JP2020087909A - 有機el表示パネルの製造方法及び機能層形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
効率の良い機能膜の成膜方法として、機能性材料を含むインクをインクジェット法等に基づいて塗布するウエットプロセスが提案されている。ウエットプロセスは機能膜を塗り分ける際の位置精度が基板サイズに依存せず、デバイスの大型化への技術的障壁が比較的低いメリットがある。
本開示の一態様に係る有機EL表示パネルの製造方法は、複数の画素が行列状に配された有機EL表示パネルの製造方法であって、基板を準備する工程と、前記基板上に行列状に複数の画素電極を形成する工程と、前記基板上方であって、少なくとも前記画素電極の行方向における間に列方向に延伸する列隔壁を並設する工程と、行方向に隣接する前記列隔壁間の間隙に、複数のノズルが列方向に配設されたヘッドを、前記基板に対して行方向に相対的に移動させ、前記複数のノズルのうち選択された一部のノズルから有機材料を含む1種または複数種のインクを吐出する塗布処理を実行して有機発光層を含む機能層を形成する工程と、前記機能層上方に対向電極を形成する工程とを含み、前記機能層を形成する工程において、同一種のインクを供給すべき間隙群のうち、行方向に隣接する間隙と比べてインクを吐出する吐出ノズルの組み合わせのパターンが異なっている間隙があることを特徴とする。
1.表示装置の構成
(1)表示装置1の回路構成
以下では、実施の形態1に係る有機EL表示装置1(以後、「表示装置1」と称する)の回路構成について、図1を用い説明する。
表示パネル10においては、複数の単位画素100eが行列状に配されて表示領域を構成している。各単位画素100eは、3個の有機EL素子、つまり、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色に発光する3個の副画素100seから構成される。各副画素100seの回路構成について、図2を用い説明する。
(3−1)表示パネル10の概要
本実施の形態に係る表示パネル10について、図面を用いて説明する。なお、図面は模式図であって、その縮尺は実際とは異なる場合がある。
図4は、図3におけるA0部の拡大平面図である。
(1)塗布装置200の構成
機能層がウエットプロセスにより形成されるとき、機能層を形成する装置(機能層形成装置)の一態様として、以下のような塗布装置が用いられる。
図7は、基板100x上の行方向(X方向)に隣接する列バンク522Y間の間隙522zに、塗布装置200のインクヘッド211に配された全部のノズル2111を使用して発光材料を含むインクを吐出して塗布する様子を示す模式図である。
図9は、上記塗布装置200における制御部250の構成を示すブロック図である。
図12は、図4における表示パネル10をA2−A2で切断した模式的な部分断面図である。
基板100xは表示パネル10の支持部材であり、基材(不図示)と、基材上に形成された薄膜トランジスタ層(TFT層:不図示)とを有する。
基板100xの上面には平坦化層118が設けられている。基板100xの上面に位置する平坦化層118は、TFT層によって凹凸が存在する基板100xの上面を平坦化するものである。また、平坦化層118は、配線及びTFTの間を埋め、配線及びTFTの間を電気的に絶縁している。
基板100xの上面に位置する平坦化層118上には、図4に示すように、副画素100se単位で画素電極119が設けられている。
画素電極119上には、図12に示すように、ホール注入層120が積層されている。ホール注入層120は、画素電極119から注入されたホールをホール輸送層121へ輸送する機能を有する。
画素電極119、ホール注入層120のXY方向端縁を被覆するように絶縁物からなるバンクが形成されている。図4に示すように、バンクには、列方向に延伸して行方向に複数並設されている列バンク522Yと、行方向に延伸して列方向に複数並設されている行バンク122Xとがある。列バンク522Yは、行バンク122Xと直交する行方向に沿った状態で設けられており、列バンク522Yと行バンク122Xとで格子状をなしている(以後、行バンク122X、列バンク522Yを区別しない場合は「バンク122」と称する)。
図12に示すように、間隙522zR、522zG、522zB内におけるホール注入層120上には、ホール輸送層121が積層される。また、行バンク122Xにおけるホール注入層120上にも、ホール輸送層121が積層される(不図示)。ホール輸送層121は、ホール注入層120Bに接触している。ホール輸送層121は、ホール注入層120から注入されたホールを発光層123へ輸送する機能を有する。
図12に示すように、ホール輸送層121上には、発光層123が積層されている。発光層123は、有機化合物からなる層であり、内部でホールと電子が再結合することで光を発する機能を有する。列バンク522Yにより規定された間隙522zR、間隙522zG、間隙522zB内では、発光層123は、列方向に延伸するように線状に設けられている。
図4、図12に示すように、列バンク522Y及び列バンク522Yにより規定された間隙522zを被覆するように電子輸送層124が積層して形成されている。電子輸送層124については、表示パネル10の少なくとも表示領域全体に連続した状態で形成されている。
図12に示すように、電子輸送層124上に、共通電極125が形成されている。共通電極125は、各発光層123に共通の電極となっている。共通電極125は、基板100x側から順に金属酸化物からなる共通電極125Aと、共通電極125A上に積層された金属を主成分とする共通電極125Bとを含む(以後において、共通電極125A、125Bを総称する場合は「共通電極125」と表記する)。
共通電極125を被覆するように、封止層126が積層形成されている。封止層126は、発光層123が水分や空気などに触れて劣化することを抑制するためのものである。封止層126は、共通電極125の上面を覆うように設けられている。
封止層126のZ軸方向上方には、上部基板130のZ軸方向下側の主面にカラーフィルタ層128が形成されたカラーフィルタ基板131が配されており、接合層127により接合されている。接合層127は、基板100xから封止層126までの各層からなる背面パネルとカラーフィルタ基板131とを貼り合わせるとともに、各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。
接合層127の上に、上部基板130にカラーフィルタ層128が形成されたカラーフィルタ基板131が設置・接合されている。上部基板130には、表示パネル10がトップエミッション型であるため、例えば、カバーガラス、透明樹脂フィルムなどの光透過性材料が用いられる。また、上部基板130により、表示パネル10の剛性向上、水分や空気などの侵入防止などを図ることができる。
表示パネル10の製造方法について、図13の製造工程を示すフローチャート、および図14〜図18の表示パネル10の各製造工程における状態を示す模式断面図に基づき説明する。
複数のTFTや配線が形成された基板100xを準備する。基板100xは、公知のTFTの製造方法により製造することができる(図14(a))。
基板100xを被覆するように、上述の平坦化層118の構成材料(感光性の樹脂材料)をフォトレジストとして塗布し、表面を平坦化することにより平坦化層118を形成する(図14(b))。
スパッタリング法、真空蒸着法などの気相成長法を用い金属膜を積層して形成した後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いパターニングすることでなされる。
ホール注入層120のホール注入層120Aを形成した後、ホール注入層120Aを覆うようにバンクを形成する。バンクの形成では、先ず行バンク122Xを形成し、その後、間隙522zを形成するように列バンク522Yを形成する(図15(b))。
列バンク522Yにより規定される間隙522z内に形成されたホール注入層120のホール注入層120A上に対して、ホール注入層120のホール注入層120B、ホール輸送層121、発光層123などの有機機能層を順に積層形成する。
発光層123を形成した後、表示パネル10の発光エリア(表示領域)全面にわたって、真空蒸着法などにより電子輸送層124を形成する(図16(b))。
電子輸送層124を形成した後、電子輸送層124を被覆するように、共通電極125を形成する。共通電極125は、基板100x側から順に金属酸化物からなる共通電極125Aと、共通電極125A上に積層された金属を主成分とする共通電極125Bとを含む。
共通電極125を形成した後、共通電極125を被覆するように、封止層126を形成する(図16(d))。封止層126は、CVD法、スパッタリング法などを用い形成できる。
次に、カラーフィルタ基板131を形成して、封止層126上に貼着する。
以上、説明したように、本実施の形態では、基板100x上に行列状に配された複数の画素電極119と、基板上方であって、少なくとも画素電極119の間に列方向に延伸して行方向に並設された複数の列バンク522Yと、行方向に隣接する列バンク522Y間の間隙522zのそれぞれに列方向に連続して配されている有機発光層123を含む有機機能層と、有機機能層上方に配された共通電極125とを備えた有機EL表示パネル10の製造において、同一発光色の有機材料を含むインクを塗布対象となる間隙群に塗布する際における塗布装置のノズルパターンを変更するようにしているので、一つの間隙522zの列方向における膜厚の変動が、行方向の同じ位置に連続して現出しにくくなり、発光層の膜厚の変動に起因する行方向の筋状の輝度ムラが発生しなようにすることができる。
実施の形態に係る表示パネル10を説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、本開示の変形例を説明する。
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。製造方法で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。
10 有機EL表示パネル
100 有機EL素子
100e 単位画素
100se 副画素
100x 基板(TFT基板)
118 層間絶縁層
119 画素電極
120、120A、120B ホール注入層
121 ホール輸送層
122 バンク
122X 行バンク
522Y 列バンク(列隔壁)
522z 間隙(列開口)
123 発光層
124、124A、124B 電子輸送層
125、125A、125B 共通電極(対向電極)
126 封止層
127 接合層
128 カラーフィルタ層
130 上部基板
131 カラーフィルタ基板
200 塗布装置
210 インク塗布部
211 インクヘッド
2111 ノズル
220 インクタンク
230 基板移動部
250 制御部
Claims (10)
- 複数の画素が行列状に配された有機EL表示パネルの製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板上に行列状に複数の画素電極を形成する工程と、
前記基板上方であって、少なくとも前記画素電極の行方向における間に列方向に延伸する列隔壁を並設する工程と、
行方向に隣接する前記列隔壁間の間隙に、複数のノズルが列方向に配設されたヘッドを、前記基板に対して行方向に相対的に移動させ、前記複数のノズルのうち選択された一部のノズルから有機材料を含む1種または複数種のインクを吐出する塗布処理を実行して有機発光層を含む機能層を形成する工程と、
前記機能層上方に対向電極を形成する工程とを含み、
前記機能層を形成する工程において、
同一種のインクを供給すべき間隙群のうち、行方向に隣接する間隙と比べてインクを吐出する吐出ノズルの組み合わせのパターンが異なっている間隙がある
ことを特徴とする有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記機能層を形成する工程において、
前記有機材料は、有機発光材料であり、前記機能層は、前記有機発光層である
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。 - 前記同一種のインクを供給すべき間隙群のうち、行方向に連続して隣接するN列(Nは2以上の自然数)の間隙について各列毎の吐出ノズルの組み合わせのパターンが異なるように予め決められており、N列分の前記吐出ノズルの組み合わせのパターンを行方向に繰り返しながら、前記間隙群に対して塗布処理を実行する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記Nは、6以上の自然数である
ことを特徴とする請求項3に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記間隙ごとの吐出ノズルの組み合わせのパターンは、一の間隙において1回吐出に使用したノズルは、少なくとも、同一種のインクを供給すべき次の間隙へのインクの吐出に使用しないように設定されている
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記機能層を形成する工程において、
前記ヘッドの位置を前記行方向において固定し、前記基板を前記ヘッドに対し行方向に移動させながら、前記塗布処理を実行する
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記機能層を形成する工程は、
発光色の異なる第1の有機発光層と第2の有機発光層を形成する工程を含み、前記第1の有機発光層を形成する工程で使用する吐出ノズルの組み合わせパターンと前記第2の有機発光層を形成する工程で使用する吐出ノズルの組み合わせパターンとが異なる
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1の有機発光層を形成する工程で使用する吐出ノズルの組み合わせパターンと前記第2の有機発光層を形成する工程で使用する吐出ノズルの組み合わせパターンは、一つの間隙にインクを供給するために使用される吐出ノズルの個数が異なる
ことを特徴とする請求項7に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 複数の画素が行列状に配された表示パネルの製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板上に行列状に複数の画素電極を形成する工程と、
前記基板上方であって、少なくとも前記画素電極の行方向における間に列方向に延伸する列隔壁を並設する工程と、
行方向に隣接する前記列隔壁間の間隙に、複数のノズルが列方向に配設されたヘッドを、前記基板に対して行方向に相対的に移動させ、前記複数のノズルのうち選択された一部のノズルから、機能性材料を含む1種または複数種のインクを吐出する塗布処理を実行して機能層を形成する工程と、
前記機能層上方に対向電極を形成する工程とを含み、
前記機能層を形成する工程において、同一種のインクを供給すべき間隙群のうち、行方向に隣接する間隙と比べてインクを吐出する吐出ノズルの組み合わせのパターンが異なっている間隙がある
ことを特徴とする表示パネルの製造方法。 - 複数の画素が行列状に配されてなる表示パネルにおける機能層を形成する機能層形成装置であって、
前記基板上方であって、少なくとも複数の画素電極の行方向における間に列方向に延在する複数の列隔壁のうち、行方向に隣接する行隔壁間の間隙のそれぞれに、機能性材料を含む1種または複数種のインクを塗布する塗布装置を備え、
前記塗布装置は、
複数のノズルが前記列方向と並行に配設されたヘッドと、
前記ヘッドを前記基板に対して前記行方向に相対的に移動させる移動部と、
前記複数のノズルのうち選択された一部のノズルによりインクの供給を実行する場合に、同一種のインクを供給すべき間隙群のうち、行方向に隣接する間隙と比べてインクを吐出するノズルの組み合わせのパターンが異なっている間隙があるようにノズルを選択してインクを供給させる供給制御部と
を有することを特徴とする機能層形成装置。
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