KR100767918B1 - 액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법, 장치및 전자기기 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 점탄성이 큰 재료를 이용하는 경우에도, 안정한 액적 토출을 가능하게 하는 것으로, 압력 발생 소자에 구동 신호를 인가하여 구동 신호에 따른 압력을 캐비티 내에 발생시키고, 캐비티에 수용된 액상체를 액적으로서 토출한다. 구동 신호는 소정 전위보다 제 1 전압 Vbc 큰 기준 전위 Vc에 대하여 제 2 전압 Vch를 인가하여 캐비티 내에 부압을 발생시키는 제 1 파형부 c와, 기준 전위 Vc보다 제 2 전압 Vch 큰 유지 전위 Vh로 캐비티 내의 부압을 소정 시간 유지시키는 제 2 파형부 h와, 유지 전위 Vh로부터 소정 전위 Vb까지 제 3 전압 Vbh를 인가하여 캐비티 내를 가압하는 제 3 파형부 d를 포함하고, 제 1 전압 Vbc는 제 3 전압 Vbh의 10% 이하이다.

Description

액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법, 장치 및 전자기기{METHOD AND DEVICE FOR EJECTING LIQUID DROPLET, METHOD FOR FORMING THIN FILM, DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액적 토출 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 토출 헤드의 분해 사시도,
도 3은 토출 헤드의 주요부의 일부를 나타내는 투시도,
도 4는 압전체 소자를 작동시키기 위한 구동 신호의 기본 파형을 나타내는 도면,
도 5는 압전체 소자의 액적 토출 시에 있어서의 동작을 나타내는 도면,
도 6은 유기 EL 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도,
도 7은 액정 표시 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
c : 인입부(제 1 파형부) h : 유지부(제 2 파형부)
d : 압출부(제 3 파형부) D : 액적
IJ : 액적 토출 장치 P, 311 : 기판
Vb : 최저 전위(소정 전위) Vc : 중간 전위(기준 전위)
Vh : 최대 전위(유지 전위) Vbc : 전위차(제 1 전압)
Vbh : 전위차(제 3 전압) Vch : 전위차(제 2 전압)
20 : 토출 헤드(헤드, 액적 토출 헤드)
26 : 제어 장치(신호 제어 장치)
121 : 캐비티 150 : 압전체 소자(압력 발생 소자)
301 : 유기 EL 장치(디바이스) 352 : 정공 주입/수송층(박막)
353 : 발광층(박막)
본 발명은 액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법, 장치 및 전자기기에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치, 유기 EL(Electroluminescence) 디스플레이, 컬러 필터 기판, 마이크로 렌즈 어레이, 그 밖의 각종 장치는 미소한 액상 점성물을 액적으로서 토출하는 액적 토출 장치를 이용하여 제조되는 기회가 증대하고 있다.
이러한 제조 방법을 이용함으로써 포토리소그래피법을 이용하여 제조하는 경우에 비해 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 상기한 컬러 필터 기판은 착색층을 이루는 유기 재료를 소정 위치에 소정량만큼 토출하여 제조되고, 또한, 유기 EL 디스플레이는 발광층을 이루는 유기 재료를 기판 상에 형성할 때에 토출 장치가 이용된다.
액적 토출 장치는 헤드에 액상 점성물을 토출하는 노즐을 다수 구비하고 있지만, 액상 점성물이 각각의 노즐로부터 안정하게 토출되지 않으면, 이른바 비행 경로 편차가 발생하여 소정 위치에 액적을 도포할 수 없다고 하는 불량이 발생한다. 또한, 토출량(토출 중량)에 편차가 있으면, 예컨대, 크기 및 형상에 편차가 있는 마이크로 렌즈가 형성된 마이크로 렌즈 어레이가 제조되거나, 또는, 색 얼룩이 있는 컬러 필터 또는 유기 EL 디스플레이가 제조된다. 이 때문에, 상기한 각종 장치를 제조하기 위해 이용되는 토출 장치는 각 노즐로부터 토출되는 액상 점성물의 토출량이 균일해야 한다.
액상 점성물의 토출량의 편차를 해소하기 위해, 이하의 특허 문헌 1에서는, 1 토출 주기 내에 파형이 다른 구동 펄스를 복수 포함하는 구동 신호를 생성하고, 이들 구동 펄스로부터 하나의 구동 펄스를 선택하여 각 노즐에 대응하여 마련되는 압전 소자 등의 압력 발생 소자에 인가함으로써, 노즐간의 토출량의 편차를 보정하는 발명이 개시되어 있다. 본 발명에서는, 미리 모든 압력 발생 소자에 동일 파형의 구동 펄스를 인가하여 각각의 노즐로부터 토출되는 액상 점성물의 토출량을 측정해 두고, 이 토출량의 편차를 보정할 수 있는 구동 펄스를 선택하여 압력 발생 소자에 인가하는 것에 의해, 노즐간 토출량의 편차를 보정하고 있다.
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2003-320291호
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에는, 이하와 같은 문제가 존재한다.
고분자 폴리머 등, 점탄성이 큰 재료를 용질로서 이용하여 액적 토출을 행하는 경우, 액적의 끝 부분이 끊어지기 어려운 성질을 갖기 때문에, 안정적인 토출이 곤란하게 된다.
그 때문에, 비행 경로 편차가 발생하여 액적의 착탄 정밀도가 저하하는 것이 문제로 된다.
또한, 착탄 시의 크기(착탄 직경)에도, 편차가 발생하기 쉽기 때문에, 소정 크기(예컨대, 선 폭)로 성막하는 것이 곤란하게 된다.
본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 점탄성이 큰 재료를 이용하는 경우에도, 안정한 액적 토출이 가능한 액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법, 및 이들 방법에 의해 제조된 장치 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 액적 토출 방법은 압력 발생 소자에 구동 신호를 인가하여 상기 구동 신호에 따른 압력을 캐비티 내에 발생시키고, 상기 캐비티에 수용된 액상체를 액적으로서 토출하는 액적 토출 방법으로서, 상기 구동 신호는 소정 전위보다 제 1 전압 큰 기준 전위에 대하여 제 2 전압을 인가하여 상기 캐비티 내에 부압을 발생 시키는 제 1 파형부와, 상기 기준 전위보다 상기 제 2 전압 큰 유지 전위로 상기 캐비티 내의 부압을 소정 시간 유지시키는 제 2 파형부와, 상기 유지 전위로부터 상기 소정 전위까지 제 3 전압을 인가하여 상기 캐비티 내를 가압하는 제 3 파형부를 포함하며, 상기 제 1 전압은 상기 제 3 전압의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명의 액적 토출 방법에서는, 부압을 발생시켜 캐비티 내에 액상체를 주입할 때의 제 1 파형부에서 기준 전위에 대하여 인가되는 제 2 전압이 캐비티 내를 가압하는 제 3 파형부에서 인가되는 제 3 전압의 90% 이상으로 된다. 이와 같이, 큰 인가 전압을 이용하여 액상체를 캐비티 내에 주입하는 것에 의해, 전단 속도(shear rate)가 커지고, 그 결과, 액상체의 점도를 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 점탄성이 큰 재료를 이용한 경우에도, 점탄성에 의한 악영향을 감소시키는 것이 가능해져, 안정한 액적 토출을 실현할 수 있고, 결과적으로, 고주파 영역에서의 안정한 액적 토출도 가능하게 된다.
상기 제 2 파형부의 시간으로는, 상기 제 1 파형부의 시간의 1/2 이하, 또한 상기 제 3 파형부의 시간의 1/2 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 제 1 파형부의 시간의 1/3 이하, 또한 상기 제 3 파형부의 시간의 1/3 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 액적 토출 방법에서는, 캐비티 내에서 액상체를 유지하는 동안에, 액상체의 속도가 저하함으로써 액상체의 점도가 증가하여, 액적으로서 토출되는 것이 곤란하게 되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 본 발명은 평균 분자량이 70000 이상인 고분자 폴리머를 용질로서 포함하는 액상체에 대하여도 적합하게 채용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 박막 형성 방법은 압력 발생 소자에 구동 신호를 인가하여 상기 구동 신호에 따른 압력을 캐비티 내에 발생시켜, 상기 캐비티에 수용된 액상체를 기판에 액적으로서 토출하여 박막을 형성하는 방법으로서, 상기 액적을 앞서 기재한 액적 토출 방법에 의해, 상기 기판에 토출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명에서는, 점탄성이 큰 재료를 이용한 경우에도, 점탄성에 의한 악영향을 감소시키는 것이 가능해져, 비행 꺾임이나 착탄 시의 편차가 억제되어, 기판 상에 고품질의 박막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 박막 형성 방법에 있어서는, 상기 기판을 상기 액상체에 대하여 친액화하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에서는, 기판에 착탄한 액상체를 스며들어 퍼지게 할 수 있어, 소정 영역에 액상체를 도포하는 것이 가능해진다.
그리고, 본 발명의 장치는 앞서 기재한 막 형성 방법으로 박막이 형성된 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 전자기기는 앞서 기재한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명에서는, 기판의 소정 영역에 박막이 형성된 고품질의 장치 및 전자기기를 제공하는 것이 가능해진다.
한편, 본 발명의 액적 토출 장치는 액상체를 수용하는 캐비티를 구비하는 헤드와, 인가된 구동 신호에 따라 상기 캐비티 내에 압력을 발생시키는 압력 발생 소자를 갖는 액적 토출 장치로서, 상기 구동 신호로서, 소정 전위보다 제 1 전압 큰 기준 전위에 대하여 제 2 전압을 인가하여 상기 캐비티 내에 부압을 발생시키는 제 1 파형부와, 상기 기준 전위보다 상기 제 2 전압 큰 유지 전위로 상기 캐비티 내의 부압을 소정 시간 유지시키는 제 2 파형부와, 상기 유지 전위로부터 상기 소정 전위까지 제 3 전압을 인가하여 상기 캐비티 내를 가압하는 제 3 파형부를 포함하고, 상기 제 1 전압이 상기 제 3 전압의 10% 이하인 신호를 상기 압력 발생 소자에 인가시키는 신호 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명의 액적 토출 장치에서는, 부압을 발생시켜 캐비티 내에 액상체를 주입할 때의 제 1 파형부에서 기준 전위에 대하여 인가되는 제 2 전압이 캐비티 내를 가압하는 제 3 파형부에서 인가되는 제 3 전압의 90% 이상으로 된다. 이와 같이, 큰 인가 전압을 이용하여 액상체를 캐비티 내로 주입하는 것에 의해, 전단 속도가 커지고, 그 결과, 액상체의 점도를 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 점탄성이 큰 재료를 이용한 경우에도, 점탄성에 의한 악영향을 감소시키는 것이 가능해져, 안정한 액적 토출을 실현할 수 있고, 결과적으로, 고주파 영역에서의 안정한 액적 토출도 가능해진다.
상기 제 2 파형부의 시간으로는, 상기 제 1 파형부의 시간의 1/2 이하, 또한 상기 제 3 파형부의 시간의 1/2 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 제 1 파형부의 시간의 1/3 이하, 또한 상기 제 3 파형부의 시간의 1/3 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 액적 토출 방법에서는, 캐비티 내에서 액상체를 유지하는 동안에, 액상체의 전단 속도가 저하함으로써 액상체의 점도가 증가하여, 액적으로서 토출하는 것이 곤란하게 되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 본 발명은 평균 분자량이 70000 이상인 고분자 폴리머를 용질로서 포함하는 액상체에 대하여도 적합하게 채용할 수 있다.
이하, 본 발명의 액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법 및 장치 및 전자기기의 실시예를, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
[액적 토출 장치]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액적 토출 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 필요에 따라 도면 중에 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. XYZ 직교 좌표계는 XY 평면이 수평면에 평행한 면으로 설정되고, Z축이 연직 위 방향으로 설정된다. 또한, 본 실시예에서는 토출 헤드(헤드, 액적 토출 헤드)(20)의 이동 방향이 X 방향으로 설정되고, 스테이지 ST의 이동 방향이 Y 방향으로 설정되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치 IJ는 베이스(10)와, 베이스(10) 상에서 유리 기판 등의 기판 P를 지지하는 스테이지 ST와, 스테이 지 ST의 위쪽(+Z 방향)에서 지지되고, 기판 P에 대하여 소정의 액적을 토출할 수 있는 토출 헤드(20)를 포함하여 구성되어 있다. 베이스(10)와 스테이지 ST 사이에는, 스테이지 ST를 Y 방향으로 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 장치(12)가 마련된다. 또한, 스테이지 ST 위쪽에는, 토출 헤드(20)를 X 방향으로 이동 가능하게 지지하는 제 2 이동 장치(14)가 마련된다.
토출 헤드(20)에는, 유로(18)를 통해 토출 헤드(20)로부터 토출되는 액적의 용매(액상체)를 저장하는 탱크(16)가 접속되어 있다. 또한, 베이스(10) 상에는, 캡핑 유닛(22)과 클리닝 유닛(24)이 배치되어 있다. 제어 장치(신호 제어 장치)(26)는 액적 토출 장치 IJ의 각 부(예컨대, 제 1 이동 장치(12) 및 제 2 이동 장치(14) 등)를 제어하여 액적 토출 장치 IJ의 전체의 동작을 제어한다.
상기한 제 1 이동 장치(12)는 베이스(10) 위에 마련되어 있고, Y축 방향을 따라 위치 결정되어 있다. 이 제 1 이동 장치(12)는, 예컨대, 선형 모터에 의해 구성되고, 가이드 레일(12a, 12a)과, 이 가이드 레일(12a)을 따라 이동 가능하게 마련되는 슬라이더(12b)를 구비하고 있다. 이 선형 모터 형식의 제 1 이동 장치(12)의 슬라이더(12b)는 가이드 레일(12a)을 따라 Y축 방향으로 이동하여 위치 결정될 수 있다.
또한, 슬라이더(12b)는 Z축 회전(θZ)용 모터(12c)를 구비하고 있다. 이 모터(12c)는, 예컨대, 직접 구동 모터이며, 모터(12c)의 로터는 스테이지 ST에 고정되어 있다. 이에 따라, 모터(12c)에 통전하는 것에 의해 로터와 스테이지 ST는 θZ 방향을 따라 회전하여 스테이지 ST를 인덱스(회전 산출)할 수 있다. 즉, 제 1 이동 장치(12)는 스테이지 ST를 Y축 방향 및 θZ 방향으로 이동 가능하다. 스테이지 ST는 기판 P를 유지하여, 소정 위치에 위치 결정하는 것이다. 또한, 스테이지 ST는 도시하지 않은 흡착 유지 장치를 갖고 있고, 이 흡착 유지 장치가 작동함으로써 스테이지 ST에 마련된 도시하지 않은 흡착 구멍을 통해 기판 P를 스테이지 ST 위에 흡착하여 유지한다.
상기한 제 2 이동 장치(14)는 지주(28a, 28a)를 이용하여 베이스(10)에 대하여 세워서 부착되어 있고, 베이스(10)의 후부(10a)에 부착되어 있다. 이 제 2 이동 장치(14)는 선형 모터에 의해 구성되고, 지주(28a, 28a)에 고정된 컬럼(28b)에 지지되어 있다. 제 2 이동 장치(14)는 컬럼(28b)에 지지되어 있는 가이드 레일(14a)과, 가이드 레일(14a)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있는 슬라이더(14b)를 구비하고 있다. 슬라이더(14b)는 가이드 레일(14a)을 따라 X축 방향으로 이동하여 위치를 결정할 수 있다. 상기한 토출 헤드(20)는 슬라이더(14b)에 부착되어 있다.
토출 헤드(20)는 요동 위치 결정 장치로서의 모터(30, 32, 34, 36)를 갖고 있다. 모터(30)를 구동하면 토출 헤드(20)를 Z 방향을 따라 상하 이동시킬 수 있어, 임의의 Z 방향의 위치에서 토출 헤드(20)를 위치 결정할 수 있다. 모터(32)를 구동하면, 토출 헤드(20)를 Y축 중심의 β 방향을 따라 요동시킬 수 있어, 토출 헤드(20)의 각도를 조정할 수 있다. 모터(34)를 구동하면, 토출 헤드(20)를 X축 중심의 γ 방향을 따라 요동시킬 수 있어, 토출 헤드(20)의 각도를 조정할 수 있다. 모터(36)를 구동하면, 토출 헤드(20)를 Z축 중심의 α 방향을 따라 요동시킬 수 있 어, 토출 헤드(20)의 각도를 조정할 수 있다.
이와 같이, 도 1에 나타내는 토출 헤드(20)는 Z 방향으로 직선 이동 가능하고, α 방향, β 방향 및 γ 방향을 따라 요동하여 각도를 조정할 수 있도록 슬라이더(14b)에 지지되어 있다. 토출 헤드(20)의 위치 및 자세는 스테이지 ST 쪽의 기판 P에 대한 액적 토출면(20a)의 위치 또는 자세가 소정의 위치 또는 소정의 자세로 되도록, 제어 장치(26)에 의해 정확하게 제어된다. 또한, 토출 헤드(20)의 액적 토출면(20a)에는 액적을 토출하는 복수의 노즐 개구가 마련된다.
상술한 토출 헤드(20)로부터 토출되는 액적으로는, 착색 재료를 함유하는 잉크, 금속 미립자 등의 재료를 함유하는 분산액, PEDOT:PSS 등의 정공 주입 재료나 발광 재료 등의 유기 EL 물질을 함유하는 용액, 액정 재료 등의 고점도의 기능성 액체, 마이크로 렌즈의 재료를 함유하는 기능성 액체, 단백질이나 핵산 등을 함유하는 생체 고분자 용액 등의 여러 가지 재료를 함유하는 액적이 채용된다.
여기서, 토출 헤드(20)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 토출 헤드(20)의 분해 사시도이며, 도 3은 토출 헤드(20)의 주요부의 일부를 나타내는 투시도이다. 도 2에 나타내는 토출 헤드(20)는 노즐판(110), 압력실 기판(120), 진동판(130) 및 하우징(140)을 포함하여 구성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 압력실 기판(120)은 캐비티(121), 측벽(122), 리저버(123) 및 공급구(124)를 구비하고 있다. 캐비티(121)는, 압력실로서, 실리콘 등의 기판을 에칭함으로써 형성되는 것이다. 측벽(122)은 캐비티(121) 사이를 분할하도록 구성되고, 리저버(123)는 각 캐비티(121)에 액상체를 충전할 때에 액상체를 공급할 수 있는 공통의 유로로서 구성되 어 있다. 공급구(124)는 각 캐비티(121)에 액상체를 도입할 수 있게 구성되어 있다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 진동판(130)은 압력실 기판(120)의 한쪽 면에 접합할 수 있게 구성되어 있다. 진동판(130)에는 압력 발생 소자로서의 압전체 소자(압력 발생 소자)(150)가 마련된다. 압전체 소자(150)는 페로부스카이트 구조(perovskite structure)를 갖는 강유전체의 결정이며, 진동판(130) 상에 소정 형상으로 형성되어 구성된다. 이 압전체 소자(150)는 제어 장치(26)로부터 공급되는 구동 신호에 대응하여 부피 변화가 생기는 것이 가능하게 구성되어 있다. 노즐판(110)은 압력실 기판(120)에 복수 마련된 캐비티(압력실)(121)의 각각에 대응하는 위치에 그 노즐 개구(111)가 배치되도록, 압력실 기판(120)에 접합되어 있다. 노즐판(110)을 접합한 압력실 기판(120)은, 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징(140)에 끼워져 액적 토출 헤드(20)를 구성하고 있다.
토출 헤드(20)로부터 액적을 토출하기 위해서는, 우선, 제어 장치(26)가 액적을 토출시키기 위한 구동 신호를 토출 헤드(20)로 공급한다. 액상체는 토출 헤드(20)의 캐비티(121)에 유입되어 있고, 구동 신호가 토출 헤드(20)에 공급되면, 토출 헤드(20)에 마련된 압전체 소자(150)는 그 구동 신호에 따른 부피 변화가 생긴다. 이 부피 변화는 진동판(130)을 변형시키고, 캐비티(121)의 부피를 변화시킨다. 그 결과, 그 캐비티(121)의 노즐 개구(111)로부터 액적이 토출된다. 액적이 토출된 캐비티(121)에는 토출에 의해 감소된 만큼 액상체가 새롭게 탱크(16)로부터 공급된다.
도 1로 되돌아가, 제 2 이동 장치(14)는 토출 헤드(20)를 X축 방향으로 이동시킴으로써 토출 헤드(20)를 클리닝 유닛(24) 또는 캡핑 유닛(22)의 상부에 선택적으로 위치 결정시킬 수 있다. 즉, 장치 제조 작업의 도중이더라도, 예컨대, 토출 헤드(20)를 클리닝 유닛(24) 위로 이동하면, 토출 헤드(20)를 클리닝할 수 있다. 또한, 토출 헤드(20)를 캡핑 유닛(22)의 위로 이동하면, 토출 헤드(20)의 액적 토출면(20a)에 캡핑을 실시하거나, 액적을 캐비티(121)에 충전하거나, 노즐 개구(111)의 막힘 등에 의한 토출 불량을 회복시키거나 하는 것이 가능해진다.
즉, 클리닝 유닛(24) 및 캡핑 유닛(22)은 베이스(10) 상의 후부(10a) 쪽이고, 토출 헤드(20)의 이동 경로 바로 아래에, 스테이지 ST와 이격하여 배치된다. 스테이지 ST에 대한 기판 P의 반입 작업 및 반출 작업은 베이스(10)의 앞부분(10b) 쪽에서 행해지기 때문에, 이들 클리닝 유닛(24) 또는 캡핑 유닛(22)에 의해 작업에 지장을 받는 일은 없다.
클리닝 유닛(24)은 토출 헤드(20)의 노즐 개구(111) 등의 클리닝을 장치 제조 공정 중이나 대기 시에 정기적으로 또는 수시로 실행할 수 있다. 캡핑 유닛(22)은 토출 헤드(20)의 액적 토출면(20a)이 건조하지 않도록, 장치를 제조하지 않는 대기 시에 이 액적 토출면(20a)에 캡핑을 실시하거나, 액적을 캐비티(121)에 충전할 때에 이용하거나, 또한, 토출 불량이 발생한 토출 헤드(20)를 회복시키는 것이다. 또한, 도 2 및 도 3에 있어서는, 설명을 간단히 하기 위해 정렬된 복수의 노즐 개구(111)를 일렬만 도시하고 있지만, 노즐 개구(111)가 복수 열에 걸쳐 정렬된 구성이더라도 좋다.
[구동 신호의 기본 파형]
다음에, 제어 장치(26)에 의해 제어되어 압전체 소자(150)를 작동시키기 위한 구동 신호의 기본 파형에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 구동 신호의 기본 파형의 일례를 나타내는 도면이고, 이 파형은 노즐 개구(111)로부터 액적을 한 방울 토출시키기 위한 파형이다.
도 4에 나타내는 파형은 도 2 및 도 3에 나타내는 캐비티(121)의 용적을 증대시켜 캐비티(121) 내에 부압을 발생시키는 인입부 c(제 1 파형부)와, 증대된 캐비티(121)의 용적을 일정 시간 유지하는 유지부 h(제 2 파형부)와, 캐비티(121)의 용적을 급격히 감소시켜 캐비티(121) 내를 가압하는 압출부 d(제 3 파형부)와, 감소된 캐비티(121)의 용적을 일정 시간 유지하는 유지부 i(제 4 파형부)와, 감소된 캐비티(121)의 용적을 기본 상태로 되돌리고, 또한 노즐 개구에 있어서의 액상체의 메니스커스를 정정(整定)하는 제진부 s를 갖고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 파형의 각 부의 시간을 나타내는 경우에는, 기호 「T」로 그 부분을 나타내는 부호를 함께 표시한다. 예컨대, 압출부 d의 시간은 「Td」로 나타낸다.
상기한 인입부 c는 구동 신호의 전압을 중간 전위(기준 전위) Vc로부터 최대 전위(유지 전위) Vh까지의 전위차(제 2 전압) Vch(예컨대, 23V)로 거의 직선적으로 시간 Tc(예컨대, 7μsec)동안 상승시키는 부분이며, 유지부 h는 최대 전위 Vh를 소정 시간 Th(예컨대, 1.4μsec) 유지하는 부분이다. 또한, 압출부 d는 구동 신호의 전압을 최대 전위 Vh로부터 최저 전위(소정 전위) Vb까지의 전위차(제 3 전압) Vbh(예컨대, 25V)에서 거의 직선적으로 일정한 경사로 시간 Td(예컨대, 4.5μsec) 동안 하강시키는 부분이며, 유지부 i는 최저 전위 Vb를 소정 시간 Ti(예컨대, 3μsec) 유지하는 부분이다. 그리고, 제진부 s는 구동 신호의 전압을 최저 전압 Vb로부터 중간 전위 Vc까지의 전위차(제 1 전압) Vbc(예컨대, 2V)에서 거의 직선적으로 시간 Ts(예컨대, 3μsec)동안 상승시키는 부분이다.
본 실시예에서는, 상기 중간 전위 Vc와 최저 전위 Vb의 전위차 Vbc가 최대 전압 Vh와 최저 전압 Vb의 전위차 Vbh의 10% 이하로 설정되어 있다.
또한, 유지부 h의 시간 Th는 인입부 c의 시간 Tc의 1/2 이하이고, 또한 압출부 d의 시간 Td의 1/2 이하로, 보다 바람직하게는, 유지부 h의 시간 Th는 인입부 c의 시간 Tc의 1/3 이하이고, 또한 압출부 d의 시간 Td의 1/3 이하로 설정된다.
이상 설명한 구동 신호(파형)가 압전체 소자(150)에 인가되면, 압전체 소자(150)는 도 5에 나타내는 동작을 행하여 액적을 한 방울 토출한다. 도 5는 압전체 소자(150)의 액적 토출 시에 있어서의 동작을 나타내는 도면이다. 우선, 예컨대, 구동 신호의 전압값이 상승하는 인입부 c가 압전체 소자(150)에 인가되면, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 압전체 소자(150)가 캐비티(121)의 용적을 팽창시키는 쪽으로 휘어 캐비티(121)에 부압이 발생한다. 이것에 의해, 액상체가 리저버(123)로부터 캐비티(121)로 공급된다. 또한, 도시하는 바와 같이, 노즐 개구(111)에서의 액체도 약간 캐비티(121) 내부 방향으로 인입됨으로써 메니스커스가 노즐 개구(111) 내에 인입된다.
상기한 구동 신호에서는, 최대 전압 Vh와 최저 전압 Vb의 전위차 Vbh에 대하여, 전위차 Vbc가 10% 이하로 설정되어 있기 때문에, 인입부 c에서 인가되는 중간 전위 Vc와 최대 전압 Vh의 전위차 Vch가 상대적으로 커진다. 그 때문에, 캐비티(121)로 인입되는 액상체의 전단 속도가 커져, 결과적으로 액상체의 점도가 작아진 상태로 캐비티(121) 내에 저장된다.
다음에, 인입부 c에 연결되는 유지부 h가 압전체 소자(150)에 인가되면, 유지부 h가 공급되는 동안은 캐비티(121)의 용적이 팽창한 상태로 유지된다. 이어서, 압출부 d가 압전체 소자(150)에 인가되면, 압전체 소자(150)가 급속하게 캐비티(121)의 용적을 수축시키는 방향으로 휘어, 캐비티(121)에 정압이 발생한다. 이에 따라, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 노즐 개구(111)로부터 액적 D가 토출된다.
이 때, 유지 시간 Th를 인입 시간 Tc 및 압출 시간 Td의 1/2 이하, 보다 바람직하게는 1/3 이하로 설정함으로써, 액상체를 유지하고 있는 동안에 상술한 전단 속도가 작아져 점도가 높아지기 전에, 노즐 개구(111)로부터 액적 D를 토출할 수 있다.
압출부 d에 계속되는 유지부 i가 압전체 소자(150)에 인가되면, 유지부 h가 공급되는 동안은 캐비티(121)의 용적이 수축된 상태로 유지되고, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 노즐 개구(111)에 있어서의 메니스커스가 약간 볼록 형상으로 된다. 이 상태에서 제진부 s가 압전체 소자(150)에 인가되면, 압전체 소자(150)가 캐비티(121)의 용적을 팽창시키는 쪽으로 휘어 캐비티(121)에 부압이 발생한다. 이에 따라, 노즐 개구(111) 근방에서의 액상체도 약간 캐비티(121) 내부 방향으로 인입되어, 메니스커스가 일정한 상태로 유지된다.
이상과 같이, 점탄성이 큰 재료를 이용하는 경우, 종래에는 전위차 Vbh에 대하여 전위차 Vbc가 10%를 넘는 경우에는, 캐비티에 인입되는 액상체의 전단 속도가 충분히 커지지 않고, 따라서 높은 점도 그대로 액상체를 토출하는 것으로 되기 때문에, 토출된 액적의 끝 부분이 끊어지기 어려워, 안정한 토출이 곤란했지만, 본 실시예에서는, 전위차 Vbc를 전위차 Vbh의 10% 이하로 하는 것에 의해, 액상체의 전단 속도가 커져 점도가 저하하기 때문에, 비행 꺾임 등이 발생하는 일없이 안정하게 액적을 토출할 수 있게 되어, 착탄 직경이나 착탄 위치 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는, 토출 시에 액상체의 점도가 낮아지기 때문에, 고주파 영역에서의 토출(예컨대, 종래에는 최대 5kHz였지만, 본 실시예에서는 10kHz 정도에서의 토출)이 가능하게 되어 생산성의 향상에도 기여할 수 있다.
또한, 유지 시간 Th가 인입 시간 Tc 또는 압출 시간 Td의 1/2을 넘는 경우에는, 전단 속도가 저하하여 점도가 높게 되기 때문에, 안정한 액적 토출이 곤란하게 되지만, 본 실시예에서는, 유지 시간 Th를 인입 시간 Tc 및 압출 시간 Td의 1/2 이하, 보다 바람직하게는 1/3 이하로 설정함으로써, 액상체를 유지하고 있는 동안에 전단 속도가 작아져 점도가 높아지기 전에, 노즐 개구(111)로부터 액적 D를 토출할 수 있기 때문에, 보다 안정한 액적 토출을 실현할 수 있게 된다.
또, 상기한 액적 토출 방법 및 액적 토출 장치를 이용하여 토출되는 점탄성이 높은 액상체로는, 고분자 폴리머를 들 수 있고, 특히, 평균 분자량이 70000 이상인 고분자 폴리머에 대하여 여러 가지의 적용이 가능하다.
예컨대, 액정 표시 장치에 있어서의 배향막을 형성할 때에 이용되는 폴리아 믹산 베이스의 고분자 폴리머(평균 분자량 70000∼190000)를 γ-부틸올락톤 단체, 또는 다른 용매를 포함한 혼합 용매에 용해시킨 것이나, Li 이온 전지용 바인더를 형성할 때에 이용되는 PVDF 용해액(PVDF(폴리불화비닐리덴; 평균 분자량 100000∼150000)을 NMP(N-메틸-2-피롤리돈)에 2% 용해한 것), 후술하는 유기 EL 소자에서의 유기 EL 층을 형성할 때에 이용되는 액상체에 적용할 수 있다.
[장치의 제조 방법]
다음에, 본 발명의 일 실시예에 의한 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 상술한 액적 토출 장치 IJ을 이용하여 유기 EL 기판을 제조하는 제조 방법을 예로 들어 설명한다.
도 6은 유기 EL 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 장치(디바이스)(301)는 기판(311), 회로 소자부(321), 화소 전극(331), 뱅크부(341), 발광 소자(351), 음극(361)(대향 기판) 및 밀봉용 기판(371)으로 구성된 유기 EL 소자(302)에, 플렉서블 기판(도시하지 않음)의 배선 및 구동 IC(도시하지 않음)을 접속한 것이다. 회로 소자부(321)는 기판(311) 상에 형성되고, 복수의 화소 전극(331)이 회로 소자부(321) 상에 정렬되어 있다. 그리고, 각 화소 전극(331) 사이에는 뱅크부(341)가 격자 형상으로 형성되어 있고, 뱅크부(341)에 의해 발생한 오목부 개구(344)에 발광 소자(351)가 형성되어 있다. 음극(361)은 뱅크부(341) 및 발광 소자(351)의 상부 전면에 형성되고, 음극(361) 위에는 밀봉용 기판(371)이 적층되어 있다.
유기 EL 소자를 포함하는 유기 EL 장치(301)의 제조 프로세스는 뱅크부(341)를 형성하는 뱅크부 형성 공정과, 발광 소자(351)를 적절히 형성하기 위한 플라즈마 처리 공정과, 발광 소자(351)를 형성하는 발광 소자 형성 공정과, 음극(361)을 형성하는 대향 전극 형성 공정과, 밀봉용 기판(371)을 음극(361) 상에 적층하여 밀봉하는 밀봉 공정을 구비하고 있다.
플라즈마 처리 공정에서는, 뱅크부(341) 사이에 있어서의 뱅크 형성 시의 레지스트(유기물) 잔류물을 제거하기 위해, 기판 P에 대하여 잔류물 처리를 실시한다.
잔류물 처리로는, 자외선을 조사함으로써 잔류물을 처리하는 자외선(UV) 조사 처리나 대기 분위기 중에서 산소를 처리 가스로 하는 O2 플라즈마 처리 등을 선택할 수 있지만, 여기서는 O2 플라즈마 처리를 실시한다. 이러한 처리를 함으로써, 화소 전극(331) 상의 친액성을 높일 수 있다.
발광 소자 형성 공정은 오목부 개구(344), 즉 화소 전극(331) 상에 정공 주입/수송층(박막)(352) 및 발광층(박막)(353)을 형성함으로써 발광 소자(351)를 형성하는 것으로, 정공 주입/수송층 형성 공정과 발광층 형성 공정을 갖고 있다. 그리고, 정공 주입/수송층 형성 공정은 정공 주입/수송층(352)을 형성하기 위한 액상체를 각 화소 전극(331) 상에 토출하는 제 1 액적 토출 공정과, 토출된 액상체를 건조시켜 정공 주입/수송층(352)을 형성하는 제 1 건조 공정을 갖고 있다.
이 제 1 액적 토출 공정에서는, 화소 전극(331) 위에 친액성이 부여되어 있 기 때문에, 토출된 액상체가 뱅크부(341) 사이에서 원활하게 스며들어, 소망의 패턴 형상을 형성할 수 있다.
그리고, 발광층 형성 공정은 발광층(353)을 형성하기 위한 액상체를 정공 주입/수송층(352) 위에 토출하는 제 2 액적 토출 공정과, 토출된 액상체를 건조시켜 발광층(353)을 형성하는 제 2 건조 공정을 갖고 있다. 이 발광 소자 형성 공정에서는, 상술한 액적 토출 장치 IJ를 이용하여 상기 발광 소자를 형성한다.
또, 박막 형성 공정인 발광 소자 형성 공정의 전 처리로서의 뱅크부 형성 공정, 플라즈마 처리 공정이나, 액적 토출에 의한 박막 형성, 그 위에, 감압, 오븐에 의한 가열 등의 건조 공정은 인라인 접속에 의해 일련의 공정으로 하는 것이 바람직하다.
정공 주입/수송층 형성 재료로는, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리비닐카바졸, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)과 폴리스티렌설폰산과의 혼합물(PEDOT/PSS; Polyethylendioxythiophene/Polystyrenesulfonete(Baytron P, 바이엘사 상표)) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다.
발광층 형성 재료로는, (폴리)플루오렌 유도체(PF), (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체(PPV), 폴리페닐렌 유도체(PP), 폴리 파라페닐렌 유도체(PPP), 폴리비닐카바졸(PVK), 폴리티오펜 유도체, 폴리메틸페닐실란(PMPS) 등의 폴리실란계 등이 적합하게 이용된다. 또한, 이들 고분자 재료에, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소 등의 고분자계 재료나, 루부렌, 페릴렌, 9, 10-디페닐 안트라센, 테트라페닐브타디엔, 나일레드, 쿠마린 6(Coumarin 6), 퀴나크리돈(Quinacridone) 등의 저분자 재료를 도핑하여 이용할 수도 있다. 이러한 유기 화합물 중 적색으로 발광하는 것으로는, 예컨대, 폴리비닐렌스티렌 유도체의 벤젠환에 알킬 또는 알콕시치환기를 갖는 고분자 화합물이나, 폴리비닐렌스티렌 유도체의 비닐렌기에 시아노기를 갖는 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 녹색으로 발광하는 유기 화합물로는, 예컨대, 알킬 또는 알콕시 또는 아릴 유도체 치환기를 벤젠환에 도입한 폴리비닐렌스티렌 유도체 등을 들 수 있다. 청색으로 발광하는 유기 화합물로는, 예컨대, 디알킬플루오렌과 안트라센의 공중합체와 같은 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
본 실시예의 유기 EL 장치(301)에서는, 정공 주입/수송층(352) 및 발광층(353)이 상술한 액적 토출 방법을 이용하여, 안정한 액적 토출에 의해 성막되기 때문에, 비행 꺾임 등이 발생하지 않고, 액적의 착탄 직경이나 착탄 위치 정밀도가 확보된 고품질의 장치를 제조할 수 있다.
계속해서, 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 7은 액정 표시 장치에서 TFT 소자(230)가 형성된 영역의 구성에 대하여 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 액정 장치에 있어서는, TFT 어레이 기판(210)과, 이것에 대향 배치되는 대향 기판(220) 사이에 액정층(50)이 유지되어 있다.
액정층(50)은, 예컨대, 일종 또는 수 종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지고, 한 쌍의 배향막(40, 60) 사이에서, 소정의 배향 상태를 취한다. TFT 어레이 기판(210)은 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(210A)와, 그 액정층(50)측 표면에 형성된 TFT 소자(230), 화소 전극(9), 배향막(40)을 주체로 하여 구성되어 있고, 대향 기판(20)은 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(220A)와, 그 액정층(50)측 표면에 형성된 공통 전극(21), 배향막(60), 을 주체로 하여 구성되어 있다. 그리고, 각 기판(210, 220)은 스페이서(15)를 통해 소정의 기판 간격이 유지되어 있다.
TFT 어레이 기판(210)에서, 기판 본체(210A)의 액정층(50)측 표면에는 화소 전극(9)이 마련되고, 각 화소 전극(9)에 인접하는 위치에, 각 화소 전극(9)을 스위칭 제어하는 화소 스위칭용 TFT 소자(230)가 마련된다. 화소 스위칭용 TFT 소자(230)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 주사선(3a), 해당 주사선(3a)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막(2), 데이터선(6a), 반도체층(1a)의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c), 반도체층(1a)의 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)를 구비하고 있다.
상기 주사선(3a) 상, 게이트 절연막(2) 상을 포함하는 기판 본체(210A) 상에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(5) 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(8)이 형성된 제 2 층간 절연막(4)이 형성되어 있다. 즉, 데이터선(6a)은 제 2 층간 절연막(4)을 관통하는 콘택트 홀(5)을 통해 고농도 소스 영역(1d)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 데이터선(6a) 상 및 제 2 층간 절연막(4) 상에는, 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(8)이 형성된 제 3 층간 절연막(7)이 형성되어 있다. 즉, 고농도 드레인 영역(1e)은 제 2 층간 절연막(4) 및 제 3 층간 절연막(7)을 관통하는 콘택트 홀(8)을 통해 화소 전극(9)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, TFT 어레이 기판(210)의 기판 본체(210A)의 액정층(50)측 표면에서, 각 화소 스위칭용 TFT 소자(230)가 형성된 영역에는, TFT 어레이 기판(210)을 투과하고, TFT 어레이 기판(210)의 도면에서 보아 하면(TFT 어레이 기판(210)과 공기의 계면)에서 반사되어, 액정층(50) 쪽으로 되돌아가는 복귀광이 적어도 반도체층(1a)의 채널 영역(1a') 및 저농도 소스, 드레인 영역(1b, 1c)에 입사되는 것을 방지하기 위한 제 1 차광막(11a)이 마련된다.
또한, 제 1 차광막(11a)과 화소 스위칭용 TFT 소자(230) 사이에는, 화소 스위칭용 TFT 소자(230)를 구성하는 반도체층(1a)을 제 1 차광막(11a)부터 전기적으로 절연하기 위한 제 1 층간 절연막(212)이 형성되어 있다. 또한, TFT 어레이 기판(210)에 제 1 차광막(11a)을 마련하는 것에 더하여, 콘택트 홀(13)을 통해 제 1 차광막(11a)은 전단 또는 후단의 용량선(3b)에 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다.
또한, TFT 어레이 기판(210)의 액정층(50)측 최표면, 즉, 화소 전극(9) 및 제 3 층간 절연막(7) 상에는, 전압 무인가 시에 있어서의 액정층(50) 내의 액정 분자의 배향을 제어하는 배향막(40)이 형성되어 있다. 따라서, 이러한 TFT 소자(230)를 구비하는 영역에서는, TFT 어레이 기판(210)의 액정층(50)측 최표면, 즉 액정층(50) 사이의 유지면에는 복수의 요철 내지 단차가 형성된 구성으로 되어있다.
한편, 대향 기판(220)에는, 기판 본체(220A)의 액정층(50)측 표면으로서, 데이터선(6a), 주사선(3a), 화소 스위칭용 TFT 소자(230)의 형성 영역에 대향하는 영 역, 즉 각 화소부의 개구 영역 이외의 영역에, 입사광이 화소 스위칭용 TFT 소자(230)의 반도체층(1a)의 채널 영역(1a')이나 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)에 침입하는 것을 방지하기 위한 제 2 차광막(23)이 마련된다. 또한, 제 2 차광막(23)이 형성된 기판 본체(220A)의 액정층(50) 쪽에는, 그 대략 전면에 걸쳐, ITO 등으로 이루어지는 공통 전극(21)이 형성되고, 그 액정층(50) 쪽에는, 전압 무인가 시에 있어서의 액정층(50) 내의 액정 분자의 배향을 제어하는 배향막(60)이 형성되어 있다.
상기한 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 우선, 유리 등으로 이루어지는 아래쪽의 기판 본체(210A) 상에 TFT 소자(230) 등을 구성하기 위해, 차광막(11a), 제 1 층간 절연막(212), 반도체층(1a), 채널 영역(1a'), 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c), 고농도 소스 영역(1d), 고농도 드레인 영역(1e), 축적 용량 전극(1f), 주사선(3a), 용량선(3b), 제 2 층간 절연막(4), 데이터선(6a), 제 3 층간 절연막(7), 콘택트 홀(8), 화소 전극(9)을 형성한다. 다음에, 기판 본체(210A) 상에, 상술한 액적 토출 장치 IJ를 이용하여 배향막 용액(예컨대, 상기 폴리아믹산 베이스의 고분자 폴리머를 γ-부티로락톤 단체를 포함한 혼합 용매에 용해시킨 것)을 도포하여 배향막(40)을 형성한다. 그 후, 배향막(40)에 소정 방향으로 러빙 처리를 실시하여, TFT 어레이 기판(210)을 작성한다. 또한, 위쪽의 기판 본체(220A) 상에도 차광막(23), 대향 전극(21), 배향막(60)을 형성하고, 또한 상기 배향막(60)에 소정 방향으로 러빙 처리를 실시하여 대향 기판(220)을 작성한다. 이 배향막(60)도 상술한 액적 토출 장치 IJ를 이용하여 성막된다.
다음에, 상기 대향 기판(220) 또는 TFT 어레이 기판(210) 상에 프레임 형상의 밀봉재를 형성한다. 그리고, 밀봉재를 형성한 TFT 어레이 기판(210) 상에, 당해 액정 장치의 셀 두께에 적합한 소정량의 액정을 적하한다. 그 후, 액정을 적하한 TFT 어레이 기판(210)과 다른쪽의 대향 기판(220)을, 액정을 사이에 유지하도록 접합하고, 또한, TFT 어레이 기판(210) 및 대향 기판(220)의 외면 쪽에 도시하지 않은 위상차판, 편광판 등의 광학 필름을 접합하여, 도 7에 나타낸 셀 구조를 구비하는 표시 장치인 액정 장치가 제조된다.
본 실시예의 액정 표시 장치에 있어서는, 배향막(40, 60)이 상술한 액적 토출 장치 IJ를 이용하여, 배향막 형성 재료를 포함하는 용액의 액적을 토출·건조함으로써, 액적의 착탄 직경이나 착탄 위치 정밀도가 확보된 상태에서 성막되기 때문에, 평탄성에 우수한 배향막(40, 60)을 형성하는 것이 가능하게 되어, 표시 품질에 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기한 액정 표시 장치, 유기 EL 장치 등의 장치는 노트북형 컴퓨터 및 휴대전화 등의 전자기기에 마련된다. 다만, 이들 전자기기는 상기한 노트북형 컴퓨터 및 휴대 전화에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지의 전자기기에 적용할 수 있다. 예컨대, 액정 프로젝터, 멀티미디어용 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크 스테이션(EWS), 호출기, 워드 프로세서, 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 전자 수첩, 전자 탁상 계산기, 카 네비게이션 장치, POS 단말, 터치 패널을 구비한 장치 등의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설 명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 가지 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 근거하여 여러 가지 변경이 가능하다.
본 발명에 의하면, 점탄성이 큰 재료를 이용하는 경우에도, 안정한 액적 토출이 가능한 액적 토출 방법과 액적 토출 장치, 박막 형성 방법, 및 이들 방법에 의해 제조된 장치 및 전자기기를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 압력 발생 소자에 구동 신호를 인가하여 상기 구동 신호에 따른 압력을 캐비티 내에 발생시키고, 상기 캐비티에 수용된 액상체를 액적으로서 토출하는 액적 토출 방법으로서,
    상기 구동 신호로서 제 1 파형부에서 소정 전위보다 제 1 전압만큼 큰 기준 전위에 대하여 제 2 전압을 인가하여 상기 캐비티 내에 부의 압력을 발생시키는 단계와,
    제 2 파형부에서 상기 기준 전위보다 상기 제 2 전압만큼 큰 유지 전위로 상기 캐비티 내의 부의 압력을 소정 시간 유지시키는 단계와,
    제 3 파형부에서 상기 유지 전위로부터 상기 소정 전위까지 제 3 전압을 인가하여 상기 캐비티 내를 가압하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제 1 전압은 상기 제 3 전압의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 파형부가 부의 압력을 유지시키는 시간은 상기 제 1 파형부가 부의 압력을 발생시키는 시간의 1/2 이하, 또한 상기 제 3 파형부가 캐비티 내를 가 압하는 시간의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 파형부가 부의 압력을 유지시키는 시간은 상기 제 1 파형부가 부의 압력을 발생시키는 시간의 1/3 이하, 또한 상기 제 3 파형부가 캐비티 내를 가압하는 시간의 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액상체는 평균 분자량이 70000 이상의 고분자 폴리머를 용질로서 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  5. 압력 발생 소자에 구동 신호를 인가하여 상기 구동 신호에 따른 압력을 캐비티 내에 발생시키고, 상기 캐비티에 수용된 액상체를 기판에 액적으로서 토출하여 박막을 형성하는 방법으로서,
    상기 액적을 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 액적 토출 방법에 의해, 상기 기판에 토출하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 액상체에 대하여 친액화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  7. 청구항 5의 박막 형성 방법으로 박막이 형성된 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 청구항 7에 기재된 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  9. 액상체를 수용하는 캐비티를 구비하는 헤드와, 인가된 구동 신호에 따라 상기 캐비티 내에 압력을 발생시키는 압력 발생 소자를 갖는 액적 토출 장치로서,
    상기 구동 신호로서, 소정 전위보다 제 1 전압만큼 큰 기준 전위에 대하여 제 2 전압을 인가하여 상기 캐비티 내에 부의 압력을 발생시키는 제 1 파형부와,
    상기 기준 전위보다 상기 제 2 전압만큼 큰 유지 전위로 상기 캐비티 내의 부의 압력을 소정 시간 유지시키는 제 2 파형부와,
    상기 유지 전위로부터 상기 소정 전위까지 제 3 전압을 인가하여 상기 캐비 티 내를 가압하는 제 3 파형부와,
    상기 제 1 전압으로서 상기 제 3 전압의 10% 이하인 신호를 상기 압력 발생 소자에 인가시키는 신호 제어 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 파형부가 부의 압력을 유지시키는 시간은, 상기 제 1 파형부가 부의 압력을 발생시키는 시간의 1/2 이하, 또한 상기 제 3 파형부가 캐비티 내를 가압하는 시간의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 파형부가 부의 압력을 유지시키는 시간은, 상기 제 1 파형부가 부의 압력을 발생시키는 시간의 1/3 이하, 또한 상기 제 3 파형부가 캐비티 내를 가압하는 시간의 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액상체는 평균 분자량이 70000 이상의 고분자 폴리머를 용질로서 포함 하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
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