WO2004030417A1

WO2004030417A1 - アクティブマトリクス型有機ｅｌ表示体の製造方法およびその装置およびアクティブマトリクス型有機ｅｌ表示体、並びに液晶アレイの製造方法および液晶アレイ、並びにカラーフィルタ基板の製造方法およびその装置およびカラーフィルタ基板

Info

Publication number: WO2004030417A1
Application number: PCT/JP2003/012124
Authority: WO
Inventors: Toshio Tahira; Yasuo Nishi; Kazuhiro Murata; Hiroshi Yokoyama
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha; Konica Minolta Holdings, Inc.; National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2004-04-08
Also published as: EP1553809B1; AU2003268655A8; KR20050062559A; US20060125363A1; US8932666B2; EP1553809A4; AU2003268655A1; JPWO2004030417A1; EP1553809A1; TW200410591A; TWI252053B; JP4225425B2; KR100710760B1

Abstract

アクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法は、インクジェット方式により、有機ＥＬ層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴（１２）として吐出し、有機ＥＬ層を形成する。吐出孔（１ｂ）の径が液滴（１２）の径よりも小さい静電吸引型のインクジェット装置（１５）を使用し、このインクジェット装置（１５）のノズルから１滴の量が１ｐｌ以下の液滴を吐出して有機ＥＬ層を形成する。これにより、着弾した液滴が早く乾燥する構成とし、着弾後の液滴の移動を抑制し、正確かつ安価に有機ＥＬ層を形成できるようにする。

Description

アクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法およびその装置およびァタティブマトリクス型有機 E L表示体、並びに液晶ァレイの製造方法および液晶アレイ、並びに力ラーフィルタ基板の製造方法およびその装置および力ラーフィルタ基板

明田

技術分野

本発明は、発光層である有機 E L層を備えたアクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法およびその装置およびアクティブマトリクス型有機 E L表示体、並びに液晶カラーテレビ、パーソナルコンピュータ等に使用される液晶アレイの製造方法であって、一対の基板間に設けられるスぺーサをインクジェット法を利用して形成する液晶アレイの製造方法および液晶ァレイ、並びにィンクジェット方式による例えばカラー液晶表示装置等のカラーフィルタ基板の製造方法おょぴその装置およびカラーフィルタ基板に関するものである。

背景技術近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力、軽量の表示素子への要望が高まる中、低電圧駆動、高輝度な有機 E Lディスプレイが注目を集めている。特に、近年の研究開発によって、有機（高分子）系材料を用いた有機 E L素子の発光効率の向上は著しく、有機 E Lディスプレイへの実用化が始まっている。蛍光性有機分子を含む固体薄膜を電極で挟み電荷を印加すると陽極から正孔（ホール）が、陰極から電子が注入され、これらのキャリアは印加電場により薄膜中を移動し再結合する。この再結合の際放出されたェネルギ一は蛍光分子の一重項励起状態 (分子励起子) の形成に消費され、この一重項励起子の基底状態への緩和にともなつて放出される蛍光を利用した素子が有機 E L素子である。

なお、カラーディスプレイでは、 R G Bの 1セットのように複数の発光部のまとまりを 1画素と呼ぶ場合があるが、本明細書では、個々の発光部をそれぞれ 1画素と呼ぶ。

ここで、従来のアクティブマトリクス型の有機 E L表示体（有機 E L ディスプレイ）について説明する。図 3 6は、従来の有機 E L素子の 1 画素の構成を示す縦断面図である。同図に示すように、有機 E L素子は、少なくとも基板 3 0 1、並びに基板 3 0 1上に設けら'れた第 1電極 3 0 2、有機 E L層 3 0 3および第 2電極 3 0 4を備えている。

有機 E L層 3 0 3 と第 2電極 3 0 4の側縁部には隔壁 3 0 5が設けられていることが好ましい。また、コントラストの観点から、基板 3 0 1 における第 1電極 3 0 2側とは反対側の面には偏光板 3 0 7が設けられていることが好ましい。また、信頼性の観点から、第 2電極 3 0 4上には、封止膜または封止基板 3 0 6が設けられていることが好ましい。

ここで、有機 E L層 3 0 3は、有機発光層の単層構造、あるいは電荷輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）と有機発光層との多層構造であつてもよレヽ。 '

従来より、有機 E Lディスプレイの製造における有機 E L層の形成方法として、フォトレジスト法が知られている。このフォトレジスト法を用いた場合、ガラス基板上に酸化金属などからなるブラックマトリクス (以下、 B Mと称する）を、フォトリソグラフィおよびエッチングによつて形成した後、上記ガラス基板の全面に、所定の色の顔料を分散させた感光性樹脂をスピンナ一によつてコーティングして乾燥させ、その後、この感光性樹脂を露光 · 現像して、所定の色の色画素パターンを得る。この工程を、 3回、即ち R、 G、 B (赤、青、緑）の 3色について繰り返し、有機 E Lパターンを形成する。

しかしながら、上記の方法では、先に形成した有機 E L層が、後で形成する有機 E L層でのフォトリソグラフイエ程で破損し易いという欠点がある。また、所望しない場所にも有機 E L材料を塗布しなければならず、その分材料費が嵩むことになつていた。さらに、フォトリソグラフィ工程は生産設備が高価であるとともに、設計変更にフレキシブルに対応できないなど、生産コストの点で望ましくなかった。

これに対して、日本国公開特許公報「特開平 1 0— 1 2 3 7 7号公報」（公開日 1 9 9 8年 1月 1 6 日）には'、インクジエツト法により発光層をパターン化する手法が報告されている。これには、ガラス基板上の所定の位置にのみ R G Bのインクを印刷して色画素パターンを形成するという有機 E L層の製造方法が開示されている。

インクジエツト法では、 R G Bの 3原色の層を同時に形成することができ、フォトリソグラフィ工程の繰り返しによる有機 E L素子の破壊を回避することができ、生産時間の短縮が可能である。また、色画素位置にのみインクを'載せるので、フォトリソグラフィ法よりも顔料の使用量が少なくて済み、材料費を大幅に低減可能である。さらに、手間のかかる露光 · 現像工程がなく、現像装置が不要であるため、製造コストが低減可能である。その上、常温、常圧下での作業が可能となり、生産性の向上効果、生産設備の簡略化が期待される。

ところが、従来のインクジェット法による有機 E L層の作製方法には、以下に述べる問題があった。

即ち、従来のインクジェット法においては、ノズルから吐出たされた液滴を乾燥させることについて十分に検討されておらず、液滴は基板へ着弾後にすぐには乾燥しない。したがって、所望の層厚の有機 E L層を得るために、基板上においては乾燥前の液滴量が多くなる。この結果、乾燥に長時間を要し、乾燥する前に液滴が基板上を移動してしまい、有機 E L層の形成精度が低下する。

この問題を解決するためには、まず、基板上面に親液領域と撥液領域とを形成し、液滴の着弾後の位置を拘束する方法が考えられる。このように、親液領域および撥液領域を形成する場合の有機 E L層の形成方法を図 3 7 ( a ) 〜図 3 7 ( c ) により説明する。

まず、基板 3 1 1の表面全体に親液処理を施す。その後、 1画素のサィズを例えば 1 2 0 μ m X 1 0 0 μ mとし、隣り合う画素間の線幅として、例えば 1 0 μ mの撥液領域 3 1 3をフォトリソ工程により作製する。これにより、図 3 7 ( a ) に示すように、親液領域 3 1 2 と撥液領域 3 1 3の領域分けができる。

次に、親液領域 3 1 2に向かってィンクの液滴 3 1 4を吐出する。基板 3 1 1上に着弾した液滴 3 1 4は、撥液領域 3 1 3には拡がらず、親液領域 3 1 2に保持される。その後、液滴 3 1 4の溶媒分が乾燥することにより、有機 E L層が形成される。

しかしながら、この方法は次の問題点を有している。

例えば、有機 E L層の所望の厚さが 0 . 0 5 μ ηιである場合において、インク体積濃度が 0. 1 %である場合、 1弾の液滴サイズは 1 0 5 μ m となる。液滴 3 1 4は基板 3 1 1側に着弾した場合、その衝撃で液滴径の 1. 5倍に拡がる。このため、図 3 7 ( b ) に示すように、着弾した液滴 3 1 4の一部は、画素領域の外枠をなす撥液領域 3 1 3を通り越して、隣の画素の親液領域 3 1 2に到達する。このように、着弾した液滴 3 1 4の乾燥前に、液滴 3 1 4の一部であるインクが他の親液領域 3 1 2に移動してしまった場合、図 3 7 ( c ) に示すように、そのインクは元の画素（元の親液領域 3 1 2 ) 内には戻らず、分離してしまうことになる。

そこで、このような問題を回避するために、 1弾の液滴径を小さくすることが考えられる。例えば、

(画素幅 Ι Ο Ο μ πι) + (両側外枠 1 0 m X 2 ) = 1 2 0 μ m に対して、着弾直後の液滴' 3 1 4 (インク）の拡がりが親液領域 3 1 2 の中に入るように液滴径を決定すると.、ノズルから吐出される液滴 3 1 4の径は、 1 2 0 + 1. 5 = 8 0 mとなる。

この場合、 1弾の液滴 3 1 4で形成される有機 E L層の厚さは 0. 0 2 μ πιであり、所望の厚さの半分以下である。このため、 2弾以上の液滴 3 1 4を同じ画素内に吐出しなければならない。しかしながら、 2弾目以降の液滴は、その前弾で形成された有機 E L層上に着弾するので、そこでは親液処理がなされておらず、液滴が所望の形状に拡がらず、ムラが生じてしまう。また、前弾が乾燥する前に次弾を着弾させると、ィンクが隣の画素の親液領域 3 1 2にまで拡がつてしまうので、前弾の液滴 3 1 4が乾燥するまで、次弾の液滴の吐出を待たなければならず、生産性が悪い。また、親液領域、撥液領域形成のために、フォトリソダラフィ工程を行なわなければならず、生産設備の簡略化というインクジェット装置の利点を有効に生かすことができない。

さらに、このような問題を解決するために、画素の周りに隔壁を形成して、インクの拡がりを遮る方法が考えられる。このような手法による有機 E L層の形成方法を図 3 8およぴ図 3 9により説明する。

有機 E Lディスプレイの基板 3 1 1には、画素のコントラストを明瞭にするため、ブラックマトリクス (以下、 BMと称する）が形成される。そこで、この B Mを隔壁とし、有機 E L材料を含んだ液滴 3 1 4の拡がりを遮ることが提案されている（図 3 8 ( a ) ) 。

しかしながら、上記の隔壁 3 1 5を使用する方法では、図 3 8 ( b ) に示すように、乾燥後に形成される有機 E L層 3 1 6の厚みにムラが生じてしまう。この場合、有機 E L層 3 1 6は中央部で薄く、隔壁 3 1 5 に沿う部分で厚くなる。このような厚みムラは、有機 E Lの発色特性に大きく影響するので、避けなければならない。そこで、隔壁 3 1 5に撥液処理を施し、隔壁 3 1 5へのインクの付着を回避する方法が提案されている。しかしながら、この方法であっても中央部のくぼみは解消されない。

さらに、隔壁 3 1 5を使用する方法には、次のような問' ¾もある。有機 E L層を所望の厚さに形成する場合、（ 1画素の面積 X厚さ）分の体積の有機 E L材料を、液滴 3 1 4の中に溶解していなくてはならない。 1例として、有機 E Lディスプレイにおける 1画素あたりの基板 3 1 1のサイズは、表示領域が 1 2 0 μ πι Χ 1 0 θ ί Πΐであり、厚さ力 S O . 0 5 i mである。これを 1弾の液滴で形成しょうとする場合、仮に有機 E L材料の体積濃度が 0. 1 %であるとすると、液滴径は 1 0 5 mとなる。このため、 B M (隔壁 3 1 5 ) の高さを有機 E L層の厚さの 1 0 0 0倍にしなくてはならない。これは、 BM材料の無駄にとどまらず、有機 E L表示装置全体の設計に影響する。

一方、上記の問題は、 BMの高さを有機 E L層の高さと同じにしたまま、液滴径を小さくしていつただけでは解決されない。まず、図 3 9 ( a ) に示すように、隔壁 3 1 5からあふれ出さない程度に液滴を小さくする場合、 1弾の大きさを 1 0 mにまで小さくしなければならない。しかしながら、液滴径が小さくなると、従来のインクジェット方式では、飛翔中に受ける空気抵抗の影響が大きくなり、飛翔速度が低下し、着弾精度が悪化する。また、図 3 9 ( b ) に示すように、先に着弾した液滴 3 1 4の溶質分（先弾固化分 3 1 7 ) が隔壁 3 1 5内の底部に積層されるにつれ、隔壁 3 1 5内の非充填部分の体積が減少するので、後から着弾する液滴が隔壁 3 1 5からあふれ出してしまう。

これを解消するためには、最終弾を着弾させた時点で、それ以前に着弾させた液滴の溶媒分が蒸発しているように、十分に吐出間隔を大きくし、液滴 3 1 4の濃度を高くすることが考えられる。しかしながら、液滴濃度を高くすると、インク粘度が大きくなり、従来のインクジェット方式では吐出できないなどの問題があった。また BM形成のため、フォトリソグラフイエ程を行なわなければならず、生産設備の簡略化というインクジエツト方式の利点を有効に生かすことができない。

また、液晶アレイは、従来、例えば次のような製造方法により製造されている。まず、一対の透明なガラス基板の一方に T F T (T h i n F i l m T r a n s i s t o r ) のような液晶駆動用素子を形成し、さらに透明電極およぴ配向膜を形成し、スぺーサを塗布する。次に、この一方の基板と、着色されたカラーフィルタ、透明電極および配向膜を形成した他方の基板とを貼り合せる。その後、両基板間の上記スぺーサにて形成された隙間に液晶を注入し封止する。

このような製造方法においては、上記のスぺーサとして、通常数 μ πι 程度のシリ力やプラスティック等からなる球状の粒子が散布される。

ところが、このような製造方法の場合、スぺーサは液晶アレイの開口部（光の透過あるいは反射を制御する領域）にも配置されることになり、また、スぺーサの配置される個数や位置にばらつきや偏りが生じる。このため、開口率の低下による表示品位の低下、あるいは表示のばらつきを招来していた。

そこで、開口率を低下させないように、カラーフィルタ基板のブラックマトリックス（Β Μ ) 上に、インクジェット装置を使用してスぺーサを配置 ·形成することが提案されている。

例えば、日本国公開特許公報「特開平 5— 2 8 1 5 6 2号公報」（公開日 1 9 9 3年 1 0月 2 9 日）には、スぺーサ材を混入した液晶を、ヒーターで加熱し、同時に撹拌機で撹拌しながら、口径 6 0 mの吐出口を持ったインクジエツト装置により、液晶用基板に滴下する方法が述ベられている。この方法では、加熱することにより、液晶の粘度を低下させ、インクジェットによる吐出を可能にしている。そして、液晶を滴下した時点でスぺーサ材が均一に分散される。

また、日本国公開特許公報「特開' 2 0 0 1 — 4 2 3 3 8号公報」（公開日 2 0 0 1年 2月 1 6 日）には、一方の基板上にスぺーサ形成素材をインクとしてインクジヱット方式により塗布し、スぺーサパターンを描画して硬化させ、スぺーサを形成する方法が示されている。しかしながら、従来のィンクジエツト装置を使用したスぺーサの形成方法は、次のような問題点を有している。

スぺーサ形成素材をィンクジエツト方式により塗布し、スぺーサパターンを描画して硬化させる場合、スぺーサ形成素材の濃度を高くすると、その粘度が高くなる。

バブルジェット方式やピエゾ方式を使用した通常のィンクジエツト方式では、吐出可能なものの粘度が通常 2〜 2 0 c P程度のオーダであり、これ以上の粘度のものを吐出することはできない。

また、ノズル付近を加熱して吐出するィンクの粘度を低減する方法が提案されているものの、この方法では、スぺーサ材料として硬化性樹脂を用いる場合、ノズル内でスぺーサ形成素材が硬化してノズルが目詰まりを起こす恐れがある。

一方、ノズル付近を加熱せずにスぺーサ形成素材を吐出させるためには、スぺーサ形成素材の溶媒の量を多くし、その粘性を下げることが必要である。この場合にはスぺーサ形成素材の濃度が低下してしまう。例えば、従来例において、スぺーサ形成素材の組成は、共重合体 1 0重量 %、水 8 0重量％、エチレングリコール 1 0重量。 /。であり、乾燥後は体積が数分の一になる。

このため、所定の厚みのスぺーサを得るには、吐出する液滴径を大きくする必要がある。この場合、形成されたスぺーサの形状は、例えば厚み 5 mで直径が 5 0 μ mといった扁平な形状となってしまう。この結果、スぺーサの存在によって開口率が低下する問題は解決することができない。また、濃度が低いことから、 1 0 0 °C 1 5分後、 2 0 0 °C 3 0 分で焼成する必要があり、スぺーサの形成に長時間を要するという問題点を招来する。

さらに、インク基板着弾時から溶媒乾燥までの間に、スぺーサ材料を含んだ液滴が移動してしまい、所望する位置にスぺーサを形成できなかつた o

この問題について、ここでは、特に開口率を低下させないため、 BM 上にスぺーサを形成する場合を考える。

一例として、 BMの幅が l O ^u mに対し、必要なスぺーサ厚さが 5 μ πιで、スぺーサ形成素材（インク）の濃度を 5 0 %まで高めることができた場合を考える。 ΒΜ¾面に撥液処理が施されており、液滴は着弾後に拡がらず、液滴径の 1. 5倍程度の径の面積で保持されると仮定するこの場合、液滴は φ 6. 7 /_ί ΐηの大きさまで大きくすることができる。しかしながら、溶媒分が乾燥した後に残るスぺーサ材料の厚さは、 1 mとなり、目標の厚さに達しない。このため、重ね打ちをし、スぺーサ材料を積層させなければならない。この場合、先弾の液滴の溶媒分が完全に乾燥した後に次弾を吐出しなければ液滴が拡がってしまう。この結果、連続して吐出間隔（吐出動作の時間間隔）が長くなり、作業効率が悪化する。

このため、さらに高濃度のスぺーサ形成素材（インク）を使用することが必要なり、そのような高濃度のスぺーサ形成素材（インク）の液滴を吐出可能とする構成が求められる。

このような問題に対し、日本国公開特許公報「特開 2 0 0 0 _ 2 4 6 8 8 7号公報」（公開日 2 0 0 0年 9月 1 2 日）には、次のような技術が開示されている。即ち、下部に 5 0 μ m〜 1 m m径の円形または多角形のオリフィスを有し、 l O O c p s 〜 l , 0 0 0 , 0 0 0 c p sの高粘度物質が充填された容器の一部または全体に電極を配置し、前記ォリフィスから高粘度物質のメニスカスを張り出させて形成した状態で、前記電極に電圧を印加して高粘度物質を引き出し、その一部を分離切断することにより、媒体上に付着させることを特徴とする高粘度物質用ディスペンサ一の吐出方法が示されている。この技術は電圧の印加により、ノズルからメニスカスが円錐状に形成されることを利用している。この場合には、パルス振幅が大きいほど、メニスカスの円錐が高く形成されるので、メニスカス先端側の基板に接触する体積が大きくなり、ドット径を大きくできる。

しかしながら、上記従来の方法では、所望するドット径が小さい場合、メニスカス円錐の先端部のみが基板側に接触するようにコントロールしなければならない。特に、スぺーサ形成素材（インク）を積層させてスぺーサを形成してレ、く場合には、スぺーサが積層されるに連れてノズルと記録側部材との距離が小さく変化していく。このため、ドット径のコントロールが非常に困難となる。また、インクの塗布暈を安定させようとする場合には、円錐メニスカスの先端ではなく中央付近までが基板と衝突するように、パルスを大きくする必要がある。このため、液滴径は最低でもノズル径の 1 Z 2以上になる。

このような状態でドット径を小さくしょうとすれば、ノズル径を小さくする必要がある。しかしながら、この場合には同時にノズル一基板間の距離を短くしなければならず、結果として、基板の厚みムラやうねりなどによるノズルー基板間距離の誤差の影響が大きくなり、安定な吐出が困難となる。また、近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力、軽量の表示素子への要望が高まる中、低電圧駆動、高輝度な液晶ディスプレイが実用化されている。

このうち、カラー液晶ディスプレイは、 T F Tに接続された透明電極 ( I T Q膜）によって、液晶の配列をコントロールすることにより、バックライトから発せられた光の通過量を制御する。このカラー液晶ディスプレイでは、光がカラーフィルタを通過することにより発色する。なお、カラーディスプレイでは、 R G Bの 1セットのように複数の力ラーフィルタ部のまとまりを 1画素と呼ぶ場合があるが、ここでは、個々のカラーフィルタ部に対して 1画素と呼ぶ。

従来より、カラーフィルタ基板の製造方法の 1つとして、スピンコート法が知られている。このスピンコート法は、ガラス基板上にクロム等のメタルからなるブラックマトリックス (以下、 B Mと称する）を、フォトリソグラフィおよびエッチングによって形成した後、上記ガラス基板の全面に、所定の色の顔料を分散させた感光性樹脂をスピンナ一によつてコーティングして乾燥させ、その後、この感光性樹脂を露光 ' 現像して、所定の色の色画素パターンを得る。この工程を、 3回、即ち R、 G、 B (赤、青、緑）の 3色について繰り返し、カラーフィルタパターンを形成する。

しかしながら、上記の方法では、所望しない箇所にもカラーフィルタ材料を塗布しなければならず、材料費が嵩んでいた。さらに、フォトリソグラフィ工程は生産設備が高価であるとともに、また設計変更にフレキシブルに対応できないなど、生産コストの点で望ましくなかった。これに対して、日本国公開特許公報「特開昭 5 9— 7 5 2 0 5号公報 J (公開日 1 9 8 4年 4月 2 7 日）には、ィ,ンクジェット法による力ラーフィルタのパターン化の手法が開示されている。その技術は、ガラス基板上の所定の位置のみに R G Bのインクを印刷して色画素パターンを形成するという、カラーフィルタ基板の製造方法に関するものである o

上記のインクジエツト法では、 R G Bの 3原色の各層を同時に形成することができ、生産時間の短縮が可能である。また、色画素位置にのみィンクを乗せるので、上記スビンコ一ト法より顔料の使用量が少なくて済み、材料費を大幅に低減可能である。さらに、手間のかかる露光 · 現像工程がなく、現像装置が不要であるため、製造コストが低減可能である。その上、常温、常圧下での作業が可能となり、生産性の向上効果、生産設備の簡略化が期待される。

また、上記の特開昭 5 9— 7 5 2 0 5号公報の方法では、ヌレ性の悪い物質にて拡散防止パターンを形成した基板上に、インクジヱット方式にて顔料を含んだインクを塗布し、カラーフィルタを形成している。

ところが、従来のインクジエツト法によるカラーフィルタの製造方法には、以下に述べる問題があった。

即ち、 .従来のインクジエツト法においては、ノズルから吐出たされた液滴を乾燥させることについて十分に検討されておらず、液滴は基板へ着弾後にすぐには乾燥しない。したがって、所望の層厚のカラーフィルタ層を得るために、基板上においては乾燥前の液滴量が多くなる。この結果、乾燥に長時間を要し、乾燥する前に液滴が基板上を移動してしまい、カラ一フィルタの形成精度が低下する。

この問題を解決するためには、まず、基板上面に親液領域と撥液領域とを形成し、液滴の着弾後の位置を拘束する方法が考えられる。このように、親液領域および撥液領域を形成する場合のカラーフィルタの形成方法を前記の図 3 7 ( a ) 〜図 3 7 ( c ) により説明する。

まず、基板 3 1 1の表面全体に親液処理を施す。その後、 1画素のサィズを例えば 3 0 0 μ m X 1 0 0 μ mとし、隣り合う画素間の線幅として、例えば 1 0 / mの撥液領域 3 1 3 をフォトリソグラフイエ程により作製する。これにより、図 3 7 ( a ) に示すように、親液領域 3 1 2 と撥液領域 3 1 3の領域分けができる。

次に、親液領域 3 1 2に向かってィンクの液滴 3 1 4を吐出する。基板 3 1 1上に着弾した液滴 3 1 4は、撥液領域 3 1 3には拡がらず、親液領域 3 1 2に保持される。その後、液滴 3 1 4の溶媒分が乾燥することにより、カラーフィルタ層が形成される。

しかしながら、この方法は次の問題点を有している。

例えば、カラ一フィルタ層の所望の厚さが 1 mである場合において、インク体積濃度が 5 %である場合、 1弾の液滴サイズは 1 0 5 mとなる。液滴 3 1 4は基板 3 1 1側に着弾した場合、その衝撃で液滴径の 1 . 5倍に拡がる。このため、図 3 7 ( b ) に示すように、着弾した液滴 3 1 4の一部は、画素領域の外枠をなす撥液領域 3 1 3を通り越して、隣の画素の親液領域 3 1 2に到達する。このように、着弾した液滴 3 1 4の乾燥前に、液滴 3 1 4の一部であるインクが他の親液領域 3 1 2に移動してしまった場合、図 3 7 ( c ) に示すように、そのインクは元の画素（元の親液領域 3 1 2 ) 内には戻らず、分離してしまうことになるそこで、このような問題を回避するために、 1弾の液滴径を小さくすることが考えられる。例えば、

(画素幅 Ι Ο Ο μ πχ ) + (両側外枠 1 0 μ m X 2 ) = 1 2 0 μ m に対して、着弾直後の液滴 3 1 4 (インク）の拡がりが親液領域 3 1 2 の中に入るように液滴径を決定すると、ノズルから吐出される液滴 3 1 4の径は、 1 2 0 + 1 . 5 = 8 0 μ πιとなる。

この場合、 1弾の液滴 3 1 4で形成されるカラーフィルタ層の厚さは 0 . 4 5 μ mであり、所望の厚さの半分以下である。このため、 2弾以上の液滴 3 1 4を同じ画素内に吐出しなければならなレ、。しかしながら、 2弾目以降の液滴は、その前弾で形成されたカラーフィルタ層上に着弾するので、そこでは親液処理がなされておらず、液滴が所望する形状に拡がらず、ムラが生じてしまう。また、前弾が乾燥する前に次弾を着弾させると、インクが隣の画素の親液領域にまで拡がってしまうので、前弾の液滴 1 2 1が乾燥するまで、次弾の液滴の吐出を待たなければならず、生産性が悪い。また、親液領域、撥液領域形成のため、フォトリソグラフイエ程を行なわなければならず、生産設備の簡略化というインクジヱット装置の利点を有効に生かすことができない。

さらに、このような問題を解決するために、画素の周りに隔壁を形成して、インクの拡がりを遮る方法が考えられる。このような手法による力ラーフィルタ層の形成方法を前記の図 3 8および図 3 9により説明する。

液晶素子のカラーフィルタ基板 1 には、画素のコントラストを明瞭にするため、ブラックマトリクス（以下、 B Mと称する）が形成される。そこで、この B Mを隔壁 3 1 5 とし、カラーフィルタ材料を含んだ液滴 3 1 4の拡がり'を遮ることが提案されている（図 3 8 ( a ) ) 。しかしながら、上記の隔壁 3 1 5を使用する方法では、図 3 8 ( b ) に示すように、乾燥後に形成される力ラーフィルタ層 3 1 6の厚みにムラが生じてしまう。この場合、カラーフィルタ層 3 1 6は中央部で薄く、隔壁 3 1 5に沿う部分で厚くなる。このような厚みムラは、カラーフィルタ層 3 1 6の発色特性に大きく影響するので、避けなければならない。そこで、隔壁 3 1 5に撥液処理を施し、隔壁 3 1 5へのインクの付着を回避する方法が提案されている。しかしながら、この方法であっても中央部のくぼみは解消されない。

さらに、隔壁 3 1 5を使用する方法には、次のような問題もある。カラーフィルタ層を所望の厚さに形成する場合、（ 1画素の面積 X厚さ ) 分の体積のカラーフィルタ材料を、液滴 3 1 4の中に溶解していなくてはならない。 1例として、カラーフィルタ基板 3 1 1のカラーフィルタ層における 1画素あたりのサイズは、表示領域が 3 0 0 / m X 1 0 0 i mであり、厚さが Ι μ πιである。これを 1弾の液滴で形成しようとする場合、仮にカラーフィルタ材料の体積濃度が 5 %であるとすると、液滴径は 1 0 5 /i mとなる。このため、 BM (隔壁 3 1 5 ) の高さをカラ一フィルタ層の厚さの 2 0倍にしなくてはならない。これは、 BM材料の無駄にとどまらず、液晶素子全体の設計に影響する。

—方、上記の問題は、 BMの高さをカラーフィルタ層の高さと同じにしたまま、液滴径を小さくしていつただけでは解決されない。まず、図 3 9 ( a ) に示すように、隔壁 3 1 5からあふれ出さない程度に液滴を小さくする場合、 1弾の大きさを 2 0 mにまで小さくしなければならない。しかしながら、液滴径が小さくなると、従来のインクジェット方式では、飛翔中に受ける空気抵抗の影響が大きくなり、飛翔速度が低下し、着弾精度が悪化する。また、図 3 9 ( b ) に示すように、先に着弾した液滴 3 1 4の溶質分（先弾固化分 3 1 7 ) が隔壁 3 1 5内の底部に積層されるにつれ、隔壁 3 1 5内の非充填部分の体積が減少するので、後から着弾する液滴が隔壁 3 1 5からあふれ出してしまう。

これを解消するためには、最終弾を着弾させた時点で、それ以前に着. 弾させた液滴の溶媒分が蒸発しているように、十分に吐出間隔を大きくし、液滴 3 1 4の濃度を大きくすることが考えられる。しかしながら、液滴濃度を大きくすると、インク粘度が大きくなり、従来のィンクジェット方式では吐出できないなどの問題があった。また BM形成のため、フォトリソグラフイエ程を行なわなければならず、生産設備の簡略化というインクジェット方式の利点を有効に生かすことができない。

(特許文献 1 )

特開平 1 0— 1 2 3 7 7号公報（公開日 1998年 01月 16日）

(特許文献 2 )

特開平 8— 2 3 8 7 7 4号公報（公開日 1996年 09月 17日）

(特許文献 3 )

特開 2 0 0 0— 1 2 7 4 1 0号公報（公開日 2000年 05月 05日） (特許文献 4 )

特開平 5 — 2 8 1 5 6 2号公報（公開日 1993年 10月 29日）

(特許文献 5 )

特開 2 0 0 1 — 4 2 3 3 8号公報（公開日 2001年 02月 16日）

(特許文献 6 )

特開 2 0 0 0— 2 4 6 8 8 7号公報（公開日 2000年 09月 12日）

(特許文献 7 ) 特開昭 5 9— 7 5 2 0 5号公報（公開日 1984年 04月 27日）

したがって、本発明は、着弾後の液滴の乾燥速度を考慮した構成により、正確な位置に有機 E L層を形成することができ、かつインクジエツト方式における利点を生かし、特に画素領域の周りの隔壁や撥液領域および親液領域等を設けることなく有機 E L層を形成することができるァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法およびァクティブマトリタス型有機 E L表示体の提供を目的としている。

また、本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、画素毎に開口部を有した T F T基板またはカラーフィルタ基板等の基板上における開口部と開口部との境界部等に対して正確にスぺーサを塗布 ·形成することを可能とするなどの構成により、スぺーサの存在によって開口率が低減されることがなく、所望の厚み（高さ）のスぺーサを容易に得ることができる液晶アレイの製造方法おょぴ液晶アレイの提供を目的としている。

さらに、本発明は、着弾後の液滴の乾燥速度を考慮した構成により、正確な位置に力ラーフィルタを形成することができ、かつィンクジェット方式における利点を生かし、特に画素領域の周りの隔壁や撥液領域および親液領域等を設けることなくカラーフィルタを形成することができるカラーフィルタ基板の製造方法および力ラーフィルタ基板の提供を目的としている。発明の開示 - 本願本発明者は、ノズルから吐出された液滴の着弾後から乾燥前の液滴の移動量を抑制でき、厚みの厚い有機 E L層を正確かつ容易に形成する手法を鋭意研究した。その過程で、有機 E L層材料を含む液体（インク）の液滴径と液体（インク）濃度などのパラメータの組み合わせにより、着弾後瞬時に液滴（インク）が乾燥する領域があることを予測した。さらに、その条件での吐出を可能とするインクジェット方式を見いだした。

そして、そのようなインクジエツト方式にて液滴の吐出を行なうことにより、液滴の着弾後に瞬時に液滴が乾燥して液滴の拡がりを回避し、連続的な液滴付与による有機 E L層の形成を可能にした。

本発明のァクティブマトリツタス型有機 E L表示体の製造方法は、ィンクジェット方式により、有機 E L層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法において、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジヱット装置を使用し、このィンクジヱット装置のノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出することを特徴としている。

また、本発明のァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造装置は、インクジェット方式により、有機 E L層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造装置において、前記吐出孔の径が前記液滴の径よりも小さいノズルを使用し、静電吸引型のインクジェット方式により.、前記ノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出することを特徴としている。

上記の構成によれば、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 p 1 以下であるので、液滴は基板上の有機 E L層形成領域に着弾後瞬時に乾燥する。したがって、液滴は基板上に着弾後に移動し難く、正確な位置に有機 E L層を形成することができる。この点は、複数の液滴を吐出し、それらを積層して所望の厚みを有する 1 {@の有機 E L層を形成する場合も同様であり、後に着弾した液滴が先に着弾した液滴に影響されて移動するといつた事態を回避可能である。

これにより、本発明の製造方法によれば、インクジェット方式における利点を生かし、特に有機 E L層形成領域（画素領域）の周りに隔壁を形成することや撥液領域および親液領域等を設けることなく、容易かつ低コストに有機 E L層を形成することができる。

また、ノズルの吐出孔の径が液滴の径よりも小さい静電吸引型インクジエツト装置を使用しているので、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 l p 1以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、高周波数での吐出駆動を行ないながら、連続的な液滴の吐出が可能となり、生産効率が向上する。

なお、ノズル径を 1 3 Ai m以下とするならば、液適量を 1 p i以下とすることができる。また、有機 E L表示体の製造において、液滴を塗布したあとの有機 E L層の濃度は所定値以上が必要とされるため、本発明のように微小液滴を用いる場合には、同一の有機 E L層形成領域に対して、液滴の吐出を複数回行なう。

上記のァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法は、前記液体として、体積濃度が、同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数から求まる値のものを使用する構成としてもよい。

吐出する液滴が小さくなれば、 1弾の液滴によって形成される有機 E L層の厚さが薄くなるので、所望の厚さを得るためには複数弾の液滴による層を積層する必要がある。この場合、積層数が増加すれば、その分、作業時間が増加する。そこで、体積濃度が、同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた液滴により形成される積層数から求まる値の液体（インク）を使用し、積層数に応じて液体の体積濃度を調整する。この場合、液体の体積濃度を高く設定すれば、上記の積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。

また、本発明のアクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法は

、インクジェット方式により、ノズルの吐出孔から有機 E L層材料を含む液体を液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法において、ノズルから 1滴の量が 1 p i 以下の液滴を吐出する静電吸引型ィンクジエツト装置を使用し、同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を、液滴径に対する、有機 E L層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を i3、液滴径を D、形成する有機 E L層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 η ( % ) が略] 3 X t / ( a X D ) となるものを使用することを特徴としている。

また、本発明のァクティプマトリックス型有機 E L表示体の製造装置ば、インクジェット方式により、ノズルの吐出孔から有機 E L層材料を含む液体を液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造装置において、静電吸引型のィンクジェット方式により、前記ノズルから 1滴の量が 1 ρ 1以下の前記液滴を吐出させるとともに、同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を α、液滴径に対する、有機 E L層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を i3、液滴径を D、形成する有機 E L層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 η ( % ) が略 ]3 X t / ( _α X D ) となるものを使用することを特徴としている。上記の構成によれば、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 ρ 1 以下であるので、液滴は基板上の有機 E L層形成領域に着弾後瞬時に乾燥する。したがって、液滴は基板上に着弾後に移動し難く、正確な位置に有機 E L層を形成することができる。この点は、複数の液滴を吐出し、それらを積層して所望の厚みを有する 1個の有機 E L層を形成する場合も同様であり、後に着弾した液滴が先に着弾した液滴に影響されて移動するといった事態を回避可能である。

また、吐出する液滴が小さくなれば、 1弾の液滴によって形成される有機 E L層の厚さが薄くなるので、所望の厚さを得るためには複数弾の液滴による層を積層する必要がある。この場合、積層数が増加すれば、その分、作業時間が増加する。そこで、液体（インク）の体積濃度を上記の式を満たすようにして高濃度に設定すれば、上記の積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。なお、上記略の範囲は液滴量のパラツキを考慮して、例えば ± 1 0 %としてもよい。上記のァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法は、静電吸引型インクジエツト装置として、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さいものを使用する構成としてもよい。

上記の構成によれば、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 1 p 1以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、高周波数での吐出駆動を行ないながら、連続的な液滴の吐出が可能となり、生産効率が向上する。

上記のアクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法は、前記液体として、粘度が 2 0 c P以上のものを使用する構成としてもよい。上記の構成によれば、液体（インク）として粘度が 2 0 c P以上の高粘度のィンクを用いることにより、複数弾の液滴による積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。

上記のァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法において、前記有機 E L層は有機発光層を含んでいる構成としてもよい。

上記のァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法において、前記有機 E L層は電荷輸送層を含んでいる構成としてもよい。

本発明のアクティブマトリクス型有機 E L表示体は、上記の何れかのァクテ.ィブマトリツタス型有機 E L表示体の製造方法により製造されたものである。

本発明の液晶ァレイの製造方法は、対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられ、ィンクジェット方式によりノズルの吐出孔からスぺーサ材料の液滴を吐出し、それを硬化させることにより前記スぺーサを形成する液晶アレイの製造方法において、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さぃ静電吸引型ィンクジエツト装置を使用し、このィンクジエツト装置のノズルから 1滴の量が 1 p i以下の液滴を吐出することを特徴としている。

なお、上記開口部は、表示部の光の透過あるいは反射を制御する領域のことである。

上記の構成によれば、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 p 1 以下であるので、液滴は基板上のスぺーサ形成面に着弾後瞬時に乾燥する。したがって、液滴は基板上に着弾後に移動し難く、正確な位置にスぺーサを形成することができる。この点は、複数の液滴を吐出し、それらを積層して所望の厚みを有する 1個のスぺーサを形成する場合も同様であり、後に着弾した液滴が先に着弾した液滴に影響されて移動するといった事態を回避可能である。

これにより、本発明の製造方法によれば、インクジェット方式における利点を生かし、液晶アレイの開口率を低下させることなく、所望の厚さのスぺーサを容易かつ低コストに形成することができる。

また、ノズルの吐出孔の径が液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジエツト装置を使用しているので、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 1 p 1以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、高周波数での吐出駆動を行ないながら、連続的な液滴の吐出が可能となり、生産効率が向上する。なお、ノズル径を 1 3 μ πι以下とするならば、液適量を 1 p 1以下とすることができる。また、スぺーサの厚さは所定値以上が必要とされるため、本発明のように微小液滴を用いる場合には、同一のスぺーサ形成個所に対して、液滴の吐出を.複数回行う。

また、本発明の液晶アレイの製造方法は、対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられ、インクジェット方式によりノズルの吐出孔からスぺーサ材料を吐出し、それを硬化させることにより前記スぺーサを形成する液晶ァレイの製造方法において、前記ノズルの先端部を基板のスぺーサ形成面に接触させ、この状態で、前記スぺーサ材料を凝縮させるために、ノズルに設けられた電極に電圧を印加し、この電圧印加状態を維持しながら、前記ノズルから連続的に前記スぺーサ材料を吐出させるとともに、前記ノズルと前記基板との位置を離していき、前記基板に柱状のスぺーサを形成することを特徴としている。

上記の構成によれば、インクジェット方式における利点を生かし、液晶アレイの開口率を低下させることなく、所望の厚さのスぺーサを容易かつ低コストに形成することができる。

上記の液晶ァレイの製造方法は、前記ノズルの吐出孔の径が 8 m以下である構成としてもよい。これにより、スぺーサの形成をさらに安定して行うことができる。

本発明の液晶ァレイの製造方法は、対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられている液晶アレイの製造方法において、ノズルの吐出孔の径が吐出する液滴の径よりも小さい静電吸引型インクジエツト装置を使用し、このインクジェット装置のノズルから、固体スぺーサを含む液体を、 1滴の量が 1 p 1以下の液滴としてスぺーサ形成面に吐出し、前記スぺーサを形成することを特徴としている。

上記の構成によれば、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 p 1 以下であるので、液滴、即ち溶媒は基板上のスぺーサ形成面に着弾後瞬時に乾燥する。したがって、液滴に含まれている固体スぺーサは、スぺーサ形成面に着弾後に移動し難く、正確な位置にスぺーサを形成することができる。これにより、液晶アレイの開口率の低下を回避できる。また、溶媒が着弾後瞬時に乾燥するため、基板に残った溶媒が配向膜などに悪影響を及ぼすことがない。

また、ノズルの吐出孔の径が液滴の径よりも小さい静電吸引型インクジェット装置を使用しているので、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 l p 1以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、スぺーサの形成位置について高精度の位置制御が可能となる。

これにより、本発明の製造方法によれば、インクジエツト方式における利点を生かし、液晶アレイの開口率を低下させることなく、所望の厚さのスぺーサを容易かつ低コストに形成することができる。

本発明の液晶アレイの製造方法は、対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられている液晶アレイの製造方法において、スぺーサ配置面に個体スぺーサを配置した後、ノズルの吐出孔の径が吐出する液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジ工ット装置を使用し、このィンクジエツト装置のノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出し、その液滴を前記固体スぺーサに衝突させることにより固体スぺーサを移動させ、個体スぺーサの位置決めを行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、スぺーサ配置面に個体スぺーサを配置した後、ノズルからの液滴の吐出により固体スぺーサの位置を調整し、スぺーサが 1箇所に集合した状態等を解消できるので、開口率の低下を回避可能である。

また、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 p 1以下であるので、液滴は着弾後瞬時に乾燥する。したがって、基板に残った溶媒が配向膜などに悪影響を及ぼすことがない。

また、ノズルの吐出孔の径が液滴の径ょりも小さぃ静電吸引型ィンクジェット装置を使用しているので、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 l p 1 以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、スぺーサに対して高精度の位置制御が可能となる。

上記の液晶アレイの製造方法は、前記ノズルからの吐出物の粘度が 3

0 c P以上である構成としてもよい。

上記の構成によれば、ノズルからの吐出物の粘度が 3 0 c P以上と高くなつているので、着弾後の吐出物における溶媒の乾燥速度を確実に高めることができる。これにより、スぺーサの位置精度を確実に高めることができる。また、ノズルからの吐出液滴によりスぺーサを形成する場合には、 1弾の液滴によるスぺーサ形成厚さが小さくなるため、吐出回数、即ち積層数が増加し、作製時間が増加するものの、液滴（吐出物）が高濃度となっているので、吐出回数、即ち積層数の増加化を抑制可能である。この結果、生産効率が向上する。

上記の液晶ァレイの製造方法において、前記スぺーサを形成する基板には、透明基板上に少なくとも 3色以上の色で着色された力ラーフィルタが形成されている構成としてもよい。

上記の液晶ァレイの製造方法では、前記スぺーサを形成する基板が、画素毎にァクティブ素子を備えたァクティプマトリクス基板となっている。

また、本願本発明者は、ノズルから吐出された液滴の着弾後から乾燥前の液滴の移動量を抑制でき、厚みの厚いカラーフィルタを正確かつ容易に形成する手法を鋭意研究した。その過程で、カラーフィルタ層材料を含む液体（インク）の液滴径と液体（インク）濃度などのパラメータの組み合わせにより、着弾後瞬時に液滴（インク）が乾燥する領域があることを予測した。さらに、その条件での吐出を可能とするインクジェット方式を見いだした。

そして、そのようなインクジエツト方式にて液滴の吐出を行なうことにより、液滴の着弾後に瞬時に液滴が乾燥して液滴の拡がりを回避し、連続的な液滴付与によるカラーブイルタ層の形成を可能にした。

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、インクジェット方式により、カラーフィルタ層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造方法において、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さぃ静電吸引型ィンクジェット装置を使用し、このィンクジェット装置のノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出することを特徴としている。

また、カラーフィルタ基板の製造装置は、インクジェット方式により、カラーフィルタ層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成するカラーフィルタ基板の製造装置において、前記吐出孔の径が前記液滴の径よりも小さいノズルを使用し、静電吸引型のインクジエツト方式により前記ノズルから 1滴の量が 1 p 1 以下の液滴を吐出することを特徴としている。

上記の構成によれば、ノズルから吐出される液滴の 1滴の量が 1 p 1 以下であるので、液滴は基板上の力ラーフィルタ層形成領域に着弾後瞬時に乾燥する。したがって、液滴は基板上に着弾後に移動し難く、正確な位置にカラーフィルタ層を形成することができる。この点は、複数の液滴を吐出し、それらを積層して所望の厚みを有する 1個のカラーフィルタ層を形成する場合も同様であり、後に着弾した液滴が先に着弾した液滴に影響されて移動するといった事態を回避可能である。

これにより、本発明の製造方法によれば、インクジェット方式における利点を生かし、特にカラーフィル.タ層形成領域（画素領域）の周りに隔壁を形成することや撥液領域および親液領域等を設けることなく、容易かつ低コストに有機発光層を形成することができる。

また、ノズルの吐出孔の径が液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジエツト装置を使用しているので、静電吸引用の電界を生じさせる印加電圧を低い値に抑制しながら、 l p 1以下の微小な液滴の吐出が可能となる。また、液滴を吐出する際に、液滴に電荷が集中しやすく、液滴周囲の電界強度の変動が小さくなるので、安定した吐出が可能となる。この結果、高周波数での吐出駆動を行ないながら、連続的な液滴の吐出が可能となり、生産効率が向上する。

なお、ノズル径を 1 3 πι以下とするならば、液適量を 1 p i 以下とすることができる。また、カラーフィルタ基板の製造において、液滴を塗布したあとのカラーフィルタ層の濃度は所定値以上が必要とされるため、本発明のように微小液滴を用いる場合には、同一のカラーフィルタ層形成領域に対して、液滴の吐出を複数回行なう。

上記のカラーフィルタ基板の製造方法は、前記液体として、体積濃度が、同一のカラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数から求まる値のものを使用する構成としてもよい。

吐出する液滴が小さくなれば、 1弾の液滴によって形成されるカラーフィルタ層の厚さが薄くなるので、所望の厚さを得るためには複数弾の液滴による層を積層する必要がある。この場合、積層数が増加すれば、その分、作業時間が増加する。そこで、体積濃度が、同一のカラ一フィルタ層形成領域に重ね打ちされた液滴により形成される積層数から求まる値の液体（インク）を使用し、積層数に応じて液体の体積濃度を調整する。この場合、液体の体積濃度を高く設定すれば、上記の積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。

また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、インクジェット方式により、ノズルの吐出'孔からカラーフィルタ層材料を含む液体を液滴として吐出し、力ラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造方法において、ノズルから 1滴の量が 1 p 1 以下の液滴を吐出する静電吸引型ィンクジエツト装置を使用し、同一のカラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を a、液滴径に対する、カラーフィルタ層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を） 8、液滴径を D、形成するカラーフィルタ層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 77 ( % ) が略 /3 X t Z ( a X D ) となるものを使用することを特徴としている。

また、本発明のカラーフィルタ基板の製造装置は、インクジェット方式により、ノズルの吐出孔から力ラーフィルタ層材料を含む液体を液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成するカラーフィルタ基板の製造装置において、静電吸引型のインクジェット方式により、前記ノズルから 1滴の量が 1 p i以下の前記液滴を吐出させるとともに、同一のカラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を α、液滴径に対する、カラーフィルタ層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を β、液滴径を D、形成するカラーフィルタ層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 η ( % ) が略 i3 X t / ( a X D ) となるものを使用することを特徴としている。

これにより、本発明の製造方法によれば、インクジェット方式における利点を生かし、特にカラーフィルタ層形成領域（画素領域）の周りに隔壁を形成することや撥液領域および親液領域等を設けることなく、容易かつ低コストにカラーフィルタ層を形成することができる。

また、吐出する液滴が小さくなれば、 1弾の液滴によって形成されるカラーフィルタ層の厚さが薄くなるので、所望の厚さを得るためには複数弾の液滴による層を積層する必要がある。この場合、積層数が増加すれば、その分、作業時間が増加する。そこで、液体（インク）の体積濃度を上記の式を満たすようにして高濃度に設定すれば、上記の積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。なお、上記略の範囲は液滴量のバラツキを考慮して、例えば ± 1 0 % としてもよい。

上記のカラーフィルタ基板の製造方法は、静電吸引型ィンクジエツト装置として、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さいものを使用する構成としてもよい。

上記のカラーフィルタ基板の製造方法は、前記液体として、粘度が 2

0 c P以上のものを使用する構成としてもよい。

上記の構成によれば、液体（インク）として粘度が 2 0 c P以上の高粘度のィンクを用いることにより、複数弾の液滴による積層数が減少するので、液滴の吐出回数が減少し、生産効率の向上が可能となる。本発明のカラーフィルタ基板は、上記の何れかのカラーフィルタ基板の製造方法により製造されたものである。 .

本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記载によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

図面の簡単な説明図 1は、本発明の実施の一形態における有機 E Lディスプレイの製造に使用するィンクジエツト装置を示す概略の断面図である。

図 2 ( a ) は、図 1に示したノズルにおける、インクのメニスカスの挙動を示すものであって、インクの吐出前の状態を示す説明図、図 2 ( ) は同ノズルから張り出した状態を示す説明図、図 2 ( c ) は同液滴吐出直前の状態を示す説明図である。

図 3 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が φ θ . 2 mである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであって、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 i mである場合を示すもの、図 3 ( b ) は、同距離が 1 0 0 mである場合を示すものである

図 4 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が φ θ . 4 mである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであって、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mである場合を示すもの、図 4 ( b ) は、同距離が 1 0 0 mである場合を示すものである

図 5 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が φ ί μ ηιである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであつ、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ πιである場合を示すもの、図 5 ( b ) は、同距離が 1 0 0 μ mである場合を示すものである。図 6 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が φ 8 μ mである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであつて、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mである場合を示すもの、図 6 ( b ) は、同距離が 1 0 0 mである場合を示すものである。

図 7 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が Φ 2 0 μ mである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであって、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mである場合を示すもの、図 7 ( b ) は、同距離が 1 0 0 mである場合を示すものである。図 8 ( a ) は、静電吸引型のインクジェット装置において、ノズル径が Φ 5 0 μ mである場合のノズル先端部の電界強度分布を示すグラフであって、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mである場合を示すもの、図 8 ( b ) は、同距離が 1 0 0 mである場合を示すものである。図 9は、本発明の実施の一形態の有機 E Lディスプレイにおける 1画素分の有機 E L素子の構成を示す概略の縦断面図である。

図 1 0 ( a ) は、本発明の実施の一形態の有機 E Lディスプレイにおける発光層の配置形態の一例を示すものであって、各色画素がストライプ配列されている例を示す平面図、図 1 0 ( b ) は、各色画素がモザィク配列されている例を示す平面図、図 1 0 ( c ) は各色画素がデルタ配列されている例を示す平面図である。

図 1 1は、本発明の実施の一形態の有機 E Lディスプレイにおける電極の配置形態の一例を示す平面図である。図 1 2 ( a ) は、図 9に示した有機 E Lディスプレイの製造工程における第 1電極の形成工程を示す縦断面図、図 1 2 ( b ) は、同正孔輸送層の形成工程を示す縦断面図、図 1 2 ( c ) は、同有機 E L層の形成ェ程を示す縦断図である。

図 1 3 ( a ) は、図 1 2 ( c ) に示した有機 E L層の形成工程における R発光画素の形成工程を示す縦断面図'、図 1 3 ( b ) は、同 G発光画素の形成工程を示す縦断面図、図 1 3 ( c ) は、同 B発光画素の形成ェ程を示す縦断図である。

図 1 4は、ノズル径と最大電界強度との関係を示すダラフである。図 1 5は、ノズル径と各種電圧との関係示すグラフである。

図 1 6は、ノズル径と強電界領域との関係を示すダラフである。

図 1 7は、印加電圧と帯電電荷量との関係を示すグラフである。

図 1 8は、初期吐出液滴径と乾燥時間との関係を示すグラフである。図 1 9は、周囲湿度と乾燥時間との関係を示すグラフである。

図 2 0は、本発明の他の実施の形態にかかるインクジェット装置の概略構成断面図である。

図 2 1は、本発明の実施の形態にかかるィンクジエツト装置の原理を説明する図である。

図 2 2は、本発明の実施の一形態における液晶ァレイを示す縦断面図である。

図 2 3は、図 2 2に示した T F T基板の 1画素の構成を示す平面図であ。 ' ' 図 2 4は、図 2 3における A— A線矢視断面図である。

図 2 5 ( a ) は、図 2 2に示したカラーフィルタ基板の製造工程におけるブラックマトリクスの形成工程を示す縦断面図、図 2 5 ( b ) は、同製造工程における R画素のカラーフィルタの形成工程を示す縦断面図、図 2 5 ( c ) は、同 G画素のカラーフィルタの形成工程を示す縦断面図、図 2 5 ( d ) は、同 B画素のカラーフィルタの形成工程を示す縦断面図である。

図 2 6は、図 2 2に示したスぺーサの形成工程を示す縦断面図である図 2 7は、本発明の実施の他の形態における液晶ァレイを示す縦断面図である。

図 2 8 ( a ) は、図 2 7に示したスぺーサ形成工程における初期の状態を示す縦断面図、図 2 8 ( b ) は、同スぺーサ形成工程における中期の状態を示す縦断面図、図 2 8 ( c ) は、同スぺーサ形成工程における後期の状態を示す縦断面図である。

図 2 9は、本発明の実施の他の形態における液晶ァレイを示す縦断面図である。

図 3 0は、図 2 9に示したスぺーサの形成工程を示す縦断面図である図 3 1 ( a ) は、本発明の実施のさらに他の形態における液晶アレイのスぺーサの形成工程であって、散布されたスぺーサの観察工程を示す説明図、図 3 1 ( b ) は、上記観察工程にて発見されたスぺーサ集合体のスぺーサを分散させる工程を示す説明図である。

図 3 2は、本発明の実施の一形態における力ラーフィルタ基板を備えた液晶アレイの縦断面図である。

図 3 3 ( a ) は、本発明の実施の一形態のカラーフィルタ基板における各カラーフィルタ画素の配置形態の一例を示すものであって、各カラ一フィルタ画素がストライプ配列されている例を示す平面図、図 3 3 ( b ) は各カラーフィルタ画素がモザィク配列されている例を示す平面図、図 3 3 ( c ) は各カラーフィルタ画素がデルタ配列されている例を示す平面図である。

図 3 4は、本発明の実施の一形態のカラーフィルタ基板を備えた液晶ァレイにおける電極の配置形態の一例を示す平面図である。

図 3 5 ( a ) は、図 3 2に示したカラーフィルタ基板における Rカラ一フィルタ画素の形成工程を示す縦断面図、図 3 5 ( b ) は、同 Gカラ一フィルタ画素の形成工程を示す縦断面図、図 3 5 ( c ) は、同 Bカラ一フィルタ画素の形成工程を示す縦断図である。

図 3 6は、従来の有機 E Lディスプレイにおける 1画素分の有機 E L 素子の構成を示す概略の縦断面図である。

図 3 7 ( a ) は、有機 E L層の形成において、基板に親液領域と撥液領域とを形成した状態を示す縦断面図、図 3 7 ( b ) は、図 3 7 ( a ) に示した基板に液滴が着弾した状態を示す縦断面図、図 3 7 ( c ) は、着弾した液滴が分離した状態を示す縦断面図である。

図 3 8 ( a ) は、有機 E L層の形成において、ブラックマトリクスを隔壁として利用し、液滴を着弾させた状態を示す縦断面図、図 3 8 ( b ) は、形成した有機 E L層に層厚ムラが生じた状態を示す縦断面図である。

図 3 9 ( a ) は、有機 E L層の形成において、隔壁からあふれ出さない程度に小さい液滴を着弾させた状態を示す縦断面図、 .図 3 9 ( b ) は、先弾固化分の層の上に次の液滴を着弾させた状態を示す縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

〔実施の形態 1〕

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施の形態のァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造に使用される静電吸引型のィンクジヱット装置を図 1に基づいて説明する。なお、同図はインクジェット装置 1 5 の縦断面図である。

インクジエツト装置 1 5は、インク室 2に貯蔵したィンクを吐出するためのノズル 1を備えている。このノズル 1は、パッキン 3を介してィンク室 2に連結されている。これにより、インク室 2内のインクが、ノズル 1 とインク室 2 との連結部分から外部に漏れないように封止されている。

また、上記ノズル 1は、インク室 2 との連結部とは反対側、すなわちィンクの吐出側となる先端部に向かって内径が小さくなるように絞り込まれた形状となったオリフィス 1 a を有している。上記ノズル 1先端部の吐出孔 l bの径（以下、ノズル径と称する）は、吐出直後のインクの液滴との関係で設定されている。

なお、ノズル 1から吐出されたインクと、インク室 2に貯蔵されているインクとを区別するために、以降、ノズル 1から吐出されたインクを液滴 1 2 と称する。この吐出孔 1 bの直径と、吐出直後の液滴 1 2の液滴径との関係についての詳細は、後述する。

上記ノズル 1の内部には、インクに対して静電界を印加するためのノズル電極 5が設けられている。このノズル電極 5にはプロセス制御部 2 5から所定の電圧が印加される。これにより、プロセス制御部 2 5はノズル電極 5 と対向電極 1 3 との間の電界強度を制御されるようになっている。この電界強度を制御することで、ノズル 1から吐出される液滴 1 2の液滴径が調整される。また、ノズル 1から吐出された液滴 1 2は、ノズル電極 5 と対向電極 1 3 との間に生じる電界にて対向電極 1 3方向へ加速される。

インク室 2にはインクの溶液が充填されている。このインクは、インク供給路 2 3を介してインク室 2 と接続された図示しないィンクタンクから供給される。ここでは、インク室 2内おょぴノズル 1内にインクが満たされた状態で保持され、インクには負圧がかかっている。

上記ノズル 1の吐出孔 1 bの対向面側には、所定の距離離れた位置に対向電極 1 3が配設されている。この対向電極 1 3は、そのノズル 1 との対向面に配された被記録側基板 1 4の表面を、ノズル 1の吐出孔 1 b から吐出される液滴 1 2の帯電電位の逆極性の電位に帯電させるものである。これにより、ノズル 1の吐出孔 1 bから吐出した液滴 1 2を、被記録側基板 1 4の表面に安定して着弾させている。

このように、液滴 1 2は帯電している必要があるので、ノズル 1の少なくとも先端部のィンク吐出面は絶縁部材で形成されていることが望ましく、かつ微細な径の吐出孔 1 bを形成する必要があるため、本実施の形態では、ノズル 1 としてガラスのキヤビラリ一チューブを使用した。

ここで、インクがノズル 1から液滴 1 2 として吐出する際に、吐出孔 1 b近傍に形成されるメニスカス（メニスカス領域） 7の挙動について以下に説明する。図 2 ( a ) 〜図 2 ( c ) は、上記吐出孔 l b近傍のメニスカス 7の挙動を示すモデル図である。まず、インクの吐出前の状態においては、図 2 ( a ) に示すように、インク 2 2には負圧がかかっているので、ノズル 1 の先端部内部には凹の形状でメニスカス 7 aが形成されている。

次に、インク 2 2 の吐出を行うため、ノズル電極 5 に印加される電圧がプロセス制御部によって制御され、該ノズル電極 5 に所定の電圧が印カロされると、ノズル 1 のインク 2 2 の表面に電荷が誘導され、図 2 ( b ) に示すように、インク 2 2がノズル 1の先端部の吐出孔 1 b表面すなわち対向電極側（図示せず）に引っ張られた形状のメニスカス 7 bが形成される。このとき、ノズル 1 の径が微小であるため、メニスカス 7 b は当初よりテーラーコーンの形状を形成しながら外側に引っ張られている。

続いて、外側に引っ張られたメニスカス 7 bは、図 2 ( c ) に示すように、対向電極側（図示せず）にさらに吐出した形状のメニスカス 7 c となり、誘導されたメニスカス 7 c表面の電荷とノズル 1 に形成される電場（電界強度）の力がインク 2 2 の表面張力に勝ることにより、吐出液滴が形成される。

ここで、本実施の形態で使用するノズル 1の吐出孔 1 bの径（以下、ノズル径と称する）は、 φ 8 m以下（例えば 5 μ m ) としている。このように、ノズル 1 のノズル径が微小である場合、従来のようにメニスカス先端部の曲率半径が表面電荷の集中により除々に小さく変化していくことなくほぼ一定と見なすことができる。

したがって、インクの物性値が一定であれば、液滴分離時の表面張力は、電圧印加による吐出状態ではほぼ一定であり、また集中可能な表面電荷の量もインクの表面張力を超える値、すなわちレイリ一分裂値以下であることから最大量は一義的に定義される。

なお、ノズル径が微小であるため、電界強度は、メニスカス 7のごく近傍のみ非常に強い値となり、このように極小領域での高い電場での放電破壊強度は非常に高い値となるため、問題とならない。

本実施の形態にかかるィンクジエツト装置 1 5において使用されるィンクとしては、純水を含め染料系ィンクおよび微粒子を含有したィンクを使用することができる。ここで、微粒子を含有したインクとしては、ノズル部が従来より非常に小さいため含有する微粒子の粒径も小さくする必要があり、一般的にノズル径の 1 Z 2 0から l Z l 0 0程度であれば目詰まりが発生しにくい。

このため、本実施の形態で使用するノズル 1のノズル径を、上述のように例えば Ψ 5 Ι ΠΙとすると、該ノズル径に対応するィンクの微粒子径は 5 0 n m以下となる。

この場合、インクの微粒子径は、従来使用されていた最小微粒子径 φ l O O n mよりももっと小さいものとなる。このため、日本国公開特許公報「特開 2 0 0 0— 1 2 7 4 1 0号公報」（公開 2 0 0 0年 5月 5 日）に示された微粒子を含むィンクを吐出する原理のように、微粒子の帯電による移動によってメニスカス 7の電荷を集中させ、集中した微粒子相互の静電反発力により吐出する方法では、インク中の帯電微粒子の移動速度が低下してしまい吐出の応答速度および記録速度が遅くなつてしまう。

これに対して、本インクジェット装置 1 5では、帯電した微粒子相互の静電反発力を用いるのではなく、微粒子を含まないィンクの場合と同様にメニスカス表面の電荷により吐出を行う。この場合、インク中の微粒子における電荷の影響がメニスカス表面の電荷に影響することによる吐出不安定を解消するために、インク中の微粒子の電荷量がメニスカス表面の電荷に比べはるかに小さい値となる形状が望ましい。

これは、インク中の微粒子における単位質量当たりの電荷量が 1 0 μ cZ g以下であれば、該微粒子同士の静電反発力および応答速度が小さくなり、またインク微粒子の質量を小さくすること、すなわちインク微粒子の径を小さくすることによりインク中の微粒子の総電荷量を減少できる。

以下の表 1に、インク中の平均微粒子径を φ 3 η ηιから φ 5 0 η ιηとした場合の吐出安定性を示す。

(表 1)

表 1 中の記号は、各ノズルの吐出安定性を示しており、 X ：目詰まり等での不吐出あり、 △ ：連続吐出にて吐出不安定、〇：安定吐出である表 1から、微粒子径としては ψ 3 0 n m以下が好ましいこと分かつた。特に微粒子径 φ ΐ θ η ηι以下になるとインク中の微粒子 1個の帯電量はィンク吐出における電荷としての影響がほぼ無視できるとともに、電荷による移動速度も非常に遅くなり微粒子のメニスカス中心への集中も発生しない。また、ノズル径が φ 3 μ m以下では、メニスカス部の電界集中により極端に最大電界強度が高くなり、微粒子 1個毎の静電力も大きくなるため φ 1 O n m以下の微粒子を含んだインクを用いることが好ましい。但し、微粒子径が φ 1 n m以下になると、微粒子の凝集およぴ濃度の不均一の発生が大きくなるため、微粒子径は、 <|> 1 11 111から 1 0 n mの範囲が好ましい。

ここで、ノズル 1 のノズル径と電界強度との関係について、図 3 ( a ) ( ) 〜図 8 ( a ) ( b ) を参照しながら以下に説明する。図 3 ( a ) ( b ) 力、ら図 8 ( a ) ( b ) に対応して、ノズル径を φ θ . 2、 0. 4、 1、 8、 2 0 μ mおよび参考として従来にて使用されているノズル径 φ 5 0 μ mの場合の電界強度分布を示す。

ここで、各図において、ノズル中心位置とは、ノズル 1の吐出孔 l b のインク吐出面の中心位置を示す。また、各々の図の（ _a ) は、ノズル 1 と対向電極 1 3 との距離が 2 0 0 0 μ mに設定されたときの電界強度分布を示し、（ b ) は、ノズル 1 と対向電極 1 3 との距離が 1 0 0 m に設定されたときの電界強度分布を示す。なお、印加電圧は、各条件とも 2 0 0 Vと一定にした。図中の分布線は、電界強度が 1 X 1 0 6 Y / mから 1 X I 0 7 V/mまでの範囲を示している。

以下の表 2に、各条件下での最大電界強度を示す。

(表 2)

図 3 ( a ) ( 1? ) 〜図 8 ( & ) ( b ) 力ら、ノズル径が φ 2 0 μ πι ( 図 7 ( a ) ( b ) ) 以上だと電界強度分布は広い面積に広がっていることが分かった。また、表 2から、ノズルと対向電極の距離が電界強度に影響していることも分かった。

これらのこと力、ら、ノズル径が φ 8 μ πι (図 6 ( a ) ( b ) ) 以下であると電界強度は集中するとともに、対向電極の距離の変動が電界強度分布にほとんど影響することがなくなる。したがって、ノズル径が φ 8 μ m以下であれば、対向電極の位置精度および被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さバラツキの影響を受けずに安定した吐出が可能となる。

なお、ピエゾ型およぴサーマル型のインクジェット装置では、液滴 1 2が微小液滴になった場合に空気抵抗の影響が大きく、被記録媒体への液滴 1 2の正確な着弾は困難である。

また、従来の静電吸引方式（例えば特開平 8 — 2 3 8 7 7 4号）では、吐出された液滴 1 2の投影面積よりはるかに大きい領域に強い電界強度のフィールドを形成することにより、そのメ -スカス 7中心に電荷を集中させていた。このため、ノズル電極に対して非常に高い電圧を印加する必要があり、.駆動制御が困難であり、また、放電破壊強度の制限から、形成できる微小液滴のサイズにも原理的に限界があった。

本実施の形態の静電吸引型のィンクジヱット装置 1 5では、ノズル径を吐出直後の液滴径よりも小さいものとした。これにより、電荷の集中領域とメニスカス 7領域とほぼ同等にすることができ、この結果、ノズル電極 5への印加電圧の大幅な低減が可能になるとともに、メニスカス 7での電界強度を大幅に高くすることができた。

これにより、インクジェット装置 1 5では、電荷を帯びた液滴 1 2が電界により適切に加速されるため、空気抵抗による減速が抑制され、着弾精度が向上する。また、ノズル 1内に常に圧力を加えることで、吐出孔 1 bにメ -スカス 7がテイラ一コーン状に形成されるので、メニスカス 7に電荷が集中しゃすく、ノズル電極 5への数百 Vの印加電圧にて液滴 1 2の吐出可能である。

本インクジエツト装置 1 5は以下の特徴を有する。

第 1に、ノズル電極 5 と対向電極 1 3 との間に生じた電界により、帯電した液滴 1 2に力を与えている。このため、液滴 1 2は、微小液滴であるために飛翔中の空気抵抗の影響が大きくなつても、大きく減速することはなく、着弾精度（被記録側基板 1 4上での着弾位置精度）が向上する。

第 2に、高粘度のインクであっても液滴 1 2 として吐出が可能である

。実際に 7 0 c Pのインクの吐出が実現している。高粘度のインクを吐出できるため、インクの濃度を高くできる。

一般にインク粘度は、メニスカス 7の成長率に反比例し、高粘度ではメニスカス 7が十分成長できず、液滴の吐出ができない。しかしながら、本インクジェット装置 1 5では、メニスカス 7の成長率がィンクの粘度に依存せず、表面張力と帯電量に依存する。したがって、インクの溶媒に対して、その最大溶解度まで溶質材料を溶解させても、インクの吐出可能である。

第 3に、液滴 1 2の着弾後、瞬時にインクの溶媒分が乾燥することである。液滴 1 2の溶媒分の体積は、液滴径の 3乗に比例する。したがつて、溶媒分を蒸発させるために必要なエネルギーも、液滴径の 3乗に比例する。また、（体積） / (表面積）の値が小さいほど、液滴 1 2は蒸発しやすくなると考えられる。このため、液滴が小さいほど早く蒸発させることには有利である。

従来のィンクジェット装置では、吐出する液滴サイズが大きく、溶媒分が蒸発するのに時間がかかった。また、液滴を微小にしただけでは、十分な飛翔速度が得られず、運動エネルギーが熱エネルギーに変化した分だけでは、液滴の溶媒分の気化熱に達せず、着弾後瞬時に乾燥という. 現象が得られなかった。しかしながら、インクジェット装置（サブミクロンヘッド） 1 5では、液滴体積を小さくしながらも、十分な飛翔速度が得られるので、着弾後瞬時に乾燥という現象が得られる。

以上の点を確認するために下記の試験を行った。その結果について説明する。

表 3〜表 5は、従来のインクジエツト方式であるピエゾ型、サーマル型および液滴径の大きい静電吸引型のィンクジェット装置を用いた場合と、本発明の実施に使用するィンクジエツト装置 1 5、即ち吐出する液滴径が小さぃ静電吸引型のィンクジエツト装置 1 5を用いた場合との特性を比較したものである。表 3 mmm

◎:解 o-.^ -.^ -:

表 3の結果は、液滴 1 2の着弾精度、吐出しやすさ、乾燥速度おょぴ着弾回数に対する液滴体積の影響を示したものである。なお、着弾回数とは、 1画素を形成するために必要な吐出回数のことであり、生産効率の観点から、少ない方がよいものと評価される。

本インクジエツト装置 1 5を使用した場合には、液滴体積が 0 . 1 p 1および 1 p 1 の場合にも、着弾精度および吐出しやすさにおいて、使用可能あるいは良好であつたのに対し、従来のインクジェット装置では何れの項目においても不可能であった。また、本インクジェット装置 1 5では、乾燥速度において、液滴体積が 0 . 1 p 1および 1 p 1 の場合に良好である。着弾回数において、 0 . l p l の場合に不向き（生産効率が悪い）、 l p l の場合に適している（生産効率がよい）と言える。康 4)

表 4 m

◎:餅 o -.s き x -.^ ：鶴請表 4の結果は、本インクジェット装置 1 5 と従来のインクジヱット装置とについて、インクの各粘度に対する適性を示したものである。本ィンクジエツト装置 1 5では高粘度のインクの吐出が可能であった。

◎:餅 o:¾g x -.^ -:

表 5 の結果は、本インクジェット装置 1 5 と従来のィンクジェット装置とについて、各濃度に対する適性、即ち吐出しやすさと、本インクジット装置 1 5について各濃度に対する乾燥速度と着弾回数の評価結果を示したものである。

表 5の結果から、インクの吐出しやすさにおいて、従来のインクジェット装置では、中おょぴ高濃度のィンクについて吐出不可能であつたのに対して、本インクジエツト装置 1 5では、低濃度から髙濃度のィンクについて良好であった。また、本インクジェット装置 1 5では、乾燥速度において、インクが中濃度である場合に可能、高濃度である場合に良好となった。また、生産効率の観点から、高濃度ほど着弾回数が少なくて済み、適していると言える。

上記の結果から分かるように、本インクジエツト装置 1 5を使用した場合には、乾燥時間が大幅に短縮されることから、先に吐出した液滴が基板上で乾燥し終わるまでの待ち時間を設ける必要がなく、同一箇所に対しての吐出間隔時間を短縮でき、生産効率を向上させることができるまた、高濃度のインクの吐出が可能であることから、 1弾の液滴に含まれる有機 E L材料の割合を大きくできるので、吐出回数を少なくすることが可能となる。

また、インクの濃度が高くなると粘度が高くなるものの、本インクジエツト装置 1 5では、高粘度の液滴を吐出可能であるので、高濃度のィンクを吐出することができる。この場合、濃度が高くなると、上述のように、吐出回数を少なくすることが可能となる。

次に、図 1に示したインクジエツト装置 1 5を使用して製造されるァクティブマトリクス型の有機 E Lディスプレイ (有機 E L表示体) 、およびその製造方法について説明する。 .

図 9は有機 E L素子 5 0の 1画素の構成を示す縦断面図である。同図に示すように、有機 E L素子は、少なくとも基板 5 1、並びに基板 5 1 上に設けられた第 1電極 5 2、有機 E L層 5 3および第 2電極 5 4を備えている。

基板 5 1における第 1電極 5 2側とは反対側の面には、コントラストの観点から偏光板 5 7が設けられていることが好ましい。また、信頼性の観点から、第 2電極 5 4上には、封止膜または封止基板 5 6が設けられていることが好ましい。

有機 E L素子 5 0では、上述したインクジエツト装置 1 5を使用して形成されることにより、液滴が広がらず、有機 E L材料を積層塗布することができる。このため、隣り合う画素同士の有機 E L層が接したり、混じり合ったりすることがない。また、図示しないメタル配線に B Mの役割を持たせ、画素間のコントラストを明瞭にしている。したがって、図 2 2に示した従来の有機 E L素子において形成されていた隔壁 1 0 5 が不要となっている。

基板 5 1 しては、石英基板、ガラス基板などの無機材料基板、およぴポリエチレンテレフタレート基板、ポリエーテルサルフォン基板、ポリイミド基板などの樹脂基板が使用可能であるものの、本発明はこれらに限定されるものではない。

有機 E L層 5 3は、少なくとも 1層の有機発光層を有する。なお、有機£ 層 5 3は、有機発光層の単層構造、あるいは電荷輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）と有機発光層との多層構造であってもよい。ここで、上記の電荷輸送層および有機発光層はそれぞれ多層構造であってもよい。また、発光層と電極の間には必要に応じてバッファ層を設けてもよい。本実施の形態において、有機層とは、有機 E L層 5 3を構成する有機発光層および電荷輸送層を意味する。

有機 E L層 5 3は、その少なくとも 1層が、有機 E L層形成用塗液を用いてインクジェット法により形成される。なお、有機 E L層 5 3が多層構造である場合、少なくとも 1層の有機発光層または電荷輸送層の何れかを除く他の層は、インクジェット法、または例えば真空蒸着法などのドライプロセスやディップコ一ト法、あるレ、はスピンコート法などのドライプロセスのような従来の方法で形成してもよい。本実施例では、有機 E L層 5 3は、有機発光層 5 8 と電荷輸送層 5 5 との積層構造であり。電荷輸送層 5 5は印刷法で形成される。

次に、上記の有機発光層の材料となる有機 E L層形成用塗液について説明する。有機 E L層形成用塗液は、発光層形成用塗液と電荷輸送層形成用塗液に大別できる。

発光層形成用塗液は、有機 E L素子形成に用いられる公知の低分子発光材料、高分子発光材料、高分子発光材料の前駆体、あるいは低分子発光材料と高分子材料とを両方含んだ材料などの発光材料と、レペリング剤とを溶媒に溶解もしくは分散させたものである。以下にそれぞれの材料を例示するが、これらは本発明を限定するものではない。

公知の低分子発光材料としては、例えば、トリフエニルブタジエン、クマリン、ナイルレッド、ォキサジァゾール誘導体、キレート錯体などが挙げられる。公知の高分子発光材料としては、例えば、ポリ（ 2—デシルォキシ一 1 , 4—フエ二レン) [D O— P P P] 、ポリ [ 2 , 5― ビス { 2— (N, N, N— トリェチルアンモニゥム）エトキシ } - 1 , 4—フエ二レンーァノレト一 1 , 4一フエ二レン] ジブロマイド [ p p p - N E t 3+] 、ポリ [ 2— ( 2 '—ェチノレへキシルォキシ） _ 5—メトキシ一 1 , 4—フエ二レンビ-レン] [MEH— P P V] 、ポリ [ 5— メトキシ（ 2—プロノノキシサルフォニド） _ 1， 4—フエ二レンビ- レン] [MP S— P P V] 、ポリ [ 2， 5—ビス（へキシルォキシ _ 1 ， 4—フエ二レン）（ 1 ーシァノビ二レン） ] [C N— P P V] 、ポリ [ 2— （ 2，一ェチルへキシルォキシ）一 5—メトキシ一 1， 4 _フエ -レン一（ 1 ーシァノビ二レン） ] [ME H— C N— P P V] 、ポリ（ジォクチルフルオレン）（P D F) などが挙げられる。

また、公知の高分子発光材料の前駆体としては、例えば、ポリ（ p — フエ二レン）前駆体 [P r e — P P P] 、ポリ（ p—フエ -レンビニレン）前駆体 [P r e _ P P V] 、ポリ ( p—ナフタレンビ-レン）前駆体 [ P r e — P N V ] などが挙げられる。公知の高分子材料としては、例えば、ポリカーボネート ( P C) 、ポリメチルメタタリレート（PM M A ) 、ポリ力ルバゾール（ P V C z ) などが挙げられる。

レベリング剤としては、シリコン系化合物、フッ素系化合物、非ィォン系界面活性剤、イオン系界面活性剤、チタネートカップリング剤などを用いることができ、中でもシリコン系化合物、フッ素系化合物が好ましい。シリコン系化合物としては、ジメチルシリコーン、メチルシリコ —ン、フエニノレシリコーン、メチルフエニルシリコーン、アルキル変十生シリコーン、アルコキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられ、中でもジメチルシ.リコーン、メチルフエ-ルシリコーンが好ましい。フッ素系化合物としては、ポリテトラフルォロエチレン、ポリビニリデンフルオラィド、フルォロアルキルメタクリレート、パ一フルォロポリエーテル、パーフルォロアルキノレエチレンォキシドなどが挙げられる。

上述したような発光材料を溶解もしくは分散させるために用いる溶媒としては、多層積層膜からなる有機 E L層 5 3 を形成する場合には、接する膜間での材料の混合を防ぐために、後に形成する層に使用する溶媒は、先に形成してある層を溶解させないものが好ましい。

溶媒としては、例えば、エチレンダリコール、プロピレンダリコール、トリエチレングリコーノレ、エチレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、エチレングリコー/レモノエチノレエーテノレ、トリエチレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、トリエチレングリコーノレモノェチ /レエ一テ_；レ、グリセリン、 N， N—ジメチルホルムアミド、 N—メチル一 2—ピロリドン、シク口へキサノン、メタノール、エタノール、 1 —プロパノール、オタタン、ノナン、デカン、キシレン、ジェチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ニトロベンゼンなどが挙げられ、これらの溶媒は 2種以上を組み合わせた混合溶媒として用いることもできる。

また、発光層形成用塗液には、必要に応じて、粘度調整用の添加剤； N , N—ビス一 ( 3 —メチルフエニル) ― N , N，一ビス (フエニル）ベンジジン [T P D] 、 N, N， —ジ (ナフタレン一 1 一ィル) ― N , N'—ジフエ二ルーベンジジン [N P D] などの有機 E L用または有機光導電体用の公知の正孔輸送材料； 3— （ 4ービフヱ-ルイル） _ 4一フエ -レン一 5— t _ブチルフエ -ルー 1 , 2 , 4— トリァゾール [T A Z ] 、トリス（ 8 —ヒドロキシナト）アルミニウム「A l q 3」などの電子輸送材料；ァクセプター、ドナーなどのドーパントなどを添加してもよい。

有機 E L層形成用塗液のもう一方の電荷輸送層形成用塗液は.、公知の低分子電荷輸送材料、高分子電荷輸送材料、高分子電荷輸送材料の前駆体、あるいは低分子電荷輸送材料と高分子材料とを両方含んだ材料と、レベリング剤とを溶媒に溶解もしくは分散させたものである。以下にそれぞれの材料を例示するが、これらは本発明を限定するものではない。公知の低分子電荷輸送材料としては、例えば、 T P D、 N P D、ォキサジァゾール誘導体などが挙げられる。公知の高分子電荷輸送材料としては、例えば、ポリア-リン（ P A N I ) 、 3， 4一ポリエチレンジォキシチォフェン（P E D O T) 、ポリ力ルバゾール（P V C z ) 、ポリ

(トリフエニルァミン誘導体）（P o l y— T P D) 、ポリ（ォキサジァゾール誘導体）（P o l y— O X Z ) などが挙げられる。また、公知の高分子電荷輸送材料の前駆体としては、例えば、 P r e — P P V、 P r e — P NVなどが挙げられる。公知の高分子材料としては、例えば、 P C、 P MM A, P V C zなどが挙げられる。

レベリング剤の添加は、発光材料を含まない電荷輸送層においても有効であり、このような場合のレべリング剤としては、発光層形成用塗液において例示したような化合物が挙げられる。

上述したような電荷輸送材料を溶解もしくは分散させるために用いる溶媒としては、多層積層膜からなる有機 E L層 5 3を形成する場合には

、接する膜間での材料の混合を防ぐために、後に形成する層に使用する溶媒は、先に形成してある層を溶解させないものが好ましい。

また、電荷輸送層形成用塗液には、必要に応じて、発光層形成用塗液において例示したような粘度調整用の添加剤、ァクセプター、ドナーなどのドーパントなどを添加してもよレ、。

ここで、以下にさらに他の有機 E L層 5 3の材料について示しておく

。以下に示すものは発光層形成用の材料である。ただし、有機 E L層 5

3では有機発光層 5 8であっても電荷輸送の性質をもっている。

低分子系としては、ジスチリルビフエニル系青色発光材、ジメシチルボリル基結合アモルファス発光材、スチルベン系共役デンドリマー発光材、ジピリリルジシァノベンゼン発光材、メチル置換ベンズォキサゾール系蛍光 · 燐光発光材、ジスチリル系赤色発光材、耐熱性力ルバゾール系緑色発光材、ジベンゾクリセン系青緑発光材、ァリールアミン系発光材、ピレン置換オリゴチォフェン系発光材、ジビユルフェニル結合トリフェンニン系発光材、ペリレン系赤色発光材、 P P Vオリゴマー系発光材、（カルパゾールーシァノテレフタリデン）系癸光材、ァリールェチニルベンゼン系青色蛍光発光材、キンキピリジン系発光材、フルオレンベース星型発光材、チオフユン系アモルファス性緑青色発光材、低モル質量液晶性発光材、（ァセトニトリルートリフエ二レンァミン）系赤色発光染料、ビチアゾール系発光材、（カルバゾールーナフタルイミド）系発光染料、セキシフエニル系青色発光材、およびジメシチルポリルァントラセン系発光材がある。

金属錯体としては、ォキサジァゾ一ルーベリリウム青色発光錯体、ュ一口ピウム系燐光発光錯体、耐熱性リチウム系青色発光錯体、燐光発光性ホスフィン一金錯体、テルビウム系発光錯体、チォフェン一アルミ二ゥム黄色発光錯体、亜鉛系黄緑発光錯体、アモルファス性アルミニウム系緑色発光錯体、ボロン系発光錯体、テルビウム置換ユーロピウム系発光錯体、マグネシウム系発光錯体、燐光発光性ランタ二ド系近赤外発光錯体、ルテニウム系発光錯体、および銅系燐光発光錯体がある。

高分子系としては、オリゴフエ二レンビニレンテトラマー発光材がぁる。

π共役系高分子材料としては、液晶性フルオレン系青色偏光発光ポリマー、ビナフタレン含有発光ポリマー、ジシラ二レンオリゴチェ-レン系発光ポリマー、（フルオレン一カルパゾ一ル）系青色発光コポリマー、 (ジシァノフエ二レンビニレン一 P P V ) 系発光コポリマー、シリコン青色発光コポリマー、共役発色団含有発光ポリマー、ォキサジァゾ一ル系発光ポリマー、 P P V系発光ポリマー、（チェ二レン一フエ - レン）系発光コポリマー、液晶性キラル置換フルオレン系青色発光ポリマ一、スピロ型フルオレン系青色発光ポリマー、熱安定性ジェチルベンゼン系発光ポリマー、 (ビナフチル一フルォレン) 系青色発光コポリマー、ボルフイリン基グラフト P P V系発光ポリマー、液晶性ジォクチルフルオレン系発光ポリマー、エチレンォキサイド基付加チォフェン系発光ポリマー、（ォキサジァゾール一カルバゾールーナフタルイミド）系発光コポリマー、オリゴチォフェンベース発光ポリマー、 p p v系青色発光ポリマー、熱安定性アセチレン系発光ポリマー、 (ォキサジァゾール一力ルバゾールーナフタルイミド）系発光コポリマー、（ビュル一ピリジン）系ゲル状発光ポリマー、 P P V系発光ポリマー、 P P V系発光ポリマー、 P P V系発光液晶性ポリマー、チォフェン系発光ポリマー、

(チォフェン一フルオレン）系発光コポリマー、アルキルチオフェン系発光コポリマー、チォフェン系発光ポリマー、エチレンォキサイドオリゴマー付カロ P P V系発光ポリマー、 (カルパゾィルメタクリレートークマリン）系発光コポリマー、 n—タイプ全芳香族ォキサジァゾ一ル系発光ポリマー、カルバゾィルシアノテレフタリデン系発光ポリマー、耐熱 · 耐放射線性ナフタルイミド系発光ポリマー、アルミ二ゥムキレート系発光ポリマー、およぴォクタフルォロビフエ二ル基含有発光ポリマーがある。

σ共役系高分子材料としては、ポリシラン系発光ポリマーがある。低分子色素含有ポリマー系材料としては、力ルバゾール側鎖結合 P M M A系発光ポリマー、ポリシラン/色素系発光組成物、ポリフルオレン系誘導体および金属錯体がある。有機 E L層 5 3を挟持する第 1電極 5 2と第 2電極 5 4の材質は、有機 E Lディスプレイの構成により選定される。すなわち、有機 E Lディスプレイにおいて、基板 5 1が透明基板で、かつ第 1電極 5 2が透明電極である場合には、有機 E L層 5 3からの発光が基板 5 1側から放出されるので、発光効率を高めるために、第 2電極 5 4を反射電極とするか、もしくは第 2電極 5 4の有機 E L層 5 3 と隣接しない面に反射膜（図示しない）を設けるのが好ましい。逆に、第 2電極 5 4が透明電極である場合には、有機 E L層 5 3からの発光が第 2電極 5 4側から放出されるので、第 1電極 5 2を反射電極とするカもしくは第 1電極 5 2 と基板 5 1 との間に反射膜（図示しない）を設けるのが好ましい。

上記透明電極の材質としては、例えば、 C u l 、 I T O (インジウム錫酸化物）、 S n 0 2、 Z n Oなどが挙げられ、反射電極の材質としては、例えば、アルミニウムおよびカルシウムなどの金属、マグネシウム一銀およびリチウム—アルミニウムなどの合金、マグネシウム Z銀、マグネシゥム /銀のような金属同士の積層膜、ならびにフッ化リチウム / アルミニウムのような絶縁体と金属との積層膜などが挙げられるが、特にこれらに限定されない。

上記の電極材料を用いて基板 5 1上に第 1電極 5 2を形成し、有機 E L層 5 3上に第 2電極 5 4を形成する。その方法は特に限定されず、スパック、 E B蒸着、抵抗加熱'蒸着などのドライプロセスが挙げられる。また、上記の電極材料を樹脂中に分散して、印刷法、インクジェット法などのゥエツトプロセスで第 1電極 5 2もしくは第 2電極 5 4を形成することもできる。

次に、有機 E L素子（画素）の配置形態について説明する。本発明の有機 E Lディスプレイ（有機 E L表示体）の画素の配置は、例えば、図 1 0 ( a ) に示されるように、赤色（R ) 発光画素 6 1、緑色（G ) 発光画素 6 2および青色（B ) 発光画素 6 3がマトリックス状に配置されたストライプ配列が挙げられる。さらに、画素の配置は、図 1 0 ( b ) 、図 1 0 ( c ) にそれぞれ示されるようなモザイク配列、デルタ配列であってもよい。 R発光画素 6 1、 G発光画素 6 2および B発光画素 6 3 それぞれの占有面積の割合は、必ずしも 1 ： 1 ： 1である必要はない。各画素の占有面積は、同一であっても、各画素によって異なっていてもよい。

一般に、異なる発光色をもつ画素間には、発光層の混じり合いを防止するために、隔壁を設けるのが好ましい。しかしながら、本発明の製造方法の場合、発光層を形成するインクは着弾後瞬時に乾燥するため、液滴が広がらず、有機 E L材料を積層塗布することができる。このため、隣り合う画素同士の有機 E L層が接したり、混じりあったりすることがない。このため、隔壁の作製を省略することができる。

一方、隔壁は、隣り合う画素のコントラストを明瞭にする目的で作製してもよい。この場合、隔壁の高さは、発光層の混じり合いを防止する役割を持たせる必要がないので、発光層より小さくてもよい。

隔壁は、単層構造でも多層構造でもよく、各画素間に配置されていてもよく、異なる発光色間に配置されていてもよい。隔壁の材質は、発光材料、電荷輸送材料や高分子材料を溶解もしくは分散した溶媒、すなわち発光層形成用塗液または電荷輸送層形成用塗液の溶媒に不溶もしくは難溶であるものが好ましい。ディスプレイとしての表示品位を向上させる意味で、ブラックマトリックス（B M ) 用の材料（例えば、クロムおよぴ榭脂ブラックなど）を用いるのが特に好ましい。

次に、各画素に対応した第 1電極 5 2 と第 2電極 5 4間の接続方法について説明する。本発明の有機 E Lディスプレイは、例えば、図 1 1に示されるように、第 1電極 5 2もしくは第 2電極 5 4が薄膜トランジスタ（T F T ) 6 4を介して共通の配線に接続されていてもよい。なお、図中において、 6 5はソースバスライン、 6 6はゲートバスラインをそれぞれ示す。また、有機 E Lディスプレイは、有機 E L層 5 3を挾持する第 1電極 5 2 と第 2電極 5 4 とが共通の基板 5 1上において互いに直行するストライプ状の電極になるように形成されていてもよく、また、第 1電極 5 2もしくは第 2電極 5 4がそれぞれの画素に独立の電極であつてもよい。

本実施の形態の有機 E Lディスプレイは、図 1 1に示すように、複数の画素がマトリックス状に配置されており、これらの画素に複数の発光色をもたせることにより、フルカラー表示が可能となる。複数の発光色としては、赤色、緑色および青色の組合せが好ましい。

次に、有機 E Lディスプレイにおける有機 E L基板の製造方法について図 1 2およぴ図 1 3に基づいて説明する。

まず、図 1 2 ( a ) に示すように、膜厚 1 3 0 n mの I T O付きガラス基板（基板 5 1 ) に対し、マスク 6 7を使用するフォトリソグラフィ法により、第 1電極 5 2 としてピッチで幅 Ι Ο Ο μ πιの I T O透明ストライプ電極を形成した。次に、この基板を、従来のウエットプロセス（イソプロピノレアルコール、アセトンおよび純水）により洗浄し、さらに従来のドライプロセス (UVオゾン処理およびプラズマ処理）により洗浄した。

次に、図 1 2 ( b ) に示すように、凸版印刷装置 6 8を用いて、 P E D O T水溶液（P E D O TZP S Sを純粋とエチレンダリコールの混合溶液に溶解させたもの）の正孔輸送層形成用塗液を転写し、膜厚 5 O n mの電荷（正孔）輸送層 5 5を形成した。なお、凸版印刷装置 6 8は、ロール部 6 9に電荷（正孔）輸送層形成用塗液を供給するロール基板 7 0を設けたものである。

次に、図 1 2 ( c ) に示すように、インクジエツト装置 1 5を用いて

、テトラメチルベンゼンに、赤色発光材料を溶解した赤色発光層形成用塗液、緑色発光材料を溶解した緑色発光層形成用塗液、および青色発光材料を溶解した青色発光層形成用塗液を各色の発光層形成領域に塗布し .た。

この図 1 2 ( c ) に示した発光層形成工程においては、まず、図 1 3

( a ) に示す第 1の工程において、 RG Bの 3色のうち、第 1色としての Rの顔料を分散させたインク（赤色発光層形成用塗液）の液滴 1 2を、インクジェット装置 1 5によつて噴射し、 R発光画素 6 1を形成するこの場合、液滴 1 2は、着弾後瞬時に乾燥するため、着弾面積が拡がらない。したがって、画素形成領域を区画するための隔壁や親撥水の領域の形成が不要である。

ここで、 1弾の液滴に含まれる有機 E L材料の体積 Vは、体積濃度が Π (%) のとき、 V = ( 4 / 3 ) X π X (DZ2) ³ X ( τ? / 1 0 0 )

となる。液滴サイズは φ D μ m径であり、着弾時に / c倍の径に拡がると考える。

1弾で形成される有機 E L層厚さが、所望する有機 E L層厚さ t の 1 /ひになるとき、即ち重ね打ちによる積層数がひのとき、

V/ ( π X ( ( D / 2 ) X κ ) ² ) = t / α

が成り立つ。

この式を整理すると、

= β X t Ζ ( a X D )

である。

j3 = 1 5 0 X _K ²であるから、着弾時に 1 . 5倍の径に拡がると考えると、 κ = 5なので、

?7 = 3 4 0 X t / ( a X D )

となる。

有機 E L層 5 3の所望の厚さが 0 . 0 5 μ πιであり、液滴 1 2のサイズが約 8 μ m径であるとき、インクの濃度は次のようにして決定される画素作製時間を短縮するために液滴 1 2の重ね打ち回数を少なくする。積層回数は、液滴着弾面積、 1画素の面積、ヘッド（インクジェット装置 1 5 ) の駆動周波数、ヘッドのノズル数などにより決まる。

液滴 1 2の重ね打ち回数を 1 0 0回以下（ α ≤ 1 0 0 ) とした場合、必要となるインクの体積濃度 77 は、

?7 = 3 . 4 X t / Ό = 0 . 0 2 %

となる。さらに重ね打ち回数を減らすため、 1 0回以下（ a, 0 ) とした場合、同様に、

77 = 3 4 X t / D = 0 . 2 %

となる。

また、有機 E L層 5 3の表面はなるべく平坦な方が好ましい。このため、液滴 1 2の着弾位置をずらしながら、複数回、有機 E L材料を重ねていくのが好ましい。本実施の形態では、 2回以上（ α ≥ 2 ) の重ね打ちを行った。この場合、下段側の隣り合う着弾位置の中心同士の中間位置に上段側の液滴 1 2の着弾中心を設定した。 .これにより、有機 E L層 5 3の表面の十分な平滑さが得られた。このときの必要とするインクの体積濃度 77は、

77 = 1 7 0 X t / D = l %

となる。

表 4には、インクの濃度、インクの粘度、有機 E L層 5 3の生産効率および有機 E L層 5 3の表面平滑性に対する着弾した液滴 1 2の積層数 ( a ) の影響について調べた結果を示す。

¾6)

©■. ο:¾ Δ:¾: -.^ 表 6の結果から、生産効率と表面平滑性とを考慮した場合、積層数（ a ) を 2〜数百の間に設定し、それに応じてインクの体積濃度を決定するのが好ましいことが分かった。ここでは、生産効率を優先して、を 2に設定する。このとき、体積濃度は 1 %であり、ィンク粘度は 2 0 c Pである。これは、従来のインクジェット装置では吐出が困難なものであつたが、本インクジヱット装置 1 5では吐出が容易である。

上記の結果から、有機 E L層 5 3の表面が十分平滑となり、重ね打ち回数が最も少ないのは、体積濃度 1 %の場合である。この体積濃度は、従来のインクジエツト装置で用いられる有機 E L層形成用ィンクの体積濃度 0 . 7 % (粘度 9 . 7 c P ) に比べて、高濃度であり、かつ液滴サィズが小さい。インクジェット装置 1 5を用いることによって、高粘度のインクの吐出が可能であり、液滴 1 2の飛翔速度が電界により加速されるので、液滴 1 2は着弹後瞬時に乾燥する。

図 1 3 ( a ) に示す第 1 の工程において R発光画素 6 1を形成する場合には、インクジェット装置 1 5のノズル 1 を備えるへッドまたは被記録側基板 1 4 (基板 5 1 ) を送り方向に移動させながら液滴 1 2の吐出を行なう。この場合、前弾に対して次弾はわずかにずれた位置に重ね打ちする。これにより、所望する厚さの R画素 6 1が得られる。

同様に、図 1 3 ( b ) に示す第 2の工程において、 R G Bの 3色のうちの第 2色としての Gの顔料を分散させたィンクの液滴 1 2を、インクジヱット装置 1 5によつて噴射し、所望の厚さの G発光画素 6 2を形成する。

同様に、図 1 3 ( c ) に示す第 3の工程において、 R G Bの 3色のうちの第 3色としての Bの顔料を分散させたインクの液滴 1 2を、インクジエツト装置 1 5によつて噴射し、所望の厚さの B発光画素 6 3を形成する。なお、 R発光画素 6 1、 G発光画素 6 2および B発光画素 6 3の形成順序については、上記の順序に限定されることなく、適宜の変更が可能である。

各色の発光層材質や溶媒材質、発光層寸法が異なる場合では、最適な体積濃度も異なる。発光層材料の体積濃度が高くなるほど、重ね打ち回数が減り、生産効率が向上するが、インク粘度が大きくなる。インクジェット装置 1 5は本実施の形態で用いられたィンクの粘度 2 0 c Pより大きい粘度の吐出が可能であり、さらにィンクの体積濃度を高くできる有機 E L層 5 3の形成後、シャドウマスクを用い、 A 1 と L i を共蒸着して、第 2電極 5 4 としての A 1 L i合金電極を形成した。最後に得られた素子を、封止基板 5 6 となるエポキシ樹脂を用いて封止し、有機 E Lディスプレイを作製した。

以上のようにして得られた有機 E Lディスプレイに 3 0 Vのパルス電圧を印加して、発光状態を観察したところ、すべての画素から発光が得られ、第 1電極 5 2 と第 2電極 5 4 との間、第 1電極 5 2同士の間およぴ第 2電極 5 4同士の間でのショ一トは発生せず、また各色の発光層同士の混じり合いによる混色は観測されなかった。

また、有機発光層 5 8の膜厚の不均一による画素内での発光の不均一は観測されなかった。

インクジエツト装置 1 5は、有機 E Lディスプレイの 1画素に対して、複数のインク液滴を吐出するものであるので、 1画素に対して 1 ノズルである必要はなく、複数のノズルを使用してもよい。また、有機 E L ディスプレイの 1画素を充填するのにィンクの吐出を連続的に行なう必要はなく、複数回に分けて行なってもよい。

また、有機 E L層 5 3を形成する場合に、全ての液滴を速乾性の微小液滴にする必要はなく、最初の着弾液を大きくして概形を形成し、その後、インクジェット装置（サブミクロンヘッド） 1 5を使用して微小液滴の吐出を行ない、厚さの微調整、ムラの修正を行なってもよい。

上記の実施形態においては、 3色の発光画素ともインクジェット法（インクジェット装置 1 5 ) を用いて形成したが、任意の 1色または 2色を、スピンコート法やオフセット印刷法、あるいは電着法などを用いて形成してもよレ、。

また、上記実施形態において、多層構造である有機 E L層 5 3のうち、有機発光層 5 8をインクジェット法で、電荷輸送層 5 5を印刷法で形成したが、両方、または、電荷'輸送層 5 5のみをインクジェット法で形成してもよい。

また、上記実施形態において、第 1色は Rであり、第 2色は Bであつたが、第 1色を Bにして第 2色を Rにするなど、色の順序を変更してもよい。

また、上記実施形態はストライプ画素配列の有機 E L基板を製造する場合について説明したが、図 1 0に示したような色画素配列がデルタ形状の有機 E L基板、あるいはその他の有機 E L基板であってもよい。

また、本実施形態のインクジェット装置（サブミクロンヘッド） 1 5 を用いたインクジット法では、液滴着弾後瞬時に乾燥するため、液滴が隣り合う画素同士で混じり合うことがないので、従来のィンクジェット法におけるような画素間の境界、あるいはインク（液滴）の流出を防ぐ壁としての B Mが不要である。また、配線メタルによって画素部分以外の部分を遮光するので、有機 E L基板に特別に B Mを設ける必要がない。したがって、有機 E L基板の製造コストが安価になる。なお、上記実施形態においては、 B Mを設けなかったが、コストアップが許容されるならば、 B Mを形成してもよい。

本インクジ；ット装置 1 5では、従来のィンクジエツト装置では実現できない高粘度の液滴を吐出できるため、有機 E L材料の濃度を高くでき、かつ液滴の微小化が可能である。したがって、着弾後瞬時に乾燥という従来には得られない効果があり、このため、重ね打の回数を減らし ·、かつ重ね打ちにおける前弾と次弾とのインターバル時間を短縮し、作業性を向上させることができる。

さらに、本インクジエツト装置 1 5は、ノズル 1 と記録媒体（対向電極 1 3 )との間の電圧を小さくすることができるので、正孔注入層を破壌する危険性がない。

また、静電吸引方式ではない従来のインクジェット装置を使用し、吐出する液滴径を小さくした場合であっても、上述したように、インク体積濃度の増加、十分な飛弾速度が実現できず、その結果として、着弾後瞬時乾燥による重ね打ち作業の効率化は実現できない。

以下に、アクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造に使用可能なインクジェット装置 1 5の構成について、さらに検討した結果について示す。

上記ノズル 1 のノズル径とメニスカス 7の最大電界強度と強電界領域の関係を図 1 4に示す。

図 1 4に示すグラフから、ノズル径が φ 4 μ m以下になると、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができるのが分かつた。これによつて、インクの初期吐出速度を大きくすることができるので、インク（液滴）の飛翔安定性が増すとともに、メニスカス部での電荷の移動速度が増すため吐出応答性が向上する。

続いて、吐出したインクの液滴 1 2における帯電可能な最大電荷量について、以下に説明する。液滴 1 2に帯電可能な電荷量は、液滴 1 2のレイリー分裂を考慮した以下の（ 1 ) 式で示される。

¾ = 8 Χ π Χ ( ε ΟΧ γ Χ Γ ³) ² ( 1 )

ここで、 qはレイリー限界を与える電荷量、 ε 0は真空の誘電率、 γ はインクの表面張力、 rはインク液滴の半径である。

上記（ 1 ) 式で求められる電荷量 qがレイリー限界値に近い程、同じ電界強度でも静電力が強く、吐出の安定性が向上するが、レイリー限界値に近すぎると、逆にノズル 1 の吐出孔 1 bでインクの霧散が発生してしまい、吐出安定性に欠けてしまう。

ここで、ノズルのノズル径とメニスカス部で吐出する液滴が飛翔を開始する吐出開始電圧、該初期吐出液滴のレイリ一限界での電圧値および吐出開始電圧とレイリ一限界電圧値の比との関係を示すグラフを図 1 5 に示す。

図 1 5に示すグラフから、ノズル径が φ 0. 力ら φ 4 / πιの範囲において、吐出開始電圧とレイリー限界電圧値の比が 0. 6を超え、液滴の帯電効率が良い結果となっており、該範囲において安定した吐出が行えることが分かった。

例えば、図 1 6に示すノズル径とメニスカス部の強電界（ 1 X 1 0 6 VZm以上）の領域の関係で表されるグラフでは、ノズル径が φ θ . 2 以下になると電界集中の領域が極端に狭くなることが示されている。このことから、吐出する液滴は、加速するためのエネルギーを十分に受ける事ができず飛翔安定性が悪くなることを示す。よって、ノズル径は φ 0 . 2 μ mより大きいく設定する必要がある。

次に、上記構成のインクジェット装置を実際に駆動する場合の印加電圧、すなわち液滴の吐出開始電圧以上の電圧で最適な電圧値を変動した場合の最大電界強度から誘導されるメニスカス部の初期吐出液滴を一定とした場合の該液滴の電荷量と、液滴の表面張力からくるレイリ一限界値との関係を図 1 7のダラフに示す。

図 1 7に示すグラフにおいて、 A点は上記液滴の電荷量と液滴の表面張力からくるレイリ一限界値との交点であり、ィンクへの印加電圧が、 A点より高い電圧であれば、初期吐出液滴にはほぼレイリー限界に近い最大電荷量が形成されており、 A点より低い電圧であればレイリ一限界以下でかつ吐出に必要な電荷量が形成されていることを示している。

ここで、吐出液滴の運動方程式にのみ着目すると、. 強電界かつ最大電荷量の吐出エネルギーとして最適な条件での飛翔が行われるため、印加電圧としては A点より高い電圧が好ましい。

ところで、図 1 8に、環境湿度を 5 0 %とした場合のインク（ここでは純水）の初期吐出液滴径と乾燥時間（液滴の溶剤が全て蒸発してしまう時間）との関係を示すグラフを示す。このグラフから、初期吐出液滴径が小さい場合には、蒸発によるインクの液滴径の変化が非常に早く、飛翔中の短い時間においても乾燥が進んでしまうことが分かる。

このため、初期吐出時に最大電荷量が液滴に形成されていると乾燥による液滴径の減少すなわち電荷が形成されている液滴の表面積が減少することにより、インクの飛翔中にレイリー分裂が発生し、過分の電荷を放出する際に電荷は液滴の一部を引き連れて放出されるため、蒸発以上の飛翔液滴の減少が発生することなる。

従って、着弾時の液滴径のパラツキおょぴ着弾精度が悪化するとともに、ノズルと被記録媒体中に分裂したミストが浮遊することになり、被記録媒体を汚染することになる。このため、安定した吐出ドットの形成を考慮すると、初期吐出液滴に誘導される電荷量をレイリー限界に相当する電荷量よりもある程度小さくする必要がある。この場合、該電荷量をレイリー限界値に相当する電荷量の 9 5 %程度では、着弾ドット径のパラツキの精度が向上できず、結果的として 9 0 %以下にすることが好ましい。

具体的な数値としては、ノズル孔径を針電極の先端形状と見なした場合のメニスカスの最大電界強度による初期吐出液滴径のレイリ一限界を算出し、該算出値以下の範囲とすることにより着弾時の液滴のパラッキを抑えることができた。これは、吐出液滴が分離する直前の表面積が吐出直後の液滴に比べ小さく、かつ電荷の移動時間のタイムラグにより、実際の初期吐出液滴に誘導される電荷量は、上記計算により求められる電荷量より小さくなつているためと考えられる。

このような条件であれば、飛翔時のレイリー分裂を防げると共にメニスカス部での吐出液滴の分離時に電荷量が多いことによるミスト化等の安定吐出を軽減する事ができる。

なお、帯電した液滴は、蒸気圧が減少して蒸発しにくくなる。これは、以下の（ 2 ) 式から分かる。

R T p / M X l o g ( P / P 0 ) = 2 y / r - q ² / ( 8 π r ⁴ ) ( 2 ) ここで、 Rは気体定数、 Mは気体の分子量、 Tは気体の温度、 _Pは気体の密度、 Pは微小液滴での蒸気圧、 P 0は平面での蒸気圧、 γはインクの表面張力、 r はインク液滴の半径である。

上記の（ 2 ) 式に示されるように、帯電した液滴は、該液滴の帯電量により蒸気圧が減少するもので、帯電量が少なすぎると蒸発の緩和に影響が少ないため、レイリ一限界に相当する電界強度および電圧値の 6 0 %以上が好ましい結果となった。この結果は、上記と同様にノズル孔径を針電極の先端形状と見なした場合のメニスカスの最大電界強度による初期吐出液滴径のレイリー限界を算出し、該算出値の 0 . 8倍以上の範囲を示すことと同じである。

特に、図 1 8に示すように、初期吐出液滴径が φ 5 ιη以下になると乾燥時間は極端に短くなり蒸発の影響を受けやすくなるため、初期吐出液滴の電荷量を低く抑えることは蒸発を抑える観点からより効果があることが分かる。なお、図 1 8に示す乾燥時間と初期吐出液滴径との関係を求める場合の周囲湿度は 5 0 %とした。

また、吐出液滴の乾燥を考慮すると、被記録媒体までの液体の吐出時間を短くする必要がある。

ここで、吐出液滴がメニスカス部より分離してノズルょり被記録媒体に着弾するまでの平均飛翔速度を 5 m/ s、 1 0 mZ s、 2 0 m/ s、 3 0 m/ s 、 4 0 / s、 5 0 / s として、吐出の安定'性と着弾ドットの位置精度を比較し、以下の表 7に示す。 7

(表 7)

表 7中の吐出安定性の記号において、 X ：ほとんど吐出せず、 △ : 連続吐出にて不吐出あり、〇：不吐出なしを示しており、着弾精度の記号においては、 X .: 着弾ズレ >着弾ドット径、 △ : 着弾ズレ >着弾ドット径 X 0 . 5、〇：着弾ズレ <着弾ドット径 X 0 . 5、 ◎ ：着弹ズレ <着弾ドット径 X 0 . 2を示している。

上記の表 7から分かるように、平均飛翔速度 5 m s では、着弾精度が悪く、吐出安定性も悪くなる。特に、ノズル径が φ 1 μ m以下では、吐出速度が遅いと液滴にかかる空気抵抗の要因が大きくかつ蒸発によるドット径の更なる微少化により、着弾できない場合があった。逆に、平均飛翔速度 5 0 m Z s では、印加電圧を高くする必要があるため、メニスカス部での電界強度が非常に強くなり、吐出液滴のミスト化が頻繁に発生してしまい、安定した吐出が難しいことが分かった。

以上のことから、吐出液滴がメニスカス部より分離して被記録媒体に着弾するまでの平均飛翔速度は 1 0 m / s から 4 0 m / s の間が好ましいことが分かった。ところで、図 1 8では、周囲湿度として 5 0 %とした場合の、初期吐出液滴径と乾燥時間との関係を示したが、図 1 9では、初期吐出液滴径が φ θ . 5 mでノズルと被記録媒体の距離を 0 . 2 m mとした場合の周囲湿度と乾燥時間の関係を示す。

図 1 9に示すグラフから、周囲湿度が 6 0 %以下では該乾燥速度の数値は大きく変動しないことが分かった。しかしながら、周囲湿度が 7 0 %を超えるとインクの蒸発を極端に抑える事が可能であり、周囲湿度を 7 0 %以上とする場合には、上記条件等の影響は低いものとなり、特に周囲湿度を 9 5 %以上に設定すると乾燥の影響をほぼ無視する事ができ、本発明のィンクジェット記録装置の設計条件の自由度を広くかつ適用範囲を広げる事が可能であることが分かった。

ここで、ノズル径を φ ΐおよび φ 3 μ πιとして、初期吐出液滴径を変動した場合の吐出安定性および吐出ドット径バラツキ（着弾パラツキ）を以下の表 8に示す。なお、ノズルによる初期吐出径は、印加電圧値を変動することにより制御可能であり、又印加する電圧パルスのパルス幅を調整する事によっても制御可能であり、ここでは、同一ノズル径での電界強度の影響を排除するため、前記パルス幅を変動させて初期吐出径を調整している。

(表 8 )

表 8中の吐出安定性の記号において、 X ：ほとんど吐出せず、 Δ : 1

0分間連続吐出にて不吐出あり、〇： 1 0分間連続吐出にて不吐出なし、 © ： 3 0分間連続吐出にて不吐出なしを示しており、パラツキの記号においては、 △ ：着弾ドットのバラツキ >着弾ドット径 X 0 . 2 、〇：着弾ドットのパラツキ≤着弾ドット径 X 0 . ' 2、 ◎ ：着弾ドットのバラツキ≤着弾ドット径 Χ 0 . 1を示している。

表 8から、ノズル径に対し 1 . 5倍〜 3倍程度において吐出の安定性が良く、特に 1 . 5倍〜 2倍において着弾ドット径のパラツキが極端に抑えられることが分かった。これは、メニスカス部から引き出されるィンク形状を液柱と見なした場合、該液柱の表面積が該液柱の体積分の球の表面積より大きくなる条件での液滴分離が最も安定するためと考えられる。

上記の構成によれば、インクの吐出直後の液滴量が 1 ρ 1以下の微少なィンク液滴を吐出する静電吸引型ィンクジエツト記録装置において、ノズル 1の吐出孔 1 bの直径を、インクの吐出直後の液滴直径よりも小さくすることによりノズル 1 のメニスカス 7に吐出のための電界を集中させることができるので、インクを吐出するのに必要な印加電圧を大幅に下げることができ、個々に分離、吐出する液滴の径のバラツキを小さく安定した吐出を実現可能とした。

また、従来必要とされていたバイアス電圧の印加が不要となり、駆動電圧を正負交互に印加する事が可能となり、被記録媒体の表面電位の増加による着弾精度への影響を軽減する事ができた。

また、ノズルの孔の直径を φ 8 μ πι以下の範囲とすることによりノズルのメニスカス部に電界を集中させることができると共に、対向電極の位置精度および被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さバラツキの影響を受けずに安定した吐出が可能となった。

特に、ノズル 1 の吐出孔 1 b の直径を φ 0 . 4 111以上 φ 4 μ ηι以下の範囲とすることにより、電界集中が極端に大きくなる。このように、最大電界強度を高くすることが、インクの初期吐出速度を大きくすることになるので、飛翔安定性が増すとともに、メニスカス部での電荷の移動速度が増すため吐出応答性が向上すると共に、レイリ一分裂の影響による着弾ドット径のパラツキを抑える事ができる。

更に、ノズル 1からのインクの吐出直後の液滴直径を、ノズル 1 の吐出孔 l bの直径の 1 . 5倍から 3倍以下の範囲とすることにより、吐出の安定性が向上でき、特にインクの吐出直後の液滴直径を該ノズル径の

1 . 5倍から 2倍以下の範囲とすることにより吐出ドット径のパラツキを極端に抑えることができる。

本実施の形態では、上述のように、インク室 2内のインクに負圧が印加された例について説明したが、インクに正圧が印加された場合でも構わない。インク室 2内のインクに正圧を印加するには、例えば、図 2 0 に示すように、インク供給路 2 3の図示しないインクタンク側にポンプ 2 4を設け、該ポンプ 2 4を用いてインク室 2内のインクに正圧を印加することが考えられる。この場合、インク室 2からのインク吐出のタイミングに合わせて駆動させるように、プロセス制御部 2 5 とは別のプロセス制御部 2 6 を用いて上記ポンプ 2 4を駆動制御すればよい。このように、インク室 2内のインクに正圧を印加するようにすれば、メニスカス部の凸形状を静電力で形成する手間が.省け、印加電圧の低減およ .ぴ応答速度の向上が図ることができる。

なお、本実施の形態では、説明の簡単化のため単一ノズルを備えたィンクジエツト装置について説明を行なったが、 'これに限定されるものではなく、隣接ノズルでの電界強度の影響を考慮した設計を行えば、複数のノズルを有するマルチへッドを備えたインクジヱット装置にも適用可能である。

更に、本実施の形態では、対向電極 1 3 を常に設けたインクジェット装置について説明したが、表 2から分かるように、対向電極 1 3 とノズル 1 の吐出孔 1 b との間の距離（ギャップ）は、被記録媒体とノズル間の電界強度にほとんど影響せず、該被記録媒体とノズル間の距離が近く、被記録媒体の表面電位が安定しているならば対向電極は不要となる。本願発明者等は、図 2 1 に示すように、従来方法において、静電吸引の過程において形成されるノズル部 4 1 のテーラーコーン形状の流体のメニスカス 4 2の液滴吐出直前の先端部曲率 4 4 とほぼ同等サイズのノズル径になるように、流体吐出孔側が絞り込まれたノズル 4 3 を使用することにより、広範囲に必要であった電場の形成を狭くでき、かつメニスカスでの電荷の移動量を少なくできることを見出した。

本願発明者等は、上記の原理を利用して、さらに、ノズル先端部の流体吐出孔の直径を、吐出直後の流体の液滴径ょりも小さく設定することで、電荷の集中領域とメニスカス領域とをほぼ同じにできることを見出した。

〔実施の形態 2〕

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の液晶ァレイの製造には、図 1から図 8により説明した静電吸引型のィンクジエツト装置を使用する。

次に、本実施の形態の液晶アレイの構成について説明する。

本実施の形態の液晶アレイは、図 2 2に示すように、 T F T基板 1 5 1 とカラーブイルタ基板 1 5 2 とを有し、これら両者間にスぺーサ 1 5 3が設けられ、このスぺーサ 1 5 3によつて形成された両基板間の隙間に液晶 1 5 4が充填されたものとなっている。

T F T基板 1 5 1は、絶縁基板 1 5 5 の上に、ゲート電極 1 5 6 b、ゲート絶縁膜 1 5 7、層間絶縁膜 1 5 8、画素電極 1 5 9および配向膜 1 6 0がこの順に順次形成されたものとなっている。カラーフィルタ基板 1 5 2は、ガラス基板 1 6 1の上に、カラーフィルタ 1 6 2および配向膜 1 6 3がこの順に順次形成されたものとなっている。

次に、上記の液晶アレイの製造工程について説明する。

まず、 T F T基板 1 5 1 の製造工程について説明する。この T F T基板 1 5 1の詳細な構造を図 2 3および図 2 4に示す。図 2 3は T F T基板 1 5 1の平面図であり、図 2 4は図 2 3における A _ A線矢視断面図である。この T F T基板 1 5 1は、パッシベーション膜を介して層間絶縁膜を形成したタイプのものである。

まず、ガラスなどの絶縁基板 1 5 5の上に、 A l 、 M o、 T aなどをスパッタリング法にて成膜し、フォトリソグラフィ法により、ゲート配線 1 5 6 a、ゲート電極 1 5 6 bおよび補助容量配線 1 6 4を形成し、さらに陽極酸化法により陽極酸化膜 1 6 5を形成する。

次に、プラズマ C V D法により、ゲート絶縁膜（ S i N X膜） 1 5 7 、 a — S i層 1 6 6、 n +— S i層 1 6 7の 3層を連続して積層状に成膜し、これらをフォトリソグラフィ法により島状にパターユングする。次に、 A l 、 M o、 T aなどの金属層を成膜し、フォトリソ法により所定の形状にパターニングし、ソース配線 1 6 8およびドレイン電極 1 6 9を形成する。次に、チャネルエッチングにより、 a— S i層 1 6 6 と n+— S i層 1 6 7のチャネル部を形成する。以上の工程により、各画素にスイッチング素子である T F T (アクティブ素子） 1 7 0が形成される。

次に、パッシベーション膜 1 7 1 を 3 5 0 n m程度成膜する。次に、有機材料などからなる層間絶縁膜 1 5 8を成膜し、フォトリソグラフィ法によりドレイン電極 1 6 9の所定の位置にコンタクトホール 1 7 2を形成する。

次に、有機材料などからなる層間絶縁膜 1 5 8をマスクとして、パッシべ一シヨン膜 1 7 1 をゥエツトエッチングあるいはドライエツチングすることにより、コンタクトホール 1 7 2をドレイン電極 1 6 9まで到達させる。

次に、層間絶縁膜 1 5 8の上に透明導電膜からなる画素電極 1 5 9 を成膜する。次に、フォトレジストを塗布して、露光、現像する。その後、層間絶縁膜 1 5 8の上層の画素電極 1 5 9をゥエツトエッチングあるいはドライエッチングする。次に、フォトレジストを除去することにより、画素電極 1 5 9 を形成する。このようにして、パッシベーション膜 1 7 1を介して層間絶縁膜 1 5 8を形成した T F T基板 1 5 1が作製される。

次に、カラーフィルタ基板 1 5 2の製造工程について説明する。

図 2 5 ( a ) 〜図 2 5 ( d ) はカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。

まず、図 2 5 ( a ) に示すように、フォトリソグラフイエ程によりガラス基板等の透明基板 6 1上に金属酸化物を積層し、 BM 1 7 4を形成する。

次に、図 2 5 ( b ) 〜図 2 5 ( d ) に示すように、透明基板 6 1上に R G Bの 3原色のカラーフィルタ 1 6 2. (R画素 1 7 5、 G画素 1 7 6 、 B画素 1 7 7 ) を顔料分散法により順次形成する。この場合、 R顔料を分散した光硬化性樹脂組成物のフォトレジストをスピンコート法により透明基板 6 1の全体に塗布する。その後、露光 · 現像を行ない、所定の場所に R画素 1 7 5のカラーフィルタ 1 6 2を形成する。同様にして、 G画素 1 7 6、 B画素 1 7 7のカラーフィルタ 1 6 2を形成する。

なお、カラーフィルタ 1 6 2の形成方法は顔料分散法に限定されず、印刷法ゃ電着法など他の方法を用いてもよい。電着法を用いた場合、 B M 1 7 4の形成工程は、カラーフィルタ 1 6 2の形成工程の後になる。

次に、 T F T基板 1 5 1およびカラ一フィルタ基板 1 5 2に対してそれぞれ配向膜 1 6 0、 6 3の形成を行う。この工程では、印刷法などを用いて、ポリアミド膜である配向膜 1 6 0、 6 3を T F T基板 1 5 1およびカラーフィルタ基板 1 5 2に形成し、焼成工程により溶媒を蒸発除去する。その後、両基板の配向膜 1 6 0、 6 3に対し、ローラを用いてラビング処理を行う。

次に、スぺーサ 1 5 3 の形成工程について説明する。この工程は、 T F T基板 1 5 1およぴカラーフィルタ基板 1 5 2 の形成工程後に行う。本実施の形態において、スぺーサ 1 5 3はカラーフィルタ基板 1 5 2に形成する。

スぺーサ 1 5 3は、図 1 に示したインクジエツト装置 1 5を使用し、カラーフィルタ基板 1 5 2における B M 1 7 4の上に、スぺーサ 1 5 3 を形成するための、硬化性樹脂を溶解したスぺーサ形成用液体を連続的に吐出することにより形成する。この工程を図 2 6に示す。

なお、上記の硬化型樹脂の構成成分としては、アクリル酸エステル、酢酸ビュル等を挙げることができるが、これらに限られるものではない

。さらに、上記の硬化型樹脂の組成物に含有される重合体或いは共重合体の構成成分である単量体としては、例えば、 N， N —ジメチロールァクリルアミド、 N , N —ジメトキシメチルアクリルアミド、 N , N —ジエトキシメチルアクリルアミド、 N， N—ジメチロールメタクリルアミド、 N , N—ジメトキシメチルメタクリルアミド、 N , N—ジエトキシメチルメタクリルァミド等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの単量体は単独重合体、或いは、他のビニル系単量体との共重体で用いられる。他のビュル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸ェチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ェチル等のメタクリル酸エステル、ヒドロキシメチルメタタリレート、ヒドロキシェチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアタリレート、ヒドロキシェチルアタリレート等の水酸基を含有したビエル系単量体、その他スチレン、 α—メチルスチレン、ァクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、ァリルァミン、ビニルァミン、酢酸ビュル、プロピオン酸ビュル等を挙げることができる。

また、スぺーサ形成用液体は、硬化型樹脂の他、溶媒として水等を含んでいる。

インクジエツト装置 1 5のノズル 1 は、ノズル径が φ 6 ιηのものを使用した。スぺーサ形成用液体の液滴 1 2の着弾面（B M 1 7 4 のスぺーサ形成面）の径は φ 1 0 mとなる。スぺーサ形成用液体の体積濃度は 2 5 %であり、 1弾の液滴 1 2により形成される厚さは 0 . 4 mとなる。所望するスぺーサ厚さは 5 μ ηιであり、同じ領域に 1 1回の吐出を行うことでスぺ一サ 1 5 3が形成される。このとき、スぺーサ形成用液体の液滴 1 2、即ち硬化性樹脂は、着弾後瞬時に乾燥して硬化するので、 Β Μ 1 7 4上に拡がったり、移動したりしない。また、液滴 1 2は着弾後瞬時に乾燥しているので、前弾の液滴と次弾の液滴とがぶつかることによる液滴の拡がりがなく、連続的に吐出できる。

スぺーサ形成用液体の濃度は 3 0 c Pとした。インクジエツト装置 1

5は、さらに高粘度の液体の吐出が可能であり、具体的に 1 0 0 c Pの液体の吐出が可能であった。このため、スぺーサ形成用液体をさらに高濃度にしてもよい。

また、硬化性樹脂を硬化させるための加熱は不要であるものの、樹脂を安定に硬化させるために、加熱処理を行なってもよい。

本発明におけるスぺーサ 1 5 3の材料は、所望する厚さ、強度のスぺーサが形成される材質のものであれば、硬化性樹脂に限定されない。次に、 T F T基板 1 5 1 とスぺーサ 1 5 3が形成されたカラーフィルタ基板 1 5 2 との貼り合わせ工程、および液晶 1 5 4の注入工程を行う貼り合わせ工程においては、まず、カラーフィルタ基板 1 5 2にシール榭脂を印刷する。このシール樹脂は、 T F T基板 1 5 1 と貼り合わせたときに接着するものであり、エポキシ樹脂が用いられる。次に、カラーフィルタ基板 1 5 2 と T F T基板 1 5 1 とをシール樹脂によって貼り合わせる。その後、加熱し、シール樹脂を硬化させる。

次に、上記 2枚の基板を貼り合わせて形成したアレイを所望の寸法に切断する。次に、真空注入装置を用いて液晶 1 5 4を注入する。次に、注入口を樹脂で封止する。その後、超音波洗浄を行ない、液晶アレイが完成する。

なお、スぺーサの形成に使用可能なィンクジエツト装置 1 5の構成について、さらに検討した結果については、前述のように、図 1 4から図 2 1に基づいて説明したとりである。

.〔実施の形態 3〕

本発明の実施の他の形態を以下に説明する。

本実施の形態の液晶アレイは、図 2 7に示すように、積層構造の前記スぺーサ 1 5 3に代えて、スぺーサ材料がつながった状態でノズル 1から吐出されることにより形成された柱状のスぺーサ 1 8 1 を備えたものとなっている。他の構成は、前記液晶アレイと同様である。したがって、 T F T基板 1 5 1およびカラーフィルタ基板 1 5 2の各製造工程、並ぴに配向膜 1 6 0 , 6 3の形成工程は実施の形態 1に示した場合と同様である。

スぺーサの形成に使用するィンクジェット装置 1 5は、実施の形態 1で使用したものとほぼ同様の構成である。ただし、図 1 に示した構成において、ノズル 1 にはノズル径が φ 2 μ mのものを使用し、さらにインク室 2にはァクチユエータが取り付けられ、これによりノズル 1 と被記録側基板 1 4 (カラーフィルタ基板 1 5 2 ) との距離を変化させることができるようになつている。また、スぺーサ形成用液体は、ポリビニルフエノールのエタノール溶液とした。

図 2 8 ( a ) 〜図 2 8 ( c ) に本実施の形態におけるスぺーサ形成ェ程を示す。

まず、図 2 8 ( a ) に示すように、ノズル 1 をカラーフィルタ基板 1 5 2に対して垂直に保持し、ノズル先端とカラーフィルタ基板 1 5 2上の B M 1 7 4 とを接触させた。このとき、ノズル電極 5には電圧を印加していない。

次に、図 2 8 ( b ) に示すように、ノズル電極 5に直流電圧を印加しながら、前記ァクチユエータにより、ノズル 1 をカラーフィルタ基板 1 5 2から離す方向に移動させた。直流電流によりノズル 1 内で溶液が凝縮し、ノズル 1 の引き上げに伴い、ポリビュルフエノールが棒状につながった状態で吐出され、柱状のスぺーサ 1 8 1が形成される。.

所望するスぺーサ 1 8 1 の高さは 5 μ πιなので、スぺーサ 1 8 1 となる柱がその高さに達したとき、図 2 8 ( c ) に示すように、電源を O F Fにし、ノズル 1 はそのまま上に移動させる。これにより、スぺーサ 1 8 1 の柱はノズル 1から離れる。この結果、 T F T基板 1 5 1 とカラーフィルタ基板 1 5 2 との距離を保持する柱状のスぺーサ 1 8 1が得られる。

〔実施の形態 4〕

本発明の実施のさらに他の形態を以下に説明する。

本実施の形態の液晶アレイは、図 2 9に示すように、積層構造の前記スぺーサ 1 5 3に代えて、ノズル 1からスぺーサとなる球状粒子と吐出することにより形成された球状のスぺーサ 1 8 2を備えたものとなっている。他の構成は、前記液晶アレイと同様である。したがって、 T F T 基板 1 5 1およびカラーフィルタ基板 1 5 2 の各製造工程、並びに配向膜 1 6 0， 6 3の形成工程は実施の形態 1に示した場合と同様である。

スぺーサ 1 8 2の形成に使用するィンクジェット装置 1 5は、実施の形態 1で使用したものとほぼ同様の構成である。ただし、図 1に示した構成において、ノズル 1にはノズル径が ψ 8 mのものを使用した。ノズル 1から吐出される 1滴の量は 0 . 2 5 p 1 となる。

図 3 0に本実施の形態におけるスぺーサ形成工程を示す。本実施の形態において、スぺーサ形成用液体としては、スぺーサ 1 8 2 となる直径 3 μ πιのプラスティックの球状粒子をアルコールに混ぜたものを使用している。この溶液は、特に材質を指定されるものでなく、球状粒子（スぺーサ 1 8 2 ) 、およぴ配向膜 1 6 3を溶解しないものが好ましい。

スぺーサ 1 8 2の形成においては、ノズル 1から上記のスぺーサ形成用液体の液滴 1 2を、カラーフィルタ基板 1 5 2における Β Μ 1 7 4上に着弾するように吐出する。この場合、液滴 1 2の液自体は着弾後瞬時に乾燥するため、液滴 1 2の周りにスぺーサ 1 8 2が集まることがない。したがって、スぺーサ 1 8 2がカラーフィルタ基板 1 5 2上に散らばり、局所的に開口率が悪化する事態を生じることがない。インクジエツト装置 1 5の動作の切り替えは、プロセス制御部 2 5からノズル電極 5への印加電圧の周波数、または振幅の変更により行う。インクジヱット装置 1 5の特徴として、印加電圧の周波数がある値以上になると、あるいは振幅がある値以下になると、液滴 1 2が吐出されなくなる。しかしながら、吐出条件以上の高周波数、低振幅であっても、ノズル 1 内には印加電圧による攪拌作用が働く。このため、非吐出時でもノズル電極 5に電圧を印加することにより、ノズル 1 の目詰まりを防ぐことができる。

〔実施の形態 5〕

本発明の実施のさらに他の形態を以下に説明する。

本実施の形態の液晶ァレイは、球状の粒子からなるスぺーサ 1 8 2を備えたものとなっている。このスぺーサ 1 8 2はカラーフィルタ基板 1 5 2上に散布されたものである。したがって、スぺーサ 1 8 2が配置される位置は、図 3 0に示した液晶アレイのように、 B M 1 7 4上には限定されない。他の構成は、前記液晶アレイと同様である。したがって、 T F T基板 1 5 1およびカラーフィルタ基板 1 5 2 の各製造工程、並びに配向膜 1 6 0 , 6 3の形成工程は実施の形態 1 に示した場合と同様である。 '

本実施の形態において使用するィンクジエツト装置 1 ·5は、実施の形態 1で使用したものとほぼ同様の構成である。ただし、ノズル 1 にはノズル径が φ 8 mのものを使用した。したがって、ノズル 1から吐出される 1滴の量は 0 . 2 5 p l となる。

スぺーサ形成工程においては、まず、直径 5 μ mのプラスティック球である球状のスぺーサ 1 8 2をアルコールに混ぜ、スプレーによりカラ一フィルタ基板 1 5 2上に散布した。

このとき、カラーフィルタ基板 1 5 2上に付着した 1つの液滴の周りに複数のスぺーサ 1 8 2が集まり、スぺーサ集合体を形成する。このままでは、スぺーサ集合体がアルコールの乾燥後もその位置で保持され、局部的な開口率の低下を招来する。そこで、本実施の形態では、インクジェット装置 1 5を使用してスぺーサ集合体のスぺーサ 1 8 2が適当に分散するように処理している。次に、この処理について、図 3 1 ( a ) ( b ) により説明する。

まず、図 3 1 ( a ) に示すように、観察手段である C C Dカメラ 8 4 によりスぺーサ散布領域を観察し、スぺーサ集合体 1 8 3の有無を調べる。次に、 C C Dカメラ 8 4により観察されたスぺーサ集合体 1 8 3の中心の真上位置にノズル 1が位置するように、ノズル 1 とカラーフィルタ基板 1 5 2との相対位置を調整する。

次に、図 3 1 ( b ) に示すように、互いに近い位置にあるスぺーサ 1 8 2に対して液滴 1 2を吐出する。この液滴 1 2の液体は、特に材質を指定されるものでなく、スぺーサ 1 8 2および配向膜 1 6 3を溶解しない材質のものが好ましい。

液滴 1 2をぶつけられたスぺーサ集合体 1 8 3では、スぺーサ 1 8 2 同士が互いに離れるように移動する。これにより、スぺーサ 1 8 2が隣り合ったりすることによる液晶アレイの開口率の局所的な悪化が回避される。

上記液滴 1 2の吐出は、スぺーサ集合体 1 8 3に対して行うのに加えて、例えば B M 1 7 4上から離れた位置に存在する 1個のスぺーサ 1 8 2に対.して行ってもよい。この場合には、 B M 1 7 4上から離れた位置にあるスぺーサ 1 8 2を B [上に移動させることができ、開口率の低下を防ぐことができる。

なお、以上の実施の形態において、スぺーサは、何れもカラーフィルタ基板 1 5 2に形成していたが、これに限定されることなく、 T F T基板 1 5 1に形成してもよい。また、スぺーサの形成位置は、 B M 1 7 4 上が望ましいものの、これに限定されるものではない。

以上のように、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、着弾した液滴が早く乾燥する構成として着弾後の液滴の移動を抑制し、正確かつ安価にカラーフィルタ層を形成できるようにする。このために、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、インクジヱット方式により、カラ一フィルタ層料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴 1 2 として吐出し、カラーフィルタ層を形成する。吐出孔 1 bの径が液滴 1 2の径よりも小さい静電吸引型のィンクジエツト装置 1 5を使用し、このインクジェット装置 1 5のノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出してカラ一フィルタ層を形成するようにしている。

〔実施の形態 6〕

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施の形態のカラーフィルタ基板の製造には、図 1から図 8 により説明した静電吸引型のィンクジエツト装置を使用する。

次に、図 1に示したインクジェット装置 1 5を使用して製造される力ラーフィルタ基板の製造方法について説明する。図 3 2に示すように、本実施の形態において、カラーフィルタ基板 2 5 2は T F T基板 2 5 1 と共に液晶ァレイに備えられている。

この液晶アレイは、同図に示すように、 T F T基板 2 5 1 とカラーフィルタ基板 2 5 2 とを有し、これら両者間にスぺーサ 2 5 3が設けられ、このスぺーサ 2 5 3によって形成された両基板間の隙間に液晶 2 5 4 が充填され、図示しないシール部材によりシールされたものとなっている。

T F T基板 2 5 1 は、基板 2 5 5の上に、ゲート電極 2 5 6、ゲート絶縁膜 2 5 7、層間絶縁膜 2 5 8、画素電極 2 5 9および配向膜 2 6 0 がこの順に順次形成され、 T F T 2 6 4を有している。配向膜 2 6 0上には、スぺーサ 2 5 3 としてプラスチック球が散布されている。カラーフィルタ基板 2 5 2は、基板 2 6 1 の上に、カラーフィルタ層 2 6 2および配向膜 2 6 3がこの順に順次形成されたものとなっている。

上記の基板 2 5 5、 2 6 1 としては、石英基板やガラス基板などの無機材料基板、またはポリエチレンテレフタレート基板、ポリエーテルサルフォン基板ゃポリイミド基板などの樹脂基板を使用可能であるものの、本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、従来のカラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層 2 6 2の隣り合う画素のコントラストを明瞭にするために B Mが設けられていた。しかしながら、本実施の形態のカラーフィルタ基板 2 5 2では、 T F T 基板 2 5 1 に形成されるゲート配線おょぴソース配線などのメタル配線を B Mとして利用するため、専用の B Mは形成されない。

次に、図 1 に示したインクジェット装置 1 5から吐出されるカラーフィルタ形成用塗液、即ちインクについて説明する。

本実施の形態においては、赤、緑、青の各色カラーフィルタ層 2 6 2 を形成するためのインク（即ち、画素用カラーインク）を、次のようにして調製した。 ( A ) 赤色顔料、界面活性剤、樹脂および水を混合し、この混合物を、室温で 1時間振動させ、顔料の微細分散化処理を行うことにより、赤ィンクを調製した。

( B ) 赤色顔料の代わりに緑色顔料を用いたこと以外は上記（A ) と同様にして、緑インクを調製した。

( C ) 赤色顔料の代わりに青色顔料を用いたこと以外は上記（A ) と同様にして、青インクを調製した。

次に、カラーフィルタ（画素）の配置について説明する。

カラーフィルタ基板 2 5 2を備えた液晶ディスプレイにおいて、画素の配置は、図 3 3 ( a ) に示すように、赤色（R ) カラーフィルタ画素 2 7 1、緑色（G ) カラーフィルタ画素 2 7 2およぴ青色（B ) カラーフィルタ画素 2 7 3がマトリックス状に配置されたストライプ配列とされる。なお、画素の配置は、その他、図 3 3 ( b ) 、図 3 3 ( c ) にそれぞれ示すように、モザイク配列、デルタ配列であってもよい。

カラーフィルタ基板 2 5 2において、 Rカラーフィルタ画素 2 7 1、

Gカラーフィルタ画素 2 7 2および Bカラーフィルタ画素 2 7 3それぞれの占有面積の割合は、必ずしも 1 ： 1 ： 1である必要はない。また、各画素の占有面積は、同一であっても、各画素によって異なっていてもよい。

一般に、異なる色をもつ画素間には、隣り合うカラーフィルタ層 2

2同士の混じり合いを防止するために隔壁を設けるのが好ましい。しかしながら、本発明の製造方法の場合、カラーフィルタ層 2 6 2を形成するインクは着弾後瞬時に乾燥するため、液滴が広がらず、カラーフィルタ層材料を積層塗布することができる。このため、隣り合う画素同士のカラーフィルタ層 2 6 2が接したり、混じりあったりすることがない。したがって、隔壁の作製を省略することができる。

一方、隔壁は、隣り合う画素のコントラストを明瞭にする目的で作製してもよい。この場合、隔壁の高さは、隣り合うカラーフィルタ層 2 6 2同士の混じり合いを防止する役割を持たせる必要がないので、カラーフィルタ層 2 6 2 よりも低くてよい。

隔壁は、単層構造でも多層構造でもよく、各画素間に配置されていてもよく、異なる色のカラーフィルタ層 2 6 2間に配置されていてもよい。隔壁の材質は、カラーフィルタ材料を溶解もしくは分散した溶媒、即ちカラーフィルタ形成用塗液の溶媒に不溶もしくは難溶であるものが好ましい。ディスプレイとしての表示品位を向上させる意味で、ブラックマトリックス（B M ) 用の材料（例えば、クロムおよび樹脂ブラックなど）を用いるのが特に好ましい。

次に、各画素に対応した画素電極 2 5 9の接続方法について説明する。

例えば図 3 4に示すように、カラーフィルタ基板 2 5 2を備えた液晶ディスプレイ 2 7 4では、画素電極 2 5 9が T F T 2 6 4を介して共通の配線、即ちソースバスライン 2 7 5およびゲートバスライン 2 7 6に接続されている。液晶ディスプレイ 2 7 4では、同図に示すように、複数の画素がマトリックス状に配置されており、これらの画素にカラーフィルタ基板 2 5 2にて複数の色をもたせることにより、フルカラー表示が可能となる。複数の色としては、赤色、緑色おょぴ青色の組合せが好ましい。

次に、カラーフィルタ基板 2 5 2におけるカラ一フィルタ層 2 6 2の形成方法について説明する。

カラーフィルタ層 2 6 2の形成工程においては、下記のように、インクジエツト装置 1 5を使用し、上述した赤ィンク、緑ィンクおよび青ィンクを順次インクジェットパターニング塗布した。

まず、図 3 5 ( a ) に示す第 1の工程において、 R G Bの 3色のうち

、第 1色としての Rの顔料を分散させた赤ィンクの液滴 1 2を、インクジエツト装置 1 5によつて噴射し、 Rカラーフィルタ画素 2 7 1 を形成する。

この場合、液滴 1 2は、着弾後瞬時に乾燥するため、着弾面積が拡がらない。したがって、画素形成領域を区画するための隔壁や親撥水の領域の形成が不要である。

ここで、 1弾の液滴に含まれるカラーフィルタ材料の体積 Vは、体積濃度が η (%) のとき、

V = ( 4 / 3 ) X π X (D / 2 ) ³ X ( η / 1 0 0 )

となる。液滴サイズは φ D m径であり、着弾時に κ倍の径に拡がると考える。

1弾で形成されるカラーフィルタ層厚さが、所望する力ラーフィルタ層厚さ tの l Z ctになるとき、即ち重ね打ちによる積層数が αのとき、

V / ( π X ( (D / 2 ) X κ ) ²) = t / α

が成り立つ。

この式を整理すると、

77 = i3 X t / ( a XD)

である。

i3 = 1 5 0 X κ 2であるから、着弾時に 1 . 5倍の径に拡がると考えると、 κ = 1. 5なので、

?7 = 3 4 0 X t / ( a X D )

となる。

カラーフィルタ層 2 6 2の所望の厚さが 1 μ ηιであり、液滴 1 2のサィズが約 8 m径であるとき、インクの濃度は次のようにして決定される。

画素作製時間を短縮するために液滴 1 2の重ね打ち回数を少なくする。積層回数は、液滴着弾面積、 1画素の面積、ヘッド（インクジェット装置 1 5 ) の駆動周波数、へッドのノズル数などにより決まる。

液滴 1 2の重ね打ち回数を 1 0 0回以下（ α≤ 1 0 0 ) とした場合、必要となるインクの体積濃度 77 は、

η = 3. 4 X t /D = 0. 4 %

となる。さらに重ね打ち回数を減らすため、 1 0回以下（ ct≤ 1 0 ) にした場合、同様に、

77 = 3 4 X t /D = 4 %

となる。

また、カラーフィルタ層 2 6 2の表面はなるべく平坦な方が好ましい。このため、液滴 1 2の着弾位置をズラしながら、複数回、カラーフィルタ材料を重ねていくのが好ましい。本実施の形態では、 2回以上（ α ≥ 2 ) の重ね打ちを行った。この場合、下段側の隣り合う着弾位置の中心同士の中間位置に上段側の液滴 1 2の着弾中心を設定した。これにより、カラーフィルタ層 2 6 2の表面の十分な平滑さが得られた。このときの必要とするィンクの体積濃度 77 は、

77 = 1 7 0 X t /D = 2 0 % となる。

表 6 には、インクの濃度、インクの粘度、カラーフィルタ層 2 6 2の生産効率および力ラーフィルタ層 2 6 2の表面平滑性に対する着弾した液滴 1 2の積層数（ α ) の影響について調べた結果を示す。康 9)

表 9の結果から、生産効率と表面平滑性とを考慮した場合、積層数（ c ) を 2〜数百の間で設定し、それに応じてインクの体積濃度を決定するのが好ましいことが分かった。ここでは、生産効率を優先して、 αを 2に設定する。このとき、体積濃度は 1 %であり、インク粘度は高粘度である。これは、従来のインクジェットでは吐出が困難なものであったが、本インクジエツト装置 1 5では吐出が容易である。

上記の結果から、カラーフィルタ層 2 6 2の表面が十分平滑となり、重ね打ち回数が最も少ないのは、体積濃度 1 %の場合である。この体積濃度は、従来のインクジエツトで用いられるカラーフィルタ層形成用ィンクの体積濃度に比べて、高濃度であり、かつ液滴サイズが小さい。ィンクジエツト装置 1 5を用いることによって、高粘度のインクの吐出が可能であり、液滴 1 2の飛翔速度が電界により加速されるので、液滴 1 2は着弾後瞬時に乾燥する。

図 3 5 ( a ) に示す第 1の工程において Rカラーフィルタ画素 2 7 1 を形成する場合には、インクジェット装置 1 5 のノズル 1を備えるへッドまたは被記録側基板 1 4 (基板 2 6 1 ) を送り方向に移動させながら液滴 1 2の吐出を行なう。この場合、前弹に対して次弾はわずかにずれた位置に重ね打ちする。これにより、所望する厚さの Rカラーフィルタ画素 2 7 1が得られる。

同様に、図 3 5 ( b ) に示す第 2の工程において、 R G Bの 3色のうちの第 2色のとしての Gの顔料を分散させた緑インクの液滴 1 2を、ィンクジェット装置 1 5によつて噴射し、所望の厚さの Gカラーフィルタ画素 2 7 2を形成する。

同様に、図 3 5 ( c ) に示す第 3の工程において、 R G Bの 3色のうちの第 3色のとしての Bの顔料を分散させた青ィンクの液滴 1 2を、ィンクジェット装置 1 5によって噴射し、所望の厚さの Bカラーフィルタ画素 2 7 3を形成する。なお、 Rカラーフィルタ画素 2 7 1、 Gカラーフィルタ画素 2 7 2および Bカラーフィルタ画素 2 7 3の形成順序については、上記の順序に限定されることなく、適宜の変更が可能である。各色のカラーフィルタ層 2 6 2の材質や溶媒材質、カラーフィルタ層 2 6 2 の寸法が異なる場合では、最適な体積濃度も異なる。カラーフィルタ層材料の体積濃度が高くなるほど、重ね打ち回数が減り、生産効率が向上するが、ィンク粘度が高くなる。インクジエツト装置 1 5は本実施の形態で用いられたィンクの粘度よりも大きい粘度の吐出が可能であり、さらにインクの体積濃度を高くできる。

その後、上記のようにして Rカラーフィルタ画素 2 7 1、 Gカラーフィルタ画素 2 7 2および Bカラーフィルタ画素 2 7 3の 3色の画素パターンを形成した基板 2 6 1 を焼成し、その上に図示しない透明保護膜を塗布して焼成し、カラーフィルタ基板 2 5 2を得た。

一方、上記力ラーフィルタ基板 2 5 2 と張り合わせる T F T基板 2 5 1では、ソースパスライン 2 7 5 とゲートパスライン 2 7 6 とを層間絶縁膜 2 5 8を介して重ね合わせる。このようにすると、ソースバスライン 2 7 5およびゲートバスライン 2 7 6は、 T F T基板 2 5 1 の画素部分以外の部分を遮光する B Mとして機能する。したがって、カラーフィルタ基板 2 5 2には B Mが不要となり、 B Mの製造工程が削除されて安価にカラーフィルタ基板 2 5 2を製造できる。

なお、インクジェット装置 1 5は、カラーフィルタ層 2 6 2の 1画素に対して、複数のインク液滴を吐出するものであるので、 1画素に対して 1 ノズルである必要はなく、複数のノズルを使用してもよい。また、カラーフィルタ層 2 6 2 の 1画素を充填するのにィンクの吐出を連続的に行なう必要はなく、複数回に分けて行なってもよレ、。

また、カラーフィルタ層 2 6 2を形成する場合に、全ての液滴を速乾性の微小液滴にする必要はなく、最初の着弾液を大きくして概形を形成し、その後、インクジェット装置（サブミクロンヘッド） 1 5を使用して微小液滴の吐出を行ない、厚さの微調整、ムラの修正を行なってもよい。

上記の実施の形態においては、 3色のカラーフィルタ層 2 6 2 ともィンクジェット法（インクジェット装置 1 5 ) を用いて形成したが、任意の 1色または 2色のカラーフィルタ層 2 6 2を、スピンコート法やオフセット印刷法、あるいは電着法などを用いて形成してもよい。また、上記の実施の形態において、第 1色は Rであり、第 2色は Bであつたが、第 1色を Bにして第 2色を Rにするなど、色の順序を変更してもよい。

また、上記の実施の形態はストライプ画素配列のカラーフィルタ基板 2 5 2を製造する場合について説明したが、図 3 3に示したような色画素配列がデルタ形状のカラーフィルタ基板、あるいはその他の T F T基板であってもよい。

また、本実施の形態のインクジェット装置（サブミクロンヘッド） 1 5 を用いたインクジェット法では、液滴着弾後瞬時に乾燥するため、液滴が隣り合う画素と混じり合うことがないので、従来のインクジェット法におけるような画素間の境界、あるいはインク（液滴）の流出を防ぐ壁としての B Mが不要である。また、配線メタルによって画素部分以外の部分を遮光するので、カラーフィルタ基板 2 5 2に特別に B Mを設ける必要がない。したがって、カラーフィルタ基板 2 5 2の製造コストが安価になる。なお、上記実施形態においては、 B Mを設けなかったが、コストアップが許容されるならば、 B Mを形成してもよい。

本インクジエツト装置 1 5では、従来のインクジエツト装置では実現できない高粘度の液滴を吐出できるため、カラーフィルタ材料の濃度を大きくでき、かつ液滴の微小化が可能である。したがって、着弾後瞬時に乾燥という従来には得られない効果があり、このため、重ね打の回数を減らし、かつ重ね打ちにおける前弾と次弾とのィンターパル時間を短縮し、作業性を向上させることができる。

さらに、本ィンクジヱット装置 1 5は、ノズル 1 と記録.媒体（対向電極 1 3 ) との間の電圧を小さくすることができるので、 T F T 2 6 4等を破壊する危険性がない。

なお、カラーフィルタ基板 2 5 2におけるカラーフィルタ層 2 6 2 の製造に使用可能なィンクジヱット装置 1 5 の構成について、さらに検討した結果については、前述のように、図 1 4から図 2 1に基づいて説明したとおりである。

以上のように、本発明の液晶アレイの製造方法は、インクジェット方式を利用して、開口率を低下させることなく、所望の厚みのスぺーサを容易に得るようにしている。このために、液晶アレイの製造方法では、対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられ、インクジエツト方式によりノズル 1の吐出孔 1 bからスぺーサ材料の液滴を吐出し、それを硬化させてぺーサを形成する。ノズル 1 の吐出孔 1 b径が液滴 1 2 の径よりも小さぃ静電吸引型のィンクジエツト装置 1 5を使用し、ノズル 1から 1滴の量が 1 p i以下の液滴を吐出するようになつている。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。産業上の利用の可能性

本発明のァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造方法にて製造されるアクティブマトリクス型有機 E L表示体は、カラーテレビやパーソナルコンピュータ等の表示装置として利用される。また、本発明の液晶ァレイの製造方法にて製造される液晶ァレイは、液晶力ラーテレビゃパーソナルコンピュータ等の表示装置に利用される。さらに、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法にて製造される力ラーフィルタ基板は、例えば、力ラーテレビやパーソナルコンピュータ等の表示装置となる力ラー液晶表示装置に利用される。

Claims

請求の範囲

1 . インクジェット方式により、有機 E L層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、有機 E L層を形成するアクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法において、

前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジエツト装置を使用し、このインクジェット装置のノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出することを特徴とするァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

2 . 前記液体として、体積濃度が、同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数から求まる値のものを使用することを特徴とする請求項 1に記載のァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

3 . 前記液体として、粘度が 2 0 c P以上のものを使用することを特徴とする請求項 1 に記載のァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

4 . 前記有機 E L層は有機発光層を含んでいることを特徴とする請求項 1に記載のァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

5 . 前記有機 E L層は電荷輸送層を含んでいることを特徴とする請求項 1に記載のァクティブマトリツクス型有機 E L表示体の製造方法。

6 . インクジェット方式により、ノズルの吐出孔から有機 E L層材料を含む液体を液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造方法において、

ノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出する静電吸引型ィンクジェット装置を使用し、

同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数をひ、液滴径に対する、有機 E L層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を 3、液滴径を D、形成する有機 E L層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 77 ( % ) が略 ]3 X t / ( ひ X D ) となるものを使用することを特徴とするァクティプマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

7 . 静電吸引型インクジェット装置として、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さいものを使用することを特徴とする請求項 6に記載のァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法。

8 . 前記液体として、粘度が 2 0 c P以上のものを使用することを特徴とする請求項 6に記載のァクティブマトリツクス型有機 E L表示体の製造方法。

9 . 前記有機 E L層は有機発光層を含んでいることを特徴とする請求項 6に記載のアクティブマトリツタス型有機 E L表示体の製造方法。

1 0 . 前記有機 E L層は電荷輸送層を含んでいることを特徴とする請求項 1または 3に記載のァクティブマトリツタス型有機 E L表示体の製造方法。

1 1 . 請求項 1から 1 0の何れか 1-項に記載のアクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造方法により製造ざれたことを特徴とするァクティブマトリツクス型有機 E L表示体。

1 2 . インクジエツト方式により、有機 E L層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリタス型有機 E L表示体の製造装置において、前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さいノズルを使用し、静電吸引型のインクジエツト方式により、前記ノズルから 1滴の量が 1 p 1以下の液滴を吐出することを特徴とするアクティブマトリツタス型有機 E L表示体の製造装置。

1 3 . インクジェット方式により、ノズルの吐出孔から有機 E L層材料を含む液体を液滴として吐出し、有機 E L層を形成するァクティブマトリクス型有機 E L表示体の製造装置において、

静電吸引型のインクジヱット方式により、前記ノズルから 1滴の量が 1 1以下の前記液滴を吐出させるとともに、

同一の有機 E L層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を（¾、液滴径に対する、有機 E L層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を）3、液滴径を D、形成する有機 E L層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 77 ( % ) が略 ]3 X t / ( a X D ) となるものを使用することを特徴とするァクティブマトリックス型有機 E L表示体の製造装置。

1 4 . 対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられ、ィンクジェット方式によりノズルの吐出孔からスぺーサ材料の液滴を吐出し、それを硬化させることにより前記スぺーサを形成する液晶ァレイの製造方法において、

前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジェット装置を使用し、このインクジェット装置のノズルから 1滴の量が 1 ρ 1 以下の液滴を吐出することを特徴とする液晶ァレイの製造方法。

1 5 . 前記ノズルからの吐出物の粘度が 3 0 c P以上であることを特徴とする請求項 1 4に記載の液晶ァレイの製造方法。

1 6 . 前記スぺーサを形成する基板には、透明基板上に少なくとも 3色以上の色で着色された力ラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項 1 4に記載の液晶アレイの製造方法。

1 7 . 前記スぺーサを形成する基板が、画素毎にアクティブ素子を備えたアクティブマトリクス基板であることを特徴とする請求項 1 4に記載の液晶ァレイの製造方法。

1 8 . 対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられ、ィンクジェット方式によりノズルの吐出孔からスぺーサ材料を吐出し、それを硬化させることにより前記スぺーサを形成する液晶ァレイの製造方法において、

前記ノズルの先端部を基板のスぺーサ形成面に接触させ、この状態で、前記スぺーサ材料を凝縮させるために、ノズルに設けられた電極に電圧を印加し、この電圧印加状態を維持しながら、前記ノズルから連続的に前記スぺーサ材料を吐出させるとともに、前記ノズルと ,前記基板との位置を離していき、前記基板に柱状のスぺ一サを形成することを特徴とする液晶アレイの製造方法。

1 9 . 前記ノズルの吐出孔の径が 8 i m以下であることを特徴とする請求項 1 8に記載の液晶アレイの製造方法。

2 0 . 前記ノズルからの吐出物の粘度が 3 0 c P以上であることを特徴とする請求項 1 8に記載の液晶アレイの製造方法。

2 1 . 前記スぺーサを形成する基板には、透明基板上に少なくとも 3色 • 以上の色で着色されたカラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項 1 8に記載の液晶ァレイの製造方法。

2 2 . 前記スぺーサを形成する基板が、画素毎にアクティブ素子を備えたアクティブマトリクス基板であることを特徴とする請求項 1 8に記载の液晶ァレイの製造方法。

2 3 . 対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられている液晶ァレイの製造方法において、

ノズルの吐出孔の径が吐出する液滴の径よりも小さい静電吸引型インクジェット装置を使用し、このインクジェット装置のノズルから、固体スぺーサを含む液体を、 1滴の量が 1 p 1以下の液滴としてスぺーサ形成面に吐出し、前記スぺーサを形成することを特徴とする液晶アレイの製造方法。

2 4 . 前記ノズルからの吐出物の粘度が 3 0 c P以上であることを特徴とする請求項 2 3に記載の液晶ァレイの製造方法。

2 5 . 前記スぺーサを形成する基板には、透明基板上に少なくとも 3色以上の色で着色されたカラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項 2 3に記載の液晶アレイの製造方法。

2 6 . 前記スぺーサを形成する基板が、画素毎にアクティブ素子を備えたアクティブマトリクス基板であることを特徴とする請求項 2 3に記載の液晶アレイの製造方法。

2 7 . 対向配置された一対の基板の少なくとも一方に開口部を有し、これら両基板間に液晶充填用の隙間を形成するスぺーサが設けられている液晶ァレイの製造方法において、

スぺーサ配置面に個体スぺーサを配置した後、ノズルの吐出孔の径が吐出する液滴の径ょりも小さぃ静電吸引型ィンクジエツト装置を使用し、このインクジヱット装置のノズルから 1滴の " 量が 1 p 1 以下の液滴を吐出し、その液滴を前記固体スぺーサに衝突させることにより固体スぺーサを移動させ、個体スぺーサの位置決めを行 5 うことを特徴とする液晶ァレイの製造方法。

2 8 . 前記ノズルからの吐出物の粘度が 3 0 c P以上であることを特徴とする請求項 2 7に記載の液晶ァレイの製造方法。

2 9 . 前記スぺーサを形成する基板には、透明基板上に少なくとも 3色以上の色で着色された力ラーフィルタが形成されていることを特徴とす0 る請求項 2 7に記載の液晶アレイの製造方法。

3 0 . 前記スぺーサを形成する基板が、画素毎にアクティブ素子を備えたァクティブマトリタス基板であることを特徴とする請求項 2 7に記載の液晶ァレイの製造方法。

3 1 . 請求項 1 4 , 1 8， 2 3 , 2 7の何れか 1項に記載の液晶アレイ 5 の製造方法により製造されたことを特徴とする液晶ァレイ。

3 2 . インクジェット方式により、カラーフィルタ層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、力ラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造方法において、

前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さい静電吸引型ィンクジェッ0 ト装置を使用し、このインクジェット装置のノズルから 1滴の量が 1 p

1 以下の液滴を吐出することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。

3 3 . 前記液体として、体積濃度が、同一のカラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数から求まる値のものを使用することを特徵とする請求項 3 2に記載の力ラーフィルタ基板の製造方法。

3 4 . 前記液体として、粘度が 2 0 c P以上のものを使用することを特徴とする請求項 3 2に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。

3 5 . インクジェット方式により、ノズルの吐出孔からカラーフィルタ層材料を含む液体を液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造方法において、

ノズルから 1滴の量が 1 p 1 以下の液滴を吐出する静電吸引型ィンクジヱット装置を使用し、

同一の力ラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を α、液滴径に対する、カラーフィルタ層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を i3、液滴径を D、形成するカラ一フィルタ層の厚さを t としたときに、前記液体として、体積濃度 77 (

% ) が略 iS X t Z ( a X D ) となるものを使用することを特徴とする'力ラーフィルタ基板の製造方法。

3 6 . 静電吸引型インクジェット装置として、前記吐出孔の径が前記液滴の径よりも小さいものを使用することを特徴とする請求項 3 5に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。

3 7 . 前記液体として、粘度が 2 0 c Ρ以上のものを使用することを特徴とする請求項 3 5に記載の力ラーフィルタ基板の製造方法。

3 8 . 請求項 3 2から 3 7の何れか 1項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法により製造されたことを特徴とする力ラーフィルタ基板。

3 9 . インクジェット方式により、カラーフィルタ層材料を含む液体をノズルの吐出孔から液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造装置において、

前記吐出孔の径が前記液滴の径ょりも小さいノズルを使用し、静電吸引型のインクジヱット方式により前記ノズルから 1滴の量が 1 p 1 以下の液滴を吐出することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造装置。

4 0 . インクジェット方式により、ノズルの吐出孔からカラーフィルタ層材料を含む液体を液滴として吐出し、カラーフィルタ層を形成する力ラーフィルタ基板の製造装置において、

静電吸引型のインクジエツト方式により、前記ノズルから 1滴の量が 1 p 1 以下の前記液滴を吐出させるとともに、

同一のカラーフィルタ層形成領域に重ね打ちされた前記液滴により形成される積層数を 0；、液滴径に^する、カラーフィルタ層形成領域に着弾した液滴の着弾径の比から求まる値を j8、液滴径を D、形成するカラ一フィルタ層の厚さを _t としたときに、前記液体として、体積濃度 77 (

% ) が略 i3 X t / ( a X D ) となるものを使用することを特徴とする力ラーフィルタ基板の製造装置。