 표면은 발수화되고, ITO 표면은 친수화되어, 액적을 미세하게 패터닝하기 위한 기판 측의 습윤성(wettability)을 제어할 수 있다. 플라즈마를 발생시키는 장치로는, 진공 중에서 플라즈마를 발생시키는 장치라도, 대기 중에서 플라즈마를 발생하는 장치에서도 마찬가지로 이용할 수 있다. 또한, 이 프로세스와는 별도로, 혹은, 이 프로세스 대신에, 상기 격벽(6B)에 200℃ 정도에서 베이크(소성) 처리를 실시한다(도 8의 단계 S34). 이것에 의해, 격벽(6C)이 형성된다.
다음에, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 정공 주입층용 재료(202A)를 액적(8)의 형태로 토출하여, 영역(7)에 착탄시킨다(도 8의 단계 S35). 이 정공 주입층용 재료(202A)는, 정공 주입층으로서의 소재를 용매 등에 의해 액상화한 것이다.
다음에, 도 7(e)에 나타내는 바와 같이, 베이크 처리로서 진공(1~0.01㎩) 중, 60℃, 15분이라는 조건으로, 발광층용 재료와 상용(相容)하지 않는 정공 주입층(202)을 형성한다(도 8의 단계 S36). 또, 상기 조건에서는, 정공 주입층(202)의 막 두께는 40㎚였다.
다음에, 도 7(f)에 나타내는 바와 같이, 각 영역(7) 내의 정공 주입층(202) 상에, 기능성 액상체인 EL 발광 재료로서의 R 발광층용 재료, G 발광층용 재료, B발광층용 재료를 상기와 마찬가지로 액적으로서 도입한다(도 8의 단계 S37). 그리고, 이들 발광층용 재료의 도포 후, 베이크 처리로서, 진공(1~0.01㎩) 중, 60℃, 50분 등의 조건으로 용매를 제거하여 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G), B색 발광층(203B)을 형성한다(도 8의 단계 S38). 열 처리에 의해 형성된 발광층은 용매에 녹지 않는다. 또, 상기 조건에 의해 형성된 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G), B색 발광층(203B)의 막 두께는 50㎚였다.
또, 발광층을 형성하기 전에 정공 주입층(220)에 산소 가스와 플루오로카본 가스 플라즈마의 연속 플라즈마 처리를 행하여도 좋다. 이에 따라, 정공 주입층(220) 상에 불소화물층이 형성되고, 이온화 포텐셜이 높아짐에 따라 정공 주입 효율이 증대되어, 발광 효율이 높은 유기 EL 장치를 제공할 수 있다.
도 7(g)에 나타내는 바와 같이, B색 발광층(203B)을 겹쳐 배치함으로써, R, G, B의 3원색을 형성하는 것뿐만 아니라, R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)과 뱅크(6C)와의 단차를 메워 평탄화할 수 있다. 이에 따라, 상하 전극간의 단락을 확실하게 방지할 수 있다. 한편, B색 발광층(203B)의 막 두께를 조정하는 것에 의해, B색 발광층(203B)은 R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)과의 적층 구조에 있어서, 전자 주입 수송층으로서 작용하여 B색으로는 발광하지 않는다. 이상과 같은 B색 발광층(203B)의 형성 방법으로는, 예컨대, 습식법으로서 일반적인 스핀코팅법을 채용할 수도 있고, 혹은, R색 발광층(203R) 및 G색 발광층(203G)의 형성법과 마찬가지의 방법을 채용할 수도 있다.
상기 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G) 및 B색 발광층(203B)의 배열 형태로는, 필요한 표시 성능에 따라, 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등의 공지(公知)의 패턴을 적절히 이용할 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이, 각 표시 도트에 정공 주입층(202), 및 R색 발광층(203R), G색 발광층(203G) 또는 B색 발광층(203B)이 형성된 EL 발광 패널(252)에 대하여, 육안(肉眼) 혹은 현미경 등에 의한 관찰, 혹은 화상 처리 등에 의한 검사를 행한다(도 8의 단계 S39). 그리고, 이 검사에 의해서 각 표시 도트 내의 EL 발광부(정공 주입층(202)과, R색 발광층(203R), G색 발광층(203G) 또는 B색 발광층(203B)과의 적층체에 의해 구성됨)에 불량(도트 누락, 적층 구조의 불량, 발광부의 재료의 과다, 먼지 등의 이물질의 혼입 등)이 발견된 경우에는, 프로세스로부터 배제된다.
도 7(h)에 나타내는 바와 같이, 이 검사에서 불량이 발견되지 않은 경우에는, 대향 전극(213)을 형성한다(도 8의 단계 S40). 대향 전극(213)은, 그것이 면 전극인 경우에는, 예컨대, Mg, Ag, Al, Li 등을 재료로 하여, 증착법, 스퍼터법 등과 같은 성막법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 대향 전극(213)이 스트라이프 형상 전극인 경우에는, 성막된 전극층을 포토리소그래피법 등의 패터닝 수법을 이용하여 형성할 수 있다. 마지막으로, 도 7(h)에 나타내는 바와 같이, 대향 전극(213) 위에 보호층(214)이 적절한 재료(수지 몰드 재료, 무기 절연막 등)에 의해 형성됨으로써(도 8의 단계 S41), 목표로 하는 EL 발광 패널(252)이 제조된다.
<컬러 필터 기판의 구조 및 그 제조 방법>
도 9(a)~(f)는 컬러 필터 기판의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도이며, 도 10은 컬러 필터 기판의 제조 공정의 수순을 나타내는 개략 흐름도이다.
도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 투광성을 갖는 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판(12)의 표면상에, 스핀코팅(회전 도포), 캐스팅(casting) 도포, 롤 도포 등의 여러가지 방법에 의해 방사선 감응성 소재(6A)를 도포한다(도 10에 도시하는 단계 S51). 이 방사선 감응성 소재(6A)로는 수지 조성물인 것이 바람직하다. 도포 후에 있어서의 상기 방사선 감응성 소재(6A)의 두께는, 통상 0.1~10㎛이며, 바람직하게는 0.5~3.0㎛이다.
이 수지 조성물은, 예컨대, (i) 바인더 수지, 다관능성 단량체, 광 중합 개시제 등을 함유하는, 방사선의 조사에 의해 경화되는 방사선 감응성 수지 조성물이나, (ii) 바인더 수지, 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물, 방사선의 조사에 의해 발생한 산의 작용에 의해 가교할 수 있는 가교성 화합물 등을 함유하는, 방사선의 조사에 의해 경화되는 방사선 감응성 수지 조성물 등을 이용할 수 있다. 이들 수지 조성물은, 통상, 그 사용 시에 용매를 혼합하여 액상 조성물로서 조제되는데, 이 용매는 고비점 용매라도 저비점 용매라도 좋다. 방사선 감응성 소재(6A)로는, 일본 공개 특허 공보 평10-86456호에 기재되어 있는 바와 같은, (a) 헥사플루오로프로필렌과 불포화카르복실산(무수물)과 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체와의 공중합체, (b) 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물, (c) 방사선의 조사에 의해 발생한 산의 작용에 의해 가교할 수 있는 가교성 화합물, (d) 상기 (a) 성분 이외의 불소 함유 유기 화합물, 및 (e) 상기 (a)~(d) 성분을 용해할 수 있는 용매를 함유하는 조성물인 것이 바람직하다.
다음에, 방사선 감응성 소재(6A)에 소정의 패턴 마스크를 거쳐 방사선을 조사(노광)한다(도 10의 단계 S52). 또, 방사선이란, 가시광, 자외선, X선, 전자선 등이 포함되는데, 파장이 190~450㎚의 범위에 있는 방사선(광)이 바람직하다.
다음에, 방사선 감응성 소재(6A)를 현상(도 10의 단계 S53)함으로써, 도 9(b)에 도시하는 격벽(뱅크)(6B)을 형성한다. 이 격벽(6B)은 상기 패턴 마스크에 대응한 형상(네거티브 패턴)으로 구성된다. 격벽(6B)의 형상으로는, 예컨대, 사각형 형상의 필터 소자 형성 영역(7)을 평면상에서 종횡으로 배열시킬 수 있도록 구획하는 격자 형상인 것이 바람직하다. 또, 방사선 감응성 소재(6A)를 현상하는 데에 이용되는 현상액으로는, 알칼리 현상액이 이용된다. 이 알칼리 현상액으로는, 예컨대, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 규소나트륨, 메타규소나트륨, 암모니아수, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄하이드록시드, 콜린, 피롤, 피페리딘, 1,8-디아자비시클로[5,4,0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다. 이 알칼리 현상액에는, 예컨대, 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용매나 계면 활성제 등을 적정량 첨가할 수도 있다. 또한, 알칼리 현상액에 의한 현상 후에는, 통상, 물 세정이 행해진다.
다음에, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 상기 격벽(6B)은, 예컨대, 200℃ 정도로 베이크(소성)되어 격벽(6C)으로 된다(도 10의 단계 S54). 이 소성 온도는 상 기 방사선 감응성 소재(6A)에 따라 적절히 조정된다. 또한, 베이크 처리가 필요하지 않은 경우도 있을 수 있다. 또, 본 실시예에서는, 격벽(6C)은 차광성의 소재로 구성되어 있기 때문에, 각 영역(7)을 구획하는 문자 그대로의 격벽으로서의 기능과, 영역(7) 이외의 부분을 차광하는 차광층으로서의 기능을 아울러 갖는 것으로 되어 있다. 다만, 격벽으로서의 기능만을 갖도록 구성하여도 관계없다. 이 경우, 격벽과는 별도로, 금속 등으로 구성되는 차광층을 별도 형성하여도 좋다.
다음에, 상기한 바와 같이 하여 형성된 격벽(6C)에 의해 구획되는 각 영역(7)에, 아크릴 수지 등의 기재(基材)에 착색제(안료, 염료 등)를 혼입한 필터 소자 재료(13)(도 9의 예에서는 참조 부호 13R(적색의 착색재), 참조 부호 13G(녹색의 착색재), 참조 부호 13B(청색의 착색재))를 도입한다. 필터 소자 재료(13)를 각 영역(7)에 도입하는 방법으로는, 필터 소자 재료(13)를, 용매 등을 혼합함으로써 액상 재료(기능액)로서 형성하고, 이 기능액을 상기 영역(7)에 도입한다. 보다 구체적으로는, 본 실시예에서는, 후술하는 액적 토출 헤드를 이용한 액적 토출에 의해 기능액을 액적(8)의 형태로 영역(7) 내에 착탄시킴으로써 재료를 도입하고 있다.
상기 필터 소자 재료(13)는 기능액으로서 영역(7) 내에 도입되고, 그 후에, 건조 혹은 저온(예컨대, 60℃)에서의 소성에 의한 프리베이크(가(假)소성)를 함으로써, 가고화(pre-solidfied) 혹은 가경화(pre-cured)된다. 예컨대, 필터 소자 재료(13R)의 도입을 하고((도 9(c) 및 도 10의 단계 S55)), 그 후에, 필터 소자 재료(13R)의 프리베이크를 하여 필터 소자(3R)를 형성하고(도 10의 단계 S56), 다음에, 필터 소자 재료(13G)의 도입을 하고(도 9(d) 및 도 10의 단계 S57), 필터 소자 재료(13G)의 프리베이크를 하여 필터 소자(3G)를 형성하며(도 10의 단계 S58), 또한, 필터 소자 재료(13B)의 도입을 하고(도 9(e) 및 도 10의 단계 S59), 그런 다음에, 필터 소자 재료(13B)의 프리베이크를 하여 필터 소자(3B)를 형성한다(도 9(f) 및 도 10의 단계 S60). 이렇게 하여, 모든 색의 필터 소자 재료(13)가 각 영역(7)에 도입되어, 가고화 혹은 가경화된 표시 요소인 필터 소자(3)(3R, 3G, 3B)가 형성되는 것에 의해, 표시 소재(컬러 필터 기판 CF)가 형성된다.
다음에, 상기한 바와 같이 하여 구성된 표시 소재인 컬러 필터 기판 CF를 검사한다(도 10의 단계 S61). 이 검사는, 예컨대, 육안 혹은 현미경 등에 의해, 상기 격벽(6C) 및 표시 요소인 필터 소자(3)를 관찰한다. 이 경우, 컬러 필터 기판 CF를 촬영하고, 그 촬영 화상에 근거해 자동적으로 검사를 하여도 관계없다. 이 검사에 의해, 표시 요소인 필터 소자(3)에 결함이 발견된 경우에는, 그 컬러 필터 기판 CF를 제거하고, 기체(基體) 재생 공정으로 이행시킨다.
여기서, 필터 소자(3)의 결함이란, 필터 소자(3)가 결여되어 있는 경우나(이른바 도트 누락), 필터 소자(3)가 형성되어 있지만, 영역(7) 내에 배치된 재료의 양(부피)이 지나치게 많거나 지나치게 적거나 한 경우나, 필터 소자(3)가 형성되어 있지만, 먼지 등의 이물질이 혼입되어 있거나 부착되어 있는 경우 등이다.
상기 검사에서 표시 소재에 결함이 발견되지 않은 경우에는, 예컨대, 200℃ 정도의 온도로 베이크(소성) 처리를 하여, 컬러 필터 기판 CF의 필터 소자(3)(3R, 3G, 3B)를 완전히 고화 혹은 경화시킨다(도 10의 단계 S62). 결함이 발견된 경우 에는 제재된다. 이 베이크 처리의 온도는 필터 소자 재료(13)의 조성 등에 따라 적절히 결정할 수 있다. 또한, 특히 고온으로 가열하지 않고, 단지 통상과는 다른 분위기(질소 가스 중이나 건조 공기 중 등) 등에서 건조 혹은 에이징(aging)시키는 것만으로도 좋다. 마지막으로, 도 9(f)에 나타내는 바와 같이, 상기 필터 소자(3) 위에 투명한 보호층(14)이 형성된다.
(실시예 1)
다음에, 이상 설명한 EL 발광 패널이나, 컬러 필터 기판의 제조 공정에 있어서 적용 가능한 본 발명의 베이크 처리에 관한 주요부에 대해 상세히 설명한다. 도 11은, 베이크 처리에 사용되는 건조 장치의 전체 구성을 도시한 개략도이다. 동 도(a)는 개략 평면도이며, 동 도(b)는 개략 단면도이다. 또, 적용 가능한 본 발명의 베이크 처리 공정에 대해서는, 도 8에 있어서의 EL 발광 패널 제조 공정의 단계 S36과 단계 S38이다. 마찬가지로, 도 10에 있어서의 컬러 필터 제조 공정의 단계 S56과 단계 S58과 단계 S60이다.
도 11의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 건조 장치(100)는 히터(112)를 갖는 가열로로서의 가열부(110)와, 기판(12)을 반송할 수 있는 기판 공급 장치(130)와, 건조 장치(100)를 조작하기 위한 조작 패널(140)로 구성되어 있다. 그리고, 기판 공급 장치(130)에는, 기판(12)을 상하 방향(Y2 방향)으로 보내기 위한 공압 실린더(133)와, 기판(12)을 좌우 방향(X2 방향)으로 보내어, 가열부(110)에 마련된 수용실(119) 중에 기판(12)을 수용하기 위한 도시하지 않은 공압 실린더를 갖는다. 또한, X2 방향으로 슬라이드할 수 있도록 리니어 가이드(136)가 있다.
기판 공급 장치(130)는 기판(12)이 배치된 축(132)과 테이블(131)이 접속되어 있다. 그리고, 공압 실린더(133)는 테이블(131)에 결합되어 있는 동시에, 가대(架臺)(135) 상에 고정되어 있다.
가열부(110)는, 그 도어(114)를 개방함으로써, 기판 공급 장치(130)로부터 보내져 온 기판(12)을 수용실(119) 내에 수용할 수 있다. 수용실(119) 내에는, 기판(12)을 탑재하기 위한 대(臺)(111)가 배치되어 있다. 그리고, 이 수용실(119)에는 기판(12) 위에 복수의 히터(112)가 배치되어 있다. 이 히터(112)의 통전을 온(on)으로 함에 따라, 수용실(119) 내와 기판(12)이 가열된다. 또한, 히터(112)의 근방에는, 수용실(119) 내의 온도를 감시하기 위한 열전쌍(113)이 배치되어 있다.
수용실(119) 내의 진공도를 확보하기 위해서는, 감압 펌프(116)를 작동시켜 수용실(119) 내를 대기압으로부터 감압해 간다. 이 감압 펌프(116)는 가대(120) 위에 배치되어 있다. 또한, 이 감압 펌프(116)를 작동시키면, 수용실(119) 내에 존재하는 가스가, 건조 장치(100)의 외측으로 배기되도록 되어 있다. 그리고, 감압 펌프(116)가 작동함으로써, 수용실(119) 내가 감압된다. 이 가스를 배기하기 위한 배기 덕트(115)가 감압 펌프(116)와 접속되어 있고, 도시하지 않은 방법으로 가대(120)에 고정되어 있다.
또한, 수용실(119) 내의 진공도를 체크하기 위한 압력 센서(117)가, 도시하지 않은 방법으로 가대(120)에 고정되어 있다. 또한, 수용실(119) 내의 누설 전류를 검출하기 위한 누전량 검출 장치(118)가, 도시하지 않은 방법으로 조작 패널 (140) 내에 고정되어 있다. 또한, 건조 장치(100)는, 이 건조 장치(100)를 조작하기 위한 조작 패널(140)(도 11(a)에 도시함)이 도시하지 않은 방법으로 가대(120)에 고정되어 있다.
도 12는 건조 장치(100)의 제어계의 블럭도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 조작 패널(140), 입출력 장치(141), 온도 제어 연산부(142)의 각 기기는 입출력 인터페이스(143) 및 버스(144)를 거쳐 CPU(145)와, RAM(146)에 접속되어 있다. 또한, 감압 펌프(116), 압력 센서(117), 기판 공급 장치(130), 누전량 검출 장치(118)에 의해 입출력 장치(141)와 접속되어 있다. 또한, 히터(112), 열전쌍(113)에 의해 온도 제어 연산부(142)와 접속되어 있다. 입출력 장치(141)는 구동 회로나 AD 변환기 등으로 구성되어 있고, 압력 센서(117)나 누전량 검출 장치(118)에서 검출된 값을 입출력 장치(141)에 입력할 수 있다. 또한, 입출력 장치(141)는 감압 펌프(116)나 기판 공급 장치(130)를 구동하기 위한 출력이 가능하다. 그리고, 기판 공급 장치(130) 중의 밸브, 센서, 공압 실린더를 작동하기 위한 스위치 등을 작동할 수 있다.
건조 장치(100)의 구성은 이상과 같으며, 건조 장치(100)를 사용하여, 기판(12)을 건조하는 건조 방법(베이크)에 대하여 설명한다. 도 13은 건조 장치(100)의 동작 수순을 나타내는 개략 흐름도이다. 도 14는 건조 장치(100)의 타이밍차트이다.
작업 개시의 지시를 하면, CPU(145)는 입출력 장치(141)에 신호를 보내고, 기판 공급 장치(130)가 작동하여, 기판(12)을 대(111)의 위치까지 반송하며, 히터 (112)에 의해 기판(12)에 대하여 감압하에서 건조 처리를 실시한다(도 11(a), (b) 참조). 보다 구체적인 건조 방법에 대해, 그 상세를 이하에 기술한다.
건조 장치(100)에 구비된 조작 패널(140)을 조작해서, 히터(112)의 통전을 온으로 하여, 노(爐) 내의 히터를 온으로 한다(도 13의 단계 S71). 그 후에, 수용실(119) 내의 온도가, 설정 온도에 도달했는지 여부를 열전쌍(113)에 의해 검출한다(도 13의 단계 S72). 검출 온도가 설정 온도(이 경우 60℃)에 도달해 있지 않으면, 가열을 계속한다.
수용실(119) 내의 온도가, 설정 온도에 도달하면, 도어(114)가 개방되어 있는 상태에서, 입출력 장치(141)에 구비된 기판 공급 장치(130)가 작동하여, 공압 실린더(133)가 상하 방향(Y2 방향)으로 이동하고, 또한, 도시하지 않은 공압 실린더가 좌우 방향(X2 방향)으로 이동하여, 수용실(119) 내에 구비된 대(111) 위에 기판(12)을 배치하여, 도어(114)를 닫아 기판을 공급한다(도 13의 단계 S73).
다음에, 감압 펌프(116)가 작동하여, 수용실(119) 내를 대기압으로부터 감압해 가서, 압력 제어를 개시한다(도 13의 단계 S74). 수용실(119) 내가 소정의 온도로 될 때까지 대기하여 온도 제어를 개시한다(도 13의 단계 S75).
누전 검출 장치(118)의 검출 신호에 의해 방전 영역 H1에 들어간 것을 판단한다. 방전 개시 압력 A1일 때의 누설 전류값을 RAM(146)에 기억해 두고, 누설 전류값이 허용 범위 내인지 여부를, 도 12에 도시하는 누전량 검출 장치(118)를 이용하여 누전량 허용 범위 내인지를 검출한다(도 14의 방전 개시 압력 A1, 도 13의 단계 S76). 누설 전류값이 허용 범위 내이면, 수용실(119) 내를 감압 및 가열할 수 있다. 그리고, 누설 전류값이 방전 개시 압력 A1을 초과하면, 히터(112)의 통전을 오프로 한다. 즉, 온도 제어 정지로 된다(도 13의 단계 S77). 히터(112)를 끄면, 방전 영역 H1에 있어서의 누설 전류가 내려가, 도 14에 나타내는 방전 개시 압력 A1의 위치로부터 내려가게 된다. 그래서, 방전 종료 압력 B1일 때의 압력값을 RAM(146)에 기억해 두고, 수용실(119) 내의 압력이 방전 종료 압력 B1까지 내려갔는지 여부를 검출한다(도 13의 단계 S78). 수용실(119) 내의 압력이 높으면, 수용실(119) 내의 감압을 계속할 수 있다.
압력이 방전 종료 압력 B1까지 내려가면, 다시, 히터(112)의 통전을 온으로 하여, 수용실(119) 내를 가열해 온도 제어를 개시한다(도 13의 단계 S79). 감압하에서 소정 시간만큼, 기판(12)을 건조 처리한다(도 13의 단계 S80). 그리고, 소정의 시간만큼 건조 처리한 후에, 히터(112)의 통전을 오프로 하여 온도 제어 정지한다(도 13의 단계 S81). 동시에, 감압 펌프(116)를 정지(승압)하여 압력 제어 정지한다(도 13의 단계 S82).
마지막으로, 건조 장치(100)의 도어(114)를 열고, 수용실(119) 내로부터 기판(12)을 배출한다(도 13의 단계 S83).
또, 도 12에 나타내는 수용실(119)의 온도를 검출하기 위한 열전쌍(113)과, 가열하기 위한 히터(112)와 접속되어 있는 온도 제어 연산부(142)는, 열전쌍(113)의 검출 결과에 따라, 온도를 연산하여 수용실(119) 내를 온도 제어한다. 그리고, 압력 센서(117)와, 감압 펌프(116)와 접속되어 있는 입출력 장치(141)는 압력 센서(117)의 검출 결과에 따라 수용실(119) 내를 압력 제어한다. 이들 기능을, CPU(145)를 이용하는 프로그램 소프트웨어에 의해 실현하고 있다. 또한, RAM(146)은 건조 장치(100)의 동작의 제어 수순이 기술된 프로그램 소프트웨어를 기억하는 기억 영역이나, 수용실(119) 내의 온도나 압력 등의 데이터를 기록할 수 있다.
도 14의 타이밍차트에서, 동 도면 좌측의 종축(縱軸)이, 온도(℃)와 누설 전류(㎃)를 나타내고, 동 도면 우측의 종축이 압력(㎩)을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 횡축(橫軸)은, 감압 펌프(116)와 히터(112)의 통전을 온 또는 오프로 하는 전환의 타이밍을 경시(經時)적으로 나타내는 것이다. 그리고, 도 14의 상단에는, 온도와 압력과 누설 전류를 나타내고 있다. 동 도면에서, 실선이 온도의 경시 변화를 나타내고, 파선(破線)이 압력의 경시 변화를 나타내며, 일점 쇄선이 누설 전류의 경시 변화를 나타낸다.
히터(112)의 통전을 온으로 하여, 수용실(119) 내를 실온으로부터 처리 온도(이 경우, 약 60℃)까지 가열해 가면, 실선으로 나타내는 온도의 경시 변화 곡선이 얻어진다. 다음에, 일단 히터(112)의 통전을 오프로 하고, 도어(114)를 열어 수용실(119) 내에 기판(12)을 수용한다.
도어(114)를 닫고, 다시 히터(112)의 통전을 온으로 하여, 수용실(119) 내를 가열한다. 다음에, 감압 펌프(116)를 작동하여, 수용실(119) 내를 감압한다. 수용실(119) 내의 진공도가 상승해 가서, 파선으로 나타낸 압력의 경시 변화 곡선과 같이, 수용실(119) 내의 압력이 내려간다. 그리고, 일점 쇄선으로 나타내는 누설 전류의 경시 변화 곡선과 파선으로 나타낸 압력의 경시 변화 곡선이 교차하는 점이 누설 전류(방전 전류값)가 최대 허용값(80㎃)을 넘는 방전 개시 압력 A1로 된다. 그리고, 또한 감압을 계속하면, 수용실(119) 내의 압력이 내려가서, 방전이 종료되는 방전 종료 압력 B1로 된다. 계속해서 감압하면, 안정된 건조 처리가 가능한, 건조 처리 압력으로 되고, 이 압력값이 0.01㎩로 된다. 그리고, 방전 개시 압력 A1과 방전 종료 압력 B1 사이가, 방전을 하고 있는 방전 영역 H1로 된다.
누전 차단기의 정격 감도 전류를 100㎃로 설정해 두고, 이 누전 차단기가 작동하면 장치가 정지하도록 되어 있다.
기판(12)을 건조하고 있을 때에, 건조 장치(100)가 정지하지 않도록, 방전 개시 압력 A1에서의 누설 전류의 검출값을, 정격 감도 전류 100㎃에 대하여, 약 80%로 하였다(80㎃). 그리고, 이 누설 전류의 검출값이 RAM(146)에 미리 설정되어 있다. 마찬가지로, 방전 종료할 때의 압력의 검출값이 1㎩로서, 이 값이 RAM(146)에 미리 설정되어 있다. 그리고, 누설 전류의 최대 허용값이 80㎃에 도달하면, 히터(112)의 통전이 오프로 되고, 방전 종료 압력 B1의 압력값이 1㎩에 도달하면, 히터(112)의 통전이 온으로 된다.
또, 누설 전류의 검출값은 80㎃(약 80%)에 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 검출값을 80㎃보다 낮게 설정해 두면, 방전 영역 H1의 범위가 좁아지므로, 만일, 과도적으로 히터(112)에 통상 이상의 전류가 흐르더라도, 누전 차단기가 작동하여 장치가 정지할 확률을 감소시킬 수 있다. 한편, 검출값을 80㎃보다 높게 설정해 두면, 방전 영역 H1의 범위가 넓어지므로, 여유가 생기기 때문에, 일시적으로 온도가 불안정하게 되는 기간을 짧게 할 수 있어 제품 품질에의 영향을 적게 할 수 있다. 또한, 방전 종료 압력 B1의 압력의 검출값은 1㎩에 한정 되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 검출값을 1㎩보다 낮게 설정해 두면, 방전 영역 H1의 범위가 넓어지므로, 만일, 과도적으로 히터(112)에 통상 이상의 전류가 흐르더라도, 누전 차단기가 작용하여 장치가 정지할 확률을 감소시킬 수 있다. 한편, 검출값을 1㎩보다 높게 설정해 두면, 방전 영역 H1의 범위가 넓어지기 때문에, 여유가 생기므로, 일시적으로 온도가 불안정하게 되는 기간을 짧게 할 수 있어 제품 품질에의 영향을 적게 할 수 있다. 더구나, 히터(112)의 통전을 재빨리 온으로 할 수 있으므로, 보다 빨리 기판(12)을 건조할 수 있다.
다음에, 건조 처리 압력 0.01㎩, 또한, 온도 60℃를 기초로, 기판(12)을 소정 시간(이 경우, 약 15분) 가열 건조한다. 소정의 시간이 경과하면, 감압 펌프(116)와 히터(112)를 오프로 한다. 수용실(119) 내의 온도가 내려가, 수용실(119) 내가 대기압으로 되면, 기판(12)을 꺼낼 수 있다.
이상과 같은 실시예 1에서는, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 감압 펌프(116)와 히터(112)를 작동시켜, 수용실(119) 내를 감압하면서 기판(12)을 가열 건조할 때에, 발생한 누설 전류가 최대 허용값을 넘는 방전 영역에 도달하기 전에, 히터(112)의 전원을 끌 수 있기 때문에, 누전 차단기가 작동하여 장치가 정지하는 것을 피할 수 있기 때문에, 제품 품질에의 영향을 적게 할 수 있다.
(2) 온도 제어 연산부가 히터(112)의 통전을 다시 실행할 수 있기 때문에, 건조 처리 중인 기판(12)의 품질이 변화하는 일 없이 건조 처리를 계속해서 수행할 수 있으므로, 안정된 품질을 제공할 수 있다.
(3) 누설 전류값을 확인하여 히터(112)를 끌 수 있기 때문에, 최대 허용 전류값에 도달하면 온도 제어를 정확히 할 수 있으므로, 히터(112)의 통전을 끄는 타이밍으로 인하여 누전 차단기가 정지되는 일이 없다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다. 실시예 2는 전술한 실시예 1에 있어서의 검출 방법이 상이한 것으로, 통전을 끌 때에, 누설 전류값 대신에 압력값으로 검출하고 있다는 점이 상이하다. 또, 전술한 실시예 1과 동일한 건조 장치(100)를 사용했으므로, 설명을 생략한다.
실시예 2로서의 건조 방법(베이크)에 대하여 설명한다. 도 15는 건조 장치(100)의 동작 수순을 나타내는 개략 흐름도이다. 도 16은 건조 장치(100)의 타이밍차트이다.
건조 장치(100)에 구비된 조작 패널(140)을 조작하여, 히터(112)의 통전을 온으로 해서 노 내의 히터를 온으로 한다(도 15의 단계 S91). 그 후에, 수용실(119) 내의 온도가 설정 온도에 도달했는지 여부를 열전쌍(113)에 의해 검출한다(도 15의 단계 S92). 검출 온도가 설정 온도(이 경우 60℃)에 도달해 있지 않으면, 가열을 계속한다.
수용실(119) 내의 온도가 설정 온도에 도달하면, 도어(114)가 열려져 있는 상태로, 입출력 장치(141)에 구비된 기판 공급 장치(130)가 작동하여, 공압 실린더(133)가 상하 방향(Y2 방향)으로 이동하고, 또한, 도시하지 않은 공압 실린더가 좌 우 방향(X2 방향)으로 이동하여, 수용실(119) 내에 구비된 대(111) 위에 기판(12)을 배치하고, 도어(114)를 닫아 기판을 공급한다(도 15의 단계 S93).
다음에, 감압 펌프(116)가 작동하여, 수용실(119) 내를 대기압으로부터 감압해 가서, 압력 제어를 개시한다(도 15의 단계 S94). 수용실(119) 내가 소정의 온도로 될 때까지 대기하여 온도 제어를 개시한다(도 15의 단계 S95).
방전 영역 H2에 있어서의 방전 개시 압력 A2의 압력 검출값이 허용 범위 내인지를 검출한다(도 16의 방전 개시 압력 A2, 도 15의 단계 S96). 압력이 높으면, 수용실(119) 내를 감압할 수 있다. 그리고, 압력 검출값이 방전 개시 압력 A2를 넘으면, 히터(112)의 통전을 오프로 하여 온도 제어를 정지한다(도 15의 단계 S97). 히터(112)의 통전을 오프로 하면, 방전 영역 H2에 있어서의 압력이 방전 개시 압력 A2로부터 내려온다. 압력이 방전 종료 압력 B2까지 내려갔는지, 도 12에 도시하는 압력 센서(117)를 이용하여 검출한다(도 15의 단계 S98). 압력이 높으면, 수용실(119) 내를 감압할 수 있다.
압력이 방전 종료 압력 B2까지 내려가면, 다시, 히터(112)의 통전을 온으로 하고, 수용실(119) 내를 가열하여 온도 제어를 개시한다(도 15의 단계 S99). 감압하에서 소정 시간만큼, 기판(12)을 건조 처리한다(도 15의 단계 S100). 그리고, 소정의 시간만큼 건조 처리한 후에, 히터(112)의 통전을 오프로 하여 온도 제어를 정지한다(도 15의 단계 S101). 동시에, 감압 펌프(116)를 정지(승압)하여 압력 제어를 정지한다(도 15의 단계 S102).
마지막으로, 건조 장치(100)의 도어(114)를 열고, 수용실(119) 내로부터 기 판(12)을 배출한다(도 15의 단계 S103).
도 16의 타이밍차트에서, 동 도면 좌측의 종축이 온도(℃)를 나타내고, 동 도면 우측의 종축이 압력(㎩)을 나타낸다. 횡축은 감압 펌프(116)와 히터(112)의 온 또는 오프의 전환 타이밍을 경시적으로 나타내는 것이다. 그리고, 도 16 상단의 온도와 압력을 나타낸 도면에서, 실선이 온도의 경시 변화를 나타내고, 파선이 압력의 경시 변화를 나타낸다.
히터(112)의 통전을 온으로 하고, 수용실(119) 내를 실온으로부터 처리 온도(이 경우, 약 60℃)까지 가열한다. 다음에, 일단 히터(112)의 통전을 오프로 하고, 도어(114)를 열어 수용실(119) 내에 기판(12)을 수용한다.
도어(114)를 닫고, 다시 히터(112)의 통전을 온으로 하여, 수용실(119) 내를 가열한다. 다음에, 감압 펌프(116)가 작동하여, 수용실(119) 내를 감압한다. 수용실(119) 내의 진공도가 상승해 가서, 파선으로 나타낸 압력의 경시 변화 곡선과 같이, 수용실(119) 내의 압력이 내려간다. 방전이 개시되는 방전 개시 압력 A2의 압력값이 1000㎩로 된다. 더 감압하면, 수용실(119) 내의 압력이 내려가, 방전이 종료되는 방전 종료 압력 B2로 된다. 이 방전 종료 압력 B2의 압력값이 1㎩로 된다. 계속해서 감압하면, 안정된 건조 처리가 가능한 건조 처리 압력으로 되고, 이 압력값이 0.01㎩로 된다. 그리고, 방전 개시 압력 A2와 방전 종료 압력 B2 사이가 방전을 하고 있는 방전 영역 H2로 된다.
또, 수용실(119) 내의 진공도가 상승하여 방전이 개시될 때의 방전 개시 압력 A2가 1000㎩이며, 이 압력의 검출값이 압력 센서(117)에 미리 설정되어 있다. 또한, 방전 종료될 때의 방전 종료 압력 B2가 1㎩로서, 이 압력의 검출값이 압력 센서(117)에 미리 설정되어 있다. 그리고, 방전 개시 압력 A2가 1000㎩에 도달하면, 히터(112)의 통전이 오프로 되고, 방전 종료 압력 B2가 1㎩에 도달하면, 히터(112)의 통전이 온으로 된다.
또, 방전 개시 압력 A2에서의 압력의 검출값은 1000㎩로 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 압력의 검출값을 1000㎩보다 높게 설정해 두면, 방전 영역 H2의 범위가 넓어지기 때문에, 만일, 과도적으로 히터(112)에 통상 이상의 누설 전류가 흐르더라도, 누전 차단기가 작동하여 장치가 정지할 확률을 감소시킬 수 있다. 한편, 압력의 검출값을 1000㎩보다 낮게 설정해 두면, 노 내의 히터를 오프하는 시간이 줄어들어, 일시적으로 온도가 불안정하게 되는 기간을 짧게 할 수 있으므로, 제품 품질에의 영향을 적게 할 수 있다. 또한, 방전 종료 압력 B2의 압력의 검출값은 1㎩로 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 압력의 검출값을 1㎩보다 낮게 설정해 두면, 방전 영역 H2의 범위가 넓어지므로, 만일, 과도적으로 누설 전류가 흐르더라도, 누전 차단기가 작동하여 장치가 정지할 확률을 감소시킬 수 있다. 한편, 압력의 검출값을 1㎩보다 높게 설정해 두면, 방전 영역 H1의 범위가 넓어지므로, 여유가 생기기 때문에, 일시적으로 온도가 불안정하게 되는 기간을 짧게 할 수 있어 제품 품질에의 영향을 적게 할 수 있다. 더구나, 히터(112)의 통전을 재빨리 온으로 할 수 있기 때문에, 보다 빨리 기판(12)을 건조할 수 있다.
다음에, 건조 처리 압력 0.01㎩, 또한, 온도 60℃를 기초로, 기판(12)을 소 정 시간(이 경우, 약 15분) 가열 건조한다. 소정 시간이 경과하면, 감압 펌프(116)와 히터(112)의 통전을 오프로 한다. 수용실(119) 내의 온도가 내려가, 수용실(119) 내가 대기압으로 되면, 기판(12)을 꺼낼 수 있다.
이상과 같은 실시예 2에서는, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어지는 것 외에 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(4) 압력 센서(117)를 이용함으로써 히터(112)의 통전을 온 또는 오프로 전환할 수 있으므로, 누전량 검출 장치(118)를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 건조 장치(100)의 구성이 간단하게 된다.
이상, 바람직한 실시예를 예로 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이하에 나타낸 바와 같은 변형도 포함하며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 다른 모든 구체적인 구조 및 형상으로 설정할 수 있다.
(변형예 1)
전술한 실시예 1 또는 실시예 2에서 사용되는 건조 장치(100)는, 상술한 EL 장치나 컬러 필터에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, FED(Field Emission Display:필드 에미션 디스플레이) 등의 전자 방출 장치, PDP(Plasma Display Panel:플라즈마 디스플레이 패널), 전기 영동 장치, 즉 하전 입자를 함유하는 기능성 액상체인 재료를 각 화소의 격벽 사이의 오목부에 토출하고, 각 화소를 상하로 사이에 유지하도록 배치되는 전극 사이에 전압을 인가하여 하전 입자를 한쪽 전극측으로 밀어 서 각 화소에서의 표시를 하는 장치, 박형(薄型)의 브라운관, CRT(Cathode-Ray Tube:음극선관) 디스플레이 등, 기판(기재)을 갖고, 그 상방의 영역에 소정의 층을 형성하는 공정을 갖는 여러 가지 표시 장치(전기 광학 장치)에 이용할 수 있다.
(변형예 2)
또한, 건조 장치(100)가 제조에 사용되는 것은, 전술한 기판에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판 이외의 고형물이어도 좋다. 이와 같이 하면, 여러 가지의 것을 감압하면서 가열 건조를 할 수 있기 때문에, 건조 장치(100)의 용도는 그 범위가 넓다.
(변형예 3)
건조 장치(100)의 용도는 전술한 건조 작업에 한정되지 않는다. 예컨대, 세라믹 및 금속 등의 소결, 접착제 및 수지의 가열 경화, 유동물의 가열 경화 등에 사용하여도 좋다. 이와 같이 하면, 여러 가지의 것을 감압하면서 가열을 할 수 있기 때문에, 건조 장치(100)의 용도는 그 범위가 넓다.
(변형예 4)
전술한 실시예 1 및 실시예 2에서는, 가열하면서 감압하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 순서를 반대로 하여, 감압하면서 가열하여도 좋다. 이렇게 하더라도, 실시예 1 및 실시예 2와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 피가열체를 감압 하에서 가열 건조할 때에, 누설 전류에 의한 인체에의 영향을 방지하고, 또한, 건조 처리를 중단하는 일 없이 계속해서 수행할 수 있는 건조 방법, 가열로 및 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
Claims (10)
- 피가열체를 수용할 수 있는 수용실과, 상기 수용실 내에 수용되는 상기 피가열체를 가열하기 위한 히터와, 상기 수용실 내를 감압하기 위한 감압 펌프를 구비한 가열로에 있어서,상기 수용실의 압력을 검출하는 압력 검출부와,상기 히터의 통전 하에 수용실 내를 감압함으로써 발생한 누설 전류를 검출하는 누전량 검출부와,상기 압력 검출부와 상기 누전량 검출부의 각 검출 결과에 근거하여, 상기 히터의 통전을 온 또는 오프로 하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열로.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어부는 상기 수용실을 감압하는 감압 과정에서 적어도 상기 누설 전류가 허용값을 넘게 되는 감압 영역인 방전 영역의 동안에는 상기 히터의 통전을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가열로.
- 제 2 항에 있어서,상기 제어부는상기 누전량 검출부에 의해 검출된 누설 전류가 상기 허용값 이하로 되는 설정 전류값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하고,상기 압력 검출부에 의해 검출된 상기 수용실 내의 압력이 상기 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 설정 압력값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는것을 특징으로 하는 가열로.
- 제 2 항에 있어서,상기 제어부는상기 압력 검출부에 의해 검출된 상기 수용실 내의 압력이 상기 방전 영역의 상한값을 넘는 제 1 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하고,상기 방전 영역의 하한값 미만으로 되는 제 2 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는것을 특징으로 하는 가열로.
- 기체 상의 소정 영역에 기능액이 도포된 기판의 건조 방법으로서,상기 수용실을 감압하는 감압 공정과,상기 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과,상기 히터의 통전 하에 상기 수용실 내의 감압이 진행함에 따라 발생한 누설 전류의 검출값이 설정 전류값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정과,상기 히터를 오프로 한 후, 상기 수용실 내의 감압이 더 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 설정 압력값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 건조 방법.
- 기체 상의 소정의 영역에 기능액이 도포된 기판의 건조 방법으로서,상기 수용실을 감압하는 감압 공정과,상기 수용실 내의 피가열체를 히터로 가열하는 가열 공정과,상기 히터의 통전 하에 상기 수용실 내의 감압이 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 제 1 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정과,상기 히터의 통전을 오프로 한 후, 상기 수용실 내의 감압이 더 진행되어 상기 수용실 내의 압력의 검출값이 제 2 설정값에 도달하면, 상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 건조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정에서는, 전류값이 80㎃인 것을 특징으로 하는 기판 건조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 히터의 통전을 오프로 하는 공정에서는, 압력값이 1000Pa인 것을 특징으로 하는 기판 건조 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 히터의 통전을 온으로 하는 공정에서는, 압력값이 1Pa인 것을 특징으로 하는 기판 건조 방법.
- 액적 토출법에 의해 기판 상에 화소를 형성하는 장치의 제조 방법으로서,청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 기판 건조 방법을 이용한 것을 특징으로 하는 장치의 제조 방법.
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