JP2007073316A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェット方式で発光層を形成する場合において、発光層の成形不良による製品不良を低減することができる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】アレイ基板１０上に配置された画素２０に対応する位置にインクジェットヘッドのノズル３６から発光材料を溶媒Ｋに溶解した発光層形成材料Ｍを吐出して各画素２０に発光層３４を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、発光層３４を形成した画素２０から成形不良発光部２０ａを検出し、前記検出した成形不良発光部２０ａに発光材料を溶解した溶媒Ｋを吐出して成形不良の発光層３４を溶解し、その後、インクジェットヘッドのノズル３６から前記発光層形成材料Ｍを再吐出して前記成形不良発光部２０ａに発光層３４を再形成する。
【選択図】 図２
【解決手段】アレイ基板１０上に配置された画素２０に対応する位置にインクジェットヘッドのノズル３６から発光材料を溶媒Ｋに溶解した発光層形成材料Ｍを吐出して各画素２０に発光層３４を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、発光層３４を形成した画素２０から成形不良発光部２０ａを検出し、前記検出した成形不良発光部２０ａに発光材料を溶解した溶媒Ｋを吐出して成形不良の発光層３４を溶解し、その後、インクジェットヘッドのノズル３６から前記発光層形成材料Ｍを再吐出して前記成形不良発光部２０ａに発光層３４を再形成する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関するものである。
近年、インクジェット方式による塗工方法が発達したことにより有機ＥＬ表示装置における発光層の形成に用いられている。
このような方式は、インクジェットヘッドのノズルを基板に対して相対的に移動させながら、ノズルから基板上に格子状に設けられた画素に向けて発光材料と溶媒とを含む発光層形成材料を断続的に吐出することにより各画素に発光層を形成するものである（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記のようなインクジェット方式で発光層を形成する場合、発光層形成材料を所定位置に所定量を吐出できないことに起因する発光層の成形不良が発生すると、有機ＥＬ表示装置の輝度分布ムラの原因となる。特に、発光材料の吐出位置及び吐出量は、基板上の全ての画素にわたって高精度に再現性良く制御しなければならないため、上記したような輝度分布ムラによる製品不良が発生し易く、製造歩留まりが悪化する問題がある。
特開２００３−１０９７５４号公報
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、発光層の成形不良による製品不良の発生を低減することができる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、アレイ基板上に配置された画素に対応する位置に発光部を配置する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記画素に対応して発光部形成材料を選択塗布法により塗布する工程と、前記発光部のうち成形不良発光部を検出する工程と、前記検出した成形不良発光部に対し、前記発光部形成材料を再塗布して前記発光部を再形成する工程と、を含むことを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、製造歩留まりを飛躍的に改善することができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態において製造対象とする有機ＥＬ表示装置に用いられるアレイ基板１０の一画素分の縦断面図であり、図２は同アレイ基板１０の画素２０に発光部３０を形成する方法を示したアレイ基板１０の要部拡大縦断面図である。
有機ＥＬ表示装置はアレイ基板１０を備え、このアレイ基板１０上の画像を表示する表示エリアには格子状に配置された赤、緑、青にそれぞれ発光する３種類の画素２０を備えている。
具体的には、アレイ基板１０は、ガラス基板から構成された支持基板１２と、走査線と、走査線に直交するように配置された信号線と、走査線と信号線との交点付近に配置されたスイッチング素子である画素ＴＦＴと前記画素ＴＦＴを介して前記信号線と接続する駆動トランジスタ１４、この駆動トランジスタ１４に接続された画素２０を有している。
ここで、画素ＴＦＴおよび駆動トランジスタ１４は、ｐチャネル型薄膜トランジスタで形成され、支持基板１２上に形成されたポリシリコン半導体層Ｐと、このポリシリコン半導体層Ｐと第１絶縁層１６を介して配置されたゲート電極Ｇと、第１絶縁層１６と第２絶縁層１８を介してポリシリコン半導体層Ｐのソース領域にコンタクトしたソース電極Ｓと、第１絶縁層１６と第２絶縁層１８を介してポリシリコン半導体層Ｐのドレイン領域とコンタクトしたドレイン電極Ｄを備える。また、画素ＴＦＴのソース電極Ｓには信号線が接続され、ゲート電極Ｇには走査線が接続されている。画素ＴＦＴのドレイン電極Ｄは、駆動トランジスタ１４のゲート電極Gと接続する。また、駆動トランジスタ１４のソース電極Sは第1電源端子、ドレイン電極Dは画素２０を介して第2電源端子に接続する。
画素２０は、第２絶縁層１８の上に配置された第３絶縁層２２の上に配置され、一対の電極と、この電極間に挟持される発光層を少なくとも備えている。
より詳細には、画素２０の下部電極（ここでは陽極）２６が第３絶縁層２２の上層に形成され、第３絶縁層２２に設けられているコンタクトホール２８によって駆動トランジスタ１４のドレイン電極Ｄと接続されている。下部電極２６は、光透過性導電材料であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄ）で形成されている。この下部電極２６の上層には、紫外線でマスク露光することで形成されたアクリル樹脂よりなる隔壁２４が形成され、これにより、横方向に隣接する画素２０を分離して区画している。
隔壁２４の開口位置に対応する画素２０の下面に位置する下部電極２６の上には、発光部３０が積層される。この発光部３０は、下部電極２６に対向配置された上部電極（陰極）２９との間に形成されるものであり、ＲＧＢ各色共通に形成される正孔輸送層３２及びその上層において各色毎に形成される発光層３４の二層構造で構成される。なお、本実施形態では発光部３０を正孔輸送層３２と発光層３４の二層構造としているが、発光層３４の上層に電子輸送層を形成した三層構造の発光部であってもよい。
上記のような発光部３０を形成するためには、選択塗布法の一つであるインクジェット法を用いる。まず、正孔輸送層３２を形成する正孔輸送層形成材料をインクジェットヘッドのノズルより隔壁２４で分離区画された画素２０に向けて吐出し、正孔輸送層形成材料の溶媒を蒸発させることで下部電極２６上に正孔輸送層３２を形成する。正孔輸送層形成材料としては、ポリチオフェン誘導体、芳香族アミン誘導体あるいはポリアニリン誘導体等を適宜の溶媒に溶解したものである。
次いで、図２（ａ）に示すように、正孔輸送層３２が形成された画素２０に向けて発光層３４を形成する発光層形成材料Ｍをインクジェットヘッドのノズル３６より吐出し、発光層形成材料Ｍの溶媒を蒸発させることで正孔輸送層３２上に発光層３４を形成する。発光層形成材料ＭはＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体又はその前駆体などの発光材料をキシレン、トルエン、アニソール、テトラリンなどの溶媒に溶解したものである。なお、発光層形成材料Ｍの吐出による発光層３４の形成は、赤、緑、青の各発光色を発光する発光層形成材料を、それぞれ対応する画素に吐出することによって行う。
次いで、発光層３４を形成した画素２０から、発光層形成材料Ｍが吐出されていない画素や規格外の膜厚の発光層３４が形成されている画素、あるいは、図２（ｂ）に示すような発光層３４が画素２０に対応した所定の位置からズレて形成されている画素などの成形不良発光部２０ａを検出する。
成形不良発光部２０ａの検出方法は、弱い白色光を発光層に照射し、その反射強度を測定し、それらの反射強度を基にしたパターン認識、あるいは弱いブラックライトなどの励起光を発光層３４に照射し、そのＰＬ（フォトルミネッセンス）発光強度を基にしたパターン認識によって上記のような成形不良発光部２０ａを検出することができる。具体的には、同軸落射照明ユニットを備えるカメラによって成形不良発光部２０ａを検出する。このカメラは４０ＭＨｚでタップスキャンすることができ、光学系の分解能５μｍ、強度分解能４０９６ｂｉｔの分解能を備えており、ピクセルサイズ７×７μｍをパターン認識上１画素として認識する。これにより得られたアレイ基板１０上の各画素２０ごとの反射光強度あるいはＰＬ発光強度に関するデータを各画素２０の位置データと対応づけて測定パターンとして取得し、該測定パターンを設計値に基づく正規パターンと比較することで、各画素２０が成形不良発光部２０ａであるか否かを検出することができる。
なお、成形不良発光部２０ａの検出は、発光層３４からの反射強度あるいはＰＬ発光強度を正確に測定するため、各画素２０に吐出された発光層形成材料Ｍ中の溶媒が蒸発して少なくとも表面が乾燥している状態で行うことが好ましく、少なくとも２０秒経過後であることが好ましい。また、製造サイクルタイムを短縮するため、発光層形成材料Ｍの吐出工程と、発光層３４を形成した画素２０から成形不良発光部２０ａの検出工程を、１つのアレイ基板１０において同時進行させてもよく、このような場合においても、発光層形成材料Ｍを吐出してから少なくとも２０秒経過した画素２０を対象に成形不良発光部２０ａの検出を行うことが好ましい。
そして、図２（ｃ）に示すように検出された成形不良発光部２０ａに対してインクジェットヘッドのノズル３６よりキシレンなどの発光材料を溶解した溶媒Ｋを３０ｐｌ吐出して成形不良の発光層３４を溶解し（図２（ｄ）参照）、次いで、図２（ｅ）に示すように、溶媒Ｋが蒸発する前に、必要量の発光層形成材料Ｍをインクジェットヘッドのノズル３６より再吐出し補充する。
補充する発光層形成材料Ｍの量は、成形不良発光部２０ａを検出する際に測定した反射光強度あるいはＰＬ発光強度に基づき、予め作成しておいた発光層３４の膜厚と反射光強度あるいはＰＬ発光強度との相関関係を示す構成曲線から、先に形成した発光層３４の膜厚を算出し、算出した発光層３４の膜厚から不足する発光層形成材料Ｍを算出することで決定される。
なお、発光層形成材料Ｍを再吐出するノズル３６は、先に発光層形成材料Ｍを不良吐出したノズル、すなわち、成形不良の発光層３４を形成したノズルと異なるノズルであることが好ましく、これにより吐出不良を再発する可能性を抑えることができる。
次いで、発光材料を溶解した溶媒Ｋを蒸発させることにより、図２（ｆ）に示すような、正孔輸送層３２上に膜厚均一性及び平坦性の高い固形の発光層３４が形成された発光部３０を得ることができ、成形不良発光部２０ａを修復することができる。
尚、発光層３４の成形不良を例にとり説明したが、発光部の他の層の成形不良に対して上記方法を適用してもよい。
次いでアレイ基板１０の表面に上部電極２９を形成し、図１に示すようなアレイ基板１０が得られ、これに不図示の封止部材などを取り付けることで有機ＥＬ表示装置が得られる。
このように、発光層３４を形成した画素２０から成形不良発光部２０ａを検出し、検出した成形不良発光部２０ａに発光層形成材料Ｍを必要量再吐出するので、位置ズレあるいは規格外の膜厚などの成形不良の発光層３４の修復や、発光層形成材料Ｍが吐出されていない画素２０の修復を行うことができ、そのため、発光層３４の成形不良による製品不良を低減して、製造歩留まりを飛躍的に改善することができる。
また、発光層形成材料Ｍを再吐出する前に、発光層形成材料Ｍの溶媒Ｋなどの発光層３４を溶解することができる溶剤を成形不良発光部２０ａに吐出することにより、画素２０に対応する所定位置からずれた位置に発光層形成材料Ｍが吐出されたために発光層３４の成形不良が生じた場合であっても、画素２０内に膜厚均一性及び平坦性の高い発光層を形成することができる。
本発明は、発光層の成形不良による製品不良を低減することができる有機ＥＬ表示装置の製造方法として有用である。
１０…アレイ基板
２０…画素
２０ａ…成形不良発光部
２４…隔壁
３０…発光部
３２…正孔輸送層
３４…発光層
３６…ノズル
Ｍ…発光層形成材
Ｋ…溶媒
２０…画素
２０ａ…成形不良発光部
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３０…発光部
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３６…ノズル
Ｍ…発光層形成材
Ｋ…溶媒
Claims (9)
- アレイ基板上に配置された画素に対応する位置に発光部を配置する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記画素に対応して発光部形成材料を選択塗布法により塗布する工程と、
前記発光部のうち成形不良発光部を検出する工程と、
前記検出した成形不良発光部に対し、前記発光部形成材料を再塗布して前記発光部を再形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 前記成形不良発光部に前記発光部形成材料を再吐出する前に、発光部を溶解することができる溶剤を該成形不良発光部に吐出することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記溶剤が、前記発光部形成材料を溶解した溶媒であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記溶剤が、キシレン、トルエン、アニソール、テトラリンのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記成形不良発光部を検出する工程は、前記発光部形成材料を選択塗布法により塗布する工程にて前記発光部形成材料を吐出してから少なくとも２０秒経過後に、前記発光部を形成した画素から成形不良画素を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記発光部形成材料を再形成する工程は、選択塗布法により行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記選択塗布法は、インクジェットヘッドのノズルから発光部形成材料を吐出するインクジェット法であることを特徴とする請求項１および６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記発光部を再形成する工程の前記インクジェットヘッドのノズルが、該成形不良発光部に前記発光部形成材料を塗布する工程にて用いたノズルと異なるノズルであることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記成形不良発光部を検出する工程は、各画素に対応して塗布された前記発光部に光を照射し、これによる各画素ごとの反射光強度あるいはＰＬ発光強度に基づくパターンと正規のパターンとを比較するパターン認識によって、該画素が成形不良発光部であるか否かを検出することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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