KR20060085209A

KR20060085209A - 패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러필터 기판 및 그의 제조 방법, 및 전기 광학 장치 및 그의제조 방법

Info

Publication number: KR20060085209A
Application number: KR1020060006421A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 이토
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-07-26
Also published as: CN100455439C; US20060165897A1; KR100743815B1; JP2006198536A; JP4192895B2; CN1807096A; TWI295636B; TW200702198A

Abstract

본 발명은 패턴 형상의 균일성을 향상시켜 생산성을 향상시킨 패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 컬러 필터 기판, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전기 광학 장치를 제공하는 것으로, 각 액적 토출 헤드에 헤드 진폭값과 헤드 주파수 fh로 이루어지는 진동을 부여하는 진동부를 마련하고, 각 토출 대상 노즐 Rj가, 대응하는 적색 착색층 형성 영역상에 침입할 때에, 동 진동부에 의해, 액적 토출 헤드를 진동시키도록 했다. 그리고, 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치가, 대응하는 적색 착색층 형성 영역의 토출 영역 Sj와 대치하는 동안, 동 토출 대조 노즐 Rj로부터 미소 액적 Ds를 토출하여, 적색 착색층을 형성하도록 했다.

Description

패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러 필터 기판 및 그의 제조 방법, 및 전기 광학 장치 및 그의 제조 방법{PATTERN FORMING METHOD, LIQUID DROPLET EJECTION HEAD, PATTERN FORMING DEVICE, COLOR FILLTER SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND ELECTRO-OPTICAL APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명을 구체화한 실시예 1의 액적 토출 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 마찬가지로, 액적 토출 헤드를 나타내는 사시도,

도 3은 마찬가지로, 액적 토출 헤드를 나타내는 사시도,

도 4는 마찬가지로, 액적 토출 헤드를 나타내는 단면도,

도 5는 마찬가지로, 액적 토출 헤드를 나타내는 단면도,

도 6은 마찬가지로, 컬러 필터를 나타내는 사시도,

도 7은 마찬가지로, 컬러 필터를 나타내는 단면도,

도 8은 마찬가지로, 액적 토출 장치의 전기적 구성을 나타내는 블럭도,

도 9는 마찬가지로, 액적 토출 장치의 액적 토출 동작을 설명하는 설명도,

도 10 마찬가지로, 액적 토출 장치의 액적 토출 동작을 설명하는 설명도,

도 11은 마찬가지로, 컬러 필터를 나타내는 단면도,

도 12는 본 발명을 구체화한 실시예 1의 액정 표시 장치를 나타내는 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 패턴 형성 장치로서의 액적 토출 장치

13 : 주사 수단을 구성하는 스테이지

26 : 진동 수단으로서의 진동부

30 : 대향 기판으로서의 컬러 필터 기판

31 : 기판으로서의 투명 기판

31a : 패턴 형성면으로서의 필터 형성면

32 : 차광층

50 : 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치

53 : 소자 기판

B : 액적 토출 노즐을 구성하는 청색용 노즐

Ds : 미소 액적

G : 액적 토출 노즐을 구성하는 녹색용 노즐

H : 액적 토출 헤드

Lr1∼Lrn : 착색층으로서의 적색 착색층

Lg1∼Lgn : 착색층으로서의 녹색 착색층

Lb1∼Lbn : 착색층으로서의 청색 착색층

R : 액적 토출 노즐을 구성하는 적색용 노즐

S : 패턴 형성 영역으로서의 착색층 형성 영역

본 발명은 패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 컬러 필터 기판, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전기 광학 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치 등에 장착되는 컬러 필터의 제조 방법에는, 각 색의 착색층 형성 재료의 용액을 기판의 화소 형성 영역에 토출하고, 그 용액을 건조함으로써 착색층을 형성하는 액상 프로세스가 이용되고 있다. 그 중에서도, 그 액상 프로세스에 있어서의 잉크젯법은 상기 용액을 미소 액적으로서 토출하기 때문에, 다른 액상 프로세스(예컨대, 스핀코트법이나 디스펜서법)에 비해, 보다 미세한 착색층(패턴)을 형성할 수 있다.

그 잉크젯법에 이용되는 액적 토출 장치에는, 일반적으로, 소정의 피치 폭으로 열(列) 형상으로 배열된 다수의 노즐을 갖는 액적 토출 헤드가 구비되어 있다. 그리고, 액적 토출 장치는 이 액적 토출 헤드의 토출 방향 쪽에 화소 형성 영역을 구비하는 기판을 배치하고, 동 기판을 일 방향으로 주사해서, 각 화소 형성 영역의 바로 위에 위치하는 노즐로부터 미소 액적을 토출하도록 하고 있다. 이것에 의해, 기판상의 전 화소 형성 영역에 미소 액적으로 이루어지는 액적을 형성할 수 있어, 미세한 착색층을 형성할 수 있다.

그런데, 각 화소 형성 영역에 형성되는 착색층의 형상은 각 화소 형성 영역 에 형성하는 액적의 형상, 즉 각 화소 형성 영역 바로 위의 노즐의 배치 위치에 의존한다. 그 때문에, 균일한 형상(균일한 막 두께)의 착색층을 형성하기 위해서는, 각 화소 형성 영역의 주사 경로상에 위치하는 노즐을 균일하게 배치해야만 한다.

그래서, 잉크젯법에서는, 종래부터, 각 화소 형성 영역의 주사 경로상에 노즐을 균일하게 배치시키는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1). 특허 문헌 1에서는, 기판의 주사 방향에 대하여 액적 토출 헤드(노즐열)를 경사 가능하게 배치시키고, 동 주사 방향으로부터 본 노즐의 피치 폭을 화소 형성 영역의 피치 폭에 대응시키도록 하고 있다. 이것에 의해, 각 화소 형성 영역의 주사 경로상에, 노즐을 균일하게 배치시킬 수 있어, 균일한 형상의 착색층을 형성할 수 있다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2002-273868호

그러나, 화소 형성 영역에 대한 노즐의 상대 위치를 정확하게 맞춰 넣기 위해서는, 예컨대, ㎛ 단위의 정밀도가 요구되는 고도의 위치 조정 작업이 필요하게 된다. 더구나, 복수의 액적 토출 헤드에 의해 액적을 형성하는 경우에는, 각 액적 토출 헤드에 대하여, 이러한 고도의 위치 조정 작업을 실시해야만 한다. 그 결과, 특허 문헌 1에서는, 액적 토출 헤드(노즐열)를 경사시키는 위치 조정 작업에 의해 액적 토출 장치의 가동 시간을 상당히 저하시켜, 컬러 필터의 생산성을 저하시키는 것이 문제로 된다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 그 목적은 패턴 형상 의 균일성을 향상하여 생산성을 향상시킨 패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 컬러 필터 기판, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전기 광학 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 패턴 형성 방법은 일측면에 패턴 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤드로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 패턴 형성 영역에 토출하여, 상기 패턴 형성 영역에 패턴을 형성하도록 한 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일 방향과 다른 방향으로 상대적으로 진동시켜, 상기 액적 토출 노즐이 상기 패턴 형성 영역과 대치할 때에, 상기 액적 토출 노즐로부터 상기 액적을 토출하도록 했다.

본 발명의 패턴 형성 방법에 의하면, 기판의 일측면에 대한 액적 토출 헤드의 상대적인 진동분 만큼, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대시킬 수 있고, 그 확대된 상대 이동 범위 내에서 액적을 토출할 수 있다. 따라서, 상대 이동 범위를 확대하는 만큼, 패턴 형성 영역에 대하여, 액적을 균일하게 토출할 수 있다. 그 결과, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 액적 토출 헤드를 상기 일 방향과 다른 방향으로 진동시킴으로써, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를 상대적으 로 진동시키도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 액적 토출 헤드를 진동시키는 만큼, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대시킬 수 있고, 그 확대된 상대 이동 범위 내에서 액적을 토출할 수 있다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 기판을 상기 일 방향과 다른 방향으로 진동시킴으로써, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 진동시키도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 기판을 진동시키는 만큼, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대할 수 있고, 그 확대된 상대 이동 범위 내에서 액적을 토출할 수 있다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일측면 내에서 상기 일 방향과 직교하는 방향으로 상대적으로 진동시키도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 기판을 주사하는 방향과 직교하는 방향으로 액적 토출 헤드를 상대적으로 진동하는 만큼, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 더욱 확대할 수 있다. 따라서, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 일측면에 형성한 복수의 상기 패턴 형성 영역에 대하여, 상기 액적 토출 노즐로부터 토출하는 액적의 총량이 같게 되도록, 상기 액적 토출 노즐로부터 액적을 토출하도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 각 패턴 형성 영역에 대하여, 그 총량이 같게 되는 액적을 균일하게 토출할 수 있다. 따라서, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 액적 토출 노즐로부터 토출하는 액적의 적어도 중량 또는 수량 중 어느 한쪽을 조정함으로써, 복수의 상기 패턴 형성 영역에 대하여, 상기 액적 토출 노즐로부터 토출하는 액적의 총량이 같게 되도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 각 패턴 형성 영역에 대하여, 적어도 중량 또는 수량 중 어느 한쪽을 조정하여 액적을 토출하여, 같은 총량의 액적을 균일하게 토출하도록 된다. 따라서, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 액적 토출 노즐은 상기 패턴 형성 영역의 상기 일 방향을 따르는 중심선으로부터, 소정의 거리보다 짧은 거리에 위치할 때에, 상기 액적 토출 노즐로부터 상기 액적을 토출하도록 했다.

이 패턴 형성 방법에 의하면, 패턴 형성 영역의 일 방향을 따르는 중심선 근방에 확실하게 액적을 토출시킬 수 있고, 토출된 액적을, 동 중심선 근방으로부터 스며들어 퍼지게 하는 것에 의해, 패턴 형성 영역 내에서의 액적의 편의(偏倚)을 확실히 피할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 헤드는, 일 방향으로 주사되는 기판의 패턴 형성 영역에 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 액적 토출 노즐을 구비한 액적 토 출 헤드에 있어서, 상기 일 방향과는 다른 방향으로, 상기 액적 토출 노즐을 진동시키는 진동 수단을 구비하였다.

본 발명의 액적 토출 헤드에 의하면, 진동 수단에 의해, 기판에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대하는 만큼, 패턴 형성 영역에 대하여 액적을 균일하게 토출할 수 있다. 그 결과, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 패턴 형성 장치는, 일측면에 패턴 형성 영역을 갖는 기판을 일 방향으로 주사하는 주사 수단과, 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 패턴 형성 영역에 토출하는 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 구비한 패턴 형성 장치에 있어서, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일 방향과는 다른 방향으로 상대적으로 진동시키는 진동 수단과, 상기 액적 토출 노즐이 상기 패턴 형성 영역과 대치할 때에, 상기 액적을 토출하도록 상기 액적 토출 노즐을 구동 제어하는 제어 수단을 구비했다.

본 발명의 패턴 형성 장치에 의하면, 진동 수단에 의해, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대하는 만큼, 제어 수단에 의해, 액적을 균일하게 토출할 수 있다. 그 결과, 패턴 형성 영역에 형성하는 패턴 형상의 균일성을 향상시킬 수 있어, 패턴의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이 패턴 형성 장치에 있어서, 상기 진동 수단은 상기 액적 토출 헤드에 근접되어, 상기 액적 토출 헤드에 소정의 진동을 부여하는 진동부이다.

이 패턴 형성 장치에 의하면, 진동부가 액적 토출 헤드를 진동시키는 만큼, 패턴 형성 영역에 대한 액적 토출 노즐의 상대 이동 범위를 확대할 수 있고, 그 확대된 상대 이동 범위 내에서 액적을 토출할 수 있다.

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은, 일측면에 착색층 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤드로부터 착색층 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 착색층 형성 영역 내로 토출하여, 상기 착색층 형성 영역에 착색층을 형성하도록 한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 착색층을 상기한 패턴 형성 방법에 의해 형성하도록 했다.

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 착색층의 형상의 균일성을 향상시켜 컬러 필터의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 상기한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조했다.

본 발명의 컬러 필터에 의하면, 착색층의 형상의 균일성을 향상시켜 컬러 필터 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치는, 소자 기판과 대향 기판 사이에 전기 광학 물질층을 갖는 전기 광학 장치에 있어서, 상기 대향 기판은 상기한 컬러 필터 기판이다.

본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 착색층의 균일성을 향상시켜 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 일측면에 발광 소자 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤 드로부터 발광 소자 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 발광 소자 형성 영역 내로 토출하여, 상기 발광 소자 형성 영역에 발광 소자를 형성하도록 한 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 발광 소자를, 상기한 패턴 형성 방법에 의해 형성하도록 했다.

본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 발광 소자 형상의 균일성을 향상시켜 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치는 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조했다.

본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 발광 소자의 형상의 균일성을 향상시켜 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

(실시예 1)

이하, 본 발명을 구체화한 실시예 1을 도 1 내지 도 11에 따라 설명한다. 도 1은 패턴 형성 장치로서의 액적 토출 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(10)에는, 직방체 형상으로 형성되는 기대(11)가 구비되어 있다. 본 실시예에서는, 이 기대(11)의 길이 방향을 Y 방향으로 하고, 동 Y 방향과 직교하는 방향을 X 방향으로 한다.

기대(11)의 상면(11a)에는, Y 방향으로 연장하는 한 쌍의 안내 홈(12a, 12b)이 동 Y 방향 전체 폭에 걸쳐 형성되어 있다. 그 기대(11)의 위쪽에는, 한 쌍의 안내 홈(12a, 12b)에 대응하는 도시하지 않은 직동(直動) 기구를 구비한 주사 수단을 구성하는 스테이지(13)가 장착되어 있다. 그 스테이지(13)의 직동 기구는, 예 컨대, 안내 홈(12a, 12b)을 따라 Y 방향으로 연장하는 나사축(구동축)과, 동 나사축과 나사식으로 결합하는 볼 너트를 구비한 나사식 직동 기구로서, 그 구동축이, 소정의 펄스 신호를 받아 단계 단위로 정/역회전하는 Y축 모터 M1(도 8 참조)에 연결되어 있다. 그리고, 소정의 단계 수에 서로 대응하는 구동 신호가 Y축 모터 M1에 입력되면, Y축 모터 M1이 정회전 또는 역회전하여, 스테이지(13)가 동 단계 수에 대응하는 만큼, Y 방향을 따라 소정의 속도(주사 속도 V)로 전진 또는 후퇴(Y 방향으로 주사함)하도록 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 스테이지(13)가 안내 홈(12a, 12b)(기대(11))의 가장 전방에 배치되는 위치(도 1에 있어서의 실선 위치)를 전진 위치로 하고, 동 안내 홈(12a, 12b)(기대(11))의 가장 안쪽에 배치하는 위치(도 1에서의 2점 쇄선 위치)를 복귀 위치로 한다.

그 스테이지(13)의 상면에는, 탑재면(14)이 형성되고, 그 탑재면(14)에는 도시하지 않은 흡인식의 기판 척 기구가 마련된다. 그리고, 탑재면(14)에 후술하는 기판으로서의 투명 기판(31)(컬러 필터 기판(30))을 탑재하면, 상기 기판 척 기구에 의해, 그 컬러 필터 기판(30)이 탑재면(14)의 소정 위치에 고정되게 되어 있다.

기대(11)의 X 방향 양쪽에는, 한 쌍의 지지대(15a, 15b)가 세워지고, 그 한 쌍의 지지대(15a, 15b)에는, X 방향으로 연장하는 안내 부재(16)가 가설되어 있다. 안내 부재(16)는 그 길이 방향의 폭이 스테이지(13)의 X 방향의 폭보다 길게 형성되고, 그 일단이 지지대(15a) 쪽으로 돌출되도록 배치되어 있다.

안내 부재(16)의 위쪽에는, 후술하는 기능액 L(도 4 참조)을 공급 가능하게 수용하는 수용 탱크(16a)가 배치되어 있다. 한편, 그 안내 부재(16)의 아래쪽에 는, X 방향으로 연장하는 상하 한 쌍의 안내 레일(17a, 17b)이 X 방향 전체 폭에 걸쳐 마련되어 있다. 이 한 쌍의 안내 레일(17a, 17b)에는, 동 안내 레일(17a, 17b)에 대응하는 도시하지 않은 직동 기구를 구비한 캐리지(18)가 장착되어 있다.

캐리지(18)는 직방체 형상으로 형성되고, 그 길이 방향(X 방향)의 폭이 스테이지(13)의 X 방향의 폭보다 약간 길게 형성되어 있다. 그 캐리지(18)의 직동 기구는, 예컨대, 안내 레일(17a, 17b)을 따라 X 방향으로 연장하는 나사축(구동축)과, 동 나사축과 나사식으로 결합하는 볼 너트를 구비한 나사식 직동 기구로서, 그 구동축이 소정의 펄스 신호를 받아 단계 단위로 정/역회전하는 X축 모터 M2(도 8 참조)에 연결되어 있다. 그리고, 소정의 단계 수에 서로 대응하는 구동 신호를 X축 모터 M2에 입력하면, X축 모터 M2가 정회전 또는 역회전하고, 캐리지(18)가 동 단계 수에 서로 대응하는 만큼 X 방향을 따라 전진 또는 후퇴한다(X 방향으로 주사함). 또한, 본 실시예에서는, 캐리지(18)가 안내 레일(17a, 17b)의 가장 지지대(15a) 쪽에 배치되는 위치(도 1에서의 실선 위치)를 전진 위치로 하고, 동 안내 레일(17a, 17b)의 가장 지지대(15b) 쪽에 배치하는 위치(도 1에서의 2점 쇄선 위치)를 복귀 위치로 한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 캐리지(18)의 하면(스테이지(13) 쪽의 면: 헤드 배치면(18a))에는, 복수의 액적 토출 헤드 H가 X 방향을 따라 배치되어 있다. 그 액적 토출 헤드 H는 헤드 배치면(18a)의 X 방향 왼쪽(캐리지(18)의 전진 위치쪽)부터 순서대로, 제 1 액적 토출 헤드 H1, 제 2 액적 토출 헤드 H2, …, 제 m 액적 토출 헤드 Hm의 순서로 배열되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 각 액적 토출 헤드 H의 아래쪽에는, 각각 노즐 플레이트(21)가 구비되어 있다. 그 노즐 플레이트(21)의 하면(스테이지(13) 쪽의 면: 노즐 형성면(21a))에는, 위쪽을 향하여 개구하는 180개의 연결 구멍(액적 토출 노즐을 구성하는 적색용 노즐 R)이 형성되어 있다. 그 적색용 노즐 R은 노즐 형성면(21a)의 X 방향 왼쪽(캐리지(18)의 전진 위치 쪽)부터 순서대로, 제 1 적색용 노즐 R1, 제 2 적색용 노즐 R2, …, 제 180 적색용 노즐 R180의 순서로, 소정의 피치 폭(노즐 피치 폭 Wn)에 의해 배열되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 상기 노즐 피치 폭 Wn은 35.278㎛이다.

그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이들 적색용 노즐 R이 X 방향으로 배열되는 것에 의해, 노즐 형성면(21a)에는, X 방향을 따르는 적색용 노즐열 Rr이 형성된다. 또한, 노즐 형성면(21a)으로서, 이 적색용 노즐열 Rr의 Y방향 안쪽(스테이지(13)의 복귀 위치 쪽)에는, 적색용 노즐 R과 마찬가지로, 180개의 액적 토출 노즐을 구성하는 녹색용 노즐 G(제 1 녹색용 노즐 G1, 제 2 녹색용 노즐 G2, …, 제 180 녹색용 노즐 G180)가 형성되고, 동 녹색용 노즐 G에 의해 녹색용 노즐열 Gr이 형성되어 있다.

또한, 노즐 형성면(21a)으로서, 그 녹색용 노즐열 Gr의 Y 방향 안쪽(스테이지(13)의 복귀 위치 쪽)에는, 적색용 노즐 R 및 녹색용 노즐 G와 마찬가지로, 180개의 액적 토출 노즐을 구성하는 청색용 노즐 B(제 1 청색용 노즐 B1, 제 2 청색용 노즐 B2, …, 제 180 청색용 노즐 B180)가 형성되고, 동 청색용 노즐 B에 의해 청색용 노즐열 Br이 형성되어 있다.

즉, 각 액적 토출 헤드 H의 노즐 형성면(21a)에는, Y 방향 전방으로부터 순서대로, 180개의 적색용 노즐 R로 이루어지는 적색용 노즐열 Rr, 180개의 녹색용 노즐 G로 이루어지는 녹색용 노즐열 Gr 및 180개의 청색용 노즐 B로 이루어지는 청색용 노즐열 Br이 형성되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 노즐 플레이트(21)의 위쪽으로서 적색용 노즐 R(녹색용 노즐 G, 청색용 노즐 B)과 서로 대응하는 위치에는, 상기 수용 탱크(16a)에 연결하여, 수용 탱크(16a) 내의 기능액 L을, 각각 대응하는 각 색용 노즐 R, G, B 내에 공급 가능하게 하는 캐비티(23)가 형성되어 있다. 캐비티(23)의 위쪽에는, 상하 방향으로 진동하여 캐비티(23) 내의 용적을 확대 축소하는 진동판(24)과, 상하 방향으로 신축하여 진동판(24)을 진동시키는 압전 소자(25)가 배치되어 있다.

그리고, 액적 토출 헤드 H가 압전 소자(25)를 구동 제어하기 위한 노즐 구동 제어 신호를 받으면, 압전 소자(25)가 신장하여 캐비티(23) 내의 용적을 축소하고, 대응하는 각 색용 노즐 R, G, B로부터, 축소된 용적만큼의 기능액 L이 미소 액적 Ds로서 토출된다.

또한, 각 캐비티(23)에는, 각각 대응하는 색의 착색층(적색 착색층 Lr1∼Lrn(도 11 참조), 녹색 착색층 Lg1∼Lgn(도 11 참조) 및 청색 착색층 Lb1∼Lbn(도 11 참조))을 형성하기 위한 패턴 형성 재료로서의 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액 L이 공급되게 되어 있다. 그리고, 각 노즐 R, G, B로부터는, 각각 대응하는 색의 착색층 재료를 포함하는 기능액 L의 미소 액적 Ds가 토출되게 되어 있다. 즉, 적색용 노즐 R로부터는, 적색 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액 L이 토출되 고, 녹색용 노즐 G로부터는, 녹색 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액 L이 토출되며, 청색용 노즐 B로부터는, 청색 착색층 형성 재료를 포함하는 기능액 L이 토출되게 되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 각 액적 토출 헤드 H의 X 방향 오른쪽(캐리지(18)의 복귀 위치 쪽)에는, 진동 수단으로서의 진동부(26)가 배치되어 있다. 진동부(26)는 그 내부에 소정의 진폭(헤드 진폭값 A)과 소정의 주파수(헤드 주파수 fh)로 진동하는 진동자(예컨대, 자왜(磁歪) 진동자)를 구비하여, 대응하는 액적 토출 헤드 H를, 그 헤드 진폭값 A 및 헤드 주파수 fh로 하여 X 방향을 따라 왕복 운동(진동)시키게 되어 있다.

그리고, 진동부(26)가 액적 토출 헤드 H를 진동시키기 위한 진동부 구동 제어 신호를 받으면, 진동부(26)는 헤드 진폭값 A와 헤드 주파수 fh로 이루어지는 X 방향의 진동을 대응하는 액적 토출 헤드 H에 부여한다. 그렇게 하면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 색용 노즐 R, G, B로부터 토출하는 미소 액적 Ds는 토출될 때의 액적 토출 헤드 H(노즐 R, G, B)의 변위만큼, X 방향으로 변위한 위치로부터 토출된다. 즉, 미소 액적 Ds의 착탄 위치는 각 색용 노즐 R, G, B가 진동하지 않는 상태(정지 상태: 도 5에서의 실선 위치)를 기준으로 하여, 헤드 진폭값 A의 범위 내에서, X 방향으로 변위한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 스테이지(13)의 탑재면(14) 상에는, 대향 기판으로서의 컬러 필터 기판(30)이 탑재되어 있다. 도 6은 컬러 필터 기판(30)을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 컬러 필터 기판(30)에는, 무알칼리 유리로 이루어지는 사각형 형상의 투명 기판(31)이 구비되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 그 투명 기판(31)의 일측면으로서 액적 토출 헤드 H 쪽의 측면(필터 형성면(31a))에는, 차광층(32)이 적층되어 있다. 차광층(32)은 크롬이나 카본 블랙 등의 차광성 재료를 함유하는 수지에 의해 형성되고, X 방향과 Y 방향에서 교차하는 격자 형상으로 형성되어 있다. 그 차광층(32)의 상층에는, 발액층(33)이 형성되어 있다. 발액층(33)은 상기 기능액 L의 미소 액적 Ds를 발액하는 불소계의 수지에 의해 형성되어 있다.

그리고, 이들 차광층(32)과 발액층(33)에 의해, X 방향과 Y 방향에서 교차하는 격자 형상의 격벽층(34)이 형성된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 격자 형상의 격벽층(34)에 의해, 필터 형성면(31a) 대략 전면에, 적색 착색층 Lr1∼Lrn(도 11 참조)를 형성하기 위한 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn, 녹색 착색층 Lg1∼Lgn(도 11 참조)를 형성하기 위한 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼Sgn 및 청색 착색층 Lb1∼Lbn(도 11 참조)를 형성하기 위한 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn으로 이루어지는 패턴 형성 영역으로서의 착색층 형성 영역 S가 구획 형성된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 착색층 형성 영역 S는 그 X 방향의 피치 폭이 착색층 피치 폭 Wc로 형성되어 있다. 그 착색층 형성 영역 S는 필터 형성면(31a)의 X 방향 왼쪽부터 순서대로, 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1, 제 1 녹색 착색층 형성 영역 Sg1, 제 1 청색 착색층 형성 영역 Sb1, …, 제 n 적색 착색층 형성 영역 Srn, 제 n 녹색 착색층 형성 영역 Sgn, 제 n 청색 착색층 형성 영역 Sbn의 순서로 배열되어 있다. 또한, 본 실시예의 착색층 피치 폭 Wc는 상기 노즐 피치 폭 Wn(35.278㎛)보다 큰 폭, 즉 42.000㎛로 형성되어 있다.

다음에, 상기한 액적 토출 장치(10)의 전기적 구성에 대하여 이하에 설명한다. 도 8은 액적 토출 장치(10)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(10)에는 제어 수단으로서의 제어부(41)가 구비되어 있다. 제어부(41)는 CPU 등으로 이루어지는 연산부(41a)와, ROM이나 RAM 등으로 이루어지는 기억부(41b)를 구비하되, 각 색용 노즐 R, G, B로부터 미소 액적 Ds를 토출하기 위한 처리 동작(액적 토출 동작)을 실행한다.

연산부(41a)는 미소 액적 Ds를 토출하기 위해 미리 설정되는 비트맵 데이터를 참조하고, 각종 구동 회로에 대하여, 대응하는 각종 구동 제어 신호(예컨대, 상기 노즐 구동 제어 신호나 상기 진동부 구동 제어 신호 등)를 출력한다.

기억부(41b)는 액적 토출 동작에 필요한 각종 프로그램과 각종 데이터를 저장한다. 예컨대, 기억부(41b)는 미소 액적 Ds를 토출하기 위한 액적 토출 프로그램을 저장한다. 또한, 기억부(41b)는 상기 비트맵 데이터, 헤드 진폭값 A, 헤드 주파수 fh 및 스테이지(13)의 주사 속도 V를 저장한다. 또한, 기억부(41b)는 미소 액적 Ds의 중량을 소망하는 중량으로 하기 위한 압전 소자(25)의 구동 전압을 저장한다.

또한, 본 실시예에서는, 이들 헤드 진폭값 A를 30㎛, 헤드 주파수 fh를 200㎐, 스테이지(13)의 주사 속도 V를 200㎜/초로 하고, 미소 액적 Ds의 중량을 1.9∼2.7ng의 범위에서 0.1ng마다 설정 가능하게 하는 것으로 하지만, 이들 값에 한정되 는 것은 아니다.

그 제어부(41)는 입력부(42)와 전기적으로 접속되고, 동 입력부(42)로부터 입력되는 각종 조작 신호에 근거하여 각종 처리 동작을 실행한다.

제어부(41)는 X축 모터 구동 회로(43)와 전기적으로 접속하고, X축 모터 구동 회로(43)에 대하여 X축 모터 구동 제어 신호를 출력하게 되어 있다. X축 모터 구동 회로(43)는 제어부(41)로부터의 X축 모터 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 X축 모터 M2를 정회전 또는 역회전시켜, 캐리지(18)의 왕복 이동을 제어하게 되어 있다.

제어부(41)는 Y축 모터 구동 회로(44)와 전기적으로 접속하고, 상기 주사 속도 V(200㎜/초)를 참조하여, 동 Y축 모터 구동 회로(44)에 대해 Y축 모터 구동 제어 신호를 출력하게 되어 있다. Y축 모터 구동 회로(44)는 제어부(41)로부터의 Y축 모터 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 Y축 모터 M1을 정회전 또는 역회전시켜, 스테이지(13)의 왕복 이동을 주사 속도 V로 제어하게 되어 있다.

제어부(41)는 헤드 구동 회로(45)와 전기적으로 접속하고, 소정의 중량에 대응하는 압전 소자(25)의 구동 전압을 참조하여, 소정의 주파수(토출 주파수 fn, 본 실시예에서는 10㎑)로 노즐 구동 제어 신호를 생성하고, 상기 헤드 구동 회로(45)에 대해, 동 노즐 구동 제어 신호를 출력하게 되어 있다. 헤드 구동 회로(45)는 제어부(41)로부터의 노즐 구동 제어 신호에 응답하여, 대응하는 각 색용 노즐 R, G, B의 압전 소자(25)를 구동 제어하고, 동 노즐 구동 제어 신호에 대응하는 중량의 미소 액적 Ds를, 토출 주파수 fn에서, 대응하는 각 색용 노즐 R, G, B로부터 필 터 형성면(31a)을 향해 토출시킨다.

제어부(41)는 진동부 구동 회로(46)와 전기적으로 접속하고, 상기 헤드 진폭값 A(30㎛) 및 헤드 주파수 fh(200㎐)를 참조하여, 진동부 구동 제어 신호를 생성하고, 상기 진동부 구동 회로(46)에 대하여, 동 진동부 구동 제어 신호를 출력하게 되어 있다. 진동부 구동 회로(46)는 제어부(41)로부터의 진동부 구동 제어 신호에 응답하여, 대응하는 진동부(26)를 상기 헤드 진폭값 A와 헤드 주파수 fh에 의해 진동시키게 되어 있다.

다음에, 상기한 액적 토출 장치(10)에 의해 각 착색층 형성 영역 S에 미소 액적 Ds를 토출하는 액적 토출 동작에 대하여 이하에 설명한다. 또한, 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼Sgn 및 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn에 대한 액적 토출 동작은 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn에 대한 액적 토출 동작과 대략 마찬가지의 방법에 의해 실행하기 때문에, 설명의 편의상, 이하에서는, 적색 착색층 형성 영역 Sr에 대한 액적 토출 동작에 대하여 주로 설명한다. 도 9 및 도 10은 액적 토출 장치(10)의 액적 토출 동작을 설명하는 설명도이다.

지금, 액적 토출 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 컬러 필터 기판(30)을 탑재한 스테이지(13) 및 캐리지(18)가 각각 전진 위치에 배치된 상태이다.

여기서, 입력부(42)로부터, 액적 토출 동작을 하기 위한 조작 신호가 입력되면, 제어부(41)는 그 기억부(41b)로부터 액적 토출 프로그램과 비트맵 데이터를 판독하여, 동 액적 토출 프로그램을 실행한다.

즉, 제어부(41)는 우선 X축 모터 구동 제어 신호를 출력하고, X축 모터 구동 회로(43)를 통해, 캐리지(18)를 전진 위치로부터 전진시킨다. 그리고, 제어부(41)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 액적 토출 헤드 H1의 제 1 적색용 노즐 R1의 중심 위치를, 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1의 Y 방향 연장 경로 상(이동 궤적 Obs : 도 9에서의 2점 쇄선)으로서, 또한 동 이동 궤적 Obs의 Y 방향을 따르는 중심선 상(도 9에 나타내는 2점 쇄선)에 배치시킨다.

이 때, 착색층 피치 폭 Wc(42.000㎛)이 노즐 피치 폭 Wn(35.275㎛)의 정수 배로 형성되어 있지 않기 때문에, 제 2 내지 제 n 적색 착색층 형성 영역 Sr2∼Srn의 이동 궤적 Obs 상에는, 대응하는 적색용 노즐 R이, 각 이동 궤적 Obs의 도시하지 않은 중심선으로부터 편의(偏倚)하여 배치된다. 예컨대, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2의 이동 궤적 Obs 상에는, 대응하는 제 5 적색용 노즐 R5가, 동 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2의 X 방향 오른쪽에 편의하여 배치된다. 또한, 제 3 적색 착색층 형성 영역 Sr3의 이동 궤적 Obs 상에는, 대응하는 제 8 적색용 노즐 R8이 동 제 3 적색 착색층 형성 영역 Sr3의 X 방향 왼쪽에 편의하여 배치된다.

또한, 본 실시예에서는, 이들 정지 상태에서 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn의 이동 궤적 Obs 상에 위치하는 각 적색용 노즐 R(예컨대, 도 9에서의 제 1 적색용 노즐 R1, 제 5 적색용 노즐 R5, 제 8 적색용 노즐 R8 및 제 12 적색용 노즐 R12)을 토출 대조 노즐 Rj로 한다.

제 1 적색용 노즐 R1의 중심 위치가 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1의 이동 궤적 Obs의 중심선 상에 배치하면, 제어부(41)는 Y축 모터 구동 제어 신호를 출력 하고, Y축 모터 구동 회로(44)에, 스테이지(13)를 전진 위치로부터 주사 속도 V(200㎜/초)로 전진시킨다. 즉, 제어부(41)는, 정지 상태의 각 토출 대조 노즐 Rj를, 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn을 향하여 주사 속도 V(200㎜/초)로 상대 이동시킨다.

그리고, 상대 이동하는 토출 대조 노즐 Rj가 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 상에 침입하면, 제어부(41)는 진동부 구동 제어 신호를 출력하여, 진동부 구동 회로(46)에 각 진동부(26)를 진동시킨다. 즉, 제어부(41)는 각 액적 토출 헤드 H에 대하여, X 방향으로, 진폭이 헤드 진폭값 A(30㎛)로서 주파수가 헤드 주파수 fh(200 ㎐)로 되는 진동을 부여한다.

그렇게 하면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 정지 상태에 있던 각 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치는, 스테이지(13)에 의한 Y 방향의 상대 이동과 진동부(26)에 의한 X 방향의 진동에 의해, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 상을, 정현파 형상의 경로(노즐 이동 궤적 Obn)를 따라 상대적으로 이동한다.

또한, 각 토출 대조 노즐 Rj의 노즐 이동 궤적 Obn은 진폭이 헤드 진폭값 A(30㎛)이고, 파장이 주사 속도 V/헤드 주파수 fh로 이루어지는 정현파 형상의 경로이다. 또한, 본 실시예의 노즐 이동 궤적 Obn은 각 토출 대조 노즐 Rj가 착색층 피치 폭 Wc(42.000㎛)의 절반 이상의 헤드 진폭값 A(30㎛)에서 진동하기 때문에, 각 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치는, 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 상으로의 출입을 반복하는 것과 같은 궤도를 그린다. 예컨대, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 적색용 노즐 R1은 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1 상으로부터, 인 접하는 제 1 녹색 착색층 형성 영역 Sg1 상으로의 출입을 반복한다. 제 5 적색용 노즐 R5는 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2 상으로부터, 인접하는 제 2 녹색 착색층 형성 영역 Sg2 상으로의 출입을 반복한다. 제 8 적색용 노즐 R8은 제 3 적색 착색층 형성 영역 Sr3 상으로부터, 인접하는 제 2 청색 착색층 형성 영역 Sb2 상으로의 출입을 반복한다.

그리고, 각 토출 대조 노즐 Rj가 노즐 이동 궤적 Obn을 따라 상대 이동하는 동안, 제어부(41)는 헤드 구동 회로(45)를 거쳐, 동 토출 대조 노즐 Rj의 압전 소자(25)에 대하여, 이하의 타이밍에서 노즐 구동 제어 신호를 출력한다.

즉, 제어부(41)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치가, 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn의 중심선으로부터 소정의 거리보다 짧은 거리에 위치할 때에 토출 주파수 fn(10k㎐)의 노즐 구동 제어 신호를 출력한다. 상술하면, 제어부(41)는 토출 대조 노즐 Rj가 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn의 중심선을 중심으로 한 소정의 폭(토출 허용 폭 Ws)으로 형성되는 영역(토출 영역 Sj)과 대치하는 동안, 동 토출 대조 노즐 Rj의 압전 소자(25)에 대하여 노즐 구동 제어 신호를 출력한다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 토출 허용 폭 Ws를 20㎛로 한다.

예컨대, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 적색용 노즐 R1의 경우, 동 제 1 적색용 노즐 R1의 중심 위치는 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1 상에 침입하는 동시에 토출 영역 Sj 상에 침입한다. 그 때문에, 제어부(41)는 제 1 적색용 노즐 R1의 중심 위치가 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1 상에 침입하는 타이밍에서 미소 액적 Ds의 토출을 개시시킨다. 이후, 마찬가지로, 제어부(41)는 제 1 적색용 노즐 R1이 토출 영역 Sj와 대치하는 동안, 토출 주파수 fn(10k㎐)로 미소 액적 Ds를 토출시킨다.

한편, 제 5 적색용 노즐 R5의 경우, 제 5 적색용 노즐 R5가 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2 상에 침입할 때, 그 중심 위치가 동 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2의 X 방향 오른쪽 단부로서 토출 영역 Sj 밖에 위치한다. 그 때문에, 제어부(41)는, 제 5 적색용 노즐 R5의 중심 위치가, 일단 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2상을 벗어나고, 다시 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2(토출 영역 Sj) 상으로 침입하는 타이밍에서 미소 액적 Ds의 토출을 개시시킨다. 그리고, 제 1 적색용 노즐 R1과 마찬가지로, 제어부(41)는 제 5 적색용 노즐 R5가 토출 영역 Sj와 대치하는 동안, 토출 주파수 fn(10k㎐)로 미소 액적 Ds를 토출시킨다.

이것에 의해, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에는, 토출 대조 노즐 Rj를 진동시키는 만큼, 균일하게 미소 액적 Ds가 토출된다. 그리고, 토출 영역 Sj 내에 토출된 미소 액적 Ds는 인접하는 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼Sgn 또는 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn으로 누설되는 일없이, 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에 확실히 수용된다.

또한, 그 동안, 제어부(41)는, 헤드 구동 회로(45)를 통해, 각 토출 대조 노즐 Rj의 압전 소자(25)에 대하여, 이하의 중량 설정으로, 미소 액적 Ds를 토출하기 위한 노즐 구동 제어 신호를 출력한다. 즉, 제어부(41)는, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn에 토출하는 미소 액적 Ds의 총량(총중량)을 같게 하는 중량 설정으 로 노즐 구동 제어 신호를 출력한다.

상술하면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1에는 36방울의 미소 액적 Ds를 토출할 수 있고, 제어부(41)는 동 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1에 대하여, 한 방울이 2.1ng인 미소 액적 Ds를 토출하기 위한 노즐 구동 제어 신호를 출력한다. 이것에 의해, 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1에는, 그 총중량을 75.6ng으로 하는 기능액 L이 토출된다.

한편, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2에는, 30방울의 미소 액적을 토출할 수 있고, 제어부(41)는 동 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2에 대하여, 한 방울이 2.5ng인 미소 액적 Ds를 토출하기 위한 노즐 구동 제어 신호를 출력한다. 따라서, 제 2 적색 착색층 형성 영역 Sr2 내에는, 그 총중량이 제 1 적색 착색층 형성 영역 Sr1과 거의 같은 75.0ng로 되는 기능액 L이 토출된다. 그리고, 제어부(41)는 다른 적색 착색층 형성 영역 Sr3∼Srn에 대해서도 마찬가지로, 그 총중량이 거의 같게 되는 중량 설정으로 노즐 구동 제어 신호를 출력한다.

이것에 의해, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에는, 그 총중량을 같게 한 기능액 L이 균일하게 수용된다.

이후, 마찬가지로, 제어부(41)는, 각 토출 대조 노즐 Rj에 대하여, 각각 대응하는 노즐 구동 제어 신호를 출력하고, 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에, 그 총중량을 같게 한 기능액 L을 균일하게 수용시킨다. 이 때, 제어부(41)는 상기한 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn과 마찬가지로, 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼ Sgn 및 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn에, 각각 대응하는 기능액 L을, 그 총중량을 같게 하여 균일하게 수용시킨다.

그리고, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에 수용한 기능액 L을 건조하여, 동 기능액 L에 포함된 적색 착색층 형성 재료를 고화함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같이, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에, 각각 대응하는 적색 착색층 Lr1∼Lrn을 형성한다.

따라서, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에는, 총중량이 같은 기능액 L을 균일하게 수용시키는 만큼, 각각 균일한 형상을 나타내는 적색 착색층 Lr1∼Lrn을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 각 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼Sgn 및 각 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn 내에도, 균일한 형상을 나타내는 녹색 착색층 Lg1∼Lgn 및 청색 착색층 Lb1∼Lbn(도 11 참조)를 형성할 수 있다.

각 색의 착색층 형성 영역 S 내에 균일한 형상의 착색층 Lr1∼Lrn, Lg1∼Lgn, Lb1∼Lbn을 형성하면, 동 착색층 상층에, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 대향 전극층(48)을 형성하고, 동 대향 전극층(48) 상에, 러빙 처리 등에 의한 배향 처리를 실시한 배향막(49)을 순차적으로 적층한다. 이것에 의해, 균일한 형상을 갖는 착색층을 구비한 컬러 필터 기판(30)을 제조할 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성한 실시예 1의 효과를 이하에 기재한다.

(1) 상기 실시예 1에 의하면, 각 액적 토출 헤드 H에 헤드 진폭값 A와 헤드 주파수 fh로 이루어지는 진동을 부여하는 진동부(26)를 마련하고, 각 토출 대상 노즐 Rj가 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 상에 침입할 때에, 동 진동부 (26)에 의해, 액적 토출 헤드 H를 진동시키도록 했다. 그리고, 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치가 대응하는 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn의 토출 영역 Sj와 대치하는 동안, 동 토출 대조 노즐 Rj로부터 미소 액적 Ds를 토출하여, 적색 착색층 Lr1∼Lrn을 형성하도록 했다. 또한, 녹색 착색층 형성 영역 Sg1∼Sgn 및 청색 착색층 형성 영역 Sb1∼Sbn에 대해서도, 적색 착색층 Lr1∼Lrn과 동일한 구성에 의해, 각각 녹색 착색층 Lg1∼Lgn 및 청색 착색층 Lb1∼Lbn을 형성하도록 했다.

따라서, 액적 토출 헤드 H를 진동시키는 만큼, 각 착색층 형성 영역 S에 대한 적색용 노즐 R, 녹색용 노즐 G 및 청색용 노즐 B의 상대적인 이동 범위를 확대할 수 있어, 그 이동 범위를 확대하는 만큼, 각 착색층 형성 영역 S에, 균일하게 미소 액적 Ds를 토출할 수 있다. 그 결과, 각 착색층 형성 영역 S 내에, 각 착색층 Lr1∼Lrn, Lg1∼Lgn, Lb1∼Lbn의 형상을 균일하게 형성할 수 있다. 나아가서는, 컬러 필터 기판(30)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

(2) 또한, 토출 대조 노즐 Rj의 중심 위치가 토출 영역 Sj와 대치하는 동안에 미소 액적 Ds를 토출하기 때문에, 토출한 미소 액적 Ds를, 각 착색층 형성 영역 S의 중심선 근방으로부터 균일하게 스며들어 퍼지게 할 수 있다. 또한, 그 토출한 미소 액적 Ds를, 인접하는 다른 착색층 형성 영역 S로 누설하는 일없이, 대응하는 착색층 형성 영역 S 내에 확실히 수용할 수 있다. 따라서, 각 착색층 형성 영역 S 내에, 균일하게 기능액 L을 수용할 수 있어, 각 착색층의 형상을, 보다 균일하게 형성할 수 있다. 나아가서는, 컬러 필터 기판(30)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

(3) 상기 실시예 1에 의하면, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn에 토출하 는 미소 액적 Ds의 총량(총중량)이 같게 되도록, 각 토출 대조 노즐 Rj로부터 토출하는 미소 액적 Ds의 중량을 조정하도록 했다. 따라서, 각 적색 착색층 형성 영역 Sr1∼Srn 내에, 총중량을 같게 하는 기능액 L을 수용시킬 수 있어, 각 착색층 Lr1∼Lrn, Lg1∼Lgn, Lb1∼Lbn의 형상을, 보다 균일하게 할 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 상기한 컬러 필터 기판(30)을 구비한 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(50)에 대하여 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는 액정 표시 장치(50)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 12에서, 액정 표시 장치(50)는 액정 패널(51)과, 동 액정 패널(51)에 평면 형상의 광 L1을 조명하는 조명 장치(52)를 구비하고 있다.

조명 장치(52)는 LED 등의 광원(52a)과, 동 광원(52a)으로부터 출사되는 광을 투과하여 평면 형상의 광으로서 액정 패널(51)에 조사하는 도광체(52b)를 구비하고 있다. 또한, 액정 패널(51)은 그 조명 장치(52) 쪽과 동 조명 장치(52)에, 각각 사각형 형상의 소자 기판(53)과, 실시예 1에서 제조한 컬러 필터 기판(30)을 갖고 있다.

소자 기판(53)은 투명 기판(31)보다 약간 큰 크기로 형성되는 무알칼리 유리 기판으로서, 그 컬러 필터 기판(30) 쪽의 면(소자 형성면(53a))에는, X 방향으로 연장하는 복수의 주사선(54)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 각 주사선(54)은 각각 소자 기판(53)의 한쪽 단에 배치되는 주사선 구동 회로(58)에 전기적으로 접속되어 있다. 주사선 구동 회로(58)는 도시하지 않은 제어 회로로부터 공급되는 주사 제어 신호에 근거하여, 복수의 주사선(54) 중에서 소정의 주사선(54)을 소정 타이밍에서 선택 구동하여, 그 주사선(54)에 주사 신호를 출력하게 되어 있다. 또한, 소자 형성면(53a)에는, 주사선(54)과 직교하는 Y 방향으로 연장하는 복수의 데이터선(56)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 각 데이터선(56)은 각각 소자 기판(53)의 한쪽 단에 배치되는 데이터선 구동 회로(55)에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 구동 회로(55)는 도시하지 않은 외부 장치로부터 공급되는 표시 데이터에 근거하여 데이터 신호를 생성하고, 그 데이터 신호를 대응하는 데이터선(56)에 소정의 타이밍에서 출력하게 되어 있다.

이들 데이터선(56)과 주사선(54)의 교차하는 위치에는, 대응하는 데이터선(56) 및 주사선(54)에 접속되는 것에 의해 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 영역(57)이 형성되어 있다. 그 화소 영역(57) 내에는, 각각 TFT 등으로 이루어지는 도시하지 않은 스위칭 소자와 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 화소 전극이 형성되어 있다. 즉, 액정 표시 장치(50)는 스위칭 소자인 TFT를 구비한 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치이다.

이들 소자 기판(53)과 상기 컬러 필터 기판(30)은 동 소자 기판(53)의 각 화소 전극과 컬러 필터 기판(30)의 각 착색층(적색 착색층 Lr1∼Lrn, 녹색 착색층 Lg1∼Lgn 및 청색 착색층 Lb1∼Lbn)을 서로 대향시켜, 사각 프레임 형상의 밀봉재(59)에 의해 접합되어 있다. 그리고, 이들 소자 기판(53)과 컬러 필터 기판(30)간의 간격에, 도시하지 않은 전기 광학 물질층으로서의 액정층이 봉입되어 있다.

그리고, 주사선 구동 회로(58)는 주사선(54)을 선순차적 주사에 근거하여 1개씩 순차적으로 선택하면, 화소 영역(57)의 제어 소자가 순차적으로, 선택 기간 동안만 온 상태로 된다. 제어 소자가 온 상태로 되면, 데이터선 구동 회로(55)로부터 출력되는 데이터 신호는 데이터선(56) 및 제어 소자를 통해 화소 전극에 출력된다. 그렇게 하면, 소자 기판(53)의 화소 전극과 컬러 필터 기판(30)의 대향 전극층(48)의 전위차에 따라, 액정 분자의 배향 상태는 조명 장치(52)가 조사하는 광 L1을 변조하도록 유지된다. 그리고, 변조된 광이 도시하지 않은 편광판을 통과하는지 여부에 따라, 액정 패널(51)에, 컬러 필터 기판(30)을 거친 소망하는 풀 컬러의 화상이 표시된다.

이 경우에도, 컬러 필터 기판(30)에 균일한 착색층을 형성하는 만큼, 각 착색층 Lr1∼Lrn, Lg1∼Lgn, Lb1∼Lbn에 의한 색 얼룩 등을 회피할 수 있어, 액정 표시 장치(50)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예는 아래와 같이 변경하더라도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 액적 토출 헤드 H를 X 방향으로만 진동시키는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, X 방향에 대하여 경사진 방향이더라도 좋다. 즉, 액적 토출 헤드 H의 진동 방향은 Y 방향 이외이고, 각 노즐 R, G, B의 착색층 형성 영역 S에 대한 상대 이동 범위를 확대할 수 있는 방향이라면 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 진동부(26)를 마련하여 액적 토출 헤드 H에 진동을 부여하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, X축 모터 M2의 정/역 회전 이동에 의해 액적 토출 헤드 H에 진동을 부여하는 구성으로 하여도 좋다. 이것 에 의하면, 진동부(26) 및 진동부 구동 회로(46)를 마련하는 일없이, 착색층의 형상을 균일하게 한 컬러 필터 기판(30)을 제조할 수 있다.

· 상기 실시예 1에서는, 액적 토출 헤드 H를 투명 기판(31)에 대하여 진동시키는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 스테이지(13)를 액적 토출 헤드 H에 대하여, Y 방향과 다른 방향으로 진동시키는 구성이더라도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 미소 액적 Ds의 중량 설정에 의해, 각 착색층 형성 영역 S 내의 기능액 L의 총량(총중량)을 균일하게 하는 구성으로 했다. 이것에 한하지 않고, 예컨대, 각 착색층 형성 영역 S 내로 토출하는 액적의 수량을 설정함으로써, 각 착색층 형성 영역 S 내의 기능액 L의 총량(총수량, 총용량)을 균일하게 하는 구성으로 하여도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 토출 대조 노즐 Rj가 소정의 폭(토출 허용 폭 Ws)으로 형성되는 영역(토출 영역 Sj) 상에 침입하는 동안만 미소 액적 Ds를 토출하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 대응하는 착색층 형성 영역 S 상에 침입하는 동안만 미소 액적 Ds를 토출하는 구성으로 하여도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 패턴, 패턴 형성면 및 패턴 형성 영역을, 각각 착색층, 필터 형성면(31a) 및 착색층 형성 영역 S에 구체화하여 컬러 필터 기판(30)을 제조하는 구성으로 했다. 이것에 한하지 않고, 패턴, 패턴 형성면 및 패턴 형성 영역을, 각각 투명 기판상에 형성하는 발광 소자로서의 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자), 동 투명 기판의 일측면(발광 소자 형성면) 및 발광 소자 형성 영역으로 구체화하고, 발광 소자 형성 재료를 포함하는 기능액의 액적을 발광 소자 형성 영역에 토출하여 발광 소자를 형성하는 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하면, 발광 소자의 형상의 균일성을 향상시킨 전기 광학 장치로서의 유기 전계 발광 디스플레이(유기 EL 디스플레이)를 제조할 수 있다. 또는, 이들 패턴 및 패턴 형성면을, 금속 배선과 회로 형성면으로 구체화하여 회로 기판을 제조하도록 하여도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 착색층 형성 영역을 스트라이프 형상으로 배열했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 모자이크 형상이나 델타 형상이더라도 좋고, 그 형상에 한정되는 것은 아니다.

· 상기 실시예 1에서는, 액적 토출 헤드 H가 적색용 노즐열 Rr, 녹색용 노즐열 Gr 및 청색용 노즐열 Br를 구비하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 각 액적 토출 헤드 H가 적색용 노즐열 Rr, 녹색용 노즐열 Gr 및 청색용 노즐열 Br 중 어느 하나를 구비하는 구성으로 하여도 좋다.

· 상기 실시예 1에서는, 각 노즐열 Rr, Gr, Br가 X 방향을 따라 형성되는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, X 방향에 대하여, 경사져 배열되는 구성이더라도 좋다. 이것에 의하면, 각 노즐열 Rr, Gr, Br이 경사지는 만큼, Y 방향으로부터 본 노즐 피치 폭 Wn을 작게 할 수 있어, 토출 대조 노즐 Rj의 정지 상태의 위치를, 각 착색층 형성 영역 S의 중심선 상에 근접시킬 수 있다.

· 상기 실시예 1에서는, 압전 소자(25)를 구동하여 미소 액적 Ds를 토출하도록 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 저항 가열에 의해 캐비티(23) 내에 기포를 형성하고, 동 기포의 파열에 의해 미소 액적 Ds가 토출되도록 하여도 좋다.

· 상기 실시예 2에서는, 균일한 형상을 갖는 착색층(컬러 필터 기판(30))을 액정 표시 장치(50)에 장착하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 유기 EL 디스플레이에 장착(적층)하는 구성으로 하여도 좋다.

· 상기 실시예 2에서는, 전기 광학 장치를 액정 표시 장치(50)로서 구체화했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 유기 EL 디스플레이 등이더라도 좋고, 또는 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하여, 동 소자로부터 방출된 전자에 의한 형광 물질의 발광을 이용한 전계 효과형 디스플레이(FED나 SED 등)이더라도 좋다.

본 발명에 의하면, 패턴 형상의 균일성을 향상시킴으로써, 생산성을 향상시킨 패턴 형성 방법, 액적 토출 헤드, 패턴 형성 장치, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 컬러 필터 기판, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전기 광학 장치를 제공할 수 있다.

Claims

일측면에 패턴 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤드로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 패턴 형성 영역에 토출하여, 상기 패턴 형성 영역에 패턴을 형성하도록 한 패턴 형성 방법에 있어서,

상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일 방향과 다른 방향으로 상대적으로 진동시켜, 상기 액적 토출 노즐이 상기 패턴 형성 영역과 대치할 때에, 상기 액적 토출 노즐로부터 상기 액적을 토출하도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 액적 토출 헤드를 상기 일 방향과 다른 방향으로 진동시킴으로써, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 진동시키도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기판을 상기 일 방향과 다른 방향으로 진동시킴으로써, 상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 진동시키도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일측면 내에서 상기 일 방향과 직교하는 방향으로 상대적으로 진동시키도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일측면에 형성한 복수의 상기 패턴 형성 영역에 대하여, 상기 액적 토출 노즐로부터 토출하는 액적의 총량을 같게 하도록, 상기 액적 토출 노즐로부터 액적을 토출하게 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 액적 토출 노즐로부터 토출되는 액적의 적어도 중량 또는 수량 중 어느 한쪽을 조정함으로써, 복수의 상기 패턴 형성 영역에 대하여, 상기 액적 토출 노즐로부터 토출되는 액적의 총량이 같게 되도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방 법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액적 토출 노즐은, 상기 패턴 형성 영역의 상기 일 방향을 따르는 중심선으로부터, 소정의 거리보다 짧은 거리에 위치할 때에, 상기 액적 토출 노즐로부터 상기 액적을 토출하도록 한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
일 방향으로 주사되는 기판의 패턴 형성 영역에 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 액적 토출 노즐을 구비한 액적 토출 헤드에 있어서,

상기 일 방향과 다른 방향으로, 상기 액적 토출 노즐을 진동시키는 진동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 헤드.
일측면에 패턴 형성 영역을 갖는 기판을 일 방향으로 주사하는 주사 수단과, 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 패턴 형성 영역으로 토출하는 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 헤드를 구비한 패턴 형성 장치에 있어서,

상기 일측면에 대하여, 상기 액적 토출 헤드를, 상기 일 방향과 다른 방향으로 상대적으로 진동시키는 진동 수단과,

상기 액적 토출 노즐이 상기 패턴 형성 영역과 대치할 때에, 상기 액적을 토출하도록 상기 액적 토출 노즐을 구동 제어하는 제어 수단

을 구비한 것 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 진동 수단은 상기 액적 토출 헤드에 근접하여, 상기 액적 토출 헤드에 소정의 진동을 부여하는 진동부인 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
일측면에 착색층 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤드로부터 착색층 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 착색층 형성 영역 내로 토출하여, 상기 착색층 형성 영역에 착색층을 형성하도록 한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 착색층을, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 패턴 형성 방법에 의해 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
청구항 11에 기재하는 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조한 컬러 필터 기판.
소자 기판과 대향 기판 사이에 전기 광학 물질층을 갖는 전기 광학 장치에 있어서,

상기 대향 기판은 청구항 12에 기재된 컬러 필터 기판인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
일측면에 발광 소자 형성 영역을 구비하는 기판을 일 방향으로 주사하고, 액적 토출 노즐을 구비하는 액적 토출 헤드로부터 발광 소자 형성 재료를 포함하는 액적을 상기 발광 소자 형성 영역 내로 토출하여, 상기 발광 소자 형성 영역에 발광 소자를 형성하도록 한 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 발광 소자를, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재하는 패턴 형성 방법에 의해 형성하도록 한 것 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
청구항 14에 기재하는 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치.