KR20050062559A - 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체의 제조 방법 및 그장치 및 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체와, 액정어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 컬러 필터 기판의제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판 - Google Patents

액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체의 제조 방법 및 그장치 및 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체와, 액정어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 컬러 필터 기판의제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판 Download PDF

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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 잉크젯 방식에 의해, 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적(12)으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성한다. 토출공(1b)의 직경이 액적(12)의 직경보다 작은 정전 흡인형의 잉크젯 장치(15)를 사용하여, 이 잉크젯 장치(15)의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하여 유기 EL층을 형성한다. 이에 따라, 착탄된 액적이 빨리 건조되는 구성으로 하고, 찬탄 후의 액적의 이동을 억제하여, 정확하고 또한 저가로 유기 EL층을 형성할 수 있도록 한다.

Description

액티브 매트릭스형 유기 ＥＬ 표시체의 제조 방법 및 그 장치 및 액티브 매트릭스형 유기 ＥＬ 표시체와, 액정 어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING ACTIVE-MATRIX ORGANIC EL DISPLAY, ACTIVE-MATRIX ORGANIC EL DISPLAY, METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL ARRAY, LIQUID CRYSTAL ARRAY, METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE, AND COLOR FILTER SUBSTRATE}
본 발명은, 발광층인 유기 EL층을 구비한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법 및 그 장치 및 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체와, 액정 컬러 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터 등에 사용되는 액정 어레이의 제조 방법으로서, 한쌍의 기판 사이에 형성되는 스페이서를 잉크젯법을 이용하여 형성하는 액정 어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 잉크젯 방식에 의한, 예를 들면 컬러 액정 표시 장치 등의 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판에 관한 것이다.
최근, 고도 정보화에 수반하여, 박형, 저소비 전력, 경량의 표시 소자로의 요망이 높아지고 있는 가운데, 저전압 구동, 고휘도의 유기 EL 디스플레이가 주목을 모으고 있다. 특히, 최근의 연구 개발에 의해, 유기(고분자)계 재료를 이용한 유기 EL 소자의 발광 효율의 향상은 현저하고, 유기 EL 디스플레이에의 실용화가 시작되고 있다.
형광성 유기 분자를 포함하는 고체 박막을 전극 사이에 끼우고 전하를 인가하면 양극으로부터 정공(홀)이, 음극으로부터 전자가 주입되고, 이들 캐리어는 인가 전장에 의해 박막 내를 이동하여 재결합한다. 이 재결합 시에 방출된 에너지는 형광 분자의 일중항 여기 상태(분자 여기자)의 형성에 소비되고, 이 일중항 여기자의 기저 상태로의 완화에 수반하여 방출되는 형광을 이용한 소자가 유기 EL 소자이다.
한편, 컬러 디스플레이에서는, RGB의 1 세트와 같이 복수의 발광부의 집합을 1 화소라고 부르는 경우가 있지만, 본 명세서에서는 개개의 발광부를 각각 1 화소라고 부른다.
여기서, 종래의 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시체(유기 EL 디스플레이)에 대하여 설명한다. 도 36은 종래의 유기 EL 소자의 1 화소의 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 36에 도시하는 바와 같이, 유기 EL 소자는 적어도 기판(301), 및 기판(301) 상에 형성된 제1 전극(302), 유기 EL층(303) 및 제2 전극(304)을 구비하고 있다.
유기 EL층(303)과 제2 전극(304)의 측연부에는 격벽(305)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 콘트라스트의 관점으로부터, 기판(301)에서의 제1 전극(302)측과는 반대측의 면에는 편광판(307)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 신뢰성의 관점으로부터, 제2 전극(304) 상에는 밀봉막 또는 밀봉 기판(306)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 유기 EL층(303)은 유기 발광층의 단층 구조, 또는 전하 수송층(전자 수송층 또는 정공 수송층)과 유기 발광층의 다층 구조이어도 된다.
종래부터, 유기 EL 디스플레이의 제조에서의 유기 EL층의 형성 방법으로서, 포토레지스트법이 알려져 있다. 이 포토레지스트법을 이용한 경우, 글래스 기판 상에 산화 금속 등으로 이루어지는 블랙 매트릭스(이하, BM이라 함)를, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성한 후, 상기 글래스 기판의 전면에, 소정 색의 안료를 분산시킨 감광성 수지를 스피너에 의해 코팅하여 건조시키고, 그 후, 이 감광성 수지를 노광·현상하여, 소정 색의 색 화소 패턴을 얻는다. 이 공정을 3회, 즉 R, G, B(적, 청, 녹)의 3색에 대하여 반복하여, 유기 EL 패턴을 형성한다.
그러나, 상기의 방법에서는, 먼저 형성한 유기 EL층이, 나중에 형성하는 유기 EL층에서의 포토리소그래피 공정에서 파손되기 쉽다는 결점이 있다. 또한, 원하지 않는 장소에도 유기 EL 재료를 도포해야 하고, 그만큼 재료비가 상승하게 되었다. 또한, 포토리소그래피 공정은 생산 설비가 고가임과 함께, 설계 변경에 플렉시블하게 대응할 수 없는 등, 생산 코스트의 점에서 바람직하지 않았다.
이에 대하여, 일본특허공개공보 「특개평10-12377호 공보」(공개일 1998년 1월 16일)에는, 잉크젯법에 의해 발광층을 패턴화하는 수법이 보고되어 있다. 여기에는, 글래스 기판 상의 소정의 위치에만 RGB 잉크를 인쇄하여 색 화소 패턴을 형성하는 유기 EL층의 제조 방법이 개시되어 있다.
잉크젯법에서는, RGB의 3원색의 층을 동시에 형성할 수 있어 포토리소그래피 공정의 반복에 의한 유기 EL 소자의 파손을 회피할 수 있어, 생산 시간의 단축이 가능하다. 또한, 색 화소 위치에만 잉크를 올려두므로, 포토리소그래피법보다 안료의 사용량이 적어도 충분하여, 재료비를 대폭으로 저감 가능하다. 또한, 수고를 요하는 노광·현상 공정이 없어, 현상 장치가 불필요하기 때문에, 제조 코스트를 저감 가능하다. 또한, 상온, 상압 하에서의 작업이 가능하게 되어, 생산성의 향상 효과, 생산 설비의 간략화가 기대된다.
그런데, 종래의 잉크젯법에 의한 유기 EL층의 제조 방법에는 이하에 언급하는 문제가 있었다.
즉, 종래의 잉크젯법에서는, 노즐로부터 토출된 액적을 건조시키는 것에 관하여 충분히 검토되어 있지 않아, 액적은 기판에 찬탄 후에 곧바로는 건조되지 않는다. 따라서, 원하는 층 두께의 유기 EL층을 얻기 위하여, 기판 상에는 건조 전의 액적량이 많게 된다. 그 결과, 건조에 장시간을 요하고, 건조하기 전에 액적이 기판 위를 이동하게 되어, 유기 EL층의 형성 정밀도가 저하된다.
이 문제를 해결하기 위해서는, 먼저, 기판 상면에 친액 영역과 발액 영역을 형성하고, 액적의 찬탄 후의 위치를 구속하는 방법이 고려된다. 이와 같이, 친액 영역 및 발액 영역을 형성하는 경우의 유기 EL층의 형성 방법을 도 37a∼도 37c에 의해 설명한다.
먼저, 기판(311)의 표면 전체에 친액 처리를 실시한다. 그 후, 1 화소의 사이즈를 예를 들면 120㎛×100㎛로 하고, 이웃하는 화소 간의 선 폭으로서, 예를 들면 10㎛의 발액 영역(313)을 포토리소 공정에 의해 제작한다. 이에 따라, 도 37a에 도시하는 바와 같이, 친액 영역(312)과 발액 영역(313)의 영역 구분이 가능하다.
다음으로, 친액 영역(312)을 향하여 잉크의 액적(314)을 토출한다. 기판(311) 상에 착탄된 액적(314)은 발액 영역(313)으로는 퍼지지 않고, 친액 영역(312)에 유지된다. 그 후, 액적(314)의 용매분이 건조됨으로써, 유기 EL층이 형성된다.
그러나, 이 방법은 다음의 문제점을 갖고 있다.
예를 들면, 유기 EL층의 원하는 두께가 0.05㎛인 경우에, 잉크 체적 농도가 0.1%인 경우, 1탄의 액적 사이즈는 105㎛로 된다. 액적(314)은 기판(311)측에 착탄된 경우, 그 충격으로 액정 직경의 1.5배로 퍼진다. 이 때문에, 도 37b에 도시하는 바와 같이, 착탄된 액적(314)의 일부는 화소 영역의 외곽을 이루는 발액 영역(313)을 통과하여, 이웃하는 화소의 친액 영역(312)에 도달한다. 이와 같이, 착탄된 액적(314)의 건조 전에, 액적(314)의 일부인 잉크가 다른 친액 영역(312)으로 이동하게 된 경우, 도 37c에 도시하는 바와 같이, 그 잉크는 원래의 화소(원래의 친액 영역(312)) 내로는 돌아가지 않고, 분리되게 된다.
따라서, 이와 같은 문제를 회피하기 위하여, 1탄의 액적 직경을 작게 하는 것이 고려된다. 예를 들면,
(화소폭 100㎛)+(양측 외곽 10㎛×2)=120㎛
에 대하여, 착탄 직후의 액적(314)(잉크)의 확산이 친액 영역(312) 내로 들어가도록 액적 직경을 결정하면, 노즐로부터 토출되는 액적(314)의 직경은 120÷1.5=80㎛로 된다.
이 경우, 1탄의 액적(314)으로 형성되는 유기 EL층의 두께는 0.02㎛이고, 원하는 두께의 절반 이하이다. 이 때문에, 2탄 이상의 액적(314)을 동일한 화소 내에 토출해야만 한다. 그러나, 2탄째 이후의 액적은 그 전탄에서 형성된 유기 EL층 상에 착탄되므로, 거기서는 친액 처리가 이루어져 있지 않아, 액정이 원하는 형상으로 퍼지지 않고, 불균일이 생기게 된다. 또한, 전탄이 건조되기 전에 다음 탄을 착탄 시키면, 잉크가 이웃하는 화소의 친액 영역(312)에까지 퍼지게 되므로, 전탄의 액적(314)이 건조될 때까지, 다음 탄의 액적의 토출을 기다려야만 하여, 생산성이 나쁘다. 또한, 친액 영역, 발액 영역의 형성을 위하여, 포토리소그래피 공정을 행해야만 하여, 생산 설비의 간략화라는 잉크젯 장치의 이점을 유효하게 살릴 수 없다.
또한, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 화소 주위에 격벽을 형성하여, 잉크의 확산을 차단하는 방법이 고려된다. 이와 같은 수법에 의한 유기 EL층의 형성 방법을 도 38 및 도 39에 의해 설명한다.
유기 EL 디스플레이의 기판(311)에는 화소의 콘트라스트를 명료하게 하기 위하여, 블랙 매트릭스(이하, BM이라 함)가 형성된다. 따라서, 이 BM을 격벽으로 하여, 유기 EL 재료를 함유한 액적(314)의 확산을 차단하는 것이 제안되어 있다(도 38a).
그러나, 상기의 격벽(315)을 사용하는 방법에서는, 도 38b에 도시하는 바와 같이, 건조 후에 형성되는 유기 EL층(316)의 두께에 불균일이 생기게 된다. 이 경우, 유기 EL층(316)은 중앙부에서 얇고, 격벽(315)을 따른 부분에서 두껍게 된다. 이와 같은 두께 불균일은 유기 EL층(316)의 발색 특성에 크게 영향을 미치므로, 피해야만 한다. 따라서, 격벽(315)에 발액 처리를 실시하고, 격벽(315)에의 잉크의 부착을 회피하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법으로서도 중앙부의 오목부는 해소되지 않는다.
또한, 격벽(315)을 사용하는 방법에는 다음과 같은 문제도 있다. 유기 EL층을 원하는 두께로 형성하는 경우, (1 화소의 면적×두께)분의 체적의 유기 EL 재료를, 액적(314) 중에 용해하고 있어야만 한다. 일례로서, 유기 EL 디스플레이에서의 1 화소당 사이즈는 표시 영역이 120㎛×100㎛이고, 두께가 0.05㎛이다. 이것을 1탄의 액적으로 형성하고자 하는 경우, 만일 유기 EL 재료의 체적 농도가 0.1%이라고 하면, 액적 직경은 105㎛로 된다. 이 때문에, BM(격벽(315))의 높이를 유기 EL층의 두께의 20배로 해야만 한다. 이것은 BM 재료의 낭비에 그치지 않고, 유기 EL 표시 장치 전체의 설계에 영향을 미친다.
한편, 상기의 문제는 BM의 높이를 유기 EL층의 높이와 동일하게 한 채, 액적 직경을 작게 하고 있었던 것만으로는 해결되지 않는다. 먼저, 도 39a에 도시하는 바와 같이, 격벽(315)으로부터 흘러나오지 않을 정도로 액적을 작게 하는 경우, 1탄의 크기를 10㎛까지 작게 해야만 한다. 그러나, 액적 직경이 작게 되면, 종래의 잉크젯 방식에서는, 비상 중에 받는 공기 저항의 영향이 크게 되어, 비상 속도가 저하되고, 착탄 정밀도가 악화된다. 또한, 도 39b에 도시하는 바와 같이, 먼저 착탄된 액적(314)의 용질분(전탄 고화분(317))이 격벽(315) 내의 바닥부에 적층됨에 따라서, 격벽(315)의 비충전 부분의 체적이 감소하므로, 나중에 착탄되는 액적이 격벽(315)으로부터 흘러나오게 된다.
이것을 해소하기 위해서는, 최종탄을 착탄 시킨 시점에서, 그 이전에 착탄 시킨 액적의 용매분이 증발되어 있도록, 충분히 토출 간격을 크게 하고, 액적(314)의 농도를 높게 하는 것이 고려된다. 그러나, 액적 농도를 높게 하면, 잉크 점도가 크게 되어, 종래의 잉크젯 방식으로는 토출할 수 없는 등의 문제가 있었다. 또한, BM 형성을 위하여, 포토리소그래피 공정을 행해야만 하여, 생산 설비의 간략화라는 잉크젯 방식의 이점을 유효하게 살릴 수가 없다.
또한, 액정 어레이는, 종래에는, 예를 들면 다음과 같은 제조 방법에 의해 제조되고 있다. 먼저, 한쌍의 투명한 글래스 기판의 한쪽에 TFT(Thin Film Transistor)와 같은 액정 구동용 소자를 형성하고, 또한 투명 전극 및 배향막을 형성하고, 스페이서를 도포한다. 다음으로, 이 한쪽 기판과, 착색된 컬러 필터, 투명 전극 및 배향막을 형성한 다른 쪽 기판을 접합시킨다. 그 후, 양 기판 사이의 상기 스페이서에 의해 형성된 간극에 액정을 주입하고 밀봉한다.
이와 같은 제조 방법에서는, 상기의 스페이서로서, 통상 수㎛ 정도의 실리카나 플라스틱 등으로 이루어지는 구 형상의 입자가 산포된다.
그런데, 이와 같은 제조 방법의 경우, 스페이서는 액정 어레이의 개구부(광의 투과 또는 반사를 제어하는 영역)에도 배치되게 되고, 또한 스페이서가 배치되는 갯수나 위치에 편차나 편향이 생긴다. 이 때문에, 개구율의 저하에 따른 표시 품위의 저하, 또는 표시의 편차를 초래하고 있었다.
따라서, 개구율을 저하시키지 않도록, 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스(BM) 상에, 잉크젯 장치를 사용하여 스페이서를 배치·형성하는 것이 제안되어 있다.
예를 들면, 일본특허공개공보 「특개평5-281562호 공보」(공개일 1993년 10월 29일)에는, 스페이서재를 혼입한 액정을, 히터로 가열하고, 동시에 교반기로 교반하면서, 구경 60㎛의 토출공을 갖는 잉크젯 장치에 의해, 액정용 기판에 적하하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법에서는, 가열함으로써, 액정의 점도를 저하시켜, 잉크젯에 의한 토출을 가능하게 하고 있다. 그리고, 액정을 적하한 시점에서 스페이서재가 균일하게 분산된다.
또한, 일본특허공개공보 「특개 2001-42338호 공보」(공개일 2001년 2월 16일)에는, 한쪽 기판 상에 스페이서 형성 소재를 잉크로 하여 잉크젯 방식에 의해 도포하고, 스페이서 패턴을 묘화하여 경화시켜, 스페이서를 형성하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 잉크젯 장치를 사용한 스페이서의 형성 방법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
스페이서 형성 소재를 잉크젯 방식에 의해 도포하고, 스페이서 패턴을 묘화하여 경화시키는 경우, 스페이서 형성 소재의 농도를 높게 하면, 그 점도가 높게 된다.
버블젯 방식이나 피에조 방식을 사용한 통상의 잉크젯 방식에서는, 토출 가능한 것의 점도가 통상 2∼20cP 정도의 오더이고, 그 이상의 점도의 것을 토출할 수는 없다.
또한, 노즐 부근을 가열하여 토출하는 잉크의 점도를 저감하는 방법이 제안되어 있지만, 이 방법에서는, 스페이서 재료로서 경화성 수지를 이용하는 경우, 노즐 내에서 스페이서 형성 소재가 경화되어 노즐의 막힘을 일으킬 우려가 있다.
한편, 노즐 부근을 가열하지 않고 스페이서 형성 소재를 토출시키기 위해서는, 스페이서 형성 소재의 용매의 양을 많게 하여, 그 점도를 낮추는 것이 필요하다. 이 경우에는, 스페이서 형성 소재의 농도가 저하되게 된다. 예를 들면, 종래예에서, 스페이서 형성 소재의 조성은 공중합체 10중량%, 물 80중량%, 에틸렌글리콜 10중량%이고, 건조 후는 체적이 수분의 일로 된다.
이 때문에, 소정 두께의 스페이서를 얻기 위해서는, 토출하는 액적 직경을 크게 할 필요가 있다. 이 경우, 형성된 스페이서의 형상은, 예를 들면 두께 5㎛이고 직경이 50㎛이라는 편평한 형상으로 되게 된다. 그 결과, 스페이서의 존재에 의해 개구율이 저하되는 문제는 해결할 수 없다. 또한, 농도가 낮기 때문에, 100℃, 15분 후, 200℃, 30분에서 소성할 필요가 있어, 스페이서의 형성에 장시간을 요한다고 하는 문제점을 초래한다.
또한, 잉크 기판 착탄 시로부터 용매 건조까지의 동안에, 스페이서 재료를 함유한 액적이 이동하게 되어, 원하는 위치에 스페이서를 형성할 수가 없었다.
이 문제에 대하여, 여기서는, 특히 개구율을 저하시키지 않기 위하여, BM 상에 스페이서를 형성하는 경우를 고려한다.
일례로서, BM 폭 10㎛에 대하여, 필요한 스페이서 두께가 5㎛로, 스페이서 형성 소재(잉크)의 농도를 50%까지 높일 수 있었던 경우를 고려한다. BM 표면에 발액 처리가 실시되어 있어, 액적은 찬탄 후에 퍼지지 않아, 액적 직경의 1.5배 정도의 직경의 면적으로 유지된다고 가정한다.
이 경우, 액적은 φ6.7㎛의 크기까지 크게 할 수 있다. 그러나, 용매분이 건조된 후에 남는 스페이서 재료의 두께는 1㎛로 되어, 목표하는 두께에 이르지 못한다. 이 때문에, 오버랩하여, 스페이서 재료를 적층시켜야만 한다. 이 경우, 전탄의 액적의 용매분이 완전히 건조된 후에 다음 탄을 토출해야만 액적이 퍼지게 된다. 그 결과, 연속하여 토출 간격(토출 동작의 시간 간격)이 길게 되어, 작업 효율이 악화된다.
이 때문에, 더욱 고농도의 스페이서 형성 소재(잉크)를 사용하는 것이 필요하게 되고, 이와 같은 고농도의 스페이서 형성 소재(잉크)의 액적을 토출 가능하게 하는 구성이 요구된다.
이와 같은 문제에 대하여, 일본특허공개공보 「특개 2000-246887호 공보」(공개일 2000년 9월 12일)에는, 다음과 같은 기술이 개시되어 있다. 즉, 하부에 직경 50㎛∼1㎜의 원형 또는 다각형의 오리피스를 갖고, 100cps∼1,000,000cps의 고점도 물질이 충전된 용기의 일부 또는 전체에 전극을 배치하여, 상기 오리피스로부터 고점도 물질의 메니스커스를 튀어나오게 형성한 상태에서, 상기 전극에 전압을 인가하여 고점도 물질을 인출하고, 그 일부를 분리 절단함으로써, 매체 상에 부착시키는 것을 특징으로 하는 고점도 물질용 디스펜서의 토출 방법이 개시되어 있다.
이 기술은, 전압의 인가에 의해, 노즐로부터 메니스커스가 원추 형상으로 형성되는 것을 이용하고 있다. 이 경우에는, 펄스 진폭이 클수록, 메니스커스의 원추가 높게 형성되므로, 메니스커스 선단측의 기판에 접촉하는 체적이 크게 되어, 도트 직경을 크게 할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 방법에서는, 원하는 도트 직경이 작은 경우, 메니스커스 원추의 선단부만이 기판측에 접촉하도록 콘트롤해야만 한다. 특히, 스페이서 형성 소재(잉크)를 적층시켜서 스페이서를 형성해 가는 경우에는, 스페이서가 적층됨에 따라서 노즐과 기록측 부재 간의 거리가 작게 변화되어 간다. 이 때문에, 도트 직경의 콘트롤이 매우 곤란하게 된다. 또한, 잉크의 도포량을 안정시키고자 하는 경우에는, 원추 메니스커스의 선단이 아니라 중앙 부근까지가 기판과 충돌하도록, 펄스를 크게 할 필요가 있다. 이 때문에, 액적 직경은 최저에서도 노즐 직경의 1/2이상으로 된다.
이와 같은 상태에서 도트 직경을 작게 하고자 하면, 노즐 직경을 작게 할 필요가 있다. 그러나, 이 경우에는 동시에 노즐-기판 간의 거리를 짧게 해야만 하고, 결과적으로, 기판의 두께 불균일이나 구불어짐 등에 의한 노즐-기판 간 거리의 오차의 영향이 크게 되어, 안정된 토출이 곤란해진다.
또한, 최근, 고도 정보화에 수반하여, 박형, 저소비 전력, 경량의 표시 소자로의 요망이 높아지고 있는 가운데, 저전압 구동, 고휘도의 액정 디스플레이가 실용화되고 있다.
그 중에서, 컬러 액정 디스플레이는 TFT에 접속된 투명 전극(ITO막)에 의해, 액정의 배열을 콘트롤함으로써, 백라이트로부터 발해진 광의 통과량을 제어한다. 이 컬러 액정 디스플레이에서는, 광이 컬러 필터를 통과함으로써 발색된다.
더욱이, 컬러 디스플레이에서는, RGB의 1 세트와 같이 복수의 컬러 필터부의 집합을 1 화소라고 부르는 경우가 있다. 여기서는, 개개의 컬러 필터부에 대하여 1 화소라고 부른다.
종래부터, 컬러 필터 기판의 제조 방법의 하나로서, 스핀코팅법이 알려져 있다. 이 스핀코팅법은 글래스 기판 상에 크롬 등의 메탈로 이루어지는 블랙 매트릭스(이하, BM이라 함)를, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성한 후, 상기 글래스 기판의 전면에, 소정 색의 안료를 분산시킨 감광성 수지를 스피너에 의해 코팅하여 건조시키고, 그 후, 이 감광성 수지를 노광·현상하여, 소정 색의 색 화소 패턴을 얻는다. 이 공정을 3회, 즉 R, G, B(적, 청, 녹)의 3색에 대하여 반복하여, 컬러 필터 패턴을 형성한다.
그러나, 상기의 방법에서는, 원하지 않는 개소에도 컬러 필터 재료를 도포해야만 하여, 재료비가 상승하고 있었다. 또한, 포토리소그래피 공정은 생산 설비가 고가임과 함께, 또한 설계 변경에 플렉시블하게 대응할 수 없는 등, 생산 코스트의 점에서 바람직하지 않았다.
이에 대하여, 일본특허공개공보 「특개소59-75205호 공보」(공개일 1984년 4월 27일)에는, 잉크젯법에 의한 컬러 필터의 패턴화의 수법이 개시되어 있다. 이 기술은 글래스 기판 상의 소정의 위치에만 RGB의 잉크를 인쇄하여 색 화소 패턴을 형성하는, 컬러 필터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
상기의 잉크젯법에서는, RGB의 3원색의 각 층을 동시에 형성할 수 있어, 생산 시간의 단축이 가능하다. 또한, 색 화소 위치에만 잉크를 올려두므로, 상기 스핀코팅법보다 안료의 사용량이 적어도 충분하고, 재료비를 대폭으로 저감 가능하다. 또한, 수고를 요하는 노광·현상 공정이 없어, 현상 장치가 불필요하기 때문에, 제조 코스트를 저감 가능하다. 또한, 상온, 상압 하에서의 작업이 가능하게 되어, 생산성의 향상 효과, 생산 설비의 간략화가 기대된다.
또한, 상기의 특개소59-75205호 공보의 방법에서는, 습윤성이 나쁜 물질로 확산 방지 패턴을 형성한 기판 상에, 잉크젯 방식에 의해 안료를 함유한 잉크를 도포하여, 컬러 필터를 형성하고 있다.
그런데, 종래의 잉크젯법에 의한 컬러 필터의 제조 방법에는 이하에 언급하는 문제가 있었다.
즉, 종래의 잉크젯법에서는, 노즐로부터 토출된 액적을 건조시키는 것에 관하여 충분히 검토되어 있지 않아, 액적은 기판에 찬탄 후에 곧바로는 건조되지 않는다. 따라서, 원하는 층 두께의 컬러 필터층을 얻기 위하여, 기판 상에는 건조 전의 액적량이 많게 된다. 그 결과, 건조에 장시간을 요하고, 건조하기 전에 액적이 기판 위를 이동하게 되어, 컬러 필터의 형성 정밀도가 저하된다.
이 문제를 해결하기 위해서는, 먼저, 기판 상면에 친액 영역과 발액 영역을 형성하고, 액적의 찬탄 후의 위치를 구속하는 방법이 고려된다. 이와 같이, 친액 영역 및 발액 영역을 형성하는 경우의 컬러 필터층의 형성 방법을 도 37a∼도 37c에 의해 설명한다.
먼저, 기판(311)의 표면 전체에 친액 처리를 실시한다. 그 후, 1 화소의 사이즈를 예를 들면 300㎛×100㎛로 하고, 이웃하는 화소 간의 선 폭으로서, 예를 들면 10㎛의 발액 영역(313)을 포토리소 공정에 의해 제작한다. 이에 따라, 도 37a에 도시하는 바와 같이, 친액 영역(312)과 발액 영역(313)의 영역 구분이 가능하다.
다음으로, 친액 영역(312)을 향하여 잉크의 액적(314)을 토출한다. 기판(311) 상에 착탄된 액적(314)은 발액 영역(313)으로는 퍼지지 않고, 친액 영역(312)에 유지된다. 그 후, 액적(314)의 용매분이 건조됨으로써, 컬러 필터층이 형성된다.
그러나, 이 방법은 다음의 문제점을 갖고 있다.
예를 들면, 컬러 필터층의 원하는 두께가 1㎛인 경우에, 잉크 체적 농도가 5%인 경우, 1탄의 액적 사이즈는 105㎛로 된다. 액적(314)은 기판(311)측에 착탄된 경우, 그 충격으로 액적 직경의 1.5배로 퍼진다. 이 때문에, 도 37b에 도시하는 바와 같이, 착탄된 액적(314)의 일부는 화소 영역의 외곽을 이루는 발액 영역(313)을 통과하여, 이웃하는 화소의 친액 영역(312)에 도달한다. 이와 같이, 착탄된 액적(314)의 건조 전에, 액적(314)의 일부인 잉크가 다른 친액 영역(312)으로 이동하게 된 경우, 도 37c에 도시하는 바와 같이, 그 잉크는 원래의 화소(원래의 친액 영역(312)) 내로는 돌아가지 않고, 분리되게 된다.
따라서, 이와 같은 문제를 회피하기 위하여, 1탄의 액적 직경을 작게 하는 것이 고려된다. 예를 들면,
(화소폭 100㎛)+(양측 외곽 10㎛×2)=120㎛
에 대하여, 착탄 직후의 액적(314)(잉크)의 확산이 친액 영역(312) 내로 들어가도록 액적 직경을 결정하면, 노즐로부터 토출되는 액적(314)의 직경은 120÷1.5=80㎛로 된다.
이 경우, 1탄의 액적(314)으로 형성되는 컬러 필터층의 두께는 0.45㎛이고, 원하는 두께의 절반 이하이다. 이 때문에, 2탄 이상의 액적(314)을 동일한 화소 내에 토출해야만 한다. 그러나, 2탄째 이후의 액적은 그 전탄에서 형성된 컬러 필터층 상에 착탄되므로, 거기서는 친액 처리가 이루어져 있지 않아, 액적이 원하는 형상으로 퍼지지 않아, 불균일이 생기게 된다. 또한, 전탄이 건조되기 전에 다음 탄을 착탄 시키면, 잉크가 이웃하는 화소의 친액 영역(312)에까지 퍼지게 되므로, 전탄의 액적(314)이 건조될 때까지, 다음 탄의 액적의 토출을 기다려야만 하여, 생산성이 나쁘다. 또한, 친액 영역, 발액 영역의 형성을 위하여, 포토리소그래피 공정을 행해야만 하여, 생산 설비의 간략화라는 잉크젯 장치의 이점을 유효하게 살릴 수 없다.
또한, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 화소 주위에 격벽을 형성하여, 잉크의 확산을 차단하는 방법이 고려된다. 이와 같은 수법에 의한 컬러 필터층의 형성 방법을 도 38 및 도 39에 의해 설명한다.
액정 소자의 컬러 필터 기판(1)에는 화소의 콘트라스트를 명료하게 하기 위하여, 블랙 매트릭스(이하, BM이라 함)가 형성된다. 따라서, 이 BM을 격벽(315)으로 하여, 컬러 필터 재료를 함유한 액적(314)의 확산을 차단하는 것이 제안되어 있다(도 38a).
그러나, 상기의 격벽(315)을 사용하는 방법에서는, 도 38b에 도시하는 바와 같이, 건조 후에 형성되는 컬러 필터층(316)의 두께에 불균일이 생기게 된다. 이 경우, 컬러 필터층(316)은 중앙부에서 얇고, 격벽(315)을 따른 부분에서 두껍게 된다. 이와 같은 두께 불균일은 컬러 필터층(316)의 발색 특성에 크게 영향을 미치므로, 피해야만 한다. 따라서, 격벽(315)에 발액 처리를 실시하여, 격벽(315)에의 잉크의 부착을 회피하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법으로서도 중앙부의 오목부는 해소되지 않는다.
또한, 격벽(315)을 사용하는 방법에는 다음과 같은 문제도 있다. 컬러 필터층을 원하는 두께로 형성하는 경우, (1 화소의 면적×두께)분의 체적의 컬러 필터 재료를, 액적(314) 중에 용해하고 있어야만 한다. 일례로서, 컬러 필터 기판(311)의 컬러 필터층에서의 1 화소당 사이즈는 표시 영역이 300㎛×100㎛이고, 두께가 1㎛이다. 이것을 1탄의 액적으로 형성하고자 하는 경우, 만일 컬러 필터 재료의 체적 농도가 5%라고 하면, 액적 직경은 105㎛로 된다. 이 때문에, BM(격벽(315))의 높이를 컬러 필터층의 두께의 20배로 해야만 한다. 이것은 BM 재료의 낭비에 그치지 않고, 액정 소자 전체의 설계에 영향을 미친다.
한편, 상기의 문제는 BM의 높이를 컬러 필터층의 높이와 동일하게 한 채, 액적 직경을 작게 하고 있었던 것만으로는 해결되지 않는다. 먼저, 도 39a에 도시하는 바와 같이, 격벽(315)으로부터 흘러나오지 않을 정도로 액적을 작게 하는 경우, 1탄의 크기를 20㎛까지 작게 해야만 한다. 그러나, 액적 직경이 작게 되면, 종래의 잉크젯 방식에서는, 비상 중에 받는 공기 저항의 영향이 커지고, 비상 속도가 저하되고, 착탄 정밀도가 악화된다. 또한, 도 39b에 도시하는 바와 같이, 먼저 착탄된 액적(314)의 용질분(전탄 고화분(317))이 격벽(315) 내의 바닥부에 적층됨에 따라서, 격벽(315)의 비충전 부분의 체적이 감소하므로, 나중에 착탄되는 액적이 격벽(315)으로부터 흘러나오게 된다.
이것을 해소하기 위해서는, 최종탄을 착탄 시킨 시점에서, 그 이전에 착탄 시킨 액적의 용매분이 증발되어 있도록, 충분히 토출 간격을 크게 하고, 액적(314)의 농도를 높게 하는 것이 고려된다. 그러나, 액적 농도를 높게 하면, 잉크 점도가 커져, 종래의 잉크젯 방식에서는 토출할 수 없는 등의 문제가 있었다. 또한, BM 형성을 위하여, 포토리소그래피 공정을 행해야만 하여, 생산 설비의 간략화라는 잉크젯 방식의 이점을 유효하게 살릴 수가 없다.
(특허 문헌 1)
일본특허공개 평10-12377호 공보(공개일 1998년 01월 16일)
(특허 문헌 2)
일본특허공개 평8-238774호 공보(공개일 1996년 09월 17일)
(특허 문헌 3)
일본특허공개 2000-127410호 공보(공개일 2000년 05월 05일)
(특허 문헌 4)
일본특허공개 평5-281562호 공보(공개일 1993년 10월 29일)
(특허 문헌 5)
일본특허공개 2001-42338호 공보(공개일 2001년 02월 16일)
(특허 문헌 6)
일본특허공개 2000-246887호 공보(공개일 2000년 09월 12일)
(특허 문헌 7)
일본특허공개 소59-75205호 공보(공개일 1984년 04월 27일)
따라서, 본 발명은 찬탄 후의 액적의 건조 속도를 고려한 구성에 의해, 정확한 위치에 유기 EL층을 형성할 수 있으며, 또한 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 화소 영역 주위의 격벽이나 발액 영역 및 친액 영역 등을 형성하지 않고 유기 EL층을 형성할 수 있는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법 및 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제공을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 화소마다 개구부를 형성한 TFT 기판 또는 컬러 필터 기판 등의 기판 상에서의 개구부와 개구부 간의 경계부 등에 대하여 정확하게 스페이서를 도포·형성하는 것을 가능하게 하는 등의 구성에 의해, 스페이서의 존재에 의해 개구율이 저감되지 않고, 원하는 두께(높이)의 스페이서를 용이하게 얻을 수 있는 액정 어레이의 제조 방법 및 액정 어레이의 제공을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 찬탄 후의 액적의 건조 속도를 고려한 구성에 의해, 정확한 위치에 컬러 필터를 형성할 수 있으며, 또한 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 화소 영역 주위의 격벽이나 발액 영역 및 친액 영역 등을 형성하지 않고 컬러 필터를 형성할 수 있는 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 컬러 필터 기판의 제공을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서의 유기 EL 디스플레이의 제조에 사용하는 잉크젯 장치를 도시하는 개략 단면도.
도 2a는, 도 1에 도시한 노즐에서의, 잉크의 메니스커스의 거동을 도시하는 것으로, 잉크의 토출 전의 상태를 도시하는 설명도, 도 2b는 노즐로부터 튀어나온 상태를 도시하는 설명도, 도 2c는 액적 토출 직전의 상태를 도시하는 설명도.
도 3a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ0.2㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 3b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 4a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ0.4㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 4b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 5a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ1㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 5b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 6a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ8㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 6b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 7a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ20㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 7b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 8a는, 정전 흡인형의 잉크젯 장치에서, 노즐 직경이 φ50㎛인 경우의 노즐 선단부의 전계 강도 분포를 도시하는 그래프로서, 노즐과 대향 전극 간의 거리가 2000㎛인 경우를 도시하는 도면, 도 8b는 상기 거리가 100㎛인 경우를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태의 유기 EL 디스플레이에서의 1 화소분의 유기 EL 소자의 구성을 도시하는 개략 종단면도.
도 10a는 본 발명의 일 실시 형태의 유기 EL 디스플레이에서의 발광층의 배치 형태의 일례를 도시하는 것으로, 각 색 화소가 스트라이트 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도, 도 10b는 각 색 화소가 모자이크 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도, 도 10c는 각 색 화소가 델타 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태의 유기 EL 디스플레이에서의 전극의 배치 형태의 일례를 도시하는 평면도.
도 12a는 도 9에 도시한 유기 EL 디스플레이의 제조 공정에서의 제1 전극의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 12b는 정공 수송층의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 12c는 유기 EL층의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 13a는 도 12c에 도시한 유기 EL층의 형성 공정에서의 R 발광 화소의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 13b는 G 발광 화소의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 13c는 B 발광 화소의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 14는 노즐 직경과 최대 전계 강도 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 15는 노즐 직경과 각종 전압 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 16은 노즐 직경과 강전계 영역 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 17은 인가 전압과 대전 전하량 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 18은 초기 토출 액적 직경과 건조 시간 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 19는 주위 습도와 건조 시간 간의 관계를 도시하는 그래프.
도 20은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 잉크젯 장치의 개략 구성 단면도.
도 21은 본 발명의 실시 형태에 따른 잉크젯 장치의 원리를 설명하는 도면.
도 22는 본 발명의 일 실시 형태에서의 액정 어레이를 도시하는 종단면도.
도 23은 도 22에 도시한 TFT 기판의 1 화소의 구성을 도시하는 평면도.
도 24는 도 23에서의 A-A선을 따라 취한 실시 단면도.
도 25a는 도 22에 도시한 컬러 필터 기판의 제조 공정에서의 블랙 매트릭스의 형성 공정을 도시하는 횡단면도, 도 25b는 상기 제조 공정에서의 R 화소의 컬러 필터의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 25c는 G 화소의 컬러 필터의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 25d는 B 화소의 컬러 필터의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 26은 도 22에 도시한 스페이서의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 27은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 액정 어레이를 도시하는 종단면도.
도 28a는 도 27에 도시한 스페이서 형성 공정에서의 초기 상태를 도시하는 종단면도, 도 28b는 상기 스페이서 형성 공정에서의 중기 상태를 도시하는 종단면도, 도 28c는 상기 스페이서 형성 공정에서의 후기 상태를 도시하는 종단면도.
도 29는 본 발명의 다른 실시 형태에서의 액정 어레이를 도시하는 종단면도.
도 30은 도 29에 도시한 스페이서의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 31a는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에서의 액정 어레이의 스페이서의 형성 공정으로서, 산포된 스페이서의 관찰 공정을 도시하는 설명도, 도 31b는 상기 관찰 공정에서 발견된 스페이서 집합체의 스페이서를 분산시키는 공정을 도시하는 설명도.
도 32는 본 발명의 일 실시 형태에서의 컬러 필터 기판을 구비한 액정 어레이의 종단면도.
도 33a는 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판에서의 각 컬러 필터 화소의 배치 형태의 일례를 도시하는 것으로, 각 컬러 필터 화소가 스트라이프 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도, 도 33b는 각 컬러 필터 화소가 모자이크 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도, 도 33c는 각 컬러 필터 화소가 델타 배열되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 34는 본 발명의 일 실시 형태의 컬러 필터 기판을 구비한 액정 어레이에서의 전극의 배치 형태의 일례를 도시하는 평면도.
도 35a는 도 32에 도시한 컬러 필터 기판의 제조 공정에서의 R 컬러 필터 화소의 도시하는 종단면도, 도 35b는 G 컬러 필터 화소의 형성 공정을 도시하는 종단면도, 도 35c는 B 화소의 컬러 필터의 형성 공정을 도시하는 종단면도.
도 36은 종래의 유기 EL 디스플레이에서의 1 화소분의 유기 EL 소자의 구성을 도시하는 개략 종단면도.
도 37a는, 유기 EL층의 형성에서, 기판에 친액 영역과 발액 영역을 형성한 상태를 도시하는 종단면도, 도 37b는 도 37a에 도시한 기판에 액적이 착탄된 상태를 도시하는 종단면도, 도 37c는 착탄된 액적이 분리된 상태를 도시하는 종단면도.
도 38a는, 유기 EL층의 형성에서, 블랙 매트릭스를 격벽으로서 이용하여, 액적을 착탄 시킨 상태를 도시하는 종단면도, 도 38b는 형성한 유기 EL층에 층 두께 불균일이 생긴 상태를 도시하는 종단면도.
도 39a는, 유기 EL층의 형성에서, 격벽으로부터 흘러나오지 않을 정도로 작은 액적을 착탄 시킨 상태를 도시하는 종단면도, 도 39b는 전탄 고화분의 층 위에 다음 액적을 착탄 시킨 상태를 도시하는 종단면도.
본원 발명자는 노즐로부터 토출된 액적의 찬탄 후로부터 건조 전의 액적의 이동량을 억제할 수 있으며, 두께가 두꺼운 유기 EL층을 정확하고도 용이하게 형성할 수 있는 수법을 심도깊게 연구하였다. 그 과정에서, 유기 EL층 재료를 함유한 액체(잉크)의 액적 직경과 액체(잉크) 농도 등의 파라미터의 조합에 의해, 찬탄 후 순식간에 액적(잉크)가 건조되는 영역이 있다는 것을 예측하였다. 또한, 그 조건에서의 토출을 가능하게 하는 잉크젯 방식을 알아내었다.
그리고, 이와 같은 잉크젯 방식에 의해 액적의 토출을 행함으로써, 액적의 찬탄 후에 순식간에 액적이 건조되어 액적의 확산을 회피하여, 연속적인 액적 부여에 의한 유기 EL층의 형성을 가능하게 하였다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 잉크젯 방식에 의해, 유기 EL층 재료를 함유한 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법으로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 이 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치는, 잉크젯 방식에 의해, 유기 EL층 재료를 함유한 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 노즐을 사용하여, 정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 기판 상의 유기 EL층 형성 영역에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적은 기판 상에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 유기 EL층을 형성할 수 있다. 이 점은, 복수의 액적을 토출하고, 이들을 적층하여 원하는 두께를 갖는 1개의 유기 EL층을 형성하는 경우도 마찬가지이며, 나중에 착탄된 액적이 먼저 착탄된 액적에 영향받아 이동한다는 사태를 회피 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 유기 EL층 형성 영역(화소 영역)의 주위에 격벽을 형성하지 않고 또한 발액 영역 및 친액 영역 등을 형성하지 않아, 용이하게 또한 낮은 코스트로 유기 EL층을 형성할 수 있다.
또한, 노즐의 토출공의 직경이 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고 있으므로, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 고주파수에서의 토출 구동을 행하면서, 연속적인 액적의 토출이 가능하게 되어, 생산 효율이 향상된다.
한편, 노즐 직경을 13㎛ 이하로 하면, 액적량을 1pl 이하로 할 수 있다. 또한, 유기 EL 표시체의 제조에서, 액적을 도포한 후의 유기 EL층의 농도는 소정값 이상이 필요하게 되기 때문에, 본 발명과 같이 미소 액적을 이용하는 경우에는 동일한 유기 EL층 형성 영역에 대하여, 액적의 토출을 복수회 행한다.
상기한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 상기 액체로서, 체적 농도가, 동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값인 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
토출하는 액적이 작게 ㅔ되면, 1탄의 액적에 의해 형성되는 유기 EL층의 두께가 얇게 되므로, 원하는 두께를 얻기 위해서는 복수탄의 액적에 의한 층을 적층할 필요가 있다. 이 경우, 적층 수가 증가하면, 그만큼, 작업 시간이 증가한다. 따라서, 체적 농도가, 동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값인 액체(잉크)를 사용하고, 적층 수에 따라서 액체의 체적 농도를 조정한다. 이 경우, 액체의 체적 농도를 높게 설정하면, 상기의 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율의 향상이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법으로서, 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성된 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 유기 EL층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 유기 EL층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치는, 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치로서, 정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 상기 액적을 토출시킴과 함께, 동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성된 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 유기 EL층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 유기 EL층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 기판 상의 유기 EL층 형성 영역에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적은 기판 상에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 유기 EL층을 형성할 수 있다. 이 점은, 복수의 액적을 토출하고, 이들을 적층하여 원하는 두께를 갖는 1개의 유기 EL층을 형성하는 경우도 마찬가지이며, 나중에 착탄된 액적이 먼저 착탄된 액적에 영향받아 이동한다는 사태를 회피 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 유기 EL층 형성 영역(화소 영역)의 주위에 격벽을 형성하지 않고 또한 발액 영역 및 친액 역역 등을 형성하지 않아, 용이하고 또한 낮은 비용으로 유기 EL층을 형성할 수 있다.
또한, 토출하는 액적이 작게 되면, 1탄의 액적에 의해 형성되는 유기 EL층의 두께가 얇게 되므로, 원하는 두께를 얻기 위해서는 복수탄의 액적에 의한 층을 적층할 필요가 있다. 이 경우, 적층 수가 증가하면, 그만큼 작업 시간이 증가한다. 따라서, 액체(잉크)의 체적 농도를 상기의 식을 만족하도록 하여 고농도로 설정하면, 상기의 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율의 향상이 가능하게 된다. 한편, 상기 대략의 범위는 액적량의 편차를 고려하여, 예를 들면 ±10%로 해도 된다.
상기한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 정전 흡인형 잉크젯 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 고주파수에서의 토출 구동을 행하면서, 연속적인 액적의 토출이 가능하게 되어, 생산 효율이 향상된다.
상기한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법은, 상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 액체(잉크)로서 점도가 20cP 이상인 고점도의 잉크를 사용함으로써, 복수탄의 액적에 의한 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율이 향상이 가능하게 된다.
상기한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법에서, 상기 유기 EL층은 유기 발광층을 포함하고 있는 구성으로 해도 된다.
상기한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법에서, 상기 유기 EL층은 전하 수송층을 포함하고 있는 구성으로 해도 된다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체는 상기의 어느 한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법에 의해 제조된 것이다.
본 발명의 액정 어레이의 제조 방법은, 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되며, 잉크젯 방식에 의해 노즐의 토출공으로부터 스페이서 재료의 액적을 토출하고, 그것을 경화시킴으로써 상기 스페이서를 형성하는 액정 어레이의 제조 방법으로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 이 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 개구부는 표시부의 광의 투과 또는 반사를 제어하는 영역을 말한다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 기판 상의 스페이서 형성면에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적은 기판 상에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 스페이서를 형성할 수 있다. 이 점은, 복수의 액적을 토출하고, 이들을 적층하여 원하는 두께를 갖는 1개의 스페이서를 형성하는 경우도 마찬가지이며, 나중에 착탄된 액적이 먼저 착탄된 액적에 영향받아 이동한다는 사태를 회피 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 액정 어레이의 개구율을 저하시키지 않아, 원하는 두께의 스페이서를 용이하게 또한 낮은 코스트로 형성할 수 있다.
또한, 노즐의 토출공의 직경이 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고 있으므로, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 고주파수에서의 토출 구동을 행하면서, 연속적인 액적의 토출이 가능하게 되어, 생산 효율이 향상된다.
한편, 노즐 직경을 13㎛ 이하로 하면, 액적량을 1pl 이하로 할 수 있다. 또한, 스페이서의 두께는 소정값 이상이 필요하게 되기 때문에, 본 발명과 같이 미소 액적을 사용하는 경우에는 동일한 스페이서 형성 개소에 대하여 액적의 토출을 복수회 행한다.
또한, 본 발명의 액정 어레이의 제조 방법은, 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되며, 잉크젯 방식에 의해 노즐의 토출공으로부터 스페이서 재료의 액적을 토출하고, 그것을 경화시킴으로써 상기 스페이서를 형성하는 액정 어레이의 제조 방법으로서, 상기 노즐의 선단부를 기판의 스페이서 형성면에 접촉시키고, 이 상태에서, 상기 스페이서 재료를 응축시키기 위하여, 노즐에 형성된 전극에 전압을 인가하고, 이 전압 인가 상태를 유지하면서, 상기 노즐로부터 연속적으로 상기 스페이서 재료를 토출시킴과 함께, 상기 노즐과 상기 기판의 위치를 떨어뜨려 가며, 상기 기판에 기둥 형상의 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 액정 어레이의 개구율을 저하시키지 않아, 원하는 두께의 스페이서를 용이하게 또한 낮은 코스트로 형성할 수 있다.
상기한 액정 어레이의 제조 방법은, 상기 노즐의 토출공의 직경이 8㎛ 이하인 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 스페이서의 형성을 더욱 안정되게 행할 수 있다.
본 발명의 액적 어레이의 제조 방법은, 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 형성하고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되어 있는 액정 어레이의 제조 방법으로서, 노즐의 토출공의 직경이 토출하는 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 이 잉크젯 장치의 노즐로부터, 고체 스페이서를 함유한 액체를, 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적으로서 스페이서 형성면에 토출하여, 상기 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적, 즉 용매는 기판 상의 스페이서 형성면에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적에 포함되어 있는 고체 스페이서는 스페이서 형성면에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 스페이서를 형성할 수 있다. 이에 따라, 액정 어레이의 개구율의 저하를 회피할 수 있다. 또한, 용매가 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 기판에 남은 용매가 배향막 등에 악영향을 미치지 않는다.
또한, 노즐의 토출공의 직경이 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고 있으므로, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 스페이서의 형성 위치에 대하여 고정밀도의 위치 제어가 가능하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 액정 어레이의 개구율을 저하시키지 않아, 원하는 두께의 스페이서를 용이하게 또한 낮은 코스트로 형성할 수 있다.
본 발명의 액정 어레이의 제조 방법은, 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 형성하고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되어 있는 액정 어레이의 제조 방법으로서, 스페이서 배치면에 고체 스페이서를 배치한 후, 노즐의 토출공의 직경이 토출하는 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 이 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하고, 그 액적을 상기 고체 스페이서에 충돌시킴으로써 고체 스페이서를 이동시키고, 고체 스페이서의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 스페이서 배치면에 고체 스페이서를 배치한 후, 노즐로부터의 액적의 토출에 의해 고체 스페이서의 위치를 조정하여, 스페이서가 1개소에 집합된 상태 등을 해소할 수 있으므로, 개구율의 저하를 회피 가능하다.
또한, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 기판에 남은 용매가 배향막 등에 악영향을 미치지 않는다.
또한, 노즐의 토출공의 직경이 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고 있으므로, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 스페이서의 형성 위치에 대하여 고정밀도의 위치 제어가 가능하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 액정 어레이의 개구율을 저하시키지 않아, 원하는 두께의 스페이서를 용이하게 또한 낮은 코스트로 형성할 수 있다.
상기한 액정 어레이의 제조 방법은, 상기 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상으로 높게 되어 있으므로, 찬탄 후의 토출물에서의 용매의 건조 속도를 확실하게 높일 수 있다. 이에 따라, 스페이서의 위치 정밀도를 확실하게 높일 수 있다. 또한, 노즐로부터의 토출 액적에 의해 스페이서를 형성하는 경우에는, 1탄의 액적에 의한 스페이서 형성 두께가 작게 되기 때문에, 토출 횟수, 즉 적층 수가 증가하여, 제작 시간이 증가하지만, 액적(토출물)이 고농도로 되어 있으므로, 토출 횟수, 즉 적층 수의 증가화를 억제 가능하다. 그 결과, 생산 효율이 향상된다.
상기한 액정 어레이의 제조 방법에서, 상기 스페이서를 형성하는 기판에는 투명 기판 상에 적어도 3색 이상의 색으로 착색된 컬러 필터가 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.
상기한 액정 어레이의 제조 방법에서는, 상기 스페이서를 형성하는 기판이, 화소마다 액티브 소자를 구비한 액티브 매트릭스 기판으로 되어 있다.
또한, 본원 발명자는 노즐로부터 토출된 액적의 찬탄 후로부터 건조 전의 액적의 이동량을 억제할 수 있으며, 두께가 두꺼운 컬러 필터를 정확하고도 용이하게 형성하는 수법을 심도깊게 연구하였다. 그 과정에서, 컬러 필터층 재료를 함유한 액체(잉크)의 액적 직경과 액체(잉크) 농도 등의 파라미터의 조합에 의해, 찬탄 후 순식간에 액적(잉크)이 건조되는 영역이 있다는 것을 예측하였다. 또한, 그 조건에서의 토출을 가능하게 하는 잉크젯 방식을 알아내었다.
그리고, 이와 같은 잉크젯 방식에 의해 액적의 토출을 행함으로써, 액적의 찬탄 후에 순식간에 액적이 건조되어 액적의 확산을 회피하여, 연속적인 액적 부여에 의한 컬러 필터층의 형성을 가능하게 하였다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 잉크젯 방식에 의해, 컬러 필터층 재료를 함유한 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 노즐을 사용하여, 정전 흡인형 잉크젯 방식에 의해 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 컬러 필터 기판의 제조 장치는, 잉크젯 방식에 의해, 컬러 필터층 재료를 함유한 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 이 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 기판 상의 컬러 필터층 형성 영역에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적은 기판 상에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 컬러 필터층을 형성할 수 있다. 이 점은, 복수의 액적을 토출하고, 이들을 적층하여 원하는 두께를 갖는 1개의 컬러 필터층을 형성하는 경우도 마찬가지이며, 나중에 착탄된 액적이 먼저 착탄된 액적에 영향받아 이동한다는 사태를 회피 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 컬러 필터층 형성 영역(화소 영역)의 주위에 격벽을 형성하지 않고 또한 발액 영역 및 친액 역역 등을 형성하지 않아, 용이하고 또한 낮은 비용으로 유기 발광층을 형성할 수 잇다.
또한, 노즐의 토출공의 직경이 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고 있으므로, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 고주파수에서의 토출 구동을 행하면서, 연속적인 액적의 토출이 가능하게 되어, 생산 효율이 향상된다.
한편, 노즐 직경을 13㎛ 이하로 하면, 액적량을 1pl 이하로 할 수 있다. 또한, 컬러 필터 기판의 제조에서, 액적을 도포한 후의 컬러 필터층의 농도는 소정값 이상이 필요하게 되기 때문에, 본 발명과 같이 미소 액적을 이용하는 경우에는 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 대하여 액적의 토출을 복수회 행한다.
상기한 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 상기 액체로서, 체적 농도가, 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값인 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
토출하는 액적이 작게 되면, 1탄의 액적에 의해 형성되는 컬러 필터층의 두께가 얇게 되므로, 원하는 두께를 얻기 위해서는 복수탄의 액적에 의한 층을 적층할 필요가 있다. 이 경우, 적층 수가 증가하면, 그만큼, 작업 시간이 증가한다. 따라서, 체적 농도가, 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값인 액체(잉크)를 사용하고, 적층 수에 따라서 액체의 체적 농도를 조정한다. 이 경우, 액체의 체적 농도를 높게 설정하면, 상기의 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율의 향상이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 동일한 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성된 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 컬러 필터층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 유기 EL층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 장치는, 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 장치로서, 정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 상기 액적을 토출시킴과 함께, 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성된 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 컬러 필터층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 컬러 필터층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 노즐로부터 토출되는 액적의 1 방울의 양이 1pl 이하이므로, 액적은 기판 상의 컬러 필터층 형성 영역에 찬탄 후 순식간에 건조된다. 따라서, 액적은 기판 상에 찬탄 후에 이동하기 어려워, 정확한 위치에 컬러 필터층을 형성할 수 있다. 이 점은, 복수의 액적을 토출하고, 이들을 적층하여 원하는 두께를 갖는 1개의 컬러 필터층을 형성하는 경우도 마찬가지이며, 나중에 착탄된 액적이 먼저 착탄된 액적에 영향받아 이동한다는 사태를 회피 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 잉크젯 방식에서의 이점을 살리고, 특히 컬러 필터층 형성 영역(화소 영역)의 주위에 격벽을 형성하지 않고 또한 발액 영역 및 친액 역역 등을 형성하지 않아, 용이하고 또한 낮은 비용으로 컬러 필터층을 형성할 수 잇다.
또한, 토출하는 액적이 작게 되면, 1탄의 액적에 의해 형성되는 컬러 필터층의 두께가 얇게 되므로, 원하는 두께를 얻기 위해서는 복수탄의 액적에 의한 층을 적층할 필요가 있다. 이 경우, 적층 수가 증가하면, 그만큼 작업 시간이 증가한다. 따라서, 액체(잉크)의 체적 농도를 상기의 식을 만족하도록 하여 고농도로 설정하면, 상기의 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율의 향상이 가능하게 된다. 한편, 상기 대략의 범위는 액적량의 편차를 고려하여, 예를 들면 ±10%로 해도 된다.
상기한 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 정전 흡인형 잉크젯 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 정전 흡인용의 전계를 발생시키는 인가 전압을 낮은 값으로 억제하면서, 1pl 이하의 미소한 액적의 토출이 가능하게 된다. 또한, 액적을 토출할 때에, 액적에 전하가 집중되기 쉬워, 액적 주위의 전계 강도의 변동이 작게 되므로, 안정된 토출이 가능하게 된다. 그 결과, 고주파수에서의 토출 구동을 행하면서, 연속적인 액적의 토출이 가능하게 되어, 생산 효율이 향상된다.
상기한 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 액체(잉크)로서, 점도가 20cP 이상인 고점도의 잉크를 사용함으로써, 복수탄의 액적에 의한 적층 수가 감소하므로, 액적의 토출 횟수가 감소하여, 생산 효율의 향상이 가능하게 된다.
본 발명의 컬러 필터 기판은 상기 중의 어느 하나의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조된 것이다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타낸 기재에 의해 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발며의 이익은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백하게 될 것이다.
[제1 실시 형태]
이하, 본 발명의 바람직일 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 실시 형태의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조에 사용되는 정전 흡인형의 잉크젯 장치를 도 1에 기초하여 설명한다. 한편, 도 1은 잉크젯 장치(15)의 종단면도이다.
잉크젯 장치(15)는 잉크실(2)에 저장한 잉크를 토출하기 위한 노즐(1)을 구비하고 있다. 이 노즐(1)은 패킹(3)을 통해 잉크실(2)에 연결되어 있다. 이에 따라, 잉크실(2) 내의 잉크가, 노즐(1)과 잉크실(2)의 연결 부분으로부터 외부로 누설되지 않도록 밀봉되어 있다.
또한, 상기 노즐(2)은 잉크실(2)과의 연결부와는 반대측, 즉 잉크의 토출측으로 되는 선단부를 향하여 내경이 작게 되도록 조여든 형상으로 된 오리피스(1a)를 갖고 있다. 상기 노즐(1) 선단부의 토출공(1b)의 직경(이하, 노즐 직경이라 함)은 토출 직후의 잉크의 액적과의 관계에서 설정되어 있다.
한편, 노즐(1)로부터 토출된 잉크와, 잉크실(2)에 저장되어 있는 잉크를 구별하기 위하여, 이후, 노즐(1)로부터 토출된 잉크를 액적(12)이라 한다. 이 토출공(1b)의 직경과, 토출 직후의 액적(12)의 액적 직경의 관계에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 노즐(1)의 내부에는 잉크에 대하여 정전계를 인가하기 위한 노즐 전극(5)이 형성되어 있다. 이 노즐 전극(5)에는 프로세스 제어부(25)로부터 소정의 전압이 인가된다. 이에 따라, 프로세스 제어부(25)는 노즐 전극(5)과 대향 전극(13) 사이의 전계 강도가 제어되도록 되어 있다. 이 전계 강도를 제어함으로써, 노즐(1)로부터 토출되는 액적(12)의 액적 직경이 조정된다. 또한, 노즐(1)로부터 토출된 액적(12)은 노즐 전극(5)과 대향 전극(13) 사이에 생기는 전계에 의해 대향 전극(13) 방향으로 가속된다.
잉크실(2)에는 잉크 용액이 충전되어 있다. 이 잉크는 잉크 공급로(23)를 통해 잉크실(2)과 접속된 도시하지 않은 잉크 탱크로부터 공급된다. 여기서는, 잉크실(2) 내 및 노즐(1) 내에 잉크가 채워진 상태로 유지되고, 잉크에는 부압이 걸려 있다.
상기 노즐(1)의 토출공(1b)의 대향면측에는, 소정의 거리 떨어진 위치에 대향 전극(13)이 배치되어 있다. 이 대향 전극(13)은 그 노즐(1)과의 대향면에 배치된 피기록측 기판(14)의 표면을, 노즐(1)의 토출공(1b)으로부터 토출되는 액적(13)의 대전 전위의 반대 극성의 전위로 대전시키는 것이다. 이에 따라, 노즐(1)의 토출공(1b)으로부터 토출한 액적(12)을, 피기록측 기판(14)의 표면에 안정되게 착탄 시키고 있다.
이와 같이, 액적(12)은 대전되어 있을 필요가 있으므로, 노즐(1)의 적어도 선단부의 잉크 토출면은 절연 부재로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 미세한 직경의 토출공(1b)을 형성할 필요가 있기 때문에, 본 실시 형태에서는, 노즐(1)로서 글래스 캐필러리 튜브를 사용하였다.
여기서, 잉크가 노즐(1)로부터 액적(12)으로서 토출될 때에, 토출공(1b) 근방에 형성되는 메니스커스(메니스커스 영역)(7)의 거동에 관하여 이하에 설명한다. 도 2a∼도 2c는 상기 토출공(1b) 근방의 메니스커스(7)의 거동을 도시하는 모델도이다.
먼저, 잉크의 토출 전 상태에서는, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 잉크(22)에는 부압이 걸려 있으므로, 노즐(1)의 선단부 내부에는 오목한 형상으로 메니스커스(7a)가 형성되어 있다.
다음으로, 잉크(22)의 토출을 행하기 위하여, 노즐 전극(5)에 인가되는 전압이 프로세스 제어부에 의해 제어되고, 상기 노즐 전극(5)에 소정의 전압이 인가되면, 노즐(1)의 잉크(22)의 표면에 전하가 유도되고, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 잉크(22)가 노즐(1)의 선단부의 토출공(1b) 표면, 즉 대향 전극측(도시하지 않음)으로 인장된 형상의 메니스커스(7b)가 형성된다. 이 때, 노즐(1)의 직경이 미소하기 때문에, 메니스커스(7b)는 당초부터 테일러 콘 형상을 형성하면서 외측으로 인장되어 있다.
계속하여, 외측으로 인장된 메니스커스(7b)는 도 2c에 도시하는 바와 같이, 대향 전극측(도시하지 않음)으로 더욱 토출된 형상의 메니스커스(7c)로 되고, 유도된 메니스커스(7c) 표면의 전하와 노즐(1)에 형성되는 전장(전계 강도)의 힘이 잉크(22)의 표면 장력을 이김으로써, 토출 액적이 형성된다.
여기서, 본 실시 형태에서 사용하는 노즐(1)의 토출공(1b)의 직경(이하, 노즐 직경이라 함)은 φ8㎛ 이하(예를 들면 5㎛)로 하고 있다. 이와 같이, 노즐(1)의 노즐 직경이 미소한 경우, 종래와 같이 메니스커스 선단부의 곡률 반경이 표면 전하의 집중에 의해 서서히 작게 변화되어 가지 않아 거의 일정하다고 볼 수 있다.
따라서, 잉크의 물성값이 일정하면, 액적 분리 시의 표면 장력은 전압 인가에 의한 토출 상태에서는 거의 일정하고, 또한 집중 가능한 표면 전하의 양도 잉크의 표면 장력을 넘는 값, 즉 레일리 분열값 이하이기 때문에 최대량은 일의적으로 정의된다.
한편, 노즐 직경이 미소하기 때문에, 전계 강도는 메니스커스(7)의 아주 근방에서만 매우 강한 값으로 되고, 이와 같이 극소 영역에서의 높은 전장에 의한 방전 파괴 강도는 매우 높은 값으로 되기 때문에, 문제로 되지 않는다.
본 실시 형태에 따른 잉크젯 장치(15)에 사용되는 잉크로서는, 순수를 함유하는 염료계 잉크 및 미립자를 함유한 잉크를 사용할 수 있다. 여기서, 미립자를 함유한 잉크로서는, 노즐부가 종래보다 매우 작기 때문에, 함유하는 미립자의 입경도 작게 할 필요가 있으며, 일반적으로 노즐 직경의 1/20 내지 1/100 정도라면 막힘이 발생하기 어렵다.
이 때문에, 본 실시 형태에서 사용하는 노즐(1)의 노즐 직경을, 상술한 바와 같이 예를 들면 φ5㎛로 하면, 상기 노즐 직경에 대응하는 잉크의 미립자 직경은 50㎚ 이하로 된다.
이 경우, 잉크의 미립자 직경은 종래에 사용되고 있던 최소 미립자 직경 φ100㎚보다 더욱 작은 것으로 된다. 이 때문에, 일본특허공개공보 「특개 2000-127410호 공보」(공개일 2000년 5월 5일)에 개시된 미립자를 포함하는 잉크를 토출하는 원리와 같이, 미립자의 대전에 의한 이동에 의해 메니스커스(7)의 전하를 집중시키고, 집중된 미립자 상호 간의 정전 반발력에 의해 토출하는 방법에서는, 잉크 중의 대전 미립자의 이동 속도가 저하되게 되어 토출의 응답 속도 및 기록 속도가 늦어지게 된다.
이에 대하여, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 대전된 미립자 상호 간의 정전 반발력을 이용하는 것이 아니라, 미립자를 포함하지 않는 잉크의 경우와 마찬가지로 메니스커스 표면의 전하에 의해 토출을 행한다. 이 경우, 잉크 중의 미립자에서의 전하의 영향이 메니스커스 표면의 전하에 영향을 미치는 것에 따른 토출 불안정을 해소하기 위하여, 잉크 중의 미립자의 전하량이 메니스커스 표면의 전하에 비해 훨씬 작은 값으로 되는 형상이 바람직하다.
이것은 잉크 중의 미립자에서의 단위 질량당 전하량이 10μC/g 이하이면, 상기 미립자끼리의 정전 반발력 및 응답 속도가 작게 되고, 또한 잉크 미립자의 질량을 작게 함으로써, 즉 잉크 미립자의 직경을 작게 함으로써 잉크 중의 미립자의 총 전하량을 감소할 수 있다.
이하의 표 1에, 잉크 중의 평균 미립자 직경을 φ3㎚ 내지 φ50㎚으로 한 경우의 토출 안정성을 나타낸다.
미립자 직경 노즐 직경
φ0.4㎛ φ1㎛ φ4㎛ φ8㎛
φ50㎚ × △ △ △
φ30㎚ ○ ○ ○ ○
φ10㎚ ○ ○ ○ ○
φ3㎚ ○ ○ ○ ○
표 1 중의 기호는 각 노즐의 토출 안정성을 나타내고 있으며, × : 막힘 등에 의한 불토출 있음, △ : 연속 토출에서 토출 불안정, ○ : 안정 토출이다.
표 1로부터, 미립자 직경으로서 φ30㎚ 이하가 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 미립자 직경이 φ10㎚ 이하로 되면 잉크 중의 미립자 1개의 대전량은 잉크 토출에서의 전하로서의 영향을 거의 무시할 수 있음과 함께, 전하에 의한 이동 속도도 매우 늦게 되어 미립자의 메니스커스 중심으로의 집중도 발생하지 않는다. 또한, 노즐 직경이 φ3㎛ 이하에서는, 메니스커스부의 전계 집중에 의해 극단적으로 최대 전계 강도가 높아지고, 미립자 1개마다의 정전력도 크게 되기 때문에 φ10㎚ 이하의 미립자를 포함하는 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 미립자 직경이 φ1㎚ 이하로 되면, 미립자의 응집 및 농도의 불균일의 발생이 크게 되기 때문에, 미립자 직경은 φ1㎚ 내지 φ10㎚의 범위가 바람직하다.
여기서, 노즐(1)의 노즐 직경과 전계 강도의 관계에 관하여, 도 3a 및 도 3b∼도 8a 및 도 8b를 참조하면서 이하에 설명한다. 도 3a 및 도 3b∼도 8a 및 도 8b에 대응하여, 노즐 직경을 φ0.2, 0.4, 1, 8, 20㎛ 및 참고적으로 종래에 사용되고 있는 노즐 직경 φ50㎛의 경우의 전계 강도 분포를 나타낸다.
여기서, 각 도면에서, 노즐 중심 위치란, 노즐(1)의 토출공(1b)의 잉크 토출면의 중심 위치를 나타낸다. 또한, 도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a, 도 7a, 도 8a는 노즐(1)과 대향 전극(13)의 거리가 2000㎛로 설정되었을 때의 전계 강도 분포를 나타내고, 도 3b, 도 4b, 도 5b, 도 6b, 도 7b, 도 8b는 노즐(1)과 대향 전극(13)의 거리가 100㎛로 설정되었을 때의 전계 강도 분포를 나타낸다. 한편, 인가 전압은 각 조건 모두 200V로 일정하게 하였다. 도면 중의 분포선은 전계 강도가 1×106V/m부터 1×107V/m까지의 범위를 나타내고 있다.
이하의 표 2에, 각 조건 하에서의 최대 전계 강도를 나타낸다.
노즐 직경(㎛) 갭(㎛) 변동율(%)
100 2000
0.2 2.001×10⌒9 2.00005×10⌒9 0.05
0.4 1.001×10⌒9 1.00005×10⌒9 0.09
1 0.401002×10⌒9 0.40005×10⌒9 0.24
8 0.0510196×10⌒9 0.05005×10⌒9 1.94
20 0.0210476×10⌒9 0.0200501×10⌒9 4.98
50 0.00911111×10⌒9 0.00805×10⌒9 13.18
도 3a, 도 3b∼도 8a, 도 8b로부터, 노즐 직경이 φ20㎛(도 7a, 도 7b) 이상이면 전계 강도 분포는 넓은 면적으로 넓어지고 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 표 2로부터, 노즐과 대향 전극의 거리가 전계 강도에 영향을 미치고 있다는 것도 알 수 있었다.
이러한 사실로부터, 노즐 직경이 φ8㎛(도 6a, 도 6b) 이하이면 전계 강도는 집중됨과 함께, 대향 전극의 거리의 변동이 전계 강도 분포에 거의 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 노즐 직경이 φ8㎛ 이하이면, 대향 전극의 위치 정밀도 및 피기록 매체의 재료 특성의 편차나 두께 편차의 영향을 받지 않고 안정된 토출이 가능하게 된다.
한편, 피에조형 및 서멀형 잉크젯 장치에서는, 액적(12)이 미소 액적으로 된 경우에 공기 저항의 영향이 크고, 피기록 매체에의 액적(12)의 정확한 착탄은 곤란하다.
또한, 종래의 정전 흡인 방식(예를 들면 일본특허공개 평8-238774호)에서는, 토출된 액적(12)의 투영 면적보다 훨씬 큰 영역에 강한 전계 강도의 필드를 형성함으로써, 그 메니스커스(7) 중심에 전하를 집중시키고 있었다. 이 때문에, 노즐 전극에 대하여 매우 높은 전압을 인가할 필요가 있어, 구동 제어가 곤란하고, 또한 방전 파괴 강도의 제한으로부터, 형성할 수 있는 미소 액적의 사이즈에도 원리적으로 한계가 있었다.
본 실시 형태의 정전 흡인형의 잉크젯 장치(15)에서는, 노즐 직경을 토출 직후의 액적 직경보다 작은 것으로 하였다. 이에 따라, 전하의 집중 영역과 메니스커스(7) 영역을 거의 동등하게 할 수 있다. 그 결과, 노즐 전극(5)에의 인가 전압의 대폭적인 저감이 가능하게 됨과 함께, 메니스커스(7)에서의 전계 강도를 대폭적으로 높게 할 수 있었다.
이에 따라, 잉크젯 장치(15)에서는, 전하를 띈 액적(12)이 전계에 의해 적절하게 가속되기 때문에, 공기 저항에 의한 감속이 억제되어, 착탄 정밀도가 향상된다. 또한, 노즐(1) 내에 항상 압력을 가함으로써, 토출공(1b)에 메니스커스(7)가 테일러 콘 형상으로 형성되므로, 메니스커스(7)에 전하가 집중되기 쉬워, 노즐 전극(5)에의 수백 V의 인가 전압으로 액적(12)의 토출이 가능하다.
본 잉크젯 장치(15)는 이하의 특징을 갖는다.
첫째로, 노즐 전극(5)과 대향 전극(13) 사이에 생긴 전계에 의해, 대전된 액적(12)에 힘을 제공하고 있다. 이 때문에, 액적(12)은 미소 액적이기 때문에 비상 중의 공기 저항의 영향이 크게 되라도, 크게 감속하지는 않아, 착탄 정밀도(피기록측 기판(14) 상에서의 착탄 위치 정밀도)가 향상된다.
둘째로, 고점도의 잉크이더라도 액적(12)으로서 토출이 가능하다. 실제로 70cP의 잉크의 토출이 실현되어 있다. 고점도의 잉크를 토출할 수 있기 때문에, 잉크의 농도를 높게 할 수 있다.
일반적으로 잉크 점도는 메니스커스(7)의 성장율에 반비례하고, 고점도에서는 메니스커스(7)가 충분히 성장할 수 없어, 액적의 토출이 불가능하다. 그러나, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 메니스커스(7)의 성장율이 잉크의 점도에 의존하지 않고, 표면 장력과 대전량에 의존한다. 따라서, 잉크의 용매에 대하여, 그 최대 용해도까지 용질 재료를 용해시키더라도, 잉크의 토출이 가능하다.
셋째로, 액적(12)의 찬탄 후, 순식간에 잉크의 용매분이 건조되는 것이다. 액적(12)의 용매분의 체적은 액적 직경의 3승에 비례한다. 따라서, 용매분을 증발시키기 위하여 필요한 에너지도, 액적 직경의 3승에 비례한다. 또한, (체적)/(표면적)의 값이 작을수록, 액적(12)은 증발하기 쉽게 된다고 생각된다. 이 때문에, 액적이 작을수록 빨리 증발시키는 것에는 글래스하다.
종래의 잉크젯 장치에서는, 토출하는 액적 사이즈가 크고, 용매분이 증발하는 데 시간이 걸렸다. 또한, 액적을 미소하게 한 것만으로는, 충분한 비상 속도가 얻어지지 않고, 운동 에너지가 열에너지로 변화된 만큼으로는, 액적의 용매분의 기화열에 이르지 않고, 찬탄 후 순식간에 건조라는 현상이 얻어지지 않았다. 그러나, 잉크젯 장치(서브미크론 헤드)(15)에서는, 액적 체적을 작게 하면서도, 충분한 비상 속도가 얻어지므로, 찬탄 후 순식간에 건조라는 현상이 얻어진다.
이상의 점을 확인하기 위하여 하기의 시험을 행하였다. 그 결과에 대하여 설명한다.
표 3∼표 5는 종래의 잉크젯 방식인 피에조형, 서멀형 및 액적 직경이 큰 정전 흡인형의 잉크젯 장치를 이용한 경우와, 본 발명의 실시에 사용하는 잉크젯 장치(15), 즉 토출하는 액적 직경이 작은 정전 흡인형의 잉크젯 장치(15)를 이용한 경우의 특성을 비교한 것이다.
착탄 정밀도 토출 용이성 건조 속도 착탄 횟수
액적 체적 종래 본 발명 종래 본 발명 본 발명 본 발명
0.1pl × ○ × ○ ◎ △
1pl × ◎ × ◎ ◎ ○
10pl ○ - ○ - - -
◎ : 양호 ○ : 가능 △ : 부적당 × : 불가능 - : 적응 범위 외
액적 체적의 영향
표 3의 결과는 액적(12)의 착탄 정밀도, 토출 용이성, 건조 속도 및 착탄 횟수에 대한 액적 체적의 영향을 나타낸 것이다. 한편, 착탄 횟수란, 1 화소를 형성하기 위하여 필요한 토출 횟수를 말하며, 생산 효율의 관점으로부터, 적은 편이 좋은 것으로 평가된다.
본 잉크젯 장치(15)를 사용한 경우에는, 액적 체적이 0.1pl 및 1pl인 경우에도, 착탄 정밀도 및 토출 용이성에서, 사용 가능 또는 양호이었던 데 대하여, 종래의 잉크젯 장치에서는 어느 항목에서도 불가능이었다. 또한, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 건조 속도에서, 액적 체적이 0.1pl 및 1pl인 경우에 양호이다. 착탄 횟수에서, 0.1pl인 경우에 부적당하고(생산 효율이 나쁘다), 1pl인 경우에 적합하다(생산 효율이 좋다)고 말할 수 있다.
점도 종래 본 발명
2cP ◎ ◎
10cP ○ ◎
20cP △ ◎
70cP × ◎
◎ : 양호 ○ : 가능 △ : 부적당 × : 불가능 - : 적응 범위 외
점도의 영향
표 4의 결과는 본 잉크젯 장치(15)와 종래의 잉크젯 장치에 대하여, 잉크의 각 점도에 대한 적성을 나타낸 것이다. 본 잉크젯 장치(15)에서는 고점도의 잉크의 토출이 가능하였다.
토출 용이성 건조 속도 착탄 횟수
농도 종래 본 발명 종래 본 발명
저 ○ ◎ △ △
중 × ◎ ○ ○
고 × ◎ ◎ ◎
◎ : 양호 ○ : 가능 △ : 부적당 × : 불가능 - : 적응 범위 외
농도의 영향
표 5의 결과는, 본 잉크젯 장치(15)와 종래의 잉크젯 장치에 대하여, 각 농도에 대한 적성, 즉 토출 용이성과, 본 잉크젯 장치(15)에 대하여 각 농도에 대한 건조 속도와 착탄 횟수의 평가 결과를 나타낸 것이다.
표 5의 결과로부터, 잉크의 토출 용이성에서, 종래의 잉크젯 장치에서는, 중간 및 고농도의 잉크에 대하여 토출 불가능이었던 데 대하여, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 저농도로부터 고농도의 잉크에 대하여 양호이었다. 또한, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 건조 속도에서, 잉크가 중간 농도인 경우에 가능, 고농도인 경우에 양호로 되었다. 또한, 생산 효율의 관점으로부터, 고농도일수록 착탄 횟수가 적어도 충분하여, 적합하다고 말할 수 있다.
상기한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 잉크젯 장치(15)를 사용한 경우에는, 건조 시간이 대폭적으로 단축되기 때문에, 먼저 토출한 액적이 기판 상에서 건조가 끝날 때까지의 대기 시간을 마련할 필요가 없어, 동일 개소에 대한 토출 간격 시간을 단축할 수 있어, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 고농도의 잉크의 토출이 가능하기 때문에, 1탄의 액적에 함유되는 유기 EL 재료의 비율을 크게 할 수 있으므로, 토출 횟수를 적게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 잉크의 농도가 높게 되면 점도가 높게 되지만, 본 잉크젯 장치(15)에서는, 고점도의 액적을 토출 가능하므로, 고농도의 잉크를 토출할 수 있다. 이 경우, 농도가 높게 되면, 상술한 바와 같이, 토출 횟수를 적게 하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 도 1에 도시한 잉크젯 장치(15)를 사용하여 제조되는 액티브 매트릭스형의 유기 EL 디스플레이(유기 EL 표시체), 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 유기 EL 소자(50)의 1 화소의 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 유기 EL 소자는 적어도 기판(51), 및 기판(51) 상에 형성된 제1 전극(52), 유기 EL층(53) 및 제2 전극(54)을 구비하고 있다.
기판(51)에서의 제1 전극(52)측과는 반대측의 면에는 콘트라스트의 관점으로부터 편광판(57)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 신뢰성의 관점으로부터, 제2 전극(54) 상에는, 밀봉막 또는 밀봉 기판(56)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
유기 EL 소자(50)에서는, 상술한 잉크젯 장치(15)를 사용하여 형성됨으로써, 액적이 퍼지지 않고, 유기 EL 재료를 적층 도포할 수 있다. 이 때문에, 이웃하는 화소끼리의 유기 EL층이 접하거나 서로 섞이거나 하지 않는다. 또한, 도시하지 않은 메탈 배선에 BM의 역할을 갖게 하여, 화소 간의 콘트라스트를 명료하게 하고 있다. 따라서, 도 22에 도시한 종래의 유기 EL 소자에서 형성하고 있던 격벽(105)이 불필요하게 된다.
기판(51)으로서는, 석영 기판, 글래스 기판 등의 무기 재료 기판, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판, 폴리에테르술폰 기판, 폴리이미드 기판 등의 수지 기판이 사용 가능하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
유기 EL층(53)은 적어도 1층의 유기 발광층을 갖는다. 한편, 유기 EL층(53)은 유기 발광층의 단층 구조, 또는 전하 수송층(전자 수송층 또는 정공 수송층)과 유기 발광층의 다층 구조이어도 된다. 여기서, 상기한 전하 수송층 및 유기 발광층은 각각 다층 구조이어도 된다. 또한, 발광층과 전극 사이에는 필요에 따라서 버퍼층을 형성해도 된다. 본 실시 형태에서, 유기층이란, 유기 EL층(53)을 구성하는 유기 발광층 및 전하 수송층을 의미한다.
유기 EL층(53)은, 그 적어도 1층이, 유기 EL층 형성용 도액을 사용하여 잉크젯법에 의해 형성된다. 한편, 유기 EL층(53)이 다층 구조인 경우, 적어도 1층의 유기 발광층 또는 전하 수송층의 어느 하나를 제외한 다른 층은 잉크젯법, 또는 예를 들면 진공 증착법 등의 드라이 프로세스나 딥코팅법, 또는 스핀코팅법 등의 드라이 프로세스와 같은 종래의 방법으로 형성해도 된다. 본 실시예에서는, 유기 EL층(53)은 유기 발광층(58)과 전하 수송층(55)의 적층 구조이고, 전하 수송층(55)은 인쇄법으로 형성된다.
다음으로, 상기한 유기 발광층의 재료로 되는 유기 EL층 형성용 도액에 대하여 설명한다. 유기 EL층 형성용 도액은 크게 발광층 형성용 도액과 전하 수송층 형성용 도액으로 나눌 수 있다.
발광층 형성용 도액은 유기 EL 소자 형성에 사용되는 공지의 저분자 발광 재료, 고분자 발광 재료, 고분자 발광 재료의 전구체, 또는 저분자 발광 재료와 고분자 발광 재료를 모두 포함한 재료 등의 발광 재료와, 레벨링제를 용매에 용해 또는 분산시킨 것이다. 이하에 각각의 재료를 예시하는데, 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
공지의 저분자 발광 재료로서는, 예를 들면 트리페틸부타디엔, 쿠마린, 나일 레드, 옥사디아졸 유도체, 킬레이트 착체 등을 들 수 있다. 공지의 고분자 발광 재료로서는, 예를 들면 폴리(2-데실옥시-1,4-페닐렌)[DO-PPP], 폴리[2,5-비스{2-(N,N,N-트리에틸암모늄)에톡시}-1,4-페닐렌-알토-1,4-페닐렌]디브로마이드[PPP-NEt3+], 폴리[2-(2'-에틸헥실옥시)-5-메톡시-1,4-페닐렌비닐렌][MEH-PPV], 폴리[5-메톡시(2-프로판옥시술포니드]-1,4-페닐렌비닐렌[MPS-PPV], 폴리[2,5-비스(헥실옥시-1,4-페닐렌)(1-시아노비닐렌)][CN-PPV], 폴리[2-(2'-에틸헥실옥시)-5-메톡시-1,4-페닐렌-(1-시아노비닐렌)][MEH-CN-PPV], 폴리(디옥틸플루오렌)(PDF) 등을 들 수 있다.
또한, 공지의 고분자 발광 재료의 전구체로서는, 예를 들면 폴리(p-페닐렌)전구체[Pre-PPP], 폴리(p-페닐렌비닐렌)전구체[Pre-PPV], 폴리(p-나프탈렌비닐렌)전구체[Pre-PNV] 등을 들 수 있다. 공지의 고분자 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카르바졸(PVCz) 등을 들 수 있다.
레벨링제로서는, 실리콘계 화합물, 불소계 화합물, 비이온계 계면 활성제, 이온계 계면 활성제, 티타네이트 커플링제 등을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 실리콘계 화합물, 불소계 화합물이 바람직하다. 실리콘계 화합물로서는, 디메틸실리콘, 메틸실리콘, 페닐실리콘, 메틸페닐실리콘, 알킬 변성 실리콘, 알콕시 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 등을 들 수 있고, 그 중에서도 디메틸실리콘, 메틸페닐실리콘이 바람직하다. 불소계 화합물로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 플루오로알킬메타크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로알킬에틸렌옥시드 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같은 발광 재료를 용해 또는 분산시키기 위하여 사용하는 용매로서는, 다층 적층막으로 이루어지는 유기 EL층(53)을 형성하는 경우에는, 접하는 막 사이에서의 재료의 혼합을 막기 위하여, 나중에 형성하는 층에 사용하는 용매는 먼저 형성하고 있는 층을 용해시키지 않는 것이 바람직하다.
용매로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 시클로헥사논, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 옥탄, 노난, 데칸, 크실렌, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 니트로벤젠 등을 들 수 있고, 이들 용매는 2종 이상을 조합한 혼합 용매로서 사용할 수도 있다.
또한, 발광층 형성용 도액에는, 필요에 따라서, 점도 조정용의 첨가제; N,N-비스-(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘[TPD], N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘[NPD] 등의 유기 EL용 또는 유기 광 도전체용의 공지의 정공 수송 재료; 3-(4-비페닐일)-4-페닐렌-5-t-부틸페닐-1,2,4-트리아졸[TAZ], 트리스(8-히드록시네이트)알루미늄 「Alq3」 등의 전자 수송 재료; 억셉터, 도너 등의 도펀트 등을 첨가해도 된다.
유기 EL층 형성용 도액의 또 한쪽의 전하 수송층 형성용 도액은 공지의 저분자 전하 수송 재료, 고분자 전하 수송 재료, 고분자 전하 수송 재료의 전구체, 또는 저분자 전하 수송 재료와 고분자 재료를 모두 포함한 재료와, 레벨링제를 용매에 용해 또는 분산시킨 것이다. 이하에 각각의 재료를 예시하는데, 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
공지의 저분자 전하 수송 재료로서는, 예를 들면 TPD, NPD, 옥사디아졸 유도체 등을 들 수 있다. 공지의 고분자 전하 수송 재료로서는, 예를 들면 폴리아닐린(PANI), 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리카르바졸(PVCz), 폴리(트리페닐아민 유도체)(Poly-TPD), 폴리(옥사디아졸 유도체)(Poly-OXZ) 등을 들 수 있다. 또한, 공지의 고분자 전하 수송 재료의 전구체로서는, 예를 들면 Pre-PPV, Pre-PNV 등을 들 수 있다. 공지의 고분자 재료로서는, 예를 들면 PC, PMMA, PVCz 등을 들 수 있다.
레벨링제의 첨가는 발광 재료를 포함하지 않는 전하 수송층에서도 유효하고, 이와 같은 경우의 레벨링제로서는, 발광층 형성용 도액에서 예시한 바와 같은 화합물을 들 수 있다.
상술한 바와 같은 전하 수송 재료를 용해 또는 분산시키기 위하여 사용하는 용매로서는, 다층 적층막으로 이루어지는 유기 EL층(53)을 형성하는 경우에는, 접하는 막 사이에서의 재료의 혼합을 막기 위하여, 나중에 형성하는 층에 사용하는 용매는 먼저 형성하고 있는 층을 용해시키지 않는 것이 바람직하다.
또한, 전하 수송층 형성용 도액에는, 필요에 따라서, 발광층 형성용 도액에서 예시한 바와 같은 점도 조정용의 첨가제, 억셉터, 도너 등의 도펀트 등을 첨가해도 된다.
여기서, 이하에 또 다른 유기 EL층(53)의 재료에 관하여 나타낸다. 이하에 나타내는 것은 발광층 형성용의 재료이다. 다만, 유기 EL층(53)에서는 유기 발광층(58)이더라도 전하 수송의 성질을 갖고 있다.
저분자계로서는, 디스티릴비페닐계 청색 발광재, 디메시틸보릴기 결합 아몰퍼스 발광재, 스틸벤계 공역 덴드리머 발광재, 디피리릴디시아노벤젠 발광재, 메틸 치환 벤즈옥사졸계 형광·인광 발광재, 디스티릴계 적색 발광재, 내열성 카르바졸계 녹색 발광재, 디벤조크리센계 청녹 발광재, 아릴아민계 발광재, 피렌 치환 올리고티오펜계 발광재, 디비닐페닐 결합 트리펜닌계 발광재, 페릴렌계 적색 발광재, PPV 올리고머계 발광재, (카르바졸-시아노테레프탈리덴)계 발광재, 아릴에티닐벤젠계 청색 형광 발광재, 킨키피리딘계 발광재, 플루오렌 베이스 성형 발광재, 티오펜계 아몰퍼스성 녹청색 발광재, 저몰 질량 액정성 발광재, (아세토니트릴-트리페닐렌아민)계 적색 발광 염료, 비티아졸계 발광재, (카르바졸-나프탈이미드)계 발광 염료, 섹시페닐계 청색 발광재, 및 디메시틸폴릴안트라센계 발광재가 있다.
금속 착체로서는, 옥사디아졸-베릴륨 청색 발광 착체, 유로퓸계 인광 발광 착체, 내열성 리튬계 청색 발광 착체, 인광 발광성 포스핀-금 착체, 테르븀계 발광 착체, 티오펜-알루미늄 황색 발광 착체, 아연계 황녹 발광 착체, 아몰퍼스성 알루미늄계 녹색 발광 착체, 보론계 발광 착체, 테르븀 치환-유로퓸계 발광 착체, 마그네슘계 발광 착체, 인광 발광성 란타니드계 근적외 발광 착체, 루테늄계 발광 착체 및 구리계 인광 발광 착체가 있다.
고분자계로서는, 올리고페닐렌비닐렌 테트라머 발광재가 있다.
π공역계 고분자 재료로서는, 액정성 플루오렌계 청색 편광 발광 폴리머, 비나프탈렌 함유 발광 폴리머, 디실라닐렌올리고티오펜계 발광 폴리머, (플루오렌-카르바졸)계 청색 발광 코폴리머, (디시아노페닐렌비닐렌-PPV)계 발광 코폴리머, 실리콘 청색 발광 코폴리머, 공역 발색단 함유 발광 폴리머, 옥사디아졸계 발광 폴리머, PPV계 발광 폴리머, (티에닐렌-페닐렌)계 발광 코폴리머, 액정성 키랄 치환 플루오렌계 청색 발광 폴리머, 스피로형 플루오렌계 청색 발광 폴리머, 열 안정성 디에틸벤젠계 발광 폴리머(비나프틸-플루오렌)계 청색 발광 코폴리머, 포르피린기 그라프트 PPV계 발광 폴리머, 액정성 디옥틸플루오렌계 발광 폴리머, 에틸렌옥사이드기 부가 티오펜계 발광 폴리머, (옥사디아졸-카르바졸-나프탈이미드)계 발광 코폴리머, 올리고티오펜 베이스 발광 폴리머, PPV계 청색 발광 폴리머, 열 안정성 아세틸렌계 발광 폴리머, (옥사디아졸-카르바졸-나프탈이미드)계 발광 코폴리머, (비닐-피리딘)계 겔상 발광 폴리머, PPV계 발광 폴리머, PPV계 발광 폴리머, PPV계 발광 액정성 폴리머, 티오펜계 발광 폴리머, (티오펜-플루오렌)계 발광 코폴리머, 알킬티오펜계 발광 코폴리머, 티오펜계 발광 폴리머, 에틸렌옥사이드올리고머 부가 PPV계 발광 폴리머, (카르바조일메타크릴레이트-쿠마린)계 발광 코폴리머, n-타입 전방향족 옥사디아졸계 발광 폴리머, 카르바조일시아노테레프탈리덴계 발광 폴리머, 내열·내방사선성 나프탈이미드계 발광 폴리머, 알루미늄 킬레이트계 발광 폴리머, 및 옥타플루오로비페닐기 함유 발광 폴리머가 있다.
σ공역계 고분자 재료로서는, 폴리실란계 발광 폴리머가 있다.
저분자 색소 함유 폴리머계 재료로서는, 카르바졸 측쇄 결합 PMMA계 발광 폴리머, 폴리실란/색소계 발광 조성물, 폴리플루오렌계 유도체 및 금속 착체가 있다.
유기 EL층(53)을 협지하는 제1 전극(52)과 제2 전극(54)의 재질은 유기 EL 디스플레이의 구성에 의해 선정된다. 즉, 유기 EL 디스플레이에서, 기판(51)이 투명 기판이고, 또한 제1 전극(52)이 투명 전극인 경우에는 유기 EL층(53)으로부터의 발광이 기판(51)측으로부터 방출되므로, 발광 효율을 높이기 위하여, 제2 전극(54)을 반사 전극으로 하거나, 또는 제2 전극(54)의 유기 EL층(53)과 인접하지 않는 면에 반사막(도시하지 않음)을 형성하는 것이 바람직하다. 반대로, 제2 전극(54)이 투명 전극인 경우에는 유기 EL층(53)으로부터의 발광이 제2 전극(54)측으로부터 방출되므로, 제1 전극(52)을 반사 전극으로 하거나, 또는 제1 전극(52)과 기판(51) 사이에 반사막(도시하지 않음)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 투명 기판의 재질로서는, 예를 들면 CuI, ITO(인듐 주석 산화물), SnO2, ZnO 등을 들 수 있고, 반사 전극의 재질로서는, 예를 들면 알루미늄 및 칼슘 등의 금속, 마그네슘-은 및 리튬-알루미늄 등의 합금, 마그네슘/은, 마그네슘/은과 같은 금속끼리의 적층막, 및 불화리튬/알루미늄과 같은 절연체와 금속의 적층막 등을 들 수 있는데, 특히 이들에 한정되지 않는다.
상기한 전극 재료를 이용하여 기판(51) 상에 제1 전극(52)을 형성하고, 유기 EL층(53) 상에 제2 전극(54)을 형성한다. 그 방법은 특히 한정되지 않고, 스퍼터, EB 증착, 저항 가열 증착 등의 드라이 프로세스를 들 수 있다. 또한, 상기한 전극 재료를 수지 중에 분산하여, 인쇄법, 잉크젯법 등의 웨트 프로세스로 제1 전극(52) 또는 제2 전극(54)을 형성할 수도 있다.
다음으로, 유기 EL 소자(화소)의 배치 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 유기 EL 디스플레이(유기 EL 표시체)의 화소의 배치는 예를 들면 도 10a에 도시한 바와 같이, 적색(R) 발광 화소(61), 녹색(G) 발광 화소(62) 및 청색(B) 발광 화소(63)가 매트릭스 형상으로 배치된 스트라이프 배열이 예시된다. 또한, 화소의 배치는 도 10b, 도 10c에 각각 도시하는 바와 같은 모자이크 배열, 델타 배열이어도 된다. R 발광 화소(61), G 발광 화소(62) 및 B 발광 화소(63) 각각의 점유 면적의 비율은 반드시 1 : 1 : 1일 필요는 없다. 각 화소의 점유 면적은 동일하여도 되고, 각 화소에 따라서 상이해도 된다.
일반적으로, 상이한 발광색을 갖는 화소 간에는, 발광층의 섞임을 방지하기 위하여, 격벽을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 제조 방법의 경우, 발광층을 형성하는 잉크는 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 액적이 퍼지지 않아, 유기 EL 재료를 적층 도포할 수 있다. 이 때문에, 이웃하는 화소끼리의 유기 EL층이 접하거나 서로 섞이거나 하지 않는다. 이 때문에, 격벽의 제작을 생략할 수 있다.
한편, 격벽은 이웃하는 화소의 콘트라스트를 명료히 할 목적으로 제작해도 된다. 이 경우, 격벽의 높이는 발광층의 섞임을 방지하는 역할을 갖게 할 필요가 없으므로, 발광층보다 작아도 된다.
격벽은 단층 구조이어도 되고, 다층 구조이어도 되고, 각 화소 사이에 배치되어 있어도 되고, 상이한 발광색 사이에 배치되어 있어도 된다. 격벽의 재질은 발광 재료, 전하 수송 재료나 고분자 재료를 용해 또는 분산한 용매, 즉 발광층 형성용 도액 또는 전하 수송층 형성용 도액의 용매에 불용 또는 난용인 것이 바람직하다. 디스플레이로서의 표시 품위를 향상시키는 의미에서, 블랙 매트릭스(BM)용의 재료(예를 들면 크롬 및 수지 블랙 등)을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
다음으로, 각 화소에 대응한 제1 전극(52)과 제2 전극(54) 간의 접속 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 유기 EL 디스플레이는, 예를 들면 도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 전극(52) 또는 제2 전극(54)이 박막 트랜지스터(TFT)(64)를 통해 공통 배선에 접속되어 있어도 된다. 한편, 도면에서, 참조번호 65는 소스 버스 라인, 66은 게이트 버스 라인을 각각 나타낸다. 또한, 유기 EL 디스플레이는 유기 EL층(53)을 협지하는 제1 전극(52)과 제2 전극(54)이 공통 기판(51) 상에 서로 직행하는 스트라이프 형상의 전극으로 되도록 형성되어 있어도 되고, 또한 제1 전극(52) 또는 제2 전극(54)이 각각의 화소에 독립된 전극이어도 된다.
본 실시 형태의 유기 EL 디스플레이는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있으며, 이들 화소에 복수의 발광색을 갖게 함으로써, 풀 컬러 표시가 가능하게 된다. 복수의 발광색으로서는, 적색, 녹색 및 청색의 조합이 바람직하다.
다음으로, 유기 EL 디스플레이에서의 유기 EL 기판의 제조 방법에 관하여 도 12 및 도 13에 기초하여 설명한다.
먼저, 도 12a에 도시하는 바와 같이, 막 두께 130㎚의 ITO가 부착된 글래스 기판(기판(51))에 대하여, 마스크(67)를 사용하는 포토리소그래프법에 의해, 제1 전극(52)으로서 피치 120㎛이며 폭 100㎛의 ITO 투명 스트라이프 전극을 형성하였다.
다음으로, 이 기판을, 종래의 웨트 프로세스(이소프로필알콜, 아세톤 및 순수)에 의해 세정하고, 종래의 드라이 프로세스(UV 오존 처리 및 플라즈마 처리)에 의해 더 세정하였다.
다음으로, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 볼록판 인쇄 장치(68)를 이용하여, PEDOT 수용액(PEDOT/PSS를 순수와 에틸렌글리콜의 혼합 용액에 용해시킨 것)의 정공 수송층 형성용 도액을 전사하고, 막 두께 50㎚의 전하(정공) 수송층(55)을 형성하였다. 한편, 볼록판 인쇄 장치(68)는 롤러부(69)에 전하(정공) 수송층 형성용 도액을 공급하는 롤러 기판(70)을 형성한 것이다.
다음으로, 도 12c에 도시하는 바와 같이, 잉크젯 장치(15)를 이용하여, 테트라메틸벤젠에, 적색 발광 재료를 용해한 적색 발광층 형성용 도액, 녹색 발광 재료를 용해한 녹색 발광층 형성용 도액, 및 청색 발광 재료를 용해한 청색 발광층 형성용 도액을 각 색의 발광층 형성 영역에 도포하였다.
이 도 12c에 도시한 발광층 형성 공정에서는, 먼저, 도 13a에 도시하는 제1 공정에서, RGB의 3색 중에서, 제1 색으로서의 R의 안료를 분산시킨 잉크(적색 발광층 형성용 도액)의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하여, R 발광 화소(61)를 형성한다.
이 경우, 액적(12)은 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 착탄 면적이 퍼지지 않는다. 따라서, 화소 형성 영역을 구획하기 위한 격벽이나 친발수 영역의 형성이 불필요하다.
여기서, 1탄의 액적에 포함되는 유기 EL 재료의 체적 V는 체적 농도가 η(%)일 때,
V=(4/3)×π×(D/2)3×(η/100)
로 된다. 액적 사이즈는 φD㎛ 직경이고, 착탄 시에 κ배의 직경으로 퍼진다고 생각한다.
1탄으로 형성되는 유기 EL층 두께가, 원하는 유기 EL층 두께 t의 1/α로 될 때, 즉 오버랩에 의한 적층 수가 α일 때,
V/(π×(D/2)×κ)2)=t/α
이 성립한다.
이 식을 정리하면,
η=β×t/(α×D)
이다.
β=150×κ2이기 때문에, 착탄 시에 1.5배의 직경으로 퍼진다고 생각하면, κ=1.5이므로,
η=340×t/(α×D)
로 된다.
유기 EL층(53)의 원하는 두께가 0.05㎛이고, 액적(12)의 사이즈가 약 8㎛ 직경일 때, 잉크의 농도는 다음과 같이 하여 결정된다.
화소 제작 시간을 단축하기 위하여 액적(12)의 오버랩 횟수를 적게 한다. 적층 횟수는 액적 착탄 면적, 1 화소의 면적, 헤드(잉크젯 장치(15))의 구동 주파수, 헤드의 노즐 수 등에 의해 결정된다.
액적(12)의 오버랩 횟수를 100회 이하(α≤100)로 한 경우, 필요로 되는 잉크의 체적 농도 η는
η=3.4×t/D=0.02%
로 된다. 더욱 오버랩 횟수를 줄이기 위하여, 10회 이하(α≤10)로 한 경우, 마찬가지로,
η=34×t/D=0.2%
로 된다.
또한, 유기 EL층(53)의 표면은 가능한 평탄한 쪽이 바람직하다. 이 때문에, 액적(12)의 착탄 위치를 어긋나게 하면서, 복수회, 유기 EL 재료를 포개어 가는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 2회 이상(α≥2)의 오버랩를 행하였다. 이 경우, 하단측의 이웃하는 착탄 위치의 중심끼리의 중간 위치에 상단측의 액적(12)의 착탄 중심을 설정하였다. 이에 따라, 유기 EL층(53)의 표면의 충분한 평활함이 얻어졌다. 이 때의 필요로 하는 잉크의 체적 농도 η는
η=170×t/D=1%
로 된다.
표 4에는 잉크의 농도, 잉크의 점도, 유기 EL층(53)의 생산 효율 및 유기 EL층(53)의 표면 평활성에 대한 착탄된 액적(12)의 적층 수(α)의 영향에 대하여 조사한 결과를 나타낸다.
농도 점도 생산 효율 표면 평활성
α=1 2% 50cP 이상 ◎ △
α=2 1% 20cP ◎ ○
α=10 0.2% 2.3cP ○ ◎
α=100 0.02% 2.2cP ○ ◎
α=1000 0.002% 2.2cP △ ◎
◎ : 양호 ○ : 가능 △ : 부적당 × : 불가능 - : 적응 범위 외
적층 수의 영향
표 6의 결과로부터, 생산 효율과 표면 평활성을 고려한 경우, 적층 수(α)를 2∼수백 사이에 설정하고, 그에 따라서 잉크의 체적 농도를 결정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 여기서는, 생산 효율을 우선하여, α를 2로 설정한다. 이 때, 체적 농도는 1%이고, 잉크 점도는 20cP이다. 이것은 종래의 잉크젯 장치에서는 토출이 곤란한 것이었지만, 본 잉크젯 장치(15)에서는 토출이 용이하다.
상기한 결과로부터, 유기 EL층(53)의 표면이 충분히 평활하게 되고, 오버랩 횟수가 가장 적은 것은 체적 농도 1%의 경우이다. 이 체적 농도는 종래의 잉크젯 장치에서 사용되는 유기 EL층 형성용 잉크의 체적 농도 0.7%(점도 9.7cP)에 비해, 고농도이고, 또한 액적 사이즈가 작다. 잉크젯 장치(15)를 사용함으로써, 고점도의 잉크의 토출이 가능하고, 액적(12)의 비상 속도가 전계에 의해 가속되므로, 액적(12)은 찬탄 후 순식간에 건조된다.
도 13a에 도시하는 제1 공정에서, R 발광 화소(61)를 형성하는 경우에는, 잉크젯 장치(15)의 노즐(1)을 구비하는 헤드 또는 피기록측 기판(14)(기판(51))을 송출 방향으로 이동시키면서 액적(12)의 토출을 행한다. 이 경우, 전탄에 비해 다음 탄은 약간 어긋난 위치에 오버랩된다. 이에 따라, 원하는 두께의 R 화소(61)가 얻어진다.
마찬가지로, 도 13b에 도시하는 제2 공정에서, RGB의 3색 중의 제2 색으로서의 G의 안료를 분산시킨 잉크의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하고, 원하는 두께의 G 발광 화소(62)를 형성한다.
마찬가지로, 도 13c에 도시한 제3 공정에서, RGB의 3색 중의 제3 색으로서의 B의 안료를 분산시킨 잉크의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하고, 원하는 두께의 B 발광 화소(63)를 형성한다. 한편, R 발광 화소(61), G 발광 화소(62) 및 B 발광 화소(63)의 형성 순서에 대해서는, 상기한 순서에 한정되지 않고, 적절한 변경이 가능하다.
각 색의 발광층 재질이나 용매 재질, 발광층 치수가 상이한 경우에는, 최적의 체적 농도도 상이하다. 발광층 재료의 체적 농도가 높아질수록, 오버랩 횟수가 줄어들어, 생산 효율이 향상되지만, 잉크 점도가 크게 된다. 잉크젯 장치(15)는 본 실시 형태에서 사용된 잉크의 점도 20cP보다 큰 점도의 토출이 가능하여, 더욱 잉크의 체적 농도를 높게 할 수 있다.
유기 EL층(53)의 형성 후, 섀도우 마스크를 이용하여, Al과 Li를 공증착하여, 제2 전극(54)으로서의 AlLi 합금 전극을 형성하였다. 최후에 얻어진 소자를, 밀봉 기판(56)으로 되는 에폭시 수지를 이용하여 밀봉하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 유기 EL 디스플레이에 30V의 펄스 전압을 인가하여, 발광 상태를 관찰한 바, 모든 화소로부터 발광이 얻어지고, 제1 전극(52)과 제2 전극(54) 사이, 제1 전극(52)끼리의 사이 및 제2 전극(54)끼리의 사이에서의 쇼트는 발생하지 않고, 또한 각 색의 발광층끼리의 섞임에 의한 혼색은 관측되지 않았다.
또한, 유기 발광층(58)의 막 두께의 불균일에 따른 화소 내에서의 발광 불균일은 관측되지 않았다.
잉크젯 장치(15)는, 유기 EL 디스플레이의 1 화소에 대하여, 복수의 잉크 액적을 토출하는 것이므로, 1 화소에 대하여 1 노즐일 필요는 없고, 복수의 노즐을 사용해도 된다. 또한, 유기 EL 디스플레이의 1 화소를 충전하는 데 잉크의 토출을 연속적으로 행할 필요는 없고, 복수회로 나누어 행해도 된다.
또한, 유기 EL층(53)을 형성하는 경우에, 모든 액적을 속건성의 미소한 액적으로 할 필요는 없고, 최초의 착탄액을 크게 하여 개형을 형성하고, 그 후, 잉크젯 장치(서브미크론 헤드)(15)를 사용하여 미소 액적의 토출을 행하여, 두께의 미세 조정, 불균일의 수정을 행해도 된다.
상기일 실시 형태에서는, 3색의 발광 화소 모두 잉크젯법(잉크젯 장치(15))을 이용하여 형성하였지만, 임의의 1색 또는 2색을, 스핀코팅법이나 오프셋 인쇄법, 또는 전착법 등을 이용하여 형성해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서, 다층 구조인 유기 EL층(53) 중에서, 유기 발광층(58)을 잉크젯법으로, 전하 수송층(55)을 인쇄법으로 형성하였지만, 양쪽, 또는 전하 수송층(55)만을 잉크젯법으로 형성해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서, 제1 색은 R이고, 제2 색은 B이었지만, 제1 색을 B로 하여 제2 색을 R로 하는 등, 색의 순서를 변경해도 된다.
또한, 상기 실시 형태는 스트라이프 화소 배열의 유기 EL 기판을 제조하는 경우에 대하여 설명하였지만, 도 10에 도시한 바와 같은 색 화소 배열이 델타 형상의 유기 EL 기판, 또는 그 밖의 유기 EL 기판이어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 잉크젯 장치(서브미크론 헤드)(15)를 이용한 잉크젯법에서는, 액적 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 액적이 이웃하는 화소끼리에서 서로 섞이지 않으므로, 종래의 잉크젯법에서와 같은 화소 간의 경계, 또는 잉크(액적)의 유출을 막는 벽으로서의 BM이 불필요하다. 또한, 배선 메탈에 의해 화소 부분 이외의 부분을 차광하므로, 유기 EL 기판에 특별히 BM을 형성할 필요가 없다. 따라서, 유기 EL 기판의 제조 코스트가 저가로 된다. 한편, 상기 실시 형태에서는, BM을 형성하지 않았지만, 코스트 업이 허용된다면, BM을 형성해도 된다.
본 잉크젯 장치(15)에서는, 종래의 잉크젯 장치에서는 실현할 수 없는 고점도의 액적을 토출할 수 있기 때문에, 유기 EL 재료의 농도를 높게 할 수 있으며, 또한 액적의 미소화가 가능하다. 따라서, 찬탄 후 순식간에 건조라는 종래에는 얻을 수 없는 효과가 있으며, 이 때문에 오버랩의 횟수를 줄이고, 또한 오버랩에서의 전탄과 다음 탄의 인터벌 시간을 단축하여, 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 잉크젯 장치(15)는 노즐(1)과 기록 매체(대향 전극(13)) 사이의 전압을 작게 할 수 있으므로, 정공 주입층을 파괴할 위험성이 없다.
또한, 정전 흡인 방식이 아닌 종래의 잉크젯 장치를 사용하고, 토출하는 액적 직경을 작게 한 경우이더라도, 상술한 바와 같이, 잉크 체적 농도의 증가, 충분한 비탄 속도를 실현할 수 없으며, 그 결과, 찬탄 후 순식간 건조에 의한 오버랩 작업의 효율화는 실현할 수 없다.
이하에, 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조에 사용 가능한 잉크젯 장치(15)의 구성에 대하여, 더욱 검토한 결과에 관하여 나타낸다.
상기 노즐(1)의 노즐 직경과 메니스커스(7)의 최대 전계 강도와 강전계 영역의 관계를 도 14에 도시한다.
도 14에 도시하는 그래프로부터, 노즐 직경이 φ4㎛ 이하로 되면, 전계 집중이 극단적으로 크게 되어 최대 전계 강도를 높게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 잉크의 초기 토출 속도를 크게 할 수 있으므로, 잉크(액적)의 비상 안정성이 증가함과 함께, 메니스커스부에서의 전하의 이동 속도가 증가하기 때문에 토출 응답성이 향상된다.
계속하여, 토출한 잉크의 액적(12)에서의 대전 가능한 최대 전하량에 관하여, 이하에 설명한다. 액적(12)에 대전 가능한 전하량은 액적(12)의 레일리 분열을 고려한 이하의 수학식 1로 나타내어진다.
q=8×π×(ε0×γ×r3)2
여기서, q는 레일리 한계를 주는 전하량, ε0은 진공의 유전율, γ은 잉크의 표면 장력, r는 잉크 액적의 반경이다.
상기 수학식 1에서 구해지는 전하량 q가 레일리 한계값에 가까울수록, 동일한 전계 강도에서도 정전력이 강하고, 토출 안정성이 향상되는데, 레일리 한계값에 너무 가까우면, 반대로 노즐(1)의 토출공(1b)에서 잉크의 무산이 발생하게 되어, 토출 안정성이 결여되게 된다.
여기서, 노즐의 노즐 직경과 메니스커스부에서 토출하는 액적이 비상을 개시하는 토출 개시 전압, 상기 초기 토출 액적의 레일리 한계에서의 전압값 및 토출 개시 전압과 레일리 한계 전압값의 비의 관계를 나타내는 그래프를 도 15에 도시한다.
도 15에 도시하는 그래프로부터, 노즐 직경이 φ0.2㎛ 내지 φ4㎛의 범위에서, 토출 개시 전압과 레일리 한계 전압값의 비가 0.6을 넘고, 액적의 대전 효율이 좋은 결과로 되어, 상기 범위에서 안정된 토출을 행할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
예를 들면, 도 16에 도시하는 노즐 직경과 메니스커스부의 강전계(1×106V/m 이상)의 영역의 관계로 표시되는 그래프에서는, 노즐 직경이 φ0.2㎛ 이하로 되는 전계 집중의 영역이 극단적으로 좁게 되는 것이 나타나 있다. 이로부터, 토출하는 액적은 가속하기 위한 에너지를 충분히 받을 수 없어서 비상 안정성이 나빠지는 것을 나타낸다. 따라서, 노즐 직경은 φ0.2㎛보다 크게 설정할 필요가 있다.
다음으로, 상기 구성의 잉크젯 장치를 실제로 구동하는 경우의 인가 전압, 즉 액적의 토출 개시 전압 이상의 전압으로 최적의 전압값을 변동한 경우의 최대 전계 강도로부터 유도되는 메니스커스부의 초기 토출 액적을 일정하게 한 경우의 상기 액적의 전하량과, 액적의 표면 장력에서 오는 레일리 한계값의 관계를 도 17의 그래프에 도시한다.
도 17에 도시하는 그래프에서, A점은 상기 액적의 전하량과 액적의 표면 장력에서 오는 레일리 한계점의 교점이고, 잉크에의 인가 전압이, A점보다 높은 전압이면, 초기 토출 액적에는 거의 레일리 한계에 가까운 최대 전하량이 형성되어 있으며, A점보다 낮은 전압이면, 레일리 한계 이하이고 또한 토출에 필요한 전하량이 형성되어 있다는 것을 나타내고 있다.
여기서, 토출 액적의 운동 방식에만 주목하면, 강전계 아울러 최대 전하량의 토출 에너지로서 최적의 조건에서의 비상이 행해지기 때문에, 인가 전압으로서는 A점보다 높은 전압이 바람직하다.
그런데, 도 18에, 환경 습도를 50%로 한 경우의 잉크(여기서는 순수)의 초기 토출 액적 직경과 건조 시간(액적의 용제가 모두 증발하는 시간)의 관계를 나타내는 그래프를 도시한다. 이 그래프로부터, 초기 토출 액적 직경이 작은 경우에는, 증발에 따른 잉크의 액적 직경의 변화가 매우 빨라, 비상 중의 짧은 시간에서도 건조가 진행되어 가는 것을 알 수 있다.
이 때문에, 초기 토출 시에 최대 전하량이 액적에 형성되어 있으면, 건조에 따른 액적 직경의 감소, 즉 전하가 형성되어 있는 액적의 표면적이 감소함으로써, 잉크의 비상 중에 레일리 분열이 발생하고, 과분의 전하를 방출할 때에 전하는 액적의 일부를 끌고 가서 방출되기 때문에, 증발 이상의 비상 액적의 감소가 발생하게 된다.
따라서, 착탄 시의 액적 직경의 편차 및 착탄 정밀도가 악화됨과 함께, 노즐과 피기록 매체 중에 분열된 미스크가 부유되게 되어, 피기록 매체를 오염시키게 된다. 이 때문에, 안정된 토출 도트의 형성을 고려하면, 초기 토출 액적에 유도되는 전하량을 레일리 한계에 상응하는 전하량보다 어느 정도 작게 할 필요가 있다. 이 경우, 상기 전하량을 레일리 한계값에 상응하는 전하량의 95% 정도에서는, 착탄 도트 직경의 편차의 정밀도를 향상할 수 없으며, 결과적으로 90% 이하로 하는 것이 바람직하다.
구체적인 수치로서는, 노즐 구멍 직경을 침 전극의 선단 형상으로 본 경우의 메니스커스의 최대 전계 강도에 의한 초기 토출 액적 직경의 레일리 한계를 산출하고, 상기 산출값 이하의 범위로 함으로써 착탄 시의 액적의 편차를 억제할 수 있었다. 이것은 토출 액적이 분리되기 직전의 표면적이 토출 직후의 액적에 비해 작고, 또한 전하의 이동 시간의 타임 래그에 의해, 실제의 초기 토출 액적에 유도되는 전하량은 상기 계산에 의해 구해지는 전하량보다 작게 되어 있기 때문이라고 생각된다.
이와 같은 조건이면, 비상 시의 레일리 분열을 막음과 함께, 메니스커스부에서의 토출 액적의 분리 시에 전하량이 많음에 따른 미스트화 등의 안정 토출을 경감할 수 있다.
한편, 대전된 액적은 증기압이 감소하여 증발하기 어렵게 된다. 이것은 이하의 수학식 2로부터 알 수 있다.
RTρ/M×log(P/P0)=2γ/r-q2/8πr4)
여기서, R은 기체 상수, M은 기체의 분자량, T는 기체의 온도, ρ는 기체의 밀도, P는 미소 액적에서의 증기압, P0는 평면에서의 증기압, γ는 잉크의 표면 장력, r은 잉크 액적의 반경이다.
상기의 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 대전된 액적은 상기 액적의 대전량에 의해 증기압이 감소하는 것으로, 대전량이 너무 적으면 증발의 완화에 영향이 적기 때문에, 레일리 한계에 상응하는 전계 강도 및 전압값의 60% 이상이 바람직한 결과로 되었다. 이 결과는 상기와 마찬가지로 노즐 구멍 직경을 침 전극의 선단 형상으로 본 경우의 메니스커스의 최대 전계 강도에 따른 초기 토출 액적 직경의 레일리 한계를 산출하고, 상기 산출값의 0.8배 이상의 범위를 나타낸 것과 동일하다.
특히, 도 18에 도시하는 바와 같이, 초기 토출 액적 직경이 φ5㎛ 이하로 되면 건조 시간은 극단적으로 짧게 되어 증발의 영향을 받기 쉬워지기 때문에, 초기 토출 액적의 전하량을 낮게 억제하는 것은 증발을 억제하는 관점으로부터 더욱 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 도 18에 도시한 건조 시간과 초기 토출 액적 직경의 관계를 구하는 경우의 주위 습도는 50%로 하였다.
또한, 토출 액적의 건조를 고려하면, 피기록 매체까지의 액체의 토출 시간을 짧게 할 필요가 있다.
여기서, 토출 액적이 메니스커스부에서 분리되어 노즐로부터 피기록 매체에 착탄되기까지의 평균 비상 속도를 5m/s, 10m/s, 20m/s, 30m/s, 40m/s, 50m/s로 하여, 토출 안정성과 착탄 도트의 위치 정밀도를 비교하고, 이하의 표 7에 나타낸다.
초기 토출 액적 직경 φ0.4㎛ φ1㎛ φ3㎛
평균 토출 속도 토출 안정성 착탄 정밀도 토출 안정성 착탄 정밀도 토출 안정성 착탄정밀도
5m/s ×(착탄 없음) △ △ ○ △
10m/s ○ ○ ○ ○ ○ ○
20m/s ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎
30m/s ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎
40m/s ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎
50m/s ×(미스트 발생) ×(미스트 발생) ×(미스트 발생)
표 7 중의 토출 안정성의 기호에서, × : 거의 토출 없음, △ : 연속 토출에서 불토출 있음, ○ : 불토출 없음을 나타내고 있으며, 착탄 정밀도의 기호에서는, × : 착탄 어긋남＞착탄 도트 직경, △ : 착탄 어긋남＞착탄 도트 직경×0.5, ○ : 착탄 어긋남＜착탄 도트 직경×0.5, ◎ : 착탄 어긋남＜착탄 도트 직경×0.2를 나타내고 있다.
상기 표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 평균 비상 속도 5m/s에서는, 착탄 정밀도가 나쁘고, 토출 안정성도 나쁘게 된다. 특히, 노즐 직경이 φ1㎛ 이하에서는, 토출 속도가 느리면 액적에 가하는 공기 저항의 요인이 크고 아울러 증발에 따른 도트 직경의 한층 더의 미소화에 의해, 착탄할 수 없는 경우가 있었다. 반대로, 평균 비상 속도가 50m/s에서는, 인가 전압을 높게 할 필요가 있기 때문에, 메니스커스부에서의 전계 강도가 매우 강하게 되어, 토출 액적의 미스트화가 빈번하게 발생하게 되며, 안정된 토출이 어렵다는 것을 알 수 있었다.
이상으로부터, 토출 액적이 메니스커스부에서 분리되어 피기록 매체에 착탄하기까지의 평균 비상 속도는 10m/s 내지 40m/s의 사이가 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
그런데, 도 18에서는, 주위 습도로서 50%로 한 경우의, 초기 토출 액적 직경과 건조 시간의 관계를 나타내었지만, 도 19에서는, 초기 토출 액적 직경이 φ0.5㎛이고 노즐과 피기록 매체의 거리를 0.2㎜로 한 경우의 주위 습도와 건조 시간의 관계를 나타낸다.
도 19에 도시하는 그래프로부터, 주위 습도가 60% 이하에서는 상기 건조 속도의 수치는 크게 변동하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 그러나, 주위 습도가 70%를 넘으면 잉크의 증발을 극단적으로 억제하는 것이 가능하고, 주위 습도를 70% 이상으로 하는 경우에는, 상기 조건 등의 영향은 낮은 것으로 되고, 특히 주위 습도를 95% 이상으로 설정하면 건조의 영향을 거의 무시할 수 있으며, 본 발명의 잉크젯 기록 장치의 설계 조건의 자유도를 넓히고 또한 적용 범위를 넓히는 것이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
여기서, 노즐 직경을 φ1㎛ 및 φ3㎛로 하여, 초기 토출 액적 직경을 변동한 경우의 토출 안정성 및 토출 도트 직경 편차(착탄 편차)를 이하의 표 8에 나타낸다. 한편, 노즐에 의한 초기 토출 직경은 인가 전압값을 변동함으로써 제어 가능하고, 또한 인가하는 전압 펄스의 펄스폭을 조정함으로써도 제어 가능하며, 여기서는, 동일 노즐 직경에서의 전계 강도의 영향을 배제하기 때문에, 상기 펄스폭을 변동시켜서 초기 토출 직경을 조정하고 있다.
초기 토출액액적(㎛) 노즐 직경(㎛)
φ1 φ3 φ5
편차 토출 안정성 편차 토출 안정성 편차 토출 안정성
Φ1 △ ○ × ×
Φ1.5 ◎ ◎ × ×
Φ2 ◎ ◎ × ×
Φ3 ◎ ○ △ △ ×
Φ5 ○ △ ◎ ◎ △ △
Φ7 × ◎ ○ ◎ ○
Φ10 × △ ○ ◎ ◎
Φ15 × △ △ ○ ○
Φ20 × × ○ △
표 8 중의 토출 안정성의 기호에서, × : 거의 토출 없음, △ : 10분간 연속 토출에서 불토출 있음, ○ : 10분간 연속 토출에서 불토출 없음, ◎ : 30분간 연속 토출에서 불토출 없음을 나타내고 있으며, 편차의 기호에서는, △ : 착탄 도트의 편차＞착탄 도트 직경×0.2, ○ : 착탄 도트의 편차≤착탄 도트 직경×0.2, ◎ : 착탄 도트의 편차≤착탄 도트 직경×0.1을 나타내고 있다.
표 8로부터, 노즐 직경에 대하여 1.5배∼3배 정도에서 토출 안정성이 좋고, 특히 1.5배∼2배에서 착탄 도트 직경의 편차가 극단적으로 억제되는 것을 알 수 있었다. 이것은 메니스커스부로부터 인출되는 잉크 형상을 액 기둥으로 본 경우, 상기 액 기둥의 표면적이 상기 액 기둥의 체적분의 구의 표면적보다 크게 되는 조건에서의 액적 분리가 가장 안정되기 때문이라 생각된다.
상기한 구성에 따르면, 잉크의 토출 직후의 액적량이 1pl 이하인 미소한 잉크 액적을 토출하는 정전 흡인형 잉크젯 기록 장치에서, 노즐(1)의 토출공(1b)의 직경을, 잉크의 토출 직후의 액적 직경보다 작게 함으로써 노즐(1)의 메니스커스(7)에 토출을 위한 전계를 집중시킬 수 있으므로, 잉크를 토출하는 데 필요한 인가 전압을 대폭적으로 낮출 수 있으며, 개개로 분리, 토출하는 액적의 직경의 편차를 작게 하여 안정된 토출을 실현 가능하게 하였다.
또한, 종래 필요하였던 바이어스 전압의 인가가 불필요하게 되고, 구동 전압을 정부 교대로 인가하는 것이 가능하게 되어, 피기록 매체의 표면 전위의 증가에 따른 착탄 정밀도에의 영향을 경감할 수 있었다.
또한, 노즐 구멍의 직경을 φ8㎛ 이하의 범위로 함으로써 노즐의 메니스커스부에 전계를 집중시킬 수 있음과 함께, 대향 전극의 위치 정밀도 및 피기록 매체의 재료 특성이 편차나 두께 편차의 영향을 받지 않고 안정된 토출이 가능해졌다.
특히, 노즐(1)의 토출공(1b)의 직경을 φ0.4㎛ 이상 φ4㎛ 이하의 범위로 함으로써, 전계 집중이 극단적으로 크게 된다. 이와 같이, 최대 전계 강도를 높게 하는 것이, 잉크의 초기 토출 속도를 크게 하게 되므로, 비상 안정성이 증가함과 함께, 메니스커스부에서의 전하의 이동 속도가 증가하기 때문에, 토출 응답성이 향상됨과 함께, 레일리 분열의 영향에 따른 착탄 도트 직경의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 노즐(1)로부터의 잉크의 토출 직후의 액적 직경을, 노즐(1)의 토출공(1b)의 직경의 1.5배 내지 3배 이하의 범위로 함으로써, 토출 안정성이 향상될 수 있으며, 특히 잉크의 토출 직후의 액적 직경을 상기 노즐 직경의 1.5배 내지 2배 이하의 범위로 함으로써 토출 도트 직경의 편차를 극단적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 잉크실(2) 내의 잉크에 부압이 인가된 예에 대하여 설명하였지만, 잉크에 정압이 인가된 경우에도 마찬가지이다. 잉크실(2) 내의 잉크에 정압을 인가함에서는, 예를 들면 도 20에 도시하는 바와 같이, 잉크 공급로(23)의 도시하지 않은 잉크 탱크측에 펌프(24)를 형성하고, 이 펌프(24)를 이용하여 잉크실(2) 내의 잉크에 정압을 인가하는 것이 고려된다. 이 경우, 잉크실(2)로부터의 잉크 토출을 위한 타이밍에 맞추어 구동시키도록, 프로세스 제어부(25)와는 별도의 프로세스 제어부(26)를 이용하여 상기 펌프(24)를 구동 제어하면 된다. 이와 같이, 잉크실(2) 내의 잉크에 정압을 인가하도록 하면, 메니스커스부의 볼록 형상을 정전력으로 형성하는 수고가 덜어지고, 인가 전압의 저감 및 응답 속도의 향상을 도모할 수 있다.
한편, 본 실시 형태에서는, 설명의 간략화를 위하여 단일 노즐을 구비한 잉크젯 장치에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 인접 노즐에서의 전계 강도의 영향을 고려한 설계를 행하면, 복수의 노즐을 갖는 멀티 헤드를 구비한 잉크젯 장치에도 적용 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 대향 전극(13)을 항상 형성항 잉크젯 장치에 대하여 설명하였지만, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 대향 전극(13)과 노즐(1)의 토출공(1b) 간의 거리(갭)는 피기록 매체와 노즐 사이의 전계 강도에 거의 영향을 미치지 않고, 상기 피기록 매체와 노즐 간의 거리가 가깝고, 피기록 매체의 표면 전위가 안정되어 있으면 대향 전극은 불필요하게 된다.
본원 발명자들은, 도 21에 도시하는 바와 같이, 종래 방법에서, 정전 흡인 과정에서 형성되는 노즐부(41)의 테일러 콘 형상의 유체의 메니스커스(42)의 액적 토출 직전의 선단부 곡률(44)과 거의 동등한 사이즈의 노즐 직경으로 되도록, 유체 토출공측이 조여든 노즐(43)을 사용함으로써, 광범위하게 필요하였던 전장의 형성을 좁게 할 수 있으며, 또한 메니스커스에서의 전하의 이동량을 적게 할 수 있다는 것을 알아내었다.
본원 발명자들은, 상기의 원리를 이용하여, 부가적으로, 노즐 선단부의 유체 토출공의 직경을, 토출 직후의 유체의 액적 직경보다 작게 설정함으로써, 전하의 집중 영역과 메니스커스 영역을 거의 동일하게 할 수 있다는 것을 알아내었다.
[제2 실시 형태]
이하, 본 발명의 바람직일 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 액정 어레이의 제조에는 도 1 내지 도 8에 의해 설명한 정전 흡인형의 잉크젯 장치를 사용한다.
다음으로, 본 실시 형태의 액정 어레이의 구성에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 액정 어레이는, 도 22에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(151)과 컬러 필터 기판(152)을 갖고, 이들 양 기판 사이에 스페이서(153)가 형성되며, 이 스페이서(153)에 의해 형성된 양 기판 사이의 간극에 액정(154)이 충전된 것으로 되어 있다.
TFT 기판(151)은, 절연 기판(155) 상에, 게이트 전극(156b), 게이트 절연막(157), 층간 절연막(158), 화소 전극(159) 및 배향막(160)이 이 순서로 순차적으로 형성된 것으로 되어 있다. 컬러 필터 기판(152)은, 글래스 기판(161) 상에, 컬러 필터(162) 및 배향막(163)이 이 순서로 순차적으로 형성된 것으로 되어 있다.
다음으로, 상기한 액정 어레이의 제조 공정에 대하여 설명한다.
먼저, TFT 기판(151)의 제조 공정에 대하여 설명한다. 이 TFT 기판(151)의 상세한 구조를 도 23 및 도 24에 도시한다. 도 23은 TFT 기판(151)의 평면도이고, 도 24는 도 23에서의 A-A선을 따라 취한 실시 단면도이다. 이 TFT 기판(151)은 패시베이션막을 통해 층간 절연막을 형성한 타입의 것이다.
먼저, 글래스 등의 절연 기판(155) 상에, Al, Mo, Ta 등을 스퍼터링법에 의해 성막하고, 포토리소그래피법에 의해, 게이트 배선(156a), 게이트 전극(156b) 및 보조 용량 배선(164)을 형성하고, 또한 양극 산화법에 의해 양극 산화막(165)을 형성한다.
다음으로, 플라즈마 CVD법에 의해, 게이트 절연막(SiNx막)(157), a-Si층(166), n+-Si층(167)의 3층을 연속하여 적층 형상으로 성막하고, 이들을 포토리소그래피법에 의해 섬 형상으로 패터닝한다.
다음으로, Al, Mo, Ta 등의 금속층을 성막하고, 포토리소법에 의해 소정의 형상으로 패터닝하고, 소스 배선(168) 및 드레인 전극(169)을 형성한다. 다음으로, 채널 에칭에 의해, a-Si층(166)과 n+-Si층(167)의 채널부를 형성한다. 이상의 공정에 의해, 각 화소에 스위칭 소자인 TFT(액티브 소자)(170)가 형성된다.
다음으로, 패시베이션막(171)을 350㎚ 정도 성막한다. 다음으로, 유기 재료 등으로 이루어지는 층간 절연막(158)을 성막하고, 포토리소그래피법에 의해 드레인 전극(169)의 소정의 위치에 콘택트 홀(172)을 형성한다.
다음으로, 유기 재료 등으로 이루어지는 층간 절연막(158)을 마스크로 하여, 패시베이션막(171)을 웨트 에칭 또는 드라이 에칭함으로써, 콘택트 홀(172)을 드레인 전극(169)까지 도달시킨다.
다음으로, 층간 절연막(158) 상에 투명 도전막으로 이루어지는 화소 전극(159)을 성막한다. 이어서, 포토레지스트를 도포하여, 노광, 현상한다. 그 후, 층간 절연막(158)의 상층의 화소 전극(159)을 웨트 에칭 또는 드라이 에칭한다. 다음으로, 포토레지스트를 제거함으로써, 화소 전극(159)을 형성한다. 이와 같이 하여, 패시베이션막(171)을 통해 층간 절연막(158)을 형성한 TFT 기판(151)이 제작된다.
다음으로, 컬러 필터 기판(152)의 제조 공정에 대하여 설명한다.
도 25a∼도 25d는 컬러 필터 기판의 제조 공정을 도시하는 도면이다.
먼저, 도 25a에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 공정에 의해 글래스 기판 등의 투명 기판(61) 상에 금속 산화물을 적층하고, BM(174)을 형성한다.
다음으로, 도 25b∼도 25d에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(61) 상에 RGB의 3원색의 컬러 필터(162)(R 화소(175), G 화소(176), B 화소(177))를 안료 분산법에 의해 순차적으로 형성한다. 이 경우, R안료를 분산한 광 경화성 수지 조성물의 포토레지스트를 스핀코팅법에 의해 투명 기판(61)의 전체에 도포한다. 그 후, 노광·현상을 행하고, 소정의 장소에 R 화소(175)의 컬러 필터(162)를 형성한다. 마찬가지로 하여, G 화소(176), B 화소(177)의 컬러 필터(162)를 형성한다.
한편, 컬러 필터(162)의 형성 방법은 안료 분산법에 한정되지 않고, 인쇄법이나 전착법 등 다른 방법을 이용해도 된다. 전착법을 이용한 경우, BM(174)의 형성 공정은 컬러 필터(162)의 형성 공정의 후로 된다.
다음으로, TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)에 대하여 각각 배향막(160, 63)의 형성을 행한다. 이 공정에서는, 인쇄법 등을 이용하여, 폴리아미드막인 배향막(160, 63)을 TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)에 형성하고, 소성 공정에 의해 용매를 증발 제거한다. 그 후, 양 기판의 배향막(160, 63)에 대하여, 롤러를 이용하여 러빙 처리를 행한다.
다음으로, 스페이서(153)의 형성 공정에 대하여 설명한다. 이 공정은 TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)의 형성 공정 후에 행한다. 본 실시 형태에서, 스페이서(153)는 컬러 필터 기판(152)에 형성한다.
스페이서(153)는 도 1에 도시한 잉크젯 장치(15)를 사용하고, 컬러 필터 기판(152)에서의 BM(174) 위에, 스페이서(153)을 형성하기 위한, 경화성 수지를 용해한 스페이서 형성용 액체를 연속적으로 토출함으로써 형성한다. 이 공정을 도 26에 도시한다.
한편, 상기한 경화형 수지의 구성 성분으로서는, 아크릴산에스테르, 아세트산 비닐 등을 열거할 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기한 경화형 수지의 조성물에 함유되는 중합체 또는 공중합체의 구성 성분인 단량체로서는, 예를 들면, N,N-디메틸롤아크릴아미드, N,N-디메톡시메틸아크릴아미드, N,N-디에톡시메틸아크릴아미드, N,N-디메틸롤메타크릴아미드, N,N-디메톡시메틸메타크릴아미드, N,N-디에톡시메틸메타크릴아미드 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 단량체는 단독 중합체, 또는 다른 비닐계 단량체와의 공중체에 이용된다. 다른 비닐계 단량체로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸 등의 아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸 등의 메타크릴산에스테르, 히드록시메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시메틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트 등의 수산기를 함유한 비닐계 단량체, 그 밖에 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 알릴아민, 비닐아민, 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등을 들 수 있다.
또한, 스페이서 형성용 액체는 경화형 수지 외에, 용매로서 물 등을 포함하고 있다.
잉크젯 장치(15)의 노즐(1)은 노즐 직경이 φ6㎛인 것을 사용하였다. 스페이서 형성용 액체의 액적(12)의 착탄면(BM(174)의 스페이서 형성면)의 직경은 φ10㎛로 된다. 스페이서 형성용 액체의 체적 농도는 25%이고, 1탄의 액적(12)에 의해 형성되는 두께는 0.4㎛로 된다. 원하는 스페이서 두께는 5㎛이고, 동일한 영역에 11회의 토출을 행함으로써 스페이서(153)가 형성된다. 이 때, 스페이서 형성용 액체의 액적(12), 즉 경화성 수지는 찬탄 후 순식간에 건조되어 경화되므로, BM(174) 상에 퍼지거나, 이동하지 않는다. 또한, 액적(12)은 찬탄 후 순식간에 건조되고 있으므로, 전탄의 액적과 다음 탄의 액적이 부딪히는 것에 따른 액적의 확산이 없고, 연속적으로 토출할 수 있다.
스페이서 형성용 액체의 농도는 30cP로 하였다. 잉크젯 장치(15)는 더욱 고점도의 액체의 토출이 가능하고, 구체적으로 100cP의 액체의 토출이 가능하였다. 이 때문에, 스페이서 형성용 액체를 더욱 고농도로 해도 된다.
또한, 경화성 수지를 경화시키기 위한 가열은 불필요하지만, 수지를 안정되게 경화시키기 위하여, 가열 처리를 행해도 된다.
본 발명에서의 스페이서(153)의 재료는 원하는 두께, 강도의 스페이서가 형성되는 재질의 것이라면, 경화성 수지에 한정되지 않는다.
다음으로, TFT 기판(151)과 스페이서(153)가 형성된 컬러 필터 기판(152)과의 접합 공정, 및 액정(154)의 주입 공정을 행한다.
접합 공정에서는, 먼저 컬러 필터 기판(152)에 밀봉 수지를 인쇄한다. 이 밀봉 수지는 TFT 기판(151)과 접합하였을 때에 접착하는 것으로, 에폭시 수지가 사용된다. 다음으로, 컬러 필터 기판(152)과 TFT 기판(151)을 밀봉 수지에 의해 접합한다. 그 후, 가열하고, 밀봉 수지를 경화시킨다.
다음으로, 상기 2매의 기판을 접합하여 형성한 어레이를 원하는 치수로 절단한다. 다음으로, 진공 주입 장치를 이용하여 액정(154)을 주입한다. 다음으로, 주입구를 수지로 밀봉한다. 그 후, 초음파 세정을 행하고, 액정 어레이가 완성된다.
한편, 스페이서의 형성에 사용 가능한 잉크젯 장치(15)의 구성에 대하여, 더욱 검토한 결과에 관해서는, 상술한 바와 같이, 도 14 내지 도 21에 기초하여 설명한 바와 같다.
[제3 실시 형태]
본 발명의 다른 실시 형태를 이하에 설명한다.
본 실시 형태의 액정 어레이는, 도 27에 도시하는 바와 같이, 적층 구조의 상기 스페이서(153) 대신에, 스페이서 재료가 이어진 상태에서 노즐(1)로부터 토출됨으로써 형성된 기둥 형상의 스페이서(181)를 구비한 것으로 되어 있다. 다른 구성은 상기 액정 어레이와 마찬가지이다. 따라서, TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)의 각 제조 공정, 및 배향막(160, 63)의 형성 공정은 제1 실시 형태에 나타낸 경우와 마찬가지이다.
스페이서(181)의 형성에 사용하는 잉크젯 장치(15)는 제1 실시 형태에서 사용한 것과 거의 마찬가지의 구성이다. 다만, 도 1에 도시한 구성에서, 노즐(1)에는 노즐 직경이 φ2㎛인 것을 사용하고, 또한 잉크실(2)에는 액츄에이터가 부착되고, 이에 따라 노즐(1)과 피기록측 기판(14)(컬러 필터 기판(152)) 간의 거리를 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 스페이서 형성용 액체는 폴리비닐페놀의 에탄올 용액으로 하였다.
도 28a∼도 28c에 본 실시 형태에서의 스페이서 형성 공정을 도시한다.
먼저, 도 28a에 도시하는 바와 같이, 노즐(1)을 컬러 필터 기판(152)에 대하여 수직으로 지지하고, 노즐 선단과 컬러 필터 기판(152) 상의 BM(174)을 접촉시켰다. 이 때, 노즐 전극(5)에는 전압을 인가하고 있지 않다.
다음으로, 도 28b에 도시하는 바와 같이, 노즐 전극(5)에 직류 전압을 인가하면서, 상기 액츄에이터에 의해, 노즐(1)을 컬러 필터 기판(152)으로부터 멀게 하는 방향으로 이동시켰다. 직류 전류에 의해 노즐(1) 내에서 용액이 응축되고, 노즐(1)의 끌어올림에 수반하여, 폴리비닐페놀이 봉 형상으로 이어진 상태로 토출되어, 기둥 형상의 스페이서(181)가 형성된다.
원하는 스페이서(181)의 높이는 5㎛이므로, 스페이서(181)로 되는 기둥이 그 높이에 이르렀을 때, 도 28c에 도시하는 바와 같이, 전원을 OFF로 하고, 노즐(1)은 그대로 위로 이동시킨다. 이에 따라, 스페이서(181)의 기둥은 노즐(1)로부터 멀어진다. 그 결과, TFT 기판(151)과 컬러 필터 기판(152) 간의 거리를 유지하는 기둥 형상의 스페이서(181)가 얻어진다.
[제4 실시 형태]
본 발명의 또 다른 실시 형태를 이하에 설명한다.
본 실시 형태의 액정 어레이는, 도 29에 도시하는 바와 같이, 적층 구조의 상기 스페이서(153) 대신에, 노즐(1)로부터 스페이서로 될 구형상 입자를 토출함으로써 형성된 구 형상의 스페이서(182)를 구비한 것으로 되어 있다. 다른 구성은 상기 액정 어레이와 마찬가지이다. 따라서, TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)의 각 제조 공정, 및 배향막(160, 63)의 형성 공정은 제1 실시 형태에 나타낸 경우와 마찬가지이다.
스페이서(182)의 형성에 사용하는 잉크젯 장치(15)는 제1 실시 형태에서 사용한 것과 거의 마찬가지의 구성이다. 다만, 도 1에 도시한 구성에서, 노즐(1)에는 노즐 직경이 φ8㎛인 것을 사용하였다. 노즐(1)로부터 토출되는 1 방울의 양은 0.25pl로 된다.
도 30에 본 실시 형태에서의 스페이서 형성 공정을 도시한다. 본 실시 형태에서, 스페이서 형성용 액체로서는, 스페이서(182)로 될 직경 3㎛의 플라스틱의 구형상 입자를 알콜에 섞은 것을 사용하고 있다. 이 용액은 특히 재질이 지정되는 것이 아니고, 구 형상 입자(스페이서(182)), 및 배향막(163)을 용해하지 않은 것이 바람직하다.
스페이서(182)의 형성에서는, 노즐(1)로부터 상기의 스페이서 형성용 액체의 액적(12)을, 컬러 필터 기판(152)에서의 BM(174) 상에 착탄하도록 토출한다. 이 경우, 액적(12)의 액 자체는 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 액적(12) 주위에 스페이서(182)가 모이지 않는다. 따라서, 스페이서(182)가 컬러 필터 기판(152) 상에 흩어지고, 국소적으로 개구율이 악화되는 사태가 생기지 않는다.
잉크젯 장치(15)의 동작의 전환은 프로세스 제어부(25)로부터 노즐 전극(5)에의 인가 전압의 주파수, 또는 진폭의 변경에 의해 행한다.
잉크젯 장치(15)의 특징으로서, 인가 전압의 주파수가 소정값 이상으로 되면, 또는 진폭이 소정값 이하로 되면, 액적(12)이 토출되지 않게 된다. 그러나, 토출 조건 이상의 고주파수, 저진폭이더라도, 노즐(1) 내에는 인가 전압에 따른 교반 작용이 기능한다. 이 때문에, 비토출 시에서도 노즐 전극(5)에 전압을 인가함으로써, 노즐(1)의 막힘을 막을 수 있다.
[제5 실시 형태]
본 발명의 또 다른 실시 형태를 이하에 설명한다.
본 실시 형태의 액정 어레이는 구 형상의 입자로 이루어지는 스페이서(182)를 구비한 것으로 되어 있다. 이 스페이서(182)는 컬러 필터 기판(152) 상에 산포된 것이다. 따라서, 스페이서(182)가 배치되는 위치는 도 30에 도시한 액정 어레이와 같이, BM(174) 상에는 한정되지 않는다. 다른 구성은 상기 액정 어레이와 동일하다. 따라서, TFT 기판(151) 및 컬러 필터 기판(152)의 각 제조 공정, 및 배향막(160, 63)의 형성 공정은 제1 실시 형태에 나타낸 경우와 마찬가지이다.
본 실시 형태에서 사용하는 잉크젯 장치(15)는 제1 실시 형태에서 사용한 것과 거의 마찬가지의 구성이다. 다만, 노즐(1)에는 노즐 직경이 φ8㎛인 것을 사용하였다. 따라서, 노즐(1)로부터 토출되는 1 방울의 양은 0.25pl로 된다.
스페이서 형성 공정에서는, 먼저, 직경 5㎛의 플라스틱 구인 구 형상의 스페이서(182)를 알콜에 섞고, 스프레이에 의해 컬러 필터 기판(152) 상에 산포하였다.
이 때, 컬러 필터 기판(152) 상에 부착된 1개의 액적 주위에 복수의 스페이서(182)가 모여, 스페이서 집합체를 형성한다. 이 상태에서는, 스페이서 집합체가 알콜의 건조 후에도 그 위치에서 지지되고, 국부적인 개구율의 저하를 초래한다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 잉크젯 장치(15)를 사용하여 스페이서 집합체의 스페이서(182)가 적당하게 분산되도록 처리하고 있다. 다음으로, 이 처리에 대하여, 도 31a, 도 31b에 의해 설명한다.
먼저, 도 31a에 도시하는 바와 같이, 관찰 수단인 CCD 카메라(84)에 의해 스페이서 산포 영역을 관찰하고, 스페이서 집합체(183)의 유무를 조사한다. 다음으로, CCD 카메라(84)에 의해 관찰된 스페이서 집합체(183)의 중심의 바로 위 위치에 노즐(1)이 위치하도록, 노즐(1)과 컬러 필터 기판(152) 간의 상대 위치를 조정한다.
다음으로, 도 31b에 도시하는 바와 같이, 서로 가까운 위치에 있는 스페이서(182)에 대하여 액적(12)을 토출한다. 이 액적(12)의 액체는 특히 재질이 지정되는 것은 아니고, 스페이서(182) 및 배향막(163)을 용해하지 않는 재질의 것이 바람직하다.
액적(12)이 부딪힌 스페이서 집합체(183)에서는, 스페이서(182)끼리가 서로 멀어지도록 이동한다. 이에 따라, 스페이서(182)가 이웃함에 따른 액정 어레이의 개구율의 국소적인 악화가 회피된다.
상기 액적(12)의 토출은, 스페이서 집합체(183)에 대하여 행하는 것에 더하여, 예를 들면 BM(174) 위로부터 멀어진 위치에 존재하는 1개의 스페이서(182)에 대하여 행해도 된다. 이 경우에는, BM(174) 위로부터 멀어진 위치에 있는 스페이서(182)를 BM 상에 이동시킬 수 있으며, 개구율의 저하를 막을 수 있다.
한편, 이상의 실시 형태에서, 스페이서는 모두 컬러 필터 기판(152)에 형성하고 있었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, TFT 기판(151)에 형성해도 된다. 또한, 스페이서의 형성 위치는 BM(174) 위가 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 착탄된 액적이 빨리 건조하는 구성으로 하여 찬탄 후의 액적의 이동을 억제하고, 정확하고도 저가로 컬러 필터층을 형성할 수 있도록 한다. 이 때문에, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서는, 잉크젯 방식에 의해, 컬러 필터층 재료를 함유한 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적(12)으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성한다. 토출공(1b)의 직경이 액적(12)의 직경보다 작은 정전 흡인형의 잉크젯 장치(15)를 사용하여, 이 잉크젯 장치(15)의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하여 컬러 필터층을 형성하도록 하고 있다.
[제6 실시 형태]
이하, 본 발명의 바람직일 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 실시 형태의 컬러 필터 기판의 제조에는 도 1 내지 도 8에 의해 설명한 정전 흡인형의 잉크젯 장치를 사용한다.
다음으로, 도 1에 도시한 잉크젯 장치(15)를 사용하여 제조되는 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 32에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서, 컬러 필터 기판(252)은 TFT 기판(251)과 함께 액정 어레이에 구비되어 있다.
이 액정 어레이는, 도 32에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(251)과 컬러 필터 기판(252)을 갖고, 이들 양 기판 사이에 스페이서(252)가 형성되며, 이 스페이서(253)에 의해 형성된 양 기판 사이의 간극에 액정(254)이 충전되고, 도시하지 않은 밀봉 부재에 의해 밀봉된 것으로 되어 있다.
TFT 기판(251)은, 기판(255) 위에, 게이트 전극(256), 게이트 절연막(257), 층간 절연막(258), 화소 전극(259) 및 배향막(260)이 이 순서로 순차적으로 형성되고, TFT(264)를 갖고 있다. 배향막(260) 상에는, 스페이서(253)로서 플라스틱 구가 산포되어 있다. 컬러 필터 기판(252)은, 기판(261) 상에, 컬러 필터층(262) 및 배향막(263)이 이 순서로 순차적으로 적층된 것으로 이루어져 있다.
상기의 기판(255, 261)으로서는, 석영 기판이나 글래스 기판 등의 무기 재료 기판, 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판, 폴리에테르술폰 기판이나 폴리이미드 기판 등의 수지 기판을 사용 가능하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
한편, 종래의 컬러 필터 기판에는 컬러 필터층(262)의 이웃하는 화소의 콘트라스트를 명료하게 하기 위하여 BM이 형성되어 있었다. 그러나, 본 실시 형태의 컬러 필터 기판(252)에서는, TFT 기판(251)에 형성되는 게이트 배선 및 소스 배선 등의 메탈 배선을 BM으로서 이용하기 때문에, 전용의 BM은 형성되지 않는다.
다음으로, 도 1에 도시한 잉크젯 장치(15)로부터 토출되는 컬러 필터 형성용 도료, 즉 잉크에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에서는, 적, 녹, 청의 각 색 컬러 필터층(262)을 형성하기 위한 잉크(즉 화소용 컬러 잉크)를, 다음과 같이 하여 조제하였다.
(A) 적색 안료, 계면 활성제, 수지 및 물을 혼합하고, 이 혼합물을, 실온에서 1 시간 진동시켜, 안료의 미세 분산화 처리를 행함으로써, 적색 잉크를 조제하였다.
(B) 적색 안료 대신에 녹색 안료를 사용한 것 이외는 상기 (A)와 동일하게 하여, 녹색 잉크를 조제하였다.
(C) 적색 안료 대신에 청색 안료를 사용한 것 이외는 상기 (A)와 동일하게 하여, 청색 잉크를 조제하였다.
다음으로, 컬러 필터(화소)의 배치에 대하여 설명한다.
컬러 필터 기판(252)을 구비한 액정 디스플레이에서, 화소의 배치는 도 33a에 도시하는 바와 같이, 적색(R) 컬러 필터 화소(271), 녹색(G) 컬러 필터 화소(272) 및 청색(B) 컬러 필터 화소(273)가 매트릭스 형상으로 배치된 스트라이프 배열로 된다. 한편, 화소의 배치는, 그 밖에, 도 33b, 도 33c에 각각 도시하는 바와 같이, 모자이크 배열, 델타 배열이어도 된다.
컬러 필터 기판(252)에서, R 컬러 필터 화소(271), G 컬러 필터 화소(272) 및 B 컬러 필터 화소(273) 각각의 점유 면적의 비율은 반드시 1 : 1 : 1일 필요는 없다. 또한, 각 화소의 점유 면적은 동일하여도 되고, 각 화소에 따라 달라도 된다.
일반적으로, 상이한 색을 갖는 화소 간에는 이웃하는 컬러 필터층(262)끼리의 섞임을 방지하기 위하여 격벽을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 제조 방법의 경우, 컬러 필터층(262)을 형성하는 잉크는 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 액적이 퍼지지 않아, 컬러 필터층 재료를 적층 도포할 수 있다. 이 때문에, 이웃하는 화소끼리의 컬러 필터층(262)이 접하거나 서로 섞이거나 하지 않는다. 따라서, 격벽의 제작을 생략할 수 있다.
한편, 격벽은 이웃하는 화소의 콘트라스트를 명료하게 할 목적으로 제작해도 된다. 이 경우, 격벽의 높이는 서로 이웃하는 컬러 필터층(262)끼리의 섞임을 방지하는 역할을 갖게 할 필요가 없으므로, 컬러 필터층(262)보다 낮아도 된다.
격벽은 단층 구조이어도 되고, 다층 구조이어도 되고, 각 화소 사이에 배치되어 있어도 되고, 상이한 색의 컬러 필터층(262) 사이에 배치되어 있어도 된다. 격벽의 재질은 컬러 필터 재료를 용해 또는 분산한 용매, 즉 컬러 필터 형성용 도액의 용매에 불용 또는 난용인 것이 바람직하다. 디스플레이로서의 표시 품위를 향상시키는 의미에서, 블랙 매트릭스(BM)용의 재료(예를 들면 크롬 및 수지 블랙 등)을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
다음으로, 각 화소에 대응한 화소 전극(259)의 접속 방법에 대하여 설명한다.
예를 들면, 도 34에 도시하는 바와 같이, 컬러 필터 기판(252)을 구비한 액정 디스플레이(274)에서는, 화소 전극(259)이 TFT(264)를 통해 공통 배선, 즉 소스 버스 라인(275) 및 게이트 버스 라인(276)에 접속되어 있다. 액정 디스플레이(274)에서는, 도 34에 도시하는 바와 같이, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있으며, 이들 화소에 컬러 필터 기판(252)에 의해 복수의 색을 갖게 함으로써, 풀 컬러 표시가 가능하게 된다. 복수의 색으로서는, 적색, 녹색 및 청색의 조합이 바람직하다.
다음으로, 컬러 필터 기판(252)에서의 컬러 필터층(262)의 형성 방법에 대하여 설명한다.
컬러 필터층(262)의 형성 공정에서는, 하기와 같이, 잉크젯 장치(15)를 사용하여, 상술한 적색 잉크, 녹색 잉크 및 청색 잉크를 순차적으로 잉크젯 패터닝 도포하였다.
먼저, 도 35a에 도시하는 제1 공정에서, RGB의 3색 중에서, 제1 색으로서의 R의 안료를 분산시킨 적색 잉크의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하여, R 컬러 필터 화소(271)를 형성한다.
이 경우, 액적(12)은 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 착탄 면적이 퍼지지 않는다. 따라서, 화소 형성 영역을 구획하기 위한 격벽이나 친발수의 영역의 형성이 불필요하다.
여기서, 1탄의 액적에 포함되는 컬러 필터 재료의 체적 V는 체적 농도가 η(%)일 때,
V=(4/3)×π×(D/2)3×(η/100)
로 된다. 액적 사이즈는 φD㎛ 직경이고, 착탄 시에 κ배의 직경으로 퍼진다고 생각한다.
1탄으로 형성되는 컬러 필터층 두께가, 원하는 컬러 필터층 두께 t의 1/α로 될 때, 즉 오버랩에 의한 적층 수가 α일 때,
V/(π×(D/2)×κ)2)=t/α
이 성립한다.
이 식을 정리하면,
η=β×t/(α×D)
이다.
β=150×κ2이기 때문에, 착탄 시에 1.5배의 직경으로 퍼진다고 생각하면, κ=1.5이므로,
η=340×t/(α×D)
로 된다.
컬러 필터층(262)의 원하는 두께가 1㎛이고, 액적(12)의 사이즈가 약 8㎛ 직경일 때, 잉크의 농도는 다음과 같이 하여 결정된다.
화소 제작 시간을 단축하기 위하여 액적(12)의 오버랩 횟수를 적게 한다. 적층 횟수는 액적 착탄 면적, 1 화소의 면적, 헤드(잉크젯 장치(15))의 구동 주파수, 헤드의 노즐 수 등에 의해 결정된다.
액적(12)의 오버랩 횟수를 100회 이하(α≤100)로 한 경우, 필요로 되는 잉크의 체적 농도 η는
η=3.4×t/D=0.4%
로 된다. 더욱 오버랩 횟수를 줄이기 위하여, 10회 이하(α≤10)로 한 경우, 마찬가지로,
η=34×t/D=4%
로 된다.
또한, 컬러 필터층(262)의 표면은 가능한 평탄한 쪽이 바람직하다. 이 때문에, 액적(12)의 착탄 위치를 어긋나게 하면서, 복수회, 컬러 필터 재료를 포개어 가는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 2회 이상(α≥2)의 오버랩을 행한다. 이 경우, 하단측의 이웃하는 착탄 위치의 중심끼리의 중간 위치에 상단측의 액적(12)의 착탄 중심을 설정하였다. 이에 따라, 컬러 필터층(262)의 표면의 충분한 평활함이 얻어졌다. 이 때의 필요로 하는 잉크의 체적 농도 η는
η=170×t/D=20%
로 된다.
표 9에는 잉크의 농도, 잉크의 점도, 컬러 필터층(53)의 생산 효율 및 컬러 필터층(262)의 표면 평활성에 대한 착탄된 액적(12)의 적층 수(α)의 영향에 대하여 조사한 결과를 나타낸다.
농도 점도 생산 효율 표면 평활성
α=1 2% 고 ◎ △
α=2 20% 고 ◎ ○
α=10 4% 중 ○ ◎
α=100 0.4% 저 ○ ◎
α=1000 0.04% 저 △ ◎
적층 수의 영향
표 9의 결과로부터, 생산 효율과 표면 평활성을 고려한 경우, 적층 수(α)를 2∼수백 사이에 설정하고, 그에 따라서 잉크의 체적 농도를 결정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 여기서는, 생산 효율을 우선하여, α를 2로 설정한다. 이 때, 체적 농도는 1%이고, 잉크 점도는 고점도이다. 이것은 종래의 잉크젯 장치에서는 토출이 곤란한 것이었지만, 본 잉크젯 장치(15)에서는 토출이 용이하다.
상기한 결과로부터, 컬러 필터층(262)의 표면이 충분히 평활하게 되고, 오버랩 횟수가 가장 적은 것은 체적 농도 1%의 경우이다. 이 체적 농도는, 종래의 잉크젯 장치에서 사용되는 컬러 필터층 형성용 잉크의 체적 농도에 비해, 고농도이고, 도한 액정 사이즈가 작다. 잉크젯 장치(15)를 사용함으로써, 고점도의 잉크의 토출이 가능하고, 액적(12)의 비상 속도가 전계에 의해 가속되므로, 액적(12)은 찬탄 후 순식간에 건조된다.
도 35a에 도시하는 제1 공정에서, R 컬러 필터 화소(271)를 형성하는 경우에는, 잉크젯 장치(15)의 노즐(1)을 구비하는 헤드 또는 피기록측 기판(14)(기판(261))을 송출 방향으로 이동시키면서 액적(12)의 토출을 행한다. 이 경우, 전탄에 비해 다음 탄은 약간 어긋난 위치에 오버랩된다. 이에 따라, 원하는 두께의 R 컬러 필터 화소(271)가 얻어진다.
마찬가지로, 도 35b에 도시하는 제2 공정에서, RGB의 3색 중의 제2 색으로서의 G의 안료를 분산시킨 녹색 잉크의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하여, 원하는 두께의 G 컬러 필터 화소(62)를 형성한다.
마찬가지로, 도 35c에 도시하는 제3 공정에서, RGB의 3색 중의 제3 색으로서의 B의 안료를 분산시킨 청색 잉크의 액적(12)을, 잉크젯 장치(15)에 의해 분사하여, 원하는 두께의 B 컬러 필터 화소(273)를 형성한다. 한편, R 컬러 필터 화소(271), G 컬러 필터 화소(272) 및 B 컬러 필터 화소(273)의 형성 순서에 대해서는, 상기한 순서에 한정되지 않고, 적절한 변경이 가능하다.
각 색의 컬러 필터층(262)의 재질이나 용매 재질, 컬러 필터층(262)의 치수가 상이한 경우에는, 최적의 체적 농도도 상이하다. 컬러 필터층 재료의 체적 농도가 높아질수록, 오버랩 횟수가 줄어들어, 생산 효율이 향상되지만, 잉크 점도가 크게 된다. 잉크젯 장치(15)는 본 실시 형태에서 사용된 잉크의 점도보다 큰 점도의 토출이 가능하여, 더욱 잉크의 체적 농도를 높게 할 수 있다.
그 후, 상기와 같이 하여 R 컬러 필터 화소(271), G 컬러 필터 화소(272) 및 B 컬러 필터 화소(273)의 3색의 화소 패턴을 형성한 기판(261)을 소성하고, 그 위에 도시하지 않은 투명 보호막을 도포하여 소성하여, 컬러 필터 기판(252)을 얻었다.
한편, 상기 컬러 필터 기판(252)과 접합하는 TFT 기판(251)에서는, 소스 버스 라인(275)과 게이트 버스 라인(276)을, 층간 절연막(258)을 개재하여 서로 포갠다. 이와 같이 하면, 소스 버스 라인(275) 및 게이트 버스 라인(276)은 TFT 기판(251)의 화소 부분 이외의 부분을 차광하는 BM으로서 기능한다. 따라서, 컬러 필터 기판(252)에는 BM이 불필요하게 되어, BM의 제조 공정이 삭제되어 저가로 컬러 필터 기판(252)을 제조할 수 있다.
한편, 잉크젯 장치(15)는, 컬러 필터층(262)의 1 화소에 대하여, 복수의 잉크 액적을 토출하는 것이므로, 1 화소에 대하여 1 노즐일 필요는 없고, 복수의 노즐응 사용해도 된다. 또한, 컬러 필터층(262)의 1 화소를 충전하는 데 잉크의 토출을 연속적으로 행할 필요는 없고, 복수회로 나누어 행해도 된다.
또한, 컬러 필터층(262)을 형성하는 경우에, 모든 액적을 속건성의 미소한 액적으로 할 필요는 없고, 최초의 착탄액을 크게 하여 개형을 형성하고, 그 후, 잉크젯 장치(서브미크론 헤드)(15)를 사용하여 미소 액적의 토출을 행하고, 두께의 미세 조정, 불균일의 수정을 행해도 된다.
상기일 실시 형태에서는, 3색의 컬러 필터층(262) 모두 잉크젯법(잉크젯 장치(15))을 이용하여 형성하였지만, 임의의 1색 또는 2색의 컬러 필터층(262)을, 스핀코팅법이나 오프셋 인쇄법, 또는 전착법 등을 이용하여 형성해도 된다.
또한, 상기일 실시 형태에서, 제1 색은 R이고, 제2 색은 B이었지만, 제1 색을 B로 하고 제2 색을 R로 하는 등, 색의 순서를 변경해도 된다.
또한, 상기일 실시 형태는 스트라이프 화소 배열의 컬러 필터 기판(252)을 제조하는 경우에 대하여 설명하였지만, 도 33에 도시한 바와 같은 색 화소 배열이 델타 형상인 컬러 필터 기판, 또는 그 밖의 TFT 기판이어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 잉크젯 장치(서브미크론 헤드)(15)를 이용한 잉크젯법에서는, 액적 찬탄 후 순식간에 건조되기 때문에, 액적이 이웃하는 화소끼리에서 서로 섞이지 않으므로, 종래의 잉크젯법에서와 같은 화소 간의 경계, 또는 잉크(액적)의 유출을 막는 벽으로서의 BM이 불필요하다. 또한, 배선 메탈에 의해 화소 부분 이외의 부분을 차광하므로, 컬러 필터 기판(252)에 특별히 BM을 형성할 필요가 없다. 따라서, 컬러 필터 기판(252)의 제조 코스트가 저가로 된다. 한편, 상기 실시 형태에서는, BM을 형성하지 않았지만, 코스트 업이 허용된다면, BM을 형성해도 된다.
본 잉크젯 장치(15)에서는, 종래의 잉크젯 장치에서는 실현할 수 없는 고점도의 액적을 토출할 수 있기 때문에, 컬러 필터 재료의 농도를 높게 할 수 있으며, 또한 액적의 미소화가 가능하다. 따라서, 찬탄 후 순식간에 건조라는 종래에는 얻을 수 없는 효과가 있고, 이 때문에 오버랩의 횟수를 줄이고, 또한 오버랩에서의 전탄과 다음 탄의 인터벌 시간을 단축하여, 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 잉크젯 장치(15)는 노즐(1)과 기록 매체(대향 전극(13)) 사이의 전압을 작게 할 수 있으므로, TFT(264) 등을 파괴할 위험성이 없다.
또한, 정전 흡인 방식이 아닌 종래의 잉크젯 장치를 사용하고, 토출하는 액적 직경을 작게 한 경우이더라도, 상술한 바와 같이, 잉크 체적 농도의 증가, 충분한 비탄 속도를 실현할 수 없으며, 그 결과, 찬탄 후 순식간 건조에 의한 오버랩 작업의 효율화는 실현할 수 없다.
한편, 컬러 필터 기판(252)에서의 컬러 필터층(262)의 제조에 사용 가능한 잉크젯 장치(15)의 구성에 관하여, 더욱 검토한 결과에 대해서는, 도 14 내지 도 21에 기초하여 설명한 바와 같다.
이상과 같이, 본 발명의 액정 어레이의 제조 방법은 잉크젯 방식을 이용하여, 개구율을 저하시키지 않고, 원하는 두께의 스페이서를 용이하게 얻도록 하고 있다. 이 때문에, 액정 어레이의 제조 방법에서는, 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되며, 잉크젯 방식에 의해 노즐(1)의 토출공(1b)으로부터 스페이서 재료의 액적을 토출하고, 그것을 경화시켜서 스페이서를 형성한다. 노즐(1)의 토출공(1b) 직경이 액적(12)의 직경보다 작은 정전 흡인형의 잉크젯 장치(15)를 사용하여, 노즐(1)로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하도록 되어 있다.
한편, "실시예"란에서 이루어진 구체적인 실시양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 확실하게 하기 위한 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석될 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구범위 내에서, 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법으로 제조되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체는 컬러 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로서 이용된다. 또한, 본 발명의 액정 어레이의 제조 방법으로 제조되는 액정 어레이는 액정 컬러 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치에 이용된다. 또한, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법으로 제조되는 컬러 필터 기판은 예를 들면 컬러 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로 되는 컬러 액정 표시 장치에 이용된다.

Claims (40)

  1. 잉크젯 방식에 의해, 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법으로서,
    상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 상기 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체로서, 체적 농도가, 동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값의 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기 EL층은 유기 발광층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기 EL층은 전하 수송층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  6. 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법으로서,
    노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고,
    동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 유기 EL층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 유기 EL층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    정전 흡인형 잉크젯 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 유기 EL층은 유기 발광층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유기 EL층은 전하 수송층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체.
  12. 잉크젯 방식에 의해, 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치로서,
    상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 노즐을 사용하여, 정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치.
  13. 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 유기 EL층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 유기 EL층을 형성하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치로서,
    정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 상기 액적을 토출시킴과 함께,
    동일한 유기 EL층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 유기 EL층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 유기 EL층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시체의 제조 장치.
  14. 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되며, 잉크젯 방식에 의해 노즐의 토출공으로부터 스페이서 재료의 액적을 토출하여, 그것을 경화시킴으로써 상기 스페이서를 형성하는 액정 어레이의 제조 방법으로서,
    상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 상기 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판에는, 투명 기판 상에 적어도 3색 이상의 색으로 착색된 컬러 필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판이, 화소마다 액티브 소자를 구비한 액티브 매트릭스 기판인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  18. 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되며, 잉크젯 방식에 의해 노즐의 토출공으로부터 스페이서 재료의 액적을 토출하여, 그것을 경화시킴으로써 상기 스페이서를 형성하는 액정 어레이의 제조 방법으로서,
    상기 노즐의 선단부를 기판의 스페이서 형성면에 접촉시키고, 이 상태에서, 상기 스페이서 재료를 응축시키기 위하여, 노즐에 형성된 전극에 전압을 인가하고, 이 전압 인가 상태를 유지하면서, 상기 노즐로부터 연속적으로 상기 스페이서 재료를 토출시킴과 함께, 상기 노즐과 상기 기판의 위치를 떨어뜨려 가며, 상기 기판에 기둥 형상의 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 노즐의 토출공의 직경이 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판에는, 투명 기판 상에 적어도 3색 이상의 색으로 착색된 컬러 필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판이, 화소마다 액티브 소자를 구비한 액티브 매트릭스 기판인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  23. 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되어 있는 액정 어레이의 제조 방법으로서,
    노즐의 토출공의 직경이 토출하는 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 상기 잉크젯 장치의 노즐로부터, 고체 스페이서를 포함하는 액체를, 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적으로서 스페이서 형성면에 토출하여, 상기 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판에는, 투명 기판 상에 적어도 3색 이상의 색으로 착색된 컬러 필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판이, 화소마다 액티브 소자를 구비한 액티브 매트릭스 기판인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  27. 대향 배치된 한쌍의 기판의 적어도 한쪽에 개구부를 갖고, 이들 양 기판 사이에 액정 충전용의 간극을 형성하는 스페이서가 형성되어 있는 액정 어레이의 제조 방법으로서,
    스페이서 배치면에 고체 스페이서를 배치한 후,
    노즐의 토출공의 직경이 토출하는 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 상기 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하고, 그 액적을 상기 고체 스페이서에 충돌시킴으로써 고체 스페이서를 이동시켜, 고체 스페이서의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 토출물의 점도가 30cP 이상인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판에는, 투명 기판 상에 적어도 3색 이상의 색으로 착색된 컬러 필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 스페이서를 형성하는 기판이, 화소마다 액티브 소자를 구비한 액티브 매트릭스 기판인 것을 특징으로 하는 액정 어레이의 제조 방법.
  31. 제14항, 제18항, 제23항, 제27항 중 어느 한 항의 액정 어레이의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 액정 어레이.
  32. 잉크젯 방식에 의해, 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서,
    상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하여, 상기 잉크젯 장치의 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 액체로서, 체적 농도가, 동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수로부터 구해지는 값인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  35. 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서,
    노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 정전 흡인형 잉크젯 장치를 사용하고,
    동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 컬러 필터층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 컬러 필터층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    정전 흡인형 잉크젯 장치로서, 상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 액체로서, 점도가 20cP 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  38. 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  39. 잉크젯 방식에 의해, 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 노즐의 토출공으로부터 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 장치로서,
    상기 토출공의 직경이 상기 액적의 직경보다 작은 노즐을 사용하여, 정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 액적을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 장치.
  40. 잉크젯 방식에 의해, 노즐의 토출공으로부터 컬러 필터층 재료를 함유하는 액체를 액적으로서 토출하여, 컬러 필터층을 형성하는 컬러 필터 기판의 제조 장치로서,
    정전 흡인형의 잉크젯 방식에 의해, 상기 노즐로부터 1 방울의 양이 1pl 이하인 상기 액적을 토출시킴과 함께,
    동일한 컬러 필터층 형성 영역에 오버랩된 상기 액적에 의해 형성되는 적층 수를 α, 액적 직경에 대한, 컬러 필터층 형성 영역에 착탄된 액적의 착탄 직경의 비로부터 구해지는 값을 β, 액적 직경을 D, 형성하는 컬러 필터층의 두께를 t라고 하였을 때에, 상기 액체로서, 체적 농도 η(%)가 대략 β×t/(α×D)로 되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 장치.
KR1020057005054A 2002-09-24 2003-09-24 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체의 제조 방법 및 그장치 및 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체와, 액정어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 컬러 필터 기판의제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판 KR100710760B1 (ko)

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KR1020057005054A KR100710760B1 (ko) 2002-09-24 2003-09-24 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체의 제조 방법 및 그장치 및 액티브 매트릭스형 유기 ｅｌ 표시체와, 액정어레이의 제조 방법 및 액정 어레이와, 컬러 필터 기판의제조 방법 및 그 장치 및 컬러 필터 기판

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764807B1 (ko) * 2005-01-20 2007-10-08 세이코 엡슨 가부시키가이샤 색요소 부착 기판, 성막 방법, 전기 광학 장치 및 전자기기
KR100848262B1 (ko) * 2007-06-01 2008-07-25 전자부품연구원 선폭을 가변할 수 있는 미세 패턴 전사 장치

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034744B1 (ko) * 2004-06-25 2011-05-17 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 박막트랜지스터 구조
WO2006033282A1 (ja) * 2004-09-22 2006-03-30 Konica Minolta Holdings, Inc. 薄膜トランジスタと薄膜トランジスタ素子シート、及び、薄膜トランジスタと薄膜トランジスタ素子シートの作製方法
WO2006041207A1 (ja) * 2004-10-15 2006-04-20 Sumitomo Chemical Company, Limited 溶液組成物および高分子発光素子
JP4513963B2 (ja) * 2005-01-26 2010-07-28 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置の製造方法及び電子機器
JP4682691B2 (ja) * 2005-05-13 2011-05-11 凸版印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP4626391B2 (ja) * 2005-05-17 2011-02-09 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子を使用した装置
KR101124502B1 (ko) 2005-05-18 2012-03-15 삼성전자주식회사 컬러필터 및 그 제조방법
JP4626397B2 (ja) * 2005-05-20 2011-02-09 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子を使用した装置
US20090115310A1 (en) * 2005-06-06 2009-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Coating liquid for hole injection and transport layer, production method of hole injection and transport layer, organic electroluminescent element, and production method thereof
JP4872263B2 (ja) * 2005-08-03 2012-02-08 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
US8077142B2 (en) * 2006-09-27 2011-12-13 Tred Displays Corporation Reflective, bi-stable magneto optical display architectures
US8045167B2 (en) * 2009-03-05 2011-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Determining solid concentration of an ink
WO2011137127A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 Synos Technology, Inc. Vaporizing or atomizing of electrically charged droplets
KR101101916B1 (ko) * 2010-04-30 2012-01-02 한국과학기술원 유기 증기젯 인쇄 장치
KR101744760B1 (ko) 2010-10-25 2017-06-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자의 발광층 형성 방법, 상기 발광층 형성 방법을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의한 유기 발광 소자
WO2012147611A1 (ja) 2011-04-26 2012-11-01 サンユレック株式会社 オプトデバイスの製造方法および製造装置
US9029848B2 (en) 2011-06-09 2015-05-12 Pioneer Corporation Organic electroluminescent panel and method for producing the same
WO2013184507A1 (en) 2012-06-04 2013-12-12 Owen Research Corporation Electronic display ink having inert pigment particles
TWI520398B (zh) * 2012-06-15 2016-02-01 群康科技(深圳)有限公司 有機發光裝置及包含其之影像顯示系統
CN104681743B (zh) * 2013-11-29 2017-02-15 清华大学 有机发光二极管的制备方法
US9798043B2 (en) * 2014-01-23 2017-10-24 Mitsubishi Chemical Corporation Optical fiber, optical fiber cable and communication equipment
JP5802787B1 (ja) * 2014-03-31 2015-11-04 ナガセテクノエンジニアリング株式会社 液塗布方法、及び、液塗布装置
CN108602346B (zh) 2015-12-07 2020-04-07 科迪华公司 用于以改进的均匀性和打印速度制造薄膜的技术
US10335995B2 (en) 2015-12-16 2019-07-02 Xerox Corporation System and method for compensating for dissimilar shrinkage rates in different materials used to form a three-dimensional printed object during additive manufacturing
JP6470477B1 (ja) * 2017-11-28 2019-02-13 堺ディスプレイプロダクト株式会社 有機ｅｌ発光素子及びその製造方法
JP7153343B2 (ja) 2019-04-25 2022-10-14 株式会社Ｓｉｊテクノロジ 液滴吐出装置および液滴吐出方法
US20230056379A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Fabrication method of display panel and drying device

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH514797A (de) * 1970-04-21 1971-10-31 Frey Bernhard Klemmrichtgesperre
JPS5975205A (ja) 1982-10-25 1984-04-27 Seiko Epson Corp カラ−フイルタの製造方法
JPH05281562A (ja) 1992-04-01 1993-10-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルの製造方法
US5473450A (en) 1992-04-28 1995-12-05 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with a polymer between liquid crystal regions
JP2933816B2 (ja) 1993-07-15 1999-08-16 シャープ株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
US5739889A (en) 1993-04-27 1998-04-14 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and a production method for the same
JPH07152024A (ja) 1993-05-17 1995-06-16 Sharp Corp 液晶表示素子
JPH08212925A (ja) * 1995-02-07 1996-08-20 Mitsubishi Electric Corp 蛍光面作製方法および作製装置と蛍光面インク
JPH08238774A (ja) 1995-03-03 1996-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 静電吸引方式インクジェット装置及びその駆動方法
JP3412076B2 (ja) * 1995-03-08 2003-06-03 株式会社リコー 有機ｅｌ素子
JP3036436B2 (ja) 1996-06-19 2000-04-24 セイコーエプソン株式会社 アクティブマトリックス型有機ｅｌ表示体の製造方法
US6284147B1 (en) * 1997-07-15 2001-09-04 Silverbrook Research Pty Ltd Method of manufacture of a stacked electrostatic ink jet printer
US6029518A (en) * 1997-09-17 2000-02-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Manipulation of liquids using phased array generation of acoustic radiation pressure
US6322198B1 (en) * 1998-04-07 2001-11-27 Minolta Co., Ltd. Electrostatic inkjet head having spaced electrodes
US6394578B1 (en) * 1998-09-02 2002-05-28 Canon Kabushiki Kaisha Production process of color filter, liquid crystal display device using the color filter produced by the production process, and ink-jet head
JP2000127410A (ja) 1998-10-27 2000-05-09 Hitachi Ltd プリンター装置
JP2000246887A (ja) * 1998-12-28 2000-09-12 Dainippon Printing Co Ltd 高粘度物質用ディスペンサーの吐出方法及びそれを用いたパターン形成方法
US6280799B1 (en) * 1998-12-28 2001-08-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Viscous substance discharging method using a viscous substance dispenser and pattern forming method using a viscous substance dispenser
JP3900724B2 (ja) 1999-01-11 2007-04-04 セイコーエプソン株式会社 有機ｅｌ素子の製造方法および有機ｅｌ表示装置
JP4286958B2 (ja) * 1999-04-07 2009-07-01 大日本印刷株式会社 スペーサ層の形成方法
US6469439B2 (en) * 1999-06-15 2002-10-22 Toray Industries, Inc. Process for producing an organic electroluminescent device
EP1072932B1 (en) 1999-07-29 2007-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device, production process thereof and spacer-bearing substrate
JP4379974B2 (ja) 1999-10-18 2009-12-09 キヤノン株式会社 液晶素子の製造方法
JP2001109002A (ja) 1999-10-07 2001-04-20 Canon Inc スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子
JP3870355B2 (ja) 1999-09-09 2007-01-17 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー コネクタ圧入装置
JP2001042338A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Canon Inc 液晶素子とその製造方法、スペーサー付基板
US6501527B1 (en) 1999-07-29 2002-12-31 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal elemental device, production process thereof and spacer-bearing substrate
JP2001083528A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Canon Inc 液晶素子及びその製造方法及びスペーサー付き基板及びその製造方法
JP4191330B2 (ja) 1999-08-03 2008-12-03 浜松ホトニクス株式会社 微量液滴形成方法及び微量液滴形成装置
JP2001115021A (ja) 1999-10-18 2001-04-24 Asahi Kasei Corp シリカ前駆体／有機ポリマー組成物
JP2001232798A (ja) 2000-02-25 2001-08-28 Hitachi Koki Co Ltd インクジェット記録装置及びその記録方法
JP2001239670A (ja) 2000-02-28 2001-09-04 Noritsu Koki Co Ltd インクジェットプリンター
KR100436303B1 (ko) * 2000-03-31 2004-06-19 세이코 엡슨 가부시키가이샤 유기 이엘소자 및 유기 이엘소자의 제조방법
JP2001284047A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Sharp Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法
JP4048687B2 (ja) * 2000-04-07 2008-02-20 セイコーエプソン株式会社 有機ｅｌ素子および有機ｅｌ素子の製造方法
JP2002131529A (ja) * 2000-10-30 2002-05-09 Canon Inc 表示装置用のパネルの製造方法および製造装置、光学素子の製造方法および製造装置、物品の製造方法および製造装置
JP2002221616A (ja) 2000-11-21 2002-08-09 Seiko Epson Corp カラーフィルタの製造方法及び製造装置、液晶装置の製造方法及び製造装置、ｅｌ装置の製造方法及び製造装置、インクジェットヘッドの制御装置、材料の吐出方法及び材料の吐出装置、並びに電子機器
JP4021177B2 (ja) 2000-11-28 2007-12-12 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置並びに電子機器
TWI232805B (en) * 2001-02-23 2005-05-21 Ind Tech Res Inst Multi-color level inkjet head chip structure
US6517197B2 (en) * 2001-03-13 2003-02-11 Eastman Kodak Company Continuous ink-jet printing method and apparatus for correcting ink drop replacement
JP2002365424A (ja) * 2001-06-12 2002-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラーフィルタの製造方法および製造装置
JP5630381B2 (ja) * 2011-05-31 2014-11-26 株式会社デンソー オイル貯留装置
JP2014131529A (ja) * 2013-01-04 2014-07-17 Shoshiro Ikeda 掃除機用電気ちりとりアダプター

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764807B1 (ko) * 2005-01-20 2007-10-08 세이코 엡슨 가부시키가이샤 색요소 부착 기판, 성막 방법, 전기 광학 장치 및 전자기기
KR100848262B1 (ko) * 2007-06-01 2008-07-25 전자부품연구원 선폭을 가변할 수 있는 미세 패턴 전사 장치

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Publication number Publication date
AU2003268655A1 (en) 2004-04-19
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TW200410591A (en) 2004-06-16
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EP1553809A4 (en) 2008-04-23

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