JP5785935B2 - 有機el表示パネルの製造方法、および有機el表示パネルの製造装置 - Google Patents
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Description
有機EL素子は電流駆動型の発光素子であり、陽極及び陰極の電極対の間に、キャリアの再結合による電界発光現象を行う有機発光層等を積層して構成される。また、有機EL表示パネルでは、赤色(R),緑色(G),青色(B)の各色に対応する有機EL素子をそれぞれサブピクセルとし、R,G,Bの3つのサブピクセルの組み合わせが1ピクセル(1画素)に相当する。
本発明の一態様に係る有機EL表示パネルの製造方法は、複数の開口部をピクセル単位に行列状に形成した隔壁層を設けたEL基板と、有機材料および溶媒を含有したインクの液滴を吐出するノズルを列方向に複数配置したインクジェットヘッドとを準備する第1工程と、前記各ノズルから単位回数当たりに吐出される液滴の体積をノズル毎に検出する第2工程と、前記各開口部に対して所定数のノズルが割り当てられるように、前記複数のノズルを、前記各開口部と1対1対応するノズル群に分け、ノズル群毎に、前記各開口部に吐出される液滴の体積の総量が基準範囲となるように、前記第2工程においてノズル毎に検出された液滴の体積のバラツキに基づき、ノズル群に属する各ノズルが行う液滴の吐出回数をノズル毎に決定する第3工程と、前記EL基板に対し前記インクジェットヘッドを行方向に走査させながら、前記各開口部に対し、対応するノズル群に属する各ノズルから、前記第3工程でノズル毎に決定された吐出回数だけ液滴を吐出させる第4工程と、を含む。
また、本発明の一態様に係る有機EL表示パネルの製造方法の特定の局面では、前記第3工程において、ノズル群に属する各ノズルから吐出される液滴の前記各開口部内での着弾位置が、列方向に配列された開口部の中心を結ぶ仮想線に対して対称となるように調整される。
本発明の一態様に係る有機EL表示パネルの製造装置は、有機材料および溶媒を含有したインクの液滴を吐出するノズルを列方向に複数配置したインクジェットヘッドと、前記各ノズルから単位回数当たりに吐出される液滴の体積をノズル毎に検出する液滴体積検出部と、複数の開口部をピクセル単位に行列状に形成した隔壁層が設けられたEL基板に対し、前記インクジェットヘッドを行方向に走査させるヘッド走査部と、前記各ノズルが行う液滴の吐出回数をノズル毎に決定するとともに、決定された吐出回数だけ前記各ノズルから液滴を吐出させる吐出回数制御部と、を備え、前記各開口部に対して所定数のノズルが割り当てられるように、前記複数のノズルは、前記各開口部と1対1対応するノズル群に分けられており、前記吐出回数制御部は、前記各開口部に吐出される液滴の体積の総量が基準範囲となるように、前記液滴体積検出部でノズル毎に検出された液滴の体積のバラツキに基づき、各ノズルの吐出回数をノズル毎に決定する。
[全体構成]
図1は実施の形態1に係る有機EL表示パネル100の構成を示す部分断面図である。有機EL表示パネル100は、同図上側を表示面とする、いわゆるトップエミッション型である。
基板1は有機EL表示パネル100における背面基板であり、その表面には、有機EL表示パネル100をアクティブマトリクス方式で駆動するためのTFT(薄膜トランジスタ)を含むTFT層2が形成されている。TFT層2の上面には、各TFTに対して外部から電力を供給するための給電電極3が形成されている。
平坦化膜4は、TFT層2および給電電極3が配設されていることにより生じる表面段差を平坦に調整するために設けられており、絶縁性に優れる有機材料で構成されている。
<コンタクトホール>
コンタクトホール5は、給電電極3と画素電極6とを電気的に接続するために設けられ、平坦化膜4の表面から裏面にわたって形成されている。コンタクトホール5は、列方向に配列されている開口部17の間に位置するように形成されており、隔壁層7により覆われた構成となっている。コンタクトホール5が隔壁層7により覆われていない場合には、コンタクトホール5の存在により、有機発光層11が平坦な層とはならず、発光ムラ等の原因となる。これを避けるため、上記のような構成としている。
画素電極6は陽極であり、開口部17に形成される一の有機発光層11毎に形成されている。有機EL表示パネル100はトップエミッション型であるため、画素電極6の材料としては高反射性材料が選択されている。
<正孔注入層>
正孔注入層9は、画素電極6から有機発光層11への正孔の注入を促進させる目的で設けられている。
隔壁層7は、有機発光層11を形成する際、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色に対応する有機発光層材料と溶媒を含むインクが互いに混入することを防止する機能を果たす。
コンタクトホール5の上方を覆うように設けられている隔壁層7は、全体的にはXY平面またはYZ平面に沿った断面が台形の断面形状を有しているが、コンタクトホール5に対応する位置では、隔壁層材料が落ち込んだ形状となっている。以下、この落ち込んだ部分を窪み部8と称する。
図2に示すように、隔壁層7に設けられた開口部17は、ピクセル単位に行列状に(XY方向に)配列されている。開口部17は有機発光層11が形成される領域であり、有機発光層11の配置および形状は、開口部17の配置および形状により規定される。開口部17は列(Y)方向に長辺を有する長尺状であり、例えば、行(X)方向に沿った辺が約30〜130[μm]、列(Y)方向に沿った辺が約150〜600[μm]の寸法で形成されている。
<正孔輸送層>
図1の部分断面図に戻り、正孔輸送層10は、画素電極6から注入された正孔を有機発光層11へ輸送する機能を有する。
有機発光層11は、キャリア(正孔と電子)の再結合による発光を行う部位であり、R,G,Bのいずれかの色に対応する有機材料を含むように構成されている。開口部17RにはRに対応する有機材料、開口部17GにはGに対応する有機材料、開口部17BにはBに対応する有機材料をそれぞれ含む有機発光層11が形成される。
<電子輸送層>
電子輸送層12は、対向電極14から注入された電子を有機発光層11へ輸送する機能を有する。
電子注入層13は、対向電極14から有機発光層11への電子の注入を促進させる機能を有する。
<対向電極>
対向電極14は陰極である。有機EL表示パネル100はトップエミッション型であるため、対向電極14の材料としては光透過性材料が選択されている。
なお、図1には図示しないが、対向電極14の上には、有機発光層11が水分や空気等に触れて劣化することを抑制する目的で封止層が設けられる。有機EL表示パネル100はトップエミッション型であるため、封止層の材料としては、例えばSiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の光透過性材料を選択する。
<各層の材料>
次に、上記で説明した各層の材料を例示する。言うまでもなく、以下に記載した材料以外の材料を用いて各層を形成することも可能である。
平坦化膜4:ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂
画素電極6:Ag(銀)、Al(アルミニウム)、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)
隔壁層7:アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
有機発光層11:オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、8−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、2−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質(いずれも特開平5−163488号公報に記載)
正孔注入層9:MoOx(酸化モリブデン)、WOx(酸化タングステン)又はMoxWyOz(モリブデン−タングステン酸化物)等の金属酸化物、金属窒化物又は金属酸窒化物
正孔輸送層10:トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体(いずれも特開平5−163488号公報に記載)
電子輸送層12:バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム
電子注入層13:ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体(いずれも特開平5−163488号公報に記載)
対向電極14:ITO(酸化インジウムスズ)、IZO(酸化インジウム亜鉛)
以上、有機EL表示パネル100の構成等について説明した。次に、有機EL表示パネル100の製造方法を例示する。
ここでは、先に有機EL表示パネル100の全体的な製造方法を例示する。その後、製造方法中の塗布工程について詳細を説明する。
<概略>
まず、TFT層2及び給電電極3が形成された基板1を準備する(図3(a))。
次に、隔壁層7をフォトリソグラフィー法に基づいて形成する。まず隔壁層材料として、感光性レジストを含むペースト状の隔壁層材料を用意する。この隔壁層材料を正孔注入層9上に一様に塗布する。この上に、図2に示した開口部17のパターンに形成されたマスクを重ねる。続いてマスクの上から感光させ、隔壁層パターンを形成する。その後は、余分な隔壁層材料を水系もしくは非水系エッチング液(現像液)で洗い出す。これにより、隔壁層材料のパターニングが完了する。以上で有機発光層形成領域となる開口部17が規定されるとともに、列方向で隣接する開口部17の間の上面に窪み部8が形成された、表面が少なくとも撥水性の隔壁層7が完成する(図3(d))。本実施の形態のようにコンタクトホール5が形成されている場合、通常は隔壁層材料がコンタクトホール5の内部に入り込むため、窪み部8が自然に形成される。このため、別途窪み部8を形成するための工程が不要であり、生産コスト及び製造効率上において有利である。
次に、正孔輸送層10を構成する有機材料と溶媒を所定比率で混合し、正孔輸送層用インクを調製する。このインクをヘッド部301に供給し、塗布工程に基づき、各開口部17に対応するノズル3030から、正孔輸送層用インクよりなる液滴19を吐出する(図3(e))。その後、インクに含まれる溶媒を蒸発乾燥させ、必要に応じて加熱焼成すると正孔輸送層10が形成される(図4(a))。
以上の工程を経ることにより有機EL表示パネル100が完成する。
<塗布工程>
以下、特に、正孔輸送層10および有機発光層11を形成する際の塗布工程について詳細に説明する。まず、塗布工程に使用されるインクジェット装置(製造装置)について説明する。
図5は、本実施の形態で使用するインクジェット装置1000の主要構成を示す図である。図6は、インクジェット装置1000の機能ブロック図である。
図5,6に示すように、インクジェット装置1000は、インクジェットテーブル20、インクジェットヘッド30、液滴体積検出部50、制御装置(PC)15で構成される。
図5に示すように、インクジェットテーブル20はいわゆるガントリー式の作業テーブルであり、基台のテーブルの上を2基のガントリー部(移動架台)が一対のガイドシャフトに沿って移動可能に配されている。
具体的構成として、板状の基台200には、その上面の四隅に柱状のスタンド201A、201B、202A、202Bが配設されている。これらのスタンド201A、201B、202A、202Bに囲まれた内側領域には、塗布対象基板を載置するための固定ステージSTと、塗布直前のインクの吐出を安定化させるために用いるインクパン(皿状容器)IPがそれぞれ配設されている。
インクジェットヘッド30は公知のピエゾ方式を採用し、ヘッド部301及び本体部302で構成されている。ヘッド部301は本体部302を介して移動体220に固定されている。本体部302はサーボモーター部304(図6)を内蔵しており、サーボモーター部304を回転させることにより、ヘッド部301の長手方向と固定ステージSTのX軸とのなす角度が調節される。なお、本実施の形態においては、ヘッド部301の長手方向とY軸とが一致するように調整している。
各ノズルにおける液滴の吐出動作は、各ノズルが備えるピエゾ素子(圧電素子)3010(図6)に与えられる駆動電圧によって制御される。吐出回数制御部300は、各ピエゾ素子3010に与える駆動信号を制御することにより、ノズル3030が行う液滴の吐出回数をノズル毎に決定する。さらに、決定された吐出回数だけノズル3030から液滴を吐出させる。具体的には、図6に示すように、CPU150が所定の制御プログラムを記憶手段151から読み出し、吐出回数制御部300に対して、所定の電圧を対象のピエゾ素子3010に印加するように指示する。
液滴体積検出部50は、各ノズルから吐出される液滴の体積をノズル毎に検出する手段である。図5,6に示すように、液滴体積検出部50は液滴体積検出カメラ501と制御部500で構成される。液滴体積検出カメラ501には公知の共晶点レーザー顕微鏡を用いている。液滴体積検出カメラ501の対物レンズは、インクジェット装置1000における固定ステージSTの表面を垂直方向から撮影できるように向けられている。
以上の構成を有するインクジェット装置1000を用い、インクジェット方式による塗布工程を行う。ここでは、長尺状の各開口部17の長辺が、インクジェットヘッド30の走査方向(行(X)方向)に対して直交している場合(いわゆる横打ちを行う場合)について説明する。
図7は有機EL表示パネルに係る製造工程における、塗布対象基板とヘッド部の位置関係(横打ち時)を示す図である。
図7に示す600は塗布対象基板であり、塗布工程を経る前段階の状態の基板、すなわち、複数の開口部17がピクセル単位に行列状に形成された隔壁層7が設けられた状態の基板を示すものである。ヘッド部301には、インクが吐出されるノズル3030が複数個、列方向に並ぶように配置されている。複数のノズル3030は、各開口部17に対して所定数のノズル(図7では6個)が割り当てられるように、各開口部17と1対1対応するノズル群a1,a2,a3,a4に分けられている。
図8は、塗布工程における制御フローを示す図である。以下、簡略化のため、所定の一列分の開口部17に対する制御フローについてのみ説明するが、他の列の開口部17についても同様である。
塗布工程の前段階として、複数の開口部17をピクセル単位に行列状に形成した隔壁層7を設けた塗布対象基板と、有機材料および溶媒を含有したインクの液滴を吐出するノズル3030を列方向に複数配置したインクジェットヘッド30(ヘッド部301)とを準備する工程が含まれる。
ここで、本実施の形態では、各開口部17に吐出される液滴の体積の総量が基準範囲となるように各ノズルの吐出回数を調整するのであるが、上記a,b,cの数値は、この基準範囲をどの程度とするかによって、適宜決定することができる。具体的には、各開口部17に吐出される液滴体積の総量の目標値を設定し、この目標値に対して何[%]以内を基準範囲とするのかを決定する。さらに、この目標値に対して許容される誤差は、各画素間の発光輝度をどの程度均一化するかに依存する。
続いて、吐出回数制御部300は任意の開口部17を1行選択し(ステップS103)、選択行の開口部17に対応するノズルについて、Aランクのノズル数NA,Bランクのノズル数NB,Cランクのノズル数NCをそれぞれ記憶する(ステップS104)。その後、吐出回数制御部300は、選択行の開口部17に対して液滴吐出を行うノズルを選択するとともに(ステップS105)、液滴吐出位置を決定する(ステップS106)。
(液滴吐出を行うノズルを選択する工程)
図9は、液滴吐出を行うノズルを選択する工程(図8のステップS105)における吐出回数制御部300の制御フローを示す図である。
NA×Tが必要吐出回数N未満であると判定した場合は(ステップS202においてNO)、Aランクノズルのみでは目標値以上の体積の液滴を吐出することができない。よって、次に、AランクおよびBランクノズルを使用することにより上記目標値以上の体積の液滴を吐出できるか否かを判定する(ステップS204)。具体的には、(NA×T)と、最大吐出回数TにBランクのノズル数NBを乗じた数値(NB×T)とを足し合わせたもの((NA×T)+(NB×T))が必要吐出回数N以上であるか否かを判定する。
次に、ステップS205で記憶した吐出回数MBが2以上であるかを判定する(ステップS206)。吐出回数MBが2以上でない場合、すなわち吐出回数MBが1である場合(ステップS206においてNO)、Aランクノズルで吐出する回数を(NA×T)回、Bランクノズルで吐出する回数をMB回(ステップS206からステップS207へ移行した場合は1回)と設定する(ステップS207)。そして、液滴吐出を行うノズルを選択する工程を終了する。
B+とB−のノズル組が存在する場合(ステップS208においてYES)、B+とB−のノズル組の数PBを記憶する(ステップS209)。次に、吐出回数MBが偶数か奇数であるかを判定する(ステップS210)。
先ず、吐出回数MBのうち、B+,B−のノズル組を使って吐出できる回数を決定する。具体的には、2Xev1=MBを満たすXev1を記憶したのち(ステップS301)、Xev1≦(PB×T)であるか否かを判定する(ステップS302)。そして、(PB×T)がXev1以上である、すなわち、B+,B−のノズル組を使って吐出回数MB回全てを吐出できると判定した場合は(ステップS302においてYES)、ステップS303へ移行する。ステップS303で、Aランクノズルで吐出する回数を(NA×T)回、B+ノズル,B−ノズルで吐出する回数をそれぞれXev1回と設定し、液滴吐出を行うノズルを選択する工程を終了する。
先ず、B+,B−のノズル組のうち、吐出体積を足し合わせて2で割った数値(吐出体積の平均値)が、設定値Vset±a[%]以内となるノズル組が存在するか否かを判定する(ステップS401)。このようなノズル組は、組で使用することにより実質Aランクのノズルとみなすことができる。以下、B+,B−のノズル組のうち、実質Aランクのノズルとみなすことができるノズル組をBA +,BA −のノズル組と称し、吐出体積が設定値Vsetよりも多いノズルをBA +、吐出体積が設定値Vsetよりも少ないノズルをBA −と称する。BA +,BA −のノズル組が存在する場合には、これらを使用することで液滴体積の総量を上記の基準範囲に、より近づけることが可能となるため、B+,B−のノズル組の場合と同様にステップS401を設けている。
次に、吐出回数MBのうち、BA +,BA −のノズル組を使って吐出できる回数を決定する。具体的には、2X≧MBを満たすX(但し、Xは整数)の最小値Xod1を記憶したのち(ステップS403)、Xod1≦(PA1×T)であるか否かを判定する(ステップS404)。そして、(PA1×T)がXod1以上である、すなわち、BA +,BA −のノズル組を使って吐出回数MB回全てを吐出できると判定した場合は(ステップS404においてYES)、ステップS405へ移行する。ステップS405で、Aランクノズルで吐出する回数を{(NA×T)−1}回、BA +ノズル,BA −ノズルで吐出する回数をそれぞれXod1回と設定し、液滴吐出を行うノズルを選択する工程を終了する。
図9に戻って、((NA×T)+(NB×T))が必要吐出回数N未満であると判定した場合は(ステップS204においてNO)、AランクおよびBランクノズルのみでは目標値以上の体積の液滴を吐出することができない。よって、次に、Cランクノズルで行う吐出回数MC(=N−{(NA×T)+(NB×T)})を記憶する(ステップS211)。
Cランクノズルを使用する場合の制御フローは、図9のステップS206〜S210,図11,図12に示したような、Bランクノズルを使用する場合の制御フローと略同様に説明できる。以下、Cランクノズルを使用する場合の吐出回数制御部300の制御フロー簡単に説明する。
吐出回数MCが偶数であると判定した場合(ステップS505において偶数)、2Xev2=MCを満たすXev2を記憶したのち(ステップS506)、Xev2≦(PC×T)であるか否かを判定する(ステップS507)。そして、(PC×T)がXev2以上である場合は(ステップS507においてYES)、ステップS508へ移行する。ステップS508で、Aランクノズルで吐出する回数を(NA×T)回、Bランクノズルで吐出する回数を(NB×T)回、C+ノズル,C−ノズルで吐出する回数をそれぞれXev2回と設定し、液滴吐出を行うノズルを選択する工程を終了する。
先ず、C+,C−のノズル組のうち、吐出体積を足し合わせて2で割った数値(吐出体積の平均値)が、設定値Vset±a[%]以内となるノズル組(CA +,CA −のノズル組と称する。)が存在するか否かを判定する(ステップS601)。CA +,CA −のノズル組が存在すると判定した場合は(ステップS601においてYES)、CA +,CA −のノズル組の数PA2を記憶する(ステップS602)。
また、ステップS609,S610において、「C+ノズル,C−ノズル以外のCランクノズル」には、CA +またはCA −ノズルが含まれている可能性がある。この場合は、CA +またはCA −ノズルから優先して液滴を吐出させることが望ましい。
図14,15は、液滴吐出位置を決定する工程における、吐出回数制御部300の制御フローを示す図である。
吐出回数制御部300には、各ノズルから吐出される液滴の各開口部内での着弾位置を、走査方向に対し直交する軸に対して対称となるように調整する制御プログラムが格納されている。吐出回数制御部300はこの制御プログラムに従い、吐出回数毎の液滴吐出位置を制御する。例えば、吐出回数制御部300には以下のような制御フローを行う制御プログラムが格納されている。
先ず、1番ノズルの吐出回数が何回であるかを判定する(ステップS701)。ここで、「1番ノズル」とは、選択行における開口部17に対応するノズル群に属する1番ノズルのことを指す。具体的に説明すると、図8のステップS103において、図7に示す開口部17のうち最上行の開口部17を選択している場合、ノズル群a1に属する1番ノズルがここでの「1番ノズル」に相当する。
先ず、1番ノズルの吐出回数が何回であるかを判定する(ステップS801)。吐出回数が1回である場合(ステップS801において1)、ラインL1上に吐出する(a)、ラインL2上に吐出する(b)、ラインL3上に吐出する(c)、ラインL4上に吐出する(d)の4つのうち、いずれか一つを選択する。吐出回数が2回である場合は(ステップS801において2)、ラインL1,L4上に吐出する(a)、ラインL2,L3上に吐出する(b)の2つのうち、いずれか一つを選択する。吐出回数が3回である場合(ステップS801において3)は、ラインL1,L2,L4上に吐出する(a)、ラインL1,L2,L3上に吐出する(b)、ラインL1,L3,L4上に吐出する(c)、ラインL2,L3,L4上に吐出する(d)の4つのうち、いずれか一つを選択する。吐出回数が4回である場合(ステップS801において4)は、ラインL1,L2,L3,L4上に吐出する(a)。
液滴吐出位置を決定する工程が終了すると、選択行における一連の制御フロー(図8のステップS103〜S106)が終了する。一連の制御フローを全ての行に対して行った後(図8のステップS107においてYES)、全行の開口部17に対し液滴を吐出し(ステップS108)、塗布工程が終了する。
図16は、図8に示すステップS108における塗布対象基板600とヘッド部301の位置関係を示す図である。図16(a)〜(h)はそれぞれ、ステップS203(図9),ステップS207(図9、ステップS208から移行した場合),ステップS303(図10),ステップS304(図10),ステップS405(図11),ステップS406(図11),ステップS409(図11),ステップS410(図11)を経てステップS108に移行した場合を示している。図16中、ヘッド部301のノズル3030を示す丸は、図8に示すステップS102でのランク分けの結果に基づいた大きさで示している。
図16(a)では、ステップS101(図8)でノズル毎に検出した液滴体積が一の開口部内でばらついていないのに対し、図16(b)〜(h)では、一の開口部内でばらついている。言い換えると、図16(b)〜(h)では、一の開口部に対応する所定数のノズルの中に、吐出体積のある程度異なるノズルが含まれるのに対し、図16(a)では含まれない。
図16(c),(d)は、Bランクノズルで吐出すべき吐出回数が偶数の場合である。図16(c)は、Bランクノズルを使用すれば目標値以上の体積を吐出でき、かつ、B+,B−のノズル組のみでBランクノズルで吐出すべき体積以上の液滴を吐出できる場合である。図16(d)は、Bランクノズルを使用すれば目標値以上の体積を吐出できるものの、B+,B−のノズル組のみではBランクノズルで吐出すべき体積以上の液滴を吐出できない場合である。
上記塗布工程の制御フローは、図17に示すように、長尺状の各開口部17の長辺が、ヘッド部301の走査方向(行(X)方向)と一致している場合(いわゆる縦打ちを行う場合)についても適用することができる。図17の場合、各開口部17に対応するノズル3030の数は2個である。
以上説明したように、本実施の形態によれば、ノズル毎に液滴の吐出回数を変化させるという簡易な制御で、各開口部に吐出される液滴体積の総量を均一にすることができる。したがって、特許文献1のようなノズル毎に異なる波形の駆動電圧を生成するといった複雑な制御を行う必要がなく、有機EL表示パネルの大判化に伴うインクジェットヘッドのノズル数増大にも対応し得る。また、本実施の形態によれば簡易な制御で済むので、特許文献1のような制御を行うための回路基板は小規模のもので足り、その分、製造装置の簡素化および低コスト化を図ることが可能である。
図18は、実施の形態2に係る、液滴吐出を行うノズルを選択する工程における吐出回数制御部の制御フローを示す図である。
図18におけるステップS901,S902,S904〜S906,S908〜911は、それぞれ、図9におけるS201,S202,S204〜S206,S208〜S211に対応する。図9と異なる点は、S912AおよびS913Aを設けた点である。
図18では、Aランクノズルのみで目標値以上の液滴を吐出できないと判定した段階で、最大吐出回数Tを増やすことができるか否かを判定していた。本変形例では、Bランクノズルを使用してもなお目標値以上の液滴を吐出できないと判定した段階で(ステップS904においてNO)、最大吐出回数Tを増やすことができるか否かを判定する(ステップS912B)。
≪変形例≫
(1)「開口部の形状が長尺状である」とは、開口部が長辺と短辺を有する形状であることを指し、必ずしも矩形状である必要はない。例えば、正方形、円形、楕円形等の形状とすることとしてもよい。
(3)図3(e)において、正孔輸送層用インクからなる液滴19を窪み部8に対しては吐出しない構成を示した。本発明では、正孔輸送層用インクからなる液滴19をさらに窪み部8にも吐出し、正孔輸送層と同一材料から成る有機層を形成することとしてもよい。このようにすることで、正孔輸送層用インクから蒸発する溶媒の蒸気濃度の均一化が図られ、均一な膜厚で正孔輸送層10形成することができる。一方、図4(b)において、有機発光層用インクからなる液滴18を窪み部8に吐出しないこととしてもよい。
(5)上記実施の形態では、液滴体積検出カメラ501として共晶点レーザー顕微鏡を用いたが、CCDカメラを用いることもできる。この場合、インク液滴の形状をたとえば半球状とみなし、当該カメラで撮影した画像中の液滴径から、CPU150がインクの液滴体積を算出することができる。
(8)図15においては、ステップS802A,S806Aでの分岐を「右または対称」,「左」の2つとしていたが、分岐を「右」,「対称」,「左」の3つとすることとしてもよい。このとき、「対称」であると判定した場合には、ラインL1上に吐出する(a)、ラインL2上に吐出する(b)、ラインL3上に吐出する(c)、ラインL4上に吐出する(d)の4つのうち、いずれか一つを選択することとすることができる。ステップS802B,S806Bについても同様の制御とすることができる。
(10)本発明においては、各ノズル群に属する1〜6番ノズルが吐出する回数は、各ノズル群で固定ではなく、液滴体積検出部における検出結果によって各ノズル群間で変動する。このことについて、図20を用いて説明する。
本発明に係る(a1)〜(d1)の場合、液滴体積の総量[pL]は140〜141.9[pL](目標値140[pL]に対して0〜+1.36[%])であるのに対し、比較例に係る(a1)’〜(d1)’の場合は140〜143.6[pL](目標値140[pL]に対して0〜+2.57[%])である。したがって、本発明の構成のように、各ノズル群に属する1〜6番ノズルが吐出する回数が各ノズル群間で固定でない場合の方が、目標値に対する誤差は小さくなることが分かる。この差は、不吐出ノズルが発生した場合により顕著となる。
以上説明したように、本発明は、不吐出ノズルが発生した場合により効果を奏すると言える。
(12)上述したように、有機発光層用インクを塗布する工程においては、各開口部17に吐出する液滴の体積の総量が発光色毎に異なることもありうるが、必ずしも異ならせる必要はない。また、正孔輸送層用インクを塗布する工程のように、本来的には体積の総量を発光色毎に異ならせる必要のないインクについても、色毎に体積の総量をそろえることとしてもよいし、異ならせることとしてもよい。
2 TFT層
3 給電電極
4 平坦化膜
5 コンタクトホール
6 画素電極
7 隔壁層
8 窪み部
9 正孔注入層
10 正孔輸送層
11 有機発光層
12 電子輸送層
13 電子注入層
14 対向電極
16 有機発光層材料を含む有機層
17 開口部
18 有機発光層用インクからなる液滴
19 正孔輸送層用インクからなる液滴
20 インクジェットテーブル
30 インクジェットヘッド
50 液滴体積検出部
100 有機EL表示パネル
150 CPU
151 記憶手段
152 入力手段
200 基台
201A、201B、202A、202B スタンド
203A,203B ガイドシャフト
204A、205A、204B、205B リニアモーター部
210A、210B ガントリー部
211A、211B、212A、212B ガイド溝
213、500 制御部
220A、220B 移動体
221A、221B サーボモーター部
300 吐出回数制御部
301 ヘッド部
302 本体部
304 サーボモーター部
501 液滴体積検出カメラ
600 塗布対象基板
1000 インクジェット装置
3010 ピエゾ素子
3030 ノズル
IP インクパン
ST 固定ステージ
Claims (6)
- 複数の開口部をピクセル単位に行列状に形成した隔壁層を設けたEL基板と、有機材料および溶媒を含有したインクの液滴を吐出するノズルを列方向に複数配置したインクジェットヘッドとを準備する第1工程と、
前記各ノズルから単位回数当たりに吐出される液滴の体積をノズル毎に検出する第2工程と、
前記各開口部に対して所定数のノズルが割り当てられるように、前記複数のノズルを、前記各開口部と1対1対応するノズル群に分け、ノズル群毎に、前記各開口部に吐出される液滴の体積の総量が基準範囲となるように、前記第2工程においてノズル毎に検出された液滴の体積のバラツキに基づき、ノズル群に属する各ノズルが行う液滴の吐出回数をノズル毎に決定する第3工程と、
前記EL基板に対し前記インクジェットヘッドを行方向に走査させながら、前記各開口部に対し、対応するノズル群に属する各ノズルから、前記第3工程でノズル毎に決定された吐出回数だけ液滴を吐出させる第4工程と、を含み、
前記各開口部は1サブピクセルとして1の発光色が定められているとともに、前記各開口部に吐出される液滴の体積の総量には、発光色毎に目標値が設定されており、
前記第3工程において、
ノズル群に属する各ノズルのうち、前記第2工程における検出値が、前記各ノズルから単位回数当たりに吐出される液滴の体積として予め設定された設定値からの誤差が第1の範囲内であるノズルの各々に液滴吐出を行わせた場合を想定して、前記目標値以上の体積の液滴を吐出できるか否かを判定し、
前記目標値以上の体積の液滴を吐出できると判定した場合には、前記設定値からの誤差が前記第1の範囲内であるノズルを液滴吐出に用いるノズルとして選択し、
前記目標値以上の体積の液滴を吐出できないと判定した場合には、前記設定値からの誤差が前記第1の範囲内であるノズルと、当該第1の範囲よりも前記設定値からの誤差が大きい第2の範囲内であるノズルを液滴吐出に用いるノズルとして選択する、
有機EL表示パネルの製造方法。
- 前記第3工程において、前記目標値以上の体積の液滴を吐出できないと判定した場合には、さらに、
前記第2の範囲内であるノズルのうち、前記第2工程における検出値が前記設定値よりも高いノズルと前記設定値よりも低いノズルの組が存在するか否かを判定し、
前記ノズルの組が存在すると判定した場合には、当該ノズルの組を液滴吐出に用いるノズルとして選択する、
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第3工程において、前記目標値以上の体積の液滴を吐出できないと判定した場合には、さらに、
前記第2の範囲内であるノズルのうち、前記第2工程における検出値が前記設定値よりも高いノズルと前記設定値よりも低いノズルの組が存在するか否かを判定し、
前記ノズルの組が存在すると判定した場合には、当該ノズルの組のうち、前記第2工程における検出値の平均値が前記設定値に対し前記第1の範囲内であるノズルの組が存在するか否かを判定し、
前記第1の範囲内であるノズルの組が存在すると判定した場合には、当該第1の範囲内であるノズルの組を液滴吐出に用いるノズルとして選択する、
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第3工程において、
ノズル群に属する各ノズルから吐出される液滴の前記各開口部内での着弾位置が、前記各開口部内で分散されるように調整される、
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第3工程において、
ノズル群に属する各ノズルから吐出される液滴の前記各開口部内での着弾位置が、列方向に配列された開口部の中心を結ぶ仮想線に対して対称となるように調整される、
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記各開口部の形状は、列方向に長辺を有する長尺状である、
請求項1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。
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