KR100671814B1 - 액체방울 토출 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

액체방울 토출 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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요시아키 무라야마
겐지 고지마
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(71R, 71G, 71B)는 각각 복수의 토출 노즐(95)에 의해 구성되는 색별 복수의 부분 묘화 라인(LpR, LpG, LpB)이 Y축 방향으로 연속해서 1 묘화 라인(L)을 구성하도록 배치되어 있고, 제어 수단(27)은 기판(W)의 X축 방향으로의 이동에 동기해서, 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 구동하는 주주사와, 캐리지 유닛(23)을 통하여, 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 Y축 방향으로 부분 묘화 라인(Lp)분만큼 이동시키는 부주사를 반복하여, 묘화 처리를 행하게 한다.
기능 액체방울 토출 헤드, 화소 영역, 묘화 유닛

Description

액체방울 토출 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기{LIQUID DROPLET DISCHARGE DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 워크(기판)를 모식적으로 나타낸 평면도.
도 2의 (a)∼(c)는 컬러 필터에서의 RㆍGㆍB 3색의 배색 패턴예를 나타내는 도면.
도 3은 묘화 시스템의 평면 모식도.
도 4는 액체방울 토출 장치의 외관 사시도.
도 5는 액체방울 토출 장치의 평면도.
도 6은 액체방울 토출 장치의 정면도.
도 7은 액체방울 토출 장치의 측면도.
도 8은 복수의 캐리지 유닛의 설명도로, 캐리지 유닛의 헤드 플레이트 둘레를 나타낸 도면.
도 9의 (a) 및 (b)는 캐리지 유닛의 설명도로, (a)는 캐리지 유닛의 외관 사시도, (b)는 캐리지 유닛을 아래쪽에서 본 도면.
도 10은 묘화 처리에서 워크에 대하여 7개의 캐리지 유닛이 Y축 방향으로 이동하는 부주사를 설명하는 도면.
도 11은 기능 액체방울 토출 헤드의 외관 사시도.
도 12의 (a) 및 (b)는 기능액체 공급 수단의 설명도로, (a)는 압력 조정 밸브 둘레의 설명도, (b)는 압력 조정 밸브의 단면도.
도 13은 메인터넌스 수단의 외관 사시도.
도 14는 액체방울 토출 장치의 제어 시스템에 대하여 설명한 블록도.
도 15의 (a) 및 (b)는 액체방울 토출 장치에 의한 묘화 처리에서 제 1 회째의 주주사를 설명하는 도면.
도 16의 (a) 및 (b)는 도 14에 이어지는 제 2 회째의 주주사를 설명하는 도면.
도 17의 (a) 및 (b)는 도 15의 (a) 및 (b)에 이어지는 제 3 회째의 주주사를 설명하는 도면.
도 18의 (a) 및 (b)는 컬러 필터에서의 RㆍGㆍB 3색의 배색 패턴이 모자이크 배열인 경우에, 액체방울 토출 장치에 의한 묘화 처리를 설명하는 도면.
도 19는 제 2 실시예의 캐리지 유닛의 저면도.
도 20의 (a)∼(c)는 제 2 실시예의 액체방울 토출 장치에 의한 묘화 처리를 설명하는 도면.
도 21은 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로 차트.
도 22의 (a)∼(e)는 제조 공정순으로 나타낸 컬러 필터의 모식 단면도.
도 23은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 24는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 2 예의 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 25는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 3 예의 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 26은 유기 EL 장치인 표시 장치의 요부 단면도.
도 27은 유기 EL 장치인 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 플로 차트.
도 28은 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 29는 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 30은 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 31은 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 32는 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 33은 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 34는 각 색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 35는 음극의 형성을 설명하는 공정도.
도 36은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치)인 표시 장치의 요부 분해 사시도.
도 37은 전자 방출 장치(FED 장치)인 표시 장치의 요부 단면도.
도 38의 (a) 및 (b)는 표시 장치의 전자 방출부 둘레의 평면도 및 그 형성 방법을 나타내는 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1…액체방울 토출 장치
21…워크 이동 수단
22…헤드 이동 수단
23…캐리지 유닛
25…메인터넌스 수단
26…플러싱 유닛
27…컨트롤러
32…메인터넌스 에어리어
62…Y축 리니어 모터
71…기능 액체방울 토출 헤드
95…노즐
103…기능액 탱크
500…컬러 필터
507a…화소 영역
507b…구획 벽부
L…묘화 라인
Lp…부분 묘화 라인
Rh…헤드 토출 커버 범위
W…워크
본 발명은 기판에 대하여 복수 색의 기능액을 각각 도입한 색별(色別) 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액체방울을 토출해서 묘화를 행하는 액체방울 토출 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 컬러 필터의 제조에 사용되는 액체방울 토출 장치로서, 블랙 매트릭스(복수의 화소 영역)가 형성된 글래스 기판에 대하여, R(적)ㆍG(녹)ㆍB(청) 3색의 잉크(기능액)를 각각 도입한 색별 잉크젯 헤드(기능 액체방울 토출 헤드)를 상대적으로 이동시키면서, 블랙 매트릭스에 3색의 배색 패턴에 의거하여 잉크방울을 토출ㆍ착탄시켜 묘화를 행하는 것이 알려져 있다. 그리고, 이러한 액체방울 토출 장치에서는, 블랙 매트릭스에 대하여 잉크를 고정밀도로 토출하기 위해, 잉크젯 헤드에 대하여 기판을 상대적으로 이동시키는 XY 스테이지(X축 테이블 및 Y축 테이블)의 위치 어긋남 양을 측정하여 그 위치 어긋남을 보정하도록 하고 있다(일본국 특개평11-258416호 공보).
그러나, 액체방울 토출 장치에 의한 묘화 동작에서는, 상기한 바와 같이 XY 스테이지의 위치 어긋남 보정을 행하였다고 하더라도, XY 스테이지의 이동 속도 불균일, 잉크방울의 비행 굴곡 등에 의해, 블랙 매트릭스에 대하여 잉크를 정확하게 토출하는 것은 곤란하다. 특히, RㆍGㆍB 3색의 잉크가 동시에(동일한 주주사(主走査)로) 토출되는 경우에는, 인접하는 화소 영역 사이에서 잉크방울이 정확하게 토출되지 않음으로써, 서로 다른 색의 잉크가 기판 상에서 서로 혼합되고, 혼색되어 버리는 문제가 있었다. 그 때문에 제조된 컬러 필터의 품질이 손상되고 있었다.
본 발명은, 기판에 대하여, 복수색의 기능 액체방울을 동시에 토출ㆍ착탄시켰을 경우에, 기능 액체방울이 각 화소 영역에 정확하게 착탄되지 않아도, 다른 색의 기능 액체방울이 혼색되는 것을 방지할 수 있는 액체방울 토출 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 액체방울 토출 장치는, 복수의 화소 영역을 구성한 기판에 대하여, 복수색의 기능액을 각각 도입한 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 복수의 화소 영역에 복수색의 배색 패턴에 의거하여 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시켜 묘화 처리를 행하는 액체방울 토출 장치에 있어서, 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 캐리지에 탑재한 복수의 캐리지 유닛과, 기판을 탑재하는 동시에 기판을 주주사 방향이 되는 X축 방향으로 이동시키는 X축 테이블과, 복수의 캐리지 유닛을 Y축 방향으로 개별적으로 이동시키는 Y축 테이블과, 각 기능 액체방울 토출 헤드, X축 테이블 및 Y축 테이블을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 각 캐리지 유닛의 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는 각각 복수의 토출 노즐에 의해 구성되는 색별 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 줄지어 하나의 분할 묘화 라인을 구성하도록 배치되어 있고, 제어 수단은 기판의 X축 방향으로의 이동에 동기해서 각 기능 액체방울 토출 헤드를 구동하는 주주사와, 캐리지 유닛을 통하여 각 기능 액체방울 토출 헤드를 Y축 방향으로 대략 부분 묘화 라인만큼 이동시키는 부주사를 반복하여, 묘화 처리를 행하게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 이 경우 배색 패턴은 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 색별 복수의 부분 묘화 라인은 소정의 순서로(예를 들어 RㆍGㆍB 순으로) Y축 방향으로 연속되어 있고, X축 방향으로 중복되어 있지 않기 때문에, X축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이에서 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키는 일이 없다. 이 때문에, X축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이의 뱅크부 위에, 이색(異色)의 기능 액체방울이 각각 착탄되었다 하더라도, 양 기능 액체방울은 서로 다른 주주사에 의해 각각 토출ㆍ착탄된 것이기 때문에, 제 2 주주사에서 기능 액체방울이 착탄하는 경우에는, 제 1 주주사에서 착탄된 기능 액체방울이 어느 정도 건조된 상태로 되어 있어, 양 기능 액체방울이 서로 섞여버리는 일이 없다. 따라서, X축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이에서, 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 복수색의 기능 액체방울을 동시에 토출ㆍ착탄시키기 때문에 단일의 액체방울 토출 장치에 의해 효율적으로 묘화를 행할 수 있다. 또한, 이렇게 구성된 복수의 액체방울 토출 헤드에 동일색의 기능액을 도입하면, 부주사에서 부분 묘화 라인분만큼 이동시키지 않고, 묘화 라인분만큼 이동시켜, 효율적으로 묘화를 행할 수 있다.
또한, 복수색의 기능액에는 컬러 필터를 제조할 경우, RㆍGㆍB 3색의 기능액 이 상용되고 있지만, 색 재현성을 높이기 위해 RㆍGㆍB에 C(시안)나 E(에메랄드)를 추가한 4색의 기능액을 이용하여도 좋고, 물론 다른 조합ㆍ다른 컬러 수의 기능액을 이용하여도 좋다. 또한, 화소 영역은 복수색(예를 들어 RㆍGㆍB 3색)의 기능 액체방울이 각각 착탄하는 영역이며, 이 경우 기능 액체방울이 착탄된 3개의 화소 영역, 즉 R의 기능 액체방울이 착탄된 화소 영역과, G의 기능 액체방울이 착탄된 화소 영역과, B의 기능 액체방울이 착탄된 화소 영역에 의하여 소위 화소가 구성된다.
이 경우, 각 캐리지 유닛은 복수색의 기능액을 각각 도입한 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재하고, 각 캐리지 유닛의 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는, 각각 복수의 토출 노즐에 의해 구성되는 색별 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 반복하여 줄지어 하나의 분할 묘화 라인을 구성하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 각 색의 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 반복하여 줄지어 분할 묘화 라인을 구성한다(예를 들어 RㆍGㆍBㆍRㆍGㆍBㆍRㆍGㆍB). 이 때문에, 각 색의 1개의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 줄지어 분할 묘화 라인을 구성하는(예를 들어 RㆍGㆍB) 경우와 비교하여 각 부분 묘화 라인의 길이는 짧아진다. 따라서, 부주사에서의 각 기능 액체방울 토출 헤드의 이동 거리가 짧아져 부주사를 단시간에 행할 수 있다.
이 경우, 제어 수단은 Y축 방향으로 인접하는 2개의 화소 영역에 토출되는 기능 액체방울이 다른 색으로 되는 경우, 2개의 화소 영역에의 기능 액체방울의 토 출을 서로 다른 주주사로 행하게 하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, Y축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이에서, 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키는 일이 없다. 이 때문에, X축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이뿐만 아니라, Y축 방향으로 인접하는 화소 영역 사이에서도 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이들의 경우, Y축 테이블의 구동 원인이 리니어 모터로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 캐리지 유닛에 대한 개개의 이동을 단순한 구조로 또한 정밀하게 행할 수 있다.
이들의 경우, 각 캐리지 유닛에는 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드에 복수색의 기능액을 각각 공급하는 색별 복수의 기능액 탱크가 탑재되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 기능액 탱크와 기능 액체방울 토출 헤드 사이의 거리를 짧게 할 수 있는 동시에, 기능액 탱크 및 기능 액체방울 토출 헤드 사이의 기능액 공급 튜브의 취급을 단순화할 수 있다. 이 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드로부터의 기능 액체방울의 토출을 안정화할 수 있다.
또한, 기능액 탱크와 기능 액체방울 토출 헤드 사이에 압력 조정 밸브를 끼워 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 기능액 탱크 및 기능 액체방울 토출 헤드 사이의 수두압이 과도하게 변동하는 일이 없기 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드로부터의 기능 액체방울의 토출을 보다 안정화할 수 있다.
이들의 경우, X축 테이블에 배열 설치되는 동시에, 주주사 시에 기능 액체방울 토출 헤드의 각 토출 노즐로부터의 플러싱을 받는 플러싱 유닛을 더 구비하고, 플러싱 유닛은 Y축 방향에서 부주사에 의해 복수의 캐리지 유닛의 모든 기능 액체방울 토출 헤드가 커버하는 헤드 토출 커버 범위에 대응해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 플러싱 유닛은 캐리지 유닛이 부주사를 행하여 헤드 토출 커버 범위 내에서 Y축 방향으로 이동했을 경우에도, 복수의 캐리지 유닛에 탑재된 모든 기능 액체방울 토출 헤드로부터 플러싱된 기능 액체방울을 받을 수 있다. 따라서, 기능 액체방울이 주위로 비산하지 않는 동시에, 모든 기능 액체방울 토출 헤드의 토출 기능을 양호하게 유지할 수 있다. 여기서, 헤드 출력 커버 범위는 묘화 처리에서 n회의 부주사를 행할 경우, Y축 방향에서 묘화 라인을 부분 묘화 라인의 n배의 치수만큼 길게 한 범위가 된다. 또한, 플러싱 유닛은 X축 방향에서도 복수의 캐리지 유닛의 X축 방향에서의 길이에 대응해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기한 바와 같이 각 캐리지 유닛의 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를, 색별 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 반복하여 줄지어 하나의 분할 묘화 라인을 구성하도록 배치하면, 각 부분 묘화 라인이 짧아지기 때문에 헤드 토출 커버 범위가 짧아진다. 따라서, 플러싱 유닛의 Y축 방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 즉, 공간 절약화에 기여한다.
이 경우, Y축 테이블에 의한 캐리지 유닛의 이동 궤적 상의 X축 테이블로부 터 한쪽의 외측으로 벗어난 위치에 메인터넌스 에어리어가 구성되어 있고, 메인터넌스 에어리어에 각 기능 액체방울 토출 헤드의 복수의 토출 노즐에 대하여 기능 회복 처리를 행하는 메인터넌스 수단을 더 구비하고, 제어 수단은 임의의 1 주주사에서 구동하지 않는 기능 액체방울 토출 헤드를, 다음 주주사까지의 사이에 메인터넌스 수단에 면하게 하여 기능 회복 처리를 행하게 하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 구동하지 않는 기능 액체방울 토출 헤드의 토출 노즐의 기능액이 주주사의 사이에 건조해버려도, 그 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 기능 회복 처리를 행함으로써, 노즐 막힘을 방지할 수 있다.
또한, 임의의 1 주주사란, 예를 들어 기판의 Y축 방향의 단부에 위치하는 화소 영역에 대하여, Y축 방향의 최외단에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드가 아닌, 그 내측에 탑재된 다른 색의 기능 액체방울 토출 헤드에 의해, 토출ㆍ착탄시키는 주주사를 말한다. 이 경우, 기판의 Y축 방향의 단부에 위치하는 화소 영역에 대하여 토출 구동하는 다른 색의 기능 액체방울 토출 헤드보다도 Y축 방향의 외측으로 벗어난 기능 액체방울 토출 헤드는 기판에 대하여 Y축 방향의 외측으로 벗어난 위치에 면하고 있으므로, 그 주주사에서는 토출 구동하지 않는다. 따라서, 본구성과 같이 다음 주주사까지의 사이에 상기 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 기능 회복 처리를 행하여도 좋다.
또한, 이 경우 Y축 테이블에 의한 캐리지 유닛의 이동 궤적 상의 X축 테이블로부터 양쪽 외측으로 벗어난 위치에 1쌍의 메인터넌스 에어리어가 구성되어 있고, 각 메인터넌스 에어리어에, 각 기능 액체방울 토출 헤드의 복수의 토출 노즐에 대 하여 기능 회복 처리를 행하는 메인터넌스 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 캐리지 유닛을 2 그룹으로 나누어서 메인터넌스 할 수 있고, 기능 액체방울 토출 헤드의 기능 회복 처리를 신속하게 행할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드의 교환 등을 행할 경우에, 교환이 필요한 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재한 캐리지 유닛을 한쪽의 메인터넌스 수단에 면하게 하여 헤드 교환을 행하는 동시에, 그 밖의 캐리지 유닛을 다른쪽의 메인터넌스 수단에 면하게 하여 기능 회복 처리를 할 수 있어, 장치를 가동 정지하지 않아도 된다.
또한, 이 경우도 제어 수단은 임의의 1 주주사에서 구동하지 않는 기능 액체방울 토출 헤드를, 다음 주주사까지의 사이에 메인터넌스 수단에 면하게 하여 기능 회복 처리를 행하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치는 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하고, 기판 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 한다.
이들의 구성에 의하면, 이색의 기능 액체방울을 혼색 시키지 않고 묘화를 행할 수 있는 액체방울 토출 장치를 이용하여 제조되기 때문에, 신뢰성이 높은 전기 광학 장치를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이:FPD)로서는, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, PDP 장치, 전자 방출 장치 등을 생각할 수 있다. 또한, 전자 방출 장치는, 소위 FED(Field Emission Display)나 SED(Surface-conduction Electron-Emitter Display) 장치를 포함하는 개념이다.
본 발명의 전자 기기는 상기한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 전자 기기로서는 소위 플랫 패널 디스플레이를 탑재한 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 이 외에 각종 전기 제품이 이것에 해당한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 액체방울 토출 장치에 관하여 설명한다. 본 실시예의 액체방울 토출 장치는, 액정 표시 장치 등의 FPD의 제조라인에 일체로 구성된 묘화 시스템에 설치되어 있고, 특수한 잉크나 발광성의 수지액 등의 기능액을 기능 액체방울 토출 헤드에 도입하여, 컬러 필터 등의 기판 위에 RㆍGㆍB 3색의 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것이다. 그래서, 우선 액체방울 토출 장치에 의한 기능 액체방울의 토출 대상(묘화 대상)이 되는 기판(워크)에 대해서 간단하게 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 워크(W)는 세로 1500mm×가로 1800mm의 투명 기판(글래스 기판)이며, 그 가장자리 부분의 좌우 2개소에는, 액체방울 토출 장치(1)(도 4 참조)에 의해 위치 인식되는 1쌍의 워크 얼라인먼트 마크(Wm, Wm)가 각각 형성되어 있고, 그 가장자리 부분을 제외한 세로 1360mm×가로 1630mm의 범위에는, 구획 벽부(507b)(뱅크부)에 의해 구획된 복수의 화소 영역(507a)이 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 각 화소 영역(507a)은 구획 벽부(507b)로 둘러싸인 평면에서 보아 정사각형의 오목부로 되어 있고, 후술하는 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 의해 R(적)ㆍG(녹)ㆍB(청) 3색의 성막부(착색층(508R, 508G, 508B))를 형성할 때, 기능 액체방울의 착탄 영역이 된다(도 22의 (a)∼(e) 참조).
또한, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서의 복수의 화소 영역(507a)의 배색 패턴은 매트릭스의 횡렬에서 모두 동일색이 되는 스트라이프 배열이지만, 매트릭스의 종렬ㆍ횡렬로 나열한 임의의 3개의 화소 영역(507a)이, RㆍGㆍB의 3색이 되는 모자이크 배열이라도 좋다(도 2의 (b) 참조). 또한, 복수의 화소 영역(507a)이 지그재그 형상을 이루는 델타 배열이라도 좋다(도 2의 (c) 참조).
이어서, 본 액체방울 토출 장치를 구비한 묘화 시스템에 대해서 간단하게 설명한다. 도 3은 묘화 시스템의 평면 모식도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이 묘화 시스템(S)은 3세트의 묘화 유닛(Su)으로 구성되어 있고, 도입된 워크(W)(도 4 참조) 위에 RㆍGㆍB 3색의 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성해서 컬러 필터를 제조하는 것이다. 각 묘화 유닛(Su)은 원래, RㆍGㆍB의 각 색에 각각 대응하고 있고, 순차적으로 도입된 워크(W)(기판) 위에 착색층을 1색만큼씩 형성하도록 설계된 것이다. 후술하는 바와 같이, 설치된 각 액체방울 토출 장치(1)는 RㆍGㆍB 3색의 기능액(필터 재료)을 토출(묘화) 가능하게 구성되어 있기 때문에, 각 묘화 유닛(Su)은 워크(W) 위에 3색의 착색층을 형성할 수 있다. 즉, 각 묘화 유닛(Su) 사이에서 워크(W)를 이동 탑재할 필요가 없어 컬러 필터를 효율적으로 제조할 수 있다.
각 묘화 유닛(Su)은 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성하기 위한 액체방울 토출 장치(1)와, 액체방울 토출 장치(1)에 나란히 설치되어 워크(W)를 반출하는 워크 반출입 장치(2)와, 각 장치에 접속되어 묘화 유닛(Su) 전체를 제어하는 상위 컴퓨터(3)를 구비하고 있다. 또한, 액체방울 토출 장치(1)는 챔버 장치(4)에 수용(收 容)되어 있다. 챔버 장치(4)는 소위 서멀(thermal) 챔버이며, 일정한 온도 조건에서 워크(W)에 대한 액체방울 토출이 행하여지도록, 액체방울 토출 장치(1) 전체를 온도 관리 하에서 수용하고 있다. 챔버 장치(4)는 액체방울 토출 장치(1) 전체를 직접 수용하는 박스 형상의 챔버 본체(11)와, 챔버 본체(11) 내의 온도가 일정하게 되도록 온도 관리를 행하는 공기 조화 기기(12)와, 이것을 제어하는 제어판(도시 생략)을 구비하고 있다. 도시 생략하였지만, 챔버 본체(11)의 우측면 전방에는, 워크 반입ㆍ반출 개구가 되는 개폐문이 형성되어 있고, 액체방울 토출 장치(1)에 워크(W)를 도입할 경우 등에는, 개폐문을 통하여 챔버 본체(11)에 수용된 액체방울 토출 장치(1)에 액세스할 수 있도록 되어 있다.
워크 반출입 장치(2)는, 워크(W)를 이동 탑재하는 로봇 암(13)을 구비하고 있고, 이 로봇 암(13)에 의해 상기의 개폐문을 통하여 묘화 전의 워크(W)를 묘화 유닛(Su) 내에 반입해서 이것을 액체방울 토출 장치(1)에 도입하는 동시에, 묘화 후의 워크(W)를 액체방울 토출 장치(1)로부터 회수해서 이것을 묘화 유닛(Su) 밖으로 반출한다. 또한, 상위 컴퓨터(3)는 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성되어 있고, 장치 본체(16) 외에, 키보드(17), 디스플레이(18) 등을 구비하고 있다(도 14 참조).
또한, 도 14에 나타내는 참조번호 5는 건조 장치를 설치하기 위한 설치 스페이스이며, 상황에 따라 워크(W)에 토출시킨 기능액의 기능액 용매를 기화시키기 위한 건조장치를 묘화 유닛(Su) 내에 설치 가능하게 되어 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 액체`방울 토출 장치(1)에 관하여 설명한다. 도 4 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 액체방울 토출 장치(1)는 저부 위에 설치한 대 형의 공통 설치대(28)와, 공통 설치대(28) 위에 설치되어 워크(W)(도 4 참조)를 세트 하는 세트 테이블(41)을 갖고, 세트 테이블(41)을 통하여 워크(W)를 X축 방향으로 왕복 이동(주주사)시키는 워크 이동 수단(21)(X축 테이블)과, 워크 이동 수단(21)을 타넘도록 해서 배열 설치된 헤드 이동 수단(22)(Y축 테이블)과, 각각 복수(12개)의 기능 액체방울 토출 헤드(71)(도 8 참조)를 탑재하는 동시에, 헤드 이동 수단(22)에 개별적으로 이동가능하게 부착된 복수(7개)의 캐리지 유닛(23)과, 7개의 캐리지 유닛(23)에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 기능액을 각각 공급하는 7개의 기능액 공급 유닛(101)으로 이루어지는 기능액 공급 수단(24)과, 헤드 이동 수단(22)에 의한 캐리지 유닛(23)의 이동 궤적 상의 워크 이동 수단(21)으로부터 외측(도 5에서는 우측)에 벗어난 위치에 배열 설치되어 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 보수하는 메인터넌스 수단(25)과, 세트 테이블(41)에 배열 설치되어 메인터넌스 수단과 함께 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 기능 회복에 이바지하는 플러싱 유닛(26)을 구비하고 있다.
또한, 도시 생략하였지만, 액체방울 토출 장치(1)는 각 수단에 액체(기능액 조정 및 세정액)를 공급하는 동시에 불필요하게 된 액체를 회수하는 액체 공급 회수 수단이나, 각 수단을 구동ㆍ제어하기 위한 압축 에어를 공급하는 에어 공급 수단, 워크(W)를 세트 테이블(41)에 흡착 세트 하기 위한 에어 흡인 수단, 워크(W)의 위치 인식을 행하기 위한 워크 인식 카메라(36), 캐리지 유닛(23)의 위치 인식을 행하는 헤드 인식 카메라(37), 상기의 상위 컴퓨터(3)에 접속되어 액체방울 토출 장치(1) 전체를 통괄 제어하는 컨트롤러(27)(제어부(162), 도 14 참조) 등을 구비 하고 있다.
이 액체방울 토출 장치(1)에서는, 워크 이동 수단(21)의 구동에 동기하여, 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 구동함으로써, 워크(W)의 화소 영역(507a)에 RㆍGㆍB 3색의 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시켜 워크(W)에 묘화 처리를 행하는 동시에, 워크 교환 등의 비묘화 처리 시에는 헤드 이동 수단(22)을 구동하고 캐리지 유닛(23)을 메인터넌스 수단(25)에 면하게 하여, 메인터넌스 수단(25)에 의해 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 메인터넌스 처리를 행하도록 되어 있다. 또한, 상기한 바와 같이 액체방울 토출 장치(1)는 챔버 장치(4) 내에 수용되어 있고, 이들 묘화 처리나 메인터넌스 처리를 포함하는 대부분의 처리는 챔버 장치(4) 내에서 행하여진다.
그리고, 워크 이동 수단(21)에 의한 워크(W)의 이동 궤적과, 헤드 이동 수단(22)에 의한 캐리지 유닛(23)의 이동 궤적이 교차하는 영역이 묘화 처리를 행하는 묘화 에어리어(31)로 되어 있고, 또한 헤드 이동 수단(22)에 의한 캐리지 유닛(23)의 이동 궤적 상의 워크 이동 수단(21)에서 외측으로 벗어난 영역이, 메인터넌스 수단(25)에 의해 메인터넌스 처리를 행하는 메인터넌스 에어리어(32)로 되어 있다. 또한, 메인터넌스 에어리어(32)는 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 교환하기 위한 영역을 겸하고 있다. 한편, 워크 이동 수단(21)의 한쪽의 단부(도 5에서는 아래쪽)는 액체방울 토출 장치(1)에 대한 워크(W)의 반출입을 행하는 워크 반출입 에어리어(33)로 되어 있고, 이 워크 반출입 에어리어(33)에 면하여, 상기의 워크 반출입 장치(2)가 설치되어 있다.
워크 이동 수단(21)은 공통 설치대(28) 위에 탑재되어 X축 방향으로 연장하는 석정판(30) 위에 설치되어 있고, 워크(W)를 흡착 셋트하는 흡착 테이블(42) 및 흡착 테이블(42)을 통하여 워크(W)의 θ위치를 미세 조정(θ보정)하는 워크 θ 테이블(43)을 갖는 세트 테이블(41)과, 세트 테이블(41)을 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 X축 에어 슬라이더(44)와, X축 방향으로 연장되고 세트 테이블(41)을 통하여 워크(W)를 X축 방향으로 이동시키는 좌우 1쌍의 X축 리니어 모터(45, 45)와, X축 리니어 모터(45)에 나란하게 설치되어 X축 에어 슬라이더(44)의 이동을 안내하는 1쌍의 X축 가이드 레일(guide rail)(46, 46)과, 세트 테이블(41)의 위치를 파악하기 위한 X축 리니어 스케일(도시 생략)을 구비하고 있다. 그리고, 1쌍의 X축 리니어 모터(45, 45)를 구동하면, 1쌍의 X축 가이드 레일(46, 46)을 가이드로 하면서, X축 에어 슬라이더(44)를 X축 방향으로 이동하고, 세트 테이블(41)에 셋트된 워크(W)가 X축 방향으로 이동한다.
또한, 흡착 테이블(42)에는 워크 반출입 에어리어(33)에 반입된 미처리 워크(W)를 세트 테이블(41)에 세트 하는 동시에, 처리 완료된 워크(W)를 세트 테이블(41)로부터 회수하기 위한 워크 제급 수단(51)이 일체로 구성되어 있다. 워크 제급(除給) 수단(51)은 세트 테이블(41)에 대하여 워크(W)를 재치ㆍ이간시키기 위한 리프트 업 기구(56)와, 리프트 업 기구에 의해 흡착 테이블(42)에 탑재된 미처리 워크(W)를, 그 전후단 및 좌우단을 끼움으로써 흡착 테이블(42)에 대하여 위치 결정(프리 얼라인먼트)하기 위한 프리 얼라인먼트 기구(57)와, 이오나이저 등으로 구성되어 워크(W)의 이면에 박리(剝離) 대전된 정전기를 제거하기 위한 제전(除電) 수단(도시 생략)을 갖고 있다.
또한, X축 에어 슬라이더(44)에는 플러싱 유닛(26)이 지지되어 있다.
한편, 헤드 이동 수단(22)은 Y축 방향으로 연장되는 전후 1쌍의 지지 데스크 스탠드(29, 29) 위에 지지되어 묘화 에어리어(31) 및 메인터넌스 에어리어(32) 사이를 가설해 주는 동시에, 7개의 캐리지 유닛(23)을 묘화 에어리어(31)와 메인터넌스 에어리어(32) 사이에서 개별적으로 이동시키는 것이다. 헤드 이동 수단(22)은 7개의 캐리지 유닛(23)의 브릿지 플레이트(75)(후술함)가 Y축 방향으로 정렬하도록 이것을 양쪽에서 지지하는 7세트의 Y축 에어 슬라이더(61)와, Y축 방향으로 연장하고 각 세트의 Y축 에어 슬라이더(61)를 통하여 각 브릿지 플레이트(75)를 Y축 방향으로 이동시키는 1쌍의 Y축 리니어모터(62, 62)와, Y축 방향으로 연장되어, 7개의 브릿지 플레이트(75)의 이동을 안내하는 1쌍의 Y축 가이드 레일(63, 63)과, 각 캐리지 유닛의 이동 위치를 검출하는 Y축 리니어 스케일(도시 생략)을 구비하고 있다.
그리고 1쌍의 Y축 리니어모터(62, 62)를 구동하면, 7세트의 Y축 에어 슬라이더(61)를 각각 독립해서 이동시키고, 7 개의 캐리지 유닛(23)을 개별적으로 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이것에 의하면, 7개의 캐리지 유닛(23)에 대한 개개의 이동을 단순한 구조로, 또한 정밀도 좋게 행할 수 있다. 물론, 7세트의 Y축 에어 슬라이더(61)를 동시에 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 7개의 캐리지 유닛(23)을 일체로 하여 Y축 방향으로 이동시키는 것도 가능하다.
또한, 각 세트의 Y축 에어 슬라이더(61)에 지지된 브릿지 플레이트(75) 위에 는, 대응하는 각 캐리지 유닛(23)에 탑재된 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 구동하는 헤드용 전장(電裝) 유닛(66)과, 상기의 기능액 공급 유닛(101)이 설치되어 있다. 7 개의 헤드용 전장 유닛(66)은, 서로 간섭하지 않도록(노이즈 방지) 지그재그 형상으로 배치되어 있고, 7 개의 기능액 공급 유닛(101)은 각 헤드용 전장 유닛(66)에 대치하도록 하여 지그재그 형상으로 배치되어 있다. 또한, 독립 이동 가능한 7개의 캐리지 유닛(23)에 대응하여 각 캐리지 유닛(23)에 접속하는 튜브나 케이블류를, 각 캐리지 유닛(23)의 이동에 추종 가능하게 수용한 7개의 Y축 케이블 담지체(케이블 베어: 등록 상표)가, 7개의 헤드용 전장 유닛(66)의 지그재그 형상 배치에 대응하여 이분되어 설치되어 있다(도시 생략). 무엇보다도, 각 헤드용 전장 유닛(66)을 소형화하면, 물떼새 발자국 형상으로 배치하지 않아도 되고, 7개의 헤드용 전장 유닛(66)을 워크 반출입 에어리어(33)측에 접근시켜 1열로 나열해도 좋다. 이 경우, 7개의 기능액 공급 유닛(101)에 관해서도, 워크 반출입 에어리어(33) 측의 반대측에 접근시켜 1열로 나열할 수 있어, 잉크 교환 등의 작업이 용이하게 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 7개의 캐리지 유닛(23)은 헤드 이동 수단(22)의 7세트의 Y축 에어 슬라이더(61)에 의해 각각 지지되어 Y축 방향으로 나열되어 있다. 그리고, 7개의 캐리지 유닛(23)의 전체(12×7개) 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 전제 노즐(95)(토출 노즐, 도 9의 (b) 참조)에 의해 하나의 묘화 라인(L)(도 10 참조)이 구성되어 있다. 이것에 의하면, 캐리지 유닛(23)을 개별적으로 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시킴으로써, 메인터넌스 수단(25)에 의해 캐리 지 유닛(23)마다 메인터넌스 처리를 할 수 있는 동시에, 캐리지 유닛(23)마다 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 교환 등을 행할 수 있다. 따라서, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 메인터넌스성 및 교환 작업성을 손상하지 않고 넓은폭의 묘화 라인(긴 라인)을 형성하는 대형 헤드 유닛을 구성할 수 있다.
또한, 하나의 묘화 라인(L)을 형성할 수 있다면, 7개의 캐리지 유닛(23)의 배치는 임의로 설정할 수 있다. 또한, 당연한 것이지만 캐리지 유닛(23)의 개수나 각 캐리지 유닛(23)에 탑재하는 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 개수도 임의로 설정할 수 있다.
도 7, 도 8 또한 도 9의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 캐리지 유닛(23)은 12개의 기능 액체방울 토출 헤드와, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 지지하는 헤드 플레이트(72)와, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 이면측으로부터 헤드 플레이트(72)에 개별적으로 고정하기 위한 12개의 헤드 유지 부재(73)와, 헤드 플레이트(72)를 지지하는 캐리지(74)와, 캐리지(74)를 매달아 설치하는 동시에, 상기의 각 세트의 Y축 에어 슬라이더(61)에 의해 양쪽에서 지지되는 브릿지 플레이트(75)를 구비하고 있다. 또한, 캐리지(74)는 헤드 플레이트(72)를 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 θ위치를 미세 조정(θ보정)하는 헤드 θ 테이블(76)을 갖고 있다.
헤드 플레이트(72)는 스테인레스 등으로 이루어지는 평면에서 보아 대략 평행사변형의 후판(厚板)으로 구성되어 있고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 위치 결정하는 동시에, 헤드 유지 부재(73)에 의해 각 기능 액체방울 토출 헤 드(71)를 고정하기 위한 12개의 장착 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 또한, 헤드 플레이트(72)에는 기능액 공급 유닛(101)의 밸브 유닛(105)(후술함)도 고정되어 있다.
각 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 캐리지(74)에 탑재된 상태에서는, 후술하는 2개의 노즐열(94, 94)이 Y축 방향으로 평행하게 되도록 헤드 플레이트(72)에 위치 결정 고정되어 있다. 그리고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 그 폭 방향으로 치밀하게 겹치게 하는 동시에 길이 방향으로 노즐열(94)의 길이만큼씩 어긋나게 함으로써 계단 형상으로 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열 설치되어 있고, 복수의 노즐(95)이 Y축 방향에서 연속하여, 분할 묘화 라인(LD)(도 10참조)을 형성하고 있다. 즉, 상기의 묘화 라인(L)은 7개의 분할 묘화 라인(LD)이 Y축 방향으로 연속하여 구성되어 있다.
또한, 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)는, 후술하는 헤드 내 유로(도시 생략)의 구조상, 양단부에 위치하는 노즐(95)로부터의 토출량이 중앙부에 위치하는 노즐(95)로부터의 토출량에 비해서 많아지고 있기 때문에, 양단부의 노즐(95)로부터는 기능 액체방울을 토출하지 않도록 하여, 기타 노즐(95)을 토출 노즐로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 각각 양단부의 노즐(95)이 Y축 방향으로 중복하도록 하여 배열 설치한다.
또한, 헤드 플레이트(72)에 탑재되는 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 각각 복수의 노즐(95)이 Y축 방향에서 연속해서 분할 묘화 라인(LD)을 형성할 수 있는 것이면, 헤드 플레이트(72)에서의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 배치 방법 은 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 실시예로서 후술하지만, 12 개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 6개씩 Y축 방향으로 이분하는 동시에, 각 세트 6개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 계단 형상으로 배치할 수 도 있다(도 19 참조). 이와 같이, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 복수 세트로 분할해서 배치하면, X축 방향에서의 헤드 플레이트(72)의 폭을 좁게 할 수 있다. 또한, 당연한 사실이지만 각 캐리지 유닛(23)에 탑재하는 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 개수도 임의로 설정할 수 있다.
도 10은 묘화 처리에서 워크(W)에 대하여 7 개의 캐리지 유닛(23)이 Y축 방향으로 이동하는 부주사를 설명하는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 캐리지 유닛(23)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)는, 도 10의 우측으로부터 4개 단위로 순서대로, RㆍGㆍB 3색의 기능액을 각각 도입한 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R), G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G), B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)로 되어 있다. 즉, 각 캐리지 유닛(23)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 각 색의 전체(4개) 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 복수의 노즐(95)에 의해, 각 색의 부분 묘화 라인(Lp)이 구성되며, 3색의 부분 묘화 라인(LpRㆍLpGㆍLpB)이 도시된 우측으로부터 RㆍGㆍB의 순서로 Y축 방향으로 줄지어 하나의 분할 묘화 라인(LD)을 구성하도록 배치되어 있다. 그리고, 7개의 캐리지 유닛(23) 전체에서는, 각 색 7개의 부분 묘화 라인(Lp)이 도시된 우측으로부터 RㆍGㆍB의 순서로 Y축 방향으로 줄지어 1 묘화 라인(L)을 구성하고 있다.
묘화 라인(L)의 길이는, 워크(W) 위에 화소 영역(507a)이 형성된 범위의 긴 변의 길이(대략 1630mm)와 비교하여, 부분 묘화 라인(Lp)의 길이(90mm)의 2배의 치수만큼 길어지도록 설정되어 있고, 대략 1900mm로 되어 있다. 그 때문에 1회의 주주사에 의해, 워크(W) 전체에 대하여 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시킬 수 있다.
무엇보다도, 본 실시예에서는 상기한 바와 같이, 복수의 화소 영역(507a)의 배색 패턴은 X축 방향으로 나열된 임의의 3개의 화소가 RㆍGㆍB의 3색으로 되는 것에 대하여, 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(71)가 Y축 방향으로 위치 어긋나게 배치되어 있기 때문에, 1회의 주주사에서 전체 화소 영역(507a)에 기능 액체방울을 착탄시킬 수는 없고, 적어도 3회의 주주사로 나누어서 행할 필요가 있다. 그리고, 그 3회의 주주사 각각의 사이에는, 캐리지 유닛(23)을 통하여 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 Y축 방향으로 부분 묘화 라인(Lp)분만큼 이동시키는 부주사를 2회 행하는 것이 된다(상세한 것은 후술함). 따라서, 7개의 캐리지 유닛(23)은 3회에 걸친 주주사(및 그 사이의 2회의 부주사) 사이에, Y축 방향으로 부분 묘화 라인(Lp)의 2배의 치수분만큼 이동한다. 즉, 묘화 처리 시에, 7개의 캐리지 유닛(23)의 모든 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 Y축 방향에서 묘화 라인(L)을 부분 묘화 라인(Lp)의 2배(부주사 횟수의 배)의 치수분만큼 길게 한 범위(헤드 토출 커버 범위(Rh))를 커버하는 것이 된다.
또한, 도 10에서는 작도(作圖) 상, Y축 방향에서 3개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 1개의 화소 영역(507a)이 대응하고 있지만, 실제로는 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 복수의 화소 영역(507a)이 대응하고 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 소위 2연이고, 2연의 접속 침(82)을 갖는 기능액 도입부(81)와, 기능액 도입부(81)에 나열된 2연의 헤드 기판(83)과, 기능액 도입부(81)의 아래쪽(도 11에서는 위쪽)에 나열되고, 내부가 기능액으로 채워지는 헤드 내 유로가 형성된 헤드 본체(84)를 구비하고 있다. 접속 침(82)은 후술하는 기능액 탱크(103)에 접속되어 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 헤드 내 유로에 기능액을 공급한다. 또한, 헤드 본체(84)는 피에조 소자 등으로 구성된 캐비티(91)와, 2개의 노즐열(94, 94)을 서로 평행하게 형성한 노즐면(93)을 갖는 노즐 플레이트(92)를 갖고 있다. 각 노즐열(94)은 복수(180개)의 노즐(95)이 동일한 피치로 나열되어 구성되어 있다. 또한, 헤드 기판(83)에는 플렉시블 플랫 케이블을 통하여 상기의 헤드용 전장 유닛(66)에 접속된 2연의 커넥터(96, 96)가 설치되어 있다. 그리고 캐비티(91)에 구동 파형을 인가해서 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 토출 구동하면, 캐비티(91)의 펌프 작용에 의해 노즐(95)로부터 기능 액체방울을 토출한다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 기능액 공급 수단(24)은 7개의 캐리지 유닛(23)에 대응하는 7개의 기능액 공급 유닛(101)으로 구성되어 있다. 도 8, 도 12의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 기능액 공급 유닛(101)은 기능액을 저장하는 복수(12개)의 기능액 탱크(103)를 갖는 탱크 유닛(102)과, 12개의 기능액 탱크(103) 및 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 각각 접속하는 12개의 기능액 공급 튜브(104)와, 12개의 기능액 공급 튜브(104)에 끼워 설치한 12개의 압력 조정 밸브(106)를 갖는 밸브 유닛(105)을 구비하고 있다. 각 탱크 유닛(102)의 12개의 기능액 탱크(103)는 4개 단위로 RㆍGㆍB 3색의 기능액을 1종류씩 저장하고 있다. 그리고, 각 기능액 탱크(103)의 기능액이 기능액 공급 튜브(104)를 통하여 대응하는 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 도입된다. 예를 들면, 상기 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)는 R의 기능액을 저장한 기능액 탱크(103)에 접속되어 있고 R의 기능액이 도입된다.
또한, 각 기능액 탱크(103)는 기능액을 진공 팩한 기능액 팩을 수지제의 카트리지 케이스에 수용한 카트리지 형식으로 하는 것이 바람직하고, 기능액은 미리 탈기해 두는 것이 바람직하다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 밸브 유닛(105)은 헤드 플레이트(72)에 배열 설치되어 있고, 12개의 압력 조정 밸브(106)와, 12개의 압력 조정 밸브(106)를 상기의 헤드 플레이트(72)에 각각 고정하는 12개의 밸브 고정 부재(107)를 갖고 있다. 12개의 압력 조정 밸브(106)는, 계단 형상으로 배열설치된 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 따라 계단 형상으로 헤드 플레이트(72) 위에 배열 설치되어 있다. 이와 같이, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 배치에 따라 12개의 압력 조정 밸브(106)를 배치함으로써, 기능 액체방울 토출 헤드(71) 및 압력 조정 밸브(106) 사이의 기능액 공급 튜브(104)의 길이를 동일하게 할 수 있고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드에 공급되는 기능액의 압력을 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 각 기능액 탱크(103)를 브릿지 플레이트(75) 위에 탑재했지만 헤드 플레이트(72) 위에 탑재하는 구성으로 해도 된다. 이것에 의하면, 기능액 탱크(103)로부터 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 이르는 기능액 공급 튜브(104)의 길이를 더욱 짧게 구성할 수 있어 기능액을 효율적으로 이용할 수 있다.
도 12의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 압력 조정 밸브(106)는 기능액 탱크(103)에 연결되는 1차 룸(111)과, 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 연결되는 2차 룸(112)과, 1차 룸(111) 및 2차 룸(112)을 연통하는 연통 유로(113)를 밸브 하우징(110) 내에 형성한 것이다. 2차 룸(112)의 한 면에는 외부에 직면한 다이어프램(114)이 설치되고, 연통 유로(113)에는 다이어프램(114)에 의해 개폐 동작하는 밸브 본체(115)가 설치되어 있다.
기능액 탱크(103)로부터 1차 룸(111)에 도입된 기능액은, 2차 룸(112)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(71)로 공급되지만, 그때 챔버 장치(4) 내의 기압(보통은 대기압)을 갖고 다이어프램(114)이 변위한다. 이에 따라, 연통 유로(113)에 설치된 밸브 본체(115)가 개폐 동작하고, 2차 룸(112)의 기능액 압력(18)이 약간 부압되도록 2차 룸(112) 내의 압력 조정이 이루어진다. 이러한 압력 조정 밸브(106)를 기능액 탱크(103)와 기능 액체방울 토출 헤드(71) 사이에 끼워 설치함으로써, 기능액 탱크(103) 및 기능 액체방울 토출 헤드(71) 사이의 수두압이 과도하게 변동하는 일이 없기 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드(71)로부터의 기능액의 토출을 안정화할 수 있다. 또한, 밸브 유닛(105)의 설치 위치는 헤드 플레이트(72) 위에 한정되는 것은 아니며, 브릿지 플레이트(75) 위에 설치하는 것도 가능하다.
도 5 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 플러싱 유닛(26)은 플러싱 동작, 즉 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 예비 토출(버리기 토출)에서 토출된 기능 액체방울을 받는 것이며, 특히 워크(W)의 교환 시 등에 행하는 정기 플러싱을 받기 위한 것이다. 플러싱 유닛(26)은 세트 테이블(41)에 대하여 워크(W)의 왕동(往動)(도 5의 아래쪽으로부터 위쪽으로 이동) 시에 선두가 되는 쪽에 위치하여, 세트 테이블(41)의 긴 변(Y축 방향)을 따라 배열 설치되고, 기능 액체방울을 직접 받는 정기 플러싱 박스(121)와, 상기의 X축 에어 슬라이더(44)에 고정되어, 정기 플러싱 박스(121)를 지지하는 박스 지지 부재(122)로 구성되어 있다.
정기 플러싱 박스(121)는, 평면에서 보아 직사각형의 박스 형상으로 형성되어 있고, 그 저면에는 기능액을 흡수시키는 흡수재(도시 생략)가 부설(敷設)되어 있다. 정기 플러싱 박스(121)의 긴 변(Y축 방향)은, 상기의 헤드 토출 커버 범위(Rh)에 대응해서 형성되어 있다. 이 때문에, 정기 플러싱 박스(121)는 캐리지 유닛(23)이 부주사를 행하여 헤드 토출 커버 범위(Rh) 내에서 Y축 방향으로 이동했을 경우에도, 7개의 캐리지 유닛(23)에 탑재된 모든 기능 액체방울 토출 헤드(71)로부터 플러싱된 기능액을 받을 수 있다. 또한, 정기 플러싱 박스(121)의 짧은 변(X축 방향)도, 7개의 캐리지 유닛(23)의 X축 방향에서의 길이에 대응해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도시하지 않았지만 흡착 테이블(42)의 묘화 에어리어측(31)에는, 토출 전(前) 플러싱 박스가 설치되어 있다. 그리고, 워크(W)를 X축 방향으로 왕동하면, 캐리지 유닛(23)은 토출전 플러싱 박스에 면한 후 워크(W)에 면하게 된다. 그 때문에, 워크(W)에 면하기 직전에 토출 전 플러싱을 행할 수 있고, 노즐 막힘을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 토출전 플러싱 박스의 긴 변(Y축 방향)은 정기 플러싱 박스(121)와 마찬가지로, 헤드 토출 커버 범위(Rh)에 대응해서 형성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 워크(W)의 왕복 이동 시에만 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시키는 구성이지만, 워크(W)의 복동(復動)(도 5의 위쪽으로부터 아래쪽으로 이동) 시에도 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 토출시켜도 좋고, 이 경우에는 토출전 플러싱 박스를 1쌍 설치하여 세트 테이블(41)을 X축 방향으로 끼우도록 이들을 배열 설치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 워크(W)의 왕복 이동에 따른 토출 구동의 직전에 플러싱을 행할 수 있다.
이와 같이, 플러싱 동작에는 워크(W)에 토출(묘화)하기 직전에 행하여지는 토출전 플러싱과, 워크(W)의 교환 시와 같이 워크(W)에 대한 묘화를 일시적으로 정지할 때에 행하는 정기 플러싱이 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여 메인터넌스 수단(25)에 관하여 설명한다. 메인터넌스 수단(25)은 흡인 유닛(131)과, 와이핑 유닛(132)과, 유닛 승강 기구(133)를 갖고 있고, 이들은 메인터넌스 에어리어(32)에 배열 설치되어 있다(도 5 및 도 6 참조).
흡인 유닛(131)은 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 흡인하고, 기능 액체방울 토출 헤드(71)로부터 기능액을 강제적으로 배출시키는 것이다. 흡인 유닛(131)은 7개의 캐리지 유닛(23)에 대응하여 7개의 분할 흡인 유닛(141)을 갖고 있다. 그리고, 7개의 분할 흡인 유닛(141)은 7개의 캐리지 유닛(23)의 배치에 따라, Y축 방향으로 배열되어 있는 동시에, 유닛 승강 기구(133)에 의해 각각 승강 가능하게 지지되어 있다.
각 분할 흡인 유닛(141)은 캐리지 유닛(23)에 대하여 아래쪽으로부터 면하 고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 노즐면(93)에 각각 밀봉시키는 12개의 캡(143)을 갖는 캡 유닛(142)과, 캡 유닛(142)을 승강 가능하게 지지하는 캡 지지 부재(145)와, 밀봉시킨 캡(143)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 흡인력을 작용시키는 이젝터(도시 생략)를 구비하고 있다.
캡 유닛(142)은, 캐리지 유닛(23)에 탑재된 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 나열에 대응시켜서 12개의 캡(143)을 캡 베이스(144)에 배열 설치한 것이다. 그 때문에 흡인 유닛(131) 전체에서는, 7개의 캐리지 유닛(23)에 탑재된 모든 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 배치 패턴에 따라, 12×7개의 캡(143)이 배치되어 있고, 모든 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 각각 대응하는 캡(143)을 한번에 밀봉시키는 것이 가능하다. 그리고, 캡(143)을 노즐면(93)에 밀봉시킨 상태에서 이젝터를 구동함으로써 노즐(95)로부터 기능액을 흡인한다. 이에 따라, 기능 액체방울 토출 헤드(71) 내에서 증점한 기능액을 제거할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 흡인 유닛(131)에 의해 흡인이 된 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 노즐면(93)에 기능액이 부착될 경우가 있기 때문에, 와이핑 유닛(132)에 면하여 와이핑이 된다.
또한, 흡인 유닛(131)은 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 흡인에 제공될 뿐만 아니라, 상기한 바와 같이 정기 플러싱의 기능액을 받도록 구성되어 있다. 즉, 흡인 유닛(131)의 각 캡(143)은 플러싱 박스의 역할을 겸하고 있다. 또한, 흡인 유닛(131)은 액체방울 토출 장치(1)의 비묘화 처리 시 등에, 캡(143)을 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 노즐면(93)에 밀봉시킴으로써 노즐(95)의 건조를 방지하기 위 해서도 사용할 수 있다.
와이핑 유닛(132)은, 묘화 에어리어(31)과 흡인 유닛(131) 사이, 즉 메인터넌스 에어리어(32)의 묘화 에어리어(31)측에 배치되어 있고, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 흡인 등에 의해, 기능액이 부착되어서 오염된 노즐면을 와이핑 시트(151)를 이용하여 닦아내는 것이다. 이러한 배치에 의해, 와이핑 유닛(132)은 흡인 유닛(131)에 의한 흡인을 끝내고, 묘화 에어리어(31)에 개별적으로 이동하는 캐리지 유닛(23)에 순차적으로 면할 수 있고, 그 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 와이핑 처리를 행할 수 있도록 되어 있다.
와이핑 유닛(132)은 와이핑 시트(151)를(그 연장 방향으로) 내보내는 도시한 상측의 조출 릴(152)과, 내보내진 와이핑 시트(281)를 감아서 빼내는 하측의 와인딩 릴(153)과, 내보내진 와이핑 시트(151)에 세정액을 산포하는 세정액 공급 유닛(도시 생략)과, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 하측으로부터 면하여, 와이핑 시트(151)에서 노즐면(93)을 닦아내는 와이핑 유닛(154)과, 이들을 지지하는 와이핑 프레임(155)을 구비하고 있다. 또한, 와이핑 시트(151)에 공급되는 세정액은 비교적 휘발성이 높은 기능액의 용제이며, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 노즐면(93)에 부착되는 기능액을 효율적으로 제거할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 헤드 이동 수단(22)을 구동하여, 각 캐리지 유닛(23)을 1개씩 순서대로 와이핑 유닛(132)에 면하게 하여, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면(93)에 세정액을 함침(含浸)시킨 와이핑 시트(151)를 맞닿게 한 상태로 하고, 또한 헤드 이동 수단(22)에 의해 캐리지 유닛(23)을 Y축 방향(묘화 에어리어(31)측) 으로 이동시킴으로써 와이핑 시트(151)에 의해 노즐면(93)을 크리닝한다. 이렇게 하여, 각 캐리지 유닛(23)에 탑재된 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 일련으로 와이핑한다. 또한, 노즐열(94)의 열 방향(Y축 방향)과 합치하는 방향으로부터 와이핑 동작을 행하기 때문에 와이핑 시트(151)의 동일 개소에서 서로 다른 기능액을 클리닝하지 않아, 노즐면(93)에서 기능액이 서로 섞여버리는 일이 없다.
유닛 승강 기구(133)는, 흡인 유닛(131)의 7개의 분할 흡인 유닛(141) 및 와이핑 유닛(132)을 각각 개별적으로 승강 가능하게 지지하는 8개의 분할 유닛 승강 기구(156)를 갖고 있다. 각 분할 유닛 승강 기구(156)는 에어 실린더 등으로 구성되어 있고, 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 유지하는 소정의 메인터넌스 위치(액세스 위치)와 소정의 퇴피(退避) 위치 사이에서, 7개의 분할 흡인 유닛 및 와이핑 유닛(132)을 각각 승강시키는 것이다. 그리고, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 교환 시에는, 각 분할 유닛 승강 기구(156)를 구동하고, 흡인 유닛(131) 및 와이핑 유닛(132)을 하강시킴으로써, 흡인 유닛(131) 및 와이핑 유닛(132) 위에 작업 영역을 확보할 수 있다.
이와 같이 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 대하여, 흡인 유닛(131)에 의한 흡인 처리와, 와이핑 유닛(132)에 의한 클리닝 처리를 행함으로써 각 캐리지 유닛(23)에서의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 토출 기능을 양호한 상태로 유지할 수 있다. 게다가, 흡인 유닛(131)을 7개의 캐리지 유닛(23)에 대응시켜서 7개의 분할 흡인 유닛(141)으로 구성함으로써, 각 분할 흡인 유닛(141)의 조립 작업이 용이하게 된다.
또한, 본 실시예에서는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 단일한 메인터넌스 에어리어(32)에 메인터넌스 수단을 설치하고 있지만, 헤드 이동 수단(22)에 의한 캐리지 유닛(23)의 이동 궤적 상의 워크 이동 수단(21)(묘화 에어리어(31))으로부터 양쪽 외측으로 벗어난 위치에 1쌍의 메인터넌스 에어리어(32)를 구성하고, 각 메인터넌스 에어리어(32)에 메인터넌스 수단(25)을 구비하도록 해도 좋다. 이것에 의하면, 7개의 캐리지 유닛(23)을, 2그룹(예를 들어 3개와 4개로)으로 나누어서 메인터넌스할 수 있어, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 기능 회복 처리를 조속히 행할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 교환 등을 행할 경우에, 대응하는 캐리지 유닛(23)을 한쪽의 메인터넌스 수단(25)에 면하게 하여 헤드 교환을 행하는 동시에, 그 밖의 캐리지 유닛(23)을 다른쪽의 메인터넌스 수단(25)에 면하게 하여 기능 회복 처리를 행할 수 있어, 액체방울 토출 장치(1)를 가동 정지하지 않아도 된다. 그리고, 이렇게 1쌍의 메인터넌스 에어리어(32)를 구성할 경우에는, 각 메인터넌스 수단의 흡인 유닛(131)을 구성하는 분할 흡인 유닛(141)의 개수는 3개 또는 4개면 좋다.
다음으로, 도 14를 참조하여 액체방울 토출 장치(1) 전체의 제어 시스템에 관하여 설명한다. 액체방울 토출 장치(1)의 제어 시스템은 기본적으로 상기한 상위 컴퓨터(3)와, 기능 액체방울 토출 헤드(71), 워크 이동 수단(21), 헤드 이동 수단(22), 메인터넌스 수단(25) 등을 구동하는 각종 드라이브를 갖는 구동부(161)와, 구동부(161)를 포함하여 액체방울 토출 장치(1) 전체를 통괄 제어하는 제어부(162)(컨트롤러(27))를 구비하고 있다.
구동부(161)는 워크 이동 수단(21) 및 헤드 이동 수단(22)의 각 모터를 각각 구동 제어하는 이동용 드라이버(171)와, 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 토출 구동 제어하는 헤드 드라이버(172)와, 메인터넌스 수단(25)의 흡인 유닛(131), 와이핑 유닛(132) 및 유닛 승강 기구(133)를 구동 제어하는 메인터넌스용 드라이버(173)를 구비하고 있다.
제어부(162)는 CPU(181)와, ROM(182)과, RAM(183)과, P-CON(184)을 구비하고, 이들은 서로 버스(185)를 통하여 접속되어 있다. ROM(182)은, CPU(181)에서 처리하는 제어 프로그램 등을 기억하는 제어 프로그램 영역과, 묘화 동작이나 기능 회복 처리 등을 행하기 위한 제어 데이터 등을 기억하는 제어 데이터 영역을 갖고 있다.
RAM(183)은 각종 레지스터 그룹 외, 워크(W)에 묘화를 행하기 위한 묘화 데이터를 기억하는 묘화 데이터 기억부, 워크(W) 및 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 위치 데이터를 기억하는 위치 데이터 기억부 등의 각종 기억부를 갖고, 제어 처리를 위한 각종 작업 영역으로서 사용된다. P-CON(184)에는, 구동부(161)의 각종 드라이버 외, 워크 인식 카메라(36)나 헤드 인식 카메라(37) 등이 접속되어 있고, CPU(181)의 기능을 보충하는 동시에, 주변 회로와의 인터페이스 신호를 취급하기 위한 논리 회로가 구성되어서 통합되어 있다. 이 때문에 P-CON(184)은 상위 컴퓨터(3)로부터의 각종 명령 등을 그대로 혹은 가공해서 버스(185)에 수용하는 동시에, CPU(181)와 연동하고, CPU(181) 등으로부터 버스(185)에 출력된 데이터나 제어 신호를 그대로 혹은 가공해서 구동부(161)에 출력한다.
그리고, CPU(181)는 ROM(182) 내의 제어 프로그램에 따라, P-CON(184)을 통하여 각종 검출 신호, 각종 명령, 각종 데이터 등을 입력하고, RAM(183) 내의 각종 데이터 등을 처리한 후, P-CON(184)을 통하여 구동부(161) 등에 각종의 제어 신호를 출력함으로써, 액체방울 토출 장치(1) 전체를 제어하고 있다. 예를 들면, CPU(181)는 기능 액체방울 토출 헤드(71), 워크 이동 수단(21) 및 헤드 이동 수단(22)을 제어하여, 소정의 묘화 조건 및 소정의 이동 조건에서 워크(W)에 묘화를 행한다.
여기서, 액체방울 토출 장치(1)에 의한 일련의 묘화 처리에 관하여 설명한다. 우선, 워크 반출입 장치(2)를 이용하여 워크 반출입 에어리어(33)에 위치하는 세트 테이블(41)에 미처리 워크(W)를 도입하고, 이것에 전후하여 헤드 이동 수단(22)을 구동하고, 7개의 캐리지 유닛(23)을 묘화 에어리어(31)(묘화 홈 위치)로 이동시킨다. 이어서, 기능 액체방울을 토출하기 전의 준비로서, 흡착 테이블(42)에 세트된 워크(W)의 위치 보정이 워크 이동 수단(21)에 의한 X축 방향의 위치 보정 및 워크 θ 테이블(43)에 의한 θ축 방향의 위치 보정에 의해 이루어지는 동시에, 각 캐리지 유닛(23)의 위치 보정이 헤드 이동 수단(22)에 의한 Y축 방향의 위치 보정 및 헤드 θ 테이블(76)에 의한 θ축 방향의 위치 보정에 의해 이루어진다. 위치 보정이 이루어지면 워크(W)에 형성된 복수의 화소 영역(507a)이 X축 방향 및 Y축 방향으로 매트릭스 형상으로 배열된 상태가 된다.
도 15의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는 화소의 배색 패턴이 스트라이프 형상이며, 각 색의 화소 열이 Y축 방향을 따라 형성된다. 즉, X 축 방향으로는 인접하는 3개의 화소가 RㆍGㆍB의 3색이 되도록 배열된다. 그리고 상기한 바와 같이, 7개의 캐리지 유닛(23)이 묘화 홈 위치에 있을 때, 도시한 우단의 캐리지 유닛(23)의 우단의 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 도시된 우단의 화소 영역(507a)에 면하고 있어, 그 Y축 방향 외측(우측)에 위치하는 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R) 및 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)는, 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측으로 벗어나서 위치하고 있다. 또한, 이때 도시된 좌단의 캐리지 유닛(23)의 좌단의 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있다(도 15의 (a) 참조).
이 상태에서, 액체방울 토출 장치(1)는 컨트롤러(27)(제어부(162))에 의한 제어를 받으면서, 워크 이동 수단(21)에 의한 X축 방향으로의 워크(W)의 X축 방향으로의 왕동에 동기하고, 복수의 화소 영역(507a)에 대하여 스트라이프 배열의 배색 패턴에 의거하여 RㆍGㆍB 3색의 기능 액체방울을 동시에 토출ㆍ착탄시키는 주주사를 행한다. 여기서, X축 방향에서 RㆍGㆍB 3색의 화소 영역(507a)이 교대로 배열되어 있는 것에 대해, 색별 복수의 부분 묘화 라인(Lp)은 Y축 방향으로 연속하고 있기 때문에 X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서, 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키는 일이 없다. 즉, 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 X축 방향으로 배열되는 3개의 화소 영역(507a) 중, 1개의 화소 영역(507a)에만 기능 액체방울을 토출하게 된다(도 15의 (b) 참조).
제 1 회째의 주주사(워크(W)의 왕동)가 끝나면, 워크 이동 수단(21)에 의해 워크(W)를 복동시키는 동시에, 헤드 이동 수단(22)을 구동하여, 7개의 캐리지 유 닛(23)을 일체로 하여 Y축 방향(도시된 좌측)으로 부분 묘화 라인(Lp)분만큼(기능 액체방울 토출 헤드의 4개 분에 상당) 이동시키는 부주사를 행한다. 도 16의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 부주사에 의해 제 1 회째의 주주사에서 B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)가 면하고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 면하고, G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)가 접한다. 그리고, 제 1 회째의 주주사 시에 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(우측)으로 벗어나서 위치하고 있던 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)는, 도시된 우단의 화소 영역(507a)에 면하고 있지만, R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)는 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측으로 벗어난 채로 있다. 또한, 제 1 회째의 주주사 시에 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있던 도시된 좌단의 캐리지 유닛(23)의 좌단의 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)는, 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(좌측)으로 벗어나서 위치하고 있고, 그 우측 근처의 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)가 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있다(도 16의 (a) 참조).
이 상태에서, 제 1 회째의 주주사와 마찬가지로 하여, 제 2 회째의 주주사가 행하여진다(도 16의 (b) 참조). 여기서, 제 1 회째의 주주사에서 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(메인터넌스 에어리어(32)측)으로 벗어나서 위치하고 있던 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)는, 그 사이 화소 영역(507a)에 대하여 기능 액체방울을 토출하고 있지 않지만, 제 1 회째의 주주사 및 제 2 회째의 주주사에서 워크(W)에 면하기 직전에 토출전 플러싱 박스에 대하여 토출전 플러싱을 행하기 때문에 노즐(95)이 건조하지 않고, 제 2 회째의 주주사에서 화소 영역(507a)에 대하여 기능 액체방울을 적절하게 토출할 수 있다.
또한, 제 1 회째의 주주사와 제 2 회째의 주주사 사이에, 도시된 우단의 캐리지 유닛(23)만을 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시켜, 흡인 유닛(131) 및 와이핑 유닛(132)에 의해 메인터넌스 처리를 해도 좋다. 이것에 의하면, 가령 제 1 회째의 주주사에서 토출 구동하지 않는 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R) 및 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)가, 제 2 회째의 주주사의 직전에 토출전 플러싱을 행하는 것만으로는 완전하게 기능 회복할 수 없을 만큼 노즐(95)이 건조해져도 적절하게 토출 기능 회복을 꾀할 수 있다. 그리고, 우단의 캐리지 유닛(23)의 기능 액체방울 토출 헤드(71)가 메인터넌스 처리를 받고 있는 사이, 다른 캐리지 유닛(23)의 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 적당하게 정기 플러싱 박스(121)에 대하여 플러싱 동작을 행하면서 대기하는 것이 바람직하다. 또한, 우단의 캐리지 유닛(23) 외에, 토출 패턴과의 관계로부터 토출 구동하지 않는 기능 액체방울 토출 헤드(71)가 존재할 경우에도, 그 기능 액체방울 토출 헤드(71)가 탑재된 캐리지 유닛(23)(및 그것보다 메인터넌스 에어리어(32)측의 캐리지 유닛(23))을 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시켜, 흡인 유닛(131) 및 와이핑 유닛(132)에 의해 메인터넌스 처리를 해도 좋다.
제 2 회째의 주주사가 끝나면, 워크 이동 수단(21)에 의해 워크(W)를 X축 방향으로 복동시킴과 동시에 헤드 이동 수단(22)을 구동하여, 7개의 캐리지 유닛(23) 을 일체로서 Y축 방향(도시된 좌측)으로 부분 묘화 라인(Lp)분만큼(기능 액체방울 토출 헤드의 4개 분에 상당) 이동시키는 부주사를 행한다. 도 17의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 부주사에 의해 제 2 회째의 주주사에서 G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)가 면하고, B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)가 면하고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여, B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 면한다. 그리고, 제 2 회째의 주주사 시에 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(우측)으로 벗어나서 위치하고 있던 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)는, 도시된 우단의 화소 영역(507a)에 면하고 있다. 또한, 제 2 회째의 주주사 시에 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있던 도시된 좌단의 캐리지 유닛(23)의 좌단의 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)는 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(좌측)으로 벗어나서 위치하고 있고, 그 우측 이웃의 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)가 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있다(도 17의 (a) 참조).
이 상태에서, 제 2 회째의 주주사와 마찬가지로 하여, 제 3 회째의 주주사가 이루어진다(도 17의 (b) 참조). 여기서, 제 2 회째의 주주사에서, 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측(메인터넌스 에어리어(32)측)으로 벗어나서 위치하고 있던 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)는 그 사이 화소 영역(507a)에 대하여 기능 액체방울을 토출하지 않지만, 제 1 회째의 주주사 또는 제 3 회째의 주주사에서 워크(W)에 면하기 직전에 토출전 플러싱 박스에 대하여 토출전 플러싱을 행하기 때문에, 노즐(95)이 건조하지 않고, 제 3 회째의 주주사에서 화소 영역(507a)에 대하여 기능 액체방울을 적절하게 토출할 수 있다.
또한, 이 경우도 제 2 회째의 주주사와 제 3 회째의 주주사 사이에 도시된 우단의 캐리지 유닛(23)만을 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시켜, 흡인 유닛(131) 및 와이핑 유닛(132)에 의해 메인터넌스 처리를 해도 좋다. 또한, 상기한 바와 같이 묘화 에어리어(31)로부터 양쪽 외측으로 벗어난 위치에 1쌍의 메인터넌스 에어리어(32)를 구성하고 있을 경우에는, 도시된 좌단의 캐리지 유닛(23)만을 도시된 좌측의 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시키고 메인터넌스 처리를 해도 좋다.
이와 같이 X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서, 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키지 않고, 워크(W)상의 전체 화소영역(507a)에 대한 기능 액체방울의 토출ㆍ착탄이 완료한다. 이 때문에, X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이의 구획 벽부(507b) 위에, 예를 들면 제 1 회째의 주주사에 의해 R의 기능 액체방울이 착탄되고, 제 2 회째의 주주사에 의해 G의 기능 액체방울이 착탄되었다고 하더라도, 제 2 회째의 주주사에서 G의 기능 액체방울이 착탄할 때는, 제 1 회째의 주주사에서 착탄된 R의 기능 액체방울이 어느 정도 건조한 상태로 되어 있기 때문에 양 기능 액체방울이 서로 섞여버릴 일이 없다. 따라서, X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서, 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 1회의 주주사에서 복수회 워크(W)를 왕복 이동시켜 각 화소 영역(507a)에 대하여 복수회 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시켜도 좋고, 이 경우 각 왕 복 운동마다 각 캐리지 유닛(23)을 Y축 방향으로 미세 거리 이동시키는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 각 화소 영역(507a)의 전역에 구석구석까지 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시킬 수 있다. 또, 도 15의 (a) 및 (b), 도 16의 (a) 및 (b), 또한 도 17의 (a) 및 (b)에서는, 작도 상 Y축 방향에서 3개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 1개의 화소 영역(507a)이 대응하고 있지만, 상기한 바와 같이 실제로는 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 복수의 화소 영역(507a)이 대응하고 있다.
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 화소의 배색 패턴이 스트라이프 배열이며, 각 색의 화소 열이 Y축 방향을 따라 형성되어 있기 때문에, Y축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 이색의 기능 액체방울을 착탄시키는 일이 없다.
그러나, 화소의 배색 패턴이 모자이크 배열이나 델타 배열일 경우에는, 이색의 화소가 Y축 방향으로 나열되어 형성되어 있기 때문에, Y축 방향으로 인접하는 이색의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 대응하는 Y축 방향으로 인접하는 2개의 화소 영역(507a)에 대하여, 동일한 주주사로 이색의 기능 액체방울을 착탄시키면, 인접하는 화소 영역 간의 구획 벽부(507b) 위에 이색의 기능 액체방울이 각각 착탄되어, 혼색이 생길 우려가 있다. 이러한 경우에는, 2개의 화소 영역(507a)에의 기능 액체방울의 토출을 서로 다른 주주사로 행하게 하는 것이 바람직하다(특히, 화소 영역(507a)에 토출하는 기능액량이 많을 경우에 유효하다.)
도 18의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 화소의 배색 패턴이 모자이크 배열일 경우에, Y축 방향으로 인접하는 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R) 및 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)에 대응하는 Y축 방향으로 인접하는 2개의 화소 영역(507a)에 대하여, 제 1 회째의 주주사에서는 그 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)(의 일부의 노즐(95))를 비구동으로 하고 그 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)를 구동으로 하여 R의 기능 액체방울을 토출시키고(도 18의 (a) 참조), 제 2 회째의 주주사에서는 그 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)를 비구동으로 하고 그 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)를 구동으로 하여 G의 기능 액체방울을 토출 시킨다(도 18의 (a) 참조). 이것에 의하면, Y축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서, 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키는 일이 없다. 이 때문에, X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이뿐만 아니라 Y축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서도 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 도 18의 (a) 및 (b)에서는, 작도 상 Y축 방향에서 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 1개의 화소 영역(507a)이 대응하고 있지만, 상기한 바와 같이 실제로는 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)에 복수의 화소 영역(507a)이 대응하고 있다.
다음으로, 도 19, 도 20의 (a)∼(c)를 참조하여 액체방울 토출 장치의 제 2 실시예에 관하여 설명한다. 제 2 실시예의 액체방울 토출 장치(1)는 상기의 제 1 실시예의 액체방울 토출 장치(1)와 대략 동일한 구성이지만, 제 1 실시예에서는 각 캐리지 유닛(23)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 1열의 계단 형상으로 배치하고, 4개 단위로 RㆍGㆍB 3색의 기능액을 각각 도입한 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R), G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G), B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B) 로 되어 있는 것에 대하여(도 9의 (a) 및 (b), 도 10 참조), 제 2 실시예에서는 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 6개씩 Y축 방향으로 이분하는 동시에 각 조 6개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)를 계단 형상으로 배치하고, 도 19의 우측으로부터 1개 단위로 차례로 RㆍGㆍB 3색의 기능액을 각각 도입한 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R), G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G), B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)로 되어 있는 점에서 다르다.
즉, 제 2 실시예에서는 각 캐리지 유닛(23)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)는 각 색의 4개의 기능 액체방울 토출 헤드(71)의 복수의 노즐(95)에 의해 각 색의 부분 묘화 라인(Lp)이 4개 구성되고, 3 색의 부분 묘화 라인(LpRㆍLpGㆍLpB)이 도시된 우측으로부터 이 순서로 Y축 방향으로 4회 반복하여 줄지어 하나의 분할 묘화 라인(LD)을 구성하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 제 1 실시예에 비하여, 각 부분 묘화 라인(Lp)의 길이는 짧아져 있다.
여기서, 도 20의 (a)∼(c)를 참조하여, 제 2 실시예의 액체방울 토출 장치(1)에 의한 일련의 묘화 처리에 관하여 설명한다. 우선, 상기와 마찬가지로 하여 워크(W)를 흡착 테이블(42)에 세트하고, 워크(W) 및 각 캐리지 유닛(23)의 위치 보정이 행하여진다.
이 때, 도시된 우단의 캐리지 유닛(23)의 우단의 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 도시된 우단의 화소 영역(507a)에 면하고 있고, 그 Y축 방향외측(우측)에 위치하는 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R) 및 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)는 화소 영역(507a)으로부터 Y축 방향 외측으로 벗어나서 위치하고, 또한 도시된 좌단의 캐리지 유닛(23)의 좌단의 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)가 도시된 좌단의 화소 영역(507a)에 면하고 있다. 그리고, 이 상태에서 제 1 회째의 주주사가 행하여져 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)로부터 X축 방향으로 나열되는 3개의 화소 영역(507a) 중 1개의 화소 영역(507a)에 대해서만 기능 액체방울이 토출된다(도 20의 (a) 참조).
제 1 회째의 주주사가 끝나면, 제 1 회째의 주주사에서 B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)를 면하게 하고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)를 면하게 하고, G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)를 면하게 하기 위해서, 7개의 캐리지 유닛(23)을 일체로 하여 Y축 방향(도시된 좌측)에 부분 묘화 라인(Lp) 분만큼(기능 액체방울 토출 헤드의 1개분에 상당) 이동시키는 부주사를 행한다. 즉, 제 2 실시예의 액체방울 토출 장치(1)에서는, 제 1 실시예에 비하여 각 부분 묘화 라인(Lp)의 길이가 짧아짐으로써 부주사에서의 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)(캐리지 유닛(23))의 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 부주사를 단시간에 행할 수 있다.
그리고, 제 1 실시예와 마찬가지로 토출전 플러싱을 행한 후에, 제 2 회째의 주주사가 행하여지고, 제 1 회째의 주주사로 B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 G의 기능액이 착탄되고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 B의 기능액이 착탄되고, G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 R의 기능액이 착탄된다(도 20의 (b) 참조).
제 2 회째의 주주사가 끝나면, 제 2 회째의 주주사에서 B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 G계 기능 액체방울 토출 헤드(71G)를 면하게 하고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 B계 기능 액체방울 토출 헤드(71B)를 면하게 하고, G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 대하여 R계 기능 액체방울 토출 헤드(71R)를 면하게 하여, 7개의 캐리지 유닛(23)을 일체로 하여 Y축 방향(도시된 좌측)에 부분 묘화 라인(Lp) 분만큼(기능 액체방울 토출 헤드의 1개 분에 상당) 이동시키는 부주사를 행한다. 여기서도, 부주사에서의 각 기능 액체방울 토출 헤드(71)(캐리지 유닛(23))의 이동 거리를 짧게 할 수 있어 부주사를 단시간에 행할 수 있다.
그리고, 상기와 마찬가지로 토출전 플러싱을 행한 후에, 제 3 회째의 주주사가 행하여지고, 제 2 회째의 주주사에서 B의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 G의 기능액이 착탄되고, R의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 B의 기능액이 착탄되고, G의 기능액이 착탄된 화소 영역(507a)에 인접하는 화소 영역(507a)에 대하여 R의 기능액이 착탄된다(도 20의 (c) 참조).
이상과 같이, 제 2 실시예에서의 묘화 처리에 관해서도, 부주사에서의 이동 거리가 다른 점을 제외하고, 제 1 실시예와 마찬가지로 하여 묘화 처리가 행하여지고, X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서 서로 다른 색의 기능 액체방울을 동일한 주주사로 토출ㆍ착탄시키지 않고, 워크(W) 상의 전체 화소 영역(507a) 에 대한 기능 액체방울의 토출ㆍ착탄이 완료된다. 따라서, X축 방향으로 인접하는 화소 영역(507a) 사이에서, 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 제 2 실시예에서는 제 1 실시예에 비해서 각 부분 묘화 라인(Lp)이 짧아지기 때문에, 상기의 헤드 토출 커버 범위(Rh)(Y축 방향에서 묘화 라인(L)을 부분 묘화 라인(Lp)의 2배(부주사의 횟수 배)의 치수 분만큼 길게 한 범위)가 짧아진다. 따라서, 토출전 플러싱 박스의 Y축 방향의 길이를 짧게 할 수 있고, 공간 절약화에 기여하게 된다.
또한, 제 2 실시예에서도 제 1 회째의 주주사와 제 2 회째의 주주사 사이 및 제 2 회째의 주주사와 제 3 회째의 주주사 사이에, 도시된 우단의 캐리지 유닛(23)만을 메인터넌스 에어리어(32)로 이동시켜 메인터넌스 처리를 해도 좋다. 또한, 제 2 실시예에서도 노즐열(94)의 열 방향(Y축 방향)과 합치하는 방향으로부터 와이핑 동작이 이루어지지만, 각 캐리지 유닛(23)에서 X축 방향에서 같은 위치에 배치된 기능 액체방울 토출 헤드(71)에는 동일색의 기능액이 도입되기 때문에(도 19, 도 20의 (a)∼(c) 참조), 와이핑 시트(151)의 동일 장소에서 서로 다른 기능액을 크리닝하지 않아, 노즐면(93)에서 기능액이 서로 섞여버릴 일이 없다.
이상과 같이, 본 실시예의 액체방울 토출 장치(1)에 의하면, 워크(W)에 대하여 RㆍGㆍB 3색의 기능 액체방울을 동시에 토출ㆍ착탄시켰을 경우에, 기능 액체방울이 각 화소 영역(507a)에 정확하게 착탄하지 않아도, 이색의 기능 액체방울이 혼색하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 액체방울 토출 장치(1)를 이용하여 제조되는 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이)로서 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치), 또한 이들 표시 장치에 형성되어서 이루어지는 액티브 매트릭스 기판 등을 예로, 이들의 구조 및 그 제조 방법에 관하여 설명한다. 또한, 액티브 매트릭스 기판은 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속하는 소스선, 데이터선이 형성된 기판을 말한다.
우선, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 일체로 구성되는 컬러 필터의 제조 방법에 관하여 설명한다. 도 21은 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트, 도 22의 (a)∼(e)는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(500)(필터 기체(500A))의 모식 단면도이다.
우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(S101)에서는, 도 22의 (a)에 나타내는 바와 같이 기판(W)(501) 위에 블랙 매트릭스(502)를 형성한다. 블랙 매트릭스(502)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성할 경우에는, 그라비아 인쇄법, 포토 레지스트법, 열 전사법 등을 이용할 수 있다.
계속하여, 뱅크 형성 공정(S102)에서 블랙 매트릭스(502) 위에 중첩하는 상태에서 뱅크(503)를 형성한다. 즉, 우선 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기 판(501) 및 블랙 매트릭스(502)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(504)을 형성한다. 그리고 그 상면을 매트릭스 패턴형 형상으로 형성된 마스크 필름(505)으로 피복한 상태로 노광 처리를 행한다.
또한, 도 22의 (c)에 나타내는 바와 같이 레지스트층(504)의 미 노광 부분을 에칭 처리함으로써 레지스트층(504)을 패터닝하여 뱅크(503)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성하는 경우에는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용하는 것이 가능해진다.
이 뱅크(503)와 그 아래의 블랙 매트릭스(502)는 각 화소 영역(507a)을 구획하는 구획 벽부(507b)가 되고, 후의 착색층 형성 공정에서 기능 액체방울 토출 헤드(16)에 의해 착색층(성막부)(508R, 508G, 508B)을 형성할 때에 기능 액체방울의 착탄 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(500A)가 얻어진다.
또한, 본 실시예에서는 뱅크(503)의 재료로서 도포막 표면이 소액(疎液)(소수)성이 되는 수지 재료를 사용하고 있다. 그리고, 기판(글래스 기판)(501)의 표면이 친액(친수(親水))성이므로, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(503)(구획 벽부(507b))에 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에의 액체방울의 착탄 위치의 편차를 자동 보정할 수 있다.
다음으로, 착색층 형성 공정(S103)에서는, 도 22의 (d)에 나타내는 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(16)에 의해 기능 액체방울을 토출해서 구획 벽 부(507b)로 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에 착탄시킨다. 이 경우, 기능 액체방울 토출 헤드(16)를 이용하여, RㆍGㆍB의 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하고 기능 액체방울의 토출을 행한다. 또한, RㆍGㆍB의 3색의 배열 패턴으로서는 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시켜, 3색의 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성한다. 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성하면 보호막 형성 공정(S104)으로 옮겨 도 22의 (e)에 나타내는 바와 같이 기판(501), 구획 벽부(507b) 및 착색층(508R, 508G, 508B)의 상면을 덮도록 보호막(509)을 형성한다.
즉, 기판(501)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(509)이 형성된다.
그리고, 보호막(509)을 형성한 후, 컬러 필터(500)는 다음 공정의 투명 전극이 되는 IT0(Indium Tin 0xide) 등의 막 부착 공정으로 이행된다.
도 23은 상기의 컬러 필터(500)를 이용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도이다. 이 액정 장치(520)에, 액정 구동용 IC, 백라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 컬러 필터(500)는 도 22의 (a)∼(e)에 나타낸 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.
이 액정 장치(520)는 컬러 필터(500), 글래스 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(521) 및, 이들 사이에 협지된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이 루어지는 액정층(522)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(500)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치하고 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 대향 기판(521) 및 컬러 필터(500)의 외면(액정층(522)측과는 반대 측의 면)에는 편광판이 각각 설치되고, 또한 대향 기판(521) 측에 위치하는 편광판의 외측에는 백라이트가 배열 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층 측)에는, 도 23에서 좌우 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(523)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(523)의 컬러 필터(500) 측과는 반대 측의 면을 덮도록 제 1 배향막(524)이 형성되어 있다.
한편, 대향 기판(521)에서의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(500)의 제 1 전극(523)과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 2 전극(526)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(526)의 액정층(522)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(527)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(523) 및 제 2 전극(526)은 ITO 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
액정층(522) 내에 설치된 스페이서(528)는 액정층(522)의 두께(셀 갭(cell gap))를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 시일 재료(529)는 액정층(522) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(523)의 일단부는 리드 배선(523a)으로서 시일 재료(529)의 외측으로 연장하고 있다.
그리고, 제 1 전극(523)과 제 2 전극(526)이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소가 되는 부분에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(500)에 제 1 전극(523)의 패터닝 및 제 1 배향막(524)의 도포를 행하여 컬러 필터(500)측 부분을 작성하는 동시에, 이것과는 별도로 대향 기판(521)에 제 2 전극(526)의 패터닝 및 제 2 배향막(527)의 도포를 행하여 대향 기판(521)측 부분을 작성한다. 그 후, 대향 기판(521)측 부분에 스페이서(528) 및 시일 재료(529)를 만들고, 이 상태에서 컬러 필터(500)측 부분을 접합한다. 이어서, 시일 재료(529)의 주입구로부터 액정층(522)을 구성하는 액정을 주입하고 주입구를 폐지한다. 그 후, 양쪽 편광판 및 백라이트를 적층한다.
실시예의 액체방울 토출 장치(1)는 예를 들면 상기의 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(521)측 부분에 컬러 필터(500)측 부분을 접합하기 전에, 시일 재료(529)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 또한, 상기 시일 재료(529)의 인쇄를 기능 액체방울 토출 헤드(16)로 행할 수도 있다. 또한, 제 1ㆍ제 2 배향막(524, 527)의 도포를 기능 액체방울 토출 헤드(16)로 행할 수도 있다.
도 24는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(500)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도이다.
이 액정 장치(530)가 상기 액정 장치(520)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(500)를 도면 중 하측(관측자측과는 반대측)에 배치한 점이다.
이 액정 장치(530)는 컬러 필터(500)와 글래스 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(531) 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(532)이 협지되어서 개략적으로 구성되어 있다. 또한, 도시하지 않았지만 대향 기판(531) 및 컬러 필터(500)의 외면에는 편광판 등이 각각 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층(532)측)에는, 도면 중 깊이 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(533)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(533)의 액정층(532)측의 면을 덮도록 제 1 배향막(534)이 형성되어 있다.
대향 기판(531)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면 위에는, 컬러 필터(500)측의 제 1 전극(533)과 직교하는 방향으로 연장하는 복수의 스트립 형상의 제 2 전극(536)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(536)의 액정층(532)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(537)이 형성되어 있다.
액정층(532)에는, 이 액정층(532)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(538)와, 액정층(532) 내의 액정 조성물이 외부로 누출하는 것을 방지하기 위한 시일 재료(539)가 설치되어 있다.
그리고, 상기한 액정 장치(520)와 마찬가지로, 제 1 전극(533)과 제 2 전극(536)의 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소가 되는 부위에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
도 25는 본 발명을 적용한 컬러 필터(500)를 이용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타내는 것으로, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
이 액정 장치(550)는 컬러 필터(500)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치한 것이다.
이 액정 장치(550)는 컬러 필터(500)와 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(551)과, 이들 사이에 협지된 도시하지 않은 액정층과, 컬러 필터(500)의 상면측(관측자측)에 배치된 편광판(555)과, 대향 기판(551)의 하면측에 설치된 편광판(도시 생략)에 의하여 개략적으로 구성되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509)의 표면(대향 기판(551)측의 면)에는 액정 구동용의 전극(556)이 형성되어 있다. 이 전극(556)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지고, 후술의 화소 전극(560)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전체면 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(556)의 화소 전극(560)과는 반대측의 면을 덮은 상태로 배향막(557)이 설치되어 있다.
대향 기판(551)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는 절연층(558)이 형성되어 있고, 이 절연층(558) 위에는 주사선(561) 및 신호선(562)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(561)과 신호선(562)으로 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(560)이 형성되어 있다.
또한, 실제의 액정 장치에서는 화소 전극(560) 위에 배향막이 설치되지만, 도시를 생략하고 있다.
또한, 화소 전극(560)의 노치부와 주사선(561)과 신호선(562)에 둘러싸인 부분에는, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 및 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(563)가 일체로 구비되어 구성되어 있다. 그리고, 주사선(561)과 신호선(562) 에 대한 신호의 인가에 의해 박막 트랜지스터(563)를 온ㆍ오프해서 화소 전극(560)에의 통전 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기의 각 예의 액정 장치(520, 530, 550)는 투과형의 구성으로 했지만, 반사층 혹은 반투과 반사층을 설치하여, 반사형의 액정 장치 혹은 반투과 반사형의 액정 장치로 할 수도 있다.
다음으로, 도 26은 유기 EL 장치의 표시 영역(이하, 단순히 표시 장치(600)라고 칭함)의 요부 단면도이다.
이 표시 장치(600)는 기판(W)(601) 위에, 회로 소자부(602), 발광 소자부(603) 및 음극(604)이 적층된 상태로 개략적으로 구성되어 있다.
이 표시 장치(600)에서는, 발광 소자부(603)로부터 기판(601) 측으로 발한 빛이 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과해서 관측자 측으로 출사되는 동시에, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)의 반대측으로 발한 빛이 음극(604)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과해서 관측자측으로 출사되도록 되어 있다.
회로 소자부(602)와 기판(601) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지(下地) 보호막(606)이 형성되고, 이 하지 보호막(606) 위(발광 소자부(603)측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(607)이 형성되어 있다. 이 반도체막(607)의 좌우 영역에는, 소스 영역(607a) 및 드레인 영역(607b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고, 양이온이 주입되지 않는 중앙부가 채널 영역(607c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(602)에는 하지 보호막(606) 및 반도체막(607)을 덮는 투명한 게이트 절연막(608)이 형성되고, 이 게이트 절연막(608) 위의 반도체막(607)의 채널 영역(607c)에 대응하는 위치에는, 예를 들면 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(609)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(609) 및 게이트 절연막(608) 위에는, 투명한 제 1 층간 절연막(611a)과 제 2 층간 절연막(611b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 층간 절연막(611a, 611b)을 관통하여, 반도체막(607)의 소스 영역(607a), 드레인 영역(607b)에 각각 연통하는 콘택트 홀(612a, 612b)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간 절연막(611b) 위에는, ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(613)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(613)은 콘택트 홀(612a)을 통해서 소스 영역(607a)에 접속되어 있다.
또한, 제 1 층간 절연막(611a) 위에는 전원선(614)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(614)은 콘택트 홀(612b)을 통해서 드레인 영역(607b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(602)에는 각 화소 전극(613)에 접속된 구동용의 박막 트랜지스터(615)가 각각 형성되어 있다.
상기 발광 소자부(603)는 복수의 화소 전극(613) 상의 각각에 적층된 기능층(617)과, 각 화소 전극(613) 및 기능층(617) 사이에 구비되어 각 기능층(617)을 구획하는 뱅크부(618)에 의하여 개략적으로 구성되어 있다.
이들 화소 전극(613), 기능층(617) 및 기능층(617) 위에 설치된 음극(604)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(613)은 평면에서 보아 대략 사 각형 형상으로 패터닝되어서 형성되어 있고, 각 화소 전극(613) 사이에 뱅크부(618)가 형성되어 있다.
뱅크부(618)는 예를 들면 SiO、 SiO2, TiO2 등의 무기재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(618a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(618a) 위에 적층되고, 아크릴수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 우수한 레지스트에 의해 형성되는 단면 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(618b)(제 2 뱅크층)으로 구성되어 있다. 이 뱅크부(618)의 일부는 화소 전극(613)의 가장자리부 위에 올라탄 상태로 형성되어 있다.
그리고, 각 뱅크부(618) 사이에는 화소 전극(613)에 대하여 위쪽을 향해서 점차로 확개된 개구부(619)가 형성되어 있다.
상기 기능층(617)은 개구부(619) 내에서 화소 전극(613) 위에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(617a)과, 이 정공 주입/수송층(617a) 위에 형성된 발광층(617b)으로 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(617b)에 인접해서 그 외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성해도 좋다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.
정공 주입/수송층(617a)은 화소 전극(613)측으로부터 정공을 수송해서 발광층(617b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(617a)은 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로서는 공지의 재료를 사용한다.
발광층(617b)은 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나로 발광하는 것으로, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 포함하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 불용(不溶)인 공지의 재료를 쓰는 것이 바람직하고, 이러한 비극성 용매를 발광층(617b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(617a)을 재용해시키지 않고 발광층(617b)을 형성할 수 있다.
그리고, 발광층(617b)에서는, 정공 주입/수송층(617a)으로부터 주입된 정공과, 음극(604)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합해서 발광하도록 구성되어 있다.
음극(604)은 발광 소자부(603)의 전체면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(613)과 쌍을 이루어 기능층(617)에 전류를 흐르게 하는 역할을 담당한다. 또한, 이 음극(604)의 상부에는 도시하지 않은 밀봉 부재가 배치된다.
다음으로, 상기의 표시 장치(600)의 제조 공정을 도 27∼도 35를 참조해서 설명한다.
이 표시 장치(600)는 도 27에 나타내는 바와 같이 뱅크부 형성 공정(S111), 표면 처리 공정(S112), 정공 주입/수송층 형성 공정(S113), 발광층 형성 공정(S114) 및 대향 전극 형성 공정(S115)을 거쳐서 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시하는 것에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 기타의 공정이 제외될 경우, 또한 추가될 경우도 있다.
우선, 뱅크부 형성 공정(S111)에서는, 도 28에 나타내는 바와 같이 제 2 층 간 절연막(611b) 위에 무기물 뱅크층(618a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(618a)은 형성 위치에 무기물 막을 형성한 후, 이 무기물 막을 포토 리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이때, 무기물 뱅크층(618a)의 일부는 화소 전극(613)의 가장자리부와 겹치도록 형성된다.
무기물 뱅크 층(618a)을 형성하면, 도 29에 나타내는 바와 같이 무기물 뱅크층(618a) 위에 유기물 뱅크층(618b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(618b)도 무기물 뱅크층(618a)과 마찬가지로 포토 리소그래피 기술 등에 의해 패터닝해서 형성된다.
이렇게 하여 뱅크부(618)가 형성된다. 또한, 이에 따라 각 뱅크부(618) 사이에는 화소 전극(613)에 대하여 위쪽으로 개구한 개구부(619)가 형성된다. 이 개구부(619)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(S112)에서는, 친액화 처리 및 발액화 처리가 행하여진다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(618a)의 제 1 적층부(618aa) 및 화소 전극(613)의 전극면(613a)이며, 이들 영역은 예를 들어 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(613)인 ITO의 세정 등도 겸하고 있다.
또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(618b)의 벽면(618s) 및 유기물 뱅크층(618b)의 상면(618t)에 실시되고, 예를 들면 4불화 메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성 처리)된다.
이 표면 처리 공정을 행함으로써, 기능 액체방울 토출 헤드(16)를 이용하여 기능층(617)을 형성할 때, 기능 액체방울을 화소 영역에 더욱 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한 화소 영역에 착탄된 기능 액체방울이 개구부(619)로부터 흘러넘쳐 나오는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 이상의 공정을 거침으로써 표시 장치 기체(600A)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(600A)는 도 1에 나타낸 액체방울 토출 장치(1)의 세트 테이블(22)에 탑재되어, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S113) 및 발광층 형성 공정(S L14)이 행하여진다.
도 30에 나타내는 바와 같이 정공 주입/수송층 형성 공정(S113)에서는, 기능 액체방울 토출 헤드(16)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(619) 내에 토출한다. 그 후, 도 31에 나타내는 바와 같이 건조 처리 및 열처리를 행하고, 제 1 조성물에 포함되는 극성 용매를 증발시켜, 화소 전극(전극면(613a))(613) 위에 정공 주입/수송층(617a)을 형성한다.
다음으로, 발광층 형성 공정(S114)에 관하여 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상기한 바와 같이 정공 주입/수송층(617a)의 재용해를 방지하기 위해서, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 불용의 비극성 용매를 사용한다.
그러나 한편으로, 정공 주입/수송층(617a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에 비극성 용매를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a) 위에 토출해도 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(617b)을 밀착시킬 수 없거나 혹은 발광층(617b)을 균일하게 도포할 수 없는 우려가 있다.
그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(617a)의 표면의 친화성을 높이기 위해서, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일 용매 또는 이와 비슷한 용매인 표면 개질재를 정공 주입/수송층(617a) 위에 도포하고 이것을 건조시킴으로써 행한다.
이러한 처리를 행함으로써 정공 주입/수송층(617a)의 표면이 비극성 용매에 친숙해지기 쉬워 지고, 이 후의 공정에서 발광층 형성 재료를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a)에 균일하게 도포할 수 있다.
그리고 다음으로, 도 32에 나타내는 바와 같이 각 색 중 어느 색(도 32의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액체방울로서 화소 영역(개구부(619)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(617a) 위에 퍼져서 개구부(619) 내에 채워진다. 또한, 만일 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나서 뱅크부(618)의 상면(618t) 위에 착탄된 경우에도, 이 상면(618t)은 상기한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있으므로 제 2 조성물이 개구부(619) 내에 굴러들어오기 쉬워진다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하고, 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매를 증발시켜, 도 33에 나타내는 바와 같이 정공 주입/수송층(617a) 위에 발광층(617b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)이 형성되어 있다.
마찬가지로, 기능 액체방울 토출 헤드(16)를 사용하여 도 34에 나타내는 바 와 같이 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)의 경우와 마찬가지의 공정을 순차적으로 행하고, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(617b)을 형성한다. 또한, 발광층(617b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되는 것이 아니라, 어떤 순서로 형성해도 좋다. 예를 들면 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정할 수도 있다. 또한, RㆍGㆍB의 3색의 배열 패턴으로는 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여, 화소 전극(613) 위에 기능층(617), 즉 정공 주입/수송층(617a) 및 발광층(617b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S115)으로 이행한다.
대향 전극 형성 공정(S115)에서는, 도 35에 나타내는 바와 같이 발광층(617b) 및 유기물 뱅크층(618b)의 전체면에 음극(604)(대향 전극)을, 예를 들면 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한다. 이 음극(604)은 본 실시예에서는 예를 들면 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다.
이 음극(604)의 상부에는, 전극으로서의 Al막, Ag막이나, 그 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적절하게 설치된다.
이렇게 하여 음극(604)을 형성한 후, 이 음극(604)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 실시함으로써 표시 장치(600)가 얻어진다.
다음으로, 도 36은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치: 이하, 단순히 표시 장 치(700)라 칭함)의 요부 분해 사시도이다. 또한, 도 36에서는 표시 장치(700)를 그 일부를 노치한 상태로 나타내고 있다.
이 표시 장치(700)는 서로 대향해서 배치된 제 1 기판(701), 제 2 기판(702) 및 이들 간에 형성되는 방전 표시부(703)를 포함해서 개략 구성된다. 방전 표시부(703)는 복수의 방전실(705)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(705) 중, 적색 방전실(705R), 녹색 방전실(705G), 청색 방전실(705B)의 3개의 방전실(705)이 세트를 이루어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제 1 기판(701)의 상면에는 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 어드레스 전극(706)이 형성되어, 이 어드레스 전극(706)과 제 1 기판(701)의 상면을 덮도록 유전체층(707)이 형성되어 있다. 유전체층(707) 위에는, 각 어드레스 전극(706) 사이에 위치하고, 또한 각 어드레스 전극(706)을 따르도록 격벽(708)이 세워 설치되어 있다. 이 격벽(708)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(706)의 폭 방향 양측으로 연장하는 것과, 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 연장하여 설치된 도시하지 않은 것을 포함한다.
그리고, 이 격벽(708)에 의해 구획된 영역이 방전실(705)로 되어 있다.
방전실(705) 내에는 형광체(709)가 배치되어 있다. 형광체(709)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 색의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(705R)의 저부에는 적색 형광체(709R)가, 녹색 방전실(705G)의 저부에는 녹색 형광체(709G)가, 청색 방전실(705B)의 저부에는 청색 형광체(709B)가 각각 배치되어 있다.
제 2 기판(702)의 도면 중 하측의 면에는, 상기 어드레스 전극(706)과 직교 하는 방향으로 복수의 표시 전극(711)이 소정 간격으로 줄무늬 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(712) 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(713)이 형성되어 있다.
제 1 기판(701)과 제 2 기판(702)은 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)이 서로 직교하는 상태로 대향시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)은 도시하지 않은 교류 전원에 접속되어 있다.
그리고, 각 전극(706, 711)에 통전함으로써, 방전 표시부(703)에서 형광체(709)가 여기(勵起) 발광하여 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시예에서는, 상기 어드레스 전극(706), 표시 전극(711) 및 형광체(709)를 도 1에 나타낸 액체방울 토출 장치(1)를 이용하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(701)에서의 어드레스 전극(706)의 형성 공정을 예시한다.
이 경우, 제 1 기판(701)을 액체방울 토출 장치(1)의 세트 테이블(22)에 탑재된 상태에서 이하의 공정이 행하여진다.
우선, 기능 액체방울 토출 헤드(16)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는 도전막 배선 형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산된 것이다. 이 도전성 미립자로는 금, 은, 동, 팔라듐 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 폴리머 등을 이용할 수 있다.
보충 대상이 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충이 종료하면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하고, 액체 재료에 포함되는 분산매 를 증발함으로써 어드레스 전극(706)이 형성된다.
그런데, 상기에서는 어드레스 전극(706)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전극(711) 및 형광체(709)에 관해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.
표시 전극(711) 형성의 경우, 어드레스 전극(706)의 경우와 같이 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.
또한, 형광체(709)의 형성의 경우에는 각 색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 포함한 액체 재료(기능액)을 기능 액체방울 토출 헤드(16)로부터 액체방울로서 토출(송출)하여, 대응하는 색의 방전실(705) 내에 착탄시킨다.
다음으로, 도 37은 전자 방출 장치(FED 장치 혹은 SED 장치라고도 함: 이하, 단순히 표시 장치(800)라고 칭함)의 요부 단면도이다. 또한, 도 37에서는 표시 장치(800)를 그 일부를 단면으로서 나타내고 있다.
이 표시 장치(800)는 서로 대향해서 배치된 제 1 기판(801), 제 2 기판(802) 및 이들 간에 형성되는 전계 방출 표시부(803)를 포함해서 개략적으로 구성된다. 전계 방출 표시부(803)는 매트릭스 형상으로 배치한 복수의 전자 방출부(805)에 의해 구성되어 있다.
제 1 기판(801)의 상면에는, 캐소드 전극(806)을 구성하는 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)으로 구획된 부분에는, 갭(808)을 형성한 도전성막(807)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전 극(806b) 및 도전성막(807)에 의해 복수의 전자 방출부(805)가 구성되어 있다. 도전성막(807)은 예를 들면 산화 팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또 갭(808)은 도전성막(807)을 성막한 후 포밍 등으로 형성된다.
제 2 기판(802)의 하면에는, 캐소드 전극(806)에 대치하는 애노드 전극(809)이 형성되어 있다. 애노드 전극(809)의 하면에는, 격자 형상의 뱅크부(811)가 형성되고, 이 뱅크부(811)로 둘러싸인 하향의 각 개구부(812)에, 전자 방출부(805)에 대응하도록 형광체(813)가 배치되어 있다. 형광체(813)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 색의 형광을 발광하는 것으로, 각 개구부(812)에는 적색 형광체(813R), 녹색 형광체(813G) 및 청색 형광체(813B)가 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
그리고, 이렇게 구성된 제 1 기판(801)과 제 2 기판(802)은 미소한 간극을 두고 접합되어 있다. 이 표시 장치(800)에서는, 도전성막(갭(808))(807)을 통하여, 음극인 제 1 소자 전극(806a) 또는 제 2 소자 전극(806b)으로부터 튀어나오는 전자를, 양극인 애노드 전극(809)에 형성한 형광체(813)에 맞대어 여기 발광하여 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도, 다른 실시예와 마찬가지로, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b), 도전성막(807) 및 애노드 전극(809)을 액체방울 토출 장치(1)를 이용하여 형성할 수 있는 동시에, 각 색의 형광체(813R, 813G, 813B)를 액체방울 토출 장치(1)를 이용하여 형성할 수 있다.
제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성막(807)은, 도 38의 (a)에 나타내는 평면 형상을 갖고 있고, 이들을 성막할 경우에는 도 38의 (b)에 나 타내는 바와 같이 미리 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성막(807)을 만들어 넣는 부분을 남기고 뱅크부(BB)를 형성(포토 리소그래피법)한다. 다음으로, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈 부분에, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)을 형성(액체방울 토출 장치(1)에 의한 잉크젯법)하고, 그 용제를 건조시켜서 성막한 후 도전성막(807)을 형성(액체방울 토출 장치(1)에 의한 잉크젯법)한다. 그리고, 도전성막(807)을 성막한 후, 뱅크부(BB)를 제거하고(애싱 박리 처리), 상기의 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기의 유기 EL 장치의 경우와 마찬가지로, 제 1 기판(801) 및 제 2 기판(802)에 대한 친액화 처리나, 뱅크부(811, BB)에 대한 발액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.
상기한 액체방울 토출 장치(1)를 각종의 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 사용함으로써 각종 전기 광학 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판에 대하여 복수색의 기능 액체방울을 동시에 토출ㆍ착탄시켰을 경우에, 기능 액체방울이 각 화소 영역에 정확하게 착탄되지 않아도, 다른 색의 기능 액체방울이 혼색되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 복수의 화소 영역을 구성한 기판에 대하여, 복수색의 기능액을 각각 도입한 색별(色別) 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 복수의 화소 영역에 복수색의 배색 패턴에 의거하여 기능 액체방울을 토출ㆍ착탄시켜 묘화 처리를 행하는 액체방울 토출 장치에 있어서,
    상기 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 캐리지에 탑재한 복수의 캐리지 유닛과,
    상기 기판을 탑재하는 동시에 상기 기판을 주주사 방향이 되는 X축 방향으로 이동시키는 X축 테이블과,
    상기 복수의 캐리지 유닛을 Y축 방향으로 개별적으로 이동시키는 Y축 테이블과,
    상기 각 기능 액체방울 토출 헤드, 상기 X축 테이블 및 상기 Y축 테이블을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 각 캐리지 유닛의 상기 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는, 각각 복수의 토출 노즐에 의해 구성되는 색별 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 줄지어 하나의 분할 묘화 라인을 구성하도록 배치되어 있고,
    상기 기능 액체방울의 토출ㆍ착탄 개시시에, 상기 캐리지 유닛의 Y축 방향의 일단이 상기 기판으로부터 Y축 방향의 외측으로 벗어나서 위치하고, 상기 주주사와 상기 각 기능 액체방울 토출 헤드를 Y축 방향으로 상기 부분 묘화 라인 만큼 이동 시키는 부주사를 반복하여 상기 묘화 처리를 행하며, 상기 기판상의 전(全) 화소 영역에 대한 상기 기능 액체방울의 토출ㆍ착탄이 완료했을 때, 상기 캐리지 유닛의 Y축 방향의 타단이 상기 기판으로부터 Y축 방향의 외측으로 벗어나서 위치하는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 캐리지 유닛은 복수색의 기능액을 각각 도입한 복수의 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 캐리지에 탑재하고,
    상기 각 캐리지 유닛의 상기 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는 각각 복수의 토출 노즐에 의해 구성되는 색별 복수의 부분 묘화 라인이 소정의 순서로 Y축 방향으로 반복하여 줄지어 하나의 분할 묘화 라인을 구성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 Y축 방향으로 인접하는 2개의 상기 화소 영역에 토출되는 기능 액체방울이 이색(異色)이 될 경우, 상기 2개의 화소 영역으로의 기능 액체방울의 토출을 서로 다른 상기 주주사에서 행하게 하는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배색 패턴은 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 Y축 테이블의 구동원이 리니어 모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 캐리지 유닛에는 상기 색별 복수의 기능 액체방울 토출 헤드에 복수색의 기능액을 각각 공급하는 색별 복수의 기능액 탱크가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 X축 테이블에 설치되는 동시에, 상기 주주사 시에 상기 기능 액체방울 토출 헤드의 상기 각 토출 노즐로부터의 플러싱을 받는 플러싱 유닛을 더 구비하고,
    상기 플러싱 유닛은 Y축 방향에서 상기 부주사에 의해 상기 복수의 캐리지 유닛의 상기 전체 기능 액체방울 토출 헤드가 커버하는 헤드 토출 커버 범위에 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 Y축 테이블에 의한 상기 캐리지 유닛의 이동 궤적상의 상기 X축 테이블로부터 한쪽의 외측으로 벗어난 위치에 메인터넌스 에어리어가 구성되어 있고,
    상기 메인터넌스 에어리어에 상기 각 기능 액체방울 토출 헤드의 상기 복수의 토출 노즐에 대하여 기능 회복 처리를 행하는 메인터넌스 수단을 더 구비하고,
    상기 제어 수단은 임의인 1의 상기 주주사에서 구동하지 않는 기능 액체방울 토출 헤드를 다음의 상기 주주사까지의 사이에 상기 메인터넌스 수단에 면하게 하여 기능 회복 처리를 행하게 하는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 Y축 테이블에 의한 상기 캐리지 유닛의 이동 궤적상의 상기 X축 테이블로부터 양쪽 외측으로 벗어난 위치에 1쌍의 메인터넌스 에어리어가 구성되어 있고,
    상기 각 메인터넌스 에어리어에 상기 각 기능 액체방울 토출 헤드의 상기 복수의 토출 노즐에 대하여 기능 회복 처리를 행하는 메인터넌스 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 이용하고, 상기 기판 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 이용하고, 상기 기판 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 11 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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