JP2018092788A - 有機el表示パネルの製造方法、有機el表示パネル製造用基板、及び有機el表示パネルの製造におけるノズルの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塗布基板200における間隔をあけて並設された複数の隔壁15間の塗布予定領域15aにインクの液滴222を複数のノズル125から吐出して、複数条の機能性材料層を形成する方法であって、塗布基板200は、機能性材料層を機能させる有効部211のほかに、隔壁15間に塗布予定領域15aを有する検査部212を有し、検査部212に対してインクの液滴222の吐出を行うインク吐出工程と、検査部212に吐出されたインクの塗布状態を検査する検査工程であって、隣り合う2つの塗布予定領域15aに塗布されたインクの混合が発生していることを検査する検査工程と、を有し、各塗布基板200は、検査部212が有効部211よりもインクの混合が生じやすいパターンである。
【選択図】図11
Description
有機EL素子は、機能性材料を含む機能層、例えば有機発光材料を含む有機発光層などを一対の電極で挟んだ構造を有する。機能層は、有機発光層以外にも、正孔・電子注入層、正孔・電子輸送層、正孔・電子阻止層、バッファ層などがあり、含有する機能性材料及び隣接する層との関係によって、その機能が決定される。
本開示の一態様に係る機能性材料層形成方法は、塗布基板における行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の機能性材料層を形成する方法であって、前記塗布基板は、機能性材料層を機能させる有効部のほかに、当該有効部と同様に複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部を有し、前記検査部に対して前記インクの液滴の吐出を行うインク吐出工程と、前記検査部に吐出されたインクの塗布状態を検査する検査工程であって、隣り合う2つの前記塗布予定領域に塗布された前記インクの混合が発生していることを検査する検査工程と、を有し、各塗布基板は、前記検査部が前記有効部よりも前記インクの混合が生じやすいパターンであることを特徴とする。
有効部よりも検査部の方が、目標着弾位置から隣の塗布予定領域の端縁までの距離が小さく、インク液滴が隣の塗布予定領域に入り込みやすい寸法設計若しくは塗布仕様となっている。これにより、検査部を、有効部よりもインク混合がより生じやすい寸法設計とすることができる。
上記態様において、隣り合う2つの前記塗布予定領域のうちの一方における前記インクの液滴の目標着弾位置と、他方の前記塗布予定領域の端縁との最短距離を、前記検査部の方が前記有効部よりも短くすることができる。
上記態様において、隣り合う2つの前記塗布予定領域のうちの一方における前記インクの液滴の目標着弾位置と、他方の前記塗布予定領域の端縁との最短距離を、前記検査部の方が前記有効部よりも短くすることができる。
上記態様において、隣り合う2つの前記塗布予定領域のうちの一方における前記インクの液滴の目標着弾位置と、他方の前記塗布予定領域の端縁との最短距離を、前記検査部の方が前記有効部よりも短くすることができる。
上記態様により、検査部へのインク液滴の吐出と、有効部へのインク液滴の吐出を、より円滑に連続的に行うことができる。
上記態様により、検査部分ごとに寸法設計若しくは塗布仕様を変えて塗布状態の検査を行うことができる。
上記態様により、同一の検査部に複数種類のインクを重ねて塗布しなくてもよいため、インクごとのインク混合の発生検査を、より正確に行うことができる。
本開示の一態様に係る機能性材料層形成方法における特定の局面においては、前記インクの混合の発生しやすさが複数の前記検査部分ごとに異なるように前記複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域のパターンが形成されている構成としてもよい。
本開示の一態様に係る機能性材料層形成方法における特定の局面においては、塗布基板における行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の機能性材料層を形成する方法であって、前記塗布基板は、機能性材料層を機能させる有効部のほかに、当該有効部と同様に複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部を有し、前記検査部に対して前記インクの液滴の吐出を行うインク吐出工程と、前記検査部に吐出されたインクの塗布状態を検査する検査工程であって、隣り合う2つの前記塗布予定領域に塗布された前記インクの混合が発生していることを検査する検査工程と、を有し、前記インク吐出工程において、前記検査部における前記インクの液滴の目標着弾位置を、前記塗布予定領域の行方向における中心から行方向にずらす構成としてもよい。上記態様により、有効部よりも検査部の方が、目標着弾位置から隣の塗布予定領域の端までの距離が小さくなり、インク液滴が隣の塗布予定領域に入り込みやすい塗布仕様となっている。これにより、検査部の方が有効部よりもインク混合がより生じやすくすることができる。
上記態様により、迅速且つ容易にインクの混合を検出することができる。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板では、行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に長尺な複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の発光領域を有する有機EL表示パネルが形成される予定の有効部と、前記有効部と同様に、複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部とを有し、複数の前記隔壁間の行方向におけるピッチは、前記有効部よりも、前記検査部の方が狭い構成としてもよい。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板における特定の局面においては、前記塗布予定領域の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い構成としてもよい。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板における特定の局面においては、前記隔壁の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い構成としてもよい。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板における特定の局面においては、前記検査部は、前記有効部に行方向に隣接して配置されている構成としてもよい。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板における特定の局面においては、前記検査部は、複数の前記塗布予定領域を有する検査部分を複数有し、複数の前記検査部分は、行方向に配列されている構成としてもよい。
本開示の別の一態様に係る有機EL表示パネル製造用基板における特定の局面においては、複数の前記隔壁間の行方向における間隔は、複数の前記検査部分ごとに異なる構成としてもよい。
なお、本願において「上」とは、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)を指すものではなく、有機EL表示パネルの積層構造における積層順を基に、相対的な位置関係により規定されるものである。具体的には、有機EL表示パネルにおいて、基板の主面に垂直な方向であって、基板から積層物側に向かう側を上方向とする。
<実施形態1>
以下では、本開示の一態様に係る有機EL表示パネルの製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。また、本願において、平面図、平面写真とは、対象物の主面に略垂直な方向から見た図、写真であり、有機EL表示パネルにおいては、当該パネルを基板上面に略垂直な方向から見た図、写真である。さらに、平面形状とは、平面図、平面写真に現れる形状を指す。
図1は、有機EL表示装置1の全体構成を示すブロック図である。有機EL表示装置1は、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯端末、業務用ディスプレイ(電子看板、商業施設用大型スクリーン)などに用いられる表示装置である。有機EL表示装置1は、有機EL表示パネル10(以下、「パネル10」という。)と、これに電気的に接続された駆動制御部20とを備える。
2.パネル10の構成
(1)平面構成
図2は、パネル10の画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。パネル10では、一例として赤色、緑色、青色にそれぞれ発光する副画素(サブピクセル)SPR、SPG、SPBが行列状に配列されている。副画素SPR、SPG、SPBは、パネル10の長辺に沿ったX方向に交互に並び、一組の副画素SPR、SPG、SPBは、一つの画素(ピクセル)Pを構成している。画素Pにおいては、階調制御された副画素SPR、SPG、SPBの発光輝度を組み合わせることにより、フルカラーを表現することが可能となっている。
図3(a)は、図2のX−X線に沿った模式断面図であり、図3(b)は、図2のY−Y線に沿った模式断面図である。なお、図3(a)では、副画素SPGの断面構成を中心に、図3(b)では、副画素列LGの断面構成のみを記載しているが、副画素SPR、SPB及び副画素列LR、LBについても図3(a)、(b)と同様の構成となっている。また、図3では、紙面上方向をZ方向としている。
基板11は、パネル10の支持部材である。図示は省略するが、基板11では、長方形平板状の基板本体上に、TFT(Thin Film Transistor)層が形成されている。
基板本体は、電気絶縁性を有する材料又は電気絶縁性を有する材料をコーティングしたアルミニウムやステンレスなどの金属材料で形成される。電気絶縁性を有する材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英ガラスなどのガラス材料である。また当該材料は、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂材料であってもよい。また当該材料は、例えば、酸化アルミニウムなどの金属酸化物材料であってもよい。
b.第1電極12
第1電極12は、基板11上に、行方向をX方向に、列方向をY方向にそれぞれ定められた行列状に形成された複数の電極であり、有機発光層16Bに正孔を供給する陽極としての役割を有する。第1電極12のそれぞれは、各有機EL素子の位置を規定しており、各副画素SPR、SPG、SPBの形成位置に対応するよう形成されている。
c.正孔注入層13
正孔注入層13は、機能層の一種であり、第1電極12上に形成された層であって、第1電極12から有機発光層16Bへの正孔の供給(正孔注入)におけるエネルギー障壁を低下させ、正孔注入を容易にする役割を有する。パネル10では、正孔注入層13が第1電極12ごとに独立して形成され、基板11上に行列状に配列されている。正孔注入層13は、機能性材料として、適切なイオン化エネルギーを有する材料を用いて形成される。このような材料としては、例えば、Ag、Mo、Cr、W、Ni、バナジウム(V)、イリジウム(Ir)などの酸化物である金属酸化物材料や、PEDOT(ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物)などである。
画素規制層14は、図3(b)に示すように、第1電極12及び正孔注入層13の端部を覆うように形成された電気絶縁性を有する層であって、基板11上面からの高さ(Z方向に沿った高さ)ついて、隔壁15よりも低く形成されている。画素規制層14は、各塗布予定領域15a内で隣接する副画素SPR、SPG、SPB(第1電極12)同士の間の電気絶縁性を向上させる役割を有する。また、画素規制層14は、第1電極12の端部を覆うことで、第1電極12と第2電極18との接触によるショートも抑制している。
隔壁15は、Y方向に沿って並ぶ第1電極12及び正孔注入層13の列を1列ごとに区切ることにより、隣接する隔壁15間の領域として、方向Xに沿って複数並ぶ塗布予定領域15aを形成する。このとき、隔壁15は、図2に示すように、Y方向に延伸する線状の形状、いわゆるラインバンクとなっている。
隔壁15は、例えば、電気絶縁性を有し、フォトリソグラフィ法によりパターニングが可能な感光性レジスト材料から形成される。感光性レジスト材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール系樹脂などである。なお、隔壁15は、感光性レジスト材料以外の材料を含有していてもよい。また、感光性レジスト材料の感光性は、感光によって現像液に対する溶解性が低下するネガ型、感光によって現像液に対する溶解性が増加するポジ型のいずれであってもよいが、ネガ型であることが好ましい。一般的に、上方から露光した場合の感光性レジスト材料の感光領域は、上方が広く、下方が狭い逆テーパー形状となりやすい。したがって、感光領域が残るネガ型では、現像処理後の感光性レジスト材料が逆テーパーに近い形状となり、形成した隔壁15を超えてインクが流出することを抑制できる。
f.正孔輸送層16A
正孔輸送層16Aは、機能層の一種であり、後述するインクジェット法によって各塗布予定領域15aに塗布されたインクを乾燥させることによりに形成された層であって、第1電極12から供給された正孔の有機発光層16Bへの輸送性を向上させる役割を有する。なお、ラインバンク方式を採用するパネル10では、正孔輸送層16Aは、各塗布予定領域15aに沿ってY方向に延伸する形状であり、各塗布予定領域15a内のすべての第1電極12、正孔注入層13及び画素規制層14を覆うように連続した形状である。すなわち、各副画素列LR、LG、LBにおいて、それぞれの副画素SPR、SPG、SPBは、正孔輸送層16Aを共有する。
有機発光層16Bは、機能層の一種であり、正孔輸送層16Aと同様に、後述するインクジェット法によって各塗布予定領域15aに塗布されたインクを乾燥させることにより形成された層である。有機発光層16Bでは、第1電極12及び第2電極18から供給された正孔及び電子の再結合による発光(電界発光現象)が行われる。
電子輸送層17は、機能層の一種であり、隔壁15及び有機発光層16Bが形成された基板11全体を覆うように形成された層であって、第2電極18から供給された電子の有機発光層16Bへの輸送性を向上させる役割を有する。
電子輸送層17は、機能性材料として、電子の移動度が比較的高い有機材料を用いて形成される。このような材料としては、例えば、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体(いずれも特開平5−163488号公報に記載)、リンオキサイド誘導体、トリアゾール誘導体、トジアジン誘導体、シロール誘導体、ジメシチルボロン誘導体、トリアリールボロン誘導体などである。
第2電極18は、機能層を覆う電極であって、パネル10では、電子輸送層17を覆うように基板11全体に渡って形成されている。第2電極18は、有機発光層16Bに電子を供給する陰極としての役割を有する。
第2電極18は、例えば、ITOやIZOなどの透明導電性酸化物材料や、透明導電性酸化物材料からなる層に、Ag、Au、Ni、Cu、Al、白金(Pt)、パラジウム(Pd)などの金属材料又はこれらの合金材料の層を積層して形成される。
j.薄膜封止層19
薄膜封止層19は、上記第1電極12から第2電極18までの各部材が形成された基板11全体を覆うように形成された層であり、各部材が水分や酸素などに晒されることを抑制する役割を有する。薄膜封止層19は、水分透過度の低い材料、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化炭素、窒化炭素、酸化アルミニウムなどの無機材料で形成される。また、トップエミッション型であるパネル10では、薄膜封止層19に、高い光透過性を有し、第2電極18との屈折率の差が小さい材料を用いることが好ましい。
パネル10では、以上の部材が形成された基板11上に、ガラス材料などの水分透過性の低い材料で形成された封止板を配置してもよい。このとき、基板11と封止板との間は、例えば硬化性樹脂材料からなる接着層などによって接合される。これにより、基板11上の各有機EL素子に対する水分や酸素などの浸透をさらに抑制することができる。
(1)全体工程
本開示の一態様であるパネル10の製造方法について、まず全体工程を説明する。図4、図5、及び図6は、パネル10の製造過程を示す模式断面図である。なお、図4、図5、及び図6に示す断面は、図3(a)の副画素SPGの断面に相当するものである。また、図4(b)、(c)に示すハッチングを付さない画素規制層14は、当該断面に存在するものではなく、当該断面の紙面奥側に存在する画素規制層14の表面を表現している。
最初に、基板11を準備する。具体的には、電気絶縁性材料を平板状に成形した基板本体を用意し、基板本体上にTFT層を形成する。TFT層の形成は、例えば、以下のようにすることができる。
まず、基板本体上に所定の形状にパターニングされた半導体材料の層、導電体材料の層又は電気絶縁体材料の層を形成し、これを繰り返して所定の電子回路を形成する。各層の形成には、各層の材料に応じて、例えば、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、気層成長法などの乾式プロセスや、印刷法、スピンコート法、インクジェット法、ディスペンス法、ダイコート法などの湿式プロセスを用いることができる。各層のパターニングには、例えば、フォトリソグラフィ法、シャドウマスク法、メタルマスク法などを用いてもよいし、湿式プロセスで直接所定の形状に形成してもよい。また、必要に応じて形成した各層にプラズマ注入、イオン注入、ベーキングなどの処理を行ってもよい。
次に、基板11上に、行方向及び列方向がX方向及びY方向に定められた行列状に複数の第1電極12及び複数の正孔注入層13を形成する。例えば、まず、スパッタリング法で基板11上に金属薄膜を形成した後に、続けて反応性スパッタリング法で金属薄膜上に金属酸化物の薄膜を形成する。次に、金属酸化物の薄膜上にフォトレジスト材料を塗布した後に、フォトリソグラフィ法でフォトレジスト材料をパターニングし、X方向及びY方向からなる行列状に並ぶ副画素SPR、SPG、SPBの形成領域にのみフォトレジスト材料を残す。次に、ドライエッチング法、ウェットエッチング法をこの順に続けて用い、フォトレジスト材料が配置されていない箇所において金属酸化物の薄膜、金属薄膜をエッチングする。最後に、金属酸化物の薄膜上のフォトレジスト材料及び残渣を除去する。これにより、X方向及びY方向に沿って行列状に並ぶ金属薄膜からなる第1電極12及び当該金属薄膜上方に積層された金属酸化物の薄膜からなる正孔注入層13を形成できる(図4(a))。このように第1電極12及び正孔注入層13を同時にエッチングすることで、製造プロセスを効率化することができる。また、同一のフォトレジストによりパターニングすることにより、第1電極12と正孔注入層13との位置合わせの精度が向上する。
次に、第1電極12及び正孔注入層13が形成された基板11上に画素規制層14を形成する。具体的には、例えば、真空蒸着法を用いて、基板11上の全面を覆う無機材料の薄膜を形成し、当該薄膜を、フォトリソグラフィ法を用いて、第1電極12及び正孔注入層13の端部を覆ってX方向に延伸する形状に形成する。これにより、画素規制層14が形成される(図4(b))。なお、画素規制層14は有機材料を用いて形成してもよく、さらに、上記に例示した他の乾式プロセス、湿式プロセス、パターニング方法を用いて形成してもよい。
次に、Y方向に並ぶ第1電極12及び正孔注入層13の列を1列ごとに区切る隔壁15を基板11上に複数形成する。これにより、隣接する隔壁15間の領域として、X方向に沿って複数並ぶ塗布予定領域15aを形成する。具体的には、例えば、ダイコート法により基板11上の全面に、画素規制層14よりも膜厚が大きくなるように感光性レジスト材料を塗布し、緩効性レジスト材料層を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により、感光性レジスト材料層を、Y方向に延伸する形状にパターニングし、Y方向に並ぶ第1電極12、正孔注入層13の列を1列ごとに区切る隔壁15を複数形成する(図4(c))。
また、本実施形態において、X方向は行方向、Y方向は列方向に相当する。
e.インク塗布
次に、後述するインクジェット法により、機能性材料(ここでは正孔輸送層16Aの材料)を含むインク16aを吐出することにより、塗布予定領域15aにインク16aを塗布する(図5(a))。なお、インク16aは塗布予定領域15a内で画素規制層14を超えて連続するように吐出される。これにより、塗布予定領域15a内でY方向にインク16aが流動可能となり、塗布予定領域15a内のインク16aの塗布むらが低減される。その結果、この後の乾燥において、塗布予定領域15a内における正孔輸送層16Aの膜厚の不均一や形成不良の発生が低減される。
続いて、塗布されたインク16aを乾燥させることにより、塗布予定領域15aに機能性材料を含む機能層である正孔輸送層16Aを形成する。具体的には、例えば、インク16a塗布後の基板11を、真空チャンバーなどの真空環境に配置することによって、インク16aの溶媒を蒸発させる。これにより、各塗布予定領域15aに正孔輸送層16Aが形成される(図5(b))。
次に、正孔輸送層16Aの形成方法と同様に、後述するインクジェット法により、機能性材料(ここでは有機発光材料を含むインク)を吐出することにより、塗布予定領域15aにインクを塗布する。そして、塗布されたインクを乾燥させることにより、塗布予定領域15aに有機発光材料を含む機能層、すなわち有機発光層16Bを形成する(図5(c))。なお、有機発光層16Bの材料を含むインク塗布においても、正孔輸送層16Aの材料を含むインク塗布の場合と同様に、塗布予定領域15a内で図2のY軸方向にインクが流動可能となるように、インクは塗布予定領域15a内の正孔輸送層16A上の全面に塗布する。これにより、塗布予定領域15a内のインクの塗布むらが低減され、乾燥後における、塗布予定領域15a内における有機発光層16Bの膜厚の不均一や形成不良の発生が低減される。
続いて、基板11上のすべての隔壁15及び有機発光層16Bを覆うように電子輸送層17を形成する(図6(a))。電子輸送層17の形成には、電子輸送層17の材料に応じて、例えば上記に例示した乾式プロセスや湿式プロセスを用いることができる。
i.第2電極形成
次に、機能層、ここでは電子輸送層17を覆う第2電極18を形成する(図6(b))。例えば、上記に例示した乾式プロセスにより、電子輸送層17上に透明導電性酸化物材料の薄膜を成膜して第2電極18を形成する。
そして、第1電極12から第2電極18までが形成された基板11を封止する。具体的には、例えば、上記に例示した乾式プロセスにより、第2電極18までを形成した基板11の上面を覆うように無機材料の薄膜を成膜して薄膜封止層19を形成する(図6(c))。
(2)インクジェット法によるインク塗布
次に、正孔輸送層16A及び有機発光層16Bの形成におけるインクジェット法によるインク塗布について説明する。
a.インクジェット装置100の構成
まず、インクジェット法によるインク塗布に用いるインクジェット装置100の構成について説明する。図7は、インクジェット装置100を示す模式斜視図である。図8は、インクジェット装置100の機能ブロック図である。
(a)作業テーブル110
作業テーブル110は、いわゆるガントリー式の作業テーブルであって、インク塗布の対象物である塗布基板200が載置される基台111と、基台111の上方に配置された長尺状の移動架台112とを備える。なお、塗布基板200は、有機EL表示パネル製造用基板であって、例えば、パネル10の製造途中(インク塗布前)の基板である。図10に示すように、塗布基板200は、パネル10となる有効部211と、後述するノズル検査に用いる検査部212とを有する。また、例えば、1枚の塗布基板200から、複数のパネル10が分割されて製造されるようなものであってもよい。この場合、塗布基板200の上面210に形成された各塗布予定領域15aは、上面210の短辺方向であるY方向に沿って長尺な形状となっている。
移動架台112は、基台111の長手方向に沿って平行に配置された一対のガイドシャフト113a、113b間に架け渡され、移動架台112の長手方向が基台111の短手方向に沿うように配置されている。一対のガイドシャフト113a、113bは、基台111上面の四隅に配置された柱状のスタンド114a、114b、114c、114dによって支持されている。
また、移動架台112の表面に形成され長手方向に延伸するガイド溝118には、サーボモータ部117を介して、L字形の台座116が取り付けられている。よって、台座116は、サーボモータ部117の駆動により、基台111の短手方向に沿って移動可能である。
(b)ヘッド部120
ヘッド部120は、本体部121、ノズルヘッド122、及び撮像装置123を備える。本体部121は、作業テーブル110の台座116に固定され、ノズルヘッド122及び撮像装置123は、本体部121に取り付けられている。したがって、ヘッド部120は、移動架台112及び台座116の移動に連動し、基台111の長手方向及び短手方向に移動可能である。また、本体部121には、ノズルヘッド122の動作を制御する駆動回路が内蔵されており、当該駆動装置は、通信ケーブル103を介して制御装置130に接続されている。
図9は、サブヘッド124の模式断面図である。サブヘッド124には、その下面側の開口からインクを吐出するノズル125が複数並んで配置されている。また、サブヘッド124の上面側には、各ノズル125に対応する位置に圧電素子125aが配置され、各圧電素子125aの下方には振動板125bを介して液室125cが配置されている。
記憶部132には、制御装置130に接続された作業テーブル110およびヘッド部120を駆動するための制御プログラム等が格納されている。
また、制御装置130では、ノズルヘッド122に設けられた複数のノズル125を個別に使用(吐出)/不使用(吐出停止)の設定をすることができ、ノズルヘッド122からは使用に設定されたノズル125だけからインクを吐出できるようになっている。
図10に示すように、塗布基板200は、有効部211及び検査部212を有する。有効部211と検査部212とは、X軸方向(行方向)に並んで配置されている。ノズルヘッド122は、塗布基板200上をX軸方向に移動しながらインク液滴を吐出する(図7参照)。言い換えると、ノズルヘッド122の走査方向は、X軸方向である。
ノズル再現性検査は、複数のノズル125それぞれからインク液滴を複数回(例えば、10回)吐出し、各ノズル125についてインク液滴着弾位置及びインクの吐出量(インク液滴の体積)のばらつきの大きさを検査し、ばらつきの大きさが所定の閾値以上であるノズル125を特定するものである。特定されたノズル125は、不良ノズル(この場合は、製造時点での不良ノズル)に分類され、不使用に設定される。
着弾ずれ検査は、ノズル再現性検査により不良ノズルに分類されなかったノズル、即ち、正常ノズルとして使用に設定されているノズル125を用いてインク液滴を吐出し、目標着弾位置(狙いの着弾位置)からの実際のインク着弾位置のずれを検査し、ずれの大きさが所定の閾値以上であるノズル125を特定するものである。
図11(a)は、有効部211の塗布予定領域15aにインクが塗布される場合の模式断面図である。図11(b)は、検査部212の塗布予定領域15aにインクが塗布される場合の模式断面図である。なお、両図においては、インク液滴の形状を球形であるとして、その側面視形状を円で表している。また、実線の円で表されるインク液滴222は、実際のインク液滴を示し、破線の円で表されるインク液滴222aは、目標位置Tに着弾する理想的なインク液滴222aを示す。
ここで、有効部211における副画素ピッチをP1とすると、有効部211において、目標着弾位置Tから隣接する塗布予定領域15aの縁までの距離E1は、下記の式1で表される。
即ち、目標着弾位置Tから、距離L1ずれた位置までインク液滴が到達すると、隣の塗布予定領域15aに塗布されたインクとの混合が発生することとなる。
また、インク液滴222の半径をr、隔壁15上に着弾したインク液滴の濡れ広がりの大きさをs、目標着弾位置からの実際のインク液滴の着弾位置のずれの大きさをdとすると、目標着弾位置からのインク到達距離Fは、下記の式2で表される。
従って、有効部211において、E1≦Fとなった場合に、インク混合が発生する。
次に、検査部212における副画素ピッチをP2とすると、検査部212において、目標着弾位置Tから隣接する塗布予定領域15aの縁までの距離E2は、下記の式3で表される。
本実施形態に係る塗布基板200では、有効部211の副画素ピッチP1よりも、検査部212の副画素ピッチP2の方が小さい。従って、E2<E1であり、同じ吐出条件でインク塗布を行った場合、有効部211よりも検査部212の方が、インク混合が発生しやすくなっている。
図12は、インクジェット装置100を用いて塗布基板200にインクを塗布する工程を示すフローチャートである。
先ず、ノズル再現性検査及び着弾ずれ検査を行う(ステップS1)。ノズル再現性検査及び着弾ずれ検査は、次のようにして行う。全てのノズル125からインク液滴を複数回吐出し、それぞれのノズル125のそれぞれの回について、吐出されたインク液滴の着弾位置と目標着弾位置とのずれの方向及び大きさ、並びに、吐出されたインク液滴の体積を測定する。着弾ずれの測定は、インク塗布後の基板を、撮像装置123により撮影し、撮影された画像において、各インク液滴の中心と目標着弾位置とのずれの距離を計算するとともに、ずれの方向を読み取って行う。インク液滴体積の測定は、撮像装置123により撮影された画像において、各インク液滴の濡れ広がり面積を計算することにより行う。
ノズル再現性検査及び着弾ずれ検査は、塗布基板200の検査部212を用いて行ってもよいし、ノズル再現性検査用の基板を別に用いて行ってもよい。
ステップS4で着弾ずれノズル無しと判断された場合(ステップS4:NO)、ステップS6に進んで検査部212及び有効部211にインクを塗布する。
インク混合が発生している場合には(ステップS8:YES)、インク混合を引き起こしたノズル125を特定して対応処理を行い(ステップS9)、全塗布基板200に対してインク塗布が終了したか否かを判定する(ステップS10)。ここで、インク塗布対象の塗布基板200の枚数は、ロットごとの製造予定枚数であってもよいし、ノズル再現性検査及び着弾ずれ検査の間隔に基づいて決定された枚数であってもよいし、インク交換その他のメンテナンス作業の間隔に基づいて決定された枚数であってもよい。
全塗布基板200に対してインク塗布が終了した場合には(ステップS10:YES)、インク塗布工程を終了する。
全塗布基板200に対してインク塗布が終了していない場合には(ステップS10:NO)、ステップS6に戻り、次の塗布基板200の検査部212及び有効部211にインクを塗布する。以降、ステップS10で全塗布基板200に対してインク塗布が終了したと判定されるまで、ステップS6からステップS10を繰り返す。
また、検査部212における距離E2は、有効部211における距離E1よりも小さく設定されているため、有効部211よりも検査部212の方が、よりインク混合が発生しやすくなっている。従って、検査部212でインク混合が発生した時点でその原因となったノズル125を特定して対応処理を行うことにより、有効部211でのインク混合を未然に防ぐことができる。
なお、ステップS10で全塗布基板200に対してインク塗布が終了したと判定された場合、フローを終了せずに、ステップS1に戻り、メンテナンス工程(ステップS1〜S5)を行った後、量産工程(ステップS6〜ステップS10)に移って次のバッチの塗布基板200にインク塗布を行ってもよい。
実施形態1に係る塗布基板200では、有効部211と検査部212とで、副画素ピッチが異なっていた。しかしこれに限られない。以下、実施形態2に係る塗布基板300について説明する。なお、実施形態1の説明に記載されたものと同じものについては、同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。
図13(a)は、実施形態2に係る塗布基板300の検査部312における塗布予定領域15aにインクが塗布される場合の模式断面図である。なお、塗布基板300の有効部は、実施形態1に係る有効部211(図11(a)参照)と同じであり、即ち、図13(a)に示す実施形態2に係る検査部312と同じ構成である。塗布基板300の検査部312の副画素ピッチP1は、実施形態1に係る塗布基板200の副画素ピッチP1と同じである。
なお、オフセットの方向は、X軸に沿った何れの方向であってもよいが、全てのノズル125についてオフセットの方向が揃っている方が好ましい。例えば、隣り合う2つの塗布予定領域15aに吐出されたインク液滴のオフセットの方向が逆であって、互いに近づく方向である場合には、インク混合がより発生しやすくなり、互いに遠ざかる方向である場合には、インク混合がより発生しにくくなる。このように、オフセットの向きが揃っていない場合には、インク混合の発生を未然に防ぐという目的が適正に達成できなくなる可能性がある。
図13(b)は、実施形態3に係る塗布基板400の検査部412における塗布予定領域15aにインクが塗布される場合の模式断面図である。なお、実施形態1及び実施形態2の説明に記載されたものと同じものについては、同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。また、塗布基板400の有効部は、実施形態1に係る有効部211(図11(a)参照)と同じ構成である。
以上、本開示の一態様として、実施形態1、2、3に基づいて説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の説明に何ら限定を受けるものではない。以下では、本開示の他の態様例として、塗布基板の変形例及びインク塗布工程の変形例を説明する。なお、以下において、実施形態1、2、3の説明に記載されたものと同じものについては、同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。
さらに、インクによって濡れ広がりの大きさsやインク液滴の半径rが異なる場合、即ち、機能性材料の種類によって又は溶媒の種類によって濡れ広がりの大きさsやインク液滴の半径rが異なる場合、それぞれのインクに応じて、副画素ピッチ、隔壁幅、オフセットOsを変えてもよい。
図15は、変形例3に係る有機EL表示パネルの製造方法におけるインク塗布工程を示すフローチャートである。図12のフローチャートと同じ内容のステップには、同一の符号を付し、説明を省略する。なお、ここでは、実施形態1の塗布基板200を用いた場合を例に説明する。
ステップS5で吐出タイミング補正を行った後、検査部212の塗布予定領域15aに、インクを塗布する(ステップS21)。
ステップS4で、着弾ずれノズル無しと判断された場合(ステップS4:NO)、ステップS21に進んで検査部212にインクを塗布する。
ステップS9で、対応処理を行った後、有効部211の塗布予定領域15aにインクを塗布する(ステップS22)。
ステップS8で、インク混合が発生していない場合には(ステップS8:NO)、有効部211の塗布予定領域15aにインクを塗布する(ステップS22)。
全塗布基板200に対してインク塗布が終了した場合には(ステップS10:YES)、インク塗布工程を終了する。
全塗布基板200に対してインク塗布が終了していない場合には(ステップS10:NO)、ステップS21に戻り、次の塗布基板200の検査部212にインクを塗布する。以降、ステップS10で全塗布基板200に対してインク塗布が終了したと判定されるまで、ステップS21からステップS10を繰り返す。
(6)実施形態1では、パネル10の製造方法において、インクジェット法、すなわち複数のノズル125による塗布予定領域15aへのインク塗布によって形成した機能層は、正孔輸送層16A、有機発光層16Bであったが、当該機能層はこれに限られない。パネル10の製造方法においては、少なくとも一つの機能層が、インクジェット法により形成されればよく、当該機能層は、有機発光層、正孔・電子注入層、正孔・電子輸送層、正孔・電子阻止層、バッファ層などのいずれであってもよい。また、インクジェット法により形成する機能層は、副画素SPR、SPG、SPBごとに一つであってもよいし三つ以上であってもよい。例えば、当該機能層を正孔輸送層及び有機発光層の一方のみとし、他方は乾式プロセスを用いて形成してもよい。この際、乾式プロセスで形成する機能層の形状は任意であって、例えば、副画素ごと又は塗布予定領域ごとに独立して形成されてもよいし、複数の副画素又は複数の塗布予定領域に共有されるように形成されてもよい。また、例えば、当該機能層を有機発光層16Bのみとし、正孔輸送層16Aは形成しない構成であってもよい。さらに、例えば、正孔注入層13や電子輸送層17が湿式プロセスを用いて塗布予定領域15aに形成される構成であってもよい。
(11)実施形態1に係るパネル10では、塗布予定領域15aに、有機EL素子を形成したが、一部において、第2電極18が有する抵抗成分による電圧降下の影響を低減するためのバスバー(補助電極)を形成してもよい。
(13)上記各実施形態及び各変形例における有機EL表示パネルの製造方法におけるインク塗布工程を、有機EL表示パネルの製造方法におけるインクジェット装置のノズル検査方法として実施することもできる。
11 基板
12 第1電極(電極)
15、415 隔壁
15a 塗布領域
125 ノズル
200、300、400、500、600 塗布基板
211 有効部
212、312、412、512、612 検査部
222 インク液滴
512a、512b、512c、612a、612b 検査部分
T、T0 目標着弾位置
副画素ピッチ P1、P2、P3
Claims (17)
- 塗布基板における行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の機能性材料層を形成する方法であって、
前記塗布基板は、機能性材料層を機能させる有効部のほかに、当該有効部と同様に複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部を有し、
前記検査部に対して前記インクの液滴の吐出を行うインク吐出工程と、
前記検査部に吐出されたインクの塗布状態を検査する検査工程であって、隣り合う2つの前記塗布予定領域に塗布された前記インクの混合が発生していることを検査する検査工程と、を有し、
各塗布基板は、前記検査部が前記有効部よりも前記インクの混合が生じやすいパターンである
ことを特徴とする機能性材料層形成方法。 - 複数の前記隔壁間の行方向におけるピッチは、前記有効部よりも、前記検査部の方が狭いことを特徴とする
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記塗布予定領域の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い
請求項2に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記隔壁の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い
請求項2又は3に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記検査部は、前記有効部に行方向に隣接して配置されている
請求項1から4の何れか1項に記載の機能性材料層形成方法。 - 前記検査部は、複数の前記塗布予定領域を有する検査部分を複数有し、
複数の前記検査部分は、行方向に配列されている
請求項1から5の何れか1項に記載の機能性材料層形成方法。 - 前記機能性材料は、複数種類であり、
前記インクを、複数の前記検査部分に種類ごとに塗布する
請求項6に記載の機能性材料層形成方法。 - 前記インクの混合の発生しやすさが複数の前記検査部分ごとに異なるように前記複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域のパターンが形成されていることを特徴とする
請求項6又は7に記載の機能性材料層形成方法。 - 塗布基板における行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の機能性材料層を形成する方法であって、
前記塗布基板は、機能性材料層を機能させる有効部のほかに、当該有効部と同様に複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部を有し、
前記検査部に対して前記インクの液滴の吐出を行うインク吐出工程と、
前記検査部に吐出されたインクの塗布状態を検査する検査工程であって、隣り合う2つの前記塗布予定領域に塗布された前記インクの混合が発生していることを検査する検査工程と、を有し、
前記インク吐出工程において、前記検査部における前記インクの液滴の目標着弾位置を、前記塗布予定領域の行方向における中心から行方向にずらすことを特徴とする機能性材料層形成方法。 - 前記塗布状態の検査は、前記インクの液滴吐出後の前記検査部を撮像装置により撮影し、前記撮像された画像における繰り返しパターンの異常を検出することにより前記インクの混合を検出する
請求項1から9の何れか1項に記載の機能性材料層形成方法。 - 前記インクの混合が発生している前記検査部分に前記インクの液滴を吐出した前記ノズルを特定し、前記特定されたノズルに対して、前記特定されたノズルを吐出停止に設定する処理、前記特定されたノズルのインク吐出タイミングを補正する処理、及び前記特定されたノズルのインク吐出口周囲の清掃処理のうち、少なくともいずれか1つの処理を行うことを特徴とする
請求項1から10の何れか1項に記載の能性材料層形成方法。 - 行方向に互いに間隔をあけて並設された列方向に長尺な複数の隔壁間の塗布予定領域に対し、機能性材料が溶媒に溶解されたインクの液滴を複数のノズルから吐出して、複数条の発光領域を有する有機EL表示パネルが形成される予定の有効部と、前記有効部と同様に、複数の隔壁及びその隔壁間に塗布予定領域を有する検査部とを有し、
複数の前記隔壁間の行方向におけるピッチは、前記有効部よりも、前記検査部の方が狭い
有機EL表示パネル製造用基板。 - 前記塗布予定領域の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い
請求項12に記載の有機EL表示パネル製造用基板。 - 前記隔壁の行方向の幅が、前記有効部よりも前記検査部の方が狭い
請求項12又は13に記載の有機EL表示パネル製造用基板。 - 前記検査部は、前記有効部に行方向に隣接して配置されている
請求項12に記載の有機EL表示パネル製造用基板。 - 前記検査部は、複数の前記塗布予定領域を有する検査部分を複数有し、
複数の前記検査部分は、行方向に配列されている
請求項14から15に記載の有機EL表示パネル製造用基板。 - 複数の前記隔壁間の行方向における間隔は、複数の前記検査部分ごとに異なる
請求項16に記載の有機EL表示パネル製造用基板。
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