KR20060105492A - 액적 토출 장치, 구조체 형성 방법, 및 전기 광학 장치의제조 방법 - Google Patents

액적 토출 장치, 구조체 형성 방법, 및 전기 광학 장치의제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 액적(液滴) 토출(吐出) 장치는 대상물 위에 정해진 구조체 형성 영역을 향하여, 구조체 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 액적 토출부와, 구조체 형성 영역에 착탄된 액적의 적어도 일부를 향하여, 소정 강도의 에너지 빔을 조사(照射)하는 에너지 빔 조사부를 구비한다. 상기 소정 강도는 구조체 형성 영역에 착탄된 액적이 구조체 형성 영역 내에 습윤 확장되도록 유동(流動)하는 값으로 설정된다. 이와 같이 구성된 액적 토출 장치에 의하면, 고도로 제어된 형상을 갖는 구조체를 형성 가능하다.
입력 장치, 제어 장치, 레이저 헤드 구동 회로, 토출 헤드 구동 회로

Description

액적 토출 장치, 구조체 형성 방법, 및 전기 광학 장치의 제조 방법{LIQUID DROPLET EJECTION APPARATUS, METHOD FOR FORMING STRUCTURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRO-OPTIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 액정 표시 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치에 구비된 컬러 필터 기판의 사시도.
도 3은 도 2의 3-3선에 따른 개략적인 측단면도.
도 4는 제 1 실시예에서의 액적 토출 장치의 개략적인 사시도.
도 5는 도 4의 액적 토출 장치에 구비된 액적 토출 헤드의 개략적인 사시도.
도 6은 도 5의 액적 토출 헤드를 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 7의 (a)는 빔 스폿의 형상을 설명하는 도면.
도 7의 (b)는 빔 스폿의 조사 강도를 설명하는 도면.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 착색 박막 형성 영역에 대한 빔 스폿의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 9는 도 4의 액적 토출 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 전기 블록 회로도.
도 10은 압전 소자와 반도체 레이저의 구동 타이밍을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에서의 액적 토출 헤드를 설명하기 위한 요부 단면도.
도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)는 제 2 실시예에서의 착색 박막 형성 영역에 대한 빔 스폿의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 14는 도 11 및 도 12의 액적 토출 헤드를 구비하는 액적 토출 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 전기 블록 회로도.
도 15는 제 2 실시예에서의 압전 소자와 반도체 레이저의 구동 타이밍을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)는 본 발명의 제 3 실시예에서의 착색 박막 형성 영역에 대한 빔 스폿의 위치 관계를 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 표시 장치 2 : 액정 패널
3 : 조명 장치 12 : 주사선
13 : 주사선 구동 회로 14 : 데이터선
15 : 데이터선 구동 회로 16 : 화소 영역
21a : 착색 박막 형성면 22a : 차광층
22b : 발액층 22 : 격벽
24 : 착색 박막 24R : 적색 박막
24G : 녹색 박막 24B : 청색 박막
30 : 액적 토출 장치 25 : 대향 전극
26 : 배향막 30 : 액적 토출 장치
31 : 베이스 32 : 안내 홈
33 : 기판 스테이지 34 : 탑재 배치면
35a, 35b : 지지대 36 : 안내 부재
37 : 수용 탱크 FH : 토출 헤드
38 : 안내 레일 39 : 캐리지
41 : 노즐 플레이트 42 : 캐비티
43 : 연통 구멍 44 : 공급로
45 : 진동판 LH : 레이저 헤드
47 : 출사구 LD : 반도체 레이저 어레이
48 : 회절 소자 50 : 제어 장치
61 : 입력 장치 67 : 토출 헤드구동 회로
68 : 레이저 헤드 구동 회로
본 발명은 액적(液滴) 토출(吐出) 장치, 구조체 형성 방법, 및 전기 광학 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치 등에 구비되는 컬러 필터 기판 위에는 복수의 도트 형상의 착색 박막으로 이루어지는 도트 구조체이 형성되어 있다. 각 착색 박 막은 착색 박막 형성 재료를 포함하는 액체를 격벽으로 둘러싸여진 착색 박막 형성 영역에 토출하고, 토출한 액체를 건조하는, 소위 액상(液相) 프로세스에 의하여 형성된다.
일본국 공개 특허2002-189120호 공보에서는 그 액상 프로세스로서 잉크젯법이 이용되고 있다. 상세하게는, 상기 액체를 미소(微小) 액적으로 하여 착색 박막 형성 영역에 토출하고, 그 미소 액적을 건조함으로써 각 착색 박막을 형성하고 있다.
잉크젯법에서는 스핀 코팅법이나 디스펜서법 등의 다른 액상 프로세스와 비교하여 액체의 사용량을 저감(低減)할 수 있고, 또한, 착색 박막의 형성 위치를 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 그러나, 미소 액적의 표면 장력이나 착색 박막 형성 영역의 표면 상태 등에 따라서는, 미소 액적이 착색 박막 형성 영역의 전체에 습윤 확장되지 않고, 착색 박막 형성 영역의 전체에 착색 박막이 형성되지 않는 문제가 있었다.
이러한 문제는 미소 액적에 대한 친액성(親液性)을 부여하는 친액 처리 등의 표면 처리를 착색 박막 형성 영역에 실시할지, 또는 미소 액적의 재료를 변경하여 그 표면 장력을 작게 함으로써 어느 정도는 개선될 수 있지만, 이들 수단은 모두 착색 박막 형성 영역의 전체에 걸쳐 미소 액적을 습윤 확장시키기에는 불충분했다.
본 발명은 고도로 제어된 형상을 갖는 구조체를 형성 가능한 액적 토출 장치 및 구조체 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 고도로 제 어된 형상을 갖는 착색 박막 또는 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 형태에서는, 액적(液滴) 토출(吐出) 장치가 제공된다. 그 장치는 대상물 위에 정해진 구조체 형성 영역을 향하여, 구조체 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 액적 토출부와, 구조체 형성 영역에 착탄된 액적의 적어도 일부를 향하여, 소정 강도의 에너지 빔을 조사하는 에너지 빔 조사부를 구비한다. 상기 소정 강도는 구조체 형성 영역에 착탄된 액적이 구조체 형성 영역 내에 습윤 확장되도록 유동(流動)하는 값으로 설정된다.
본 발명의 다른 형태에서는, 소정의 구조체를 대상물 위에 형성하는 방법이 제공된다. 그 방법은 구조체 형성 재료를 포함하는 액체를 상기 대상물을 향하여 토출하는 공정과, 상기 대상물에 착탄된 액체를 건조함으로써 소정의 구조체를 형성하는 공정과, 상기 대상물에 착탄된 액체의 건조 전 또는 건조 중에, 상기 대상물에 착탄된 액체의 적어도 일부를 향하여 소정 강도의 에너지 빔을 조사하는 공정을 구비한다. 상기 소정 강도는 상기 대상물에 착탄된 액체가 상기 대상물 위를 습윤 확장하도록 유동하는 값으로 설정된다.
본 발명의 또 다른 형태에서는, 착색 박막이 형성된 기판을 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 그 방법은 소정의 구조체를 대상물 위에 형성하는 상기 방법에 의하여, 상기 착색 박막을 기판 위에 형성하는 공정을 구비한다.
본 발명의 또 다른 형태에서는, 발광 소자가 형성된 기판을 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 그 방법은 소정의 구조체를 대상물 위에 형성하는 상기 방법에 의하여, 상기 발광 소자를 기판 위에 형성하는 공정을 구비한다.
이하, 본 발명을 구체화한 제 1 실시예를 도 1 내지 도 10에 따라 설명한다.
우선, 제 1 실시예의 전기 광학 장치인 액정 표시 장치(1)에 관하여 설명한다. 도 1은 액정 표시 장치(1)의 사시도, 도 2는 액정 표시 장치(1)에 구비된 컬러 필터 기판(10)의 사시도, 도 3은 컬러 필터 기판(10)의 측단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는 액정 패널(2)과, 상기 액정 패널(2)에 평면 형상의 광(L1)을 조사(照射)하는 조명 장치(3)를 구비하고 있다. 조명 장치(3)는 LED 등으로 이루어지는 광원(4)과, 상기 광원(4)으로부터 출사된 광으로부터 상기 액정 패널(2)에 조사되는 평면 형상의 광(L1)을 생성하는 도광체(導光體)(5)를 구비하고 있다. 액정 패널(2)은 서로 접합된 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(11)을 구비하고, 이들 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(11) 사이의 간극(間隙)에는 액정 분자 그룹(도시 생략)이 봉입(封入)되어 있다. 액정 패널(2)은 소자 기판(11)보다도 컬러 필터 기판(10) 쪽이 조명 장치(3) 쪽에 위치하도록, 조명 장치(3)에 대하여 배치되어 있다.
소자 기판(11)은 사각판 형상의 무(無)알칼리 유리로부터 이루어지고, 조명 장치(3)(컬러 필터 기판(10))와 대향하는 소자 기판(11)의 면(面)인 소자 형성면(11a)에는, X화살표 방향을 따라 연장되는 복수의 주사선(12)이 소정의 간격을 두 고 형성되어 있다. 주사선(12)은 소자 기판(11)의 한쪽 끝에 배열 설치되는 주사선 구동 회로(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 주사선 구동 회로(13)는 제어 회로(도시 생략)로부터의 주사 제어 신호에 의거하여, 복수의 주사선(12) 중에서 선택되는 소정의 주사선(12)을 소정의 타이밍에서 구동하기 위하여 주사 신호를 출력한다.
소자 형성면(11a)에는 또한, 상기 주사선(12)과 직교하는 Y화살표 방향을 따라 연장되는 복수의 데이터선(14)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 데이터선(14)은 소자 기판(11)의 한쪽 끝에 배열 설치되는 데이터선 구동 회로(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 구동 회로(15)는 외부 장치(도시 생략)로부터의 표시 데이터에 의거하여 데이터 신호를 생성하고, 그 데이터 신호를 대응하는 데이터선(14)에 소정의 타이밍에서 출력한다.
소자 형성면(11a)에는 또한, i행×j열의 매트릭스를 구성하는 복수의 화소 영역(16)이 형성되어 있다. 각 화소 영역(16)은 서로 인접하는 한 쌍의 주사선(12)과 서로 인접하는 한 쌍의 데이터선(14)에 의하여 둘러싸여 있고, 대응하는 주사선(12) 및 데이터선(14)에 접속되어 있다. 각 화소 영역(16) 내에는 TFT 등으로 이루어지는 제어 소자(도시 생략)와, ITO 등의 투명 도전막(導電膜)으로 이루어지는 화소 전극(도시 생략)이 형성되어 있다. 즉, 액정 표시 장치(1)는 TFT 등의 제어 소자를 구비한, 소위 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치이다.
상기 주사선(12), 데이터선(14) 및 화소 영역(16) 위에는 소자 형성면(11a) 전체에 걸치는 배향막(도시 생략)이 설치되어 있다. 배향막은 러빙 처리 등에 의 한 배향 처리가 실시되고, 근방의 액정 분자 그룹을 일정 방향으로 배열한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 컬러 필터 기판(10)은 무알칼리 유리로 이루어지는 사각 형상의 투명 유리 기판(21)을 구비하고 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 소자 기판(11)과 대향하는 컬러 필터 기판(10)의 면인 착색 박막 형성면(21a)에는 차광층(22a)이 형성되어 있다. 차광층(22a)은 크롬이나 카본 블랙 등의 차광성 재료를 함유하는 수지에 의하여 형성되고, 상기 주사선(12) 및 상기 데이터선(14)과 대응하는 격자 형상으로 형성되어 있다. 차광층(22a) 위에는 발액층(撥液層)(22b)이 형성되어 있다. 발액층(22b)은 후술하는 액적(FD)(도 6 참조)을 발액하는 발액성을 갖는 불소계 수지로 이루어지는 수지층으로서, 액적(FD)(도 6 참조)이 후술하는 구조체 형성 영역인 착색 박막 형성 영역(23)으로부터 밀려나오는 것을 막는다.
이들 차광층(22a) 및 발액층(22b)에 의하여, 도 2에 나타낸 바와 같이, 착색 박막 형성면(21a)의 대략 전면(全面)에 격자 형상의 격벽(22)이 형성되어 있다. 착색 박막 형성 영역(23)은 격벽(22)으로 둘러싸여진 착색 박막 형성면(21a)의 영역이며, i행×j열의 매트릭스를 구성하고 있다. 각 착색 박막 형성 영역(23)은 상기 화소 영역(16)이 대응하는 한 개와 대치하고 있다. 본 실시예에서의 각 착색 박막 형성 영역(23)은 대략 정사각형으로 형성되고, 그 한 변의 길이(화소 폭 WP)는 1OO㎛이다.
본 실시예에서는 착색 박막 형성 영역(23)의 열이 도 2에 나타낸 화살표 Y의 종단(終端)으로부터 선단(先端)을 향하여 차례로, 1열째의 착색 박막 형성 영역 (23), 2열째의 착색 박막 형성 영역(23), ···, i열째의 착색 박막 형성 영역(23)으로 하여 정의되고 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 착색 박막 형성 영역(23) 내에는 도트 형상의 착색 박막(24)이 형성되어 있다. 이 착색 박막(24)은 소정의 도트 구조체를 형성하도록 배치되어 있다. 착색 박막(24)은 도 2에 나타낸 화살표 X의 선단으로부터 종단을 향하여 적색 박막(24R), 녹색 박막(24G), 청색 박막(24B)의 순서로 반복적으로 배열되어 있다.
각 착색 박막(24)은, 후술하는 액적 토출 장치(30)(도 4 참조)의 노즐 구멍(N)(도 5 참조)으로부터 구조체 형성 재료인 착색 박막 형성 재료를 포함하는 미소 액적(Fb)(도 6 참조)을 상기 착색 박막 형성 영역(23)을 향하여 토출하고, 착색 박막 형성면(21a)에 착탄된 미소 액적(Fb)(액적(FD))을 건조함으로써 형성되고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 착색 박막(24R, 24G, 24B) 위에는 소자 기판(11)의 상기 화소 전극에 대향하여 소정의 공통 전위가 공급되는 대향 전극(25)이 형성되어 있다. 대향 전극(25) 위에는 대향 전극(25) 근방의 액정 분자 그룹을 일정 방향으로 배향시키는 배향막(26)이 형성되어 있다.
상기 주사선 구동 회로(13)가 주사선(12)을 선(線)순차 주사에 의거하여 1개씩 순차 선택하면, 대응하는 화소 영역(16)의 제어 소자가 차례로, 선택 기간 동안만 온(on) 상태가 된다. 제어 소자가 온 상태가 되면, 데이터선 구동 회로(15)로부터 출력되는 데이터 신호가 데이터선(14) 및 제어 소자를 통하여 상기 화소 전극에 출력된다. 그러면, 소자 기판(11)의 화소 전극과 컬러 필터 기판(10)의 대향 전극(25)의 전위(電位) 차(差)에 따라, 액정 분자의 배향 상태가 조명 장치(3)가 조사하는 광 L1을 변조하도록 유지된다. 그리고, 변조된 광이 편광판(도시 생략)을 통과할 것인지의 여부에 따라, 액정 패널(2)는 컬러 필터 기판(10)을 통하여 원하는 풀 컬러(full color)의 화상을 표시한다.
다음으로, 상기 착색 박막(24)을 형성하기 위한 장치인 액적 토출 장치(30)에 관하여 설명한다. 도 4는 액적 토출 장치(30)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(30)에는 직육면체 형상의 베이스(31)가 구비되어 있다. 베이스(31)는 후술하는 기판 스테이지(33)에 상기 컬러 필터 기판(10)이 탑재 배치된 상태에서, 베이스(31)의 길이 방향이 상기 Y화살표 방향을 따르도록 설치되어 있다. 베이스(31)의 상면(上面)에는 Y화살표 방향을 따라 연장되는 한쌍의 안내 홈(32)이 Y화살표 방향 전체에 걸쳐 형성되고, 상기 안내 홈(32)에 대응하는 직동 기구(도시 생략)를 구비한 기판 스테이지(33)가 장착되어 있다. 기판 스테이지(33)의 직동 기구는 예를 들면, 안내 홈(32)을 따라 Y화살표 방향으로 연장되는 나사축(구동축)과, 이 나사축과 나사 결합되는 볼 너트를 구비한 나사식 직동 기구로서, 그 구동축에는 스테핑 모터로 이루어지는 Y축 모터(MY)(도 9 참조)가 연결되어 있다. 소정의 스텝 수에 상당하는 구동 신호가 Y축 모터(MY)에 입력되면, Y축 모터(MY)가 정전(正轉) 또는 역전(逆轉)하여, 기판 스테이지(33)가 이 스텝 수에 상당하는 분만큼, Y화살표 방향을 따라 반송 속도 Vy로 왕복 운동하게 된다.
본 실시예에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 화살표 Y의 선단 측에 대응하는 베이스(31)의 위치가 개시 위치(실선 참조)로서 정의되고, 화살표 Y의 종단 측에 대응하는 베이스(31)의 위치가 반환 위치(2점 쇄선 참조)로서 정의된다.
기판 스테이지(33)의 상면(上面)인 탑재 배치면(34)에는 흡인식의 척 기구(도시 생략)가 설치되어 있다. 착색 박막 형성 영역(23)을 갖는 면을 상측(上側)으로 하여 컬러 필터 기판(10)이 탑재 배치면(34)에 탑재 배치되면, 척 기구에 의하여 컬러 필터 기판(10)이 탑재 배치면(34)에 대하여 위치 결정되도록 되어 있다. 이 상태에서 기판 스테이지(33)를 반송 속도 Vy로 Y화살표 방향으로 진행하면, 착색 박막 형성 영역(23)도 반송 속도 Vy로 Y화살표 방향으로 이동한다. 또한, 본 실시예에서는 반송 속도 Vy를 200㎜/초로 설정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스(31)의 양측에는 X화살표 방향을 따라 늘어서는 것 처럼 한 쌍의 지지대(35a, 35b)가 세워져 설치되어 있다. 한 쌍의 지지대(35a, 35b)에는 X화살표 방향을 따라 연장되는 안내 부재(36)가 가설(架設)되어 있다. 안내 부재(36)의 길이 방향의 치수는 X화살표 방향에서의 기판 스테이지(33)의 치수보다도 크고, 안내 부재(36)의 한쪽 끝은 지지대(35a) 옆으로 돌출하도록 배치되어 있다. 이 안내 부재(36)의 지지대(35a) 옆으로 돌출한 부분의 바로 아래에는, 후술하는 토출 헤드(FH)의 노즐 구멍 형성면(41a)(도 5 참조)을 와이핑(wipping)하여 세정하는 메인터넌스 유닛(도시 생략)이 배열 설치되어 있다.
안내 부재(36)의 상측(上側)에는 수용 탱크(37)가 배열 설치되어 있다. 수용 탱크(37) 내에는 착색 박막 형성 재료(예를 들면, 유기계 안료(顔料))를 분산매 에 분산하여 이루어지는 각 색의 착색 박막 형성액(F)(도 6 참조)이 수용되어 있다. 수용 탱크(37)는 후술하는 액적 토출 헤드(FH)를 향하여 착색 박막 형성액(F)을 공급한다.
또한, 본 실시예에서의 착색 박막 형성액(F)은 후술하는 레이저 빔(B)의 광 흡수율이 9O%이며 또한, 착색 박막 형성액(F) 속의 분산매의 기화열이 2×lO8J/m3이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 안내 부재(36)의 하측(下側)에는 X화살표 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 안내 레일(38)에 대응하는 직동 기구(도시 생략)를 구비한 캐리지(39)가 장착되어 있다. 캐리지(39)의 직동 기구는 예를 들면, 안내 레일(38)을 따라 X화살표 방향으로 연장되는 나사축(구동축)과, 이 나사축과 나사 결합되는 볼 너트를 구비한 나사식 직동 기구로서, 그 구동축에는 스테핑 모터로 이루어지는 X축 모터(MX)(도 8 참조)가 연결되어 있다. 소정의 스텝 수에 상당하는 구동 신호가 X축 모터(MX)에 입력되면, X축 모터(MX)가 정전 또는 역전하고, 캐리지(39)가 이 스텝 수에 상당하는 분만큼 X화살표 방향을 따라 왕복 이동하게 되어 있다.
본 실시예에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 화살표 X의 종단 측에 대응하는 캐리지(39)의 위치, 즉 지지대(35a)에 가장 근접하는 캐리지(39)의 위치가 개시 위치(실선 참조)로서 정의되고, 화살표 X의 선단 측에 대응하는 캐리지(39)의 위치, 즉 지지대(35b)에 가장 근접하는 캐리지(39)의 위치가 반환 위치(2점 쇄선 참조)로 서 정의된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 캐리지(39)의 하측(下側)에는 착색 박막(24R, 24G, 24B)의 각 색에 대응하도록 적색용, 녹색용, 청색용의 세 가지 액적 토출 헤드(FH)(액적 토출부)가 X화살표 방향을 따라 배열 설치되어 있다. 도 5는 토출 헤드(FH)의 하면(下面)(즉, 기판 스테이지(33)와 대향하는 토출 헤드(FH)의 면)을 위로 하여 나타낸 토출 헤드(FH)의 사시도이다. 도 6은 토출 헤드(FH)의 내부 구조를 설명하기 위한 요부 단면도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(FH)는 그 하측(下側)에 노즐 플레이트(41)를 구비하고, 그 노즐 플레이트(41)의 하면(下面)인 노즐 구멍 형성면(41a)에는 후술하는 미소 액적(Fb)을 토출하기 위한 180개의 노즐 구멍(N)이 개구(開口)되어 있다. 노즐 구멍(N)은 노즐 플레이트(41)를 관통하고 있고, X화살표 방향을 따라 일렬로 동일한 간격으로 배치되어 있다. 노즐 구멍(N)은 상기 착색 박막 형성 영역(23)의 피치와 같은 피치로 설치되어 있다. 컬러 필터 기판(10)(착색 박막 영역(23))이 Y화살표 방향을 따라 왕복 직선 이동할 때, 각 노즐 구멍(N)은 착색 박막 형성 영역(23)의 하나와 대치하게 되어 있다. 각 노즐 구멍(N)은 노즐 구멍 형성면(41a)에 대하여 수직으로 연장되어 있고, 컬러 필터 기판(10)의 착색 박막 형성 영역(23)을 갖는 면에 대하여 수직으로 연장되고 있다. 따라서, 노즐 구멍(N)으로부터 토출되는 미소 액적(Fb)(도 6 참조)이 Z화살표 방향을 따라 비행(飛行)하도록 되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(FH)는 각 노즐 구멍(N)의 상측(上側)에 압력실인 캐비티(42)를 갖고 있다. 각 캐비티(42)는 대응하는 연통(連通) 구멍(43) 및 공통의 공급로(44)를 통하여, 상기 수용 탱크(37)에 연통되어 있고, 수용 탱크(37) 내의 각 색의 착색 박막 형성액(F)이 대응하는 색을 위한 토출 헤드(FH)의 캐비티(42)에 공급되도록 되어 있다. 각 캐비티(42)는 공급된 착색 박막 형성액(F)를 대응하는 노즐 구멍(N)에 공급한다.
캐비티(42)의 상측(上側)에는 진동판(45)이 설치되어 있다. 진동판(45)은 예를 들면, 두께가 약 2㎛로 이루어지는 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 필름으로서, 진동판(45)이 상하 방향으로 진동함으로써, 캐비티(42)의 용적은 선택적으로 확대 또는 축소된다. 진동판(45)의 상측(上側)에는 노즐 구멍(N)에 각각 대응하는 180개의 압전 소자(PZ)가 배열 설치되어 있다. 각 압전 소자(PZ)는 상기 압전 소자(PZ)를 구동 제어하기 위한 신호인 압전 소자 구동 신호(COM1)(도 9 참조)를 받아서 상하 방향으로 신축하고, 그것에 의하여 상기 진동판(45)이 상하 방향으로 진동한다.
압전 소자(PZ)의 신축에 따라 캐비티(42)의 용적이 선택적으로 확대 또는 축소됨으로써, 축소된 용적에 대응하는 양의 착색 박막 형성액(F)이 노즐 구멍(N)으로부터 미소 액적(Fb)으로 하여 토출된다. 토출된 미소 액적(Fb)은 노즐 구멍(N) 바로 아래의 착색 박막 형성면(21a)에 착탄된다. 또한, 본 실시예에서의 압전 소자(PZ)는 상기 압전 소자 구동 신호(COM1)를 받으면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 1회의 토출 동작에 의하여, 70μ초 이내에 다섯 방울의 미소 액적(Fb)을 연결하듯이 토출한다. 1회의 토출 동작에서 토출되는 다섯 방울의 미소 액적(Fb)은 액적(FD)으로서 정의되고, 액적(FD)의 용량은 50pL이다.
본 실시예에서는 각 착색 박막 형성 영역(23) 내로서, 액적(FD)이 착탄되는 위치를 목표 토출 위치(Pa)로 한다. 또한, 본 실시예에서는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 목표 토출 위치(Pa)가 각 착색 박막 형성 영역(23)의 중심 위치(23c)로부터 Y화살표 방향 측에, 소정의 거리(정합(整合) 거리 Ly1)만큼 편의(偏倚)하는 위치에 설정되어 있다. 이에 의하여, 각 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향 측에서, 상기 액적(FD)이 습윤 확장되지 않은 영역(습윤되다 남은 영역(Sr))의 형성을 회피하고, 각 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향의 반대 측에서, 소정의 폭(습윤되다 남은 폭 Wd)의 습윤되다 남은 영역(Sr)이 형성되도록 되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 캐리지(39)의 하측(下側)으로서, 상기 토출 헤드(FH)의 Y화살표 방향 측에는 에너지 빔 조사부를 구성하는 레이저 헤드(LH)가 병설(倂設)되어 있다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 레이저 헤드(LH)의 하면으로서, 각 노즐 구멍(N)의 Y화살표 방향에는 각 노즐 구멍(N)에 대응하는 180개의 출사구(47)가 형성되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 레이저 헤드(LH)의 내부에는 상기 출사구(47)에 대응하는 복수의 반도체 레이저(L)를 구비하는 반도체 레이저 어레이(LD)가 구비되어 있다. 반도체 레이저(L)는 그 반도체 레이저(L)를 구동 제어하기 위한 신호인 레이저 구동 신호(COM2)(도 9 참조)를 받아서, 레이저 빔(B)을 출력하도록 되어 있다. 또한, 본 실시예에서의 레이저 빔(B)은 상기 액적(FD)의 분산매를 증발 가능하게 하는 파장 영역, 또는 그 광 에너지를, 상기 액적(FD)을 구성하는 분자의 병 진운동(竝進運動)으로 변환 가능한 파장 영역으로서, 코히어런트 광인 레이저 빔(B)을 출력하도록 되어 있다.
레이저 헤드(LH)의 내부로서, 상기 반도체 레이저(L)의 출사구(47) 측에는 회절 소자(48)가 구비되어 있다. 회절 소자(48)는 기계적 또는 전기적으로 구동하고, 그 회절 소자(48)를 구동 제어하기 위한 신호인 스폿 성형 신호(SB1)(도 9 참조)를 받아서, 반도체 레이저(L)로부터의 레이저 빔(B)에, 미리 설정된 소정의 위상 변조(位相變調)를 실시하도록 되어 있다.
그리고, 반도체 레이저(L) 및 회절 소자(48)에, 각각 레이저 구동 신호(COM2) 및 스폿 성형 신호(SB1)가 공급되면, 반도체 레이저(L)로부터의 레이저 빔(B)에, 회절 소자(48)에 의한 소정의 위상 변조가 실시되고, 착색 박막 형성면(21a) 위에, 소정의 레이저 빔 단면(빔 스폿(Bs))을 형성한다.
그리고, 목표 토출 위치(Pa)에 착탄된 액적(FD)이 반송 속도 Vy로 Y화살표 방향으로 반송되어서, 상기 빔 스폿(Bs) 내에 침입하면, 레이저 헤드(LH)는 액적(FD)의 반송 속도 Vy에 반비례한 조사 시간으로, 상기 빔 스폿의 레이저 빔(B)을 대응하는 액적(FD)에 조사한다.
본 실시예에서는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 빔 스폿(Bs)의 Y화살표 방향의 반대 측(목표 토출 위치(Pa) 측)의 단부(端部)와, 상기 목표 토출 위치(Pa)에 위치하는 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향 측의 단부 사이의 거리를 조사 대기 거리 Ly2로 하고, 목표 토출 위치(Pa)에 착탄된 액적(FD)을 이 조사 대기 거리 Ly2만큼 반송하기 위하여 필요한 시간을 대기 시간 T로 한다.
다음으로, 본 실시예에서의 상기 빔 스폿(Bs)의 형상과 그 강도 분포에 관하여 이하에 설명한다. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 상기 빔 스폿(Bs)의 강도 분포를 설명하는 도면이다. 또한, 도 7의 (b)에서, 가로축은 상기 빔 스폿(Bs)의 Y화살표 반대 방향 측을 기준으로 한 Y화살표 방향을 따르는 위치(스폿 위치)와, 상기 액적(FD)이 빔 스폿(Bs) 내에 침입하고나서 경과하는 시간(적산(積算) 조사(照射) 시간)이다. 세로축은 레이저 빔(B)의 강도(조사 강도 Ie)이다. 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 빔 스폿(Bs)과 착색 박막 형성 영역(23)(액적(FD))의 상대 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 빔 스폿(Bs)은 그 Y화살표 반대 방향에 성형(成形)된 블로우 스폿(Bs1)과, 상기 블로우 스폿(Bs1)의 Y화살표 방향에 성형된 건조 스폿(Bs2)을 갖고, 이들 블로우 스폿(Bs1) 및 건조 스폿(Bs2)이 Y화살표 방향으로 연결되어서, 그 Y화살표 방향의 폭(주사 폭 WyA)이 상기 화소 폭 WP와 대략 동일한 폭이 되도록 성형되어 있다.
블로우 스폿(Bs1)은 X화살표 방향으로 긴 반타원형의 스폿으로서, 그 X화살표 방향의 폭(블로우 스폿 폭 Wx1)이 상기 화소 폭 WP보다도 작은 폭이 되도록 성형되어 있다. 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 블로우 스폿(Bs1)은 그 Y화살표 방향의 폭이 적산 조사 시간에서 약 50μ초에 대응하는 폭이 되도록 성형되고, 그 조사 강도 Ie가 중심 위치 근방에서, 날카로운 피크를 갖도록 성형되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 블로우 스폿(Bs1)의 조사 강도 Ie의 최고 값(제 1 강도)을 20mW로 설정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 착색 박막 형성 영역(23)에 착탄된 액적(FD)이 Y화살표 방향을 따라 반송 속도 Vy(200mm/초)로 반송되어서, 블로우 스폿(Bs1)(도 8의 (a)에 나타낸 파선(破線))에 침입한다. 그러면, 액적(FD)의 Y화살표 방향 측에는 그 X화살표 방향의 중앙 위치 근방에, 약 50μ초간으로, 그 조사 강도 Ie를 급격하게 증가하여 하강시키는 레이저 빔(B)이 조사된다. 그리고, 액적(FD)이 Y화살표 방향으로 계속 반송되게 되면, 액적(FD)에는 약 50μ초간으로, 그 조사 강도 Ie를 급격하게 증가하여 하강시키는 레이저 빔(B)이 상대적으로, Y화살표 반대 방향을 따라 주사된다.
이 때, 액적(FD)에는 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B) 조사에 의하여, 국소적으로 높은 광 에너지가 단시간(본 실시예에서는 약 50μ초)에 공급된다. 이에 의하여, 레이저 빔(B)으로부터의 광 에너지는 액적(FD)의 국부(局部)(블로우 스폿(Bs1) 영역)에서만, 분자의 여기(勵起) 에너지로서 변환되고, 분산매(分散媒) 등의 진동 에너지나, 레이저 빔(B)(포톤)의 입사 방향에 따르는 분산매 등의 병진운동 에너지로 변환된다. 즉, 레이저 빔(B)으로부터의 광 에너지에 의하여, 블로우 스폿(Bs1)의 근방에서는 분산매가 국소적으로 증발하고, 액적(FD)이 레이저 빔(B)의 입사 방향으로 이동한다.
그 때문에, 블로우 스폿(Bs1) 근방의 액적(FD)은 증발하는 분산매로부터의 반작용이나 상기 병진운동 에너지에 의하여, 블로우 스폿(Bs1)을 중심으로 한 직경 방향 외측(外側)(도 8의 (a)에 나타낸 화살표 방향)으로 유동한다. 즉, 블로우 스폿(Bs1) 근방의 액적(FD)은 상기 습윤되다 남은 영역(Sr)의 사이즈를 축소하는 방 향으로 유동한다.
또한, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 액적(FD)이 블로우 스폿(Bs1)에 대하여 상대적으로 이동하고, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)이 Y화살표 반대 방향 측을 향하여 주사되면, Y화살표 반대 방향으로 유동하는 액적(FD)에 의하여, 습윤되다 남은 영역(Sr) 전체에 액적(FD)이 습윤 확장되는, 즉 착색 박막 형성 영역(23)의 전체에 액적(FD)이 습윤 확장된다.
또한, 이 블로우 스폿(Bs1)의 조사 시간이나 조사 강도 Ie는 착색 박막 형성액(F)의 광 흡수율이나 분산매의 기화열에 의거하여 적절하게 변경하는 것이 바람직하다.
도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 건조 스폿(Bs2)은 상기 블로우 스폿(Bs1) 보다도 큰 사이즈로, X화살표 방향으로 긴 소판형(小判形)의 스폿에 성형되고, 그 X화살표 방향의 폭(건조 스폿 폭 Wx2)이 상기 화소 폭 WP과 대략 동일한 폭이 되도록 성형되어 있다. 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 건조 스폿(Bs2)은 그 Y화살표 방향의 폭이 적산 조사 시간에서 약 400μ초에 대응하는 폭이 되도록 성형되고, 그 조사 강도 Ie가 Y화살표 방향을 향하여 완만하게 상승하도록 성형되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 건조 스폿(Bs2)의 조사 강도 Ie의 평균 값(제 2 강도)을 25mW로 설정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 블로우 스폿(Bs1)을 통과한 액적(FD)이 Y화살표 방향으로 반송되어서, 건조 스폿(Bs2)에 침입하면, 액적(FD)에는 그 X화살표 방향 대략 전체 폭에 걸쳐, 약 400μ초간으로, 그 조사 강도 Ie를 완만하게 상승시키는 레이저 빔(B)이 조사된다. 그리고, 액적(FD)가 Y화살표 방향으로 계속 반송되면, 액적(FD)의 X화살표 방향 대략 전체 폭에는 약 400μ초간으로, 그 조사 강도 Ie를 완만하게 상승시키는 레이저 빔(B)이 상대적으로, Y화살표 반대 방향을 따라 주사된다.
이 때, 액적(FD)에는 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B) 조사에 의하여, 액적(FD)의 넓은 범위에, 완만하게 상승하는 광 에너지가 장시간에 걸쳐 공급된다. 이에 의하여, 레이저 빔(B)으로부터의 광 에너지는 액적(FD)의 넓은 범위에서, 분자의 여기 에너지로서 변환되고, 분산매의 진동이나, 임의적인 병진운동 등으로 변환된다. 즉, 레이저 빔(B)으로부터의 광 에너지는 액적(FD)의 넓은 범위에서, 분산매의 증발로 변환된다.
또한, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 액적(FD)이 건조 스폿(Bs2)에 대하여 상대적으로 이동하고, 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 Y화살표 반대 방향 측을 향하여 주사되면, 착색 박막 형성 영역(23) 전체에 걸치는 액적(FD)의 분산매가 증발하고, 액적(FD)이 건조된다.
따라서, 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)은 착색 박막 형성 영역(23)의 전체로 확장되는 상태에서 액적(FD)을 건조하고, 착색 박막 형성 영역(23)과 정합한 착색 박막(24)을 형성한다.
또한, 본 실시예에서는 상기 화소 폭 WP, 상기 블로우 스폿 폭 Wx1, 건조 스폿 폭 Wx2 및 주사 폭 WyB을 각각 100㎛, 60㎛, 90㎛ 및 90㎛로 설정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예의 레이저 헤드(LH)는 회절 소자(48) 에 의하여, 블로우 스폿(Bs1) 및 건조 스폿(Bs2)을 성형하도록 했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 마스크나 회절 격자 등으로 이루어지는 광학계에 의하여, 블로우 스폿(Bs1) 또는 건조 스폿(Bs2)을 성형하는 구성으로 할 수도 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성한 액적 토출 장치(30)의 전기적 구성을 도 9에 따라 설명한다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(50)에는 CPU 등으로 이루어지는 제어부(51), DRAM 및 SRAM으로 이루어져 각종 데이터를 저장하는 RAM(52)과, 각종 제어 프로그램을 저장하는 ROM(53)이 구비되어 있다. 또한, 제어 장치(50)에는 상기 압전 소자 구동 신호(COM1)를 생성하는 구동 신호 생성 회로(54), 상기 레이저 구동 신호(COM2)를 생성하는 전원 회로(55), 각종 신호를 동기하기 위한 클록 신호(CLK)를 생성하는 발진 회로(56) 등이 구비되어 있다. 제어 장치(50)에는 이들 제어부(51), RAM(52), ROM(53), 구동 신호 생성 회로(54), 전원 회로(55), 발진 회로(56)가 버스(도시 생략)를 통하여 접속되어 있다.
제어 장치(50)에는 입력 장치(61)가 접속되어 있다. 입력 장치(61)는 기동 스위치, 정지 스위치 등의 조작 스위치를 갖고, 각 스위치의 조작에 의한 조작 신호를 제어 장치(50)(제어부(51))에 출력한다. 또한, 입력 장치(61)는 컬러 필터 기판(10)에 형성되는 착색 박막(24)의 정보를 묘화 데이터(Ia)로서 제어 장치(50)에 출력한다. 제어 장치(50)는 입력 장치(61)로부터의 묘화 데이터(Ia)와, ROM(53) 등에 저장된 제어 프로그램(예를 들면, 컬러 필터 제조 프로그램)을 따라, 기판 스테이지(33)를 이동시켜서 컬러 필터 기판(10)의 반송 처리 동작을 행하고, 토출 헤드(FH)의 각 압전 소자(PZ)를 구동시켜서 액적 토출 처리 동작을 행한다. 또한, 제어 장치(50)는 컬러 필터 제조 프로그램을 따라, 반도체 레이저(L)를 구동시켜서 액적(FD)을 건조하는 건조 처리 동작을 행한다.
상세하게 설명하면, 제어부(51)는 입력 장치(61)로부터의 묘화 데이터(Ia)에 소정의 전개 처리를 실시하고, 2차원 묘화 평면(착색 박막 형성면(21a)) 위에서의 위치에, 액적(FD)을 토출할지의 여부를 나타낸 비트맵 데이터(BMD)를 생성하고, 생성한 비트맵 데이터(BMD)를 RAM에 저장하도록 되어 있다. 이 비트맵 데이터(BMD)는 각 비트의 값(0 또는 1)에 따라, 상기 압전 소자(PZ)의 온(on) 또는 오프(off)(액적(FD)을 토출할지의 여부)를 규정하는 것이다.
또한, 제어부(51)는 입력 장치(61)로부터의 묘화 데이터(Ia)에 상기 비트맵 데이터(BMD)의 전개 처리와 다른 전개 처리를 실시하고, 묘화 조건에 따른 압전 소자 구동 신호(COM1)의 파형 데이터를 생성하여 구동 신호 생성 회로(54)에 출력하도록 되어 있다. 구동 신호 생성 회로(54)는 제어부(51)로부터의 파형 데이터를 파형 메모리(도시 생략)에 저장한다. 그리고, 구동 신호 생성 회로(54)는 저장된 파형 데이터를 디지털/아날로그 변환하여, 아날로그 신호의 파형 신호를 증폭함으로써, 대응하는 압전 소자 구동 신호(COM1)를 생성하도록 되어 있다.
제어부(51)는 상기 비트맵 데이터(BMD)를 발진 회로(56)가 생성하는 클록 신호(CLK)에 동기시켜서, 각 스캔(기판 스테이지(33)의 1회의 왕복 운동 분)마다의 데이터를 토출 제어 데이터(SI)로 하여, 후술하는 토출 헤드 구동 회로(67)(시프트 레지스터(67a))에 차례로 시리얼 전송한다. 그리고, 제어부(51)는 시리얼 전송한 1 스캔 분의 토출 제어 데이터(SI)를 래치하기 위한 래치 신호(LAT)를 출력한다.
또한, 제어부(51)는 상기 압전 소자 구동 신호(COM1)를 발진 회로(56)가 생성하는 클록 신호(CLK)에 동기시켜서, 후술하는 토출 헤드 구동 회로(67)(스위치 회로(67d))에 출력한다. 또한, 제어부(51)는 압전 소자 구동 신호(COM1)를 선택하기 위한 선택 신호(SEL)를 토출 헤드 구동 회로(67)(스위치 회로(67d))에 출력하고, 선택 신호(SEL)에 대응하는 압전 소자 구동 신호(COM1)를 각 압전 소자(PZ)에 인가시키도록 구성되어 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(50)에는 X축 모터 구동 회로(62)가 접속되고, X축 모터 구동 회로(62)에 X축 모터 구동 제어 신호를 출력하도록 되어 있다. X축 모터 구동 회로(62)는 제어 장치(50)로부터의 X축 모터 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 캐리지(39)를 왕복 이동시키는 X축 모터(MX)를 정전 또는 역전시키도록 되어 있다. 그리고, 예를 들면, X축 모터(MX)를 정전시키면, 캐리지(39)는 X화살표 방향으로 이동하고, 역전시키면, 캐리지(39)는 X화살표 반대 방향으로 이동하도록 되어 있다.
제어 장치(50)에는 Y축 모터 구동 회로(63)가 접속되어, Y축 모터 구동 회로(63)에 Y축 모터 구동 제어 신호를 출력하도록 되어 있다. Y축 모터 구동 회로(63)는 제어 장치(50)로부터의 Y축 모터 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 기판 스테이지(33)를 왕복 이동시키는 Y축 모터(MY)를 정전 또는 역전시키도록 되어 있다. 예를 들면, Y축 모터(MY)를 정전시키면, 기판 스테이지(33)는 Y화살표 방향으로 이동하고, 역전시키면, 기판 스테이지(33)는 Y화살표 반대 방향으로 이동한다.
제어 장치(50)에는 기판 검출 장치(64)가 접속되어 있다. 기판 검출 장치(64)는 컬러 필터 기판(10)의 가장자리를 검출하고, 제어 장치(50)에 의하여 토출 헤드(FH)(노즐 구멍(N))의 바로 아래를 통과하는 컬러 필터 기판(10)(착색 박막 형성 영역(23))의 위치를 산출할 때에 이용된다.
제어 장치(50)에는 X축 모터 회전 검출기(65)가 접속되고, X축 모터 회전 검출기(65)로부터의 검출 신호가 입력된다. 제어 장치(50)는 X축 모터 회전 검출기(65)로부터의 검출 신호에 의거하여 X축 모터(MX)의 회전 방향 및 회전량을 검출하고, 캐리지(39)의 X화살표 방향의 이동량과, 이동 방향을 연산하도록 되어 있다.
제어 장치(50)에는 Y축 모터 회전 검출기(66)가 접속되고, Y축 모터 회전 검출기(66)로부터의 검출 신호가 입력된다. 제어 장치(50)는 Y축 모터 회전 검출기(66)로부터의 검출 신호에 의거하여, Y축 모터(MY)의 회전 방향 및 회전량을 검출하고, 기판 스테이지(33)의 Y화살표 방향의 이동 방향 및 이동량을 연산한다.
제어 장치(50)에는 토출 헤드 구동 회로(67) 및 레이저 헤드 구동 회로(68)가 접속되어 있다.
토출 헤드 구동 회로(67)에는 시프트 레지스터(67a), 래치 회로(67b), 레벨 시프터(67c) 및 스위치 회로(67d)가 구비되어 있다. 시프트 레지스터(67a)는 클록 신호(CLK)에 동기한 제어 장치(50)로부터의 토출 제어 데이터(SI)를 각 압전 소자(PZ)에 대응시킨 시리얼/패럴렐 변환을 행한다. 래치 회로(67b)는 시프트 레지스터(67a)의 패럴렐 변환한 토출 제어 데이터(SI)를 제어 장치(50)로부터의 래치 신호(LAT)에 동기하여 래치하고, 래치한 토출 제어 데이터(SI)를 레벨 시프터(67c)와 후술하는 레이저 헤드 구동 회로(68)의 지연 회로(68a)에, 클록 신호(CLK)에 동기한 소정의 주기로, 차례로 출력한다. 레벨 시프터(67c)는 래치 회로(67b)의 래치한 토출 제어 데이터(SI)를 스위치 회로(67d)가 구동하는 전압까지 승압(昇壓)하여, 각 압전 소자(PZ)에 대응하는 제 1 개폐 신호(GS1)를 생성한다.
스위치 회로(67d)에는 각 압전 소자(PZ)에 대응하는 스위치 소자(도시 생략)가 구비되어 있다. 각 스위치 소자의 입력 측에는 상기 선택 신호(SEL)에 대응한 압전 소자 구동 신호(COM1)가 입력되고, 출력 측에는 각각 대응하는 압전 소자(PZ)가 접속되어 있다. 그리고, 스위치 회로(67d)의 각 스위치 소자에는 레벨 시프터(67c)로부터의 대응하는 제 1 개폐 신호(GS1)가 각각 입력되고, 각 제 1 개폐 신호(GS1)에 따라, 압전 소자 구동 신호(COM1)를 대응하는 압전 소자(PZ)에 공급할지의 여부를 제어하도록 되어 있다.
즉, 본 실시예의 액적 토출 장치(30)는 구동 신호 생성 회로(54)가 생성한 압전 소자 구동 신호(COM1)를 대응하는 각 압전 소자(PZ)에 인가하는 동시에, 그 압전 소자 구동 신호(COM1)의 인가를 제어 장치(50)로부터의 토출 제어 데이터(SI)(제 1 개폐 신호(GS1))로 제어하도록 되어 있다. 그리고, 토출 제어 데이터(SI)에 의거하여 닫힌 상태의 스위치 소자에 대응하는 압전 소자(PZ)에, 압전 소자 구동 신호(COM1)가 인가되면, 그 압전 소자(PZ)에 대응하는 노즐 구멍(N)으로부터 액적(FD)이 토출된다.
도 10은 상기하는 래치 신호(LAT), 토출 제어 데이터(SI) 및 제 1 개폐 신호(GS1)의 펄스 파형을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드 구동 회로(67)에 입력되는 래치 신호(LAT)가 하강하면, 래치한 토출 제어 데이터(SI)에 의거하여 제 1 개폐 신호(GS1)가 생성되고, 제 1 개폐 신호(GS1)가 상승했을 때에, 대응하는 압전 소자(PZ)에 압전 소자 구동 신호(COM1)가 공급된다. 그리고, 압전 소자 구동 신호(COM1)에 의거한 압전 소자(PZ)의 신축 운동에 의하여, 대응하는 노즐 구멍(N)으로부터, 액적(FD)이 토출된다. 토출된 액적(FD)은 대응하는 착색 박막 형성 영역(23)의 목표 토출 위치(Pa)에 착탄되고, 그 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 반대 방향 측에, 습윤되다 남은 폭 Wd으로 이루어지는 습윤되다 남은 영역(Sr)을 형성한다. 그리고, 제 1 개폐 신호(GS1)가 하강하면, 압전 소자(PZ)의 구동에 의한 액적(FD)의 토출 동작이 종료된다.
레이저 헤드 구동 회로(68)에는 지연 회로(68a), 회절 소자 구동 회로(68b) 및 스위치 회로(68c)가 구비되어 있다.
지연 회로(68a)는 래치 회로(67b)가 래치한 토출 제어 데이터(SI)를 각각 상기 대기 시간 T만큼 지연시킨 소정 시간 폭의 펄스 신호(제 2 개폐 신호(GS2))를 생성하고, 그 제 2 개폐 신호(GS2)를 회절 소자 구동 회로(68b) 및 스위치 회로(68c)에 출력한다.
회절 소자 구동 회로(68b)는 지연 회로(68a)로부터의 제 2 개폐 신호(GS2)를 받아서, 스폿 성형 신호(SB1)를 대응하는 회절 소자(48)에 출력하도록 되어 있다. 그리고, 회절 소자(48)는 스폿 성형 신호(SB1)를 받아서, 상기 블로우 스폿(Bs1) 및 상기 건조 스폿(Bs2)을 성형하기 위한 각 회절 소자(48)의 구동 제어를 행하도 록 되어 있다.
스위치 회로(68c)에는 각 반도체 레이저(L)에 대응하는 스위치 소자(도시 생략)가 구비되어 있다. 각 스위치 소자의 입력 측에는 전원 회로(55)가 생성한 레이저 구동 신호(COM2)가 입력되고, 출력 측에는 대응하는 각 반도체 레이저(L)가 접속되어 있다. 그리고, 스위치 회로(68c)의 각 스위치 소자에는 지연 회로(68a)로부터의 대응하는 제 2 개폐 신호(GS2)가 각각 입력되고, 각 제 2 개폐 신호(GS2)에 따라, 레이저 구동 신호(COM2)를 대응하는 반도체 레이저(L)에 공급할지의 여부를 제어하도록 되어 있다.
즉, 본 실시예의 액적 토출 장치(30)는 전원 회로(55)가 생성한 레이저 구동 신호(COM2)를 대응하는 각 반도체 레이저(L)에 공통으로 인가하는 동시에, 그 레이저 구동 신호(COM2)의 인가를 제어 장치(50)(토출 헤드 구동 회로(67))로부터의 토출 제어 데이터(SI)(제 2 개폐 신호(GS2))에 의하여 제어하도록 하고 있다. 그리고, 토출 제어 데이터(SI)에 의거하여, 닫힌 상태의 스위치 소자에 대응하는 반도체 레이저(L)에, 레이저 구동 신호(COM2)가 공급되면, 대응하는 반도체 레이저(L)로부터 레이저 빔(B)이 출사되고, 블로우 스폿(Bs1) 및 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 조사된다.
그리고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 래치 신호(LAT)가 토출 헤드 구동 회로(67)에 입력되고부터, 대기 시간 T를 경과하면, 지연 회로(68a)에 의하여, 제 2 개폐 신호(GS2)가 생성되고, 그 제 2 개폐 신호(GS2)가 회절 소자 구동 회로(68b) 및 스위치 회로(68c)에 공급된다. 그리고, 제 2 개폐 신호(GS2)가 상승했을 때에, 회 절 소자 구동 회로(68b)는 스폿 성형 신호(SB1)를 회절 소자(48)에 출력하여, 스폿 성형 신호(SB1)에 의거하는 구동 제어를 행한다. 이와 동시에, 제 2 개폐 신호(GS2)가 상승했을 때에, 스위치 회로(68c)는 대응하는 반도체 레이저(L)에 레이저 구동 신호(COM2)를 인가하여, 반도체 레이저(L)로부터 레이저 빔(B)을 출사(出射)시킨다.
따라서, 대기 시간 T를 경과하면, 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)으로 이루어지는 빔 스폿(Bs)이 성형되고, 착탄된 액적(FD)이 그 빔 스폿(Bs) 내로의 침입을 개시(開始)한다. 그리고, 빔 스폿(Bs) 내에 침입한 액적(FD)에는 상대적으로, 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)이 Y화살표 반대 방향을 따라 주사된다. 이 주사에 의하여, 상기 습윤되다 남은 영역(Sr)의 전체에, 액적(FD)이 습윤 확장되고, 액적(FD)이 착색 박막 형성 영역(23)의 전체에 확장되는 상태에서 건조된다. 즉, 착색 박막 형성 영역(23)과 정합한 착색 박막(24)이 형성된다. 그리고, 제 2 개폐 신호(GS2)가 하강하면, 레이저 구동 신호(COM2)의 공급이 차단되어서 반도체 레이저(L)에 의한 건조 처리 동작이 종료된다.
다음으로, 액적 토출 장치(30)를 사용하여 컬러 필터 기판(10)(착색 박막(24))을 제조하는 방법에 관하여 설명한다.
우선, 도 4에 나타낸 바와 같이, 개시 위치에 위치하는 기판 스테이지(33) 위에, 컬러 필터 기판(10)을 배치 고정한다. 이 때, 컬러 필터 기판(10)의 Y화살표 방향 측의 변(邊)은 안내 부재(36)보다 X화살표 반대 방향 측에 배치되어 있다. 또한, 캐리지(39)(토출 헤드(FH))는 컬러 필터 기판(10)이 Y화살표 방향으로 이동 했을 때, 각 노즐 구멍(N)의 바로 아래를 대응하는 착색 박막 형성 영역(23)이 통과하는 위치에 세트되어 있다.
이 상태로부터, 제어 장치(50)는 Y축 모터(MY)를 구동 제어하고, 기판 스테이지(33)를 통하여 컬러 필터 기판(10)을 반송 속도 Vy로 Y화살표 방향으로 반송시킨다. 또한, 기판 검출 장치(64)가 컬러 필터 기판(10)의 Y화살표 방향 측의 가장자리를 검출하면, 제어 장치(50)는 Y축 모터 회전 검출기(66)로부터의 검출 신호에 의거하여 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 목표 토출 위치(Pa)가 대응하는 노즐 구멍(N)의 바로 아래까지 반송되었는지의 여부를 연산한다.
이 사이, 제어 장치(50)는 코드 작성 프로그램을 따라, RAM(52)에 저장한 비트맵 데이터(BMD)에 의거하는 토출 제어 데이터(SI)와, 구동 신호 생성 회로(54)에서 생성한 압전 소자 구동 신호(COM1)를 토출 헤드 구동 회로(67)에 출력한다. 또한, 제어 장치(50)는 전원 회로(55)에서 생성한 레이저 구동 신호(COM2)를 레이저 헤드 구동 회로(68)에 출력한다. 그리고, 제어부(51)는 토출 헤드 구동 회로(67)에, 래치 신호(LAT)를 출력하는 타이밍을 기다린다.
그리고, 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 목표 토출 위치(Pa)가 대응하는 노즐 구멍(N)의 바로 아래까지 반송되면, 제어장치(50)는 래치 신호(LAT)를 토출 헤드 구동 회로(67)에 출력한다. 토출 헤드 구동 회로(67)는 제어 장치(50)로부터의 래치 신호(LAT)를 받으면, 토출 제어 데이터(SI)에 의거하여 제 1 개폐 신호(GS1)를 생성하고, 그 제 1 개폐 신호(GS1)를 스위치 회로(67d)에 출력한다. 그리고, 닫힌 상태의 스위치 소자에 대응하는 압전 소자(PZ)에, 선택 신호(SEL)에 대응 한 압전 소자 구동 신호(COM1)를 공급하고, 대응하는 노즐 구멍(N)으로부터, 압전 소자 구동 신호(COM1)에 대응하는 액적(FD)을 일제히 토출한다. 토출된 액적(FD)은 대응하는 착색 박막 형성 영역(23) 내에 일제히 착탄되고, 습윤되다 남은 영역(Sr)을 형성한다.
한편, 래치 신호(LAT)가 토출 헤드 구동 회로(67)에 입력되면, 레이저 헤드 구동 회로(68)(지연 회로(68a))는 래치 회로(67b)로부터의 토출 제어 데이터(SI)를 받아서 제 2 개폐 신호(GS2)의 생성을 개시하고, 제 2 개폐 신호(GS2)를 각각 회절 소자 구동 회로(68b) 및 스위치 회로(68c)에 출력하는 타이밍을 기다린다.
그리고, 압전 소자(PZ)가 토출 동작을 개시했을 때부터, 즉 토출 헤드 구동 회로(67)가 제 1 개폐 신호(GS1)를 출력했을 때부터, 대기 시간 T만큼 경과하면, 레이저 헤드 구동 회로(68)는 제 2 개폐 신호(GS2)를 회절 소자 구동 회로(68b) 및 스위치 회로(68c)에 출력한다.
그러면, 회절 소자 구동 회로(68b)는 대응하는 회절 소자(48)에 스폿 성형 신호(SB1)를 출력하고, 그 스폿 성형 신호(SB1)에 의거하는 회절 소자(48)의 구동 제어를 행한다. 또한, 스위치 회로(68c)는 제 2 개폐 신호(GS2)에 의거하여 닫힌 상태의 스위치 소자에 대응하는 반도체 레이저(L)에, 레이저 구동 신호(COM2)를 공급하고, 대응하는 반도체 레이저(L)로부터, 일제히 레이저 빔(B)을 출사한다.
이에 의하여, 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)으로 이루어지는 빔 스폿(Bs)이 성형되고, 착탄된 액적(FD)이 그 빔 스폿(Bs) 내로의 침입을 개시한다. 그리고, 빔 스폿(Bs) 내에 침입한 액적(FD)은 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)에 의하여, 착색 박막 형성 영역(23)의 전체에 확장되는 상태에서 건조된다. 즉, 착색 박막 형성 영역(23)과 정합한 착색 박막(24)이 형성된다.
이후, 마찬가지로, 제어 장치(50)는 각 착색 박막 형성 영역(23)의 목표 토출 위치(Pa)가 대응하는 노즐 구멍(N)의 바로 아래에 위치하는 상태에서, 대응하는 노즐 구멍(N)으로부터, 액적(FD)을 일제히 토출하고, 그 대기 시간 T 후에, 착탄된 액적(FD)이 대하여, 상대적으로, 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)으로 이루어지는 레이저 빔(B)의 주사를 개시한다.
그리고, 모든 착색 박막 형성 영역(23)에 대응하는 각 색의 착색 박막(24)이 형성되면, 제어 장치(50)는 Y축 모터(MY)를 제어하여, 기판 스테이지(33)(컬러 필터 기판(10))를 개시 위치에 배치한다.
다음으로, 본 실시예의 효과를 이하에 기재한다.
(1) 상기 실시예에 의하면, 빔 스폿(Bs)의 Y화살표 반대 방향에, Y화살표 방향의 폭이 적산 조사 시간에서 약 50μ초에 대응하는 폭이 되도록 성형되고, 그 조사 강도 Ie가 중심 위치 근방에서, 날카로운 피크를 갖는 블로우 스폿(Bs1)을 성형하도록 했다. 그리고, 착색 박막 형성 영역(23)에 착탄된 액적(FD)이 Y화살표 방향을 따라 반송 속도 Vy(200㎜/초)로 반송되어서, 블로우 스폿(Bs1)에 침입하면, 액적(FD)의 X화살표 방향의 중앙 위치 근방에, 약 50μ초간으로 그 조사 강도 Ie를 급격하게 증가하여 하강시키는 레이저 빔(B)을 조사하도록 했다.
그 결과, 블로우 스폿(Bs1) 근방의 액적(FD)을, 블로우 스폿(Bs1)을 중심으로 한 직경 방향 외측(外側)으로 유동시킬 수 있다. 따라서, 블로우 스폿(Bs1) 근 방의 액적(FD)을 유동시키는 분만큼, 습윤되다 남은 영역(Sr)의 사이즈를 축소할 수 있다.
또한, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)을 조사하는 분만큼, 착색 박막(24)의 형상 제어성을 향상할 수 있다.
(2) 상기 실시예에 의하면, 액적(FD)을 블로우 스폿(Bs1)에 대하여 상대적으로 이동시켜서, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)이 액적(FD)에 대하여, 상대적으로, Y화살표 반대 방향 측을 향하여 주사되도록 했다.
그 결과, 블로우 스폿(Bs1)의 상대적인 주사에 의하여, 액적(FD)을 또한, Y화살표 반대 방향으로 유동시킬 수 있고, 습윤되다 남은 영역(Sr) 전체에, 확실하게 액적(FD)을 습윤 확장할 수 있다. 따라서, 착색 박막 형성 영역(23)에 정합한 형상에, 액적(FD)을 습윤 확장할 수 있고, 착색 박막 형성 영역(23)에 정합한 형상의 착색 박막(24)을 형성할 수 있다.
(3) 상기 실시예에 의하면, 상기 블로우 스폿(Bs1)의 Y화살표 방향 측에, 블로우 스폿(Bs1)보다도 큰 사이즈로, X화살표 방향으로 긴 소판형의 스폿을 성형하고, 그 X화살표 방향의 폭이 상기 화소 폭 WP와 대략 동일한 폭이 되는 건조 스폿(Bs2)을 성형하도록 했다. 그리고, 건조 스폿(Bs2)의 Y화살표 방향의 폭이 적산 조사 시간에서 약 400μ초에 대응하는 폭이 되도록 성형하고, 그 조사 강도 Ie가 Y화살표 방향을 향하여, 완만하게 상승하도록 성형했다.
그 결과, 액적(FD)에, 그 X화살표 방향 대략 전체 폭에 걸쳐, 약 400μ초간으로, 그 조사 강도 Ie를 완만하게 상승하는 레이저 빔(B)을 조사할 수 있다. 즉, 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)의 조사에 의하여, 액적(FD)의 넓은 범위에, 완만하게 상승하는 광 에너지를 장시간에 걸쳐 공급할 수 있다.
따라서, 상기 블로우 스폿(Bs1)을 통과한 액적(FD)에 대하여, 그 블로우 스폿(Bs1)을 통과한 직후에, 건조를 개시할 수 있고, 착색 박막 형성 영역(23) 내에 습윤 확장된 상태에서, 건조시킬 수 있다.
(4) 상기 실시예에 의하면, 액적(FD)을 건조 스폿(Bs2)에 대하여 상대적으로 이동시켜서, 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 액적(FD)에 대하여, 상대적으로, Y화살표 반대 방향 측을 향하여 주사되도록 했다.
그 결과, 건조 스폿(Bs2)의 상대적인 주사에 의하여, 액적(FD)의 전체에, 보다 균일한 건조 스폿(Bs2)으로 이루어지는 레이저 빔(B)을 조사할 수 있고, 착색 박막 형성 영역(23)의 사이즈에 정합한 상태에서, 액적(FD)을 보다 균일하게 건조할 수 있다. 따라서, 착색 박막 형성 영역(23)에 정합한 착색 박막(24)을 보다 확실하게 형성할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 구체화한 제 2 실시예를 도 11 내지 도 15를 따라서 설명한다. 또한, 제 2 실시예에서는 제 1 실시예에서의 레이저 헤드(LH)의 광학계가 변경되어 있다. 그 때문에, 이하에서는 레이저 헤드(LH)의 변경 점에 관하여 상세하게 설명한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 레이저 헤드(LH)에는 제 1 실시예에 나타낸 반도체 레이저(L) 및 회절 소자(48)에 더하여, 실린드리컬 렌즈(cylindrical lense)(71), 에너지 빔 주사부를 구성하는 폴리곤 미러(72) 및 주사 렌즈(73)가 배 열 설치되어 있다.
실린드리컬 렌즈(71)는 Z화살표 방향에만 곡률(曲率)을 갖는 렌즈로서, 폴리곤 미러(72)의 면 왜곡을 보정하여, 레이저 빔(B)을 폴리곤 미러(72)에 도입(導入)하도록 되어 있다. 폴리곤 미러(72)는 정삼십육각형을 구성하는 위치에 배치된 36매의 반사면(M)을 갖고, 이들 반사면(M)을 폴리곤 모터(도 14 참조)에 의하여, 도 11에 나타낸 화살표 R방향으로 회전시키도록 되어 있다. 즉, 본 실시예의 폴리곤 미러(72)는 그 회전각 θp가 화살표 R방향으로 10° 회전하는 때마다, 레이저 빔(B)의 도입되는 반사면(M)이 후속(後續)하는 반사면(M)으로 바뀌도록 되어 있다. 주사 렌즈(73)는 폴리곤 미러(72)에 의하여 반사된 레이저 빔(B)의 착색 박막 형성면(21a)에서의 주사 속도를 일정하게 제어하는, 소위 fθ 렌즈이다.
본 실시예에서는 도 11에 나타낸 바와 같이, 실린드리컬 렌즈(71)로부터의 레이저 빔(B)이 폴리곤 미러(72)의 반사면(M)(반사면(Ma))의 화살표 R방향 측 단부에 도입되는 상태로서, 반사 편향된 레이저 빔(B)의 편향각이 주사 렌즈(73)의 광축(光軸)(73A)을 기준으로 하여, 편향각 θ1(본 실시예에서는 5°)만큼 편향될 때를 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp가 0°라고 한다.
그리고, 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp가 0°인 때에, 회절 소자(48)에서 위상 변조된 레이저 빔(B)이 실린드리컬 렌즈(71)에 도입되면, 실린드리컬 렌즈(71)는 지면(紙面)에 직교하는 방향에 대한 레이저 빔(B)의 광축을 조정하여, 레이저 빔(B)을 폴리곤 미러(72)로 이끈다. 레이저 빔(B)이 도입된 폴리곤 미러(72)는 반사면(Ma)에 의하여, 레이저 빔(B)을 광축(73A)에 대한 편향각 θ1의 방향으로 반사 편향하고, 주사 렌즈(73)를 통하여, 착색 박막 형성면(21a) 위로 이끈다.
본 실시예에서는 회전각 θp가 0°인 때에, 레이저 빔(B)이 조사되는 착색 박막 형성면(21a) 위의 위치를 조사 개시 위치(Pe1)로 한다. 이 조사 개시 위치(Pe1)는 제 1 실시예에서의 빔 스폿(Bs)의 레이저 빔(B)의 조사 위치와 동일한 위치이다. 즉, 착색 박막 형성 영역(23)에 착탄된 액적(FD)이 그 토출 개시 시로부터, 대기 시간 T 후에 반송되는 위치이다.
따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp가 0°가 될 때에, 액적(FD)이 상기 조사 개시 위치(Pe1)에 반송되면, 반송된 액적(FD)에, 반사면(Ma)이 편향 반사한 레이저 빔(B)이 조사된다.
다음으로, 폴리곤 미러(72)를 화살표 R방향으로 회전시키고, 그 회전각 θp가 대략 10°가 되면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 폴리곤 미러(72)는 그 반사면(Ma)의 화살표 R방향의 반대 측 단부에 의하여, 레이저 빔(B)을 광축(73A)에 대한 편향각 θ2(본 실시예에서는 -5°)의 방향으로 편향 반사하고, 주사 렌즈(73)를 통하여, 착색 박막 형성면(21a) 위로 이끈다.
본 실시예에서는 회전각 θp가 10°인 때에, 레이저 빔(B)이 조사되는 착색 박막 형성면(21a) 위의 위치를 조사 종료 위치(Pe2)로 하고, 이 조사 종료 위치(Pe2)와 상기 조사 개시 위치(Pe1) 사이의 영역을 주사 영역(Ls)으로 한다. 이 주사 영역(Ls)의 Y화살표 방향의 폭(주사 폭 WPy)은 Y화살표 방향에 따른 착색 박막 형성 영역(23)의 피치와 동일한 크기로 설정되어 있다.
즉, 레이저 헤드(LH)는 폴리곤 미러(72)의 편향 반사에 의하여, 레이저 빔 (B)(빔 스폿(Bs))을 착색 박막 형성 영역(23)의 단위에서 주사(조사 개시 위치(Pe1)로부터 조사 종료 위치(Pe2)까지 이동)하도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서의 폴리곤 모터(MP)의 회전 속도는 각 착색 박막 형성 영역(23)이 조사 개시 위치(Pe1)로부터 조사 종료 위치(Pe2)까지 반송되는 동안에, 레이저 빔(B)을 1회만 주사하는 속도로 설정되어 있다. 따라서, 주사 영역(Ls)을 통과하는 각 액적(FD)에는 레이저 빔(B)의 주사에 의하여, 상대적으로, 정지(靜止)한 상태의 레이저 빔(B)이 조사된다.
한편, 본 실시예의 회절 소자(48)는 스폿 성형 신호(SB1)를 받아서, 상기 레이저 빔(B)의 주사 주기(주사 폭 WPy/반송 속도 Vy)에 동기한 주기로, 소정의 동적인 위상 변조를 실시하도록 되어 있다. 그리고, 본 실시예에서의 회절 소자(48)는 주사 영역(Ls)을 통과하는 각 착색 박막 형성 영역(23)(액적(FD))에 대하여, 제 1 실시예에서 나타낸 빔 스폿(Bs)을 Y화살표 반대 방향을 향하여, 블로우 스폿(Bs1)으로부터 건조 스폿(Bs2)의 순으로, 상대적으로 주사하는 것 같은 위상 변조를 실시하도록 되어 있다.
상세하게 설명하면, 도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, Y화살표 방향에 선행(先行)하는 착색 박막 형성 영역(23(23a))의 Y화살표 방향의 단부가 주사 영역(Ls)(도 13의 (a)에서의 1점 쇄선)으로부터 이탈하고, 후속하는 착색 박막 형성 영역(23(23b))의 Y화살표 방향의 단부가 주사 영역(Ls)에 침입한다. 그러면, 후속하는 착색 박막 형성 영역(23b)에는 폴리곤 미러(72)의 주사에 의하여, 상대적으로, 정지한 레이저 빔(B)의 조사가 개시되고, 도 13의 (a)의 파선으로 나타나 있는 바와 같이, 그 Y화살표 방향의 단부에, 제 1 실시예에서 나타낸 블로우 스폿(Bs1) 영역의 레이저 빔(B)이 조사된다. 그리고, 착색 박막 형성 영역(23b)이 주사 영역(Ls) 내로의 침입을 계속함에 따라, 그 착색 박막 형성 영역(23b)에는 블로우 스폿(Bs1)의 영역이 상대적으로, Y화살표 반대 방향에 주사되도록 동적으로 변동되는 빔 스폿(Bs)의 레이저 빔(B)이 계속하여 조사된다.
다음으로, 착색 박막 형성 영역(23b)이 주사 영역(Ls)의 대략 중심 위치까지 반송되면, 도 13의 (b)의 파선으로 나타나 있는 바와 같이, 착색 박막 형성 영역(23b)에는 그 Y화살표 반대 방향의 단부에까지, 상대적으로, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)이 주사되고, 그 Y화살표 방향 측에, 제 1 실시예에서 나타낸 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 조사되기 시작한다. 그리고, 착색 박막 형성 영역(23b)이 주사 영역(Ls) 내로의 침입을 계속함에 따라, 그 착색 박막 형성 영역(23b)에는 건조 스폿(Bs2)의 영역이 상대적으로, Y화살표 반대 방향으로 주사되도록 동적으로 변동되는 빔 스폿(Bs)의 레이저 빔(B)이 계속하여 조사된다.
다음으로, 착색 박막 형성 영역(23b)의 Y화살표 방향 측의 단부가 주사 영역(Ls)의 Y화살표 방향 측의 단부에 근접하면, 도 13의 (c)의 파선으로 나타나 있는 바와 같이, 착색 박막 형성 영역(23b)에는 그 Y화살표 반대 방향의 단부에까지, 상대적으로, 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 주사된다.
그리고, 착색 박막 형성 영역(23b)이 주사 영역(Ls)으로부터 이탈하면, 후속하는 착색 박막 형성 영역(23d)이 주사 영역(Ls)에 침입하고, 마찬가지로 하여, 착색 박막 형성 영역(23d)에, 상기하는 빔 스폿(Bs)의 레이저 빔(B)이 조사되기 시작 한다.
따라서, 주사 영역(Ls)을 통과하는 각 착색 박막 형성 영역(23)에는 레이저 빔(B)의 주사 주기와 동기하여 동적으로 변동하는 빔 스폿(Bs)에 의하여, 상대적으로, 그 Y화살표 방향으로부터, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)과 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 차례로 Y화살표 반대 방향을 향하여 주사된다. 즉, 주사 영역(Ls) 내의 주사에 의하여, 상기 습윤되다 남은 영역(Sr)의 전체에, 액적(FD)이 습윤 확장되고, 액적(FD)이 각 착색 박막 형성 영역(23)의 전체에 확장되는 상태에서 건조된다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성한 액적 토출 장치(30)의 전기적 구성을 도 14에 따라 설명한다.
레이저 헤드 구동 회로(68)에는 폴리곤 모터 구동 회로(68d)가 구비되어 있다. 폴리곤 모터 구동 회로(68d)는 제어 장치(50)로부터의 폴리곤 모터 구동 개시 신호(SSP)를 받아서 폴리곤 모터 구동 제어 신호(SMP)를 생성하고, 그 폴리곤 모터 구동 제어 신호(SMP)를 폴리곤 모터(MP)에 출력하여 폴리곤 모터(MP)를 회전 구동한다.
제어 장치(50)는 기판 검출 장치(64)로부터의 검출 신호에 의거하여 폴리곤 모터(MP)의 회전 구동을 개시시키는 폴리곤 모터 구동 개시 신호(SSP)를 출력한다. 상세하게 설명하면, 제어 장치(50)는 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향 측의 단부가 상기 조사 개시 위치(Pe1)에 위치할 때에, 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp를 O°로 하는 소정의 타이밍에서, 폴리곤 모터 구동 개시 신호(SSP)를 상 기 레이저 헤드 구동 회로(68)에 출력한다.
도 15는 래치 신호(LAT), 제 1 개폐 신호(GS1), 제 2 개폐 신호(GS2), 스폿 성형 신호(SB1), 회전각 θp 및 주사 영역(Ls)에 위치하는 착색 박막 형성 영역(23)의 열 번호를 나타낸다.
기판 스테이지(33)에 탑재 배치된 컬러 필터 기판(10)이 반송 속도 Vy로 Y화살표 방향으로 반송되고, 기판 검출 장치(64)가 컬러 필터 기판(10)의 Y화살표 방향 측의 가장자리를 검출하면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기한 소정의 타이밍에서, 제어 장치(50)가 폴리곤 모터 구동 개시 신호(SSP)를 생성한다. 그리고, 폴리곤 모터 구동 개시 신호(SSP)가 상승했을 때에, 폴리곤 모터 구동 회로(68d)에 의하여 폴리곤 모터 구동 제어 신호(SMP)가 생성되고, 폴리곤 미러(72)가 화살표 R방향으로 회전 구동한다.
이에 의하여, 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향 측의 단부가 상기 조사 개시 위치(Pe1)에 위치할 때에, 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp가 0°가 된다.
계속하여, 제 1 실시예와 마찬가지로, 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 목표 토출 위치(Pa)가 노즐 구멍(N)의 바로 아래에까지 반송되어서, 래치 신호(LAT)가 하강하면, 제 1 개폐 신호(GS1)가 생성되고, 대응하는 노즐 구멍(N)으로부터, 일제히 액적(FD)이 토출된다. 토출된 액적(FD)은 대응하는 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)에 일제히 착탄된다.
그리고, 제 1 개폐 신호(GS1)가 상승했을 때(1열째에 대한 토출 동작 개시 시)부터, 대기 시간 T만큼 경과하면, l열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향 측의 단부가 주사 영역(Ls)에 침입한다. 이와 동시에, 레이저 헤드 구동 회로(68)에서 제 2 개폐 신호(GS2)가 생성되어서, 제 2 개폐 신호(GS2)가 상승했을 때에, 대응하는 출사구(47)로부터, 일제히 빔 스폿(Bs)(블로우 스폿(Bs1))의 레이저 빔(B)이 출사된다.
이 때, 도 15에 나타낸 바와 같이, 회전 구동하는 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp는 0°이다. 그 때문에 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)은 조사 개시 위치(Pe1)에 위치하는 액적(FD)에 조사된다. 그리고, 액적(FD)이 주사 영역(Ls) 내에 계속하여 반송되면, 레이저 빔(B)의 주사에 의하여, 대응하는 착색 박막 형성 영역(23)의 액적(FD)에만, 상대적으로, 주사된 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 계속하여 조사된다.
다음으로, 제 2 개폐 신호(GS2)가 하강하면, 반도체 레이저(L)로부터의 레이저 빔(B)의 출사가 정지되고, 1열째의 액적(FD)의 건조 처리 동작이 종료된다.
그리고, 2열째의 토출 동작의 개시 시부터 대기 시간 T만큼 경과하면, 1열째의 착색 박막 형성 영역(23)이 주사 영역(Ls)으로부터 이탈하고, 후속하는 2열째의 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 방향의 단부가 주사 영역(Ls)에 침입한다. 그리고, 레이저 헤드 구동 회로(68)에서 제 2 개폐 신호(GS2)가 생성되어서, 제 2 개폐 신호(GS2)가 상승했을 때에, 대응하는 출사구(47)로부터, 일제히 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)이 출사된다.
이 때, 도 15에 나타낸 바와 같이, 회전 구동하는 폴리곤 미러(72)의 회전각 θp는 10°이다. 따라서, 반사면(M)에 반사 편향된 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)은 조사 개시 위치(Pe1)에 위치하는 2열째의 액적(FD)에 조사된다.
이후, 마찬가지로, 후속하는 착색 박막 형성 영역(23)이 착탄된 액적(FD)을 갖고, 주사 영역(Ls) 내를 통과하는 때에, 상대적으로, Y화살표 반대 방향으로 주사되는 블로우 스폿(Bs1)과 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 액적(FD)에 대하여 조사되고, 착색 박막 형성 영역(23)과 대략 정합한 착색 박막(24)이 형성된다.
상기 제 2 실시예에서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 블로우 스폿(Bs1) 근방의 액적(FD)을 유동시키는 분만큼, 습윤되다 남은 영역(Sr)의 사이즈를 축소할 수 있고, 또한, 블로우 스폿(Bs1)의 레이저 빔(B)을 조사하는 분만큼, 각 착색 박막(24R, 24G, 24B)의 형상 제어성을 향상할 수 있다. 그리고, 건조 스폿(Bs2)의 상대적인 주사에 의하여, 착색 박막 형성 영역(23)의 사이즈로 정합한 상태에서, 액적(FD)을보다 균일하게 건조할 수 있고, 착색 박막 형성 영역(23)에 정합한 착색 박막(24)을 보다 확실하게 형성할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 구체화한 제 3 실시예를 도 16의 (a), 도 16의 (b) 및 도 16의 (c)를 따라서 설명한다. 또한, 제 3 실시예에서는 제 2 실시예의 빔 스폿(Bs)이 변경되어 있다. 그 때문에, 이하에서는 그 변경 점에 관하여 설명한다.
도 16의 (a)에서, 주사 영역(Ls)에 침입하는 착색 박막 형성 영역(23)의 네 변(邊)의 각 중앙 위치에는 피닝 스폿(Bs3)이 성형되어 있다. 피닝 스폿(Bs3)은 블로우 스폿(Bs1)보다도 작은 직경으로 형성되는 스폿이며, 조사하는 영역의 액적(FD)을 건조하여 정착시킨다. 바꾸어 말하면, 피닝 스폿(Bs3)은 액적(FD)에 대하 여, 그 조사 위치보다도 외측(外側)으로의 유동을 억제한다.
이 피닝 스폿(Bs3)의 레이저 빔(B)은 상기 블로우 스폿(Bs1) 및 상기 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)이 상대적으로, 액적(FD)에 대하여 Y화살표 반대 방향으로 주사되는 동안에, 폴리곤 미러(72)의 주사에 의하여, 액적(FD)에 대하여, 상대적으로, 정적으로 조사된다. 즉, 도 16의 (b) 및 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이, 피닝 스폿(Bs3)의 레이저 빔(B)은 주사 영역(Ls)을 통과하는 착색 박막 형성 영역(23)에 대하여, 항상 그 네 변의 각 중앙 위치에 조사되도록 되어 있다.
따라서, 피닝 스폿(Bs3)의 레이저 빔(B)은 상기 블로우 스폿(Bs1)에 의한 액적의 과잉 유동을 억제하고, 액적(FD)을 대응하는 착색 박막 형성 영역(23) 내에 가둔다(피닝한다).
상기 제 3 실시예에 의하면, 착색 박막 형성 영역(23)에 대하여, 상대적으로, 정지(靜止)한 피닝 스폿(Bs3)을 성형함으로써, 착색 박막(24)의 형상을 보다 높은 정밀도로, 착색 박막 형성 영역(23)에 정합시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 실시예는 이하와 같이 변경할 수도 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 블로우 스폿(Bs1)을 대략 타원 형상으로 성형했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 십자 형상일 수도 있고, 원하는 방향으로 액적(FD)을 유동 가능한 형상이면 상관없다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 블로우 스폿(Bs1)의 조사 방향을 Z화살표 반대 방향으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 액적(FD)을 유동시키는 방향(Y화살표 반대 방향)의 성분을 갖는 방향으로부터 조사하도록 할 수도 있다. 이에 의하면, 블로우 스폿(Bs1)의 광 에너지를 액적(FD)을 구성하는 분자의 유동 방향으로의 병진운동으로, 보다 효과적으로 변환시킬 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 각 착색 박막 형성 영역(23)의 Y화살표 반대 방향 측에, 습윤되다 남은 영역(Sr)이 형성되는 구성으로 했다. 이에 한정하지 않고, 습윤되다 남은 영역(Sr)이 각 착색 박막 형성 영역(23)의 가장자리 안쪽에, 임의로 형성되는 구성일 수도 있다. 이 경우, 블로우 스폿(Bs1)을 착색 박막 형성 영역(23)의 중심으로부터 등방적(等方的)으로 외측(外側)을 향하여 주사하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 전기적 또는 기계적으로 구동하는 회절 소자(48)를 이용하여 블로우 스폿(Bs1), 건조 스폿(Bs2) 및 피닝 스폿(Bs3)을 성형하도록 했다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 회절 격자나 마스크, 분기 소자 등을 이용하여, 이들의 블로우 스폿(Bs1), 건조 스폿(Bs2) 및 피닝 스폿(Bs3)을 성형할 수도 있고, 액적(FD)의 영역에서, 이들 스폿을 성형 가능한 광학계이면 상관없다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 착색 박막 형성 영역(23)을 대략 정사각형으로 하여 구체화했지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 타원 형상이나 다각형의 착색 박막 형성 영역(23)일 수도 있다. 이 때, 착색 박막 형성 영역(23)의 형상에 따라, 블로우 스폿(Bs1), 건조 스폿(Bs2) 및 피닝 스폿(Bs3)의 형상, 및 이들의 주사 방향을 적절하게 변경하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 에너지 빔을 레이저 빔으로 하여 구체화 했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 인코히어런트 광, 이온 빔, 및 플라스마 광일 수도 있고, 착탄된 액적(FD)을 유동 및 건조 가능한 에너지 빔이면 상관없다.
상기 제 2 실시예에서는 폴리곤 미러(72)에 의하여, 레이저 빔(B)의 주사 광학계를 구성하도록 했다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 갈바노 미러(galvano mirror)로 주사 광학계를 구성할 수도 있다.
상기 제 3 실시예에서는 피닝 스폿(Bs3)을 액적(FD)에 대하여, 상대적으로 정지시키는 구성으로 했다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 블로우 스폿(Bs1)의 주사 방향, 즉 액적(FD)의 유동 방향에 대응하여, 피닝 스폿(Bs3)의 조사 위치를 주사할 수도 있다. 또는, 착색 박막 형성 영역(23)의 외주 전체를 둘러싸는 형상으로, 피닝 스폿(Bs3)을 성형할 수도 있다.
상기 제 3 실시예에서는 격벽(22)(발액층(22b))을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정하지 않고, 격벽(22)(발액층(22b))을 형성하지 않고, 피닝 스폿(Bs3)에 의하여, 액적(FD)의 습윤 확장을 억제하고, 그 외주 형상을 소정의 형상으로 제어하는 구성일 수도 있다. 이에 의하면, 격벽(22)(발액층(22b))을 형성하기 위한 공정을 삭감(削減)할 수 있고, 착색 박막(24R, 24G, 24B)의 생산성을 향상할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 액적 토출 장치(30)의 Y화살표 방향에, 한쌍의 토출 헤드(FH)와 레이저 헤드(LH)를 배열 설치하는 구성으로 했다. 이에 한정하지 않고, Y화살표 방향에, 복수의 토출 헤드(FH)와 레이저 헤드(LH)를 배열 설치하고, 1회의 스캔으로, 착색 박막(24)의 막 두께가 원하는 막 두께에 도달하는 구성으로 할 수도 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 레이저 빔 출력 수단을 반도체 레이저(L)에서 구체화했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 탄산 가스 레이저나 YAG 레이저일 수도 있고, 액적(FD)을 유동 및 건조하는 것이 가능한 파장 영역의 레이저 빔을 출력하는 것이면 상관없다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 노즐 구멍(N)의 수량 분만큼 반도체 레이저(L)를 설치하는 구성으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 레이저 광원으로부터 출사된 단일인 레이저 빔(B)을 회절 소자 등의 분기 소자에 의하여 16분할하는 광학계에 의하여 구성할 수도 있다.
착색 박막(24) 대신에, 예를 들면, 절연막이나 금속 배선의 구조체를 액적 토출 장치(30)에 의하여 형성할 수도 있다. 이 경우에도, 상기 제 1 내지 제 3 실시예와 마찬가지로, 구조체의 형상 제어성을 향상할 수 있다. 또한, 이 때, 절연막 재료나 금속 배선 재료의 소성(燒成)이 필요한 경우에는, 상기 제 1 내지 제 3 실시예에서의 건조 스폿(Bs2)의 레이저 빔(B)을 조사한 후에, 건조 스폿(Bs2)의 조사 강도 Ie보다도 높은 강도의 레이저 빔(B)을 조사하여 소성하도록 할 수도 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시예에서는 전기 광학 장치를 액정 표시 장치로서 구체화했다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 전기 광학 장치를 일렉트로루미네선스 표시 장치로서 구체화하고, 일렉트로루미네선스 표시 장치에 구비되는 기판 위의 발광 소자를, 도 4의 액적 토출 장치(30)를 사용하여 형성할 수도 있다. 발광 소자는 기판 위에 정해진 발광 소자 형성 영역을 향하여, 발광 소자 형성 재료를 포 함하는 액적을 토출하여 건조함으로써 얻을 수 있다. 이 경우, 발광 소자의 형상제어성을 향상시킬 수 있고, 일렉트로루미네선스 표시 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또는, 전계 효과형 장치(FED나 SED 등)를 구비하는 표시 장치로 하여 전기 광학 장치를 구체화하고, 상기 표시 장치에 구비되는 절연막이나 금속 배선의 구조체를 도 4의 액적 토출 장치(30)를 사용하여 형성할 수도 있다. 전계 효과형 장치는 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하고, 이 소자로부터 방출되는 전자를 형광 물질에 조사하여 이 형광 물질을 발광시킨다.
본 발명에 따르면, 고도로 제어된 형상을 갖는 도트 등의 구조체를 형성 가능한 액적 토출 장치 및 구조체 형성 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 고도로 제어된 형상을 갖는 착색 박막 또는 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 액적(液滴) 토출(吐出) 장치로서,
    상기 장치는 대상물 위에 정해진 구조체 형성 영역을 향하여, 구조체 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 액적 토출부와,
    구조체 형성 영역에 착탄된 액적의 적어도 일부를 향하여, 소정 강도의 에너지 빔을 조사(照射)하는 에너지 빔 조사부를 구비하고,
    상기 소정 강도는 구조체 형성 영역에 착탄된 액적이 구조체 형성 영역 내에 습윤 확장되도록 유동(流動)하는 값으로 설정되는 액적 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 빔 조사부는 상기 액적이 습윤 확장되어야 할 방향을 향하여 상기 에너지 빔을 주사(走査)하는 액적 토출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 빔 조사부는 상기 액적이 습윤 확장되어야 할 방향을 따라 상기 에너지 빔을 조사하는 액적 토출 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 광인 액적 토출 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 코히어런트(coherent) 광인 액적 토출 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 강도는 제 1 소정 강도이며, 상기 에너지 빔 조사부는 제 1 소정 강도의 에너지 빔의 조사에 의하여 구조체 형성 영역 내에 습윤 확장된 액적을 향하여, 상기 제 1 소정 강도보다도 높은 제 2 소정 강도의 에너지 빔을 더 조사하여, 상기 액적을 건조하는 액적 토출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에너지 빔 조사부는 제 2 소정 강도의 에너지 빔 조사에 의하여 건조된 액적을 향하여, 상기 제 2 소정 강도보다도 높은 제 3 소정 강도의 에너지 빔을 더 조사하여, 상기 액적을 소성(燒成)하는 액적 토출 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구조체 형성 영역에 착탄된 액적에 대하여 빔 스폿의 위치가 상대적으로 정지(靜止)하도록 에너지 빔을 주사하는 에너지 빔 주사부를 더 구비하는 액적 토출 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 빔 조사부는 구조체 형성 영역에 착탄된 액적이 구조체 형성 영역을 넘어서 습윤 확장되는 것을 방지하기 위하여, 구조체 형성 영역의 주위를 향하여 에너지 빔을 더 조사하는 액적 토출 장치.
  10. 소정의 구조체를 대상물 위에 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은 구조체 형성 재료를 포함하는 액체를 상기 대상물을 향하여 토출하는 공정과,
    구조체 형성 재료로 이루어지는 구조체를 대상물 위에 형성하기 위하여, 상기 대상물에 착탄된 액체를 건조하는 공정과,
    상기 대상물에 착탄된 액체의 건조 전 또는 건조 중에, 상기 대상물에 착탄된 액체의 적어도 일부를 향하여 소정 강도의 에너지 빔을 조사하는 공정을 구비하고,
    상기 소정 강도는 상기 대상물에 착탄된 액체가 상기 대상물 위를 습윤 확장하도록 유동하는 값으로 설정되는 구조체 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소정 강도의 에너지 빔의 조사는 상기 대상물에 착탄된 액체의 건조 전에 행하여지는 구조체 형성 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 소정 강도는 제 1 소정 강도이며, 상기 대상물에 착탄된 액체를 건조하는 공정은 제 1 소정 강도의 에너지 빔의 조사에 의하여 대상물 위를 습윤 확장된 액체를 향하여, 상기 제 1 소정 강도 보다도 높은 제 2 소정 강도의 에너지 빔을 조사하는 것을 포함하는 구조체 형성 방법.
  13. 착색 박막이 형성된 기판을 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 방법에 의하여, 상기 착색 박막을 기판 위에 형성하는 공정을 구비하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  14. 발광 소자가 형성된 기판을 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 방법에 의하여, 상기 발광 소자를 기판 위에 형성하는 공정을 구비하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220648A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Samsung Sdi Co Ltd 平板表示装置とその製造装置及び製造方法
JP2007313499A (ja) 2006-04-27 2007-12-06 Seiko Epson Corp パターン形成方法、液滴吐出装置及び回路モジュール
JP2008194617A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Seiko Epson Corp パターン形成方法、パターン形成装置及び液状体乾燥装置
EP2162728B1 (en) 2007-06-15 2016-07-27 Novartis AG Microscope system and method for obtaining standardized sample data
CA2604317C (en) 2007-08-06 2017-02-28 Historx, Inc. Methods and system for validating sample images for quantitative immunoassays
CA2596204C (en) 2007-08-07 2019-02-26 Historx, Inc. Method and system for determining an optimal dilution of a reagent
US8173201B2 (en) 2007-08-17 2012-05-08 Seiko Epson Corporation Film-forming method and film-forming device
WO2009029810A1 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Historx, Inc. Automatic exposure time selection for imaging tissue
JP5337676B2 (ja) 2009-06-25 2013-11-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 蛍光分析装置および蛍光検出装置
JP5695337B2 (ja) * 2010-04-16 2015-04-01 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置
JP2012071244A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd パターン形成方法およびパターン形成装置
CN104511400B (zh) * 2013-09-26 2018-03-16 芝浦机械电子装置株式会社 粘合剂涂布装置及方法、显示装置用构件制造装置及方法
KR20150109011A (ko) * 2014-03-18 2015-10-01 삼성디스플레이 주식회사 슬롯 다이 코터 및 이를 이용한 코팅 방법
CN104793370B (zh) * 2015-04-30 2018-02-13 武汉华星光电技术有限公司 彩色滤光基板的制备方法
US20220011679A1 (en) * 2021-09-23 2022-01-13 Intel Corporation Measurement tool and method for lithography masks

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132248A (en) * 1988-05-31 1992-07-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Direct write with microelectronic circuit fabrication
US6630274B1 (en) * 1998-12-21 2003-10-07 Seiko Epson Corporation Color filter and manufacturing method therefor
JP4149161B2 (ja) * 2001-12-06 2008-09-10 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造方法およびパターン製造装置
KR100590525B1 (ko) * 2003-01-15 2006-06-15 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트헤드 및 잉크 토출 방법
JP4244382B2 (ja) * 2003-02-26 2009-03-25 セイコーエプソン株式会社 機能性材料定着方法及びデバイス製造方法
JP2006035184A (ja) * 2004-07-30 2006-02-09 Seiko Epson Corp 液滴塗布方法と液滴塗布装置及び電気光学装置並びに電子機器

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