JP2001277490A

JP2001277490A - インクジェットヘッドおよびインクジェット方式による機能性薄膜の形成方法

Info

Publication number: JP2001277490A
Application number: JP2000098147A
Authority: JP
Inventors: Nobuko Okada; 信子岡田; Shunichi Seki; 関　　俊一
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット方式により機能性薄膜を形成す
る際に、排気など雰囲気制御をし、且つノズル面の乾
燥、気流の乱れを防止し、吐出安定性を保つ。【解決手段】インクジェットヘッドの周辺に耐溶剤性の
カバー（囲い）３を取り付けることで、排気等の雰囲気
制御からノズルの乾燥を防ぎ、安定吐出を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ディスプレイ、表示体などに
用いられる電気的発光素子である有機ＥＬ薄膜や、カラ
ーフィルター薄膜など、機能性薄膜を形成するためのイ
ンクジェットヘッド、及びそれを用いた機能性薄膜の形
成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機薄膜を材料を、簡便にかつ微細パタ
ーニング成膜する新しい薄膜形成手段としてインクジェ
ット方式は大変有効であり、例えば、特開平７−２３５
３７８、特開平１０−１２３７７、特開平１０−１５３
９８７、特開平１１−４０３５８、特開平１１−５４２
７０等にその方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】有機薄膜を簡便にかつ
微細パターニング成膜する手段として、インクジェット
方式は大変有効であるが、有機溶剤を使用するインクを
用いる場合、インクジェットヘッド周辺の排気など雰囲
気制御をすることがある。この場合、ノズル面の乾燥、
気流の乱れを引き起こし、ノズルからの吐出安定性を保
つことは難しい課題である。

【０００４】そこで本発明では、ノズルからの吐出曲が
りや、ノズル面の乾燥を防ぐようなインクジェット装置
および薄膜塗布方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インクを吐出するノズルと、該ノズル先端で
構成される面よりインクを吐出する側に突出し、該ノズ
ル先端で構成される面よりインクを吐出する側の空間を
該空間外から遮断するような被覆部材とを有することを
特徴とする。上記構成によれば、前記被覆部材が、イン
クジェットヘッドのノズル先端で構成される面と該イン
クジェットヘッドから射出されるインク滴が着弾する基
材と間の空間の少なくとも一部を空間外から遮断するよ
うに、該インクジェットヘッド（ノズル面）の周囲を覆
うこととなり、インク吐出の際に、排気等の雰囲気制御
下でも、飛行曲がり・ノズルの乾燥を防ぐことができる
という効果を有する。

【０００６】本発明のインクジェットヘッドの好ましい
態様では、前記被覆部材のインクジェットヘッドのノズ
ル先端から構成される面からの突き出しが０．３ｍｍ以
上である。

【０００７】本発明のインクジェットヘッドの好ましい
態様では、前記被覆部材の材質がステンレス、ポリテト
ラフルオロエチレン、ガラスである。

【０００８】上記態様によれば、有機溶媒等を含むイン
クを吐出しても、インクにより上記被覆部材を腐蝕させ
ないという効果を有する。また、本発明によれば、上述
したようなインクジェットヘッドを用いて、基材にイン
クを吐出することを特徴とする、インクジェット方式に
よる機能性薄膜の形成方法が提供される。

【０００９】上記構成によれば、インクジェット方式に
よる機能性薄膜の形成において、雰囲気制御下でも微細
パターニングが可能になるという効果を有する。

【００１０】本発明の機能性薄膜の形成方法の好ましい
態様によれば、前記インクジェットヘッドの被覆部材
（の先端）とインクが着弾する基材との間の距離を０．
３ｍｍ未満とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施形態にかかるイン
クジェットヘッドについてその使用形態を模式的に示す
図であり、（ａ）は全体構造を示す斜視図、（ｂ）はイ
ンクジェットヘッドを上方から見た平面図である。

【００１３】同図において、インクジェットヘッド１
は、複数のノズル４を備え、ヘッドの周囲を被覆する被
覆部材３を有する。当該ノズル４の先端で構成されるノ
ズル面２から同図ノズル面上方に貯蔵されたインク（不
図示）を基材５に対して吐出し、基材５上に当該インク
から構成される所定の薄膜パターンを形成する。当該イ
ンクジェットヘッド１では、被覆部材３がノズル面２か
らインクが吐出される側に突出した形状で、ノズル面２
と基材５と間の領域（空間）の周囲を囲むように設けら
れ、当該空間の少なくとも一部を空間外から区画（遮
断）している。

【００１４】インクジェット装置では微小液滴を吐出す
るため、インク液の溶媒が蒸発しやすい。特に有機溶媒
を使用する場合、少なくとも０．５ｍ／ｓ以上の風速に
より溶媒蒸気の排気を行うことが好ましい。

【００１５】図１（ｂ）に示すように、使用するインク
組成に応じて、排気等の雰囲気制御をした場合、排気に
よる気流の乱れから吐出曲がりが生じたり、ノズル面２
が乾燥することによりインクの目詰まりを起こし、吐出
が不安定になる。そこでの前記ヘッド１の周囲に前記被
覆部材３を設けることによって、気流の乱れによる吐出
乱れから、ノズル面２の乾燥を防ぎ、安定吐出を達成で
きる。

【００１６】図２に、図１に示す構造のインクジェット
ヘッドにより、基材上に機能性薄膜パターンを形成する
一例を示す。具体的には、図１（ａ）に示すような、ノ
ズル４（ノズル面２）、すなわち図２（ａ）のノズル面
６からインク（滴）８が、所定のパターン（隔壁構造が
形成され所定の凹部が形成されている）を持った基材１
０に対して吐出され、所定の位置（隔壁内）インクが着
弾しインクパターン９が形成される。このヘッドには、
被覆部材７（図１（ａ）に示す部材３）が設けられてい
る。インクの吐出は、ノズル面６と基材１０間の空間か
ら排気しながら行う。更に、同図（ｂ）及び（ｃ）に示
すように、インクが乾燥され均一な機能性薄膜パターン
１１となる。かかる基材１０を表示パネル、例えば有機
エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと記す）表示
素子の基材とし、インク８を有機ＥＬ材料とすれば、薄
膜パターン１１を画素即ち発光層パターンとなる。かか
る方法では、排気下でも被覆部材７により飛行曲がりを
防ぎ、安定吐出および微細形状のパターニングが達成で
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例に沿って更に具体的に
説明する。

【００１８】（実施例1）本実施例では、図１に示す構
造のインクジェットヘッドを用いて有機ＥＬ素子の薄膜
パターン（発光層のパターン）を形成した。インクジェ
ットヘッド1にはエプソン社製のＭＪ９３０Ｃのヘッド
を用いた。ヘッド１（ノズル面２）と基材５との間の空
間を外部と区画するため、ヘッド１（ノズル面２）の周
囲を囲むようなステンレス製の被覆部材（カバー）３を
設けた。初期条件として、基材５とノズル面２との距離
は０．６ｍｍとし、カバー３の先端と基材５の距離は
０．１ｍｍ、カバー３のノズル面２から突き出し部分の
長さは０．５ｍｍとした。

【００１９】有機ＥＬ素子の発光層を形成するＰＰＶ
（ポリフェニレンビニレン）前駆体（水／ＭｅＯＨ＝５
／９５混合溶液）を用いて表１に示すインク組成物を調
製した。固形分濃度は０．３ｗｔ％であった。

【００２０】

【表１】

【００２１】この表１に示す処方のインク組成物を用い
て、図１に示す状態で上述したインクジェットヘッドに
より、風速０．５ｍ／ｓで排気をしながらインク吐出を
行った。カバー３と基材５との距離を変化させて実験を
行い、吐出状態の評価を行った。結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】カバー３のノズル面２からの突き出しが０
ｍｍの場合（実質的にカバーが存在しない場合）、３２
ノズル中３ノズル以上の目詰まりが発生し、カバー３と
基材５との距離が０．５ｍｍ、カバー３のノズル面２か
らの突き出しが０．１ｍｍの場合は、２ノズル以内の飛
行曲がり・目詰まりが発生した。カバー４と基材５との
距離が０．３ｍｍ、カバー４のノズル面からの突き出し
が０．３ｍｍの場合は、３２ノズル中２ノズル以内に飛
行曲がりが観察された。カバー３と基材５との距離が
０．１ｍｍ、カバー３のノズル面２からの突き出しが
０．５ｍｍの場合は安定吐出し、気流の乱れとノズル面
２の乾燥を軽減できた。以上より、カバー３を設けるこ
とは安定吐出に効果的であり、特にカバー３と基材５と
の距離が０．３ｍｍ未満が好ましい。

【００２４】（実施例２）下記表３のような、青色発光
層を形成する有機溶剤系のインク組成物を調製して、実
施例１と同様に、図１においてカバー３と基材５との距
離を変化させて実験を行い、吐出状態の評価を行った。

【００２５】

【表３】

【００２６】その結果、表４に示した様に、実施例１と
同様の結果が得られた。有機溶剤系のインクを用いた場
合も、カバー３を設けることにより、吐出曲がり、ノズ
ル面乾燥を防ぎ、安定吐出に効果があった。特にカバー
３と基材５との距離が０．３ｍｍ未満が好ましい。

【００２７】

【表４】

【００２８】（実施例３）下記表５のような、カラーフ
ィルター用の水性インクを調製しこれを用いて、実施例
１の場合と同様に、図１においてカバー３と基材５との
距離を変化させて実験を行い、吐出状態の評価を行っ
た。

【００２９】

【表５】

【００３０】このインクは水性で乾燥しやすく、雰囲気
制御のない場合でも目詰まりを起こしやすいのが特徴で
あるが、実施例１と同様の結果が得られ、カバー３を設
けることは安定吐出に効果的であった。特にカバー３と
基材５との距離が０．３ｍｍ未満が好ましい。

【００３１】

【表６】

【００３２】（実施例４）実施例１のカバー材質をステ
ンレスからアクリル板、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）、ガラスの３種類に変えて、カバー材質の適
正を調べた。具体的には、実施例１の図１記載のインク
ジェット装置１を用いて、同図に示すカバー３と基材５
との距離が０．１ｍｍ、カバー３のノズル面２からの突
き出しが０．５ｍｍ、排気風速は０．５ｍ／ｓの条件で
インク組成物を基材に対して吐出した。また、実施例２
における表３に示す処方のインク組成物を用いた。その
結果を表７に示す。アクリル板は溶媒のテトラリンによ
りやや腐蝕されたが、ＰＴＦＥ、ガラスは変化しなかっ
た。このことから、実施例１で用いたステンレスをはじ
め、ＰＴＦＥやガラスなどの耐溶剤性があるものは、ヘ
ッドカバー材質に適していることがわかった。

【００３３】

【表７】

【００３４】

【発明の効果】以上本発明によれば、インクジェットヘ
ッドと基材との空間の少なくとの一部を外部から区画し
て遮断することで、排気下でも、ヘッドのノズル面の
乾燥を防ぎ、目詰まりを軽減し、安定吐出を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるインクジェットヘ
ッドをその使用形態に即して示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるインクジェット方
式による機能性薄膜の塗布方法を示す平面図および一部
断面図である。

【符号の説明】

１．インクジェットヘッド２．ノズル面３．被覆部材（カバー）４．ノズル５．基材６．ノズル面７．被覆部材（カバー）８．インク（滴）９．インクパターン１０．所定パターンを有する基材１１．機能性薄膜パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するノズルと、該ノズル先
端で構成される面よりインクを吐出する側に突出し、該
ノズル先端で構成される面よりインクを吐出する側の空
間を該空間外から遮断するような被覆部材とを有するこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】前記被覆部材においてインクジェットヘ
ッドのノズル先端から構成される面から突出している部
分の長さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、請
求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】前記被覆部材の材質がステンレスである
ことを特徴とする、請求項１記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項４】前記被覆部材の材質がポリテトラフルオ
ロエチレンであることを特徴とする、請求項１記載のイ
ンクジェットヘッド。
【請求項５】前記被覆部材の材質がガラスであること
を特徴とする、請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載のイ
ンクジェットヘッドを用いて基材上にインクを吐出する
ことを特徴とする、インクジェット方式による機能性薄
膜の形成方法。
【請求項７】前記被覆部材の先端とインクが着弾する
基材との間の距離を０．３ｍｍ未満とする請求項６記載
の機能性薄膜の形成方法。