JP2003257642A - Functional element substrate and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吐出装置を用いて
機能性材料の膜形成を行うことによって形成された機能
性素子基板ならびにその機能性素子基板を用いた画像表
示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional element substrate formed by forming a film of a functional material using an ejection device, and an image display device using the functional element substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年液晶ディスプレイに替わる自発光型
ディスプレイとして有機物を用いた発光素子の開発が加
速している。このような素子形成は、機能材料のパター
ン化により行われ、一般的にはフォトリソグラフィー法
により行われている。たとえば、有機物を用いた有機エ
レクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと記す）素子と
しては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１
２）、２１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８７の９１３ペ
ージから示されているように低分子を蒸着法で成膜する
方法が報告されている。また有機ＥＬ素子において、カ
ラー化の手段としては、マスク越しに異なる発光材料を
所望の画素上に蒸着し形成する方法が行われている。し
かしながら、このような真空成膜による方法、フォトリ
ソグラフィー法による方法は、大面積にわたって素子を
形成するには、工程数も多く、生産コストが高いといっ
た欠点がある。2. Description of the Related Art In recent years, the development of a light emitting device using an organic material as a self-luminous display replacing a liquid crystal display has been accelerated. Such element formation is performed by patterning a functional material, and is generally performed by a photolithography method. For example, as an organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) element using an organic material, Appl. Phys. Lett. 51 (1
2), 21 September 1987, as shown on page 913, a method of forming a film of a low molecule by a vapor deposition method has been reported. Further, in the organic EL element, a method of vapor-depositing different light-emitting materials on desired pixels through a mask is used as a means for colorization. However, the vacuum film forming method and the photolithography method have drawbacks in that the number of steps is large and the production cost is high in order to form an element over a large area.
【０００３】このような課題に対して、本発明者は、上
述のごとき有機ＥＬ素子に代表されるような機能性素子
形成のための、機能性材料膜の形成およびパターン化に
あたり、米国特許第３０６０４２９号、米国特許第３２
９８０３０号、米国特許第３５９６２７５号、米国特許
第３４１６１５３号、米国特許第３７４７１２０号、米
国特許第５７２９２５７号等として知られるようなイン
クジェット液滴付与手段によって、真空成膜法とフォト
リソグラフィー・エッチング法等によらずに、安定的に
歩留まり良くかつ低コストで機能性材料を所望の位置に
付与することができるのではないかと考えた。In order to solve such a problem, the present inventor has proposed in US Pat. No. 5,865,961 in forming and patterning a functional material film for forming a functional element represented by an organic EL element as described above. 3060429, U.S. Pat. No. 32
No. 98030, U.S. Pat. No. 3,596,275, U.S. Pat. No. 3,416,153, U.S. Pat. No. 3,747,120, U.S. Pat. Therefore, it was thought that the functional material could be stably applied at a desired position at a low cost.
【０００４】たとえば、機能性素子の一例として有機Ｅ
Ｌ素子を考えた場合、このような有機ＥＬ素子を構成す
る正孔注入／輸送材料ならびに発光材料を溶媒に溶解ま
たは分散させた組成物を、インクジェットヘッドから吐
出させて透明電極基板上にパターニング塗布し、正孔注
入／輸送層ならびに発光材層をパターン形成すれば実現
できると考えたのである。For example, organic E is used as an example of a functional element.
When considering an L element, a composition prepared by dissolving or dispersing a hole injecting / transporting material and a light emitting material forming such an organic EL element in a solvent is ejected from an inkjet head and pattern-coated on a transparent electrode substrate. However, it was thought that this could be achieved by patterning the hole injecting / transporting layer and the light emitting material layer.
【０００５】しかしながら、いわゆるインクを紙に向け
て飛翔、記録を行うインクジェット記録と違い、機能性
材料を含有する溶液を安定的に飛翔させ、基板上に付与
するにはまだまだ未解決の要素が多々存在する。とりわ
け、このような機能性素子基板に高精度なパターンの機
能性素子群を効率よく形成するには大きな工夫が必要と
される。However, unlike ink jet recording in which so-called ink is ejected and recorded on paper, there are many unsolved elements for stably ejecting a solution containing a functional material and applying it on a substrate. Exists. In particular, great efforts are required to efficiently form a functional element group having a highly accurate pattern on such a functional element substrate.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き吐出装置を用いて機能性材料の膜形成を行うことによ
って形成された機能性素子基板ならびにその機能性素子
基板を用いた画像表示装置に関するものであり、その第
１の目的は、高精度な機能性素子を有する機能性素子基
板を提案することにある。また第２の目的は、より効率
よく機能性素子群を形成することにある。さらに第３の
目的は、より効率よく機能性素子群を形成する具体的な
構成を提案することにある。また第４の目的は、より効
率よく機能性素子群を形成する具体的な他の構成を提案
することにある。さらに第５の目的は、さらに効率よく
機能性素子を有する機能性素子基板を提案することにあ
る。また第６の目的は、より高精度な機能性素子を有す
る機能性素子基板を提案することにある。さらに第７の
目的は、このような機能性素子基板を用いた画像表示装
置を提案することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a functional element substrate formed by forming a film of a functional material using the above-described ejection device, and an image display device using the functional element substrate. The first object is to propose a functional element substrate having a highly accurate functional element. The second purpose is to more efficiently form the functional element group. Further, a third object is to propose a concrete configuration for forming the functional element group more efficiently. A fourth object is to propose another specific configuration for forming the functional element group more efficiently. Furthermore, a fifth object is to propose a functional element substrate having a functional element more efficiently. A sixth object is to propose a functional element substrate having a highly accurate functional element. Furthermore, a seventh object is to propose an image display device using such a functional element substrate.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、第１に、基板上に機能性材料を含有する
溶液の液滴を噴射付与し、機能性素子群を形成した機能
性素子基板において、前記機能性素子群の１素子は、複
数個の液滴を基板上に付着させたドットイメージにより
形成されるようにした。また第２に、上記第１の機能性
素子基板において、前記機能性素子群の１素子を形成す
る複数個の前記液滴は、マルチノズル型の液滴噴射ヘッ
ドから噴射されるようにした。さらに第３に、上記第２
の機能性素子基板において、前記マルチノズルのノズル
列配列長さは、前記機能性素子を駆動する電極間距離と
同等もしくはそれより大となるように前記ノズルの数お
よびその配列密度を決めた。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention firstly forms a functional element group by jetting droplets of a solution containing a functional material onto a substrate. In the functional element substrate, one element of the functional element group is formed by a dot image in which a plurality of droplets are attached on the substrate. Secondly, in the first functional element substrate, the plurality of droplets forming one element of the functional element group are ejected from a multi-nozzle type droplet ejection head. Thirdly, the second
In the functional element substrate, the number of nozzles and the array density of the nozzles are determined so that the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle is equal to or longer than the inter-electrode distance for driving the functional element.
【０００８】また第４に、上記第３の機能性素子基板に
おいて、前記液滴噴射ヘッドがキャリッジに搭載される
とともに、前記基板の前面を直交するＸおよびＹの２方
向に前記液滴噴射ヘッドと前記基板が互いに相対移動を
行いつつ、前記液滴を噴射して前記機能性素子群が形成
される機能性素子基板であって、前記マルチノズルのノ
ズル列配列方向に垂直な方向に相対移動しつつ前記液滴
を噴射して前記機能性素子を形成していく方向を主走査
方向とし、該主走査方向に垂直な方向（ノズル列配列方
向と同じ方向）を副走査方向とする時、該副走査方向へ
の前記液滴噴射ヘッドと前記基板の相対移動は、形成さ
れる前記機能性素子群の隣接ピッチ単位で行うようにし
た。Fourthly, in the third functional element substrate, the liquid droplet ejecting head is mounted on a carriage, and the liquid droplet ejecting head is arranged in two directions of X and Y orthogonal to the front surface of the substrate. Is a functional element substrate in which the functional element group is formed by ejecting the liquid droplets while the substrate and the substrate relatively move relative to each other, and relatively moves in a direction perpendicular to the nozzle row arrangement direction of the multi-nozzle. When the direction in which the droplets are ejected and the functional element is formed is the main scanning direction and the direction perpendicular to the main scanning direction (the same direction as the nozzle array arrangement direction) is the sub-scanning direction, The relative movement of the liquid droplet ejecting head and the substrate in the sub-scanning direction is performed in units of adjacent pitches of the functional element group to be formed.
【０００９】さらに第５に、上記第３の機能性素子基板
において、前記液滴噴射ヘッドがキャリッジに搭載され
るとともに、前記基板の前面をＸ方向にキャリッジ走査
を行いつつ、前記液滴を噴射するとともに前記基板を搬
送して前記機能性素子群が形成される機能性素子基板で
あって、前記マルチノズルのノズル列配列方向にほぼ垂
直な方向にキャリッジ走査を行いつつ前記液滴を噴射し
て前記機能性素子を形成していく方向を主走査方向と
し、該主走査方向に垂直な方向を副走査方向とする時、
該副走査方向への前記基板の搬送は、形成される前記機
能性素子群の隣接ピッチ単位で行うようにした。Fifthly, in the third functional element substrate, the droplet jetting head is mounted on a carriage, and the droplets are jetted while performing carriage scanning on the front surface of the substrate in the X direction. And a functional element substrate on which the functional element group is formed by transporting the substrate and ejecting the droplets while performing carriage scanning in a direction substantially perpendicular to the nozzle row arrangement direction of the multi-nozzle. When the direction in which the functional element is formed is the main scanning direction and the direction perpendicular to the main scanning direction is the sub-scanning direction,
The transfer of the substrate in the sub-scanning direction is performed in units of adjacent pitches of the functional element group to be formed.
【００１０】また第６に、上記第１〜５のいずれか１の
機能性素子基板において、前記液滴の噴射速度は３〜１
０ｍ／ｓとした。さらに第７に、上記第１〜６のいずれ
か１の機能性素子基板と、この機能性素子基板に対向し
て配置されたカバープレートとを有するような画像表示
装置とした。Sixthly, in the functional element substrate according to any one of the first to fifth aspects, the ejection speed of the droplets is 3-1.
It was set to 0 m / s. Seventhly, an image display device is provided which has the functional element substrate according to any one of the first to sixth aspects and a cover plate arranged so as to face the functional element substrate.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、機能性素子の一例として
有機ＥＬ素子を考えた場合である。ここでは、モザイク
状に区切られたＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）透
明電極パターン４、および透明電極部分を囲む障壁３付
きガラス基板５の当該電極上に、赤、緑、青に発色する
有機ＥＬ材料２を溶解した溶液を各色モザイク状に配列
するように、ノズル１を用いて付与する例を示してい
る。溶液の組成は、たとえば、以下のとおりである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a case where an organic EL element is considered as an example of a functional element. Here, the organic EL material 2 that develops red, green, and blue on the ITO (indium tin oxide) transparent electrode pattern 4 partitioned in a mosaic pattern and the electrode of the glass substrate 5 with the barrier 3 that surrounds the transparent electrode portion. An example is shown in which the nozzle 1 is used so that the solution in which is dissolved is arranged in a mosaic pattern of each color. The composition of the solution is, for example, as follows.
【００１２】 溶液組成物 溶媒・・・・ドデシルベンゼン／ジクロロベンゼン（１／１、体積比） 赤・・・・・ポリフルオレン／ペリレン染料（９８／２、重量比） 緑・・・・・ポリフルオレン／クマリン染料（９８.５／１.５、重量比） 青・・・・・ポリフルオレン[0012] Solution composition Solvent: Dodecylbenzene / dichlorobenzene (1/1, volume ratio) Red: Polyfluorene / Perylene dye (98/2, weight ratio) Green: Polyfluorene / coumarin dye (98.5 / 1.5, weight ratio) Blue: Polyfluorene
【００１３】固形物の溶媒に対する割合は、例えば、
０.４％（重量／体積）とされる。ここで、このような
溶液を付与された基板は、例えば１００℃で加熱し、溶
媒を除去してからこの基板上に適当な金属マスクをしア
ルミニウムを２０００オングストローム蒸着し（不図
示）、ＩＴＯとアルミニウムよりリード線を引き出し、
ＩＴＯを陽極、アルミニウムを陰極として素子が完成す
る。印加電圧は１５ボルト程度で所定の形状で赤、緑、
青色に発光する素子が得られる。そしてこのような素子
を構成した基板は、ガラスあるいはプラスチック等の透
明カバープレートを対向配置、ケーシング（パッケージ
ング）することにより、自発光型の有機ＥＬディスプレ
イ等の画像表示装置とすることができる。The ratio of solid to solvent is, for example,
It is set to 0.4% (weight / volume). Here, the substrate provided with such a solution is heated at, for example, 100 ° C. to remove the solvent, and then a suitable metal mask is applied on the substrate to vapor-deposit aluminum to 2000 angstroms (not shown). Lead wire from aluminum,
A device is completed using ITO as an anode and aluminum as a cathode. The applied voltage is about 15 Volts, and the shape is red, green,
A device that emits blue light is obtained. A substrate having such an element can be used as an image display device such as a self-luminous organic EL display by arranging a transparent cover plate such as glass or plastic so as to face each other and casing (packaging).
【００１４】なお、ここでは機能性素子の一例として有
機ＥＬ素子を考えた場合であるが、必ずしもこのような
素子、材料に限定されるものではない。例えば、機能性
素子として有機トランジスタなども本発明の手法を利用
して好適に製作できる。また、上記例の障壁３を形成す
るためのレジスト材料なども本発明に使用する溶液とし
て利用される。ここで、このような機能性材料を含有し
た溶液を付与する手段として本発明では、インクジェッ
トの技術が適用される。以下にその具体的方法を説明す
る。Although an organic EL element is considered here as an example of a functional element, the element and material are not necessarily limited to such an element. For example, an organic transistor or the like as a functional element can be preferably manufactured by utilizing the method of the present invention. Further, the resist material for forming the barrier 3 in the above example is also used as the solution used in the present invention. Here, in the present invention, an inkjet technique is applied as a means for applying a solution containing such a functional material. The specific method will be described below.
【００１５】図２は、本発明の機能性素子基板の製造装
置の一実施例を説明するための図で、図中、１１は吐出
ヘッドユニット（噴射ヘッド）、１２はキャリッジ、１
３は基板保持台、１４は機能性素子を形成する基板、１
５機能性材料を含有する溶液の供給チューブ、１６は信
号供給ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボック
ス、１８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１
９はキャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０はコ
ンピュータ、２１はコントロールボックス、２２（２２
Ｘ1、２２Ｙ1、２２Ｘ2、２２Ｙ2）は基板位置決め／保
持手段である。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the functional device substrate manufacturing apparatus of the present invention. In the figure, 11 is an ejection head unit (ejection head), 12 is a carriage, and 1 is a carriage.
3 is a substrate holder, 14 is a substrate on which a functional element is formed, 1
Supply tube for solution containing 5 functional materials, 16 signal supply cable, 17 ejection head control box, 18 X direction scan motor of carriage 12,
9 is a Y-direction scan motor of the carriage 12, 20 is a computer, 21 is a control box, 22 (22
X 1 , 22Y 1 , 22X 2 , 22Y 2 ) are substrate positioning / holding means.
【００１６】図３は、本発明の機能性素子基板の製造に
適用される液滴付与装置の構成を示す概略図、図４は、
図３の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの要部概略構
成図である。図３の構成は、図２の構成と異なり、基板
１４側を移動させて機能性素子群を基板に形成するもの
である。図３及び図４において、３１はヘッドアライメ
ント制御機構、３２は検出光学系、３３はインクジェッ
トヘッド、３４はヘッドアライメント微動機構、３５は
制御コンピュータ、３６は画像識別機構、３７はＸＹ方
向走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正制御
機構、４０はインクジェットヘッド駆動・制御機構、４
１は光軸、４２は素子電極、４３は液滴、４４は液滴着
弾位置である。FIG. 3 is a schematic view showing the structure of a droplet applying device applied to the production of the functional element substrate of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a main part of an ejection head unit of the droplet applying device of FIG. 3. The configuration of FIG. 3 is different from the configuration of FIG. 2 in that the substrate 14 side is moved to form the functional element group on the substrate. 3 and 4, 31 is a head alignment control mechanism, 32 is a detection optical system, 33 is an ink jet head, 34 is a head alignment fine movement mechanism, 35 is a control computer, 36 is an image identification mechanism, 37 is an XY direction scanning mechanism, 38 is a position detection mechanism, 39 is a position correction control mechanism, 40 is an inkjet head drive / control mechanism, 4
1 is an optical axis, 42 is an element electrode, 43 is a droplet, and 44 is a droplet landing position.
【００１７】吐出ヘッドユニット１１の液滴付与装置
（インクジェットヘッド３３）としては、任意の液滴を
定量吐出できるものであればいかなる機構でも良く、特
に数〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成できるインクジェ
ット方式の機構が望ましい。インクジェット方式として
は、例えば、米国特許第３６８３２１２号明細書に開示
されている方式（Ｚｏｌｔａｎ方式）、米国特許第３７
４７１２０号明細書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍ
ｅ方式）、米国特許第３９４６３９８号明細書に開示さ
れている方式（Ｋｙｓｅｒ方式）のようにピエゾ振動素
子に、電気的信号を印加し、この電気的信号をピエゾ振
動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って微細
なノズルから液滴を吐出飛翔させるものがあり、通常、
総称してドロップオンデマンド方式と呼ばれている。The droplet applying device (ink jet head 33) of the discharge head unit 11 may be any mechanism as long as it can discharge any droplet in a fixed amount, and particularly, an ink jet capable of forming droplets of several to several hundred pl. A system mechanism is desirable. As the inkjet method, for example, the method disclosed in US Pat. No. 3,683,212 (Zoltan method), US Pat. No. 37.
The method disclosed in Japanese Patent No. 47120 (Stemm
e method), a method (Kyser method) disclosed in U.S. Pat. No. 3,946,398 is applied to the piezoelectric vibrating element, and the electric signal is converted into mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element. , There are those that eject and fly droplets from a fine nozzle according to the mechanical vibration.
They are collectively called the drop-on-demand method.
【００１８】他の方式として、米国特許第３５９６２７
５号明細書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開
示されている方式（Ｓｗｅｅｔ方式）がある。これは連
続振動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小
滴を発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴
を、一様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させ
ることで、記録部材上に記録を行うものであり、通常、
連続流方式、あるいは荷電制御方式と呼ばれている。Another method is US Pat. No. 3,596,627.
There is a system (Sweet system) disclosed in the specification of US Pat. No. 5, the specification of US Pat. This generates small droplets of recording liquid whose charge amount is controlled by the continuous vibration generation method, and the generated small droplets whose charge amount is controlled fly between deflection electrodes to which a uniform electric field is applied. By doing so, recording is performed on the recording member, and normally,
It is called a continuous flow method or a charge control method.
【００１９】さらに他の方式として、特公昭５６−９４
２９号公報に開示されている方式がある。これは液体中
で気泡を発生せしめ、その気泡の作用力により微細なノ
ズルから液滴を吐出飛翔させるものであり、サーマルイ
ンクジェット方式、あるいはバブルインクジェット方式
と呼ばれている。このように液滴を噴射する方式は、ド
ロップオンデマンド方式、連続流方式、サーマルインク
ジェット方式等あるが、必要に応じて適宜その方式を選
べばよい。As another method, Japanese Patent Publication No. 56-94
There is a system disclosed in Japanese Patent No. 29. This is to generate bubbles in a liquid and eject and fly the droplets from a fine nozzle by the action force of the bubbles, which is called a thermal inkjet system or a bubble inkjet system. There are drop-on-demand method, continuous flow method, thermal inkjet method, and the like as the method for ejecting the liquid droplets in this way, and the method may be appropriately selected as necessary.
【００２０】本発明では、図２に示したような機能性素
子基板の製造装置において、基板１４は、この装置の基
板位置決め／保持手段２２によってその保持位置を調整
して決められる。図２では簡略化しているが、基板位置
決め／保持手段２２は基板１４の各辺に当接されるとと
もに、Ｘ方向およびそれに直交するＹ方向にμｍオーダ
で微調整できるようになっているとともに、噴射ヘッド
コントロールボックス１７、コンピュータ２０、コント
ロールボックス２１等と接続され、その位置決め情報お
よび微調整変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミ
ング等は、たえずフィードバックできるようになってい
る。According to the present invention, in the apparatus for manufacturing a functional element substrate as shown in FIG. 2, the substrate 14 is determined by adjusting its holding position by the substrate positioning / holding means 22 of this device. Although it is simplified in FIG. 2, the substrate positioning / holding means 22 is in contact with each side of the substrate 14 and can be finely adjusted in the X direction and the Y direction orthogonal thereto in the order of μm. It is connected to the ejection head control box 17, the computer 20, the control box 21, etc., and the positioning information and the fine adjustment displacement information thereof, the position information of the droplet application, the timing, etc. can be fed back continuously.
【００２１】さらに、本発明の機能性素子基板の製造装
置では、Ｘ、Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない
（基板１４の下に位置するために見えない）、回転位置
調整機構を有している。これに関連して、先に、本発明
の機能性素子基板の形状および形成される機能性素子群
の配列に関して説明する。Further, the functional device substrate manufacturing apparatus of the present invention has a rotational position adjusting mechanism (not shown because it is located under the substrate 14) in addition to the X and Y direction position adjusting mechanism. is doing. In this regard, the shape of the functional element substrate of the present invention and the arrangement of the functional element groups to be formed will be described first.
【００２２】本発明の機能性素子基板は、石英ガラス、
Ｎａ等の不純物含有量を低減させたガラス、青板ガラ
ス、ＳｉＯ2を表面に堆積させたガラス基板およびアル
ミナ等のセラミックス基板等が用いられる。また、軽量
化あるいは可撓性を目的として、ＰＥＴを始めとする各
種プラスチック基板も好適に用いられる。いずれにし
ろ、その形状はこのような基板を経済的に生産、供給す
る、あるいは最終的に製作される機能性素子基板の用途
から、Ｓｉウエハなどとは違って、矩形（直角４辺形）
である。つまり、その矩形形状を構成する縦２辺、横２
辺はそれぞれ、縦２辺が互いに平行、横２辺が互いに平
行であり、かつ縦横の辺は直角をなすような基板であ
る。The functional element substrate of the present invention comprises quartz glass,
Glass having a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, a glass substrate having SiO 2 deposited on its surface, and a ceramic substrate such as alumina are used. Various plastic substrates including PET are also preferably used for the purpose of weight reduction or flexibility. In any case, its shape is rectangular (rectangular quadrangle), unlike Si wafers, etc., because of the use of functional element substrates that are economically produced and supplied or ultimately manufactured.
Is. That is, the vertical 2 sides and the horizontal 2 that form the rectangular shape
Each side is a substrate in which two vertical sides are parallel to each other, two horizontal sides are parallel to each other, and the vertical and horizontal sides form a right angle.
【００２３】このような基板に対して本発明では、形成
される機能性素子群をマトリックス状に配列し、このマ
トリックスの互いに直交する２方向が、この基板の縦方
向の辺あるいは横方向の辺の方向と平行であるように機
能性素子群を配列する。このように機能性素子群をマト
リックス状に配列する理由および、基板の縦横の辺をそ
のマトリックスの直交する２方向と平行になるようにす
る理由を以下に述べる。In the present invention, the functional element groups to be formed are arranged in a matrix on such a substrate, and the two orthogonal directions of this matrix are the sides in the vertical direction or the sides in the horizontal direction. The functional element groups are arranged so as to be parallel to the direction of. The reason for arranging the functional element groups in a matrix in this way and the reason for setting the vertical and horizontal sides of the substrate parallel to the two orthogonal directions of the matrix will be described below.
【００２４】図２あるいは図３に示したように、本発明
では、最初に基板１４と吐出ヘッドユニット１１の溶液
噴射口面の位置関係が決められた後は、特に位置制御を
行うことはない。つまり、吐出ヘッドユニット１１は基
板１４に対して一定の距離を保ちながら機能性素子群の
形成面に対して平行にＸ、Ｙ方向の相対移動を行いつ
つ、上記溶液（たとえば有機ＥＬ材料、あるいは導電性
材料を溶解した溶液、レジスト材料など）の噴射を行
う。つまり、このＸ方向及びＹ方向は互いに直交する２
方向であり、基板の位置決めを行う際に、基板の縦辺あ
るいは横辺をそのＹ方向あるいはＸ方向と平行になるよ
うにしておけば、形成される機能性素子群もそのマトリ
ックス状配列の２方向がそれぞれ平行であるため、相対
移動を行いつつ噴射する機構のみで高精度の素子群形成
を行うことができる。言い換えるならば、本発明のよう
な基板形状、機能性素子群のマトリックス状配列、直交
するＸ、Ｙの２方向の相対移動装置にすれば、素子形成
の液滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行えば、
高精度な機能性素子群のマトリックス状配列が得られる
ということである。As shown in FIG. 2 or 3, in the present invention, after the positional relationship between the substrate 14 and the solution ejection port surface of the ejection head unit 11 is first determined, no particular position control is performed. . That is, the ejection head unit 11 performs relative movement in the X and Y directions in parallel with the surface on which the functional element group is formed while maintaining a constant distance from the substrate 14, while the solution (for example, organic EL material, or A solution in which a conductive material is dissolved, a resist material, etc.) is injected. That is, the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
If the vertical side or the horizontal side of the substrate is parallel to the Y direction or the X direction when the substrate is positioned, the functional element group to be formed is also in the matrix arrangement. Since the directions are parallel to each other, highly accurate element group formation can be performed only by a mechanism that ejects while performing relative movement. In other words, if the substrate shape, the matrix-like arrangement of the functional element group, and the relative movement device in the two directions of X and Y orthogonal to each other are used as in the present invention, the positioning of the substrate before the droplet ejection for element formation is performed. If you do exactly
That is, it is possible to obtain a highly accurate matrix-shaped array of functional element groups.
【００２５】ここで、先ほどの回転位置調整機構に戻っ
て説明する。前述のように、本発明では、素子形成の液
滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行い、Ｘおよ
びＹ方向の相対移動のみを行い、他の制御を行わず、高
精度な機能性素子群のマトリックス状配列を得ようとい
うものである。その際、問題となるのは、最初に基板の
位置決めを行う際の回転方向（Ｘ、Ｙの２方向で決定さ
れる平面に対して垂直方向の軸に対する回転方向）のズ
レである。Here, the rotation position adjusting mechanism will be described again. As described above, according to the present invention, the positioning of the substrate before the droplet ejection for forming the element is accurately performed, only the relative movement in the X and Y directions is performed, and the other control is not performed. It is intended to obtain a matrix-like arrangement of element groups. At this time, what becomes a problem is a deviation of the rotation direction (the rotation direction with respect to the axis perpendicular to the plane determined by the two directions of X and Y) when initially positioning the substrate.
【００２６】この回転方向のズレを補正するために、本
発明では、前述のように、図示しない（基板１４の下に
位置して見えない）、回転位置調整機構を有している。
これにより回転方向のズレも補正し、基板の辺を位置決
めすると、本発明の装置では、ＸおよびＹ方向のみの相
対移動で、高精度な機能性素子群のマトリックス状配列
が得られる。In order to correct the deviation in the rotational direction, the present invention has a rotational position adjusting mechanism (not shown (not visible under the substrate 14)), as described above.
As a result, if the displacement in the rotational direction is also corrected and the sides of the substrate are positioned, in the apparatus of the present invention, a highly precise matrix-like array of functional element groups can be obtained by relative movement only in the X and Y directions.
【００２７】以上は、この回転位置調整機構を、図２の
基板位置決め／保持手段で２２（２２Ｘ1、２２Ｙ1、２
２Ｘ2、２２Ｙ2）とは別物の機構として説明した（基板
１４の下に位置して見えない）が、基板位置決め／保持
手段２２に回転位置調整機構を持たせることも可能であ
る。例えば、基板位置決め／保持手段２２は、基板１４
の辺に当接され、基板位置決め／保持手段２２全体が、
Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整できるようになって
いるが、基板位置決め／保持手段２２の基板１４の辺に
当接される部分において、距離をおいて設けられた２本
のネジが独立に動くようにしておけば、角度調整が可能
である。なお、この回転位置制御情報も上記のＸ、Ｙ方
向の位置決め情報および微調整変位情報等と同様に噴射
ヘッドコントロールボックス１７、コンピュータ２０、
コントロールボックス２１等と接続され、液滴付与の位
置情報、タイミング等が、たえずフィードバックできる
ようになっている。As described above, this rotational position adjusting mechanism is used for the substrate positioning / holding means 22 (22X 1 , 22Y 1 , 2) shown in FIG.
Although described as a mechanism different from (2X 2 , 22Y 2 ) (located under the substrate 14 and not visible), the substrate positioning / holding means 22 may have a rotational position adjusting mechanism. For example, the substrate positioning / holding means 22 may be used for the substrate 14
Of the substrate positioning / holding means 22,
The position can be adjusted in the X direction or the Y direction. However, in the portion of the substrate positioning / holding means 22 abutting on the side of the substrate 14, two screws provided at a distance are independently provided. If you move it, you can adjust the angle. The rotational position control information is also the same as the above-mentioned positioning information in the X and Y directions, the fine adjustment displacement information, etc., and the ejection head control box 17, computer 20,
It is connected to the control box 21 and the like, and the position information, timing, etc. of droplet application can be constantly fed back.
【００２８】次に、本発明の位置決めの他の手段、構成
について説明する。上述の説明において、基板位置決め
／保持手段２２は、基板１４の辺に当接され、基板位置
決め／保持手段２２全体が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位
置を調整できるようにしたものであるが、ここでは、基
板１４の辺ではなく、基板上に互いに直交する２方向に
帯状パターンを設けるようにした例について説明する。
前述のように、本発明では基板上に機能性素子群をマト
リックス状に配列して形成されるが、ここでは、前記の
ような互いに直交する２方向の帯状パターンをこのマト
リックスの互いに直交する２方向と平行になるように形
成しておく。このようなパターンは、基板上にフォトフ
ァブリケーション技術によって容易に形成できる。Next, another positioning means and structure of the present invention will be described. In the above description, the board positioning / holding means 22 is brought into contact with the side of the board 14 so that the whole board positioning / holding means 22 can adjust its position in the X direction or the Y direction. Now, an example will be described in which the strip-shaped patterns are provided on the substrate not in the sides of the substrate 14 but in two directions orthogonal to each other.
As described above, according to the present invention, the functional element groups are arranged in a matrix on the substrate, but here, the above-described two-direction strip-shaped patterns that are orthogonal to each other are formed on the substrate so that they are orthogonal to each other. It is formed so as to be parallel to the direction. Such a pattern can be easily formed on the substrate by a photofabrication technique.
【００２９】あるいは、上述のようなパターンをその目
的のためだけに作成するのではなく、素子電極４２（図
４）や、各素子のＸ方向配線やＹ方向配線等の配線パタ
ーンを本発明の互いに直交する２方向の帯状パターンと
みなしてもよい。このような帯状パターンを設けておけ
ば、図４で後述するような、ＣＣＤカメラとレンズとを
用いた検出光学系３２によってパターン検出ができ、位
置調整にフィードバックできる。Alternatively, the pattern as described above is not created only for that purpose, but the element electrodes 42 (FIG. 4) and the wiring patterns such as the X-direction wiring and the Y-direction wiring of each element are provided by the present invention. It may be regarded as a band-shaped pattern in two directions orthogonal to each other. If such a band-shaped pattern is provided, pattern detection can be performed by the detection optical system 32 using a CCD camera and a lens, which will be described later with reference to FIG.
【００３０】次に、上記Ｘ、Ｙ方向に対して垂直方向で
あるＺ方向であるが、本発明では、最初に基板１４と吐
出ヘッドユニット１１の溶液噴射口面の位置関係が決め
られた後は、特に位置制御を行うことはない。つまり、
吐出ヘッドユニット１１は基板１４に対して一定の距離
を保ちながらＸ、Ｙ方向の相対移動を行いつつ、機能性
材料を含有する溶液の噴射を行うが、その噴射時には、
吐出ヘッドユニット１１のＺ方向の位置制御は特に行わ
ない。その理由は、噴射時にその制御を行うと、機構、
制御システム等が複雑になるだけではなく、基板１４へ
の液滴付与による機能性素子の形成が遅くなり、生産性
が著しく低下するからである。Next, in the Z direction, which is a direction perpendicular to the X and Y directions, in the present invention, after the positional relationship between the substrate 14 and the solution ejection port surface of the ejection head unit 11 is first determined. Does not particularly perform position control. That is,
The ejection head unit 11 ejects the solution containing the functional material while performing relative movement in the X and Y directions while maintaining a constant distance with respect to the substrate 14. At the time of ejection,
The position control of the ejection head unit 11 in the Z direction is not particularly performed. The reason is that if the control is performed during injection, the mechanism,
This is because not only the control system and the like become complicated, but also the formation of the functional element due to the application of the droplets to the substrate 14 becomes slow and the productivity is remarkably reduced.
【００３１】かわりに、本発明では基板１４の平面度や
その基板１４を保持する部分の装置の平面度、さらに吐
出ヘッドユニット１１をＸ、Ｙ方向に相対移動を行わせ
るキャリッジ機構等の精度を高めるようにすることで、
噴射時のＺ方向制御を行わず、吐出ヘッドユニット１１
と基板１４のＸ、Ｙ方向の相対移動を高速で行い、生産
性を高めている。一例をあげると、本発明の溶液付与時
（噴射時）における基板１４と吐出ヘッドユニット１１
の溶液噴射口面の距離の変動は５ｍｍ以下におさえられ
ている（基板１４のサイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以
上、４０００ｍｍ×４０００ｍｍ以下の場合）。Instead, according to the present invention, the flatness of the substrate 14, the flatness of the device holding the substrate 14, and the accuracy of the carriage mechanism or the like for relatively moving the ejection head unit 11 in the X and Y directions. By increasing it,
The ejection head unit 11 is not controlled in the Z direction during ejection.
The relative movement of the substrate 14 in the X and Y directions is performed at a high speed to improve productivity. As an example, the substrate 14 and the ejection head unit 11 at the time of applying the solution (at the time of jetting) of the present invention
The variation of the distance of the solution injection port surface is suppressed to 5 mm or less (when the size of the substrate 14 is 200 mm × 200 mm or more and 4000 mm × 4000 mm or less).
【００３２】なお、通常、Ｘ、Ｙ方向の２方向で決まる
平面は水平（鉛直方向に対して垂直な面）に維持される
ように装置構成されるが、基板１４が小さい場合（例え
ば５００ｍｍ×５００ｍｍ以下の場合）には必ずしも
Ｘ、Ｙ方向の２方向で決まる平面を水平にする必要はな
く、その装置にとってもっとも効率的な基板１４の配置
の位置関係になるようにすればよい。Note that the plane is normally constructed so that the plane defined by the two directions of the X and Y directions is kept horizontal (plane perpendicular to the vertical direction), but when the substrate 14 is small (for example, 500 mm ×). (In the case of 500 mm or less), it is not always necessary to make the plane defined by the two directions of the X and Y directions horizontal, and the positional relationship of the arrangement of the substrate 14 may be the most efficient for the apparatus.
【００３３】次に、本発明の他の実施例を説明するが、
本発明はこれらの例に限定されるものではない。図３
は、図２の場合と違い、吐出ヘッドユニット１１と基板
（機能性素子基板）１４の相対移動を行う際に、機能性
素子基板１４側を移動させる例である。図４は、図３の
装置の吐出ヘッドユニットを拡大して示した概略構成図
である。まず、図３において、３７はＸＹ方向走査機構
であり、その上に機能性素子基板１４が載置してある。
基板１４上の機能性素子は、例えば、図１のものと同じ
構成であり、単素子としては図１に示した構成と同様
に、ガラス基板５（機能性素子基板１４に相当する）、
障壁３、ＩＴＯ透明電極４よりなっている。この機能性
素子基板１４の上方に液滴を付与する吐出ヘッドユニッ
ト１１が位置している。本実施例では、吐出ヘッドユニ
ット１１は固定で、機能性素子基板１４がＸＹ方向走査
機構３７により任意の位置に移動することで吐出ヘッド
ユニット１１と機能性素子基板１４との相対移動が実現
される。Next, another embodiment of the present invention will be described.
The invention is not limited to these examples. Figure 3
2 is an example in which, unlike the case of FIG. 2, the functional element substrate 14 side is moved when the ejection head unit 11 and the substrate (functional element substrate) 14 are relatively moved. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an enlarged ejection head unit of the apparatus of FIG. First, in FIG. 3, reference numeral 37 denotes an XY direction scanning mechanism, on which the functional element substrate 14 is placed.
The functional element on the substrate 14 has, for example, the same configuration as that shown in FIG. 1, and the single element has a glass substrate 5 (corresponding to the functional element substrate 14) as in the configuration shown in FIG.
It comprises a barrier 3 and an ITO transparent electrode 4. Above the functional element substrate 14, the ejection head unit 11 that applies droplets is located. In this embodiment, the ejection head unit 11 is fixed, and the functional element substrate 14 is moved to an arbitrary position by the XY direction scanning mechanism 37, whereby the relative movement between the ejection head unit 11 and the functional element substrate 14 is realized. It
【００３４】次に、図４により吐出ヘッドユニット１１
の構成を説明する。図４において、３２は基板１４上の
画像情報を取り込む検出光学系であり、液滴４３を吐出
させるインクジェットヘッド３３に近接し、検出光学系
３２の光軸４１および焦点位置と、インクジェットヘッ
ド３３による液滴４３の着弾位置４４とが一致するよう
配置されている。この場合、図３に示す検出光学系３２
とインクジェットヘッド３３との位置関係はヘッドアラ
イメント微動機構３４とヘッドアライメント制御機構３
１により精密に調整できるようになっている。また、検
出光学系３２には、ＣＣＤカメラとレンズとを用いてい
る。Next, referring to FIG. 4, the ejection head unit 11
The configuration of will be described. In FIG. 4, reference numeral 32 denotes a detection optical system that captures image information on the substrate 14, and is close to an inkjet head 33 that ejects droplets 43, and the optical axis 41 and the focus position of the detection optical system 32 and the inkjet head 33 are used. It is arranged so that the landing position 44 of the droplet 43 coincides. In this case, the detection optical system 32 shown in FIG.
The positional relationship between the inkjet head 33 and the head alignment fine adjustment mechanism 34 and the head alignment control mechanism 3
1 makes it possible to make precise adjustments. A CCD camera and a lens are used for the detection optical system 32.
【００３５】図３において、３６は先の検出光学系３２
で取り込まれた画像情報を識別する画像識別機構であ
り、画像のコントラストを２値化し、２値化した特定コ
ントラスト部分の重心位置を算出する機能を有したもの
である。具体的には（株）キーエンス製の高精度画像認
識装置、ＶＸ−４２１０を用いることができる。これに
よって得られた画像情報に機能性素子基板１４上におけ
る位置情報を与える手段が位置検出機構３８である。こ
れには、ＸＹ方向走査機構３７に設けられたリニアエン
コーダ等の測長器を利用することができる。また、これ
らの画像情報と機能性素子基板１４上での位置情報をも
とに、位置補正を行うのが位置補正制御機構３９であ
り、この機構によりＸＹ方向走査機構３７の動きに補正
が加えられる。また、インクジェットヘッド制御・駆動
機構４０によってインクジェットヘッド３３が駆動さ
れ、液滴が機能性素子基板１４上に付与される。これま
で述べた各制御機構は、制御用コンピュータ３５により
集中制御される。In FIG. 3, reference numeral 36 designates the above-mentioned detection optical system 32.
This is an image identification mechanism for identifying the image information taken in by, and has a function of binarizing the contrast of the image and calculating the barycentric position of the binarized specific contrast portion. Specifically, VX-4210, a high-precision image recognition device manufactured by Keyence Corporation, can be used. The position detecting mechanism 38 is means for giving the position information on the functional element substrate 14 to the image information obtained by this. For this, a length measuring device such as a linear encoder provided in the XY direction scanning mechanism 37 can be used. Further, the position correction control mechanism 39 performs position correction based on the image information and the position information on the functional element substrate 14. By this mechanism, the movement of the XY direction scanning mechanism 37 is corrected. To be In addition, the inkjet head 33 is driven by the inkjet head control / drive mechanism 40, and droplets are applied onto the functional element substrate 14. The control mechanisms described above are centrally controlled by the control computer 35.
【００３６】なお、以上の説明は、吐出ヘッドユニット
１１は固定で、機能性素子基板１４がＸＹ方向走査機構
３７により任意の位置に移動することで吐出ヘッドユニ
ット１１と機能性素子基板１４との相対移動を実現して
いるが、図２に示した、機能性素子基板１４を固定と
し、吐出ヘッドユニット１１がＸＹ方向に走査するよう
な構成としてもよいことはいうまでもない。特に、２０
０ｍｍ×２００ｍｍ程度の中型基板〜２０００ｍｍ×２
０００ｍｍあるいはそれ以上の大型基板の製作に適用す
る場合には、後者のように機能性素子基板１４を固定と
し、吐出ヘッドユニット１１が直交するＸ、Ｙの２方向
に走査するようにし、溶液の液滴の付与をこのような直
交する２方向に順次行うようにする構成とした方がよ
い。In the above description, the ejection head unit 11 is fixed, and the functional element substrate 14 is moved to an arbitrary position by the XY direction scanning mechanism 37, whereby the ejection head unit 11 and the functional element substrate 14 are separated from each other. Although relative movement is realized, it goes without saying that the functional element substrate 14 shown in FIG. 2 may be fixed and the ejection head unit 11 may scan in the XY directions. Especially, 20
Medium-sized substrate of about 0 mm x 200 mm to 2000 mm x 2
In the case of applying to the production of a large substrate of 000 mm or more, the functional element substrate 14 is fixed like the latter, and the ejection head unit 11 is made to scan in two directions of X and Y orthogonal to each other. It is preferable that the droplets are sequentially applied in such two orthogonal directions.
【００３７】また、逆に、例えば軽いプラスチック基板
を使用する場合や、基板サイズが比較的小さい場合（１
００ｍｍ×１００ｍｍ〜８００ｍｍ×８００ｍｍ程度）
においては、インクジェットプリンタの紙搬送を行うよ
うにすることも考えられる。つまり、キャリッジ１２に
搭載された吐出ヘッドユニット１１が、Ｘ方向のみ（も
しくはＹ方向のみ）に走査され、基板がＹ方向（もしく
はＸ方向）に搬送され、その場合は、生産性が著しく向
上する。On the contrary, when a light plastic substrate is used, or when the substrate size is relatively small (1
(00 mm x 100 mm to 800 mm x 800 mm)
In the above, it may be considered to carry the paper of an inkjet printer. That is, the ejection head unit 11 mounted on the carriage 12 is scanned only in the X direction (or only in the Y direction) and the substrate is transported in the Y direction (or the X direction), in which case the productivity is remarkably improved. .
【００３８】基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ程度
以下の場合には、液滴付与のための吐出ヘッドユニット
を２００ｍｍの範囲をカバーできるラージアレイマルチ
ノズルタイプとし、吐出ヘッドユニットと基板の相対移
動を直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に行うことな
く、１方向のみ（例えば、Ｘ方向のみ）に相対移動させ
て行うことも可能であり、また、量産性も高くすること
ができるが、基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上
の場合には、そのような２００ｍｍの範囲をカバーでき
るラージアレイマルチノズルタイプの吐出ヘッドユニッ
トを製作することは技術的／コスト的に実現困難であ
り、本発明のように、吐出ヘッドユニット１１が直交す
るＸ、Ｙの２方向に走査するようにし、溶液の液滴の付
与をこのような直交する２方向に順次行うようにする構
成とした方がよい。When the substrate size is about 200 mm × 200 mm or less, the ejection head unit for applying liquid droplets is a large array multi-nozzle type capable of covering a 200 mm range, and the relative movement of the ejection head unit and the substrate is orthogonal. It is possible to perform relative movement only in one direction (for example, only in the X direction) instead of performing in two directions (X direction and Y direction), and mass productivity can be improved. Is 200 mm × 200 mm or more, it is technically / costly difficult to realize a large array multi-nozzle type ejection head unit capable of covering such a 200 mm range. The ejection head unit 11 is made to scan in two directions of X and Y which are orthogonal to each other, and application of the liquid droplets of the solution is orthogonal to such. It is better to have a structure in which the operations are performed sequentially in two directions.
【００３９】特に、最終的な基板としては、２００ｍｍ
×２００ｍｍより小さいものを製作する場合であって
も、大きな基板から複数個取りして製作するような場合
には、その元の基板は、４００ｍｍ×４００ｍｍ〜２０
００ｍｍ×２０００ｍｍあるいはそれ以上のものを使用
することになるので、吐出ヘッドユニット１１が直交す
るＸ、Ｙの２方向に走査するようにし、溶液の液滴の付
与をこのような直交する２方向に順次行うようにする構
成としたほうがよい。In particular, the final substrate is 200 mm
Even in the case of manufacturing a substrate with a size of less than × 200 mm, if a plurality of substrates are to be manufactured from a large substrate, the original substrate is 400 mm × 400 mm to 20 mm.
Since the size of 00 mm × 2000 mm or more is used, the ejection head unit 11 scans in two directions of X and Y which are orthogonal to each other, and application of the droplets of the solution is performed in such two directions orthogonal to each other. It is better to have a configuration in which they are performed sequentially.
【００４０】液滴４３の材料には、先に述べた有機ＥＬ
材料の他に、例えばポリフェニレンビニレン系（ポリパ
ラフェニリレンビニレン系誘導体）、ポリフェニレン系
誘導体、その他、ベンゼン誘導体に可溶な低分子系有機
ＥＬ材料、高分子系有機ＥＬ材料、ポリビニルカルバゾ
ール等の材料を用いることができる。有機ＥＬ材料の具
体例としては、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェ
ニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイル
レッド、クマリン６、キナクリドン、ポリチオフェン誘
導体等が挙げられる。また、有機ＥＬ表示における周辺
材料である電子輸送性、ホール輸送性材料も本発明の機
能性素子を製作する機能材料として使用される。The material of the droplet 43 is the organic EL described above.
In addition to materials, for example, polyphenylene vinylene-based (polyparaphenylene vinylene-based derivatives), polyphenylene-based derivatives, and other low-molecular organic EL materials soluble in benzene derivatives, high-molecular organic EL materials, polyvinylcarbazole, and other materials Can be used. Specific examples of the organic EL material include rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, quinacridone, and polythiophene derivative. Further, the electron transporting and hole transporting materials which are the peripheral materials in the organic EL display are also used as the functional material for manufacturing the functional element of the present invention.
【００４１】本発明の機能性素子を製作する機能材料と
しては、この他に半導体等に多用される層間絶縁膜のシ
リコンガラスの前駆物質であるか、シリカガラス形成材
料を挙げることができる。かかる前駆物質として、ポリ
シラザン（例えば東燃製）、有機ＳＯＧ材料等が挙げら
れる。また有機金属化合物を用いても良い。更に、他の
例として、カラーフィルター用材料が挙げられる。具体
的には、スミカレッドＢ（商品名、住友化学製染料）、
カヤロンフアストイエローＧＬ（商品名、日本化薬製染
料）、ダイアセリンフアストブリリアンブルーＢ（商品
名、三菱化成製染料）等の昇華染料等を用いることがで
きる。As the functional material for manufacturing the functional element of the present invention, other than the above, a precursor of silicon glass of an interlayer insulating film which is frequently used for semiconductors or the like, or a silica glass forming material can be mentioned. Examples of such precursors include polysilazane (for example, manufactured by Tonen) and organic SOG materials. Alternatively, an organometallic compound may be used. Further, as another example, a material for a color filter can be cited. Specifically, Sumika Red B (trade name, Sumitomo Chemical dye),
Sublimation dyes such as Kayaron Huast Yellow GL (trade name, dye manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and Diacerine Hurst Brilliant Blue B (trade name, dye manufactured by Mitsubishi Kasei) can be used.
【００４２】本発明の溶液組成物において、ベンゼン誘
導体の沸点が１５０℃以上であることが好ましい。この
ような溶媒の具体例としては、Ｏ−ジクロロベンゼン、
ｍ−ジクロロベンゼン、１，２，３−トリクロロベンゼ
ン、Ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、１−ク
ロロナフタレン、ブロモベンゼン、Ｏ−ジブロモベンゼ
ン、１−ジブロモナフタレン等が挙げられる。これらの
溶媒を用いることにより、溶媒の揮散が防げるので好適
である。これらの溶媒は芳香族化合物に対する溶解度が
大きく好適である。また、本発明の溶液組成物ドデシル
ベンゼンを含むことが好ましい。ドデシルベンゼンとし
てはｎ−ドデシルベンゼン単一でも良く、また異性体の
混合物を用いることもできる。In the solution composition of the present invention, the boiling point of the benzene derivative is preferably 150 ° C. or higher. Specific examples of such a solvent include O-dichlorobenzene,
Examples thereof include m-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, O-chlorotoluene, p-chlorotoluene, 1-chloronaphthalene, bromobenzene, O-dibromobenzene and 1-dibromonaphthalene. It is preferable to use these solvents because volatilization of the solvents can be prevented. These solvents are suitable because they have high solubility in aromatic compounds. Further, it is preferable that the solution composition of the present invention contains dodecylbenzene. The dodecylbenzene may be a single n-dodecylbenzene or a mixture of isomers.
【００４３】この溶媒は、沸点３００℃以上、粘度６ｃ
ｐ以上（２０℃）の特性を有し、この溶媒単一でももち
ろん良いが、他の溶媒に加えることにより、溶媒の揮散
を効果的に防げ、好適である。また上記溶媒のうちドデ
シルベンゼン以外は粘度が比較的小さいため、この溶媒
を加えることにより粘度も調整できるため非常に好適で
ある。本発明によれば、上述したような溶液組成物を吐
出装置により基板上に吐出により供給した後、基板を吐
出時温度より高温で処理して膜化する機能膜形成法が提
供される。吐出温度は室温であり、吐出後基板を加熱す
ることが好ましい。このような処理をすることにより、
吐出時溶媒の揮散、温度の低下により析出した内容物が
再溶解され、均一、均質な機能膜を得ることができる。This solvent has a boiling point of 300 ° C. or higher and a viscosity of 6c.
It has a characteristic of p or more (20 ° C.) and, of course, a single solvent may be used, but by adding it to another solvent, volatilization of the solvent can be effectively prevented, which is preferable. Further, among the above-mentioned solvents, the viscosity other than dodecylbenzene is relatively small, and the viscosity can be adjusted by adding this solvent, which is very suitable. According to the present invention, there is provided a functional film forming method in which a solution composition as described above is supplied onto a substrate by a discharging device and then the substrate is treated at a temperature higher than the temperature at the time of discharging to form a film. The discharge temperature is room temperature, and it is preferable to heat the substrate after discharge. By performing such processing,
At the time of discharge, the deposited content is redissolved due to volatilization of the solvent and a decrease in temperature, and a uniform and homogeneous functional film can be obtained.
【００４４】上述の機能膜の作製法において、吐出組成
物を吐出装置により基板上に供給後、基板を吐出時温度
より高温に処理する際に、加圧しながら加熱することが
好ましい。このように処理することにより、加熱時の溶
媒の揮散を遅らすことができ、内容物の再溶解が更に促
進される。その結果、均一、均質な機能膜を得ることが
できる。また、上述の機能膜の作製法において、前記基
板を高温処理後直ちに減圧にし、溶媒を除去することが
好ましい。このように処理することにより、溶媒の濃縮
時の内容物の相分離を防ぐことができる。In the above-described method for producing a functional film, it is preferable that after the discharge composition is supplied onto the substrate by the discharge device, when the substrate is processed at a temperature higher than the discharge temperature, heating is performed while applying pressure. By such treatment, the evaporation of the solvent at the time of heating can be delayed, and the redissolution of the contents is further promoted. As a result, a uniform and uniform functional film can be obtained. Further, in the above-described method for producing a functional film, it is preferable that the substrate is depressurized immediately after the high temperature treatment to remove the solvent. By such treatment, phase separation of the contents at the time of concentration of the solvent can be prevented.
【００４５】上述のようにして液滴４３を吐出ヘッドユ
ニット（噴射ヘッド）１１により所望の素子電極部に付
与する際には、付与すべき位置を検出光学系３２と画像
識別装置３６とで計測し、その計測データ、吐出ヘッド
ユニット（噴射ヘッド）１１の吐出口面と機能性素子基
板１４の距離、キャリッジの移動速度に基づいて補正座
標を生成し、この補正座標通りに機能性素子基板１４前
面で吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１をＸ、Ｙ方
向に移動せしめながら液滴を付与する。検出光学系３２
としては、ＣＣＤカメラ等とレンズを組み合わせたもの
を用い、画像識別装置３６としては、市販のもので画像
を２値化しその重心位置を求めるもの等を用いることが
できる。When the droplet 43 is applied to the desired element electrode portion by the ejection head unit (ejection head) 11 as described above, the position to be applied is measured by the detection optical system 32 and the image identification device 36. Then, correction coordinates are generated based on the measurement data, the distance between the ejection port surface of the ejection head unit (ejection head) 11 and the functional element substrate 14, and the moving speed of the carriage. Droplets are applied while moving the ejection head unit (jet head) 11 in the X and Y directions on the front surface. Detection optical system 32
A combination of a CCD camera and a lens can be used as the image recognition device 36, and a commercially available device that binarizes the image and obtains the position of its center of gravity can be used as the image identification device 36.
【００４６】以上の説明より明らかなように、本発明の
機能性素子基板は、機能性材料を含有する溶液をインク
ジェットの原理で空中を飛翔させ、基板上に液滴として
付与して製作されるものであるが、高精度な機能性素子
を形成するためには、液滴を基板上に付着させたドット
イメージにより形成する場合の機能性素子パターンの精
度が重要であり、このパターン精度を上げるためにはま
だ解決しなければならない点がいくつかある。それらの
うちの１つとしてあげられるのが、パターンのなめらか
さである。As is clear from the above description, the functional element substrate of the present invention is manufactured by causing a solution containing a functional material to fly in the air according to the principle of ink jet and imparting it as droplets on the substrate. However, in order to form a highly accurate functional element, the accuracy of the functional element pattern when forming a dot image in which droplets are adhered onto a substrate is important. There are still some issues that need to be resolved in order to do so. One of them is the smoothness of the pattern.
【００４７】前述の図３あるいは図４では、素子電極４
２の間に液滴４３を１滴付着させるようなイメージを示
した。そして機能性素子部も丸いイメージで示した（図
４では液滴着弾位置４４として丸いイメージを示し
た。）。つまり、それほど精度を要求しないような機能
性素子を形成するのであれば、素子電極４２の間に大き
な１滴の液滴により大きな１つのドットで、この機能性
素子部を形成すればよい。例えば、素子電極４２の距離
が５〜１０ｍｍであり、１滴によるドット径もΦ８〜１
５ｍｍ程度の場合には、１滴付着させて機能性素子部を
形成すればよい。この場合、それほど高精度の機能性素
子は望めないが、単に機能を発揮すること（例えばＥＬ
素子の場合、単に発光すること）ができればよいという
程度のものであればこの方が効率よくできる。In FIG. 3 or 4 described above, the device electrode 4
An image is shown in which one drop 43 is deposited between the two. The functional element portion is also shown as a round image (in FIG. 4, a round image is shown as the droplet landing position 44). In other words, if a functional element that does not require such high precision is formed, this functional element portion may be formed with one large dot between the element electrodes 42 by one large droplet. For example, the distance of the element electrode 42 is 5 to 10 mm, and the dot diameter of one drop is Φ8 to 1
In the case of about 5 mm, one drop may be attached to form the functional element portion. In this case, it is not possible to expect a highly accurate functional element, but it is necessary to simply exert the function (for example, EL
In the case of an element, this is more efficient as long as it can simply emit light.
【００４８】しかしながら、本発明では、この機能性素
子部は複数滴によって形成する。つまり、本発明は、高
精度かつ高密度に配列された機能性素子群を形成するた
めの発明であり、例えば、図５に示すように、液滴１つ
によりドット１つ（４４のみ）で機能性素子部を形成す
るという精度の粗いものではない。However, in the present invention, this functional element portion is formed by a plurality of droplets. That is, the present invention is an invention for forming a functional element group arranged with high precision and high density, and for example, as shown in FIG. 5, one droplet forms one dot (only 44). The precision of forming the functional element portion is not rough.
【００４９】１つの好適な例をあげると、本発明では、
前述の素子電極４２の距離は４００μｍである。そして
１滴だけ単独に付着させた場合のドット径は約Φ５００
μｍである。この場合、本発明では、図６に示すよう
に、４滴の液滴をこの素子電極４２の４００μｍ間を埋
めるパターン４４1〜４４4を形成するように打ち込むよ
うにしている。つまり、大きな１滴だけによってこの素
子電極４２の４００μｍ間を埋める（図５）というラフ
な方法ではなく、小さな複数滴（図６の場合、４滴）の
液滴により高精度なパターンを形成し、高精度な機能性
素子を形成するのである。この図６に示した例の場合の
ように４滴のドットパターンを重ねて付着させた場合の
１つのドット径は約Φ１４０μｍである。なお、このよ
うな液滴およびドットを形成するための具体的な条件を
以下に示す。以下の例は有機ＥＬ素子群を形成する例で
ある。According to one preferred example of the present invention,
The distance between the device electrodes 42 is 400 μm. And the dot diameter when only one drop is attached is about Φ500.
μm. In this case, according to the present invention, as shown in FIG. 6, four droplets are ejected so as to form patterns 44 1 to 44 4 filling 400 μm of the element electrode 42. That is, a high-precision pattern is formed by a plurality of small droplets (4 droplets in FIG. 6), not a rough method of filling 400 μm of the device electrode 42 with only one large droplet (FIG. 5). That is, a highly accurate functional element is formed. When four dot patterns are overlapped and attached as in the case of the example shown in FIG. 6, one dot diameter is about Φ140 μm. Specific conditions for forming such droplets and dots are shown below. The following example is an example of forming an organic EL element group.
【００５０】使用した溶液は、Ｏ−ジクロロベンゼン／
ドデシルベンゼンの混合溶液にポリヘキシルオキシフェ
ニレンビニレンを０.２重量パーセント混合した溶液で
ある。また、使用した噴射ヘッドは、ノズル径はΦ５０
μｍで、１８０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）ピ
ッチ配列で４ノズルのマルチノズルヘッドである。１つ
のピエゾ素子への入力電圧を４５Ｖとし、駆動周波数
は、１.８ｋＨｚとした。その際、ジェット初速度とし
て６.５ｍ／ｓを得ており、１滴の質量は１８０ｐｌで
ある。キャリッジ走査速度（Ｘ方向）は５ｍ／ｓとし
た。なお、噴射ヘッドノズルと基板間の距離は３ｍｍと
した。また、滴飛翔時の滴の形状を、素子形成と同じ条
件で別途噴射、観察し、その形状が、基板面に付着する
直前（本発明例では３ｍｍ）にほぼ丸い滴になるように
駆動波形を制御して噴射させた。なお、以上の溶液およ
び噴射の条件は、素子電極４２の距離が４００μｍであ
り、そこに４滴付着させる場合の１例であり、本発明は
この条件に限定されるものではない。The solution used is O-dichlorobenzene /
This is a solution in which 0.2 wt% of polyhexyloxyphenylene vinylene is mixed with a mixed solution of dodecylbenzene. Also, the jet head used has a nozzle diameter of Φ50.
It is a multi-nozzle head having 4 nozzles with a pitch arrangement of 180 dpi (dot per inch) in μm. The input voltage to one piezo element was 45 V, and the drive frequency was 1.8 kHz. At that time, an initial jet velocity of 6.5 m / s was obtained, and the mass of one drop was 180 pl. The carriage scanning speed (X direction) was set to 5 m / s. The distance between the ejection head nozzle and the substrate was 3 mm. In addition, the shape of the droplet during flight is separately jetted and observed under the same conditions as the element formation, and the drive waveform is such that the shape becomes a substantially round droplet immediately before adhering to the substrate surface (3 mm in the present invention example). Was controlled and injected. Note that the above solution and jetting conditions are an example of the case where the distance between the device electrodes 42 is 400 μm and four droplets are attached thereto, and the present invention is not limited to these conditions.
【００５１】たとえば、図７は同様に素子電極４２の距
離が１４０μｍであるが、６滴（４４1から４４6）×２
列（Ａ列＋Ｂ列）＝１２滴付着させて機能性素子を形成
する場合である。この例では、ドット径は約Φ２２μｍ
である。この場合、使用する噴射ヘッドはノズルの高密
度配列が可能なサーマルインクジェット方式が好適に用
いられる。例えば、この例では、ノズル径がΦ１４μｍ
で、８００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）ピッチ
配列で６ノズルのマルチノズルヘッドである。また、発
熱体サイズは１４μｍ×６０μｍ（抵抗値１０３Ω）と
したものであり、駆動電圧を１１Ｖ、パルス幅を４μ
ｓ、１滴形成のエネルギーを約４.７μＪとして液滴を
噴射させた。そして、その時の液滴の噴射速度はジェッ
ト初速度として６.２ｍ／ｓを得ており、１滴の質量は
３ｐｌである。キャリッジ走査速度（Ｘ方向）は５ｍ／
ｓとした。なお、噴射ヘッドノズルと基板間の距離は３
ｍｍとした。For example, in FIG. 7, similarly, the distance between the device electrodes 42 is 140 μm, but 6 drops (44 1 to 44 6 ) × 2
In this case, the functional element is formed by adhering 12 rows (row A + row B) = 12. In this example, the dot diameter is approximately Φ22 μm
Is. In this case, the ejection head used is preferably a thermal ink jet system that allows high density arrangement of nozzles. For example, in this example, the nozzle diameter is Φ14 μm.
A multi-nozzle head having 6 nozzles with an 800 dpi (dot per inch) pitch arrangement. The heating element size is 14 μm × 60 μm (resistance value 103Ω), the driving voltage is 11 V, and the pulse width is 4 μm.
s, droplets were jetted with the energy for forming one droplet being about 4.7 μJ. The jet velocity of the droplets at that time has an initial jet velocity of 6.2 m / s, and the mass of one droplet is 3 pl. Carriage scanning speed (X direction) is 5m /
s. The distance between the jet head nozzle and the substrate is 3
mm.
【００５２】また、素子電極４２の距離も１４０μｍに
限定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を
製作するには機能性素子基板の機能性素子も高密度に配
列させる必要があり、例えば、素子電極４２の距離が５
０μｍであるような場合もある。その場合も、使用する
噴射ヘッドは、上記のようなノズル径がΦ１４μｍのも
のよりさらに小さいものが使用され、また、発熱体サイ
ズ、駆動条件等もそれに準じて適宜選ばれる。The distance between the element electrodes 42 is not limited to 140 μm, and it is necessary to arrange the functional elements on the functional element substrate at a high density in order to manufacture a higher definition image display device. For example, the distance between the device electrodes 42 is 5
In some cases, it may be 0 μm. Also in this case, the jet head to be used has a nozzle diameter smaller than that of Φ14 μm as described above, and the heating element size, driving conditions, etc. are appropriately selected.
【００５３】つまり、本発明では、素子電極４２の距離
および要求される機能性素子の精度に応じ、付着させる
液滴数は、２〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件
で機能性素子を形成するのであり、特別な条件に限定さ
れるものではない。なお、付着させる液滴数は使用する
噴射ヘッドのノズル径にも依存するが、最大３０滴程度
にとどめておくことが、生産性の面から望ましい（より
微小な滴をより多く付着させることも可能であるが、生
産性が低下しコスト面で不利になる。）。That is, in the present invention, the number of droplets to be deposited is appropriately selected from about 2 to 30 droplets according to the distance of the element electrode 42 and the required accuracy of the functional element, and the functional element is optimally selected. And is not limited to special conditions. The number of droplets to be deposited depends on the nozzle diameter of the ejection head to be used, but it is desirable to keep the maximum to about 30 droplets from the viewpoint of productivity (more fine droplets may be deposited. It is possible, but productivity is reduced and it is disadvantageous in terms of cost.)
【００５４】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。前述のように、本発明では、機能性素子部は複数滴
によって形成する。つまり、本発明は、高精度かつ高密
度に配列された機能性素子群を形成するための発明であ
り、液滴１つにより１つの機能性素子を形成するのでは
ない。Next, another feature of the present invention will be described. As described above, in the present invention, the functional element portion is formed by a plurality of drops. That is, the present invention is an invention for forming a functional element group arranged with high accuracy and high density, and not one functional element with one droplet.
【００５５】よって、本発明によって効率的に機能性素
子基板を製作するためには、その機能性素子群を効率的
に形成する必要がある。図８は、それを実現するための
１例であり、本発明の機能性素子基板を製作するために
使用するためのサーマルインクジェット方式の噴射ヘッ
ドの例を示している。ここで示したヘッドは、液体が流
れる流路短部から液滴が噴射するタイプのものであり、
エッジシューター型と呼ばれるものである。Therefore, in order to efficiently manufacture the functional element substrate according to the present invention, it is necessary to efficiently form the functional element group. FIG. 8 is an example for realizing this, and shows an example of a thermal ink jet type ejecting head used for manufacturing the functional element substrate of the present invention. The head shown here is of a type in which droplets are ejected from a short portion of a flow path through which liquid flows,
It is called an edge shooter type.
【００５６】図８では、説明を簡明にするために、噴射
ヘッド５０はノズル６０の数を４個とした例を示してい
る。この噴射ヘッド５０は、発熱体基板５１と蓋基板６
１とを接合させることにより形成されており、発熱体基
板５１は、シリコン基板５２上にウエハプロセスによっ
て個別電極５３と共通電極５４とエネルギー作用部であ
る発熱体５５とを形成することによって構成されてい
る。なお、図８（Ａ）は発熱体基板５１と蓋基板６１を
接合させて噴射ヘッド５０とした場合の斜視図、図８
（Ｂ）は発熱体基板５１と蓋基板６１とに分解した時の
分解図、図８（Ｃ）は蓋基板６１を裏側から見た図であ
る。FIG. 8 shows an example in which the jet head 50 has four nozzles 60 for the sake of simplicity. The ejection head 50 includes a heating element substrate 51 and a lid substrate 6.
The heating element substrate 51 is formed by joining the individual electrodes 53, the common electrode 54, and the heating element 55, which is an energy acting portion, on the silicon substrate 52 by a wafer process. ing. Note that FIG. 8A is a perspective view when the heating element substrate 51 and the lid substrate 61 are bonded to each other to form the ejection head 50.
8B is an exploded view when the heating element substrate 51 and the lid substrate 61 are disassembled, and FIG. 8C is a diagram of the lid substrate 61 viewed from the back side.
【００５７】一方、前記蓋基板６１には、機能性材料を
含有する溶液が導入される流路を形成するための溝６２
と、流路に導入される前記溶液を収容する共通液室（図
示せず）を形成するための凹部領域６３とが形成されて
おり、これらの発熱体基板５１と蓋基板６１とを図８
（Ａ）に示すように接合させることにより、前記流路及
び前記共通液室が形成される。なお、発熱体基板５１と
蓋基板６１とを接合させた状態においては、前記流路の
底面部に前記発熱体５５が位置し、流路の端部にはこれ
らの流路に導入された溶液の一部を液滴として吐出させ
るための前記ノズル６０が形成されている。なお、ここ
では、ノズル６０の形状は矩形であるが、これは丸形状
であってもよい。またノズル径といった場合、丸い形状
の場合はその直径であるが、矩形の場合や他の形状の場
合は、その面積を計算して丸い場合の直径に換算され
る。なお前記蓋基板６１には、供給手段（図示せず）に
よって前記供給液室内に溶液を供給するための溶液流入
口６４が形成されている。On the other hand, the lid substrate 61 has a groove 62 for forming a flow path into which a solution containing a functional material is introduced.
And a recessed region 63 for forming a common liquid chamber (not shown) for containing the solution introduced into the flow path, and these heating element substrate 51 and lid substrate 61 are shown in FIG.
By joining as shown in (A), the flow path and the common liquid chamber are formed. In the state where the heating element substrate 51 and the lid substrate 61 are bonded, the heating element 55 is located on the bottom surface of the flow path, and the solution introduced into these flow paths is at the end of the flow path. The nozzle 60 for discharging a part of the liquid droplets is formed. Although the nozzle 60 has a rectangular shape here, it may have a round shape. The nozzle diameter is the diameter in the case of a round shape, but in the case of a rectangle or another shape, the area is calculated and converted into the diameter in the case of a round shape. The lid substrate 61 is provided with a solution inlet 64 for supplying a solution into the supply liquid chamber by a supply means (not shown).
【００５８】図８に示した例では４ノズルの噴射ヘッド
を示しているが、本発明では、前述のように、液滴１つ
により１つの機能性素子を形成するのではなく、複数の
液滴により１つの機能性素子を形成する。よって、この
ようなマルチノズル型の噴射ヘッドを用いると大変効率
的に機能性素子を形成することができる。なお、この例
では４ノズルの噴射ヘッドを示しているが、必ずしも４
ノズルに限定されるものではなく、ノズル数が多ければ
多いほど機能性素子の形成が効率的になることはいうま
でもない。ただし、単純に多くすればよいということで
はなく、多くすれば噴射ヘッドも高価になり、また、噴
射ノズルの目詰まりによる確率も高くなるので、それら
も考慮し装置全体のバランス（装置コストと機能性素子
の製作効率のバランス）を考えて決められる。Although the example shown in FIG. 8 shows an ejection head having four nozzles, in the present invention, as described above, one functional element is not formed by one droplet, but a plurality of liquids are formed. The drop forms one functional element. Therefore, by using such a multi-nozzle type ejection head, a functional element can be formed very efficiently. In addition, although the ejection head having four nozzles is shown in this example, the number of ejection heads is not necessarily four.
Needless to say, the number of nozzles is not limited, and the larger the number of nozzles, the more efficient the formation of the functional element. However, this does not mean that simply increasing the number will increase the cost of the ejection head, and also increases the probability of clogging of the ejection nozzle. The balance of the manufacturing efficiency of the sexual element) is taken into consideration.
【００５９】また、ノズル数だけではなく、ノズル列配
列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）についても、同様の
考えが必要である。すなわち、単純にノズル列配列長さ
（噴射ヘッドの有効噴射幅）を多くすればよいというこ
とではなく、これも装置全体のバランス（装置コストと
機能性素子の製作効率のバランス）を考えて決められ
る。Further, not only the number of nozzles but also the nozzle array arrangement length (effective ejection width of the ejection head) requires the same consideration. In other words, it is not necessary to simply increase the nozzle array arrangement length (effective ejection width of the ejection head), but this is also determined in consideration of the balance of the entire device (balance between device cost and manufacturing efficiency of functional elements). To be
【００６０】１例をあげると、本発明では、マルチノズ
ルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）は、
素子電極４２間距離と同等もしくはそれより大となるよ
うにノズルの数およびその配列密度を決めている。ただ
し、ここで、それより大となるようにするというのは、
無制限に大ということではなく、素子電極４２間距離よ
り少し大ということである。つまり、本発明の基本的な
考え方は、素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長
さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）を確保した噴射ヘッドと
することにより、噴射ヘッドのコストを最小限におさ
え、かつ素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長さ
（噴射ヘッドの有効噴射幅）とすることにより、効率的
に機能性素子を製作しようというものである。As an example, in the present invention, the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle (effective ejection width of the ejection head) is
The number of nozzles and the array density thereof are determined so as to be equal to or larger than the distance between the element electrodes 42. However, here, to make it larger than that,
It is not a limitlessly large value, but is a little larger than the distance between the device electrodes 42. That is, the basic idea of the present invention is to minimize the cost of the ejection head by using the ejection head in which the nozzle array arrangement length (effective ejection width of the ejection head) equivalent to the distance between the element electrodes 42 is secured. It is intended to efficiently manufacture a functional element by setting the nozzle array arrangement length (effective ejection width of the ejection head) that is equal to the distance between the element electrodes 42 and hold it down.
【００６１】より具体的な数値を、上記のように４滴の
液滴を素子電極４２の１４０μｍ間を埋めるパターンを
形成するように打ち込む場合で説明する。この場合、本
発明では、図８に示した４ノズルのノズル列配列長さ
（噴射ヘッドの有効噴射幅、言い換えるならば、両端ノ
ズル間距離）は、約１２７μｍ（素子電極４２の１４０
μｍ間とほぼ同等の長さとみなせる）とされ、各ノズル
間距離は約４２.３μｍとしている。つまりこの場合、
いわゆるインクジェットプリンターでいうところの６０
０ｄｐｉ相当のノズル配列密度をもつ噴射ヘッドを使用
したものである。More specific numerical values will be described in the case of driving the four droplets so as to form a pattern filling the space of 140 μm of the element electrode 42 as described above. In this case, in the present invention, the nozzle array arrangement length of four nozzles (effective ejection width of the ejection head, in other words, the distance between the nozzles at both ends) shown in FIG. 8 is about 127 μm (140 of the element electrode 42).
The distance between nozzles is about 42.3 μm. So in this case,
60, the so-called inkjet printer
An ejection head having a nozzle array density equivalent to 0 dpi is used.
【００６２】なお、以上は、図８に示した４ノズルの噴
射ヘッドで説明したが、各ノズル間距離が約４２.３μ
ｍの６ノズルの噴射ヘッドとすることも考えられる。こ
の場合、６ノズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有
効噴射幅、言い換えるならば、両端ノズル間距離）は、
約２１２μｍ（素子電極４２の１４０μｍ間より大とみ
なせる）とされ、素子電極４２間距離をノズル列配列長
さが余裕をもってカバーし、効率的に機能性素子を製作
することができる。Although the above description has been made with reference to the 4-nozzle jet head shown in FIG. 8, the distance between the nozzles is about 42.3 μm.
It is also conceivable to use an ejecting head having 6 nozzles of m. In this case, the nozzle array arrangement length of 6 nozzles (effective ejection width of the ejection head, in other words, the distance between the nozzles at both ends) is
It is about 212 μm (which can be regarded as larger than 140 μm between the element electrodes 42), and the distance between the element electrodes 42 can be covered with a sufficient length of nozzle array arrangement, and a functional element can be efficiently manufactured.
【００６３】次に、図９を用いて本発明のさらに別の特
徴について説明する。前述（図２、図３）のように、本
発明では、噴射ヘッド５０は基板１４（機能性素子基板
１４）と相対移動を行いながら、液滴を付与して、機能
性素子群を形成する。図９は、機能性素子基板１４に形
成された素子電極４２およびその素子電極４２間に縦方
向（副走査方向）に４滴（４４1〜４４4）の液滴付与に
よって形成された機能性素子群を示している。横方向は
ここでは主走査方向と定義する。Next, another feature of the present invention will be described with reference to FIG. As described above (FIGS. 2 and 3), in the present invention, the ejection head 50 forms a functional element group by applying droplets while moving relative to the substrate 14 (functional element substrate 14). . FIG. 9 shows the device electrodes 42 formed on the functional device substrate 14 and the functionality formed by applying four drops (44 1 to 44 4 ) of liquid droplets in the vertical direction (sub-scanning direction) between the device electrodes 42. The element group is shown. The horizontal direction is defined herein as the main scanning direction.
【００６４】説明を簡略化するために、今、ここでは、
噴射ヘッド５０と基板１４（機能性素子基板１４）の相
対移動を、図２の場合のように、基板１４の前面に置か
れ、キャリッジ搭載された噴射ヘッド５０が主走査方向
ならびに副走査方向に移動しながら液滴を付与して、機
能性素子群を形成する場合の例で説明する。In order to simplify the description now, here
The relative movement of the ejection head 50 and the substrate 14 (functional element substrate 14) is set in the front surface of the substrate 14 as in the case of FIG. 2, and the ejection head 50 mounted on the carriage is moved in the main scanning direction and the sub scanning direction. An example of forming a functional element group by applying droplets while moving will be described.
【００６５】前述のように、図９では、素子電極４２間
に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成
された機能性素子群を示している。１個の機能性素子の
拡大図の隣にこのような４滴を噴射付与するのに使用す
る噴射ヘッド５０をそのノズル面側から見た図を示した
が、このように、今、この例では、４滴の液滴が副走査
方向に並んで付与されている。そしてその付与を行う噴
射ヘッドのノズル列配列もその液滴配列と同様に副走査
方向に並んだ配置とされる。As described above, FIG. 9 shows the functional element group formed by applying four droplets in the vertical direction (sub-scanning direction) between the element electrodes 42. Next to the enlarged view of one functional element, there is shown a view of the ejection head 50 used for ejecting and applying such four droplets as seen from the nozzle face side thereof. In, four droplets are applied side by side in the sub-scanning direction. The nozzle row array of the ejection head that performs the application is also arranged in the sub-scanning direction, similarly to the droplet array.
【００６６】このように、ノズル列配列の配列方向を副
走査方向したような噴射ヘッドをキャリッジに搭載し、
主走査方向にキャリッジ走査しつつ、液滴を噴射付与し
ながら機能性素子群を形成する本発明において、主走査
方向に液滴を噴射付与しながら１列目の噴射付与が終了
した後は、図９に示した副走査方向隣接ピッチ分キャリ
ッジを副走査方向に移動させて、次の列の機能性素子群
形成を行う。In this way, the ejection head whose nozzle array is arranged in the sub-scanning direction is mounted on the carriage,
In the present invention in which the functional element group is formed while ejecting and applying droplets while performing carriage scanning in the main scanning direction, after the ejection and application of the first row is completed while ejecting and applying droplets in the main scanning direction, The carriage is moved in the sub-scanning direction by the adjacent pitch in the sub-scanning direction shown in FIG. 9 to form the functional element group in the next row.
【００６７】つまり、本発明ではマルチノズル噴射ヘッ
ドのノズル列配列長さを素子電極間距離と同等もしくは
それより大となるようにすることにより、１回の主走査
方向へのキャリッジ走査時に、素子電極間をカバーでき
るノズル列配列長さとして、素子電極間への噴射を行
い、副走査方向のキャリッジ走査は、形成される機能性
素子群の副走査方向隣接ピッチ分ずつ行うようにしてい
るのである。こうすることにより、副走査方向のキャリ
ッジ走査は、副走査方向隣接ピッチ分ずつ行えばよいの
で無駄がなく、大変効率よく機能性素子群を形成するこ
とができる。That is, in the present invention, the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle jet head is set to be equal to or longer than the distance between the element electrodes, so that the element is moved during one carriage scan in the main scanning direction. The nozzle array arrangement length that can cover the space between the electrodes is such that ejection is performed between the element electrodes and carriage scanning in the sub-scanning direction is performed for each adjacent pitch in the sub-scanning direction of the functional element group to be formed. is there. By doing so, since carriage scanning in the sub-scanning direction may be performed for each adjacent pitch in the sub-scanning direction, there is no waste, and the functional element group can be formed very efficiently.
【００６８】なお、図９の例では、キャリッジの主走査
方向とマルチノズル列配列方向が垂直になるように示し
たが、マルチノズルヘッドの構造によっては、ノズル列
をやや傾斜させて配列させた構造とし、キャリッジの主
走査時に噴射させるタイミングを変えて、機能性素子基
板上で、噴射された液滴がキャリッジの主走査方向と垂
直になるようにする場合がある。これは、例えば、後述
するがピエゾ素子を用いたドロップオンデマンド型イン
クジェット方式のように、ヘッド自体を高密度形成でき
ないような場合に、機能性素子機板上である程度の高密
度を得るために行われる手法である。よってここでは、
マルチノズル列配列方向は、キャリッジの主走査方向に
ほぼ垂直に配列するという表現にしておく。In the example of FIG. 9, the main scanning direction of the carriage and the multi-nozzle array arranging direction are perpendicular to each other. However, depending on the structure of the multi-nozzle head, the nozzle arrays may be arranged with a slight inclination. In some cases, a structure is adopted in which the ejection timing is changed during the main scanning of the carriage so that the ejected droplets are perpendicular to the main scanning direction of the carriage on the functional element substrate. This is for obtaining a certain high density on the functional element machine plate when it is not possible to form the head itself at a high density like a drop-on-demand type inkjet method using a piezo element, which will be described later. This is the method used. So here,
The multi-nozzle array arrangement direction is expressed as being arranged substantially perpendicular to the main scanning direction of the carriage.
【００６９】なお、より生産性を上げるためには、前述
のように、キャリッジ走査をＸ方向のみ（もしくはＹ方
向のみ）とし、基板をＹ方向（もしくはＸ方向）に搬送
するようにすればよい。このようにすると、キャリッジ
のみでＸＹ両方向に走査するより生産性が高くなる。こ
の場合は特に基板が軽い、あるいは小さくて搬送手段が
大掛かりにならない場合に有利である。In order to further increase the productivity, as described above, the carriage scanning may be performed only in the X direction (or only in the Y direction) and the substrate may be transported in the Y direction (or the X direction). . In this way, productivity is higher than scanning in both X and Y directions with only the carriage. In this case, it is particularly advantageous when the substrate is light or small and the transportation means is not large.
【００７０】以上の説明は、主としてノズルの高密度配
列（４００〜１２００ｄｐｉ）、高集積が可能なサーマ
ルインクジェット方式による例であり、高精細な機能性
素子群を形成するのに好適な手段であるが、個々の素子
が比較的大きくかつ配列密度も粗い機能性素子群を形成
する場合には、ピエゾ素子を利用したドロップオンデマ
ンド型インクジェット方式も好適に用いられる。例え
ば、１０〜２００ｄｐｉ程度のノズル配列密度で事足り
るような場合などである。The above description is an example mainly based on a thermal ink jet system capable of high density array of nozzles (400 to 1200 dpi) and high integration, and is a suitable means for forming a highly precise functional element group. However, in the case of forming a functional element group in which the individual elements are relatively large and the array density is rough, a drop-on-demand type inkjet method using a piezo element is also suitably used. For example, there is a case where a nozzle arrangement density of about 10 to 200 dpi is sufficient.
【００７１】以下に、ピエゾ素子を利用したドロップオ
ンデマンド型インクジェットヘッドによる液滴噴射を行
って有機ＥＬ素子群を形成した場合の駆動条件の１例を
示す。使用した溶液は、Ｏ−ジクロロベンゼン／ドデシ
ルベンゼンの混合溶液にポリヘキシルオキシフェニレン
ビニレンを０.２重量パーセント混合した溶液である。
また、使用した噴射ヘッドは、ノズル径はΦ３１μｍ
で、５０ｄｐｉで、４ノズルのマルチノズルヘッドであ
る。１つのピエゾ素子への入力電圧を３５Ｖとし、駆動
周波数は、４ｋＨｚとした。その際、ジェット初速度と
して７ｍ／ｓを得ており、１滴の質量は２０ｐｌであ
る。キャリッジ走査速度（Ｘ方向）は５ｍ／ｓとした。
なお、噴射ヘッドノズルと基板間の距離は３ｍｍとし
た。An example of driving conditions in the case of forming an organic EL element group by ejecting liquid droplets from a drop-on-demand type ink jet head using a piezo element will be shown below. The solution used was a mixed solution of O-dichlorobenzene / dodecylbenzene and 0.2% by weight of polyhexyloxyphenylene vinylene.
The jet head used had a nozzle diameter of Φ31 μm.
It is a multi-nozzle head with 4 nozzles at 50 dpi. The input voltage to one piezo element was 35 V, and the driving frequency was 4 kHz. At that time, an initial jet velocity of 7 m / s was obtained, and the mass of one drop was 20 pl. The carriage scanning speed (X direction) was set to 5 m / s.
The distance between the ejection head nozzle and the substrate was 3 mm.
【００７２】また、滴飛翔時の滴の形状を、素子形成と
同じ条件で別途噴射、観察し、その形状が、基板面に付
着する直前（本発明例では３ｍｍ）にほぼ丸い滴になる
ように駆動波形を制御して噴射させた。その後、この上
にアルミニウムをスパッタし、素子形成を行った。ＩＴ
Ｏとアルミニウムよりリード線を引き出し、ＩＴＯを陽
極、アルミニウムを陰極として１５Ｖの電圧を印加した
ところ、前述のサーマルインクジェット方式によって形
成した機能性素子と同様に、良好に橙色に発光させるこ
とができた。Further, the shape of the droplet at the time of flight is separately jetted and observed under the same conditions as those for forming the element, and the shape becomes a substantially round droplet immediately before it adheres to the substrate surface (3 mm in the example of the present invention). The driving waveform was controlled to eject. After that, aluminum was sputtered on this to form an element. IT
A lead wire was drawn out from O and aluminum, and a voltage of 15 V was applied using ITO as an anode and aluminum as a cathode. As a result, similar to the functional element formed by the above-mentioned thermal inkjet method, favorable orange light could be emitted. .
【００７３】次に、本発明のさらに他の特徴について説
明する。前述のように本発明では、機能性材料を含有す
る溶液をインクジェットの原理で、ガラス基板やアルミ
ナ等のセラミックス基板に液滴として噴射付与すること
により、機能性素子群を形成する。その際、問題となる
のが、素子電極４２の間に液滴により形成されるドット
の形状である。良好な丸いドットが形成されれば、最終
的に形成される機能性素子部も高精度に形成でき、良好
な機能性素子群を形成できるが、このドット形状が良好
でない場合は、機能性素子部も高精度なものが得られな
い。例えば、形成されるドットが、良好な丸いドットと
ならず微小滴が飛散したような場合は、良好な機能性素
子部を得ることができない。Next, still another feature of the present invention will be described. As described above, in the present invention, a functional element group is formed by jetting a solution containing a functional material as droplets onto a glass substrate or a ceramic substrate such as alumina according to the principle of inkjet. At that time, what becomes a problem is the shape of the dots formed by the droplets between the element electrodes 42. If a good round dot is formed, the functional element part to be finally formed can also be formed with high accuracy, and a good functional element group can be formed. However, if this dot shape is not good, the functional element is High precision parts cannot be obtained. For example, when the formed dots are not good round dots and fine droplets are scattered, a good functional element portion cannot be obtained.
【００７４】一般に、インクジェットプリンターは、紙
にインクを液滴として噴射付与し画像を得るが、紙の上
に形成されるインク液滴のドットは、インク液滴が紙に
付着すると同時に、紙の繊維中に速やかに吸収される。
あるいは、紙の表面に炭酸カルシウム等を主成分とした
インク吸収部材がコートされているため、インク液滴が
紙に付着すると同時にこのインク吸収部材に速やかに吸
収されるようになっている。よって、先に形成されたド
ットに後続のドットが付着衝突しても、先のドットのイ
ンクはすでに紙に吸収されているので、衝突による微小
インクの飛び散りはほとんど問題になることなく、ま
た、良好な丸いドットが得られ、高画質な印字品質が得
られる。Generally, an ink jet printer obtains an image by jetting ink as droplets onto paper, and the dots of the ink droplets formed on the paper are the same as the ink droplets adhering to the paper. Immediately absorbed into the fiber.
Alternatively, since the surface of the paper is coated with an ink absorbing member containing calcium carbonate or the like as a main component, the ink droplets are quickly absorbed by the ink absorbing member as soon as they are attached to the paper. Therefore, even if a subsequent dot adheres to the previously formed dot and collides with it, the ink of the previous dot has already been absorbed by the paper, so the scattering of minute ink due to the collision is hardly a problem, and Good round dots can be obtained, and high-quality printing quality can be obtained.
【００７５】一方、本発明はインクジェットの原理で液
滴を噴射付与するが、紙に液滴を付与するのではなく、
ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板、あるいは
プラスチック基板に液滴を付与する。よって、付与され
た液滴は、インクジェットプリンターで紙に印字される
場合と異なり、液滴が基板に衝突後瞬時に基板に吸収さ
れるわけではなく、基板面に半球状（よりややフラット
な形状ではあるが）に残っており、これに後続のドット
が付着衝突することにより、微小液滴の飛散、飛び散り
が発生し、良好な機能性素子部形成を阻害することがあ
る。ここが、インクジェットプリンターと本発明の違い
である。On the other hand, although the present invention jets droplets by the principle of ink jet, it does not deposit the droplets on the paper,
Droplets are applied to a glass substrate, a ceramic substrate such as alumina, or a plastic substrate. Therefore, unlike the case where the applied droplets are printed on paper with an inkjet printer, the droplets are not immediately absorbed by the substrate after they collide with the substrate, but the surface of the substrate has a hemispherical shape (a slightly flatter shape). However, when the subsequent dots adhere to and collide with this, fine droplets may be scattered or scattered, which may hinder the formation of a good functional element portion. This is the difference between the inkjet printer and the present invention.
【００７６】つまり、本発明のように、ガラス基板、ア
ルミナ等のセラミックス基板、あるいはプラスチック基
板に液滴を付与する場合は、インクジェットプリンター
によって紙にインク滴を噴射付与する場合と違い、条件
を選ばないと液滴は基板面に衝突した場合に、微小液滴
に飛散し良好な丸いドットが得られない場合があり、良
好な機能性素子部を得ることができないことがある。本
発明は、この点に鑑み、液滴が基板面に衝突し、ドット
を形成する際に微小液滴に飛散することなく良好な丸い
ドットが形成される条件を実験的に見出したものであ
る。以下に、その結果を示す。That is, in the case of applying droplets to a glass substrate, a ceramics substrate such as alumina, or a plastic substrate as in the present invention, the conditions are selected unlike the case of ejecting ink droplets onto paper by an inkjet printer. If the droplets do not collide with the surface of the substrate, the droplets may scatter into minute droplets and a good round dot may not be obtained, and a good functional element portion may not be obtained. In view of this point, the present invention experimentally found conditions under which droplets collide with the surface of a substrate, and good round dots are formed without scattering into minute droplets when forming dots. . The results are shown below.
【００７７】実験は、機能性材料を含有する溶液をイン
クジェットの原理で、表面を鏡面研摩した石英ガラス基
板に噴射付与し、噴射時の液滴の噴射速度を変え、ドッ
ト形成状況（ドット着弾位置精度や形成されたドット形
状）、微小液滴飛散状況（メインのドットのまわりに飛
散した微小液滴の飛散状況）を調べるとともに、最終的
に有機ＥＬ素子として良好な発光が得られるかどうかを
チェックするため、アルミニウムをスパッタし、素子形
成を行った。なお、このような液滴およびドットを形成
するための具体的な条件を以下のとおりである。使用し
た溶液は、Ｏ−ジクロロベンゼン／ドデシルベンゼンの
混合溶液にポリヘキシルオキシフェニレンビニレンを
０.２重量パーセント混合した溶液である。The experiment was carried out by jetting a solution containing a functional material onto a quartz glass substrate whose surface was mirror-polished by changing the jetting speed of droplets at the time of jetting (dot landing position). The accuracy and the shape of the formed dots) and the state of microdroplet dispersion (the state of dispersion of microdroplets scattered around the main dot) are checked, and whether or not good light emission is finally obtained as an organic EL element is checked. For checking, aluminum was sputtered to form a device. The specific conditions for forming such droplets and dots are as follows. The solution used was a mixed solution of O-dichlorobenzene / dodecylbenzene and 0.2% by weight of polyhexyloxyphenylene vinylene.
【００７８】また、使用した噴射ヘッドは、エッジシュ
ーター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造
（ただしインクではなく、上記溶液を使用）とし、ノズ
ル径はΦ２５μｍ、発熱体サイズは２５μｍ×９０μｍ
（抵抗値１１８Ω）のものを使用した。そして、駆動電
圧を２０〜２４Ｖ、パルス幅を５〜７μｓの範囲で適宜
選び、噴射する液滴の噴射速度を、０.５〜１２ｍ／ｓ
の範囲で変化させ、それぞれの場合の液滴の着弾位置精
度、ドット形状、微小液滴飛散状況を調べたのが、表１
に示す結果である。なお、この場合キャリッジ走査が引
き起こす噴射液滴の噴射不安定の因子を除くため、キャ
リッジ走査速度を０.１ｍ／ｓにした（キャリッジ走査
速度を液滴噴射速度より遅くし、キャリッジ走査が液滴
の着弾位置精度低下を引き起こさないようにした。）。The jet head used has a structure equivalent to that of an edge shooter type thermal ink jet system (however, the above solution is used instead of ink), the nozzle diameter is Φ25 μm, and the heating element size is 25 μm × 90 μm.
The one having a resistance value of 118Ω was used. Then, the driving voltage is appropriately selected in the range of 20 to 24 V and the pulse width is in the range of 5 to 7 μs, and the ejection speed of the ejected liquid droplet is 0.5 to 12 m / s.
Table 1 shows the results obtained by changing the range of the droplets, and examining the droplet landing position accuracy, the dot shape, and the microdroplet scattering state in each case.
The results are shown in. In this case, the carriage scanning speed is set to 0.1 m / s in order to remove the factors of the ejection instability of the ejected droplets caused by the carriage scanning (the carriage scanning speed is set lower than the droplet ejection speed, and the carriage scanning is performed by It did not cause a drop in the accuracy of the landing position.
【００７９】ここで、着弾位置精度の○は、狙いの位置
に対して１／２ドット径以内の場合、×は、それ以上の
場合である。なお、その場合、今回は１〜５ドット径ま
で変化していた（実験Ｎｏ.１〜３）。ドット形状につ
いては、○は良好な丸いドット形状が得られたものであ
る。全般的におおむね良好な丸い形状が得られたが、官
能検査でやや丸形状がいびつに感じられたものを△とし
た。微小液滴飛散状況は、微小液滴飛散が生じなかった
ものを○、微小液滴飛散が生じたもの（メインのドット
の周辺に小さい飛び散りが発生したもの）を×とした。Here, ◯ of the landing position accuracy is within 1/2 dot diameter with respect to the target position, and x is above it. In this case, the diameter was changed to 1 to 5 dots this time (Experiment Nos. 1 to 3). Regarding the dot shape, ◯ means that a good round dot shape was obtained. Generally, a good round shape was obtained, but a feeling that the round shape was slightly distorted in the sensory test was evaluated as Δ. The micro-droplet scattering status was evaluated as ◯ when the micro-droplet scattering did not occur, and as × when the micro-droplet scattering occurred (small scattering around the main dot).
【００８０】素子性能は、ＩＴＯとアルミニウムよりリ
ード線を引き出し、ＩＴＯを陽極、アルミニウムを陰極
として１２Ｖの電圧を印加し、良好に橙色に発光させる
ことができるかどうか調べたものである。○は所定の形
状で橙色に発光したものであり、×は発光しなかったり
部分的に発光（素子としては実使用不可）したりしたも
のである。The device performance was obtained by drawing out a lead wire from ITO and aluminum, and applying a voltage of 12 V with ITO as an anode and aluminum as a cathode to examine whether or not it is possible to satisfactorily emit orange light. ◯ indicates that the light emitted in a predetermined shape was orange, and x indicates that it did not emit light or partially emitted light (it cannot be actually used as an element).
【００８１】[0081]
【表１】 [Table 1]
【００８２】以上の結果より、着弾位置精度、ドット形
状、微小液滴飛散状況から判断して、良好なドットを
得、実用的な機能性素子（この場合は有機ＥＬ素子）を
得るためには、液滴の噴射速度を３〜１０ｍ／ｓにする
必要があることがわかる。つまり、液滴の噴射速度をこ
の範囲内にすることにより、噴射が安定し着弾位置精度
が向上するとともに、先に付着しているドットに後から
付着する液滴が、適切な飛翔速度で衝突するので、不必
要な液滴ミストが発生して、周辺に付着するということ
がなく、非常に高精度な機能性素子のパターンが形成で
き、その機能性素子の特性も各素子間でバラツキのない
良好なものが得られるようになる。From the above results, in order to obtain a good dot and to obtain a practical functional element (in this case, an organic EL element), judging from the landing position accuracy, the dot shape, and the microdroplet scattering state, It is understood that it is necessary to set the droplet ejection speed to 3 to 10 m / s. In other words, by setting the droplet ejection speed within this range, the ejection is stabilized and the landing position accuracy is improved, and at the same time, the droplets that adhere to the dots that adhere first collide at an appropriate flight speed. As a result, unnecessary droplet mist is not generated and does not adhere to the periphery, and a highly accurate pattern of the functional element can be formed, and the characteristics of the functional element also vary from element to element. Not good things will be obtained.
【００８３】以上の説明より明らかなように、本発明の
機能性素子基板は、その機能性素子部を上記のように複
数滴を付与したり、また、その噴射付与時の噴射速度を
適切な範囲にすることにより、高精度にドットパターン
を形成することができる。なお、最初に図１で障壁３の
中に液滴を噴射付与する例を示しているが、図５から図
７、図９に示した機能性素子群を形成するに当たって
は、図１に示したような障壁３はなく、平板上の基板に
直接電極パターン形成や、液滴付与による機能性素子を
形成していることをことわっておく。As is clear from the above description, the functional element substrate of the present invention applies a plurality of droplets to the functional element portion as described above, and the jetting speed at the time of jetting is appropriate. By setting the range, the dot pattern can be formed with high accuracy. First, FIG. 1 shows an example in which droplets are jetted and applied into the barrier 3. However, in forming the functional element group shown in FIGS. 5 to 7 and 9, it is shown in FIG. It should be noted that there is no such barrier 3, and the functional element is formed by directly forming an electrode pattern or applying droplets on a flat substrate.
【００８４】また、図４で液滴が基板面に斜めに噴射す
る図を示したが、基本的にはほぼ垂直に噴射付与する。
さらに、ここでは機能性素子の一例として有機ＥＬ素子
を中心に説明したが、前述のように、本発明は必ずしも
このような素子、材料に限定されるものではない。機能
性素子として、有機トランジスタなども本発明を利用し
て好適に製作できる。また、上記例の障壁３を形成する
ためのレジスト材料なども本発明に使用する溶液として
利用することができ、このようなレジストパターンを作
製する技術としても好適に適用される。Further, although FIG. 4 shows a diagram in which the droplets are jetted obliquely to the substrate surface, they are basically jetted and applied almost vertically.
Furthermore, although an organic EL element has been mainly described here as an example of a functional element, the present invention is not necessarily limited to such an element and material as described above. As the functional element, an organic transistor or the like can be preferably manufactured by utilizing the present invention. Further, the resist material for forming the barrier 3 in the above example can also be used as the solution used in the present invention, and is suitably applied as a technique for producing such a resist pattern.
【００８５】[0085]
【発明の効果】請求項１に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、機能
性素子群の１素子が、複数個の液滴を基板上に付着させ
たドットイメージにより形成されるようにしたので、高
精度な機能性素子のパターンが形成できるようになり、
その機能性素子特性も各素子間でバラツキのない良好な
ものがえられるようになった。In the functional element substrate on which the functional element group is formed, one element of the functional element group is formed by a dot image in which a plurality of droplets are attached on the substrate. Since it is done, it becomes possible to form a highly accurate pattern of the functional element,
As for the functional element characteristics, it is now possible to obtain good characteristics without variations among the elements.
【００８６】請求項２に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、機能
性素子群の１素子を形成する複数個の液滴が、マルチノ
ズル型の液滴噴射ヘッドから噴射されるようにしたの
で、高精度な機能性素子群を効率よく形成することがで
きるようになった。In the functional element substrate on which the effect functional element group according to claim 2 is formed, a plurality of droplets forming one element of the functional element group are ejected from the multi-nozzle type droplet ejecting head. As a result, a highly accurate functional element group can be efficiently formed.
【００８７】請求項３に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、それ
を形成するための液滴噴射ヘッドのマルチノズルのノズ
ル列配列長さを、素子電極間距離と同等もしくはそれよ
り大となるようにノズルの数およびその配列密度を決め
るようにしたので、１素子の範囲をそのマルチノズル列
でカバーできるので、機能性素子基板の前面を液滴噴射
ヘッドが相対移動する際に、何度も相対移動を行うこと
なく１回の相対移動によって、１素子の形成を行う液滴
噴射、付与を行うことができ、大変効率よく機能性素子
群を形成することができるようになった。In the functional element substrate on which the effect functional element group according to claim 3 is formed, the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle of the liquid droplet ejecting head for forming it is equal to the inter-element electrode distance. Alternatively, since the number of nozzles and the arrangement density of the nozzles are determined so as to be larger than that, the range of one element can be covered by the multi-nozzle row, so that the droplet ejection head moves relative to the front surface of the functional element substrate. In doing so, the droplets can be ejected and applied to form one element by performing the relative movement once without performing the relative movements repeatedly, and the functional element group can be formed very efficiently. It became so.
【００８８】請求項４に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、それ
を形成するための液滴噴射ヘッドのマルチノズルのノズ
ル列配列長さを、１素子の範囲をカバーできるようにす
るとともに、液滴噴射ヘッドと基板の相対移動におい
て、副走査方向での相対移動を形成される機能性素子群
の隣接ピッチ単位で行うようにしたので、無駄がなく、
大変効率よく機能性素子群を形成することができるよう
になった。In the functional element substrate on which the effect functional element group according to claim 4 is formed, the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle of the liquid droplet ejecting head for forming the functional element substrate covers the range of one element. In addition to the above, the relative movement of the droplet ejection head and the substrate is performed in the unit of the adjacent pitch of the functional element group to be formed in the sub-scanning direction, so that there is no waste.
It has become possible to form a functional element group very efficiently.
【００８９】請求項５に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、それ
を形成するための液滴噴射ヘッドのマルチノズルのノズ
ル列配列長さを、１素子の範囲をカバーできるようにす
るとともに、液滴噴射ヘッドをキャリッジ走査で主走査
に移動しながら素子形成を行う液滴噴射、付与を行う際
に、基板は、形成される機能性素子群の隣接ピッチ単位
で副走査方向へ搬送するようにしたので、無駄がなく、
大変効率よく機能性素子群を形成することができるよう
になった。特に、キャリッジ走査は主走査方向だけと
し、それと独立して基板を副走査方向へ搬送するように
したので、基板を固定してキャリッジ走査だけで行う方
法に比べて、機能性素子群の形成を早く行うことができ
る。In the functional element substrate on which the effect functional element group according to claim 5 is formed, the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle of the liquid droplet ejecting head for forming it is covered within the range of one element. In addition, while performing droplet ejection and application in which elements are formed while moving the droplet ejection head to main scanning by carriage scanning, the substrate is sub-pixel by the pitch adjacent to the functional element group to be formed. Since it is conveyed in the scanning direction, there is no waste,
It has become possible to form a functional element group very efficiently. In particular, since the carriage scanning is performed only in the main scanning direction and the substrate is conveyed in the sub-scanning direction independently of the main scanning direction, the functional element group can be formed as compared with the method in which the substrate is fixed and only the carriage scanning is performed. It can be done quickly.
【００９０】請求項６に対応した効果
機能性素子群を形成した機能性素子基板において、機能
性素子群の１素子を、複数個の液滴を基板上に付着させ
たドットイメージにより形成されるようにするととも
に、液滴の噴射速度をある範囲内に決めたので、噴射が
安定し付着位置精度が向上するとともに、先に付着して
いるドットに後から付着する液滴が、適切な飛翔速度で
衝突するので、不必要な液滴ミストが発生して、周辺に
付着するということがなく、非常に高精度な機能性素子
のパターンが形成でき、その機能性素子特性も各素子間
でバラツキのない良好なものが得られるようになった。In the functional element substrate on which the effect functional element group according to claim 6 is formed, one element of the functional element group is formed by a dot image in which a plurality of liquid droplets are attached on the substrate. In addition, since the ejection speed of the droplets is set within a certain range, the ejection is stable and the deposition position accuracy is improved, and the droplets that are deposited later on the dots that have been deposited first can fly properly. Since they collide with each other at a high speed, unnecessary droplet mist is not generated and is not attached to the periphery, and it is possible to form a highly accurate pattern of the functional element, and the characteristic of the functional element is also different between each element. It is now possible to obtain a good product without variations.
【００９１】請求項７に対応した効果
高精度な機能性素子のパターンが効率よく形成でき、そ
の機能性素子特性も各素子間でバラツキのないものが得
られる良好な機能性素子基板を画像表示装置に使用する
ようにしたので、高画質な画像表示装置が低コストで得
られるようになった。Effect corresponding to claim 7 A high-performance functional element substrate capable of efficiently forming a highly accurate pattern of a functional element and having a characteristic of the functional element which does not vary among the elements is displayed as an image. Since it is used in the device, an image display device with high image quality can be obtained at low cost.
【図１】 本発明の実施例にかかる吐出組成物を用い機
能性素子を作製する一工程を模式的に示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view schematically showing one step of producing a functional element using a discharge composition according to an example of the present invention.
【図２】 本発明の機能性素子基板の製造装置の一実施
例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the functional device substrate manufacturing apparatus according to the present invention.
【図３】 本発明の機能性素子基板の製造に適用される
液滴付与装置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a droplet applying device applied to the production of the functional element substrate of the present invention.
【図４】 図３の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの
要部概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a main part of an ejection head unit of the droplet applying device of FIG.
【図５】 １滴で機能性素子部を形成する場合の模式的
平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of a case where a functional element portion is formed by one drop.
【図６】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の構成
を示す模式的平面図であり、複数滴で機能性素子部を形
成する例である。FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the functional element according to the embodiment of the present invention, which is an example in which the functional element portion is formed by a plurality of droplets.
【図７】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の構成
を示す模式的平面図であり、複数滴で機能性素子部を形
成する他の例である。FIG. 7 is a schematic plan view showing the configuration of the functional element according to the embodiment of the present invention, which is another example of forming the functional element part by a plurality of droplets.
【図８】 本発明の一実施形態に係る機能性素子の製造
装置に使用される噴射ヘッドの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an ejection head used in the functional device manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の一実施形態に係る機能性素子群を形
成するにあたっての液滴噴射時のキャリッジの主走査方
向、副走査方向ならびに噴射ヘッドのノズル配列方向と
の関係を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the main scanning direction and the sub-scanning direction of the carriage and the nozzle array direction of the ejection head when ejecting droplets when forming the functional element group according to the embodiment of the present invention. is there.
１…（液体噴射ヘッド）ノズル、２…吐出される有機Ｅ
Ｌ材料、３…有機物（ポリイミド）障壁、４…ＩＴＯ透
明電極、５…ガラス基板、１１…吐出ヘッドユニット
（噴射ヘッド）、１２…キャリッジ、１３…基板保持
台、１４…基板（機能性素子基板）、１５…機能性材料
を含有する溶液の供給チューブ、１６…信号供給ケーブ
ル、１７、２１…コントロールボックス、１８…Ｘ方向
スキャンモータ、１９…Ｙ方向スキャンモータ、２０…
コンピュータ、２２（２２Ｘ1、２２Ｙ1、２２Ｘ2、２
２Ｙ2）…基板位置決め／保持手段、３１…ヘッドアラ
イメント制御機構、３２…検出光学系、３３…インクジ
ェットヘッド、３４…ヘッドアライメント微動機構、３
５…制御コンピュータ、３６…画像識別機構、３７…Ｘ
Ｙ方向走査機構、３８…位置検出機構、３９…位置補正
制御機構、４０…インクジェットヘッド駆動・制御機
構、４１…光軸、４２…素子電極、４３…液滴、４４…
液滴着弾位置、５０…噴射ヘッド、５１…発熱体基板、
６０…ノズル、６１…蓋基板。1 ... (Liquid jet head) nozzle, 2 ... Organic E discharged
L material, 3 ... Organic (polyimide) barrier, 4 ... ITO transparent electrode, 5 ... Glass substrate, 11 ... Ejection head unit (ejection head), 12 ... Carriage, 13 ... Substrate holder, 14 ... Substrate (functional element substrate) ), 15 ... Supply tube for solution containing functional material, 16 ... Signal supply cable, 17, 21 ... Control box, 18 ... X-direction scan motor, 19 ... Y-direction scan motor, 20 ...
Computer, 22 (22X 1 , 22Y 1 , 22X 2 , 2
2Y 2 ) ... Substrate positioning / holding means, 31 ... Head alignment control mechanism, 32 ... Detection optical system, 33 ... Inkjet head, 34 ... Head alignment fine movement mechanism, 3
5 ... Control computer, 36 ... Image identification mechanism, 37 ... X
Y direction scanning mechanism, 38 ... Position detection mechanism, 39 ... Position correction control mechanism, 40 ... Inkjet head drive / control mechanism, 41 ... Optical axis, 42 ... Element electrode, 43 ... Droplet, 44 ...
Droplet landing position, 50 ... Jetting head, 51 ... Heating element substrate,
60 ... Nozzle, 61 ... Lid substrate.
Claims (7)
滴を噴射付与し、機能性素子群を形成した機能性素子基
板において、前記機能性素子群の１素子は、複数個の液
滴を基板上に付着させたドットイメージにより形成され
ることを特徴とする機能性素子基板。1. A functional element substrate in which a functional element group is formed by jetting droplets of a solution containing a functional material onto a substrate to form one functional element group, and one element of the functional element group is a plurality of liquids. A functional element substrate, which is formed by a dot image in which droplets are deposited on a substrate.
数個の前記液滴は、マルチノズル型の液滴噴射ヘッドか
ら噴射されることを特徴とする請求項１記載の機能性素
子基板。2. The functional element substrate according to claim 1, wherein the plurality of droplets forming one element of the functional element group are ejected from a multi-nozzle type droplet ejection head. .
は、前記機能性素子を駆動する電極間距離と同等もしく
はそれより大となるように前記ノズルの数およびその配
列密度を決めたことを特徴とする請求項２記載の機能性
素子基板。3. The number of nozzles and the arrangement density thereof are determined such that the nozzle array arrangement length of the multi-nozzle is equal to or larger than the distance between electrodes for driving the functional element. The functional element substrate according to claim 2.
されるとともに、前記基板の前面を直交するＸおよびＹ
の２方向に前記液滴噴射ヘッドと前記基板が互いに相対
移動を行いつつ、前記液滴を噴射して前記機能性素子群
が形成される機能性素子基板であって、前記マルチノズ
ルのノズル列配列方向に垂直な方向に相対移動しつつ前
記液滴を噴射して前記機能性素子を形成していく方向を
主走査方向とし、該主走査方向に垂直な方向（ノズル列
配列方向と同じ方向）を副走査方向とする時、該副走査
方向への前記液滴噴射ヘッドと前記基板の相対移動は、
形成される前記機能性素子群の隣接ピッチ単位で行うよ
うにしたことを特徴とする請求項３記載の機能性素子基
板。4. The droplet ejection head is mounted on a carriage, and X and Y are orthogonal to the front surface of the substrate.
Is a functional element substrate in which the functional element group is formed by ejecting the liquid droplets while the droplet ejection head and the substrate move relative to each other in two directions of The direction in which the droplets are ejected to form the functional element while relatively moving in the direction perpendicular to the arrangement direction is the main scanning direction, and the direction perpendicular to the main scanning direction (the same direction as the nozzle row arrangement direction) ) As the sub-scanning direction, the relative movement of the droplet jet head and the substrate in the sub-scanning direction is
The functional element substrate according to claim 3, wherein the functional element substrate is formed in units of adjacent pitches of the formed functional element groups.
されるとともに、前記基板の前面をＸ方向にキャリッジ
走査を行いつつ、前記液滴を噴射するとともに前記基板
を搬送して前記機能性素子群が形成される機能性素子基
板であって、前記マルチノズルのノズル列配列方向にほ
ぼ垂直な方向にキャリッジ走査を行いつつ前記液滴を噴
射して前記機能性素子を形成していく方向を主走査方向
とし、該主走査方向に垂直な方向を副走査方向とする
時、該副走査方向への前記基板の搬送は、形成される前
記機能性素子群の隣接ピッチ単位で行うようにしたこと
を特徴とする請求項３記載の機能性素子基板。5. The droplet ejection head is mounted on a carriage, and the droplets are ejected and the substrate is conveyed while performing carriage scanning on the front surface of the substrate in the X direction, and the functional element group. Is a functional element substrate in which the droplets are ejected while performing carriage scanning in a direction substantially perpendicular to the nozzle row arrangement direction of the multi-nozzle, and the main direction is to form the functional element. When the scanning direction is set and the direction perpendicular to the main scanning direction is set as the sub-scanning direction, the substrate is transported in the sub-scanning direction in units of adjacent pitches of the functional element group to be formed. The functional element substrate according to claim 3, wherein:
したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
の機能性素子基板。6. The functional element substrate according to claim 1, wherein the jetting speed of the liquid droplets is set to 3 to 10 m / s.
能性素子基板と、この機能性素子基板に対向して配置さ
れたカバープレートとを有することを特徴とする画像表
示装置。7. An image display device, comprising: the functional element substrate according to claim 1; and a cover plate arranged to face the functional element substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002059142A JP2003257642A (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | Functional element substrate and image display device |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005145015A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Seiko Epson Corp | Functional liquid supply tube, functional liquid supply mechanism equipped with it and functional liquid drop discharge apparatus, manufacturing method of electro-optical apparatus, electro-optical apparatus and electronic device |
-
2002
- 2002-03-05 JP JP2002059142A patent/JP2003257642A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005145015A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Seiko Epson Corp | Functional liquid supply tube, functional liquid supply mechanism equipped with it and functional liquid drop discharge apparatus, manufacturing method of electro-optical apparatus, electro-optical apparatus and electronic device |
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