JP2009277578A - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置を製造する方法は、基板上の平面内の面内方向に複数の隔壁によって区画された複数の画素領域について、各色成分の画素領域ごとに各色成分を順に塗布して発光層を形成する方法を含む、発光装置を製造する方法であって、第1色成分を溶解した第1塗布液を前記第1色成分の画素領域に塗布するステップと、第2色成分を溶解した第2塗布液を前記第2色成分の画素領域に塗布するステップと、を含み、前記第1塗布液と前記第2塗布液は、少なくとも一つの共通の溶媒を含むと共に、前記各色成分の塗布液を塗布するステップでは、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に多い色成分の塗布液から、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に少ない色成分の塗布液の順番に塗布を行う。
【選択図】図5
Description
(a)まず、フォトリソグラフィの技術を用いて基板上に陽極を形成する。
(b)次に、フォトリソグラフィの技術を用いて隔壁を形成する。
(c)その後、印刷法によりRGBの発光層のインクが塗布される。
(d)塗布されたインクは塗布工程および次の工程で乾燥され、発光層のパターンが形成される。
(e)その後、発光層の上にスパッタリングなどの方法で陰極が形成される。
以上によって有機ELディスプレイが製造される。
第1色成分を溶解した第1塗布液を前記第1色成分の画素領域に塗布するステップと、
第2色成分を溶解した第2塗布液を前記第2色成分の画素領域に塗布するステップと、
を含み、
前記第1塗布液と前記第2塗布液は、少なくとも一つの共通の溶媒を含むと共に、
前記各色成分の塗布液を塗布するステップでは、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に多い色成分の塗布液から、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に少ない色成分の塗布液の順番に塗布を行うことを特徴とする。
前記第2塗布液よりも前記共通の溶媒の濃度が高い前記第1塗布液を用いて、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が前記第2塗布液よりも多い前記第1塗布液を塗布するステップを行った後、次いで、前記第2塗布液を塗布するステップを行ってもよい。
単位面積に塗布する第1塗布液の量が前記第2塗布液の量よりも多くなるように、前記第1塗布液を塗布するステップを行った後、次いで、前記第2塗布液を塗布するステップを行ってもよい。
単位面積に塗布する前記共通の溶媒が相対的に多い色成分の塗布液はインクジェット法で塗布し、
単位面積に塗布する前記共通の溶媒が相対的に少ない色成分の塗布液はダイコート法で塗布してもよい。
単位面積に塗布される前記共通の溶媒が相対的に多い前記第1塗布液を塗布するステップで、前記基板の中央部で塗布する量が、前記基板の端部で塗布する量より少なくなるように、前記第1塗布液を塗布してもよい。
図1から図5を用いて、本発明の実施の形態1に係る発光装置の製造方法における発光層の塗布工程を説明する。この発光装置は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイである。ここでは、その発光層の塗布工程として印刷法の一つであるダイコート法を用いた例について説明する。
図1(a)は、ダイコート装置20による基板1への塗布前の平面図であり、図1(b)は、塗布後の平面図であり、図1(c)はダイコート装置20の構成を示す正面図である。このダイコート法で用いるダイコート装置20は、定板21、基板1を載置して搬送する基板搬送ステージ2、基板1に塗布液を塗布するノズルヘッド10、ノズルヘッド10を取り付けるノズルヘッド取り付け支柱22、インク配送配管3、インクタンク4、インク用ポンプ5、ノズルヘッド昇降機構(不図示)、制御部(不図示)を備える。次に、ダイコート装置20の各構成要素の動作を説明する。インクタンク4には各色成分の原料を溶媒に溶かしたインク(塗布液)が貯蔵されている。インクはインクタンク4からインク用ポンプ5によってインク配送配管3を通ってノズルヘッド10に送り込まれる。
図5を用いて本発明の実施の形態1に係る発光装置の製造方法における発光層の塗布工程を説明する。この場合の塗布装置としては、ダイコート装置を使用する。
(a)基板1上に陽極32および隔壁31を形成する(図5(a))。図5(a)は、各色成分の塗布液を塗布する塗布工程直前の状態を示す概略断面図である。隔壁31にはポリイミド樹脂やアクリル樹脂が使用され、フッ素ガスによるプラズマ処理等でインクに対して撥液化処理される。この隔壁31は、次の塗布工程において塗布液を塗布する各画素を区画する。隔壁31を形成しているので、塗布されたインク(塗布液)は所望の画素領域にとどまり混色することなく高品位なディスプレイを実現できる。
なお、図4に示すように、隔壁31を線状に形成し、RGBの各色ごとにライン形状に区画してもよい。あるいは、隔壁31を格子状に形成し、各画素(ピクセル)を区画してもよい。なお、ライン状に区画した場合には、陽極32をピクセル状にパターニングしておくことによって各画素ごとについて選択可能となり、テレビ等の表示装置として機能させることができる。
このGインクの原料としては、ポリフルオレン系、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系、アルコキシベンゼン、アルキルベンゼンなどの高分子材料を用いることができる。また、溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキシルベンゼン等の単独または混合溶媒が挙げられる。なお、他のRインク、Bインクについてもそれぞれ所望の色を有する同様の高分子材料及び溶媒を用いることができる。
また、図5(c)に示すように、青(B)インク401Bを塗布する時点で緑(G)インク401Gの溶媒が隔壁間に残っているように緑(G)インク401Gの溶媒量を調整しておくのが望ましい。
(d)最後に、別の塗布装置、又は、同じ塗布装置の別のノズルヘッドを使用して、単位面積に塗布する溶媒量が最も少ない赤(R)インク401Rを塗布する(図5(d))。図5(d)は、Rインク401R塗布後の状態を示す概略断面図である。図5(e)は、Rインク401Rが乾燥して、発光層(R)となった状態を示す概略断面図である。
(e)RGBのすべてのインクを塗布した後、真空乾燥炉などで残留溶媒を除去する。
(f)その後、スパッタリング法等で陰極33を形成する(図3)。
以上のようにして、乾燥ムラに起因する膜厚ムラがない高品位な有機ELディスプレイを製造できる。
本発明の実施の形態1に係る発光装置(有機ELディスプレイ)を製造する方法では、各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、単位面積に塗布する共通の溶媒の量が相対的に多い色成分の塗布液から、単位面積に塗布する共通の溶媒の量が相対的に少ない色成分の塗布液の順番に塗布を行うことを特徴とする。これについて、実施の形態1では、溶媒へのインクの溶解性が下記の関係式、
(Rインク)>(Bインク)>(Gインク)
を満たす各インクを使用する場合を例に説明する。また、この有機ELディスプレイでは、RGBのそれぞれの発光層の膜厚が50〜100nmの範囲内でほぼ等しいものとする。この時、インクの製造工程を短縮するため、溶解性の高いインクは高い濃度で、溶解性の低いインクは低い濃度で塗布する。そのため、単位面積に塗布される溶媒の量の関係は
(Gインク)>(Bインク)>(Rインク)
となる。なお、有機ELディスプレイの製造方法におけるインクの濃度は0.5〜10wt%の範囲である。
図3は、本発明の実施の形態1に係る発光装置の製造方法によって得られる有機ELディスプレイの構造を示す概略断面図である。また、図4は、この有機ELディスプレイの平面図である。この有機ELディスプレイは、基板1の平面上に複数の隔壁31で区画された画素領域を有し、各画素は、面に垂直方向について陽極32、発光層301、陰極33が順に積層されて構成されている。有機ELディスプレイの場合、発光層としてRGBの3色に対応した3種類がある。それぞれを301R、301G、301Bで表している。各画素ごとに発光層301は、赤(R)301R、緑(G)301G、青(B)301Bの各色の発光層が形成される。この有機ELディスプレイでは、陰極からの電子と陽極からの正孔が発光層内で結合し発光する。
なお、基板1にはディスプレイを駆動するためのTFT(図示せず)を内蔵してもよい。また、陰極の上層には封止膜(図示せず)やカラーフィルタ(図示せず)などが適宜配置してもよい。
図6を用いて、本発明の実施の形態2に係る発光装置の製造方法における発光層の塗布方法を説明する。塗布装置としては、実施の形態1と同様にダイコート装置を使用する。
(a)基板1上の平面内に陽極32および隔壁31を形成する(図6(a))。図6(a)は、発光層の塗布工程直前の状態を示す概略断面図である。
(b)基板1を図1の塗布装置に搬送した後、まず、単位面積に塗布する共通の溶媒量が最も多いRインク401Rを塗布する(図6(b))。図6(b)は、Rインク401R塗布後の状態を示す概略断面図である。塗布は一括でするのが望ましいが、塗布方向(基板搬送方向)と垂直方向でのノズルヘッド10の幅が狭い場合には複数回走査して塗布してもよい。
図6(c)は、Gインク401G塗布後の状態を示す断面図である。Gインク401Gの塗布の時点でRインク401Rの溶媒が隔壁間に残っているようにRインク401Rの溶媒量を調整しておくことが望ましい。
(d)最後に、別の塗布装置、又は、同じ塗布装置の別のノズルヘッドを使用して、単位面積に塗布する溶媒量が最も少ない青(B)インク401Bを塗布する(図6(d))。図6(d)は、Bインク401B塗布後の状態を示す概略断面図である。図6(e)は、Bインク401Bが乾燥して、発光層(B)となった状態を示す概略断面図である。
(e)RGBのすべてのインクを塗布した後、真空乾燥炉などで残留溶媒を除去する。
(f)その後、スパッタリング法等で陰極33を形成する(図3)。
以上のようにして、乾燥ムラに起因する膜厚ムラがない高品位な有機ELディスプレイを製造できる。
本実施の形態2に係る発光装置(有機ELディスプレイ)を製造する方法では、各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、単位面積に塗布する共通の溶媒の量が相対的に多い色成分の塗布液から、単位面積に塗布する共通の溶媒の量が相対的に少ない色成分の塗布液の順番に塗布を行うことを特徴とする。これについて、実施の形態2では、R、G、Bの各発光層の膜厚が50〜100nmの範囲で、下記関係式、
(Rの膜厚)>(Gの膜厚)>(Bの膜厚)
を満たす有機ELデバイスを例に説明する。
塗布装置の調整を容易に行うことが製造コストを低減する上で重要となるので、それぞれのインクの粘度はほぼ等しいことが望ましい。インクの粘度はインクの濃度に比例するので、それぞれのインクの濃度がほぼ等しいことが望ましい。そのため単位面積に塗布されるインクの量は膜厚に比例する。そこで、単位面積に塗布される溶媒の量の関係は、下記関係式、
(Rインク)>(Gインク)>(Bインク)
を満たすものとなる。なお、有機ELディスプレイの製造方法におけるインクの濃度は0.5〜10wt%の範囲である。
2 基板搬送ステージ
3 インク配送配管
4 インクタンク
5 インク用ポンプ
10 ノズルヘッド
11 ノズル穴
12 マニホールド部
13 インク導入口
14 ノズル穴開口部
20、20a ダイコート装置
21 定板
22 ノズル取り付け柱
23 搬送方向
31 隔壁
32 陽極
33 陰極
50 覆い
301R 発光層(赤(R))
301G 発光層(緑(G))
303B 発光層(青(B))
401R 塗布された赤(R)インク
401G 塗布された緑(G)インク
403B 塗布された青(B)インク
Claims (8)
- 基板上の平面内の面内方向に複数の隔壁によって区画された複数の画素領域について、各色成分の画素領域ごとに各色成分を順に塗布して発光層を形成する方法を含む、発光素子を製造する方法であって、
第1色成分を溶解した第1塗布液を前記第1色成分の画素領域に塗布するステップと、
第2色成分を溶解した第2塗布液を前記第2色成分の画素領域に塗布するステップと、
を含み、
前記第1塗布液と前記第2塗布液は、少なくとも一つの共通の溶媒を含むと共に、
前記各色成分の塗布液を塗布するステップでは、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に多い色成分の塗布液から、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が相対的に少ない色成分の塗布液の順番に塗布を行う、発光装置を製造する方法。 - 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が前記第2塗布液よりも多くなるように前記第1塗布液を塗布するステップを行った後、次いで、前記第2塗布液を塗布するステップを行う、請求項1に記載の発光装置を製造する方法。
- 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、単位面積に塗布する第1塗布液の量と前記第2塗布液の量が実質的に同じであって、
前記第2塗布液よりも前記共通の溶媒の濃度が高い前記第1塗布液を用いて、単位面積に塗布する前記共通の溶媒の量が前記第2塗布液よりも多い前記第1塗布液を塗布するステップを行った後、次いで、前記第2塗布液を塗布するステップを行う、請求項2に記載の発光装置を製造する方法。 - 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、前記第1塗布液と前記第2塗布液とは前記共通の溶媒の濃度が実質的に同じであって、
単位面積に塗布する第1塗布液の量が前記第2塗布液の量よりも多くなるように、前記第1塗布液を塗布するステップを行った後、次いで、前記第2塗布液を塗布するステップを行う、請求項2に記載の発光装置を製造する方法。 - 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、前記第1塗布液を塗布するステップの後、塗布された前記第1塗布液の前記共通の溶媒が残留している状態で、前記第2塗布液を塗布するステップを行う、請求項2に記載の発光装置を製造する方法。
- 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、
単位面積に塗布する前記共通の溶媒が相対的に多い色成分の塗布液はインクジェット法で塗布し、
単位面積に塗布する前記共通の溶媒が相対的に少ない色成分の塗布液はダイコート法で塗布する、
請求項2に記載の発光装置を製造する方法。 - 前記各色成分の塗布液を塗布するステップにおいて、
単位面積に塗布される前記共通の溶媒が相対的に多い前記第1塗布液を塗布するステップで、前記基板の中央部で塗布する量が、前記基板の端部で塗布する量より少なくなるように、前記第1塗布液を塗布する、請求項2に記載の発光装置の製造方法。 - 前記各色成分の塗布液を塗布するステップは、前記基板の端部の周辺を閉塞して、前記基板の中央部に開口を持つ覆いの中で行われる、請求項1から7のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
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