KR20090012132A - 액상체의 토출 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 ｅｌ소자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 막 형성 영역마다 필요량의 액상체를 안정하게 토출하는 것이 가능한 액상체의 토출 방법, 및 이 액상체의 토출 방법을 적용한 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
액상체의 토출 방법은 복수의 노즐과 막 형성 영역(2)을 갖는 피토출물을 대향 배치하여 상대 이동시키는 주사에 동기하여, 노즐마다 마련된 에너지 발생 수단에, 시분할로 발생시킨 복수의 구동 파형의 일부를 인가하여, 복수의 노즐로부터 기능성 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 막 형성 영역(2)에 토출하는 토출 공정을 갖는다. 토출 공정에서는, 상기 주사에 있어서, 복수의 노즐로 이루어지는 노즐열 중, 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐의 에너지 발생 수단에, 복수의 구동 파형 중 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형을 인가함과 아울러, 인가되는 에너지 발생 수단의 수가 구동 파형마다 동수로 되도록 구동 파형의 조합을 설정하였다.

Description

액상체의 토출 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 유기 ＥＬ 소자의 제조 방법{METHOD FOR DISCHARGING LIQUID MATERIAL, METHOD FOR MANUFACTURING COLOR FILTER, AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC EL ELEMENT}
본 발명은 기능성 재료를 포함하는 액상체의 토출 방법, 이것을 이용한 컬러 필터의 제조 방법, 유기 EL 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
기능성 재료를 포함하는 액상체의 토출 방법으로서, 컬러 필터 재료를 포함하는 액상체를 기판 상에 토출하여 컬러 필터를 제조하는 방법이 알려져 있다(특허 문헌 1).
상기 컬러 필터의 제조 방법에서는, 액상체를 액적으로서 토출 가능한 복수의 노즐을 갖는 복수의 액적 토출 헤드를 노즐열이 소정 방향으로 배열되도록 기판에 대하여 대향시킨다. 그리고, 노즐열의 양 단부의 소정 영역에 위치하는 노즐(미사용 노즐)로부터는 액상체를 토출시키지 않는 상태로, 기판과 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 노즐(사용 노즐)로부터 액상체를 기판 상의 소정 위치로 적절히 토출하여 컬러 필터를 형성하는 방법을 채용하고 있다. 이것에 의해, 노즐열의 양 단부의 소정 영역에 위치하는 토출량이 비교적 많은 노즐을 사용하지 않고서 액상체의 토출을 행하기 때문에, 보다 균일하게 액상체가 토출되는 것으로 되어 있다.
그런데, 상기 액적 토출 헤드의 복수의 노즐로부터 토출되는 액적의 토출량은 실제로는 노즐간에 편차를 갖고 있었다. 이 편차가 크면, 토출 후에 형성된 박막에 불균일이 생겨, 예컨대, 컬러 필터이면 색 불균일로 된다고 하는 과제가 있었다.
이 노즐간의 토출량의 편차의 원인으로서, 노즐로부터 액상체를 액적으로서 토출시키기 위한 에너지 발생 수단(예컨대, 압전 소자나 가열 소자 등)에 구동 전압을 인가했을 때에, 구동 전압이 불규칙해지는 소위 전기적 크로스 토크를 들 수 있다. 또한, 노즐마다 액상체가 공급되는 유로가 다른 것에 의해, 액적을 토출하는 압력이나 속도가 노즐간에 서로 다른, 소위 기계적 크로스 토크를 들 수 있다.
이러한 크로스 토크 현상의 발생을 방지하는 방법으로는, 인접하는 노즐(에너지 발생 수단)마다 다른 구동 파형을 입력하고, 시기를 다르게 하여 구동하는 잉크젯식 인쇄 방법이 알려져 있다(특허 문헌 2).
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2003-159787호
(특허 문헌 2) 일본 공개 특허 공보 평10-193587호
그러나 크로스 토크 현상을 고려하여, 인접하는 노즐(에너지 발생 수단)마다 다른 구동 파형을 입력했다고 해도, 구동 파형이 인가되는 에너지 발생 수단의 수가 구동 파형마다 변동하는 경우가 있었다. 그러므로, 액적의 토출에 관한 전기적 부하가 구동 파형마다 변동하고, 구동 파형의 꺽임 쪽이 변화되었다. 따라서, 구동 파형마다의 꺽임 쪽에 기인하여, 토출되는 액적의 토출량의 기울기가 노즐사이에서 발생한다고 하는 과제가 있었다. 때문에, 소망의 영역에 필요량의 액상체를 안정적으로 토출하는 것이 어렵다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
[적용예 1] 본 적용예의 액상체의 토출 방법은, 복수의 노즐과 막 형성 영역을 갖는 피토출물을 대향 배치하여 상대 이동시키는 주사에 동기하여, 상기 노즐마다 설치된 에너지 발생 수단에, 시분할로 발생시킨 복수의 구동 파형의 일부를 인가하여, 상기 복수의 노즐로부터 기능성 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 상기 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정을 갖는 액상체의 토출 방법이고, 상기 토출 공정에서는, 상기 주사에 있어서, 상기 복수의 노즐로 이루어지는 노즐열 중, 상기 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에, 상기 복수의 구동 파형 중 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형을 인가함과 아울러, 인가되는 상기 에너지 발생 수단의 수가, 상기 구동 파형마다 동수로 되도록, 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 설정하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 액적의 토출에 있어서, 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 에너지 발생 수단에 있어서의 전기적인 크로스 토크를 회피하고, 또한, 구동 파형이 인가되는 에너지 발생 수단의 수가 구동 파형마다 동수이기 때문에, 전기적인 부하에 의한 구동 파형마다의 꺽임을 균일화할 수 있다. 즉, 이러한 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합에 의하면, 노즐사이의 토출 특성 편차에 기인하는 액적의 토출량의 기울기를 저감하여, 막 형성 영역에 액상체를 안정한 토출량으로 토출할 수 있다.
[적용예 2] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 토출 공정에서는, 상기 주사에 있어서, 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 적어도 1회는 바꾸는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 막 형성 영역에 걸린 노즐의 에너지 발생 수단에, 동일의 구동 파형의 조합을 적용하여, 반복하여 액적을 토출하는 경우에 비교하여, 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 적어도 1회 바꾸기 때문에, 노즐사이의 토출 특성 편차에 기인하는 액적의 토출량의 기울기가 주사의 도중에 변화하게 된다. 따라서, 토출된 액적의 토출량의 기울기에 기인하는 주사 방향의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 저감할 수 있다.
[적용예 3] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 토출 공정에서는, 복수회의 상기 주사를 행하여, 상기 복수의 노즐로부터 상기 막 형성 영역에 상기 액적을 토출하여, 상기 주사마다 상기 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 다르게 하더라도 좋다.
이 방법에 의하면, 복수회의 주사마다, 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 에너지 발생 수단에 인가하는 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합이 다르기때문에, 주사 방향에서의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 보다 저감할 수 있다.
[적용예 4] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향에 배열한 복수의 상기 막 형성 영역을 갖고, 상기 토출 공정에서는, 상기 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 토출하는 이종의 상기 액상체마다 다르게 하여도 좋다.
이 방법에 의하면, 이종의 액상체를 대응하는 막 형성 영역에 토출하는 경우, 액상체의 종류마다 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 에너지 발생 수단에 인가하는 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 다르게 하기 때문에, 주사 방향에 토출되는 액적의 토출량의 기울기를 이종의 액상체마다 분산할 수 있다. 즉, 이종의 액상체를 복수의 노즐로부터 토출하더라도, 주사의 방향에서의 줄무늬 형상의 토출 불균일이 강조되지 않는다.
[적용예 5] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향으로 배열한 복수의 상기 막 형성 영역과, 상기 막 형성 영역을 구획하는 구획 영역을 갖고, 상기 토출 공정에서는, 상기 주사에 있어서, 상기 구획 영역에 걸린 노즐 및/또는 액적을 토출했을 때에 상기 구획 영역에 액적의 일부가 착탄하는 것을 상정하는 노즐을 사용하지 않음으로서, 사용하는 노즐만을 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합이 대상으로 되는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 액상체를 액적으로서 막 형성 영역에 토출할 때에, 사용하는 노즐에 대하여 복수의 구동 파형과의 관련성을 토출 데이터의 일부로서 생성하면 바람직하기때문에, 모든 노즐에 대하여 관련있는 경우에 비교하여, 토출 데이터를 간략화할 수 있다.
[적용예 6] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향에 배열한 복수의 상기 막 형성 영역을 갖고, 상기 토출 공정에서는, 상기 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 상기 막 형성 영역마다 다르게 하여도 좋다.
이 방법에 의하면, 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합의 선택에 따른, 주사 방향에서의 액적의 토출량의 기울기를 막 형성 영역마다 분산할 수 있다. 즉, 주사 방향에서의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 막 형성 영역마다 억제하여, 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
[적용예 7] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 토출 공정에서는, 상기 막 형성 영역마다, 상기 이웃하는 노즐의 각각으로부터 상기 주사의 방향으로 복수의 상기 액적을 토출하고, 상기 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수 단에 인가하는 상기 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 상기 액적의 토출마다 다르게 하여도 좋다.
이 방법에 의하면, 구동 파형의 조합의 선택에 따른, 주사 방향에서의 액적의 토출량의 기울기를 액적의 토출마다 분산할 수 있다. 즉, 주사 방향에서의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 액적의 토출마다 억제하여, 보다 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
[적용예 8] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 에너지 발생 수단에, 소정의 주기로 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중의 일부를 인가하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐에 소정의 주기로 토출 타이밍이 다른 구동 파형이 인가된다. 따라서, 전기적인 크로스 토크를 회피하는 동시에, 토출 타이밍 사이에서의 토출 조건이 마찬가지로 되어, 주사 방향에서, 액적의 토출량을 안정화시킬 수 있다.
[적용예 9] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 에너지 발생 수단에, 1주기 내에서 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중의 일부를 인가하여도 좋다.
이 방법에 의하면, 전기적인 크로스 토크를 회피하는 동시에, 1주기 내에서, 이웃하는 노즐로부터 복수의 액적을 막 형성 영역에 토출할 수 있다. 즉, 보다 단시간에 막 형성 영역에 소정량의 액상체를 토출할 수 있다.
[적용예 10] 상기 적용예의 액상체의 토출 방법에 있어서, 상기 에너지 발생 수단에, 비주기적으로 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중의 일부를 인가하여도 좋다.
이 방법에 의하면, 토출 타이밍마다 토출 조건이 다르기 때문에, 주사 방향에서, 액적의 토출량의 변동이 발생한다. 이것에 의해, 노즐사이의 토출 특성의 편차에 기인하는 토출량의 변동에 더하여, 주사 방향의 토출량의 변동이 부가되고, 2차원적으로 토출량의 변동을 분산시킬 수 있다. 이러한 2차원적으로 분산된 토출 불균일은, 줄무늬 형상의 (1차원적인) 토출 불균일에 비교하여 시인성이 낮아, 결과적으로 토출 불균일을 눈에 띄지 않게 하는 효과를 발휘한다.
[적용예 11] 본 적용예의 컬러 필터의 제조 방법은, 기판상에 구획 형성된 복수의 막 형성 영역에 적어도 3색의 착색층을 갖는 컬러 필터의 제조 방법이고, 상기 액상체의 토출 방법을 이용하여, 착색 재료를 포함하는 적어도 3색의 액상체를 상기 복수의 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정과, 토출된 상기 액상체를 고화하여, 상기 적어도 3색의 착색층을 형성하는 고화 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 착색 재료를 포함하는 적어도 3색의 액상체를 소망의 막 형성 영역에 안정한 토출량으로 토출하고, 토출 불균일에 기인하는 색불균일 등의 불량을 저감하여, 컬러 필터를 수율 좋게 제조할 수 있다.
[적용예 12] 본 적용예의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 기판상에 구획 형성된 복수의 막 형성 영역에 적어도 발광층을 갖는 유기 EL 소자의 제조 방법이고, 상기 액상체의 토출 방법을 이용하여, 발광층 형성 재료를 포함하는 액상체를 상기 복수의 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정과, 토출된 상기 액상체를 고화하여, 상기 발광층을 형성하는 고화 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 발광층 형성 재료를 포함하는 액상체를 상기 복수의 막 형성 영역에 안정한 토출량으로 토출하고, 토출 불균일에 기인하는 발광 불균일, 휘도 불균일 등의 불량을 저감하여, 유기 EL 소자를 수율 좋게 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 막 형성 영역마다 필요량의 액상체를 안정하게 토출하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는, 각 부(部)를 인식 가능한 크기로 하기 때문에, 각부의 축척을 적절히 변경하고 있다.
(실시예 1)
<액적 토출 장치>
우선, 본 실시예에 따른 액적 토출 장치의 구성에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(100)는 피토출물로서의 워크피스(W) 상에 액상체를 액적으로서 토출하여, 액상체로 이루어지는 막을 형성하는 것이다. 워크피스(W)가 탑재되는 스테이지(104)와, 탑재된 워크피스(W)에 액상체를 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드(20)(도 2 참조)가 탑재된 헤드 유닛(101)을 구비하고 있다.
그리고, 헤드 유닛(101)을 부주사 방향(X 방향)으로 구동하기 위한 X 방향 가이드 축(102)과, X 방향 가이드 축(102)을 회전시키는 X 방향 구동 모터(103)를 구비하고 있다. 또한, 스테이지(104)를 부주사 방향에 대하여 직교하는 주주사 방향(Y방향)으로 가이드하기 위한 Y방향 가이드 축(105)과, Y방향 가이드 축(105)에 걸어맞춰 회전하는 Y방향 구동 모터(106)를 구비하고 있다. 이들 X 방향 가이드 축(102)과 Y방향 가이드 축(105)이 상부에 마련된 기대(107)를 갖고, 그 기대(107)의 하부에, 제어 장치(108)를 구비하고 있다.
또한, 헤드 유닛(101)의 복수의 액적 토출 헤드(20)를 클리닝(회복 처리)하기 위해, Y방향 가이드 축(105)을 따라 이동하는 클리닝 기구(109)와, 토출된 액상체를 가열하여 용매를 증발·건조시키기 위한 히터(111)를 구비하고 있다. 클리닝 기구(109)는 Y방향 가이드 축(105)에 걸어맞춰 회전하는 Y방향 구동 모터(110)를 갖고 있다.
헤드 유닛(101)에는, 액상체를 워크피스(W)에 도포하는 복수의 액적 토출 헤드(20)(도 2 참조)를 구비하고 있다. 그리고, 이들 복수의 액적 토출 헤드(20)에 의해, 제어 장치(108)로부터 공급되는 토출용 제어 신호에 따라, 개별적으로 액상체를 토출할 수 있게 되어 있다. 이 액적 토출 헤드(20)에 대해서는 후술한다.
X 방향 구동 모터(103)는 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 스테핑 모터 등이며, 제어 장치(108)로부터 구동 펄스 신호가 공급되면, X 방향 가이드 축(102)을 회전시켜, X 방향 가이드 축(102)에 걸어 맞춘 헤드 유닛(101)을 X 방향으로 이동시킨다.
마찬가지로 Y방향 구동 모터(106, 110)는 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 스테핑 모터 등이며, 제어 장치(108)로부터 구동 펄스 신호가 공급되면, Y방향 가이드 축(105)에 걸어 맞춰 회전하고, Y방향 구동 모터(106, 110)를 구비한 스테이지(104) 및 클리닝 기구(109)를 Y방향으로 이동시킨다.
클리닝 기구(109)는 액적 토출 헤드(20)를 클리닝할 때에는, 헤드 유닛(101)을 면하는 위치로 이동하고, 액적 토출 헤드(20)의 노즐면에 밀착하여 불필요한 액상체를 흡인하는 캐핑(capping), 액상체 등이 부착된 노즐면을 닦아내는 와이핑(wipping), 액적 토출 헤드(20)의 전체 노즐로부터 액상체를 토출하는 예비 토출 또는 불필요하게 된 액상체를 받아 배출시키는 처리를 행한다. 클리닝 기구(109)의 상세에 대해서는 생략한다.
히터(111)는 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 램프 어닐링에 의해 워크피스(W)를 열처리하는 수단이며, 워크피스(W) 상에 토출된 액상체를 가열하여, 용매를 증발시켜 막으로 변환하기 위한 열처리를 행한다. 이 히터(111)의 전원의 투입 및 차단도 제어 장치(108)에 의해 제어된다.
액적 토출 장치(100)의 도포 동작은 제어 장치(108)로부터 소정의 구동 펄스 신호를 X 방향 구동 모터(103) 및 Y방향 구동 모터(106)로 보내어, 헤드 유닛(101)을 부주사 방향(X 방향)으로, 스테이지(104)를 주주사 방향(Y방향)으로 상대 이동 시킨다. 그리고, 이 상대 이동 동안에 제어 장치(108)로부터 토출용 제어 신호를 공급하고, 각 액적 토출 헤드(20)로부터 워크피스(W)의 소정 영역에 액상체를 액적으로서 토출하여 도포를 행한다.
도 2는 액적 토출 헤드의 구조를 나타내는 개략도이다. 동도 (a)는 액적 토출 헤드의 구조를 나타내는 개략 사시도, 동도 (b)는 액적 토출 헤드의 복수 노즐의 배치를 나타내는 개략 평면도이다. 한편, 동도는 구성을 명확히 하기 위해 적절히 확대 또는 축소하고 있다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(20)는 복수의 노즐(22)을 갖는 노즐 플레이트(21)와 각 노즐(22)에 대응하여 이것을 구획하는 구획부(24)를 포함하는 액상체의 유로가 형성된 레저버 플레이트(reservoir plate)(23)와, 에너지 발생 수단으로서의 압전 소자(피에조)(29)를 갖는 진동판(28)으로 이루어지는 3층 구조의 소위 피에조 방식 잉크젯 헤드이다. 노즐 플레이트(21)와 레저버 플레이트(23)의 구획부(24) 및 진동판(28)에 의해 복수의 압력 발생실(25)이 구성되어 있다. 각 노즐(22)은 각 압력 발생실(25)에 각각 연결되어 있다. 또한, 압전 소자(29)는 각 압력 발생실(25)에 대응하도록 진동판(28)에 복수 마련되어 있다.
레저버 플레이트(23)에는, 진동판(28)에 형성된 공급 구멍(28a)을 통하여 탱크(도시하지 않음)로부터 공급되는 액상체가 일시적으로 저장되는 공통 유로(27)가 마련되어 있다. 또한 공통 유로(27)에 충전된 액상체는 공급구(26)를 통하여 각 압력 발생실(25)에 공급된다.
도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(20)는 2개의 노즐열(22a, 22b)을 갖고 있고, 각각 복수(180개)의 직경이 약 28㎛인 노즐(22)이 피치 P1로 배열되어 있다. 그리고, 2개의 노즐열(22a, 22b)은 서로 피치 P1에 대하여 반인 노즐 피치 P2 어긋난 상태로 노즐 플레이트(21)에 마련되어 있다. 이 경우, 피치 P1은 약 140㎛이다. 따라서, 노즐열(22a, 22b)에 직교하는 방향에서 보면 360개의 노즐(22)이 약 70㎛의 노즐 피치 P2로 배열된 상태로 되어 있다. 따라서, 2개의 노즐열(22a, 22b)을 갖는 액적 토출 헤드(20)의 유효 노즐의 전장은 노즐 피치 P2×359(약 25㎜)이다. 또한, 노즐열(22a, 22b)의 간격은 약 2.54㎜이다.
액적 토출 헤드(20)는 전기 신호로서의 구동 파형이 압전 소자(29)에 인가되면 압전 소자(29) 자체가 비뚤어져 진동판(28)을 변형시킨다. 이것에 의해, 압력 발생실(25)의 부피 변동이 일어나, 이것에 의한 펌프 작용으로 압력 발생실(25)에 충전된 액상체가 가압되어, 노즐(22)로부터 액상체가 액적(30)으로서 토출될 수 있다.
한편, 본 실시예의 액적 토출 헤드(20)는, 소위 2열의 노즐열(22a, 22b)을 갖고 있지만, 이것에 한정되지 않고 1열이라도 좋다. 그 위에, 노즐(22)로부터 액상체를 액적(30)으로서 토출시키는 에너지 발생 수단은 압전 소자(29)에 한정되지 않고, 전기 열변환 소자로서의 히터나 전기 기계 변환 소자로서의 정전 액츄에이터 등이라도 좋다.
도 3은 제어 장치 및 제어 장치에 관련되는 각 부와의 전기적인 구성을 나타 내는 블록도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(108)는 액상체의 토출 데이터를 외부 정보 처리 장치로부터 수취하는 입력 버퍼 메모리(120)와, 입력 버퍼 메모리(120)에 일시적으로 기억된 토출 데이터를 기억 수단(RAM)(121)에 전개하여 관련되는 각 부에 제어 신호를 보내는 처리부(122)를 구비하고 있다. 또한, 처리부(122)로부터의 제어 신호를 받아 X 방향 구동 모터(103)와 Y방향 구동 모터(106)에 위치 제어 신호를 보내는 주사 구동부(123)와, 마찬가지로 처리부(122)로부터의 제어 신호를 받아 액적 토출 헤드(20)에 구동 전압 펄스(구동 파형)를 보내는 헤드 구동부(124)를 구비하고 있다.
입력 버퍼 메모리(120)에 수취되는 토출 데이터는 워크피스(W) 상의 막 형성 영역의 상대 위치를 나타내는 데이터와, 막 형성 영역에 액상체의 액적을 도트로서 어떻게 배치하는가를 나타내는 데이터와, 액적 토출 헤드(20)의 노즐열(22a, 22b) 중, 어떤 노즐(22)을 구동(ON-OFF)할지를 지정하는 데이터를 포함하고 있다.
처리부(122)는 기억 수단으로서의 RAM(121)에 저장된 토출 데이터 중에서 막 형성 영역에 관한 위치의 제어 신호를 주사 구동부(123)로 보낸다. 주사 구동부(123)는 이 제어 신호를 받아 X 방향 구동 모터(103)에 위치 제어 신호를 보내어 액적 토출 헤드(20)를 부주사 방향(X 방향)으로 이동시킨다. 또한 Y방향 구동 모터(106)에 위치 제어 신호를 보내어 워크피스(W)가 유지된 스테이지(104)를 주주사 방향(Y방향)으로 이동시킨다. 이것에 의해 워크피스(W)의 소망의 위치에 액적 토출 헤드(20)로부터 액상체의 액적(30)이 토출되도록 액적 토출 헤드(20)와 워크피스(W)를 상대 이동시킨다.
또 처리부(122)는 RAM(121)에 저장된 토출 데이터 중에서 막 형성 영역에 액상체의 액적(30)을 도트로서 어떻게 배치하는지를 나타내는 데이터를, 노즐(22)마다의 4bit의 토출 비트맵 데이터로 변환하여 헤드 구동부(124)로 보낸다. 또한, 액적 토출 헤드(20)의 노즐열(22a, 22b) 중, 어떤 노즐(22)을 구동(ON-OFF)할지를 지정하는 데이터에 근거하여, 액적 토출 헤드(20)의 압전 소자(29)에 인가하는 구동 전압 펄스(구동 파형)를 언제 발신하는지의 「타이밍 검출 신호」인 래치(LAT) 신호와 채널(CH) 신호를 헤드 구동부(124)로 보낸다. 헤드 구동부(124)는 이들 제어 신호를 받아 액적 토출 헤드(20)에 적정한 구동 전압 펄스(구동 파형)를 보내어, 노즐(22)로부터 액상체의 액적(30)을 토출시킨다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각 노즐열(22a, 22b)은 각각 독립된 공통 유로(27)에 연결되어 있다. 따라서, 각 노즐열(22a, 22b)을 구성하는 각각 180개의 노즐(22)의 압전 소자(29)에 동시에 구동 파형을 인가하면, 이웃하는 노즐(22) 사이에서, 액적의 토출량(부피 또는 중량)이나 토출 속도가 변동하는 전기적, 기계적인 크로스 토크가 생기기 쉽다.
그러므로, 본 실시예에서는, 처리부(122)는 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐(22)로부터는 동시에 액적을 토출하지 않도록 헤드 구동부(124)에 LAT 신호와 CH 신호를 보낸다. 구체적으로는, 헤드 구동부(124)는 LAT 신호에 대응하여 소정 주기로 구동 전압 펄스(구동 파형)를 발생시킨다. 그리고, 처리부(122)는 워크피스(W)와 액적 토출 헤드(20)의 상대 이동에 동기하여, 시계열적으로 다른 구동 파형이 상기 이웃하는 노즐(22)에 대응하는 압전 소자(29)에 인가되도록, CH 신호를 헤드 구동부(124)로 보낸다. 또한, 주주사에 있어서, 구동 파형이 인가되는 압전 소자(29)의 수가 구동 파형마다 동수로 되도록, 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐(22)에 인가하는 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 설정하고 있다. 상세하게는, 후술하는 액상체의 도출 방법에서 설명한다. 이것에 의해 적어도 전기적인 크로스 토크를 회피함과 아울러, 전기적인 부하에 의한 구동 파형마다의 꺽임을 균일화하여, 안정한 토출량으로 액적을 토출하는 것을 실현하고 있다.
<컬러 필터>
다음에 본 실시예에 따른 컬러 필터에 대하여 설명한다. 도 4는 컬러 필터를 나타내는 평면도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 컬러 필터(10)는 투명한 기판으로서의 유리 기판(1)의 표면에 복수의 막 형성 영역(2)을 구획하는 격벽부(4)를 갖고 있다. 환언하면, 격벽부(4)는, 복수의 막 형성 영역(2)을 구획하는 구획 영역을 구성하고 있다. 각 막 형성 영역(2)에는, 3색(R;적색, G;녹색, B; 청색)의 착색층(3)이 형성되어 있다. 각 착색층(3R, 3G, 3B)은 동색의 착색층(3)끼리가 직선적으로 배치되어 있다. 즉, 컬러 필터(10)는 스트라이프 방식의 착색층(3)을 구비하고 있다.
<컬러 필터의 제조 방법>
다음에 본 실시예의 컬러 필터의 제조 방법에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 흐름도, 도 6(a) 내지 도 6(f)는 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 본 실시예의 컬러 필터(10)의 제조 방법은 상술한 액적 토출 장치(100)와 후술하는 액상체의 토출 방법을 이용한 것이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터(10)의 제조 방법은 유리 기판(1)에 격벽부(4)를 형성하는 공정(단계 S1)과, 격벽부(4)가 형성된 유리 기판(1)의 표면을 처리하는 공정(단계 S2)을 구비하고 있다. 그리고, 표면 처리된 유리 기판(1)에 기능성 재료로서의 착색 재료를 포함하는 3색의 액상체를 토출하는 공정(단계 S3)과, 토출된 액상체를 건조하고 고화해서 착색층(3)을 형성하는 공정(단계 S4)을 구비하고 있다. 또한, 형성된 격벽부(4)와 착색층(3)을 덮도록 평탄화층을 형성하는 공정(단계 S5)과, 평탄화층 상에 투명 전극을 형성하는 공정(단계 S6)을 구비하고 있다.
도 5의 단계 S1은 격벽부 형성 공정이다. 단계 S1에서는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 우선, 유리 기판(1)의 표면에, 막 형성 영역(2)을 구획하도록 제 1 격벽부(4a)를 형성한다. 형성 방법으로는, 진공 증착법이나 스퍼터법에 의해, Cr이나 Al 등의 금속막 또는 금속 화합물의 막을 유리 기판(1)의 표면에 차광성을 갖도록 성막한다. 그리고 포토리소그라피법에 의해, 감광성 수지(포토레지스트)를 도포하여 막 형성 영역(2)이 개구하도록 노광·현상·에칭한다. 계속해서 포토리소그라피법에 의해, 감광성의 격벽부 형성 재료를 약 2㎛의 두께로 도포하여 노광·현상하고, 제 2 격벽부(4b)를 제 1 격벽부(4a) 상에 형성한다. 격벽부(4)는 제 1 격벽부(4a)와 제 2 격벽부(4b)로 이루어지는 소위 2층 뱅크 구조로 되어 있다. 또, 격벽부(4)는 이것에 한정되지 않고, 차광성을 갖는 감광성의 격벽부 형성 재료를 이용하여 형성한 제 2 격벽부(4b)만의 일층 구조로 하여도 좋다. 그리고, 단계 S2로 진행한다.
도 5의 단계 S2는 표면 처리 공정이다. 단계 S2에서는, 이후의 액상체의 토출 공정에서, 토출된 액상체가 막 형성 영역(2)에 탄착되어 스며들어 퍼지도록 유리 기판(1)의 표면을 친액 처리한다. 또한, 토출된 액상체의 일부가 제 2 격벽부(4b)에 탄착되었다고 해도 막 형성 영역(2) 내에 들어가도록 제 2 격벽부(4b)의 적어도 정부를 발액 처리한다.
표면 처리 방법으로는 격벽부(4)가 형성된 유리 기판(1)에 대하여, O2를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리와 불소계 가스를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리를 행한다. 즉, 막 형성 영역(2)이 친액 처리되고, 그 후 감광성 수지로 이루어지는 제 2 격벽부(4b)의 표면(벽면을 포함함)이 발액 처리된다. 한편, 제 2 격벽부(4b)를 형성하는 재료 자체가 발액성을 갖고 있으면 후자의 처리를 생략하는 할 수도 있다. 그리고, 단계 S3으로 진행한다.
도 5의 단계 S3은 액상체의 토출 공정이다. 단계 S3에서는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(100)의 스테이지(104)에 표면 처리된 유리 기판(1)을 탑재한다. 그리고, 유리 기판(1)이 탑재된 스테이지(104)와 액적 토출 헤드(20)의 주주사 방향으로의 상대 이동에 동기하여, 착색 재료를 포함하는 액상체가 충전된 액적 토출 헤드(20)의 복수의 노즐(22)로부터 액적(30)을 막 형성 영 역(2)에 토출한다. 막 형성 영역(2)에 토출되는 액상체의 총 토출량은 이후의 건조 공정(단계 S4)에서 소정의 막 두께가 얻어지도록, 미리 토출 회수 등이 설정된 토출 데이터에 근거해서, 제어 장치(108)의 처리부(122)로부터 적정한 제어 신호가 헤드 구동부(124)로 보내져 제어된다. 자세한 액상체의 토출 방법은 후술한다. 그리고, 단계 S4로 진행한다.
도 5의 단계 S4는 건조 공정이다. 단계 S4에서는, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(100)에 구비된 히터(111)에 의해 유리 기판(1)이 가열되고, 토출된 액상체로부터 용매 성분이 증발하여 고화되고, 착색 재료로 이루어지는 착색층(3)이 형성된다. 그리고, 단계 S5로 진행된다.
도 5의 단계 S5는 평탄화층 형성 공정이다. 단계 S5에서는, 도 6(e)에 나타내는 바와 같이, 착색층(3)과 제 2 격벽부(4b)를 덮도록 평탄화층(6)을 형성한다. 형성 방법으로는, 스핀 코팅법, 롤코팅법 등에 의해 아크릴계 수지를 코팅하여 건조시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 감광성 아크릴 수지를 코팅하고 나서 자외광을 조사하여 경화시키는 방법도 채용할 수 있다. 막 두께는 약 100㎚이다. 한편, 착색층(3)이 형성된 유리 기판(1)의 표면이 비교적 평탄하면, 평탄화층 형성 공정을 생략하여도 좋다. 그리고, 단계 S6으로 진행한다.
도 5의 스텝 S6은 투명 전극 형성 공정이다. 단계 S6에서는, 도 6(f)에 나타내는 바와 같이, 평탄화층(6) 위에 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어지는 투명 전극(7)을 성막한다. 성막 방법으로는, ITO 등의 도전 재료를 타깃으로 하여 진공 중에서 증착 또는 스퍼터링하는 방법을 들 수 있다. 막 두께는 약 10㎚이다. 형성된 투명 전극(7)은 컬러 필터(10)가 사용되는 전기 광학 장치에 의해 적절히 필요한 형상(패턴)으로 가공된다.
본 실시예에서는, 우선 R(적색)의 착색 재료를 포함하는 액상체를 막 형성 영역(2)으로 토출하여 건조시키는 것에 의해 착색층(3R)을 형성하고, 계속해서 G(녹색), B(청색)의 순서로 다른 착색 재료를 포함하는 액상체를 순차 토출하여 건조함으로써, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 3색의 착색층(3R, 3G, 3B)을 형성했다. 한편, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 단계 S3의 액상체의 토출 공정에서 다른 착색 재료를 포함하는 3색의 액상체를 각각 다른 액적 토출 헤드(20)에 충전하고, 각 액적 토출 헤드(20)를 헤드 유닛(101)에 장착하여, 각 액적 토출 헤드(20)로부터 소망의 막 형성 영역(2)으로 액상체를 토출한다. 그리고, 용매의 증기압을 일정하게 하여 건조하는 것이 가능한 감압 건조 장치에 유리 기판(1)을 세팅하여 감압 건조하는 방법을 사용할 수도 있다.
<액상체의 토출 방법>
본 실시예의 액상체의 토출 방법에 대하여 실시예에 근거하여, 더욱 자세히 설명한다.
우선, 본 실시예에 따른 구동 파형에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 구동 파형과 제어 신호의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 각 노즐(22)에 대응하여 마련된 압전 소자(29)(도 2 참조)에는, 제어 신호 LAT의 타이밍에서 래치된 노즐(22)마다의 ON/OFF 데이터(토출 데이터)에 따라, 구동 파형 A1, B1, C1, A2, B2, C2, …의 일부가 선택되어 공급된다. 그리고, 구동 파형이 공급되는 타이밍에, 노즐(22)로부터 액적(30)이 토출된다. 또, 각 구동 파형은 압전 소자(29)에 공급되는 것에 의해 규정량의 액적(30)이 토출되도록 설계된 동일 형상, 크기의 것이다.
구동 파형의 선택은 구동 파형의 공급 타이밍을 규정하는 제어 신호 CH1 내지 CH3에 의해 실시된다. 즉, 제어 신호 CH1에 의해 제 1 계통의 타이밍의 구동 파형 A1, A2, …가, 제어 신호 CH2에 의해 제 2 계통의 타이밍의 구동 파형 B1, B2, …가 제어 신호 CH3에 의해 제 3 계통의 타이밍의 구동 파형 C1, C2, …가 각각 선택된다.
본 실시예에서는, 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐(22)에 대응하는 압전 소자(29)에, 구동 파형의 공급 타이밍의 계통(제어 신호 LAT를 기준으로 한 상대적인 서열)을 개개에 대응시키는 것에 의해, 토출 타이밍의 중복이 일어나지 않도록 되어 있다. 이것에 의해, 적어도 전기적인 크로스 토크가 적합하게 감소되어, 크로스 토크에 기인하는 노즐간의 토출 특성(토출량이나 토출 속도 등)의 편차가 상대적으로 완화되어 있다. 또한, 각 계통의 타이밍은 주기적으로 되어있기 때문에, 토출 조건이 각 토출 타이밍 동안에 일정하게 되어, 액적(30)의 토출량을 주주사 방향에 대하여 안정화시킬 수 있다. 또한, 제어 신호 LAT의 1주기(1래치) 내에 있어서, 3개의 구동 파형이 발생하므로, 동일한 압전 소자(29)에 1래치 내에서 3개의 구동 파형을 인가하면, 동일 노즐(22)로부터 토출 타이밍을 변경하여 3 방울의 액적(30)을 토출할 수 있다. 또한, 1래치 내의 3개의 구동 파형을 각각 별도의 압전 소자(29)에 인가하면, 3개의 노즐(22)로부터 액적(30)을 다른 토출 타이밍에서 토출할 수 있다. 이후, 노즐(22)의 압전 소자(29)에 구동 파형을 인가하는 것을 노즐(22)에 구동 파형을 인가한다고 표현한다.
액적 토출 장치(100)에 있어서, 예컨대, 액적 토출 헤드(20)(복수의 노즐(22))와 유리 기판(1)의 주주사에 있어서의 상대 이동 속도를 200㎜/초로 한다. 또한, 제어 신호 LAT의 주기, 즉 구동 주파수를 20㎑로 한다. 이 토출 조건에서는, 주주사에서 1회의 토출에 따른 토출 분해능은 1래치를 기준으로 하여 3개의 구동 파형 중 하나를 사용하는 노즐(22)에 인가하면, 약 10㎛로 된다. 환언하면, 3개의 구동 파형을 연속적으로 사용하는 노즐(22)에 인가했을 때에는, 토출 타이밍을 변경하여 주주사 방향에 약 3.3㎛의 최소 피치로 액적을 토출하는 것이 가능하다.
(실시예 1)
도 8은 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도이다. 자세하게는, 노즐열에서의 구동 파형의 선택과 막 형성 영역에서의 액적의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 노즐열(22a)의 180개의 노즐(22)에 노즐 번호가 부여되고 있다. 또한, 각 노즐(22)에 인가하는 구동 파형의 파형 선택의 방법이 예시되어 있다. 파형 선택에 있어서의 번호 1은 도 7의 제 1 계통의 타이밍에서 발생하는 구동 파형 A1, A2, …를 가리킨다. 마찬가지로, 번호 2는 제 2 계통의 타이밍에서 발생하는 구동 파형 B1, B2, …를 가리키고, 번호 3은 제 3 계통의 타이밍에 발생하는 구동 파형 C1, C2, …을 가리킨다. 이하, 그림에서 ○표의 번호 1 내지 3을 파형 선택의 계통 번호 1 내지 3이라 한다.
막 형성 영역(2)의 크기나 X 방향 및 Y방향에서의 배치 피치는, 설계 사항이지만, 실시예 1에서는, 노즐(22)의 배치 피치(약 140㎛)에 대하여 1회의 주주사로 2개의 노즐(22)이 각각의 막 형성 영역(2)에 걸친 상태로 되어 있다. 환언하면, 도 4에 나타내는 컬러 필터(10)의 스트라이프 방향과 노즐열 방향이 일치하도록, 액적 토출 헤드(20)와 유리 기판(1)이 상대 배치되어 있다.
주주사에 있어서, 막 형성 영역(2)을 구획하는 격벽부(4)를 통과하는 노즐(22) 및 토출된 액적의 적어도 일부가 격벽부(4)에 착탄하면 상정되는 노즐(22)은 사용하지 않는다. 즉, 비토출로 하고 있다. 그리고, 각 막 형성 영역(2)에서 이웃하는 노즐(22)(사용 노즐)로부터 주주사 방향에 각각 2방울의 액적을 토출한다. 막 형성 영역(2)에서 X 방향으로 그어진 쇄선은 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형을 인가했을 때의 액적의 주주사 방향(Y방향)의 위치를 나타내는 것이다. 한편, 도 8은 동종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)에 대하여, 선택 파형의 조합과 이것에 대한 액적의 배치 패턴을 나타내는 것이다.
실시예 1의 액상체의 토출 방법은, 도 8에 나타낸 노즐열(22a)에서의 파형 선택을 전제로 한다. 즉, 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐(22)에, 동일 타이밍으로 구동 파형이 인가되지 않도록, 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형을 차차 선택하여 인가한다.
파형 선택 1은, 180개의 노즐(22)에 대하여, 노즐 번호 1 내지 180의 순서로, 계통 번호 1 내지 3을 반복하여 할당하고 있다. 단, 불토출로 한 노즐(22)에는, 구동 파형의 계통을 할당하지 않고 있다. 예컨대, 동 도면에서는, 노즐 번호4, 8, 12, 16을 불토출로 하고, 계통 번호를 할당하고 있지 않다. 즉, 사용하는 노즐(22)(이하, 사용 노즐이라 한다)에만 계통 번호를 할당하고 있다. 이와 같이 할당함으로써 토출 데이타 생성시의 부하를 경감하고 있다.
파형 선택 1을 적용하면, 예컨대, 노즐 번호 1의 노즐(22)에는, 제 1 계통의 구동 파형 A1, A2가 인가된다. 노즐 번호 2의 노즐(22)에는, 제 2 계통의 구동 파형 B1, B2가 인가된다. 노즐 번호 3의 노즐(22)에는, 제 3 계통의 구동 파형 C1, C2이 인가된다. 이것에 의해, 노즐 번호 1, 2, 3의 각 노즐(22)로부터 막 형성 영역(2)에 토출된 액적의 배치는, A 패턴과 같이 6개의 액적이 서로 주주사 방향으로 어긋난다. 주주사 방향(Y 방향)으로 배열한 막 형성 영역(2)에는, 동일 파형 선택1이 적용되고, 반복 A 패턴과 같이 액적이 배치된다. 따라서, 동종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 3개의 노즐(22)에는, 각각 토출 타이밍이 다른 구동 파형이 인가되어, 노즐사이의 전기적인 크로스 토크가 회피된다. 또한, 제어 신호 LAT의 1 래치에 있어서, 사용 노즐의 수가 구동 파형마다 동수로 되기 때문에, 구동 파형마다의 전기적인 부하가 평준화되어, 구동 파형마다의 꺽임이 균일화된다. 따라서, 소망의 막 형성 영역(2)에 안정한 토출량으로 액상체가 토출된다. 또한, 막 형성 영역(2)마다 액적의 배치가 동일하게 된다. 환언하면, 각 막 형성 영역(2)에 있어서의 액적의 배치가 균질화된다.
(실시예 2)
다음에 실시예 2의 액상체의 토출 방법에 대하여, 실시예 1과의 상위점을 중심으로 설명한다. 도 9는 실시예 2의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 실시예 2의 액상체의 토출 방법은 실시예 1에 대하여 파형 선택 1에 있어서의 노즐 번호에의 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형의 할당이 다르다. 구체적으로는, 노즐열(22a)에서의 구동 파형의 계통의 나열 순서를 말하면, 계통 번호 1, 2, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 2, …(이하 그 반복)으로 되어 있다. 이러한 파형 선택에 의해, 이웃하는 노즐(22)에는, 같은 계통의 구동 파형이 인가되지 않는다. 또한, 같은 계통의 구동 파형이 인가되는 노즐(22)의 수(사용하는 노즐(22)의 수)가 각 계통에서 거의 같게 되도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 액적 토출 시의 각 구동 파형의 꺽임 쪽을 거의 균일화하여, 구동 파형의 꺽임에 의한 액적의 토출량의 치우침을 억제하고 있다. 다른 토출 조건(파형 선택의 방법)은 실시예 1과 마찬가지이다.
즉, 막 형성 영역(2)마다 파형 선택 1, 2, 3 중 어느 하나를 적용하므로, 액적의 배치는 D패턴, E패턴, F패턴의 어느 하나가 된다.
(실시예 3)
다음에 실시예 3의 액상체의 토출 방법에 대하여, 실시예 2와의 상위점을 중심으로 설명한다. 도 10은 실시예 3의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 실시예 3의 액상체의 토출 방법은 실시예 2에 대하여 파형 선택 1에 있어서의 노즐 번호에의 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형의 할당 방법은 동일하지만, 동일 노즐(22)로부터의 액적의 토출 시마다, 파형 선택 1 내지 6을 순차적으로 변경하고 있다. 파형 선택 2 내지 6은, 파형 선택 1에 대하여 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형의 선택을 1노즐씩 순차적으로 어긋나게 한 것이다. 따라서, 액적의 배치는 G패턴, H패턴, J패턴 중 어느 하나가 된다. 이것에 따르면, 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐(22)에서, 액적의 토출 시마다 구동 파형의 계통이 변경된다. 환언하면, 동일 노즐(22)에서 액적의 토출 시마다 다른 구동 파형이 인가된다. 따라서, 각 막 형성 영역(2)에 배치되는 액적의 토출량의 치우침을 보다 분산시키고 있다.
(실시예 4)
다음에 실시예 4의 액상체의 토출 방법에 대하여, 실시예 1과의 상위점을 중심으로 설명한다. 도 11은 실시예 4의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 실시예 4의 액상체의 토출 방법은, 실시예 1에 대하여 노즐열(22a)과 막 형성 영역(2)과의 상대적인 배치가 다르다. 실시예 4에서는, 동종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)이, 주주사 방향(Y 방향)으로 연속하여 배열되어 있다. 부주사 방향(X 방향)에는, 이종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)이 소정의 간격을 두고 배열되어 있다. 따라서, 1회의 토출에 따른 사용 노즐의 수는, 실시예 1에 비해 적어진다. 또한, 실시예 1와 같이 사용 노즐의 수가 구동 파형마다 동등하게 되도록 설정하고 있다. 따라서, 구동 파형마다의 토출에 의한 전기적인 부하가 더욱 작게 된다. 동종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)마다, 사용 노즐에 인가되는 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합(파형 선택)을 다르게 한 점은, 실시예 2와 같다. 때문에, 액적의 배치는, G 패턴, H 패턴, J 패턴 중 어느 것으로 되고, 구동 파형의 꺽임에 의한 액적의 토출량의 기울기가 더욱 억제되어 있다. 한편, 실시예 4의 경우, 주주사에 있어서 직사각 형상의 막 형성 영역(2)의 긴 방향에 액적을 배치하므로, 막 형성 영역(2)마다 사용 노즐로부터 토출되는 액적의 수(토출수)는, 2 방울뿐만 아니라, 더욱 늘리더라도 좋다.
상기 실시예 1 내지 실시예 4에 있어서, 상술한 설명은 편의상 노즐열(22a)에만 착안한 것이었지만, 실제로는 노즐열(22a)의 피치를 보완하는 위치에서, 노즐열(22b)(도 2 참조)로부터도 마찬가지의 토출이 실시되게 되어 있다.
또, 막 형성 영역(2)에 부여되는 액상체의 총 토출량(필요량)은 요구되는 막의 특성(컬러 필터이면 투과율, 색도, 색상 등의 광학 특성)에 따라, 막 형성 영역(2)의 크기(면적)나, 액상체의 용질 농도를 고려하고 결정된다. 따라서, 상기 총 토출량을 복수회의 주주사에 의해 막 형성 영역(2)에 부여하는 경우에는, 주주사마다 상기 액적의 배치 패턴을 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉, 주주사마다 파형 선택의 조합을 다르게 하는 것이 바람직하다. 이것에 따르면, 액적의 토출량의 치우침을 보다 분산시킬 수 있다.
그 위에, 복수의 노즐(22)(액적 토출 헤드(20))을 부주사하여, 막 형성 영역(2)에 걸친 노즐(22)을 변경하여 주주사하면, 노즐간의 토출 특성 편차에 의한 액적의 토출량의 치우침를 더욱 분산시키는 것이 가능하다.
이와 같이 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐(22)에 인가하는 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 변경하는 것은, 주주사마다 적어도 1회 행하는 것에 의해 상응의 작용과 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 실시예 2 내지 실시예 4에 있어서, 파형 선택 1에 대하여 제 1 내지 제 3 계통의 구동 파형의 선택을 노즐열 방향에 1노즐씩 순차적으로 어긋나게 하여 다른 파형 선택을 설정하는 것은, 액적의 배치 패턴을 토출 데이터화할 때에, 파형 선택 1을 적용한 액적의 배치 패턴을 답습하면 바람직하기 때문에, 비교적 용이하게 할 수 있다.
<액정 표시 장치>
다음에 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치에 대하여, 간단히 설명한다. 도 12는 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 개략 분해 사시도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(200)는 TFT(Thin Film Transistor) 투과형 액정 표시 패널(220)과, 액정 표시 패널(220)을 조명하는 조명 장치(216)를 구비하고 있다. 액정 표시 패널(220)은 컬러 필터를 갖는 대향 기판(201)과, 화소 전극(210)에 3단자 중 하나가 접속된 TFT 소자(211)를 갖는 소자 기판(208)과, 한 쌍의 기판(201, 208) 사이에 유지된 액정(도시하지 않음)을 구비 하고 있다. 또한, 액정 표시 패널(220)의 외면 측으로 되는 한 쌍의 기판(201, 208)의 표면에는, 투과하는 광을 편향시키는 상부 편광판(214)과 하부 편광판(215)이 마련된다.
대향 기판(201)은 투명한 유리 등의 재료로 이루어지고, 액정을 사이에 유지하는 표면 측에 격벽부(204)에 의해 매트릭스 형상으로 구획된 복수의 막 형성 영역에, 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 3색의 컬러 필터(205R, 205G, 205B)가 형성되어 있다. 격벽부(204)는 Cr 등의 차광성을 갖는 금속 또는 그 산화막으로 이루어지는 블랙 매트릭스라 불리는 하층 뱅크(202)와, 하층 뱅크(202)의 위(도면에서는 아래쪽)에 형성된 유기 화합물로 이루어지는 상층 뱅크(203)로 구성되어 있다. 또한, 격벽부(204)와 컬러 필터(205R, 205G, 205B)를 덮는 평탄화층으로서의 오버코팅층(OC층)(206)과, OC층(206)을 덮도록 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어지는 대향 전극(207)을 구비하고 있다. 대향 기판(201)은 상기 실시예의 컬러 필터(10)의 제조 방법을 이용하여 제조되어 있다(실시예 1 내지 4의 어느 하나의 실시예를 적용).
소자 기판(208)은 마찬가지로 투명한 유리 등의 재료로 이루어지고, 액정을 사이에 유지하는 표면 측에 절연막(209)을 통해 매트릭스 형상으로 형성된 화소 전극(210)과, 화소 전극(210)에 대응하여 형성된 복수의 TFT 소자(211)를 갖고 있다. TFT 소자(211)의 3단자 중, 화소 전극(210)에 접속되지 않은 다른 2단자는 서로 절연된 상태로 화소 전극(210)을 둘러싸도록 격자 형상으로 마련된 주사선(212)과 데이터선(213)에 접속되어 있다.
조명 장치(216)는, 예컨대, 광원으로서 백색의 LED, EL, 냉음극관 등을 이용하여, 이들 광원으로부터의 광을 액정 표시 패널(220)을 향하여 출사할 수 있는 도광판이나 확산판, 반사판 등의 구성을 구비한 것이면, 어떠한 것이라도 좋다.
본 실시예의 액정 표시 장치(200)는, 상기 실시예의 컬러 필터(10)의 제조 방법을 이용하여 제조된 컬러 필터(205R, 205G, 205B)를 갖는 대향 기판(201)을 구비하고 있으므로, 색 불균일 등의 표시 불량이 적은 높은 표시 품질을 갖는다.
또한, 액정 표시 패널(220)은 액티브 소자로서 TFT 소자(211)에 한하지 않고 TFD(Thin Film Diode) 소자를 갖는 것이라도 좋고, 그 위에, 적어도 한편의 기판에 컬러 필터를 구비하는 것이면, 화소를 구성하는 전극이 서로 교차하도록 배치되는 패시브형의 액정 표시 장치라도 좋다. 또한, 상하 편광판(214, 215)은 시각 의존성을 개선할 목적 등으로 사용되는 위상차 필름 등의 광학 기능성 필름과 조합한 것이라도 좋다.
상기 실시예 1에 따르면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법은, 막 형성 영역(2)에 걸친 사용 노즐에 다른 토출 타이밍의 구동 파형이 인가되어, 적어도 전기적인 크로스 토크가 저감된다. 또한, 각 계통의 구동 파형에 있어서, 사용 노즐의 수가 동등하게 되도록 설정되어 있다. 따라서, 구동 파형마다의 꺽임을 균일화하여, 액적의 토출량의 기울기를 억제할 수 있다. 따라서, 막 형성 영역에 안정한 토출량으로 액적을 토출할 수 있다. 즉, 막 형성 영역마다 필요량(총 토출량)의 액상체를 안정하게 부여할 수 있다.
(2) 상기 실시예 2의 액상체의 토출 방법은, 주주사 방향으로 배열하는 막 형성 영역(2)마다 적용하는 파형 선택을 바꾸기 때문에, 실시예 1의 효과에 더하여, 복수의 노즐(22)의 토출 특성 편차에 기인하는 액적의 토출량의 기울기가 억제되어, 주주사 방향의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 저감할 수 있다.
(3) 상기 실시예 3의 액상체의 토출 방법은, 주주사 방향으로 배열하는 각 막 형성 영역(2)에 있어서, 액적의 토출마다 적용하는 파형 선택을 바꾸기 때문에, 상기 실시예 2의 효과에 더하여, 액적의 토출량의 기울기를 막 형성 영역(2)마다 억제하여, 주주사 방향의 줄무늬 형상의 토출 불균일을 보다 저감할 수 있다.
(4) 상기 실시예 4의 액상체의 토출 방법은, 주주사 방향으로 연속적으로 배열한 동종의 액상체가 토출되는 막 형성 영역(2)마다, 다른 파형 선택을 적용하여 상기 막 형성 영역(2)에 걸리는 사용 노즐로부터 액적을 토출한다. 구동 파형마다 사용 노즐의 수가 동등하게 되도록 설정되고, 또한 실시예 1에 비교하여 동시에 구동 파형이 인가되는 사용 노즐의 수가 적어진다. 따라서, 실시예 1의 효과에 더하여, 액적의 토출에 따른 전기적인 부하가 더욱 작게 되어, 구동 파형의 꺽임에 의한 사용 노즐 사이의 액적의 토출량의 기울기를 더욱 억제할 수 있다.
(5) 상기 실시예 1의 컬러 필터(10)의 제조 방법은, 상기 액상체의 토출 방법을 이용하여, 3색의 액상체를 각각 소망의 막 형성 영역(2)에 토출, 건조함으로써 착색층(3R, 3G, 3B)을 형성한다. 따라서, 각 막 형성 영역마다 필요량(총 토출량)의 액상체가 안정하게 부여되기 때문에, 토출 불균일에 의한 색불균일 등의 불량이 저감되어, 컬러 필터(10)를 수율 좋게 제조할 수 있다.
(실시예 2)
다음에 본 실시예에 따른 유기 EL(전기 발광) 소자를 구비한 유기 EL 표시 장치와, 유기 EL 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
<유기 EL 표시 장치>
도 13은 유기 EL 표시 장치를 나타내는 개략 단면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(600)는 유기 EL 소자로서의 발광 소자부(603)를 갖는 소자 기판(601)과, 소자 기판(601)과 공간(622)을 사이를 두고 밀봉시킨 밀봉 기판(620)을 구비하고 있다. 소자 기판(601)은 기판 상에 회로 소자부(602)를 구비하고 있다. 발광 소자부(603)는 회로 소자부(602) 상에 중첩하여 형성되고, 회로 소자부(602)에 의해 구동되는 것이다. 발광 소자부(603)에는, 3색의 발광층(617R, 617G, 617B)이 각각 막 형성 영역으로서의 발광층 형성 영역(A)에 형성되고, 줄무늬 형상으로 되어 있다. 소자 기판(601)은 3색의 발광층(617R, 617G, 617B)에 대응하는 3개의 발광층 형성 영역(A)을 1조의 화소로 하고, 이 화소가 소자 기판(601)의 회로 소자부(602) 상에 매트릭스 형상으로 배치된 것이다. 유기 EL 표시 장치(600)는 발광 소자부(603)로부터의 발광이 소자 기판(601) 쪽으로 사출되는 것이다.
밀봉 기판(620)은 유리 또는 금속으로 이루어지는 것으로, 밀봉 수지를 통해 소자 기판(601)에 접합되어 있고, 밀봉된 안쪽 표면에는, 게터제(getter agent)(621)가 부착되어 있다. 게터제(621)는 소자 기판(601)과 밀봉 기판(620) 사이의 공간(622)에 침입한 물 또는 산소를 흡수하여, 발광 소자부(603)가 침입한 물 또는 산소에 의해 열화하는 것을 방지하는 것이다. 또, 이 게터제(621)는 생략하여도 좋다.
소자 기판(601)은 회로 소자부(602) 상에 복수의 발광층 형성 영역(A)을 갖는 것으로, 각 발광층 형성 영역(A)을 구획하는 격벽부(618)와, 각 발광층 형성 영역(A)에 형성된 전극(613)과, 전극(613)에 적층된 정공 주입/수송층(617a)를 구비하고 있다. 또한 복수의 발광층 형성 영역(A) 내에 발광층 형성 재료를 포함하는 3종의 액상체를 부여하여 형성된 발광층(617R, 617G, 617B)을 갖는 발광 소자부(603)를 구비하고 있다. 격벽부(618)는 하층 뱅크(618a)와 발광층 형성 영역(A)을 실질적으로 구획하는 상층 뱅크(618b)로 이루어지고, 하층 뱅크(618a)는 발광층 형성 영역(A)의 안쪽으로 연장하도록 마련되어, 전극(613)과 각 발광층(617R, 617G, 617B)이 직접 접촉하여 전기적으로 단락되는 것을 방지하기 위해 SiO2 등의 무기 절연 재료에 의해 형성되어 있다.
소자 기판(601)은, 예컨대, 유리 등의 투명한 기판으로 이루어지고, 소자 기판(601) 상에 실리콘산화막으로 이루어지는 베이스 보호막(606)이 형성되고, 이 베이스 보호막(606) 상에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(607)이 형성되어 있다. 한편, 반도체막(607)에는, 소스 영역(607a) 및 드레인 영역(607b)이 고농도 P 이온 투입에 의해 형성되어 있다. 또, P 이온이 도입되지 않은 부분이 채널 영역(607c)으로 되어 있다. 또한 베이스 보호막(606) 및 반도체막(607)을 덮는 투명한 게이트 절연막(608)이 형성되고, 게이트 절연막(608) 상에는 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 이루어지는 게이트 전극(609)이 형성되고, 게이트 전극(609) 및 게이트 절연막(608) 상에는 투명한 제 1 층간 절연막(611a)과 제 2 층간 절연막(611b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(609)은 반도체막(607)의 채널 영역(607c)에 대응하는 위치에 마련되어 있다. 또한, 제 1 층간 절연막(611a) 및 제 2 층간 절연막(611b)을 관통하여, 반도체막(607)의 소스 영역(607a), 드레인 영역(607b)에 각각 접속되는 콘택트 홀(612a, 612b)이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 층간 절연막(611b) 상에, ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어지는 투명한 전극(613)이 소정 형상으로 패터닝되어 배치되고, 한편의 콘택트 홀(612a)이 이 전극(613)에 접속되어 있다. 또한, 또 하나의 콘택트 홀(612b)이 전원선(614)에 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 회로 소자부(602)에는, 각 전극(613)에 접속된 구동용 박막 트랜지스터(615)가 형성되어 있다. 한편, 회로 소자부(602)에는, 보지 용량과 스위칭용 박막 트랜지스터도 형성되어 있지만, 도 13에서는 이들의 도시를 생략하고 있다.
발광 소자부(603)는 양극으로서의 전극(613)과, 전극(613) 상에 순차 적층된 정공 주입/수송층(617a), 각 발광층(617R, 617G, 617B)(총칭하여 발광층(Lu))과, 상층 뱅크(618b)와 발광층(Lu)를 덮도록 적층된 음극(604)을 구비하고 있다. 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(Lu)에 의해 발광이 여기되는 기능층(617)을 구성하고 있다. 한편, 음극(604)과 밀봉 기판(620) 및 게터제(621)를 투명한 재료로 구성하면, 밀봉 기판(620) 쪽으로부터 발광하는 광을 출사할 수 있다.
유기 EL 표시 장치(600)는 게이트 전극(609)에 접속된 주사선(도시하지 않음)과 소스 영역(607a)에 접속된 신호선(도시하지 않음)을 갖고, 주사선에 전해진 주사 신호에 의해 스위칭용 박막 트랜지스터(도시하지 않음)가 온 상태로 되면, 그 때의 신호선의 전위가 보지 용량으로 보지되고, 상기 보지 용량의 상태에 따라, 구동용 박막 트랜지스터(615)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고, 구동용 박막 트랜지스터(615)의 채널 영역(607c)을 통해, 전원선(614)으로부터 전극(613)에 전류가 흐르고, 또한 정공 주입/수송층(617a)과 발광층(Lu)을 통해 음극(604)에 전류가 흐른다. 발광층(Lu)은 이것을 흐르는 전류량에 따라 발광한다. 유기 EL 표시 장치(600)는 이러한 발광 소자부(603)의 발광 메커니즘에 의해, 소망의 문자나 화상 등을 표시할 수 있다. 또한, 유기 EL 표시 장치(600)는 발광층(Lu)이 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 이용하여 형성되어 있기 때문에, 노즐열(22a, 22b)의 토출 특성 편차에 기인하는 발광 불균일, 휘도 불균일 등의 표시 불량이 감소되어, 높은 표시 품질을 갖고 있다.
<유기 EL 소자의 제조 방법>
다음에 본 실시예의 유기 EL 소자로서의 발광 소자부(603)의 제조 방법에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14(a) 내지 (f)는 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다. 한편, 도 14(a) 내지 (f)에 있어서는, 소자 기판(601) 상에 형성된 회로 소자부(602)는 도시를 생략하고 있다.
본 실시예의 발광 소자부(603)의 제조 방법은 소자 기판(601)의 복수의 발광 층 형성 영역(A)에 대응하는 위치에 전극(613)을 형성하는 공정과, 전극(613)에 일부가 걸치도록 하층 뱅크(618a)를 형성하고, 또한 하층 뱅크(618a) 상에 실질적으로 발광층 형성 영역(A)을 구획하도록 상층 뱅크(618b)를 형성하는 격벽부 형성 공정을 포함하고 있다. 또한 상층 뱅크(618b)로부터 구획된 발광층 형성 영역(A)의 표면 처리를 행하는 공정과, 표면 처리된 발광층 형성 영역(A)에 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 액상체를 부여하여 정공 주입/수송층(617a)을 토출 묘화하는 공정과, 토출된 액상체를 건조하여 정공 주입/수송층(617a)을 성막하는 공정을 구비하고 있다. 또한, 정공 주입/수송층(617a)이 형성된 발광층 형성 영역(A)의 표면 처리를 행하는 공정과, 표면 처리된 발광층 형성 영역(A)에 발광층 형성 재료를 포함하는 3종의 액상체를 토출하는 토출 공정과, 토출된 3종의 액상체를 건조하여 발광층(Lu)을 성막하는 공정을 포함하고 있다. 또한, 상층 뱅크(618b)와 발광층(Lu)을 덮도록 음극(604)을 형성하는 공정을 포함하고 있다. 각 액상체의 발광층 형성 영역(A)에의 부여는 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 이용하여 행한다.
전극(양극) 형성 공정에서는, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 회로 소자부(602)가 이미 형성된 소자 기판(601)의 발광층 형성 영역(A)에 대응하는 위치에 전극(613)을 형성한다. 형성 방법으로는, 예컨대, 소자 기판(601)의 표면에 ITO 등의 투명 전극 재료를 이용하여 진공 중에서 스퍼터법 또는 증착법으로 투명 전극막을 형성한다. 그 후, 포토리소그라피법에 의해 필요한 부분만을 남겨 에칭하여 전극(613)을 형성하는 방법을 들 수 있다. 그리고 격벽부 형성 공정으로 진행한 다.
격벽부 형성 공정에서는, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이, 소자 기판(601)의 복수의 전극(613)의 일부를 덮도록 하층 뱅크(618a)를 형성한다. 하층 뱅크(618a)의 재료로는, 무기 재료인 절연성의 SiO2(산화규소)를 이용하고 있다. 하층 뱅크(618a)의 형성 방법으로는, 예컨대, 이후에 형성되는 발광층(Lu)에 대응하여, 각 전극(613)의 표면을 레지스트 등을 이용하여 마스킹한다. 그리고 마스킹된 소자 기판(601)을 진공 장치에 투입하고, SiO2를 타깃 또는 원료로서 스퍼터링이나 진공 증착하는 것에 의해 하층 뱅크(618a)를 형성하는 방법을 들 수 있다. 레지스트 등의 마스킹은 후에 박리한다. 한편, 하층 뱅크(618a)는 SiO2에 의해 형성되어 있기 때문에, 그 막 두께가 200㎚ 이하이면 충분한 투명성을 갖고 있어, 후에 정공 주입/수송층(617a) 및 발광층(Lu)이 적층되더라도 발광을 저해하지 않는다.
계속해서, 각 발광층 형성 영역(A)을 실질적으로 구획하도록 하층 뱅크(618a) 위에 상층 뱅크(618b)를 형성한다. 상층 뱅크(618b)의 재료로는, 후술하는 발광층 형성 재료를 포함하는 3종의 액상체(100R, 100G, 100B)의 용매에 대하여 내구성을 갖는 것이 바람직하고, 또한 불소계 가스를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 발액화할 수 있는 것, 예컨대, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 감광성 폴리이미드 등과 같은 유기 재료가 바람직하다. 상층 뱅크(618b)의 형성 방법으로는, 예컨대, 하층 뱅크(618a)가 형성된 소자 기판(601)의 표면에 감광성의 상기 유기 재료를 롤 코팅법이나 스핀 코팅법으로 도포하고, 건조시켜 두께가 약 2㎛인 감 광성 수지층을 형성한다. 그리고, 발광층 형성 영역(A)에 대응한 크기로 개구부가 마련된 마스크를 소자 기판(601)과 소정의 위치에 대향시켜 노광·현상함으로써, 상층 뱅크(618b)를 형성하는 방법을 들 수 있다. 이것에 의해 하층 뱅크(618a)와 상층 뱅크(618b)를 갖는 격벽부(618)가 형성된다. 그리고, 표면 처리 공정으로 진행한다.
발광층 형성 영역(A)을 표면 처리하는 공정에서는, 격벽부(618)가 형성된 소자 기판(601)의 표면을, 우선 O2 가스를 처리 가스로 하여 플라즈마 처리한다. 이것에 의해 전극(613)의 표면, 하층 뱅크(618a)의 연장부 및 상층 뱅크(618b)의 표면(벽면을 포함함)을 활성화시켜 친액 처리한다. 다음으로 CF4 등의 불소계 가스를 처리 가스로 하여 플라즈마 처리한다. 이것에 의해 유기 재료인 감광성 수지로 이루어지는 상층 뱅크(618b)의 표면에만 불소계 가스가 반응하여 발액 처리된다. 그리고, 정공 주입/수송층 형성 공정으로 진행한다.
정공 주입/수송층 형성 공정에서는, 도 14(c)에 나타내는 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 액상체(90)를 발광층 형성 영역(A)에 부여한다. 액상체(90)를 부여하는 방법으로는, 도 1의 액적 토출 장치(100)를 이용한다. 액적 토출 헤드(20)로부터 토출된 액상체(90)는, 액적으로서 소자 기판(601)의 전극(613)에 탄착되어 스며들어 퍼진다. 액상체(90)는 발광층 형성 영역(A)의 면적을 따라 필요량이 액적으로서 토출된다. 그리고 건조·성막 공정으로 진행한다.
건조·성막 공정에서는, 소자 기판(601)을, 예컨대, 액적 토출 장치(100)에 구비된 히터(111)(램프 어닐링 등)로 가열함으로써 액상체(90)의 용매 성분을 건조시켜 제거하고, 전극(613)의 하층 뱅크(618a)에 의해 구획된 영역에 정공 주입/수송층(617a)(동도 (d) 참조)이 형성된다. 본 실시예에서는, 정공 주입/수송층 형성 재료로서 PEDOT(Polyethylene Dioxy Thiophene; 폴리에틸렌 다이옥시 싸이오펜)를 이용했다. 또, 이 경우, 각 발광층 형성 영역(A)에 동일 재료로 이루어지는 정공 주입/수송층(617a)을 형성했지만, 이후에 형성되는 발광층(Lu)에 대응하여 정공 주입/수송층(617a)의 재료를 발광층 형성 영역(A)마다 변경하여도 좋다. 그리고 다음 표면 처리 공정으로 진행한다.
다음 표면 처리 공정에서는, 상기한 정공 주입/수송층 형성 재료를 이용하여 정공 주입/수송층(617a)을 형성한 경우, 그 표면이 3종의 액상체(100R, 100G, 100B)에 대하여 발액성을 가지므로, 적어도 발광층 형성 영역(A)의 영역 내를 재차 친액성을 갖도록 표면 처리를 행한다. 표면 처리의 방법으로는, 3종의 액상체(100R, 100G, 100B)에 사용되는 용매를 도포하여 건조한다. 용매의 도포 방법으로는, 스프레이법, 스핀 코팅법 등의 방법을 들 수 있다. 그리고 액상체의 토출 공정으로 진행된다.
액상체의 토출 공정에서는, 도 14(d)에 나타내는 바와 같이, 복수의 발광층 형성 영역(A)에 발광층 형성 재료를 포함하는 3종의 액상체(100R, 100G, 100B)를 부여한다. 액상체(100R)는 적색 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하고, 액상체(100G)는 녹색 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하며, 액상체(100B)는 청색 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하고 있다. 탄착된 각 액상체(100R, 100G, 100B) 는 발광층 형성 영역(A)에 스며들어 퍼져 단면 형상이 원호 형상으로 고조된다. 이들의 액상체(100R, 100G, 100B)를 부여하는 방법으로는, 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 이용했다. 또, 각 발광층 형성 재료는 습식 도포 방법에 적합한 공지된 재료를 이용하면 좋다. 그리고, 건조·성막 공정으로 진행한다.
건조·성막 공정에서는, 도 14(e)에 나타내는 바와 같이, 토출된 각 액상체(100R, 100G, 100B)의 용매 성분을 건조시켜 제거하고, 각 발광층 형성 영역(A)의 정공 주입/수송층(617a)에 각 발광층(617R, 617G, 617B)이 적층되도록 성막한다. 각 액상체(100R, 100G, 100B)가 토출된 소자 기판(601)의 건조 방법으로는, 용매의 증발 속도를 거의 일정하게 하는 것이 가능한, 감압 건조가 바람직하다. 그리고 음극 형성 공정으로 진행한다.
음극 형성 공정에서는, 도 14(f)에 나타내는 바와 같이, 소자 기판(601)의 각 발광층(617R, 617G, 617B)과 상층 뱅크(618b)의 표면을 덮도록 음극(604)을 형성한다. 음극(604)의 재료로는, Ca, Ba, Al 등의 금속이나 LiF 등의 불화물을 조합시켜 이용하는 것이 바람직하다. 특히 발광층(617R, 617G, 617B)에 가까운 쪽에 일함수가 작은 Ca, Ba, LiF의 막을 형성하고, 먼 쪽에 일함수가 큰 Al 등의 막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 음극(604)의 위에 SiO2, SiN 등의 보호층을 적층할 수도 있다. 이와 같이하면, 음극(604)의 산화를 방지할 수 있다. 음극(604)의 형성 방법으로는, 증착법, 스퍼터법, CVD법 등을 들 수 있다. 특히 발광층(617R, 617G, 617B)의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다고 하는 점에서는, 증착법이 바람 직하다.
이와 같이 하여 완성된 소자 기판(601)은 필요량의 각 액상체(100R, 100G, 100B)가 대응하는 발광층 형성 영역(A)에 불균일하게 토출되지 않게 부여되고, 건조·성막화 후의 막 두께가 거의 일정해진 각 발광층(617R, 617G, 617B)을 갖는다.
상기 실시예 2의 효과는 이하와 같다.
(1) 상기 실시예 2의 발광 소자부(603)의 제조 방법에 있어서, 액상체(100R, 100G, 100B)의 토출 공정에서는, 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 이용하고 있기 때문에, 소망의 발광층 형성 영역(A)에, 필요량의 각 액상체(100R, 100G, 100B)가 액적으로서 안정한 토출량으로 토출되어 있다. 때문에, 건조·성막후의 막 두께가 거의 일정해진 각 발광층(617R, 617G, 617B)이 얻어진다.
(2) 상기 실시예 2의 발광 소자부(603)의 제조 방법을 이용하여, 유기 EL 표시 장치(600)를 제조하면, 각 발광층(617R, 617G, 617B)의 막 두께가 거의 일정하기 때문에, 각 발광층(617R, 617G, 617B)마다의 저항이 거의 일정해진다. 따라서, 회로 소자부(602)에 의해 발광 소자부(603)에 구동 전압을 인가하여 발광시키면, 각 발광층(617R, 617G, 617B)마다의 저항 불균일에 의한 발광 불균일이나 휘도 불균일 등이 감소된다. 즉, 발광 불균일이나 휘도 불균일 등이 적고, 시인하기 좋은 표시 품질을 갖는 유기 EL 표시 장치(600)를 제조할 수 있다.
상기 실시예의 그 외에도, 다양한 변형을 가할 수 있다. 이하, 변형예를 들어 설명한다.
(변형예 1) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법의 실시예 1 내지 4에서, 막 형성 영역(2)에 걸친 이웃하는 노즐(22)에 적용하는 파형 선택은 토출되는 이종의 액상체마다 다르게 하여도 좋다. 이것에 따르면, 노즐열의 토출 특성 편차에 기인하는 주주사 방향으로의 줄무늬 형상의 토출 불균일이, 이종의 액상체의 토출에 의해 강조되는 것을 억제할 수 있다.
(변형예 2) 상기 실시예 1의 실시예 4의 액상체의 토출 방법에, 또한 실시예 3의 액상체의 토출 방법을 도입하여도 좋다. 즉, 액적의 토출마다 구동 파형의 조합(파형 선택)을 다르게 하여도 좋다.
(변형예 3) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법에 있어서, 피토출물로서의 컬러 기판(1) 상에서의 막 형성 영역(2)의 배치에 따라, 실시예 1~4의 액상체의 토출 방법을 조합하여도 좋다. 예컨대, 1개의 컬러 기판(1) 상에서, 서로 다른 크기의 막 형성 영역(2)이 크기에 의해 나누어져 배치되어 있는 경우, 또, 막 형성 영역(2)의 스트라이프 방향이 X 방향과 Y 방향으로 나눠 배치되어 있는 경우 등이 적용예로서 들 수 있다. 즉, 막 형성 영역(2)에 걸리는 노즐(22)의 수에 의해서, 최적의 액상체의 토출 방법을 채택하고, 각 막 형성 영역(2)에 안정한 토출량으로 필요량의 액상체를 부여하는 것이 가능해진다.
(변형예 4) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법에 있어서, 1 래치당 발생하는 구동 파형의 수는 이것에 한정되지 않는다. 제어 신호 LAT 및 채널 신호 CH를 발생시키는 헤드 구동부(124)의 회로 구성을 감안해서, 1래치당 타이밍이 다른 2개의 구동 파형을 발생시키더라도 좋다. 또는, 고주파 구동이 가능한 액적 토출 헤드(20)의 구성이면, 1 래치당 발생하는 구동 파형을 4개 이상으로 더 늘리는 것도 가능하다. 이에 따르면, 단위 시간당 액적 토출수를 늘려, 막 형성 영역에 필요량의 액상체를 효율적으로 부여할 수 있다.
(변형예 5) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법에 있어서, 구동 파형의 발생은 주기적인 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 구동 파형을 비주기적으로 발생시켜도 좋다. 이에 따르면, 토출 타이밍마다 토출 조건이 다르게 되기 때문에, 주주사의 방향에서, 액적의 토출량의 변동 상태가 변한다. 이것에 의해, 노즐간의 토출 특성 편차에 기인하는 토출량의 변동에, 주주사 방향의 토출량의 변동이 부가되어, 2차원적으로 토출량의 불균일을 분산시킬 수 있다. 즉, 주주사 방향으로의 일차원적인 줄무늬 형상의 토출 불균일이 잘 눈에 띄지 않게 된다.
(변형예 6) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법에 있어서, 복수의 구동 파형은 동일의 형상, 크기인 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 계통 번호 1 내지 3의 구동 파형에 있어서, 구동 전압을 다르게 하여도 좋다. 이에 따르면, 파형 선택에 의해, 액적의 토출량을 변동시킬 수 있다. 즉, 액적의 토출 시마다 토출량을 분산시킬 수 있다.
(변형예 7) 상기 실시예 1의 컬러 필터(10)의 제조 방법에 있어서, 3색의 착색층(3R, 3G, 3B)의 배치는 스트라이프 방식에 한정되지 않는다. 경사 방향으로 동일색의 착색층(3)이 배열되는 모자이크 방식, 삼각형의 정점에 해당하는 위치에 각 색의 착색층(3)이 배치되는 델타 방식이더라도, 상기 액상체의 토출 방법을 적용할 수 있다. 또한, 착색층(3)은 3색에 한정되지 않고, R, G, B 이외의 색을 부가한 다색이라도 좋다.
(변형예 8) 상기 실시예 2의 발광 소자부(603)의 제조 방법은, 3색의 발광층(Lu)을 형성하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 백색이나 적색 등 단색의 구성으로 하여도 좋다. 이것에 따르면, 단색의 유기 EL 소자를 구비한 조명 장치나 감광 장치를 제공할 수 있다.
(변형예 9) 상기 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 적용 가능한 디바이스의 제조 방법은 컬러 필터의 제조 방법이나 유기 EL 소자의 제조 방법에 한정되지 않는다. 예컨대, 기판 상의 막 형성 영역에 도전 재료를 포함하는 액상체를 토출하고, 소정 패턴을 갖는 배선을 형성하는 금속 배선의 제조 방법, 기판 상의 막 형성 영역에 배향막 형성 재료를 포함하는 액상체를 토출하여, 배향막을 형성하는 배향막의 제조 방법 등에도 적용할 수 있다.
도 1은 액적 토출 장치의 구성을 나타내는 개략 사시도.
도 2(a)은 액적 토출 헤드의 구조를 나타내는 개략 사시도, (b)는 액적 토출 헤드의 복수의 노즐의 배치를 나타내는 개략 평면도.
도 3은 제어 장치 및 제어 장치에 관련되는 각 부와의 전기적인 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 컬러 필터를 나타내는 평면도.
도 5는 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 6(a) 내지 도 6(f)는 컬러 필터의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.
도 7은 구동 파형과 제어 신호의 관계를 나타내는 타이밍 차트.
도 8은 실시예 1의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 9는 실시예 2의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 10은 실시예 3의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 11은 실시예 4의 액상체의 토출 방법을 나타내는 개략도.
도 12는 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 개략 분해 사시도.
도 13은 유기 EL 표시 장치를 나타내는 개략 단면도.
도 14(a) 내지 도 14(f)는 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 막 형성 영역 3, 3R, 3G, 3B : 착색층
10 : 컬러 필터 22 : 노즐
29 : 에너지 발생 수단으로서의 압전 소자
30 : 액적
100R, 100G, 100B : 발광층 형성 재료를 포함하는 액상체
603 : 유기 EL 소자로서의 발광 소자부
617R, 617G, 617B, Lu : 발광층
A : 막 형성 영역으로서의 발광층 형성 영역
W : 피토출물로서의 워크피스

Claims (12)

  1. 복수의 노즐과 막 형성 영역을 갖는 피토출물을 대향 배치하여 상대 이동시키는 주사에 동기하여, 상기 노즐마다에 마련된 에너지 발생 수단에, 시분할로 발생시킨 복수의 구동 파형의 일부를 인가하여, 상기 복수의 노즐로부터 기능성 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 상기 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정을 갖는 액상체의 토출 방법으로서,
    상기 토출 공정에서는, 상기 주사에서, 상기 복수의 노즐로 이루어지는 노즐열 중, 상기 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에, 상기 복수의 구동 파형 중 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형을 인가함과 아울러, 인가되는 상기 에너지 발생 수단의 수가, 상기 구동 파형마다 동수로 되도록, 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 설정하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출 공정에서는, 상기 주사에서, 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 적어도 1회는 변경하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 토출 공정에서는, 복수회의 상기 주사를 행하여, 상기 복수의 노즐로부터 상기 막 형성 영역에 상기 액적을 토출하고, 상기 주사마다 상기 막 형성 영역에 걸친 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향으로 배열한 복수의 상기 막 형성 영역을 갖고,
    상기 토출 공정에서는, 상기 이웃하는 노줄의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 토출하는 이종의 상기 액상체마다 다르게 하는 것
    을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향으로 배열한 복수의 상기 막 형성 영역과, 상기 막 형성 영역을 구획하는 구획 영역을 갖고,
    상기 토출 공정에서는, 상기 주사에서, 상기 구획 영역에 걸친 노즐 및/또는 액적을 토출했을 때에 상기 구획 영역에 상기 액적의 일부가 착탄한다고 상정되는 노즐을 미사용으로 하고, 사용하는 노즐만을 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합의 대상으로 하는 것
    을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피토출물은, 적어도 상기 주사의 방향으로 배열한 복수의 상기 막 형성 영역을 갖고,
    상기 토출 공정에서는, 상기 이웃하는 노즐의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 상기 막 형성 영역마다 다르게 하는 것
    을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토출 공정에서는, 상기 막 형성 영역마다, 상기 이웃하는 노즐의 각각으로부터 상기 주사의 방향으로 복수의 상기 액적을 토출하고, 상기 이웃하는 노즐 의 상기 에너지 발생 수단에 인가하는 상기 서로 다른 토출 타이밍의 구동 파형의 조합을, 상기 액적의 토출마다 다르게 하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 발생 수단에, 소정의 주기로 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중 일부를 인가하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 발생 수단에, 1 주기내에서 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중 일부를 인가하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 발생 수단에, 비주기적으로 발생하는 상기 복수의 구동 파형 중 일부를 인가하는 것을 특징으로 하는 액상체의 토출 방법.
  11. 기판 상에 구획 형성된 복수의 막 형성 영역에 적어도 3색의 착색층을 갖는 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 액상체의 토출 방법을 이용하여, 착색 재료를 포함하는 적어도 3색의 액상체를 상기 복수의 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정과,
    토출된 상기 액상체를 고화하여, 상기 적어도 3색의 착색층을 형성하는 고화 공정
    을 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
  12. 기판 상에 구획 형성된 복수의 막 형성 영역에 적어도 발광층을 갖는 유기 EL 소자의 제조 방법으로서,
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 액상체의 토출 방법을 이용하여, 발광층 형성 재료를 포함하는 액상체를 상기 복수의 막 형성 영역에 토출하는 토출 공정과,
    토출된 상기 액상체를 고화하여, 상기 발광층을 형성하는 고화 공정
    을 구비한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
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