KR20060128677A - 액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전체의 묘화(描畵) 시간을 단축하는 동시에, 형성되는 막에 불균일이 생기는 것을 방지하는 것이 가능한 액적 토출 방법, 헤드 유닛, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
각 피토출부(18)가 노즐(118)에 의해 전체에 걸쳐 덮였을 때에, 그 피토출부(18)에 평면적으로 겹치는 노즐(118)로부터 액체 재료(111)의 액적을 토출하도록 하고, 예를 들어 피토출부(18)의 일부가 덮인 것에 불과할 경우에는 액체 재료(111)가 토출되지 않게 했기 때문에, 피토출부(18)에 불균일이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 기판 전체에서 기능액의 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능해진다.
액적 토출 장치, 피토출부, 컬러 필터 기판, 전기 광학 장치

Description

액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기{DROPLET DISCHARGE METHOD, ELECTRO OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 컬러 필터 기판의 구성을 나타낸 평면도.
도 3은 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 전체 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 캐리지의 구성을 나타낸 평면도.
도 5는 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 헤드의 외부 구성을 나타낸 평면도.
도 6은 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 헤드의 배치를 나타낸 도면.
도 7은 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 헤드의 내부 구성을 나타낸 블록도.
도 8은 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 제어부의 구성을 나타낸 도면.
도 9의 (a)는 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 헤드 구동부의 구성을 나타낸 도면, 도 9의 (b)는 헤드 구동부에 공급하는 구동 신호를 나타낸 도면.
도 10은 본 실시예에 따른 액적 토출 방법을 나타낸 제 1 도면.
도 11은 본 실시예에 따른 액적 토출 방법을 나타낸 제 2 도면.
도 12는 본 실시예에 따른 액적 토출 방법을 나타낸 제 3 도면.
도 13은 본 발명에 따른 전자 기기의 구성을 나타낸 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 장치 2 : 액티브 매트릭스 기판
3 : 컬러 필터 기판 10A : 기체(基體)
16 : 컬러 필터 18(18R, 18G, 18B) : 피(被)토출부
100 : 액적 토출 장치(토출 장치) 103 : 캐리지
106 : 스테이지 111(111R, 111G, 111B) : 액체 재료
114(114R, 114G, 114B) : 헤드 114P : 헤드 그룹
114G : 헤드 118 : 노즐
300 : 휴대 전화
본 발명은 액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
잉크젯 프린터의 액적 토출 헤드는 미소한 잉크방울을 도트 형상으로 토출하는 것이 가능하여, 잉크방울의 크기나 피치의 균일성 면에서 매우 정밀도가 높다. 이 기술은 각종 제품의 제조 분야에 대한 응용이 실행되고 있다. 예를 들어 액정 장치의 컬러 필터나 유기 EL 표시 장치의 발광부 등을 형성하는 경우에도 응용할 수 있다. 구체적으로는, 액적 토출 헤드에 특수한 잉크나 감광성 수지액 등(기능액)을 함유시키고, 전기 광학 장치용 기판에 대하여 상기 기능액의 액적을 토출하 는 것이다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 이러한 방법에 의해 형성되는 컬러 필터나 발광부에는 복수 종류의 색이 형성되는 경우가 많기 때문에, 복수 종류의 기능액을 1종류씩 상이한 장치에 의해 기판에 토출하게 되어 있다.
이러한 방법에 의해 형성되는 막 형상의 컬러 필터층이나 발광부에는 복수 종류의 색이 형성되는 경우가 많다. 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 복수 종류의 기능액을 1종류씩 상이한 장치에 의해 기판에 토출하게 되어 있기 때문에, 토출 시간이 길어지게 된다. 토출 시간을 단축하는 것을 목적으로 하여 1개의 장치에 의해 모든 종류의 액체 재료를 1회의 주사에서 동시에 토출시키고자 할 경우, 예를 들어 각 종류의 액체 재료를 토출하는 노즐이 설치된 헤드를 노즐의 배치를 일치시켜 주사 방향으로 배열시키고, 1회의 주사에서 각 헤드로부터 동시에 액체 재료를 토출시키는 수법 등을 생각할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허2004-267927호 공보
그러나, 헤드로부터 액체 재료를 토출할 때, 헤드의 양단부에 설치된 노즐로부터 토출된 액체 재료에 라인 불균일이 생기는 경우가 많기 때문에, 각 헤드의 양단(兩端)이 주사 방향과 평행한 동일 열 위에 있으면, 각 헤드로부터 토출된 액체 재료의 라인 불균일 위치가 겹치게 되어, 기판 전체에서 액체 재료의 라인 불균일이 눈에 띄기 쉬워지게 된다.
상기와 같은 사정을 감안하여, 본 발명은 기판 전체에서 기능액의 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능한 액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액적 토출 방법은, 기판에 설치된 피토출부 위를 복수의 토출 헤드가 상대적으로 주사하면서, 상기 토출 헤드에 설치된 복수의 노즐로부터 상기 피토출부에 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출 방법으로서, 상기 주사 방향과 직교하는 직교 방향에서의 상기 복수의 노즐로 이루어지는 토출 영역의 치수가 상기 직교 방향에서의 상기 피토출부의 치수보다도 크며, 상기 피토출부 전체가 상기 토출 영역에 포함되어 있을 때에는 상기 복수의 노즐로부터 상기 피토출부에 상기 기능액의 액적을 토출하고, 상기 피토출부 중 적어도 일부가 상기 복수의 노즐의 토출 영역에 포함되어 있지 않을 때에는 상기 복수의 노즐로부터 상기 피토출부에 상기 기능액의 액적을 토출하지 않는 것을 특징으로 한다.
종래의 구성에서는, 어느 피토출부에서는 상기 피토출부 전체가 토출 헤드에 설치된 노즐의 토출 영역에 포함되어 있지만, 다른 피토출부에서는 토출 헤드에 설치된 노즐의 토출 영역에 상기 피토출부의 일부만이 포함되어 있다는 경우가 생긴다. 이러한 경우, 토출 헤드 자체를 직교 방향으로 어긋나게 하면서 주사하여 기능액을 토출할 필요가 있지만, 1개의 피토출부에 시간차를 두어 기능액이 토출되어, 토출된 기능액에 불균일이 생길 우려가 있다.
본 발명에 의하면, 피토출부 전체가 노즐의 토출 영역에 포함되었을 때에, 그 노즐로부터 그 피토출부에 기능액의 액적을 토출하도록 하고, 피토출부의 일부 가 토출 영역에 포함되어 있음에 불과할 경우, 또는 피토출부가 토출 영역에 전혀 포함되어 있지 않을 경우에는 기능액이 토출되지 않도록 했기 때문에, 피토출부에 불균일이 생기지도 않는다. 이것에 의해, 기판 전체에서 기능액의 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능해진다.
또한, 복수의 상기 토출 헤드를 사용하여, 복수의 상기 토출 헤드 각각에 설치된 상기 복수의 노즐 중 상기 직교 방향의 양단부에 설치된 노즐의 상기 직교 방향에서의 위치를 상기 토출 헤드마다 어긋나게 한 상태에서 상기 기판 위를 상대적으로 주사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 각각의 토출 헤드에서 라인 불균일이 발생하기 쉬운 위치, 즉, 토출 헤드의 양단부에 설치된 노즐의 위치를 토출 헤드마다 어긋나게 하고 있기 때문에, 본 발명에 따른 헤드 유닛에 의해 기판 위를 주사하면서 기능액을 토출하는 경우일지라도, 각각의 토출 헤드로부터 토출된 기능액의 라인 불균일 위치가 중첩되지는 않는다.
본 발명의 다른 관점에 따른 전기 광학 장치는, 상기 액적 토출 방법에 의해 기능액이 토출된 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판 전체에서 기능액의 불균일을 적게 하는 것이 가능한 액적 토출 방법에 의해 기능액의 액적이 토출되어 있기 때문에, 표시가 균일한 양질(良質)의 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 전자 기기는, 상기 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 표시가 균일한 양질의 전기 광학 장치를 탑재했기 때문에, 표시 성능이 우수한 전자 기기를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 이하의 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다.
(전기 광학 장치)
도 1은 본 실시예에 따른 액정 장치(1)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 장치(1)는 액정 패널(40)과 백라이트(41)를 주체로 하여 구성되어 있다. 액정 패널(40)은 액티브 매트릭스 기판(2)과 컬러 필터 기판(3)이 밀봉재(26)를 통하여 접합되고, 상기 액티브 매트릭스 기판(2)과 컬러 필터 기판(3)과 밀봉재(26) 사이에 액정(6)이 삽입된 구성으로 되어 있다. 도면 중의 파선(破線)으로 도시된 표시 영역(2a)은 화상이나 동영상 등이 표시되는 영역이다.
또한, 본 실시예의 액정 장치(1)는 스위칭 소자로서 2단자형 비선형 소자인 박막 다이오드(TFD) 소자를 사용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치를 채용하고 있지만, 예를 들어 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(TFT) 소자를 사용한 액정 장치나, 패시브 매트릭스(passive-matrix) 방식의 액정 장치여도 물론 상관없다. 또한, 액정 패널(40)은 2매의 대형 마더보드를 접합시키고, 절단함으로써 형성된다(즉, 한 쌍의 마더보드로부터 복수의 패널이 얻어진다). 2매의 마더보드로서는, 컬러 필터 기판(3)을 생성하는 컬러 필터측 마더보드와, 액티브 매트릭스 기판(2)을 생성하는 액티브 매트릭스측 마더보드가 있다.
도 2는 컬러 필터 기판(3)의 구성을 나타낸 평면도이다. 도 2의 (a)는 컬러 필터 기판(3)의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 컬러 필터 기판(3)의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터 기판(3)은 예를 들어 유리나 플라스틱 등의 투명한 재료에 의해 형성된 사각형의 기판이다. 컬러 필터 기판(3) 위에는 차광층(13)이 설치되어 있고, 차광층(13)에 의해 둘러싸인 영역(화소)에 대응하여 적색층(16R), 녹색층(16G), 청색층(16B)을 갖는 컬러 필터(16)가 설치되어 있다. 또한, 컬러 필터 기판(3)에는 상기 컬러 필터(16)를 덮도록 오버코팅층(도시 생략)이 형성되고, 오버코팅층 위에는 배향막(도시 생략)이 형성된다. 상기 배향막은 예를 들어 폴리이미드 등으로 이루어지고, 표면이 러빙(rubbing) 처리된 수평 배향막이다.
또한, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 1개의 적색층(16R)(또는 녹색층(16G), 청색층(16B))에 대해서는 짧은 변의 길이 S가 예를 들어 170㎛ 정도, 긴 변의 길이 L이 예를 들어 510㎛ 정도인 사각형으로 설치되어 있다. 또한, 인접하는 컬러 필터(16)끼리의 간격에 대해서는, 행방향의 간격 T1은 약 20㎛로 되어 있고, 열방향의 간격 T2는 약 40㎛로 되어 있다.
(액적 토출 장치)
다음으로, 본 실시예에 따른 액적 토출 장치(이하 「토출 장치」라고 함)(100)에 대해서 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(100)는 액체 재료(111)를 유지하는 탱 크(101)와, 튜브(110)를 통하여 탱크(101)로부터 액체 재료(111)가 공급되는 토출 주사부(102)를 주체로 하여 구성되어 있다.
액체 재료(111)로서는, 예를 들어 상술한 액정 장치(1)의 컬러 필터(16)의 적색층(16R)을 구성하는 재료(이하 「적색 재료」라고 함)(111R)와, 녹색층(16G)을 구성하는 재료(이하 「녹색 재료」라고 함)(111G)와, 청색층(16B)을 구성하는 재료(이하 「청색 재료」라고 함)(111B)의 3종류가 있다.
탱크(101)는 적색 재료(111R)를 유지하는 적색 재료 탱크(101R)와, 녹색 재료(111G)를 유지하는 녹색 재료 탱크(101G)와, 청색 재료(111B)를 유지하는 청색 재료 탱크(101B)를 갖고 있으며, 상술한 3종류의 액체 재료(111)를 개별적으로 유지하게 되어 있다. 각 탱크(101)에는 예를 들어 압력 펌프(도시 생략)가 부착되어 있다. 상기 압력 펌프가 구동하여 탱크(101) 내부에 압력을 가함으로써, 액체 재료(111)가 탱크(101) 내로부터 토출 주사부(102)에 공급되게 되어 있다.
여기서, 적색 재료(111R)로서는, 예를 들어 폴리우레탄 올리고머에 적색의 무기 안료(예를 들어 적색산화철(III)이나 카드뮴레드 등)를 분산시킨 후, 용제(溶劑)로서 부틸카르비톨아세테이트를 첨가하고, 다시 비이온계 계면활성제를 분산제로서 첨가하여, 점도를 소정의 범위로 조정한 용액이 사용되고 있다.
또한, 녹색 재료(111G)로서는, 예를 들어 폴리우레탄 올리고머에 녹색의 무기 안료(예를 들어 산화크롬녹색이나 코발트그린 등)를 분산시킨 후, 용제로서 시클로헥사논 및 아세트산부틸을 첨가하고, 비이온계 계면활성제를 분산제로서 첨가하여, 점도를 소정의 범위로 조정한 용액이 사용되고 있다.
또한, 청색 재료(111B)로서는, 예를 들어 폴리우레탄 올리고머에 청색의 무기 안료(예를 들어 군청이나 감청 등)를 분산시킨 후, 용제로서 부틸카르비톨아세테이트를 첨가하고, 비이온계 계면활성제를 분산제로서 첨가하여, 점도를 소정의 범위로 조정한 용액이 사용되고 있다.
토출 주사부(102)는 복수의 헤드(114)(도 4 참조)를 유지하는 캐리지(103)와, 캐리지(103)의 위치를 제어하는 캐리지 위치 제어 장치(104)와, 컬러 필터측 마더보드를 구성하는 기체(10A)를 유지하는 스테이지(106)와, 스테이지(106)의 위치를 제어하는 스테이지 위치 제어 장치(108)와, 제어부(112)를 갖고 있다. 또한, 실제로는, 토출 장치(100)에는 복수(예를 들어 10개)의 캐리지(103)가 설치되어 있다. 도 3에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 1개의 캐리지(103)를 도시하여 설명하기로 한다.
캐리지 위치 제어 장치(104)는, 제어부(112)로부터의 신호에 따라, 캐리지(103)를 X축 방향 또는 Z축 방향을 따라 이동시키는 동시에, Z축을 축으로 하는 회전 방향으로 캐리지(103)를 회전시키는 기능도 갖고 있다. 스테이지 위치 제어 장치(108)는, 제어부(112)로부터의 신호에 따라, Y축 방향을 따라 스테이지(106)를 이동시키는 동시에, Z축을 축으로 하는 회전 방향으로 스테이지(106)를 회전시키는 기능도 갖고 있다.
상술한 바와 같이, 캐리지(103)는 캐리지 위치 제어 장치(104)의 제어에 의해 X축 방향으로 이동하게 되어 있다. 한편, 스테이지(106)는 스테이지 위치 제어 장치(108)의 제어에 의해 Y축 방향으로 이동하게 되어 있다. 즉, 캐리지 위치 제 어 장치(104) 및 스테이지 위치 제어 장치(108)에 의해, 스테이지(106)에 대한 헤드(114)의 상대 위치가 변하게 되어 있다.
즉, 캐리지(103) 및 스테이지(106) 중 양쪽 또는 어느 한쪽을 이동시킴으로써, 캐리지(103)가 스테이지(106)(또는 스테이지(106)에 의해 유지되는 기체(10A))를 주사할 수 있게 되어 있다. 이하, 본 실시예에서는 캐리지(103)를 정지시키고, 스테이지(106)를 이동시킴으로써 주사를 행하는 경우에 대해서 설명한다.
도 4는 1개의 캐리지(103)를 스테이지(106) 측으로부터 관찰한 도면이며, 도 4의 지면(紙面)에 수직인 방향이 Z축 방향이다. 또한, 도 4의 지면의 좌우 방향이 X축 방향이고, 지면의 상하 방향이 Y축 방향이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 캐리지(103)는 각각 동일한 구조·치수를 갖는 복수의 헤드(114)를 유지하고 있다. 헤드(114)에는 액체 재료(111) 중 적색 재료(111R)를 토출하는 헤드(114R), 녹색 재료(111G)를 토출하는 헤드(114G), 청색 재료(111B)를 토출하는 헤드(114B)의 3종류가 있다.
본 실시예에서는 1개의 캐리지(103)에 헤드(114R), 헤드(114G), 헤드(114B)가 각각 4개씩 설치되어 있어, 헤드(114)의 수는 합계 12개로 되어 있다. 또한, 헤드(114)끼리의 위치 관계에 대해서는 후술한다. 또한, 본 명세서에서는 Y축 방향으로 인접하는 6개의 헤드(114)를 「헤드 그룹(114P)」으로 표기하는 경우도 있다.
도 5는 헤드(114)의 저면(底面)(114a)을 나타낸 도면이다. 저면(114a)의 형상은 대향하는 2개의 긴 변 및 대향하는 2개의 짧은 변을 갖는 사각형이다. 상기 저면(114a)은 스테이지(106) 측(도면 중의 Z축 방향)을 향하고 있다. 헤드(114)의 긴 변 방향과 도면 중의 X축 방향, 또한 헤드(114)의 짧은 변 방향과 도면 중의 Y축 방향에 대해서는 각각 평행으로 되어 있다.
또한, 상기 저면(114a)에는 노즐(118)이 X축 방향으로 예를 들어 90개씩, 2열(열(116A)와 열(116B))로 배치되어 있다. 또한, 각 노즐(118)의 노즐 직경 r은 약 30㎛로 되어 있다. 열(116A) 측의 노즐(118) 및 열(116B) 측의 노즐(118)은 각각 각 열에서 소정의 피치 LNP(LNP: 약 140㎛)로 배치되어 있다. 또한, 노즐 열(116B)의 각 노즐(118)의 위치가 노즐 열(116A)의 각 노즐(118) 위치에 대하여 노즐 피치 LNP의 반분의 길이(약 70㎛)만큼 X축 방향의 마이너스 방향(도 5의 하방)으로 어긋나게 배치되어 있다. 또한, 헤드(114)에 설치되는 노즐 열은 2열이 아니어도 상관없다. 예를 들어 3열, 4열, …, M열(M은 자연수)로 열 수를 증가시킬 수도 있고, 또는 1열이어도 상관없다.
노즐 열(116A) 및 노즐 열(116B)의 각각이 90개의 노즐로 이루어지기 때문에, 1개의 헤드(114)에는 180개의 노즐이 설치되어 있다. 다만, 노즐 열(116A)의 양단으로부터 5개째까지의 노즐은 액체 재료(111)가 토출되지 않게 되어 있다(휴지(休止) 노즐: 도 5 중의 파선으로 둘러싸인 부분). 마찬가지로, 노즐 열(116B)의 양단으로부터 5개째까지의 노즐도 액체 재료(111)가 토출되지 않는 휴지 노즐로 되어 있다(도 5 중의 파선으로 둘러싸인 부분). 이 때문에, 헤드(114)에서의 180개의 노즐(118) 중 양단의 20개의 노즐을 제외한 160개의 노즐(118)이 액체 재료(111)를 토출하게 되어 있다(토출 노즐).
본 명세서에서는, 헤드(114)의 위치 관계를 설명하기 위해, 노즐 열(116A)에 포함되는 90개의 노즐(118) 중 단부로부터 6번째 노즐 예를 들어 도면 중의 상단으로부터 6번째 노즐(118)을 헤드(114)의 「기준 노즐(118R)」로 표기한다. 즉, 노즐 열(116A)에서의 80개의 토출 노즐 중 도면 중의 최상부에 위치하는 토출 노즐이 헤드(114)의 「기준 노즐(118R)」이다. 또한, 모든 헤드(114)에 대하여 「기준 노즐(118R)」의 지정 방법이 동일하면 되기 때문에, 「기준 노즐(118R)」의 위치는 상기 위치가 아니어도 상관없다.
다음으로, 헤드 그룹(114P)에서의 6개의 헤드(114)의 위치 관계에 대해서 설명한다.
도 6은 헤드(114)의 상대 위치 관계를 나타낸 도면이다. 또한, 도 6에 있어서, 도 4에 나타낸 2세트의 헤드(114R, 114G, 114B)에 대해서는, 각각 헤드(114R1, 114G1, 114B1) 및 헤드(114R2, 114G2, 114B2)로 표기하여 구별하기로 한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 헤드 그룹(114P)은 인접하는 헤드(114)끼리가 X방향으로 어긋나게 배치되어 있다. 헤드(114R1)에 인접하는 헤드(114G1)는 헤드(114R1)에 대하여 예를 들어 도면 중의 X방향 하측으로 어긋나게 설치되어 있다. 또한, 헤드(G1)에 인접하는 헤드(B1)에 대해서도, 마찬가지로 인접하는 헤드(G1)에 대하여 예를 들어 도면 중의 X방향 하측으로 어긋나게 설치되어 있다. 헤드(114B1)에 인접하는 헤드(114R2), 상기 헤드(114R2)에 인접하는 헤드(114G2), 또한 상기 헤 드(114G2)에 인접하는 헤드(114B2)에 대해서도, 마찬가지로 각각 인접하는 헤드(114)에 대하여 도면 중의 X방향 하측으로 어긋나게 설치되어 있다.
또한, 도 6에 있어서, 헤드(114R1)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「1-a」 및 「1-b」(실선으로 나타냄)이다. 헤드(114G1)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「2-a」 및 「2-b」(파선으로 나타냄)이다. 헤드(114B1)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「3-a」 및 「3-b」(1점쇄선으로 나타냄)이다. 헤드(114R2)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「4-a」 및 「4-b」(실선으로 나타냄)이다. 헤드(114G2)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「5-a」 및 「5-b」(파선으로 나타냄)이다. 헤드(114B2)에 설치된 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치는 「6-a」 및 「6-b」(1점쇄선으로 나타냄)이다.
동일한 구조인 각 헤드(114)끼리가 X방향으로 어긋나게 배치되어 있음으로써, 자체에 설치되는 기준 노즐(118R)의 X방향의 위치 (1-a) 내지 (6-b)가 서로 어긋나게 되어 있다. 그 결과, 캐리지(103)가 주사(스캔)할 때에는, 노즐(118)의 최단부인 기준 노즐(118R)로부터 토출되는 액체 재료(111)의 라인 불균일이 겹치지 않게 되어 있다.
다음으로, 헤드(114)의 내부 구성을 설명한다. 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 각각의 헤드(114)는 잉크젯 헤드이다. 보다 구체적으로는, 각각의 헤드(114)는 진동판(126)과 노즐 플레이트(128)를 구비하고 있다. 진동판(126)과 노 즐 플레이트(128) 사이에는 탱크(101)로부터 구멍(131)을 통하여 공급되는 액체 재료(111)가 항상 충전되는 액체 저장소(129)가 설치되어 있다.
또한, 진동판(126)과 노즐 플레이트(128) 사이에는 복수의 격벽(122)이 설치되어 있다. 그리고, 진동판(126)과, 노즐 플레이트(128)와, 한 쌍의 격벽(122)에 의해 둘러싸인 부분이 캐비티(120)이다. 캐비티(120)는 노즐(118)마다 설치되어 있고, 캐비티(120)의 수와 노즐(118)의 수는 동일하다. 캐비티(120)에는 한 쌍의 격벽(122) 사이에 설치된 공급구(130)를 통하여 액체 저장소(129)로부터 액체 재료(111)가 공급된다.
진동판(126) 위에는 각각의 캐비티(120)에 대응하여 진동자(124)가 위치한다. 진동자(124)는 피에조 소자(124C)와, 피에조 소자(124C)를 사이에 끼우는 한 쌍의 전극(124A, 124B)을 갖고 있다. 이 한 쌍의 전극(124A, 124B) 사이에 구동 전압을 공급함으로써, 대응하는 노즐(118)로부터 액체 재료(111)가 토출된다. 또한, 노즐(118)로부터 Z축 방향으로 액상 재료가 토출되도록 노즐(118)의 형상이 조정된다. 또한, 피에조 소자 대신에 전기 열 변환 소자를 가질 수도 있다. 즉, 전기 열 변환 소자에 의한 재료의 열팽창을 이용하여 액체 재료(111)를 토출하는 구성을 갖고 있을 수도 있다.
다음으로, 도 8에 의거하여 제어부(112)의 구성을 설명한다.
제어부(112)는 액체 재료(111)를 토출하는 타이밍이나, 캐리지(103)의 고정 위치, 스테이지(106)의 이동(이동 속도, 이동 거리 등) 등 토출 장치(100)의 동작에 관하여 통괄하여 제어하는 부위이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 제어부(112)는 입력 버퍼 메모리(200)와, 기억 수단(202)과, 처리부(204)와, 주사 구동부(206)와, 헤드 구동부(208)를 구비하고 있으며, 각 부분끼리가 통신 가능하게 접속되어 있다.
입력 버퍼 메모리(200)는 외부에 접속되는 예를 들어 정보처리 장치 등으로부터 액체 재료(111)의 액적 토출을 행하기 위한 토출 데이터를 수취한다. 입력 버퍼 메모리(200)는 토출 데이터를 처리부(204)에 공급하고, 처리부(204)는 토출 데이터를 기억 수단(202)에 저장한다. 기억 수단(202)으로서는, 예를 들어 RAM 등이 사용되고 있다.
처리부(204)는 기억 수단(202) 내에 저장된 토출 데이터에 액세스하고, 상기 토출 데이터를 기초로 하여 주사 구동부(206) 및 헤드 구동부(208)에 필요한 구동 신호를 공급한다.
주사 구동부(206)는, 구동 신호에 의거하여, 캐리지 위치 제어 장치(104) 및 스테이지 위치 제어 장치(108)에 소정의 위치 제어 신호를 공급한다. 또한, 헤드 구동부(208)는, 구동 신호에 의거하여, 각 헤드(114)에 액체 재료(111)를 토출하는 토출 신호를 공급한다.
헤드 구동부(208)는, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 1개의 구동 신호 생성부(203)와 복수의 아날로그 스위치(AS)를 갖고 있다. 아날로그 스위치(AS)는 헤드(114) 내의 진동자(124)에 접속되어 있다(구체적으로는, 전극(124A)에 접속되어 있다. 다만, 전극(124A)은 도 9의 (a)에는 도시되지 않음). 상기 아날로그 스위치(AS)는 노즐(118)의 각각에 대응하도록 설치되어 있고, 노즐(118)의 개수와 동일하 게 설치되어 있다.
구동 신호 생성부(203)는 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같은 구동 신호(DS)를 생성한다. 구동 신호(DS)는 아날로그 스위치(AS)의 각각의 입력 단자에 독립적으로 공급된다. 구동 신호(DS)의 전위는 기준 전위 L에 대하여 시간적으로 변화된다. 즉, 구동 신호(DS)는 복수의 토출 파형 P가 토출 주기 EP로 반복되는 신호이다. 토출 주기 EP는 예를 들어 처리부(204)에 의해 원하는 값으로 조절되게 되어 있다.
구동 신호 생성부(203)는 소정의 아날로그 스위치(AS)에만 구동 신호(DS)를 출력할 수 있게 되어 있고, 액체 재료(111)를 토출하는 노즐(118)만을 구동할 수 있게 되어 있다. 또한, 이 토출 주기 EP를 적절히 조절할 수 있게 되어 있고, 복수의 노즐(118)로부터 소정의 순서로 액체 재료(111)가 토출되도록 토출 신호를 생성할 수 있게 되어 있다.
(액정 장치의 제조 방법(액적 토출 방법))
다음으로, 이렇게 구성된 액정 장치(1)의 제조 공정에 대해서 설명한다.
본 실시예에서는, 대면적의 마더보드를 사용하여 복수의 액정 장치를 일괄적으로 형성하고, 절단에 의해 각각의 액정 장치(1)로 분리하는 방법을 예를 들어 설명한다.
우선, 컬러 필터측 마더보드의 형성 공정에 대해서 간단히 설명한다.
토출 장치(100)의 스테이지(106)에 기체(10A)를 유지시킨다. 상기 기체(10A)에는 컬러 필터(16)의 각색(各色) 층을 유지하는 피토출부(18(18R, 18G, 18B: 도 10 등 참조))가 형성되어 있다. 피토출부(18R)에는 적색층(16R)이 유지되고, 피토출부(18G)에는 녹색층(16G)이 유지되며, 피토출부(18B)에는 청색층(16B)이 유지되게 되어 있다. 또한, 기체(10A)를 스테이지(106)에 의해 유지할 때에는, 기체(10A)의 짧은 변 방향이 X축 방향과 일치하고, 긴 변 방향이 Y축 방향과 일치하도록 위치를 조절한다.
이 상태에서, 도 10에 나타낸 바와 같이 스테이지(106)를 도면 중의 좌측으로부터 우측으로 이동시킨다. 캐리지(103)는 예를 들어 도면 중의 우측으로부터 좌측으로 기체(10A) 위를 주사한다. 이 때, 캐리지(103)가 기체(10A) 위를 주사하면서, 각 헤드(114)로부터는 액체 재료(111)가 토출된다.
여기서, 각 헤드(114)의 토출용 노즐(118)(양단의 기준 노즐(118R) 사이에 배치된 노즐)이 1개의 피토출부(18)를 주사 방향과 직교하는 직교 방향 전체에 걸쳐 커버하고 있지 않을 경우에는, 그 피토출부(18)에는 액체 재료(111)를 토출하지 않도록 한다. 또한, 각 헤드(114)의 토출용 노즐(118)이 1개의 피토출부(18) 전체를 커버하고 있을 경우에는 그 피토출부(18)에 액체 재료(111)를 토출하도록 하고, 각 헤드(114)의 토출용 노즐(118)이 1개의 피토출부(18) 전체를 커버하고 있지 않을 경우에는 그 피토출부(18)에는 액체 재료(111)를 토출하지 않도록 한다.
도 11에 의거하여 구체적으로 설명한다. 도 11은 각 헤드(114)로부터 액체 재료(111)가 토출되는 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 11에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해, 기준 노즐(118R)이 헤드(114)의 단부에 위치하도록 나타냈다.
도 11 중 예를 들어 헤드(114R)에 주목하면, 상기 헤드(114R)의 토출 노즐(118)(기준 노즐(118R)을 포함)은 도면 중 최상단의 피토출부(18R) 일부를 커버하고, 도면 중 위로부터 2단째의 피토출부(18R) 전부를 커버하며, 도면 중 위로부터 3단째의 피토출부(18R)에 대해서는 전혀 커버하지 않는다. 이 경우, 영역의 전부가 노즐(118)에 의해 커버되어 있는 피토출부(18R), 즉, 도면 중 위로부터 2단째의 피토출부(18R)에만 액체 재료(111)(적색 재료(111R))를 토출한다.
또한, 헤드(114G)에 주목하면, 상기 헤드(114G)의 토출 노즐(118)은 도면 중 최상단의 피토출부(18G) 일부를 커버하고, 도면 중 위로부터 2단째의 피토출부(18G) 전부를 커버하며, 도면 중 위로부터 3단째의 피토출부(18G) 일부를 커버한다. 이 경우, 영역의 전부가 노즐(118)에 의해 커버되어 있는 피토출부(18G), 즉, 도면 중 위로부터 2단째의 피토출부(18G)에만 액체 재료(111)(녹색 재료(111G))를 토출한다.
또한, 헤드(114B)에 주목하면, 상기 헤드(114B)의 토출 노즐(118)은 도면 중 최상단의 피토출부(18B)는 커버하지 않고, 도면 중 위로부터 2단째의 피토출부(18B) 일부를 커버하며, 도면 중 위로부터 3단째의 피토출부(18B) 전부를 커버한다. 이 경우, 영역의 전부가 노즐(118)에 의해 커버되어 있는 피토출부(18B), 즉, 도면 중 위로부터 3단째의 피토출부(18B)에만 액체 재료(111)(청색 재료(111B))를 토출한다.
이러한 방법에 의해 토출할 경우, 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 도면 중 최상 행의 각 피토출부(18)에는 녹색 재료(111G)가 토출되고, 도면 중 위로 부터 2단째의 각 피토출부(18)에는 청색 재료가 토출되며, 도면 중 위로부터 3단째의 각 피토출부(18)에는 적색 재료(111R)가 토출되고, 도면 중 최하단의 각 피토출부(18)에는 녹색 재료(111)가 토출된다.
2회째 이후의 주사에서는, 토출하고자 하는 액체 재료(111)의 노즐(118)이 액체 재료(111)가 토출되지 않은 피토출부(18) 전체를 커버하도록 캐리지(103)를 이동시키고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 모든 피토출부(18)에 액체 재료(111)가 토출될 때까지 상기 주사를 반복한다.
그 이후의 공정에 대해서는 간단히 설명한다. 컬러 필터(16)가 형성된 기체(10A) 위에는 도시하지 않은 전극이나 배선 등을 형성하고, 평탄화막을 형성한다. 또한, 기체(10A)의 표면에 갭(gap) 제어용 스페이서(도시 생략) 및 격벽(도시 생략)을 형성한다. 이 기체(10A)에 형성된 배선이나 컬러 필터를 덮도록 배향막을 형성하고, 이 배향막에 대하여 러빙 처리를 실행한다. 배향막은 예를 들어 폴리이미드를 도포 또는 인쇄함으로써 형성할 수 있다. 또한, 에폭시 수지 등으로 이루어지는 밀봉재를 사각형 고리 형상으로 형성하고, 밀봉재로 둘러싸인 영역에 액정을 도포한다.
다음으로, 액티브 매트릭스측 마더보드의 형성에 대해서는, 유리나 플라스틱 등의 투광성 재료로 이루어지는 대형 기체에 배선, 전극 등을 형성하고, 상기 배선, 전극 등이 형성된 영역에 평탄화막을 형성한다. 평탄화막을 형성한 후, 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막을 형성하고, 이 배향막에 대하여 러빙 처리를 실행한다.
다음으로, 컬러 필터측 마더보드와 액티브 매트릭스측 마더보드를 패널 형상으로 접합시킨다. 양 기판을 근접시켜, 액티브 매트릭스측 마더보드를 컬러 필터측 마더보드 위의 밀봉재에 접착시키도록 한다. 그 후, 접착된 양 마더보드에 스크라이브선(scribe line)을 형성하여, 상기 스크라이브선을 따라 패널을 절단하고, 절단한 각 패널의 세정을 행하며, 각 패널에 구동 드라이브 등을 실장한다. 각 액정 패널의 외측 표면에 편광판을 점착시키고, 백라이트(41)를 부착하여, 액정 장치(1)가 완성된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 각각의 헤드(114)에서의 라인 불균일이 발생하기 쉬운 위치, 즉, 각 헤드(114)의 기준 노즐(118R)의 X방향 위의 위치를 헤드(114)마다 어긋나게 하고 있기 때문에, 상기와 같이 캐리지(103)가 기체(10A) 위를 주사하면서 액체 재료(111)를 토출하는 경우일지라도, 각각의 헤드(114)에 의해 토출된 액체 재료(111)의 라인 불균일 위치가 겹치지 않아, 전체에서 액체 재료의 라인 불균일을 눈에 띄기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
또한, 헤드(114)를 상기와 같이 어긋나게 한 경우, 어느 피토출부(18)에서는 노즐(118)에 의해 상기 피토출부(18)의 직교 방향 전체가 덮이지만, 다른 피토출부(18)에서는 노즐(118)에 의해 상기 피토출부(18)의 직교 방향의 일부만이 덮인다는 경우가 생긴다. 이러한 경우, 캐리지(103)마다 직교 방향으로 움직이게 하면서 주사하여 액체 재료(111)를 토출할 필요가 있지만, 1개의 피토출부(18)에 시간차를 두어 액체 재료(111)가 토출되어, 토출된 액체 재료(111)에 불균일이 생길 우려가 있다.
이것에 대하여 본 실시예에 의하면, 피토출부(18)가 노즐(118)에 의해 직교 방향 전체에 걸쳐 덮였을 때에, 그 피토출부(18)에 평면적으로 겹치는 노즐(118)로부터 액체 재료(111)를 토출하도록 했기 때문에, 예를 들어 피토출부(18)의 일부가 덮인 것에 불과할 경우에는 액체 재료(111)가 토출되지 않고, 토출된 액체 재료(111)에 불균일이 생기지도 않는다. 이것에 의해, 기판 전체에서 액체 재료(111)의 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능해진다.
(전자 기기)
다음으로, 본 발명에 따른 전자 기기에 대해서 휴대 전화를 예로 들어 설명한다.
도 13은 휴대 전화(300)의 전체 구성을 나타낸 사시도이다.
휴대 전화(300)는 본체부(301), 복수의 조작 버튼이 설치된 조작부(302), 화상이나 동영상, 문자 등을 표시하는 표시부(303)를 갖는다. 표시부(303)에는 본 발명에 따른 액정 장치(1)가 탑재된다.
이와 같이, 표시가 균일한 양질의 액정 장치(1)를 탑재했기 때문에, 표시 성능이 우수한 전자 기기(휴대 전화(300))를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되지 않아, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경을 가할 수 있다.
또한, 상기 실시예의 설명은 액정 장치(1)의 컬러 필터 기판(3)에 컬러 필터층(16)을 형성하는 경우를 예시했지만, 이 예에 한정되지 않아, 예를 들어 유기 EL 장치용 기판에 유기층(발광층 등)을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판 전체에서 기능액의 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능한 액적 토출 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 기판 위를 복수의 토출 헤드가 상대적으로 주사하면서, 상기 토출 헤드에 설치된 복수의 노즐로부터 상기 기판에 설치된 피(被)토출부에 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출 방법으로서,
    상기 주사 방향과 직교하는 직교 방향에서의 상기 복수의 노즐로 이루어지는 토출 영역의 치수가 상기 직교 방향에서의 상기 피토출부의 치수보다도 크며,
    상기 피토출부 전체가 상기 토출 영역에 포함되어 있을 때에는 상기 복수의 노즐로부터 상기 피토출부에 상기 기능액의 액적을 토출하고, 상기 피토출부 중 적어도 일부가 상기 복수의 노즐의 토출 영역에 포함되어 있지 않을 때에는 상기 복수의 노즐로부터 상기 피토출부에 상기 기능액의 액적을 토출하지 않는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 토출 헤드를 사용하여, 복수의 상기 토출 헤드 각각에 설치된 상기 복수의 노즐 중 상기 직교 방향의 양단부(兩端部)에 설치된 노즐의 상기 직교 방향에서의 위치를 상기 토출 헤드마다 어긋나게 한 상태에서 상기 기판 위를 상대적으로 주사하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액적 토출 방법에 의해 기능액이 토출된 기 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 3 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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