JP4526335B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置、液滴吐出装置の液体供給装置、電気光学装置および電子機器に関する。

液滴吐出装置は、描画システムとして用いられることがあり、この描画システムはインクジェット式で液滴をワークに対して吐出するようになっている。この描画システムはたとえばフラットパネルディスプレイのような電気光学素子の製造に用いられることがある。
インクジェット式で液滴を吐出する液滴吐出装置は、液滴を吐出するためのヘッドおよびヘッドに対して液体を供給するためのインクカートリッジを有している。このヘッドとインクカートリッジの間は、インク供給チューブにより接続されているものがある（たとえば特許文献１）。このインク供給チューブは空気などの透過を防ぐために、２重構造のチューブを採用している。これによって、外部環境から空気がチューブ内のインクに侵入するのを防いでいる。
特開昭６１−５３０５２号公報（第３頁、第１図）

ところが、この種の２重構造のインク供給チューブでは、次のような問題がある。
外側のチューブと内側のチューブにおいて外部環境からの空気を捉えるのであるが、この外側のチューブと内側のチューブの間における空気の量が増えてくると空気量が飽和してしまうことから、空気が内側のチューブへ入り込む恐れがある。
また、内側のチューブと外側のチューブは、屈曲させる際に、外側のチューブの内周面と内側のチューブの外周面が互いにこすれ合ってしまい、チューブが破損する恐れもある。
そこで本発明は上記課題を解消し、外部環境から侵入してくる気体を積極的に脱気して、内部の液体に気体が入らないようにし、外側の第１チューブと内側の第２チューブが屈曲の際にこすれ合わないようにすることができる液滴吐出装置を提供することを目的としている。

上述の目的は、第１の発明にあっては、液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置であって、液体を収容する液体収容部と、移動可能に設けられ、液滴を吐出するヘッドと、前記液体収容部と前記ヘッドの間に配置されて前記液体収容部から前記液体を前記ヘッドへ供給するための液体供給装置と、を有し、前記液体供給装置は、前記液体収容部と前記ヘッドとの間を接続して前記液体を供給する第１チューブと、前記第１チューブに外部環境の気体が入り込むのを防ぐように、前記第１チューブの外周を囲む第２チューブと、前記第１チューブと前記第２チューブとの間に形成されている流路に脱気用の流体を収容して、前記第２チューブを通じて入り込み前記脱気用の流体に含まれる気体を脱気しながら前記脱気用の流体を循環させる流体循環部と、を備え、前記第１チューブと前記第２チューブは、ともに可撓性を有し、前記流体循環部は、前記流路の両端に接続すると共に、可撓性を有する循環チューブと、前記循環チューブに配置されているフィルタと、前記フィルタから前記気体を吸引する吸引部と、を有し、前記脱気用の流体を前記流路から前記循環チューブ及び前記フィルタを通って再び前記流路に循環させ、前記吸引部の吸引により前記フィルタを透過させることにより前記脱気用の流体から前記気体を脱気することを特徴とする液滴吐出装置により、達成される。

第１の発明の構成によれば、液体収容部は液体を収容する。ヘッドは液滴を吐出する。液体供給装置は、液体収容部とヘッドの間に配置されていて、液体収容部から液体をヘッドへ供給する。
この液体供給装置の第１チューブは、液体チューブとヘッドとの間を接続して液体を供給する。第２チューブは、第１チューブの外周を囲むものである。この第１チューブと第２チューブの間に形成されている空間には、脱気用の流体が収容されている。この脱気用の流体は、流体循環部により、第２チューブを通じて入り込み脱気用の流体に含まれる気体を第２チューブの外側に脱気させながら脱気用の流体を積極的に循環させる。
これにより、第１チューブと第２チューブの間の空間の脱気用の流体からは、気体を外部環境に出して、第１チューブ内を流れる液体に対して外部環境の気体が入り込むのを確実に防ぐことができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記第１チューブと前記第２チューブとの間に形成されている前記流路を長さ方向に沿って保持するために、前記流路には一定の空間の流路を保持するための空間保持具が配置されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、第１チューブと第２チューブとの間に形成されている空間内には、空間保持具が配置されている。この空間保持具は、第１チューブと第２チューブの長さ方向に沿って均等に空間を保持している。
これにより、第１チューブと第２チューブが屈曲された場合でも第１チューブと第２チューブの間の空間は確実に保持でき、しかも第１チューブと第２チューブが中でこすり合うような不都合を防ぐことができる。

第３の発明は、第１の発明の構成において、前記脱気用の流体は、前記液体と同じ液体または前記液体に含まれる溶剤であることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、脱気用の流体は、液体と同じ液体または液体に含まれる溶剤である。
これにより、脱気用の流体は、液体と同じ液体または液体に含まれる溶剤であるので、液体と異なる異物が流れるのを防ぐことができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図である。
図１に示す液滴吐出装置１０は、描画システムとして用いることができる。この描画システムは、一例としていわゆるフラットパネルディスプレイの一種であるたとえば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の製造ラインに組み込まれるものである。この液滴吐出装置１０は、たとえば有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子を形成することができる。

液滴吐出装置１０は、たとえばインクジェット式描画装置として用いることができる。液滴吐出装置１０は、有機ＥＬ装置の発光素子を液滴吐出法（インクジェット法）で形成するためのものである。液滴吐出装置１０のヘッド（機能液滴吐出ヘッドとも言う）は、有機ＥＬ素子の発光素子を形成できる。具体的には、有機ＥＬ素子の製造工程において、バンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経て、バンク部が形成された基板（ワークの一例）に対して、発光機能材料を導入したヘッドを相対的に走査することにより、液滴吐出装置１０は、基板の画素電極の位置に対応して正孔注入／輸送層および発光層の成膜部を形成することができる。
液滴吐出装置１０はたとえば２台用意することにより、１台目の液滴吐出装置１０が正孔注入／輸送層を形成し、もう１台の液滴吐出装置１０はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の発光層を形成することができる。

図１の液滴吐出装置１０はチャンバ１２の中に収容されている。チャンバ１２は別のチャンバ１３を有している。このチャンバ１３の中には、ワーク搬出入テーブル１４を収容している。ワーク搬出入テーブル１４は、ワークＷをチャンバ１２内へ搬入したりあるいは処理後のワークＷをチャンバ１２内のテーブル３０の上から搬出するためのテーブルである。

図１に示すチャンバ１２の中には、ヘッド１１のメンテナンスを行うメンテナンス部１５を収容している。またチャンバ１２の外側には、回収部１６を備えている。
メンテナンス部１５は、吸引ユニット４００、清掃ユニット（ワイピングユニット）６００、フラッシングユニット（図示せず）、吐出検査ユニット（図示せず）あるいは重量測定ユニット（図示せず）等を有している。
フラッシングユニットは、ヘッド１１から予備的に吐出された液滴を受けるためのものである。吸引ユニット４００は、ヘッド１１のノズル面のノズルから液体や気泡を吸引するためのものである。

清掃ユニットはワイピングユニットとも言うが、このワイピングユニット６００は、ノズル面に付着する液体などの汚れを清掃部材（ワイピング部材）により払拭するためのものである。吐出検査ユニットは、ヘッド１１から吐出される液滴の吐出状態を検査する。重量測定ユニットは、ヘッド１１から吐出される液滴の重量を測定する。
回収部１６は、たとえば液滴を回収する液滴回収系とワイピングの後に用いる洗浄用の溶剤を供給する洗浄液供給系を有している。

チャンバ１２とチャンバ１３は、個別にエアー管理されており、チャンバ１２とチャンバ１３の中の雰囲気に変動が生じないようになっている。このようにチャンバ１２とチャンバ１３を用いるのは、たとえば有機ＥＬ素子を製造する場合には大気中の水分等を嫌うために大気の影響を排除できるようにするためである。チャンバ１２とチャンバ１３の中にはドライエアーを連続的に導入して排気することで、ドライエアー雰囲気を維持する。

次に、図１に示すチャンバ１２内の構成要素について説明する。
チャンバ１２の中には、フレーム２０、ヘッド１１、キャリッジ１９、液体貯留部３００、第１操作部２１、第２操作部２２、テーブル３０、ガイド基台１７を収容している。
図１のフレーム２０はＸ軸方向に沿って水平に設けられている。ガイド基台１７はＹ軸方向に沿って設けられている。フレーム２０はガイド基台１７の上方にある。Ｘ軸は第１移動軸に相当し、Ｙ軸は第２移動軸に相当する。Ｘ軸とＹ軸は直交しており、Ｚ軸に対しても直交している。Ｚ軸は、図１において紙面垂直方向である。

第１操作部２１は、フレーム２０に沿ってキャリッジ１９とヘッド１１を、Ｘ軸方向に沿って直線往復移動および位置決めするためのものである。
第２操作部２２は、テーブル３０を有している。このテーブル３０は、図１に示すようなワークＷを着脱可能に搭載することもできる。この第２操作部２２のテーブル３０は、ヘッド１１からワークＷに対して液滴を与える際に、ワークＷを保持する。そして第２操作部２２は、ワークＷをＹ軸方向に沿ってガイド基台１７上を直線移動して位置決めすることができる。

第１操作部２１は、キャリッジ１９とヘッド１１をＸ軸方向に直線移動して位置決めするためのモータ２１Ａを有している。このモータ２１Ａは、たとえば送りねじを用いることにより、キャリッジ１９とこのヘッド１１をＸ軸方向に直線移動することができる。モータ２１Ａは、この回転型の電動モータであってもよいし、リニアモータであってもよい。

第２操作部２２のモータ２２Ａは、テーブル３０をガイド基台１７に沿ってＹ軸方向に直線移動して位置決め可能である。モータ２２Ａはたとえば送りねじを回転する回転型の電動モータを用いることができる。モータ２２Ａとしては回転型のモータの他にリニアモータを用いることも可能である。

第２操作部２２のテーブル３０は、搭載面３０Ａを有している。この搭載面３０Ａは、図１のＺ軸方向に垂直な面である。搭載面３０Ａは、吸着部３０Ｂを有している。この吸着部３０Ｂは、ワークＷを真空吸着により吸着することができるものである。これにより、ワークＷは、搭載面３０Ａに対してずれることなく確実に着脱可能に固定することができる。

次に、図２と図３を参照して、キャリッジ１９とヘッド１１の構造例について説明する。
図２はキャリッジ１９とヘッド１１の周りの形状例を示す斜視図であり、図３は、図２のＥ方向から見た正面図の例である。
キャリッジ１９は、図１に示すモータ２１ＡによりＸ軸方向に移動して位置決め可能である。キャリッジ１９はヘッドホルダ６１を用いてヘッド１１を着脱可能に保持している。

図３に示すように、制御部２００の指令によりモータ６２が作動すると、ヘッドホルダ６１とヘッド１１のユニットがＺ軸方向に沿って上下動して位置決め可能である。そして、制御部２００の指令により、もう１つのモータ６３が作動することにより、ヘッド１１は、Ｕ軸を中心としてθ方向に回転可能になっている。

図２と図３に示すように、ヘッド１１はノズルプレート６４を有している。ノズルプレート６４の下面はノズル面７０である。このノズル面７０は、複数のノズルのノズル開口１２１乃至１２６を有している。ヘッド１１は、液体貯留部３００に接続されている。この液体貯留部３００は、ワークＷに吐出するための液体を貯留するものであり、液体貯留部３００は機能液貯蔵部ともいう。液体貯留部３００内の液体は、ノズル開口１２１乃至１２６からたとえば図４（Ａ）に示す圧電振動子７８９の作動によりインクジェット式で吐出させることができるのである。

図４（Ａ）は、ヘッド１１内に配置されている複数の圧電振動子７８９の例を示している。この圧電振動子７８９は、図２に示すヘッド１１の各ノズルに対応して１つずつ配列されている。図４（Ａ）の制御部２００は、駆動部２０１に信号を与えることにより、駆動部２０１は、複数の圧電振動子７８９の中の任意の圧電振動子を動作させることで、動作された圧電振動子７８９に対応するノズルの図２に示すノズル開口１２１乃至１２６からはインクジェット式で液滴を吐出させることができるようになっている。

次に、液体貯留部３００について、図５と図６および図４（Ｂ）を参照して説明する。
液体貯留部３００は、たとえば図４（Ｂ）に示すように複数の液体パック１１１乃至１１６と、これらの液体パックを収容している収容体３０１を有している。液体パック１１１乃至１１６は、この例では６つ示しているが、液体パックの数は特に限定されず１つあるいは２つ以上乃至５つ、あるいは７つ以上であっても勿論構わない。
各液体パック１１１乃至１１６は、可撓性を有する材料により作られていて、各液体パックには同じ種類もしくは異なる種類の液体が収容されている。収容体３０１内は、外部から圧縮空気を入れることにより、液体パック１１１乃至１１６を加圧して、各液体パック１１１乃至１１６から液体を別々に吐出させることができるようになっている。

図５の各液体パック１１１乃至１１６は、ヘッド１１の対応するノズル８１乃至８６に対して、第１チューブ９１乃至９６によりそれぞれ着脱可能に接続されている。
第１チューブ９１の一端部は、液体パック１１１の接続部１１１Ａに対して着脱可能に接続されている。第１チューブ９１の他端部は、ヘッド１１の接続部８１Ａに対して着脱可能に接続されている。
同様にして、第１チューブ９２乃至９６の一端部は、各液体パック１１２乃至１１６の接続部１１２Ａ乃至１１６Ａに対して着脱可能に接続されている。第１チューブ９２乃至９６の他端部は、ヘッド１１側の接続部８２Ａ乃至８６Ａに対してそれぞれ着脱可能に接続されている。

図５に示すようにヘッド１１は、複数のノズル８１乃至８６を有している。ノズル８１乃至８６は、それぞれノズル開口１２１乃至１２６を有している。各ノズル８１は、たとえば図５の紙面垂直方向に沿って数１０個若しくは数１０００個配列されていて、ノズル列を形成している。その他のノズル８２乃至８６も、紙面垂直方向に関してノズル列を形成している。ノズル開口１２１乃至１２６は、ノズルプレート６４のノズル面７０に面して形成されている。
このノズル面７０は、図５の例ではＺ軸方向の下方向Ｚ２に向いている。このように、ノズル面７０には、たとえば６つのノズル列（ノズル開口列）が図５の紙面垂直方向に配列されている。

図５は、ヘッド１１および液体貯留部３００の他に、液滴吐出装置の液体供給装置６１０の構造例を示している。
この液体供給装置６１０は、第１チューブ９１乃至９６と、第２チューブ４０１乃至４０６、および流体循環部４３０を有している。
この流体循環部４３０は、第１チューブ９１乃至９６と、これらの第１チューブ９１乃至９６に対応する第２チューブ４０１乃至４０６との間にそれぞれ形成されている空間に収容された脱気用の流体を積極的に循環させて、脱気用の流体から空気を第２チューブの外側へ出すためのものである。

図６は、液体供給装置６１０の第１チューブ９１および第２チューブ４０１の２重構造体４３１、流体循環部４３０、ヘッド１１および液体パック１１１の構造例を示している。
図６に示す構造例は、図５に示す他の第１チューブ９２と第２チューブ４０２の組み合わせによる２重構造体、第１チューブ９３と第２チューブ４０３の２重構造体、第１チューブ９４と第２チューブ４０４の２重構造体、第１チューブ９５と第２チューブ４０５の２重構造体、そして第１チューブ９６と第２チューブ４０６の２重構造体と同じである。
このために、図６を用いて第１チューブ９１と第２チューブ４０１の２重構造体４３１を代表して図示し、そしてその構造および作用などについて代表して説明する。

図６に示すヘッド１１の接続部８１Ａは、第１チューブ９１の一端部に接続されている。第１チューブ９１の他端部は、液体パック１１１の接続部１１１Ａに接続されている。液体パックはインクタンクあるいはインクパックとも呼ぶことができる。
図６に示すブロック体４３３は、上述した接続部８１Ａを接続して固定している。もう１つのブロック体４３４は、液体パック１１１の接続部１１１Ａを接続して固定している。第１チューブ９１の一端部は、ブロック体４３３の中を通っているとともに、第１チューブ９１の他端部はブロック体４３４の中を通っている。

第１チューブ９１と第２チューブ４０１は、ともに可撓性を有する材料、たとえばナイロンにより作られた長手方向に異なる内径を有するチューブである。第２チューブ４０１の内径は第１チューブ９１の外径よりも大きい。この第１チューブ９１の外周面の外側には、第２チューブ４０１が第１チューブ９１に対して同軸状に配置されている。第２チューブ４０１の一端部は、ブロック体４３３に接続して固定されているとともに、第２チューブ４０１の他端部はブロック体４３４に対して接続して固定されている。

図７（Ａ）は、第１チューブ９１と第２チューブ４０１の断面構造例を別々に示している。第１チューブ９１は第２チューブ４０１の中に同軸状に入っていて、図７（Ｂ）のように同軸状になっている。第１チューブ９１の外周面９１Ａは、第２チューブ４０１の内周面４０１Ａと対面している。第１チューブ９１の内側には、塗布用のインク２９８が通るようになっている。第１チューブ９１の外周面９１Ａと第２チューブ４０１の内周面４０１Ａの間には、脱気用の流体６６０が通るようになっている。この脱気用の流体６６０は、塗布用のインク２９８に対して外部環境から空気が入り込まないようにするために、空気を脱気用の流体６６０に含ませた状態で、流体循環部４３０は脱気用の流体を積極的に循環させて脱気用の流体中の空気を脱気するようになっている。

脱気用の流体６６０は、描画用もしくは塗布用のインク２９８そのままを使うかあるいはインク２９８に含まれている溶剤を用いることができる。この溶剤としては、たとえばキシレン、アセトン、デカン、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＴＡＣ）などを使用することができる。
このように、脱気用の流体６６０としては、インク２９８そのまま、あるいはそのインクに主成分として含まれている溶剤を使用することにより、他の異物がこの外周面９１Ａと内周面４０１Ａの間を通らないようにすることができ、しかもすでに用いている材質を用いるので、コストダウンを図ることができる。

次に、図５と図６に示す流体循環部４３０の構造について、説明する。
流体循環部４３０は、図６に示すように、循環チューブ４４１、吸引部としての真空ポンプ４４３、フィルタ機構部４４４を有している。
循環チューブ４４１の一端部は、ブロック体４３３に接続して固定されている。循環チューブ４４１の途中には、フィルタ機構部４４４が直列に配置されている。循環チューブ４４１の他端部は、ブロック体４３４に対して接続して固定されている。循環チューブ４４１は、可撓性を有する材料を用いて作られている。

この循環チューブ４４１の一端部は、第１チューブ９１と第２チューブ４０１の間の空間に対してブロック体４３３を通じて直列に接続されている。同様にして循環チューブ４４１の他端部は、第１チューブ９１と第２チューブ４０１の間の空間に対してブロック体４３４を通じて直列に接続されている。
これによって循環チューブ４４１の流路と第２チューブ４０１と第１チューブ９１の間の空間の流路は、脱気用の流体６６０の循環経路となっている。

図８と図６に示すフィルタ機構部４４４は、ケース４４５と複数枚のフィルタ４５０を有している。各フィルタ４５０は、脱気用の流体６６０の流れ方向と平行になるように配置されている。ケース４４５は、フィルタ４５０を密封していて、ケース４４５内には循環チューブ４４１を流れる脱気用の流体６６０が流れるようになっている。
真空ポンプ４４３は、このケース４４５に接続されていて、真空ポンプ４４３が制御部２００の指令により動作することで、脱気用の流体６６０に溶存する気体である空気を、機能膜透過ガスとして、フィルタ機構部４４４の中から外部環境に排出することができる。

このフィルタ機構部４４４および循環チューブ４４１は、たとえば図５に示すように各第１チューブ９１乃至９６と第２チューブ４０１乃至４０６のそれぞれを含む２重構造体に対して共通して１組設けることができる。
しかし、これに限らず、各第１チューブと第２チューブの２重構造体に対して、それぞれ別々に流体循環部４３０を設けるようにしても勿論構わない。

図８は、フィルタ機構部４４４と真空ポンプ４４３などを拡大して示している。フィルタ４５０は少なくとも１枚好ましくは複数枚平行に配置することができる。このフィルタ４５０は、溶存気体を含む脱気用の流体６６０から溶存気体のみを透過するたとえば中空糸により作られたフィルタである。図９は、この中空糸により作られたフィルタ４５０が溶存気体（溶存ガスともいう）を含む脱気用の流体６６０から溶存気体のみをフィルタ４５０の外部へ透過する様子を示している。
脱気用の流体６６０からは溶存気体のみが真空ポンプ４４３の吸引により脱気される。
脱気用の流体６６０は強制的に循環されながらかつ強制的に脱気用の流体６６０中の溶存気体のみを外部環境へ脱気することができる。

図１０と図１１は、第１チューブ９１乃至９６と第２チューブ４０１乃至４０６の２重構造体４３１の構造例を示している。第１チューブ９１乃至９６と第２チューブ４０１乃至４０６は、上述したように同軸状に配置されているが、これらの第１チューブと第２チューブは、複数個の空間保持具４７０により一定の空間の流路４８０が保持できるように配置されている。
この空間保持具４７０は、第１チューブの長手方向に沿って好ましくは等間隔に配置されている。これにより、第１チューブと第２チューブが屈曲された場合においても、第１チューブと第２チューブは互いにこすれることが無く、しかも第１チューブと第２チューブの間の空間を長さ方向に沿って確実に保持でき、脱気用の流体６６０の流路４８０は確実に均等になるように保持することができる。

図１１は、空間保持具４７０と第１チューブ９１乃至９６および第２チューブ４０１乃至４０６の分解斜視図である。図１２は、空間保持具４７０の構造例を示している。
空間保持具４７０は、円形状の通し穴４７６と、複数個の突起部４７７を有している。図示例では突起部４７７は、９０度ごとに４つ半径方向に形成されている。円形状の通し穴４７６は、第１チューブ９１乃至９６の外周面を通して保持するためのものである。突起部４７７の先端部は、第２チューブ４０１乃至４０６の内周面を保持している。

これによって、第１チューブ９１乃至９６は、第１チューブと第２チューブの間の流路４８０を確実に保持することができる。また第１チューブと第２チューブが屈曲された場合であっても、第１チューブの流路４８１の形状を保持することができるとともに第１チューブと第２チューブの間の流路４８０の形状も保持することができる。これによって塗布用のインクの流れを確保し、脱気用の流体の流れも確保することができる。
第１チューブ９１乃至９６は、インナーチューブとも呼ぶこともでき、第２チューブ４０１乃至４０６は、アウターチューブとも呼ぶことができる。空間保持具４７０は、流路用切り欠き付きリングと呼ぶこともできる。

次に、図６を参照しながら液体供給装置６１０の動作例について説明する。
図６に示す液体パック１１１から第１チューブ９１を通じて、ヘッド１１側にインク２９８が供給される。ヘッド１１はインク２９８をノズル開口１２１乃至１２６からインク滴２９９として吐出させる。
この場合に、第１チューブ９１の流路４８１内にはインク２９８が流れるのであるが、このインク２９８に対して外側の環境から第２チューブ４０１を通じて（透過して）脱気用の流体６６０に空気が侵入する。
この空気は、脱気用の流体６６０によりトラップされて、フィルタ機構部４４０のフィルタ４５０を通ることにより、真空ポンプ４４３の吸引により脱気用の流体６６０に含まれる溶存気体は機能膜透過ガスとして外部環境へ脱気することができる。

これによって、外から侵入する空気は、第１チューブ９１では透過せずに第１チューブ９１と第２チューブ４０１の間の流路４８０を流れる脱気用の流体６６０により必ず捕まえて循環させながら外部へ積極的に脱気することができる。このために流路４８１を流れるインクには空気が混入するのを防ぐことができる。
なお、図６に示す真空ポンプ４４３の吸引力を制御部２００の指令により調整することで、循環される脱気用の流体６６０の圧力を調整できる。この圧力調整により、インク２９８の圧力の制御も行える。

また、第１チューブ９１と第２チューブ４０１は、フレキシブルチューブで作られているので、ヘッド１１が移動することにより第１チューブ９１と第２チューブ４０１が屈曲する場合がある。この場合には、図１０乃至図１２に示す空間保持具４７０が、流路４８０、流路４８１にそれぞれ形状変化の無いように好ましくは等間隔で保持することができる。そして第１チューブの外周面が第２チューブの内周面に対してこすれるような不都合が防げるので、ヘッドが移動を繰り返しても第１チューブと第２チューブの損傷を防ぐことができる。
このようにしてインクがインクパック１１１乃至１１６からそれぞれの対応するノズル開口へインクを供給することができ、このようなインク供給を行う本発明の液滴吐出装置１０により製造される図１に示すワークＷは、その製造精度を上げることができ、電気光学装置の製造品質を向上させることができる。このような電気光学装置を備える電子機器の製品品質はさらに向上させることができるのである。

本発明の液滴吐出装置の実施形態は、電気光学装置（デバイス）を製造するのに用いることができる。この電気光学装置（デバイス）としては液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。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。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する各種装置が考えられる。

図１３は、本発明の液滴吐出装置を描画装置として用いて、フラットパネルディスプレイの一種類である有機ＥＬ装置の製造に用いる場合の有機ＥＬ装置の構造例を示している。有機ＥＬ装置７０１は、基板７１１、回路素子部７２１、画素電極７３１、バンク部７４１、発光素子７５１、陰極７６１（対向電極）、および封止用基板７７１から構成された有機ＥＬ素子７０２に対して、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。

有機ＥＬ素子７０２の基板７１１上には、回路素子部７２１が形成され、回路素子部７２１上には、複数の画素電極７３１が整列している。そして、各画素電極７３１間には、バンク部７４１が格子状に形成されており、バンク部７４１により生じた凹部開口７４４に、発光素子７５１が形成されている。バンク部７４１および発光素子７５１の上部全面には、陰極７６１が形成され、陰極７６１の上には、封止用基板７７１が積層されている。

有機ＥＬ素子７０２の製造プロセスは、バンク部７４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子７５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子７５１を形成する発光素子形成工程と、陰極７６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。
すなわち、有機ＥＬ素子７０２は、予め回路素子部７２１および画素電極７３１が形成された基板７１１（ワークＷ）の所定位置にバンク部７４１を形成した後、プラズマ処理、発光素子７５１および陰極７６１（対向電極）の形成を順に行い、さらに、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止することにより製造される。なお、有機ＥＬ素子７０２は、大気中の水分等の影響を受けて劣化しやすいため、有機ＥＬ素子７０２の製造は、ドライエアーまたは不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）雰囲気で行うことが好ましい。

また、各発光素子７５１は、正孔注入／輸送層７５２およびＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）のいずれかの色に着色された発光層７５３から成る成膜部で構成されており、発光素子形成工程には、正孔注入／輸送層７５２を形成する正孔注入／輸送層形成工程と、３色の発光層７５３を形成する発光層形成工程と、が含まれている。
有機ＥＬ装置７０１は、有機ＥＬ素子７０２を製造した後、有機ＥＬ素子７０２の陰極７６１にフレキシブル基板の配線を接続するとともに、駆動ＩＣに回路素子部７２１の配線を接続することにより製造される。

次に、本発明の実施形態の液滴吐出装置１０を液晶表示装置の製造に適用した場合について説明する。
図１４は、液晶表示装置８０１の断面構造を表している。液晶表示装置８０１は、カラーフィルタ８０２と、対向基板８０３と、カラーフィルタ８０２と対向基板８０３との間に封入された液晶組成物８０４と、バックライト（図示省略）と、で構成されている。対向基板８０３の内側の面には、画素電極８０５と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示省略）とがマトリクス状に形成されている。画素電極８０５に対向する位置に、カラーフィルタ８０２の赤、緑、青の着色層８１３が配列するようになっている。カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ内側の面には、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜８０６が形成されており、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ外側の面には、偏光板８０７が接着されている。

カラーフィルタ８０２は、透光性の透明基板８１１と、透明基板８１１上にマトリクス状に並んだ多数の画素（フィルタエレメント）８１２と、画素８１２上に形成された着色層８１３と、各画素８１２を仕切る遮光性の仕切り８１４と、を備えている。着色層８１３および仕切り８１４の上面には、オーバーコート層８１５および電極層８１６が形成されている。

液晶表示装置８０１の製造方法について説明すると、先ず、透明基板８１１に仕切り８１４を作り込んだ後、画素８１２部分にＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３を形成する。そして、透明アクリル樹脂塗料とスピンコートしてオーバーコート層８１５を形成し、さらに、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から成る電極層８１６を形成して、カラーフィルタ８０２を作成する。

対向基板８０３には、画素電極８０５とＴＦＴ素子を作り込んでおく。次に、作成したカラーフィルタ８０２および画素電極８０５が形成された対向基板８０３に配向膜８０６の塗布を行った後、これらを貼り合わせる。そして、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３との間に液晶組成物８０４を封入した後、偏光板８０７およびバックライトを積層する。

本発明の液滴吐出装置の実施形態は、上記カラーフィルタのフィルタエレメント（Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３）の形成に用いることができる。また、画素電極８０５に対応する液体材料を用いることにより、画素電極８０５の形成にも用いることが可能である。
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、プレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。

本発明の電子機器は、上記電気光学装置を搭載している。この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。

図１５は、電子機器の一例である携帯電話１０００の形状例を示している。携帯電話１０００は、本体部１００１と表示部１００２を有している。表示部１００２は、上述したような電気光学装置であるたとえば有機ＥＬ装置７０１や液晶表示装置８０１を用いている。

図１６は、電子機器の他の例であるコンピュータ１１００を示している。コンピュータ１１００は本体部１１０１と表示部１１０２を有している。表示部１１０２は、上述したような電気光学装置の一例である有機ＥＬ装置７０１や液晶表示装置８０１を使用することができる。

本発明の液滴吐出装置の実施形態は、ワークの一例である印刷対象に対して、白黒もしくはカラー印刷（印字）することにも使用できる。この場合には、液体貯留部は、インクカートリッジであり、このインクカートリッジは、１種類もしくは複数種類のインク（たとえばブラック、イエロー、マゼンダ、シアン、ライトシアン、ライトマゼンダ等）を別々に貯留しておく。各インクは液体の一例である。

図６に示す流体循環部４３０は、脱気用の流体６６０を循環用のポンプにより強制的に循環させる。フィルタ４５０は、交換可能にするのが望ましい。
たとえばインクの溶剤に耐える材質や、ガスバリア性の高い材質を複数層に組み合わせたインクチューブが用いられることも考えられるが、インク溶剤の種類によってチューブ材質が変わるため、その都度ごとに専用の高価な多層チューブを製作しなければならない。
しかし、本発明の実施形態によれば、使用するインク等の液体に対する耐溶剤性だけを考慮したチューブの材質を選定すればよい。
また、外層である第２チューブと内層である第１チューブとの空間の脱気用の流体が外部雰囲気から透過してくるガスを積極的に取り込むため、たとえば塗布用インクに対するガスバリア性は非常に高く、インクジェット描画の安定性が向上できると同時に、塗布された液体の機能特性も安定する。
多層チューブは一体成形されているため、使用後には複数の材質で構成されたチューブをそのまま廃棄せざるをえないが、本発明の実施形態であれば、第１チューブと第２チューブを別々にして各チューブごとに適切な廃棄やリサイクルが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。

本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図。 図１の液滴吐出装置のキャリッジ、ヘッド等を示す斜視図。 図２のキャリッジおよびヘッド等を示す図２におけるＥ方向から見た正面図。 ヘッドの圧電振動子の例と液体貯留部の構造例を示す図。 液体供給装置、液体パックおよびノズルなどを示す斜視図。 液体供給装置の液体循環部、第１チューブ、第２チューブなどを示す図。 第１チューブと第２チューブの構造例を示す断面図。 フィルタ機構部と真空ポンプを拡大して示す図。 フィルタによる脱気用の流体から溶存気体を脱気する原理の例を示す図。 第１チューブと第２チューブおよび空間保持具の例を示す一部切り欠き斜視図。 第１チューブと第２チューブおよび空間保持具を示す分解斜視図。 第１チューブと第２チューブおよび空間保持具を示す断面図。 本発明の液滴吐出装置により製造される有機ＥＬ装置の形状例を示す断面図。 本発明の液滴吐出装置により製造される液晶表示装置の構造例を示す断面図。 本発明の実施形態により製造された表示装置を備える電子機器の一例である携帯電話を示す斜視図。 電子機器の別の例であるコンピュータを示す斜視図。

符号の説明

１０・・・液滴吐出装置、１１・・・ヘッド、７０・・・ノズル面、９１乃至９６・・・第１チューブ、１１１乃至１１６・・・液体パック（インクタンクとも呼ぶ）、１２１乃至１２６・・・ノズル開口、４０１乃至４０６・・・第２チューブ、４３０・・・流体循環部、４４１・・・循環チューブ、４４３・・・真空ポンプ（吸引部の一例）、４４４・・・フィルタ機構部、４５０・・・フィルタ、４８０・・・脱気用の流体の流路、４８１・・・描画用のインクの流路、６１０・・・液体供給装置、６６０・・・脱気用の流体

Claims (3)

1. 液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置であって、
   液体を収容する液体収容部と、
   移動可能に設けられ、液滴を吐出するヘッドと、
   前記液体収容部と前記ヘッドの間に配置されて前記液体収容部から前記液体を前記ヘッドへ供給するための液体供給装置と、
   を有し、
   前記液体供給装置は、
   前記液体収容部と前記ヘッドとの間を接続して前記液体を供給する第１チューブと、
   前記第１チューブに外部環境の気体が入り込むのを防ぐように、前記第１チューブの外周を囲む第２チューブと、
   前記第１チューブと前記第２チューブとの間に形成されている流路に脱気用の流体を収容して、前記第２チューブを通じて入り込み前記脱気用の流体に含まれる気体を脱気しながら前記脱気用の流体を循環させる流体循環部と、
   を備え、
   前記第１チューブと前記第２チューブは、ともに可撓性を有し、
   前記流体循環部は、
   前記流路の両端に接続すると共に、可撓性を有する循環チューブと、
   前記循環チューブに配置されているフィルタと、
   前記フィルタから前記気体を吸引する吸引部と、
   を有し、
   前記脱気用の流体を前記流路から前記循環チューブ及び前記フィルタを通って再び前記流路に循環させ、前記吸引部の吸引により前記フィルタを透過させることにより前記脱気用の流体から前記気体を脱気することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記第１チューブと前記第２チューブとの間に形成されている前記流路を長さ方向に沿って保持するために、前記流路には一定の空間の流路を保持するための空間保持具が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記脱気用の流体は、前記液体と同じ液体または前記液体に含まれる溶剤であることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。

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