KR20030076195A - 토출 장치용 헤드 유닛과 이것을 구비한 토출 장치, 액정표시 장치의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법,전자 방출 장치의 제조 방법, ｐｄｐ 장치의 제조 방법,전기 영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조방법, 유기 ｅｌ의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및광확산체 형성 방법 - Google Patents
토출 장치용 헤드 유닛과 이것을 구비한 토출 장치, 액정표시 장치의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법,전자 방출 장치의 제조 방법, ｐｄｐ 장치의 제조 방법,전기 영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조방법, 유기 ｅｌ의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및광확산체 형성 방법 Download PDFInfo
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Abstract
잉크젯 방식의 토출 장치에서 사용하는 헤드 유닛으로서, 토출 장치의 메인 캐리지에 유지되는 서브 캐리지(41)에 액체방울 토출 헤드(7)를 탑재하여 이루어진 것에 있어서, 액체방울 토출 헤드(7)에 대한 급액용 배관 경로의 배관 작업을 용이하게 하는 동시에, 배관을 떼어낼 때의 액체 떨어짐에 의해 액체방울 토출 헤드(7)의 배선 커넥터가 오손(汚損)되는 것을 방지한다.
서브 캐리지(41)에, 액체방울 토출 헤드(7)의 탑재 개소로부터 떨어진 장소에 위치시켜, 액체방울 토출 헤드(7)에 배관 어댑터(48)를 통하여 접속되어 있는 헤드측 배관부재에 토출 장치의 급액 탱크에 연결되는 장치측 배관부재를 착탈 가능하게 접속하는 배관 조인트(49)를 설치한다.
Description
본 발명은 워크에 대하여 상대적으로 이동하는 메인 캐리지를 구비하는 토출장치에서 사용하는 헤드 유닛에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 토출 장치의 메인 캐리지에 착탈 가능하게 유지되는 서브 캐리지에 잉크젯 헤드로 대표되는 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재하여 이루어진 토출 장치용 헤드 유닛 및 이것을 구비한 토출 장치, 액정 표시 장치의 제조 방법, 유기 EL 장치의 제조 방법, 전자 방출 장치의 제조 방법, PDP 장치의 제조 방법, 전기 영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속 배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및 광확산체 형성 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터의 잉크젯 헤드(기능 액체방울 토출 헤드)는, 미소한 잉크방울(액체방울)을 도트 형상으로 양호한 정밀도에 의해 토출할 수 있기 때문에, 예를 들어, 토출액에 특수한 잉크 또는 감광성 수지 등의 기능액을 사용함으로써, 각종 제품의 제조 분야에 대한 응용이 기대된다.
예를 들면, 컬러 필터의 기판과 같은 워크에 대하여 상대적으로 이동하는 메인 캐리지를 구비하는 토출 장치를 사용하고, 토출 장치의 메인 캐리지에 착탈 가능하게 유지되는 서브 캐리지에 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재하여 이루어진 헤드 유닛을 토출 장치에 반입하며, 헤드 유닛을 메인 캐리지의 움직임에 의해 워크에 대하여 상대적으로 이동시키면서 각 기능 액체방울 토출 헤드로부터 액정 재료나 유기 발광 재료를 토출시켜, 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치 등을 제조하는 것을 생각할 수 있다.
이 경우, 액정 재료나 유기 발광 재료와 같은 토출해야 하는 액체를 기능 액체방울 토출 헤드에 공급하기 위해, 토출 장치에 설치한 급액 탱크에 연결되는 배관부재를 기능 액체방울 토출 헤드의 액체 도입구에 착탈 가능하게 접속하고, 액체 도입구로부터 배관부재를 떼어내어 헤드 유닛의 교환을 행할 수 있도록 한다.
그런데, 기능 액체방울 토출 헤드에는, 이것에 형성한 각 토출 노즐에 액체를 압송하는 펌프부와 펌프부용 배선 커넥터부가 설치되어 있고, 상기와 같이 기능 액체방울 토출 헤드의 액체 도입구에 배관부재를 착탈 가능하게 접속하면, 배관부재를 떼어냈을 때에, 배관부재로부터의 액체 떨어짐에 의해 배관 커넥터부에 액체가 부착되어, 고장의 원인이 되는 경우가 있다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 기능 액체방울 토출 헤드의 배관 커넥터부에 대한 액체 떨어짐을 방지할 수 있도록 한 토출 장치용 헤드 유닛 및 이것을 구비한 토출 장치, 액정 표시 장치의 제조 방법, 유기 EL 장치의 제조 방법, 전자 방출 장치의 제조 방법, PDP 장치의 제조 방법, 전기 영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속 배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및 광확산체 형성 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
도 1은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 뱅크부 형성 공정(무기물 뱅크)의 단면도.
도 2는 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 뱅크부 형성 공정(유기물 뱅크)의 단면도.
도 3은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 플라즈마 처리 공정(친수화 처리)의 단면도.
도 4는 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 플라즈마 처리 공정(발수화 처리)의 단면도.
도 5는 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 정공 주입층 형성 공정(액체방울 토출)의 단면도.
도 6은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 정공 주입층 형성 공정(건조)의 단면도.
도 7은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 표면 개질 공정(액체방울 토출)의 단면도.
도 8은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 표면 개질 공정(건조)의 단면도.
도 9는 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 B 발광층 형성 공정(액체방울 토출)의 단면도.
도 10은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 B 발광층 형성 공정(건조)의 단면도.
도 11은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 R·G·B 발광층 형성 공정의 단면도.
도 12는 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 대향 전극 형성 공정의 단면도.
도 13은 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 밀봉 공정의 단면도.
도 14는 실시형태에 따른 정공 주입층 형성 설비의 개념도.
도 15는 실시형태에 따른 발광층 형성 설비의 개념도.
도 16은 실시형태에 따른 토출 장치의 외관 사시도.
도 17은 실시형태에 따른 토출 장치의 외관 정면도.
도 18은 실시형태에 따른 토출 장치의 외관 측면도.
도 19는 실시형태에 따른 토출 장치의 외관 평면도.
도 20은 실시형태에 따른 토출 장치의 모식도.
도 21은 실시형태에 따른 헤드 유닛의 평면도.
도 22는 실시형태에 따른 헤드 유닛의 측면도.
도 23은 실시형태에 따른 헤드 유닛의 정면도.
도 24의 (a)는 실시형태에 따른 헤드 유닛의 배관 조인트의 외관 사시도, (b)는 배관 조인트의 단면도.
도 25의 (a)는 실시형태에 따른 기능 액체방울 토출 헤드의 외관 사시도, (b)는 기능 액체방울 토출 헤드의 단면도.
도 26은 실시형태에 따른 토출 장치의 우측 정반(定盤) 주위의 측면도.
도 27은 실시형태에 따른 토출 장치의 우측 정반 주위의 평면도.
도 28은 실시형태에 따른 토출 장치의 우측 정반 주위의 정면도.
도 29는 실시형태에 따른 토출 장치의 우측 정반의 지지 형태를 나타내는 모식도.
도 30은 실시형태에 따른 토출 장치의 X축 테이블의 평면도.
도 31은 실시형태에 따른 토출 장치의 X 테이블의 측면도.
도 32는 실시형태에 따른 토출 장치의 X 테이블의 정면도.
도 33은 실시형태에 따른 토출 장치의 주(主)기판 인식 카메라 주위의 사시도.
도 34는 실시형태에 따른 토출 장치의 Y축 테이블의 평면도.
도 35는 실시형태에 따른 토출 장치의 Y축 테이블의 측면도.
도 36은 실시형태에 따른 토출 장치의 Y축 테이블의 정면도.
도 37은 실시형태에 따른 Y축 테이블의 메인 캐리지의 사시도.
도 38은 실시형태에 따른 Y축 테이블의 메인 캐리지의 평면도.
도 39는 실시형태에 따른 토출 장치의 공통 베이스의 사시도.
도 40은 실시형태에 따른 토출 장치의 공통 베이스를 제거한 공통 베이스의 사시도.
도 41은 실시형태에 따른 토출 장치의 공통 베이스의 측면도.
도 42는 실시형태에 따른 토출 장치의 공통 베이스의 평면도.
도 43은 실시형태에 따른 토출 장치의 액체 공급 회수 장치의 배관 계통도.
도 44는 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치의 펌프 그룹 주위의 사시도.
도 45는 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치의 펌프 그룹 주위의 평면도.
도 46은 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치의 폐액 펌프 주위의 사시도.
도 47은 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치에서의 급액 탱크의 사시도.
도 48은 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치에서의 급액 탱크의 측면도.
도 49는 실시형태에 따른 액체 공급 회수 장치에서의 급액 탱크의 정면도.
도 50은 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와인딩 유닛의 사시도.
도 51은 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와인딩 유닛의 평면도.
도 52는 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와인딩 유닛의 정면도.
도 53은 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와이핑 유닛의 사시도.
도 54는 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와이핑 유닛의 평면도.
도 55는 실시형태에 따른 와이핑 유닛에서의 와이핑 유닛의 정면도.
도 56은 와이핑 유닛의 동작을 나타내는 모식도.
도 57은 실시형태에 따른 클리닝 유닛의 외관 사시도.
도 58은 실시형태에 따른 클리닝 유닛의 정면도.
도 59는 실시형태에 따른 클리닝 유닛의 측면도.
도 60은 실시형태에 따른 클리닝 유닛의 평면도.
도 61은 클리닝 유닛의 캡의 확대 단면도.
도 62는 실시형태에 따른 플러싱(flushing) 유닛의 사시도.
도 63은 실시형태에 따른 플러싱 유닛의 평면도.
도 64는 실시형태에 따른 급액 통로 중의 개폐 밸브의 배치부를 나타내는 사시도.
도 65는 실시형태에 따른 급액 통로 중의 개폐 밸브의 배치부를 나타내는 측면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
W : 기판(워크)
1 : 토출 장치
7 : 기능(機能) 액체방울 토출 헤드
25 : 메인 캐리지
26 : 헤드 유닛
41 : 서브 캐리지
49 : 배관 조인트
492 : 소켓
492a : 플러그 구멍
492b : 구멍 저면(底面)
494 : 플러그
498 : ○ 링
48b : 헤드측 배관부재
126 : 급액 탱크
158b : 장치측 배관부재
본 발명의 토출 장치용 헤드 유닛은, 워크에 대하여 상대적으로 이동하는 메인 캐리지를 구비하는 토출 장치에서 사용하는 헤드 유닛으로서, 메인 캐리지에 착탈 가능하게 유지되는 서브 캐리지에 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재하여 이루어진 것에 있어서, 서브 캐리지의 기능 액체방울 토출 헤드로부터 이간(離間)한 위치에 토출 장치에 설치한 급액 탱크에 연결되는 장치측 배관부재와 기능 액체방울 토출 헤드에 연결되는 헤드측 배관부재를 접속하는 배관 조인트를 설치한 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의하면, 배관 조인트에서 장치측 배관부재를 떼어냄으로써 헤드 유닛을 교환할 수 있다. 그리고, 배관 조인트는 기능 액체방울 토출 헤드로부터 이간되어 있기 때문에, 배관부재로부터의 액체 떨어짐이 발생하여도 기능 액체방울 토출 헤드의 배관 커넥터부에 액체가 부착되지 않는다.
또한, 배관 조인트를 기능 액체방울 토출 헤드가 존재하지 않는 헤드 유닛의 오픈 스페이스 부분에 배치함으로써 배관 작업을 행하기 쉬워진다. 특히, 배관 조인트를 한쪽 단부에 관 이음매를 통하여 헤드측 배관부재를 접속한 서브 캐리지에 고정된 소켓과, 상기 소켓의 다른쪽 단부에 형성한 플러그 구멍에 삽탈(揷脫) 가능하게 결합되는 장치측 배관부재를 접속한 플러그를 구비하는 것으로 구성하면, 배관 조인트에 대한 장치측 배관부재의 착탈이 용이해져, 배관 작업성이 한층 더 향상된다.
여기서, 소켓과 플러그를 구비하는 배관 조인트는, 플러그의 선단에 테이퍼를 부착시켜 소켓에 플러그를 삽입하기 쉬워지나, 이 상태에서는 플러그 구멍의 구멍 저면과 플러그 선단 사이에 공극이 형성되고, 가동 중에 공극으로부터의 기포가 기능 액체방울 토출 헤드에 유입되어, 토출 불량을 발생시킬 가능성이 있다. 이 경우, 플러그 구멍의 구멍 저면을 플러그 선단의 테이퍼에 맞춘 테이퍼면으로 형성하여 두면, 플러그 구멍의 구멍 저면과 플러그 선단 사이에 공극이 형성되지 않으며, 플러그 구멍의 깊이와 플러그 길이와의 치수 공차(公差)에 의해 플러그 구멍의 구멍 저면과 플러그 선단 사이에 공극이 생겨도, 이 공극은 플러그로부터 유출되는 액체의 유선(流線)을 향하여 테이퍼 형상으로 지향하기 때문에, 토출 장치의 가동 전에 행하는 기능 액체방울 토출 헤드로의 액체 충전 공정에 의해 공극으로부터 효율적으로 기포가 흡출되어, 가동 중에 공극으로부터의 기포가 기능 액체방울 토출 헤드에 유입되지 않는다.
또한, 소켓과 플러그 사이의 밀봉성을 향상시키기 위해, 플러그의 외주에 플러그 구멍에 대한 밀봉용 ○ 링을 축방향의 간격을 남겨 복수 장착하는 것이 바람직하다.
본 발명의 토출 장치는, 상기한 토출 장치용 헤드 유닛을 구비하고, 워크인 기판에 대하여 기능액을 도입한 기능 액체방울 토출 헤드를 상대적으로 주사하면서 기능 액체방울을 선택적으로 토출하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 기능 액체방울 토출 헤드에 대한 배관재의 연결 등에서, 기능 액체방울 토출 헤드의 배관 커넥터부에 대한 액체 떨어짐을 방지할 수 있어, 신뢰성 있는 토출 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 컬러 필터의 기판 위에 필터 소자를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 필터 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 필터 재료를 선택적으로 토출하여 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위의 화소 픽셀에 EL 발광층을 형성하는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 발광 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 발광 재료를 선택적으로 토출하여 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 방출 장치의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 전극 위에 형광체를 형성하는 전자 방출 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 형광 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여 형광체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PDP 장치의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 뒷면 기판 위의 다수의 오목부에 형광체를 형성하는 PDP 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 형광 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 뒷면 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여 형광체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 영동 표시 장치의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 전극 위의 오목부에 영동체를 형성하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 영동체 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 영동체 재료를 선택적으로 토출하여 영동체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상기의 토출 장치를 액정 표시 장치의 제조 방법, 유기 EL(Electro-Luminescence) 장치의 제조 방법, 전자 방출 장치의 제조 방법, PDP(Plasma Display Panel) 장치의 제조 방법 및 전기 영동 표시 장치의 제조 방법에 적용함으로써, 각 제조 방법에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액체방울 토출 헤드의 주사는 일반적으로 주주사 및 부주사로 되나, 소위 1라인을 단일 액체방울 토출 헤드로 구성할 경우에는, 부주사만으로 된다. 또한, 전자 방출 장치는 소위 FED(Field Emission Display) 장치를 포함하는 개념이다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 필터 소자를 배열하여 이루어진 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 필터 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 필터 재료를 선택적으로 토출하여 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 필터 소자를 피복하는 오버코트막이 형성되어 있으며, 필터 소자를 형성한 후에, 기능 액체방울 토출 헤드에 투광성 코팅 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 코팅 재료를 선택적으로 토출하여 오버코트막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 EL의 제조 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, EL 발광층을 포함하는 화소 픽셀을 기판 위에 배열하여 이루어진 유기 EL의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 발광 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 발광 재료를 선택적으로 토출하여 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, EL 발광층과 기판 사이에는, EL 발광층에 대응하여 화소 전극이 형성되어 있으며, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상(液狀) 전극 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 화소 전극을 형성하는 것이 바람직하다.
이 경우, EL 발광층을 피복하도록 대향 전극이 형성되어 있으며, EL 발광층을 형성한 후에, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 전극 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 대향 전극을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 스페이서 형성 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 2개의 기판 사이에 셀 갭을 구성하도록 입자 형상의 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 스페이서를 구성하는 입자 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 적어도 한쪽의 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 입자 재료를 선택적으로 토출하여 기판 위에 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속 배선 형성 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 금속 배선을 형성하는 금속 배선 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 금속 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 액상 금속 재료를 선택적으로 토출하여 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 렌즈 형성 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 마이크로 렌즈를 형성하는 렌즈 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 렌즈 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 렌즈 재료를 선택적으로 토출하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레지스트 형성 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 임의 형상의 레지스트를 형성하는 레지스트 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 레지스트 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 레지스트 재료를 선택적으로 토출하여 레지스트를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광확산체 형성 방법은, 상기한 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 광확산체를 형성하는 광확산체 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 광확산 재료를 도입하고, 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 광확산 재료를 선택적으로 토출하여 광확산체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상기의 토출 장치를 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속 배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및 광확산체 형성 방법에 적용함으로써, 각 제조 방법에서의 신뢰성을 향상시킬수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 토출 장치는, 소위 플랫 디스플레이의 일종인 유기 EL 장치의 제조 라인에 구성되는 것이며, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 사용하고, 그 토출 노즐로부터 발광 재료 등의 기능액을 토출하여(잉크젯 방식), 유기 EL 장치의 발광 기능을 행하는 각 화소의 EL 발광층 및 정공 주입층을 형성하는 것이다.
그래서, 먼저 유기 EL 장치의 구조에 대해서 설명하는 동시에 그 제조 방법(제조 프로세스)에 대해서 설명한다. 다음으로, 탑재한 기능 액체방울 토출 헤드를 주사하는 토출 장치와 그 주변 설비로 이루어진 유기 EL 장치의 제조 장치를 그 제조 방법과 함께 설명한다.
도 1 내지 도 13은 유기 EL 소자를 포함하는 유기 EL 장치의 제조 프로세스와 함께 그 구조를 나타낸다. 이 제조 프로세스는 뱅크부 형성 공정과, 플라즈마 처리 공정과, 정공 주입/수송층 형성 공정 및 발광층 형성 공정으로 이루어진 발광 소자 형성 공정과, 대향 전극 형성 공정과, 밀봉 공정을 구비하여 구성되어 있다.
뱅크부 형성 공정에서는, 기판(501)에 미리 형성한 회로 소자부(502) 위 및 전극(511)(화소 전극이라고도 함) 위의 소정 위치에 무기물 뱅크층(512a)과 유기물 뱅크층(512b)을 적층함으로써, 개구부(512g)를 갖는 뱅크부(512)를 형성한다. 이와 같이, 뱅크부 형성 공정에는, 전극(511)의 일부에 무기물 뱅크층(512a)을 형성하는 공정과, 무기물 뱅크층 위에 유기물 뱅크층(512b)을 형성하는 공정이 포함된다.
먼저, 무기물 뱅크층(512a)을 형성하는 공정에서는, 회로 소자부(502)의 제 2 층간절연막(544b) 위 및 화소 전극(511) 위에 그 전면에 걸쳐 무기물 뱅크층(512a)으로 되는 SiO2및 TiO2등의 무기물막을 CVD법, 코팅법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 형성한다. 다음으로, 이 무기물막을 에칭 등에 의해 패터닝하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전극(511)의 전극면(511a) 형성 위치에 대응하는 하부 개구부(512c)를 설치한다. 이 때, 무기물 뱅크층(512a)을 전극(511)의 에지부와 겹치도록 형성하여 둘 필요가 있다. 이와 같이, 전극(511)의 에지부(일부)와 무기물 뱅크층(512a)이 겹치도록 무기물 뱅크층(512a)을 형성함으로써, 발광층(510b)(도 10 내지 도 13 참조)의 발광 영역을 제어할 수 있다.
다음으로, 유기물 뱅크층(512b)을 형성하는 공정에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(512a) 위에 유기물 뱅크층(512b)을 형성한다. 유기물 뱅크층(512b)을 포토리소그래피 기술 등에 의해 에칭하여, 유기물 뱅크층(512b)의 상부 개구부(512d)를 형성한다. 상부 개구부(512d)는 전극면(511a) 및 하부 개구부(512c)에 대응하는 위치에 설치된다.
상부 개구부(512d)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하부 개구부(512c)보다 넓고 전극면(511a)보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 무기물 뱅크층(512a)의 하부 개구부(512c)를 둘러싸는 제 1 적층부(512e)가 유기물 뱅크층(512b)보다도 전극(511)의 중앙 측으로 연장 돌출된 형상으로 된다. 이렇게 하여, 상부 개구부(512d)와 하부 개구부(512c)를 연통시킴으로써, 무기물 뱅크층(512a) 및 유기물 뱅크층(512b)을 관통하는 개구부(512g)가 형성된다.
다음으로, 플라즈마 처리 공정에서는, 뱅크부(512)의 표면과 화소 전극의 표면(511a)에 친(親)잉크성을 나타내는 영역과 발(撥)잉크성을 나타내는 영역을 형성한다. 이 플라즈마 처리 공정은 예비 가열 공정과, 뱅크부(512)의 상면(512f) 및 개구부(512g)의 벽면과 화소 전극(511)의 전극면(511a)을 친액성을 갖도록 가공하는 친액화 공정과, 유기물 뱅크층(512b)의 상면(512f) 및 상부 개구부(512d)의 벽면을 발액성을 갖도록 가공하는 발액화 공정과, 냉각 공정으로 대별된다.
먼저, 예비 가열 공정에서는, 뱅크부(512)를 포함하는 기판(501)을 소정 온도까지 가열한다. 가열은, 예를 들어, 기판(501)을 탑재하는 스테이지에 히터를 부착시키고, 이 히터에 의해 상기 스테이지마다 기판(501)을 가열함으로써 행한다. 구체적으로는, 기판(501)의 예비 가열 온도를, 예를 들어, 70∼80℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 친액화 공정에서는, 대기 분위기 중에서 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리(O2플라즈마 처리)를 행한다. 이 O2플라즈마 처리에 의해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(511)의 전극면(511a), 무기물 뱅크층(512a)의 제 1 적층부(512e) 및 유기물 뱅크층(512b)의 상부 개구부(512d)의 벽면과 상면(512f)이 친액 처리된다. 이 친액 처리에 의해, 이들의 각 면에 수산기가 도입되어 친액성이 부여된다. 도 3에서는 친액 처리된 부분을 1점쇄선으로 나타낸다.
다음으로, 발액화 공정에서는, 대기 분위기 중에서 사플루오르화메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리(CF4플라즈마 처리)를 행한다. CF4플라즈마 처리에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상부 개구부(512d) 벽면 및 유기물 뱅크층의 상면(512f)이 발액 처리된다. 이 발액 처리에 의해, 이들의 각 면에 불소기가 도입되어 발액성이 부여된다. 도 4에서는 발액성을 나타내는 영역을 2점쇄선으로 나타낸다.
다음으로, 냉각 공정에서는, 플라즈마 처리를 위해 가열된 기판(501)을 실온 또는 액체방울 토출 공정의 관리 온도까지 냉각한다. 플라즈마 처리 후의 기판(501)을 실온 또는 소정 온도(예를 들어, 액체방울 토출 공정을 행하는 관리 온도)까지 냉각함으로써, 다음의 정공 주입/수송층 형성 공정을 일정한 온도에서 행할 수 있다.
다음으로, 발광 소자 형성 공정에서는, 화소 전극(511) 위에 정공 주입/수송층 및 발광층을 형성함으로써 발광 소자를 형성한다. 발광 소자 형성 공정에는 4개의 공정이 포함된다. 즉, 정공 주입/수송층을 형성하기 위한 제 1 조성물을 각 상기 화소 전극 위에 토출하는 제 1 액체방울 토출 공정과, 토출된 상기 제 1 조성물을 건조시켜 상기 화소 전극 위에 정공 주입/수송층을 형성하는 정공 주입/수송층 형성 공정과, 발광층을 형성하기 위한 제 2 조성물을 상기 정공 주입/수송층 위에 토출하는 제 2 액체방울 토출 공정과, 토출된 상기 제 2 조성물을 건조시켜 상기 정공 주입/수송층 위에 발광층을 형성하는 발광층 형성 공정이 포함된다.
먼저, 제 1 액체방울 토출 공정에서는, 액체방울 토출법에 의해, 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 전극면(511a) 위에 토출한다. 또한, 이 제 1 액체방울 토출 공정 이후는 물, 산소가 없는 질소 분위기, 아르곤 분위기등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다(또한, 화소 전극 위에만 정공 주입/수송층을 형성할 경우는, 유기물 뱅크층에 인접하여 형성되는 정공 주입/수송층은 형성되지 않는다).
도 5에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(H)에 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 충전하고, 기능 액체방울 토출 헤드(H)의 토출 노즐을 하부 개구부(512c) 내에 위치하는 전극면(511a)에 대향시켜, 기능 액체방울 토출 헤드(H)와 기판(501)을 상대적으로 이동시키면서, 토출 노즐로부터 1방울당의 액량이 제어된 제 1 조성물 방울(510c)을 전극면(511a) 위에 토출한다.
여기서 사용하는 제 1 조성물로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산(PSS) 등의 혼합물을 극성 용매에 용해시킨 조성물을 사용할 수 있다. 극성 용매로서는, 예를 들어, 이소프로필알코올(IPA), 노르말부탄올, γ-부틸로락톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 및 그 유도체, 칼비톨아세테이트, 부틸칼비톨아세테이트 등의 글리콜에테르류 등을 들 수 있다. 또한, 정공 주입/수송층 형성 재료는 R·G·B의 각 발광층(510b)에 대하여 동일한 재료를 사용할 수도 있고, 발광층마다 바꿀 수도 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 토출된 제 1 조성물 방울(510c)은 친액 처리된 전극면(511a) 및 제 1 적층부(512e) 위로 확산되어, 하부 및 상부 개구부(512c, 512d) 내에 채워진다. 전극면(511a) 위에 토출하는 제 1 조성물 양은 하부 및 상부 개구부(512c, 512d)의 크기, 형성하고자 하는 정공 주입/수송층의 두께, 제 1조성물 중의 정공 주입/수송층 형성 재료의 농도 등에 따라 결정된다. 또한, 제 1 조성물 방울(510c)은 1회뿐만 아니라, 수회에 걸쳐 동일한 전극면(511a) 위에 토출할 수도 있다.
다음으로, 정공 주입/수송층 형성 공정에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 토출 후의 제 1 조성물을 건조 처리 및 열처리하여 제 1 조성물에 포함되는 극성 용매를 증발시킴으로써, 전극면(511a) 위에 정공 주입/수송층(510a)을 형성한다. 건조 처리를 행하면, 제 1 조성물 방울(510c)에 포함되는 극성 용매의 증발이 주로 무기물 뱅크층(512a) 및 유기물 뱅크층(512b)에 가까운 부분에서 일어나고, 극성 용매의 증발과 함께 정공 주입/수송층 형성 재료가 농축되어 석출된다. 그리고, 전극면(511a) 위에서도 극성 용매의 증발이 일어나고, 이것에 의해 전극면(511a) 위에 정공 주입/수송층 형성 재료로 이루어진 평탄부(510a)가 형성된다. 전극면(511a) 위에서는 극성 용매의 증발 속도가 대략 균일하기 때문에, 정공 주입/수송층의 형성 재료가 전극면(511a) 위에서 균일하게 농축되고, 이것에 의해 균일한 두께의 평탄부(510a)가 형성된다.
다음으로, 제 2 액체방울 토출 공정에서는, 액체방울 토출법에 의해, 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출한다. 이 제 2 액체방울 토출 공정에서는, 정공 주입/수송층(510a)의 재용해를 방지하기 위해, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(510a)에 대하여 용해되지 않는 비극성 용매를 사용한다.
한편, 정공 주입/수송층(510a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에,비극성 용매를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출하여도, 정공 주입/수송층(510a)과 발광층(510b)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 또는 발광층(510b)을 균일하게 도포할 수 없을 우려가 있다. 그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(510a) 표면의 친화성을 높이기 위해, 발광층을 형성하기 전에 표면 개질 공정을 행하는 것이 바람직하다.
그래서, 먼저 표면 개질 공정에 대해서 설명한다. 표면 개질 공정은, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일한 용매 또는 이와 유사한 용매인 표면 개질용 용매를 액체방울 토출법, 스핀 코팅법 또는 딥법에 의해 정공 주입/수송층(510a) 위에 도포한 후에 건조시킴으로써 행한다.
예를 들면, 액체방울 토출법에 의한 도포는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(H)에 표면 개질용 용매를 충전하고, 기능 액체방울 토출 헤드(H)의 토출 노즐을 기판(즉, 정공 주입/수송층(510a)이 형성된 기판)에 대향시켜, 기능 액체방울 토출 헤드(H)와 기판(501)을 상대적으로 이동시키면서, 토출 노즐로부터 표면 개질용 용매(510d)를 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출함으로써 행한다. 그리고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 표면 개질용 용매(510d)를 건조시킨다.
다음으로, 제 2 액체방울 토출 공정에서는, 액체방울 토출법에 의해, 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(H)에 청색(B) 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 충전하고, 기능 액체방울 토출 헤드(H)의 토출 노즐을 하부 및 상부 개구부(512c, 512d) 내에 위치하는 정공 주입/수송층(510a)에 대향시켜, 기능 액체방울 토출 헤드(H)와 기판(501)을 상대적으로 이동시키면서, 토출 노즐로부터 1방울당의 액량이 제어된 제 2 조성물 방울(510e)로서 토출하고, 이 제 2 조성물 방울(510e)을 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출한다.
발광층 형성 재료로서는, 폴리플루오렌계 고분자 유도체, 또는 (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 또는 상기 고분자에 유기 EL 재료를 도핑하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등을 도핑함으로써 사용할 수 있다.
비극성 용매로서는, 정공 주입/수송층(510a)에 대하여 용해되지 않는 것이 바람직하고, 예를 들어, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용할 수 있다. 이러한 비극성 용매를 발광층(510b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(510a)을 재용해시키지 않고 제 2 조성물을 도포할 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 토출된 제 2 조성물(510e)은 정공 주입/수송층(510a) 위로 확산되어 하부 및 상부 개구부(512c, 512d) 내에 채워진다. 제 2 조성물(510e)은 1회뿐만 아니라, 수회에 걸쳐 동일한 정공 주입/수송층(510a) 위에 토출할 수도 있다. 이 경우, 각 회에서의 제 2 조성물의 양은 동일할 수도 있고, 각 회마다 제 2 조성물의 양을 바꿀 수도 있다.
다음으로, 발광층 형성 공정에서는, 제 2 조성물을 토출한 후에 건조 처리및 열처리를 실시하여, 정공 주입/수송층(510a) 위에 발광층(510b)을 형성한다. 건조 처리는, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리함으로써 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매를 증발시켜, 도 10에 나타낸 바와 같은 청색(B) 발광층(510b)을 형성한다.
이어서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 청색(B) 발광층(510b)의 경우와 동일하게 하여, 적색(R) 발광층(510b)을 형성하고, 마지막으로 녹색(G) 발광층(510b)을 형성한다. 또한, 발광층(510b)의 형성 순서는 상술한 순서에 한정되지 않으며, 어떠한 순서에 의해 형성하여도 상관없다. 예를 들면, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 결정하는 것도 가능하다.
다음으로, 대향 전극 형성 공정에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 발광층(510b) 및 유기물 뱅크층(512b)의 전면에 음극(503)(대향 전극)을 형성한다. 또한, 음극(503)은 복수의 재료를 적층하여 형성할 수도 있다. 예를 들면, 발광층에 가까운 측에는 일함수가 작은 재료를 형성하는 것이 바람직하고, 예를 들어, Ca 및 Ba 등을 사용할 수 있으며, 재료에 따라서는 하층에 LiF 등을 얇게 형성하는 것이 좋은 경우도 있다. 또한, 상부측(밀봉측)에는 하부측보다도 일함수가 높은 것이 바람직하다. 이들 음극(음극층)(503)은, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 특히 증착법에 의해 형성하는 것이 발광층(510b)의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 플루오르화리튬은 발광층(510b) 위에만 형성할 수도 있으며, 청색(B) 발광층(510b) 위에만 형성할 수도 있다. 이 경우, 다른 적색(R) 발광층 및녹색(G) 발광층(510b, 510b)에는 LiF으로 이루어진 상부 음극층(503b)이 접하게 된다. 또한, 음극(503)의 상부에는 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한 Al막 및 Ag막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 음극(503) 위에 산화 방지를 위해 SiO2및 SiN 등의 보호층을 설치할 수도 있다.
마지막으로, 도 13에 나타낸 밀봉 공정에서는, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 유기 EL 소자(504) 위에 밀봉용 기판(505)을 적층한다. 밀봉 공정은 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 대기 중에서 행하면, 음극(503)에 핀홀(pin hole) 등의 결함이 발생한 경우에 이 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 음극(503)에 침입하여 음극(503)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 그리고, 마지막으로 플렉시블 기판의 배선에 음극(503)을 접속하는 동시에, 구동 IC에 회로 소자부(502)의 배선을 접속함으로써, 본 실시형태의 유기 EL 장치(500)를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 발액막, 음극(503), 화소 전극(511) 등에서도 각각 액체 재료를 사용하고, 잉크젯법에 의해 형성하도록 할 수도 있다.
다음으로, 유기 EL 장치의 제조 장치에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이 유기 EL 장치의 제조 프로세스에서, 정공 주입/수송층(정공 주입층)을 형성하는 정공 주입/수송층 형성 공정(제 1 액체방울 토출 공정+건조 공정)과, 표면 개질 공정과, 발광층을 형성하는 발광층 형성 공정(제 2 액체방울 토출 공정+건조 공정)은, 기능 액체방울 토출 헤드를 사용한 잉크젯법에 의해 실행된다. 이것에 대응하여, 본 실시형태의 유기 EL 장치의 제조 장치에서는, 기능 액체방울 토출 헤드를 발광기능 재료를 토출시키면서 주사하는 토출 장치가 사용된다.
보다 구체적으로는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(필요한 경우에는 표면 개질 공정을 포함함)을 행하는 정공 주입층 형성 설비(A)는, 제 1 액체방울(발광 기능 재료: 정공 주입층 재료)을 도입하는 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재한 상기의 토출 장치(1a)와, 건조 장치(2a)와, 기판 반송 장치(3a)를 구비하고 있으며, 이들을 수용하는 체임버 장치(4a)를 구비하고 있다. 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정은 불활성 가스의 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하고, 그 수단으로서 체임버 장치(4a)가 설치되어 있다.
체임버 장치(4a)는 토출 장치(1a)를 수용하는 메인 체임버(4aa)와, 건조 장치(2a) 및 기판 반송 장치(3a)를 수용하는 동시에 이들의 연결 부분(반송로)을 터널 형상으로 수용하는 서브 체임버(4ab)로 구성되어 있다. 메인 체임버(4aa)는 불활성 가스를 연속적으로 흐르게 하여 양호한 분위기를 구성하는 방식을 채용하고 있으며(상세한 것은 후술함), 서브 체임버(4ab)는 불활성 가스를 순환시켜 양호한 분위기를 구성하는 방식을 채용하고 있다. 또한, 도면 중의 부호 5는 기판 이송 장치이다.
마찬가지로, 도 15에 나타낸 바와 같이, 발광층 형성 공정을 행하는 발광층 형성 설비(B)는, 제 2 액체방울(발광 기능 재료: R·G·B 발광층 재료)을 도입하는 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재한 상기의 토출 장치(1b)와, 건조 장치(2b)와, 기판 반송 장치(3b)를 색별로 3세트 구비하고 있으며, 이들을 수용하는 체임버 장치(4b)를 3세트 구비하고 있다. 상기와 동일하게, 발광층 형성 공정은 불활성가스의 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하고, 그 수단으로서 체임버 장치(4b)가 설치되어 있다. 그리고, 이 경우의 체임버 장치(4b)도 각 토출 장치(1b)를 수용하는 3개의 메인 체임버(4ba)와, 각 건조 장치(2b) 및 각 기판 반송 장치(3b)를 수용하는 동시에 이들의 연결 부분(반송로)을 터널 형상으로 수용하는 3개의 서브 체임버(4bb)로 구성되어 있다.
정공 주입층 형성 설비(A)의 토출 장치(1a) 및 발광층 형성 설비(B)의 각 토출 장치(1b)는, 각각의 기능 액체방울 토출 헤드에 도입하는 액체 재료가 상이할 뿐이며, 동일한 구조를 갖고 있다. 또한, 각 건조 장치(2a, 2b), 각 기판 반송 장치(3a, 3b) 및 각 체임버 장치(4a, 4b)도 동일하거나, 또는 동일한 구조를 갖고 있다. 따라서, 기능 액체방울 토출 헤드의 교환, 또는 발광 기능 재료의 공급계 교환에서의 수고를 무시하면, 임의의 1세트의 설비(토출 장치(1), 건조 장치(2), 기판 반송 장치(3) 및 체임버 장치(4))이며, 유기 EL 장치의 제조는 가능하다.
그래서, 본 실시형태에서는, 도 15에서의 왼쪽 끝의 1세트의 설비, 즉, B색 발광층을 형성하는 토출 장치(1b), 건조 장치(2b), 기판 반송 장치(3b) 및 체임버 장치(4b)를 예로 들어 각 구성 장치를 설명하고, 다른 설비의 설명은 생략한다.
도시하지 않은 장치에 의해, 상기의 뱅크부 형성 공정 및 플라즈마 처리 공정을 거친 기판은 도 15의 왼쪽 끝에 위치하는 기판 이송 장치(5)로부터 기판 반송 장치(3(3b))에 반송되고, 여기서 방향 및 자세 전환되어 토출 장치(1(1b))에 반송된다. 기판 반송 장치(3(3b))로부터 토출 장치(1(1b))에 반송된 기판은 토출 장치(1(1b))에 세트된다. 토출 장치(1(1b))에서는, 그 기능 액체방울 토출 헤드에의해, 기판의 다수의 화소 영역(개구부(512g))에 B색 발광 재료(액체방울)가 토출된다(제 2 액체방울 토출 공정).
다음으로, 발광 재료가 도포된 기판은 토출 장치(1(1b))로부터 기판 반송 장치(3(3b))에 반송되고, 기판 반송 장치(3(3b))에 의해 건조 장치(2(2b))에 도입된다. 건조 장치(2(2b))에서는, 기판을 소정 시간 고온의 불활성 가스 분위기에 노출시켜, 발광 재료 중의 용제를 기화시킨다(건조 공정). 여기서, 다시 기판을 토출 장치(1(1b))에 도입하여 제 2 액체방울 토출 공정이 실행된다. 즉, 이 제 2 액체방울 토출 공정과 건조 공정이 복수회 반복되어, 발광층이 원하는 막 두께로 된 부분에서, 기판은 기판 반송 장치(3(3b))를 거쳐 R색 발광층을 형성하도록 중간의 토출 장치(1(1b))에 반송되고, 마지막으로 G색 발광층을 형성하도록 오른쪽 끝의 토출 장치(1(1b))에 반송된다. 그리고, 이들 작업은 상기의 체임버 장치(4(4b)) 내의 불활성 가스 분위기 중에서 실행된다. 또한, B·R·G의 각색 발광층의 형성을 위한 작업 순서는 임의이다.
또한, 건조 장치(2) 및 기판 반송 장치(3)의 상세한 설명은 생략하나, 예를 들어, 건조 장치(2)이면, 불활성 가스를 분무하는 블로(blow) 건조이나 진공 건조 이외에, 핫플레이트를 사용하는 것 또는 램프(적외선 램프)를 사용하는 것 등이 바람직하다. 그리고, 건조 온도는 40℃±2℃∼200℃±2℃로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 토출 장치(1)에 대해서 상세하게 설명한다. 토출 장치(1)는, 도 16 내지 도 19에 나타낸 바와 같이, 액체방울 토출 장치(액체방울 토출 수단)(10)와 그 부대 장치(11)를 구비하고 있다. 부대 장치(11)는, 액체방울 토출 장치(10)에 액체 재료를 공급하는 동시에 불필요해진 액체를 회수하는 액체 공급 회수 장치(13), 각 구성부품으로의 구동·제어용 등의 압축 에어를 공급하는 에어 공급 장치(14), 에어를 흡인하는 진공 흡인 장치(15) 및 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 메인티넌스에 제공하는 메인티넌스 장치(16) 등을 구비하고 있다.
액체방울 토출 장치(10)는 플로어 위에 설치한 가대(架臺)(21)와, 가대(21) 위에 설치한 우측 정반(22)과, 우측 정반(22) 위에 설치한 X축 테이블(23) 및 이것에 직교하는 Y축 테이블(24)과, Y축 테이블(24)에 매달도록 설치한 메인 캐리지(25)와, 이 메인 캐리지(25)에 유지된 헤드 유닛(26)을 갖고 있다. 상세한 것은 후술하나, 헤드 유닛(26)에는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)가 설치되어 있다. 또한, 이 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 대응하여, X축 테이블(23)의 흡착 테이블(81) 위에 기판(워크)(W)이 세트되도록 되어 있다.
본 실시형태의 액체방울 토출 장치(10)에서는, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 구동(액체방울의 선택적 토출)에 동기하여 기판(W)이 이동하는 구성이며, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 소위 주주사는 X축 테이블(23)의 X축 방향으로의 왕복의 양 동작에 의해 실행된다. 또한, 이것에 대응하여, 소위 부주사는 Y축 테이블(24)에 의해 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 Y축 방향으로의 왕복 동작에 의해 실행된다. 또한, 상기의 주주사를 X축 방향으로의 왕복(또는 복동(復動)) 동작만으로 행하도록 할 수도 있다.
한편, 헤드 유닛(26)의 홈 위치는, 도 17 및 도 19에서의 왼쪽 끝 위치로 되어 있으며, 이 액체방울 토출 장치(10)의 왼쪽으로부터 헤드 유닛(26)의 운반 또는교환이 실행된다(상세한 것은 후술함). 또한, 도면으로부터 보아 앞쪽에는 상기의 기판 반송 장치(3)가 면하고 있으며, 기판(W)은 이 앞쪽으로부터 반입·반출된다. 그리고, 이 액체방울 토출 장치(10)의 오른쪽에는 상기 부대 장치(11)의 주요한 구성 장치가 일체로 첨설되어 있다.
부대 장치(11)는 캐비닛 형식의 공통 베이스(31)와, 공통 베이스(31) 내의 한쪽 반부(半部)에 수용한 상기의 에어 공급 장치(14) 및 진공 흡인 장치(15)와, 공통 베이스(31) 내의 한쪽 반부에 주요 장치를 수용한 상기의 액체 공급 회수 장치(13)와, 공통 베이스(31) 위에 주요 장치를 수용한 상기 메인티넌스 장치(16)를 구비하고 있다.
메인티넌스 장치(16)는, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 정기적인 플러싱(전체 토출 노즐로부터의 액체의 내버림 토출)을 받는 플러싱 유닛(33)과, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 흡인 및 보관을 행하는 클리닝 유닛(34)과, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면을 와이핑하는 와이핑 유닛(35)을 갖고 있다. 그리고, 클리닝 유닛(34) 및 와이핑 유닛(35)은 상기의 공통 베이스(31) 위에 설치되어 있다.
한편, 메인 체임버(4)는, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 체임버 룸(37)에 전기실(38) 및 기계실(39)을 병설한 소위 클린룸의 형태를 갖고 있다. 체임버 룸(37)에는 불활성 가스인 질소 가스가 도입되고, 이것에 수용한 상기의 액체방울 토출 장치(10) 및 부대 장치(11)는 전체적으로 질소 가스의 분위기에 노출되어, 질소 가스의 분위기 중에서 가동된다.
여기서, 도 20의 모식도를 참조하여, 질소 가스의 분위기 중에서 가동되는 토출 장치(1)의 일련의 동작을 간단하게 설명한다. 먼저, 준비 단계로서, 헤드 유닛(26)이 액체방울 토출 장치(10)에 운반되고, 이것이 메인 캐리지(25)에 세트된다. 헤드 유닛(26)이 메인 캐리지(25)에 세트되면, Y축 테이블(24)이 헤드 유닛(26)을 헤드 인식 카메라(도시 생략)의 위치에 이동시키고, 헤드 인식 카메라에 의해 헤드 유닛(26)이 위치 인식된다. 여기서, 이 인식 결과에 의거하여 헤드 유닛(26)이 θ 보정되며, 헤드 유닛(26)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 보정이 데이터 상에서 실행된다. 위치 보정 후, 헤드 유닛(메인 캐리지(25))(26)은 홈 위치에 되돌아간다.
한편, X축 테이블(23)의 흡착 테이블(81) 위에 기판(이 경우는, 도입되는 기판마다)(W)이 도입되면, 이 위치(수수(授受) 위치)에서 후술하는 주기판 인식 카메라(90)가 기판을 위치 인식한다. 여기서, 이 인식 결과에 의거하여 기판(W)이 θ 보정되며, 기판(W)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 보정이 데이터 상에서 실행된다. 위치 보정 후, 기판(흡착 테이블(81))(W)은 홈 위치에 되돌아간다. 또한, X축 및 Y축 테이블(23, 24)의 초기 조정 시(소위 통과)에는, 흡착 테이블(81) 위에 얼라인먼트 마스크를 도입하고, 후술하는 부기판 인식 카메라(108)에 의해 초기 조정을 행한다.
이렇게 하여 준비가 완료되면, 실제의 액체방울 토출 작업에서는, 먼저 X축 테이블(23)이 구동하여, 기판(W)을 주주사 방향으로 왕복 이동시키는 동시에, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 구동하여, 기능 액체방울의 기판(W)으로의 선택적인 토출 동작이 실행된다. 기판(W)이 복동한 후, 이번에는 Y축 테이블(24)이 구동하여, 헤드 유닛(26)을 1피치만큼 부주사 방향으로 이동시키고, 다시 기판(W)의 주주사 방향으로의 왕복 이동과 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 구동이 실행된다. 그리고, 이것을 수회 반복함으로써, 기판(W)의 끝에서부터 끝까지(전체 영역) 액체방울 토출이 실행된다.
또한, 본 실시형태에서는, 헤드 유닛(26)에 대하여 그 토출 대상 워크인 기판(W)을 주주사 방향(X축 방향)으로 이동시키도록 하고 있으나, 헤드 유닛(26)을 주주사 방향으로 이동시키는 구성일 수도 있다. 또한, 헤드 유닛(26)을 고정으로 하고, 기판(W)을 주주사 방향 및 부주사 방향으로 이동시키는 구성일 수도 있다.
다음으로, 상기한 액체방울 토출 장치(10) 및 부대 장치(11)에 대해서 순서를 따라 설명하나, 그 전에 이해하기 쉽도록 액체방울 토출 장치(10)의 주요부로 되는 헤드 유닛(26)에 대해서 상세하게 설명한다.
도 21 내지 도 23은 헤드 유닛의 구조도이다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(26)은 서브 캐리지(41)와, 서브 캐리지(41)에 탑재한 복수개(12개)의 기능 액체방울 토출 헤드(7)와, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 서브 캐리지(41)에 각각 부착시키기 위한 복수개(12개)의 헤드 유지부재(42)를 구비하고 있다. 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)는 6개씩 좌우로 이분되고, 주주사 방향에 대하여 소정 각도 경사지게 설치되어 있다.
또한, 각 6개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)는 부주사 방향에 대하여 서로 어긋나게 설치되고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 전체 토출 노즐(68)(후술함)이 부주사 방향에서 연속(일부 중복)되도록 되어 있다. 즉, 실시형태의 헤드 배열은, 서브 캐리지(41) 위에서 동일 방향으로 경사지게 배치한 6개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 2열로 한 것이며, 각 헤드 열 사이에서 기능 액체방울 토출 헤드(7)가 서로 180° 회전된 배치로 되어 있다.
그러나, 이 배열 패턴은 일례이며, 예를 들어, 각 헤드 열에서의 인접하는 기능 액체방울 토출 헤드(7)끼리를 90°의 각도로 배치(인접 헤드끼리가 'ハ'자 형상)하거나, 각 헤드 열 사이에서의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 90°의 각도로 배치(열 사이에서의 헤드끼리가 'ハ'자 형상)하는 것은 가능하다. 어쨌든, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 전체 토출 노즐(68)에 의한 도트가 부주사 방향에서 연속되어 있으면 된다.
또한, 각종 기판(W)에 대하여 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 전용 부품으로 하면, 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 굳이 경사지게 세트할 필요는 없으며, 지그재그 형상 또는 계단 형상으로 설치하면 된다. 또한, 소정 길이의 노즐 열(도트 열)을 구성할 수 있는 한, 이것을 단일의 기능 액체방울 토출 헤드(7)로 구성해도 되고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)로 구성해도 된다. 즉, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 개수나 열 수, 배열 패턴은 임의이다.
서브 캐리지(41)는 일부가 절단된 대략 사각형의 본체 플레이트(44)와, 본체 플레이트(44)의 긴 변 방향의 중간 위치에 설치한 좌우 한쌍의 기준 핀(45, 45)과, 본체 플레이트(44)의 양 긴 변 부분에 부착시킨 좌우 한쌍의 지지부재(46, 46)와, 각 지지부재(46)의 단부에 설치한 좌우 한쌍의 핸들(47, 47)을 갖고 있다. 좌우핸들(47, 47)은, 예를 들어, 조립한 헤드 유닛(26)을 상기의 액체방울 토출 장치(10)에 탑재할 경우에, 헤드 유닛(26)을 들고 있기 위한 부위로 된다. 또한, 좌우의 지지부재(46, 46)는, 서브 캐리지(41)를 액체방울 토출 장치(10)의 세트부에 고정시킬 때의 부위로 된다(모두 상세한 것은 후술함). 또한, 한쌍의 기준 핀(45, 45)은, 화상 인식을 전제로 하여, 서브 캐리지(헤드 유닛(26))(41)를 X축, Y축 및 θ축 방향에 위치 결정(위치 인식)하기 위한 기준이 되는 것이다.
또한, 서브 캐리지(41)에는, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터 떨어진 장소, 예를 들어, 서브 캐리지(41)의 핸들(47) 측의 단부에 위치시켜, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 배관 어댑터(48)를 통하여 접속되는 헤드측 배관부재(48a)와 액체 공급 회수 장치(13)의 후술하는 급액 탱크(126)에 연결되는 장치측 배관부재를 착탈 가능하게 접속하는 배관 조인트(49)가 설치되어 있다.
도 24의 (a) 및 (b)에 명시되어 있는 바와 같이, 배관 조인트(49)는, 서브 캐리지(41)의 핸들(47) 측의 단부에 브래킷(490)을 통하여 고정되는 가로로 긴 플레이트(491)를 구비하고 있으며, 이 플레이트(491)에 상하 2열로 합계 12개의 소켓(492)을 결합 고정시키고, 각 소켓(492)의 한쪽 단부에 각 헤드측 배관부재(48a)를 관 이음매(493)를 통하여 접속하도록 구성되어 있다. 각 소켓(492)의 다른쪽 단부에는 플러그 구멍(492a)이 형성되어 있고, 이 플러그 구멍(492a)에 플러그(494)가 삽탈 가능하게 결합된다.
플러그(494)에는 장치측 배관부재가 엘보관(495)을 통하여 접속되어 있고, 이렇게 하여, 각 소켓(492)에 각 플러그(494)를 삽탈하는 것만으로 헤드측 배관부재(48a)에 장치측 배관부재를 접속 및 분리시킬 수 있다. 그리고, 배관 분리 시에 액체 떨어짐이 발생하여도, 배관 조인트(49)는 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터 이간되어 있기 때문에, 후술하는 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 커넥터(66)에 떨어진 액체가 부착되지 않아, 액체 떨어짐에 의한 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상기 플러그(494)는, 플레이트(491)에 양단의 나사(496)로 착탈 가능하게 부착되는 누름 바(497)에 의해 빠져나가는 것이 방지된다.
그런데, 플러그 구멍(492a) 내에 플러그(494)와의 사이의 공극이 발생하면, 공극으로부터의 기포가 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 유입되어, 액체방울의 토출 불량을 발생시킨다. 그래서, 본 실시형태에서는, 플러그 구멍(492a)의 구멍 저면(492b)을 플러그(494)의 선단의 테이퍼에 맞춘 테이퍼면으로 형성하여, 공극이 생기지 않도록 한다. 또한, 플러그 구멍(492a)의 깊이와 플러그(494) 길이와의 치수 공차에 의해 구멍 저면(492b)과 플러그(494) 선단 사이에 약간의 공극을 발생시킬 가능성도 있으나, 이 공극은 플러그(494)로부터 유출되는 액체의 유선 방향을 향하여 테이퍼 형상으로 지향하기 때문에, 토출 장치(1)에 헤드 유닛(26)을 투입했을 때에 행하는 기능 액체방울 토출 헤드(7)로의 액체 충전 공정에 의해 공극으로부터 용이하게 기포를 흡입 배제할 수 있어, 토출 장치(1)의 가동 중에 공극으로부터 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 기포가 유입되지 않는다.
또한, 본 실시형태에서는, 플러그(494)의 외주에 플러그 구멍(492a)에 대한 밀봉용 ○ 링(498)을 축방향의 간격을 남겨 복수, 예를 들어, 2개 장착하고, 플러그(494)와 소켓(492) 사이의 밀봉성을 향상시킨다.
또한, 서브 캐리지(41)에는, 도시하지 않지만, 좌우 2열의 기능 액체방울 토출 헤드 그룹의 상측에 위치하여, 이들 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 접속되는 좌우 한쌍의 배선 접속 어셈블리가 설치되어 있다. 그리고, 각 배선 접속 어셈블리는 토출 장치(1)의 제어 장치(헤드 드라이버: 도시 생략)에 배선 접속되도록 되어 있다.
도 25의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(7)는 소위 2연의 것이며, 2연의 접속침(62, 62)을 갖는 액체 도입부(61)와, 액체 도입부(61)의 측방에 연결되는 2연의 헤드 기판(63)과, 액체 도입부(61)의 아래쪽에 연결되는 2연의 펌프부(64)와, 펌프부(64)에 연결되는 노즐 형성 플레이트(65)를 구비하고 있다. 각 접속침(62)에는 상기 배관 어댑터(48)가 접속되어 있으며, 각 접속침(62)의 기부(基部)에는 펌프부(64)로의 이물 침입을 방지하는 필터(62a)가 장착되어 있다. 헤드 기판(63)의 2연의 커넥터(66, 66)에는, 상기 배선 접속 어셈블리로부터 도출되는 플렉시블 플랫 케이블(도시 생략)이 접속되어 있다.
또한, 펌프부(64)와 노즐 형성 플레이트(65)에 의해, 서브 캐리지(41) 뒷면측으로 돌출되는 사각형의 헤드 본체(60)가 구성되어 있다. 또한, 노즐 형성 플레이트(65)의 노즐 형성면(67)에는, 다수의 토출 노즐(68)이 2열로 형성되어 있다. 또한, 배관 어댑터(48)는 2연의 접속침(62, 62)에 대응시켜 각 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 대하여 2개씩 설치되어 있기 때문에, 배관 조인트(49)의 각 소켓(492)에 접속되는 헤드측 배관부재(48a)를 Y자 이음매를 통하여 2개의 배관 어댑터(48, 48)에 접속한다.
다음으로, 액체방울 토출 장치(10)의 다른 구성 장치와 부대 장치(11)의 각 구성 장치에 대해서 순서를 따라 설명한다.
도 26 내지 도 29는 X축 테이블을 탑재한 액체방울 토출 장치의 가대(21) 및 우측 정반(22)을 나타낸다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 가대(21)는 앵글재 등을 사각형으로 조립하여 구성되고, 하부에 분산 배치된 조정 볼트를 갖는 복수(9개)의 지지각(71)을 갖고 있다. 가대(21)의 상부에는, 각 변에 대하여 2개의 비율로 운반 등의 이동 시에 우측 정반(22)을 고정시키기 위한 복수(8개)의 고정부재(72)가 측방으로 돌출되도록 부착되어 있다. 각 고정부재(72)는, 브래킷처럼 'L'자 형상으로 형성되며, 기단(基端)측을 가대(21)의 상부 측면에 고정시키고, 선단측을 조정 볼트(73)를 통하여 우측 정반(22)의 하부 측면에 맞닿도록 한다. 우측 정반(22)은 가대(21)에 대하여 비(非)체결 상태로 탑재되어 있고, 우측 정반(22)을 운반할 때에, 이 고정부재(72)에 의해, 가대(21)에 대하여 우측 정반(22)이 X축 방향 및 Y축 방향(전후 좌우)으로 부동으로 고정된다.
우측 정반(22)은, 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 양호한 정밀도로 이동시키는 X축 테이블(23) 및 Y축 테이블(24)이 주위의 환경 조건이나 진동 등에 의해 정밀도(특히 평면도) 상의 이상이 발생하지 않도록 지지하는 것이며, 평면으로부터 보아 직사각형의 무구한 석재로 구성되어 있다. 우측 정반(22)의 하부에는, 이것을 가대(21) 위에 지지하는 조정 볼트를 갖는 3개의 메인 지지각(75) 및 6개의 보조각(76)이 설치되어 있다. 3개의 메인 지지각(75)은 우측 정반(22)을 3점에서 지지하여 그 표면의 평행도(수평도를 포함함)를 발생시키기 위한 것이고, 6개의 보조각(76)은 우측 정반(22)의 3개의 메인 지지각(75)으로부터 벗어난 부분을 지지하여 그 휨을 억제하는 것이다.
따라서, 도 29에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 3개의 메인 지지각(75, 75, 75)은 이등변삼각형을 이루도록 배치되고, 그 저변(底邊)을 이루는 2개의 메인 지지각(75)이 우측 정반(22)의 기판 반입측(도 29에서는 왼쪽, 도 16에서는 앞쪽)에 위치하도록 설치되어 있다. 또한, 6개의 보조각(76, 76, 76, 76, 76, 76)은, 상기 3개의 메인 지지각(75, 75, 75)을 포함하여 종횡으로 3×3으로 되도록 균일하게 분산시켜 설치되어 있다.
이 경우, 우측 정반(22) 위에는, 그 긴 변에 따른 중심선에 축선을 합치시켜 X축 테이블(23)이 설치되고, 짧은 변에 따른 중심축에 축선을 합치시켜 Y축 테이블(24)이 설치되어 있다. 따라서, X축 테이블(23)은 우측 정반(22) 위에 직접 고정되고, Y축 테이블(24)은 그 4개의 지주(支柱)(78)가 각각 스페이서 블록(79)을 통하여 우측 정반(22) 위에 고정되어 있다. 이것에 의해, Y축 테이블(24)은 X축 테이블(23)을 넘어서 그 상측에 직교하도록 설치되어 있다. 또한, 도 27 중의 부호 80은 후술하는 주기판 인식 카메라를 고정시키기 위한 4개의 작은 블록이며, 주기판 인식 카메라도 우측 정반(22) 위에 고정되어 있다.
도 26 내지 도 28의 X축 이동계와 도 30 내지 도 32의 θ 이동계에 나타낸 바와 같이, X축 테이블(23)은 우측 정반(22)의 긴 변 방향으로 연장되어 있고, 기판(W)을 에어 흡인에 의해 흡착 세트하는 흡착 테이블(81)과, 흡착 테이블(81)을 지지하는 θ 테이블(82)과(도 30 내지 도 32 참조), θ 테이블(82)을 X축 방향으로슬라이딩 가능하게 지지하는 X축 에어 슬라이더(83)와, θ 테이블(82)을 통하여 흡착 테이블(81) 위의 기판(W)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 리니어 모터(84)와, X축 에어 슬라이더(83)에 병설한 X축 리니어 스케일(85)(도 26 내지 도 29 참조)로 구성되어 있다.
X축 리니어 모터(84)는 X축 에어 슬라이더(83)의 헤드 유닛(26) 반입측에 위치하고, X축 리니어 스케일(85)은 X축 에어 슬라이더(83)의 부대 장치(11) 측에 위치하고 있어, 이들은 서로 평행하게 설치되어 있다. X축 리니어 모터(84), X축 에어 슬라이더(83) 및 X축 리니어 스케일(85)은 우측 정반(22) 위에 직접 지지되어 있다. 흡착 테이블(81)에는 상기의 진공 흡인 장치(15)에 연결되는 진공 튜브가 접속되어 있고(도시 생략), 그 에어 흡인에 의해 세트된 기판(W)이 평탄도를 유지하도록 이것을 흡착한다.
또한, X축 리니어 스케일(85)의 부대 장치(11) 측에는, 이것과 평행하게 위치하여, 우측 정반(22) 위에 박스(88)에 수용된 상태로 X축 케이블 베어(87)가 설치되어 있다. X축 케이블 베어(87)에는, 흡착 테이블(81)의 진공 튜브나 θ 테이블(82)용의 케이블 등이 흡착 테이블(81) 및 θ 테이블(82)의 이동에 추종하도록 수용되어 있다(도 27 및 도 28 참조).
이렇게 구성된 X축 테이블(23)은, X축 리니어 모터(84)의 구동에 의해, 기판(W)을 흡착한 흡착 테이블(81) 및 θ 테이블(82)이 X축 에어 슬라이더(83)를 안내로 하여 X축 방향으로 이동한다. 이 X축 방향의 왕복 이동에서, 기판 반입측으로부터 안쪽을 향하는 왕복 동작에 의해, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 상대적인 주주사가 실행된다. 또한, 후술하는 주기판 인식 카메라(90)의 인식 결과에 의거하여, θ 테이블(82)에 의한 기판(W)의 θ 보정(수평면 내에서의 각도 보정)이 실행된다.
도 33은 주기판 인식 카메라를 나타낸다. 도 33에 나타낸 바와 같이, 흡착 테이블(81)의 바로 윗부분에는 기판의 반입 위치(수수 위치)에 면하도록 한쌍의 주기판 인식 카메라(90, 90)가 설치되어 있다. 한쌍의 주기판 인식 카메라(90, 90)는 기판의 2개의 기준 위치(도시 생략)를 동시에 화상 인식하도록 되어 있다.
도 34, 도 35 및 도 36에 나타낸 바와 같이, Y축 테이블(24)은 우측 정반(22)의 짧은 변 방향으로 연장되어 있고, 상기의 메인 캐리지(25)를 매달아 설치하는 브리지 플레이트(91)와, 브리지 플레이트(91)를 양팔보로 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 한쌍의 Y축 슬라이더(92, 92)와, Y축 슬라이더(92)에 병설한 Y축 리니어 스케일(93)과, 한쌍의 Y축 슬라이더(92, 92)를 안내로 하여 브리지 플레이트(91)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 볼 나사(94)와, Y축 볼 나사(94)를 정역(正逆) 회전시키는 Y축 모터(95)를 구비하고 있다. 또한, 한쌍의 Y축 슬라이더(92, 92)의 양측에 위치하여, 한쌍의 Y축 케이블 베어(96, 96)가 각각 박스(97, 97)에 수용된 상태로 설치되어 있다.
Y축 모터(95)는 서보 모터로 구성되어 있고, Y축 모터(95)가 정역 회전되면, Y축 볼 나사(94)를 통하여 이것에 나사 결합하고 있는 브리지 플레이트(91)가 한쌍의 Y축 슬라이더(92, 92)를 안내로 하여 Y축 방향으로 이동한다. 즉, 브리지 플레이트(91)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, 메인 캐리지(25)가 Y축 방향으로 이동한다. 이 메인 캐리지(헤드 유닛(26))(25)의 Y축 방향의 왕복 이동에서, 홈 위치측으로부터 부대 장치(11) 측으로 향하는 왕복 동작에 의해, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 부주사가 실행된다.
한편, 상기의 4개의 지주(78) 위에는, 메인 캐리지(25)의 이동 경로 부분을 직사각형 개구(98a)로 한 배치대 플레이트(98)가 지지되어 있고, 배치대 플레이트(98) 위에는 직사각형 개구(98a)를 피하여 한쌍의 Y축 슬라이더(92, 92) 및 Y축 볼 나사(94)가 서로 평행하게 설치되어 있다. 또한, 배치대 플레이트(98)로부터 외측으로 돌출된 한쌍의 지지판(99, 99) 위에는, 상기의 한쌍의 Y축 케이블 베어(96, 96)가 그 박스(97, 97)와 함께 배치되어 있다.
기판 반입측의 Y축 케이블 베어(96)에는 주로 헤드 유닛(26)에 접속되는 케이블이 수용되고, 반대쪽 Y축 케이블 베어에는 주로 헤드 유닛(26)에 접속되는 장치측 배관부재가 수용되어 있다(모두 도시 생략). 그리고, 이들 케이블 및 배관부재는 상기의 브리지 플레이트(91)를 통하여 헤드 유닛(26)의 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 접속되어 있다.
도 37 및 도 38에 나타낸 바와 같이, 메인 캐리지(25)는 상기의 브리지 플레이트(91)에 하측으로부터 고정되는 외관 'I' 형의 서스펜션(suspension) 부재(101)와, 서스펜션 부재(101)의 하면에 부착시킨 θ 테이블(102)과, θ 테이블(102)의 하면에 매달아 설치하도록 부착시킨 캐리지 본체(103)로 구성되어 있다. 그리고, 이 서스펜션 부재(101)가 상기의 배치대 플레이트(98)의 직사각형 개구(98a)에 면한다.
캐리지 본체(103)는 헤드 유닛(26)이 착좌(着座)하는 베이스 플레이트(104)와, 베이스 플레이트(104)를 늘어뜨려 설치하도록 지지하는 아치(arch)부재(105)와, 베이스 플레이트(104)의 한쪽 단부에 돌출되도록 설치한 한쌍의 임시 설치 앵글(106, 106)과, 베이스 플레이트(104)의 다른쪽 단부에 설치한 스토퍼 플레이트(107)를 구비하고 있다. 또한, 스토퍼 플레이트(107)의 외측에는 기판(W)을 인식하는 상기의 한쌍의 부기판 인식 카메라(108)가 설치되어 있다.
베이스 플레이트(104)에는 헤드 유닛(26)의 본체 플레이트(44)가 여유있게 삽입되는 사각형 개구(111)가 형성되며, 이 사각형 개구(111)를 구성하는 베이스 플레이트(104)의 좌우 각 개구 에지부(112)에는 헤드 유닛(26)을 위치 결정 고정시키기 위한 볼트 구멍(113, 113), 2개의 관통 구멍(114, 114) 및 위치 결정 핀(115)이 설치되어 있다.
이렇게 구성된 메인 캐리지(25)에는, 헤드 유닛(26)이 그 양 핸들(47, 47)에 의해 들려서 운반되고, 세트되도록 되어 있다. 즉, 운반된 헤드 유닛(26)은 일단 양(兩) 임시 설치 앵글(106, 106) 위에 배치된다(임시 설치). 여기서, 브리지 플레이트(91) 위에 설치한 장치측 배관부재를 헤드 유닛(26)의 배관 조인트(49)에 접속하는 동시에, 제어계의 케이블을 배선 접속 어셈블리에 배선 접속한다. 그리고, 다시 핸들(47, 47)을 파지(把持)하여, 양 임시 설치 앵글(106, 106)을 안내로 하여 헤드 유닛(26)을 앞쪽으로 밀어넣고, 이것을 베이스 플레이트(104)의 좌우 개구 에지부(112, 112)에 세트하도록 되어 있다.
다음으로, 부대 장치(11)의 공통 베이스(31)에 대해서 설명한다. 도 39 내지 도 42에 나타낸 바와 같이, 공통 베이스(31)는 격벽을 통하여 대소 2개의 수용실(122a, 122b)을 형성한 캐비닛 형식의 베이스 본체(121)와, 베이스 본체(121) 위에 설치한 이동 테이블(123)과, 이동 테이블(123) 위에 고정시킨 공통 베이스(124)와, 베이스 본체(121) 위의 이동 테이블(123)로부터 벗어난 끝 위치에 설치한 탱크 베이스(125)를 구비하고 있다. 공통 베이스(124)에는 클리닝 유닛(34) 및 와이핑 유닛(35)이 배치되고, 탱크 베이스(125)에는 후술하는 액체 공급 회수 장치(13)의 급액 탱크(126)가 배치되어 있다.
베이스 본체(121)의 하면에는, 조정 볼트를 갖는 6개의 지지각(128)과 4개의 캐스터(129)가 설치되어 있으며, 액체방울 토출 장치(10) 측에는, 액체방울 토출 장치(10)의 가대(21)와 연결하기 위한 한쌍의 연결 브래킷(130, 130)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 액체방울 토출 장치(10)와 부대 장치(공통 베이스(31))(11)가 일체화되며, 필요에 따라 부대 장치(11)를 분리하여 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
베이스 본체(121)의 작은 쪽의 수용실(122b)에는 에어 공급 장치(14) 및 진공 흡인 장치(15)의 주요 부분이 수용되고, 큰 쪽의 수용실(122a)에는 액체 공급 회수 장치(13)의 탱크류가 수용되어 있다. 그리고, 이 탱크류에 접속하기 위한 조인트 그룹(131)이 베이스 본체(121)의 단부 상면에 형성한 사각형 개구(121a)에 면한다(도 42의 왼쪽 끝). 또한, 이 사각형 개구(121a)의 근방에 위치하여, 후술하는 폐액 펌프(152)가 설치되어 있다(도 16 참조).
이동 테이블(123)은 베이스 본체(121)의 길이 방향으로 연장되어 있고, 공통베이스(124)를 지지하는 사각형 테이블(133)과, 사각형 테이블(133)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 한쌍의 이동 슬라이더(134, 134)와, 한쌍의 이동 슬라이더(134, 134) 사이에 설치된 볼 나사(135)와, 볼 나사(135)를 정역 회전 시키는 이동 모터(136)를 구비하고 있다. 이동 모터(136)는 커플링(137)을 통하여 볼 나사(135)의 끝에 접속되고, 사각형 테이블(133)은 암나사 팁(138)을 통하여 볼 나사(135)에 나사 결합된다. 이것에 의해, 이동 모터(136)가 정역 회전되면, 볼 나사(135)를 통하여 사각형 테이블(133) 및 공통 베이스(124)가 X축 방향으로 진퇴한다.
이동 테이블(123)은 공통 베이스(124) 위에 배치한 클리닝 유닛(34)과 와이핑 유닛(35)을 이동시키나, 이동 테이블(123)이 구동할 때에는, 상기의 Y축 테이블(24)에 의해, 헤드 유닛(26)이 클리닝 유닛(34)의 바로 윗부분에 면한다. 클리닝 유닛(34)이 헤드 유닛(26)의 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 밀착하여 액체를 흡인하면, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)이 오염되기 때문에, 이어서 이동 테이블(123)에 의해, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 와이핑 유닛(35)이 접근하여, 노즐 형성면(67)의 오염을 와이핑하도록 동작한다(상세한 것은 후술함).
또한, 이동 테이블(123)의 옆에는, 이것과 평행하게 케이블 베어(139)가 설치되어 있다. 케이블 베어(139)는, 공통 베이스(31) 위에 고정되는 동시에 선단부가 공통 베이스(124)에 고정되어 있어, 양 유닛(34, 35)용 케이블이나 에어 튜브, 또는 후술하는 세정용 튜브나 폐액(재이용)용 튜브 등이 수용되어 있다(도시생략).
다음으로, 도 43 내지 도 46을 참조하여 액체 공급 회수 장치(13)에 대해서 설명한다. 도 43의 배관 계통도에 나타낸 바와 같이, 액체 공급 회수 장치(13)는 헤드 유닛(26)의 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 액체 재료를 공급하는 액체 공급계(141)와, 클리닝 유닛(34)에 의해 흡인한 액체 재료를 회수하는 액체 회수계(142)와, 와이핑 유닛(35)에 액체 재료의 용제를 세정용으로서 공급하는 세정액 공급계(143)와, 플러싱 유닛(33)으로부터의 폐액을 회수하는 폐액 회수계(144)로 구성되어 있다.
도 44 및 도 45는 상기의 공통 베이스(31)의 큰 쪽의 수용실(122a)에 수용된 탱크 그룹이며, 인출 형식의 방액 팬(146) 위에 복수의 탱크가 배치되어 있다. 방액 팬(146) 위에는 탱크 그룹을 구성한다. 왼쪽으로부터 세정액 공급계(143)의 세정 탱크(147), 액체 회수계(142)의 재이용 탱크(148) 및 액체 공급계(141)의 가압 탱크(149)가 횡렬로 설치되는 동시에, 세정 탱크(147) 및 재이용 탱크(148)의 근방에 소형으로 형성한 폐액 회수계(144)의 폐액 탱크(150)가 설치되어 있다.
도 43에 나타낸 바와 같이, 폐액 탱크(150)는 폐액 펌프(152)를 통하여 플러싱 유닛(33)에 접속되고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 의해 플러싱 유닛(33)에 토출한 액체 재료를 폐액 탱크(150)에 회수한다. 재이용 탱크(148)는 클리닝 유닛(34)의 흡인 펌프(153)에 접속되어 있고, 흡인 펌프(153)에 의해 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터 흡인한 액체 재료를 회수한다. 또한, 도 46에 나타낸 바와 같이, 폐액 펌프(152)와 후술하는 급액 탱크(126) 상류측의 개폐 밸브(154)는지지 플레이트(155)에 고정되어 있고, 상술한 바와 같이, 베이스 본체(121)의 단부 상면에 부착되어 있다(도 16 참조).
도 43에 나타낸 바와 같이, 세정 탱크(147)에는 에어 공급 장치(14)에 연결되는 탱크 가압용 튜브(156)가 접속되고, 유출측이 와이핑 유닛(35)의 세정액 분무 헤드 분무 노즐(후술함)(195)에 접속된다. 즉, 세정 탱크(147)는, 에어 공급 장치(14)로부터 도입되는 압축 에어에 의해, 내부의 세정액을 세정액 분무 헤드(195)에 압력 공급한다. 상세한 것은 후술하나, 세정액 분무 헤드(195)가 토출한 세정액은, 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 와이핑하는 와이핑 시트(182)에 함침된다.
가압 탱크(149)에는 에어 공급 장치(14)에 연결되는 탱크 가압용 튜브(157)가 접속되고, 유출측이 액체 공급계(141)의 급액 탱크(126)에 접속된다. 즉, 가압 탱크(149)는 액체 재료의 메인 탱크이며, 에어 공급 장치(14)로부터 도입되는 압축 에어에 의해, 내부의 액체 재료를 급액 탱크(126)에 압송한다.
도 47 내지 도 49는 급액 탱크(126)를 나타낸다. 급액 탱크(126)는 상기의 탱크 베이스(125) 위에 고정되어 있고, 양측에 액위창(液位窓)(162, 162)을 갖는 동시에 플랜지 형식으로 뚜껑이 폐쇄된 사각형의 탱크 본체(161)와, 양 액위창(162, 162)에 면하여 기능액의 액위(수위)를 검출하는 액위 검출기(163)와, 탱크 본체(161)가 배치되는 팬(164)과, 팬(164)을 통하여 탱크 본체(161)를 지지하는 탱크 스탠드(165)를 구비하고 있다.
탱크 스탠드(165)는, 부착 플레이트(167)와 부착 플레이트(167) 위에 설치한2개의 지주 형상부재(168, 168)로 이루어지고, 이 2개의 지주 형상부재(168)에 의해, 탱크 본체(161)의 높이 및 수평을 미세 조절할 수 있도록 되어 있다. 탱크 본체(의 뚜껑체)(161)의 상면에는, 가압 탱크(149)에 연결되는 공급 튜브(169)가 연결되어 있으며, 헤드 유닛(26) 측으로 연장되는 급액 통로(도 43의 부호 158)용 6개의 커넥터(170a) 및 대기 개방용 1개의 커넥터(170b)가 설치되어 있다.
액위(液位) 검출기(163)는 상하에 약간 이간(離間)하여 설치한 상한 레벨 검출기(163a) 및 하한 레벨 검출기(163b)로 이루어지고, 이 상한 레벨 검출기(163a)와 하한 레벨 검출기(163b)는 탱크 스탠드(165)에 대하여 기부(基部)측에서 각각 높이 조절 가능하게 부착되어 있다. 상한 레벨 검출기(163a) 및 하한 레벨 검출기(163b)는, 모두 탱크 본체(161)의 양 액위창(162, 162)을 향하여 연장되는 한쌍의 판 형상 암(163c, 163c)을 갖고 있으며, 한쌍의 판 형상 암(163c, 163c)의 한쪽에는 한쪽 액위창(162)에 면하는 발광 소자(163d)가, 다른쪽에는 다른쪽 액위창(162)에 면하는 수광 소자(163e)가 부착되어 있다. 즉, 이 발광 소자(163d) 및 수광 소자(163e)에 의해, 투과형 액위 센서가 구성되어 있다.
급액 탱크(126)에 접속되는 상기 공급 튜브(169)의 상류측에는 개폐 밸브(154)가 설치되어 있다(도 43 및 도 46 참조). 개폐 밸브(154)는 상한 레벨 검출기(163a) 및 하한 레벨 검출기(163b)에 의해 개폐 제어되고, 급액 탱크(126)의 액위가 항상 상한 레벨과 하한 레벨 사이에 있도록 조정된다. 여기서, 액체 재료는 소정 압력에 의해 가압 탱크(149)로부터 급액 탱크(126)에 압송되나, 급액 탱크(126)에서는, 이 가압 탱크(149) 측의 압력이 대기 개방에 의해 단절되고, 상기 액위의 조정에 의해 관리되는 약간의 수두압(예를 들어, 25㎜±0.5㎜)으로 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 액체 재료가 공급된다. 이것에 의해, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 펌핑 동작, 즉, 펌프부(64) 내의 압전소자의 펌프 구동에 의해 양호한 정밀도로 액체방울이 토출되고, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 토출 노즐로부터의 액체 떨어짐이 방지된다.
또한, 도 43에 나타낸 바와 같이, 급액 탱크(126)로부터의 6개의 급액 통로(158)는, 각각 T자 이음매(158a)를 통하여 2개씩 합계 12개의 분기 통로(158b)로 분기되고, 헤드 유닛(26)에 설치한 배관 조인트(49)의 12개의 각 소켓(492)에 이들 각 분기 통로(158b)를 장치측 배관부재로서 접속한다. 또한, 각 분기 통로(158b)에는 개폐 밸브(166)가 설치되어 있고, 기능 액체방울 토출 헤드(7)로의 액체 충전 공정에서 후술하는 바와 같이 개폐 밸브(166)를 일시적으로 폐쇄하도록 했다.
다음으로, 메인티넌스 장치(16)에 대해서 와이핑 유닛(35), 클리닝 유닛(34), 플러싱 유닛(33)의 순서로 설명한다.
도 50 내지 도 55에 나타낸 바와 같이, 와이핑 유닛(35)은 각각 별개로 독립 구성된 와인딩 유닛(도 50 내지 도 52)(171)과 와이핑 유닛(도 53 내지 도 55)(172)으로 이루어지고, 상기의 공통 베이스(124) 위에 맞댄 상태로 설치되어 있다. 와인딩 유닛(171)은 공통 베이스(124)의 앞쪽에, 와이핑 유닛(172)은 공통 베이스(124)의 안쪽, 즉, 클리닝 유닛(34) 측에 설치되어 있다.
실시형태의 와이핑 유닛(35)은 클리닝 유닛(34)의 바로 윗부분, 즉, 클리닝위치에 정지하고 있는 헤드 유닛(26)에 대하여 후술하는 와이핑 시트(182)를 주행시키면서, 상기의 이동 테이블(123)에 의해 전체적으로 X축 방향으로 이동하여, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 와이핑하는 것이다. 따라서, 와이핑 유닛(35)은 와인딩 유닛(171)으로부터 조출(繰出)되고, 와이핑 동작을 위해 와이핑 유닛(172)을 주회하여 와인딩 유닛(171)에 와인딩되도록 되어 있다.
도 50, 도 51 및 도 52에 나타낸 바와 같이, 와인딩 유닛(171)은 외팔보(cantilever) 형식의 프레임(174)과, 프레임(174)에 회전 가능하게 지지한 상측의 조출 릴(175) 및 하측의 와인딩 릴(176)과, 와인딩 릴(176)을 와인딩 회전시키는 와인딩 모터(177)를 구비하고 있다. 또한, 프레임(174)의 상측부는 서브 프레임(178)이 고정되어 있고, 이 서브 프레임(178)에는, 조출 릴(175)의 앞쪽에 위치하도록 속도 검출 롤러(179) 및 중간 롤러(180)가 양팔보로 지지되어 있다. 또한, 이들 구성 부품의 하측에는 세정액을 받는 세정액 팬(181)이 설치되어 있다.
조출 릴(175)에는 롤 형상의 와이핑 시트(182)가 삽입 장전되고, 조출 릴(175)로부터 조출된 와이핑 시트(182)는 속도 검출 롤러(179) 및 중간 롤러(180)를 통하여 와이핑 유닛(172)에 반송된다. 와인딩 릴(176)과 와인딩 모터(177) 사이에는 타이밍 벨트(183)가 걸쳐지고, 와인딩 릴(176)은 와인딩 모터(177)에 의해 회전되어 와이핑 시트(182)를 와인딩한다.
상세한 것은 후술하나, 와이핑 유닛(172)에도 와이핑 시트(182)를 보내는 모터(와이핑 모터(194))가 설치되어 있고, 조출 릴(175)은 이것에 설치한 토크 리미터(184)에 의해 와이핑 모터(194)에 저항하도록 제동 회전된다. 속도 검출롤러(179)는 자유롭게 회전되는 상하 2개의 롤러(179a, 179b)로 이루어진 그립 롤러이며, 이것에 설치한 속도 검출기(185)에 의해 와인딩 모터(177)를 제어한다. 즉, 조출 릴(175)은 와이핑 시트(182)를 펼친 상태에서 내보내고, 와인딩 릴(176)은 와이핑 시트(182)를 이완이 생기지 않도록 와인딩한다.
도 53, 도 54 및 도 55에 나타낸 바와 같이, 와이핑 유닛(172)은 좌우 한쌍의 스탠드(191, 191)와, 한쌍의 스탠드(191, 191)에 지지된 단면 대략 'U'자 형상의 베이스 프레임(192)과, 베이스 프레임(192)에 양팔보로 회전 가능하게 지지된 와이핑 롤러(193)와, 와이핑 롤러(193)를 회전시키는 와이핑 모터(194)와, 와이핑 롤러(193)와 평행하게 대치하는 세정액 분무 헤드(195)와, 베이스 프레임(192)을 승강시키는 복동 형식의 한쌍의 에어 실린더(196, 196)를 구비하고 있다.
한쌍의 스탠드(191, 191)는 각각 외측에 위치하는 고정 스탠드(198)와, 고정 스탠드(198)의 내측에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 부착시킨 가동 스탠드(199)로 이루어지고, 각 고정 스탠드(198)의 베이스부에 상기의 에어 실린더(196)가 설치되어 있다. 각 에어 실린더(196)의 플런저(196a)는 가동 스탠드(199)에 고정되어 있고, 동시에 구동하는 한쌍의 에어 실린더(196, 196)에 의해, 베이스 프레임(192) 및 이것에 지지된 와이핑 롤러(193)나 와이핑 모터(194) 등이 승강한다.
와이핑 롤러(193)는 타이밍 벨트(201)를 통하여 와이핑 모터(194)에 연결한 구동 롤러(202)와, 와이핑 시트(182)를 사이에 두고 구동 롤러(202)와 접촉하는 종동(從動) 롤러(203)로 이루어진 그립 롤러로 구성되어 있다. 구동 롤러(202)는,예를 들어, 코어 부분에 탄력성 또는 유연성을 갖는 고무를 감은 고무 롤러로 구성되고, 이것에 주회하는 와이핑 시트(182)를 주행시키면서 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 꽉 누르도록 되어 있다.
세정액 분무 헤드(195)는, 와이핑 롤러(구동 롤러(202))(193)의 근방에 있어, 상기의 중간 롤러(180)로부터 보내오는 와이핑 시트(182)에 세정액을 분무한다. 따라서, 세정액 분무 헤드(195)의 앞면, 즉, 와이핑 롤러(193) 측에는 복수의 분무 노즐(204)이 와이핑 시트(182)의 폭에 맞추어 횡렬로 설치되고, 뒷면에는 상기의 세정 탱크(147)에 연결되는 튜브 접속용 복수의 커넥터(205)가 설치된다.
세정액이 분무된 와이핑 시트(182)는 세정액을 함침하고, 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 면하여 이것을 와이핑하도록 되어 있다. 또한, 와이핑 롤러(193)의 아래쪽에 위치하여, 베이스 프레임(192)에도 세정액 팬이 설치되어 있고, 와인딩 유닛(171)의 세정액 팬(181)과 함께 와이핑 시트(182)로부터 방울져 떨어지는 세정액을 받을 수 있도록 되어 있다.
여기서, 도 56의 모식도를 참조하여 일련의 와이핑 동작을 간단하게 설명한다. 헤드 유닛(26)의 클리닝이 완료되면, 이동 테이블(123)을 구동하여, 와이핑 유닛(35)을 전진시켜 헤드 유닛(26)에 충분히 접근시킨다. 와이핑 롤러(193)가 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 근방까지 이동하면, 이동 테이블(123)을 정지시키고, 양 에어 실린더(196, 196)를 구동하여, 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 접촉(꽉 누름)하도록 와이핑 롤러(193)를 상승시킨다.
여기서, 와인딩 모터(177) 및 와이핑 모터(194)를 구동하여, 와이핑시트(182)를 와이핑 이송하는 동시에, 세정액의 분무를 개시한다. 또한, 이것과 동시에, 다시 이동 테이블(123)을 구동하여, 와이핑 시트(182)의 이송을 행하면서, 와이핑 롤러(193)를 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 하면을 와이핑하도록 전진시킨다. 와이핑 동작이 완료되면, 와이핑 시트(182)의 이송을 정지시키면서 와이핑 롤러(193)를 하강시키고, 이동 테이블(123)에 의해 와이핑 유닛(35)을 다시 원래의 위치로 후퇴시킨다.
다음으로, 도 57 내지 도 60을 참조하여 클리닝 유닛(34)에 대해서 설명한다. 클리닝 유닛(34)은, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 대응하여 12개의 캡(212)을 캡 베이스(213)에 배치한 캡 유닛(211)과, 캡 유닛(211)을 지지하는 지지부재(214)와, 지지부재(214)를 통하여 캡 유닛(211)을 승강시키는 승강 기구(215)를 구비하고 있다.
또한, 도 43에 나타낸 바와 같이, 흡인 펌프(153)를 설치한 재이용 탱크(148)에 연결되는 흡인 통로(216)를 헤더 파이프(216a)를 통하여 12개의 분기 통로(216b)로 분기하고, 이들 각 분기 통로(216b)에는 캡(212) 측으로부터 차례로 액체 센서(217)와 압력 센서(218)와 개폐 밸브(219)가 설치되어 있다.
12개의 캡(212)은, 헤드 유닛(26)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)와 동일한 배열 및 동일한 경사 자세로 캡 베이스(213)에 고정되어 있다. 각 캡(212)은, 도 61에 나타낸 바와 같이, 캡 본체(220)와 캡 홀더(221)로 이루어지고, 캡 본체(220)는 2개의 스프링(222, 222)에 의해 위쪽으로 가압되면서 약간 상하 이동 가능한 상태로 캡 홀더(221)에 유지된다. 캡 베이스(213)에는, 12개의 캡(212)에 대응하여 12개의 부착 개구(224)가 형성되는 동시에, 이 부착 개구(224)를 포함하도록 12개의 얕은 홈(225)이 형성되어 있다. 각 캡(212)은 하부를 부착 개구(224)에 삽입하고, 그 캡 홀더(221)를 얕은 홈(225)에 위치 결정시킨 상태에서, 얕은 홈(225)의 부분에 나사 고정되어 있다(도 60 참조).
각 캡 본체(220)의 상면에는, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 2열의 토출 노즐 그룹을 포함하는 오목부(220a)가 형성되고, 오목부(220a)의 에지부에는 밀봉 패킹(227)이 부착되며, 저면 부위에는 흡수재(228)가 누름 프레임(228a)에 의해 꽉 누른 상태로 부설(敷設)되어 있다. 그리고, 오목부(220a)의 저면 부위에는 작은 구멍(229)이 형성되어, 이 작은 구멍(229)이 흡인용 각 분기 통로(216b)가 접속되는 L자 이음매(230)에 연통한다. 액체 재료를 흡인할 경우에는, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 밀봉 패킹(227)을 꽉 눌러, 2열의 토출 노즐 그룹을 포함하도록 노즐 형성면(67)을 밀봉한다.
각 캡(212)에는 오목부(220a)를 그 저면 측에서 대개 개방하는 대기 개방 밸브(231)가 더 설치되어 있다. 대기 개방 밸브(231)는 스프링(231a)에 의해 위쪽의 폐쇄 측으로 가압되고 있으며, 액체 재료의 흡인 동작의 최종 단계에서 대기 개방 밸브(231)를 끌어내려 개방함으로써, 흡수재(228)에 함침되어 있는 액체 재료도 흡인할 수 있도록 한다. 도면 중의 231b는 대기 개방 밸브(231)의 조작부이다.
지지부재(214)는 상단에 캡 유닛(211)을 지지하는 지지 플레이트(241)를 갖는 지지부재 본체(242)와, 지지부재 본체(242)를 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 스탠드(243)를 구비하고 있다. 지지 플레이트(241)의 길이 방향의 양측하면에는 한쌍의 에어 실린더(244, 244)가 고정되어 있고, 이 한쌍의 에어 실린더(244, 244)에 의해 승강되는 조작 플레이트(245)를 설치하여, 조작 플레이트(245) 위에 각 캡(212)의 대기 개방 밸브(231)의 조작부(231b)에 결합되는 훅(hook)(245a)을 부착시킨다. 이렇게 하여, 한쌍의 에어 실린더(244, 244)에 의해 조작 플레이트(245)를 통하여 대기 개방 밸브(231)가 개폐된다.
승강 기구(215)는, 스탠드(243)의 베이스부(243a)에 설치한 에어 실린더로 이루어진 하단의 승강 실린더(246)와, 이 실린더(246)에 의해 승강되는 플레이트(248) 위에 설치한 에어 실린더로 이루어진 상단의 승강 실린더(247)를 구비하고 있으며, 상기 지지 플레이트(241)에 상단의 승강 실린더(247)의 피스톤 로드가 연결되어 있다. 양 승강 실린더(246, 247)의 선택 동작에 의해 캡 유닛(211)의 상승 위치를 비교적 높은 제 1 위치와 비교적 낮은 제 2 위치로 전환할 수 있도록 한다.
여기서, 캡 유닛(211)은, 헤드 유닛(26)을 캡 유닛(211)의 바로 윗부분에 면하는 클리닝 위치로 이동시킬 때에 기능 액체방울 토출 헤드(7)가 캡(212)에 맞닿지 않도록, 평상시에는 캡(212)의 밀봉 패킹(227)과 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67) 사이에 수㎜의 틈이 생기도록 설정한 하강 끝 위치에 대기한다. 그리고, 제 1 위치로의 상승에 의해 캡(212)의 밀봉 패킹(227)을 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 밀착시키고, 제 2 위치에서는, 캡(212)의 밀봉 패킹(227)과 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67) 사이에 약간의 틈(예를 들어, 0.5㎜ 정도)이 생기도록 한다. 또한, 본 실시형태에서는, 캡 유닛(211)을하단의 승강 실린더(246)에 의해 제 1 위치로 상승시키고, 상단의 승강 실린더(247)에 의해 제 2 위치로 상승시키도록 하고 있으나, 제 1 위치와 제 2 위치로의 상승을 상하 반대의 승강 실린더로 행하도록 구성할 수도 있다.
이렇게 구성된 클리닝 유닛(34)은, 이동 테이블(123)에 의해 헤드 유닛(26)의 Y축 방향 이동 궤적에 교치하는 위치로 이동하고 있으며, 이것에 대하여 헤드 유닛(26)이 클리닝 유닛(34)(캡 유닛(211))의 바로 윗부분에 면하는 클리닝 위치로 Y축 테이블(24)에 의해 이동한다. 여기서, 승강 기구(215) 하단의 승강 실린더(246)의 작동에 의해 캡 유닛(211)이 제 1 위치로 상승하고, 헤드 유닛(26)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 하측으로부터 12개의 캡(212)을 꽉 누른다. 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 꽉 눌린 캡(212)은, 자체의 2개의 스프링(222, 222)에 저항하여 그 캡 본체(220)가 어느 정도 내려가고, 그 밀봉 패킹(227)이 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 균일하게 밀착한다.
이어서, 흡인 펌프(153)를 구동하는 동시에, 흡인용 각 분기 통로(216b)에 설치한 개폐 밸브(219)를 개방하여, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 전체 토출 노즐(68)로부터 각 캡(212)을 통하여 액체 재료를 흡인한다. 그리고, 흡인 완료 직전에 대기 개방 밸브(231)를 개방하고, 그 후, 개폐 밸브(219)를 폐쇄하여 흡인을 완료한다. 흡인 동작이 완료되면, 캡 유닛(211)을 하강 끝 위치로 하강시킨다. 또한, 흡인 중에는, 흡인용 각 분기 통로(216b)에 설치한 압력 센서(218)로부터의 신호에 의거하여 각 캡(212)의 흡인 불량이 발생했는지의 여부를 감시한다. 또한, 장치의 가동을 정지시켰을 때 등의 헤드 보관 시에는, 캡 유닛(211)을 제 1 위치로상승시키고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 각 캡(212)에 의해 밀봉하여, 보관 상태로 한다.
다음으로, 도 62 및 도 63을 참조하여 플러싱 유닛(33)에 대해서 설명한다. 플러싱 유닛(33)은, 상기한 X축 케이블 베어(87)의 박스(88) 위에 설치되어 있다(도 30 참조). 플러싱 유닛(33)은 X축 케이블 베어(87) 위에 고정시킨 슬라이드 베이스(251)와, 슬라이드 베이스(251) 위에 진퇴 가능하게 설치한 긴 판 형상의 슬라이더(252)와, 슬라이더(252)의 양단부에 고정시킨 한쌍의 플러싱 박스(253, 253)와, 각 플러싱 박스(253) 내에 부설(敷設)한 한쌍의 액체 흡수재(254, 254)로 구성되어 있다.
한쌍의 플러싱 박스(253, 253)는, 헤드 유닛(26)의 좌우 2열의 각 기능 액체방울 토출 헤드 그룹에 대응하는 폭을 갖는 동시에, 각 기능 액체방울 토출 헤드 그룹의 부주사 방향의 이동 범위에 대응하는 길이를 가져, 가늘고 긴 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 한쌍의 플러싱 박스(253, 253)는 슬라이더(252)로부터 X축 테이블(23)의 상측에 직각으로 연장되며, 흡착 테이블(81)을 사이에 끼우도록 설치되어 있다. 또한, 각 플러싱 박스(253, 253)의 중앙부 저면에는, 드레인 포트를 구성하는 배액 조인트(256)가 부착되어 있다. 이 배액 조인트(256)에 접속한 배액 튜브(도시 생략)는, X축 케이블 베어(87) 내를 통과하여 상기의 폐액 탱크(150)에 접속되어 있다.
슬라이더(252)에는, 한쌍의 플러싱 박스(253, 253) 사이에 위치하여, X축 테이블(23)의 θ 테이블(82)을 향하여 연장되는 한쌍의 부착편(257, 257)이 고정되어있고, 이 한쌍의 부착편(257, 257)의 선단부가 θ 테이블(82)의 베이스부에 고정되어 있다. 즉, 슬라이더(252)를 통하여 한쌍의 플러싱 박스(253, 253)가 슬라이드 베이스(251)에 안내되어 θ 테이블(82)과 함께 이동하도록 되어 있다.
이렇게 구성된 플러싱 유닛(33)에서는, 도 30에 나타낸 바와 같이, θ 테이블(82)과 함께 플러싱 유닛(33)이 왕도(往道)하여 가면, 최초로 도 30에 나타낸 오른쪽의 플러싱 박스(253)가 헤드 유닛(26)의 바로 아래를 통과한다. 이 때, 복수(12개)의 기능 액체방울 토출 헤드(7)가 차례로 플러싱 동작을 행하고, 헤드 유닛(26)은 그대로 통상의 액체방울 토출 동작으로 이행한다. 마찬가지로, 플러싱 유닛(33)이 복도(復道)하여 가면, 최초로 왼쪽의 플러싱 박스(253)가 헤드 유닛(26)의 바로 아래를 통과한다. 이 때, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)가 차례로 플러싱 동작을 행하고, 헤드 유닛(26)은 그대로 통상의 액체방울 토출 동작으로 이행한다. 이렇게 하여, 주주사를 위한 왕복동 중에 적절히 플러싱이 실행된다. 따라서, 플러싱 동작을 위해서만 헤드 유닛(26) 등이 이동하지는 않고, 플러싱이 택트 타임에 영향을 주지 않는다.
플러싱은, 액체방울의 토출이 어느 정도의 시간 휴지될 때, 예를 들어, 토출 장치(1)에 대한 기판(W)의 반입 및 반출 시에도 행할 필요가 있다. 그래서, 액체방울의 토출이 어느 정도의 시간 휴지될 때, 헤드 유닛(26)을 캡 유닛(211)의 바로 윗부분에 면하는 클리닝 위치로 이동시키고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터 각 캡(212)을 향하여 플러싱을 행한다. 이 경우, 캡 유닛(211)이 하강 끝 위치에 있으면, 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터의 토출 액체 일부가 기능 액체방울 토출 헤드(7)와 캡(212) 사이의 틈으로부터 안개 상태로 되어 외부로 비산(飛散)된다. 따라서, 캡 유닛(211)을 승강 기구(215) 상단의 승강 실린더(247)에 의해 상기 제 2 위치로 상승시키고, 이 상태에서 플러싱을 행하도록 했다.
이것에 의하면, 기능 액체방울 토출 헤드(7)와 캡(212) 사이의 틈이 적어져, 기능 액체방울 토출 헤드(7)로부터의 토출 액체의 외부로의 비산이 방지된다. 이 경우, 캡(212)에 흡인 펌프(153)로부터의 흡인력을 작용시켜 두면, 토출 액체의 외부로의 비산을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 캡(212)을 밀착시킨 상태에서 플러싱을 행하는 것도 생각할 수 있으나, 노즐 형성면(67)에 캡(212)을 밀착시키면 노즐 형성면(67)이 오염되기 때문에, 플러싱 후의 노즐 형성면(67) 와이핑이 필요하게 되므로 비실용적이다.
그런데, 토출 장치(1)에 새로운 헤드 유닛(26)을 투입했을 때는, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 헤드내 유로가 비어 있기 때문에, 액체방울 토출 작업을 개시하기 전에, 헤드내 유로에 액체 재료를 충전하는 것이 필요하게 된다. 이 경우, 급액 탱크(126)로부터의 액체 재료 공급은 약간의 수두압으로만 실행되기 때문에, 헤드내 유로에 액체 재료를 충전하는데 흡인이 필요하게 된다. 그래서, 액체 충전 작업 시에는, 헤드 유닛(26)을 클리닝 위치로 이동시키고, 캡 유닛(211)을 상기 제 1 위치로 상승시켜, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 노즐 형성면(67)에 각 캡(212)을 밀착시키고, 급액 탱크(126) 내의 액체 재료를 각 캡(212)을 통하여 작용되는 흡인 펌프(153)로부터의 흡인력에 의해 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)의헤드내 유로에 충전한다. 그러나, 캡(212)에 의한 흡인을 행하여도, 헤드내 유로에서 액체 재료의 유속이 저하되어, 헤드내 유로로부터 기포를 잘 배제할 수 없고, 잔류 기포의 영향으로 액체방울의 토출 불량을 발생시킨다. 특히, 기능 액체방울 토출 헤드(7)의 접속침(62) 기부에 설치한 필터(62a) 위에 기포가 잔류되기 쉬워진다.
그래서, 본 실시형태에서는, 급액용 각 분기 통로(158b)에 상기와 같이 개폐 밸브(166)를 설치하는 동시에, 흡인용 각 분기 통로(216b)에 상기와 같이 액체 센서(217)를 설치하고, 액체 충전 개시 후 캡(212)까지 액체 재료가 흡인되어, 이것을 액체 센서(217)가 검지했을 때, 캡(212)에 의한 흡인을 계속한 상태에서 대응하는 개폐 밸브(166)를 일시적으로 폐쇄하도록 했다. 이것에 의하면, 개폐 밸브(166)의 폐쇄 중에 헤드내 유로가 감압되고, 그 후의 개폐 밸브(166)의 개방에 의해 액체 재료가 급격하게 흘러, 헤드내 유로에서의 액체 재료의 유속이 고속화되어, 헤드내 유로로부터 기포가 효율적으로 배제된다. 실험에 의하면, 개폐 밸브(166)의 폐쇄 전의 유속이 100㎜/s 정도였던 것에 대하여, 개폐 밸브(166)를 일시적으로 폐쇄하고 나서 개방하면 유속이 200∼2000㎜/s로 대폭으로 증가함이 확인되었다.
여기서, 개폐 밸브(166)의 폐쇄 전에서의 헤드내 유로의 액체 충전율이 높을수록 폐쇄 후에 헤드내 유로가 효율적으로 감압된다. 상기 액체 센서(217)에 액체 재료가 도달했을 때는 헤드내 유로가 액체 재료로 거의 채워져 있고, 액체 센서(217)를 사용함으로써, 폐쇄 타이밍을 적절히 자동 제어할 수 있다. 또한, 급액용과 흡인용 각 분기 통로(158b, 216b)에 각각 개폐 밸브(166)와 액체 센서(217)를 설치함으로써, 각각의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에서 초기의 액체 충전율에 편차가 발생하여도, 각 기능 액체방울 토출 헤드(7)마다 적절한 타이밍으로 개별적으로 개폐 밸브(166)를 폐쇄할 수 있다.
또한, 개폐 밸브(166)와 기능 액체방울 토출 헤드(7) 사이의 통로 길이가 짧을수록 폐쇄 후의 감압 효율이 향상되는 동시에, 충전 시의 액체 소비량이 감소한다. 여기서, 메인 캐리지(25)와 일체로 움직이는 부분에 개폐 밸브(166)를 탑재하여 두면, 메인 캐리지(25)에 유지되는 헤드 유닛(26)의 움직임에 추종시키기 위한 이완을 개폐 밸브(166)와 기능 액체방울 토출 헤드(7) 사이의 통로 부분에 부가할 필요가 없어, 통로 길이를 단축시킬 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 메인 캐리지(25)를 매달아 설치하는 브리지 플레이트(91)에 개폐 밸브(166)를 탑재한다. 그 상세한 설명은 도 64 및 도 65에 나타낸 바와 같으며, 브리지 플레이트(91)에 고정되는 스탠드(261) 위에 12개의 개폐 밸브(166)를 6개씩 상하 2단으로 탑재한다.
또한, 개폐 밸브(166)의 탑재 개소를 피복하는 스탠드(261)의 상측 플레이트(262)에 6개의 T자 이음매(158b)와 6개의 어스 이음매(158c)를 배치하고, 급액 탱크(126)에 연결되는 6개의 급액 통로(158)(튜브)를 각각 어스 이음매(158c)를 통하여 T자 이음매(158b)의 내향 접속구에 접속한다. 그리고, 이들 6개 T자 이음매(158b)의 하향 접속구에 접속되는 6개 분기 통로(158b)의 상류 부분(158b1)을 상단의 6개 개폐 밸브(166)의 유입구(166a)에 접속하는 동시에, 이들 T자이음매(158b)의 외향 접속구에 접속되는 나머지 6개 분기 통로(158b)의 상류 부분(158b1)을 하단의 6개 개폐 밸브(166)의 유입구(166a)에 접속한다.
또한, 스탠드(261)의 하측 플레이트(263)에는 브래킷(264)을 통하여 12개의 관 이음매(158d)가 배치되어 있으며, 상하 2단 합계 12개의 개폐 밸브(166)의 유출구에 접속되는 12개 분기 통로(158b)의 중간 부분(158b2)을 각각 관 이음매(158d)의 한쪽 끝에 접속하고, 이들 관 이음매(158d)의 다른쪽 끝에 헤드 유닛(26)의 배관 조인트(49)의 소켓(492)에 접속되는 장치측 배관부재로서의 분기 통로(158b) 하류 부분(158b3)을 접속한다. 또한, 스탠드(261)에는, 헤드 유닛(26)에 개폐 밸브(166)를 통하지 않고 급액하기 위한 매니폴드(265)도 설치되어 있다.
이상, 유기 EL 장치의 제조 장치에 대해서 설명했으나, 액정 표시 장치의 컬러 필터와 같은 다른 제품을 잉크젯 방식으로 제조하는 토출 장치에서도 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.
예를 들면, 액정 표시 장치에서의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 R, G, B 각색의 필터 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 필터 재료를 선택적으로 토출하여, 기판 위에 다수의 필터 소자를 형성한다. 또한, 상기와 동일한 방법에 의해, 다수의 필터 소자를 피복하는 오버코트막을 형성할 수도 있다.
마찬가지로, 본 실시형태의 기능 액체방울 토출 장치(10)는, 전자 방출 장치의 제조 방법, PDP 장치의 제조 방법 및 전기 영동 표시 장치의 제조 방법 등에 적용할 수 있다.
전자 방출 장치의 제조 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 R, G, B 각색의 형광 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여, 전극 위에 다수의 형광체를 형성한다. 또한, 전자 방출 장치는 FED(전계 방출 디스플레이)를 포함하는 상위 개념이다.
PDP 장치의 제조 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 R, G, B 각색의 형광 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여, 뒷면 기판 위의 다수의 오목부에 각각 형광체를 형성한다.
전기 영동 표시 장치의 제조 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 각색의 영동체 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 잉크 재료를 선택적으로 토출하여, 전극 위의 다수의 오목부에 각각 영동체를 형성한다. 또한, 대전 입자와 염료로 이루어진 영동체는 마이크로 캡슐에 봉입(封入)되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시형태의 기능 액체방울 토출 장치(10)는, 스페이서 형성 방법, 금속 배선 형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및 광확산체 형성 방법 등에도 적용할 수 있다.
스페이서 형성 방법은, 2개의 기판 사이에 미소한 셀 갭을 구성하도록 다수의 입자 형상 스페이서를 형성하는 것이며, 스페이서를 구성하는 입자 재료를 액중에 분산시켜 액상으로 조정한 재료를 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 입자 재료를 선택적으로 토출하여, 적어도 한쪽 기판 위에 스페이서를 형성한다. 예를 들면, 상기 액정 표시 장치나 전기 영동 표시 장치에서의 2개의 기판 사이의 셀 갭을 구성하는 경우에 유용하며, 그 이외의 이러한 미소한 셀 갭을 필요로 하는 반도체 제조 기술에 적용할 수 있다.
금속 배선 형성 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 액상 금속 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 액상 금속 재료를 선택적으로 토출하여, 기판 위에 금속 배선을 형성한다. 예를 들면, 상기 액정 표시 장치에서의 드라이버와 각 전극을 접속하는 금속 배선, 또는 상기 유기 EL 장치에서의 TFT 등과 각 전극을 접속하는 금속 배선에 적용할 수 있다. 또한, 이러한 플랫 디스플레이 이외에, 일반적인 반도체 제조 기술에 적용할 수 있다.
렌즈 형성 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 렌즈 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 렌즈 재료를 선택적으로 토출하여, 투명 기판 위에 다수의 마이크로 렌즈를 형성한다. 예를 들면, 상기 FED 장치에서의 빔 수속(收束)용 디바이스로서 적용할 수 있다. 또한, 각종 광 디바이스에 적용할 수 있다.
레지스트 형성 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 레지스트 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 레지스트 재료를 선택적으로 토출하여, 기판 위에 임의 형상의 포토레지스트를 형성한다. 예를 들면, 상기 각종 표시 장치에서의 뱅크의 형성은 물론, 반도체 제조 기술의 주체를 이루는 포토리소그래피법에 있어서, 포토레지스트의 도포에 널리 적용할 수 있다.
광확산체 형성 방법에서는, 기판 위에 다수의 광확산체를 형성하는 광확산체 형성 방법으로서, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)에 광확산 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(7)를 주주사 및 부주사하며, 광확산 재료를 선택적으로 토출하여, 다수의 광확산체를 형성한다. 이 경우도 각종 광 디바이스에 적용할 수 있다.
이상의 설명으로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명의 토출 장치용 헤드 유닛 및 토출 장치에 의하면, 배관을 떼어냈을 때에 배관부재로부터의 액체 떨어짐이 발생하여도, 기능 액체방울 토출 헤드의 커넥터부에 액체가 부착되지 않으며, 헤드 유닛의 오픈 스페이스 부분에서 헤드 유닛에 대한 배관 작업을 행할 수 있어, 작업성이 향상된다.
한편, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법 및 유기 EL 장치의 제조 방법 등의 각종 제조 방법에 의하면, 토출 장치를 통하여 제조 방법의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Claims (20)
- 워크에 대하여 상대적으로 이동하는 메인 캐리지를 구비하는 토출 장치에서 사용하는 헤드 유닛으로서, 상기 메인 캐리지에 착탈 가능하게 유지되는 서브 캐리지에 기능(機能) 액체방울 토출 헤드를 탑재하여 이루어지는 것에 있어서,상기 서브 캐리지의 상기 기능 액체방울 토출 헤드로부터 이간(離間)한 위치에, 토출 장치에 설치한 급액(給液) 탱크에 연결되는 장치측 배관부재와 상기 기능 액체방울 토출 헤드에 연결되는 헤드측 배관부재를 접속하는 배관 조인트를 설치한 것을 특징으로 하는 토출 장치용 헤드 유닛.
- 제 1 항에 있어서,상기 배관 조인트는, 한쪽 단부에 관 이음매를 통하여 상기 헤드측 배관부재를 접속한, 상기 서브 캐리지에 고정된 소켓과, 상기 소켓의 다른쪽 단부에 형성한 플러그 구멍에 삽탈(揷脫) 가능하게 결합되는, 상기 장치측 배관부재를 접속한 플러그를 구비하는 것을 특징으로 하는 토출 장치용 헤드 유닛.
- 제 2 항에 있어서,상기 플러그 구멍의 구멍 저면(底面)을, 상기 플러그 선단의 테이퍼에 맞춘 테이퍼면에 형성하는 것을 특징으로 하는 토출 장치용 헤드 유닛.
- 제 2 항에 있어서,상기 플러그의 외주에, 상기 플러그 구멍에 대한 밀봉용 ○ 링을 축방향으로 간격두고 복수 장착하는 것을 특징으로 하는 토출 장치용 헤드 유닛.
- 제 1 항에 기재된 토출 장치용 헤드 유닛을 구비하고,워크인 기판에 대하여, 기능액을 도입한 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상대적으로 주사하면서 기능 액체방울을 선택적으로 토출하는 것을 특징으로 하는 토출 장치.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 컬러 필터의 기판 위에 필터 소자를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 필터 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 필터 재료를 선택적으로 토출하여 상기 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위의 화소 픽셀에 EL 발광층을 형성하는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 발광 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 발광 재료를 선택적으로 토출하여 상기 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 전극 위에 형광체를 형성하는 전자 방출 장치의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 형광 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 전극에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 형광 재료를 선택적으로 토출하여 상기 형광체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 뒷면 기판 위의 오목부에 형광체를 형성하는 PDP 장치의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 형광 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 뒷면 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 형광 재료를 선택적으로 토출하여 상기 형광체를 형성하는 것을 특징으로 하는 PDP 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 전극 위의 오목부에 영동체를 형성하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 영동체 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 전극에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 영동체 재료를 선택적으로 토출하여 상기 영동체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 필터 소자를 배열하여 이루어진 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 필터 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 필터 재료를 선택적으로 토출하여 상기 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 필터 소자를 피복하는 오버코트막이 형성되어 있고,상기 필터 소자를 형성한 후에,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 투광성 코팅 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 코팅 재료를 선택적으로 토출하여 상기 오버코트막을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, EL 발광층을 포함하는 화소 픽셀을기판 위에 배열하여 이루어진 유기 EL의 제조 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 발광 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 발광 재료를 선택적으로 토출하여 상기 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 EL 발광층과 상기 기판 사이에는, 상기 EL 발광층에 대응하여 화소 전극이 형성되어 있고,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상(液狀) 전극 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 상기 화소 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 EL 발광층을 피복하도록 대향 전극이 형성되어 있으며,상기 EL 발광층을 형성한 후에,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 전극 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여상기 대향 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 2개의 기판 사이에 셀 갭을 구성하도록 입자 형상의 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 스페이서를 구성하는 입자 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 적어도 한쪽의 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 입자 재료를 선택적으로 토출하여 상기 기판 위에 상기 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 스페이서 형성 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 금속 배선을 형성하는 금속 배선 형성 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 금속 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 액상 금속 재료를 선택적으로 토출하여 상기 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 마이크로 렌즈를 형성하는 렌즈 형성 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 렌즈 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 렌즈 재료를 선택적으로 토출하여 상기 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈 형성 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 임의 형상의 레지스트를 형성하는 레지스트 형성 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 레지스트 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 레지스트 재료를 선택적으로 토출하여 상기 레지스트를 형성하는 것을 특징으로 하는 레지스트 형성 방법.
- 제 5 항에 기재된 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 광확산체를 형성하는 광확산체 형성 방법으로서,상기 기능 액체방울 토출 헤드에 광확산 재료를 도입하고,상기 토출 장치용 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 광확산 재료를 선택적으로 토출하여 상기 광확산체를 형성하는 것을 특징으로 하는 광확산체 형성 방법.
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