JP2003251244A - 機能性素子基板及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度かつ高品位な機能性素子を有する機能
性素子基板を提供する。 【解決手段】 素子電極４２の間に複数の液滴（機能性
材料を含有する溶液）をこの素子電極４２の間を埋める
パターン（図示例の場合（４４₁〜４４₅の）５滴×２
（列）＝１０滴）を形成するように打ち込む。つまり、
大きな１滴だけによって素子電極４２の間を埋めるとい
うラフな方法ではなく、小さな複数滴の液滴により高精
度なパターンを形成し、高精度な機能性素子を形成す
る。この場合、直交する２方向の隣接ドットにおいて、
直交する２方向の中心間距離が、ドットの直径の１／√
２倍以内となるようにし、複数滴のドットを打ち込んだ
際に、下地がすべてドットによって被覆されるように
し、下地が露出しないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出装置を用いて
機能性材料の膜形成を行うことによって形成された機能
性素子基板ならびにその機能性素子基板を用いた画像表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイに替わる自発光
型ディスプレイとして有機物を用いた発光素子の開発が
加速している。このような素子形成は、機能材料のパタ
ーン化により行われ、一般的には、フォトリソグラフィ
ー法により行われている。例えば、有機物を用いた有機
エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと記す）素子
としては、Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.Ｌｅｔｔ.５１（１
２）、２１Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８７の９１３ペー
ジから示されているように、低分子を蒸着法で成膜する
方法が報告されている。また、有機ＥＬ素子において、
カラー化の手段としては、マスク越しに異なる発光材料
を所望の画素上に蒸着し形成する方法が行われている。
しかしながら、このような真空成膜による方法、フォト
リソグラフィー法による方法は、大面積にわたって素子
を形成するには、工程数も多く、生産コストが高いとい
った欠点がある。

【０００３】このような課題に対して、本発明者は、こ
のような有機ＥＬ素子に代表されるような機能性素子形
成のための、機能性材料膜の形成およびパターン化にあ
たり、米国特許第３０６０４２９号、米国特許第３２９
８０３０号、米国特許第３５９６２７５号、米国特許第
３４１６１５３号、米国特許第３７４７１２０号、米国
特許第５７２９２５７号等として知られるようなインク
ジェット液滴付与手段によって、真空成膜法とフォトリ
ソグラフィー・エッチング法等によらずに、安定的に歩
留まり良くかつ低コストで機能性材料を所望の位置に付
与することができるのではないかと考えた。

【０００４】例えば、機能性素子の一例として有機ＥＬ
素子を考えた場合、このような有機ＥＬ素子構成する正
孔注入／輸送材料ならびに発光材料を溶媒に溶解または
分散させた組成物を、インクジェットヘッドから吐出さ
せて透明電極基板上にパターニング塗布し、正孔注入／
輸送層ならびに発光材層をパターン形成すれば実現でき
ると考えたのである。しかしながら、いわゆるインクを
紙に向けて飛翔、記録を行うインクジェット記録と違
い、機能性材料を含有する溶液を安定的に飛翔させ、基
板上に付与するにはまだまだ未解決の要素が多々存在す
る。とりわけ、このような機能性素子基板に高精度なパ
ターンの機能性素子群を効率よく形成するには大きな工
夫が必要とされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き吐出装置を用いて機能性材料の膜形成を行うことによ
って形成された機能性素子基板ならびにその機能性素子
基板を用いた画像表示装置に関するものであり、その第
１の目的は、高精度かつ高品位な機能性素子を有する機
能性素子基板を提案することにある。また第２の目的
は、このような高精度な機能性素子を実現するための具
体案を提案することにある。さらに第３の目的は、この
ような高精度な機能性素子を実現するための他の具体案
を提案することにある。また第４の目的は、より高精度
な機能性素子を有する機能性素子基板を提案することに
ある。さらに第５の目的は、このような機能性素子基板
を用いた画像表示装置を提案することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、第１に、基板上の複数対の各素子電極間
に、機能性材料を含有する溶液の液滴を噴射付与され、
機能性素子群を形成された機能性素子基板において、前
記機能性素子群の１素子は、複数個の液滴を基板上に付
着させたドットイメージにより形成されるとともに、該
ドットは直交する２方向の隣接ドットが互いに重なり合
うようにするとともに、該隣接ドットの前記直交する２
方向の中心間距離を前記ドットの直径の１／√２以内と
した。また第２に、上記第１の機能性素子基板におい
て、前記液滴を噴射付与する噴射ヘッドの隣接ノズルの
中心間距離が、前記直交する２方向の隣接ドットの中心
間距離の自然数倍となるようにして製作されるようにし
た。さらに第３に、上記第１の機能性素子基板におい
て、前記直交する２方向の隣接ドットの中心間距離は、
前記液滴を噴射付与する噴射ヘッドと前記基板が相対移
動を行いつつ液滴を基板上に付着させる場合の前記相対
移動の移動量により決定するようにした。また第４に、
上記第１乃至３のいずれかの機能性素子基板において、
前記液滴の噴射速度は３〜１０ｍ／ｓとした。さらに第
５に、上記第１乃至４のいずれか１の機能性素子基板
と、この機能性素子基板に対向して配置されたカバープ
レートとを有するような画像表示装置とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、機能性素子の一例として
有機ＥＬ素子を考えた場合である。ここでは、モザイク
状に区切られたＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）透
明電極パターン４、および透明電極部分を囲む障壁３付
きガラス基板５の当該電極上に、赤、緑、青に発色する
有機ＥＬ材料を溶解した溶液２を各色モザイク状に配列
するように、ノズル１より付与する例を示している。溶
液２の組成は、例えば、以下のとおりである。 溶液組成物 溶媒……ドデシルベンゼン／ジクロロベンゼン（１／１、体積比） 赤 ……ポリフルオレン ／ペリレン染料（９８／２、重量比） 緑 ……ポリフルオレン／クマリン染料（９８.５／１.５、重量比） 青 ……ポリフルオレン

【０００８】固形物の溶媒に対する割合は、例えば、
０.４％（重量／体積）とされる。ここで、このような
溶液を付与された基板は、例えば、１００℃で加熱し、
溶媒を除去してからこの基板上に適当な金属マスクをし
アルミニウムを２０００オングストローム蒸着し（不図
示）、ＩＴＯとアルミニウムよりリード線を引き出し、
ＩＴＯを陽極、アルミニウムを陰極として素子が完成す
る。印加電圧は１５ボルト程度で所定の形状で赤、緑、
青色に発光する素子が得られる。そして、このような素
子を構成した基板は、ガラスあるいはプラスチック等の
透明カバープレートを対向配置、ケーシング（パッケー
ジング）することにより、自発光型の有機ＥＬディスプ
レイ等の画像表示装置とすることができる。なお、ここ
では機能性素子の一例として有機ＥＬ素子を考えた場合
であるが、必ずしもこのような素子、材料に限定される
ものではない。例えば、機能性素子として有機トランジ
スタなども本発明の手法を利用して好適に製作できる。
また、上記例の障壁３を形成するためのレジスト材料な
ども本発明に使用する溶液として利用される。ここで、
このような機能性材料を含有した溶液を付与する手段と
して本発明では、インクジェットの技術が適用される。
以下にその具体的方法を説明する。

【０００９】図２は、本発明の機能性素子基板の製造装
置の一実施例を説明するための図で、図中、１１は吐出
ヘッドユニット（噴射ヘッド）、１２はキャリッジ、１
３は基板保持台、１４は機能性素子を形成する基板、１
５は機能性材料を含有する溶液の供給チューブ、１６は
信号供給ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボッ
クス、１８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、
１９はキャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０は
コンピュータ、２１はコントロールボックス、２２（２
２Ｘ₁、２２Ｙ₁、２２Ｘ₂、２２Ｙ₂）は基板位置決め／
保持手段である。

【００１０】図３は、本発明の機能性素子基板の製造に
適用される液滴付与装置の構成を示す概略図で、図４
は、図３の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの要部概
略構成図である。図３の構成は、図２の構成と異なり、
基板１４側を移動させて機能性素子群を基板に形成する
ものである。図３及び図４において、３１はヘッドアラ
イメント制御機構、３２は検出光学系、３３はインクジ
ェットヘッド、３４はヘッドアライメント微動機構、３
５は制御コンピュータ、３６は画像識別機構、３７はＸ
Ｙ方向走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正
制御機構、４０はインクジェットヘッド駆動・制御機
構、４１は光軸、４２は素子電極、４３は液滴、４４は
液滴着弾位置である。

【００１１】吐出ヘッドユニット１１の液滴付与装置
（インクジェットヘッド３３）としては、任意の液滴を
定量吐出できるものであればいかなる機構でも良く、特
に数〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成できるインクジェ
ット方式の機構が望ましい。インクジェット方式として
は、例えば、米国特許第３６８３２１２号明細書に開示
されている方式（Ｚｏｌｔａｎ方式）、米国特許第３７
４７１２０号明細書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍ
ｅ方式）、米国特許第３９４６３９８号明細書に開示さ
れている方式（Ｋｙｓｅｒ方式）のようにピエゾ振動素
子に、電気的信号を印加し、この電気的信号をピエゾ振
動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って微細
なノズルから液滴を吐出飛翔させるものがあり、通常、
総称してドロップオンデマンド方式と呼ばれている。

【００１２】他の方式として、米国特許第３５９６２７
５号明細書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開
示されている方式（Ｓｗｅｅｔ方式）がある。これは連
続振動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小
滴を発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴
を、一様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させ
ることで、記録部材上に記録を行うものであり、通常、
連続流方式、あるいは荷電制御方式と呼ばれている。

【００１３】さらに、他の方式として、特公昭５６−９
４２９号公報に開示されている方式がある。これは液体
中で気泡を発生せしめ、その気泡の作用力により微細な
ノズルから液滴を吐出飛翔させるものであり、サーマル
インクジェット方式、あるいはバブルインクジェット方
式と呼ばれている。このように液滴を噴射する方式は、
ドロップオンデマンド方式、連続流方式、サーマルイン
クジェット方式等あるが、必要に応じて適宜その方式を
選べばよい。

【００１４】本発明では、図２に示すような機能性素子
基板の製造装置において、基板１４は、この装置の基板
位置決め／保持手段２２によってその保持位置を調整し
て決められる。図２では簡略化しているが、基板位置決
め／保持手段２２は基板１４の各辺に当接されるととも
に、Ｘ方向およびそれに直交するＹ方向にμｍオーダー
で微調整できるようになっているとともに、噴射ヘッド
コントロールボックス１７、コンピュータ２０、コント
ロールボックス２１等と接続され、その位置決め情報お
よび微調整変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミ
ング等は、たえずフィードバックできるようになってい
る。

【００１５】さらに、本発明の機能性素子基板の製造装
置では、Ｘ、Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない
（基板１４の下に位置するために見えない）、回転位置
調整機構を有している。これに関連して先に本発明の機
能性素子基板の形状および形成される機能性素子群の配
列に関して説明する。本発明の機能性素子基板は、石英
ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を低減させたガラス、青
板ガラス、ＳｉＯ₂を表面に堆積させたガラス基板およ
びアルミナ等のセラミックス基板等が用いられる。ま
た、軽量化あるいは可撓性を目的として、ＰＥＴを始め
とする各種プラスチック基板も好適に用いられる。いず
れにしろ、その形状はこのような基板を経済的に生産、
供給する、あるいは最終的に製作される機能性素子基板
の用途から、Ｓｉウエハなどとは違って、矩形（直角４
辺形）である。つまり、その矩形形状を構成する縦２
辺、横２辺はそれぞれ、縦２辺が互いに平行、横２辺が
互いに平行であり、かつ縦横の辺は直角をなすような基
板である。

【００１６】このような基板に対して、本発明では、形
成される機能性素子群をマトリックス状に配列し、この
マトリックスの互いに直交する２方向が、この基板の縦
方向の辺あるいは横方向の辺の方向と平行であるように
機能性素子群を配列する。このように機能性素子群をマ
トリックス状に配列する理由および、基板の縦横の辺を
そのマトリックスの直交する２方向と平行になるように
する理由を以下に述べる。

【００１７】図２あるいは図３に示したように、本発明
では、最初に基板１４と吐出ヘッドユニット１１の溶液
噴射口面の位置関係が決められた後は、特に位置制御を
行うことはない。つまり、吐出ヘッドユニット１１は基
板１４に対して一定の距離を保ちながら機能性素子群の
形成面に対して平行にＸ、Ｙ方向の相対移動を行いつ
つ、上記溶液（例えば、有機ＥＬ材料、あるいは導電性
材料を溶解した溶液、レジスト材料など）の噴射を行
う。つまり、このＸ方向及びＹ方向は互いに直交する２
方向であり、基板の位置決めを行う際に、基板の縦辺あ
るいは横辺をそのＹ方向あるいはＸ方向と平行になるよ
うにしておけば、形成される機能性素子群もそのマトリ
ックス状配列の２方向がそれぞれ平行であるため、相対
移動を行いつつ噴射する機構のみで高精度の素子群形成
を行うことができる。言い換えるならば、本発明のよう
な基板形状、機能性素子群のマトリックス状配列、直交
するＸ、Ｙの２方向の相対移動装置にすれば、素子形成
の液滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行えば、
高精度な機能性素子群のマトリックス状配列が得られる
ということである。

【００１８】ここで、先ほどの回転位置調整機構に戻っ
て説明する。前述のように、本発明では、素子形成の液
滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行い、Ｘおよ
びＹ方向の相対移動のみを行い、他の制御を行わず、高
精度な機能性素子群のマトリックス状配列を得ようとい
うものである。その際、問題となるのは、最初に基板の
位置決めを行う際の回転方向（Ｘ、Ｙの２方向で決定さ
れる平面に対して垂直方向の軸に対する回転方向）のズ
レである。この回転方向のズレを補正するために、本発
明では、前述のように、図示しない（基板１４の下に位
置して見えない）、回転位置調整機構を有している。こ
れにより回転方向のズレも補正し、基板の辺を位置決め
すると、本発明の装置では、ＸおよびＹ方向のみの相対
移動で、高精度な機能性素子群のマトリックス状配列が
得られる。

【００１９】以上は、この回転位置調整機構を、図２の
基板位置決め／保持手段で２２（２２Ｘ₁、２２Ｙ₁、２
２Ｘ₂、２２Ｙ₂）とは別物の機構として説明した（基板
１４の下に位置して見えない）が、基板位置決め／保持
手段２２に回転位置調整機構を持たせることも可能であ
る。例えば、基板位置決め／保持手段２２は、基板１４
の辺に当接され、基板位置決め／保持手段２２全体が、
Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整できるようになって
いるが、基板位置決め／保持手段２２の基板１４の辺に
当接される部分において、距離をおいて設けられた２本
のネジが独立に動くようにしておけば、角度調整が可能
である。なお、この回転位置制御情報も上記のＸ、Ｙ方
向の位置決め情報および微調整変位情報等と同様に噴射
ヘッドコントロールボックス１７、コンピュータ２０、
コントロールボックス２１等と接続され、液滴付与の位
置情報、タイミング等が、たえずフィードバックできる
ようになっている。

【００２０】次に、本発明の位置決めの他の手段、構成
について説明する。上述の説明において、基板位置決め
／保持手段２２は、基板１４の辺に当接され、基板位置
決め／保持手段２２全体が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位
置を調整できるようにしたものであるが、ここでは、基
板１４の辺ではなく、基板上に互いに直交する２方向に
帯状パターンを設けるようにした例について説明する。
前述のように、本発明では基板上に機能性素子群をマト
リックス状に配列して形成されるが、ここでは、前記の
ような互いに直交する２方向の帯状パターンを、このマ
トリックスの互いに直交する２方向と平行になるように
形成しておく。このようなパターンは、基板上にフォト
ファブリケーション技術によって容易に形成できる。あ
るいは、上述のようなパターンをその目的のためだけに
作成するのではなく、素子電極４２（図４）や、各素子
のＸ方向配線やＹ方向配線等の配線パターンを本発明の
互いに直交する２方向の帯状パターンとみなしてもよ
い。このような帯状パターンを設けておけば、図４で後
述するような、ＣＣＤカメラとレンズとを用いた検出光
学系３２によってパターン検出ができ、位置調整にフィ
ードバックできる。

【００２１】次に、上記Ｘ、Ｙ方向に対して垂直方向で
あるＺ方向であるが、本発明では、最初に、基板１４と
吐出ヘッドユニット１１の溶液噴射口面の位置関係が決
められた後は、特に位置制御を行うことはない。つま
り、吐出ヘッドユニット１１は基板１４に対して一定の
距離を保ちながらＸ、Ｙ方向の相対移動を行いつつ、機
能性材料を含有する溶液の噴射を行うが、その噴射時に
は、吐出ヘッドユニット１１のＺ方向の位置制御は特に
行わない。その理由は、噴射時にその制御を行うと、機
構、制御システム等が複雑になるだけではなく、基板１
４への液滴付与による機能性素子の形成が遅くなり、生
産性が著しく低下するからである。

【００２２】かわりに本発明では、基板１４の平面度や
その基板１４を保持する部分の装置の平面度、さらに吐
出ヘッドユニット１１をＸ、Ｙ方向に相対移動を行わせ
るキャリッジ機構等の精度を高めるようにすることで、
噴射時のＺ方向制御を行わず、吐出ヘッドユニット１１
と基板１４のＸ、Ｙ方向の相対移動を高速で行い、生産
性を高めている。一例をあげると、本発明の溶液付与時
（噴射時）における基板１４と吐出ヘッドユニット１１
の溶液噴射口面の距離の変動は５ｍｍ以下におさえられ
ている（基板１４のサイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以
上、４０００ｍｍ×４０００ｍｍ以下の場合）。

【００２３】なお、通常Ｘ、Ｙ方向の２方向で決まる平
面は水平（鉛直方向に対して垂直な面）に維持されるよ
うに装置構成されるが、基板１４が小さい場合（例えば
５００ｍｍ×５００ｍｍ以下の場合）には、必ずしも
Ｘ、Ｙ方向の２方向で決まる平面を水平にする必要はな
く、その装置にとってもっとも効率的な基板１４の配置
の位置関係になるようにすればよい。

【００２４】次に、本発明の他の実施例を説明するが、
本発明はこれらの例に限定されるものではない。図３
は、図２の場合と違い、吐出ヘッドユニット１１と基板
（機能性素子基板）１４の相対移動を行う際に、機能性
素子基板１４側を移動させる例である。図４は、図３の
装置の吐出ヘッドユニットを拡大して示した概略構成図
である。まず、図３において、３７はＸＹ方向走査機構
であり、その上に機能性素子基板１４が載置してある。
基板１４上の機能性素子は、例えば、図１のものと同じ
構成であり、単素子としては、図１に示した構成と同様
に、ガラス基板５（機能性素子基板１４に相当する）、
障壁３、ＩＴＯ透明電極４よりなっている。この機能性
素子基板１４の上方に液滴を付与する吐出ヘッドユニッ
ト１１が位置している。本実施例では、吐出ヘッドユニ
ット１１は固定で、機能性素子基板１４がＸＹ方向走査
機構３７により任意の位置に移動することで吐出ヘッド
ユニット１１と機能性素子基板１４との相対移動が実現
される。

【００２５】次に、図４により吐出ヘッドユニット１１
の構成を説明する。図４において、３２は基板１４上の
画像情報を取り込む検出光学系であり、液滴４３を吐出
させるインクジェットヘッド３３に近接し、検出光学系
３２の光軸４１および焦点位置と、インクジェットヘッ
ド３３による液滴４３の着弾位置４４とが一致するよう
配置されている。この場合、図３に示す検出光学系３２
とインクジェットヘッド３３との位置関係はヘッドアラ
イメント微動機構３４とヘッドアライメント制御機構３
１により精密に調整できるようになっている。また、検
出光学系３２には、ＣＣＤカメラとレンズとを用いてい
る。

【００２６】図３において、３６は先の検出光学系３２
で取り込まれた画像情報を識別する画像識別機構であ
り、画像のコントラストを２値化し、２値化した特定コ
ントラスト部分の重心位置を算出する機能を有したもの
である。具体的には（株）キーエンス製の高精度画像認
識装置、ＶＸ−４２１０を用いることができる。これに
よって得られた画像情報に機能性素子基板１４上におけ
る位置情報を与える手段が位置検出機構３８である。こ
れには、ＸＹ方向走査機構３７に設けられたリニアエン
コーダ等の測長器を利用することができる。また、これ
らの画像情報と機能性素子基板１４上での位置情報をも
とに、位置補正を行うのが位置補正制御機構３９であ
り、この機構によりＸＹ方向走査機構３７の動きに補正
が加えられる。また、インクジェットヘッド駆動・制御
機構４０によってインクジェットヘッド３３が駆動さ
れ、液滴が機能性素子基板１４上に付与される。これま
で述べた各制御機構は、制御用コンピュータ３５により
集中制御される。

【００２７】なお、以上の説明は、吐出ヘッドユニット
１１は固定で、機能性素子基板１４がＸＹ方向走査機構
３７により任意の位置に移動することで吐出ヘッドユニ
ット１１と機能性素子基板１４との相対移動を実現して
いるが、図２に示すように、機能性素子基板１４を固定
とし、吐出ヘッドユニット１１がＸＹ方向に走査するよ
うな構成としてもよいことはいうまでもない。特に２０
０ｍｍ×２００ｍｍ程度の中型基板〜２０００ｍｍ×２
０００ｍｍあるいはそれ以上の大型基板の製作に適用す
る場合には、後者のように機能性素子基板１４を固定と
し、吐出ヘッドユニット１１が直交するＸ、Ｙの２方向
に走査するようにし、溶液の液滴の付与をこのような直
交する２方向に順次行うようにする構成としたほうがよ
い。

【００２８】また、逆に、例えば、軽いプラスチック基
板を使用する場合や、基板サイズが比較的小さい場合
（１００ｍｍ×１００ｍｍ〜８００ｍｍ×８００ｍｍ程
度）においては、インクジェットプリンタの紙搬送を行
うようにすることも考えられる。つまり、キャリッジ１
２に搭載された吐出ヘッドユニット１１が、Ｘ方向のみ
（もしくはＹ方向のみ）に走査され、基板がＹ方向（も
しくはＸ方向）に搬送される。その場合は生産性が著し
く向上する。

【００２９】基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ程度
以下の場合には、液滴付与のための吐出ヘッドユニット
を２００ｍｍの範囲をカバーできるラージアレイマルチ
ノズルタイプとし、吐出ヘッドユニットと基板の相対移
動を直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に行うことな
く、１方向のみ（例えば、Ｘ方向のみ）に相対移動させ
て行うことも可能であり、また、量産性も高くすること
ができるが、基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上
の場合には、そのような２００ｍｍの範囲をカバーでき
るラージアレイマルチノズルタイプの吐出ヘッドユニッ
トを製作することは技術的／コスト的に実現困難であ
り、本発明のように、吐出ヘッドユニット１１が直交す
るＸ、Ｙの２方向に走査するようにし、溶液の液滴の付
与をこのような直交する２方向に順次行うようにする構
成としたほうがよい。

【００３０】特に、最終的な基板としては、２００ｍｍ
×２００ｍｍより小さいものを製作する場合であって
も、大きな基板から複数個取りして製作するような場合
には、その元の基板は、４００ｍｍ×４００ｍｍ〜２０
００ｍｍ×２０００ｍｍあるいはそれ以上のものを使用
することになるので、吐出ヘッドユニット１１が直交す
るＸ、Ｙの２方向に走査するようにし、溶液の液滴の付
与をこのような直交する２方向に順次行うようにする構
成としたほうがよい。

【００３１】液滴４３の材料には、先に述べた有機ＥＬ
材料の他に、例えば、ポリフェニレンビニレン系（ポリ
パラフェニリレンビニレン系誘導体）、ポリフェニレン
系誘導体、その他、ベンゼン誘導体に可溶な低分子系有
機ＥＬ材料、高分子系有機ＥＬ材料、ポリビニルカルバ
ゾール等の材料を用いることができる。有機ＥＬ材料の
具体例としては、ルブレン、ペリレン、９、１０−ジフ
ェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイ
ルレッド、クマリン６、キナクリドン、ポリチオフェン
誘導体等が挙げられる。また、有機ＥＬ表示における周
辺材料である電子輸送性、ホール輸送性材料も本発明の
機能性素子を製作する機能材料として使用される。

【００３２】本発明の他の機能性素子を製作する機能材
料としては、この他に半導体等に多用される層間絶縁膜
のシリコンガラスの前駆物質であるか、シリカガラス形
成材料を挙げることができる。かかる前駆物質として、
ポリシラザン（例えば、東燃製）、有機ＳＯＧ材料等が
挙げられる。また、有機金属化合物を用いても良い。更
に、他の例として、カラーフィルター用材料が挙げられ
る。具体的には、スミカレッドＢ（商品名、住友化学製
染料）、カヤロンフアストイエローＧＬ（商品名、日本
化薬製染料）、ダイアセリンフアストブリリアンブルー
Ｂ（商品名、三菱化成製染料）等の昇華染料等を用いる
ことができる。

【００３３】本発明の溶液組成物において、ベンゼン誘
導体の沸点が１５０℃以上であることが好ましい。この
ような溶媒の具体例としては、Ｏ−ジクロロベンゼン、
ｍ−ジクロロベンゼン、１、２、３−トリクロロベンゼ
ン、Ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、１−ク
ロロナフタレン、ブロモベンゼン、Ｏ−ジブロモベンゼ
ン、１−ジブロモナフタレン等が挙げられる。これらの
溶媒を用いることにより、溶媒の揮散が防げるので好適
である。これらの溶媒は芳香族化合物に対する溶解度が
大きく好適である。また、本発明の溶液組成物ドデシル
ベンゼンを含むことが好ましい。ドデシルベンゼンとし
てはｎ−ドデシルベンゼン単一でも良く、また異性体の
混合物を用いることもできる。

【００３４】この溶媒は沸点３００℃以上、粘度６ｃｐ
以上（２０℃）の特性を有し、この溶媒単一でももちろ
ん良いが、他の溶媒に加えることにより、溶媒の揮散を
効果的に防げ、好適である。また、上記溶媒のうちドデ
シルベンゼン以外は粘度が比較的小さいため、この溶媒
を加えることにより粘度も調整できるため非常に好適で
ある。

【００３５】本発明によれば、上述したような溶液組成
物を吐出装置により基板上に吐出により供給した後、基
板を吐出時温度より高温で処理して膜化する機能膜形成
法が提供される。吐出温度は室温であり、吐出後基板を
加熱することが好ましい。このような処理をすることに
より、吐出時溶媒の揮散、温度の低下により析出した内
容物が再溶解され、均一、均質な機能膜を得ることがで
きる。

【００３６】上述の機能膜の作製法において、吐出組成
物を吐出装置により基板上に供給後、基板を吐出時温度
より高温に処理する際に、加圧しながら加熱することが
好ましい。このように処理することにより、加熱時の溶
媒の揮散を遅らすことができ、内容物の再溶解が更に促
進される。その結果、均一、均質な機能膜を得ることが
できる。また、上述の機能膜の作製法において、前記基
板を高温処理後直ちに減圧にし、溶媒を除去することが
好ましい。このように処理することにより、溶媒の濃縮
時の内容物の相分離を防ぐことができる。

【００３７】液滴４３を吐出ヘッドユニット（噴射ヘッ
ド）１１により所望の素子電極部に付与する際には、付
与すべき位置を検出光学系３２と画像識別装置３６とで
計測し、その計測データ、吐出ヘッドユニット（噴射ヘ
ッド）１１の吐出口面と機能性素子基板１４の距離、キ
ャリッジの移動速度に基づいて補正座標を生成し、この
補正座標通りに機能性素子基板１４の前面を、吐出ヘッ
ドユニット（噴射ヘッド）１１をＸ、Ｙ方向に移動せし
めながら液滴を付与する。検出光学系３２としては、Ｃ
ＣＤカメラ等とレンズを組み合わせたものを用い、画像
識別機構３６としては、市販のもので画像を２値化し、
その重心位置を求めるもの等を用いることができる。

【００３８】以上の説明より明らかなように、本発明の
機能性素子基板は、機能性材料を含有する溶液をインク
ジェットの原理で空中を飛翔させ、基板上に液滴として
付与して製作されるものであるが、高精度な機能性素子
を形成するためには、液滴を基板上に付着させたドット
イメージにより形成する場合の機能性素子パターンの精
度が重要であり、このパターン精度を上げるためにはま
だ解決しなければならない点がいくつかある。それらの
うちの１つとしてあげられるのが、パターンのなめらか
さである。

【００３９】図４では、素子電極４２の間に液滴４３を
１滴付着させるようなイメージを示した。そして機能性
素子部も丸いイメージで示した（図４では液滴着弾位置
４４として丸いイメージを示した。）。つまり、それほ
ど精度を要求しないような機能性素子を形成するのであ
れば、素子電極４２の間に大きな１滴の液滴により大き
な１つのドットでこの機能性素子部を形成すればよい。
例えば、素子電極４２の距離が５〜１０ｍｍであり、１
滴によるドット径もΦ８〜１５ｍｍ程度の場合には、１
滴付着させて機能性素子部を形成すればよい。この場
合、それほど高精度の機能性素子は望めないが、単に機
能を発揮すること（例えば、ＥＬ素子の場合、単に発光
すること）ができればよいという程度のものであればこ
の方が効率よくできる。

【００４０】しかしながら、本発明では、この機能性素
子部は複数滴によって形成する。つまり、本発明は、高
精度かつ高密度に配列された機能性素子群を形成するた
めの発明であり、例えば、図５に示すように、液滴１つ
によりドット（ドットパターン４４）１つで機能性素子
部を形成するという精度の粗いものではない。１つの好
適な例をあげると、本発明では、前述の素子電極４２の
距離は１４０μｍである。そして１滴だけ単独に付着さ
せた場合のドット４４の径は約Φ１８０μｍである。こ
の場合、本発明では、図６に示すように１０滴（（４４
₁〜４４_５ａ）５滴×（Ａ列＋Ｂ列の２列）＝１０滴）
の液滴をこの素子電極４２の１４０μｍ間を埋めるパタ
ーンを形成するように打ち込むようにしている。なお、
図６では、各ドットの重なり具合を示すために、各ドッ
トは輪郭線で示している。

【００４１】つまり、本発明の大きな１滴だけによって
この素子電極４２の１４０μｍ間を埋める（図５）とい
うラフな方法ではなく、小さな複数滴（この場合、１０
滴）の液滴により高精度なパターンを形成し、高精度な
機能性素子を形成するのである（図６）。この例の場合
のように、１０滴のドットパターンを重ねて付着させた
場合の１つのドット径は約Φ４６μｍである。今、この
図６に示した例では、斜め方向の隣接ドットの外周が互
いに接するように打ち込まれている。別の表現をするな
らば、図７に示すように、直交する２方向の隣接ドット
において、直交する２方向の中心間距離ｌｘ、ｌｙが、
ドットの直径の１／√２倍となるようにしている。この
条件は、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべ
てドットによって被覆される限界の条件である。

【００４２】つまり、本発明では、直交する２方向の隣
接ドットにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ、
ｌｙが、ドットの直径の１／√２倍以内となるように
し、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてド
ットによって被覆されるようにし、下地が露出しないよ
うにしているのである。このように下地が露出しないよ
うにして、機能性素子部を形成すると、機能性材料を含
有する溶液の液滴がすべて機能性素子部をカバーするた
めに、品質の安定した機能性素子部が形成できるととも
に、複数滴のドットを重ねて打ち込むためにパターンも
なめらかになり、高精度の機能性素子部を形成すること
ができる。

【００４３】なお、このような液滴およびドットを形成
するための具体的な条件を以下に示す。使用した溶液
は、Ｏ−ジクロロベンゼン／ドデシルベンゼンの混合溶
液にポリヘキシルオキシフェニレンビニレンを０.２重
量パーセント混合した溶液である。また、使用した噴射
ヘッドは、エッジシューター型（後述）のサーマルイン
クジェット方式と同等の構造（ただしインクではなく、
上記溶液を使用）とした。図６に示したような１つのド
ット径が約Φ４５μｍとなるようにした場合の噴射ヘッ
ドは、ノズル径はΦ２５μｍ、発熱体サイズは２５μｍ
×９０μｍ（抵抗値１２２Ω）で、駆動電圧を２３Ｖ、
パルス幅を６μｓで駆動し、１滴形成のエネルギーを約
２６μＪとし、その時の液滴の噴射速度は約６.５ｍ／
ｓであった。

【００４４】なお、以上の溶液および噴射の条件は、素
子電極４２の距離が１４０μｍであり、そこに１０滴付
着させる場合の１例であり、本発明は、この条件に限定
されるものではない。つまり、１０滴に限らずもっと多
くの滴数としてもよいし、また、図６に示したように５
滴×２列というように２列に限定されるものでもなく、
３列、４列であってもよい。

【００４５】また、素子電極４２の距離も１４０μｍに
限定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を
製作するには機能性素子基板の機能性素子も高密度に配
列させる必要があり、例えば、素子電極４２の距離が５
０μｍであるような場合もある。その場合も使用する噴
射ヘッドは、上記のようなノズル径がΦ１４μｍのもの
および発熱体サイズ、駆動条件等もそれに準じて適宜選
ばれる。

【００４６】つまり、本発明では、素子電極４２の距離
および要求される機能性素子の精度に応じ、付着させる
液滴数は、２〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件
で機能性素子を形成するのであり、特別な条件に限定さ
れるものではない。要は、直交する２方向の隣接ドット
において、直交する２方向の中心間距離ｌｘ、ｌｙが、
ドットの直径の１／√２倍以内となるようにし、複数滴
のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドットによっ
て被覆されるようにし、下地が露出しないようにするこ
とがポイントである。なお、付着させる液滴数は使用す
る噴射ヘッドのノズル径にも依存するが、最大３０滴程
度にとどめておくことが、生産性の面から望ましい（よ
り微小な滴をより多く付着させることも可能であるが、
生産性が低下しコスト面で不利になる。）。

【００４７】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。前述のように本発明では、機能性素子部は複数滴に
よって形成する。つまり、本発明は、高精度、高密度、
かつなめらかなパターン形状となるように配列された機
能性素子群を形成するための発明であり、液滴１つによ
り１つの機能性素子を形成するのではない。

【００４８】よって、本発明によって効率的に機能性素
子基板を製作するためには、その機能性素子群を効率的
に形成する必要がある。図８は、それを実現するための
１例であり、本発明の機能性素子基板を製作するために
使用するためのサーマルインクジェット方式の噴射ヘッ
ドの例を示している。ここで示したヘッドは、液体が流
れる流路端部から液滴が噴射するタイプのものであり、
エッジシューター型と呼ばれるものである。

【００４９】図８では、噴射ヘッド５０は、ノズル６０
を４個とした例を示している。この噴射ヘッド５０は、
発熱体基板５１と蓋基板６１とを接合させることにより
形成されており、発熱体基板５１は、シリコン基板５２
上にウエハプロセスによって個別電極５３と共通電極５
４とエネルギー作用部である発熱体５５とを形成するこ
とによって構成されている。なお、図８（Ａ）は発熱体
基板５１と蓋基板６１を接合させて噴射ヘッドとした場
合の斜視図、図８（Ｂ）は分解図、図８（Ｃ）は蓋基板
６１を裏側から見た図である。

【００５０】一方、前記蓋基板６１には、機能性材料を
含有する溶液が導入される流路を形成するための溝６２
と、流路に導入される前記溶液を収容する共通液室（図
示せず）を形成するための凹部領域６３とが形成されて
おり、これらの発熱体基板５１と蓋基板６１とを図８
（Ａ）に示すように接合させることにより、前記流路及
び前記共通液室が形成される。なお、発熱体基板５１と
蓋基板６１とを接合させた状態においては、前記流路の
底面部に前記発熱体５５が位置し、流路の端部にはこれ
らの流路に導入された溶液の一部を液滴として吐出させ
るための前記ノズル６０が形成されている。なお、この
流路の端部に、例えば、厚さ１０〜１００μｍ程度の金
属箔あるいはプラスチック箔にレーザー加工、エキシマ
レーザー加工等によって丸い穴を穿孔したノズルプレー
トを貼り付けるような構成のヘッドとしてもよく、その
ように別途ノズルプレートを設けたものは、液滴の噴射
方向が安定する。また、前記蓋基板６１には、供給手段
（図示せず）によって前記供給液室内に溶液を供給する
ための溶液流入口６４が形成されている。

【００５１】本発明では、このような噴射ヘッドを用い
て効率的に、高精度、高密度、かつなめらかなパターン
形状となるような機能性素子部を形成するために、最終
的に形成される機能性素子部のドットパターンのパター
ン配列密度と噴射ヘッドのノズル配列密度の関係がある
関係になるような噴射ヘッドとしている。

【００５２】図９は、ドットパターンとノズル配列密度
との関係を説明するための図であり、図９（Ａ）は機能
性素子部のドットパターン４４の例であり、この場合
は、直交する２方向の隣接ドットにおいて、直交する２
方向の中心間距離ｌｘ、ｌｙ（ｌｘ＝ｌｙ）が、ドット
の直径の１／√２倍となるようにしたものである。ま
た、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、このようなドットパタ
ーンを形成するのに使用する噴射ヘッドのノズル６０の
配列密度を説明するためのものであり、図９（Ｂ）は、
隣接ノズル６０₁，６０₂の中心間距離Ｎｐ２を隣接ドッ
トの直交する２方向の中心間距離ｌｘ、ｌｙの２倍、図
９（Ｃ）は隣接ノズル６０₁，６０₂の中心間距離Ｎｐ３
をｌｘ、ｌｙの３倍として例を示している。いうまでも
ないが、隣接ノズルの中心間距離をｌｘ、ｌｙと同じ
（１倍）としてもよい。要するに、本発明では、液滴を
噴射付与する噴射ヘッドの隣接ノズルの中心間距離が、
形成されるドットパターンの直交する２方向の隣接ドッ
トの中心間距離の自然数倍となるようにすることに特徴
があるのである。

【００５３】このような噴射ヘッドの隣接ノズルの中心
間距離と形成されるドットパターンの直交する２方向の
隣接ドットの中心間距離の関係とすることにより、本発
明では、大変効率よく、しかも高精度、高密度、かつな
めらかなパターン形状となるような機能性素子部を形成
することができる。例えば、１倍の場合、噴射ヘッドの
隣接ノズルの中心間距離と形成されるドットパターンの
直交する２方向の隣接ドットの中心間距離が同じである
ため、マルチノズルヘッドから噴射された液滴は、ノズ
ル配列密度と同じ密度の機能性素子部のドットパターン
となり、効率的なドットパターン形成ができる。

【００５４】次に、例えば、２倍の場合（図９
（Ｂ））、マルチノズルヘッドから噴射された液滴は、
ノズル配列密度より２倍粗い密度の機能性素子部のドッ
トパターンとなる。この場合、最終的に形成されるドッ
トパターンの直交する２方向の中心間距離ｌｙ分だけ噴
射ヘッドを移動させ、再度噴射を行うことにより、所望
のドットパターンの配列密度となる。つまり、図２の装
置において、Y方向（キャリッジの副走査方向）にｌｙ
分噴射ヘッドを移動させ、再度噴射を行うことにより、
ｌｙ方向（図９の縦方向）に所望のドットパターンの配
列密度となる。３倍の場合（図９（Ｃ））は、ｌｙ分ず
つ副走査方向にキャリッジ走査させ、３回噴射すればよ
い。

【００５５】なお、ｌｘ方向（図９の横方向）について
も、本発明では、下地が露出しないようにｌｘ方向のド
ットの中心間距離ｌｘが、ドットの直径の１／√２倍以
内となるようにされるが、この方向のドット密度の制御
は、噴射タイミングを適切にコントロールすることによ
り行われる。要するに、本発明では、液滴を噴射付与す
る噴射ヘッドの隣接ノズルの中心間距離が、形成される
ドットパターンの直交する２方向の隣接ドットの中心間
距離の自然数倍となるようにしているので、ノズル配列
密度がドットパターンと同じ場合には最も効率よく、ま
た、ノズル配列密度がドットパターンより粗い場合で
も、副走査方向へキャリッジをｌｙ×ｎ（ｎ：自然数）
分だけ移動させ、同じような噴射を行えばよく、複雑な
制御は不要であり、やはり効率よくドットパターンを形
成することができるのである。

【００５６】なお、以上の説明では、図２の装置の例を
あげたので、キャリッジを副走査方向へｌｙ×ｎ（ｎ：
自然数）分だけ移動させるという説明をしたが、図３の
装置の場合では、基板側をｌｙ×ｎ（ｎ：自然数）分だ
け移動させることになる。要するに、ノズル配列密度が
粗い場合には、噴射ヘッドと基板をｌｙ×ｎ（ｎ：自然
数）分だけ相対移動させ、ｎ回主走査方向（ｌｘ方向）
の噴射しながらの走査（相対移動）を行えばよいのであ
る。

【００５７】次に、本発明のさらに他の特徴について説
明する。前述のように本発明では、機能性材料を含有す
る溶液をインクジェットの原理で、ガラス基板やアルミ
ナ等のセラミックス基板に液滴として噴射付与すること
により、機能性素子群を形成する。その際、問題となる
のが、素子電極４２の間に液滴により形成されるドット
の形状である。良好な丸いドットが形成されれば、最終
的に形成される機能性素子部も高精度に形成でき、良好
な機能性素子群を形成できるが、このドット形状が良好
でない場合は、機能性素子部も高精度なものが得られな
い。例えば、形成されるドットが、良好な丸いドットと
ならず、微小滴が飛散したような場合は、良好な機能性
素子部を得ることができない。

【００５８】一般に、インクジェットプリンターは、紙
にインクを液滴として噴射付与し画像を得るが、紙の上
に形成されるインク液滴のドットは、インク液滴が紙に
付着すると同時に、紙の繊維中に速やかに吸収される。
あるいは紙の表面に炭酸カルシウム等を主成分としたイ
ンク吸収部材がコートされているため、インク液滴が紙
に付着すると同時にこのインク吸収部材に速やかに吸収
されるようになっている。よって、先に形成されたドッ
トに後続のドットが付着衝突しても、先のドットのイン
クはすでに紙に吸収されているので、衝突による微小イ
ンクの飛び散りはほとんど問題になることなく、また良
好な丸いドットが得られ、高画質な印字品質が得られ
る。

【００５９】一方、本発明はインクジェットの原理で液
滴を噴射付与するが、紙に液滴を付与するのではなく、
ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板、あるいは
プラスチック基板に液滴を付与する。よって、付与され
た液滴は、インクジェットプリンターで紙に印字される
場合と異なり、液滴が基板に衝突後瞬時に基板に吸収さ
れるわけではなく、基板面に半球状（よりややフラット
な形状ではあるが）に残っており、これに後続のドット
が付着衝突することにより、微小液滴の飛散、飛び散り
が発生し、良好な機能性素子部形成を阻害することがあ
る。ここがインクジェットプリンターと本発明の違いで
ある。

【００６０】つまり、本発明のように、ガラス基板、ア
ルミナ等のセラミックス基板、あるいはプラスチック基
板に液滴を付与する場合は、インクジェットプリンター
によって紙にインク滴を噴射付与する場合と違い、条件
を選ばないと液滴は基板面に衝突した場合に、微小液滴
に飛散し良好な丸いドットが得られない場合があり、良
好な機能性素子部を得ることができないことがある。本
発明は、この点に鑑み、液滴が基板面に衝突し、ドット
を形成する際に微小液滴に飛散することなく良好な丸い
ドットが形成される条件を実験的に見出したものであ
る。表１に、その結果を示す。

【００６１】実験は、機能性材料を含有する溶液をイン
クジェットの原理で、表面を鏡面研摩した石英ガラス基
板に噴射付与し、噴射時の液滴の噴射速度を変え、ドッ
ト形成状況（ドット着弾位置精度や形成されたドット形
状）、微小液滴飛散状況（メインのドットのまわりに飛
散した微小液滴の飛散状況）を調べるとともに、最終的
に有機ＥＬ素子として良好な発光が得られるかどうかを
チェックするため、アルミニウムをスパッタし、素子形
成を行った。なお、このような液滴およびドットを形成
するための具体的な条件は以下のとおりである。

【００６２】使用した溶液は、Ｏ−ジクロロベンゼン／
ドデシルベンゼンの混合溶液にポリヘキシルオキシフェ
ニレンビニレンを０.２重量パーセント混合した溶液で
ある。また、使用した噴射ヘッドは、エッジシューター
型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（ただし
インクではなく、上記溶液を使用）とし、ノズル径はΦ
２５μｍ、発熱体サイズは２５μｍ×９０μｍ（抵抗値
１１８Ω）のものを使用した。そして、駆動電圧を２０
〜２４Ｖ、パルス幅を５〜７μｓの範囲で適宜選び、噴
射する液滴の噴射速度を、０.５〜１２ｍ／ｓの範囲で
変化させ、それぞれの場合の液滴の着弾位置精度、ドッ
ト形状、微小液滴飛散状況を調べたのが、以下に示す結
果である。なお、この場合キャリッジ走査が引き起こす
噴射液滴の噴射不安定の因子を除くため、キャリッジ走
査速度を０.１ｍ/ｓにした（キャリッジ走査速度を液滴
噴射速度より遅くし、キャリッジ走査が液滴の着弾位置
精度低下を引き起こさないようにした。）。

【００６３】ここで、着弾位置精度の○は、狙いの位置
に対して１／２ドット径以内の場合、×は、それ以上の
場合である。なお、その場合、今回は１〜５ドット径ま
で変化していた（実験Ｎｏ.１〜３）。ドット形状につ
いては、○は良好な丸いドット形状が得られたものであ
る。全般的に、おおむね良好な丸い形状が得られたが、
官能検査でやや丸形状がいびつに感じられたものを△と
した。微小液滴飛散状況は、微小液滴飛散が生じなかっ
たものを○、微小液滴飛散が生じたもの（メインのドッ
トの周辺に小さい飛び散りが発生したもの）を×とし
た。

【００６４】素子性能は、ＩＴＯとアルミニウムよりリ
ード線を引き出し、ＩＴＯを陽極、アルミニウムを陰極
として１２Ｖの電圧を印加し、良好に橙色に発光させる
ことができるかどうか調べたものである。○は所定の形
状で橙色に発光したものであり、×は発光しなかったり
部分的に発光（素子としては実使用不可）したりしたも
のである。

【００６５】

【表１】

【００６６】以上の結果より、着弾位置精度、ドット形
状、微小液滴飛散状況から判断して、良好なドットを
得、実用的な機能性素子（この場合は有機ＥＬ素子）を
得るためには、液滴の噴射速度を３〜１０ｍ／ｓにする
必要があることがわかる。つまり、液滴の噴射速度をこ
の範囲内にすることにより、噴射が安定し着弾位置精度
が向上するとともに、先に付着しているドットに後から
付着する液滴が、適切な飛翔速度で衝突するので、不必
要な液滴ミストが発生して、周辺に付着するということ
がなく、非常に高精度な機能性素子のパターンが形成で
き、その機能性素子の特性も各素子間でバラツキのない
良好なものが得られるようになる。

【００６７】以上の説明より明らかなように、本発明の
機能性素子基板は、その機能性素子部を、上述のよう
に、複数滴を付与したり、また、その噴射付与時の噴射
速度を適切な範囲にすることにより、高精度にドットパ
ターンを形成することができる。なお、最初に図１で障
壁３の中に液滴を噴射付与する例を示しているが、図５
から図７に示した機能性素子群を形成するに当たって
は、図１に示したような障壁３はなく、平板上の基板に
直接電極パターン形成や、液滴付与による機能性素子を
形成していることをことわっておく。また、液滴噴射付
与に使用した噴射ヘッドはすべてサーマルインクジェッ
ト方式の例で説明したが、必ずしもこの方式に限定され
るものではない。たとえば、ピエゾ素子を利用したドロ
ップオンデマンド方式のものは、サーマルインクジェッ
ト方式のように高密度なノズル配列はできないものの、
噴射に使用する液体の選択肢が広いという利点もあり、
本発明に好適適用できるものである。

【００６８】以下に、ピエゾ素子を利用したドロップオ
ンデマンド型インクジェット方式を利用して本発明のよ
うな機能性素子を形成する場合の噴射条件の１例を示
す。この例も有機ＥＬ素子群を形成した場合である。使
用した溶液は、Ｏ−ジクロロベンゼン／ドデシルベンゼ
ンの混合溶液にポリヘキシルオキシフェニレンビニレン
を０.２５重量パーセント混合した溶液である。また使
用した噴射ヘッドは、ノズル径はΦ３２μｍで、５０ｄ
ｐｉで、４ノズルのマルチノズルヘッドである。１つの
ピエゾ素子への入力電圧を３６Ｖとし、駆動周波数は、
４ｋＨｚとした。その際、ジェット初速度として６.８
ｍ／ｓを得ており、１滴の質量は２２ｐｌである。キャ
リッジ走査速度（Ｘ方向）は５ｍ／ｓとした。なお噴射
ヘッドノズルと基板間の距離は３ｍｍとした。また、滴
飛翔時の滴の形状を、素子形成と同じ条件で別途噴射、
観察し、その形状が、基板面に付着する直前（本発明例
では３ｍｍ）にほぼ丸い滴になるように駆動波形を制御
して噴射させた。その後、ＩＴＯとアルミニウムよりリ
ード線を引き出し、ＩＴＯを陽極、アルミニウムを陰極
として１５Ｖの電圧を印加したところ良好に橙色に発光
させることができた。

【００６９】なお、図４で液滴が基板面に斜めに噴射す
る図を示したが、基本的にはほぼ垂直に噴射付与する。
また、ここでは機能性素子の１例として有機ＥＬ素子を
中心に説明したが、前述のように本発明は必ずしもこの
ような素子、材料に限定されるものではない。機能性素
子として、有機トランジスタなども本発明を利用して好
適に製作できる。また、上記例の障壁３を形成するため
のレジスト材料なども本発明に使用する溶液として利用
することができ、このようなレジストパターンを作製す
る技術としても好適に適用される。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に、機能性材料を含有す
る溶液の液滴を噴射付与され、機能性素子群を形成され
た機能性素子基板において、前記機能性素子群の１素子
は、複数個の液滴を基板上に付着させたドットイメージ
により形成されるとともに、該ドットは直交する２方向
の隣接ドットが互いに重なり合うようにするとともに、
該隣接ドットの前記直交する２方向の中心間距離を前記
ドットの直径の１／√２以内としたので、ドットイメー
ジにより形成されるラインパターンの凹凸が少なくな
り、高精度な機能性素子のパターンが形成でき、その機
能性素子特性も各素子間でバラツキのない良好なものが
得られるようになった。さらに、これらのドットは、
縦、横、斜めのすべての隣接ドット間で接触もしくは重
なり合うので、機能性素子部で機能性材料が付与されて
いない領域が皆無となり、高品位な機能性素子を有する
機能性素子基板が得られるようになった。

【００７１】請求項２に対応した効果 機能性素子群を形成された機能性素子基板において、素
子部のラインパターンを機能性材料を含有する溶液の液
滴を噴射付与して、この溶液のドットによって形成する
場合に、液滴を噴射付与する噴射ヘッドの隣接ノズルの
中心間距離が、直交する２方向の隣接ドットの中心間距
離の自然数倍となるようにして製作されるようにしたの
で、噴射ヘッドと基板の相対移動を１回行う（自然数が
１の場合）、もしくは、噴射ヘッドの隣接ノズルの中心
間距離が隣接ドットの中心間距離より大きい場合（自然
数が２以上の場合）には、最終的に形成される直交する
２方向の隣接ドットの中心間距離ずつピッチをずらして
噴射ヘッドと基板の相対移動を自然数回行うことによ
り、縦、横、斜めのすべての隣接ドット間で接触もしく
は重なり合うので、機能性素子部で機能性材料が付与さ
れていない領域が皆無となり、高品位な機能性素子を有
する機能性素子基板が得られるようになった。

【００７２】請求項３に対応した効果 機能性素子群を形成された機能性素子基板において、素
子部のラインパターンを形成する場合に、噴射ヘッドと
基板が相対移動を行いつつ液滴を基板上に付着させる場
合の相対移動の移動量を最終的な素子部の直交する２方
向の隣接ドットが互いに重なり合うようにするととも
に、該隣接ドットの前記直交する２方向の中心間距離を
前記ドットの直径の１／√２以内としたので、高密度な
ノズル配列の噴射ヘッドを使用しなくても、相対移動の
移動量を適切に選び、自然数回相対移動を行うことによ
り、目的が達せられるので、安価な噴射ヘッドを使用す
ることにより、低コストで、高精度なパターンの機能性
素子群が形成でき、高性能な機能性素子基板が得られる
ようになった。

【００７３】請求項４に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に、機能性材料を含有す
る溶液の液滴を噴射付与され、機能性素子群を形成され
た機能性素子基板において、機能性素子群の１素子を、
複数個の液滴を基板上に付着させたドットイメージによ
り形成されるようにするとともに、液滴の噴射速度をあ
る範囲内に決めたので、噴射が安定し付着位置精度が向
上するとともに、先に付着しているドットに後から付着
する液滴が、適切な飛翔速度で衝突するので、不必要な
液滴ミストが発生して、周辺に付着するということがな
く、非常に高精度な機能性素子のパターンが形成でき、
その機能性素子特性も各素子間でバラツキのない良好な
ものが得られるようになった。

【００７４】請求項５に対応した効果 高精度な機能性素子のパターンが効率よく形成でき、そ
の機能性素子特性も各素子間でバラツキのないものが得
られる良好な機能性素子基板を画像表示装置に使用する
ようにしたので、高画質な画像表示装置が低コストで得
られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例にかかる吐出組成物を用い機
能性素子を作製する一工程を模式的に示す斜視図であ
る。

【図２】 本発明の機能性素子基板の製造装置の一実施
例を説明するための図である。

【図３】 本発明の機能性素子基板の製造に適用される
液滴付与装置を示す概略構成図である。

【図４】 図３の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの
要部概略構成図である。

【図５】 １滴で機能性素子部を形成する場合の模式的
平面図である。

【図６】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の構成
を示す模式的平面図であり、複数滴で下地が露出しない
ように機能性素子部を形成する例である。

【図７】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の構成
を示す模式的平面図であり、直交する２方向の隣接ドッ
トにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ、ｌｙの
定義を示す図である。

【図８】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の製造
装置に使用される噴射ヘッドの構成図である。

【図９】 本発明の一実施形態に係る機能性素子群を形
成するにあたっての噴射ヘッドのノズル配列ピッチとド
ットパターンの配列ピッチの関係を説明図である。

【符号の説明】

１…（液体噴射ヘッド）ノズル、２…吐出される有機Ｅ
Ｌ材料、３…有機物（ポリイミド）障壁、４…ＩＴＯ透
明電極、５…ガラス基板、１１…吐出ヘッドユニット
（噴射ヘッド）、１２…キャリッジ、１３…基板保持
台、１４…基板（機能性素子基板）、１５…機能性材料
を含有する溶液の供給チューブ、１６…信号供給ケーブ
ル、１７、２１…コントロールボックス、１８…Ｘ方向
スキャンモータ、１９…Ｙ方向スキャンモータ、２０…
コンピュータ、２２…基板位置決め／保持手段、３１…
ヘッドアライメント制御機構、３２…検出光学系、３３
…インクジェットヘッド、３４…ヘッドアライメント微
動機構、３５…制御コンピュータ、３６…画像識別機
構、３７…ＸＹ方向走査機構、３８…位置検出機構、３
９…位置補正制御機構、４０…インクジェットヘッド駆
動・制御機構、４１…光軸、４２…素子電極、４３…液
滴、４４…液滴着弾位置、５０…噴射ヘッド、６０…ノ
ズル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の複数対の各素子電極間に、機能
   性材料を含有する溶液の液滴が噴射付与され、機能性素
   子群が形成された機能性素子基板において、前記機能性
   素子群の１素子は、複数個の液滴を基板上に付着させた
   ドットイメージにより形成されるとともに、該ドットは
   直交する２方向の隣接ドットが互いに重なり合うように
   するとともに、該隣接ドットの前記直交する２方向の中
   心間距離を前記ドットの直径の１／√２以内としたこと
   を特徴とする機能性素子基板。
2. 【請求項２】 前記液滴を噴射付与する噴射ヘッドの隣
   接ノズルの中心間距離が、前記直交する２方向の隣接ド
   ットの中心間距離の自然数倍となるようにして製作され
   ることを特徴とする請求項１記載の機能性素子基板。
3. 【請求項３】 前記直交する２方向の隣接ドットの中心
   間距離は、前記液滴を噴射付与する噴射ヘッドと前記基
   板が相対移動を行いつつ液滴を基板上に付着させる場合
   の前記相対移動の移動量により決定することを特徴とす
   る請求項１記載の機能性素子基板。
4. 【請求項４】 前記液滴の噴射速度は３〜１０ｍ／ｓと
   したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の機能性素子基板。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１に記載の機
   能性素子基板と、この機能性素子基板に対向して配置さ
   れたカバープレートとを有することを特徴とする画像表
   示装置。