KR100698572B1 - 토출 장치, 도포 방법, 컬러 필터 기판의 제조 방법,일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법, 플라즈마표시 장치의 제조 방법, 및 배선 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노즐 수가 증가하여도 토출 제어가 용이한 토출 장치를 제공하기 위한 것이다.
토출 장치에서의 N개의 헤드 각각에서, 제1 노즐 열과 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 제2 노즐 열과 이 임의의 하나의 헤드에 Y축 방향으로 인접하는 헤드에서의 제1 노즐 열 사이의 거리가 DA의 정수 배이다.
토출 장치, 도포 방법, 컬러 필터, 전기 광학 장치, 헤드, 노줄열

Description

토출 장치, 도포 방법, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법, 플라즈마 표시 장치의 제조 방법, 및 배선 제조 방법{EJECTING APPARATUS, APPLYING METHOD, MANUFACTURING METHOD OF COLOR FILTER SUBSTRATE, MANUFACTURING METHOD OF ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY APPARATUS, MANUFACTURING METHOD OF PLASMA DISPLAY APPARATUS, AND MANUFACTURING METHOD OF WIRE}
도 1은 실시예 1의 토출 장치를 나타내는 모식도.
도 2는 실시예 1의 캐리지를 나타내는 모식도.
도 3은 실시예 1의 헤드를 나타내는 모식도.
도 4의 (a) 및 (b)는 실시예 1의 헤드의 토출부를 나타내는 모식도.
도 5는 실시예 1의 헤드 그룹에서의 헤드의 상대 위치 관계를 나타내는 모식도.
도 6은 실시예 1의 제어부를 나타내는 모식도.
도 7의 (a)는 실시예 1의 헤드 구동부를 나타내는 모식도이고, 도 7의 (b)는 헤드 구동부에서의 구동 신호, 선택 신호 및 토출 신호를 나타내는 타이밍 차트.
도 8의 (a) 및 (b)는 실시예 1의 헤드 그룹으로부터의 액체 방울 토출 순서를 나타내는 모식도.
도 9는 실시예 2의 기체(基體)를 나타내는 모식도.
도 10은 실시예 2의 제조 장치를 나타내는 모식도.
도 11은 실시예 2의 토출 장치를 나타내는 모식도.
도 12는 실시예 2의 토출 방법을 나타내는 모식도.
도 13은 실시예 2의 토출 방법을 나타내는 모식도.
도 14는 실시예 2의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 15의 (a) 및 (b)는 실시예 3의 기체를 나타내는 모식도.
도 16은 실시예 3의 제조 장치를 나타내는 모식도.
도 17은 실시예 3의 토출 장치를 나타내는 모식도.
도 18은 실시예 3의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 19의 (a) 및 (b)는 실시예 4의 기체를 나타내는 모식도.
도 20은 실시예 4의 제조 장치를 나타내는 모식도.
도 21은 실시예 4의 토출 장치를 나타내는 모식도.
도 22는 실시예 4의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 23은 실시예 4의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 24의 (a) 및 (b)는 실시예 5의 기체를 나타내는 모식도.
도 25는 실시예 5의 제조 장치를 나타내는 모식도.
도 26은 실시예 5의 토출 장치를 나타내는 모식도.
도 27은 실시예 5의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 28은 실시예 5의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 29는 실시예 5의 제조 방법을 나타내는 모식도.
도 30은 주사 범위를 나타내는 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4 : 제조 장치
1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B : 노즐 열(列)
10A, 30A, 50A, 70A : 기체(基體)
100, 100R, 100G, 100B, 100C, 200R, 200G, 200B, 300R, 300G, 300B, 400 : 토출 장치
102 : 토출 주사부 103 : 캐리지
104 : 제1 위치 제어 장치 106 : 스테이지
108 : 제2 위치 제어 장치 111 : 액상(液狀) 재료
111R, 111G, 111B : 컬러 필터 재료 114, 1141, 1142, 1143, 1144 : 헤드
112 : 제어부 114G : 헤드 그룹
116A, 116B : 노즐 열 118 : 노즐
118R : 기준 노즐 124 : 진동자
124C : 압전 소자 124A, 124B : 전극
127 : 토출부 208 : 헤드 구동부
203 : 구동 신호 생성부 AS : 아날로그 스위치
DS : 구동 신호 204 : 처리부
SC : 선택 신호 ES : 토출 신호
10A, 30A, 50A, 70A : 기체 10 : 컬러 필터 기판
18R, 18G, 18B, 38R, 38G, 38B, 58R, 58G, 58B, 78 : 피토출부(被吐出部)
111FR, 111FG, 111FB : 필터층 134 : 주사 범위
30 : 일렉트로루미네선스 표시 장치
50B : 플라즈마 표시 장치의 배면(背面) 기판
50 : 플라즈마 표시 장치
본 발명은 액상 재료를 토출하는 토출 장치 및 토출 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 컬러 필터 기판이나, 매트릭스형 표시 장치 등에서 주기적으로 배치된 영역에 액상 재료를 도포하는데 적합한 토출 장치 및 토출 방법에 관한 것이다.
잉크젯 장치를 사용하여 화소화된 영역에 재료를 도포하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 잉크젯 장치를 사용하여 컬러 필터 기판의 필터 소자나, 매트릭스형 표시 장치에서 매트릭스 형상으로 배치된 발광부를 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허공개공보 제2003-127343호).
재료가 도포되어야 할 복수의 피토출부 피치가 잉크젯 장치의 노즐 피치와 일치하지 않는 경우가 많다. 피토출부는, 예를 들어, 필터 소자가 설치되어야 할 부위이다.
이 때문에, 종래의 잉크젯 장치에 있어서, 2개의 피토출부 사이의 거리와 2개의 토출 노즐 사이의 거리가 일치하도록 피토출부가 나열되는 방향에 대하여 잉크젯 헤드(또는 토출 노즐이 나열되는 방향)가 경사져 있다. 그러나, 이러한 구성에서는, 2개의 피토출부 사이의 거리가 컬러 필터마다 다를 경우에, 컬러 필터마다 잉크젯 헤드의 부착 각도를 변경하는 수고가 생긴다. 헤드의 부착 각도를 변경하기 위해서는, 헤드의 각도에 따른 캐리지를 새롭게 제조하는 수고와, 그 새로운 캐리지에 헤드를 다시 부착하는 수고가 생긴다.
또한, 노즐 수가 증가하면 증가할수록 토출 제어가 복잡해진다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 안출된 것으로서, 노즐 수가 증가하여도 토출 제어가 용이한 토출 장치를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 발명의 토출 장치는 스테이지와, 상기 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동 가능한 N개의 헤드로서 상기 Y축 방향으로 인접하는 N개의 헤드를 구비하고 있다. 그리고, 상기 N개의 헤드 각각은 X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 갖고, 상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리는 상기 DA의 정수(整數) 배이다. 또한, N은 2 이상의 정수이고, 상기 X축 방향과 상기 Y축 방향은 서로 직교한다.
상기 특징에 의하면, 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로 제1 노즐 열과 제2 노즐 열이 피토출물에 겹치도록 N개의 헤드를 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동시킴으로써, N개의 헤드에서의 모든 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로, 또한 동일 위상(位相)으로 스테이지 위의 하나의 피토출부에 겹친다. 이 때문에, 이러한 하나의 피토출부에 대한 액상 재료의 토출 제어가 용이하다.
바람직하게는, 상기 스테이지는 피토출부를 갖는 기체를 유지하고, 상기 N개의 헤드 중 어느 하나에서의 상기 제1 노즐 열 및 상기 제2 노즐 열이 토출 주기의 대략 정수 배의 시간 간격마다 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입하는 동시에 대응하는 노즐로부터 액상 재료를 토출하도록, 상기 N개의 헤드가 상기 스테이지에 대하여 상기 Y축 방향으로 상대 이동한다.
상기 특징에 의하면, 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로 제1 노즐 열과 제2 노즐 열이 피토출물에 겹치도록 N개의 헤드가 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동하기 때문에, N개의 헤드에서의 모든 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로, 또한 동일 위상으로 피토출부에 겹친다. 이 때문에, 토출 제어가 용이하다.
바람직하게는, 상기 스테이지는 Y축 방향으로 소정 피치로 나열된 복수의 피토출부를 가진 기체를 유지하고, 상기 N개의 헤드 중 어느 하나에서의 상기 제1 노즐 열 및 상기 제2 노즐 열의 한쪽 노즐 열이 토출 주기의 대략 정수 배의 시간 간격으로 상기 복수의 피토출부 각각에 대응하는 영역에 침입하는 동시에 대응하는 노즐로부터 액상 재료를 토출하도록, 상기 N개의 헤드가 상기 스테이지에 대하여 상기 Y축 방향으로 상대 이동한다.
상기 특징에 의하면, 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로 일정 헤드에서의 하나의 노즐 열이 복수의 피토출물에 겹치도록 N개의 헤드가 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동하기 때문에, 그 헤드에서의 모든 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로, 또한 동일 위상으로 피토출부에 겹친다. 이 때문에, 토출 제어가 용이하다.
일 형태에서는, 상기 복수의 피토출부 각각의 평면상(平面像)은 긴 변과 짧은 변으로 결정되는 대략 직사각형이며, 상기 스테이지는 상기 긴 변의 방향이 상기 X축 방향에 평행하게 되는 동시에 상기 짧은 변의 방향이 상기 Y축 방향에 평행하게 되도록 상기 기체를 유지한다.
상기 특징에 의하면, 한번에 피토출부와 겹치는 노즐의 수가 많아지기 때문에, N개의 헤드의 상대 이동의 횟수가 적어도, 원하는 부피의 액상 재료를 피토출부에 도포할 수 있다.
또 다른 형태에서는, 상기 N개의 헤드는 헤드 그룹을 구성하며, 상기 N개의 헤드 각각의 상기 X축 방향의 노즐 피치가 소정값으로 되도록 상기 제1 노즐 열 및 상기 제2 노즐 열에서 복수의 노즐이 배치되어 있고, 상기 헤드 그룹의 상기 X축 방향의 노즐 피치가 상기 소정값의 대략 1/N 배가 되도록 상기 N개의 헤드가 배치되어 있다.
상기 특징에 의하면, 헤드 그룹의 X축 방향의 노즐 피치, 즉, 토출 장치의 X축 방향의 노즐 피치가 각각의 헤드의 X축 방향의 노즐 피치보다 짧아지기 때문에, 온(on) 노즐의 간격을 보다 미세하게 설정할 수 있다. 그 결과, 헤드의 부착 각도를 교환하지 않아도, 복수의 피토출부가 보다 다양한 피치로 X축 방향으로 나열된 기체에 대하여 도포 주사할 수 있다.
일 형태에서는, 상기 N개의 헤드의 하나에서의 기준 노즐의 X 좌표에 대하여, 다른 (N-1)개의 헤드에서의 기준 노즐의 X 좌표는 대략 상기 소정값의 j/N 배 길이만큼 중복없이 어긋나 있다. 또한, j는 1 내지 (N-1)의 자연수이다.
상기 특징에 의하면, 헤드 그룹의 X축 방향의 노즐 피치를 각각의 헤드의 X축 방향의 노즐 피치의 1/N로 할 수 있다.
본 발명의 도포 방법은, N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 액상 재료의 도포 방법이다. 이 도포 방법은 피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와, 상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와, 상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상 재료를 토출하는 스텝 (C)를 포함한다.
상기 특징에 의하면, 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로 제1 노즐 열과 제2 노즐 열이 피토출물에 겹치도록 N개의 헤드를 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동시킴으로써, N개의 헤드에서의 모든 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로, 또한 동일 위상으로 피토출부에 겹친다. 이 때문에, 토출 제어가 용이하다.
본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어, 컬러 필터의 제조 방법이나, 일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법이나, 플라즈마 표시 장치의 제조 방법 등의 형태로 실현할 수 있다.
[실시예 1]
이하에서는, 하기 기재된 순서에 따라 본 실시예의 토출 장치 및 토출 방법을 설명한다.
·A. 토출 장치의 전체 구성
·B. 캐리지
·C. 헤드
·D. 헤드 그룹
·E. 제어부
·F. 토출 방법의 일례
(A. 토출 장치의 전체 구성)
도 1에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100)는 액상 재료(111)를 유지하는 탱크(101)와, 튜브(110)와, 튜브(110)를 통하여 탱크(101)로부터 액상 재료(111)가 공급되는 토출 주사부(102)를 구비한다. 토출 주사부(102)는 복수의 헤드(114)(도 2)를 유지하는 캐리지(103)와, 캐리지(103)의 위치를 제어하는 제1 위치 제어 장치(104)와, 후술하는 기체(10A)를 유지하는 스테이지(106)와, 스테이지(106)의 위치를 제어하는 제2 위치 제어 장치(108)와, 제어부(112)를 구비하고 있다. 탱크(101)와 캐리지(103)의 복수의 헤드(114)는 튜브(110)로 연결되어 있어, 탱크(101)로부터 복수의 헤드(114) 각각에 액상 재료(111)가 압축 공기에 의해 공급된다.
제1 위치 제어 장치(104)는 제어부(112)로부터의 신호에 따라 캐리지(103)를 X축 방향 및 X축 방향에 직교하는 Z축 방향을 따라 이동시킨다. 또한, 제1 위치 제어 장치(104)는 Z축에 평행한 축의 둘레로 캐리지(103)를 회전시키는 기능도 갖는다. 본 실시예에서는 Z축 방향은 연직(鉛直) 방향(즉, 중력 가속도 방향)에 평행한 방향이다. 제2 위치 제어 장치(108)는 제어부(112)로부터의 신호에 따라 X축 방향 및 Z축 방향의 양쪽에 직교하는 Y축 방향을 따라 스테이지(106)를 이동시킨다. 또한, 제2 위치 제어 장치(108)는 Z축과 평행한 축의 둘레로 스테이지(106)를 회전시키는 기능도 갖는다. 또한, 본 명세서에서는 제1 위치 제어 장치(104) 및 제2 위치 제어 장치(108)를 「주사부」로 표기하는 경우도 있다.
스테이지(106)는 X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽에 평행한 평면을 갖는다. 또한, 스테이지(106)는 소정의 재료를 도포해야 할 피토출부를 갖는 기체를 그 평면 위에 고정, 또는 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 명세서에서는 피토출부를 갖는 기체를 「수용 기판」으로 표기하는 경우도 있다.
본 명세서에서의 X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향은 캐리지(103) 및 스테이지(106) 중 어느 한쪽이 다른쪽에 대하여 상대 이동하는 방향과 일치하고 있다. 또한, X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향을 규정하는 XYZ 좌표계의 가상적인 원점(原點)은 토출 장치(100)의 기준 부분에 고정되어 있다. 본 명세서에 있어서, X 좌표, Y 좌표, 및 Z 좌표는 이러한 XYZ 좌표계에서의 좌표이다. 또한, 상기 가상적인 원점은 기준 부분만이 아니라 스테이지(106)에 고정되어 있을 수도 있고, 캐리지(103)에 고정되어 있을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 캐리지(103)는 제1 위치 제어 장치(104)에 의해 X축 방향으로 이동된다. 한편, 스테이지(106)는 제2 위치 제어 장치(108)에 의해 Y축 방향으로 이동된다. 즉, 제1 위치 제어 장치(104) 및 제2 위치 제어 장치(108)에 의하여, 스테이지(106)에 대한 헤드(114)의 상대 위치가 변화한다. 보다 구체적으로는, 이들 동작에 의해, 캐리지(103), 헤드 그룹(114G)(도 2), 헤드(114), 또는 노즐(118)(도 3)은 스테이지(106) 위에서 위치 결정된 피토출부에 대하여 Z축 방향으로 소정의 거리를 유지하면서, X축 방향 및 Y축 방향으로 상대적으로 이동, 즉, 상대적으로 주사한다. 여기서, 정지(靜止)한 피토출부에 대하여 캐리지(103)가 Y축 방향으로 이동할 수도 있다.
그리고, 캐리지(103)가 Y축 방향을 따라 소정의 2점 사이를 이동하는 기간 내에, 정지한 피토출부에 대하여 노즐(118)로부터 재료(111)를 토출할 수도 있다. 「상대 이동」 또는 「상대 주사」는, 액상 재료(111)를 토출하는 측과 거기서부터의 토출물이 착탄되는 측(피토출부 측) 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 것을 포함한다.
또한, 캐리지(103), 헤드 그룹(114G)(도 2), 헤드(114), 또는 노즐(118)(도 3)이 상대 이동하는 것은 스테이지, 기체, 또는 피토출부에 대한 이들의 상대 위치가 변화하는 것이다. 이 때문에, 본 명세서에서는 캐리지(103), 헤드 그룹(114G), 헤드(114), 또는 노즐(118)이 토출 장치(100)에 대하여 정지하여, 스테이지(106)만이 이동하는 경우에도, 캐리지(103), 헤드 그룹(114G), 헤드(114), 또는 노즐(118)이 스테이지(106), 기체, 또는 피토출부에 대하여 상대 이동한다고 표기한다. 또한, 상대 주사 또는 상대 이동과 재료 토출의 조합을 가리켜 「도포 주사」로 표기하는 경우도 있다.
캐리지(103) 및 스테이지(106)는 상기 이외의 평행 이동 및 회전의 자유도를 더 갖고 있다. 다만, 본 실시예에서는 상기 자유도 이외의 자유도에 관한 기재는 설명을 쉽게 하기 위하여 생략되어 있다.
제어부(112)는 액상 재료(111)를 토출해야 할 상대 위치를 나타내는 토출 데이터를 외부 정보처리 장치로부터 수취하도록 구성되어 있다. 제어부(112)의 상세한 구성 및 기능은 후술한다.
(B. 캐리지)
도 2는 캐리지(103)를 스테이지(106) 측으로부터 관찰한 도면이며, 도 2의 지면(紙面)에 수직인 방향이 Z축 방향이다. 또한, 도 2의 지면의 좌우 방향이 X축 방향이고, 지면의 상하 방향이 Y축 방향이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 캐리지(103)는 각각 대략 동일한 구조를 갖는 복수의 헤드(114)를 유지하고 있다. 본 실시예에서는 캐리지(103)에 유지되는 헤드(114)의 수는 24개이다. 각각의 헤드(114)는 후술하는 복수의 노즐(118)이 설치된 저면(底面)을 가지고 있다. 각각의 헤드(114)의 저면 형상은 2개의 긴 변과 2개의 짧은 변을 갖는 다각형이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 캐리지(103)에 유지된 헤드(114)의 저면은 스테이지(106) 측을 향하고 있으며, 또한 헤드(114)의 긴 변 방향과 짧은 변 방향은 각각 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하다. 또한, 헤드(114)끼리의 상대 위치 관계의 자세한 내용은 후술한다.
본 명세서에서는 Y축 방향으로 인접하는 4개의 헤드(114)를 「헤드 그룹(114G)」으로 표기하는 경우도 있다. 이 표기에 의하면, 도 2의 캐리지(103)는 6개의 헤드 그룹(114G)을 유지하고 있다고 표현할 수 있다.
(C. 헤드)
도 3은 헤드(114)의 저면을 나타낸다. 헤드(114)는 X축 방향으로 나열된 복수의 노즐(118)을 갖는다. 이들 복수의 노즐(118)은 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)가 약 70㎛가 되도록 배치되어 있다. 여기서, 「헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)」는 헤드(114)에서의 노즐(118) 전체를 Y축 방향을 따라 X축 위에 사상(射像)하여 얻어진 복수의 노즐상 사이의 피치에 상당한다.
본 실시예에서는, 헤드(114)에서의 복수의 노즐(118)은 모두 X축 방향으로 연장하는 노즐 열(116A)과 노즐 열(116B)을 이룬다. 노즐 열(116A)과 노즐 열(116B)은 Y축 방향으로 인접한다. 또한, 노즐 열(116A)과 노즐 열(116B) 사이의 거리, 즉, Y축 방향의 거리는 DA이다. 도 3에서는, 노즐 열(116A)의 Y 좌표가 노즐 열(116B)의 Y 좌표보다 크다. 그리고, 노즐 열(116A) 및 노즐 열(116B)의 각각에서, 90개의 노즐(118)이 일정 간격으로 X축 방향으로 일렬로 나열되어 있다. 본 실시예에서는, 이 일정 간격은 약 140㎛이다. 즉, 노즐 열(116A)의 노즐 피치(LNP) 및 노즐 열(116B)의 노즐 피치(LNP)는 모두 약 140㎛이다.
노즐 열(116B)의 위치는 노즐 열(116A)의 위치에 대하여 노즐 피치(LNP)의 반분(半分)의 길이(약 70㎛)만큼 X축 방향의 정방향(도 3의 우측 방향)으로 어긋나 있다. 이 때문에, 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)는 노즐 열(116A)(또는 노즐 열(116B))의 노즐 피치(LNP)의 반분의 길이(약 70㎛)이다.
따라서, 헤드(114)의 X축 방향 노즐 선밀도(線密度)는 노즐 열(116A)(또는 노즐 열(116B))의 노즐 선밀도의 2 배이다. 또한, 본 명세서에서 「X축 방향의 노즐 선밀도」는 복수의 노즐을 Y축 방향을 따라 X축 위에 사상하여 얻어진 복수의 노즐상의 단위 길이당 수에 상당한다.
물론, 헤드(114)가 포함하는 노즐 열의 수는 2개에 한정되지 않는다. 헤드(114)는 M개의 노즐 열을 포함할 수도 있다. 여기서, M은 1 이상의 자연수이다. 이 경우에는, M개의 노즐 열 각각에서 복수의 노즐(118)은 노즐 피치(HXP)의 M 배의 길이의 피치로 나열된다. 또한, M이 2 이상의 자연수일 경우에는, M개의 노즐 열 중 하나에 대하여, 다른 (M-1)개의 노즐 열은 노즐 피치(HXP)의 i 배의 길이만큼 중복없이 X축 방향으로 어긋나 있다. 여기서, i는 1 내지 (M-1)의 자연수이다.
또한, 노즐 열(116A) 및 노즐 열(116B)이 각각 90개의 노즐(118)로 이루어지므로, 하나의 헤드(114)는 180개의 노즐(118)을 갖는다. 다만, 노즐 열(116A) 양단의 각각 5개의 노즐은 「휴지(休止) 노즐」로서 설정되어 있다. 마찬가지로, 노즐 열(116B) 양단의 각각 5개의 노즐도 「휴지 노즐」로서 설정되어 있다. 그리 고, 이들 20개의 「휴지 노즐」로부터는 액상 재료(111)가 토출되지 않는다. 이 때문에, 헤드(114)에서의 180개의 노즐(118) 중 160개의 노즐(118)이 액상 재료(111)를 토출하는 노즐로서 기능한다. 본 명세서에서는 이들 160개의 노즐(118)을 「토출 노즐」로 표기하는 경우도 있다.
또한, 하나의 헤드(114)에서의 노즐(118)의 수는 180개에 한정되지 않는다. 하나의 헤드(114)에 360개의 노즐이 설치되어 있을 수도 있다. 이 경우에는, 노즐 열(116A) 및 노즐 열(116B)이 각각 180개의 노즐(118)로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명에서 토출 노즐의 수는 160개에 한정되지 않는다. 하나의 헤드(114)에 P개의 토출 노즐이 있을 수도 있다. 여기서, P는 2 이상의 자연수로서, 헤드(114)에서의 전체 노즐 수 이하이면 된다.
본 명세서에서는, 헤드(114)끼리의 상대 위치 관계를 설명하기 위하여, 노즐 열(116A)에 포함되는 90개의 노즐(118) 중 좌측으로부터 6번째 노즐(118)을 헤드(114)의 「기준 노즐(118R)」로 표기한다. 즉, 노즐 열(116A)에서의 80개의 토출 노즐 중 가장 좌측의 토출 노즐이 헤드(114)의 「기준 노즐(118R)」이다. 또한, 모든 헤드(114)에 대하여 「기준 노즐(118R)」의 지정 방법이 동일하면 되기 때문에, 「기준 노즐(118R)」의 위치는 상기 위치가 아니어도 된다.
도 4의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 각각의 헤드(114)는 잉크젯 헤드이다. 보다 구체적으로는, 각각의 헤드(114)는 진동판(126)과 노즐 플레이트(128)를 구비하고 있다. 진동판(126)과 노즐 플레이트(128) 사이에는, 탱크(101)로부터 구멍(131)을 통하여 공급되는 액상 재료(111)가 항상 충전되는 액체 저장소(129)가 위치하고 있다.
또한, 진동판(126)과 노즐 플레이트(128) 사이에는 복수의 격벽(122)이 위치하고 있다. 그리고, 진동판(126)과, 노즐 플레이트(128)와, 한 쌍의 격벽(122)에 의해 둘러싸인 부분이 캐비티(cavity, 120)이다. 캐비티(120)는 노즐(118)에 대응하여 설치되어 있기 때문에, 캐비티(120)의 수와 노즐(118)의 수는 동일하다. 캐비티(120)에는 한 쌍의 격벽(122) 사이에 위치하는 공급구(130)를 통하여 액체 저장소(129)로부터 액상 재료(111)가 공급된다.
진동판(126) 위에는 각각의 캐비티(120)에 대응하여 진동자(124)가 위치한다. 진동자(124)는 압전 소자(piezoelectric element, 124C)와, 압전 소자(124C)를 사이에 끼우는 한 쌍의 전극(124A, 124B)을 포함한다. 이 한 쌍의 전극(124A, 124B) 사이에 구동 전압을 공급함으로써, 대응하는 노즐(118)로부터 액상 재료(111)가 토출된다. 또한, 노즐(118)로부터 Z축 방향으로 액상 재료(111)가 토출되도록 노즐(118)의 형상이 조정되어 있다.
여기서, 본 명세서에서의 「액상 재료」는 노즐로부터 토출 가능한 점도(粘度)를 갖는 재료를 의미한다. 이 경우, 재료가 수성(水性)이든 유성(油性)이든 상관없다. 노즐로부터 토출 가능한 유동성(점도)을 구비하고 있으면 충분하며, 고체 물질이 혼입(混入)되어 있어도 전체적으로 유동체이면 된다.
제어부(112)(도 1)는 복수의 진동자(124) 각각에 서로 독립적으로 신호를 공급하도록 구성되어 있을 수도 있다. 즉, 노즐(118)로부터 토출되는 재료(111)의 부피가 제어부(112)로부터의 신호에 따라 노즐(118)마다 제어될 수도 있다. 그러 한 경우에는, 노즐(118)의 각각으로부터 토출되는 재료(111)의 부피는 0pl∼42pl(피코리터) 사이에서 가변으로 할 수도 있다. 또한, 제어부(112)는, 후술하는 바와 같이, 도포 주사 동안에 토출 동작을 행하는 노즐(118)과 토출 동작을 행하지 않는 노즐(118)을 설정하도록 할 수도 있다.
본 명세서에서는, 하나의 노즐(118)과, 노즐(118)에 대응하는 캐비티(120)와, 캐비티(120)에 대응하는 진동자(124)를 포함한 부분을 「토출부(127)」로 표기하는 경우도 있다. 이 표기에 의하면, 하나의 헤드(114)는 노즐(118)의 수와 동일한 수의 토출부(127)를 갖는다. 토출부(127)는 압전 소자 대신에 전기열 변환 소자(electrothermal converting element)를 가질 수도 있다. 즉, 토출부(127)는 전기열 변환 소자에 의한 재료의 열팽창을 이용하여 재료를 토출하는 구성을 갖고 있을 수도 있다.
(D. 헤드 그룹)
다음으로, 헤드 그룹(114G)에서의 4개의 헤드(114)의 상대 위치 관계를 설명한다. 도 5에는 도 2의 캐리지(103)에서 Y축 방향으로 인접하는 2개의 헤드 그룹(114G)이 도시되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 각각의 헤드 그룹(114G)은 4개의 헤드(114)로 이루어진다. 그리고, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치(GXP)가 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)의 1/4 배 길이로 되도록 헤드 그룹(114G)에서 4개의 헤드(114)가 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 하나의 헤드(114)의 기준 노즐(118R) X 좌표에 대하여, 다른 헤드(114)의 기준 노즐(118R)의 X 좌표가 노즐 피치 (HXP)의 j/4 배 길이만큼 X축 방향으로 중복없이 어긋나게 위치하고 있다. 여기서, j는 1 내지 3의 자연수이다. 이 때문에, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치(GXP)는 노즐 피치(HXP)의 1/4 배이다.
본 실시예에서는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)는 약 70㎛이기 때문에, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치(GXP)는 그 1/4 배인 약 17.5㎛이다. 여기서, 「헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치(GXP)」는 헤드 그룹(114G)에서의 노즐(118) 전체를 Y축 방향을 따라 X축 위에 사상하여 얻어진 복수의 노즐상 사이의 피치에 상당한다.
물론, 헤드 그룹(114G)이 포함하는 헤드(114)의 수는 4개에 한정되지 않는다. 헤드 그룹(114G)은 N개의 헤드(114)로 이루어질 수도 있다. 여기서, N은 2 이상의 자연수이다. 이 경우에는, 노즐 피치(GXP)가 노즐 피치(HXP)의 1/N 배 길이로 되도록 헤드 그룹(114G)에서 N개의 헤드(114)가 배치되는 것이 좋다. 또는, N개의 헤드(114)의 하나에서의 기준 노즐(118R)의 X 좌표에 대하여, 다른 (N-1)개의 헤드(114)에서의 기준 노즐(118R) X 좌표가 노즐 피치(HXP)의 j/N 배 길이만큼 중복없이 어긋나 있는 것이 좋다. 또한, 이 경우에는 j는 1 내지 (N-1)의 자연수이다.
이하에서는, 본 실시예의 헤드(114)의 상대 위치 관계를 보다 구체적으로 설명한다.
우선, 설명을 쉽게 하기 위하여, 도 5의 좌측 위의 헤드 그룹(114G)에 포함되는 4개의 헤드(114)를 Y축 방향의 부(負)방향(도 5의 하방(下方))을 향하여 헤드 (1141), 헤드(1142), 헤드(1143), 헤드(1144)로 표기한다. 마찬가지로, 도 5의 우측 아래의 헤드 그룹(114G)에 포함되는 4개의 헤드(114)를 위에서부터 각각 헤드(1145), 헤드(1146), 헤드(1147), 헤드(1148)로 표기한다.
그리고, 헤드(1141)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(1A, 1B)로 표기하고, 헤드(1142)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(2A, 2B)로 표기하며, 헤드(1143)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(3A, 3B)로 표기하고, 헤드(1144)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(4A, 4B)로 표기한다. 마찬가지로, 헤드(1145)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(5A, 5B)로 표기하고, 헤드(1146)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(6A, 6B)로 표기하며, 헤드(1147)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(7A, 7B)로 표기하고, 헤드(1148)에서의 노즐 열(116A, 116B)을 노즐 열(8A, 8B)로 표기한다.
이들 노즐 열(1A∼8B)의 각각은 실제로는 90개의 노즐(118)로 이루어진다. 그리고, 상술한 바와 같이, 노즐 열(1A∼8B)의 각각에서 이들 90개의 노즐은 X축 방향으로 나열되어 있다. 다만, 도 5에서는 설명의 편의상, 노즐 열(1A∼8B)의 각각이 4개의 토출 노즐(노즐(118))로 이루어지도록 도시되어 있다. 또한, 도 5에서는 노즐 열(1A)의 가장 좌측의 노즐(118)이 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)이고, 노즐 열(2A)의 가장 좌측의 노즐(118)이 헤드(1142)의 기준 노즐(118R)이며, 노즐 열(3A)의 가장 좌측의 노즐(118)이 헤드(1143)의 기준 노즐(118R)이고, 노즐 열(4A)의 가장 좌측의 노즐(118)이 헤드(1144)의 기준 노즐(118R)이며, 노즐 열(5A)의 가장 좌측의 노즐(118)이 헤드(1145)의 기준 노즐(118R)이다.
그리고, 헤드(1142)의 기준 노즐(118R)의 위치(또는 X 좌표)는, 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)의 위치(또는 X 좌표)로부터 약 17.5㎛만큼 X축 방향의 정방향(도 5의 우측 방향)으로 어긋나 있다. 그리고, 헤드(1143)의 기준 노즐(118R)의 위치는, 헤드(1142)의 기준 노즐(118R)의 위치로부터 약 17.5㎛만큼 X축 방향의 정방향으로 어긋나 있다. 또한, 헤드(1144)의 기준 노즐(118R)의 위치는, 헤드(1143)의 기준 노즐(118R)의 위치로부터 약 17.5㎛만큼 X축 방향의 정방향으로 어긋나 있다. 또한, 어느 헤드가 다른 헤드에 대하여 어긋나는 방향은 X축 방향의 정방향뿐만 아니라, 부방향(도 5의 좌측 방향)일 수도 있다.
상기 배치에 의하여, 노즐 열(1A)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표와 노즐 열(1B)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표 사이에, 노즐 열(2A)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표와, 노즐 열(3A)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표와, 노즐 열(4A)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표가 들어간다. 마찬가지로, 노즐 열(1B)의 가장 좌측 노즐(118)의 X 좌표와 노즐 열(1A)의 좌측으로부터 2번째 노즐(118)의 X 좌표 사이에, 노즐 열(2B)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표와, 노즐 열(3B)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표와, 노즐 열(4B)의 가장 좌측의 노즐(118)의 X 좌표가 들어간다. 노즐 열(1A)의 다른 노즐(118)의 X 좌표와 노즐 열(1B)의 다른 노즐(118)의 X 좌표 사이에도, 마찬가지로 노즐 열(2A)(또는 노즐 열(2B))의 노즐(118)의 X 좌표, 노즐 열(3A)(또는 노즐 열(3B))의 노즐(118)의 X 좌표, 노즐 열(4A)(또는 노즐 열(4B))의 노즐(118)의 X 좌표가 들어간다.
본 실시예에서는, 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)의 X 좌표에 대하여, 헤드 (1142, 1143, 1144)의 기준 노즐의 X 좌표가 노즐 피치(HXP)의 1/4 배의 길이, 노즐 피치(HXP)의 2/4 배의 길이, 노즐 피치(HXP)의 3/4 배의 길이만큼 각각 어긋나 있다. 그러나, 4개의 헤드(114)의 배치는 이러한 배치에 한정되지 않고, 하나의 헤드(114)의 기준 노즐(118R)의 X 좌표에 대하여, 다른 헤드의 기준 노즐(118R)의 X 좌표가 노즐 피치(HXP)의 j/4 배의 길이만큼 X축 방향으로 중복없이 어긋나게 위치하고 있으면 된다. 여기서, j는 1 내지 3의 자연수이다.
도 5의 우측 아래의 헤드 그룹(114G)에서의 헤드(1145, 1146, 1147, 1148)의 배치(configuration)도 헤드(1141, 1142, 1143, 1144) 배치와 동일하다.
X축 방향으로 서로 인접하는 2개의 헤드 그룹(114G) 사이의 상대 위치 관계를 헤드(1145)와 헤드(1141) 사이의 상대 위치 관계에 기초하여 설명한다.
헤드(1145)의 기준 노즐(118R)의 위치는, 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)의 위치로부터 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)와 헤드(114)에서의 토출 노즐 수의 곱의 길이만큼 X축 방향의 정방향으로 어긋나 있다. 본 실시예에서는, 노즐 피치(HXP)는 약 70㎛인 동시에, 하나의 헤드(114)에서의 토출 노즐의 수는 160개이므로, 헤드(1145)의 기준 노즐(118R)의 위치는, 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)의 위치로부터 11.2㎜(70㎛×160)만큼 X축 방향의 정방향으로 어긋나 있다. 다만, 도 5에서는 설명의 편의상, 헤드(1141)에서의 토출 노즐의 수는 8개이므로, 헤드(1145)의 기준 노즐(118R)의 위치가 헤드(1141)의 기준 노즐(118R)의 위치로부터 560㎛(70㎛×8)만큼 X축 방향으로 어긋나 있도록 도시되어 있다.
헤드(1141)와 헤드(1145)가 상술한 바와 같이 배치되어 있기 때문에, 노즐 열(1A)의 가장 우측의 토출 노즐의 X 좌표와 노즐 열(5A)의 가장 좌측 토출 노즐의 X 좌표는 노즐 피치(LNP)만큼 어긋나 있다. 이 때문에, 2개의 헤드 그룹(114G) 전체의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)의 1/4 배이다.
또한, 캐리지(103) 전체로서의 X축 방향의 노즐 피치도 17.5㎛, 즉, 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)의 1/4 배 길이가 되도록 6개의 헤드 그룹(114G)이 배치되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, 복수의 헤드(114)(도 5에서는 1141∼1148) 각각에서 노즐 열(116A)과 노즐 열(116B) 사이의 거리는 DA이다. 또한, 도 3에서 설명한 바와 같이, 노즐 열(116A)의 Y 좌표는 노즐 열(116B)의 Y 좌표보다 크다. 여기서, 본 명세서에서는 하나의 헤드(114)에서의 노즐 열(116A)과 노즐 열(116B) 사이의 거리를 「제1 노즐 열간 거리(DA)」로 표기한다.
한편, 임의의 하나의 헤드(114)에서의 노즐 열(116B)과 그 임의의 하나의 헤드에 Y축 방향으로 인접하는 헤드(114)에서의 노즐 열(116A) 사이의 거리는 DB이다. 본 명세서에서는 이 거리를 「제2 노즐 열간 거리(DB)」로 표기한다. 도 5의 경우에는, 헤드(1141)에서의 노즐 열(116B)(도 5에서는 노즐 열(1B))과 헤드(1142)에서의 노즐 열(116A)(도 5에서는 노즐 열(2A)) 사이의 거리가 DB이다. 또한, 헤드(1142)에서의 노즐 열(116B)(도 5에서는 노즐 열(2B))과 헤드(1143)에서의 노즐 열(116A)(도 5에서는 노즐 열(3A)) 사이의 거리도 DB이다. 마찬가지로, 노즐 열(3B)과 노즐 열(4A) 사이의 거리 및 노즐 열(4B)과 노즐 열(5A) 사이의 거리도 DB 이다.
본 실시예에서는, 제2 노즐 열간 거리(DB)가 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배가 되도록 헤드 그룹(114G)에서 4개의 헤드(114)가 배치되어 있다. 예를 들면, 노즐 열(1B)과 노즐 열(2A) 사이의 거리는 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배이다. 또한, 헤드(1141, 1142)의 배치에 있어서, 노즐 열(1B)과 노즐 열(2A) 사이의 거리가 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배이므로, 노즐 열(1A)과 노즐 열(2A) 사이의 거리, 노즐 열(1B)과 노즐 열(2B) 사이의 거리, 노즐 열(1A)과 노즐 열(2B) 사이의 거리도 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배이다.
Y축 방향으로 서로 인접하는 다른 2개의 헤드 배치에서의 노즐 열간 거리도 헤드(1141, 1142) 배치에서의 노즐 열간 거리와 동일하다. 즉, Y축 방향으로 인접하는 2개의 헤드 중 한쪽 헤드에서의 하나의 노즐 열과 다른쪽 헤드에서의 하나의 노즐 열 사이의 Y축 방향의 거리가 제1 노즐 열간 거리(DA)의 정수 배이다.
(E. 제어부)
다음으로, 제어부(112)의 구성을 설명한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제어부(112)는 입력 버퍼 메모리(200)와, 기억 수단(202)과, 처리부(204)와, 주사 구동부(206)와, 헤드 구동부(208)를 구비하고 있다. 입력 버퍼 메모리(200)와 처리부(204)는 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다. 처리부(204)와 기억 수단(202)은 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다. 처리부(204)와 주사 구동부(206)는 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다. 처리부(204)와 헤드 구동부(208)는 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다. 또한, 주사 구동부(206)는 제1 위치 제어 장치 (104) 및 제2 위치 제어 장치(108)와 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다. 마찬가지로, 헤드 구동부(208)는 복수의 헤드(114) 각각과 서로 통신이 가능하도록 접속되어 있다.
입력 버퍼 메모리(200)는 외부 정보처리 장치로부터 액상 재료(111)의 액체 방울을 토출하기 위한 토출 데이터를 수취한다. 토출 데이터는 기체 위의 모든 피토출부의 상대 위치를 나타내는 데이터와, 모든 피토출부에 액상 재료(111)를 원하는 두께까지 도포하는데 필요한 상대 주사의 횟수를 나타내는 데이터와, 온 노즐(118A)로서 기능하는 노즐(118)을 지정하는 데이터와, 오프 노즐(118B)로서 기능하는 노즐(118)을 지정하는 데이터를 포함한다. 온 노즐(118A) 및 오프 노즐(118B)의 설명은 후술한다. 입력 버퍼 메모리(200)는 토출 데이터를 처리부(204)에 공급하고, 처리부(204)는 토출 데이터를 기억 수단(202)에 저장한다. 도 6에서 기억 수단(202)은 RAM이다.
처리부(204)는, 기억 수단(202) 내의 토출 데이터에 기초하여, 피토출부에 대한 노즐(118)의 상대 위치를 나타내는 데이터를 주사 구동부(206)에 공급한다. 주사 구동부(206)는 이 데이터와 후술하는 토출 주기(EP)(도 7)에 따른 구동 신호를 제1 위치 제어 장치(104) 및 제2 위치 제어 장치(108)에 공급한다. 그 결과, 피토출부에 대하여 헤드(114)가 상대적으로 주사한다. 한편, 처리부(204)는 기억 수단(202)에 기억된 토출 데이터와 토출 주기(EP)에 기초하여, 토출 타이밍마다의 노즐(118)의 온/오프를 지정하는 선택 신호(SC)를 헤드 구동부(208)에 공급한다. 헤드 구동부(208)는 선택 신호(SC)에 기초하여, 액상 재료(111)의 토출에 필요한 토출 신호(ES)를 헤드(114)에 공급한다. 그 결과, 헤드(114) 내의 대응하는 노즐(118)로부터 액상 재료(111)가 액체 방울로서 토출된다.
제어부(112)는 CPU, ROM, RAM을 포함한 컴퓨터일 수도 있다. 이 경우에는, 제어부(112)의 상기 기능은 컴퓨터에 의하여 실행되는 소프트웨어 프로그램에 의해 실현된다. 물론, 제어부(112)는 전용 회로(하드웨어)에 의하여 실현될 수도 있다.
다음으로, 제어부(112)에서의 헤드 구동부(208)의 구성과 기능을 설명한다.
도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 헤드 구동부(208)는 하나의 구동 신호 생성부(203)와 복수의 아날로그 스위치(AS)를 갖는다. 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구동 신호 생성부(203)는 구동 신호(DS)를 생성한다. 구동 신호(DS)의 전위는 기준 전위(L)에 대하여 시간적으로 변화한다. 구체적으로는, 구동 신호(DS)는 토출 주기(EP)로 반복되는 복수의 토출 파형(P)을 포함한다. 여기서, 토출 파형(P)은 노즐(118)로부터 하나의 액체 방울을 토출하기 위하여, 대응하는 진동자(124)의 한 쌍의 전극 사이에 인가되어야 할 구동 전압 파형에 대응한다.
구동 신호(DS)는 아날로그 스위치(AS)의 각각의 입력 단자에 공급된다. 아날로그 스위치(AS)의 각각은 토출부(127)의 각각에 대응하여 설치되어 있다. 즉, 아날로그 스위치(AS)의 수와 토출부(127)의 수(즉, 노즐(118)의 수)는 동일하다.
처리부(204)는 노즐(118)의 온/오프를 나타내는 선택 신호(SC)를 아날로그 스위치(AS)의 각각에 공급한다. 여기서, 선택 신호(SC)는 아날로그 스위치(AS)마다 독립적으로 하이 레벨과 로우 레벨 중 어느 하나의 상태를 취할 수 있다. 한편, 아날로그 스위치(AS)는 구동 신호(DS)와 선택 신호(SC)에 따라 진동자(124)의 전극(124A)에 토출 신호(ES)를 공급한다. 구체적으로는, 선택 신호(SC)가 하이 레벨인 경우에는, 아날로그 스위치(AS)는 전극(124A)에 토출 신호(ES)로서 구동 신호(DS)를 전파한다. 한편, 선택 신호(SC)가 로우 레벨일 경우에는, 아날로그 스위치(AS)가 출력하는 토출 신호(ES)의 전위는 기준 전위(L)로 된다. 진동자(124)의 전극(124A)에 구동 신호(DS)가 공급되면, 그 진동자(124)에 대응하는 노즐(118)로부터 액상 재료(111)가 토출된다. 또한, 각각의 진동자(124)의 전극(124B)에는 기준 전위(L)가 공급된다.
도 7의 (b)에 나타낸 예에서는, 2개의 토출 신호(ES) 각각에서, 토출 주기(EP)의 2 배의 주기(2EP)로 토출 파형(P)이 나타나도록 2개의 선택 신호(SC) 각각에서 하이 레벨의 기간과 로우 레벨의 기간이 설정되어 있다. 이것에 의해, 대응하는 2개의 노즐(118) 각각으로부터 주기(2EP)로 액상 재료(111)가 토출된다. 또한, 이들 2개의 노즐(118)에 대응하는 진동자(124) 각각에는, 공통의 구동 신호 생성부(203)로부터 공통의 구동 신호(DS)가 공급된다. 이 때문에, 2개의 노즐(118)로부터 대략 동일한 타이밍으로 액상 재료(111)가 토출된다.
이상의 구성에 의하여, 토출 장치(100)는 제어부(112)에 공급된 토출 데이터에 따라 액상 재료(111)를 도포 주사한다.
(F. 토출 방법의 일례)
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하여, X축 방향에 평행한 스트라이프 형상의 타깃(target), 즉, 피토출부(18L)에 대하여 토출 장치(100)가 액상 재료(111)를 토출하는 방법을 설명한다. 구체적으로는, 헤드 그룹(114G) 또는 캐리지(103)에서의 임 의의 하나의 헤드에서의 제2 노즐 열과, 이 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 제1 노즐 열 사이의 거리를 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배로 유지하면서, 캐리지(103)를 스테이지(106)에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝을 포함한 액상 재료의 도포 방법을 설명한다.
또한, 도 8의 (a)에 나타낸 예에서는, 캐리지(103)의 Y축 방향으로의 상대 이동에 의해, 도 5에서 설명한 헤드(1141, 1142, 1143, 1144, 1145)가 이 순서로 피토출부(18L)와 중첩된다.
도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제2 노즐 열간 거리(DB)는 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배이다. 즉, 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
DB = c1·DA
여기서, c1은 정수이다.
본 실시예에서는, 스테이지(106)에 대한 캐리지(103)의 상대 이동 속도 V는 수학식 2와 같이 되도록 설정되어 있다.
V = DA/(c2·EP)
여기서, DA는 제1 노즐 열간 거리이고, EP는 도 7에 표시한 토출 주기이며, c2는 정수이다.
상대 이동 속도 V가 상기 수학식 2를 만족하기 때문에, 토출 주기(EP)의 정수(c2) 배의 시간 간격으로 노즐 열(1A)과 노즐 열(1B)(도 5)이 피토출부(18L)에 겹친다. 또한, 본 실시예에서는, 제2 노즐 열간 거리(DB)는 제1 노즐 열간 거리(DA)의 정수(c1) 배이기 때문에, 노즐 열(1B)이 피토출부(18L)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수(c1·c2) 배의 시간 간격으로 노즐 열(2A)(도 5)이 피토출부(18L)에 겹친다. 마찬가지로, 헤드 그룹(114G)에서의 모든 노즐 열이 토출 주기(EP)의 정수 배의 시간 간격으로 피토출부(18L)에 겹친다.
따라서, 모든 노즐 열이 토출 주기(EP)에 관하여 동일 위상으로 피토출부(18L)에 겹치거나, 또는 피토출부(18L)에 대응하는 영역에 침입한다. 이 때문에, 모든 노즐 열에서의 노즐(118)에 대하여 구동 신호 생성부(203)를 공통으로 할 수 있게 된다. 따라서, 토출 파형(구동 파형)의 정밀도를 유지하면서, 회로의 구성을 심플하게 할 수 있다.
도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 우선, 캐리지(103)가 스테이지(106)에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동하기 시작한다. 그리고, 노즐 열(1A)이 피토출부(18L)에 겹치면, 노즐 열(1A)에 포함되는 노즐(118)로부터 피토출부(18L)에 대하여 재료(111)가 동시에 토출된다.
도 8의 (b)의 라벨 「1A」의 우측에는, 노즐 열(1A)의 토출에 의한 착탄 위치가 흑색 원으로 표시되어 있다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(1A)의 토출에 의해, X축 방향으로 대략 140㎛의 피치로 액상 재료(111)가 피토출부(18L) 에 착탄된다.
노즐 열(1A)이 피토출부(18L)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c2배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(1B)이 피토출부(18L)에 겹친다. 노즐 열(1B)이 피토출부(18L)에 겹치면, 노즐 열(1B)에 포함되는 노즐(118)로부터 피토출부(18L)에 대하여 액상 재료(111)가 동시에 토출된다. 도 8의 (b)의 라벨 「1B」의 우측에는, 노즐 열(1B)의 토출에 의한 착탄 위치가 흑색 원으로 표시되어 있다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(1B)의 토출에 의하여, X축 방향으로 대략 140㎛의 피치로 액상 재료(111)가 피토출부(18L)에 착탄된다. 다만, 노즐 열(1B)의 토출에 의한 착탄 위치와 노즐 열(1B)에 선행하는 노즐 열(1A)의 토출에 의한 착탄 위치 사이의 거리는 대략 70㎛이다. 또한, 도 8의 (b)의 라벨 「1B」의 우측에는, 노즐 열(1B)에 선행하는 노즐 열의 토출에 의한 착탄 위치가 백색 원으로 표시되어 있다.
노즐 열(1B)이 피토출부(18L)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c1·c2배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(2A)이 피토출부(18L)에 겹친다. 노즐 열(2A)이 피토출부(18L)에 겹친면, 노즐 열(2A)에 포함되는 노즐(118)로부터 피토출부(18L)에 대하여 액상 재료(111)가 동시에 토출된다. 도 8의 (b)의 라벨 「2A」의 우측에는, 노즐 열(2A)의 토출에 의한 착탄 위치가 흑색 원으로 표시되어 있다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(2A)의 토출에 의하여, X축 방향으로 대략 140㎛의 피치로 액상 재료(111)가 피토출부(18L)에 착탄된다. 다만, 노즐 열(2A) 의 토출에 의한 착탄 위치와 노즐 열(2A)에 선행하는 노즐 열의 토출에 의한 착탄 위치 사이의 최단 거리는 대략 17.5㎛이다. 또한, 도 8의 (b)의 라벨 「2A」의 우측에는, 노즐 열(2A)에 선행하는 노즐 열에 의한 착탄 위치가 백색 원으로 표시되어 있다.
노즐 열(2A)이 피토출부(18L)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c2 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(2B)이 피토출부(18L)에 겹친다. 노즐 열(2B)이 피토출부(18L)에 겹치면, 노즐 열(2B)에 포함되는 노즐(118)로부터 피토출부(18L)에 대하여 액상 재료(111)가 동시에 토출된다. 도 8의 (b)의 라벨 「2B」의 우측에는, 노즐 열(2B)의 토출에 의한 착탄 위치가 흑색 원으로 표시되어 있다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(2B)의 토출에 의하여, X축 방향으로 대략 140㎛의 피치로 액상 재료가 피토출부(18L)에 착탄된다. 다만, 노즐 열(2B)의 토출에 의한 착탄 위치와 노즐 열(2B)에 선행하는 노즐 열의 토출에 의한 착탄 위치 사이의 최단 거리는 대략 17.5㎛이다. 또한, 도 8의 (b)의 라벨 「2B」의 우측에는, 노즐 열(2B)에 선행하는 노즐 열의 토출에 의한 착탄 위치가 백색 원으로 표시되어 있다.
그 후, 노즐 열(3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B)이 이 순서로 피토출부(18L)에 겹치고, 노즐 열(3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B) 각각으로부터 피토출부(18L)에 대하여 노즐 열(1A, 1B, 2A, 2B)과 동일하게 액상 재료(111)가 토출된다. 그 결과, 헤드 그룹(114G)이 피토출부(18L)에 대하여 Y축 방향으로 1회만 상대 이동하는 동안에, 헤드 (114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)의 1/4 배 길이, 즉, 17.5㎛의 피치로 액상 재료(111)가 착탄된다.
상기 스트라이프 형상의 피토출부(18L)의 일례는, 전자 기기에서 금속 배선이 형성되기 위한 부분이다. 따라서, 본 실시예의 토출 장치(100)는, 액상 배선 재료를 토출함으로써 전자 기기에서의 금속 배선을 제조하는 배선 제조 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면, 후술하는 플라즈마 표시 장치(50)(도 21~22)에서의 지지 기판(52) 위에 어드레스 전극(54)을 형성하는 배선 제조 장치에 적용될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 토출 장치(100)에 있어서, 캐리지(103)가 상대 이동하는 방향(Y축 방향)과 직교하는 방향(X축 방향)으로 복수의 노즐(118)이 나열되어 있다. 이 때문에, X축 방향으로 연장된 피토출부(18L)에 대하여 복수의 노즐(118)로부터 거의 동시에 액상 재료(111)를 토출할 수 있다. 그 결과, 구동 신호(DS)를 생성하는 구동 신호 생성부(203)는 복수의 노즐(118)에 대하여 하나로 충분하다. 또한, 일 방향으로 나열된 복수의 노즐(118)로부터의 토출 타이밍이 거의 동시이기 때문에, 구동 신호 생성부(203)로부터의 구동 신호(DS)를 지연시키기 위한 회로 구성 등이 불필요하다. 그 결과, 구동 신호(DS)에서의 파형에 둔화(鈍化)가 생기는 요인이 적어지므로, 정밀한 토출 파형(P)를 진동자(124)에 인가할 수 있다. 따라서, 노즐(118)로부터의 액상 재료(111)의 토출이 보다 안정된다.
또한, 본 실시예에 의하면, 토출 장치(100)에 있어서, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드의 X축 방향 노즐 피치의 1/N 배의 길이이다. 여기서, N은 헤드 그룹(114G)에 포함되는 헤드(114)의 수이다. 이 때문에, 토출 장치(100)의 X축 방향 노즐 선밀도가 통상의 잉크젯 장치의 X축 방향의 노즐 선밀도보다도 높다. 그 결과, 캐리지(103)를 Y축 방향으로 1회만 상대 이동시키는 기간 내에, X축 방향을 따라 보다 세밀한 착탄 패턴을 형성할 수 있다.
[실시예 2]
본 발명을 컬러 필터 기판의 제조 장치에 적용한 예를 설명한다.
도 9의 (a) 및 (b)에 나타낸 기체(10A)는 후술하는 제조 장치(1)(도 10)에 의한 처리를 거쳐 컬러 필터 기판(10)으로 되는 기판이다. 기체(10A)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 피토출부(18R, 18G, 18B)를 갖는다.
구체적으로는, 기체(10A)는 광투과성을 갖는 지지 기판(12)과, 지지 기판(12) 위에 형성된 블랙 매트릭스(14)와, 블랙 매트릭스(14) 위에 형성된 뱅크(16)를 포함한다. 블랙 매트릭스(14)는 차광성(遮光性)을 갖는 재료로 형성되어 있다. 그리고, 블랙 매트릭스(14)와 블랙 매트릭스(14) 위의 뱅크(16)는 지지 기판(12) 위에 매트릭스 형상의 복수의 광투과 부분, 즉, 매트릭스 형상의 복수의 화소 영역이 규정되도록 위치하고 있다.
각각의 화소 영역에 있어서, 지지 기판(12), 블랙 매트릭스(14), 및 뱅크(16)로 규정되는 오목부는 피토출부(18R), 피토출부(18G), 피토출부(18B)에 대응한다. 피토출부(18R)는 적색 파장역의 광선만을 투과하는 필터층(111FR)이 형성되어야 할 영역이고, 피토출부(18G)는 녹색 파장역의 광선만을 투과하는 필터층(111FG)이 형성되어야 할 영역이며, 피토출부(18B)는 청색 파장역의 광선만을 투과하는 필 터층(111FB)이 형성되어야 할 영역이다.
도 9의 (b)에 나타낸 기체(10A)는 X축 방향 및 Y축 방향 모두에 평행한 가상 평면 위에 위치하고 있다. 그리고, 복수의 피토출부(18R, 18G, 18B)가 형성하는 매트릭스의 행 방향 및 열 방향은 각각 X축 방향 및 Y축 방향에 평행하다. 기체(10A)에 있어서, 피토출부(18R), 피토출부(18G), 및 피토출부(18B)는 Y축 방향으로 이 순서에 의해 주기적으로 나열되어 있다. 한편, 피토출부(18R)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있고, 또한 피토출부(18G)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있으며, 피토출부(18B)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교한다.
피토출부(18R)끼리의 Y축 방향에 따른 일정 간격(LRY), 즉, 피치는 대략 560㎛이다. 이 간격은 피토출부(18G)끼리의 Y축 방향에 따른 일정 간격(LGY)과 동일하고, 피토출부(18B)끼리의 Y축 방향에 따른 일정 간격(LBY)과도 동일하다. 또한, 피토출부(18R)의 평면상은 긴 변과 짧은 변으로 결정되는 직사각형이다. 구체적으로는 피토출부(18R)의 Y축 방향 길이는 대략 100㎛이고, X축 방향 길이는 대략 300㎛이다. 피토출부(18G) 및 피토출부(18B)도 피토출부(18R)와 동일한 형상·크기를 갖고 있다. 피토출부끼리의 상기 간격 및 피토출부의 상기 크기는 40 인치 정도 크기의 하이비전 텔레비전에서 동일 색에 대응하는 화소 영역끼리의 간격이나 크기에 대응한다.
도 10에 나타낸 제조 장치(1)는 도 9의 기체(10A)의 피토출부(18R, 18G, 18B) 각각에 대하여 대응하는 컬러 필터 재료를 토출하는 장치이다. 구체적으로는, 제조 장치(1)는 피토출부(18R) 전체에 컬러 필터 재료(111R)를 도포하는 토출 장치(100R)와, 피토출부(18R) 위의 컬러 필터 재료(111R)를 건조시키는 건조 장치(150R)와, 피토출부(18G) 전체에 컬러 필터 재료(111G)를 도포하는 토출 장치(100G)와, 피토출부(18G) 위의 컬러 필터 재료(111G)를 건조시키는 건조 장치(150G)와, 피토출부(18B) 전체에 컬러 필터 재료(111B)를 도포하는 토출 장치(100B)와, 피토출부(18B)의 컬러 필터 재료(111B)를 건조시키는 건조 장치(150B)와, 컬러 필터 재료(111R, 111G, 111B)를 다시 가열(포스트베이크)하는 오븐(160)과, 포스트베이크된 컬러 필터 재료(111R, 111G, 111B)의 층 위에 보호막(20)을 설치하는 토출 장치(100C)와, 보호막(20)을 건조시키는 건조 장치(150C)와, 건조된 보호막(20)을 다시 가열하여 경화시키는 경화 장치(165)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(1)는 토출 장치(100R), 건조 장치(150R), 토출 장치(100G), 건조 장치(150G), 토출 장치(100B), 건조 장치(150B), 오븐(160), 토출 장치(100C), 건조 장치(150C), 경화 장치(165)의 순서로 기체(10A)를 반송하는 반송 장치(170)도 구비하고 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100R)의 구성은 실시예 1의 토출 장치(100)의 구성과 기본적으로 동일하다. 다만, 탱크(101)와 튜브(110) 대신에, 토출 장치(100R)가 액상 컬러 필터 재료(111R)용의 탱크(101R)와 튜브(110R)를 구비하는 점에서 토출 장치(100R)의 구성은 토출 장치(100)의 구성과 다르다. 또한, 토출 장치(100R)의 구성요소 중에서 토출 장치(100)의 구성요소와 동일한 것에는 실시예 1과 동일한 참조 부호를 첨부하며, 중복되는 설명을 생략한다.
토출 장치(100G)의 구성과, 토출 장치(100B)의 구성과, 토출 장치(100C)의 구성은 모두 기본적으로 토출 장치(100R)의 구조와 동일하다. 다만, 토출 장치(100R)에서의 탱크(101R)와 튜브(110R) 대신에, 토출 장치(100G)가 컬러 필터 재료(111G)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(100G)의 구성은 토출 장치(100R)의 구성과 다르다. 마찬가지로, 탱크(101R)와 튜브(110R) 대신에, 토출 장치(100B)가 컬러 필터 재료(111B)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(100B)의 구성은 토출 장치(100R)의 구성과 다르다. 또한, 탱크(101R)와 튜브(110R) 대신에, 토출 장치(100C)가 보호막 재료용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(100C)의 구성은 토출 장치(100R)의 구성과 다르다. 또한, 본 실시예에서의 액상 컬러 필터 재료(111R, 111G, 111B)는 본 발명의 액상 재료의 일례이다.
다음으로, 토출 장치(100R)의 동작을 설명한다. 토출 장치(100R)는 기체(10A) 위에서 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 피토출부(18R)에 동일한 재료를 토출한다. 또한, 실시예 3 내지 5에서 설명한 바와 같이, 기체(10A)는 일렉트로루미네선스 표시 장치용의 기판으로 치환할 수도 있고, 플라즈마 표시 장치용의 배면 기판으로 치환할 수도 있으며, 전자 방출 소자를 구비한 화상 표시 장치의 기판으로 치환할 수도 있다.
도 12의 기체(10A)는 피토출부(18R)의 긴 변 방향 및 짧은 변 방향이 각각 X축 방향 및 Y축 방향과 일치하도록 스테이지(106)에 유지되어 있다.
우선, 제1 주사 기간이 개시되기 전에, 제어부(112)는 토출 데이터에 따라 몇개의 노즐(118)의 X 좌표가 피토출부(18R)의 X 좌표 범위에 포함되도록 캐리지(103), 즉, 헤드 그룹(114G)을 기체(10A)에 대하여 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 피토출부(18R)의 X 좌표 범위는 피토출부(18R) 양단의 X 좌표로 결정되는 범위이다. 본 실시예에서는 피토출부(18R)의 긴 변의 길이는 약 300㎛이고, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)는 17.5㎛이다. 이 때문에, 헤드 그룹(114G)에서의 16개 또는 17개의 노즐(118)이 하나의 피토출부(18R)의 X 좌표 범위에 들어간다. X 좌표 범위 외의 노즐(118)로부터는 주사 기간 내에 컬러 필터 재료(111R)가 전혀 토출되지 않는다.
그런데, 본 실시예에서의 「주사 기간」은, 도 30에 나타낸 바와 같이, 캐리지(103)의 한 변이 Y축 방향을 따라 주사 범위(134)의 한쪽 끝(E1)(또는 다른쪽 끝(E2))으로부터 다른쪽 끝(E2)(또는 한쪽 끝(E1))까지 상대 이동을 1회 행하는 기간을 의미한다. 「주사 범위(134)」는 기체(10A) 위의 모든 피토출부(18R)에 재료를 도포하기 위해 캐리지(103)가 상대 이동하는 범위를 의미하고, 모든 피토출부(18R)가 주사 범위(134)에 포함되어 있다. 또한, 경우에 따라, 용어 「주사 범위」는 하나의 노즐(118)이 상대 이동하는 범위를 의미하는 경우도 있고, 하나의 노즐 열(116)이 상대 이동하는 범위를 의미하는 경우도 있으며, 하나의 헤드(114)가 상대 이동하는 범위를 의미하는 경우도 있다.
제1 주사 기간이 개시되면, 주사 범위(134)의 한쪽 끝(E1)으로부터 Y축 방향의 정방향(도 12의 지면(紙面) 상방)으로 헤드 그룹(114G)이 상대 이동하기 시작한 다. 그리하면, 노즐 열(1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B)의 순서로 이들 노즐 열이 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 또한, 제1 주사 기간 동안, 헤드 그룹(114G)의 X 좌표는 변화하지 않는다.
여기서, 제어부(112)는 토출 주기(EP)(도 7의 (b))의 정수 배의 시간 간격마다 하나의 노즐(118)과 Y축 방향으로 나열된 피토출부(18R)가 겹치도록, 캐리지(103)의 상대 이동 속도를 결정하고 있다. 그렇게 하면, 그 하나의 노즐(118)을 포함하는 노즐 열에서의 다른 노즐(118)도 토출 주기(EP)의 정수 배의 시간 간격마다 각각의 피토출부(18R)에 겹치기 때문이다.
본 실시예에서는, 스테이지(106)에 대한 캐리지(103)의 상대 이동 속도 V는 다음과 같이 되도록 설정되어 있다.
V=LYR/(c3·EP)
여기서, LYR은 Y축 방향에 따른 피토출부(18R)의 피치이고, EP는 토출 주기이며, c3은 정수이다. 상대 이동 속도 V가 상기 수학식 3을 만족하기 때문에, 도 13에 나타낸 바와 같이, 토출 주기(EP)의 정수 배(c3 배)의 시간 간격(Δt1)으로 노즐 열(1A)이 Y축 방향으로 나열된 복수의 피토출부(18R)에 겹친다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 수학식 3으로부터 구한 상대 이동 속도 V에 기초하여, 제1 노즐 열간 거리(DA)가 수학식 4와 같이 되도록 설정된다.
DA=c4·EP·V
제1 노즐 열간 거리(DA)가 상기 수학식 4를 만족하기 때문에, 노즐 열(1A)이 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c4 배)의 시간 간격(Δt2)으로 노즐 열(1B)이 그 피토출부(18R)에 겹친다.
또한, 본 실시예에서도 실시예 1과 동일하게, 제2 노즐 열간 거리(DB)는 제1 노즐 열간 거리(DA)의 대략 정수 배(c1 배)이다.
DB=c1·DA
이 때문에, 노즐 열(1B)이 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c1·c4 배)의 시간 간격(Δt3) 후에, 노즐 열(2A)이 상기 피토출부(18R)에 겹친다.
도 12에 나타낸 예의 경우에는, 노즐 열(1A)이 어느 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입하면, 노즐 열(1A)의 좌측으로부터 2번째 노즐(118)과 좌측으로부터 3번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111)가 토출된다. 그리고, 노즐 열(1A)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(1B)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(1B)의 가장 좌측 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다.
노즐 열(1B)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c1·c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(2A)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(2A)의 가장 좌측 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다. 그리고, 노즐 열(2A)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(2B)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(2B)의 가장 좌측 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다.
노즐 열(2B)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c1·c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(3A)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(3A)의 가장 좌측의 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다. 그리고, 노즐 열(3A)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(3B)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(3B)의 가장 좌측 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다.
노즐 열(3B)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c1·c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(4A)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하 는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(4A)의 가장 좌측의 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다. 그리고, 노즐 열(4A)이 그 피토출부(18R)에 겹친 시점으로부터 토출 주기(EP)의 정수 배(c4 배)의 시간 기간 후에, 노즐 열(4B)이 그 하나의 피토출부(18R)에 대응하는 영역에 침입한다. 그리하면, 노즐 열(4B)의 가장 좌측 노즐(118)과 좌측으로부터 2번째 노즐(118)로부터 컬러 필터 재료(111R)가 토출된다.
이와 같이, 헤드 그룹(114G)에서의 모든 노즐 열이 토출 주기(EP)에 관하여 동일 위상으로 Y축 방향으로 나열된 복수의 피토출부(18R) 각각에 겹친다. 이 때문에, 모든 노즐 열에서의 노즐(118)에 대하여 구동 신호 생성부(203)를 공통으로 할 수 있다. 이 때문에, 토출 파형(구동 파형)의 정밀도를 유지하면서, 회로 구성을 간단하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 하나의 주사 기간 내에, 하나의 피토출부(18R)에 필요한 부피의 컬러 필터 재료(111R)를 토출할 수 있다. 이것은 헤드 그룹(114G)의 X축 방향 노즐 피치(GXP)가 하나의 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치(HXP)의 대략 1/4이므로, 하나의 주사 기간 내에, 보다 많은 노즐(118)이 하나의 피토출부에 겹치기 때문이다.
한편, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 주사 기간 내에서는, 노즐 열(1A)에서의 가장 좌측 노즐(118)과, 노즐 열(2A)에서의 우측으로부터 2번째 노즐(118)과, 노즐 열(3A)에서의 우측으로부터 2번째 노즐(118)과, 노즐 열(4A)에서의 우측으로 부터 2번째 노즐(118)은 한번도 피토출부(18R)에 겹치지 않는다. 따라서, 이들 노즐로부터는 컬러 필터 재료(111R)가 전혀 토출되지 않는다.
제1 주사 기간이 종료되면, 제어부(112)는 헤드 그룹(114G)을 X축 방향으로 상대 이동시키고 나서 다음 주사 기간을 개시하여, 아직 도포되지 않은 피토출부(18R)에 컬러 필터 재료(111R)를 토출한다.
이상에서는 피토출부(18R)에 컬러 필터 재료(111R)를 도포하는 공정을 설명했다. 이하에서는, 제조 장치(1)에 의하여 컬러 필터 기판(10)이 얻어지기 까지의 일련의 공정을 설명한다.
우선, 이하의 순서에 따라 도 9의 기체(10A)를 제조한다. 우선, 스퍼터링법 또는 증착법에 의해, 지지 기판(12) 위에 금속 박막을 형성한다. 그 후, 포토리소그래피 공정에 의해 이 금속 박막으로부터 격자 형상의 블랙 매트릭스(14)를 형성한다. 블랙 매트릭스(14)의 재료의 예는 금속크롬이나 산화크롬이다. 또한, 지지 기판(12)은 가시광에 대하여 광투과성을 갖는 기판, 예를 들어, 유리 기판이다. 이어서, 지지 기판(12) 및 블랙 매트릭스(14)를 덮도록 네거티브형의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 레지스트층을 도포한다. 그리고, 그 레지스트층 위에 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름을 밀착시키면서, 이 레지스트층을 노광한다. 그 후, 레지스트층의 미(未)노광 부분을 에칭 처리에 의해 제거함으로써, 뱅크(16)가 얻어진다. 이상의 공정에 의하여, 기체(10A)가 얻어진다.
또한, 뱅크(16) 대신에, 수지 블랙으로 이루어지는 뱅크를 사용할 수도 있다. 그 경우는, 금속 박막(블랙 매트릭스(14))이 불필요해져, 뱅크층은 1층만으로 된다.
다음으로, 대기압 하의 산소 플라즈마 처리에 의하여, 기체(10A)를 친액화한다. 이 처리에 의하여, 지지 기판(12)과, 블랙 매트릭스(14)와, 뱅크(16)로 규정된 각각의 오목부(화소 영역의 일부)에서의 지지 기판(12) 표면과, 블랙 매트릭스(14) 표면과, 뱅크(16) 표면이 친액성을 나타내게 된다. 또한, 그 후, 기체(10A)에 대하여 4플루오르화메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리를 행한다. 4플루오르화메탄을 사용한 플라즈마 처리에 의하여, 각각의 오목부에서의 뱅크(16) 표면이 플루오르화 처리(발액성으로 처리)되어, 이것에 의해, 뱅크(16)의 표면이 발액성을 나타내게 된다. 또한, 4플루오르화메탄을 사용한 플라즈마 처리에 의하여, 앞서 친액성이 부여된 지지 기판(12)의 표면 및 블랙 매트릭스(14)의 표면은 약간 친액성을 상실하지만, 그래도 이들 표면은 친액성을 유지한다. 이와 같이, 지지 기판(12)과, 블랙 매트릭스(14)와, 뱅크(16)에 의해 규정된 오목부의 표면에 소정의 표면 처리가 실시됨으로써, 오목부의 표면이 피토출부(18R, 18G, 18B)로 된다.
또한, 지지 기판(12)의 재질, 블랙 매트릭스(14)의 재질, 및 뱅크(16)의 재질에 따라서는, 상기와 같은 표면 처리를 행하지 않아도, 원하는 친액성 및 발액성을 나타내는 표면이 얻어지는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 상기 표면 처리를 실시하지 않아도, 지지 기판(12)과, 블랙 매트릭스(14)와, 뱅크(16)에 의해 규정된 오목부 표면이 피토출부(18R, 18G, 18B)로 된다.
피토출부(18R, 18G, 18B)가 형성된 기체(10A)는 반송 장치(170)에 의하여 토출 장치(100R)의 스테이지(106)에 반송되어, 스테이지(106)에 탑재 배치된다. 그 리고, 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100R)는 피토출부(18R) 전체에 컬러 필터 재료(111R)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 컬러 필터 재료(111R)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(100R)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(18R)에 컬러 필터 재료(111R)를 도포한다. 기체(10A)의 피토출부(18R) 전체에 컬러 필터 재료(111R)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(170)가 기체(10A)를 건조 장치(150R) 내로 위치시킨다. 그리고, 피토출부(18R) 위의 컬러 필터 재료(111R)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(18R) 위에 필터층(111FR)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(170)는 기체(10A)를 토출 장치(100G)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100G)는 피토출부(18G) 전체에 컬러 필터 재료(111G) 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 컬러 필터 재료(111G)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(100G)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(18G)에 컬러 필터 재료(111G)를 도포한다. 기체(10A)의 피토출부(18G) 전체에 컬러 필터 재료(111G)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(170)가 기체(10A)를 건조 장치(150G) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(18G) 위의 컬러 필터 재료(111G)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(18G) 위에 필터층(111FG)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(170)는 기체(10A)를 토출 장치(100B)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 14의 (c)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100B)는 피토출부(18B) 전체에 컬러 필터 재료(111B)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 컬 러 필터 재료(111B)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(100B)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(18B)에 컬러 필터 재료(111B)를 도포한다. 기체(10A)의 피토출부(18B) 전체에 컬러 필터 재료(111B)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(170)가 기체(10A)를 건조 장치(150B) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(18B) 위의 컬러 필터 재료(111B)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(18B) 위에 필터층(111FB)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(170)는 기체(10A)를 오븐(160) 내에 위치시킨다. 그 후, 오븐(160)은 필터층(111FR, 111FG, 111FB)을 재가열(포스트베이크)한다.
다음으로, 반송 장치(170)는 기체(10A)를 토출 장치(100C)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 토출 장치(100C)는 필터층(111FR, 111FG, 111FB) 및 뱅크(16)를 덮어 보호막(20)이 형성되도록 액상 보호막 재료를 토출한다. 필터층(111FR, 111FG, 111FB) 및 뱅크(16)를 덮는 보호막(20)이 형성된 후에, 반송 장치(170)는 기체(10A)를 건조 장치(150C) 내에 위치시킨다. 그리고, 건조 장치(150C)가 보호막(20)을 완전히 건조시킨 후에, 경화 장치(165)가 보호막(20)을 가열하여 완전히 경화시킴으로써, 기체(10A)는 컬러 필터 기판(10)으로 된다.
본 실시예에 의하면, 토출 장치(100R, 100G, 100B)의 각각에서, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치의 1/N 배 길이이다. 여기서, N은 헤드 그룹(114G)에 포함되는 헤드(114)의 수이다. 이 때문에, 토출 장치(100R, 100G, 100B)의 X축 방향의 노즐 선밀도가 통상의 잉크젯 장치의 X축 방향의 노즐 선밀도보다도 높다. 따라서, 제조 장치(1)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 크기의 피토출부에 컬러 필터 재료를 도포할 수 있다. 또한, 제조 장치(1)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 피치의 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.
[실시예 3]
다음으로, 본 발명을 일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 장치에 적용한 예를 설명한다.
도 15의 (a) 및 (b)에 나타내는 기체(30A)는, 후술하는 제조 장치(2)(도 16)에 의한 처리에 의하여, 일렉트로루미네선스 표시 장치(30)로 되는 기판이다. 기체(30A)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 피토출부(38R, 38G, 38B)를 갖는다.
구체적으로는, 기체(30A)는 지지 기판(32)과, 지지 기판(32) 위에 형성된 회로 소자층(34)과, 회로 소자층(34) 위에 형성된 복수의 화소 전극(36)과, 복수의 화소 전극(36) 사이에 형성된 뱅크(40)를 갖고 있다. 지지 기판은 가시광에 대하여 광투과성을 갖는 기판이며, 예를 들어, 유리 기판이다. 복수의 화소 전극(36) 각각은 가시광에 대하여 광투과성을 갖는 전극이며, 예를 들어, ITO(Indium-Tin Oxide) 전극이다. 또한, 복수의 화소 전극(36)은 회로 소자층(34) 위에 매트릭스 형상으로 배치되어 있어, 각각이 화소 영역을 규정한다. 그리고, 뱅크(40)는 격자 모양의 형상을 가지고 있어, 복수의 화소 전극(36) 각각을 둘러싼다. 또한, 뱅크(40)는 회로 소자층(34) 위에 형성된 무기물 뱅크(40A)와, 무기물 뱅크(40A) 위에 위치하는 유기물 뱅크(40B)로 이루어진다.
회로 소자층(34)은 지지 기판(32) 위에 소정의 방향으로 연장되는 복수의 주 사 전극과, 복수의 주사 전극을 덮도록 형성된 절연막(42)과, 절연막(42) 위에 위치하는 동시에 복수의 주사 전극이 연장하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장하는 복수의 신호 전극과, 주사 전극 및 신호 전극의 교점 부근에 위치하는 복수의 스위칭 소자(44)와, 복수의 스위칭 소자(44)를 덮도록 형성된 폴리이미드 등의 층간 절연막(45)을 갖는 층이다. 각각의 스위칭 소자(44)의 게이트 전극(44G) 및 소스 전극(44S)은 각각 대응하는 주사 전극 및 대응하는 신호 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 층간 절연막(45) 위에는 복수의 화소 전극(36)이 위치한다. 층간 절연막(45)에는 각 스위칭 소자(44)의 드레인 전극(44D)에 대응하는 부위에 관통 홀(44V)이 마련되어 있고, 이 관통 홀(44V)을 통하여 스위칭 소자(44)와 대응하는 화소 전극(36) 사이에 전기적인 접속이 형성된다. 또한, 뱅크(40)에 대응하는 위치에 각각의 스위칭 소자(44)가 위치하고 있다. 즉, 도 14의 (b)의 지면에 수직인 방향으로부터 관찰하면, 복수의 스위칭 소자(44) 각각은 뱅크(40)에 의해 덮이도록 위치하고 있다.
기체(30A)의 화소 전극(36)과 뱅크(40)로 규정되는 오목부(화소 영역의 일부)는 피토출부(38R), 피토출부(38G), 피토출부(38B)에 대응한다. 피토출부(38R)는 적색 파장역의 광선을 발광하는 발광층(211FR)이 형성되어야 할 영역이고, 피토출부(38G)는 녹색 파장역의 광선을 발광하는 발광층(211FG)이 형성되어야 할 영역이며, 피토출부(38B)는 청색 파장역의 광선을 발광하는 발광층(211FB)이 형성되어야 할 영역이다.
도 15의 (b)에 나타낸 기체(30A)는 X축 방향과 Y축 방향 모두에 평행한 가상 평면 위에 위치하고 있다. 그리고, 복수의 피토출부(38R, 38G, 38B)가 형성하는 매트릭스의 행 방향 및 열 방향은 각각 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하다. 기체(30A)에 있어서, 피토출부(38R), 피토출부(38G), 및 피토출부(38B)는 Y축 방향으로 이 순서에 의해 주기적으로 나열되어 있다. 한편, 피토출부(38R)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있고, 또한 피토출부(38G)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있으며, 마찬가지로, 피토출부(38B)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교한다.
피토출부(38R)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LRY), 즉, 피치는 대략 560㎛이다. 이 간격은 피토출부(38G)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LGY)과 동일하고, 피토출부(18B)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LBY)과도 동일하다. 또한, 피토출부(38R)의 평면상은 긴 변과 짧은 변으로 결정되는 직사각형이다. 구체적으로는 피토출부(38R)의 Y축 방향 길이는 대략 100㎛이고, X축 방향 길이는 대략 300㎛이다. 피토출부(38G) 및 피토출부(38B)도 피토출부(38R)와 동일한 형상·크기를 갖고 있다. 피토출부끼리의 상기 간격 및 피토출부의 상기 크기는 40인치 정도 크기의 하이비전 텔레비전에서 동일 색에 대응하는 화소 영역끼리의 간격이나 크기에 대응한다.
도 16에 나타낸 제조 장치(2)는 도 15의 기체(30A)의 피토출부(38R, 38G, 38B) 각각에 대하여 대응하는 발광 재료를 토출하는 장치이다. 제조 장치(2)는 피토출부(38R) 전체에 발광 재료(211R)를 도포하는 토출 장치(200R)와, 피토출부(38R) 위의 발광 재료(211R)를 건조시키는 건조 장치(250R)와, 피토출부(38G) 전체 에 발광 재료(211G)를 도포하는 토출 장치(200G)와, 피토출부(38G) 위의 발광 재료(211G)를 건조시키는 건조 장치(250G)와, 피토출부(38B) 전체에 발광 재료(211B)를 도포하는 토출 장치(200B)와, 피토출부(38B) 위의 발광 재료(211B)를 건조시키는 건조 장치(250B)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(2)는 토출 장치(200R), 건조 장치(250R), 토출 장치(200G), 건조 장치(250G), 토출 장치(200B), 건조 장치(250B)의 순서로 기체(30A)를 반송하는 반송 장치(270)도 구비하고 있다.
도 17에 나타낸 토출 장치(200R)는 액상 발광 재료(211R)를 유지하는 탱크(201R)와, 튜브(210R)와, 튜브(210R)를 통하여 탱크(201R)로부터 발광 재료(211R)가 공급되는 토출 주사부(102)를 구비한다. 토출 주사부(102)의 구성은 실시예 1의 토출 주사부(102)(도 1)의 구성과 동일하기 때문에, 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 붙이는 동시에, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 토출 장치(200G)의 구성과 토출 장치(200B)의 구성은 모두 기본적으로 토출 장치(200R)의 구조와 동일하다. 다만, 탱크(201R)와 튜브(210R) 대신에, 토출 장치(200G)가 발광 재료(211G)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(200G)의 구성은 토출 장치(200R)의 구성과 다르다. 마찬가지로, 탱크(201R)와 튜브(210R) 대신에, 토출 장치(200B)가 발광 재료(211B)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(200B)의 구성은 토출 장치(200R)의 구성과 다르다. 또한, 본 실시예에서의 액상 발광 재료(211R, 211G, 211B)는 본 발명의 액상 재료의 일례이다.
제조 장치(2)를 사용한 일렉트로루미네선스 표시 장치(30)의 제조 방법을 설명한다. 우선, 공지의 제막(製膜) 기술과 패터닝 기술을 이용하여 도 15에 나타낸 기체(30A)를 제조한다.
다음으로, 대기압 하의 산소 플라즈마 처리에 의하여, 기체(30A)를 친액화한다. 이 처리에 의하여, 화소 전극(36)과 뱅크(40)로 규정된 각각의 오목부(화소 영역의 일부)에서의 화소 전극(36)의 표면, 무기물 뱅크(40A)의 표면, 및 유기물 뱅크(40B)의 표면이 친액성을 나타내게 된다. 또한, 그 후, 기체(30A)에 대하여 4플루오르화메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리를 행한다. 4플루오르화메탄을 사용한 플라즈마 처리에 의해, 각각의 오목부에서의 유기물 뱅크(40B)의 표면이 플루오르화 처리(발액성으로 처리)되어, 이것에 의해, 유기물 뱅크(40B)의 표면이 발액성을 나타내게 된다. 또한, 4플루오르화메탄을 사용한 플라즈마 처리에 의해, 앞서 친액성이 부여된 화소 전극(36)의 표면 및 무기물 뱅크(40A)의 표면은 약간 친액성을 상실하지만, 그래도 친액성을 유지한다. 이와 같이, 화소 전극(36)과 뱅크(40)에 의하여 규정된 오목부 표면에 소정의 표면 처리가 실시됨으로써, 오목부 표면이 피토출부(38R, 38G, 38B)로 된다.
또한, 화소 전극(36)의 재질, 무기물 뱅크(40A)의 재질, 및 유기물 뱅크(40B)의 재질에 따라서는, 상기와 같은 표면 처리를 행하지 않아도, 원하는 친액성 및 발액성을 나타내는 표면이 얻어지는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 상기 표면 처리를 실시하지 않아도, 화소 전극(36)과 뱅크(40)에 의해 규정된 오목부의 표면은 피토출부(38R, 38G, 38B)로 된다.
여기서, 표면 처리가 실시된 복수의 화소 전극(36) 각각의 위에 대응하는 정공 수송층(37R, 37G, 37B)을 형성할 수도 있다. 정공 수송층(37R, 37G, 37B)이 화 소 전극(36)과 후술하는 발광층(211FR, 211FG, 211FB) 사이에 위치하면, 일렉트로루미네선스 표시 장치의 발광 효율이 높아진다. 복수의 화소 전극(36) 각각의 위에 정공 수송층을 설치할 경우에는, 정공 수송층과 뱅크(40)에 의해 규정된 오목부가 피토출부(38R, 38G, 38B)에 대응한다.
또한, 정공 수송층(37R, 37G, 37B)을 잉크젯법에 의하여 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 정공 수송층(37R, 37G, 37B)을 형성하기 위한 재료를 함유하는 용액을 각 화소 영역마다 소정량 도포하고, 그 후, 건조시킴으로써 정공 수송층을 형성할 수 있다.
피토출부(38R, 38G, 38B)가 형성된 기체(30A)는 반송 장치(270)에 의해 토출 장치(200R)의 스테이지(106)로 운반되어, 스테이지(106)에 탑재 배치된다. 그리고, 도 18의 (a)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(200R)는 피토출부(38R) 전체에 발광 재료(211R) 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 발광 재료(211R)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(200R)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(38R)에 발광 재료(211R)를 도포한다. 기체(30A)의 피토출부(38R) 전체에 발광 재료(211R)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(270)가 기체(30A)를 건조 장치(250R) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(38R) 위의 발광 재료(211R)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(38R) 위에 발광층(211FR)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(270)는 기체(30A)를 토출 장치(200G)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 18의 (b)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(200G)는 피토출부(38G) 전체에 발광 재료(211G) 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 발광 재료 (211G)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(200G)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(38G)에 발광 재료(211G)를 도포한다. 기체(30A)의 피토출부(38G) 전체에 발광 재료(211G)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(270)가 기체(30A)를 건조 장치(250G) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(38G) 위의 발광 재료(211G)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(38G) 위에 발광층(211FG)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(270)는 기체(30A)를 토출 장치(200B)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 18의 (c)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(200B)는 피토출부(38B) 전체에 발광 재료(211B)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 발광 재료(211B)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(200B)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(38B)에 발광 재료(211B)를 도포한다. 기체(30A)의 피토출부(38B) 전체에 발광 재료(211B) 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(270)가 기체(30A)를 건조 장치(250B) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(38B) 위의 발광 재료(211B)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(38B) 위에 발광층(211FB)을 얻는다.
도 18의 (d)에 나타낸 바와 같이, 다음으로, 발광층(211FR, 211FG, 211FB) 및 뱅크(40)를 덮도록 대향 전극(46)을 설치한다. 대향 전극(46)은 음극으로서 기능한다. 그 후, 밀봉 기판(48)과 기체(30A)를 서로의 주변부에서 접착시킴으로써, 도 18의 (d)에 나타낸 일렉트로루미네선스 표시 장치(30)가 얻어진다. 또한, 밀봉 기판(48)과 기체(30A) 사이에는 불활성 가스(49)가 봉입(封入)되어 있다.
일렉트로루미네선스 표시 장치(30)에 있어서, 발광층(211FR, 211FG, 211FB)으로부터 발광된 광은 화소 전극(36)과, 회로 소자층(34)과, 지지 기판(32)을 통하 여 사출(射出)된다. 이와 같이 회로 소자층(34)을 통하여 광을 사출하는 일렉트로루미네선스 표시 장치는 배면 발광형(bottom emission type)의 표시 장치라고 불린다.
본 실시예에 의하면, 토출 장치(200R, 200G, 200B)의 각각에서, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치의 1/N 배 길이이다. 여기서, N은 헤드 그룹(114G)에 포함되는 헤드(114)의 수이다. 이 때문에, 토출 장치(200R, 200G, 200B)의 X축 방향의 노즐 선밀도가 통상의 잉크젯 장치의 X축 방향의 노즐 선밀도보다도 높다. 따라서, 제조 장치(2)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 크기의 피토출부에 발광 재료를 도포할 수 있다. 또한, 제조 장치(2)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 피치의 일렉트로루미네선스 표시 장치를 제조할 수 있다.
[실시예 4]
본 발명을 플라즈마 표시 장치의 배면 기판의 제조 장치에 적용한 예를 설명한다.
도 19의 (a) 및 (b)에 나타낸 기체(50A)는, 후술하는 제조 장치(3)(도 20)에 의한 처리에 의해, 플라즈마 표시 장치의 배면 기판(50B)으로 되는 기판이다. 기체(50A)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 피토출부(58R, 58G, 58B)를 갖는다.
구체적으로는, 기체(50A)는 지지 기판(52)과, 지지 기판(52) 위에 스트라이프 모양으로 형성된 복수의 어드레스 전극(54)과, 어드레스 전극(54)을 덮도록 형성된 유전체 유리층(56)과, 격자 모양의 형상을 갖는 동시에 복수의 화소 영역을 규정하는 격벽(60)을 포함한다. 복수의 화소 영역은 매트릭스 형상으로 위치하고 있으며, 복수의 화소 영역이 형성하는 매트릭스의 열 각각은 복수의 어드레스 전극(54) 각각에 대응한다. 이러한 기체(50A)는 공지의 스크린 인쇄 기술에 의해 형성된다.
기체(50A)의 각각의 화소 영역에 있어서, 유전체 유리층(56) 및 격벽(60)에 의해 규정되는 오목부가 피토출부(58R, 58G, 58B)에 대응한다. 피토출부(58R)는 적색 파장역의 광선을 발광하는 형광층(311FR)이 형성되어야 할 영역이고, 피토출부(58G)는 녹색 파장역의 광선을 발광하는 형광층(311FG)이 형성되어야 할 영역이며, 피토출부(58B)는 청색 파장역의 광선을 발광하는 형광층(311FB)이 형성되어야 할 영역이다.
도 19의 (b)에 나타낸 기체(50A)는 X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽에 평행한 가상 평면 위에 위치하고 있다. 그리고, 복수의 피토출부(58R, 58G, 58B)가 형성하는 매트릭스의 행 방향 및 열 방향은 각각 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하다. 기체(50A)에 있어서, 피토출부(58R), 피토출부(58G), 및 피토출부(58B)는 Y축 방향으로 이 순서에 의해 주기적으로 나열되어 있다. 한편, 피토출부(58R)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있고, 또한 피토출부(58G)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있으며, 마찬가지로, 피토출부(58B)끼리는 X축 방향으로 소정의 일정 간격을 두어 일렬로 나열되어 있다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교한다.
피토출부(58R)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LRY), 즉, 피치는 대략 560㎛이 다. 이 간격은 피토출부(58G)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LGY)과 동일하고, 피토출부(58B)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LBY)과도 동일하다. 또한, 피토출부(58R)의 평면상은 긴 변과 짧은 변으로 결정되는 직사각형이다. 구체적으로는, 피토출부(58R)의 Y축 방향 길이는 대략 100㎛이고, X축 방향 길이는 대략 300㎛이다. 피토출부(58G) 및 피토출부(58B)도 피토출부(58R)와 동일한 형상·크기를 갖고 있다. 피토출부끼리의 상기 간격 및 피토출부의 상기 크기는 40인치 정도 크기의 하이비전 텔레비전에서 동일 색에 대응하는 화소 영역끼리의 간격이나 크기에 대응한다.
도 20에 나타낸 제조 장치(3)는 도 19의 기체(50A)의 피토출부(58R, 58G, 58B) 각각에 대하여 대응하는 형광 재료를 토출하는 장치이다. 제조 장치(3)는 피토출부(58R) 전체에 형광 재료(311R)를 도포하는 토출 장치(300R)와, 피토출부(58R) 위의 형광 재료(311R)를 건조시키는 건조 장치(350R)와, 피토출부(58G) 전체에 형광 재료(311G)를 도포하는 토출 장치(300G)와, 피토출부(58G) 위의 형광 재료(311G)를 건조시키는 건조 장치(350G)와, 피토출부(58B) 전체에 형광 재료(311B)를 도포하는 토출 장치(300B)와, 피토출부(58B) 위의 형광 재료(311B)를 건조시키는 건조 장치(350B)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(3)는 토출 장치(300R), 건조 장치(350R), 토출 장치(300G), 건조 장치(350G), 토출 장치(300B), 건조 장치(350B)의 순서로 기체(50A)를 반송하는 반송 장치(370)도 구비하고 있다.
도 21에 나타낸 토출 장치(300R)는 액상 형광 재료(311R)를 유지하는 탱크(301R)와, 튜브(310R)와, 튜브(310R)를 통하여 탱크(301R)로부터 컬러 필터 재료가 공급되는 토출 주사부(102)를 구비한다. 토출 주사부(102)의 구성은 실시예 1에서 설명했기 때문에 중복되는 설명을 생략한다.
토출 장치(300G)의 구성과 토출 장치(300B)의 구성은 모두 기본적으로 토출 장치(300R)의 구조와 동일하다. 다만, 탱크(301R)와 튜브(310R) 대신에, 토출 장치(300G)가 형광 재료(311G)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(300G)의 구성은 토출 장치(300R)의 구성과 다르다. 마찬가지로, 탱크(301R)와 튜브(310R) 대신에, 토출 장치(300B)가 형광 재료(311B)용의 탱크와 튜브를 구비하는 점에서 토출 장치(300B)의 구성은 토출 장치(300R)의 구성과 다르다. 또한, 본 실시예에서의 액상의 형광 재료(311R, 311G, 311B)는 액상 발광 재료의 일종이며, 본 발명의 액상 재료의 일례이다.
제조 장치(3)를 사용한 플라즈마 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 공지의 스크린 인쇄 기술에 의해, 지지 기판(52) 위에 복수의 어드레스 전극(54)과, 유전체 유리층(56)과, 격벽(60)을 형성하여, 도 19에 나타낸 기체(50A)를 얻는다.
다음으로, 대기압 하의 산소 플라즈마 처리에 의하여, 기체(50A)를 친액화한다. 이 처리에 의하여, 격벽(60) 및 유전체 유리층(56)에 의해 규정된 각각의 오목부(화소 영역의 일부)의 격벽(60)의 표면, 유전체 유리층(56) 표면이 친액성을 나타내고, 이들 표면이 피토출부(58R, 58G, 58B)로 된다. 또한, 재질에 따라서는, 상기와 같은 표면 처리를 행하지 않아도, 원하는 친액성을 나타내는 표면이 얻어지는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 상기 표면 처리를 실시하지 않아도, 격벽(60)과 유전체 유리층(56)에 의해 규정된 오목부 표면은 피토출부(58R, 58G, 58B)로 된 다.
피토출부(58R, 58G, 58B)가 형성된 기체(50A)는 반송 장치(370)에 의하여 토출 장치(300R)의 스테이지(106)에 반송되어, 스테이지(106)에 탑재 배치된다. 그리고, 도 22의 (a)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(300R)는 피토출부(58R) 전체에 형광 재료(311R)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 형광 재료(311R)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(300R)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(58R)에 형광 재료(311R)를 도포한다. 기체(50A)의 피토출부(58R) 전체에 형광 재료(311R) 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(370)가 기체(50A)를 건조 장치(350R) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(58R) 위의 형광 재료(311R)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(58R) 위에 형광층(311FR)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(370)는 기체(50A)를 토출 장치(300G)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 22의 (b)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(300G)는 피토출부(58G) 전체에 형광 재료(311G)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 형광 재료(311G)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(300G)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(58G)에 형광 재료(311G)를 도포한다. 기체(50A)의 피토출부(58G) 전체에 형광 재료(311G)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(370)가 기체(50A)를 건조 장치(350G) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(58G) 위의 형광 재료(311G)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(58G) 위에 형광층(311FG)을 얻는다.
다음으로, 반송 장치(370)는 기체(50A)를 토출 장치(300B)의 스테이지(106)에 위치시킨다. 그리고, 도 22의 (c)에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(300B)는 피 토출부(58B) 전체에 형광 재료(311B)의 층이 형성되도록 헤드(114)로부터 형광 재료(311B)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(300B)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(58B)에 형광 재료(311B)를 도포한다. 기체(50A)의 피토출부(58B) 전체에 형광 재료(311B)의 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(370)가 기체(50A)를 건조 장치(350B) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(58B) 위의 형광 재료(311B)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(58B) 위에 형광층(311FB)을 얻는다.
이상의 공정에 의해, 기체(50A)는 플라즈마 표시 장치의 배면 기판(50B)으로 된다.
다음으로, 도 23에 나타낸 바와 같이, 배면 기판(50B)과 전면(前面) 기판(50C)을 공지의 방법에 의해 접합시켜 플라즈마 표시 장치(50)가 얻어진다. 전면 기판(50C)은 유리 기판(68)과, 유리 기판(68) 위에서 서로 평행하게 패터닝된 표시 전극(66A) 및 표시 스캔 전극(66B)과, 표시 전극(66A) 및 표시 스캔 전극(66B)을 덮도록 형성된 유전체 유리층(64)과, 유전체 유리층(64) 위에 형성된 MgO 보호층(62)을 갖는다. 배면 기판(50B)과 전면 기판(50C)은 배면 기판(50B)의 어드레스 전극(54)과 전면 기판(50C)의 표시 전극(66A)·표시 스캔 전극(66B)이 서로 직교하도록 위치가 맞추어져 있다. 각 격벽(60)으로 둘러싸인 셀(화소 영역)에는 소정의 압력으로 방전 가스(69)가 봉입되어 있다.
본 실시예에 의하면, 토출 장치(300R, 300G, 300B)의 각각에서, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치의 1/N 배 길이이다. 여기서, N은 헤드 그룹(114G)에 포함되는 헤드(114)의 수이다. 이 때문 에, 토출 장치(300R, 300G, 300B)의 X축 방향의 노즐 선밀도가 통상의 잉크젯 장치의 X축 방향의 노즐 선밀도보다도 높다. 따라서, 제조 장치(3)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 크기의 피토출부에 형광 재료를 도포할 수 있다. 또한, 제조 장치(3)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 피치의 플라즈마 표시 장치를 제조할 수 있다.
[실시예 5]
다음으로, 본 발명을 전자 방출 소자를 구비한 화상 표시 장치의 제조 장치에 적용한 예를 설명한다.
도 24의 (a) 및 (b)에 나타낸 기체(70A)는, 후술하는 제조 장치(3)(도 25)에 의한 처리에 의하여, 화상 표시 장치의 전자원(電子源) 기판(70B)으로 되는 기판이다. 기체(70A)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 피토출부(78)를 갖는다.
구체적으로는, 기체(70A)는 기체(72)와, 기체(72) 위에 위치하는 나트륨 확산 방지층(74)과, 나트륨 확산 방지층(74) 위에 위치하는 복수의 소자 전극(76A, 76B)과, 복수의 소자 전극(76A) 위에 위치하는 복수의 금속 배선(79A)과, 복수의 소자 전극(76B) 위에 위치하는 복수의 금속 배선(79B)을 구비하고 있다. 복수의 금속 배선(79A) 각각은 Y축 방향으로 연장하는 형상을 갖는다. 한편, 복수의 금속 배선(79B) 각각은 X축 방향으로 연장하는 형상을 갖는다. 금속 배선(79A)과 금속 배선(79B) 사이에는 절연막(75)이 형성되어 있기 때문에, 금속 배선(79A)과 금속 배선(79B)은 전기적으로 절연되어 있다.
한 쌍의 소자 전극(76A) 및 소자 전극(76B)을 포함하는 부분은 하나의 화소 영역에 대응한다.
한 쌍의 소자 전극(76A) 및 소자 전극(76B)은 서로 소정의 간격만큼 떨어져 나트륨 확산 방지층(74) 위에서 대향하고 있다. 일정 화소 영역에 대응하는 소자 전극(76A)은 대응하는 금속 배선(79A)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 그 화소 영역에 대응하는 소자 전극(76B)은 대응하는 금속 배선(79B)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 명세서에서는 기체(72)와 나트륨 확산 방지층(74)을 합친 부분을 지지 기판으로 표기하는 경우도 있다.
기체(70A) 각각의 화소 영역에 있어서, 소자 전극(76A)의 일부와, 소자 전극(76B)의 일부와, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이에서 노출된 나트륨 확산 방지층(74)이 피토출부(78)에 대응한다. 보다 구체적으로는, 피토출부(78)는 도전성 박막(411F)(도 27)이 형성되어야 할 영역이며, 도전성 박막(411F)은 소자 전극(76A)의 일부와, 소자 전극(76B)의 일부와, 소자 전극(76A, 76B) 사이의 갭을 덮도록 형성된다. 도 24의 (b)에서 점선으로 표시한 바와 같이, 본 실시예에서의 피토출부(78)의 평면 형상은 원형이다. 이와 같이, 본 발명의 피토출부의 평면 형상은 X 좌표 범위와 Y 좌표 범위에 의해 결정되는 원형이어도 상관없다.
도 24의 (b)에 나타낸 기체(70A)는 X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽에 평행한 가상 평면 위에 위치하고 있다. 그리고, 복수의 피토출부(78)가 형성하는 매트릭스의 행 방향 및 열 방향은 각각 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하다. 즉, 기체(70A)에 있어서, 복수의 피토출부(78)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 나열되어 있다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교한다.
피토출부(78)끼리의 Y축 방향에 따른 간격(LRY), 즉, 피치는 대략 190㎛이다. 또한, 피토출부(78)의 X축 방향 길이(X 좌표 범위의 길이)는 대략 100㎛이고, Y축 방향의 길이(Y 좌표 범위의 길이)도 대략 100㎛이다. 피토출부(78)끼리의 상기 간격 및 피토출부의 상기 크기는 40인치 정도 크기의 하이비전 텔레비전에서 화소 영역끼리의 간격이나 크기에 대응한다.
도 25에 나타낸 제조 장치(4)는 도 24의 기체(70A)의 피토출부(78) 각각에 대하여 도전성 박막 재료(411)를 토출하는 장치이다. 구체적으로는, 제조 장치(4)는 피토출부(78) 전체에 도전성 박막 재료(411)를 도포하는 토출 장치(400)와, 피토출부(78) 위의 도전성 박막 재료(411)를 건조시키는 건조 장치(450)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(4)는 토출 장치(400), 건조 장치(450)의 순서로 기체(70A)를 반송하는 반송 장치(470)도 구비하고 있다.
도 26에 나타낸 토출 장치(400)는 액상 도전성 박막 재료(411)를 유지하는 탱크(401)와, 튜브(410)와, 튜브(410)를 통하여 탱크(401)로부터 도전성 박막 재료(411)가 공급되는 토출 주사부(102)를 구비한다. 토출 주사부(102)의 설명은 실시예 1에서 설명하였으므로 생략한다. 본 실시예에서는, 액상의 도전성 박막 재료(411)는 유기 팔라듐(organic palladium) 용액이다. 또한, 본 실시예에서의 액상 도전성 박막 재료(411)는 본 발명의 액상 재료의 일례이다.
제조 장치(4)를 사용한 화상 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 소다유리(soda glass) 등으로 형성된 기체(72) 위에 SiO2을 주성분으로 하는 나트륨 확산 방지층(74)을 형성한다. 구체적으로는, 스퍼터링법을 이용하여 기체(72) 위에 두께 1㎛의 SiO2막을 형성함으로써 나트륨 확산 방지층(74)을 얻는다. 다음으로, 나트륨 확산 방지층(74) 위에 스퍼터링법 또는 진공 증착법에 의해 두께 5㎚의 티타늄층을 형성한다. 그리고, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여, 그 티타늄층으로부터 서로 소정의 거리만큼 떨어져 위치하는 한 쌍의 소자 전극(76A) 및 소자 전극(76B)을 복수 쌍 형성한다.
그 후, 스크린 인쇄 기술을 이용하여, 나트륨 확산 방지층(74) 및 복수의 소자 전극(76A) 위에 Ag 페이스트를 도포하여 소성(燒成)함으로써, Y축 방향으로 연장하는 복수의 금속 배선(79A)을 형성한다. 다음으로, 스크린 인쇄 기술을 이용하여, 각 금속 배선(79A)의 일부분에 유리 페이스트를 도포하여 소성함으로써, 절연막(75)을 형성한다. 그리고, 스크린 인쇄 기술을 이용하여, 나트륨 확산 방지층(74) 및 복수의 소자 전극(76B) 위에 Ag 페이스트를 도포하여 소성함으로써, X축 방향으로 연장하는 복수의 금속 배선(79B)을 형성한다. 또한, 금속 배선(79B)을 제조할 경우에는, 금속 배선(79B)이 절연막(75)을 통하여 금속 배선(79A)과 교차하도록 Ag 페이스트를 도포한다. 이상과 같은 공정에 의해, 도 24에 나타낸 기체(70A)를 얻는다.
다음으로, 대기압 하의 산소 플라즈마 처리에 의하여, 기체(70A)를 친액화한다. 이 처리에 의하여, 소자 전극(76A)의 표면의 일부와, 소자 전극(76B)의 표면의 일부와, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이에서 노출된 지지 기판의 표면은 친액화된다. 그리고, 이들의 표면이 피토출부(78)로 된다. 또한, 재질에 따라서는, 상기와 같은 표면 처리를 행하지 않아도, 원하는 친액성을 나타내는 표면이 얻어지는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 상기 표면 처리를 실시하지 않아도, 소자 전극(76A)의 표면의 일부와, 소자 전극(76B)의 표면의 일부와, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이에서 노출된 나트륨 확산 방지층(74)의 표면이 피토출부(78)로 된다.
피토출부(78)가 형성된 기체(70A)는 반송 장치(470)에 의해 토출 장치(400)의 스테이지(106)로 운반되어, 스테이지(106)에 탑재 배치된다. 그리고, 도 27에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(400)는 피토출부(78) 전체에 도전성 박막(411F)이 형성되도록 헤드(114)로부터 도전성 박막 재료(411)를 토출한다. 구체적으로는, 토출 장치(400)는 도 12를 참조하여 설명한 토출 방법으로 피토출부(78)에 도전성 박막 재료(411)를 도포한다. 본 실시예에서는, 피토출부(78) 위에 착탄된 도전성 박막 재료(411)의 액체 방울 직경이 60㎛ 내지 80㎛의 범위로 되도록 제어부(112)는 헤드(114)에 신호를 제공한다. 기체(70A)의 피토출부(78) 전체에 도전성 박막 재료(411) 층이 형성된 경우에는, 반송 장치(470)가 기체(70A)를 건조 장치(450) 내에 위치시킨다. 그리고, 피토출부(78) 위의 도전성 박막 재료(411)를 완전히 건조시킴으로써, 피토출부(78) 위에 산화팔라듐을 주성분으로 하는 도전성 박막(411F)을 얻는다. 이와 같이, 각각의 화소 영역에 있어서, 소자 전극(76A)의 일부와, 소자 전극(76B)의 일부와, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이에 노출된 나트륨 확산 방지층(74)을 덮는 도전성 박막(411F)이 형성된다.
다음으로, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이에 펄스 형상의 소정 전압을 인가함으로써, 도전성 박막(411F)의 일부분에 전자 방출부(411D)를 형성한다. 또한, 소자 전극(76A)과 소자 전극(76B) 사이의 전압 인가를 유기물 환경 하 및 진공 조건 하에서도 각각 행하는 것이 바람직하다. 그리하면, 전자 방출부(411D)로부터의 전자 방출 효율이 보다 높아지기 때문이다. 소자 전극(76A)과, 대응하는 소자 전극(76B)과, 전자 방출부(411D)가 설치된 도전성 박막(411F)은 전자 방출 소자이다. 또한, 각각의 전자 방출 소자는 각각의 화소 영역에 대응한다.
이상의 공정에 의해, 도 28에 나타낸 바와 같이, 기체(70A)가 전자원 기판(70B)으로 된다.
다음으로, 도 29에 나타낸 바와 같이, 전자원 기판(70B)과 전면 기판(70C)을 공지의 방법에 의해 접합시켜 화상 표시 장치(70)가 얻어진다. 전면 기판(70C)은 유리 기판(82)과, 유리 기판(82) 위에 매트릭스 형상으로 위치하는 복수의 형광부(84)와, 복수의 형광부(84)를 덮는 메탈 플레이트(86)를 갖는다. 메탈 플레이트(86)는 전자 방출부(411D)로부터의 전자 빔을 가속(加速)하기 위한 전극으로서 기능한다. 전자원 기판(70B)과 전면 기판(70C)은 복수의 전자 방출 소자 각각이 복수의 형광부(84) 각각에 대향하도록 위치가 맞추어져 있다. 또한, 전자원 기판(70B)과 전면 기판(70C) 사이는 진공 상태로 유지되어 있다.
또한, 상기 전자 방출 소자를 구비한 화상 표시 장치(70)는 SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 또는 FED(Field Emission Display)라고 불리는 경우도 있다. 또한, 본 명세서에서는 액정 표시 장치, 일렉트로루미네선스 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전자 방출 소자를 사용한 화상 표시 장치 등을 「전기 광학 장치」로 표기하는 경우도 있다. 여기서, 본 명세서에서의 「전기 광학 장치」는 복굴절성 변화나, 선광성(旋光性) 변화나, 광산란성 변화 등의 광학적 특성의 변화(소위 전기 광학 효과)를 이용하는 장치에 한정되지 않고, 신호 전압의 인가에 따라 광을 사출, 투과, 또는 반사하는 장치 전반을 의미한다.
본 발명에 따르면, 토출 장치(400)에 있어서, 헤드 그룹(114G)의 X축 방향의 노즐 피치는 헤드(114)의 X축 방향의 노즐 피치의 1/N 배 길이이다. 여기서, N은 헤드 그룹(114G)에 포함되는 헤드(114)의 수이다. 이 때문에, 토출 장치(400)의 X축 방향의 노즐 선밀도가 통상의 잉크젯 장치의 X축 방향의 노즐 선밀도보다도 높다. 따라서, 제조 장치(4)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 크기의 피토출부에 도전성 박막 재료를 도포할 수 있다. 또한, 제조 장치(4)는 토출 데이터를 변경하는 것만으로, 다양한 피치의 전자원 기판을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노즐 수가 증가하여도 토출 제어가 용이한 토출 장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 스테이지(stage)와,
    상기 스테이지에 대하여 Y축 방향으로 상대 이동 가능한 N개의 헤드로서 상기 Y축 방향으로 인접하는 N개의 헤드
    를 구비한 토출 장치에 있어서,
    상기 N개의 헤드 각각은 X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열(列)과 제2 노즐 열을 가지고,
    상기 N개의 헤드 각각에서, 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때,
    상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리는 상기 DA의 정수(整數) 배이고,
    N은 2이상의 정수이고,
    상기 X축 방향과 상기 Y축 방향은 서로 직교하는 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는 피토출부(被吐出部)를 가진 기체(基體)를 유지하고,
    상기 N개의 헤드 중 어느 하나에서의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격마다 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입하는 동시에 대응하는 노즐로부터 액상 재료를 토출하도록, 상기 N개의 헤드가 상기 스테이지에 대하여 상기 Y축 방향으로 상대 이동하는 토출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는 Y축 방향으로 소정 피치로 늘어선 복수의 피토출부를 가진 기체를 유지하고, 상기 N개의 헤드 중 어느 하나에서의 상기 제1 노즐 열 및 상기 제2 노즐 열의 한쪽 노즐 열이 토출 주기의 정수 배의 시간 간격으로 상기 복수의 피토출부 각각에 대응하는 영역에 침입하는 동시에 대응하는 노즐로부터 액상 재료를 토출하도록, 상기 N개의 헤드가 상기 스테이지에 대하여 상기 Y축 방향으로 상대 이동하는 토출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 피토출부 각각의 평면상(平面像)은 긴 변과 짧은 변으로 결정되는 직사각형이며, 상기 스테이지는 상기 긴 변의 방향이 상기 X축 방향에 평행하게 되는 동시에 상기 짧은 변의 방향이 상기 Y축 방향에 평행하게 되도록 상기 기체를 유지하는 토출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 헤드는 헤드 그룹을 구성하고,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 X축 방향의 노즐 피치가 소정값이 되도록 상기 제1 노즐 열 및 상기 제2 노즐 열에서 복수의 노즐이 배치되어 있고, 상기 헤드 그룹의 상기 X축 방향의 노즐 피치가 상기 소정값의 1/N 배로 되도록 상기 N개의 헤드가 배치되어 있는 토출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 N개의 헤드의 하나에서의 기준 노즐의 X 좌표에 대하여, 다른 (N-1)개의 헤드에서의 기준 노즐의 X 좌표는 상기 소정값의 j/N 배의 길이만큼 중복없이 어긋나 있고,
    j는 1 내지 (N-1)의 자연수인 토출 장치.
  7. N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 액상 재료의 도포 방법에 있어서,
    피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와,
    상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상 재료를 토출하는 스텝 (C)
    를 포함하는 도포 방법.
  8. N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서,
    피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와,
    상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상 컬러 필터 재료를 토출하는 스텝 (C)
    를 포함하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  9. N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와,
    상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상 발광 재료를 토출하는 스텝 (C)
    를 포함하는 일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법.
  10. N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 플라즈마 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와,
    상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상 형광 재료를 토출하는 스텝 (C)
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 제조 방법.
  11. N개의 헤드를 구비한 토출 장치로서, X축 방향으로 연장하는 제1 노즐 열과 제2 노즐 열을 상기 N개의 헤드 각각이 갖는 토출 장치를 사용한 배선 제조 방법에 있어서,
    피토출부를 갖는 기체를 스테이지에 탑재 배치하는 스텝 (A)와,
    상기 N개의 헤드 각각의 상기 제1 노즐 열과 상기 제2 노즐 열 사이의 거리를 DA라고 할 때, 상기 N개의 헤드의 임의의 하나의 헤드에서의 상기 제2 노즐 열과 상기 임의의 하나의 헤드에 인접하는 헤드에서의 상기 제1 노즐 열 사이의 거리를 상기 DA의 정수 배로 유지하면서, 상기 N개의 헤드를 기체에 대하여 상기 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 상대 이동시키는 스텝 (B)와,
    상기 스텝 (B)에 의하여, 상기 제1 또는 제2 노즐 열에 포함되는 노즐이 상기 피토출부에 대응하는 영역에 침입한 경우에는, 상기 노즐로부터 상기 피토출부에 액상의 배선 재료를 토출하는 스텝 (C)
    를 포함하는 배선 제조 방법.
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