TWI374685B - Manufacturing equipment of display device and manufacturing method of display device - Google Patents

Description

1374685 • 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種顯示裝置的製造裝置及顯示裝置的 ’ 製造方法’尤其係關於一種具備排列有複數個顯示像素之 • 顯示面板的顯示裝置的製造裝置以及顯示裝置的製造方 法’該顯示像素係具有藉著塗布由發光機能材料所構成的 • 液狀材料而形成有發光機能層（有機EL層）的發光元件。 - 【先前技術】 # 近年來’盛行硏發如何將一種顯示器（顯示裝置）真正 實用化 '普及化’該顯示裝置，係繼廣泛用來作爲個人電 腦、影像機器、行動資訊機等之監視器、顯示器的液晶顯 示裝置（LCD)之後成爲次世代之顯示裝置，其具備以二維排 _ 列有如有機電致發光元件（以下簡稱爲「有機EL元件」）、 發光二極體（LED)等自發光元件的發光元件型顯示面板。 尤其’採用主動矩陣驅動方式之發光元件型顯示器， 相較於液晶顯示裝置，顯示反應時間短，且沒有可視角依 φ 存性’另—方面，能夠高亮度高對比化 '顯示畫質之高精 細化等。再者，不像液晶顯示裝置需要背光源，因此，具 有能夠進一步薄型輕量化的有利特徵。 在此，以適用於發光元件型顯示器的自發光元件爲 例，簡單說明周知之有機EL元件之基本構造》 第7圖係爲圖示有機EL元件基本構造的槪略剖面圖。 如第7圖所示，有機EL元件大致上係於玻璃基板等絕 緣性基板1 1 1之一面側（圖式上方側），依序積層陽極電極 112、由有機化合物等（有機材料）所構成的有機EL層（發光 1374685 機能層）113、及陰極電極114而構成。有機EL層113，例 如係積層由電洞輸送材料（電洞注入層形成材料）所構成的 電洞輸送層（電洞注入層）113a、以及由電子輸送性發光材料 所構成的電子輸送性發光層（發光層）113b而構成。 在具有這種元件構造之有機EL元件中，如第7圖所 示，由於從直流電壓源115對陽極電極112施加正電壓且 對陰極電極114施加負電壓，因此注入電洞輸送層113a之 電洞與注入電子輸送性發光層113b之電子在有機EL層113 φ 內再結合時產生能量，光（激發光）hv根據此能量放射出 來。此時，光hv之發光強度係依照在陽極電極112與陰極 電極1 1 4間流動之電流量而受控制。 在此，使用透光性電極材料來形成陽極電極112及陰 極電極114之任一者，使用具有遮光性及反射特性之電極 材料來形成另一者，藉此，能夠實現具有如第7圖所示經 由絕緣性基板111放射光hv之底部發光型發光構造的有 機EL元件，或是實現具有不經由絕緣性基板1 1 1而經由上 φ 面陰極電極114放射光hv之頂部發光·型發光構造的有機 EL元件。 構成上述般有機EL元件之有機EL層113(電洞輸送層 113a及電子輸送性發光層U3b)的電洞輸送材料及電子輸 送性發光材料，已知的有低分子系、高分子系等各種有機 材料。 在此’在低分子系有機材料之情況下，一般來說，有 機EL層之發光效率較高，但在製造過程必須應用蒸鍍法， 故僅於像素形成區域之陽極電極上選擇性形成該低分子系 1374685 有機膜時，必須使用用以防止低分子材料蒸鍍於上述陽極 電極以外之區域的遮罩，該遮罩也附著低分子材料，故問 題是製造時之材料浪費多，而且製程沒有效率。 另一方面，在採用了高分子系有機材料之情況下，有 機EL層之發光效率比採用了上述低分子系有機材料之情 況還低，但能夠採用噴墨法（液滴送出法）、噴嘴列印法（液 流送出法）等來作爲濕式成膜法，故具有製程上的優點，亦 即，能夠僅於像素形成區域（陽極電極上）、或僅於包含該 • 區域之特定區域上選擇性塗布上述有機材料之溶液，且有 效率而良好地形成有機EL層（電洞輸送層及電子輸送性發 光層）之薄膜。 在具備由這樣高分子系有機材料所構成之有機EL層 的有機EL元件之製程中，大致上於玻璃基板等絕緣性基板 (面板基板）上每一個要形成顯示像素之區域（像素形成區域） 形成陽極電極（陽極）後，於相鄰顯示像素之境界區域形成 由絕緣性樹脂材料等所構成的隔牆（堤壩），再對該隔牆所 • 包圍之區域，使用噴墨裝置或噴嘴列印裝置塗布將由高分 子系有機材料所構成的電洞輸送材料分散或溶解於溶媒所 形成的液狀材料後，進行加熱乾燥處理，藉此形成第7圖 所示之電洞輸送層113a，接著，塗布將由高分子系有機材 料所構成的電子輸送性發光材料分散或溶解於溶媒所形成 的液狀材料後，進行加熱乾燥處理，藉此形成第7圖所示 之電子輸送性發光層n3b，如此形成有機EL層113。 亦即，採用噴墨法或噴嘴列印法等濕式成膜法之製造 方法’係藉由於絕緣性基板上所連續形成之突出隔牆，能 '1374685 < » 夠劃定各像素形成區域，並且避免在塗布由高分子系有機 材料所構成的液狀材料時、不同色彩之發光材料混入相鄰 之像素形成區域而在顯示像素間產生發光色混合（混色）等 • 的現象。 • 一種採用噴墨法或噴嘴列印法以形成具備上述隔牆之 有機EL元件（顯示面板）之構成或有機EL層（電洞輸送層及 - 電子輸送性發光層）的製造方法，例如詳細說明於日本特開 • 200 1 -7688 1號。又，具備由高分子系有機材料所構成之有 φ 機EL層的有機EL元件之製程除了採用上述之噴墨法或噴 嘴列印法之外，也有人曾經提出採用活版印刷、網版印刷、 平版印刷或凹版印刷等各種印刷技術的方法》 【發明內容】 然而，在採用上述噴墨法或噴嘴列印法等濕式成膜法 ' 之有機EL層（電洞輸送層及電子輸送性發光層）製造方法 中，因爲設置成在各顯示像素（像素形成區域）間之境界區 域突出的隔牆表面之特性（撥水性），或因爲由有機材料所 構成的液狀材料（塗布液）之溶媒成分所引起之表面張力或 ® 內聚力，或因爲塗布液狀材料後之乾燥方法等，如第8圖 所示，在陽極電極112與隔牆121之周緣部，液狀材料容 易凝聚，塗布液LQD之液面端部沿著隔牆1 2 1之側面緩慢 向上走，故塗布得厚厚的；相對於此，在陽極電極112之 中央部附近之液狀材料，塗布得薄薄的，因此，形成於像 素形成區域內之有機EL層之膜厚會變得不均等。又，第8 圖係爲用以說明習知技術有機EL元件之製程問題點的槪 略圖。 如此，由於形成於像素形成區域內之有機EL層之膜厚 1374685 變得不均等，故發光動作時之發光起始電壓、自有機el 層放射之光hy之波長（亦即圖像顯示時之色度）偏離設計 値’因而無法獲得所期望之顯示畫質，並且因爲在有機EL 層之膜厚薄的區域有過大的發光驅動電流流過，故有以下 問題：發光區域佔顯示面板（像素形成區域）之比率（亦即孔 徑比）降低、有機EL層（有機EL元件）劣化嚴重、顯示面板 之可靠性降低、壽命變短等。 因此’本發明係有鑑於上述之問題點，其目的在提供 • 一種具備顯示面板之顯示裝置的製造裝置及顯示裝置的製 造方法，該顯示面板係形成有在顯示像素之像素形成區域 之大致全區域膜厚度較平均的發光機能層（有機EL層）。 申請專利範圍第1項之發明爲一種顯示裝置的製造方 法’該顯示裝置具有含載體輸送層之發光元件的顯示像 素，該製造方法具有以下步驟：》 材料固定步驟，其係於該顯示像素之形成區域塗布含 有載體輸送性材料之溶液，並予以乾燥，以使該載體輸送 φ 性材料以薄膜狀固定；以及 載體輸送層形成步驟，其係於該像素形成區域，塗布 用以使該固定後之載體輸送性材料再溶解或再分散的液 材’以形成由該載體輸送性材料所構成的該載體輸送層。 申請專利範圍第2項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法其中，在該載體輸送層形成步驟中 使該載體輸送性材料再溶解或再分散的液材，係包含相同 於該材料固定步驟中包括該載體輸送性材料之溶液中之溶 1374685 申請專利範圍第3項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法其中’該顯示像素之形成區域係藉 由隔牆來界定。 申請專利範圍第4項之發明係如申請專利範圍第3項 之顯示裝置的製造方法’其中’該隔牆所包圍之區域，係 包含複數個由同一發光色之該發光元件所構成的該顯示像 素之該像素形成區域。 申請專利範圍第5項之發明係如申請專利範圍第1項 ® 之顯示裝置的製造方法，其中，該材料固定步驟中用以塗 布含有該載體輸送性材料之溶液的處理，以及該載體輸送 層形成步驟中用以塗布使該載體輸送性材料再溶解之溶液 的處理，係使用噴嘴列印法對複數個該像素形成區域連續 地塗布前述溶液。 申請專利範圍第6項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法，其中，該載體輸送性材料係由高 分子系有機材料所構成；該發光元件係爲有機電致發光元 • 件。 申請專利範圍第7項之發明係如申請專利範圍第1項 &顯示裝置的製造方法，·其中，該載體輸送性材料係含有 聚伸乙基二氧噻吩。 申請專利範圍第8項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法，其中，該載體輸送性材料係含有 含共軛雙鍵聚合物。 申請專利範圍第9項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法其中，含有該載體輸送性材料之溶 -10- 1374685 液，係含有水、乙醇、乙二醇中至少一者。 申請專利範圍第1 〇項之發明係如申請專利範圍第1項 之顯示裝置的製造方法，其中，用於再溶解或再分散的液 材，係含有水、乙醇、乙二醇中至少一者。 申請專利範圍第11項之發明爲一種顯示裝置的製造 方法，該顯示裝置具有含載體輸送層之發光元件的顯示像 素’該製造方法係具有以下步驟： 材料固定步驟，其係於藉由隔牆界定出的該顯示像素 Φ 形成區域，塗布含有載體輸送性材料之溶液，並予以乾燥， 以使該載體輸送性材料以薄膜狀固定；以及 載體輸送層形成步驟，其係於該像素形成區域，塗布 與含有該載體輸送性材料之溶液之溶媒相同的材料，以形 成由該載體輸送性材料所構成的該載體輸送層；與該溶媒 相同的材料，係當作用以使該經固定之載體輸送性材料再 溶解或再分散的液材。 申請專利範圍第12項之發明爲一種顯示裝置的製造 • 裝置’係用來於顯示像素形成區域塗布含有載體輸送性材 料之溶液，並使液材塗布於經固定之該載體輸送性材料； 該液材，係用來使經以薄膜狀固定之該載體輸送性材料再 溶解或再分散。 【實施方式】 以下提出實施型態並詳細說明本發明的顯示裝置製造 裝置及其製造方法。在此，在以下所示之實施型態中，將 要說明將具備由上述高分子系有機材料所構成之有機EL 層的有機EL元件應用於構成顯示像素之發光元件時的情 -11- 1374685 況。 首先，說明適用於本發明顯示裝置之顯示面板及顯示 像素。第1圖係爲圖示適用於本發明顯示裝置之顯示面板 之像素排列狀態之一例的重要部槪略俯視圖。在此，第1A 圖是顯示面板之俯視圖；第1B圖是第1A圖之顯示面板之 A-A線剖面圖。又，在第1A圖所示之俯視圖中，爲方便說 明，僅圖示從視野側看顯示面板之情況下各顯示像素（色像 素）所設之像素電極、劃定各顯示像素形成區域之隔牆（堤 • 壩），又，爲使像素電極及隔牆之配置清楚，方便上加上了 斜線而顯示。 本發明之顯示裝置（顯示面板）如第1圖所示，係於由 玻璃基板等絕緣性基板所構成的面板基板PSB之一面側， 在圖式橫向上依序反覆排列有複數（三的倍數）個由紅（R)、 綠（G)、藍（B)三色所構成之色像素PXr、PXg、PXb，並且在 圖式縱向上排列有複數個同色之色像素PXr、PXg、PXb。 在此，以相鄰三色之色像素PXr、PXg、PXb爲一組構成一 φ 個顯示像素PIX。 又，顯示面板1 0如第1A、1 B圖所示，係利用連續配 設成突出面板基板PSB之一面側且具有柵狀或格子狀平面 圖案的隔牆（堤壩）11，來劃定在面板基板PSB —面側上二 維排列成的複數個顯示像素PIX(色像素 PXr、PXg、PXb) 中由在第1A圖之圖式縱向上排列成的同色複數個色像素 PXr、PXg或PXb之形成領域所屬的區域（相當於後述之像 素形成區域Αρχ)。又，於該區域中各色像素PXr、PXg或 PXb之形成區域分別形成有像素電極1 2。 -12- 1374685 又，各顯示像素ΡΙΧ(色像素PXr、PXg、PXb)如同習知 技術所示之有機EL元件之基本構造（參照第7圖）一般，如 第1B圖所示，係具有於面板基板PSB —面側配設成突出之 隔牆11所劃定的各像素形成區域，依序積層有像素電極（例 如陽極電極）12、有機EL層（電洞輸送層13a及電子輸送性 發光層13b :發光機能層）及對向電極（例如陰極電極）14而 構成的元件構造。在此，對向電極14係設置用來作爲一種 二維排列於面板基板PSB之各顯示像素PIX(色像素PXr、 • PXg、PXb)所共通的單一電極層。再者，上面排列有具有此 等元件構造之顯示像素PIX(色像素PXr、PXg、PXb)的面板 基板PS B，係經由例如保護絕緣膜或封閉用樹脂層1 5接合 有封閉用基板1 6。 [顯示裝置之製造裝置] 以下提出本實施型態顯示裝置之製造裝置。 第2A圖及第2B圖係爲圖示適用於本實施型態顯示裝 置的製造裝置之列印頭之一例的槪略構成圖。在此，顯示 φ 裝置之製造裝置係具有：墨水送出機構部，其用以送出水 性墨水（電洞輸送材料含有液），或者是水性墨水或有機溶 劑系墨水（發光材料含有液）；以及基板可動機構部，用以 載置待塗布上述水性墨水或有機溶劑系墨水之面板基板 (絕緣性基板），且相對於上述墨水送出機構部所設之列印 頭（將詳述於後）在二維座標方向上相對地移動。電洞輸送 材料含有液爲一種電洞輸送材料，例如是將作爲導電性聚 合物之聚伸乙基二氧噻吩PEDOT以及作爲摻雜劑之聚苯乙 烯磺酸PSS(以下簡寫爲「PEDOT/PSS」）溶解或分散於水、 -13- 1374685 乙醇、乙二醇等水性溶媒而形成的強酸性水性墨水。發光 材料含有液爲一種電子輸送性發光材料，例如是將苐系聚 合物或伸苯基伸乙烯系聚合物溶解或分散於四氫萘、四甲 苯、1，3,5-三甲苯、二甲苯、甲苯等芳香族系有機溶媒或水 而形成的水性墨水或有機溶劑系墨水。 [墨水送出機構部] 墨水送出機構部如第2A圖所示，係至少具備：列印頭 24，其用以送出上述水性墨水或有機溶劑系墨水，並且射 • 出用來加熱所塗布上之水性墨水或有機溶劑系墨水以使其 乾燥的紅外光；泵部26，其用以對該列印頭24供應上述水 性墨水或有機溶劑系墨水；泵控制部27，其用以控制該泵 部26對列印頭24之水性墨水或有機溶劑系墨水之供應 量、供應時機等供應狀態；以及墨水槽28，用以貯藏水性 墨水或有機溶劑系墨水、溶劑等。第2A圖係爲從上方俯視 列印頭24及基板載台21所畫出的構造圖；基板載台21係 藉由X-Y雙軸機械手臂22而能夠在X-Y平面（Xm方向及 • Ym方向）之任意位置上移動自如。第2B圖係爲從側面看列 印頭24及基板載台21所畫出的控制系統構成圖：列印頭 24係能夠在Zm方向（上下方向）之任意位置上昇降自如。 [列印頭] 列印頭24例如如第2B圖所示係設置成固定於基板載 台21之基板載置面側之上方且位於該基板載台21移動方 向（X-Y之雙軸方向；在第2A圖中以箭號Xm、Ym表示）上 之既定位置。又，列印頭24例如如第3C圖所示係具備用 以將水性墨水或有機溶劑系墨水向面板基板PS B送出以進 -14- 1374685 行塗布的噴墨嘴ΙΗΑ» 列印頭24不僅具備噴墨嘴ΙΗΑ，也分別具備 ΙΗΒ，ΙΕΑ，ΙΕΒ。 噴墨嘴ΙΗΑ具體來說係具備：墨水貯存部，其 空箱體構造，用以貯存有機溶液HMC，該有機溶液 爲分散或熔解於溶劑HSL所形成的水性墨水或有機 墨水；注入口，其設於該墨水貯存部之上面側，用 後述泵部26供應之有機溶液HMC注入墨水貯存部 φ 個送出口，其沿著噴墨嘴ΙΗΑ之延伸方向設於墨水 之下面側，用以送出已注入於墨水貯存部之有 HMC ;以及控制配線，其連接於送出控制部30，該 制部30係用以輸出控制訊號，以使噴墨嘴ΙΗΑ依照 圖像處理部31之圖像資訊資料送出定量的墨水。 噴墨嘴ΙΗΒ係雖然具有與噴墨嘴ΙΗΑ同樣的構 是具備：墨水貯存部，其非貯存有機溶液HMC，而 與有機溶液HMC所用溶劑HSL同種的溶劑HSL;以 φ 送出溶劑HSL的複數個送出口。又，該噴墨嘴ΙΗΒ 將藉著泵26從墨水槽28供應而來的溶劑HSL貯存 貯存部。 噴墨嘴ΙΕΑ係雖然具有與噴墨嘴ΙΗΑ同樣的構 是具備：墨水貯存部，其非貯存有機溶液HMC，而 述之有機溶液EMC ;以及用以送出有機溶液EMC的 送出口。又，該噴墨嘴IEA係已經將藉著泵26從 28供應而來的有機溶液EMC貯存於墨水貯存部。 24 (噴墨嘴IEA)也可以是一種具備以下構件的裝置： 噴墨嘴 具有中 HMC係 溶劑系 以將自 :複數 貯存部 機溶液 送出控 輸入到 造，但 是貯存 及用以 係已經 於墨水 造，但 貯存後 複數個 墨水槽 列印頭 僅貯存 -15- 1374685 著單色有機溶液EMC的墨水貯存部，或是將紅（R)、綠（G)、 藍（B)各色所對應之個別有機溶液EMC分別貯存著的複數 個墨水貯存部；複數個注入口，其用以將RGB各色之有機 溶液EMC分別注入於各墨水貯存部；以及複數個送出口， 其用以將已注入於各墨水貯存部之RGB各色有機溶液EMC 分別送出。 、 噴墨嘴IEB係雖然具有與噴墨嘴IHA同樣之構造，但 是具備：墨水貯存部，其非貯存有機溶液H MC，而貯存與 # 有機溶液EMC所用溶劑ESL同種之溶劑ESL ;以及用以送 出溶劑ESL的複數個送出口。又，該噴墨嘴IEB係已經將 藉著泵26從墨水槽28供應而來的溶劑ESL貯存於墨水貯 存部。 在此以噴墨嘴IHA爲例加以說明。使用軟管（或配管） 將設於噴墨嘴IHA之注入口連接於後述之泵部26之送出 口，由於栗控制部27依據送出控制部30運算所得自噴墨 嘴IHA送出之量來適當地驅動泵部26，所以自墨水槽28 φ 一直注入有機溶液HMC，因此，經常塡充於墨水貯存部 ISV。噴墨嘴IHA(列印頭24)，係爲壓電元件（例如piezo element)或發熱電阻元件，其依照自控制配線輸入之控制訊 號將既定量之有機溶液HMC從上述複數個送出口朝著基板 載台21同時送出。所送出之有機溶液HMC係藉著如後所 述基板載台21相對於列印頭24在X-Y雙軸方向（二維座標 方向）上移動，而塗布於面板基板PSB上既定之區域（像素 形成區域）。又，噴墨嘴IHA、噴墨嘴ΙΗΒ,ΙΕΑ,ΙΕΒ具有上 述相同的機構，但所貯存之材料不同。 -16- 1374685 又，列印頭24係也可以如第2B圖所示安裝於能夠在 與基板載台21移動方向（X-Y方向；參照第2A圖）垂直的方 向上移動（以箭號Zm表示）的托架（arm)構件等（省略圖示）， 以能夠調整噴墨嘴IH A之送出口與面板基板PSB (或基板載 台21)之間之間隙（與面板基板PSB垂直之方向上的間距）。 [泵部] 泵部26係根據自泵控制部27輸出之驅動訊號，將貯 藏於墨水槽28之有機溶液HMC吸入並送到上述列印頭 ® 24(噴墨嘴IHA);墨水貯存部ISV則一直充滿著水性墨水或 有機溶劑系墨水的狀態。 [送出控制部] 送出控制部30係根據圖像處理部3 1對圖像資訊資料 分析所得的分析結果，來將用以控制列印頭24所要送出之 送出量的控制訊號輸出到控制配線，並且將送出量資料輸 出到泵控制部27。 [基板可動機構部] # 基板可動機構部如第2A圖及第2B圖所示，係例如具 備：基板載台21，其用以載置且固定面板基板PSB ; χ-γ 雙軸機械手臂22，其用以使該基板載台21在X、Y方向正 交之雙軸方向上移動；對準（位置對準）用攝影機23,其用 以檢測面板基板PSB相對於基板載台21 (或固定在相對於 基板載台21之既定基準位置的上述列印頭24)的載置位置 (對準標記之配合狀態）以便進行調整；圖像處理部31，其 用以分析由該對準用攝影機23所拍攝而得的圖像；以及機 械手臂控制部.25，其根據該解析結果來控制Χ-Υ雙軸機械 -17- 1374685 手臂22之移動量（移動位置），以便將基板載台21設定在相 對於列印頭24之既定位置關係。 在此，基板載台21係具備用以將所載置之面板基板 PSB固定於既定位置的真空吸附機構、機械性支撐機構（圖 示省略）等。又，X-Y雙軸機械手臂22係在X軸方向及Y 軸方向獨立移動，藉此使安裝於該X-Y雙軸機械手臂22 之基板載台21(亦即，所載置固定之面板基板PSB)在二維 座標方向上移動，且設定在相對於列印頭24之既定位置關 • 係。 再者，基板載台21係爲了進行列印頭24相對於面板 基板PSB之起始送出位置之對準（位置對準）動作，而形成 在上述X-Y雙軸方向以及旋轉方向上能夠做微調整移動的 構造。又，用以檢測事先形成於面板基板PSB上之對準用 標記的對準用攝影機23也可以與上述列印頭24同樣地固 定於基板載台21移動方向上之既定位置。 [顯示裝置的製造方法] φ 第3A圖至第3E圖及第4A圖至第4D圖係爲圖示本實 施型態顯示裝置（顯示面板）製造方法之一例的步驟剖面 圖。在此，將要說明使用噴嘴列印法來製造第1A圖及第 1B圖所示具備以紅（R)、綠（G)、藍（B)三色色像素PXr、PXg、 PXb爲一組之顯示像素PIX的彩色顯示面板的情況。又， 第5A圖至第5D圖係爲用以說明本實施型態顯示裝置（顯示 面板）有機EL層之形成步驟的重要部槪略剖面圖。

本實施型態的顯示裝置之製造方法，係首先如第3A圖 所示，於由玻璃基板等絕緣性基板所構成的面板基板PSB -18- 1374685 之一面側（圖式上方側）之配置成矩陣狀之各像素形成區域 Αρχ，分別形成由具有透光性之金屬層，以及摻雜錫之氧化 銦（ΙΤΟ)、摻雜鋅之氧化銦、氧化銦（Ιη2〇〇、氧化錫（SnCh)、 氧化鋅（ZnO)或鎘-錫氧化物（CTO)等透明電極層所構成的 像素電極（例如陽極電極）12後，如第3B圖所示，於相鄰像 素形成區域Αρχ之境界區域（像素電極12間之區域）形成例 如由氮化矽膜等絕緣性材料所構成的層間絕緣膜11a，接 著’於該層間絕緣膜11a上形成例如由聚醯亞胺（PI)等絕緣 # 性樹脂材料所構成的隔牆（堤壩）1 lb(區域劃定步驟）。如 此，層間絕緣膜1 1 a係以各像素電極1 2之中央部露出並且 覆蓋像素電極12之周緣部，亦即像素電極12之四邊的方 式形成。又，若各像素電極1 2之中央部露出，則層間絕緣 膜11a也可以僅覆蓋像素電極12中相對向二邊之周緣部的 方式形成。 在此，在層間絕緣膜11a及隔牆lib所包圍之像素形 成區域Αρχ有上述像素電極12露出。又，雖然本實施型態 φ 是於作爲像素形成區域Αρχ之面板基板PSB上僅形成有像 素電極1 2，但是也可以將驅動控制元件（例如薄膜電晶體） 連接於像素電極12，該驅動控制元件係連接於該各像素電 極12，用以控制供應給後述有機EL層13(電洞輸送層13a 及電子輸送性發光層13b)之發光驅動電流。 接著，用純水或酒精洗淨面板基板PSB之表面後，如 第3C圖所示，應用周知之噴嘴列印裝置來使有機溶液HMC 以液流狀從位置對應於各像素形成區域Αρχ之各噴墨嘴 ΙΗ Α中送出，再連續地塗布於各像素形成區域Αρχ之像素 -19- 1374685 電極12上；該有機溶液HMC係將包含有機化合物之電洞 輸送材料（載體輸送性材料；例如聚伸乙基二氧噻吩 (PEDOT)/聚苯乙烯磺酸（PSS))，加入溶劑（例如水、乙醇、 乙二醇等，較佳爲水100〜80wt%、乙醇0〜20wt%)而形成。 然後，將面板基板PSB加熱至既定溫度，以使上述有機溶 液HMC之溶媒（上述溶劑）蒸發，使電洞輸送材料膜13a* 以薄膜狀固定於各像素形成區域Αρχ之像素電極12上（材 料固定步驟）。微觀來看電洞輸送材料膜13a’ ，其係與第 φ 8圖同樣地，層間絕緣膜11a及隔牆lib之周緣部比中央部 沈積得更厚。又，有機溶液係不限於電洞輸送材料完全溶 解於溶媒而形成，也可以爲電洞輸送材料些許分散於溶媒 而形成。亦即，在此所稱之溶媒係使作爲溶質之載體輸送 性材料之至少一部分溶解或分散者，也包含完全不溶解溶 質者。 接著，如第3D圖所示，與上述有機溶液HMC之塗布 步驟同樣地，使上述有機溶液HMC所用之溶媒（例如水、 φ 乙醇、乙二醇等，較佳爲水100〜80wt%、乙醇0〜20wt%)HSL 以液流狀從位置對應於各像素形成區域Αρχ之噴嘴列印裝 置之各噴墨嘴ΙΗΒ中送出，再連續地塗布於各像素形成區 域Αρχ像素電極12表面所固定之電洞輸送材料膜13a’ 上。此時，溶劑HSL係將暫時先固定之電洞輸送材料膜 13a’之至少一部分再度溶解。然後，將面板基板PSB加熱 至既定溫度’以使上述溶媒HSL蒸發，使電洞輸送材料乾 燥，如第3E圖所示，於各像素形成區域Apx之像素電極 12上形成電洞輸送層（載體輸送層）i3a(載體輸送層形成步 -20- 1374685 驟）。此時，電洞輸送層13a之表面比電洞輸送材料膜13a’ 的還平滑。 又，在形成上述電洞輸送層13a之步驟中，可以在於 各像素形成區域Αρχ之像素電極12上塗布有機溶液HMC 之步驟（第3C圖）之前，在利用純水、酒精做洗淨處理後， 例如於像素形成區域Αρχ內（像素電極12表面）薄薄地塗布 電洞輸送材料之至少一部分（例如PEDOT)以進行親液化。 又，也可以在於各像素形成區域Αρχ塗布有機溶液 • HMC之步驟（第3C圖）之前，例如在氧氣氣氛中對上述面板 基板PSB表面照射紫外線，藉此使活性氧自由基產生，以 將像素電極12表面親液化，接著，在例如氟化碳（CF4)等氟 化物氣體氣氛中對面板基板PSB照射紫外線，藉此，使氟 僅與層間絕緣膜1 1 a及隔牆1 1 b表面結合以進行選擇性地 撥液化（CF4電漿洗淨處理），並且形成已保持像素電極12 表面親液性的親疏水圖案。 如此，在包含上述電洞輸送材料之有機溶液HMC以及 # 包含後述電子輸送性發光材料之有機溶液EMC的塗布步驟 中，就算該有機溶液HMC、EMC之液滴滴在層間絕緣膜1 la 及隔牆lib上，也會因爲該表面具有撥液性而被排拒，因 此就會重點式塗布於具有親液性之各像素形成區域Αρχ內 (像素電極1 2上）。 接著，如第4Α圖所示，應用噴嘴列印裝置，來使將紅 (R>、綠（G)、藍（Β)各發光色所對應之有機高分子系電子輸 送性發光材料（載體輸送性材料；例如上述之聚伸苯基伸乙 烯、聚莽等含共軛雙鍵聚合物）加入水溶性或親油性溶劑 -21- 1374685 (至少包含例如水'乙醇、乙二醇或甲苯、二甲苯等任一者） 而形成的有機溶液EMC，從位置對應於面板基板PSB上相 鄰排列之紅（R)、綠（G)、藍（B)各色像素PXr、PXg、PXb之 形成區域（像素形成區域Αρχ)的各噴墨嘴IEA中以液流狀 同時送出，再連續地塗布於在上述步驟中形成於各像素形 成區域Αρχ像素電極12上之電洞輸送層13a上。然後，將 面板基板PSB加熱至既定之溫度，以使上述有機溶液EMC 之溶媒（上述有機溶劑）蒸發，使電子輸送性發光材料膜 # 13b’以薄膜狀固定於各像素形成區域Apx之電洞輸送層 13a上（材料固定步驟）》 接著，如第4B圖所示，與上述有機溶液EMC之塗布 步驟同樣地，使上述有機溶液EMC之溶媒（例如水、乙醇、 乙二醇、甲苯、二甲苯等）ESL，從位置對應於各像素形成 區域Αρχ之噴嘴列印裝置之各噴墨嘴IEB中以液流狀送 出，再連續地塗布於各像素形成區域Αρχ之電洞輸送層13a 表面所固定之電子輸送性發光材料膜13b’上。此時，溶劑 φ ESL係使暫時先固定之電子輸送性發光材料膜13b’之至 少一部分再度溶解。然後，將面板基板PSB加熱至既定溫 度，以使上述溶媒ESL蒸發，使電子輸送性發光材料乾燥， 如第4C圖所示，而於各像素形成區域Αρχ之電洞輸送層 13a上形成電子輸送性發光層（載體輸送層）13b (載體輸送層 形成步驟）。此時，電子輸送性發光材料膜13b之表面比電 子輸送性發光材料膜13b’的還平滑。 又，雖然在第4A圖所示之有機溶液EMC之塗布步驟 中已經說明從個別之噴墨嘴IE A，對面板基板PSB上相鄰 -22- 1374685 排列之紅（R)、綠（G)、藍（B)各色像素PXr、PXg、PXb之形 成區域（像素形成區域Αρχ)同時塗布包含紅（R)、綠（G)、藍 (B)各發光色所對應電子輸送性發光材料之有機溶液EMC 的情況，但本發明不限定於此，也可以對構成顯示像素PI X 之各色色像素PXr、PXg、PXb中同色之複數個色像素之各 形成區域（例如紅（R)色色像素PXr之形成區域）同時塗布包 含該發光色所對應電子輸送性發光材料之有機溶液EMC。 又，雖然已經說明在形成電洞輸送層13a及電子輸送 ® 性發光層13b中任一者之步驟中均是有機溶液HMC、EMC 之塗布、乾燥後，塗布該溶液之溶媒HSL,ESL的情況，但 本發明不限定於此，也可以僅在形成電洞輸送層13a及電 子輸送性發光層13b中任一者之形成步驟中應用上述製造 方法β尤其，也可以只僅在電洞輸送層13a塗布有機溶液 HMC且予以乾燥後，塗布該溶液之溶媒HSL。 接著，如第4D圖所示，將隔著至少由上述電洞輸送層 13a及電子輸送性發光層13b所構成的有機EL層設置成與 # 各像素電極12相對向的由ITO等透明電極材料所構成的對 向電極（例如陰極電極）14，成爲一體地形成於各像素形成 區域Αρχ後，於包含對向電極14之面板基板PSB上形成保 護絕緣膜及封閉用樹脂層15，再將封閉用基板16接合上 去，藉此，完成第1Β圖所示將由有機EL元件所構成之顯 示像素ΡΙΧ二維排列而成的顯示面板10。 如此，本實施型態之顯示裝置（顯示面板）製造方法， 係在構成各顯示像素（各色像素）之有機EL層（電洞輸送層 或電子輸送性發光層）之形成步驟中執行以下步驟：將包含 •23· 1374685 構成電洞輸送層或電子輸送性發光層之材料 塗布於各顯示像素（色像素）之形成區域，再 乾燥，以使電洞輸送材料或電子輸送性發光 著，於各顯示像素之形成區域塗布上述有機 使暫時固定之電洞輸送材料或電子輸送性發 (或再分散）後，再度進行乾燥，以形成電洞 輸送性發光層。 在此，將提出實驗資料來具體地證實本 φ 示裝置（顯示面板）製造方法之功效。又，雖 成電洞輸送層之情況加以說明·，但是在形成 光層之情況下也能獲得同等的功效。 第5A圖至第5D圖係爲圖示本實施型態 (電洞輸送層）之形成步驟中膜表面之狀態的相 及6B圖係爲用以證明本實施型態有機EL層 形成步驟之功效的實驗資料之一例。在此，： 是針對藉由習知製造方法（習知方法）及本實 φ 方法（本實施型態之方法）所形成之各電洞輸 態（表面高度）測量所得的實驗資料：習知方 面由ITO等透明電極材料所構成的像素電極 所構成的層間絕緣膜以及隔牆所形成之面板 塗布包含上述電洞輸送材料之有機溶液後 理，以使電洞輸送材料固定；本實施型態之 機溶液，施以乾燥處理後，塗布溶媒（水），施 以使電洞輸送材料固定。又，第6A圖係圖示 及隔牆所劃定出的像素形成區域全區域（包 的有機溶液， 使該有機溶液 材料固定，接 溶液之溶媒， 光材料再溶解 輸送層或電子 實施型態之顯 然在此僅就形 電子輸送性發 ,之有機EL層 託念圖；第6A (電洞輸送層） 第6A及6B圖 施型態之製造 送層之表面狀 法係於至少表 、由絕緣材料 基板之表面， ，施以乾燥處 方法係塗布有 以乾燥處理， 由層間絕緣膜 含層間絕緣膜 -24- 1374685 及隔牆）之表面狀態；第6B圖係爲第6A圖之像素形成區域 (像素電極上）之表面狀態之一部分（是圖中以Rpr圈出之圓 內部分）的放大圖。 又’第 6圖中，電洞輸送材料是採用上述之 PEDOT/PSS，溶媒是水。又，實驗資料之條件如下；若指 定第1A圖之A-A線方向爲寬度方向（顯示像素PIX之短邊 方向）’則在面板基板PSB上之構成方面，將由層間絕緣膜 11a及隔牆lib所劃定之像素形成區域Αρχ所形成由ITO Φ 所構成之像素電極12之露出部（開口部）設定成，寬度W1 爲55ym且長度L1爲375/zm;將由氮化矽膜所構成的層 間絕緣膜1 1 a設定成，寬度W2爲1 1 5 M m且縱向之間隔L2 爲135/zm且高度H2爲200nm:將由聚醯亞胺所構成的隔 牆lib設定成，幅W3爲75ym且高度H3爲4//m。 如第5A圖所示，將包含電洞輸送材料（PEDOT/PSS)之 有機溶液HMC從噴墨嘴以液流狀送出到由層間絕緣膜1 1 a 及隔牆1 lb所圍出之區域（像素形成區域Αρχ)，且塗布於像 φ 素電極12上，於是，與上述習知技術所示之情況（參照第8 圖）同樣地，有機溶液HMC對層間絕緣膜11a及隔牆lib 的可潤濕性佳，故有機溶液HMC之液面端部會沿著層間絕 緣膜1 1 a及隔牆1 1 b之側面緩慢向上走。 在此狀態下加熱面板基板PSB，以使有機溶液HMC之 溶媒蒸發，使電洞輸送材料固定於像素電極12上，於是， 如第5B圖所示，於像素電極12與層間絕緣膜11a及隔牆 lib之境界附近，電洞輸送材料凝聚，膜厚度變厚；另一方 面，於像素電極12中央部附近，電洞輸送材料散開，膜厚 -25- 1374685 度變薄’故以薄膜狀固定於像素電極12上之電洞輸送材料 (稱爲「材料膜13x」）之膜厚度會明顯變得不均等。 因此，在本實施型態中，如第5C圖所示，將構成上述 有機溶液HMC之溶媒（水）HSL從噴墨嘴以液流狀適量送出 且送出的量不至於溢出由層間絕緣膜1U及隔牆11b所劃 定之像素形成區域Αρχ，再塗布於像素電極12表面所固定 之材料膜13χ上，因此，該材料膜（電洞輸送材料）13χ之至 少表層部再溶解或再分散於溶媒HSL。再溶解或再分散後 ® 之電洞輸送材料之濃度會變得比有機溶液HMC之濃度還 低，故可濕性異於有機溶液HMC情況下之可潤濕性。 因此，在像素形成區域Αρχ內（像素電極12上）之大致 全區域，電洞輸送材料擴散至液面變成大致均等爲止，故 會減輕上述般由於層間絕緣膜11a及隔牆Ub之撥液性、 有機溶液之表面張力、內聚力等原因造成液面端部緩慢向 上走的發生。在此狀態下加熱面板基板PSB，以使有機溶 液之溶媒蒸發，使電洞輸送材料再固定於像素電極12上， φ 於是，如第5D圖所示，於像素電極12上形成膜厚度大致 均等之電洞輸送層13a。 依據有機EL層（電洞輸送層13a)之上述一連串形成步 驟，如第6圖所示得知：相較於有機溶液HMC之塗布後， 施以乾燥處理，以使電洞輸送材料固定，形成電洞輸送層 13a這樣的習知方法，以溶媒再溶解電洞輸送材料的本實施 型態方法係能夠提高該電洞輸送層13a之膜厚度之均等性。 在第6A圖及第6B圖中，粗實線係圖示將要被塗布包 含電洞輸送材料之有機溶液的基板側表面狀態（表面高 -26- 1374685 度）’細實線係圖示利用本實施型態之方法（將有機溶液塗 布'乾燥後’再塗布溶媒，做乾燥處理）所形成之電洞輸送 層之表面狀態’又’細虛線係利用習知方法（塗布有機溶液 後’做乾燥處理）所形成之電洞輸送層之表面狀態。 亦即，如第6A圖、第6B圖所示得知：在習知方法（細 虛線）方面’看到了有機溶液HMC之液面端部在層間絕緣 膜Ua及隔牆lib側面緩慢向上走，而且若以像素形成區 域Αρχ內所形成之電洞輸送層丨3a之最薄部爲基準，則發 Φ 現膜厚度之變動在5 %以內之區域之比率爲72%;相對於 此’在再塗布溶媒之本實施型態方法（細實線）方面，上述 比率改善爲85% ’而且在像素形成區域Αρχ之全區域，膜 厚度小。 因此，依據本實施型態，於由層間絕緣膜11a及隔牆 1 1 b所劃定出之像素形成區域內（像素電極上）能夠形成膜 厚度小且大致均等的有機EL層（電洞輸送層13 a)。因此， 能夠抑制發光動作時之發光起始電壓以及自有機EL層放 Φ 射之光hv之波長（色度）偏離設計値，獲得所期望之顯示 畫質，並且能夠抑制顯示面板之孔徑比之降低及有機EL 元件之劣化，以實現可靠性高或壽命長的顯示面板。 又，雖然在上述實施型態所示之有機EL層之形成步驟 中已說明，將包含電洞輸送材料或電子輸送性發光材料之 有機溶液塗布於像素形成區域且予以乾燥後，將構成該有 機溶液之溶媒再塗布的情況，但是本發明並不限定於此。 本發明也可以再塗布具有使像素形成區域（像素電極上）所 固定之電洞輸送材料或電子輸送性發光材料再溶解或再分 -27- 1374685 散之功效的液體，該液體例如有：濃度爲最初塗布上去之 有機溶液之濃度之1/10以下的低濃度有機溶液、該有機溶 液之可溶液體等 又，雖然在上述實施型態中已說明，應用噴嘴列印法 來作爲將包含電洞輸送材料或電子輸送性發光材料之有機 溶液塗布於面板基板上之像素形成區域的方法的情況，但 是本發明並不限定於此，當然也可以應用噴墨法或其他塗 布方法（印刷技術）》 • 又，雖然在上述實施型態中，有機EL層13具有電洞 輸送層13a及電子輸送性發光層13b，但是不限於此，也可 以僅爲電洞輸送兼電子輸送性發光層。又，可以爲電洞輸 送性發光層及電子輸送層，也可以將載體輸送層適當夾在 當中，也可以是其他載體輸送層之組合。 又，雖然在上述實施型態中，使像素電極12爲陽極， 但是不限於此，也可以爲陰極。此時，有機EL層13中， 與像素電極12接觸之載體輸送層爲電子輸送性層即可。 • 【圖式簡單說明】 第1A圖係爲圖示適用於本發明顯示裝置之顯示面板 之像素排列狀態之一例的重要部槪略俯視圖。 第1B圖係爲第1A圖所示之A-A線剖面圖。 第2A圖及第2B圖係爲圖示適用於本實施型態顯示裝 置製造裝置之列印頭之一例的槪略構成圖。 第3A圖至第3E圖係爲圖示本實施型態顯示裝置（顯示 面板）製造方法之一例的步驟剖面圖（其一）。 第4A圖至第4D圖係爲圖示本實施型態顯示裝置（顯示 -28- 1374685 面板）製造方法之一例的步驟剖面圖（其二）。 第5A圖至第5D圖係爲圖示本實施型態有機EL層（電 洞輸送層）之形成步驟中膜表面狀態的槪念圖。 第6A圖係爲圖示電洞輸送層之表面狀態（表面高度）的 曲線圖’用以驗證本實施型態有機EL層（電洞輸送層）形成 步驟之功效。 第6B圖係爲放大圖示第6A圖所示之Rpr所得的曲線 圖。 第7圖係爲圖示有機EL元件基本構造之槪略剖面圖。 第8圖係爲用以說明習知技術之有機EL元件製程之問 題點的槪略圖。 【主要元件符號說明】 10 顯 示 面 板 11 隔 牆 11a 層 間 絕 緣 膜 1 lb 隔 牆 12 像 素 電 極 13 有 機 EL層 13a 電 洞 輸 送 層 13a’ 電 洞 輸 送 -L丄 材 料 膜 13b 電 子 輸 送 性 發 光 層 13b， 電 子 輸 送 性 發 光 材料膜 1 3 x 電 洞 輸 送 材 料 14 對 向 電 極 15 封 閉 用 樹 脂 層 16 封 閉 用 基 板 -29- 1374685

2 1 22 23 24 25 26 27 28 30 3 1 111 1 12 113 113a 113b 1 14 115 121 A p x

EMC，HMC

ESL,HSL ΙΕΑ,ΙΕΒ,ΙΗΑ,ΙΗΒ

LQD

PIX

PSB PXr,PXg,PXb 基板載台 X-Y雙軸機械手臂 對準用攝影機 列印頭 機械手臂控制部 泵部 泵控制部 墨水槽 送出控制部 圖像處理部 絕緣性基板 陽極電極 有機EL層 電洞輸送層 電子輸送性發光層 陰極電極 直流電壓源 隔牆 像素形成區域 有機溶液 溶劑 噴墨嘴 塗布液 顯示像素 面板基板 色像素 -30-

Claims (1)

1374685. 補充 I 修正本 第95149096號「顯示裝置的製造裝置及顯示裝置的製造方法」 專利案 (2011年1月20日修正） 十、申請專利範圍： 1·—種顯示裝置的製造方法，該顯示裝置具備具有含載體 輸送層之發光元件的顯示像素，該製造方法具有以下步 驟： 材料固定步驟，其係於由隔牆所包圍之該顯示像素之 形成區域塗布含有載體輸送性材料之溶液，並予以乾 燥，以使該載體輸送性材料以薄膜狀固定；以及 載體輸送層形成步驟，其係將含有與該材料固定步驟 之該溶液中之溶媒相同材料的溶媒、及與該載體輸送性 材料相同材料的載體輸送性材料，且濃度爲該材料固定 步驟之該溶液的1/10以下且大於0，且使該固定後之載 體輸送性材料再溶解或再分散的液材，塗布在該顯示像 素之形成區域以形成由該載體輸送性材料所構成的該載 體輸送層。 2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法，其中， 該顯示像素之形成區域係藉由隔牆來界定。 3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置的製造方法，其中， 於由該隔牆所包圍之區域，形成複數個由同一發光色之 該發光元件所構成的該顯示像素之該顯示像素之形成區 域。 4. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法，其中， 該材料固定步驟中用以塗布含有該載體輸送性材料之溶 1374685 修正本 液的處理，以及該載體輸送層形成步驟中用以 載體輸送性材料再溶解之溶液的處理，係使用 法分別對複數個該顯示像素之形成區域連續地 溶液》 5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法 該載體輸送性材料係由高分子系有機材料所構 光元件係有機電致發光元件。 6. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法 該載體輸送性材料係含有聚伸乙基二 (polyethylenedioxythiophene ) ° 7. 如申請專利範圔第1項之顯示裝置的製造方法 該載體輸送性材料係含有共軛雙鍵聚合物。 8. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法 含有該載體輸送性材料之溶液，係含有水、乙 醇中至少任一者。 9. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置的製造方法 再溶解或再分散的液材，係含有水、乙醇、乙 少任一者。 塗布使該 噴嘴列印 塗布前述 ，其中， 成；該發 ，其中， 氧噻吩 ，其中， ，其中， 醇、乙二 ，其中， 二醇中至