JP2011031175A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布装置に関するものである。 The present invention relates to a coating apparatus.
有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)は、電場を加えることによって発光する蛍光性の有機化合物によって形成されたものであり、これを用いた有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:以下、OLEDと記す)素子を各画素に有してなる表示パネルを備えた表示装置は次世代ディスプレイデバイスとして注目されている。 An organic electroluminescence element (organic EL element) is formed of a fluorescent organic compound that emits light when an electric field is applied, and an organic light emitting diode (hereinafter referred to as OLED) using the organic light emitting diode. A display device including a display panel having an element in each pixel has attracted attention as a next-generation display device.
有機EL素子は、アノード電極と、カソード電極と、これらの一対の電極間に形成され、例えば発光層、正孔注入層、等を有する有機EL層と、を備える。有機EL素子では、発光層において正孔と電子とが再結合することによって発生するエネルギーによって発光する。 The organic EL element includes an anode electrode, a cathode electrode, and an organic EL layer formed between the pair of electrodes and having, for example, a light emitting layer, a hole injection layer, and the like. In the organic EL element, light is emitted by energy generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer.
このような有機EL素子の発光層、正孔注入層等は、隔壁によって仕切られた領域に、溶液を塗布し、溶媒を乾燥させることによって形成される。溶液の塗布には、例えばノズルプリンティング方式等の塗布装置が用いられる。 The light emitting layer, the hole injection layer, and the like of such an organic EL element are formed by applying a solution to a region partitioned by a partition and drying the solvent. For application of the solution, for example, a coating apparatus such as a nozzle printing method is used.
この塗布装置は、ヘッド部を備え、ヘッド部の先端には、塗布する溶液を吐出する1つのノズルが設けられている。そして、加圧することによって、吐出する溶液が液柱となって塗布される。 This coating apparatus includes a head portion, and one nozzle for discharging a solution to be coated is provided at the tip of the head portion. Then, by applying pressure, the solution to be discharged is applied as a liquid column.
例えば、特許文献1には、有機EL材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じた溝を基板上に形成しておき、この溝にノズルを沿わせるように基板とノズルとを相対的に移動させて、前記ノズルから吐出される有機EL材料を前記溝内に流し込んで塗布する過程を備えたことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法が開示されている。
For example, in
特許文献1に記載の方法では、吐出ノズルが有機EL材料(インクの一例)を連続して吐出している最中、図16に示すように、何らかの原因で吐出ノズル内に気泡が溜まってしまう場合があった。吐出ノズルに気泡が溜まると、吐出ノズルから吐出される有機EL材料の吐出量が意図せずに変化して有機EL材料の吐出量が不安定になり、また著しい場合には、有機EL材料の吐出が止まってしまうことがある。
In the method described in
この気泡を検出することは行われていない。このため、定期的にノズルを点検するか、吐出量が不安定になったときにノズルを点検しなければならず、作業性が低下する。 This bubble is not detected. For this reason, the nozzles must be inspected regularly or when the discharge amount becomes unstable, and workability is reduced.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、気泡を的確に検出することが可能な塗布装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object thereof is to provide a coating apparatus capable of accurately detecting bubbles.
この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る塗布装置は、
溶液を貯蔵する溶液タンクと、
前記溶液タンクから前記溶液が供給され、供給された前記溶液をヘッドシリンダに充填して基板に塗布するヘッド部と、
前記ヘッド部の前記ヘッドシリンダ内に配置され、容量測定部を有する容量センサと、
前記容量センサの前記容量測定部で取得された容量に基づいて、前記溶液に含まれている気泡の状態を検出する気泡検出部と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve this object, a coating apparatus according to the first aspect of the present invention includes:
A solution tank for storing the solution;
A head portion for supplying the solution from the solution tank, filling the supplied solution into a head cylinder and applying the solution to a substrate;
A capacitance sensor disposed in the head cylinder of the head portion and having a capacitance measuring unit;
A bubble detection unit configured to detect a state of bubbles contained in the solution based on the volume acquired by the volume measurement unit of the volume sensor;
前記ヘッドシリンダ内の下部に配置され、前記溶液が吐出されるノズルを有するノズルプレートを備え、
前記容量センサの前記容量測定部は、前記ノズルプレート近傍に配置されたものであってもよい。
A nozzle plate that is disposed in a lower portion of the head cylinder and has a nozzle from which the solution is discharged;
The capacitance measuring unit of the capacitance sensor may be disposed in the vicinity of the nozzle plate.
前記容量センサの前記容量測定部は、前記ヘッドシリンダの上部に配置されたものであってもよい。 The capacity measuring unit of the capacity sensor may be arranged on an upper part of the head cylinder.
前記容量センサは、可撓性の基板上に複数の電極パターンが形成され、前記基板が前記ヘッドシリンダの内壁に貼り付けられることによって前記ヘッドシリンダ内に配置されたものであって、
前記容量測定部は、前記複数の電極パターンの間隔を狭くすることにより形成されたものであってもよい。
The capacitive sensor is arranged in the head cylinder by forming a plurality of electrode patterns on a flexible substrate, and the substrate is attached to the inner wall of the head cylinder,
The capacitance measuring unit may be formed by narrowing an interval between the plurality of electrode patterns.
前記ヘッド部は、前記ヘッドシリンダ内の中間部に配置されたフィルタを備え、
前記容量センサの前記容量測定部は、前記フィルタを用いて形成されたものであってもよい。
The head portion includes a filter disposed in an intermediate portion in the head cylinder,
The capacitance measuring unit of the capacitance sensor may be formed using the filter.
前記気泡検出部は、
前記容量センサの前記容量測定部と抵抗との時定数によって決定される周波数のパルス信号を生成する発振回路と、
前記発振回路が生成したパルス信号の周波数と予め設定された周波数閾値とを比較することにより、前記溶液に含まれている気泡の状態を判定する気泡判定部と、を備えたものであってもよい。
The bubble detection unit
An oscillation circuit that generates a pulse signal having a frequency determined by a time constant between the capacitance measurement unit and the resistor of the capacitance sensor;
A bubble determination unit that determines the state of bubbles contained in the solution by comparing the frequency of the pulse signal generated by the oscillation circuit with a preset frequency threshold value. Good.
前記溶液は、有機EL材料であってもよい。 The solution may be an organic EL material.
本発明によれば、気泡を的確に検出することができる。 According to the present invention, bubbles can be accurately detected.
以下、本発明の実施形態に係る電子機器、発光装置、発光装置の製造方法、そして、この発光装置の製造に用いられる塗布装置を図面を参照して説明する。
本実施形態では、ボトムエミッション型の有機EL(electroluminescence)素子を用いたアクティブ駆動方式の発光装置を例に挙げて説明する。ボトムエミッション型の有機EL素子は、有機EL素子の光を有機EL素子が形成された基板を介して外部に出射する構造を有するものである。尚、本実施形態の発光装置は表示装置としても用いられる。
(実施形態1)
発光装置は、図1に示すようなデジタルカメラ200、図2に示すようなコンピュータ210、図3に示すような携帯電話220等の電子機器に組み込まれる。
Hereinafter, an electronic apparatus, a light-emitting device, a method for manufacturing the light-emitting device, and a coating apparatus used for manufacturing the light-emitting device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an active drive type light emitting device using a bottom emission type organic EL (electroluminescence) element will be described as an example. The bottom emission type organic EL element has a structure in which light of the organic EL element is emitted to the outside through a substrate on which the organic EL element is formed. Note that the light-emitting device of this embodiment is also used as a display device.
(Embodiment 1)
The light emitting device is incorporated in an electronic device such as a
デジタルカメラ200は、図1(a)及び(b)に示すように、レンズ部201と操作部202と表示部203とファインダー204とを備える。この表示部203に発光装置が用いられる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2に示すコンピュータ210は、表示部211と操作部212とを備え、この表示部211に発光装置が用いられる。
A
図3に示す携帯電話220は、表示部221と、操作部222と受話部223と送話部224とを備え、この表示部221に発光装置が用いられる。
A
このような発光装置は、図4に示すように、TFTパネル11と、表示信号生成回路12と、システムコントローラ13と、セレクトドライバ14と、電源ドライバ15と、データドライバ16と、によって構成される。
As shown in FIG. 4, such a light emitting device includes a
TFTパネル11は、複数の画素回路11(i,j)(i=1〜m、j=1〜n、m、n;自然数)を備えたものである。
The
各画素回路11(i,j)は、それぞれ、画像の1画素に対応する表示画素であり、行列配置される。各画素回路11(i,j)は、図5に示すように、有機EL素子Eと、トランジスタT1,T2と、キャパシタCsと、を備える。ここで、トランジスタT1,T2と、キャパシタCsと、は画素駆動回路DCをなす。 Each pixel circuit 11 (i, j) is a display pixel corresponding to one pixel of the image, and is arranged in a matrix. As shown in FIG. 5, each pixel circuit 11 (i, j) includes an organic EL element E, transistors T1 and T2, and a capacitor Cs. Here, the transistors T1 and T2 and the capacitor Cs form a pixel drive circuit DC.
有機EL素子Eは、有機化合物に注入された電子と正孔との再結合によって生じた励起子によって発光する現象を利用して発光する電流制御型の発光素子(表示素子)であり、供給された電流の電流値に対応する輝度で発光する。 The organic EL element E is a current-controlled light-emitting element (display element) that emits light by utilizing a phenomenon that light is emitted by excitons generated by recombination of electrons and holes injected into an organic compound. It emits light with a luminance corresponding to the current value of the current.
画素駆動回路DCにおけるトランジスタT1,T2は、nチャンネル型のFET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)によって構成されたTFT(Thin Film Transistor)である。 Transistors T1 and T2 in the pixel drive circuit DC are TFTs (Thin Film Transistors) configured by n-channel FETs (Field Effect Transistors).
トランジスタT1は、有機EL素子Eの駆動用トランジスタであり、そのドレインは、アノードラインLa(j)に接続され、ソースは、有機EL素子Eのアノード電極に接続される。 The transistor T1 is a driving transistor for the organic EL element E, and has a drain connected to the anode line La (j) and a source connected to the anode electrode of the organic EL element E.
トランジスタT2は、有機EL素子Eを選択するスイッチとして機能するトランジスタであり、そのドレインはデータラインLd(i)に接続され、ソースがトランジスタT1のゲートに接続され、ゲートがセレクトラインLs(j)に接続される。 The transistor T2 is a transistor that functions as a switch for selecting the organic EL element E, and has a drain connected to the data line Ld (i), a source connected to the gate of the transistor T1, and a gate connected to the select line Ls (j). Connected to.
キャパシタCsは、トランジスタT1のゲート−ソース間電圧を保持するためのものであり、トランジスタT1のゲート−ソース間に接続される。 The capacitor Cs is for holding the voltage between the gate and the source of the transistor T1, and is connected between the gate and the source of the transistor T1.
尚、赤(R)、青(B)、緑(G)、の3色の場合、発光装置は、このような画素回路11(i,j)を各色毎に備える。
また、画素回路11(i,j)は3つのトランジスタを備えたものであってもよい。
In the case of three colors of red (R), blue (B), and green (G), the light emitting device includes such a pixel circuit 11 (i, j) for each color.
Further, the pixel circuit 11 (i, j) may include three transistors.
表示信号生成回路12は、例えば、コンポジット映像信号、コンポーネント映像信号のような映像信号Imageが外部から供給され、供給された映像信号Imageから輝度信号のような表示データPic、同期信号Syncを取得するものである。表示信号生成回路12は、取得した表示データPic、同期信号Syncをシステムコントローラ13に供給する。
For example, the display
システムコントローラ13は、表示信号生成回路12から供給された表示データPic、同期信号Syncに基づいて、表示データPicの補正処理、書き込み動作、発光動作を制御するものである。
The
表示データPicの補正処理は、表示信号生成回路12から供給された表示データPicを各画素回路11(i,j)の駆動トランジスタ(トランジスタT1)の閾値電圧Vthや電流増幅率βの値に基づいて補正した階調信号を生成する処理である。
The correction processing of the display data Pic is based on the display data Pic supplied from the display
また、書き込み動作は、各画素回路11(i,j)のキャパシタCsに生成された階調信号に応じた電圧を書き込む動作であり、発光動作は、キャパシタCsに保持された電圧に応じた電流を有機EL素子Eに供給して、有機EL素子Eを発光させる動作である。 The writing operation is an operation of writing a voltage corresponding to the gradation signal generated in the capacitor Cs of each pixel circuit 11 (i, j), and the light emitting operation is a current corresponding to the voltage held in the capacitor Cs. Is supplied to the organic EL element E to cause the organic EL element E to emit light.
システムコントローラ13は、このような制御を行うため、各種制御信号を生成してセレクトドライバ14、電源ドライバ15、データドライバ16に供給するとともに、データドライバ16に、生成した階調信号を供給する。
In order to perform such control, the
セレクトドライバ14は、TFTパネル11の行を、順次、選択するドライバであり、例えば、シフトレジスタによって構成される。セレクトドライバ14は、それぞれ、セレクトラインLs(j)(j=1〜n)を介して各画素回路11(i,j)のトランジスタT1,T2のゲートに接続される。
The
セレクトドライバ14は、システムコントローラ13から供給された制御信号に基づいて、順次、第1行目の画素回路11(1,1)〜11(m,1)、・・・、第n行目の画素回路11(1,n)〜11(m,n)に、Hiレベルのセレクト信号Vselect(j)を出力することにより、TFTパネル11の行を、順次、選択する。
Based on the control signal supplied from the
電源ドライバ15は、アノードラインLa(1)〜La(n)に、それぞれ、電圧VL又はVHの信号Vsource(1)〜Vsource(n)を出力するドライバである。電源ドライバ15は、それぞれ、アノードラインLa(1)〜La(n)を介して、各画素回路11(i,j)のトランジスタT1のドレインに接続される。
The
データドライバ16は、システムコントローラ13から供給された階調信号に基づいて、各データラインLd(1)〜Ld(m)に電圧信号Sv(1)〜Sv(m)を印加するドライバである。
The
なお、発光装置では、偶数個の発光素子を一組の画素として固定して用いる構成に限らず、1つの発光素子を複数の論理画素間で共有する構成を採ることも可能である。 Note that the light-emitting device is not limited to a configuration in which an even number of light-emitting elements are fixed and used as a set of pixels, and a configuration in which one light-emitting element is shared among a plurality of logical pixels can be employed.
例えば、1つの発光素子は、5種類の論理画素を構成するのに用いられる。具体的には、1つの発光素子は、論理画素の中心として用いられ、残りは周辺にある画素を中心とする論理画素の一部として用いられる。このように1つの発光素子を複数回用いることにより、一組の画素を固定して発光させる構成以上に、解像度を高めることができる。 For example, one light emitting element is used to form five types of logic pixels. Specifically, one light emitting element is used as the center of a logical pixel, and the rest is used as a part of a logical pixel centered on a peripheral pixel. In this way, by using one light emitting element a plurality of times, the resolution can be increased more than the configuration in which a set of pixels is fixed to emit light.
図6は、この発光装置の画素回路11(i,j)の断面図であり、この発光装置は、この図6に示すように、画素電極(アノード電極)42と、発光層45と、対向電極(カソード電極)46と、を備える。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the pixel circuit 11 (i, j) of the light-emitting device. As shown in FIG. 6, the light-emitting device is opposed to the pixel electrode (anode electrode) 42, the light-emitting layer 45, and the pixel circuit 11 (i, j). An electrode (cathode electrode) 46.
尚、30Rは、赤色の発光素子(有機EL素子E)を示し、45G1,45G2は、緑色の発光層を示す。本実施形態では、発光に寄与する有機EL層(有機層)として発光層45のみを備える構成を例に挙げているが、これに限られず、有機EL層は、正孔注入層と発光層とを備えてもよく、正孔注入層とインターレイヤと発光層とを備えてもよい。 Note that 30R indicates a red light emitting element (organic EL element E), and 45G1 and 45G2 indicate green light emitting layers. In the present embodiment, a configuration including only the light emitting layer 45 as an organic EL layer (organic layer) contributing to light emission is described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the organic EL layer includes a hole injection layer, a light emitting layer, and the like. Or a hole injection layer, an interlayer, and a light emitting layer.
各発光画素の基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなるトランジスタT1、トランジスタT1のゲート電極T1gが形成されている。各発光画素に隣接した基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなり、列方向に沿って延びるデータラインLd(i)が形成されている。
On the
画素電極42は、透光性を備える導電材料、例えばITO(Indium Tin Oxide)、ZnO等から構成される。各画素電極42は隣接する他の発光画素の画素電極42と層間絶縁膜47によって絶縁されている。
The
層間絶縁膜47は、絶縁性材料、例えばシリコン窒化膜から形成され、2つの画素電極42間に形成され、トランジスタT1,T2やセレクトラインLs(j)、アノードラインLa(j)を絶縁保護する。層間絶縁膜47には略方形の開口部47aが形成されており、この開口部47aによって発光画素の発光領域が画される。更に層間絶縁膜47上の隔壁48には主走査方向Xに延びる溝状の開口部48aが複数の発光画素にわたって形成されている。
The
隔壁48は、絶縁材料、例えばポリイミド等の感光性樹脂を硬化してなり、層間絶縁膜47上に形成される。隔壁48は、主走査方向Xに沿った複数の発光画素の画素電極42をまとめて開口するようにストライプ状に形成されている。なお、隔壁48の平面形状は、これに限られず各画素電極42毎に開口部をもった格子状であってもよい。
The
なお、隔壁48の表面、層間絶縁膜47の表面に撥液処理を施してもよい。ここで撥液とは、水系の溶媒、有機系溶媒のいずれをも弾く性質を示す。
Note that the surface of the
発光層45は、画素電極42上に形成されている。発光層45は、画素電極42と対向電極46との間に電圧を印加することにより光を発生する機能を有する。
The light emitting layer 45 is formed on the
発光層45は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料、例えばポリパラフェニレンビニレン系やポリフルオレン系等の共役二重結合ポリマーを含む発光材料から構成される。また、これらの発光材料は、適宜水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解(又は分散)した溶液(分散液)をノズルコート法やインクジェット法等により塗布し、溶媒を揮発させることによって形成する。 The light emitting layer 45 is made of a known polymer light emitting material capable of emitting fluorescence or phosphorescence, for example, a light emitting material containing a conjugated double bond polymer such as polyparaphenylene vinylene or polyfluorene. In addition, these luminescent materials are appropriately coated with a solution (dispersion) dissolved (or dispersed) in an aqueous solvent or an organic solvent such as tetralin, tetramethylbenzene, mesitylene, and xylene by a nozzle coating method, an inkjet method, or the like. It is formed by volatilizing.
ここで、有機EL層として、正孔注入層を設ける場合、正孔注入層は、画素電極42と発光層45との間に設ける。正孔注入層は発光層45に正孔を供給する機能を有する。正孔注入層は正孔(ホール)注入・輸送が可能な有機高分子系の材料、例えば導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とドーパントであるポリスチレンスルホン酸(PSS)から構成される。
Here, when a hole injection layer is provided as the organic EL layer, the hole injection layer is provided between the
更に、インターレイヤを設ける場合、インターレイヤは正孔注入層と発光層45との間に設ける。インターレイヤは、発光層45から正孔注入層への電子注入を抑制して発光層45内において電子と正孔とを再結合させやすくする機能を有し、発光層45の発光効率を高める。 Further, when an interlayer is provided, the interlayer is provided between the hole injection layer and the light emitting layer 45. The interlayer has a function of suppressing electron injection from the light emitting layer 45 to the hole injection layer and facilitating recombination of electrons and holes in the light emitting layer 45, and increases the light emission efficiency of the light emitting layer 45.
また、対向電極46は、ボトムエミッション型の場合、発光層45側に設けられ、導電材料、例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる電子注入性の下層と、Al等の光反射率の高い金属からなる上層を有する積層構造である。
Further, in the case of the bottom emission type, the
本実施形態では、対向電極46は複数の発光画素に跨って形成される単一の電極層から構成され、例えば接地電位である共通電圧Vssが印加されている。なお、有機EL素子Eをトップエミッション型とする場合、対向電極46は、発光層45側に設けられ、10nm程度の膜厚の極薄い例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる光透過性低仕事関数層と、100nm〜200nm程度の膜厚のITO等の光透過性導電層を有する透明積層構造とする。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法を図7を用いて説明する。ここでは、図5に示すトランジスタT2はトランジスタT1と同一工程によって形成されるので、トランジスタT2の形成の説明を一部省略する。 Next, a method for manufacturing the light emitting device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. Here, since the transistor T2 illustrated in FIG. 5 is formed in the same process as the transistor T1, a part of the description of the formation of the transistor T2 is omitted.
まず、ガラス基板等からなる基板31を用意する。次に、この基板31上に、スパッタ法、真空蒸着法等により例えば、Mo膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlNdTi合金膜、MoNb合金膜等からなるゲート導電膜を形成し、これを図7(a)に示すようにトランジスタT1のゲート電極T1gの形状にパターニングする。
First, a
この際、図示はしていないが、トランジスタT2のゲート電極T2g、及びデータラインLd(i)も形成する。続いて、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等によりゲート電極T1g及びデータラインLd(i)上に絶縁膜32を形成する。
At this time, although not shown, the gate electrode T2g of the transistor T2 and the data line Ld (i) are also formed. Subsequently, an insulating
次に、絶縁膜32上に、CVD法等により、アモルファスシリコン等からなる半導体層を形成する。次に、半導体層上に、CVD法等により、例えばSiN等からなる絶縁膜を形成する。
Next, a semiconductor layer made of amorphous silicon or the like is formed on the insulating
続いて、絶縁膜をフォトリソグラフィ等によりパターニングし、ストッパ膜115を形成する。更に、半導体層及びストッパ膜115上に、CVD法等により、n型不純物が含まれたアモルファスシリコン等からなる膜を形成し、この膜と半導体層とをフォトリソグラフィ等によりパターニングすることで、図7(b)に示すように、半導体層114とオーミックコンタクト層116,117とを形成する。
Subsequently, the insulating film is patterned by photolithography or the like to form the
次に、スパッタ法、真空蒸着法等により絶縁膜32上に、ITO等の透明導電膜を成膜後、フォトリソグラフィによってパターニングして画素電極42を形成する。
Next, after forming a transparent conductive film such as ITO on the insulating
続いて、絶縁膜32に、図示していないが貫通孔であるコンタクトホールを形成し、その後、例えば、Mo膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlNdTi合金膜、MoNb合金膜等からなるソース−ドレイン導電膜をスパッタ法、真空蒸着法等により成膜して、フォトリソグラフィによってパターニングして図7(b)に示すようにドレイン電極T1d及びソース電極T1sを形成する。これと同時に、アノードラインLa(j)を形成する。このとき、トランジスタT1のソース電極T1sはそれぞれ画素電極42の一部と重なるように形成される。
Subsequently, a contact hole which is a through hole (not shown) is formed in the insulating
続いて、トランジスタT1等を覆うようにシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜47をCVD法等により形成後、フォトリソグラフィにより、図7(c)に示すように開口部47aを形成する。
Subsequently, an
次に、感光性ポリイミドを層間絶縁膜47を覆うように塗布し、隔壁48の形状に対応するマスクを介して露光、現像することによってパターニングし、図7(c)に示すように開口部48aを有する隔壁48を形成する。
Next, photosensitive polyimide is applied so as to cover the
次に、発光ポリマー材料(R,G,B)を含有する有機化合物含有液をノズルから連続して流すノズルプリンティング装置を用いて、隔壁48の間に設けられ、開口部47aで囲まれた画素電極42上に塗布する。塗布は、隔壁48に沿って主走査方向Xに行われる。
Next, a pixel provided between the
次に、発光ポリマー材料(R,G,B)を含有する有機化合物含有液を、塗布装置を用いて画素電極42上に塗布する。塗布は、隔壁48に沿って主走査方向Xに行われる。
Next, an organic compound-containing liquid containing the light emitting polymer material (R, G, B) is applied onto the
塗布装置には、ノズルプリンタが用いられる。ノズルプリンタは版が不要なオンデマンドプリンタである。この塗布装置は、図8(a),(b)に示すように、概略、有機化合物含有液からなる溶液51を連続して吐出するノズルを有するヘッド部78を備え、ヘッド部78を基板31上の塗布領域に沿って移動させることによって、基板31上の塗布領域に溶液51を塗布するものである。
A nozzle printer is used as the coating device. The nozzle printer is an on-demand printer that does not require a plate. As shown in FIGS. 8A and 8B, this coating apparatus generally includes a
また、図8(a)は、ヘッド部78を1つだけ有する場合の構成を示し、図8(b)はヘッド部78を2つ有する場合の構成を示す。ここで、図8(b)においては塗布装置がヘッド部78を2つ有する場合について示したが、これに限らず、ヘッド部78を3つ以上の複数個有するものであってもよい。
8A shows a configuration in the case where only one
発光層45を形成するための溶液には、前述の高分子発光材料が含まれている。この溶液の溶媒には、水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒が用いられ、溶液(分散液)には、高分子発光材料がこの有機溶媒に溶解(又は分散)している。 The solution for forming the light emitting layer 45 contains the above-described polymer light emitting material. As the solvent of this solution, an aqueous solvent or an organic solvent such as tetralin, tetramethylbenzene, mesitylene, and xylene is used. In the solution (dispersion), the polymer light emitting material is dissolved (or dispersed) in this organic solvent. ing.
図8(a),(b)に示すように、溶液51はヘッド部78のノズルから吐出され、基板31上に塗布される。ヘッド部78は隔壁48間に溶液51を吐出しながら、隔壁48が形成された主走査方向X(図8(a),(b)では左右方向)に沿って移動する。なお、各列への塗布を連続して行う場合は、図8(a),(b)に示すように、ヘッド部78が基板31外にある間に、基板31を隔壁48が形成された方向と直交する副走査方向Y(図8(a),(b)では上下方向)に、所定の距離だけ移動させる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
これを繰り返すことで、溶液51が所定の列に塗布される。なお、ヘッド部78が基板31外にある間、溶液51は吐出させたままであってもよいし、吐出を一旦停止させてもよい。
By repeating this, the
ここで、図8(a)に示すように、塗布装置がヘッド部78を1つだけ有する場合には、1列毎に、ヘッド部78の移動方向を交互に変えて塗布する。
Here, as shown in FIG. 8A, when the coating apparatus has only one
また、図8(b)に示すように、塗布装置がヘッド部78を2つ有する場合には、2列毎に、ヘッド部78の移動方向を交互に変えて塗布する。なお、基板31を移動させる代わりに、ヘッド部78を隔壁48が形成された方向と直交する方向に所定の距離だけ移動させてもよい。
As shown in FIG. 8B, when the coating apparatus has two
このようにして、隔壁48の間に有機化合物含有液が流し込まれ、溶媒が揮発することにより発光層45が形成される。発光層45が形成されると、その上に対向電極46が形成される。
In this way, the organic compound-containing liquid is poured between the
なお、正孔注入層を形成する場合は、発光層45を形成する前に、正孔注入材料を含む有機化合物含有液を、連続して流す塗布装置あるいは個々に独立した複数の液滴として吐出するインクジェット装置によって開口部47aで囲まれた画素電極42上に選択的に塗布する。続いて、基板31を大気雰囲気下で加熱し有機化合物含有液の溶媒を揮発させて、正孔注入層を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
When forming the hole injection layer, before forming the light emitting layer 45, the organic compound-containing liquid containing the hole injection material is discharged as a coating device that continuously flows or as a plurality of individual droplets. The ink is selectively applied onto the
また、更にインターレイヤを形成する場合は、塗布装置を用いてインターレイヤとなる材料を含有する有機化合物含有液を正孔注入層上に塗布する。窒素雰囲気中の加熱乾燥、或いは真空中での加熱乾燥を行い、残留溶媒の除去を行ってインターレイヤを形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。 Moreover, when forming an interlayer further, the organic compound containing liquid containing the material used as an interlayer is apply | coated on a positive hole injection layer using an application | coating apparatus. Heat drying in a nitrogen atmosphere or heat drying in a vacuum is performed to remove residual solvent and form an interlayer. The organic compound-containing liquid may be applied in a heated atmosphere.
続いて、発光層45まで形成した基板31に真空蒸着やスパッタリングで、Li,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる層と、Al等の高光反射率の金属層からなる2層構造の対向電極46を形成する。
Subsequently, two layers including a layer made of a material having a low work function such as Li, Mg, Ca, Ba and a metal layer having a high light reflectance such as Al are formed on the
次に、複数の発光画素が形成された発光領域の外側において、基板31上に紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止樹脂を塗布し、図示しない封止基板と基板31と貼り合わせる。次に紫外線もしくは熱によって封止樹脂を硬化させて、基板31と封止基板とを接合する。封止樹脂は封止基板に塗布して基板31と貼り合せてもよい。また、封止基板に一定深さのザグリ部を設け、乾燥剤を貼り付けてもよい。
Next, a sealing resin made of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is applied on the
このような有機EL素子Eの各層の溶液(以後、「インク」と記す。)を塗布するため、図9に示すような塗布装置が用いられる。この塗布装置は、ノズルプリンタと呼ばれる版が不要なオンデマンドプリンタである。 In order to apply such a solution of each layer of the organic EL element E (hereinafter referred to as “ink”), a coating apparatus as shown in FIG. 9 is used. This coating apparatus is an on-demand printer that does not require a plate called a nozzle printer.
この塗布装置は、インクタンク71と、インク供給管72と、加圧部73と、流量検知・制御部74と、リニア駆動部75と、ステージ76と、制御部77と、ヘッド部78と、を備える。
The coating apparatus includes an
インクタンク71は、インクを溜めるためのものである。
インク供給管72は、インクをヘッド部78へと導くものであり、フレキシブルな材料で形成される。
The
The
加圧部73は、インクに圧力を加えるためのものである。
流量検知・制御部74は、ヘッド部78から定量のインクが吐出されるようにインクの圧力及び流量を制御するものであり、インク供給管72の周囲に取り付けられる。
The pressurizing
The flow rate detection /
リニア駆動部75は、このヘッド部78を主走査方向Xに走査するためのものである。
ステージ76は、基板31を固定するものであり、副走査方向Yに移動可能なものである。
The
The
制御部77は、塗布装置全体を制御して基板31にインクを塗布するものである。制御部77は、リニア駆動部75を基板31に対して主走査方向Xに稼動させ、インクを主走査方向Xに1ライン塗布した後、ステージ76を副走査方向Yにステップ動作させる。制御部77は、このような制御を順次行い、基板31のすべてのラインにインクを塗布する。
The
ヘッド部78は、インクを吐出する機構部であり、リニア駆動部75に取り付けられる。ヘッド部78は、図10,図11に示すように、ヘッドシリンダ81と、シリンダフランジ82と、連結ユニット83と、フィルタ84と、ノズルプレートNpと、ノズルキャップNcと、によって構成される。
The
ヘッドシリンダ81は、ヘッド部78の本体部であり、インク供給管72によって導かれたインクが内部に充填される。
The
シリンダフランジ82は、フランジ形状を有したものであり、ヘッドシリンダ81の外周部に設けられたものである。シリンダフランジ82は、ヘッドシリンダ81と一体加工されるか、あるいはヘッドシリンダ81に接合される。
The
ベースユニット75aは、塗布装置本体のリニア駆動部75の走査部を構成する部品であり、ヘッド部78を取り付けるための開口部(図示せず)が設けられている。ヘッドシリンダ81は、この開口部に挿入され、シリンダフランジ82がベースユニット75aにネジ止めされる。
The
連結ユニット83は、インク供給管72の先端とヘッドシリンダ81とを連結するものである。
The
フィルタ84は、ヘッド部78には供給されたインクをろ過するためのものであり、ヘッドシリンダ81の内部の中間部に配置されて固定される。
The
ノズルプレートNpは、インクを吐出するものであり、インクを吐出するノズルが設けられている。加圧部73が配管内に圧力を加えることにより、ノズルプレートNpのノズルから吐出されたインクが液柱Lpとなる。
The nozzle plate Np is for ejecting ink, and is provided with a nozzle for ejecting ink. When the pressurizing
ノズルキャップNcは、ノズルプレートNpをヘッドシリンダ81に固定配置するためのものである。
The nozzle cap Nc is for fixing the nozzle plate Np to the
また、塗布装置は、容量センサ91を備える。容量センサ91は、インクの容量を検出するものであり、ヘッドシリンダ81内の気泡の有無を判別するために設けられる。容量センサ91は、図12(a)に示すように、ヘッドシリンダ81内の内壁の一部に貼り付けられる。
In addition, the coating apparatus includes a
容量センサ91は、図12(b)に示すように2つの容量測定部C1,C2を備える。容量センサ91は、容量測定部C1がノズルプレートNp近傍に配置され、容量測定部C2がヘッドシリンダ81の上部に配置されるように、ヘッドシリンダ81内の内壁に貼り付けられる。
The
このように2つの容量測定部C1,C2を設けるのは、インクが流入するヘッドシリンダ81入り口付近と、気泡が溜まりやすいノズルプレート近傍とで、確実に気泡を検出可能とするためである。
The reason why the two capacity measuring units C1 and C2 are provided in this way is to enable the air bubbles to be reliably detected in the vicinity of the entrance of the
容量センサ91は、フレキシブル基板92上に電極パターン93を配線することにより形成される。2つの電極パターン93の間が狭くなっている部分が、容量測定部C1,C2となる。尚、インクと直接接触しないように、フレキシブル基板92、電極パターン93上に保護膜(図示せず)が形成される。
The
気体(気泡)の誘電率εは、液体(インク)の誘電率εよりも小さいため、インクに気泡が含まれていると誘電率εは小さくなる。容量測定部C1,C2の容量は、誘電率εに比例するため、気泡が、この容量測定部C1,C2に近接すると、容量測定部C1,C2の容量は小さくなる。塗布装置は、この変化を検知することにより気泡を検出する。 Since the dielectric constant ε of gas (bubbles) is smaller than the dielectric constant ε of liquid (ink), the dielectric constant ε is small when bubbles are included in the ink. Since the capacitances of the capacitance measuring units C1 and C2 are proportional to the dielectric constant ε, when the bubbles are close to the capacitance measuring units C1 and C2, the capacitances of the capacitance measuring units C1 and C2 are reduced. The coating device detects bubbles by detecting this change.
尚、容量測定部C1,C2からの信号を取り出すため、電極パターン93にリード線リード線の先端が接続される。尚、リード線の先端は、溶接が容易となるように、銀や金等でメッキが施されてもよい。
Note that the tip of the lead wire lead wire is connected to the
ヘッドシリンダ81の側壁には、孔が設けられ、リード線は、電極パターン93から、側壁の孔を介して外部に引き出される。この孔の封止には、フリットガラスが用いられる。
A hole is provided in the side wall of the
フリットガラスは、ガラス転移温度で膨張係数が変化するため、ヘッドシリンダ81には、フリットガラスと膨張係数が近似した鉄−ニッケル−コバルト合金が用いられる。
Since the coefficient of expansion of frit glass changes depending on the glass transition temperature, an iron-nickel-cobalt alloy having an expansion coefficient approximate to that of frit glass is used for the
塗布装置は、気泡を検出するため、容量測定部C1を含む気泡検知部94−1と、容量測定部C2を含む気泡検知部94−2(図示せず)と、を備える。気泡検知部94−1は、図13(a)に示すように、発振回路311と、パルスカウンタ312と、インクに含まれている気泡の許容値を判定する気泡判定部313と、によって構成される。発振回路311は、図13(b)に示すようなパルス信号P1をパルスカウンタ312に出力する。なお、図13(a)において、容量測定部C1はキャパシタとして表記する。
The coating apparatus includes a bubble detection unit 94-1 including a capacity measurement unit C1 and a bubble detection unit 94-2 (not shown) including a capacity measurement unit C2 in order to detect bubbles. As shown in FIG. 13A, the bubble detection unit 94-1 includes an
パルスカウンタ312は、発振回路311から出力されたパルス信号P1のパルス数をカウントするものであり、カウントしたパルス数を気泡判定部313に供給する。
The
気泡判定部313は、パルスカウンタ312から供給されたカウント値に基づいて、パルス信号P1の周波数fを取得し、取得した周波数fに基づいてインク内の気泡が介在する状態が許容値を超えているか否かの判定を行うものである。
The
インクに気泡が含まれて誘電率εが変化すると、測定部C1の容量をc、抵抗R1の抵抗値をrとして、容量cが変化し、抵抗rとの積で表される時定数も変化する。 When the bubble is contained in the ink and the dielectric constant ε changes, the capacitance c changes with the capacitance of the measurement unit C1 as c and the resistance value of the resistor R1 as r, and the time constant expressed by the product of the resistance r also changes. To do.
また、パルス信号P1の周期Tは、時定数に比例し、即ち、T∝c・rとなる。パルス信号P1の周波数fは、以下の式(1)によって表される。
f=1/T=1/(c・r)・・・・・・・・・(1)
The period T of the pulse signal P1 is proportional to the time constant, that is, T∝c · r. The frequency f of the pulse signal P1 is represented by the following formula (1).
f = 1 / T = 1 / (c · r) (1)
尚、気泡がインクに含まれている場合、気泡が含まれていない場合の誘電率εと周波数fとの関係は、予め、実験等により求められる。図14は、この関係を示す一例である。気泡がインクに含まれていると容量cは小さくなり、式(1)に示すように、周波数fは大きくなる。気泡判定部313は、この関係に従って、インク内の気泡が介在する状態について許容されるか否かの判定を行う。
When bubbles are included in the ink, the relationship between the dielectric constant ε and the frequency f when the bubbles are not included is obtained in advance by experiments or the like. FIG. 14 is an example showing this relationship. If bubbles are included in the ink, the capacity c decreases, and the frequency f increases as shown in Equation (1). In accordance with this relationship, the
この気泡判定を行うため、図14に示すような容量閾値c_thが予め設定される。この容量閾値c_thに対応する周波数閾値f_thは、抵抗値rを一定として式(1)によって求められる。 In order to perform this bubble determination, a capacity threshold c_th as shown in FIG. 14 is set in advance. The frequency threshold value f_th corresponding to the capacitance threshold value c_th is obtained by Expression (1) with the resistance value r being constant.
気泡判定部313は、取得したパルス信号P1の周波数fが周波数閾値f_th以下のときは、許容できると判定し、周波数閾値f_thを超えているときは、許容できないと判定する。
The
尚、気泡判定部313は、記憶部(図示せず)を備え、この記憶部は、誘電率閾値ε_th、周波数閾値f_thを含む図14に示すような関係情報を記憶する。
The
気泡検知部94−2も同様に、発振回路321と、パルスカウンタ322と、気泡判定部323と、によって構成される(図示せず)。発振回路321は、図12(b)に示す容量測定部C2を含む。 Similarly, the bubble detection unit 94-2 includes an oscillation circuit 321, a pulse counter 322, and a bubble determination unit 323 (not shown). The oscillation circuit 321 includes a capacitance measuring unit C2 shown in FIG.
次に実施形態1に係る気泡検知部94−1,94−2の動作を説明する。
図15(a)に示すように、ヘッドシリンダ81内に気泡301が許容できる量よりも少なければ、容量測定部C1の容量cは、容量閾値c_thを超え、図13(a)に示す発振回路311が出力する周波数fは周波数閾値f_th以下となる。また、容量測定部C2の容量cも、容量閾値c_thを超え、周波数fは周波数閾値f_th以下となる。
Next, the operation of the bubble detectors 94-1 and 94-2 according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 15A, if the amount of
このため、気泡検知部94−1の気泡判定部313、気泡検知部94−2の気泡判定部323は、ともに気泡301は許容できると判定する。
For this reason, the
図15(b)に示すように、ヘッドシリンダ81内の容量測定部C2近傍に気泡301が入ると、容量測定部C2の容量cは低下する。容量測定部C2の容量が容量閾値c_th以下になると、周波数fは周波数閾値f_thを超えるため、気泡検知部94−2の気泡判定部323は、気泡301は許容できないと判定する。
As shown in FIG. 15B, when a
図15(c)に示すように、気泡301がヘッドシリンダ81内のノズルプレートNp近傍まで下がると、容量測定部C1の容量cは低下する。容量測定部C1の容量が容量閾値c_th以下になると、周波数fは周波数閾値f_thを超えるため、気泡検知部94−1の気泡判定部313は、気泡301は許容できないと判定する。
As shown in FIG. 15C, when the
以上説明したように、本実施形態1によれば、塗布装置は、容量センサ91をヘッドシリンダ81内に設け、気泡検知部94−1,94−2は、それぞれ、容量センサ91の容量測定部C1,C2の容量cと抵抗値rとの時定数によって変化する周波数fに基づいて気泡の状態を検出するようにした。
As described above, according to the first embodiment, the coating apparatus includes the
従って、塗布装置は、気泡を的確に検出することができる。このため、気泡の状態が許容できないと検出されたときに、ヘッド部78を点検すればよく、作業性も向上する。
Therefore, the coating device can accurately detect bubbles. For this reason, when it is detected that the state of bubbles is unacceptable, the
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、容量センサ91は容量測定部C1,C2の2つ備えるようにした。しかし、容量センサ91は、容量測定部C1の1つのみであってもよい。また、逆に、3つ以上備えるようにしてもよい。
In carrying out the present invention, various forms are conceivable and the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、容量センサ91をヘッドシリンダ81の内壁の一部に貼り付けるようにした。しかし、この容量センサ91をヘッドシリンダ81の内壁の全面に貼り付けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、容量センサ91をヘッドシリンダ81の内壁に貼り付けるようにした。しかし、容量センサ91をノズルプレートNp上に備えるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、図10,11に示すフィルタ84を用いて容量センサ91の容量測定部が形成されてもよい。このフィルタ84には、通常、樹脂性の材料が用いられるため、このフィルタの両端に電極を形成し、フィルタ84を誘電体として容量測定部が形成される。
Moreover, the capacity | capacitance measurement part of the capacity |
但し、正孔注入層を形成する際に用いられるPEDOTは、水素イオン指数が低く、フィルタ84には、金属製の材料が用いられる。この場合、フィルタ84に誘電体を形成し、この誘電体を容量測定部として容量センサ91の容量測定部が形成される。
However, PEDOT used when forming the hole injection layer has a low hydrogen ion index, and a metal material is used for the
91・・・容量センサ、92・・・フレキシブル基板、93・・・電極パターン、94−1,94−2・・・気泡検知部、311,321・・・発振回路、312,322・・・パルスカウンタ、313,323・・・気泡判定部、C1,C2・・・容量測定部、R1,R2・・・抵抗 91 ... Capacitance sensor, 92 ... Flexible substrate, 93 ... Electrode pattern, 94-1, 94-2 ... Bubble detector, 311,321 ... Oscillator circuit, 312,322 ... Pulse counter, 313, 323 ... Bubble determination unit, C1, C2 ... Capacity measurement unit, R1, R2 ... Resistance
Claims (7)
前記溶液タンクから前記溶液が供給され、供給された前記溶液をヘッドシリンダに充填して基板に塗布するヘッド部と、
前記ヘッド部の前記ヘッドシリンダ内に配置され、容量測定部を有する容量センサと、
前記容量センサの前記容量測定部で取得された容量に基づいて、前記溶液に含まれている気泡の状態を検出する気泡検出部と、を備えた、
ことを特徴とする塗布装置。 A solution tank for storing the solution;
A head portion for supplying the solution from the solution tank, filling the supplied solution into a head cylinder and applying the solution to a substrate;
A capacitance sensor disposed in the head cylinder of the head portion and having a capacitance measuring unit;
A bubble detection unit that detects a state of bubbles contained in the solution based on the volume acquired by the volume measurement unit of the volume sensor;
An applicator characterized by that.
前記容量センサの前記容量測定部は、前記ノズルプレート近傍に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。 A nozzle plate that is disposed in a lower portion of the head cylinder and has a nozzle from which the solution is discharged;
The coating apparatus according to claim 1, wherein the capacitance measuring unit of the capacitance sensor is disposed in the vicinity of the nozzle plate.
前記容量測定部は、前記複数の電極パターンの間隔を狭くすることにより形成されたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の塗布装置。 The capacitive sensor is arranged in the head cylinder by forming a plurality of electrode patterns on a flexible substrate, and the substrate is attached to the inner wall of the head cylinder,
The coating apparatus according to claim 1, wherein the capacitance measuring unit is formed by narrowing an interval between the plurality of electrode patterns.
前記容量センサの前記容量測定部は、前記フィルタを用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。 The head portion includes a filter disposed in an intermediate portion in the head cylinder,
The coating apparatus according to claim 1, wherein the capacitance measuring unit of the capacitance sensor is formed using the filter.
前記容量センサの前記容量測定部と抵抗との時定数によって決定される周波数のパルス信号を生成する発振回路と、
前記発振回路が生成したパルス信号の周波数と予め設定された周波数閾値とを比較することにより、前記溶液に含まれている気泡の状態を判定する気泡判定部と、を備えたものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の塗布装置。 The bubble detection unit
An oscillation circuit that generates a pulse signal having a frequency determined by a time constant between the capacitance measurement unit and the resistor of the capacitance sensor;
A bubble determination unit that determines the state of bubbles contained in the solution by comparing the frequency of the pulse signal generated by the oscillation circuit with a preset frequency threshold value. The coating apparatus according to claim 1, wherein the coating apparatus is characterized in that:
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