液滴吐出装置及び液滴吐出方法
【課題】 ノズルが詰ってしまうことが無く、正常に液体材料を吐出することが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供すること。
【解決手段】 ヘッドプレート２５に設けられた温調機構２６で当該ヘッドプレート２５を温調することにより、ヘッドプレート２５と当該ヘッドプレート２５に保持されたヘッド２７とを介して液体材料を温調することができる。例えば、ヘッドプレート２５の温度を上げた場合、ヘッドプレート２５の熱がヘッド２７を介してキャビティ３４に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、ノズル２７ａが詰ってしまうことが無く、正常に液体材料を吐出することが可能となる。
【解決手段】 ヘッドプレート２５に設けられた温調機構２６で当該ヘッドプレート２５を温調することにより、ヘッドプレート２５と当該ヘッドプレート２５に保持されたヘッド２７とを介して液体材料を温調することができる。例えば、ヘッドプレート２５の温度を上げた場合、ヘッドプレート２５の熱がヘッド２７を介してキャビティ３４に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、ノズル２７ａが詰ってしまうことが無く、正常に液体材料を吐出することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気光学装置等に形成される配線パターンや、有機ＥＬ装置用基板に形成される発光部等のパターンを形成する手法として、インクジェット方式（液滴吐出法）が知られている。インクジェット方式とは、いわゆるインクジェットプリンタに用いられている印刷技術であり、インクジェット装置（液滴吐出装置）の吐出ヘッドに充填されたインクの液滴を、吐出ヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである（例えば、特許文献１参照）。このようなインクジェット方式によれば、微細な領域に液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィを行うことなく、所望の領域に直接材料インクを定着させることができる。この方法では、材料の無駄も発生せず、製造コストの低減も図ることができる。
【特許文献１】特開平１１−５４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、使用する溶媒や成膜する材料の関係で粘度の高い液体材料を吐出する必要がある場合には、当該液体材料を安定的に吐出することが出来ないという問題がある。更に粘度の高い場合には吐出することができないという問題もある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、液滴吐出法において安定して吐出することが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る液滴吐出装置は、液体材料を保持する液体保持部と、前記液体保持部に連通するように設けられ前記液体材料を吐出可能なノズルとを有する複数のヘッドと、前記ヘッドを保持する保持プレートと、前記保持プレートの温度を調節する温調手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
本発明では、保持プレートに設けられた温調手段で当該保持プレートを温調することにより、保持プレートと当該保持プレートに保持されたヘッドとを介して液体材料を温調することができる。例えば、保持プレートの温度を上げた場合、保持プレートの熱がヘッドを介して液体保持部に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、液滴吐出法において安定して吐出することが可能となる。
【０００６】
マルチヘッド型の液滴吐出装置においては、液体材料を吐出する際にはすべてのヘッドにおいて詰まりを防ぐ必要がある。本発明では、各ヘッドを保持する保持プレートを例えば加熱することにより、その熱は保持プレートから各ヘッドに全体的に伝達される。これにより、各ヘッドについて別々に温調機構を設ける必要が無く、各ヘッドから吐出される液体材料を一括して温調することができるという利点がある。また、保持プレートを介して液体材料の温度を制御することで、マルチヘッドへの構成を用いる場合でも構造を複雑化させること無く高い精度で液体材料の温度を制御することができる。このため、ヘッド間での吐出の特性のばらつきを抑えることが出来、ヘッドプレート上の全てのヘッドで均一性の高い吐出を行うことができる。
【０００７】
また、前記温調手段が、前記保持プレートの内部に設けられ、熱媒体が流通可能な流路と、前記流路に接続され、前記熱媒体の温度を調節する熱媒体温調手段を有し、前記熱媒体温調手段により温調された前記熱媒体を流通させることが可能な流通手段とを有することが好ましい。
【０００８】
本発明によれば、保持プレート内部の所望の位置に流路を形成することができる。例えば、各ヘッドが設けられた位置に沿って流路を設けても良いし、保持プレートの周縁部に沿って流路を設けても良い。保持プレートの材質や熱媒体の種類等、状況に応じて最適な位置に流路を設けることができるという利点がある。
【０００９】
また、前記温調手段が、前記保持プレートに設けられ、自身を流れる電流の大きさに応じた熱を発する電熱部材と、前記電熱部材に電流を供給する電流供給手段とを有することが好ましい。
本発明によれば、電熱部材に電流を流すだけで保持プレートの温調が可能となるので、例えば保持プレートの内部に流路を設けたり、熱媒体を流通させる手段を設けたりする必要が無く、大掛かりな装置構成が不要となる。また、電熱部材に流れる電流の大きさを変化させるだけで、保持プレートを所望の温度に簡単に温調することができるという利点もある。
【００１０】
本発明の別の観点に係る液滴吐出方法は、保持プレートに保持された複数のヘッドを有する液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、液体材料を、前記ヘッドの内部に設けられた液体材料保持部に保持させる液体材料保持工程と、前記保持プレートを温調する温調工程と、前記液体保持部において、前記温調工程で温調された前記保持プレートから前記ヘッドを介して伝達する熱により所定の温度に温調された前記液体材料を、対象物の所定領域に吐出する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、保持プレートの温度を上げた場合、保持プレートの熱がヘッドを介して液体保持部に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。当該液体材料の温度を上げることにより溶媒の粘度を低下させることができるので、液滴吐出法において安定して吐出することが可能となる。
【００１２】
また、前記液体材料が、室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有するものであることが好ましい。
液体材料が室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の液体材料であれば、本発明により粘度を低下させたときの効果が一層大きいものとなる。
【００１３】
また、前記液体材料が、１，１−ビス（３，５ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンまたは水添テルフェニルを含むことが好ましい。
例えば有機ＥＬ装置の発光部を液滴吐出法により形成する場合には、発光材料等を溶媒に溶解させる必要がある。特に、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルは、発光材料等を溶解させる溶媒としては好適ではあるが、室温での粘度が高いため、これらの液体材料を室温で安定的に吐出するのは困難である。本発明によれば、これらのように特に室温での粘度が高い上記の液体材料を吐出する場合に有効である。すなわち、高い精度での温度制御を行いながら、当該液体材料の温度を上げ、溶媒の粘度を低下させることができるので、吐出の精度を保った状態でこれらの溶媒を使用することが可能となる。また、保持プレートが比較的大きな熱容量を有するため、個別のヘッドを加熱する場合と比べて安定性の高い温度制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置１の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【００１５】
同図に示すように、液滴吐出装置１は、基台２と、基板ステージ３と、吐出機構４と、制御部５とを主体として構成されている。当該液滴吐出装置１は、例えば有機ＥＬ装置を構成する発光部を形成する際に、当該有機ＥＬ装置用の基板（以下、「基板」と表記する。）Ｇに、発光材料を含んだ液体材料を吐出してパターニングする（この手法を液滴吐出法という。）ための装置である。
【００１６】
基板ステージ３は、基板Ｇに液体材料を吐出する際、当該基板Ｇを保持する保持部材であり、基台２におけるＸ方向のほぼ中央に設けられている。基板ステージ３には、当該基板ステージ３を貫通する貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂが形成されており、当該貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂは、例えばポンプ機構等の図示しない圧力調節装置等に連通されている。当該圧力調節装置が、貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂ付近の空気を吸引するように作動することで、当該貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂを介して基板Ｇが基板ステージ３の上に吸着して保持されるようになっている。
【００１７】
この基板ステージ３は、ガイドレール６（基台２上のＹ方向に延在している）を有する移動機構７のステージ支持柱８に取り付けられている。ステージ支持柱８はスライダー９に固着されており、スライダー９は例えばリニアモータ形式でガイドレール６上を移動するようになっている。スライダー９がガイドレール６上をＹ方向に移動するのに伴って、基板ステージ３がＹ方向に移動するようになっている。スライダー９には、当該スライダー９をθ方向に回転させるための図示しないダイレクトドライブモータ等が設けられている。ダイレクトドライブモータがθ方向に沿って回転することで、基板ステージ３をインデックス（回転割り出し）することができるようになっている。
【００１８】
吐出機構４は、基板Ｇへ向けて液体材料を吐出するヘッドユニット１０と、液体材料を貯蔵するタンク１１と、当該液体材料をタンク１１からヘッドユニット１０へ供給する際の流路となるチューブ１２とを有している。ヘッドユニット１０は、ガイドレール１４（基台２上のＸ方向に延在している）を有する移動機構１５のヘッド支持部材１６に取り付けられている。当該移動機構１５は移動機構支持部材１７によって基台２の上方（図中のＺ方向）で支持されており、移動機構支持部材１７の両端は基台２のＸ方向の端部に設けられた支持柱１８及び支持柱１９によってそれぞれ支持されている。ヘッド支持部材１６はスライダー２０に固着されており、そのスライダー２０は例えばリニアモータ形式でガイドレール１４上を移動可能に設けられている。スライダー２０がガイドレール１４上をＸ方向に移動するのに伴って、ヘッドユニット１０がＸ方向に移動するようになっている。
【００１９】
ヘッドユニット１０は、揺動位置決め装置としてのモータ２１、２２、２３、２４を有している。モータ２１を作動すればヘッドユニット１０がＺ軸に沿って上下動し、モータ２２を作動するとヘッドユニット１０がＹ軸回りのβ方向に沿って揺動し、モータ２３を作動するとヘッドユニット１０がＸ軸回りのγ方向に揺動し、モータ２４を作動するとヘッドユニット１０がＺ軸回りのα方向に揺動するようになっている。このように、移動機構１５は、ヘッドユニット１０をＸ方向及びＺ方向に移動可能に支持するとともに、ヘッドユニット１０をα方向、β方向、γ方向に移動可能に支持している。
【００２０】
タンク１１には、例えば図示しないポンプ等が取り付けられており、タンク１１内の内圧を変化させることによって、タンク１１内の液体材料がチューブ１２に供給されるようになっている。
制御部５は、電気信号を送出することにより、例えばスライダー９、スライダー２０の位置を制御することができ、基板ステージ３やタンク１１に取り付けられたポンプの圧力を制御することができるようになっている。
【００２１】
図２は、ヘッドユニット１０の側面図である。図３は、ヘッドユニット１０を図２の矢印の方向から見たときの平面図である。
ヘッドユニット１０は、ヘッドプレート（保持プレート）２５と、温調機構（温調手段）２６と、ヘッド２７と主体として構成されている。ヘッドプレート２５上には複数のヘッド２７が配置され、いわゆるマルチヘッドを構成している。
【００２２】
ヘッドプレート２５は、例えば、アルミ合金等の熱伝導率が高い材料からなり、ヘッド２７を保持する基板である。なお、ヘッドプレート２５を構成する材料については、例えばアルミのメタルマトリックス複合材料や、ステンレス等により形成されるようにしても良い。
温調機構２６は、ヘッドプレート２５の内部に設けられた配管２８と、チラーユニット２９（図３参照）とを主体として構成されている。
【００２３】
配管２８は、例えばヘッドプレート２５の周縁部に設けられており、ヘッドプレート２５の内部に例えば水などの熱媒体を循環させる流路である。例えば、図３に示すように、熱媒体が流入口２８ａから流入し、ヘッドプレート２５の内部を一回りした後、流出口２８ｂから流出するようになっている。
【００２４】
チラーユニット２９は、配管２８を循環する熱媒体の温度を調節したり、所定の温度に保つために設けられている。チラーユニット２９には、当該熱媒体を貯留するための熱媒体貯留タンクや、熱媒体の温度を調節するための加熱器、冷却器が設けられており、各部が配管などの流路により接続されている。熱媒体貯留タンクには、当該熱媒体貯留タンク内の熱媒体を配管に送出するためのポンプが設けられている。加熱器及び冷却器の温度やポンプの出力（吐出流量）は、例えば制御部５により高い精度で制御可能になっている。
【００２５】
図４は、ヘッド２７の構成を示す分解斜視図である。同図の斜線部分は、ヘッドプレート２５に保持される部分である。
ヘッド２７は、ノズル２７ａを有するノズルプレート３０と、振動板３１と、圧力室基板３２と、筐体３３とを有している。圧力室基板３２は、キャビティ３４、側壁３５、リザーバ３８、及び供給口３９を備えている。キャビティ３４は、圧力室であってシリコン等の基板をエッチングすることにより形成されるものである。側壁３５は、キャビティ３４間を仕切るよう構成されている。リザーバ３８は、各キャビティ３４に液体を充填する時に液体を供給可能な共通の流路として構成されている。供給口３９は、各キャビティ３４に液体を導入可能に構成されている。
【００２６】
筐体３３には図１に示したチューブ１２を取り付けるチューブ口３６が設けられている。チューブ口３６を介してタンク１１とヘッド２７とが連通され、タンク１１から供給される液体材料がヘッド２７へと供給されるようになっている。振動板３１上のキャビティ３４に相当する位置には圧電素子３７が設けられている。圧電素子３７はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスを上部電極及び下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電素子３７は、例えば制御部５から電気信号を供給されると振動板３１側に膨張するように構成されている。
【００２７】
キャビティ３４に液体材料を保持させた状態で、制御部５から圧電素子３７に電気信号を供給すると、当該圧電素子３７が振動板３１側へ膨張する。膨張による力が加えられて振動板３１がキャビティ３４側へと食い込む。振動板３１が食い込むと、キャビティ３４内に圧力が加えられる。この圧力により、ノズル２７ａから液滴が吐出されるようになっている。
【００２８】
図５は、液滴吐出装置１を用いて吐出する液体材料について、ある温度における液体材料の粘度（温度−粘度特性）を示すグラフである。液体材料としては、例えば１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルが好適に用いられる。グラフの縦軸が液体材料の粘度（ｍＰａ・ｓ）であり、横軸が液体材料の温度（℃）である。
【００２９】
グラフ中の「液体材料１」は、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタンを示している。当該液体材料１は、温度が２０℃のときには粘度が２９．６ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が２４．０ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が１８．５ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が５．７ｍＰａ・ｓである。
【００３０】
グラフ中の「液体材料２」は、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンを示している。当該液体材料２は、温度が２０℃のときには粘度が１６．２ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が１３．４ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が１１．２ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が５．４ｍＰａ・ｓである。
【００３１】
グラフ中の「液体材料３」は、水添テルフェニルを示している。当該液体材料１は、温度が２０℃のときには粘度が４８．７ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が３６．３ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が３０．７ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が８．９ｍＰａ・ｓである。
【００３２】
液滴吐出法により液体材料を吐出する場合、液体材料の粘度は１０．０ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。液体材料１、液体材料２及び液体材料３のいずれについても、室温に近い２０℃では粘度が１０．０ｍＰａ・ｓを超えているが、４０℃まで温度を上げた状態では粘度が１０．０ｍＰａ・ｓを下回っている。
【００３３】
次に、このように構成された有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
製造する有機ＥＬ装置は、図６に示すように、ガラス等からなる透明な基体２と、マトリックス状に配置された発光素子とを具備している。ここで、発光素子は、画素電極１１１と、機能層（有機ＥＬ層）１１０と、陰極１２とにより構成されている。なお、画素電極１１１はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電膜にて構成されており、陰極１２はアルミニウム等の光反射性導電膜にて構成されている。
【００３４】
基体２上には、画素電極１１１と、前記機能層１１０を区画するバンク部１２２とが配設されている。バンク部１２２は、基体２側に位置する無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、陰極１２側に位置する有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとが積層されて構成されている。
【００３５】
次に、機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層１１０ｂとから構成されている。正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。また、発光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が発光層で再結合し、発光が得られる。正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂの間に、正孔注入／輸送層１００ａと発光層１１０ｂの反応を抑えるためのインターレイヤ層を設けても良い。
【００３６】
また、発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ1、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ2、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ3、の３種類を有し、各発光層１１０ｂ1〜１１０ｂ3がストライプ配置されている。
【００３７】
続いて、上記有機ＥＬ装置２００の製造方法について説明する。本実施形態の有機ＥＬ装置を製造する工程は、隔壁（バンク部）形成工程と、正孔注入／輸送層形成工程と、発光層形成工程と、陰極形成工程と、封止工程とから基本的に構成される。これらの工程のうち、上記の液滴吐出装置１を用いた液滴吐出法を好適に適用できるのは、正孔注入／輸送層形成工程と、発光層形成工程である。
【００３８】
隔壁形成工程では、必要に応じてＴＦＴ等が予め設けられている基体２に形成されたＩＴＯ等からなる透明電極１１１上に、各画素領域を隔てるバンク部（隔壁）１２０を形成するにより行う。具体的には、無機材料からなる無機物バンク層１１２ａと、有機材料からなる有機物バンク層１１２ｂとを、それぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成するものとしている。
【００３９】
次に、上述した液滴吐出装置１を用いて、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程を行う。
正孔注入／輸送層形成工程では、正孔注入／輸送層形成材料（正孔注入／輸送層形成インク）を上述した液滴吐出方法を用いて、各画素領域に吐出する。正孔注入／輸送層形成材料としては、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、上述した液体材料１、液体材料２及び液体材料３のうちいずれかの液体材料（例えば液体材料１）に溶解させた組成物を用いることができる。吐出後の正孔注入／輸送層形成材料を乾燥処理して正孔注入／輸送層形成材料に含まれる液体材料を蒸発させることにより、正孔注入／輸送層１１０ａが形成される。
【００４０】
次に、発光層形成工程では、発光層形成材料（発光層形成インク）を上記実施形態の吐出方法を用いて、各画素領域の正孔注入／輸送層上に吐出する。発光層形成材料は、各色に対応した有機ＥＬ材料等の溶質成分と、液体材料１〜液体材料３のうち正孔注入／輸送層に溶解させた液体材料とは異なる液体材料とから構成される。有機ＥＬ材料として、フルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体や、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、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、その他ベンゼン誘導体に可溶な有機ＥＬ材料等を用いることができる。
【００４１】
なお、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程をそれぞれ行う前に、液滴吐出装置１に設けられたタンク１１からチューブ１２を介して、ヘッド２７のキャビティ３４に液体材料を保持させる。この状態で、チラーユニット２９を起動し、当該チラーユニット２９内の熱媒体が所定の温度、例えば４０℃になるように加熱器で加熱所定の温度に加熱して、加熱された熱媒体を流入口２８ａから配管２８へと循環させる。配管２８を循環する熱媒体の熱がヘッドプレート２５からヘッド２７を介してキャビティ３４内の液体材料に伝わり、液体材料が加熱される。液体材料が約４０℃に加熱されたら、ノズル２７ａから液体材料を吐出する。
【００４２】
次に陰極形成工程では、発光層１１０ｂ及びバンク部１２２の全面に陰極１２を形成する。また、封止工程では、陰極１２上の全面に熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止材を塗布し、封止層を形成する。さらに、封止層上に封止用基板を積層する。以上の工程により図６に示した有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、ヘッドプレート２５に設けられた温調機構２６で当該ヘッドプレート２５を温調することにより、ヘッドプレート２５と当該ヘッドプレート２５に保持されたヘッド２７とを介して液体材料を温調することができる。例えば、ヘッドプレート２５の温度を上げた場合、ヘッドプレート２５の熱がヘッド２７を介してキャビティ３４に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、ノズル２７ａが詰ってしまうことが無く、正常に液体材料を吐出することが可能となる。
【００４４】
また、ヘッドプレート２５を介して液体材料の温度を制御することで、マルチヘッドへの構成を用いる場合でも構造を複雑化させること無く高い精度で液体材料の温度を制御することができる。このため、ヘッド間での吐出の特性のばらつきを抑えることが出来、ヘッドプレート上の全てのヘッドで均一性の高い吐出を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のように、有機ＥＬ装置２００の発光部１１０ｂを液滴吐出法により形成する場合、発光材料等を溶媒に溶解させる必要がある。特に、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルは、発光材料等を溶解させる溶媒としては好適ではあるが、室温での流動性は低いため、これらの液体材料を溶媒として使用した場合に室温で安定的に吐出するのは困難である。本実施形態によれば、これらのように特に室温での粘度が高い上記の液体材料を吐出する場合に有効である。すなわち、高い精度での温度制御を行いながら、当該液体材料の温度を上げ、溶媒の粘度を低下させることができるので、吐出の精度を保った状態でこれらの溶媒を使用することが可能となる。また、ヘッドプレート２５が比較的大きな熱容量を有するため、個別のヘッドを加熱する場合と比べて安定性の高い温度制御を行うことができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、ヘッドユニットの構成が第１実施形態と異なっているため、この点を中心に説明する。
【００４７】
図７は、ヘッドユニット３１０の側面図である。図８は、ヘッドユニット１０を図７の矢印の方向から見たときの平面図である。
ヘッドユニット３１０は、ヘッドプレート３２５と、フィルムヒータ３２６と、ヘッド３２７と主体として構成されている。
【００４８】
ヘッドプレート３２５は、第１実施形態と同様、例えばアルミ合金等の材料から形成されており、ヘッド３２７を保持する基板である。フィルムヒータ３２６を挟むように設けられている。
フィルムヒータ３２６は、電熱部材３２６ａと、カバー部材３２６ｂとを主体として構成されている。電熱部材３２６ａは、例えばニッケル合金等の導電材料によって形成され、自身を流れる電流の大きさに応じて熱を発生する。カバー部材３２６ｂは、例えばポリイミド等の材料によって形成され、当該電熱部材をカバーしている。電熱部材３２６ａは、例えば制御部３０５に電気的に接続されており、例えば制御部３０５から電気信号を送出するようにする。この場合、制御部３０５が電流供給手段となる。また、別途電源を設けるようにしても良い。この場合、当該電源が電流供給手段となる。
【００４９】
本実施形態によれば、電熱部材３２６ａに電流を流すだけでヘッドプレート３２５の温調が可能となるので、例えばヘッドプレート３２５の内部に流路を設けたり、熱媒体を流通させる手段を設けたりする必要が無く、大掛かりな装置構成が不要となる。また、電熱部材３２６ａに流れる電流の大きさを変化させるだけで、ヘッドプレート３２５を所望の温度に簡単に温調することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す側面図である。
【図３】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係る液滴吐出装置から吐出される液体材料の温度−粘度特性を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る液滴吐出方法により形成される有機ＥＬ装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す側面図である。
【図８】本実施形態に係る液滴途中津装置のヘッドの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…液滴吐出装置 ４…吐出機構 ５、３０５…制御部 １０、３１０…ヘッドユニット ２５、３２５…ヘッドプレート ２６…温調機構 ２７、３２７…ヘッド ２７ａ…ノズル ２８…配管 ２８ａ…流入口 ２８ｂ…流出口 ２９…チラーユニット ３０…ノズルプレート ３４…キャビティ １１０ｂ…発光層 ３２６…フィルムヒータ ３２６ａ…電熱部材 ３２６ｂ…カバー部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気光学装置等に形成される配線パターンや、有機ＥＬ装置用基板に形成される発光部等のパターンを形成する手法として、インクジェット方式（液滴吐出法）が知られている。インクジェット方式とは、いわゆるインクジェットプリンタに用いられている印刷技術であり、インクジェット装置（液滴吐出装置）の吐出ヘッドに充填されたインクの液滴を、吐出ヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである（例えば、特許文献１参照）。このようなインクジェット方式によれば、微細な領域に液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィを行うことなく、所望の領域に直接材料インクを定着させることができる。この方法では、材料の無駄も発生せず、製造コストの低減も図ることができる。
【特許文献１】特開平１１−５４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、使用する溶媒や成膜する材料の関係で粘度の高い液体材料を吐出する必要がある場合には、当該液体材料を安定的に吐出することが出来ないという問題がある。更に粘度の高い場合には吐出することができないという問題もある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、液滴吐出法において安定して吐出することが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る液滴吐出装置は、液体材料を保持する液体保持部と、前記液体保持部に連通するように設けられ前記液体材料を吐出可能なノズルとを有する複数のヘッドと、前記ヘッドを保持する保持プレートと、前記保持プレートの温度を調節する温調手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
本発明では、保持プレートに設けられた温調手段で当該保持プレートを温調することにより、保持プレートと当該保持プレートに保持されたヘッドとを介して液体材料を温調することができる。例えば、保持プレートの温度を上げた場合、保持プレートの熱がヘッドを介して液体保持部に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、液滴吐出法において安定して吐出することが可能となる。
【０００６】
マルチヘッド型の液滴吐出装置においては、液体材料を吐出する際にはすべてのヘッドにおいて詰まりを防ぐ必要がある。本発明では、各ヘッドを保持する保持プレートを例えば加熱することにより、その熱は保持プレートから各ヘッドに全体的に伝達される。これにより、各ヘッドについて別々に温調機構を設ける必要が無く、各ヘッドから吐出される液体材料を一括して温調することができるという利点がある。また、保持プレートを介して液体材料の温度を制御することで、マルチヘッドへの構成を用いる場合でも構造を複雑化させること無く高い精度で液体材料の温度を制御することができる。このため、ヘッド間での吐出の特性のばらつきを抑えることが出来、ヘッドプレート上の全てのヘッドで均一性の高い吐出を行うことができる。
【０００７】
また、前記温調手段が、前記保持プレートの内部に設けられ、熱媒体が流通可能な流路と、前記流路に接続され、前記熱媒体の温度を調節する熱媒体温調手段を有し、前記熱媒体温調手段により温調された前記熱媒体を流通させることが可能な流通手段とを有することが好ましい。
【０００８】
本発明によれば、保持プレート内部の所望の位置に流路を形成することができる。例えば、各ヘッドが設けられた位置に沿って流路を設けても良いし、保持プレートの周縁部に沿って流路を設けても良い。保持プレートの材質や熱媒体の種類等、状況に応じて最適な位置に流路を設けることができるという利点がある。
【０００９】
また、前記温調手段が、前記保持プレートに設けられ、自身を流れる電流の大きさに応じた熱を発する電熱部材と、前記電熱部材に電流を供給する電流供給手段とを有することが好ましい。
本発明によれば、電熱部材に電流を流すだけで保持プレートの温調が可能となるので、例えば保持プレートの内部に流路を設けたり、熱媒体を流通させる手段を設けたりする必要が無く、大掛かりな装置構成が不要となる。また、電熱部材に流れる電流の大きさを変化させるだけで、保持プレートを所望の温度に簡単に温調することができるという利点もある。
【００１０】
本発明の別の観点に係る液滴吐出方法は、保持プレートに保持された複数のヘッドを有する液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、液体材料を、前記ヘッドの内部に設けられた液体材料保持部に保持させる液体材料保持工程と、前記保持プレートを温調する温調工程と、前記液体保持部において、前記温調工程で温調された前記保持プレートから前記ヘッドを介して伝達する熱により所定の温度に温調された前記液体材料を、対象物の所定領域に吐出する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、保持プレートの温度を上げた場合、保持プレートの熱がヘッドを介して液体保持部に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。当該液体材料の温度を上げることにより溶媒の粘度を低下させることができるので、液滴吐出法において安定して吐出することが可能となる。
【００１２】
また、前記液体材料が、室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有するものであることが好ましい。
液体材料が室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の液体材料であれば、本発明により粘度を低下させたときの効果が一層大きいものとなる。
【００１３】
また、前記液体材料が、１，１−ビス（３，５ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンまたは水添テルフェニルを含むことが好ましい。
例えば有機ＥＬ装置の発光部を液滴吐出法により形成する場合には、発光材料等を溶媒に溶解させる必要がある。特に、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルは、発光材料等を溶解させる溶媒としては好適ではあるが、室温での粘度が高いため、これらの液体材料を室温で安定的に吐出するのは困難である。本発明によれば、これらのように特に室温での粘度が高い上記の液体材料を吐出する場合に有効である。すなわち、高い精度での温度制御を行いながら、当該液体材料の温度を上げ、溶媒の粘度を低下させることができるので、吐出の精度を保った状態でこれらの溶媒を使用することが可能となる。また、保持プレートが比較的大きな熱容量を有するため、個別のヘッドを加熱する場合と比べて安定性の高い温度制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置１の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【００１５】
同図に示すように、液滴吐出装置１は、基台２と、基板ステージ３と、吐出機構４と、制御部５とを主体として構成されている。当該液滴吐出装置１は、例えば有機ＥＬ装置を構成する発光部を形成する際に、当該有機ＥＬ装置用の基板（以下、「基板」と表記する。）Ｇに、発光材料を含んだ液体材料を吐出してパターニングする（この手法を液滴吐出法という。）ための装置である。
【００１６】
基板ステージ３は、基板Ｇに液体材料を吐出する際、当該基板Ｇを保持する保持部材であり、基台２におけるＸ方向のほぼ中央に設けられている。基板ステージ３には、当該基板ステージ３を貫通する貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂが形成されており、当該貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂは、例えばポンプ機構等の図示しない圧力調節装置等に連通されている。当該圧力調節装置が、貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂ付近の空気を吸引するように作動することで、当該貫通孔３ａ及び貫通孔３ｂを介して基板Ｇが基板ステージ３の上に吸着して保持されるようになっている。
【００１７】
この基板ステージ３は、ガイドレール６（基台２上のＹ方向に延在している）を有する移動機構７のステージ支持柱８に取り付けられている。ステージ支持柱８はスライダー９に固着されており、スライダー９は例えばリニアモータ形式でガイドレール６上を移動するようになっている。スライダー９がガイドレール６上をＹ方向に移動するのに伴って、基板ステージ３がＹ方向に移動するようになっている。スライダー９には、当該スライダー９をθ方向に回転させるための図示しないダイレクトドライブモータ等が設けられている。ダイレクトドライブモータがθ方向に沿って回転することで、基板ステージ３をインデックス（回転割り出し）することができるようになっている。
【００１８】
吐出機構４は、基板Ｇへ向けて液体材料を吐出するヘッドユニット１０と、液体材料を貯蔵するタンク１１と、当該液体材料をタンク１１からヘッドユニット１０へ供給する際の流路となるチューブ１２とを有している。ヘッドユニット１０は、ガイドレール１４（基台２上のＸ方向に延在している）を有する移動機構１５のヘッド支持部材１６に取り付けられている。当該移動機構１５は移動機構支持部材１７によって基台２の上方（図中のＺ方向）で支持されており、移動機構支持部材１７の両端は基台２のＸ方向の端部に設けられた支持柱１８及び支持柱１９によってそれぞれ支持されている。ヘッド支持部材１６はスライダー２０に固着されており、そのスライダー２０は例えばリニアモータ形式でガイドレール１４上を移動可能に設けられている。スライダー２０がガイドレール１４上をＸ方向に移動するのに伴って、ヘッドユニット１０がＸ方向に移動するようになっている。
【００１９】
ヘッドユニット１０は、揺動位置決め装置としてのモータ２１、２２、２３、２４を有している。モータ２１を作動すればヘッドユニット１０がＺ軸に沿って上下動し、モータ２２を作動するとヘッドユニット１０がＹ軸回りのβ方向に沿って揺動し、モータ２３を作動するとヘッドユニット１０がＸ軸回りのγ方向に揺動し、モータ２４を作動するとヘッドユニット１０がＺ軸回りのα方向に揺動するようになっている。このように、移動機構１５は、ヘッドユニット１０をＸ方向及びＺ方向に移動可能に支持するとともに、ヘッドユニット１０をα方向、β方向、γ方向に移動可能に支持している。
【００２０】
タンク１１には、例えば図示しないポンプ等が取り付けられており、タンク１１内の内圧を変化させることによって、タンク１１内の液体材料がチューブ１２に供給されるようになっている。
制御部５は、電気信号を送出することにより、例えばスライダー９、スライダー２０の位置を制御することができ、基板ステージ３やタンク１１に取り付けられたポンプの圧力を制御することができるようになっている。
【００２１】
図２は、ヘッドユニット１０の側面図である。図３は、ヘッドユニット１０を図２の矢印の方向から見たときの平面図である。
ヘッドユニット１０は、ヘッドプレート（保持プレート）２５と、温調機構（温調手段）２６と、ヘッド２７と主体として構成されている。ヘッドプレート２５上には複数のヘッド２７が配置され、いわゆるマルチヘッドを構成している。
【００２２】
ヘッドプレート２５は、例えば、アルミ合金等の熱伝導率が高い材料からなり、ヘッド２７を保持する基板である。なお、ヘッドプレート２５を構成する材料については、例えばアルミのメタルマトリックス複合材料や、ステンレス等により形成されるようにしても良い。
温調機構２６は、ヘッドプレート２５の内部に設けられた配管２８と、チラーユニット２９（図３参照）とを主体として構成されている。
【００２３】
配管２８は、例えばヘッドプレート２５の周縁部に設けられており、ヘッドプレート２５の内部に例えば水などの熱媒体を循環させる流路である。例えば、図３に示すように、熱媒体が流入口２８ａから流入し、ヘッドプレート２５の内部を一回りした後、流出口２８ｂから流出するようになっている。
【００２４】
チラーユニット２９は、配管２８を循環する熱媒体の温度を調節したり、所定の温度に保つために設けられている。チラーユニット２９には、当該熱媒体を貯留するための熱媒体貯留タンクや、熱媒体の温度を調節するための加熱器、冷却器が設けられており、各部が配管などの流路により接続されている。熱媒体貯留タンクには、当該熱媒体貯留タンク内の熱媒体を配管に送出するためのポンプが設けられている。加熱器及び冷却器の温度やポンプの出力（吐出流量）は、例えば制御部５により高い精度で制御可能になっている。
【００２５】
図４は、ヘッド２７の構成を示す分解斜視図である。同図の斜線部分は、ヘッドプレート２５に保持される部分である。
ヘッド２７は、ノズル２７ａを有するノズルプレート３０と、振動板３１と、圧力室基板３２と、筐体３３とを有している。圧力室基板３２は、キャビティ３４、側壁３５、リザーバ３８、及び供給口３９を備えている。キャビティ３４は、圧力室であってシリコン等の基板をエッチングすることにより形成されるものである。側壁３５は、キャビティ３４間を仕切るよう構成されている。リザーバ３８は、各キャビティ３４に液体を充填する時に液体を供給可能な共通の流路として構成されている。供給口３９は、各キャビティ３４に液体を導入可能に構成されている。
【００２６】
筐体３３には図１に示したチューブ１２を取り付けるチューブ口３６が設けられている。チューブ口３６を介してタンク１１とヘッド２７とが連通され、タンク１１から供給される液体材料がヘッド２７へと供給されるようになっている。振動板３１上のキャビティ３４に相当する位置には圧電素子３７が設けられている。圧電素子３７はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスを上部電極及び下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電素子３７は、例えば制御部５から電気信号を供給されると振動板３１側に膨張するように構成されている。
【００２７】
キャビティ３４に液体材料を保持させた状態で、制御部５から圧電素子３７に電気信号を供給すると、当該圧電素子３７が振動板３１側へ膨張する。膨張による力が加えられて振動板３１がキャビティ３４側へと食い込む。振動板３１が食い込むと、キャビティ３４内に圧力が加えられる。この圧力により、ノズル２７ａから液滴が吐出されるようになっている。
【００２８】
図５は、液滴吐出装置１を用いて吐出する液体材料について、ある温度における液体材料の粘度（温度−粘度特性）を示すグラフである。液体材料としては、例えば１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルが好適に用いられる。グラフの縦軸が液体材料の粘度（ｍＰａ・ｓ）であり、横軸が液体材料の温度（℃）である。
【００２９】
グラフ中の「液体材料１」は、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタンを示している。当該液体材料１は、温度が２０℃のときには粘度が２９．６ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が２４．０ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が１８．５ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が５．７ｍＰａ・ｓである。
【００３０】
グラフ中の「液体材料２」は、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンを示している。当該液体材料２は、温度が２０℃のときには粘度が１６．２ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が１３．４ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が１１．２ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が５．４ｍＰａ・ｓである。
【００３１】
グラフ中の「液体材料３」は、水添テルフェニルを示している。当該液体材料１は、温度が２０℃のときには粘度が４８．７ｍＰａ・ｓであり、温度が２４．７℃のときには粘度が３６．３ｍＰａ・ｓであり、温度が２９．３℃のときには粘度が３０．７ｍＰａ・ｓであり、温度が４０℃のときには粘度が８．９ｍＰａ・ｓである。
【００３２】
液滴吐出法により液体材料を吐出する場合、液体材料の粘度は１０．０ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。液体材料１、液体材料２及び液体材料３のいずれについても、室温に近い２０℃では粘度が１０．０ｍＰａ・ｓを超えているが、４０℃まで温度を上げた状態では粘度が１０．０ｍＰａ・ｓを下回っている。
【００３３】
次に、このように構成された有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
製造する有機ＥＬ装置は、図６に示すように、ガラス等からなる透明な基体２と、マトリックス状に配置された発光素子とを具備している。ここで、発光素子は、画素電極１１１と、機能層（有機ＥＬ層）１１０と、陰極１２とにより構成されている。なお、画素電極１１１はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電膜にて構成されており、陰極１２はアルミニウム等の光反射性導電膜にて構成されている。
【００３４】
基体２上には、画素電極１１１と、前記機能層１１０を区画するバンク部１２２とが配設されている。バンク部１２２は、基体２側に位置する無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、陰極１２側に位置する有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとが積層されて構成されている。
【００３５】
次に、機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層１１０ｂとから構成されている。正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。また、発光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が発光層で再結合し、発光が得られる。正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂの間に、正孔注入／輸送層１００ａと発光層１１０ｂの反応を抑えるためのインターレイヤ層を設けても良い。
【００３６】
また、発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ1、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ2、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ3、の３種類を有し、各発光層１１０ｂ1〜１１０ｂ3がストライプ配置されている。
【００３７】
続いて、上記有機ＥＬ装置２００の製造方法について説明する。本実施形態の有機ＥＬ装置を製造する工程は、隔壁（バンク部）形成工程と、正孔注入／輸送層形成工程と、発光層形成工程と、陰極形成工程と、封止工程とから基本的に構成される。これらの工程のうち、上記の液滴吐出装置１を用いた液滴吐出法を好適に適用できるのは、正孔注入／輸送層形成工程と、発光層形成工程である。
【００３８】
隔壁形成工程では、必要に応じてＴＦＴ等が予め設けられている基体２に形成されたＩＴＯ等からなる透明電極１１１上に、各画素領域を隔てるバンク部（隔壁）１２０を形成するにより行う。具体的には、無機材料からなる無機物バンク層１１２ａと、有機材料からなる有機物バンク層１１２ｂとを、それぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成するものとしている。
【００３９】
次に、上述した液滴吐出装置１を用いて、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程を行う。
正孔注入／輸送層形成工程では、正孔注入／輸送層形成材料（正孔注入／輸送層形成インク）を上述した液滴吐出方法を用いて、各画素領域に吐出する。正孔注入／輸送層形成材料としては、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、上述した液体材料１、液体材料２及び液体材料３のうちいずれかの液体材料（例えば液体材料１）に溶解させた組成物を用いることができる。吐出後の正孔注入／輸送層形成材料を乾燥処理して正孔注入／輸送層形成材料に含まれる液体材料を蒸発させることにより、正孔注入／輸送層１１０ａが形成される。
【００４０】
次に、発光層形成工程では、発光層形成材料（発光層形成インク）を上記実施形態の吐出方法を用いて、各画素領域の正孔注入／輸送層上に吐出する。発光層形成材料は、各色に対応した有機ＥＬ材料等の溶質成分と、液体材料１〜液体材料３のうち正孔注入／輸送層に溶解させた液体材料とは異なる液体材料とから構成される。有機ＥＬ材料として、フルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体や、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、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、その他ベンゼン誘導体に可溶な有機ＥＬ材料等を用いることができる。
【００４１】
なお、正孔注入／輸送層形成工程及び発光層形成工程をそれぞれ行う前に、液滴吐出装置１に設けられたタンク１１からチューブ１２を介して、ヘッド２７のキャビティ３４に液体材料を保持させる。この状態で、チラーユニット２９を起動し、当該チラーユニット２９内の熱媒体が所定の温度、例えば４０℃になるように加熱器で加熱所定の温度に加熱して、加熱された熱媒体を流入口２８ａから配管２８へと循環させる。配管２８を循環する熱媒体の熱がヘッドプレート２５からヘッド２７を介してキャビティ３４内の液体材料に伝わり、液体材料が加熱される。液体材料が約４０℃に加熱されたら、ノズル２７ａから液体材料を吐出する。
【００４２】
次に陰極形成工程では、発光層１１０ｂ及びバンク部１２２の全面に陰極１２を形成する。また、封止工程では、陰極１２上の全面に熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止材を塗布し、封止層を形成する。さらに、封止層上に封止用基板を積層する。以上の工程により図６に示した有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、ヘッドプレート２５に設けられた温調機構２６で当該ヘッドプレート２５を温調することにより、ヘッドプレート２５と当該ヘッドプレート２５に保持されたヘッド２７とを介して液体材料を温調することができる。例えば、ヘッドプレート２５の温度を上げた場合、ヘッドプレート２５の熱がヘッド２７を介してキャビティ３４に保持された液体材料に伝達され、当該液体材料の温度を上げることができる。これにより、吐出する液体材料の粘度を低下させることができるので、ノズル２７ａが詰ってしまうことが無く、正常に液体材料を吐出することが可能となる。
【００４４】
また、ヘッドプレート２５を介して液体材料の温度を制御することで、マルチヘッドへの構成を用いる場合でも構造を複雑化させること無く高い精度で液体材料の温度を制御することができる。このため、ヘッド間での吐出の特性のばらつきを抑えることが出来、ヘッドプレート上の全てのヘッドで均一性の高い吐出を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のように、有機ＥＬ装置２００の発光部１１０ｂを液滴吐出法により形成する場合、発光材料等を溶媒に溶解させる必要がある。特に、１，１−ビス（３，４ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタン又は水添テルフェニルは、発光材料等を溶解させる溶媒としては好適ではあるが、室温での流動性は低いため、これらの液体材料を溶媒として使用した場合に室温で安定的に吐出するのは困難である。本実施形態によれば、これらのように特に室温での粘度が高い上記の液体材料を吐出する場合に有効である。すなわち、高い精度での温度制御を行いながら、当該液体材料の温度を上げ、溶媒の粘度を低下させることができるので、吐出の精度を保った状態でこれらの溶媒を使用することが可能となる。また、ヘッドプレート２５が比較的大きな熱容量を有するため、個別のヘッドを加熱する場合と比べて安定性の高い温度制御を行うことができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、ヘッドユニットの構成が第１実施形態と異なっているため、この点を中心に説明する。
【００４７】
図７は、ヘッドユニット３１０の側面図である。図８は、ヘッドユニット１０を図７の矢印の方向から見たときの平面図である。
ヘッドユニット３１０は、ヘッドプレート３２５と、フィルムヒータ３２６と、ヘッド３２７と主体として構成されている。
【００４８】
ヘッドプレート３２５は、第１実施形態と同様、例えばアルミ合金等の材料から形成されており、ヘッド３２７を保持する基板である。フィルムヒータ３２６を挟むように設けられている。
フィルムヒータ３２６は、電熱部材３２６ａと、カバー部材３２６ｂとを主体として構成されている。電熱部材３２６ａは、例えばニッケル合金等の導電材料によって形成され、自身を流れる電流の大きさに応じて熱を発生する。カバー部材３２６ｂは、例えばポリイミド等の材料によって形成され、当該電熱部材をカバーしている。電熱部材３２６ａは、例えば制御部３０５に電気的に接続されており、例えば制御部３０５から電気信号を送出するようにする。この場合、制御部３０５が電流供給手段となる。また、別途電源を設けるようにしても良い。この場合、当該電源が電流供給手段となる。
【００４９】
本実施形態によれば、電熱部材３２６ａに電流を流すだけでヘッドプレート３２５の温調が可能となるので、例えばヘッドプレート３２５の内部に流路を設けたり、熱媒体を流通させる手段を設けたりする必要が無く、大掛かりな装置構成が不要となる。また、電熱部材３２６ａに流れる電流の大きさを変化させるだけで、ヘッドプレート３２５を所望の温度に簡単に温調することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す側面図である。
【図３】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係る液滴吐出装置から吐出される液体材料の温度−粘度特性を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る液滴吐出方法により形成される有機ＥＬ装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る液滴吐出装置のヘッドの構成を示す側面図である。
【図８】本実施形態に係る液滴途中津装置のヘッドの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…液滴吐出装置 ４…吐出機構 ５、３０５…制御部 １０、３１０…ヘッドユニット ２５、３２５…ヘッドプレート ２６…温調機構 ２７、３２７…ヘッド ２７ａ…ノズル ２８…配管 ２８ａ…流入口 ２８ｂ…流出口 ２９…チラーユニット ３０…ノズルプレート ３４…キャビティ １１０ｂ…発光層 ３２６…フィルムヒータ ３２６ａ…電熱部材 ３２６ｂ…カバー部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を保持する液体保持部と、前記液体保持部に連通するように設けられ前記液体材料を吐出可能なノズルとを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドを保持する保持プレートと、
前記保持プレートの温度を調節する温調手段と
を具備することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記温調手段が、
前記保持プレートの内部に設けられ、熱媒体が流通可能な流路と、
前記流路に接続され、前記熱媒体の温度を調節する熱媒体温調手段と、
前記熱媒体温調手段により温調された前記熱媒体を前記流路内に流通させることが可能な流通手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記温調手段が、
前記保持プレートに設けられ、自身を流れる電流の大きさに応じた熱を発する電熱部材と、
前記電熱部材に電流を供給する電流供給手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
保持プレートに保持された複数のヘッドを有する液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、
液体材料を、前記ヘッドの内部に設けられた液体材料保持部に保持させる液体材料保持工程と、
前記保持プレートを温調する温調工程と、
前記液体保持部において、前記温調工程で温調された前記保持プレートから前記ヘッドを介して伝達する熱により所定の温度に温調された前記液体材料を、対象物の所定領域に吐出する工程と
を具備することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項５】
前記液体材料が、室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有するものであることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出方法。
【請求項６】
前記液体材料が、１，１−ビス（３，５ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンまたは水添テルフェニルを含むことを特徴とする請求項４又は５記載の液滴吐出方法。
【請求項１】
液体材料を保持する液体保持部と、前記液体保持部に連通するように設けられ前記液体材料を吐出可能なノズルとを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドを保持する保持プレートと、
前記保持プレートの温度を調節する温調手段と
を具備することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記温調手段が、
前記保持プレートの内部に設けられ、熱媒体が流通可能な流路と、
前記流路に接続され、前記熱媒体の温度を調節する熱媒体温調手段と、
前記熱媒体温調手段により温調された前記熱媒体を前記流路内に流通させることが可能な流通手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記温調手段が、
前記保持プレートに設けられ、自身を流れる電流の大きさに応じた熱を発する電熱部材と、
前記電熱部材に電流を供給する電流供給手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
保持プレートに保持された複数のヘッドを有する液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、
液体材料を、前記ヘッドの内部に設けられた液体材料保持部に保持させる液体材料保持工程と、
前記保持プレートを温調する温調工程と、
前記液体保持部において、前記温調工程で温調された前記保持プレートから前記ヘッドを介して伝達する熱により所定の温度に温調された前記液体材料を、対象物の所定領域に吐出する工程と
を具備することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項５】
前記液体材料が、室温で１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有するものであることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出方法。
【請求項６】
前記液体材料が、１，１−ビス（３，５ジメチルフェニル）エタン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンタンまたは水添テルフェニルを含むことを特徴とする請求項４又は５記載の液滴吐出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５５９９４（Ｐ２００６−２５５９９４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７４４７１（Ｐ２００５−７４４７１）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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