KR100807232B1 - 토출량 측정 방법, 패턴 형성 방법, 디바이스, 전기 광학장치, 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 묘화(描畵) 패턴을 형성할 때에 가까운 토출량의 계측 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 액상체(液狀體)의 토출량 측정 방법은, 계측용 토출 데이터에 의거하여 액적 토출 헤드를 구동시키고, 측정 가능한 양으로 되도록 토출 수를 설정하여 액상체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 계측용 토출 공정(스텝 S2)과, 토출된 액상체의 토출량을 계측하는 계측 공정(스텝 S3)과, 계측된 토출량과 토출 수로부터 평균 토출량을 산출하는 연산 공정(스텝 S4)을 구비하며, 계측용 토출 데이터로서 묘화 패턴을 토출 묘화할 때와 대략 동일한 토출 데이터를 사용했다.
액정 표시 장치, 착색층, 액적 토출 헤드, 노즐, 노즐 열, 기판

Description

토출량 측정 방법, 패턴 형성 방법, 디바이스, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{MEASUREMENT METHOD OF DISCHARGING AMOUNT, PATTERN FORMING METHOD, DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 액적 토출 장치의 구조를 나타내는 개략 사시도.
도 2는 캐리지(carriage)에서의 액적 토출 헤드의 배치를 나타내는 평면도.
도 3은 액적 토출 헤드의 요부 구조를 나타내는 개략 단면도.
도 4는 전자 저울의 구성을 나타내는 개략 사시도.
도 5는 액적 토출 장치의 전기적인 제어계를 나타내는 블록도.
도 6은 컬러 필터를 나타내는 개략 평면도.
도 7은 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 플로차트.
도 8은 기능액의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 9는 기능액의 토출 타이밍을 나타내는 개략도.
도 10은 토출량 측정의 전기적인 제어계를 나타내는 블록도.
도 11은 제 3 실시예에서의 액적 토출 헤드를 나타내는 개략 평면도.
도 12의 (a) 및 (b)는 제 3 실시예에서의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 13의 (c) 및 (d)는 제 3 실시예에서의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개 략도.
도 14의 (a) 및 (b)는 제 3 실시예의 계측용 토출 데이터를 나타내는 비트맵.
도 15의 (a)는 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략 정면도, (b)는 (a)의 H-H'선으로 자른 단면도.
도 16은 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 개략 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치
12R, 12G, 12B : 묘화(描畵) 패턴으로서의 착색층
31∼40 : 액적 토출 헤드 42 : 노즐
42A, 42B : 노즐 열
44R, 44G, 44B : 액상체 및 기능액으로서의 색재료액
80 : 전자 기기로서의 퍼스널 컴퓨터 N1∼N9 : 노즐 열
W : 워크로서의 기판
본 발명은 액적 토출법에서의 토출량 측정 방법, 패턴 형성 방법, 디바이스, 전기 광학 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다.
잉크젯 프린터에서 사용되고 있는 잉크젯 방식(액적 토출법)을 응용하여, 예 를 들어 액정 표시 장치에서의 컬러 필터나 유기 EL 표시 장치에서의 발광층을 형성하는 방법이 제안되어 있다.
이러한 액적 토출법에서는, 액적 토출 헤드로부터 토출되는 액적의 양을 적정한 값으로 조정할 필요가 있다. 예를 들어 컬러 필터의 형성 방법에 있어서, 토출되는 착색 재료를 포함하는 액적의 양이 부적절한 경우에는, 컬러 필터를 투과한 광의 색조가 과도하게 짙거나 엷거나 하여, 색조의 편차가 커서 품질이 불안정한 컬러 필터로 된다.
액적 토출량을 적정하게 하는 방법이 특허문헌 1에 제안되어 있다. 이것에 의하면, 액적 토출량을 측정하는 환경과 워크에 액적을 토출할 때의 환경을 동일하게 하여 온도나 습도에 의한 영향을 저감함으로써, 실제 액적 토출량을 적정하게 하는 것이 소개되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2004-209429호 공보(15∼17페이지, 도 10∼도 11).
그러나, 특허문헌 1에서는 워크에 액적을 토출하는 토출 타이밍 및 패턴의 기재는 없다. 통상은 액적 토출 헤드의 복수의 노즐로부터 액적을 연속 토출하여 측정을 행하고 있다. 이 측정 방법에 의한 액적 토출량과, 복수의 노즐을 선택하여 액적을 토출하는 실제 묘화(描畵) 패턴 형성 시에서의 액적 토출량이 상이한 경우가 있었다. 즉, 워크에 액적을 토출하는 묘화 패턴에 기인하는 액적 토출량의 변동을 저감시키는 것은 곤란했다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 묘화 패턴을 형성할 때의 상태에 가까운 액적 토출량 계측 방법, 이것을 이용한 패턴 형성 방법, 디바이스, 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 토출량 측정 방법은 액적 토출 헤드의 노즐로부터 토출된 액상체(液狀體)의 토출량을 측정하는 토출량 측정 방법으로서, 계측용 토출 데이터에 의거하여 액적 토출 헤드를 구동시키고, 측정 가능한 양으로 되도록 토출 수를 설정하여 액상체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 계측용 토출 공정과, 토출된 액상체의 토출량을 계측하는 계측 공정과, 계측된 토출량과 토출 수로부터 평균 토출량을 산출하는 연산 공정을 구비하며, 계측용 토출 데이터가 묘화 패턴을 토출 묘화할 때와 대략 동일한 토출 데이터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
액적 토출 헤드의 노즐로부터 연속적으로 액적을 토출하는 경우와 간헐적으로 토출하는 경우에서는 토출되는 액적의 양이 상이하다. 그 이유로서는 액적 토출 헤드를 구동시키는 구동 장치와 구동되는 액적 토출 헤드 사이의 임피던스 매칭의 상태가 변화되는 것이 고려된다. 또한, 토출되는 액상체를 수납하여 둔 탱크로부터 액적 토출 헤드로 연결되는 유로(流路) 내에서의 액상체의 유체(流體) 저항이, 구동되는 액적 토출 헤드 수에 의해 변화되는 것이 고려된다. 이 방법에 의하면, 계측용 토출 공정에서는, 계측용 토출 데이터로서 묘화 패턴을 토출 묘화할 때와 대략 동일한 토출 데이터를 사용하여 액상체의 토출을 행한다. 따라서, 단순히 노즐로부터 연속적으로 액적을 토출하는 경우에 비하여, 실제로 묘화 패턴을 토출 묘화하는 상태에 가까운 액적 토출량을 구할 수 있다.
상기 계측 공정에서는, 토출된 액상체의 토출량으로서 중량을 계측하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 토출된 액상체의 양은 그 중량에 의해 계측된다. 토출된 액적은 착탄(着彈) 후에 안정된 형상으로 되기 어렵고, 체적을 계측할 경우에 비하여 용이하게 액상체의 토출량을 측정할 수 있다. 또한, 중량의 측정값을 전기 변환하는 디바이스가 널리 이용되고 있고, 중량을 전기 변환하여 전기량을 계측함으로써 정밀도 좋게 토출량을 계측할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 헤드는 복수의 노즐을 구비하고, 계측용 토출 공정에서는 복수의 노즐로부터 액상체를 토출하며, 계측 공정에서는 액적 토출 헤드의 복수의 노즐로부터 토출된 액상체의 토출량을 계측하는 것으로 할 수도 있다. 이것에 의하면, 복수의 노즐로부터 액적을 토출하고, 통합하여 그 토출량을 계측한다. 따라서, 각 노즐로부터 토출되는 액적의 양을 개별로 계측하는 경우에 비하여, 계측하는 횟수를 적게 할 수 있다. 그 결과 생산성 좋게 계측할 수 있다.
또한, 상기 계측용 토출 데이터가 모든 복수의 노즐로부터 액상체를 토출하지 않는 전체 노즐 비토출 정보를 포함하고, 전체 노즐 비토출 정보가 연속될 때에는, 연속된 전체 노즐 비토출 정보의 일부를 삭제하여 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 연속된 전체 노즐 비토출 정보의 일부를 삭제하여 사용하기 때문에, 계측을 위해 액적을 토출하는데 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 계측용 토출 데이터가 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보를 갖는 제 1 계측용 토출 데이터와, 비토출로 한 노즐로부터 연속하여 액 상체를 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 2 계측용 토출 데이터를 포함하고, 계측용 토출 공정에서는, 제 1 계측용 토출 데이터와 제 2 계측용 토출 데이터를 적어도 사용하여 액적 토출 헤드를 구동시키며, 측정 가능한 양으로 되도록 토출 수를 설정하여 액상체를 액적으로서 토출하는 것이 바람직하다.
복수의 노즐로부터 액상체를 토출하여 묘화 패턴을 형성할 경우, 동시에 사용하는 노즐 수나 분포 상태가 상이하고, 이것에 의해서도 토출되는 액적 토출량에 영향을 준다. 이 방법에 의하면, 실제의 토출 데이터에 의거하여 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보를 갖는 제 1 계측용 토출 데이터와, 비토출로 한 노즐로부터 연속하여 액상체를 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 2 계측용 토출 데이터를 포함하는 계측용 토출 데이터를 사용하기 때문에, 결과적으로 모든 노즐로부터 소정의 토출 수 액적을 토출하는 동시에, 보다 정확하게 토출량을 구할 수 있다.
또한, 상기 액적 토출 헤드는 복수의 노즐로 이루어지는 적어도 2개의 노즐 열을 구비하고, 계측용 토출 공정에서는, 적어도 2개의 노즐 열마다 제 1 계측용 토출 데이터와 제 2 계측용 토출 데이터를 사용하여 액적 토출 헤드를 구동시키는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 액적 토출 헤드가 소위 다수의 노즐 열을 갖고 있어도 노즐 열마다 제 1 계측용 토출 데이터와 제 2 계측용 토출 데이터를 사용하여 액적 토출 헤드를 구동시킨다. 따라서, 노즐 열마다 정확한 액적 토출량을 구할 수 있다.
본 발명의 패턴 형성 방법은 워크 위에 기능성 재료로 이루어지는 묘화 패턴 을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 상기 발명의 토출량 측정 방법을 이용하여 액적 토출 헤드로부터 토출되는 기능성 재료를 포함하는 기능액의 평균 토출량을 추정하는 토출량 추정 공정과, 추정 결과에 의거하여 액적 토출 헤드로부터 토출되는 기능액의 토출량을 조정할 것인지의 여부 판정을 하는 판정 공정과, 조정이 필요할 경우에 액적 토출 헤드의 구동 조건을 변경하여 토출량을 조정하는 조정 공정과, 워크와 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 주주사(主走査)에 동기하여, 액적 토출 헤드의 노즐로부터 기능액을 액적으로서 토출 묘화하는 묘화 공정과, 토출 묘화된 기능액을 고화(固化)하여 묘화 패턴을 형성하는 패턴 형성 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 토출량 추정 공정에서는, 상기 발명의 토출량 측정 방법을 이용하여 액상체로서의 기능액의 평균 토출량을 추정하고, 이 추정 결과에 의거하여 판정 공정에서 토출량을 조정할 것인지의 여부를 판정한다. 그리고, 조정이 필요할 경우, 조정 공정에서는 액적 토출 헤드의 구동 조건을 변경하여 토출량을 조정한다. 따라서, 묘화 공정에서는 액적 토출량이 적정화된 상태에서 기능액이 토출 묘화되고, 토출 묘화된 기능액을 고화하면, 액적 토출량의 변동에 기인하는 막 두께 불균일이 적은 묘화 패턴을 워크 위에 형성할 수 있다.
상기 묘화 공정에서는 복수의 액적 토출 헤드를 사용하여 기능액을 토출 묘화하고, 계측용 토출 공정에서는 복수의 액적 토출 헤드마다 기능액을 토출하며, 계측 공정에서는 복수의 액적 토출 헤드마다 토출되는 기능액의 토출량을 계측하고, 조정 공정에서는 복수의 액적 토출 헤드 사이의 평균 토출량의 차를 적게 하도 록 조정하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 복수의 액적 토출 헤드 사이의 평균 토출량의 차에 기인하는 막 두께 불균일이 적은 묘화 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 계측용 토출 공정에서는, 묘화 공정에서의 주주사했을 때의 액적 토출 헤드와 워크의 상대 위치 정보와, 워크 위에 액적을 배치하는 배치 데이터로부터 생성된 계측용 토출 데이터에 의거하여, 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 계측용 토출 데이터가 묘화 공정에서의 주주사했을 때의 액적 토출 헤드와 워크의 상대 위치 정보와, 워크 위에 액적을 배치하는 배치 데이터로부터 생성되어 있다. 따라서, 실제 묘화 공정에서의 토출 묘화에 대하여 대략 동등한 토출 타이밍에서 계측용 토출이 행해진다. 즉, 묘화 패턴을 토출 묘화할 때의 상태에 더 접근하여 미리 액적 토출량을 조정할 수 있다.
또한, 액적 토출 헤드가 복수의 노즐을 갖고, 묘화 공정에서는 워크와 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 주주사를 복수회 행하는 동시에, 복수회의 주주사 사이에 주주사 방향에 대하여 직교하는 방향으로 복수의 액적 토출 헤드를 이동시키는 부주사를 행하며, 계측용 토출 공정에서는 부주사에 따라 제 1 계측용 토출 데이터에서 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보를 변경한 제 3 계측용 토출 데이터와, 제 3 계측용 토출 데이터에서 비토출로 한 노즐로부터 기능액을 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 4 계측용 토출 데이터를 포함하는 계측용 토출 데이터를 사용하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 묘화 공정에서 워크와 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 주주사와 부주사를 행하여 기능액을 토출 묘화하는 복잡한 토출 제어가 행 해진다. 따라서, 부주사에 따라 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 하는 노즐이 변화된다. 계측용 토출 공정에서는, 토출시키는 노즐 수가 바뀌는 소위 노즐의 사용률에 대응한 제 3 계측용 토출 데이터와, 제 3 계측용 토출 데이터에서 비토출로 한 노즐로부터 기능액을 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 4 계측용 토출 데이터를 포함하는 계측용 토출 데이터에 의거하여 계측용 토출을 행한다. 이 때문에, 조정 공정에서 노즐의 사용률에 기인하는 액적 토출량의 변동을 고려하여 액적 토출 헤드의 구동 조건을 설정할 수 있다. 즉, 액적 토출량의 변동을 보다 저감시켜 묘화 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 디바이스는 기능성 재료로 이루어지는 묘화 패턴을 갖는 디바이스로서, 상기 발명의 패턴 형성 방법을 이용하여 묘화 패턴이 제조된 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 액적 토출량의 변동에 기인하는 막 두께 불균일이 적은 묘화 패턴을 형성할 수 있는 패턴 형성 방법을 이용하고 있다. 따라서, 안정된 특성을 갖는 디바이스를 제공할 수 있다. 예를 들어 디바이스가 컬러 필터의 경우에는, 착색층의 광학 특성을 원하는 투과율, 색도(色度), 채도(彩度)로 할 수 있다. 또한, 디바이스가 유기 EL(일렉트로루미네선스) 소자의 경우에는, 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층을 형성하기 위해 도포하는 기능액의 양을 원하는 양으로 할 수 있기 때문에, 적절한 두께의 층을 갖는 소자 구조로 할 수 있다. 그 결과, 높은 발광 효율을 갖는 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치는 상기 발명의 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 안정된 특성을 갖는 디바이스를 구비하고 있기 때문에, 안정된 전기 광학 특성을 갖는 전기 광학 장치를 제공할 수 있다. 예를 들어 디바이스가 컬러 필터 시에는, 착색층의 광학 특성이 원하는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치로 할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는 상기 발명의 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 안정된 전기 광학 특성을 갖는 높은 품질을 실현한 전자 기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는 워크로서의 기판 위에 착색층 형성 재료를 포함하는 액상체로서의 기능액을 도포하여 3색의 착색층을 형성하는 컬러 필터의 제조 방법을 예로 들어 설명한다. 기능액을 기판 위에 도포하는 방법으로서, 기능액을 액적으로서 토출 묘화하는 것이 가능한 액적 토출 장치를 사용한다.
우선, 액적 토출 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치의 구조를 나타내는 개략 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는 대략 직육면체 형상의 베이스(21)와, 베이스(21) 위에서 Y축 방향으로 이동 가능한 상태로 배열 설치된 스테이지(23)와, 스테이지(23)에 대향하여 X축 방향으로 이동 가능한 캐리지(carriage)(30)를 구비하고 있다. 캐리지(30)에는 복수(9개)의 액적 토출 헤드(31∼39)(도 2 참조)가 탑재되어 있다. 또한, 베이스(21)의 측면부에는 복수의 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출되는 액상체를 받아, 그 토출량을 계측하는 계측 장치로서의 전자 저울(50)이 구비되어 있다.
베이스(21)의 상면(21a)에는 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(22a, 22b)이 Y축 방향 전폭에 걸쳐 볼록 설치되어 있다. 스테이지(23)는 예를 들어 한 쌍의 안내 레일(22a, 22b)을 따라 Y축 방향으로 연장되는 나사축(구동축)과, 상기 나사축과 나사 결합하는 볼 너트를 구비한 나사식 직동(直動) 기구와, 소정의 펄스 신호를 받아 나사축을 정역회전시키는 Y축 모터(도시 생략)에 의해, Y축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 즉, 소정의 스텝 수에 상대하는 구동 신호가 Y축 모터에 주어지면, Y축 모터가 정회전 또는 역회전하여 스테이지(23)를 상기 스텝 수에 상당하는 분만큼 Y축 방향을 따라 소정의 속도로 왕동(往動) 또는 복동(復動)시킬 수 있다. 이 경우, 캐리지(30)와 스테이지(23)를 대향시켜 스테이지(23)를 Y축 방향으로 이동시키는 것을 주주사라고 부른다.
또한, 베이스(21)의 상면(21a)에는 주주사 위치 검출 장치(24)가 한 쌍의 안내 레일(22a, 22b)과 병렬하여 배치되고, 스테이지(23)의 Y축 방향에서의 위치를 계측할 수 있도록 되어 있다.
스테이지(23)의 재치면(載置面)(25)에는 흡인식 기판 체크 기구(도시 생략)가 설치되어 있고, 재치면(25)에 탑재 배치된 워크로서의 기판(W)을 소정 위치에 위치 결정 고정시킬 수 있다.
베이스(21)는 측면부로부터 세워 설치된 한 쌍의 지지대(26a, 26b)를 구비하고, 그 한 쌍의 지지대(26a, 26b)에는 X축 방향으로 베이스(21)를 걸치도록 안내 부재(27)가 가설(架設)되어 있다. 안내 부재(27)는 베이스(21)의 X축 방향의 폭보다도 길게 연장 설치되며, 그 일단(一端)이 지지대(26a) 측에 돌출되도록 배치되어 있다.
안내 부재(27)의 하측에는 X축 방향으로 연장되는 안내 레일(29)이 X축 방향 전폭에 걸쳐 볼록 설치되어 있다. 한편, 안내 부재(27)의 상측에는 액상체를 수용하는 수용 탱크(28)가 배열 설치되며, 수용 탱크(28)로부터 복수의 액적 토출 헤드(31∼39)를 향하여 액상체를 공급 가능하게 되어 있다.
캐리지(30)는 예를 들어 안내 레일(29)을 따라 X축 방향으로 연장되는 나사축(구동축)과, 상기 나사축과 나사 결합하는 볼 너트를 구비한 나사식 직동 기구와, 소정의 펄스 신호를 받아 나사축을 정역회전시키는 X축 모터(도시 생략)에 의해, 안내 레일(29)을 따라 X축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 소정의 스텝 수에 상당하는 구동 신호를 X축 모터에 부여하면, X축 모터가 정회전 또는 역회전하여 캐리지(30)를 상기 스텝 수에 상당하는 분만큼 X축 방향에 왕동 또는 복동시킨다. 이 경우, 캐리지(30)와 스테이지(23)를 대향시켜 캐리지(30)를 X축 방향으로 이동시키는 것을 부주사라고 부른다. 안내 부재(27)와 캐리지(30) 사이에는 부주사 위치 검출 장치(53)가 배치되어 있고, 캐리지(30)의 X축 방향에서의 위치를 계측 가능하게 되어 있다. 따라서, 복수의 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출되는 액상체의 토출량을 계측할 경우에는, X축 모터를 구동시켜 캐리지(30)를 지지대(26a) 측으로 이동시키고, 복수의 액적 토출 헤드(31∼39)와 전자 저울(50)을 대향 배치시킨다.
도 2는 캐리지에서의 액적 토출 헤드의 배치를 나타내는 평면도이다. 상세하게는, 스테이지(23) 측으로부터 본 평면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 캐리지(30)의 헤드 배열 설치면(30a)에는 제 1 액적 토출 헤드(31)로부터 제 9 액적 토출 헤드(39)가 3개씩 X축 방향과 Y축 방향으 로 배열되어 설치되어 있다. 액적 토출 헤드(31)는 복수의 노즐(42)이 대략 등간격으로 배열 설치된 노즐 열 N1을 갖는 노즐 플레이트(P1)를 구비하고 있다. 다른 액적 토출 헤드(32∼39)도 마찬가지이다. 이 경우, X축 방향으로 배열된 3개의 액적 토출 헤드(31, 32, 33)는 대응하는 각 노즐 열 N1, N2, N3이 Y축 방향으로부터 보아 복수의 노즐(42)이 대략 등간격으로 연속되도록 캐리지(30)에 탑재되어 있다. 다른 액적 토출 헤드(34, 35, 36) 및 액적 토출 헤드(37, 38, 39)에서도 마찬가지이다. 따라서, 캐리지(30)에 대하여 기판(W)을 Y축 방향으로 상대 이동시키면서 각 액적 토출 헤드(31, 32, 33)로부터 액적을 토출했을 때, 토출된 액적은 X축 방향으로 대략 등간격으로 도포된다.
또한, 이 경우, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 3 액적 토출 헤드(33)에는 적색(R)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액이 공급되어 있다. 마찬가지로, 제 4 액적 토출 헤드(34) 내지 제 6 액적 토출 헤드(36)에는 녹색(G)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액이 공급되어 있다. 제 7 액적 토출 헤드(37) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)에는 청색(B)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액이 공급되어 있다. 즉, 3색의 상이한 기능액을 거의 동시에 토출하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.
도 3은 액적 토출 헤드의 요부 구조를 나타내는 개략 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 액적 토출 헤드(31)는 노즐 열 N1의 각 노즐(42)에 연통(連通)하는 복수의 캐비티(cavity)(43)와, 진동판(45)을 통하여 복수의 캐비티(43)에 대응하는 위치에 배열 설치된 복수의 압전 소자(46)를 구비하고 있다.
그리고, 압전 소자(46)를 구동시키기 위한 노즐 구동 신호를 받으면, 압전 소자(46)가 신장(伸張)하여 진동판(45)을 상하 방향으로 진동시켜 캐비티(43) 내에 충전된 기능액을 가압한다. 그 결과, 액적 토출 헤드(31)의 노즐 열 N1로부터 기능액이 액적으로서 토출된다. 다른 액적 토출 헤드(32∼39)의 구조도 마찬가지이다.
따라서, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 3 액적 토출 헤드(33)의 각 캐비티(43)에는 적색(R)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액으로서의 색재료액(44R)이 충전되고, 노즐 열 N1 내지 N3으로부터 미소(微小) 액적(47R)으로서 토출된다. 제 4 액적 토출 헤드(34) 내지 제 6 액적 토출 헤드(36)의 각 캐비티(43)에는 녹색(G)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액으로서의 색재료액(44G)이 충전되며, 노즐 열 N4 내지 N6으로부터 미소 액적(47G)으로서 토출된다. 제 7 액적 토출 헤드(37) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)의 각 캐비티(43)에는 청색(B)의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액으로서의 색재료액(44B)이 충전되고, 노즐 열 N7 내지 N9로부터 미소 액적(47B)으로서 토출된다.
또한, 이러한 액적 토출 헤드(31∼39)에서 충전된 액상체를 가압하는 구성은 압전 소자(46)에 한정되지 않아, 진동판(45)을 정전(靜電) 흡착하여 진동시키는 정전 방식이나, 전기 열변환 소자에 의해 액상체를 가열하여 거품을 발생시키고, 이것에 의해 액상체를 가압하여 액적으로서 노즐(42)로부터 토출되는 버블 방식을 채용할 수도 있다.
도 4는 전자 저울의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 전자 저울(50)은 중량 검출 기구와 검출된 중량을 전기 신호로 변환시키는 변환부를 갖는 본체(51)와, 피(被)계량물을 받는 계량대(52)를 구비하고 있다. 계량대(52)의 상면에는 피계량물로서의 기능액을 각 액적 토출 헤드(31∼39)마다 받는 9개의 측정용 받침대(M1∼M9)가 설치되어 있다.
측정용 받침대(M1∼M9)에는 스펀지 형상의 흡수체가 부설(敷設)되어 있고, 각 노즐 열 N1∼N9로부터 토출된 액적을 확실하게 받아, 측정용 받침대(M1∼M9)로부터 외부로 비산(飛散)되는 것을 방지하고 있다.
이 경우, 전자 저울(50)의 최소 계량 단위는 1㎎이다. 한편, 토출되는 액적은 ng레벨이기 때문에, 측정 가능한 기능액의 양으로 되도록 토출 수를 2000∼3000으로 설정하여 각 액적 토출 헤드(31∼39)를 구동시키고, 각 노즐 열 N1∼N9로부터 기능액을 액적으로서 토출한다. 이러한 계측용 토출은 당연히 액적 토출 헤드(31∼39)마다 행해진다.
다음으로, 액적 토출 장치(20)의 전기적인 제어계에 대해서 설명한다. 도 5는 액적 토출 장치의 전기적인 제어계를 나타내는 블록도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는 프로세서로서 각종 연산 처리를 행하는 CPU(연산 처리 장치)(54)와, 각종 정보를 기억하는 메모리(55)를 갖는다.
헤드 위치 제어 장치(56), 기판 위치 제어 장치(57), 주주사 구동 장치(58), 부주사 구동 장치(59), 주주사 위치 검출 장치(24), 부주사 위치 검출 장치(53), 액적 토출 헤드(31∼39)를 구동시키는 헤드 구동 회로(60)는 입출력 인터페이스(61) 및 버스(62)를 통하여 CPU(54)에 접속되어 있다. 또한, 입력 장치(63), 디스 플레이(64), 전자 저울(50)도 입출력 인터페이스(61) 및 버스(62)를 통하여 CPU(54)에 접속되어 있다.
메모리(55)는 RAM, ROM 등과 같은 반도체 메모리나, 하드디스크, CD-ROM과 같은 외부 기억 장치를 포함하는 개념이다. 기능적으로는 액적 토출 장치(20)의 동작 제어 순서가 기술된 프로그램 소프트웨어를 기억하는 기억 영역이나, 기판(W) 위의 원하는 영역에 액적을 배치하는 배치 데이터를 기억하기 위한 기억 영역이나, 주주사 방향(Y축 방향)에서의 기판(W)의 주주사 이동량을 기억하기 위한 기억 영역이나, CPU(54)를 위한 워크 영역이나 템퍼러리 파일(temporary file) 등으로서 기능하는 기억 영역이나 그 이외의 각종 기억 영역이 설정된다.
CPU(54)는 메모리(55) 내에 기억된 프로그램 소프트웨어에 따라, 기판(W) 표면의 소정 위치에 기능액을 액적 토출하기 위한 제어를 행하는 것이다. 구체적인 기능 실현부로서, 전자 저울(50)을 사용한 중량 측정을 실현하기 위한 연산을 행하는 중량 측정 연산부(67)와, 액적 토출 헤드(31∼39)에 의해 액적을 토출하기 위한 연산을 행하는 토출 연산부(68)를 갖는다.
토출 연산부(68)를 상세하게 설명하면, 액적의 토출을 개시하는 초기 위치에 액적 토출 헤드(31∼39)를 배치시키기 위한 토출 개시 위치 연산부(69)와, 기판(W)을 주주사 방향으로 소정의 속도로 이동시키기 위한 제어를 연산하는 주주사 제어 연산부(70)와, 액적 토출 헤드(31∼39)를 부주사 방향(X축 방향)으로 소정의 부주사량으로 이동시키기 위한 제어를 연산하는 부주사 제어 연산부(71)를 갖는다. 또한, 토출 연산부(68)는 액적 토출 헤드(31∼39) 내의 복수의 노즐(42) 중 어느 하 나를 선택하여 기능액을 토출할 것인지를 제어하기 위한 연산을 행하는 노즐 토출 제어 연산부(72) 등과 같은 각종 기능 연산부를 갖는다.
또한, 상기의 각 기능이 CPU(54)를 사용하여 프로그램 소프트웨어로 실현하는 것으로 했지만, 상기의 각 기능이 CPU를 사용하지 않는 단독의 전자 회로(하드웨어)에 의해 실현될 경우에는, 그러한 전자 회로를 사용하는 것도 가능하다.
(제 1 실시예)
다음으로, 본 발명의 디바이스의 일 실시예인 컬러 필터와 그 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 컬러 필터를 나타내는 개략 평면도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터는 기판(W) 위에서 복수의 묘화 영역(A)을 매트릭스 형상으로 구획하는 격벽부(뱅크)(15)와, 구획된 복수의 묘화 영역(A) 내에 형성된 RGB 3색의 착색층을 갖는다. 이 컬러 필터는 동일한 색의 착색층이 동일한 방향으로 직선적으로 배치된 소위 스트라이프 방식이다.
격벽부(15)는 공지의 재료 및 방법에 의해 형성되어 있다. 예를 들어 감광성 수지 재료를 기판(W) 위에 도포하여 포토리소그래피법에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다. 기판(W)을 투과하는 광이 격벽부(15)에 의해 차광되는 것이 바람직하고, 패터닝된 차광성을 갖는 금속 재료 박막 위에 감광성 수지 재료로 이루어지는 격벽부(15)를 형성할 수도 있다.
RGB 3색의 착색층은 상기 액적 토출 장치(20)를 사용하고, 복수의 묘화 영역(A)에 착색층 형성 재료를 포함하는 3색의 색재료액(44R, 44G, 44B)을 대응하는 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출하여 형성되어 있다.
도 7은 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 디바이스로서의 컬러 필터의 제조 방법은 격벽부(15)가 형성된 기판(W)을 액적 토출 장치(20)에 세트하여 액적 토출 장치(20)의 초기 설정을 하는 기판 세트 공정(스텝 S1)과, 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출 수를 설정하여 액적을 토출하는 계측용 토출 공정(스텝 S2)과, 토출된 기능액의 토출량을 계측하는 계측 공정으로서의 토출량 계측 공정(스텝 S3)과, 토출량의 측정값과 토출 수 (토출 횟수)로부터 평균 토출량을 산출하는 연산 공정으로서의 평균 토출량 연산 공정(스텝 S4)을 구비하고 있다. 스텝 S2 내지 스텝 S4까지의 공정에서 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터의 토출량을 추정할 수 있기 때문에, 이 3개의 공정을 통합하여 토출량 추정 공정이라고 부른다. 또한, 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출되는 액적 토출량의 조정이 필요한지의 여부를 판정하는 판정 공정(스텝 S5)과, 조정이 필요하다고 판정한 경우에는, 각 액적 토출 헤드(31∼39)의 구동 조건을 변경하여 기능액의 토출량을 조정하는 조정 공정으로서의 토출량 조정 공정(스텝 S6)과, 기판(W)의 복수의 묘화 영역(A)에 색재료액(44R, 44G, 44B)을 액적으로서 토출 묘화하는 묘화 공정(스텝 S7)과, 토출 묘화된 색재료액(44R, 44G, 44B)을 건조시켜 RGB 3색의 착색층을 형성하는 패턴 형성 공정으로서의 건조 공정(스텝 S8)을 구비하고 있다.
도 7의 스텝 S1은 기판 세트 공정이다. 스텝 S1에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(W)을 액적 토출 장치(20)의 스테이지(23)에 탑재 배치하여 고정시킨다. 다음으로, 캐리지(30)를 전자 저울(50)의 상방으로 이동시켜 측정용 받침대(M1∼ M9)(도 4 참조)와 액적 토출 헤드(31∼39)를 대향 배치시킨다. 그리고, 액적을 토출하기 전의 측정용 받침대(M1∼M9)의 중량을 계측하여 이것을 「0(zero)」로 하여 리셋(reset)한다. 그리고, 스텝 S2로 진행된다.
도 7의 스텝 S2는 계측용 토출 공정이다. 스텝 S2에서는, 캐리지(30)를 전자 저울(50) 위에 고정시킨 상태에서, 이후의 묘화 공정(스텝 S7)과 마찬가지로 스테이지(23)를 주주사 방향으로 이동시킨다. 한편, 액적 토출 헤드(31∼39)마다, 즉 노즐 열 N1∼N9마다 전자 저울(50)의 측정용 받침대(M1∼M9)를 향하여 액적을 토출시킨다. 캐리지(30)에는 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)까지 배치되어 있지만, 동작의 설명을 알기 쉽게 하기 위해 제 1 액적 토출 헤드(31)의 동작으로 설명한다.
도 8은 기능액의 토출 방법을 나타내는 개략도이다. 상세하게는, 이후의 묘화 공정(스텝 S7)에서의 기능액의 토출 방법을 나타내는 개략도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 기판(W)에는 노즐 열 N1∼N9로부터 토출된 액적을 착탄시키는 적색(R) 묘화 영역(A), 녹색(G) 묘화 영역(A), 청색(B) 묘화 영역(A)이 배치되어 있다. 1개의 적색(R) 묘화 영역(A)에는 적색의 색재료액(44R)의 액적이 3개의 노즐(42)로부터 3회 토출되어 도포된다.
노즐 열 N1이 적색(R) 묘화 영역(A)에 토출되는 동작에 주목하면, 노즐 열 N1이 적색(R) 묘화 영역(A)을 통과할 때, 액적은 노즐(42)로부터 적색(R) 묘화 영역(A)에 3회 토출된다. 녹색(G) 묘화 영역(A)과 청색(B) 묘화 영역(A) 및 묘화 영역(A) 사이(즉 격벽부(15))에는 액적이 토출되지 않고, 다시 적색(R) 묘화 영역(A) 위를 통과할 때, 액적은 3회 토출된다. 기판(W)과 캐리지(30)의 상대 이동에 따라, 이 토출 동작이 주주사 방향(Y축 방향)에서 반복된다. 따라서, 1개의 노즐(42)로부터 토출되는 액적의 착탄 예정 위치(75)는 적색(R) 묘화 영역(A)에 3개소 설정된다. 기판(W) 위에서, 착탄 예정 위치(75)는 녹색(G) 묘화 영역(A)과 청색(B) 묘화 영역(A)에는 없고, 다음의 적색(R) 묘화 영역(A)에서 3개소 설정된다.
도 9는 기능액의 토출 타이밍을 나타내는 개략도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 캐리지(30)에는 적색(R) 묘화 영역(A)에 액적을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드(31)와 제 2 액적 토출 헤드(32)와 제 3 액적 토출 헤드(33)가 배치되어 있다. 제 1 액적 토출 헤드(31)의 노즐 열 N1과, 액적이 노즐 열 N1로부터 최초로 토출되는 적색(R) 묘화 영역(A)의 중심까지의 거리를 L1로 한다. 제 2 액적 토출 헤드(32)의 노즐 열 N2와, 액적이 노즐 열 N2로부터 최초로 토출되는 적색(R) 묘화 영역(A)의 중심까지의 거리를 L2로 한다. 마찬가지로, 제 3 액적 토출 헤드(33)의 노즐 열 N3과, 액적이 노즐 열 N3으로부터 최초로 토출되는 적색(R) 묘화 영역(A)의 중심까지의 거리를 L3으로 한다.
노즐 열 N1과 노즐 열 N3이 X축 방향에서 대략 동일 직선상에 위치하고, 적색(R) 묘화 영역(A)과 대략 평행하게 배치되어 있기 때문에, L1과 L3은 대략 동일한 거리로 되어 있다. 노즐 열 N1과 노즐 열 N2는 Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 있기 때문에, L1과 L2 사이의 거리는 소정의 거리로 되어 있다.
노즐 열 N1∼N3이 적색(R) 묘화 영역(A)에 토출되는 동작에 주목한다. 기판 (W)과 캐리지(30)를 Y축 방향으로 상대 이동시키고, 노즐 열 N1과 노즐 열 N3이 적색(R) 묘화 영역(A)에 도달했을 때 액적이 토출된다. 그 때, 노즐 열 N2는 적색(R) 묘화 영역(A)에 도달하지 않았기 때문에, 액적은 토출되지 않는다. 또한, 기판(W)과 캐리지(30)를 Y축 방향으로 상대 이동시키고, 노즐 열 N2가 적색(R) 묘화 영역(A)에 도달한 시점에서 노즐 열 N2로부터 액적이 토출된다. 이 때, 노즐 열 N1과 노즐 열 N3은 적색(R) 묘화 영역(A)을 통과하고 있어, 노즐 열 N1과 노즐 열 N3으로부터 액적은 토출되지 않는다. 따라서, 제 1 액적 토출 헤드(31)와 제 3 액적 토출 헤드(33)로부터 동일한 타이밍에서 액적이 토출되며, 제 2 액적 토출 헤드(32)로부터는 제 1 액적 토출 헤드(31)와는 다른 타이밍에서 액적이 토출된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 베이스(21)와 스테이지(23) 사이에는 주주사 위치 검출 장치(24)가 배치되어 있다. 캐리지(30)와 스테이지(23)에 탑재 배치된 기판(W)의 상대 위치는 주주사 위치 검출 장치(24)에 의해 계측되도록 되어 있다.
스텝 S2의 계측용 토출 공정에서는, CPU(54)의 부주사 제어 연산부(71)는 부주사 구동 장치(59)에 캐리지 이동 위치 데이터를 송신하고, 부주사 구동 장치(59)는 캐리지(30)를 전자 저울(50)의 상방의 위치로 이동시킨다. CPU(54)의 주주사 제어 연산부(70)는 주주사 구동 장치(58)에 스테이지 이동 위치 데이터를 송신하며, 주주사 구동 장치(58)는 스테이지(23)를 주주사 방향으로 이동시킨다. 주주사 위치 검출 장치(24)는 스테이지(23)의 위치 데이터를 CPU(54)의 노즐 토출 제어 연산부(72)에 송신한다. 노즐 열 N1의 위치와 착탄 예정 위치(75)(도 8 참조)의 상대 위치가 X축 방향에서 동일선상으로 되는 스테이지(23)의 위치일 때, 노즐 토출 제어 연산부(72)는 헤드 구동 회로(60)에 액적을 토출하는 계측용 토출 데이터로서의 신호를 송신하고, 노즐 열 N1로부터 액적이 토출된다. 스테이지(23)의 이동에 동기하여, 적색(R) 묘화 영역(A)의 착탄 예정 위치(75)에 액적을 토출하는 동작을 반복하고, 소정의 토출 수 액적을 토출한 시점에서 토출을 종료한다. 즉, 기판(W)의 주주사 방향에서의 상대 위치 정보와, 기판(W)의 상대 이동에 대응한 타이밍에서 액적을 소정의 묘화 영역(A)에 배치하는 배치 데이터에 의거하여 계측용 액적을 토출한다. 그리고, 스텝 S3으로 진행된다.
도 7의 스텝 S3은 토출량 계측 공정이다. 스텝 S3에서는, 전자 저울(50)의 측정용 받침대(M1∼M9)에 토출된 액적의 중량을 측정한다. 스텝 S1에서 측정한 토출 전의 측정용 받침대(M1∼M9)의 중량 측정값과, 토출 후의 측정용 받침대(M1∼M9)의 중량 측정값의 차로부터 토출량을 계측한다. 상술한 바와 같이, 실제로는 3색의 색재료액(44R, 44G, 44B)을 대응하는 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출시킨다. 따라서, 스텝 S2와 스텝 S3을 액적 토출 헤드(31∼39)마다 실시하여 노즐 열 N1∼N9마다 토출되는 기능액의 토출량을 계측한다. 따라서, 스텝 S2와 스텝 S3이 9회 반복된다. 그리고, 스텝 S4로 진행된다.
도 7의 스텝 S4는 평균 토출량 연산 공정이다. 스텝 S4에서는, 스텝 S3에서 측정한 기능액의 토출량과 스텝 S2에서 토출한 토출 수(토출 횟수)로부터 평균 토출량을 산출한다. 평균 토출량의 산출 방법은 사칙연산을 조합시켜 산출하는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 측정용 받침대(M1)의 토출 전후의 중량차를 액적 토출 헤드(31)가 토출한 토출 수로 나누는 계산 방법을 채용했다. 여기서 는, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)마다 1토출당 기능액(액적)의 평균 토출량을 산출한다. 그리고, 스텝 S5로 진행된다.
도 7의 스텝 S5는 판정 공정이다. 스텝 S5에서는, 스텝 S4에서 산출한 각 액적 토출 헤드(31∼39)의 평균 토출량이 소정의 토출량과 비교하여 조정이 필요한지의 여부를 판정한다. 예를 들어, 본 실시예에서는 적색(R) 묘화 영역(A)에 전부 9방울의 색재료액(44R)을 토출한다. 따라서, 액적 토출 헤드(31)의 평균 토출량의 9방울 분과 원하는 광학 특성(투과율, 색도, 채도)으로 되는 막(적색의 착색층)을 형성하는데 필요한 소정의 토출량을 비교하여 조정이 필요한지의 여부 판정을 행한다. 이 경우, 액적 토출 헤드(31)의 평균 토출량의 9방울 분과 상기 소정의 토출량의 차가, 상기 소정의 토출량에 대하여 ±3%의 허용 범위를 일탈했을 때 조정이 필요하다고 판정했다. 또한, 동일한 색의 색재료액(44R)을 토출하는 각 액적 토출 헤드(31, 32, 33)의 평균 토출량을 비교하여 조정이 필요한지의 여부 판정을 행한다. 예를 들어 각 액적 토출 헤드(31, 32, 33)의 평균 토출량이 평균값에 대하여 ±1%의 허용 범위를 일탈했을 때 조정이 필요하다고 판정했다. 다른 액적 토출 헤드(34∼39)에서도 마찬가지이다. 그리고, 스텝 S5에서 조정이 필요하다고 판정했을 때, 스텝 S6으로 진행된다. 조정이 불필요하다고 판정했을 때, 스텝 S7로 진행된다.
도 7의 스텝 S6은 토출량 조정 공정이다. 스텝 S6에서는, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)마다의 토출량을 조정한다. 토출량 조정은 압전 소자(46)(도 3 참조)의 구동 전압 파형의 전압 진폭(振幅)을 조정하여 행한 다. 전압 진폭과 토출량의 관계는 전압 진폭을 크게 하면 토출량이 많아지고, 전압 진폭을 작게 하면 토출량이 작아진다. 이 관계를 이용하여, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)마다의 토출량을 조정한다. 토출량 조정은 원하는 토출량에 대하여 근접하도록 조정하는 동시에, 동일한 색의 색재료액을 토출하는 액적 토출 헤드 사이의 토출량의 차가 적어지도록 조정한다. 이 경우, 상술한 허용 범위 내로 되도록 조정한다. 따라서, 원하는 토출량으로 되도록 스텝 S2 내지 스텝 S4를 다시 반복하여 검증할 수도 있다.
도 7의 스텝 S7은 묘화 공정이다. 스텝 S7에서는, 스테이지(23)와 캐리지(30)를 구동시키고, 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)의 노즐 열 N1∼N9로부터 기판(W)의 적색(R) 묘화 영역(A), 녹색(G) 묘화 영역(A), 청색(B) 묘화 영역(A)에 대응하는 색재료액(44R, 44G, 44B)의 액적을 각각 토출하여 도포한다. 액적의 묘화 영역(A)에서의 배치는 상술한 바와 같다. 각 묘화 영역(A)에는 소정량의 색재료액(44R, 44G, 44B)의 액적이 부여되고, 습윤 확장되어 부풀어 오른다. 그리고, 스텝 S8로 진행된다.
도 7의 스텝 S8은 건조 공정이다. 스텝 S8에서는, 토출 묘화된 색재료액(44R, 44G, 44B)을 일괄 건조시켜 고화하고, 3색의 착색층을 형성한다. 건조 방법으로서는, 색재료액(44R, 44G, 44B)에 포함되는 용매를 균일하게 증발시키는 것이 가능한 감압 건조가 바람직하다. 이것에 의하면, 보다 균일한 막 두께를 갖는 착색층을 형성하는 것이 가능하다.
상기 제 1 실시예의 효과는 이하와 같다.
(1) 노즐(42)로부터 토출되는 액적은 연속하여 토출될 때와 간헐적으로 토출될 때에는, 토출되는 액적의 양이 상이한 경우가 있다. 그 이유로서는, 압전 소자(46)를 연속하여 구동할 때와 압전 소자(46)를 간헐 구동할 때에는, 헤드 구동 회로(60)와 압전 소자(46)의 교류 성분의 신호에 대한 임피던스 매칭의 적합성이 상이한 것이 고려된다. 또한, 액적을 연속하여 토출할 때와 간헐적으로 토출할 때에는, 액상체를 수용하는 수용 탱크(28)로부터 각 액적 토출 헤드(31∼39)로 연결되는 유로를 흐르는 액상체의 유체 저항이 상이한 것이 고려된다.
상기 제 1 실시예의 토출량 추정 공정에서는, 묘화 공정에서 기판(W)의 적색(R) 묘화 영역(A)에 토출하는 타이밍과 동일한 타이밍에서 액적을 토출하고, 토출된 액적의 중량을 계측하여 토출 수로 나눔으로써, 1회 토출당 평균 토출량을 액적 토출 헤드(31∼39)마다 산출했다. 또한, 액적 토출 헤드(31∼39)마다의 평균 토출량과 원하는 토출량을 비교하여, 토출량의 조정이 필요할 경우에는, 조정 공정에서 원하는 토출량이 토출되도록 조정했다. 그리고, 워크로서의 기판(W)에 액적을 토출 묘화하여 3색의 착색층을 형성했다. 따라서, 노즐(42)로부터 토출되는 액적 토출량을 계측할 때, 액적을 연속적으로 토출하여 토출량을 계측하는 경우에 비하여, 실제로 기판(W)에 액적을 토출할 때의 토출량에 가까운 계측을 할 수 있다. 그 결과, 기판(W)에 토출되는 액적 토출량을 원하는 토출량에 가까운 토출량으로 할 수 있다.
(2) 1개의 액적 토출 헤드의 모든 노즐(42)로부터 동시에 액적을 토출하는 경우와, 그보다 적은 수의 노즐로부터 액적을 토출하는 경우에는, 토출되는 액적의 양이 상이한 경우가 있다. 그 이유로서는, 액적 토출 헤드의 압전 소자(46)를 모두 동시에 구동시킬 때와 적은 수의 압전 소자(46)를 구동시킬 때에는, 헤드 구동 회로(60)와 압전 소자(46)의 임피던스 매칭의 적합성이 상이한 것이 고려된다. 또한, 모든 액적 토출 헤드로부터 토출할 때와 적은 액적 토출 헤드로부터 토출할 때에는, 수용 탱크(28)로부터 각 액적 토출 헤드(31∼39)로 연결되는 유로를 흐르는 액상체의 유체 저항이 상이한 것이 고려된다.
상기 제 1 실시예의 토출량 추정 공정에서는, 액적 토출 장치(20)에는 복수(9개)의 액적 토출 헤드(31∼39)가 구비되고, 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출되는 액적 토출량을 측정할 때, 각 액적 토출 헤드(31∼39)가 기판(W)의 묘화 영역(A)에 토출되는 타이밍에서 각 노즐 열 N1∼N9로부터 토출되는 액적 토출량을 계측했다. 따라서, 노즐 열 N1∼N9로부터 토출되는 액적 토출량을 계측할 때, 모든 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 액적을 토출하여 토출량을 계측하는 경우에 비하여, 기판(W)에 토출할 때의 토출량에 가까운 계측을 할 수 있다. 그 결과, 기판(W)에 토출되는 액적 토출량을 원하는 토출량에 가까운 토출량으로 조정할 수 있다.
(3) 상기 제 1 실시예의 컬러 필터의 제조 방법에서, 조정 공정에서는 각 액적 토출 헤드(31∼39)로부터 토출되는 액적 토출량을 조정할 때, 원하는 토출량에 근접시키도록 조정하는 동시에, 동일한 색의 색재료액을 토출하는 복수(3개)의 액적 토출 헤드 사이의 토출량의 차가 적어지도록 조정했다. 이것에 의해, 동일한 색의 색재료액을 토출하는 복수(3개)의 액적 토출 헤드로부터 토출되는 액적 토출량이 대략 동일해진다. 따라서, 액적이 토출된 기판(W) 위의 복수의 묘화 영역(A) 사이에서 토출량이 변동되는 것이 억제되어, 광학 특성(투과율, 색도, 채도)의 차가 적은 동일한 색의 착색층을 형성할 수 있다.
(제 2 실시예)
다음으로, 본 발명의 토출량 측정 방법의 다른 실시예에 대해서 도 10에 따라 설명한다. 도 10은 토출량 측정의 전기적인 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는 유사 위치값 발생 장치(77)를 구비하고 있다. 이것 이외는 상기 제 1 실시예의 도 5에 나타낸 액적 토출 장치의 전기적인 제어계를 나타내는 블록도와 동일한 구성이다.
상기 제 1 실시예에서는, CPU(54)의 주주사 제어 연산부(70)는 주주사 구동 장치(58)에 스테이지 이동 위치 데이터를 송신하고, 주주사 구동 장치(58)는 스테이지(23)를 구동시켰다. 주주사 위치 검출 장치(24)는 스테이지(23)의 위치 데이터를 CPU(54)의 노즐 토출 제어 연산부(72)에 송신하고, 노즐 토출 제어 연산부(72)는 상기 위치 데이터와 메모리(55)에 기록된 액적의 배치 데이터에 의거하여, 헤드 구동 회로(60)에 액적을 토출하는 타이밍에서 토출 신호를 송신하고 있었다.
본 실시예에서는, 주주사 위치 검출 장치(24)는 스테이지(23)의 위치 데이터를 송신하는 대신에, 유사 위치값 발생 장치(77)가 유사 위치 데이터를 생성하여 노즐 토출 제어 연산부(72)에 송신한다. 노즐 토출 제어 연산부(72)는 상기 유사 위치 데이터와 상기 배치 데이터를 기초로 헤드 구동 회로(60)에 액적을 토출하는 토출 신호를 송신한다. 헤드 구동 회로(60)는 토출 신호를 받아 제 1 액적 토출 헤드(31) 내지 제 9 액적 토출 헤드(39)에 압전 소자(46)를 구동시키는 구동 신호 를 송신하고, 액적이 토출된다.
유사 위치값 발생 장치(77)는 위치 데이터를 생성하는 회로로 구성될 수도 있고, 캐리지(30)와 스테이지(23)를 상대 이동시키는 주주사에서 주주사 위치 검출 장치(24)로부터 출력되는 스테이지(23)의 위치 데이터를 기억하며, 기억한 위치 데이터를 재생하여 출력하도록 할 수도 있다.
상기 제 2 실시예의 토출량 측정 방법에 의하면, 상기 제 1 실시예의 효과에 부가하여 이하의 효과를 갖는다.
(1) 유사 위치값 발생 장치(77)에 의해 유사 위치 데이터를 생성하여 CPU(54)의 노즐 토출 제어 연산부(72)에 송신하고, 노즐 토출 제어 연산부(72)는 유사 위치 데이터와 메모리(55)에 기록된 액적의 배치 데이터를 기초로 액적을 토출하는 토출 신호(타이밍 신호)를 생성했다. 따라서, 주주사 위치 검출 장치(24)로부터 스테이지(23)의 위치 데이터를 취득하기 위해, 스테이지(23)를 구동하는 방법에 비하여 노즐 토출 제어 연산부(72)는 액적을 토출하는 타이밍을 용이하게 판단할 수 있으며, 토출 신호를 송신할 수 있다. 그 결과, 스테이지(23)를 이동시키지 않고 적은 에너지로 토출량을 계측할 수 있다.
(제 3 실시예)
다음으로, 본 발명의 토출량 측정 방법의 다른 실시예에 대해서 도 11 내지 도 14에 따라 설명한다. 도 11은 제 3 실시예에서의 액적 토출 헤드를 나타내는 개략 평면도이고, 도 12 및 도 13은 제 3 실시예에서의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도이며, 도 14는 계측용 토출 데이터를 나타내는 개략도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서의 액적 토출 헤드(40)는 복수(180개)의 노즐(42)로 이루어지는 2개의 노즐 열(42A, 42B)을 구비하고 있다. 각 노즐 열(42A, 42B)은 각각 대략 등간격의 노즐 피치(P)로 복수의 노즐(42)이 배열되어 있는 동시에, 노즐 열(42A, 42B)이 서로 반노즐 피치가 어긋난 상태로 배열되어 있다.
각 노즐 열(42A, 42B)의 양단에 위치하는 10개의 노즐(42)을 사용하지 않아, 각각 유효 노즐 수가 160개로 되어 있다.
또한 이 경우, 액적 토출 장치(20)에서의 캐리지(30)에 배열 설치되는 액적 토출 헤드(40)의 수 및 배치는 도 2에 나타낸 것과 동일하게 한다. 또한, 캐리지(30)에 탑재되는 액적 토출 헤드(40)는 9개에 한정되지 않고, 3색의 색재료액(44R, 44G, 44B)에 대응한 3개의 구성으로 할 수도 있다.
본 실시예의 디바이스로서의 컬러 필터에 있어서, RGB 3색의 착색층이 형성되는 묘화 영역(A)의 배치는 도 6에 나타낸 것과 동일하지만, 크기가 상기 제 1 실시예에 비하여 크다. 따라서, 묘화 영역(A)에 부여되는 원하는 액적의 수가 증가한다. 본 실시예는 이러한 경우를 상정한 액상체의 토출 방법에 의거하는 토출량 측정 방법을 포함시킨 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 것이다.
본 실시예의 컬러 필터의 제조 방법에서의 액상체의 토출 방법은, 상기 제 1 실시예에 대하여 계측용 토출 공정과 묘화 공정의 구성을 바꾼 것이다. 액적 토출 헤드(40)와 기판(W)을 Y축 방향으로 상대 이동시키는 복수회의 주주사와, 복수회의 주주사 사이에 액적 토출 헤드(40)를 X축 방향으로 이동시키는 부주사를 조합시킨 토출 제어에 의해, 묘화 영역(A)에 소정 양의 액상체를 액적으로서 토출 묘화하는 묘화 공정을 구비하고 있다.
도 12의 (a) 및 (b)는 묘화 공정에서, 최초의 주주사에 의한 묘화 영역(A)으로의 액적의 배치를 나타내는 것이다. 예를 들어 액적 토출 헤드(40)로부터 액상체(기능액)로서 적색의 색재료액(44R)을 토출할 경우, 적색(R) 묘화 영역(A)에는 노즐 열(42A)이 먼저 도달하고, 다음으로 노즐 열(42B)이 도달한다.
도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(42A)의 유효 노즐을 차례로 #11 내지 #170까지 번호를 붙인다. 묘화 영역(A)의 크기와 이에 따른 노즐 열(42A)의 위치 관계에 있어서, 유효 노즐 중 묘화 영역(A)에 대하여 연속으로 액적을 토출하는 노즐(42)과 비토출로 하는 노즐(42)이 발생된다. 또한, 당연하지만 녹색(G) 및 청색(B) 묘화 영역(A)에는 액적을 토출하지 않기 때문에, 모든 유효 노즐이 비토출로 된다. 예를 들어 유효 노즐의 양단 측에서는 노즐 번호 11A, 12A의 노즐이 한쪽 적색(R) 묘화 영역(A)에 대하여 토출 노즐로 되고, 노즐 번호 169A, 170A의 노즐이 다른쪽 적색(R) 묘화 영역(A)에 대하여 토출 노즐로 된다. 또한, 노즐 번호 13A, 168A의 노즐이 비토출 노즐로 된다.
이어서, 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이, 다른쪽 노즐 열(42B)의 유효 노즐을 차례로 #11 내지 #170까지 번호를 붙인다. 노즐 열(42B)에서도 유효 노즐 중 묘화 영역(A)에 대하여 연속으로 액적을 토출하는 노즐(42)과 비토출로 하는 노즐(42)이 발생된다. 예를 들어 유효 노즐의 양단 측에서는 노즐 번호 11B, 12B의 노즐이 한쪽 적색(R) 묘화 영역(A)에 대하여 토출 노즐로 되고, 노즐 번호 168B, 169B의 노즐이 다른쪽 적색(R) 묘화 영역(A)에 대하여 토출 노즐로 된다. 또한, 노즐 번호 13B, 170B의 노즐이 비토출 노즐로 된다. 이러한 주주사에서의 토출 데이터는 각 노즐 열(42A, 42B)에 대응하여, 종축이 노즐 번호, 횡축이 토출 타이밍을 나타내는 비트맵으로서 액적 토출 장치(20)에 입력되어 메모리(55)에 저장된다.
도 12의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 묘화 영역(A)에 대하여 복수의 액적이 착탄되도록 토출하여도, 또한 색재료액(44R)이 부족할 경우, 마찬가지로 주주사를 반복하여 주주사 방향에서 동일 위치에 액적을 부여할 수도 있지만, 부여된 액적의 치우침이 발생되기 때문에, 묘화 영역(A)에 따른 복수의 노즐(42) 위치를 바꾸어 토출하는 것이 바람직하다.
도 13의 (c) 및 (d)는 액적 토출 헤드(40)를 X축 방향으로 이동시키는 부주사를 행하여, 묘화 영역(A)에 따른 복수의 노즐(42) 위치를 바꾸어 주주사함으로써, 부족한 액적을 토출한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 13의 (c)에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 액적 토출 헤드(40)의 노즐 열(42A)에서, 노즐 번호 13A, 14A의 노즐이 한쪽 묘화 영역(A)에 따르도록 액적 토출 헤드(40)를 부주사하면, 다음은 상기 주주사에서 토출한 노즐 번호 11A, 12A, 15A의 노즐이 비토출 노즐로 된다.
이어서, 도 13의 (d)에 나타낸 바와 같이, 노즐 열(42B)에서도 마찬가지로 토출 노즐과 비토출 노즐의 선택이 바뀐다. 이러한 부주사 후의 주주사에서의 토출 데이터는 각 노즐 열(42A, 42B)에 대응하여, 종축이 노즐 번호, 횡축이 토출 타이밍을 나타내는 비트맵으로서 액적 토출 장치(20)에 입력되어 메모리(55)에 저장 된다.
본 실시예의 토출량 측정 방법에서는, 상기한 바와 같이 묘화 공정에서, 토출 노즐과 비토출 노즐이 각 주주사에 의해 변화되는 것에 대응하여, 계측용 토출 데이터를 생성함으로써, 실제 착색층을 토출 묘화하는 상태에 보다 가까운 액적 토출량을 계측 가능하게 하는 것이다.
도 14는 제 3 실시예의 계측용 토출 데이터를 나타내는 비트맵이다. 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 토출량 측정 방법은 계측용 토출 데이터가 복수의 노즐(42) 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보를 갖는 제 1 계측용 토출 데이터로서의 제 1 비트맵과, 비토출로 한 노즐로부터 연속하여 액상체를 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 2 계측용 토출 데이터로서의 제 2 비트맵을 포함하고, 계측용 토출 공정에서는, 제 1 비트맵과 제 2 비트맵을 적어도 사용하여 액적 토출 헤드(40)를 구동시키며, 측정 가능한 양으로 되도록 토출 수를 설정하여 액상체를 액적으로서 토출한다.
또한, 계측용 토출 공정에서는, 2개의 노즐 열(42A, 42B)마다 제 1 비트맵과 제 2 비트맵을 사용하여 액적 토출 헤드를 구동시킨다.
그리고, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이, 계측용 토출 공정에서는, 부주사에 따라 제 1 비트맵에서 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보가 변경된 제 3 계측용 토출 데이터로서의 제 3 비트맵과, 제 3 비트맵에서 비토출로 한 노즐로부터 기능액을 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 4 계측용 토출 데이터로서의 제 4 비트맵을 포함하는 계측용 토출 데이터를 사용한다. 또한, 2개의 노즐 열 (42A, 42B)마다 이것을 생성시켜 사용하며, 계측 공정에서는 노즐 열(42A, 42B)마다의 액적 토출량을 계측한다.
제 1 및 제 2 비트맵은 도 12의 (a) 및 (b)에 나타낸 주주사에서의 토출 데이터를 기초로 유효 노즐 수에 대한 토출 노즐 수의 비(比), 즉 노즐 사용률이 반영되어 있다.
제 3 및 제 4 비트맵은 도 13의 (c) 및 (d)에 나타낸 부주사 후의 주주사에서의 토출 데이터를 기초로 노즐 사용률을 반영하면서 토출이 행해지는 노즐 선택 변화에 대응하고 있다.
계측용 토출 데이터를 생성하는데 있어서, 묘화 공정에서의 토출 데이터를 그대로 반영하면, 복수의 노즐(42) 모두가 비토출로 되는 전체 노즐 비토출 정보가 토출 묘화되지 않는 묘화 영역(A)의 배치에 대응하여 연속하여 발생된다. 따라서, 계측용 토출 공정에서 토출을 행하지 않는 불필요한 시간을 삭감하기 위해, 본 실시예의 제 1 내지 제 4 비트맵에서는 전체 노즐 비토출 정보의 일부를 삭제하여 계측용 토출 데이터로 했다.
또한, 종축이 노즐 번호, 횡축이 토출 타이밍을 나타내는 비트맵에서, 「1」은 선택, 「0」은 비(非)선택을 나타낸다. 또한, 선택 시에는 1회의 토출에 대응하는 구동 신호를 액적 토출 헤드(40)의 각 노즐(42)에 대응하는 압전 소자(46)에 부여하지만, 복수의 구동 신호를 연속하여 부여할 수도 있다. 또한, 횡축의 토출 타이밍을 상기 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, 워크로서의 기판(W)의 주주사에서의 기판 위치 정보를 기초로 할 수도 있다.
상기 제 3 실시예의 효과는 이하와 같다.
(1) 상기 제 3 실시예의 토출량 측정 방법에서는, 묘화 공정에서의 노즐 사용률을 반영한 제 1 내지 제 4 비트맵을 계측용 토출 데이터로서 사용한다. 따라서, 모든 노즐(42)로부터 소정 토출 수의 액적을 토출시킴과 동시에, 실제 묘화 공정에서의 토출 상태를 반영한 계측용 토출을 행할 수 있다. 따라서, 실제 액상체의 토출 묘화에 보다 가까운 상태의 액적 토출량을 계측할 수 있다.
(2) 상기 제 3 실시예의 토출량 측정 방법에서는, 액적 토출 헤드(40)의 각 노즐 열(42A, 42B)마다 계측용 토출 데이터로서의 제 1 내지 제 4 비트맵을 생성시켜 계측용 토출을 행한다. 따라서, 노즐 열(42A, 42B)마다 실제 액상체의 토출 묘화에 가까운 상태의 액적 토출량을 계측할 수 있다.
(3) 상기 제 3 실시예의 토출량 측정 방법에서는, 계측용 토출 데이터로서의 제 1 내지 제 4 비트맵은 묘화 공정에서의 토출 데이터 중 전체 노즐 비토출 정보를 일부 삭제하여 생성되어 있다. 따라서, 계측용 토출 공정에서 액적을 토출하지 않는 불필요한 시간을 삭감하여 효율적으로 계측용 토출을 행할 수 있다.
(4) 상기 제 3 실시예의 컬러 필터의 제조 방법은, 제 1 내지 제 4 비트맵을 사용한 토출량 측정 방법에 의해, 각 액적 토출 헤드(40)로부터 토출되는 액적 토출량이 적정화되어 있다. 따라서, 묘화 공정에서는, 각 묘화 영역(A)에 적정량의 색재료액(44R, 44G, 44B)이 부여되고, 건조 공정 후에 막 두께 불균일이 적은 RGB 3색의 착색층을 형성할 수 있다.
(제 4 실시예)
다음으로, 본 발명의 전기 광학 장치의 일 실시예인 액정 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 15는 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 15의 (a)는 정면도이고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)의 H-H'선으로 자른 단면도이다.
도 15의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치(1)는 쌍을 이루는 TFT 어레이 기판(2) 및 대향 기판(3)과, 양 기판(2, 3)을 접착시키는 광경화성 밀봉재인 밀봉재(4)와, 밀봉재(4)에 의해 구획된 영역 내에 봉입된 액정(5)을 구비하고 있다. 밀봉재(4)는 기판면 내의 영역에서 막힌 프레임 형상으로 형성되어 있고, 액정 주입구를 구비하지 않아, 밀봉재에 의해 밀봉된 흔적이 없는 구성으로 되어 있다.
밀봉재(4) 형성 영역의 내측 영역에는 차광성 재료로 이루어지는 주변 구획(6)이 형성되어 있다. 밀봉재(4)의 외측 영역에는 데이터선 구동 회로(7) 및 실장 단자(端子)(8)가 TFT 어레이 기판(2)의 한 변을 따라 형성되어 있으며, 이 한 변에 인접하는 2변을 따라 주사선 구동 회로(9)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(2)의 나머지 한 변에는 화상 표시 영역의 양측에 설치된 주사선 구동 회로(9) 사이를 접속하기 위한 복수의 배선(10)이 설치되어 있다. 또한, 대향 기판(3)의 코너부 중 적어도 1개소에서는, TFT 어레이 기판(2)과 대향 기판(3) 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 기판간 도통재(11)가 배열 설치되어 있다.
또한, 데이터선 구동 회로(7) 및 주사선 구동 회로(9)를 TFT 어레이 기판(2) 위에 형성하는 대신에, 예를 들어 구동용 LSI가 실장된 TAB(Tape Automated Bonding) 기판과 TFT 어레이 기판(2)의 주변부에 형성된 단자 그룹을 이방성 도전 막을 통하여 전기적 및 기계적으로 접속하도록 할 수도 있다. 또한, 액정 표시 장치(1)에서는, 사용하는 액정(5)의 종류, 즉 TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드 등의 동작 모드, 표준 백색 모드/표준 흑색 모드별에 따라, 위상차판, 편광판 등이 소정 방향으로 배치되지만, 여기서는 도시를 생략한다.
또한, 대향 기판(3)에서 TFT 어레이 기판(2)이 후술하는 각 화소 전극에 대향하는 영역에 묘화 패턴으로서의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색 착색층(12R, 12G, 12B)을 갖는 컬러 필터가 보호막과 함께 형성되어 있다. 착색층(12R, 12G, 12B)은 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 3 실시예에 나타난 컬러 필터의 제조 방법중 어느 하나를 이용하여 제조되어 있다. 또한, 컬러 필터의 TFT 어레이 기판(2) 측에는 대향 전극(13)이 배치되어 있다.
이러한 구조를 갖는 액정 표시 장치(1)의 화상 표시 영역에서는, 복수의 화소가 m행 n열의 매트릭스 형상으로 구성되어 있는 동시에, 이들 화소의 각각에는 화소 스위칭용 TFT(Thin Film Transistor) 소자가 형성되어 있다. 화소 신호를 공급하는 데이터선이 TFT의 소스에 전기적으로 접속되고, 주사 신호를 공급하는 주사선이 TFT의 게이트에 전기적으로 접속되며, TFT의 드레인에 화소 전극(14)이 전기적으로 접속되어 있다.
TFT의 게이트에는 주사선이 전기적으로 접속되어 있으며, 소정의 타이밍에서 주사선에 펄스식으로 주사 신호를 인가하도록 구성되어 있다.
화소 전극(14)은 TFT의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT를 일정 기간만큼 온(on)상태로 함으로써, 데이터선으로부터 공급되는 화소 신 호를 각 화소에 소정의 타이밍에서 기입한다. 이와 같이 하여 화소 전극(14)을 통하여 액정에 기입된 소정 레벨의 화소 신호는 대향 기판(3)의 대향 전극(13)과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 화소 신호의 레벨에 따라, 액정(5)의 광투과량이 변화되고, 액정 표시 장치(1)는 컬러 필터를 구비하고 있기 때문에, 액정 표시 장치(1)는 컬러 화상을 표시할 수 있다.
상기 제 4 실시예의 효과는 이하와 같다.
(1) 상기 제 4 실시예의 액정 표시 장치(1)에서, 대향 기판(3)의 컬러 필터는 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 3 실시예에 나타난 컬러 필터의 제조 방법 중 어느 하나를 이용하여 제조되어 있다. 따라서, 막 두께 불균일이 적은 3색의 착색층(12R, 12G, 12B)을 가지며, 소정의 광학 특성(투과율, 색도, 채도)이 안정적으로 확보되어 있다. 따라서, 액정 표시 장치(1)는 색 불균일 등이 적은 높은 표시 품질을 갖는다.
(제 5 실시예)
다음으로, 본 발명의 전자 기기의 일 실시예인 퍼스널 컴퓨터에 대해서 설명한다. 도 16은 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 개략 사시도이다. 본 실시예의 전자 기기로서의 퍼스널 컴퓨터(PC)(80)는 정보를 표시하는 표시부로서 표시 장치(81)를 구비하고 있다. 이 표시 장치(81)에 상기 제 4 실시예의 액정 표시 장치(1)가 배열 설치되어 있다.
상기 제 5 실시예의 효과는 이하와 같다.
(1) 상기 제 5 실시예의 PC(80)는 색 불균일 등이 적은 높은 표시 품질을 갖 는 액정 표시 장치(1)를 탑재하고 있기 때문에, 색정보를 포함하는 화상 정보 등을 정확하게 확인할 수 있는 PC(80)를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 상기 실시예에 대하여는 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형을 부가할 수 있다. 예를 들어 상기 실시예 이외의 변형예는 이하와 같다.
(제 1 변형예)
상기 제 1 실시예에서는, 토출량의 계측에 전자 저울(50)을 사용하여 액적의 중량을 계측했지만, 이것에 한정되지 않아, 액적의 체적을 계측하여 토출량을 계측할 수도 있다. 예를 들어 동일한 폭의 홈에 액적을 토출하여 홈을 차지하는 액상체의 길이로부터 체적을 추정하는 방법으로 체적을 계측할 수도 있다.
(제 2 변형예)
상기 제 1 실시예에서는, 전자 저울(50)의 측정용 받침대(M1∼M9)를 액적 토출 헤드(31∼39)마다 배치하여 액적 토출 헤드(31∼39)의 각 노즐 열 N1∼N9로부터 토출되는 액적 토출량을 측정했지만, 노즐(42)마다 측정용 받침대를 배치하여 노즐(42)로부터 토출되는 액적 토출량을 측정할 수도 있다. 노즐(42)마다 토출량을 조정함으로써, 노즐 사이의 토출량의 차를 적게 할 수 있다.
(제 3 변형예)
상기 제 2 실시예에서는, 노즐 토출 제어 연산부(72)는 유사 위치 데이터와 배치 데이터를 기초로 헤드 구동 회로(60)에 액적을 토출하는 토출 신호를 송신했다. 유사 위치 데이터에서 토출하는 위치가 아닌 데이터가 연속하여 포함되어 있 을 때에는, 토출하는 위치가 아닌 데이터의 일부를 삭제하여 유사 위치 데이터의 데이터량을 감량할 수도 있다. 토출하는 위치가 아닌 데이터의 일부를 삭제할 경우에는, 삭제함으로써 토출이 연속되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 토출하지 않는 데이터를 삭제함으로써, 소정의 토출 수를 토출하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
(제 4 변형예)
상기 제 1 실시예 내지 상기 제 3 실시예에서의 토출량 측정 방법을 적용한 컬러 필터의 제조 방법은 RGB 3색의 착색층을 갖는 컬러 필터의 제조 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어 RGB 3색에 다른 색을 부가한 다색(多色)의 컬러 필터의 제조 방법에도 적용할 수 있다. 또한, RGB 3색의 착색층의 배치는 스트라이프 방식에 한정되지 않고, 델타 방식, 모자이크 방식에서도 적용 가능하다. 구체적으로는, 기판(W)의 묘화 영역(A)에 액적을 배치하는 토출 데이터에 의거하여 계측용 토출 데이터를 생성시키면 된다.
(제 5 변형예)
상기 제 1 실시예 내지 상기 제 3 실시예에서의 토출량 측정 방법은, 컬러 필터를 형성할 때의 패턴 형성 방법에 적용하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 유기 EL(일렉트로루미네선스) 소자를 갖는 표시 장치에서, 발광 소자로서의 유기 EL 소자를 구성하는 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층을 패턴 형성하는 방법에도 적용할 수 있다. 이것에 의하면, 액적 토출 헤드의 노즐로부터 각 층을 형성하는 재료를 포함하는 액상체를 토출 묘화하여, 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층의 각 층의 두께를 원하는 두께로 형성할 수 있다. 또한, 유기 EL 소자의 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층의 각 층의 두께의 편차를 적게 할 수 있기 때문에, 발광 소자의 발광 효율을 대략 균일하게 할 수 있어, 발광 시에 불균일이 적은 표시 장치로 할 수 있다.
(제 6 변형예)
상기 제 5 실시예에서의 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(1)를 구비한 전자 기기는 퍼스널 컴퓨터(80)에 한정되지 않는다. 예를 들어 전자 북, 휴대 전화, 디지털 스틸 카메라, 액정 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 네비게이션 장치, 소형 무선 호출기(pager), 전자 수첩, 전자 계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치 패널 등의 전자 기기의 화상 표시 수단으로서 적합하게 사용할 수 있다. 어느 경우에서도 표시 불균일이 적은 전자 기기를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 묘화 패턴을 형성할 때의 상태에 가까운 액적 토출량 계측 방법, 이것을 이용한 패턴 형성 방법, 디바이스, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 액적 토출 헤드의 노즐로부터 토출된 액상체(液狀體)의 토출량을 측정하는 토출량 측정 방법으로서,
    계측용 토출 데이터에 의거하여 상기 액적 토출 헤드를 구동시키고, 측정 가능한 양으로 되도록 토출 수를 설정하여 상기 액상체를 상기 노즐로부터 액적으로서 토출하는 계측용 토출 공정과,
    토출된 상기 액상체의 토출량을 계측하는 계측 공정과,
    계측된 상기 토출량과 상기 토출 수로부터 평균 토출량을 산출하는 연산 공정을 구비하며,
    상기 계측용 토출 데이터가 묘화(描畵) 패턴을 토출 묘화할 때와 동일한 토출 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 토출된 액상체의 토출량으로서 중량을 계측하는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드는 복수의 노즐을 구비하고,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 복수의 노즐로부터 액상체를 토출하며,
    상기 계측 공정에서는, 상기 액적 토출 헤드의 상기 복수의 노즐로부터 토출된 액상체의 토출량을 계측하는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 계측용 토출 데이터가 모든 상기 복수의 노즐로부터 상기 액상체를 토출하지 않는 전체 노즐 비토출 정보를 포함하고, 상기 전체 노즐 비토출 정보가 연속될 때에는, 연속된 상기 전체 노즐 비토출 정보의 일부를 삭제하여 사용하는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 계측용 토출 데이터가 상기 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐 정보를 갖는 제 1 계측용 토출 데이터와, 상기 비토출로 한 노즐로부터 연속하여 상기 액상체를 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 2 계측용 토출 데이터를 포함하고,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 제 1 계측용 토출 데이터와 상기 제 2 계측용 토출 데이터를 적어도 사용하여 상기 액적 토출 헤드를 구동시키며, 측정 가능한 양으로 되도록 상기 토출 수를 설정하여 상기 액상체를 액적으로서 토출하는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드는 복수의 노즐로 이루어지는 적어도 2개의 노즐 열을 구비하고,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 적어도 2개의 노즐 열마다 상기 제 1 계측용 토출 데이터와 상기 제 2 계측용 토출 데이터를 사용하여 상기 액적 토출 헤드를 구동시키는 것을 특징으로 하는 토출량 측정 방법.
  7. 워크 위에 기능성 재료로 이루어지는 묘화 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,
    제 1 항에 기재된 토출량 측정 방법을 이용하여, 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 기능성 재료를 포함하는 기능액의 평균 토출량을 추정하는 토출량 추정 공정과,
    추정 결과에 의거하여 상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 상기 기능액의 토출량을 조정할 것인지의 여부 판정을 하는 판정 공정과,
    조정이 필요할 경우에 상기 액적 토출 헤드의 구동 조건을 변경하여 상기 토출량을 조정하는 조정 공정과,
    상기 워크와 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 주주사(主走査)에 동기하여, 상기 액적 토출 헤드의 노즐로부터 상기 기능액을 액적으로서 토출 묘화하는 묘화 공정과,
    토출 묘화된 상기 기능액을 고화(固化)하여 상기 묘화 패턴을 형성하는 패턴 형성 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 묘화 공정에서는, 복수의 액적 토출 헤드를 사용하여 상기 기능액을 토출 묘화하고,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 복수의 액적 토출 헤드마다 상기 기능액을 토출하며,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 액적 토출 헤드마다 토출되는 상기 기능액의 토출량을 계측하고,
    상기 조정 공정에서는, 상기 복수의 액적 토출 헤드 사이의 상기 평균 토출량의 차를 적게 하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 묘화 공정에서의 상기 주주사했을 때의 상기 액적 토출 헤드와 상기 워크의 상대 위치 정보와, 상기 워크 위에 액적을 배치하는 배치 데이터로부터 생성된 상기 계측용 토출 데이터에 의거하여, 상기 액적 토출 헤드로부터 상기 기능액을 토출하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 액적 토출 헤드가 복수의 노즐을 갖고,
    상기 묘화 공정에서는, 상기 워크와 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 주주사를 복수회 행하는 동시에, 상기 복수회의 주주사 사이에 상기 주주사 방향에 대하여 직교하는 방향으로 상기 복수의 액적 토출 헤드를 이동시키는 부주사를 행하며,
    상기 계측용 토출 공정에서는, 상기 부주사에 따라 상기 제 1 계측용 토출 데이터에서 상기 복수의 노즐 중 연속하여 비토출로 한 노즐을 변경한 노즐 정보를 갖는 제 3 계측용 토출 데이터와, 상기 제 3 계측용 토출 데이터에서 비토출로 한 노즐로부터 상기 기능액을 토출시키는 노즐 정보를 갖는 제 4 계측용 토출 데이터를 포함하는 상기 계측용 토출 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  11. 기능성 재료로 이루어지는 묘화 패턴을 갖는 디바이스로서,
    상기 묘화 패턴이 제 7 항에 기재된 패턴 형성 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 디바이스.
  12. 제 11 항에 기재된 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 제 12 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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