JP2007087619A - 膜の製造方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 膜厚ムラを低減し、膜の均一性を向上することができる膜の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】 有機ELディスプレイの素子形成領域10に正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52を重ねて塗布し乾燥する。正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとが非相溶性で、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28とが非相溶性で、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とが非相溶性になるような溶液を選択する。重ねて塗布された各材料液は非相溶性の為、平坦な状態で乾燥され、膜が形成される。
【選択図】 図9
【解決手段】 有機ELディスプレイの素子形成領域10に正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52を重ねて塗布し乾燥する。正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとが非相溶性で、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28とが非相溶性で、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とが非相溶性になるような溶液を選択する。重ねて塗布された各材料液は非相溶性の為、平坦な状態で乾燥され、膜が形成される。
【選択図】 図9
Description
本発明は、膜の製造方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器に関するものである。
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器に使用されるフラットパネルディスプレイは、高密度化、高画質化、高寿命化の要求が高まっている。
フラットパネルディスプレイとして、例えば有機ELディスプレイ装置において画素を構成する素子の正孔注入層/輸送層、発光層、電子注入層の膜厚にムラができると、発光色ムラ、輝度ムラが発生し、さらに、部分的に電気の多く流れる個所ができ寿命も短くなる。そのため、高寿命、高画質にするには、膜厚を均一にすることが有効である
正孔注入層/輸送層、発光層、電子注入層の形成工程において、液滴を基板上に吐出する液滴吐出法を用いて高分子材料を塗布されることが多い。バンク内に機能液を塗布したあと、乾燥し膜を形成していた。その際、乾燥過程で液状体の流動が起きて膜厚の均一性が低下するという課題があった。
さらに、基板上の画素領域における端の部分と中央部分とでは、蒸発する溶媒の分子分圧の差が生じ乾燥速度にムラが生じる。画素上に塗布された液体の乾燥時間の差は、画素内での膜厚の均一性が低下する。特許文献1に示されるように、膜厚の均一性を向上する方法として、画素が配置されていない非表示領域に機能液を塗布して、基板上の画素領域における端の部分と中央の部分の蒸発溶媒の分子分圧差を近づけて、機能液の乾燥時間を制御する方法が紹介されている。
フラットパネルディスプレイとして、例えば有機ELディスプレイ装置において画素を構成する素子の正孔注入層/輸送層、発光層、電子注入層の膜厚にムラができると、発光色ムラ、輝度ムラが発生し、さらに、部分的に電気の多く流れる個所ができ寿命も短くなる。そのため、高寿命、高画質にするには、膜厚を均一にすることが有効である
正孔注入層/輸送層、発光層、電子注入層の形成工程において、液滴を基板上に吐出する液滴吐出法を用いて高分子材料を塗布されることが多い。バンク内に機能液を塗布したあと、乾燥し膜を形成していた。その際、乾燥過程で液状体の流動が起きて膜厚の均一性が低下するという課題があった。
さらに、基板上の画素領域における端の部分と中央部分とでは、蒸発する溶媒の分子分圧の差が生じ乾燥速度にムラが生じる。画素上に塗布された液体の乾燥時間の差は、画素内での膜厚の均一性が低下する。特許文献1に示されるように、膜厚の均一性を向上する方法として、画素が配置されていない非表示領域に機能液を塗布して、基板上の画素領域における端の部分と中央の部分の蒸発溶媒の分子分圧差を近づけて、機能液の乾燥時間を制御する方法が紹介されている。
しかしながら、特許文献1に示される方法では、液滴を吐出するための非表示領域を大きくする必要があり、基板の表示領域の面積が小さくなってしまう。また、特許文献1では、表示領域の端の部分の膜厚の均一性を向上できるが、表示領域全体の膜厚の均一性が低下するという課題は解決されない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、膜厚の均一性を向上することができる膜の製造方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器を提供することにある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、膜厚の均一性を向上することができる膜の製造方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の膜の製造方法は、複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、基板上に機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、第1の層及び第2の層を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする。
これによれば、液状である第1の機能液の上に液状である第2の機能液が配置される。第1の機能液と第2の機能液は、非相溶性であることから、第1の機能液と第2の機能液との境界面は表面張力により、平坦な状態となる。そしてこの状態で乾燥することで、膜厚が均一になる。従って、第1の層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明の膜の製造方法は、複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、基板上に機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、第2の機能液と非相溶性の第3の機能液を、第2の層の上に塗布し、第3の層を配置する第3の層配置工程と、第1の層、第2の層及び第3の層を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする。
これによれば、液状である第1の機能液の上に液状である第2の機能液が配置され、その第2の機能液の上に液状である第3の機能液が配置される。第1の機能液と第2の機能液は、非相溶性であり、第2の機能液と第3の機能液は、非相溶性であることから、第1の機能液と第2の機能液の境界面と、第2の機能液と第3の機能液の境界面は表面張力により、平坦な状態となる。そしてこの状態で乾燥することで、膜厚ムラが低減する。従って、第1の層と第2の層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明の膜の製造方法は、複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、基板上に機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、第2の機能液と非相溶性の溶媒を、第2の層の上に配置する溶媒配置工程と、第1の層、第2の層及び溶媒を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする。
これによれば、液状である第1の機能液の上に液状である第2の機能液が配置され、液状である第2の機能液の上に液状である溶媒が配置される。第1の機能液と第2の機能液は、非相溶性であり、第2の機能液と溶媒は、非相溶性であることから、第1の機能液と第2の機能液の境界面と、第2の機能液と溶媒の境界面は表面張力により、平坦な状態となる。そしてこの状態で乾燥することで、膜厚ムラが低減する。従って、第1の層と第2の層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明の膜の製造方法は、複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、基板上に機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、第2の機能液と非相溶性の第3の機能液を、第2の層の上に塗布し、第3の層を配置する第3の層配置工程と、第3の機能液と非相溶性の溶媒を、第3の層の上に配置する溶媒配置工程と、第1の層、第2の層、第3の層及び溶媒を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする。
これによれば、液状である第1の機能液の上に液状である第2の機能液が配置され、液状である第2の機能液の上に液状である第3の機能液が配置される。さらに、液状である第3の機能液の上に液状である溶媒が配置される。第1の機能液と第2の機能液は、非相溶性であり、第2の機能液と第3の機能液は非相溶性である。さらに、第3の機能液と溶媒は、非相溶性であることから、第1の機能液と第2の機能液の境界面と、第2の機能液と第3の機能液の境界面と、第3の機能液と溶媒の境界面は表面張力により、平坦な状態となる。そしてこの状態で乾燥することで、各膜の膜厚ムラが低減する。従って、第1の層と第2の層と第3の層の各層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明の膜の製造方法では、乾燥工程は、減圧乾燥法を用いて行ってもよい。
これによれば、層状に配置された液状の機能液や溶媒のうち、最も表面に配置された液体は、減圧乾燥法により液体流動の起きない粘度まで徐々に乾燥するので、最も表面に配置された液体は、真空乾燥法、加熱、エネルギー線照射により乾燥したときに比べて平坦な形態で乾燥する。従って、最も表面にある液状体の下に配置された液状体も液体流動できない為、真空乾燥法、加熱、エネルギー線照射により乾燥したときに比べて平坦な状態で乾燥される。その結果、配置された各層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、層状に配置された液状の機能液や溶媒のうち、最も表面に配置された液体は、減圧乾燥法により液体流動の起きない粘度まで徐々に乾燥するので、最も表面に配置された液体は、真空乾燥法、加熱、エネルギー線照射により乾燥したときに比べて平坦な形態で乾燥する。従って、最も表面にある液状体の下に配置された液状体も液体流動できない為、真空乾燥法、加熱、エネルギー線照射により乾燥したときに比べて平坦な状態で乾燥される。その結果、配置された各層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明の膜の製造方法では、機能液または、溶媒を配置する方法は、液滴吐出法を用いて行なってもよい。
これによれば、液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、機能液の消費に無駄がなく、基板上に配置する機能液の量や位置の制御を行ないやすい。
これによれば、液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、機能液の消費に無駄がなく、基板上に配置する機能液の量や位置の制御を行ないやすい。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第1の層は、正孔注入層であり、第2の層は発光層であってもよい。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第1の層は、発光層であり、第2の層は電子注入層であってもよい。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第1の層は、電子注入層であり、第2の層は発光層であってもよい。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第1の層は、発光層であり、第2の層は正孔注入層であってもよい。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1の層の膜厚の均一性を向上することができるので、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第1の層は、正孔注入層であり、第2の層は発光層であり、第3の層は電子注入層であってもよい。
これによれば、第1と第2の層の膜厚の均一性を向上することができるので、正孔注入層と、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1と第2の層の膜厚の均一性を向上することができるので、正孔注入層と、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、電子注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第1の層は電子注入層であり、第2の層は発光層であり、第3の層は正孔注入層であってもよい。
これによれば、第1と第2の層の膜厚の均一性を向上することができるので、電子注入層と、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
これによれば、第1と第2の層の膜厚の均一性を向上することができるので、電子注入層と、発光層の膜厚の均一性を向上することができる。さらに、溶媒配置工程を有する場合は、正孔注入層の膜厚の均一性を向上することができる。
本発明のデバイスは、前述のデバイス製造方法を用いて製造されている。
これによれば、このデバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層のうち少なくとも一つの層において、膜厚の均一性向上が可能な製造方法により製造されている。従って、膜厚の均一性が向上された層を有するデバイスとすることができる。
これによれば、このデバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層のうち少なくとも一つの層において、膜厚の均一性向上が可能な製造方法により製造されている。従って、膜厚の均一性が向上された層を有するデバイスとすることができる。
本発明の電気光学装置は、前述のデバイスを備えることを要旨とする。
これによれば、前述のデバイスは膜厚の均一性が向上した層を有するデバイスであることから、このデバイスを備えた電気光学装置は、輝度の均一性が向上された電気光学装置とすることができる。
これによれば、前述のデバイスは膜厚の均一性が向上した層を有するデバイスであることから、このデバイスを備えた電気光学装置は、輝度の均一性が向上された電気光学装置とすることができる。
本発明の電子機器は、前述の電気光学装置を表示部として備えたことを要旨とする。
これによれば、前述の電気光学装置は、輝度の均一性が向上された電気光学装置であることから、この電気光学装置を表示部として備えた電子機器は、輝度の均一性が向上された表示部を備えた電子機器とすることができる。
これによれば、前述の電気光学装置は、輝度の均一性が向上された電気光学装置であることから、この電気光学装置を表示部として備えた電子機器は、輝度の均一性が向上された表示部を備えた電子機器とすることができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、「有機ELディスプレイ」という)の第1の実施形態について図1〜図9に従って説明する。
図1は、本発明の有機ELディスプレイの平面的な概略回路配置図であり、図2は、その有機ELディスプレイの図1中a−a線断面図である。
以下、本発明を具体化した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、「有機ELディスプレイ」という)の第1の実施形態について図1〜図9に従って説明する。
図1は、本発明の有機ELディスプレイの平面的な概略回路配置図であり、図2は、その有機ELディスプレイの図1中a−a線断面図である。
図1に示すように、電気光学装置としての有機ELディスプレイ1は、ディスプレイ部2と、該ディスプレイ部2の下側部に接続されたフレキシブル回路基板3とから構成されている。
ディスプレイ部2は、基板4を備えている。基板4は、本実施形態では、ガラス板で構成されたものである。基板4は、図1及び図2に示すように、その略中央に略四角形状の表示領域5を備えている。表示領域5には、図1に示すように、m×n個の画素6がマトリクス状に形成されている。基板4上であって、表示領域5以外の領域(以下、非表示領域7という)には、一対の走査線駆動回路8及び検査回路9が形成されている。
表示領域5には、一行当りn個の画素6群がm行形成されている。赤色の光を出射するデバイスとしての赤色用有機EL素子10Rと緑色の光を出射するデバイスとしての緑色用有機EL素子10Gと青色の光を出射するデバイスとしての青色用有機EL素子10Bとからなる1画素を構成単位として構成されている。そして、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、図1中X方向(列方向)に沿って赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、青色用有機EL素子10Bの順に配置されている。
即ち、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、図1中X方向に沿って、赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、青色用有機EL素子10B、赤色用有機EL素子10R、緑色用有機EL素子10G、…の順に繰り返して配置されている。また、図1中Y方向(行方向)に沿っては、同色の有機EL素子10R,10G,10Bが配置されている。そして、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、隣接する各色用有機EL素子10R,10G,10Bと等間隔で配列されている。
図2に示すように、各色用有機EL素子10R,10G,10Bは、基板4上に形成された回路形成層4b上に形成されている。この回路形成層4bは、表示領域5に形成される前述の各画素6を駆動させるための薄膜トランジスタ11等といった回路素子や、非表示領域7に形成される走査線駆動回路8または検査回路9を構成する回路素子が形成された層である。また、回路形成層4b上の表示領域5に対応した領域には、各有機EL素子10R,10G,10Bをマトリクス状に区画するバンク12が形成されている。
バンク12は、その表面が撥液性を有している。このバンク12は、撥液性を備えた材料、例えば、フッ素系樹脂で構成されたものでもよい。また、バンク12は、撥液性を備えていない材料、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂を用いてパターン形成されたバンクに、CF4プラズマ処理等により表面を撥液化されたものでもよい。
前述の回路形成層4b上であって、バンク12によって区画された凹状領域(以下、素子形成領域10と称す)の各底部には画素電極13が形成されている。各画素電極13は、対応する薄膜トランジスタ11とコンタクトホール14を介して電気的に接続されている。各画素電極13上には、第1の層としての正孔注入輸送層(以下、正孔注入層15と称す)、第2の層としての発光層16R,16G,16B、第3の層としての電子注入輸送層(以下、電子注入層17と称す)の順に膜としての層が積層されてなる機能層18が形成されている。
正孔注入層15は、画素電極13の電圧を受けて正孔を生成し、伝播する機能を有しており、本発明の製造方法により、その層の膜厚が均一に形成されている。その形成材料として本実施形態では、正孔伝達材料であるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(以下PEDOTと呼ぶ)と絶縁材料であるポリスチレンスルフォン酸(以下PSSと呼ぶ)を含有する材料を採用している。
発光層16R,16G,16Bは、光を出射する有機発光材料で構成された層であり、本発明の製造方法により、その層の膜厚は均一に形成されている。赤色の発光層16Rの形成材料として本実施形態では、MEHPPV(ポリ(3−メトキシ,6−(3−エチルヘキシル)パラフェニレンビニレン)を含有する材料を採用している。緑色の発光層16Gの形成材料としてポリジオクチルフルオレンとF8BT(ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体)の混合溶液を含有する材料を採用している。青色の発光層16Bの形成材料としてポリジオクチルフルオレンを含有する材料を採用している。
電子注入層17は、電子を発光層16R,16G,16Bに伝送する機能を有しており、本発明の製造方法により、その層の膜厚が均一に形成されている。その層の形成材料として本実施形態ではビスアセチルアセトナト/カルシウム錯体(Ca(acac)2)を含有する材料を採用している。
機能層18及びバンク12上全面に渡って陰極19が形成され、電子注入層17に電子を流動させている。また、陰極19の一部は、非表示領域7上を覆うように形成されている。陰極19は、光透過性を有する導電性材料で構成されている。本実施形態においては、陰極19は、蒸着法にてアルミニウムの薄膜が形成されている。
そして、上述した画素電極13、正孔注入層15、発光層16R、電子注入層17及び陰極19が積層されて赤色用有機EL素子10Rが構成される。また、画素電極13、正孔注入層15、発光層16G、電子注入層17及び陰極19が積層されて緑色用有機EL素子10Gが構成される。同様に、画素電極13、正孔注入層15、発光層16B、電子注入層17及び陰極19が積層されて青色用有機EL素子10Bが構成される。
陰極19全面を覆うように、光透過性を有した材料で構成された封止部20が形成されている。また、図1に示すように、基板4上であって、前述の表示領域5を挟むように、非表示領域7には一対の走査線駆動回路8が配置されている。各走査線駆動回路8は、上述したm行の画素6群のうちの所望の1行の画素6群を選択する走査信号を出力する。さらに、図1に示すように、基板4上の表示領域5よりY矢印方向側の非表示領域7には、検査回路9が形成されている。検査回路9は、各色用有機EL素子10R,10G,10Bが正常に駆動するか否かを検査するための回路であり、出荷するまえに有機ELディスプレイ1を駆動して検査している。
また、図1に示すように、フレキシブル回路基板3上にはデータ線駆動回路21と制御回路22とが形成されている。データ線駆動回路21は、走査線駆動回路8が出力した走査線信号によって選択された行の画素6群に対して、その各色用有機EL素子10R,10G,10Bの駆動信号を出力する。この駆動信号によって、各色用有機EL素子10R,10G,10Bの発光輝度が決定される。これにより、各画素6の色と発光輝度が決定される。
制御回路22は、走査線駆動回路8及びデータ線駆動回路21の駆動を統括制御するための回路であり、各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を各走査線駆動回路8及びデータ線駆動回路21にそれぞれ出力する。
このように構成された有機ELディスプレイ1は、制御回路22から出力される各種制御信号によって走査線駆動回路8及びデータ線駆動回路21が制御駆動され、各画素6の有機EL素子10R,10G,10Bの発光輝度が制御される。その結果、表示領域5上に所望の画像が表示されるようになっている。
次に、有機ELディスプレイ1の製造において、正孔注入層15、発光層16R,16G,16B及び電子注入層17を液滴吐出法にて形成する液滴吐出装置30について図3〜図5に従って説明する。図3は、液滴吐出装置の概略斜視図である。図4は液滴吐出装置のヘッド部の概略斜視図であり、図5は、そのヘッド部の要部断面図である。
液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
図3は、液滴吐出装置30の構成を示す斜視図である。液滴吐出装置30により、正孔注入層15を構成する第1の機能液としての正孔注入層の材料液26と、発光層16R,16G,16Bを構成する第2の機能液としての発光層の材料液27R,27G,27Bと、電子注入層17を構成する第3の機能液としての電子注入層の材料液28及び溶媒としての膜厚調整用溶媒液52が吐出され塗布される。
図3に示すように、液滴吐出装置30には、直方体形状に形成される基台31が備えられている。本実施形態では、この基台31の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
図3に示すように、液滴吐出装置30には、直方体形状に形成される基台31が備えられている。本実施形態では、この基台31の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
基台31の上面31aには、Y方向に延びる一対の案内レール32a,32bが同Y方向全幅にわたり凸設されている。その基台31の上側には、一対の案内レール32a,32bに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するステージ33が取付けられている。そのステージ33の直動機構は、例えば案内レール32a,32bに沿ってY方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するY軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がY軸モータに入力されると、Y軸モータが正転又は逆転して、ステージ33が同ステップ数に相当する分だけ、Y軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する(Y方向に走査する)ようになっている。
そのステージ33の上面には、載置面34が形成され、その載置面34には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面34に基板4を載置すると、基板チャック機構によって、その基板4が載置面34の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
基台31のX方向両側には、一対の支持台35a,35bが立設され、その一対の支持台35a,35bには、X方向に延びる案内部材36が架設されている。案内部材36は、その長手方向の幅がステージ33のX方向よりも長く形成され、その一端が支持台35a側に張り出すように配置されている。
案内部材36の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク37が配設されている。一方、その案内部材36の下側には、X方向に延びる案内レール38がX方向全幅にわたり凸設されている。
案内レール38に沿って移動可能に配置されるキャリッジ39は、略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ39の直動機構は、例えば案内レール38に沿ってX方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するX軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をX軸モータに入力すると、X軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ39が同ステップ数に相当する分だけX方向に沿って往動又は復動する(X方向に走査する)。
また、図4に示すように、キャリッジ39の下面(ステージ33側の面:ヘッド配設面39a)には、第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50がX方向に互いに平行に凸設されている。第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50の下面には、それぞれノズルプレートP1〜P6が備えられている。そのノズルプレートP1〜P6には、それぞれ複数のノズルN1〜N6がX方向に所定の間隔で配列されている。
図5は、第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50の構造を説明するための要部断面図である。図5に示すように、ノズルプレートP1〜P6の上側であってノズルN1〜N6と相対する位置には、キャビティ51が形成されている。そして、第1の液滴吐出ヘッド45のキャビティ51には、収容タンク37に貯留されている正孔注入層の材料液26が供給される。また、第2〜4の液滴吐出ヘッド46,47,48のキャビティ51には、収容タンク37に貯留されている発光層の材料液27R,27G,27Bが供給される。同様に、第5の液滴吐出ヘッド49のキャビティ51には、収容タンク37に貯留されている電子注入層の材料液28が供給され、第6の液滴吐出ヘッド50のキャビティ51には、収容タンク37に貯留されている膜厚調整用溶媒液52が供給される。
キャビティ51の上側には、上下方向に振動して、キャビティ51内の容積を拡大縮小する振動板53と、上下方向に伸縮して振動板53を振動させる圧電素子54が配設されている。
圧電素子54が上下方向に伸縮して振動板53を振動し、振動板53がキャビティ51内の容積を拡大縮小する。それにより、キャビティ51内に供給された機能層18の材料液及び膜厚調整用溶媒液52はノズルN1〜N6を通って吐出されるようになっている。
キャビティ51の上側には、上下方向に振動して、キャビティ51内の容積を拡大縮小する振動板53と、上下方向に伸縮して振動板53を振動させる圧電素子54が配設されている。
圧電素子54が上下方向に伸縮して振動板53を振動し、振動板53がキャビティ51内の容積を拡大縮小する。それにより、キャビティ51内に供給された機能層18の材料液及び膜厚調整用溶媒液52はノズルN1〜N6を通って吐出されるようになっている。
第1の液滴吐出ヘッド45は、正孔注入層の材料液26の液滴としての微小液滴55を吐出する。同様に、第2の液滴吐出ヘッド46は、発光層の材料液27Rの微小液滴56Rを吐出し、第3の液滴吐出ヘッド47は、発光層の材料液27Gの微小液滴56Gを吐出し、第4の液滴吐出ヘッド48は、発光層の材料液27Bの微小液滴56Bを吐出する。第5の液滴吐出ヘッド49は、電子注入層の材料液28の微小液滴57を吐出し、第6の液滴吐出ヘッド50は、電子注入層の材料液28の溶媒と相溶性のない溶媒からなる膜厚調整用溶媒液52の微小液滴58を吐出する。
そして、第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50が圧電素子54を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子54が伸張して、振動板53がキャビティ51内の容積を縮小する。その結果、第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1からは、縮小した容積分の正孔注入層の材料液26が微小液滴55として吐出される。また、第2〜4の液滴吐出ヘッド46,47,48のノズルN2,N3,N4からは、縮小した容積分の発光層の材料液27R,27G,27Bが微小液滴56R,56G,56Bとして吐出される。同様に、第5の液滴吐出ヘッド49のノズルN5からは、縮小した容積分の電子注入層の材料液28が微小液滴57として吐出され、第6の液滴吐出ヘッド50のノズルN6からは、縮小した容積分の膜厚調整用溶媒液52が微小液滴58として吐出される。
次に、上述した液滴吐出装置30を使った正孔注入層15、発光層16R,16G,16B、電子注入層17の製造方法について図6〜図9にて説明する。図6は、正孔注入層、発光層、電子注入層の製造方法のフローチチャートであり、図7〜図9は、液滴吐出装置の液滴吐出動作を説明する図である。
正孔注入層15と発光層16R,16G,16Bと電子注入層17以外の各層の形成は、公知の装置、方法によって形成されるので、その製造方法の説明は省略する。
正孔注入層15と発光層16R,16G,16Bと電子注入層17以外の各層の形成は、公知の装置、方法によって形成されるので、その製造方法の説明は省略する。
まず、液滴吐出装置30のステージ33の移動と第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50の動作について簡単に説明する。バンク12が形成され、そのバンク12内(素子形成領域10)に画素電極13が形成されている基板4を、ステージ33の載置面34に配置固定する。そして、キャリッジ39(第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50)を所定のX方向位置にセットした後、ステージ33(基板4)をY方向に移動させる。そして、第1〜第6の液滴吐出ヘッド45〜50の直下をY方向に通過する基板4の素子形成領域10に対して微小液滴55,56R,56G,56B,57,58を順次吐出する動作を行なう。
このとき、基板4に形成された赤色の素子形成領域10には、最初に第1の液滴吐出ヘッド45の直下を通過して微小液滴55が塗布される。次に第2の液滴吐出ヘッド46の直下を通過して微小液滴56Rが塗布され、第5の液滴吐出ヘッド49の直下を通過して微小液滴57が塗布されるようになっている。さらに、第6の液滴吐出ヘッド50の直下を通過して微小液滴58が塗布されるようになっている。
尚、青色の素子形成領域10では、第2の液滴吐出ヘッド46でなく、第3の液滴吐出ヘッド47から微小液滴56Bが塗布さる。緑色の素子形成領域10でも、第2の液滴吐出ヘッド46でなく、第4の液滴吐出ヘッド48から微小液滴56Gが塗布される。
尚、青色の素子形成領域10では、第2の液滴吐出ヘッド46でなく、第3の液滴吐出ヘッド47から微小液滴56Bが塗布さる。緑色の素子形成領域10でも、第2の液滴吐出ヘッド46でなく、第4の液滴吐出ヘッド48から微小液滴56Gが塗布される。
次に図6のフローチャートを用いて、デバイスの製造方法に相当する製造工程のステップを説明する。
図6において、ステップS1からステップS5までは、同一の液滴吐出装置30によって製造するステップである。ステップS1は、第1の層の配置工程に相当し、基板4上の所定の素子形成領域10に、第1の機能液である正孔注入層の材料液26を塗布するステップである。次にステップS2に移行する。ステップS2は、第2の層の配置工程に相当し、第2の機能液である発光層の材料液27R,27G,27Bを塗布するステップである。次にステップS3に移行する。ステップS3は、第3の層の配置工程に相当し、第3の機能液である電子注入層の材料液28を塗布するステップである。次にステップS4に移行する。ステップS4は、溶媒配置工程に相当し、膜厚調整用溶媒液52を塗布するステップである。次にステップS5に移行する。ステップS5にて、基板4上の塗布予定の全ての素子形成領域10に、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27R,27G,27B、電子注入層の材料液28及び膜厚調整用溶媒液52が塗布されていなければステップS1に移行し、塗布されていれば、ステップS6に進む。ステップS6は、乾燥工程に相当し、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27R,27G,27B、電子注入層の材料液28及び膜厚調整用溶媒液52を乾燥し、機能層18を形成するステップである。
図6において、ステップS1からステップS5までは、同一の液滴吐出装置30によって製造するステップである。ステップS1は、第1の層の配置工程に相当し、基板4上の所定の素子形成領域10に、第1の機能液である正孔注入層の材料液26を塗布するステップである。次にステップS2に移行する。ステップS2は、第2の層の配置工程に相当し、第2の機能液である発光層の材料液27R,27G,27Bを塗布するステップである。次にステップS3に移行する。ステップS3は、第3の層の配置工程に相当し、第3の機能液である電子注入層の材料液28を塗布するステップである。次にステップS4に移行する。ステップS4は、溶媒配置工程に相当し、膜厚調整用溶媒液52を塗布するステップである。次にステップS5に移行する。ステップS5にて、基板4上の塗布予定の全ての素子形成領域10に、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27R,27G,27B、電子注入層の材料液28及び膜厚調整用溶媒液52が塗布されていなければステップS1に移行し、塗布されていれば、ステップS6に進む。ステップS6は、乾燥工程に相当し、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27R,27G,27B、電子注入層の材料液28及び膜厚調整用溶媒液52を乾燥し、機能層18を形成するステップである。
次に、図7〜図9を用いて、図6に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図7(a)、(b)はステップS1に対応する図である。図7(a)に示すように、素子形成領域10には、最初に第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1から正孔注入層の材料液26の微小液滴55が吐出されて塗布される(ステップS1)。その結果、図7(b)に示すように、素子形成領域10内には正孔注入層の材料液26が塗布される。
図7(c)、図8(a)はステップS2に対応する図である。図7(c)に示すように、第2の液滴吐出ヘッド46のノズルN2から正孔注入層の材料液26が塗布されている各素子形成領域10へ、発光層の材料液27Rの微小液滴56Rが吐出されて塗布される(ステップS2)。その結果、図8(a)に示すように、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Rが重ねて塗布された液溜まりが形成される。
図7(a)、(b)はステップS1に対応する図である。図7(a)に示すように、素子形成領域10には、最初に第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1から正孔注入層の材料液26の微小液滴55が吐出されて塗布される(ステップS1)。その結果、図7(b)に示すように、素子形成領域10内には正孔注入層の材料液26が塗布される。
図7(c)、図8(a)はステップS2に対応する図である。図7(c)に示すように、第2の液滴吐出ヘッド46のノズルN2から正孔注入層の材料液26が塗布されている各素子形成領域10へ、発光層の材料液27Rの微小液滴56Rが吐出されて塗布される(ステップS2)。その結果、図8(a)に示すように、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Rが重ねて塗布された液溜まりが形成される。
図8(b)、(c)はステップS3に対応する図である。図8(b)に示すように、第5の液滴吐出ヘッド49のノズルN5から発光層の材料液27Rが塗布されている各素子形成領域10へ、電子注入層の材料液28の微小液滴57が吐出されて塗布される(ステップS3)。その結果、図8(c)に示すように、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Rと電子注入層の材料液28が重ねて塗布された液溜まりが形成される。
図9(a)、(b)はステップS4に対応する図である。図9(a)に示すように、第6の液滴吐出ヘッド50のノズルN6から電子注入層の材料液28が塗布されている素子形成領域10へ、膜厚調整用溶媒液52の微小液滴58が吐出されて塗布される(ステップS4)。その結果、図8(b)に示すように、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Rと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52が重ねて塗布された液溜まりが形成される。
同様に、緑色と青色の素子形成領域10においては、素子形成領域10に、第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1から正孔注入層の材料液26の微小液滴55が吐出されて塗布され(ステップS1)、正孔注入層の材料液26が塗布される。次に緑色の素子形成領域10においては、第3の液滴吐出ヘッド47のノズルN3から、緑色の発光層の材料液27Gの微小液滴56Gが吐出されて塗布され(ステップS2)、素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Gが重ねて塗布された液溜まりが形成される。青色の素子形成領域10においては、第4の液滴吐出ヘッド48のノズルN4から、青色の発光層の材料液27Bの微小液滴56Bが吐出されて塗布され(ステップS2)、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27Bが重ねて塗布された液溜まりが形成される。
続いて、発光層の材料液27G,27Bの上に第5の液滴吐出ヘッド49のノズルN5から電子注入層の材料液28の微小液滴57が吐出されて塗布され(ステップS3)、電子注入層の材料液28の上に第6の液滴吐出ヘッド50のノズルN6から膜厚調整用溶媒液52の微小液滴58が吐出されて塗布される(ステップS4)。その結果、各素子形成領域10には、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27G,27B、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とが重ねて塗布された液溜まりが形成される。
塗布する予定の全ての素子形成領域10に各機能層の材料液を塗布したら、塗布を終了する(ステップS5)。
塗布する予定の全ての素子形成領域10に各機能層の材料液を塗布したら、塗布を終了する(ステップS5)。
尚、正孔注入層の材料液26と電子注入層の材料液28との溶媒または分散媒として、本実施形態では、極性溶媒である水を採用している。一方、発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52との溶媒または分散媒として、本実施形態では、非極性溶媒であるキシレンを採用している。
従って、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとは相溶性がないので混じることがなく、その2液の境界面は、表面張力及び重力によりほぼ平坦な状態となる。同様に、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28との間の境界面及び、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52との境界面もほぼ平坦な状態となる。
従って、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとは相溶性がないので混じることがなく、その2液の境界面は、表面張力及び重力によりほぼ平坦な状態となる。同様に、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28との間の境界面及び、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52との境界面もほぼ平坦な状態となる。
図9(c)はステップS6に対応する図である。図9(c)に示すように、乾燥工程において基板4を乾燥する(ステップS6)。本実施形態においては、真空中(1torr(133.3Pa))、室温、20分という条件で乾燥することとし、これにより、溶媒または分散媒が除去される。このとき、素子形成領域10では、正孔注入層の材料液26、発光層の材料液27R,27G,27B及び電子注入層の材料液28は固体化する。そして、画素電極13上に正孔注入層15、発光層16R,16G,16B及び電子注入層17からなる機能層18が形成される。
次に、図2に示す断面と同様に、蒸着法によって、電子注入層17上、バンク12上及び回路形成層4b上に渡ってアルミニウムを蒸着させ陰極19を形成する。さらに、陰極19の上に光透過性を有した材料で構成された封止部20を形成する。これにより、ディスプレイ部2が製造される。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、図6に示すステップに従って、基板4の表示領域5に形成された各素子形成領域10において、画素電極13上に正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを順次塗布し、乾燥する。
また、正孔注入層の材料液26と電子注入層の材料液28の溶媒または分散媒は、極性溶媒である水を採用し、発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52の溶媒または分散媒は、非極性溶媒であるキシレンを採用した。従って、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとは非相溶性となり、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28とは非相溶性となる。さらに、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とは非相溶性となる。
乾燥工程において、膜厚調整用溶媒液52は、バンク12に膜厚調整用溶媒液52が移動しつつ真空中に蒸発する。電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とは非相溶性であるため、2液の境界面は分離し、表面張力及び重力により平坦な状態となっている。従って、膜厚調整用溶媒液52を塗布しないときに比べて、膜厚調整用溶媒液52を塗布したとき、電子注入層の材料液28は、バンク12に移動しずらい状態で乾燥し、電子注入層17が形成される。その結果、電子注入層17は膜厚の均一性を向上することができる。
同様に、電子注入層の材料液28と発光層の材料液27R,27G,27Bとは非相溶性であり、発光層16R,16G,16Bは、発光層の材料液27R,27G,27Bの上に電子注入層の材料液28を塗布しないで乾燥したときに比べて、膜厚の均一性を向上することができる。発光層の材料液27R,27G,27Bと正孔注入層の材料液26とは、非相溶性であり、正孔注入層15は、正孔注入層の材料液26の上に発光層の材料液27R,27G,27Bを塗布しないで乾燥したときに比べて、膜厚の均一性を向上することができる。
(1)本実施形態によれば、図6に示すステップに従って、基板4の表示領域5に形成された各素子形成領域10において、画素電極13上に正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを順次塗布し、乾燥する。
また、正孔注入層の材料液26と電子注入層の材料液28の溶媒または分散媒は、極性溶媒である水を採用し、発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52の溶媒または分散媒は、非極性溶媒であるキシレンを採用した。従って、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bとは非相溶性となり、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28とは非相溶性となる。さらに、電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とは非相溶性となる。
乾燥工程において、膜厚調整用溶媒液52は、バンク12に膜厚調整用溶媒液52が移動しつつ真空中に蒸発する。電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とは非相溶性であるため、2液の境界面は分離し、表面張力及び重力により平坦な状態となっている。従って、膜厚調整用溶媒液52を塗布しないときに比べて、膜厚調整用溶媒液52を塗布したとき、電子注入層の材料液28は、バンク12に移動しずらい状態で乾燥し、電子注入層17が形成される。その結果、電子注入層17は膜厚の均一性を向上することができる。
同様に、電子注入層の材料液28と発光層の材料液27R,27G,27Bとは非相溶性であり、発光層16R,16G,16Bは、発光層の材料液27R,27G,27Bの上に電子注入層の材料液28を塗布しないで乾燥したときに比べて、膜厚の均一性を向上することができる。発光層の材料液27R,27G,27Bと正孔注入層の材料液26とは、非相溶性であり、正孔注入層15は、正孔注入層の材料液26の上に発光層の材料液27R,27G,27Bを塗布しないで乾燥したときに比べて、膜厚の均一性を向上することができる。
(2)本実施形態によれば、正孔注入層15、発光層16R,16G,16B、電子注入層17の各層の膜は、各層の材料液を塗布後、各層毎に乾燥するときに比べて、平坦な膜厚とすることができることから、均一な膜厚とすることができる。従って、有機EL素子10R,10G,10Bに電圧を印加したとき、膜全体に同じ電流密度で電流が流れる。その結果、部分的に高い電流密度の電流が流れて劣化が早まる個所がないことから、寿命の長い有機EL素子10R,10G,10Bとすることができる。
(3)本実施形態によれば、有機EL素子10R,10G,10Bに電圧を印加したとき、膜全体にほぼ同じ電流密度で電流が流れる。従って部分的に高い電流密度の電流が流れて他の個所に比べて高い輝度になる個所がないので、輝度のばらつきの少ない有機EL素子10R,10G,10Bとすることができる。
(4)本実施形態によれば、第1の液滴吐出ヘッド45のノズルN1が吐出する素子形成領域10と同じ位置の素子形成領域10に吐出する第2〜6の液滴吐出ヘッド46〜50のノズルN2〜N6とは、基板4を走査する方向の同一線上に配置されている。従って、一回の走査で、同一地点の素子形成領域10に対して、第1〜6の液滴吐出ヘッド45〜50が吐出する事ができるので、生産性のよい装置とする事ができる。
(5)本実施形態によれば、液滴吐出法により機能液を塗布したことから、位置と吐出量を精度良く制御して塗布することができる。
(5)本実施形態によれば、液滴吐出法により機能液を塗布したことから、位置と吐出量を精度良く制御して塗布することができる。
(6)本実施形態によれば、非表示領域7に溶媒などの機能液を塗布しなくとも、電子注入層17を平坦に形成できることから、非表示領域7を広くする必要がない。従って、非表示領域7の面積が狭い有機ELディスプレイ1とすることができる。
(第2の実施形態)
(第2の実施形態)
次に、上述した第1の実施形態の有機ELディスプレイ1を備えた電子機器について説明する。
図10は、パーソナルコンピュータに有機ELディスプレイ1を搭載した例を示す概略斜視図である。図10に示すように、電子機器としてのパーソナルコンピュータ100の本体は情報を表示する表示部としての表示装置101を備えている。この表示装置101に、第1の実施形態により製造された有機ELディスプレイ1が配設されている。パーソナルコンピュータ100に配置されている表示装置101は、前述の実施形態により製造された、輝度のムラがない有機ELディスプレイ1を搭載しているので、表示部の輝度のムラがないという効果を有する電子機器となる。
図10は、パーソナルコンピュータに有機ELディスプレイ1を搭載した例を示す概略斜視図である。図10に示すように、電子機器としてのパーソナルコンピュータ100の本体は情報を表示する表示部としての表示装置101を備えている。この表示装置101に、第1の実施形態により製造された有機ELディスプレイ1が配設されている。パーソナルコンピュータ100に配置されている表示装置101は、前述の実施形態により製造された、輝度のムラがない有機ELディスプレイ1を搭載しているので、表示部の輝度のムラがないという効果を有する電子機器となる。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良などを加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)前記実施形態では、乾燥工程において真空乾燥方法を採用したが、減圧乾燥法で乾燥してもよい。図11は、減圧乾燥装置の構造を示す側断面概略図である。
図11に示すように、減圧乾燥装置200は、液状体Lが塗布された基板Wをチャンバー201内に収容し、液状体Lの溶媒を減圧下で蒸発させ乾燥させる減圧乾燥法を行なう装置である。
(変形例1)前記実施形態では、乾燥工程において真空乾燥方法を採用したが、減圧乾燥法で乾燥してもよい。図11は、減圧乾燥装置の構造を示す側断面概略図である。
図11に示すように、減圧乾燥装置200は、液状体Lが塗布された基板Wをチャンバー201内に収容し、液状体Lの溶媒を減圧下で蒸発させ乾燥させる減圧乾燥法を行なう装置である。
チャンバー201は、図面上の上部側の第1室202と下部側の第2室203とを有し、第2室203の容積が第1室202の容積に比べて大きくなるようにチャンバー201内を仕切る隔壁部204を備えている。隔壁部204の第1室202側には、基板Wを載置する載置台205が設けられている。隔壁部204には、チャンバー201の第1室202と第2室203とが連通する連通口206が載置台205の辺部に沿って2箇所設けられている。2つの連通口206が開口している部分には、チャンバー201の外壁部に取り付けられたモータに回転軸207aが繋がれた連通弁207がそれぞれ設けられている。
第1室202の上部中央付近には、接続孔208が設けられており、第1室202に不活性ガスである窒素(N2)ガスを導入可能な配管209の一方が接続されている。また、第1室202の側壁部には、第1室202内の減圧状態を計測可能な真空計210が設けられている。第2室203の下部(底面)中央付近には、接続孔211が設けられており、配管212の一方が接続されている。配管212の他方は、真空バルブ213を介して第2室203を減圧可能な真空ポンプ214に接続されている。第2室203の側壁部には、第2室203内の減圧状態を計測可能な真空計215が設けられている。真空計215および真空ポンプ214も制御部に電気的に接続され、制御部は、真空計215の出力(圧力値)を検出して、真空ポンプ214の排気速度を制御可能となっている。
本変形例の減圧乾燥装置に液状体Lを塗布した基板Wを設置し、連通弁207を開き所定の気圧に減圧する。次に液状体Lが蒸発し第1室202の気圧が上がったとき、連通弁207を開き、第1室202の気圧を下げた後連通弁207を閉じる。その後真空ポンプ214を作動して第2室203の気圧を所定の気圧まで減圧する。
このようにして、基板Wの液状体Lの蒸発速度を制御することで、第1室202内部の蒸気圧の分布を均一にできるので、蒸気分圧の場所による圧力差の影響を受けずに乾燥をすることができる。従って、前記第1の実施形態において基板4の素子形成領域10に塗布した正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを本変形例の減圧乾燥装置にて乾燥すると、蒸気分圧の場所による圧力差の影響を受けずに乾燥をすることができることから、真空乾燥する場合に比べて、さらに膜厚が均一である機能層18をもつ有機EL素子10R,10G,10Bとすることができる。
このようにして、基板Wの液状体Lの蒸発速度を制御することで、第1室202内部の蒸気圧の分布を均一にできるので、蒸気分圧の場所による圧力差の影響を受けずに乾燥をすることができる。従って、前記第1の実施形態において基板4の素子形成領域10に塗布した正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを本変形例の減圧乾燥装置にて乾燥すると、蒸気分圧の場所による圧力差の影響を受けずに乾燥をすることができることから、真空乾燥する場合に比べて、さらに膜厚が均一である機能層18をもつ有機EL素子10R,10G,10Bとすることができる。
(変形例2)前記第1の実施形態では、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを液滴吐出装置30にて連続吐出したが、各材料液を別の液滴吐出装置にて塗布しても良い。塗布した液を乾燥しないようにして、別の液滴吐出装置に移動し、次の層の液を塗布しても良い。
(変形例3)前記第1の実施形態では、各画素電極13上に、正孔注入層15、発光層16R,16G,16B、電子注入層17の順に積層して機能層18を形成し、機能層18上に陰極19を形成したが、これに限らない。正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52を塗布して乾燥した後、電子注入層17は、ビスアセチルアセトナト/カルシウム錯体(Ca(acac)2)を含有する材料を、蒸着法により成膜しても良い。
(変形例4)前記第1の実施形態では、陰極19は、蒸着法にてアルミニウムの薄膜を形成したが、ITO(Indium Tin Oxide)の薄膜をスパッタリングにて形成してもよい。
(変形例5)前記第1の実施形態では、発光層の材料は、MEHPPV(ポリ(3−メトキシ,6−(3−エチルヘキシル)パラフェニレンビニレン)、F8BT(ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体)、ポリジオクチルフルオレンを採用したがこれに限定されない。
発光層の形成材料として、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などを採用してもよい。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
他に、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン系高分子誘導体、等を採用しても良い。
発光層の形成材料として、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などを採用してもよい。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
他に、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン系高分子誘導体、等を採用しても良い。
(変形例6)前記第1の実施形態では、各画素電極13上に、正孔注入層15、発光層16R,16G,16B、電子注入層17の順に積層して機能層18を形成し、機能層18上に陰極19を形成したが、この積層順を逆にしても良い。各画素電極上に、電子注入層の材料液と発光層の材料液と正孔注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥することで、電子注入層、発光層、正孔注入層、の順に積層した機能層を形成し、機能層上に陽極を形成しても良い。各画素電極が陰極になるように、各画素電極と陽極間に電圧をかけることで、発光可能な有機EL素子とすることができる。この場合においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
(変形例7)前記第1の実施形態では、発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52の溶媒または分散媒は、非極性溶媒であるキシレンを採用したが、トルエン、メシチレンなどの非極性溶媒を採用しても良い。
(変形例8)前記第1の実施形態では、乾燥は、真空乾燥により乾燥したが、熱処理あるいは窒素ガスフローにより溶媒を除去してもよい。
(変形例9)前記第1の実施形態では、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52とを塗布し乾燥して機能層18を形成したが、これに限らない。正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと膜厚調整用溶媒液52とを塗布し乾燥した後、電子注入層の材料液28を塗布し乾燥して電子注入層17を形成しても良い。
(変形例10)前記第1の実施形態では、正孔注入層の材料液26と発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52を塗布し乾燥して機能層18を形成したが、これに限らない。正孔注入層の材料液26を塗布し乾燥して正孔注入層15を形成した後、発光層の材料液27R,27G,27Bと電子注入層の材料液28と膜厚調整用溶媒液52を塗布し乾燥して機能層18を形成しても良い。
(変形例11)前記変形例6では、各画素電極上に、電子注入層の材料液と発光層の材料液と正孔注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥して機能層を形成したが、これに限らない。電子注入層の材料液と発光層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥した後、正孔注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥して機能層を形成しても良い。
(変形例12)前記変形例6では、各画素電極上に、電子注入層の材料液と発光層の材料液と正孔注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥して機能層を形成したが、これに限らない。電子注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥した後、発光層の材料液と正孔注入層の材料液と膜厚調整用溶媒液とをこの順に塗布し乾燥して機能層を形成しても良い。
1…電気光学装置としての有機ELディスプレイ、4…基板、10R,10G,10B…デバイスとしての有機EL素子、15…第1の層としての正孔注入層、16R,16G,16B…第2の層としての発光層、17…第3の層としての電子注入層、26…第1の機能液としての正孔注入層の材料液、27R,27G,27B…第2の機能液としての発光層の材料液、28…第3の機能液としての電子注入層の材料液、52…溶媒としての膜厚調整用溶媒液、100…電子機器としてのパーソナルコンピュータ、101…表示部としての表示装置。
Claims (15)
- 複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、
前記基板上に前記機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、
前記第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、前記第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、
前記第1の層及び前記第2の層を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする膜の製造方法。 - 複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、
前記基板上に前記機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、
前記第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、前記第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、
前記第2の機能液と非相溶性の第3の機能液を、前記第2の層の上に塗布し、第3の層を配置する第3の層配置工程と、
前記第1の層、前記第2の層及び前記第3の層を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする膜の製造方法。 - 複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、
前記基板上に前記機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、
前記第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、前記第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、
前記第2の機能液と非相溶性の溶媒を、前記第2の層の上に配置する溶媒配置工程と、
前記第1の層、前記第2の層及び前記溶媒を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする膜の製造方法。 - 複数の機能液を基板上に配置することにより複数の膜を積層して形成する膜の製造方法であって、
前記基板上に前記機能液である第1の機能液を塗布し、第1の層を配置する第1の層配置工程と、
前記第1の機能液と非相溶性の第2の機能液を、前記第1の層の上に塗布し、第2の層を配置する第2の層配置工程と、
前記第2の機能液と非相溶性の第3の機能液を、前記第2の層の上に塗布し、第3の層を配置する第3の層配置工程と、
前記第3の機能液と非相溶性の溶媒を、前記第3の層の上に配置する溶媒配置工程と、
前記第1の層、前記第2の層、前記第3の層及び前記溶媒を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とする膜の製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜の製造方法であって、
前記乾燥工程は、減圧乾燥法を用いて行うことを特徴とする膜の製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜の製造方法であって、
前記機能液、または前記溶媒を配置する方法は、液滴吐出法であることを特徴とする膜の製造方法。 - 請求項1,3,5〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第1の層は、前記正孔注入層であり、前記第2の層は前記発光層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項1,3,5〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第1の層は、前記発光層であり、前記第2の層は前記電子注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項1,3,5〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と発光層と正孔注入層とを有し、
前記第1の層は、前記電子注入層であり、前記第2の層は前記発光層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項1,3,5〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と発光層と正孔注入層とを有し、
前記第1の層は、前記発光層であり、前記第2の層は前記正孔注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項2,4〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第1の層は、前記正孔注入層であり、前記第2の層は前記発光層であり、前記第3の層は前記電子注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項2,4〜6のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、
前記第1の層は前記電子注入層であり、前記第2の層は前記発光層であり、前記第3の層は前記正孔注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項7〜12のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法を用いて製造したことを特徴とするデバイス。
- 請求項13に記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項14に記載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
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JP2005271483A JP2007087619A (ja) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | 膜の製造方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器 |
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WO2012077431A1 (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
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2005
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