JP2003251802A

JP2003251802A - インクジェットヘッド、インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置、カラーフィルタの製造装置、電界発光基板製造装置及びマイクロアレイ製造装置

Info

Publication number: JP2003251802A
Application number: JP2002058823A
Authority: JP
Inventors: Shuji Koeda; 周史小枝; Yasushi Matsuno; 靖史松野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高粘度微少量の吐出を可能にしたインクジェ
ットヘッドを提供するとともに、そのインクジェットヘ
ッドを搭載したインクジェット記録装置及びカラーフィ
ルタの製造装置、電界発光基板製造装置及びマイクロア
レイ製造装置を提供する。【解決手段】インク液滴を吐出するノズル孔４と、ノ
ズル孔４の各々に連通する吐出室６と、吐出室６の少な
くとも一方の壁を構成する振動板５と、振動板５に変形
を生じさせる駆動手段とを備え、駆動手段が振動板５を
静電気力により変形させる電極２１からなるインクジェ
ットヘッド。振動板５のコンプライアンスは、３．３２
×１０^-20ｍ⁵／Ｎ〜２．２８×１０^-19ｍ⁵／Ｎの範囲内
とし、インクの粘度は５ｃＰ〜５０ｃＰの範囲内とし、
１回に吐出されるインク液の滴量は５ｎｇ〜３０ｎｇの
範囲内である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動方式として静
電気力を利用したインクジェットヘッド、そのインクジ
ェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置及びカ
ラーフィルタの製造装置及び電界発光基板製造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の騒
音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、イ
ンクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど
多くの利点を有する。この中でも記録の必要な時にのみ
インク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマン
ド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としな
いため、現在主流となってきている。

【０００３】このインク・オン・デマンド方式のインク
ジェットヘッドには、特公平２−５１７３４号公報に示
されるように、駆動手段が圧電素子であるものや、特公
昭６１−５９９１１号公報に示されるように、インクを
加熱し気泡を発生させることによる圧力でインクを吐出
させる方式などがある。

【０００４】しかしながら、前述の従来のインクジェッ
トヘッドでは以下に述べるような課題があった。

【０００５】前者の圧電素子を用いる方式においては、
圧力室に圧力を生じさせるためのそれぞれの振動板に圧
電素子のチップを貼り付ける工程が複雑で、特に最近の
インクジェット記録装置による印字には、高速・高印字
品質が求められてきており、これを達成するためのマル
チノズル化・ノズルの高密度化において、圧電素子を微
細に加工し各々の振動板に接着することは極めて煩雑で
多大の時間がかかる。また、高密度化においては、圧電
素子を幅数１０〜１００数十ミクロンで加工する必要が
生じてきているが、従来の機械加工における寸法・形状
精度では、印字品質のバラツキが大きくなってしまうと
いう課題があった。

【０００６】また、後者のインクを加熱する方式におい
ては、駆動手段が薄膜の抵抗加熱体により形成されるた
め、上記のような課題は存在しないが、駆動手段の急速
な加熱・冷却の繰り返しや気泡消滅時の衝撃により、抵
抗加熱体がダメージを受けるため、インクジェットヘッ
ドの寿命が短いという課題があった。

【０００７】これらの課題を解決するものとして、本出
願人は、駆動手段に静電気力を利用したインクジェット
ヘッド記録装置について出願しており（特開平６−７１
８８２号公報、特開平１１−２８５２７５号公報等）、
この方式は小型高密度・高印字品質及び長寿命であると
いう利点を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の静電駆動式イン
クジェットヘッドは３ｃＰ前後の低粘度のインクを１６
０ｎｃｃ前後吐出することを前提にしていたことから、
粘度抵抗の影響が小さく、大きな吐出料を得るためにア
クチュエータギャップを０．２μｍと大きく取り、振動
板の厚さを１３μｍと薄くしている。しかしながら、工
業用向けの用途では、１０〜３０ｃＰの高粘度の液体を
１０ｎｃｃ程度飛ばすことが要求されるため、前記設定
のアクチュエータギャップ及び振動板では、インク吐出
量が多すぎるだけでなく、振動板のバネ剛性が低いこと
から、振動板が過減衰となり、高粘度微少量の吐出は困
難であった。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、高粘度微少量の吐出を可能にした
インクジェットヘッドを提供するとともに、そのインク
ジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置及び
カラーフィルタの製造装置、電界発光基板製造装置及び
マイクロアレイ製造装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）本発明の一つの態
様に係るインクジエットヘッドは、インク液滴を吐出す
るノズル孔と、該ノズル孔の各々に連通する吐出室と、
該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該
振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、前記駆動
手段が前記振動板を静電気力により変形させる電極から
なるインクジェットヘッドにおいて、前記振動板のコン
プライアンスは、３．３２×１０^-20ｍ⁵／Ｎ〜２．２８
×１０^-19ｍ⁵／Ｎの範囲内にある。

【００１１】（２）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）のインクジエットヘッドにお
いて、前記振動板の板厚は、１０μｍ〜１９μｍの範囲
内にある。

【００１２】（３）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（２）のインクジエットヘッドにお
いて、前記振動板の板厚は１３±３μｍの範囲内にあ
る。

【００１３】（４）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）乃至（３）のインクジエット
ヘッドにおいて、前記インク液滴の粘度は５ｃＰ〜５０
ｃＰの範囲内にある。

【００１４】（５）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）乃至（４）のインクジエット
ヘッドにおいて、１回に吐出する液滴量は５ｎｇ〜３０
ｎｇの範囲内にある。

【００１５】（６）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）乃至（５）のインクジエット
ヘッドにおいて、前記インク液滴の粘度は５ｃＰ〜１０
ｃＰの範囲内で、且つ、前記振動板の板厚は１０μｍ〜
１９μｍの範囲内にある。

【００１６】（７）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）乃至（６）のインクジエット
ヘッドにおいて、前記振動板と前記電極との間の距離は
７００Å〜１２００Åの範囲内にある。

【００１７】（８）本発明の他の態様に係るインクジエ
ットヘッドは、上記（１）乃至（７）のインクジエット
ヘッドにおいて、前記振動板と前記電極との間に加える
駆動電圧は３０Ｖ〜４０Ｖの範囲内である。

【００１８】（９）本発明の他の態様に係るインクジエ
ット記録装置は、上記（１）乃至（８）の何れかに記載
されたインクジェットヘッドを搭載したものである。

【００１９】（１０）本発明の他の態様に係るカラーフ
ィルタの製造装置は、上記（１）乃至（８）の何れかに
記載されたインクジェットヘッドを搭載したものであ
る。

【００２０】（１０）本発明の他の態様に係る電界発光
基板製造装置は、上記（１）乃至（８）の何れかに記載
されたインクジェットヘッドを搭載したものである。

【００２１】（１１）本発明の他の態様に係るマイクロ
アレイ製造装置は、上記（１）乃至（８）の何れかに記
載されたインクジェットヘッドを搭載したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の実施
形態１に係るインクジェットヘッドの分解斜視図で、一
部断面図で示してある。本実施形態１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ある。図２は組み立て
られた全体装置の断面側面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢
視図である。

【００２３】本実施形態のインクジェットヘッド１０
は、下記に詳述する構造を持つ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。

【００２４】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（インクキャビティ）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（インクキャビティ）６にインクを供給す
るための共通のリザーバ８を構成することになる凹部１
４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。

【００２５】本実施形態おいては、振動板５とこれに対
向して配置される電極との対向間隔、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１５の深さと電極の厚さとの差になるよう
にしてある。

【００２６】第１の基板１の下面に接合される下側の第
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、この基板２の接合によって振
動室９を構成するとともに、基板２を前記振動板５に対
応する各々の位置に振動板形状と類似した形状に金をス
パッタし、ほぼ振動板５と同じ形状に金パターンを形成
して電極２１としている。電極２１はリード部２２及び
端子部２３を持つ。さらに、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。

【００２７】第１の基板１の上面に接合される上側の第
３の基板３には第２の基板２と同じくパイレックス（登
録商標）ガラスを用いている。この基板３の接合によっ
て、前記ノズル孔４、吐出室（インクキャビティ）６、
オリフィス７及びリザーバ８が構成される。そして、基
板３にはリザーバ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３
３を介して図示しないインクタンクに接続される。

【００２８】次に、第１の基板１と第２の基板２を温度
３００℃，電圧５００Ｖの印加で陽極接合し、また同条
件で第１の基板１と第３の基板３を接合し、図２のよう
にインクジェットヘッドを組み立てる。

【００２９】上記のようにインクジェットヘッドを組み
立てた後は、基板１と電極２１の端子部２３間にそれぞ
れ配線１０１により発振回路１０２を接続し、インクジ
ェット記録装置を構成する。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を経て基板１の内
部に供給され、リザーバ８、吐出室（インクキャビテ
ィ）６等を満たしている。

【００３０】上記のように構成された本実施形態の動作
を説明する（図２参照）。電極２１に発振回路１０２に
よりパルス電圧を印加し、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。したがって、振動板５は静電気の吸引作用によ
り下方へ撓む。次に、電極２１をＯＦＦにすると、その
振動板５は復元する。そのため、吐出室（インクキャビ
ティ）６内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりイン
ク液滴１０４を記録紙１０５に向けて吐出する。そして
次に、振動板５が再び下方へ撓むことにより、インク１
０３がリザーバ８よりオリフィス７を通じて吐出室（イ
ンクキャビティ）６内に補給される。

【００３１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの
諸元として、振動板５はコンプライアンスが３．３２×
１０^-20ｍ⁵／Ｎ〜２．２８×１０^-19ｍ⁵／Ｎの範囲内の
値をとり、振動板５の板厚は１０μｍ〜１９μｍの範囲
内、望ましくは１３±３μｍである。インク１０３の粘
度は５ｃＰ〜５０ｃＰの範囲内であり、望ましくは、イ
ンク１０３の粘度が５ｃＰ〜１０ｃＰの範囲内のとき
に、振動板５の板厚は１０μｍ〜１９μｍとなるように
設定する。また、１回に吐出するインク液滴１０４の量
は５ｎｇ〜３０ｎｇの範囲内である。また、振動板５と
電極２１との対向間隔であるギャップ長は７００Å〜１
２００Åの範囲内に設定され、駆動電圧は３０Ｖ〜４０
Ｖの範囲内に設定に設定される。

【００３２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの
諸元は上記のように設定されるが、その根拠について説
明する。

【００３３】表１は、インクジェットヘッド１０を駆動
電圧３８Ｖでインク重量を５〜３０ｎｇ吐出させた場合
の、インクジェットヘッドの諸元（振動板コンプライア
ンス等）とインク速度との関係を求めた表である。この
ときのインクジェットヘッド１０の諸元は、表１に示さ
れるとおりであり、ギャップ長（Ｇａｐ）は、７００、
９５０、１１００、１２００Åの例が示されており、振
動板コンプライアンスは、３．３２Ｅ−２０、４．６３
Ｅ−２０、１．０４Ｅ−１９、１．４６Ｅ−１９、１．
８１Ｅ−１９、２．２８Ｅ−１９についての例が示され
ている。なお、表１において、Ｃａｖ長は吐出室（イン
クキャビティ）６の長さ、Ｃａｖ幅は吐出室（インクキ
ャビティ）６の幅を示している。

【００３４】

【表１】

【００３５】表２は、表示１のデータを振動板コンプラ
イアンス、粘度及びインク速度について整理したもので
あり、図４は表２のデータをグラフに図示したものであ
る。

【００３６】

【表２】

【００３７】インクジェットヘッドの工業用途では、カ
ラーフィルター用インクや有機ＥＬ樹脂のように、通常
のプリンタに使われる粘度３ｃＰ程度のインクより高粘
度の液滴を吐出する用途がある。これらの粘度は概ね１
０ｃＰから３０ｃＰの範囲にあり、一部の材料は５ｃＰ
〜５０ｃＰの粘度を有している。また、これらの用途で
はパネルの画素ごとにドットを撃ち分ける必要から５ｎ
ｇ〜３０ｎｇの微小量を安定して吐出しなければならな
い。インクジエットヘッドでは、安定して液滴を吐出す
るのに４ｍ／ｓｅｃ以上の速度が必要であるが、液滴の
速度は単位時間当たりの振動板の排除体積をノズル断面
積で割った値となる為、微小量の液滴を吐出するには、
振動板の変位量を小さくし、ノズル径を絞る事で吐出速
度を増すことが一般的である。しかしながら、ノズルの
抵抗係数はノズル径の４乗に比例する為、高粘度の液滴
を吐出する場合には、単純にノズルを絞ると抵抗が急増
し振動板の復帰を妨げ、単位時間当たりの振動板の排除
体積自体が低下するので、逆に吐出が不安定になってし
まう。

【００３８】この為、振動板の厚みを増し反力を強める
必要が有るが、この振動板を駆動するアクチュエータの
出力自体も増大させなければならない。静電式インクジ
エットヘッドの場合には、振動板を変位させるアクチュ
エータの圧力は電圧の２乗、及び、電極間距離の逆数の
２乗に比例する。微小量を吐出するのに電極間距離を短
くするのはこの点で好都合であるが、７００Å未満のギ
ャップ長では振動板の撓みや、駆動時に電極間の絶縁膜
に僅かながら生じる帯電により、一定の電極間距離を確
保する事が困難になる。７００Åのギャップ長では、最
小吐出圧力を発生するのに最低、３０Ｖを必要とする
が、反面、１２００Åを越えるギャップ長では、粘度１
０ｃＰ以上の液滴を吐出するのに必要な電圧は４０Ｖを
越えることなり、このような高い電圧に長期間耐える絶
縁膜を形成することが困難となる。このようなことか
ら、ギャップ長の範囲（７００Å〜１２００Å）、駆動
電圧の範囲（３０Ｖ〜４０Ｖ）が定まる。

【００３９】このように、アクチュエータの特性を定め
た場合には、アクチュエータの圧力を反力として、液滴
に加える振動板に必要な板厚は一般的な方法で作られる
静電駆動式インクジエットの場合には、最小発生圧力の
関係から、振動板の厚さは１０μｍ以上となり、最大厚
さはアクチュエータの出力によって変形可能な１９μｍ
以下となる（実用上の観点から望ましくは１３±３μ
ｍ）。しかしながら、振動板の反力は、板厚だけでは決
まらず振動板の幅にも左右される。そこで、振動板の厚
さと幅を包括した、振動板の反力を代表する値として、
コンプライアンスと言う値が用いられる。コンプライア
ンスは、振動板の長さ×（幅の５乗）÷６０÷ヤング率
÷（厚さの３乗）で与えられ、吐出重量から振動板の長
さを加味すると上記の振動板のコンプライアンスは、
３．３２×１０^-20ｍ⁵／Ｎ〜２．２８×１０^-19ｍ⁵／Ｎ
の範囲内に設定される。

【００４０】実施形態２．図５は本発明の実施形態２に
よるインクジェットヘッドの分解斜視図で、一部断面図
で示してある。本実施形態は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
タイプの例を示すものである。図６は組み立てられた全
体装置の断面側面図、図７は図６のＢ−Ｂ線矢視図であ
る。なお、以降においては、実施形態１と同一または相
当する部分及び部材は同一符号を用いて示し、説明は省
略する。なお、本実施形態のインクジェットヘッドは後
述のカラーフィルタの製造装置等に搭載される。

【００４１】本実形態のインクジェットヘッド１０は、
第３の基板３の面に穿孔したノズル孔４よりインク液滴
を吐出させるようにしたものである。

【００４２】本実施形態における第１の基板１は、厚さ
３８０μｍの結晶面方位（１１０）のシリコン基板であ
り、この振動板５の下部には実施形態１のような振動室
用の凹部は形成されてなく、振動板５の下面は鏡面研磨
による平滑面となっている。

【００４３】第１の基板１の下面に接合される第２の基
板２は、上記の実施形態１と同様にパイレックス（登録
商標）ガラスを使用し、この基板２に電極２１を装着す
るための凹部２５をエッチングすることによりギャップ
長Ｇを形成している。この凹部２５はその内部に電極２
１、リード部２２及び端子部２３を装着できるように電
極部形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成し
ている。電極２１は凹部２５内にＩＴＯをスパッタし、
ＩＴＯパターンを形成することで作製し、端子部２３に
のみボンディングのための金をスパッタしている。さら
に電極端子部２３を除きパイレックス（登録商標）スパ
ッタ膜を全面に被覆し絶縁層２４としている。なお、図
４では絶縁層２４が平坦に描かれているが、実際には凹
部２５上の部分が凹んだ状態になっているものである。

【００４４】また、第１の基板１の上面に接合される第
３の基板３には、厚さ１００μｍのシリコン基板を用
い、基板３の面部に、吐出室（インクキャビティ）用の
凹部１２と連通するようにそれぞれノズル孔４を設け、
またインクキャビティ用の凹部１４と連通するようにイ
ンク供給口３１を設ける。

【００４５】なお、実施形態２のインクジェットヘッド
１０の諸元も表１に示された諸元の範疇にある。

【００４６】実施形態３．図８は上述の実施形態のイン
クジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の
構成図である。図１５のインクジェット記録装置におい
て、プラテン３００は記録紙１０５を搬送するものであ
り、インクタンク３０１は内部にインクを貯蔵してお
り、インク供給チューブ３０６を介してインクジェット
ヘッド１０にインクを供給する。キャリッジ３０２はイ
ンクジェットヘッド１０を記録紙１０５の搬送方向と直
交する方向に移動させる。ポンプ３０３は、インクジェ
ットヘッド１０のインク吐出不良時の回復動作を行った
り、インクの詰め替えを行う等の場合、キャップ３０
４、廃インク回収チューブ３０８を介して吸引し、排イ
ンク溜３０５に回収する機能を果たしている。

【００４７】図８のインクジェット記録装置において
は、プラテン３００により記録紙１０５を搬送させつ
つ、キャリッジ３０２を移動させて、記録紙１０５とイ
ンクジェットヘッド１０との相対位置を制御しながら、
インクジェットヘッド１０によりインク滴１０４を吐出
させることにより、記録紙１０５に任意の文字や画像を
印刷することができる。

【００４８】なお、本実施形態においては、インクジェ
ットヘッド１０のみをキャリッジ３０２に配設したもの
を示したが、これに限定されるものではなく、インクタ
ンク３０１はキャリッジ３０２上に配設されてもよい
し、また、インクタンク３０１をヘッドと一体に構成し
たいわゆるディスポーザブルタイプ（インクタンクのイ
ンクが空になった時点でインクジェットヘッドごとに交
換するタイプ）に適用しても所望の効果が得られること
はいうまでもない。

【００４９】実施形態４．本発明の実施形態４として上
述の実施形態のインクジェットヘッドを搭載したカラー
フィルタの製造装置について説明する。

【００５０】上述の実施形態のインクジェットヘッド
を、カラーフィルタの製造装置に応用する際には、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
せて用いるが、その点について図９を参照して説明す
る。

【００５１】図９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１６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。

【００５２】ノズル列３１０はインクジェットヘッドに
形成されており、ここからインクが吐出されて基板上に
インクドットが形成される。カラーフィルタの画素（フ
ィルタエレメント）３１１は基板上にインクドットが形
成される部分である。

【００５３】図９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
ら吐出されるインクの位置を一致させ、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、ほ
かのノズルは吐出しない。

【００５４】なお、この例では、インクジェットヘッド
として、ノズルピッチ３６０ｄｐｉ（７０．５μｍ）の
一般的なインクジェット方式のヘッドを用いている。ま
た、カラーフィルタとして、画素間の間隔１００μｍの
ものを示している。

【００５５】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
色のフィルタエレメントを１つのユニットとして１つの
画素を形成するが、このフィルタエレメントの配列に
は、例えば図１０（ａ）に示されるストライプ配列、図
１０（ｂ）に示されるモザイク配列、図１０（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つのフィ
ルタエレメントがＲ，Ｇ，Ｂの３色となる配色である。
そして、デルタ配列は、フィルタエレメントの配置を段
違いにし、任意の隣接する３つのフィルタエレメントが
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色となる配色である。

【００５６】図１１は上述の実施形態のインクジェット
ヘッドを搭載したカラーフィルタの製造装置の概要を示
した図である。演算部４００は描画イメージ（カラーフ
ィルタの画素の配列パターン）４０１及びノズル切り替
え信号４０２を生成して出力する。描画イメージ（カラ
ーフィルタの画素の配列パターン）４０１は、基板５０
０上に形成するべき各インクドットの相対位置関係を示
すデータである。ノズル切り替え信号４０２はカラーフ
ィルタの画素の各点と対応するノズルの切り替えを指示
する。なお、ノズル群の切り替えの具体的な方法を図１
５を用いて説明すると、はじめに右から数えて２、７、
１２番目のノズル群を使用しているとすると、その次は
３、８、１３番目のノズル群、さらにその次は４、９、
１４番目のノズル群と順送りにするのが容易であるが、
他の方法によってもかまわない。

【００５７】また、ノズル群の切り替えは、現在使用し
ているノズルの寿命がきたときに順次行うものとする。
ノズルの寿命は、例えば１つのノズル群の使用時間に基
づいて判定され、１つのノズル群の使用時間が所定時間
に達した場合に、寿命がきたと判定する。

【００５８】描画データ生成装置４０３は、ノズル切り
替え信号４０２に従って基板上の各画素とノズルの関連
付けを行うことにより、各インクドットの基板上の絶対
位置のデータである描画データを生成する。この際、ノ
ズルが切り替えられると、それに伴って、切り替え前後
のノズルの位置の変化をノズル配置に関する既知のデー
タから計算し、ノズル切り替え前後の各インクドット形
成時のステージ４０８の位置をその分だけ変化させる。

【００５９】ドライバー４０４は、描画データに従い、
インクジェットヘッド４０５、送り装置４０６，４０７
を駆動することにより描画データ通りのインクドットを
基板５００上に形成する。インクジェットヘッド４０５
は、赤色のインクを吐出する赤色ヘッド４０５ａ、緑色
のインクを吐出する緑色ヘッド４０５ｂ、青色のインク
を吐出する青色ヘッド４０５ｃを備えている。送り装置
４０６，４０７は、ドライバー４０４からの信号に応じ
てステージ４０８の位置をそれぞれＸ方向、Ｙ方向に動
かす。ステージ４０８は着色される基板５００を保持す
る。上記構成により、基板５００上に描画イメージ４０
１に応じた描画パターンが生成される。

【００６０】なお、本実施形態ではノズル切り替えに伴
う、ノズル位置のずらし量に相当する基板と描画ヘッド
の位置関係の変化をノズルのノズル配置に関する既知の
データから推定しているが、画像処理装置などにより、
実際に各ノズルにより形成されるインクドットの位置関
係を測定しても良い。

【００６１】図１２は上述の実施形態４のカラーフィル
タ製造装置によりカラーフィルタを製造する過程を工程
順に模式的に示した図である。

【００６２】（ａ）まず、図１２（ａ）に示されるよう
に、マザー基板５１２の表面に透光性のない樹脂材料に
よって隔壁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５０７はフ
ィルタエレメント５０３が形成される領域、すなわちフ
ィルタエレメント領域である。この隔壁５０６によって
形成される個々のフィルタエレメント領域５０７の矢印
Ｃ方向から見た場合の平面寸法は、例えば３０μｍ×１
００μｍ程度に形成される。

【００６３】隔壁５０６は、フィルタエレメント領域５
０７に供給されるフィルタエレメント材料の流動を阻止
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。また、隔壁５０６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。

【００６４】（ｂ）隔壁５０６の形成後、図１２（ｂ）
に示されるように、フィルタエレメント材料の液滴５０
８を各フィルタエレメント領域５０７に供給することに
より、各フィルタエレメント領域５０７をフィルタエレ
メント材料５１３で埋める。図１２（ｂ）において、符
号５１３ＲはＲ（赤）の色を有するフィルタエレメント
材料を示し、符号５１３ＧはＧ（緑）の色を有するフィ
ルタエレメント材料を示し、そして符号５１３ＢはＢ
（青）の色を有するフィルタエレメント材料を示してい
る。

【００６５】（ｃ）各フィルタエレメント領域５０７に
所定量のフィルタエレメント材料が充填されると、ヒー
タによってマザー基板５１２を例えば７０℃程度に加熱
して、フィルタエレメント材料の溶媒を蒸発させる。こ
の蒸発により、図１２（ｃ）に示されるようにフィルタ
エレメント材料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、フィルタエレメント材料の液滴
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、最終的にフィルタエレメント材料の固形
分のみが残留して膜化し、これにより、希望する各色フ
ィルタエレメント５０３が形成される。

【００６６】（ｄ）以上によりフィルタエレメント５
０３が形成された後、それらのフィラメント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、又はインクジェット法等と
いった適宜の手法を用いて、図１２（ｄ）に示されるよ
うに、保護膜５０４を形成する。この保護膜５０４は、
フィルタエレメント５０３等の保護及びカラーフィルタ
５０１の表面の平坦化のために形成される。

【００６７】以上のように本実施形態４によれば、イン
クジェットヘッドによって粘度の高い微量なカラーフィ
ルタ着色料を塗布することができ、カラーフィルタの色
むらをなくすことができる。また、工程上、３色の加法
原色のカラーフィルタ材料を１度で塗布することもでき
るし、カラーフィルタ材料を直接フィルタエレメントに
吐出するので無駄に消費することもない。このため、歩
留まりを高くすることができ、コストパフォーマンスが
よいカラーフィルタ製造装置を得ることができる。特
に、従来方法よりも格段に低コストで作成できるので、
インクジェットヘッドのコストを考えても、コストパフ
ォーマンスがよいカラーフィルタを得ることができる。
また、カラーフィルタ材料を無駄にせず環境によい。

【００６８】実施形態５．本実施形態５においては、上
述の実施形態のインクジェットヘッドを用いたＥＬ基板
製造装置によりＥＬ基板を作成する手順について説明す
る。この場合のＥＬ基板製造装置は、上記の実施形態４
で説明したカラーフィルタ製造装置（図１１）の構成を
ほとんど適用することができるので、その構成の図示は
省略するものとする。

【００６９】図１３は本実施形態５に係るＥＬ装置の製
造方法の主要工程及び最終的に得られるＥＬ装置の主要
断面構造を示した図である。ＥＬ装置６０１は、図２０
（ｄ）に示されるように、透明基板６０４上に画素電極
６０２が形成され、各画素電極６０２間にバンク６０５
が矢印Ｇ方向から見て格子状に形成され、それらの格子
状凹部の中に正孔注入層６２０が形成され、矢印Ｇ方向
から見てストライプ配列等といった所定配列となるよう
に、Ｒ色発光層６０３Ｒ、Ｇ色発光層６０３Ｇ及びＢ色
発光層６０３Ｂが各格子状凹部の中に形成され、さらに
それらの上に対向電極６１３が形成されている。

【００７０】上記の画素電極６０２をＴＦＤ（薄膜ダイ
オード）素子等といった２端子型のアクティブ素子によ
って駆動する場合には、上記対向電極６１３は矢印Ｇ方
向から見てストライプ状に形成される。また、画素電極
６０２をＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等といった３端子
型のアクティブ素子によって駆動する場合には、上記の
対向電極６１３は単一な面電極として形成される。

【００７１】各画素電極６０２と各対向電極６１３とに
よって挟まれる領域が１つの絵素ピクセルとなり、Ｒ，
Ｇ，Ｂ３色の絵素ピクセルが１つのユニットとなって１
つの画素を形成する。各絵素ピクセルを流れる電流を制
御することにより、複数の絵素ピクセルのうちの希望す
るものを選択的に発光させ、これにより矢印Ｈ方向に希
望するフルカラー像を表示することができる。

【００７２】上記のＥＬ装置６０１は例えば次のように
製造される。（ａ）図１３（ａ）に示されるように、透明基板６０４
の表面にＴＦＤ素子やＴＦＴ素子等といった能動素子を
形成し、さらに画素電極６０２を形成する。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、スパッタリング法、パイロゾル法等を用いることが
できる。画素電極の材料としてはＩＴＯ（Indium Tin O
xide）、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。

【００７３】次に、隔壁すなわちバンク６０５を周知の
パターニング手法、例えばフォトリソグラフィー法を用
いて形成し、このバンク６０５によって各透明電極６０
２の間を埋める。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。バンク６０５の材料として
は、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。

【００７４】次に、正孔注入層用インクを塗布する直前
に、基板６０４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、ポリイミド
表面は撥水化され、ＩＴＯ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。プラズマを発生する装置として
は、真空中でプラズマを発生する装置でも、大気中でプ
ラズマを発生する装置でも同様に用いることができる。

【００７５】次に、正孔注入層用インクをインクジェッ
トヘッドから吐出し、各画素電極６０２の上にパターニ
ング塗布を行う。その後、大気中、２０℃（ホットプレ
ート上）、１０分の熱処理により、発光層用インクと相
溶しない正孔注入層６２０を形成する。膜厚は例えば４
０ｎｍ程度である。

【００７６】（ｂ）次に、図１３（ｂ）に示されるよう
に、各フィルタエレメント領域内の正孔注入層６２０の
上にインクジェット手法を用いてＲ発光層用インク及び
Ｇ発光層用インクを塗布する。ここでも、各発光層用イ
ンクは、インクジェットヘッドから吐出する、インク組
成物の固形分濃度及び吐出量を変えることにより膜厚を
変えることが可能である。

【００７７】発光層用インクの塗布後、真空（１ｔｏｒ
ｒ）中、室温、２０分等という条件で溶媒を除去し（工
程Ｐ５８）、続けて窒素雰囲気中、１５０℃、４時間の
熱処理により共役化させてＲ色発光層６０３Ｒ及びＧ色
発光層６０３Ｇを形成する。膜厚は５０ｎｍ程度であ
る。熱処理により共役化した発光層は溶媒に不溶であ
る。ここで、Ｒ色発光層６０３Ｒには例えばローダミン
ＢをドープしたＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）
のキシレン溶液が用いられる。また、Ｇ色発光層６０３
Ｇには例えばＭＥＨ・ＰＰＶのキシレン溶液が用いられ
る。Ｂ色発光層６０３Ｂには例えばクマリンをドープし
たＰＰＶのキシレン溶液が用いられる。

【００７８】なお、発光層を形成する前に正孔注入層６
２０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６
２０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ＥＬ装置を提供できる。

【００７９】（ｃ）次に、図１３（ｃ）に示されるよう
に、Ｂ色発光層６０３Ｂを各絵素ピクセル内のＲ色発光
層６０３Ｒ、Ｇ色発光層６０３Ｇ及び正孔注入層６２０
の上に重ねて形成する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原
色を形成するのみならず、Ｒ色発光層６０３Ｒ及びＧ色
発光層６０３Ｇとバンク６０５との段差を埋めて平坦化
することができる。これにより、上下電極間のショート
を確実に防ぐことができる。Ｂ色発光層６０３Ｂの膜厚
を調整することで、Ｂ色発光層６０３ＢはＲ色発光層６
０３Ｒ及びＧ色発光層６０３Ｇとの積層構造において、
電子注入輸送層として作用してＢ色には発光しない。

【００８０】以上のようなＢ色発光層６０３Ｂの形成方
法としては、例えば湿式法として一般的なスピンコート
法を採用することもできるし、あるいは、Ｒ色発光層６
０３Ｒ及びＧ色発光層６０３Ｇの形成法と同様のインク
ジェット法を採用することもできる。

【００８１】（ｄ）その後、図１３（ｄ）に示されるよ
うに、対向電極６１３を形成することにより、目標とす
るＥＬ装置６０１を製造する。対向電極６１３はそれが
面電極である場合には、例えば、Ｍｇ，Ａｇ，Ａｌ，Ｌ
ｉ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６１３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。

【００８２】なお、以上に説明したＥＬ装置の製造方法
においては、インクジェットヘッドの制御方法として、
図１３における各絵素ピクセル内の正孔注入層６２０及
びＲ，Ｇ，Ｂ各色発光層６０３Ｒ，６０３Ｇ，６０３Ｂ
に、インクジェットヘッドの１回の主走査Ｘによって形
成するのではなく、１個の絵素ピクセル内の正孔注入層
及び／又は各色発光層を複数のノズルによってｎ回、例
えば４回、重ねてインク吐出を受けることにより所定の
膜厚を形成するようにしてもよい。このようにすること
により、仮に複数のノズル間においてインク吐出量にバ
ラツキが存在する場合でも、複数の絵素ピクセル間で膜
厚にバラツキが生じることを防止でき、それ故、ＥＬ装
置の発光面の発光分布特性を平面的に均一にすることが
できる。このことは、図１３（ｄ）のＥＬ装置６０１に
おいて、色むらのない鮮明なカラー表示が得られるとい
うことを意味している。

【００８３】以上のように、本実施形態のＥＬ装置の製
造方法によれば、インクジェットヘッドを用いたインク
吐出によってＲ，Ｇ，Ｂの各色絵素ピクセルを形成する
ので、フォトリソグラフィー法を用いる方法のような複
雑な工程を経る必要も無く、また、材料を浪費すること
も無い。

【００８４】また、ＥＬ装置に発光層等を形成する方法
として、従来では、例えば金属染料等を発光層に蒸着さ
せる方法が採られているが、インクジェット方式でＯＥ
Ｌ基板の製造を行うと、電界発光素子となる高分子有機
化合物の塗布とパターニングとが一度で行える。また、
目的の位置に直接吐出するので、電界発光素子となる有
機化合物を無駄にせず必要最小限の量を吐出するだけで
済む。

【００８５】また、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色発光層６０３Ｒ，６
０３Ｇ，６０３Ｂに用いられる有機化合物及び溶液は各
種のものがあるので、特に上記に示したものでなくても
よい。また、中間色を発色するような材料を用いてもよ
い。但し、それぞれの材料によって重量、粘度等が変わ
るので、吐出する材料に応じて、インク重量及びインク
スピードを調整しておく必要がある。

【００８６】実施形態６．本発明の実施形態６として上
述の実施形態のインクジェットヘッドを搭載した、ＤＮ
Ａチップを製造する装置、いわゆるスポッタ（spotter
）と呼ばれる装置について説明する。インクジェット
方式は、特に最近、バイオテクノロジーの分野、特に所
謂ＤＮＡチップの作成への利用が注目されている。

【００８７】ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acids ：デオ
キシリボ核酸）チップ（ＤＮＡマイクロアレイともい
う）とは、ＤＮＡの塩基の相補性を利用し、検査を行う
ためのものである。ＤＮＡとは、塩基、糖（デオキシリ
ボース）及びリン酸が結合したもの（ヌクレオチド）が
さらに結合し、最終的には２重らせん形となったもので
ある。ここで、塩基はアデニン（Ａ）、グアニン
（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）の４種類があ
る。なお、ここでいうＤＮＡとは、逆転写酵素を用いて
ＲＮＡ（リボ核酸）に基づいて相補的に生成されたｃＤ
ＮＡ（complementary DNA）も含むものとする。

【００８８】２重らせんを構成する２つの１本鎖は、こ
の４種類のヌクレオチドが反復結合し、配列したもので
ある。そして、１本鎖の各塩基同士が接続されている。
ここで、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間でしか
結合は生じないし、シトシン（Ｃ）とチミン（Ｔ）との
間でしか結合は生じない。これが塩基の相補性である。
塩基（ヌクレオチド）の配列に基づいて遺伝情報を得る
ことができるので、この配列を解析することは非常に重
要である。この解析を簡単に行うための道具（ツール）
がＤＮＡチップである。

【００８９】チップ（スライド、基板）上には、例え
ば、配列が予め分かっている、目印が付けられた１種又
は複数種の１本鎖の核酸の断片（プローブ）が例えばマ
トリクス状に貼付られている。ここに未知の配列の複数
種又は１種の１本鎖の断片（例えばオリゴヌクレオチド
等の標的核酸。以下、試料という）を触れさせる（ハイ
ブリダイズする）と、結合したものには例えば蛍光する
マーカー等の目印を付けておく。例えば蛍光顕微鏡等に
より、結合により蛍光しているプローブを見つけ出し、
そのプローブの配列と対になる配列を試料の配列とする
ことにより、試料の配列を解析する。また、この配列に
基づいたさらなる解析も行うことができる。

【００９０】ＤＮＡチップを作成するには、フォトリソ
グラフィー方法を用いてＤＮＡを合成させる方法と、ペ
ンを用いて溶かした溶液をスライド上に載せる（スポッ
トする）方法とが主にある。インクジェット方式は核酸
プローブとなる溶液（以下、単に溶液という）をチップ
上に直接吐出するものである。インクジェット方式の場
合には、スポットＤＮＡの溶液の量がペンを用いる場合
に比べて少なくなる。例えば、ペンを用いると少なくと
も数百ｐｌ（ピコリットル：１０^-12ｌ）がスポットさ
れるが、インクジェットでは数ｐｌも可能である。した
がって、１つのスポットのスケール（面積）を小さくす
ることができる。このため、１チップ上のスポット数を
多くすることができ、密度を高めることができる。これ
は、検査時間、スペース等の節約になる。ただ、実際に
は解析精度との関係で、或る程度のスケールを必要とす
る場合もある。

【００９１】従来でもＤＮＡチップの製造にインクジェ
ット方式を利用する考え方はあったが、上述のように吐
出液が高粘度であるため、従来のインクジェットヘッド
においては不適当であった。そこで、本実施形態おいて
は、高粘度のインク液滴を吐出することができるインク
ジェットヘッドの特徴を生かし、ＤＮＡチップの製造に
用いるものである。また、インクジェットヘッド１０を
使い捨てにし、取り替えができるようにしてもよい。こ
れによりヘッドを洗浄等する必要がなくなるので時間効
率がよくなるし、洗浄漏れによるクロスコンタミネーシ
ョンも生じない。この場合には、溶液のコストを考える
とインクジェットヘッド１０内に残される溶液の量は少
ない程よい。

【００９２】図１４は上述の実施形態のインクジェット
ヘッドを搭載したＤＮＡチップ製造装置の構成図であ
る。同図において、インクジェットヘッド７００は上述
の実施形態１及び２の何れかを用いるものとし、或いは
それらを複数つなぎ合わせたもの（例えばいわゆるライ
ンインクジェットヘッド）であってもよい。インクジェ
ットヘッド７００はＹ方向駆動軸７０２にＹ軸方向に移
動自在に支持されており、Ｙ方向駆動軸７０２にはＹ方
向駆動モータ７０３が接続されている。Ｙ方向駆動モー
タ７０３には、例えばステッピングモータ等が用いら
れ、制御手段７０７からＹ軸方向の駆動信号が供給され
ると、Ｙ方向駆動軸７０２を回転させる。Ｙ方向駆動軸
７０２が回転させられると、インクジェットヘッド７０
０はＹ方向駆動軸７０２の方向に沿って移動する。Ｘ方
向ガイド軸７０４は、基台７０６に対して動かないよう
に固定されている。作業台７０１がこのＸ方向ガイド軸
７０４にはＸ軸方向に移動自在に支持されている。

【００９３】作業台７０１は、製造すべきチップ群７０
８を設置させるものである。チップ群７０８は例えば作
業台７０１上に８×６で並べられている。作業台７０１
には作業台駆動モータ７０５が備えられている。作業台
駆動モータ７０５も、例えばステッピングモータ等が用
いられる。制御手段７０７からＸ軸方向の駆動信号が供
給されると、作業台７０１をＸ軸方向に移動させる。す
なわち、作業台７０１をＸ軸方向に駆動し、インクジェ
ットヘッド７００をＹ軸方向に駆動させることで、イン
クジェットヘッド７００をチップ群７０８上のいずれの
場所にも自在に移動させることができる。また、チップ
群７０８に対するインクジェットヘッド７００の相対速
度も、各軸方向の駆動機構によって駆動する作業台７０
１とインクジェットヘッド７００の速度によって定ま
る。

【００９４】制御手段７０７は、インクジェットヘッド
７００の発振回路１０２（図１参照）を発振させるため
のインク滴吐出用の電圧を印加し、インク吐出の制御を
行う。また、Ｙ方向駆動モータ７０３には、インクジェ
ットヘッド７００のＹ軸方向の移動を制御する駆動信号
を送信する。作業台駆動モータ７０５には作業台７０１
のＸ軸方向の移動を制御する駆動信号を送信する。

【００９５】なお、本実施の形態では、インクジェット
ヘッド７００はＹ軸方向にしか移動せず、Ｘ軸方向につ
いては作業台７０１が移動するようにした。これを逆に
してもよいし、また、インクジェットヘッド７００又は
作業台７０１のどちらか一方又は双方がＸ軸方向及びＹ
軸方向の双方に移動できるようにしてもよい。

【００９６】ここで、通常、紙への記録に用いられるイ
ンクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッド７
００の各ノズル１２の間隔は３００ｄｐｉ（dots per i
nch）、３６０ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ等
の表示分解能を満たすものである。したがって、従来の
フォトレジストパターン等を利用しようとすれば、各ノ
ズル４の間隔（以下、ピッチという）をこの分解能に合
わせ、チップ上に並べようとするプローブのピッチもこ
れに合わせるようにすればよい。

【００９７】また、インクジェット印刷装置に用いられ
るものと同じインクジェットヘッドを用いてピッチを調
整することもできる。例えば、チップ群７０８のＸ軸方
向又はＹ軸方向に対して平行に設置していたインクジェ
ットヘッド７００を角度を持たせて設置し、Ｘ軸方向又
はＹ軸方向に対する間隔を変化させることでピッチを調
整することができる（図９参照）。

【００９８】以上のように実施形態６によれば、実施形
態１又は２のインクジェットヘッドを用いてＤＮＡチッ
プを製造するようにしたので、従来の接触ピンやキャピ
ラリを用いたＤＮＡチップ製造装置に比べ、ヘッド部分
の移動時間を短くすることができ、時間等を節約するこ
とができる。また、インクジェットヘッドをカートリッ
ジ化し、駆動制御部分から着脱自在にすれば、容易に取
り替えが行え、洗浄を行う必要がないので時間等を節約
することができる。また、他の液体と混ざり合うことも
なく、クロスコンタミネーションを防止することができ
る。その際、リザーバ３１の大きさ、流路３２の長さを
必要最小限にしておけば、ＤＮＡチップ製造の際に残っ
てしまう液体量を少なくすることができ、経済的であ
る。また、インクジェットヘッド７００はＳｉ基板１並
びにガラス基板２及び３を陽極接合で接合しているた
め、接着剤等の有機化合物が溶液に溶け込むこともな
く、溶液に不純物が混入してしまう等の問題も生じな
い。

【００９９】実施の形態７．上述の実施形態６は、ＤＮ
Ａチップの製造について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、プロテイン（蛋白質）
チップ、他の核酸（例えば、Ribo Nucleic Acid：リボ
核酸、Peptide Nucleic Acids：ペプチド核酸等）チッ
プ等、他のバイオ、ウィルス等の生体化学に関する分子
（生体分子）のマイクロアレイ、物質検査のチップ等に
利用することもできる。また、上述の実施の形態では、
ＤＮＡチップを製造するためのプローブとなる溶液を吐
出したが、逆に、生体から採取した標的核酸を吐出させ
るようにしてもよい。また、チップ上でオリゴヌクレオ
チドを化学合成するために用いることもできる。

【０１００】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、インク液
滴を吐出するノズル孔と、ノズル孔の各々に連通する吐
出室（インクキャビティ）と、吐出室（インクキャビテ
ィ）の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、振動板
に変形を生じさせる駆動手段とを備え記駆動手段が振動
板を静電気力により変形させる電極からなるインクジェ
ットヘッドにおいて、振動板のコンプライアンスを３．
３２×１０^-20ｍ⁵／Ｎ〜２．２８×１０^-19ｍ⁵／Ｎの範
囲内に設定したので、高粘度微少量の吐出を可能にして
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。

【図２】図１のインクジェットヘッドの断面側面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図である。

【図４】吐出液の各粘度における振動板コンプライイア
ンスと吐出速度との関係を示した特性図である。

【図５】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。

【図６】図５のインクジェットヘッドの断面側面図であ
る。

【図７】図６のＡ−Ａ線矢視図である。

【図８】本発明の実施形態３に係るインクジェット記録
装置の構成図である。

【図９】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図で
ある。

【図１０】カラーフィルタのフィルタエレメントの配列
例を示した説明図である。

【図１１】本発明の実施形態４に係るカラーフィルタの
製造装置の概要を示した図である。

【図１２】図１１のカラーフィルタ製造装置によりカラ
ーフィルタを製造する過程を工程順に模式的に示した図
である。

【図１３】本発明の実施形態５に係るＥＬ装置の製造方
法の主要工程及び最終的に得られるＥＬ装置の主要断面
構造を示した図である。

【図１４】本発明の実施形態６に係るＤＮＡチップ製造
装置の構成図である。

【符号の説明】

１第１の基板２第２の基板３第３の基板４ノズル孔５振動板６吐出室（インクキャビティ）７オリフィス８リザーバ９振動室１０インクジェットヘッド１５凹部２１電極２４絶縁膜１０１配線１０２発振回路１０３インク１０４インク液滴１０５記録紙３００プラテン３０１インクタンク３０２キャリッジ３０３ポンプ３０４キャップ３０５排インク溜３０６インク供給チューブ３０８廃インク回収チューブ３１０ノズル列３１１画素４００演算部４０１描画イメージ４０２信号４０３描画データ生成装置４０４ドライバー４０５インクジェットヘッド４０５ａ赤色ヘッド４０５ｂ緑色ヘッド４０５ｃ青色ヘッド４０６，４０７送り装置４０８ステージ５００基板５０１カラーフィルタ５０３フィルタエレメント５０４保護膜５０６隔壁５０７フィルタエレメント領域５０８液滴５１２マザー基板５１３フィルタエレメント材料６０１装置６０２各画素電極６０３Ｂ色発光層６０３Ｇ色発光層６０３Ｒ色発光層６０４透明基板６０５バンク６１３対向電極７００インクジェットヘッド７０１作業台７０２Ｙ方向駆動軸７０３Ｙ方向駆動モータ７０４Ｘ方向ガイド軸７０５作業台駆動モータ７０６基台７０７制御手段７０８チップ群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 FA02 FA10 FA15 FB01 2C057 AF99 AG12 AG54 AG55 AJ10 AN01 AN07 AP02 AP24 AQ01 AQ02 BA03 BA04 BA15 2H048 BA02 BA64 BB03 BB28 BB42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液滴を吐出するノズル孔と、該ノ
ズル孔の各々に連通する吐出室と、該吐出室の少なくと
も一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じ
させる駆動手段とを備え、前記駆動手段が前記振動板を
静電気力により変形させる電極からなるインクジェット
ヘッドにおいて、前記振動板のコンプライアンスは、３．３２×１０^-20
ｍ⁵／Ｎ〜２．２８×１０^-19ｍ⁵／Ｎの範囲内にあるこ
とを特徴とするインクジエットヘッド。
【請求項２】前記振動板の板厚は、１０μｍ〜１９μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載のイン
クジエットヘッド。
【請求項３】前記振動板の板厚は、１３±３μｍの範
囲内にあることを特徴とする請求項２記載のインクジエ
ットヘッド。
【請求項４】前記インク液滴の粘度は、５ｃＰ〜５０
ｃＰの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至３の
何れかに記載のインクジエットヘッド。
【請求項５】１回に吐出する液滴量は５ｎｇ〜３０ｎ
ｇの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至４の何
れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】前記インク液滴の粘度は５ｃＰ〜１０ｃ
Ｐの範囲内で、且つ、前記振動板の板厚は１０μｍ〜１
９μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至５
の何れかに記載のインクジエットヘッド。
【請求項７】前記振動板と前記電極との間の距離は７
００Å〜１２００Åの範囲内にあることを特徴とする請
求項１乃至６の何れかに記載のインクジエットヘッド。
【請求項８】前記振動板と前記電極との間に加える駆
動電圧は、３０Ｖ〜４０Ｖの範囲内であることを特徴と
する請求項１乃至７の何れかに記載のインクジエットヘ
ッド。
【請求項９】請求項１乃至８の何れかに記載のインク
ジェットヘッドが搭載されたことを特徴とするインクジ
ェットヘッド記録装置。
【請求項１０】請求項１乃至８の何れかに記載のイン
クジェットヘッドが搭載されたことを特徴とするカラー
フィルタの製造装置。
【請求項１１】請求項１乃至８の何れかに記載のイン
クジェットヘッドが載されたことを特徴とする電界発光
基板製造装置。
【請求項１２】請求項１乃至８の何れかに記載のイン
クジェットヘッドが載されたことを特徴とするマイクロ
アレイ製造装置。