KR100684706B1 - 막 형성 방법, 막 형성 장치, 액정의 배치 방법, 액정의배치 장치, 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 및 전자기기 - Google Patents

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Abstract

막 형성 장치(10)는 액체 재료를 액체방울로서 토출하고, 그 액체방울을 기판(20) 위에 소정의 피치(P1)로 착탄시켜 기판(20) 위에 도막을 형성한다. 소정의 피치(P1)는 액체방울의 기판(20)으로의 착탄 후의 직경(L1)에 의거하여 정해진다. 적하 흔적의 경감을 도모하여, 기판 위에 균일한 도막을 형성한다.
착탄 직경, 화소 영역, 토출 헤드, 액정층, 배향막

Description

막 형성 방법, 막 형성 장치, 액정의 배치 방법, 액정의 배치 장치, 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 및 전자 기기{FILM FORMING METHOD, FILM FORMING DEVICE, LIQUID CRYSTAL ARRANGEMENT METHOD, LIQUID CRYSTAL ARRANGEMENT DEVICE, LIQUID CRYSTAL DEVICE, LIQUID CRYSTAL DEVICE PRODUCTION METHOD AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 막 형성 장치(액정의 배치 장치)의 실시예의 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
도 2는 피에조 방식에 의한 액상(液狀) 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 막 형성 장치를 사용하여 기판 위에 배향막을 형성하는 예(또는 액정을 배치하는 예)를 나타내는 도면.
도 4는 액체 토출 헤드의 토출면을 모식적으로 나타내는 도면.
도 5는 실제 처리용의 기판에 배향막의 액체 재료(또는 액정)를 배치한 상태를 나타내는 도면.
도 6은 액체 토출 헤드에서의 구동 전압 Vh(V)를 변화시켰을 때의 액체방울 토출 속도(비행 속도) Vm(m/s)의 변화 상태의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 구동 주파수를 변화시켰을 때의 구동 전압 Vh(V)와 액체방울 중량 Iw(ng)의 관계의 변화 상태의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 액정 장치(액정 표시 장치)의 단면(斷面) 구조의 일례를 모식적으로 나타낸 도면.
도 9는 액정 장치의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 도면으로서, (a) 및 (b)는 유리 기판 위에 액정을 정량(定量) 배치하는 공정을 나타내는 도면, (c) 및 (d)는 액정을 밀봉하는 공정을 나타내는 도면.
도 10의 (a)는 본 발명의 전자 기기를 휴대 전화에 적용한 예, (b)는 휴대형 정보처리 장치에 적용한 예, (c)는 손목시계형 전자 기기에 적용한 예를 나타내는 도면.
도 11은 TFT를 스위칭 소자로서 사용한 액티브 매트릭스형 액정 장치(액정 표시 장치)의 일례를 나타내는 것으로서, (a)는 이 예의 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도, (b)는 (a)에서의 일 화소의 확대도.
도 12는 대형 기판을 사용하여 액정 장치용 기판(패널)을 제조하는 이른바 다면취(多面取)의 예를 나타내는 모식도.
도 13은 액티브 매트릭스형 액정 장치(액정 표시 장치)의 단면 구성도.
도 14는 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 기판 위에 격벽(隔壁)이 형성된 도면, (b)는 R의 잉크방울을 기판 위에 착탄(着彈)시킨 도면, (c)는 잉크의 임시 소성(燒成)을 행하여 착색층 R이 형성된 도면, (d)는 착색층 G 및 B가 형성된 도면, (e)는 각 착색층과 격벽을 덮는 오버코트막이 형성된 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
L1 착탄 직경
P1 배치 피치
PX 화소 영역
P2 화소 영역의 배열 피치
10 막 형성 장치(액정의 배치 장치)
20 기판
21 액체 토출 헤드
114, 116 이동 장치(구동계)
30 노즐
200 액정 장치
203 액정층
208, 210 배향막
본 발명은 액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 그 액체 재료를 배치하는 기술에 관한 것이며, 특히 액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 그 막을 형성하는 방법 및 그 장치, 토출 수단으로부터 액정을 토출하여 기판 위에 액정을 배치하는 배치 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 액정 장치에서는 액정 분자의 배향용으로서 배향막이 기판 위에 형성되어 있다.
이러한 막은 기판 위에 액체 재료의 도막(塗膜)을 형성하고, 그것을 건조시킴으로써 형성된다.
기판 위에 액체 재료의 막을 형성하는 기술로서는, 인쇄법 및 스핀 코팅법 등이 알려져 있다. 또한, 재료 사용량의 경감화를 도모하는 등의 목적 때문에, 액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 소정의 피치로 착탄시켜 도막을 형성하는 기술이 있다(예를 들어, 일본국 특개평9-138410호 공보).
또한, 예를 들어, 액정 장치에서는, 표시의 제어 수단의 일부로서, 기판 위에 배치된 액정이 사용된다.
액정을 기판 위에 배치하는 기술로서는, 디스펜서 등의 토출 수단으로부터 액정을 소정량씩 토출하는 방법이 알려져 있다. 또한, 액정의 배치를 보다 높은 정밀도로 행하기 위해, 토출 수단으로부터 액정을 액체방울 형상으로 토출하여 기판 위에 배치하는 기술이 있다(예를 들어, 일본국 특개평5-281562호 공보).
액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 막을 형성하는 기술이나 기판 위에 액정을 액체방울 형상으로 토출하여 배치하는 기술에서는, 액체방울의 둘레부가 적하(滴下) 흔적으로서 얼룩져 남기 쉽다. 이 얼룩은 막 두께의 균일성 저하의 원인으로 되거나, 액정 장치 등의 표시 장치에서는 시인성(視認性)의 저하를 초래할 우려가 있다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 적하 흔적의 경감을 도모하여, 기판 위에 균일한 도막을 형성할 수 있는 막 형성 방법 및 막 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기판 위에 액정을 균일하게 배치하고, 또한, 적하 흔적을 경감할 수 있는 액정의 배치 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 시인성의 향상이 도모된 액정 장치 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 품질의 향상을 도모할 수 있는 전자 기기를 제공함에 있다.
본 발명의 막 형성 방법은 액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 막을 형성하는 방법으로서, 상기 액체방울을 상기 기판 위에 소정의 피치로 착탄시켜 상기 기판 위에 도막을 형성하는 도포 공정을 갖고, 상기 소정의 피치는 상기 액체방울의 상기 기판으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 정해지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 액체방울의 기판으로의 착탄 후의 직경은 착탄의 소정 시간(예를 들어, 0∼300초) 경과 후에서의 기판 위에서의 액체방울 직경을 의미한다.
상기 막 형성 방법에서는 액체 재료를 액체방울 형상으로 토출하기 때문에, 기판 위에 배치하는 액체 재료의 양이나 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 균일한 도막의 형성이 가능해진다. 또한, 기판 위에 액체 재료가 액체방울 형상으로 정밀 하게 분산되어 배치되기 때문에, 시각적인 얼룩이 눈에 띄기 어렵다. 또한, 이 막 형성 방법에서는, 액체 재료의 기판으로의 착탄 직경에 의거하여 액체방울의 기판으로의 착탄 피치가 정해지기 때문에, 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다.
예를 들면, 상기 소정의 피치가 상기 액체방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것에 의해, 막 두께의 균일화가 도모된다.
여기서, 상기 액체방울의 배치 피치는 상기 액체방울의 착탄 후의 직경(이하, 필요에 따라 「착탄 직경」이라고 함)의 50% 이상 150% 이하인 것이 바람직하고, 더 나아가서는, 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것이 보다 바람직하다. 액체방울의 배치 피치가 착탄 직경의 50% 미만이면, 액체방울끼리의 간섭이 생기는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않으며, 150%를 초과하면, 액체방울끼리가 결합하지 않고 액체방울 그대로의 형태로 기판 위에 남는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 액정의 배치 피치가 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것에 의해, 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
상기 막 형성 방법에 있어서, 상기 액체 재료로서는, 예를 들어, 배향막의 형성 재료를 들 수 있다.
이 경우, 배향막의 적하 흔적이 경감되어, 그 막 두께의 균일성이 향상된다.
또한, 이 경우, 상기 액체 재료의 점도(粘度)가 2.0mPa·s 이상 20mPa·s 이하인 것이 바람직하다.
액체 재료의 점도가 2.0mPa·s 미만 또는 20mPa·s를 초과하면, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다.
또한, 이 경우, 상기 액체 재료의 표면장력이 20mN/m 이상 70mN/m 이하인 것이 바람직하다.
액체 재료의 표면장력이 20mN/m 미만 또는 70mN/m를 초과하면, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 막 형성 방법에 있어서, 상기 기판 위에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있으며, 상기 복수의 화소 영역 각각의 중심 위치에 상기 액체방울을 착탄시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수의 화소 영역의 경계에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다.
이 경우, 상기 액체방울의 착탄 후의 직경은 상기 복수의 화소 영역의 배열 피치와 대략 동일한 것에 의해, 액체방울의 배치 피치가 액체방울의 착탄 직경과 대략 동일해져, 상기한 바와 같이 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
또한, 상기 막 형성 방법에 있어서, 상기 도포 공정의 전에, 상기 기판의 표면을 상기 액체 재료에 대하여 친액성(親液性)으로 처리하는 친액화 공정을 갖는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 막 두께의 균일성 향상이 더 도모된다.
본 발명의 막 형성 장치는 액체 재료를 액체방울로서 토출하여 기판 위에 막을 형성하는 장치로서, 상기 액체방울을 상기 기판 위에 소정의 피치로 착탄시켜 상기 기판 위에 도막을 형성하는 토출 헤드를 구비하고, 상기 소정의 피치는 상기 액체방울의 상기 기판으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 정해지고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 막 형성 장치에서는 상기 구성에 의해 상기 막 형성 방법을 실시할 수 있기 때문에, 기판 위에 배치하는 액체 재료의 양이나 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 균일한 도막의 형성이 가능해진다. 액체 재료의 기판으로의 착탄 직경에 의거하여 액체방울의 기판으로의 착탄 피치가 정해지기 때문에, 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다.
예를 들면, 상기 소정의 피치가 상기 액체방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것에 의해, 막 두께의 균일화가 도모된다.
또한, 상기 막 형성 장치에 있어서, 상기 토출 헤드에는 상기 액정을 액체방울 형상으로 토출하는 노즐이 형성되고, 상기 토출 헤드에서의 상기 노즐의 주위는 상기 액체 재료에 대하여 소정의 접촉각으로 되도록 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 액체방울의 토출 상태가 안정된다.
이 경우, 상기 소정의 접촉각은 30° 이상 170° 이하인 것에 의해, 액체방울의 토출 상태가 확실하게 안정된다.
또한, 상기 막 형성 장치에 있어서, 상기 기판 위에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있으며, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 액체방울의 착탄 위치를 상기 복수의 화소 영역 각각의 위치와 일치시키는 구동계를 구비하는 것이 좋다. 이것에 의해, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수의 화소 영역의 경계에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다.
본 발명의 액정 장치는 상기 막 형성 장치를 사용하여 배향막이 형성된 것을 특징으로 한다.
이 액정 장치는 상기 막 형성 장치를 사용하여 배향막이 형성되기 때문에, 막 두께에 불균일이 적고, 액정의 배향 불균일이 경감되어, 시인성의 향상이 도모된다.
본 발명의 전자 기기는 상기 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 전자 기기에서는 시인성이 높은 액정 장치를 구비하기 때문에 품질의 향상이 도모된다.
본 발명의 액정의 배치 방법은 토출 수단으로부터 액정을 토출하여 기판 위에 액정을 배치하는 방법으로서, 상기 토출 수단은 상기 액정을 액체방울 형상으로 토출하는 복수의 노즐을 갖고, 상기 액체방울의 상기 기판으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 상기 액체방울의 상기 기판으로의 배치 피치를 정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 액체방울의 기판으로의 착탄 후의 직경은 착탄의 소정 시간(예를 들어, 0∼300초) 경과 후에 기판 위에서 확산된 액체방울의 직경을 의미한다.
상기 액정의 배치 방법에서는 액정을 액체방울 형상으로 토출하기 때문에, 기판 위에 배치하는 액정의 양이나 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 액정의 균일한 배치가 가능해진다. 또한, 기판 위에 액정이 액체방울 형상으로 정밀하게 분산 되어 배치되기 때문에, 적하 흔적도 정밀하게 분산되어 눈에 띄기 어렵다. 그 때문에, 본 발명은 액정을 구비하는 장치의 고정밀화나 사이즈의 소형화에도 바람직하게 적용된다. 또한, 이 배치 방법에서는 액체방울의 기판으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 액체방울의 기판으로의 배치 피치를 정하기 때문에, 적하 흔적의 경감화를 도모할 수 있다.
예를 들면, 상기 액체방울의 배치 피치가 상기 액체방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것에 의해, 서로 인접하는 액체방울끼리가 결합하여 기판 위에 액정의 막이 형성될 때, 그 결합 부분의 크기를 작게 할 수 있어, 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
여기서, 상기 액체방울의 배치 피치는 상기 액체방울의 착탄 후의 직경(이하, 필요에 따라 「착탄 직경」이라고 함)의 50% 이상 150% 이하인 것이 바람직하고, 더 나아가서는, 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것이 보다 바람직하다. 액체방울의 배치 피치가 착탄 직경의 50% 미만이면, 액체방울끼리의 간섭이 생기는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않으며, 150%를 초과하면, 액체방울끼리가 결합하지 않고 액체방울 그대로의 형태로 기판 위에 남는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 액정의 배치 피치가 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것에 의해, 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
또한, 상기 액정의 배치 방법에 있어서, 상기 기판에 복수의 화소로 이루어지는 화소 영역이 복수개 형성되어 있을 경우, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 상 기 액체방울을 도포하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수개의 화소 영역의 경계에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다. 이 경우, 화소 영역으로서는, 예를 들어, 마더보드(motherboard)에서 1칩 내의 어느 특정한 화소 영역 등을 들 수 있다.
이 경우, 상기 액체방울의 착탄 후의 직경이 상기 복수의 화소 영역의 배열 피치와 대략 동일한 것에 의해, 액체방울의 배치 피치가 액체방울의 착탄 직경과 대략 동일해져, 상기한 바와 같이 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
본 발명의 액정의 배치 장치는 토출 수단으로부터 액정을 토출하여 기판 위에 상기 액정을 배치하는 장치로서, 상기 토출 수단은 상기 액정을 액체방울 형상으로 토출하는 복수의 노즐을 갖고, 상기 액체방울의 상기 기판으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 상기 복수의 노즐 간격이 정해지고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 액정의 배치 장치에서는 상기 구성에 의해 상기 액정의 배치 방법을 실시할 수 있기 때문에, 기판 위에 배치하는 액정의 양이나 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 액정의 균일한 배치가 가능해진다. 또한, 액체방울의 기판으로의 착탄 후의 직경(착탄 직경)에 의거하여 복수의 노즐 간격이 정해지고 있기 때문에, 적하 흔적의 경감화를 도모할 수 있다.
예를 들면, 상기 복수의 노즐 간격이 상기 액체방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것에 의해, 기판 위로의 액체방울의 배치 피치가 액체방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일해져, 서로 인접하는 액체방울끼리가 결합하여 기판 위에 액정의 막이 형성될 때, 그 결합 부분의 크기를 작게 할 수 있어, 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
또한, 상기 액정의 배치 장치에 있어서, 상기 기판 위에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있으며, 상기 복수의 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 액체방울의 착탄 위치를 상기 복수의 화소 영역 각각의 중심 위치와 일치시키는 구동계를 구비하는 것이 좋다. 이것에 의해, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수의 화소 영역의 경계에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다.
이 경우, 상기 액체방울의 착탄 후의 직경은 상기 복수의 화소 영역의 배열 피치와 대략 동일한 것에 의해, 액체방울의 배치 피치가 액체방울의 착탄 직경과 대략 동일해져, 상기한 바와 같이 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
본 발명의 액정 장치는 상기 액정의 배치 장치를 사용하여 액정이 배치된 것을 특징으로 한다.
이 액정 장치는 상기 액정의 배치 장치를 사용하여 액정이 배치되기 때문에, 적하 흔적이 눈에 띄기 어려워 시인성의 향상이 도모된다.
본 발명의 전자 기기는 상기 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 전자 기기에서는 시인성이 높은 액정 장치를 구비하기 때문에 품질의 향상이 도모된다.
본 발명의 액정 장치의 제조 방법은, 기판에 배향막을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 공정과, 상기 배향막이 형성된 기판에 액정을 잉크젯 프로세스에 의해 도포하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정 장치의 제조 방법은 한 쌍의 기판 사이에 액정이 배치되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법으로서, 기판에 컬러 필터를 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 공정과, 상기 컬러 필터가 형성된 기판에 배향막을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 공정과, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판에 액정을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 막 형성 장치의 실시예의 일례를 모식적으로 나타내고 있다.
또한, 도 1의 막 형성 장치는, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 액정의 배치 장치로서도 바람직하게 적용된다.
도 1에 있어서, 막 형성 장치(10)는 베이스(112)와, 베이스(112) 위에 설치되어 기판(20)을 지지하는 기판 스테이지(22)와, 베이스(112)와 기판 스테이지(22) 사이에 개재되어 기판 스테이지(22)를 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 장치(이동 장치)(114)와, 기판 스테이지(22)에 지지되어 있는 기판(20)에 대하여 처리 액체를 토출 가능한 액체 토출 헤드(21)와, 액체 토출 헤드(21)를 이동 가능하게 지지하는 제 2 이동 장치(116)와, 액체 토출 헤드(21)의 액체방울의 토출 동작을 제어하는 제어 장치(23)를 구비하고 있다. 또한, 막 형성 장치(10)는 베이스(112) 위에 설치되어 있는 중량 측정 장치로서의 전자저울(도시 생략)과, 캡핑(capping) 유닛(25)과, 클리닝(cleaning) 유닛(24)을 갖고 있다. 또한, 제 1 이동 장치(114) 및 제 2 이동 장치(116)를 포함하는 막 형성 장치(10)의 동작은 제어 장치(23)에 의해 제어된다.
제 1 이동 장치(114)는 베이스(112) 위에 설치되어 있고, Y방향을 따라 위치 결정되어 있다. 제 2 이동 장치(116)는 지주(支柱)(16A, 16A)를 사용하여 베이스(112)에 대하여 세워 부착되어 있고, 베이스(112)의 후부(後部)(12A)에서 부착되어 있다. 제 2 이동 장치(116)의 X방향(제 2 방향)은 제 1 이동 장치(114)의 Y방향(제 1 방향)과 직교하는 방향이다. 여기서, Y방향은 베이스(112)의 전부(前部)(12B)와 후부(12A) 방향에 따른 방향이다. 이것에 대하여 X방향은 베이스(112)의 좌우 방향에 따른 방향이며, 각각 수평이다. 또한, Z방향은 X방향 및 Y방향에 수직인 방향이다.
제 1 이동 장치(114)는, 예를 들어, 리니어 모터에 의해 구성되고, 가이드 레일(140, 140)과 이 가이드 레일(140)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 슬라이더(142)를 구비하고 있다. 이 리니어 모터 형식의 제 1 이동 장치(114)의 슬라이더(142)는 가이드 레일(140)을 따라 Y방향으로 이동하여 위치 결정할 수 있다.
또한, 슬라이더(142)는 Z축 회전(θZ)용의 모터(144)를 구비하고 있다. 이 모터(144)는, 예를 들어, 다이렉트 드라이브 모터이고, 모터(144)의 로터(rotor)는 기판 스테이지(22)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 모터(144)에 통전(通電)함으로써 로터와 기판 스테이지(22)는 θZ방향을 따라 회전하여 기판 스테이지(22)를 인덱스(회전 산출)할 수 있다. 즉, 제 1 이동 장치(114)는 기판 스테이지(22)를 Y방향(제 1 방향) 및 θZ방향으로 이동시킬 수 있다.
기판 스테이지(22)는 기판(20)을 유지하여, 소정의 위치에 위치 결정하는 것 이다. 또한, 기판 스테이지(22)는 흡착(吸着) 유지 장치(도시 생략)를 갖고 있으며, 흡착 유지 장치가 작동함으로써, 기판 스테이지(22)의 구멍(46A)을 통하여 기판(20)을 기판 스테이지(22) 위에 흡착하여 유지한다.
제 2 이동 장치(116)는 리니어 모터에 의해 구성되고, 지주(16A, 16A)에 고정된 기둥(column)(16B)과, 이 기둥(16B)에 지지되어 있는 가이드 레일(62A)과, 가이드 레일(62A)을 따라 X방향으로 이동 가능하게 지지되어 있는 슬라이더(160)를 구비하고 있다. 슬라이더(160)는 가이드 레일(62A)을 따라 X방향으로 이동하여 위치 결정할 수 있고, 액체 토출 헤드(21)는 슬라이더(160)에 부착되어 있다.
액체 토출 헤드(21)는 요동(搖動) 위치 결정 장치로서의 모터(62, 64, 67, 68)를 갖고 있다. 모터(62)를 작동시키면, 액체 토출 헤드(21)는 Z축을 따라 상하 이동하여 위치 결정할 수 있다. 이 Z축은 X축과 Y축에 대하여 각각 직교하는 방향(상하 방향)이다. 모터(64)를 작동시키면, 액체 토출 헤드(21)는 Y축 회전의 β방향을 따라 요동하여 위치 결정할 수 있다. 모터(67)를 작동시키면, 액체 토출 헤드(21)는 X축 회전의 γ방향으로 요동하여 위치 결정할 수 있다. 모터(68)를 작동시키면, 액체 토출 헤드(21)는 Z축 회전의 α방향으로 요동하여 위치 결정할 수 있다. 즉, 제 2 이동 장치(116)는 액체 토출 헤드(21)를 X방향(제 2 방향) 및 Z방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에, 이 액체 토출 헤드(21)를 θX방향, θY방향, θZ방향으로 이동 가능하게 지지한다.
이와 같이, 도 1의 액체 토출 헤드(21)는 슬라이더(160)에서 Z축 방향으로 직선 이동하여 위치 결정할 수 있고, α, β, γ를 따라 요동하여 위치 결정할 수 있어, 액체 토출 헤드(21)의 액체방울 토출면(11P)은 기판 스테이지(22) 측의 기판(20)에 대하여 위치 또는 자세를 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 액체 토출 헤드(21)의 액체방울 토출면(11P)에는 액체방울을 토출하는 복수의 노즐이 설치되어 있다.
액체 토출 헤드(21)는 이른바 액체 토출 방식(액체방울 토출 방식)에 의해 액체 재료(레지스트)를 노즐로부터 토출하는 것이다. 액체 토출 방식으로서는, 압전체 소자로서의 피에조 소자를 사용하여 잉크를 토출시키는 피에조 방식, 액체 재료를 가열하여 발생한 기포(bubble)에 의해 액체 재료를 토출시키는 방식 등 공지의 다양한 기술을 적용할 수 있다. 이 중에서 피에조 방식은 액체 재료에 열을 가하지 않기 때문에, 재료의 조성(組成) 등에 영향을 주지 않는다는 이점(利點)을 갖는다. 또한, 본 예에서는 상기 피에조 방식을 이용한다.
도 2는 피에조 방식에 의한 액체 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 있어서, 액체 재료를 수용하는 액실(液室)(31)에 인접하여 피에조 소자(32)가 설치되어 있다. 액실(31)에는 액체 재료를 수용하는 재료 탱크를 포함하는 액체 재료 공급계(34)를 통하여 액체 재료가 공급된다. 피에조 소자(32)는 구동 회로(33)에 접속되어 있으며, 이 구동 회로(33)를 통하여 피에조 소자(32)에 전압이 인가된다. 피에조 소자(32)를 변형시킴으로써 액실(31)이 변형되고, 노즐(30)로부터 액체 재료가 토출된다. 이 때, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써 피에조 소자(32)의 왜곡량이 제어되고, 인가 전압의 주파수를 변화시킴으로써 피에조 소자(32)의 왜곡 속도가 제어된다. 즉, 액체 토출 헤드(21)에서는, 피에조 소 자(32)로의 인가 전압 제어에 의해 노즐(30)로부터의 액체 재료의 토출 제어가 실행된다.
도 1로 되돌아가, 전자저울(도시 생략)은 액체 토출 헤드(21)의 노즐로부터 토출된 액체방울 한 방울의 중량을 측정하여 관리하기 위해, 예를 들어, 액체 토출 헤드(21)의 노즐로부터 5000방울 분의 액체방울을 받는다. 전자저울은 이 5OOO방울의 액체방울 중량을 5000의 숫자로 나눔으로써, 한 방울의 액체방울 중량을 정확하게 측정할 수 있다. 이 액체방울의 측정량에 의거하여 액체 토출 헤드(21)로부터 토출하는 액체방울의 양을 최적으로 제어할 수 있다.
클리닝 유닛(24)은 액체 토출 헤드(21)의 노즐 등의 클리닝을 디바이스 제조 공정 중이나 대기(待機) 시에 정기적으로 또는 수시로 행할 수 있다. 캡핑 유닛(25)은 액체 토출 헤드(21)의 액체방울 토출면(11P)이 건조되지 않게 하기 위해, 디바이스를 제조하지 않는 대기 시에 이 액체방울 토출면(11P)에 캡을 씌우는 것이다.
액체 토출 헤드(21)가 제 2 이동 장치(116)에 의해 X방향으로 이동함으로써, 액체 토출 헤드(21)를 전자저울, 클리닝 유닛(24) 또는 캡핑 유닛(25)의 상부에 선택적으로 위치 결정시킬 수 있다. 즉, 디바이스 제조 작업의 도중일지라도, 액체 토출 헤드(21)를, 예를 들어, 전자저울 측으로 이동시키면, 액체방울의 중량을 측정할 수 있다. 또한, 액체 토출 헤드(21)를 클리닝 유닛(24) 위로 이동시키면, 액체 토출 헤드(21)의 클리닝을 행할 수 있다. 액체 토출 헤드(21)를 캡핑 유닛(25) 위로 이동시키면, 액체 토출 헤드(21)의 액체방울 토출면(11P)에 캡을 부착하여 건 조를 방지한다.
즉, 이들 전자저울, 클리닝 유닛(24), 및 캡핑 유닛(25)은 베이스(112) 위의 후단(後端) 측에서 액체 토출 헤드(21)의 이동 경로 바로 아래에 기판 스테이지(22)와 이간(離間)하여 배치되어 있다. 기판 스테이지(22)에 대한 기판(20)의 급재(給材) 작업 및 배재(排材) 작업은 베이스(112)의 전단(前端) 측에서 실행되기 때문에, 이들 전자저울, 클리닝 유닛(24) 또는 캡핑 유닛(25)에 의해 작업에 지장을 초래하지는 않는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 스테이지(22) 중 기판(20)을 지지하는 이외의 부분에는, 액체 토출 헤드(21)가 액체방울을 버리기 토출 또는 시험 토출(예비 토출)하기 위한 예비 토출 영역(152)이 클리닝 유닛(24)과 분리되어 설치되어 있다. 이 예비 토출 영역(152)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 스테이지(22)의 후단부 측에서 X방향을 따라 설치되어 있다. 이 예비 토출 영역(152)은, 기판 스테이지(22)에 고착(固着)되어 상측으로 개구하는 단면(斷面) 요형(凹形)의 수용 부재와, 수용 부재의 오목부에 교환 가능하게 설치되어 토출된 액체방울을 흡수하는 흡수재로 구성되어 있다.
기판(20)으로서는, 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 기판 등 각종의 것을 사용할 수 있다. 또한, 이들 각종 소재 기판의 표면에 반도체막, 금속막, 유전체막, 유기막 등이 하지층으로서 형성된 것도 포함된다. 또한, 상기 플라스틱으로서는, 예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 폴리에테 르케톤 등이 사용된다.
다음으로, 본 발명의 막 형성 방법에 대해서 설명한다.
도 3의 (a)∼(c)는 상기 구성의 막 형성 장치(10)를 사용하여 기판(20) 위에 배향막을 형성하는 방법의 일례를 나타내고 있다.
우선, 기판(20)의 표면을 배향막의 액체 재료에 대하여 친액성으로 처리한다(친액화 공정).
친액화 처리로서는, 예를 들어, 대기압 플라즈마법, UV 처리법, 유기박막법(데칸막, 폴리에틸렌막) 등을 들 수 있다. 플라즈마법에서는, 대상 물체의 표면에 플라즈마 상태의 산소를 조사함으로써 그 표면이 친액화 또는 활성화된다. 이것에 의해, 기판(20) 표면의 습윤성(wettability)이 향상되어(기판(20) 표면의 접촉각이 처리전 70° 전후였던 것이, 예를 들어, 20° 이하로 됨), 후술하는 도막의 균일성 향상이 도모된다.
다음으로, 배향막의 액체 재료를 액체방울로서 기판(20) 위에 소정의 피치로 착탄시켜 기판(20) 위에 도막을 형성한다(도포 공정).
배향 재료의 액체 재료로서는, 예를 들어, 고형분인 폴리이미드(고형분 농도 3∼5%)와 감마부티로락톤 등의 유기 용매를 함유하는 것이 사용된다.
또한, 이 경우, 배향막의 액체 재료의 점도가 2.0mPa·s 이상 20mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 액체 재료의 점도가 2.0mPa·s 미만이면, 액체 토출 헤드의 노즐 내에서의 액체 재료의 메니스커스가 안정되지 않아, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다. 또한, 액체 재료의 점도가 20mPa·s를 초과 하면, 액체 토출 헤드의 액실로의 재료 공급을 원활하게 행할 수 없어, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다.
또한, 이 경우, 배향막의 액체 재료의 표면장력이 20mN/m 이상 70mN/m 이하인 것이 바람직하다. 액체 재료의 표면장력이 20mN/m 미만이면, 액체 토출 헤드의 토출면에서의 액체 재료 습윤성이 증대하고, 비행 구부러짐이 생기기 쉬워져, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다. 또한, 액체 재료의 표면장력이 70mN/m를 초과하면, 액체 토출 헤드의 노즐 내에서의 액체 재료의 메니스커스가 안정되지 않아, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다.
본 예의 막 형성 방법에서는, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)에 설치된 노즐로부터 배향막의 액체 재료를 액체방울 형상으로 토출하여 기판(20) 위에 그 액체방울을 착탄시킨다. 그리고, 이 액체방울 토출 동작을 반복함으로써, 기판(20) 위에 배향막의 도막을 형성한다.
이 때, 액체방울의 배치 피치는 액체방울의 기판(20)으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 미리 정해지고 있다. 즉, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액체방울의 배치에 앞서 기판(20)으로의 액체방울 착탄 후의 직경(착탄 직경)을 측정하고, 그 측정 결과에 의거하여 액체방울의 배치 피치를 정하여 둔다.
여기서, 액체방울의 착탄 직경 측정은 실제 처리용의 기판(20)을 사용하는 방법에 한정되지 않고, 측정 대상으로서 적어도 표면 부분이 실제 처리용의 기판(20)과 동일한 재료 및 특성을 갖는 물체를 사용하여 간접적으로 행할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 실제 처리용의 기 판(20)과 동일한 특성을 갖는 기판(20b)의 표면에 액체 토출 헤드(21)로부터 액체 재료를 액체방울 형상으로 토출하고, 착탄의 소정 시간(예를 들어, 0∼300초) 경과 후에 그 기판(20b) 위에서 확산된 액체방울의 직경(착탄 직경(L1))을 측정하는 것이 좋다.
그리고, 본 예에서는, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 기판(20) 위에 배치된 액체방울끼리의 간격(배치 피치(P1))이 상술한 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일해지도록 액체 토출 헤드(21)로부터 기판(20) 위에 액체 재료를 액체방울 형상으로 토출한다.
이 때, 액체방울의 배치 피치(P1)는 액체 토출 헤드(21)에서의 토출 노즐 간격 및 액체 토출 헤드(21)와 기판(20)의 상대적인 이동 거리 등에 의해 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)의 토출 노즐 간격(L2)을 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일하게 함으로써, 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울이 배치된다.
또한, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)로부터 기판(20)에 액체방울을 토출할 때마다, 액체 토출 헤드(21)와 기판(20)을 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 거리(L3)만큼 상대 이동시킴으로써, 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울이 배치된다.
여기서, 액체 토출 헤드(21)의 토출 노즐 간격(L2)은, 예를 들어, 액체 토출 헤드(21)에 형성된 복수의 노즐 중에서 사용하는 노즐을 선택함으로써 제어할 수 있다.
도 4의 (a)∼(c)는 액체 토출 헤드(21)의 토출면을 모식적으로 나타내고 있다.
도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)에는 복수의 노즐(30)이 나열하여 형성되어 있고, 이 모든 노즐(30)을 사용함으로써, 액체방울을 토출하는 노즐의 간격이 최소로 된다.
이것에 대하여, 도 4의 (b) 또는 (c)에 나타낸 바와 같이, 복수의 노즐(30) 중에서 사용하는 노즐(사용 노즐을 30a, 미(未)사용 노즐을 30b로 함)을 1개 간격 또는 2개 간격(또는 그 이상)으로 함으로써, 액체방울을 토출하는 노즐의 간격을 변화시킬 수 있다. 또한, 복수의 노즐 중 사용하는 노즐의 수에 따라 토출 정밀도가 상이할 경우에는, 그 토출 정밀도를 고려하여 사용하는 노즐 수의 선택을 행할 수도 있다.
또한, 액체 토출 헤드(21)의 노즐 주위는 액체 재료에 대하여 소정의 접촉각, 구체적으로는 30° 이상 170° 이하로 되도록 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는 액체 토출 헤드(21)의 토출면을 발액화 처리 또는 친액화 처리함으로써 실시할 수 있다. 발액화 처리의 방법으로서는, 예를 들어, 플라즈마 처리법(플라즈마 중합법)이나 공석(共析) 도금법 이외에, 금티올로 발액화하는 수법 또는 FAS(플루오로알킬실란)로 발액 처리하는 수법 등 공지의 다양한 수법을 채용할 수 있다. 이 중에서 플라즈마 처리법은, 원료의 선택 등에 의해 처리 대상의 표면에 다양한 특성을 부여할 수 있는 동시에, 그 제어를 행하기 쉽다는 이점을 갖 는다. 또한, 친액화 처리에 대해서는 상기한 것과 동일하다.
이 경우, 접촉각이 30° 미만이면, 노즐면에서의 습윤성이 증대하여, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다. 또한, 접촉각이 170°를 초과하면, 액체 토출 헤드의 노즐 내에서의 액체 재료의 메니스커스가 안정되지 않아, 액체방울의 토출이 불안정해지기 쉬우므로 바람직하지 않다.
도 5의 (a) 및 (b)는 상기 막 형성 방법에 의거하여 실제 처리용의 기판(20)에 배향막의 액체 재료를 배치한 상태이며, 도 5의 (a)는 액체방울의 배치 직후, 도 5의 (b)는 소정 시간 경과 후의 상태를 각각 나타내고 있다.
도 5의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(20)으로의 착탄 후, 액체방울은 기판(20) 위에서 확산되어 서로 인접하는 액체방울끼리가 서로 결합하고, 이것에 의해 기판(20) 위에 배향막이 형성된다.
본 예에서는, 상술한 바와 같이, 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 배치 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울을 배치하고 있다. 그 때문에, 액체방울끼리가 결합할 때, 그 결합 부분의 크기가 작아진다. 즉, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치와 대략 동일하기 때문에, 결합한 후의 액체방울 확산이 작아, 결합 부분이 커지기 어렵다. 이것에 대하여, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치에 비하여 과도하게 크면, 결합한 액체방울이 더 확산되어 서로 인접하는 액체방울끼리의 재료가 혼합되고, 결합 부분의 크기가 커진다. 또한, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치에 비하여 과도하게 작으면, 액체방울끼리가 결합되지 않아, 액체방울의 둘레부가 적하 흔적으로서 그대로 남기 쉽다. 본 예와 같이, 액체방울끼리가 결합하여 그 부분의 크기가 작게 억제됨으로써, 적하 흔적의 경감화가 도모된다. 이것에 의해, 이 막 형성 방법에서는 막 두께의 균일화가 도모된다.
여기서, 상기 막 형성 방법에 의거하여 기판 위에 배향막을 형성했다.
토출 조건은 착탄 직경:96㎛, 액체방울 양:13ng/dot이다.
이 때, 액체방울의 배치 피치를 40㎛, 55㎛, 96㎛, 110㎛, 141㎛로 변화시켜 도막의 막 두께 균일성을 조사했다.
그 결과, 액체방울의 배치 피치가 40㎛일 때 ±34%, 55㎛일 때 ±25%, 96㎛일 때 ±4%, 110㎛일 때 ±10%, 114㎛일 때 ±14%였다.
이 결과로부터, 액체방울의 배치 피치는 액체방울의 착탄 직경의 50% 이상 150% 이하인 것이 바람직하고, 더 나아가서는, 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것이 보다 바람직하다. 액체방울의 배치 피치가 착탄 직경의 50% 미만이면, 액체방울끼리의 간섭이 생기는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않으며, 150%를 초과하면, 액체방울끼리가 결합하지 않고 액체방울 그대로의 형태로 기판 위에 남는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 액정의 배치 피치가 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것에 의해, 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
또한, 본 예에서는 기판(20) 위에 복수의 화소 영역(PX)이 배열되어 있으며, 이 복수의 화소 영역(PX) 각각의 중심 위치에 액체방울을 착탄시키고 있다. 그 때문에, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수의 화소 영역(PX)의 경계(예를 들어, 뱅크 부분)에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다. 즉, 결합 부분에 액체방울의 적하 흔적이 생겼다고 하여도, 그것이 비표시 영역에 위치하므로 시인성의 저하가 억제된다.
이 경우, 액체방울의 착탄 후의 직경(L1)이 복수의 화소 영역(PX)의 배열 피치(P2)와 대략 동일한 것에 의해, 액체방울의 배치 피치(P1)가 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일해지고, 상기한 이유 때문에 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
다음으로, 본 발명의 액정의 배치 방법에 대해서 설명한다.
본 예의 액정의 배치 방법에서는, 상기 구성의 막 형성 장치(10)를 액정의 배치 장치로서 사용하여 기판(20) 위에 소정량의 액정을 정량 배치한다.
이하, 앞서 나타낸 도 3의 (a)∼(c), 도 4의 (a)∼(c), 도 5의 (a) 및 (b) 등을 참조하여 기판(20) 위에 소정량의 액정을 정량 배치하는 방법의 일례에 대해서 설명한다.
본 예에 있어서, 도 3의 (a)∼(c)는 상기 구성의 막 형성 장치(액정의 배치 장치)(10)를 사용하여 기판(20) 위에 소정량의 액정을 정량 배치하는 방법의 일례를 나타내고 있다.
본 예의 액정의 배치 방법에서는, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)에 설치된 노즐로부터 액정을 액체방울 형상으로 토출하여 기판(20) 위에 그 액체방울을 착탄시킨다. 그리고, 이 액체방울 토출 동작을 반복함으로써, 기판(20) 위에 소정량의 액정을 배치한다.
이 때, 액체방울의 배치 피치는 액체방울의 기판(20)으로의 착탄 후의 직경에 의거하여 미리 정해지고 있다. 즉, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액정의 배치에 앞서 기판(20)으로의 액체방울 착탄 후의 직경(착탄 직경)을 측정하고, 그 측정 결과에 의거하여 액체방울의 배치 피치를 정하여 둔다.
여기서, 액체방울의 착탄 직경 측정은 실제 처리용의 기판(20)을 사용하는 방법에 한정되지 않고, 측정 대상으로서 적어도 표면 부분이 실제 처리용의 기판(20)과 동일한 재료 및 특성을 갖는 물체를 사용하여 간접적으로 행할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 실제 처리용의 기판(20)과 동일한 특성을 갖는 기판(20b)의 표면에 액체 토출 헤드(21)로부터 액정을 액체방울 형상으로 토출하고, 착탄의 소정 시간(예를 들어, 0∼300초) 경과 후에 그 기판(20b) 위에서 확산된 액체방울의 직경(착탄 직경(L1))을 측정하는 것이 좋다.
그리고, 본 예에서는, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 기판(20) 위에 배치된 액체방울끼리의 간격(배치 피치(P1))이 상술한 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일해지도록 액체 토출 헤드(21)로부터 기판(20) 위에 액정을 액체방울 형상으로 토출한다.
이 때, 액체방울의 배치 피치(P1)는 액체 토출 헤드(21)에서의 토출 노즐 간격 및 액체 토출 헤드(21)와 기판(20)의 상대적인 이동 거리 등에 의해 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)의 토출 노 즐 간격(L2)을 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일하게 함으로써, 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울이 배치된다.
또한, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)로부터 기판(20)에 액체방울을 토출할 때마다, 액체 토출 헤드(21)와 기판(20)을 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 거리(L3)만큼 상대 이동시킴으로써, 상기 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울이 배치된다.
여기서, 액체 토출 헤드(21)의 토출 노즐 간격(L2)은, 예를 들어, 액체 토출 헤드(21)에 형성된 복수의 노즐 중에서 사용하는 노즐을 선택함으로써 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 4의 (a)∼(c)는 액체 토출 헤드(21)의 토출면을 모식적으로 나타내고 있다.
도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액체 토출 헤드(21)에는 복수의 노즐(30)이 나열하여 형성되어 있고, 이 모든 노즐(30)을 사용함으로써, 액체방울을 토출하는 노즐의 간격이 최소로 된다.
이것에 대하여, 도 4의 (b) 또는 (c)에 나타낸 바와 같이, 복수의 노즐(30) 중에서 사용하는 노즐(사용 노즐을 30a, 미사용 노즐을 30b로 함)을 1개 간격 또는 2개 간격(또는 그 이상)으로 함으로써, 액체방울을 토출하는 노즐의 간격을 변화시킬 수 있다. 또한, 복수의 노즐 중 사용하는 노즐의 수에 따라 토출 정밀도가 상이할 경우에는, 그 토출 정밀도를 고려하여 사용하는 노즐 수의 선택을 행할 수도 있다.
또한, 액체 토출 헤드(21)로부터의 액정의 토출 시에는, 앞서 도 2에 나타낸 피에조 소자(32)로의 구동 전압이나 구동 주파수의 최적화를 도모하는 것이 바람직하다.
도 6에 나타낸 그래프는 액체 토출 헤드(21)에서의 구동 전압 Vh(V)를 변화시켰을 때의 액체방울 토출 속도(비행 속도) Vm(m/s)의 변화 상태의 일례를 나타내고 있다.
도 6에 나타낸 예에서는, 구동 전압은 20V 이상 32V 미만인 것이 바람직하다. 구동 전압이 20V 미만으로 되면, 토출 속도가 느려, 액체방울의 비행 상태가 불안정해지므로 바람직하지 않다. 또한, 구동 전압이 32V 이상으로 되면, 토출 속도가 약간 빨라, 액체방울의 비행 상태가 불안정해지므로 바람직하지 않다. 또한, 구동 전압의 값을 변화시킴으로써 1도트당의 토출량 및 잉크 속도가 변화한다.
도 7에 나타낸 그래프는 구동 주파수를 1㎑, 3㎑, 5㎑의 각각으로 변화시켰을 때의 구동 전압 Vh(V)와 액체방울 중량 Iw(ng)의 관계의 변화 상태의 일례를 나타내고 있다.
도 7에 나타낸 예에서는, 구동 주파수는 5㎑ 미만인 것이 바람직하다. 구동 주파수가 1㎑ 및 3㎑인 경우, 구동 전압에 비례하여 액체방울의 중량이 증대하고 있는 것에 반하여, 구동 주파수가 5㎑ 이상으로 되면, 토출 상태가 불안정해지는 상태가 확인되므로 바람직하지 않다.
액체 토출 헤드(21)로부터의 액정의 토출 시에, 구동 전압이나 구동 주파수의 최적화를 도모함으로써, 액체방울의 토출량 및 토출 위치 각각에 관한 정밀도의 향상이 도모된다. 또한, 상기 예에서는, 구동 전압이 20V 이상 32V 미만이며, 또한, 구동 주파수가 5㎑ 미만인 경우, 토출되는 1개의 액체방울의 중량은 8ng∼16ng으로 된다.
본 예에 있어서, 도 5의 (a) 및 (b)는 상기 액정의 배치 방법에 의거하여 실제 처리용의 기판(20)에 액정을 배치한 상태이며, 도 5의 (a)는 액체방울의 배치 직후, 도 5의 (b)는 소정 시간 경과 후의 상태를 각각 나타내고 있다.
도 5의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(20)으로의 착탄 후, 액체방울은 기판(20) 위에서 확산되어 서로 인접하는 액체방울끼리가 서로 결합하고, 이것에 의해 기판(20) 위에 액정의 막이 형성된다.
본 예에서는, 상술한 바와 같이, 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일한 배치 피치(P1)로 기판(20) 위에 액체방울을 배치하고 있다. 그 때문에, 액체방울끼리가 결합할 때, 그 결합 부분의 크기가 작아진다. 즉, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치와 대략 동일하기 때문에, 결합한 후의 액체방울 확산이 작아, 결합 부분이 커지기 어렵다. 이것에 대하여, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치에 비하여 과도하게 크면, 결합한 액체방울이 더 확산되어 서로 인접하는 액체방울끼리의 재료가 혼합되고, 결합 부분의 크기가 커진다. 또한, 액체방울의 착탄 직경이 액체방울의 배치 피치에 비하여 과도하게 작으면, 액체방울끼리가 결합되지 않아, 액체방울의 둘레부가 적하 흔적으로서 그대로 남기 쉽다. 본 예와 같이, 액체방울끼리가 결합하여 그 부분의 크기가 작게 억제됨으로써, 적하 흔적의 경감화가 도모된다.
여기서, 액체방울의 배치 피치는 액체방울의 착탄 직경의 50% 이상 150% 이하인 것이 바람직하고, 더 나아가서는, 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것이 보다 바람직하다. 액체방울의 배치 피치가 착탄 직경의 50% 미만이면, 액체방울끼리의 간섭이 생기는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않으며, 150%를 초과하면, 액체방울끼리가 결합하지 않고 액체방울 그대로의 형태로 기판 위에 남는 등에 의해, 적하 흔적이 눈에 띌 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 액정의 배치 피치가 착탄 직경의 80% 이상 120% 이하인 것에 의해, 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
또한, 본 예에서는 기판(20) 위에 복수의 화소 영역(PX)이 배열되어 있으며, 이 복수의 화소 영역(PX) 각각의 중심 위치에 액체방울을 착탄시키고 있다. 그 때문에, 액체방울끼리의 결합 부분이 복수의 화소 영역(PX)의 경계(예를 들어, 뱅크 부분)에 위치하게 되어, 결합 부분에 생기는 적하 흔적에 의한 화소의 시인성 저하가 억제된다. 즉, 결합 부분에 액체방울의 적하 흔적이 생겼다고 하여도, 그것이 비표시 영역에 위치하므로 시인성의 저하가 억제된다.
이 경우, 액체방울의 착탄 후의 직경(L1)이 복수의 화소 영역(PX)의 배열 피치(P2)와 대략 동일한 것에 의해, 액체방울의 배치 피치(P1)가 액체방울의 착탄 직경(L1)과 대략 동일해지고, 상기한 이유 때문에 적하 흔적의 경감화가 확실하게 도모된다.
다음으로, 상술한 막 형성 방법 및 액정의 배치 방법을 액정 장치의 제조 과정에 이용한 예에 대해서 설명한다. 우선, 액정 장치의 구성 예에 대해서 설명한 다.
도 8은 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 표시 장치)의 단면 구조를 모식적으로 나타내고 있다. 액정 장치(200)는 투과형이며, 한 쌍의 유리 기판(201, 202) 사이에 STN(Super Twisted Nematic) 액정 등으로 이루어지는 액정층(203)이 끼워진 구조로 이루어진다. 또한, 액정층에 구동 신호를 공급하기 위한 드라이버 IC(213)와 광원(光源)으로 되는 백라이트(214)를 구비하고 있다.
유리 기판(201)에는 그 내면에 컬러 필터(204)가 배열 설치되어 있다. 컬러 필터(204)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각색으로 이루어지는 착색층(204R, 204G, 204B)이 규칙적으로 배열되어 구성된 것이다. 또한, 이들 착색층(204R(204G, 204B)) 사이에는 블랙 매트릭스나 뱅크 등으로 이루어지는 격벽(205)이 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(204) 및 격벽(205) 위에는 컬러 필터(204)나 격벽(205)에 의해 형성되는 단차(段差)를 없애 이것을 평탄화하기 위한 오버코트막(206)이 배열 설치되어 있다.
오버코트막(206) 위에는 복수의 전극(207)이 스트라이프 형상으로 형성되고, 다시 그 위에는 배향막(208)이 형성되어 있다.
다른쪽 유리 기판(202)에는, 그 내면에 상기 컬러 필터(204) 측의 전극과 직교하도록 하여 복수의 전극(209)이 스트라이프 형상으로 형성되어 있고, 이들 전극(209) 위에는 배향막(210)이 형성되어 있다. 또한, 상기 컬러 필터(204)의 각 착색층(204R, 204G, 204B)은 각각 유리 기판(202)의 전극(209)과 상기 유리 기판(201)의 전극(207)의 교차 위치에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 전 극(207, 209)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 유리 기판(202)과 컬러 필터(204)의 외면 측에는 각각 편향판(도시 생략)이 설치되어 있다. 유리 기판(201, 202)끼리의 사이에는, 이들 기판(201, 202)끼리의 간격(셀 갭)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(도시 생략)와 액정층(203)을 외기(外氣)로부터 차단하기 위한 밀봉재(212)가 배열 설치되어 있다. 밀봉재(212)로서는, 예를 들어, 열경화형 또는 광경화형의 수지가 사용된다.
이 액정 장치(200)에서는, 상술한 배향막(208, 210)이 상술한 막 형성 방법을 이용하여 유리 기판 위에 형성된다. 또한, 상술한 액정층(203)이 상술한 배치 방법을 이용하여 유리 기판 위에 배치된다. 그 때문에, 이 액정 장치(200)에서는 배향막(208, 210) 및 액정층(203)에서 적하 흔적이 눈에 띄기 어려워, 시인성의 향상이 도모된다.
도 9의 (a)∼(d)는 상기 액정 장치(200)의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 것으로서, 도 9의 (a) 및 (b)는 유리 기판 위에 액정을 정량 배치하는 공정, 도 9의 (c) 및 (d)는 액정을 밀봉하는 공정을 각각 나타내고 있다. 또한, 도 9의 (a)∼(d)에서는, 간략화를 위해, 상술한 유리 기판 위의 전극이나 컬러 필터, 스페이서 등의 도시를 생략하고 있다.
도 9의 (a) 및 (b)에 있어서, 액정을 배치하는 공정에서는 상술한 배치 방법을 이용하여 유리 기판(201) 위에 소정량의 액정을 정량 배치한다.
즉, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(201)에 대하여 액체 토출 헤드(21)를 상대적으로 이동시키면서, 액체 토출 헤드(21)의 노즐로부터 액정을 액체 방울(Ln)로서 토출하고, 그 액체방울(Ln)을 유리 기판(201) 위에 배치한다. 그리고, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(201) 위에 배치되는 액정이 소정량에 도달할 때까지, 그 액체방울(Ln)의 배치 동작을 복수회 반복한다. 유리 기판(201) 위에 배치해야 할 액정의 소정량은, 밀봉 후에 유리 기판의 사이에 형성되는 공간의 용량과 대략 동일하다.
액정의 정량 배치 시, 액체방울(Ln)의 부피나 그 배치 위치 등 액체방울(Ln)의 토출 조건이 제어된다. 본 예에서는 액정을 액체방울(Ln)로서 유리 기판(201) 위에 배치하기 때문에, 유리 기판(201) 위에 배치하는 액정의 양이나 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 유리 기판(201) 위로의 액정층(203)의 균일한 배치가 가능하다.
다음으로, 도 9의 (c) 및 (d)에 있어서, 소정량의 액정층(203)이 배치된 유리 기판(201) 위에 밀봉재(212)를 통하여 다른쪽 유리 기판(202)을 감압(減壓) 하에서 접합시킨다.
구체적으로는, 우선, 도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 밀봉재(212)가 배치되어 있는 유리 기판(201, 202)의 에지부에 주로 압력을 가하여 밀봉재(212)와 유리 기판(201, 202)을 접착시킨다. 그 후, 소정 시간의 경과 후, 밀봉재(212)가 어느 정도 건조된 후에, 유리 기판(201, 202)의 외면 전체에 압력을 가하여 액정층(203)을 양 기판(201, 202) 사이에 끼워진 공간 전체에 골고루 보급시킨다.
이 경우, 액정층(203)이 밀봉재(212)와 접촉할 때에는, 이미 밀봉재(212)가 어느 정도 건조되어 있기 때문에, 액정층(203)과의 접촉에 따른 밀봉재(212)의 성 능 저하나 액정층(203)의 열화(劣化)는 적다.
유리 기판(201, 202)끼리 접합시킨 후, 열이나 광을 밀봉재(212)에 부여하여 밀봉재(212)를 경화시킴으로써, 유리 기판(201, 202)의 사이에 액정이 밀봉된다.
이렇게 하여 제조되는 액정 장치는 액정의 소비량이 적어, 비용의 저감화가 도모된다. 또한, 액정의 적하 흔적에 따른 표시 품질의 저하도 적다.
도 10의 (a)∼(c)는 본 발명의 전자 기기의 실시예를 나타내고 있다.
본 예의 전자 기기는 본 발명의 액정 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있다.
도 10의 (a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 10의 (a)에서 부호 1000은 휴대 전화 본체를 나타내고, 부호 1001은 상기 액정 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 10의 (b)는 손목시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 10의 (b)에서 부호 1100은 시계 본체를 나타내고, 부호 1101은 상기 액정 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 10의 (c)는 워드프로세서 및 컴퓨터 등의 휴대형 정보처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 10의 (c)에서 부호 1200은 정보처리 장치, 부호 1202는 키보드 등의 입력부, 부호 1204는 정보처리 장치 본체, 부호 1206은 상기 액정 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 10의 (a)∼(c)에 나타낸 각각의 전자 기기는 본 발명의 액정 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있기 때문에, 시인성이 높고, 품질의 향상이 도모된다.
또한, 본 실시예는 패시브 매트릭스형 액정 장치로 했지만, TFD(Thin Film Diode: 박막 다이오드)나 TFT(Thin Film Transistor: 박막트랜지스터)를 스위칭 소자로서 사용한 액티브 매트릭스형 액정 장치로 할 수도 있다.
도 11은 TFT를 스위칭 소자로서 사용한 액티브 매트릭스형 액정 장치(액정 표시 장치)의 일례를 나타내는 것으로서, (a)는 이 예의 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이고, (b)는 (a)에서의 일 화소의 확대도이다.
도 11에 있어서, 본 예의 액정 장치(580)는 TFT 소자가 형성된 측의 소자 기판(제 1 기판)(574)과 대향 기판(제 2 기판)(575)이 대향 배치되어, 이들 기판 사이에 밀봉재(573)가 액자형으로 배치되고, 기판 사이의 밀봉재(573)로 둘러싸인 영역에 액정층(도시 생략)이 봉입(封入)되어 있다.
여기서, 도 12는 대형 기판(예를 들어, 1500㎜×1800㎜)을 사용하여 액정 장치용의 상기 소자 기판(제 1 기판)이나 대향 기판(제 2 기판)을 제조하는 이른바 다면취의 예를 나타내는 모식도이다. 도 12의 예에서는 1개의 대형 기판으로부터 복수(본 예에서는 6개)의 패널(예를 들어, 소자 기판(574))을 제조하게 되어 있고, 각 소자 기판(574)의 각각에 앞서 도 11에 나타낸 바와 같이 TFT 소자가 형성된다. 또한, 앞서 도 11에 나타낸 대향 기판(575)에 대해서도 마찬가지로, 1매의 대형 기판으로부터 복수개 형성하는 것이 가능하다.
도 11로 되돌아가, 소자 기판(574)의 액정층 측의 표면 위에는 다수의 소스선(576)(데이터선) 및 다수의 게이트선(577)(주사선)이 서로 교차하도록 격자 형상으로 설치되어 있다. 각 소스선(576)과 각 게이트선(577)의 교차점 근방에는 TFT 소자(578)가 형성되어 있어, 각 TFT 소자(578)를 통하여 화소 전극(579)이 접속되고, 다수의 화소 전극(579)은 평면으로부터 보아 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 한편, 대향 기판(575)의 액정층 측의 표면 위에는 표시 영역에 대응하여 ITO 등으로 이루어지는 투명 도전 재료제의 공통 전극(585)이 형성되어 있다.
TFT 소자(578)는, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 게이트선(577)으로부터 연장되는 게이트 전극(581)과, 게이트 전극(581)을 덮는 절연막(도시 생략)과, 절연막 위에 형성된 반도체층(582)과, 반도체층(582) 중의 소스 영역에 접속된 소스선(576)으로부터 연장되는 소스 전극(583)과, 반도체층(582) 중의 드레인 영역에 접속된 드레인 전극(584)을 갖고 있다. 그리고, TFT 소자(578)의 드레인 전극(584)이 화소 전극(579)에 접속되어 있다.
도 13은 액티브 매트릭스형 액정 장치(액정 표시 장치)의 단면 구성도이다.
액정 장치(580)는 서로 대향하도록 배치된 소자 기판(574) 및 대향 기판(575)과, 이들 사이에 삽입된 액정층(702)과, 대향 기판(575)에 부설(附設)된 위상차판(位相差板)(715a) 및 편광판(716a)과, 소자 기판(574)에 부설된 위상차판(715b) 및 편광판(716b)이 구비된 액정 패널을 주체(主體)로 하여 구성되어 있다. 이 액정 패널에 액정 구동용 드라이버 칩, 전기 신호를 전달하기 위한 배선류, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 액정 장치가 구성된다.
대향 기판(575)은 광투과성 기판(742)과 이 기판(742)에 형성된 컬러 필터(751)를 주체로 하여 구성되어 있다. 컬러 필터(751)는 격벽(706)과, 필터 소자 로서의 착색층(703R, 703G, 703B)과, 격벽(706) 및 착색층(703R, 703G, 703B)을 덮는 보호막(704)을 구비하여 구성되어 있다.
격벽(706)은 각 착색층(703R, 703G, 703B)을 형성하는 착색층 형성 영역인 필터 소자 형성 영역(707)을 각각 둘러싸도록 형성된 격자 형상의 것이며, 기판(742)의 일면(一面)(742a)에 형성되어 있다.
또한, 격벽(706)은, 예를 들어, 흑색 감광성 수지막으로 이루어지고, 이 흑색 감광성 수지막으로서는, 예를 들어, 통상의 포토레지스트에 사용되는 포지티브형 또는 네거티브형의 감광성 수지와 카본 블랙 등의 흑색의 무기 안료(顔料) 또는 흑색의 유기 안료를 적어도 함유하는 것이 사용된다. 이 격벽(706)은 흑색의 무기 안료 또는 유기 안료를 함유하는 것이며, 착색층(703R, 703G, 703B)의 형성 위치를 제외한 부분에 형성되어 있기 때문에, 착색층(703R, 703G, 703B)끼리의 사이의 광 투과를 차단할 수 있고, 따라서, 이 격벽(706)은 차광막으로서의 기능도 갖는다.
착색층(703R, 703G, 703B)은 격벽(706)의 내벽과 기판(742)에 걸쳐 마련된 필터 소자 형성 영역(707)에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 필터 소자 재료를 잉크젯 방식에 의해 도입, 즉, 토출하고, 그 후 건조시킴으로써 형성한 것이다.
또한, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 액정 구동용 전극층(705)이 보호막(704)의 대략 전면(全面)에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 이 액정 구동용 전극층(705)을 덮어 배향막(719a)이 설치되어 있고, 또한, 소자 기판(574) 측의 화소 전극(579) 위에도 배향막(719b)이 설치되어 있다.
소자 기판(574)은 광투과성 기판(714) 위에 절연층(도시 생략)이 형성되고, 다시 이 절연층 위에 TFT 소자(578)와 화소 전극(579)이 형성되어 이루어지는 것이다. 또한, 기판(714) 위에 형성된 절연층 위에는, 앞서 도 11에 나타낸 바와 같이, 매트릭스 형상으로 복수의 주사선과 복수의 신호선이 형성되고, 이들 주사선과 신호선으로 둘러싸인 영역마다 상기 화소 전극(579)이 설치되며, 각 화소 전극(579)과 주사선 및 신호선이 전기적으로 접속되는 위치에 TFT 소자(578)가 일체로 구성되어 있어, 주사선과 신호선에 대한 신호의 인가에 의해 TFT 소자(578)를 온/오프하여 화소 전극(579)으로의 통전 제어가 실행된다. 또한, 대향 기판(575) 측에 형성된 전극층(705)은 이 실시예에서는 화소 영역 전체를 커버하는 전면(全面) 전극으로 되어 있다. 또한, TFT의 배선 회로나 화소 전극 형상에는 다양한 것을 적용할 수 있다.
소자 기판(574)과 대향 기판(575)은 대향 기판(575)의 외측 에지를 따라 형성된 밀봉재(573)에 의해 소정의 간격을 통하여 접합되어 있다. 또한, 부호 756은 양 기판 사이의 간격(셀 갭)을 기판면 내에서 일정하게 유지하기 위한 스페이서이다. 소자 기판(574)과 대향 기판(575)의 사이에는 평면으로부터 보아 대략 액자 형상의 밀봉재(573)에 의해 사각형의 액정 봉입 영역이 구획 형성되고, 이 액정 봉입 영역 내에 액정이 봉입되어 있다.
도 14는 컬러 필터(751)의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투명 기판(742)의 한쪽 면에 대하여 격벽(706)(블랙 매트릭스)을 형성한다. 이 격벽(706)을 형성할 때에는, 광투과성이 없는 수지(바람직하게는 흑색 수지)를 스핀 코팅 등의 방법에 의해 소정의 두 께(예를 들어, 2㎛ 정도)로 도포하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝한다. 또는, 잉크젯 프로세스를 이용할 수도 있다. 이 격벽(706)의 격자로 둘러싸인 최소의 표시 요소, 즉, 필터 소자 형성 영역(707)에 대해서는, 예를 들어, X축 방향의 폭을 30㎛, Y축 방향의 길이를 100㎛ 정도로 한다.
다음으로, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이, R의 잉크방울(790R)(액상체)을 토출하고, 이것을 기판(742) 위에 착탄시킨다. 토출하는 잉크방울(790R)의 양에 대해서는, 가열 공정에서의 잉크의 부피 감소를 고려한 충분한 양으로 한다. 이어서, 잉크의 임시 소성을 행하여, 도 14의 (c)에 나타낸 바와 같은 R착색층(703R)으로 한다. 이상의 공정을 R, G, B의 각색에 대해서 반복하여, 도 14의 (d)에 나타낸 바와 같이, 착색층(703G, 703B)을 차례로 형성한다. 착색층(703R, 703G, 703B)을 모두 형성한 후, 착색층(703R, 703G, 703B)을 일괄적으로 소성한다.
다음으로, 기판(742)을 평탄화하고, 또한, 착색층(703R, 703G, 703B)을 보호하기 위해, 도 14의 (e)에 나타낸 바와 같이 각 착색층(703R, 703G, 703B)이나 격벽(706)을 덮는 오버코트막(보호막(704))을 형성한다. 이 보호막(704)의 형성 시에는 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 리핑법 등의 방법을 채용할 수도 있지만, 착색층(703R, 703G, 703B)의 경우와 동일하게 잉크젯 프로세스를 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서의 액정 장치로서는, 투과형 패널에 더하여, 반사형 패널 및 반(半)투과 반사형 패널에도 적용할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 적합한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명이 이러한 예에 한정되지는 않는다. 상술한 예에서 나타낸 각 구 성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 의거하여 다양하게 변경할 수 있다.
본 발명에 의하면, 적하 흔적의 경감을 도모하여, 기판 위에 균일한 도막을 형성할 수 있는 막 형성 방법 및 막 형성 장치를 제공할 수 있고, 기판 위에 액정을 균일하게 배치하고, 또한, 적하 흔적을 경감할 수 있는 액정의 배치 방법 및 그 장치를 제공할 수 있고, 시인성의 향상이 도모된 액정 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있고, 또한 품질의 향상을 도모할 수 있는 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (26)

  1. 액체 재료를 액체 방울로서 토출하여 기판상에 막을 형성하는 방법으로서,
    상기 액체 방울을 상기 기판상에 소정의 피치로 착탄시켜, 상기 기판상에 도막을 형성하는 도포 공정을 포함하고,
    상기 소정의 피치는 상기 기판상에 착탄된 상기 액체 방울의 직경의 50% 이상 150% 이하인 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 피치는 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 재료는 배향막의 형성 재료인 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액체 재료의 점도가 2.0mPa·s 이상 20mPa·s 이하인 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 액체 재료의 표면 장력이 20mN/m 이상 70mN/m 이하인 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판상에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있고,
    상기 복수의 화소 영역 각각의 중심 위치에 상기 액체 방울을 착탄시키는 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액체 방울의 착탄 후의 직경은 상기 복수의 화소 영역의 배열 피치와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포 공정 전에, 상기 기판의 표면을 상기 액체 재료에 대하여 친액성으로 처리하는 친액화 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 방법.
  9. 액체 재료를 액체 방울로서 토출하여 기판상에 막을 형성하는 장치로서,
    상기 액체 방울을 상기 기판상에 소정의 피치로 착탄시켜 상기 기판상에 도막을 형성하는 토출 헤드를 구비하고,
    상기 소정의 피치는 상기 기판상에 착탄된 상기 액체 방울의 직경의 50% 이 상 150% 이하인 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 소정의 피치는 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 토출 헤드에는 상기 액체 재료를 액체 방울 형상으로 토출하는 노즐이 형성되고,
    상기 토출 헤드에서의 상기 노즐의 주변은 상기 액체 재료에 대하여 소정의 접촉각을 이루도록 표면 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 접촉각은 30°이상 170°이하인 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판상에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있고,
    상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜, 상기 액체 방울의 착탄 위치를 상기 복수의 화소 영역 각각의 위치에 일치시키는 구동계를 구비하는 것을 특징 으로 하는 막 형성 장치.
  14. 제 9 항에 기재된 막 형성 장치를 이용하여 배향막이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  15. 제 14 항에 기재된 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  16. 토출 수단으로부터 액정을 토출하여 기판상에 상기 액정을 배치하는 방법으로서,
    상기 토출 수단은 상기 액정을 액체 방울 형상으로 토출하는 복수의 노즐을 구비하고,
    상기 액체 방울 형상의 액정을 기판상에 소정의 피치로 착탄시켜 기판상에 도막을 형성하는 도포 공정을 포함하며,
    상기 도포 공정에서의 상기 소정의 피치는 상기 기판상에 착탄된 상기 액체 방울의 직경의 50% 이상 150% 이하인 것을 특징으로 하는 액정의 배치 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 액체 방울의 배치 피치는 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 액정의 배치 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판에는 복수의 화소로 이루어진 화소 영역이 복수개 형성되어 있고,
    상기 복수개의 화소 영역 각각에 상기 액체 방울을 도포하는 것을 특징으로 하는 액정의 배치 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 액체 방울의 착탄 후의 직경은 상기 복수의 화소 영역의 배열 피치와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 액정의 배치 방법.
  20. 토출 수단으로부터 액정을 토출하여 기판상에 액정을 배치하는 장치로서,
    상기 토출 수단은 상기 액정을 액체 방울 형상으로 토출하는 복수의 노즐을 구비하고,
    상기 기판상에 착탄된 상기 액체 방울의 직경의 50% 이상 150% 이하로 상기 복수의 노즐의 간격이 정해져 있는 것을 특징으로 하는 액정의 배치 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐의 간격은 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 액정의 배치 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판상에는 복수의 화소 영역이 배열되어 있고,
    상기 복수의 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜, 상기 액체 방울의 착탄 위치를 상기 복수의 화소 영역 각각의 위치에 일치시키는 구동계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정의 배치 장치.
  23. 제 20 항에 기재된 액정의 배치 장치를 이용하여 액정이 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  24. 제 23 항에 기재된 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  25. 액정 장치의 제조 방법으로서,
    기판에 배향막을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 제 1 공정과,
    상기 배향막이 형성된 기판에 액정을 잉크젯 프로세스에 의해 도포하는 제 2 공정을 포함하고,
    상기 제 1 공정 및/또는 상기 제 2 공정은 액체 방울을 상기 기판상에 소정의 피치로 착탄시켜 상기 기판상에 도막을 형성하고,
    상기 액체 방울의 상기 소정의 피치는 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경의 50% 이상 150% 이하인 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
  26. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 배치되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법으 로서,
    기판에 컬러 필터를 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 제 1 공정과,
    상기 컬러 필터가 형성된 기판에 배향막을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 제 2 공정과,
    상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판에 액정을 잉크젯 프로세스에 의해 형성하는 제 3 공정을 포함하고,
    상기 제 1 공정, 상기 제 2 공정, 및 상기 제 3 공정 중 적어도 하나의 공정은 액체 방울을 상기 기판상에 소정의 피치로 착탄시켜 상기 기판상에 도막을 형성하고,
    상기 액체 방울의 상기 소정의 피치는 상기 액체 방울의 착탄 후의 직경의 50% 이상 150% 이하인 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
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