(57)【要約】【課題】インクジェット装置を用いて大面積の基材に非常に多数の機能素子を形成する場合には、吐出動作の安定性が求められている。塗布領域の外側で走査線を切り替える際には、インクジェットヘッドはインクを吐出しないまま空間を移動するが、そこでヘッドが乾燥すると、次の走査線でヘッドの吐出特性が変化してしまう。【解決手段】基体表面を平面視する方向で視たとき、インクジェットヘッドが移動する範囲を囲み、基体表面を側面視する方向で視たとき、インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さを含む所定の範囲を囲む包囲部を設ける。さらに、基体表面を平面視する方向で視たとき、基体表面の外側で、かつ包囲部に囲まれた範囲に設けられ、インクに含まれる溶媒と同一材料の蒸気を包囲部が囲む範囲に供給する蒸気供給部を設ける。ノズルが乾燥しないように、インクジェットヘッドが移動する範囲全域の雰囲気の溶媒蒸気を制御する。【選択図】図１
2019150817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドを有し、機能素子の材料を含むインクを基体表面に塗布するインクジェット装置であって、
前記インクジェットヘッドと前記基体表面とが主走査方向に相対的に往復移動し、前記往復移動の往路と復路の切り替え時に、前記インクジェットヘッドと前記基体表面とが副走査方向に相対的に移動するよう、前記インクジェットヘッドと前記基体表面の相対位置を制御する走査機構と、
前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドが前記走査機構により移動する範囲を囲み、前記基体表面を側面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さを含む所定の範囲を囲む包囲部と、
前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記基体表面の外側で、かつ前記包囲部に囲まれた範囲に設けられ、前記インクに含まれる溶媒の成分と同一材料の蒸気を前記包囲部が囲む範囲に供給する蒸気供給部と、を有する、
ことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項２】
前記包囲部は、前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドが前記走査機構により移動する範囲と、前記インクジェット装置の外装カバーとの間に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記包囲部の少なくとも一部として、前記インクジェット装置の外装カバーを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記蒸気の密度は空気の密度よりも大きく、
前記包囲部は、前記基体表面を側面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さよりも低い範囲を囲んでいる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記蒸気の密度は空気の密度よりも小さく、
前記包囲部は、前記基体表面を側面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さよりも高い範囲を囲んでいる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記蒸気の密度が空気の密度よりも大きな溶媒を含むインクを塗布する時には、前記基体表面を前記インクジェットヘッドよりも鉛直方向の下側に配置し、前記インクジェットヘッドは鉛直方向下側に向けてインクを吐出するが、
前記蒸気の密度が空気の密度よりも小さな溶媒を含むインクを塗布する時には、前記基体表面を前記インクジェットヘッドよりも鉛直方向の上側に配置し、前記インクジェットヘッドは鉛直方向上側に向けてインクを吐出する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記蒸気供給部は、前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記基体表面の周囲に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記蒸気供給部は、前記インクに含まれる溶媒の成分と同一材料の溶媒で湿潤した多孔質体を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項９】
前記蒸気供給部は、前記インクに含まれる溶媒の成分と同一材料の溶媒を貯留するプールを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１０】
前記蒸気供給部は、前記インクに含まれる溶媒の成分と同一材料の溶媒のミストを噴霧する噴霧器を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１１】
前記包囲部と前記基体表面の間に、前記インクジェットヘッドのノズル面をクリーニングするクリーニング部材が配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至１０の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記包囲部で囲まれた範囲に、前記蒸気の濃度を計測する計測手段を有し、
前記計測手段の計測結果に応じて、前記蒸気供給部が供給する蒸気の量を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至１１の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記計測手段は、前記走査機構により移動する前記インクジェットヘッドに連れ動くように前記走査機構に支持されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記計測手段は、前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記基体表面の外側で、かつ前記包囲部に囲まれた範囲に設けられている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記計測手段は、前記インクジェットヘッドのノズル面の高さにおける雰囲気中の前記蒸気の濃度を計測する、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４の中のいずれか１項にインクジェット装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の中のいずれか１項に記載のインクジェット装置により、前記基体表面に機能素子の材料を含むインクを塗布する、
ことを特徴とする機能素子の製造方法。
【請求項１７】
前記インクは、有機ＥＬ素子の発光層または電子輸送層または電子注入層または正孔輸送層または正孔注入層または電極の材料を含むインクである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の機能素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大面積の基体表面にインクを塗布するために用いられるインクジェット装置に関する。特に、例えば有機ＥＬ素子のような機能素子を形成する際に好適に用いられるインクジェット装置、およびそれを用いた機能素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の機能素子を製造する際に、インクジェット装置を用いて機能素子の材料を付与してパターンを形成することが試みられている。インクジェット装置を用いたパターニングは、オンデマンドパターニングが可能であるため材料の使用効率が高いこと、非真空プロセスであり製造装置が比較的小型になること、などのメリットを有している。
【０００３】
一方、有機ＥＬ素子をはじめとする機能素子の分野では、大面積の基体に非常に多数の機能素子を形成することが多いため、インクジェット装置には動作の安定性が求められている。インクジェット装置では、一般に数百から数千のノズルを持つインクジェットヘッドを走査しながら各ノズルを個別に制御してインクを吐出し、任意のパターンを形成する。パターン形成中に吐出不良のノズルが一つでも発生すると、そのノズルによって形成された機能素子は特性が不良となってしまう。例えば、基板上に多数の有機ＥＬ素子を配列した画像表示装置を製造する場合には、発光特性が不良の画素が形成されてしまうことになる。
【０００４】
そのため、インクジェット装置を用いて機能素子のパターンを形成する際には、各ノズルの吐出状態を安定させる必要がある。吐出が不安定になる要因として、吐出口からインクが揮発することで吐出口付近のインクの粘度が増大して吐出特性に影響を与えたり、乾燥固化することでノズルが閉塞してしまうことが挙げられる。また、ノズル付近に残留したインクや空間を飛翔している微細なインクミストが、ノズルの周囲で乾燥固化して付着し、吐出口の形状や濡れ性等の物性を変化させてしまうことも考えられる。たとえ、閉塞するには至らなかったとしても、インクの液滴の大きさや吐出方向、吐出スピードが変化すると、着弾位置がずれる等により、機能素子の特性が不均一になってしまう。
そこで、吐出特性の変化を防止するために、ノズルの乾燥を防止する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、機能素子を製造する際に基板を入替えたり、製造を一時的に停止するなど、比較的長い時間にわたり吐出を行わない場合に、ノズルの乾燥を防止する方法が提案されている。具体的には、比較的長い時間吐出動作を停止す場合には、ステージの横に設けられたインク乾燥防止装置と対向する位置にインクジェットヘッドを退避させて位置を固定して保持する方法である。
【０００６】
また、特許文献２には、インクジェットヘッドのノズルの両脇にノズルと連れ動いて移動するようにインク溶媒を保持した保持体を配置し、ノズルと基体との間に溶媒雰囲気を供給する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−２１５０９６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、インクジェット装置を用いて大面積の基体上に非常に多数の機能素子を形成する場合には、インクを塗布する塗布領域をインクジェットヘッドで走査して機能素子の材料を塗布してゆく。図１１は、これを説明するための模式的な斜視図であり、１００は基体、１０１は基体１００の表面のうち機能素子を形成する面である基体表面、１０２は機能素子である。模式図であるため、８×８個の機能素子１０２が示されているにすぎないが、実際には非常に多数の機能素子が形成され得る。
【０００９】
基体表面１０１がＸＹ平面と平行だとすると、不図示のインクジェットヘッドを、基体表面１０１からＺ方向に所定の距離だけ離間させて、まず主走査方向であるＸ方向に沿って軌道１０３上を移動させて、一列分の機能素子１０２の材料を吐出する。そして、機能素子１０２を形成する領域すなわち塗布領域よりも外側まで移動すると、インクジェットヘッドを副走査方向であるＹ方向に軌道１０４に沿って所定距離移動させた後、移動方向をＸ方向マイナス側に変更する。そして、軌道１０５に沿って移動させながら別の一列分の機能素子１０２の材料を吐出する。そして、塗布領域よりも外側まで移動すると、インクジェットヘッドの移動方向を再び副走査方向であるＹ方向に変更して軌道１０６に沿って所定距離移動させる。ここでは、説明を簡単化するため、インクジェットヘッドがノズルを１個だけ有するとして説明したが、複数のノズルを有する場合には、一回の主走査で複数列分の機能素子の材料を吐出することもできる。
【００１０】
かかる移動を繰返してインクジェットヘッドを主走査方向に往復移動させて走査し、塗布領域の全域にインクを吐出してゆくが、塗布領域を挟んでその両側には、インクジェットヘッドの軌道を変更する領域、すなわち図中点線で囲まれた領域１０７が存在する。
インクジェットヘッドに配されたノズルは、塗布領域内では機能素子の配列に従った吐出パターンで繰返しインクを吐出してゆくが、走査切替えタイミングすなわち領域１０７を移動中は、インクの吐出を停止しているためノズルが乾燥しやすい。領域１０７を移動中にノズルが乾燥すると、例えば次の列の最初のうちはインクの吐出特性が不安定になり、機能素子の特性に影響が生じやすい。そのため、基体１００の縁に近い位置に配置された機能素子が、所定の特性を達成しない場合が生じ得る。
【００１１】
特許文献１に記載された方法は、基板交換時など比較的長時間にわたりインクの吐出を停止する際に、インクジェットヘッドをステージ外に配置された乾燥防止装置の近傍に退避させて所定位置で固定保持する技術である。このため、特許文献１の技術では、ここで問題にしたような、走査切替えタイミングすなわち領域１０７を移動中に生じる乾燥には対処し得ない。
【００１２】
また、特許文献２に記載された方法は、一定の速さで一定の方向にインクジェットヘッドを移動させている間、すなわち塗布領域内でインクを吐出している間におけるノズルの乾燥防止には有効な可能性はある。しかしながら、走査切替えタイミングすなわち領域１０７を移動中には、インクジェットヘッドの移動方向や速さを変化させるため、ノズル周辺の気流が乱れ、溶媒雰囲気がノズル近傍に十分に供給されるとは限らない。このため、特許文献２の技術では、ここで問題にしたような領域１０７を移動中に発生するノズルの乾燥に十分に対処できるとは言えない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、インクジェットヘッドを有し、機能素子の材料を含むインクを基体表面に塗布するインクジェット装置であって、前記インクジェットヘッドと前記基体表面とが主走査方向に相対的に往復移動し、前記往復移動の往路と復路の切り替え時に、前記インクジェットヘッドと前記基体表面とが副走査方向に相対的に移動するよう、前記インクジェットヘッドと前記基体表面の相対位置を制御する走査機構と、前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドが前記走査機構により移動する範囲を囲み、前記基体表面を側面視する方向で視たとき、前記インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さを含む所定の範囲を囲む包囲部と、前記基体表面を平面視する方向で視たとき、前記基体表面の外側で、かつ前記包囲部に囲まれた範囲に設けられ、前記インクに含まれる溶媒の成分と同一材料の蒸気を前記包囲部が囲む範囲に供給する蒸気供給部と、を有する、ことを特徴とするインクジェット装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、インクジェットヘッドを走査して塗布領域全体にインクを付与してゆく一連の動作中において、塗布領域の外側において走査の切替えを行う際にインクノズルが乾燥するのを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一実施形態のインクジェット装置の模式的な側面図。
【図２】第一実施形態のインクジェット装置の模式的な平面図。
【図３】実施形態のインクジェット装置の制御ブロック図。
【図４】有機ＥＬ素子の製造工程の一部を示す図。
【図５】有機ＥＬ素子の製造工程の他の一部を示す図。
【図６】第二実施形態のインクジェット装置の模式的な側面図。
【図７】第三実施形態のインクジェット装置の模式的な側面図。
【図８】第三実施形態のインクジェット装置の模式的な平面図。
【図９】実施例のインクジェットヘッドの駆動波形図。
【図１０】実施例のインクジェットヘッドの吐出特性図。
【図１１】インクジェットヘッドの走査方法を示す斜視図。
【図１２】第四実施形態のインクジェット装置の模式的な側面図。
【図１３】第四実施形態のインクジェット装置の模式的な平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第一実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態のインクジェット装置、およびそれを用いた機能素子の製造方法について説明する。
図１は、第一実施形態のインクジェット装置１を側面視で見た模式的な側面図であり、図中、１１は底板、１２は天板、１３は４周を囲む側板であり、底板１１、天板１２、側板１３は、インクジェット装置１の外装カバーを構成している。尚、図１においては、紙面手前側の側板１３は、装置内部を見やすくするために除外して示している。
図２は、本実施形態のインクジェット装置１を上方向から平面視した模式的な平面図である。図２においては、装置内部を見やすくするために、天板１２を除外して示している。
【００１７】
以下、図１及び図２を参照して、インクジェット装置１の構成を説明する。まず、機能素子の原材料となるインクを付与する対象は基体４で、インクを付与すべき面は基体表面５である。基体４および基体表面５は、先に図１１にて説明した基体１００および基体表面１０１にそれぞれ対応している。基体４は、基台３の上の所定位置にセットされている。
６はインクジェットヘッドで、インクジェットヘッド６には基体表面５と対向する向きにノズル７が配置されている。図示の便宜上、ノズル７は２×２の４ヘッドのみ示しているが、ノズル７の数や配置はこれに限られるものではない。
【００１８】
インクジェットヘッド６は走査機構により支持されており、基体表面５からＺ方向に所定間隔だけ離れた高さで、ノズル７をＸＹ平面と平行な面内で走査できるように構成されている。すなわち、９は主走査方向（Ｘ方向）に沿って伸びる主走査ガイドレールであり、主走査ガイドレール９にはＸ方向に移動自在な主走査器２３が載置されている。また、１０は副走査方向（Ｙ方向）に沿って伸びる副走査ガイドレールであり、副走査ガイドレール１０にはＹ方向に移動自在な副走査器２４が載置されている。インクジェットヘッド６は主走査器２３に固定されており、主走査ガイドレール９は副走査器２４に固定されているため、インクジェットヘッド６はＸＹ平面と平行な面内を自在に走査することができる。尚、図１では図面を見やすくするため、副走査器２４および副走査ガイドレール１０の図示を省略している。
【００１９】
主走査器２３には、インクジェットヘッド６の両脇に雰囲気センサ８が設けられている。雰囲気センサ８は、インクジェットヘッド６とともに移動しながら、インクジェットヘッド６の近傍の雰囲気に含まれるインクの溶媒の蒸気の濃度を計測し、制御部１４に計測結果を送信する。
【００２０】
また、主走査方向（Ｘ方向）に沿って基体４を挟むように、基体４の両側には溶媒蒸気供給部１６が配置されている。すなわち、溶媒蒸気供給部１６は、先に図１１で説明したインクジェットヘッドの軌道を変更する領域１０７に配置されている。
溶媒蒸気供給部１６は、インクジェットヘッド６のノズル７から吐出されるインクの溶媒に含まれる成分と同一材料の蒸気を、周辺の雰囲気に供給する。ここで、インクの溶媒に含まれる成分と同一材料の蒸気とは、例えばインクが複数種類の溶媒を含んでいるときに、そのうちの全部または一部の種類の材料の蒸気のことをいう。
本実施形態の装置では、インクの溶媒に含まれる成分と同一材料の液体を、例えばスポンジのような多孔質体や繊維の集合体のように表面積の大きな部材に浸み込ませて配置することにより、周辺の空間の蒸気濃度を高めることができる。塗布領域の外側、すなわち図１１の領域１０７においてインクジェットヘッドが走査を切替える際に通過する空間に、溶媒蒸気供給部１６を用いてインクの溶媒に含まれる成分の蒸気をあらかじめ供給しておくことが可能である。
【００２１】
溶媒蒸気供給部１６には、インクの溶媒に含まれる成分と同一材料の液体を貯留するタンク２０、液体流路２１、バルブ２２よりなる液体供給系が接続されている。各々の溶媒蒸気供給部１６に接続しているバルブ２２は、制御部１４から送られる指令に基づいて個別に流量あるいは開閉が制御される。言い換えれば、制御部１４は各々の溶媒蒸気供給部１６への液体の供給量を適宜制御する。
【００２２】
本実施形態のインクジェット装置１では、インクの溶媒として、例えばキシレンのように蒸気密度が空気よりも大きな材料を用いる。尚、蒸気密度とは、空気の平均分子量を２８．８とした時、同温度、同圧力、同体積における空気に対する質量比をいう。本実施形態では、基体４をインクジェットヘッド６よりも鉛直方向下側（−Ｚ方向）にセットし、ノズル７からインクを鉛直方向下向きに吐出する。そして、溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気（空気よりも重い蒸気）を、インクジェットヘッド６が走査を切替える際に通過する空間に滞留させるため、この空間を囲むための部材を配置している。すなわち、インクジェットヘッド６が移動するＸＹ平面内の領域を側壁１５で囲み、合わせて側壁１５で囲まれた範囲の下側に下壁２を設けて、全体として包囲部を構成している。尚、図２では、視認を容易にするため側壁１５に斜線を付して示している。
【００２３】
下壁２からノズル７までの高さをＨ１、下壁２から溶媒蒸気供給部１６の上端までの高さをＨ２、下壁２から側壁１５の上端までの高さをＨ３としたとき、下記の関係を満足するように各部材を設置している。
Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３
【００２４】
かかる配置により、溶媒蒸気供給部１６からは空気よりも重い溶媒蒸気が、ノズル７が走査中に移動する水平面よりも高い位置から供給され、下壁２と側壁１５で囲まれた包囲部（槽部）の中に貯留されることになる。
【００２５】
さらに、下壁２と側壁１５で囲まれた領域の全域に溶媒蒸気が安定して貯留されるようにするために、本実施形態では、副走査方向（Ｙ方向）に沿って基体４を挟むように、基体４の周囲に溶媒プール１７を設けている。溶媒プール１７は、ノズル７から吐出されるインクの溶媒に含まれる成分と同一材料の液体を貯留した開放容器であり、溶媒蒸気の供給源となる。１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄは、例えばヒータのような温度調節機構であり、溶媒プール１７内の各所の溶媒の温度を調節することにより、各所における溶媒蒸気の発生量を調節可能である。図では、細長い形状の溶媒プール１７の両端に温度調節機構を配置して示したが、溶媒プールや温度調節機構はこの例に限られるものではなく、その形状、個数、配置などは適宜変更可能である。尚、各溶媒プール１７は、不図示の液体流路とバルブを介してタンク２０と接続されている。制御部１４は、各溶媒プール１７への液体の供給量をバルブにより制御したり、溶媒蒸気の発生量を温度調節機構１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄにより制御することが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、下壁２と側壁１５で囲まれた領域中には、ノズル７の表面をクリーニングするためのクリーニング部１８を基台３に隣接して設けている。クリーニングする際には、制御部１４は、ノズル７をクリーニング部１８と対向する位置に移動させるとともに、クリーニング部１８をＺ方向に移動させ、ノズル７に当接させる。クリーニング部１８は、クリーニング部材として例えばゴムやスポンジのような多孔質体で形成されたワイピングブレードを備える。ワイピングブレードには、インクの溶媒に含まれる成分と同一材料の液体を貯留するタンク２０、液体流路２１、バルブ２２よりなる液体供給系が接続されている。ノズル７をワイピングブレードに当接させ払拭したり、ポンプにより発生させた負圧によってノズルを吸引することにより、ノズルに付着したごみや固形物を除去することができる。
【００２７】
次に、本実施形態のインクジェット装置１の制御系について説明する。図３は、インクジェット装置１の制御系を簡易的に示す制御ブロック図である。尚、図示の便宜上、図３には制御部が制御する要素のうち、一部だけを示している。
制御部１４は、インクジェット装置１の動作を制御するためのコンピュータで、内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えている。
【００２８】
ＲＯＭには、インクジェット装置１の動作プログラムが記憶されている。機能素子の製造や、溶媒蒸気を用いた雰囲気制御にかかる各種処理を実行するためのプログラムは、他の動作プログラムと同様にＲＯＭに記憶させておいてもよいが、ネットワークを介して外部からＲＡＭにロードしてもよい。あるいは、プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体を介して、ＲＡＭにロードしてもよい。
【００２９】
制御部１４のＩ／Ｏポートは外部のコンピュータをはじめとする外部機器３０やネットワークと接続されている。制御部１４は、例えば製造する機能素子の種類、位置、配列、インクの吐出条件等の機能素子の製造に必要なデータの入出力を、Ｉ／Ｏポートを介して外部のコンピュータとの間で行うことができる。
【００３０】
制御部１４は、インクジェットヘッド６、主走査器２３、副走査器２４、雰囲気センサ８、各所のバルブ２２、温度調節機構１９Ａ〜温度調節機構１９Ｄ、クリーニング部１８、等と接続され、電気信号の授受を行うことができる。制御部１４は、これら各部の動作を制御し、インクジェットヘッド６の走査、ノズル７のインク吐出、雰囲気センサ８の計測、溶媒蒸気供給部１６や溶媒プール１７への液供給、ノズルのクリーニング等を含めインクの塗布全般に関する処理を実行する。
【００３１】
次に、本実施形態における雰囲気制御について説明する。本実施形態では、インクジェットヘッド６に連れ動いて移動する雰囲気センサ８により、インクジェットヘッド６の移動経路の各所における溶媒蒸気の濃度を計測することができる。制御部１４は、移動経路の各所における計測値に基づき、各所のバルブ２２や温度調節機構１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを個別に制御し、ノズル７の移動経路の各所の溶媒蒸気の濃度が所定濃度以上になるように制御する。例えば、移動経路中のある領域の溶媒蒸気の濃度が所定濃度未満であることを検知した場合には、その領域近傍に配置された溶媒蒸気供給部１６あるいは溶媒プール１７からの溶媒蒸気の供給量を増加させるように、制御部１４はバルブや温度調節機構を制御する。
【００３２】
本実施形態では、かかる溶媒蒸気の供給制御と、下壁２および側壁１５により囲まれた包囲部（槽部）を設けたことが相まって、ノズル７の移動経路全域の溶媒蒸気の濃度を安定して所定量以上に保持することができる。このため、機能素子を形成するためにインクジェットヘッド６を走査してゆく過程で、インクの吐出を行わない領域をインクジェットヘッド６が移動中であっても、ノズル７が乾燥するのを抑制することが可能である。
【００３３】
次に、本実施形態のインクジェット装置１を用いて基体４に機能素子を製造する方法について述べる。尚、以下の説明では機能素子としてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を挙げ、その製造方法を説明するが、本発明の実施はこの例に限るものではなく、他の型の有機ＥＬ素子や、有機ＥＬ素子以外の機能素子を製造してもよい。
【００３４】
まず、インクジェット装置１にセットする基体４を準備する。図４（ａ）〜図４（ｅ）は、基体４を準備する手順を説明するための各工程を模式的に示した図である。各図は、図示の便宜のため、有機ＥＬ素子の一素子に相当する領域の断面を模式的に示している。
【００３５】
まず、図４（ａ）に示すように、基板４１を準備する。基板４１は、ガラス等の無機材料や、樹脂等の有機材料が用いられる。典型的には板状の部材であるが、基体として機能し得るものであれば形態が限られるわけではなく、たとえば変形可能なフィルムであってもよい。
次に、基板４１上に図４（ｂ）に断面構造を示す構造体を形成する。すなわち、基板４１上に接続電極４６とＴＦＴ４７を設け、その上に絶縁層４２を形成する。そして、絶縁層４２の中央部にスルーホールをあけて金属材料を充填し、プラグ４３を形成する。さらに、ＣＭＰ等の平坦化処理を行い、絶縁層４２およびプラグ４３の上面を平坦化させる。
【００３６】
次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁層４４を形成する。絶縁層４４は、有機ＥＬ素子のバンク部分を作成するために設けられる層である。絶縁層４４は、ＳｉＯ２をはじめとする無機酸化物、あるいは例えばポリイミド、アクリル等の樹脂で形成される。
次に、図４（ｄ）に示すように開口部を有するマスク４５を例えばフォトリソグラフィーを用いて絶縁層４４の上に配置する。そして、例えばリアクティブイオンエッチング４８により、絶縁層４４をエッチングしてプラグ４３が露出した開口部を形成する。
【００３７】
開口部を形成した後にマスク４５を除去することにより、図４（ｅ）に示すように、バンク４９が形成された基体４が準備できる。その際、リアクティブイオンエッチングの条件や、マスク４５を除去する条件を適宜選択することにより、絶縁層４２やプラグ４３を侵食することなく絶縁層４４をパターニングしてバンク４９を形成することができる。パターニング後、材料の残渣を除去するために、ＵＶオゾン処理やＯ２プラズマ処理を行っても良い。
【００３８】
バンク４９は、複数の有機ＥＬ素子を１次元あるいは２次元に配列する場合に、各有機ＥＬ素子を空間的に分離するとともに電気的に絶縁する壁として機能させることができる。バンク４９の開口は、インクジェット装置１のノズル７から有機ＥＬ素子の材料を含むインクを吐出する際に、液滴を着弾させるべき目標位置となる。
以上により、基体４が準備できたら、基体４をインクジェット装置１の基台３上の所定位置にセットする。
【００３９】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、インクジェット装置１によるインクの塗布を含めて、有機ＥＬ素子の積層構造を形成する手順を説明するために、各工程を模式的に示した図である。各図は、図示の便宜のため、有機ＥＬ素子の一素子に相当する領域の断面を模式的に示しているが、インクの塗布に関しては、図１１で説明した走査手順で有機ＥＬ素子を形成する領域全体をインクジェットヘッド６で走査しながら行う。その際、ノズル７の移動経路全域の溶媒蒸気の濃度を安定させるため、上述した雰囲気制御の処理を行うことは、もちろんである。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、インクジェット装置１のノズル７から、バンク４９で囲まれた領域に下部電極の材料を含んだインク５１を塗布する（下部電極材料付与工程）。インク５１としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の導電性微粒子を、蒸気密度が空気よりも大きな溶媒に分散した液を用いる。バンク開口底面のプラグ４３と絶縁層４２の露出面を覆うのに十分で、かつバンク４９で貯留可能な量のインク５１を付与する。
必要に応じた数の液滴を付与した後、乾燥させ、一旦インクジェット装置１から基体４を取り外して１００℃〜２００℃の適宜の温度で焼成し、図５（ｂ）に示すように下部電極５２を形成する。
【００４１】
次に、基体４を再びインクジェット装置１にセットし、図５（ｃ）に示すように、バンク４９で囲まれた領域にインク５３を付与し、機能層である発光層や正孔注入層を順次形成してゆく。もちろん、形成する層ごとに、含まれる材料が異なるインクを用いる。各層を形成するのには、層ごとに異なるインクジェットヘッドを用いるのが好適である。
【００４２】
第一機能層として発光層５４を形成するには、所望の発光色に応じた蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物を、キシレン等の蒸気密度が空気よりも大きな有機系溶媒に溶解させた第一の有機溶媒系インクを、塗布し乾燥させる（発光材料付与工程）。
【００４３】
また、発光層用の有機溶媒系インクには、ゲスト材料、ホスト材料などの複数の材料が含まれていてもよい。インクに含まれる発光材料としては、高分子材料、中分子材料または低分子材料などが挙げられ、塗布型に用いられ得る発光材料であれば特に限定されない。例えば、ポリフルオレン、ポリフルオレンの共重合体、ポリフェニレンビニレンなどの高分子材料、オリゴフルオレンなどの中分子材料が挙げられる。また、フルオレン系、ピレン系、フルオランテン系、アントラセン系などの縮合多環化合物、イリジウムを含む金属錯体などの低分子材料も挙げられる。発光層５４は、好適には、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体などの高分子系材料を含み得る。赤色の発光層を形成するには、例えばゲスト材料として赤色燐光発光イリジウム金属錯体を、ホスト材料としてポリフルオレンを含有する赤色発光層用インクを用いる。また、緑色の発光層を形成するには、例えばゲスト材料としてフルオランテン系の縮合多環化合物を、ホスト材料としてのポリフルオレンを含有する緑色発光層用インクを用いる。また、青色の発光層を形成するには、例えばゲスト材料としてピレン系の縮合多環化合物を、ホスト材料としてのオリゴフルオレンを含有する青色発光層用インクを用いる。
【００４４】
発光層用のインクを塗布する際には、下部電極５２を覆うのに十分で、かつバンク４９で貯留可能な量の有機溶媒系インクを付与する。必要に応じた数の液滴を付与した後、乾燥させ発光層５４を形成する。
【００４５】
第二機能層として正孔注入層５５を形成するには、第二の有機溶媒系インクとして、例えば、正孔注入材料のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ液を付与する（正孔注入層形成工程）。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ液は好適に利用できるが、正孔注入層用のインクは特にこれに限定されるわけではなく、例えば、下記の高分子系材料をキシレン等の蒸気密度が空気よりも大きな有機系溶媒で溶解させた液を塗布乾燥させても形成することができる。高分子系材料として、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体などがあげられる。
【００４６】
正孔注入層用のインクを塗布する際には、発光層５４を覆うのに十分で、かつバンク４９で貯留可能な量の有機溶媒系インクを付与する。必要に応じた数の液滴を付与した後、乾燥させ正孔注入層５５を形成する。
【００４７】
こうして機能層の形成が完了したら、例えばスパッタ成膜により機能層およびバンク４９を覆うように透明導電膜で被覆し、図５（ｄ）に示すように、上部透明電極５６を形成する（上部透明電極形成工程）。
以上により、特性のばらつきが少ない多数の有機ＥＬ素子が配列された有機ＥＬ装置を、簡易に製造することができる。
【００４８】
［第二実施形態］
図６を参照しながら、第二実施形態のインクジェット装置６１について説明する。図６は、第二実施形態のインクジェット装置６１を側面方向から見た模式的な側面図であり、図中、１１は底板、１２は天板、１３は４周を囲む側板であり、底板１１、天板１２、側板１３は、インクジェット装置６１の外装カバーを構成している。尚、図６においては、紙面手前側の側板１３は、装置内部を見やすくするために除外して示している。
図中の底板１１、天板１２、側板１３、インクジェットヘッド６、ノズル７、雰囲気センサ８、主走査ガイドレール９、制御部１４、溶媒蒸気供給部１６、タンク２０、液体流路２１、バルブ２２等の機能は、第一実施形態と同様なので、説明を省略する。また、図６では図面を見やすくするため、副走査器２４および副走査ガイドレール１０の図示を省略している。
【００４９】
第一実施形態のインクジェット装置１では、インクの溶媒として、例えばキシレンのように蒸気密度が空気よりも大きな材料を用いた。そのため、基体４をインクジェットヘッド６よりも鉛直方向下側（−Ｚ方向）にセットし、ノズル７からインクを鉛直方向下向きに吐出した。そして、溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気（空気よりも重い蒸気）を、インクジェットヘッド６が走査を切替える際に通過する空間に滞留させるため、この空間を囲むための部材を配置した。すなわち、インクジェットヘッド６が移動するＸＹ平面内の領域を側壁１５で囲み、合わせて側壁１５で囲まれた範囲の下側に下壁２を設け、全体として包囲部を構成した。
【００５０】
これに対して、実施形態２のインクジェット装置６１では、インクの溶媒として、例えば水のように蒸気密度が空気よりも小さな材料を用いる。そのため、基体４をインクジェットヘッド６よりも鉛直方向上側（Ｚ方向）に配置された基台６３にセットし、ノズル７からインクを鉛直方向上向き（Ｚ方向）に吐出する。そして、溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気（空気よりも軽い蒸気）を、インクジェットヘッド６が走査を切替える際に通過する空間に滞留させるため、この空間を囲むための部材を配置した。すなわち、インクジェットヘッド６が移動するＸＹ平面内の領域を側壁６５で囲み、合わせて側壁６５で囲まれた範囲の上側に上壁６２を設け、全体として包囲部を構成した。
【００５１】
上壁６２からノズル７までの長さをＨ４、上壁６２から溶媒蒸気供給部１６の下端までの長さをＨ５、上壁６２から側壁６５の下端までの長さをＨ６としたとき、下記の関係を満足するように各部材を設置している。
Ｈ４＜Ｈ５＜Ｈ６
【００５２】
かかる配置により、溶媒蒸気供給部１６からは空気よりも軽い溶媒蒸気が、ノズル７が走査中に移動する水平面よりも低い位置から供給され、上壁６２と側壁１５で囲まれた包囲部（蓋部）の中に貯留されることになる。
【００５３】
本実施形態においても、上壁６２と側壁１５で囲まれた領域中には、ノズル７の表面をクリーニングするためのクリーニング部１８を基台６３に隣接して設けている。
また、不図示ではあるが、本実施形態においても第一実施形態と同様に、副走査方向（Ｙ方向）に沿って基体４を挟むように、両側に溶媒プールを設けている。
【００５４】
本実施形態においても、インクジェットヘッド６に連れ動いて移動する雰囲気センサ８により、インクジェットヘッド６の移動経路の各所における溶媒蒸気の濃度を計測することができる。制御部１４は、移動経路の各所における計測値に基づき、各所のバルブ２２や温度調節機構１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを個別に制御し、ノズル７の移動経路の各所の溶媒蒸気の濃度が所定濃度以上になるように制御する。
【００５５】
本実施形態では、かかる溶媒蒸気の供給制御と、上壁６２および側壁１５により囲まれた包囲部（蓋部）を設けたことが相まって、ノズル７の移動経路全域の溶媒蒸気の濃度を安定して所定量以上に保持することができる。このため、機能素子を形成するためにインクジェットヘッド６を走査してゆく過程で、インクの吐出を行わない領域をインクジェットヘッド６が移動中であっても、ノズル７が乾燥するのを抑制することが可能である。
【００５６】
本実施形態は、例えば図５（ａ）で説明した有機ＥＬ素子の下部電極材料付与工程において、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の導電性微粒子を、蒸気密度が空気よりも小さな水系溶媒に分散したインクを用いて付与する場合に、好適に用いられる。
【００５７】
［第三実施形態］
図７及び図８を参照しながら、第三実施形態のインクジェット装置７１について説明する。図７は、第三実施形態のインクジェット装置７１を側面方向から見た模式的な側面図であり、図中、１１は底板、１２は天板、１３は４周を囲む側板であり、底板１１、天板１２、側板１３は、インクジェット装置１の外装カバーを構成している。尚、図７においては、紙面手前側の側板１３は、装置内部を見やすくするために除外して示している。
図８は、本実施形態のインクジェット装置７１を上面方向から見た模式的な平面図である。図８においては、装置内部を見やすくするために、天板１２や上壁７２Ａ等を除外して示している。
尚、図中の底板１１、天板１２、側板１３、インクジェットヘッド６、雰囲気センサ８、主走査ガイドレール９、制御部１４、溶媒蒸気供給部１６、溶媒プール１７、タンク２０、液体流路２１等の機能は、第一実施形態と同様なので、説明を省略する。尚、図７では図面を見やすくするため、図７では副走査器２４および副走査ガイドレール１０の図示を省略し、図８では主走査および副走査の走査機構を省略している。
【００５８】
第一実施形態のインクジェット装置１では、インクの溶媒として蒸気密度が空気よりも大きな材料を用い、第二実施形態のインクジェット装置６１では、インクの溶媒として蒸気密度が空気よりも小さな材料を用いた。これに対して、第三実施形態のインクジェット装置７１は、蒸気密度が空気よりも大きな材料であっても小さな材料であっても、いずれの材料に対しても対応可能な装置である。
【００５９】
インクジェット装置７１は、インクジェットヘッド６よりも鉛直方向上側（Ｚ方向）に配置された上基台７３Ａと、インクジェットヘッド６よりも鉛直方向下側（−Ｚ方向）に配置された下基台７３Ｂとを備える。また、インクジェットヘッド６は、ノズル７によるインクの吐出方向を鉛直方向上向き（Ｚ方向）にするか鉛直方向下向き（−Ｚ方向）にするかを切り替え可能な吐出方向切り替え機構を備えている。例えば、インクジェットヘッド６を主走査ガイドレール９を回転軸として１８０度回転可能な機構である。尚、インクジェット装置７１は、ノズル７が上向きの時に使用するクリーニング部７８Ａと、ノズル７が下向きの時に使用するクリーニング部７８Ｂとを備えている。
【００６０】
蒸気密度が空気よりも大きな材料を溶媒として含むインクを用いて機能素子を作成する場合には、機能素子を作成する基体を下基台７３Ｂにセットし、インクジェットヘッド６は、ノズル７によるインクの吐出方向を鉛直方向下向き（−Ｚ方向）に切り替える。図７及び図８は、この状態を模式的に示している。一方、蒸気密度が空気よりも小さな材料を溶媒として含むインクを用いて機能素子を作成する場合には、機能素子を作成する基体を上基台７３Ａにセットし、インクジェットヘッド６は、ノズル７によるインクの吐出方向を鉛直方向上向き（Ｚ方向）に切り替える。
【００６１】
第一実施形態のインクジェット装置１では、インクジェットヘッド６の移動経路全域に溶媒蒸気を安定的に滞留させるため、下壁２および側壁１５により囲まれた包囲部（槽部）を設けた。また、第二実施形態のインクジェット装置６１では、インクジェットヘッド６の移動経路全域に溶媒蒸気を安定的に滞留させるため、上壁６２および側壁６５により囲まれた包囲部（蓋部）を設けた。本実施形態では、空気よりも重い溶媒蒸気でも軽い溶媒蒸気でも、インクジェットヘッド６の移動経路全域に安定的に滞留させるため、上壁７２Ａ、側壁７５、下壁７２Ｂで移動経路全域を立体的に囲む包囲部を設けた。
【００６２】
本実施形態においても、インクジェットヘッド６に連れ動いて移動する雰囲気センサ８により、インクジェットヘッド６の移動経路の各所における溶媒蒸気の濃度を計測することができる。制御部１４は、移動経路の各所における計測値に基づき、各所のバルブ２２や温度調節機構１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを個別に制御し、ノズル７の移動経路の各所の溶媒蒸気の濃度が所定濃度以上になるように制御する。
【００６３】
本実施形態では、かかる溶媒蒸気の供給制御と、上壁７２Ａ、側壁７５、下壁７２Ｂによりノズル７の移動経路全域を囲んだことが相まって、どのような溶媒のインクを用いる場合でも、溶媒蒸気の濃度を安定して所定量以上に保持することができる。このため、機能素子を形成するためにインクジェットヘッド６を走査してゆく過程で、インクの吐出を行わない領域をインクジェットヘッド６が移動中であっても、ノズル７が乾燥するのを抑制することが可能である。
【００６４】
［第四実施形態］
図１２、図１３を参照しながら、第四実施形態のインクジェット装置８１について説明する。図１２は、第四実施形態のインクジェット装置８１を側面方向から見た模式的な側面図であり、図中、１１は底板、１２は天板、１３は４周を囲む側板であり、底板１１、天板１２、側板１３は、インクジェット装置８１の外装カバーを構成している。尚、図１２においては、紙面手前側の側板１３は、装置内部を見やすくするために除外して示している。
図中のインクジェットヘッド６、ノズル７、雰囲気センサ８、主走査ガイドレール９、制御部１４、溶媒蒸気供給部１６、タンク２０、液体流路２１、バルブ２２等の機能は、第一実施形態と同様なので、説明を省略する。また、図１２では図面を見やすくするため、副走査器２４および副走査ガイドレール１０の図示を省略している。
また、図１３は、本実施形態のインクジェット装置８１を上方向から平面視した模式的な平面図である。図１３においては、装置内部を見やすくするために、天板１２を除外して示している。
【００６５】
これまで説明した実施形態においては、溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気を、インクジェットヘッド６が走査を切替える際に通過する空間に滞留させるため、外装カバーとは別にこの空間を囲むための部材を配置している。しかし、この空間に溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気を滞留させるには、適宜設計された外装カバーを包囲部の少なくとも一部として用いてもよい。
【００６６】
本実施形態では、基体表面を平面視する方向で視たとき、インクジェットヘッドが走査機構により移動する範囲を側板１３で囲み、基体を側面視する方向で視たとき、インクジェットヘッドのノズル面が配置された高さを含む所定の範囲を側板１３で囲んでいる。本実施形態では、底板１１および天板１２により、インクジェットヘッドが走査機構により移動する範囲の上下が囲まれており、溶媒蒸気の密度によらず、走査中のインクジェットヘッドの周囲に溶媒蒸気を滞留させることが可能である。蒸気の密度が空気の密度よりも大きな溶媒を含むインクを塗布する時には、基体表面をインクジェットヘッドよりも鉛直方向の下側に配置し、インクジェットヘッドは鉛直方向下側に向けてインクを吐出する。一方、蒸気の密度が空気の密度よりも小さな溶媒を含むインクを塗布する時には、基体表面をインクジェットヘッドよりも鉛直方向の上側に配置し、インクジェットヘッドは鉛直方向上側に向けてインクを吐出する。
ただし、予め使用するインクの溶媒蒸気の密度が決まっている場合には、溶媒蒸気を滞留させるのに必要な高さ範囲だけを包囲するように包囲部としての外装カバーを設けてもよい。
溶媒蒸気供給部１６から供給される蒸気を滞留させるのに外装カバーを用いる本実施形態では、包囲する体積が他の実施形態に比較して大きくなるため、溶媒蒸気供給部１６の蒸気供給力を十分に大きく設定しておく。
【００６７】
［他の実施形態］
本発明の実施形態は、上述した第一実施形態〜第四実施形態に限られるものではなく、適宜変更したり、組み合わせたりすることが可能である。
例えば、上記実施形態では基体を基台に固定し、インクジェットヘッドをＸＹ両方向に移動させて走査したが、走査機構はこれに限らない。要は、基体とインクジェットヘッドの相対位置を制御して相対的に走査が可能ならばよいので、例えば主走査方向はインクジェットヘッドを移動させ、副走査方向は基体を移動させて走査する機構であってもよい。また、走査方法は図１１に示した方法には限らず、例えば往路と復路で隣接した列を走査するのではなく、いわゆるインターレースのように隣接列を飛び越して走査してもよい。
【００６８】
また、雰囲気制御のためにインクの溶媒に含まれる成分と同一材料の蒸気を供給する手段は、多孔質体や溶媒プールに限るものではなく、その配置も上記実施形態の例に限るものではない。例えば、インクの溶媒に含まれる成分と同一材料のミストを放出するミスト噴霧器を用いることも可能である。また、蒸気の供給量を制御するための温度調節機構は、ヒータに限るものではなく、他の加熱手段や、ペルチエ素子などの冷却手段を用いてもよい。
【００６９】
また、雰囲気センサは、インクジェットヘッドと連れ動く構成に限られるものではなく、要はインクジェットヘッドの移動経路の近傍における溶媒の蒸気の濃度を計測できるように配置されればよい。例えば、図１１の領域１０７に、複数の固定式雰囲気センサを分散して配置してもよい。
【００７０】
また、包囲部の形状は、槽や蓋や外囲器に限られるわけではなく、要はノズルの移動範囲に蒸気を安定して滞留させることができるよう、蒸気の空気に対する密度に応じて設計されていればよい。
【００７１】
また、機能素子として有機ＥＬ素子を製造する場合には、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層、正孔注入層、電極等をはじめとする各層の材料を含むインクの塗布において本発明を実施することができる。もちろん、有機ＥＬ素子以外の機能素子の製造にも広く適用が可能で、たとえば大面積の帯電防止膜や反射防止膜を形成する際にも好適に実施することができる。
【実施例１】
【００７２】
以下に、第一実施形態の具体的実施例を説明する。
図１乃至図３に示したインクジェット装置１を用いて、図５（ｃ）のプロセスすなわちバンクで囲まれた領域に有機ＥＬ素子の発光材料を含むインクを付与する工程を実施した。予め、図４（ｅ）に示す構造体をガラスを材料とする基板４１の上に作成し、基体４としてインクジェット装置１にセットした。インクジェットヘッドは、ＰＺＴ素子の変位によってインクを押し出す圧電式のヘッドを用い、ノズル数は８０とした。
【００７３】
有機ＥＬ素子の発光部は、下記高分子系材料をキシレンで溶解させたインクを塗布して形成した。発光部の高分子系材料として、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体などが挙げられる。
【００７４】
溶媒蒸気供給部１６には、発泡ポリエチレンのスポンジを用いた。溶媒蒸気供給部１６及び溶媒プール１７に供給する液体はキシレンとし、タンク２０、液体流路２１、バルブ２２よりなる液体供給系を介してポンプを用いて溶媒蒸気供給部１６へ供給した。尚、キシレンの蒸気密度は３．６６であり空気より重い。
【００７５】
制御部１４は、雰囲気センサ８を用いて計測したキシレン濃度にもとづいて、インクジェットヘッドが移動する空間のキシレン濃度が所定範囲内になるように各部を制御した。具体的には、ノズルの乾燥を抑制するためにキシレン濃度が４５００ｐｐｍ以上になるようにした。また、結露を防止するために、キシレン濃度が５５００ｐｐｍ以下になるようにした。すなわち、制御部１４は、キシレン濃度が５０００ｐｐｍ±１０％の範囲内になるように、ポンプ、バルブ、温度調節機構等を調整した。尚、雰囲気測定センサとして、可燃性ガスを最大１００００ｐｐｍまで検出可能な有機溶剤検知器を用いた。
【００７６】
図９に示したのは、本実施例で用いたインクジェットヘッドの吐出時の駆動波形である。図示したのは駆動電圧が３０Ｖのものである。ノズルごとに吐出の特性がわずかに異なるため、発光部の描画を行う前に吐出観察を行い、各ノズルの吐出速度および吐出量が一定となるように調整する。
【００７７】
図１０は、本実施例における吐出速度と駆動電圧との関係を示したものである。吐出速度を５ｍ／ｓｅｃに設定し、各ノズルの吐出速度が５±０．１ｍ／ｓｅｃとなるように駆動電圧を調整した。
【００７８】
発光材料を含むインクを撃ち込むバンクは、３８４０列×２１６０行あり、各バンクにインク液滴を１ドットずつ吐出した。駆動ノズル数が８０なので、全体を描画するためには往復移動を合わせて１１８スキャン必要になり、スキャン速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとすれば、ヘッドの加減速も合わせると全体の描画に約５４０秒かかることになる。
この間に回復も雰囲気制御も行わない場合には、インクミストやゴミのノズル面への付着、ノズル開口部におけるインク成分の固化、あるいは経時変化によって吐出状態が不安定化し、着弾位置がずれていく。
【００７９】
製造しようとする有機ＥＬパネルの画素ピッチは、２３０μｍである。このピッチで並ぶバンクの中へ発光部を形成するインク液滴を撃ち込み規定の発光強度を得るためには、主走査方向（Ｘ方向）と副走査方向（Ｙ方向）の着弾位置ずれの二乗平均が１１．２μｍ以下でなければならない。
Ｘ方向は吐出のタイミング補正によって位置を制御可能である。これに対しＹ方向はタイミング補正によって着弾位置を調整することができない。このため着弾バジェットをＹ方向±１０μｍに対しＸ方向は±５μｍに設定した。
【００８０】
前述のように、本実施例においては吐出速度を５ｍ／ｓｅｃ、ヘッドのスキャン速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとした。描画時の基材とヘッドとのＧａｐを２００μｍとしたため、例えばスキャン方向の着弾ずれが５μｍの場合、吐出タイミングを２５μｓｅｃずらせばよいことになる。
事前に計測した着弾画像から、上記の手法で各ノズルの着弾位置を調整し、発光部の描画を行った。
本実施例における着弾の結果を表１に示す。
【００８１】
［実施例１の着弾結果］
【表１】
2019150817.tif 000003
【００８２】
溶媒蒸気供給部１６及び溶媒プール１７からキシレン蒸気を供給しなかった場合には、発光部を形成するインクの着弾はＸとＹの二乗平均が１４．７となり、規定値を上回った。これらの素子による発光強度は１．５％程度のばらつきを持っていた。
これに対し、雰囲気中のキシレン濃度を５０００ｐｐｍ±１０％に調整して描画を行った場合、回復を行わなくても、全体のＸとＹの二乗平均は１１．０となり、規定値に収まった。これらの素子による発光強度ばらつきは０．７％にとどまり、雰囲気のキシレン濃度を制御することで吐出及び着弾位置が安定化することが確認された。
【実施例２】
【００８３】
実施例１と同様の構成で、主走査を１０スキャン行うごとに、クリーニング部１８を用いて回復動作を行った。
クリーニング部１８には、ワイピング部材として発泡ポリエチレンのスポンジを円筒状に加工したものを用いた。ワイピング部材にはキシレンを含有させておき、湿潤な状態でヘッドのノズル面に当接させるようにワイピング部材を移動させた。ワイピングはヘッドのスキャン動作を利用して行った。
実施例２の結果を表２に示す。
【００８４】
［実施例２の着弾結果］
【表２】
2019150817.tif 000004
【００８５】
本実施例においては、雰囲気中のキシレン濃度を制御することに加えて回復動作を行うことで、より着弾安定性を増すことができた。ＸとＹの二乗平均は、描画ドット全体で１０．２であり、標準偏差σは２．３であった。これらの素子による発光強度ばらつきは０．５％に収めることができた。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・インクジェット装置／２・・・下壁／３・・・基台／４・・・基体／５・・・基体表面／６・・・インクジェットヘッド／７・・・ノズル／８・・・雰囲気センサ／９・・・主走査ガイドレール／１０・・・副走査ガイドレール／１１・・・底板／１２・・・天板／１３・・・側板／１４・・・制御部／１５・・・側壁／１６・・・溶媒蒸気供給部／１７・・・溶媒プール／１８・・・クリーニング部／１９Ａ〜１９Ｄ・・・温度調節機構／２０・・・タンク／２１・・・液体流路／２２・・・バルブ／２３・・・主走査器／２４・・・副走査器／４９・・・バンク／５１・・・インク／５２・・・下部電極／５３・・・インク／５４・・・発光層／５５・・・正孔注入層／６１・・・インクジェット装置／６２・・・上壁／６３・・・基台／６５・・・側壁／７１・・・インクジェット装置／７３Ａ・・・上基台／７３Ｂ・・・下基台／７８Ａ、７８Ｂ・・・クリーニング部
【図１】
2019150817.tif 000005
【図２】
2019150817.tif 000006
【図３】
2019150817.tif 000007
【図４】
2019150817.tif 000008
【図５】
2019150817.tif 000009
【図６】
2019150817.tif 000010
【図７】
2019150817.tif 000011
【図８】
2019150817.tif 000012
【図９】
2019150817.tif 000013
【図１０】
2019150817.tif 000014
【図１１】
2019150817.tif 000015
【図１２】
2019150817.tif 000016
【図１３】
2019150817.tif 000017