JP5190812B2 - 表示素子の製造方法、表示素子の製造装置、及び表示装置 - Google Patents
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Description
この製造方法により、第1隔壁と第2隔壁とに撥液処理が施されるため液滴を溝部に塗布する際に誤って第1隔壁又は第2隔壁に塗布してしまった場合であっても、液滴が隔壁で撥液されて溝部に液滴が入るようになる。従って基板が高速で送り出されても液滴が正確に塗布しづらい場合でも不良品が発生しにくい。
この製造方法により、溝部に親液処理が施されているため、液滴が溝部に入った際に溝部から液滴がはねることない。従って液滴による電極などが正確に溝部に形成され不良品が発生しにくい。
この製造方法により、凸部に撥液処理が施されるため液滴を溝部に塗布する際に誤って凸部に塗布してしまった場合であっても、液滴が凸部で撥液されて溝部に液滴が入るようになる。従って基板が高速で送り出されても液滴が正確に塗布しづらい場合でも不良品が発生しにくい。
この製造方法により、凹部に親液処理が施されているため、液滴が凹部に入った際に凹部から液滴がはねることない。従って液滴による電極などが正確に溝部に形成され不良品が発生しにくい。
この表示素子は、第1隔壁と第2隔壁との表面に撥液面が備えられており、誤って隔壁に塗布された液滴が隔壁に付いたままであることがない。このため信頼性の高い表示素子を提供することができる。
この表示素子は、第1隔壁と第2隔壁との間の溝部に親液面が施されているため、液滴が溝部に馴染んで電極が形成されている。このため表示素子に衝撃・振動などを与えた場合でも信頼性の高い表示素子を提供することができる。
表示素子の製造装置は、第1隔壁と第2隔壁とに撥液処理を施す撥液処理部を備えているため、塗布部が液滴を塗布する際に誤って隔壁に液滴を塗布した際でもその液滴が溝部に入るため信頼性の高い表示素子を製造することができる。
表示素子の製造装置は、第1隔壁と第2隔壁との間の溝部に親液処理を施す親液処理部を備えているため、塗布部が塗布した液滴を基板にしっかりと溝部に入り込む。そのため信頼性の高い表示素子を製造することができる。
有機EL素子の製造においては、薄膜トランジスタ(TFT)、画素電極が形成された基板を形成する必要がある。その基板上の画素電極上に発光層を含む1以上の有機化合物層(発光素子層)を精度良く形成するために、画素電極の境界領域に隔壁BA(バンク層)を容易に精度良く形成する必要がある。
供給ロールRLから送り出されたシート基板FBは、最初にシート基板FBに隔壁BAを形成する隔壁形成工程に入る。隔壁形成工程では、インプリントローラ10でシート基板FBを押圧するとともに、押圧した隔壁BAが形状を保つように熱転写ローラ15でシート基板FBをガラス転移点以上に熱する。このため、インプリントローラ10のローラ表面に形成された型形状がシート基板FBに転写される。
シート基板FBは、さらにX軸方向に進むと電極形成工程に入る。
薄膜トランジスタ(TFT)としては、無機半導体系のものでも有機半導体を用いたものでも良い。この有機半導体を用いて薄膜トランジスタを構成すれば、印刷技術や液滴塗布技術を活用して薄膜トランジスタを形成できる。
有機EL素子用の製造装置100は、画素電極P上に有機EL素子の発光層IRの形成工程を引き続き行う。
発光層形成工程では、液滴塗布装置20を使用する。上述したようにインクジェット方式又はディスペンサー方式を採用することができる。
続いて、緑色発光層用の液滴塗布装置20Grは、G溶液を画素電極P上に塗布する。G溶液は、ホスト材PVKに緑ドーパント材を1、2−ジクロロエタン中に溶解した溶液とする。
その後、熱処理装置BKで熱風又は遠赤外線などの放射熱などにより発光層溶液を乾燥し硬化させる。発光層IRが形成された状態を図2Fに示す。
図3は、発光層IR及びITO電極が形成されたボトムコンタクト型の有機EL素子の状態を示した図である。有機EL素子50は、シート基板FBにゲート電極G、ゲート絶縁層I、及び画素電極Pが形成され、さらに有機半導体層OS、発光層IR及びITO電極が形成されている。また、図2Aから図2Fを使って、製造装置100で製造される有機EL素子50の途中の状態について説明する。
図2A及び図3において、シート基板FBは耐熱性の樹脂フィルムで構成されている。具体的には、シート基板FBとして、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂などが使用される。
図2A(a−1)は、微細インプリント用モールド11でプリントされたシート基板FBの上面図である。また、図2A(a−2)は、c−c断面図である。なお、撥液性とは水などを含む液体が他の物質に容易に結合し難いことを意味する。
隔壁BAの上面は撥液機能を備える一方で、隔壁BA間の溝部GRは親液機能を有することが好ましい。なお、親液性とは水などを含む液体が他の物質に容易に結合しやすいことを意味する。
図2D(b−1)は、メタルインクMIをソースバスラインSBL用及びドレインD用並びに画素電極P用の隔壁BA間の溝部GRに入れた状態を示した上面図である。図2D(b−2)ないし(b−4)は、画素電極P用の溝部GRを拡大した上面図及び断面図である。
図4はエキシマレーザーXE又はYAG高調波レーザーなどのレーザー光源を用いて親液機能を形成する方法を示している。図4(a)は駆動回路を含む有機EL素子50全体のシート基板FBを示し、(b)は(a)の円内の拡大図である。
なお、有機EL素子50の場所に応じて、マスクMKを用いたり直接レーザー描画したり、又は両方を用いたりしてもよい。
図6A(a)は図2Aで説明した隔壁BAの形成後のシート基板FBに対して、ゲートバスラインGBLにのみ親水機能を形成する第2マスクMK2を適用する方法の図である。第2マスクMK2にはゲートバスラインGBLに合った開口が形成され、それ以外は遮光されている。図5(b)に示したような構成で露光することができる。親液機能が形成されたため液滴塗布装置20GでメタルインクMIを塗布すれば、図6A(b)に示すように正確にゲートバスラインGBLが形成される。
まず図6B(d)に示したようにソースバスラインSBL及び画素電極Pが形成された後、ソース電極Sとドレイン電極Dとの間のスイッチング部に有機半導体インクが塗布され有機半導体層OSが形成される。この状態のシート基板FBに対して、発光層IRにのみ親水機能を形成する第4マスクMK4を適用する。
図6Aないし図6Cで説明した親液機能を形成方法は、一層毎に親液機能を形勢するため上層に対しても親液機能の形成することができ正確な位置に整合させることができる。
図7は、別の電界効果型トランジスタを示した断面図である。製造装置100は図3に示した電界効果型トランジスタ以外にもいろいろな電界効果トランジスタを製造することができる。図7(a)に示す電界効果型トランジスタはボトムゲート型であり、シート基板FB上にゲート電極G、ゲート絶縁層I、有機半導体層OSを形成した後、ソース電極S、ドレイン電極Dを形成したものである。
これらいずれの電界効果型トランジスタであっても、メタルインクMIなどの塗布順番を変えた製造装置100を使って対応することができる。
図1に戻り、有機EL素子用の製造装置100は、主制御部90を有している。主制御部90は、供給ロールRL及びローラRRの速度制御を行う。また主制御部90は、複数のアライメントカメラCAからアライメントマークAM及びBMの検出結果を受け取り、液滴塗布装置20のインクなどの塗布位置とタイミング、切断装置30の切断位置及びタイミングなどを制御する。
なお、図8ではアライメントマークAMの形状は四角形を示し、アライメントマークBMの形状は十字形状を示したが、それぞれ円形マーク、斜めの直線マークなど他のマーク形状であってもよい。
図9は、図1の有機EL素子50の製造工程の概略フローチャートである。
ステップP1において、供給ロールRL及びローラRRがシート基盤FBを長手方向に送る。
ステップP2において、インプリントローラ10はシート基板FBを押圧して薄膜トランジスタ及び発光層などの隔壁BA、隔壁BAの上面の突起PJ、溝部GRのテクスチャTEを形成する。アライメントマークAM及びBMと隔壁BAとは、相互の位置関係が重要であるため同時に形成されることが好ましい。
次に、ステップP5では、把握された位置情報に基づいて、液滴塗布装置20Gなどが各種電極用及び絶縁用のメタルインクMIを塗布する。
次に、ステップP7では、把握された位置情報に基づいて、レーザー光LLがソース電極Sとドレイン電極Dとの間隙を形成する。
次に、ステップP9では、把握された位置情報に基づいて、有機半導体液滴塗布装置20OSが有機半導体OSをソース電極Sとドレイン電極Dとの間隙に塗布する。
次に、ステップP11では、把握された位置情報に基づいて発光層IRを形成する。以下、同様に、絶縁層IとITO電極とが形成される。
図10は、可撓性の基板に、画素電極及び発光層など有する有機EL素子を製造する製造装置110の構成を示した概略図で、図1の製造装置100の別例である。但し、製造装置100が有する同じ部材又は装置には同じ符号を付している。
次に、液晶表示素子の製造装置及び製造方法について説明する。液晶表示素子は、一般に偏向フィルタ、薄膜トランジスタを有するシート基板FB、液晶層、カラーフィルタ及び偏向フィルタから構成されている。このうち、薄膜トランジスタを有するシート基板FBは、図1の上段に描かれた製造装置100又は図10の上段に描かれた製造装置110で製造することができることを説明した。実施例3では、さらに、液晶の供給及びカラーフィルタCFの貼り合わせについて説明する。
液晶の供給兼カラーフィルタの貼り合わせ装置120は、上流側低真空チャンバ82と下流側低真空チャンバ83とが設けられ、上流側低真空チャンバ82と下流側低真空チャンバ83との間に高真空チャンバ84が設けられている。これら低真空チャンバ82、83及び高真空チャンバ84は、ロータリーポンプ又はターボ分子ポンプ89で真空引きされる。
なお、接着剤は熱硬化性接着剤で説明したが、紫外線硬化性の接着剤を使用してもよい。この場合には熱転写ローラ76ではなく紫外線ランプなどを使用する。
また、実施形態の製造装置100には熱処理装置BKを設けたが、メタルインクMI又は発光層溶液などの改良によって熱処理が必要でないインク又は溶液が提案されている。このため、本実施例においても熱処理装置BKを必ず設ける必要はない。
また、図1又は図10において最初にインプリントローラ10を配置したが、インプリントローラ10の代わりに印刷ローラ40で隔壁BAを形成してもよい。
11 微細インプリント用モールド
15 熱転写ローラ
20 液滴塗布装置
20BL 液滴塗布装置(20BL …青色発光層用の液滴塗布装置、20G …ゲート用液滴塗布装置、20Gr …緑色発光層用の液滴塗布装置、20I …絶縁層用の液滴塗布装置、20Re …赤色発光層用の液滴塗布装置、20IT …ITO電極用の液滴塗布装置、20OS …有機半導体液滴塗布装置、20SD …ソース用及びドレイン用並びに画素電極用の液滴塗布装置)
22 ノズル
30 切断装置
50 有機EL素子
40,40q,40r 印刷ローラ
82 上流側低真空チャンバ、83 下流側低真空チャンバ、84 高真空チャンバ
90 速度&アライメント制御部
100,110 製造装置
120 液晶の供給兼カラーフィルタの貼り合わせ装置
AM アライメントマーク、BM アライメントマーク
BA 隔壁
BK 熱処理装置
CA アライメントカメラ
CF カラーフィルタ
CFB 液晶表示素子シート
D ドレイン電極
FB シート基板
G ゲート電極
GBL ゲートバスライン
GR 溝部
I ゲート絶縁層
IR 発光層
ITO 透明電極
LL レーザー光
MK マスク(MK1 第1マスク、MK2 第2マスク、MK3 第3マスク、MK4 第4マスク、MK5 第5マスク、)
OS 有機半導体層
P 画素電極
PJ 突起
RL 供給ロール
RR ローラ
S ソース電極
SBL ソースバスライン
TE テクスチャ
Claims (16)
- 搬送方向に送り出される可撓性の基板上に、複数の画素部、薄膜トランジスタ(TFT)、及びバスラインを有する表示素子を製造する方法であって、
前記可撓性の基板上に、前記複数の画素部、TFT、バスラインの各々の領域に対応した複数の隔壁を、凸部と凹部により形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁の凸部に、液体が容易に結合し難い状態の撥液特性を与える撥液性付与工程と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの第1の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記隔壁の間の対応した凹部に与える第1の液滴塗布工程と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の第2の層の領域に対応した形状で、紫外線を与えることにより、前記第1の層の上の表面に液体が容易に結合し得る状態の親液特性を与える親液性付与工程と、
前記画素部、TFT、或いはバスラインの前記第2の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記紫外線で親液特性を与えられた領域上に与える第2の液滴塗布工程と、
を備えることを特徴とする表示素子の製造方法。 - 前記撥液性付与工程は、前記隔壁形成工程による前記複数の隔壁の形成と同時に、前記隔壁の凸部の表面に複数の微小突起を施すことを特徴とする請求項1に記載の表示素子の製造方法。
- 前記撥液性付与工程は、前記複数の隔壁の表面に撥液性コーティング膜を施すことを特徴とする請求項1に記載の表示素子の製造方法。
- 前記隔壁形成工程は、前記基板上で、前記複数の隔壁により形成される前記凹部のうち、前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の前記第1の層を形成する凹部の表面に、前記第1の液滴塗布工程による前記液滴の濡れ広がりを制御する微細パターンを形成することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の表示素子の製造方法。
- 前記隔壁形成工程は、前記複数の画素部、TFT、バスラインの各々の領域を規定するような凹凸を表面に有するモールドを、前記基板に押圧して前記隔壁を形成することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の表示素子の製造方法。
- 前記隔壁形成工程の後であって前記第1の液滴塗布工程の前に、前記基板上で、前記複数の隔壁により形成される前記凹部のうち、前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の前記第1の層を形成する凹部の表面に親液処理を施す親液処理工程を実施することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の表示素子の製造方法。
- 前記親液性付与工程、又は前記親液処理工程は、レーザー描画又は露光用マスクを用いて、前記第2の層の領域に対応した形状、又は前記第1の層に対応した形状で、前記紫外線を前記第1の層の上の表面、又は前記第1の層を形成する前記凹部の表面に照射することを特徴とする請求項6に記載の表示素子の製造方法。
- 搬送方向に送り出される可撓性の基板上に、複数の画素部、薄膜トランジスタ(TFT)、及びバスラインを有する表示素子を製造する方法であって、
前記可撓性の基板上に、前記複数の画素部、TFT、バスラインの各々の領域に対応した複数の隔壁を、凸部と凹部により形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁により形成される前記凹部に、液体が容易に結合し得る状態の親液特性を与える第1の親液性付与工程と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの第1の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記隔壁の間の対応した凹部に与える第1の液滴塗布工程と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の第2の層の領域に対応した形状で、紫外線を与えることにより、前記第1の層の上の表面に液体が容易に結合し得る状態の親液特性を与える第2の親液性付与工程と、
前記画素部、TFT、或いはバスラインの前記第2の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記紫外線で親液特性を与えられた領域上に与える第2の液滴塗布工程と、
を備えることを特徴とする表示素子の製造方法。 - 前記第1の親液性付与工程は、レーザー描画又は露光用マスクを用いて、前記第1の層に対応した形状で、紫外線を前記第1の層を形成する為の前記凹部の表面に照射し、該凹部の表面に直接親液性を付与することを特徴とする請求項8に記載の表示素子の製造方法。
- 前記レーザー描画は、前記バスラインを介して前記複数の画素部を駆動する為に、表示素子の周辺に形成される駆動回路に対して行われることを特徴とする請求項9に記載の表示素子の製造方法。
- 前記露光用マスクを用いた紫外線照射において、前記TFTの配線、又は前記バスラインの配線に適した複数の露光用マスクを用意し、配線ごとに前記複数の露光用マスクを使い分けることを特徴とする請求項9に記載の表示素子の製造方法。
- 前記隔壁形成工程は、前記基板上で、前記複数の隔壁により形成される前記凹部のうち、前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の前記第1の層を形成する凹部の表面に、前記第1の液滴塗布工程による前記液滴の濡れ広がりを制御する微細パターンを形成することを特徴とする請求項8ないし請求項9のいずれか一項に記載の表示素子の製造方法。
- 複数の画素部、薄膜トランジスタ(TFT)、及びバスラインを備える表示素子であって、
可撓性の基板と、
該基板の表面に凹凸で形成されて、前記複数の画素部、TFT、バスラインの各々の領域に対応した複数の隔壁と、
該隔壁の凸部の表面に形成され、液体が容易に結合し難い状態の撥液面と、
前記隔壁の凹部のうち、前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの第1の層に対応した凹部に、該第1の層となる液体材料の液滴を塗布して形成された導電性の電極と、
前記第1の層の上の表面に形成され、液体が容易に結合し得る状態の親液面と、
該親液面の上に、液体材料の液滴を塗布して形成される前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の第2の層と、
を備えることを特徴とする表示素子。 - 前記第1の層としての前記電極上に施された第2親液面と、前記第2親液面上に液滴を塗布されて形成された発光層と、前記発光層上に液滴されて塗布されて形成された透明電極材料と、を有することを特徴とする請求項13に記載の表示素子。
- 前記第1の層としての電極上に液滴を塗布されて形成された発光層と、前記発光層上に施された第3親液面と、前記第3親液面上に液滴を塗布されて形成された透明電極材料と、を有することを特徴とする請求項13に記載の表示素子。
- 可撓性の基板上に、複数の画素部、薄膜トランジスタ(TFT)、及びバスラインを有する表示素子を製造する装置であって、
前記可撓性の基板を長手方向に送り出す搬送装置と、
前記基板上に、前記複数の画素部、TFT、バスラインの各々の領域に対応した複数の隔壁を、押圧による凸部と凹部により形成する回転モールド装置と、
前記隔壁の凸部に、液体が容易に結合し難い状態の撥液特性を与える第1の撥液性付与部と、前記隔壁により形成される前記凹部に、液体が容易に結合し得る状態の親液特性を与える第1の親液性付与部との、少なくとも一方を有する第1の親撥液性付与装置と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの第1の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記隔壁の間の対応した凹部に与える第1の液滴塗布装置と、
前記画素部、前記TFT、或いは前記バスラインの為の第2の層の領域に対応した形状で、紫外線を与えることにより、前記第1の層の上の表面に液体が容易に結合し得る状態の親液特性を与える第2の親液性付与装置と、
前記画素部、TFT、或いはバスラインの前記第2の層を形成する為の液体材料の液滴を、前記紫外線で親液特性を与えられた領域上に与える第2の液滴塗布装置と、
を備えることを特徴とする表示素子の製造装置。
Priority Applications (1)
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