JP2006223954A - Liquid droplet discharge device, liquid droplet discharge method and manufacturing method of organic el device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet discharge device of high reliability constituted so as to deal with an increase in the viscosity with the elapse of time of ink not only to increase the selection width of a material or a solvent but also to realize stable discharge. <P>SOLUTION: The liquid droplet discharge device is equipped with a discharge head 100 which discharges a liquid material to a predetermined region of a discharge target W and also equipped with a storage means 500 for temporarily storing the liquid material, a transfer means 400 for transferring the liquid material to the discharge head and a heating means 320 (330) for heating the liquid material at least in either one of the storage means 500 and the transfer means 400. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出方法、及び有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge device, a droplet discharge method, and a method for manufacturing an organic EL device (organic electroluminescence device).

近年、インクジェット装置(液滴吐出装置)を用いたインクジェット法(液滴吐出法)により、様々な材料をパターニングする技術が注目されている。なかでも有機発光材料をインク化し、該インク(液状体)を上記インクジェット法により基板上に選択吐出することで、発光材料のパターニングを行う有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置の製造方法が、例えば特許文献1或いは特許文献2に開示されている。
特開平11−54270号公報 特開2004−127897号公報
In recent years, a technique for patterning various materials by an ink jet method (droplet discharge method) using an ink jet device (droplet discharge device) has attracted attention. In particular, an organic EL (electroluminescence) device manufacturing method for patterning a luminescent material by converting an organic luminescent material into an ink and selectively ejecting the ink (liquid material) onto a substrate by the above-described inkjet method is disclosed in, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-54270 JP 2004-1227897 A

このようなインクジェット法で選択吐出によりパターニングを行う場合の重要なパラメータとしてインクの粘度を挙げることができる。インクジェット法で吐出を行う場合、使用するインクの粘度、弾性率等の等の特性に応じて、吐出ヘッドを駆動するパワー、時間等の吐出条件を最適化している。ここで、仮にインク粘度が変化してしまうと、インク滴吐出重量が変動し、所望の膜厚が得られないか、又は吐出自体が不可能になる惧れがある。
また、均一な膜厚を得るために、インクジェット法により吐出したインクの乾燥条件(温度、圧力等)の最適化も行われている。しかし、インクの粘度が変化すると、乾燥時の膜厚の分布も影響を受け、安定的に均一な膜厚を得ることが難しくなる。
一方、有機EL装置の機能層に用いる材料をインク化した場合、インク調製後から経時的な粘度の変化が起こることが多い。このようなインク粘度の経時的な変化が、形成した有機機能層の膜厚の変化の原因となり、インクジェット法による有機EL装置の安定的な形成を難しくしている。更には、使用する材料(発光材料、正孔注入材料、インターレイヤ材料等)と、溶媒の組み合わせによってはインク粘度の著しい経時変化が置き、インクジェット法による成膜への適用を困難にしている。
As an important parameter when patterning is performed by selective ejection using such an ink jet method, the viscosity of the ink can be cited. When discharging by the ink jet method, the discharge conditions such as power and time for driving the discharge head are optimized in accordance with characteristics such as viscosity and elastic modulus of the ink to be used. Here, if the ink viscosity changes, the ink droplet ejection weight may fluctuate, and a desired film thickness may not be obtained, or ejection itself may be impossible.
Further, in order to obtain a uniform film thickness, the drying conditions (temperature, pressure, etc.) of the ink ejected by the ink jet method are also optimized. However, when the viscosity of the ink changes, the distribution of film thickness at the time of drying is also affected, and it becomes difficult to stably obtain a uniform film thickness.
On the other hand, when the material used for the functional layer of the organic EL device is converted to ink, the viscosity changes with time after the ink preparation often occurs. Such a change in ink viscosity over time causes a change in the thickness of the formed organic functional layer, which makes it difficult to stably form an organic EL device by an ink jet method. Furthermore, depending on the combination of the material used (light emitting material, hole injection material, interlayer material, etc.) and the solvent, there is a significant change in ink viscosity over time, making it difficult to apply to film formation by the ink jet method.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上記のような経時的な粘度増大に対処することで、材料や溶媒の選択幅を広げることを目的とする。また、安定した吐出を実現して工程再現性の高い液滴吐出装置と、液滴吐出法とを提供することを目的とする。さらには安定的に良好な特性の有機EL装置を製造することのできる製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to expand the selection range of materials and solvents by coping with the increase in viscosity over time as described above. It is another object of the present invention to provide a droplet discharge apparatus that realizes stable discharge and has high process reproducibility, and a droplet discharge method. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method which can manufacture the organic EL apparatus of a favorable characteristic stably.

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、対象物の所定領域に液状体を吐出する吐出ヘッドと、前記液状体を貯蔵する貯蔵手段と、前記液状体を前記貯蔵タンクから前記吐出ヘッドに移送する移送手段と、前記貯蔵手段又は前記移送手段の少なくともいずれかにおいて、前記液状体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a droplet discharge device of the present invention includes a discharge head that discharges a liquid material to a predetermined region of an object, a storage unit that stores the liquid material, and the liquid material from the storage tank. It has a transfer means for transferring to the discharge head, and a heating means for heating the liquid material in at least one of the storage means and the transfer means.

このような液滴吐出装置によると、液状体の貯蔵中に増粘が生じたとしても、貯蔵手段又は移送手段において加熱手段により液状体を加熱することで、ヘッドからの吐出前に、液状体の粘度を元の状態(貯蔵開始時の状態)に戻すことが可能となるため、安定した吐出を行うことができるようになる。また、特に経時的に増粘する液状体を吐出する場合でも、加熱手段を備えたことにより、液状体の吐出安定性を好適に高めることができるようになる。   According to such a droplet discharge device, even if thickening occurs during storage of the liquid material, the liquid material is heated before being discharged from the head by heating the liquid material by the heating means in the storage means or the transfer means. Since it becomes possible to return the viscosity of the liquid to the original state (the state at the start of storage), stable discharge can be performed. In particular, even when a liquid that thickens over time is discharged, the discharge stability of the liquid can be suitably improved by providing the heating means.

また、上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出方法は、液状体を吐出ヘッドから対象物の所定領域に吐出する工程と、前記液状体を貯蔵手段に貯蔵する工程と、前記液状体を前記貯蔵手段から前記吐出ヘッドに移送する工程とを有し、前記貯蔵する工程又は前記移送する工程において、前記液状体を加熱することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the droplet discharge method of the present invention includes a step of discharging a liquid material from a discharge head to a predetermined region of an object, a step of storing the liquid material in a storage means, and the liquid state Transferring the body from the storage means to the ejection head, and heating the liquid material in the storing step or the transferring step.

このような液滴吐出方法によると、液状体の貯蔵中に増粘が生じたとしても、その貯蔵中又は移送中に液状体を加熱するものとしているため、ヘッドからの吐出前に、液状体の粘度を元の状態(貯蔵開始時の状態)に戻すことが可能となり、安定した吐出を行うことができるようになる。また、特に経時的に増粘する液状体を吐出する場合でも、該加熱により、液状体の吐出安定性を好適に高めることができるようになる。   According to such a droplet discharge method, even if thickening occurs during storage of the liquid, the liquid is heated during storage or transfer. It is possible to return the viscosity of the liquid to the original state (the state at the start of storage), and stable discharge can be performed. In particular, even when a liquid that thickens with time is discharged, the discharge stability of the liquid can be suitably increased by the heating.

前記加熱の温度は、前記液状体に含まれる溶質のガラス転移温度以下とすることができる。ガラス転移温度を超える温度で加熱を行うと、溶質の材料特性が変化してしまい、所望の膜特性が得られない不具合が生じる場合があるからである。なお、加熱の下限値は、液状体の貯蔵温度(例えば室温)を超える温度であることは言うまでもない。   The heating temperature can be set to be equal to or lower than the glass transition temperature of the solute contained in the liquid. This is because if the heating is performed at a temperature exceeding the glass transition temperature, the material characteristics of the solute are changed, which may cause a problem that desired film characteristics cannot be obtained. In addition, it cannot be overemphasized that the lower limit of a heating is the temperature exceeding the storage temperature (for example, room temperature) of a liquid.

また、前記加熱の時間は、5分〜30分とすることができる。加熱時間が5分未満の場合、粘度を低下させる効果が十分に得られない場合がある一方、加熱時間が30分を超えると、必要以上の加熱となってしまい、材料の変質が生じてしまう場合がある。   The heating time may be 5 minutes to 30 minutes. If the heating time is less than 5 minutes, the effect of reducing the viscosity may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the heating time exceeds 30 minutes, the heating will be more than necessary and the material will be altered. There is a case.

さらに、前記加熱後、該加熱した液状体を24時間以内に前記吐出ヘッドから吐出するものとすることができる。加熱後24時間程度の間はインクの粘度、弾性率は殆ど変化すること無く安定しており、その間に吐出及び乾燥を行うように管理することで、安定して均一な膜を形成することができる。   Further, after the heating, the heated liquid material can be discharged from the discharge head within 24 hours. The viscosity and elastic modulus of the ink are stable with almost no change for about 24 hours after heating, and a uniform film can be stably formed by controlling discharge and drying during that time. it can.

次に、上記課題を解決するために、本発明の有機EL装置の製造方法は、一対の電極間に有機EL層を有してなる有機EL装置の製造方法であって、前記有機EL層を上述した液滴吐出方法を用いて成膜する工程を含むことを特徴とする。このような製造方法により信頼性の高い有機EL層を構築することができ、ひいては高品質の有機EL装置を提供することが可能となる。   Next, in order to solve the above-described problem, a method for manufacturing an organic EL device according to the present invention is a method for manufacturing an organic EL device having an organic EL layer between a pair of electrodes. It includes a step of forming a film using the above-described droplet discharge method. With such a manufacturing method, a highly reliable organic EL layer can be constructed, and as a result, a high-quality organic EL device can be provided.

(インクジェット装置(液滴吐出装置)の全体構成)
図1は、本発明の液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット装置の全体構成を示す概略斜視図である。
図1に示すように、本実施形態のインクジェット装置1は、吐出ヘッド群100、X方向駆動モータ2、X方向駆動軸4、Y方向駆動モータ3、Y方向ガイド軸5、制御装置6、ステージ7、クリーニング機構部8、および基台9を有している。
(Overall configuration of inkjet device (droplet discharge device))
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of an ink jet apparatus which is an embodiment of a droplet discharge apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the inkjet apparatus 1 of the present embodiment includes an ejection head group 100, an X direction drive motor 2, an X direction drive shaft 4, a Y direction drive motor 3, a Y direction guide shaft 5, a control device 6, and a stage. 7, a cleaning mechanism 8, and a base 9.

吐出ヘッド群100は複数の吐出ヘッドを備えており、インク(液状体)が貯蔵されたタンク(貯蔵手段)500から供給パイプ(移送手段)400を介して供給されるインクを、各吐出ヘッドから吐出するようになっている。なお、供給パイプ400は、吐出するインクが内部を流通可能な管状部材であって、各吐出ヘッド毎に対応する液供給路の集合を意味するものである。ここで、本実施形態のインクジェット装置1においては、これらタンク500、および供給パイプ400には、当該タンク500および供給パイプ400の内部のインクを加熱するための第1ヒータ320、第2ヒータ330が各々設けられている。   The discharge head group 100 includes a plurality of discharge heads, and ink supplied from a tank (storage means) 500 in which ink (liquid material) is stored via a supply pipe (transfer means) 400 is supplied from each discharge head. It is designed to discharge. The supply pipe 400 is a tubular member through which ink to be ejected can flow, and means a set of liquid supply paths corresponding to each ejection head. Here, in the inkjet apparatus 1 of the present embodiment, the tank 500 and the supply pipe 400 include a first heater 320 and a second heater 330 for heating ink inside the tank 500 and the supply pipe 400. Each is provided.

ステージ7は、吐出ヘッド群100からインクが吐出される基板(吐出対象物)Wを載置するためのものであり、この基板Wを所定の基準位置に固定する機構を有している。   The stage 7 is for placing a substrate (ejection target) W on which ink is ejected from the ejection head group 100, and has a mechanism for fixing the substrate W at a predetermined reference position.

X方向駆動軸4は、ボールねじなどから構成され、端部にはX方向駆動モータ2が接続されている。このX方向駆動モータ2は、ステッピングモータなどであり、制御装置6からX軸方向の駆動信号が供給されると、X方向駆動軸4を回転させる。このX方向駆動軸4が回転すると、吐出ヘッド群100がX方向駆動軸4上をX方向に移動する。   The X-direction drive shaft 4 is composed of a ball screw or the like, and the X-direction drive motor 2 is connected to the end portion. The X direction drive motor 2 is a stepping motor or the like, and rotates the X direction drive shaft 4 when a drive signal in the X axis direction is supplied from the control device 6. When the X-direction drive shaft 4 rotates, the ejection head group 100 moves on the X-direction drive shaft 4 in the X direction.

Y方向ガイド軸5もボールねじなどから構成されているが、基台9上の所定位置に配置されている。このY方向ガイド軸5上にステージ7が配置され、このステージ7はY方向駆動モータ3を備えている。このY方向駆動モータ3は、ステッピングモータなどであり、制御装置6からY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7は、Y方向ガイド軸5に案内されながらY方向に移動する。このようにしてX軸方向の駆動とY軸方向の駆動とを行うことにより、吐出ヘッド群100を基板W上の任意の場所に移動させることができる。   The Y-direction guide shaft 5 is also composed of a ball screw or the like, but is arranged at a predetermined position on the base 9. A stage 7 is disposed on the Y-direction guide shaft 5, and the stage 7 includes a Y-direction drive motor 3. The Y-direction drive motor 3 is a stepping motor or the like. When a drive signal in the Y-axis direction is supplied from the control device 6, the stage 7 moves in the Y direction while being guided by the Y-direction guide shaft 5. Thus, the ejection head group 100 can be moved to an arbitrary location on the substrate W by performing driving in the X-axis direction and driving in the Y-axis direction.

図2に示すように、制御装置6は、吐出ヘッド群100にインクの吐出制御用の信号を供給する駆動信号制御装置31を備えている。また、制御装置6は、X方向駆動モータ2およびY方向駆動モータ3に吐出ヘッド群100とステージ7との位置関係を制御する信号を供給するヘッド位置制御装置32を備えている。また、制御装置6は、後述の図3に示す温度制御部300を備えている。これらの制御装置による制御に基づいて、吐出ヘッド群100と基板Wが相対的に移動し、該相対移動に基づいて所定の描画を実現している。   As shown in FIG. 2, the control device 6 includes a drive signal control device 31 that supplies a signal for controlling the ejection of ink to the ejection head group 100. The control device 6 also includes a head position control device 32 that supplies a signal for controlling the positional relationship between the ejection head group 100 and the stage 7 to the X-direction drive motor 2 and the Y-direction drive motor 3. Moreover, the control apparatus 6 is provided with the temperature control part 300 shown in below-mentioned FIG. Based on the control by these control devices, the ejection head group 100 and the substrate W move relative to each other, and predetermined drawing is realized based on the relative movement.

(温度制御のための構成)
上述した通り、タンク500及び供給パイプ400にはヒータ320,330が配設されている。図3は、インクジェット装置1の温度制御のための構成を示すブロック図である。図3に示すように、タンク500に対しては、第1ヒータ320、および第1温度センサ325が設けられるとともに、供給パイプ400には、第2ヒータ330、および第2温度センサ335が設けられている。なお、各部位には、保温材なども配置されるが、図3では図示を省略してある。
(Configuration for temperature control)
As described above, the heaters 320 and 330 are disposed in the tank 500 and the supply pipe 400. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration for temperature control of the inkjet apparatus 1. As shown in FIG. 3, the tank 500 is provided with a first heater 320 and a first temperature sensor 325, and the supply pipe 400 is provided with a second heater 330 and a second temperature sensor 335. ing. In addition, although a heat insulating material etc. are arrange | positioned at each site | part, illustration is abbreviate | omitted in FIG.

温度制御部300は、図1に示す制御装置6に設けられ、第1温度センサ325、および第2温度センサ335は、タンク500、および供給パイプ400に対する各温度監視結果を温度制御部300に出力するように構成されている。そして、これらの温度センサ325、335の温度監視結果に基づいて、温度制御部300は、第1ヒータ320、および第2ヒータ330を個別に制御する。このため、本実施形態においては、タンク500、および供給パイプ400の温度を各々独立して所定の温度に制御することができる。また、温度制御部300にタイマーを備え、前回のインクの加熱処理から一定時間経過した後に再度インクの加熱を行うようにしても良い。   The temperature control unit 300 is provided in the control device 6 shown in FIG. 1, and the first temperature sensor 325 and the second temperature sensor 335 output the temperature monitoring results for the tank 500 and the supply pipe 400 to the temperature control unit 300. Is configured to do. And based on the temperature monitoring result of these temperature sensors 325 and 335, the temperature control part 300 controls the 1st heater 320 and the 2nd heater 330 separately. For this reason, in this embodiment, the temperature of the tank 500 and the supply pipe 400 can be independently controlled to a predetermined temperature. Further, the temperature control unit 300 may be provided with a timer so that the ink is heated again after a predetermined time has elapsed since the previous ink heating process.

なお、第2ヒータ330は、供給パイプ400全体に設けても良く、供給パイプ400の吐出ヘッド群100近傍のみに設けても良い。また、加熱手段として、通電するのみで一定温度まで加熱する自己制御式のヒータを用いれば、上記各温度センサ325,335及び温度制御部300を省略することができる。さらに、加熱手段としてチラー装置を用いることもできる。   The second heater 330 may be provided in the entire supply pipe 400 or may be provided only in the vicinity of the discharge head group 100 of the supply pipe 400. Further, if a self-control type heater that heats to a certain temperature only by energization is used as the heating means, the temperature sensors 325 and 335 and the temperature control unit 300 can be omitted. Further, a chiller device can be used as the heating means.

図4はチラー装置の一例について、その概略構成を示すブロック図である。チラー装置を使用する場合は、図3のヒータ320、330に代えて冷媒を循環する熱交換機を配設する。チラー装置50は、図示しない温度制御対象に配設された熱交換機から取り出した冷媒(例えば、ブライン)を冷凍機51により冷却した後にヒータ52により加熱することにより温度制御を行い、ポンプ53によってバッファタンク54に供給し、バッファタンク54から温度制御対象に冷媒を供給するようにしている。そして、バッファタンク54から吐出される冷媒の温度を温度センサ55により検出し、設定温度および検出温度に基づいてPID制御などを行って制御信号を出力して冷凍機51およびヒータ52を制御するものである。このようなチラー装置を用いることにより、精密な温度制御を行うことができる。特に60℃〜80℃程度の比較的低い温度での加熱を行う場合に、ヒータに比べて高い精度の温度制御を行うことができる。   FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of the chiller device. When the chiller device is used, a heat exchanger for circulating the refrigerant is provided instead of the heaters 320 and 330 in FIG. The chiller device 50 performs temperature control by cooling a refrigerant (for example, brine) taken out from a heat exchanger disposed in a temperature control object (not shown) by a refrigerator 51 and then heating the refrigerant by a heater 52. The refrigerant is supplied to the tank 54, and the refrigerant is supplied from the buffer tank 54 to the temperature control target. And the temperature of the refrigerant | coolant discharged from the buffer tank 54 is detected by the temperature sensor 55, PID control etc. are performed based on setting temperature and detected temperature, a control signal is output, and the refrigerator 51 and the heater 52 are controlled. It is. By using such a chiller device, precise temperature control can be performed. In particular, when heating is performed at a relatively low temperature of about 60 ° C. to 80 ° C., temperature control with higher accuracy than that of the heater can be performed.

以上のような構成の本実施形態のインクジェット装置1は、その粘度が経時的に変化するインクに特化した装置とされている。つまり、タンク500に貯蔵しておいたインクについて、その粘度が経時的に増加したとしても、タンク500に配設されたヒータ320の作動により所定の温度(ここではインクを構成する溶質のガラス転移温度以下、具体的には60℃〜120℃(具体的には80℃))に加熱するものとしているため、該インクの粘度を貯蔵当初の状態に戻すことが可能となり、安定した吐出を行うことができるようになる。なお、加熱時間は5分〜30分程度(例えば20分)行えば、粘度を貯蔵当初の状態に戻すことができる。
インクの加熱は温度が高いほど短い時間の処理で、インクを調製した当初の粘度に戻すことが可能であるが、溶質として使用する高分子材料(発光材料、正孔注入/輸送材料等)のガラス転移温度以上の温度とすると高分子材料が劣化し、所望の特性が得られなくなるおそれがある。高分子の発光材料は150℃〜250℃のガラス転移を有するものが多いため、マージンを考慮して120℃以下とすることが望ましい。また、60℃未満の温度ではインクを調製した当初の粘度に戻す効果が得られないか、或いはその効果が得られるまでの処理時間が長くなり、インクジェット装置の稼働率を保つことが難しくなる。
The inkjet apparatus 1 according to the present embodiment having the above-described configuration is an apparatus specialized for ink whose viscosity changes with time. That is, even if the viscosity of the ink stored in the tank 500 increases with time, the operation of the heater 320 provided in the tank 500 causes a predetermined temperature (here, the glass transition of the solute constituting the ink). Since the ink is heated to a temperature below 60 ° C., specifically 60 ° C. to 120 ° C. (specifically 80 ° C.), the viscosity of the ink can be returned to the original storage state, and stable ejection is performed. Will be able to. In addition, if heating time is performed for about 5 minutes-30 minutes (for example, 20 minutes), a viscosity can be returned to the original state of storage.
The heating of the ink can be returned to the original viscosity when the ink was prepared by a shorter time as the temperature is higher, but the polymer material (light emitting material, hole injection / transport material, etc.) used as the solute If the temperature is higher than the glass transition temperature, the polymer material may be deteriorated, and desired characteristics may not be obtained. Since many polymer light-emitting materials have a glass transition of 150 ° C. to 250 ° C., it is desirable that the temperature be 120 ° C. or less in consideration of a margin. In addition, if the temperature is lower than 60 ° C., the effect of returning the ink to the original viscosity cannot be obtained, or the processing time until the effect is obtained becomes long, and it becomes difficult to maintain the operation rate of the ink jet apparatus.

インクジェット装置1を用いたインクの吐出手順を説明すると、まず、用いるインクをタンク500内に供給してインクの貯蔵を行う。ここでは、フルオレン骨格を有する高分子材料を、ベンゼン系若しくはビフェニル系溶媒(例えばイソプロピルビフェニル、シクロへキシルベンゼン、ジメチルジフェニルエーテル)に溶解ないし分散させたインクを用いた。このインクは、図6に示すように粘度が経時変化するものである。なお、図6は粘度の経時変化を示すグラフであって、縦軸は粘度を、横軸は時間変化を示している。   The ink ejection procedure using the inkjet apparatus 1 will be described. First, the ink to be used is supplied into the tank 500 to store the ink. Here, an ink in which a polymer material having a fluorene skeleton is dissolved or dispersed in a benzene-based or biphenyl-based solvent (for example, isopropyl biphenyl, cyclohexylbenzene, dimethyldiphenyl ether) was used. In this ink, the viscosity changes with time as shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the change in viscosity over time, with the vertical axis indicating the viscosity and the horizontal axis indicating the change over time.

その後、制御装置6を作動させることにより、供給パイプ400を介してタンク500から吐出ヘッドにインクを供給する。そして、吐出ヘッドの作動に基づいて基板Wの所定領域にインクが吐出される。この場合、必要に応じて、第1ヒータ320でタンク500を加熱することで、インクを加熱し、該インクの粘度を貯蔵当初の粘度に回復させるものとしている。また、第2ヒータ330で供給途上のインクを加熱することで粘度の回復を一層高めるものとしている。   Thereafter, by operating the control device 6, ink is supplied from the tank 500 to the ejection head via the supply pipe 400. Then, ink is ejected to a predetermined region of the substrate W based on the operation of the ejection head. In this case, if necessary, the tank 500 is heated by the first heater 320 to heat the ink, and the viscosity of the ink is restored to the initial viscosity. Further, the ink that is being supplied is heated by the second heater 330 to further improve the viscosity recovery.

(有機エレクトロルミネッセンス(EL)装置の製造)
上記実施形態の吐出方法で有機EL装置を製造する方法について説明する。製造する有機EL装置は、図5に示すような構成を有するものである。すなわち、本実施形態に係る有機EL装置200は、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。
(Manufacture of organic electroluminescence (EL) devices)
A method for manufacturing an organic EL device by the ejection method of the above embodiment will be described. The organic EL device to be manufactured has a configuration as shown in FIG. That is, the organic EL device 200 according to this embodiment includes a transparent substrate 2 made of glass or the like, and light emitting elements arranged in a matrix. Here, the light emitting element includes a pixel electrode 111, a functional layer (organic EL layer) 110, and a cathode 12. The pixel electrode 111 is composed of a light-transmitting conductive film such as ITO (indium tin oxide), and the cathode 12 is composed of a light-reflecting conductive film such as aluminum.

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。   On the base 2, a pixel electrode 111 and a bank part 122 that partitions the functional layer 110 are disposed. The bank 122 is configured by laminating an inorganic bank layer (first bank layer) 112a located on the base 2 side and an organic bank layer (second bank layer) 112b located on the cathode 12 side.

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。   Next, the functional layer 110 includes a hole injection / transport layer 110a stacked on the pixel electrode 111 and a light emitting layer 110b formed adjacent to the hole injection / transport layer 110a. The hole injection / transport layer 110a has a function of injecting holes into the light emitting layer 110b and a function of transporting holes inside the hole injection / transport layer 110a. In the light emitting layer 110b, the holes injected from the hole injection / transport layer 110a and the electrons injected from the cathode 12 are recombined in the light emitting layer, and light emission is obtained. An interlayer layer for suppressing a reaction between the hole injection / transport layer 100a and the light emitting layer 110b may be provided between the hole injection / transport layer 110a and the light emitting layer 110b.

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。   The light emitting layer 110b has three types, a red light emitting layer 110b1 that emits red (R), a green light emitting layer 110b2 that emits green (G), and a blue light emitting layer 110b3 that emits blue (B). The light emitting layers 110b1 to 110b3 are arranged in stripes.

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、上記実施形態のインクジェット装置1を用いた液滴吐出方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。   Next, a method for manufacturing the organic EL device 200 will be described. The process of manufacturing the organic EL device of this embodiment is basically composed of a partition wall (bank part) forming process, a hole injection / transport layer forming process, a light emitting layer forming process, a cathode forming process, and a sealing process. Configured. Of these steps, the droplet discharge method using the inkjet device 1 of the above embodiment can be suitably applied to the hole injection / transport layer forming step and the light emitting layer forming step.

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。   In the partition wall forming step, a bank part (partition wall) 120 that separates the pixel regions is formed on the transparent electrode 111 made of ITO or the like formed on the substrate 2 on which TFTs or the like are provided in advance as necessary. Specifically, the inorganic bank layer 112a made of an inorganic material and the organic bank layer 112b made of an organic material are each formed by patterning using a photolithography technique.

次に、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、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)及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−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。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極性溶媒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。
上記の正孔注入/輸送層形成材料と極性溶媒により調製したインク組成物にも、大きなものでは無いが、インクの粘度、弾性率等の経時的な変化が見られる。このため、インクタンク或いはインク供給パイプに加熱機構を設け、インクの加熱処理を行うことで、より安定した吐出および再現性の高い乾燥処理が可能となる。従って均一な膜厚の正孔注入/輸送層110aを安定して形成することができる。
Next, in the hole injection / transport layer forming step, a hole injection / transport layer forming material (hole injection / transport layer forming ink) is discharged to each pixel region using the above-described droplet discharge method. As the hole injection / transport layer forming material, for example, a composition obtained by dissolving a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) in a polar solvent can be used. Examples of the polar solvent include isopropyl alcohol (IPA), normal butanol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and its derivatives, carbitol acetate And glycol ethers such as butyl carbitol acetate. The hole injection / transport layer forming material 110a is formed by drying the discharged hole injection / transport layer forming material and evaporating the polar solvent contained in the hole injection / transport layer forming material.
The ink composition prepared with the hole injection / transport layer forming material and the polar solvent is not large, but changes with time such as viscosity and elastic modulus of the ink are observed. For this reason, by providing a heating mechanism in the ink tank or the ink supply pipe and performing the heat treatment of the ink, a more stable discharge and a highly reproducible drying process can be performed. Therefore, the hole injection / transport layer 110a having a uniform film thickness can be stably formed.

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非極性溶媒とから構成される。有機EL材料として、フルオレン系高分子誘導体に、非極性溶媒として、イソプロピルビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、ジメチルジフェニルエーテルを用いている。これらの材料の組み合わせは、良好な特性の発光層を形成できるものであるが、発光層形成インクの粘度が変化し易く、安定した吐出及び成膜が難しいものであった。しかし、インクタンク或いはインク供給パイプに加熱機構を設け、インクの加熱処理を行うことで、安定した吐出および再現性の高い乾燥処理が可能となる。このため、均一な膜厚の発光層110bを安定して形成することが可能となっている。また、有機EL材料としては、(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。非極性溶媒としては、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。これらの材料の組み合わせを用いる場合でも、インクタンク或いはインク供給パイプに加熱機構を設け、インクの加熱処理をことで、より安定した吐出及び成膜が可能となっている。吐出後の発光層形成材料を乾燥処理することにより発光層形成材料に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、発光層110bが形成される。   Next, in the light emitting layer forming step, the light emitting layer forming material (light emitting layer forming ink) is discharged onto the hole injection / transport layer in each pixel region using the discharging method of the above embodiment. The light emitting layer forming material is composed of a solute component such as an organic EL material corresponding to each color and a nonpolar solvent. As organic EL materials, fluorene polymer derivatives are used, and isopropyl biphenyl, cyclohexylbenzene, and dimethyldiphenyl ether are used as nonpolar solvents. The combination of these materials can form a light-emitting layer with good characteristics, but the viscosity of the light-emitting layer-forming ink tends to change, and stable ejection and film formation are difficult. However, by providing a heating mechanism in the ink tank or the ink supply pipe and performing the heat treatment of the ink, a stable discharge and a highly reproducible drying process can be performed. For this reason, it is possible to stably form the light emitting layer 110b having a uniform thickness. Organic EL materials that are soluble in (poly) paraphenylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole, polythiophene derivatives, perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, and other benzene derivatives An EL material or the like can be used. As the nonpolar solvent, dihydrobenzofuran, trimethylbenzene, tetramethylbenzene and the like can be used. Even when a combination of these materials is used, a heating mechanism is provided in the ink tank or the ink supply pipe, and the ink is heat-treated, thereby enabling more stable ejection and film formation. The non-polar solvent contained in the light emitting layer forming material is evaporated by drying the light emitting layer forming material after discharging, and the light emitting layer 110b is formed.

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5に示した有機EL装置を製造することができる。   Next, in the cathode forming step, the cathode 12 is formed on the entire surface of the light emitting layer 110 b and the bank part 122. In the sealing step, a sealing material made of thermosetting resin or ultraviolet curable resin is applied to the entire surface of the cathode 12 to form a sealing layer. Further, a sealing substrate is laminated on the sealing layer. Through the above steps, the organic EL device shown in FIG. 5 can be manufactured.

以上、本発明の実施の形態を示したが、本発明は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、インクジェット装置1において、供給パイプ(移送手段)とタンク(貯蔵手段)の双方にヒータ(加熱手段)を設ける構成としたが、いずれか一方にヒータを設けるものとしても良い。また、当該インクジェット装置1を用いて有機EL装置を製造する例を示したが、その他の配線形成工程、カラーフィルタ製造工程等においても当該インクジェット装置1を用いることができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was shown, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the inkjet apparatus 1, the heater (heating means) is provided in both the supply pipe (transfer means) and the tank (storage means), but a heater may be provided in either one. Moreover, although the example which manufactures an organic electroluminescent apparatus using the said inkjet apparatus 1 was shown, the said inkjet apparatus 1 can be used also in another wiring formation process, a color filter manufacturing process, etc.

本発明を適用したインクジェット装置の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the inkjet apparatus to which this invention is applied. 図1に示すインクジェット装置の吐出動作に対する制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system with respect to discharge operation of the inkjet apparatus shown in FIG. 図1に示すインクジェット装置の温度制御のための構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for temperature control of the inkjet apparatus shown in FIG. 加熱手段としてのチラー装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the chiller apparatus as a heating means. インクジェット装置を用いて製造した有機EL装置の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the organic electroluminescent apparatus manufactured using the inkjet apparatus. 粘度の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of a viscosity.

符号の説明Explanation of symbols

1…インクジェット装置、100…吐出ヘッド群(吐出ヘッド)、200…有機EL装置、320,330…ヒータ(加熱手段)、400…供給パイプ(移送手段)、500…タンク(貯蔵手段)、W…基板(吐出対象物)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet apparatus, 100 ... Discharge head group (discharge head), 200 ... Organic EL apparatus, 320, 330 ... Heater (heating means), 400 ... Supply pipe (transfer means), 500 ... Tank (storage means), W ... Substrate (Discharge target)

Claims (8)

対象物の所定領域に液状体を吐出する吐出ヘッドと、
前記液状体を貯蔵する貯蔵手段と、
前記液状体を前記貯蔵タンクから前記吐出ヘッドに移送する移送手段と、
前記貯蔵手段又は前記移送手段の少なくともいずれかにおいて、前記液状体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする液滴吐出装置。
An ejection head for ejecting a liquid material to a predetermined area of the object;
Storage means for storing the liquid material;
Transfer means for transferring the liquid material from the storage tank to the discharge head;
At least one of the storage unit and the transfer unit includes a heating unit that heats the liquid material.
前記液状体が、時間の経過と共に粘度が上昇するものであることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge apparatus according to claim 1, wherein the liquid has a viscosity that increases with time. 液状体を吐出ヘッドから対象物の所定領域に吐出する工程と、
前記液状体を貯蔵手段に貯蔵する工程と、
前記液状体を前記貯蔵手段から前記吐出ヘッドに移送する工程とを有し、
前記貯蔵する工程又は前記移送する工程において、前記液状体を加熱することを特徴とする液滴吐出方法。
Discharging the liquid material from the discharge head to a predetermined area of the object;
Storing the liquid in a storage means;
Transporting the liquid material from the storage means to the ejection head,
A liquid droplet ejection method, wherein the liquid material is heated in the storing step or the transferring step.
前記液状体が、時間の経過と共に粘度が上昇するものであることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出方法。   The droplet discharge method according to claim 3, wherein the liquid has a viscosity that increases with time. 前記加熱の温度が、前記液状体に含まれる溶質のガラス転移温度以下であることを特徴とする請求項3又は4に記載の液滴吐出方法。   The droplet discharge method according to claim 3 or 4, wherein the heating temperature is equal to or lower than a glass transition temperature of a solute contained in the liquid. 前記加熱の時間が、5分〜30分であることを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の液滴吐出方法。   6. The droplet discharge method according to claim 3, wherein the heating time is 5 minutes to 30 minutes. 前記加熱後、該加熱した液状体を24時間以内に前記吐出ヘッドから吐出することを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の液滴吐出方法。   7. The droplet discharge method according to claim 3, wherein after the heating, the heated liquid material is discharged from the discharge head within 24 hours. 一対の電極間に有機EL層を有してなる有機EL装置の製造方法であって、
前記有機EL層を請求項3ないし7のいずれか1項に記載の液滴吐出方法を用いて成膜する工程を含むことを特徴とする有機EL装置の製造方法。
A method of manufacturing an organic EL device having an organic EL layer between a pair of electrodes,
A method for manufacturing an organic EL device, comprising a step of forming a film of the organic EL layer using the droplet discharge method according to claim 3.
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WO2011138883A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 シャープ株式会社 Coating apparatus and coating method
US9312519B2 (en) 2012-06-01 2016-04-12 Joled Inc. Organic light emitting element, organic el display panel, organic el display device, coated device, and method for manufacturing these

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