(57)【要約】【課題】低沸点溶媒を用いながら液滴吐出ヘッドのノズル詰まりを起こりにくくすることが可能な発光装置の製造方法及び発光装置の製造装置を提供すること。【解決手段】製造装置１００は、基板１０上に形成された画素電極、正孔注入層、発光層、陰極を有する発光装置を製造するための装置である。製造装置１００は、表面に画素電極が形成された基板１０上に、溶媒に溶解又は分散された機能物質を含む機能液１４Ｌを吐出する液滴吐出ヘッド１１４と、基板１０上に吐出された機能液１４Ｌを乾燥させて、機能物質を含む機能層を形成する乾燥装置４００とを有している。ここで、機能層は、正孔注入層及び発光層の少なくとも一方を含んでおり、液滴吐出ヘッド１１４は、液滴吐出ヘッド１１４内の溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されている。【選択図】図４
2008130307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画素電極が形成された基板の、前記画素電極が形成された側に、液滴吐出ヘッドから、溶媒と前記溶媒に溶解又は分散された機能物質とを含む機能液を吐出する第１のステップと、
前記基板上に吐出された前記機能液を乾燥させて、前記機能物質を含む機能層を形成する第２のステップと、
前記機能層を挟んで前記画素電極の反対側に陰極を形成する第３のステップと、
を有し、
前記機能層は、正孔注入層及び発光層の少なくとも一方を含んでおり、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記基板を、前記機能液を乾燥させるための乾燥装置に搬送するステップを含み、
前記第１のステップにおける、前記液滴吐出ヘッドから前記基板に至る前記機能液の飛行経路、及び前記第２のステップにおける前記基板の搬送経路が、前記温度に冷却されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法であって、
前記溶媒の沸点は、７０℃以上１５０℃以下であることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発光装置の製造方法であって、
前記溶媒は、キシレンを主成分とする液体であり、
前記温度は、−８０℃以下の温度であることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項５】
基板と、前記基板上に形成された画素電極、正孔注入層、発光層、陰極を有する発光装置の製造装置であって、
表面に前記画素電極が形成された前記基板の、前記画素電極が形成された側に、溶媒と前記溶媒に溶解又は分散された機能物質とを含む機能液を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記基板上に吐出された前記機能液を乾燥させて、前記機能物質を含む機能層を形成する乾燥装置と、
を有し、
前記機能層は、前記正孔注入層及び前記発光層の少なくとも一方を含んでおり、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることを特徴とする発光装置の製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発光装置の製造装置であって、
前記液滴吐出ヘッドから前記基板に至る前記機能液の飛行経路、及び前記機能液を吐出された位置から前記乾燥装置に至る前記基板の搬送経路が、前記温度に冷却されていることを特徴とする発光装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法及び発光装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置の一つに、発光層に有機発光材料を用いた有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置がある。有機ＥＬ装置の製造方法としては、いわゆる液滴吐出法を用いた方法が知られている。これは、基板上に各画素（発光領域）を囲うようにして形成されたバンク（隔壁）の作る凹部に、有機発光材料が溶解又は分散された機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し、これを乾燥させることによって発光層を形成するものである。
【０００３】
上記の方法においては、液滴吐出ヘッドのノズルが機能液の溶媒の気化によって詰まることを防止するため、上記溶媒として沸点が２００℃前後であるような高沸点溶媒を用いるのが一般的である。こうした高沸点溶媒は、蒸気圧が低いため蒸発しにくく、ノズル詰まりを起こしにくい。高沸点溶媒としては、例えばＣＨＢ（シクロヘキシルベンゼン：沸点２３９℃）、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン：沸点２０４℃）、エチレングリコール（沸点１９５℃）等が用いられる。
【０００４】
この他にも、液滴吐出ヘッドのノズル詰まりを防止するための技術としては、機能液に高沸点の気液界面吸着剤を混入させ、機能液のメニスカス部に気液界面吸着剤の被膜を形成するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０５０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高沸点溶媒は材料の選定における選択肢が少ないため、高い溶解性を確保しつつ発光層等の寿命に影響を与えないものを選定するのが難しいという問題点がある。一方で、材料の選択肢が広い低沸点溶媒を用いれば上記問題点は解決されるが、こうした低沸点溶媒は乾燥しやすいため、液滴吐出ヘッドにおいてノズル詰まりが起こりやすいという問題点がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の奏する効果の一つにより、低沸点溶媒を用いながら液滴吐出ヘッドのノズル詰まりを起こりにくくすることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光装置の製造方法は、表面に画素電極が形成された基板の、前記画素電極が形成された側に、液滴吐出ヘッドから、溶媒と前記溶媒に溶解又は分散された機能物質とを含む機能液を吐出する第１のステップと、前記基板上に吐出された前記機能液を乾燥させて、前記機能物質を含む機能層を形成する第２のステップと、前記機能層を挟んで前記画素電極の反対側に陰極を形成する第３のステップと、を有し、前記機能層は、正孔注入層及び発光層の少なくとも一方を含んでおり、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることを特徴とする。
【０００９】
このような方法によれば、低沸点の溶媒を用いた場合であっても液滴吐出ヘッド内における機能液の溶媒が蒸発しにくくなるため、機能液の粘度増加や機能液に含まれる機能物質の析出等により液滴吐出ヘッドのノズルが詰まる不具合を防ぐことができる。このため、機能液の溶媒として、材料の選択肢の広い低沸点溶媒を用いることが可能となり、より容易に機能液を作製することができる。また、低沸点溶媒を使用することにより、第２のステップ終了時における機能層内の残留溶媒を低減させることが可能となり、残留溶媒に起因する寿命低下等の不具合を防止することができる。
【００１０】
また、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が１ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることが好ましい。さらには、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が０．１ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることが好ましい。液滴吐出ヘッド内の溶媒の蒸気圧が小さくなるほど溶媒の蒸発を抑えることができ、溶媒の蒸発による機能液の粘度増加や固形分析出が抑制されて、液滴吐出ヘッドにおけるノズルの目詰まりをより効果的に防止することができる。
【００１１】
上記発光装置の製造方法において、前記第２のステップは、前記基板を、前記機能液を乾燥させるための乾燥装置に搬送するステップを含み、前記第１のステップにおける、前記液滴吐出ヘッドから前記基板に至る前記機能液の飛行経路、及び前記第２のステップにおける前記基板の搬送経路が、前記温度に冷却されていることが好ましい。このような方法によれば、乾燥装置において機能液が乾燥される前に機能液の溶媒が不必要に揮発するのを防止することができる。これにより、機能層を高品位に形成することができる。
【００１２】
上記発光装置の製造方法において、前記溶媒の沸点は、７０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。沸点が７０℃以上の溶媒であれば、吐出とともに溶媒が揮発する不具合等が起こりにくく、乾燥速度の制御が容易となる。また沸点が１５０℃以下の溶媒であれば、機能物質の溶解性、発光装置の寿命に与える影響等を加味した場合の材料の選択肢が広いという利点を享受でき、機能液の作製を容易にすることができる。これにより、高品位な機能層を形成することができ、発光装置の寿命を向上させることができる。
【００１３】
上記発光装置の製造方法において、前記溶媒は、キシレンを主成分とする液体であり、前記温度は、−８０℃以下の温度であってもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド内の溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となって蒸発しにくくなるため、機能液に含まれる機能物質により液滴吐出ヘッドのノズルが詰まる不具合を防ぐことができる。また、キシレンを用いることによって機能液の作製が容易となるとともに、第２のステップ終了時における機能層中の残留溶媒を低減させることが可能となり、残留溶媒に起因する寿命低下等の不具合を防止することができる。
【００１４】
本発明の発光装置の製造装置は、基板と、前記基板上に形成された画素電極、正孔注入層、発光層、陰極を有する発光装置の製造装置であって、表面に前記画素電極が形成された前記基板の、前記画素電極が形成された側に、溶媒と前記溶媒に溶解又は分散された機能物質とを含む機能液を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記基板上に吐出された前記機能液を乾燥させて、前記機能物質を含む機能層を形成する乾燥装置と、を有し、前記機能層は、前記正孔注入層及び前記発光層の少なくとも一方を含んでおり、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出ヘッド内の前記溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となる温度に冷却されていることを特徴とする。
【００１５】
このような製造装置によれば、低沸点の溶媒を用いた場合であっても液滴吐出ヘッド内における機能液の溶媒が蒸発しにくくなるため、機能液の粘度増加や機能液に含まれる機能物質の析出等により液滴吐出ヘッドのノズルが詰まる不具合を防ぐことができる。このため、機能液の溶媒として、材料の選択肢の広い低沸点溶媒を用いることが可能となり、より容易に機能液を作製することができる。また、低沸点溶媒を使用することにより、機能液を乾燥させて得られる機能層における残留溶媒を低減させることが可能となり、残留溶媒に起因する寿命低下等の不具合を防止することができる。
【００１６】
上記発光装置の製造装置であって、前記液滴吐出ヘッドから前記基板に至る前記機能液の飛行経路、及び前記機能液を吐出された位置から前記乾燥装置に至る前記基板の搬送経路が、前記温度に冷却されていることが好ましい。このような構成によれば、乾燥装置において機能液が乾燥される前に機能液の溶媒が不必要に揮発するのを防止することができる。これにより、機能層を高品位に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１８】
（有機ＥＬ装置）
図１は、本発明の発光装置としての有機ＥＬ装置１の平面図である。有機ＥＬ装置１は、基板１０と、基板１０上に配列された、発光を行う複数の円形の有機ＥＬ素子５とを備えている。より詳しくは、基板１０の長手方向に沿って等ピッチに配列された有機ＥＬ素子５の列が、２列配列されている。そして、各有機ＥＬ素子５は、隣接する他の列の有機ＥＬ素子５と半ピッチだけずれるようにして配置されている。つまり、各有機ＥＬ素子５は、千鳥状に配列されている。各有機ＥＬ素子５は、有機バンク１３に囲まれている。
【００１９】
図１中のＡ−Ａ線における有機ＥＬ装置１の断面図は、図１０（ｃ）に示されている。有機ＥＬ装置１は、基板１０を基体とし、その上に各構成要素が積み上げられた構成となっている。ここで、基板１０は、有機ＥＬ素子５ごとにＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されたいわゆる素子基板であり、例えば、ガラス基板上に、公知の技術を用いてＴＦＴ素子、各種電極、絶縁層等を形成することによって製造することができる。
【００２０】
基板１０上には、陽極としての画素電極１１が形成されている。画素電極１１は、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなり、有機ＥＬ素子５の発光領域を円形とするために、これと同心の円形に形成されている。ここで、有機ＥＬ素子５の発光領域の直径は約５０μｍである。画素電極１１は、基板１０に含まれるＴＦＴ素子を介して、図示しないデータ信号出力駆動回路に接続されている。そして、このデータ信号出力駆動回路から出力された描画データ信号が画素電極１１に供給されるようになっている。
【００２１】
画素電極１１の周りには、当該画素電極１１を底部とする凹部を形作るように、親液性を有する無機材料からなる無機バンク１２、及び撥液性を有する有機材料からなる有機バンク１３がこの順に積層されている。
【００２２】
上記凹部には、液滴吐出法によって形成された正孔注入層１４及び発光層１５がこの順に積層されている。正孔注入層１４は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）などから構成することができる。ここで、液滴吐出法とは、有機発光材料等の機能物質が溶解又は分散された機能液の液滴を吐出し、その後、吐出された機能液を乾燥させて溶媒を蒸発させ、機能物質を含んだ層を形成する手法である。液滴吐出法には、インクジェット法などが含まれる。発光層１５及び有機バンク１３の上には、これらを覆うように金属の陰極１６及び封止部材１７がこの順に積層されている。上述した有機ＥＬ素子５は、画素電極１１、正孔注入層１４、発光層１５、陰極１６によって構成される。正孔注入層１４及び発光層１５は、本発明における機能層に対応する。
【００２３】
発光層１５は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極１１と陰極１６との間に電圧を印加することによって、発光層１５には、正孔注入層１４から正孔が、また、陰極１６から電子が注入され、発光層１５は、これらが結合したときに光を発する。発光層１５からの発光スペクトルは、有機発光物質の発光特性や膜厚に依存する。本実施形態では、発光層１５は赤色光を発光し、その主発光波長、すなわち発光スペクトルにおいて発光強度が最大となる波長は約６３０ｎｍである。発光層１５から図１０（ｃ）の下方向に射出された光はそのまま基板１０を透過し、また図１０（ｃ）の上方向に射出された光は陰極１６によって反射された後に下方向へ進み、同じく基板１０を透過する。このような構成の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型と呼ばれる。
【００２４】
なお、有機ＥＬ装置１が、基板１０とは反対側に向けて表示光を射出するトップエミッション型である場合、陰極１６は、例えば、薄いカルシウム層と、ＩＴＯ層などから構成して光透過性をもたせ、画素電極１１の下層側には、画素電極１１のほぼ全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層を形成する。
【００２５】
（電子機器）
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、電子機器としての画像形成装置に搭載して用いることができる。より詳しくは、有機ＥＬ装置１は、画像形成装置に含まれる潜像書き込みヘッドモジュールに組み込んで用いることができる。
【００２６】
図２は、有機ＥＬ装置１をラインヘッドとして搭載した潜像書き込みヘッドモジュール１０１の斜視図である。潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、円柱状の感光体ドラム４１と平行に、これと対向した状態で用いられる。潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、感光体ドラム４１と平行な方向に配設された箱体３７と、感光体ドラム４１と箱体３７との間に位置するように箱体３７に取り付けられた光学部材３８とを備えている。箱体３７は、感光体ドラム４１側に開口部を有しており、その開口部に向かって光が射出されるように有機ＥＬ装置１が固定されている。
【００２７】
また、図３の断面図に示すように、光学部材３８は、有機ＥＬ装置１と対向する位置に備えられている。この光学部材３８は、内部にセルフォック（登録商標）レンズアレイ３９を備えており、有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子５から射出され、一端に入射した光を、他端側から射出して感光体ドラム４１の表面で集光、照射（露光）する。これにより、一様に帯電した感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成することができる。感光体ドラム４１を備えた画像形成装置（不図示）は、静電潜像の形成領域にトナーを付着させ、これを記録媒体に転写、定着させることで記録媒体上に画像を形成する。
【００２８】
なお、上記発光層１５の主発光波長（６３０ｎｍ）は、感光体ドラム４１の感度の高い波長域から選択されたものである。このように、発光層１５の発光波長は、感光体ドラム４１の特性に応じて設定することが好ましく、感光体ドラム４１の感度特性に応じて適宜選択することが可能である。
【００２９】
（有機ＥＬ装置の製造装置）
続いて、図４から図７を参照しながら、有機ＥＬ装置１の製造装置１００について説明する。
【００３０】
＜製造装置の全体構成＞
製造装置１００は、本発明における発光装置の製造装置に対応する。図４は、製造装置１００の全体構成を示す模式的な側面断面図である。製造装置１００は、液滴吐出装置３００と乾燥装置４００とを備えている。液滴吐出装置３００は、液滴吐出ヘッド１１４から、正孔注入層１４の材料となる機能物質を含んだ機能液１４Ｌ（図９（ｃ）参照）又は発光層１５の材料となる機能物質を含んだ機能液１５Ｌ（図１０（ａ）参照）を基板１０上に吐出する装置である。乾燥装置４００は、液滴吐出装置３００によって基板１０上に吐出された機能液を乾燥させるための装置である。液滴吐出装置３００と乾燥装置４００との間は、基板１０を搬送するための搬送経路５５によって接続されている。また、液滴吐出装置３００及び搬送経路５５は、恒温槽５０の内部に設置されており、恒温槽５０の内部雰囲気５２は−８０℃に保たれている。
【００３１】
＜液滴吐出装置＞
ここで、製造装置１００に含まれる液滴吐出装置３００の構成について図５から図７を用いて説明する。図５は、液滴吐出装置３００の斜視図である。液滴吐出装置３００は、基本的には液状の材料１１１（機能液１４Ｌ，１５Ｌ）を吐出するためのインクジェット装置である。より具体的には、液滴吐出装置３００は、液状の材料１１１を保持するタンク１０１と、チューブ１１０と、グランドステージＧＳと、吐出ヘッド部１０３と、ステージ１０６と、第１位置制御装置１０４と、第２位置制御装置１０８と、制御部１１２と、支持部１０４ａとを備えている。
【００３２】
吐出ヘッド部１０３は、液滴吐出ヘッド１１４（図６（ａ）参照）を保持している。この液滴吐出ヘッド１１４は、制御部１１２からの信号に応じて、液状の材料１１１の液滴を吐出する。なお、吐出ヘッド部１０３における液滴吐出ヘッド１１４は、チューブ１１０によってタンク１０１に連結されており、このため、タンク１０１から液滴吐出ヘッド１１４に液状の材料１１１が供給される。
【００３３】
ステージ１０６は基板１０（図４参照）を固定するための平面を提供している。さらにステージ１０６は、吸引力を用いて基板１０の位置を固定する機能も有する。
【００３４】
第１位置制御装置１０４は、支持部１０４ａによって、グランドステージＧＳから所定の高さの位置に固定されている。この第１位置制御装置１０４は、制御部１１２からの信号に応じて、吐出ヘッド部１０３をＸ軸方向と、Ｘ軸方向に直交するＺ軸方向と、に沿って移動させる機能を有する。さらに、第１位置制御装置１０４は、Ｚ軸に平行な軸の回りで吐出ヘッド部１０３を回転させる機能も有する。ここで、本実施形態では、Ｚ軸方向は、鉛直方向（つまり重力加速度の方向）に平行な方向である。
【００３５】
第２位置制御装置１０８は、制御部１１２からの信号に応じて、ステージ１０６をグランドステージＧＳ上でＹ軸方向に移動させる。ここで、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の双方と直交する方向である。
【００３６】
上記のような機能を有する第１位置制御装置１０４の構成と第２位置制御装置１０８の構成とは、リニアモータ又はサーボモータを利用した公知のＸＹロボットを用いて実現できる。このため、ここでは、それらの詳細な構成の説明を省略する。
【００３７】
さて上述のように、第１位置制御装置１０４によって、吐出ヘッド部１０３はＸ軸方向に移動する。そして、第２位置制御装置１０８によって、基板１０はステージ１０６とともにＹ軸方向に移動する。これらの結果、基板１０に対する液滴吐出ヘッド１１４の相対位置が変わる。より具体的には、これらの動作によって、吐出ヘッド部１０３、液滴吐出ヘッド１１４、又はノズル１１８（図６（ｂ）参照）は、ステージ１０６に固定された基板１０に対して、Ｚ軸方向に所定の距離を保ちながら、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。「相対移動」又は「相対走査」とは、液状の材料１１１を吐出する側と、そこからの吐出物が着弾する側（被吐出部）の少なくとも一方を他方に対して相対移動することを意味する。
【００３８】
制御部１１２は、液状の材料１１１の液滴を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御部１１２は、受け取った吐出データを内部の記憶装置に格納するとともに、格納された吐出データに応じて、第１位置制御装置１０４と、第２位置制御装置１０８と、液滴吐出ヘッド１１４と、を制御する。なお、吐出データとは、基板１０上に、液状の材料１１１を所定パターンで付与するためのデータである。本実施形態では、吐出データはビットマップデータの形態を有している。
【００３９】
上記構成を有する液滴吐出装置３００は、吐出データに応じて、液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８を基板１０に対して相対移動させるとともに、被吐出部に向けてノズル１１８から液状の材料１１１を吐出する。
【００４０】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、液滴吐出装置３００における液滴吐出ヘッド１１４は、複数のノズル１１８を有するインクジェットヘッドである。具体的には、液滴吐出ヘッド１１４は、振動板１２６と、ノズル１１８の開口を規定するノズルプレート１２８と、を備えている。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、の間には、液たまり１２９が位置しており、この液たまり１２９には、図示しない外部タンクから孔１３１を介して供給される液状の材料１１１が常に充填される。
【００４１】
また、振動板１２６とノズルプレート１２８との間には、複数の隔壁部１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、一対の隔壁部１２２と、によって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル１１８に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル１１８の数とは同じである。キャビティ１２０には、一対の隔壁部１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から液状の材料１１１が供給される。なお、本実施形態では、ノズル１１８の直径は、約２７μｍである。
【００４２】
さて、振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、それぞれの振動子１２４が位置する。振動子１２４のそれぞれは、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂとを含む。制御部１１２が、この一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル１１８から液状の材料１１１の液滴Ｄが吐出される。ここで、ノズル１１８から吐出される材料の体積は、０ｐｌ以上４２ｐｌ（ピコリットル）以下の間で可変である。なお、ノズル１１８からＺ軸方向に液状の材料１１１の液滴Ｄが吐出されるように、ノズル１１８の形状が調整されている。
【００４３】
本明細書では、１つのノズル１１８と、ノズル１１８に対応するキャビティ１２０と、キャビティ１２０に対応する振動子１２４と、を含んだ部分を「吐出部１２７」と表記することもある。この表記によれば、１つの液滴吐出ヘッド１１４は、ノズル１１８の数と同じ数の吐出部１２７を有する。吐出部１２７は、ピエゾ素子１２４Ｃを含む振動子１２４の代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部１２７は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。
【００４４】
次に、制御部１１２の構成を説明する。図７に示すように、制御部１１２は、入力バッファメモリ２００と、記憶装置２０２と、処理部２０４と、走査駆動部２０６と、ヘッド駆動部２０８とを備えている。入力バッファメモリ２００と処理部２０４とは相互に通信可能に接続されている。処理部２０４と、記憶装置２０２と、走査駆動部２０６と、ヘッド駆動部２０８とは、図示しないバスによって相互に通信可能に接続されている。
【００４５】
走査駆動部２０６は、第１位置制御装置１０４及び第２位置制御装置１０８と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部２０８は、液滴吐出ヘッド１１４と相互に通信可能に接続されている。
【００４６】
入力バッファメモリ２００は、液滴吐出装置３００の外部に位置する外部情報処理装置（不図示）から、液状の材料１１１の液滴を吐出するための吐出データを受け取る。入力バッファメモリ２００は、吐出データを処理部２０４に供給し、処理部２０４は吐出データを記憶装置２０２に格納する。図７では、記憶装置２０２はＲＡＭである。
【００４７】
処理部２０４は、記憶装置２０２内の吐出データに基づいて、被吐出部に対するノズル１１８の相対位置を示すデータを走査駆動部２０６に与える。走査駆動部２０６はこのデータと、吐出周期と、に応じたステージ駆動信号を第１位置制御装置１０４及び第２位置制御装置１０８に与える。この結果、被吐出部に対する吐出ヘッド部１０３の相対位置が変わる。一方、処理部２０４は、記憶装置２０２に記憶された吐出データに基づいて、液状の材料１１１の吐出に必要な吐出信号を液滴吐出ヘッド１１４に与える。この結果、液滴吐出ヘッド１１４における対応するノズル１１８から、液状の材料１１１の液滴Ｄが吐出される。
【００４８】
制御部１１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バスを含んだコンピュータである。したがって、制御部１１２の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御部１１２は、専用の回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。
【００４９】
＜液状の材料（機能液）＞
上述の「液状の材料１１１」とは、液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８から液滴Ｄとして吐出されうる粘度を有する材料をいう。ここで、液状の材料１１１が水性であると油性であるとを問わない。ノズル１１８から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。ここで、液状の材料１１１の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましい。粘度が１ｍＰａ・ｓ以上である場合には、液状の材料１１１の液滴Ｄを吐出する際にノズル１１８の周辺部が液状の材料１１１で汚染されにくい。一方、粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である場合は、ノズル１１８における目詰まり頻度が小さく、このため円滑な液滴Ｄの吐出を実現できる。なお、「液状の材料１１１」は、被吐出部に付与された後に固有の機能を果たすことから、「機能液」とも呼ぶ。
【００５０】
本実施形態では、機能液１４Ｌは、溶媒としてのキシレンと、溶媒に溶解又は分散された、正孔注入層１４の材料となる機能物質とを含んでいる。また、機能液１５Ｌは、溶媒としてのエチレングリコールと、溶媒に溶解又は分散された、発光層１５の材料となる機能物質とを含んでいる。このうち、エチレングリコールの沸点は１９５℃と高く、常温環境下において液滴吐出ヘッド１１４内における蒸気圧は１０ｍｍＨｇ以下である。一方、キシレンの沸点は１３８．４〜１４４．４℃であり、エチレングリコールより低沸点の溶媒である。このため、キシレンは、常温環境下での蒸気圧がエチレングリコールより大きいという特徴を有する。
【００５１】
本明細書において「低沸点」とは、沸点が７０℃以上１５０℃以下であることを指す。沸点が７０℃以上の溶媒であれば、吐出とともに溶媒が揮発する不具合等が起こりにくく、乾燥速度の制御が容易であり、また沸点が１５０℃以下の溶媒であれば、機能物質の溶解性、有機ＥＬ装置１の寿命に与える影響等を加味した場合の材料の選択肢が広いという利点を享受できる。また、本明細書において「高沸点」とは、沸点が１５０℃より大きいことを指し、特に沸点が２００℃前後であることを指す。こうした高沸点の溶媒は、常温における蒸気圧がおおむね１０ｍｍＨｇ以下と低いため乾燥しにくく、液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まる不具合を回避するために好適に用いられているが、機能物質の溶解性、有機ＥＬ装置１の寿命に与える影響等を加味した場合に材料の選択肢が狭いという問題点も同時に有する。
【００５２】
液滴吐出装置３００によって吐出される液滴Ｄを、機能液１４Ｌと機能液１５Ｌとの間で切り替える方法としては、例えば以下のようなものがある。一つは、液滴吐出装置３００に複数のタンク１０１、チューブ１１０、液滴吐出ヘッド１１４を設けてそれぞれに異なる機能液（機能液１４Ｌ又は機能液１５Ｌ）を充填し、吐出する機能液に応じて使用する液滴吐出ヘッド１１４を切り替える手法である。この他にも、機能液１４Ｌ，１５Ｌの切り替えのたびにチューブ１１０や液滴吐出ヘッド１１４を洗浄して機能液１４Ｌ，１５Ｌを入れ替えてもよく、また、機能液１４Ｌ，１５Ｌそれぞれに対応した別個の液滴吐出装置３００を用いて吐出を行ってもよい。
【００５３】
＜冷却機構＞
以上のような構成を有する液滴吐出装置３００は、図４に示すように、搬送経路５５とともに恒温槽５０の内部に設置されている。そして、恒温槽５０の内部雰囲気５２は、−８０℃の低温に保たれている。このため、液滴吐出ヘッド１１４内の機能液１４Ｌ又は機能液１５Ｌも−８０℃の低温下に置かれることとなり、その蒸気圧は常温環境下に比べて低減される。例えば、液滴吐出ヘッド１１４内にキシレン（低沸点溶媒）を溶媒とする機能液１４Ｌが充填されている場合、−８０℃以下に冷却することによって当該キシレンの蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下に低減される。これにより、機能液１４Ｌの溶媒（キシレン）が蒸発しにくくなる。１０ｍｍＨｇ以下という蒸気圧は、常温環境下におけるエチレングリコール（高沸点溶媒）の蒸気圧にほぼ相当する。
【００５４】
このように、本実施形態の製造装置１００によれば、機能液１４Ｌ，１５Ｌに例えばキシレンのような低沸点の溶媒を用いた場合であっても、液滴吐出ヘッド１１４内において溶媒が蒸発しにくくなるため、機能液１４Ｌ，１５Ｌの粘度増加や機能液１４Ｌ，１５Ｌに含まれる機能物質の析出により液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まる不具合を防ぐことができる。このため、溶媒として材料の選択肢の広い低沸点溶媒を用いることが可能となり、より容易に機能液１４Ｌ，１５Ｌを作製することができる。また、低沸点溶媒が使用可能となることにより、スピンコート法に使用する溶媒を用いることが可能となる。こうした溶媒は、機能物質の評価に一般的に用いられているため、機能物質の評価工数を削減することができる。
【００５５】
なお、恒温槽５０の内部雰囲気５２を安定して低温に保つために、恒温槽５０の全体をさらに別の第２の恒温槽内におき、当該第２の恒温槽の温度を上記内部雰囲気５２と外気との間の温度（例えば０℃）としてもよい。
【００５６】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
続いて、上記製造装置１００を用いた有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。図８は、有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図であり、図９及び図１０は、当該製造方法の各工程における有機ＥＬ装置１の断面図であって、図１中のＡ−Ａ線の位置に対応する断面図である。以下、図８の工程図に沿って説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１では、公知の成膜技術等を用いて、基板１０の表面にＩＴＯからなる画素電極１１を形成する。
【００５８】
次に、ステップＳ２では、基板１０及び画素電極１１の上に、無機バンク１２を形成する（図９（ａ））。より詳しくは、まず常圧又は減圧ＣＶＤ法等により基板１０及び画素電極１１の上にシリコン酸化膜を形成し、その後、ドライエッチング等により有機ＥＬ素子５の発光領域に対応した円形の開口部を形成する。
【００５９】
このステップＳ２では、無機バンク１２の表面に親液性を高めるための加工を行ってもよい。例えば、無機バンク１２にシリカ（ＳｉＯ2）の微粒子と酸化チタン（ＴｉＯ2）の微粒子とを含有する親液層を積層させ、これに紫外線を照射することによって無機バンク１２の親液性を高めることができる。
【００６０】
次に、ステップＳ３では、無機バンク１２上に有機バンク１３を形成する（図９（ｂ））。より詳しくは、まずアクリル樹脂等の感光性有機材料をスピンコート法等により塗布し、その後フォトリソグラフィー等によってパターニングする。このときの有機バンク１３の形成領域は、図１に示すように、各有機ＥＬ素子５を囲うような領域である。このステップＳ３を経て、基板１０上に、画素電極１１、無機バンク１２を底部とし、有機バンク１３を側壁とする凹部が形成される。
【００６１】
上記ステップＳ３では、有機バンク１３の表面に対して、プラズマ処理を併せて行ってもよい。プラズマ処理は、有機バンク１３の形成された基板１０をフルオロカーボン系化合物を含有するガスにさらし、当該ガスにエネルギーを与えてプラズマ化して有機バンク１３の表面と反応させて行う。このプラズマ処理によって、有機バンク１３の撥液性を高めることができる。
【００６２】
次に、ステップＳ４では、上記凹部に正孔注入層１４の材料となる機能物質を含んだ機能液１４Ｌを液滴吐出法により吐出する（図９（ｃ））。より詳しくは、液滴吐出装置３００の液滴吐出ヘッド１１４から機能液１４Ｌの液滴を上記凹部の底部に向けて吐出する。本実施形態における機能液１４Ｌは、上記機能物質としてのＰＥＤＯＴ−ＰＳＳと、溶媒としてのキシレンとを含むものである。上記凹部に吐出された機能液１４Ｌは、親液性の無機バンク１２及び撥液性の有機バンク１３の作用によって、凹部の底部に均一に濡れ広がる。このステップＳ４は、本発明における第１のステップに対応する。
【００６３】
ここで、上述したように、液滴吐出ヘッド１１４を含む液滴吐出装置３００は、恒温槽５０内において−８０℃の低温に保たれている。このため、液滴吐出ヘッド１１４内の機能液１４Ｌも−８０℃に保たれており、溶媒としてのキシレンの蒸気圧は常温環境下に比べて低減される。より詳しくは、キシレンの蒸気圧は１０ｍｍＨｇ以下に低減される。この蒸気圧は、常温環境下におけるエチレングリコール等の高沸点溶媒の蒸気圧にほぼ相当する。これにより、機能液１４Ｌの溶媒としてのキシレンが、常温における上記高沸点溶媒と同程度に蒸発しにくくなる。このように、本実施形態の製造方法によれば、液滴吐出ヘッド１１４が低温に保たれていることに起因して、キシレンのような低沸点の溶媒を用いた場合であっても液滴吐出ヘッド１１４内における機能液１４Ｌの溶媒が蒸発しにくくなる。このため、機能液１４の粘度増加や機能液１４Ｌに含まれる機能物質の析出により液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まる不具合を防ぐことができる。
【００６４】
また、恒温槽５０の内部雰囲気５２の水蒸気圧は、−８０℃における飽和水蒸気圧以下となっている。これにより、基板１０の表面に水蒸気が結露するのを防ぐことができる。
【００６５】
次に、ステップＳ５では、機能液１４Ｌを乾燥させて機能物質としてのＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを含んだ正孔注入層１４を形成する（図９（ｄ））。より詳しくは、まず基板１０を、機能液１４Ｌを吐出された位置から乾燥装置４００に至る搬送経路５５（図４）に沿って乾燥装置４００に搬送し、次いで機能液１４Ｌを高温環境下で乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１４Ｌに含まれる機能物質としてのＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを固形化させることにより、上記凹部の底部、すなわち画素電極１１上に正孔注入層１４を形成する。乾燥装置４００における乾燥は、例えば２００℃の真空環境下で基板１０を１０分間放置する工程とすることができる。このステップＳ５は、本発明における第２のステップに対応する。
【００６６】
ここで、液滴吐出装置３００から吐出された機能液１４Ｌは、その後、乾燥装置４００に搬送されるまでの間、常に−８０℃に保たれている。すなわち、先のステップＳ４における、液滴吐出ヘッド１１４から基板１０に至る機能液１４Ｌの飛行経路と、本ステップＳ５における上記基板１０の搬送経路５５は、いずれも恒温槽５０内であるため、いずれも−８０℃に保たれている。このため、本ステップＳ５において機能液１４Ｌが乾燥される前に機能液１４Ｌの溶媒が不必要に揮発するのを防止することができる。これにより、正孔注入層１４を高品位に形成することができる。
【００６７】
また、機能液１４Ｌに低沸点溶媒を使用することにより、ステップＳ５終了時における正孔注入層１４内の残留溶媒を低減させることが可能となり、残留溶媒に起因する有機ＥＬ装置１の寿命低下等の不具合を防止することができる。
【００６８】
次に、ステップＳ６では、正孔注入層１４が形成された上記凹部に発光層１５の材料となる機能物質を含んだ機能液１５Ｌを液滴吐出法により吐出する（図１０（ａ））。より詳しくは、液滴吐出装置３００の液滴吐出ヘッド１１４から機能液１５Ｌの液滴を上記凹部の底部（すなわち正孔注入層１４の表面）に向けて吐出する。本実施形態における機能液１５Ｌは、上記機能物質としての有機発光物質と、溶媒としてのエチレングリコールとを含むものである。正孔注入層１４の形成の際には有機系溶媒であるキシレンが用いられているため、機能液１５Ｌに水系溶媒であるエチレングリコールを用いることにより、正孔注入層１４が機能液１５Ｌに溶解して混合される不具合を低減することができる。
【００６９】
ここで、機能液１５Ｌの溶媒に用いられているエチレングリコールの沸点は１９５℃と高く、常温でも蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下と十分に低い。このため、機能液１５Ｌの吐出の際には、液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まるのを防止するために必ずしも液滴吐出装置３００を低温環境下に置かなくてもよい。もっとも、液滴吐出装置３００を低温環境下に置けば、エチレングリコールの蒸気圧をより低減させて蒸発をさらに抑えることができるため、液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まるのをより効果的に防止することができる。
【００７０】
次に、ステップＳ７では、基板１０上に吐出された機能液１５Ｌを乾燥させて機能物質としての有機発光物質を含んだ発光層１５を形成する（図１０（ｂ））。より詳しくは、まず基板１０を図４の搬送経路５５に沿って乾燥装置４００に搬送し、次いで機能液１５Ｌを高温環境下で乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１５Ｌに含まれる有機発光物質を固形化させることにより、上記凹部の底部に発光層１５を形成する。乾燥装置４００における乾燥は、例えば２００℃の真空環境下で基板１０を１０分間放置する工程とすることができる。
【００７１】
次に、ステップＳ８では、発光層１５の形成された基板１０上のほぼ全体に、カルシウム及びアルミニウムをこの順に積層させることにより、陰極１６を形成する。換言すれば、正孔注入層１４及び発光層１５を挟んで画素電極１１の反対側に陰極１６を形成する。このステップＳ８は、本発明における第３のステップに対応する。続くステップＳ９では、陰極１６上に、樹脂からなる封止部材１７を形成する（図１０（ｃ））。なお、封止の方式は封止部材１７によるものに限られず、シール剤を介してガラス基板等を貼り合わせる缶封止の方式等とすることもできる。以上のステップを経て、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００７２】
上記製造方法によれば、低沸点のキシレンを溶媒とする機能液１４Ｌを吐出する際に、液滴吐出装置３００の液滴吐出ヘッド１１４を−８０℃の低温に保つことにより、キシレンの蒸気圧を低減させて蒸発を抑えることができる。これにより、溶媒の蒸発による機能液１４Ｌの粘度増加や固形分析出が抑制されて、液滴吐出ヘッド１１４におけるノズル１１８の目詰まりを防止することができる。すなわち、低沸点溶媒を用いたとしても液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８の目詰まりを起こりにくくすることができる。
【００７３】
このため、機能液の溶媒として、材料の選択肢の広い低沸点溶媒を用いることが可能となり、より容易に機能液を作製することができる。例えば、低沸点溶媒は溶質の溶解性が高いものが多いので、高濃度の機能液や、一般には溶け難い溶質を含んだ機能液であっても容易に作製することができる。これにより、機能液乾燥後に形成される膜が厚くなるので、機能液の重ね打ちが不要となり、成膜工程のスループットを向上させることができる。また、低沸点溶媒が使用できるので、スピンコート法に使用する溶媒を用いることが可能となる。こうした溶媒は、機能物質の評価に一般的に用いられているため、機能物質の評価工数を削減することができる。
【００７４】
さらに、低沸点溶媒を使用することにより、ステップＳ５終了時における正孔注入層１４内の残留溶媒を低減させることが可能となり、残留溶媒に起因する有機ＥＬ装置１の寿命低下等の不具合を防止することができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００７６】
（変形例１）
上記実施形態では、機能液１４Ｌに有機系の低沸点溶媒であるキシレンを用いて低温環境下で吐出を行い、正孔注入層１４を形成している。また、機能液１５Ｌに水系の高沸点溶媒であるエチレングリコールを用いて常温環境下で吐出を行い、発光層１５を形成している。しかしながら、本発明の実施に際してこの構成に限定する趣旨ではなく、機能液１４Ｌ，１５Ｌの溶媒の組み合わせと環境温度は種々に変更することができる。
【００７７】
例えば、機能液１４Ｌ，１５Ｌにともに低沸点溶媒を用いて低温環境下で吐出を行ってもよい。より具体的には、機能液１４Ｌ，１５Ｌの溶媒をともにキシレンとしてもよい。又は、機能液１４Ｌの溶媒をキシレンとし、機能液１５Ｌの溶媒を水としてもよい。後者の場合は、機能液１５Ｌが凍らないように、機能液１５Ｌを吐出する液滴吐出ヘッド１１４の温度は０℃より大きく保つ。また、機能液１４Ｌに有機系の高沸点溶媒であるＮＭＰを用いて常温環境下で吐出を行い、機能液１４Ｌに水系の低沸点溶媒を用いて低温環境下で吐出を行ってもよい。
【００７８】
このように、本発明の実施に当たっては、機能液１４Ｌ，１５Ｌの少なくとも一方の吐出の際に液滴吐出ヘッド１１４を低温環境下に置けば足りる。すなわち、正孔注入層１４又は発光層１５の少なくとも一方の形成に低沸点溶媒を用いた機能液を使用し、低温環境下で吐出すればよい。その際の液滴吐出ヘッド１１４の温度は、溶媒の蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下となるような温度であれば任意とすることができる。ここで「低沸点」とは、沸点が７０℃以上１５０℃以下であることを指す。沸点が７０℃以上の溶媒であれば、吐出とともに溶媒が揮発する不具合等が起こりにくく、乾燥速度の制御が容易であり、また沸点が１５０℃以下の溶媒であれば、機能物質の溶解性、発光装置の寿命に与える影響等を加味した場合の材料の選択肢が広いという利点を享受できる。
【００７９】
また、正孔注入層１４又は発光層１５に加え、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等をさらに積層させてもよい。これらの構成要素も低温低沸点溶媒を用いた機能液を使用して液滴吐出装置３００で形成することができる。
【００８０】
本変形例による上記いずれの方法によっても、液滴吐出ヘッド１１４内における機能液の溶媒が蒸発しにくくなるため、機能液の粘度増加や機能液に含まれる機能物質の析出により液滴吐出ヘッド１１４のノズル１１８が詰まる不具合を防ぐことができる。
【００８１】
（変形例２）
上記実施形態の有機ＥＬ装置１は、単一の色の発光を行うものであるが、これに代えて、複数の色の発光を行うような構成とすることもできる。例えば、発光層１５として、赤、緑、青の発光を行う発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ（不図示）を用いることにより、有機ＥＬ素子５ごとに異なる色の発光を行う有機ＥＬ装置を構成することができる。このような構成を有する有機ＥＬ装置は、例えば携帯電話機等に表示装置として搭載して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図。
【図２】有機ＥＬ装置を搭載した潜像書き込みヘッドモジュールの斜視図。
【図３】図２に示す潜像書き込みヘッドモジュールの断面図。
【図４】有機ＥＬ装置の製造装置の全体構成を示す模式的な側面断面図。
【図５】液滴吐出装置を示す斜視図。
【図６】液滴吐出装置におけるヘッドの一部を示し、（ａ）は模式斜視図、（ｂ）は断面図。
【図７】液滴吐出装置における制御部の機能ブロック図。
【図８】有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図。
【図９】有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図１中のＡ−Ａ線の位置に対応する断面図。
【図１０】有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図１中のＡ−Ａ線の位置に対応する断面図。
【符号の説明】
【００８３】
１…発光装置としての有機ＥＬ装置、５…有機ＥＬ素子、１０…基板、１１…画素電極、１２…無機バンク、１３…有機バンク、１４…機能層としての正孔注入層、１４Ｌ，１５Ｌ…機能液、１５…機能層としての発光層、１６…陰極、１７…封止部材、５５…搬送経路、１００…発光装置の製造装置、１１４…液滴吐出ヘッド、１１８…ノズル、３００…液滴吐出装置、４００…乾燥装置。
【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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