KR100801567B1 - 액상체 배치 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학장치, 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 노즐의 이용 효율하에서 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있는 액상체 배치 방법과 그 액상체 배치 방법을 이용한 전기 광학 장치의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 제조된 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
각 주사에서는, 하나의 구획 영역(41R)에 대해서, 서로 인접하는 2개의 노즐에 의해, 제 1 전기 펄스에 의한 액적(A로 도시)의 토출이 우선 행해지고, 계속해서 제 2 전기 펄스에 의한 액적(B로 도시)의 토출이 행해진다. 양 액적은 동일한 노즐로부터 토출되면서도, 다른 노즐과 비교한 토출량의 편차에 관해서 서로 다른 성질을 나타내기 때문에, 의사적(擬似的)으로 다른 노즐에서 토출된 것으로 간주할 수 있다.
헤드 모듈, 액적 토출 장치, 뱅크, 전기 펄스

Description

액상체 배치 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{LIQUID MATERIAL PLACING METHOD, MANUFACTURING METHOD FOR ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 액적 토출 장치의 전체 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 헤드의 토출면을 나타내는 평면도.
도 3은 헤드 모듈의 내부 구조의 일례를 나타내는 요부 단면도.
도 4는 액적 토출 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 구동 신호의 일례를 나타내는 타이밍도.
도 6의 (a), (b)는 압력 제어 과정에서의 헤드 모듈의 내부 구조를 나타내는 요부 단면도.
도 7은 토출량의 노즐열 내의 분포의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 액정 표시 장치의 요부 구조를 나타내는 개략 단면도.
도 9는 휴대형 정보 처리 장치를 나타내는 개략 사시도.
도 10의 (a)는 제 1 주사에서의 기판에 대한 헤드 모듈의 주사 위치를 나타내는 평면도, 도 10의 (b)는 제 2 주사에서의 기판에 대한 헤드 모듈의 주사 위치를 나타내는 평면도.
도 11의 (a)는 제 1 주사에서의 구획 영역에 대한 액상체의 배치 위치를 모 식적으로 나타내는 평면도, 도 11의 (b)는 제 2 주사에서의 구획 영역에 대한 액상체의 배치 위치를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 12는 변형예 1에 따른 구동 신호의 구성을 나타내는 타이밍도.
도 13은 변형예 2에 따른 구동 신호의 구성을 나타내는 타이밍도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11a∼11c : 헤드 모듈
16a∼16f : 노즐군으로서의 노즐열
17 : 노즐
22 : 노즐과 연통하는 액실(液室)로서의 캐비티
26 : 압력 제어 수단으로서의 압전 소자
41R, 41G, 41B : 기판의 하나의 영역으로서의 구획 영역
100 : 액적 토출 장치
101 : 기판
103 : 헤드
250 : 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치
261 : 기판으로서의 컬러 필터(CF) 기판
263 : 뱅크
264R, 264G, 264B : 기능성 막으로서의 착색막
265 : 기능성 막으로서의 오버 코팅(OC)막
266, 268 : 기능성 막으로서의 전극
300 : 전자 기기로서의 휴대형 정보 처리 장치
L : 액상체
PS_A : 제 1 전기 펄스
PS_B : 제 2 전기 펄스
p1A, p1B : 제 1 서브 펄스
p2A, p2B : 제 2 서브 펄스
p3A, p3B : 제 3 서브 펄스
본 발명은 액적 토출법을 이용한 액상체 배치 방법, 전기 광학 장치와 그 제조 방법, 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 액적 토출법을 이용하여 다양한 기능성 막을 형성하는 수법이 주목받고 있으며, 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 액적 토출법을 이용한 액정 표시 장치의 컬러 필터의 제조 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는, 기판에 대해서 주사하는 액적 토출 헤드(이하, 헤드라고 함)의 미세 노즐로부터 색재(色材)를 포함하는 액상체(액적)를 토출시켜서, 그 기판 위에 형성된 구획 영역 내에 액상체를 배치(묘화)하고, 게다가 배치된 액상체를 건조 등에 의해 고화(固化)시켜서 착색막을 형성하도록 되어 있다.
그런데, 토출되는 액상체의 양(토출량)에는 노즐간에 경미하긴 하지만 편차 가 존재하기 때문에, 기판 내의 영역과 사용하는 노즐의 관계에 의해서, 배치되는 액상체의 양에 불균일(묘화 불균일)이 생겨버린다는 문제가 있다. 이러한 묘화 불균일을 저감하기 위해서, 특허 문헌 1에서는, 구조적으로 토출량의 편차가 생기기 쉬운 노즐에 대해서, 묘화에서의 사용을 금지하도록 하고 있다.
또한, 특허 문헌 1에서는, 하나의 구획 영역 내에 액상체를 배치하는 데 있어서, 복수회의 주사로 나누어, 사용하는 노즐을 주사마다 다르게 하면서 액상체의 배치를 행하도록 하고 있다. 이것은, 1구획 영역당 사용하는 노즐의 수를 증가시킴으로써, 노즐간의 특성차를 통계적으로 분산시키는 것을 지향한 것이다.
[특허 문헌 1] 일본국 공개 특허 2003-159787호 공보
그러나, 1구획 영역당 사용하는 노즐의 수를 증가시키는 방법은 노즐의 유효 이용이라는 점에서 불리하여, 묘화 시간의 장대화를 초래하는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 높은 노즐의 이용 효율하에서 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있는 액상체 배치 방법과 그 액상체 배치 방법을 이용한 전기 광학 장치의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 제조된 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 복수의 노즐로 이루어지는 노즐군을 갖는 헤드의 기판에 대한 주사하에, 상기 노즐과 연통하는 액실(液室)의 압력을 제어하는 압력 제어 수단에 전기 펄스를 공급하여, 상기 노즐로부터 액상체를 토출함으로써, 상기 기판에 상기 액상체를 배치하는 액상체 배치 방법으로서, 제 1 전기 펄스를 이용하여, 상기 기판의 하나의 영역 내에 대해서 상기 액상체의 토출을 행하는 제 1 토출 스텝과, 상기 제 1 토출 스텝과 동일한 상기 주사, 동일한 상기 노즐에 의해, 제 2 전기 펄스를 이용하여, 상기 하나의 영역 내에 대해서 상기 액상체의 토출을 행하는 제 2 토출 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 액상체 배치 방법에 있어서, 상기 제 1 전기 펄스를 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 토출량의 분포 폭을 a1, 상기 제 2 전기 펄스를 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 토출량의 분포 폭을 a2, 상기 제 1 및 제 2 전기 펄스의 양쪽을 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 총합의 토출량의 분포 폭을 b라고 했을 때에, b<a1+a2를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
이들 발명의 액상체 배치 방법에 의하면, 기판의 하나의 영역 내에 대해서, 제 1 전기 펄스에 의해 토출된 액적(액상체)과 제 2 전기 펄스에 의해 토출된 액적(액상체)이 동일한 주사로 배치된다. 이들 양 액적은 동일한 노즐로부터 토출되면서도, 다른 노즐과 비교한 특성 편차에 관해서 서로 다른 성질을 나타내게 되어, 의사적(擬似的)으로 다른 노즐에서 토출된 것으로 간주할 수 있다. 이 때문에, 상기 주사에서의 노즐간의 토출량의 편차는 실질적으로 분산되어, 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있다.
또 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 전기 펄스가 상기 액실을 감압하기 위한 제 1 서브 펄스와, 상기 제 1 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 2 서브 펄스와, 상기 제 2 서브 펄스에 이어서 상기 액실을 가압하여 상기 액상체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 제 3 서브 펄스를 갖고 있는 상기 액상체 배치 방법에 있어서, 적어도 상기 제 2 서브 펄스의 시간 성분이 상기 제 1 전기 펄스와 상기 제 2 전기 펄스에서 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액상체 배치 방법에 의하면, 토출량의 편차 분포에 대한 의존성이 높은 제 2 서브 펄스를 제 1 및 제 2 전기 펄스 사이에서 다르게 하고 있으므로, 상술한 효과를 적합하게 얻을 수 있다.
본 발명의 기능성 막을 구비하는 전기 광학 장치는 상기 액상체 배치 방법을 이용하여 상기 액상체를 상기 기판에 배치하는 공정과, 상기 배치된 액상체를 고화시켜서 기능성 막을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 상기한 액상체 배치 방법을 이용하여 전기 광학 장치의 구성 요소인 기능성 막을 형성하고 있으므로, 기판 위의 영역간에서의 불균일이 적은 기능성 막을 구비한 전기 광학 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명은 복수의 노즐로 이루어지는 노즐군을 갖는 헤드의 기판에 대한 주사하에, 상기 노즐과 연통하는 액실의 압력을 제어하는 압력 제어 수단에 전기 펄스를 공급하여, 상기 노즐로부터 상기 기판의 하나의 영역에 대해서 액상체가 토출되고, 상기 토출된 액상체의 고화에 의해 형성된 기능성 막을 구성 요소로서 구비하는 전기 광학 장치로서, 상기 하나의 영역 내에 대한 상기 액상체의 토출은 제 1 및 제 2 전기 펄스를 각각 이용하여 행해지고 있고, 상기 제 1 전기 펄스를 이용한 토출과 상기 제 2 전기 펄스를 이용한 토출은 동일한 상기 주사, 동일한 상기 노즐에 의해 행해지고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 기능성 막의 형성에 있어서는, 기판의 하나의 영역 내에 대해서, 제 1 전기 펄스에 의해 토출된 액적(액상체)과 제 2 전기 펄스에 의해 토출된 액적(액상체)이 동일한 주사로 배치된다. 이들 양 액적은 동일한 노즐로부터 토출되면서도, 다른 노즐과 비교한 특성 편차에 관해서 서로 다른 성질을 나타내게 되어, 의사적으로 다른 노즐에서 토출된 것으로 간주할 수 있다. 이 때문에, 상기 주사에서의 노즐간의 토출량의 편차는 실질적으로 분산되어, 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있다. 즉, 본 발명의 전기 광학 장치는 막 두께 불균일이 적은 기능성 막을 구비하고 있기 때문에 고품질이다.
본 발명의 전자 기기는 상기 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 기기는 상기 전기 광학 장치를 구비하고 있으므로, 고품질인 동시에 제조 효율이 높다는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 적합한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
또한, 이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 적합한 구체예이기 때문에, 기술적으로 바람직한 여러가지 한정이 부여되어 있지만, 본 발명의 범위는 이하의 설명에서 특별히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들의 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 참조하는 도면에서는, 도시의 편의상, 부재 내지 부분의 종횡의 축척을 실제의 것과는 다르게 나타내는 경우가 있다.
(액적 토출 장치)
우선, 도 1, 도 2, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 액적 토출 장치의 기계적 구성에 관하여 설명한다.
도 1은 액적 토출 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다. 도 2는 헤드의 토출면을 나타낸 평면도이다. 도 3은 헤드 모듈의 내부 구조의 일례를 나타낸 요부 단면도이다.
도 1에서, 액적 토출 장치(100)는 기판(101)을 탑재 배치하기 위한 탑재 배치대(102)와, 액상체의 토출을 행하는 헤드(103)와, 헤드(103)에 액상체를 공급하는 액상체 공급 수단(106)을 구비하고 있다. 헤드(103)는 탑재 배치대(102)에 대해서 X축 방향으로 왕복 운동(주주사; 主走査) 가능하도록, 주주사 수단(104)을 통해서 본체부(도시 생략)에 장착되어 있다. 또한, 탑재 배치대(102)는 헤드(103)에 대해서 Y축 방향으로 왕복 운동(부주사; 副走査) 가능하도록, 부주사 수단(105)을 통해서 본체부(도시 생략)에 장착되어 있다.
액상체 공급 수단(106)은 복수종의 액상체를 헤드(103)에 공급 가능하도록 구성되어 있다. 사용되는 액상체로서는, 물이나 유기 용매, 및 이들 용액 외에, 액체 중에 고체 미립자를 분산시킨 것 등을 채용할 수도 있다.
헤드(103)의 탑재 배치대(102)에 대한 대향면(토출면)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 헤드 모듈(11a, 11b, 11c)이 장착되어 있고, 헤드 모듈(11a∼11c)에는 노즐(17)이 형성되어 있다. 이 노즐(17)은 주주사 방향에 직교하는 방향(Y축 방향)으로 라인 형상으로 배열되어, 노즐군으로서의 노즐열(16a∼16f)을 구 성하고 있다.
본 실시예의 노즐열(16a∼16f)은 각각 160개의 노즐로 구성되어 있다. 또한, 노즐열(16a∼16f)의 양단측에는 망걸이부를 겹쳐서 도시하는 노즐이 존재하는데, 이들은 사용하지 않는 더미 노즐로 되어 있다. 노즐열(16a∼16f)은 각각 142㎛의 노즐 피치 구성으로 되어 있으며, 헤드(103)가 X축 방향으로 주주사된 경우에서, 서로 보완하여 연속된 71㎛ 피치의 주사 궤적을 그리는 위치 관계로 되어 있다.
헤드 모듈(11a)(11b, 11c에 관해서도 동일)의 내부 구조는 도 3에 나타낸 바와 같이 되어 있다. 즉, 헤드 모듈(11a)은 노즐(17)의 각각과 연통하는 액실인 캐비티(22)와, 각 캐비티(22)와 연통하는 노즐열(16a, 16b) 단위의 공통 실(室)인 리저버(23)를 구비하고 있다. 캐비티(22)의 위덮개부(24)는 가요성(可撓性) 막(25)에 의해 가동하도록 되어 있고, 위덮개부(24)와 접합된 압력 제어 수단으로서의 압전 소자(26)의 구동에 의해 캐비티(22) 내의 압력이 제어되도록 되어 있다.
캐비티(22)의 압력 제어는 더 구체적으로는, 압전 소자(26)에 공급되는 전기 펄스를 이용하여 행해지며, 이 압력 제어에 의해 캐비티(22) 내의 액상체를 노즐(17)로부터 토출시킬 수 있다(상세하게는 후술함). 이렇게 하여, 헤드(103)의 주사에 동기해서 발신되는 전기 펄스의 공급/비공급의 제어를 노즐(17)마다 행함으로써, 기판(101) 위의 임의의 영역에 액상체를 배치(묘화)하는 것이 가능하게 되어 있다.
헤드(103)에는, 헤드 모듈(11a∼11c) 이외에도, 도시를 생략한 다른 헤드 모 듈이 장착되어 있다. 상기 다른 헤드 모듈은 헤드 모듈(11a∼11c)과는 다른 종류의 액상체에 대응하여 설치된 것이다.
또한, 액적 토출 장치의 구성은 상술한 형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 헤드(103)의 고정하에, 탑재 배치대(102)가 XY 방향으로 왕복 운동하는 구성으로 할 수도 있고, 탑재 배치대(102)의 고정하에, 헤드(103)가 XY 방향으로 왕복 운동하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 노즐열(16a∼16f)의 노즐 피치를 변경하거나, 노즐열(16a∼16f)의 신장 방향을 Y축 방향에 대해서 기울인 구성으로 할 수도 있다.
다음에, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7을 참조하여, 액적 토출 장치의 전기적 구성과 전기 펄스에 의한 액적의 토출에 관하여 설명한다.
도 4는 액적 토출 장치의 전기적 구성을 나타낸 블록도이다. 도 5는 구동 신호의 일례를 나타낸 타이밍도이다. 도 6은 압력 제어 과정에서의 헤드 모듈의 내부 구조를 나타낸 요부 단면도이다. 도 7은 토출량의 노즐열 내의 분포의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4에서, 액적 토출 장치(100)는 주사 제어 및, 각 노즐열(16a∼16f)(도 2 참조)마다 토출 제어를 행하는 제어부(120)를 구비하고 있다. 제어부(120)는 외부 인터페이스(I/F)(121)를 통하여 호스트 컴퓨터(107)와 접속되고, 또한 내부 I/F(122)를 통하여, 각 노즐열(16a∼16f)마다 설치된 헤드 구동 회로(131) 및 주주사 수단(104), 부주사 수단(105)과 접속되어 있다.
제어부(120)는 CPU(123)와, CPU(123)의 워크 메모리나 버퍼 메모리로서 기능 하는 RAM(124)과, 각종 제어 정보를 기억하는 ROM(125)과, 클록 신호(CK)를 생성하는 발신 회로(126)와, 전기 펄스(PS_A, PS_B)(도 5 참조)를 포함하여 이루어지는 구동 신호(COM)를 생성하는 구동 신호 생성 회로(127)를 구비하고 있다. 또한, 헤드 구동 회로(131)는 각 노즐마다의 압전 소자(26)에 대응하여, 시프트 레지스터(132), 래치 회로(133), 레벨 시프터(134), 스위치(135)를 구비하고 있다.
호스트 컴퓨터(107)는 묘화 대상면에서의 액적의 배치를 나타낸 소위 비트 맵 형식의 묘화 패턴 데이터를 제어부(120)에 전송한다. 그리고, CPU(123)는 묘화 패턴 데이터를 디코드하여 노즐마다 ON/OFF 정보인 노즐 데이터를 생성한다. 노즐 데이터는 시리얼 신호(SI)화되어, 클록 신호(CK)에 동기(同期)하여 각 시프트 레지스터(132)에 전송된다.
시프트 레지스터(132)에 전송된 노즐 데이터는 래치 신호(LAT(도 5 참조))가 래치 회로(133)에 입력되는 타이밍에서 래치되고, 또한 레벨 시프터(134)에서 스위치(135)용의 게이트 신호로 변환된다. 이렇게 하여, 노즐 데이터가 「ON」인 경우에는 스위치(135)가 열려서 압전 소자(26)에 구동 신호(COM(도 5 참조))가 공급되고, 노즐 데이터가 「OFF」인 경우에는, 스위치(135)가 닫힌다.
구동 신호(COM)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 주주사와 동기한 타이밍으로 설정되는 1묘화 주기 내에, 중간 전위로 접속된 제 1 전기 펄스(PS_A)와 제 2 전기 펄스(PS_B)를 갖고 있다. 「ON」이 된 노즐의 압전 소자(26)에는 제 1 및 제 2 전기 펄스(PS_A, PS_B)가 연속해서 공급되어, 대응하는 캐비티(22)의 압력 제어가 행해진다.
제 1 전기 펄스(PS_A)는 중간 전위로부터의 충전을 행하는 제 1 서브 펄스(p1A)와, 제 1 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 2 서브 펄스(p2A)와, 제 2 서브 펄스의 유지 전위로부터의 방전을 행하는 제 3 서브 펄스(p3A)와, 제 3 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 4 서브 펄스(p4A)와, 제 4 서브 펄스의 유지 전위로부터의 중간 전위로의 충전을 행하는 제 5 서브 펄스(p5A)를 갖고 있다.
제 1 서브 펄스(p1A)가 압전 소자(26)에 공급되면, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 캐비티(22)의 용량이 확장되어 내부의 압력이 저하되고(감압 과정), 액상체(L)의 메니스커스(Me)가 노즐(17)의 안쪽으로 끌려 들어간다. 또한, 제 1 서브 펄스(p1A)에 의해, 캐비티(22)를 포함하는 유로계에는 헬름홀츠(Helmholtz) 공진이 야기되어, 제 2 서브 펄스(p2A)가 압전 소자(26)에 공급되고 있는 동안에, 캐비티(22)의 용량 및 내압은 이 헬름홀츠 공진을 따라서 진동한다. 이어서, 제 3 서브 펄스(p3A)가 압전 소자(26)에 공급되면, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 캐비티(22)의 용량이 축소되어 내부의 압력이 상승하고(가압 과정), 노즐(17)로부터 액상체(L)가 압출된다. 압출된 액상체(L)는 그 후 액적으로서 비행하여, 기판(101)(도 1 참조) 위에 배치된다.
제 3 서브 펄스(p3A)에 의해 저하된 전위 레벨은 제 4 서브 펄스(p4A)를 거쳐 제 5 서브 펄스(p5A)에 의해 중간 전위까지 회복된다. 제 5 서브 펄스(p5A)는 전위 레벨의 회복에 추가하여, 제 3 서브 펄스(p3A)에 의해 야기된 헬름홀츠 공진을 강제적으로 상쇄하는 역할도 담당하고 있다.
제 2 서브 펄스(p2A)의 시간 성분 : t2_A는 제 1 서브 펄스(p1A)에 의해 야 기되는 헬름홀츠 공진과, 제 3 서브 펄스(p3A)에 의해 야기되는 헬름홀츠 공진의 위상차의 타이밍을 규정하는 역할을 하고 있다. 양자의 공진의 위상차에 의해서, 제 3 서브 펄스(p3A)에 의해 노즐(17)로부터 압출되는 액상체의 거동은 변화되기 때문에, 이 시간 성분 : t2_A는 액적의 양(토출량)이나 속도에 관계되는 중요한 요소의 하나로 되어 있다.
또한, 토출량은 캐비티(22) 주위의 구조상의 차이나 리저버(23)와 캐비티(22)의 위치 관계 등에 의해서도 영향을 받기 때문에, 토출에 관계된 노즐(17)에 따라서 편차를 갖는다. 도 7은 어느 노즐열에 대해서, 노즐(17)의 배열 방향을 횡축으로 하여 토출량의 분포를 나타낸 것으로, 이 예에서는, 제 1 전기 펄스(PS_A)에 대응하는 토출량은 a1의 분포 폭(최소값과 최대값의 차)으로, 노즐 열의 단부(端部) 부근에서 상대적으로 많아지는 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 7은 노즐열 내의 모든 노즐(17)로부터 동시에 액적을 토출시켰을 때의 토출량을 나타낸 것이다.
제 1 전기 펄스(PS_A)에 이어서 압전 소자(26)에 공급되는 제 2 전기 펄스(PS_B)는 제 1 전기 펄스(PS_A)와 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 중간 전위로부터의 충전을 행하는 제 1 서브 펄스(p1B)와, 제 1 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 2 서브 펄스(p2B)와, 제 2 서브 펄스의 유지 전위로부터의 방전을 행하는 제 3 서브 펄스(p3B)와, 제 3 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 4 서브 펄스(p4B)와, 제 4 서브 펄스의 유지 전위로부터의 중간 전위로의 충전을 행하는 제 5 서브 펄스(p5B)를 갖고 있다.
서브 펄스(p1B∼p5B)의 역할은 제 1 전기 펄스(PS_A)에서의 서브 펄스(p1A∼p5A)와 동일하지만, 서브 펄스(p1A∼p5A)와 서브 펄스(p1B∼p5B)에서는, 전압, 시간의 성분에 관하여 부분적으로 다르다. 특히, 제 2 서브 펄스(p2A)의 시간 성분 : t2_A와 제 2 서브 펄스(p2B)의 시간 성분 : t2_B가 다르며, 이것에 기인하여, 노즐열 내에서의 토출량의 분포에도 차이가 보인다(도 7 참조). 즉, 이 예에서는, 제 2 전기 펄스(PS_B)에 의한 토출량은 a2의 분포 폭(최소값과 최대값의 차)으로, 노즐열의 단부 부근에서 상대적으로 적어지는 분포를 나타내고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 노즐열 내에서의 토출량의 분포의 경향은 제 1 전기 펄스(PS_A)에 의한 액적과 제 2 전기 펄스(PS_B)에 의한 액적에서 분명한 차가 있어, 마치 다른 노즐열인 듯한 성질을 나타내고 있다. 이 때문에, 양 액적의 총합으로서의 토출량에 착안하면, 단독의 전기 펄스에 의한 노즐간의 편차는 통계적으로 분산되고, 그 편차는 실질적으로 축소되어 있다고 고려할 수 있다. 이에 따라, 양 액적의 총합에 관한 토출량의 분포 폭(b)(최소값과 최대값의 폭)은 단독의 전기 펄스에 관한 토출량의 분포 폭(a1, a2)의 단순 합 : a1+a2보다도 작아져 있다.
이와 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치(100)(도 1 참조)는 1묘화 주기 내에서 복수종의 전기 펄스에 의한 액적을 페어(pair)로서 토출하도록 되어 있어, 노즐간의 토출량의 편차에 대해서 실질적인 저감을 도모하도록 되어 있다.
토출량의 편차 분포의 경향은 특히, 제 2 서브 펄스(p2A, p2B)의 시간 성분 : t2_A, t2_B에 대해서 강한 의존성을 갖는다. 단, 상기 성분의 조정에 의해 완 전히 자유로운 제어가 가능하다는 것은 아니고, 본 실시예에 있어서도, 헤드 모듈 단위로 각각에 t2_A, t2_B 및 다른 성분의 적정화를 도모함으로써, 분포 폭(b)을 작게 하는 고안이 행해지고 있다. 또한, 당연한 일이지만, 서브 펄스의 성분의 최적화에서는, 노즐열 내의 평균 토출량이나 액적의 평균 속도, 토출 안정성 등에도 충분히 배려할 필요가 있다.
(액정 표시 장치)
다음에, 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일례로서의 액정 표시 장치에 관하여 설명한다.
도 8은 액정 표시 장치의 요부 구조를 나타낸 개략 단면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(250)는 패시브 매트릭스형 액정 표시 장치로서, 복수의 착색막(264)을 갖는 컬러 필터 기판(CF 기판)(261)과, 복수의 전극(268)을 갖는 대향 기판(271)과, CF 기판(261)과 대향 기판(271) 사이에 끼워진 액정(270)을 구비한 액정 표시 패널(260)을 갖고 있다. 이러한 액정 표시 장치(250)는 수광형의 표시 장치이기 때문에, 예를 들면, 대향 기판(271)의 배면측에 LED 소자, EL, 냉음극관 등의 광원을 갖는 조명 장치(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시예의 액정 표시 장치(250)는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 대향 기판(271)에 TFT나 TFD 등의 스위칭 소자를 구비한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치라도 좋다.
대향 기판(271)에는, 예를 들면, 투명한 수지 또는 유리 기판이 사용되고 있고, CF 기판(261)과의 대향면측에 ITO로 이루어지는 투명한 복수의 전극(268)을 갖 고 있다. 전극(268)은 대향하는 CF 기판(261)에 설치된 ITO로 이루어지는 투명한 전극(266)과 직교하여 Y방향으로 연장되어 있다. 즉, 액정 표시 패널(260)은 서로 대향하는 동시에 직교하여 격자 형상으로 배치된 전극(266)과 전극(268)을 갖고 있다. 그리고, 전극(266)과 전극(268)이 직교하여 겹친 부분이 표시용의 화소 영역으로 되어 있다.
CF 기판(261)은, 예를 들면, 투명한 수지 또는 유리 기판을 사용하고 있으며, 소정의 패턴으로 형성된 차광막(262)과, 차광막(262) 위에 형성된 뱅크(263)를 구비하고 있다. 또한, 차광막(262) 및 뱅크(263)에 의해 구획된 구획 영역에 R(적색), G(녹색), B(청색)에 대응하는 착색막(264)과, 착색막(264)과 뱅크(263)를 덮는 평탄화층으로서의 OC(오버코트)막(265)을 구비하고 있다. 전극(266)은 OC막(265) 위에 형성되어 있다. 또한, 전극(266)과의 밀착성을 확보하기 위해서, OC막(265) 위에 SiO2 등의 박막을 형성하도록 해도 좋다.
액정 표시 패널(260)은 이러한 CF 기판(261)과 대향 기판(271)을 갭재(272)를 통하여 소정의 간격으로 대향 배치시켜서, 양 기판(261, 271) 사이에 도시하지 않은 밀봉재에 의해 액정(270)을 밀봉한 것이다. 기판(261, 271)에서의 액정(270)의 봉입면측에는, 액정(270)의 분자를 소정 방향으로 배향시키는 배향막(267, 269)이 설치되어 있다.
또한, 액정 표시 패널(260)의 전면측과 배면측의 표면에는, 통상, 입사 또는 출사하는 광을 편향시키는 편광판이나, 시각 등을 개선하기 위한 광학 기능성 필름 으로서의 위상차 필름 등이 배열 설치되는데, 이것은 생략되어 있다.
차광막(262)은 CF 기판(261) 위에, Cr, Ni, Al 등의 불투명한 금속, 또는 이들 금속의 산화물 등의 화합물을 재료로 하여, 기상법(氣相法)과 포토리소그래피법을 이용하여 제조할 수 있다.
뱅크(263)는 차광막(262)이 형성된 CF 기판(261) 위에, 롤 코팅법이나 스핀 코팅법에 의해 두께가 약 2㎛의 감광성 수지층을 형성한 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝을 실시하여 얻을 수 있다.
기능성 막으로서의 착색막(264B, 264G, 264R)은 상술한 액적 토출 장치를 사용하여, 각각 B, G, R에 대응하는 3색의 색재(유기 안료)를 포함하는 액상체(착색액)를 뱅크(263)에 의한 구획 영역 내에 배치하고, 배치된 액상체를 건조 등에 의해 고화(막화)하는 것(액적 토출법)에 의해 형성할 수 있다. 또한, 액상체의 배치에 관한 상세한 공정에 대해서는 후술한다.
기능성 막으로서의 OC막(265)은 투명한 아크릴계 수지를 포함하는 액상체를 이용하여, 스핀 코팅법, 오프셋 인쇄에 의해 형성할 수 있는 것 외에, 액적 토출법에 의해 형성할 수도 있다.
기능성 막으로서의 전극(266, 268)은 기상법 및 포토리소그래피법을 이용하여 형성할 수 있는 것 외에, Au, Ag, Pt 등의 금속 미립자의 분산액을 이용하여 액적 토출법에 의해 형성할 수도 있다.
기능성 막으로서의 배향막(267, 269)은 상술한 액적 토출 장치(100)를 사용하여 폴리이미드 수지 등을 포함하는 액상체를 패턴 배치해서 수지막을 형성한 후, 러빙 처리에 의해 배향성을 부여하여 형성할 수 있다.
(전자 기기)
다음에, 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 전자 기기의 일례로서의 휴대형 정보 처리 장치에 관하여 설명한다.
도 9는 휴대형 정보 처리 장치를 나타낸 개략 사시도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 전자 기기로서의 휴대형 정보 처리 장치(300)는 입력용의 키보드(301)를 갖는 정보 처리 장치 본체(303)와, 표시부(302)를 구비하고 있다. 표시부(302)에는, 상술한 액정 표시 장치(250)가 사용되고 있다. 또한, 액정 표시 장치(250)를 탑재하는 전자 기기의 다른 예로서는, 휴대 전화, 손목 시계 등이 있다.
(액상체 배치 방법)
다음에, 도 5, 도 10, 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 액상체 배치 방법에 대해서, CF 기판 위에서의 착색막의 형성에 관한 예를 들어 설명한다.
도 10의 (a), (b)는 각각, 제 1 주사 및 제 2 주사에서의 기판에 대한 헤드 모듈의 주사 위치를 나타낸 평면도이다. 도 11의 (a), (b)는 각각, 제 1 주사 및 제 2 주사에서의 구획 영역에 대한 액상체의 배치 위치를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 10에서, CF 기판(261) 위에의 액상체의 배치(묘화)는 액적 토출 장치(100)(도 1 참조)를 사용하여, 헤드 모듈(11a∼11c)의 주주사와 CF 기판(261)의 소정량의 이동(부주사)을 교대로 반복함으로써 행해진다. 예를 들면, CF 기 판(261) 위의 영역(40)에 대해서는, 제 1 주사(도 10의 (a))에서는 헤드 모듈(11c)의 노즐로부터, 제 2 주사(도 10의 (b))에서는 헤드 모듈(11b)의 노즐로부터, 각각 액적(액상체)의 토출이 행해지게 된다.
CF 기판(261) 위에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 뱅크(263)에 의해 구획된 하나의 영역으로서의 구획 영역(41R, 41G, 41B)이 주사 방향(XY축 방향)으로 규칙적으로 설치되어 있다. 여기서, 구획 영역(41R, 41G, 41B)은 각각, R(적색), G(녹색), B(청색)의 착색막(264)(도 8 참조)을 형성하기 위한 구획 영역으로, 액정 표시 장치(250)(도 8 참조)가 된 상태에서 소위 스트라이프형의 화소 배열을 구성하도록 되어 있다.
액적(액상체)의 토출은 노즐열의 주사 위치에 동기하여 행해지도록 되어 있으며, 본 실시예에서는 구획 영역(41R, 41G, 41B)의 주주사 방향(X축 방향)의 배열의 피치(P)에 대응하여 구동 신호(도 5)의 묘화 주기가 설정되도록 되어 있다. R(적색)에 대응하는 액적(액상체)의 배치 위치를 나타낸 도 11의 예에서는, 구획 영역(41R) 위의 주사 위치에 대응하는 묘화 주기에서는 액적이 토출되고, 구획 영역(41G, 41B) 위의 주사 위치에 대응하는 묘화 주기에서는 액적이 토출되지 않게(비구동) 되어 있다. 또한, 뱅크(263)에 걸리는 위치의 노즐에 대해서는, 묘화 주기에 관계없이 액적이 토출되지 않게(비구동) 되어 있다.
제 1 주사(도 11의 (a))에서는, 하나의 구획 영역(41R)에 대해서, 서로 인접하는 2개의 노즐에 의해, 제 1 전기 펄스(PS_A)(도 5)에 의한 액적(A로 도시)의 토출이 우선 행해지고(제 1 토출 스텝), 이어서 제 2 전기 펄스(PS_B)(도 5)에 의한 액적(B로 도시)의 토출이 행해진다(제 2 토출 스텝). 또한, 제 2 주사(도 11의 (b))에서는, 상기 하나의 구획 영역(41R)에 대해서, 제 1 주사와는 다른 별도의 2개의 노즐에 의해, 제 1 전기 펄스(PS_A)(도 5)에 의한 액적(A로 도시)의 토출이 우선 행해지고(제 1 토출 스텝), 이어서 제 2 전기 펄스(PS_B)(도 5)에 의한 액적(B로 도시)의 토출이 행해진다(제 2 토출 스텝).
CF 기판(261)의 표면에는, O2 플라스마 처리 등에 의한 친액화 처리가 미리 실시되어 있어, 제 1 주사 및 제 2 주사에서 토출(배치)된 액적은 구획 영역(41R, 41G, 41B) 내에 습윤 확장된다. 이 때, 액적이 구획 영역(41R, 41G, 41B) 내에 균일하게 습윤 확장되도록, 제 1 주사에 의한 액적의 배치 위치와 제 2 주사에 의한 액적의 배치 위치는 Y축 방향으로 노즐의 주사 피치의 약 반분의 거리만큼 오프셋 되도록 되어 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 전기 펄스(PS_A)(도 5)에 의해 토출되는 액적(A로 도시)과 제 2 전기 펄스(PS_B)(도 5)에 의해 토출되는 액적(B로 도시)은 하나의 구획 영역 내에 대해서, 동일 주사로 배치되도록 되어 있다. 이들 양 액적(A, B로 도시)은 동일한 노즐로부터 토출되면서도, 다른 노즐과 비교한 토출량의 편차에 관해서 서로 다른 성질을 나타내고 있어(도 7 참조), 의사적으로 다른 노즐에서 토출된 것으로 간주할 수 있다. 이 때문에, 노즐간의 토출량의 편차는 실질적으로 분산되어, 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있다.
또한, 제 1 주사와 제 2 주사에서, 하나의 구획 영역에 대해서 서로 다른 노 즐에 의해 액적이 토출되도록 되어 있기 때문에, 노즐간의 토출량의 편차는 더한층 분산되어, 더한층 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있다.
이렇게 하여, 이러한 과정을 거쳐서 형성된 착색막(264R, 264G, 264B)(도 8 참조)을 구비하는 액정 표시 장치, 및 그 액정 표시 장치를 구비하는 휴대형 정보 처리 장치는 고품질이다.
(변형예 1)
다음에, 실시예의 변형예 1에 대해서, 상술한 실시예와의 차이점을 중심으로 도 12를 참조하면서 설명한다.
도 12는 변형예 1에 따른 구동 신호의 구성을 나타낸 타이밍도이다.
이 변형예 1의 구동 신호(COM)에서는, 제 1 전기 펄스(PS_A)와 제 2 전기 펄스(PS_B)가 다른 묘화 주기가 되어, 서로 교대로 나란히 배치되어 있다. 이와 같이, 제 1 전기 펄스(PS_A)와 제 2 전기 펄스(PS_B)는 반드시 동일 묘화 주기로 되어 있지 않아도 좋다. 또한, 이 구동 신호(COM)를 이용하여 CF 기판 위에의 액상체의 배치를 행하는 경우에는, 하나의 구획 영역에 대해서 2묘화 주기분의 액적의 토출이 행해지게 되므로, 그것에 대응한 묘화 패턴 데이터를 준비할 필요가 있다.
(변형예 2)
다음에, 실시예의 변형예 2에 대해서, 상술한 실시예와의 차이점을 중심으로 도 13을 참조하면서 설명한다.
도 13은 변형예 2에 따른 구동 신호의 구성을 나타낸 타이밍도이다.
이 변형예 2의 구동 신호(COM)는 1묘화 주기 내에, 연속하는 2개의 제 1 전 기 펄스(PS_A, PS_A)와, 연속하는 2개의 제 2 전기 펄스(PS_B, PS_B)를 포함하고 있다. 이와 같이, 제 1 전기 펄스(PS_A)와 제 2 전기 펄스(PS_B)는 반드시 교대로 나란히 배치되어 있지 않아도 좋다. 또한, 이 구동 신호(COM)를 이용하여 CF 기판 위에의 액상체 배치를 행하는 경우에는, 하나의 구획 영역에 대해서 1노즐당 4개의 액적(1묘화 주기분)이 토출되게 되므로, 한번의 주사로 상기 하나의 구획 영역 내에의 액상체의 배치는 완료하게 된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
예를 들면, 상술한 묘화 방법을 이용하여 형성되는 기능성 막의 다른 예로서, 가령, 유기 EL 표시 장치에서의 발광막, 플라스마 디스플레이 장치에서의 형광막, 또는, 전기 회로 부분에서 이용되는 도전막(도전 배선)이나 고저항막(저항 소자) 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 2종류의 전기 펄스에 의해 토출되는 액적을 CF 기판 위의 구획 영역 내에 배치하도록 하고 있었지만, 보다 많은 종류의 전기 펄스를 조합시킨 형태로 할 수도 있다.
또한, 각 실시예의 각 구성은 이들을 적절히 조합시키거나, 생략하거나, 도시하지 않은 다른 구성과 조합시키거나 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 높은 노즐의 이용 효율하에서 적은 불균일로 액상체를 배치할 수 있는 액상체 배치 방법과 그 액상체 배치 방법을 이용한 전기 광학 장치의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 제조된 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 복수의 노즐로 이루어지는 노즐군을 갖는 헤드의 기판에 대한 주사하에, 상기 노즐과 연통하는 액실(液室)의 압력을 제어하는 압력 제어 수단에 전기 펄스를 공급하여, 상기 노즐로부터 액상체를 토출함으로써, 상기 기판에 상기 액상체를 배치하는 액상체 배치 방법으로서,
    제 1 전기 펄스를 이용하여, 상기 기판의 하나의 영역 내에 대해서 상기 액상체의 토출을 행하는 제 1 토출 스텝과,
    상기 제 1 토출 스텝과 동일한 상기 주사, 동일한 상기 노즐에 의해, 제 2 전기 펄스를 이용하여, 상기 하나의 영역 내에 대해서 상기 액상체의 토출을 행하는 제 2 토출 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 액상체 배치 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 펄스를 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 토출량의 분포 폭을 a1, 상기 제 2 전기 펄스를 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 토출량의 분포 폭을 a2, 상기 제 1 및 제 2 전기 펄스의 양쪽을 이용하여 토출을 행했을 때의 상기 노즐군 내의 총합의 토출량의 분포 폭을 b라고 했을 때에,
    b<a1+a2를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액상체 배치 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전기 펄스가 상기 액실을 감압하기 위한 제 1 서브 펄스와, 상기 제 1 서브 펄스의 종점의 전위를 유지하는 제 2 서브 펄스와, 상기 제 2 서브 펄스에 이어서 상기 액실을 가압하여 상기 액상체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 제 3 서브 펄스를 갖고 있으며,
    적어도 상기 제 2 서브 펄스의 시간 성분이 상기 제 1 전기 펄스와 상기 제 2 전기 펄스에서 다른 것을 특징으로 하는 액상체 배치 방법.
  4. 제 1 항에 기재된 액상체 배치 방법을 이용하여 상기 액상체를 상기 기판에 배치하는 공정과,
    상기 배치된 액상체를 고화(固化)시켜서 기능성 막을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 기능성 막을 구성 요소로서 구비하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  5. 복수의 노즐로 이루어지는 노즐군을 갖는 헤드의 기판에 대한 주사하에, 상기 노즐과 연통하는 액실의 압력을 제어하는 압력 제어 수단에 전기 펄스를 공급하여, 상기 노즐로부터 상기 기판의 하나의 영역에 대해서 액상체가 토출되고, 상기 토출된 액상체의 고화에 의해 형성된 기능성 막을 구성 요소로서 구비하는 전기 광학 장치로서,
    상기 하나의 영역 내에 대한 상기 액상체의 토출은 제 1 및 제 2 전기 펄스 를 각각 이용하여 행해지고 있고,
    상기 제 1 전기 펄스를 이용한 토출과 상기 제 2 전기 펄스를 이용한 토출은 동일한 상기 주사, 동일한 상기 노즐에 의해 행해지고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 5 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하는 전자 기기.
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