JP2006196298A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェット法を利用して有機ＥＬ素子の有機物層を形成する有機ＥＬ表示装置で点欠陥及び線欠陥が発生するのを抑制すること。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、下地面内の互いから離間した複数の第１領域４０ａに、有機ＥＬ素子の有機物層２７に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、前記複数の第１領域４０ａの中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、前記下地面の前記複数の第１領域４０ａとは異なる第２領域内であって前記選択した第１領域４０ａの周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液４５をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した第１領域４０ａに、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする。
【選択図】 図５
【解決手段】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、下地面内の互いから離間した複数の第１領域４０ａに、有機ＥＬ素子の有機物層２７に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、前記複数の第１領域４０ａの中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、前記下地面の前記複数の第１領域４０ａとは異なる第２領域内であって前記選択した第１領域４０ａの周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液４５をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した第１領域４０ａに、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする。
【選択図】 図５
Description
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置の製造方法に係り、特には、インクジェット法を利用して有機ＥＬ素子の有機物層を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。
有機ＥＬ表示装置は、自己発光表示装置である。そのため、有機ＥＬ表示装置は、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる表示装置として注目されている。
ところで、有機ＥＬ表示装置の製造プロセスでは、有機物層を構成する発光層やバッファ層を形成する際、その材料として低分子有機材料を使用する場合には真空蒸着法を利用している。他方、発光層やバッファ層の材料として高分子有機材料を使用する場合には、高分子有機材料を含有した溶液を塗布してなる塗膜を乾燥するという方法を採用している。
後者の方法では、例えば、まず、各画素に対応して貫通孔を有する隔壁絶縁層を基板上に形成する。次に、これら貫通孔を液溜めとして利用して、インクジェット法などにより、高分子有機材料を含有した溶液でそれら貫通孔を満たす。その後、貫通孔内の液膜を乾燥することにより、それら液膜から溶媒を除去する。以上のようにして発光層やバッファ層を得る。
この方法は、簡便ではあるが、インクジェットノズルに高分子有機材料を含有した溶液，すなわちインク，が詰まり、一部の液溜めにインクが十分に吐出されないか或いは全く吐出されないことがある。この場合、これを放置したまま有機物層の上に電極を形成すると、一部の画素で有機ＥＬ素子の陽極と陰極とが短絡する可能性がある。陽極と陰極とが短絡した有機ＥＬ素子は、最早、発光させることができない。
そこで、有機物層上に電極を形成する前に、インクが供給されなかった液溜めを特定し、この液溜めへのインクの再吐出及びそれによって得られる塗膜の乾燥を行なうことが考えられる。しかしながら、本発明者は、このような処理を行った画素とその他の画素とは輝度が顕著に異なり、これらの相違が点ムラ及び／または線状ムラ等の局所的に輝度の異なる表示ムラとして視認されることを見出している。
本発明の目的は、インクジェット法を利用して有機ＥＬ素子の有機物層を形成する有機ＥＬ表示装置で表示ムラが発生するのを抑制することにある。
本発明の第１側面によると、下地面内の互いから離間した複数の第１領域に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、前記複数の第１領域の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、前記下地面の前記複数の第１領域とは異なる第２領域内であって前記選択した第１領域の周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した第１領域に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
本発明の第２側面によると、絶縁基板上に形成されるとともに複数の貫通孔が設けられた隔壁絶縁層の前記複数の貫通孔内部に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、前記複数の貫通孔の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、前記隔壁絶縁層の上面であって前記選択した貫通孔の周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した貫通孔内部に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
本発明の第３側面によると、絶縁基板上に形成されるとともに複数の貫通孔とそれらの各々を取り囲む複数の凹部とが設けられた隔壁絶縁層の前記複数の貫通孔内部に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、前記複数の貫通孔の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、前記複数の凹部のうち前記選択した貫通孔の周囲に位置したものに、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した貫通孔内部に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
本発明によると、インクジェット法を利用して有機ＥＬ素子の有機物層を形成する有機ＥＬ表示装置で表示ムラが発生するのを抑制可能となる。
以下、本発明の幾つかの態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の第１態様に係る方法で製造可能な有機ＥＬ表示装置の一例を概略的に示す断面図である。
図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、互いに対向したアレイ基板２及び封止基板３とそれらの間に介在したシール層（図示せず）とを備えている。シール層は封止基板３の周縁に沿って設けられており、それにより、アレイ基板２と封止基板３との間に密閉された空間を形成している。この空間は、例えば、Ａｒガスなどの希ガスやＮ2ガスのような不活性ガスで満たされている。
図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、互いに対向したアレイ基板２及び封止基板３とそれらの間に介在したシール層（図示せず）とを備えている。シール層は封止基板３の周縁に沿って設けられており、それにより、アレイ基板２と封止基板３との間に密閉された空間を形成している。この空間は、例えば、Ａｒガスなどの希ガスやＮ2ガスのような不活性ガスで満たされている。
アレイ基板２は、ガラス板等の光透過性を有する絶縁基板１１を有している。基板１１上には、アンダーコート層として、例えば、ＳｉＮx層１２とＳｉＯ2層１３とが順次積層されている。アンダーコート層上には、チャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層のような半導体層１４、ゲート絶縁膜１５、及びゲート電極１６が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）２０を構成している。
ゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６上には、ＳｉＯ2などからなる層間絶縁膜２１が設けられている。層間絶縁膜２１上には電極配線（図示せず）及びソース・ドレイン電極２３が設けられており、それらは、ＳｉＮxなどからなるパッシベーション膜２４で埋め込まれている。なお、ソース・ドレイン電極２３は、層間絶縁膜２１に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ２０のソース・ドレインに電気的に接続されている。
パッシベーション膜２４上には、有機絶縁体からなる平坦化層２９が設けられている。この平坦化層２９上には、複数の陽極２５が互いから離間して並置されている。ここでは、陽極２５はＩＴＯ等の光透過性を有する導電膜で構成される。それぞれの陽極２５は、ドレイン電極２３に電気的に接続されている。
平坦化層２９上には、さらに、絶縁層２６ａが設けられている。絶縁層２６ａは、例えば、後述する有機物層２７を形成するための第１及び第３溶液に対して親液性の無機絶縁層である。絶縁層２６ａは、陽極２５に対応した位置に貫通孔を有しており、平坦化層２９の陽極２５から露出した部分と陽極２５の周縁部とを被覆している。
絶縁層２６ａ上には、絶縁層２６ｂが設けられている。絶縁層２６ｂは、例えば、先の第１及び第３溶液に対して撥液性の有機絶縁層である。絶縁層２６ｂは、陽極２５に対応した位置に、絶縁層２６ａの貫通孔と等しいか或いはそれよりも大きな径の貫通孔を有している。
なお、絶縁層２６ａと絶縁層２６ｂとの積層体は、陽極２５に対応した位置に貫通孔を有する隔壁絶縁層２６を構成している。隔壁絶縁層２６は、絶縁層２６ａと絶縁層２６ｂとの積層体で構成してもよく、或いは、絶縁層２６ｂのみで構成してもよい。
隔壁絶縁層２６の貫通孔内で露出した陽極２５上には、発光層を含んだ有機物層２７が設けられている。この発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、または青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。有機物層２７は、発光層に加え、例えば、陽極２５から発光層への正孔の注入を媒介する役割を果たすバッファ層などをさらに含むことができる。
隔壁絶縁層２６及び有機物層２７上には共通電極（陰極）２８が設けられている。陰極２８は、パッシベーション膜２４、平坦化層２９及び隔壁絶縁層２６に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して電極配線に電気的に接続されている。それぞれの有機ＥＬ素子３０は、これら陽極２５、有機物層２７、及び陰極２８で構成されている。
図２は、図１に示す有機ＥＬ表示装置１で採用可能な回路構成の一例を概略的に示す平面図である。図２に示すように、この有機ＥＬ表示装置１は、基板１１上にマトリクス状に配置された走査信号線４１及び映像信号線４２を備えており、画素３１は走査信号線４１と映像信号線４２とに囲われた領域内に配置されている。
走査信号線４１は画素の行方向に延在するとともに列方向に配列しており、それらは走査信号線ドライバ５１に接続されている。他方、映像信号線４２は画素の列方向に延在するとともに行方向に配列しており、それらは映像信号線ドライバ５２に接続されている。
それぞれの画素３１は、駆動制御素子である駆動用トランジスタ２０と、有機ＥＬ素子３０と、選択用スイッチである選択用トランジスタ３２と、キャパシタ３３とで構成されている。この例では、駆動用トランジスタ２０はｐチャネルＴＦＴであり、選択用トランジスタ３２はｎチャネルＴＦＴである。
駆動用トランジスタ２０及び有機ＥＬ素子３０は、一対の電圧電源端子間で直列に接続されている。キャパシタ３３は、駆動用トランジスタ２０のゲートと定電位端子，この例では第１電源端子，との間に接続されている。選択用トランジスタ３２は、映像信号線４２と駆動用トランジスタ２０のゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線４１に接続されている。
なお、駆動用トランジスタ２０と選択用トランジスタ３２とキャパシタ３３とそれらを接続する配線とは画素回路を構成している。この画素回路は、走査信号線駆動回路５１から走査信号線４１を介して供給される走査信号と、映像信号線駆動回路５２から映像信号線４２を介して供給される映像信号に基づいて、第１電源端子から有機ＥＬ素子３０への電流の大きさを制御する。
さて、本態様では、有機ＥＬ表示装置１の有機物層２７に含まれる各層，すなわち発光層やバッファ層など，は、以下の方法により形成する。ここでは、有機物層２７が発光層のみから構成されている場合を例に説明する。
図３乃至図６は、本発明の第１態様に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を概略的に示す平面図である。
この方法では、まず、図３に示す構造を作製する。図３の構造は、図１のアレイ基板２から有機物層２７及び陰極２８を除いた構造に相当している。図３に示す例では、隔壁絶縁層２６には略正八角形状の貫通孔４０ａが設けられている。各貫通孔４０ａの位置では、陽極２５が隔壁絶縁層２６から露出している。
この方法では、まず、図３に示す構造を作製する。図３の構造は、図１のアレイ基板２から有機物層２７及び陰極２８を除いた構造に相当している。図３に示す例では、隔壁絶縁層２６には略正八角形状の貫通孔４０ａが設けられている。各貫通孔４０ａの位置では、陽極２５が隔壁絶縁層２６から露出している。
次に、必要に応じて、隔壁絶縁層２６の表面に、例えばＣＦ4・Ｏ2などのプラズマガスを用いた撥液処理を施す。これにより、絶縁層２６ｂの表面を、有機物層２７の材料を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液に対して撥液性とする。
次いで、図４に示すように、各貫通孔４０ａの内部に一定量の第１溶液をインクジェット法によって供給して、有機溶剤を含んだ有機物層２７を形成する。有機物層２７として発光色が青、緑、赤色の３種の有機物層を形成する場合、これら有機物層に対応して３種の第１溶液を調製し、それらを表示色が青、緑、赤色の画素３１の貫通孔４０ａにそれぞれ吐出する。ここでは、一例として、インクジェットヘッドに第１溶液用のインクジェットノズルを表示色毎に少なくとも１個搭載したインクジェット装置を使用し、３種の第１溶液の吐出動作を並行して行うこととする。なお、ここで使用するインクジェット装置は、そのインクジェットヘッドに、さらに、後述する第２溶液用のインクジェットノズルを少なくとも１個搭載している。
全ての貫通孔４０ａへの第１溶液の吐出動作を完了した後、例えば画像処理技術などを利用して、それら貫通孔４０ａの中に第１溶液の供給量が不十分なものがあるかを調べる。第１溶液の供給量が不十分な貫通孔４０ａが存在していなかった場合、乾燥処理を施すことにより、有機物層２７から有機溶剤をほぼ完全に除去する。その後、陰極２８を形成することにより、アレイ基板２を完成する。
他方、図４に示すように、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａが存在していた場合、その位置情報を記録する。好ましくは、これとともに、先の貫通孔４０ａについて、その第１溶液供給量の不足の程度を記録する。第１溶液供給量の不足の程度は、例えば、有機物層２７の有無及び有機物層２７の平面形状や面積などから測定可能である。その後、以下の工程を実施する。
すなわち、上記の位置情報に基づいて、図５に示すように、隔壁絶縁層２６の上面であって第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａの周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給する。これにより、先の貫通孔４０ａを、複数の液膜４５で取り囲む。隔壁絶縁層２６の上面への第２溶液の供給量は、隣り合う液膜４５同士が繋がらず且つ第２溶液が貫通孔４０ａ内に流れ込まない程度とする。
また、これとともに、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａの内部に、第３溶液をインクジェット法によって供給して、有機溶剤を含んだ有機物層２７を形成する。この第３溶液は、有機物層２７の材料を有機溶剤に溶解または分散させたものである。第３溶液の供給量は、一定量とするか或いは第１溶液供給量の不足分にほぼ対応した量とする。
なお、第２溶液の供給と第３溶液の供給とは、液膜４５から有機溶剤が揮発している期間と、第３溶液を用いて形成した有機物層２７から有機溶剤が揮発している期間とが、少なくとも部分的に重複するように行う。典型的には、第２溶液の供給と第３溶液の供給とは、ほぼ同時に行う。例えば、或る貫通孔４０ａの周囲に第２溶液を供給した直後に、その貫通孔４０ａの内部に第３溶液を供給する。
その後、有機物層２７及び液膜４５に含まれる有機溶剤を揮発させる。これにより、図６の構造を得る。
ところで、図４を参照して説明した工程で形成した各有機物層２７は、複数の有機物層２７で取り囲まれている。また、各有機物層２７とその周囲の有機物層２７との乾燥は、ほぼ同時に進行する。そのため、これら有機物層２７の乾燥は、有機溶剤を高濃度に含んだ雰囲気のもとで進行する。
図５に示すように、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａに第３溶液を供給して形成した有機物層２７が乾燥する際、この貫通孔４０ａが第２溶液からなる複数の液膜４５で取り囲まれていると、その貫通孔４０ａの内部に形成した有機物層２７に含まれる有機溶剤が揮発するのに加え、液膜４５からも有機溶剤が揮発する。そのため、第１溶液供給量が不十分であった貫通孔４０ａの近傍には、液膜４５を形成しなかった場合と比較して、有機溶剤をより高い濃度で含んだ雰囲気が生じる。すなわち、液膜４５を形成した場合、有機物層２７の乾燥は、液膜４５を形成しなかった場合と比較して、図４の工程で形成した有機物層２７の乾燥条件により近い条件，具体的にはより穏やかな条件，で進行する。その結果、例えば、図４の工程で有機物層２７を形成した画素３１と図５の工程で有機物層２７を形成した画素３１との間における有機物層２７の膜厚プロファイルなどのばらつきが低減され、表示ムラの発生を抑制可能となる。
なお、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａへの有機物層２７の形成を、液膜４５を形成せずに、有機溶剤を高濃度に含んだガスで満たした処理容器内で実施しても、図４の工程で形成した有機物層２７の乾燥条件とほぼ同等の条件を再現することができる。但し、この場合、図４の工程で形成した有機物層２７までもが、有機溶剤を高濃度に含んだ雰囲気に晒されることとなる。このような有機溶剤を高濃度に含んだ雰囲気への有機物層２７の再度の曝露は、得られる有機ＥＬ素子３０の発光特性に少なからず影響を与える。そのため、図４の工程で有機物層２７を形成した有機ＥＬ素子３０の輝度と図５の工程で有機物層２７を形成した有機ＥＬ素子３０の輝度とを等しくすることや、図５の工程を実施して製造した有機ＥＬ表示装置１と図５の工程なしで製造した有機ＥＬ表示装置１とで有機ＥＬ素子３０の輝度を等しくすることなどが難しくなる。
これに対し、図５を参照したように、液膜４５を利用した方法によると、有機溶剤を高濃度に含んだ雰囲気を局所的に生じさせることができる。そのため、既に乾燥が或る程度進行した有機物層２７の殆んどを、有機溶剤を高濃度に含んだ雰囲気に再び晒すことなく、図４の工程で形成した有機物層２７の乾燥条件とほぼ同等の条件を再現することができる。したがって、本態様によると、図４の工程で有機物層２７を形成した有機ＥＬ素子３０の輝度と図５の工程で有機物層２７を形成した有機ＥＬ素子３０の輝度とを等しくすることや、図５の工程を実施して製造した有機ＥＬ表示装置１と図５の工程なしで製造した有機ＥＬ表示装置１とで有機ＥＬ素子３０の輝度を等しくすることなどが容易である。
次に、本発明の第２態様について説明する。
図７は、本発明の第２態様に係る方法で製造可能な有機ＥＬ表示装置の一例を概略的に示す断面図である。図７に示す有機ＥＬ表示装置１は、隔壁絶縁層２６の上面に、複数の凹部４０ｂが各貫通孔４０ａを取り囲むように設けられていること以外は、図１の有機ＥＬ表示装置１と同様の構造を有している。なお、ここでは一例として、絶縁層２６ｂに貫通孔を設けることにより底面が絶縁層２６ａの上面で構成された凹部４０ｂを形成しているが、凹部４０ｂは絶縁層２６ａ及び２６ｂの双方に貫通孔を設けることにより形成してもよい。
図７は、本発明の第２態様に係る方法で製造可能な有機ＥＬ表示装置の一例を概略的に示す断面図である。図７に示す有機ＥＬ表示装置１は、隔壁絶縁層２６の上面に、複数の凹部４０ｂが各貫通孔４０ａを取り囲むように設けられていること以外は、図１の有機ＥＬ表示装置１と同様の構造を有している。なお、ここでは一例として、絶縁層２６ｂに貫通孔を設けることにより底面が絶縁層２６ａの上面で構成された凹部４０ｂを形成しているが、凹部４０ｂは絶縁層２６ａ及び２６ｂの双方に貫通孔を設けることにより形成してもよい。
本態様では、この有機ＥＬ表示装置１の有機物層２７に含まれる各層，すなわち発光層やバッファ層など，は、以下の方法により形成する。ここでは、有機物層２７が発光層のみから構成されている場合を例に説明する。
図８乃至図１１は、本発明の第２態様に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を概略的に示す平面図である。
この方法では、まず、図８に示す構造を作製する。図８の構造は、図７のアレイ基板２から有機物層２７及び陰極２８を除いた構造に相当している。図８に示す例では、隔壁絶縁層２６を構成している絶縁層２６ａ及び２６ｂには略正八角形状の貫通孔４０ａが設けられている。各貫通孔４０ａの位置では、陽極２５が隔壁絶縁層２６から露出している。また、図８に示す例では、隔壁絶縁層２６を構成している絶縁層２６ａ及び２６ｂのうち、絶縁層２６ｂにのみ、貫通孔４０ａと比較して径がより小さな略正八角形状の貫通孔がさらに設けられている。これら貫通孔と絶縁層２６ａの上面とは、略正八角形状の開口を有する凹部４０ｂを構成している。
次に、第１態様と同様、必要に応じて、隔壁絶縁層２６の表面に、例えばＣＦ4・Ｏ2などのプラズマガスを用いた撥液処理を施す。これにより、絶縁層２６ｂの表面を、有機物層２７の材料を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液に対して撥液性とする。
次いで、第１態様と同様、図９に示すように、各貫通孔４０ａの内部に一定量の第１溶液をインクジェット法によって供給して、有機溶剤を含んだ有機物層２７を形成する。ここでは、第１溶液が凹部４０ｂに供給されないように注意する。
全ての貫通孔４０ａへの第１溶液の吐出動作を完了した後、例えば画像処理技術などを利用して、それら貫通孔４０ａの中に第１溶液の供給量が不十分なものがあるかを調べる。第１溶液の供給量が不十分な貫通孔４０ａが存在していなかった場合、熱処理を施すことにより、有機物層２７から有機溶剤をほぼ完全に除去する。その後、陰極２８を形成することにより、アレイ基板２を完成する。
他方、図９に示すように、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａが存在していた場合、その位置情報を記録する。好ましくは、これとともに、先の貫通孔４０ａについて、第１溶液供給量の不足の程度を記録する。その後、以下の工程を実施する。
すなわち、上記の位置情報に基づいて、図１０に示すように、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａを取り囲んでいる凹部４０ｂに、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給する。第２溶液の凹部４０ｂへの供給量は、第２溶液が凹部４０ｂから溢れ出さない程度とする。
また、これとともに、第１溶液供給量が不十分な貫通孔４０ａの内部に、第３溶液をインクジェット法によって供給して、有機溶剤を含んだ有機物層２７を形成する。第３溶液の供給量は、一定量とするか或いは第１溶液供給量の不足分にほぼ対応した量とする。
なお、第２溶液の供給と第３溶液の供給とは、液膜４５から有機溶剤が揮発している期間と、第３溶液を用いて形成した有機物層２７から有機溶剤が揮発している期間とが、少なくとも部分的に重複するように行う。典型的には、第２溶液の供給と第３溶液の供給とは、ほぼ同時に行う。例えば、或る貫通孔４０ａの周囲に第２溶液を供給した直後に、その貫通孔４０ａの内部に第３溶液を供給する。
その後、有機物層２７及び液膜４５に含まれる有機溶剤を揮発させる。これにより、図１１の構造を得る。
この方法は、第１態様で説明した方法とほぼ同様である。したがって、本態様によると、第１態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
また、本態様では、隔壁絶縁層２６の上面に凹部４０ｂを設け、これら凹部４０ｂに第２溶液を供給する。そのため、第１態様と比較して、第２溶液が貫通孔４０ａの内部に流れ込み難い。しかも、第２溶液に対する絶縁層２６ｂの撥液性が、その第１溶液に対する撥液性と同様であれば、第２溶液の供給に、第１態様ほど高い位置精度を要求されることがない。
液膜４５を形成するのに使用する第２溶液の量は、第３溶液を用いて形成した有機物層２７の乾燥を、第１溶液を用いて形成した有機物層２７の乾燥条件とほぼ等しい条件で進行させることができれば、特に制限はない。例えば、１つの貫通孔４０ａの内部に供給する第３溶液に含まれる有機溶剤の量と、その貫通孔４０ａを取り囲む複数の液膜４５に含まれる有機溶剤の量とをほぼ等しくしてもよい。
第１及び第２態様で説明した方法で使用する第１溶液と第３溶液とは、組成が同一であってもよく、或いは、異なっていてもよい。但し、第１溶液が溶質または分散質として含有している有機物と、第３溶液が溶質または分散質として含有している有機物とは同一とする。また、典型的には、第１溶液が含有している有機溶剤と、第３溶液が含有している有機溶剤とは同一とする。
第２溶液が含有する有機溶剤と、第３溶液が含有する有機溶剤とは、同一であってもよく、或いは、異なっていてもよい。但し、典型的には、第２溶液が含有する有機溶剤は、第３溶液が含有する有機溶剤と同一とする。
第１乃至第３溶液が含有する有機溶剤としては、例えば、テトラリン、トルエン、シクロヘキサン、アニソール、ジフェニルエーテルなどを挙げることができる。
第２溶液は、有機溶剤以外の成分をさらに含むことができる。インクジェット法では、吐出すべき溶液の粘度が低すぎる或いは高すぎると、高精度な吐出が難しくなることがある。また、吐出した溶液の粘度が低すぎると、吐出した溶液の被吐出面上における不所望な流動を生じる可能性がある。第２溶液として有機溶剤に加えて溶質または分散質をさらに含有したものを使用すると、溶質または分散質の種類及び含量などに応じて、第２溶液の粘度を調節することができる。
第２溶液に含有させ得る溶質または分散質は、無機物、有機物、及びそれらの混合物の何れであってもよい。また、この溶質または分散質は、絶縁体、半導体、及び導体の何れであってもよい。但し、通常は、絶縁体を先の溶質または分散質として使用する。
第２溶液に溶質または分散質として含有させ得る無機物としては、例えば、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、シリコン窒化物などを挙げることができる。
第２溶液に溶質または分散質として含有させ得る有機物としては、例えば、テトラリン、トルエン、シクロヘキサン、アニソール、ジフェニルエーテルなどを挙げることができる。また、この有機物としては、第１及び第３溶液が溶質または分散質として含有している有機物を使用することもできる。この場合、第１乃至第３溶液の組成が同一であれば、第１乃至第３溶液の吐出に同一のインクジェットノズルを使用することができる。したがって、インクジェット装置の構造を簡略化することができる。
なお、第２溶液として有機溶剤に加えて溶質または分散質をさらに含有したものを使用した場合、有機ＥＬ表示装置１には、以下に説明する特徴的な構造が現れる。
例えば、図３乃至図６を参照しながら説明した方法で第２溶液として有機溶剤と溶質または分散質とを含有したものを使用すると、図６の工程を完了した時点で、第２溶液が溶質または分散質として含有していた材料が図５に示す液膜４５の位置に薄膜状に残留する。
また、図８乃至図１１を参照しながら説明した方法で第２溶液として有機溶剤と溶質または分散質とを含有したものを使用すると、図１１の工程を完了した時点で、第２溶液が溶質または分散質として含有していた材料が図１０に示す液膜４５の位置に薄膜状に残留する。
したがって、完成した有機ＥＬ表示装置について、この薄膜状に残留した材料の有無を調べれば、その有機ＥＬ表示装置が図３乃至図６のプロセスまたは図８乃至図１１のプロセスを経て製造されたものであるか否かを判別することができる。さらに、その有機ＥＬ表示装置について、凹部４０ｂの有無を調べれば、それが図３乃至図６のプロセス及び図８乃至図１１のプロセスのどちらを経て製造されたかを判別することができる。
次に、先の有機ＥＬ表示装置１の構成要素に使用可能な材料などについて説明する。
絶縁基板１１としては、その上に形成される構造を保持可能なできるものであれば、どのようなものを用いてもよい。基板１１としては、ガラス基板のように硬質な基板が一般的であるが、有機ＥＬ表示装置１の用途によっては、プラスチックシートなどのようにフレキシブルな基板を使用してもよい。
絶縁基板１１としては、その上に形成される構造を保持可能なできるものであれば、どのようなものを用いてもよい。基板１１としては、ガラス基板のように硬質な基板が一般的であるが、有機ＥＬ表示装置１の用途によっては、プラスチックシートなどのようにフレキシブルな基板を使用してもよい。
有機ＥＬ表示装置１が基板１１側から光を発する下面発光型の場合、陽極２５としては光透過性を有する透明電極を使用する。透明電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料を使用することができる。透明電極の膜厚は、通常、１０ｎｍ乃至１５０ｎｍ程度である。透明電極は、ＩＴＯ等の透明導電材料を蒸着法やスパッタリング等により堆積し、それにより得られる薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより得ることができる。
絶縁層２６ａの材料としては、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸化物のような無機絶縁材料を使用することができる。これら無機絶縁材料からなる絶縁層２６ａは比較的高い親液性を示す。
絶縁層２６ｂの材料としては、例えば、有機絶縁材料を使用することができる。絶縁層２６ｂに使用可能な有機絶縁材料に特に制限はないが、感光性樹脂を使用した場合、貫通孔が設けられた絶縁層２６ｂを容易に形成可能である。絶縁層２６ｂを形成するのに使用可能な感光性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ポリアクリル、ポリアミド樹脂、ポリアミック酸などのアルカリ可溶性の高分子誘導体にナフトキノンジアジドなどの感光性化合物を添加してなり、露光及びアルカリ現像によりポジパターンを与える材料を挙げることができる。また、ネガパターンを与える感光性樹脂としては、化学線の照射により現像液への溶解速度が遅くなる感光性組成物，例えばエポキシ基のように化学線照射により架橋する官能基を有する感光性組成物を挙げることができる。絶縁層２６ｂは、例えば、これら感光性樹脂を基板１１の陽極２５などが形成された面にスピンコート法などにより塗布し、それにより得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより得られる。
隔壁絶縁層２６の膜厚は、有機物層２７の膜厚以上であることが望ましく、通常、０．０９μｍ乃至０．１３μｍ程度である。また、絶縁層２６ａの膜厚は、通常、０．０５乃至０．１μｍ程度である。
有機物層２７は、発光層を含んでいる。発光層の材料としては、有機ＥＬ表示装置で一般に使用されているルミネセンス性有機化合物を用いることができる。そのような有機化合物のうち赤色のルミネセンスを発するものとしては、例えば、ポリビニレンスチレン誘導体のベンゼン環にアルキルまたはアルコキシ置換基を有する高分子化合物や、ポリビニレンスチレン誘導体のビニレン基にシアノ基を有する高分子化合物などを挙げることができる。緑色のルミネセンスを発する有機化合物としては、例えば、アルキルまたはアルコキシまたはアリール誘導体置換基をベンゼン環に導入したポリビニレンスチレン誘導体などを挙げることができる。青色のルミネセンスを発する有機化合物としては、例えば、ジアルキルフルオレンとアントラセンの共重合体のようなポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。また、発光層には、これらの高分子のルミネセンス性有機化合物に低分子のルミネセンス性有機化合物などをさらに添加してもよい。
発光層の膜厚は、使用する材料に応じて適宜設定する。通常、発光層全体の膜厚は５０ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲内である。
上記の通り、有機物層２７は、発光層に加え、バッファ層などをさらに含むことができる。バッファ層の材料としては、例えば、ドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物との混合物を使用することができる。ドナー性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴという）のようなポリチオフェン誘導体及び／またはポリアニリンのようなポリアニリン誘導体などを使用することができる。また、アクセプタ性の有機化合物としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳという）などを使用することができる。
有機物層２７に含まれる層の少なくとも１つは、図３乃至図６を参照しながら説明した方法及び図８乃至図１１を参照しながら方法の何れかによって形成する。例えば、有機物層２７を発光層とバッファ層などの他の層とで構成した場合、典型的には、少なくとも発光層は、図３乃至図６を参照しながら説明した方法及び図８乃至図１１を参照しながら方法の何れかによって形成する。なお、有機物層２７に含まれる各層からの有機溶剤の除去は、熱及び／または減圧のもとで行ってもよく、或いは、自然乾燥により行ってもよい。
陰極２８は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。陰極２８を多層構造とする場合、例えば、有機物層２７上にバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。また、有機物層２７上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層と銀やアルミニウムなどを含有した導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。さらに、有機物層２７上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層とバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる三層構造としてもよい。
第１及び第２態様では、特定の構造を例に有機物層２７の形成方法を説明したが、第１及び第２態様で説明した方法は、様々な有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能である。例えば、図１及び図７には、平坦化層２９を設けた構造を示したが、平坦化層２９は省略してもよい。また、図１及び図７に示した構造では、陽極２５を平坦化層２９上に設けているが、陽極２５は層間絶縁膜２１上に設けてもよい。つまり、映像信号線と陽極２５とを同一平面上に設けてもよい。
また、図１及び図７の有機ＥＬ表示装置１は下面発光型であるが、先の方法は上面発光型の有機ＥＬ表示装置の製造に利用することもできる。さらに、アレイ基板２を対向基板３によりシーリングする場合、基板間の空間に乾燥剤を封入することで、素子の長寿命化を図ることも可能であり、また、対向基板３とアレイ基板２との間に樹脂を充填して放熱特性を向上させることもできる。
また、第１溶液をインクジェットにて塗布する際、第2溶液用のノズルを用いて、第1溶液を塗布するブロックの隣りのブロックの画素に第2溶液を塗布してもよい。このとき、第２溶液は、第1溶液が含む有機溶剤と同一の有機溶剤であることが望ましい。これにより、有機溶剤の乾燥速度の違いにより生じる有機物層の膜厚分布ムラに起因する表示ムラを抑制することが可能となる。また、この第２溶液の塗布は、貫通孔４１ａ内であってもその周辺であってもよい。
また、インクジェット装置において、１つのインクジェットヘッドに複数のインクジェットノズルを有する装置について説明したが、これに限定されず、各ヘッドを表示色毎に独立して設けてもよく、また、第２溶液用のインクジェットノズルを第１溶液用のインクジェットノズルとは独立のインクジェットヘッドに設けてもよい。また、さらに各インクジェットヘッドが複数のインクジェットノズルを有していてもよい。
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本実施例では、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。
（実施例１）
本実施例では、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、ガラス基板１１のアンダーコート層１２，１３が形成された面に対し、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰り返し、ＴＦＴ２０、層間絶縁膜２１、電極配線（図示せず）、ソース・ドレイン電極２３、パッシベーション膜２４、及び平坦化層２９を形成した。
次に、平坦化層２９上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、このＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより陽極２５を得た。なお、陽極２５は、マスクスパッタリング法により形成してもよい。
次いで、基板１１の陽極２５を形成した面に、各画素の発光部に対応して開口を有する絶縁層２６ａを形成した。続いて、基板１１の陽極２５を形成した面に、感光性樹脂を塗布し、得られた塗膜をパターン露光及び現像することにより、各画素の発光部に対応して開口を有する絶縁層２６ｂを形成した。以上のようにして、隔壁絶縁層２６として、シリコン窒化膜からなる絶縁層２６ａとポリイミドからなる絶縁層２６ｂとの積層体を得た。なお、隔壁絶縁層２６を形成した基板１１にはＣＦ4／Ｏ2プラズマガスを用いた表面処理を施し、絶縁層２６ｂの表面をフッ素化した。
次に、図３乃至図６を参照しながら説明した方法により、隔壁絶縁層２６が形成する液溜めに発光色が青、緑、赤色の発光層を形成した。
具体的には、発光色が青、緑、赤色のルミネセンス性有機化合物を有機溶剤である（トルエン）にそれぞれ溶解させ、第１溶液として３種の溶液を調製した。次に、図１２に示すように、インクジェット法により、これら第１溶液を、隔壁絶縁層２６に設けた貫通孔４０ａの一部にのみ吐出し、有機物層２７を形成した。ここでは、各発光色に対応した有機物層２７は、ノズルヘッドと絶縁基板１１とをＸ方向に相対移動させながら、Ｙ方向に配列した複数のインクジェットノズルからインク滴が貫通孔４０ａの内部に供給されるタイミングで第１溶液を吐出することにより形成した。なお、図１２において、有機物層２７に付している符号Ｂ，Ｇ，Ｒは、それぞれ、発光色が青、緑、赤色のルミネセンス性有機化合物を含有した第１溶液を用いて形成したことを示している。
次いで、第１溶液を供給しなかった各貫通孔４０ａの周囲に、インクジェット法により第２溶液を供給し、図５に示すように配列した複数の液膜４５を形成した。ここでは、第２溶液として、第１溶液で使用したのと同種の有機溶剤を使用した。また、１つの貫通孔４０ａの内部への第１溶液の供給量と、１つの貫通孔４０ａの周囲に供給する第２溶液の供給量の合計とをほぼ等しくした。
この第２溶液の供給とほぼ同時に、インクジェット法により、第１溶液を供給しなかった各貫通孔４０ａにのみ第３溶液を吐出した。ここでは、第３溶液として、第１溶液と組成が同一のものを使用した。また、１つの貫通孔４０ａの内部への第１溶液の供給量と、１つの貫通孔４０ａの内部への第３溶液の供給量とはほぼ等しくした。
液膜４５から有機溶剤がほぼ完全に揮発した後、第１及び第３溶液を用いて形成した塗膜を９０℃の温度に１時間加熱することにより発光層を得た。以上のようにして、図１３に示すように、有機物層２７として、発光色が青、緑、赤色の発光層を得た。なお、図１３において、破線で囲んだ有機物層２７は第３溶液を用いて形成したものであり、その他の有機物層２７は第１溶液を用いて形成したものである。
このようにして有機物層２７を形成した後、基板１１の有機物層２７を形成した面にバリウムを真空蒸着し、続いてアルミニウムを蒸着することにより陰極２８を形成した。これにより、アレイ基板２を完成した。
その後、ガラス基板３の一方の主面の周縁部に紫外線硬化型樹脂を塗布してシール層を形成した。次いで、ガラス基板３とアレイ基板２とを、ガラス基板３のシール層を設けた面とアレイ基板２の陰極２８を設けた面とが対向するように不活性ガス中で貼り合せた。さらに、紫外線照射によりしてシール層を硬化させることにより、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を完成した。
次に、この有機ＥＬ表示装置１について、各色毎に、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の輝度と、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の輝度とを測定した。
具体的には、図１３に示す有機物層２７のうち、一点鎖線で囲んだ（第１溶液を用いて形成した）有機物層２７を有する一対の画素３１と、破線で囲んだ（第３溶液を用いて形成した）有機物層２７を有する１つの画素３１とを各発光色毎に選択し、これらの輝度を測定した。ここでは、有機物層２７に流す電流の電流密度は、発光色が青色及び緑色の画素３１についてはそれぞれ２０．０ｍＡ／ｃｍ2とし、発光色が赤色の画素３１については４５．２ｍＡ／ｃｍ2とした。
次いで、先の一対の画素３１の輝度を平均し、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１に対する相対輝度を求めた。その結果を以下の表に示す。
（実施例２）
第２溶液として第１溶液と組成が同一のものを使用したこと以外は、実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。この有機ＥＬ表示装置１についても、実施例１で説明したのと同様の方法により、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１に対する相対輝度を求めた。その結果を以下の表に示す。
第２溶液として第１溶液と組成が同一のものを使用したこと以外は、実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。この有機ＥＬ表示装置１についても、実施例１で説明したのと同様の方法により、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１に対する相対輝度を求めた。その結果を以下の表に示す。
（比較例）
第２溶液を使用しなかったこと以外は、実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。この有機ＥＬ表示装置１についても、実施例１で説明したのと同様の方法により、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１に対する相対輝度を求めた。その結果を以下の表に示す。
第２溶液を使用しなかったこと以外は、実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。この有機ＥＬ表示装置１についても、実施例１で説明したのと同様の方法により、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１の、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１に対する相対輝度を求めた。その結果を以下の表に示す。
上記表に示すように、比較例に係る有機ＥＬ表示装置１では、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１は、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１と比較して著しく高輝度であった。この有機ＥＬ表示装置１で画像を表示し、表示画像を観察したところ、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１は、点欠陥として視認された。
他方、実施例１及び２に係る有機ＥＬ表示装置１では、上記表に示すように、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１と、第１溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１とは、高輝度がほぼ等しかった。これら有機ＥＬ表示装置１で画像を表示し、表示画像を観察したが、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１と、第３溶液を用いて有機物層２７を形成した画素３１との相違を判別することはできなかった。
１…有機ＥＬ表示装置、２…アレイ基板、３…封止基板、１１…絶縁基板、１２…ＳｉＮx層、１３…ＳｉＯ2層、１４…半導体層、１５…ゲート絶縁膜、１６…ゲート電極、２０…駆動制御素子、２１…層間絶縁膜、２３…ソース・ドレイン電極、２４…パッシベーション膜、２５…陽極、２６…隔壁絶縁層、２６ａ…絶縁層、２６ｂ…絶縁層、２７…有機物層、２８…陰極、２９…平坦化層、３０…有機ＥＬ素子、３１…画素、３２…選択用スイッチ、３３…キャパシタ、４０ａ…貫通孔、４０ｂ…凹部、４１…走査信号線、４２…映像信号線、４５…液膜、５１…走査信号線ドライバ、５２…映像信号線ドライバ。
Claims (8)
- 下地面内の互いから離間した複数の第１領域に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、
前記複数の第１領域の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、
前記下地面の前記複数の第１領域とは異なる第２領域内であって前記選択した第１領域の周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した第１領域に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 絶縁基板上に形成されるとともに複数の貫通孔が設けられた隔壁絶縁層の前記複数の貫通孔内部に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、
前記複数の貫通孔の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、
前記隔壁絶縁層の上面であって前記選択した貫通孔の周囲に、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した貫通孔内部に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 絶縁基板上に形成されるとともに複数の貫通孔とそれらの各々を取り囲む複数の凹部とが設けられた隔壁絶縁層の前記複数の貫通孔内部に、有機ＥＬ素子の有機物層に使用する有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第１溶液をインクジェット法によって供給する工程と、
前記複数の貫通孔の中から前記第１溶液の供給量が不十分なものを選択する工程と、
前記複数の凹部のうち前記選択した貫通孔の周囲に位置したものに、有機溶剤を含有した第２溶液をインクジェット法によって供給するとともに、前記選択した貫通孔内部に、前記有機物を有機溶剤に溶解または分散させてなる第３溶液をインクジェット法によって供給する工程とを含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 前記第２溶液の供給は、前記第３溶液の供給に先立って実施することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記第２溶液は前記有機溶剤のみからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記第２溶液は前記有機物をさらに含有したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記第３溶液として、前記第１溶液と組成が同一なものを使用することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記有機物は、前記有機物層が含む発光層の材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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