JP4894150B2 - 電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置 - Google Patents

電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置 Download PDF

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本発明は、電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置に関するものである。
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器に使用されるフラットパネルディスプレイは、高密度化、高精細化、高画質化、長寿命化の要求が高まっている。
そのフラットパネルディスプレイである有機ELディスプレイ装置などにおいて、長寿命、高画質にするには、正孔輸送層と発光層の膜厚を均一にすることが有効である。膜厚にムラができると、発光色ムラ、輝度ムラとなる。さらに、部分的に電気の多く流れる個所ができ寿命も短くなる。
高分子材料の膜を形成する方法として、スピンコート法やインクジェット法などが知られている。その中で、インクジェット法は微細なパターンが形成できる事から活用されることが多い。例えば、有機EL表示装置では、正孔輸送層と発光層の膜の形成に使われている。
インクジェト法は、微小液体を基板上に吐出して塗布する方法であり、吐出液が微小液体であるため乾燥が早い。基板上の画素領域おける端の部分では、局所的に蒸発溶媒の分子分圧差が生じ乾燥速度にムラが生じる。画素上に塗布された液体の乾燥時間の差は、画素内での膜厚ムラを引き起こす。膜厚ムラを防止する方法として、表示領域の外側の非表示領域に液滴をダミー吐出して、吐出液の乾燥時間を制御する方法が知られている。(特許文献1)
特開2002−222695
しかしながら、上記の方法では、液滴を表示領域の他に吐出するための非表示領域が必要になり、表示部に比して装置が大きくなってしまう問題があった。
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであって、その目的は、膜厚ムラをなくし均一な膜を形成することができる電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置を提供することにある。
本発明の電気光学装置の製造方法は、基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を第1の溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドによって吐出させ、各素子形成領域に発光素子を形成する電気光学装置の製造方法であって、前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒の乾燥時間の長さに応じて、赤色の光を出射する発光素子と緑色の光を出射する発光素子と青色の光を出射する発光素子とを一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域を複数の区分領域に区分し、各色用の前記発光素子形成材料を前記第1の溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を対応する色用の素子形成領域に吐出する第1の液滴吐出ヘッドを用い、すべての素子形成領域のそれぞれに対する前記第1の液滴吐出ヘ
ッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように前記液状の組成物を吐出し、前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒のみからなる液滴を吐出する第2の液滴吐出ヘッドを用い、前記複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する前記第2の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように前記第2の溶媒を吐出するとともに、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記第2の溶媒の吐出量を少なくするようにした。
これによれば、第1の液滴吐出ヘッドで第1の溶媒にて分散又は溶解した赤色、緑色、及び青色の各色用の液状の組成物からなる液滴対応する色用の全素子形成領域のそれぞれに一様の量を吐出する。すなわち、全素子形成領域のそれぞれに対して同量の発光素子形成材料を吐出する。また第2の液滴吐出ヘッドで前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒が相対的に乾燥しやすい区画には、前記第2の溶媒からなる液滴を相対的に多く吐出し、前記第2の溶媒が相対的に乾燥し難い区画には、前記第2の溶媒からなる液滴を相対的に少なく吐出する。そのため、すべての素子形成領域における前記第2の溶媒が乾燥する時間を均一にすることができる。その結果、局所的な蒸発溶媒の分子分圧差の分布を制御できる為、各素子形成領域内の膜厚のムラを抑制する事ができる。
この電気光学装置の製造方法において、前記第2の溶媒は、前記第1の溶媒と同じであってもよい。
これによれば、第1の溶媒と第2の溶媒が同じであることから、一種類の溶媒のみで構成することができる。従って、溶媒の管理が簡便になり生産性を向上させる事ができる。
本発明の電気光学装置の製造方法は、基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドによって吐出させ、各素子形成領域に発光素子を形成する電気光学装置の製造方法であって、前記液状の組成物を希釈化する前記溶媒の乾燥時間の長さに応じて、赤色の光を出射する発光素子と緑色の光を出射する発光素子と青色の光を出射する発光素子とを一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域を複数の区分領域に区分し、各色用の前記発光素子形成材料を前記溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を対応する色用の素子形成領域に吐出するとともに、3色用の各々で、前記発光素子形成材料の濃度が互いに異なる複数の該色用の液状の組成物を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを用い、前記複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記溶媒の量が互いに等しく、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記溶媒の量が少なく、且つすべての素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量になるように、前記乾燥時間が互いに異なる区分領域に対して互いに異なる液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出するようにした。
これによれば、複数のヘッドから濃度の異なる液状の組成物が吐出されるが、各素子形成領域に吐出される発光素子形成材料の量一様とすることができる。これにより、乾燥後にできる各素子形成領域の機能層の平均膜厚は一様となる。加えて、前記液状の組成物を希釈化する溶媒が相対的に乾燥しやすい区画には、前記溶媒の量を相対的に多くし、前記溶媒が相対的に乾燥し難い区画には、前記溶媒の量を相対的に少なくする。そのため、すべての素子形成領域における前記溶媒が乾燥する時間を均一にすることができる。その結果、局所的な蒸発溶媒の分子分圧差の分布を制御できるため、各素子形成領域内の膜厚のムラを抑制する事ができる。
さらに、吐出する液状の組成物の濃度を調整できる為、液滴吐出ヘッドが安定して液滴を吐出できる液状の組成物の粘度範囲内に、液状の組成物の粘度を調整できる。従って、安定したな液滴吐出が行えるという効果を有する。
この電気光学装置の製造方法において、前記乾燥時間が最も短い箇所に形成される区分領域は、前記基板の外側に形成された区分領域であり、前記乾燥時間が長くなるにつれて、前記区分領域は、前記基板の中心部に向かって遷移しつつ形成されるとしてもよい。
これによれば、乾燥時に基板の外周部の乾燥速度が速く、中心部の乾燥速度が遅い乾燥条件において、乾燥後の素子形成領域の膜厚を均一にすることができる。
本発明の液滴吐出装置は、基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を第1の溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドにて吐出して、各素子形成領域に発光素子を形成する液滴吐出装置において、赤色用及び緑色用及び青色用の発光素子形成材料を前記第1の溶媒にて分散又は溶解した
各色用の液状の組成物からなる液滴を、対応する色用の素子形成領域のそれぞれに対する第1の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように吐出する前記第1の液滴吐出ヘッドと、各色の光を出射する発光素子を一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域が前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒の乾燥時間の長さに応じて区分された複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する第2の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量を互いに等しくするとともに、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記第2の溶媒が少なくなるように前記第2の溶媒のみを吐出する前記第2の液滴吐出ヘッドと、を備えた。
これによれば、第1の液滴吐出ヘッドで第1の溶媒にて分散又は溶解した赤色、緑色、及び青色の各色用の液状の組成物からなる液滴対応する色用の全素子形成領域のそれぞれに一様の量を吐出する。すなわち、全素子形成領域のそれぞれに対して同量の発光素子形成材料を吐出する。また第2の液滴吐出ヘッドで前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒が相対的に乾燥しやすい区画には、前記第2の溶媒からなる液滴を相対的に多く吐出し、前記第2の溶媒が相対的に乾燥し難い区画には、前記第2の溶媒からなる液滴を相対的に少なく吐出する。そのため、すべての素子形成領域における前記第2の溶媒が乾燥する時間を均一にすることができる。その結果、局所的な蒸発溶媒の分子分圧差の分布を制御できる為、各素子形成領域内の膜厚のムラを制御できる液滴吐出装置とする事ができる。
本発明の液滴吐出装置では、前記第2の溶媒は、前記第1の溶媒と同じであってもよい。
これによれば、第1の溶媒と第2の溶媒が同じであることから、一種類の溶媒のみで構成することができる。従って、溶媒の管理が簡便になり生産性を向上させる事ができる。
本発明の液滴吐出装置は、基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドにて吐出して、各素子形成領域に発光素子を形成する液滴吐出装置において、赤色用及び緑色用及び青色用の発光素子形成材料を前記溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を、対応する色用の素子形成領域に対して、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量となるように吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備え、前記複数の液滴吐出ヘッドは、3色用の各々で、該色用の前記発光素子形成材料の濃度が互いに異なる複数の該色用の液状の組成物を吐出するものであり、各色の光を出射する発光素子を一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域が前記溶媒の乾燥時間の長さに応じて区分された複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記溶媒の量が互いに等しく、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記溶媒の量が少なく、且つすべての素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量になるように、前記乾燥時間が互いに異なる区分領域に対して互いに異なる液滴吐出ヘッドが前記液滴を吐出するようにした。
これによれば、複数のヘッドから濃度の異なる液状の組成物が吐出されるが、各素子形成領域に吐出される発光素子形成材料量が一様とすることができる。これにより、乾燥後にできる各素子形成領域の機能層の平均膜厚は一様となる。加えて、前記液状の組成物を希釈化する溶媒が相対的に乾燥しやすい区画には、前記溶媒の量を相対的に多くし、前記溶媒が相対的に乾燥し難い区画には、前記溶媒の量を相対的に少なくする。そのため、すべての素子形成領域における前記溶媒が乾燥する時間を均一にすることができる。その結果、局所的な蒸発溶媒の分子分圧差の分布を制御できるため、各素子形成領域内の膜厚のムラを抑制する事ができる。
さらに、吐出する液状の組成物の濃度を調整できる為、液滴吐出ヘッドが安定して液滴を吐出できる液状の組成物の粘度範囲内に、液状の組成物の粘度を調整できる。従って、安定した液滴吐出が行える装置とする事ができる。
この液滴吐出装置において、同一の素子形成領域に吐出する複数の前記液滴吐出ヘッドの対応するノズルは走査方向同一線上に、配置されていてもよい。
これによれば、液滴吐出ヘッドと基板の相対移動による一回の走査で同一の素子形成領域に複数の液滴吐出ヘッドから吐出する事ができる。従って、生産性のよい液滴吐出装置とする事ができる。
以下、本発明を具体化した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、「有機ELディスプレイ」という)の一実施形態について図1〜図8に従って説明する。
図1は、本発明の液滴吐出装置を使用して製造された有機ELディスプレイの正面図であり、図2は、その有機ELディスプレイの図1中a−a線断面図である。
図1に示すように、有機ELディスプレイ1は、ディスプレイ部2と、該ディスプレイ部2の下側部(図1中Y矢印方向)に接続されたフレキシブル回路基板3とから構成されている。
ディスプレイ部2は、基板4を備えている。基板4は、本実施形態では、ガラス板で構成されたものである。基板4は、図1及び図2に示すように、その略中央に略四角形状の
表示領域5を備えている。表示領域5には、図1に示すように、m×n個の画素6がマト
リクス状に形成されている。基板4上であって、表示領域5以外の領域(以下、非表示領域7という)には、一対の走査線駆動回路8及び検査回路9が形成されている。
表示領域5には、一行当りm個の画素6群がn行、また、1列当りn個の画素6群がm列形成されている。各画素6には、赤色の光を出射する発光素子としての赤色用有機EL素子10R、緑色の光を出射する発光素子としての緑色用有機EL素子10G、青色の光を出射する発光素子としての青色用有機EL素子10Bが配置されている。そして、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、図1中X矢印方向(行方向)に沿って赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、青色用有機EL素子10Bの順に配置されている。
即ち、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、図1中X矢印方向に沿っては、赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、青色用有機EL素子10B、赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、…の順に繰り返して配置されている。また、図1中Y矢印方向(列方向)に沿っては、同色の有機EL素子10R,10G,10Bが配置されている。そして、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、隣接する各色用有機EL素子10R,10G,10Bと等ピッチで配列されている。
図2に示すように、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、基板4上に形成された回路形成層4b上に形成されている。この回路形成層4bは、表示領域5に形成される前記各画素6を駆動させるための薄膜トランジスタ11等といった回路素子や、非表示領域7に形成される走査線駆動回路8または検査回路9を構成する回路素子の一部または全部が形成された層である。また、回路形成層4b上の表示領域5に対応した領域には、各有機EL素子10R,10G,10Bをマトリクス状に区画するバンク12が形成されている。
バンク12は、その表面が撥液性を有している。このバンク12は、元来撥液性を備えた材料、例えば、フッ素系樹脂で構成されたものであってもよい。また、撥液性を備えていないものであっても、通常用いられる、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機樹脂をパターン形成し、CFプラズマ処理等により表面を撥液化されたものであってもよい。
また、前記回路形成層4b上であって、バンク12によって区画された凹状領域(以下、素子形成領域10という)の各底部には画素電極13が形成されている。各画素電極13は、対応する薄膜トランジスタ11とコンタクトホール14を介して電気的に接続されている。各画素電極13上には、本実施形態において、正孔輸送層15、発光層16R,16G,16Bの順に積層されてなる機能層17が形成されている。発光層16Rは、赤色の光を出射する有機発光材料で構成された発光層であり、発光層16Gは、緑色の光を出射する有機発光材料で構成された発光層であり、発光層16Bは、青色の光を出射する有機発光材料で構成された発光層である。
機能層17及びバンク12上全面に渡って陰極20が形成されている。また、陰極20の一部は、前記非表示領域7上を覆うように形成されている。陰極20は、光透過性を有する導電性材料で構成されている。本実施形態においては、陰極20は、インジウム−錫酸化物(ITO)で構成されている。
そして、前記した画素電極13、正孔輸送層15、赤色用発光層16R及び陰極20が積層されて赤色用有機EL素子10Rが構成される。また、画素電極13、正孔輸送層15、緑色用発光層16G及び陰極20が積層されて緑色用有機EL素子10Gが構成される。同様に、画素電極13、正孔輸送層15、青色用発光層16B及び陰極20が積層さ
れて青色用有機EL素子10Bが構成される。
また、回路形成層4bの外周縁部には陰極20全面を覆うように、光透過性を有した材料で構成された封止部材23が形成されている。
また、図1に示すように、基板4上であって、前記表示領域5を挟むように非表示領域7には、一対の走査線駆動回路8が配置されている。各走査線駆動回路8は、前記したn行の画素6群のうちの所望の1行の画素6群を選択する走査信号を出力する。さらに、図1に示すように、基板4上であって、前記表示領域5より反Y矢印方向側の非表示領域7には、検査回路9が形成されている。検査回路9は、有機ELディスプレイ1を出荷する前に駆動され、各色用有機EL素子10R,10G,10Bが正常に駆動するか否かを検査するための回路である。
一方、フレキシブル回路基板3上にはデータ線駆動回路24と制御回路25とが形成されている。データ線駆動回路24は、前記走査線駆動回路8が出力した走査線信号によって選択された行の画素6群に対して、その各色用有機EL素子10R,10G,10Bのデータ信号を出力する。このデータ信号によって、各色用有機EL素子10R,10G,10Bの発光輝度が決定される。
制御回路25は、各走査線駆動回路8及びデータ線駆動回路24の駆動を制御するための各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を各駆動回路8、24にそれぞれ出力する。
そして、このように構成された有機ELディスプレイ1は、制御回路25から出力される各種制御信号によって走査線駆動回路8及びデータ線駆動回路24が駆動制御され、各画素6の有機EL素子10R,10G,10Bの発光輝度が制御される。その結果、表示領域5上に所望の画像が表示されるようになっている。
次に、前記有機ELディスプレイ1の製造において、正孔輸送層15を形成する液滴吐出装置30の一例について図3〜図5に従って説明する。有機ELディスプレイ1は、その正孔輸送層15、発光層16R,16G,16Bが液滴吐出装置30によって形成され、同正孔輸送層15と、発光層16R,16G,16B以外の各層の形成は、公知の装置、方法によって形成される。
図3は、正孔輸送層15を形成する液状の組成物としての正孔輸送材料液18を塗布する液滴吐出装置30の構成を示す斜視図である。図3に示すように、液滴吐出装置30には、直方体形状に形成される基台31が備えられている。本実施形態では、この基台31の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
基台31の上面31aには、Y方向に延びる一対の案内凹溝32a,32bが同Y方向全
幅にわたり形成されている。その基台31の上側には、一対の案内凹溝32a,32bに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するステージ33が取付けられている。そのステージ33の直動機構は、例えば案内凹溝32a,32bに沿ってY方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するY軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がY軸モータに入力されると、Y軸モータが正転又は反転して、ステージ33が同ステップ数に相当する分だけ、Y軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する(Y方向に走査する)ようになっている。
そのステージ33の上面には、載置面34が形成され、その載置面34には、図示しな
い吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面34に基板4を載置すると、前記基板チャックによって、その基板4が載置面34の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
基台31のX方向両側には、一対の支持台35a,35bが立設され、その一対の支持台35a,35bには、X方向に延びる案内部材36が架設されている。案内部材36は、その長手方向の幅がステージ33のX方向よりも長く形成され、その一端が支持台35a側
に張り出すように配置されている。
案内部材36の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク37が配設されている。一方、その案内部材36の下側には、X方向に延びる上下一対の案内レール38a,38bがX方向全幅にわたり凸設されている。
キャリッジ39は、直方体形状に形成されている。そのキャリッジ39の直動機構は、例えば案内レール38a,38bに沿ってX方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するX軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をX軸モータに入力すると、X軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ39が同ステップ数に相当する分だけX方向に沿って往動又は復動する(X方向に走査する)。
キャリッジ39の下面(ステージ33側の面:ヘッド配設面39a)には、図4に示す
ように、第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46がX方向に互いに平行に配置されている。第1の液滴吐出ヘッド45(反Y矢印方向側)は、発光素子形成材料としての正孔輸送材料を含む液状の組成物(以下、正孔輸送材料液という)18(図5参照)の液滴としての微小液滴47(図5参照)を吐出する。第2の液滴吐出ヘッド46(Y矢印方向側)は、第2の溶媒としての溶媒19の液滴としての微小液滴48を吐出する。なお、本実施形態の正孔輸送材料液18は、正孔輸送材料を第1の溶媒としての溶媒19で分散又は溶解させたものであり、その溶媒は第2の液滴吐出ヘッド46から吐出する溶媒19と同じものが使用している。
第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46の下面には、図4に示すように、それぞれノズルプレートP1、P2が備えられている。そのノズルプレートP1、P2には、それぞれ複数のノズルN1、N2がX方向に所定のピッチ幅で配列されている。そして、第1の液滴吐出ヘッド45の各ノズルN1と第2の液滴吐出ヘッド46の各ノズルN2は、それぞれ対応するノズルN1、N2同士がY方向の同一線上に配置されている。
尚、第1の液滴吐出ヘッド45と第2の液滴吐出ヘッド46は、X方向に対して斜めに配置することで、基板に吐出する液滴のピッチ幅を短くしてもよい。そのとき、第1の液滴吐出ヘッド45と第2の液滴吐出ヘッド46は平行に配列され、それぞれ対応するノズルは、X方向の位置をそろえ、Y方向の同一線上に配置される。
図5は、第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46の構造を説明するための要部断面図である。図5に示すように、ノズルプレートP1、P2の上側であってノズルN1、N2と相対する位置には、キャビティ54が形成されている。そして、第1の液滴吐出ヘッド45のキャビティ54には、前記収容タンク37に貯留されている正孔輸送材料液18が供給される。また、第2の液滴吐出ヘッド46のキャビティ54には、前記収容タンク37に貯留されている溶媒19が供給される。キャビティ54の上側には、上下方向に振動して、キャビティ54内の容積を拡大縮小する振動板55と、上下方向に伸縮して振動板55を振動させる圧電素子56が配設されている。
そして、第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46が圧電素子56を駆動制御するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子56が伸張して、キャビティ54内の容積を縮小する。その結果、第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1からは、縮小した容積文の正孔輸送材料液18が微小液滴47として吐出される。また、第2の液滴吐出ヘッド46のノズルN2からは、縮小した容積分の溶媒19が微小液滴48として吐出される。
次に、上記した液滴吐出装置30を使った正孔輸送層15の製造方法について図6〜図8にて説明する。図6及び図7は、液滴吐出装置30の液滴吐出動作を説明する図である。
今、バンク12が形成されそのバンク12内(素子形成領域10)に画素電極13が形成されている基板4を、ステージ33の載置面34に配置固定する。そして、キャリッジ39(第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46)を所定のX方向位置にセットした後、ステージ33(基板4)をY方向に移動させる。そして、第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46の直下をY方向に通過する基板4の素子形成領域10に対して微小液滴47、48を吐出する。
このとき、基板4に形成された素子形成領域10は、最初に第1の液滴吐出ヘッド45の直下を通過して微小液滴47が塗布され、次に第2の液滴吐出ヘッド46の直下を通過して微小液滴48が塗布されるようになっている。
つまり、まず図6(a)に示すように、各素子形成領域10は、最初に第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1から正孔輸送材料液18の微小液滴47が吐出される。その結果、図6(b)に示すように、素子形成領域10内には正孔輸送材料液18が塗布される。続いて、図6(c)に示すように、第2の液滴吐出ヘッド46のノズルN2から正孔輸送材料液18が塗布されている各素子形成領域10へ、溶媒19の微小液滴48が吐出される。その結果、図7(a)に示すように、各素子形成領域10には、正孔輸送材料液18と溶媒19が混合した正孔輸送材料希釈液60の液溜まりが形成される。
このとき、バンク12の上面には、撥液処理が施されているため、バンク12の高さを超える量の正孔輸送材料液18と溶媒19からなる正孔輸送材料希釈液60が塗布されても、図7(a)に示すように、バンク12の上面に乗り上げ他の素子形成領域10の正孔輸送材料希釈液60と繋がることはない。
そして、本実施形態では、第2の液滴吐出ヘッド46で各素子形成領域10に塗布する溶媒19の量を、前記表示領域5の予め区分した区分領域に形成される素子形成領域10毎で相違させている。
詳述すると、表示領域5の全素子形成領域10に塗布された溶媒19の乾燥時間は、表示領域5の外周部の方が表示領域5の中央部より短い。そこで、乾燥時間が外周部と中央部が一様になるように、表示領域5の中央部の各素子形成領域10に塗布される溶媒19の量に対して外周部の各素子形成領域10に塗布される溶媒19の量を多くしている。
本実施形態では、図8に示すように、表示領域5を4つの第1〜第4の区域Z1,Z2,Z3,Z4に区分し、それぞれ各区域Z1〜Z4で溶媒19の量を相違させている。
第1の区域Z1は、表示領域5内の最外周の領域であって、最も乾燥時間の短い領域である。第2の区域Z2は、第1の区域Z1の内側の領域であって、第1の区域Z1の次に乾燥時間の短い領域である。第3の区域Z3は、第2の区域Z2の内側の領域であって、第2の区域Z2の次に乾燥時間の短い領域である。第4の区域Z4は、第3の区域Z3の
内側の領域であって、第3の区域Z3の次に、すなわち、最も乾燥時間の長い領域である。
そして、各区域Z1〜Z4における素子形成領域10に塗布される溶媒19の量を、第1の区域Z1→第2の区域Z2→第3の区域Z3→第4の区域Z4という順に少なくして、乾燥時間が各区域Z1〜Z4で一様になるようにしている。因みに、本実施形態では、第1の区域Z1の各素子形成領域10には、20滴の微小液滴48がノズルN2から吐出される。第2の区域Z2の各素子形成領域10には、10滴の微小液滴48がノズルN2から吐出される。第3の区域Z3の各素子形成領域10には、5滴の微小液滴48がノズルN2から吐出される。第4の区域Z4の各素子形成領域10には、微小液滴48がノズルN2から吐出されないようになっている。
液滴吐出装置30は、キャリッジ39(第1及び第2の液滴吐出ヘッド45,46)及びステージ33(基板4)を移動制御して、第2の液滴吐出ヘッド46の直下を通過する先に正孔輸送材料液18が塗布された素子形成領域10に対して、その素子形成領域10が第1〜第4の区域Z1〜Z4の中のどこに属するかを判断する。そして、液滴吐出装置30は、所定の数(0も含む)だけ微小液滴48を吐出する。第1〜第4の区域Z1〜Z4の判断は、公知の方法であって、例えばステージ33及びキャリッジ39の移動量に基づいて吐出ヘッド46の各ノズルN2の表示領域5の相対位置を求めて行なわれる。
次に、基板4を乾燥する。この乾燥は、真空または熱処理あるいは窒素ガスフローにより溶媒を除去する。例えば、本実施形態においては、真空中(1torr(133.3Pa))、室温、20分という条件で溶媒19が除去される。このとき、各区域Z1〜Z4の素子形成領域10ごとに、乾燥時間を一様にするために、溶媒19の量を相違させたので、図7(b)に示すように、膜厚が均一である正孔輸送層15が形成される。
次に、各素子形成領域10に、それぞれ対応する発光層16R,16G,16Bが形成される。
この発光層16R,16G,16Bも、前記正孔輸送層15の形成と同様に液滴吐出装置を使って行われる。有機発光材料を溶媒で分散又は溶解した液状の組成物を、各素子形成領域10に、一様に塗布する。続いて、溶媒の微小液滴を、前記と同様に、乾燥時間を一様にするために、各区域Z1〜Z4の各素子形成領域10毎に、所定の数(0も含む)だけを吐出する。
その後、前記した正孔輸送材料液18の溶媒19を乾燥除去した同じ工程にて、基板4を乾燥する。これにより、有機ELディスプレイ1の正孔輸送層15と、各色発光層16R,16G,16Bからなる機能層17が形成される。次に、蒸着法によって、各色発光層16R,16G,16B上、バンク12上、回路形成層4b上に渡ってインジウム−錫酸化物(ITO)を蒸着させ陰極20を形成する。さらに、陰極20の上に光透過性を有した材料で構成された封止部材23が形成される。これにより、ディスプレイ部2が作成される。
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)上記第1実施形態によれば、基板4の表示領域5に形成された各素子形成領域10について、正孔輸送材料液18の量を均一に塗布する。次に、素子形成領域10毎に正孔輸送材料液18の溶媒19の量を変えて塗布した。従って、素子形成領域10毎に乾燥時間が変えたことから、蒸発溶媒の分子分圧の制御をすることができた。
(2)上記第1実施形態によれば、基板4の表示領域5に形成された各素子形成領域10について、正孔輸送材料液18の量を均一に塗布する。次に、正孔輸送材料液18(正孔輸送材料希釈液60)の乾燥時間が外周部と中央部が、即ち表示領域5全体で一様になる
ように、表示領域5を第1〜第4の区域Z1〜Z4に区分し、各区域Z1〜Z4の素子形成領域10毎に、その素子形成領域10に塗布される溶媒19の量を変更した。従って、中央部と外周部に塗布された正孔輸送材料液18の乾燥時間が均一になり、素子形成領域10内における正孔輸送層15の膜厚を均一に形成することができる。その結果、有機EL素子10R,10G,10Bの発光の色ムラ、輝度ムラ、素子寿命の低下を防ぐことができる。
(3)上記第1実施形態によれば、表示領域5に形成された各素子形成領域10について、発光層材料を溶媒で分散又は溶解した液状の組成物を均一に塗布する。次に、液状の組成物の乾燥時間が外周部と中央部が、即ち表示領域5全体で一様になるように、表示領域5を第1〜第4の区域Z1〜Z4に区分し、各区域Z1〜Z4の素子形成領域10毎に、その素子形成領域10に塗布される溶媒の量を変更した。従って、中央部と外周部に塗布された発光層材料を溶媒で分散または、溶解した液状の組成物の乾燥時間が均一になり、各素子形成領域10内における発光層16R,16G,16Bの膜厚を均一に形成することができる。その結果、有機EL素子10R,10G,10Bの発光の色ムラ、輝度ムラ、素子寿命の低下を防ぐことができる。
(3)上記第1実施形態によれば、従来のように、表示領域5の各素子形成領域の正孔輸送材料液18及び発光材料を含んだ液状の組成物の乾燥時間を一様にするためにダミー領域を設け、そのダミー領域に、正孔輸送材料液18を塗布する必要がない。従って、非表示領域7をその分だけ小さくでき、装置の大きさをコンパクトにすることができる。
(4)上記第1実施形態によれば、第1の液滴吐出ヘッド45から吐出した正孔輸送材料液18の溶媒と第2の液滴吐出ヘッド46から吐出した溶媒19は、同じ溶媒を使用したので、溶媒の管理が簡易にする事ができる。
(5)上記第1実施形態によれば、第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1が吐出する素子形成領域10と同じ位置の素子形成領域10に吐出する第2の液滴吐出ヘッド46のノズルN2は、基板4を走査する方向の同一線上に配置されている。従って、一回の走査で、同一地点の素子形成領域10に対して、第1の液滴吐出ヘッド45と第2の液滴吐出ヘッド46が吐出する事ができるので、生産性のよい装置とする事ができる。
本発明は上記実施形態に限定されず、以下のように実施してもよい。
(変形例1)
前記実施形態では、第2の液滴吐出ヘッド46から吐出させる溶媒19は、正孔輸送材料液18の溶媒であったが、これに限定されない。複数の濃度の液を組み合わせて吐出することで、素子形成領域10に吐出する正孔輸送材料液18の溶質の量は一定のまま溶媒19の塗布量を変えてもよい。
例えば、正孔輸送材料を溶媒で薄めて15%の濃度にした第1の液状の組成物、正孔輸送材料を溶媒で薄めて30%の濃度にした第2の液状の組成物、正孔輸送材料を溶媒で薄めて60%の濃度にした第3の液状の組成物を用意する。そして、第1の液状の組成物、第2の液状の組成物、第3の液状の組成物をそれぞれ吐出する液滴吐出ヘッドをキャリッジに設ける。
そして、例えば、第1の区域Z1の各素子形成領域10に、第1の液状の組成物の微小液滴を8滴塗布する。第2の区域Z2の各素子形成領域10に、第1の液状の組成物の微小液滴を4滴と、第2の液状の組成物の微小液滴を2滴塗布する。第3の区域Z3の各素子形成領域10に、第2の液状の組成物の微小液滴を4滴塗布する。第4の区域の各素子形成領域10に、第3の液状の組成物の微小液滴を2滴塗布する。
従って、第1〜第4の区域Z1〜Z4の各素子形成領域10には同じ量の正孔輸送材料が塗布され、外周の区域ほど多い量の溶媒が塗布される。その結果、前記実施形態と同様な効果に加え、吐出するの液状の組成物の濃度を調整できるため、液滴吐出ヘッドが安定
して液滴を吐出できるの液状の組成物の粘度範囲内に、液状の組成物の粘度を調整できる。従って、安定したな液滴吐出が行えるという効果を有する。
尚、上記の場合、第1の液状の組成物、第2の液状の組成物、第3の液状の組成物を用意したが、これを、濃度の異なる液状の組成物を、2又は4以上の液状の組成物を用意して実施してよいことは、勿論である。
因みに、2つの液状の組成物を用意する場合、正孔輸送材料を溶媒で薄めて10%の濃度にした第1の液状の組成物と、正孔輸送材料を溶媒で薄めて30%の濃度にした第2の液状の組成物を用意する。そして、第1の液状の組成物、第2の液状の組成物をそれぞれ吐出する液滴吐出ヘッドをキャリッジに設ける。
そして、例えば、第1の区域Z1の各素子形成領域10に、第1の液状の組成物の微小液滴を9滴塗布する。第2の区域Z2の各素子形成領域10に、第1の液状の組成物の微小液滴を6滴と第2の液状の組成物の微小液滴を1滴塗布する。第3の区域Z3の各素子形成領域10に、第1の液状の組成物の微小液滴を3滴と第2の液状の組成物の微小液滴を2滴塗布する。第4の区域Z4の各素子形成領域10に、第2の液状の組成物の微小液滴を3滴塗布する。
その結果、前記実施形態と同様な効果に加え、液状の組成物の濃度が調整できるため、液状の組成物の粘度を液滴吐出ヘッドが吐出しやすい粘度範囲内にすることができる。従って、安定したな液滴吐出が行えるという効果を有する。さらに、液状の組成物の濃度の種類を減らすことで、キャリッジに搭載する液滴吐出ヘッドの数を減らすことができる。従って、液滴吐出ヘッドのクリーニング作業、液滴吐出ヘッドのキャリッジへの設置作業にかかる作業を減らす事ができるので、生産性を向上させることができる。
なお、この変形例は、発光層16R,16G,16Bを形成する場合においても応用することができることは勿論である。
(変形例2)
前記実施形態では、正孔輸送材料液18の第1の液滴吐出ヘッド45と溶媒19の第2の液滴吐出ヘッド46を、キャリッジ39に搭載し、各液滴を吐出したが、これに限定されない。例えば、例えば、一つの液滴吐出ヘッドに正孔輸送材料液18を吐出する正孔輸送材料用のノズルN1と溶媒液用ノズルN2を形成してもよい。
これによれば、一つの液滴吐出ヘッドに正孔輸送材料液18を吐出する正孔輸送材料用のノズルN1と溶媒19を吐出する溶媒液用ノズルN2が配置されているので、キャリッジ39に搭載する液滴吐出ヘッドの数を減らすことができ、液滴吐出ヘッドの保守作業を簡便にでき、生産性を上げる事ができる。
(変形例3)
前記実施形態では、ステージ33(基板4)をY方向に移動し、正孔輸送材料液18と溶媒19を同時に吐出したが、これに限定されない。正孔輸送材料液18と溶媒19は別々に基板4をY方向に移動して塗布してもよい。正孔輸送材料液18を複数回基板を移動し塗布した後に溶媒19を塗布してもよい。正孔輸送材料液18の塗布を一回の移動で塗布できないときにも、正孔輸送材料液18の塗布を確実に行うことができる。従って,塗布の品質を向上することができる。
(変形例4)
前記実施形態では、表示領域5内の素子形成領域10にのみ溶媒19を塗布したが、これに限定されない。各素子形成領域には、各区域毎に分布をもたせて溶媒19を塗布し、各素子形成領域10以外に溶媒19及び、機能材料液を塗布してもよい。非表示領域7に吐出しても良い。乾燥時間の分布を制御しやすくなるので、さらに、均一な膜厚が形成で
きる。
(変形例5)
前記実施形態では、4つの領域にわけて段階的に溶媒19の量を変更したが、連続的な分布にするとさらに良い。乾燥工程後の膜厚ムラの発生分布に合わせて溶媒液の塗布量分布を連続的に設定することでさらに均一な膜厚が形成できる。
(変形例6)
前記実施形態と変形例4では、正孔輸送材料液18を吐出後、溶媒19を吐出したが、溶媒19を塗布後、正孔輸送材料液18を塗布してもよい。正孔輸送材料液18の吐出中の乾燥を防げるので、乾燥した環境内でも均一な膜厚が形成できる。
(変形例7)
前記実施形態では、外周部に溶媒19の塗布が多くなる分布としたが、乾燥工程の状況によっては、中央部の溶媒19の塗布が多くなる分布としてもよい。乾燥工程で特定の部分に、雰囲気の流体が通過し、乾燥が速く進行するときは、その特定の部分に溶媒液滴58を多くしてもよい。乾燥条件に合わせて均一な膜厚が形成できる。
以上変形例は、正孔輸送材料液18の吐出について述べたが、液状の組成物としての発光材料液の吐出についても同様に変形してもよい。
(変形例8)
前記実施形態では、第2の液滴吐出ヘッド46から吐出させる溶媒19は、正孔輸送材料液18の溶媒と同じのものであったが、正孔輸送材料液18の溶媒と異なる溶媒で実施してもよい。
なお、この変形例は、発光層16R,16G,16Bを形成する場合においても応用することができることは勿論である。
次に、前記実施形態および変形例1〜8により製造された電気光学装置のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
図9は、ワープロ、パソコンなどの携帯型電子情報処理装置の一例を示した斜視図である。電子情報処理装置92の本体は情報を表示する表示装置93を備え、この表示装置93に、前記実施形態および変形例1から9により製造された電気光学装置のいずれかが配置されている。電子機器である上記の電子情報処理装置92に配置されている表示装置93は、前記実施形態および変形例1〜8により製造されているので、表示品質に優れ、表示部の寿命が長いという効果を有する電子機器となる。
有機ELディスプレイの正面図。 有機ELディスプレイの断面図。 本発明を具体化した液滴吐出装置を示す斜視図。 液滴吐出ヘッドを示す斜視図。 液滴吐出ヘッドを示す断面図。 (a)〜(c)は、それぞれ、有機ELディスプレイの製造方法を説明するための図。 同じく、(a)及び(b)は、それぞれ、有機ELディスプレイの製造方法を説明するための図。 同じく、有機ELディスプレイの製造方法を説明するための図。 電子機器を示す斜視図。
符号の説明
1…電気光学装置としての有機ELディスプレイ、4…基板、10…素子形成領域、10R…発光素子としての赤色用有機EL素子、10G…発光素子としての緑色用有機EL素
子、10B……発光素子としての青色用有機EL素子、18…液状の組成物としての正孔輸送材料液、19…第1の溶媒及び第2の溶媒としての溶媒、30…液滴吐出装置、45…第1の液滴吐出ヘッド、46…第2の液滴吐出ヘッド、47,48…液滴としての微小液滴、92…電子機器としての電子情報処理装置、N1,N2…ノズル。

Claims (8)

  1. 基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を第1の溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドによって吐出させ、各素子形成領域に発光素子を形成する電気光学装置の製造方法であって、
    前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒の乾燥時間の長さに応じて、赤色の光を出射する発光素子と緑色の光を出射する発光素子と青色の光を出射する発光素子とを一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域を複数の区分領域に区分し、
    各色用の前記発光素子形成材料を前記第1の溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を対応する色用の素子形成領域に吐出する第1の液滴吐出ヘッドを用い、すべての素子形成領域のそれぞれに対する前記第1の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように前記液状の組成物を吐出し、
    前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒のみからなる液滴を吐出する第2の液滴吐出ヘッドを用い、前記複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する前記第2の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように前記第2の溶媒を吐出するとともに、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記第2の溶媒の吐出量を少なくする
    ようにしたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  2. 請求項1に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記第2の溶媒は、前記第1の溶媒と同じである電気光学装置の製造方法。
  3. 基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドによって吐出させ、各素子形成領域に発光素子を形成する電気光学装置の製造方法であって、
    前記液状の組成物を希釈化する前記溶媒の乾燥時間の長さに応じて、赤色の光を出射する発光素子と緑色の光を出射する発光素子と青色の光を出射する発光素子とを一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域を複数の区分領域に区分し、
    各色用の前記発光素子形成材料を前記溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を対応する色用の素子形成領域に吐出するとともに、3色用の各々で、前記
    発光素子形成材料の濃度が互いに異なる複数の該色用の液状の組成物を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを用い、
    前記複数の区分領域のうち、前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記溶媒の量が互いに等しく、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記溶媒の量が少なく、且つすべての素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量になるように、
    前記乾燥時間が互いに異なる区分領域に対して互いに異なる液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出する
    ようにしたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記乾燥時間が最も短い箇所に形成される区分領域は、前記基板の外側に形成された区分領域であり、前記乾燥時間が長くなるにつれて、前記区分領域は、前記基板の中心部に向かって遷移しつつ形成される電気光学装置の製造方法。
  5. 基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を第1の溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドにて吐出して、各素子形成領域に発光素子を形成する液滴吐出装置において、
    赤色用及び緑色用及び青色用の発光素子形成材料を前記第1の溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を、対応する色用の素子形成領域のそれぞれに対する第1の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量が互いに同量となるように吐出する前記第1の液滴吐出ヘッドと、
    各色の光を出射する発光素子を一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域が前記液状の組成物を希釈化する第2の溶媒の乾燥時間の長さに応じて区分された複数の区分領域のうち、
    前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する第2の液滴吐出ヘッドからの複数の液滴の吐出後の合計の吐出量を互いに等しくするとともに、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記第2の溶媒が少なくなるように前記第2の溶媒のみを吐出する前記第2の液滴吐出ヘッドと、
    を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
  6. 請求項5に記載の液滴吐出装置において、
    前記第2の溶媒として前記第1の溶媒を吐出する前記第2の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
  7. 基板に形成された複数の素子形成領域のそれぞれに対して、発光素子形成材料を溶媒にて分散または溶解した液状の組成物からなる液滴を液滴吐出ヘッドにて吐出して、各素子形成領域に発光素子を形成する液滴吐出装置において、
    赤色用及び緑色用及び青色用の発光素子形成材料を前記溶媒にて分散又は溶解した各色用の液状の組成物からなる液滴を、対応する色用の素子形成領域に対して、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量となるように吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備え、
    前記複数の液滴吐出ヘッドは、
    3色用の各々で、該色用の前記発光素子形成材料の濃度が互いに異なる複数の該色用の液状の組成物を吐出するものであり、
    各色の光を出射する発光素子を一つずつ含む画素がマトリクス状に形成される前記基板の表示領域が前記溶媒の乾燥時間の長さに応じて区分された複数の区分領域のうち、
    前記乾燥時間が互いに等しい区分領域では、すべての前記素子形成領域のそれぞれに対
    する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記溶媒の量が互いに等しく、前記乾燥時間の長さが長くなる前記区分領域ほど前記素子形成領域ごとの前記溶媒の量が少なく、且つすべての素子形成領域のそれぞれに対する複数の液滴の吐出後の合計の吐出量中の前記発光素子形成材料の量が互いに同量になるように、
    前記乾燥時間が互いに異なる区分領域に対して互いに異なる液滴吐出ヘッドが前記液滴を吐出する
    ことを特徴とする液滴吐出装置。
  8. 請求項5〜7のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、同一の素子形成領域に吐出する複数の前記液滴吐出ヘッドの対応するノズルは走査方向同一線上に、配置されている液滴吐出装置。
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