KR20060051565A - 잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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KR20060051565A
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Abstract

잉크젯 도포 방법은 기판 표면의 소정 영역에 있어서, 소정 도포 공정과 건조 공정을 2회 이상 반복하여, 소정의 두께를 갖는 도포액에 포함되는 용질의 고형물을 형성한다. 도포 공정에 있어서, 도포액은 기판의 표면에 분사되어 도포된다. 건조 공정에 있어서, 도포액은 건조되어 상기 고형물을 생성한다.
잉크젯 장치, 잉크젯 헤드, 도포막, 차폐판, 지지구

Description

잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스 제조 방법{INK-JET APPLICATION METHOD AND DISPLAY DEVICE MAKING METHOD}
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 잉크젯 도포 장치의 사시도.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 잉크젯 도포 장치를 사용하여 도포액을 기판에 도포한 상태에 있어서의, 기판의 표면 근방에 있어서의 확대 단면도.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 잉크젯 도포 장치를 사용한 잉크젯 도포 방법의 플로우차트.
도4는 본 발명의 표시 디바이스 제조 방법의 플로우차트.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 잉크젯 도포 장치의 사시도.
도6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 잉크젯 도포 장치를 사용한 잉크젯 도포 방법의 플로우차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 잉크젯 도포 장치
2 : 뱅크
3 : 도포막
11 : 가대
12 : Y축 테이블
13 : X축 테이블
14 : 스테이지
15 : 지지체
16 : 승강 부재
17 : 지지구
18 : 잉크젯 헤드
20 : 에어 나이프 장치
[문헌 1] 일본 특허 공개 2003-266003호 공보
본 발명은 표시 디바이스 또는 바이오 칩 등에 사용되는 잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 장치, 액정 디스플레이 패널, 유기 EL(일렉트로 루미네센스) 디스플레이 패널, 또는 필드 에미션 디스플레이 패널 등의 기판에 도포액을 도포할 때에 사용되는 잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
표시 디바이스 또는 바이오 칩 등에 있어서, 수용액, 무기 용매 또는 유기 용매를 포함한 도포액의 액적을 잉크젯 노즐로부터 분사하여 반도체 장치, 액정 모니터 패널, 유기 EL(일렉트로 루미네센스) 디스플레이 패널, 또는 필드 에미션 디 스플레이 패널 등의 기판에 도포함으로써 도포막(예를 들어, 기능층)이 기판에 형성된다. 상기한 잉크젯 도포 방법은 미세한 패터닝을 필요로 하는 성막 공정(예를 들어, 표시 디바이스의 발광층, 컬러 필터층의 형성 공정)에 사용되고 있다.
종래의 잉크젯 도포 방법은 일본 특허 공개 2003-266003호 공보에 개시되어 있다. 이 잉크젯 도포 방법에 있어서, 기판에 도포된 도포액의 넓이를 소정의 범위 내로 억제하고, 또한 기판에 도포된 도포액으로 형성되는 도포막의 형상을 제어하기 위해, 다음의 처리가 기판에 실시된다 ; (1) 도포 영역에 친 잉크 처리를 실시한다 ; (2) 도포 영역 이외의 영역에 발(撥) 잉크 처리를 실시한다 ; (3) 도포 영역의 주위에 뱅크(장벽)를 형성한다.
특히, 뱅크는 두꺼운 막을 형성할 때에 다용(多用)된다. 기판의 표면에 있어서, 뱅크로 둘러싸인 구획에 도포막이나 패턴을 형성하는 경우에는 잉크젯 노즐로부터 도포막의 액적을 1적(또는 복수적) 분사하여 상기 구획에 도포액을 도포한 후, 핫플레이트, 에어 불어내기, 진공 처리 등으로 도포액을 건조시킴으로써 도포액의 고형분(도포막)이 상기 구획면에 생성된다.
그러나, 종래의 잉크젯 도포 방법을 이용하여 뱅크를 형성한 기판에 도포액을 도포하는 경우, 도포액의 양은 도포액이 뱅크로 둘러싸인 구획으로부터 누출되지 않는 양으로 제한된다. 그러므로, 도포액의 고형분의 두께는 뱅크의 높이보다 대폭으로 작아진다.
고형분의 두께를 증가시키기 위해, 도포액에 포함되어 있는 용질(고형분)의 농도를 높게 하는 것을 들 수 있다. 그러나, 잉크젯을 이용하여 도포액을 도포하는 경우, 도포액의 물성은 잉크젯 노즐로부터 용이하게 도포액을 분사시키는 것이 가능한 표면 장력이나 점도로 조정되므로, 고형분의 농도를 무제한으로 높게 하는 것은 불가능하다.
또한, 고형분의 두께를 증가시키기 위해, 뱅크의 높이를 크게 하는 것을 들 수 있다. 그러나, 통상, 후공정에 있어서, 뱅크 상에는 막이나 층이 형성되므로, 기판에 제작되는 디바이스의 구조상, 뱅크의 두께를 무제한으로 높게 하는 것은 불가능하다.
또한, 고형분의 두께를 증가시키기 위해, 뱅크의 상단부면에 발 잉크 처리를 행하고, 또한 뱅크로 둘러싸인 영역에 도포액을 가능한 한 다량으로 분사하는 것을 들 수 있다. 그러나, 다량의 도포액을 분사하면 도포액이 뱅크로 둘러싸인 구획으로부터 누출되어 인접하는 구획 내로 유입될 가능성이 있으므로, 도포액의 양을 무제한으로 많게 하는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은 잉크젯을 이용하여 도포액을 기판에 도포할 때에 도포 얼룩을 생성하지 않고, 원하는 두께를 갖는 도포막을 용이하게 제작할 수 있는 잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 표면에 도포액을 분사하여 도포하는 도포 공정과, 도포된 상기 도포액을 건조시켜 상기 도포액에 포함되는 용질의 고형물을 생성하는 건조 공정을 구비하고, 상기 기판의 표면의 소정 영역에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여 소정의 두께를 갖는 고형물을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 도포 공정과 건조 공정을 2회 이상 반복하므로, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 고형물의 두께는 커진다. 또한, 원하는 두께를 갖는 고형물을 형성하는 경우, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄이기 때문에 도포막을 용이하게 제작할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판 표면에 도포되어야할 영역을 둘러싸도록 상단부면이 발 잉크 처리된 뱅크를 형성하는 공정과, 기판의 표면에 형성된 뱅크로 둘러싸인 구획에 도포액을 분사하여 도포하는 도포 공정과, 도포된 상기 도포액을 건조시켜 상기 도포액에 포함되는 용질의 고형물을 생성하는 건조 공정을 구비하고, 상기 구획에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여 소정의 두께를 갖는 고형물을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 도포 공정과 건조 공정을 2회 이상 반복하므로, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 고형물의 두께는 커진다. 또한, 원하는 두께를 갖는 고형물을 형성하는 경우, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄이기 때문에, 도포막을 용이하게 제작할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 표면에 도포액을 분사하여 도포하는 도포 공정과, 도포된 상기 도포액을 건조시켜 차광막을 생성하는 건조 공정을 구비하고, 상기 기판의 표면의 소정 영역에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여 소정의 두께를 갖는 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 도포 공정과 건조 공정을 2회 이상 반복하므로, 종래의 표시 디바이스 제조 방법과 비교하여 차광막의 두께는 커진다. 또한, 원하는 두께를 갖는 차광막을 형성하는 경우, 종래의 표시 디바이스 제조 방법과 비교하여 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄이기 때문에, 차광막을 용이하게 제작할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 표면에 형성된 뱅크로 둘러싸인 구획에 도포액의 액적을 분사하여 도포하는 도포 공정과, 도포된 상기 도포액을 건조시켜 차광막을 생성하는 건조 공정을 구비하고, 상기 구획에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여 소정의 두께를 갖는 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 도포 공정과 건조 공정을 2회 반복하므로, 종래의 표시 디바이스 제조 방법과 비교하여 차광막의 두께는 커진다. 또한, 원하는 두께를 갖는 차광막을 형성하는 경우, 종래의 표시 디바이스 제조 방법과 비교하여 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄이기 때문에, 차광막을 용이하게 제작할 수 있다.
도1 내지 도6을 참조하여 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태를 설명한다. 또한, X축, Y축, Z축은 잉크젯 도포 장치의 길이 방향, 잉크젯 도포 장치의 폭 방향, 잉크젯 도포 장치의 높이 방향에 각각 설정된다. X축, Y축, Z축은 서로 직교한다.
(제1 실시 형태)
도1에 도시한 바와 같이, 잉크젯 도포 장치(1)는 가대(11), Y축 테이블(12), X축 테이블(13), 스테이지(14), 지지체(15), 승강 부재(16), 지지구(17), 잉크젯 헤드(18), 에어 나이프 장치(20)를 구비한다.
Y축 테이블(12)은 가대(11)의 상면에 고정된다. X축 테이블(13)은 Y축 테이블(12)의 상면에 설치된다. Y축 테이블(12)은 제어부(도시 생략)로부터의 지령을 기초로 하여 X축 테이블(13)을 Y축 방향으로 이동시킨다. 스테이지(14)는 X축 테이블(13)의 상면에 설치된다. X축 테이블(13)은 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 스테이지(14)를 X축 방향으로 이동시킨다.
기판(S)은 스테이지(14)의 상면에 설치된다. 도2에 도시한 바와 같이, 복수의 뱅크(2)는 기판(S)의 상면에 세워 설치된다. 뱅크(2)는 폴리이미드로 형성되어 발 잉크 처리한 상단부면을 갖는다. 또한, 컬러 필터에 있어서의 블랙 매트릭스로서 뱅크(2)를 사용하므로, 뱅크(2)의 일부 또는 전부에 차광층을 형성해도 좋다.
지지체(15)는 대략 역U자 형상으로 형성되어 Y축 테이블(12), X축 테이블(13), 스테이지(14), 기판(S)을 걸치도록 가대(11)의 상면에 세워 설치된다. 승강 부재(16)는 지지체(15)의 상부의 측면(＋Y측)에 상하로 이동 가능하게 부착된다. 지지구(17)는 대략 L자 형상으로 형성되어 승강 부재(16)의 측면(＋Y측)에 부착된다. 잉크젯 헤드(18)는 지지구(17)의 하부로부터 하방(－Z측)으로 회전 가능하게 부착되어 있다. 잉크젯 헤드(18)는 Z축에 평행한 회전축을 갖는다. 잉크젯 헤드(18)의 근방에 있어서, 잉크의 도포에 적합한 분위기가 유지되어 있다.
에어 나이프 장치(20)는 건조 수단이고, 토출용 에어 나이프 노즐(21), 흡입용 에어 나이프 노즐(22), 토출용 파이프(23), 흡입용 파이프(24)를 구비한다. 에어 나이프 장치(20)는 잉크젯 헤드(18)로부터 떨어진 위치에 설치된다.
토출용 에어 나이프 노즐(21)은 가대(11)에 설치된 지지 장치(도시 생략)에 부착되어 가대(11)의 상면과 대략 평행한 면 내에서 이동 가능하다. 마찬가지로, 흡입용 에어 나이프 노즐(22)은 가대(11)에 설치된 지지 장치에 부착되어 가대(11)의 상면과 대략 평행한 면 내에서 이동 가능하다. 토출용 에어 나이프 노즐(21)의 노즐 개구는 흡입용 에어 나이프 노즐(22)의 노즐 개구에 근접하도록 배치된다.
토출용 파이프(23)는 블로어(도시 생략)에 접속된 일단부와, 토출용 에어 나이프 노즐(21)에 접속된 타단부를 갖는다. 흡입용 파이프(24)는 펌프(도시 생략)에 접속된 일단부와, 흡입용 에어 나이프 노즐(22)에 접속된 타단부를 갖는다.
다음에, 잉크젯 장치(1)를 이용하여 기판(S)의 표면에 있어서, 뱅크(2)로 둘러싸인 구획에 도포액(잉크)의 고형분(도포막)을 형성하는 방법을 설명한다(도3 참조).
최초에, 기판(S)은 스테이지(14)의 상면에 설치되어(스텝 S1), 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써 잉크젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치된다(스텝 S2). 다음에, 잉크젯 헤드(18)는 기판(S)의 표면에 형성된 뱅크(2)로 둘러싸인 구간에 잉크를 도포한다(스텝 S3). 그리고, 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써 기판(S)은 에어 나이프 장치(20)의 바로 아래에 배치된다(스텝 S4). 토출용 에어 나이프 노즐(21)의 노즐 개구와 흡입용 에어 나이프 노즐(22)의 노즐 개구를 기판(S)에 근접시킨 상태에서 토출용 에어 나이프 노즐(21)의 노즐 개구로부터 에어를 토출하고, 또한 흡입용 에어 나이프 노즐(22)의 노즐 개구로부터 에어를 흡입함으로써, 에어 기류가 상기 구획의 상방에서 국소적으로 생성된다. 도포된 잉크는 상기 에어 기류에 의해 건조되어 잉크의 고형분(3a)이 상기 구획 내에 형성된다(스텝 S5).
건조 후, 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써 기판(S)은 다시 잉크젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치된다(스텝 S6). 여기서, 제어부는 잉크가 소정의 횟수만큼 상기 구획에 도포되었는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 소정의 횟수만큼 잉크를 도포한 경우에는 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시켜 상기 구획에 인접하는 구획을 잉크젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치시키거나, 또는 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)의 이동을 정지시킨다(스텝 S8). 소정의 횟수만큼 잉크를 도포하고 있지 않은 경우에는 스텝 S3으로 복귀된다. 2회째 이후의 잉크의 도포 공정에 있어서, 잉크젯 헤드(18)는 상기 고형분(3a)의 상방으로부터 상기 구간에 잉크를 도포한다.
이와 같이, 상기 구획에 있어서, 도포 공정과 건조 공정을 소정의 횟수(2회 이상) 반복함으로써 원하는 두께를 가진 도포막(복수단의 고형분)(3)을 얻을 수 있다. 또한, 기판(3)이 표시 디바이스의 컬러 필터 기판일 때에는, 도포막(3)은 착색막 또는 블랙 매트릭스막이라도 좋다.
다음에, 상기한 잉크젯 도포 방법은 다음의 이점을 갖는다.
기판(S)의 표면에 있어서, 뱅크(2)로 둘러싸인 구획 내에 원하는 두께를 갖는 도포막을 형성하는 경우, 최초의 도포 공정과 건조 공정에서 잉크 중 70 내지 80 ％ 정도의 농도로 포함되어 있는 용매를 충분히 휘발 및 소산시킴으로써 잉크 중에 20 내지 30 ％ 정도의 농도로 포함되어 있는 용질의 고형분(3a)을 형성한 후, 소정의 횟수(2회 이상)만큼 도포 공정과 건조 공정을 반복한다. 그러므로, 도포 공정과 건조 공정을 1회만 행하는 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 도포막(3)의 두께는 커진다.
원하는 두께를 갖는 도포막을 형성하는 경우, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여, 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄일 수 있으므로, 잉크가 뱅크(2)의 상단부로부터 누설되는 것을 막는다.
얇은 도포막을 형성하는 경우, 종래 잉크젯 도포 방법과 비교하여 각 도포 공정에서 도포되는 잉크의 양을 줄일 수 있으므로, 뱅크(2)의 높이를 낮게 할 수 있다. 이는 기판의 평탄성을 향상시킨다.
Y축 테이블(12), X축 테이블(13), 토출용 에어 나이프 노즐(21) 및 토출용 에어 나이프 노즐(21)을 이용하여 잉크의 원하는 부위만을 건조시킬 수 있으므로, 안정된 도포막을 형성할 수 있다.
최후의 건조 공정을 제외한 건조 공정에 있어서, 잉크 속에 포함되어 있는 용질을 완전히 고화할 필요는 없다. 즉, 잉크 속에 포함되어 있는 용매를 발휘시켜 잉크의 용적을 충분히 감소할 수 있으면 좋다. 그러므로, 종래의 잉크젯 도포 방법과 비교하여 각 건조 공정에서 요청되는 건조 시간을 짧게 할 수 있고, 또한 각 건조 공정에서 요청되는 가열 온도를 낮게 할 수 있다.
1 ㎛ 이상의 두께를 갖는 도포막을 형성하는 경우에, 이 잉크젯 도포 방법은 유익하다.
또한, 도포막의 두께, 도포막의 형상, 용질의 농도 및 뱅크의 높이는 도포 공정과 건조 공정을 반복하는 횟수에 따라서 적절하게 변경 가능하다.
또한, 건조 방법은 에어 나이프 장치에 의한 송풍 이외에도 핫플레이트에 의한 가열 및 감압 장치에 의한 진공화 등을 사용해도 좋다.
다음에, 상기한 잉크젯 도포 방법을 이용하여 표시 디바이스(액정 디스플레이)의 제조 방법을 설명한다(도4 참조).
처음에, 유리 기판에 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성시킨다(스텝 S1). 다음에, 컬러 필터층의 각 휘점(서브픽셀)으로 이루어지는 표시 영역의 주위에 위치하는 비표시 영역을 차광하거나, 또는 휘점 사이의 영역을 차광하기 위해, 상기한 잉크젯 도포 방법을 이용하여 비표시 영역 또는 휘점 사이의 영역에 차광막을 형성함으로써, 컬러 필터 기판을 제조한다(스텝 S2). 그리고, 다른 유리 기판에 박막 트랜지스터(TFT)를 규칙적으로 배치하여 TFT 어레이 기판을 제조한다(스텝 S3). 최후에, 컬러 필터 기판을 TFT 어레이 기판에 접합하여 양자의 간극에 액정재를 주입함으로써, 패널 기판을 제조한다(스텝 S4). 또한, TFT 어레이 기판을 제조할 때 스텝 S2 및 S3과 마찬가지로, 다른 유리 기판에 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성해도 좋다.
차광막은 1 ㎛ 이상의 두께를 가지므로, 차광막을 형성하는 데 상기한 잉크 젯 도포 방법은 적합하다. 또한, 상기한 잉크젯 도포 방법은 차광막의 형성 이외에도 컬러 필터의 제조에 있어서의 컬러 레지스트의 도포에도 사용할 수 있다.
(실시예)
컬러 필터 기판의 제조에 있어서, 기판 상에 흑색 레지스트막(블랙 매트릭스)을 형성한 후, PEP(Photo-Engraving-Process)법에 의해 기판으로부터 흑색 레지스트막을 선택적으로 제거하여 뱅크를 형성하였다. 뱅크로 둘러싸인 구획은 높이 3 ㎛, 150 ㎛각을 갖는다.
종래의 잉크젯 도포 방법을 이용하여 20 ％의 용질 농도를 갖는 그린 컬러 레지스트를 상기 구획 내에 도포하였다. 보다 상세하게는 1적당 20 pl의 용적을 갖는 컬러 레지스트를, 상기 구획 내에 6적(합계 용적 120 pl) 도포하였다. 이에 의해, 컬러 레지스트는 뱅크의 상단부보다도 상방에 표면 장력에 의해 반원 형상으로 융기되었다. 이러한 조작을 기판 상의 10000 구획으로 행한 바, 32 구획으로부터 컬러 레지스트가 넘쳐 나왔다. 그로부터, 기판을 핫플레이트에 의해 150 ℃로 가열하여 컬러 레지스트를 건조시킴으로써, 컬러 레지스트의 고형분은 약 1.5 ㎛의 두께를 가졌다.
상기의 실험에 있어서, 뱅크의 상단부에 CF4/O2 플라즈마 처리(발 잉크 처리)를 행한 후에 기판 상의 10000 구획에 컬러 레지스트를 도포한 바, 4 구획으로부터 컬러 레지스트가 누출되었다.
다음에, 본 발명의 잉크젯 도포 방법을 이용하여 20 ％의 용질 농도를 갖는 그린 컬러 레지스트를 상기 구획 내에 도포하였다. 보다 상세하게는 1적당 20 pl의 용적을 갖는 컬러 레지스트를 1회째의 도포 공정에서 상기 구획 내에 3적(합계 용적 60 pl) 도포하였다. 그로부터, 건조 공정에서 기판을 핫플레이트에 의해 150 ℃로 가열하여 컬러 레지스트를 건조시킨 후, 2회째의 도포 공정에서 컬러 레지스트를 컬러 레지스트의 고형분의 상방으로부터 상기 구획 내에 3적 도포하였다. 이러한 조작을 기판 상의 10000 구획에 컬러 레지스트를 도포한 바, 뱅크의 상단부에 발 잉크 처리를 행하지 않아도 컬러 레지스트가 넘쳐 나온 구획은 존재하지 않았다.
(제2 실시 형태)
도5에 도시한 바와 같이, 잉크젯 도포 장치(1')는 가대(11), Y축 테이블(12), X축 테이블(13), 스테이지(14), 지지체(15), 승강 부재(16), 지지구(17), 잉크젯 헤드(18), 에어 나이프 장치(20'), 차폐판(33, 34)을 구비한다.
Y축 테이블(12)은 가대(11)의 상면에 고정된다. X축 테이블(13)은 Y축 테이블(13)의 상면에 설치된다. Y축 테이블(12)은 제어부(도시 생략)로부터의 지령을 기초로 하여 X축 테이블(13)을 Y축 방향으로 이동시킨다. 스테이지(14)는 X축 테이블(13)의 상면에 설치된다. X축 테이블(13)은 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 스테이지(14)를 X축 방향으로 이동시킨다.
기판(S)은 스테이지(14)의 상면에 설치된다. 도2에 도시한 바와 같이, 복수의 뱅크(2)는 기판(S)의 표면에 세워 설치된다. 뱅크(2)는 폴리이미드로 형성되어 발 잉크 처리한 상단부면을 갖는다. 또한, 컬러 필터에 있어서의 블랙 매트릭스로 서 뱅크(2)를 사용하므로, 뱅크(2)의 일부 또는 전부에 차광층을 형성해도 좋다.
지지체(15)는 대략 역U자 형상으로 형성되어 Y축 테이블(12), X축 테이블(13), 스테이지(14), 기판(S)을 걸치도록 가대(11)의 상면에 세워 설치된다. 승강 부재(16)는 지지체(15)의 상부의 측면(＋Y측)에 상하로 이동 가능하게 부착된다. 지지구(17)는 대략 L자 형상으로 형성되어 승강 부재(16)의 측면(＋Y측)에 부착된다. 잉크젯 헤드(18)는 지지구(17)의 하부로부터 하방(－Z측)으로 회전 가능하게 부착되어 있다. 잉크젯 헤드(18)는 Z축에 평행한 회전축을 갖는다. 잉크젯 헤드(18)의 근방에 있어서, 잉크의 도포에 적합한 분위기가 유지되어 있다.
에어 나이프 장치(20')는 건조 수단이고, 파이프(23, 24), 에어 나이프 노즐(31, 32)을 구비한다. 에어 나이프 장치(20')는 잉크젯 헤드(18)의 근방에 설치된다.
에어 나이프 노즐(31)은 잉크젯 헤드(18)에 대해 ＋X측에 위치하도록 가대(11) 또는 지지체(15)에 설치된 지지 장치(도시 생략)에 부착되어 가대(11)의 표면과 대략 평행한 면 내에서 이동 가능하다. 에어 나이프 노즐(31)의 노즐 개구는 테이퍼 형상으로 형성되어 하방으로 진행함에 따라 잉크젯 헤드(18)로부터 떨어진다(즉, －Z 방향으로 진행함에 따라서 ＋X 방향으로 진행함). 마찬가지로, 에어 나이프 노즐(32)은 잉크젯 헤드(18)에 대해 －X측에 위치하도록 가대(11) 또는 지지체(15)에 설치된 지지 장치에 부착되어 가대(11)의 상면과 대략 평행한 면 내에서 이동 가능하다. 에어 나이프 노즐(32)의 노즐 개구는 테이퍼 형상으로 형성되어 하방으로 진행함에 따라 잉크젯 헤드(18)로부터 떨어진다(즉, －Z 방향으로 진 행함에 따라 －X 방향으로 진행함).
파이프(23)는 블로어(도시 생략)에 접속된 일단부와, 에어 나이프 노즐(31)에 접속된 타단부를 갖는다. 마찬가지로, 파이프(24)는 블로어에 접속된 일단부와, 에어 나이프 노즐(32)에 접속된 타단부를 갖는다. 에어가 파이프(23, 24)를 통해 에어 나이프 노즐(31, 32)에 공급되면, 에어 나이프 노즐(31, 32)의 노즐 개구로부터 토출되어 기판(S)의 상방에서 에어 기류를 생성한다. 이 에어 기류에 의해 기판(S)에 도포된 잉크는 건조된다. 또한, 블로어 대신에 배기 펌프를 이용하여 에어 나이프 노즐(31, 32)의 노즐 개구로부터 에어를 흡입하여 기판(S)의 상방에서 에어 기류를 생성해도 좋다.
차폐판(33)은 잉크젯 헤드(18)와 에어 나이프 노즐(31) 사이에 설치된다. 마찬가지로, 차폐판(34)은 잉크젯(18)과 에어 나이프 노즐(32) 사이에 설치된다. 차폐판(33, 34)은 에어 나이프 노즐과는 독립적으로 이동하도록 가대(11) 또는 지지체(15)에 설치된 이동 장치(도시 생략)에 지지된다. 차폐판(33, 34)은 기판(S)에 도포된 잉크가 에어 나이프 노즐(31, 32)의 노즐 개구의 근방에 도달하기까지 잉크가 건조되는 것을 방지한다.
다음에, 잉크젯 장치(1')를 이용하여 기판(S)의 표면에 있어서, 뱅크(2)로 둘러싸인 구획에 도포액(잉크)의 고형분(도포막)을 형성하는 방법을 설명한다(도6 참조).
최초에, 기판(S)은 스테이지(14)의 상면에 설치되어(스텝 S11) 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써, 잉크 젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치된다(스텝 S12). 다음에, 잉크젯 헤드(18)는 기판(S)의 표면에 형성된 뱅크(2)로 둘러싸인 구간에 잉크를 도포한다(스텝 S13). 그리고, 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써, 기판(S)은 에어 나이프 장치(20')[에어 나이프 노즐(31, 32)]의 바로 아래에 배치된다(스텝 S14). 에어 나이프 노즐(31)의 노즐 개구, 또는 에어 나이프 노즐(32)의 노즐 개구를 기판(S)에 근접시킨 상태에서 에어 나이프 노즐(31, 32)의 노즐 개구로부터 에어를 토출[또는 에어 나이프 노즐(31, 32)의 노즐 개구로부터 에어를 흡입]함으로써, 에어 기류가 상기 구획의 상방에서 국소적으로 생성된다. 도포된 잉크는 상기 에어 기류에 의해 건조되어 잉크의 고형분(3a)이 상기 구획 내에 형성된다(스텝 S5).
건조 후, 제어부로부터의 지령을 기초로 하여 X축 테이블(13)을 이동시킴으로써, 기판(S)은 다시 잉크젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치된다(스텝 S16). 여기서, 잉크는 소정의 횟수만큼 상기 구획에 도포되었는지 여부를 판정한다(스텝 S17). 소정의 횟수만큼 잉크를 도포한 경우에는 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이동시켜 상기 구획에 인접하는 구획을 잉크젯 헤드(18)의 바로 아래에 배치시키거나 Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)의 이동을 정지시킨다(스텝 S18). 소정의 횟수만큼 잉크를 도포하고 있지 않은 경우에는 스텝 S13으로 복귀된다. 2회째 이후의 도포 공정에 있어서, 잉크젯 헤드(18)는 상기 고형분(3a)의 상방으로부터 상기 구간으로 잉크를 도포한다.
이와 같이, 상기 구획에 있어서 도포 공정과 건조 공정을 소정의 횟수(2회 이상) 반복함으로써, 원하는 두께를 가진 도포막(복수단의 고형분)(3)을 얻을 수 있다.
다음에, 잉크젯 장치(1)를 사용한 잉크젯 도포 방법의 특징에다가 상기한 잉크젯 도포 방법은 다음의 이점을 갖는다.
에어 나이프 노즐(31, 32)은 잉크젯 헤드(18)의 양측(±X측)에 배치되므로, Y축 테이블(12) 및 X축 테이블(13)을 이용하여 기판(S)을 이동시키는 시간을 저감시킬 수 있다. 이는, 잉크젯 도포 방법에 필요로 하는 시간의 단축으로 이어진다.
차폐판(33, 34)은 잉크젯 헤드(18)와 에어 나이프 노즐(31, 32) 사이에 설치되므로, 잉크젯 헤드(18)의 근방에 있어서 잉크를 기판(S)에 도포하는 데 적합한 분위기는 유지된다. 이는, 기판(S)에 도포된 잉크가 필요 이상으로 건조되는 것을 방지한다.
본 발명은 잉크젯을 이용하여 도포액을 기판에 도포할 때에 도포 얼룩을 생성하지 않고, 원하는 두께를 갖는 도포막을 용이하게 제작할 수 있는 잉크젯 도포 방법 및 표시 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판의 표면에 도포액의 액적을 분사하여 도포하는 도포 공정과,
    도포된 상기 도포액을 건조시켜 상기 도포액에 포함되는 용질의 고형물을 생성하는 건조 공정을 구비하고,
    상기 기판 표면의 소정 영역에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여, 소정의 두께를 갖는 고형물을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서, 에어나이프 노즐은 도포액을 건조시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도포 공정에 있어서, 차단판은 도포액이 건조하는 것을 막는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고형물의 두께가 1 ㎛ 이상이 되기까지, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법.
  5. 기판 표면에 도포액이 도포되어야 할 영역을 둘러싸도록 상단부면이 발(撥) 잉크 처리된 뱅크를 형성하는 공정과,
    기판의 표면에 형성된 뱅크로 둘러싸인 구획에 도포액의 액적을 분사하여 도포하는 도포 공정과.
    도포된 상기 도포액을 건조시켜 상기 도포액에 포함되는 용질의 고형물을 생성하는 건조 공정을 구비하고,
    상기 구획에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여, 소정의 두께를 갖는 고형물을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포 방법.
  6. 기판의 표면에 도포액의 액적을 분사하여 도포하는 도포 공정과,
    도포된 상기 도포액을 건조시켜 차광막을 생성하는 건조 공정을 구비하고,
    상기 기판 표면의 소정 영역에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여, 소정의 두께를 갖는 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 디바이스 제조 방법.
  7. 기판의 표면에 형성된 뱅크로 둘러싸인 구획에 도포액의 액적을 분사하여 도포하는 도포 공정과,
    도포된 상기 도포액을 건조시켜 차광막을 생성하는 건조 공정을 구비하고,
    상기 구획에 있어서, 상기 도포 공정과 상기 건조 공정을 2회 이상 반복하여, 소정의 두께를 갖는 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 디바이스 제조 방법.
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