(57)【要約】【課題】高粘度のインクであっても、加熱したり流路に気泡を残すことなくヘッドに充填する。【解決手段】吐出ノズルが備えられたヘッド１４と、吸引路を介して吐出ノズルからヘッド１４内の液状体の吸引を行う吸引装置４４とを備える。吐出ノズルからの液状体の吸引を断続的に行うことにより液状体をヘッド１４内に充填する。【選択図】　　　図２２
2004087303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ノズルが備えられたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置の前記ヘッド内に液状体を充填する方法であって、
前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行うことにより前記液状体を前記ヘッド内に充填することを特徴とする製膜装置の液状体充填方法。
【請求項２】
請求項１記載の製膜装置の液状体充填方法において、
前記吸引路を断続的に開閉することを特徴とする製膜装置の液状体充填方法。
【請求項３】
請求項２記載の製膜装置の液状体充填方法において、
前記吸引路を閉じたときに前記吸引装置の作動を継続させることを特徴とする製膜装置の液状体充填方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の製膜装置の液状体充填方法において、
前記液状体の粘度に応じて前記断続吸引の周波数及び吸引時間の少なくとも一方を変更することを特徴とする製膜装置の液状体充填方法。
【請求項５】
ヘッドに液状体を充填する充填工程と、前記ヘッドから液滴を吐出させてワーク上に製膜する製膜工程とを有するデバイス製造方法であって、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された製膜装置の液状体充填方法を用いて前記充填工程を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のデバイス製造方法において、
前記液状体は、フィルタ材料であり、
前記ワークは、前記フィルタ材料によりフィルタエレメントが形成される液晶表示装置の基板であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項７】
請求項５記載のデバイス製造方法において、
前記液状体は、発光機能材料であり、
前記ワークは、前記発光機能材料により画素にＥＬ発光層及び正孔注入／輸送層の少なくとも一方が形成される有機ＥＬ装置の基板であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
請求項５記載のデバイス製造方法において、
前記液状体は、蛍光材料であり、
前記ワークは、前記蛍光材料により蛍光体が形成される電子放出装置の電極であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項９】
請求項５記載のデバイス製造方法において、
前記液状体は、蛍光材料であり、
前記ワークは、前記蛍光材料により蛍光体が形成されるＰＤＰ装置の背面基板であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１０】
請求項５記載のデバイス製造方法において、
前記液状体は、泳動体材料であり、
前記ワークは、前記泳動体材料により泳動体が形成される電気泳動表示装置の電極であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１１】
吐出ノズルが備えられたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置であって、
前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行わせる断続吸引部を有することを特徴とする製膜装置
【請求項１２】
請求項１１記載の製膜装置において、
前記断続吸引部は、前記吸引路を自在に開閉させる開閉手段と、
前記開閉手段を断続的に作動させる制御装置とから構成されることを特徴とする製膜装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の製膜装置において、
前記制御装置は、前記吸引路が閉じられたときに、前記吸引装置を継続して作動させることを特徴とする製膜装置。
【請求項１４】
ヘッドから液滴を吐出させてワーク上に製膜するデバイス製造装置であって、
請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載された製膜装置を用いて前記ワークに製膜することを特徴とするデバイス製造装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のデバイス製造装置により製造されたことを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えばコンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルタを用いている。カラーフィルタには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）のインクを液滴として所定パターンで供給することで形成されるものがある。このような基板に対して液滴を供給する方式としては、例えばインクジェット方式等の液滴吐出方式を用いた製膜装置が採用されている。
【０００３】
液滴吐出方式を採用した場合、製膜装置においては液滴吐出ヘッドから所定量の液滴を基板に対して吐出して供給するが、液滴を吐出する手段としては、壁面に複数のノズル開口を形成するとともに、各ノズル開口と対向するように伸縮方向を一致させて圧電素子を配設したものが多く用いられている。この種の圧電素子としては、例えば特開昭６３−２９５２６９号公報に開示されているように、電極と圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層したものが提供されており、液滴吐出ヘッドのキャビティ（インク溜まり）内に満たされた機能液が圧電素子の変形により生じた圧力波によって吐出される構成になっている。
【０００４】
この種の液滴吐出ヘッドでは、吐出可能な機能液粘度に限界があるため、高粘度の液体（液状体）を吐出することは困難である。そこで、従来では、供給口を介して圧力室と連通するインクタンクにヒータ（発熱体）を設ける技術（特開平５−２８１５６２号公報）や、インクジェットヘッド及びインクタンクの双方にヒータを設ける技術（特開平９−１６４７０２号公報）が提供されており、これらの技術を用いて高粘度のインクを吐出可能な粘度まで低粘度化することで、従来では製膜が困難であった工業薬品を使えるようになってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。インクジェットヘッド内にインクを充填する際には、例えばヘッド外部のインクタンクとヘッドとを接続し、ヘッドのノズル部分を負圧吸引している。ところが、ヘッド内部のインク流路は微細であり、屈曲部や流路幅の変化する箇所、凹凸部等、インクの流動が淀む部分に気泡が溜まり、これを排出できないことがある。このようにヘッド内部に気泡が残ると、インク吐出時の圧力損失が大きくなり、吐出が不安定になるばかりでなく、甚だしい場合にはインクを吐出できないという問題が生じてしまう。
【０００６】
また、高粘度のインクを加熱により低粘度化させることにより、充填を容易にできるが、加熱すると特性が変質するインクも存在するため、このようなインクに対しては上記のように、加熱により低粘度化させるという方法を採ることができず、インクジェットヘッドへのインクの充填が困難である。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、高粘度のインクであっても、加熱したり流路に気泡を残すことなくヘッドに充填できる製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の製膜装置の液状体充填方法は、吐出ノズルが開設されたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置の前記ヘッド内に液状体を充填する方法であって、前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行うことにより前記液状体を前記ヘッド内に充填することを特徴とするものである。断続的な吸引方法としては、吸引路を断続的に開閉することを採用可能である。
【０００９】
これにより、本発明では、吸引停止時と吸引時とに液状体に加わる圧力差による衝撃でヘッド内の気泡が移動しやすくなり、液状体が淀む箇所等に気泡が溜まってしまうことを抑制できる。そのため、流路に気泡を残すことなく液状体をヘッドに充填することができ、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になる。
【００１０】
また、吸引路を閉じたときには、吸引装置の作動を継続させることが好ましい。これにより、本発明では、吸引停止時に吸引路の負圧を大きくすることができ、吸引路を開いたときの液状体に加わる圧力差をより大きくすることが可能になる。そのため、ヘッド内の液状体の流速が増し、気泡の排除を一層容易にすることができる。
【００１１】
また、液状体の粘度に応じて、吸引・吸引停止の周波数、総吸引時間等の断続吸引に関するパラメータを設定することが好ましい。これにより、種々の粘度の液状体に応じて最適な断続吸引を実施することが可能になる。
【００１２】
一方、本発明のデバイス製造方法は、ヘッドに液状体を充填する充填工程と、前記ヘッドから液滴を吐出させて基板上に製膜する製膜工程とを有するデバイス製造方法であって、上記の製膜装置の液状体充填方法を用いて前記充填工程を行うことを特徴としている。
【００１３】
これにより、本発明では液状体充填時の気泡がヘッドに残って、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になり、所望の吐出特性で基板上に製膜することができる。
【００１４】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がフィルタ材料であり、前記ワークが前記フィルタ材料によりフィルタエレメントが形成される液晶表示装置の基板であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が発光機能材料であり、前記ワークが前記発光機能材料により画素にＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光層及び正孔注入／輸送層の少なくとも一方が形成される有機ＥＬ装置の基板であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が蛍光材料であり、前記ワークが前記蛍光材料により蛍光体が形成される電子放出装置の電極であることを特徴としている。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。
【００１７】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が蛍光材料であり、前記ワークが前記蛍光材料により凹部に蛍光体が形成されるＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）装置の背面基板であることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が泳動体材料であり、前記ワークが前記泳動体材料により凹部に泳動体が形成される電気泳動表示装置の電極であることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が液状金属材料であり、前記ワークが前記液状金属材料により金属配線が形成される基板であることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がレンズ材料であり、前記ワークが前記レンズ材料によりマイクロレンズが形成される基板であることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体がレジスト材料であり、前記ワークが前記レジスト材料により任意形状のレジストが形成される基板であることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記液状体が光拡散材料であり、前記ワークが前記光拡散材料により光拡散体が形成される基板であることを特徴としている。
【００２３】
従って、本発明のデバイス製造方法では、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、電子放出装置、ＰＤＰ装置、電気泳動表示装置、金属配線、マイクロレンズ、任意形状のレジスト、光拡散体の各製造において、ヘッドへの液状体の初期充填作業を適切且つ円滑に行うことができる。
【００２４】
一方、本発明の製膜装置は、吐出ノズルが備えられたヘッドと、吸引路を介して前記吐出ノズルから前記ヘッド内の液状体の吸引を行う吸引装置とを備えた製膜装置であって、前記吐出ノズルからの前記液状体の吸引を断続的に行わせる断続吸引部を有することを特徴としている。前記断続吸引部は、前記吸引路を自在に開閉させる開閉手段と、前記開閉手段を断続的に作動させる制御装置とを有する構成とすることができる。
【００２５】
これにより、本発明では、吸引停止時と吸引時とに液状体に加わる圧力差による衝撃でヘッド内の気泡が移動しやすくなり、液状体が淀む箇所等に気泡が溜まってしまうことを抑制できる。そのため、流路に気泡を残すことなく液状体をヘッドに充填することができ、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になる。
【００２６】
また、吸引路を閉じたときには、吸引装置の作動を継続させることが好ましい。これにより、本発明では、吸引停止時に吸引路の負圧を大きくすることができ、吸引路を開いたときの液状体に加わる圧力差をより大きくすることが可能になる。そのため、ヘッド内の液状体の流速が増し、気泡の排除を一層容易にすることができる。
【００２７】
そして、本発明のデバイス製造装置は、ヘッドから液滴を吐出させてワーク上に製膜するデバイス製造装置であって、上記の製膜装置を用いて前記ワークに製膜することを特徴としている。
【００２８】
これにより、本発明では液状体充填時の気泡がヘッドに残って、液滴の吐出が不安定になったり、吐出不能状態に陥ったりする事態を回避することが可能になり、所望の吐出特性で基板上に製膜することができる。
【００２９】
また、本発明のデバイスは、上記のデバイス製造装置により製造されたことを特徴としている。これにより、本発明では、安定して吐出された液滴で膜が形成された高品質のデバイスを得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の製膜装置とその液状体充填方法及びデバイス製造方法とデバイス製造装置並びにデバイスの実施の形態を、図１ないし図２４を参照して説明する。本実施の形態の製膜装置は、いわゆるフラットディスプレイの一種である有機ＥＬ装置の製造ライン（デバイス製造装置）に組み込まれるものであり、複数の液滴吐出ヘッドを用い、その吐出ノズルから発光材料等の機能液を吐出して、有機ＥＬ装置の発光機能をなす各画素のＥＬ発光層および正孔注入層を形成するものである。
【００３１】
そこで、まず有機ＥＬ装置の構造について説明するとともに、その製造方法（製造プロセス）について説明する。
図１乃至図１３は、有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置の製造プロセスとともにその構造を表している。この製造プロセスは、バンク部形成工程と、プラズマ処理工程と、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程からなる発光素子形成工程と、対向電極形成工程と、封止工程とを具備して構成されている。
【００３２】
バンク部形成工程では、基板５０１に予め形成した回路素子部５０２上及び電極（画素電極）５１１上の所定位置に、無機物バンク層５１２ａと有機物バンク層５１２ｂとを積層することにより、開口部５１２ｇを有するバンク部５１２を形成する。このように、バンク部形成工程には、電極５１１の一部に、無機物バンク層５１２ａを形成する工程と、無機物バンク層の上に有機物バンク層５１２ｂを形成する工程が含まれる。
【００３３】
まず、無機物バンク層５１２ａを形成する工程では、回路素子部５０２の第２層間絶縁膜５４４ｂ上及び画素電極５１１上に、その全面に亘って無機物バンク層５１２ａとなるＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の無機物膜をＣＶＤ法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成する。次に、この無機物膜をエッチング等によりパターニングして、図１に示すように、電極５１１の電極面５１１ａの形成位置に対応する下部開口部５１２ｃを設ける。このとき、無機物バンク層５１２ａを電極５１１の周縁部と重なるように形成しておく必要がある。このように、電極５１１の周縁部（一部）と無機物バンク層５１２ａとが重なるように無機物バンク層５１２ａを形成することにより、発光層５１０ｂ（図１０〜図１３参照）の発光領域を制御することができる。
【００３４】
次に、有機物バンク層５１２ｂを形成する工程では、図２に示すように、無機物バンク層５１２ａ上に有機物バンク層５１２ｂを形成する。有機物バンク層５１２ｂをフォトリソグラフィー技術等によりエッチングして、有機物バンク層５１２ｂの上部開口部５１２ｄを形成する。上部開口部５１２ｄは、電極面５１１ａ及び下部開口部５１２ｃに対応する位置に設けられる。
【００３５】
上部開口部５１２ｄは、図２に示すように、下部開口部５１２ｃよりも広く、電極面５１１ａよりも狭く形成することが好ましい。これにより、無機物バンク層５１２ａの下部開口部５１２ｃを囲む積層部５１２ｅが、有機物バンク層５１２ｂよりも電極５１１の中央部に延出された形になる。このようにして、上部開口部５１２ｄ、下部開口部５１２ｃを連通させることにより、無機物バンク層５１２ａ及び有機物バンク層５１２ｂを貫通する開口部５１２ｇが形成される。
【００３６】
次に、プラズマ処理工程では、バンク部５１２の表面と画素電極の表面５１１ａに、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。このプラズマ処理工程は、予備加熱工程と、バンク部５１２の上面（５１２ｆ）及び開口部５１２ｇの壁面並びに画素電極５１１の電極面５１１ａに対して親液性を有するように加工する親液化工程と、有機物バンク層５１２ｂの上面５１２ｆ及び上部開口部５１２ｄの壁面に対して撥液性を有するように加工する撥液化工程と、冷却工程とに大別される。
【００３７】
まず、予備加熱工程では、バンク部５１２を含む基板５０１を所定の温度まで加熱する。加熱は、例えば基板５０１を載置するステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基板５０１を加熱することにより行う。具体的には、基板５０１の予備加熱温度を、例えば７０〜８０℃の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
次に、親液化工程では、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。このＯ２プラズマ処理により、図３に示すように、画素電極５１１の電極面５１１ａ、無機物バンク層５１２ａの積層部５１２ｅ、及び有機物バンク層５１２ｂの上部開口部５１２ｄの壁面並びに上面５１２ｆが親液処理される。この親液処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。図３では、親液処理された部分を一点鎖線で示している。
【００３９】
次に、撥液化工程では、大気雰囲気中で４フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行う。ＣＦ４プラズマ処理により、図４に示すように、上部開口部５１２ｄの壁面及び有機物バンク層５１２ｂの上面５１２ｆが撥液処理される。この撥液処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。図４では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示している。
【００４０】
次に、冷却工程では、プラズマ処理のために加熱された基板５０１を室温、または液滴吐出工程の管理温度まで冷却する。プラズマ処理後の基板５０１を室温、または所定の温度（例えば液滴吐出工程を行う管理温度）まで冷却することにより、次の正孔注入／輸送層形成工程を一定の温度で行うことができる。
【００４１】
次に、発光素子形成工程では、画素電極５１１上に正孔注入／輸送層及び発光層を形成することにより発光素子を形成する。発光素子形成工程には、４つの工程が含まれる。すなわち、正孔注入／輸送層を形成するための第１組成物を各前記画素電極上に吐出する第１液滴吐出工程と、吐出された前記第１組成物を乾燥させて前記画素電極上に正孔注入／輸送層を形成する正孔注入／輸送層形成工程と、発光層を形成するための第２組成物を前記正孔注入／輸送層の上に吐出する第２液滴吐出工程と、吐出された第２組成物を乾燥させて前記正孔注入／輸送層上に発光層を形成する発光層形成工程とが含まれる。
【００４２】
まず、第１液滴吐出工程では、液滴吐出法により、正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を電極面５１１ａ上に吐出する。なお、この第１液滴吐出工程以降は、水、酸素の無い窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい（なお、画素電極上にのみ正孔注入／輸送層を形成する場合は、有機物バンク層に隣接して形成される正孔注入／輸送層は形成されない）。
【００４３】
図５に示すように、機能液吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）１４に正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを下部開口部５１２ｃ内に位置する電極面５１１ａに対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された第１組成物滴５１０ｃを電極面５１１ａ上に吐出する。
【００４４】
ここで用いる第１組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びｐその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。なお、正孔注入／輸送層形成材料は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層５１０ｂ（図１０参照）に対して同じ材料を用いても良く、発光層毎に変えてもよい。
【００４５】
図５に示すように、吐出された第１組成物滴５１０ｃは、親液処理された電極面５１１ａ及び積層部５１２ｅ上に拡がり、下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に満たされる。電極面５１１ａ上に吐出する第１組成物量は、下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄの大きさ、形成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、第１組成物中の正孔注入／輸送層形成材料の濃度等により決定される。また、第１組成物滴５１０ｃは１回のみならず、数回に分けて同一の電極面５１１ａ上に吐出してもよい。
【００４６】
次に、正孔注入／輸送層形成工程では、図６に示すように、吐出後の第１組成物を乾燥処理、及び熱処理して第１組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、電極面５１１ａ上に正孔注入／輸送層５１０ａを形成する。乾燥処理を行うと、第１組成物滴５１０ｃに含まれる極性溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層５１２ａ及び有機物バンク層５１２ｂに近いところで発生し、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入／輸送層形成材料が濃縮されて析出する。
【００４７】
そして、電極面５１１ａ上でも極性溶媒の蒸発が生じ、これにより電極面５１１ａ上に正孔注入／輸送層形成材料からなる平坦部である正孔注入／輸送層５１０ａが形成される。電極面５１１ａ上では、極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入／輸送層の形成材料が電極面５１１ａ上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部である正孔注入／輸送層５１０ａが形成される。
【００４８】
次に、第２液滴吐出工程では、液滴吐出法により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。この第２液滴吐出工程では、正孔注入／輸送層５１０ａの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第２組成物の溶媒として、正孔注入／輸送層５１０ａに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
【００４９】
しかし、その一方で、正孔注入／輸送層５１０ａは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出しても、正孔注入／輸送層５１０ａと発光層５１０ｂとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層５１０ｂを均一に塗布できない虞がある。そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入／輸送層５１０ａの表面の親和性を高めるために、発光層を形成する前に表面改質工程を行うことが好ましい。
【００５０】
そこで、まず表面改質工程について説明する。表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第２組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒を含む表面改質溶液を、液滴吐出法、スピンコート法またはディップ法により正孔注入／輸送層５１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行う。
【００５１】
例えば、液滴吐出法による塗布は、図７に示すように、液滴吐出ヘッド１４に、表面改質用溶媒を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを基板（すなわち正孔注入／輸送層５１０ａが形成された基板）に対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから表面改質用溶媒５１０ｄを正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出することにより行う。そして、表面改質用溶媒５１０ｄを乾燥して蒸発させる（図８に、表面改質用溶媒５１０ｄが蒸発して消失した後の状態を示す）。
【００５２】
次に、第２液滴吐出工程では、液滴吐出法により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。図９に示すように、液滴吐出ヘッド１４に、青色（Ｂ）発光層形成材料を含有する第２組成物を充填し、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズルを下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に位置する正孔注入／輸送層５１０ａに対向させ、液滴吐出ヘッド１４と基板５０１とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴あたりの液量が制御された第２組成物滴５１０ｅを正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出する。
【００５３】
発光層形成材料としては、ポリフルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープして用いることができる。例えば、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、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【００５４】
非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層５１０ａに対して不溶なものが好ましく、例えばシクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。このような非極性溶媒を発光層５１０ｂの第２組成物に用いることにより、正孔注入／輸送層５１０ａを再溶解させることなく第２組成物を塗布できる。
【００５５】
図９に示すように、吐出された第２組成物５１０ｅは、正孔注入／輸送層５１０ａ上に拡がって下部、上部開口部５１２ｃ、５１２ｄ内に満たされる。第２組成物５１０ｅは１回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入／輸送層５１０ａ上に吐出してもよい。この場合、各回における第２組成物の量は同一でもよく、各回毎に第２組成物量を変えてもよい。
【００５６】
次に、発光層形成工程では、第２組成物を吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を施して、正孔注入／輸送層５１０ａ上に発光層５１０ｂを形成する。乾燥処理は、吐出後の第２組成物を乾燥処理することにより第２組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発して、図１０に示されるような、青色（Ｂ）発光層５１０ｂを形成する。
【００５７】
続けて、図１１に示すような、青色（Ｂ）発光層５１０ｂの場合と同様にして、赤色（Ｒ）発光層５１０ｂを形成し、最後に緑色（Ｇ）発光層５１０ｂを形成する。なお、発光層５１０ｂの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順序で形成してもよい。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順序を決定することも可能である。
【００５８】
次に、対向電極形成工程では、図１２に示すように、発光層５１０ｂ及び有機物バンク層５１２ｂの全面に陰極５０３（対向電極）を形成する。なお、陰極５０３は複数の材料を積層して形成してもよい。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばＣａ、Ｂａ等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にＬｉＦ等を薄く形成した方がよい場合もある。また、上部側（封止側）には下部側よりも仕事関数が高いものが好ましい。これらの陰極（陰極層）５０３は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、発光層５１０ｂの熱による損傷を防止できる点で好ましい。
【００５９】
また、ＬｉＦは、発光層５１０ｂ上のみに形成してもよく、さらに青色（Ｂ）、発光層５１０ｂ上のみに形成してもよい。また、陰極５０３の上部には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成したＡｌ膜、Ａｇ膜等を用いることが好ましい。また、陰極５０３上に、酸化防止のためにＳｉＯ２、ＳｉＮ等の保護層を設けてもよい。
【００６０】
最後に、図１３に示す封止工程では、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中で、有機ＥＬ素子５０４上に封止用基板５０５を積層する。封止工程は、上記不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極５０３にピンホール等の欠陥が生じていた場合に、この欠陥部分から水や酸素等が陰極５０３に浸入して陰極５０３が酸化される虞があるので好ましくない。そして、最後にフレキシブル基板の配線に陰極５０３を接続するとともに、駆動ＩＣに回路素子部５０２の配線を接続することにより、本実施形態の有機ＥＬ装置５００が得られる。
【００６１】
なお、上記撥液性領域を形成する撥液膜、陰極５０３、画素電極５１１等においても、それぞれ液体材料を用い、液滴吐出法で形成するようにしてもよい。
【００６２】
次に、有機ＥＬ装置の製造装置（デバイス製造装置）について説明する。上述したように有機ＥＬ装置の製造プロセスにおいて、正孔注入／輸送層（正孔注入層）を形成する正孔注入／輸送層形成工程（第１液滴吐出工程＋乾燥工程）と、表面改質工程と、発光層を形成する発光層形成工程（第２液滴吐出工程＋乾燥工程）とは、液滴吐出ヘッド１４を用いた液滴吐出法で行われる。
【００６３】
このデバイス製造装置は、正孔注入／輸送層形成工程（必要な場合には表面改質工程を含む）を行う正孔注入層形成設備と、発光層形成工程を行う発光層形成設備とを備えている。各設備は、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置（製膜装置）、乾燥を行う加熱装置、製膜対象となる基板を搬送する搬送装置及びこれらを収容するチャンバ等を備えており、正孔注入層形成設備は液滴吐出ヘッドに正孔注入／輸送層材料が導入され、発光層形成設備は液滴吐出ヘッドにＲ・Ｇ・Ｂ発光層材料が導入され、各色毎に液滴吐出装置、加熱装置、搬送装置を備える点が異なるだけで、これらはほぼ同一の構造を有している。従って、液滴吐出ヘッドの交換や、発光機能材料の供給系の交換における手間を無視すれば、任意の一組の設備（液滴吐出装置、加熱装置、搬送装置及びチャンバ）で有機ＥＬ装置の製造は可能である。そこで、以下の説明では、発光層形成設備について説明し、他の設備については説明を省略する。
【００６４】
図外の装置により、上記のバンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経た基板は、図１４に示す発光層形成設備（デバイス製造装置）１に搬送される。発光層形成設備１は、ほぼ同様の構造を有する３台の液滴吐出装置（製膜装置）２ｂ、２ｄ、２ｆと、これら液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆとの間で基板を搬送する搬送システム３とを備えている。なお、各装置およびこれらの連結部分は、上述した不活性ガスを連続的に流して良好な雰囲気を構成するチャンバ内に収容されている。
【００６５】
搬送システム３は、マガジンローダ４と液滴吐出装置２ｂとの間、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆ間、および液滴吐出装置２ｆとマガジンアンローダ５との間でそれぞれ基板を搬送するものであって、基板移載・回転エリア３ａ、３ｇと、液滴吐出装置エリア３ｂ、３ｄ、３ｆと、中間搬送エリア３ｃ、３ｅとがＸ方向（図１４中、左右方向）に沿って設置されている。なお、以下においては、液滴着弾時に基板が移動するスキャン方向をＹ方向（図１４中、上下方向）とし、図１４中、紙面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【００６６】
マガジンローダ４は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。同様に、マガジンアンローダ５は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。
【００６７】
基板移載・回転エリア３ａには、各マガジンローダ４と対向する位置に載置台６がそれぞれ設置されている。各載置台６は、図示しない回転駆動装置により９０°それぞれ回転するとともに、載置された基板を仮位置決めする構成になっている。同様に、基板移載・回転エリア３ｇには、各マガジンアンローダ５と対向する位置に載置台７がそれぞれ設置されている。各載置台７は、図示しない回転駆動装置により９０°回転する構成になっている。
【００６８】
液滴吐出装置エリア３ｂには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｂと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｂ、１０ｂとが設置されている。乾燥装置８ｂは、液滴吐出装置２ｂで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させる（乾燥工程）ものである。なお、乾燥装置としては、不活性ガスを吹き付けるブロー乾燥や真空乾燥の他、ホットプレートを用いるものやランプ（赤外線ランプ）を用いるもの等が好ましい。そして、乾燥温度は４０℃±２℃〜２００℃±２℃とすることが好ましい。
【００６９】
搬送ロボット９ｂは、マガジンローダ４と載置台６との間、載置台６と液滴吐出装置２ｂとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｂは、液滴吐出装置２ｂと乾燥装置８ｂとの間、乾燥装置８ｂと後述する冷却部１１ｃとの間、および冷却部１１ｃと後述するバッファ部１３ｃとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７０】
中間搬送エリア３ｃには、基板を冷却する冷却部１１ｃと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｃと、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差（例えばヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｃから回転部１２ｃに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｃとが設置されている。バッファ部１３ｃは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００７１】
液滴吐出装置エリア３ｄには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｄと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｄ、１０ｄとが設置されている。乾燥装置８ｄは、液滴吐出装置２ｄで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させるものである。搬送ロボット９ｄは、バッファ部１３ｃと回転部１２ｃとの間、回転部１２ｃと液滴吐出装置２ｄとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｄは、液滴吐出装置２ｄと乾燥装置８ｄとの間、乾燥装置８ｄと後述する冷却部１１ｅとの間、および冷却部１１ｅと後述するバッファ部１３ｅとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７２】
中間搬送エリア３ｅには、基板を冷却する冷却部１１ｅと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｅと、液滴吐出装置２ｄ、２ｆ間の処理時間の差（例えばヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｅから回転部１２ｅに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｅとが設置されている。バッファ部１３ｅは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００７３】
液滴吐出装置エリア３ｆには、基板を乾燥させる乾燥装置８ｆと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｆ、１０ｆとが設置されている。乾燥装置８ｆは、液滴吐出装置２ｆで発光材料が塗着した基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して発光材料中の溶剤を気化させることで乾燥させるものである。搬送ロボット９ｆは、バッファ部１３ｅと回転部１２ｅとの間、回転部１２ｅと液滴吐出装置２ｆとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｆは、液滴吐出装置２ｆと乾燥装置８ｆとの間、乾燥装置８ｆと基板移載・反転エリアの載置台７との間、および載置台７とマガジンアンローダ５との間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００７４】
液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆは、搬送された基板の複数の画素領域に対して赤色、青色、緑色の各着の発光材料（液滴）を吐出するものであり、それぞれ概略的にほぼ同様の構造を有し、図示しないサーマルクリーンチャンバー内に収容された液滴吐出ヘッド１４、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４を支持して一対のＸガイド１７に沿ってＸ方向に移動するＸテーブル１５、Ｘテーブル１５の下方（−Ｚ側）に配置され、基板を吸着保持して一対のＹガイド１８に沿ってＹ方向に移動するＹテーブル１６、液状体システム１９等を備えている。
【００７５】
Ｘテーブル１５は、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４をＸ方向に駆動・位置決めするとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置により、θＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）、θＸ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θＹ方向（Ｙ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めする。さらにＸテーブル１５には、液滴吐出ヘッド１４をＺ方向に駆動・位置決めするモータ（図示せず）が設けられている。
【００７６】
Ｙテーブル１６は、リニアモータ等の駆動装置によりＹ方向に駆動・位置決めされるとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置によりθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めされる構成になっている。なお、Ｙテーブル１６の移動経路近傍には、図示しない基板アライメントカメラが設置されており、搬送された基板に形成されたアライメントマークを検出することで、基板の載置方向や位置を検出可能になっている。
【００７７】
図１５に示すように、液滴吐出ヘッド１４は平面視矩形状を呈しており、液滴吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列でノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、この液滴吐出ヘッド１４は、ノズルを基板側に向けるとともに、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。そして、液滴吐出ヘッド１４は、この支持板２０を介してＸテーブル１５に支持される。なお、液滴吐出ヘッド１４がＸ軸（またはＹ軸）に対して傾く角度は、基板上に形成される画素領域の配列ピッチに基づいて設定される。
【００７８】
図１６は、図１５における右側面図である。この図に示すように、各液滴吐出ヘッド１４には、液状体システム１９から供給される液体を導入するための導入ユニット２１がそれぞれ設けられている（なお、これら導入ユニット２１は、図１５では図示を省略している）。各導入ユニット２１には、ノズルの列毎に２系統で液体が供給される構成になっている。
【００７９】
支持板２０の液滴吐出ヘッド１４が取り付けられる側には、先端面に位置検出用の孔部（図示せず）が形成された軸２２が複数突設されている。そして、この孔部を図示しないヘッドアライメントカメラで撮像し、その位置を検出するとともに、モータ等の回転駆動装置によりＸテーブル１５に対する支持板２０のθ方向の位置を補正することで、液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）をアライメント（位置決め）することができる。
【００８０】
つぎに、液滴吐出ヘッド１４の構造例について、図１７を参照して説明する。液滴吐出ヘッド１４は、たとえば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図１７（Ａ）に示すようにヘッド本体９０の液滴吐出面１４ａには、複数の吐出ノズル９１が形成されている。これらの吐出ノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。
【００８１】
図１７（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２は、吐出ノズル９１と液体室９３に対応して配置されている。そしてこのピエゾ素子９２に対して図１７（Ｃ）に示すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図１７（Ｄ），（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を矢印Ｑ方向に伸縮させることで、液状体を加圧して所定量の液滴９９を吐出ノズル９１から吐出させるようになっている。
【００８２】
図１８および図１９に示すように、液体システム１９は、液状体タンク９７に貯留された液体を液滴吐出ヘッド１４に供給するとともに、液体を回収・排出するための液状体ユニット（後述）、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９等を備えており、これらの中、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４の下方に配置されるとともに、ベース２３上を一対のＹガイド３０に沿ってＹ方向に移動する移動盤３１に設置され、移動盤３１とともにＹ方向に一体的に移動可能な構成となっている。
【００８３】
ワイピングユニット２７は、帯状の不織布等の布材により液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面（すなわち、略ノズル面）をワイピングする（拭う）ものであって、布材を巻出す巻出しリール２７ａ、ベース２３に設置された洗浄液タンク３２から供給される洗浄液を布材に吐出する洗浄液吐出部２７ｂ、液滴吐出ヘッド１４をワイピングした布材を巻取る巻取りリール２７ｃ等を備えており、巻出しリール２７ａ、洗浄液吐出部２７ｂ、巻取りリール２７ｃおよび移動盤３１を同期駆動することにより、例えば基板に対する液滴吐出処理後に洗浄液を含む布材で液滴吐出面をワイピング可能である。
【００８４】
吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に、液滴吐出ヘッド１４が配置された列毎に２カ所設けられている。各ユニット２９には、レーザ光の遮光・透過によりノズルからの液体の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎および各ノズル毎に検出する吐出検出装置（検出装置；図示せず）が設けられており、検出結果は図示しない制御装置に出力される。
【００８５】
図２０は、キャップユニット２６の概略構成図（正面図）である。キャップユニット２６は、それぞれが吸引パッドを有する複数のキャップ３３と、キャップ３３を支持する支持板３４、支持板３４に連結された支持板３５、３６を介して支持板３４をＺ方向に駆動するエアシリンダ等の移動手段３７、３８、後述する吸引ポンプ等から概略構成されている。
【００８６】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａ（図１６及び図１７参照）支持板３４の上面側（＋Ｚ側）に液滴吐出ヘッド１４に対応する位置および傾きで、より詳細には図２１に示すように、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列されて固定されている。なお、これらキャップ３３および支持板３４は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に配置されている。
【００８７】
移動手段３７、３８は、図示しないストッパーでＺ方向の移動を規定されることで、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａに当接して吸引する当接位置、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４から離間した退避位置との間で支持板３４を移動させるものであり、その駆動は後述する制御装置により制御される。
【００８８】
図２２に、液滴吐出ヘッド１４に関する駆動制御系及び液状体供給系を簡易的に示す。
液滴吐出ヘッド１４に対しては、液状体タンク９７に貯溜された発光材料等の液状体が送液路４１を介して供給される。また、液滴吐出ヘッド１４に設けられたピエゾ素子９２に対しては、所定量のインクを吐出するために制御装置４２の制御下で液状体の種類、温度（粘度）に適した駆動電圧（図１７（Ｃ）参照）が液滴吐出ヘッド駆動装置４３からノズル９１毎にそれぞれ印加される。
【００８９】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の吐出ノズル９１内の液状体が乾燥しないようにするために、液滴吐出をしない待機時にこの液滴吐出面１４ａを外気に触れさせないようにするとともに、液滴吐出面１４ａに当接して吐出ノズル９１に負圧吸引力を作用させることで、液滴吐出工程初期時に液滴吐出ヘッド１４内に液状体を充填させるものであり、既述の移動手段３７、３８によって液滴吐出面１４ａに対する当接位置と離間位置との間で移動する。キャップ３３には、吸引ポンプ等から構成される吸引装置４４が接続されており、吸引装置４４の作動によりキャップ３３から吸引されたヘッド１４内の液状体は、吸引路４５を介して廃液タンク４６に排出される。
【００９０】
吸引路４５には、制御装置４２の制御下で吸引路４５を開閉するためのバルブ（開閉手段）４７が介装されている。バルブ４７は、図２３に示すように、回転部４８ａを中心として回転する一対の挟持片４８ｂ、４８ｂから成るやっとこ状の挟持部材４８と、突部４９ａを有し図示しないモータの駆動により紙面と直交する軸周りに回転するカム４９とから構成される。なお、このモータの駆動は、制御装置４２により制御される。
【００９１】
挟持片４８ｂ、４８ｂは、先端が対向して吸引路（チューブ）４５の外周に当接するく字状に形成されており、一方の挟持片４８ｂの基端は基台５０に固定されている。また、他方の挟持片４８ｂは、吸引路４５を閉状態にする際にカム４９の突部４９ａに当接し、吸引路４５を開状態にする際にカム４９の外周に摺接する位置に配置されている。従って、モータの駆動によりカム４９の突部４９ａが挟持片４８ｂに当接すると、挟持片４８ｂの基端側が図２３中、下向きに移動することで先端側が図中、上向きに移動するため、チューブ（吸引路４５）は挟持片４８ｂ、４８ｂ間で挟持され押しつぶされることで閉じられる。またカム４９が回転して突部４９ａと挟持片４８ｂとの当接が解除されると、挟持片４８ｂ、４８ｂによるチューブの挟持が解放され、チューブは開かれることになる。
【００９２】
制御装置４２は、移動手段３７、３８の駆動（すなわちキャップ３３の移動）と同期させて吸引装置４４を作動させるとともに、モータの駆動を制御することにより、吸引路４５の開閉を制御する構成になっている。なお、これらバルブ４７及び制御装置４２によって、本発明の断続吸引部が構成される。
【００９３】
次に、液滴吐出装置２ｂ、２ｄ、２ｆにおける基板の液滴吐出処理工程について説明する。
Ｙテーブル１６に基板が移載されると、基板アライメントカメラにより基板のアライメントマークを撮像することで、当該基板の載置方向や位置を検出する。そして、検出された位置に基づいて駆動装置および回転駆動装置を駆動することにより、基板を所定位置に位置決め（アライメント）する。一方、液滴吐出ヘッド１４に対しても、ヘッドアライメントカメラで軸２２の孔部を撮像することで、支持板２０の位置、すなわち液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）を検出し、リニアモータやダイレクトドライブモータ等の駆動装置を駆動することで所定の位置・姿勢に位置決めする。
【００９４】
ここで、液滴吐出処理工程の当初においては液滴吐出ヘッド１４に液状体が導入されていない。従って、液滴吐出前には吸引装置４４の駆動により液滴吐出ヘッド１４を吸引して液体を導入する。具体的には、まずＸテーブル１５がＸ方向に移動して液滴吐出ヘッド１４がキャップ３３に対向する位置に位置決めされると、移動手段３７、３８の駆動により支持板３４が退避位置から当接位置へ＋Ｚ方向に移動する。
【００９５】
これにより、全てのキャップ３３が対応する液滴吐出ヘッド１４の液状体吐出面１４ａにそれぞれ当接する。そして、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、制御装置４２は、吸引装置４４を作動させるとともにバルブ４７のモータを駆動することで液滴吐出ヘッド１４に液状体を充填する。
【００９６】
以下、この液状体の充填方法について詳述する。
制御装置４２が吸引装置４４を駆動することで、吸引路４５を介してキャップ３３が負圧となるが、バルブ４７により吸引路４５が閉じられると、キャップ３３においては、負圧が開放されて大気圧となる。従って、カム４９を一定の周期で作動させると、吸引路４５が断続的に開閉される。このときの吐出ノズルにおける圧力変動を図２４に示す（図２４では、大気圧をノズル圧力０と図示している）。
【００９７】
ここで、吸引路４５の開閉を吸引装置４４の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）と同期させてもよいが、この場合、バルブ４７が開いてから負圧吸引が開始されるため、図２４中、二点鎖線で示すように、吐出ノズルにおける負圧が高まるまでに多くの時間を要することになる。そこで、本実施の形態では、吸引装置４４による負圧吸引を継続させた状態でバルブ４７（吸引路４５）の開閉を行っている。これにより、バルブ４７が閉じたときにはノズル圧力が０（大気圧）となるが、バルブ４７と吸引装置４４との間の吸引路４５は負圧が高まった状態となる。そのため、バルブ４７を開くと、図２４中、実線で示すように、ノズル圧力を急激に減圧することが可能になる。
【００９８】
このように、大きな圧力差をもった負圧吸引を断続的に行うことにより、圧力差による衝撃でヘッド１４内の気泡が移動しやすくなる。また、ヘッド内の気泡を確実に排除するには、上記断続的な負圧吸引のパラメータ（サイクル数；１秒間にバルブ４７をＯＮ／ＯＦＦする回数）を液状体の粘度に応じて設定する必要がある。例えば、飛行曲がり、吐出不能、吐出速度が遅い、吐出重量が少ない等の吐出不良を生じるノズルが存在する場合には、ヘッド１４内に気泡が残存しており、吐出不良のノズルが存在しない場合には気泡を排除できているものと仮定し、ある液状体を用いた実験では、粘度が８ｍＰａ・ｓの液状体では断続吸引を行わなくても正常な液滴吐出ができ、粘度が２２ｍＰａ・ｓ及び２８ｍＰａ・ｓの液状体では２サイクル（２Ｈｚ）の断続吸引で正常な液滴吐出ができた。また、粘度が３４ｍＰａ・ｓの液状体では、３サイクル（３Ｈｚ）の断続吸引で正常な液滴吐出ができた。このように、液状体の粘度に応じて断続吸引のサイクル数を設定することで、種々の粘度の液状体に対しても、ヘッド１４内に気泡を残すことなく液状体を充填することができる。
【００９９】
そして、液滴吐出ヘッド１４（ノズル）に液状体が導入・充填されると、Ｘテーブルを介して液滴吐出ヘッド１４を吐出確認ユニット２９の上方に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド１４から吐出確認ユニット２９に対して液状体を予備吐出する。これを詳述すると、支持板２０を吐出確認ユニット２９の上方で往復移動させ、往路、復路のそれぞれで一列ずつ液滴吐出ヘッド１４から液体を吐出する。液体吐出時には、吐出検出装置がレーザ光等の検知光を照射して、液体の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎、および各ノズル毎に検出する、いわゆるドット抜け検出を行う。ここでドット抜けが検出されると、上述した手順と同様に、キャップユニット２６により液滴吐出ヘッド１４を吸引する。
【０１００】
そして、液滴吐出処理に係る液状体の準備が整うと、液滴吐出処理を実施する。なお、実際には、液滴吐出ヘッド１４から吐出される液体重量を測定するがここではその説明を省略する。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態では、液状体充填時に当該液状体の吸引を断続的に行うことで、高粘度の液状体であっても気泡を移動させてヘッド内部に気泡を残すことなく液状体を充填することが可能になる。特に、本実施の形態では、吸引路４５を閉じたときにも吸引装置４４による負圧吸引を継続させることで大きな圧力差が生じるので、この圧力差による衝撃でヘッド１４内の気泡をより移動させやすくなり、気泡排除の確実性を高めることができる。そのため、高粘度の液状体や加熱できない液状体であっても、ヘッドから安定して液滴吐出することが可能になり、所望の吐出特性でワーク上に製膜することが可能になる。結果として、液滴吐出ヘッド１４から吐出された液状体で製造されたデバイスは、所望の形状、大きさで製膜され、品質を維持することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、液状体の粘度に応じて断続吸引に関するパラメータを設定するので、粘度が異なる種々の液状体に対しても、充填時に気泡が排除できる最適なパラメータを適用することが可能になる。なお、このパラメータとして、上記実施の形態では断続吸引の周波数の例を用いて説明したが、総吸引時間等、他のパラメータを設定することも可能である。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、ヘッド１４に対する断続吸引を実施する方法として吸引路４５を開閉する方法を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば吸引路４５を常時開放し、吸引装置４４を断続的に作動させる構成としてもよい。また、上記実施形態では、吸引路４５を閉じたときにも吸引装置４４による負圧吸引を継続させる構成としたが、これに限定されるものではなく、吸引路４５が開放されたときのみに吸引装置４４による吸引を実施する手順としてもよい。
【０１０４】
以上、実施形態では有機ＥＬ装置を製造する例を用いて説明したが、液晶表示装置のカラーフィルタといった他のデバイスを液滴吐出法で製造する場合においても同様に、本発明を適用可能である。
【０１０５】
例えば、液晶表示装置におけるカラーフィルタを製造する場合は、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂ各色のフィルタ材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、フィルタ材料を選択的に吐出して、基板上に多数のフィルタエレメントを形成する。加えて、上記と同様の方法で、多数のフィルタエレメントを被覆するオーバーコート膜を形成することも可能である。
【０１０６】
同様に、本実施の形態の液滴吐出装置２は、電子放出装置を製造する場合や、ＰＤＰ装置を製造する場合、及び電気泳動表示装置を製造する場合等に適用可能である。
【０１０７】
電子放出装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂ各色の蛍光材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、電極上に多数の蛍光体を形成する。なお、電子放出装置は、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）を含む上位の概念である。
【０１０８】
ＰＤＰ装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にＲ・Ｇ・Ｂの各色の蛍光材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、背面基板上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。
【０１０９】
電気泳動表示装置を製造する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に各色の泳動体材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、泳動体材料を選択的に吐出して、電極上の多数の凹部にそれぞれ泳動体を形成する。なお、帯電粒子と染料とからなる泳動体は、マイクロカプセルに封入されていることが好ましい。
【０１１０】
一方、本実施の形態の液滴吐出装置２は、金属配線を形成する場合や、レンズを形成する場合、レジストを形成する場合、光拡散体を形成する場合等にも適用可能である。
【０１１１】
金属配線を形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に液状金属材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、液状金属材料を選択的に吐出して、基板上に金属配線を形成する。例えば、上記の液晶表示装置におけるドライバと各電極とを接続する金属配線や、上記の有機ＥＬ装置におけるＴＦＴ等と各電極とを接続する金属配線に適用することができる。また、この種のフラットディスプレイの他、一般的な半導体製造技術に適用できることはいうまでもない。
【０１１２】
レンズを形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にレンズ材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、レンズ材料を選択的に吐出して、透明基板上に多数のマイクロレンズを形成する。例えば、上記のＦＥＤ表示装置におけるビーム収束用のデバイスとして適用可能である。また、各種の光デバイスに適用できることはいうまでもない。
【０１１３】
レジストを形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４にレジスト材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、レジスト材料を選択的に吐出して、基板上に任意形状のフォトレジストを形成する。例えば、上記の各種表示装置におけるバンクの形成はもちろんのこと、半導体製造技術の主体を為すフォトリソグラフィー法においてフォトレジストの塗布に広く適用可能である。
【０１１４】
光拡散体を形成する場合には、複数の液滴吐出ヘッド１４に光拡散材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド１４を主走査及び副走査し、光拡散材料を選択的に吐出して、基板上に多数の光拡散体を形成する。この場合も、各種の光デバイスに適用できることはいうまでもない。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、高粘度の液状体であっても加熱したり、流路に気泡を残すことなくヘッドに容易に充填することができ、安定した液滴吐出が可能になることで所望の吐出特性で製膜することができる。また、本発明では、吐出の不安定に起因する品質不良が生じず、高品質の各種デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のバンク部形成工程（無機物バンク）の断面図である。
【図２】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のバンク部形成工程（有機物バンク）の断面図である。
【図３】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のプラズマ処理工程（親水化処理）の断面図である。
【図４】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のプラズマ処理工程（撥水化処理）の断面図である。
【図５】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の正孔注入層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図６】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の正孔注入層形成工程（乾燥）の断面図である。
【図７】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の表面改質工程（液滴吐出）の断面図である。
【図８】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の表面改質工程（乾燥）の断面図である。
【図９】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＢ発光層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図１０】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＢ発光層形成工程（乾燥）の断面図である。
【図１１】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合のＲ・Ｇ・Ｂ発光層形成工程（液滴吐出）の断面図である。
【図１２】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の対向電極形成工程の断面図である。
【図１３】実施形態に係る有機ＥＬ装置を製造する場合の封止工程の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図であって、デバイス製造装置の概略平面図である。
【図１５】液滴吐出ヘッドを支持する支持板の平面図である。
【図１６】図１５における右側面図である。
【図１７】液滴吐出ヘッドの構造を示す図であって、（Ａ）はヘッド本体の外観斜視図、（Ｂ）は部分拡大図、（Ｃ）は時間と印加電圧との関係図、（Ｄ）〜（Ｆ）は印加された電圧毎に示された液体室の動作図である。
【図１８】液滴吐出装置を構成する液体システムの概略平面図である。
【図１９】図１８における正面図である。
【図２０】液状体システムを構成するキャップユニットの概略正面図である。
【図２１】キャップを支持する支持板の平面図である。
【図２２】液滴吐出ヘッドに関する駆動制御系及び液状体供給系を示す図である。
【図２３】吸引路を開閉するバルブの概略構成図である。
【図２４】バルブの開閉とノズル圧力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　発光層形成設備（デバイス製造装置）
１４　液滴吐出ヘッド（機能液吐出ヘッド、ヘッド）
４２　制御装置（断続吸引部）
４４　吸引装置
４５　吸引路
４７　バルブ（開閉手段、断続吸引部）
９１　吐出ノズル
５０１　基板（ワーク）
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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