JP2003139934A - 基板のパターン製造方法及び製造装置、カラーフィルタの製造方法及び製造装置、並びに電界発光装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
基板のパターン製造方法及び製造装置、カラーフィルタの製造方法及び製造装置、並びに電界発光装置の製造方法及び製造装置Info
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Landscapes
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- Ink Jet (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットヘッドを利用して基板に溶液
を塗布して画素等のパターンを形成する際に、そのパタ
ーンをより均一に成膜するための方法及び装置を提供す
ること。 【解決手段】 インクジェットヘッドから溶液を基板５
０１に吐出して塗布しパターンを形成する基板のパター
ン製造装置であって、溶液を吐出するインクジェットヘ
ッド４３１と、基板５０１を載置するテーブル４３２
と、インクジェットヘッド４３１と基板５０１とを相対
的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させるＸＹＺステージ４３５
と、基板５０１に超音波振動を与えるための超音波回路
４５５と、を備えたことを特徴とする。
を塗布して画素等のパターンを形成する際に、そのパタ
ーンをより均一に成膜するための方法及び装置を提供す
ること。 【解決手段】 インクジェットヘッドから溶液を基板５
０１に吐出して塗布しパターンを形成する基板のパター
ン製造装置であって、溶液を吐出するインクジェットヘ
ッド４３１と、基板５０１を載置するテーブル４３２
と、インクジェットヘッド４３１と基板５０１とを相対
的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させるＸＹＺステージ４３５
と、基板５０１に超音波振動を与えるための超音波回路
４５５と、を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットを
利用してパターン成膜溶液を基板に塗布し、これにより
各種基板に画素等のパターンを形成する技術に関し、特
にカラーフィルタや表示装置等に関する。
利用してパターン成膜溶液を基板に塗布し、これにより
各種基板に画素等のパターンを形成する技術に関し、特
にカラーフィルタや表示装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーフィルタの画素や、電界発光装
置、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）
装置の発光層を形成するに際して、それらの材料を含ん
だ溶液をインクジェトヘッドを利用して基板に塗布し
て、基板に必要な画素パターンを形成することが行われ
ている。基板のパターン形成にインクジェトヘッドを利
用する利点としては、ディスプレイの大型化に対応でき
る、カラーフィルタの画素材料や有機ＥＬ装置の発光材
料の無駄がない、インクジェトヘッド装置の値段が安く
占有面積も小さくできる等が挙げられる。ところで、イ
ンクジェトヘッドを利用してカラーフィルタや有機ＥＬ
等の画素パターンを形成しようとする場合、画素サイズ
に比較してヘッドの溶液弾着精度が不十分なため、疎水
性の隔壁を画素間に設けて、画素領域をはみ出した溶液
を、界面エネルギーの差により、親水性にした画素部へ
移送する工夫がなされている。
置、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）
装置の発光層を形成するに際して、それらの材料を含ん
だ溶液をインクジェトヘッドを利用して基板に塗布し
て、基板に必要な画素パターンを形成することが行われ
ている。基板のパターン形成にインクジェトヘッドを利
用する利点としては、ディスプレイの大型化に対応でき
る、カラーフィルタの画素材料や有機ＥＬ装置の発光材
料の無駄がない、インクジェトヘッド装置の値段が安く
占有面積も小さくできる等が挙げられる。ところで、イ
ンクジェトヘッドを利用してカラーフィルタや有機ＥＬ
等の画素パターンを形成しようとする場合、画素サイズ
に比較してヘッドの溶液弾着精度が不十分なため、疎水
性の隔壁を画素間に設けて、画素領域をはみ出した溶液
を、界面エネルギーの差により、親水性にした画素部へ
移送する工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなインクジェトヘッドを利用した基板のパターン形
成には、次のような問題がある。 （１）界面エネルギーの差による溶液の移送では、画素
領域をはみ出した溶液が微少量である場合、溶液が隔壁
上に孤立してそれを完全に画素部へ移送することが困難
となる。 （２）画素には親水性処理が施してあるが、溶液の粘度
が高いことから、溶液が画素内に完全に広がらず色むら
の原因となる。 （３）カラーフィルタの原料である染料や顔料や、そし
て有機発光材料である樹脂の溶解度が低いため、溶液の
乾燥時、偏析が生じ易く色むらの原因となる。本発明
は、上記課題に鑑みてなされたもので、インクジェット
ヘッドを利用して各種基板に溶液を塗布して画素等のパ
ターンを形成する際に、そのパターンをより均一に成膜
するための方法及び装置を提供するものである。また、
合わせて、その技術を利用したカラーフィルタの製造方
法及び装置、並びに電界発光装置の製造方法及び装置を
提供するものである。
ようなインクジェトヘッドを利用した基板のパターン形
成には、次のような問題がある。 （１）界面エネルギーの差による溶液の移送では、画素
領域をはみ出した溶液が微少量である場合、溶液が隔壁
上に孤立してそれを完全に画素部へ移送することが困難
となる。 （２）画素には親水性処理が施してあるが、溶液の粘度
が高いことから、溶液が画素内に完全に広がらず色むら
の原因となる。 （３）カラーフィルタの原料である染料や顔料や、そし
て有機発光材料である樹脂の溶解度が低いため、溶液の
乾燥時、偏析が生じ易く色むらの原因となる。本発明
は、上記課題に鑑みてなされたもので、インクジェット
ヘッドを利用して各種基板に溶液を塗布して画素等のパ
ターンを形成する際に、そのパターンをより均一に成膜
するための方法及び装置を提供するものである。また、
合わせて、その技術を利用したカラーフィルタの製造方
法及び装置、並びに電界発光装置の製造方法及び装置を
提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン製造方
法は、インクジェットヘッドから溶液を基板に吐出して
塗布しパターンを形成する基板のパターン製造方法であ
って、前記基板に超音波振動等の微小振動を与えながら
を前記溶液を吐出することを特徴とする。この方法によ
り、吐出された溶液の流動性が高めることができ、例え
ばカラーフィルターや有機ＥＬの画素パターンの成膜の
際には、以下のような効果が得られる。 各画素を区切る疎水性枠上に弾着した溶液の動的接触
角を大きくして、親水性画素への移動を促進する。 画素上に複数段着した溶液を画素全体に均一に広げ
る。 溶液を構成する樹脂と溶媒を攪拌して、乾燥時の偏析
を防止し、均一な膜質を得る。
法は、インクジェットヘッドから溶液を基板に吐出して
塗布しパターンを形成する基板のパターン製造方法であ
って、前記基板に超音波振動等の微小振動を与えながら
を前記溶液を吐出することを特徴とする。この方法によ
り、吐出された溶液の流動性が高めることができ、例え
ばカラーフィルターや有機ＥＬの画素パターンの成膜の
際には、以下のような効果が得られる。 各画素を区切る疎水性枠上に弾着した溶液の動的接触
角を大きくして、親水性画素への移動を促進する。 画素上に複数段着した溶液を画素全体に均一に広げ
る。 溶液を構成する樹脂と溶媒を攪拌して、乾燥時の偏析
を防止し、均一な膜質を得る。
【０００５】また、上記方法において、前記溶液の粘度
に基づいて前記振動の周波数を調整することを特徴とす
る。これにより、仕様の異なる溶液を用いる場合にも、
均一な厚さのパターンを基板に形成することが可能とな
る。
に基づいて前記振動の周波数を調整することを特徴とす
る。これにより、仕様の異なる溶液を用いる場合にも、
均一な厚さのパターンを基板に形成することが可能とな
る。
【０００６】なお、インクジェットヘッドからはカラー
フィルタの画素材料あるいは発光材料を含んだ溶液等を
吐出させることができ、従って、カラーフィルタの画素
や電界発光装置の発光層のパターニングが可能となる。
フィルタの画素材料あるいは発光材料を含んだ溶液等を
吐出させることができ、従って、カラーフィルタの画素
や電界発光装置の発光層のパターニングが可能となる。
【０００７】本発明のパターン製造装置は、インクジェ
ットヘッドから溶液を基板に吐出して塗布しパターンを
形成する基板のパターン製造装置であって、溶液を吐出
するインクジェットヘッドと、基板を載置するテーブル
と、前記インクジェットヘッドと前記テーブルとをＸ，
Ｙ，Ｘ方向に相対的に移動させる移動機構と、前記基板
に超音波振動を与える超音波回路とを備えたことを特徴
とする。この装置により、基板に吐出された溶液に超音
波振動が与えられるため、カラーフィルターや有機ＥＬ
の画素パターンの成膜の際には、上記〜の効果を奏
して、基板に均一な厚さのパターンが形成できる。
ットヘッドから溶液を基板に吐出して塗布しパターンを
形成する基板のパターン製造装置であって、溶液を吐出
するインクジェットヘッドと、基板を載置するテーブル
と、前記インクジェットヘッドと前記テーブルとをＸ，
Ｙ，Ｘ方向に相対的に移動させる移動機構と、前記基板
に超音波振動を与える超音波回路とを備えたことを特徴
とする。この装置により、基板に吐出された溶液に超音
波振動が与えられるため、カラーフィルターや有機ＥＬ
の画素パターンの成膜の際には、上記〜の効果を奏
して、基板に均一な厚さのパターンが形成できる。
【０００８】また、上記装置において、超音波振動の周
波数を調整可能とすると、使用する溶液の粘度に応じて
基板の振動を調整できるので、仕様の異なる溶液を使用
しても、均一な厚さのパターンを基板に形成することが
可能となる。
波数を調整可能とすると、使用する溶液の粘度に応じて
基板の振動を調整できるので、仕様の異なる溶液を使用
しても、均一な厚さのパターンを基板に形成することが
可能となる。
【０００９】さらに、本発明のカラーフィルタ製造方法
は、インクジェットヘッドから画素材料を含んだ溶液を
基板に吐出して塗布し画素を形成する工程を有するカラ
ーフィルタの製造方法であって、前記基板に超音波振動
を与えながら前記溶液を吐出することを特徴とする。ま
た、本発明のカラーフィルタ製造装置は、インクジェッ
トヘッドから画素材料を含んだ溶液を基板に吐出して塗
布し画素を形成するカラーフィルタの製造装置であっ
て、溶液を吐出するインクジェットヘッドと、基板を載
置するテーブルと、前記インクジェットヘッドと前記基
板とを相対的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構
と、前記基板に超音波振動を与えるための超音波回路
と、を備えたことを特徴とする。これらカラーフィルタ
製造方法及び装置により、上記〜の効果が生じて、
カラーフィルタにおける色むらの発生を低減する事がで
きる。
は、インクジェットヘッドから画素材料を含んだ溶液を
基板に吐出して塗布し画素を形成する工程を有するカラ
ーフィルタの製造方法であって、前記基板に超音波振動
を与えながら前記溶液を吐出することを特徴とする。ま
た、本発明のカラーフィルタ製造装置は、インクジェッ
トヘッドから画素材料を含んだ溶液を基板に吐出して塗
布し画素を形成するカラーフィルタの製造装置であっ
て、溶液を吐出するインクジェットヘッドと、基板を載
置するテーブルと、前記インクジェットヘッドと前記基
板とを相対的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構
と、前記基板に超音波振動を与えるための超音波回路
と、を備えたことを特徴とする。これらカラーフィルタ
製造方法及び装置により、上記〜の効果が生じて、
カラーフィルタにおける色むらの発生を低減する事がで
きる。
【００１０】さらに、本発明の電界発光装置の製造方法
は、インクジェットヘッドから発光材料を含んだ溶液を
基板に吐出して発光層を形成する工程を有する電界発光
装置の製造方法であって、前記基板に超音波振動を与え
ながらを前記溶液を吐出することを特徴とする。また、
本発明の電界発光装置の製造装置は、インクジェットヘ
ッドから発光材料を含んだ溶液を基板に吐出して塗布し
発光層を形成する電界発光装置の製造装置であって、溶
液を吐出するインクジェットヘッドと、基板を載置する
テーブルと、前記インクジェットヘッドと前記基板とを
相対的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構と、前記
基板に超音波振動を与えるための超音波回路と、を備え
たことを特徴とする。これら電界発光装置の製造方法及
び装置により、上記〜の効果が生じて、電界発光装
置における色むらの発生を低減する事ができる。
は、インクジェットヘッドから発光材料を含んだ溶液を
基板に吐出して発光層を形成する工程を有する電界発光
装置の製造方法であって、前記基板に超音波振動を与え
ながらを前記溶液を吐出することを特徴とする。また、
本発明の電界発光装置の製造装置は、インクジェットヘ
ッドから発光材料を含んだ溶液を基板に吐出して塗布し
発光層を形成する電界発光装置の製造装置であって、溶
液を吐出するインクジェットヘッドと、基板を載置する
テーブルと、前記インクジェットヘッドと前記基板とを
相対的にＸ，Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構と、前記
基板に超音波振動を与えるための超音波回路と、を備え
たことを特徴とする。これら電界発光装置の製造方法及
び装置により、上記〜の効果が生じて、電界発光装
置における色むらの発生を低減する事ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のパターン製造にはインク
ジェットヘッドを用いる事を必須としているため、ま
ず、インクジェットヘッドについて説明する。図１はイ
ンクジェットヘッドの一例であって、その一部を断面図
で示した分解斜視図、図２は組み立てられた状態のイン
クジェットの断面側面図である。このインクジェットヘ
ッド１０は、インク液滴を基板の端部に設けたノズル孔
から吐出させるエッジインクジェットタイプの例を示す
もので、下記に詳述する３枚の基板１，２，３を重ねて
接合した積層構造となっている。
ジェットヘッドを用いる事を必須としているため、ま
ず、インクジェットヘッドについて説明する。図１はイ
ンクジェットヘッドの一例であって、その一部を断面図
で示した分解斜視図、図２は組み立てられた状態のイン
クジェットの断面側面図である。このインクジェットヘ
ッド１０は、インク液滴を基板の端部に設けたノズル孔
から吐出させるエッジインクジェットタイプの例を示す
もので、下記に詳述する３枚の基板１，２，３を重ねて
接合した積層構造となっている。
【００１２】中間の第１の基板１は、シリコン基板であ
り、複数のノズル孔４を構成するように基板１の表面に
一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝１１
と、各々のノズル溝１１に連通し底壁を振動板５とする
吐出室（圧力室）６を構成することになる凹部１２と、
凹部１２の後部に設けられたオリフィス７を構成するこ
とになるインク流入口のための細溝１３と、各々の吐出
室６にインクを供給するための共通のインクリザーバ８
を構成することになる凹部１４を有する。また、振動板
５の下部には後述する電極を装着するため振動室９を構
成することになる凹部１５が設けられている。
り、複数のノズル孔４を構成するように基板１の表面に
一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝１１
と、各々のノズル溝１１に連通し底壁を振動板５とする
吐出室（圧力室）６を構成することになる凹部１２と、
凹部１２の後部に設けられたオリフィス７を構成するこ
とになるインク流入口のための細溝１３と、各々の吐出
室６にインクを供給するための共通のインクリザーバ８
を構成することになる凹部１４を有する。また、振動板
５の下部には後述する電極を装着するため振動室９を構
成することになる凹部１５が設けられている。
【００１３】振動板５とこれに対向して配置される電極
２１との対向間隔、すなわちギャップ部１６の長さＧ
（図２参照、以下、「ギャップ長」と記す。）が凹部１
５の深さと電極の厚さとの差になるように、第１の基板
１の下面に形成した振動室用の凹部１５の深さを調整し
ている。ここでは、凹部１５の深さをエッチングにより
例えば０．６μｍとしている。なお、ノズル溝１１のピ
ッチは例えば０．７２mmであり、その幅は７０μｍであ
る。
２１との対向間隔、すなわちギャップ部１６の長さＧ
（図２参照、以下、「ギャップ長」と記す。）が凹部１
５の深さと電極の厚さとの差になるように、第１の基板
１の下面に形成した振動室用の凹部１５の深さを調整し
ている。ここでは、凹部１５の深さをエッチングにより
例えば０．６μｍとしている。なお、ノズル溝１１のピ
ッチは例えば０．７２mmであり、その幅は７０μｍであ
る。
【００１４】第１の基板１の下面に接合される第２の基
板２にはパイレックス（登録商標）ガラス（ホウ珪酸系
ガラス）を使用し、この第２の基板２の接合によって振
動室９を構成するとともに、振動板５に対応する第２の
基板２の各々の位置に振動板形状と類似した形状にＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）を０．１μｍスパッタし、振
動板５とほぼ同じ形状にＩＴＯパターンを形成して電極
２１としている。電極２１はリード部２２及び端子部２
３を備えている。また、電極端子部２３を除きパイレッ
クス（登録商標）スパッタ膜を全面に０．２μｍ被覆し
て絶縁層２４とし、インクジェットヘッド駆動時の絶縁
破壊、ショートを防止するための膜を形成している。ま
た、絶縁層２４は、第１の基板１の表面を熱酸化して形
成してもよい。
板２にはパイレックス（登録商標）ガラス（ホウ珪酸系
ガラス）を使用し、この第２の基板２の接合によって振
動室９を構成するとともに、振動板５に対応する第２の
基板２の各々の位置に振動板形状と類似した形状にＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）を０．１μｍスパッタし、振
動板５とほぼ同じ形状にＩＴＯパターンを形成して電極
２１としている。電極２１はリード部２２及び端子部２
３を備えている。また、電極端子部２３を除きパイレッ
クス（登録商標）スパッタ膜を全面に０．２μｍ被覆し
て絶縁層２４とし、インクジェットヘッド駆動時の絶縁
破壊、ショートを防止するための膜を形成している。ま
た、絶縁層２４は、第１の基板１の表面を熱酸化して形
成してもよい。
【００１５】第１の基板１の上面に接合される第３の基
板３には、ガラス基板を用いている。この第３の基板３
を第１の基板１の上面に接合することによって、前記ノ
ズル孔４、吐出室６、オリフィス７及びインクリザーバ
８がぞれぞれ構成される。また、基板３にはインクリザ
ーバ８に連通するインク供給口３１を設ける。インク供
給口３１は接続パイプ３２及びチューブ３３を介して図
示しないインクタンクに接続される。
板３には、ガラス基板を用いている。この第３の基板３
を第１の基板１の上面に接合することによって、前記ノ
ズル孔４、吐出室６、オリフィス７及びインクリザーバ
８がぞれぞれ構成される。また、基板３にはインクリザ
ーバ８に連通するインク供給口３１を設ける。インク供
給口３１は接続パイプ３２及びチューブ３３を介して図
示しないインクタンクに接続される。
【００１６】第１の基板１と第２の基板２とは、温度３
００℃、電圧５００Ｖの印加で陽極接合される。なお、
陽極接合に際しては、第１の基板（シリコン基板）１及
び第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２を洗浄した後
に、アライナー（図示せず）を用いて振動板５と電極２
１とを位置合わせし、電極２１等の表面の酸化を防ぐた
め窒素ガス雰囲気中に置く。そして、まず両基板１、２
を加熱するが、第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２が
急激な温度上昇により割れるのを防ぐため、３００℃ま
で約２０分かけて昇温する。次いで、５００Ｖの電圧を
約２０分間印加し、両基板１、２を接合する。接合時、
第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２中のＮａイオンの
移動により電流が流れるが、接合完了時には電流値が低
下するので接合の目安をつける。接合完了後、両基板
１、２の熱伝導率の差による応力割れを防ぐため、約２
０分かけて徐冷する。陽極接合後において、振動板５と
第２の基板２上の電極２１とのギャップ長Ｇは凹部１５
の深さと電極２１の厚さとの差であるから、例えば０．
５μｍとなる。また、振動板５と電極２１上の絶縁層２
４との空隙間隔Ｇ1 は０．３μｍとなる。
００℃、電圧５００Ｖの印加で陽極接合される。なお、
陽極接合に際しては、第１の基板（シリコン基板）１及
び第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２を洗浄した後
に、アライナー（図示せず）を用いて振動板５と電極２
１とを位置合わせし、電極２１等の表面の酸化を防ぐた
め窒素ガス雰囲気中に置く。そして、まず両基板１、２
を加熱するが、第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２が
急激な温度上昇により割れるのを防ぐため、３００℃ま
で約２０分かけて昇温する。次いで、５００Ｖの電圧を
約２０分間印加し、両基板１、２を接合する。接合時、
第２の基板（ホウ珪酸ガラス基板）２中のＮａイオンの
移動により電流が流れるが、接合完了時には電流値が低
下するので接合の目安をつける。接合完了後、両基板
１、２の熱伝導率の差による応力割れを防ぐため、約２
０分かけて徐冷する。陽極接合後において、振動板５と
第２の基板２上の電極２１とのギャップ長Ｇは凹部１５
の深さと電極２１の厚さとの差であるから、例えば０．
５μｍとなる。また、振動板５と電極２１上の絶縁層２
４との空隙間隔Ｇ1 は０．３μｍとなる。
【００１７】上記のようにしてインクジェットヘッドを
組み立てた後は、第１の基板１と電極２１の端子部２３
との間にそれぞれ配線１０１により駆動回路１０２を接
続し、後述する基板のパターン製造装置を構成する。イ
ンク１０３は、図示しないインクタンクよりインク供給
口３１を経て第１の基板１の内部に供給され、インクリ
ザーバ８、吐出室６等を満たしている。
組み立てた後は、第１の基板１と電極２１の端子部２３
との間にそれぞれ配線１０１により駆動回路１０２を接
続し、後述する基板のパターン製造装置を構成する。イ
ンク１０３は、図示しないインクタンクよりインク供給
口３１を経て第１の基板１の内部に供給され、インクリ
ザーバ８、吐出室６等を満たしている。
【００１８】次に、図２を参照しながらインクジェット
ヘッド１０の動作の概要を説明する。まず、電極２１に
駆動回路１０２によりパルス電圧を印加し、例えば電極
２１の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板５の
下面はマイナス電位に帯電する。従って、振動板５は静
電気の吸引作用により電極２１側に撓む。次に、電極２
１をＯＦＦにすると振動板５は復元する。このため、吐
出室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりインク
滴１０４を記録紙１０５に向けて吐出する。次に、電極
２１に上記とは逆極性のパルス電圧を印加し、例えば電
極２１の表面がマイナスに帯電すると、対応する振動板
５の下面はプラス電位に帯電し、振動板５は静電気の吸
引作用により電極２１側に撓み、吐出中のインクが吐出
室６に吸引されて吐出されるインク滴１０４の量が制御
される。その後、電極２１側に吸引された振動板５が緩
やかに元の位置に復帰して、インク吐出動作が終了す
る。
ヘッド１０の動作の概要を説明する。まず、電極２１に
駆動回路１０２によりパルス電圧を印加し、例えば電極
２１の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板５の
下面はマイナス電位に帯電する。従って、振動板５は静
電気の吸引作用により電極２１側に撓む。次に、電極２
１をＯＦＦにすると振動板５は復元する。このため、吐
出室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりインク
滴１０４を記録紙１０５に向けて吐出する。次に、電極
２１に上記とは逆極性のパルス電圧を印加し、例えば電
極２１の表面がマイナスに帯電すると、対応する振動板
５の下面はプラス電位に帯電し、振動板５は静電気の吸
引作用により電極２１側に撓み、吐出中のインクが吐出
室６に吸引されて吐出されるインク滴１０４の量が制御
される。その後、電極２１側に吸引された振動板５が緩
やかに元の位置に復帰して、インク吐出動作が終了す
る。
【００１９】次に、上述のインクジェットヘッドを利用
した基板のパターン製造方法を、カラーフィルタの製造
と有機ＥＬの製造を例に挙げて説明する。なお、上述の
インクジェットヘッドを、カラーフィルタ等の画素パタ
ーン製造に応用する際には、インクジェットヘッドの分
解能とカラーフィルタ等の画素ピッチを合わせるため
に、インクジェットヘッドをカラーフィルタ等の基板に
対して斜めに配置して、画素ピッチを合わせて用いてい
るが、まず、その点について図３を参照して説明する。
した基板のパターン製造方法を、カラーフィルタの製造
と有機ＥＬの製造を例に挙げて説明する。なお、上述の
インクジェットヘッドを、カラーフィルタ等の画素パタ
ーン製造に応用する際には、インクジェットヘッドの分
解能とカラーフィルタ等の画素ピッチを合わせるため
に、インクジェットヘッドをカラーフィルタ等の基板に
対して斜めに配置して、画素ピッチを合わせて用いてい
るが、まず、その点について図３を参照して説明する。
【００２０】図３はインクジェットヘッドによりカラー
フィルタの画素を着色している様子を上から見た模式図
であり、インクジェットヘッドについては、ノズル列の
位置のみを示している。また、決められたパターンのう
ち赤に着色されるべき部分を着色しているときの様子を
示す。なお、図３において各画素に描かれているＲ，
Ｇ，Ｂの文字はそれぞれの画素が赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）に着色されることを示している。
フィルタの画素を着色している様子を上から見た模式図
であり、インクジェットヘッドについては、ノズル列の
位置のみを示している。また、決められたパターンのう
ち赤に着色されるべき部分を着色しているときの様子を
示す。なお、図３において各画素に描かれているＲ，
Ｇ，Ｂの文字はそれぞれの画素が赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）に着色されることを示している。
【００２１】ノズル列３１０はインクジェットヘッドに
形成されており、ここからたカラーフィルタ溶液が吐出
されて基板上にドットが形成される。カラーフィルタの
画素３１１は基板上にインクドットが形成される部分で
ある。
形成されており、ここからたカラーフィルタ溶液が吐出
されて基板上にドットが形成される。カラーフィルタの
画素３１１は基板上にインクドットが形成される部分で
ある。
【００２２】図３の例では、カラーフィルタの画素の間
隔ｐ１とインクジェットヘッドのノズル間隔ｐ２とが一
致していないことから、ヘッドを角度θ傾けて、Ｙ方向
に３つ毎に並ぶ同じ色の画素の位置と５個毎のノズルか
ら吐出されるカラーフィルタ溶液の位置を一致させ、イ
ンクジェットヘッドを図中のＸ方向に相対的に動かしな
がらインクドットを画素３１１の中に形成することによ
り、画素内を着色する。これを赤、緑、青それぞれのイ
ンクを吐出するインクジェットヘッドで行うことにより
カラーフィルタを製造する。このため、この図に示され
た赤の画素を着色するためのインクジェットヘッドでは
右下から数えて２番目、７番目、１２番目のノズルは吐
出を行い、他のノズルは吐出しない。
隔ｐ１とインクジェットヘッドのノズル間隔ｐ２とが一
致していないことから、ヘッドを角度θ傾けて、Ｙ方向
に３つ毎に並ぶ同じ色の画素の位置と５個毎のノズルか
ら吐出されるカラーフィルタ溶液の位置を一致させ、イ
ンクジェットヘッドを図中のＸ方向に相対的に動かしな
がらインクドットを画素３１１の中に形成することによ
り、画素内を着色する。これを赤、緑、青それぞれのイ
ンクを吐出するインクジェットヘッドで行うことにより
カラーフィルタを製造する。このため、この図に示され
た赤の画素を着色するためのインクジェットヘッドでは
右下から数えて２番目、７番目、１２番目のノズルは吐
出を行い、他のノズルは吐出しない。
【００２３】なお、カラーフィルタをフルカラー表示の
ための光学要素として用いる場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３
色の画素を１つのユニットとして１つの画素を形成する
が、この画素の配列には、例えば図４（ａ）に示される
トライプ配列、図４（ｂ）に示されるモザイク配列、図
４（ｃ）に示されるデルタ配列等が知られている。スト
ライプ配列は、マトリクスの縦列が全て同色になる配色
である。モザイク配列は、縦横の直線上に並んだ任意の
３つの画素がＲ，Ｇ，Ｂの３色となる配色である。そし
て、デルタ配列は、画素の配置を段違いにし、任意の隣
接する３つの画素がＲ，Ｇ，Ｂの３色となる配色であ
る。
ための光学要素として用いる場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３
色の画素を１つのユニットとして１つの画素を形成する
が、この画素の配列には、例えば図４（ａ）に示される
トライプ配列、図４（ｂ）に示されるモザイク配列、図
４（ｃ）に示されるデルタ配列等が知られている。スト
ライプ配列は、マトリクスの縦列が全て同色になる配色
である。モザイク配列は、縦横の直線上に並んだ任意の
３つの画素がＲ，Ｇ，Ｂの３色となる配色である。そし
て、デルタ配列は、画素の配置を段違いにし、任意の隣
接する３つの画素がＲ，Ｇ，Ｂの３色となる配色であ
る。
【００２４】図５は上述のインクジェットヘッド１０と
同様のインクジェットヘッド４３１を搭載した、本発明
の実施形態に係る基板のパターン製造装置の機械的構造
を示す構成図である。このパターン製造装置４００は、
画素等のパターン成膜溶液を吐出するためのインクジェ
ットヘッド４３１と、加工しようとする基板５０１を載
置するテーブル４３２と、インクジェットヘッド４３１
と基板５０１とを相対的に三次元のＸ，Ｙ，Ｚ方向に移
動させるＸＹＺステージ４３５を備える。ここでは、Ｘ
ＹＺステージ４３５は、インクジェットヘッド４３１が
ＸＺ方向に移動でき、テーブル４３２がＹ方向に移動可
能に構成されている。これにより、インクジェットヘッ
ド４３１が加工しようとする基板の全面をスキャンしな
がら、カラーフィルタや有機ＥＬ等の画素パターン成膜
溶液をその基板に塗布できることになっている。
同様のインクジェットヘッド４３１を搭載した、本発明
の実施形態に係る基板のパターン製造装置の機械的構造
を示す構成図である。このパターン製造装置４００は、
画素等のパターン成膜溶液を吐出するためのインクジェ
ットヘッド４３１と、加工しようとする基板５０１を載
置するテーブル４３２と、インクジェットヘッド４３１
と基板５０１とを相対的に三次元のＸ，Ｙ，Ｚ方向に移
動させるＸＹＺステージ４３５を備える。ここでは、Ｘ
ＹＺステージ４３５は、インクジェットヘッド４３１が
ＸＺ方向に移動でき、テーブル４３２がＹ方向に移動可
能に構成されている。これにより、インクジェットヘッ
ド４３１が加工しようとする基板の全面をスキャンしな
がら、カラーフィルタや有機ＥＬ等の画素パターン成膜
溶液をその基板に塗布できることになっている。
【００２５】また、インクジェットヘッド４３１へパタ
ーン成膜溶液を供給するインクタンク４３６と、インク
ジェットヘッド４３１の吐出面を押しつけてインクタン
ク４３６からパターン成膜溶液をインクジェットヘッド
４３１に充填するための真空ポンプに接続された吸引キ
ャップ４３７と、溶液充填後、インクジェットヘッド４
３１の吐出面がこすり付けられてそこに付着した余剰の
溶液を取り除くためのワイピングクロスユニット４３８
とを備える。ワイピングクロスユニット４３８は、ロー
ラにワイピングクロスが巻き付けられたもので、このク
ロスを適宜引き出すことで、毎回清浄なクロスで吐出面
をワイピングすることが可能となっている。
ーン成膜溶液を供給するインクタンク４３６と、インク
ジェットヘッド４３１の吐出面を押しつけてインクタン
ク４３６からパターン成膜溶液をインクジェットヘッド
４３１に充填するための真空ポンプに接続された吸引キ
ャップ４３７と、溶液充填後、インクジェットヘッド４
３１の吐出面がこすり付けられてそこに付着した余剰の
溶液を取り除くためのワイピングクロスユニット４３８
とを備える。ワイピングクロスユニット４３８は、ロー
ラにワイピングクロスが巻き付けられたもので、このク
ロスを適宜引き出すことで、毎回清浄なクロスで吐出面
をワイピングすることが可能となっている。
【００２６】また、パターン製造装置４００は、吐出ア
ラインメントシステムを備える。このシステムは、パタ
ーン形成のための溶液吐出の前に、基板５０１の端部に
設けられたアラインメント用区画を利用して溶液の試し
打ちを行い、正当な吐出位置からのずれ量をＣＣＤカメ
ラ４４０により検出した後、その検出データを基にデー
タ処理／記憶部４５６（これについては図７に表示あ
り）でデータ処理を行い、その処理結果を基にＸＹＺス
テージ４３５を利用して、インクジェットヘッド４３１
と基板５０１との適切な相対位置調整を行うためのもの
である。これにより、インクジェットヘッド４３１と基
板５０１との正確な位置決めが可能になっている。
ラインメントシステムを備える。このシステムは、パタ
ーン形成のための溶液吐出の前に、基板５０１の端部に
設けられたアラインメント用区画を利用して溶液の試し
打ちを行い、正当な吐出位置からのずれ量をＣＣＤカメ
ラ４４０により検出した後、その検出データを基にデー
タ処理／記憶部４５６（これについては図７に表示あ
り）でデータ処理を行い、その処理結果を基にＸＹＺス
テージ４３５を利用して、インクジェットヘッド４３１
と基板５０１との適切な相対位置調整を行うためのもの
である。これにより、インクジェットヘッド４３１と基
板５０１との正確な位置決めが可能になっている。
【００２７】さらに、パターン製造装置４００は、テー
ブル４３２に載置された基板に超音波振動を与えるため
に、超音波を発生する超音波（発生）回路を備える（こ
れについては図７に図示あり）。超音波を基板に与える
方法としては、例えば、図６のテーブル部部分断面図に
示すように、テーブル４３２の基板５０１が配置される
部分を開口４３３としておき、その開口を通して超音波
を基板５０１に直接与える方法がある。また、図６にお
いて、テーブル４３２と基板５０１との間に基板５０１
の位置決めと兼用する振動板を新たに配置して、その振
動板を介して超音波を基板５０１に間接的に直接与える
こともできる。
ブル４３２に載置された基板に超音波振動を与えるため
に、超音波を発生する超音波（発生）回路を備える（こ
れについては図７に図示あり）。超音波を基板に与える
方法としては、例えば、図６のテーブル部部分断面図に
示すように、テーブル４３２の基板５０１が配置される
部分を開口４３３としておき、その開口を通して超音波
を基板５０１に直接与える方法がある。また、図６にお
いて、テーブル４３２と基板５０１との間に基板５０１
の位置決めと兼用する振動板を新たに配置して、その振
動板を介して超音波を基板５０１に間接的に直接与える
こともできる。
【００２８】次に、上記パターン製造装置の制御構成
を、図７のブロック構成図により説明する。パターン製
造装置４００は、加工しようとする基板や形成しようと
するパターン等の各種情報が入力されるとともに設定情
報や加工情報等が表示されるデータ入出力部４５１と、
インクジェットヘッド４３１の吐出動作を制御するイン
クジェットヘッド制御回路４５２と、ＸＹＺステージ４
３５の移動動作を制御するＸＹＺステージ駆動回路４５
３と、ＣＣＤカメラ４４０の動作を制御するＣＣＤカメ
ラ制御回路４５４と、上述した超音波（発生）回路４５
５と、これらの各部と相互に通信してデータの送受を行
い、それらのデータを基にデータの処理／記憶を行っ
て、各部に必要なデータを提供するデータ処理／記憶部
４５６とを備える。
を、図７のブロック構成図により説明する。パターン製
造装置４００は、加工しようとする基板や形成しようと
するパターン等の各種情報が入力されるとともに設定情
報や加工情報等が表示されるデータ入出力部４５１と、
インクジェットヘッド４３１の吐出動作を制御するイン
クジェットヘッド制御回路４５２と、ＸＹＺステージ４
３５の移動動作を制御するＸＹＺステージ駆動回路４５
３と、ＣＣＤカメラ４４０の動作を制御するＣＣＤカメ
ラ制御回路４５４と、上述した超音波（発生）回路４５
５と、これらの各部と相互に通信してデータの送受を行
い、それらのデータを基にデータの処理／記憶を行っ
て、各部に必要なデータを提供するデータ処理／記憶部
４５６とを備える。
【００２９】
【実施例】実施例１．次に、上述の基板のパターン製造
装置４００を利用して、カラーフィルタを製造する過程
の一例を、図８の工程図に基づいて説明する。
装置４００を利用して、カラーフィルタを製造する過程
の一例を、図８の工程図に基づいて説明する。
【００３０】（１）まず、図８（ａ）に示されるよう
に、透光性のないしかも撥水性を有するポリイミド等の
樹脂材料によって隔壁（バンク）５０６を矢印Ｂ方向か
ら見て格子状パターンに形成する。格子状パターンの格
子穴の部分は画素が形成される領域、すなわち画素領域
５０７である。この隔壁５０６によって形成される各画
素領域５０７の矢印Ｃ方向から見た場合の平面寸法は、
例えば３０μｍ×１００μｍ程度に形成される。
に、透光性のないしかも撥水性を有するポリイミド等の
樹脂材料によって隔壁（バンク）５０６を矢印Ｂ方向か
ら見て格子状パターンに形成する。格子状パターンの格
子穴の部分は画素が形成される領域、すなわち画素領域
５０７である。この隔壁５０６によって形成される各画
素領域５０７の矢印Ｃ方向から見た場合の平面寸法は、
例えば３０μｍ×１００μｍ程度に形成される。
【００３１】隔壁５０６は、画素領域５０７に供給され
る画素材料の他の画素領域への流動を阻止する機能及び
ブラックマトリクスの機能を併せて有する。この隔壁５
０６は、任意のパターニング手法、例えばフォトリソグ
ラフィー法によって形成され、さらに必要に応じてヒー
タによって加熱されて焼成される。
る画素材料の他の画素領域への流動を阻止する機能及び
ブラックマトリクスの機能を併せて有する。この隔壁５
０６は、任意のパターニング手法、例えばフォトリソグ
ラフィー法によって形成され、さらに必要に応じてヒー
タによって加熱されて焼成される。
【００３２】次に、基板５０１に酸素プラズマ処理とＣ
Ｆ４プラズマ処理の連続プラズマ処理を行う。これによ
り、隔壁５０６の表面は撥水化され、画素領域５０７の
表面は親水化され、インクジェット液滴を微細にパター
ニングするための基板側の濡れ性の制御ができる。
Ｆ４プラズマ処理の連続プラズマ処理を行う。これによ
り、隔壁５０６の表面は撥水化され、画素領域５０７の
表面は親水化され、インクジェット液滴を微細にパター
ニングするための基板側の濡れ性の制御ができる。
【００３３】（２）隔壁５０６の形成後、図８（ｂ）に
示されるように、パターン製造装置４００を利用して、
基板５０１に超音波振動を与えながらインクジェットヘ
ッド４３１から、画素材料溶液（カラーフィルタ溶液）
５０８を各画素領域５０７に供給することにより、各画
素領域５０７を画素材料５１３でほぼ均一な厚さに埋め
る。なお、符号５１３ＲはＲ（赤）の色を有する画素材
料を示し、符号５１３ＧはＧ（緑）の色を有する画素材
料を示し、そして符号５１３ＢはＢ（青）の色を有する
画素材料を示している。
示されるように、パターン製造装置４００を利用して、
基板５０１に超音波振動を与えながらインクジェットヘ
ッド４３１から、画素材料溶液（カラーフィルタ溶液）
５０８を各画素領域５０７に供給することにより、各画
素領域５０７を画素材料５１３でほぼ均一な厚さに埋め
る。なお、符号５１３ＲはＲ（赤）の色を有する画素材
料を示し、符号５１３ＧはＧ（緑）の色を有する画素材
料を示し、そして符号５１３ＢはＢ（青）の色を有する
画素材料を示している。
【００３４】（３）各画素領域５０７に所定量の画素材
料が充填されると、ヒータによってマザー基板５０２を
例えば７０℃程度に加熱して、画素材料の溶媒を蒸発さ
せる。この蒸発により、図８（ｃ）に示されるように画
素材料５１３の体積が減少し、平坦化する。体積の減少
が激しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜厚が
得られるまで、画素材料の液滴の供給とその液滴の加熱
とを繰り返して実行する。以上の処理により、最終的に
画素材料の固形分のみが析出して膜化し、これにより希
望する各色画素５０３（５０３Ｒ，５０３Ｇ，５０３
Ｂ）が形成される。
料が充填されると、ヒータによってマザー基板５０２を
例えば７０℃程度に加熱して、画素材料の溶媒を蒸発さ
せる。この蒸発により、図８（ｃ）に示されるように画
素材料５１３の体積が減少し、平坦化する。体積の減少
が激しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜厚が
得られるまで、画素材料の液滴の供給とその液滴の加熱
とを繰り返して実行する。以上の処理により、最終的に
画素材料の固形分のみが析出して膜化し、これにより希
望する各色画素５０３（５０３Ｒ，５０３Ｇ，５０３
Ｂ）が形成される。
【００３５】（４）以上により画素５０３が形成された
後、それらの画素５０３を完全に乾燥させるために、所
定の温度で所定時間の加熱処理を実行する。その後、例
えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法
等といった適宜の手法を用いて、図８（ｄ）に示される
ように、保護膜５０４を形成する。なお、この保護膜５
０４も、インクジェットヘッドを利用して基板に塗布す
ることもできる。保護膜５０４は、画素５０３等の保護
及びカラーフィルタ５００の表面の平坦化のために形成
される。
後、それらの画素５０３を完全に乾燥させるために、所
定の温度で所定時間の加熱処理を実行する。その後、例
えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法
等といった適宜の手法を用いて、図８（ｄ）に示される
ように、保護膜５０４を形成する。なお、この保護膜５
０４も、インクジェットヘッドを利用して基板に塗布す
ることもできる。保護膜５０４は、画素５０３等の保護
及びカラーフィルタ５００の表面の平坦化のために形成
される。
【００３６】以上のように本実施形態によれば、図９に
示すように、親水性の画素領域５０７をはずれて隔壁５
０６にインクジェットヘッド４３１から吐出された溶液
５０８は、基板の超音波振動によって隔壁５０６との動
的接触角θが大きくなり、隔壁５０６から画素領域５０
７への溶液の円滑な移送が可能となる。また、図１０に
示すように、基板の超音波振動によって溶液５０８は画
素領域５０７の全体に広がり、更に、基板の超音波振動
によってカラーフィルタの画素材料が溶液中で攪拌され
るので、析出形成される画素がほぼ均一な厚さに成膜形
成される。これにより、完成したカラーフィルタの色む
らの発生をなくすことができる。
示すように、親水性の画素領域５０７をはずれて隔壁５
０６にインクジェットヘッド４３１から吐出された溶液
５０８は、基板の超音波振動によって隔壁５０６との動
的接触角θが大きくなり、隔壁５０６から画素領域５０
７への溶液の円滑な移送が可能となる。また、図１０に
示すように、基板の超音波振動によって溶液５０８は画
素領域５０７の全体に広がり、更に、基板の超音波振動
によってカラーフィルタの画素材料が溶液中で攪拌され
るので、析出形成される画素がほぼ均一な厚さに成膜形
成される。これにより、完成したカラーフィルタの色む
らの発生をなくすことができる。
【００３７】実施例２．ここでは、上述の基板のパター
ン製造装置４００を利用して、有機ＥＬ装置を製造する
過程の一例を、図１１の工程図に基づいて説明する。
ン製造装置４００を利用して、有機ＥＬ装置を製造する
過程の一例を、図１１の工程図に基づいて説明する。
【００３８】（１）まず、図１１（ａ）に示されるよう
に、ガラス基板等の透明基板６０２の表面にＴＦＤ素子
やＴＦＴ素子等といった能動素子６０３を形成し、さら
に、透明基板６０２の上に平坦化を兼ねた絶縁膜とし
て、ＳｉＯ2膜６０４を成膜する。そして、ドライエッ
チング等により能動素子６０３のパッドを開口した後、
画素となる透明電極（画素電極）６０５を形成する。こ
の電極形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィ
ー法、真空状着法、スパックリング法、パイロゾル法等
を用いることができる。この透明電極６０５の材料とし
てはＩＴＯ（IndiumTin Oxide）、酸化スズ、酸化イン
ジウムと酸化亜鉛との複合酸化物等を用いることができ
る。
に、ガラス基板等の透明基板６０２の表面にＴＦＤ素子
やＴＦＴ素子等といった能動素子６０３を形成し、さら
に、透明基板６０２の上に平坦化を兼ねた絶縁膜とし
て、ＳｉＯ2膜６０４を成膜する。そして、ドライエッ
チング等により能動素子６０３のパッドを開口した後、
画素となる透明電極（画素電極）６０５を形成する。こ
の電極形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィ
ー法、真空状着法、スパックリング法、パイロゾル法等
を用いることができる。この透明電極６０５の材料とし
てはＩＴＯ（IndiumTin Oxide）、酸化スズ、酸化イン
ジウムと酸化亜鉛との複合酸化物等を用いることができ
る。
【００３９】（２）次に、図１１（ｂ）に示されるよう
に、透明電極６０５及び透明電極６０５の周囲を形成す
る内壁に親水性を持たせる目的で、ＳｉＯ2膜６０４Ａ
を再度成膜する。
に、透明電極６０５及び透明電極６０５の周囲を形成す
る内壁に親水性を持たせる目的で、ＳｉＯ2膜６０４Ａ
を再度成膜する。
【００４０】（３）次に、図１１（ｃ）に示されるよう
に、各透明電極６０５の間に、疎水性を有する樹脂材料
からなる隔壁（バンク）６０６をパターニングする。こ
れには、各種の方法、例えばフォトリソグラフィー法が
を用いることができる。これにより、コントラストの向
上、発光材料の混色の防止、画素と画素との間からの光
漏れ等を防止することができる。隔壁６０６の材料とし
ては、有機ＥＬ材料の溶媒に対して耐久性を有するもの
であれば特に限定されないが、フロロカーボンガスプラ
ズマ処理によりテフロン（登録商標）化できること、例
えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、感光性ポリイミド
等といった有機材料が好ましい。
に、各透明電極６０５の間に、疎水性を有する樹脂材料
からなる隔壁（バンク）６０６をパターニングする。こ
れには、各種の方法、例えばフォトリソグラフィー法が
を用いることができる。これにより、コントラストの向
上、発光材料の混色の防止、画素と画素との間からの光
漏れ等を防止することができる。隔壁６０６の材料とし
ては、有機ＥＬ材料の溶媒に対して耐久性を有するもの
であれば特に限定されないが、フロロカーボンガスプラ
ズマ処理によりテフロン（登録商標）化できること、例
えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、感光性ポリイミド
等といった有機材料が好ましい。
【００４１】次に、正孔注入層用溶液を塗布する直前
に、基板６０１に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズ
マの連続プラズマ処理を行う。これにより、隔壁６０６
の表面は撥水化され、透明電極６０５の表面は親水化さ
れ、インクジェット液滴を微細にパターニングするため
の基板側の濡れ性の制御ができる。
に、基板６０１に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズ
マの連続プラズマ処理を行う。これにより、隔壁６０６
の表面は撥水化され、透明電極６０５の表面は親水化さ
れ、インクジェット液滴を微細にパターニングするため
の基板側の濡れ性の制御ができる。
【００４２】（４）次に、図１１（ｄ）に示されるよう
に、パターン製造装置４００を利用して、基板６０１に
超音波振動を与えながら、正孔注入層溶液６０８をイン
クジェットヘッド４３１から吐出し、各透明電極６０５
の上に塗布する。その後、大気中、２０℃（ホットプレ
ート上）、１０分の熱処理により、発光層溶液と相溶し
ない正孔注入層６０９を形成する。正孔注入層６０９の
層厚は、例えば４０ｎｍ程度である。なお、正孔注入層
溶液は、例えばＰＥＤＴ／ＰＳＳ（PolyethyleneDioxyt
hiophene／Polystyrene Sulphonate）溶液である。
に、パターン製造装置４００を利用して、基板６０１に
超音波振動を与えながら、正孔注入層溶液６０８をイン
クジェットヘッド４３１から吐出し、各透明電極６０５
の上に塗布する。その後、大気中、２０℃（ホットプレ
ート上）、１０分の熱処理により、発光層溶液と相溶し
ない正孔注入層６０９を形成する。正孔注入層６０９の
層厚は、例えば４０ｎｍ程度である。なお、正孔注入層
溶液は、例えばＰＥＤＴ／ＰＳＳ（PolyethyleneDioxyt
hiophene／Polystyrene Sulphonate）溶液である。
【００４３】（５）続いて、図１０（ｅ）に示されるよ
うに、各画素領域内の正孔注入層６０９の上に、発光層
となる赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色の有機発光
材料溶液（有機ＥＬ溶液）６１０Ｒ，６１０Ｇ，６１０
Ｂを塗布する。この場合も、パターン製造装置４００を
利用して、基板６０１に超音波振動を与えながら行う。
そして、塗布された溶液を熱処理により乾燥させ発光層
６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂを形成する。熱処理によ
り共役化した発光層は溶媒に不溶である。なお、発光層
溶液としては、例えば、Ｒ色発光層６１１Ｒにはローダ
ミンＢをドープしたＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレ
ン）のキシレン溶液が、また、Ｇ色発光層６１１Ｇには
例えばＭＥＨ・ＰＰＶのキシレン溶液が、そして、Ｂ色
発光層６１１Ｂには例えばクマリンをドープしたＰＰＶ
のキシレン溶液を用いることができる。
うに、各画素領域内の正孔注入層６０９の上に、発光層
となる赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色の有機発光
材料溶液（有機ＥＬ溶液）６１０Ｒ，６１０Ｇ，６１０
Ｂを塗布する。この場合も、パターン製造装置４００を
利用して、基板６０１に超音波振動を与えながら行う。
そして、塗布された溶液を熱処理により乾燥させ発光層
６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂを形成する。熱処理によ
り共役化した発光層は溶媒に不溶である。なお、発光層
溶液としては、例えば、Ｒ色発光層６１１Ｒにはローダ
ミンＢをドープしたＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレ
ン）のキシレン溶液が、また、Ｇ色発光層６１１Ｇには
例えばＭＥＨ・ＰＰＶのキシレン溶液が、そして、Ｂ色
発光層６１１Ｂには例えばクマリンをドープしたＰＰＶ
のキシレン溶液を用いることができる。
【００４４】なお、上記の発光層を形成する前に正孔注
入層６０９に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズマの
連続プラズマ処理を行っても良い。これにより、正孔注
入層６０９上にフッ素化物層が形成され、イオン化ポテ
ンシャルが高くなることにより正孔注入効率が増し、発
光効率の高い有機有機ＥＬ装置を提供できる。
入層６０９に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズマの
連続プラズマ処理を行っても良い。これにより、正孔注
入層６０９上にフッ素化物層が形成され、イオン化ポテ
ンシャルが高くなることにより正孔注入効率が増し、発
光効率の高い有機有機ＥＬ装置を提供できる。
【００４５】（６）その後、図１０（ｆ）に示されるよ
うに、対向電極６１２を形成する。対向電極６１２はそ
れが面電極である場合には、例えば、Ｍｇ，Ａｇ，Ａ
ｌ，Ｌｉ等を材料として、蒸着法、スパッタ法等といっ
た成膜法を用いて形成できる。また、対向電極６１２が
ストライプ状電極である場合には、成膜された電極層を
フォトリソグラフィー法等といったパターニング手法を
用いて形成できる。 （７）最後に、上記のように形成された基板６０１に他
の機器との接続部を設け、また、上記基板を封止して、
有機ＥＬ装置を完成させる。
うに、対向電極６１２を形成する。対向電極６１２はそ
れが面電極である場合には、例えば、Ｍｇ，Ａｇ，Ａ
ｌ，Ｌｉ等を材料として、蒸着法、スパッタ法等といっ
た成膜法を用いて形成できる。また、対向電極６１２が
ストライプ状電極である場合には、成膜された電極層を
フォトリソグラフィー法等といったパターニング手法を
用いて形成できる。 （７）最後に、上記のように形成された基板６０１に他
の機器との接続部を設け、また、上記基板を封止して、
有機ＥＬ装置を完成させる。
【００４６】以上のような、有機ＥＬ装置の製造方法に
おいても、正孔注入層溶液や有機ＥＬ溶液を基板に塗布
するに際して、インクジェットによる溶液の塗布と基板
の超音波振動とを併用したことで、図９及び図１０に関
連して説明したと同様の作用効果を奏する。従って、有
機ＥＬ装置の画素面をほぼ均一な厚さに成膜形成でき、
有機ＥＬ装置における色むらの発生をなくすことができ
る。
おいても、正孔注入層溶液や有機ＥＬ溶液を基板に塗布
するに際して、インクジェットによる溶液の塗布と基板
の超音波振動とを併用したことで、図９及び図１０に関
連して説明したと同様の作用効果を奏する。従って、有
機ＥＬ装置の画素面をほぼ均一な厚さに成膜形成でき、
有機ＥＬ装置における色むらの発生をなくすことができ
る。
【００４７】なお、赤、緑、青の各色発光層６１１Ｒ，
６１１Ｇ，６１１Ｂに用いられる有機化合物及び溶液
は、上記に示したものに限定されるものではなく、同様
の機能を果たす各種のものを用いることができる。ま
た、中間色を発色するような材料を用いてもよい。
６１１Ｇ，６１１Ｂに用いられる有機化合物及び溶液
は、上記に示したものに限定されるものではなく、同様
の機能を果たす各種のものを用いることができる。ま
た、中間色を発色するような材料を用いてもよい。
【００４８】ところで、実施例１又は２においては、カ
ラーフィルタ溶液や有機ＥＬ溶液の粘度に対応したパタ
ーン成膜に最適の超音波振動数を予め求めておいて、実
際のパターン製造の際には、使用する溶液の粘度に最も
適した超音波周波数を基板に与えるように、超音波回路
４５５で発生する超音波の周波数を調整可能に構成する
のがよい。なお、粘度に応じて超音波回路４５５で発生
する超音波の周波数を調整する代わりに、カメラを利用
して基板に塗布されたカラーフィルタ溶液や有機ＥＬ溶
液の流動状態の画像を取り込み、その状態を人が視認で
きる表示装置に表示させ、その状態に応じて、超音波回
路４４５の超音波周波数を調整するようにしてもよい。
これによれば、溶液の実際の流動状態に対応した振動を
基板に与えることができるので、仕様の異なる溶液や基
板を用いる場合にも、均一な厚さのパターンを基板に形
成することが可能となる。
ラーフィルタ溶液や有機ＥＬ溶液の粘度に対応したパタ
ーン成膜に最適の超音波振動数を予め求めておいて、実
際のパターン製造の際には、使用する溶液の粘度に最も
適した超音波周波数を基板に与えるように、超音波回路
４５５で発生する超音波の周波数を調整可能に構成する
のがよい。なお、粘度に応じて超音波回路４５５で発生
する超音波の周波数を調整する代わりに、カメラを利用
して基板に塗布されたカラーフィルタ溶液や有機ＥＬ溶
液の流動状態の画像を取り込み、その状態を人が視認で
きる表示装置に表示させ、その状態に応じて、超音波回
路４４５の超音波周波数を調整するようにしてもよい。
これによれば、溶液の実際の流動状態に対応した振動を
基板に与えることができるので、仕様の異なる溶液や基
板を用いる場合にも、均一な厚さのパターンを基板に形
成することが可能となる。
【００４９】さらに、上記実施形態ではインクジェット
ヘッドとして、いわゆるピエゾ方式のエッジタイプイン
クジェットヘッドを利用したが、利用できるインクジェ
ットヘッドはそれに限られるものではなく、各種方式、
各種態様のインクジェットヘッドが利用できる。例え
ば、同じピエゾ方式によるがインク液滴を基板の面部に
設けたノズル孔から吐出させるフェイスインクジェット
タイプや、いわゆるバブル方式のインクジェットヘッド
も利用できる。ただし、ピエゾ方式の場合には、使用す
る溶液に熱的ストレスを与えない、溶液材料に対する自
由度が大きい、インクジェットヘッドの駆動波形を変え
ることで吐出させる液滴の大きさをコントロ−ルできる
等の特徴がある。
ヘッドとして、いわゆるピエゾ方式のエッジタイプイン
クジェットヘッドを利用したが、利用できるインクジェ
ットヘッドはそれに限られるものではなく、各種方式、
各種態様のインクジェットヘッドが利用できる。例え
ば、同じピエゾ方式によるがインク液滴を基板の面部に
設けたノズル孔から吐出させるフェイスインクジェット
タイプや、いわゆるバブル方式のインクジェットヘッド
も利用できる。ただし、ピエゾ方式の場合には、使用す
る溶液に熱的ストレスを与えない、溶液材料に対する自
由度が大きい、インクジェットヘッドの駆動波形を変え
ることで吐出させる液滴の大きさをコントロ−ルできる
等の特徴がある。
【００５０】また、本発明の利用は、上記実施形態で示
したカラーフィルタや有機ＥＬ装置の画素パターンの形
成に限定されるものではなく、画素等の微小な範囲を均
一に成膜することが必要な分野で、広く用いる事ができ
る。また、上述したような画素等ではなく成膜範囲の許
容誤差が大きいパターンの形成においては、超音波でな
く音波の範囲内の周波数振動を基板に与えてもよい思わ
れる。
したカラーフィルタや有機ＥＬ装置の画素パターンの形
成に限定されるものではなく、画素等の微小な範囲を均
一に成膜することが必要な分野で、広く用いる事ができ
る。また、上述したような画素等ではなく成膜範囲の許
容誤差が大きいパターンの形成においては、超音波でな
く音波の範囲内の周波数振動を基板に与えてもよい思わ
れる。
【００５１】
【発明の効果】本発明のパターン製造方法又は装置によ
れば、インクジェットヘッドから溶液を基板に塗布し
て、画素等の微小なパターンを形成する際に、塗布され
た溶液の流動性を高まり、溶液が所定の成膜範囲の全体
にほぼ均一に塗布される。これにより、パターンをより
均一の厚さに成膜形成することができる。また、本発明
のカラーフィルタの製造方法又は装置によれば、カラー
フィルタにおける色むらの発生を低減する事ができる。
また、本発明の電界発光装置の製造方法又は装置によれ
ば、電界発光装置における色むらの発生を低減する事が
できる。
れば、インクジェットヘッドから溶液を基板に塗布し
て、画素等の微小なパターンを形成する際に、塗布され
た溶液の流動性を高まり、溶液が所定の成膜範囲の全体
にほぼ均一に塗布される。これにより、パターンをより
均一の厚さに成膜形成することができる。また、本発明
のカラーフィルタの製造方法又は装置によれば、カラー
フィルタにおける色むらの発生を低減する事ができる。
また、本発明の電界発光装置の製造方法又は装置によれ
ば、電界発光装置における色むらの発生を低減する事が
できる。
【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図。
ドの分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの断面側面図。
【図３】インクジェットヘッドによりカラーフィルタの
画素を着色している様子を上から見た状態を示した模式
図。
画素を着色している様子を上から見た状態を示した模式
図。
【図４】カラーフィルタの画素の配列例を示した説明
図。
図。
【図５】本発明の実施形態に係る基板のパターン製造装
置の構造を示す構成図。
置の構造を示す構成図。
【図６】図５のテーブル部部分断面図。
【図７】図５のパターン製造装置の制御構成に係る部分
を示すブロック構成図。
を示すブロック構成図。
【図８】カラーフィルタの製造工程を示す工程図であ
る。
る。
【図９】本発明に基づく作用を説明する説明図（その
１）である。
１）である。
【図１０】本発明に基づく作用を説明する説明図（その
２）である。
２）である。
【図１１】有機有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程図で
ある。
ある。
４００ 基板のパターン製造装置
４３１ インクジェットヘッド
４３２ テーブル
４３５ ＸＹＺステージ
４３６ インクタンク
４４０ ＣＣＤカメラ
４５５ 超音波（発生）回路
５０２ マザー基板
５０３Ｒ，５０３Ｇ，５０３Ｂ カラーフィルタの画素
５０６ 隔壁
５０７ 画素領域
５０８ 画素材料溶液（カラーフィルタ溶液）
５１３Ｒ，５１３Ｇ，５１３Ｂ 画素材料
６０２ 透明基板
６０５ 透明電極（画素電極）
６０６ 隔壁
６１０Ｒ，６１０Ｇ，６１０Ｂ 有機発光材料溶液（有
機ＥＬ溶液） ６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ 発光層
機ＥＬ溶液） ６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ 発光層
Claims (11)
- 【請求項１】 インクジェットヘッドから溶液を基板に
吐出して塗布しパターンを形成する基板のパターン製造
方法であって、 前記基板に微小振動を与えながらを前記溶液を吐出する
ことを特徴とする基板のパターン製造方法。 - 【請求項２】 前記基板に微小振動として超音波振動を
与えることを特徴とする請求項１記載の基板のパターン
製造方法。 - 【請求項３】 前記溶液の粘度に基づいて前記振動の周
波数を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の
基板のパターン製造方法。 - 【請求項４】 前記溶液がカラーフィルタの画素材料を
含んだ溶液であることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載の基板のパターン製造方法。 - 【請求項５】 前記溶液が発光材料を含んだ溶液である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基
板のパターン製造方法。 - 【請求項６】 インクジェットヘッドから溶液を基板に
吐出して塗布しパターンを形成する基板のパターン製造
装置であって、 溶液を吐出するインクジェットヘッドと、 基板を載置するテーブルと、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを相対的にＸ，
Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構と、 前記基板に超音波振動を与えるための超音波回路と、を
備えたことを特徴とする基板のパターン製造装置。 - 【請求項７】 前記超音波振動の周波数を調整可能にし
たことを特徴とする請求項６記載の基板のパターン製造
装置。 - 【請求項８】 インクジェットヘッドから画素材料を含
んだ溶液を基板に吐出して塗布し画素を形成する工程を
有するカラーフィルタの製造方法であって、 前記基板に超音波振動を与えながら前記溶液を吐出する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項９】 インクジェットヘッドから画素材料を含
んだ溶液を基板に吐出して塗布し画素を形成するカラー
フィルタの製造装置であって、 溶液を吐出するインクジェットヘッドと、 基板を載置するテーブルと、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを相対的にＸ，
Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構と、 前記基板に超音波振動を与えるための超音波回路と、を
備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造装置。 - 【請求項１０】 インクジェットヘッドから発光材料を
含んだ溶液を基板に吐出して発光層を形成する工程を有
する電界発光装置の製造方法であって、前記基板に超音
波振動を与えながらを前記溶液を吐出することを特徴と
する電界発光装置の製造方法。 - 【請求項１１】 インクジェットヘッドから発光材料を
含んだ溶液を基板に吐出して塗布し発光層を形成する電
界発光装置の製造装置であって、 溶液を吐出するインクジェットヘッドと、 基板を載置するテーブルと、 前記インクジェットヘッドと前記基板とを相対的にＸ，
Ｙ，Ｘ方向に移動させる移動機構と、 前記基板に超音波振動を与えるための超音波回路と、を
備えたことを特徴とする電界発光装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001337303A JP3994716B2 (ja) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | 有機ｅｌ装置の製造方法および有機ｅｌ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001337303A JP3994716B2 (ja) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | 有機ｅｌ装置の製造方法および有機ｅｌ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003139934A true JP2003139934A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3994716B2 JP3994716B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
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