KR100615479B1 - 전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법과,전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법과,전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능액(機能液)의 도포 속도 저하를 억제하는 것이다.
액적 토출 헤드(52)는 도면중 X방향(주주사(主走査) 방향)으로 왕복하고, 그 동안에 기능액인 보호막 재료의 액적을 컬러 필터 기판(10a)상에 노즐(54)의 배열폭(H)으로 토출한다. 컬러 필터 기판(10a)상에는 보호막 재료의 액적이 부주사(副走査) 방향(Y방향)으로 140㎛의 간격으로 도포되어 있다. 또한, 주주사 방향(X방향)에서는 보호막 재료의 액적이 10㎛간격으로 도포된다. 1회의 주사로 보호막 재료를 도포한 후에, 컬러 필터 기판(10a)이 노즐(54)의 배열폭(H)만큼 이동하여, 액적 토출 헤드(52)는 다음 영역에 보호막 재료를 토출한다.
전기 광학 패널의 제조 방법, 전자 기기의 제조 방법, 전기 광학 패널, 전기 광학 장치, 전자 기기

Description

전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법과, 전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기{METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE, ELECTRO-OPTICAL PANEL, ELECTRO-OPTICAL APPARATUS, AND ELECTRONIC DEVICE}
도 1은 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 구조를 나타내는 일부 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 컬러 필터 기판을 나타내는 일부 단면도.
도 3a는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 3b는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 3c는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 3d는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 3e는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 3f는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내 는 설명도.
도 3g는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 플로차트.
도 5a는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 5b는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 5c는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 5d는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 5e는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 6a는 보호막 재료가 도포된 상태를 나타내는 평면도.
도 6b는 보호막 재료가 도포된 상태를 나타내는 평면도.
도 7a는 보호막 재료의 도포 패턴을 나타내는 설명도.
도 7b는 보호막 재료의 도포 패턴을 나타내는 설명도.
도 8은 실시예 2의 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 플로차트.
도 9는 실시예 2의 전기 광학 패널의 CF 기판을 나타내는 설명도.
도 10a는 실시예 3의 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 10b는 실시예 3의 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 10c는 실시예 3의 액적 토출 장치를 나타내는 설명도.
도 11은 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트.
도 12a는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)의 모식 단면도.
도 12b는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)의 모식 단면도.
도 12c는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)의 모식 단면도.
도 12d는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)의 모식 단면도.
도 12e는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)의 모식 단면도.
도 13은 컬러 필터를 사용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 표시 패널의 개략 구성을 나타내는 주요부 단면도.
도 14는 본 실시예에 있어서 제조한 컬러 필터를 사용한 액정 표시 패널의 제2예의 개략 구성을 나타내는 주요부 단면도.
도 15는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용하여 액정 표시 패널을 구성한 제3예를 나타낸 것으로써, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 표시 패널의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 16는 유기 EL 표시 장치의 표시 영역의 주요부 단면도.
도 17은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 플로차트.
도 18은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 19는 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 20은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 21은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 22는 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 23은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 24는 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 25는 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 26은 플라즈마형 표시 장치의 주요부 분해 사시도.
도 27은 전자 방출 표시 장치의 주요부 단면도.
도 28a는 제1 소자 전극, 제2 소자 전극 및 도전성막의 형상을 나타내는 평면도.
도 28b는 제1 소자 전극, 제2 소자 전극 및 도전성막의 성막 공정을 나타내는 평면도.
부호의 설명
1 … 기재, 9 … 전자 기기, 10a … 컬러 필터 기판,
11 … 컬러 필터, 20 … 컬러 필터 보호막(CF 보호막),
50, 50a … 액적 토출 장치, 52 … 액적 토출 헤드,
54 … 노즐, 54p … 노즐 플레이트, 60 … 스테이지,
65 … 제어 장치, 100 … 전기 광학 패널
본 발명은 액적 토출에 의해 컬러 필터의 보호 재료막을 형성하는 전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법과, 전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
컬러 표시를 할 수 있는 액정 패널 기타의 전기 광학 패널은 광원의 백색광으로부터 소정의 파장을 가진 광을 선택적으로 취출하기 위해서, 컬러 필터를 구비한 기판을 갖고 있다. 컬러 필터는 일반적으로 R(Red), G(Green), B(Blue)의 색소로 착색한 수지에 의해서 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터를 보호하고, 또한 컬러 필터의 표면을 평활하게 할 목적으로, 컬러 필터상에는 컬러 필터 보호막이 형성된다.
종래, 컬러 필터 보호막은 스핀 코트법으로 대표되는 박막 형성법에 의해서 만들어져 있었지만, 이러한 방법에서는 컬러 필터 보호막 재료의 9할 이상을 폐기하게 되어, 낭비가 많았다. 또한, 스핀 코트법에서는 원심력에 의해서 액상의 컬러 필터 보호막 재료를 박막화하므로, 컬러 필터 기판의 이면까지 컬러 필터 보호막 재료가 부착해서, 컬러 필터 기판의 이면을 세정하는 공정이 필요했다. 또한, 이것이 생산성을 저하시키는 원인으로 되어 있었다. 또한, 스핀 코트법에서는 원심력에 의해서 액상의 컬러 필터 보호막 재료를 박막화하므로, 치수가 큰 컬러 필터 기판에 대응하기가 곤란했다.
그래서, 근년에는 예를 들어 특허 문헌 1, 2에 개시되어 있는 바와 같이, 잉크젯(액적 토출)에 의해서 컬러 필터 보호막 재료를 도포하는 기술이 제안되어 있다.
잉크젯에 의하면, 노즐로부터 필요한 장소로 컬러 필터 보호막 재료를 토출하므로, 재료의 낭비가 거의 발생하지 않는다. 또한, 컬러 필터 기판상의 소정 위치에 대해서 정확하게 컬러 필터 보호막 재료를 토출할 수 있으므로, 컬러 필터 기판의 이면 세정도 불필요하다. 또한 잉크젯 헤드의 주사 범위를 크게 하면, 치수가 큰 컬러 필터 기판에도 대응할 수 있다.
특허 문헌 1
특개평 9-329707호 공보
특허 문헌 2
특개 2002-189120호 공보
그런데, 잉크젯은 미세한 노즐로부터 액적을 토출한다. 주주사 방향(노즐의 배열 방향에 대해서 수직 방향)에 대해서는 토출의 구동 주파수를 높게 하면 고밀도로 액적을 도포할 수 있다. 그러나, 노즐의 고밀도화에는 한계가 있기 때문에, 노즐의 배열 방향(부주사 방향)에 대해서 고밀도로 액적을 도포하는데에는 한계가 있다. 이 때문에, 부주사 방향의 송부 폭을 작게 하여 고밀도로 액적을 도포하는 방법도 있지만, 이것에서는 생산성이 저하한다.
그래서, 본 발명은 상기한 바를 감안하여 행하여진 것으로서, 액적 토출에 의해서 컬러 필터 보호막, 배향막, 절연막 기타의 기능막을 형성할 때에, 기능막 형성재의 도포 속도 저하를 억제할 수 있는 전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법과, 전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은 기재에 기능막을 형성함에 있어서, 노즐이 일방향으로 배열된 액적 토출 수단에 의해 기능액을 토출시켜 기능막을 형성할 때에, 상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 기능액의 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향에서의 상기 기능액의 액적의 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 액적 토출의 노즐을 일방향으로 배열한 액적 토출 헤드에서는 노즐의 배열 방향(부주사 방향)에 대해서 수직 방향(주주사 방향)으로 주사하는 과정에서 기능액을 토출한다. 부주사 방향에서의 액적의 간격은 노즐의 피치에 의존하기 때문에, 피치를 작게 한 경우, 같은 노즐수이면 노즐의 배열폭도 작아진다. 따라서, 노즐의 피치를 작게 하면, 노즐수를 늘리지 않는 한 기능액의 도포 속도는 늦어진다. 본 발명에서는 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게하고 있다. 이것에 의해, 기능액의 도포 속도를 저하시키지 않고, 전기 광학 패널을 구성하는 컬러 필터의 보호막, 배향막, 컬러 필터 기타의 기능막을 형성할 수 있으므로, 전기 광학 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 기능막이란, 전기 광학 패널의 표시 기판상에 구성되는 컬러 필 터, 컬러 필터 보호막, 배향막, 절연막, 액정, 유기 EL 장치의 발광층, 어드레스 전극 기타의, 전기 광학 패널을 구성함에 있어서 어떠한 기능을 발휘하는 박막을 말한다. 또한, 기능액이란, 상기 기능막을 액적 토출에 의해서 형성함에 있어서, 상기 기능막을 구성하는 재료를 함유하는 액체를 말한다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은 상기 전기 광학 패널의 제조 방법에서, 상기 기능액은 컬러 필터의 보호막 재료이고, 상기 기능막은 컬러 필터의 보호막으로서, 기재에 컬러 필터를 형성하는 필터 형성 공정과, 노즐이 일방향으로 배열된 액적 토출 수단에 의해 상기 컬러 필터상으로 보호막 재료의 액적을 도포하는 보호막 재료 도포 공정과, 상기 보호막 재료를 건조시키는 건조 공정을 포함하며, 상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향에서의 상기 액적의 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 액적 토출의 노즐을 일방향으로 배열한 액적 토출 헤드에서는, 노즐의 배열 방향(부주사 방향)에 대해서 수직 방향(주주사 방향)으로 주사하는 과정에서 보호막 재료를 토출한다. 부주사 방향에서의 액적의 간격은 노즐의 피치에 의존하기 때문에, 피치를 작게 한 경우, 같은 노즐수이면 노즐의 배열폭도 작아진다. 따라서, 노즐의 피치를 작게 하면, 노즐수를 늘리지 않는 한 보호막 재료의 도포 속도는 늦게 된다. 본 발명에서는 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게 하고 있다. 이것에 의해, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전기 광학 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 컬러 필터에 대한 보호막 재료의 접촉각은 10도 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 컬러 필터에 대한 보호막 재료의 젖음성이 충분히 높아지므로, 보호막 재료가 퍼져서 인접하는 액적과 일체로 된다. 이에 의하여, 노즐의 배열 방향의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게하여도, 균등한 막두께로 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있다(이하 동일).
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은 상기 전기 광학 패널의 제조 방법에서, 상기 필터 형성 공정 후에, 상기 컬러 필터 표면을 개질하여, 상기 컬러 필터 표면의 젖음성을 향상시키는 표면 개질 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 발명은 상기 발명과 동일한 구성을 포함하므로, 상기 발명이 발휘하는 작용·효과도 동일하게 발휘한다. 또한 필터 형성 공정 후에, 컬러 필터 표면을 개질하여, 컬러 필터 표면의 젖음성을 향상시키는 표면 개질 공정을 포함한다. 이것에 의해, 보호막의 형성 불량을 억제하여, 균질인 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있다. 그 결과, 전기 광학 패널의 표시 불량이나 결함 등을 억제할 수 있으므로, 전기 광학 패널의 제조에서는 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은 상기 전기 광학 패널의 제조 방법에서, 상기 컬러 필터가 형성된 상기 기재의 전체면에 상기 보호막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 발명은 상기 발명과 동일한 구성을 포함하므로, 상기 발명이 발휘하는 작 용·효과도 동일하게 발휘한다. 또한 컬러 필터 기판의 전체면에 보호막 재료를 도포하므로, 이것보다도 치수가 작은 칩상에서의 컬러 필터 보호막의 두께를 균일하게 형성하기 쉬워진다. 그 결과, 두께가 균일한 고품질의 컬러 필터 보호막을 얻을 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은 상기 전기 광학 패널의 제조 방법에서, 상기 컬러 필터가 형성된 상기 기재 중, 칩상에만 상기 보호막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 전기 광학 패널의 제조 방법은 상기 발명과 동일한 구성을 포함하므로, 상기 발명이 발휘하는 작용·효과도 동일하게 발휘한다. 또한 상기 컬러 필터가 형성된 모기재 중, 칩상에만 상기 보호막 재료를 도포하므로, 필요한 영역에만 보호막 재료를 도포할 수 있다. 이것에 의해, 보호막 재료의 낭비를 저감하여, 제조 비용을 억제할 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법은, 상기 전기 광학 패널의 제조 방법에서, 상기 컬러 필터상에 토출하는 상기 보호막 재료의 액적 간격, 또는 액적의 질량 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 상기 컬러 필터의 막두께를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 보호막 재료의 종류가 동일하면, 용이하게 컬러 필터 보호막의 막두께를 제어할 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전자 기기의 제조 방법은, 기재에 컬러 필터를 형성하는 필터 형성 공정과, 상기 컬러 필터 표면을 개질하는 표면 개질 공정과, 노즐을 일방향으로 향해 배열된 액적 토출 수단에 의해 상기 컬러 필터상에 수지와 용 매를 함유하는 보호막 재료의 액적을 도포하는 보호막 도포 공정과, 상기 용매를 건조시켜 상기 컬러 필터의 보호막을 형성하는 보호막 형성 공정과, 보호막 형성 후의 상기 기재에 소정의 부재 또는 부품을 부착하여 전기 광학 패널을 제조하는 공정과, 상기 전기 광학 패널에 실장 부품을 실장하는 공정을 포함하며, 상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향에서의 상기 액적의 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.
이 전자 기기의 제조 방법은, 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게 하여, 보호막 재료를 컬러 필터상에 도포한다. 이것에 의해, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전자 기기의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널은, 표면 개질 처리된 컬러 필터상에, 제1 방향에서의 액적의 간격과, 상기 제1 방향에 대해서 수직인 방향에서의 액적의 간격을 다르게 하여, 수지와 용매를 함유하는 보호막 재료를 도포하여 이루어지는 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판에 대향 배치되는 기판과, 대향 배치되는 상기 기판의 사이에 유지되는 액정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 전기 광학 패널은 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게 하여, 보호막 재료를 컬러 필터상에 도포한다. 이것에 의해, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전기 광학 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 패널은 표면 개질 처리된 컬러 필터상에, 제1 방향에서의 액적의 간격과, 상기 제1 방향에 대해서 수직인 방향에서의 액적의 간격을 다르게 하여, 수지와 용매를 함유하는 보호막 재료를 도포하여 이루어지는 컬러 필터 기판과, 매트릭스 형상으로 발광 소자가 형성된 발광 장치를 구비하여 이루어지고, 상기 발광 소자의 전면(前面)에 상기 컬러 필터 기판이 배치되어 되는 것을 특징으로 한다.
이 전기 광학 패널은 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다 크게 하여, 보호막 재료를 컬러 필터상에 도포한다. 이것에 의해, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 매트릭스 형상으로 형성된 발광 소자의 전면에 컬러 필터 기판이 배치되는 전기 광학 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전기 광학 장치는 상기 전기 광학 패널을 구비한 것을 특징으로 한다. 이 때문에, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다음 발명에 의한 전자 기기는 상기 전기 광학 패널을 구비한 것을 특징으로 한다. 이 때문에, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전자 기기의 생산성을 향상시킬 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것이 아니다. 또한, 하기 실시예에서의 구성 요소에는 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 혹은 실 질적으로 동일한 것이 포함된다.
또한, 본 발명에 의한 전기 광학 패널로는 예를 들어 액정 표시 패널이나 DMD(Digital Micromirror Device) 표시 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 패널을 들 수 있다. 실시예 1~3에서는 기능액으로서 컬러 필터의 보호막 재료를 사용하고, 기능막으로서 컬러 필터의 보호막을 형성하는 예를 설명한다. 실시예 4에서는 다른 기능막을 형성하는 예를 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 구조를 나타내는 일부 단면도이다. 이 전기 광학 패널(100)은 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판상에, 점도와 표면장력을 소정 범위로 조정한 보호막 재료를 액적 토출 방식에 의해 도포하여 컬러 필터의 보호막을 형성하는 점에 특징이 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 전기 광학 패널(100)은 기재(1) 위에 컬러 필터(11)를 표면에 형성한 컬러 필터 기판(10a)과, 이것에 대향 배치되는 대향 기판(10b) 사이에 액정(12)이 봉입되어 있다. 컬러 필터 기판(10a)과 대향 기판(10b) 사이에는 스페이서(13)가 배치되어 있어, 양 기판의 간격(t)을 전체면에 걸쳐서 대략 일정하게 하고 있다.
도 2는 본 발명에 의한 컬러 필터 기판을 나타내는 일부 단면도이다. 이 컬러 필터 기판(10a)의 대향 기판(10b)과 대향하는 측에는 컬러 필터(11)가 형성되어 있다. 컬러 필터(11) 사이에는 블랙 매트릭스(17)가 형성되어 있다. 컬러 필터(11) 상에는 본 발명에 의한 보호막 재료에 의해서 컬러 필터 보호막(20)(이하 CF 보호막)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 기재(1)상에 형성된 컬러 필터(11)를 보호한다.
또한, CF 보호막(20)상에는 ITO(Indium Tin Oxide)전극(14) 및 배향막(16)이 형성되어 있다. CF 보호막(20)은 ITO(14)를 형성할 때의 고온으로부터 컬러 필터(11)를 보호하는 기능, 및 컬러 필터(11) 사이의 요철을 평탄하게 하여 ITO 전극(14)의 단선 및 배향막(16)의 러빙 불량을 억제하는 기능을 구비하고 있다.
대향 기판(10b)에는, 그 내면에, 컬러 필터(11)측의 전극과 직교하도록 하여, 복수의 전극(15)이 스트라이프 형상으로 형성되어 있고, 이들 전극(15) 상에는 배향막(16)이 형성되어 있다. 또한, 상기 컬러 필터(11)는 각각 각기판상의 ITO 전극(14), 전극(15)의 교차하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 전극(39)도, ITO 등의 투명 도전재료에 의해서 형성되어 있다. 다음에, CF 보호막의 형성 방법을 포함한 전기 광학 패널, 및 상기 전기 광학 패널의 제조 방법을 포함한 전자 기기의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 3a~도 3g는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 설명도이다. 도 4는 본 발명에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 5a~도 5e는 본 발명에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도이다. 우선, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 기재(1)상에, 포토리소그래피 혹은 잉크젯이나 플랜지 등의 액적 토출에 의해서 컬러 필터(11)를 형성한다(스텝(S101)).
다음에, 컬러 필터(11)와, 이 위에 도포되는 액상의 보호막 재료와의 젖음성을 향상시키기 위해서, 도 3b에 나타내는 바와 같이 컬러 필터(11) 상에 표면 개질 처리를 실시하여(스텝(S102)), 보호막 재료에 대한 젖음성을 향상시킨다. 젖음성이 나쁘면 보호막 재료가 방울 형상으로 되기 쉬워지므로, 컬러 필터(11) 상에 보호막 재료가 균일하게 도포되지 않기 때문이다. 또한, 컬러 필터(11) 사이로 보호막 재료가 침투하기 어렵게 되어, 이 부분에 기포가 생기는 경우도 있어, 전기 광학 패널의 표시 화상 품질을 저하시킬 우려도 있기 때문이다. 본 실시예에서는 UV 램프(3)를 사용하여 자외선광을 조사함으로써 표면 개질 처리를 실시하고 있지만, 그 밖에도 산소 플라즈마 처리를 적용할 수 있다. 특히 산소 플라즈마 처리에 의하면, 컬러 필터(11)상의 잔사도 제거할 수 있으므로, CF 보호막(20)의 품질이 높아져서 바람직하다.
컬러 필터(11)와, 이 위에 도포되는 액상의 보호막 재료와의 젖음성은 컬러 필터(11)에 대한 보호막 재료의 접촉각(β)으로 규정할 수 있다(도 3c 참조). 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법에서는 상기 접촉각(β)은 10도 이하가 바람직하다. 이 범위이면 컬러 필터(11) 사이로 보호막 재료를 충분히 침투시키고, 또한, 컬러 필터(11) 상에 보호막 재료가 균일한 두께로 형성할 수 있으므로, 고품질인 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다.
표면 개질 처리를 종료한 후, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 액적 토출에 의해서 액상의 보호막 재료를 컬러 필터(11)상에 도포한다(스텝(S103)). 여기서, 도 5를 사용하여 보호막 재료의 도포에 대해서 설명한다. 본 발명에서는 액적 토출로서 잉크젯을 사용한다. 액적 토출 장치(50)는 액적 토출 헤드(52)와 스테이지(60) 를 구비하고 있다. 액적 토출 헤드(52)에는 탱크(56)으로부터 공급 튜브(58)를 통하여 액체의 보호막 재료가 공급된다.
도 5b에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(52)는 배열폭(H)의 사이에 복수의 노즐(54)이 일정한 피치(P)로 배열되어 있다. 또한, 각각의 노즐(54)은 피에조 소자를 구비하고 있어, 제어 장치(65)로부터의 지령에 의해서, 임의 노즐(54)로부터 보호막 재료의 액적을 토출한다. 또한, 피에조 소자에 가하는 구동 펄스를 변화시킴으로써, 노즐(54)로부터 토출되는 보호막 재료의 토출양을 변화시킬 수 있다. 또한, 제어 장치(65)는 퍼스널 컴퓨터나 워크스테이션을 사용하여도 좋다.
또한, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(52)는 상기 헤드 중심에 수직인 회전축(A)을 회전 중심으로 하여 회전축(A)의 둘레를 회전 가능하게 되어 있다. 도 5d, 도 5e에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(52)를 회전축(A)의 둘레로 회전시켜, 노즐(54)의 배열 방향과 X 방향에 각도(θ)를 주면, 외관상 노즐(54)의 피치를 P'=P×sinθ로 할 수 있다. 이것에 의해, 컬러 필터 기판(10a)의 도포 영역이나 보호막 재료의 종류 기타의 도포 조건에 따라서, 노즐(54)의 피치를 변경할 수 있다. 컬러 필터 기판(10a)은 스테이지(60)에 설치되어 있다. 스테이지(60)는 Y방향(부주사 방향)으로 이동할 수 있고, 또한, 스테이지(60) 중심에 수직인 회전축(B)을 회전 중심으로 하여 회전축(B)의 둘레로 회전할 수 있다.
액적 토출 헤드(52)는 도 5a 중 X방향(주주사 방향)으로 왕복하고, 그 동안에 보호막 재료의 액적을 컬러 필터 기판(10a) 상에 노즐(54)의 배열폭(H)으로 토출한다. 1회의 주사로 보호막 재료를 도포한 후, 스테이지(60)가 Y방향으로 노즐(54)의 배열폭(H)만큼 이동하여, 액적 토출 헤드(52)는 다음 영역에 보호막 재료를 토출한다. 액적 토출 헤드(52)의 동작, 노즐(54)의 토출 및 스테이지(60)의 동작은 제어 장치(65)에 의해서 제어된다. 이들 동작 패턴을 미리 프로그램 하여 두면, 컬러 필터 기판(10a)의 도포 영역이나 보호막 재료의 종류 기타의 도포 조건에 따라 도포 패턴을 변경하는 것도 용이하다.
상기 동작을 반복하여, 컬러 필터 기판(10a)의 전영역에 보호막 재료를 도포할 수 있다. 이것과 마찬가지로, 스테이지(60)가 Y방향으로 이동하고 있는 때에 액적 토출 헤드(52)를 X방향으로 배열폭(H)만큼 이동시켜, 다음 영역에 보호막 재료를 토출할 수도 있다.
도 6a, 도 6b는 보호막 재료가 도포된 상태를 나타내는 평면도이다. 컬러 필터 기판(10a)상에는 보호막 재료의 액적이 주주사 방향(X방향)으로 10㎛, 부주사 방향(Y방향)으로 140㎛의 간격으로 도포되어 있다. 부주사 방향에서의 액적의 간격(y)은 노즐(54)의 피치(P)(실시예 1에서는 140㎛)와 같다. 주주사 방향에서의 액적의 간격(x)은 액적 토출 헤드(52)의 주사 속도와 토출 주파수에 의존한다.
실시예 1에서는 보호막 재료 1방울당의 질량(m)을 20ng로 하고 있지만, 상기 액적 간격에서는 보호막 재료의 용매를 휘발시킨 후에 막두께(s)=1㎛의 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다. 보호막 재료가 동일한 경우, 보호막 재료 1방울당의 질량과, 컬러 필터 기판(10a)상의 주, 부주사 방향에서의 액적 간격(x) 및 액적 간격(y)에 의해서, CF 보호막(20)의 막두께를 제어할 수 있다. 즉, CF 보호막(20)의 막두께(s)는 상기 m, x, y를 파라미터로서 결정할 수 있다. 본 발명에서는 이 들 파라미터는 모두 제어 가능하므로, 이들 중 적어도 1개를 조정함으로써, 막두께(s)를 제어할 수 있다.
보호막 재료 1방울당의 질량(m)이 20ng때, 컬러 필터 기판(10a)상에서의 보호막 재료는 직경이 약 200㎛의 원형으로 퍼진다. 이 때문에, 상기 x 및 y의 값이면 인접하는 보호막 재료의 액적은 모두 연결되어 일체로 된다. 컬러 필터 기판(10a)상에서의 보호막 재료의 직경을 d로 하면, 도 6b에 나타내는 바와 같이, x 및 y가 모두 d×
Figure 112006028323200-pat00048
/2를 넘으면 보호막 재료의 액적이 연결되지 않게 된다. 따라서, 컬러 필터 기판(10a)상에서의 보호막 재료의 액적 간격은 x 및 y가 모두 d×
Figure 112006028323200-pat00049
/2를 넘지 않는 범위로 정할 필요가 있다. 즉, 컬러 필터 기판(10a)상에, 인접하여 배치되어 사각형을 형성하는 4개의 액적이 모두 겹치는 위치에 있을 것이 필요하다.
여기서, 부주사 방향에서의 액적의 간격(y)은 노즐(54)의 피치(P)에 의존하기 때문에, 이것을 작게 하면 같은 노즐수이면, 노즐(54)의 배열폭(H)도 작아진다. 따라서, 노즐(54)의 피치를 작게 하면, 노즐수를 늘리지 않는 한 보호막 재료의 도포 속도는 늦어진다. 본 발명에서는 x 및 y가 모두 d×
Figure 112006028323200-pat00050
/2이하이므로, y가 x의 14배라도 주주사 방향에서의 노즐(54)의 피치(P)를 변경하지 않고 컬러 필터 기판(10a)상에서의 보호막 재료의 액적을 연결할 수 있다. 이에 의하여, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다.
여기서, 컬러 필터에 대한 보호막 재료의 접촉각(β)(도 3c)은 10도 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 컬러 필터에 대한 보호막 재료의 젖음성 이 충분히 높아지므로, 보호막 재료가 퍼져서 인접하는 액적과 일체로 된다. 이에 의하여, 노즐의 배열 방향의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게한다 하여도, 균등한 막두께로 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있다.
도 7a, 도 7b는 보호막 재료의 도포 패턴을 나타내는 설명도이다. 도 7을 사용하여, 보호막 재료의 도포 패턴에 대해서 설명한다. 도 7a은 모기재인 컬러 필터 기판(10a")의 전체면에 보호막 재료를 도포한 예를 나타내며, 도 7b는 컬러 필터(11)를 형성한 영역, 즉, 컬러 필터 기판(10a")상에 부분적으로 보호막 재료를 도포한 예를 나타낸다. 도 7b에 나타낸 도포 예의 경우, 필요한 영역에만 보호막 재료를 도포하므로, 보호막 재료의 낭비가 적어진다. 한편, 도 7b에 나타낸 도포 예의 경우, 컬러 필터 기판(10a")의 전체면에 보호막 재료를 도포하고 있다. 이 때문에, 컬러 필터 기판(10a")보다도 치수가 작은 칩(15)상에서는 CF 보호막의 두께를 균일하게 형성하기 쉽다. 제조 비용과의 균형으로써, 몇개의 도포 패턴을 선택할 수 있다. 여기서, 칩(15)이 1개의 전기 광학 패널을 구성한다. 또한, 이들 도포 패턴에 대응한 액적 토출 헤드(52) 및 스테이지(60)의 제어 데이터를 제어 장치(65)에 입력하여 둠으로써, 용이하게 이들 도포 패턴으로 보호막 재료를 도포할 수 있다.
액적 토출에서는 노즐(54)로부터 안정되게 보호막 재료의 액적을 토출할 필요가 있다. 이 때문에, 보호막 재료는 액적 토출에 적합한 물성치로 조정되어 있다. 구체적으로는 20℃에서의 점도가 1~20mPa·s, 동일하게 20℃에서의 표면장력이 20~70mN/m의 범위이다. 이 범위이면, 안정되게 노즐(54)에 보호막 재료를 공급 할 수 있고, 또한, 노즐(54)의 출구에서의 보호막 재료액의 메니스커스도 안정하다. 이에 의하여, 노즐(54)로부터 안정되게 보호막 재료의 액적을 토출하여, 고품질의 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다. 또한, 이 점도 및 표면장력의 범위이면, 액적 토출에 필요한 에너지도 과도하게 높아지지 않기 때문에, 피에조 소자의 토출 능력을 초과하는 일도 없다.
또한, 20℃에서의 점도가 4~8mPa·s, 동일하게 20℃에서의 표면장력이 25~35mN/m의 범위가 보다 바람직하다. 이 범위이면, 더욱 안정되게 노즐(54)에 보호막 재료를 공급할 수 있고, 또한, 노즐(54) 출구에서의 보호막 재료액의 메니스커스도 안정된다. 이에 의하여, 노즐(54)로부터 토출하는 보호막 재료의 액적은 더욱 안정하여, 고품질의 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다.
기능액의 하나인 보호막 재료에 대해서 설명한다. 이 보호막 재료에는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 이미드 수지, 불소 수지 중 적어도 하나가 함유되어 있다. 보호막 재료 중의 용매가 휘발한 후, 이들 수지가 컬러 필터(11)의 CF 보호막(20)으로 된다. 또한, 상기 수지의 용매로서, 글리세린, 디에틸렌글리콜, 메탄올, 에탄올, 물, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 에톡시 에탄올, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 젖산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 초산부틸, 2-헵타논, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, γ-부티로락톤, 초산디에틸렌글리콜 모노 부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르 중 적어도 하나를 함유한다. 상기 수지와 상기 용매의 혼합비에 의해서, 점도나 표면장력을 조정한다.
이들 용매 중, 비점이 높은 것이 바람직하다. 비점이 높은 용매는 건조가 늦어지므로, 보호막 재료를 컬러 필터 기판(10a)상에 도포했을 때에 즉시 건조하지 않는다. 그 결과, 컬러 필터 기판(10a)상에서 보호막 재료의 두께가 균일하게 될 때까지의 시간을 충분히 확보할 수 있으므로, CF 보호막(20)의 막두께를 균일하게 할 수 있다. 또한, 노즐 근방에서, 고형분의 석출에 의한 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 용매의 비점이 180℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 균일한 두께의 CF 보호막(20)을 형성하기 위해서는 200℃ 이상인 것이 바람직하다. 상기 용매 중에서는 초산디에틸렌글리콜 모노 부틸에테르의 비점이 246℃ 이므로, 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법에는 적합하다. 또한, 상기 용매를 조합함으로써, 소망한 비점으로 조정하여 사용하여도 좋다.
또한, 보호막 재료와 판상부재인 노즐 플레이트(54p)와의 접촉각(α) (도 5b, 도 5c 참조)은 30도~170도의 범위가 바람직하다. 보호막 재료와 노즐 플레이트(54p)와의 접촉각(α )이 너무 작으면, 보호막 재료가 노즐(54)로부터 토출할 때에, 보호막 재료가 노즐 플레이트(54p)에 끌어 당겨진다. 그 결과, 보호막 재료의 액적이 컬러 필터 기판(10a)상에 부착하는 위치가 어긋나서, CF 보호막(20)의 막두께가 불균일하게 되는 경우가 있다. 접촉각(α)이 상기 범위이면, 보호막 재료가 노즐 플레이트(54p)에 끌어 당겨지는 일도 없어, 보호막 재료의 액적은 컬러 필터 기판(10a)상의 소정 위치에 부착한다. 또한, 안정되게 보호막 재료의 액적을 소정 위치에 부착시키기 위해서는 상기 접촉각(α)은 50도 이상이 바람직하며, 80도 이 상이 더 바람직하다.
보호막 재료와 노즐 플레이트(54p)와의 접촉각(α)을 상기 범위로 하기 위해서는, 예를 들어 노즐 플레이트(54p)에 발액 처리를 실시한다. 발액 처리는 발액 재료를 노즐 플레이트(54p)에 코팅함으로써 실현할 수 있다. 이러한 재료로는 불소를 함유하는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 발액 재료로서 트리플루오로프로필 트리클로로실란을 사용하고, 에탄올을 용제로서 이것을 농도 0.1%로 희석한 것을 노즐 플레이트(54p)에 코팅한다. 또한, 트리플루오로프로필 트리클로로실란 외에도, 헵타 데카플루오로데실 트리클로로실란, 트리플루오로프로필 트리메톡시실란, 헵타 데카트리플루오로데실 트리메톡실란 등의 불소를 함유하는 실란 커플링제를 표면 개질제로서 사용할 수 있다. 또한, 발액이란, 노즐 플레이트(54p)가 보호막 재료를 튀기는 것을 말하며, 양자의 젖음성을 나쁘게 하는 처리가 발액 처리이다.
컬러 필터 기판(10a)상에 보호막 재료를 도포한 후, 보호막 재료 중의 용매를 휘발시키기 위해서, 보호막 재료를 건조시킨다(스텝(S104)). 본 실시예에서는 도 3e에 나타내는 바와 같이, 보호막 재료의 액적을 도포한 기재(1)를 핫 플레이트(67)상에 놓고, 보호막 재료 중의 용매를 휘발시킨다. 이때, CF 보호막(20)의 표면을 평활하게 하기 위해서, 비교적 저온도에서, 어느 정도의 시간을 거쳐 건조시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는 70℃ 이하에서 5분 이상의 시간을 요하는 것이 바람직하다. CF 보호막(20)의 표면 상태를 보다 평활하게 하기 위해서는 50℃ 이하에서 10분 이상의 시간을 요하는 것이 바람직하고, 30℃ 이하에 서 1시간 이상의 시간을 요하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 건조는 핫 플레이트(67)에 한정되지 않고, 적외선 히터의 가열에 의해 건조시키거나, 오븐 내에서 건조시키거나 하여도 좋다. 이와 같이 하여 보호막 재료 중의 용매를 휘발시켜, 컬러 필터 기판(10a)에 CF 보호막(20)이 형성된다.
다음에, CF 보호막(20)상에 ITO(14) 및 배향막(16)을 형성한다(스텝 (S105)). 그 후, 배향막(16)의 러빙 공정, 컬러 필터 기판(10a)과 대향 기판(10b)과의 접합 공정 및 액정의 주입 공정을 거쳐(스텝(S106)), 전기 광학 패널(100)이 완성된다. 도 3f에 나타내는 바와 같이, 완성된 전기 광학 패널(100)에 하네스나 FPC(Flexible Printed Circuit)(7), 혹은 드라이버 IC(5)가 실장된다(스텝(S107)). 또한, 도 3g에 나타내는 바와 같이, 휴대 전화나 PDA 등의 전자 기기(9)에 장착되어, 이들 전자 기기가 완성된다(스텝(S108)).
이상, 본 발명에 의하면, 노즐의 배열 방향에서의 액적 간격을, 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향보다도 크게 하고 있다. 이것에 의해, 보호막 재료의 도포 속도를 저하시키지 않고 컬러 필터 보호막을 형성할 수 있으므로, 전기 광학 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 액적 토출을 이용하여 CF 보호막을 형성하므로, 종래의 스핀 코트법과 비교하여 보호막 재료의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 컬러 필터 기판의 이면 세정 공정이 불필요하게 되므로, 그 만큼 전기 광학 패널, 전기 광학 기기의 제조 시간을 단축할 수 있고, 또한 세정액도 불필요하게 된다.
실시예 2
도 8은 실시예 2에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법을 나타내는 플로차트이다. 또한, 도 9는 실시예 2에 의한 전기 광학 패널의 CF 기판을 나타내는 설명도이다.
실시예 2에 의한 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법은, 뱅크(격벽)를 설치하여 그 중에 컬러 필터(11)를 형성하고, 또한 컬러 필터(11)상에 CF 보호막(20)을 형성하는 점이 다르다. 기타의 구성은 실시예 1과 동일하므로 그 설명을 생략하는 동시에, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙인다.
우선, 기재(1)에 뱅크(30)를 형성하여(스텝(S201)), 컬러 필터(11)가 형성되는 구획을 형성한다. 뱅크(30)는 예를 들어 스핀 코트에 의해서 발잉크성의 수지를 소정의 두께로 도포하고, 다음에 포토리소그래피 등의 패터닝을 사용하여 상기 수지의 박막을 격자상으로 나눔으로써 형성한다. 발잉크성이란, 착색한 수지를 용매에 용해한 필터 잉크에 대한 젖음성이 나쁜 성질이다.
다음에 컬러 필터(11)를 형성한다(스텝(S202)). 컬러 필터(11)는 착색한 수지를 용매에 용해한 컬러 필터 잉크를 액적 토출 방식을 사용하여 뱅크(30)로 나누어진 구획내에 도포함으로써 형성할 수 있다. 컬러 필터 잉크가 뱅크(30)로 나누어진 구획내를 향하여, 다소 어긋나 토출된 경우라도, 발잉크성의 수지로 형성되는 뱅크(30)에 의해서, 컬러 필터 잉크를 상기 구획 내에 도포할 수 있다. 또한, 액적 토출에는 실시예 1에 의한 액적 토출 장치(50)(도 5 참조)를 사용할 수 있다.
기재(1)상에 컬러 필터(11)를 형성한 후, 컬러 필터(11)에 대해서 표면 개질 처리를 실시한다(스텝(S203)). 그 이유는 실시예 1에서 설명한 그대로이다. 특히 뱅크(30)는 발잉크성의 수지로 형성되어 있으므로, 균일한 두께의 CF 보호막(20)을 형성할 수 있도록, 뱅크(30)의 부분을 충분히 표면 개질 처리한다. 표면 개질 처리 후, 액적 토출에 의해서 컬러 필터(11)에 보호막 재료를 도포한다(스텝(S204)). 보호막 재료를 도포한 후는, 건조(스텝(S205)) 및 ITO, 배향막을 형성하여(스텝(S206)), 컬러 필터 기판(10a')이 완성된다. 그 후의 공정은 실시예 1에서의 전기 광학 패널 및 전자 기기의 제조 방법의 스텝(S106~S108)과 동일하므로, 설명을 생략한다.
이와 같이, 뱅크로 나누어진 구획 내에 컬러 필터(11)가 형성된 전기 광학 패널이라도, 본 발명은 적용할 수 있다. 또한, 종래의 스핀 코트법과 비교하여 보호막 재료의 사용량을 저감할 수 있고, 또한, 컬러 필터 기판의 이면 세정 공정이 불필요하게 되는 만큼, 전기 광학 패널, 전기 광학 기기의 제조시간을 단축할 수 있다.
실시예 3
도 10a~도 10c은 실시예 3에 의한 액적 토출 장치를 나타내는 설명도이다. 이 액적 토출 장치(50a)는 액적 토출로서 플랜저를 사용하는 점에 특징이 있다. 플랜저(70)는 선단에 노즐 헤드(71)가 구비된 실린더(74)와, 이것에 삽입되는 피스톤(76)으로 구성되어 있다. 노즐 헤드(71)는 도 10b에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(72)이 소정 피치(P)로 배열되어 있다. 또한, 실린더(74) 내에는 보호막 재료가 고여 있어, 피스톤(76)을 노즐 헤드(71) 방향으로 이동시킴으로서, 보호막 재료가 노즐(72)로부터 토출한다.
피스톤(76)에는 피드 스크루(78)가 부착되어 있고, 피드 스크루(78)가 부착된 스테핑 모터(73)가 회전함으로써, 피스톤(76)은 노즐 헤드(71)방향으로 이동한다. 스테핑 모터(73)는 제어부(80)로부터의 지령에 의해서 소정 회전수만큼 회전한다. 피드 스크루(78)가 회전하면, 피드 스크루(78)의 피치(PS)만큼 피스톤(76)이 이동한다. 또한, 피스톤(76)의 이동량과 보호막 재료의 토출양은 비례 관계에 있으므로, 피드 스크루(78)의 회전수에 의해서 보호막 재료의 토출양을 제어할 수 있다.
컬러 필터 기판(10a)은 X-Y스테이지(82)상에 설치 되어있고, X 및 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 플랜저(70)은 노즐(72)의 배열 방향이 Y방향과 병행으로 되도록 장치 본체(50b)에 부착되어 있다. 컬러 필터 기판(10a)상에 CF 보호막(20)을 형성하는 경우에는 우선, X-Y 스테이지를 이동시켜, 컬러 필터 기판(10a)에 대한 보호막 재료의 도포 개시 위치를 결정한다. 다음에, 제어부(80)로부터의 지령에 의해, 스테핑 모터(73)를 소정량 회전시킴으로써, 노즐(72)로부터 일정양의 보호막 재료를 배광 기판상에 도포한다.
다음에, 제어부(80)로부터의 지령에 의해, X-Y 스테이지(82)를 소정의 폭만큼 X방향으로 이동시켜, 마찬가지로 노즐(72)로부터 일정양의 보호막 재료를 배광 기판상에 도포한다. 이것을 컬러 필터 기판(10a)의 폭까지 반복하면, 컬러 필터 기판(10a)의 폭방향(X방향)에 대해서, 노즐(72)의 배열폭(H)으로 보호막 재료를 도포할 수 있다. 다음에, 제어부(80)로부터의 지령에 의해, X-Y 스테이지(82)를 노즐(72)의 배열폭(H)만큼 Y방향으로 이동시켜, 상기 순서를 반복함으로써 Y방향에서 의 다음 열에 보호막 재료를 도포한다. 이상의 순서를 컬러 필터 기판(10a)의 Y방향에 걸쳐서 반복함으로써, 컬러 필터 기판(10a)상에 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 액적 토출에 플랜저를 사용하여도, 잉크젯과 동일하게 컬러 필터 기판(10a)상에 CF 보호막(20)을 형성할 수 있다.
실시예 4
실시예 4에서는 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법, 혹은 전자 기기의 제조 방법을 사용하여 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 형성되는 액티브 매트릭스 기판 등을 예로, 이들 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 조립되는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 이 경우, 컬러 필터가 기능막이고, 필터 재료가 기능액으로 된다.
도 11은 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트, 도 12a ~ 도 12e는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)(필터 기체(600A))의 모식 단면도이다. 우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(스텝(S301))에서는 도 12a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)(601)상에 블랙 매트릭스(602)를 형성한다. 블랙 매트릭스(602)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화 크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된 다. 금속 박막으로 되는 블랙 매트릭스(602)를 형성하기 위해서는 스퍼터법이나 증착법 등을 사용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 되는 블랙 매트릭스(602)를 형성하는 경우에는 그라비아 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 사용할 수 있다.
계속해서, 뱅크 형성 공정(스텝(S302))에서, 블랙 매트릭스(602)상에 중첩하는 상태로 뱅크(603)를 형성한다. 즉, 우선 도 12b에 나타내는 바와 같이, 기판(601) 및 블랙 매트릭스(602)를 덮도록 네가티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(604)을 형성한다. 또한, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(605)으로 피복한 상태에서 노광 처리를 행한다. 또한 도 12c에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(604)의 미노광 부분을 에칭 처리함으로써 레지스트층(604)를 패터닝하여, 뱅크(603)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성하는 경우는 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용할 수 있게 된다. 이 뱅크(603)와 그 밑의 블랙 매트릭스(602)는 각 화소 영역(607a)을 구획하는 구획 벽부(607b)로 되고, 뒤의 착색층 형성 공정에서 기능 액적 토출 헤드(51)에 의해 착색층(성막부)(608R, 608G, 608B)를 형성할 때에 기능 액적의 착탄 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(600A)가 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에서는 뱅크(603)의 재료로서, 도막 표면이 소액(소수)성으로 되는 수지 재료를 사용하고 있다. 또한, 기판(유리 기판)(601)의 표면이 친액(친수)성이므로, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(603)(구획 벽부(607b))로 둘러싸인 각 화소 영역(607a) 내로의 액적의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.
다음에, 착색층 형성 공정(스텝(S303))에서는 도 12d에 나타내는 바와 같이, 기능 액적 토출 헤드(51)에 의해서 기능 액적을 토출하여 구획 벽부(607b)로 둘러싸인 각 화소 영역(607a)내에 착탄시킨다. 이 경우, 기능 액적 토출 헤드(51)를 사용하여, R·G·B의 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하여, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법에 의해 기능 액적의 토출을 행한다. 또한, R·G·B의 3색의 배열 패턴으로는 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시켜, 3색의 착색층(608R, 608G, 608B)을 형성한다. 착색층(608R, 608G, 608B)을 형성한 후에는, 보호막 형성 공정(스텝(S304))으로 이행하여, 도 12e에 나타내는 바와 같이, 기판(601), 구획 벽부(607b), 및 착색층(608R, 608G, 608B)의 상면을 덮도록 보호막(609)을 형성한다. 즉, 기판(601)의 착색층(608R, 608G, 608B)이 형성되어 있는 면전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(609)이 형성된다. 또한, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법에 의해 보호막(609)을 형성한 후, 컬러 필터(600)나, 다음 공정의 투명 전극으로 되는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 막부착 공정으로 이행한다.
도 13은 컬러 필터(600)를 사용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 표시 패널(액정 표시 패널)의 개략 구성을 나타내는 주요부 단면도이 다. 이 액정 표시 패널(620)에, 액정 구동용 IC, 백 라이트, 지지체 등의 부대 요소를 부착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 컬러 필터(600)는 도 12로 나타낸 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
이 액정 표시 패널(620)은 컬러 필터(600), 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(621), 및, 이들 사이에 협지된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어지는 액정층(622)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(600)를 도면 중 상측(관측자 측)에 배치하고 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 대향 기판(621) 및 컬러 필터(600)의 외면(액정층(622)측과는 반대측의 면)에는 편광판이 각각 배설되고, 또 대향 기판(621)측에 위치하는 편광판의 외측에는 백 라이트가 배설되어 있다.
컬러 필터(600)의 보호막(609)상(액정층 측)에는 도 13에서 좌우 방향으로 장척(長尺)인 스트라이프 형상의 제1 전극(623)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제1 전극(623)의 컬러 필터(600)측과는 반대측의 면을 덮도록 제1 배향막(624)이 형성되어 있다. 한편, 대향 기판(621)에서의 컬러 필터(600)와 대향하는 면에는 컬러 필터(600)의 제1 전극(623)과 직교하는 방향으로 장척인 스트라이프 형상의 제2 전극(626)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제2 전극(626)의 액정층(622)측의 면을 덮도록 제2 배향막(627)이 형성되어 있다. 이들의 제1 전극(623) 및 제2 전극(626)은 ITO 등의 투명 도전재료로 형성되어 있다.
액정층(622) 내에 설치된 스페이서(628)는 액정층(622)의 두께(셀 갭)를 일 정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 실링재(629)는 액정층(622)내의 액정 조성물이 외부로 누출하는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제1 전극(623)의 1단부는 인회 배선(623a)으로서 실링재(629)의 외측까지 뻗어 있다. 또한, 제1 전극(623)과 제2 전극(626)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소로 되는 부분에, 컬러 필터(600)의 착색층(608R, 608G, 608B)이 위치하도록 구성되어 있다.
통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(600)에, 제1 전극(623)의 패터닝 및 제1 배향막(624)의 도포를 행하여 컬러 필터(600)측의 부분을 작성하는 동시에, 이것과는 별개로 대향 기판(621)에, 제2 전극(626)의 패터닝 및 제2 배향막(627)의 도포를 행하여 대향 기판(621)측의 부분을 작성한다. 상기 제1 배향막(624) 및 제2 배향막(627)은 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법에 의해 형성할 수 있다. 그 후, 대향 기판(621)측의 부분에 스페이서(628) 및 실링재(629)를 만들어 넣고, 이 상태에서 컬러 필터(600)측의 부분을 접합한다. 그 다음에, 실링재(629)의 주입구로부터 액정층(622)을 구성하는 액정을 주입하고, 주입구를 폐지한다. 그 후, 양 편광판 및 백 라이트를 적층한다.
실시예 1의 액적 토출 장치(50)는, 예를 들어 상기의 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(621)측의 부분에 컬러 필터(600)측의 부분을 접합시키기 전에, 실링재(629)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포할 수 있다. 또한, 상기의 실링재(629)의 인쇄를, 기능 액적 토출 헤드(51)로 행할 수도 있다. 또한 제1 ·제2 양 배향막(624, 627)의 도포를 기능 액적 토출 헤드(51)로 행할 수도 있다. 이들 기능액을 토출할 때에는 실시예 1 등 에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용한다.
도 14는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(600)를 사용한 액정 표시 패널의 제2 예의 개략 구성을 나타내는 주요부 단면도이다. 이 액정 표시 패널(630)이 상기 액정 표시 패널(620)과 크게 다른 점은 컬러 필터(600)을 도면중 하측 (관측자측과는 반대측)에 배치한 점이다. 이 액정 표시 패널(630)은 컬러 필터(600)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(631) 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(632)이 협지되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 대향 기판(631) 및 컬러 필터(600)의 외면에는 편광판 등이 각각 배설되어 있다.
컬러 필터(600)의 보호막(609)상(액정층(632)측)에는 도면중 안쪽 방향으로 장척인 스트라이프 형상의 제1 전극(633)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제1 전극(633)의 액정층(632)측의 면을 덮도록 제1 배향막(634)이 형성되어 있다. 대향 기판(631)의 컬러 필터(600)와 대향하는 면상에는 컬러 필터(600)측의 제1 전극(633)과 직교하는 방향으로 뻗는 복수의 스트라이프 형상의 제2 전극(636)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제2 전극(636)의 액정층(632)측의 면을 덮도록 제2 배향막(637)이 형성되어 있다.
액정층(632)에는 이 액정층(632)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(638)와, 액정층(632)내의 액정 조성물이 외부로 누출하는 것을 방지하기 위한 실링재(639)가 설치되어 있다. 또한, 상기한 액정 표시 패널(620)과 마찬가지로, 제1 전극(633)과 제2 전극(636)의 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소로 되는 부위에, 컬러 필터(600)의 착색층(608R, 608G, 608B)이 위치하도록 구성되어 있 다.
도 15는 본 발명을 적용한 컬러 필터(600)를 사용하여 액정 표시 패널을 구성한 제3 예를 나타낸 것으로써, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 표시 패널의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 이 액정 표시 패널(650)은 컬러 필터(600)를 도면중 상측(관측자 측)에 배치한 것이다.
이 액정 표시 패널(650)은 컬러 필터(600)와, 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(651)과, 이들 사이에 협지된 도시하지 않은 액정층과, 컬러 필터(600)의 상면측(관측자 측)에 배치된 편광판(655)과, 대향 기판(651)의 하면측에 배설된 편광판(도시하지 않음)에 의해 개략 구성되어 있다. 컬러 필터(600)의 보호막(609)의 표면(대향 기판(651)측의 면)에는 액정 구동용의 전극(656)이 형성되어 있다.
이 전극(656)은 ITO 등의 투명 도전재료로 되고, 후술의 화소 전극(660)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전면 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(656)의 화소 전극(660)과는 반대측의 면을 덮은 상태로 배향막(657)이 설치되어 있다.
대향 기판(651)의 컬러 필터(600)와 대향하는 면에는 절연층(658)이 형성되어 있고, 이 절연층(658) 상에는 주사선(661) 및 신호선(662)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 또한, 이들 주사선(661)과 신호선(662)으로 둘러싸인 영역내에는 화소 전극(660)이 형성되어 있다. 또한, 실제의 액정 표시 패널에서는 화소 전극(660) 상에 배향막이 설치되지만, 도시를 생략하고 있다.
또한, 화소 전극(660)의 노치부와 주사선(661)과 신호선(662)으로 둘러싸여진 부분에는 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 및 게이트 전극을 구비하는 박막 트 랜지스터(663)가 조립되어 구성되어 있다. 또한, 주사선(661)과 신호선(662)에 대한 신호의 인가에 의해서 박막 트랜지스터(663)를 온·오프 하여 화소 전극(660)으로의 통전 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상기의 각예의 액정 표시 패널(620, 630, 650)은 투과형의 구성으로 했지만, 반사층 혹은 반투과 반사층을 설치하여, 반사형의 액정 표시 패널 혹은 반투과 반사형의 액정 표시 패널로 할 수도 있다. 다음에, 유기 EL 장치에 대해서 설명한다.
도 16은 유기 EL 표시 장치의 표시 영역의 주요부 단면도이다. 이 유기 EL 표시 장치(700)는 기판(W)(701)상에, 회로 소자부(702), 발광 소자부(703) 및 음극(704)이 적층된 상태로 개략 구성되어 있다. 이 유기 EL 표시 장치(700)에서는 발광 소자부(703)로부터 기판(701)측으로 발한 광이 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자측으로 출사되는 동시에, 발광 소자부(703)로부터 기판(701)의 반대측으로 발한 광이 음극(704)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자 측으로 출사되게 되어 있다.
회로 소자부(702)와 기판(701)의 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지 보호막(706)이 형성되고, 이 하지 보호막(706)상(발광 소자부(703)측)에 다결정 실리콘으로 되는 섬 형상의 반도체막(707)이 형성되어 있다. 이 반도체막(707)의 좌우의 영역에는 소스 영역(707a) 및 드레인 영역(707b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 또 양이온이 주입되지 않은 중앙부가 채널 영역(707c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(702)에는 하지 보호막(706) 및 반도체막(707)을 덮는 투 명한 게이트 절연막(708)이 형성되고, 이 게이트 절연막(708)상의 반도체막(707)의 채널 영역(707c)에 대응하는 위치에는 예를 들어 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(709)이 형성되어 있다. 이 게이트 전극(709) 및 게이트 절연막(708)상에는 투명한 제1 층간 절연막(711a)과 제2 층간 절연막(711b)이 형성되어 있다. 또한, 제1 , 제2 층간 절연막(711a, 711b)을 관통하여, 반도체막(707)의 소스 영역(707a), 드레인 영역(707b)에 각각 연통하는 컨택트홀(712a, 712b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(709) 및 게이트 절연막(708)은 이들을 구성하는 재료를 용매에 용해시킨 기능액의 액적을, 실시예 1 등에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법에 의해 토출시킴으로써 형성할 수 있다.
또한, 제2 층간 절연막(711b)상에는 ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(713)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(713)은 컨택트홀(712a)을 통해서 소스 영역(707a)에 접속되어 있다. 또한, 제1 층간 절연막(711a)상에는 전원선(714)이 배설되어 있고, 이 전원선(714)은 컨택트홀(712b)을 통해서 드레인 영역(707b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(702)에는 각 화소 전극(713)에 접속된 구동용의 박막 트랜지스터(715)가 각각 형성되어 있다. 상기 발광 소자부(703)는 복수의 화소 전극(713)상의 각각에 적층된 기능층(717)과, 각 화소 전극(713) 및 기능층(717) 사이에 구비되어 각 기능층(717)을 구획하는 뱅크부(718)에 의해 개략 구성되어 있다. 이들 화소 전극(713), 기능층(717), 및, 기능층(717)상에 배설된 음극(704)에 의해서 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(713)은 평면도가 대략 구형 상(矩形狀)으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(713)의 사이에 뱅크부(718)가 형성되어 있다.
뱅크부(718)는 예를 들어 SiO, SiO2, TiO2 등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(718a)(제1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(718a)상에 적층되고, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 우수한 레지스트에 의해 형성되는 단면 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(718b)(제2 뱅크층)에 의해 구성되어 있다. 이 뱅크부(718)의 일부는 화소 전극(713)의 주연부상으로 올라간 상태로 형성되어 있다. 또한, 각 뱅크부(718)의 사이에는 화소 전극(713)에 대해서 상방을 향해 점차 넓어진 개구부(719)가 형성되어 있다.
상기 기능층(717)은 개구부(719)내에서 화소 전극(713)상에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(717a)과, 이 정공 주입/수송층(717a)상에 형성된 발광층(717b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(717b)에 인접하여 기타의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성해도 좋다. 예를 들어, 전자 수송층을 형성할 수도 있다. 정공 주입/수송층(717a)은 화소 전극(713)측으로부터 정공을 수송하여 발광층(717b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(717a)은 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제1 조성물(기능액)을 토출할 때에는 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용한다. 정공 주입/수송층 형성 재료로는 공지의 재료를 사용한다.
발광층(717b)은 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 어느 하나로 발광하는 것 으로, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 포함하는 제2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제2 조성물(기능액)을 토출할 때에는 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용할 수 있다. 제2 조성물의 용매(비극성 용매)로는 정공 주입/수송층(717a)에 대해서 불용인 공지의 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 이러한 비극성 용매를 발광층(717b)의 제2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(717a)을 재용해시키지 않고 발광층(717b)을 형성할 수 있다.
또한, 발광층(717b)에서는 정공 주입/수송층(717a)으로부터 주입된 정공과, 음극(704)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다. 음극(704)은 발광 소자부(703)의 전체면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(713)과 쌍으로 되어 기능층(717)으로 전류를 흘리는 역할을 한다. 또한, 이 음극(704)의 상부에는 도시하지 않은 밀봉 부재가 배치된다.
도 17은 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다. 도 18 ~ 도 25는 유기 EL 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 설명도이다. 다음에, 상기의 유기 EL 표시 장치(700)의 제조 공정을 도 17 ~ 도 25를 참조하여 설명한다. 이 유기 EL 표시 장치(700)는 도 17에 나타내는 바와 같이, 뱅크부 형성 공정(스텝(S401)), 표면 처리 공정(스텝(S402)), 정공 주입/수송층 형성 공정(스텝(S403)), 발광층 형성 공정(스텝(S404)), 및 대향 전극 형성 공정(스텝(S405))을 거쳐 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시하는 것에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라서 기타의 공정이 제거되는 경우, 또 추가되는 경우도 있다.
우선, 뱅크부 형성 공정(스텝(S401))에서는 도 18에 나타내는 바와 같이, 제2 층간 절연막(711b)상에 무기물 뱅크층(718a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(718a)은 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝 함으로써 형성된다. 이때, 무기물 뱅크층(718a)의 일부는 화소 전극(713)의 주연부와 겹치도록 형성된다. 무기물 뱅크층(718a)을 형성한 후에, 도 19에 나타내는 바와 같이, 무기물 뱅크층(718a)상에 유기물 뱅크층(718b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(718b)도 무기물 뱅크층(718a)과 마찬가지로 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝 하여 형성된다. 이렇게 하여 뱅크부(718)가 형성된다.
또한, 이것에 수반하여, 각 뱅크부(718)간에는 화소 전극(713)에 대해서 상방으로 개구한 개구부(719)가 형성된다. 이 개구부(719)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(스텝(S402))에서는 친액화 처리 및 발액화 처리가 행하여진다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(718a)의 제1 적층부(718aa) 및 화소 전극(713)의 전극면(713a)이고, 이들 영역은 예를 들어 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해서 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(713)인 ITO의 세정 등도 겸하고 있다. 또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(718b)의 벽면(718s) 및 유기물 뱅크층(718b)의 상면(718t)에 실시되고, 예를 들어 4불화 메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해서 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)된다. 이 표면 처리 공정을 행함으로써, 기능 액적 토출 헤드(51)를 사용하여 기능층(717)을 형성할 때에, 기능 액적을 화소 영역에, 보다 확실히 착탄 시킬 수 있고, 또한, 화소 영역에 착탄한 기능 액적이 개구부(719)로부터 넘쳐 나오는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상술한 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(700A)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(700A)는 도 3에 나타낸 실시예 1에 의한 액적 토출 장치(50)의 스테이지(60)에 놓여지고, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용함으로써, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(스텝(S403)) 및 발광층 형성 공정(스텝(S404))이 행하여진다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(스텝(S403))에서는 기능 액적 토출 헤드(51)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(719)내에 토출한다. 그 후, 도 21에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하여, 제1 조성물에 함유되는 극성 용매를 증발시켜, 화소 전극(전극면(713a))(713)상에 정공 주입/수송층 (717a)를 형성한다.
다음에 발광층 형성 공정(스텝(S404))에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(717a)의 재용해를 방지하기 위해서, 발광층 형성시에 사용하는 제2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(717a)에 대해서 불용인 비극성 용매를 사용한다. 그러나 한편, 정공 주입/수송층(717a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 함유하는 제2 조성물을 정공 주입/수송층(717a)상에 토출하여도, 정공 주입/수송층(717a)과 발광층(717b)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 혹은 발광층(717b)을 균일하게 도포할 수 없을 염려가 있다.
그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(717a)의 표면의 친화성을 높이기 위해서, 발광층 형성에 앞서서 표면 처리(표면 개질 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는 발광층 형성시에 사용하는 제2 조성물의 비극성 용매와 동일 용매 또는 이것과 유사한 용매인 표면 개질재를, 정공 주입/수송층(717a)상에 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 행한다. 이러한 처리를 행함으로써, 정공 주입/수송층(717a)의 표면이 비극성 용매에 친하기 쉬워져서, 이 후의 공정에서, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여, 발광층 형성 재료를 함유하는 제2 조성물을 정공 주입/수송층(717a)에 균일하게 도포할 수 있다.
다음에, 도 22에 나타내는 바와 같이, 각색의 어느 하나(도 22의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제2 조성물을 기능 액적으로 하여 화소 영역(개구부(719))내에 소정량 넣는다. 화소 영역내에 넣어진 제2 조성물은 정공 주입/수송층(717a)상에 퍼져서 개구부(719)내에 채워진다. 또한, 만일, 제2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(718)의 상면(718t)상에 착탄한 경우라도, 이 상면(718t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있으므로, 제2 조성물이 개구부(719)내로 굴러 들어오기 쉽게 되어 있다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제2 조성물을 건조 처리하여, 제2 조성물에 함유되는 비극성 용매를 증발시켜, 도 23에 나타내는 바와 같이, 정공 주입/수송층(717a)상에 발광층(717b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(717b)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 기능 액적 토출 헤드(51)를 사용하여, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여, 도 24에 나타내는 바와 같이, 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(717b)의 경우와 같은 공정을 순차 행하여, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(717b)을 형성한다. 또한, 발광층(717b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되는 것이 아니고, 어떠한 순서로 형성해도 좋다. 예를 들어, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 결정할 수도 있다. 또한, R·G·B의 3색의 배열 패턴으로는 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여, 화소 전극(713)상에 기능층(717), 즉, 정공 주입/수송층 (717a) 및 발광층(717b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(스텝(S405))으로 이행한다. 대향 전극 형성 공정(스텝(S405))에서는 도 25에 나타내는 바와 같이, 발광층(717b) 및 유기물 뱅크층(718b)의 전체면에 음극(704)(대향 전극)을, 예를 들어 증착법, 스퍼터법, CVD 법 등에 의해서 형성한다. 이 음극(704)은 본 실시예에서는 예를 들어, 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다. 이 음극(704)의 상부에는 전극으로서의 Al막, Ag막이나, 그 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다. 이와 같이 하여 음극(704)을 형성한 후, 이 음극(704)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 함으로써, 유기 EL 표시 장치(700)가 얻어진다.
도 26은 플라즈마형 표시 장치의 주요부 분해 사시도이다. 또한, 동일 도면에서는 플라즈마형 표시 장치(이하 PDP 표시 장치)(800)를, 그 일부를 노치한 상태 로 나타내고 있다. 이 PDP 표시 장치(800)는 서로 대향하여 배치된 제1 기판(801), 제2 기판(802), 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(803)를 포함하여 개략 구성된다. 방전 표시부(803)는 복수의 방전실(805)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(805) 중, 적색 방전실(805R), 녹색 방전실(805G), 청색 방전실(805B)의 3개의 방전실(805)이 조로 되어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제1 기판(801)의 상면에는 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 어드레스 전극(806)이 형성되며, 이 어드레스 전극(806)과 제1 기판(801)의 상면을 덮도록 유전체층(807)이 형성되어 있다. 유전체층(807)상에는 각 어드레스 전극(806)의 사이에 위치하고, 또 각 어드레스 전극(806)을 따르도록 격벽(808)이 입설되어 있다. 이 격벽(808)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(806)의 폭방향 양측으로 뻗는 것과, 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 뻗는 도시하지 않은 것을 포함한다. 또한, 이 격벽(808)에 의해서 나누어진 영역이 방전실(805)로 되어 있다.
방전실(805)내에는 형광체(809)가 배치되어 있다. 형광체(809)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(805R)의 저부에는 적색 형광체(809R)가 녹색 방전실(805G)의 저부에는 녹색 형광체(809G)가 청색 방전실(805B)의 저부에는 청색 형광체(809B)가 각각 배치되어 있다.
제2 기판(802)의 도면중 하측 면에는 상기 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(811)이 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 형성되어 있 다. 또한, 이들을 덮도록 유전체 층(812), 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(813)이 형성되어 있다. 제1 기판(801)과 제2 기판(802)은, 어드레스 전극(806)과 표시 전극(811)이 서로 직교하는 상태로 대향시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(806)과 표시 전극(811)은 도시하지 않은 교류 전원에 접속되어 있다. 또한, 각 전극(806, 811)에 통전함으로서, 방전 표시부(803)에서 형광체(809)가 여기 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시 형태에서는 상기 어드레스 전극(806), 표시 전극(811), 및 형광체(809)를, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 이하, 제1 기판(801)에서의 어드레스 전극(806)의 형성 공정을 예시한다. 이 경우, 제1 기판(801)을, 액적 토출 장치(50)의 스테이지(60)에 놓은 상태에서 이하의 공정이 행하여진다. 우선, 기능 액적 토출 헤드(51)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로 하여, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는 도전막 배선 형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산한 것이다. 이 도전성 미립자로는 금, 은, 동, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 중합체 등이 사용된다.
보충 대상으로 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충이 종료된 후, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하여, 액체 재료에 함유되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(806)이 형성된다. 그런데, 상기에서는 어드레스 전극(806)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전극(811) 및 형광체(809)에 대해 서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다. 표시 전극(811)의 형성의 경우, 어드레스 전극(806)의 경우와 마찬가지로, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로 하여, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법에 의해, 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 또한, 형광체(809)의 형성의 경우에는 각색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 함유한 액체 재료(기능액)를 기능 액적 토출 헤드(51)로부터 액적으로 하여 토출한다. 이때, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여 대응하는 색의 방전실(805)내에 착탄시킨다.
다음에, 도 27은 전자 방출 표시 장치의 주요부 단면도이다. 또한, 동일 도면에서는 전자 방출 표시 장치(FED 장치 혹은 SED 장치라고도 함: 이하, 간단히 FED 표시 장치(900)라 함)(900)를, 그 일부를 단면으로서 나타내고 있다. 이 FED 표시 장치(900)는 서로 대향하여 배치된 제1 기판(901), 제2 기판(902), 및 이들 사이에 형성되는 전계 방출 표시부(903)를 포함하여 개략 구성된다. 전계 방출 표시부(903)는 매트릭스 형상으로 배치한 복수의 전자 방출부(905)에 의해 구성되어 있다.
제1 기판(901)의 상면에는 캐소드 전극(906)을 구성하는 제1 소자 전극(906a) 및 제2 소자 전극(906b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제1 소자 전극(906a) 및 제2 소자 전극(906b)으로 나누어진 부분에는 갭(908)을 형성한 도전성막(907)이 형성되어 있다. 즉, 제1 소자 전극(906a), 제2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)에 의해 복수의 전자 방출부(905)가 구성되어 있다. 도전성막(907)은 예를 들어 산화 팔라듐(PdO) 등으로 구성되며, 또 갭(908)은 도전성막(907)을 성막한 후, 포밍 등으로 형성된다.
제2 기판(902)의 하면에는 캐소드 전극(906)에 대치하는 아노드 전극(909)이 형성되어 있다. 아노드 전극(909)의 하면에는 격자상의 뱅크부(911)가 형성되며, 이 뱅크부(911)로 둘러싸여진 아래 방향의 각 개구부(912)에, 전자 방출부(905)에 대응하도록 형광체(913)가 배치되어 있다. 형광체(913)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것으로, 각 개구부(912)에는 적색 형광체(913R), 녹색 형광체(913G) 및 청색 형광체(913B)가 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
또한, 이와 같이 구성한 제1 기판(901)과 제2 기판(902)은 미소한 간극을 두고 접합되어 있다. 이 FED 표시 장치(900)에서는, 도전성막(갭(908))(907)을 통하여, 음극인 제1 소자 전극(906a) 또는 제2 소자 전극(906b)로부터 날라온 전자가, 양극인 아노드 전극(909)에 형성한 형광체(913)와 부딪쳐 여기 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도, 제1 소자 전극(906a), 제2 소자 전극(906b), 도전성막(907) 및 아노드 전극(909)을, 실시예 1에 의한 액적 토출 장치(50)를 사용하여 형성할 수 있는 동시에, 각색의 형광체(913R, 913G, 913B)를, 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
도 28a은 제1 소자 전극, 제2 소자 전극 및 도전성막의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 28b는 제1 소자 전극, 제2 소자 전극 및 도전성막의 성막 공정을 나타내는 평면도이다. 제1 소자 전극(906a), 제2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)은 도 28a에서 나타내는 평면 형상을 갖고 있고, 이들을 성막하는 경우에는 도 28b에 나타내는 바와 같이, 미리 제1 소자 전극(906a), 제2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)을 만들어 넣는 부분을 남기고, 뱅크부(BB)를 형성(포토리소그래피 법)한다. 다음에, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈부분에, 제1 소자 전극(906a) 및 제2 소자 전극(906b)을 형성(실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법)하고, 그 용제를 건조시켜 성막을 행한 후, 도전성막(907)을 형성(실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법)한다. 그리고, 도전성막(907)을 성막 후, 뱅크부(BB)를 제거하고(애싱 박리 처리), 상기의 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기의 유기 EL 장치의 경우와 마찬가지로, 제1 기판(901) 및 제2 기판(902)에 대한 친액화 처리나, 뱅크부(911, BB)에 대한 발액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 다른 전기 광학 장치로는 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광확산체 형성 등의 장치를 들 수 있다. 이상, 실시예 4에서는 실시예 1 등에서 설명한 전기 광학 패널의 제조 방법을 각종의 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 사용한다. 즉, 노즐의 배열 방향에서의 기능액의 액적의 간격은 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향에서의 기능액의 액적의 간격보다도 크게 하여 기능액을 토출하므로, 전기 광학 장치의 구성으로서 사용되는 기능막 형성재를 도포하는 속도의 저하를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 각종의 전기 광학 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
(본 발명의 적용 대상)
본 발명에 의한 전기 광학 패널을 적용할 수 있는 전자 기기로는 휴대 전화기 외에, 예를 들어, PDA(Personal Digital Assistants)라고 하는 휴대형 정보 기기나 휴대형 퍼스널 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 스틸카메라, 차재용 모니터, 디지털 비디오 카메라, 액정 텔레비젼, 뷰파인더형, 모니터 직시형의 비디오테이프 레코더, 카 내비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 화상 전화기, POS 단말기 등, 전기 광학 장치인 전기 광학 패널을 사용하는 기기를 들 수 있다. 따라서, 이들 전자 기기에서의 전기적 접속 구조에도, 본 발명이 적용 가능함은 말할 필요도 없다.
또한, 이 전기 광학 패널은 투과형 또는 반사형의 전기 광학 패널에서, 도시하지 않은 조명 장치를 백 라이트로서 사용한다. 또한, 액티브 매트릭스형의 컬러 전기 광학 패널이라도 같다. 예를 들어, 이상 설명한 각 실시예에서는, 모두 패시브 매트릭스형의 전기 광학 패널을 예시하고 있지만, 본 발명의 전기 광학 장치로는 액티브매트릭스형의 전기 광학 패널(예를 들어, TFT(박막 트랜지스터)나 TFD(박막 다이오드)를 스위칭 소자로서 구비한 전기 광학 패널)에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 투과형 또는 반사형의 전기 광학 패널 뿐만 아니라, 전계 발광 장치, 무기 전계 발광 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전기영동 표시 장치, 전계 방출 표시 장치, LED(라이트 에미팅 다이오드)표시 장치 등과 같이 복수의 화소마다 표시 상태를 제어 가능한 각종의 전기 광학 장치에도 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다. 또, 매트릭스 형상으로 형성된 발광 소자의 전면(前面)에 컬러 필터 기판이 배치되는 전기 광학 패널에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
산업상 이용가능성
이상과 같이 본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법, 및 전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기는 액적 토출에 의해서 컬러 필터 보호막, 배향막, 절연막 기타의 기능막을 형성함에 유용하고, 특히, 상기 기능막 형성재의 도포 속도 저하를 억제함에 적절하다.
본 발명에 의한 전기 광학 패널의 제조 방법 및 전자 기기의 제조 방법, 및 전기 광학 패널, 전기 광학 장치 및 전자 기기는 액적 토출에 의해서 컬러 필터 보호막, 배향막, 절연막 기타의 기능막을 형성할 때에, 상기 기능막 형성재의 도포 속도 저하를 억제할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기재에 기능막을 형성함에 있어서,
    복수의 노즐이 일방향으로 배열된 액적토출수단에 의해 기능액을 토출시켜 기능막을 형성할 때, 상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 기능액의 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해 직교하는 방향에서의 상기 기능액의 액적의 간격보다 크게 하여, 상기 노즐의 배열 방향에 대해 직교하는 방향에서의 상기 기능액의 도포 밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기능액은 컬러 필터의 보호막 재료이고, 상기 기능막은 컬러 필터의 보호막으로서,
    기재에 컬러 필터를 형성하는 필터 형성 공정과,
    노즐이 일방향으로 배열된 액적 토출 수단에 의해 상기 컬러 필터상으로 보호막 재료의 액적을 도포하는 보호막 재료 도포 공정과,
    상기 보호막 재료를 건조시키는 건조 공정을 포함하고,
    상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해서 수직인 방향에서의 상기 액적의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터 형성 공정과 상기 보호막 재료 도포 공정 사이에, 상기 컬러 필터 표면을 개질하여 상기 컬러 필터 표면의 젖음성을 향상시키는 표면 개질 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컬러 필터가 형성된 상기 기재의 전체면에 상기 보호막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 표면 개질 공정과 상기 보호막 재료 도포 공정 사이에, 상기 기재에는 칩이 형성되고, 상기 컬러 필터가 형성된 상기 기재 중 상기 기재의 상기 칩상에만 상기 보호막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컬러 필터상에 토출하는 상기 보호막 재료의 액적 간격, 또는 액적의 질량 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 상기 컬러 필터의 막두께를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
  7. 기재에 컬러 필터를 형성하는 필터 형성 공정과,
    상기 컬러 필터 표면을 개질하는 표면 개질 공정과,
    다수의 노즐이 일방향으로 향해 배열된 액적 토출 수단에 의해 상기 컬러 필터상으로 수지와 용매를 함유하는 보호막 재료의 액적을 도포하는 보호막 도포 공정과,
    상기 용매를 건조시켜 상기 컬러 필터의 보호막을 형성하는 보호막 형성 공정과,
    보호막 형성 후의 상기 기재에 소정의 부재 또는 부품을 부착하여 전기 광학 패널을 제조하는 공정과,
    상기 전기 광학 패널에 실장 부품을 실장하는 공정을 포함하며,
    상기 노즐의 배열 방향에서의 상기 액적의 간격은 상기 노즐의 배열 방향에 대해 직교하는 방향에서의 상기 액적의 간격보다 크게 하여, 상기 노즐의 배열 방향에 대해 직교하는 방향에서의 상기 보호막 재료의 도포 밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 제조 방법.
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