KR20060069271A - 패키지, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 패키지는, 액상체가 봉입된 백을 구비하고, 상기 액상체는 상기 액상체에 포함되는 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있다.

Description

패키지, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기{LIQUID PACKAGE, LIQUID DROPLET EJECTION DEVICE, ELECTRO-OPTIC DEVICE, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

도 1은 액적 토출 장치의 개략 사시도,

도 2는 피에조 방식에 의한 액상체의 토출 원리를 설명하기 위한 도면,

도 3은 잉크 패키지와 액적 토출 헤드의 접속 상태를 나타내는 도면,

도 4는 잉크 패키지의 작성 순서를 나타내는 플로우차트,

도 5는 액정 장치의 등가 회로도,

도 6은 도 5의 액정 장치에 대하여 화소 구조를 나타내는 평면도,

도 7은 도 5의 액정 장치의 요부를 나타내는 단면도,

도 8은 도 5의 액정 장치의 제조 방법에 대하여 일례를 나타내는 공정 설명도,

도 9(a)는 본 발명에 따른 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도,

도 9(b)는 본 발명에 따른 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도,

도 9(c)는 본 발명에 따른 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

16 : 제 2 이동 수단 22 : 캡핑 유닛

24 : 클리닝 유닛 32 : 베이스

34 : 제 1 이동 수단 120 : 액적 토출 헤드(토출 헤드)

300 : 액적 토출 장치

본 발명은, 패키지, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

액정 표시 장치에서, 액정 분자를 배열시키는 기능을 갖는 배향막은, 프렉소그래피(flexograpy)법이나 스핀 코트법에 의해 도포·형성되어 있다.

최근에는, 재료 삭감 효과 및 고품질 대응을 목적으로 하여, 배향막 형성 재료를 포함하는 액상체를 토출 헤드로부터 액적으로서 토출함으로써 배향막을 형성하는 액적 토출법(액적 토출 장치)의 사용이 검토되고 있다.

종래, 캐비테이션(공동 현상)으로 인한 액적 불토출 등의 불량을 해소하거나, 제막 불량으로 인한 양품율 저하를 방지하기 위해서, 토출 헤드에 공급하는 액상체의 탈기(기체를 제거함)가 행해지고 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 공보 평성11-42796호 공보에는, 액체 탱크와 헤드 사이의 액체 공급로에 튜브 다발을 배치하 여, 액체 중에 녹아 있는 기체를 제거하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 기술에는, 잉크 탱크의 내부에 저장되어 있는 잉크가, 탱크 내부의 공기와 접촉하여 산화 등의 시간 경과적인 열화가 발생할 우려가 있다.

또한, 탱크 내의 잉크 계면과 헤드의 노즐면 사이의 높이의 차(수두값(水頭値))이 변동되기 쉽고, 잉크의 잔량 변화에 따라 토출이 불안정해질 우려가 있다. 또한, 탈기에 의한 용제 성분의 휘발에 의해, 튜브(tube) 안에서 잉크가 증점, 고화될 가능성이 있다.

본 발명은, 액상체에 포함되는 기체에 의한 악영향을 배제하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 수두값의 변동으로 인한 액적의 불안정한 토출을 억제하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 패키지는, 액상체가 봉입된 백을 구비하고, 상기 액상체가, 상기 액상체에 포함되는 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 패키지에서는, 미리 액상체가 탈기되어 있기 때문에, 산화 등으로 인한 열화나 용매분의 휘발 등, 기체의 접촉으로 인한 악영향을 배제할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는, 탈기시에 액상체에 포함되는 용매가 증발하여 증점하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 패키지에서, 상기 액상체가 복수종의 용매를 포함하는 경우에는, 상기 복수종의 용매 중 포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서, 상기 액상체가 탈기되어 봉입되어 있는 구성이나, 상기 복수종의 용매 중 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서, 상기 액상체가 탈기되어 봉입되어 있는 구성이 바람직하다.

포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 봉입되어 있는 경우에는, 어느쪽의 용매에 대해서도 증발을 방지할 수 있다. 또한, 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 봉입되어 있는 경우에는, 증점 등, 용매 증발로 인한 악영향을 최소한으로 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 백이 가요성을 갖는 것에 의해, 취급성, 및 대기압을 이용한 액상체의 취득성이 향상될 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치는, 액적을 토출하는 토출 헤드와, 상기 토출 헤드에 액상체를 공급하는 공급부를 구비하고, 상기 공급부가 상기 패키지를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 액상체가 기체에 접촉함으로 인한 토출 불량 및 특성 변동으로 인한 생산 효율의 저하나 양품율 악화를 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 패키지는 플랫 형상과 액체 취출구를 갖고, 상기 패키지는 대략 수평으로 설치되고, 상기 액체 취출구는 대략 수평 방향을 향하고 있는, 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이 구성에서는, 패키지로부터의 액상체의 취득(공급)이 진행되어도, 수두값이 거의 일정하게 유지되어, 수두값의 변동으로 인한 불안정한 토출을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 패키지를 승강시키는 승강 장치를 더 구비하는 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이 구성에서는, 패키지를 승강시켜, 패키지와 토출 헤드의 액상체 토출면을 대략 동일한 높이로 설정함으로써, 수두값이 일정하게 유지되어, 항상 안정된 상태에서의 액적 토출이 가능하게 된다.

본 발명의 전기 광학 장치는, 상기 액적 토출 장치를 이용하여 제조된 기판을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전자 기기는, 상기 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전기 광학 장치 및 전자 기기에서는, 액적 토출 불량으로 인한 제품의 품질 저하나, 양품율 저하로 인한 생산 효율의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 액상체의 불안정한 토출이나 시간 경과 변화로 인한 품질 저하나, 양품율 저하로 인한 생산 효율의 저하를 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는, 고품질로 저 가격의 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 패키지, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치, 및 전자 기기의 실시예를, 도면을 참조하여 설명한다.

(패키지, 액적 토출 장치)

우선, 패키지가 이용되는 액적 토출 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 액적 토출 장치(300)의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.

액적 토출 장치(300)는, 베이스(32), 제 1 이동 수단(34), 제 2 이동 수단(16), 액적 토출 헤드(토출 헤드)(120), 캡핑 유닛(22), 클리닝 유닛(24) 등을 갖고 있다. 제 1 이동 수단(34), 캡핑 유닛(22), 클리닝 유닛(24) 및 제 2 이동 수단(16)은, 각각 베이스(32) 상에 설치되어 있다.

제 1 이동 수단(34)은 바람직하게는 베이스(32) 위에 직접 설치되어 있고, 또한, 이 제 1 이동 수단(34)은 Y축 방향을 따라서 위치 결정되어 있다. 제 2 이동 수단(16)은, 지주(16A, 16A)를 이용하여, 베이스(32)에 대하여 세워서 부착되어 있고, 또한, 이 제 2 이동 수단(16)은 베이스(32)의 뒤 부분(32A)에 부착되어 있다. 제 2 이동 수단(16)의 X축 방향은 제 1 이동 수단(34)의 Y축 방향과 직교한다. Y축은 베이스(32)의 앞 부분(32B)과 뒤 부분(32A) 방향에 따르고 있다. X축은 베이스(32)의 좌우 방향에 따르고 있다. X 및 Y의 각 축은 수평이다.

제 1 이동 수단(34)은 가이드 레일(140, 140)을 갖고 있고, 제 1 이동 수단(34)으로서는, 예컨대, 리니어 모터를 채용할 수 있다. 리니어 모터 형식의 제 1 이동 수단(34)의 슬라이더(42)는, 가이드 레일(140)을 따라 이동하여, Y축 방향의 임의의 위치에 위치 결정된다. 테이블(46)은, 워크피스로서의 기판(P)을 유지하고 또한 그 기판(P)을 위치 결정한다. 또한, 테이블(46)은, 흡착 유지 수단(150)을 갖고 있다. 흡착 유지 수단(150)이 작동함으로써, 테이블(46)의 구멍(46A)을 거쳐서, 기판(P)이 테이블(46) 위에 흡착되고 또한 유지된다. 테이블(46)에는, 액적 토출 헤드(120)가 잉크를 폐기 또는 시험(예비 토출)하기 위한 예비 토출 영역(52)이 마련되어 있다.

제 2 이동 수단(16)은, 지주(16A, 16A)에 고정된 컬럼(16B)를 갖고 있고, 이 컬럼(16B)에는 리니어 모터 형식의 제 2 이동 수단(16)이 마련되어 있다. 슬라이더(160)는 가이드 레일(62(A)을 따라 이동하여, X축 방향의 임의의 위치에 위치 결정된다. 슬라이더(160)에는 잉크 토출 수단으로서의 액적 토출 헤드(120)가 구비되어 있다.

또한, 슬라이더(42)는 θ축용의 모터(44)를 구비하고 있다. 이 모터(44)는, 예컨대 직접 구동 모터이며, 모터(44)의 로터는 테이블(46)에 고정되어 있다. 모터(44)에 통전하는 것에 의해 로터와 테이블(46)을 θ 방향을 따라서 회전시켜, 테이블(46)을 인덱스(회전 산출)할 수 있다.

액적 토출 헤드(120)는 요동 위치 결정 수단으로서의 모터(62, 64, 66, 68)를 갖고 있다. 모터(62)가 작동됨으로써, 액적 토출 헤드(120)가 Z축을 따라 이동하고 또한 위치 결정된다. Z축은 X축과 Y축에 대하여 직교하는 방향(상하 방향)을 따른다. 모터(64)가 작동됨으로써, 액적 토출 헤드(120)가 Y축 주위의 β 방향을 따라 요동하고 또한 위치 결정된다. 모터(66)가 작동함으로써, 액적 토출 헤드(120)가 X축 주위의 γ 방향으로 요동하고 또한 위치 결정된다. 모터(68)가 작동 함으로써, 액적 토출 헤드(120)가 Z축 주위의 α 방향으로 요동하고 또한 위치 결정된다.

이와 같이, 도 1의 액적 토출 헤드(120)는, 슬라이더(160)를 거쳐서, X축 방향으로 직선 이동하여 위치 결정되고, 또한 α, β, γ을 따라 요동하여 위치 결정되므로, 액적 토출 헤드(120)의 잉크 토출면(20P)은 테이블(46) 쪽 기판(P)에 대하여 정확히 위치 또는 자세가 콘트롤된다. 또, 액적 토출 헤드(120)의 잉크 토출면(20P)에는 각각이 잉크를 토출하는 복수(예컨대, 120개)의 노즐(토출부)이 마련되어 있다. 액적 토출 헤드(120)에 대하여 공급 장치(공급부)(35)로부터 액상체가 공급된다.

여기서, 액적 토출 헤드(120)의 구조예에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 액적 토출 헤드(120)는, 예를 들면, 피에조 소자(압전 소자)를 이용한 헤드이다. 도 2(a)에 도시하는 바와 같이 헤드 본체(90)의 잉크 토출면(20P)에는, 복수의 노즐(토출부)(91)이 형성되어 있다. 이들 노즐(91)에 대하여 각각 피에조 소자(92)가 마련되어 있다. 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 피에조 소자(92)는, 노즐(91)과 잉크실(액체실)(93)에 대응하여 배치되어 있다. 예컨대, 피에조 소자(92)는, 한쌍의 전극(도시하지 않음) 사이에 위치하여, 통전에 의해 신장하도록 구성되어 있다. 피에조 소자(92)에 대하여 도 2(c)에 나타내는 인가 전압 Vh가 인가되면, 도 2(d), 2(f) 및 2(e)에 도시하는 바와 같이 피에조 소자(92)가 화살표 Q 방향으로 신축하고, 잉크실(93)에 압력이 가해져, 소정량의 액적(잉크 방울)(99)이 노즐(91)로부터 토출된다. 피에조 소자(92)의 구동, 즉 액적 토출 헤드(120)로부터의 액적 토출 은, 제어 장치(도시하지 않음)에 의해 제어된다.

도 1로 돌아가, 공급 장치(35)는, 액적 토출 헤드(120)에 공급하는 액상체가 봉입된 잉크 패키지(액제 패키지)(53)와, 잉크 패키지(53)를 착탈 가능하게 지지하는 지지부(54)와, 이 지지부(54)를 승강시키는 승강 장치(55)와, 잉크 패키지(53)로부터 액적 토출 헤드(120)로 액상체를 보내기 위한 공급 튜브(48)를 갖고 있다.

잉크 패키지(53)는, 감압 상태에서 탈기된 소정의 액상체가, 예컨대 폴리에틸렌의 표면에 알루미늄이 증착된 가요성을 갖는 백(53a)에 봉입된 것으로서, 고무재 등의 탄성재로 형성된 취출구(53b)를 갖고 있다. 취출구(53b)는 도시하지 않은 차입구를 갖고 있고, 예컨대, 공급 튜브(48)에 접속된 주사침과 같은 튜브를 차입구에 차입함으로써, 액상체가 공급 튜브(48) 내에 도달한다. 공중관을 차입구로부터 뽑았을 때에는, 취출구(53b) 자신의 탄성력에 의해 차입구가 폐쇄되기 때문에, 액상체가 새어나가지 않는다.

백(53a)는, 예컨대 평면에서 보아(도 1에서 경사 위쪽으로부터 본 경우) 세로 및 가로가 대략 1O㎝의 직사각형으로, 두께가 대략 1㎝의 플랫 형상(대략 평판 형상, flat)으로 형성되어 있다. 또한, 백(53a)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 지지부(54)에 대략 수평으로 설치되고, 또한 취출구(53b)가 수평 방향으로 향하고 있다.

승강 장치(55)는, 쟈키나 에어 실린더 등의 액츄에이터로 구성되어 있고, 지지부(54)를 거쳐서 잉크 패키지(53)를 승강한다(높이를 조정한다).

다음에, 잉크 패키지(53)의 작성 순서를 도 4에 나타내는 플로우차트를 참조 하여 설명한다.

우선, 소정의 용질(예컨대 폴리이미드)을 용매에 용해시켜 소정 농도의 액상체(용액, 이하, 잉크라 칭함)를 조합한다(단계 S11). 계속해서, 조합한 잉크를 잉크 패키지(53)에 넣고(단계 S12), 감압 상태(감압 환경 하)에서 탈기한다(단계 S13). 이 감압 상태는, 잉크에 포함되는 용매의 증발을 막기 위해서, 해당 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하이다.

잉크가 복수 종류의 용매를 갖는 혼합 용매로 구성되는 경우에는, 복수종의 용매 중 포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하에서 탈기를 하는 것에 의해, 어느쪽의 용매에 대해서도 증발을 방지할 수 있다.

또한, 잉크가 복수 종류의 용매를 갖는 혼합 용매로 구성되는 경우에는, 복수종의 용매 중 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하에서 탈기하는 것도 가능하다. 이 경우, 혼합율이 가장 큰 용매의 증발을 막는 것에 의해, 증점 등, 용매 증발에 의한 악영향을 최소한으로 억제할 수 있게 된다.

그리고, 잉크의 탈기가 완료되면 잉크 패키지(53)를 밀봉하고(단계 S14), 수평(가로 배치)으로 지지부(54) 상에 설치한다(단계 S15).

이어서, 액적 토출 장치(300)를 이용하여 기판(P)에 잉크(예컨대 배향막 용액)를 도포하는 순서에 대하여 설명한다.

우선, 미리 잉크 패키지(53)가 설치된 지지부(54)를 승강시켜, 잉크 패키지(53)의 높이를 조정한다. 구체적으로는, 승강 장치(55)의 구동에 의해 지지부(54)를 거쳐서 잉크 패키지(53)를 승강시켜, 도 3에 도시하는 바와 같이 잉크 패키지 (53)의 취출구(53b)와, 액적 토출 헤드(120)의 잉크 토출면(20P)을 대략 동일한 높이로 설정한다.

이 때, 잉크 패키지(53)는 평면 형상(플랫)이며, 또한 지지부(54) 상에 수평으로 탑재되어 있기 때문에, 잉크 패키지(53) 내의 잉크가 소비된 경우에도, 잉크 패키지(53) 내의 액면의 변화는 적다. 따라서, 액적 토출 헤드(120)와 잉크 패키지(53)에서의 수두값이 거의 일정하게 유지된다.

잉크 패키지(53)의 높이 조정이 완료되면, 슬라이더(160)를 구동하여 액적 토출 헤드(120)를 캡핑 유닛(22)과 대향하는 위치로 이동시킨다. 그리고, 캡핑 유닛(22)을 액적 토출 헤드(120)의 잉크 토출면(20P)에 접촉시키고, 부압(負壓) 흡인함으로써, 잉크 패키지(53) 내의 잉크가 공급 튜브(48)를 거쳐서 액적 토출 헤드(120)에 공급되어, 잉크실(93)에 충전된다.

이후, 기판(P)과 액적 토출 헤드(120)를 상대적으로 위치 결정하고, 액적 토출 헤드(120)에 대하여 기판(P)을 일 방향으로 주사하면서, 각 노즐(91)로부터 잉크를 토출시킨다. 잉크의 토출에 의해 발생한 헤드(120)(잉크실(93)) 내의 부압에 의해, 잉크 패키지(53)로부터 잉크가 헤드(120)에 공급된다. 그리고, 헤드(120)로부터 토출된 잉크가 도포된 기판(P)을 건조함으로써, 기판(P) 상에 막이 형성된다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 잉크 패키지(53) 내의 잉크가 미리 감압 상태로 탈기되어 있기 때문에, 공기와 접촉하여 산화 등의 시간 경과적인 잉크의 열화가 발생하거나, 캐비테이션(공동 현상)으로 인한 액적 불토출 등의 불량이 발생하는 등, 잉크에 포함되는 기체에 의한 액적 토출에 대한 악영향을 배제할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예에서는, 잉크 패키지(53)가 가요성을 갖는 백(53a)로 형성되어 있기 때문에, 취급성의 향상에 기여함과 동시에, 백(53a)를 거쳐서 대기압이 잉크 패키지(53) 내의 잉크에 작용하기 때문에, 잉크의 취출성(공급성)을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 잉크 패키지(53)가 플랫 형상으로 형성되고, 또한 대략 수평으로 설치되기 때문에, 잉크 패키지(53) 내의 잉크 소비가 진행되어도, 잉크 액면의 변화를 줄일 수 있다. 따라서, 액적 토출 헤드(120)에서의 수두값이 거의 변동하지 않고 일정하게 유지되어, 안정된 잉크 토출을 계속할 수 있게 된다. 더구나, 본 실시예에서는, 승강 장치(55)에 의해, 잉크 패키지(53)와 액적 토출 헤드(120)의 잉크 토출면(20P)이 거의 같은 높이로 용이하게 설정되기 때문에, 수두값으로 인한 잉크 누설이나 토출 불량 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 잉크의 탈기를 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하에서 행하고 있기 때문에, 탈기시에 잉크의 용매가 증발하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 잉크가 복수 종류의 용매를 갖는 혼합 용매로 구성되는 경우에는, 복수종의 용매 중 포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하에서 탈기를 하는 것에 의해, 어느쪽의 용매에 대해서도 증발을 방지할 수 있고, 복수종의 용매 중 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압을 초과하는 압력 하에서 탈기를 하는 것에 의해, 혼합율이 가장 큰 용매의 증발을 막음으로써 증점 등, 용매 증발에 의한 악영향을 최소한으로 억제할 수 있게 된다.

(액정 표시 장치)

다음에, 상술한 액적 도포 장치를 이용하여 제조되는 액정 패널(장치) 및 해당 액정 패널을 구비하는 액정 장치(전기 광학 장치)에 대하여 설명한다.

도 5로부터 도 7에 나타내는 본 실시예의 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치는, 스위칭 소자로서 TFT(Thin Film Transistor) 소자를 이용한 액티브 매트릭스 타입의 투과형 액정 장치이다. 도 5는 본 실시예의 투과형 액정 장치의 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소에서의 스위칭 소자, 신호선 등의 등가 회로도이다. 도 6은 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소 그룹의 구조를 나타내는 요부 평면도이다. 도 7은 도 6의 A-A'선 단면도이다. 또, 도 7에서는, 도시 상측이 광 입사측, 도시 하측이 시인측(관찰자측)인 경우에 대하여 도시하고 있다. 또한, 각 도면에서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.

본 실시예의 액정 표시 장치에서, 도 5에 도시하는 바와 같이 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소에는, 화소 전극(9)과, 해당 화소 전극(9)으로의 통전 제어를 행하기 위한 스위칭 소자인 TFT 소자(30)가 각각 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 해당 TFT 소자(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호 S1, S2,…, Sn은, 이 순서대로 선 순차적으로 공급되거나, 또는 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)에 대하여 그룹마다 공급된다.

또한, 주사선(3a)이 TFT 소자(30)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있고, 복수의 주사선(3a)에 대하여 주사 신호 G1, G2, …, Gm이 소정의 타이밍으로 펄스식으로 선 순차적으로 인가된다. 또한, 화소 전극(9)은 TFT 소자(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT 소자(30)를 일정 기간만 온함으로써, 데이터선(6a)에서 공급되는 화상 신호 S1, S2, …, Sn을 소정의 타이밍으로 기입한다.

화소 전극(9)을 거쳐서 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, …, Sn은, 후술하는 공통 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은, 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화함으로써, 광을 변조하여, 계조 표시를 가능하게 한다. 여기서, 유지된 화상 신호가 리크되는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9)과 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)이 부가되어 있다.

다음에, 도 6에 근거하여, 본 실시예의 액정 표시 장치의 요부의 평면 구조에 대하여 설명한다. 도 6에 도시하는 바와 같이 TFT 어레이 기판상에, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하, ITO라 약기함) 등의 투명도전성 재료로 이루어지는 직사각형 형상의 화소 전극(9)(점선부(9(a))에 의해 윤곽을 나타냄)이 복수, 매트릭스 형상으로 마련되고 있고, 화소 전극(9)의 종횡의 경계에 각각 따라 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 마련되어 있다. 본 실시예에서, 각 화소 전극(9) 및 각 화소 전극(9)을 둘러싸도록 배치된 데이터선(6a), 주사선(3a), 용량선(3b) 등이 형성된 영역이 화소이며, 매트릭스 형상으로 배치된 각 화소마다 표시할 수 있는 구조로 되어 있다. 각 화소 전극(9)을 둘러싸는 데이터선(6a), 주사선(3a), 용량선(3b) 등이 형성된 종횡의 격자 형상으로 형성된 영역이 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(U)으로 되어 있다.

데이터선(6a)은 TFT 소자(30)를 구성하는 예컨대 폴리 실리콘막으로 이루어지는 반도체층(1a) 중 후술하는 소스 영역에 콘택트 홀(5)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있고, 화소 전극(9)은 반도체층(1a) 중 후술하는 드레인 영역에 콘택트 홀(8)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 반도체층(1a) 중 후술하는 채널 영역(도 6 중 좌상향의 사선의 영역)에 대향하도록 주사선(3a)이 배치되어 있고, 주사선(3a)은 채널 영역에 대향하는 부분으로 게이트 전극으로서 기능한다.

용량선(3b)은 주사선(3a)을 따라 대략 직선 형상으로 신장하는 본선부(즉, 평면적으로 보아, 주사선(3a)을 따라 형성된 제 1 영역)와, 데이터선(6a)이 교차하는 부분에서 데이터선(6a)을 따라 전단측(도 6 중 상향)으로 돌출된 돌출부(즉, 평면적으로 보아, 데이터선(6a)을 따라 연장되어 마련된 제 2 영역)를 갖는다. 도 6 중 우상향의 사선으로 나타낸 영역에는, 복수의 제 1 차광막(11a)이 마련되어 있다.

다음에, 도 7에 근거하여, 본 실시예의 액정 표시 장치의 단면 구조에 대하여 설명한다. 도 7은 상술한 바와 같이 도 6의 A-A'선 단면도이며, TFT 소자(30)가 형성된 영역의 구성에 대하여 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 액정 장치에서는, TFT 어레이 기판(10)과, 이에 대향 배치되는 대향 기판(20) 사이에 액정층(50)이 유지되어 있다.

액정층(50)은, 예컨대 한 종류 또는 몇 종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지고, 한 쌍의 배향막(40, 60) 사이에서, 소정의 배향 상태를 취한다. TFT 어레이 기판(10)은, 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(10A)와, 그 액정층(50)쪽 표면에 형성된 TFT 소자(30), 화소 전극(9), 배향막(40)을 주체로 하여 구성되어 있다. 대향 기판(20)은 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(20A)와, 그 액정층(50)쪽 표면에 형성된 공통 전극(21), 배향막(60)을 주체로 하여 구성되어 있다. 각 기판(10, 20)은 스페이서(15)를 거쳐서 소정의 기판 간격이 유지되어 있다.

TFT 어레이 기판(10)에서, 기판 본체(10A)의 액정층(50)쪽 표면에는 화소 전극(9)이 마련되고, 각 화소 전극(9)에 인접하는 위치에 각 화소 전극(9)을 스위칭 제어하는 화소 스위칭용 TFT 소자(30)가 마련되어 있다. 화소 스위칭용 TFT 소자(30)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 주사선(3a), 해당 주사선(3a)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막(2), 데이터선(6a), 반도체층(1a)의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c), 반도체층(1a)의 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 갖추고 있다.

상기 주사선(3a) 상, 게이트 절연막(2) 상을 포함하는 기판 본체(10A) 상에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(5), 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(8)이 개구된 제 2 층간 절연막(4)이 형성되어 있다. 즉, 데이터선(6a)은 제 2 층간 절연막(4)을 관통하는 콘택트 홀(5)을 거쳐서 고농도 소스 영역(1d)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 데이터선(6a) 상 및 제 2 층간 절연막(4) 상에는, 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(8)이 개구된 제 3 층간 절연막(7)이 형성되어 있다. 즉, 고농도 드레인 영역(1e)은 제 2 층간 절연막(4) 및 제 3 층간 절연막(7)을 관통하는 콘택트 홀(8)을 거쳐서 화소 전극(9)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, TFT 어레이 기판(10)의 기판 본체(10A)의 액정층(50)쪽 표면에서, 각 화소 스위칭용 TFT 소자(30)가 형성된 영역에는, TFT 어레이 기판(10)을 투과하고, TFT 어레이 기판(10)의 도시 하면(TFT 어레이 기판(10)과 공기의 계면)에서 반사되어, 액정층(50)쪽으로 되돌아가는 복귀광이, 적어도 반도체층(1a)의 채널 영역(1a') 및 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)에 입사되는 것을 방지하기 위한 제 1 차광막(11a)이 마련되어 있다.

또한, 제 1 차광막(11a)과 화소 스위칭용 TFT 소자(30) 사이에는, 화소 스위칭용 TFT 소자(30)를 구성하는 반도체층(1a)을 제 1 차광막(11a)에서 전기적으로 절연하기 위한 제 1 층간 절연막(12)이 형성되어 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)에 제 1 차광막(11a)을 마련하는 것에 더하여, 콘택트 홀(13)을 거쳐서 제 1 차광막(11a)은, 전단 또는 후단의 용량선(3b)에 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다.

또한, TFT 어레이 기판(10)의 액정층(50)쪽 가장 표면, 즉, 화소 전극(9) 및 제 3 층간 절연막(7) 상에는, 전압 무인가시에서의 액정층(50) 내의 액정 분자의 배향을 제어하는 배향막(40)이 형성되어 있다. 따라서, 이러한 TFT 소자(30)를 구 비하는 영역에서는, TFT 어레이 기판(10)의 액정층(50)쪽 가장 표면, 즉 액정층(50)의 협지면에는 복수의 요철 내지 단차가 형성된 구성으로 되어있다.

한편, 대향 기판(20)에는, 기판 본체(20A)의 액정층(50)쪽 표면으로서, 데이터선(6a), 주사선(3a), 화소 스위칭용 TFT 소자(30)의 형성 영역에 대향하는 영역, 즉 각 화소부의 개구 영역 이외의 영역에, 입사광이 화소 스위칭용 TFT 소자(30)의 반도체층(1a)의 채널 영역(1a')이나 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)에 침입하는 것을 방지하기 위한 제 2 차광막(23)이 마련되어 있다. 또한, 제 2 차광막(23)이 형성된 기판 본체(20A)의 액정층(50)쪽에는, 그 대략 전면에 걸쳐, ITO 등으로 이루어지는 공통 전극(21)이 형성되고, 그 액정층(50)쪽에는 전압 무인가시에서의 액정층(50) 내의 액정 분자의 배향을 제어하는 배향막(60)이 형성되어 있다.

(액정 표시 장치의 제조 방법)

다음에, 본 실시예에 나타낸 상기 액정 장치로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여, 그 예를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 8은, 본 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여, 그 처리 흐름을 나타내는 설명도이다. 즉, 본 제조 방법은, 한 쌍의 기판에 배향막을 형성하고, 이 배향막에 연마 처리를 실시하고, 한쪽의 기판에 대하여 테두리 형상 밀봉재를 형성한 후, 이 밀봉재 범위 내에 액정을 적하하고, 다른쪽의 기판을 서로 부착시킨다. 이하, 각 흐름에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 도 8의 단계 S1에 도시하는 바와 같이 유리 등으로 이루어지는 하측의 기판 본체(10A) 상에 TFT 소자(30) 등을 구성하기 위해서, 차광막(11a), 제 1 층간 절연막(12), 반도체층(1a), 채널 영역(1a'), 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c), 고농도 소스 영역(1d), 고농도 드레인 영역(1e), 축적 용량 전극(1f), 주사선(3a), 용량선(3b), 제 2 층간 절연막(4), 데이터선(6a), 제 3 층간 절연막(7), 콘택트 홀(8), 화소 전극(9)을 형성한다.

다음에, 도 8의 단계 S2에 도시하는 바와 같이 기판 본체(10A) 상에 배향막 용액을 도포하여 배향막(40)을 형성한다.

그 후, 도 8의 단계 S3에 도시하는 바와 같이 배향막(40)에 소정의 방향으로 러빙 처리를 실시하여, TFT 어레이 기판(10)을 작성한다. 또한, 상측의 기판 본체(20A) 상에도 차광막(23), 공통 전극(21), 배향막(60)을 형성하고, 또한 상기 배향막(60)에 소정의 방향으로 러빙 처리를 실시하여 대향 기판(20)을 작성한다.

다음에, 도 8의 단계 S4에서, 상기 대향 기판(20) 또는 TFT 어레이 기판(10) 상에 테두리 형상의 밀봉재를 형성한다. 밀봉재는 자외선 경화 수지 등을 이용하여 인쇄법 등으로 테두리 형상(액정 주입구를 갖지 않는 폐구 테두리 형상)으로 형성된다. 이 때, 소정의 기판 간격을 유지하기 위하여, 밀봉재 중에 스페이서(15)를 분산시키더라도 좋다.

다음에, 도 8의 단계 S5에서, 밀봉재를 형성한 TFT 어레이 기판(10) 상에, 해당 액정 장치의 셀 두께에 적당한 소정량의 액정을 적하한다. 그 후, 도 8의 단계 S6에서, 액정을 적하한 TFT 어레이 기판(10)과 다른쪽의 대향 기판(20)을, 액정 을 사이에 유지하도록 접합한다. 또한, TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20)의 외면쪽에 도시하지 않은 위상차판, 편광판 등의 광학 필름을 접합하여, 도 7에 나타낸 셀 구조를 구비하는 표시 장치인 액정 장치가 제조된다.

상기 액정 장치에서는, 배향막(40, 60)이 상술한 액적 토출 장치(300)를 이용하여, 배향막 형성 재료를 포함하는 용액의 액적을 토출·건조함으로써 제막된다. 또한, 배향막(40, 60) 이외에도 액정층(50)이나, 도시하지 않은 오버코팅막, 컬러 필터 등을 상술한 액적 토출 장치(300)를 이용하여 형성할 수 있다.

따라서, 본 실시예의 액적 토출 장치(300)에서는, 잉크의 불안정한 토출이나, 시간 경과 변화로 인한 품질 저하나, 양품율 저하로 인한 생산 효율의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 액적 토출 방식에 의해 배향막 등을 형성하기 때문에, 프렉소그래피법과 비교하여 재료 사용량이나 배액량을 대폭 삭감할 수 있어, 에너지 절약 효과가 높고, 또한 기판의 대형화에도 용이하게 대응할 수 있고, 또한 고품질의 막을 제막하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 액적 토출 장치(300)는, 상술한 액정 패널의 제조에만 적용되는 것이 아니라, 예컨대, 전류를 통과시키는 것에 의해 발광하는 유기 기능층을 화소로서 이용하는 유기 EL 장치 등, 다른 전기 광학 장치의 제조에도 적용 가능하다. 또, 유기 EL 장치에 본 발명을 적용한 경우에는, 유기 기능층이 본 발명에 따른 액적 토출 장치에 의해서 형성된다.

또한, 액정 패널이나 유기 EL 장치 외에도, 금속 배선이나 유기 박막 트랜지 스터, 레지스트나 마이크로 렌즈 어레이, 바이오 분야에도 적용 가능하다.

(전자 기기)

도 9(a)∼9(c)는 본 발명의 전자 기기의 실시예를 나타내고 있다. 본 예의 전자 기기는 상기 액정 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있다.

도 9(a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 9(a)에서, 부호 1000은 휴대 전화 본체를 나타내고, 부호 1001은 상기 액정 장치를 이용한 표시부를 나타내고 있다.

도 9(b)는 손목 시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 9(b)에서 부호 1100은 시계 본체를 나타내고, 부호 1101은 상기 액정 장치를 이용한 표시부를 나타내고 있다.

도 9(c)는, 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 9(c)에서, 부호 1200은 정보 처리 장치, 부호 1202는 키보드 등의 입력부, 부호 1204는 정보 처리 장치 본체, 부호 1206은 상기 액정 장치를 이용한 표시부를 나타내고 있다.

도 9(a)∼9(c)에 나타내는 각각의 전자 기기는, 상기 액정 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있기 때문에, 고품질의 전자 기기를 얻을 수 있다.

본 실시예의 전자 기기에서는, 잉크의 불안정한 토출이나 시간 경과 변화가 발생하지 않고 고품질의 전자 기기, 및 생산 효율의 저하를 초래하지 않고 비용 절감이 실현되는 전자 기기를 얻을 수 있게 된다.

이상, 본 발명이 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않은 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 기타 변경이 가능하다. 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 한정된다.

상술한 본 발명에 의하면, 액상체에 포함되는 기체에 의한 악영향을 배제할 수 있고, 또한, 수두값의 변동으로 인한 액적의 불안정한 토출을 억제할 수 있다.

Claims (13)

1. 액체용의 패키지로서,

   액상체가 봉입된 백(bag)을 구비하고,

   상기 액상체는 상기 액상체에 포함되는 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는 패키지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 백은 가요성을 갖는 패키지.
3. 액체용의 패키지로서,

   복수종의 용매를 포함하는 액상체가 봉입된 백을 구비하고

   상기 액상체가, 상기 복수종의 용매 중, 포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는 패키지.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 백은 가요성을 갖는 패키지.
5. 액체용의 패키지로서,

   복수종의 용매를 포함하는 액상체가 봉입된 백을 구비하고,

   상기 액상체는 상기 복수종의 용매 중 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는 패키지.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 백은 가요성을 갖는 패키지.
7. 액적 토출 장치로서,

   액적을 토출하는 토출 헤드와,

   상기 토출 헤드에 액상체를 공급하는 공급부

   를 구비하고,

   상기 공급부는 상기 액상체가 봉입된 패키지를 갖고,

   상기 액상체는 상기 액상체에 포함되는 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는 액적 토출 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 패키지는 플랫 형상과 액체 취출구를 갖고,

   상기 패키지는 대략 수평으로 설치되고,

   상기 액체 취출구는 대략 수평 방향을 향하고 있는 액적 토출 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 패키지를 승강시키는 승강 장치를 더 구비하는 액적 토출 장치.
10. 액적 토출 장치로서,

    액적을 토출하는 토출 헤드와,

    상기 토출 헤드에 액상체를 공급하는 공급부

    를 구비하고,

    상기 공급부는 복수종의 용매를 포함하는 상기 액상체가 봉입된 패키지를 갖고,

    상기 액상체는 상기 복수종의 용매 중 포화 증기압이 가장 높은 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는

    액적 토출 장치.
11. 액적 토출 장치로서,

    액적을 토출하는 토출 헤드와,

    상기 토출 헤드에 액상체를 공급하는 공급부

    를 구비하고,

    상기 공급부는 복수종의 용매를 포함하는 상기 액상체가 봉입된 패키지를 갖고,

    상기 액상체는 상기 복수종의 용매 중 혼합율이 가장 큰 용매의 포화 증기압보다 높은 압력 하에서 탈기되어 있는

    액적 토출 장치.
12. 청구항 7에 기재된 상기 액적 토출 장치를 이용하여 제조된 기판을 갖는 전기 광학 장치.
13. 청구항 10에 기재된 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

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