塗布装置、及び有機層の製造方法
【課題】供給管内に充填される液体に気泡が発生しないようにする。
【解決手段】液体１２０が貯留された液体貯留部１０８と、液体を吐出するノズルヘッド１０６と、液体貯留部１０８からノズルヘッド１０６にまで配管された供給管１０７と、を備え、供給管１０７の内壁面には親液化処理が施されている塗布装置１００Ａである。
【解決手段】液体１２０が貯留された液体貯留部１０８と、液体を吐出するノズルヘッド１０６と、液体貯留部１０８からノズルヘッド１０６にまで配管された供給管１０７と、を備え、供給管１０７の内壁面には親液化処理が施されている塗布装置１００Ａである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置、液体の充填方法及び有機層の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＥＬ（Electro Luminescence）パネルに用いられるＥＬ素子の製造プロセスでは、塗布装置のノズルから液体状のＥＬ材料液を基板に向けて連続的に吐出しつつ、ノズルと基板を相対的に移動させて、基板上に所定の形状のキャリア輸送層を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
ＥＬ材料液はタンクに貯留されており、タンクからノズルにかけて供給管が配管されており、ポンプ等によってタンク内のＥＬ材料液がノズルに供給される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、塗布装置を用いてＥＬ材料液を塗布する際に、供給管やノズルを有するノズルヘッド内に充填された液体内に気泡が発生することがある。気泡の発生源の１つとしては、液体の充填時に空気が残存することが考えられる。供給管やノズルの材質によっては、ＥＬ材料液との親和性により、供給管やノズル内に気泡が滞留しやすくなる。気泡が滞留すると、ＥＬ材料液を押し出すためにかける圧力が気泡を圧縮するのに用いられ、圧力損失が大きくなる。すると、圧力をかけてもインクが吐出されなくなる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、供給管内に気泡が発生しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明の１の態様は、塗布装置において、液体が貯留された液体貯留部と、前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、を備え、前記供給管の内壁面には親液化処理が施されていることとした。
【０００７】
好ましくは、前記供給管の内壁面にプラズマによって励起された反応ガスを供給するプラズマ処理により前記供給管の内壁面の前記親液化処理が施されると同時に、前記供給管の内壁面の清浄化処理が行われていることこととした。
好ましくは、前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に施されていることとした。
【０００８】
本発明の他の態様は、塗布装置において、液体が貯留された液体貯留部と、前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、を備え、前記供給管には、プラズマによって励起された反応ガスを生成する大気圧プラズマ発生装置と、前記大気圧プラズマ発生装置との接続を断続するバルブと、が接続されていることとした。
【０００９】
好ましくは、前記反応ガスは、前記供給管の内壁面を前記親液化処理するとともに、前記供給管の内壁面を清浄化処理するものであることとした。
好ましくは、前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に前記バルブを介して前記大気圧プラズマ発生装置が接続され、前記大気圧プラズマ発生装置より前記反応ガスが前記供給管内に供給されることによってなされることとした。
好ましくは、前記液体貯留部には、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する際に、前記液体貯留部に残留している前記液体を外部に排出するための液体排出部が設けられていることとした。
【００１０】
本発明の他の態様は、有機層の製造方法において、液体貯留部に貯留する液体を交換し、前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管の内壁面に親液化処理を施し、前記親液化処理を施した後に、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することとした。
【００１１】
本発明の他の態様は、有機層の製造方法において、液体貯留部に貯留する液体を交換し、前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管に大気圧プラズマ発生装置を接続し、前記大気圧プラズマ発生装置を稼働させてプラズマによって励起された反応ガスを生成して、該反応ガスを前記供給管内に供給し、前記反応ガスの供給によって前記供給管の内壁面を親液化処理するとともに清浄化処理し、前記供給管の内壁面の前記親液化処理と前記清浄化処理とを施した後、前記供給管と前記大気圧プラズマ発生装置との接続を解除し、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給管内に充填される液体に気泡が発生することを抑えることができる。また配管内面表面を大量の溶媒を使うことなしに清浄に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】塗布装置を概略的に示す立面図である。
【図２】ノズルヘッドの縦断面図である。
【図３】ノズルヘッドと密閉キャップの接続部を概略的に示す断面図である。
【図４】大気圧プラズマ発生装置１６０を示す図である。
【図５】（ａ）は親液化処理する前の、（ｂ）は親液化処理した後の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。
【図６】他の形態の塗布装置１００Ｂを概略的に示す立面図である。
【図７】ＥＬパネルの画素の配置構成を示す平面図である。
【図８】ＥＬパネルの概略構成を示す平面図である。
【図９】ＥＬパネルの１画素に相当する回路を示した回路図である。
【図１０】ＥＬパネルの１画素を示した平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った面の矢視断面図である。
【図１２】ＥＬパネルのバンク間に露出する画素電極を示す断面図である。
【図１３】ＥＬパネルを表示部に用いた携帯電話機の正面図である。
【図１４】ＥＬパネルを表示部に用いたデジタルカメラの斜視図である。
【図１５】ＥＬパネルを表示部に用いたデジタルカメラの斜視図である。
【図１６】ＥＬパネルを表示部に用いたパーソナルコンピュータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１５】
〔１〕塗布装置の構成
図１は、塗布装置を概略的に示す立面図である。この塗布装置１００Ａは、発光パネルである有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの有機層（例えば、正孔注入層、発光層、電子注入層）、有機トランジスタの有機層、液晶ディスプレイのカラーフィルタの有機発色層（例えば、有機材料を含むＲＧＢの発色層、有機材料を含むブラックマトリックス）、各種電子デバイスの有機導電層（例えば、有機材料からなる導電性配線）その他の機能層を形成するために用いられるものである。上記機能層は無機材料で構成される微粒子等(例えば銀や酸化チタン等)を溶媒に溶解あるいは分散させた液体を塗布することによって形成してもよい。
【００１６】
ワークテーブル１０１は、移動装置１０２上に搭載されており、移動装置１０２に対して水平面に沿って一直線状にスライド可能に設けられている。このワークテーブル１０１上には、基板１２１が載置される。なお、図１では、ワークテーブル１０１の移動方向は紙面と垂直な方向である。以下、ワークテーブル１０１の移動方向を副走査方向という。
【００１７】
移動装置１０２は、ワークテーブル１０１及びそれに載置された基板１２１を一直線状に移動させるものである。例えば、移動装置１０２は、ワークテーブル１０１を案内するレールと、レールに沿ってワークテーブル１０１を駆動する駆動機構とを有する。この移動装置１０２は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９が移動装置１０２を間欠的に駆動し、移動装置１０２がワークテーブル１０１及び基板１２１を間欠的に移動させる。つまり、移動装置１０２は、制御部１１９の制御によって、ワークテーブル１０１及び基板１２１の移動及びその移動の停止を繰り返すように動作する。
【００１８】
ワークテーブル１０１の上方には、案内部としてのレール１０３が設けられている。このレール１０３は、上から見て、ワークテーブル１０１の移動方向に対して直交する方向に設けられている。レール１０３の両端部は、機枠１０４に取り付けられて、機枠１０４に支持されている。
【００１９】
レール１０３には、ノズル移動機構としてのキャリッジ１０５が搭載されている。このキャリッジ１０５は、レール１０３に沿って案内される。キャリッジ１０５は、レール１０３に沿って移動可能に設けられている。以下、キャリッジ１０５の移動方向を主走査方向という。
また、キャリッジ１０５には、モータ等の駆動源が内蔵されており、キャリッジ１０５はその駆動源によってレール１０３に沿って移動する。キャリッジ１０５は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９が移動装置１０２の間欠的な停止に合わせてキャリッジ１０５を駆動し、キャリッジ１０５が移動装置１０２の停止中に主走査方向に移動する。
【００２０】
キャリッジ１０５にはノズルヘッド（吐出部）１０６が搭載されている。このノズルヘッド１０６は、その先端が下に向くようにしてキャリッジ１０５に搭載されている。図２は、ノズルヘッド１０６の断面図である。図２に示すように、このノズルヘッド１０６においては、略円筒状のノズルヘッド本体部１６１の上端に設けられた注入口１６２に供給管１０７が接続されている。ノズルヘッド本体部１６１の下端に底面１６５が設けられ、底面１６５の中央に開口１６６が形成されている。中空１６３内の下部にノズルプレート１６７が配設され、開口１６６がノズルプレート１６７によって閉塞されている。ノズルプレート１６７の中央には、微小なノズル孔（ノズル）１６８が形成されている。ノズル孔１６８の径は、１０〜２０μｍである。このノズル孔１６８から液体１２０が吐出される。ノズルヘッド本体部１６１の中空１６３内にフィルタ１６４が配設されている。ノズルヘッド本体部１６１の中空１６３が、フィルタ１６４によって注入口１６２側の領域とノズル孔１６８側の領域とに仕切られている。
【００２１】
レール１０３の下部であって、移動装置１０２の主走査方向の一端部と、機枠１０４との間（待機位置）には、密閉キャップ１５０が配設されている。図３に示すように、キャリッジ１０５が待機位置に移動すると、ノズルヘッド１０６の下端が密閉キャップ１５０で塞がれる。
【００２２】
密閉キャップ１５０にはドレイン管１５１の端部が取り付けられている。密閉キャップ１５０でノズルヘッド１０６の下端を塞ぐことによって、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８がドレイン管１５１に通じる。そのドレイン管１５１の他端が冷却トラップ１３０に接続されている。冷却トラップ１３０とバキュームポンプ（減圧装置）１４０がドレイン管１５２によって接続されている。冷却トラップ１３０は、外容器１３１、密閉容器１３２及び冷媒１３３を有する。密閉容器１３２が外容器１３１内に収容されている。冷媒１３３は、密閉容器１３２の外側であって、外容器１３１の内側に収容されている。ドレイン管１５１及びドレイン管１５２が密閉容器１３２の上面を貫通している。密閉容器１３２内において、ドレイン管１５２の下端部がドレイン管１５１の下端部よりも高い位置にある。
【００２３】
図１に示すように、供給管１０７がノズルヘッド１０６から液体タンク１０８にかけて配管されており、供給管１０７の一端がノズルヘッド１０６に接続され、供給管１０７の他端が液体タンク１０８に接続されている。
【００２４】
供給管１０７としては、液体タンク１０８内に貯留された液体１２０に対して耐性があり、かつキャリッジ１０５の移動に追従するように可撓性がある材料からなるチューブを用いる。具体的には、供給管１０７は、シリコーン樹脂からなるチューブである。
【００２５】
供給管１０７の内径は１〜７ｍｍである。供給管１０７の内径は、液体タンク１０８からノズルヘッド１０６にかけて一様であってもよいし、不均一であってもよい。例えば、供給管１０７の内径は、液体タンク１０８寄りの部分で大きく、ノズルヘッド１０６寄りの部分で小さい。
【００２６】
液体貯留部としての液体タンク１０８内には、液体１２０が貯留されている。液体１２０は、例えば、有機材料を含むものである。液体１２０は、塗布装置１００Ａの用途に応じて適宜選択される。
【００２７】
液体タンク１０８には、供給器１１６が設けられている。この供給器１１６は、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に送り出すものであり、より好ましくは、送り出す液体１２０の圧力を一定に保った状態で液体１２０を供給管１０７に圧送するものである。供給器１１６はポンプであり、具体的には、ピストン式圧送ポンプ又はガス式圧送ポンプである。ピストン式圧送ポンプとは、シリンジ状の液体タンク１０８内に可動式ピストンが収容され、可動式ピストンがモータ、エアシリンダ又はソレノイド等の駆動源によって押し込まれることで、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に押し出すものである。ガス式圧送ポンプとは、密閉された液体タンク１０８内にガス（主に不活性ガス（例えば、窒素ガス））を送り込んで液体タンク１０８内を加圧して、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に押し出すものである。勿論、ピストン式圧送ポンプ、ガス式圧送ポンプ以外の種類のポンプを供給器１１６に用いてもよい。
【００２８】
この供給器１１６は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９がキャリッジ１０５の移動に合わせて供給器１１６を駆動し、供給器１１６がキャリッジ１０５の移動中に供給動作をする。
【００２９】
供給管１０７の中途部には、マスフローコントローラ１０９が設けられている。マスフローコントローラ１０９は、供給管１０７を流れる液体１２０の流量を計測したり、供給管１０７を流れる液体１２０の流量を制御したりする。マスフローコントローラ１０９によって計測された流量は、制御部１１９に出力される。
また、制御部１１９は、マスフローコントローラ１０９による流量を設定する（以下、設定された流量を設定流量という。）。マスフローコントローラ１０９が、供給管１０７を流れる液体１２０の流量をその設定流量に維持するよう定流量制御をする。
【００３０】
なお、図１では、キャリッジ１０５に搭載されているノズルヘッド１０６の数が１つであったが、複数のノズルヘッド１０６がキャリッジ１０５に搭載されていてもよい。この場合、これらのノズルヘッド１０６は、副走査方向に沿って配列された状態でキャリッジ１０５に搭載されている。また、キャリッジ１０５に複数のノズルヘッド１０６が搭載されている場合、供給管１０７、液体タンク１０８、マスフローコントローラ１０９は、それぞれのノズルヘッド１０６に対して設けられている。
【００３１】
また、キャリッジ１０５が主走査方向に移動するものとしたが、主走査方向及び副走査方向に移動するものとしてもよい。また、ノズルヘッド１０６がその中心線を中心に回転するものとしてもよい。また、ワークテーブル１０１が移動装置１０２によって副走査方向に移動するものとしたが、移動装置１０２によって主走査方向及び副走査方向に移動するものとしてもよい。また、ワークテーブル１０１が移動装置１０２によってその中心回りに回転するものとしてもよい。
【００３２】
本実施の形態においては、供給管１０７の内壁面には、液体１２０との親液化処理が施されている。親液化処理には、図４に示すような大気圧プラズマ発生装置１６０を用いることができる。
大気圧プラズマ発生装置１６０は、反応管１６１と、反応管１６１の外側に設けられた外側電極１６２と、反応管１６１の内側に設けられた内側電極１６３と、を備える。反応管１６１の下部にはノズル１６４が設けられている。
【００３３】
次に、大気圧プラズマ発生装置１６０による供給管１０７の内壁面を親液化処理する方法について説明する。まず、反応管１６１の内部に不活性ガスと反応ガスの混合気体を導入する。不活性ガスには、例えばアルゴン等の希ガスを用いることができるが、それ以外の不活性ガスでもよい。反応ガスには、酸素、ＣＦ４等を用いることができる。
【００３４】
次に、外側電極１６２と内側電極１６３との間に交流電界を印加することで、大気圧下で反応管１６１の内部にグロー放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、反応ガスが励起される。反応ガスが酸素である場合には、酸素ラジカル、オゾン、酸素原子、活性酸素等からなる活性酸素種が発生し、ノズル１６４から噴出する。ノズル１６４を供給管１０７に挿入し、励起された反応ガスをノズル１６４から供給管１０７内に供給すると、供給管１０７の内壁面が酸化され、付着物が除去されることにより、供給管１０７の内壁面が親液化される。
【００３５】
図５（ａ）は親液化処理する前の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。親液化処理する前は、液体１２０の分子同士が引きつけあう力が供給管１０７の内壁面に引きつけられる力よりも強いため、液体１２０の進行方向に対して凸のメニスカスが形成される。このため、供給管１０７内に凹凸１０７ａがある場合には、気泡が取り残される可能性が高い。
【００３６】
図５（ｂ）は親液化処理した後の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。親液化処理した後は、液体１２０の分子同士が引きつけあう力よりも供給管１０７の内壁面に引きつけられる力のほうが強いため、液体１２０の進行方向に対して凹のメニスカスが形成される。このようなメニスカスでは、液体１２０が供給管１０７に沿って進行するため、液体１２０の充填時に気泡が取り残される可能性が低くなる。このため、液体１２０の吐出が安定化する。また、発生した気泡を容易に排出することができ、液体１２０の充填時間を短縮することができる。
【００３７】
図６は他の形態の塗布装置１００Ｂを概略的に示す立面図である。なお、塗布装置１００Ａと同様の構成については同符号を付して説明を割愛する。
塗布装置１００Ｂにおいては、供給管１０７の中途部にバルブ１１０が設けられ、バルブ１１０に大気圧プラズマ発生装置１６０のノズル１６４が接続されている。
また、液体タンク１０８には、液体タンク１０８の液体１２０が収容される内部空間まで通じるドレイン管１１１が設けられ、ドレイン管１１１にベントバルブ１１２が設けられている。
【００３８】
塗布装置１００Ｂでは、液体１２０の交換時に、供給管１０７の内壁面をプラズマで処理し、清浄にすることができる。以下、液体１２０の交換時におけるプラズマ処理方法について説明する。
【００３９】
まず、キャリッジ１０５を待機位置に移動させ、ノズルヘッド１０６の下端を密閉キャップ１５０で塞ぐ。次に、ベントバルブ１１２を開く。次に、バキュームポンプ１４０を作動させる。供給管１０７及び液体タンク１０８内に液体が残留しているときは、バキュームポンプ１４０を作動させることで、供給管１０７内の液体１２０が冷却トラップ１３０内に排出される。
【００４０】
次に、バルブ１１０を開き、大気圧プラズマ発生装置１６０のノズル１６４から供給管１０７内に励起した反応ガスを供給する。反応ガスにより供給管１０７の内壁面が清浄化される。
供給管１０７の内壁面が清浄化されたら、大気圧プラズマ発生装置１６０を停止し、バルブ１１０を閉じ、液体タンク１０８から新たな液体１２０を供給管１０７内に供給する。
【００４１】
このように、塗布装置１００Ｂでは、液体１２０の交換時に、供給管１０７の内壁面をプラズマで処理し、親液化処理を行うことができる。また、液体１２０の交換時に清浄化することで、コンタミネーションを防ぐことができる。
【００４２】
〔２〕塗布装置の動作及び塗布方法
以下、塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの動作及びこの塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを用いた塗布方法等について説明する。
【００４３】
〔２−１〕塗布装置の初期動作、塗布装置のセッティング工程及び液体の充填工程
まず、液体タンク１０８内に液体１２０を充填する。液体タンク１０８が取り替え式の場合には、液体１２０が充填された液体タンク１０８を供給管１０７に組み付け、液体タンク１０８に供給器１１６を組み付ける。なお、この時点では、供給管１０７は空の状態であり、液体１２０が供給管１０７内に充填されていない。
【００４４】
次に、キャリッジ１０５を所定の待機位置に配置した状態で、制御部１１９によって供給器１１６を作動させる。すると、液体タンク１０８内の液体１２０が供給管１０７内に送り出される。これにより、液体１２０が液体タンク１０８側から次第に供給管１０７内に充填されていく。
【００４５】
その後、供給器１１６の作動が継続し、供給管１０７内における液体１２０の液面がノズルヘッド１０６まで至ると、供給管１０７の全体に液体１２０が充填される。さらに、液体１２０がノズルヘッド１０６の注入口１６２を通じてノズル本体部１６１の中空１６３内に供給され、液体１２０が中空１６３内に充填される。
その後、後述する塗布工程に移行する。なお、塗布工程に移行するまで一時的に供給器１１６を停止してもよい。
【００４６】
この際、供給管１０７の内壁面に新液化処理が施されているため、供給管１０７内に充填されていく液体１２０に気泡が発生することを防止することができる。
【００４７】
〔２−２〕塗布装置の塗布動作及び塗布工程
以上のようにセッティングされた塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの塗布動作及びその塗布動作に基づく発光機能層のパターニング方法について説明する。
まず、基板１２１をワークテーブル１０１の上に載置する。
次に、制御部１１９がキャリッジ１０５を動作させ、キャリッジ１０５が移動範囲の端に移動する。
次に、制御部１１９が、マスフローコントローラ１０９の設定流量を設定する。
次に、制御部１１９が、供給器１１６及びキャリッジ１０５を作動させる。なお、上記セッティング工程において、供給器１１６が停止されていなければ、供給器１１６が引き続き作動することになる。
【００４８】
キャリッジ１０５が作動すると、キャリッジ１０５が主走査方向に移動する。その際、供給器１１６が作動しているので、液体タンク１０８内の液体１２０がノズルヘッド１０６へと送り出され、供給管１０７を流れる液体１２０の流量がマスフローコントローラ１０９によって一定の設定流量に制御される。そのため、キャリッジ１０５の移動中において、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、吐出された液体１２０が基板１２１上に線状に塗布され、主走査方向に沿った線状の発光機能層パターンが基板１２１上に形成される。
【００４９】
ここで、供給管１０７内やノズルヘッド１０６内に液体１２０を充填する際において、液体１２０内に気泡が発生しないから、ノズル孔１６８から吐出される液体１２０が途切れることを防止することができる。特に、供給管１０７内やノズルヘッド１０６内に液体１２０を充填する工程において供給器１１６が停止されずに、この塗布工程に移行すれば、塗布工程において吐出される液体１２０の途切れを確実に防止することができる。
【００５０】
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、制御部１１９がキャリッジ１０５を停止する。
次に、制御部１１９が移動装置１０２を制御して、ワークテーブル１０１及び基板１２１が移動装置１０２によって副走査方向に所定距離だけ移動される。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、副走査方向に沿った線状の発光機能層パターンが基板１２１上に形成される。その後、移動装置１０２が停止する。
次に、制御部１１９が、キャリッジ１０５を作動させる。これにより、キャリッジ１０５が逆方向に移動する。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、主走査方向に沿った線状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、制御部１１９がキャリッジ１０５を停止する。
次に、制御部１１９が移動装置１０２を制御して、ワークテーブル１０１及び基板１２１が移動装置１０２によって副走査方向に所定距離だけ移動される。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、主走査方向に沿った線状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
【００５１】
以後、制御部１１９が上記制御を繰り返す。そのため、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出されながらキャリッジ１０５が塗布範囲の端から端まで移動することが繰り返されるとともに、キャリッジ１０５が端に移動した際に移動装置１０２によってワークテーブル１０１及び基板１２１が所定距離だけ副走査方向に移動される。これにより、葛折り状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
【００５２】
〔３〕塗布装置を用いて製造される有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの構成
図１〜図３に示された塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを用いて製造されるＥＬパネル１について、図７〜図１１を用いて説明する。
【００５３】
図７は、発光パネルであるＥＬパネル１における複数の画素Ｐの配置構成を示す平面図である。図８は、ＥＬパネル１の概略構成を示す平面図である。図９は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するＥＬパネル１の１画素に相当する回路を示した回路図である。図１０は、ＥＬパネル１の１画素Ｐに相当する平面図であり、図１１は、図１０のXI−XI線に沿った面の矢視断面図である。
【００５４】
図７、図８に示すように、ＥＬパネル１には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）をそれぞれ発光する複数の画素Ｐが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このＥＬパネル１には、複数の走査線２及び複数の信号線３が設けられている。これら走査線２は、行方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。これら信号線３が、列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。走査線２と信号線３が、平面視して走査線２と略直交している。また、ＥＬパネル１には、複数の電圧供給線４が設けラテいる。電圧供給線４は、平面視して、走査線２に対して平行に設けられている。電圧供給線４は、隣り合う走査線２の間において走査線２に沿って設けられている。画素Ｐは、一組の走査線２及び電圧供給線４並びに隣り合う二本の信号線３によって囲われる範囲に相当する。画素Ｐがマトリクス状に配列されている。ここでは、Ｒ（赤）を発光する複数の画素Ｐが信号線３に沿って配列されている。Ｇ（緑）を発光する複数の画素Ｐも信号線３に沿って配列されている。Ｂ（青）を発光する複数の画素Ｐも信号線３に沿って配列されている。走査線２に沿う方向の複数の画素Ｐの列は、Ｒ（赤）を発光する画素Ｐ、Ｇ（緑）を発光する画素Ｐ、Ｂ（青）を発光する画素Ｐの順の配列となっている。
【００５５】
また、ＥＬパネル１には、隔壁であるバンク１３が設けられている。バンク１３は、信号線３に沿う方向に延在している。このバンク１３によって挟まれた範囲に所定のキャリア輸送層（後述する正孔注入層８ｂ、発光層８ｃ）が設けられ、その範囲が画素Ｐの発光領域となる。つまり、このバンク１３が、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色毎に画素Ｐを仕切っている。なお、キャリア輸送層とは、電圧が印加されることによって正孔又は電子を輸送する層である。
【００５６】
図８、図９に示すように、このＥＬパネル１の１画素Ｐにつき、薄膜トランジスタであるスイッチトランジスタ５と、薄膜トランジスタである駆動トランジスタ６と、キャパシタ７と、ＥＬ素子８とが設けられている。
【００５７】
各画素Ｐにおいては、スイッチトランジスタ５のゲートが走査線２に接続されている。スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの一方が信号線３に接続されている。スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ７の一方の電極及び駆動トランジスタ６のゲートに接続されている。駆動トランジスタ６のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線４に接続されている。駆動トランジスタ６のソースとドレインのうち他方がキャパシタ７の他方の電極及びＥＬ素子８のアノードに接続されている。なお、全ての画素ＰのＥＬ素子８のカソードは、一定電圧Ｖcomに保たれている（例えば、接地されている）。
【００５８】
また、このＥＬパネル１の周囲において各走査線２が走査ドライバに接続されている。各電圧供給線４が、一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続されている。各信号線３が、データドライバに接続されている。これらドライバによってＥＬパネル１がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線４には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。
【００５９】
次に、ＥＬパネル１と、その画素Ｐの回路構造について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０に示すように、スイッチトランジスタ５及び駆動トランジスタ６は、信号線３に沿うように配列されている。キャパシタ７が、スイッチトランジスタ５の近傍に配置されている。ＥＬ素子８が、駆動トランジスタ６の近傍に配置されている。また、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、キャパシタ７及びＥＬ素子８が、走査線２と電圧供給線４の間に配置されている。
【００６０】
駆動トランジスタ６は、図１１に示すように、ゲート電極６ａ、半導体膜６ｂ、チャネル保護膜６ｄ、不純物半導体膜６ｆ，６ｇ、ドレイン電極６ｈ、ソース電極６ｉ等を有するものである。
また、スイッチトランジスタ５は、以下に詳述する駆動トランジスタ６と同様の薄膜トランジスタであって、ゲート電極５ａ、半導体膜、チャネル保護膜、不純物半導体膜、ドレイン電極５ｈ、ソース電極５ｉ等を有するものであるので、その詳細については省略する。
図１０、図１１に示すように、ゲート絶縁膜となる層間絶縁膜１１が基板１０上の一面に成膜されている。その層間絶縁膜１１の上には、層間絶縁膜１２が成膜されている。信号線３は、層間絶縁膜１１と基板１０との間に形成されている。走査線２及び電圧供給線４は、層間絶縁膜１１と層間絶縁膜１２との間に形成されている。
【００６１】
ゲート電極６ａは、基板１０と層間絶縁膜１１の間に形成されている。このゲート電極６ａは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。また、ゲート電極６ａの上には、絶縁性の層間絶縁膜１１が成膜されている。ゲート電極６ａが、その層間絶縁膜１１によって被覆されている。
層間絶縁膜１１は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。この層間絶縁膜１１上であってゲート電極６ａに対応する位置には、真性な半導体膜６ｂが形成されている。半導体膜６ｂは、層間絶縁膜１１を挟んでゲート電極６ａと相対している。
半導体膜６ｂは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなる。この半導体膜６ｂにチャネルが形成される。また、半導体膜６ｂの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜６ｄが形成されている。このチャネル保護膜６ｄは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜６ｂの一端部の上には、不純物半導体膜６ｆが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されている。半導体膜６ｂの他端部の上には、不純物半導体膜６ｇが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜６ｆ，６ｇは、それぞれ半導体膜６ｂの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜６ｆ，６ｇはｎ型半導体であるが、これに限らず、ｐ型半導体であってもよい。
不純物半導体膜６ｆの上には、ドレイン電極６ｈが形成されている。不純物半導体膜６ｇの上には、ソース電極６ｉが形成されている。ドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。
チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉの上には、保護膜となる絶縁性の層間絶縁膜１２が成膜されている。チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉが、層間絶縁膜１２によって被覆されている。そして、駆動トランジスタ６は、層間絶縁膜１２によって覆われるようになっている。層間絶縁膜１２は、例えば、厚さが１００ｎｍ〜２００ｎｍ窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００６２】
キャパシタ７は、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間に接続されている。図１１に示すように、キャパシタ７の一方の電極７ａが基板１０と層間絶縁膜１１との間に形成されている。キャパシタ７の他方の電極７ｂが、層間絶縁膜１１と層間絶縁膜１２との間に形成されている。電極７ａと電極７ｂが誘電体である層間絶縁膜１１を挟んで相対している。これにより、キャパシタ７が構成されている。
【００６３】
信号線３、キャパシタ７の電極７ａ、スイッチトランジスタ５のゲート電極５ａ及び駆動トランジスタ６のゲート電極６ａは、基板１０に一面に成膜された導電膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂ、スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、層間絶縁膜１１に一面に成膜された導電膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。
【００６４】
また、層間絶縁膜１１には、ゲート電極５ａと走査線２とが重なる領域に、コンタクトホール１１ａが形成されている。ドレイン電極５ｈと信号線３とが重なる領域に、コンタクトホール１１ｂが形成されている。ゲート電極６ａとソース電極５ｉとが重なる領域に、コンタクトホール１１ｃが形成されている。コンタクトホール１１ａ〜１１ｃ内にコンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃがそれぞれ埋め込まれている。コンタクトプラグ２０ａによってスイッチトランジスタ５のゲート電極５ａと走査線２が電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ｂによってスイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈと信号線３が電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ｃによってスイッチトランジスタ５のソース電極５ｉとキャパシタ７の電極７ａが電気的に導通するとともに、スイッチトランジスタ５のソース電極５ｉと駆動トランジスタ６のゲート電極６ａが電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃを介することなく、走査線２が直接ゲート電極５ａと接触し、ドレイン電極５ｈが信号線３と接触し、ソース電極５ｉがゲート電極６ａと接触してもよい。
駆動トランジスタ６のゲート電極６ａが、キャパシタ７の電極７ａに一体に連なっている。駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈが、電圧供給線４に一体に連なっている。駆動トランジスタ６のソース電極６ｉが、キャパシタ７の電極７ｂに一体に連なっている。
【００６５】
画素電極８ａは、層間絶縁膜１１を介して基板１０上に設けられている。画素電極８ａは、画素Ｐごとに独立して形成されている。この画素電極８ａは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）からなる。画素電極８ａは一部、駆動トランジスタ６のソース電極６ｉに重なり、画素電極８ａとソース電極６ｉが接続している。
そして、図１０、図１１に示すように、層間絶縁膜１２が、走査線２、信号線３、電圧供給線４、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、画素電極８ａの周縁部、キャパシタ７の電極７ｂ及び層間絶縁膜１１を覆うように形成されている。
層間絶縁膜１２には、各画素電極８ａの中央部が露出するように開口部１２ａが形成されている。この層間絶縁膜１２は、平面視して格子状に形成されている。
【００６６】
バンク１３は、図１０、図１１に示すように、信号線３に沿う方向に延在しているとともに、互いに平行に設けられている。そのため、これらバンク１３は、縞状を成している。また、バンク１３は、層間絶縁膜１２を介してスイッチトランジスタ５や駆動トランジスタ６を覆う位置に形成されている。バンク１３の側壁１３ａは、層間絶縁膜１２の開口部１２ａより内側に位置している。また、隣り合うバンク１３の間には、画素電極８ａの中央側が露出している。また、隣り合うバンク１３の間にある複数の画素電極８ａは、バンク１３に沿って配列されている。
そして、バンク１３は、後述する正孔注入層８ｂや発光層８ｃを湿式法により形成するに際して、正孔注入層８ｂや発光層８ｃとなる材料が溶媒に溶解または分散された液状体が隣接する画素Ｐに滲み出ないようにする隔壁として機能する。
【００６７】
ＥＬ素子８は、図１０、図１１に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極８ａと、画素電極８ａの上に形成された化合物膜である正孔注入層８ｂと、正孔注入層８ｂの上に形成された化合物膜である発光層８ｃと、発光層８ｃの上に形成された第二電極としての対向電極８ｄとを備えている。対向電極８ｄは全画素Ｐに共通の単一電極であって、全画素Ｐに連続して形成されている。
【００６８】
正孔注入層８ｂは、例えば、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（poly(ethylenedioxy)thiophene；ポリエチレンジオキシチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（polystyrene sulfonate；ポリスチレンスルホン酸）からなるキャリア輸送層である。正孔注入層８ｂは、画素電極８ａから発光層８ｃに向けて正孔を注入する層である。
発光層８ｃは、画素Ｐ毎にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のいずれかを発光する材料を含む。発光層８ｃは、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料からなるキャリア輸送層である。発光層８ｃは、対向電極８ｄから供給される電子と、正孔注入層８ｂから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、Ｒ（赤）を発光する画素Ｐ、Ｇ（緑）を発光する画素Ｐ、Ｂ（青）を発光する画素Ｐは互いに発光層８ｃの発光材料が異なる。画素ＰのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のパターンは、縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンである。
【００６９】
対向電極８ｄは、画素電極８ａよりも仕事関数の低い材料で形成されている。対向電極８ｄは、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されている。
この対向電極８ｄは、全ての画素Ｐに共通した電極であり、発光層８ｃなどの化合物膜とともにバンク１３を被覆している。
【００７０】
また、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、隣り合うバンク１３の間においてバンク１３に沿う方向に帯状に設けられているとともに、バンク１３に沿う方向に連続して設けられている。そのため、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、バンク１３に沿う方向には、画素Ｐごとに区切られていない。つまり、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、隣り合うバンク１３の間において配列された複数の画素電極８ａに共通して設けられている。一方、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、バンク１３に直交する方向には、バンク１３によって区切られている。
そして、層間絶縁膜１２の開口部１２ａ内におけるバンク１３の側壁１３ａ間において、キャリア輸送層としての正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃが、画素電極８ａ上に積層されている（図１１参照）。つまり、画素電極８ａと対向電極８ｄの間に電圧が印加されたら、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは画素電極８ａに重なる部分においてキャリア輸送層として機能し、その部分において発光層８ｃにおいて発光する。
具体的には、層間絶縁膜１２の上に設けられたバンク１３の側壁１３ａは、層間絶縁膜１２の開口部１２ａより内側に形成されている。
そして、開口部１２ａに囲まれて側壁１３ａで挟まれた画素電極８ａ上に、正孔注入層８ｂとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第１のキャリア輸送層である正孔注入層８ｂとなる。
さらに、開口部１２ａに囲まれて側壁１３ａで挟まれた正孔注入層８ｂ上に、発光層８ｃとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第２のキャリア輸送層である発光層８ｃとなる。
なお、この発光層８ｃとバンク１３を被覆するように対向電極８ｄが設けられている（図１１参照）。
【００７１】
そして、このＥＬパネル１においては、画素電極８ａ、基板１０及び層間絶縁膜１１が透明であり、発光層８ｃから発した光が画素電極８ａ、層間絶縁膜１１及び基板１０を透過して出射する。そのため、基板１０の裏面が表示面となる。
なお、基板１０側ではなく、反対側が表示面となってもよい。この場合、対向電極８ｄを透明電極とし、画素電極８ａを反射電極として、発光層８ｃから発した光が対向電極８ｄを透過して出射するようにする。
【００７２】
図７に示すＥＬパネル１において、基板１０の一方の面の中央側で、並設されたバンク１３に挟まれて複数の画素Ｐが升目状に並んでいる領域が、第一領域としての発光領域Ｒ１であり、その発光領域Ｒ１の周囲を囲う領域が、第二領域としての非発光領域Ｒ２である。なお、１枚の基板１０上に複数の発光領域が形成される。
【００７３】
このＥＬパネル１は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線４に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線２に順次電圧が印加されることで、これら走査線２が順次選択される。
各走査線２が選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線３に印加される。そうすると、その選択されている走査線２に対応するスイッチトランジスタ５がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加される。
この駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ６におけるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、ＥＬ素子８がそのドレイン−ソース電流に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線２の選択が解除されると、スイッチトランジスタ５がオフとなる。そのため、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧にしたがった電荷がキャパシタ７に蓄えられ、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉ間の電位差は保持される。このため、駆動トランジスタ６は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、ＥＬ素子８の輝度を維持するようになっている。
【００７４】
〔４〕塗布装置を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法
次に、ＥＬパネル１の製造方法について説明する。
【００７５】
〔４−１〕塗布装置を使用する前の工程
まず、基板１０上にゲートメタル層をスパッタリングで堆積させる。そして、そのゲートメタル層をフォトリソグラフィー及びエッチング等によりパターニングする。これによって、そのゲートメタル層から信号線３、キャパシタ７の電極７ａ、スイッチトランジスタ５のゲート電極５ａ及び駆動トランジスタ６のゲート電極６ａを形成する。
次いで、プラズマＣＶＤによって窒化シリコン等のゲート絶縁膜となる層間絶縁膜１１を堆積する。ＥＬパネル１の一辺に位置する走査ドライバに接続するための各走査線２の外部接続端子（例えば、走査線２の端部）上において開口するコンタクトホール（図示せず）を層間絶縁膜１１に形成する。
次いで、半導体膜６ｂ（５ｂ）となるアモルファスシリコン等の半導体層、チャネル保護膜６ｄ（５ｄ）となる窒化シリコン等の絶縁層を連続して堆積する。その後、その絶縁層をフォトリソグラフィー及びエッチング等によってパターニングする。これにより、その絶縁膜からチャネル保護膜６ｄ（５ｄ）を形成する。
その後、不純物半導体膜６ｆ，６ｇ（５ｆ，５ｇ）となる不純物層を堆積した後、フォトリソグラフィー及びエッチング等によって不純物層及び半導体層を連続してパターニングする。これにより、その不純物層から不純物半導体膜６ｆ，６ｇ（５ｆ，５ｇ）を形成するとともに、その半導体層から半導体膜６ｂ（５ｂ）を形成する。
そして、フォトリソグラフィー及びエッチングによってコンタクトホール１１ａ〜１１ｃを形成する。次いで、コンタクトホール１１ａ〜１１ｃ内にコンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃを形成する。この工程は省略されてもよい。
スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉとなるソース・ドレインメタル層を堆積し、そのソース・ドレインメタル層をパターニングする。これにより、そのソース・ドレインメタル層から走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂ、スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉを形成する。こうしてスイッチトランジスタ５及び駆動トランジスタ６が形成される。その後、ＩＴＯ膜を堆積した後、そのＩＴＯ膜をパターニングすることによって、そのＩＴＯ膜から画素電極８ａを形成する。
【００７６】
そして、スイッチトランジスタ５や駆動トランジスタ６等を覆うように、気相成長法により絶縁膜を成膜する。その後、その絶縁膜をフォトリソグラフィー及びエッチングでパターニングする。これにより、その絶縁膜に複数の開口部１２ａを形成して、層間絶縁膜１２を形成する。開口部１２ａの形成位置は各画素電極８ａの中央部上とし、各開口部１２ａ内において、画素電極８ａの中央部を露出される。また、これら開口部１２ａとともに、図示しない走査線２の外部接続端子、ＥＬパネル１の一辺に位置するデータドライバに接続するための各信号線３の外部接続端子（例えば、信号線３の端部）及び電圧供給線４の外部接続端子（例えば、電圧供給線４の端部）上において開口する複数のコンタクトホールを形成する。
【００７７】
次いで、ポリイミド等の感光性樹脂を堆積後にその感光性樹脂を露光して、互いに平行な縞状のバンク１３を形成する。この際、バンク１３の側壁１３ａが画素電極８ａ上に位置するように、バンク１３を形成する。なお、このバンク１３は、上記外部接続端子を開口するコンタクトホール（図示せず）を露出している。
【００７８】
以上の工程により、図１２に示すように、各画素電極８ａは層間絶縁膜１２のそれぞれの開口部１２ａ内において露出する。また、縞状のバンク１３間の凹部内において複数の画素電極８ａが露出しているとともに、これら画素電極８ａがバンク１３に沿って配列される。
【００７９】
〔４−２〕塗布工程
塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを４台分セッティングする。この際、１台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、正孔注入層８ｂの材料を用いる。２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、赤の発光層８ｃの材料を用いる。３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、緑の発光層８ｃの材料を用いる。４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、青の発光層８ｃの材料を用いる。
【００８０】
次に、以上の工程により得られた基板１０を１台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。この際、バンク１３が主走査方向に沿うようにして、基板１０をワークテーブル１０１上に載置する。
【００８１】
次に、制御部１１９の制御によって、キャリッジ１０５が移動範囲の端に移動する。次に、マスフローコントローラ１０９の設定流量が制御部１１９によって設定される。次に、供給器１１６及びキャリッジ１０５が制御部１１９によって作動され、キャリッジ１０５が主走査方向に移動するとともに、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、吐出された液体１２０が、隣り合うバンク１３の間に塗布される。これにより、帯状の正孔注入層８ｂがその隣り合うバンク１３の間に形成され、その隣り合うバンク１３の間に配列された画素電極８ａが正孔注入層８ｂによって覆われる。
【００８２】
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、キャリッジ１０５が制御部１１９によって停止される。そして、制御部１１９が移動装置１０２を制御し、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって副走査方向に１画素分だけ移動され、その後、移動装置１０２が制御部１１９によって停止される。
次に、制御部１１９がキャリッジ１０５を作動させる。これにより、キャリッジ１０５が逆方向に移動するとともに、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。これにより、帯状の正孔注入層８ｂが形成される。
そして、キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、キャリッジ１０５が制御部１１９によって停止される。
なお、発光領域Ｒ１と、副走査方向に隣接する他の発光領域Ｒ１との間の非発光領域Ｒ２の上部にレール１０３があるときには、キャリッジ１０５は待機位置に配置される。
【００８３】
以後、以上の動作が繰り返されることによって、帯状の正孔注入層８ｂが順次形成され、全ての画素電極８ａが正孔注入層８ｂによって覆われる。
【００８４】
そして、正孔注入層８ｂの乾燥後、基板１０を２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の赤の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８５】
次に、基板１０を３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の緑の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８６】
次に、基板１０を４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の青の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８７】
以上のようにして、全ての正孔注入層８ｂ上に発光層８ｃが形成される。
【００８８】
〔４−３〕塗布装置を使用した後の工程
続いて、対向電極８ｄを成膜し、対向電極８ｄによって発光層８ｃ及びバンク１３を被覆する。
以上により、ＥＬパネル１が完成する。
【００８９】
〔５〕ＥＬパネルの用途
発光パネルの塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂによって、以上のように形成されて製造されたＥＬパネル１は、各種電子機器の表示パネルとして用いられる。
例えば、図１３に示す携帯電話機２００の表示パネル１ａにＥＬパネル１を適用することができる。また、図１４、図１５に示すデジタルカメラ３００の表示パネル１ｂにＥＬパネル１を適用することができる。また、図１６に示すパーソナルコンピュータ４００の表示パネル１ｃにＥＬパネル１を適用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００Ａ，１００Ｂ 塗布装置
１０６ ノズルヘッド（吐出部）
１０７ 供給管
１０８ 液体タンク（液体貯留部）
１１１ ドレイン
１１２ ベントバルブ
１１６ 供給器
１１９ 制御部
１２０ 液体
１２１ 基板
１６０ 大気圧プラズマ発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置、液体の充填方法及び有機層の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＥＬ（Electro Luminescence）パネルに用いられるＥＬ素子の製造プロセスでは、塗布装置のノズルから液体状のＥＬ材料液を基板に向けて連続的に吐出しつつ、ノズルと基板を相対的に移動させて、基板上に所定の形状のキャリア輸送層を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
ＥＬ材料液はタンクに貯留されており、タンクからノズルにかけて供給管が配管されており、ポンプ等によってタンク内のＥＬ材料液がノズルに供給される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、塗布装置を用いてＥＬ材料液を塗布する際に、供給管やノズルを有するノズルヘッド内に充填された液体内に気泡が発生することがある。気泡の発生源の１つとしては、液体の充填時に空気が残存することが考えられる。供給管やノズルの材質によっては、ＥＬ材料液との親和性により、供給管やノズル内に気泡が滞留しやすくなる。気泡が滞留すると、ＥＬ材料液を押し出すためにかける圧力が気泡を圧縮するのに用いられ、圧力損失が大きくなる。すると、圧力をかけてもインクが吐出されなくなる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、供給管内に気泡が発生しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明の１の態様は、塗布装置において、液体が貯留された液体貯留部と、前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、を備え、前記供給管の内壁面には親液化処理が施されていることとした。
【０００７】
好ましくは、前記供給管の内壁面にプラズマによって励起された反応ガスを供給するプラズマ処理により前記供給管の内壁面の前記親液化処理が施されると同時に、前記供給管の内壁面の清浄化処理が行われていることこととした。
好ましくは、前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に施されていることとした。
【０００８】
本発明の他の態様は、塗布装置において、液体が貯留された液体貯留部と、前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、を備え、前記供給管には、プラズマによって励起された反応ガスを生成する大気圧プラズマ発生装置と、前記大気圧プラズマ発生装置との接続を断続するバルブと、が接続されていることとした。
【０００９】
好ましくは、前記反応ガスは、前記供給管の内壁面を前記親液化処理するとともに、前記供給管の内壁面を清浄化処理するものであることとした。
好ましくは、前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に前記バルブを介して前記大気圧プラズマ発生装置が接続され、前記大気圧プラズマ発生装置より前記反応ガスが前記供給管内に供給されることによってなされることとした。
好ましくは、前記液体貯留部には、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する際に、前記液体貯留部に残留している前記液体を外部に排出するための液体排出部が設けられていることとした。
【００１０】
本発明の他の態様は、有機層の製造方法において、液体貯留部に貯留する液体を交換し、前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管の内壁面に親液化処理を施し、前記親液化処理を施した後に、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することとした。
【００１１】
本発明の他の態様は、有機層の製造方法において、液体貯留部に貯留する液体を交換し、前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管に大気圧プラズマ発生装置を接続し、前記大気圧プラズマ発生装置を稼働させてプラズマによって励起された反応ガスを生成して、該反応ガスを前記供給管内に供給し、前記反応ガスの供給によって前記供給管の内壁面を親液化処理するとともに清浄化処理し、前記供給管の内壁面の前記親液化処理と前記清浄化処理とを施した後、前記供給管と前記大気圧プラズマ発生装置との接続を解除し、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給管内に充填される液体に気泡が発生することを抑えることができる。また配管内面表面を大量の溶媒を使うことなしに清浄に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】塗布装置を概略的に示す立面図である。
【図２】ノズルヘッドの縦断面図である。
【図３】ノズルヘッドと密閉キャップの接続部を概略的に示す断面図である。
【図４】大気圧プラズマ発生装置１６０を示す図である。
【図５】（ａ）は親液化処理する前の、（ｂ）は親液化処理した後の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。
【図６】他の形態の塗布装置１００Ｂを概略的に示す立面図である。
【図７】ＥＬパネルの画素の配置構成を示す平面図である。
【図８】ＥＬパネルの概略構成を示す平面図である。
【図９】ＥＬパネルの１画素に相当する回路を示した回路図である。
【図１０】ＥＬパネルの１画素を示した平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った面の矢視断面図である。
【図１２】ＥＬパネルのバンク間に露出する画素電極を示す断面図である。
【図１３】ＥＬパネルを表示部に用いた携帯電話機の正面図である。
【図１４】ＥＬパネルを表示部に用いたデジタルカメラの斜視図である。
【図１５】ＥＬパネルを表示部に用いたデジタルカメラの斜視図である。
【図１６】ＥＬパネルを表示部に用いたパーソナルコンピュータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１５】
〔１〕塗布装置の構成
図１は、塗布装置を概略的に示す立面図である。この塗布装置１００Ａは、発光パネルである有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの有機層（例えば、正孔注入層、発光層、電子注入層）、有機トランジスタの有機層、液晶ディスプレイのカラーフィルタの有機発色層（例えば、有機材料を含むＲＧＢの発色層、有機材料を含むブラックマトリックス）、各種電子デバイスの有機導電層（例えば、有機材料からなる導電性配線）その他の機能層を形成するために用いられるものである。上記機能層は無機材料で構成される微粒子等(例えば銀や酸化チタン等)を溶媒に溶解あるいは分散させた液体を塗布することによって形成してもよい。
【００１６】
ワークテーブル１０１は、移動装置１０２上に搭載されており、移動装置１０２に対して水平面に沿って一直線状にスライド可能に設けられている。このワークテーブル１０１上には、基板１２１が載置される。なお、図１では、ワークテーブル１０１の移動方向は紙面と垂直な方向である。以下、ワークテーブル１０１の移動方向を副走査方向という。
【００１７】
移動装置１０２は、ワークテーブル１０１及びそれに載置された基板１２１を一直線状に移動させるものである。例えば、移動装置１０２は、ワークテーブル１０１を案内するレールと、レールに沿ってワークテーブル１０１を駆動する駆動機構とを有する。この移動装置１０２は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９が移動装置１０２を間欠的に駆動し、移動装置１０２がワークテーブル１０１及び基板１２１を間欠的に移動させる。つまり、移動装置１０２は、制御部１１９の制御によって、ワークテーブル１０１及び基板１２１の移動及びその移動の停止を繰り返すように動作する。
【００１８】
ワークテーブル１０１の上方には、案内部としてのレール１０３が設けられている。このレール１０３は、上から見て、ワークテーブル１０１の移動方向に対して直交する方向に設けられている。レール１０３の両端部は、機枠１０４に取り付けられて、機枠１０４に支持されている。
【００１９】
レール１０３には、ノズル移動機構としてのキャリッジ１０５が搭載されている。このキャリッジ１０５は、レール１０３に沿って案内される。キャリッジ１０５は、レール１０３に沿って移動可能に設けられている。以下、キャリッジ１０５の移動方向を主走査方向という。
また、キャリッジ１０５には、モータ等の駆動源が内蔵されており、キャリッジ１０５はその駆動源によってレール１０３に沿って移動する。キャリッジ１０５は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９が移動装置１０２の間欠的な停止に合わせてキャリッジ１０５を駆動し、キャリッジ１０５が移動装置１０２の停止中に主走査方向に移動する。
【００２０】
キャリッジ１０５にはノズルヘッド（吐出部）１０６が搭載されている。このノズルヘッド１０６は、その先端が下に向くようにしてキャリッジ１０５に搭載されている。図２は、ノズルヘッド１０６の断面図である。図２に示すように、このノズルヘッド１０６においては、略円筒状のノズルヘッド本体部１６１の上端に設けられた注入口１６２に供給管１０７が接続されている。ノズルヘッド本体部１６１の下端に底面１６５が設けられ、底面１６５の中央に開口１６６が形成されている。中空１６３内の下部にノズルプレート１６７が配設され、開口１６６がノズルプレート１６７によって閉塞されている。ノズルプレート１６７の中央には、微小なノズル孔（ノズル）１６８が形成されている。ノズル孔１６８の径は、１０〜２０μｍである。このノズル孔１６８から液体１２０が吐出される。ノズルヘッド本体部１６１の中空１６３内にフィルタ１６４が配設されている。ノズルヘッド本体部１６１の中空１６３が、フィルタ１６４によって注入口１６２側の領域とノズル孔１６８側の領域とに仕切られている。
【００２１】
レール１０３の下部であって、移動装置１０２の主走査方向の一端部と、機枠１０４との間（待機位置）には、密閉キャップ１５０が配設されている。図３に示すように、キャリッジ１０５が待機位置に移動すると、ノズルヘッド１０６の下端が密閉キャップ１５０で塞がれる。
【００２２】
密閉キャップ１５０にはドレイン管１５１の端部が取り付けられている。密閉キャップ１５０でノズルヘッド１０６の下端を塞ぐことによって、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８がドレイン管１５１に通じる。そのドレイン管１５１の他端が冷却トラップ１３０に接続されている。冷却トラップ１３０とバキュームポンプ（減圧装置）１４０がドレイン管１５２によって接続されている。冷却トラップ１３０は、外容器１３１、密閉容器１３２及び冷媒１３３を有する。密閉容器１３２が外容器１３１内に収容されている。冷媒１３３は、密閉容器１３２の外側であって、外容器１３１の内側に収容されている。ドレイン管１５１及びドレイン管１５２が密閉容器１３２の上面を貫通している。密閉容器１３２内において、ドレイン管１５２の下端部がドレイン管１５１の下端部よりも高い位置にある。
【００２３】
図１に示すように、供給管１０７がノズルヘッド１０６から液体タンク１０８にかけて配管されており、供給管１０７の一端がノズルヘッド１０６に接続され、供給管１０７の他端が液体タンク１０８に接続されている。
【００２４】
供給管１０７としては、液体タンク１０８内に貯留された液体１２０に対して耐性があり、かつキャリッジ１０５の移動に追従するように可撓性がある材料からなるチューブを用いる。具体的には、供給管１０７は、シリコーン樹脂からなるチューブである。
【００２５】
供給管１０７の内径は１〜７ｍｍである。供給管１０７の内径は、液体タンク１０８からノズルヘッド１０６にかけて一様であってもよいし、不均一であってもよい。例えば、供給管１０７の内径は、液体タンク１０８寄りの部分で大きく、ノズルヘッド１０６寄りの部分で小さい。
【００２６】
液体貯留部としての液体タンク１０８内には、液体１２０が貯留されている。液体１２０は、例えば、有機材料を含むものである。液体１２０は、塗布装置１００Ａの用途に応じて適宜選択される。
【００２７】
液体タンク１０８には、供給器１１６が設けられている。この供給器１１６は、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に送り出すものであり、より好ましくは、送り出す液体１２０の圧力を一定に保った状態で液体１２０を供給管１０７に圧送するものである。供給器１１６はポンプであり、具体的には、ピストン式圧送ポンプ又はガス式圧送ポンプである。ピストン式圧送ポンプとは、シリンジ状の液体タンク１０８内に可動式ピストンが収容され、可動式ピストンがモータ、エアシリンダ又はソレノイド等の駆動源によって押し込まれることで、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に押し出すものである。ガス式圧送ポンプとは、密閉された液体タンク１０８内にガス（主に不活性ガス（例えば、窒素ガス））を送り込んで液体タンク１０８内を加圧して、液体タンク１０８内の液体１２０を供給管１０７に押し出すものである。勿論、ピストン式圧送ポンプ、ガス式圧送ポンプ以外の種類のポンプを供給器１１６に用いてもよい。
【００２８】
この供給器１１６は、制御部１１９によって制御される。制御部１１９がキャリッジ１０５の移動に合わせて供給器１１６を駆動し、供給器１１６がキャリッジ１０５の移動中に供給動作をする。
【００２９】
供給管１０７の中途部には、マスフローコントローラ１０９が設けられている。マスフローコントローラ１０９は、供給管１０７を流れる液体１２０の流量を計測したり、供給管１０７を流れる液体１２０の流量を制御したりする。マスフローコントローラ１０９によって計測された流量は、制御部１１９に出力される。
また、制御部１１９は、マスフローコントローラ１０９による流量を設定する（以下、設定された流量を設定流量という。）。マスフローコントローラ１０９が、供給管１０７を流れる液体１２０の流量をその設定流量に維持するよう定流量制御をする。
【００３０】
なお、図１では、キャリッジ１０５に搭載されているノズルヘッド１０６の数が１つであったが、複数のノズルヘッド１０６がキャリッジ１０５に搭載されていてもよい。この場合、これらのノズルヘッド１０６は、副走査方向に沿って配列された状態でキャリッジ１０５に搭載されている。また、キャリッジ１０５に複数のノズルヘッド１０６が搭載されている場合、供給管１０７、液体タンク１０８、マスフローコントローラ１０９は、それぞれのノズルヘッド１０６に対して設けられている。
【００３１】
また、キャリッジ１０５が主走査方向に移動するものとしたが、主走査方向及び副走査方向に移動するものとしてもよい。また、ノズルヘッド１０６がその中心線を中心に回転するものとしてもよい。また、ワークテーブル１０１が移動装置１０２によって副走査方向に移動するものとしたが、移動装置１０２によって主走査方向及び副走査方向に移動するものとしてもよい。また、ワークテーブル１０１が移動装置１０２によってその中心回りに回転するものとしてもよい。
【００３２】
本実施の形態においては、供給管１０７の内壁面には、液体１２０との親液化処理が施されている。親液化処理には、図４に示すような大気圧プラズマ発生装置１６０を用いることができる。
大気圧プラズマ発生装置１６０は、反応管１６１と、反応管１６１の外側に設けられた外側電極１６２と、反応管１６１の内側に設けられた内側電極１６３と、を備える。反応管１６１の下部にはノズル１６４が設けられている。
【００３３】
次に、大気圧プラズマ発生装置１６０による供給管１０７の内壁面を親液化処理する方法について説明する。まず、反応管１６１の内部に不活性ガスと反応ガスの混合気体を導入する。不活性ガスには、例えばアルゴン等の希ガスを用いることができるが、それ以外の不活性ガスでもよい。反応ガスには、酸素、ＣＦ４等を用いることができる。
【００３４】
次に、外側電極１６２と内側電極１６３との間に交流電界を印加することで、大気圧下で反応管１６１の内部にグロー放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、反応ガスが励起される。反応ガスが酸素である場合には、酸素ラジカル、オゾン、酸素原子、活性酸素等からなる活性酸素種が発生し、ノズル１６４から噴出する。ノズル１６４を供給管１０７に挿入し、励起された反応ガスをノズル１６４から供給管１０７内に供給すると、供給管１０７の内壁面が酸化され、付着物が除去されることにより、供給管１０７の内壁面が親液化される。
【００３５】
図５（ａ）は親液化処理する前の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。親液化処理する前は、液体１２０の分子同士が引きつけあう力が供給管１０７の内壁面に引きつけられる力よりも強いため、液体１２０の進行方向に対して凸のメニスカスが形成される。このため、供給管１０７内に凹凸１０７ａがある場合には、気泡が取り残される可能性が高い。
【００３６】
図５（ｂ）は親液化処理した後の供給管１０７内に形成される液体１２０の液面を示す模式図である。親液化処理した後は、液体１２０の分子同士が引きつけあう力よりも供給管１０７の内壁面に引きつけられる力のほうが強いため、液体１２０の進行方向に対して凹のメニスカスが形成される。このようなメニスカスでは、液体１２０が供給管１０７に沿って進行するため、液体１２０の充填時に気泡が取り残される可能性が低くなる。このため、液体１２０の吐出が安定化する。また、発生した気泡を容易に排出することができ、液体１２０の充填時間を短縮することができる。
【００３７】
図６は他の形態の塗布装置１００Ｂを概略的に示す立面図である。なお、塗布装置１００Ａと同様の構成については同符号を付して説明を割愛する。
塗布装置１００Ｂにおいては、供給管１０７の中途部にバルブ１１０が設けられ、バルブ１１０に大気圧プラズマ発生装置１６０のノズル１６４が接続されている。
また、液体タンク１０８には、液体タンク１０８の液体１２０が収容される内部空間まで通じるドレイン管１１１が設けられ、ドレイン管１１１にベントバルブ１１２が設けられている。
【００３８】
塗布装置１００Ｂでは、液体１２０の交換時に、供給管１０７の内壁面をプラズマで処理し、清浄にすることができる。以下、液体１２０の交換時におけるプラズマ処理方法について説明する。
【００３９】
まず、キャリッジ１０５を待機位置に移動させ、ノズルヘッド１０６の下端を密閉キャップ１５０で塞ぐ。次に、ベントバルブ１１２を開く。次に、バキュームポンプ１４０を作動させる。供給管１０７及び液体タンク１０８内に液体が残留しているときは、バキュームポンプ１４０を作動させることで、供給管１０７内の液体１２０が冷却トラップ１３０内に排出される。
【００４０】
次に、バルブ１１０を開き、大気圧プラズマ発生装置１６０のノズル１６４から供給管１０７内に励起した反応ガスを供給する。反応ガスにより供給管１０７の内壁面が清浄化される。
供給管１０７の内壁面が清浄化されたら、大気圧プラズマ発生装置１６０を停止し、バルブ１１０を閉じ、液体タンク１０８から新たな液体１２０を供給管１０７内に供給する。
【００４１】
このように、塗布装置１００Ｂでは、液体１２０の交換時に、供給管１０７の内壁面をプラズマで処理し、親液化処理を行うことができる。また、液体１２０の交換時に清浄化することで、コンタミネーションを防ぐことができる。
【００４２】
〔２〕塗布装置の動作及び塗布方法
以下、塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの動作及びこの塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを用いた塗布方法等について説明する。
【００４３】
〔２−１〕塗布装置の初期動作、塗布装置のセッティング工程及び液体の充填工程
まず、液体タンク１０８内に液体１２０を充填する。液体タンク１０８が取り替え式の場合には、液体１２０が充填された液体タンク１０８を供給管１０７に組み付け、液体タンク１０８に供給器１１６を組み付ける。なお、この時点では、供給管１０７は空の状態であり、液体１２０が供給管１０７内に充填されていない。
【００４４】
次に、キャリッジ１０５を所定の待機位置に配置した状態で、制御部１１９によって供給器１１６を作動させる。すると、液体タンク１０８内の液体１２０が供給管１０７内に送り出される。これにより、液体１２０が液体タンク１０８側から次第に供給管１０７内に充填されていく。
【００４５】
その後、供給器１１６の作動が継続し、供給管１０７内における液体１２０の液面がノズルヘッド１０６まで至ると、供給管１０７の全体に液体１２０が充填される。さらに、液体１２０がノズルヘッド１０６の注入口１６２を通じてノズル本体部１６１の中空１６３内に供給され、液体１２０が中空１６３内に充填される。
その後、後述する塗布工程に移行する。なお、塗布工程に移行するまで一時的に供給器１１６を停止してもよい。
【００４６】
この際、供給管１０７の内壁面に新液化処理が施されているため、供給管１０７内に充填されていく液体１２０に気泡が発生することを防止することができる。
【００４７】
〔２−２〕塗布装置の塗布動作及び塗布工程
以上のようにセッティングされた塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの塗布動作及びその塗布動作に基づく発光機能層のパターニング方法について説明する。
まず、基板１２１をワークテーブル１０１の上に載置する。
次に、制御部１１９がキャリッジ１０５を動作させ、キャリッジ１０５が移動範囲の端に移動する。
次に、制御部１１９が、マスフローコントローラ１０９の設定流量を設定する。
次に、制御部１１９が、供給器１１６及びキャリッジ１０５を作動させる。なお、上記セッティング工程において、供給器１１６が停止されていなければ、供給器１１６が引き続き作動することになる。
【００４８】
キャリッジ１０５が作動すると、キャリッジ１０５が主走査方向に移動する。その際、供給器１１６が作動しているので、液体タンク１０８内の液体１２０がノズルヘッド１０６へと送り出され、供給管１０７を流れる液体１２０の流量がマスフローコントローラ１０９によって一定の設定流量に制御される。そのため、キャリッジ１０５の移動中において、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、吐出された液体１２０が基板１２１上に線状に塗布され、主走査方向に沿った線状の発光機能層パターンが基板１２１上に形成される。
【００４９】
ここで、供給管１０７内やノズルヘッド１０６内に液体１２０を充填する際において、液体１２０内に気泡が発生しないから、ノズル孔１６８から吐出される液体１２０が途切れることを防止することができる。特に、供給管１０７内やノズルヘッド１０６内に液体１２０を充填する工程において供給器１１６が停止されずに、この塗布工程に移行すれば、塗布工程において吐出される液体１２０の途切れを確実に防止することができる。
【００５０】
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、制御部１１９がキャリッジ１０５を停止する。
次に、制御部１１９が移動装置１０２を制御して、ワークテーブル１０１及び基板１２１が移動装置１０２によって副走査方向に所定距離だけ移動される。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、副走査方向に沿った線状の発光機能層パターンが基板１２１上に形成される。その後、移動装置１０２が停止する。
次に、制御部１１９が、キャリッジ１０５を作動させる。これにより、キャリッジ１０５が逆方向に移動する。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、主走査方向に沿った線状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、制御部１１９がキャリッジ１０５を停止する。
次に、制御部１１９が移動装置１０２を制御して、ワークテーブル１０１及び基板１２１が移動装置１０２によって副走査方向に所定距離だけ移動される。この際も、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、主走査方向に沿った線状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
【００５１】
以後、制御部１１９が上記制御を繰り返す。そのため、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出されながらキャリッジ１０５が塗布範囲の端から端まで移動することが繰り返されるとともに、キャリッジ１０５が端に移動した際に移動装置１０２によってワークテーブル１０１及び基板１２１が所定距離だけ副走査方向に移動される。これにより、葛折り状の有機層パターンが基板１２１上に形成される。
【００５２】
〔３〕塗布装置を用いて製造される有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの構成
図１〜図３に示された塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを用いて製造されるＥＬパネル１について、図７〜図１１を用いて説明する。
【００５３】
図７は、発光パネルであるＥＬパネル１における複数の画素Ｐの配置構成を示す平面図である。図８は、ＥＬパネル１の概略構成を示す平面図である。図９は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するＥＬパネル１の１画素に相当する回路を示した回路図である。図１０は、ＥＬパネル１の１画素Ｐに相当する平面図であり、図１１は、図１０のXI−XI線に沿った面の矢視断面図である。
【００５４】
図７、図８に示すように、ＥＬパネル１には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）をそれぞれ発光する複数の画素Ｐが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このＥＬパネル１には、複数の走査線２及び複数の信号線３が設けられている。これら走査線２は、行方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。これら信号線３が、列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。走査線２と信号線３が、平面視して走査線２と略直交している。また、ＥＬパネル１には、複数の電圧供給線４が設けラテいる。電圧供給線４は、平面視して、走査線２に対して平行に設けられている。電圧供給線４は、隣り合う走査線２の間において走査線２に沿って設けられている。画素Ｐは、一組の走査線２及び電圧供給線４並びに隣り合う二本の信号線３によって囲われる範囲に相当する。画素Ｐがマトリクス状に配列されている。ここでは、Ｒ（赤）を発光する複数の画素Ｐが信号線３に沿って配列されている。Ｇ（緑）を発光する複数の画素Ｐも信号線３に沿って配列されている。Ｂ（青）を発光する複数の画素Ｐも信号線３に沿って配列されている。走査線２に沿う方向の複数の画素Ｐの列は、Ｒ（赤）を発光する画素Ｐ、Ｇ（緑）を発光する画素Ｐ、Ｂ（青）を発光する画素Ｐの順の配列となっている。
【００５５】
また、ＥＬパネル１には、隔壁であるバンク１３が設けられている。バンク１３は、信号線３に沿う方向に延在している。このバンク１３によって挟まれた範囲に所定のキャリア輸送層（後述する正孔注入層８ｂ、発光層８ｃ）が設けられ、その範囲が画素Ｐの発光領域となる。つまり、このバンク１３が、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色毎に画素Ｐを仕切っている。なお、キャリア輸送層とは、電圧が印加されることによって正孔又は電子を輸送する層である。
【００５６】
図８、図９に示すように、このＥＬパネル１の１画素Ｐにつき、薄膜トランジスタであるスイッチトランジスタ５と、薄膜トランジスタである駆動トランジスタ６と、キャパシタ７と、ＥＬ素子８とが設けられている。
【００５７】
各画素Ｐにおいては、スイッチトランジスタ５のゲートが走査線２に接続されている。スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの一方が信号線３に接続されている。スイッチトランジスタ５のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ７の一方の電極及び駆動トランジスタ６のゲートに接続されている。駆動トランジスタ６のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線４に接続されている。駆動トランジスタ６のソースとドレインのうち他方がキャパシタ７の他方の電極及びＥＬ素子８のアノードに接続されている。なお、全ての画素ＰのＥＬ素子８のカソードは、一定電圧Ｖcomに保たれている（例えば、接地されている）。
【００５８】
また、このＥＬパネル１の周囲において各走査線２が走査ドライバに接続されている。各電圧供給線４が、一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続されている。各信号線３が、データドライバに接続されている。これらドライバによってＥＬパネル１がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線４には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。
【００５９】
次に、ＥＬパネル１と、その画素Ｐの回路構造について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０に示すように、スイッチトランジスタ５及び駆動トランジスタ６は、信号線３に沿うように配列されている。キャパシタ７が、スイッチトランジスタ５の近傍に配置されている。ＥＬ素子８が、駆動トランジスタ６の近傍に配置されている。また、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、キャパシタ７及びＥＬ素子８が、走査線２と電圧供給線４の間に配置されている。
【００６０】
駆動トランジスタ６は、図１１に示すように、ゲート電極６ａ、半導体膜６ｂ、チャネル保護膜６ｄ、不純物半導体膜６ｆ，６ｇ、ドレイン電極６ｈ、ソース電極６ｉ等を有するものである。
また、スイッチトランジスタ５は、以下に詳述する駆動トランジスタ６と同様の薄膜トランジスタであって、ゲート電極５ａ、半導体膜、チャネル保護膜、不純物半導体膜、ドレイン電極５ｈ、ソース電極５ｉ等を有するものであるので、その詳細については省略する。
図１０、図１１に示すように、ゲート絶縁膜となる層間絶縁膜１１が基板１０上の一面に成膜されている。その層間絶縁膜１１の上には、層間絶縁膜１２が成膜されている。信号線３は、層間絶縁膜１１と基板１０との間に形成されている。走査線２及び電圧供給線４は、層間絶縁膜１１と層間絶縁膜１２との間に形成されている。
【００６１】
ゲート電極６ａは、基板１０と層間絶縁膜１１の間に形成されている。このゲート電極６ａは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。また、ゲート電極６ａの上には、絶縁性の層間絶縁膜１１が成膜されている。ゲート電極６ａが、その層間絶縁膜１１によって被覆されている。
層間絶縁膜１１は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。この層間絶縁膜１１上であってゲート電極６ａに対応する位置には、真性な半導体膜６ｂが形成されている。半導体膜６ｂは、層間絶縁膜１１を挟んでゲート電極６ａと相対している。
半導体膜６ｂは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなる。この半導体膜６ｂにチャネルが形成される。また、半導体膜６ｂの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜６ｄが形成されている。このチャネル保護膜６ｄは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜６ｂの一端部の上には、不純物半導体膜６ｆが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されている。半導体膜６ｂの他端部の上には、不純物半導体膜６ｇが一部チャネル保護膜６ｄに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜６ｆ，６ｇは、それぞれ半導体膜６ｂの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜６ｆ，６ｇはｎ型半導体であるが、これに限らず、ｐ型半導体であってもよい。
不純物半導体膜６ｆの上には、ドレイン電極６ｈが形成されている。不純物半導体膜６ｇの上には、ソース電極６ｉが形成されている。ドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、例えば、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＴｉＮｄ合金膜からなる。
チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉの上には、保護膜となる絶縁性の層間絶縁膜１２が成膜されている。チャネル保護膜６ｄ、ドレイン電極６ｈ及びソース電極６ｉが、層間絶縁膜１２によって被覆されている。そして、駆動トランジスタ６は、層間絶縁膜１２によって覆われるようになっている。層間絶縁膜１２は、例えば、厚さが１００ｎｍ〜２００ｎｍ窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００６２】
キャパシタ７は、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間に接続されている。図１１に示すように、キャパシタ７の一方の電極７ａが基板１０と層間絶縁膜１１との間に形成されている。キャパシタ７の他方の電極７ｂが、層間絶縁膜１１と層間絶縁膜１２との間に形成されている。電極７ａと電極７ｂが誘電体である層間絶縁膜１１を挟んで相対している。これにより、キャパシタ７が構成されている。
【００６３】
信号線３、キャパシタ７の電極７ａ、スイッチトランジスタ５のゲート電極５ａ及び駆動トランジスタ６のゲート電極６ａは、基板１０に一面に成膜された導電膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂ、スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉは、層間絶縁膜１１に一面に成膜された導電膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。
【００６４】
また、層間絶縁膜１１には、ゲート電極５ａと走査線２とが重なる領域に、コンタクトホール１１ａが形成されている。ドレイン電極５ｈと信号線３とが重なる領域に、コンタクトホール１１ｂが形成されている。ゲート電極６ａとソース電極５ｉとが重なる領域に、コンタクトホール１１ｃが形成されている。コンタクトホール１１ａ〜１１ｃ内にコンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃがそれぞれ埋め込まれている。コンタクトプラグ２０ａによってスイッチトランジスタ５のゲート電極５ａと走査線２が電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ｂによってスイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈと信号線３が電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ｃによってスイッチトランジスタ５のソース電極５ｉとキャパシタ７の電極７ａが電気的に導通するとともに、スイッチトランジスタ５のソース電極５ｉと駆動トランジスタ６のゲート電極６ａが電気的に導通する。コンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃを介することなく、走査線２が直接ゲート電極５ａと接触し、ドレイン電極５ｈが信号線３と接触し、ソース電極５ｉがゲート電極６ａと接触してもよい。
駆動トランジスタ６のゲート電極６ａが、キャパシタ７の電極７ａに一体に連なっている。駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈが、電圧供給線４に一体に連なっている。駆動トランジスタ６のソース電極６ｉが、キャパシタ７の電極７ｂに一体に連なっている。
【００６５】
画素電極８ａは、層間絶縁膜１１を介して基板１０上に設けられている。画素電極８ａは、画素Ｐごとに独立して形成されている。この画素電極８ａは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）からなる。画素電極８ａは一部、駆動トランジスタ６のソース電極６ｉに重なり、画素電極８ａとソース電極６ｉが接続している。
そして、図１０、図１１に示すように、層間絶縁膜１２が、走査線２、信号線３、電圧供給線４、スイッチトランジスタ５、駆動トランジスタ６、画素電極８ａの周縁部、キャパシタ７の電極７ｂ及び層間絶縁膜１１を覆うように形成されている。
層間絶縁膜１２には、各画素電極８ａの中央部が露出するように開口部１２ａが形成されている。この層間絶縁膜１２は、平面視して格子状に形成されている。
【００６６】
バンク１３は、図１０、図１１に示すように、信号線３に沿う方向に延在しているとともに、互いに平行に設けられている。そのため、これらバンク１３は、縞状を成している。また、バンク１３は、層間絶縁膜１２を介してスイッチトランジスタ５や駆動トランジスタ６を覆う位置に形成されている。バンク１３の側壁１３ａは、層間絶縁膜１２の開口部１２ａより内側に位置している。また、隣り合うバンク１３の間には、画素電極８ａの中央側が露出している。また、隣り合うバンク１３の間にある複数の画素電極８ａは、バンク１３に沿って配列されている。
そして、バンク１３は、後述する正孔注入層８ｂや発光層８ｃを湿式法により形成するに際して、正孔注入層８ｂや発光層８ｃとなる材料が溶媒に溶解または分散された液状体が隣接する画素Ｐに滲み出ないようにする隔壁として機能する。
【００６７】
ＥＬ素子８は、図１０、図１１に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極８ａと、画素電極８ａの上に形成された化合物膜である正孔注入層８ｂと、正孔注入層８ｂの上に形成された化合物膜である発光層８ｃと、発光層８ｃの上に形成された第二電極としての対向電極８ｄとを備えている。対向電極８ｄは全画素Ｐに共通の単一電極であって、全画素Ｐに連続して形成されている。
【００６８】
正孔注入層８ｂは、例えば、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（poly(ethylenedioxy)thiophene；ポリエチレンジオキシチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（polystyrene sulfonate；ポリスチレンスルホン酸）からなるキャリア輸送層である。正孔注入層８ｂは、画素電極８ａから発光層８ｃに向けて正孔を注入する層である。
発光層８ｃは、画素Ｐ毎にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のいずれかを発光する材料を含む。発光層８ｃは、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料からなるキャリア輸送層である。発光層８ｃは、対向電極８ｄから供給される電子と、正孔注入層８ｂから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、Ｒ（赤）を発光する画素Ｐ、Ｇ（緑）を発光する画素Ｐ、Ｂ（青）を発光する画素Ｐは互いに発光層８ｃの発光材料が異なる。画素ＰのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のパターンは、縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンである。
【００６９】
対向電極８ｄは、画素電極８ａよりも仕事関数の低い材料で形成されている。対向電極８ｄは、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されている。
この対向電極８ｄは、全ての画素Ｐに共通した電極であり、発光層８ｃなどの化合物膜とともにバンク１３を被覆している。
【００７０】
また、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、隣り合うバンク１３の間においてバンク１３に沿う方向に帯状に設けられているとともに、バンク１３に沿う方向に連続して設けられている。そのため、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、バンク１３に沿う方向には、画素Ｐごとに区切られていない。つまり、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、隣り合うバンク１３の間において配列された複数の画素電極８ａに共通して設けられている。一方、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは、バンク１３に直交する方向には、バンク１３によって区切られている。
そして、層間絶縁膜１２の開口部１２ａ内におけるバンク１３の側壁１３ａ間において、キャリア輸送層としての正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃが、画素電極８ａ上に積層されている（図１１参照）。つまり、画素電極８ａと対向電極８ｄの間に電圧が印加されたら、正孔注入層８ｂ及び発光層８ｃは画素電極８ａに重なる部分においてキャリア輸送層として機能し、その部分において発光層８ｃにおいて発光する。
具体的には、層間絶縁膜１２の上に設けられたバンク１３の側壁１３ａは、層間絶縁膜１２の開口部１２ａより内側に形成されている。
そして、開口部１２ａに囲まれて側壁１３ａで挟まれた画素電極８ａ上に、正孔注入層８ｂとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第１のキャリア輸送層である正孔注入層８ｂとなる。
さらに、開口部１２ａに囲まれて側壁１３ａで挟まれた正孔注入層８ｂ上に、発光層８ｃとなる材料が含有される液状体を塗布し、基板１０ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第２のキャリア輸送層である発光層８ｃとなる。
なお、この発光層８ｃとバンク１３を被覆するように対向電極８ｄが設けられている（図１１参照）。
【００７１】
そして、このＥＬパネル１においては、画素電極８ａ、基板１０及び層間絶縁膜１１が透明であり、発光層８ｃから発した光が画素電極８ａ、層間絶縁膜１１及び基板１０を透過して出射する。そのため、基板１０の裏面が表示面となる。
なお、基板１０側ではなく、反対側が表示面となってもよい。この場合、対向電極８ｄを透明電極とし、画素電極８ａを反射電極として、発光層８ｃから発した光が対向電極８ｄを透過して出射するようにする。
【００７２】
図７に示すＥＬパネル１において、基板１０の一方の面の中央側で、並設されたバンク１３に挟まれて複数の画素Ｐが升目状に並んでいる領域が、第一領域としての発光領域Ｒ１であり、その発光領域Ｒ１の周囲を囲う領域が、第二領域としての非発光領域Ｒ２である。なお、１枚の基板１０上に複数の発光領域が形成される。
【００７３】
このＥＬパネル１は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線４に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線２に順次電圧が印加されることで、これら走査線２が順次選択される。
各走査線２が選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線３に印加される。そうすると、その選択されている走査線２に対応するスイッチトランジスタ５がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加される。
この駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ６におけるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、ＥＬ素子８がそのドレイン−ソース電流に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線２の選択が解除されると、スイッチトランジスタ５がオフとなる。そのため、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａに印加された電圧にしたがった電荷がキャパシタ７に蓄えられ、駆動トランジスタ６のゲート電極６ａとソース電極６ｉ間の電位差は保持される。このため、駆動トランジスタ６は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、ＥＬ素子８の輝度を維持するようになっている。
【００７４】
〔４〕塗布装置を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法
次に、ＥＬパネル１の製造方法について説明する。
【００７５】
〔４−１〕塗布装置を使用する前の工程
まず、基板１０上にゲートメタル層をスパッタリングで堆積させる。そして、そのゲートメタル層をフォトリソグラフィー及びエッチング等によりパターニングする。これによって、そのゲートメタル層から信号線３、キャパシタ７の電極７ａ、スイッチトランジスタ５のゲート電極５ａ及び駆動トランジスタ６のゲート電極６ａを形成する。
次いで、プラズマＣＶＤによって窒化シリコン等のゲート絶縁膜となる層間絶縁膜１１を堆積する。ＥＬパネル１の一辺に位置する走査ドライバに接続するための各走査線２の外部接続端子（例えば、走査線２の端部）上において開口するコンタクトホール（図示せず）を層間絶縁膜１１に形成する。
次いで、半導体膜６ｂ（５ｂ）となるアモルファスシリコン等の半導体層、チャネル保護膜６ｄ（５ｄ）となる窒化シリコン等の絶縁層を連続して堆積する。その後、その絶縁層をフォトリソグラフィー及びエッチング等によってパターニングする。これにより、その絶縁膜からチャネル保護膜６ｄ（５ｄ）を形成する。
その後、不純物半導体膜６ｆ，６ｇ（５ｆ，５ｇ）となる不純物層を堆積した後、フォトリソグラフィー及びエッチング等によって不純物層及び半導体層を連続してパターニングする。これにより、その不純物層から不純物半導体膜６ｆ，６ｇ（５ｆ，５ｇ）を形成するとともに、その半導体層から半導体膜６ｂ（５ｂ）を形成する。
そして、フォトリソグラフィー及びエッチングによってコンタクトホール１１ａ〜１１ｃを形成する。次いで、コンタクトホール１１ａ〜１１ｃ内にコンタクトプラグ２０ａ〜２０ｃを形成する。この工程は省略されてもよい。
スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉとなるソース・ドレインメタル層を堆積し、そのソース・ドレインメタル層をパターニングする。これにより、そのソース・ドレインメタル層から走査線２、電圧供給線４、キャパシタ７の電極７ｂ、スイッチトランジスタ５のドレイン電極５ｈ，ソース電極５ｉ及び駆動トランジスタ６のドレイン電極６ｈ，ソース電極６ｉを形成する。こうしてスイッチトランジスタ５及び駆動トランジスタ６が形成される。その後、ＩＴＯ膜を堆積した後、そのＩＴＯ膜をパターニングすることによって、そのＩＴＯ膜から画素電極８ａを形成する。
【００７６】
そして、スイッチトランジスタ５や駆動トランジスタ６等を覆うように、気相成長法により絶縁膜を成膜する。その後、その絶縁膜をフォトリソグラフィー及びエッチングでパターニングする。これにより、その絶縁膜に複数の開口部１２ａを形成して、層間絶縁膜１２を形成する。開口部１２ａの形成位置は各画素電極８ａの中央部上とし、各開口部１２ａ内において、画素電極８ａの中央部を露出される。また、これら開口部１２ａとともに、図示しない走査線２の外部接続端子、ＥＬパネル１の一辺に位置するデータドライバに接続するための各信号線３の外部接続端子（例えば、信号線３の端部）及び電圧供給線４の外部接続端子（例えば、電圧供給線４の端部）上において開口する複数のコンタクトホールを形成する。
【００７７】
次いで、ポリイミド等の感光性樹脂を堆積後にその感光性樹脂を露光して、互いに平行な縞状のバンク１３を形成する。この際、バンク１３の側壁１３ａが画素電極８ａ上に位置するように、バンク１３を形成する。なお、このバンク１３は、上記外部接続端子を開口するコンタクトホール（図示せず）を露出している。
【００７８】
以上の工程により、図１２に示すように、各画素電極８ａは層間絶縁膜１２のそれぞれの開口部１２ａ内において露出する。また、縞状のバンク１３間の凹部内において複数の画素電極８ａが露出しているとともに、これら画素電極８ａがバンク１３に沿って配列される。
【００７９】
〔４−２〕塗布工程
塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂを４台分セッティングする。この際、１台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、正孔注入層８ｂの材料を用いる。２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、赤の発光層８ｃの材料を用いる。３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、緑の発光層８ｃの材料を用いる。４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂの液体タンク１０８内の液体１２０には、青の発光層８ｃの材料を用いる。
【００８０】
次に、以上の工程により得られた基板１０を１台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。この際、バンク１３が主走査方向に沿うようにして、基板１０をワークテーブル１０１上に載置する。
【００８１】
次に、制御部１１９の制御によって、キャリッジ１０５が移動範囲の端に移動する。次に、マスフローコントローラ１０９の設定流量が制御部１１９によって設定される。次に、供給器１１６及びキャリッジ１０５が制御部１１９によって作動され、キャリッジ１０５が主走査方向に移動するとともに、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。そのため、吐出された液体１２０が、隣り合うバンク１３の間に塗布される。これにより、帯状の正孔注入層８ｂがその隣り合うバンク１３の間に形成され、その隣り合うバンク１３の間に配列された画素電極８ａが正孔注入層８ｂによって覆われる。
【００８２】
キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、キャリッジ１０５が制御部１１９によって停止される。そして、制御部１１９が移動装置１０２を制御し、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって副走査方向に１画素分だけ移動され、その後、移動装置１０２が制御部１１９によって停止される。
次に、制御部１１９がキャリッジ１０５を作動させる。これにより、キャリッジ１０５が逆方向に移動するとともに、ノズルヘッド１０６のノズル孔１６８から液体１２０が連続的に吐出される。これにより、帯状の正孔注入層８ｂが形成される。
そして、キャリッジ１０５が移動範囲の反対の端まで移動したら、キャリッジ１０５が制御部１１９によって停止される。
なお、発光領域Ｒ１と、副走査方向に隣接する他の発光領域Ｒ１との間の非発光領域Ｒ２の上部にレール１０３があるときには、キャリッジ１０５は待機位置に配置される。
【００８３】
以後、以上の動作が繰り返されることによって、帯状の正孔注入層８ｂが順次形成され、全ての画素電極８ａが正孔注入層８ｂによって覆われる。
【００８４】
そして、正孔注入層８ｂの乾燥後、基板１０を２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、２台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の赤の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８５】
次に、基板１０を３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、３台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の緑の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８６】
次に、基板１０を４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂのワークテーブル１０１上に載置する。そして、４台目の塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂが同様に動作することによって、帯状の青の発光層８ｃが正孔注入層８ｂ上に形成される。ここで、ワークテーブル１０１及び基板１０が移動装置１０２によって間欠的に副走査方向に移動されるが、その移動距離は３画素分である。
【００８７】
以上のようにして、全ての正孔注入層８ｂ上に発光層８ｃが形成される。
【００８８】
〔４−３〕塗布装置を使用した後の工程
続いて、対向電極８ｄを成膜し、対向電極８ｄによって発光層８ｃ及びバンク１３を被覆する。
以上により、ＥＬパネル１が完成する。
【００８９】
〔５〕ＥＬパネルの用途
発光パネルの塗布装置１００Ａ又は塗布装置１００Ｂによって、以上のように形成されて製造されたＥＬパネル１は、各種電子機器の表示パネルとして用いられる。
例えば、図１３に示す携帯電話機２００の表示パネル１ａにＥＬパネル１を適用することができる。また、図１４、図１５に示すデジタルカメラ３００の表示パネル１ｂにＥＬパネル１を適用することができる。また、図１６に示すパーソナルコンピュータ４００の表示パネル１ｃにＥＬパネル１を適用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００Ａ，１００Ｂ 塗布装置
１０６ ノズルヘッド（吐出部）
１０７ 供給管
１０８ 液体タンク（液体貯留部）
１１１ ドレイン
１１２ ベントバルブ
１１６ 供給器
１１９ 制御部
１２０ 液体
１２１ 基板
１６０ 大気圧プラズマ発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が貯留された液体貯留部と、
前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、
前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、
を備え、
前記供給管の内壁面には親液化処理が施されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記供給管の内壁面にプラズマによって励起された反応ガスを供給するプラズマ処理により前記供給管の内壁面の前記親液化処理が施されると同時に、前記供給管の内壁面の清浄化処理が行われていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
液体が貯留された液体貯留部と、
前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、
前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、
を備え、
前記供給管には、プラズマによって励起された反応ガスを生成する大気圧プラズマ発生装置と、前記大気圧プラズマ発生装置との接続を断続するバルブと、が接続されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
前記反応ガスは、前記供給管の内壁面を前記親液化処理するとともに、前記供給管の内壁面を清浄化処理するものであることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に前記バルブを介して前記大気圧プラズマ発生装置が接続され、前記大気圧プラズマ発生装置より前記反応ガスが前記供給管内に供給されることによってなされることを特徴とする請求項４又は５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液体貯留部には、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する際に、前記液体貯留部に残留している前記液体を外部に排出するための液体排出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
液体貯留部に貯留する液体を交換し、
前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管の内壁面に親液化処理を施し、
前記親液化処理を施した後に、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、
前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することを特徴とする有機層の製造方法。
【請求項９】
液体貯留部に貯留する液体を交換し、
前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管に大気圧プラズマ発生装置を接続し、
前記大気圧プラズマ発生装置を稼働させてプラズマによって励起された反応ガスを生成して、該反応ガスを前記供給管内に供給し、
前記反応ガスの供給によって前記供給管の内壁面を親液化処理するとともに清浄化処理し、
前記供給管の内壁面の前記親液化処理と前記清浄化処理とを施した後、前記供給管と前記大気圧プラズマ発生装置との接続を解除し、
前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、
前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することを特徴とする有機層の製造方法。
【請求項１】
液体が貯留された液体貯留部と、
前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、
前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、
を備え、
前記供給管の内壁面には親液化処理が施されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記供給管の内壁面にプラズマによって励起された反応ガスを供給するプラズマ処理により前記供給管の内壁面の前記親液化処理が施されると同時に、前記供給管の内壁面の清浄化処理が行われていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
液体が貯留された液体貯留部と、
前記液体を吐出するノズルを有する吐出部と、
前記液体貯留部から前記吐出部にまで配管された供給管と、
を備え、
前記供給管には、プラズマによって励起された反応ガスを生成する大気圧プラズマ発生装置と、前記大気圧プラズマ発生装置との接続を断続するバルブと、が接続されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
前記反応ガスは、前記供給管の内壁面を前記親液化処理するとともに、前記供給管の内壁面を清浄化処理するものであることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記供給管の内壁面の前記親液化処理は、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する毎に前記バルブを介して前記大気圧プラズマ発生装置が接続され、前記大気圧プラズマ発生装置より前記反応ガスが前記供給管内に供給されることによってなされることを特徴とする請求項４又は５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液体貯留部には、前記液体貯留部に貯留する前記液体を交換する際に、前記液体貯留部に残留している前記液体を外部に排出するための液体排出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
液体貯留部に貯留する液体を交換し、
前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管の内壁面に親液化処理を施し、
前記親液化処理を施した後に、前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、
前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することを特徴とする有機層の製造方法。
【請求項９】
液体貯留部に貯留する液体を交換し、
前記液体貯留部から前記液体を吐出するノズルを有する吐出部にまで配管された供給管に大気圧プラズマ発生装置を接続し、
前記大気圧プラズマ発生装置を稼働させてプラズマによって励起された反応ガスを生成して、該反応ガスを前記供給管内に供給し、
前記反応ガスの供給によって前記供給管の内壁面を親液化処理するとともに清浄化処理し、
前記供給管の内壁面の前記親液化処理と前記清浄化処理とを施した後、前記供給管と前記大気圧プラズマ発生装置との接続を解除し、
前記液体貯留部から前記供給管及び前記吐出部に前記液体を充填し、
前記液体貯留部から前記液体を送り出し、前記ノズルから前記液体を吐出させながら、対象物に対して前記吐出部を相対的に移動させて、前記対象物に前記液体を塗布することを特徴とする有機層の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−３１１４０（Ｐ２０１１−３１１４０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７７６９４（Ｐ２００９−１７７６９４）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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