JP2004154763A - 製膜装置とその駆動方法、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 - Google Patents

Abstract

【課題】高粘度の液状体を常時低粘度に維持させ、安定した液滴吐出を可能とする製膜装置とその駆動方法、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。
【解決手段】液滴を吐出させる吐出波形（第１の信号）Ｗ１と、液滴を吐出させず、かつ、液状体に、該液状体を低粘度とするズリ速度を与える微振動波形（第２の信号）Ｗ２とにより、液状体に付与する振動を制御する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製膜装置とその駆動方法、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。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータや携帯型情報端末機器に代表される電子機器の発達に伴い、電子デバイスや、液晶表示装置等の電気光学装置の使用が増加している。例えば、この種の液晶表示装置は、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。このカラーフィルタは、基板を有し、該基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定パターンで供給することで形成されるものである。このような基板に対してインクを供給する方式としては、例えばインクジェット方式の製膜装置が採用されている。
【０００３】
インクジェット方式を採用した場合、製膜装置においてはインクジェットヘッドから所定量のインクを基板に対して吐出して供給するが、インクを吐出する手段としては、圧電素子を利用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、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案されており、インクジェットヘッドのキャビティ（圧力発生室）内に満たされたインク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を有する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この種のインクジェットヘッドでは、吐出可能なインク粘度に限界があるため、高粘度のインク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（例えば、特許文献２参照。）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埋ける技術（例えば、特許文献３参照。）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】
【特許文献１】
特開昭６３−２９５２６９号公報
【特許文献２】
特開平５−２８１５６２号公報
【特許文献３】
特開平９−１６４７０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術では、低沸点溶剤や樹脂成分を含む乾燥性の高いインクや、加熱によって特性が変質するインクに対しては、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、吐出が困難であるという状況を改善することができないという問題があった。
【０００７】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、高粘度の液状体を常時低粘度に維持させ、安定した液滴吐出を可能とする製膜装置とその駆動方法、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】
前記課題を解決するために、本発明の製膜装置の駆動方法においては、液状体に振動を付与して液滴を吐出する製膜装置の駆動方法であって、前記液滴を吐出させる第１の信号と、前記液滴を吐出させず、かつ、前記液状体に、該液状体を低粘度とするズリ速度を与える第２の信号と、により前記振動を制御することを特徴としている。
上記の駆動方法によれば、液状体に、液滴として吐出しないような第２の信号による振動を付与するので、液状体が高粘度で、しかも加熱できないものであっても、安定して吐出することが可能になる。
なお、上記のズリ速度（「ひずみ速度」とも表される）とは、粘度ηの定義として、ズリ速度をＵとし、せん断応力をτとすると、η＝τ／Ｕで表される、ひずみの時間的な変化割合を示すものである。
【０００９】本発明では、前記第２の信号は、前記第１の信号が発信される前に発信されるか、もしくは前記第１の信号が発信された後に発信されることを特徴とする。
これによれば、液状体には常時振動が付与されるので、液状体を常に安定して吐出することが可能となる。
【００１０】
更に、前記第２の信号は、前記第１の信号と、前記第１の信号が発信された後、再び前記第１の信号が発信されるまでの間に、少なくとも１回発信されることを特徴としており、これにより、液状体には常時振動が付与されるので、液状体を常に安定して吐出することが可能となる。
【００１１】
なお、前記第２の信号は、前記第１の信号と、前記第１の信号が発信された後、再び前記第１の信号が発信されるまでの間隔時間が所定の時間より短い場合は、発信されないことが好ましい。この場合、液状体は、第１の信号による振動の影響を受けている状態であるので、第２の信号による振動を付与する必要がなく、無駄なエネルギーを消費することがない。
【００１２】
また、本発明では、前記液状体が非ニュートン性の擬塑性流体であることを特徴としている。
これによれば、非ニュートン性の擬塑性流体は、振動を付与することでズリ速度が大きくなり、その結果として粘度が小さくなるので、高粘度の液状体であっても、加熱することなく粘度を小さくして、液状体の流動性を向上させることができる。
【００１３】
一方、本発明のデバイス製造方法では、液滴吐出装置により液滴を吐出させて基板上に製膜する製膜工程を有するデバイス製造方法であって、上記の製膜装置の駆動方法を用いて前記製膜工程を行うことを特徴としている。
これにより、本発明では、液状体が高粘度で、しかも加熱できないものであっても、安定して吐出することができるので、所望の吐出特性で基板上に製膜することが可能となる。
【００１４】
そして、本発明の製膜装置は、液状体に振動を付与する圧力発生室を有する液滴吐出装置により液滴を吐出する製膜装置であって、前記圧力発生室には、圧力発生手段を備えてなり、前記液滴を吐出させる第１の信号と、前記液滴を吐出させず、かつ、前記液状体に、該液状体を低粘度とするズリ速度を与える第２の信号と、により前記液状体に振動を付与するように前記圧力発生手段を制御する制御装置を有することを特徴としている。
上記の製膜装置によれば、液状体に、液滴として吐出しないような第２の信号による振動を付与するよう圧力発生手段が制御されるので、液状体が高粘度で、しかも加熱できないものであっても、安定して吐出することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の製膜装置に適用される前記液状体は、非ニュートン性の擬塑性流体であることが好ましい。
非ニュートン性の擬塑性流体は、振動を付与することでズリ速度が大きくなり、その結果として粘度が小さくなるので、高粘度の液状体であっても、加熱することなく粘度を小さくして、液状体の流動性を向上させることができる。
【００１６】
前記圧力発生手段としては、前記圧力発生室に振動を付与して前記液滴を吐出させる圧電素子であることが好ましい。これにより、本発明では、液状体に振動を付与するための機構を別途設ける必要がなくなり、装置の小型化及び低価格化に寄与することが可能となる。
【００１７】また、前記圧力発生手段としては、前記液状体に気泡を発生させて前記液滴を吐出させる気泡発生装置と、前記発生した気泡を伸縮させるように前記気泡発生装置の駆動を制御する制御装置とを有する構成も採用可能である。
この場合も、液状体に振動を付与するための機構を別途設ける必要がなく、装置の小型化及び低価格化に寄与することが可能となる。
【００１８】
一方、本発明のデバイス製造装置は、液滴吐出装置から吐出された液滴により基板上に製膜する製膜装置を備えたデバイス製造装置であって、前記製膜装置として、上記の製膜装置が用いられることを特徴としている。
これにより、本発明では、液状体が高粘度で、しかも加熱できないものであっても、安定して吐出することができるので、所望の吐出特性で基板上に製膜することが可能となる。
【００１９】
そして、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可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の製膜装置とその駆動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形態を、図１乃至図９を参照して説明する。
ここでは、本発明の製膜装置を、例えば液状体としてのインクを用いて、液晶デバイスに対して用いられるカラーフィルタ等を製造するためのフィルタ製造装置に適用するものとして説明する。なお、本発明で使用できる液体は、液状体に含まれる。即ち、液状体とは、上述の液体に加え、例えば金属等の微粒子を含む液状体をも言うものとする。
【００２１】図１は、フィルタ製造装置（デバイス製造装置）を構成する製膜装置（インクジェット装置）１０の概略的な外観斜視図である。このフィルタ製造装置は、ほぼ同様の構造を有する３基の製膜装置１０を備えており、各製膜装置１０は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のインクをフィルタ基板に吐出する構成になっている。
【００２２】製膜装置１０は、ベース１２と、第１移動手段１４と、第２移動手段１６と、不図示の電子天秤（重量測定手段）と、液滴吐出装置を構成するインクジェットヘッド（ヘッド）２０と、キャッピングユニット２２と、クリーニングユニット２４等とを有している。第１移動手段１４、電子天秤、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４及び第２移動手段１６は、それぞれベース１２上に設置されている。
【００２３】第１移動手段１４は、好ましくはベース１２の上に直接設置されており、しかもこの第１移動手段１４は、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。これに対して、第２移動手段１６は、支柱１６Ａ、１６Ａを用いて、ベース１２に対して立てて取り付けられており、更に第２移動手段１６は、ベース１２の後部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動手段１６のＸ軸方向は、第１移動手段１４のＹ軸方向とは直交する方向である。Ｙ軸は、ベース１２の前部１２Ｂと後部１２Ａ方向に沿った軸である。これに対して、Ｘ軸はベース１２の左右方向に沿った軸であり、各々水平である。
【００２４】第１移動手段１４は、ガイドレール４０、４０を有しており、第１移動手段１４は、例えば、リニアモータを採用することができる。このリニアモータ形式の第１移動手段１４のスライダー４２は、ガイドレール４０に沿って、Ｙ軸方向に移動して位置決め可能である。
【００２５】スライダー４２は、θ軸用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロータは、テーブル４６に固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとテーブル４６は、θ方向に沿って回転してテーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができる。
【００２６】テーブル４６は、基板４８を位置決めし、かつ、保持するものである。また、テーブル４６は、吸着保持手段５０を有しており、吸着保持手段５０が作動することにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して、基板４８をテーブル４６の上に吸着して保持することができる。テーブル４６には、インクジェットヘッド（液滴吐出装置）２０がインクを捨打ち、或いは試し打ち（予備吐出）するための予備吐出エリア５２が設けられている。
【００２７】第２移動手段１６は、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂを有しており、このコラム１６Ｂは、リニアモータ形式の第２移動手段１６を有している。スライダー６０は、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、スライダー６０は、インク吐出手段としてのインクジェットヘッド２０を備えている。
【００２８】インクジェットヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、インクジェットヘッド２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸は、Ｘ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、インクジェットヘッド２０は、Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６６を作動すると、インクジェットヘッド２０は、Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、インクジェットヘッド２０は、Ｚ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。
【００２９】このように、図１のインクジェットヘッド２０は、スライダー６０において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐは、テーブル４６側の基板４８に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐには、インクをそれぞれ吐出する複数（例えば１２０個）の開口部としてのノズルが設けられている。
【００３０】ここで、インクジェットヘッド２０の構造例について、図２を参照して説明する。インクジェットヘッド２０は、例えばピエゾ素子（圧電素子、圧力発生手段）を用いたヘッドであり、図２（ａ）に示すように、ヘッド本体９０のインク吐出面２０Ｐには、複数のノズル９１が形成されている。これらのノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。
【００３１】図２（ｂ）に示すように、ピエゾ素子９２は、ノズル９１とインク室（圧力発生室）９３に対応して配置されており、例えば一対の電極（図示せず）の間に位置し、通電すると、これが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。このピエゾ素子９２に対して、所定の電圧を印加することで、ピエゾ素子９２を図２（ｂ）中の水平方向に伸縮させることで、インクを加圧して所定量の液滴（インク滴）をノズル９１から吐出させるようになっている。なお、インクジェットヘッド２０のインクジェット方式としては、前記の圧電素子９２を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式のもの、例えば熱膨張を利用したサーマルインクジェットタイプのものなどととしてもよい。
【００３２】図３に、インクジェットヘッド２０に関する駆動制御系及びインク供給系を簡易的に示す。インクジェットヘッド２０に対しては、インクタンク２５に貯溜されたインクがインク経路２６を介して供給される。また、インクジェットヘッド２０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２８の制御下でインクの種類、温度に適した駆動電圧が、図４に示すような吐出波形（第１の信号）Ｗ１として、インクジェットヘッド駆動装置２７からノズル９１毎にそれぞれ印加される。また、制御装置２８は、駆動装置２７を制御することで、図４に示す微振動波形（第２の信号）Ｗ２も駆動波形としてピエゾ素子９２に印加させる。
【００３３】図４は、吐出波形Ｗ１と、該吐出波形Ｗ１の各波形部（信号要素）に対応したインクジェットヘッド２０の駆動動作を示す概略図である。
吐出波形Ｗ１は、正勾配の波形部ａ１でインク室９３が拡大して容積が増大し、増大した容積分に相当するインクがインク室９３内に流入し、また、負勾配の波形部ａ２で印加電圧Ｖｈを印加することでインク室が縮小し、インクが加圧されることでノズル９１から所定量のインクが吐出されるように設定される。
【００３４】図５は、微振動波形Ｗ２と、該微振動波形Ｗ２の各波形部に対応したインクジェットヘッド２０の駆動動作を示す概略図である。
微振動波形Ｗ２は、正勾配の波形部ｂ１でインク室９３が拡大し、負勾配の波形部ｂ３で印加電圧Ｖｌを印加することでインク室９３が縮小・加圧されるが、印加電圧Ｖｌは、インクがノズル９１から吐出されない大きさに設定される。即ち、微振動波形Ｗ２の電圧をピエゾ素子９２に印加することで、ノズル面に対してメニスカスが離間・接近を繰り返すように微振動する構成になっている。
【００３５】一般に流体は、粘度がズリ速度に依存しないニュートン性流体と、粘度がズリ速度によって変化する非ニュートン性流体とに区分され、更に非ニュートン性流体は、粘度が変化する傾向によりダイラタント流体と擬塑性流体（擬似塑性流体）とに区分される。図７に、各流体のズリ速度（ひずみ速度）と粘度との関係を示す。この図に示すように、ニュートン性流体は、ズリ速度が大きくなっても粘度はほぼ一定であり、非ニュートン性流体の中、ダイラタント流体は、ズリ速度が大きくなるに従って粘度も大きくなる性質を有している。一方、非ニュートン性流体の中、擬塑性流体は、ズリ速度が大きくなるに従って粘度が小さくなる性質を有している。
【００３６】そのため、非ニュートン性で擬塑性流体のインクを用いた場合、インクジェットヘッド２０へ微振動を付与することで、インクのズリ速度が大きくなり粘度を小さくすることができる。従って、上述したように、高粘度のインクの粘度を低下させることができるので、インクの流動性が向上し、容易に排出することが可能になる。
【００３７】続いて、インクジェットヘッド２０の駆動について、図６を用いて説明する。
例えば４０℃に温度制御されたインクがインクタンク２５から送液チューブ２６を介してインクジェットヘッド２０に充填されると、上述したように、駆動装置２７から図４及び図５に示す駆動波形の駆動電圧が印加され、各ノズル９１に対応するピエゾ素子９２が所定の間隔、周期で駆動される。
【００３８】図６は、インクジェットヘッド２０の駆動中における、任意のピエゾ素子９２へ駆動電圧印加による一連の駆動波形の推移を示す図である。
区間Ｂでは、１回目のインクの吐出を行う吐出波形Ｗ１が示されており、区間Ａは、１回目のインクの吐出前の待機区間（待機時間ｔ_Ａ）を示している。区間Ａでは、複数回（図中では２回）の微振動波形Ｗ２を形成するように、駆動電圧が印加される。また、区間Ｄでは、２回目のインクの吐出を行う吐出波形Ｗ１が示されており、区間Ｃは、区間Ｂと区間Ｄにおける２回のインク吐出の間の待機区間（待機時間ｔ_Ｃ）を示している。区間Ｃでは、区間Ａと同様に、複数回（図中では２回）の微振動波形Ｗ２を形成するように、駆動電圧が印加される。また、待機時間ｔ_Ａ及び待機時間ｔ_Ｃは、互いに微振動波形Ｗ２の発信時間ｔ_２と比較して十分に長い所定時間Ｔを有している。このように、区間Ａ及び区間Ｃでは、ノズル９１からインクが吐出されない範囲でインクジェットヘッド２０内のインクに振動が付与されるので、非ニュートン性で擬塑性流体のインクを用いた場合、前述のように、インクのズリ速度が大きくなり粘度を小さくさせておくことができる。なお、微振動波形Ｗ２は、同一区間において複数回の形成とは限らず、１回の形成でも構わないのは勿論である。
【００３９】また、区間Ｆには、２回目のインクの吐出に連続した、３回目のインクの吐出を行う吐出波形Ｗ１が示されており、区間Ｅは、区間Ｄと区間Ｆにおける２回のインク吐出の間の待機区間（待機時間ｔ_Ｅ）を示している。待機時間ｔ_Ｅは、前記所定時間Ｔよりも短い時間となっているので、区間Ｅでは、微振動波形Ｗ２を形成する駆動電圧は印加されない。この場合、吐出波形Ｗ１が形成される区間Ｄと区間Ｆが互いに近接しているので、区間Ｅにおいては、インクジェットヘッド２０内のインクは、区間Ｄと区間Ｆにおける吐出のための振動の影響を受けている。即ち、例えば、区間Ｄにおける吐出波形Ｗ１による振動が減衰しきらないうちに、引き続き区間Ｆにおける次の吐出波形Ｗ１による液滴吐出が開始されるので、インクには、この間常時振動が付与されており、インクに所望のズリ速度を与え、粘度を小さくしておくことができる。
【００４０】一方、クリーニングユニット２４は、インクジェットヘッド２０のノズル等のクリーニングをフィルタ製造工程中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができる。キャッピングユニット２２は、インクジェットヘッド２０のノズル内のインクが乾燥しないようにするために、フィルタを製造しない待機時にこのインク吐出面２０Ｐを外気に触れさせないようにするものである。このクリーニングユニット２４は、吸着パッド及び制御装置２８の制御下でこの吸着パッドをインクジェットヘッド２０に対して当接位置と離間位置との間で移動させる移動手段とを有している（図３参照）。吸着パッドには、吸引ポンプ等から構成される吸引手段２９が接続されており、吸着パッドを介して吸引されたインクは廃液タンク３０に排出される。
【００４１】図１に戻り、電子天秤は、インクジェットヘッド２０のノズルから吐出されたインク滴の１滴の重量を測定して管理するために、例えば、インクジェットヘッド２０のノズルから、５０００滴分のインク滴を受ける。電子天秤は、この５０００滴のインク滴の重量を５０００で割ることにより、インク滴１滴の重量をほぼ正確に測定することができる。このインク滴の測定量に基づいて、インクジェットヘッド２０から吐出するインク滴の量を最適にコントロールすることができる。
【００４２】続いて、製膜処理工程について説明する。
作業者がテーブル４６の前端側から基板４８を第１移動手段１４のテーブル４６の上に給材すると、この基板４８は，テーブル４６に対して吸着保持されて位置決めされる。そして、モータ４４が作動して、基板４８の端面がＹ軸方向に並行になるように設定される。
【００４３】次に、インクジェットヘッド２０がＸ軸方向に沿って移動して、電子天秤の上部に位置決めされる。そして、指定滴数（指定のインク滴の数）の吐出を行う。これにより、電子天秤は、例えば、前述のように５０００滴のインクの重量を計測して、インク滴１滴当たりの重量を計算する。そして、インク滴の１滴当たりの重量が予め定められている適正範囲に入っているかどうかを判断し、適正範囲外であればピエゾ素子９２に対する印加電圧の調整等を行って、インク滴の１滴当たりの重量を適正に収める。
【００４４】インク滴の１滴当たりの重量が適正な場合には、基板４８が第１移動手段１４よりＹ軸方向に適宜に移動して位置決めされるとともに、インクジェットヘッド２０が第２移動手段１６によりＸ軸方向に適宜移動して位置決めされる。そして、インクジェットヘッド２０は、予備吐出エリア５２に対して全ノズルからインクを予備吐出した後に、基板４８に対してＹ軸方向に相対移動して（実際には、基板４８がインクジェットヘッド２０に対してＹ方向に移動する）、基板４８上の所定領域に対して所定のノズルから所定幅でインクを吐出する。インクジェットヘッド２０と基板４８との一回の相対移動が終了すると、インクジェットヘッド２０が基板４８に対してＸ軸方向に所定量ステップ移動し、その後、基板４８がインクジェットヘッド２０に対して移動する間にインクを吐出する。そして、この動作を複数回繰り返すことにより、製膜領域全体にインクを吐出して製膜することができる。
【００４５】続いて、図８及び図９を参照して、製膜処理によりカラーフィルタを製造する例について説明する。
基板４８は、透明基板であり適度の機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板４８としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれらの表面処理品等が適用できる。
【００４６】例えば、図９に示すように、長方形形状の基板４８上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルタ領域１０５をマトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ領域１０５は、後でガラス４８を切断することで、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。
【００４７】カラーフィルタ領域１０５には、例えば、図９に示すように、ＲのインクとＧのインク及びＢのインクを所定のパターンで形成して配置している。この形成パターンとしては、図に示すように従来公知のストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェア型等がある。特に、ヘッド２０を傾けることで画素部の配列ピッチにノズル間隔を対応させる場合、ストライプ型では一度に吐出できるノズルの数が多いため効果的である。
【００４８】図８は、基板４８に対してカラーフィルタ領域１０５を形成する工程の一例を示している。
図８（ａ）では、透明の基板４８の一方の面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したものである。カラーフィルタの基礎となる基板４８の上には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程度）に塗布して、フォトリソグラフィ法等の方法でマトリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表示要素がフィルタエレメントとなり、例えば、Ｘ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程度の大きさの窓である。
【００４９】ブラックマトリックス１１０を形成した後は、例えばヒータにより熱を与えることで、基板４８の上の樹脂を焼成する。
図８（ｂ）に示すように、インク滴９９は、フィルタエレメント１１２に供給される。インク滴９９の量は、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した充分な量である。
【００５０】図８（ｃ）の加熱工程では、カラーフィルタ上のすべてのフィルタエレメント１１２に対してインク滴９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理を行う。基板４８は、所定の温度（例えば７０℃程度）に加熱する。インクの溶媒が蒸発すると、インクの体積が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィルタとして充分なインク膜の厚みが得られるまで、インク吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理により、インクの溶媒が蒸発して、最終的にインクの固形分のみが残留して膜化する。
【００５１】図８（ｄ）の保護膜形成工程では、インク滴９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了するとインク膜が形成されたカラーフィルタの基板４８の保護及びフィルタ表面の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護膜１２０の形成には、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することができる。
【００５２】図８（ｅ）の透明電極形成工程では、スパッタ法や真空蒸着法等の処方を用いて、透明電極１３０を保護膜１２０の全面にわたって形成する。
【００５３】図８（ｆ）のパターニング工程では、透明電極１３０は、さらにフィルタエレメント１１２の開口部に対応させた画素電極にパターニングされる。なお、液晶の駆動にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用である。
また、上記製膜処理の間には、定期的あるいは随時クリーニングユニット２４を用いてインクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐをワイピングすることが望ましい。
【００５４】以上のように、本実施の形態では、特に、擬塑性流体のインクを使用する場合は、インクを加熱することなくインクの粘度を小さくすることができるので、高粘度のインクや加熱できないインク、更には乾燥性の高いインクであっても、ヘッドから安定して吐出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可能になる。結果として、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク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。
【００５５】また、本実施の形態では、インクに対する振動の付与を、インクの吐出を行わない待機時間内に行うので、常時インクジェットヘッド２０内のインクを低粘度に維持することができる。更に、インクジェットヘッド２０からインクを吐出する際に駆動されるピエゾ素子９２を、インクを吐出させない微振動波形Ｗ２を形成する圧力発生手段として兼用しているので、別途振動付与装置を設ける必要がなく、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。また、インクの加熱手段を設けていないので、所定の温度に到達するまでの待機時間がなく、量産性に優れ、しかも、圧力発生手段に高電圧を印加する必要がないので、圧力発生手段を長寿命とすることが可能となる。
【００５６】（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態として、第１の実施形態の製膜装置を、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスの製造装置に適用する場合について、図１０乃至図１９を用いて説明する。
ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機及び有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子及び正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑及び青色の各発光色を呈する材料、即ち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々を本発明のデバイス製造装置を用いて、ＴＦＴやＴＦＤ等の素子基板上にパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬデバイスを製造することができる。
【００５７】この場合、例えば、上記のカラーフィルタのブラックマトリクスと同様に樹脂レジストを用いて１ピクセル毎に区画する隔壁を形成するとともに、下層となる層の表面に吐出された液滴が付着しやすいように、且つ、隔壁が吐出された液滴をはじき隣接する区画の液滴と混じり合うことを防止するため、液滴の吐出の前工程として、基板に対し、プラズマ、ＵＶ処理、カップリング等の表面処理を行う。しかる後に、正孔注入／輸送層を形成する材料を液滴として供給し製膜する正孔注入／輸送層形成工程と、同様に発光層を形成する発行層形成工程とを経て製造される。
【００５８】図１０は、有機ＥＬ表示装置の表示領域（以下、単に表示装置２０６と称する）の要部断面図である。
この表示装置２０６は、回路素子部２０７、発光素子部２０８及び陰極２０９が基板２１０上に積層された状態で概略構成されている。
この表示装置２０６においては、発光素子部２０８から基板２１０側に発した光が、回路素子部２０７及び基板２１０を透過して観測者側に出射されるとともに、発光素子部２０８から基板２１０の反対側に発した光が陰極２０９により反射された後、回路素子部２０７及び基板２１０を透過して観測者側に出射されるようになっている。
【００５９】回路素子部２０７と基板２１０の間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜２１１が形成され、この下地保護膜２１１上（発光素子部２０８側）に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜２１２が形成されている。この半導体膜２１２の左右の領域には、ソース領域２１２ａ及びドレイン領域２１２ｂが高濃度陽イオン打ち込みによりそれぞれ形成されている。そして陽イオンが打ち込まれない中央部がチャネル領域２１２ｃとなっている。
【００６０】また、回路素子部２０７には、下地保護膜２１１及び半導体膜２１２を覆う透明なゲート絶縁膜２１３が形成され、このゲート絶縁膜２１３上の半導体膜２１２のチャネル領域２１２ｃに対応する位置には、例えばＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等から構成されるゲート電極２１４が形成されている。このゲート電極２１４及びゲート絶縁膜２１３上には、透明な第１層間絶縁膜２１５ａと第２層間絶縁膜２１５ｂが形成されている。また、第１、第２層間絶縁膜２１５ａ、２１５ｂを貫通して、半導体膜２１２のソース領域２１２ａ、ドレイン領域２１２ｂにそれぞれ連通するコンタクトホール２１６ａ，２１６ｂが形成されている。
【００６１】そして、第２層間絶縁膜２１５ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極２１７が所定の形状にパターニングされて形成され、この画素電極２１７は、コンタクトホール２１６ａを通じてソース領域２１２ａに接続されている。
また、第１層間絶縁膜２１５ａ上には電源線２１８が配設されており、この電源線２１８は、コンタクトホール２１６ｂを通じてドレイン領域２１２ｂに接続されている。
【００６２】このように、回路素子部２０７には、各画素電極２１７に接続された駆動用の薄膜トランジスタ２１９がそれぞれ形成されている。
【００６３】上記発光素子部２０８は、複数の画素電極２１７上の各々に積層された機能層２２０と、各画素電極２１７及び機能層２２０の間に備えられて各機能層２２０を区画するバンク部２２１とにより概略構成されている。
これら画素電極２１７、機能層２２０、及び、機能層２２０上に配設された陰極２０９によって発光素子が構成されている。なお、画素電極２１７は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極２１７の間にバンク部２２１が形成されている。
【００６４】バンク部２２１は、例えばＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の無機材料により形成される無機物バンク層２２１ａ（第１バンク層）と、この無機物バンク層２２１ａ上に積層され、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストにより形成される断面台形状の有機物バンク層２２１ｂ（第２バンク層）とにより構成されている。このバンク部２２１の一部は、画素電極２１７の周縁部上に乗上げた状態で形成されている。
そして、各バンク部２２１の間には、画素電極２１７に対して上方に向けて次第に拡開した開口部２２２が形成されている。
【００６５】上記機能層２２０は、開口部２２２内において画素電極２１７上に積層状態で形成された正孔注入／輸送層２２０ａと、この正孔注入／輸送層２２０ａ上に形成された発光層２２０ｂとにより構成されている。なお、この発光層２２０ｂに隣接してその他の機能を有する他の機能層を更に形成しても良い。例えば、電子輸送層を形成する事も可能である。
正孔注入／輸送層２２０ａは、画素電極２１７側から正孔を輸送して発光層２２０ｂに注入する機能を有する。この正孔注入／輸送層２２０ａは、正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物（本発明の液材の一種に相当）を吐出することで形成される。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等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いる。
【００６６】発光層２２０ｂは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の何れかに発光するもので、発光層形成材料（発光材料）を含む第２組成物（本発明の液材の一種に相当）を吐出することで形成される。発光層形成材料としては、例えば、（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、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、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、キナクリドン等を添加したものを用いることができる。
また、第２組成物の溶媒（非極性溶媒）としては、正孔注入／輸送層２２０ａ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、トリメチルベンゼン、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２２０ｂの第２組成物に用いることにより、正孔注入／輸送層２２０ａを再溶解させることなく発光層２２０ｂを形成することができる。
【００６７】そして、発光層２２０ｂでは、正孔注入／輸送層２２０ａから注入された正孔と、陰極２０９から注入される電子が発光層で再結合して発光するように構成されている。
【００６８】陰極２０９は、発光素子部２０８の全面を覆う状態で形成されており、画素電極２１７と対になって機能層２２０に電流を流す役割を果たす。なお、この陰極２０９の上部には図示しない封止部材が配置される。
【００６９】次に、本実施形態における表示装置２０６の製造工程を図１１〜１９を参照して説明する。
この表示装置２０６は、図１１に示すように、バンク部形成工程（Ｓ１）、表面処理工程（Ｓ２）、正孔注入／輸送層形成工程（Ｓ３）、発光層形成工程（Ｓ４）、及び対向電極形成工程（Ｓ５）を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００７０】まず、バンク部形成工程（Ｓ１）では、図１２に示すように、第２層間絶縁膜２１５ｂ上に無機物バンク層２２１ａを形成する。この無機物バンク層２２１ａは、形成位置に無機物膜を形成した後、この無機物膜をフォトリソグラフィ技術等によりパターニングすることにより形成される。このとき、無機物バンク層２２１ａの一部は画素電極２１７の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層２２１ａを形成したならば、図１３に示すように、無機物バンク層２２１ａ上に有機物バンク層２２１ｂを形成する。この有機物バンク層２２１ｂも無機物バンク層２２１ａと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部２２１が形成される。また、これに伴い、各バンク部２２１間には、画素電極２１７に対して上方に開口した開口部２２２が形成される。この開口部２２２は、画素領域（本発明の液材領域の一種に相当）を規定する。
【００７１】表面処理工程（Ｓ２）では、親液化処理及び撥液化処理が行われる。親液化処理を施す領域は、無機物バンク層２２１ａの第１積層部２２１ａ´及び画素電極２１７の電極面２１７ａであり、これらの領域は、例えば酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理される。このプラズマ処理は、画素電極２１７であるＩＴＯの洗浄等も兼ねている。
また、撥液化処理は、有機物バンク層２２１ｂの壁面２２１ｓ及び有機物バンク層２２１ｂの上面２２１ｔに施され、例えば４フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理（撥液性に処理）される。
この表面処理工程を行うことにより、インクジェットヘッド２０を用いて機能層２２０を形成する際に、液材を画素領域により確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した液材が開口部２２２から溢れ出るのを防止することが可能となる。
【００７２】そして、以上の工程とを経ることにより、表示装置基体２０６´（本発明のディスプレー基体の一種に相当）が得られる。この表示装置基体２０６´は、図１に示した製膜装置１０のテーブル４６に載置され、以下の正孔注入／輸送層形成工程（Ｓ３）及び発光層形成工程（Ｓ４）が行われる。
【００７３】正孔注入／輸送層形成工程（Ｓ３）では、インクジェットヘッド２０から正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を画素領域である開口部２２２内に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極２１７上に正孔注入／輸送層２２０ａを形成する。
この正孔注入／輸送層形成工程は、上記第１の実施形態におけるカラーフィルタの形成工程と同様の工程を経て実施される。
【００７４】液滴の吐出工程では、図１４に示すように、表示装置基体２０６´上の画素領域（即ち、開口部２２２内）に正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を液滴として所定量打ち込む。この場合においても上述したように駆動パルスの波形形状が設定されているので、液滴を常に安定して吐出することが可能となる。
【００７５】その後、乾燥工程等を行う事により、吐出後の第１組成物を乾燥処理し、第１組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、図１５に示すように、画素電極２１７の電極面２１７ａ上に正孔注入／輸送層２２０ａが形成される。
以上のようにして、各画素領域毎に正孔注入／輸送層２２０ａが形成されたならば、正孔注入／輸送層形成工程を終了する。
【００７６】次に、発光層形成工程（Ｓ４）について説明する。この発光層形成工程では、上述したように、正孔注入／輸送層２２０ａ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２２０ａに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で、正孔注入／輸送層２２０ａ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２２０ａ上に吐出しても、正孔注入／輸送層２２０ａと発光層２２０ｂとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層２２０ｂを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入／輸送層２２０ａの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理（表面改質処理）を行うことが好ましい。この表面処理は、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である表面改質材を、正孔注入／輸送層２２０ａ上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入／輸送層２２０ａの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層２２０ａに均一に塗布することができる。
【００７７】そして、この発光層形成工程においても、上記第１の実施形態におけるカラーフィルタの形成工程と同様の工程を経て実施される。
即ち、液滴の吐出工程では、図１６に示すように、各色のうちの何れか（図１６の例では青色（Ｂ））に対応する発光層形成材料を含有する第２組成物を液滴として画素領域（開口部２２２）内に所定量打ち込む。この場合においても上述したように駆動パルスの波形形状が設定されているので、液滴を常に安定して吐出することが可能となる。
画素領域内に打ち込まれた第２組成物は、正孔注入／輸送層２２０ａ上に広がって開口部２２２内に満たされる。なお、万一、第２組成物が画素領域から外れてバンク部２２１の上面２２１ｔ上に着弾した場合でも、この上面２２１ｔは、上述したように撥液処理が施されているので、第２組成物が開口部２２１内に転がり込み易くなっている。
【００７８】その後、乾燥工程等を行う事により、吐出後の第２組成物を乾燥処理し、第２組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、図１７に示すように、正孔注入／輸送層２２０ａ上に発光層２２０ｂが形成される。この図の場合、青色（Ｂ）に対応する発光層２２０ｂが形成されている。
そして、図１８に示すように、上記した青色（Ｂ）に対応する発光層２２０ｂの場合と同様の工程を順次用い、他の色（赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ））に対応する発光層２２０ｂを形成する。なお、発光層２２０ｂの形成順序は、例示した順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
各画素領域毎に発光層２２０ｂが形成されたならば、発光層形成工程を終了する。
【００７９】以上のようにして、画素電極２１７上に機能層２２０、即ち、正孔注入／輸送層２２０ａ及び発光層２２０ｂが形成される。そして、対向電極形成工程（Ｓ５）に移行する。
【００８０】対向電極形成工程（Ｓ５）では、図１９に示すように、発光層２２０ｂ及び有機物バンク層２２１ｂの全面に陰極２０９（対向電極）を、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等によって形成する。この陰極２０９は、本実施形態においては、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
この陰極２０９の上部には、Ａｌ膜、Ａｇ膜や、酸化防止のためのＳｉＯ_２、ＳｉＮ等の保護層が適宜設けられる。
【００８１】このようにして陰極２０９を形成した後、この陰極２０９の上部を封止部材により封止する封止処理や配線処理等のその他処理等を施すことにより、表示装置２０６が得られる。
【００８２】こうして製造されるＥＬデバイスは、セグメント表示や全面同時発光の静止画表示、例えば絵、文字、ラベル等といったローインフォメーション分野への応用、または点・線・面形状をもった光源としても利用することができる。更に、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦＴ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で応答性の優れたフルカラー表示デバイスを得ることが可能である。
【００８３】以上のように、本実施形態では、特に、正孔注入／輸送層２２０ａ及び発光層２２０ｂを構成する液状体として、擬塑性流体の液状体を使用する場合は、液状体を加熱することなく液状体の粘度を小さくすることができるので、高粘度の液状体や加熱できない液状体、更には乾燥性の高い液状体であっても、ヘッドから安定して吐出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可能になる。結果として、インクジェットヘッド２０から吐出された液状体で製造されたＥＬ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。
【００８４】また、本実施の形態では、液状体に対する振動の付与を、液状体の吐出を行わない待機時間内に行うので、常時インクジェットヘッド２０内の液状体を低粘度に維持することができる。更に、インクジェットヘッド２０から液状体を吐出する際に駆動されるピエゾ素子９２を、液状体を吐出させない微振動波形Ｗ２を形成する圧力発生手段として兼用しているので、別途振動付与装置を設ける必要がなく、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。また、液状体の加熱手段を設けていないので、所定の温度に到達するまでの待機時間がなく、量産性に優れ、しかも、圧力発生手段に高電圧を印加する必要がないので、圧力発生手段を長寿命とすることが可能となる。
【００８５】（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態として、第１の実施形態の製膜装置を、プラズマ型表示装置（以下、単に表示装置３２５と表記する）の製造装置に適用する場合について説明する。
図２０は、プラズマ型表示装置の要部分解斜視図である。
なお、同図では表示装置３２５を一部を切り欠いた状態で示してある。
この表示装置３２５は、互いに対向して配置された第１基板３２６、第２基板３２７、及びこれらの間に形成される放電表示部３２８を含んで概略構成される。放電表示部３２８は、複数の放電室３２９により構成されている。これらの複数の放電室３２９のうち、赤色放電室３２９（Ｒ）、緑色放電室３２９（Ｇ）、青色放電室３２９（Ｂ）の３つの放電室３２９が組になって１つの画素を構成するように配置されている。
【００８６】第１基板３２６の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極３３０が形成され、このアドレス電極３３０と第１基板３２６の上面とを覆うように誘電体層３３１が形成されている。誘電体層３３１上には、各アドレス電極３３０の間に位置し、且つ各アドレス電極３３０に沿うように隔壁３３２が立設されている。この隔壁３３２は、図示するようにアドレス電極３３０の幅方向両側に延在するものと、アドレス電極３３０と直交する方向に延設された図示しないものを含む。
そして、この隔壁３３２によって仕切られた領域が放電室３２９となっている。
【００８７】放電室３２９内には蛍光体３３３が配置されている。蛍光体３３３は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの色の蛍光を発光するもので、赤色放電室３２９（Ｒ）の底部には赤色蛍光体３３３（Ｒ）が、緑色放電室３２９（Ｇ）の底部には緑色蛍光体３３３（Ｇ）が、青色放電室３２９（Ｂ）の底部には青色蛍光体３３３（Ｂ）が各々配置されている。
【００８８】第２基板３２７の図中下側の面には、上記アドレス電極３３０と直交する方向に複数の表示電極３３５が所定の間隔で縞状に形成されている。そして、これらを覆うように誘電体層３３６、及びＭｇＯなどからなる保護膜３３７が形成されている。
第１基板３２６と第２基板３２７とは、アドレス電極３３０と表示電極３３５が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極３３０と表示電極３３５は、図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極３３０，３３５に通電することにより、放電表示部３２８において蛍光体３３３が励起発光し、カラー表示が可能となる。
【００８９】本実施形態においては、上記アドレス電極３３０、表示電極３３５、及び蛍光体３３３を、図１に示した製膜装置１０を用いて形成することができる。
以下、第１基板３２６におけるアドレス電極３３０の形成工程を例示する。
この場合、この第１基板３２６がステージ４６に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、液滴の吐出工程では、導電膜配線形成用材料を含有する液状体を液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液状体は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものであって、擬塑性流体である。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、又はニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
この場合においても、上述したように駆動パルスの波形形状が設定されているので、液滴を常に安定して吐出することが可能となる。
その後、吐出後の液体材料を乾燥処理し、液状体に含まれる分散媒を蒸発させることによりアドレス電極３３０が形成される。
【００９０】ところで、上記においてはアドレス電極３３０の形成を例示したが、上記表示電極３３５及び蛍光体３３３についても上記各工程を経ることにより形成することができる。
表示電極３３５の形成の場合、アドレス電極３３０の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液状体を液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体３３３の形成の場合には、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する蛍光材料を含んだ液状体をインクジェットヘッド２０から液滴として吐出し、対応する色の放電室３２９内に着弾させる。
【００９１】以上のように、本実施形態では、特に、アドレス電極３３０や表示電極３３５、及び蛍光体３３３を構成する液状体として、擬塑性流体の液状体を使用する場合は、液状体を加熱することなく液状体の粘度を小さくすることができるので、高粘度の液状体や加熱できない液状体、更には乾燥性の高い液状体であっても、ヘッドから安定して吐出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可能になる。結果として、インクジェットヘッド２０から吐出された液状体で製造されたプラズマ型表示装置３２５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。
【００９２】また、本実施の形態では、液状体に対する振動の付与を、液状体の吐出を行わない待機時間内に行うので、常時インクジェットヘッド２０内の液状体を低粘度に維持することができる。更に、インクジェットヘッド２０から液状体を吐出する際に駆動されるピエゾ素子９２を、液状体を吐出させない微振動波形Ｗ２を形成する圧力発生手段として兼用しているので、別途振動付与装置を設ける必要がなく、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。また、液状体の加熱手段を設けていないので、所定の温度に到達するまでの待機時間がなく、量産性に優れ、しかも、圧力発生手段に高電圧を印加する必要がないので、圧力発生手段を長寿命とすることが可能となる。
【００９３】（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態として、第１の実施形態の製膜装置を、例えば、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）等の、電子放出素子を用いた画像形成装置の製造装置に適用する場合について説明する。
電子放出素子の配列については、種々のものが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を多数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子からの電子を制御駆動する梯子状配置のものがある。これとは別に、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは、いわゆる単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配置について以下に詳述する。
【００９４】
一般に、電子放出素子については、３つの特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放出電子は、閾値電圧以上では、対向する素子電極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御できる。一方、閾値電圧以下では、殆ど放出されない。この特性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合においても、個々の素子にパルス状電圧を適宜印加すれば、入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放出量を制御できる。
【００９５】
以下、上記の原理に基づき、電子放出素子を複数配して得られる電子源基板について、図２１を用いて説明する。
図２１において、４７１は電子源基板、４７２はＸ方向配線、４７３はＹ方向配線である。４７４は電子放出素子、４７５は結線である。
ｍ本のＸ方向配線４７２は、Ｄ_ｘ１，Ｄ_ｘ２，……，Ｄ_ｘｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法、液滴吐出法等を用いて形成された導電性金属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。Ｙ方向配線４７３は、Ｄ_ｙ１，Ｄ_ｙ２……Ｄ_ｙｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線４７２と同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線４７２とｎ本のＹ方向配線４７３との間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ_２等で構成される。例えば、Ｘ方向配線４７２を形成した基板４７１の全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配線４７２とＹ方向配線４７３の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線４７２とＹ方向配線４７３は、それぞれ外部端子として引き出されている。
【００９６】
電子放出素子４７４を構成する一対の素子電極（不図示）は、それぞれｍ本のＸ方向配線４７２とｎ本のＹ方向配線４７３に、導電性金属等からなる結線４７５によって電気的に接続されている。配線４７２と配線４７３を構成する材料、結線４７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっても、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば素子電極４０２、４０３（図２２参照）の材料より適宜選択される。素子電極を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電極に接続した配線は素子電極ということもできる。
【００９７】
Ｘ方向配線４７２には、Ｘ方向に配列した電子放出素子４７４の行を選択するための走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方向配線４７３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子４７４の各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給される。
上記構成においては、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。
【００９８】
このような単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像形成装置について、図２２を用いて説明する。
図２２は、画像形成装置の表示パネル４０１の一例を示す模式図である。
図２２において、４７１は電子放出素子を複数配した電子源基板、４８１は電子源基板４７１を固定したリアプレート、４８６はガラス基板４８３の内面に蛍光膜４８４とメタルバック４８５等が形成されたフェースプレートである。４８２は支持枠であり、該支持枠４８２には、リアプレート４８１、フェースプレート４８６がフリットガラス等を用いて接続されている。４８８は外囲器であり、例えば大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。
【００９９】
４７４は、電子放出素子である。４７２，４７３は、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。外囲器４８８は、上述の如く、フェースプレート４８６、支持枠４８２、リアプレート４８１で構成される。リアプレート４８１は、主に基板４７１の強度を補強する目的で設けられるため、基板４７１自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート４８１は不要とすることができる。即ち、基板４７１に直接支持枠４８２を封着し、フェースプレート４８６、支持枠４８２及び基板４７１で外囲器４８８を構成してもよい。一方、フェースプレート４８６とリアプレート４８１の間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器４８８を構成することもできる。
【０１００】
蛍光膜４８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成することができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列により、ブラックストライプあるいはブラックマトリクス等と呼ばれる黒色導電材と蛍光体（いずれも図示せず）とから構成することができる。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすることと、蛍光膜４８４における外光反射によるコントラストの低下を抑制することにある。黒色導電材の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材料を用いることができる。
【０１０１】
この場合、ガラス基板４８３に蛍光体を塗布する方法には、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等の塗布方法の他に、第１の実施形態に示した製膜装置１０を用いたインクジェット法が採用できる。蛍光膜４８４の内面側には、通常メタルバック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート４８６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用させること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等である。メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。
フェースプレート４８６には、更に蛍光膜４８４の導電性を高めるため、蛍光膜４８４の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分な位置合わせが不可欠となる。
【０１０２】
図２２に示した画像形成装置は、例えば以下のようにして製造される。
外囲器４８８内は、適宜加熱しなから、イオンポンプ、ソープションポンプ等のオイルを使用しない排気装置により不図示の排気管を通じて排気し、１．３×１０^−５Ｐａ程度の真空度の有機物質の十分に少ない雰囲気にした後、封止が成される。外囲器４８８の封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行うこともできる。これは、外囲器４８８の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器４８８内の所定の位置に配置されたゲッター（不図示）を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１．３×１０^−５Ｐａ以上の真空度を維持するものである。ここで、電子放出素子のフォーミング処理以降の工程は適宜設定できる。
【０１０３】
表示パネル４０１は、端子Ｄ_ｏｘ１乃至Ｄ_ｏｘｍ、端子Ｄ_ｏｙ１乃至Ｄ_ｏｙｎ及び高圧端子４８７を介して外部の電気回路と接続している。端子Ｄ_ｏｘ１乃至Ｄ_ｏｘｍには、表示パネル４０１内に設けられている電子源、即ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された電子放出素子群を１行（ｎ素子）ずつ順次駆動する為の走査信号が印加される。端子Ｄ_ｏｙ１乃至Ｄ_ｏｙｎには、前記走査信号により選択された１行の電子放出素子の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧端子４８７には、直流電圧源より、例えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
【０１０４】
このような構成をとり得る本発明を適用可能な画像形成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄ_ｏｘ１乃至Ｄ_ｏｘｍ、Ｄ_ｏｙ１乃至Ｄ_ｏｙｎを介して電圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子４８７を介してメタルバック４８５あるいは透明電極（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子は、蛍光膜４８４に衝突し、発光が生じて画像が形成される。
【０１０５】以上のように、本実施形態では、特に、蛍光膜４８４を構成する蛍光体を含有する液状体として、擬塑性流体の液状体を使用する場合は、液状体を加熱することなく液状体の粘度を小さくすることができるので、高粘度の液状体や加熱できない液状体、更には乾燥性の高い液状体であっても、ヘッドから安定して吐出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可能になる。結果として、インクジェットヘッド２０から吐出された液状体で製造された画像形成装置４０１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。
【０１０６】また、本実施の形態では、液状体に対する振動の付与を、液状体の吐出を行わない待機時間内に行うので、常時インクジェットヘッド２０内の液状体を低粘度に維持することができる。更に、インクジェットヘッド２０から液状体を吐出する際に駆動されるピエゾ素子９２を、液状体を吐出させない微振動波形Ｗ２を形成する圧力発生手段として兼用しているので、別途振動付与装置を設ける必要がなく、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。また、液状体の加熱手段を設けていないので、所定の温度に到達するまでの待機時間がなく、量産性に優れ、しかも、圧力発生手段に高電圧を印加する必要がないので、圧力発生手段を長寿命とすることが可能となる。
【０１０７】なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【０１０８】例えば、上記実施の形態では、圧力発生装置としてピエゾ素子の駆動によりヘッドからインクを吐出させる構成としたが、ヘッド内にヒータ（気泡発生装置）を設け、制御装置の制御下でヒータの加熱により生じた気泡でインクを吐出する構成であっても適用可能である。この場合、インクを吐出させない待機時間において、インクが吐出されない範囲でヒータの駆動・停止を連続的に実施し、気泡を伸縮させることでインクに振動を付与することが可能になり、上記ピエゾ素子を用いた場合と同様の作用・効果を得ることができる。
【０１０９】また、上記の実施形態以外に、製膜装置を、例えば用紙等に印字・製膜するプリンタ（プロッタ）にも適用可能である。
さらに、本発明の製膜装置に金属材料や絶縁材料を供すれば、上記の実施形態以外にも、金属配線や絶縁膜等のダイレクトな微細パターニングが可能となり、新規な高機能デバイスの作製にも応用できる。
【０１１０】なお、上記の実施形態では、便宜的に「インクジェット装置」並びに「インクジェットヘッド」と呼称し、吐出される吐出物を「インク」として説明したが、このインクジェットヘッドから吐出される吐出物は所謂インクには限定されず、ヘッドから液滴として吐出可能に調整されたものであればよく、例えば、前述のＥＬデバイスの材料、金属材料、絶縁材料、又は半導体材料等様々な材料が含まれることはいうまでもない。
【０１１１】また、図示した製膜装置のインクジェットヘッド２０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の内の１つの種類のインクを吐出することができるようになっているが、この内の２種類あるいは３種類のインクを同時に吐出することも勿論あり得る。また、製膜装置１０の第１移動手段１４と第２移動手段１６は、リニアモータを用いているが、これに限らず他の種類のモータやアクチュエータを用いることもできる。
【０１１２】
【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することなく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とともに、インクを常時低粘度に維持することができ、更に装置の小型化及び低価格化に寄与できる。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、高品質のデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るフィルタ製造装置を構成する製膜装置の概略的な外観斜視図である。
【図２】インクジェット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）は部分拡大図である。
【図３】インクジェットヘッドに関する駆動制御系及びインク供給系を示す図である。
【図４】吐出波形図と、該吐出波形の各信号要素に対応したインク室の動作図である。
【図５】微振動波形図と、該微振動波形の各信号要素に対応したインク室の動作図である。
【図６】圧力発生手段へ駆動電圧印加による一連の駆動波形の推移を示す図である。
【図７】流体のズリ速度と粘度との関係を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、基板を用いてカラーフィルタを製造する手順の一例を示す図である。
【図９】基板と基板上のカラーフィルタ領域の一部を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る表示装置の要部断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するフローチャートである。
【図１２】無機物バンク層の形成を説明する工程図である。
【図１３】有機物バンク層の形成を説明する工程図である。
【図１４】正孔注入／輸送層を形成する過程を説明する工程図である。
【図１５】正孔注入／輸送層が形成された状態を説明する工程図である。
【図１６】青色の発光層を形成する過程を説明する工程図である。
【図１７】青色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。
【図１８】各色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。
【図１９】陰極の形成を説明する工程図である。
【図２０】第３の実施形態に係る表示装置の要部分解斜視図である。
【図２１】第４の実施形態に係る単純マトリックス配置の電子源の一例を示す模式図である。
【図２２】第４の実施形態に係る画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 製膜装置（インクジェット装置）
２０ インクジェットヘッド（液滴吐出装置）
２８ 制御装置
９２ ピエゾ素子（圧電素子、圧力発生手段）
９３ インク室（圧力発生室）
９９ 液滴

Claims (13)

1. 液状体に振動を付与して液滴を吐出する製膜装置の駆動方法であって、
   前記液滴を吐出させる第１の信号と、
   前記液滴を吐出させず、かつ、前記液状体に、該液状体を低粘度とするズリ速度を与える第２の信号と、
   により前記振動を制御することを特徴とする製膜装置の駆動方法。
2. 前記第２の信号は、前記第１の信号が発信される前に発信されることを特徴とする請求項１記載の製膜装置の駆動方法。
3. 前記第２の信号は、前記第１の信号が発信された後に発信されることを特徴とする請求項１記載の製膜装置の駆動方法。
4. 前記第２の信号は、前記第１の信号が発信された後、再び前記第１の信号が発信されるまでの間に、少なくとも１回発信されることを特徴とする請求項１記載の製膜装置の駆動方法。
5. 前記第２の信号は、前記第１の信号が発信された後、再び前記第１の信号が発信されるまでの間隔時間が所定の時間より短い場合は、発信されないことを特徴とする請求項１記載の製膜装置の駆動方法。
6. 前記液状体が非ニュートン性の擬塑性流体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の製膜装置の駆動方法。
7. 液滴吐出装置により液滴を吐出させて基板上に製膜する製膜工程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６のいずれか１項に記載された製膜装置の駆動方法を用いて前記製膜工程を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
8. 液状体に振動を付与する圧力発生室を有する液滴吐出装置により液滴を吐出する製膜装置であって、
   前記圧力発生室には、圧力発生手段を備えてなり、
   前記液滴を吐出させる第１の信号と、
   前記液滴を吐出させず、かつ、前記液状体に、該液状体を低粘度とするズリ速度を与える第２の信号と、
   により前記液状体に振動を付与するように前記圧力発生手段を制御する制御装置を有することを特徴とする製膜装置。
9. 前記液状体が非ニュートン性の擬塑性流体であることを特徴とする請求項８記載の製膜装置。
10. 前記圧力発生手段は、前記圧力発生室に振動を付与して前記液滴を吐出させる圧電素子であることを特徴とする請求項８又は９に記載の製膜装置。
11. 前記圧力発生手段は、前記液状体に気泡を発生させて前記液滴を吐出させる気泡発生装置と、
    前記発生した気泡を伸縮させるように前記気泡発生装置の駆動を制御する制御装置とを有することを特徴とする請求項８又は９記載の製膜装置。
12. 液滴吐出装置から吐出された液滴により基板上に製膜する製膜装置を備えたデバイス製造装置であって、
    前記製膜装置として、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載された製膜装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置。
13. 請求項１２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。

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