JPWO2003061349A1 - 表示装置の製造方法、表示装置、電子機器の製造方法および電子機器 - Google Patents

表示装置の製造方法、表示装置、電子機器の製造方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

基体2上に形成された複数の電極111の周囲にバンク部112a、112bを形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各電極111上に機能層を各々形成することにより、電極111上に形成した各機能層の間にバンク部112a、112bが備えられてなる表示装置を製造する方法であり、複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で基体2上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する組成物の液滴110c1を、バンク部112a、112bの少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする表示装置の製造方法を採用する。これにより、画素電極毎に機能層の塗りむらが生じることがなく、表示品質に優れた表示装置及びその製造方法を提供する。

Description

技術分野
本発明は、表示装置の製造方法、表示装置、電子機器の製造方法および電子機器に関するものである。
背景技術
近年、有機蛍光材料等の機能材料をインク化し、当該インク(組成物)を基材上に吐出するインクジェット法により、機能材料のパターニングを行う方法を採用して、一対の電極間に該機能材料からなる機能層が挟持された構造のカラー表示装置、特に機能材料として有機発光材料を用いた有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置の開発が行われている。
上述した機能材料のパターニング法として、例えば、基体上に形成したITO等からなる画素電極の周囲にバンク部を形成し、次に画素電極及びこの画素電極に隣接する前記バンク部の一部を親液性に処理するとともにバンク部の残りの部分を撥液性に処理し、次に機能層の構成材料を含む組成物を画素電極のほぼ中央に吐出して乾燥することにより、画素電極上に機能層を形成する方法が採用されている。
この従来の方法によれば、吐出した組成物がバンク部から溢れた場合でも、バンク部の撥液処理された部分ではじかれて隣接する他の画素電極上に流れ込むことがないので、正確にパターニングを行うことが可能になる。
しかし、従来の方法においては、吐出後の組成物は画素電極の中央から周囲に向けて均一に濡れ広がるが、親水処理されたバンク部の一部までは濡れ広がりにくく、このため画素電極毎に機能層の塗りむらが生じる場合があった。これは、親水処理されたバンク部の一部が非常に微小な領域であって画素電極の周囲に位置しているため、表面張力等の関係で組成物が濡れ広がらないためと考えられている。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、画素電極毎に機能層の塗りむらが生じることがなく、表示品質に優れた表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の表示装置の製造方法は、基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置を製造する方法であり、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、前記組成物の液滴をバンク部の撥液性に処理された部分に接触させるので、液滴をバンク部から電極表面に素早く転がり込ませることができ、組成物の液滴を電極の周囲に迅速かつ優先的に濡れ広げることができる。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成するので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
次に本発明の表示装置の製造方法は、基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置の製造方法であり、前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、前記機能層形成工程において、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記バンク部は、前記親水化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されているので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする。
係る表示装置の製造方法によれば、前記機能層が正孔注入/輸送層または発光層を含むものなので、正孔注入/輸送層または発光層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より狭くしてもよい。この場合、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回で良い。
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より広くすることが好ましい。この場合、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回でも良く、複数回でも良い。更に、走査回数を複数回とした場合は、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることが好ましい。
尚、上述の別のノズルを用いる手段として、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにすることができる。
係る表示装置の製造方法によれば、ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることにより、ノズル毎の組成物の吐出量のばらつきを平均化し、機能層毎の膜厚のばらつきを低減することができる。これにより、表示品質に優れた表示装置を製造することができる。
次に本発明の表示装置は、先のいずれかに記載された表示装置の製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
係る表示装置によれば、上記の表示装置の製造方法により製造されたものなので、機能層毎の膜厚のばらつきを低減するとともに機能層をむらなく形成することができ、表示装置の表示品質を向上することができる。
次に本発明の電子機器の製造方法は、基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分を設け、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、前記組成物の液滴をバンク部の撥液性に処理された部分に接触させるので、液滴をバンク部から電極表面に素早く転がり込ませることができ、組成物の液滴を電極の周囲に迅速かつ優先的に濡れ広げることができる。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成するので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
また本発明の電子機器の製造方法は、基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、前記機能層形成工程において、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記バンク部は、前記親水化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されているので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする。
係る電子機器の製造方法によれば、前記機能層が正孔注入/輸送層または発光層を含むものなので、正孔注入/輸送層または発光層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より狭くしてもよい。このとき、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回で良い。
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より広くすることが好ましい。このとき、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回でも良く、複数回でも良い。更に、走査回数を複数回とした場合は、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることが好ましい。
尚、上述の別のノズルを用いる手段として、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにすることができる。
係る電子機器の製造方法によれば、ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることにより、ノズル毎の組成物の吐出量のばらつきを平均化し、機能層毎の膜厚のばらつきを低減することができる。これにより、表示品質に優れた電子機器を製造することができる。
次に本発明の電子機器は、先のいずれかに記載された電子機器の製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
係る電子機器によれば、機能層毎の膜厚のばらつきを低減するとともに機能層をむらなく形成することができ、電子機器の表示品質を向上することができる。
発明を実施するための最良の形態
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法及び表示装置について説明する。まず、本実施形態の表示装置の製造方法を説明するに先立ち、この製造方法により製造される表示装置について説明する。
図1に本実施形態の表示装置の配線構造の平面模式図を示し、図2には本実施形態の表示装置の平面模式図及び断面模式図を示す。
図1に示すように、本実施形態の表示装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線101及び信号線102の各交点付近に、画素領域Aが設けられている。
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続されている。また、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。
更に、画素領域Aの各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ112と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ112を介して信号線102から共有される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量capによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ123と、この駆動用薄膜トランジスタ123を介して電源線103に電気的に接続したときに当該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(電極)111と、この画素電極111と陰極(対向電極)12との間に挟み込まれた機能層110とが設けられている。電極111と対向電極12と機能層110により、発光素子が構成されている。
係る構成によれば、走査線101が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ112がオンになると、そのときの信号線102の電位が保持容量capに保持され、該保持容量capに状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ123のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ123のチャネルを介して、電源線103から画素電極111に電流が流れ、更に機能層110を介して陰極12に電流が流れる。機能層110は、これを流れる電流量に応じて発光する。
次に図2A及び図2Bに示すように、本実施形態の表示装置1は、ガラス等からなる透明な基体2と、マトリックス状に配置された発光素子と、封止基板を具備している。基体2上に形成された発光素子は、後述する画素電極と、機能層と、陰極12により形成されている。
基体2は、例えばガラス等の透明基板であり、基体2の中央に位置する表示領域2aと、基体2の周縁に位置して表示領域2aの外側に配置された非表示領域2bとに区画されている。
表示領域2aは、マトリックス状に配置された発光素子によって形成される領域であり、有効表示領域とも言う。また、表示領域の外側に非表示領域2bが形成されている。そして,非表示領域2bには、表示領域2aに隣接するダミー表示領域2dが形成されている。
また、図2Bに示すように、発光素子及びバンク部からなる発光素子部11と基体2との間には回路素子部14が備えられ、この回路素子部14に前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ123等が備えられている。
また、陰極12は、その一端が基体2上に形成された陰極用配線12aに接続しており、この配線の一端部12bがフレキシブル基板5上の配線5aに接続されている。また、配線5aは、フレキシブル基板5上に備えられた駆動IC6(駆動回路)に接続されている。
また、図2A及び図2Bに示すように、回路素子部14の非表示領域2bには、前述の電源線103(103R、103G、103B)が配線されている。
また、表示領域2aの図2A中両側には、前述の走査側駆動回路105、105が配置されている。この走査側駆動回路105、105はダミー領域2dの下側の回路素子部14内に設けられている。更に回路素子部14内には、走査側駆動回路105、105に接続される駆動回路用制御信号配線105aと駆動回路用電源配線105bとが設けられている。
更に表示領域2aの図2A中上側には検査回路106が配置されている。この検査回路106により、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができる。
また図2Bに示すように、発光素子部11上には封止部3が備えられている。この封止部3は、基体2に塗布された封止樹脂603aと、缶封止基板604とから構成されている。封止樹脂603は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の1種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。
この封止樹脂603は、基体2の周囲に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布されたものである。この封止樹脂603は、基体2と封止缶604を接合するもので、基体2と缶封止基板604の間から缶封止基板604内部への水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光素子部11内に形成された図示略の発光層の酸化を防止する。
缶封止基板604は、ガラス又は金属からなるもので、封止樹脂603を介して基体2に接合されており、その内側には表示素子10を収納する凹部604aが設けられている。また凹部604aには水、酸素等を吸収するゲッター剤605が貼り付けられており、缶封止基板604の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようになっている。なお、このゲッター剤605は省略しても良い。
次に図3には、表示装置における表示領域の断面構造を拡大した図を示す。この図3には3つの画素領域Aが図示されている。この表示装置1は、基体2上に、TFTなどの回路等が形成された回路素子部14と、機能層110が形成された発光素子部11とが順次積層されて構成されている。
この表示装置1においては、機能層110から基体2側に発した光が、回路素子部14及び基体2を透過して基体2の下側(観測者側)に出射されるとともに、機能層110から基体2の反対側に発した光が陰極12により反射されて、回路素子部14及び基体2を透過して基体2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
なお、陰極12として、透明な材料を用いることにより陰極側から発光する光を出射させることができる。透明な材料としては、ITO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdを用いる事ができる。膜厚としては75nmほどの膜厚にする事が好ましく、この膜厚よりも薄くした方がより好ましい。
回路素子部14には、基体2上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜2cが形成され、この下地保護膜2c上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜141が形成されている。尚、半導体膜141には、ソース領域141a及びドレイン領域141bが高濃度Pイオン打ち込みにより形成されている。なお、Pが導入されなかった部分がチャネル領域141cとなっている。
更に回路素子部14には、下地保護膜2c及び半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成され、ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極143(走査線101)が形成され、ゲート電極143及びゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bが形成されている。ゲート電極143は半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に設けられている。
また、第1、第2層間絶縁膜144a、144bを貫通して、半導体膜141のソース、ドレイン領域141a、141bにそれぞれ接続されるコンタクトホール145,146が形成されている。
そして、第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール145がこの画素電極111に接続されている。
また、もう一方のコンタクトホール146が電源線103に接続されている。
このようにして、回路素子部14には、各画素電極111に接続された駆動用の薄膜トランジスタ123が形成されている。
尚、回路素子部14には、前述した保持容量cap及びスイッチング用の薄膜トランジスタ112も形成されているが、図3ではこれらの図示を省略している。
次に図3に示すように、発光素子部11は、複数の画素電極111…上の各々に積層された機能層110と、各画素電極111及び機能層110の間に備えられて各機能層110を区画するバンク部112と、機能層110上に形成された陰極12とを主体として構成されている。これら画素電極(第1電極)111、機能層110及び陰極12(第2電極)によって発光素子が構成されている。
ここで、画素電極111は、例えばITOにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極111の厚さは、50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nm程度がよい。この各画素電極111…の間にバンク部112が備えられている。
バンク部112は、図3に示すように、基体2側に位置する無機物バンク層112a(第1バンク層)と基体2から離れて位置する有機物バンク層112b(第2バンク層)とが積層されて構成されている。
無機物バンク層、有機物バンク層(112a、112b)は、画素電極111の周縁部上に乗上げるように形成されている。平面的には、画素電極111の周囲と無機物バンク層112aとが平面的に重なるように配置された構造となっている。また、有機物バンク層112bも同様であり、画素電極111の一部と平面的に重なるように配置されている。また無機物バンク層112aは、有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に更に形成されている。このようにして、無機物バンク層112aの各第1積層部112eが画素電極111の内側に形成されることにより、画素電極111の形成位置に対応する下部開口部112cが設けられている。
また、有機物バンク層112bには、上部開口部112dが形成されている。この上部開口部112dは、画素電極111の形成位置及び下部開口部112cに対応するように設けられている。上部開口部112dは、図3に示すように、下部開口部112cより広く、画素電極111より狭く形成されている。また、上部開口部112dの上部の位置と、画素電極111の端部とがほぼ同じ位置になるように形成される場合もある。この場合は、図3に示すように、有機物バンク層112bの上部開口部112dの断面が傾斜する形状となる。
そしてバンク部112には、下部開口部112c及び上部開口部112dが連通することにより、無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bを貫通する開口部112gが形成されている。
また、無機物バンク層112aは、例えば、SiO、TiO等の無機材料からなることが好ましい。この無機物バンク層112aの膜厚は、50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。膜厚が50nm未満では、無機物バンク層112aが後述する正孔注入/輸送層より薄くなり、正孔注入/輸送層の平坦性を確保できなくなるので好ましくない。また膜厚が200nmを越えると、下部開口部112cによる段差が大きくなって、正孔注入/輸送層上に積層する後述の発光層の平坦性を確保できなくなるので好ましくない。
更に、有機物バンク層112bは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。この有機物バンク層112bの厚さは、0.1〜3.5μmの範囲が好ましく、特に2μm程度がよい。厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層及び発光層の合計厚より有機物バンク層112bが薄くなり、発光層が上部開口部112dから溢れるおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、上部開口部112dによる段差が大きくなり、有機物バンク層112b上に形成する陰極12のステップガバレッジを確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層112bの厚さを2μm以上にすれば、駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる点でより好ましい。
また、バンク部112には、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域が形成されている。
親液性を示す領域は、無機物バンク層112aの第1積層部112e及び画素電極111の電極面111aであり、これらの領域は、酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理されている。また、撥液性を示す領域は、上部開口部112dの壁面及び有機物バンク層112の上面112fであり、これらの領域は、4フッ化メタン、テトラフルオロメタン、もしくは四フッ化炭素を処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)されている。
次に図3に示すように、機能層110は、画素電極111上に積層された正孔注入/輸送層110aと、正孔注入/輸送層110a上に隣接して形成された発光層110bとから構成されている。なお、発光層110bに隣接して電子注入輸送層などの機能を有する他の機能層を更に形成しても良い。
正孔注入/輸送層110aは、正孔を発光層110bに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入/輸送層110a内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入/輸送層110aを画素電極111と発光層110bの間に設けることにより、発光層110bの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層110bでは、正孔注入/輸送層110aから注入された正孔と、陰極12から注入される電子が発光層で再結合し、発光が得られる。
正孔注入/輸送層110aは、下部開口部112c内に位置して画素電極面111a上に形成される平坦部110a1と、上部開口部112d内に位置して無機物バンク層の第1積層部112e上に形成される周縁部110a2から構成されている。また、正孔注入/輸送層110aは、構造によっては、画素電極111上であって、且つ無機物バンク層110aの間(下部開口部110c)にのみ形成されている(前述に記載した平坦部にのみ形成される形態もある)。
この平坦部110a1は、その厚さが一定で例えば50〜70nmの範囲に形成される。
周縁部110a2が形成される場合においては、周縁部110a2は、第1積層部112e上に位置するとともに上部開口部112dの壁面、即ち有機物バンク層112bに密着している。また、周縁部110a2の厚さは、電極面111aに近い側で薄く、電極面111aから離れる方向に沿って増大し、下部開口部112dの壁面近くで最も厚くなっている。
周縁部110a2が上記の様な形状を示す理由としては、正孔注入/輸送層110aが、正孔注入/輸送層形成材料及び極性溶媒を含む第1組成物を開口部112内に吐出してから極性溶媒を除去して形成されたものであり、極性溶媒の揮発が主に無機物バンク層の第1積層部112e上で起こり、正孔注入/輸送層形成材料がこの第1積層部112e上に集中的に濃縮・析出されたためである。
また発光層110bは、正孔注入/輸送層110aの平坦部110a1及び周縁部110a2上に渡って形成されており、平坦部112a1上での厚さが50〜80nmの範囲とされている。
発光層110bは、赤色(R)に発光する赤色発光層110b1、緑色(G)に発光する緑色発光層110b2、及び青色(B)に発光する青色発光層110b3、の3種類を有し、各発光層110b1〜110b3がストライプ配置されている。
上記のように、正孔注入/輸送層110aの周縁部110a2が上部開口部112dの壁面(有機物バンク層112b)に密着しているので、発光層110bが有機物バンク層112bに直接に接することがない。従って、有機物バンク層112bに不純物として含まれる水が発光層110b側に移行するのを、周縁部110a2によって阻止することができ、水による発光層110bの酸化を防止できる。
また、無機物バンク層の第1積層部112e上に不均一な厚さの周縁部110a2が形成されるため、周縁部110a2が第1積層部112eによって画素電極111から絶縁された状態となり、周縁部110a2から発光層110bに正孔が注入されることがない。これにより、画素電極111からの電流が平坦部112a1のみに流れ、正孔を平坦部112a1から発光層110bに均一に輸送させることができ、発光層110bの中央部分のみを発光させることができるとともに、発光層110bにおける発光量を一定にすることができる。
また、無機物バンク層112aが有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に更に延出されているので、この無機物バンク層112aによって画素電極111と平坦部110a1との接合部分の形状をトリミングすることができ、各発光層110b間の発光強度のばらつきを抑えることができる。
更に、画素電極111の電極面111a及び無機物バンク層の第1積層部112eが親液性を示すので、機能層110が画素電極111及び無機物バンク層112aに均一に密着し、無機物バンク112a上で機能層110が極端に薄くならず、画素電極111と陰極12との短絡を防止できる。
また、有機物バンク層112bの上面112f及び上部開口部112d壁面が撥液性を示すので、機能層110と有機物バンク層112bとの密着性が低くなり、機能層110が開口部112gから溢れて形成されることがない。
尚、正孔注入/輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。また、発光層110bの材料としては、例えば、化合物1〜化合物5が、ポリフルオレン誘導体か、その他に(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料にペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープして用いることができる。
Figure 2003061349
Figure 2003061349
次に陰極12は、発光素子部11の全面に形成されており、画素電極111と対になって機能層110に電流を流す役割を果たす。この陰極12は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層110bに直接に接して発光層110bに電子を注入する役割を果たす。また、フッ化リチウムは発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層110と陰極12との間にLiFを形成する場合もある。
尚、赤色及び緑色の発光層110b1、1110b2にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いても良い。従ってこの場合は青色(B)発光層110b3のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色及び緑色の発光層110b1、110b2にはフッ化リチウム以外のものを積層しても良い。また、赤色及び緑色の発光層110b1、110b2上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。
尚、フッ化リチウムの厚さは、例えば2〜5nmの範囲が好ましく、特に2nm程度がよい。またカルシウムのの厚さは、例えば2〜50nmの範囲が好ましく、特に20nm程度がよい。
また、陰極12を形成するアルミニウムは、発光層110bから発した光を基体2側に反射させるもので、Al膜の他、Ag膜、AlとAgの積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200nm程度がよい。
更にアルミニウム上にSiO、SiO、SiN等からなる酸化防止用の保護層を設けても良い。
尚、このように形成した発光素子上に封止缶604を配置する。図2(b)に示すように、封止缶604を封止樹脂603により接着し、表示装置1を形成する。
次に、本実施形態の表示装置の製造方法を図面を参照して説明する。
本実施形態の表示装置1の製造方法は、例えば、(1)バンク部形成工程、(2)プラズマ処理工程(親液化工程及び撥液化工程を含む)、(3)正孔注入/輸送層形成工程(機能層形成工程)、(4)発光層形成工程(機能層形成工程)、(5)対向電極形成工程、及び(6)封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
(1)バンク部形成工程
バンク部形成工程では、基体2の所定の位置にバンク部112を形成する工程である。バンク部112は、第1のバンク層として無機物バンク層112aが形成されてなり、第2のバンク層として有機物バンク層112bが形成された構造である。以下に形成方法について説明する。
(1)−1無機物バンク層の形成
まず、図4に示すように、基体上の所定の位置に無機物バンク層112aを形成する。無機物バンク層112aが形成される位置は、第2層間絶縁膜144b上及び電極(ここでは画素電極)111上である。なお、第2層間絶縁膜144bは薄膜トランジスタ、走査線、信号線、等が配置された回路素子部14上に形成されている。
無機物バンク層112aは、例えば、SiO、TiO等の無機物膜を材料として用いることができる。これらの材料は、例えばCVD法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成される。
更に、無機物バンク層112aの膜厚は50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。
無機物バンク層112は、層間絶縁層114及び画素電極111の全面に無機物膜を形成し、その後無機物膜をフォトリソグラフィ法等によりパターニングすることにより、開口部を有する無機物バンク層112が形成される。開口部は、画素電極111の電極面111aの形成位置に対応するもので、図4に示すように下部開口部112cとして設けられる。
このとき、無機物バンク層112aは画素電極111の周縁部(一部)と重なるように形成される。図4に示すように、画素電極111の一部と無機物バンク層112aとが重なるように無機物バンク層112aを形成することにより、発光層110の発光領域を制御することができる。
(1)−2有機物バンク層112bの形成
次に、第2バンク層としての有機物バンク層112bを形成する。
図5に示すように、無機物バンク層112a上に有機物バンク層112bを形成する。有機物バンク層112bとして、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する材料を用いる。これらの材料を用い、有機物バンク層112bをフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。なお、パターニングする際、有機物バンク層112bに上部開口部112dを形成する。上部開口部112dは、電極面111a及び下部開口部112cに対応する位置に設けられる。
上部開口部112dは、図5に示すように、無機物バンク層112aに形成された下部開口部112cより広く形成する事が好ましい。更に、有機物バンク層112bはテーパーを有する形状が好ましく、有機物バンク層の開口部が画素電極111の幅より狭く、有機物バンク層112bの最上面では画素電極111の幅とほぼ同一の幅になるように有機物バンク層を形成する事が好ましい。これにより、無機物バンク層112aの下部開口部112cを囲む第1積層部112eが、有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に延出された形になる。
このようにして、有機物バンク層112bに形成された上部開口部112d、無機物バンク層112aに形成された下部開口部112cを連通させることにより、無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bを貫通する開口部112gが形成される。
なお、有機物バンク層112bの厚さは、0.1〜3.5μmの範囲が好ましく、特に2μm程度がよい。このような範囲とする理由は以下の通りである。
すなわち、厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層及び発光層の合計厚より有機物バンク層112bが薄くなり、発光層110bが上部開口部112dから溢れてしまうおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、上部開口部112dによる段差が大きくなり、上部開口部112dにおける陰極12のステップガバレッジが確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層112bの厚さを2μm以上にすれば、陰極12と駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる点で好ましい。
(2)プラズマ処理工程
次にプラズマ処理工程では、画素電極111の表面を活性化すること、更にバンク部112の表面を表面処理する事を目的として行われる。特に活性化工程では、画素電極111(ITO)上の洗浄、更に仕事関数の調整を主な目的として行っている。更に、画素電極111の表面の親液化処理(親液化工程)、バンク部112表面の撥液化処理(撥液化工程)を行う。
このプラズマ処理工程は、例えば(2)−1予備加熱工程、(2)−2活性化処理工程(親液化工程)、(2)−3撥液化処理工程(親液化工程)、及び(2)−4冷却工程とに大別される。なお、このような工程に限られるものではなく、必要に応じて工程を削減、更なる工程追加も行われる。
まず、図6は、プラズマ処理工程で用いられるプラズマ処理装置を示す。
図6に示すプラズマ処理装置50は、予備加熱処理室51、第1プラズマ処理室52、第2プラズマ処理室53、冷却処理室54、これらの各処理室51〜54に基体2を搬送する搬送装置55とから構成されている。各処理室51〜54は、搬送装置55を中心として放射状に配置されている。
まず、これらの装置を用いた概略の工程を説明する。
予備加熱工程は、図6に示す予備加熱処理室51において行われる。そしてこの処理室51により、バンク部形成工程から搬送された基体2を所定の温度に加熱する。
予備加熱工程の後、親液化工程及び撥液化処理工程を行う。すなわち、基体は第1,第2プラズマ処理室52,53に順次搬送され、それぞれの処理室52,53においてバンク部112にプラズマ処理を行い親液化する。この親液化処理後に撥液化処理を行う。撥液化処理の後に基体を冷却処理室に搬送し、冷却処理室54おいて基体を室温まで冷却する。この冷却工程後、搬送装置により次の工程である正孔注入/輸送層形成工程に基体を搬送する。
以下に、それぞれの工程について詳細に説明する。(2)−1予備加熱工程
予備加熱工程は予備加熱処理室51により行う。この処理室51において、バンク部112を含む基体2を所定の温度まで加熱する。
基体2の加熱方法は、例えば処理室51内にて基体2を載せるステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基体2を加熱する手段がとられている。なお、これ以外の方法を採用することも可能である。
予備加熱処理室51において、例えば70℃〜80℃の範囲に基体2を加熱する。この温度は次工程であるプラズマ処理における処理温度であり、次の工程に合わせて基体2を事前に加熱し、基体2の温度ばらつきを解消することを目的としている。
仮に予備加熱工程を加えなければ、基体2は室温から上記のような温度に加熱されることになり、工程開始から工程終了までのプラズマ処理工程中において温度が常に変動しながら処理される事になる。したがって、基体温度が変化しながらプラズマ処理を行うことは、有機EL素子の特性の不均一につながる可能性がある。したがって、処理条件を一定に保ち、均一な特性を得るために予備加熱を行うのである。
そこで、プラズマ処理工程においては、第1,第2プラズマ処理装置52,53内の試料ステージ上に基体2を載置した状態で親液化工程または撥液化工程を行う場合に、予備加熱温度を、親液化工程または撥液化工程を連続して行う試料ステージ56の温度にほぼ一致させることが好ましい。
そこで、第1,第2プラズマ処理装置52,53内の試料ステージが上昇する温度、例えば70〜80℃まで予め基体2を予備加熱することにより、多数の基体にプラズマ処理を連続的に行った場合でも、処理開始直後と処理終了直前でのプラズマ処理条件をほぼ一定にすることができる。これにより、基体2の表面処理条件を同一にし、バンク部112の組成物に対する濡れ性を均一化することができ、一定の品質を有する表示装置を製造することができる。
また、基体2を予め予備加熱しておくことにより、後のプラズマ処理における処理時間を短縮することができる。
(2)−2活性化処理(親液化工程)
つぎに第1プラズマ処理室52では、活性化処理が行われる。活性化処理には、画素電極111における仕事関数の調整、制御、画素電極表面の洗浄、画素電極表面の親液化工程が含まれる。
親液化工程として、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理(Oプラズマ処理)を行う。図7には第1プラズマ処理を模式的に示した図である。図7に示すように、バンク部112を含む基体2は加熱ヒータ内臓の試料ステージ56上に載置され、基体2の上側にはギャップ間隔0.5〜2mm程度の距離をおいてプラズマ放電電極57が基体2に対向して配置されている。基体2は、試料ステージ56によって加熱されつつ、試料ステージ56は図示矢印方向に向けて所定の搬送速度で搬送され、その間に基体2に対してプラズマ状態の酸素が照射される。
プラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、酸素ガス流量50〜100ml/min、板搬送速度0.5〜10mm/sec、基体温度70〜90℃の条件で行われる。なお、試料ステージ56による加熱は、主として予備加熱された基体2の保温のために行われる。
このOプラズマ処理により、図8に示すように、画素電極111の電極面111a、無機物バンク層112aの第1積層部112e及び有機物バンク層112bの上部開口部112dの壁面ならびに上面112fが親液処理される。この親液処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。
図9では、親液処理された部分を一点鎖線で示している。
なお、このOプラズマ処理は、親液性を付与するのみならず、上述の通り画素電極であるITO上の洗浄,仕事関数の調整も兼ねている。
(2)−3撥液処理工程(撥液化工程)
つぎに、第2プラズマ処理室53では、撥液化工程として、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理(CFプラズマ処理)を行う。第2プラズマ処理室53の内部構造は図7に示した第1プラズマ処理室52の内部構造と同じである。即ち、基体2は、試料ステージによって加熱されつつ、試料ステージごと所定の搬送速度で搬送され、その間に基体2に対してプラズマ状態のテトラフルオロメタン(四フッ化炭素)が照射される。
CFプラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、4フッ化メタンガス流量50〜100ml/min、基体搬送速度0.5〜10mm/sec、基体温度70〜90℃の条件で行われる。なお、加熱ステージによる加熱は、第1プラズマ処理室52の場合と同様に、主として予備加熱された基体2の保温のために行われる。
なお、処理ガスは、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることができる。
CFプラズマ処理により、図9に示すように、上部開口部112d壁面及び有機物バンク層の上面112fが撥液処理される。この撥液処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。図9では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示している。有機物バンク層112bを構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物はプラズマ状態のフルオロカーボンが照射することで容易に撥液化させることができる。また、Oプラズマにより前処理した方がフッ素化されやすい、という特徴を有しており、本実施形態には特に有効である。
尚、画素電極111の電極面111a及び無機物バンク層112aの第1積層部112eもこのCFプラズマ処理の影響を多少受けるが、濡れ性に影響を与える事は少ない。図9では、親液性を示す領域を一点鎖線で示している。
(2)−4冷却工程
次に冷却工程として、冷却処理室54を用い、プラズマ処理のために加熱された基体2を管理温度まで冷却する。これは、この以降の工程であるインクジェット工程(機能層形成工程)の管理温度まで冷却するために行う工程である。
この冷却処理室54は、基体2を配置するためのプレートを有し、そのプレートは基体2を冷却するように水冷装置が内蔵された構造となっている。
また、プラズマ処理後の基体2を室温、または所定の温度(例えばインクジェット工程を行う管理温度)まで冷却することにより、次の正孔注入/輸送層形成工程において、基体2の温度が一定となり、基体2の温度変化が無い均一な温度で次工程を行うことができる。したがって、このような冷却工程を加えることにより、インクジェット法等の吐出手段により吐出された材料を均一に形成できる。
例えば、正孔注入/輸送層を形成するための材料を含む第1組成物を吐出させる際に、第1組成物を一定の容積で連続して吐出させることができ、正孔注入/輸送層を均一に形成することができる。
上記のプラズマ処理工程では、材質が異なる有機物バンク層112b及び無機物バンク層112aに対して、Oプラズマ処理とCFプラズマ処理とを順次行うことにより、バンク部112に親液性の領域と撥液性の領域を容易に設けることができる。
尚、プラズマ処理工程に用いるプラズマ処理装置は、図6に示したものに限られず、例えば図10に示すようなプラズマ処理装置60を用いてもよい。
図10に示すプラズマ処理装置60は、予備加熱処理室61と、第1プラズマ処理室62と、第2プラズマ処理室63と、冷却処理室64と、これらの各処理室61〜64に基体2を搬送する搬送装置65とから構成され、各処理室61〜64が、搬送装置65の搬送方向両側(図中矢印方向両側)に配置されてなるものである。
このプラズマ処理装置60では、図6に示したプラズマ処理装置50と同様に、バンク部形成工程から搬送された基体2を、予備加熱処理室61、第1,第2プラズマ処理室62,63、冷却処理室64に順次搬送して各処理室にて上記と同様な処理を行った後、基体2を次の正孔注入/輸送層形成工程に搬送する。
また,上記プラズマ装置は,大気圧下の装置でなくとも,真空下のプラズマ装置を用いても良い。
(3)正孔注入/輸送層形成工程(機能層形成工程)
次に発光素子形成工程では、電極(ここでは画素電極111)上に正孔注入/輸送層を形成する。
正孔注入/輸送層形成工程では、液滴吐出としてたとえばインクジェット装置を用いることにより、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(組成物)を電極面111a上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極111上及び無機物バンク層112a上に正孔注入/輸送層110aを形成する。なお、正孔注入/輸送層110aが形成された無機物バンク層112aをここでは第1積層部112eという。
この正孔注入/輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とする事が好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
なお、正孔注入/輸送層110aは第1積層部112e上に形成されないこともある。すなわち、画素電極111上にのみ正孔注入/輸送層が形成される形態もある。
インクジェットによる製造方法は以下の通りである。
本実施形態の表示装置の製造方法に好適に用いられるインクジェットヘッドの一例として、図11のようなヘッドHを例示できる。このヘッドHは図11に示すように、複数のインクジェットヘッドH1と、これらのインクジェットヘッドH1を支持する支持基板H7を主として構成されている。
更に、基体と上記のヘッドHの配置に関しては図12のように配置することが好ましい。
図12に示すインクジェット装置において、符号1115は基体2を載置するステージであり、符号1116はステージ1115を図中x軸方向(主走査方向)に案内するガイドレールである。またヘッドHは、支持部材1111を介してガイドレール1113により図中y軸方向(副走査方向)に移動できるようになっており、更にヘッドHは図中θ軸方向に回転できるようになっており、インクジェットヘッドH1を主走査方向に対して所定の角度に傾けることができるようになっている。
図12に示す基体2は、マザー基板に複数のチップを配置した構造となっている。即ち、1チップの領域が1つの表示装置に相当する。ここでは、3つの表示領域2aが形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基体2上の左側の表示領域2aに対して組成物を塗布する場合は、ガイドレール1113を介してヘッドHを図中左側に移動させるとともに、ガイドレール1116を介して基体2を図中上側に移動させ、基体2を走査させながら塗布を行う。次に、ヘッドHを図中右側に移動させて基体の中央の表示領域2aに対して組成物を塗布する。右端にある表示領域2aに対しても前記と同様である。
尚、図12に示すヘッドH及び図15に示すインクジェット装置は、正孔注入/輸送層形成工程のみならず、発光層形成工程に用いて良い。
図13にはインクジェットヘッドH1をインク吐出面の側からみた斜視図を示す。図13に示すように、インクジェットヘッドH1のインク吐出面(基体2との対向面)には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて1列でノズルn1が複数設けられている。このように、複数のノズルH2が列状に配列されることにより2つのノズル列n2が構成されている。1つのノズル列n2に含まれるノズルn1の数は例えば180個であり、1つのインクジェットヘッドH1に360個のノズルが形成されている。また、ノズルn1の孔径は例えば28μmであり、ノズルn1間のピッチは例えば141μmである。
インクジェットヘッドH1は、例えば、図14A及び図14Bに示す内部構造を有する。具体的には、インクジェットヘッドH1は、例えばステンレス製のノズルプレート229と、それに対向する振動板231と、それらを相互に接合する仕切部材232とを有する。ノズルプレート229と振動板231との間には、仕切部材232によって複数の組成物室233と液溜まり室234とが形成されている。複数の組成物室233と液溜まり室234とは通路238を介して互いに連通している。
振動板231の適所には組成物供給孔236が形成され、この組成物供給孔236に組成物供給装置237が接続される。組成物供給装置237は、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を組成物供給孔236に供給する。供給された第1組成物は液溜まり234に充満し、更に通路238を通って組成物室233に充満する。
ノズルプレート229には、組成物室233から第1組成物をジェット状に噴射するためのノズルn1が設けられている。また、振動板231の組成物室233を形成する面の裏面には、組成物室233に対応させて組成物加圧体239が取り付けられている。この組成物加圧体239は、図14Bに示すように、圧電素子241並びにこれを挟持する一対の電極242a及び242bを有する。圧電素子241は電極242a、242bへの通電によって矢印Cで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより組成物室233の容積が増大する。すると、増大した容積分に相当する第1組成物が液溜まり234から通路238を通って組成物室233に流入する。
次に圧電素子241への通電を解除すると、圧電素子241と振動板231はともに元の形状に戻る。これにより、組成物室233も元の容積に戻るため組成物室233の内部にある第1組成物の圧力が上昇し、ノズルn1から基体2へ向けて第1組成物が液滴110cとなって噴出する。
図15には、基体2に対してインクジェットヘッドH1を走査させた状態を示す。図15に示すように、インクジェットヘッドH1は、図中X方向に沿う方向に相対的に移動しながら第1組成物を吐出するが、その際、ノズル列n2の配列方向Zが、主走査方向(X方向に沿う方向)に対して傾斜した状態になっている。このように、インクジェットヘッドH1のノズル列n2を主走査方向に対して傾けて配置することにより、ノズルピッチを画素領域Aのピッチに対応させることができる。また、傾き角度調整することにより、どのような画素領域Aのピッチに対しても対応させることができる。
図16に示すように、インクジェットヘッドH1に形成された複数のノズルn1…から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を吐出する。尚、インクジェットヘッドH1を走査することにより各画素領域A毎に第1組成物を充填しているが、基体2を走査することによっても可能である。更に、インクジェットヘッドH1と基体2とを相対的に移動させることによっても第1組成物を充填させることができる。なお、これ以降のインクジェットヘッドを用いて行う工程では上記の点は同様である。
インクジェットヘッドによる吐出は以下の通りである。すなわち、インクジェットヘッドH1に形成されてなる吐出ノズルH2を電極面111aに対向して配置し、ノズルH2から第1組成物を吐出する。画素電極111の周囲には開口部112gを区画するバンク112が形成されており、この開口部112gにインクジェットヘッドH1を対向させ、このインクジェットヘッドH1と基体2とを相対移動させながら、吐出ノズルH2から1滴当たりの液量が制御された第1組成物滴110cを図3に示すような開口部112g内に吐出する。1つの開口部112gに対して吐出する液滴の数は、例えば6〜20滴の範囲とすることができるが、この範囲は画素の面積によって代わるものであり、この範囲より多くても少なくても構わない。
なお、図16及び図17Aに示すように、1つの開口部112gに対して吐出する最初の液滴110c1は、有機質バンク層112bの傾斜した壁面112hに接触させるように吐出する必要がある。有機質バンク層112bの壁面112hは先の撥液化工程によって撥液性に処理されているので、吐出された液滴110c1は壁面112hに接触するものの直ちにはじかれ、この壁面112h上を転がって第1積層部112e上に転がり落ちる。第1積層部112eは前述したように親液性に処理されているので、転がり落ちた液滴110c1は第1積層部112e上で濡れ広がる。尚、この最初の液滴110c1は、有機質バンク層112bの壁面112hの少なくとも一部に接触すれば良く、壁面112hと同時に有機物バンク層の上面112fに接するように吐出しても構わない。
続いて、2つ目以降の液滴110c2は、図17Bに示すように、直前の液滴110c1と重なり合わない程度の間隔を空けて吐出する。即ち、各液滴110c1、110c2…の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより広くする(D>d)ことが好ましい。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数が限られるので、十分な膜厚の正孔注入/輸送層を形成するためには、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を複数回行うことが好ましい。
更に、インクジェットヘッドH1の走査を複数回行う際には、各走査回毎にインクジェットヘッドH1を主走査方向の直交方向である副走査方向(図17中紙面方向)に僅かにシフトさせることにより、特定のノズルn1から別のノズルn1に切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように、一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行うことで、各ノズルに固有の液滴量の誤差が拡散するいわゆる誤差拡散の効果が生じ、正孔注入/輸送層の膜厚を均一にすることができる。
また、図17Cに示すように、2つ目以降の液滴110c2…を、直前の液滴110c1と重なり合う程度の間隔で吐出してもよい。即ち、各液滴110c1、110c2…の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより狭く(D<d)しても良い。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数に制限がないので、十分な膜厚の正孔注入/輸送層を形成するために、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を1回としてもよく、複数回としてもよい。インクジェットヘッドH1の走査を複数回行う場合は、前述と同様に、各走査回毎にインクジェットヘッドH1を副走査方向にシフトさせ、特定のノズルn1から別のノズルn1に切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行った場合は、上記と同様に、誤差拡散の効果により各画素領域A毎に形成される正孔注入/輸送層の膜厚を均一にできる。
特に、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を2回で行うとした場合は、1回目と2回目の走査方向を反対方向としても良く、同じ方向としてもよい。
1,2回目の走査方向を反対方向とした場合は、1回目の走査で画素領域Aの半分の領域まで第1組成物を吐出し、2回目の走査で残りの半分の領域に吐出すればよい。また、1回目の走査により形成された領域をうめるように、2回目の走査を行うこともできる。
更に、1,2回目の走査方向を同一方向とした場合は、1回目の走査で各液滴同士が接触しない程度に間隔を空けて吐出し、2回目の走査で吐出済みの液滴の間を埋めるように吐出すればよい。もちろん、1つの画素領域を2つの領域に分けて吐出を行うことも可能である。
ここで用いる第1組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
より具体的な第1組成物の組成としては、PEDOT/PSS混合物(PEDOT/PSS=1:20):12.52重量%、PSS:1.44重量%、IPA:10重量%、NMP:27.48重量%、DMI:50重量%のものを例示できる。尚、第1組成物の粘度は2〜20Ps程度が好ましく、特に4〜15cPs程度が良い。
上記の第1組成物を用いることにより、吐出ノズルH2に詰まりが生じることがなく安定吐出できる。
なお、正孔注入/輸送層形成材料は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各発光層110b1〜110b3に対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。
図16に示すように、吐出された第1組成物の液滴110cは、最終的には親液処理された電極面111a及び第1積層部112e上に広がり、下部、上部開口部112c、112d内に充填される。仮に、第1組成物の液滴110cが所定の吐出位置からはずれて上面112f上に吐出されたとしても、上面112fが第1組成物滴110cで濡れることがなく、はじかれた第1組成物滴110cが下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。
電極面111a上に吐出する第1組成物の全量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする正孔注入/輸送層の厚さ、第1組成物中の正孔注入/輸送層形成材料の濃度等により決定される。
次に、図18に示すような乾燥工程を行う。乾燥工程を行う事により、吐出後の第1組成物を乾燥処理し、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、正孔注入/輸送層110aを形成する。
乾燥処理を行うと、第1組成物滴110cに含まれる極性溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bに近いところで起き、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入/輸送層形成材料が濃縮されて析出する。
これにより図18に示すように、第1積層部112e上に、正孔注入/輸送層形成材料からなる周縁部110a2が形成される。この周縁部110a2は、上部開口部112dの壁面(有機物バンク層112b)に密着しており、その厚さが電極面111aに近い側では薄く、電極面111aから離れた側、即ち有機物バンク層112bに近い側で厚くなっている。
また、これと同時に、乾燥処理によって電極面111a上でも極性溶媒の蒸発が起き、これにより電極面111a上に正孔注入/輸送層形成材料からなる平坦部110a1が形成される。電極面111a上では極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入/輸送層の形成材料が電極面111a上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部110aが形成される。
このようにして、周縁部110a2及び平坦部110a1からなる正孔注入/輸送層110aが形成される。
なお、周縁部110a2には形成されず、電極面111a上のみに正孔注入/輸送層が形成される形態であっても構わない。
上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば133.3Pa(1Torr)程度にして行う。圧力が低すぎると第1組成物滴110cが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。
乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で200℃で10分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入/輸送層110a内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
上記の正孔注入/輸送層形成工程では、吐出された第1組成物滴110cが、下部、上部開口部112c、112d内に満たされる一方で、撥液処理された有機物バンク層112bで第1組成物がはじかれて下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。これにより、吐出した第1組成物滴110cを必ず下部、上部開口部112c、112d内に充填することができ、電極面111a上に正孔注入/輸送層110aを形成することができる。
また、上記の正孔注入/輸送層形成工程によれば、各画素領域Aごとに最初に吐出する第1組成物の液滴110c1を有機物バンク層112bの壁面112hに接触させるので、この液滴が壁面112hから第1積層部112e及び画素電極面111aに転がり込むため、第1組成物の液滴110cを画素電極111の周囲に優先的に濡れ広げて第1組成物をむらなく塗布することができ、これにより正孔注入輸送層110aをほぼ均一な膜厚で形成できる。
(4)発光層形成工程
次に発光層形成工程は、表面改質工程、発光層形成材料吐出工程、および乾燥工程、とからなる。
まず、正孔注入/輸送層110aの表面を表面改質するために表面改質工程を行う。この工程にについては、以下に詳述する。次に、前述の正孔注入/輸送層形成工程と同様、インクジェット法により第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出する。その後、吐出した第2組成物を乾燥処理(及び熱処理)して、正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
発光層形成工程では、正孔注入/輸送層110aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層110aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で正孔注入/輸送層110aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出しても、正孔注入/輸送層110aと発光層110bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層110bを均一に塗布できないおそれがある。
そこで、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層110aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うことが好ましい。
そこで、表面改質工程について説明する。
表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第1組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、インクジェット法(液滴吐出法)、スピンコート法またはディップ法により正孔注入/輸送層110a上に塗布した後に乾燥することにより行う。
インクジェット法による塗布は、図19に示すように、インクジェットヘッドH3に、表面改質材を充填し、インクジェットヘッドH3に形成された吐出ノズルH4から表面改質材を吐出する。前述の正孔注入/輸送層形成工程と同様に、吐出ノズルH4を基体2(すなわち、正孔注入/輸送層110aが形成された基体2)に対向させ、インクジェットヘッドH3と基体2とを相対移動させながら、吐出ノズルH4から表面改質材110dを正孔注入/輸送層110a上に吐出することにより行う。
また、スピンコート法による塗布は、基体2を例えば回転ステージ上に載せ、上方から表面改質材を基体2上に滴下した後、基体2を回転させて表面改質材を基体2上の正孔注入/輸送層110aの全体に広げることにより行う。なお、表面改質材は撥液化処理された上面112f上にも一時的に広がるが、回転による遠心力で飛ばされてしまい、正孔注入/輸送層110a上のみに塗布される。
更にディップ法による塗布は、基体2を例えば表面改質材に浸積させた後に引き上げて、表面改質材を正孔注入/輸送層110aの全体に広げることにより行う。この場合も表面改質材が撥液処理された上面112f上に一時的に広がるが、引き上げの際に表面改質材が上面112fからはじかれて正孔注入/輸送層110aのみに塗布される。
ここで用いる表面改質材としては、第2組成物の非極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を例示でき、第2組成物の非極性溶媒に類するものとして例えば、トルエン、キシレン等を例示できる。
特に、インクジェット法により塗布する場合には、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの混合物,特に第2組成物と同じ溶媒混合物等を用いることが好ましく、スピンコート法またはディップ法による場合は、トルエン、キシレン等が好ましい。
次に、図20に示すように、塗布領域を乾燥させる。乾燥工程は、インクジェット法で塗布した場合はホットプレート上に基体2を載せて例えば200℃以下の温度で加熱して乾燥蒸発させることが好ましい。スピンコート法またはディップ法による場合は、基体2に窒素を吹き付けるか、あるいは基体を回転させて基体2表面に気流を発生させることで乾燥させることが好ましい。
尚、表面改質材の塗布を、正孔注入/輸送層入層形成工程の乾燥処理の後に行い、塗布後の表面改質材を乾燥させた後に、正孔注入/輸送層形成工程の熱処理を行っても良い。
このような表面改質工程を行うことで、正孔注入/輸送層110aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110aに均一に塗布することができる。
尚、上記の表面改質材に、正孔輸送性材料として一般に用いられる前記の化合物2等を溶解して組成物とし、この組成物をインクジェット法により正孔注入/輸送層上に塗布して乾燥させることにより、正孔注入/輸送層上に極薄の正孔輸送層を形成しても良い。
正孔注入/輸送層の大部分は、後の工程で塗布する発光層110bに溶け込むが、一部が正孔注入/輸送層110aと発光層110bの間に薄膜状に残存し、これにより正孔注入/輸送層110aと発光層110bとの間のエネルギー障壁を下げて正孔の移動を容易にし、発光効率を向上させることができる。
次に発光層形成工程として、インクジェット法(液滴吐出法)により、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出した後に乾燥処理して、正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
図21に、インクジェットによる吐出方法の概略を示す。図21に示すように、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルH6から各色(たとえばここでは青色(B))発光層形成材料を含有する第2組成物が吐出される。
吐出の際には、下部、上部開口部112c、112d内に位置する正孔注入/輸送層110aに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対移動させながら、第2組成物が吐出される。吐出ノズルH6から吐出される液量は1滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液(第2組成物滴110e)が吐出ノズルから吐出され、この第2組成物滴110eを正孔注入/輸送層110a上に吐出する。
発光層形成工程は、正孔注入/輸送層形成工程と同様に、最初の液滴をバンク部112に当てるように吐出する。2つ目の液滴は、1つ目の液滴と重なるように吐出しても良いし、間隔を空けて吐出しても良い。更に1つの画素領域に対し、2回の走査に分けても良い。
即ち、図16及び図17Aに示した場合と同様に、1つの開口部112gに対して吐出する最初の第2組成物の液滴は、有機質バンク層112bの傾斜した壁面112hに接触させるように吐出する。有機質バンク層112bの壁面112hは先の撥液化工程によって撥液性に処理されているので、吐出された液滴は壁面112hに接触するものの直ちにはじかれ、この壁面112h上を転がって正孔注入/輸送層110a上に転がり落ちる。正孔注入/輸送層110aは表面改質工程により非極性溶媒になじみやすく処理されているので、転がり落ちた液滴は正孔注入/輸送層112a上で濡れ広がる。尚、この最初の液滴は、有機質バンク層112bの壁面112hの少なくとも一部に接触すれば良く、壁面112hと同時に有機物バンク層の上面112fに接するように吐出しても構わない。
続いて、2つ目以降の液滴は、図17Bと同様に、直前の液滴と重なり合わない程度の間隔を空けて吐出する。即ち、各液滴の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより広くする(D>d)ことが好ましい。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数が限られるので、十分な膜厚の発光層112bを形成するためには、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を複数回行うことが好ましい。
更に、インクジェットヘッドH5の走査を複数回行う際には、各走査回毎にインクジェットヘッドH5を主走査方向の直交方向である副走査方向に僅かにシフトさせることにより、特定のノズルから別のノズルに切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように、一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行うことで、各ノズルに固有の液滴量の誤差が拡散するいわゆる誤差拡散の効果が生じ、発光層112bの膜厚を均一にすることができる。
また、図17Cと同様に、2つ目以降の液滴を、直前の液滴と重なり合う程度の間隔で吐出してもよい。即ち、各液滴の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより狭く(D<d)しても良い。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数に制限がないので、十分な膜厚の発光層112bを形成するために、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を1回としてもよく、複数回としてもよい。インクジェットヘッドH5の走査を複数回行う場合は、前述と同様に、各走査回毎にインクジェットヘッドH5を副走査方向にシフトさせ、特定のノズルから別のノズルに切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行った場合は、上記と同様に、誤差拡散の効果により各画素領域A毎に形成される発光層112bの膜厚を均一にできる。
特に、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を2回で行うとした場合は、1回目と2回目の走査方向を反対方向としても良く、同じ方向としてもよい。
1,2回目の走査方向を反対方向とした場合は、1回目の走査で画素領域Aの半分の領域まで第1組成物を吐出し、2回目の走査で残りの半分の領域に吐出すればよい。また、1回目の走査により形成された領域をうめるように、2回目の走査を行うこともできる。
更に、1,2回目の走査方向を同一方向とした場合は、1回目の走査で各液滴同士が接触しない程度に間隔を空けて吐出し、2回目の走査で吐出済みの液滴の間を埋めるように吐出すればよい。もちろん、1つの画素領域を2つの領域に分けて吐出を行うことも可能である。
発光層形成材料としては、化合物1〜化合物5に示すポリフルオレン系高分子誘導体や、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機EL材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
非極性溶媒としては、正孔注入/輸送層110aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。
このような非極性溶媒を発光層110bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層110aを再溶解させることなく第2組成物を塗布できる。
図21に示すように、吐出された第2組成物110eは、正孔注入/輸送層110a上に広がって下部、上部開口部112c、112d内に満たされる。その一方で、撥液処理された上面112fでは第1組成物滴110eが所定の吐出位置からはずれて上面112f上に吐出されたとしても、上面112fが第2組成物滴110eで濡れることがなく、第2組成物滴110eが下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。
各正孔注入/輸送層110a上に吐出する第2組成物量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする発光層110bの厚さ、第2組成物中の発光層材料の濃度等により決定される。
また、第2組成物110eは1回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入/輸送層110a上に吐出しても良い。この場合、各回における第2組成物の量は同一でも良く、各回毎に第2組成物の液量を変えても良い。更に正孔注入/輸送層110aの同一箇所のみならず、各回毎に正孔注入/輸送層110a内の異なる箇所に第2組成物を吐出配置しても良い。
次に、第2の組成物を所定の位置に吐出し終わった後、吐出後の第2組成物滴110eを乾燥処理することにより発光層110b3が形成される。すなわち、乾燥により第2組成物に含まれる非極性溶媒が蒸発し、図22に示すような青色(B)発光層110b3が形成される。なお、図22においては青に発光する発光層が1つのみ図示されているが、図1やその他の図より明らかなように本来は発光素子がマトリックス状に形成されたものであり、図示しない多数の発光層(青色に対応)が形成されている。
続けて、図23に示すように、前述した青色(B)発光層110b3の場合と同様の工程を用い、赤色(R)発光層110b1を形成し、最後に緑色(G)発光層110b2を形成する。
なお、発光層110bの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
また、発光層の第2組成物の乾燥条件は、青色110b3の場合、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を133.3Pa(1Torr)程度として5〜10分行う条件とする。圧力が低すぎると第2組成物が突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、非極性溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材料が上部開口部112d壁面に多く付着してしまうので好ましくない。
また緑色発光層110b2、および赤色発光層b1の場合、発光層形成材料の成分数が多いために素早く乾燥させることが好ましく、例えば、40℃で窒素の吹き付けを5〜10分行う条件とするのがよい。
その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を例示できる。
このようにして、画素電極111上に正孔注入/輸送層110a及び発光層110bが形成される。
(5)対向電極(陰極)形成工程
次に対向電極形成工程では、図24に示すように、発光層110b及び有機物バンク層112bの全面に陰極12(対向電極)を形成する。なお,陰極12は複数の材料を積層して形成しても良い。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばCa、Ba等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にLiF等を薄く形成した方が良い場合もある。また、上部側(封止側)には下部側よりも仕事関数が高い材料、例えばAlを用いる事もできる。
これらの陰極12は、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、熱による発光層110bの損傷を防止できる点で好ましい。
また、フッ化リチウムは、発光層110b上のみに形成しても良く、更に所定の色に対応して形成する事ができる。例えば、青色(B)発光層110b3上のみに形成しても良い。この場合、他の赤色(R)発光層及び緑色(G)発光層110b1、110b2には、カルシウムからなる上部陰極層12bが接することとなる。
また陰極12の上部には、蒸着法、スパッタ法、CVD法等により形成したAl膜、Ag膜等を用いることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200〜500nm程度がよい。また陰極12上に、酸化防止のためにSiO、SiN等の保護層を設けても良い。
(6)封止工程
最後に封止工程は、発光素子が形成された基体2と封止基板3bとを封止樹脂3aにより封止する工程である。たとえば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止樹脂3aを基体2の全面に塗布し、封止樹脂3a上に封止用基板3bを積層する。この工程により基体2上に封止部3を形成する。
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極12にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極12に侵入して陰極12が酸化されるおそれがあるので好ましくない。
更に、図2A〜図2Cに例示した基板5の配線5aに陰極12を接続するとともに、駆動IC6に回路素子部14の配線を接続することにより、本実施形態の表示装置1が得られる。
[第2の実施形態]
次に、第1の実施形態の表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図25Aは、携帯電話の一例を示した斜視図である。図25Aにおいて、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25Bは、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図25Bにおいて、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703は情報処理装置本体、符号702は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25Cは、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図25Cにおいて、符号800は時計本体を示し、符号801は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25A〜図25Cに示すそれぞれの電子機器は、前記の第1の実施形態の表示装置を用いた表示部を備えたものであり、先の第1の実施形態の表示装置の特徴を有するので、高輝度であって表示品質に優れた効果を有する電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、第1の実施形態と同様にして、図2に示すような駆動IC6(駆動回路)を備えた表示装置1を構成し、この表示装置1を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器に組み込むことにより製造される。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
図26には、本発明に係る他の例の表示装置の断面模式図を示す。図26に示す表示装置は、基体2と、基体2上に形成された表示素子10と、基体2の周囲に環状に塗布された封止樹脂603と、表示素子10上に備えられた封止部3とを具備して構成されている。
基体2及び表示素子10は、第1の実施形態に係る基体2及び表示素子10と同じものである。表示素子10は、発光素子部11と、該発光素子部11上に形成された陰極12とを主体として構成されている。
また図26に示すように、発光素子部11上には封止部3が備えられている。この封止部3は、陰極12上に塗布された熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなる封止樹脂3aと、封止樹脂3a上に配置された封止基板3bとからなる。なお、封止樹脂3aとしては、硬化時にガス、溶媒等が発生しないものが好ましい。
この封止部3は、少なくとも発光素子部11上にある陰極12をほぼ覆うように形成されており、陰極12及び発光層を含む機能層に対する水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光層の酸化を防止する。
尚、封止基板3bは、封止樹脂3aに接合されて封止樹脂3aを保護するものであり、ガラス板、金属板若しくは樹脂板のいずれかであることが好ましい。
また図27には、本発明に係る別の例の表示装置の断面模式図を示す。図27に示す表示装置は、基体2と、基体2上に形成された表示素子10と、表示素子10の全面に塗布された封止樹脂3aと、封止樹脂3a上に備えられた封止用基板3bとを具備して構成されている。
基体2、表示素子10、封止樹脂3a及び封止用基板3bは、第1の実施形態に係る基体2、表示素子10、封止材3及び封止用基板4と同じものである。
また、図27に示すように、封止材3と陰極12の間には保護層714が形成されている。保護層714は、SiO、SiN等からなるものであり、厚さが100〜200nmの範囲とされている。この保護層714は、陰極12及び発光層を含む機能層に対する水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光層の酸化を防止する。
上記の表示装置によれば、水及び酸素の侵入を効果的に防いで陰極12または発光層の酸化を防止することにより、表示装置の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。
また、第1の実施形態においては、R、G、Bの各発光層110bをストライプ配置した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、様々な配置構造を採用しても良い。例えば図28Aに示すようなストライプ配置の他、図28Bに示すようなモザイク配置や、図28Cに示すようなデルタ配置とすることができる。
産業上の利用の可能性
以上、詳細に説明したように、本発明の表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の第1の実施形態の表示装置の配線構造の平面模式図である。
図2A〜図2Bは、本発明の第1の実施形態の表示装置を示す図である。 図2Aは表示装置の平面模式図であり、図2Bは図2AのAB線に沿う断面模式図である。
図3は、本発明の第1の実施形態の表示装置の要部を示す図である。
図4は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図5は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図6は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造に用いるプラズマ処理装置の一例を示す平面模式図である。
図7は、図6に示したプラズマ処理装置の第1プラズマ処理室の内部構造を示す模式図である。
図8は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図9は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図10は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造に用いるプラズマ処理装置の別の例を示す平面模式図である。
図11は、本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるヘッドを示す平面図である。
図12は、本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるインクジェット装置を示す平面図である。
図13は、本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるインクジェットヘッドの一例を示す斜視図である。
図14A〜14Bは、図13に示すインクジェットヘッドの内部構造を示す図である。図14Aは斜視図であり、図14Bは図14AのJ−J線に沿う断面図である。
図15は、基体に対するインクジェットヘッドの配置状態を示す平面図である。
図16は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図17A〜図17Cは、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。図17Aは最初の液滴を吐出させたときの状態を示す断面図である。図17Bは2つ目以降の液滴を吐出させたときの状態の一例を示す断面図であり、図17Cは2つ目以降の液滴を吐出させたときの状態の別の例を示す断面図である。
図18は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図19は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図20は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図21は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図22は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図23は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図24は、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
図25A〜図25Cは、本発明の第2の実施形態である電子機器を示す斜視図である。
図26は、本発明に係る他の例の表示装置を示す断面模式図である。
図27は、本発明に係る別の例の表示装置を示す断面模式図である。
図28A〜図28Cは、発光層の配置を示す平面模式図である。図28Aはストライプ配置、図28Bはモザイク配置、図28Cはがデルタ配置を示す図である。
【書類名】 明細書
【特許請求の範囲】
【請求項1】 基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置を製造する方法であり、
前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、
各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項2】 前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
【請求項3】 前記組成物の液滴を、前記の親液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
【請求項4】 前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の表示装置の製造方法。
【請求項5】 基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置の製造方法であり、
前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、
前記機能層形成工程において、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項6】 前記バンク部は、前記親液化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする請求項5に記載の表示装置の製造方法。
【請求項7】 前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項8】 前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項9】 前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、前記組成物の液滴を吐出することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項10】 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より広くすることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項11】 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より狭くすることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項12】 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が1回であることを特徴とする請求項11に記載の表示装置の製造方法。
【請求項13】 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が複数回であることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の表示装置の製造方法。
【請求項14】 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることを特徴とする請求項10、請求項11または請求項13のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項15】 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにしたことを特徴とする請求項14に記載の表示装置の製造方法。
【請求項16】 請求項1ないし請求項15のいずれかに記載された表示装置の製造方法により製造されたものであることを特徴とする表示装置。
【請求項17】 基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、
前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、
各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項18】 前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項17に記載の電子機器の製造方法。
【請求項19】 前記組成物の液滴を、前記の親液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項17に記載の電子機器の製造方法。
【請求項20】 前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の電子機器の製造方法。
【請求項21】 基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、
前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、
前記機能層形成工程において、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項22】 前記バンク部は、前記親液化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする請求項21に記載の電子機器の製造方法。
【請求項23】 前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする請求項17ないし請求項22のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項24】 前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする請求項17ないし請求項23のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項25】 前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、前記組成物の液滴を吐出することを特徴とする請求項17ないし請求項24のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項26】 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より広くすることを特徴とする請求項17ないし請求項25のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項27】 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より狭くすることを特徴とする請求項17ないし請求項25のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項28】 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が1回であることを特徴とする請求項27に記載の電子機器の製造方法。
【請求項29】 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が複数回であることを特徴とする請求項26または請求項27に記載の電子機器の製造方法。
【請求項30】 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることを特徴とする請求項26、請求項27または請求項29のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
【請求項31】 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにしたことを特徴とする請求項30に記載の電子機器の製造方法。
【請求項32】 請求項17ないし請求項31のいずれかに記載された電子機器の製造方法により製造されたものであることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の製造方法、表示装置、電子機器の製造方法および電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、有機蛍光材料等の機能材料をインク化し、当該インク(組成物)を基材上に吐出するインクジェット法により、機能材料のパターニングを行う方法を採用して、一対の電極間に該機能材料からなる機能層が挟持された構造のカラー表示装置、特に機能材料として有機発光材料を用いた有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置の開発が行われている。
【0003】
上述した機能材料のパターニング法として、例えば、基体上に形成したITO等からなる画素電極の周囲にバンク部を形成し、次に画素電極及びこの画素電極に隣接する前記バンク部の一部を親液性に処理するとともにバンク部の残りの部分を撥液性に処理し、次に機能層の構成材料を含む組成物を画素電極のほぼ中央に吐出して乾燥することにより、画素電極上に機能層を形成する方法が採用されている。
この従来の方法によれば、吐出した組成物がバンク部から溢れた場合でも、バンク部の撥液処理された部分ではじかれて隣接する他の画素電極上に流れ込むことがないので、正確にパターニングを行うことが可能になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法においては、吐出後の組成物は画素電極の中央から周囲に向けて均一に濡れ広がるが、親水処理されたバンク部の一部までは濡れ広がりにくく、このため画素電極毎に機能層の塗りむらが生じる場合があった。これは、親水処理されたバンク部の一部が非常に微小な領域であって画素電極の周囲に位置しているため、表面張力等の関係で組成物が濡れ広がらないためと考えられている。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、画素電極毎に機能層の塗りむらが生じることがなく、表示品質に優れた表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の表示装置の製造方法は、基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置を製造する方法であり、前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
【0007】
係る表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0008】
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
【0009】
係る表示装置の製造方法によれば、前記組成物の液滴をバンク部の撥液性に処理された部分に接触させるので、液滴をバンク部から電極表面に素早く転がり込ませることができ、組成物の液滴を電極の周囲に迅速かつ優先的に濡れ広げることができる。
【0010】
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記組成物の液滴を、前記の親液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
【0011】
係る表示装置の製造方法によれば、親液性に処理された部分に組成物の液滴を濡れ広がらせることができる。
【0012】
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする。
【0013】
係る表示装置の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成するので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
【0014】
次に本発明の表示装置の製造方法は、基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置の製造方法であり、前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、前記機能層形成工程において、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
【0015】
係る表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0016】
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記バンク部は、前記親液化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする。
【0017】
係る表示装置の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されているので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
【0018】
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする。
また本発明の表示装置の製造方法は、先に記載の表示装置の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする。
【0019】
係る表示装置の製造方法によれば、前記機能層が正孔注入/輸送層または発光層を含むものなので、正孔注入/輸送層または発光層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0020】
係る表示装置の製造方法によれば、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、前記組成物の液滴を吐出することを特徴とする。
【0021】
係る表示装置の製造方法によれば、ノズルピッチをバンク部の親液性に処理された部分のピッチに対応させることができる。また、傾き角度調整することにより、どのようなピッチに対しても対応させることができる。
これにより、バンク部の親液性に処理された部分に組成物の液滴を正確に吐出することができる。
【0022】
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より狭くしてもよい。この場合、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回で良い。
【0023】
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より広くすることが好ましい。この場合、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回でも良く、複数回でも良い。更に、走査回数を複数回とした場合は、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることが好ましい。
【0024】
尚、上述の別のノズルを用いる手段として、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにすることができる。
【0025】
係る表示装置の製造方法によれば、ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることにより、ノズル毎の組成物の吐出量のばらつきを平均化し、機能層毎の膜厚のばらつきを低減することができる。これにより、表示品質に優れた表示装置を製造することができる。
【0026】
次に本発明の表示装置は、先のいずれかに記載された表示装置の製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
【0027】
係る表示装置によれば、上記の表示装置の製造方法により製造されたものなので、機能層毎の膜厚のばらつきを低減するとともに機能層をむらなく形成することができ、表示装置の表示品質を向上することができる。
【0028】
次に本発明の電子機器の製造方法は、基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
【0029】
係る電子機器の製造方法によれば、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0030】
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
【0031】
係る電子機器の製造方法によれば、前記組成物の液滴をバンク部の撥液性に処理された部分に接触させるので、液滴をバンク部から電極表面に素早く転がり込ませることができ、組成物の液滴を電極の周囲に迅速かつ優先的に濡れ広げることができる。
【0032】
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記組成物の液滴を、前記の親液性に処理された部分に接触させることを特徴とする。
【0033】
係る電子機器の製造方法によれば、親液性に処理された部分に組成物の液滴を濡れ広がらせることができる。
【0034】
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする。
【0035】
係る電子機器の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成するので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
【0036】
また本発明の電子機器の製造方法は、基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、前記機能層形成工程において、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする。
【0037】
係る電子機器の製造方法によれば、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0038】
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記バンク部は、前記親液化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする。
【0039】
係る電子機器の製造方法によれば、親液性に処理された第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されているので、組成物が電極よりも先に第1バンク層に濡れ広がり、これにより組成物をむらなく塗布することができる。
【0040】
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする。
また本発明の電子機器の製造方法は、先に記載の電子機器の製造方法であり、前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする。
【0041】
係る電子機器の製造方法によれば、前記機能層が正孔注入/輸送層または発光層を含むものなので、正孔注入/輸送層または発光層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0042】
係る電子機器の製造方法によれば、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、前記組成物の液滴を吐出することを特徴とする。
【0043】
係る電子機器の製造方法によれば、ノズルピッチをバンク部の親液性に処理された部分のピッチに対応させることができる。また、傾き角度調整することにより、どのようなピッチに対しても対応させることができる。
これにより、バンク部の親液性に処理された部分に組成物の液滴を正確に吐出することができる。
【0044】
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より狭くしてもよい。このとき、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回で良い。
【0045】
また前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を前記液滴の直径より広くすることが好ましい。このとき、各機能層に対する前記ノズル列の走査回数は1回でも良く、複数回でも良い。更に、走査回数を複数回とした場合は、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることが好ましい。
【0046】
尚、上述の別のノズルを用いる手段として、各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにすることができる。
【0047】
係る電子機器の製造方法によれば、ノズル列の走査毎に別のノズルを用いることにより、ノズル毎の組成物の吐出量のばらつきを平均化し、機能層毎の膜厚のばらつきを低減することができる。これにより、表示品質に優れた電子機器を製造することができる。
【0048】
次に本発明の電子機器は、先のいずれかに記載された電子機器の製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
【0049】
係る電子機器によれば、機能層毎の膜厚のばらつきを低減するとともに機能層をむらなく形成することができ、電子機器の表示品質を向上することができる。
【0050】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法及び表示装置について説明する。まず、本実施形態の表示装置の製造方法を説明するに先立ち、この製造方法により製造される表示装置について説明する。
【0051】
図1に本実施形態の表示装置の配線構造の平面模式図を示し、図2には本実施形態の表示装置の平面模式図及び断面模式図を示す。
図1に示すように、本実施形態の表示装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線101及び信号線102の各交点付近に、画素領域Aが設けられている。
【0052】
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続されている。また、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。
更に、画素領域Aの各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ112と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ112を介して信号線102から共有される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量capによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ123と、この駆動用薄膜トランジスタ123を介して電源線103に電気的に接続したときに当該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(電極)111と、この画素電極111と陰極(対向電極)12との間に挟み込まれた機能層110とが設けられている。電極111と対向電極12と機能層110により、発光素子が構成されている。
【0053】
係る構成によれば、走査線101が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ112がオンになると、そのときの信号線102の電位が保持容量capに保持され、該保持容量capに状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ123のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ123のチャネルを介して、電源線103から画素電極111に電流が流れ、更に機能層110を介して陰極12に電流が流れる。機能層110は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【0054】
次に図2(A)及び図2(B)に示すように、本実施形態の表示装置1は、ガラス等からなる透明な基体2と、マトリックス状に配置された発光素子と、封止基板を具備している。基体2上に形成された発光素子は、後述する画素電極と、機能層と、陰極12により形成されている。
基体2は、例えばガラス等の透明基板であり、基体2の中央に位置する表示領域2aと、基体2の周縁に位置して表示領域2aの外側に配置された非表示領域2bとに区画されている。
表示領域2aは、マトリックス状に配置された発光素子によって形成される領域であり、有効表示領域とも言う。また、表示領域の外側に非表示領域2bが形成されている。そして,非表示領域2bには、表示領域2aに隣接するダミー表示領域2dが形成されている。
また、図2(B)に示すように、発光素子及びバンク部からなる発光素子部11と基体2との間には回路素子部14が備えられ、この回路素子部14に前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ123等が備えられている。
また、陰極12は、その一端が基体2上に形成された陰極用配線12aに接続しており、この配線の一端部12bがフレキシブル基板5上の配線5aに接続されている。また、配線5aは、フレキシブル基板5上に備えられた駆動IC6(駆動回路)に接続されている。
【0055】
また、図2(A)及び図2(B)に示すように、回路素子部14の非表示領域2bには、前述の電源線103(103R、103G、103B)が配線されている。
また、表示領域2aの図2(A)中両側には、前述の走査側駆動回路105、105が配置されている。この走査側駆動回路105、105はダミー領域2dの下側の回路素子部14内に設けられている。更に回路素子部14内には、走査側駆動回路105、105に接続される駆動回路用制御信号配線105aと駆動回路用電源配線105bとが設けられている。
更に表示領域2aの図2(A)中上側には検査回路106が配置されている。この検査回路106により、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができる。
【0056】
また図2(B)に示すように、発光素子部11上には封止部3が備えられている。この封止部3は、基体2に塗布された封止樹脂603aと、缶封止基板604とから構成されている。封止樹脂603は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の1種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。
この封止樹脂603は、基体2の周囲に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布されたものである。この封止樹脂603は、基体2と封止缶604を接合するもので、基体2と缶封止基板604の間から缶封止基板604内部への水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光素子部11内に形成された図示略の発光層の酸化を防止する。
缶封止基板604は、ガラス又は金属からなるもので、封止樹脂603を介して基体2に接合されており、その内側には表示素子10を収納する凹部604aが設けられている。また凹部604aには水、酸素等を吸収するゲッター剤605が貼り付けられており、缶封止基板604の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようになっている。なお、このゲッター剤605は省略しても良い。
【0057】
次に図3には、表示装置における表示領域の断面構造を拡大した図を示す。この図3には3つの画素領域Aが図示されている。この表示装置1は、基体2上に、TFTなどの回路等が形成された回路素子部14と、機能層110が形成された発光素子部11とが順次積層されて構成されている。
この表示装置1においては、機能層110から基体2側に発した光が、回路素子部14及び基体2を透過して基体2の下側(観測者側)に出射されるとともに、機能層110から基体2の反対側に発した光が陰極12により反射されて、回路素子部14及び基体2を透過して基体2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
なお、陰極12として、透明な材料を用いることにより陰極側から発光する光を出射させることができる。透明な材料としては、ITO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdを用いる事ができる。膜厚としては75nmほどの膜厚にする事が好ましく、この膜厚よりも薄くした方がより好ましい。
【0058】
回路素子部14には、基体2上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜2cが形成され、この下地保護膜2c上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜141が形成されている。尚、半導体膜141には、ソース領域141a及びドレイン領域141bが高濃度Pイオン打ち込みにより形成されている。なお、Pが導入されなかった部分がチャネル領域141cとなっている。
更に回路素子部14には、下地保護膜2c及び半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成され、ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極143(走査線101)が形成され、ゲート電極143及びゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bが形成されている。ゲート電極143は半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に設けられている。
また、第1、第2層間絶縁膜144a、144bを貫通して、半導体膜141のソース、ドレイン領域141a、141bにそれぞれ接続されるコンタクトホール145,146が形成されている。
そして、第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール145がこの画素電極111に接続されている。
また、もう一方のコンタクトホール146が電源線103に接続されている。
このようにして、回路素子部14には、各画素電極111に接続された駆動用の薄膜トランジスタ123が形成されている。
尚、回路素子部14には、前述した保持容量cap及びスイッチング用の薄膜トランジスタ112も形成されているが、図3ではこれらの図示を省略している。
【0059】
次に図3に示すように、発光素子部11は、複数の画素電極111…上の各々に積層された機能層110と、各画素電極111及び機能層110の間に備えられて各機能層110を区画するバンク部112と、機能層110上に形成された陰極12とを主体として構成されている。これら画素電極(第1電極)111、機能層110及び陰極12(第2電極)によって発光素子が構成されている。
ここで、画素電極111は、例えばITOにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極111の厚さは、50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nm程度がよい。この各画素電極111…の間にバンク部112が備えられている。
【0060】
バンク部112は、図3に示すように、基体2側に位置する無機物バンク層112a(第1バンク層)と基体2から離れて位置する有機物バンク層112b(第2バンク層)とが積層されて構成されている。
【0061】
無機物バンク層、有機物バンク層(112a、112b)は、画素電極111の周縁部上に乗上げるように形成されている。平面的には、画素電極111の周囲と無機物バンク層112aとが平面的に重なるように配置された構造となっている。また、有機物バンク層112bも同様であり、画素電極111の一部と平面的に重なるように配置されている。また無機物バンク層112aは、有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に更に形成されている。このようにして、無機物バンク層112aの各第1積層部112eが画素電極111の内側に形成されることにより、画素電極111の形成位置に対応する下部開口部112cが設けられている。
また、有機物バンク層112bには、上部開口部112dが形成されている。この上部開口部112dは、画素電極111の形成位置及び下部開口部112cに対応するように設けられている。上部開口部112dは、図3に示すように、下部開口部112cより広く、画素電極111より狭く形成されている。また、上部開口部112dの上部の位置と、画素電極111の端部とがほぼ同じ位置になるように形成される場合もある。この場合は、図3に示すように、有機物バンク層112bの上部開口部112dの断面が傾斜する形状となる。
そしてバンク部112には、下部開口部112c及び上部開口部112dが連通することにより、無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bを貫通する開口部112gが形成されている。
【0062】
また、無機物バンク層112aは、例えば、SiO、TiO等の無機材料からなることが好ましい。この無機物バンク層112aの膜厚は、50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。膜厚が50nm未満では、無機物バンク層112aが後述する正孔注入/輸送層より薄くなり、正孔注入/輸送層の平坦性を確保できなくなるので好ましくない。また膜厚が200nmを越えると、下部開口部112cによる段差が大きくなって、正孔注入/輸送層上に積層する後述の発光層の平坦性を確保できなくなるので好ましくない。
【0063】
更に、有機物バンク層112bは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。この有機物バンク層112bの厚さは、0.1〜3.5μmの範囲が好ましく、特に2μm程度がよい。厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層及び発光層の合計厚より有機物バンク層112bが薄くなり、発光層が上部開口部112dから溢れるおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、上部開口部112dによる段差が大きくなり、有機物バンク層112b上に形成する陰極12のステップガバレッジを確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層112bの厚さを2μm以上にすれば、駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる点でより好ましい。
【0064】
また、バンク部112には、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域が形成されている。
親液性を示す領域は、無機物バンク層112aの第1積層部112e及び画素電極111の電極面111aであり、これらの領域は、酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理されている。また、撥液性を示す領域は、上部開口部112dの壁面及び有機物バンク層112の上面112fであり、これらの領域は、4フッ化メタン、テトラフルオロメタン、もしくは四フッ化炭素を処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)されている。
【0065】
次に図3に示すように、機能層110は、画素電極111上に積層された正孔注入/輸送層110aと、正孔注入/輸送層110a上に隣接して形成された発光層110bとから構成されている。なお、発光層110bに隣接して電子注入輸送層などの機能を有する他の機能層を更に形成しても良い。
正孔注入/輸送層110aは、正孔を発光層110bに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入/輸送層110a内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入/輸送層110aを画素電極111と発光層110bの間に設けることにより、発光層110bの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層110bでは、正孔注入/輸送層110aから注入された正孔と、陰極12から注入される電子が発光層で再結合し、発光が得られる。
【0066】
正孔注入/輸送層110aは、下部開口部112c内に位置して画素電極面111a上に形成される平坦部110a1と、上部開口部112d内に位置して無機物バンク層の第1積層部112e上に形成される周縁部110a2から構成されている。また、正孔注入/輸送層110aは、構造によっては、画素電極111上であって、且つ無機物バンク層110aの間(下部開口部110c)にのみ形成されている(前述に記載した平坦部にのみ形成される形態もある)。
この平坦部110a1は、その厚さが一定で例えば50〜70nmの範囲に形成される。
周縁部110a2が形成される場合においては、周縁部110a2は、第1積層部112e上に位置するとともに上部開口部112dの壁面、即ち有機物バンク層112bに密着している。また、周縁部110a2の厚さは、電極面111aに近い側で薄く、電極面111aから離れる方向に沿って増大し、下部開口部112dの壁面近くで最も厚くなっている。
周縁部110a2が上記の様な形状を示す理由としては、正孔注入/輸送層110aが、正孔注入/輸送層形成材料及び極性溶媒を含む第1組成物を開口部112内に吐出してから極性溶媒を除去して形成されたものであり、極性溶媒の揮発が主に無機物バンク層の第1積層部112e上で起こり、正孔注入/輸送層形成材料がこの第1積層部112e上に集中的に濃縮・析出されたためである。
【0067】
また発光層110bは、正孔注入/輸送層110aの平坦部110a1及び周縁部110a2上に渡って形成されており、平坦部112a1上での厚さが50〜80nmの範囲とされている。
発光層110bは、赤色(R)に発光する赤色発光層110b1、緑色(G)に発光する緑色発光層110b2、及び青色(B)に発光する青色発光層110b3、の3種類を有し、各発光層110b1〜110b3がストライプ配置されている。
【0068】
上記のように、正孔注入/輸送層110aの周縁部110a2が上部開口部112dの壁面(有機物バンク層112b)に密着しているので、発光層110bが有機物バンク層112bに直接に接することがない。従って、有機物バンク層112bに不純物として含まれる水が発光層110b側に移行するのを、周縁部110a2によって阻止することができ、水による発光層110bの酸化を防止できる。
また、無機物バンク層の第1積層部112e上に不均一な厚さの周縁部110a2が形成されるため、周縁部110a2が第1積層部112eによって画素電極111から絶縁された状態となり、周縁部110a2から発光層110bに正孔が注入されることがない。これにより、画素電極111からの電流が平坦部112a1のみに流れ、正孔を平坦部112a1から発光層110bに均一に輸送させることができ、発光層110bの中央部分のみを発光させることができるとともに、発光層110bにおける発光量を一定にすることができる。
また、無機物バンク層112aが有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に更に延出されているので、この無機物バンク層112aによって画素電極111と平坦部110a1との接合部分の形状をトリミングすることができ、各発光層110b間の発光強度のばらつきを抑えることができる。
【0069】
更に、画素電極111の電極面111a及び無機物バンク層の第1積層部112eが親液性を示すので、機能層110が画素電極111及び無機物バンク層112aに均一に密着し、無機物バンク112a上で機能層110が極端に薄くならず、画素電極111と陰極12との短絡を防止できる。
また、有機物バンク層112bの上面112f及び上部開口部112d壁面が撥液性を示すので、機能層110と有機物バンク層112bとの密着性が低くなり、機能層110が開口部112gから溢れて形成されることがない。
【0070】
尚、正孔注入/輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。また、発光層110bの材料としては、例えば、化合物1〜化合物5が、ポリフルオレン誘導体か、その他に(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料にペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープして用いることができる。
【0071】
【化1】
Figure 2003061349
【0072】
【化2】
Figure 2003061349
【0073】
【化3】
Figure 2003061349
【0074】
【化4】
Figure 2003061349
【0075】
【化5】
Figure 2003061349
【0076】
次に陰極12は、発光素子部11の全面に形成されており、画素電極111と対になって機能層110に電流を流す役割を果たす。この陰極12は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層110bに直接に接して発光層110bに電子を注入する役割を果たす。また、フッ化リチウムは発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層110と陰極12との間にLiFを形成する場合もある。
尚、赤色及び緑色の発光層110b1、1110b2にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いても良い。従ってこの場合は青色(B)発光層110b3のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色及び緑色の発光層110b1、110b2にはフッ化リチウム以外のものを積層しても良い。また、赤色及び緑色の発光層110b1、110b2上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。
尚、フッ化リチウムの厚さは、例えば2〜5nmの範囲が好ましく、特に2nm程度がよい。またカルシウムの厚さは、例えば2〜50nmの範囲が好ましく、特に20nm程度がよい。
また、陰極12を形成するアルミニウムは、発光層110bから発した光を基体2側に反射させるもので、Al膜の他、Ag膜、AlとAgの積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200nm程度がよい。
更にアルミニウム上にSiO、SiO、SiN等からなる酸化防止用の保護層を設けても良い。
尚、このように形成した発光素子上に封止缶604を配置する。図2(b)に示すように、封止缶604を封止樹脂603により接着し、表示装置1を形成する。
【0077】
次に、本実施形態の表示装置の製造方法を図面を参照して説明する。
本実施形態の表示装置1の製造方法は、例えば、(1)バンク部形成工程、(2)プラズマ処理工程(親液化工程及び撥液化工程を含む)、(3)正孔注入/輸送層形成工程(機能層形成工程)、(4)発光層形成工程(機能層形成工程)、(5)対向電極形成工程、及び(6)封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【0078】
(1)バンク部形成工程
バンク部形成工程では、基体2の所定の位置にバンク部112を形成する工程である。バンク部112は、第1のバンク層として無機物バンク層112aが形成されてなり、第2のバンク層として有機物バンク層112bが形成された構造である。以下に形成方法について説明する。
【0079】
(1)−1無機物バンク層の形成
まず、図4に示すように、基体上の所定の位置に無機物バンク層112aを形成する。無機物バンク層112aが形成される位置は、第2層間絶縁膜144b上及び電極(ここでは画素電極)111上である。なお、第2層間絶縁膜144bは薄膜トランジスタ、走査線、信号線、等が配置された回路素子部14上に形成されている。
無機物バンク層112aは、例えば、SiO、TiO等の無機物膜を材料として用いることができる。これらの材料は、例えばCVD法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成される。
更に、無機物バンク層112aの膜厚は50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。
無機物バンク層112は、層間絶縁層114及び画素電極111の全面に無機物膜を形成し、その後無機物膜をフォトリソグラフィ法等によりパターニングすることにより、開口部を有する無機物バンク層112が形成される。開口部は、画素電極111の電極面111aの形成位置に対応するもので、図4に示すように下部開口部112cとして設けられる。
このとき、無機物バンク層112aは画素電極111の周縁部(一部)と重なるように形成される。図4に示すように、画素電極111の一部と無機物バンク層112aとが重なるように無機物バンク層112aを形成することにより、発光層110の発光領域を制御することができる。
【0080】
(1)−2有機物バンク層112bの形成
次に、第2バンク層としての有機物バンク層112bを形成する。
図5に示すように、無機物バンク層112a上に有機物バンク層112bを形成する。有機物バンク層112bとして、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する材料を用いる。これらの材料を用い、有機物バンク層112bをフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。なお、パターニングする際、有機物バンク層112bに上部開口部112dを形成する。上部開口部112dは、電極面111a及び下部開口部112cに対応する位置に設けられる。
上部開口部112dは、図5に示すように、無機物バンク層112aに形成された下部開口部112cより広く形成する事が好ましい。更に、有機物バンク層112bはテーパーを有する形状が好ましく、有機物バンク層の開口部が画素電極111の幅より狭く、有機物バンク層112bの最上面では画素電極111の幅とほぼ同一の幅になるように有機物バンク層を形成する事が好ましい。これにより、無機物バンク層112aの下部開口部112cを囲む第1積層部112eが、有機物バンク層112bよりも画素電極111の中央側に延出された形になる。
このようにして、有機物バンク層112bに形成された上部開口部112d、無機物バンク層112aに形成された下部開口部112cを連通させることにより、無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bを貫通する開口部112gが形成される。
【0081】
なお、有機物バンク層112bの厚さは、0.1〜3.5μmの範囲が好ましく、特に2μm程度がよい。このような範囲とする理由は以下の通りである。
すなわち、厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層及び発光層の合計厚より有機物バンク層112bが薄くなり、発光層110bが上部開口部112dから溢れてしまうおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、上部開口部112dによる段差が大きくなり、上部開口部112dにおける陰極12のステップガバレッジが確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層112bの厚さを2μm以上にすれば、陰極12と駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる点で好ましい。
【0082】
(2)プラズマ処理工程
次にプラズマ処理工程では、画素電極111の表面を活性化すること、更にバンク部112の表面を表面処理する事を目的として行われる。特に活性化工程では、画素電極111(ITO)上の洗浄、更に仕事関数の調整を主な目的として行っている。更に、画素電極111の表面の親液化処理(親液化工程)、バンク部112表面の撥液化処理(撥液化工程)を行う。
【0083】
このプラズマ処理工程は、例えば(2)−1予備加熱工程、(2)−2活性化処理工程(親液化工程)、(2)−3撥液化処理工程(親液化工程)、及び(2)−4冷却工程とに大別される。なお、このような工程に限られるものではなく、必要に応じて工程を削減、更なる工程追加も行われる。
【0084】
まず、図6は、プラズマ処理工程で用いられるプラズマ処理装置を示す。
図6に示すプラズマ処理装置50は、予備加熱処理室51、第1プラズマ処理室52、第2プラズマ処理室53、冷却処理室54、これらの各処理室51〜54に基体2を搬送する搬送装置55とから構成されている。各処理室51〜54は、搬送装置55を中心として放射状に配置されている。
【0085】
まず、これらの装置を用いた概略の工程を説明する。
予備加熱工程は、図6に示す予備加熱処理室51において行われる。そしてこの処理室51により、バンク部形成工程から搬送された基体2を所定の温度に加熱する。
予備加熱工程の後、親液化工程及び撥液化処理工程を行う。すなわち、基体は第1,第2プラズマ処理室52,53に順次搬送され、それぞれの処理室52,53においてバンク部112にプラズマ処理を行い親液化する。この親液化処理後に撥液化処理を行う。撥液化処理の後に基体を冷却処理室に搬送し、冷却処理室54おいて基体を室温まで冷却する。この冷却工程後、搬送装置により次の工程である正孔注入/輸送層形成工程に基体を搬送する。
以下に、それぞれの工程について詳細に説明する。
【0086】
(2)−1予備加熱工程
予備加熱工程は予備加熱処理室51により行う。この処理室51において、バンク部112を含む基体2を所定の温度まで加熱する。
基体2の加熱方法は、例えば処理室51内にて基体2を載せるステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基体2を加熱する手段がとられている。なお、これ以外の方法を採用することも可能である。
予備加熱処理室51において、例えば70℃〜80℃の範囲に基体2を加熱する。この温度は次工程であるプラズマ処理における処理温度であり、次の工程に合わせて基体2を事前に加熱し、基体2の温度ばらつきを解消することを目的としている。
仮に予備加熱工程を加えなければ、基体2は室温から上記のような温度に加熱されることになり、工程開始から工程終了までのプラズマ処理工程中において温度が常に変動しながら処理される事になる。したがって、基体温度が変化しながらプラズマ処理を行うことは、有機EL素子の特性の不均一につながる可能性がある。したがって、処理条件を一定に保ち、均一な特性を得るために予備加熱を行うのである。
そこで、プラズマ処理工程においては、第1,第2プラズマ処理装置52,53内の試料ステージ上に基体2を載置した状態で親液化工程または撥液化工程を行う場合に、予備加熱温度を、親液化工程または撥液化工程を連続して行う試料ステージ56の温度にほぼ一致させることが好ましい。
そこで、第1,第2プラズマ処理装置52,53内の試料ステージが上昇する温度、例えば70〜80℃まで予め基体2を予備加熱することにより、多数の基体にプラズマ処理を連続的に行った場合でも、処理開始直後と処理終了直前でのプラズマ処理条件をほぼ一定にすることができる。これにより、基体2の表面処理条件を同一にし、バンク部112の組成物に対する濡れ性を均一化することができ、一定の品質を有する表示装置を製造することができる。
また、基体2を予め予備加熱しておくことにより、後のプラズマ処理における処理時間を短縮することができる。
【0087】
(2)−2活性化処理(親液化工程)
つぎに第1プラズマ処理室52では、活性化処理が行われる。活性化処理には、画素電極111における仕事関数の調整、制御、画素電極表面の洗浄、画素電極表面の親液化工程が含まれる。
親液化工程として、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理(Oプラズマ処理)を行う。図7には第1プラズマ処理を模式的に示した図である。図7に示すように、バンク部112を含む基体2は加熱ヒータ内臓の試料ステージ56上に載置され、基体2の上側にはギャップ間隔0.5〜2mm程度の距離をおいてプラズマ放電電極57が基体2に対向して配置されている。基体2は、試料ステージ56によって加熱されつつ、試料ステージ56は図示矢印方向に向けて所定の搬送速度で搬送され、その間に基体2に対してプラズマ状態の酸素が照射される。
プラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、酸素ガス流量50〜100ml/min、板搬送速度0.5〜10mm/sec、基体温度70〜90℃の条件で行われる。なお、試料ステージ56による加熱は、主として予備加熱された基体2の保温のために行われる。
【0088】
このOプラズマ処理により、図8に示すように、画素電極111の電極面111a、無機物バンク層112aの第1積層部112e及び有機物バンク層112bの上部開口部112dの壁面ならびに上面112fが親液処理される。この親液処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。
図9では、親液処理された部分を一点鎖線で示している。
なお、このOプラズマ処理は、親液性を付与するのみならず、上述の通り画素電極であるITO上の洗浄,仕事関数の調整も兼ねている。
【0089】
(2)−3撥液処理工程(撥液化工程)
つぎに、第2プラズマ処理室53では、撥液化工程として、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理(CFプラズマ処理)を行う。第2プラズマ処理室53の内部構造は図7に示した第1プラズマ処理室52の内部構造と同じである。即ち、基体2は、試料ステージによって加熱されつつ、試料ステージごと所定の搬送速度で搬送され、その間に基体2に対してプラズマ状態のテトラフルオロメタン(四フッ化炭素)が照射される。
CFプラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、4フッ化メタンガス流量50〜100ml/min、基体搬送速度0.5〜10mm/sec、基体温度70〜90℃の条件で行われる。なお、加熱ステージによる加熱は、第1プラズマ処理室52の場合と同様に、主として予備加熱された基体2の保温のために行われる。
なお、処理ガスは、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることができる。
【0090】
CFプラズマ処理により、図9に示すように、上部開口部112d壁面及び有機物バンク層の上面112fが撥液処理される。この撥液処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。図9では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示している。有機物バンク層112bを構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物はプラズマ状態のフルオロカーボンが照射することで容易に撥液化させることができる。また、Oプラズマにより前処理した方がフッ素化されやすい、という特徴を有しており、本実施形態には特に有効である。
尚、画素電極111の電極面111a及び無機物バンク層112aの第1積層部112eもこのCFプラズマ処理の影響を多少受けるが、濡れ性に影響を与える事は少ない。図9では、親液性を示す領域を一点鎖線で示している。
【0091】
(2)−4冷却工程
次に冷却工程として、冷却処理室54を用い、プラズマ処理のために加熱された基体2を管理温度まで冷却する。これは、この以降の工程であるインクジェット工程(機能層形成工程)の管理温度まで冷却するために行う工程である。
この冷却処理室54は、基体2を配置するためのプレートを有し、そのプレートは基体2を冷却するように水冷装置が内蔵された構造となっている。
また、プラズマ処理後の基体2を室温、または所定の温度(例えばインクジェット工程を行う管理温度)まで冷却することにより、次の正孔注入/輸送層形成工程において、基体2の温度が一定となり、基体2の温度変化が無い均一な温度で次工程を行うことができる。したがって、このような冷却工程を加えることにより、インクジェット法等の吐出手段により吐出された材料を均一に形成できる。
例えば、正孔注入/輸送層を形成するための材料を含む第1組成物を吐出させる際に、第1組成物を一定の容積で連続して吐出させることができ、正孔注入/輸送層を均一に形成することができる。
【0092】
上記のプラズマ処理工程では、材質が異なる有機物バンク層112b及び無機物バンク層112aに対して、Oプラズマ処理とCFプラズマ処理とを順次行うことにより、バンク部112に親液性の領域と撥液性の領域を容易に設けることができる。
【0093】
尚、プラズマ処理工程に用いるプラズマ処理装置は、図6に示したものに限られず、例えば図10に示すようなプラズマ処理装置60を用いてもよい。
図10に示すプラズマ処理装置60は、予備加熱処理室61と、第1プラズマ処理室62と、第2プラズマ処理室63と、冷却処理室64と、これらの各処理室61〜64に基体2を搬送する搬送装置65とから構成され、各処理室61〜64が、搬送装置65の搬送方向両側(図中矢印方向両側)に配置されてなるものである。
このプラズマ処理装置60では、図6に示したプラズマ処理装置50と同様に、バンク部形成工程から搬送された基体2を、予備加熱処理室61、第1,第2プラズマ処理室62,63、冷却処理室64に順次搬送して各処理室にて上記と同様な処理を行った後、基体2を次の正孔注入/輸送層形成工程に搬送する。
また,上記プラズマ装置は,大気圧下の装置でなくとも,真空下のプラズマ装置を用いても良い。
【0094】
(3)正孔注入/輸送層形成工程(機能層形成工程)
次に発光素子形成工程では、電極(ここでは画素電極111)上に正孔注入/輸送層を形成する。
正孔注入/輸送層形成工程では、液滴吐出としてたとえばインクジェット装置を用いることにより、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(組成物)を電極面111a上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極111上及び無機物バンク層112a上に正孔注入/輸送層110aを形成する。なお、正孔注入/輸送層110aが形成された無機物バンク層112aをここでは第1積層部112eという。
この正孔注入/輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とする事が好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
なお、正孔注入/輸送層110aは第1積層部112e上に形成されないこともある。すなわち、画素電極111上にのみ正孔注入/輸送層が形成される形態もある。
インクジェットによる製造方法は以下の通りである。
【0095】
本実施形態の表示装置の製造方法に好適に用いられるインクジェットヘッドの一例として、図11のようなヘッドHを例示できる。このヘッドHは図11に示すように、複数のインクジェットヘッドH1と、これらのインクジェットヘッドH1を支持する支持基板H7を主として構成されている。
更に、基体と上記のヘッドHの配置に関しては図12のように配置することが好ましい。
図12に示すインクジェット装置において、符号1115は基体2を載置するステージであり、符号1116はステージ1115を図中x軸方向(主走査方向)に案内するガイドレールである。またヘッドHは、支持部材1111を介してガイドレール1113により図中y軸方向(副走査方向)に移動できるようになっており、更にヘッドHは図中θ軸方向に回転できるようになっており、インクジェットヘッドH1を主走査方向に対して所定の角度に傾けることができるようになっている。
【0096】
図12に示す基体2は、マザー基板に複数のチップを配置した構造となっている。即ち、1チップの領域が1つの表示装置に相当する。ここでは、3つの表示領域2aが形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基体2上の左側の表示領域2aに対して組成物を塗布する場合は、ガイドレール1113を介してヘッドHを図中左側に移動させるとともに、ガイドレール1116を介して基体2を図中上側に移動させ、基体2を走査させながら塗布を行う。次に、ヘッドHを図中右側に移動させて基体の中央の表示領域2aに対して組成物を塗布する。右端にある表示領域2aに対しても前記と同様である。
尚、図12に示すヘッドH及び図15に示すインクジェット装置は、正孔注入/輸送層形成工程のみならず、発光層形成工程に用いて良い。
【0097】
図13にはインクジェットヘッドH1をインク吐出面の側からみた斜視図を示す。図13に示すように、インクジェットヘッドH1のインク吐出面(基体2との対向面)には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて1列でノズルn1が複数設けられている。このように、複数のノズルH2が列状に配列されることにより2つのノズル列n2が構成されている。1つのノズル列n2に含まれるノズルn1の数は例えば180個であり、1つのインクジェットヘッドH1に360個のノズルが形成されている。また、ノズルn1の孔径は例えば28μmであり、ノズルn1間のピッチは例えば141μmである。
【0098】
インクジェットヘッドH1は、例えば、図14(A)及び図14(B)に示す内部構造を有する。具体的には、インクジェットヘッドH1は、例えばステンレス製のノズルプレート229と、それに対向する振動板231と、それらを相互に接合する仕切部材232とを有する。ノズルプレート229と振動板231との間には、仕切部材232によって複数の組成物室233と液溜まり室234とが形成されている。複数の組成物室233と液溜まり室234とは通路238を介して互いに連通している。
【0099】
振動板231の適所には組成物供給孔236が形成され、この組成物供給孔236に組成物供給装置237が接続される。組成物供給装置237は、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を組成物供給孔236に供給する。供給された第1組成物は液溜まり234に充満し、更に通路238を通って組成物室233に充満する。
【0100】
ノズルプレート229には、組成物室233から第1組成物をジェット状に噴射するためのノズルn1が設けられている。また、振動板231の組成物室233を形成する面の裏面には、組成物室233に対応させて組成物加圧体239が取り付けられている。この組成物加圧体239は、図14(B)に示すように、圧電素子241並びにこれを挟持する一対の電極242a及び242bを有する。圧電素子241は電極242a、242bへの通電によって矢印Cで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより組成物室233の容積が増大する。すると、増大した容積分に相当する第1組成物が液溜まり234から通路238を通って組成物室233に流入する。
【0101】
次に圧電素子241への通電を解除すると、圧電素子241と振動板231はともに元の形状に戻る。これにより、組成物室233も元の容積に戻るため組成物室233の内部にある第1組成物の圧力が上昇し、ノズルn1から基体2へ向けて第1組成物が液滴110cとなって噴出する。
【0102】
図15には、基体2に対してインクジェットヘッドH1を走査させた状態を示す。図15に示すように、インクジェットヘッドH1は、図中X方向に沿う方向に相対的に移動しながら第1組成物を吐出するが、その際、ノズル列n2の配列方向Zが、主走査方向(X方向に沿う方向)に対して傾斜した状態になっている。このように、インクジェットヘッドH1のノズル列n2を主走査方向に対して傾けて配置することにより、ノズルピッチを画素領域Aのピッチに対応させることができる。また、傾き角度調整することにより、どのような画素領域Aのピッチに対しても対応させることができる。
図16に示すように、インクジェットヘッドH1に形成された複数のノズルn1…から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を吐出する。尚、インクジェットヘッドH1を走査することにより各画素領域A毎に第1組成物を充填しているが、基体2を走査することによっても可能である。更に、インクジェットヘッドH1と基体2とを相対的に移動させることによっても第1組成物を充填させることができる。なお、これ以降のインクジェットヘッドを用いて行う工程では上記の点は同様である。
【0103】
インクジェットヘッドによる吐出は以下の通りである。すなわち、インクジェットヘッドH1に形成されてなる吐出ノズルH2を電極面111aに対向して配置し、ノズルH2から第1組成物を吐出する。画素電極111の周囲には開口部112gを区画するバンク112が形成されており、この開口部112gにインクジェットヘッドH1を対向させ、このインクジェットヘッドH1と基体2とを相対移動させながら、吐出ノズルH2から1滴当たりの液量が制御された第1組成物滴110cを図3に示すような開口部112g内に吐出する。1つの開口部112gに対して吐出する液滴の数は、例えば6〜20滴の範囲とすることができるが、この範囲は画素の面積によって代わるものであり、この範囲より多くても少なくても構わない。
【0104】
なお、図16及び図17(A)に示すように、1つの開口部112gに対して吐出する最初の液滴110c1は、有機質バンク層112bの傾斜した壁面112hに接触させるように吐出する必要がある。有機質バンク層112bの壁面112hは先の撥液化工程によって撥液性に処理されているので、吐出された液滴110c1は壁面112hに接触するものの直ちにはじかれ、この壁面112h上を転がって第1積層部112e上に転がり落ちる。第1積層部112eは前述したように親液性に処理されているので、転がり落ちた液滴110c1は第1積層部112e上で濡れ広がる。尚、この最初の液滴110c1は、有機質バンク層112bの壁面112hの少なくとも一部に接触すれば良く、壁面112hと同時に有機物バンク層の上面112fに接するように吐出しても構わない。
続いて、2つ目以降の液滴110c2は、図17(B)に示すように、直前の液滴110c1と重なり合わない程度の間隔を空けて吐出する。即ち、各液滴110c1、110c2…の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより広くする(D>d)ことが好ましい。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数が限られるので、十分な膜厚の正孔注入/輸送層を形成するためには、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を複数回行うことが好ましい。
【0105】
更に、インクジェットヘッドH1の走査を複数回行う際には、各走査回毎にインクジェットヘッドH1を主走査方向の直交方向である副走査方向(図17中紙面方向)に僅かにシフトさせることにより、特定のノズルn1から別のノズルn1に切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように、一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行うことで、各ノズルに固有の液滴量の誤差が拡散するいわゆる誤差拡散の効果が生じ、正孔注入/輸送層の膜厚を均一にすることができる。
【0106】
また、図17(C)に示すように、2つ目以降の液滴110c2…を、直前の液滴110c1と重なり合う程度の間隔で吐出してもよい。即ち、各液滴110c1、110c2…の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより狭く(D<d)しても良い。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数に制限がないので、十分な膜厚の正孔注入/輸送層を形成するために、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を1回としてもよく、複数回としてもよい。インクジェットヘッドH1の走査を複数回行う場合は、前述と同様に、各走査回毎にインクジェットヘッドH1を副走査方向にシフトさせ、特定のノズルn1から別のノズルn1に切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行った場合は、上記と同様に、誤差拡散の効果により各画素領域A毎に形成される正孔注入/輸送層の膜厚を均一にできる。
【0107】
特に、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH1の走査を2回で行うとした場合は、1回目と2回目の走査方向を反対方向としても良く、同じ方向としてもよい。
1,2回目の走査方向を反対方向とした場合は、1回目の走査で画素領域Aの半分の領域まで第1組成物を吐出し、2回目の走査で残りの半分の領域に吐出すればよい。また、1回目の走査により形成された領域をうめるように、2回目の走査を行うこともできる。
更に、1,2回目の走査方向を同一方向とした場合は、1回目の走査で各液滴同士が接触しない程度に間隔を空けて吐出し、2回目の走査で吐出済みの液滴の間を埋めるように吐出すればよい。もちろん、1つの画素領域を2つの領域に分けて吐出を行うことも可能である。
【0108】
ここで用いる第1組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
より具体的な第1組成物の組成としては、PEDOT/PSS混合物(PEDOT/PSS=1:20):12.52重量%、PSS:1.44重量%、IPA:10重量%、NMP:27.48重量%、DMI:50重量%のものを例示できる。尚、第1組成物の粘度は2〜20Ps程度が好ましく、特に4〜15cPs程度が良い。
上記の第1組成物を用いることにより、吐出ノズルH2に詰まりが生じることがなく安定吐出できる。
なお、正孔注入/輸送層形成材料は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各発光層110b1〜110b3に対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。
【0109】
図16に示すように、吐出された第1組成物の液滴110cは、最終的には親液処理された電極面111a及び第1積層部112e上に広がり、下部、上部開口部112c、112d内に充填される。仮に、第1組成物の液滴110cが所定の吐出位置からはずれて上面112f上に吐出されたとしても、上面112fが第1組成物滴110cで濡れることがなく、はじかれた第1組成物滴110cが下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。
【0110】
電極面111a上に吐出する第1組成物の全量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする正孔注入/輸送層の厚さ、第1組成物中の正孔注入/輸送層形成材料の濃度等により決定される。
【0111】
次に、図18に示すような乾燥工程を行う。乾燥工程を行う事により、吐出後の第1組成物を乾燥処理し、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、正孔注入/輸送層110aを形成する。
乾燥処理を行うと、第1組成物滴110cに含まれる極性溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層112a及び有機物バンク層112bに近いところで起き、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入/輸送層形成材料が濃縮されて析出する。
これにより図18に示すように、第1積層部112e上に、正孔注入/輸送層形成材料からなる周縁部110a2が形成される。この周縁部110a2は、上部開口部112dの壁面(有機物バンク層112b)に密着しており、その厚さが電極面111aに近い側では薄く、電極面111aから離れた側、即ち有機物バンク層112bに近い側で厚くなっている。
【0112】
また、これと同時に、乾燥処理によって電極面111a上でも極性溶媒の蒸発が起き、これにより電極面111a上に正孔注入/輸送層形成材料からなる平坦部110a1が形成される。電極面111a上では極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入/輸送層の形成材料が電極面111a上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部110aが形成される。
このようにして、周縁部110a2及び平坦部110a1からなる正孔注入/輸送層110aが形成される。
なお、周縁部110a2には形成されず、電極面111a上のみに正孔注入/輸送層が形成される形態であっても構わない。
【0113】
上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば133.3Pa(1Torr)程度にして行う。圧力が低すぎると第1組成物滴110cが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。
乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で200℃で10分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入/輸送層110a内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
【0114】
上記の正孔注入/輸送層形成工程では、吐出された第1組成物滴110cが、下部、上部開口部112c、112d内に満たされる一方で、撥液処理された有機物バンク層112bで第1組成物がはじかれて下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。これにより、吐出した第1組成物滴110cを必ず下部、上部開口部112c、112d内に充填することができ、電極面111a上に正孔注入/輸送層110aを形成することができる。
【0115】
また、上記の正孔注入/輸送層形成工程によれば、各画素領域Aごとに最初に吐出する第1組成物の液滴110c1を有機物バンク層112bの壁面112hに接触させるので、この液滴が壁面112hから第1積層部112e及び画素電極面111aに転がり込むため、第1組成物の液滴110cを画素電極111の周囲に優先的に濡れ広げて第1組成物をむらなく塗布することができ、これにより正孔注入輸送層110aをほぼ均一な膜厚で形成できる。
【0116】
(4)発光層形成工程
次に発光層形成工程は、表面改質工程、発光層形成材料吐出工程、および乾燥工程、とからなる。
まず、正孔注入/輸送層110aの表面を表面改質するために表面改質工程を行う。この工程にについては、以下に詳述する。次に、前述の正孔注入/輸送層形成工程と同様、インクジェット法により第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出する。その後、吐出した第2組成物を乾燥処理(及び熱処理)して、正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
【0117】
発光層形成工程では、正孔注入/輸送層110aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層110aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で正孔注入/輸送層110aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出しても、正孔注入/輸送層110aと発光層110bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層110bを均一に塗布できないおそれがある。
そこで、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層110aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うことが好ましい。
【0118】
そこで、表面改質工程について説明する。
表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第1組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、インクジェット法(液滴吐出法)、スピンコート法またはディップ法により正孔注入/輸送層110a上に塗布した後に乾燥することにより行う。
【0119】
インクジェット法による塗布は、図19に示すように、インクジェットヘッドH3に、表面改質材を充填し、インクジェットヘッドH3に形成された吐出ノズルH4から表面改質材を吐出する。前述の正孔注入/輸送層形成工程と同様に、吐出ノズルH4を基体2(すなわち、正孔注入/輸送層110aが形成された基体2に対向させ、インクジェットヘッドH3と基体2とを相対移動させながら、吐出ノズルH4から表面改質材110dを正孔注入/輸送層110a上に吐出することにより行う。
【0120】
また、スピンコート法による塗布は、基体2を例えば回転ステージ上に載せ、上方から表面改質材を基体2上に滴下した後、基体2を回転させて表面改質材を基体2上の正孔注入/輸送層110aの全体に広げることにより行う。なお、表面改質材は撥液化処理された上面112f上にも一時的に広がるが、回転による遠心力で飛ばされてしまい、正孔注入/輸送層110a上のみに塗布される。
更にディップ法による塗布は、基体2を例えば表面改質材に浸積させた後に引き上げて、表面改質材を正孔注入/輸送層110aの全体に広げることにより行う。この場合も表面改質材が撥液処理された上面112f上に一時的に広がるが、引き上げの際に表面改質材が上面112fからはじかれて正孔注入/輸送層110aのみに塗布される。
【0121】
ここで用いる表面改質材としては、第2組成物の非極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を例示でき、第2組成物の非極性溶媒に類するものとして例えば、トルエン、キシレン等を例示できる。
特に、インクジェット法により塗布する場合には、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの混合物,特に第2組成物と同じ溶媒混合物等を用いることが好ましく、スピンコート法またはディップ法による場合は、トルエン、キシレン等が好ましい。
【0122】
次に、図20に示すように、塗布領域を乾燥させる。乾燥工程は、インクジェット法で塗布した場合はホットプレート上に基体2を載せて例えば200℃以下の温度で加熱して乾燥蒸発させることが好ましい。スピンコート法またはディップ法による場合は、基体2に窒素を吹き付けるか、あるいは基体を回転させて基体2表面に気流を発生させることで乾燥させることが好ましい。
尚、表面改質材の塗布を、正孔注入/輸送層入層形成工程の乾燥処理の後に行い、塗布後の表面改質材を乾燥させた後に、正孔注入/輸送層形成工程の熱処理を行っても良い。
このような表面改質工程を行うことで、正孔注入/輸送層110aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110aに均一に塗布することができる。
【0123】
尚、上記の表面改質材に、正孔輸送性材料として一般に用いられる前記の化合物2等を溶解して組成物とし、この組成物をインクジェット法により正孔注入/輸送層上に塗布して乾燥させることにより、正孔注入/輸送層上に極薄の正孔輸送層を形成しても良い。
【0124】
正孔注入/輸送層の大部分は、後の工程で塗布する発光層110bに溶け込むが、一部が正孔注入/輸送層110aと発光層110bの間に薄膜状に残存し、これにより正孔注入/輸送層110aと発光層110bとの間のエネルギー障壁を下げて正孔の移動を容易にし、発光効率を向上させることができる。
【0125】
次に発光層形成工程として、インクジェット法(液滴吐出法)により、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出した後に乾燥処理して、正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
図21に、インクジェットによる吐出方法の概略を示す。図21に示すように、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルH6から各色(たとえばここでは青色(B))発光層形成材料を含有する第2組成物が吐出される。
吐出の際には、下部、上部開口部112c、112d内に位置する正孔注入/輸送層110aに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対移動させながら、第2組成物が吐出される。吐出ノズルH6から吐出される液量は1滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液(第2組成物滴110e)が吐出ノズルから吐出され、この第2組成物滴110eを正孔注入/輸送層110a上に吐出する。
発光層形成工程は、正孔注入/輸送層形成工程と同様に、最初の液滴をバンク部112に当てるように吐出する。2つ目の液滴は、1つ目の液滴と重なるように吐出しても良いし、間隔を空けて吐出しても良い。更に1つの画素領域に対し、2回の走査に分けても良い。
【0126】
即ち、図16及び図17(A)に示した場合と同様に、1つの開口部112gに対して吐出する最初の第2組成物の液滴は、有機質バンク層112bの傾斜した壁面112hに接触させるように吐出する。有機質バンク層112bの壁面112hは先の撥液化工程によって撥液性に処理されているので、吐出された液滴は壁面112hに接触するものの直ちにはじかれ、この壁面112h上を転がって正孔注入/輸送層110a上に転がり落ちる。正孔注入/輸送層110aは表面改質工程により非極性溶媒になじみやすく処理されているので、転がり落ちた液滴は正孔注入/輸送層112a上で濡れ広がる。尚、この最初の液滴は、有機質バンク層112bの壁面112hの少なくとも一部に接触すれば良く、壁面112hと同時に有機物バンク層の上面112fに接するように吐出しても構わない。
続いて、2つ目以降の液滴は、図17(B)と同様に、直前の液滴と重なり合わない程度の間隔を空けて吐出する。即ち、各液滴の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより広くする(D>d)ことが好ましい。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数が限られるので、十分な膜厚の発光層112bを形成するためには、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を複数回行うことが好ましい。
【0127】
更に、インクジェットヘッドH5の走査を複数回行う際には、各走査回毎にインクジェットヘッドH5を主走査方向の直交方向である副走査方向に僅かにシフトさせることにより、特定のノズルから別のノズルに切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように、一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行うことで、各ノズルに固有の液滴量の誤差が拡散するいわゆる誤差拡散の効果が生じ、発光層112bの膜厚を均一にすることができる。
【0128】
また、図17(C)と同様に、2つ目以降の液滴を、直前の液滴と重なり合う程度の間隔で吐出してもよい。即ち、各液滴の滴下時の間隔Dを、各液滴の直径dより狭く(D<d)しても良い。尚、この場合は1回の走査で吐出できる液滴の数に制限がないので、十分な膜厚の発光層112bを形成するために、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を1回としてもよく、複数回としてもよい。インクジェットヘッドH5の走査を複数回行う場合は、前述と同様に、各走査回毎にインクジェットヘッドH5を副走査方向にシフトさせ、特定のノズルから別のノズルに切り替えて吐出を行うことが好ましい。このように一つの画素領域Aに対して複数のノズルを用いて吐出を行った場合は、上記と同様に、誤差拡散の効果により各画素領域A毎に形成される発光層112bの膜厚を均一にできる。
【0129】
特に、1つの画素領域Aに対するインクジェットヘッドH5の走査を2回で行うとした場合は、1回目と2回目の走査方向を反対方向としても良く、同じ方向としてもよい。
1,2回目の走査方向を反対方向とした場合は、1回目の走査で画素領域Aの半分の領域まで第1組成物を吐出し、2回目の走査で残りの半分の領域に吐出すればよい。また、1回目の走査により形成された領域をうめるように、2回目の走査を行うこともできる。
更に、1,2回目の走査方向を同一方向とした場合は、1回目の走査で各液滴同士が接触しない程度に間隔を空けて吐出し、2回目の走査で吐出済みの液滴の間を埋めるように吐出すればよい。もちろん、1つの画素領域を2つの領域に分けて吐出を行うことも可能である。
【0130】
発光層形成材料としては、化合物1〜化合物5に示すポリフルオレン系高分子誘導体や、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機EL材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【0131】
非極性溶媒としては、正孔注入/輸送層110aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。
このような非極性溶媒を発光層110bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層110aを再溶解させることなく第2組成物を塗布できる。
【0132】
図21に示すように、吐出された第2組成物110eは、正孔注入/輸送層110a上に広がって下部、上部開口部112c、112d内に満たされる。その一方で、撥液処理された上面112fでは第1組成物滴110eが所定の吐出位置からはずれて上面112f上に吐出されたとしても、上面112fが第2組成物滴110eで濡れることがなく、第2組成物滴110eが下部、上部開口部112c、112d内に転がり込む。
【0133】
各正孔注入/輸送層110a上に吐出する第2組成物量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする発光層110bの厚さ、第2組成物中の発光層材料の濃度等により決定される。
また、第2組成物110eは1回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入/輸送層110a上に吐出しても良い。この場合、各回における第2組成物の量は同一でも良く、各回毎に第2組成物の液量を変えても良い。更に正孔注入/輸送層110aの同一箇所のみならず、各回毎に正孔注入/輸送層110a内の異なる箇所に第2組成物を吐出配置しても良い。
【0134】
次に、第2の組成物を所定の位置に吐出し終わった後、吐出後の第2組成物滴110eを乾燥処理することにより発光層110b3が形成される。すなわち、乾燥により第2組成物に含まれる非極性溶媒が蒸発し、図22に示すような青色(B)発光層110b3が形成される。なお、図22においては青に発光する発光層が1つのみ図示されているが、図1やその他の図より明らかなように本来は発光素子がマトリックス状に形成されたものであり、図示しない多数の発光層(青色に対応)が形成されている。
【0135】
続けて、図23に示すように、前述した青色(B)発光層110b3の場合と同様の工程を用い、赤色(R)発光層110b1を形成し、最後に緑色(G)発光層110b2を形成する。
なお、発光層110bの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
【0136】
また、発光層の第2組成物の乾燥条件は、青色110b3の場合、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を133.3Pa(1Torr)程度として5〜10分行う条件とする。圧力が低すぎると第2組成物が突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、非極性溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材料が上部開口部112d壁面に多く付着してしまうので好ましくない。
また緑色発光層110b2、および赤色発光層b1の場合、発光層形成材料の成分数が多いために素早く乾燥させることが好ましく、例えば、40℃で窒素の吹き付けを5〜10分行う条件とするのがよい。
その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を例示できる。
このようにして、画素電極111上に正孔注入/輸送層110a及び発光層110bが形成される。
【0137】
(5)対向電極(陰極)形成工程
次に対向電極形成工程では、図24に示すように、発光層110b及び有機物バンク層112bの全面に陰極12(対向電極)を形成する。なお,陰極12は複数の材料を積層して形成しても良い。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばCa、Ba等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にLiF等を薄く形成した方が良い場合もある。また、上部側(封止側)には下部側よりも仕事関数が高い材料、例えばAlを用いる事もできる。
これらの陰極12は、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、熱による発光層110bの損傷を防止できる点で好ましい。
また、フッ化リチウムは、発光層110b上のみに形成しても良く、更に所定の色に対応して形成する事ができる。例えば、青色(B)発光層110b3上のみに形成しても良い。この場合、他の赤色(R)発光層及び緑色(G)発光層110b1、110b2には、カルシウムからなる上部陰極層12bが接することとなる。
【0138】
また陰極12の上部には、蒸着法、スパッタ法、CVD法等により形成したAl膜、Ag膜等を用いることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200〜500nm程度がよい。また陰極12上に、酸化防止のためにSiO、SiN等の保護層を設けても良い。
【0139】
(6)封止工程
最後に封止工程は、発光素子が形成された基体2と封止基板3bとを封止樹脂3aにより封止する工程である。たとえば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止樹脂3aを基体2の全面に塗布し、封止樹脂3a上に封止用基板3bを積層する。この工程により基体2上に封止部3を形成する。
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極12にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極12に侵入して陰極12が酸化されるおそれがあるので好ましくない。
更に、図2(A)〜図2(C)に例示した基板5の配線5aに陰極12を接続するとともに、駆動IC6に回路素子部14の配線を接続することにより、本実施形態の表示装置1が得られる。
【0140】
(第2の実施形態)
次に、第1の実施形態の表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図25(A)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図25(A)において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25(B)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図25(B)において、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703は情報処理装置本体、符号702は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25(C)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図25(C)において、符号800は時計本体を示し、符号801は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図25(A)〜図25(C)に示すそれぞれの電子機器は、前記の第1の実施形態の表示装置を用いた表示部を備えたものであり、先の第1の実施形態の表示装置の特徴を有するので、高輝度であって表示品質に優れた効果を有する電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、第1の実施形態と同様にして、図2に示すような駆動IC6(駆動回路)を備えた表示装置1を構成し、この表示装置1を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器に組み込むことにより製造される。
【0141】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
図26には、本発明に係る他の例の表示装置の断面模式図を示す。図26に示す表示装置は、基体2と、基体2上に形成された表示素子10と、基体2の周囲に環状に塗布された封止樹脂603と、表示素子10上に備えられた封止部3とを具備して構成されている。
【0142】
基体2及び表示素子10は、第1の実施形態に係る基体2及び表示素子10と同じものである。表示素子10は、発光素子部11と、該発光素子部11上に形成された陰極12とを主体として構成されている。
【0143】
また図26に示すように、発光素子部11上には封止部3が備えられている。この封止部3は、陰極12上に塗布された熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなる封止樹脂3aと、封止樹脂3a上に配置された封止基板3bとからなる。なお、封止樹脂3aとしては、硬化時にガス、溶媒等が発生しないものが好ましい。
この封止部3は、少なくとも発光素子部11上にある陰極12をほぼ覆うように形成されており、陰極12及び発光層を含む機能層に対する水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光層の酸化を防止する。
尚、封止基板3bは、封止樹脂3aに接合されて封止樹脂3aを保護するものであり、ガラス板、金属板若しくは樹脂板のいずれかであることが好ましい。
【0144】
また図27には、本発明に係る別の例の表示装置の断面模式図を示す。図27に示す表示装置は、基体2と、基体2上に形成された表示素子10と、表示素子10の全面に塗布された封止樹脂3aと、封止樹脂3a上に備えられた封止用基板3bとを具備して構成されている。
【0145】
基体2、表示素子10、封止樹脂3a及び封止用基板3bは、第1の実施形態に係る基体2、表示素子10、封止材3及び封止用基板4と同じものである。
【0146】
また、図27に示すように、封止材3と陰極12の間には保護層714が形成されている。保護層714は、SiO、SiN等からなるものであり、厚さが100〜200nmの範囲とされている。この保護層714は、陰極12及び発光層を含む機能層に対する水又は酸素の侵入を防いで、陰極12または発光層の酸化を防止する。
上記の表示装置によれば、水及び酸素の侵入を効果的に防いで陰極12または発光層の酸化を防止することにより、表示装置の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。
【0147】
また、第1の実施形態においては、R、G、Bの各発光層110bをストライプ配置した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、様々な配置構造を採用しても良い。例えば図28(A)に示すようなストライプ配置の他、図28(B)に示すようなモザイク配置や、図28(C)に示すようなデルタ配置とすることができる。
【0148】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の表示装置の製造方法によれば、各機能層ごとに前記バンク部内に最初に吐出する前記組成物の液滴を前記バンク部の少なくとも一部に接触させることにより、この液滴がバンク部から電極表面に転がり込むため、組成物の液滴を電極の周囲に優先的に濡れ広げて組成物をむらなく塗布することができ、これにより機能層をほぼ均一な膜厚で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の表示装置の配線構造の平面模式図。
【図2】 本発明の第1の実施形態の表示装置を示す図であって、図2(A)は表示装置の平面模式図、図2(B)は図2(A)のAB線に沿う断面模式図。
【図3】 本発明の第1の実施形態の表示装置の要部を示す図。
【図4】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図5】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図6】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造に用いるプラズマ処理装置の一例を示す平面模式図。
【図7】 図6に示したプラズマ処理装置の第1プラズマ処理室の内部構造を示す模式図。
【図8】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図9】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図10】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造に用いるプラズマ処理装置の別の例を示す平面模式図。
【図11】 本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるヘッドを示す平面図。
【図12】 本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるインクジェット装置を示す平面図。
【図13】 本発明の第1の実施形態の表示装置を製造する際に用いるインクジェットヘッドの一例を示す斜視図。
【図14】 図13に示すインクジェットヘッドの内部構造を示す図であって、図14(A)は斜視図、図14(B)は図14(A)のJ−J線に沿う断面図。
【図15】 基体に対するインクジェットヘッドの配置状態を示す平面図。
【図16】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図17】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図であって、図17(A)は最初の液滴を吐出させたときの状態を示す断面図、図17(B)は2つ目以降の液滴を吐出させたときの状態の一例を示す断面図、図17(C)は2つ目以降の液滴を吐出させたときの状態の別の例を示す断面図。
【図18】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図19】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図20】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図21】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図22】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図23】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図24】 本発明の第1の実施形態の表示装置の製造方法を説明する工程図。
【図25】 本発明の第2の実施形態の電子機器を示す斜視図。
【図26】 本発明に係る他の例の表示装置を示す断面模式図。
【図27】 本発明に係る別の例の表示装置を示す断面模式図。
【図28】 発光層の配置を示す平面模式図であって、図28(A)はストライプ配置、図28(B)はモザイク配置、図28(C)はデルタ配置を示す図。

Claims (28)

  1. 基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置を製造する方法であり、
    前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
  2. 前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
  3. 前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成することを特徴とする請求項2に記載の表示装置の製造方法。
  4. 基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置の製造方法であり、
    前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、
    前記機能層形成工程において、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
  5. 前記バンク部は、前記親水化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする請求項4に記載の表示装置の製造方法。
  6. 前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  7. 前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  8. 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より広くすることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  9. 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より狭くすることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  10. 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が1回であることを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。
  11. 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が複数回であることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の表示装置の製造方法。
  12. 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることを特徴とする請求項8、請求項9または請求項11のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  13. 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにしたことを特徴とする請求項12に記載の表示装置の製造方法。
  14. 請求項1ないし請求項13のいずれかに記載された表示装置の製造方法により製造されたものであることを特徴とする表示装置。
  15. 基体上に形成された複数の電極の周囲にバンク部を形成するとともに、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に前記機能層を各々形成することにより、各前記電極上に形成した各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、
    前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする電子機器の製造方法。
  16. 前記バンク部に親液性に処理された部分と撥液性に処理された部分とを設け、前記組成物の液滴を、前記の撥液性に処理された部分に接触させることを特徴とする請求項15に記載の電子機器の製造方法。
  17. 前記バンク部を親液性に処理された第1バンク層と撥液性に処理された第2バンク層から形成するとともに、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成さすることを特徴とする請求項16に記載の電子機器の製造方法。
  18. 基体上に形成された複数の電極上の各々に機能層が形成されるとともに、前記の各機能層の間にバンク部が備えられてなる表示装置と、前記表示装置を駆動するための駆動回路とを有してなる電子機器の製造方法であり、
    前記電極の一部と重なるように前記バンク部を形成するバンク部形成工程と、少なくとも前記電極の一部を親液性に処理する親液化工程と、前記バンク部の一部を撥液性に処理する撥液化工程と、複数のノズルから組成物を吐出して各前記電極上に少なくとも一層の機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層上に対向電極を形成する対向電極形成工程とを具備してなり、
    前記機能層形成工程において、前記複数のノズルが配列されてなるノズル列を主走査方向に対して傾斜させた状態で前記基体上を走査させつつ、各機能層ごとに最初に吐出する前記組成物の液滴を、前記バンク部の少なくとも一部に接触させるように吐出することを特徴とする電子機器の製造方法。
  19. 前記バンク部は、前記親水化工程により親液性に処理された第1バンク層と、前記撥液化工程により撥液性に処理された第2バンク層から形成されてなり、前記第1バンク層が前記電極の一部と重なるように形成されてなることを特徴とする請求項18に記載の電子機器の製造方法。
  20. 前記機能層が、少なくとも正孔注入/輸送層を含むものであることを特徴とする請求項15ないし請求項19のいずれかに記載の電子機器の製造方法。
  21. 前記機能層が、少なくとも発光層を含むものであることを特徴とする請求項15ないし請求項20のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  22. 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より広くすることを特徴とする請求項15ないし請求項22のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  23. 前記機能層形成工程において、前記組成物の液滴を複数回吐出することにより各前記機能層を形成するとともに、各液滴の滴下時の間隔を、前記液滴の直径より狭くすることを特徴とする請求項15ないし請求項22のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  24. 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が1回であることを特徴とする請求項23に記載の表示装置の製造方法。
  25. 各機能層に対する前記ノズル列の走査回数が複数回であることを特徴とする請求項22または請求項23に記載の表示装置の製造方法。
  26. 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、別のノズルを用いることを特徴とする請求項22、請求項23または請求項25のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
  27. 各機能層に対する前記ノズル列の走査毎に、前記ノズル列を副走査方向にシフトさせることにより、走査毎に別のノズルを用いるようにしたことを特徴とする請求項26に記載の表示装置の製造方法。
  28. 請求項15ないし請求項27のいずれかに記載された電子機器の製造方法により製造されたものであることを特徴とする電子機器。
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