(57)【要約】【課題】  ノズルから組成物を吐出する際に、組成物の乾燥や固化等による吐出不良を起こさないノズルを有する液滴吐出装置の提供を課題とする。【解決手段】  組成物を吐出するノズル孔を備えたノズル部と、組成物をノズル孔から吐出させるための加圧手段と、ノズル部の底面に組成物を供給する手段とを有し、ノズル部の底面に親液処理を施す。ノズル部の底面に組成物を供給する手段としては、例えば組成物が流れることが可能な流路をノズル部に設け、当該流路を介して組成物を流すことにより、ノズル部の底面に組成物を供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物を吐出するノズル孔と前記組成物を前記ノズル孔から吐出させるための加圧手段とを備えたノズル部と、
前記ノズル部の底面に前記組成物を供給する手段とを有し、
前記ノズル部の底面は親液処理されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記組成物を供給する手段は、前記ノズル部に設けられた流路を有し、
前記流路を介してノズル部の底面に前記組成物を供給することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記流路は、前記ノズル部の底面に前記組成物を供給する手段または前記ノズル部の底面から前記組成物を吸引する手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
組成物を吐出する線状に配置された複数のノズル孔と前記組成物を前記複数のノズル孔から吐出させるための加圧手段とを備えたノズル部と、
前記ノズル部の底面に前記組成物を供給する手段とを有し、
前記ノズル部の底面は親液処理されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記組成物を供給する手段は、前記ノズル部に設けられた複数の流路を有し、
前記複数の流路を介してノズル部の底面に組成物を供給することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数の流路は、線状に配置された複数のノズル孔の間にそれぞれ設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記複数の流路は、それぞれノズル部の底面に組成物を供給する手段またはノズル部の底面から組成物を吸引する手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
組成物を吐出するノズル孔と前記組成物をノズル孔から吐出させるための加圧手段と前記ノズル孔の側壁に連結された流路とを備えたノズル部を有し、
前記流路を介して前記ノズル孔に組成物が供給されることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項９】
組成物を吐出するノズル孔と前記組成物をノズル孔から吐出させるための加圧手段と前記ノズル孔の側壁にそれぞれ連結された第１の流路および第２の流路とを備えたノズル部を有し、
前記第１の流路を介して前記ノズル孔に前記組成物が供給され且つ前記第２の流路を介して前記ノズル孔から前記組成物が吸引されることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記ノズル孔と前記第１の流路の連結部および前記ノズル孔と前記第２の流路の連結部に開閉弁が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１１】
組成物を吐出する線状に配置された複数のノズル孔と前記組成物を前記複数のノズル孔から吐出させるための加圧手段と前記複数のノズル孔の側壁に連結した流路とを備えたノズル部を有し、
前記流路は前記複数のノズル孔同士を連結し、前記複数のノズル孔と前記流路間で組成物の授受が行われることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記流路は、前記ノズル孔に前記組成物を供給する手段または前記ノズル孔から前記組成物を吸引する手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１３】
組成物を吐出するノズル孔と、
前記ノズル孔に連結された加圧室と、
前記加圧室の側壁の異なる２カ所に連結して設けられた流路と、
前記加圧室の側壁に設けられた第１の加圧手段と、
前記流路の側壁に設けられた第２の加圧手段とを有し、
前記加圧室と前記流路との連結部に開閉弁が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記流路に外部から組成物を供給するための手段が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１５】
組成物を吐出するノズル孔と前記組成物を前記ノズル孔から吐出させるための加圧手段とを備えたノズル部と、
前記ノズル部の底面に前記組成物を供給する手段と、
蒸気を供給する手段とを有し、
前記蒸気を供給する手段は、組成物の溶媒の蒸気を前記ノズル孔に供給することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１６】
組成物を吐出するノズル孔、前記ノズル孔に連結された加圧室、前記加圧室に接して設けられた加圧手段および振動手段を有する液滴吐出手段を有し、
前記加圧手段および前記振動手段により前記液滴吐出手段に含まれる組成物を振動させることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する装置に関し、特に吐出する組成物の乾燥や固化による吐出不良を防止する液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に半導体材料や金属材料や絶縁物材料を使って回路のパターンを直接描く、いわゆる直接描画の研究が盛んに行われている。具体的には、液滴を吐出する手段を備えた装置を用いて、プリンターで文字を打ち出すように電気回路を描き、電子デバイスを印刷しようというものである。
【０００３】
従来の電子デバイスの製造方法は、回路等のパターンの形成にかなり複雑な工程を用いている。例えば、一本の配線を形成する場合には、まず基板上に配線の基になる半導体材料や金属材料の膜を形成し、次にこの膜のうち配線に用いる領域を特定してレジスト等を形成し、最後にエッチング等によって特定した領域を残して他の膜を除去する。この工程を繰り返し行うことによって、目的とする回路パターンを形成していく。しかし、このような工程では、工程数が多いことや、膜の形成や除去の工程を真空で行う必要があったため、高価で巨大な真空装置を多用することが製造コストを押し上げていた。
【０００４】
一方、直接描画を利用した場合には、配線等の回路パターンを直接形成することが可能となるので、従来は３段階かかっていた工程が１回で済むようになる。また、大気圧下で製造することができ、真空装置が不要となるため大幅にコストダウンを達成することが可能となる。そのため、液滴吐出装置を用いた直接描画は非常に注目を集めている。
【０００５】
上述した直接描画は、例えばインクジェット装置をはじめとする液滴吐出装置を用いることによって行われているが、液滴吐出装置で粘性の高い材料等を吐出する場合に、材料の乾燥等によって生じる吐出不良が問題となっている。そのため、これまで吐出不良を解決するために、様々な解決方法が考えられている。
【０００６】
例えば、材料を吐出する前に吐出口を有するヘッドを有機溶媒等の溶剤や吐出液そのもので拭き取り取りを行う方法や、ヘッド全体をキャッピングして溶媒に浸す方法、溶媒の蒸気で満ちた空間にヘッドを配置する方法がある。また、他にも、吐出する液に保湿剤を加えたり、吐出しない程度のパルス電圧をピエゾ素子に加えて液を振動させて撹拌することによって乾燥や固化を防止するメニスカス制御の方法（例えば特許文献１）等がある。
【特許文献１】特開平９−２９０５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、材料を吐出する前にヘッドを拭き取ったり、ヘッド全体をキャッピングしたりして溶媒に浸すまたは蒸気で満たす方法では、印刷前の吐出不良には効果的であるが、印刷中の吐出不良には対応できない。つまり、パターンの描画の際に、液滴吐出装置の複数のノズルのうち、その時に使用されていないノズル（液滴を吐出していないノズル）は、一定期間吐出することがないため、材料の乾燥、固化により吐出不良を起こす場合がある。これは、揮発性の高い溶媒を用いるときほど、溶媒の蒸発によって材料の粘性が高くなり、吐出不良の恐れが顕著になる。
【０００８】
これを防ぐために、液に保湿剤を加える方法やメニスカス制御法があるが、保湿剤を加える方法では、材料によっては適当な保湿剤がない場合がある。また、メニスカス制御法では、時間の経過に伴う溶媒の蒸発によって材料の粘度が上昇し、その結果、吐出状態の変化が起こり、材料の吐出量や吐出する位置を正確に制御することがきなくなる問題がある。このように、どちらの方法も本質的な解決には至っていない。
【０００９】
本発明では、上記問題を鑑み、液滴を吐出する際に吐出不良を起こさないノズルを有する液滴吐出装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、液滴吐出装置において、ノズルにおける組成物が乾燥して固化することによる吐出不良を防止する。なお、ここでいう吐出不良とは、組成物が全く吐出されない場合だけでなく、組成物の乾燥や固化によって吐出される液量や方向を正確に制御できなくなる場合も指す。また、液滴吐出装置とは、導電膜や絶縁膜等の材料を含んだ組成物の液滴（ドットともいう）を選択的に吐出（噴射）して任意の場所に形成する装置であり、その方式によってはインクジェット装置とも呼ばれている。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置は、組成物を吐出するノズル孔を備えたノズル部と、組成物をノズル孔から吐出させるための加圧手段と、ノズル部の底面に組成物を供給する手段とを有し、ノズル部の底面は親液処理されていることを特徴としている。組成物としては、ノズル孔から吐出できるものであればどのような材料を用いてもよく、金属材料や絶縁物材料等を用いることができる。組成物を吐出させるための加圧手段としては、圧電素子を設けて当該圧電素子に電圧を印可して変形させて組成物を押し出すピエゾ方式や、発熱体を発熱させて気泡を生じさせることによって組成物を押し出すサーマルインクジェット方式等を用いることができる。また、ここでいう親液処理とは、ノズル部の底面が組成物をはじかない親和性（以下、親液性とも記す）の状態にすることである。
【００１２】
ノズル部の底面に組成物を供給する手段としては、例えば組成物が流れることが可能な流路をノズル部に設ける。そして、当該流路を介して組成物を流すことにより、ノズル部の底面に組成物を供給する。また、流路はノズル部の底面に組成物を供給するだけでなく、ノズル部底面の組成物を吸引する構成としてもよい。そのため、流路に組成物を押し出してノズル部底面に供給する送液手段またはノズル部底面から組成物を吸引して回収する戻液手段を設けることが好ましい。
【００１３】
また、上記構成は、複数のノズル孔が設けられた液滴吐出装置にも同様に適用することが可能である。この場合、複数のノズル孔の間にそれぞれ流路を設けた構成としてもよいし、例えば複数のノズル孔が線状に配置されている場合にはノズル孔の配列に平行な方向に流路を長く設けてもよい。なお、線状に配置するとは、個々のノズル孔が一直線上に並んでいる状態だけでなく、交互に前後に配置された場合等のある規則性を持って線状に並んでいる状態も含んでいる。
【００１４】
また、本発明の液滴吐出装置は、組成物を吐出するノズル孔を備えたノズル部と、組成物をノズル孔から吐出させるための加圧手段と、ノズル孔の側壁に連結された第１の流路および第２の流路とを有し、ノズル孔と第１の流路間およびノズル孔と第２の流路間で組成物の授受が行われることを特徴としている。ノズル孔と第１の流路間またはノズル孔と第２の流路間における組成物の授受とは、第１の流路または第２の流路からノズル孔に組成物が供給される場合とノズル孔の組成物が第１の流路または第２の流路に吸引される場合のやりとりを意味している。なお、第１の流路または第２の流路の一方または両方に組成物を押し出してノズル孔に供給する送液手段またはノズル孔から組成物を吸引して回収する戻液手段を設けることが好ましい。また、複数のノズル孔が設けられた液滴吐出装置にも同様に適用することができる。この場合、隣り合うノズル孔をそれぞれ連結するように流路を設けてもよいし、複数のノズル孔が共有するように第１の流路または第２の流路を設けてもよい。また、ノズル孔と第１の流路の連結する部分およびノズル孔と第２の流路の連結する部分に開閉弁を設けてもよい。
【００１５】
また、本発明の液滴吐出装置は、組成物を吐出するノズル孔を備えたノズル部と、ノズル孔に連結された加圧室と、加圧室の側壁の異なる２カ所に連結するように設けられた流路と、加圧室の側壁に設けられた第１の加圧手段と、流路の側壁に設けられた第２の加圧手段とを有し、加圧室と流路の連結部に開閉弁が設けられていることを特徴としている。また、流路に外部から組成物を供給するために別に流路を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によって、液滴吐出装置において、ノズル孔から吐出される組成物の乾燥や固化を防止することができるので、吐出不良を起こさず組成物を吐出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００１８】
一般に、液滴吐出装置において、組成物を吐出する出口であるノズル孔に存在する組成物は、常に空気に触れているため乾燥して固化しやすい。組成物が連続して吐出される場合には、吐出される度に組成物が入れ替わるため乾燥等の問題は起きないが、一定の期間吐出されない場合には組成物が乾燥するといった問題が生じる。
【００１９】
特に組成物において揮発性の高い溶媒を用いている場合には、より乾燥が著しいため組成物が固化してノズル孔が詰まる恐れが非常に高くなる。また、固化まではならなくとも溶媒の蒸発によって組成物の粘度が上昇し、吐出する際に方向等の着弾精度に問題が生じる。そのため、このような問題を防ぐために、本発明の液滴吐出装置はノズル孔の組成物を乾燥させない構成とする。
【００２０】
具体的には、ノズルの底面にノズル孔から吐出する組成物と同じものを供給し、少なくともノズル孔とその周辺のノズルの底面を組成物で被覆する。ノズルの底面に組成物を供給する手段としては、例えばノズルの底面にノズル孔とは別にノズルの底面と連結している流路を設ける。そして、当該流路から組成物を供給してノズルの底面を組成物で覆うことによって乾燥を防止することができる。この場合には、ノズルの底面をあらかじめ組成物をはじかない状態（親液性）にしておくことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の他の構成として、ノズル孔の側壁に連結した流路を設け、当該流路から直接ノズル孔に組成物を供給する。ノズル孔と流路間で直接組成物のやりとりを行うことによって、ノズル孔における組成物が流動して常に入れ替わるため、組成物が乾燥して固化するのを防止することができる。
【００２２】
また、本発明の他の構成として、ノズル孔に連結された加圧室の側壁に循環流路を設け、当該循環流路を用いてノズル孔の組成物を流動させる。組成物の流動は、加圧室および循環流路の側壁にそれぞれ設けられた圧電素子に選択的に電圧を印加して、加圧室および循環流路を変形することによって制御することができる。
【００２３】
以下に、本発明の液滴吐出装置の構成に関して図面を用いて具体的に説明を行っていく。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、組成物を吐出するノズル孔を備えたノズルの底面に、組成物を供給する手段を設けた液滴吐出装置に関して図を用いて説明する。
【００２５】
図１に液滴吐出装置における液滴吐出手段の構成について示す。液滴吐出手段１０１は、液室流路１０２に連結された予備液室１０３と、流体抵抗部１０４、加圧室１０５、圧電素子１０６およびノズル孔１０７を含むノズル部１０９と、ノズル部底面１００に組成物を供給する手段である流路１１１、１１２から構成されている。
【００２６】
外部から液滴吐出手段１０１の内部に供給される組成物は、液室流路１０２を通過して予備液室１０３に蓄えられた後、組成物を吐出するためのノズル部１０９へと移動する。ノズル部１０９では流体抵抗部１０４によって、適度の組成物が加圧室１０５内へ充填される。
【００２７】
加圧室１０５の側壁には、電圧を印可することにより変形する圧電素子１０６が設けられている。圧電素子１０６としては、例えばチタン酸・ジルコン酸・鉛（ＰＺＴ）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子を用いることができる。目的のノズルに配置された圧電素子１０６に電圧を印可することにより、加圧室１０５内の組成物を押しだし、外部に組成物１０８を吐出することができる。
【００２８】
通常、ノズル孔１０７の最表面にある組成物は、空気と触れているため乾燥しやすい。ノズル孔１０７から組成物が吐出されている場合には、組成物が入れ替わるため乾燥が問題にはならないが、一定期間吐出が行われない場合には組成物が乾燥して固化する恐れがある。そのため、図１に示す液滴吐出手段１０１では、ノズル孔１０７の最表面の組成物の乾燥を防止するために流路１１１、１１２を設ける。流路１１１、１１２を用いてノズル孔１０７から吐出する組成物と同じものをノズル部１０９の底面１００（以下、ノズル部底面１００と記す）に供給し、ノズル孔１０７およびノズル孔１０７周辺のノズル部底面１００を組成物で被覆する（図１（Ａ））。
【００２９】
このような構成とすることにより、常に新しい組成物がノズル孔１０７に供給されるため、ノズル孔１０７の組成物の乾燥を防ぐことが可能となる。なお、ここではノズル孔１０７から吐出する組成物と同じものを流路１１１、１１２からノズル部底面１００に供給しているが、これに限られず、組成物の溶媒や乾燥を防止する溶液等を供給してもよい。
【００３０】
また、流路１１１、１１２の形状や配置はノズル部底面１００に組成物を供給できるのであればどのようなものでもよく、例えば、ノズル孔１０７の周りに線状で形成してもよいし（図１（Ｂ））、ノズル孔１０７の周りに円状（環状やリング状を含む）で形成してもよい（図１（Ｃ））。また、１つのノズル孔に対して１つの流路を設けてもよいし、複数の流路を設けてもよい。さらに、図１（Ａ）に示すように、ノズル部底面１００に対して流路をノズル孔１０７に向かって斜めに設けると、流路１１１、１１２から供給される組成物がノズル孔１０７に向かって流れやすくなるため好ましい。なお、図１（Ｂ）、（Ｃ）は、図１（Ａ）における液滴吐出手段１０１の底部を模式的に表したもので、図１（Ｂ）、（Ｃ）のＡ−Ｂの断面が図１（Ａ）のＡ−Ｂに対応している。
【００３１】
また、流路１１１、１１２に、組成物を送り出して供給する手段（送液手段）または組成物を吸引して回収する手段（戻液手段）を備えてもよい。組成物の送液手段や戻液手段としては、ポンプやスクリュー等を利用することができる。ここでは、図１（Ａ）に示すように、流路１１１、１１２のノズル部底面１００に連結している端部と反対側の端部に送液手段または戻液手段を備えたポンプ１１１ａ、１１２ａを設けることによって、流路１１１、１１２における組成物の流れを制御できる。
【００３２】
この場合、ポンプ１１１ａ、１１２ａに送液手段を設けるか、戻液手段を設けるかにより組成物の流れを選択的に調整することができる。例えば、ポンプ１１１ａ、１１２ａのそれぞれに送液手段を有するポンプを設けると、流路１１１、１１２からノズル部底面１００に組成物を供給することができる。また、ポンプ１１１ａ、１１２ａの一方に送液手段を有するポンプを設け、他方に戻液手段を有するポンプを設けることによって、組成物をノズル部底面１００の特定の方向に流して移動させることができる。
【００３３】
流路１１１、１１２への組成物の供給は、別途外部に供給用の液室を設けて行ってもよいし、予備液室１０３と流路１１１、１１２を連結することによって行ってもよい。
【００３４】
流路１１１、１１２からノズル部底面１００に供給される組成物が、落下しないようにする必要がある。そのため、ノズル部底面１００の表面をあらかじめ組成物をはじかない状態（親液性）にしておくことが好ましい。また、ノズル部底面１００に流路１１１、１１２から組成物が過剰に供給されて落下しないように、送液手段または戻液手段を有するポンプ等で制御する。
【００３５】
また、ノズル部１０９においても、組成物と、液室流路１０２、予備液室１０３、流体抵抗部１０４、加圧室１０５およびノズル孔１０７とのぬれ性が重要となる。そのため、組成物と材質とのぬれ性を調整するために、それぞれ組成物と接触する部分に炭素膜や樹脂膜等を形成してもよい。
【００３６】
上記の構成によって、組成物を被処理物上に正確に吐出することができる。液滴吐出方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、液滴をドット状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。また、連続した線状のパターンを形成する場合には、ディスペンサ方式を用いても良い。
【００３７】
次に、複数のノズル孔が配置された液滴吐出装置の液滴吐出手段の構成について図２を用いて説明する。なお、図１と同じものを表す場合は同様の符号で示す。
【００３８】
液滴吐出手段１２０は、図１で示した液滴吐出手段１０１と同様に、液室流路１０２に連結された予備液室１０３と、流体抵抗部１０４、加圧室１０５、圧電素子１０６およびノズル孔１０７を含むノズル部１０９が複数連結した構成となっている。
【００３９】
また、図２では、ノズル部１０９にそれぞれ流路１１３ａ〜１１３ｅを設ける。ここでは、流路１１３ａ〜１１３ｅは、それぞれ隣り合うノズル孔１０７ａ〜１０７ｄ間に設けられ、ノズル孔１０７ａ〜１０７ｄおよびノズル部底面１００は流路１１３ａ〜１１３ｅから供給される組成物により被覆される（図２（Ａ）、（Ｂ））。流路１１３ａ〜１１３ｅから組成物が供給されることによって、ノズル孔１０７の組成物の乾燥を防ぐことが可能となる。なお、流路１１３ａ〜１１３ｅからノズル部底面１００に供給される組成物は、ノズル孔１０７から吐出される組成物と同じものを用いるのが好ましいが、他にも組成物の溶媒や組成物の乾燥を防止する溶液等を用いることができる。
【００４０】
流路の形状はどのような形状でもよく、例えば、ノズル孔の配列した方向と垂直方向に複数のノズル孔の間に形成してもよいし（図２（Ｂ））、ノズル孔が配列した方向と平行方向に線状で流路１１５、１１６を形成してもよい（図２（Ｃ））。また、図１（Ｃ）で示したように各ノズル孔の周辺に円状（環状、リング状を含む）で形成してもよい。
【００４１】
なお、図２では複数のノズル孔を１直線上に配列しているが、これに限られず、例えばノズル孔を交互にずらして３角形を構成するように配列させるクラスタ状としてもよいし、ノズル孔を上下に並べて配列させてもよい。
【００４２】
また、流路１１３ａ〜１１３ｅに、図１で示したように送液手段または戻液手段を設けることができる。ここでは、流路１１３ａ〜１１３ｅのノズル部底面１００に連結していない方の端部にそれぞれ送液手段または戻液手段を有するポンプ１１４ａ〜１１４ｅを設けることによって、流路１１３ａ〜１１３ｅの組成物の流れを制御することができる。
【００４３】
また、流路１１３ａ〜１１３ｅへの組成物の供給は、別途供給用の液室を設けて行ってもよいし、予備液室１０３と連結することによって行ってもよい。
【００４４】
流路１１３ａ〜１１３ｅからノズル部底面１００に供給される組成物は、落下しないようにする必要がある。そのため、ノズル部底面１００の表面をあらかじめ組成物をはじかない（親液性）状態にしておくことが好ましい。また、ノズル部底面１００に流路１１３ａ〜１１３ｅから組成物が過剰に供給されて落下しないように、送液手段を有するポンプ等で制御を行う。
【００４５】
上記の構成によって、組成物を被処理物上に吐出することができる。液滴吐出方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、液滴をドット状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。また、連続した線状のパターンを形成する場合には、ディスペンサ方式を用いても良い。
【００４６】
なお、本実施の形態では、組成物の吐出を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行う場合を示したが、これに限られず発熱体を発熱させて気泡を生じさせることによって組成物を押し出すいわゆるサーマルインクジェット方式を用いてもよい。この場合、圧電素子１０６を発熱体に置き換えた構造とすればよい。
【００４７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる液滴吐出装置に関して図を用いて説明する。なお、本実施の形態で示す図面において実施の形態１と同じものを表す場合は同様の符号を用いて示す。
【００４８】
まず、図３（Ａ）を用いて、本実施の形態の液滴吐出装置における液滴吐出手段の具体的な構成について説明する。液滴吐出手段２０１は、液室流路１０２に連結された予備液室１０３と、流体抵抗部１０４、加圧室１０５、圧電素子１０６およびノズル孔１０７を含むノズル部２０９と、ノズル孔１０７に組成物を供給する手段である流路２１１、２１２から構成されている。
【００４９】
外部から液滴吐出手段２０１の内部に供給される組成物は、液室流路１０２を通過して予備液室１０３に蓄えられた後、組成物を吐出するためのノズル部２０９へと移動する。ノズル部２０９では流体抵抗部１０４によって、適度の組成物が加圧室１０５内へ充填される。
【００５０】
加圧室１０５の側壁には、電圧を印可することにより変形する圧電素子１０６が設けられている。圧電素子１０６としては、例えばチタン酸・ジルコン酸・鉛（ＰＺＴ）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子を用いることができる。目的のノズルに配置された圧電素子１０６に電圧を印可することにより、加圧室１０５内の組成物を押しだし、ノズル孔１０７から外部に組成物を吐出することができる。
【００５１】
また、図３に示す液滴吐出手段２０１では、ノズル部２０９に組成物を流すことのできる流路２１１、２１２を設ける。流路２１１、２１２はノズル孔１０７に連結しており、ノズル孔１０７と流路２１１または２１２との連結部において組成物のやりとりが行われる。通常、ノズル孔１０７に存在する組成物は空気と触れているため乾燥しやすいが、外部から新しい組成物を直接ノズル孔１０７に供給することによって、ノズル孔１０７の組成物が入れ替わり乾燥を防止することができる。ここでは、ノズル孔１０７の側壁１３０ａ、１３０ｂに流路２１１または流路２１２を設ける。
【００５２】
また、流路２１１、２１２に、組成物を送り出してノズル孔１０７に供給する手段（送液手段）または組成物を吸引してノズル孔１０７から組成物を回収する手段（戻液手段）を備えるとよい。組成物の送液手段や戻液手段としては、上記実施の形態１で示したようにポンプ等を利用することができる。図３（Ａ）に示すように、流路２１１、２１２のノズル孔１０７と連結している端部と反対側の端部に送液手段または戻液手段を有するポンプ２１１ａ、２１２ｂを設けることによって、流路２１１、２１２およびノズル孔１０７の組成物の流れを制御できる。
【００５３】
なお、流路２１１、２１２に設けられたポンプ２１１ａ、２１２ｂは、双方が送液手段または戻液手段を有してもよいし、一方が送液手段を有し他方が戻液手段を有していてもよく、実施者が適宜選択することができる。なお、ポンプ２１１ａ、２１１ｂに送液手段を設けるか、戻液手段を設けるかの組み合わせによって組成物の流れを選択的に制御することができる。
【００５４】
例えば、一方の流路（例えば流路２１１）が送液手段を有しノズル孔１０７に組成物を供給し、他方の流路（例えば流路２１２）が戻液手段を有しノズル孔１０７から組成物を吸引することによって、流路２１１、２１２およびノズル孔１０７の組成物が特定の方向に流れるように制御することができる。通常、ノズル孔１０７の組成物の流れは規則的でない（乱流状態）ため、吐出した際に吐出方向が一定とはならない。しかし、流路２１１、２１２を用いてノズル孔１０７と組成物の授受を行うことにより、ノズル孔１０７の組成物の流れを規則的（例えば層流状態）にすることによって、組成物を吐出する位置や方向を正確に制御することが可能となる。
【００５５】
また、流路２１１、２１２とノズル孔１０７の連結部分に開閉可能な弁を設けてもよい。この場合について図３（Ｂ）を用いて説明する。
【００５６】
通常、組成物の吐出は、加圧室１０５の側壁に設けられた圧電素子１０６に電圧を印可することによって変形させ、組成物をノズル孔１０７から押し出すことによって行う。しかし、ノズル孔１０７に連結された流路２１１、２１２があることにより、吐出する際に組成物を押し出す力が流路２１１、２１２の組成物にも働き、ノズル孔１０７から吐出される組成物量や吐出方向を正確に制御できなくなる恐れがある。そのため、図３（Ｂ）に示すように、ノズル孔１０７と流路２１１、２１２が連結する部分に、開閉によって流路２１１、２１２とノズル孔１０７との組成物の授受を調節する開閉弁２１３、２１４を設けてもよい。
【００５７】
開閉弁２１３、２１４は、ノズル孔１０７から組成物が吐出される際には閉じており、ノズル孔１０７から組成物が吐出されない場合（ノズル部２０９を使用しない場合）には開いて、ノズル孔１０７に流路２１１、２１２から組成物を供給することができる。このように、開閉弁２１３、２１４の開閉を制御することによって、ノズル孔に連結する流路を設けた場合であっても、組成物量や吐出方向を正確に制御することができる。なお、開閉弁２１３、２１４はノズル孔１０７と流路２１１、２１２の連結部を遮断することができればどのようなものでもよく、一点を固定させて開閉を行う弁やスライドさせて開閉を行う弁を利用することができる。
【００５８】
また、流路２１１、２１２への組成物の供給は、別途外部に供給用の液室を設けて行ってもよいし、予備液室１０３と流路２１１、２１２を連結することによって行ってもよい。
【００５９】
また、ノズル部２０９において、組成物と、液室流路１０２、予備液室１０３、流体抵抗部１０４、加圧室１０５およびノズル孔１０７とのぬれ性が重要となる。そのため、組成物と材質とのぬれ性を調整するために、それぞれ組成物と接触する部分に炭素膜や樹脂膜等を形成してもよい。
【００６０】
上記の手段によって、組成物を被処理物上に正確に吐出することができる。液滴吐出方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、液滴をドット状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。また、連続した線状のパターンを形成する場合には、ディスペンサ方式を用いても良い。
【００６１】
次に、図３に示した液滴吐出手段において、複数のノズル孔が配置された液滴吐出手段の構成について図４を用いて説明する。なお、図面において上記で示したものと同じものを表す場合は同様の符号で示す。
【００６２】
図４では、共通液室２１８が設けられ、ノズル部における複数の加圧室１０５の各々と連結している。また、複数のノズル孔２０７ａ〜２０７ｅに連結した流路２１５が設けられている。流路２１５の端部にはそれぞれ、組成物を送り出す送液手段２１６と組成物を吸引する戻液手段２１７が設けられており、流路２１５において組成物はノズル孔１０７ａから１０７ｅの方向へ流れるように制御されている。なお、これに限られず、上述したように流路２１５の端部には、両方に送液手段を用いてもよいし、戻液手段を用いてもよい。
【００６３】
また、流路２１５は、ノズル孔２０７ａ〜２０７ｅに組成物を供給することができればどのような形状や配置で設けてもよい。例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、隣り合うノズル孔同士（例えば、ノズル孔１０７ａと１０７ｂ）を連結するように設けて、流路２１５の一方の端部からノズル孔１０７ａ〜１０７ｅを通って流路２１５の他方の端部まで組成物が流れるように設けることができる。
【００６４】
また、他にも図４（Ｃ）に示すように、複数のノズル孔が共有するように流路２１５を形成し、ノズル孔の配列に対して垂直方向から組成物を流す構成としてもよい。この場合、隣り合うノズル孔の間にノズル部の補強のためにしきり板２１９を設けることが好ましい。また、しきり板２１９を設けることによって、組成物の流れる方向をそろえることができる。
【００６５】
上記の手段によって、組成物を被処理物上に吐出することができる。液滴吐出方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、液滴をドット状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。また、連続した線状のパターンを形成する場合には、ディスペンサ方式を用いても良い。
【００６６】
なお、本実施の形態では、組成物の吐出を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行う場合を示したが、これに限られず発熱体を発熱させて気泡を生じさせることによって組成物を押し出すいわゆるサーマルインクジェット方式を用いてもよい。この場合、圧電素子１０６を発熱体に置き換えた構造とすればよい。
【００６７】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【００６８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上述した実施の形態とは異なる液滴吐出装置の構成に関して図面を用いて説明する。なお、上記実施の形態と同じものを表す場合には同様の符号を用いて示す。
【００６９】
本実施の形態では、液滴吐出手段３０１において、加圧室３０５に連結する循環流路３２１を設けた構成に関して、図５を用いて説明する。
【００７０】
液滴吐出手段３０１は、液室流路１０２に連結された予備液室１０３と、流体抵抗部１０４、加圧室３０５、圧電素子３０６ａ〜３０６ｄ、循環流路３２１およびノズル孔１０７を含むノズル部３０９から構成されている。
【００７１】
外部から液滴吐出手段３０１の内部に供給された組成物は、液室流路１０２を通過して予備液室１０３に蓄えられた後、組成物を吐出するためのノズル部３０９へと移動する。ノズル部３０９では流体抵抗部１０４によって、適度の組成物が加圧室３０５内へ充填される。
【００７２】
加圧室３０５の側壁には、電圧を印可することにより変形する圧電素子３０６ａ、３０６ｂが設けられている。さらに、本実施の形態では加圧室３０５の側壁に連結する循環流路３２１が設けられており、循環流路３２１の側壁にも、圧電素子３０６ｃ、３０６ｄが設けられている。
【００７３】
加圧室３０５および循環流路３２１に設けられた圧電素子３０６ａ〜３０６ｄは、それぞれ別個に電圧を印可することによって変形させることが可能となっている。圧電素子としては、例えばチタン酸・ジルコン酸・鉛（ＰＺＴ）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子を用いることができる。目的のノズルに配置された圧電素子３０６ａ〜３０６ｄに選択的に電圧を印可することにより、加圧室３０５内の組成物を押しだし、外部に組成物１０８を吐出することができる。
【００７４】
本実施の形態では、加圧室３０５に設けられた循環流路３２１を用いることにより、加圧室３０５およびノズル孔１０７の組成物を流動させて、ノズル孔１０７の組成物を入れ替えることによって組成物の乾燥を防止することができる。以下に加圧室３０５およびノズル孔１０７の組成物の流動に関して説明する。
【００７５】
図５（Ａ）に示すように、加圧室３０５と循環流路３２１の連結部分には開閉可能な開閉弁３１１、３１２が設けられ、圧電素子３０６ａ〜３０６ｄと開閉弁３１１、３１２によって、組成物が矢印（実線）方向に流動する。図５においては、開閉弁３１１、３１２はそれぞれ一方向のみに開閉可能であり、組成物の逆流を防止する機能を有している。ここでは、開閉弁３１１は紙面において左側にのみ開閉可能であり、開閉弁３１２は紙面において右側にのみ開閉可能となるように設ける。そして、圧電素子３０６ａ〜３０６ｄに選択的に電圧を印可して変形させることによって組成物を実線の矢印方向に流動させる。
【００７６】
具体的には、圧電素子３０６ａ、３０６ｂが縮む際に圧電素子３０６ｃ、３０６ｄを広げることによって、組成物が動いて開閉弁３１２が開き、ノズル孔１０７から組成物を吐出させずに加圧室３０５およびノズル孔１０７の組成物を流動させることができる。また、それと同時に、開閉弁３１１が開いて組成物が移動するため、新たな組成物がノズル孔１０７に移動してノズル孔１０７の組成物が入れ替わる。その結果、ノズル孔１０７の組成物の乾燥を防ぐことができる。また、圧電素子３０６ｃ、３０６ｄのみを縮めたり広げたりすることによって、循環流路３２１と加圧室３０５およびノズル孔１０７の組成物の流動が可能な場合は、圧電素子３０６ａ、３０６ｂを使用しなくてもよい。
【００７７】
また、図５（Ｂ）に示すように、循環流路３２１に外部から組成物を供給することができる流路３１３を設けてもよい。一般的に、ノズル孔１０７の組成物を循環させた場合であっても、時間と共に組成物の溶媒の蒸発により組成物の粘性が高くなるという問題がある。そこで、流路３１３を設けることによって新たな組成物を循環流路３２１に供給することにより、ノズル孔１０７の組成物の粘性の上昇や乾燥を防止することが可能となる。
【００７８】
上記の手段によって、ノズル孔の組成物の乾燥を防止して、被処理物上に効率的に組成物を吐出することができる。液滴吐出方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、液滴をドット状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。また、連続した線状のパターンを形成する場合には、ディスペンサ方式を用いても良い。
【００７９】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【００８０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態１〜３で示した液滴吐出手段を備えた線状液滴吐出装置の一構成例に関して図を用いて説明する。
【００８１】
図６（Ａ）に示す線状液滴吐出装置は、装置内に液滴吐出手段５０６を有し、これにより組成物を吐出することで、基板５０２に所望の組成物のパターンを形成するものである。この線状液滴吐出装置においては、基板５０２として、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、あるいはシリコンに代表される半導体ウェハ等の基板を用いることができる。
【００８２】
図６（Ａ）において、基板５０２は搬入口５０４から筐体５０１内部へ搬入し、組成物の吐出を終えた基板を搬出口５０５から搬出する。筐体５０１内部において、基板５０２は搬送台５０３に搭載され、搬送台５０３は搬入口５０４と搬出口５０５とを結ぶレール５１０ａ、５１０ｂ上を移動する。
【００８３】
支持部５０７は、組成物を吐出する液滴吐出手段５０６を支持し、搬送台５０３と平行に移動する。基板５０２が筐体５０１内部へ搬入されると、これと同時に支持部５０７が所定の位置に合うように移動する。液滴吐出手段５０６の初期位置への移動は、基板搬入時、あるいは基板搬出時に行うことで、効率よく吐出処理を行うことができる。
【００８４】
液滴吐出処理は、搬送台５０３の移動により基板５０２が、液滴吐出手段５０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。液滴吐出処理は、支持部５０７および基板５０２の相対的な移動と、支持部５０７に支持される液滴吐出手段５０６からの液滴吐出の組み合わせによって達成される。基板５０２や支持部５０７の移動速度と、液滴吐出手段５０６からの組成物を吐出する周期を調節することで、基板５０２上に所望の液滴パターンを描画することができる。特に、液滴吐出処理は高度な精度が要求されるため、液滴吐出時は搬送台の移動を停止させ、制御性の高い支持部５０７のみを順次走査させることが望ましい。また、液滴吐出手段５０６は一方向に前後するようにも走査可能である。
【００８５】
原料液は、筐体５０１外部に設置した液滴供給部５０９から筐体内部へ供給され、さらに支持部５０７を介して液滴吐出手段５０６内部の液室に供給される。この原料液供給は筐体５０１外部に設置した制御手段５０８によって制御されるが、筐体内部おける支持部５０７に内蔵する制御手段によって制御してもよい。
【００８６】
また、搬送台および支持部５０７の移動は、同様に筐体５０１外部に設置した制御手段５０８により制御する。
【００８７】
また、図６に示した液滴吐出装置に、さらに基板や基板上のパターンへの位置あわせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置してもよい。またこれら手段も、筐体５０１の外部に設置した制御手段５０８によって一括して制御することが可能である。さらに制御手段５０８をＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることにつながる。
【００８８】
次に、図６（Ａ）で示す線状液滴吐出装置に改良を加えた、図６（Ｂ）に示す線状液滴吐出装置について説明する。本装置では支持部５０７に回転手段を設け、任意の角度θに回転することで、基板５０２に対し液滴吐出手段５０６が角度を持たせるように設計したものである。角度θは任意の角度が許されるが、装置全体のサイズを考慮すると基板５０２が移動する方向にたいし、０°〜４５°以内であることが望ましい。この支持部５０７に回転手段を持たせることにより、液滴吐出手段５０６に設けられたノズル孔のピッチより狭いピッチで、組成物パターンを描画することが可能となる。
【００８９】
また、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）で示す線状液滴吐出装置の液滴吐出手段５０６を二つ配置した構造の線状液滴吐出装置である。本装置においては、材質の異なる組成物を同一の走査で一括して行うことができる。つまり、第１の液滴吐出手段５０６ａで原料液Ａの吐出によるパターンの形成を行いながら、僅かな時間差をおいて第２の液滴吐出手段５０６ｂによる原料液Ｂの吐出によるパターンの形成を行うという連続パターンが可能となる。原料液供給部５０９ａと５０９ｂは、それぞれの液滴吐出手段で用いる原料液Ａおよび原料液Ｂを備蓄して供給する。この構造を用いることにより、工程が簡略することができ、著しく効率を上げることが可能となる。
【００９０】
また、図７（Ａ）〜（Ｃ）に図６における液滴吐出手段の底部を模式的に表す。
【００９１】
図７（Ａ）は、ノズル部底面６０１にノズル孔６０２を線状に配置したものである。これに対し図７（Ｂ）では、ノズル部底面６０１のノズル孔６０４を２列に配置し、それぞれの列を半ピッチずらして３角形を構成するように配列させるクラスタ状に配置したものを示している。また、図７（Ｃ）では、ノズル孔のピッチをずらすことなく列を２列に増やした配置とする。
【００９２】
図７（Ｃ）の配置では、一段目のノズル孔６０６からの液滴を吐出した後、時間差をつけてノズル孔６０７から同様の組成物を同様の箇所に吐出することにより、既に吐出された基板上の組成物が乾燥や固化する前に、さらに同一の液滴を厚く積層して形成することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００９４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上述した構成とは異なる液滴吐出装置に関して、図８を用いて説明する。なお、以下に説明する図８の構成において、上記実施の形態と同じものを指す符号は同様の符号を用いて示す。
【００９５】
図８（Ａ）に示すように、本実施の形態では液滴吐出装置において、少なくともノズル孔周辺を吐出する組成物の溶媒の蒸気で満たす構成とする。そのため、液滴吐出手段１０１を外界と遮断された閉空間４０２に設け、閉空間４０２を溶媒の蒸気で満たす。つまり、液滴吐出装置自体を閉空間４０２を有するチャンバー構造として、その内部に蒸気供給手段４０１を用いて溶媒の蒸気を供給する。このように、液滴吐出装置自体を吐出する組成物の溶媒の蒸気で満たすことによって、ノズル孔１０７の組成物は溶媒の蒸気に常に触れている状態となり、組成物の乾燥を防ぐことができる。
【００９６】
また、図８（Ｂ）に線状の液滴吐出装置の全体を表した模式図を示す。液滴吐出装置は、液滴吐出手段５０６を用いて、組成物を吐出することによって基板５０２に所望の組成物のパターンを形成する。基板５０２は開閉式の搬入口４０４から閉空間４０２内部へ搬入し、組成物の吐出を終えた基板を開閉式の搬出口４０５から搬出する。基板５０２の搬入、搬出はすばやく行い、外気が入らないように行う。
【００９７】
なお、閉空間４０２は蒸気供給手段４０１を用いることにより、組成物の溶媒の蒸気で満たされる。閉空間４０２内部において、基板５０２は搬送台５０３に搭載され、搬送台５０３は搬入口５０４と搬出口５０５とを結ぶレール５１０ａ、５１０ｂ上を移動する。なお、液滴吐出手段は上述した実施の形態の構成を用いることができる。
【００９８】
以上のような構成とすることにより、液滴吐出装置において、吐出する組成物の乾燥や固化を防止することができる。なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００９９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、液滴吐出装置に振動を加えることによってノズル孔の組成物の乾燥を防止する構成に関して、図１４を用いて説明する。なお、上記実施の形態と同じものを表す場合には同様の符号を用いて示す。
【０１００】
本実施の形態で示す液滴吐出装置は、液滴吐出手段１０１全体に振動を加えることができる振動手段８０１、８０２を設ける（図１４（Ａ））。本実施の形態では、組成物を吐出していないノズル部１０９の圧電素子１０６に高周波数のパルス電圧を印加して振動させ、且つ振動手段８０１、８０２によって液滴吐出手段１０１全体を振動させることによって、予備液室１０３、流体抵抗部１０４、加圧室１０５及びノズル孔１０７の組成物が振動する。その結果、液滴吐出手段１０１において、組成物の流れが形成され、ノズル孔１０７の組成物の乾燥を防止することができる。
【０１０１】
圧電素子１０６に高周波数のパルス電圧を印加して組成物を振動させ、組成物の流れを形成する方法は従来にもあったが、圧電素子１０６による振動だけでは十分に組成物を流動させることはできなかった。これは、圧電素子に強い振動を加えた場合、組成物がノズル孔から飛び出す恐れがあるためある一定の振動しか行えず、圧電素子の周辺の組成物（ここでは加圧室１０５の組成物）しか流動しないためである。そのため、組成物の流動が十分でなく溶媒の乾燥が進むことによってノズル孔の組成物の粘性が増加した場合に吐出不良が生じる恐れがあった。
【０１０２】
一方、本実施の形態では、圧電素子１０６の振動に加えて振動手段８０１、８０２によって液滴吐出手段１０１全体を振動することにより、組成物を十分に流動させることができる。その結果、ノズル孔１０７において、常に新しい組成物を供給することができるため、従来の方法に比べて、より確実に乾燥を防止することが可能となる。なお、振動手段８０１、８０２によって組成物を流動させることが可能である場合には、圧電素子１０６を振動させなくてもよい。
【０１０３】
また、複数のノズル孔を有する場合も同様に圧電素子１０６と振動手段８０３、８０４を振動させることによって、組成物の流れを形成することができる（図１４（Ｂ））。この場合、組成物は、ノズル孔２０７、加圧室１０５、流体抵抗部１０４および流体抵抗部１０４に連結した共通液室２１８間を流動する。そのため、ノズル孔２０７の組成物の溶媒が乾燥した場合にも常に組成物は入れ替わるため組成物の吐出不良を防止することができる。また、図１４に示した構成に上記実施の形態で示したような流路を設けてもよく、この場合はより組成物の乾燥を防止することが実現できる。
【０１０４】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１０５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した液滴吐出手段を備えた液滴吐出装置の一構成例に関して、図６とは異なる構成に関して図を用いて説明する。
【０１０６】
本実施の形態では、配線等のパターンの形成に用いる液滴吐出装置の一態様を図９に示す。液滴吐出手段１４０３０の個々のヘッド１４０５０は制御手段１４０７０に接続され、それがコンピュータ１４１００で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。
【０１０７】
描画するタイミングは、例えば、基板１４０００上に形成されたマーカー１４１１０を基準に行えば良い。或いは、基板１４０００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これをＣＣＤなどの撮像手段１４０４０で検出し、画像処理手段１４０９０にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１００で認識して制御信号を発生させて制御手段１４０７０に送る。勿論、基板１４０００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８０に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７０に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３０の個々のヘッド１４０５０を個別に制御することができる。
【０１０８】
また、被処理物が大きい場合には、ヘッド１４０５０をＸ−Ｙ軸方向に走査して、吐出を行えばよい。この場合、液滴を吐出するヘッド１４０５０の幅より大きい大型基板に吐出する場合に非常に有効となる。さらに、装置の小型化も図れる。
【０１０９】
なお、ここでは、ヘッド１４０５０を複数有する液滴吐出装置を示したが、この形態に限られない。一つのヘッドをＸ−Ｙ軸方向に走査して吐出してもよい。この場合、さらに装置の小型・軽量化が可能となる。
【０１１０】
また、複数のヘッド１４０５０にそれぞれ異なる材料を充填することによって、複数の材料を同時に吐出することができる。さらに複数のヘッド１４０５０のノズルの径をそれぞれ別個に設定しておくことによって、用途により様々な線幅の配線等を同時に形成することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１１２】
（実施の形態８）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した液滴吐出装置を用いて表示装置を作製する方法に関して図面を用いて説明する。
【０１１３】
まず図１０（Ａ）に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）及び発光素子を形成する基板７００を用意する。具体的に基板７００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。基板７００の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
【０１１４】
上述した基板７００の表面に、液滴吐出法を用いて形成される導電膜または絶縁膜の密着性を高めるための前処理を施す。密着性を高めることができる方法として、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を基板７００の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属や金属化合物を基板７００の表面に付着させる方法、基板７００の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し表面改質を行なう方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、３ｄ遷移元素であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどが挙げられる。また金属化合物として、上述した金属の酸化物、窒化物、酸窒化物などが挙げられる。上記有機系の絶縁膜として、例えばポリイミド、シロキサン材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン絶縁膜と呼ぶ）等が挙げられる。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【０１１５】
なお、基板７００に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、半導体素子の正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、基板７００の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
【０１１６】
本実施の形態では、光触媒反応により密着性を高めることができるＺｎＯまたはＴｉＯ2などの光触媒を基板７００の表面に付着させる。具体的には、ＺｎＯまたはＴｉＯ2を溶媒に分散させ、基板７００の表面に撒布したり、Ｚｎの化合物またはＴｉの化合物を基板７００の表面に付着させた後、酸化させたり、ゾル−ゲル法を用いたりすることで、結果的にＺｎＯまたはＴｉＯ2を基板７００の表面に付着させることができる。
【０１１７】
次に密着性を高めるための前処理が施された基板７００の表面上に、上記実施の形態で示した液滴吐出手段を備えた液滴吐出装置を用いて、ゲート電極７０１〜７０３および配線７０４を形成する。具体的に、ゲート電極７０１〜７０３および配線７０４には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。なお、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また液滴吐出法による導電材料の成膜を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層されたゲート電極を形成することも可能である。但し、ノズル孔から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、Ａｇ、Ｃｕを用いる場合には、不純物対策のため、ゲート電極７０１〜７０３および配線７０４を形成した後に合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いることができる。
【０１１８】
また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒子でも良い。例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電粒子やＣｕの周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周囲にＡｇがコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は２０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、ノズル孔から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、Ａｇを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、Ａｕを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓに設定するとよい。
【０１１９】
液滴吐出装置のノズル孔の径は、０．１〜５０μｍ（好適には０．６〜２６μｍ、）に設定し、ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００００１ｐｌ〜５０ｐｌ（好適には０．０００１〜４０ｐｌ）に設定する。この吐出量は、ノズル孔の径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズル孔との距離は、所望の箇所に滴下するために、できる限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜２ｍｍ程度に設定する。なお、ノズル孔の径を変えずとも、圧電素子に印加されるパルス電圧を変えることによって吐出量を制御することもできる。これらの吐出条件は、線幅が約１０μｍ以下となるように設定しておくのが望ましい。
【０１２０】
液滴吐出法を用いる場合、有機溶媒または無機溶媒に該導電材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。具体的に本実施の形態では、テトラデカン溶液にＡｇを分散させた溶液を滴下し、２００℃〜３００℃で１ｍｉｎ〜５０ｈｒ焼成することで溶媒を除去し、ゲート電極７０１〜７０３を形成する。有機溶媒を用いる場合、上記焼成を酸素雰囲気下で行なうことで、効率的に溶媒を除去することができ、ゲート電極７０１〜７０３の抵抗をより下げることができる。なお図示しないが、この工程でゲート電極７０１に接続した走査線も、同時に形成することができる。
【０１２１】
次に、ゲート電極７０１〜７０３および配線７０４を覆うようにゲート絶縁膜７０５を形成する（図１０（Ｂ）参照）。ゲート絶縁膜７０５は、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等の絶縁膜を用いることができる。ゲート絶縁膜７０５は、単層の絶縁膜を用いても良いし、複数の絶縁膜を積層していても良い。本実施の形態では、窒化珪素、酸化珪素、窒化珪素が順に積層された絶縁膜を、ゲート絶縁膜７０５として用いる。また成膜方法は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。低い成膜温度でゲートリーク電流を抑えることができる緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。また窒化アルミニウムをゲート絶縁膜７０５として用いることができる。窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、ＴＦＴで発生した熱を効率的に発散させることができる。
【０１２２】
次に図１０（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜７０５上に液滴吐出装置を用いて発光素子が有する第１の電極７０６を形成する。なお本実施の形態では、第１の電極７０６が陽極、後に形成される第２の電極７３６が陰極に相当するが、本発明はこの構成に限定されない。第１の電極７０６が陰極、第２の電極７３６が陽極に相当していても良い。
【０１２３】
陽極には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。また陽極として上記透光性酸化物導電材料の他に、例えばＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。ただし透光性酸化物導電材料以外の材料で陽極側から光を取り出す場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。
【０１２４】
なお、第１の電極７０６は、液滴吐出法の他にもスパッタ法または印刷法を用いて形成することが可能である。液滴吐出法または印刷法を用いる場合、マスクを用いなくても第１の電極７０６を形成することが可能である。またスパッタ法を用いる場合でも、リソグラフィ法において用いるレジストを、液滴吐出法または印刷法で形成することで、露光用のマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。
【０１２５】
また、第１の電極７０６は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、陽極の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【０１２６】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、第１の半導体膜７０７を形成する。第１の半導体膜７０７は非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。本実施の形態では、第１の半導体膜７０７としてセミアモルファス半導体を用いる。セミアモルファス半導体は、非晶質半導体よりも結晶性が高く高い移動度が得られ、また多結晶半導体と異なり結晶化させるための工程を増やさずとも形成することができる。
【０１２７】
非晶質半導体は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が挙げられる。この珪化物気体を、水素、水素とヘリウムで希釈して用いても良い。
【０１２８】
またＳＡＳも珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪化物気体を希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪化物気体中に、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6などの炭化物気体、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4などのゲルマニウム化気体、Ｆ2などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。ＳＡＳを第１の半導体膜として用いたＴＦＴは、１〜１０ｃｍ2／Ｖｓｅｃや、それ以上の移動度を得ることができる。
【０１２９】
また異なるガスで形成されたＳＡＳを複数積層することで、第１の半導体膜を形成しても良い。例えば、上述した各種ガスのうち、弗素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳと、水素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳとを積層して、第１の半導体膜を形成することができる。
【０１３０】
グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下または大気圧下で行なうことができる。減圧下で行なう場合、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとする。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃とする。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とする。
【０１３１】
なお、Ｓｉ2Ｈ6と、ＧｅＦ4またはＦ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜のより基板に近い側から結晶が成長するので、基板に近い側ほど半導体膜の結晶性が高い。よって、ゲート電極が第１の半導体膜よりも基板により近いボトムゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜のうち基板に近い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【０１３２】
また、ＳｉＨ4と、Ｈ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜の表面により近い側ほど大きい結晶粒が得られる。よって、第１の半導体膜がゲート電極よりも基板により近いトップゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜のうち基板から遠い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【０１３３】
また、ＳＡＳは、価電子制御を目的とした不純物を意図的に添加しないときに弱いｎ型の導電型を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行なうため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、ＴＦＴのチャネル形成領域を設ける第１の半導体膜に対しては、ｐ型を付与する不純物を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物としては、代表的には硼素であり、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０14〜６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とすると良い。
【０１３４】
次に、第１の半導体膜７０７のうち、チャネル形成領域となる部分と重なるように、第１の半導体膜７０７上に保護膜７０８〜７１０を形成する。保護膜７０８〜７１０は液滴吐出法または印刷法を用いて形成しても良いし、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて形成しても良い。保護膜７０８〜７１０として、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの無機絶縁膜、シロキサン絶縁膜などを用いることができる。またこれらの膜を積層し、保護膜７０８〜７１０として用いても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化珪素、液滴吐出法で形成されたシロキサン絶縁膜を積層して、保護膜７０８〜７１０として用いる。この場合、窒化珪素のパターニングは、液滴吐出法で形成されたシロキサン絶縁膜をマスクとして用い行なうことができる。
【０１３５】
次に図１０（Ｄ）に示すように、第１の半導体膜７０７のパターニングを行なう。第１の半導体膜７０７のパターニングは、リソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のマスクを別途用意しておく必要がなくなり、コストの削減に繋がる。本実施の形態では、液滴吐出法で形成されたレジスト７１１を用い、パターニングする例を示す。なおレジスト７１１は、ポリイミド、アクリルなどの有機樹脂を用いることができる。そして、レジスト７１１を用いたドライエッチングにより、パターニングされた第１の半導体膜７１２、７１３が形成される。
【０１３６】
次に図１１（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜７０５の一部をエッチングにより選択的に除去し、配線７０４の一部を露出させる。ゲート絶縁膜７０５のエッチングには、リソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。
【０１３７】
次に図１１（Ｂ）に示すように、パターニング後の第１の半導体膜７１２、７１３を覆うように、第２の半導体膜７１４を形成する。第２の半導体膜７１４には、一導電型を付与する不純物を添加しておく。ｐチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、ｐ型を付与する不純物として、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3などの不純物気体を珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０14〜６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とすると良い。また、ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、第２の半導体膜７１４に、ｎ型を付与する不純物、例えばリンを添加すれば良い。具体的には、珪化物気体にＰＨ3などの不純物気体を加え、第２の半導体膜７１４を形成すれば良い。一導電型を有する第２の半導体膜７１４は、第１の半導体膜７１２、７１３と同様にセミアモルファス半導体、非晶質半導体で形成することができる。
【０１３８】
なお本実施の形態では、第２の半導体膜７１４を第１の半導体膜７１２、７１３と接するように形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の半導体膜７１２、７１３と第２の半導体膜７１４の間に、ＬＤＤ領域として機能する第３の半導体膜を形成しておいても良い。この場合、第３の半導体膜は、セミアモルファス半導体または非晶質半導体で形成する。
【０１３９】
次に図１１（Ｃ）に示すように、配線７１５〜７１９を液滴吐出法を用いて形成し、該配線７１５〜７１９をマスクとして用い、第２の半導体膜７１４をエッチングする。第２の半導体膜７１４のエッチングは、真空雰囲気下もしくは大気圧雰囲気下におけるドライエッチングで行なうことができる。上記エッチングにより、第２の半導体膜７１４からソース領域またはドレイン領域として機能する、第２の半導体膜７２０〜７２４が形成され、さらに第１の電極７０６の一部が露出される。第２の半導体膜７１４をエッチングする際、保護膜７０８〜７１０によって、第１の半導体膜７１２、７１３がオーバーエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１４０】
配線７１５〜７１９は、ゲート電極７０１〜７０３と同様に形成することができる。具体的には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いる。液滴吐出法を用いる場合、有機系または無機系の溶媒に該導電材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。焼成は酸素雰囲気下で行ない、配線７１５〜７１９の抵抗を下げるようにしても良い。また液滴吐出法または各種印刷法による導電材料の成膜を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層された配線７１５〜７１９を形成することも可能である。
【０１４１】
上記工程によって、ＴＦＴ７３０、７３１、７３２が形成される。
【０１４２】
次に図１１（Ｄ）に示すように、ＴＦＴ７３０と、ＴＦＴ７３１と、ＴＦＴ７３２と、第１の電極７０６の端部とを覆うように、隔壁７３３を形成する。隔壁７３３は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無機絶縁膜ならば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。特に感光性の有機樹脂膜を隔壁７３３に用い、第１の電極７０６上に開口部７３４を形成し、その開口部７３４の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することで、第１の電極７０６と後に形成される第２の電極７３６とが接続してしまうのを防ぐことができる。このとき、マスクを液滴吐出法または印刷法で形成することができる。また隔壁７３３自体を、液滴吐出法で形成することもできる。なお隔壁７３３は開口部７３４を有している。
【０１４３】
次に電界発光層７３５を形成する前に、隔壁７３３及び第１の電極７０６に吸着した水分や酸素等を除去するために、大気雰囲気下で加熱処理または真空雰囲気下で加熱処理（真空ベーク）を行なっても良い。具体的には、基板の温度を２００℃〜４５０℃、好ましくは２５０〜３００℃で、０．５〜２０時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは３×１０-7Ｔｏｒｒ以下とし、可能であるならば３×１０-8Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、真空雰囲気下で加熱処理を行なった後に電界発光層を成膜する場合、電界発光層を成膜する直前まで当該基板を真空雰囲気下に置いておくことで、信頼性をより高めることができる。また真空ベークの前または後に、第１の電極７０６に紫外線を照射してもよい。
【０１４４】
なお、本実施の形態では、後に形成されるパッシベーション膜７３７を窒化珪素で形成しており、該パッシベーション膜７３７と、第２の電極７３６とが接している。窒化珪素または窒化酸化珪素を含む絶縁膜上に接するように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透光性酸化物導電材料と酸化珪素を含む導電膜を用い、発光素子の第１の電極または第２の電極を形成することで、上述したどの材料の組み合わせよりも、発光素子の輝度を高めることができる。また、第１の電極７０６にＩＴＳＯを用いた場合、含まれる酸化珪素によって水分が付着しやすいので、上述した真空ベークは特に有効である。
【０１４５】
そして、隔壁７３３の開口部７３４において第１の電極７０６と接するように、電界発光層７３５を形成する。電界発光層７３５は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陽極に相当する第１の電極７０６上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。なお第１の電極７０６が陰極に相当する場合は、電界発光層７３５を、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層に積層して形成する。
【０１４６】
なおモノクロの画像を表示する場合、もしくは白色の発光素子とカラーフィルターを用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層７３５の構造は全ての画素において同じである。三原色の光をそれぞれ発する３つの発光素子を用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層７３５は、対応する色ごとに材料、積層する層または膜厚を変えて塗り分けても良い。電界発光層を塗り分ける場合、液滴吐出法は材料の無駄がなく、工程も簡素化できるので、非常に有効である。なおカラーは、混色を用いたフルカラーであっても良いし、単一の色相を有する複数の画素を特定のエリアごとに配したエリアカラーであっても良い。
【０１４７】
なおカラーフィルターは、特定の波長領域の光を透過させることができる着色層と、場合によっては該着色層に加え、可視光を遮蔽することができる遮蔽膜とを有する場合がある。そしてカラーフィルターは、発光素子を封止するためのカバー材上に形成する場合もあれば、素子基板に形成する場合もありうる。いずれの場合においても、着色層または遮蔽膜は、印刷法または液滴吐出法を用いて形成することが可能である。
【０１４８】
また電界発光層７３５は、高分子系有機化合物、中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物のいずれを用いていても、液滴吐出法で形成することが可能である。また中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物は蒸着法で形成しても良い。
【０１４９】
そして電界発光層７３５を覆うように、第２の電極７３６を形成する。本実施の形態では、第２の電極７３６は陰極に相当する。第２の電極７３６の作製方法は、蒸着法、スパッタ法、液滴吐出法などを材料に合わせて使い分けることが好ましい。
【０１５０】
陰極は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（ＣａＦ2、ＣａＮ）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電層を用いることも可能である。また陰極側から光を取り出す場合は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、後に形成される電界発光層７３５に電子注入層を設けるのが望ましい。また透光性酸化物導電材料を用いずとも、陰極を光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成することで、陰極側から光を取り出すことができる。この場合、該陰極の上または下に接するように透光性酸化物導電材料を用いて透光性を有する導電層を形成し、陰極のシート抵抗を抑えるようにしても良い。
【０１５１】
隔壁７３３の開口部７３４において、第１の電極７０６と電界発光層７３５と第２の電極７３６が重なり合うことで、発光素子７３８が形成されている。
【０１５２】
なお、発光素子７３８からの光の取り出しは、第１の電極７０６側からであっても良いし、第２の電極７３６側からであっても良いし、その両方からであっても良い。上記３つの構成にうち、目的とする構成に合わせて、陽極、陰極ぞれぞれの材料及び膜厚を選択するようにする。本実施の形態のように第２の電極７３６側から光の取り出す場合、第１の電極７０６側から光の取り出す場合に比べて、より低い消費電力でより高い輝度を得ることができる。
【０１５３】
なお発光素子７３８を覆うようにパッシベーション膜７３７を形成しても良い。パッシベーション膜７３７は、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法やＣＶＤ法などで形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また、例えば窒化炭素膜と窒化珪素を積層した膜、ポリスチレンを積層した膜など、をパッシベーション膜７３７として用いても良い。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすいが内部応力の低い膜とを積層させて、パッシベーション膜７３７として用いることも可能である。本実施の形態では窒化珪素を用いる。パッシベーション膜７３７として窒化珪素を用いる場合、低い成膜温度で緻密なパッシベーション膜７３７を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、パッシベーション膜７３７中に混入させると良い。
【０１５４】
なお実際には、図１１（Ｄ）に示す状態まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
【０１５５】
なお本実施の形態では、画素部を形成する工程について説明したが、セミアモルファス半導体を第１の半導体膜として用いる場合、走査線駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することが可能である。またアモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
【０１５６】
また図１０、図１１に示す表示装置では、ＴＦＴの第１の半導体膜と第２の半導体膜の間に保護膜を形成しているが、本実施の形態はこの構成に限定されず、図１０、図１１の場合において、保護膜は必ずしも形成しなくても良い。図１２（Ａ）に、保護膜を形成していない場合の、画素の断面図を示す。図１２（Ａ）に示すＴＦＴ７０１０は、基板７０００上に形成されたゲート電極７０２０と、該ゲート電極７０２０を覆うように形成されたゲート絶縁膜７０３０と、該ゲート電極７０２０と重なるようにゲート絶縁膜７０３０上に形成された第１の半導体膜７０４０と、第１の半導体膜７０４０と接する第２の半導体膜７０５０，７０６０とを有している。エッチングにより第２の半導体膜７０５０、７０６０を形成する際、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4などのフッ化物気体を用いてエッチングガスとして用いる。そしてこのエッチングでは、第１の半導体膜７０４０とのエッチングの選択比がとれないので、処理時間を適宜調整して行なうこととなる。このエッチングにより、第１の半導体膜７０４０が一部露出する。
【０１５７】
図１２（Ａ）のように保護膜を形成せず、第１の半導体膜７０４０と第２の半導体膜７０５０、７０６０を、同じマスクを用いてパターニングする場合、ゲート絶縁膜７０３０と、第１の半導体膜７０４０と、第２の半導体膜７０５０、７０６０とを、大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染物質に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、ＴＦＴ特性のばらつきを低減することができる。
【０１５８】
また図１０、図１１、図１２（Ａ）では、ゲート電極が第１の半導体膜よりも基板側に形成されているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。図１２（Ｂ）に、第１の半導体膜がゲート電極よりも基板側に形成されている場合の、画素の断面図を示す。ただし図１２（Ｂ）では、ＴＦＴ７０８０を示す。図１２（Ｂ）において、基板７０７０上に配線７０９０、７１００が形成されており、また配線７０９０、７１００上に接するように、第２の半導体膜７１１０，７１２０が形成されており、第２の半導体膜７１１０、７１２０上に接するように第１の半導体膜７１３０が形成されている。そして第１の半導体膜７１３０上にはゲート絶縁膜７１４０が形成されており、第１の半導体膜７１３０と重なるように該ゲート絶縁膜７１４０上にゲート電極７１５０が形成されている。
【０１５９】
なお、上記図１０〜図１２に示したＴＦＴは、いずれもソース領域またはドレイン領域として機能する第２の半導体膜を用いているが、第２の半導体膜は必ずしも形成する必要はない。この場合、配線が直接第１の半導体膜と接続され、該配線がソース領域またはドレイン領域として機能する。特に図１０（Ｂ）に示したＴＦＴは、第２の半導体膜を用いない場合、第２の半導体膜７１１０、７１２０を形成するためのパターニングに用いるマスクが不要になるので、大幅に工程数を削減することができる。
【０１６０】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１６１】
（実施の形態９）
本発明の液滴吐出装置を用いて形成された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１３に示す。
【０１６２】
図１３（Ａ）はテレビ受像機であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２００３やその他回路などの加工に用いることによって、テレビ受像機を作製することができる。
【０１６３】
図１３（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２１０２やその他回路などの加工に用いることによって、デジタルカメラを作製することができる。
【０１６４】
図１３（Ｃ）はコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２２０３やその他回路などの加工に用いることによって、コンピュータを作製することができる。
【０１６５】
図１３（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２３０２やその他回路などの加工に用いることによって、モバイルコンピュータを作製することができる。
【０１６６】
図１３（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（ＤＶＤ再生装置など）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部Ａ２４０３や表示部Ｂ２４０４やその他回路などの加工に用いることによって、画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
【０１６７】
図１３（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２５０２やその他回路などの加工に用いることによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。
【０１６８】
図１３（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２６０２やその他回路などの加工に用いることによって、ビデオカメラを作製することができる。
【０１６９】
図１３（Ｈ）は携帯電話機であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。上記実施の形態に示した液滴吐出装置を表示部２７０３やその他回路などの加工に用いることによって、携帯電話機を作製することができる。
【０１７０】
なお、上述した電子機器の他に、フロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１７１】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】液滴吐出手段を示す図。
【図２】複数のノズル孔を有する液滴吐出手段を示す図。
【図３】液滴吐出手段を示す図。
【図４】複数のノズル孔を有する液滴吐出手段を示す図。
【図５】液滴吐出手段を示す図。
【図６】液滴吐出装置を示す図。
【図７】液滴吐出装置のノズル孔の配列を示す図。
【図８】液滴吐出手段を示す図。
【図９】液滴吐出装置を示す図。
【図１０】液滴吐出装置を用いた表示装置の作製方法を示す図。
【図１１】液滴吐出装置を用いた表示装置の作製方法を示す図。
【図１２】液滴吐出装置を用いた表示装置の作製方法を示す図。
【図１３】液滴吐出装置を用いて形成した電子機器を示す図。
【図１４】液滴吐出装置を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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