JP2004087303A

JP2004087303A - Film forming apparatus, liquefied material filling method, device, and method and apparatus for manufacturing device

Info

Publication number: JP2004087303A
Application number: JP2002246924A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Usui; 臼井　隆寛
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To fill an ink in a head without heating nor leaving air bubbles in a flow path even with the ink of high viscosity. <P>SOLUTION: A head 14 is provided with a discharge nozzle. A sucking apparatus 44 sucks a liquefied material in the head 14 from the discharge nozzle through a suction path. By intermittently sucking the liquefied material from the discharge nozzle, it is filled in the head 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えばコンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルタを用いている。カラーフィルタには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）のインクを液滴として所定パターンで供給することで形成されるものがある。このような基板に対して液滴を供給する方式としては、例えばインクジェット方式等の液滴吐出方式を用いた製膜装置が採用されている。
【０００３】
液滴吐出方式を採用した場合、製膜装置においては液滴吐出ヘッドから所定量の液滴を基板に対して吐出して供給するが、液滴を吐出する手段としては、壁面に複数のノズル開口を形成するとともに、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を一致させて圧電素子を配設したものが多く用いられている。この種の圧電素子としては、例えば特開昭６３−２９５２６９号公報に開示されているように、電極と圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したものが提供されており、液滴吐出ヘッドのキャビティ（インク溜まり）内に満たされた機能液が圧電素子の変形により生じた圧力波によって吐出される構成になっている。
【０００４】
この種の液滴吐出ヘッドでは、吐出可能な機能液粘度に限界があるため、高粘度の液体（液状体）を吐出することは困難である。そこで、従来では、供給口を介して圧力室と連通するインクタンクにヒータ（発熱体）を設ける技術（特開平５−２８１５６２号公報）や、インクジェットヘッド及びインクタンクの双方にヒータを設ける技術（特開平９−１６４７０２号公報）が提供されており、これらの技術を用いて高粘度のインクを吐出可能な粘度まで低粘度化することで、従来では製膜が困難であった工業薬品を使えるようになってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。インクジェットヘッド内にインクを充填する際には、例えばヘッド外部のインクタンクとヘッドとを接続し、ヘッドのノズル部分を負圧吸引している。ところが、ヘッド内部のインク流路は微細であり、屈曲部や流路幅の変化する箇所、凹凸部等、インクの流動が淀む部分に気泡が溜まり、これを排出できないことがある。このようにヘッド内部に気泡が残ると、インク吐出時の圧力損失が大きくなり、吐出が不安定になるばかりでなく、甚だしい場合にはインクを吐出できないという問題が生じてしまう。
【０００６】
また、高粘度のインクを加熱により低粘度化させることにより、充填を容易にできるが、加熱すると特性が変質するインクも存在するため、このようなインクに対しては上記のように、加熱により低粘度化させるという方法を採ることができず、インクジェットヘッドへのインクの充填が困難である。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、高粘度のインクであっても、加熱したり流路に気泡を残すことなくヘッドに充填できる製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の製膜装置の液状体充填方法は、吐出ノズルが開設されたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置の前記ヘッド内に液状体を充填する方法であって、前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行うことにより前記液状体を前記ヘッド内に充填することを特徴とするものである。断続的な吸引方法としては、吸引路を断続的に開閉することを採用可能である。
【０００９】
これにより、本発明では、吸引停止時と吸引時とに液状体に加わる圧力差による衝撃でヘッド内の気泡が移動しやすくなり、液状体が淀む箇所等に気泡が溜まってしまうことを抑制できる。そのため、流路に気泡を残すことなく液状体をヘッドに充填することができ、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になる。
【００１０】
また、吸引路を閉じたときには、吸引装置の作動を継続させることが好ましい。これにより、本発明では、吸引停止時に吸引路の負圧を大きくすることができ、吸引路を開いたときの液状体に加わる圧力差をより大きくすることが可能になる。そのため、ヘッド内の液状体の流速が増し、気泡の排除を一層容易にすることができる。
【００１１】
また、液状体の粘度に応じて、吸引・吸引停止の周波数、総吸引時間等の断続吸引に関するパラメータを設定することが好ましい。これにより、種々の粘度の液状体に応じて最適な断続吸引を実施することが可能になる。
【００１２】
一方、本発明のデバイス製造方法は、ヘッドに液状体を充填する充填工程と、前記ヘッドから液滴を吐出させて基板上に製膜する製膜工程とを有するデバイス製造方法であって、上記の製膜装置の液状体充填方法を用いて前記充填工程を行うことを特徴としている。
【００１３】
これにより、本発明では液状体充填時の気泡がヘッドに残って、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になり、所望の吐出特性で基板上に製膜することができる。
【００１４】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がフィルタ材料であり、前記ワークが前記フィルタ材料によりフィルタエレメントが形成される液晶表示装置の基板であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が発光機能材料であり、前記ワークが前記発光機能材料により画素にＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光層及び正孔注入／輸送層の少なくとも一方が形成される有機ＥＬ装置の基板であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が蛍光材料であり、前記ワークが前記蛍光材料により蛍光体が形成される電子放出装置の電極であることを特徴としている。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。
【００１７】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が蛍光材料であり、前記ワークが前記蛍光材料により凹部に蛍光体が形成されるＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）装置の背面基板であることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が泳動体材料であり、前記ワークが前記泳動体材料により凹部に泳動体が形成される電気泳動表示装置の電極であることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が液状金属材料であり、前記ワークが前記液状金属材料により金属配線が形成される基板であることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がレンズ材料であり、前記ワークが前記レンズ材料によりマイクロレンズが形成される基板であることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がレジスト材料であり、前記ワークが前記レジスト材料により任意形状のレジストが形成される基板であることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が光拡散材料であり、前記ワークが前記光拡散材料により光拡散体が形成される基板であることを特徴としている。
【００２３】
従って、本発明のデバイス製造方法では、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、電子放出装置、ＰＤＰ装置、電気泳動表示装置、金属配線、マイクロレンズ、任意形状のレジスト、光拡散体の各製造において、ヘッドへの液状体の初期充填作業を適切且つ円滑に行うことができる。
【００２４】
一方、本発明の製膜装置は、吐出ノズルが備えられたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置であって、前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行わせる断続吸引部を有することを特徴としている。前記断続吸引部は、前記吸引路を自在に開閉させる開閉手段と、前記開閉手段を断続的に作動させる制御装置とを有する構成とすることができる。
【００２５】
これにより、本発明では、吸引停止時と吸引時とに液状体に加わる圧力差による衝撃でヘッド内の気泡が移動しやすくなり、液状体が淀む箇所等に気泡が溜まってしまうことを抑制できる。そのため、流路に気泡を残すことなく液状体をヘッドに充填することができ、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になる。
【００２６】
また、吸引路を閉じたときには、吸引装置の作動を継続させることが好ましい。これにより、本発明では、吸引停止時に吸引路の負圧を大きくすることができ、吸引路を開いたときの液状体に加わる圧力差をより大きくすることが可能になる。そのため、ヘッド内の液状体の流速が増し、気泡の排除を一層容易にすることができる。
【００２７】
そして、本発明のデバイス製造装置は、ヘッドから液滴を吐出させてワーク上に製膜するデバイス製造装置であって、上記の製膜装置を用いて前記ワークに製膜することを特徴としている。
【００２８】
これにより、本発明では液状体充填時の気泡がヘッドに残って、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になり、所望の吐出特性で基板上に製膜することができる。
【００２９】
また、本発明のデバイスは、上記のデバイス製造装置により製造されたことを特徴としている。これにより、本発明では、安定して吐出された液滴で膜が形成された高品質のデバイスを得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスの実施の形態を、図１ないし図２４を参照して説明する。本実施の形態の製膜装置は、いわゆるフラットディスプレイの一種である有機ＥＬ装置の製造ライン（デバイス製造装置）に組み込まれるものであり、複数の液滴吐出ヘッドを用い、その吐出ノズルから発光材料等の機能液を吐出して、有機ＥＬ装置の発光機能をなす各画素のＥＬ発光層および正孔注入層を形成するものである。
【００３１】
そこで、まず有機ＥＬ装置の構造について説明するとともに、その製造方法（製造プロセス）について説明する。
図１乃至図１３は、有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置の製造プロセスとともにその構造を表している。この製造プロセスは、バンク部形成工程と、プラズマ処理工程と、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程からなる発光素子形成工程と、対向電極形成工程と、封止工程とを具備して構成されている。
【００３２】
バンク部形成工程では、基板５０１に予め形成した回路素子部５０２上及び電極（画素電極）５１１上の所定位置に、無機物バンク層５１２ａと有機物バンク層５１２ｂとを積層することにより、開口部５１２ｇを有するバンク部５１２を形成する。このように、バンク部形成工程には、電極５１１の一部に、無機物バンク層５１２ａを形成する工程と、無機物バンク層の上に有機物バンク層５１２ｂを形成する工程が含まれる。
【００３３】
まず、無機物バンク層５１２ａを形成する工程では、回路素子部５０２の第２層間絶縁膜５４４ｂ上及び画素電極５１１上に、その全面に亘って無機物バンク層５１２ａとなるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の無機物膜をＣＶＤ法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成する。次に、この無機物膜をエッチング等によりパターニングして、図１に示すように、電極５１１の電極面５１１ａの形成位置に対応する下部開口部５１２ｃを設ける。このとき、無機物バンク層５１２ａを電極５１１の周縁部と重なるように形成しておく必要がある。このように、電極５１１の周縁部（一部）と無機物バンク層５１２ａとが重なるように無機物バンク層５１２ａを形成することにより、発光層５１０ｂ（図１０〜図１３参照）の発光領域を制御することができる。
【００３４】
次に、有機物バンク層５１２ｂを形成する工程では、図２に示すように、無機物バンク層５１２ａ上に有機物バンク層５１２ｂを形成する。有機物バンク層５１２ｂをフォトリソグラフィー技術等によりエッチングして、有機物バンク層５１２ｂの上部開口部５１２ｄを形成する。上部開口部５１２ｄは、電極面５１１ａ及び下部開口部５１２ｃに対応する位置に設けられる。
【００３５】
上部開口部５１２ｄは、図２に示すように、下部開口部５１２ｃよりも広く、電極面５１１ａよりも狭く形成することが好ましい。これにより、無機物バンク層５１２ａの下部開口部５１２ｃを囲む積層部５１２ｅが、有機物バンク層５１２ｂよりも電極５１１の中央部に延出された形になる。このようにして、上部開口部５１２ｄ、下部開口部５１２ｃを連通させることにより、無機物バンク層５１２ａ及び有機物バンク層５１２ｂを貫通する開口部５１２ｇが形成される。
【００３６】
次に、プラズマ処理工程では、バンク部５１２の表面と画素電極の表面５１１ａに、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。このプラズマ処理工程は、予備加熱工程と、バンク部５１２の上面（５１２ｆ）及び開口部５１２ｇの壁面並びに画素電極５１１の電極面５１１ａに対して親液性を有するように加工する親液化工程と、有機物バンク層５１２ｂの上面５１２ｆ及び上部開口部５１２ｄの壁面に対して撥液性を有するように加工する撥液化工程と、冷却工程とに大別される。
【００３７】
まず、予備加熱工程では、バンク部５１２を含む基板５０１を所定の温度まで加熱する。加熱は、例えば基板５０１を載置するステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基板５０１を加熱することにより行う。具体的には、基板５０１の予備加熱温度を、例えば７０〜８０℃の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
次に、親液化工程では、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。このＯ_２プラズマ処理により、図３に示すように、画素電極５１１の電極面５１１ａ、無機物バンク層５１２ａの積層部５１２ｅ、及び有機物バンク層５１２ｂの上部開口部５１２ｄの壁面並びに上面５１２ｆが親液処理される。この親液処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。図３では、親液処理された部分を一点鎖線で示している。
【００３９】
次に、撥液化工程では、大気雰囲気中で４フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行う。ＣＦ_４プラズマ処理により、図４に示すように、上部開口部５１２ｄの壁面及び有機物バンク層５１２ｂの上面５１２ｆが撥液処理される。この撥液処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。図４では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示している。
【００４０】
次に、冷却工程では、プラズマ処理のために加熱された基板５０１を室温、または液滴吐出工程の管理温度まで冷却する。プラズマ処理後の基板５０１を室温、または所定の温度（例えば液滴吐出工程を行う管理温度）まで冷却することにより、次の正孔注入／輸送層形成工程を一定の温度で行うことができる。
【００４１】
次に、発光素子形成工程では、画素電極５１１上に正孔注入／輸送層及び発光層を形成することにより発光素子を形成する。発光素子形成工程には、４つの工程が含まれる。すなわち、正孔注入／輸送層を形成するための第１組成物を各前記画素電極上に吐出する第１液滴吐出工程と、吐出された前記第１組成物を乾燥させて前記画素電極上に正孔注入／輸送層を形成する正孔注入／輸送層形成工程と、発光層を形成するための第２組成物を前記正孔注入／輸送層の上に吐出する第２液滴吐出工程と、吐出された第２組成物を乾燥させて前記正孔注入／輸送層上に発光層を形成する発光層形成工程とが含まれる。
【００４２】
まず、第１液滴吐出工程では、液滴吐出法により、正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を電極面５１１ａ上に吐出する。なお、この第１液滴吐出工程以降は、水、酸素の無い窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい（なお、画素電極上にのみ正孔注入／輸送層を形成する場合は、有機物バンク層に隣接して形成される正孔注入／輸送層は形成されない）。
【００４３】
図５に示すように、機能液吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）１４に正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを下部開口部５１２ｃ内に位置する電極面５１１ａに対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された第１組成物滴５１０ｃを電極面５１１ａ上に吐出する。
【００４４】
ここで用いる第１組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びｐその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。なお、正孔注入／輸送層形成材料は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層５１０ｂ（図１０参照）に対して同じ材料を用いても良く、発光層毎に変えてもよい。
【００４５】
図５に示すように、吐出された第１組成物滴５１０ｃは、親液処理された電極面５１１ａ及び積層部５１２ｅ上に拡がり、下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に満たされる。電極面５１１ａ上に吐出する第１組成物量は、下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄの大きさ、形成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、第１組成物中の正孔注入／輸送層形成材料の濃度等により決定される。また、第１組成物滴５１０ｃは１回のみならず、数回に分けて同一の電極面５１１ａ上に吐出してもよい。
【００４６】
次に、正孔注入／輸送層形成工程では、図６に示すように、吐出後の第１組成物を乾燥処理、及び熱処理して第１組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、電極面５１１ａ上に正孔注入／輸送層５１０ａを形成する。乾燥処理を行うと、第１組成物滴５１０ｃに含まれる極性溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層５１２ａ及び有機物バンク層５１２ｂに近いところで発生し、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入／輸送層形成材料が濃縮されて析出する。
【００４７】
そして、電極面５１１ａ上でも極性溶媒の蒸発が生じ、これにより電極面５１１ａ上に正孔注入／輸送層形成材料からなる平坦部である正孔注入／輸送層５１０ａが形成される。電極面５１１ａ上では、極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入／輸送層の形成材料が電極面５１１ａ上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部である正孔注入／輸送層５１０ａが形成される。
【００４８】
次に、第２液滴吐出工程では、液滴吐出法により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。この第２液滴吐出工程では、正孔注入／輸送層５１０ａの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第２組成物の溶媒として、正孔注入／輸送層５１０ａに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
【００４９】
しかし、その一方で、正孔注入／輸送層５１０ａは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出しても、正孔注入／輸送層５１０ａと発光層５１０ｂとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層５１０ｂを均一に塗布できない虞がある。そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入／輸送層５１０ａの表面の親和性を高めるために、発光層を形成する前に表面改質工程を行うことが好ましい。
【００５０】
そこで、まず表面改質工程について説明する。表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第２組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒を含む表面改質溶液を、液滴吐出法、スピンコート法またはディップ法により正孔注入／輸送層５１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行う。
【００５１】
例えば、液滴吐出法による塗布は、図７に示すように、液滴吐出ヘッド１４に、表面改質用溶媒を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを基板（すなわち正孔注入／輸送層５１０ａが形成された基板）に対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから表面改質用溶媒５１０ｄを正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出することにより行う。そして、表面改質用溶媒５１０ｄを乾燥して蒸発させる（図８に、表面改質用溶媒５１０ｄが蒸発して消失した後の状態を示す）。
【００５２】
次に、第２液滴吐出工程では、液滴吐出法により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。図９に示すように、液滴吐出ヘッド１４に、青色（Ｂ）発光層形成材料を含有する第２組成物を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に位置する正孔注入／輸送層５１０ａに対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴あたりの液量が制御された第２組成物滴５１０ｅを正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。
【００５３】
発光層形成材料としては、ポリフルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープして用いることができる。例えば、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、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【００５４】
非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層５１０ａに対して不溶なものが好ましく、例えばシクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。このような非極性溶媒を発光層５１０ｂの第２組成物に用いることにより、正孔注入／輸送層５１０ａを再溶解させることなく第２組成物を塗布できる。
【００５５】
図９に示すように、吐出された第２組成物５１０ｅは、正孔注入／輸送層５１０ａ上に拡がって下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に満たされる。第２組成物５１０ｅは１回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出してもよい。この場合、各回における第２組成物の量は同一でもよく、各回毎に第２組成物量を変えてもよい。
【００５６】
次に、発光層形成工程では、第２組成物を吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を施して、正孔注入／輸送層５１０ａ上に発光層５１０ｂを形成する。乾燥処理は、吐出後の第２組成物を乾燥処理することにより第２組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発して、図１０に示されるような、青色（Ｂ）発光層５１０ｂを形成する。
【００５７】
続けて、図１１に示すような、青色（Ｂ）発光層５１０ｂの場合と同様にして、赤色（Ｒ）発光層５１０ｂを形成し、最後に緑色（Ｇ）発光層５１０ｂを形成する。なお、発光層５１０ｂの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順序で形成してもよい。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順序を決定することも可能である。
【００５８】
次に、対向電極形成工程では、図１２に示すように、発光層５１０ｂ及び有機物バンク層５１２ｂの全面に陰極５０３（対向電極）を形成する。なお、陰極５０３は複数の材料を積層して形成してもよい。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばＣａ、Ｂａ等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にＬｉＦ等を薄く形成した方がよい場合もある。また、上部側（封止側）には下部側よりも仕事関数が高いものが好ましい。これらの陰極（陰極層）５０３は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、発光層５１０ｂの熱による損傷を防止できる点で好ましい。
【００５９】
また、ＬｉＦは、発光層５１０ｂ上のみに形成してもよく、さらに青色（Ｂ）、発光層５１０ｂ上のみに形成してもよい。また、陰極５０３の上部には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成したＡｌ膜、Ａｇ膜等を用いることが好ましい。また、陰極５０３上に、酸化防止のためにＳｉＯ_２、ＳｉＮ等の保護層を設けてもよい。
【００６０】
最後に、図１３に示す封止工程では、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中で、有機ＥＬ素子５０４上に封止用基板５０５を積層する。封止工程は、上記不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極５０３にピンホール等の欠陥が生じていた場合に、この欠陥部分から水や酸素等が陰極５０３に浸入して陰極５０３が酸化される虞があるので好ましくない。そして、最後にフレキシブル基板の配線に陰極５０３を接続するとともに、駆動ＩＣに回路素子部５０２の配線を接続することにより、本実施形態の有機ＥＬ装置５００が得られる。
【００６１】
なお、上記撥液性領域を形成する撥液膜、陰極５０３、画素電極５１１等においても、それぞれ液体材料を用い、液滴吐出法で形成するようにしてもよい。
【００６２】
次に、有機ＥＬ装置の製造装置（デバイス製造装置）について説明する。上述したように有機ＥＬ装置の製造プロセスにおいて、正孔注入／輸送層（正孔注入層）を形成する正孔注入／輸送層形成工程（第１液滴吐出工程＋乾燥工程）と、表面改質工程と、発光層を形成する発光層形成工程（第２液滴吐出工程＋乾燥工程）とは、液滴吐出ヘッド１４を用いた液滴吐出法で行われる。
【００６３】
このデバイス製造装置は、正孔注入／輸送層形成工程（必要な場合には表面改質工程を含む）を行う正孔注入層形成設備と、発光層形成工程を行う発光層形成設備とを備えている。各設備は、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置（製膜装置）、乾燥を行う加熱装置、製膜対象となる基板を搬送する搬送装置及びこれらを収容するチャンバ等を備えており、正孔注入層形成設備は液滴吐出ヘッドに正孔注入／輸送層材料が導入され、発光層形成設備は液滴吐出ヘッドにＲ・Ｇ・Ｂ発光層材料が導入され、各色毎に液滴吐出装置、加熱装置、搬送装置を備える点が異なるだけで、これらはほぼ同一の構造を有している。従って、液滴吐出ヘッドの交換や、発光機能材料の供給系の交換における手間を無視すれば、任意の一組の設備（液滴吐出装置、加熱装置、搬送装置及びチャンバ）で有機ＥＬ装置の製造は可能である。そこで、以下の説明では、発光層形成設備について説明し、他の設備については説明を省略する。
【００６４】
図外の装置により、上記のバンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経た基板は、図１４に示す発光層形成設備（デバイス製造装置）１に搬送される。発光層形成設備１は、ほぼ同様の構造を有する３台の液滴吐出装置（製膜装置）２ｂ、２ｄ、２ｆと、これら液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆとの間で基板を搬送する搬送システム３とを備えている。なお、各装置およびこれらの連結部分は、上述した不活性ガスを連続的に流して良好な雰囲気を構成するチャンバ内に収容されている。
【００６５】
搬送システム３は、マガジンローダ４と液滴吐出装置２ｂとの間、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆ間、および液滴吐出装置２ｆとマガジンアンローダ５との間でそれぞれ基板を搬送するものであって、基板移載・回転エリア３ａ、３ｇと、液滴吐出装置エリア３ｂ、３ｄ、３ｆと、中間搬送エリア３ｃ、３ｅとがＸ方向（図１４中、左右方向）に沿って設置されている。なお、以下においては、液滴着弾時に基板が移動するスキャン方向をＹ方向（図１４中、上下方向）とし、図１４中、紙面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【００６６】
マガジンローダ４は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。同様に、マガジンアンローダ５は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。
【００６７】
基板移載・回転エリア３ａには、各マガジンローダ４と対向する位置に載置台６がそれぞれ設置されている。各載置台６は、図示しない回転駆動装置により９０°それぞれ回転するとともに、載置された基板を仮位置決めする構成になっている。同様に、基板移載・回転エリア３ｇには、各マガジンアンローダ５と対向する位置に載置台７がそれぞれ設置されている。各載置台７は、図示しない回転駆動装置により９０°回転する構成になっている。
【００６８】
液滴吐出装置エリア３ｂには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｂと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｂ、１０ｂとが設置されている。乾燥装置８ｂは、液滴吐出装置２ｂで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させる（乾燥工程）ものである。なお、乾燥装置としては、不活性ガスを吹き付けるブロー乾燥や真空乾燥の他、ホットプレートを用いるものやランプ（赤外線ランプ）を用いるもの等が好ましい。そして、乾燥温度は４０℃±２℃〜２００℃±２℃とすることが好ましい。
【００６９】
搬送ロボット９ｂは、マガジンローダ４と載置台６との間、載置台６と液滴吐出装置２ｂとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｂは、液滴吐出装置２ｂと乾燥装置８ｂとの間、乾燥装置８ｂと後述する冷却部１１ｃとの間、および冷却部１１ｃと後述するバッファ部１３ｃとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７０】
中間搬送エリア３ｃには、基板を冷却する冷却部１１ｃと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｃと、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差（例えばヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｃから回転部１２ｃに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｃとが設置されている。バッファ部１３ｃは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００７１】
液滴吐出装置エリア３ｄには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｄと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｄ、１０ｄとが設置されている。乾燥装置８ｄは、液滴吐出装置２ｄで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させるものである。搬送ロボット９ｄは、バッファ部１３ｃと回転部１２ｃとの間、回転部１２ｃと液滴吐出装置２ｄとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｄは、液滴吐出装置２ｄと乾燥装置８ｄとの間、乾燥装置８ｄと後述する冷却部１１ｅとの間、および冷却部１１ｅと後述するバッファ部１３ｅとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７２】
中間搬送エリア３ｅには、基板を冷却する冷却部１１ｅと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｅと、液滴吐出装置２ｄ、２ｆ間の処理時間の差（例えばヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｅから回転部１２ｅに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｅとが設置されている。バッファ部１３ｅは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００７３】
液滴吐出装置エリア３ｆには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｆと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｆ、１０ｆとが設置されている。乾燥装置８ｆは、液滴吐出装置２ｆで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させるものである。搬送ロボット９ｆは、バッファ部１３ｅと回転部１２ｅとの間、回転部１２ｅと液滴吐出装置２ｆとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｆは、液滴吐出装置２ｆと乾燥装置８ｆとの間、乾燥装置８ｆと基板移載・反転エリアの載置台７との間、および載置台７とマガジンアンローダ５との間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７４】
液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆは、搬送された基板の複数の画素領域に対して赤色、青色、緑色の各着の発光材料（液滴）を吐出するものであり、それぞれ概略的にほぼ同様の構造を有し、図示しないサーマルクリーンチャンバー内に収容された液滴吐出ヘッド１４、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４を支持して一対のＸガイド１７に沿ってＸ方向に移動するＸテーブル１５、Ｘテーブル１５の下方（−Ｚ側）に配置され、基板を吸着保持して一対のＹガイド１８に沿ってＹ方向に移動するＹテーブル１６、液状体システム１９等を備えている。
【００７５】
Ｘテーブル１５は、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４をＸ方向に駆動・位置決めするとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置により、θＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）、θＸ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θＹ方向（Ｙ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めする。さらにＸテーブル１５には、液滴吐出ヘッド１４をＺ方向に駆動・位置決めするモータ（図示せず）が設けられている。
【００７６】
Ｙテーブル１６は、リニアモータ等の駆動装置によりＹ方向に駆動・位置決めされるとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置によりθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めされる構成になっている。なお、Ｙテーブル１６の移動経路近傍には、図示しない基板アライメントカメラが設置されており、搬送された基板に形成されたアライメントマークを検出することで、基板の載置方向や位置を検出可能になっている。
【００７７】
図１５に示すように、液滴吐出ヘッド１４は平面視矩形状を呈しており、液滴吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列でノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、この液滴吐出ヘッド１４は、ノズルを基板側に向けるとともに、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。そして、液滴吐出ヘッド１４は、この支持板２０を介してＸテーブル１５に支持される。なお、液滴吐出ヘッド１４がＸ軸（またはＹ軸）に対して傾く角度は、基板上に形成される画素領域の配列ピッチに基づいて設定される。
【００７８】
図１６は、図１５における右側面図である。この図に示すように、各液滴吐出ヘッド１４には、液状体システム１９から供給される液体を導入するための導入ユニット２１がそれぞれ設けられている（なお、これら導入ユニット２１は、図１５では図示を省略している）。各導入ユニット２１には、ノズルの列毎に２系統で液体が供給される構成になっている。
【００７９】
支持板２０の液滴吐出ヘッド１４が取り付けられる側には、先端面に位置検出用の孔部（図示せず）が形成された軸２２が複数突設されている。そして、この孔部を図示しないヘッドアライメントカメラで撮像し、その位置を検出するとともに、モータ等の回転駆動装置によりＸテーブル１５に対する支持板２０のθ方向の位置を補正することで、液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）をアライメント（位置決め）することができる。
【００８０】
つぎに、液滴吐出ヘッド１４の構造例について、図１７を参照して説明する。液滴吐出ヘッド１４は、たとえば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図１７（Ａ）に示すようにヘッド本体９０の液滴吐出面１４ａには、複数の吐出ノズル９１が形成されている。これらの吐出ノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。
【００８１】
図１７（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２は、吐出ノズル９１と液体室９３に対応して配置されている。そしてこのピエゾ素子９２に対して図１７（Ｃ）に示すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図１７（Ｄ），（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を矢印Ｑ方向に伸縮させることで、液状体を加圧して所定量の液滴９９を吐出ノズル９１から吐出させるようになっている。
【００８２】
図１８および図１９に示すように、液体システム１９は、液状体タンク９７に貯留された液体を液滴吐出ヘッド１４に供給するとともに、液体を回収・排出するための液状体ユニット（後述）、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９等を備えており、これらの中、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４の下方に配置されるとともに、ベース２３上を一対のＹガイド３０に沿ってＹ方向に移動する移動盤３１に設置され、移動盤３１とともにＹ方向に一体的に移動可能な構成となっている。
【００８３】
ワイピングユニット２７は、帯状の不織布等の布材により液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面（すなわち、略ノズル面）をワイピングする（拭う）ものであって、布材を巻出す巻出しリール２７ａ、ベース２３に設置された洗浄液タンク３２から供給される洗浄液を布材に吐出する洗浄液吐出部２７ｂ、液滴吐出ヘッド１４をワイピングした布材を巻取る巻取りリール２７ｃ等を備えており、巻出しリール２７ａ、洗浄液吐出部２７ｂ、巻取りリール２７ｃおよび移動盤３１を同期駆動することにより、例えば基板に対する液滴吐出処理後に洗浄液を含む布材で液滴吐出面をワイピング可能である。
【００８４】
吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に、液滴吐出ヘッド１４が配置された列毎に２カ所設けられている。各ユニット２９には、レーザ光の遮光・透過によりノズルからの液体の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎および各ノズル毎に検出する吐出検出装置（検出装置；図示せず）が設けられており、検出結果は図示しない制御装置に出力される。
【００８５】
図２０は、キャップユニット２６の概略構成図（正面図）である。キャップユニット２６は、それぞれが吸引パッドを有する複数のキャップ３３と、キャップ３３を支持する支持板３４、支持板３４に連結された支持板３５、３６を介して支持板３４をＺ方向に駆動するエアシリンダ等の移動手段３７、３８、後述する吸引ポンプ等から概略構成されている。
【００８６】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａ（図１６及び図１７参照）支持板３４の上面側（＋Ｚ側）に液滴吐出ヘッド１４に対応する位置および傾きで、より詳細には図２１に示すように、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列されて固定されている。なお、これらキャップ３３および支持板３４は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に配置されている。
【００８７】
移動手段３７、３８は、図示しないストッパーでＺ方向の移動を規定されることで、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａに当接して吸引する当接位置、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４から離間した退避位置との間で支持板３４を移動させるものであり、その駆動は後述する制御装置により制御される。
【００８８】
図２２に、液滴吐出ヘッド１４に関する駆動制御系及び液状体供給系を簡易的に示す。
液滴吐出ヘッド１４に対しては、液状体タンク９７に貯溜された発光材料等の液状体が送液路４１を介して供給される。また、液滴吐出ヘッド１４に設けられたピエゾ素子９２に対しては、所定量のインクを吐出するために制御装置４２の制御下で液状体の種類、温度（粘度）に適した駆動電圧（図１７（Ｃ）参照）が液滴吐出ヘッド駆動装置４３からノズル９１毎にそれぞれ印加される。
【００８９】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズル９１内の液状体が乾燥しないようにするために、液滴吐出をしない待機時にこの液滴吐出面１４ａを外気に触れさせないようにするとともに、液滴吐出面１４ａに当接して吐出ノズル９１に負圧吸引力を作用させることで、液滴吐出工程初期時に液滴吐出ヘッド１４内に液状体を充填させるものであり、既述の移動手段３７、３８によって液滴吐出面１４ａに対する当接位置と離間位置との間で移動する。キャップ３３には、吸引ポンプ等から構成される吸引装置４４が接続されており、吸引装置４４の作動によりキャップ３３から吸引されたヘッド１４内の液状体は、吸引路４５を介して廃液タンク４６に排出される。
【００９０】
吸引路４５には、制御装置４２の制御下で吸引路４５を開閉するためのバルブ（開閉手段）４７が介装されている。バルブ４７は、図２３に示すように、回転部４８ａを中心として回転する一対の挟持片４８ｂ、４８ｂから成るやっとこ状の挟持部材４８と、突部４９ａを有し図示しないモータの駆動により紙面と直交する軸周りに回転するカム４９とから構成される。なお、このモータの駆動は、制御装置４２により制御される。
【００９１】
挟持片４８ｂ、４８ｂは、先端が対向して吸引路（チューブ）４５の外周に当接するく字状に形成されており、一方の挟持片４８ｂの基端は基台５０に固定されている。また、他方の挟持片４８ｂは、吸引路４５を閉状態にする際にカム４９の突部４９ａに当接し、吸引路４５を開状態にする際にカム４９の外周に摺接する位置に配置されている。従って、モータの駆動によりカム４９の突部４９ａが挟持片４８ｂに当接すると、挟持片４８ｂの基端側が図２３中、下向きに移動することで先端側が図中、上向きに移動するため、チューブ（吸引路４５）は挟持片４８ｂ、４８ｂ間で挟持され押しつぶされることで閉じられる。またカム４９が回転して突部４９ａと挟持片４８ｂとの当接が解除されると、挟持片４８ｂ、４８ｂによるチューブの挟持が解放され、チューブは開かれることになる。
【００９２】
制御装置４２は、移動手段３７、３８の駆動（すなわちキャップ３３の移動）と同期させて吸引装置４４を作動させるとともに、モータの駆動を制御することにより、吸引路４５の開閉を制御する構成になっている。なお、これらバルブ４７及び制御装置４２によって、本発明の断続吸引部が構成される。
【００９３】
次に、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆにおける基板の液滴吐出処理工程について説明する。
Ｙテーブル１６に基板が移載されると、基板アライメントカメラにより基板のアライメントマークを撮像することで、当該基板の載置方向や位置を検出する。そして、検出された位置に基づいて駆動装置および回転駆動装置を駆動することにより、基板を所定位置に位置決め（アライメント）する。一方、液滴吐出ヘッド１４に対しても、ヘッドアライメントカメラで軸２２の孔部を撮像することで、支持板２０の位置、すなわち液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）を検出し、リニアモータやダイレクトドライブモータ等の駆動装置を駆動することで所定の位置・姿勢に位置決めする。
【００９４】
ここで、液滴吐出処理工程の当初においては液滴吐出ヘッド１４に液状体が導入されていない。従って、液滴吐出前には吸引装置４４の駆動により液滴吐出ヘッド１４を吸引して液体を導入する。具体的には、まずＸテーブル１５がＸ方向に移動して液滴吐出ヘッド１４がキャップ３３に対向する位置に位置決めされると、移動手段３７、３８の駆動により支持板３４が退避位置から当接位置へ＋Ｚ方向に移動する。
【００９５】
これにより、全てのキャップ３３が対応する液滴吐出ヘッド１４の液状体吐出面１４ａにそれぞれ当接する。そして、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、制御装置４２は、吸引装置４４を作動させるとともにバルブ４７のモータを駆動することで液滴吐出ヘッド１４に液状体を充填する。
【００９６】
以下、この液状体の充填方法について詳述する。
制御装置４２が吸引装置４４を駆動することで、吸引路４５を介してキャップ３３が負圧となるが、バルブ４７により吸引路４５が閉じられると、キャップ３３においては、負圧が開放されて大気圧となる。従って、カム４９を一定の周期で作動させると、吸引路４５が断続的に開閉される。このときの吐出ノズルにおける圧力変動を図２４に示す（図２４では、大気圧をノズル圧力０と図示している）。
【００９７】
ここで、吸引路４５の開閉を吸引装置４４の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）と同期させてもよいが、この場合、バルブ４７が開いてから負圧吸引が開始されるため、図２４中、二点鎖線で示すように、吐出ノズルにおける負圧が高まるまでに多くの時間を要することになる。そこで、本実施の形態では、吸引装置４４による負圧吸引を継続させた状態でバルブ４７（吸引路４５）の開閉を行っている。これにより、バルブ４７が閉じたときにはノズル圧力が０（大気圧）となるが、バルブ４７と吸引装置４４との間の吸引路４５は負圧が高まった状態となる。そのため、バルブ４７を開くと、図２４中、実線で示すように、ノズル圧力を急激に減圧することが可能になる。
【００９８】
このように、大きな圧力差をもった負圧吸引を断続的に行うことにより、圧力差による衝撃でヘッド１４内の気泡が移動しやすくなる。また、ヘッド内の気泡を確実に排除するには、上記断続的な負圧吸引のパラメータ（サイクル数；１秒間にバルブ４７をＯＮ／ＯＦＦする回数）を液状体の粘度に応じて設定する必要がある。例えば、飛行曲がり、吐出不能、吐出速度が遅い、吐出重量が少ない等の吐出不良を生じるノズルが存在する場合には、ヘッド１４内に気泡が残存しており、吐出不良のノズルが存在しない場合には気泡を排除できているものと仮定し、ある液状体を用いた実験では、粘度が８ｍＰａ・ｓの液状体では断続吸引を行わなくても正常な液滴吐出ができ、粘度が２２ｍＰａ・ｓ及び２８ｍＰａ・ｓの液状体では２サイクル（２Ｈｚ）の断続吸引で正常な液滴吐出ができた。また、粘度が３４ｍＰａ・ｓの液状体では、３サイクル（３Ｈｚ）の断続吸引で正常な液滴吐出ができた。このように、液状体の粘度に応じて断続吸引のサイクル数を設定することで、種々の粘度の液状体に対しても、ヘッド１４内に気泡を残すことなく液状体を充填することができる。
【００９９】
そして、液滴吐出ヘッド１４（ノズル）に液状体が導入・充填されると、Ｘテーブルを介して液滴吐出ヘッド１４を吐出確認ユニット２９の上方に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド１４から吐出確認ユニット２９に対して液状体を予備吐出する。これを詳述すると、支持板２０を吐出確認ユニット２９の上方で往復移動させ、往路、復路のそれぞれで一列ずつ液滴吐出ヘッド１４から液体を吐出する。液体吐出時には、吐出検出装置がレーザ光等の検知光を照射して、液体の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎、および各ノズル毎に検出する、いわゆるドット抜け検出を行う。ここでドット抜けが検出されると、上述した手順と同様に、キャップユニット２６により液滴吐出ヘッド１４を吸引する。
【０１００】
そして、液滴吐出処理に係る液状体の準備が整うと、液滴吐出処理を実施する。なお、実際には、液滴吐出ヘッド１４から吐出される液体重量を測定するがここではその説明を省略する。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態では、液状体充填時に当該液状体の吸引を断続的に行うことで、高粘度の液状体であっても気泡を移動させてヘッド内部に気泡を残すことなく液状体を充填することが可能になる。特に、本実施の形態では、吸引路４５を閉じたときにも吸引装置４４による負圧吸引を継続させることで大きな圧力差が生じるので、この圧力差による衝撃でヘッド１４内の気泡をより移動させやすくなり、気泡排除の確実性を高めることができる。そのため、高粘度の液状体や加熱できない液状体であっても、ヘッドから安定して液滴吐出することが可能になり、所望の吐出特性でワーク上に製膜することが可能になる。結果として、液滴吐出ヘッド１４から吐出された液状体で製造されたデバイスは、所望の形状、大きさで製膜され、品質を維持することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、液状体の粘度に応じて断続吸引に関するパラメータを設定するので、粘度が異なる種々の液状体に対しても、充填時に気泡が排除できる最適なパラメータを適用することが可能になる。なお、このパラメータとして、上記実施の形態では断続吸引の周波数の例を用いて説明したが、総吸引時間等、他のパラメータを設定することも可能である。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、ヘッド１４に対する断続吸引を実施する方法として吸引路４５を開閉する方法を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば吸引路４５を常時開放し、吸引装置４４を断続的に作動させる構成としてもよい。また、上記実施形態では、吸引路４５を閉じたときにも吸引装置４４による負圧吸引を継続させる構成としたが、これに限定されるものではなく、吸引路４５が開放されたときのみに吸引装置４４による吸引を実施する手順としてもよい。
【０１０４】
以上、実施形態では有機ＥＬ装置を製造する例を用いて説明したが、液晶表示装置のカラーフィルタといった他のデバイスを液滴吐出法で製造する場合においても同様に、本発明を適用可能である。
【０１０５】
例えば、液晶表示装置におけるカラーフィルタを製造する場合は、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂ各色のフィルタ材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、フィルタ材料を選択的に吐出して、基板上に多数のフィルタエレメントを形成する。加えて、上記と同様の方法で、多数のフィルタエレメントを被覆するオーバーコート膜を形成することも可能である。
【０１０６】
同様に、本実施の形態の液滴吐出装置２は、電子放出装置を製造する場合や、ＰＤＰ装置を製造する場合、及び電気泳動表示装置を製造する場合等に適用可能である。
【０１０７】
電子放出装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂ各色の蛍光材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、電極上に多数の蛍光体を形成する。なお、電子放出装置は、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）を含む上位の概念である。
【０１０８】
ＰＤＰ装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂの各色の蛍光材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、背面基板上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。
【０１０９】
電気泳動表示装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に各色の泳動体材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、泳動体材料を選択的に吐出して、電極上の多数の凹部にそれぞれ泳動体を形成する。なお、帯電粒子と染料とからなる泳動体は、マイクロカプセルに封入されていることが好ましい。
【０１１０】
一方、本実施の形態の液滴吐出装置２は、金属配線を形成する場合や、レンズを形成する場合、レジストを形成する場合、光拡散体を形成する場合等にも適用可能である。
【０１１１】
金属配線を形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に液状金属材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、液状金属材料を選択的に吐出して、基板上に金属配線を形成する。例えば、上記の液晶表示装置におけるドライバと各電極とを接続する金属配線や、上記の有機ＥＬ装置におけるＴＦＴ等と各電極とを接続する金属配線に適用することができる。また、この種のフラットディスプレイの他、一般的な半導体製造技術に適用できることはいうまでもない。
【０１１２】
レンズを形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にレンズ材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、レンズ材料を選択的に吐出して、透明基板上に多数のマイクロレンズを形成する。例えば、上記のＦＥＤ表示装置におけるビーム収束用のデバイスとして適用可能である。また、各種の光デバイスに適用できることはいうまでもない。
【０１１３】
レジストを形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にレジスト材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、レジスト材料を選択的に吐出して、基板上に任意形状のフォトレジストを形成する。例えば、上記の各種表示装置におけるバンクの形成はもちろんのこと、半導体製造技術の主体を為すフォトリソグラフィー法においてフォトレジストの塗布に広く適用可能である。
【０１１４】
光拡散体を形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に光拡散材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、光拡散材料を選択的に吐出して、基板上に多数の光拡散体を形成する。この場合も、各種の光デバイスに適用できることはいうまでもない。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、高粘度の液状体であっても加熱したり、流路に気泡を残すことなくヘッドに容易に充填することができ、安定した液滴吐出が可能になることで所望の吐出特性で製膜することができる。また、本発明では、吐出の不安定に起因する品質不良が生じず、高品質の各種デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のバンク部形成工程（無機物バンク）の断面図である。
【図２】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のバンク部形成工程（有機物バンク）の断面図である。
【図３】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のプラズマ処理工程（親水化処理）の断面図である。
【図４】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のプラズマ処理工程（撥水化処理）の断面図である。
【図５】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の正孔注入層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図６】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の正孔注入層形成工程（乾燥）の断面図である。
【図７】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の表面改質工程（液滴吐出）の断面図である。
【図８】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の表面改質工程（乾燥）の断面図である。
【図９】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＢ発光層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図１０】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＢ発光層形成工程（乾燥）の断面図である。
【図１１】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＲ・Ｇ・Ｂ発光層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図１２】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の対向電極形成工程の断面図である。
【図１３】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の封止工程の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図であって、デバイス製造装置の概略平面図である。
【図１５】液滴吐出ヘッドを支持する支持板の平面図である。
【図１６】図１５における右側面図である。
【図１７】液滴吐出ヘッドの構造を示す図であって、（Ａ）はヘッド本体の外観斜視図、（Ｂ）は部分拡大図、（Ｃ）は時間と印加電圧との関係図、（Ｄ）〜（Ｆ）は印加された電圧毎に示された液体室の動作図である。
【図１８】液滴吐出装置を構成する液体システムの概略平面図である。
【図１９】図１８における正面図である。
【図２０】液状体システムを構成するキャップユニットの概略正面図である。
【図２１】キャップを支持する支持板の平面図である。
【図２２】液滴吐出ヘッドに関する駆動制御系及び液状体供給系を示す図である。
【図２３】吸引路を開閉するバルブの概略構成図である。
【図２４】バルブの開閉とノズル圧力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　発光層形成設備（デバイス製造装置）
１４　液滴吐出ヘッド（機能液吐出ヘッド、ヘッド）
４２　制御装置（断続吸引部）
４４　吸引装置
４５　吸引路
４７　バルブ（開閉手段、断続吸引部）
９１　吐出ノズル
５０１　基板（ワーク）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming apparatus, a method for filling a liquid material thereof, a device manufacturing method, a device manufacturing apparatus, and a device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art With the development of electronic devices such as computers and portable information device terminals, the use of liquid crystal display devices, particularly color liquid crystal display devices, has been increasing. This type of liquid crystal display device uses a color filter to color a display image. Some color filters have a substrate and are formed by supplying R (red), G (green), and B (red) inks as droplets to the substrate in a predetermined pattern. As a method of supplying droplets to such a substrate, for example, a film forming apparatus using a droplet discharge method such as an inkjet method is employed.
[0003]
In the case of adopting the droplet discharge method, a predetermined amount of droplets is discharged from a droplet discharge head to a substrate in a film forming apparatus and supplied. In many cases, an opening is formed, and a piezoelectric element is disposed in such a manner that the direction of expansion and contraction is matched so as to face each nozzle opening. As this type of piezoelectric element, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-295269, an element in which electrodes and piezoelectric materials are alternately laminated in a sandwich shape is provided. The configuration is such that the functional liquid filled in the cavity (ink reservoir) is ejected by a pressure wave generated by deformation of the piezoelectric element.
[0004]
In this type of droplet discharge head, it is difficult to discharge a high-viscosity liquid (liquid) because the functional liquid viscosity that can be discharged is limited. Therefore, conventionally, a technique (JP-A-5-281562) in which a heater (heating element) is provided in an ink tank communicating with a pressure chamber via a supply port, and a technique in which a heater is provided in both an ink jet head and an ink tank ( Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-164702) is provided, and by using these techniques to lower the viscosity to a level at which a high-viscosity ink can be ejected, it is possible to use industrial chemicals which were conventionally difficult to form a film. It has become.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described related art has the following problems. When filling the ink into the ink jet head, for example, an ink tank outside the head is connected to the head, and the nozzle portion of the head is suctioned at a negative pressure. However, the ink flow path inside the head is fine, and air bubbles accumulate in portions where ink flow is stagnant, such as a bent portion, a portion where the flow channel width changes, and an uneven portion, and this may not be discharged. If air bubbles remain in the inside of the head as described above, the pressure loss at the time of ink ejection becomes large, causing not only unstable ejection, but also a problem that the ink cannot be ejected in severe cases.
[0006]
In addition, filling can be facilitated by lowering the viscosity of a high-viscosity ink by heating.However, since there are inks whose properties deteriorate when heated, such inks are heated by heating as described above. A method of reducing the viscosity cannot be adopted, and it is difficult to fill the ink into the ink jet head.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and a film forming apparatus capable of filling a head without heating or leaving air bubbles in a flow path even with a high-viscosity ink, and filling the liquid material thereof. It is an object to provide a method, a device manufacturing method, a device manufacturing apparatus, and a device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
A liquid material filling method for a film forming apparatus according to the present invention is directed to a film forming apparatus including: a head provided with a discharge nozzle; and a suction device configured to suction the liquid in the head from the discharge nozzle via a suction path. A method of filling the liquid material into the head, wherein the liquid material is filled into the head by intermittently sucking the liquid material from the discharge nozzle. . As an intermittent suction method, it is possible to adopt intermittent opening and closing of the suction path.
[0009]
Accordingly, in the present invention, bubbles in the head are easily moved by an impact due to a pressure difference applied to the liquid at the time of stopping suction and at the time of suction, and it is possible to suppress accumulation of bubbles in a portion where the liquid is stagnant. . Therefore, the liquid can be filled in the head without leaving air bubbles in the flow path, and it becomes possible to avoid a situation in which the ejection of the droplet becomes unstable or the ejection becomes impossible.
[0010]
Further, when the suction passage is closed, it is preferable to continue the operation of the suction device. Thus, in the present invention, the negative pressure in the suction path can be increased when the suction is stopped, and the pressure difference applied to the liquid when the suction path is opened can be further increased. Therefore, the flow velocity of the liquid material in the head increases, and the elimination of bubbles can be further facilitated.
[0011]
In addition, it is preferable to set parameters related to intermittent suction, such as the frequency of suction / suction stop and the total suction time, according to the viscosity of the liquid material. Thereby, it becomes possible to carry out optimal intermittent suction according to liquid materials having various viscosities.
[0012]
On the other hand, the device manufacturing method of the present invention is a device manufacturing method comprising: a filling step of filling a liquid material into a head; and a film forming step of discharging droplets from the head to form a film on a substrate. The filling step is performed by using the liquid filling method of the film forming apparatus.
[0013]
Thus, in the present invention, it is possible to avoid a situation in which bubbles during filling of the liquid material remain in the head and the ejection of droplets becomes unstable or the ejection becomes impossible. To form a film on the substrate.
[0014]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a filter material, and the work is a substrate of a liquid crystal display device on which a filter element is formed by the filter material.
[0015]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a light emitting functional material, and the work forms at least one of an EL (Electro-Luminescence) light emitting layer and a hole injection / transport layer in the pixel by the light emitting functional material. The substrate is a substrate of an organic EL device to be manufactured.
[0016]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a fluorescent material, and the work is an electrode of an electron emission device in which the fluorescent material is formed by the fluorescent material. The electron emission device is a concept including a so-called FED (Field Emission Display) device.
[0017]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a fluorescent material, and the work is a back substrate of a PDP (Plasma Display Panel) device in which a fluorescent material is formed in a concave portion by the fluorescent material. I have.
[0018]
Further, the device manufacturing method according to the present invention is characterized in that the liquid material is a migration material and the workpiece is an electrode of an electrophoretic display device in which a migration material is formed in a concave portion by the migration material.
[0019]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a liquid metal material, and the work is a substrate on which metal wiring is formed by the liquid metal material.
[0020]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a lens material, and the work is a substrate on which a microlens is formed by the lens material.
[0021]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a resist material, and the work is a substrate on which a resist having an arbitrary shape is formed by the resist material.
[0022]
Further, in the device manufacturing method according to the present invention, the liquid material is a light diffusing material, and the work is a substrate on which the light diffusing material is formed by the light diffusing material.
[0023]
Therefore, according to the device manufacturing method of the present invention, in each of the manufacturing of the liquid crystal display device, the organic EL device, the electron emission device, the PDP device, the electrophoretic display device, the metal wiring, the microlens, the resist having an arbitrary shape, and the light diffuser, The initial filling operation of the liquid material into the liquid can be performed appropriately and smoothly.
[0024]
On the other hand, a film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus including a head provided with a discharge nozzle, and a suction device that suctions a liquid material in the head from the discharge nozzle via a suction path. And an intermittent suction unit for intermittently sucking the liquid material from the discharge nozzle. The intermittent suction unit may be configured to include an opening / closing unit that freely opens and closes the suction path and a control device that operates the opening / closing unit intermittently.
[0025]
Accordingly, in the present invention, bubbles in the head are easily moved by an impact due to a pressure difference applied to the liquid at the time of stopping suction and at the time of suction, and it is possible to suppress accumulation of bubbles in a portion where the liquid is stagnant. . Therefore, the liquid can be filled in the head without leaving air bubbles in the flow path, and it becomes possible to avoid a situation in which the ejection of the droplet becomes unstable or the ejection becomes impossible.
[0026]
Further, when the suction passage is closed, it is preferable to continue the operation of the suction device. Thus, in the present invention, the negative pressure in the suction path can be increased when the suction is stopped, and the pressure difference applied to the liquid when the suction path is opened can be further increased. Therefore, the flow velocity of the liquid material in the head increases, and the elimination of bubbles can be further facilitated.
[0027]
Further, a device manufacturing apparatus of the present invention is a device manufacturing apparatus for forming a film on a work by discharging droplets from a head, wherein the film is formed on the work using the above-described film forming apparatus. .
[0028]
Thus, in the present invention, it is possible to avoid a situation in which bubbles during filling of the liquid material remain in the head and the ejection of droplets becomes unstable or the ejection becomes impossible. To form a film on the substrate.
[0029]
Further, a device of the present invention is characterized by being manufactured by the device manufacturing apparatus described above. As a result, according to the present invention, a high-quality device in which a film is formed with droplets that are stably discharged can be obtained.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a film forming apparatus, a liquid material filling method thereof, a device manufacturing method, a device manufacturing apparatus, and a device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The film forming apparatus of the present embodiment is incorporated in a manufacturing line (device manufacturing apparatus) of an organic EL device, which is a kind of a so-called flat display, and uses a plurality of droplet discharge heads, and emits light-emitting material from its discharge nozzle. Are formed to form an EL light emitting layer and a hole injection layer of each pixel having a light emitting function of the organic EL device.
[0031]
Therefore, the structure of the organic EL device will be described first, and the manufacturing method (manufacturing process) thereof will be described.
1 to 13 show the manufacturing process of an organic EL device including an organic EL element and the structure thereof. This manufacturing process includes a bank part forming step, a plasma processing step, a light emitting element forming step including a hole injection / transporting layer forming step and a light emitting layer forming step, a counter electrode forming step, and a sealing step. It is configured.
[0032]
In the bank portion forming step, the opening portion 512g is formed by laminating the inorganic bank layer 512a and the organic bank layer 512b at predetermined positions on the circuit element portion 502 and the electrode (pixel electrode) 511 formed on the substrate 501 in advance. Is formed. As described above, the bank part forming step includes a step of forming the inorganic bank layer 512a on a part of the electrode 511 and a step of forming the organic bank layer 512b on the inorganic bank layer.
[0033]
First, in the step of forming the inorganic bank layer 512a, the SiO 2 that becomes the inorganic bank layer 512a over the entire surface of the second interlayer insulating film 544b and the pixel electrode 511 of the circuit element portion 502 is formed. ₂ , TiO ₂ Is formed by a CVD method, a coating method, a sputtering method, an evaporation method, or the like. Next, the inorganic film is patterned by etching or the like to provide a lower opening 512c corresponding to the position where the electrode surface 511a of the electrode 511 is formed, as shown in FIG. At this time, the inorganic bank layer 512a needs to be formed so as to overlap with the peripheral portion of the electrode 511. As described above, by forming the inorganic bank layer 512a so that the peripheral portion (part) of the electrode 511 and the inorganic bank layer 512a overlap, the light emitting region of the light emitting layer 510b (see FIGS. 10 to 13) is controlled. be able to.
[0034]
Next, in the step of forming the organic bank layer 512b, as shown in FIG. 2, the organic bank layer 512b is formed on the inorganic bank layer 512a. The organic bank layer 512b is etched by photolithography or the like to form an upper opening 512d of the organic bank layer 512b. The upper opening 512d is provided at a position corresponding to the electrode surface 511a and the lower opening 512c.
[0035]
The upper opening 512d is preferably formed wider than the lower opening 512c and narrower than the electrode surface 511a, as shown in FIG. Thus, the laminated portion 512e surrounding the lower opening portion 512c of the inorganic bank layer 512a extends to the center of the electrode 511 beyond the organic bank layer 512b. In this manner, by opening the upper opening 512d and the lower opening 512c, an opening 512g penetrating the inorganic bank layer 512a and the organic bank layer 512b is formed.
[0036]
Next, in the plasma processing step, a region showing lyophilicity and a region showing lyophobicity are formed on the surface of the bank portion 512 and the surface 511a of the pixel electrode. This plasma processing step includes a pre-heating step, a lyophilic step of processing the upper surface (512f) of the bank portion 512, the wall surface of the opening 512g, and the electrode surface 511a of the pixel electrode 511 to have lyophilicity. A liquid repellent process in which the upper surface 512f of the organic bank layer 512b and the wall surface of the upper opening portion 512d are processed to have liquid repellency, and a cooling process are roughly classified.
[0037]
First, in the preheating step, the substrate 501 including the bank portion 512 is heated to a predetermined temperature. The heating is performed by, for example, attaching a heater to a stage on which the substrate 501 is mounted, and heating the substrate 501 together with the stage using the heater. Specifically, it is preferable that the preheating temperature of the substrate 501 be, for example, in the range of 70 to 80 ° C.
[0038]
Next, in the lyophilic process, a plasma treatment (O ₂ (Plasma treatment). This O ₂ As shown in FIG. 3, the electrode surface 511a of the pixel electrode 511, the laminated portion 512e of the inorganic bank layer 512a, and the wall surface and the upper surface 512f of the upper opening portion 512d of the organic bank layer 512b are subjected to the lyophilic treatment by the plasma processing. By this lyophilic treatment, a hydroxyl group is introduced into each of these surfaces to impart lyophilicity. In FIG. 3, the portion subjected to the lyophilic treatment is indicated by a dashed line.
[0039]
Next, in the lyophobic process, plasma treatment (CF ₄ (Plasma treatment). CF ₄ As shown in FIG. 4, the wall surface of the upper opening portion 512d and the upper surface 512f of the organic bank layer 512b are subjected to the lyophobic treatment by the plasma treatment. By this lyophobic treatment, a fluorine group is introduced into each of these surfaces to impart lyophobicity. In FIG. 4, the region exhibiting liquid repellency is indicated by a two-dot chain line.
[0040]
Next, in the cooling step, the substrate 501 heated for the plasma processing is cooled to room temperature or a control temperature in the droplet discharging step. By cooling the substrate 501 after the plasma treatment to room temperature or a predetermined temperature (for example, a management temperature for performing a droplet discharging step), the next hole injection / transport layer forming step can be performed at a constant temperature.
[0041]
Next, in a light emitting element formation step, a light emitting element is formed by forming a hole injection / transport layer and a light emitting layer on the pixel electrode 511. The light emitting element forming step includes four steps. That is, a first droplet discharging step of discharging a first composition for forming a hole injecting / transporting layer onto each of the pixel electrodes, and drying the discharged first composition on the pixel electrode. A hole injection / transport layer forming step of forming a hole injection / transport layer on the substrate, and a second droplet discharging step of discharging a second composition for forming a light emitting layer onto the hole injection / transport layer. And a step of forming a light emitting layer on the hole injection / transport layer by drying the discharged second composition.
[0042]
First, in the first droplet discharging step, a first composition including a material for forming a hole injection / transport layer is discharged onto the electrode surface 511a by a droplet discharging method. Note that the steps after the first droplet discharging step are preferably performed in an inert gas atmosphere such as a water or oxygen-free nitrogen atmosphere or an argon atmosphere (a hole injection / transport layer is formed only on the pixel electrode). In this case, the hole injection / transport layer formed adjacent to the organic bank layer is not formed).
[0043]
As shown in FIG. 5, a functional liquid discharge head (droplet discharge head) 14 is filled with a first composition containing a material for forming a hole injection / transport layer, and a discharge nozzle of the droplet discharge head 14 is set to a lower opening 512c. While the droplet ejection head 14 and the substrate 501 are relatively moved while being opposed to the electrode surface 511a located inside, the first composition droplet 510c whose liquid amount per droplet is controlled is ejected from the ejection nozzle onto the electrode surface 511a. To be discharged.
[0044]
As the first composition used here, for example, a composition in which a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrenesulfonic acid (PSS) is dissolved in a polar solvent can be used. Examples of the polar solvent include isopropyl alcohol (IPA), normal butanol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and derivatives thereof, carbitol acetate, Examples thereof include glycol ethers such as butyl carbitol acetate. The material for forming the hole injection / transport layer may be the same for the R, G, and B light emitting layers 510b (see FIG. 10), or may be changed for each light emitting layer.
[0045]
As shown in FIG. 5, the discharged first composition droplet 510c spreads on the lyophilic treated electrode surface 511a and the laminated portion 512e, and fills the lower and upper openings 512c and 512d. The amount of the first composition discharged onto the electrode surface 511a depends on the size of the lower and upper openings 512c and 512d, the thickness of the hole injection / transport layer to be formed, and the hole injection / transport in the first composition. It is determined by the concentration of the layer forming material and the like. The first composition droplet 510c may be discharged onto the same electrode surface 511a not only once but also several times.
[0046]
Next, in the hole injecting / transporting layer forming step, as shown in FIG. 6, the first composition after ejection is dried and heat-treated to evaporate the polar solvent contained in the first composition, A hole injection / transport layer 510a is formed on the electrode surface 511a. When the drying process is performed, the evaporation of the polar solvent contained in the first composition droplet 510c mainly occurs near the inorganic bank layer 512a and the organic bank layer 512b, and the hole injection / transport is performed in accordance with the evaporation of the polar solvent. The layer forming material is concentrated and deposited.
[0047]
Then, evaporation of the polar solvent also occurs on the electrode surface 511a, whereby the hole injection / transport layer 510a, which is a flat portion made of the hole injection / transport layer forming material, is formed on the electrode surface 511a. Since the evaporation rate of the polar solvent is substantially uniform on the electrode surface 511a, the material for forming the hole injecting / transporting layer is uniformly concentrated on the electrode surface 511a. A hole injection / transport layer 510a is formed.
[0048]
Next, in the second droplet discharging step, a second composition including a light emitting layer forming material is discharged onto the hole injection / transport layer 510a by a droplet discharging method. In the second droplet discharging step, in order to prevent the hole injection / transport layer 510a from re-dissolving, the hole injection / transport layer 510a is used as a solvent of the second composition used in forming the light emitting layer. Use an insoluble non-polar solvent.
[0049]
However, on the other hand, the hole injecting / transporting layer 510a has a low affinity for the nonpolar solvent, so that even if the second composition containing the nonpolar solvent is discharged onto the hole injecting / transporting layer 510a, There is a possibility that the hole injection / transport layer 510a and the light emitting layer 510b cannot be brought into close contact with each other, or the light emitting layer 510b cannot be uniformly applied. Therefore, in order to increase the affinity of the surface of the hole injection / transport layer 510a with the nonpolar solvent and the material for forming the light emitting layer, it is preferable to perform a surface modification step before forming the light emitting layer.
[0050]
Therefore, the surface modification step will be described first. In the surface modification step, the surface modification solution containing the same solvent as the non-polar solvent of the second composition used for forming the light-emitting layer or a similar solvent is applied by a droplet discharging method, a spin coating method or a dip method. This is performed by applying the film on the hole injection / transport layer 510a and then drying it.
[0051]
For example, in the application by the droplet discharging method, as shown in FIG. 7, the droplet discharging head 14 is filled with a solvent for surface modification, and the discharging nozzle of the droplet discharging head 14 is moved to the substrate (that is, hole injection / transport). By discharging the surface modifying solvent 510d from the discharge nozzle onto the hole injection / transport layer 510a while moving the droplet discharge head 14 and the substrate 501 relative to each other (the substrate on which the layer 510a is formed). Do. Then, the surface modifying solvent 510d is dried and evaporated (FIG. 8 shows a state after the surface modifying solvent 510d has evaporated and disappeared).
[0052]
Next, in the second droplet discharging step, a second composition including a light emitting layer forming material is discharged onto the hole injection / transport layer 510a by a droplet discharging method. As shown in FIG. 9, the droplet discharge head 14 is filled with a second composition containing a material for forming a blue (B) light emitting layer, and the discharge nozzles of the droplet discharge head 14 are positioned at lower and upper openings 512c and 512d. The second composition droplet 510e whose liquid amount per droplet is controlled is discharged from the discharge nozzle while the droplet discharge head 14 and the substrate 501 are relatively moved while being opposed to the hole injection / transport layer 510a located in the inside. Discharge is performed on the hole injection / transport layer 510a.
[0053]
As the light emitting layer forming material, a polyfluorene polymer derivative, a (poly) paraphenylenevinylene derivative, a polyphenylene derivative, polyvinylcarbazole, a polythiophene derivative, a perylene dye, a coumarin dye, a rhodamine dye, or an organic material such as An EL material can be used after being doped. For example, it can be used by doping rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile Red, coumarin 6, quinacridone, or the like.
[0054]
As the nonpolar solvent, a solvent which is insoluble in the hole injection / transport layer 510a is preferable, and for example, cyclohexylbenzene, dihydrobenzofuran, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, or the like can be used. By using such a non-polar solvent for the second composition of the light emitting layer 510b, the second composition can be applied without redissolving the hole injection / transport layer 510a.
[0055]
As shown in FIG. 9, the discharged second composition 510e spreads over the hole injection / transport layer 510a and fills the lower and upper openings 512c and 512d. The second composition 510e may be discharged onto the same hole injection / transport layer 510a not only once but also several times. In this case, the amount of the second composition may be the same each time, or the amount of the second composition may be changed each time.
[0056]
Next, in the light emitting layer forming step, after the second composition is discharged, a drying treatment and a heat treatment are performed to form the light emitting layer 510b on the hole injection / transport layer 510a. In the drying process, the non-polar solvent contained in the second composition is evaporated by performing a drying process on the discharged second composition, and a blue (B) light emitting layer 510b as shown in FIG. 10 is formed. .
[0057]
Subsequently, a red (R) light emitting layer 510b is formed in the same manner as in the case of the blue (B) light emitting layer 510b as shown in FIG. 11, and finally a green (G) light emitting layer 510b is formed. Note that the order of forming the light emitting layer 510b is not limited to the order described above, and may be formed in any order. For example, it is possible to determine the order of formation according to the light emitting layer forming material.
[0058]
Next, in a counter electrode forming step, as shown in FIG. 12, a cathode 503 (counter electrode) is formed on the entire surface of the light emitting layer 510b and the organic bank layer 512b. Note that the cathode 503 may be formed by stacking a plurality of materials. For example, it is preferable to form a material having a small work function on the side close to the light-emitting layer. For example, Ca, Ba, or the like can be used. Depending on the material, it is preferable to form a thin layer of LiF or the like under the material. There is also. It is preferable that the work function is higher on the upper side (sealing side) than on the lower side. The cathode (cathode layer) 503 is preferably formed by, for example, an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or the like, and is particularly preferably formed by an evaporation method in that damage to the light emitting layer 510b by heat can be prevented.
[0059]
Further, LiF may be formed only on the light emitting layer 510b, or may be formed only on the blue (B) light emitting layer 510b. In addition, an Al film, an Ag film, or the like formed by an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or the like is preferably used over the cathode 503. Further, on the cathode 503, SiO. ₂ , A protective layer such as SiN.
[0060]
Finally, in a sealing step shown in FIG. 13, a sealing substrate 505 is laminated on the organic EL element 504 in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, and helium. The sealing step is preferably performed in the above inert gas atmosphere. It is not preferable to perform the process in the air, since when the cathode 503 has a defect such as a pinhole, water, oxygen, or the like may enter the cathode 503 from the defective portion and oxidize the cathode 503. Finally, the cathode 503 is connected to the wiring of the flexible substrate, and the wiring of the circuit element section 502 is connected to the driving IC, whereby the organic EL device 500 of the present embodiment is obtained.
[0061]
Note that the liquid-repellent film, the cathode 503, the pixel electrode 511, and the like that form the liquid-repellent region may be formed by a droplet discharge method using a liquid material.
[0062]
Next, an organic EL device manufacturing apparatus (device manufacturing apparatus) will be described. As described above, in the manufacturing process of the organic EL device, a hole injection / transport layer forming step of forming a hole injection / transport layer (hole injection layer) (first droplet discharge step + drying step) and a surface modification The quality step and the light emitting layer forming step of forming the light emitting layer (second droplet discharging step + drying step) are performed by a droplet discharging method using the droplet discharging head 14.
[0063]
This device manufacturing apparatus includes a hole injection layer forming facility for performing a hole injection / transport layer forming step (including a surface modification step if necessary), and a light emitting layer forming facility for performing a light emitting layer forming step. ing. Each facility includes a droplet discharge device (film forming device) equipped with a droplet discharge head, a heating device for drying, a transfer device for transferring a substrate to be formed into a film, a chamber for accommodating these devices, and the like. In the hole injection layer forming equipment, the hole injection / transport layer material is introduced into the droplet discharge head, and in the light emitting layer forming equipment, the R, G, B light emitting layer material is introduced into the droplet discharge head. They have almost the same structure except that they have a discharge device, a heating device, and a transfer device. Therefore, if the trouble in exchanging the droplet discharge head or exchanging the supply system of the light emitting functional material is neglected, an arbitrary set of equipment (a droplet discharge device, a heating device, a transfer device, and a chamber) can be used for the organic EL device. Manufacturing is possible. Therefore, in the following description, the light emitting layer forming equipment will be described, and the description of the other equipment will be omitted.
[0064]
The substrate having undergone the above-described bank portion forming step and plasma processing step is transferred to a light emitting layer forming equipment (device manufacturing apparatus) 1 shown in FIG. The light emitting layer forming equipment 1 transports a substrate between three droplet discharge devices (film forming devices) 2b, 2d, and 2f having substantially the same structure, and the droplet discharge devices 2b, 2d, and 2f. And a transport system 3. In addition, each apparatus and these connection parts are accommodated in the chamber which makes the above-mentioned inert gas flow continuously and forms a favorable atmosphere.
[0065]
The transport system 3 transports substrates between the magazine loader 4 and the droplet discharge device 2b, between the droplet discharge devices 2b, 2d, and 2f, and between the droplet discharge device 2f and the magazine unloader 5, respectively. The substrate transfer / rotation areas 3a and 3g, the droplet discharge device areas 3b, 3d and 3f, and the intermediate transfer areas 3c and 3e are installed along the X direction (the left-right direction in FIG. 14). I have. In the description below, the scanning direction in which the substrate moves when a droplet lands will be described as the Y direction (vertical direction in FIG. 14), and the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 14 will be described as the Z direction.
[0066]
The magazine loader 4 can store a plurality of substrates (for example, 20 substrates along the Z direction), and two magazine loaders are arranged at intervals in the Y direction. Similarly, the magazine unloader 5 can store a plurality of substrates (for example, 20 substrates along the Z direction), and two magazine unloaders 5 are arranged at intervals in the Y direction.
[0067]
In the substrate transfer / rotation area 3a, the mounting tables 6 are respectively installed at positions facing the respective magazine loaders 4. Each mounting table 6 is configured to rotate by 90 ° by a rotation driving device (not shown) and to temporarily position the mounted substrate. Similarly, in the substrate transfer / rotation area 3g, the mounting tables 7 are respectively installed at positions facing the respective magazine unloaders 5. Each mounting table 7 is configured to be rotated 90 ° by a rotation driving device (not shown).
[0068]
A drying device 8b for drying the substrate and transfer robots 9b and 10b having a double arm structure are provided in the droplet discharge device area 3b. The drying device 8b is a device that exposes the substrate coated with the luminescent material by the droplet discharge device 2b to a high-temperature inert gas atmosphere for a predetermined time to evaporate a solvent in the luminescent material, thereby drying (drying process). is there. In addition, as a drying apparatus, in addition to blow drying or vacuum drying in which an inert gas is blown, an apparatus using a hot plate or an apparatus using a lamp (infrared lamp) is preferable. And the drying temperature is preferably 40 ° C. ± 2 ° C. to 200 ° C. ± 2 ° C.
[0069]
The transport robot 9b transports the substrate by suction and holding between the magazine loader 4 and the mounting table 6, and between the mounting table 6 and the droplet discharging device 2b. The transport robot 10b includes the droplet discharging device 2b. The substrate is transported by suction and hold between the drying unit 8b and the drying unit 8b and a cooling unit 11c described below, and between the cooling unit 11c and a buffer unit 13c described below.
[0070]
The intermediate transfer area 3c includes a cooling unit 11c for cooling the substrate, a rotating unit 12c for rotating the mounted substrate by 90 ° or 180 ° by a rotation driving device (not shown), and a liquid discharging apparatus 2b, 2d. A buffer unit 13c for stocking a substrate that cannot be transported from the cooling unit 11c to the rotating unit 12c due to a difference in processing time (for example, a time difference required for head cleaning) is provided. The buffer section 13c has a plurality of slots for substrate stock along the Z direction, and is movable in the Z direction.
[0071]
A drying device 8d for drying the substrate and transfer robots 9d and 10d having a double arm structure are provided in the droplet discharge device area 3d. The drying device 8d dries the substrate on which the luminescent material is applied by the droplet discharge device 2d by exposing the substrate to a high-temperature inert gas atmosphere for a predetermined time to vaporize a solvent in the luminescent material. The transfer robot 9d transfers the substrate by suction and holding between the buffer unit 13c and the rotating unit 12c and between the rotating unit 12c and the droplet discharging device 2d. The transport robot 10d includes the droplet discharging device 2d. The substrate is conveyed by suction and holding between the drying unit 8d, the drying unit 8d and a cooling unit 11e described below, and between the cooling unit 11e and a buffer unit 13e described below.
[0072]
In the intermediate transport area 3e, a cooling unit 11e for cooling the substrate, a rotating unit 12e for rotating the mounted substrate by 90 ° or 180 ° by a rotation driving device (not shown), and a droplet discharging device 2d, 2f. A buffer unit 13e for stocking a substrate that cannot be transported from the cooling unit 11e to the rotating unit 12e due to a difference in processing time (for example, a time difference required for head cleaning) is provided. The buffer section 13e has a plurality of slots for substrate stock along the Z direction, and is movable in the Z direction.
[0073]
A drying device 8f for drying the substrate and transfer robots 9f and 10f having a double arm structure are provided in the droplet discharge device area 3f. The drying device 8f is for drying the substrate on which the luminescent material is applied by the droplet discharge device 2f by exposing the substrate to a high-temperature inert gas atmosphere for a predetermined time to vaporize a solvent in the luminescent material. The transfer robot 9f transfers the substrate by suction and holding between the buffer unit 13e and the rotating unit 12e, and between the rotating unit 12e and the droplet discharging device 2f. The transport robot 10f includes the droplet discharging device 2f. The substrate is transported by suction and holding between the drying device 8f, the drying device 8f and the mounting table 7 in the substrate transfer / reversal area, and between the mounting table 7 and the magazine unloader 5.
[0074]
The droplet discharge devices 2b, 2d, and 2f discharge red, blue, and green light-emitting materials (droplets) to a plurality of pixel regions of the transported substrate. It has a similar structure, and supports the droplet discharge head 14 by a driving device such as a linear motor or the like, which is accommodated in a thermal clean chamber (not shown), and moves in the X direction along a pair of X guides 17. A moving X table 15, a Y table 16 disposed below (-Z side) the X table 15, and moving in the Y direction along a pair of Y guides 18 while holding a substrate by suction, a liquid material system 19, and the like. ing.
[0075]
The X table 15 drives and positions the droplet discharge head 14 in the X direction by a driving device such as a linear motor, and rotates in a θZ direction (a rotation direction around the Z axis) and a θX direction by a rotary driving device such as a direct drive motor. (Rotation direction around the X axis) and θY direction (rotation direction around the Y axis). Further, the X table 15 is provided with a motor (not shown) for driving and positioning the droplet discharge head 14 in the Z direction.
[0076]
The Y table 16 is configured to be driven and positioned in the Y direction by a drive device such as a linear motor, and to be driven and positioned in the θ direction (rotation direction around the Z axis) by a rotary drive device such as a direct drive motor. ing. A substrate alignment camera (not shown) is provided in the vicinity of the movement path of the Y table 16 so that the mounting direction and the position of the substrate can be detected by detecting an alignment mark formed on the transported substrate. Has become.
[0077]
As shown in FIG. 15, the droplet discharge head 14 has a rectangular shape in plan view, and the droplet discharge surface (the surface facing the substrate) is arranged in a row along the length direction of the head. A plurality of nozzles (for example, 180 nozzles in one row, a total of 360 nozzles) are provided in two rows at intervals in the width direction. In addition, the droplet discharge head 14 has the nozzles directed toward the substrate side, and is inclined in a predetermined angle with respect to the X-axis (or Y-axis) in a row along the substantially X-axis direction and in the Y-direction. A plurality of (six in one row in FIG. 2, a total of twelve in FIG. 2) positioning and supported in a state of being arranged in two rows at intervals with a substantially rectangular support plate 20 in plan view. The droplet discharge head 14 is supported by the X table 15 via the support plate 20. The angle at which the droplet discharge head 14 is inclined with respect to the X axis (or Y axis) is set based on the arrangement pitch of the pixel regions formed on the substrate.
[0078]
FIG. 16 is a right side view in FIG. As shown in this drawing, each of the droplet discharge heads 14 is provided with an introduction unit 21 for introducing a liquid supplied from the liquid material system 19 (note that these introduction units 21 are provided in FIG. 15). The illustration is omitted here). Each introduction unit 21 is configured to be supplied with liquid in two systems for each row of nozzles.
[0079]
On the side of the support plate 20 to which the droplet discharge head 14 is attached, a plurality of shafts 22 having a hole (not shown) for position detection formed on the end surface thereof are protruded. An image of the hole is taken by a head alignment camera (not shown), the position is detected, and the position of the support plate 20 in the θ direction with respect to the X table 15 is corrected with respect to the X table 15 by a rotary driving device such as a motor, so that the droplet discharge The position of the head 14 (and thus the position of the nozzle) can be aligned (positioned).
[0080]
Next, a structural example of the droplet discharge head 14 will be described with reference to FIG. The droplet discharge head 14 is, for example, a head using a piezo element (piezoelectric element), and a plurality of discharge nozzles 91 are formed on the droplet discharge surface 14a of the head main body 90 as shown in FIG. Have been. A piezo element 92 is provided for each of the discharge nozzles 91.
[0081]
As shown in FIG. 17B, the piezo elements 92 are arranged corresponding to the ejection nozzles 91 and the liquid chambers 93. By applying an applied voltage Vh to the piezo element 92 as shown in FIG. 17C, the piezo element 92 is pointed by an arrow as shown in FIGS. 17D, 17F and 17E. By expanding and contracting in the Q direction, the liquid material is pressurized to discharge a predetermined amount of droplets 99 from the discharge nozzle 91.
[0082]
As shown in FIGS. 18 and 19, the liquid system 19 supplies the liquid stored in the liquid tank 97 to the droplet discharge head 14, and collects and discharges the liquid unit (described later). A cap unit 26, a wiping unit 27, a discharge confirmation unit 29, and the like are provided. Among these, the cap unit 26, the wiping unit 27, and the discharge confirmation unit 29 are arranged below the droplet discharge head 14 and a base. It is installed on a moving board 31 that moves in the Y direction along a pair of Y guides 30 on the top 23 and is configured to be able to move integrally with the moving board 31 in the Y direction.
[0083]
The wiping unit 27 is for wiping (wiping) the droplet discharge surface (that is, substantially the nozzle surface) of the droplet discharge head 14 with a cloth material such as a band-shaped nonwoven fabric, and is an unwinding reel 27a that unwinds the cloth material. And a take-up reel 27c for taking up the cloth material wiping the droplet discharge head 14 and the like, and a cleaning liquid discharge section 27b for discharging the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid tank 32 provided on the base 23 to the cloth material. By synchronously driving the take-out reel 27a, the cleaning liquid discharge unit 27b, the take-up reel 27c, and the moving plate 31, the droplet discharge surface can be wiped with a cloth material containing the cleaning liquid after the droplet discharge processing on the substrate, for example.
[0084]
The discharge check units 29 are provided at two locations below the moving path of the droplet discharge head 14 in the X direction for each row in which the droplet discharge heads 14 are arranged. Each unit 29 is provided with an ejection detection device (detection device; not shown) for detecting the ejection state of the liquid from the nozzles for each of the droplet ejection heads 14 and for each of the nozzles by blocking and transmitting the laser light. The detection result is output to a control device (not shown).
[0085]
FIG. 20 is a schematic configuration diagram (front view) of the cap unit 26. The cap unit 26 drives the support plate 34 in the Z direction through a plurality of caps 33 each having a suction pad, a support plate 34 supporting the cap 33, and support plates 35 and 36 connected to the support plate 34. It is roughly composed of moving means 37 and 38 such as air cylinders, and a suction pump described later.
[0086]
The cap 33 is located on the upper surface side (+ Z side) of the droplet discharge surface 14a (see FIGS. 16 and 17) of the droplet discharge head 14 at the position and inclination corresponding to the droplet discharge head 14 in more detail. As shown in FIG. 21, are arranged in a row substantially in the X-axis direction at a predetermined angle with respect to the X-axis (or the Y-axis) and in two rows at a predetermined interval in the Y-direction. Fixed. Note that the cap 33 and the support plate 34 are arranged below a moving path of the droplet discharge head 14 in the X direction.
[0087]
The movement means 37 and 38 are defined in the Z direction by a stopper (not shown), so that the cap 33 comes into contact with the droplet discharge surface 14 a of the droplet discharge head 14 and sucks the liquid. The support plate 34 is moved between a retreat position separated from the droplet discharge head 14 and its driving is controlled by a control device described later.
[0088]
FIG. 22 schematically shows a drive control system and a liquid supply system relating to the droplet discharge head 14.
A liquid material such as a luminescent material stored in a liquid material tank 97 is supplied to the droplet discharge head 14 via a liquid sending path 41. In addition, a driving voltage (viscosity) suitable for the type and temperature (viscosity) of the liquid material is controlled under the control of the control device 42 in order to discharge a predetermined amount of ink to the piezo element 92 provided in the droplet discharge head 14. FIG. 17C) is applied from the droplet discharge head driving device 43 to each nozzle 91.
[0089]
The cap 33 prevents the liquid in the discharge nozzle 91 of the droplet discharge head 14 from drying out. The liquid material is filled in the droplet discharge head 14 at the beginning of the droplet discharge process by applying a negative pressure suction force to the discharge nozzle 91 in contact with the droplet discharge surface 14a. , 38 move between the contact position and the separation position with respect to the droplet discharge surface 14a. A suction device 44 composed of a suction pump or the like is connected to the cap 33, and the liquid material in the head 14 sucked from the cap 33 by the operation of the suction device 44 passes through a suction passage 45 to a waste liquid tank 46. Is discharged.
[0090]
A valve (opening / closing means) 47 for opening and closing the suction path 45 under the control of the controller 42 is interposed in the suction path 45. As shown in FIG. 23, the valve 47 has a bar-shaped holding member 48 composed of a pair of holding pieces 48b, 48b that rotate around a rotating portion 48a, and a projection 49a. And a cam 49 that rotates about an orthogonal axis. The driving of this motor is controlled by the control device 42.
[0091]
The holding pieces 48b, 48b are formed in a rectangular shape in which the front ends face each other and abut on the outer periphery of the suction path (tube) 45. The base end of one holding piece 48b is fixed to the base 50. The other holding piece 48b is arranged at a position where it comes into contact with the projection 49a of the cam 49 when the suction path 45 is closed, and slides on the outer periphery of the cam 49 when the suction path 45 is opened. ing. Accordingly, when the protrusion 49a of the cam 49 abuts on the holding piece 48b by driving of the motor, the base end side of the holding piece 48b moves downward in FIG. 23, and the distal end moves upward in FIG. The (suction path 45) is closed by being squeezed and squeezed between the holding pieces 48b, 48b. Further, when the cam 49 rotates and the contact between the projection 49a and the holding piece 48b is released, the holding of the tube by the holding pieces 48b, 48b is released, and the tube is opened.
[0092]
The control device 42 operates the suction device 44 in synchronization with the driving of the moving units 37 and 38 (ie, the movement of the cap 33), and controls the opening and closing of the suction passage 45 by controlling the driving of the motor. Has become. The valve 47 and the control device 42 constitute an intermittent suction section of the present invention.
[0093]
Next, a description will be given of a droplet discharge processing step of the substrate in the droplet discharge devices 2b, 2d, and 2f.
When the substrate is transferred to the Y table 16, the mounting direction and the position of the substrate are detected by imaging the alignment mark of the substrate by the substrate alignment camera. Then, the driving device and the rotary driving device are driven based on the detected position, thereby positioning (aligning) the substrate at a predetermined position. On the other hand, the position of the support plate 20, that is, the position of the droplet discharge head 14 (therefore, the position of the nozzle) is detected by imaging the hole of the shaft 22 with the head alignment camera also for the droplet discharge head 14. , A driving device such as a linear motor or a direct drive motor is driven to perform positioning at a predetermined position and posture.
[0094]
Here, no liquid material has been introduced into the droplet discharge head 14 at the beginning of the droplet discharge processing step. Therefore, before the droplet discharge, the liquid is introduced by sucking the droplet discharge head 14 by driving the suction device 44. Specifically, first, when the X table 15 is moved in the X direction and the droplet discharge head 14 is positioned at a position facing the cap 33, the support plate 34 is moved from the retracted position by driving the moving means 37 and 38. Move to the contact position in + Z direction.
[0095]
As a result, all the caps 33 come into contact with the corresponding liquid material discharge surfaces 14a of the droplet discharge head 14. When the cap 33 is positioned at the contact position, the control device 42 operates the suction device 44 and drives the motor of the valve 47 to fill the droplet discharge head 14 with the liquid material.
[0096]
Hereinafter, a method for filling the liquid material will be described in detail.
When the control device 42 drives the suction device 44, the cap 33 has a negative pressure through the suction passage 45. However, when the suction passage 45 is closed by the valve 47, the negative pressure is released in the cap 33. Atmospheric pressure. Therefore, when the cam 49 is operated at a constant cycle, the suction passage 45 is opened and closed intermittently. FIG. 24 shows the pressure fluctuation at the discharge nozzle at this time (in FIG. 24, the atmospheric pressure is shown as nozzle pressure 0).
[0097]
Here, the opening and closing of the suction passage 45 may be synchronized with the driving (ON / OFF) of the suction device 44, but in this case, the negative pressure suction is started after the valve 47 is opened. As shown by the dashed line, it takes a lot of time until the negative pressure at the discharge nozzle increases. Therefore, in the present embodiment, the valve 47 (suction path 45) is opened and closed while the negative pressure suction by the suction device 44 is continued. Thus, when the valve 47 is closed, the nozzle pressure becomes 0 (atmospheric pressure), but the suction path 45 between the valve 47 and the suction device 44 is in a state where the negative pressure is increased. Therefore, when the valve 47 is opened, the nozzle pressure can be rapidly reduced as shown by a solid line in FIG.
[0098]
By intermittently performing negative pressure suction having a large pressure difference in this manner, bubbles in the head 14 can easily move due to an impact due to the pressure difference. In addition, in order to reliably eliminate bubbles in the head, it is necessary to set the intermittent negative pressure suction parameter (cycle number; number of times the valve 47 is turned on / off per second) according to the viscosity of the liquid material. There is. For example, when there is a nozzle that causes a discharge failure such as a flight bend, a discharge failure, a low discharge speed, and a small discharge weight, bubbles remain in the head 14 and no defective nozzle exists. In the experiment using a certain liquid, it was possible to discharge normal droplets without intermittent suction with a liquid having a viscosity of 8 mPa · s, and the viscosity was 22 mPa · s. For the liquid material of s and 28 mPa · s, normal droplet discharge was possible by intermittent suction of 2 cycles (2 Hz). In the case of a liquid having a viscosity of 34 mPa · s, normal droplet discharge was possible by intermittent suction of three cycles (3 Hz). In this way, by setting the number of intermittent suction cycles according to the viscosity of the liquid, the liquid can be filled without leaving bubbles in the head 14 even for liquids of various viscosities. .
[0099]
When the liquid material is introduced and filled in the droplet discharge head 14 (nozzle), the droplet discharge head 14 is moved above the discharge confirmation unit 29 via the X table. Then, the liquid material is preliminary discharged from the droplet discharge head 14 to the discharge confirmation unit 29. More specifically, the support plate 20 is reciprocated above the ejection confirmation unit 29, and the liquid is ejected from the droplet ejection heads 14 in a line in each of the forward path and the backward path. At the time of liquid ejection, an ejection detection device irradiates a detection light such as a laser beam or the like, and performs a so-called dot missing detection that detects the ejection state of the liquid for each droplet ejection head 14 and each nozzle. Here, when dot missing is detected, the droplet discharge head 14 is sucked by the cap unit 26 in the same manner as the above-described procedure.
[0100]
Then, when the liquid material for the droplet discharge processing is ready, the droplet discharge processing is performed. In practice, the weight of the liquid ejected from the droplet ejection head 14 is measured, but the description is omitted here.
[0101]
As described above, in the present embodiment, by intermittently sucking the liquid at the time of filling the liquid, it is possible to move the bubbles even in the case of the high-viscosity liquid without leaving the bubbles inside the head. It becomes possible to fill the liquid. In particular, in the present embodiment, even when the suction passage 45 is closed, a large pressure difference is generated by continuing the negative pressure suction by the suction device 44, so that the bubbles in the head 14 are further moved by the impact due to the pressure difference. This makes it easier to remove bubbles, thereby increasing the certainty of eliminating bubbles. Therefore, even in the case of a liquid material having a high viscosity or a liquid material that cannot be heated, droplets can be stably discharged from the head, and a film can be formed on a work with desired discharge characteristics. As a result, a device manufactured from the liquid material discharged from the droplet discharge head 14 is formed into a film having a desired shape and size, and the quality can be maintained.
[0102]
Further, in the present embodiment, since the parameters related to intermittent suction are set according to the viscosity of the liquid material, it is possible to apply the optimal parameter that can eliminate bubbles during filling to various liquid materials having different viscosities. Will be possible. In this embodiment, an example of the frequency of intermittent suction has been described as this parameter. However, other parameters such as the total suction time can be set.
[0103]
In the above embodiment, the method of opening and closing the suction path 45 has been described as a method of performing intermittent suction on the head 14. However, the present invention is not limited to this. For example, the suction path 45 is always opened, and suction is performed. The device 44 may be configured to operate intermittently. Further, in the above embodiment, the negative pressure suction by the suction device 44 is continued even when the suction passage 45 is closed. However, the present invention is not limited to this, and only when the suction passage 45 is opened. A procedure for performing suction by the suction device 44 may be adopted.
[0104]
As described above, the embodiment has been described using the example of manufacturing the organic EL device. However, the present invention can be similarly applied to a case where another device such as a color filter of a liquid crystal display device is manufactured by a droplet discharge method. .
[0105]
For example, when manufacturing a color filter in a liquid crystal display device, a filter material of each of R, G, and B is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, and the plurality of droplet discharge heads 14 are subjected to main scanning and sub-scanning. A number of filter elements are formed on the substrate by selectively discharging the filter material. In addition, it is possible to form an overcoat film covering many filter elements in the same manner as described above.
[0106]
Similarly, the droplet discharge device 2 of the present embodiment is applicable to the case of manufacturing an electron emission device, the case of manufacturing a PDP device, the case of manufacturing an electrophoretic display device, and the like.
[0107]
When manufacturing an electron emission device, a fluorescent material of each color of R, G, and B is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, and the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned to select a fluorescent material. Discharge to form a large number of phosphors on the electrodes. Note that the electron emission device is a higher-level concept including an FED (field emission display).
[0108]
When manufacturing a PDP device, a fluorescent material of each of R, G, and B is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, and the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned to select a fluorescent material. And a phosphor is formed in each of the many concave portions on the rear substrate.
[0109]
In the case of manufacturing an electrophoretic display device, the electrophoretic material of each color is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, and the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned to selectively select the electrophoretic material. By discharging, a migration body is formed in each of a large number of concave portions on the electrode. The electrophoretic body composed of the charged particles and the dye is preferably encapsulated in a microcapsule.
[0110]
On the other hand, the droplet discharge device 2 of the present embodiment can be applied to a case where a metal wiring is formed, a case where a lens is formed, a case where a resist is formed, a case where a light diffuser is formed, and the like.
[0111]
When forming the metal wiring, a liquid metal material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned, and the liquid metal material is selectively discharged. A metal wiring is formed on a substrate. For example, the present invention can be applied to a metal wiring for connecting a driver and each electrode in the above-described liquid crystal display device, or a metal wiring for connecting a TFT or the like and each electrode in the above-mentioned organic EL device. In addition, it goes without saying that the present invention can be applied to general semiconductor manufacturing techniques other than this kind of flat display.
[0112]
In the case of forming a lens, a lens material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned, and the lens material is selectively discharged onto the transparent substrate. A number of microlenses are formed on the substrate. For example, it is applicable as a device for beam convergence in the above-mentioned FED display device. It goes without saying that the present invention can be applied to various optical devices.
[0113]
When forming a resist, a resist material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, and the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned to selectively discharge the resist material onto the substrate. A photoresist of an arbitrary shape is formed. For example, the present invention can be widely applied not only to the formation of banks in the above-described various display devices but also to the application of a photoresist in a photolithography method which is a main body of semiconductor manufacturing technology.
[0114]
When forming the light diffuser, a light diffusion material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 14, the plurality of droplet discharge heads 14 are main-scanned and sub-scanned, and the light diffusion material is selectively discharged. Then, a number of light diffusers are formed on the substrate. In this case, it is needless to say that the present invention can be applied to various optical devices.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, even a high-viscosity liquid material can be easily filled in the head without heating or leaving bubbles in the flow path, and stable droplet discharge becomes possible. Thus, a film can be formed with desired discharge characteristics. Further, according to the present invention, it is possible to obtain various high-quality devices without causing a quality defect due to unstable ejection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a bank portion forming step (inorganic bank) when manufacturing an organic EL device according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a bank part forming step (organic bank) when manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a plasma processing step (hydrophilization processing) when manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a plasma processing step (water-repellent processing) when the organic EL device according to the embodiment is manufactured.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a hole injection layer forming step (droplet ejection) when manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a hole injection layer forming step (drying) when the organic EL device according to the embodiment is manufactured.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface modification step (droplet ejection) when the organic EL device according to the embodiment is manufactured.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a surface modification step (drying) when the organic EL device according to the embodiment is manufactured.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a B light emitting layer forming step (droplet ejection) in the case of manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 10 is a sectional view of a B light emitting layer forming step (drying) in the case of manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an R, G, and B light emitting layer forming step (droplet ejection) in the case of manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a counter electrode forming step in the case where the organic EL device according to the embodiment is manufactured.
FIG. 13 is a sectional view of a sealing step in the case of manufacturing the organic EL device according to the embodiment.
FIG. 14 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a schematic plan view of a device manufacturing apparatus.
FIG. 15 is a plan view of a support plate that supports the droplet discharge head.
FIG. 16 is a right side view in FIG.
17A and 17B are diagrams showing the structure of a droplet discharge head, where FIG. 17A is an external perspective view of a head main body, FIG. 17B is a partially enlarged view, FIG. D) to (F) are operation diagrams of the liquid chamber shown for each applied voltage.
FIG. 18 is a schematic plan view of a liquid system constituting the droplet discharge device.
FIG. 19 is a front view of FIG.
FIG. 20 is a schematic front view of a cap unit constituting the liquid material system.
FIG. 21 is a plan view of a support plate that supports a cap.
FIG. 22 is a diagram showing a drive control system and a liquid supply system relating to the droplet discharge head.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a valve that opens and closes a suction path.
FIG. 24 is a diagram showing a relationship between opening and closing of a valve and nozzle pressure.
[Explanation of symbols]
1 Light emitting layer forming equipment (device manufacturing equipment)
14 Droplet discharge head (functional liquid discharge head, head)
42 control unit (intermittent suction unit)
44 Suction device
45 Suction path
47 valves (opening / closing means, intermittent suction section)
91 Discharge nozzle
501 substrate (work)

Claims

A method of filling a liquid material into the head of a film forming apparatus including a head provided with a discharge nozzle and a suction device that suctions the liquid material in the head from the discharge nozzle via a suction path. hand,
A liquid filling method for a film forming apparatus, wherein the liquid is filled into the head by intermittently sucking the liquid from the discharge nozzle.

The liquid filling method for a film forming apparatus according to claim 1,
A liquid filling method for a film forming apparatus, characterized in that the suction path is opened and closed intermittently.

In the liquid filling method of the film forming apparatus according to claim 2,
A method for filling a liquid material in a film forming apparatus, wherein the operation of the suction device is continued when the suction path is closed.

A liquid filling method for a film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A liquid filling method for a film forming apparatus, wherein at least one of a frequency of the intermittent suction and a suction time is changed according to a viscosity of the liquid.

A device manufacturing method having a filling step of filling a liquid material in a head, and a film forming step of forming a film on a work by discharging droplets from the head,
A device manufacturing method, wherein the filling step is performed using the liquid filling method of the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.

The device manufacturing method according to claim 5,
The liquid material is a filter material,
The device manufacturing method, wherein the work is a substrate of a liquid crystal display device on which a filter element is formed by the filter material.

The device manufacturing method according to claim 5,
The liquid is a light-emitting functional material,
The device manufacturing method, wherein the work is a substrate of an organic EL device in which at least one of an EL light emitting layer and a hole injection / transport layer is formed in a pixel by the light emitting functional material.

The device manufacturing method according to claim 5,
The liquid material is a fluorescent material,
The device manufacturing method, wherein the workpiece is an electrode of an electron emission device in which a phosphor is formed by the phosphor material.

The device manufacturing method according to claim 5,
The liquid material is a fluorescent material,
The device manufacturing method according to claim 1, wherein the workpiece is a rear substrate of a PDP device in which a phosphor is formed by the phosphor material.

The device manufacturing method according to claim 5,
The liquid is a migration material,
The device manufacturing method, wherein the workpiece is an electrode of an electrophoretic display device in which a migration body is formed by the migration body material.

A head provided with a discharge nozzle, and a film forming apparatus including a suction device that suctions a liquid material in the head from the discharge nozzle via a suction path,
A film forming apparatus comprising an intermittent suction unit for intermittently sucking the liquid material from the discharge nozzle.

The film forming apparatus according to claim 11,
The intermittent suction unit, opening and closing means for freely opening and closing the suction path,
And a controller for intermittently operating the opening / closing means.

In the film forming apparatus according to claim 12,
The film forming apparatus, wherein the control device continuously operates the suction device when the suction passage is closed.

A device manufacturing apparatus for forming a film on a work by discharging droplets from a head,
A device manufacturing apparatus, wherein a film is formed on the work using the film forming apparatus according to any one of claims 11 to 13.

A device manufactured by the device manufacturing apparatus according to claim 14.