KR20080034395A - 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력에 신속하게 반영시키는 것을 목적으로 한다.
워크에 대하여, 잉크젯 방식의 기능 액적 토출 헤드(17)를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 기능액을 토출하여 묘화(描畵)를 행하는 묘화 수단과, 묘화 수단에 인접하여 배열 설치되며, 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 토출된 기능액의 중량으로부터 액적 토출량을 측정하는 중량 측정 수단(51)과, 중량 측정 수단(51)으로부터 입력된 측정 결과에 기초하여, 기능 액적 토출 헤드(17)의 구동 전력을 제어하는 제어 수단(5)을 구비한다.
액적 토출 장치, 중량 측정 유닛, 서브 테이블, 전자 저울, 기판

Description

액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기{LIQUID DROPLET DISCHARGING DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 워크에 대하여, 잉크젯 방식의 기능 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하여 묘화를 행하는 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 워크(기판)에 대하여, 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하여 묘화를 행하는 묘화 수단(토출 수단)과, 묘화 수단에 인접하여 배열 설치되며, 기능 액적 토출 헤드로부터 토출된 기능액의 중량으로부터 액적 토출량을 측정하는 중량 측정 장치를 구비하고, 중량 측정 장치의 측정 결과에 기초하여 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 조정하여, 묘화를 행하는 액적 토출 장치가 알려져 있다(예를 들면, 일본국 공개특허 제2004-177262호 공보).
그러나, 종래의 액적 토출 장치에서는, 사용자가 측정 결과에 기초하여 구동 전력을 조정했다. 이 때문에, 측정 결과를 구동 전력에 반영시키기 위해서는, 사용자에 의한 조정 시간이 필요하게 되어, 신속한 대응을 도모할 수 없었다. 또한, 사용자에게 있어서는, 조정 작업이 번거로웠다.
본 발명은, 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력에 신속하게 반영시킬 수 있는 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 액적 토출 장치는, 워크에 대하여, 잉크젯 방식의 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하여 묘화를 행하는 묘화 수단과, 묘화 수단에 인접하여 배열 설치되며, 기능 액적 토출 헤드로부터 토출된 기능액의 중량으로부터 액적 토출량을 측정하는 중량 측정 수단과, 중량 측정 수단으로부터 입력된 측정 결과에 기초하여 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 사용자가 아닌, 중량 측정 수단으로부터 입력된 측정 결과에 기초하여 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 제어한다. 이 때문에, 사용자가 측정 결과에 기초하여 구동 전력을 조정하는 구성에 비교하여, 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력에 신속하게 반영시킬 수 있다.
이 경우, 묘화 수단은, 워크를 탑재하는 동시에 당해 워크를 X축 방향으로 이동시키는 X축 테이블과, 기능 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 기능 액적 토출 헤드를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 테이블을 갖고 있으며, Y축 방향에서의 기능 액적 토출 헤드의 이동 궤적 상에 배열 설치되어, 기능 액적 토출 헤드를 흡인 및 와이핑하는 클리닝 수단을 더 구비하고, 중량 측정 수단은, 기능 액적 토출 헤드의 이동 궤적 상에서, X축 테이블과 클리닝 수단 사이에 배열 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 기능 액적 토출 헤드(의 토출 노즐)를 클리닝 수단에 의해 클리닝 한 후에, 중량 측정 수단에 면하게 할 수 있다. 이 때문에, 기능 액적 토출 헤드의 토출 불량에 의한 중량 측정 불능이나 중량 측정 불량을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 흡인·와이핑, 중량 측정 및 묘화로 이루어지는 일련의 공정의 택트 타임(tact time)을 단축할 수 있다.
이 경우, 기능 액적 토출 헤드가 복수 설치되어 있고, 중량 측정 수단은, 임의의 1의 기능 액적 토출 헤드로부터 토출된 기능액을 받는 용기와, 용기 내의 기능액의 중량을 측정하는 전자 저울과, 용기의 주위에 배열 설치되어, 1의 기능 액적 토출 헤드로부터 용기에 대한 측정 토출 시에 다른 기능 액적 토출 헤드로부터의 버리기 토출을 받는 플래싱 박스를 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 기능 액적 토출 헤드를 설치하기 위하여, 1의 기능 액적 토출 헤드가 측정 토출을 행하고 있을 때에, 그 외의 기능 액적 토출 헤드는 그 측정 토출이 종료되는 것을 대기하게 되는데, 그 「대기」 상태의 기능 액적 토출 헤드에 버리기 토출을 행하게 할 수 있다. 이 때문에, 「대기」 상태 사이에 노즐이 건조해지지 않고, 「대기」 상태 후에 측정 토출을 양호하게 행할 수 있어, 적절한 측정 결과를 얻을 수 있다.
이 경우, 복수의 기능 액적 토출 헤드는, X축 방향으로 배열되어 헤드 그룹을 구성하고 있고, 중량 측정 수단을 X축 방향으로 이동시키는 서브 테이블을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 기능 액적 토출 헤드를 구비한 경우에, 각 기능 액적 토출 헤드를 중량 측정 수단에 순서대로 면하도록 하는 동작을, 용이하게 행할 수 있다.
이 경우, 서브 테이블의 이동 궤적 상에 배열 설치되고, 전자 저울에 의한 중량 측정시에 용기의 상부 공간을 덮는 방풍 커버를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 중량 측정시에, 서브 테이블에 의해 중량 측정 수단을 방풍 커버의 아래로 이동시킴으로써, 전자 저울은 기류의 영향을 받지 않고, 정확하게 중량 측정을 행할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 상술한 액적 토출 장치를 이용하여, 워크 위에 기능액에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치는, 상술한 액적 토출 장치를 이용하여, 워크 위에 기능액에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 한다.
이들 구성에 의하면, 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드의 구 동 전력에 신속하게 반영시킬 수 있는 액적 토출 장치를 이용함으로써, 고품질의 전기 광학 장치를 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이: FPD)로서는, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, PDP 장치, 전자 방출 장치 등이 고려된다. 또한, 전자 방출 장치는, 소위 FED(Field Emission Display)나 SED(Surface-conduction Electron-Emitter Display) 장치를 포함하는 개념이다. 또한, 전기 광학 장치로서는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광 확산체 형성 등을 포함하는 장치가 고려된다.
본 발명의 전자 기기는, 상술한 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조된 전기 광학 장치 또는 상술한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 전자 기기로서는, 소위 플랫 패널 디스플레이를 탑재한 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 외에, 각종 전기 제품이 이에 해당된다.
본 발명에 의하면, 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력에 신속하게 반영시킬 수 있는 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 액적 토출 장치는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 라인에 설치되어 있으며, 예를 들면 특수한 잉크나 발광성 수지액인 기능액을 도입한 기능 액적 토출 헤드를 이용하여, 액정 표시 장치의 컬러 필터나 유기 EL 장치의 각 화소가 되 는 발광 소자 등을 형성(잉크젯법에 의한 인쇄)하는 것이다.
도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(1)는, 복수의 기능 액적 토출 헤드(17)를 탑재한 묘화(描畵) 장치(2)와, Y축 방향으로 연장되는 클리닝 장치(3)와, 묘화 장치(2)와 클리닝 장치(3) 사이에 설치된 중량 측정 유닛(4)과, 제어 장치(5)(도 8 참조)를 구비하고 있다. 제어 장치(5)는, 예를 들면 PLC로 구성되고, CPU나 메모리 등을 갖고 있다. 이 액적 토출 장치(1)는, 예를 들면 드라이 에어(Dry Air)의 분위기가 형성 가능한 챔버 룸(도시 생략)에 수용되어 있다.
묘화 장치(2)는, X축 지지 베이스(10)(석정반(石定盤)) 위에 설치된 X축 테이블(11)과, X축 방향과 직교하는 Y축 테이블(12)과, Y축 테이블(12)로 이동 가능하게 매달려 설치된 복수(10개)의 캐리지(13)를 갖고 있다.
X축 테이블(11)은, 기판(W)을 탑재하는 세트 테이블(21)과, 세트 테이블(21)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 X축 슬라이더(22)와, X축 슬라이더(22)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(23)(리니어 모터)를 갖고 있다. X축 이동 기구(23)에 의해, 기능 액적 토출 헤드(17)에 대하여, X축 슬라이더(22)를 통하여 세트 테이블(21)(기판(W))을 X축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.
또한, X축 테이블(11)은, 후술하는 검사 스테이지(43) 및 정기 플래싱 유닛(45)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 메인터넌스용 슬라이더(24)를 더 갖고 있다. X축 슬라이더(22)와 메인터넌스용 슬라이더(24)는 개별적으로 이동 가능하다.
Y축 테이블(12)은, 지지대(31)에 지지되어 있으며, X축 테이블(11) 및 클리닝 장치(3)를 걸치도록 연장되어 있다. Y축 테이블(12)은, 각 캐리지(13)를 매달 아 설치한 복수(10개)의 브리지 플레이트(32)와, 각 브리지 플레이트(32)의 양단부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 한 쌍의 복수 세트(10 세트)의 Y축 슬라이더(33)와, 각 Y축 슬라이더(33)를 Y축 방향으로 이동시키는 한 쌍의 Y축 이동 기구(34)(리니어 모터)를 갖고 있다. 한 쌍의 Y축 이동 기구(34)에 의해, 각 세트의 Y축 슬라이더(33)를 통하여 복수의 캐리지(13)를 Y축 방향으로 개별적으로 이동시킬 수 있다. 즉, Y축 테이블(12)은, 각 캐리지(13)를, X축 테이블(11), 중량 측정 유닛(4) 및 클리닝 장치(3)의 각 유닛(후술) 사이에서 이동시키고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 각 캐리지(13)는, 캐리지 플레이트(36)를 통하여, 복수(12개)의 기능 액적 토출 헤드(17)를 탑재하고 있다. 12개의 기능 액적 토출 헤드(17)는, Y축 방향으로 2그룹으로 분리되어, 6개씩 X축 방향으로 배열되어 헤드 그룹(16)을 구성하고 있다. 그리고, 복수의 캐리지에 탑재된 모든 기능 액적 토출 헤드(17)(12×10개)에 의해, Y축 방향으로 연속되는 묘화 라인을 형성하고 있다. 이 묘화 라인의 길이는, 세트 테이블(21)에 탑재 가능한 최대 사이즈의 기판(W)의 폭에 대응하고 있다.
각 기능 액적 토출 헤드(17)는, 도시하지 않은 기능액 팩 등으로부터 기능액이 공급되어, 잉크젯 방식(예를 들면 압전 소자 구동)으로 기능액을 토출하는 것이다. 그리고, 후술하는 헤드 드라이버(38)(도 8 참조)로부터 구동 전력을 인가함으로써, 복수의 노즐(예를 들면 180개×2열)로부터 기능액이 토출된다. 이 구동 전력은, 제어 장치(5)에 의해, 후술하는 중량 측정 장치(51)로부터 입력된 측정 결과에 기초하여 제어되도록 되어 있다(상세한 것은 후술함).
이와 같이 구성된 묘화 장치(2)는, 제어 장치(5)에 의한 제어를 받으면서, 기판(W) 위에 기능액을 토출하여 묘화를 행한다. 즉, 묘화 장치(2)는, X축 테이블(11)에 의해, 기능 액적 토출 헤드(17)에 대하여 기판(W)을 왕복 운동시키는 동시에, 이에 동기(同期)하여 기능 액적 토출 헤드(17)를 구동하고, 기판(W)에 대한 묘화 동작을 행한다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 클리닝 장치(3)는, X축 테이블(11)로부터 먼 순서대로, Y축 방향으로 배열되는 복수(10개)의 흡인 유닛(41)과, 1개의 와이핑 유닛(42)을 구비하고 있다. 복수의 흡인 유닛(41)과 와이핑 유닛(42)은, Y축 테이블(12)에 의한 기능 액적 토출 헤드(17)의 이동 궤적 상에 설치되어 있고, 각 유닛에 캐리지(13)를 면할 수 있도록 되어 있다.
흡인 유닛(41)은, 복수의 캐리지(13)에 대응하여, 복수개 설치되어 있다. 각 흡인 유닛(41)은, 각 기능 액적 토출 헤드(17)의 노즐면을 밀봉하는 헤드 캡(도시 생략)을 통하여, 기능 액적 토출 헤드(17)의 노즐로부터 기능액을 흡인하고, 클리닝 동작이나 기능액의 초기 충전을 행하는 것이다. 또한, 와이핑 유닛(42)은, 클리닝 동작 등에 의해 기능액이 부착되어 오염된 각 기능 액적 토출 헤드(17)의 노즐면을, 캐리지(13) 단위로, 와이핑 시트(42a)를 이용하여 닦아내는 것이다.
상기한 바와 같이, 메인터넌스용 슬라이더(24)에는, 검사 스테이지(43) 및 정기 플래싱 유닛(45)이 지지되어 있다. 검사 스테이지(43)는, 기능 액적 토출 헤드(17)의 토출 불량의 유무를 검사하기 위한 검사 토출을 받는 것이다. 토출된 검사 패턴은, 검사용 카메라(44)로 촬상(撮像)되고, 제어 장치(5)가 이것을 화상 인 식하여 토출 불량의 유무를 판단하고 있다. 또한, 정기 플래싱 유닛(45)은, 기판(W)의 탑재 교환시 등에, 기능 액적 토출 헤드(17)의 노즐이 건조하지 않도록 행하는 버리기 토출을 받기 위한 것이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 중량 측정 유닛(4)은, 복수(4개)의 중량측정 장치(51)와, 복수의 중량 측정 장치(51)를 X축 방향으로 이동시키는 서브 테이블(52)과, 서브 테이블(52)의 이동 궤적 상에 배열 설치된 방풍 커버를 구비하고 있다.
서브 테이블(52)은, 복수의 중량 측정 장치(51)를 일괄하여 지지하는 지지 프레임(56)과, 지지 프레임(56)을 통하여 복수의 중량 측정 장치(51)를 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 중량 측정용 슬라이더(57)와, 중량 측정용 슬라이더(57)를 X축 방향으로 슬라이딩시키는 모터 구동의 중량 측정용 이동 기구(58)를 갖고 있다.
복수의 중량 측정 장치(51)는, Y축 방향으로 병설되어 있고, 1개의 중량 측정 장치(51)가 1개의 헤드 그룹(16)에 대응하고 있다. 즉, 4개의 중량 측정 장치(51)에 의해, 2개의 캐리지(13)마다, 중량 측정을 행하도록 되어 있다.
각 중량 측정 장치(51)는, 헤드 그룹(16)을 구성하는 6개의 기능 액적 토출 헤드(17) 중, 임의의 1의 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 토출된 기능액을 받는 용기(61)와, 용기(61)를 통하여 기능액의 중량을 측정하는 전자 저울(62)(도 6 참조)과, 용기(61)의 주위에 배열 설치된 플래싱 박스(63)와, 이들을 수용 지지하는 케이스(64)를 갖고 있다. 플래싱 박스(63) 내에는, 기능액 흡수재(65)가, 그 양쪽 장변부를 한 쌍의 압압 플레이트(66)에 의해 가압한 상태로 부설되어 있다. 이 플래싱 박스(63)는, 1의 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 용기(61)에 대한 측정 토출 시에, 다른 5개의 기능 액적 토출 헤드(17)로부터의 버리기 토출을 받는 것이다.
본 실시예에서는, 1의 중량 측정 장치(51)로 6개의 기능 액적 토출 헤드(17)에 대해서 측정을 행하기 때문에, 1의 기능 액적 토출 헤드(17)가 측정 토출을 행하고 있을 때에, 그 외의 5개의 기능 액적 토출 헤드(17)는 그 측정 토출이 종료되는 것을 대기하게 되는데, 그 「대기」상태의 기능 액적 토출 헤드(17)에 버리기 토출을 행하도록 할 수 있다. 이 때문에, 「대기」 상태 사이에 노즐이 건조해지지 않고, 「대기」상태 후에 측정 토출을 양호하게 행할 수 있어, 적절한 측정 결과를 얻을 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 중량 측정에서의 일련의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 모든 캐리지(13)가 흡인 유닛(41)에 면한 상태로부터, 중량 측정 유닛(4)에 근접한 쪽의 2개의 캐리지(13)를 Y축 방향으로 이동시켜서, 와이핑 유닛(42)에 의해 와이핑을 행한 다음 중량 측정 유닛(4)에 면하게 한다. 또한, 상기의 모든 캐리지(13)를, 흡인 유닛(41)으로부터 검사 스테이지(43)에 이동시켜서 검사 토출을 행하고, 검사용 카메라(44)에 의해 모든 노즐의 정상 토출을 확인한 후, 2개씩 중량 측정 유닛(4)에 면하도록 해도 된다.
이어서, 서브 테이블(52)이, 각 중량 측정 장치(51)의 용기(61)를, 각 헤드 그룹(16)의 1번째 기능 액적 토출 헤드(17a)에 면하게 한다. 그리고, 각 용기(61)에 대하여, 각 헤드 그룹(16)의 1번째 기능 액적 토출 헤드(17a)의 모든 노즐로부 터 측정 토출을 행한다. 이때, 각 헤드 그룹(16)의 2번째에서부터 6번째의 기능 액적 토출 헤드(17b 내지 17f)는, 플래싱 박스(63)에 대하여, 버리기 토출을 행한다(도 7의 (a) 참조).
이어서, 서브 테이블(52)이 각 용기(61)를 방풍 커버(53) 아래로 이동시킨다. 이 상태에서, 전자 저울(62)에 의해, 액적 토출량의 측정을 행한다(도 7의 (b) 참조). 이것에 의하면, 전자 저울은, 기류(챔버 룸에 의한 다운 플로우나 난류)가 방풍 커버(53)에 의해 차단되기 때문에, 기류의 영향을 받지 않고, 정확하게 중량 측정을 행할 수 있다.
1번째의 기능 액적 토출 헤드(17a)의 액적 토출량의 중량 측정 후, 2번째의 기능 액적 토출 헤드(17b)를 용기(61)에 면하게 하고, 동일한 방법으로, 측정 토출을 행한다(도 7의 (c) 참조). 이하 동일한 방법으로, 각 헤드 그룹(16)의 6개의 기능 액적 토출 헤드(17)에 대해서 순서대로 액적 토출량을 측정한다. 또한, 여기에서는, 각 기능 액적 토출 헤드(17)의 모든 노즐로부터의 액적 토출량을 측정했지만, 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 노즐 열 단위로 액적 토출량을 측정해도 되고, 또는 노즐 단위로 액적 토출량을 측정해도 된다.
도 8은, 중량 측정 장치(51)의 측정 결과에 기초하여 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 제어하는 것을 설명하는 제어 블록도이다. 전자 저울(62)은, 상기한 바와 같이 하여 액적 토출량을 측정한 측정 결과를 제어 장치(5)에 출력한다. 제어 장치(5)는, 전자 저울(62)로부터 입력된 측정 결과에 기초하여, 헤드 드라이버(38)로부터 기능 액적 토출 헤드(17)에 인가하는 구동 전력(전압값)을 제어한다. 즉, 중량 측정 결과가 목표 범위 내인 경우에는, 전압값을 변경하지 않고, 다음 기판(W)에 대한 묘화를 행한다. 한편, 중량 측정 결과가 목표 범위 외인 경우에는, 미리 구한 인가 전압값과 중량 측정값의 분해능 데이터에 기초하여 전압값을 변경한다. 그리고, 변경 후의 전압값으로, 재차 중량 측정을 행한다. 이 중량 측정 및 전압값 변경을, 중량 측정 결과가 목표 범위 내가 될 때까지, 반복하여 행한다.
이상과 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치(1)에 의하면, 사용자가 아닌, 중량 측정 장치(51)로부터 입력된 측정 결과에 기초하여, 기능 액적 토출 헤드(17)의 구동 전력을 제어한다. 이 때문에, 사용자가 측정 결과에 기초하여 구동 전력을 조정하는 구성에 비교하여, 액적 토출량의 측정 결과를 기능 액적 토출 헤드(17)의 구동 전력에 신속하게 반영시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 액적 토출 장치(1)를 이용하여 제조되는 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이)로서, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치), 또한 이들 표시 장치에 형성되어 있는 액티브 매트릭스 기판 등을 예로, 이들의 구조 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 액티브 매트릭스 기판이란, 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속하는 소스선, 데이터선이 형성된 기판을 말한다.
우선, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 설치되는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 9는, 컬러 필터의 제조 공정을 나타낸 플로차트, 도 10은, 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(500)(필터 기체(500A))의 모식 단면도이다.
우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(S1O1)에서는, 도 1O의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)(501) 위에 블랙 매트릭스(502)를 형성한다. 블랙 매트릭스(502)는, 금속크롬, 금속크롬과 산화크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(502)를 형성하는 경우에는, 그라비아 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 뱅크 형성 공정(S102)에서, 블랙 매트릭스(502) 위에 중첩하는 상태로 뱅크(503)를 형성한다. 즉, 우선 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(501) 및 블랙 매트릭스(502)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(504)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(505)으로 피복한 상태에서 노광 처리를 행한다.
또한, 도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 레지스트층(504)의 미노광 부분을 에칭 처리함에 따라 레지스트층(504)을 패터닝하고, 뱅크(503)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성하는 경우에는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용하는 것이 가능해진다.
이 뱅크(503)와 그 아래의 블랙 매트릭스(502)는, 각 화소 영역(507a)을 구획하는 구획 벽부(507b)가 되고, 후의 착색층 형성 공정에 있어서 기능 액적 토출 헤드(17)에 의해 착색층(성막부)(508R, 508G, 508B)을 형성할 때에 기능 액적의 착 탄 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(500A)를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 뱅크(503)의 재료로서, 도막 표면이 소액(소수)성이 되는 수지 재료를 사용하고 있다. 그리고, 기판(유리 기판)(501)의 표면이 친액(친수)성이므로, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(503)(구획 벽부(507b))에 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내로의 액적의 착탄 위치의 편차를 자동 보정할 수 있다.
다음으로, 착색층 형성 공정(S103)에서는, 도 10의 (d)에 나타낸 바와 같이, 기능 액적 토출 헤드(17)에 의해 기능 액적을 토출하여 구획 벽부(507b)로 둘러싸인 각 화소 영역(507a) 내에 착탄시킨다. 이 경우, 기능 액적 토출 헤드(17)를 사용하여, R·G·B의 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하고, 기능 액적의 토출을 행한다. 또한, R·G·B의 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시켜, 3색의 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성한다. 착색층(508R, 508G, 508B)을 형성했다면, 보호막 형성 공정(S1O4)으로 이행하고, 도 10의 (e)에 나타낸 바와 같이, 기판(501), 구획 벽부(507b), 및 착색층(508R, 508G, 508B)의 상면을 덮도록 보호막(509)을 형성한다.
즉, 기판(501)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호 막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(509)이 형성된다.
그리고, 보호막(509)을 형성한 후, 컬러 필터(500)는, 다음 공정의 투명 전극이 되는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 막 부착 공정으로 이행한다.
도 11은, 상기의 컬러 필터(500)를 사용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략적인 구성을 나타낸 요부 단면도이다. 이 액정 장치(520)에, 액정 구동용 IC, 백라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 컬러 필터(500)는 도 10에 나타낸 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.
이 액정 장치(520)는, 컬러 필터(500), 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(521), 및, 이들 사이에 삽입된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어지는 액정층(522)에 의해 개략적으로 구성되어 있고, 컬러 필터(500)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치하고 있다.
또한, 도시는 생략하지만, 대향 기판(521) 및 컬러 필터(500)의 외면(액정층(522)측과는 반대측의 면)에는 편광판이 각각 배열 설치되고, 또한 대향 기판(521)측에 위치하는 편광판의 외측에는, 백라이트가 배열 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층측)에는, 도 11에서 좌우 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(523)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(523)의 컬러 필터(500)측과는 반대측의 면을 덮도록 제 1 배향막(524)이 형성되어 있다.
한편, 대향 기판(521)에서의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(500)의 제 1 전극(523)과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 2 전극(526)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(526)의 액정층(522)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(527)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(523) 및 제 2 전극(526)은, ITO 등의 투명 전극 재료에 의해 형성되어 있다.
액정층(522) 내에 설치된 스페이서(528)는, 액정층(522)의 두께(셀 갭)를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 밀봉재(529)는 액정층(522) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(523)의 일단부는 리드 배선(523a)으로서 밀봉재(529)의 외측까지 연장되어 있다.
그리고, 제 1 전극(523)과 제 2 전극(526)이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소가 되는 부분에, 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(500)에, 제 1 전극(523)의 패터닝 및 제 1 배향막(524)의 도포를 행하여 컬러 필터(500)측의 부분을 작성하는 동시에, 이것과는 별개로 대향 기판(521)에, 제 2 전극(526)의 패터닝 및 제 2 배향막(527)의 도포를 행하여 대향 기판(521)측의 부분을 작성한다. 그 후, 대향 기판(521)측의 부분에 스페이서(528) 및 밀봉재(529)를 제작 주입하고, 이 상태에서 컬러 필터(500)측의 부분을 접합한다. 이어서, 밀봉재(529)의 주입구로부터 액정층(522)을 구성하는 액정을 주입하고, 주입구를 폐지(閉止)한다. 그 후, 양 편광판 및 백라이트를 적층한다.
실시예의 액적 토출 장치(1)는, 예를 들면 상기의 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(521)측의 부분에 컬러 필터(500)측의 부분을 접합하기 전에, 밀봉재(529)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 밀봉재(529)의 인쇄를, 기능 액적 토출 헤드(17)로 행하는 것도 가능하다. 또한, 제 1·제 2 양 배향막(524, 527)의 도포를 기능 액적 토출 헤드(17)로 행하는 것도 가능하다.
도 12는, 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(500)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략적인 구성을 나타낸 요부 단면도이다.
이 액정 장치(530)가 상기 액정 장치(520)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(500)를 도면 중 하측(관측자측과는 반대측)에 배치한 점이다.
이 액정 장치(530)는, 컬러 필터(500)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(531) 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(532)이 삽입되어 개략적으로 구성되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 대향 기판(531) 및 컬러 필터(500)의 외면에는 편광판 등이 각각 배열 설치되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509) 위(액정층(532)측)에는, 도면 중 깊이 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(533)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(533)의 액정층(532)측의 면을 덮도록 제 1 배향막(534)이 형성되어 있다.
대향 기판(531)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면 위에는, 컬러 필터(500)측의 제 1 전극(533)과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 스트립 형상의 제 2 전 극(536)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(536)의 액정층(532)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(537)이 형성되어 있다.
액정층(532)에는, 이 액정층(532)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(538)와, 액정층(532) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉재(539)가 설치되어 있다.
그리고, 상기한 액정 장치(520)와 마찬가지로, 제 1 전극(533)과 제 2 전극(536)의 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소가 되는 부위에, 컬러 필터(500)의 착색층(508R, 508G, 508B)이 위치하도록 구성되어 있다.
도 13은, 본 발명을 적용한 컬러 필터(500)를 사용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타낸 것으로, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
이 액정 장치(550)는, 컬러 필터(500)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치한 것이다.
이 액정 장치(550)는, 컬러 필터(500)와, 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(551)과, 이들 사이에 삽입된 액정층(도시 생략)과, 컬러 필터(500)의 상면측(관측자측)에 배치된 편광판(555)과, 대향 기판(551)의 하면측에 배열 설치된 편광판(도시 생략)에 의해 개략적으로 구성되어 있다.
컬러 필터(500)의 보호막(509)의 표면(대향 기판(551)측의 면)에는 액정 구동용 전극(556)이 형성되어 있다. 이 전극(556)은, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어져, 후술한 화소 전극(560)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전면(全面) 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(556)의 화소 전극(560)과는 반대측의 면을 덮은 상태로 배향막(557)이 설치되어 있다.
대향 기판(551)의 컬러 필터(500)와 대향하는 면에는 절연층(558)이 형성되어 있고, 이 절연층(558) 위에는, 주사선(561) 및 신호선(562)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(561)과 신호선(562)에 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(560)이 형성되어 있다. 또한, 실제의 액정 장치에서는, 화소 전극(560) 위에 배향막이 설치되지만, 도시는 생략한다.
또한, 화소 전극(560)의 절결부와 주사선(561)과 신호선(562)에 둘러싸인 부분에는, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 및 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(563)가 설치되어 구성되어 있다. 그리고, 주사선(561)과 신호선(562)에 대한 신호의 인가에 의해 박막 트랜지스터(563)를 온·오프(on·off)하여 화소 전극(560)으로의 통전(通電) 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기한 각 예의 액정 장치(520, 530, 550)는, 투과형의 구성으로 했지만, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여, 반사형의 액정 장치 또는 반투과 반사형의 액정 장치로 할 수도 있다.
다음으로, 도 14는, 유기 EL 장치의 표시 영역(이하, 간단히 표시 장치(600)라고 함)의 요부 단면도이다.
이 표시 장치(600)는, 기판(W)(601) 위에, 회로 소자부(602), 발광 소자부(603) 및 음극(604)이 적층된 상태로 개략적으로 구성되어 있다.
이 표시 장치(600)에서는, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)측으로 발한 광 이, 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자측으로 출사되는 동시에, 발광 소자부(603)로부터 기판(601)의 반대측으로 발한 광이 음극(604)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(602) 및 기판(601)을 투과하여 관측자측으로 출사되도록 되어 있다.
회로 소자부(602)와 기판(601) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지 보호막(606)이 형성되고, 이 하지 보호막(606) 위(발광 소자부(603)측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(607)이 형성되어 있다. 이 반도체막(607)의 좌우 영역에는, 소스 영역(607a) 및 드레인 영역(607b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고 양이온이 주입되어 있지 않은 중앙부가 채널 영역(607c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(602)에는, 하지 보호막(606) 및 반도체막(607)을 덮는 투명한 게이트 절연막(608)이 형성되고, 이 게이트 절연막(608) 위의 반도체막(607)의 채널 영역(607c)에 대응하는 위치에는, 예를 들면 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(609)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(609) 및 게이트 절연막(608) 위에는, 투명한 제 1 층간 절연막(611a)과 제 2 층간 절연막(611b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 층간 절연막(611a, 611b)을 관통하여, 반도체막(607)의 소스 영역(607a), 드레인 영역(607b)에 각각 연통하는 콘택트 홀(612a, 612b)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간 절연막(611b) 위에는, ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(613)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(613)은 콘택 트 홀(612a)을 통하여 소스 영역(607a)에 접속되어 있다.
또한, 제 1 층간 절연막(611a) 위에는 전원선(614)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(614)은, 콘택트 홀(612b)을 통하여 드레인 영역(607b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(602)에는, 각 화소 전극(613)에 접속된 구동용 박막 트랜지스터(615)가 각각 형성되어 있다.
상기 발광 소자부(603)는, 복수의 화소 전극(613) 위의 각각에 적층된 기능층(617)과, 각 화소 전극(613) 및 기능층(617) 사이에 설치되어 각 기능층(617)을 구획하는 뱅크부(618)에 의해 개략적으로 구성되어 있다.
이들 화소 전극(613), 기능층(617), 및, 기능층(617) 위에 배열 설치된 음극(604)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(613)은, 평면에서 볼 때 거의 직사각형 형상으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(613) 사이에 뱅크부(618)가 형성되어 있다.
뱅크부(618)는, 예를 들면 SiO, SiO2, TiO2 등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(618a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(618a) 위에 적층되어, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 우수한 레지스트에 의해 형성되는 단면 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(618b)(제 2 뱅크층)으로 구성되어 있다. 이 뱅크부(618)의 일부는, 화소 전극(613)의 주연부(周緣部) 위에 융기된 상태로 형성되어 있다.
그리고, 각 뱅크부(618) 사이에는, 화소 전극(613)에 대하여 상방을 향하여 순차적으로 확장 개구된 개구부(619)가 형성되어 있다.
상기 기능층(617)은, 개구부(619) 내에서 화소 전극(613) 위에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(617a)과, 이 정공 주입/수송층(617a) 위에 형성된 발광층(617b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(617b)에 인접하여 그 외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성해도 된다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.
정공 주입/수송층(617a)은, 화소 전극(613)측으로부터 정공을 수송하여 발광층(617b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(617a)은, 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로서는, 공지의 재료를 사용한다.
발광층(617b)은, 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 중 어느 하나로 발광하는 것으로, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 포함하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 불용(不溶)한 공지의 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 이와 같은 비극성 용매를 발광층(617b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(617a)을 재용해시키지 않고 발광층(617b)을 형성할 수 있다.
그리고, 발광층(617b)에서는, 정공 주입/수송층(617a)으로부터 주입된 정공과, 음극(604)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다.
음극(604)은, 발광 소자부(603)의 전면을 덮는 상태로 형성되어 있으며, 화 소 전극(613)과 쌍이 되어 기능층(617)에 전류를 흐르게 하는 역할을 한다. 또한, 이 음극(604)의 상부에는 밀봉 부재(도시 생략)가 배치된다.
다음으로, 상기한 표시 장치(600)의 제조 공정을 도 15 내지 도 23을 참조하여 설명한다.
이 표시 장치(600)는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 뱅크부 형성 공정(S111), 표면 처리 공정(S112), 정공 주입/수송층 형성 공정(S113), 발광층 형성 공정(S114), 및 대향 전극 형성 공정(S115)을 거쳐서 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시하는 것에 한정되는 것이 아니고 필요에 따라 그 외의 공정이 제외되는 경우,또는 추가되는 경우도 있다.
우선, 뱅크부 형성 공정(S111)에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간 절연막(611b) 위에 무기물 뱅크층(618a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(618a)은, 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이때, 무기물 뱅크층(618a)의 일부는 화소 전극(613)의 주연부와 중첩되도록 형성된다.
무기물 뱅크층(618a)을 형성했다면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(618a) 위에 유기물 뱅크층(618b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(618b)도 무기물 뱅크층(618a)과 마찬가지로 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.
이와 같이 하여 뱅크부(618)가 형성된다. 또한, 이에 수반하여, 각 뱅크부(618) 사이에는, 화소 전극(613)에 대하여 상방으로 개구된 개구부(619)가 형성 된다. 이 개구부(619)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(S112)에서는, 친(親)액화 처리 및 발(撥)액화 처리가 행해진다. 친액화 처리를 실시하는 영역은, 무기물 뱅크층(618a)의 제 1 적층부(618aa) 및 화소 전극(613)의 전극면(613a)으로서, 이들 영역은, 예를 들면 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는, 화소 전극(613)인 ITO의 세정(洗淨) 등도 겸하고 있다.
또한, 발액화 처리는, 유기물 뱅크층(618b)의 벽면(618s) 및 유기물 뱅크층(618b)의 상면(618t)에 실시되어, 예를 들면 4불화 메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)된다.
이 표면 처리 공정을 행함으로써, 기능 액적 토출 헤드(17)를 이용하여 기능층(617)을 형성할 때에, 기능 액적을 화소 영역에, 보다 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한, 화소 영역에 착탄된 기능 액적이 개구부(619)로부터 누출되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
그리고, 이상의 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(600A)를 얻을 수 있다. 이 표시 장치 기체(600A)는, 도 2에 나타낸 액적 토출 장치(1)의 세트 테이블(21)에 탑재 배치되고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S113) 및 발광층 형성 공정(S114)이 행해진다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(S113)에서는, 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(619) 내에 토출한다. 그 후, 도 19에 나타낸 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하고, 제 1 조성물에 포함되는 극성 용매를 증발시켜, 화소 전극(전극면(613a))(613) 위에 정공 주입/수송층(617a)을 형성한다.
다음으로, 발광층 형성 공정(S114)에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a)의 재용해를 방지하기 위하여, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(617a)에 대하여 불용한 비극성 용매를 사용한다.
그러나, 한편으로, 정공 주입/수송층(617a)은, 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a) 위에 토출해도, 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(617b)을 밀착시킬 수 없거나, 또는 발광층(617b)을 균일하게 도포할 수 없는 우려가 있다.
그래서, 비극성 용매와 함께 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(617a)의 표면의 친화성을 높이기 위하여, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일 용매 또는 이와 유사한 용매인 표면 개질재를, 정공 주입/수송층(617a) 위에 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 행한다.
이와 같은 처리를 실시함으로써, 정공 주입/수송층(617a)의 표면이 비극성 용매와 친화되기 쉽고, 이 후의 공정에서, 발광층 형성 재료를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(617a)에 균일하게 도포할 수 있다.
그리고, 다음으로, 도 20에 나타낸 바와 같이, 각각의 색 중 어느 하나(도 20의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액적으로서 화소 영역(개구부(619)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은, 정공 주입/수송층(617a) 위에 퍼지고 개구부(619) 내에 충만된다. 또한, 만일, 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(618)의 상면(618t) 위에 착탄한 경우에도, 이 상면(618t)은, 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있으므로, 제 2 조성물이 개구부(619) 내에 들어오기 쉽게 되어 있다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하고, 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매를 증발시켜, 도 21에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층(617a) 위에 발광층(617b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)이 형성되어 있다.
마찬가지로, 기능 액적 토출 헤드(17)를 이용하여, 도 22에 나타낸 바와 같이, 상술한 청색(B)에 대응하는 발광층(617b)의 경우와 동일한 공정을 순서대로 행하고, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(617b)을 형성한다. 또한, 발광층(617b)의 형성 순서는, 예시한 순서에 한정되는 것이 아니고, 어떠한 순서대로 형성해도 된다. 예를 들면, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정하는 것도 가능하다. 또한, R·G·B의 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여, 화소 전극(613) 위에 기능층(617), 즉 정공 주입/수송층(617a) 및 발광층(617b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S115)으로 이행한다.
대향 전극 형성 공정(S115)에서는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 발광층(617b) 및 유기물 뱅크층(618b)의 전면에 음극(604)(대향 전극)을, 예를 들면 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한다. 이 음극(604)은, 본 실시예에서는, 예를 들면, 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다.
이 음극(604)의 상부에는, 전극으로서의 Al막, Ag막이나, 그 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다.
이와 같이 하여 음극(604)을 형성한 후, 이 음극(604)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 실시함으로써, 표시 장치(600)를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 24는, 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치: 이하, 간단히 표시 장치(700)라고 함)의 요부 분해 사시도이다. 또한, 도 24에서는 표시 장치(700)를, 그 일부를 절단한 상태로 나타내고 있다.
이 표시 장치(700)는, 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(701), 제 2 기판(702), 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(703)를 포함하여 개략적으로 구성된다. 방전 표시부(703)는, 복수의 방전실(705)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(7O5) 중, 적색 방전실(7O5R), 녹색 방전실(705G), 청색 방전실(705B)의 3개의 방전실(705)이 세트가 되어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제 1 기판(701)의 상면에는 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 어드레스 전극(706)이 형성되고, 이 어드레스 전극(706)과 제 1 기판(701)의 상면을 덮도록 유전체층(707)이 형성되어 있다. 유전체층(707) 위에는, 각 어드레스 전극(706) 사 이에 위치하며, 또한 각 어드레스 전극(706)을 따르도록 격벽(708)이 입설(立設)되어 있다. 이 격벽(708)은, 도면에 나타낸 바와 같이 어드레스 전극(706)의 폭방향 양측으로 연장되는 것과, 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 연장되어 설치된 도시하지 않은 것을 포함한다.
그리고, 이 격벽(708)에 의해 구획된 영역이 방전실(705)로 되어 있다.
방전실(705) 내에는 형광체(709)가 배치되어 있다. 형광체(709)는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(705R)의 저부에는 적색 형광체(709R)가, 녹색 방전실(705G)의 저부에는 녹색 형광체(709G)가, 청색 방전실(705B)의 저부에는 청색 형광체(7O9B)가 각각 배치되어 있다.
제 2 기판(702)의 도면 중 하측의 면에는, 상기 어드레스 전극(706)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(711)이 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(712), 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(713)이 형성되어 있다.
제 1 기판(701)과 제 2 기판(702)은, 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)이 서로 직교하는 상태로 대향시켜서 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(706)과 표시 전극(711)은 교류 전원(도시 생략)에 접속되어 있다.
그리고, 각 전극(706, 711)에 통전함으로써, 방전 표시부(703)에서 형광체(709)가 여기(勵起) 발광하고, 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시예에서는, 상기 어드레스 전극(706), 표시 전극(711), 및 형광 체(709)를, 도 2에 나타낸 액적 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(701)에서의 어드레스 전극(706)의 형성 공정을 예시한다.
이 경우, 제 1 기판(701)을 액적 토출 장치(1)의 세트 테이블(21)에 탑재 배치한 상태에서 이하의 공정이 행해진다.
우선, 기능 액적 토출 헤드(17)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는, 도전막 배선 형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산한 것이다. 이 도전성 미립자로서는, 금, 은, 구리, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 폴리머 등이 사용된다.
보충 대상이 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충을 종료했다면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하고, 액체 재료에 포함되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(706)이 형성된다.
그리고, 상기에서는 어드레스 전극(706)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전극(711) 및 형광체(709)에 대해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.
표시 전극(711)을 형성할 경우, 어드레스 전극(706)의 경우와 마찬가지로, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.
또한, 형광체(709)를 형성할 경우에는, 각각의 색(R, G, B)에 대응하는 형광재료를 포함한 액체 재료(기능액)를 기능 액적 토출 헤드(17)로부터 액적으로서 토출하고, 대응하는 색의 방전실(705) 내에 착탄시킨다.
다음으로, 도 25는, 전자 방출 장치(FED 장치 또는 SED 장치라고도 함: 이하, 간단히 표시 장치(800)라고 함)의 요부 단면도이다. 또한, 도 25에서는 표시 장치(800)를, 그 일부를 단면으로서 나타내고 있다.
이 표시 장치(800)는, 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(801), 제 2 기판(802), 및 이들 사이에 형성되는 전계(電界) 방출 표시부(803)를 포함하여 개략적으로 구성된다. 전계 방출 표시부(803)는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 전자 방출부(805)에 의해 구성되어 있다.
제 1 기판(801)의 상면에는, 캐소드 전극(806)을 구성하는 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)으로 구획된 부분에는, 갭(808)을 형성한 도전성막(807)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성막(807)에 의해 복수의 전자 방출부(805)가 구성되어 있다. 도전성막(807)은, 예를 들면 산화 팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또한 갭(808)은, 도전성막(807)을 성막한 후, 포밍(foaming) 등으로 형성된다.
제 2 기판(802)의 하면에는, 캐소드 전극(806)에 대치(對峙)하는 애노드 전극(809)이 형성되어 있다. 애노드 전극(809)의 하면에는, 격자 형상의 뱅크부(811)가 형성되고, 이 뱅크부(811)로 둘러싸인 하방향의 각 개구부(812)에, 전자 방출부(805)에 대응하도록 형광체(813)가 배치되어 있다. 형광체(813)는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 각각의 개구부(812)에는, 적색 형광체(813R), 녹색 형광체(813G) 및 청색 형광체(813B)가, 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
그리고, 이와 같이 구성된 제 1 기판(801)과 제 2 기판(802)은, 미소한 간격을 갖고 접합되어 있다. 이 표시 장치(800)에서는, 도전성막(갭(808))(807)을 통하여, 음극인 제 1 소자 전극(806a) 또는 제 2 소자 전극(806b)으로부터 방출하는 전자를, 양극인 애노드 전극(809)에 형성된 형광체(813)에 접촉시켜 여기 발광하며, 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도, 다른 실시예와 마찬가지로, 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b), 도전성막(807) 및 애노드 전극(809)을, 액적 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있는 것과 동시에, 각각의 색의 형광체(813R, 813G, 813B)를, 액적 토출 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있다.
제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성막(807)은, 도 26의 (a)에 나타낸 평면 형상을 갖고 있고, 이들을 성막하는 경우에는, 도 26의 (b)에 나타낸 바와 같이, 미리 제 1 소자 전극(806a), 제 2 소자 전극(806b) 및 도전성막(8O7)을 제작한 부분을 남기고, 뱅크부(BB)를 형성(포토리소그래피법)한다. 다음으로, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈 부분에, 제 1 소자 전극(806a) 및 제 2 소자 전극(806b)을 형성(액적 토출 장치(1)에 의한 잉크젯법)하고, 그 용제를 건조시켜서 성막을 행한 후, 도전성막(807)을 형성(액적 토출 장치(1)에 의한 잉크젯법)한다. 그리고, 도전성막(807)을 성막 후, 뱅크부(BB)를 제거하고(에싱 박리 처리), 상기의 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기의 유기 EL 장치의 경우와 마찬가지로, 제 1 기판(801) 및 제 2 기판(802)에 대한 친액화 처리나, 뱅크부(811, BB)에 대한 발액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 다른 전기 광학 장치로서는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광확산체 형성 등의 장치가 고려된다. 상기한 액적 토출 장치(1)를 각종 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 이용함으로써, 각종 전기 광학 장치를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
도 1은 실시예에 따른 액적 토출 장치의 평면도.
도 2는 액적 토출 장치의 측면도.
도 3은 헤드 그룹을 구성하는 기능 액적 토출 헤드의 도면.
도 4는 중량 측정 유닛의 평면도.
도 5는 중량 측정 유닛의 정면도.
도 6은 액적 토출 장치의 정면 모식도.
도 7은 액적 토출 장치에서의 중량 측정의 일련의 동작을 설명하는 도면.
도 8은 중량 측정 장치의 측정 결과에 기초하여 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 제어하는 것을 설명하는 제어 블록도.
도 9는 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로차트.
도 10의 (a) 내지 (e)는, 제조 공정 순서를 나타내는 컬러 필터의 모식 단면도.
도 11은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 12는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 2 예의 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 13은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 3 예의 액정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 요부 단면도.
도 14는 유기 EL 장치인 표시 장치의 요부 단면도.
도 15는 유기 EL 장치인 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 플로차트.
도 16은 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 17은 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 18은 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 19는 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 20은 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 21은 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 22는 각 색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 23은 음극의 형성을 설명하는 공정도.
도 24는 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치)인 표시 장치의 요부 분해 사시도.
도 25는 전자 방출 장치(FED 장치)인 표시 장치의 요부 단면도.
도 26의 (a)는 표시 장치의 전자 방출부 둘레의 평면도이고, (b)는 그 형성 방법을 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액적 토출 장치 2 : 묘화 장치
3 : 클리닝 장치 4 : 중량 측정 유닛
5 : 제어 장치 11 : X축 테이블
12 : Y축 테이블 16 : 헤드 그룹
17 : 기능 액적 토출 헤드 51 : 중량 측정 장치
52 : 서브 테이블 53 : 방풍 커버
61 : 용기 62 : 전자 저울
63 : 플래싱 박스 W : 기판

Claims (8)

  1. 워크에 대하여, 잉크젯 방식의 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 기능 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하여 묘화를 행하는 묘화 수단과,
    상기 묘화 수단에 인접하여 배열 설치되며, 상기 기능 액적 토출 헤드로부터 토출된 기능액의 중량에 기초하여 액적 토출량을 측정하는 중량 측정 수단과,
    상기 중량 측정 수단으로부터 입력되는 측정 결과에 기초하여, 상기 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 묘화 수단은, 상기 워크를 탑재하는 동시에 당해 워크를 X축 방향으로 이동시키는 X축 테이블과, 상기 기능 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 상기 기능 액적 토출 헤드를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 테이블을 갖고,
    상기 Y축 방향에서의 상기 기능 액적 토출 헤드의 이동 궤적 상에 배열 설치되어, 상기 기능 액적 토출 헤드를 흡인 및 와이핑하는 클리닝 수단을 더 구비하고,
    상기 중량 측정 수단은, 상기 기능 액적 토출 헤드의 이동 궤적 상에 있어서, 상기 X축 테이블과 상기 클리닝 수단 사이에 배열 설치되어 있는 것을 특징으 로 하는 액적 토출 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기능 액적 토출 헤드가 복수 설치되어 있고,
    상기 중량 측정 수단은, 임의의 1의 상기 기능 액적 토출 헤드로부터 토출된 기능액을 받는 용기와,
    상기 용기 내의 기능액의 중량을 측정하는 전자 저울과,
    상기 용기의 주위에 배열 설치되어, 상기 1의 기능 액적 토출 헤드로부터 상기 용기에 대한 측정 토출 시에 다른 상기 기능 액적 토출 헤드로부터의 버리기 토출을 받는 플러싱 박스를 갖는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    복수의 상기 기능 액적 토출 헤드는, 상기 X축 방향으로 배열되어 헤드 그룹을 구성하고 있고,
    상기 중량 측정 수단은, 상기 X축 방향으로 이동하는 서브 테이블을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서브 테이블의 이동 궤적 상에 배열 설치되어, 상기 전자 저울에 의한 중량 측정시에 상기 용기의 상부 공간을 덮는 방풍 커버를 더 구비한 것을 특징으 로 하는 액적 토출 장치.
  6. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치를 사용하여, 상기 워크 위에 기능액에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치를 사용하여, 상기 워크 위에 기능액에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 6 항에 기재된 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조된 전기 광학 장치 또는 제 7 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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