KR20040018921A - 헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 토출 장치, 액정 표시장치의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법, 전자방출 장치의 제조 방법, ｐｄｐ 장치의 제조 방법, 전기영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조 방법,유기 ｅｌ의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속 배선형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및광확산체 형성 방법 - Google Patents

헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 토출 장치, 액정 표시장치의 제조 방법, 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법, 전자방출 장치의 제조 방법, ｐｄｐ 장치의 제조 방법, 전기영동 표시 장치의 제조 방법, 컬러 필터의 제조 방법,유기 ｅｌ의 제조 방법, 스페이서 형성 방법, 금속 배선형성 방법, 렌즈 형성 방법, 레지스트 형성 방법 및광확산체 형성 방법 Download PDF

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Abstract

기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착하여 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 밀봉하는 헤드 캡(113)에 있어서, 캡 베이스(121)와, 캡 베이스(121)에 형성한 흡수재 수용부(121a)와, 흡수재 수용부(121a) 내에 충전한 기능액 흡수재(122)와, 기능액 흡수재(122)를 누르는 흡수재 누름부재(123)와, 밀봉부재(124)와, 밀봉부재(124)를 캡 베이스(121)에 고정시키는 밀봉 고정부재(125)를 구비하고, 밀봉부재(124)는 흡수재 누름부재(123)의 에지부를 누른 상태에서 캡 베이스(121)에 고정되어 있다. 밀봉 동작 등의 원래의 기능을 손상시키지 않고, 기능액 흡수재를 간단히 교환할 수 있는 헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 토출 장치가 제공된다.

Description

헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 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 방법{HEAD CAP AND DROPLET DISCHARGING APPARATUS WITH THE SAME, LIQUID CRYSTAL DISPLAY MANUFACTURING METHOD, ORGANIC EL APPARATUS MANUFACTURING METHOD, ELECTRON EMISSION APPARATUS MANUFACTURING METHOD, PDP APPARATUS MANUFACTURING METHOD, ELECTROPHORESIS DISPLAY DEVICE MANUFACTURING METHOD, COLORFILTER MANUFACTURING METHOD, ORGANIC EL MANUFACTURING METHOD, AND FORMING METHODS OF SPACER, METAL WIRE, LENS, RESIST AND LIGHT DIFFUSION BODY}
본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크젯 헤드로 대표되는 기능 액체방울 토출 헤드에 밀착하여, 기능 액체방울 토출 헤드의 토출 노즐을 보전하는 헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 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 프린터 등의 액체방울 토출 장치에서는, 운전 정지 시에, 공기에 노출되어 점도가 증가한 기능액에 의해 기능 액체방울 토출 헤드의 토출 노즐에 막힘이 생길 우려가 있다. 이 때문에, 기능 액체방울 토출 장치에는 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면을 밀봉하고, 또한, 토출 노즐로부터 점도가 증가한 기능액을 흡인에 의해 제거하는 캡 유닛이 병설(倂設)되어 있다. 캡 유닛은 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면에 밀착하여 이것을 밀봉하는 헤드 캡과, 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드에 이접(離接)시키는 승강 기구와, 헤드 캡을 통하여 토출 노즐로부터 기능액을 흡인하는 흡인 펌프를 구비한다.
예를 들면, 장시간의 운전 정시 시에는, 기능액의 건조를 방지하기 위해 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드에 꽉 눌러 이른바 캡핑(capping)을 행하고, 또한, 운전 개시 시에는, 이 상태에서 흡인 펌프를 구동하여 기능액을 흡인하는 이른바 클리닝(cleaning)이 실행된다. 또한, 장치에 따라서는, 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드로부터 약간 이간(離間)시켜 두어, 기능 액체방울 토출 헤드의 전체 토출 노즐로부터 기능액을 토출하는 이른바 플러싱(flushing)(공(空)토출)이 실행된다.
이러한 기능 액체방울 토출 헤드의 보전에 사용되는 헤드 캡은, 표면에 오목한 홈을 형성한 캡 베이스와, 오목한 홈에 충전한 기능액 흡수재와, 노즐면을 밀봉하는 밀봉 패킹을 구비한다. 또한, 헤드 캡에는 기능액을 포함하여 팽윤(膨潤)되는 기능액 흡수재를 누르도록 흡수재 누름부재가 구성되어 있다.
그리고, 종래의 흡수재 누름부재는 캡 본체에 일체로 형성한 복수의 누름 돌기의 선단을 열 코킹(caulking)에 의해 찌부러뜨려 형성되어 있다. 즉, 기능액 흡수재를 복수 개소에서 관통한 누름 돌기를 가열 가압 변형시킴으로써 기능액 흡수재를 복수 개소에서 누르도록 한다(예를 들어, 일본국 특개2000-62202호 공보 및 일본국 특개2001-322296호 공보 참조).
이와 같이 구성된 종래의 헤드 캡에서는, 캡 본체와 누름 돌기가 수지에 의해 일체로 형성되어 있기 때문에, 기능액 흡수재를 교환할 때에, 헤드 캡을 전체적으로 교환할 필요가 있었다. 한편, 기능 액체방울 토출 장치의 응용 기술에서는, 사용하는 기능액에 따라, 헤드 캡을 내식성 재료로 구성할 필요가 있다. 이러한경우에, 기능액 흡수재 때문에 헤드 캡 전체를 1회용으로 하면, 자원의 낭비 및 비용의 낭비를 초래한다.
본 발명은 밀봉 동작 등의 원래의 기능을 손상시키지 않고, 기능액 흡수재를 간단히 교환할 수 있는 헤드 캡 및 이것을 구비한 액체방울 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 과제로 한다.
도 1은 유기 EL 장치인 표시 장치의 요부(要部) 단면도.
도 2는 유기 EL 장치인 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 플로차트.
도 3은 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 4는 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 5는 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 6은 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 7은 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 8은 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 9는 각색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 10은 음극의 형성을 설명하는 공정도.
도 11은 실시예에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에서의 발광층 형성 설비를 나타내는 모식도.
도 12는 본 실시예에서의 기능 액체방울 토출 장치의 외관사시도.
도 13은 본 실시예에서의 기능 액체방울 토출 장치의 정면도.
도 14는 본 실시예에서의 기능 액체방울 토출 장치의 우측면도.
도 15는 헤드 유닛의 평면도.
도 16은 헤드 유닛의 정면도.
도 17의 (a)는 기능 액체방울 토출 헤드의 외관사시도, 도 17의 (b)는 기능 액체방울 토출 헤드를 배관 어댑터에 장착했을 때의 단면도.
도 18은 메인티넌스 유닛의 외관사시도.
도 19는 메인티넌스 유닛의 정면도.
도 20은 메인티넌스 유닛의 평면도.
도 21은 헤드 캡의 전체 사시도.
도 22는 헤드 캡의 단면도.
도 23은 헤드 캡의 부분 확대 단면도.
도 24는 헤드 캡의 분해사시도.
도 25는 기능 액체방울 토출 헤드, 이것에 접속되는 기능액 공급계, 및 클리닝 유닛의 모식도.
도 26은 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로차트.
도 27의 (a) 내지 (e)는 제조 공정 순으로 나타낸 컬러 필터의 모식 단면도.
도 28은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 29는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 2 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 30은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 3 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 31은 PDP 장치인 표시 장치의 요부 분해사시도.
도 32는 FED 장치인 표시 장치의 요부 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액체방울 토출 장치
11 : 토출 장치
41 : 헤드 유닛
51 : 기능 액체방울 토출 헤드
58 : 노즐면
59 : 토출 노즐
104 : 제어 수단
111 : 클리닝 유닛
112 : 캡 유닛
113 : 헤드 캡
115 : 캡 홀더
121 : 캡 베이스
121a : 흡수재 수용부
121b : 오목한 홈
121c : 고리 형상 에지부
122 : 기능액 흡수재
123 : 흡수재 누름부재
123a : 프레임 형상부
123b : 사다리 형상부
124 : 밀봉부재
124a : 고리 형상 돌출부
124b : 고리 형상 누름부
124c : 고리 형상 고정부
125 : 밀봉 고정부재
126 : 위치 규제 블록
126b : 상부(上部)
127 : 홀더 본체
128 : 코일 스프링
W : 기판(워크)
본 발명의 헤드 캡에서는, 캡 베이스와, 캡 베이스의 표면에 형성한 흡수재 수용부와, 흡수재 수용부 내에 배치된 기능액 흡수재와, 기능액 흡수재를 누르는 흡수재 누름부재와, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면과 밀착하도록 형성된 밀봉부재와, 밀봉부재를 캡 베이스에 고정시키는 밀봉 고정부재를 구비하고, 밀봉부재는 흡수재 누름부재를 누른 상태에서 캡 베이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 헤드 캡의 흡수재 수용부 내에 충전된 기능액 흡수재를 흡수재 누름부재에 의해 누르고, 이 흡수재 누름부재를 밀봉부재가 누르고 있기 때문에, 밀봉 고정부재를 캡 베이스로부터 떼어내는 것만으로도 각 구성부재를 각각 분해할 수 있으며, 또한, 차례로 구성할 수 있다. 이것에 의해, 기능액 흡수재 또는 다른 헤드 캡 구성부재 중 어느 하나에 열화(劣化)나 파손이 생겼다고 하여도, 밀봉 고정부재를 캡 베이스로부터 떼어내는 것만으로도 교환이 필요한 구성부재만을 개별적으로, 또한, 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드에 헤드 캡을 밀착시키면, 밀봉부재가 흡수재 누름부재를 강하게 꽉 누르게 되고, 기능액 흡수재가 적절히 눌려, 이것이 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면에 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이 경우, 흡수재 수용부는 기능액 흡수재가 충전되는 오목한 홈과, 상기 오목한 홈을 획성(劃成)하는 동시에 캡 베이스로부터 돌출된 고리 형상 에지부로 이루어지고, 흡수재 누름부재의 에지부는 고리 형상 에지부에 착좌(着座)하고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 캡 베이스의 고리 형상 에지부와 밀봉부재에 의해 흡수재 누름부재의 에지부를 사이에 끼워 넣도록 하여 안정되게 누를 수 있다. 이 때문에, 밀봉부재에 의해 눌린 흡수재 누름부재가 밀봉부재의 내측 에지부가 흡수재 수용부로 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 헤드 캡을 노즐면에 밀착시켜 흡인 동작을 행할 때에, 밀봉부재의 경사에 의해 누설이 생기는 것을 억제할 수 있다.
이러한 경우, 흡수재 누름부재는 얇은 두께로 형성되어 이루어지고, 기능액 흡수재의 에지부를 누르는 프레임 형상부와, 중간부를 누르는 사다리 형상부를 갖고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 흡수재 누름부재의 사다리 형상부에 의해 기능액 흡수재의 중앙부를 누를 수 있고, 기능액 흡수재가 팽윤되어도 이것을 평탄하게 눌러 둘수 있다. 또한, 흡수재 누름부재를 얇은 두께로 형성하면, 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면에 밀착시켜도 흡수재 누름부재가 노즐면과 접촉하지 않는다. 기능액 흡수재의 중앙부를 누르는 사다리 형상부의 폭을 더 좁게 형성하는 것도 가능해지기 때문에, 사다리 형상부 상면에 기능액이 잔류되는 것을 방지할 수도 있다. 여기서, 흡수재 누름부재는 사다리 형상부를 가능한 한 좁은 폭으로 하기 위해, 프레스가 아니라 와이어소(wire saw)에 의해 가공하는 것이 바람직하다.
이러한 경우, 프레임 형상부와 사다리 형상부는 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 프레임 형상부와 사다리 형상부를 일체적으로 형성함으로써, 프레임 형상부를 사다리 형상부에 고착(固着)할 필요가 없는 것은 물론, 전체의 두께를 일정하게 할 수 있다. 또한, 프레임 형상부나 사다리 형상부를 얇게, 또한, 폭을 좁게 형성하여도, 취급하기 어려워지지는 않아, 헤드 캡으로의 장착을 용이하게 할 수 있다.
이러한 경우, 흡수재 누름부재는 스테인리스에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 스테인리스 재료는 기능액에 의해 부식되기 어렵고(내식성), 또한, 다른 금속에 비하여 강도가 높기 때문에, 스테인리스에 의해 흡수재 누름부재를 형성함으로써 다른 재료에 의해 형성한 경우보다도 얇게, 또한, 각부를 좁은 폭으로 형성할 수 있게 된다.
이러한 경우, 밀봉부재는 노즐면에 밀착하는 고리 형상 돌출부와, 흡수재 누름부재를 누르는 고리 형상 누름부와, 캡 베이스에 고정되는 고리 형상 고정부를 구비하여 일체로 형성되고, 또한, 고리 형상 돌출부의 이면(裏面) 측에 고리 형상 누름부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 고리 형상 돌출부에 부가되는 밀착력(반력)을 고리 형상 누름부를 통하여 캡 베이스가 받는 구조로 되기 때문에, 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면에 밀착시켰을 때의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 또한, 고리 형상 고정부를 캡 베이스와 밀봉 고정부재의 하면부에 의해 삽입하도록 하여, 밀봉부재를 안정되게 고정시킬 수 있기 때문에, 캡 베이스와 밀봉부재 사이의 밀착성도 향상시킬 수 있다.
이 경우, 밀봉 고정부재는 고리 형상으로 형성되고, 밀봉부재의 고리 형상 고정부를 캡 베이스에 꽉 누른 상태에서 캡 베이스에 나사 고정되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 나사를 이용함으로써, 밀봉 고정부재를 캡 베이스에 꽉 눌러 놓도록 강고하게 고정시킬 수 있고, 밀봉부재와 캡 베이스 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 나사를 떼어내는 것만으로도 헤드 캡을 각각의 구성부재로 용이하게 분해할 수 있게 되어, 기능액 흡수재 및 다른 구성부재에 열화나 파손이 생긴 경우에, 교환의 대상으로 되는 구성부재만을 각각, 또한, 용이하게 교환할 수 있다.
이러한 경우, 캡 베이스를 밀착 방향으로 슬라이드 가능하게 유지하는 캡 홀더와, 캡 홀더를 받이로 하여 캡 베이스를 밀착 방향으로 가압하는 스프링을 더 구비하고, 캡 홀더에는 스프링에 저항하여 캡 베이스를 약간 경사진 상태에서 위치 규제하는 규제부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 캡 베이스가 스프링에 의해 가압되고 있기 때문에, 헤드 캡을 기능 액체방울 토출 헤드에 꽉 눌렀을 때에, 밀봉부재가 노즐면을 따라 밀착한다. 이 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면을 확실하게 밀봉할 수 있다. 또한, 캡 베이스가 경사진 상태로 위치 규제되어 캡 홀더에 부착되어 있기 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드로부터 헤드 캡을 분리시킬 때에, 노즐면에 대하여 밀봉부재가 한쪽으로부터 이간된다. 이 때문에, 헤드 캡 내의 기능액이 비산(飛散)되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 액체방울 토출 장치는 상기한 헤드 캡과, 기능 액체방울 토출 헤드와, 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 헤드 캡을 상대적으로 이접(離接)시키는 이접 기구와, 헤드 캡에 접속되고, 밀착시킨 헤드 캡을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드로부터 기능액을 흡인하는 흡인 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 헤드 캡을 밀착시킴으로써, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐 선단의 기능액 기화(氣化)를 억제하고, 노즐 막힘을 방지할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 헤드 캡을 밀착시킨 상태에서 흡인 기구를 구동시킴으로써, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐로부터 기능액을 흡인할 수 있고, 노즐 막힘의 해소나 기능액의 기능 액체방울 토출 헤드로의 초기 충전이 가능해진다. 한편, 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 헤드 캡을 이간시킨 상태에서, 기능 액체방울 토출 헤드로부터 기능 액체방울의 버리기 토출(플러싱)을 행함으로써, 노즐의 메니스커스를 적절한 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 기능 액체방울 토출 헤드를 적절히 보전하여 둘 수 있다. 또한, 헤드 캡 자체에서는, 그 기능을 손상시키지 않고, 자원의 절약화를 달성할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 컬러 필터의 기판 위에 다수의 필터 소자(element)를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색(各色)의 필터 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 필터 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위의 다수의 화소 픽셀에 각각 EL 발광층을 형성하는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 발광 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 발광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 방출 장치의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 전극 위에 다수의 형광체를 형성하는 전자 방출 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 형광 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 형광체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PDP 장치의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 배면(背面) 기판 위의 다수의 오목부에 각각 형광체를 형성하는 PDP 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 형광 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 배면 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 형광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 형광체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 영동 표시 장치의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 전극 위의 다수의 오목부에 영동체를 형성하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 영동체 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 영동체 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 영동체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상기한 액체방울 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, 적절히 보전된 기능 액체방울 토출 헤드에 의해 기판 처리가 적절히 실행되어, 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 전자 방출 장치는 이른바 FED(Field Emission Display) 장치를 포함하는 개념이다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 필터 소자를 배열하여 이루어진 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 필터 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 필터 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 다수의 필터 소자를 피복하는 오버코트막이 형성되어 있으며, 필터 소자를 형성한 후에, 기능 액체방울 토출 헤드에 투광성 코팅 재료를 도입하고, 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 액체방울 토출 장치를 사용하여, EL 발광층을 포함하는 다수의 화소 픽셀을 기판 위에 배열하여 이루어진 유기 EL의 제조 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 발광 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 발광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 다수의 EL 발광층과 기판 사이에는, EL 발광층에 대응하여 다수의 화소 전극이 형성되어 있으며, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상(液狀) 전극 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 화소 전극을 형성하는 것이 바람직하다.
이 경우, 다수의 EL 발광층을 덮도록 대향 전극이 형성되어 있으며, EL 발광층을 형성한 후에, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 전극 재료를 도입하고, 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 액체방울 토출 장치를 사용하여, 2개의 기판 사이에 미소한 셀 갭을 구성하도록 다수의 입자 형상의 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 스페이서를 구성하는 입자 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 적어도 한쪽 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 입자 재료를 선택적으로 토출하여 기판 위에 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속 배선 형성 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 금속 배선을 형성하는 금속 배선 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 금속 재료를 도입하고, 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 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 마이크로 렌즈를 형성하는 렌즈 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 렌즈 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 렌즈 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레지스트 형성 방법은 상기한 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 임의 형상의 레지스트를 형성하는 레지스트 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 레지스트 재료를 도입하고, 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 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 광확산체를 형성하는 광확산체 형성 방법으로서, 기능 액체방울 토출 헤드에 광확산 재료를 도입하고, 헤드 유닛을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드를 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 광확산 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 광확산체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상기한 액체방울 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 방법에서 품질의 향상을 도모할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는 이른바 플랫 패널 디스플레이의 일종인 유기 EL 장치의 제조 라인에 본 발명의 액체방울 토출 장치를 구성한 것이며, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드에 발광 재료 등의 기능액을 도입하여, 유기 EL 장치의 발광 소자를 구성하는 각 화소의 정공 주입/수송층 및 R·G·B의 각색 발광층을 형성하는 것이다.
여기서는, 우선, 유기 EL 장치의 구조 및 그 제조 방법을 간단히 설명하고, 이어서 제조 라인에 구성된 액체방울 토출 장치와 그 주변 설비로 이루어진 유기 EL 장치의 제조 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에서의 플랫 패널 디스플레이의 일종인 유기 EL 장치의 표시영역(이하, 단순히 표시 장치(600)라고 함)을 나타내는 요부 단면도이다.
이 표시 장치(600)는 기판(W)(601) 위에 회로 소자부(602), 발광 소자부(603) 및 음극(604)이 적층된 상태로 개략 구성되어 있다.
이 표시 장치(600)에서는, 발광 소자부(603)로부터 기판(601) 측으로 발광한 광이 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자 측에 출사되는 동시에, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)의 반대측으로 발광한 광이 음극(604)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자 측에 출사되게 되어 있다.
회로 소자부(602)와 기판(601) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어진 하지 보호막(606)이 형성되고, 이 하지 보호막(606) 위(발광 소자부(603) 측)에 다결정 실리콘으로 이루어진 섬 형상의 반도체막(607)이 형성되어 있다. 이 반도체막(607)의 좌우 영역에는, 소스 영역(607a) 및 드레인 영역(607b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고, 양이온이 주입되지 않는 중앙부가 채널 영역(607c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(602)에는 하지 보호막(606) 및 반도체막(607)을 덮는 투명한 게이트 절연막(608)이 형성되고, 이 게이트 절연막(608) 위의 반도체막(607)의 채널 영역(607c)에 대응하는 위치에는, 예를 들어, Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(609)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(609) 및 게이트 절연막(608) 위에는 투명한 제 1 층간절연막(611a)과 제 2 층간절연막(611b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 층간절연막(611a, 611b)을 관통하여,반도체막(607)의 소스 영역(607a) 및 드레인 영역(607b)에 각각 연통(連通)하는 콘택트 홀(612a, 612b)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간절연막(611b) 위에는 ITO 등으로 이루어진 투명한 화소 전극(613)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(613)은 콘택트 홀(612a)을 통하여 소스 영역(607a)에 접속되어 있다.
또한, 제 1 층간절연막(611a) 위에는 전원선(614)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(614)은 콘택트 홀(612b)을 통하여 드레인 영역(607b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(602)에는, 각 화소 전극(613)에 접속된 구동용의 박막트랜지스터(615)가 각각 형성되어 있다.
상기 발광 소자부(603)는 복수의 화소 전극(613) 위의 각각에 적층된 기능층(617)과, 각 화소 전극(613) 및 기능층(617) 사이에 구비되어 각 기능층(617)을 구획하는 뱅크부(618)에 의해 개략 구성되어 있다.
이들 화소 전극(613), 기능층(617), 및 기능층(617) 위에 배열 설치된 음극(604)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(613)은 평면으로부터 보아 대략 사각형으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(613)의 사이에 뱅크부(618)가 형성되어 있다.
뱅크부(618)는, 예를 들어, SiO, SiO2, TiO2등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(618a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(618a) 위에 적층되고, 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지 등의 내열성 및 내용매성이 우수한 레지스트에 의해형성되는 단면 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(618b)(제 2 뱅크층)에 의해 구성되어 있다. 이 뱅크부(618)의 일부는 화소 전극(613)의 가장자리부 위에 올라간 상태로 형성되어 있다.
그리고, 각 뱅크부(618)의 사이에는 화소 전극(613)에 대하여 위쪽을 향하여 점차로 확대 개방된 개구부(619)가 형성되어 있다.
상기 기능층(617)은 개구부(619) 내에서 화소 전극(613) 위에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(617a)과, 이 정공 주입/수송층(617a) 위에 형성된 발광층(617b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(617b)에 인접하여 그 이외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성할 수도 있다.
정공 주입/수송층(617a)은 화소 전극(613) 측으로부터 정공을 수송하여 발광층(617b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(617a)은 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산 등의 혼합물을 사용한다.
발광층(617b)은 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 중 어느 하나로 발광하는 것이며, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 함유하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다.
또한, 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 용해되지 않는 것이 바람직하고, 예를 들어, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용할 수 있다. 이러한 비극성 용매를 발광층(617b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(617a)을 재용해시키지 않고 발광층(617b)을 형성할 수 있다.
그리고, 발광층(617b)에서는 정공 주입/수송층(617a)으로부터 주입된 정공과, 음극(604)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다.
음극(604)은 발광 소자부(603)의 전면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(613)과 짝을 이루어 기능층(617)에 전류를 흐르게 하는 역할을 수행한다. 또한, 이 음극(604)의 상부에는 밀봉부재(도시 생략)가 배치된다.
다음으로, 상기 표시 장치(600)의 제조 공정을 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
이 표시 장치(600)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 뱅크부 형성 공정(S21), 표면 처리 공정(S22), 정공 주입/수송층 형성 공정(S23), 발광층 형성 공정(S24), 및 대향 전극 형성 공정(S25)을 거쳐 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시하는 것에 한정되지 않고, 필요에 따라 그 이외의 공정이 제외될 경우, 또한, 추가될 경우도 있다.
우선, 뱅크부 형성 공정(S21)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간절연막(611b) 위에 무기물 뱅크층(618a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(618a)은 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 무기물 뱅크층(618a)의 일부는 화소 전극(613)의 가장자리부와 겹치도록 형성된다.
무기물 뱅크층(618a)을 형성하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(618a) 위에 유기물 뱅크층(618b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(618b)도 무기물 뱅크층(618a)과 동일하게 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.
이렇게 하여 뱅크부(618)가 형성된다. 또한, 이것에 따라, 각 뱅크부(618) 사이에는 화소 전극(613)에 대하여 위쪽으로 개구된 개구부(619)가 형성된다. 이 개구부(619)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(S22)에서는 친액화 처리 및 발액화(撥液化) 처리가 실행된다. 친액화 처리를 행하는 영역은 무기물 뱅크층(618a)의 제 1 적층부(618aa) 및 화소 전극(613)의 전극면(613a)이고, 이들 영역은, 예를 들어, 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(613)인 ITO의 세정 등도 겸한다.
또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(618b)의 벽면(618s) 및 유기물 뱅크층(618b)의 상면(618t)에 실행되고, 예를 들어, 사플루오르화메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 플루오르화 처리(발액성으로 처리)된다.
이 표면 처리 공정을 행함으로써, 후술하는 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 사용하여 기능층(617)을 형성할 때에, 기능 액체방울을 화소 영역에 보다 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한, 화소 영역에 착탄된 기능 액체방울이 개구부(619)로부터 넘쳐 나오는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 이상의 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(600A)를 얻을 수 있다. 이 표시 장치 기체(600A)는 도 12에 나타낸 액체방울 토출 장치(1)의 X축 테이블(82)에 탑재되고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S23) 및 발광층 형성 공정(S24)이 실행된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(S23)에서는, 기능 액체방울 토출 헤드(10)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(619) 내에 토출한다. 그 후, 도 6에 나타낸 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하여, 제 1 조성물에 함유되는 극성 용매를 증발시키고, 화소 전극(전극면(613a))(613) 위에 정공 주입/수송층(617a)을 형성한다.
다음으로, 발광층 형성 공정(S24)에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a)의 재용해를 방지하기 위해, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 용해되지 않는 비극성 용매를 사용한다.
그러나, 그 반면, 정공 주입/수송층(617a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a) 위에 토출하여도, 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(617b)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 또는 발광층(617b)을 균일하게 도포하지 못할 우려가 있다.
그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(617a)의 표면의 친화성을 높이기 위해, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질(改質) 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일한 용매 또는 이것과 유사한 용매인 표면 개질재를 정공 주입/수송층(617a) 위에 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 행한다.
이러한 처리를 행함으로써, 정공 주입/수송층(617a)의 표면이 비극성 용매에 친화되기 쉬워지고, 이후의 공정에서, 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a)에 균일하게 도포할 수 있다.
그리고, 다음으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 각색 중의 어느 하나(도 7의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액체방울로서 화소 영역(개구부(619)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(617a) 위로 확산되어 개구부(619) 내에 채워진다. 또한, 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(618)의 상면(618t) 위에 착탄된 경우에도, 이 상면(618t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실행되어 있기 때문에, 제 2 조성물이 개구부(619) 내로 굴러 들어가기 쉬워진다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하여, 제 2 조성물에 함유되는 비극성 용매를 증발시키고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a) 위에 발광층(617b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)이 형성되어 있다.
마찬가지로, 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 사용하고, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)의 경우와 동일한 공정을 차례로 행하여, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(617b)을 형성한다. 또한, 발광층(617b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되지 않으며, 어떠한 순서로 형성하여도 상관없다. 예를 들면, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정할 수도 있다. 또한, R ·G·B 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여, 화소 전극(613) 위에 기능층(617), 즉, 정공 주입/수송층(617a) 및 발광층(617b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S25)으로 이행한다.
대향 전극 형성 공정(S25)에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 발광층(617b) 및 유기물 뱅크층(618b)의 전면에 음극(604)(대향 전극)을, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한다. 이 음극(604)은, 본 실시예에서는, 예를 들어, 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다.
이 음극(604)의 상부에는 Al막, Ag막이나, 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다.
이렇게 하여 음극(604)을 형성한 후, 이 음극(604)의 상부를 밀봉부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리를 행함으로써, 표시 장치(600)를 얻을 수 있다.
다음으로, 유기 EL 장치의 제조 장치에 대해서 설명한다. 이 유기 EL 장치의 제조 장치에서는, 상술한 유기 EL 장치의 제조 프로세스에서 액체방울 토출법이 실행되는 공정, 즉, 발광 소자 형성 공정(정공 주입/수송층 형성 공정 및 발광층 형성 공정)과, 표면 개질 공정에 대응하여, 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 액체기능 재료를 토출시키면서 이것을 주사하는 액체방울 토출 장치(1)(도 11)가 사용된다.
예를 들면, 정공 주입/수송층 형성 공정을 행하는 정공 주입층 형성 설비(A)는, 제 1 액체방울(정공 주입층 재료)을 도입하는 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 탑재한 액체방울 토출 장치(1)와, 건조 장치(3)와, 기판 반송 장치(2)를 구비하고 있으며, 또한, 이들을 수용하는 챔버 장치(4a)를 구비하고 있다. 또한, 챔버 장치(4)에는, 불활성 가스 분위기 중에서 정공 주입/수송층 형성 공정을 행하기 위한 수단이 설치되어 있다.
마찬가지로, 표면 개질 공정을 행하는 표면 개질 설비(C) 및 발광층을 형성하는 발광층 형성 설비(B)도 각각 기능 재료를 도입하는 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 탑재한 액체방울 토출 장치(1), 건조 장치(3), 기판 반송 장치(2) 및 이들을 수용하는 동시에, 불활성 가스 분위기 중에서 발광층 형성 공정을 행하기 위한 수단이 구비된 챔버 장치(4)를 구비한다. 또한, 발광층 형성 설비(B)에 있어서, 액체방울 토출 장치(1), 건조 장치(3), 기판 반송 장치(2) 및 챔버 장치(4)는 색별(R·G·B)로 3세트 구비되어 있다.
유기 EL 장치의 제조 장치에서 사용되는 각 액체방울 토출 장치(1)는 각각 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 도입하는 액체 기능 재료가 상이할 뿐이며, 동일한 구조를 갖고 있다. 또한, 각 건조 장치(3), 각 기판 반송 장치(2) 및 챔버 장치(4)도 각각 동일한 구조를 갖고 있다. 따라서, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 교환이나 액체 기능 재료의 공급계 교환에서의 수고를 무시하면, 임의의 1세트의 설비(액체방울 토출 장치(1), 건조 장치(3), 기판 반송 장치(2) 및 챔버 장치(4))로 유기 EL 장치를 제조할 수 있다. 그래서, 도 11에서의 왼쪽 끝의 1세트의 설비, 즉, B색 발광층을 형성하는 액체방울 토출 장치(1), 건조 장치(3), 기판 반송 장치(2) 및 챔버 장치(4)를 예로 들어 각 장치 구성에서의 일련의 흐름에 대해서 설명한다.
우선, 도시하지 않은 장치에 의해, 상기 뱅크부 형성 공정 및 플라즈마 처리 공정을 거친 기판이 도 11의 왼쪽 끝에 위치하는 기판 이동 적재 장치(5)로부터 기판 반송 장치(2)에 반송된다. 다음으로, 기판은 기판 반송 장치(2)에서 방향 및 자세 전환되어 액체방울 토출 장치(1)에 반송되어, 액체방울 토출 장치(1)에 세트된다. 그리고, 챔버 장치(4) 내의 불활성 가스 분위기 중에서 제 2 액체방울 토출 공정이 실행되고, 액체방울 토출 장치(1)는, 그 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 의해 기판의 다수의 화소 영역(개구부(619))에 B색 발광 재료(액체방울)를 토출한다.
다음으로, 발광 재료가 도포된 기판은 액체방울 토출 장치(1)로부터 기판 반송 장치(2)에 반송되고, 건조 장치(3)에 도입된다. 건조 장치(3)에서는 기판을 소정 시간 고온의 불활성 가스 분위기에 노출시켜, 발광 재료 중의 용제를 기화(氣化)시킨다(제 2 건조 공정). 그리고, 다시 기판을 액체방울 토출 장치(1)에 도입하여, 제 2 액체방울 토출 공정을 행한다. 즉, 제 2 액체방울 토출 공정과 제 2 건조 공정을 복수회 반복하여, 발광층(617b)이 원하는 막 두께로 되었을 때, R색 발광층(617b)을 형성하도록 기판은 기판 반송 장치(2)에 의해 반송되고, R색 발광층(617b)이 원하는 막 두께까지 형성되면, G색 발광층(617b)을 형성하도록 반송된다. 또한, R·G·B 각색 발광층(617b)의 형성을 위한 작업 순서는 임의이다. 또한, 본 실시예에서는 발광층(617b)을 형성하기 위해 제 2 액체방울 토출 공정과 제 2 건조 공정을 반복하여 행하고 있으나, 이들 공정을 1회로 행하도록 할 수도 있다.
이상을 전제로 하여, 본 발명의 주요부를 구성하는 기능 액체방울 토출 장치에 대해서 설명한다. 도 12는 기능 액체방울 토출 장치의 사시도, 도 13은 기능 액체방울 토출 장치의 정면도, 도 14는 기능 액체방울 토출 장치의 측면도이다. 액체방울 토출 장치(1)는 정공 주입/수송층(617a)이나 발광층(617b) 등을 형성하기 위해, 액체방울 토출 장치(1)에 세트된 기판(W)의 소정 위치에 정공 주입층 재료나 발광층 재료 등의 기능 재료를 함유하는 기능액을 토출하는 것이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 액체방울 토출 장치(1)는 기능액을 토출하는 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 구비하여 기능액을 토출하기 위한 토출 장치(11)와, 토출 장치(11)에 대하여 일체적으로 첨설(添設)하는 부대 장치(12)로 구성되어 있다. 그리고, 부대 장치(12)에는 토출 장치(11)에 기능액을 공급하는 동시에 불필요해진 기능액을 회수하는 기능액 공급 회수 수단(102)과, 각 구성 부품으로의 구동·제어용 등의 압축 에어를 공급하는 에어 공급 수단(103)과, 토출 장치(11)의 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 메인티넌스에 사용하는 메인티넌스 수단(101)(도 14)과, 토출 장치(11) 및 부대 장치(12)의 각 수단을 제어하는 제어 수단(미도시)이 설치되어 있다.
도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(11)는 앵글재를 사각형으로조립하여 구성된 가대(架臺)(21)와, 가대(21)의 하부에 분산 배치된 복수(9개)의 조정 볼트가 부착된 지지각(支持脚)을 갖고 있다. 가대(21)의 상부에는 고정부재에 의해 우측 정반(定盤)(24)이 고정되어 있다. 우측 정반(24)은 기판(W) 및 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 양호한 정밀도로 이동시키는 X·Y 이동 기구(81)(후술함)에 주위의 환경 조건이나 진동 등에 의해 정밀도(특히, 평면도)상의 이상이 발생하지 않도록 지지하는 것이며, 평면으로부터 보아 직사각형인 중실(中實)의 석재(石材)로 구성되어 있다.
도 12 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 부대 장치(12)는 격벽을 통하여 대소 2개의 수용실(33, 34)을 형성한 캐비닛 형식의 기대(機臺) 본체(32), 기대 본체(32) 위에 설치한 이동 테이블(35), 이동 테이블(35) 위에 고정시킨 공통 베이스(36), 및 기대 본체(32) 위의 이동 테이블(35)로부터 벗어난 단부(端部) 위치에 설치한 탱크 베이스(37)로 이루어진 공통 기대(31)에 각 수단이 설치되어 있다. 그리고, 공통 베이스(36)에는 메인티넌스 수단(101)이 탑재되고, 탱크 베이스(37)에는 기능액 공급 회수 수단(102)의 급액(給液) 탱크(204)가 탑재되어 있으며, 기대 본체(32)의 작은 수용실(34)에는 에어 공급 수단(103)의 주요부가 수용되고, 큰 수용실(33)에는 기능액 공급 회수 수단(102)의 탱크류가 수용된다.
기대 본체(32)의 하면에는 조정 볼트가 부착된 6개의 지지각과 4개의 캐스터(caster)가 설치되어 있고, 토출 장치(11) 측에는 토출 장치(11)의 가대(21)와 연결하기 위한 한쌍의 연결 브래킷(38)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 토출 장치(11)와 부대 장치(12)(공통 기대(31))가 일체화되고, 또한, 필요에 따라 부대장치(12)를 분리하여, 이동시킬 수 있게 되어 있다.
또한, 그 이외에도, 도시는 생략했으나, 기판(W)의 위치를 인식하는 기판 인식 카메라나, 토출 장치(11)의 헤드 유닛(41)(후술함)의 위치 인식을 행하는 헤드 인식 카메라, 각종 인디케이터 등의 부속 기기가 설치되어 있으며, 이들도 제어 수단에 의해 제어된다.
여기서, 액체방울 토출 장치(1)의 일련의 동작을 간단히 설명한다. 우선, 기능액을 토출하기 전의 준비로서, 헤드 인식 카메라에 의한 헤드 유닛(41)의 위치 보정이 실행된 후, 기판 인식 카메라에 의한 기판(W)의 위치 보정이 실행된다. 다음으로, 기판(W)을 주주사 방향(X축 방향)으로 왕복동시키는 동시에 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 구동시켜, 기판(W)에 대한 기능 액체방울의 선택적인 토출 동작이 실행된다. 그리고, 기판(W)을 복동시킨 후, 헤드 유닛(41)을 부주사 방향(Y축 방향)으로 이동시키고, 다시 기판(W)의 주주사 방향으로의 왕복 이동과 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 구동이 실행된다. 또한, 본 실시예에서는 헤드 유닛(41)에 대하여 기판(W)을 주주사 방향으로 이동시키도록 하고 있으나, 헤드 유닛(41)을 주주사 방향으로 이동시키는 구성일 수도 있다. 또한, 헤드 유닛(41)을 고정으로 하고, 기판(W)을 주주사 방향 및 부주사 방향으로 이동시키는 구성일 수도 있다.
다음으로, 본 발명과 특별히 관련되는 토출 장치(11) 및 부대 장치(12)의 메인티넌스 수단(101), 기능액 공급 회수 수단(102), 및 제어 수단에 대해서 차례로 설명한다. 토출 장치(11)는 기판(W)의 소정 위치에 기능 액체방울을 토출하는 것이며, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 탑재한 헤드 유닛(41)과, 헤드 유닛(41)을 지지하는 메인 캐리지(71)와, 우측 정반(24)에 지지되어, 기판(W)을 주주사시키는 동시에 메인 캐리지(71)를 통하여 헤드 유닛(41)을 부주사시키는 X·Y 이동 기구(81)를 구비하고 있다.
헤드 유닛(41)은, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 서브 캐리지(42), 서브 캐리지(42)로부터 아래쪽으로 후술하는 노즐면(58)을 돌출시킨 복수개(12개)의 기능 액체방울 토출 헤드(51), 및 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 서브 캐리지(42)에 각각 부착시키기 위한 복수개(12개)의 헤드 유지부재(61)로 구성되어 있다. 또한, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)는 6개씩 이분(二分)되고, 기판(W)에 대하여 기능액의 충분한 도포 밀도를 확보하기 위해 소정 각도 경사지게 배열 설치되어 있다. 또한, 각 6개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)는 부주사 방향에 대하여 서로 어긋나게 배열 설치되고, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 전체 토출 노즐(59)(후술함)이 부주사 방향에서 연속(일부 중복)되게 되어 있다. 또한, 기판(W)에 대하여 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 전용 부품으로 하면, 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 굳이 경사지게 세트할 필요는 없다.
서브 캐리지(42)에는 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)와 기능액 공급 회수 수단(102)의 급액 탱크(204)를 배관 접속하기 위한 배관 조인트(43)가 설치되어 있으며, 배관 조인트(43)에는 한쪽 끝에 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)와 접속한 배관 어댑터(45)로부터의 헤드측 배관부재를 접속하고, 다른쪽 끝에는 급액 탱크(204)로부터의 장치측 배관부재를 접속하기 위한 12개의 소켓(44)이 설치되어있다. 또한, 서브 캐리지(42)는 헤드 인식 카메라에 의해 인식되어, 헤드 유닛(41)의 위치 결정을 행할 때의 기준으로 되는 한쌍의 기준 핀(46)을 갖고 있다.
도 17의 (a)는 기능 액체방울 토출 헤드의 사시도이고, 도 17의 (b)는 기능 액체방울 토출 헤드 주변의 단면도이다. 도 17의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(51)는 이른바 2연(連)의 것이며, 헤드 기판(22)에 배관 어댑터(45)와 접속하는 2연의 접속바늘(54)을 갖는 기능액 도입부(53)와, 2연의 펌프부(56)와 2열(列)의 토출 노즐(59)이 형성된 노즐면(58)을 갖는 노즐 형성 플레이트(57)로 구성되는 헤드 본체(55)가 설치되어 있다. 헤드 본체(55) 내부에는 기능액으로 채워진 헤드내 유로(流路)가 형성되어 있고, 펌프부(56)의 작용에 의해 토출 노즐(59)로부터 기능 액체방울을 토출한다.
메인 캐리지(71)는 헤드 유닛(41)을 여유있게 끼우기 위한 사각형의 개구를 갖고 있으며, 헤드 유닛(41)을 위치 결정 고정시키게 되어 있다. 그리고, 메인 캐리지(71)에는 기판(W)을 인식하기 위한 기판 인식 카메라가 배열 설치되어 있다.
X·Y 이동 기구(81)는 우측 정반(24)의 긴 변에 따른 중심선에 축선을 합치시켜 고정된 X축 테이블(82)과, 우측 정반(24)의 짧은 변에 따른 중심선에 축선을 합치시킨 Y축 테이블(91)을 갖고 있다.
X축 테이블(82)은 기판(W)을 에어 흡인에 의해 흡착 세트하는 흡착 테이블(83)과, 흡착 테이블(83)을 지지하는 θ 테이블(84)과, θ 테이블(84)을 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 X축 에어 슬라이더(85)와, θ 테이블(84)을통하여 흡착 테이블(83) 위의 기판(W)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 리니어 모터(도시 생략)와, X축 에어 슬라이더(85)에 병설한 X축 리니어 스케일(87)로 구성되어 있다. 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 주주사는, X축 리니어 모터의 구동에 의해, 기판(W)을 흡착한 흡착 테이블(83) 및 θ 테이블(84)이 X축 에어 슬라이더(85)를 안내로 하여 X축 방향으로 왕복 이동함으로써 실행된다.
Y축 테이블(91)은 메인 캐리지(71)를 매달아 설치하는 브리지 플레이트(92)와, 브리지 플레이트(92)를 양팔보로, 또한, Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 한쌍의 Y축 슬라이더(93)와, Y축 슬라이더(93)에 병설한 Y축 리니어 스케일(94)과, 한쌍의 Y축 슬라이더(93)를 안내로 하여 브리지 플레이트(92)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 볼나사(95)와, Y축 볼나사(95)를 정역(正逆) 회전시키는 Y축 모터(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 한쌍의 Y축 슬라이더(93)의 양측에 위치하여, 한쌍의 Y축 케이블 베어가 각각 박스(도시 생략)에 수용된 상태로 배열 설치되어 있다. Y축 모터는 서보 모터로 구성되어 있고, Y축 모터가 정역 회전되면, Y축 볼나사(95)를 통하여 이것에 나사 결합되고 있는 브리지 플레이트(92)가 한쌍의 Y축 슬라이더(93)를 안내로 하여 Y축 방향으로 이동한다. 즉, 브리지 플레이트(92)의 이동에 따라, 메인 캐리지(71)(헤드 유닛(41))가 Y축 방향의 왕복 이동을 행하여, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 부주사가 실행된다.
다음으로, 부대 장치(12)의 메인티넌스 수단(101)에 대해서 설명한다. 메인티넌스 수단(101)은 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 보수(保守)하여, 기능 액체방울 토출 헤드(51)가 적절히 기능액을 토출할 수 있게 하는 것이며, 클리닝유닛(111), 와이핑 유닛(181), 및 플러싱 유닛(191)을 구비하고 있다.
실시예의 클리닝 유닛(111)은 후술하는 헤드 캡(113)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면을 밀봉하는 보관 기능과, 기능 액체방울 토출 헤드(51)로부터의 버리기 토출(플러싱)을 받는 플러싱 박스 기능을 갖고 있다. 흡인 기능은 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐로부터 기능액을 강제적으로 흡인하는 것이며, 주로 장치 가동 개시 시 등에서 노즐 막힘을 해소하기 위해 행한다. 또는, 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 포함하는 기능액 공급계에 기능액을 초기 충전하는 경우에 행한다. 보관 기능은 주로 장치의 비가동 시나 기판의 반입 및 반출 시 등의 장치를 장시간 정지시킨 경우에, 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 캡핑하여 기능액의 건조를 방지한다. 플러싱 박스 기능은 묘화 시 이외의 정기적으로 실행되는 플러싱을 받는 것이며, 묘화 중에 실행되는 플러싱은 상기 플러싱 유닛(191)이 담당한다. 그리고, 와이핑 유닛(181)은 주로 흡인 동작에 의해 노즐면에 부착된 기능액을 와이핑하는 것이다.
우선, 도 18 및 도 19를 참조하여 클리닝 유닛(111)에 대해서 설명한다. 도 18은 클리닝 유닛의 사시도이고, 도 19는 클리닝 유닛의 단면도이다. 클리닝 유닛(111)은 헤드 유닛(41)의 이른바 클리닝을 행하는 것이며, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 대응하여 12개의 헤드 캡(113)을 베이스 플레이트(116) 위에 설치한 캡 유닛(112)과, 캡 유닛(112)을 지지하는 지지부재(151)와, 지지부재(151)를 통하여 캡 유닛(112)을 승강시키는 승강 기구(161)를 구비하고, 각 헤드 캡(113)을 대응하는 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착시킬 수있게 되어 있다. 또한, 각 헤드 캡(113)은 흡인 펌프(141)에 접속된 흡인 통로(162)를 통하여 12개로 분기(分岐)시킨 분기 흡인 통로(162a)(도 25)에 접속되어 있다. 각 분기 흡인 통로(162a)에는, 헤드 캡(113) 측으로부터 차례로 액체 센서(152)와 압력 센서(153)와 흡인용 개폐 밸브(154)가 설치되어 있다.
도 21 및 도 22에 나타낸 바와 같이, 헤드 캡(113)은 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착하는 밀봉부재(124)를 갖는 캡 본체(114)와, 캡 본체(114)를 지지하는 캡 홀더(115)를 갖고 있다. 그리고, 캡 본체(114)는 한쌍의 스프링(128, 128)에 의해 가압된 상태로 캡 홀더(115)에 지지되고 있으며, 헤드 캡(113)이 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착했을 때에, 캡 본체(114)가 캡 홀더(115)에 약간 내려가듯이 구성되어 있다. 이 헤드 캡(113)은 클리닝 실시 시에 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)을 밀봉하고, 흡인 동작을 행하도록 구성되어 있다.
베이스 플레이트(116)에는, 헤드 유닛(41)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)와 동일한 방향으로 경사진 12개의 헤드 캡(113)이 고정된다. 헤드 유닛(41)과 대치(對峙)하는 면 위에는, 12개의 헤드 캡(113)에 대치하여 12개의 부착 개구(140a)가 형성되는 동시에, 이 부착 개구(140a)를 포함하도록 12개의 얕은 홈(140b)이 형성되어 있다. 각 헤드 캡(113)은 하부를 부착 개구(140a)에 삽입하고, 그 얕은 홈(140b)에 위치 결정된 상태에서, 얕은 홈(140b)에 나사 고정되어 있다(도 20 참조).
지지부재(151)는 상단(上端)에 캡 유닛(112)을 지지하는 지지 플레이트(153)를 갖는 지지부재 본체(152)와, 지지부재 본체(152)를 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 스탠드를 구비하고 있다. 지지 플레이트(153)의 길이 방향의 양측 하면에는 한쌍의 에어 실린더(156)가 고정되어 있고, 이 한쌍의 에어 실린더(156)에 의해 승강되는 조작 플레이트(157)를 설치하여, 조작 플레이트(157) 위에 각 헤드 캡(113)의 대기 개방 밸브(131)의 조작부에 결합되는 후크(hook)(158)를 부착시킨다.
승강 기구(161)는 스탠드(154)의 베이스부(155)에 세워 설치한 에어 실린더(156)로 이루어진 하단(下段)의 승강 실린더(162)와, 이 실린더에 의해 승강되는 플레이트 위에 세워 설치한 에어 실린더(156)로 이루어진 상단(上段)의 승강 실린더(163)를 구비하고 있으며, 양 승강 실린더(162, 163)의 선택 동작에 의해 캡 유닛(112)의 상승 위치를 헤드 캡(113)의 밀봉부재(124)를 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착시키는 제 1 위치와, 헤드 캡(113)의 밀봉부재(124)와 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58) 사이에 약간의 틈이 생기는 제 2 위치로 전환할 수 있게 한다.
또한, 상술한 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착하여 흡인 동작을 행하는 헤드 캡(113)은, 캡 본체(114)와 캡 홀더(115)를 갖고 있다. 또한, 헤드 캡(113)에는 캡 본체(114)를 위쪽(밀착 방향)으로 가압하는 한쌍의 코일 스프링(128, 128)과, 상기 분기 흡인 통로(162a)에 연결되는 접속 이음매(135)와, 상기 대기 개방 밸브(131)가 구성되어 있다.
도 21 내지 도 23에 나타낸 바와 같이, 캡 본체(114)는 상면에 흡수재 수용부(121a)를 형성한 캡 베이스(121)와, 흡수재 수용부(121a)에 충전한 기능액 흡수재(122)와, 기능액 흡수재(122)를 누르는 흡수재 누름부재(123)와, 흡수재 수용부(121a)의 상측에 배열 설치한 밀봉부재(124)와, 밀봉부재(124)를 캡 베이스(121)에 고정시키는 밀봉 고정부재(125)로 구성되고, 전체적으로 가늘고 긴 사각형으로 형성되어 있다.
도 21 내지 도 23에 나타낸 캡 베이스(121)는 스테인리스 등의 내식성 재료로 구성되어 있으며, 상부에 표면으로부터 돌출되도록 흡수재 수용부(121a)가 형성되고, 하부의 길이 방향의 양단부에 캡 홀더(115)에 결합되는 한쌍의 각편부(脚片部)(121d)가 형성되어 있다. 흡수재 수용부(121a)는 기능액 흡수재(122)를 수용하는 오목한 홈(121b)과, 오목한 홈(121b)을 획성하는 동시에 캡 베이스(121)로부터 돌출된 고리 형상 에지부(121c)로 이루어지고, 오목한 홈(121b)의 바닥 부위에는 접속 이음매(135)에 연결되는 흡인구(139)와, 대기 개방 밸브(131)에 연결되는 대기 유입구(138)가 형성되어 있다.
기능액 흡수재(122)는 재질(材質)이 상이한 2종류의 기능액 흡수재(122a, 122b)를 적층하여 구성되어 있고, 흡인구(139) 및 대기 유입구(138)에 면하는 부분에는 작은 구멍이 각각 형성되어 있다. 또한, 기능액 흡수재(122)는 2층 구조에 한정되지 않고, 단층 구성 또는 다층 구성으로 할 수도 있다. 또한, 기능액 흡수재(122)는, 예를 들어, 컬러 필터의 제조 장치에 사용할 경우에는 PVA(폴리비닐알코올) 폼을, 유기 EL의 제조 장치에 사용할 경우는 PE(폴리에틸렌) 수지성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
흡수재 누름부재(123)는 스테인리스 박판(薄板)을 가공한 것이며, 사각형의 프레임 형상부(123a)와, 프레임 형상부(123a)를 횡단하도록 설치한 복수(3개)의 사다리 형상부(123b)에 의해 일체로 형성되어 있다. 이 경우, 흡수재 누름부재(123)는, 예를 들어, 판 두께가 0.3㎜ 정도인 스테인리스판을 와이어소 등에 의해 잘라내어, 프레임 형상부(123a)나 사다리 형상부(123b)를 최대한 좁은 폭(0.3㎜ 정도)으로 완성되도록 한다. 특히, 사다리 형상부(123b)의 폭을 좁게 형성함으로써, 사다리 형상부(123b) 상면에 기능액이 잔류되는 것을 방지할 수 있다.
이렇게 구성된 흡수재 누름부재(123)는, 기능액 흡수재(122)를 상측으로부터 누른 상태에서, 그 에지부, 즉, 프레임 형상부(123a)가 흡수재 수용부(121a)의 고리 형상 에지부(121c)에 착좌하도록 설치되어 있다. 또한, 이 상태에서 양 사다리 형상부(123b)는 상기 양 작은 구멍을 피하여, 기능액 흡수재(122)의 중간부를 누르고 있다. 이것에 의해, 기능액 흡수재(122)가 팽윤되어도 이것을 평탄하게 누를 수 있다.
밀봉부재(124)는 고무나 수지로 구성되어 있고, 전체 토출 노즐(59)을 포함하여 노즐면(58)에 밀착하는 고리 형상 돌출부(124a)와, 흡수재 누름부재(123)를 누르는 고리 형상 누름부(124b)와, 캡 베이스(121)에 고정되는 고리 형상 고정부(124c)에 의해, 단면(斷面) 크랭크 형상으로 일체로 고리 형상으로 형성되어 있다. 즉, 흡수재 누름부재(123)를 사이에 두어, 흡수재 수용부(121a)의 고리 형상 에지부(121c)에 대향하도록 고리 형상 누름부(124b)가 설치되고, 이 고리 형상 누름부(124b)의 직상부(直上部)에 고리 형상 돌출부(124a)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 밀착한 밀봉부재(124)(고리 형상 돌출부(124a))의 밀착 반력이 흡수재 수용부(121a)의 고리 형상 에지부(121c)와의 사이에 흡수재 누름부재(123)를 끼우도록 작용하여, 흡수재 누름부재(123)를 안정되게 유지할 수 있다.
밀봉 고정부재(125)는 스테인리스 등으로 구성되고, 캡 베이스(121) 상면의 윤곽과 대략 동일한 형상의 사각형 고리 형상으로 형성되며, 또한, 상면의 에지부는 경사시키도록 하여 베벨링(bevelling)되어 있다. 밀봉 고정부재(125)의 내측 에지는 밀봉부재(124)의 고리 형상 고정부(124c)를 누르고 있으며, 이 상태에서 밀봉 고정부재(125)는 캡 베이스(121)에 나사 고정되어 있다.
여기서, 도 24를 참조하여 캡 본체(114)의 조립 순서에 대해서 간단히 설명한다. 우선, 캡 베이스(121)의 흡수재 수용부(121a)에 기능액 흡수재(122)를 설치한 후, 기능액 흡수재(122)를 누르도록 하여 흡수재 누름부재(123)를 흡수재 수용부(121a)의 고리 형상 에지부(121c)에 착좌시킨다. 다음으로, 밀봉부재(124)를 그 고리 형상 누름부(124b)에서 흡수재 누름부재(123)의 에지부를 누르도록 부착시키고, 마지막으로, 이 밀봉부재(124)의 고리 형상 고정부(124c)를 밀봉 고정부재(125)에 의해 캡 베이스(121)에 꽉 눌러, 이 상태에서 밀봉 고정부재(125)를 캡 베이스(121)에 나사 고정시킨다.
이와 같이 캡 본체(114)는 캡 베이스(121)를 받이로 하여, 기능액 흡수재(122), 흡수재 누름부재(123), 밀봉부재(124) 및 밀봉 고정부재(125)의 순서로 누름 고정시키는 구조이기 때문에, 밀봉 고정부재(125)의 고정 나사를 떼어내는것만으로도 캡 본체(114)를 각각의 구성부재로 용이하게 분해하고, 다시 구성하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기능액 흡수재(122) 및 다른 구성부재에 열화나 파손이 생긴 경우에, 교환의 대상으로 되는 구성부재만을 각각 교환할 수 있다.
또한, 이렇게 구성된 캡 본체(114)는, 그 길이 방향 하면의 2개소에 맞닿은 한쌍의 코일 스프링(128, 128)에 의해, 상동단(上動端)이 위치 규제된 상태에서 위쪽으로 가압되고 있다. 즉, 캡 본체(114)는 캡 홀더(115)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 부착되고, 또한, 이 상태에서 캡 베이스(121)의 양 각편부(121d)에 의해 캡 홀더(115)에 상동단이 위치 규제된다.
캡 홀더(115)는 가늘고 긴 형상의 홀더 본체(127)와, 홀더 본체(127)의 길이 방향의 양단부 상면에 나사 고정시킨 한쌍의 위치 규제 블록(126)으로 이루어지고, 스테인리스 등으로 형성되어 있다. 홀더 본체(127)는, 그 중앙부에 상기 접속 이음매(135) 및 대기 개방 밸브(131)가 면하는 접속용 개구를 갖는 동시에, 접속용 개구에 면하여, 한쌍의 코일 스프링(128, 128)을 유지하는 한쌍의 핀(129, 129)을 갖고 있다. 또한, 홀더 본체(127)의 상면은 길이 방향으로 약간 경사지는 경사면으로 되어 있다.
각 위치 규제 블록(126)에는, 캡 본체(114) 측에 캡 베이스(121)의 각편부(121d)가 결합되는 결합 홈(126a)이 형성되어 있다. 결합 홈(126a)의 상면은 코일 스프링(128, 128)에 의해 가압된 캡 본체(114)의 위치 규제면으로 되어 있고, 양측면은 캡 본체(114)의 슬라이드 가이드면으로 되어 있다. 즉, 각 위치 규제 블록(126)의 캡 본체(114) 측의 상부(126b)가 위치 규제를 위한 규제 돌출부로되어 있다.
홀더 본체(127)의 상면에 고정시킨 양 위치 규제 블록(126)은, 홀더 본체(127) 상면의 경사에 따라 약간 경사져 있다. 이 때문에, 이 양 위치 규제 블록(126)에 의해 위치 규제되어 있는 캡 본체(114)는, 한쌍의 코일 스프링(128, 128)에 의해 가압된 상태에서, 캡 홀더(115)에 약간 경사지게 유지된다. 따라서, 헤드 캡(113)을 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 꽉 눌렀을 때에는, 한쌍의 코일 스프링(128, 128)에 의해 밀봉부재(124)가 노즐면(58)에 따라 밀착하여, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)을 확실하게 밀봉한다. 또한, 약간 경사진 상태의 캡 본체(114)는 기능 액체방울 토출 헤드(51)로부터 분리될 때에, 노즐면(58)에 대하여 밀봉부재(124)가 한쪽으로부터 이간되기 때문에, 헤드 캡(113) 내의 기능액이 비산되지 않는다.
접속 이음매(135)는 상기 흡인구(139)에 연결되는 단관(短管)(136)과, 단관(136)의 하단부에 접속한 L자 이음매(137)로 구성되어 있고, 이 L자 이음매(137)를 통하여 상기 흡인용 분기 흡인 통로(162a)에 접속되어 있다. 즉, 캡 본체(114)는 흡인용 분기 흡인 통로(162a)를 통하여 흡인 펌프(155)에 접속되고, 다시 흡인 펌프(155)를 통하여 재이용 탱크(232)에 접속된다(모두 도 25를 참조).
대기 개방 밸브(131)는 상기 대기 유입구(138)에 연결되는 동시에 캡 베이스(121)를 관통하는 슬리브(141)와, 슬리브(141)의 하단부에 확대 개방 형성된 밸브 시트(valve seat)(142)와, 밸브 시트(142)에 수용한 고무제 밸브체(143)와,밸브체(143)를 접착 유지하는 밸브 조작 로드(146)와, 밸브 조작 로드(146)에 나사 결합된 결합 링(145)을 구비하고 있다. 밸브 조작 로드(146)는 캡 베이스(121)의 하면으로부터 연장되는 로드 지지부재(147)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 부착되는 한편, 로드 지지부재(147)에 구성한 밸브 스프링(144)에 의해 밸브 폐쇄 방향으로(위쪽)으로 가압된다.
결합 링(145)에는 상기 후크(158)가 결합되어 있으며, 에어 실린더(156)에 의해 후크(158)가 하동(下動)하면, 밸브 조작 로드(146)를 통하여 밸브체(143)가 하동하여, 대기 개방 밸브(131)가 개방 상태로 된다. 한편, 밸브 스프링(144)에 의해 후크(158)가 상동(上動)하면, 밸브 조작 로드(146)를 통하여 밸브체(143)가 상동하여, 대기 개방 밸브(131)가 폐쇄 상태로 된다. 즉, 기능액 흡인 동작의 최종 단계에서, 대기 개방 밸브(131)를 끌어내려 개방함으로써, 기능액 흡수재(122)에 함침(含浸)되어 있는 기능액도 흡인할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이 구성된 클리닝 유닛(111)은, 이동 테이블(35)에 의해 헤드 유닛(41)의 Y축 방향 이동 궤적과 교차하는 위치로 이동하고 있으며, 이것에 대하여 헤드 유닛(41)이 클리닝 유닛(111)의 직상부에 면하는 클리닝 위치로 Y축 테이블(91)에 의해 이동한다. 여기서, 승강 기구(161) 하단의 승강 실린더(162)의 작동에 의해 캡 유닛(112)이 제 1 위치로 상승하고, 헤드 유닛(41)의 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 하측으로부터 12개의 헤드 캡(113)을 꽉 누른다. 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 꽉 눌린 각 헤드 캡(113)은, 자체의 2개의 스프링(128, 128)에 저항하여 그 캡 본체(114)가 캡 홀더(115)에 어느 정도 내려가고, 그 밀봉부재(124)가 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 균일하게 밀착한다.
이어서, 흡인 펌프(155)를 구동하는 동시에, 흡인용의 각 분기 흡인 통로(162a)에 개재시켜 설치한 흡인용 개폐 밸브(154)를 개방하고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 전체 토출 노즐(59)로부터 각 헤드 캡(113)을 통하여 액체 재료를 흡인한다. 그리고, 흡인 완료 직전에 대기 개방 밸브(131)를 개방하고, 그 후, 흡인용 개폐 밸브(154)를 폐쇄하여 흡인을 완료한다. 흡인 동작이 완료되면, 캡 유닛(112)을 하강단 위치로 하강시킨다. 또한, 장치의 가동을 정지하고 있을 때 등의 헤드 보관 시에는, 캡 유닛(112)을 제 1 위치로 상승시키고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 각 헤드 캡(113)으로 밀봉하여, 보관 상태로 하는 캡핑이 실행된다.
와이핑 유닛(181)은 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 와이핑을 행하는 기능을 구비하고, 공통 베이스(36) 위에 맞댄 상태로 배열 설치된 와인딩 유닛(182)과, 와이핑 유닛(184)으로 구성되어 있다. 와이핑 유닛(181)은 헤드 유닛(41)의 상기 클리닝이 완료되면, 클리닝 유닛(111)의 직상부에 정지하고 있는 헤드 유닛(41)에 대하여 조출(繰出) 릴(도시 생략)로부터 와이핑 시트를 송출(送出)하는 동시에, 세정액 분무 헤드(도시 생략)에 의해 세정액을 분무하고, 이동 테이블(35)에 의해 전체적으로 X축 방향으로 이동하면서, 와이핑 롤러(도시 생략)를 이용하여 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)을 와이핑한다.
다음으로, 플러싱 유닛(191)에 대해서 설명한다. 플러싱 유닛(191)은 X축 케이블 베어의 박스 위에 배열 설치되고, X축 케이블 베어 위에 고정시킨 슬라이드베이스와, 슬라이드 베이스 위에 진퇴(進退) 가능하게 설치한 장판(長板) 형상의 슬라이더와, 슬라이더의 양단부에 고정시킨 한쌍의 플러싱 박스(253, 253)와, 각 플러싱 박스(253) 내에 설치한 한쌍의 기능액 흡수재(254, 254)로 구성되어 있다. 이러한 구성의 플러싱 유닛(191)은, θ 테이블(84)과 함께 플러싱 유닛(191)이 왕도(往道)하여 가면, 오른쪽(왼쪽)의 플러싱 박스(도시 생략)의 바로 위를 헤드 유닛(41)이 통과할 때에, 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)가 차례로 플러싱 동작을 행하고, 헤드 유닛(41)은 통상의 액체방울 토출 동작으로 이행한다.
또한, 플러싱은 액체방울의 토출이 어느 정도의 시간 휴지(休止)될 때에도 행할 필요가 있다. 헤드 유닛(41)은 캡 유닛(112)의 직상부에 면하는 클리닝 위치로 이동하고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)로부터 각 헤드 캡(113)을 향하여 플러싱을 행한다. 이 경우, 헤드 캡(113)의 밀봉부재(124)와 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58) 사이에 약간의 틈이 생기는 상기 제 2 위치로 상승시켜 플러싱을 행한다. 플러싱에 의해 분무된 기능액은 헤드 캡(113) 내에 설치된 기능액 흡수재(122)에 흡수되는 동시에, 헤드 캡(113)에 설치된 흡인구(139)를 통하여 흡인 펌프(155)에 의해 흡인된다.
그런데, 액체방울 토출 장치에 새로운 헤드 유닛(41)을 투입했을 때는, 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 헤드내 유로가 비어 있기 때문에, 액체방울 토출 작업을 개시하기 전에, 헤드내 유로에 기능액을 충전하는 것이 필요하게 된다. 이 경우, 급액 탱크(204)로부터의 기능액 공급은 약간의 수두압으로만 실행되기 때문에, 헤드내 유로에 기능액을 충전하는데 흡인이 필요하게 된다. 그래서, 기능액 충전 작업 시에는, 헤드 유닛(41)을 클리닝 위치로 이동시키고, 캡 유닛(112)을 상기 제 1 위치로 상승시켜, 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 노즐면(58)에 각 헤드 캡(113)을 밀착시키고, 급액 탱크(204) 내의 기능액을 각 헤드 캡(113)을 통하여 작용되는 흡인 펌프(155)로부터의 흡인력에 의해 각 기능 액체방울 토출 헤드(51)의 헤드내 유로에 충전한다.
또한, 헤드 캡(113)에 의한 흡인을 행하였을 때에, 헤드내 유로에서 기능액의 유속(流速)이 저하되어, 헤드내 유로에 잔류되는 기포의 영향에 의해 액체방울의 토출 불량을 발생시키는 것을 방지하기 위해, 급액용의 각 분기 공급 통로(161a)에는 공급용 개폐 밸브(151)를 개재시켜 설치하여 흡인용의 각 분기 흡인 통로(162a)에 액체 센서(152)를 설치한다. 이 액체 센서(152)는, 액체 충전 개시 후에 헤드 캡(113)까지 기능액이 흡인되면, 이것을 검지하여, 헤드 캡(113)에 의한 흡인을 계속한 채로 대응하는 공급용 개폐 밸브(151)를 일시적으로 폐쇄하고, 기능액의 유동을 원활하게 행한다.
상술한 액체방울 토출 장치는, 본 실시예에서 설명한 유기 EL 장치의 제조 장치 이외에도, 컬러 필터, 액정 표시 장치, PDP 장치, 전자 방출 장치(FED 장치) 등의 제조 장치로서 동일하게 적용할 수 있다. 그래서, 이들 제조 대상물의 구조와, 본 실시예의 액체방울 토출 장치(기능 액체방울 토출 헤드(51))(1)를 사용한 이들의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 구성되는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 26은 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트이고,도 27의 (a) 내지 (e)는 제조 공정 순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(500)(필터 기체(基體)(500A))의 모식 단면도이다.
우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(S1)에서는, 도 27의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)(501) 위에 블랙 매트릭스(502)를 형성한다. 블랙 매트릭스(502)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화 크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어진 블랙 매트릭스(502)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어진 블랙 매트릭스(502)를 형성할 경우에는, 그라비어 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 뱅크 형성 공정(S2)에서, 블랙 매트릭스(502) 위에 중첩되는 상태에서 뱅크(503)를 형성한다. 즉, 우선, 도 27의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(501) 및 블랙 매트릭스(502)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어진 레지스트층(504)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(505)으로 피복한 상태에서 노광 처리를 행한다.
또한, 도 27의 (c)에 나타낸 바와 같이, 레지스트층(504)의 미(未)노광 부분을 에칭 처리함으로써 레지스트층(504)을 패터닝하여, 뱅크(503)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성할 경우는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용하는 것이 가능해진다.
이 뱅크(503)와 그 아래의 블랙 매트릭스(502)는 각 화소 영역(507a)을 구획하는 구획 벽부(507b)로 되고, 나중의 착색층 형성 공정에서 기능 액체방울 토출헤드(10)에 의해 착색층(성막부)(508R, 508G, 508B)을 형성할 때에 기능 액체방울의 착탄 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(500A)를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 뱅크(503)의 재료로서, 도막(塗膜) 표면이 소액(疏液)(소수(疏水))성으로 되는 수지 재료를 사용한다. 그리고, 기판(유리 기판)(501) 표면이 친액(친수)성이기 때문에, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(503)(구획 벽부(507b))에 의해 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에 대한 액체방울의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.
다음으로, 착색층 형성 공정(S3)에서는, 도 27의 (d)에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 의해 기능 액체방울을 토출하여 구획 벽부(507b)로 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에 착탄시킨다. 이 경우도 상기 유기 EL 장치(600)의 경우와 동일하게, 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 사용하여, R·G·B 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하여, 기능 액체방울의 토출을 행한다. 또한, R ·G·B 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시키고, 3색의 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성한다. 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성하면, 보호막 형성 공정(S4)으로 이행하여, 도 27의 (e)에 나타낸 바와 같이, 기판(501), 구획 벽부(507b), 및 착색층(508R, 508G, 508B)의 상면을 덮도록 보호막(509)을 형성한다.
즉, 기판(501)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(509)이 형성된다.
그리고, 보호막(509)을 형성한 후, 기판(501)을 각각의 유효 화소 영역마다 절단함으로써, 컬러 필터(500)를 얻을 수 있다.
도 28은 상기 컬러 필터(500)를 사용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도이다. 이 액정 장치(520)에 액정 구동용 IC, 백라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 컬러 필터(500)는 도 27의 (a) 내지 (e)에 나타낸 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 첨부하여, 그 설명을 생략한다.
이 액정 장치(520)는 컬러 필터(500), 유리 기판 등으로 이루어진 대향 기판(521), 및 이들 사이에 삽입된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어진 액정층(522)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(500)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치한다.
또한, 도시하지 않았으나, 대향 기판(521) 및 컬러 필터(500)의 외면(액정층(522) 측과는 반대측 면)에는 편광판이 각각 배열 설치되고, 또한, 대향 기판(521) 측에 위치하는 편광판의 외측에는 백라이트가 배열 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층 측)에는, 도 28에서 좌우 방향으로 긴 직사각형 형상의 제 1 전극(523)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제1 전극(523)의 컬러 필터(500) 측과는 반대측의 면을 덮도록 제 1 배향막(524)이 형성되어 있다.
한편, 대향 기판(521)에서의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(500)의 제 1 전극(523)과 직교하는 방향으로 긴 직사각형 형상의 제 2 전극(526)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(526)의 액정층(522) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(527)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(523) 및 제 2 전극(526)은 ITO(Indium Tin 0xide) 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
액정층(522) 내에 설치된 스페이서(528)는 액정층(522)의 두께(셀 갭)를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 밀봉재(529)는 액정층(522) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(523)의 일 단부는 리드 배선(523a)으로서 밀봉재(529)의 외측까지 연장되어 있다.
그리고, 제 1 전극(523)과 제 2 전극(526)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소로 되는 부분에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(500)에 제 1 전극(523)의 패터닝 및 제 1 배향막(524)의 도포를 행하여 컬러 필터(500) 측의 부분을 제조하는 동시에, 이와는 별도로 대향 기판(521)에 제 2 전극(526)의 패터닝 및 제 2 배향막(527)의 도포를 행하여 대향 기판(521) 측의 부분을 제조한다. 그 후, 대향 기판(521) 측의 부분에 스페이서(528) 및 밀봉재(529)를 만들어 넣고, 이 상태에서 컬러 필터(500) 측의 부분을 접합한다. 이어서, 밀봉재(529)의 주입구로부터 액정층(522)을 구성하는 액정을 주입하고, 주입구를 폐지(閉止)한다. 그 후, 양 편광판 및 백라이트를 적층한다.
실시예의 액체방울 토출 장치(1)는, 예를 들어, 상기의 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(521) 측의 부분에 컬러 필터(500) 측의 부분을 접합하기 전에, 밀봉재(529)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 또한, 상기 밀봉재(529)의 인쇄를 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 의해 행하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 및 제 2 배향막(524, 527)의 도포를 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 의해 행하는 것도 가능하다.
도 29는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(500)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도이다.
이 액정 장치(530)가 상기 액정 장치(520)와 크게 상이한 점은, 컬러 필터(500)를 도면 중의 하측(관측자 측과는 반대측)에 배치한 점이다.
이 액정 장치(530)는, 컬러 필터(500)와 유리 기판 등으로 이루어진 대향 기판(531) 사이에 STN 액정으로 이루어진 액정층(532)이 삽입되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 대향 기판(531) 및 컬러 필터(500)의 외면에는 편광판 등이 각각 배열 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층(532) 측)에는, 도면 중의 안쪽 방향으로 긴 직사각형 형상의 제 1 전극(533)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(533)의 액정층(532) 측의 면을 덮도록 제 1 배향막(534)이 형성되어 있다.
대향 기판(531)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면 위에는, 컬러 필터(500) 측의 제 1 전극(533)과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 직사각형 형상의 제 2 전극(536)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(536)의 액정층(532) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(537)이 형성되어 있다.
액정층(532)에는 이 액정층(532)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(538)와, 액정층(532) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉재(539)가 설치되어 있다.
그리고, 상기한 액정 장치(520)와 동일하게, 제 1 전극(533)과 제 2 전극(536)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소로 되는 부위에 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
도 30은 본 발명을 적용한 컬러 필터(500)를 사용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타낸 것이며, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 분해사시도이다.
이 액정 장치(550)는 컬러 필터(500)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치한 것이다.
이 액정 장치(550)는 컬러 필터(500)와, 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(551)과, 이들 사이에 삽입된 액정층(도시 생략)과, 컬러 필터(500)의 상면 측(관측자 측)에 배치된 편광판(555)과, 대향 기판(551)의 하면 측에 배열 설치된 편광판(도시 생략)에 의해 개략 구성되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 표면(대향 기판(551) 측의 면)에는 액정 구동용의 전극(556)이 형성되어 있다. 이 전극(556)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지고, 후술하는 화소 전극(560)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전면(全面) 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(556)의 화소 전극(560)과는 반대측의 면을 덮은 상태에서 배향막(557)이 설치되어 있다.
대향 기판(551)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는 절연층(558)이 형성되어 있고, 이 절연층(558) 위에는 주사선(561) 및 신호선(562)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(561)과 신호선(562)에 의해 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(560)이 형성되어 있다. 또한, 실제의 액정 장치에서는 화소 전극(560) 위에 배향막이 설치되나, 도시를 생략한다.
또한, 화소 전극(560)의 노치부(notch部)와 주사선(561)과 신호선(562)에 의해 둘러싸인 부분에는 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 및 게이트 전극을 구비하는 박막트랜지스터(563)가 일체로 구성되어 있다. 그리고, 주사선(561)과 신호선(562)에 대한 신호의 인가에 의해 박막트랜지스터(563)를 온/오프하여 화소 전극(560)으로의 통전 제어를 행할 수 있게 구성되어 있다.
또한, 상기 각 예의 액정 장치(520, 530, 550)는 투과형의 구성으로 했으나, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여, 반사형의 액정 장치 또는 반투과 반사형의 액정 장치로 할 수도 있다.
다음으로, 도 31은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치:이하, 단순히 표시 장치(700)라고 함)의 요부 분해사시도이다. 또한, 도 31에서는 표시 장치(700)의일부를 노치한 상태로 나타낸다.
이 표시 장치(700)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(701), 제 2 기판(702), 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(703)를 포함하여 개략 구성된다. 방전 표시부(703)는 복수의 방전실(705)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(705) 중에서 적색 방전실(705R), 녹색 방전실(705G), 청색 방전실(705B)의 3개의 방전실(705)이 세트를 이루어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제 1 기판(701)의 상면에는 소정의 간격으로 스트라이프 형상의 어드레스 전극(706)이 형성되고, 이 어드레스 전극(706)과 제 1 기판(701)의 상면을 덮도록 유전체층(707)이 형성되어 있다. 유전체층(707) 위에는, 각 어드레스 전극(706)의 사이에 위치하고, 또한, 각 어드레스 전극(706)에 따르도록 격벽(708)이 세워 설치되어 있다. 이 격벽(708)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(706)의 폭 방향 양측으로 연장되는 것과, 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 연장 설치된 도시하지 않은 것을 포함한다.
그리고, 이 격벽(708)에 의해 구획된 영역이 방전실(705)로 되어 있다.
방전실(705) 내에는 형광체(709)가 배치되어 있다. 형광체(709)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것이며, 적색 방전실(705R)의 저부(底部)에는 적색 형광체(709R)가, 녹색 방전실(705G)의 저부에는 녹색 형광체(709G)가, 청색 방전실(705B)의 저부에는 청색 형광체(709B)가 각각 배치되어 있다.
제 2 기판(702)의 도면 중의 하측 면에는, 상기 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(711)이 소정의 간격에 의해 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(712), 및 MgO 등으로 이루어진 보호막(713)이 형성되어 있다.
제 1 기판(701)과 제 2 기판(702)은, 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)이 서로 직교하는 상태에서 대향시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)은 교류 전원(도시 생략)에 접속되어 있다.
그리고, 각 전극(706, 711)에 통전(通電)함으로써, 방전 표시부(703)에서 형광체(709)가 여기(勵起) 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시예에서는 상기 어드레스 전극(706), 표시 전극(711), 및 형광체(709)를 도 12에 나타낸 액체방울 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(701)에서의 어드레스 전극(706)의 형성 공정을 예시한다.
이 경우, 제 1 기판(701)을 액체방울 토출 장치(1)의 X축 테이블(82)에 탑재시킨 상태에서 이하의 공정이 실행된다.
우선, 기능 액체방울 토출 헤드(10)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는 도전막 배선 형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 것이다. 이 도전성 미립자로서는, 금, 은, 구리, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 폴리머 등을 사용할 수 있다.
보충 대상으로 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충이 종료되면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하여, 액체 재료에 함유되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(706)이 형성된다.
그런데, 상기에서는 어드레스 전극(706)의 형성을 예시했으나, 상기 표시 전극(711) 및 형광체(709)에 대해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.
표시 전극(711) 형성의 경우, 어드레스 전극(706)의 경우와 동일하게, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.
또한, 형광체(709) 형성의 경우에는, 각색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 함유한 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울 토출 헤드(51)로부터 액체방울로서 토출하여, 대응하는 색의 방전실(705) 내에 착탄시킨다.
다음으로, 도 32는 전자 방출 장치(FED 장치:이하, 단순히 표시 장치(800)라고 함)의 요부 단면도이다. 또한, 도 32에서는 표시 장치(800)의 일부를 단면으로서 나타낸다.
이 표시 장치(800)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(801), 제 2 기판(802), 및 이들 사이에 형성되는 전계 방출 표시부(803)를 포함하여 개략 구성된다. 전계 방출 표시부(803)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 전자 방출부(805)에 의해 구성되어 있다.
제 1 기판(801)의 상면에는, 캐소드(cathode) 전극(806)을 구성하는 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)에 의해 구획된 부분에는, 갭(808)을 형성한 소자막(807)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자전극(806b) 및 소자막(807)에 의해 복수의 전자 방출부(805)가 구성되어 있다. 소자막(807)은, 예를 들어, 산화팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또한, 갭(808)은 소자막(807)을 성막한 후, 포밍(forming) 등에 의해 형성된다.
제 2 기판(802)의 하면에는, 캐소드 전극(806)과 대치(對峙)하는 애노드(anode) 전극(809)이 형성되어 있다. 애노드 전극(809)의 하면에는 격자 형상의 뱅크부(811)가 형성되고, 이 뱅크부(811)로 둘러싸인 하향의 각 개구부(812)에 전자 방출부(805)에 대응하도록 형광체(813)가 배치되어 있다. 형광체(813)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것이며, 각 개구부(812)에는 적색 형광체(813R), 녹색 형광체(813G) 및 청색 형광체(813B)가 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
그리고, 이렇게 구성한 제 1 기판(801)과 제 2 기판(802)은 미소한 갭을 갖고 접합되어 있다. 이 표시 장치(800)에서는, 소자막(갭(808))(807)을 통하여, 음극인 제 1 소자 전극(806a) 또는 제 2 소자 전극(806b)으로부터 튀어나오는 전자를 양극인 애노드 전극(809)에 형성한 형광체(813)에 닿게 하여 여기 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도 다른 실시예와 동일하게, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 애노드 전극(809)을 액체방울 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있는 동시에, 각색의 형광체(813R, 813G, 813B)를 액체방울 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있다.
상술한 액체방울 토출 장치는, 본 실시예에서 설명한 유기 EL 장치 등의 제조 장치 이외에도, 전기 영동 표시 장치의 제조 방법 등에 적용할 수 있다.
전기 영동 표시 장치의 제조 방법에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 각색의 영동체 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 주주사 및 부주사하며, 영동체 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 액체방울 토출 장치(1)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 조정한 기능액을 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 주주사 및 부주사하며, 기능액을 선택적으로 토출하여, 적어도 한쪽 기판 위에 스페이서를 형성한다. 예를 들면, 상기 액정 표시 장치나 전기 영동 표시 장치에서의 2개의 기판 사이에 셀 갭을 구성할 경우에 유용하며, 기타 이러한 미소한 셀 갭을 필요로 하는 반도체 제조 기술에 적용할 수 있다.
금속 배선 형성 방법에서는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 액상 금속 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)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 적용하여 이들의 디바이스를 제조할 수 있다. 또한, 이러한 플랫 디스플레이 이외에, 일반적인 반도체 제조 기술에 적용할 수도 있다.
렌즈 형성 방법에서는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 렌즈 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)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 디바이스를 제조할 경우에 적용할 수 있다. 또한, 각종 광 디바이스의 제조 기술에도 적용할 수 있다.
렌즈의 제조 방법에서는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 투광성 코팅 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 주주사 및 부주사하며, 코팅 재료를 선택적으로 토출하여, 렌즈 표면에 코팅막을 형성한다.
레지스트 형성 방법에서는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 레지스트 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)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 포토리소그래피법에서 포토레지스트의 도포에 널리 적용할 수 있다.
광확산체 형성 방법에서는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)에 광확산 재료를 도입하고, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(51)를 주주사 및 부주사하며, 광확산 재료를 선택적으로 토출하여, 기판 위에 다수의 광확산체를 형성한다. 이 경우도 각종 광 디바이스에 적용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 헤드 캡에 의하면, 밀봉 동작 등의 원래의 기능을 손상시키지 않고, 기능액 흡수재를 용이하게 교환할 수 있어, 기능 액체방울 토출 헤드를 적절히 보전할 수 있다.
또한, 본 발명의 기능 액체방울 토출 장치에 의하면, 기능 액체방울 토출 헤드를 적절히 보전할 수 있기 때문에, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법, 유기 EL 장치의 제조 방법 등의 각종 제조 방법에 의하면, 액체방울 토출 장치를 통하여 제조 방법의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 캡 베이스와, 상기 캡 베이스의 표면에 형성한 흡수재 수용부와, 상기 흡수재 수용부 내에 배치된 기능액 흡수재와, 상기 기능액 흡수재를 누르는 흡수재 누름부재와, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면과 밀착하도록 형성된 밀봉부재(seal member)와, 상기 밀봉부재를 상기 캡 베이스에 고정시키는 밀봉 고정부재를 구비하고,
    상기 밀봉부재는 상기 흡수재 누름부재를 누른 상태에서 상기 캡 베이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수재 수용부는 상기 기능액 흡수재가 충전되는 오목한 홈과, 상기 오목한 홈을 획성(劃成)하는 동시에 상기 캡 베이스로부터 돌출된 고리 형상 에지부로 이루어지고,
    상기 흡수재 누름부재의 에지부는 상기 고리 형상 에지부에 착좌(着座)하고 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수재 누름부재는 얇은 두께로 형성되어 이루어지고,
    상기 기능액 흡수재의 에지부를 누르는 프레임 형상부와, 중간부를 누르는사다리 형상부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임 형상부와 상기 사다리 형상부는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수재 누름부재는 스테인리스에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉부재는,
    상기 노즐면에 밀착하는 고리 형상 돌출부와, 상기 흡수재 누름부재를 누르는 고리 형상 누름부와, 상기 캡 베이스에 고정되는 고리 형상 고정부를 구비하여 일체로 형성되고,
    또한, 상기 고리 형상 돌출부의 이면(裏面) 측에 상기 고리 형상 누름부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 밀봉 고정부재는 고리 형상으로 형성되고,
    상기 밀봉부재의 상기 고리 형상 고정부를 상기 캡 베이스에 꽉 누른 상태에서, 상기 캡 베이스에 나사 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 베이스를 밀착 방향으로 슬라이드 가능하게 유지하는 캡 홀더와,
    상기 캡 홀더를 받이로 하여 상기 캡 베이스를 밀착 방향으로 가압하는 스프링을 더 구비하고,
    상기 캡 홀더에는, 상기 스프링에 저항하여 상기 캡 베이스를 약간 경사진 상태에서 위치 규제하는 규제 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 캡.
  9. 제 1 항에 기재된 헤드 캡과,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드와,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 대하여 상기 헤드 캡을 상대적으로 이접(離接)시키는 이접 기구와,
    상기 헤드 캡에 접속되고, 밀착시킨 상기 헤드 캡을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드로부터 기능액을 흡인하는 흡인 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
  10. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 컬러 필터의 기판 위에다수의 필터 소자(element)를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색(各色)의 필터 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 필터 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위의 다수의 화소 픽셀에 각각 EL 발광층을 형성하는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 발광 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 발광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 전극 위에 다수의 형광체를 형성하는 전자 방출 장치의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 형광 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 형광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 형광체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 배면(背面) 기판 위의 다수의 오목부에 각각 형광체를 형성하는 PDP 장치의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 형광 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 배면 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 형광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 형광체를 형성하는 것을 특징으로 하는 PDP 장치의 제조 방법.
  14. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 전극 위의 다수의 오목부에 영동체(永動體)를 형성하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 영동체 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 전극에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 영동체 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 영동체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 필터 소자를 배열하여 이루어진 컬러 필터를 제조하는 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 필터 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 필터 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 필터 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수의 필터 소자를 피복하는 오버코트막이 형성되어 있으며,
    상기 필터 소자를 형성한 후에,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 투광성 코팅 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 코팅 재료를 선택적으로 토출하여 상기 오버코트막을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  17. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, EL 발광층을 포함하는 다수의 화소 픽셀을 기판 위에 배열하여 이루어진 유기 EL의 제조 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 각색의 발광 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 발광 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 EL 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    다수의 상기 EL 발광층과 상기 기판 사이에는, 상기 EL 발광층에 대응하여 다수의 화소 전극이 형성되어 있으며,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상(液狀) 전극 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 화소 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    다수의 상기 EL 발광층을 덮도록 대향 전극이 형성되어 있으며,
    상기 EL 발광층을 형성한 후에,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 전극 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 액상 전극 재료를 선택적으로 토출하여 상기 대향 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL의 제조 방법.
  20. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 2개의 기판 사이에 미소한 셀 갭을 구성하도록 다수의 입자 형상의 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 스페이서를 구성하는 입자 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 적어도 한쪽의 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 입자 재료를 선택적으로 토출하여 상기 기판 위에 상기 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 스페이서 형성 방법.
  21. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 금속 배선을 형성하는 금속 배선 형성 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 액상 금속 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 액상 금속 재료를 선택적으로 토출하여 상기 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법.
  22. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 마이크로 렌즈를 형성하는 렌즈 형성 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 렌즈 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 렌즈 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈 형성 방법.
  23. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 임의 형상의 레지스트를 형성하는 레지스트 형성 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 레지스트 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 레지스트 재료를 선택적으로 토출하여 상기 레지스트를 형성하는 것을 특징으로 하는 레지스트 형성 방법.
  24. 제 9 항에 기재된 액체방울 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 다수의 광확산체를 형성하는 광확산체 형성 방법으로서,
    상기 기능 액체방울 토출 헤드에 광확산 재료를 도입하고,
    상기 헤드 유닛을 통하여 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 상기 기판에 대하여 상대적으로 주사하며, 상기 광확산 재료를 선택적으로 토출하여 다수의 상기 광확산체를 형성하는 것을 특징으로 하는 광확산체 형성 방법.
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