JP5428959B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
この有機EL装置には、トップエミッション型と、ボトムエミッション型の2種類のものがあり、薄型、軽量、フレキシブル等の優れた特徴を有することから、ディスプレイパネル、電子ペーパー等、様々な分野への応用が進められている。
インクジェット法を用いて有機EL装置を作製するには、基板上に設けられた発光領域となるバンク内の被塗布領域に、インクジェットを用いて有機半導体発光材料またはカラーフィルタ材料を含む液滴を吐出して充填し、この充填した液滴に加熱処理、減圧処理のいずれか一方または双方を施して液滴に含まれる溶媒を除去する。これにより、被塗布領域に発光層またはカラーフィルタ層となる薄膜が形成される。
有機半導体発光材料としては、例えば、赤、緑、青から選択され電界の印加によりエレクトロルミネッセンスを発生する発光材料が用いられ、また、カラーフィルタ材料としては、例えば、赤、緑、青から選択された着色材料が用いられる。
このインクジェットによるインクの液滴の吐出量は厳密に制御されているので、通常は液滴の吐出量がばらつくことは無い。
特に、連続製造プロセスの場合、予想外の外乱等でインクの液滴の吐出量がばらつく虞があり、このばらつきが原因で発光バラツキが生じた場合、製品歩留まりに大きな影響を与えることとなる。
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板上に、複数個の画素領域をインクジェットによりマトリックス状に形成してなる表示領域を備えた画素部と、この画素部を駆動する駆動回路とを備えてなる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記基板上に、前記表示領域の外側に隣接しかつ該表示領域から独立した画素領域が複数個、前記表示領域の一つの辺に沿って複数列に配列される検査用画素領域を設け、
前記検査用画素領域の各画素領域に、定電圧駆動または定電流駆動可能な端子を、前記駆動回路に対して独立して接続してなることを特徴とする。
また、検査用画素領域は表示領域と完全に分離しているので、検査用画素領域と表示領域とが互いに影響を及ぼし合う虞が無く、したがって、検査用画素領域における定電圧駆動または定電流駆動が表示領域の各画素領域に対して影響を及ぼす虞もなく、表示領域の各画素領域における点灯表示品位を良好に保持することができる。
また、検査用画素領域を複数個の画素部それぞれに対して設ける必要が無いので、インクジェットによる表示領域の仕上がり状態を、複数個の画素部それぞれに対して一括して評価することができる。
前記基板上に、前記表示領域の外側に隣接しかつ該表示領域から独立した画素領域が複数個、前記表示領域の一つの辺に沿って複数列に配列される検査用画素領域を形成するとともに、この検査用画素領域の各画素領域に、定電圧駆動または定電流駆動可能な端子を、前記駆動回路に対して独立して接続し、
次いで、前記端子により前記検査用画素領域の各画素領域を定電圧駆動または定電流駆動させて前記検査用画素領域の発光特性を測定し、次いで、この測定結果に基づき前記表示領域における画素領域の発光特性を推定することを特徴とする。
図1は、本実施形態の有機EL表示装置を示す平面図、図2は、この有機EL表示装置の配線構造を示す図、図3は、この有機EL表示装置の要部を示す部分拡大平面図であり、この有機EL表示装置1は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ( Thin Film Transistor:TFT)を用いたアクティブマトリクス型の有機EL表示装置である。
これらの画素領域3それぞれには、画素電極となる陽極層31と、陰極層32と、これら陽極層31及び陰極層32により挟まれた発光層33とにより有機EL素子が構成されている。
また、これらの画素領域3それぞれには、陽極層31をスイッチング制御するためのスイッチング用TFT34、35と保持容量36とが設けられている。
この画素領域3におけるR(赤)、G(緑)、B(青)各々の色は、画素領域3の発光層に発光材料を、または、画素領域3のエレクトロルミネッセンスを発生する発光層上にカラーフィルタを設けることにより可能である。例えば、発光材料としては、電界の印加によりエレクトロルミネッセンスを発生するR(赤)、G(緑)、B(青)各々の有機半導体発光材料が挙げられ、また、エレクトロルミネッセンスを発生する発光層上に設けられるカラーフィルタ材料としては、R(赤)、G(緑)、B(青)各々の着色材料が挙げられる。
この画素領域41におけるR(赤)、G(緑)、B(青)各々の色についても、画素領域3と同様、画素領域41の発光層に発光材料を、または、画素領域41のエレクトロルミネッセンスを発生する発光層上にカラーフィルタを設けることにより可能である。
これにより、検査用画素領域11の各画素領域41の電流−電圧−輝度評価(IVL評価)を行うことで、液滴吐出ヘッド66の描画方向に対して垂直方向に発生する液滴吐出ヘッド66のノズル間の吐出量バラツキに起因する発光ムラを定量評価することが可能である。
この画素領域51の配列も、画素領域41の配列と同様、図3に示すY軸方向ではR(赤)、G(緑)、B(青)各々が同一色となるように配列され、X軸方向ではR(赤)、G(緑)、B(青)がこの順に配列されている。すなわち、この画素領域51の配列においても、画素領域41の配列と同様、一方向(Y軸方向)に直線状に配列された同一色の画素領域51が、他方向(X軸方向)に所定の間隔をおいて平行に配列されたストライプ型となっている。
ここでは、まず、画素領域3、41、51の製造に用いられるインクジェット法を用いた液滴吐出装置について、図4に基づき説明する。
この液滴吐出装置61は、インクジェット法により素子基板2上の所定領域に液滴を吐出して複数の画素領域3、41、51を形成する装置であり、装置架台62と、ワークステージ63と、ステージ移動装置64と、キャリッジ65と、液滴吐出ヘッド66と、キャリッジ移動装置67と、チューブ68と、第1〜第3タンク69〜71と、制御装置72と、を備えている。
ステージ移動装置64は、リニアガイド及びボールネジ等の直動機構を備えており、制御装置72から出力されるワークステージ63の移動先のX座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ63をX軸方向に移動させる。
液滴吐出ヘッド66は、複数のノズル(図示略)を備えており、制御装置72から出力される描画データ信号や駆動信号に基づいて液滴を吐出する。
この液滴吐出ヘッド66は、R(赤)、G(緑)及びB(青)の各液滴に対応した数だけヘッド(図示略)が設けられており、それぞれキャリッジ65を介してチューブ68と接続されている。
そして、R(赤)に対応するヘッドには、チューブ68を介して第1タンク69からR(赤)のインク(液体)が供給され、G(緑)に対応するヘッドには、チューブ68を介して第2タンク70からG(緑)のインク(液体)が供給され、B(青)に対応するヘッドには、チューブ68を介して第3タンク71からB(青)のインク(液体)が供給される。
第1タンク69は、R(赤)のインクを貯留すると共にチューブ68を介して液滴吐出ヘッド66のR(赤)に対応するヘッドにR(赤)のインクを供給する。また、第2タンク70は、G(緑)のインクを貯留すると共にチューブ68を介して液滴吐出ヘッド66のG(緑)に対応するヘッドにG(緑)のインクを供給する。また、第3タンク71は、B(青)のインクを貯留すると共にチューブ68を介して液滴吐出ヘッド66のB(青)に対応するヘッドにB(青)のインクを供給する。
ここでは、液滴吐出ヘッド66から吐出する液滴として、電界の印加によりエレクトロルミネッセンスを発生するR(赤)、G(緑)、B(青)各々の有機半導体発光材料を含むインクを用いる。
これにより、図5(b)に示すように、素子基板2上に、それぞれの被塗布領域81a〜81cにR(赤)、G(緑)及びB(青)の画素領域41(R)、41(G)及び41(B)が形成される。よって、画素領域41(R)、41(G)及び41(B)を有する検査用画素領域11を備えた素子基板83が得られる。
例えば、検査用画素領域11の画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々の電流−電圧−輝度評価(IVL評価)を行う場合、端子42、43間に駆動用電圧を印加してスイッチング用TFT44を「ON」状態とし、画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々に閾値を超える定電流を流すと、この定電流による再結合により画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々が発光する。この発光における画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々の電流−電圧と発光輝度との関係を求め、この発光輝度の値に基づき画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々の発光特性を評価する。
これにより、検査用画素領域11の画素領域41(R)、41(G)及び41(B)各々の定量的な発光特性評価を基に、この液滴吐出装置61を用いて形成する実表示領域4の複数の画素領域3各々の特性バラツキを速やかに推定し、把握することができる。したがって、インクジェットによる実表示領域4の複数の画素領域3各々の仕上がり状態を、実表示領域4の各画素領域3を全面点灯することなく、簡易かつ短時間にて推定することができる。
次いで、この最適化された条件の下で、この液滴吐出装置61を用いて実表示領域4の複数の画素領域3各々を形成する。
これにより、検査用画素領域11の定量的な発光特性評価を、インクジェットによる実表示領域4の製造工程に速やかにフィードバックすることができ、製造工程における実表示領域4の歩留まり及びスループットを向上させることができる。
また、検査用画素領域11の各画素領域41の電流−電圧−輝度評価(IVL評価)を定量的に行うことができ、その結果、インクジェットによる実表示領域4の画素領域3各々の特性バラツキを速やかに把握することができる。したがって、インクジェットによる実表示領域4の製造工程に速やかにフィードバックすることで、発光特性にバラツキの無い実表示領域4を作製することができ、製造工程における実表示領域4の歩留まり及びスループットを向上させることができる。
図6は、本発明の第2の実施形態の有機EL表示装置を示す平面図であり、本実施形態の有機EL表示装置91が第1の実施形態の有機EL表示装置1と異なる点は、大型の素子基板92上に、実表示領域4及び、信号線駆動回路5及び走査線駆動回路6を含むダミー領域7により構成された画素部9が複数(図6では2個)配列され、この大型の素子基板92上かつ画素部9、9の外側に、これらの画素部9、9に隣接しかつ独立した検査用画素領域11が設けられた点であり、これ以外の点については第1の実施形態の有機EL表示装置1と全く同様である。
また、検査用画素領域11の画素領域41の配列方向を、液滴吐出装置61の液滴吐出ヘッド66の描画方向(走査方向)に対して垂直方向としたので、検査用画素領域11の各画素領域41の電流−電圧−輝度評価(IVL評価)を行うことで、液滴吐出ヘッド66の描画方向(走査方向)に対して垂直方向に発生する液滴吐出ヘッド66のノズル間の吐出量バラツキに起因する各画素部9の実表示領域4における画素領域3の発光ムラを定量評価することができる。
また、検査用画素領域11を画素部9、9それぞれに対して設ける必要が無いので、インクジェットによる画素部9、9各々の実表示領域4の仕上がり状態を、一括して評価することができる。
図7は、本発明の第1の実施形態の有機EL表示装置を備えた電子機器の一例である映像モニタを示す斜視図である。
この映像モニタ1200は、有機EL表示装置1を備えた表示部1201と、筐体1202と、スピーカ1203等を備えている。
この映像モニタ1200は、表示部1201に有機EL表示装置1を備えているので、表示部1201の発光特性のバラツキが無く、したがって、高画質で、均一な明るさの表示が可能である。
吐出ヘッド、83…素子基板、91…有機EL表示装置、92…大型の素子基板。
Claims (5)
- 基板上に、複数個の画素領域をインクジェットによりマトリックス状に形成してなる表示領域を備えた画素部と、この画素部を駆動する駆動回路とを備えてなる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記基板上に、前記表示領域の外側に隣接しかつ該表示領域から独立した画素領域が複数個、前記表示領域の一つの辺に沿って複数列に配列される検査用画素領域を設け、
前記検査用画素領域の各画素領域に、定電圧駆動または定電流駆動可能な端子を、前記駆動回路に対して独立して接続してなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 前記基板上に、前記画素部を複数個配列し、これらの画素部の外側に、前記検査用画素領域を設けてなることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記検査用画素領域の複数個の画素領域を、前記インクジェットの描画方向に対して垂直方向に配列してなることを特徴とする請求項1または2記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 基板上に、複数個の画素領域をインクジェットによりマトリックス状に形成してなる表示領域を備えた画素部と、この画素部を駆動する駆動回路とを備えてなる有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記基板上に、前記表示領域の外側に隣接しかつ該表示領域から独立した画素領域が複数個、前記表示領域の一つの辺に沿って複数列に配列される検査用画素領域を形成するとともに、この検査用画素領域の各画素領域に、定電圧駆動または定電流駆動可能な端子を、前記駆動回路に対して独立して接続し、
次いで、前記端子により前記検査用画素領域の各画素領域を定電圧駆動または定電流駆動させて前記検査用画素領域の発光特性を測定し、次いで、この測定結果に基づき前記表示領域における画素領域の発光特性を推定することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記推定結果に基づき前記表示領域における画素領域の形成条件を最適化することを特徴とする請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
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