JP2003260395A - 機能性素子基板、画像表示装置およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最下流のフィルターの着脱交換を行うと、そ
れにより下流の噴射ヘッドのノズルに目詰まりを引き起
こすので、最下流のフィルターの着脱交換を行わない。 【解決手段】 噴射ヘッド１１より基板１４上に機能性
材料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、溶液中の揮発
成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させること
によって機能性素子基板を製造する。噴射ヘッド１１に
供給される溶液は噴射ヘッド１１とは独立に設けられた
容器５１に貯留され、容器５１と噴射ヘッド１１とは可
撓性の供給路５８を介して連結されている。容器５１よ
り下流側に少なくとも２種類のフィルター５５，５７を
設け、最下流に設けたフィルター５７は着脱不可に固定
し、それより上流側に設けたフィルター５５を着脱可能
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出装置を用いた
機能性材料の膜形成、特に膜パターン形成製造装置およ
びそれ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】上述のような課題に対して、本発明者は、
上述のごとき有機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３
２９８０３０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素子を構成する
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。

【０００５】しかしながら、インクジェット技術は、通
常、パーソナルユースであり、使用するインク（液体）
の量も少量である。これに対して、前述のような機能性
素子形成の場合は、工業的ユースであり、扱う溶液（液
体）の量はパーソナルユースとは比較にならない量であ
るとともに、噴射ヘッドの目詰まり等に要求される厳し
さはパーソナルユースとは比較にならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、機
能性素子群および機能性素子基板を形成するための新規
な製造装置を提案するとともに、このような製造装置
が、噴射ヘッドの目詰まりがなく安定した稼動ができる
ようにすることにある。

【０００７】また第２の目的は、機能性素子群および機
能性素子基板を形成するための製造装置が噴射ヘッドの
目詰まりがなく安定した稼動ができるようにするための
具体的な構成を提案することにある。さらに第３の目的
は、機能性素子群および機能性素子基板を形成するため
の製造装置が、噴射ヘッドの目詰まりがなく安定した稼
動ができるようにするための他の具体的な構成を提案す
ることにある。

【０００８】また第４の目的は、機能性素子群および機
能性素子基板を形成するための製造装置が、噴射ヘッド
の目詰まりがなく安定した稼動ができるようにするため
の具体的な構成を提案するとともに、そのメンテナンス
が容易な構成を提案することにある。さらに第５の目的
は、上述のごとき製造装置によって製作され、機能性素
子群が高品質かつ高精度な位置で形成された機能性素子
基板を提案することにある。また第６の目的は、このよ
うな製造装置によって製作された高品質かつ高精度な機
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。

【０００９】

【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、所定の駆動信号を入力すること
により機能を発する機能性素子群が、基板上に機能性材
料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、該溶液中の揮発
成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させること
によって形成される機能性素子基板の製造装置であっ
て、前記基板に相対する位置に配され、該基板に対して
機能性材料を含有した溶液を噴射する噴射ヘッドと、該
噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する情報入力手段とを
有し、前記基板における前記機能性素子群の形成面と前
記噴射ヘッドの溶液噴射口面とが一定の距離を保持し、
前記基板と前記噴射ヘッドとが前記機能性素子群の形成
面に対して平行に相対移動を行うように構成され、前記
噴射ヘッドは、前記情報入力手段により入力された前記
液滴付与情報に基づいて前記基板の所望の位置に前記溶
液を噴射することにより前記機能性素子群を形成する製
造装置において、前記噴射ヘッドに供給される前記溶液
は前記噴射ヘッドとは独立に設けられた容器に貯留さ
れ、該容器と前記噴射ヘッドとは可撓性の供給路を介し
て連結されるとともに、前記容器より下流側に少なくと
も２種類のフィルターを設け、最下流に設けたフィルタ
ーは着脱不可に固定し、それより上流側に設けたフィル
ターを着脱可能とした。

【００１０】第２に、上記第１の機能性素子基板の製造
装置において、前記最下流に設けたフィルターは、前記
噴射ヘッド内に設けるとともにそれより上流側に設けた
フィルターより、フィルターメッシュサイズが大である
ようにした。第３に、上記第１，第２のいずれか１に記
載の機能性素子基板の製造装置において、前記最下流に
設けたフィルターは、前記噴射ヘッド内に設けるととも
にそれより上流側に設けたフィルターより、フィルター
トラップ容量が小であるようにした。

【００１１】第４に、上記第１〜第３のいずれか１に記
載の機能性素子基板の製造装置において、 前記上流側
に設けたフィルターは、カートリッジ化されたユニット
であるようにした。第５に、上記第１〜第４のいずれか
１の機能性素子基板の製造装置によって機能性素子基板
を形成するようにした。第６に、上記第５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。

【００１２】

【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より噴射して付与する例を示して
いる。溶液の組成はたとえば、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

【００１３】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。なお、先に基板上に電
極を形成しておいて、後からこのような溶液の液滴を噴
射付与し、溶液中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記
基板上に残留させることによって素子形成を行ってもよ
い。

【００１４】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、電子放出素子を考えた場合、パラジウム系の化
合物を含有する溶液が使用される。この場合は、最終形
態としては、この電子放出素子基板に蛍光体を具備した
フェースプレートを対向配置してパッケージングされた
電子放出型ディスプレイとなる。また、機能性素子とし
て有機トランジスタなども好適に製作できる。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。

【００１５】ここで、上述のごとき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。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、１３は基
板保持台、１４は機能性素子を形成する基板、１５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（２２
Ｘ₁，２２Ｙ₁，２２Ｘ₂，２２Ｙ₂）は基板位置決め／保
持手段である。

【００１６】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は噴射ヘッ
ド、３４はヘッドアライメント微動機構、３５は制御コ
ンピュータ、３６は画像識別機構、３７はＸＹ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。

【００１７】吐出ヘッドユニット１１の液滴付与装置
（噴射ヘッド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１
００ｐｌ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３７４７１２
０号明細書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍｅ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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】本発明では、図２に示したような機能性素
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。

【００２１】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。

【００２２】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，ＳｉＯ_２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。

【００２３】上述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。

【００２４】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（たとえば有機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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】以上は、回転位置調整機構を、図２の基板
位置決め／保持手段で２２（２２Ｘ ₁，２２Ｙ₁，２２Ｘ
_２，２２Ｙ_２）とは別物の機構として説明した（基板１
４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２
０、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。

【００２８】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。上記の説明において、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。

【００２９】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
４参照）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。

【００３０】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１４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。

【００３１】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×２００ｍ
ｍ以上、４０００ｍｍ×４０００ｍｍ以下の場合）。

【００３２】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。

【００３３】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、前記図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。

【００３４】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、素子電極４２間
に液滴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３１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。

【００３５】図３において、３６は検出光学系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。

【００３６】なお、以上の説明において、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２
００ｍｍ×２００ｍｍ程度の中型基板〜２０００ｍｍ×
２０００ｍｍ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。

【００３７】また、逆に、例えば、軽いプラスチック基
板を使用し、そのサイズも２００ｍｍ×２００ｍｍ〜４
００ｍｍ×４００ｍｍ程度の中型基板の場合において
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１２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。

【００３８】基板１４のサイズが２００ｍｍ×２００ｍ
ｍ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
成とした方がよい。

【００３９】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
成とした方がよい。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。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。

【００４５】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。

【００４６】いずれの材料、あるいは機能性素子におい
ても、本発明は、溶液中の揮発成分を揮発させ、固形分
を前記基板上に残留させることによって素子形成を行う
ものであり、この固形物がそれぞれの素子の機能を発生
させるものであり、溶媒（揮発成分）はインクジェット
原理で液滴を噴射付与するための手段（vehicle）であ
る。

【００４７】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と画像識別機構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、ＣＣＤ
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。

【００４８】上述のように、本発明では、吐出ヘッドユ
ニット（噴射ヘッド）１１は機能性素子基板１４に対し
て一定の距離を保ちながら平行にＸ方向（あるいはＹ方
向、もしくはＸ，Ｙの２方向）にキャリッジ移動を行い
つつ溶液の噴射を行い、機能性素子群を形成する。その
際、各素子を形成するための溶液の噴射を行う毎にキャ
リッジ移動を止めて噴射を行うと高精度な素子群を形成
することが可能である。しかし、生産性が著しく低下す
るので、前述のように、そのキャリッジ移動を止めるこ
となく、順次溶液の噴射を行うようにしている。

【００４９】図５は、図２に示した本発明の製造装置の
特徴を説明するために模式的に示したものであり、必ず
しも全ての構成を示しているわけではない。図５におい
て、１１は吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）、１２は
キャリッジ、１３は基板保持台、１４は機能性素子を形
成する基板、１５は機能性材料を含有する溶液の供給チ
ューブ、４９は空気層、５０は補助容器、５１は液容
器、５２は容器保持部材、５３は容器保持部材の縁、５
４はポンプ、５５はフィルター１、５６は溶液、５７は
フィルター２である。

【００５０】図５より明らかなように、本発明の機能性
材料を含有する溶液の液容器５１は、基板保持台１３に
載せられた機能性素子を形成する基板１４よりも下に配
置されている。こうすることによって、万が一、この液
容器５１から溶液があふれたり漏れたりしても、液容器
５１が基板１４よりも下になるように配置されているの
で、基板１４の機能性素子群形成面を漏れた溶液によっ
て汚すという事故は皆無となる。また、その液容器５１
は容器保持部材５２に載置される。よって、この場合
も、不慮の事故によって、溶液が漏れるようなことがあ
っても、漏れたよう溶液は、まず、最初に容器保持部材
５２上にとどまり、床にすぐ流れて床を汚したり、ある
いは、近傍の電装系を濡らしたりするということがな
く、大事に至る事故を誘発することがない。

【００５１】しかしながら、大量に溶液が流れ出た場合
などは、単なる平板上の容器保持部材の場合は、その容
器保持部材から流れ出ることもある。本発明は、このよ
うな点も考慮し、容器保持部材５２に、液容器５１の外
側をとり囲むような縁５３を有するようにするととも
に、その縁５３の高さを、液容器５１の溶液の最大液位
（液面５７）より高くなるように（大であるように）し
ている。このような構成にすれば、溶液は絶対に縁５３
を超えて外へ流れ出るということはない。

【００５２】また、他の構成として、容器保持部材５２
を、液容器５１の外側をとり囲む縁を有するようにする
とともに、縁５３の高さを、その縁５３の高さで決定さ
れる容器保持部材５２の容積が、液容器５１の液容量よ
り大となる高さにすることも好適な例である。このよう
な構成にすれば、不慮の事故によって液容器５１の溶液
が漏れたとしても、漏れた溶液を保持でき他への流出を
食い止めることができるので、大事に至らないようにす
ることができる。以上２つの構成例を説明したが、この
ような構成にすることによって、万が一不慮の事故によ
って液容器５１内の全部の溶液が漏れたとしても、容器
保持部材５２で、溶液の他への流出を阻止することがで
き、本発明の製造装置の電気系統の破損を皆無とするこ
とができる。

【００５３】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。本発明では上記のように、機能性材料を含有する溶
液の液容器５１は基板保持台１３に載せられた機能性素
子を形成する基板１４よりも下に配置されている。そし
て、その溶液は、基板保持台１３あるいはそれに載せら
れた機能性素子を形成する基板１４よりも上に位置する
噴射ヘッド１１まで、供給されなければならない。溶液
の使用量が少なく、また液滴として噴射する頻度も遅い
（たとえば１個のノズルあたり、数１０Ｈｚ〜数１００
Ｈｚ）場合であれば、溶液供給チューブ１５内を毛管現
象の原理で自然供給しても事足りるが、ノズル数を複数
個（数個〜数１００個）有するような噴射ヘッド１１を
用い、かつ液滴として噴射する頻度も大（例えば１個の
ノズルあたり、数ｋＨ_z〜数１０ｋＨ_z）の場合には、溶
液の供給は自然供給ではなく、何らかの作用によって行
う必要がある。特に、本発明の場合、液容器５１は基板
保持台１３に載せられた機能性素子を形成する基板１４
よりも下に配置しているので、その水頭差を補償する意
味でも、何らかの強制的な作用によって液供給すること
が必要である。

【００５４】本発明では、図５に示したように、噴射ヘ
ッド１１と液容器５１の間にポンプ５４を介在させてい
る。こうすることによって、たとえ上記のような水頭差
があっても、また大量にかつ高頻度で使用しても（噴射
ヘッド１１を高い駆動周波数で稼動させても）、溶液の
供給能力不足による液滴の空噴射が生じて、機能性素子
形成不良を生じさせることがない。

【００５５】なお、本発明では、このポンプ５４も、基
板保持台１３に載せられた機能性素子を形成する基板１
４よりも下に配置している。よって、上記液容器５１の
溶液漏れと同様に、仮に不慮の事故によってこのポンプ
５４から溶液漏れが起きた場合も、基板１４の機能性素
子群形成面を漏れた溶液によって汚すという事故は皆無
となる。

【００５６】また、図５には示さなかったが、本発明の
ポンプ５４も、液容器５１の保持する容器保持部材５２
のようなポンプ保持部材（図示せず）に載置し、漏れた
溶液を他へ流出しないようにされる。

【００５７】上述のように機能性材料を含有する溶液
は、ポンプ５４によって、液供給路５８、溶液の供給チ
ューブ１５を通って補助容器５０から噴射ヘッド１１へ
と運ばれるが、間にフィルター５５、フィルター５７を
介在させている。噴射ヘッド１１は、キャリッジ１２に
搭載され、機能性素子を形成する基板１４と対向する位
置で、キャリッジ往復運動を行う。そのため、溶液の供
給チューブ１５には可撓性の材料が選ばれる。例えば、
ポリエチレンチューブ、ポリプロピレンチューブ、テフ
ロン（登録商標）チューブなどが好適に使用される。ま
た、使用する機能性材料を含有する溶液によっては、光
を遮断する必要があるものもある。例えば、感光性の樹
脂であったり、光硬化型の接着剤であったりした場合な
どは、その材料が感光する波長の光を遮断する供給チュ
ーブ１５を使用すればよい。

【００５８】なお、供給される溶液は、噴射ヘッド１１
へ運ばれる前にいったん補助容器５０に入る。補助容器
５０は溶液５６を一時貯留する役割があるが、図５に示
すように、補助容器５０の容量いっぱいに溶液５６を貯
留するのではなく、空気層４９が存在するような形で貯
留する。つまり、ポンプ５４によって、供給された溶液
は、ポンプ５４の脈動があるため、いったん補助容器５
０に入れて、その空気層４９を緩衝手段として脈動を除
去し、その後、毛管現象で噴射ヘッド１１に供給され
る。このような溶液供給を行うことにより、噴射ヘッド
１１における液滴噴射性能は安定化し、良好な機能性素
子群を形成することが可能となる。

【００５９】図６は、本発明の溶液の流れの系統図（ポ
ンプ５４、補助容器５０は省略）である。本発明では、
液容器５１より下流側に少なくとも２種類のフィルター
を設けている（フィルター５５、フィルター５７）。こ
れは、本発明では、インクジェット原理によって、微小
なノズルから溶液を噴射するため、ノズルの目詰まりを
生じさせないようにするためである。

【００６０】ここで、フィルター５５は、本発明の噴射
システムのメインフィルターであり、例えば孔径（フィ
ルターメッシュサイズ）０.４５μｍのメンブレンフィ
ルター（０.４５μｍ以上の異物を除去（トラップ）可
能）が用いられる。フィルター材質は、ニトロセルロー
ス、アセトセルロース、ポリカーボネート、テフロン
（登録商標）等よりなるが、これは使用する機能性材料
を含有する溶液との適合性（compatibility）を考慮し
て適宜選ばれる。なお、これよりもっと孔径の小さい
（たとえば０.２μｍ）のメンブレンフィルターも使用
可能であるが、あまりに孔径が小さいと、フィルターが
すぐにつまり、溶液の流れが悪くなり、交換を頻繁にし
なければならなくなるので、交換頻度を考慮して、その
孔径を決めるのがよい。ただし２μｍ以上のものは、本
発明の噴射システムとしてはフィルター機能として役立
たないのでそれ以下にしなければならない。

【００６１】本発明では、０.４５μｍのメンブレンフ
ィルターを好適に使用するが、本発明の噴射システムに
おいては、液容器５１から噴射ヘッド１１へ流れる溶液
中のほとんどの異物をここでトラップする。よって、こ
のフィルター５５のフィルタートラップ容量（異物トラ
ップ容量）は、最下流のフィルター５７よりはるかに大
とされる。

【００６２】図７は、本発明の溶液の流れの系統図の他
の例である。この例も、液容器５１より下流側に少なく
とも２種類のフィルターを設けている（フィルター５
５，フィルター５７）が、ここでは、フィルター５７を
噴射ヘッド１１に組み込んだ例を示している。このよう
な構成の噴射ヘッド１１およびフィルター５７よりなる
噴射ユニット５９の例を、溶液の液滴噴射の原理とあわ
せて図８，図９に示す。

【００６３】この液体噴射ヘッド１１は、溶液５６が導
入される流路４５内にエネルギー作用部としてピエゾ素
子４６を設けたものである。ピエゾ素子４６にパルス状
の信号電圧を印加して、図８（Ａ）に示すように、ピエ
ゾ素子４６を歪ませると、流路４５の容積が減少すると
共に圧力波が発生し、その圧力波によってノズル１から
液滴４３が吐出する。図８（Ｂ）は、ピエゾ素子４６の
歪みがなくなって流路４５の容積が増大した状態であ
る。

【００６４】ここで、ノズル１直前の流路４５に導入さ
れる溶液５６は、図９に示すように、フィルター５７を
通過してきたものである。本発明では、このように、フ
ィルター５７を噴射ヘッド１１内に設け、ノズル１の最
近傍にフィルター除去機能を持たせている。これは、前
述のメインフィルター（フィルター５５）で、ほとんど
１００％近い確率で、異物除去を行ってはいるものの、
後述するように、メインフィルター（フィルター５５）
交換時に混入する異物などは、メインフィルター（フィ
ルター５５）で除去できないので、このようにノズル１
の最近傍にフィルター５７を設けているのである。よっ
て、このフィルター５７は、ノズル１の最近傍に設ける
ものであるため、着脱不可としている（これを着脱交換
するとまたその作業にともなう異物混入が起きるた
め）。

【００６５】しかしながら、本発明の噴射システムにお
ける異物除去の主体は、メインフィルター（フィルター
５５）であり、このフィルター５７はあくまでも補助的
手段である。よって、前述のように、確実に異物除去を
行うために、メインフィルター（フィルター５５）はそ
のフィルタートラップ容量を、フィルター５７よりはる
かに大とするとともにその孔径（フィルターメッシュサ
イズ）は、フィルター５７より小さくする。つまり、フ
ィルター５７はフィルタートラップ容量を小さくし、そ
の孔径（フィルターメッシュサイズ）をフィルター５５
よりも大とするような小型の簡易フィルターとすること
によって、図９に示したように、噴射ヘッド１１内に組
み込むことが可能となっている。そして噴射ヘッド１１
そのものもコンパクト化を実現できている。

【００６６】また、図６に示したように、噴射ヘッド１
１の外にフィルター５７を設ける場合も、上記説明と同
様に、小型の簡易フィルターとすることによって、図５
に示したキャリッジ１２上に搭載でき、キャリッジのコ
ンパクト化が実現する。このような、フィルター５７
は、例えば、ステンレスメッシュフィルターが好適に用
いられ、その孔径（フィルターメッシュサイズ）は、２
μｍ〜３μｍとされる。このフィルター５７はあくまで
も補助の小型簡易フィルターであるため、前述のような
小さいフィルターメッシュサイズを選ぶとすぐにフィル
ター詰まりを起こし（噴射ヘッド１１内に組み込まれる
ような小型サイズであるためフィルタートラップ容量が
小さいから）使用不可能になるので、フィルター５５よ
りも大であるフィルターメッシュサイズとされる。

【００６７】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。図１０〜図１４は、本発明のメインフィルター、す
なわち、最下流に設け、着脱不可に固定したフィルター
５７より上流側に設けたフィルター（フィルター５５）
を交換する例（ただし、この場合は装着する例）を示し
たものである。図１０〜図１４において、６０はフィル
ターカートリッジ、６１はメンブレンフィルター、６２
は流入口、６３は流出口、６４は入口側支持体、６５は
入口側保持部、６６は入口側供給路針、６７は出口側支
持体、６８は出口側保持部、６９は出口側供給路針であ
る。

【００６８】図１０において、６０はメンブレンフィル
ター６１を内包したフィルターカートリッジであり、本
発明では、このようにフィルターカートリッジ化された
フィルターユニットを交換するようにしているので、そ
の交換時に作業者が溶液で手を汚したり、溶液を周囲に
まき散らしたりするということがない。図１１，図１２
は、フィルターカートリッジ６０を入口側支持体６４に
装着する例を示しており、図１１の矢印方向にフィルタ
ーカートリッジ６０を押し込み、流入口６２に入口側供
給路針６６を差し込むようにしている。入口側供給路針
６６は、注射針のように内部が空洞になっていてそこを
溶液が流れるようになっている。また、流入口６２は、
ゴムのような弾性体で形成されている。入口側保持部６
５もゴムのような弾性体で形成されており、フィルター
カートリッジ６０を支えるのみならず、万が一、流入口
６２の部分から溶液漏れが生じた場合にも、Ｏ−リング
のようなシーリング作用を果たすようになっている。

【００６９】図１３，図１４は、出口側支持体６７を、
図１３の矢印方向に押し込み、フィルターカートリッジ
６０を押さえ保持して装着が完了する例を示している。
出口側支持体６７も入口側支持体６４と同様に、出口側
保持部６８、出口側供給路針６９があり、機能は同じで
ある。なお、入口側供給路針６６、出口側供給路針６９
とも液供給路５８につながっている。また、ここでいう
入口，出口とは、溶液の流れる方向を指しており、入口
が上流、出口が下流の意味である。

【００７０】このように、本発明では、上流側に設けた
フィルターは、カートリッジ化されたユニットであるよ
うにしたので、噴射ヘッドの目詰まりがなく安定した稼
動ができ、しかもフィルター交換のメンテナンス作業
は、作業者の手や周囲を汚すことなく簡単に行えるよう
になった。

【００７１】なお、上記説明はフィルター５５とフィル
ター５７の２つのフィルターを有する例で説明したが、
本発明は、必ずしも２つのフィルターに限定されるもの
ではない。これら２つのフィルター以外に第３、第４の
フィルターを設けてもよい。

【００７２】本発明のポイントは、液容器より下流側に
少なくとも２種類のフィルターを設け、最下流に設けた
フィルターは着脱不可に固定し、それより上流側に設け
たフィルターを着脱可能としたものであり、上流側に設
けたフィルターは複数あってもよい。

【００７３】また、他のポイントは、最下流に設けたフ
ィルターは、噴射ヘッド内に設けるとともにそれより上
流側に設けたフィルターより、フィルターメッシュサイ
ズが大としたことである。さらに、最下流に設けたフィ
ルターは、噴射ヘッド内に設けるとともにそれより上流
側に設けたフィルターより、フィルタートラップ容量が
小としたことである。この内容（フィルターメッシュサ
イズおよびフィルタートラップ容量）を満足するもので
あれば、最下流に設けたフィルターより上流側に設けた
フィルターは複数あってもよい。

【００７４】次に、このような本発明の製造装置を用い
て実際に溶液を噴射し、機能性素子として有機ＥＬ素子
を形成した場合の条件の１例を以下に示す。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０.１
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、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ヘッドで、ノズル径はΦ２４μｍ
で、ノズル数２５６のマルチノズルタイプとした。ピエ
ゾ素子への入力電圧を２８Ｖとし、駆動周波数は、１２
ｋＨ_zとした。その際ジェット初速度として、８ｍ／ｓ
を得ており、１滴の質量は５ｐｌ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。

【００７５】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。なお、完全に丸
い球状が得られず、飛翔方向に伸びた柱状であっても、
駆動波形を制御し、その直径の３倍以内の長さにした。
また、その際、飛翔滴後方に複数の微小な滴を伴うこと
のない駆動条件（駆動波形）を選んだ。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１０Ｖの電圧を印加した
ところ、良好に橙色の発光が得られた。なお、本発明
は、このような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ヘッドの例に限定されず、サーマ
ルインクジェット原理の噴射ヘッドも好適に利用できる
ことはいうまでもない。

【００７６】ところで、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、本発明の機能性素
子群を形成するに当たっては、必ずしも、図１に示した
ような障壁３は必要ではなく、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、図４で液滴が基板面
に斜めに噴射する例を示したが、これは検出光学系３２
と、噴射ヘッド３３とを併せて示するために、液滴が斜
めに飛翔している図としたが、実際には、基板に対して
ほぼ垂直に当たるように噴射付与することもことわって
おく。

【００７７】なお、説明は機能性素子として発光素子を
形成した場合で行っているが、形成された発光素子基板
は、その後、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、ディスプレイ装置として活用される。

【００７８】また、単にディスプレイ装置に適用するの
みならず、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される。さらに、噴射
溶液としてレジスト材料などを用いることによって、レ
ジストパターンやレジスト材料による３次元構造体を形
成する場合にも適用され、本発明でいうところの機能性
素子とは、このようなレジスト材料のような樹脂材料の
よって形成される膜パターンあるいは３次元構造体も含
むものである。

【００７９】

【発明の効果】請求項１に対応した効果 所定の駆動信号を入力することにより機能を発する機能
性素子群が、基板上に機能性材料を含有する溶液の液滴
を噴射付与し、該溶液中の揮発成分を揮発させ、固形分
を前記基板上に残留させることによって形成される機能
性素子基板の製造装置であって、前記基板に相対する位
置に配され、該基板に対して機能性材料を含有した溶液
を噴射する噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに液滴付与情報
を入力する情報入力手段とを有し、前記基板における前
記機能性素子群の形成面と前記噴射ヘッドの溶液噴射口
面とが一定の距離を保持し、前記基板と前記噴射ヘッド
とが前記機能性素子群の形成面に対して平行に相対移動
を行うように構成され、前記噴射ヘッドは、前記情報入
力手段により入力された前記液滴付与情報に基づいて前
記基板の所望の位置に前記溶液を噴射することにより前
記機能性素子群を形成する製造装置において、前記噴射
ヘッドに供給される前記溶液は前記噴射ヘッドとは独立
に設けられた容器に貯留され、該容器と前記噴射ヘッド
とは可撓性の供給路を介して連結されるとともに、前記
容器より下流側に少なくとも２種類のフィルターを設
け、最下流に設けたフィルターは着脱不可に固定し、そ
れより上流側に設けたフィルターを着脱可能としたの
で、このような製造装置が噴射ヘッドの目詰まりがなく
安定した稼動ができるようになった。特に最下流のフィ
ルターの着脱交換を行うと、着脱交換時に混入した異物
がそれより下流の噴射ヘッドのノズル部分に流れていっ
て目詰まりを引き起こすが、本発明においては最下流の
フィルターの着脱交換を行わないので、そのようなこと
は皆無となる。

【００８０】請求項２に対応した効果 機能性素子基板の製造装置において、前記最下流に設け
たフィルターは、前記噴射ヘッド内に設けるとともにそ
れより上流側に設けたフィルターより、フィルターメッ
シュサイズが大であるようにしたので、最下流に設けた
フィルターがすぐに詰まって、溶液が流れにくくなると
いう不具合がなく、安定した稼動ができるようになっ
た。

【００８１】請求項３に対応した効果 機能性素子基板の製造装置において、前記最下流に設け
たフィルターは、前記噴射ヘッド内に設けるとともにそ
れより上流側に設けたフィルターより、フィルタートラ
ップ容量が小であるようにしたので、フィルターによる
目詰まり防止機能は備えつつ、そのフィルターは小型に
できるので、噴射ヘッドユニットをコンパクトにするこ
とができた。

【００８２】請求項４に対応した効果 機能性素子基板の製造装置において、前記上流側に設け
たフィルターは、カートリッジ化されたユニットである
ようにしたので、噴射ヘッドの目詰まりがなく安定した
稼動ができ、しかもフィルター交換のメンテナンス作業
は、作業者の手や周囲を汚すことなく簡単に行えるよう
になった。

【００８３】請求項５に対応した効果 噴射ヘッドの目詰まりがなく安定した稼動ができる製造
装置によって製作される機能性素子群を形成された機能
性素子基板であるので、歩留まりが高く低コストで、高
品質かつ高精度の機能性素子群を形成した機能性素子基
板が実現できるようになった。

【００８４】請求項６に対応した効果 高品質かつ高精度に形成された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、高画質の画像表示装
置が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】 本発明の機能性素子基板の製造装置における
主要ユニットの位置関係を示す概略構成図である。

【図６】 本発明の噴射システムの系統図である。

【図７】 本発明の噴射システムの他の例を示す系統図
である。

【図８】 本発明に好適に使用される噴射ヘッドの液滴
噴射原理を説明する図である。

【図９】 本発明に好適に使用される噴射ヘッドにフィ
ルターを設けた例を示す図である。

【図１０】 本発明に好適に使用されるカートリッジ化
されたフィルター構成を説明するための図である。

【図１１】 フィルターカートリッジを入口側支持体に
装着する例を示す図である。

【図１２】 フィルターカートリッジを入口側支持体に
装着した例を示す図である。

【図１３】 出口側支持体にて、フィルターカートリッ
ジを押さえ保持する作業例を示す図である。

【図１４】 出口側支持体にて、フィルターカートリッ
ジを押さえ保持して装着が完了した例を示す図である。

【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、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、１
９…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、３９…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、４５…流路、４６…ピエゾ素子、４９…空気層、
５０…補助容器、５１…液容器、５２…容器保持部材、
５３…縁、５４…ポンプ、５５…フィルター、５６…溶
液、５７…フィルター、５８…液供給路、５９…噴射ユ
ニット、６０…フィルターカートリッジ、６１…メンブ
レンフィルター、６２…流入口、６３…流出口、６４…
入口側支持体、６５…入口側保持部、６６…入口側供給
路針、６７…出口側支持体、６８…出口側保持部、６９
…出口側供給路針。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 FA04 FB01 KB25 3K007 AB18 DB03 FA01 4D075 AC06 AC07 CA22 CA47 CB08 DA06 DB13 DC24 EA07 4F041 AA02 AB02 BA10 BA13 BA22 BA32 BA34 BA38

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の駆動信号を入力することにより機
   能を発する機能性素子群が、基板上に機能性材料を含有
   する溶液の液滴を噴射付与し、該溶液中の揮発成分を揮
   発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって
   形成される機能性素子基板の製造装置であって、前記基
   板に相対する位置に配され、該基板に対して機能性材料
   を含有した溶液を噴射する噴射ヘッドと、該噴射ヘッド
   に液滴付与情報を入力する情報入力手段とを有し、前記
   基板における前記機能性素子群の形成面と前記噴射ヘッ
   ドの溶液噴射口面とが一定の距離を保持し、前記基板と
   前記噴射ヘッドとが前記機能性素子群の形成面に対して
   平行に相対移動を行うように構成され、前記噴射ヘッド
   は、前記情報入力手段により入力された前記液滴付与情
   報に基づいて前記基板の所望の位置に前記溶液を噴射す
   ることにより前記機能性素子群を形成する製造装置にお
   いて、前記噴射ヘッドに供給される前記溶液は前記噴射
   ヘッドとは独立に設けられた容器に貯留され、該容器と
   前記噴射ヘッドとは可撓性の供給路を介して連結される
   とともに、前記容器より下流側に少なくとも２種類のフ
   ィルターを設け、最下流に設けたフィルターは着脱不可
   に固定し、それより上流側に設けたフィルターを着脱可
   能としたことを特徴とする機能性素子基板の製造装置。
2. 【請求項２】 前記最下流に設けたフィルターは、前記
   噴射ヘッド内に設けるとともにそれより上流側に設けた
   フィルターより、フィルターメッシュサイズが大である
   ことを特徴とする請求項１記載の機能性素子基板の製造
   装置。
3. 【請求項３】 前記最下流に設けたフィルターは、前記
   噴射ヘッド内に設けるとともにそれより上流側に設けた
   フィルターより、フィルタートラップ容量が小であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２のいずれか１に記載の機
   能性素子基板の製造装置。
4. 【請求項４】 前記上流側に設けたフィルターは、カー
   トリッジ化されたユニットであることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか１に記載の機能性素子基板の製造
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかの機能
   性素子基板の製造装置によって形成されることを特徴と
   する機能性素子基板。
6. 【請求項６】 請求項５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。