KR20040020897A - 디스플레이 제조 장치 및 디스플레이 제조 방법 - Google Patents

Abstract

캐리지(5)에는, 공급된 구동 펄스에 따른 양의 액체방울을 토출하는 분사 헤드(7)와, 필터 기체에 착탄한 잉크량을 화소 영역마다 검출 가능한 액재 센서(17)를 설치한다. 주제어부(31)는, 액재 센서(17)로부터의 검출 신호의 레벨에 따라, 부족량의 액체방울을 토출 가능한 파형 형상의 구동 펄스를 결정하고, 결정한 구동 펄스의 파형 정보를 구동 신호 발생부(32)에 출력한다. 구동 신호 발생부(32)는 수신한 파형 정보에 의해 구동 펄스를 발생하여, 분사 헤드(7)에 출력한다. 분사 헤드(7)는 부족량의 액체방울을 대응하는 화소 영역에 주입하여, 상기 화소 영역의 잉크량을 목표량으로 조정한다.

Description

디스플레이 제조 장치 및 디스플레이 제조 방법{DISPLAY MANUFACTURING APPARATUS AND DISPLAY MANUFACTURING METHOD}

액정 표시 장치용 컬러 필터나 EL 표시 장치, 또는 플라즈마 표시 장치 등을 제조할 때, 액체 상태의 재료(액재(液材))를 액체방울 형상으로 하여 토출 가능한 분사 헤드(예를 들어, 잉크젯 헤드)가 적합하게 사용되고 있다. 이 분사 헤드를 사용한 제조 장치에서는, 예를 들어, 컬러 필터의 제조에서, 노즐 개구로부터 토출시킨 액재를 기체 표면에 마련한 복수의 화소 영역에 주입한다. 그러나, 노즐 개구마다의 특성 격차 등에 의해, 화소 영역에 색 불균일이나 탈색의 불량이 생기는 경우가 있다. 그리고, 이 불량이 생긴 경우에는, 불량이 생긴 화소 영역에 대하여 액재를 토출하여 수복(修復)하는 것이 실행되고 있다. 예를 들면, 일본국 특개평7-318724호 공보에는, 컬러 필터의 색 불균일 부분이나 탈색 부분에 대하여 소정 색의 잉크방울을 토출함으로써 불량을 수복하는 기술이 제안되어 있다.

그런데, 상기 공보에 개시된 제조 장치에서는, 발열 소자를 구비한 분사 헤드가 사용되고 있다. 이 타입의 분사 헤드는, 잉크방울을 토출시킬 때, 발열 소자를 발열시켜 압력실 내의 잉크액을 비등(沸騰)시킨다. 즉, 비등에 의해 생긴 기포에 의해 액체 상태의 잉크를 가압하여 노즐 개구로부터 토출시킨다. 이 때문에, 토출되는 잉크의 양(잉크방울의 양)은 주로 압력실의 용적과 발열 소자의 면적에 의해 결정된다. 그리고, 비등 시에 생기는 기포의 부피를 높은 정밀도로 제어하는 것은 곤란하기 때문에, 공급 전력량의 조정에 의한 토출량의 고정밀한 제어도 곤란하다.

따라서, 상당히 소량(少量)의 액재를 보충하여 색 불균일 부분이나 탈색 부분에 대한 수복을 행하기 위해서는, 예를 들어, 일본국 특개평8-82706호 공보나 일본국 특개평8-292311호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 오로지 수복을 행하는 전용(專用) 노즐이나 전용 헤드를 구비할 필요가 있었다.

본 발명은 액정 표시 장치용 컬러 필터나 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등의 각종 디스플레이를 액재(液材)를 토출시킴으로써 제조하는 디스플레이 제조 장치, 및 이 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 디스플레이 제조 장치의 일례를 설명하는 도면으로서, (a)는 제조 장치의 평면도, (b)는 컬러 필터의 부분 확대도.

도 2는 디스플레이 제조 장치의 주요 구성을 설명하는 블록도.

도 3은 액재(液材) 센서를 설명하는 모식도.

도 4는 분사 헤드의 단면도.

도 5는 유로(流路) 유닛의 확대 단면도.

도 6은 분사 헤드의 전기적 구성을 설명하는 블록도.

도 7은 구동 신호 발생부가 발생하는 표준 구동 신호를 설명하는 도면.

도 8은 표준 구동 신호에 포함되는 표준 구동 펄스를 설명하는 도면.

도 9는 표준 구동 펄스에서 구동 전압을 조정한 경우의 토출 특성의 변화를 나타내는 도면으로서, (a)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 비행 속도 변화를 나타낸 도면, (b)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 중량 변화를 나타낸 도면.

도 10의 (a)는 표준 구동 펄스에서 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정했을 때의 구동 전압 및 중간 전위와 액체방울의 중량의 관계를 나타낸 도면, (b)는 액체방울의 중량을 15ng으로 설정했을 때의 구동 전압 및 중간 전위와 액체방울의 비행 속도의 관계를 나타낸 도면.

도 11의 (a)는 표준 구동 펄스에서 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정했을 때의 구동 전압 및 팽창 요소의 시간 폭과 액체방울의 중량의 관계를 나타낸 도면, (b)는 액체방울의 중량을 15ng으로 설정했을 때의 구동 전압 및 팽창 요소의 시간 폭과 액체방울의 비행 속도의 관계를 나타낸 도면.

도 12는 표준 구동 펄스에서 팽창 홀드(hold) 요소의 시간 폭을 조정한 경우의 토출 특성의 변화를 나타내는 도면으로서, (a)는 시간 폭을 변화시켰을 때의 액체방울의 비행 속도 변화를 나타낸 도면, (b)는 시간 폭을 변화시켰을 때의 액체방울의 중량 변화를 나타낸 도면.

도 13의 (a)는 표준 구동 펄스에서 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정했을 때의 구동 전압 및 팽창 홀드 요소의 시간 폭과 액체방울의 중량의 관계를 나타낸 도면, (b)는 액체방울의 중량을 15ng으로 설정했을 때의 구동 전압 및 팽창 홀드 요소의 시간 폭과 액체방울의 비행 속도의 관계를 나타낸 도면.

도 14는 구동 신호 발생부가 발생하는 마이크로 구동 신호를 설명하는 도면.

도 15는 마이크로 구동 신호에 포함되는 마이크로 구동 펄스를 설명하는 도면.

도 16은 마이크로 구동 펄스에서 구동 전압을 조정한 경우의 토출 특성의 변화를 나타내는 도면으로서, (a)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 비행 속도 변화를 나타낸 도면, (b)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 중량 변화를 나타낸 도면.

도 17의 (a)는 마이크로 구동 펄스에서 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정했을 때의 구동 전압 및 중간 전위와 액체방울의 중량의 관계를 나타내는 도면, (b)는 액체방울의 중량을 5.5ng으로 설정했을 때의 구동 전압 및 중간 전위와 액체방울의 비행 속도의 관계를 나타낸 도면.

도 18의 (a)는 마이크로 구동 펄스에서 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정했을 때의 구동 전압 및 토출 전위와 액체방울의 중량의 관계를 나타내는 도면, (b)는 액체방울의 중량을 5.5ng으로 설정했을 때의 구동 전압 및 토출 전위와 액체방울의 비행 속도의 관계를 나타내는 도면.

도 19는 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로차트.

도 20의 (a)∼(e)는 제조 공정 순서로 나타낸 컬러 필터의 모식 단면도.

도 21은 착색층 형성 공정을 설명하는 플로차트.

도 22는 착색층 형성 공정의 변형예를 설명하는 플로차트.

도 23은 엑시머 레이저 광원(光源)을 설명하는 모식도.

도 24는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부(要部) 단면도.

도 25는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 2 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 26은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 3 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 27은 제 2 실시예에서의 표시 장치의 요부 단면도.

도 28은 제 2 실시예에서의 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 플로차트.

도 29는 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.

도 30은 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.

도 31은 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.

도 32는 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.

도 33은 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.

도 34는 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.

도 35는 각색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.

도 36은 음극의 형성을 설명하는 공정도.

도 37은 제 3 실시예에서의 표시 장치의 요부 분해 사시도.

도 38은 액재량 검출 수단을 투과형 액재 센서에 의해 구성한 예를 설명하는 모식도.

도 39는 액재량 검출 수단을 CCD 어레이에 의해 구성한 예를 설명하는 모식도.

그러나, 전용 노즐이나 전용 헤드를 별도로 설치하게 되면, 장치 구성이 복잡해져 부품 수의 증가를 초래하게 된다. 또한, 범용성(汎用性)이 부족하다는 문제도 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 제안된 것으로서, 노즐 개구에 연통(連通)하고 액재(液材)를 저장 가능한 압력실 및 상기 압력실의 용적을 변동 가능한 전기 기계 변환 소자를 구비하며, 구동 펄스의 전기 기계 변환 소자로의 공급에 따라 압력실 내의 액재를 액체방울 형상으로 하여 노즐 개구로부터 토출 가능한 분사 헤드와, 상기 구동 펄스를 발생 가능한 구동 펄스 발생 수단을 갖고, 상기 노즐 개구로부터 토출한 액재를 디스플레이 기체(基體) 표면의 액재 영역에 착탄(着彈)시키도록 구성한 디스플레이 제조 장치에 있어서, 착탄한 액재량을 액재 영역마다 검출 가능한 액재량 검출 수단과, 상기 액재량 검출 수단이 검출한 착탄 액재량과 목표 액재량의 차로부터 상기 액재 영역의 액재 부족량을 취득하는 부족량 취득 수단과, 구동 펄스 발생 수단이 발생하는 구동 펄스의 형상을 설정하는 펄스 형상 설정 수단을 설치하고, 상기 펄스 형상 설정 수단은 부족량 취득 수단이 취득한 액재 부족량에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정하며, 상기 구동 펄스를 구동 펄스 발생 수단으로부터 발생시켜 전기 기계 변환 소자에 공급함으로써, 상기 부족량의 액재를 액재 영역에 보충하는 것을 특징으로 한다.

또한, 「디스플레이」라는 용어는 통상보다도 광의(廣義)로 사용하고, 표시 장치 그 자체에 더하여 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 등도 포함된다. 또한, 「액재」는 용매(또는 분산매) 이외에 염료나 안료(顔料) 기타 재료를 함유하는 액체로서, 노즐 개구로부터 토출 가능하면 고체 물질이 혼입된 것도 포함하는 의미로 사용한다. 또한, 「액재 영역」은 액체방울로서 토출된 액재의 착탄 영역을 의미한다.

상기 구성에 의하면, 착탄한 액재의 양을 액재량 검출 수단에 의해 액재 영역마다 검출하고, 검출된 착탄 액재량과 액재 영역에 대한 목표 액재량의 차로부터 액재 과부족량을 취득하여, 착탄 액재량이 목표 액재량에 대하여 부족한 경우에, 상기 부족량에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정하여 구동 펄스 발생 수단으로부터 발생시켜 부족량의 액재를 보충하기 때문에, 1개의 분사 헤드에서 목표 액재량에 대응하는 양의 액재와 보충량에 대응하는 양의 액재를 토출시킬 수 있다. 이것에 의해, 각 액재 영역에서의 착탄 액재량이 일치한 디스플레이를 제조할 수 있다.

그리고, 전용 분사 헤드나 노즐을 설치할 필요가 없기 때문에, 장치 구성의 간소화가 도모된다. 또한, 용도에 따라 제어 대상으로 되는 분사 헤드나 노즐을 교체할 필요도 없기 때문에, 제어의 간소화도 도모된다.

상기 구성에 있어서, 상기 액재량 검출 수단을 광원으로 되는 발광 소자와, 수광(受光)한 광의 강도에 따른 전압의 전기 신호를 출력 가능한 수광 소자에 의해 구성하고, 발광 소자로부터의 광을 액재 영역에 조사하는 동시에 상기 액재 영역으로부터의 광을 수광 소자에 수광시켜, 수광한 광의 강도에 의해 상기 액재 영역의 착탄 액재량을 검출하는 것이 바람직하다.

또한, 「액재 영역으로부터의 광」은 액재 영역에서 반사한 반사광과 액재 영역을 투과한 투과광의 양쪽을 포함한다.

상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 정상(定常) 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드(hold) 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 제 1 구동 펄스에서의 최대 전위로부터 최저 전위까지의 구동 전압을 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 정상 용적에 대응한 중간 전위를 설정하는 구성으로 할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 팽창 요소의 시간 폭을 설정하는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 팽창 홀드 요소의 시간 폭을 설정하는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 메니스커스(meniscus)를 압력실 측에 크게 인입(引入)하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 제 2 구동 펄스에서의 최대 전위로부터 최저 전위까지의 구동 전압을 설정하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 메니스커스를 압력실 측에 크게 인입하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 정상 용적에 대응하는 중간 전위를 설정하는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스는 메니스커스를 압력실 측에 크게 인입하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고, 펄스 형상 설정 수단은 제 2 토출 요소의 종단(終端) 전위를 설정하는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동 펄스 발생 수단은 단위 주기 내에 복수의 구동 펄스를 발생할 수 있게 구성하고, 단위 주기당의 압력발생 소자로의 구동 펄스의 공급 수를 가변(可變)함으로써, 액재의 토출량을 조정할 수 있도록 하는 구성을 채용할 수도 있다.

상기 각 구성에 의하면, 보충하는 액재의 양을 상당히 높은 정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 각 액재 영역에서의 착탄 액재량을 높은 레벨로 일치시킬 수 있다. 또한, 토출되는 액재의 비행 속도도 제어할 수 있기 때문에, 분사 헤드를 주사하면서 액재를 토출시켜도, 액재의 착탄 위치를 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 다른 토출량의 액재일지라도 비행 속도를 일치시킬 수 있다. 또한, 공기의 점성(粘性) 저항의 영향을 크게 받게 되는 상당히 소량인 액재에 대해서도 대응할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 액재로서, 발광 재료를 함유하는 액체 상태의 재료, 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 액체 상태의 재료, 또는 도전성 미립자를 함유하는 액체 상태의 재료를 사용할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 액재로서, 착색(着色) 성분을 함유하는 액체 상태의 색재(色材)를 사용할 수도 있다. 그리고, 이 구성에 있어서, 상기 액재량 검출 수단이 검출한 착탄 액재량과 그 액재 영역에서의 목표 액재량의 차로부터액재 초과량을 취득하는 초과량 취득 수단과, 액재 중의 착색 성분을 분해하는 착색 성분 분해 수단을 설치하고, 액재 초과량에 따라 착색 성분 분해 수단을 작동시켜, 초과분의 착색 성분을 분해하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 구성에 있어서, 상기 착색 성분 분해 수단을 엑시머 레이저광을 발생 가능한 엑시머 레이저 광원에 의해 구성할 수 있다.

또한, 상기 각 구성에 있어서, 상기 전기 기계 변환 소자를 압전 진동자로 하는 구성을 채용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2에 의거하여, 디스플레이 제조 장치(1)(이하, 제조 장치(1)라고 함)의 기본 구성에 대해서 설명한다.

도 1의 (a)에 예시한 제조 장치(1)는 컬러 필터(본 발명에서의 디스플레이의 일종)(2)의 기체(基體)인 필터 기체(2')(본 발명에서의 디스플레이 기체의 일종)를 탑재할 수 있는 탑재면을 갖는 사각형 형상의 탑재 베이스(3)와, 탑재 베이스(3)의 한쪽 변(주(主)주사 방향)을 따라 이동 가능한 가이드 바(guide bar)(4)와, 이 가이드 바(4)에 부착되어, 가이드 바(4)의 길이 방향(부(副)주사 방향)을 따라 이동 가능한 캐리지(5)와, 가이드 바(4) 및 캐리지(5)를 이동시킬 때의 구동원으로 되는 캐리지 모터(6)(도 2 참조)와, 분사 헤드(7)에 공급하는 액재를 저장 가능한 액재 저장부(8)와, 이 액재 저장부(8)와 분사 헤드(7) 사이에 접속되어, 액재의 유로를 형성하는 공급 튜브(9)와, 분사 헤드(7) 등의 작동을 전기적으로 제어하는 제어 장치(10)를 갖고 있다. 본 실시예에서는, 액재의 일종으로서 잉크액(염료 또는 안료 등의 착색 성분을 함유하는 액체 상태의 재료)이 액재 저장부(8)에 저장된다.

상기 필터 기체(2')는, 예를 들어, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(11)과, 이 기판(11)의 표면에 적층된 피(被)착색층(12)으로 개략 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 기판(11)으로서 유리 기판을 사용하지만, 투명성 및 기계적 강도를 만족하는 것이라면 유리 이외의 재료를 사용할 수도 있다. 피착색층(12)은, 예를 들어, 감광성 수지에 의해 형성되고, R(적색), G(녹색), B(청색) 중 어느 하나의 색으로 착색되는 화소 영역(12a)(필터 소자라고도 불리며, 본 발명의 액재 영역의 일종)을 복수 구비한다. 본 실시예에서는, 이 화소 영역(12a)을 평면으로부터 보아 사각형 형상으로 구성하며, 각 화소 영역(12a)을 지그재그 격자 형상으로 설치하고 있다.

그리고, 분사 헤드(7)는 액재, 즉, 상기 각색의 잉크액을 액체방울(잉크방울)로서 원하는 화소 영역(12a)에 대하여 선택적으로 토출할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 각 화소 영역(12a)으로의 액체방울 토출에 앞서, 인접하는 화소 영역(12a, 12a)을 구획하는 구획 벽부(12b)를 기판(11) 위에 형성하고 있다. 또한, 이 구획 벽부(12b)는 블랙 매트릭스(72) 및 뱅크(73)(모두 도 20 참조)에 의해 구성되어 있다.

또한, 컬러 필터(2)의 제조 공정에 대한 상세는 도 19 및 도 20을 이용하여 후술한다.

상기 탑재 베이스(3)는 탑재면(3a)이 광반사면에 의해 구성된 대략 직사각형의 판 형상 부재이다. 이 탑재 베이스(3)의 크기는 필터 기체(2')의 크기에 의거하여 규정되고, 적어도 이 필터 기체(2')보다도 한바퀴 크게 설정된다. 또한, 가이드 바(4)는 평평한 막대 형상 부재이며, 탑재 베이스(3)의 짧은 변 방향(Y축, 부주사 방향에 상당)으로 평행하게 가설(架設)되고, 탑재 베이스(3)의 긴 변 방향(X축, 주주사 방향에 상당)으로 이동할 수 있게 부착되어 있다.

상기 캐리지(5)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 분사 헤드(7)와 액재 센서(17)가 부착된 블록 형상 부재이다.

액재 센서(17)는 본 발명의 액재량 검출 수단의 일종이며, 광원으로 되는 발광 소자와, 수광한 광의 강도에 따른 전압의 전기 신호를 출력 가능한 수광 소자를 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 발광 소자로서 레이저 발광 소자(18)를 사용하고, 수광 소자로서 레이저 수광 소자(19)를 사용하고 있다. 그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 레이저 발광 소자(18)로부터의 레이저 광선(Lb)을 화소 영역(12a)을 향하여 조사하고, 화소 영역(12a)으로부터의 반사 레이저 광선(Lb)을 레이저 수광 소자(19)에 수광시키고 있다. 이 액재 센서(17)에서는, 수광 광량(光量)(수광 강도)에 따른 전압의 신호를 레이저 수광 소자(19)가 출력한다. 이 수광 광량은 화소 영역(12a)에 착탄한 액재량(본 실시예에서는 잉크량)에 따라 변화하기 때문에, 즉, 화소 영역(12a)에 착탄한 액재량이 많아질수록 수광 광량이 감소하고, 액재량이 적어질수록 수광 광량이 증가하기 때문에, 액재 센서(17)로부터 출력되는 신호의 전압을 검출함으로써 화소 영역(12a)에 착탄한 착탄 액재량을 취득할 수 있다.

분사 헤드(7)는, 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 압전진동자(21)를 갖는 진동자 유닛(22)과, 이 진동자 유닛(22)을 수납 가능한 케이스(23)와, 케이스(23)의 선단면에 접합되는 유로 유닛(24)을 구비하고 있다. 이 분사 헤드(7)는 유로 유닛(24)의 노즐 개구(25)를 하측(탑재 베이스(3) 측)을 향하게 한 상태로 부착되어 있어, 액재를 노즐 개구(25)로부터 액체방울의 상태로 토출할 수 있다. 본 실시예에서는 R, G, B로 이루어지는 3색의 잉크액을 개별적으로 토출할 수 있다. 또한, 이 분사 헤드(7)에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

상기 액재 저장부(8)는 분사 헤드(7)에 공급하는 액재가 개별적으로 저장된다. 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 R, G, B로 이루어지는 3색의 잉크액을 개별적으로 저장하고 있다. 또한, 공급 튜브(9)도 분사 헤드(7)에 공급하는 잉크액의 종류에 따라 복수개 배열 설치된다.

상기 제어 장치(10)는 CPU, ROM, RAM 등(모두 도시 생략)을 포함하여 구성된 주(主)제어부(31)와, 분사 헤드(7)에 공급하기 위한 구동 신호를 발생하는 구동 신호 발생부(32)와, 레이저 수광 소자(19)로부터의 출력 전압(전압 레벨)을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(33)(이하, A/D 변환기(33)라고 함)를 구비하고 있다. 이 A/D 변환기(33)로부터의 신호는 구동 신호 발생부(32)에 입력되어 있다.

상기 주제어부(31)는, 이 제조 장치(1)에서의 제어를 행하는 주제어 수단으로서 기능하고, 예를 들어, 액체방울의 토출 제어에 관한 토출 데이터(SI)를 생성하거나, 캐리지 모터(6)를 제어하기 위한 이동 제어 정보(DRV1)를 생성한다. 또한, 주제어부(31)는 분사 헤드(7)의 제어용 신호(CK, LAT, CH)를 생성하거나, 구동 신호 발생부(32)에 출력하는 파형 정보(DAT)를 생성한다. 따라서, 주제어부(31)는 본 발명에서의 펄스 형상 설정 수단으로서도 기능한다. 또한, 주제어부(31)는 후술하는 바와 같이 본 발명에서의 부족량 취득 수단이나 초과량 취득 수단으로서도 기능한다.

상기 토출 데이터는 액체방울을 토출할지의 여부, 및 토출할 경우의 토출량을 나타내는 데이터이며, 본 실시예에서는 2비트의 데이터로 구성된다. 이 토출 데이터는 1개의 토출 주기당의 토출 상태를 4단계로 나누어 표시한다. 예를 들면, 액체방울을 토출하지 않는 「비토출」, 소량의 액체방울을 토출하는 「토출 1」, 중량(中量)의 액체방울을 토출하는 「토출 2」, 및 다량의 액체방울을 토출하는 「토출 3」의 4단계 토출량을 표시한다. 그리고, 「비토출」은 토출 데이터 [00]으로 표시되고, 「토출 1」은 토출 데이터 [01]로 표시된다. 또한, 「토출 2」는 토출 데이터 [10]으로 표시되고, 「토출 3」은 토출 데이터 [11]로 표시된다.

분사 헤드(7)의 제어용 신호는, 예를 들어, 동작 클록으로서의 클록 신호(CK), 토출 데이터의 래치(latch) 타이밍을 규정하는 래치 신호(LAT), 및 구동 신호 내의 각 구동 펄스의 공급 개시 타이밍을 규정하는 채널 신호(CH)에 의해 구성된다. 따라서, 주제어부(31)는 이들 클록 신호, 래치 신호, 채널 신호를 분사 헤드(7)에 대하여 적절히 출력한다.

파형 정보(DAT)는 구동 신호 발생부(32)가 발생하는 구동 신호의 파형 형상을 규정한다. 본 실시예에서는, 이 파형 정보를 단위 갱신 시간당의 전압 증감량을 나타내는 데이터에 의해 구성하고 있다. 그리고, 주제어부(31)는 A/D 변환기(33)로부터의 전압 정보(즉, 액재량 검출 수단이 검출한 착탄 액재량)에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정한다(후술함).

구동 신호 발생부(32)는 본 발명에서의 구동 펄스 발생 수단의 일종이다. 즉, 주제어부(31)로부터의 파형 정보에 의거하여, 구동 신호 및 이 구동 신호에 포함되는 구동 펄스의 파형 형상을 설정하며, 이 파형 형상의 구동 펄스를 발생한다. 이 구동 신호 발생부(32)가 발생하는 구동 신호는, 예를 들어, 도 7에 나타낸 신호이며, 소정량의 액체방울을 분사 헤드(7)의 노즐 개구(25)로부터 토출시키기 위한 구동 펄스(PS1∼PS3)를 토출 주기(T) 내에 복수 포함하고 있다. 그리고, 구동 신호 발생부(32)는, 이 구동 신호를 토출 주기(T)마다 반복하여 발생한다. 또한, 이 구동 신호에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

다음으로, 상기 분사 헤드(7)에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 분사 헤드(7)의 기계적 구성에 대해서 설명한다.

상기 압전 진동자(21)는 본 발명의 전기 기계 변환 소자, 즉, 전기 에너지를 운동 에너지로 변환할 수 있는 소자의 일종이며, 압력실(47)의 용적을 변동시킨다. 이 압전 진동자(21)는, 예를 들어, 30㎛∼100㎛ 정도의 상당히 좁은 폭의 빗살 형상으로 분할되어 있다. 예시한 압전 진동자(21)는 압전체와 내부 전극을 번갈아 적층하여 구성된 적층형의 압전 진동자(21)로서, 전계 방향에 직교하는 소자 길이 방향으로 신축(伸縮) 가능한 종(縱)진동 모드의 압전 진동자(21)이다. 그리고, 각 압전 진동자(21)는 기단측(基端側) 부분이 고정판(41) 위에 접합되어 있고, 자유단부를 고정판(41)의 에지보다도 외측으로 돌출시킨 캔틸레버(cantilever) 상태로 부착되어 있다.

또한, 각 압전 진동자(21)의 선단면은 유로 유닛(24)의 섬부(island part)(42)에 맞닿음 상태로 고정되어 있고, 플렉시블 케이블(43)은 고정판(41)과는 반대측으로 되는 진동자 그룹의 측면에서 각 압전 진동자(21)와 전기적으로 접속되어 있다.

유로 유닛(24)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 유로 형성 기판(44)을 사이에 끼워 노즐 플레이트(45)를 유로 형성 기판(44)의 한쪽 표면에 배치하고, 탄성판(46)을 노즐 플레이트(45)와는 반대측으로 되는 다른쪽 표면에 배치하여 적층함으로써 구성되어 있다.

노즐 플레이트(45)는 도트 형성 밀도에 대응한 피치로 복수의 노즐 개구(25)를 열(列) 형상으로 개설(開設)한 스테인리스 강제(鋼製)의 얇은 플레이트이다. 본 실시예에서는 90dpi의 피치로 48개의 노즐 개구(25)를 열설(列設)하고, 이들 노즐 개구(25)에 의해 노즐 열을 구성한다.

유로 형성 기판(44)은 노즐 플레이트(45)의 각 노즐 개구(25)에 대응시켜 압력실(47)로 되는 공부(空部)를 형성하는 동시에, 액체 공급구 및 공통 액실(液室)로 되는 공부를 형성한 판 형상의 부재이다.

압력실(47)은 노즐 개구(25)의 열설 방향(노즐 열 방향)에 대하여 직교하는 방향으로 가늘고 긴 실(室)이며, 편평한 오목실로 구성되어 있다. 그리고, 압력실(47)의 한쪽 끝과 공통 액실(48) 사이에는, 유로 폭이 압력실(47)보다도 충분히 좁은 액체 공급구(49)가 형성되어 있다. 또한, 공통 액실(48)로부터 가장 멀리 떨어진 압력실(47)의 다른쪽 끝에는, 노즐 개구(25)와 압력실(47)을 연통하는 노즐 연통구(50)를 판 두께 방향으로 관통시켜 설치한다.

탄성판(46)은 스테인리스제의 지지판(51) 위에 PPS(폴리페닐렌설파이드) 등의 수지 필름(52)을 적층(laminate) 가공한 이중(二重) 구조이다. 그리고, 압력실(47)에 대응한 부분의 지지판(51)을 고리 형상으로 에칭 가공하여 섬부(42)를 형성하고, 공통 액실(48)에 대응하는 부분의 지지판(51)을 에칭 가공에 의해 제거하여 수지 필름(52)만으로 하고 있다.

상기 구성을 갖는 분사 헤드(7)에서는, 충방전(充放電)에 의해 압전 진동자(21)가 소자 길이 방향으로 신축한다. 즉, 방전에 의해 압전 진동자(21)는 신장(伸長)하여, 섬부(42)가 노즐 플레이트(45) 측으로 가압된다. 한편, 충전에 의해 압전 진동자(21)는 수축하여, 섬부(42)가 노즐 플레이트(45)로부터 이격(離隔)되는 방향으로 이동한다. 그리고, 압전 진동자(21)의 신장에 의해, 섬부 주변의 수지 필름(52)이 변형하여 압력실(47)이 수축한다. 또한, 압전 진동자(21)의 수축에 의해 압력실(47)이 팽창한다. 이와 같이, 압력실(47)의 팽창이나 수축을 제어함으로써 압력실(47) 내의 액체 압력에 변화를 줄 수 있어, 노즐 개구(25)로부터 액체방울(잉크방울)을 토출할 수 있다.

다음으로, 이 분사 헤드(7)의 전기적 구성에 대해서 설명한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이 분사 헤드(7)는 토출 데이터가 세트되는 시프트 레지스터(61, 62)와, 시프트 레지스터(61, 62)에 세트된 토출 데이터를 래치하는 래치 회로(63,64)와, 래치 회로(63, 64)에 의해 래치된 토출 데이터를 펄스 선택 데이터로 번역하는 디코더(decoder)(65)와, 타이밍 신호를 출력하는 제어 로직(66)과, 전압 증폭기로서 기능하는 레벨 시프터(67)와, 압전 진동자(21)에 대한 구동 신호의 공급을 제어하는 스위치 회로(68)와, 압전 진동자(21)를 구비하고 있다.

시프트 레지스터(61, 62)는 제 1 시프트 레지스터(61) 및 제 2 시프트 레지스터(62)로 구성된다. 그리고, 제 1 시프트 레지스터(61)에는 모든 노즐 개구(25)에 관한 하위 비트(비트 0)의 토출 데이터가 세트되고, 제 2 시프트 레지스터(62)에는 모든 노즐 개구(25)에 관한 상위 비트(비트 1)의 토출 데이터가 세트된다.

래치 회로(63, 64)는 제 1 래치 회로(63) 및 제 2 래치 회로(64)로 구성된다. 그리고, 제 1 래치 회로(63)는 제 1 시프트 레지스터(61)에 전기적으로 접속되고, 제 2 래치 회로(64)는 제 2 시프트 레지스터(62)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 이들 래치 회로(63, 64)에 래치 신호가 입력되면, 제 1 래치 회로(63)는 제 1 시프트 레지스터(61)에 세트된 하위 비트의 토출 데이터를 래치하고, 제 2 래치 회로(64)는 제 2 시프트 레지스터(62)에 세트된 상위 비트의 토출 데이터를 래치한다.

래치 회로(63, 64)에 의해 래치된 토출 데이터는 디코더(65)에 입력된다. 이 디코더(65)는 펄스 선택 데이터 생성 수단으로서 기능하고, 2비트의 토출 데이터를 번역하여 복수 비트의 펄스 선택 데이터를 생성한다. 본 실시예에서는, 도 7이나 도 14에 나타낸 바와 같이, 구동 신호 발생부(32)는 토출 주기(T) 내에 3개의 구동 펄스(PS1∼PS3, PS4∼PS6)가 포함된 구동 신호를 생성하기 때문에,디코더(65)는 3비트의 펄스 선택 데이터를 생성한다.

즉, 액체방울을 토출하지 않는 토출 데이터 [00]을 번역하여 펄스 선택 데이터 [000]을 생성하고, 소량의 액체방울을 토출하는 토출 데이터 [01]을 번역하여 펄스 선택 데이터 [010]을 생성한다. 마찬가지로, 중량의 액체방울을 토출하는 토출 데이터 [10]을 번역하여 펄스 선택 데이터 [101]을 생성하고, 다량의 액체방울을 토출하는 토출 데이터 [11]을 번역하여 펄스 선택 데이터 [111]을 생성한다.

제어 로직(66)은 주제어부(31)로부터의 래치 신호(LAT)나 채널 신호(CH)를 수신할 때마다 타이밍 신호를 생성하고, 생성한 타이밍 신호를 디코더(65)에 공급한다. 그리고, 디코더(65)는, 이 타이밍 신호를 수신할 때마다 3비트의 펄스 선택 데이터를 상위 비트 측으로부터 차례로 레벨 시프터(67)에 입력한다.

레벨 시프터(67)는 전압 증폭기로서 기능하고, 펄스 선택 데이터가 [1]인 경우에는, 스위치 회로(68)를 구동할 수 있는 전압, 예를 들어, 수십볼트 정도의 전압으로 승압(昇壓)된 전기 신호를 출력한다. 레벨 시프터(67)에서 승압된 [1]의 펄스 선택 데이터는 스위치 회로(68)에 공급된다. 이 스위치 회로(68)의 입력 측에는 구동 신호 발생부(32)로부터의 구동 신호(COM)가 공급되어 있고, 스위치 회로(68)의 출력 측에는 압전 진동자(21)가 접속되어 있다. 인자(印字) 데이터는 스위치 회로(68)의 작동을 제어한다. 예를 들면, 스위치 회로(68)에 공급되는 펄스 선택 데이터가 [1]인 기간 중은, 구동 신호가 압전 진동자(21)에 공급되고, 이 구동 신호에 따라 압전 진동자(21)는 변형한다. 한편, 스위치 회로(68)에 공급되는 펄스 선택 데이터가 [0]인 기간 중은, 레벨 시프터(67)로부터는 스위치회로(68)를 작동시키는 전기 신호가 출력되지 않고, 압전 진동자(21)에는 구동 신호가 공급되지 않는다. 또한, 압전 진동자(21)는 콘덴서와 같이 기능하기 때문에, 압전 진동자(21)의 전위는 펄스 선택 데이터가 [0]인 기간 중에서 차단 직전의 전위를 계속하여 유지한다.

다음으로, 구동 신호 발생부(32)가 발생하는 구동 신호에 대해서 설명한다. 도 7에 예시한 구동 신호는 비교적 다량의 액체방울을 토출할 수 있는 표준 구동 신호이다. 이 표준 구동 신호는 토출 주기(T) 내에 3개의 표준 구동 펄스, 즉, 제 1 표준 구동 펄스(PS1)(T1), 제 2 표준 구동 펄스(PS2)(T2), 제 3 표준 구동 펄스(PS3)(T3)를 포함하고, 이들 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)를 소정 간격마다 발생하고 있다.

이들 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)는 본 발명의 제 1 구동 펄스의 일종이며, 모두 동일한 파형 형상의 펄스 신호에 의해 구성되어 있다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이들 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)는 중간 전위(VM)로부터 최대 전위(VH)까지 액체방울을 토출시키지 않을 정도의 일정 구배(勾配)로 전위를 상승시키는 팽창 요소(P1)와, 최대 전위(VH)를 소정 시간 유지하는 팽창 홀드 요소(P2)와, 최대 전위(VH)로부터 최저 전위(VL)까지 급(急)구배로 전위를 하강시키는 토출 요소(P3)와, 최저 전위(VL)를 소정 시간 유지하는 수축 홀드 요소(P4)와, 최저 전위(VL)로부터 중간 전위(VM)까지 전위를 상승시키는 제진(制振) 요소(P5)로 이루어지는 복수의 파형 요소에 의해 구성되어 있다.

이들 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)를 압전 진동자(21)에 공급하면, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)가 공급될 때마다 소정량(예를 들어, 15ng)의 액체방울이 노즐 개구(25)로부터 토출된다.

즉, 팽창 요소(P1)의 공급에 따라 압전 진동자(21)가 크게 수축하고, 압력실(47)은 중간 전위(VM)에 대응하는 정상 용적으로부터 최대 전위(VH)에 대응하는 최대 용적까지 액체방울을 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창한다. 이 팽창에 따라 압력실(47) 내가 감압(減壓)되고, 공통 액실(48)의 액재가 액체 공급구(49)를 통과하여 압력실(47) 내에 유입(流入)된다. 이 압력실(47)의 팽창 상태는 팽창 홀드 요소(P2)의 공급 기간에 걸쳐 유지된다. 그 후, 토출 요소(P3)가 공급되어 압전 진동자(21)가 크게 신장하고, 압력실(47)은 최소 용적까지 급격하게 수축한다. 이 수축에 따라, 압력실(47) 내의 액재가 가압되어 노즐 개구(25)로부터 소정량의 액체방울이 토출된다. 토출 요소(P3)에 이어서 수축 홀드 요소(P4)가 공급되기 때문에, 압력실(47)의 수축 상태가 유지된다. 그리고, 압력실(47)의 수축 상태에서, 메니스커스(노즐 개구(25)에서 노출되어 있는 액재의 자유표면)는 액체방울 토출의 영향을 받아 크게 진동한다. 그 후, 메니스커스의 진동을 억제할 수 있는 타이밍으로 제진 요소(P5)가 공급되고, 압력실(47)이 정상 용적까지 팽창 복귀한다. 즉, 압력실(47) 내의 액재에 발생한 압력을 상쇄(相殺)하도록 압력실(47)을 팽창시켜 액체 압력을 감압한다. 이것에 의해, 메니스커스의 진동을 단시간에 억제할 수 있어, 다음 액체방울의 토출을 안정시킬 수 있다.

또한, 상기 정상 용적은 중간 전위(VM)에 대응하는 압력실(47)의 용적이다. 그리고, 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)가 공급되지 않을 경우, 압전 진동자(21)에는 이중간 전위(VM)가 공급되기 때문에, 액체방울을 토출하지 않는 상태(정상 상태)에서, 압력실(47)은 이 정상 용적으로 된다.

그리고, 1개의 토출 주기(T) 내에 공급하는 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)의 수를 바꿈으로써, 액체방울의 토출량을 토출 주기(T)마다 설정할 수 있다. 예를 들면, 토출 주기(T)에 제 2 표준 구동 펄스(PS2)만을 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 15ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다. 또한, 토출 주기(T) 내에서 제 1 표준 구동 펄스(PS1)와 제 3 표준 구동 펄스(PS3)를 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 30ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다. 또한, 토출 주기(T) 내에서 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)를 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 45ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 액재량을 중량(ng)으로 표시하여, 중량에 의한 제어를 설명하고 있지만, 용량(pL)에 의해 제어할 수도 있다.

이 액체방울의 토출 제어는 상기 펄스 선택 데이터에 의거하여 실행된다. 즉, 펄스 선택 데이터가 [000]인 경우에는, 제 1 표준 구동 펄스(PS1)에 대응하는 제 1 발생 기간(T1), 제 2 표준 구동 펄스(PS2)에 대응하는 제 2 발생 기간(T2), 및 제 3 표준 구동 펄스(PS3)에 대응하는 제 3 발생 기간(T3)의 모두에서 스위치 회로(68)는 오프(off) 상태로 된다. 이 때문에, 압전 진동자(21)에는 어느쪽 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)도 공급되지 않는다. 그리고, 펄스 선택 데이터가 [010]인 경우에는, 제 2 발생 기간(T2)에서 스위치 회로(68)가 온(on) 상태로 되고, 제 1 발생 기간(T1) 및 제 3 발생 기간(T3)에서는 스위치 회로(68)가 오프 상태로 된다.이 때문에, 압전 진동자(21)에는 제 2 표준 구동 펄스(PS2)만이 공급된다. 또한, 펄스 선택 데이터가 [101]인 경우에는, 제 1 발생 기간(T1) 및 제 3 발생 기간(T3)에서 스위치 회로(68)가 온 상태로 되고, 제 2 발생 기간(T2)에서는 스위치 회로(68)가 오프 상태가 된다. 이 때문에, 압전 진동자(21)에는 제 1 표준 구동 펄스(PS1)와 제 3 표준 구동 펄스(PS3)가 공급된다. 마찬가지로, 펄스 선택 데이터가 [111]인 경우에는, 제 1 발생 기간(T1) 내지 제 3 발생 기간(T3)의 각 기간에서 스위치 회로(68)가 온 상태로 되어, 압전 진동자(21)에는 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)가 공급된다.

또한, 액체방울의 토출 제어에서는, 구동 펄스의 종류를 변경함으로써, 토출되는 액체방울의 양을 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 14에 예시한 마이크로 구동 신호(PS4∼PS6)에서는, 이들 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)가 공급될 때마다 소정량(예를 들어, 5.5ng)의 액체방울이 노즐 개구(25)로부터 토출된다.

이들 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)는 본 발명의 제 2 구동 펄스의 일종이며, 모두 동일한 파형 형상의 펄스 신호에 의해 구성되어 있다. 예를 들면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 이들 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)는 중간 전위(VM)로부터 최대 전위(VH)까지 비교적 급격한 구배로 전위를 상승시키는 제 2 팽창 요소(P11)와, 최대 전위(VH)를 상당히 짧은 시간 유지하는 제 2 팽창 홀드 요소(P12)와, 최대 전위(VH)로부터 토출 전위(VF)까지 급구배로 전위를 하강시키는 제 2 토출 요소(P13)와, 토출 전위(VF)를 상당히 짧은 시간에 걸쳐 유지하는 토출 홀드 요소(P14)와, 토출 전위(VF)로부터 최저 전위(VL)까지 제 2 토출 요소(P13)보다도완만한 구배로 전위를 하강시키는 수축 제진 요소(P15)와, 최저 전위(VL)를 소정 시간에 걸쳐 유지하는 제진 홀드 요소(P16)와, 최저 전위(VL)로부터 중간 전위(VM)까지 비교적 완만한 구배로 전위를 상승시키는 팽창 제진 요소(P17)로 이루어지는 복수의 파형 요소에 의해 구성되어 있다.

이들 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)를 압전 진동자(21)에 공급하면, 압력실(47)이나 이 압력실(47) 내의 액재 상태가 다음과 같이 변화하여, 노즐 개구(25)로부터 액체방울이 토출된다.

즉, 제 2 팽창 요소(P11)의 공급에 따라 정상 용적의 압력실(47)이 급격하게 팽창하여, 메니스커스를 압력실(47) 측에 크게 인입한다. 그리고, 제 2 팽창 홀드 요소(P12)가 상당히 짧은 시간에 걸쳐 공급되면, 인입된 메니스커스의 중심 부분의 이동 방향이 표면장력에 의해 반전(反轉)된다. 그 후, 제 2 토출 요소(P13)가 공급되어, 압력실(47)은 최대 용적으로부터 토출 용적까지 급격하게 수축한다. 이 때, 토출 방향을 향하여 기둥 형상으로 신장한 메니스커스의 중심 부분이 끊어져, 액체방울 형상으로 되어 토출된다.

제 2 토출 요소(P13)의 공급 후, 토출 홀드 요소(P14)와 수축 제진 요소(P15)가 차례로 공급된다. 수축 제진 요소(P15)의 공급에 의해, 압력실(47)은 토출 용적으로부터 최소 용적까지 수축하는데, 그 수축 속도는 액체방울 토출 후에서의 메니스커스 진동을 억제할 수 있는 속도로 설정된다. 이 수축 제진 요소(P15)에 이어서 제진 홀드 요소(P16)가 공급되기 때문에, 압력실(47)의 수축 상태는 유지된다. 그 후, 메니스커스의 진동을 소거할 수 있는 타이밍으로 팽창제진 요소(P17)가 공급되고, 메니스커스의 진동을 억제하도록 압력실(47)이 정상 용적까지 팽창 복귀한다.

이 마이크로 구동 신호에서도, 1개의 토출 주기(T) 내에 공급하는 마이크로 구동 펄스의 수를 바꿈으로써, 액체방울의 토출량을 제어할 수 있다. 예를 들면, 토출 주기(T) 내에서 제 2 마이크로 구동 펄스(PS5)만을 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 5.5ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다. 또한, 토출 주기(T) 내에서 제 1 마이크로 구동 펄스(PS4)와 제 3 마이크로 구동 펄스(PS6)를 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 11ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다. 또한, 토출 주기(T) 내에서 각 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)를 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 예를 들어, 16.5ng의 액체방울을 토출시킬 수 있다.

이 액체방울의 토출 제어도 상기한 펄스 선택 데이터에 의거하여 실행된다. 또한, 펄스 선택 데이터에 의거한 토출 제어는 상기 표준 구동 신호에서의 제어와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

또한, 액체방울의 토출량이나 비행 속도는, 이들 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)나 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)의 파형 형상을 변경하는 것에 의해서도 변경할 수 있다. 즉, 구동 펄스의 종류를 변경함으로써 액체방울의 토출량 등을 크게 바꿀 수 있고, 또한, 구동 펄스의 종류(전체적인 형상)는 그대로 각 파형 요소의 시종단 전위(전위차)나 시간 폭을 설정함으로써 액체방울의 토출량 등을 정밀하게(즉, 고정밀도로) 바꿀 수 있다.

이하, 각 파형 요소의 설정 변경에 따른 액체방울의 토출량이나 비행 속도변화에 대해서 구동 펄스마다 설명한다.

우선, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)에 대해서, 구동 전압(최대 전위(VH)로부터 최저 전위(VL)까지의 전위차)과 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다. 여기서, 도 9는 구동 전압을 조정한 경우의 액체방울의 토출 특성의 변화이며, (a)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 비행 속도 변화를 나타내고, (b)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 중량 변화를 나타낸다.

또한, 구동 전압을 설정할 때, 최저 전위(VL)와 각 파형 요소(P1∼P5)의 시간 폭은 바꾸지 않고, 최대 전위(VH)를 변경했다. 또한, 중간 전위(VM)는 구동 전압에 대응시켜 변경했다. 또한, 도 9의 (a)에 있어서, 흑색 원을 붙인 실선(實線)이 메인 액체방울을 나타내고, 백색 원을 붙인 점선이 새틀라이트 액체방울(메인 액체방울에 부수되어 비행하는 액체방울)을 나타낸다. 또한, 삼각을 붙인 1점쇄선이 제 2 새틀라이트 액체방울(새틀라이트 액체방울에 부수되어 비행하는 액체방울)을 나타낸다.

이 도 9로부터 알 수 있듯이, 구동 전압의 크기와 액체방울의 비행 속도 및 중량은 서로 정비례(계수는 플러스)의 관계에 있다고 할 수 있다. 즉, 구동 전압을 크게 하면 액체방울의 비행 속도는 빨라지고, 액체방울의 중량도 증가한다(즉, 액체방울의 토출량이 증가함). 예를 들면, 구동 전압이 20V인 경우, 메인 액체방울의 비행 속도는 약 3m/s이고, 중량은 약 9ng이다. 또한, 구동 전압이 29V인 경우, 비행 속도는 약7m/s이고, 중량은 약15.5ng이다. 또한, 구동 전압이 35V인 경우, 비행 속도는 약 10m/s이고, 중량은 약 20.5ng이다.

이것은 구동 전압의 증감에 의해 압력실 용적의 변화 폭이 변화했기 때문이라고 생각된다. 즉, 구동 전압을 기준 전압보다도 높이면, 팽창 시와 수축 시의 용적 차가 기준 시보다도 커진다. 이 때문에, 기준 시보다도 많은 액재를 압력실(47) 내로부터 배제할 수 있어, 토출량이 증가한다. 또한, 토출 요소(P3)의 시간 폭은 변화하지 않기 때문에, 액체방울 토출 시에서의 압력실(47)의 수축 속도가 기준 시보다도 높아져, 액체방울을 고속으로 토출할 수 있다. 반대로, 구동 전압을 기준 전압보다도 낮게 설정하면, 팽창 시와 수축 시의 용적 차가 기준 시보다도 작아진다. 이 때문에, 압력실(47) 내로부터 배제되는 액재의 양이 기준 시보다도 적어져, 액체방울의 토출량이 감소한다. 또한, 압력실(47)의 수축 속도도 기준 시보다도 낮아지기 때문에, 액체방울의 비행 속도도 낮아진다.

또한, 도 9의 (a)를 살펴보면, 구동 전압이 26V 이상으로 되면, 액체방울은 메인 액체방울과 새틀라이트 액체방울로 나뉘어 비행한다. 또한, 구동 전압이 32V 이상으로 되면, 상기 새틀라이트 액체방울에 더하여 제 2 새틀라이트 액체방울이 출현(出現)한다. 이들 새틀라이트 액체방울 및 제 2 새틀라이트 액체방울의 비행 속도는, 도 9의 (a)의 측정 범위에서는, 구동 전압의 크기에 그다지 영향을 받지 않는다. 예를 들면, 새틀라이트 액체방울의 비행 속도는 구동 전압을 26V로 설정하면 약 5m/s이고, 구동 전압을 29V 및 32V로 설정하면 약 4m/s이다. 또한, 구동 전압을 35V로 설정하면 약 6m/s로 된다. 제 2 새틀라이트 액체방울에 대해서는, 구동 전압을 32V 및 35V로 설정한 경우에서 대략 동일하며, 모두 약 4m/s이다.

이상으로부터, 구동 전압의 설정에 의해, 토출하는 액체방울의 비행 속도와중량을 동시에 증감시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 새틀라이트 액체방울이나 제 2 새틀라이트 액체방울의 발생을 제어할 수 있음도 알 수 있다.

다음으로, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)에서의 중간 전위(VM)와 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다.

상기한 바와 같이, 이 중간 전위(VM)는 압력실(47)의 정상 용적을 규정하는 것이다. 그리고, 상기 압전 진동자(21)는 전위의 상승(충전)에 따라 수축하여 압력실(47)을 팽창시키고, 전위의 하강(방전)에 따라 신장하여 압력실(47)을 수축시키기 때문에, 기준보다도 중간 전위(VM)를 높게 설정하면, 정상 용적은 기준 용적(기준의 중간 전위(VM)에 대응하는 압력실 용적)보다도 팽창한다. 한편, 기준보다도 중간 전위(VM)를 낮게 설정하면, 정상 용적은 기준 용적보다도 수축한다.

여기서, 중간 전위(VM)만을 변경한 경우에는, 최대 전위(VH)는 중간 전위(VM)의 변경 전과 변경 후에서 동일하다. 이 때문에, 중간 전위(VM)를 기준보다도 높게 설정하면, 중간 전위(VM)로부터 최대 전위(VH)까지의 전위차가 기준의 중간 전위(VM)로 설정한 경우보다도 작아지고, 압력실(47)의 팽창 마진도 적어진다. 한편, 중간 전위(VM)를 기준보다도 낮게 설정하면, 중간 전위(VM)로부터 최대 전위(VH)까지의 전위차가 기준의 중간 전위(VM)로 설정한 경우보다도 커지고, 압력실(47)의 팽창 마진도 많아진다. 이 팽창 마진은 압력실(47) 내로의 액재 유입량을 규정한다. 즉, 팽창 마진이 기준보다도 많으면 공통 액실(48)로부터 압력실(47) 내에 유입되는 액체방울의 양이 기준량보다도 많아지고, 팽창 마진이 기준보다도 적으면 공통 액실(48)로부터 압력실(47) 내에 유입되는 액체방울의 양이 기준량보다도 적어진다.

또한, 중간 전위(VM)만을 변경한 경우에는, 팽창 요소(P1)의 시간 폭(공급 시간)도 중간 전위(VM)의 변경 전후에서 동일해진다. 이 때문에, 기준보다도 중간 전위(VM)를 높게 설정하면, 팽창 요소(P1)를 압전 진동자(21)에 공급했을 때, 압력실(47)의 팽창 속도가 느려진다. 한편, 기준보다도 중간 전위(VM)를 낮게 설정하면, 압력실(47)의 팽창 속도는 빨라진다.

압력실(47)의 팽창 마진은 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서의 압력실(47) 내의 액재 압력(액체 압력)에 영향을 미친다. 즉, 팽창 마진이 기준보다도 적을수록 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서 압력실(47) 내의 액체 압력은 정상 상태의 압력에 근접하기 때문에, 액재의 유입량은 기준보다도 적어지고, 유입 속도도 느려진다. 그 결과, 압력실(47) 내의 액재의 압력 변동은 비교적 작아진다. 반대로, 팽창 마진이 기준보다도 많으면, 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서 압력실(47) 내의 액체 압력은 크게 저하된다. 이 때문에, 액재의 유입량이 많아지는 동시에 유입 속도가 빨라지고, 압력실(47) 내의 액재의 압력 변동이 커진다.

여기서, 압력실(47)은 음향관으로 간주할 수 있기 때문에, 팽창 요소(P1)의 공급에 의해 발생한 액재의 압력 변동 에너지는 압력실(47) 내에서 보존되어 압력 진동으로 된다. 그리고, 이 압력 진동이 정압(正壓)으로 되는 타이밍에 맞추어 토출 요소(P3)가 공급되어 압력실(47)이 수축한다. 이 때, 압력실(47) 내에서 보존되어 있는 에너지가 압력실(47)의 팽창 마진(즉, 중간 전위(VM)의 크기)에 따라 서로 다르기 때문에, 토출 요소(P3)의 전위차나 경사가 동일할지라도 액체방울의 비행 속도나 토출량이 변화한다.

이 경우에 있어서, 중간 전위(VM)의 변화에 대한 비행 속도의 변화 정도와 토출량의 변화 정도에는 차가 있다. 즉, 감도(感度)에 차가 있다. 예를 들면, 비행 속도는 중간 전위(VM)의 변화에 대하여 비교적 크게 변화하지만, 액체방울의 중량은 중간 전위(VM)의 변화에 대한 변화가 비교적 작다. 이것은 액체방울의 중량은 구동 전압(토출 요소(P3)의 전위차), 즉, 압력실(47)의 수축량에 의해 강하게 지배되기 때문이라고 생각된다.

따라서, 상기 구동 전압과 중간 전위(VM)를 조합시켜 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도를 일정하게 유지하면서, 액체방울의 토출량을 바꿀 수 있다.

예를 들면, 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정하면, 구동 전압 및 중간 전위(VM)와 액체방울의 중량의 관계는 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 10의 (a)로부터, 구동 전압을 31.5V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 20%(즉, 최저 전위(VL)로부터 6.3V 높은 전위)로 각각 설정하면, 약 16.5ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 29.7V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 40%로 각각 설정하면, 약 15.3ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 28.0V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 60%로 각각 설정하면, 약 13.6ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 구동 전압과 중간 전위(VM)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량을 일정하게 유지하면서, 액체방울의 비행 속도를 바꿀 수도 있다.

예를 들면, 액체방울의 중량을 15ng으로 설정하면, 구동 전압 및 중간전위(VM)와 액체방울의 비행 속도의 관계는 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 10의 (b)로부터, 구동 전압을 29.2V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 20%(즉, 최저 전위(VL)로부터 5.9V 높은 전위)로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.1m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 29.0V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 40%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.8m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 30.6V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 60%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 8.1m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)의 팽창 요소(P1)의 시간 폭(Pwc1)과 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다.

이 팽창 요소(P1)의 시간 폭은 압력실(47)의 정상 용적으로부터 최대 용적으로의 팽창 속도를 규정한다. 그리고, 팽창 요소(P1)의 시간 폭에 관계없이, 팽창 요소(P1)의 시단(始端) 전위를 중간 전위(VM)로, 종단 전위를 최대 전위(VH)로 각각 정하면, 기준보다도 시간 폭을 짧게 설정함으로써 팽창 요소(P1)의 구배가 급격해지고, 압력실(47)의 팽창 속도는 기준보다도 빨라진다. 한편, 기준보다도 시간 폭을 길게 설정하면 팽창 요소(P1)의 경사가 완만해지고, 압력실(47)의 팽창 속도는 기준보다도 느려진다.

이 팽창 속도의 차이는 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서의 압력실(47) 내의 액체 압력에 영향을 미친다. 즉, 팽창 속도가 기준보다도 느리면, 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서 액체 압력의 변동은 작아지고, 액재의 압력실(47) 내로의 유입속도도 느려진다. 한편, 팽창 속도가 기준보다도 빠르면, 팽창 요소(P1)의 공급 직후에서 압력실(47) 내의 액체 압력은 크게 저하되어 압력 진동이 커지고, 액재의 압력실(47) 내로의 유입 속도도 빨라진다.

따라서, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 바꿈으로써, 토출 요소(P3)의 전위차나 경사가 동일할지라도 액체방울의 비행 속도나 액체방울의 중량을 변화시킬 수 있다.

또한, 이 경우에도 중간 전위(VM)를 변화시킨 경우와 동일하게, 비행 속도는 팽창 요소(P1)의 시간 폭의 변화에 대하여 비교적 크게 변화하지만, 액체방울의 중량은 팽창 요소(P1)의 시간 폭의 변화에 대한 변화량이 비교적 작다. 따라서, 상기 구동 전압과 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도를 일정하게 유지하면서, 액체방울의 토출량을 바꿀 수 있다.

예를 들면, 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정하면, 구동 전압 및 팽창 요소(P1)의 시간 폭과 액체방울의 중량의 관계는 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 11의 (a)로부터, 구동 전압을 27.4V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 2.5㎲로 각각 설정하면, 약 15.3ng의 액재를 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 29.5V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 3.5㎲로 각각 설정하면, 약 16.0ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 25.0V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 6.5㎲로 각각 설정하면, 약 11.8ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 구동 전압과 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량을 일정하게 유지하면서, 액체방울의 비행 속도를 바꿀 수도 있다.

예를 들면, 액체방울의 중량을 15ng으로 설정하면, 구동 전압 및 팽창 요소(P1)의 시간 폭과 액체방울의 비행 속도의 관계는 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 11의 (b)로부터, 구동 전압을 26.8V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 2.5㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.7m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 27.8V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 3.5㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.3m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 31.7V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 6.5㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 10.8m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)의 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭(Pwh1)과 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다.

이 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭은 토출 요소(P3)의 공급 개시 타이밍, 즉, 압력실(47)의 수축 개시 타이밍을 규정한다. 또한, 이 압력실(47)의 수축 개시 타이밍의 차이도 액체방울의 비행 속도와 토출량에 영향을 미친다. 이것은 팽창 요소(P1)에 의해 여기(勵起)된 압력 진동의 위상과 토출 요소(P3)에 의해 여기되는 압력 진동의 위상의 차에 따라, 합성 압력이 변화하기 때문이라고 생각된다.

즉, 팽창 요소(P1)의 공급에 의해 압력실(47)이 팽창하면, 상기한 바와 같이, 이 팽창에 따라 압력실(47) 내의 액재에는 압력 진동이 여기된다. 그리고, 압력실(47) 내의 액체 압력이 정압으로 되는 타이밍에 맞추어 압력실(47)의 수축을 개시하면, 정상 상태에서 토출시킨 경우보다도 액체방울을 고속으로 비행시킬 수있다. 반대로, 압력실(47) 내의 액체 압력이 부압(負壓)으로 되는 타이밍에 맞추어 압력실(47)의 수축을 개시하면, 정상 상태에서 토출시킨 경우보다도 액체방울을 저속으로 비행시킬 수 있다. 또한, 액체방울의 중량에 관하여, 이 중량은 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭에 대응하여 변화하는데, 그 변화량은 비교적 작다. 이것은 상기 각 케이스(23)와 동일하며, 액체방울의 중량은 주로 구동 전압의 크기에 의해 지배되기 때문이라고 생각된다.

이것을 도 12에 의거하여 설명한다. 여기서, 도 12는 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 조정한 경우의 토출 특성의 변화이며, (a)는 시간 폭을 변화시켰을 때의 액체방울의 비행 속도 변화를 나타내고, (b)는 시간 폭을 변화시켰을 때의 액체방울의 중량 변화를 나타낸다. 또한, 이들 도면에 있어서, 실선은 구동 전압을 20V로 설정한 경우의 특성이고, 1점쇄선은 구동 전압을 23V로 설정한 경우의 특성이며, 점선은 구동 전압을 26V로 설정한 경우의 특성이다. 또한, 최저 전위(VL)와 팽창 홀드 요소(P2) 이외의 각 파형 요소의 시간 폭은 기준값으로 일정하게 하고, 중간 전위(VM)는 구동 전압에 대응시켜 변경했다.

도 12의 (a)로부터 알 수 있듯이, 이 측정 범위에서, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭이 길어질수록 액체방울의 비행 속도는 느려진다. 예를 들면, 구동 전압을 20V로 설정한 경우, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 비행 속도는 약 6.5m/s로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 비행 속도는 약 4m/s로 된다. 또한, 구동 전압을 높게 하면 비행 속도는 빨라진다. 예를 들면, 구동 전압을 23V로 설정한 경우에는, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 비행 속도는 약8.7m/s로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 비행 속도는 약 5.2m/s로 된다. 마찬가지로, 구동 전압을 26V로 설정한 경우에는, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 비행 속도는 약 10.7m/s로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 비행 속도는 약 7m/s로 된다.

그리고, 도 12의 (b)로부터 알 수 있듯이, 이 측정 범위에서, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭이 길어질수록 액체방울의 중량은 감소한다(즉, 토출량이 감소함). 예를 들면, 구동 전압을 20V로 설정한 경우, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 액체방울의 중량은 약 11.5ng으로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 중량은 약 10.5ng으로 된다. 또한, 구동 전압을 높게 하면 액체방울의 중량이 증가한다(즉, 토출량이 증가함). 예를 들면, 구동 전압을 23V로 설정한 경우에는, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 액체방울의 중량은 약 13.2ng으로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 중량은 약 12.1ng으로 된다. 마찬가지로, 구동 전압을 26V로 설정한 경우에는, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2㎲로 설정하면 액체방울의 중량은 약 15.0ng으로 되고, 시간 폭을 3㎲로 설정하면 중량은 13.8ng으로 된다.

그리고, 이 경우에 있어서도, 구동 전압과 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도를 일정하게 유지하면서, 액체방울의 토출량을 바꿀 수 있다.

예를 들면, 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정하면, 구동 전압 및 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭과 액체방울의 토출 중량의 관계는 도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 13의 (a)로부터, 구동 전압을 20.5V로, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 2.0㎲로 각각 설정하면, 약 11.8ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 26.2V로, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 3.0㎲로 각각 설정하면, 약 13.8ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 29.8V로, 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 3.5㎲로 각각 설정하면, 약 15.9ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 구동 전압과 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량을 일정하게 유지하면서, 액체방울의 비행 속도를 바꿀 수도 있다.

예를 들면, 액체방울의 중량을 15ng으로 설정하면, 구동 전압 및 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭과 액체방울의 비행 속도의 관계는 도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 13의 (b)로부터, 구동 전압을 26.2V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 2.0㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 10.8m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 28.0V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 3.0㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 8.0m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 28.0V로, 팽창 요소(P1)의 시간 폭을 3.5㎲로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.3m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 각 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)에 관하여, 구동 전압, 중간 전위(VM), 팽창 요소(P1)의 시간 폭, 및 팽창 홀드 요소(P2)의 시간 폭을 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도나 중량을 제어할 수 있다. 따라서, 원하는양의 액체방울을 원하는 속도로 토출시킬 수 있다. 이것에 의해, 액체방울 착탄 위치의 정확성과 토출량의 정확성을 높은 레벨로 양립(兩立)시킬 수 있다.

다음으로, 각 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)에 대해서 설명한다.

우선, 구동 전압을 변화시켰을 때의 토출 특성의 변화에 대해서 설명한다. 여기서, 도 16은 구동 전압을 조정한 경우의 토출 특성의 변화이며, (a)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 비행 속도 변화를 나타내고, (b)는 구동 전압을 변화시켰을 때의 액체방울의 중량 변화를 나타낸다. 또한, 도 16의 (a)에 있어서,흑색 원을 붙인 실선이 메인 액체방울을 나타내고, 백색 원을 붙인 점선이 새틀라이트 액체방울을 나타낸다. 또한, 삼각을 붙인 파선(破線)이 제 2 새틀라이트 액체방울을 나타낸다.

이 도 16으로부터 알 수 있듯이, 측정 범위에서, 구동 전압의 크기와 액체방울의 비행 속도 및 중량은 서로 정비례(계수는 플러스)의 관계에 있다고 할 수 있다. 즉, 구동 전압을 크게 하면 액체방울(메인 액체방울)의 비행 속도는 빨라지고, 액체방울의 중량도 증가한다. 예를 들면, 구동 전압이 18V인 경우, 메인 액체방울의 비행 속도는 약 4m/s이고, 중량은 약 4.4ng이다. 또한, 구동 전압이 24V인 경우, 비행 속도는 약 9.0m/s이고, 중량은 약 6.8ng이다. 또한, 구동 전압이 33V인 경우, 비행 속도는 약 16m/s이고, 중량은 약 10.2ng이다. 이것은 상기한 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)와 동일한 이유, 즉, 구동 전압의 증감에 의해 압력실 용적의 변화 폭이 변화했기 때문이라고 생각된다. 따라서, 이 마이크로 구동 펄스에서도, 구동 전압의 설정에 의해, 토출하는 액체방울의 비행 속도와 양을 동시에 증감시킬수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 16의 (a)를 살펴보면, 구동 전압이 18V인 상태에서 액체방울은 메인 액체방울과 새틀라이트 액체방울로 나뉘어 비행하고 있다. 또한, 구동 전압이 24V 이상으로 되면, 상기 새틀라이트 액체방울에 더하여 제 2 새틀라이트 액체방울이 출현한다. 이 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)에 있어서, 새틀라이트 액체방울은 구동 전압의 상승에 따라 속도를 증가시키지만, 제 2 새틀라이트 액체방울은 구동 전압 상승에 관계없이 대략 일정한 비행 속도(6∼7m/s)이다.

다음으로, 각 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)의 중간 전위(VM)와 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다.

이 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)에서도 중간 전위(VM)는 압력실(47)의 정상 용적을 규정한다. 따라서, 중간 전위(VM)의 변경에 의해, 정상 용적으로부터 최대 용적까지의 팽창 마진을 설정할 수 있다. 그리고, 팽창 마진을 변경할 수 있음으로써, 제 2 팽창 요소(P11)의 공급 시에서의 메니스커스의 압력실(47) 측으로의 인입량을 설정할 수 있다. 또한, 제 2 팽창 요소(P11)의 시간 폭이 일정하기 때문에, 팽창 마진이 변경되면 메니스커스의 압력실(47) 측으로의 인입 속도도 변화한다.

메니스커스의 인입량과 인입 속도는 액체방울의 토출량에 영향을 미친다고 생각된다. 즉, 메니스커스의 인입량이 기준보다도 많으면 액체방울로서 토출되는 액체의 양이 기준보다도 적어지고, 인입량이 기준보다도 적으면 액체방울로서 토출되는 액체의 양이 기준보다도 많아진다. 또한, 메니스커스의 인입 속도가 기준보다도 높으면, 그 반동에 의해 메니스커스 중심 부분의 이동 속도도 기준보다 높아지고, 액체방울의 비행 속도가 기준보다 높아진다. 한편, 메니스커스의 인입 속도가 기준보다도 낮으면 그 반동도 작아 메니스커스 중심 부분의 이동 속도 및 액체방울의 비행 속도가 기준보다도 낮아진다.

따라서, 상기 구동 전압과 중간 전위(VM)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도를 일정하게 유지하면서, 액체방울의 토출량을 바꿀 수 있다. 예를 들면, 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정하면, 구동 전압 및 중간 전위(VM)와 액체방울의 중량의 관계는 도 17의 (a)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 17의 (a)로부터, 구동 전압을 19.5V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 0%(즉, 최저 전위(VL)와 동일한 전위)로 각각 설정하면, 약 5.6ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 22.5V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 30%로 각각 설정하면, 약 5.9ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 24.5V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 50%로 각각 설정하면, 약 7.5ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 구동 전압과 중간 전위(VM)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량을 일정하게 유지하면서, 액체방울의 비행 속도를 바꿀 수도 있다. 예를 들면, 액체방울의 중량을 5.5ng으로 설정하면, 구동 전압 및 중간 전위(VM)와 액체방울의 비행 속도의 관계는 도 17의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 17의 (b)로부터, 구동 전압을 19.0V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 0%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.9m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 21.5V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 30%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 6.2m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 20.2V로, 중간 전위(VM)를 구동 전압의 50%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 4.5m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로, 각 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)의 토출 전위(VF)(제 2 토출 요소(P13)의 종단 전위)와 액체방울의 토출 특성의 관계에 대해서 설명한다.

상기 토출 전위(VF)는 압력실(47)의 토출 용적(제 2 토출 요소(P13)의 공급 종료 시의 용적)을 규정한다. 따라서, 토출 전위(VF)의 변경에 의해, 최대 용적으로부터 토출 용적까지의 수축량을 설정할 수 있다. 또한, 제 2 토출 요소(P13)의 시간 폭이 일정하기 때문에, 이 토출 전위(VF)의 변경에 의해 수축 속도도 변화한다. 즉, 토출 전위(VF)를 기준보다도 낮게 설정하면 수축 속도가 높아지고, 기준보다도 높게 설정하면 수축 속도가 낮아진다.

압력실(47)의 수축량과 수축 속도는 액체방울의 토출량에 영향을 미친다고 생각된다. 즉, 압력실(47)의 수축량이 기준보다도 많으면 액체방울의 토출량이 기준보다 많아지고, 수축량이 기준보다도 적으면 액체방울의 토출량이 기준보다 적어진다. 또한, 압력실(47)의 수축 속도가 높으면 액체방울의 비행 속도가 높아지고, 수축 속도가 낮으면 비행 속도도 낮아진다.

또한, 이 경우에 있어서, 토출 전위(VF)의 변화에 대한 비행 속도의 변화량과 토출량의 변화량은 구동 전압을 변화시켰을 때의 변화량과 다르다. 따라서, 상기 구동 전압과 토출 전위(VF)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 비행 속도를 일정하게 유지하면서, 토출 중량을 바꿀 수 있다.

예를 들면, 액체방울의 비행 속도를 7m/s로 설정하면, 구동 전압 및 토출 전위(VF)와 액체방울의 중량의 관계는 도 18의 (a)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 18의 (a)로부터, 구동 전압을 27.0V로 설정하고, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 50%(즉, 토출 전위(VF)가 최대 전위(VH)로부터 13.5V 낮은 전위)로 설정하면, 약 3.6ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 21.3V로, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 70%로 각각 설정하면, 약 5.6ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 16.6V로 설정하고, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 100%(즉, 토출 전위(VF)가 최저 전위(VL)와 동일한 전위)로 설정하면, 약 7.6ng의 액체방울을 토출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 100%로 설정한 경우에는, 수축 제진 요소(P15)는 마련하지 않는다.

또한, 구동 전압과 토출 전위(VF)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량을 일정하게 유지하면서, 액체방울의 비행 속도를 바꿀 수도 있다.

예를 들면, 액체방울의 중량을 5.5ng으로 설정하면, 구동 전압 및 토출 전위(VF)와 액체방울의 비행 속도의 관계는 도 18의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 도 18의 (b)로부터, 구동 전압을 32.0V로, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 50%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 11.2m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 19.5V로, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 70%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 5.5m/s로 설정할 수있음을 알 수 있다. 또한, 구동 전압을 12.0V로, 제 2 토출 요소(P13)의 전위차를 구동 전압의 100%로 각각 설정하면, 액체방울의 비행 속도를 약 3.0m/s로 설정할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 각 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6)에 대해서도, 그 구동 전압, 중간 전위(VM), 토출 전위(VF)를 적절히 설정함으로써, 액체방울의 토출량이나 비행 속도를 제어할 수 있다.

따라서, 주제어부(31)(펄스 형상 설정 수단)로부터의 파형 정보에 의해, 각 구동 펄스(PS1∼PS6)의 파형 형상을 설정할 수 있고, 설정된 구동 펄스(PS1∼PS6)를 압전 진동자(21)에 공급함으로써, 원하는 양의 액체방울을 원하는 비행 속도로 토출시킬 수 있다. 따라서, 각 화소 영역(12a)에 대한 소정량(목표량)의 액체방울 토출과 부족량의 액체방울 토출을 동일한 분사 헤드(7)(동일한 노즐 개구(25))에 의해 행할 수 있다.

또한, 액체방울의 비행 속도도 설정할 수 있기 때문에, 양이 다른 액체방울을 동일한 속도로 비행시킬 수 있다. 이것에 의해, 분사 헤드(7)의 주사 속도는 일정한 상태에서 액체방울의 착탄 위치를 일치시킬 수 있다. 따라서, 복잡한 제어를 행하지 않아도 액체방울의 착탄 위치를 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 1방울이 4ng 전후의 상당히 소량인 액체방울은 공기의 점성 저항의 영향을 받기 쉬우므로, 이 점성 저항에 기인하는 실속(失速)분을 고려하는 것이 보다 더 높은 정밀도로 착탄 위치를 제어할 수 있는 경우도 있다. 이 점에 관하여, 본 실시예에서는 구동 펄스의 파형 형상을 설정함으로써, 액체방울의 양을 일정하게하면서도 비행 속도를 변경할 수 있다. 이 때문에, 상기 상당히 소량의 액체방울일지라도, 파형 형상의 설정에 의해 1방울이 10ng 이상인 액체방울과 동일하게 토출을 제어할 수 있어, 제어의 용이화를 도모할 수 있다.

다음으로, 컬러 필터(2)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 19는 컬러 필터 제조 공정을 나타내는 플로차트이고, 도 20은 제조 공정 순서로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(2)(필터 기체(2'))의 모식 단면도이다.

우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(S1)에서는, 도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(11) 위에 블랙 매트릭스(72)를 형성한다. 블랙 매트릭스(72)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(72)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(72)를 형성할 경우에는, 그라비아 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 이용할 수 있다.

이어서, 뱅크 형성 공정(S2)에서, 블랙 매트릭스(72) 위에 중첩되는 상태로 뱅크(73)를 형성한다. 즉, 우선, 도 20의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(11) 및 블랙 매트릭스(72)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(74)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(75)으로 피복한 상태에서 노광 처리를 행한다.

또한, 도 20의 (c)에 나타낸 바와 같이, 레지스트층(74)의 미(未)노광 부분을 에칭 처리함으로써 레지스트층(74)을 패터닝하여, 뱅크(73)를 형성한다. 또한,수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성할 경우에는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용(兼用)하는 것이 가능해진다.

이 뱅크(73)와 그 아래의 블랙 매트릭스(72)는 각 화소 영역을 구획하는 구획 벽부(12b)로 되고, 나중의 착색층 형성 공정에서 분사 헤드(7)에 의해 착색층(76R, 76G, 76B)을 형성할 때에 잉크방울의 착탄 영역을 규정한다.

이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(2')가 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는, 뱅크(73)의 재료로서, 도막(塗膜) 표면이 소(疏)잉크성으로 되는 수지 재료를 사용하고 있다. 그리고, 유리 기판(기판(11)) 표면이 친(親)잉크성이기 때문에, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(73)(구획 벽부(12b))로 둘러싸인 각 화소 영역(12a) 내로의 액체방울의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.

다음으로, 착색층 형성 공정(S3)에서는, 도 20의 (d)에 나타낸 바와 같이, 분사 헤드(7)에 의해 잉크방울을 토출하여 구획 벽부(12b)로 둘러싸인 각 화소 영역(12a) 내에 착탄시킨다. 그 후, 건조 처리를 거쳐 3색의 착색층(76R, 76G, 76B)을 차례로 형성한다. 이 착색층 형성 공정의 상세에 대해서는 도 21을 이용하여 후술한다.

착색층(76R, 76G, 76B)을 형성한 후, 보호막 형성 공정(S4)으로 이행하여, 도 20의 (e)에 나타낸 바와 같이, 기판(11), 구획 벽부(12b), 및 착색층(76R, 76G, 76B)의 상면을 덮도록 보호막(77)을 형성한다.

즉, 기판(11)의 착색층(76R, 76G, 76B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(77)이 형성된다.

그리고, 보호막(77)을 형성한 후, 기판(11)을 각각의 유효 화소 영역마다 절단함으로써, 컬러 필터(2)가 얻어진다.

다음으로, 상기 착색층 형성 공정에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 착색층 형성 공정은, 도 21에 나타낸 바와 같이, 액재 토출 공정(S11)과, 착탄량 검출 공정(S12)과, 보정량 취득 공정(S13)과, 액재 보충 공정(S14)으로 이루어지고, 이들 각 공정이 차례로 실행된다.

액재 토출 공정(S11)에서는, 기판(11) 위의 각 화소 영역(12a)에 소정 색, 예를 들어, R, G, B 중 어느 하나의 액체방울(잉크방울)을 소정량 주입한다. 이 공정에서는, 펄스 형상 설정 수단으로서의 주제어부(31)는 표준 구동 펄스(PS1∼PS3)를 발생시키기 위한 파형 정보(DAT)를 생성하고, 구동 펄스 발생 수단으로서의 구동 신호 발생부(32)는 이 파형 정보에 의거하여 표준 구동 펄스를 발생한다. 그리고, 주제어부(31)(주제어 수단)는 이동 제어 정보(DRV1)를 생성하여 캐리지 모터(6)에 출력하고, 분사 헤드(7)의 제어용 신호를 생성하여 분사 헤드(7)에 출력한다. 이것에 의해, 주주사가 실행된다. 즉, 캐리지 모터(6)가 작동하여 가이드 바(4)가 주주사 방향(X축 방향)으로 이동하고, 이 가이드 바(4)의 이동에 동기하여 분사 헤드(7)의 노즐 개구(25)로부터 소정 색의 잉크방울이 토출된다.

이 경우에 있어서, 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 구동 펄스의 파형 형상이 설정되어 있기 때문에, 잉크방울의 토출량이나 비행 속도가 최적화되어, 소정의 화소 영역(12a)에 소정량의 잉크방울을 착탄시킬 수 있다.

1회의 주주사가 종료된 후, 분사 헤드(7)를 부주사 방향으로 소정량 이동시키고, 다음 주주사를 행한다. 이후는, 상기 동작을 반복하여 실행하여, 기판(11)의 전면(全面), 즉, 모든 화소 영역(12a)에 액체방울을 주입한다.

또한, 이 액재 토출 공정에서, 주제어부(31)(펄스 형상 설정 수단)는 온도 센서나 습도 센서 등의 환경 상태 검출 수단(도시 생략)으로부터의 검출 신호(환경 정보)를 가미(加味)하여 파형 정보(DAT)를 생성할 수도 있다. 이와 같이 구성하면, 제조 장치(1)의 설치 환경(온도나 습도 등)이 변화하여도 액체방울의 토출 특성을 일치시킬 수 있다.

또한, 주제어부(31)(펄스 형상 설정 수단)는 사용하는 액재의 종류 정보, 예를 들어, 점도나 밀도 등의 물성(物性)을 나타내는 물성 정보를 취득하고, 이 종류 정보를 가미하여 파형 정보(DAT)를 생성할 수도 있다. 이와 같이 구성하면, 다른 종류의 액재를 사용했다고 하여도 그 액재에 적합한 파형 형상의 구동 펄스를 발생시킬 수 있어, 범용성이 우수하다.

착탄량 검출 공정(S12)에서는, 상기 액재 토출 공정에서 착탄한 잉크량을 액재량 검출 수단으로서의 액재 센서(17)에 의해 화소 영역(12a)마다 검출한다. 즉, 이 착탄량 검출 공정에서는, 각 노즐 개구(25)의 특성차나 잉크방울의 토출 불량 등에 의해 편차가 생길 수 있는 착탄 잉크량을 화소 영역(12a)마다 검출한다.

이 공정에서는, 주제어부(31)(주제어 수단)는 이동 제어 정보(DRV1)를 캐리지 모터(6)에 출력하여 캐리지(5)를 이동시키고, 발광 제어 정보(DRV2)를 레이저발광 소자(18)에 출력하여 원하는 화소 영역(12a)에 레이저 광선(Lb)을 조사시킨다. 이 레이저 광선(Lb)은 광반사면으로서의 탑재면(3a)에서 반사하거나 하여 레이저 수광 소자(19)에 수광된다. 그리고, 반사 레이저 광선(Lb)을 수광한 레이저 수광 소자(19)는, 수광량(수광 강도)에 따른 전압 레벨의 검출 신호를 주제어부(31)에 출력한다. 주제어부(31)는 레이저 수광 소자(19)로부터의 검출 신호(레이저 수광 소자(19)에서의 수광량)로부터 착탄 잉크량을 판정한다.

이 착탄 잉크량의 판정은 모든 화소 영역(12a)에 대해서 실행된다. 즉, 1개의 화소 영역(12a)에 대한 착탄 잉크량을 검출한 후, 다음 화소 영역(12a)에 대한 착탄 잉크량을 검출한다. 그리고, 모든 화소 영역(12a)에 대해서 착탄 잉크량을 검출한 후, 이 공정을 종료한다. 또한, 취득한 각 착탄 잉크량은 주제어부(31)의 RAM(착탄 액재량 기억 수단, 도시 생략)에 화소 영역(12a)의 위치 정보와 관련지은 상태로 기억된다.

보정량 취득 공정(S13)에서는, 상기 착탄량 검출 공정에서 검출한 각 화소 영역(12a)마다의 착탄 잉크량을 그 화소 영역(12a)에 대한 목표 잉크량(본 발명의 목표 액재량의 일종)과 비교하고, 착탄 잉크량과 목표 잉크량의 차를 보정량으로서 취득한다. 여기서, 본 실시예에서의 목표 잉크량은 착탄 잉크량이 가장 많은 화소 영역(12a)의 착탄 잉크량으로 된다. 즉, 착탄량 검출 공정에서 검출한 착탄 잉크량의 최대값이 목표 잉크량으로서 설정되고, 예를 들어, 주제어부(31)의 RAM(목표 액재량 기억 수단, 도시 생략)에 기억된다. 또한, 목표 잉크량은 각색(R, G, B)에서 공통으로 설정할 수도 있고, 각색마다 개별적으로 설정할 수도 있다.

이 공정에서는, 주제어부(31)는 본 발명의 부족량 취득 수단의 일종으로서 기능한다. 예를 들면, 주제어부(31)는 RAM에 기억된 각 착탄 잉크량과 목표 잉크량을 판독하고, 목표 잉크량과 착탄 잉크량의 차를 연산에 의해 취득한다. 그리고, 취득한 잉크량 차의 정보는, 부족량 정보(본 발명의 액재 과부족량의 일종)로서, 주제어부(31)의 RAM(과부족량 기억 수단에 상당, 도시 생략)에 액재 영역(화소 영역(12a))의 위치 정보와 관련지은 상태로 기억된다.

액재 보충 공정(S14)에서는, 착탄 잉크량이 목표 잉크량에 대하여 부족한 화소 영역(12a) 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여하고, 이 상태에서 부족량에 따른 파형 형상의 구동 펄스(예를 들어, 마이크로 구동 펄스(PS4∼PS6))를 압전 진동자(21)에 공급하여, 그 화소 영역(12a)에 잉크를 보충한다.

즉, 이 공정에서는, 우선, 주제어부(31)는 RAM으로부터 부족량 정보를 판독하여 잉크의 보충이 필요한 화소 영역(12a)을 인식한다. 다음으로, 보충이 필요로 되는 화소 영역(12a)에 대해서, 부족량을 토출시키기 위한 구동 펄스를 설정한다. 즉, 파형 정보를 설정한다. 그리고, 설정된 파형 정보는, 보충 펄스 설정 정보로서, 주제어부(31)의 RAM(보충 펄스 설정 정보 기억 수단에 상당, 도시 생략)에 화소 영역(12a)의 위치 정보와 관련지은 상태로 기억된다.

잉크의 보충이 필요한 모든 화소 영역(12a)에 대해서 보충 펄스 설정 정보를 기억한 후, 주제어부(31)는 잉크의 보충을 제어한다. 즉, 캐리지 모터(6)를 제어하여 보충 대상으로 되는 화소 영역(12a) 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여한다. 그리고, 구동 신호 발생부(32)에 파형 정보(보충 펄스 설정 정보)를 출력하고, 부족량의 액체방울을 토출시켜 상기 화소 영역(12a)에 착탄시킨다.

이 화소 영역(12a)에 대한 잉크의 보충이 종료되면, 분사 헤드(7)를 다음 화소 영역(12a)에 이동시키고, 이 화소 영역(12a)에 대한 잉크의 보충을 동일한 순서로 행한다. 그리고, 보충 대상으로 되는 모든 화소 영역(12a)에 대해서 잉크의 보충이 종료되면, 이 공정을 종료한다.

그리고, 상기한 일련의 공정(즉, 착색층 형성 공정)이 종료되면, 가열 등의 처리를 실시하여 화소 영역(12a) 내에 잉크액을 정착시켜 착색층(76)을 형성한다. 그 후, 정착 후의 필터 기체(2')를 다음 공정(즉, 보호막 형성 공정)으로 이송한다.

또한, 본 실시예에서는 각색(R, G, B)의 잉크를 동일한 분사 헤드(7)에 의해 토출하도록 했지만, 각색에 대응한 복수(3개)의 분사 헤드를 제조 라인 위에 배치하고, 각각 개별적으로 토출하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 제 1 색의 묘화(描畵) 후, 건조 공정을 거쳐, 제 2 색의 묘화로 이행한다. 제 1 색째와 동일하게, 건조 공정을 거쳐, 제 3 색째의 묘화로 이행한다. 제 3 색째의 묘화 후, 건조 공정을 거쳐, 마지막으로 본(本)건조를 행한다. 본건조에 의해 각색의 컬러 필터를 완전하게 건조시킨다.

그런데, 상기에서는 착탄 잉크의 부족량을 보충하도록 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 착탄 잉크량의 설계값을 목표 잉크량으로 하고, 설계값을 초과한 양의 잉크가 착탄한 경우에는 초과량에 따라 착색 성분 분해 수단을 작동시켜, 초과분의 잉크(착색 성분)를 분해하도록 할 수도있다. 이하, 이와 같이 구성한 변형예에 대해서 설명한다.

도 22 및 도 23은 이 변형예를 설명하는 도면으로서, 도 22는 착색층 형성 공정을 설명하는 플로차트이고, 도 23은 착색 성분 분해 수단의 일종인 엑시머 레이저 광원(80)을 설명하는 모식도이다. 또한, 이 변형예의 제조 장치(1)에서의 기본적인 구성은 상기한 예와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

이 변형예의 특징은 착색 성분 분해 수단으로서 엑시머 레이저 광원을 구비하고 있는 점이다. 여기서, 「엑시머」는 동종(同種)의 원자 및 분자에서 기저(基底) 상태에 있는 것과 여기(勵起) 상태에 있는 것 1개씩으로 형성되는 불안정한 이량체이고, 「엑시머 레이저광」은 이 엑시머가 해리(解離)되어 기저 상태로 천이(遷移)할 때의 발광을 이용하는 레이저광이다.

이 엑시머 레이저광은 고(高)에너지를 갖는 자외광이며 잉크액 중의 착색 성분(색소)의 분자 결합을 끊는 작용을 갖기 때문에, 착색 성분을 분해할 수 있어 색 농도를 엷게 할 수 있다. 또한, 잉크의 비산(飛散)이나 필터 기판의 손상이 생기기 어렵다는 작용도 갖는다. 또한, 이 엑시머 레이저광에서는, 그 출력과 조사 펄스 수(시간)를 제어함으로써, 분해되는 착색 성분의 양을 조정할 수도 있다.

이 엑시머 레이저광은, 예를 들어, 엑시머 레이저 광원(80)으로부터 조사된 후에 프리즘(81) 등을 통하여 각 화소 영역(12a)에 조사된다. 또한, 이 엑시머 레이저 광원(80)은, 주제어부(31)에 전기적으로 접속되어 그 작동을 제어할 수 있다. 즉, 주제어부(31)는 엑시머 레이저광의 출력과 조사 펄스 수를 제어한다.

이하, 본 실시예에서의 도포 공정을 설명한다. 또한, 이하의 설명은 상기예와의 차이를 중심으로 행하고, 상기 예와 동일한 내용에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 22에 예시한 바와 같이, 이 도포 공정은 액재 토출 공정(S11)과, 착탄량 검출 공정(S12)과, 보정량 취득 공정(S13')과, 액재 보충 공정(S14)과, 액재 분해 공정(S15)으로 이루어지고, 이들 각 공정이 차례로 실행된다.

액재 토출 공정(S11)에서는, 기판(11) 위의 각 화소 영역(12a)에 소정 색의 잉크방울을 소정량 주입한다. 이 공정은 상기 예의 경우와 동일하게 하여 실행된다. 즉, 캐리지 모터(6)가 작동하여 가이드 바(4)가 주주사 방향(X축 방향)으로 이동하고, 이 가이드 바(4)의 이동에 동기하여 분사 헤드(7)의 노즐 개구(25)로부터 소정 색의 액체방울을 토출시킨다.

착탄량 검출 공정(S12)에서는, 착탄 잉크량을 화소 영역(12a)마다 검출한다. 이 공정도 상기 예의 경우와 동일하게 하여 실행되고, 예를 들어, 액재 센서(17)를 사용하여 행한다. 그리고, 취득된 각 착탄 잉크량은 주제어부(31)의 RAM(착탄 잉크량 기억 수단에 상당, 도시 생략)에 화소 영역(12a)의 위치 정보와 관련지은 상태로 기억된다. 또한, 이 예에서도 액재 센서(17)는 액재량 검출 수단의 일종으로서 기능한다.

보정량 취득 공정(S13')에서는, 상기 착탄량 검출 공정에서 검출한 화소 영역(12a)마다의 착탄 잉크량을 그 화소 영역(12a)에 대한 목표 잉크량(본 발명의 목표 액재량의 일종)과 비교하고, 착탄 잉크량과 목표 잉크량의 차를 보정량으로서 취득한다. 여기서, 이 예에서의 목표 잉크량은 착탄 잉크량의 설계값으로 되고,예를 들어, 주제어부(31)의 RAM(목표 잉크량 기억 수단에 상당, 도시 생략)에 기억된다.

이 공정에서는, 주제어부(31)(본 발명의 부족량 취득 수단의 일종으로서, 초과량 취득 수단의 일종)는 RAM에 기억된 각 착탄 잉크량과 목표 잉크량을 판독하고, 목표 잉크량과 착탄 잉크량의 차를 연산에 의해 취득한다. 그리고, 취득한 잉크량 차의 정보는, 과부족량 정보(본 발명의 액재 과부족량의 일종)로서, 주제어부(31)의 RAM(과부족량 기억 수단에 상당, 도시 생략)에 화소 영역(12a)의 위치 정보와 관련지은 상태로 기억된다.

액재 보충 공정(S4)은 상기 예와 동일한 공정이며, 착탄 잉크량이 목표 잉크량에 대하여 부족한 화소 영역(12a) 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여한 상태에서, 부족량에 따른 파형 형상의 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급하여, 그 화소 영역(12a)에 잉크를 보충한다.

액재 분해 공정(S5 )에서는, 착탄 잉크량이 목표 잉크량에 대하여 초과된 화소 영역(12a)에 엑시머 레이저광을 조사하고, 초과량에 따른 양의 착색 성분을 분해한다. 이 경우에 있어서, 주제어부(31)는 레이저광 조사 제어 수단으로서도 기능하고, 상기 프리즘(81)을 이동시키거나 하여 원하는 화소 영역(12a)에 레이저광을 조사시킨다. 또한, 주제어부(31)는 분해량 제어 수단으로서도 기능하며, 초과량에 따라 레이저광의 출력이나 조사 펄스 수를 제어하여, 필요량의 착색 성분을 분해한다.

그리고, 상기한 일련의 공정(즉, 도포 공정)이 종료되면, 가열 등의 처리를실시하여, 도포한 잉크액을 정착시킨다. 그 후, 필터 기체(2')를 다음 공정으로 이송한다.

또한, 잉크액에 대한 가열 정착 후에 상기 엑시머 레이저에 의한 액재 분해 공정을 실시할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 이 제조 장치(1)에서는, 착탄한 잉크량을 화소 영역(12a)마다 검출하고, 착탄 잉크량과 목표 잉크량의 차로부터 구한 과부족량에 따라 잉크를 보충할 것인지, 분해할 것인지, 또는 보충도 분해도 행하지 않을 것인지를 판정한다. 그리고, 보충할 경우에는, 부족량에 따라 설정된 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급한다. 한편, 분해할 경우에는, 그 화소 영역(12a)에 엑시머 레이저광을 조사하는 동시에, 초과량에 따라 엑시머 레이저광의 출력이나 조사 펄스 수를 제어하여, 필요량의 착색 성분을 분해한다.

그 결과, 화소 영역(12a)마다의 잉크 농도가 설계값으로 일치되어, 고품위의 컬러 필터(2)를 제조할 수 있다.

도 24는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(2)를 사용한 액정 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도이다. 이 액정 장치(85)에 액정 구동용 IC, 백라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 컬러 필터(2)는 도 20에 나타낸 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 첨부하여, 그 설명을 생략한다.

이 액정 장치(85)는 컬러 필터(2), 유리 기판 등으로 이루어지는 대향기판(86), 및 이들 사이에 삽입된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어지는 액정층(87)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(2)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치하고 있다.

또한, 도시하고 있지 않지만, 대향 기판(86) 및 컬러 필터(2)의 외면(外面)(액정층(87) 측과는 반대측 면)에는 편광판이 각각 배열 설치되어 있다.

컬러 필터(2)의 보호막(77) 위(액정층 측)에는, 도 24에서 좌우 방향으로 긴 스트립(strip) 형상의 제 1 전극(88)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(88)의 컬러 필터(2) 측과는 반대측 면을 덮도록 제 1 배향막(90)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(86)에서의 컬러 필터(2)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(2)의 제 1 전극(88)과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 2 전극(89)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(89)의 액정층(87) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(91)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(88) 및 제 2 전극(89)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.

액정층(87) 내에 설치된 스페이서(92)는 액정층(87)의 두께(셀 갭)를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 밀봉재(93)는 액정층(87) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(88)의 한쪽 단부는 리드 배선(88a)으로서 밀봉재(93)의 외측까지 연장되어 있다.

그리고, 제 1 전극(88)과 제 2 전극(89)이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소로 되는 부분에 컬러 필터(2)의 착색층(76R, 76G, 76B)이 위치하도록 구성되어있다.

도 25는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(2)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도이다.

이 액정 장치(85')가 상기 액정 장치(85)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(2)를 도면 중의 하측(관측자 측과는 반대측)에 배치한 점이다.

이 액정 장치(85')는 컬러 필터(2)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(86') 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(87')이 삽입되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 대향 기판(86') 및 컬러 필터(2)의 외면에는 편광판이 각각 배열 설치되어 있다.

컬러 필터(2)의 보호막(77) 위(액정층(87') 측)에는, 도면 중의 안쪽 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(88')이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(88')의 액정층(87') 측의 면을 덮도록 제 1 배향막(90')이 형성되어 있다.

대향 기판(86')의 컬러 필터(2)와 대향하는 면 위에는, 컬러 필터 측의 제 1 전극(88')과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 스트립 형상의 제 2 전극(89')이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(89')의 액정층(87') 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(91')이 형성되어 있다.

액정층(87')에는, 이 액정층(87')의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(92')와, 액정층(87') 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉재(93')가 설치되어 있다.

그리고, 상기한 액정 장치(85)와 동일하게, 제 1 전극(88')과 제 2 전극(89')이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소로 되는 부위에 컬러 필터(2)의 착색층(76R, 76G, 76B)이 위치하도록 구성되어 있다.

도 26은 본 발명을 적용한 컬러 필터(2)를 사용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타낸 것이며, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

이 액정 장치(85")는 컬러 필터(2)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치한 것이다.

이 액정 장치(85")는 컬러 필터(2)와, 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(86")과, 이들 사이에 삽입된 액정층(도시 생략)과, 컬러 필터(2)의 상면 측(관측자 측)에 배치된 편광판(96)과, 대향 기판(86")의 하면 측에 배열 설치된 편광판(도시 생략)에 의해 개략 구성되어 있다.

컬러 필터(2)의 보호막(77) 표면(대향 기판(86") 측의 면)에는 액정 구동용의 전극(97)이 형성되어 있다. 이 전극(97)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지고, 후술하는 화소 전극(100)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전면(全面) 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(97)의 화소 전극(100)과는 반대측 면을 덮은 상태에서 배향막(98)이 설치되어 있다.

대향 기판(86")의 컬러 필터(2)와 대향하는 면에는 절연층(99)이 형성되어 있고, 이 절연층(99) 위에는 주사선(101) 및 신호선(102)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(101)과 신호선(102)으로 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(100)이 형성되어 있다. 또한, 실제의 액정 장치에서는 화소 전극(100) 위에 배향막이 설치되지만, 도시를 생략하고 있다.

또한, 화소 전극(100)의 노치(notch)부와 주사선(101)과 신호선(102)으로 둘러싸인 부분에는 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 및 게이트 전극을 구비하는 박막트랜지스터(103)가 일체로 구성되어 있다. 그리고, 주사선(101)과 신호선(102)에 대한 신호의 인가에 의해 박막트랜지스터(103)를 온/오프하여 화소 전극(100)으로의 통전(通電) 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 각 예의 액정 장치(85, 85', 85")는 투과형의 구성으로 했지만, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여, 반사형의 액정 장치 또는 반투과 반사형의 액정 장치로 할 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 도 27은 본 발명에서의 디스플레이의 일종인 유기 EL 표시 장치의 표시 영역(이하, 단순히 표시 장치(106)라고 함)의 요부 단면도이다.

이 표시 장치(106)는 회로 소자부(107), 발광 소자부(108) 및 음극(109)이 기판(110) 위에 적층된 상태로 개략 구성되어 있다.

이 표시 장치(106)에서는, 발광 소자부(108)로부터 기판(110) 측에 발광한 광이 회로 소자부(107) 및 기판(110)을 투과하여 관측자 측에 출사되는 동시에, 발광 소자부(108)로부터 기판(110)의 반대측에 발광한 광이 음극(109)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(107) 및 기판(110)을 투과하여 관측자 측에 출사되도록 되어 있다.

회로 소자부(107)와 기판(110) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지 보호막(111)이 형성되고, 이 하지 보호막(111) 위(발광 소자부(108) 측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(112)이 형성되어 있다. 이 반도체막(112)의 좌우 영역에는, 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고, 양이온이 주입되지 않은 중앙부가 채널 영역(112c)으로 되어 있다.

또한, 회로 소자부(107)에는 하지 보호막(111) 및 반도체막(112)을 덮는 투명한 게이트 절연막(113)이 형성되고, 이 게이트 절연막(113) 위의 반도체막(112)의 채널 영역(112c)에 대응하는 위치에는, 예를 들어, Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(114)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(114) 및 게이트 절연막(113) 위에는 투명한 제 1 층간절연막(115a)과 제 2 층간절연막(115b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 층간절연막(115a, 115b)을 관통하여, 반도체막(112)의 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)에 각각 연통하는 콘택트 홀(116a, 116b)이 형성되어 있다.

그리고, 제 2 층간절연막(115b) 위에는, ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(117)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(117)은 콘택트 홀(116a)을 통하여 소스 영역(112a)에 접속되어 있다.

또한, 제 1 층간절연막(115a) 위에는 전원선(118)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(118)은 콘택트 홀(116b)을 통하여 드레인 영역(112b)에 접속되어 있다.

이와 같이, 회로 소자부(107)에는, 각 화소 전극(117)에 접속된 구동용의 박막트랜지스터(119)가 각각 형성되어 있다.

상기 발광 소자부(108)는 복수의 화소 전극(117) 위의 각각에 적층된 기능층(120)과, 각 화소 전극(117) 및 기능층(120) 사이에 구비되어 각 기능층(120)을 구획하는 뱅크부(121)에 의해 개략 구성되어 있다.

이들 화소 전극(117), 기능층(120) 및 기능층(120) 위에 배열 설치된 음극(109)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(117)은 평면으로부터 보아 대략 사각형 형상으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(117)의 사이에 뱅크부(121)가 형성되어 있다.

뱅크부(121)는, 예를 들어, SiO, SiO₂, TiO₂등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(121a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(121a) 위에 적층되고, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성 및 내용매성이 우수한 레지스트에 의해 형성되는 단면(斷面) 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(121b)(제 2 뱅크층)에 의해 구성되어 있다. 이 뱅크부(121)의 일부는 화소 전극(117)의 에지부 위에 올라탄 상태로 형성되어 있다.

그리고, 각 뱅크부(121)의 사이에는, 화소 전극(117)에 대하여 위쪽을 향하여 점차 확대 개방된 개구부(122)가 형성되어 있다.

상기 기능층(120)은 개구부(122) 내에서 화소 전극(117) 위에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(120a)과, 이 정공 주입/수송층(120a) 위에 형성된 발광층(120b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(120b)에 인접하여 그 이외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.

정공 주입/수송층(120a)은 화소 전극(117) 측으로부터 정공을 수송하여 발광층(120b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(120a)은 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물(본 발명의 액재의 일종에 상당)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산 등의 혼합물을 사용한다.

발광층(120b)은 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 중 어느 하나로 발광하는 것이며, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 함유하는 제 2 조성물(본 발명의 액재의 일종에 상당)을 토출함으로써 형성된다. 발광층 형성 재료로서는, 예를 들어, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 또는 이들 고분자 재료에 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등을 첨가한 것을 사용할 수 있다.

또한, 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(120a)에 대하여 용해되지 않는 것이 바람직하고, 예를 들어, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용할 수 있다. 이러한 비극성 용매를 발광층(120b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(120a)을 재용해시키지 않고 발광층(120b)을 형성할 수 있다.

그리고, 발광층(120b)에서는, 정공 주입/수송층(120a)으로부터 주입된 정공과, 음극(109)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다.

음극(109)은 발광 소자부(108)의 전면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(117)과 쌍으로 되어 기능층(120)에 전류를 흐르게 하는 역할을 수행한다. 또한, 이 음극(109)의 상부에는 밀봉 부재(도시 생략)가 배치된다.

다음으로, 본 실시예에서의 표시 장치(106)의 제조 공정을 도 28 내지 도 36을 참조하여 설명한다.

이 표시 장치(106)는, 도 28에 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 제외되는 경우, 또한, 추가되는 경우도 있다.

우선, 뱅크부 형성 공정(S21)에서는, 도 29에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간절연막(115b) 위에 무기물 뱅크층(121a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(121a)은 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 무기물 뱅크층(121a)의 일부는 화소 전극(117)의 에지부와 겹치도록 형성된다.

무기물 뱅크층(121a)을 형성한 후, 도 30에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(121a) 위에 유기물 뱅크층(121b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(121b)도 무기물 뱅크층(121a)과 동일하게 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.

이렇게 하여 뱅크부(121)가 형성된다. 또한, 이것에 따라, 각 뱅크부(121) 사이에는 화소 전극(117)에 대하여 위쪽으로 개구된 개구부(122)가 형성된다. 이 개구부(122)는 화소 영역(본 발명의 액재 영역의 일종에 상당)을 규정한다.

표면 처리 공정(S22)에서는, 친액화(親液化) 처리 및 발액화(撥液化) 처리가 실행된다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(121a)의 제 1 적층부(121a') 및 화소 전극(117)의 전극면(117a)이고, 이들 영역은, 예를 들어, 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(117)인 ITO의 세정 등도 겸하고 있다.

또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(121b)의 벽면(121s) 및 유기물 뱅크층(121b)의 상면(121t)에 실시되고, 예를 들어, 사플루오르화메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 플루오르화 처리(발액성으로 처리)된다.

이 표면 처리 공정을 행함으로써, 분사 헤드(7)를 사용하여 기능층(120)을 형성할 때에, 액재를 화소 영역에 보다 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한, 화소 영역에 착탄한 액재가 개구부(122)로부터 넘쳐 나오는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 이상의 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(106')(본 발명의 디스플레이 기체의 일종에 상당)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(106')는 도 1의 (a)에 나타낸 제조 장치(1)의 탑재 베이스(3)에 탑재되고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S23) 및 발광층 형성 공정(S24)이 실행된다.

정공 주입/수송층 형성 공정(S23)에서는, 분사 헤드(7)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 화소 영역인 개구부(122) 내에 토출한다. 그 후에 건조 처리 및 열처리를 행하고, 화소 전극(117) 위에 정공 주입/수송층(120a)을 형성한다.

이 정공 주입/수송층 형성 공정은, 상기 제 1 실시예에서의 착색층 형성 공정과 동일하게, 도 21에 나타낸 액재 토출 공정(S11), 착탄량 검출 공정(S12), 보정량 취득 공정(S13), 및 액재 보충 공정(S14)을 차례로 거쳐 실행된다. 또한, 이하, S11∼S14의 각 공정의 상세에 대해서는 상기 제 1 실시예에서 설명했으므로 적절히 생략한다.

액재 토출 공정(S11)에서는, 도 31에 나타낸 바와 같이, 표시 장치 기체(106') 위의 화소 영역(즉, 개구부(122) 내)에 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 액체방울로서 소정량 주입한다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 구동 펄스의 파형 형상이 설정되어 있기 때문에, 액체방울의 토출량이나 비행 속도가 최적화되어, 화소 영역 내에 소정량의 제 1 조성물을 착탄시킬 수 있다.

모든 화소 영역 내에 제 1 조성물을 착탄시킨 후, 착탄량 검출 공정(S12)에서, 상기 액재 토출 공정에서 착탄한 제 1 조성물량(본 발명의 액재량의 일종에 상당)을 액재량 검출 수단으로서의 액재 센서(17)에 의해 화소 영역마다 검출한다. 즉, 각 화소 영역마다 레이저 광선(Lb)을 조사시키는 동시에 화소 영역으로부터의 광을 레이저 수광 소자(19)에서 수광시키고, 수광량(수광 강도)에 따라 제 1 조성물의 착탄량을 판정한다. 그리고, 모든 화소 영역에 대해서 제 1 조성물의 착탄량을 검출한 후, 다음 공정으로 이행한다.

보정량 취득 공정(S13)에서는, 상기 착탄량 검출 공정에서 검출한 각 화소영역마다의 제 1 조성물의 착탄량을 그 화소 영역에 대한 제 1 조성물의 목표량(본 발명의 목표 액재량의 일종)과 비교하고, 이들의 차를 보정량으로서 취득한다.

액재 보충 공정(S14)에서는, 제 1 조성물의 착탄량이 목표량에 대하여 부족한 화소 영역 위, 즉, 개구부(122) 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여하고, 이 상태에서 부족량에 따른 파형 형상의 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급하여, 그 화소 영역에 제 1 조성물을 보충한다. 그리고, 보충 대상으로 되는 모든 화소 영역에 대해서 제 1 조성물의 보충이 종료되면, 이 공정을 종료한다.

그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 1 조성물을 건조 처리하여, 제 1 조성물에 함유되는 극성 용매를 증발시키고, 도 32에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(117)의 전극면(117a) 위에 정공 주입/수송층(120a)이 형성된다.

이상과 같이 하여, 각 화소 영역마다 정공 주입/수송층(120a)이 형성되면, 정공 주입/수송층 형성 공정을 종료한다.

다음으로, 발광층 형성 공정(S24)에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(120a)의 재용해를 방지하기 위해, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(120a)에 대하여 용해되지 않는 비극성 용매를 사용한다.

그러나, 한편, 정공 주입/수송층(120a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(120a) 위에 토출하여도, 정공 주입/수송층(120a)과 발광층(120b)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 또는 발광층(120b)을 균일하게 도포하지 못할 우려가 있다.

그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(120a) 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(120a) 위에 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 행한다.

이러한 처리를 실시함으로써, 정공 주입/수송층(120a)의 표면이 비극성 용매와 친화되기 쉬워져, 이 후의 공정에서, 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(120a)에 균일하게 도포할 수 있다.

그리고, 이 발광층 형성 공정에서도, 도 21에 나타낸 액재 토출 공정(S11), 착탄량 검출 공정(S12), 보정량 취득 공정(S13), 및 액재 보충 공정(S14)을 차례로 거침으로써 발광층(120b)이 형성된다.

즉, 액재 토출 공정(S11)에서는, 도 33에 나타낸 바와 같이, 각색 중 어느 하나(도 33의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 액체방울로서 화소 영역(개구부(122)) 내에 소정량 주입한다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 구동 펄스의 파형 형상이 설정되어 있기 때문에, 액체방울의 토출량이나 비행 속도가 최적화되어, 정공 주입/수송층(120a) 위에 소정량의 제 2 조성물을 착탄시킬 수 있다.

화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(120a) 위로 확산되어 개구부(122) 내에 충전된다. 또한, 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(121)의 상면(121t) 위에 착탄한 경우에도, 이 상면(121t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있기 때문에, 제 2 조성물이 개구부(122) 내에 굴러 들어가기 쉽게 되어 있다.

대응하는 화소 영역 내에 제 2 조성물을 착탄시킨 후, 착탄량 검출 공정(S12)에서, 상기 액재 토출 공정에서 착탄한 제 2 조성물량을 액재량 검출 수단으로서의 액재 센서(17)에 의해 화소 영역마다 검출한다. 즉, 각 화소 영역마다 레이저 광선(Lb)을 조사시키는 동시에 화소 영역으로부터의 광을 레이저 수광 소자(19)에서 수광시키고, 수광량(수광 강도)에 따라 제 2 조성물의 착탄량을 판정한다. 그리고, 제 2 조성물의 착탄량을 검출한 후, 다음 공정으로 이행한다.

보정량 취득 공정(S13)에서는, 상기 착탄량 검출 공정에서 검출한 각 화소 영역마다의 제 2 조성물의 착탄량을 그 화소 영역에 대한 제 2 조성물의 목표량(본 발명의 목표 액재량의 일종)과 비교하고, 이들의 차를 보정량으로서 취득한다.

액재 보충 공정(S14)에서는, 제 2 조성물의 착탄량이 목표량에 대하여 부족한 화소 영역 위, 즉, 개구부(122) 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여하고, 이 상태에서 부족량에 따른 파형 형상의 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급하여, 그 화소 영역에 제 2 조성물을 보충한다. 그리고, 보충 대상으로 되는 모든 화소 영역에 대해서 제 2 조성물의 보충이 종료되면, 이 공정을 종료한다.

그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하여, 제 2 조성물에 함유되는 비극성 용매를 증발시키고, 도 34에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층(120a) 위에 발광층(120b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(120b)이 형성되어 있다.

그리고, 도 35에 나타낸 바와 같이, 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(120b)의 경우와 동일한 공정을 차례로 이용하여, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(120b)을 형성한다. 또한, 발광층(120b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되지 않으며, 어떠한 순서로 형성하여도 상관없다. 예를 들면, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정하는 것도 가능하다.

각 화소 영역마다 발광층(120b)이 형성되면, 발광층 형성 공정을 종료한다.

이상과 같이 하여, 화소 전극(117) 위에 기능층(120), 즉, 정공 주입/수송층(120a) 및 발광층(120b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S25)으로 이행한다.

대향 전극 형성 공정(S25)에서는, 도 36에 나타낸 바와 같이, 발광층(120b) 및 유기물 뱅크층(121b)의 전면에 음극(109)(대향 전극)을, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한다. 이 음극(109)은 본 실시예에서는, 예를 들어, 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다.

이 음극(109)의 상부에는 Al막, Ag막이나, 산화 방지를 위한 SiO₂, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다.

이렇게 하여 음극(109)을 형성한 후, 이 음극(109)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 실시함으로써, 표시 장치(106)가 얻어진다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 대해서 설명한다. 도 37은 본 발명에서의 디스플레이의 일종인 플라즈마형 표시 장치(이하, 단순히 표시 장치(125)라고 함)의 요부 분해 사시도이다. 또한, 도 37에서는 표시 장치(125)의 일부가 노치된 상태로 도시되어 있다.

이 표시 장치(125)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(126), 제 2 기판(127), 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(128)를 포함하여 개략 구성된다. 방전 표시부(128)는 복수의 방전실(129)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(129) 중 적색 방전실(129(R)), 녹색 방전실(129(G)), 청색 방전실(129(B))의 3개의 방전실(129)이 세트로 되어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.

제 1 기판(126)의 상면에는 소정의 간격에 의해 스트라이프 형상으로 어드레스 전극(130)이 형성되고, 이 어드레스 전극(130)과 제 1 기판(126)의 상면을 덮도록 유전체층(131)이 형성되어 있다. 유전체층(131) 위에는, 각 어드레스 전극(130)의 사이에 위치하고, 또한, 각 어드레스 전극(130)에 따르도록 격벽(132)이 세워 설치되어 있다. 이 격벽(132)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(130)의 폭방향 양측으로 연장되는 것과, 어드레스 전극(130)과 직교하는 방향으로 연장 설치된 도시하지 않는 것을 포함한다.

그리고, 이 격벽(132)에 의해 구획된 영역이 방전실(129)로 되어 있다.

방전실(129) 내에는 형광체(133)가 배치되어 있다. 형광체(133)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것이며, 적색 방전실(129(R))의 저부(底部)에는 적색 형광체(133(R))가, 녹색 방전실(129(G))의 저부에는 녹색 형광체(133(G))가, 청색 방전실(129(B))의 저부에는 청색형광체(133(B))가 각각 배치되어 있다.

제 2 기판(127)의 도면 중의 하측 면에는, 상기 어드레스 전극(130)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(135)이 소정의 간격에 의해 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(136), 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(137)이 형성되어 있다.

제 1 기판(126)과 제 2 기판(127)은, 어드레스 전극(130)과 표시 전극(135)이 서로 직교하는 상태에서 대향시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(130)과 표시 전극(135)은 교류 전원(도시 생략)에 접속되어 있다.

그리고, 각 전극(130, 135)에 통전함으로써, 방전 표시부(128)에서 형광체(133)가 여기 발광하고, 컬러 표시가 가능해진다.

본 실시예에서는, 상기 어드레스 전극(130), 표시 전극(135) 및 형광체(133)를, 도 1의 (a)에 나타낸 제조 장치(1)를 사용하고, 도 21에 나타낸 제조 공정에 의거하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(126)에서의 어드레스 전극(130)의 형성 공정을 예시한다.

이 경우, 제 1 기판(126)이 본 발명의 디스플레이 기체의 일종에 상당한다. 그리고, 이 제 1 기판(126)이 탑재 베이스(3)에 탑재된 상태에서 이하의 공정이 실행된다.

우선, 액재 토출 공정(S11)에서는, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(본 발명의 액재의 일종에 상당)를 액체방울로서 어드레스 전극 형성 영역(본 발명의 액재 영역의 일종에 상당)에 착탄시킨다. 이 액체 재료는, 도전막 배선형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 것이다. 이 도전성 미립자로서는, 금, 은, 구리, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 폴리머 등이 사용된다.

이 경우에도 상술한 바와 같이 구동 펄스의 파형 형상이 설정되어 있기 때문에, 액체방울의 토출량이나 비행 속도가 최적화되어, 어드레스 전극 형성 영역에 소정량의 액체 재료를 착탄시킬 수 있다.

제 1 기판(126) 위의 어드레스 전극 형성 영역에 액체 재료를 착탄시킨 후, 착탄량 검출 공정(S12)에서, 상기 액재 토출 공정에서 착탄한 액체 재료량(본 발명의 액재량의 일종)을 액재량 검출 수단으로서의 액재 센서(17)에 의해 어드레스 전극 형성 영역마다 검출한다. 즉, 어드레스 전극 형성 영역마다 레이저 광선(Lb)을 조사시키는 동시에 어드레스 전극 형성 영역으로부터의 광을 레이저 수광 소자(19)에서 수광시키고, 수광량(수광 강도)에 따라 액체 재료의 착탄량(착탄 액재량)을 판정한다. 그리고, 액체 재료의 착탄량을 검출한 후, 다음 공정으로 이행한다.

보정량 취득 공정(S13)에서는, 상기 착탄량 검출 공정에서 검출한 어드레스 전극 형성 영역마다의 액체 재료의 착탄량을 그 어드레스 전극 형성 영역에 대한 액체 재료의 목표량(본 발명의 목표 액재량의 일종)과 비교하고, 이들의 차를 보정량으로서 취득한다.

액재 보충 공정(S14)에서는, 액체 재료의 착탄량이 목표량에 대하여 부족한 어드레스 전극 형성 영역 위에 분사 헤드(7)의 위치를 부여하고, 이 상태에서 부족량에 따른 파형 형상의 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급하여, 그 어드레스 전극 형성 영역에 액체 재료를 보충한다. 그리고, 보충 대상으로 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충이 종료되면, 이 공정을 종료한다.

그 후, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하여, 액체 재료에 함유되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(130)이 형성된다.

그런데, 상기에서는 어드레스 전극(130)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전극(135) 및 형광체(133)에 대해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.

표시 전극(135) 형성의 경우, 어드레스 전극(130)의 경우와 동일하게, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(본 발명의 액재의 일종에 상당)를 액체방울로서 표시 전극 형성 영역(본 발명의 액재 영역의 일종에 상당)에 착탄시킨다.

또한, 형광체(133) 형성의 경우에는, 각색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 함유한 액체 재료(본 발명의 액재의 일종)를 분사 헤드(7)로부터 액체방울로서 토출하고, 대응하는 색의 방전실(129)(본 발명의 액재 영역의 일종에 상당) 내에 착탄시킨다.

상술한 바와 같이, 상기 제조 장치(1)에서는, 착탄한 액재량을 액재 영역마다 검출하고, 착탄 액재량과 목표 액재량의 차로부터 구한 부족량에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정한다. 그리고, 이 설정한 구동 펄스를 압전 진동자(21)에 공급함으로써 부족량의 액재를 액재 영역에 착탄시키기 때문에, 전용 노즐이나 분사 헤드(7)를 사용하지 않고, 각각의 액재 영역에 대하여 최적의 양의 액재를 보충할 수 있다.

또한, 액체방울의 양에 더하여 액체방울의 비행 속도도 제어할 수 있기 때문에, 착탄 위치의 정확한 제어도 실현할 수 있다. 즉, 분사 헤드(7)를 주사하면서 액체방울을 원하는 액재 영역에 정확하게 주입할 수 있다. 이것에 의해, 제조 시간의 단축화가 도모된다.

또한, 이 제조 장치(1)에서는, 1방울의 액재량 및 비행 속도를 광범위로 변화시킬 수 있기 때문에, 1개의 액재 영역의 크기가 다른 다양한 디스플레이를 제조할 수도 있다. 즉, 액재 영역의 사이즈가 다르면 필요한 액재량도 다르지만, 이 제조 장치(1)에서는, 구동 펄스의 종류나 구동 펄스의 공급 수에 의해 광범위로 액체방울의 토출량을 제어할 수 있고, 구동 펄스의 파형 형상(각 파형 요소의 설정)을 변경함으로써 상당히 높은 정밀도로 1방울의 액재에 대한 양이나 비행 속도를 변경할 수 있다. 따라서, 전용 노즐이나 전용 분사 헤드를 사용하지 않고, 동일한 분사 헤드(7)에 의해 다른 복수 종류의 디스플레이를 제조할 수 있는 범용 제조 장치로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위의 기재에 의거하여 다양한 변형이 가능하다.

우선, 본 발명의 액재량 검출 수단에 관하여, 상기 각 실시예에 나타낸 반사형 액재 센서(17)에 한정되지 않는다.

예를 들면, 액재량 검출 수단을 투과형 액재 센서(17')에 의해 구성할 수도 있다. 이 투과형 액재 센서(17')에서는, 디스플레이 기체의 한쪽 표면 측으로부터 레이저 광선(Lb)을 조사하고, 조사 측과는 반대인 다른쪽 표면 측에 투과한 투과 레이저 광선(Lb)의 강도(광량)를 레이저 수광 소자(19)에 의해 검출한다. 이와 같이 구성하여도 상기 실시예와 동일하게 착탄 액재량을 각 화소 영역(12a)마다 검출할 수 있다.

또한, 이 구성에 있어서, 도 38에 나타낸 바와 같이, 레이저 발광 소자(18)와 레이저 수광 소자(19)를, 디스플레이 기체(도 38의 경우, 필터 기체(2'))를 사이에 끼우도록 배치하여 레이저 발광 소자(18)와 레이저 수광 소자(19)를 동시에 주사할 수도 있다. 또한, 프리즘 등에 의해 레이저 광선(Lb)을 적절히 반사시켜, 레이저 발광 소자(18)로부터의 레이저 광선(Lb)을 화소 영역(12a)에 조사하고, 화소 영역(12a)을 투과한 후의 레이저 광선(Lb)을 레이저 수광 소자(19)에 안내할(입사시킬) 수도 있다.

또한, 도 39에 나타낸 바와 같이, 액재량 검출 수단을 CCD 어레이(140)에 의해 구성할 수도 있다. 이 구성에서는 탑재 베이스(3)의 탑재면(3a)을, 예를 들어, 면발광체에 의해 구성하여, 균일한 광량으로 발광할 수 있게 한다. 그리고, 가이드 바(4)에서의 탑재 베이스(3)와의 대향면에 CCD 어레이(140)를 배열 설치하고, 화소 영역(12a)을 투과한 광을 수광시켜 잉크의 착탄량을 검출한다. 또한, 이 구성에 있어서, CCD 어레이(140)의 분해능은 화소 영역(12a)의 크기보다도 높은(정밀한) 것이 검출 정밀도 향상의 관점에서 바람직하다.

이 구성에서는, 복수의 액재 영역(이 경우, 화소 영역(12a))에서의 액재의 착탄량을 검출할 수 있기 때문에, 검출 시간의 단축화가 도모되어 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 액체방울로서 토출시키는 재료에 관하여, 광투과성을 갖는다고 단정할수는 없다. 이 경우, 착탄한 액체 상태 액재의 표면 높이를 검출함으로써, 착탄 액재량을 알 수 있다. 따라서, 액재량 검출 수단을, 주입된 잉크액의 액면(液面) 높이를 검출할 수 있는 액면 검출 센서에 의해 구성할 수도 있다.

또한, 상기에서는 좁은 범위의 액재 영역(예를 들어, 화소 영역(12a))에 액재를 토출하는 경우를 예시했지만, 예를 들어, 도 20에 나타낸 보호막(77)을 형성하는 경우와 같이, 광범위한 액재 영역에 액재를 토출(기체 전면에 도포)하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 제 3 실시예에서는 플라즈마형 표시 장치에서의 전극(130, 135)의 형성을 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 그 이외의 회로 기판에서의 전극 등의 금속 배선에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 전기 기계 변환 소자는 상기 압전 진동자(21)에 한정되지 않고, 자왜(磁歪) 소자나 정전(靜電) 액추에이터에 의해 구성할 수도 있다.

Claims (19)

1. 노즐 개구에 연통(連通)하고 액재(液材)를 저장 가능한 압력실 및 상기 압력실의 용적을 변동 가능한 전기 기계 변환 소자를 구비하며, 구동 펄스의 전기 기계 변환 소자로의 공급에 따라 압력실 내의 액재를 액체방울 형상으로 하여 노즐 개구로부터 토출 가능한 분사 헤드와, 상기 구동 펄스를 발생 가능한 구동 펄스 발생 수단을 갖고,

   상기 노즐 개구로부터 토출한 액재를 디스플레이 기체(基體) 표면의 액재 영역에 착탄(着彈)시키도록 구성한 디스플레이 제조 장치에 있어서,

   착탄한 액재량을 액재 영역마다 검출 가능한 액재량 검출 수단과,

   상기 액재량 검출 수단이 검출한 착탄 액재량과 목표 액재량의 차로부터 상기 액재 영역의 액재 부족량을 취득하는 부족량 취득 수단과,

   구동 펄스 발생 수단이 발생하는 구동 펄스의 형상을 설정하는 펄스 형상 설정 수단을 설치하고,

   상기 펄스 형상 설정 수단은 부족량 취득 수단이 취득한 액재 부족량에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정하며,

   상기 구동 펄스를 구동 펄스 발생 수단으로부터 발생시켜 전기 기계 변환 소자에 공급함으로써, 상기 부족량의 액재를 액재 영역에 보충하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액재량 검출 수단을 광원(光源)으로 되는 발광 소자와, 수광(受光)한 광의 강도에 따른 전압의 전기 신호를 출력 가능한 수광 소자에 의해 구성하고,

   발광 소자로부터의 광을 액재 영역에 조사하는 동시에 상기 액재 영역으로부터의 광을 수광 소자에 수광시켜, 수광한 광의 강도에 의해 상기 액재 영역의 착탄 액재량을 검출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 정상(定常) 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드(hold) 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 제 1 구동 펄스에서의 최대 전위로부터 최저 전위까지의 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 정상 용적에 대응한 중간 전위를 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 팽창 요소의 시간 폭을 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 정상 용적의 압력실을 액재를 토출시키지 않을 정도의 속도로 팽창시키는 팽창 요소와, 압력실의 팽창 상태를 유지하는 팽창 홀드 요소와, 팽창 상태가 유지된 압력실을 급격하게 수축시킴으로써 액재를 토출시키는 토출 요소를 포함하는 제 1 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 팽창 홀드 요소의 시간 폭을 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 메니스커스(meniscus)를 압력실 측에 크게 인입(引入)하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 제 2 구동 펄스에서의 최대 전위로부터 최저 전위까지의 구동 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 메니스커스를 압력실 측에 크게 인입하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 정상 용적에 대응하는 중간 전위를 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 펄스는 메니스커스를 압력실 측에 크게 인입하도록 정상 용적의 압력실을 급격하게 팽창시키는 제 2 팽창 요소와, 압력실을 수축시킴으로써 제 2 팽창 요소에 의해 인입된 메니스커스의 중심 부분을 액체방울 형상으로 하여 토출시키는 제 2 토출 요소를 포함하는 제 2 구동 펄스이고,

   펄스 형상 설정 수단은 제 2 토출 요소의 종단(終端) 전위를 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 구동 펄스 발생 수단은 단위 주기 내에 복수의 구동 펄스를 발생할 수 있게 구성되고,

    단위 주기당의 압력발생 소자로의 구동 펄스의 공급 수를 가변(可變)함으로써, 액재의 토출량을 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액재는 발광 재료를 함유하는 액체 상태의 재료인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액재는 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 액체 상태의 재료인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액재는 도전성 미립자를 함유하는 액체 상태의 재료인 것을 특징으로하는 디스플레이 제조 장치.
14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액재는 착색(着色) 성분을 함유하는 액체 상태의 재료인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 액재량 검출 수단이 검출한 착탄 액재량과 그 액재 영역에서의 목표 액재량의 차로부터 액재 초과량을 취득하는 초과량 취득 수단과,

    액재 중의 착색 성분을 분해하는 착색 성분 분해 수단을 설치하고,

    액재 초과량에 따라 착색 성분 분해 수단을 작동시켜, 초과분의 착색 성분을 분해하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 착색 성분 분해 수단을 엑시머 레이저광을 발생 가능한 엑시머 레이저 광원에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전기 기계 변환 소자가 압전 진동자인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 장치.
18. 노즐 개구에 연통한 압력실 및 상기 압력실의 용적을 변동 가능한 전기 기계 변환 소자를 구비하며, 전기 기계 변환 소자의 작동에 의해 압력실 내의 액재를 노즐 개구로부터 토출 가능한 분사 헤드와, 상기 전기 기계 변환 소자에 공급하기 위한 구동 펄스를 발생 가능한 구동 펄스 발생 수단을 갖는 디스플레이 제조 장치를 사용하고, 디스플레이 기체에 설치된 복수의 액재 영역에 상기 노즐 개구로부터 토출한 액재를 착탄시킴으로써 디스플레이를 제조하는 디스플레이 제조 방법에 있어서,

    목표량의 액재를 토출시키기 위한 구동 펄스를 전기 기계 변환 소자에 공급함으로써 각 액재 영역에 액재를 토출하는 액재 토출 공정과,

    착탄한 액재의 양을 액재량 검출 수단에 의해 액재 영역마다 검출하고, 검출된 착탄 액재량과 액재 영역에 대한 목표 액재량의 차로부터 액재 과부족량을 취득하는 보정량 취득 공정과,

    착탄 액재량이 목표 액재량에 대하여 부족한 경우에, 상기 부족량에 따라 구동 펄스의 파형 형상을 설정하고, 상기 설정한 파형 형상의 구동 펄스를 구동 펄스 발생 수단으로부터 발생시켜 전기 기계 변환 소자에 공급하여, 부족량의 액재를 보충하는 액재 보충 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    착탄 액재량이 목표 액재량에 대하여 초과된 경우에, 액재 중의 착색 성분을분해하는 착색 성분 분해 수단을 작동시켜 착색 성분을 분해하는 액재 분해 공정을, 상기 보정량 취득 공정보다도 나중에 행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조 방법.