JP2003300001A - 機能性素子基板、その製造装置、および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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供するとともに、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。 【解決手段】 基板１４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１１に対して、該噴射ヘッド
１１の溶液噴射口面をキャップして吸引する信頼性維持
装置５０を有する。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３３に貯留さ
れ、該容器３３と噴射ヘッド１１とは可撓性の供給路１
５を介して連結されている。容器３３より下流側に少な
くとも２種類のフィルタ３７、３９を設け、最下流に設
けたフィルタ３７は着脱不可に固定し、それより上流側
に設けたフィルタ３９を着脱可能とする。前記信頼性維
持装置５０は機能性素子基板１４の設置領域以外に設け
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。たとえば、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）、２１Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１９８７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、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３２９８０３０
号、米国特許第３５９６２７５号、米国特許第３４１６
１５３号、米国特許第３７４７１２０号、米国特許第５
７２９２５７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、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】（発明の目的）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て稼
動ができるようにすることにある。

【０００７】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とともに、
よりコンパクトな装置構成を提案することにある。

【０００８】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低コストかつ短時
間で、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。

【０００９】第４の目的は、上述のような製造装置によ
って製作され、かつ、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供することにあ
る。

【００１０】第５の目的は、上述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供することにある。

【００１１】

【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におい
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、
前記噴射ヘッドの溶液噴射口面をキャップ、吸引する信
頼性維持装置とを有し、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であって、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種類のフィルタを設け、最下流に設
けたフィルタは着脱不可に固定し、それより上流側に設
けたフィルタを着脱可能とするとともに、前記信頼性維
持装置を前記機能性素子基板設置領域以外に設けるよう
にしたことを特徴とするものである。

【００１２】第２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において、
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、前記
噴射ヘッドの溶液噴射口面をキャップ、吸引する信頼性
維持装置とを有し、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であって、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種類のフィルタを設け、最下流に設けた
フィルタは着脱不可に固定し、それより上流側に設けた
フィルタを着脱可能とするとともに、前記噴射ヘッドは
前記溶液噴射方向に対して配置の向きを可変とし、溶液
噴射時の向きと異なる向きに配置して、前記噴射ヘッド
に前記信頼性維持装置を装着するようにしたことを特徴
とするものである。

【００１３】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、前記信頼性維
持装置によって、前記最下流に設けたフィルタより下流
の領域の内容積分以上の溶液を吸引するようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１４】第４に、上記第１乃至第３のいずれかに記
載の機能性素子基板の製造装置によって形成された機能
性素子基板を特徴とするものである。

【００１５】第５に、上記第４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
とを有する画像表示装置を特徴とするものである。

【００１６】

【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素子を考えた場合の一例を示す図である。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２を溶解した溶液を各色
モザイク状に配列するように、ノズル１から噴射して付
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。

【００１７】 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

【００１８】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。

【００１９】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。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Ｅ
Ｌディスプレイ等の画像表示装置とすることができる。

【００２０】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、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。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。

【００２１】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。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。

【００２２】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、１
９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。吐出ヘッドユニット１１の液滴付与
装置としては、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。

【００２３】インクジェット方式としては、たとえば米
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３７４７１２０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。

【００２４】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。

【００２５】さらに他の方式として、特公昭５６−９４
２９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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】図２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。

【００３１】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。

【００３２】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（２２Ｘ１、２２Ｙ１、２２
Ｘ２、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。

【００３３】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。上記の説明は基板位置決め／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、前述のように互
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、基板上の素子電極や、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、ＣＣＤカメラとレンズとを
用いた検出光学系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。

【００３４】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。

【００３５】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以下の場合で）。

【００３６】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。

【００３７】吐出ヘッドユニット１１と機能性素子基板
１４との相対移動として、図２では、機能性素子基板１
４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いる。特に、２００ｍｍ×２０
０ｍｍ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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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出して製作するような場
合には、その元の基板は、４００ｍｍ×４００ｍｍ〜２
０００ｍｍ×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。

【００４１】液滴の材料には、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Ｅ
Ｌ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。

【００４２】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。

【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（ｖｅｈｉｃｌ
ｅ）である。こうした液滴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と画像識別装置とで計
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
装置としては、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。

【００４７】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（たとえば１ｍｍ〜３ｍｍ）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、キャリッジの移動を止めて噴
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。

【００４８】図３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３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、３１は空気層、３２は補助容器、３３は液容
器、３４は容器保持部材、３５は容器保持部材の縁、３
６はポンプ、３７は上流側フィルタ、３８は溶液、３９
は下流側フィルタ、４０は液供給路である。

【００４９】図３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３３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。こうすることによって、万が一、この液容器
３３から溶液があふれたり漏れたりしても、液容器３３
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３３は容
器保持部材３４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３４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。

【００５０】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３４に、液容器３３の外
側をとり囲むような縁３５を有するようにするととも
に、その縁３５の高さを、液容器３３の溶液の最大液位
（液面）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。

【００５１】また他の構成として、容器保持部材３４
を、液容器３３の外側をとり囲む縁３５を有するように
するとともに、縁３５の高さを、その縁３５の高さで決
定される容器保持部材３４の容積が、液容器３３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３３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。

【００５２】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３３内の全部の溶液が漏れたとしても、容器保持
部材３４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、上述のように、機能性材料を含有する
溶液の液容器３３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。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（たとえば１個
のノズルあたり、数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚ）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３３
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３に示したように、噴射ヘ
ッド１１と液容器３３の間にポンプ３６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。なお、本発明で
は、このポンプ３６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１４よりも下に配置している。
よって、上記液容器３３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３６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。また、図３には示さ
なかったが、本発明のポンプ３６も、液容器３３の保持
する容器保持部材３４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。

【００５５】次に、上述のようなポンプ３６によって、
機能性材料を含有する溶液は、液供給路４０、溶液の供
給チューブ１５を通って補助容器３２〜噴射ヘッド１１
へと運ばれるが、その間にフィルタ３７、フィルタ３９
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。

【００５６】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３２に入る。補助容器
３２は溶液３８を一時貯留する役割があるが、図３に示
すように、補助容器３２の容量いっぱいに溶液３８を貯
留するのではなく、空気層３１が存在するような形で貯
留する。つまり、ポンプ３６によって、供給された溶液
はポンプ３６の脈動があるため、いったん補助容器３２
に入れて、その空気層３１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。

【００５７】図４は、本発明の溶液の流れの系統図（図
３に示したポンプ３６、補助容器３２は省略）である。
本発明では、液容器３３より下流側に少なくとも２種類
のフィルタを設けている（フィルタ３７、フィルタ３
９）。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。

【００５８】ここで、フィルタ３７は、本発明の噴射シ
ステムのメインフィルタであり、たとえば、孔径（フィ
ルタメッシュサイズ）０.４５μｍのメンブレンフィル
タ（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も使用
可能であるが、あまりに孔径が小さいと、フィルタがす
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。

【００５９】本発明では、０.４５μｍのメンブレンフ
ィルタ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３３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３７のフィルタトラップ容量（異物トラップ容
量）は、最下流のフィルタ３９よりはるかに大とされ
る。

【００６０】図５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３３より下流側に少なく
とも２種類のフィルタを設けている（フィルタ３７、フ
ィルタ３９）が、ここでは、フィルタ３９を噴射ヘッド
１１に組み込んだ例を示している。

【００６１】図６は、上述のような構成の噴射ヘッド１
１およびフィルタ３９よりなる噴射ユニットの例を溶液
の液滴噴射の原理とあわせて示す図で、この液体噴射ヘ
ッドは、図７に示すように溶液３８が導入される流路４
２内にエネルギー作用部としてピエゾ素子４３を設けた
ものである。ピエゾ素子４３にパルス状の信号電圧を印
加して、図７（Ａ）に示すように、ピエゾ素子４３を歪
ませると、流路４２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４４が吐出
する。図７（Ｂ）はピエゾ素子４３の歪がなくなって流
路４２の容積が増大した状態である。

【００６２】ここで、ノズル１直前の流路４２に導入さ
れる溶液３８は、フィルタ３９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３９を噴射ヘッ
ド内に設け、ノズル１の最近傍にフィルタ除去機能を持
たせている。これは前述のメインフィルタ（フィルタ３
７）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（フ
ィルタ３７）交換時に混入する異物などは、メインフィ
ルタ（フィルタ３７）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３９を設けているのであ
る。よって、このフィルタ３９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）。

【００６３】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（フィルタ３７）
であり、このフィルタ３９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（フィルタ３７）は、そのフィルタ
トラップ容量をフィルタ３９よりはるかに大とするとと
もに、その孔径（フィルタメッシュサイズ）は、フィル
タ３９より小さくする。つまり、フィルタ３９はフィル
タトラップ容量を小さくし、その孔径（フィルタメッシ
ュサイズ）をフィルタ３７よりも大とするような小型の
簡易フィルタとすることによって、図６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。

【００６４】また、図４に示したように、噴射ヘッド１
１の外にフィルタ３９を設ける場合も、上記説明と同様
に、小型の簡易フィルタとすることによって、図３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３９は、例え
ば、ステンレスメッシュフィルタが好適に用いられ、そ
の孔径（フィルタメッシュサイズ）は、２μｍ〜３μｍ
とされる。このフィルタ３９はあくまでも補助の小型簡
易フィルタであるため、前述のような小さいフィルタメ
ッシュサイズを選ぶとすぐにフィルタ詰まりを起こし
（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３７よりも大であるフィルタメ
ッシュサイズとされる。

【００６５】次に、図８を参照して、本発明の他の特徴
について説明する。図８において、５０は信頼性維持装
置、１２はキャリッジ、１１は噴射ヘッドである。キャ
リッジ１２に載置された噴射ヘッド１１は、基板に向け
て液滴を噴射して所望のパターン形成をする。また信頼
性維持装置５０は、機能性素子基板設置領域以外に設け
られるとともに、図の矢印方向に上下することにより、
噴射ヘッド１１の溶液噴射口面をキャップ、吸引するも
のである（図は非キャップ状態を示している）。

【００６６】図９は、本発明の製造装置における信頼性
維持装置５０の位置関係を示した模式図であるが、この
ような信頼性維持装置５０の溶液を吸引、排出、溶液噴
射口面をキャップする機能、構造を、図９（Ａ）、
（Ｂ）により説明する。図９において、５１はキャリッ
ジ５２に装着された噴射ヘッドであり、５３は噴射ヘッ
ド５１の先端に取付けたノズルである。キャリッジ５２
の噴射ヘッド５１側の左右の外壁（図９（Ａ）では上下
の外壁）に面取り部５２ａを設け、また噴射ヘッド５１
の先端部を切り欠いて凹部５１ａを設けている。５４は
キャップスライド、５５はスライド５４をキャリッジ５
２に向けて押し付ける電動レバーである。キャップスラ
イド５４のうち、噴射ヘッド５１と対向するキャップ部
分には、溶液吸収体５６を充填した深孔５７をあける。
溶液吸収体５６の中心部には通路５６ａを設ける。

【００６７】キャップ部分の先端には、キャリッジ５２
に対向して、その面取り部５２ａを嵌合可能な凹部５８
を形成する。この凹部５８の中央部には溶液吸収体５６
を覆蓋して、噴射ヘッド５１の凹部５１ａに圧接嵌合さ
れるように形成した凸状弾性キャップ５９を嵌着する。
この弾性キャップ５９の中心部には、通路５６ａに連通
する孔５９ａをあけておく。

【００６８】一方、キャップスライド５４には、図９
（Ｂ）に示すように、深孔５７と平行に軸孔６０をあ
け、この軸孔６０に軸６１を嵌入する。軸６１は、装置
本体に取付けたキャップ固定板６２にスナップリング６
３等で固定される。軸６１の他端には、軸孔６０内に係
合してボス６４を嵌挿して、軸６１の他端部をスナップ
リング６５によりボス６４の先端部に固着する。

【００６９】従って、キャップスライド５４を噴射ヘッ
ド５１に向けて移動させるときに、軸孔６０が軸６１の
軸線方向にボス６４に沿って摺動可能となる。そして、
軸孔６０とボス６４との間には圧縮ばね６６を装着し、
かかる摺動時にキャップスライド５４が固定板６２に向
けて偏倚されるようにする。６７は電動レバー５５が反
時計方向に回動したときに、このレバー５５をロックす
るためのばね性ロック部材である。９０はノズル吸引装
置の吸引ポンプ本体であり、８５は通路５６ａとポンプ
本体９０とを連結する吸引管である。これらの吸引ポン
プ本体９０、吸引管８５の詳細について、引続き図１０
により説明する。

【００７０】図１０は、本発明における信頼性維持装置
５０に設けたノズル吸引装置の一例を示し、ここで、９
０は台座７１に固着された円筒状の吸引ポンプ本体であ
る。吸引ポンプ本体９０は太径の吸引室７２と、この吸
引室７２と隔てて上端部に設けた環状封止溝７３とを有
し、ポンプ本体９０のうち、この封止溝７３の上方に開
口７０ａをあけておく。この封止溝７３には、Ｏリング
７４を嵌装する。ポンプ本体９０内には、台座７１に固
着した軸７５を封止溝７３の先端付近まで上方に延在さ
せる。９１は吸引ポンプのピストンであり、このピスト
ン９１は開口７０ａ及び封止溝７３を嵌入して摺動可能
な形状の細径部７８を有し、その上端部を前述のレバー
５５に固着する。

【００７１】ピストン９１の下端部は吸引室７２に嵌合
する太径部７７を有し、この太径部７７のうち細径部７
８より張出している周縁部には、太径部７７を軸方向に
貫通する通路７９をあけ、この通路７９の吸引室７２側
の下端側には通路７９の両端の開口部における圧力差変
動に応動して開閉する弁８０を装着する。また、太径部
７７の外壁にはＯリング８１を装着して、かかる外壁と
吸引室７２との間のシールを行う。更に、ピストン９１
の太径部７７の吸引室側底面には、凹部８２を切り欠い
て、この凹部８２と台座７１との間に圧縮ばね８３を取
り付ける。この圧縮ばね８３は、所要時に手動にてピス
トン９１を下方に押し込んだ後に、ピストン９１が上方
に自動復帰するためのものである。

【００７２】吸引室７２の上部側壁には連通孔８４をあ
け、この連通孔８４に吸引管８５を接続する。吸引管８
５の他端は、図９（Ｂ）に示したように、溶液吸収体５
６の通路５６ａに連通している。従って、ピストン９１
を下方に押し下げたときに、ピストン９１の太径部７７
とポンプ本体９０の上端部との間に形成される負圧状態
の空所８６に対して、連通孔８４から吸引管８５を経由
して通路５６ａが負圧状態に吸引される。更に、ポンプ
本体９０の下方部の一側壁（図１０では左側壁）には、
空所８６が下方まで拡がったときにその空所８６の負圧
を逃し、しかも、溶液排出を行うことができる孔８７を
あけておく。

【００７３】次に、以上のように構成したヘッド信頼性
維持装置５０の作動を、図１１（Ａ）、（Ｂ）及び図１
２を参照して説明する。図１１（Ａ）、（Ｂ）は、レバ
ー５５を電動で反時計方向（図９（Ａ）の矢印方向）に
回動させ、ロック部材６７によりレバー５５をロックし
た状態を示し、キャップスライド５４の先端の弾性キャ
ップ５９が噴射ヘッド５１に圧接されて、そのノズル５
３を密封する。それと共に、ノズル５３は孔５９ａに嵌
入してキャップ５９の後方の溶液吸引体５６と対向す
る。

【００７４】そして、溶液を吸引排出する場合には、図
１２に示すように、ピストン９１を下方へ押下げること
により、空所８６内に負圧を発生させ、その負圧により
ノズル５３の先端を吸引して、溶液をノズル５３から外
方に吐出させる。そのためには、先ず、図１１（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、キャップスライド５４の先端の弾
性キャップ５９を噴射ヘッド５１に圧接させ、その状態
でレバー５５をキャップ固定板６２とキャップスライド
５４との間を摺動させるようにして下方へ押下げて、ピ
ストン９１を押下げる。このとき、ピストン９１の太径
部７７とポンプ本体９０の上端部との間に形成される空
所８６は、ピストン９１の押下げによる体積膨張により
負圧になるから、この空所８６に繋がる通路５６ａ内も
負圧となる。また、噴射ヘッド５１に溶液を供給するタ
ンク（図示せず）は常時大気開放型であるため、ノズル
５３内の溶液はノズル５３の前後の圧力差により、ノズ
ル５３から外方へ吐出する。

【００７５】次いで、ピストン９１を離すと、圧縮ばね
８３によりピストン９１は図１２に矢印で示すように、
上方へ復帰する。このとき、弁８０は厚み数１０μｍの
フイルムで構成されているので、上下の圧力差に変動に
敏感に応動し、弁８０は開放状態となり、空所８６に吸
い込まれた溶液は通路７９を経てポンプ本体９０の下方
に設けた孔８７から外部へ排出される。なお、通路７９
の管路抵抗を吸引管８５の管路抵抗より小さくしておく
ことにより、空所８６に溜まっている溶液を通路７９か
ら容易に排出することができる。

【００７６】なお、キャリッジ５２の先端の側壁５２ａ
を面取りし、これと当接するキャップスライド５４にも
凹部５８を設け、弾性キャップ５９にも凸状先端部を設
けたから、キャリッジ５２とスライド５４との間に位置
のずれが多少あっても、これらの凹凸部により、両者の
位置関係のずれは修正されて、噴射ヘッド５１はキャッ
プスライド５４により確実に密封される。

【００７７】前述のように、本発明において、信頼性維
持装置５０は機能性素子基板設置領域以外に設けられ
る。これは、本発明においては、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（たとえば１ｍｍ〜３ｍｍ）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
子群を形成するため、噴射ヘッド１１と機能性素子基板
１４の間に信頼性維持装置５０を設けることがはなはだ
難しいからである。

【００７８】信頼性維持装置５０に噴射ヘッドの噴射ノ
ズル面の単なるキャップとしての機能を持たせるだけで
あるならば、噴射ノズル面と機能性素子基板１４の距離
である１ｍｍ〜３ｍｍという狭い範囲に薄い板状のキャ
ップを挿入させることも不可能ではないが、それでも、
高精度な薄い板状のキャップ挿入技術を必要とし、一歩
間違えば噴射ノズル面を傷つけ、破損させてしまい、製
造装置の機能性素子基板製造機能を損ねてしまうことに
なる。

【００７９】仮に、機能性素子基板１４の下、すなわち
基板保持台１３に内臓するような構造とすれば、可能で
はあるが、キャップ、吸引を行うたびに、機能性素子基
板１４をはずしたり、移動させたりしなければならず、
大変能率が悪い。また、機能性素子基板１４を破損させ
たりする危険性もある。

【００８０】本発明の信頼性維持装置５０を機能性素子
基板設置領域以外に設けた理由は、この点を考慮した結
果である。本発明は、このように、信頼性維持装置５０
を機能性素子基板設置領域以外に設けることにより、こ
のような製造装置の機能性素子基板製造機能を損ねた
り、製造効率を低下させることなく、噴射ヘッドの目詰
まりを防止し、安定した稼動できるようにすることがで
きたものである。

【００８１】次に、本発明の他の例について図１３を用
いて説明する。この例では信頼性維持装置５０は、機能
性素子基板設置領域、すなわち機能性素子形成のために
液滴噴射を行う領域において、機能するようにしたもの
である。ただし、キャリッジに工夫を凝らし、図中、３
０にて示すような回転軸を中心に噴射ヘッド等の向きを
変えられるようにしている。そして信頼性維持装置５０
を機能させるときは、図１３（Ａ）に示すように、通常
の液滴噴射方向（図１３（Ｂ）に示す機能性素子形成の
ために液滴噴射を行う方向）に対して、噴射ヘッドの向
きを変えて行うようにした（図では、右側９０度回転さ
せた）ものである。このような構造とすれば、信頼性維
持装置５０を機能性素子基板設置領域以外に設けなくて
も、装置構成を実現できるので、本発明の製造装置の床
投影面積を小さくでき、コンパクト化が実現する。

【００８２】ところで、本発明の製造装置における信頼
性維持装置５０による溶液の吸引量であるが、本発明で
は、図４あるいは図５に示したフィルタ３９、すなわ
ち、最下流に設けたフィルタより下流の領域の流路、噴
射ヘッドの内容積分以上の溶液を吸引するようにしてい
る。図６でいうならば、フィルタ３９より下流であって
ノズル１までの内容積分以上の溶液を吸引するようにし
ている。これは、本発明においては、このように最下流
の位置にフィルタ３９を配し、そこで異物をトラップし
ているので、それ以降のヘッド液室内の溶液さえ、信頼
性維持装置５０で吸引すれば、目詰まりは回避できるか
らである。

【００８３】このように、本発明では、信頼性維持のた
めの溶液の吸引量の必要最低限の量を明確にしたので、
不必要に大量の溶液を吸引、廃棄することがなく、低コ
ストかつ短時間で、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。なお、上記説明は、フィ
ルタ３７とフィルタ３９の２つのフィルタを有する例で
説明したが、本発明は必ずしも２つのフィルタに限定さ
れるものではない。これら２つのフィルタ以外に第３、
第４のフィルタを設けてもよい。

【００８４】本発明のポイントは、液容器より下流側に
少なくとも２種類のフィルタを設け、最下流に設けたフ
ィルタは着脱不可に固定し、それより上流側に設けたフ
ィルタを着脱可能としたものであり、上流側に設けたフ
ィルタは複数あってもよい。また、他のポイントは、最
下流に設けたフィルタは、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より、フィルタメッ
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より、フィルタトラップ容量
が小としたことである。この内容（フィルタメッシュサ
イズおよびフィルタトラップ容量）を満足するものであ
れば、最下流に設けたフィルタより上流側に設けたフィ
ルタは複数あってもよい。

【００８５】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
ｋＨｚ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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。なお、以上の説明は機能性
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
置して活用される。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。

【００８９】

【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において、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、前記噴射ヘッドの溶液噴射
口面をキャップ、吸引する信頼性維持装置とを有し、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で
あって、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
フィルタを設け、最下流に設けたフィルタは着脱不可に
固定し、それより上流側に設けたフィルタを着脱可能と
するとともに、前記信頼性維持装置を前記機能性素子基
板設置領域以外に設けるようにしたので、このような製
造装置の機能性素子基板製造機能を損ねたり、製造効率
を低下させることなく、噴射ヘッドの目詰まりを防止
し、安定した稼動できるようにすることができた。

【００９０】請求項２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において、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、前記噴射ヘッドの溶液噴射
口面をキャップ、吸引する信頼性維持装置とを有し、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で
あって、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
フィルタを設け、最下流に設けたフィルタは着脱不可に
固定し、それより上流側に設けたフィルタを着脱可能と
するとともに、前記噴射ヘッドは前記溶液噴射方向に対
して配置の向きを可変とし、溶液噴射時の向きと異なる
向きに配置して、前記噴射ヘッドに前記信頼性維持装置
を装着するようにしたので、このような機能性素子群お
よび機能性素子基板を形成するための製造装置の噴射ヘ
ッドの目詰まりを防止し、安定した稼動ができるように
するとともに、よりコンパクトな装置構成とすることが
できた。

【００９１】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、信頼性維持装置に
よって、最下流に設けたフィルタより下流の領域の内容
積分以上の溶液を吸引するようにしたので、低コストか
つ短時間で、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。

【００９２】請求項４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。

【００９３】請求項５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４】 本発明の噴射システムの系統図である。

【図５】 本発明の噴射システムの他の例の系統図であ
る。

【図６】 本発明に好適に使用される噴射ヘッドにフィ
ルタを設けた例である。

【図７】 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８】 本発明に信頼性維持装置の位置関係を示す概
略構成図である。

【図９】 本発明の溶液を吸引排出するための信頼性維
持装置の一例を示し、（Ａ）は一部断面を示した側面図
であり、（Ｂ）はその正面断面図である。

【図１０】 本発明に適用される信頼性維持装置に設け
たノズル吸引装置の断面図を示す。

【図１１】 図９の信頼性維持装置において、溶液吸引
排出状態を示す図面で、（Ａ）は一部断面を示した側面
図、（Ｂ）はその正面断面図である。

【図１２】 図１０の信頼性維持装置に設けたノズル吸
引装置において、溶液吸引排出状態を示す図面である。

【図１３】 本発明の信頼性維持装置の他の概略構成図
である。

【符号の説明】

１…（液体噴射ヘッド）ノズル、２…有機ＥＬ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、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、３０…回転軸、３１…空気層、３２…補
助容器、３３…液容器、３４…容器保持部材、３５…
縁、３６…ポンプ、３７…フィルタ、３８…溶液、３９
…フィルタ、４０…液供給路、４１…噴射ユニット、４
２…流路、４３…ピエゾ素子、４４…液滴、５０…信頼
性維持装置、５１…噴射ヘッド、５２…キャリッジ、５
３…ノズル、５４…キャップスライド、５５…電動レバ
ー、５６…溶液吸収体、８４…連通孔、８５…吸引管、
８７…溶液排出用孔、９０…ポンプ本体、９１…ピスト
ン。

Claims (5)

【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において、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、前記噴射ヘ
   ッドの溶液噴射口面をキャップして吸引する信頼性維持
   装置とを有し、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
   成する製造装置であって、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種類のフィルタを設け、最下流に設けたフィ
   ルタは着脱不可に固定し、それより上流側に設けたフィ
   ルタを着脱可能とするとともに、前記信頼性維持装置を
   前記機能性素子基板設置領域以外に設けたことを特徴と
   する機能性素子基板の製造装置。
2. 【請求項２】 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において、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、前記噴射ヘ
   ッドの溶液噴射口面をキャップして吸引する信頼性維持
   装置とを有し、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
   成する製造装置であって、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種類のフィルタを設け、最下流に設けたフィ
   ルタは着脱不可に固定し、それより上流側に設けたフィ
   ルタを着脱可能とするとともに、前記噴射ヘッドは前記
   溶液噴射方向に対して配置の向きを可変とし、溶液噴射
   時の向きと異なる向きに配置して、前記噴射ヘッドに前
   記信頼性維持装置を装着することを特徴とする機能性素
   子基板の製造装置。
3. 【請求項３】 前記信頼性維持装置によって、前記最下
   流に設けたフィルタより下流の領域の内容積分以上の溶
   液を吸引することを特徴とする請求項１又は２のいずれ
   かに記載の機能性素子基板の製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１及至請求項３のいずれかに記載
   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。
5. 【請求項５】 請求項４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。