塗布装置及び塗布装置の調整方法
【課題】簡易な手法によりノズル間での液滴の吐出量のばらつき及び吐出した液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整することが可能な塗布装置の調整方法及びこのような調整機構を備えた塗布装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズル１３５を備えたヘッド１３２と、各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構１３６と、画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板ＳＵＢを備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御する調整機構１４０と、
を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズル１３５を備えたヘッド１３２と、各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構１３６と、画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板ＳＵＢを備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御する調整機構１４０と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗布装置及び塗布装置の調整方法に係り、特に、自発光性素子を構成する一対の電極間に保持された光活性層を形成するための液滴を塗布するインクジェット方式などの選択塗布方式を採用した塗布装置、及び、この塗布装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００３】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む光活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。光活性層は、例えば、高分子系材料を用いてインクジェット法などの選択塗布方式により形成される。
【０００４】
このような選択塗布方式を採用した場合、光活性層を形成するための液滴を吐出するノズル間での液滴の塗布精度のばらつきに起因して、表示ムラなどの表示品位の劣化を生ずるおそれがある。このため、ノズル間での液滴の吐出量のバラツキや液滴の着弾位置の調整を可能とすることが要求されている。例えば、基板に着弾するまでの液滴の飛翔状態を高速度カメラにより撮影し、液滴の飛翔状態における速度や密度などに基づいて液滴量を算出し吐出量を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０２８６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡易な手法によりノズル間での液滴の吐出量のばらつき及び吐出した液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整することが可能な塗布装置の調整方法及びこのような調整機構を備えた塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様による塗布装置の調整方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の第２の態様による塗布装置の調整方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明の第３の態様による塗布装置は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明の第４の態様による塗布装置は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、簡易な手法によりノズル間での液滴の吐出量のばらつき及び吐出した液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整することが可能な塗布装置の調整方法及びこのような調整機構を備えた塗布装置を提供することができる。これにより、表示品位の良好な表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１２】
有機ＥＬ表示装置１は、図１に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００を備えている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１３】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する列方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。
【００１４】
さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。
【００１５】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えている。画素回路は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを有している。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１６】
表示素子は、自発光素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１７】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば、図２に示すように、画素毎ＰＸに独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層６４と、によって構成されている。
【００１８】
画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０を構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００１９】
図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。
【００２０】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜（例えば平坦化層）上に配置され、陽極として機能する。
【００２１】
光活性層６４は、少なくとも発光層を含んでいる。この光活性層６４は、発光層以外の層として、例えば、各色共通に形成される正孔輸送層を備え、各色画素に形成される発光層と積層した２層構造で構成されても良いし、正孔注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含んでも良いし、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。光活性層６２においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。すなわち、赤色画素ＰＸＲの有機ＥＬ素子４０Ｒは、主に赤色に発光する光活性層６４Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧの有機ＥＬ素子４０Ｇは、主に緑色に発光する光活性層６４Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢの有機ＥＬ素子４０Ｂは、主に青色に発光する光活性層６４Ｂを備えている。
【００２２】
第２電極６６は、光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、電子注入機能を有する金属材料によって形成され、陰極として機能している。
【００２３】
次に、光活性層６４を形成するための液滴を塗布するための塗布装置について説明する。ここでは、インクジェット方式により液滴を選択的に塗布する塗布装置について説明する。例えば、図３に示すように、塗布装置１３０は、ワークＷとしての基板（すなわち第１電極６０を形成済みの配線基板１２０）が載置されるステージ１３１を備えている。このステージ１３１の上方には、ヘッド１３２が配置されている。ステージ１３１の下方には、Ｘ方向に延在するレール１３３及びＹ方向に延在するレール１３４が互いに略直交するように配置されている。ステージ１３１は、図示しない駆動機構によって、レール１３３上をＸ方向に沿って移動可能である。また、レール１３３は、ステージ１３１とともに、図示しない駆動機構によって、レール１３４上をＹ方向に沿って移動可能である。このような構成により、ステージ１３１に載置されたワークＷが、ヘッド１３２に対して、互いに略直交するＸ方向及びＹ方向の双方に相対移動可能である。
【００２４】
図４に示すように、ヘッド１３２は、光活性層６４を形成するための液滴を塗布する複数、例えば２５６個のノズル１３５を有している。図４に示した例では、これらのノズル１３５は、一列に並んで配置されているが、複数列に並んで配置されても良い。このような構成のヘッド１３２は、吐出機構１３６による制御に基づいて各ノズル１３５から液滴を吐出させる。この吐出機構１３６は、例えば各ノズル１３５に対応して配置された圧電素子などを備えて構成されており、この圧電素子に印加する電圧を制御することにより液滴の塗布精度を制御している。例えば、電圧レベルやパルス電圧のパルス幅などに基づき液滴の吐出量を制御することが可能であり、また、電圧の印加タイミング（すなわち液滴が各画素に着弾する着弾位置）により液滴の吐出タイミングを制御することが可能である。
【００２５】
次に、上述した塗布装置において、各ノズルから吐出される液滴の塗布精度の調整方法について説明する。
【００２６】
図５に示すように、ここで説明する調整方法は、専用の調整用基板ＳＵＢを用いて行われる。この調整用基板ＳＵＢは、例えば、通常の第１電極６０を形成済みの配線基板１２０と同様に形成されており、マトリクス状に配置された画素ＰＸを備えている。但し、調整用基板ＳＵＢにおける画素ＰＸは、通常のものとは異なる条件で形成されている（詳細については後述する各調整方法を参照）。また、ヘッド１３２は、一列に並んで配置された複数のノズル１３５を備えており、調整用基板ＳＵＢに対してＸ方向に移動可能である。
【００２７】
《第１調整方法》
第１調整方法においては、ノズル間での液滴の吐出量のばらつきを調整する。まず、図６に示すように、画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素ＰＸを等ピッチで一方向すなわちＸ方向に配列した画素列Ａを複数列備えた調整用基板ＳＵＢを用意する。ここで示した例では、各画素ＰＸは、四角形状であり、画素サイズとは、各画素ＰＸの開口面積に相当する。各画素列Ａについて、図中の最も左側に配置された画素ＰＸの画素サイズをａとしたとき、その右側に並んだ画素ＰＸは、変調率ｋの画素サイズ（１＋ｋ）×ａ、（１＋２ｋ）×ａ、（１＋３ｋ）×ａ…を有している。例えば、各画素ＰＸの変調率ｋは０．１〜５％の範囲で増減させる。この増減範囲は必要とする調整精度によって変更する。
【００２８】
また、各画素ＰＸの中心（重心位置）Ｃは、破線の交点で示す通りであり、各画素ＰＸは、Ｘ方向に沿って等ピッチＰ１で配置されている。この画素ピッチＰ１は、塗布ピッチＰ２に等しい。各画素ＰＸの重心位置を格子状に配列するのは、液滴の着弾位置による広がりへの影響を考慮したためである。また、図６に示した例では、画素ＰＸの形状は正方形で示したが、画素の形状に関しては特にこの例に限定するものではないが、正多角形もしくは円形とすることで中心対称性を確保することが望ましい。
【００２９】
このような調整用基板ＳＵＢの各画素列Ａの画素ＰＸに向けて塗布装置の各ノズル１３５からそれぞれ液滴を塗布する。すなわち、調整用基板ＳＵＢにおけるｎ番目の画素列Ａｎにｎ番目のノズル１３５ｎを対応させ、また、（ｎ＋１）番目の画素列Ａ（ｎ＋１）に（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）を対応させ、ヘッド１３２のＸ方向に沿った移動に伴って、各ノズル１３５から対応する画素列の画素ＰＸに順次液滴を塗布する。
【００３０】
その後、調整用基板ＳＵＢの各画素ＰＸに塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズル１３５から吐出される液滴の吐出量を調整する。すなわち、各画素列を比較したとき、液滴の広がり状態が均一であれば、液滴を塗布したノズル間での吐出量のばらつきがないと判断できるが、例えば、図７に示したように、液滴の広がり不良が発生し始める画素サイズがノズル毎に異なってくることがある。
【００３１】
すなわち、ｎ番目のノズル１３５ｎについては、画素列Ａｎにおいて（１＋４ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸにおいて広がり不良が発生し始め、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、画素列Ａ（ｎ＋１）において（１＋２ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸにおいて広がり不良が発生し始めている。
【００３２】
そこで、このような不良の原因として、ノズル間での液滴の吐出量のバラツキを考え、ノズル毎に液滴の吐出量を調整する場合について述べる。図７に示すような結果の場合に、仮に（１＋３ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸまで均一に広がることを要求される塗布精度を実現するためには、少なくとも、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）の吐出量を増大させる。このような液滴の吐出量の調整は、図５に示したような吐出機構１３６において、例えば、ノズル１３５（ｎ＋１）に対応して配置された圧電素子に印加する電圧レベルを設定値より高く変更する、パルス電圧のパルス幅を設定値より大きく設定するなどの制御により可能である。
【００３３】
これにより、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）から吐出された液滴は、画素ＰＸ内に均一に広がり、第１電極が露出するような広がり不良の発生が抑制される。このため、この液滴によって形成された光活性層上に第２電極を形成した際に、液滴の広がり不良に起因した第１電極と第２電極とのショートを防止することが可能となる。
【００３４】
また、ｎ番目のノズル１３５ｎについても、吐出量を減少させることが望ましい。すなわち、目標の画素サイズ（１＋３ｋ）×ａの画素ＰＸ内に液滴が均一に広がったとしても、画素ＰＸ内の液滴の量がノズル毎に異なると、第１電極と第２電極との間に保持される光活性層の膜厚の差となり、表示ムラなどの表示不良を招くおそれがあるため、望ましくない。このため、ｎ番目のノズル１３５ｎについて、液滴の吐出量を減少させることにより、画素ＰＸ内は、適量の液滴で満たされることになり、各画素での光活性層の膜厚を均一化することができ、表示品位を改善することが可能となる。
【００３５】
《第２調整方法》
第２調整方法においては、ノズル間での液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整する。まず、図８に示すように、画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素ＰＸを一方向すなわちＸ方向に配列した画素列Ａを複数列備えた調整用基板ＳＵＢを用意する。ここで示した例では、各画素ＰＸは、四角形状であり、画素サイズは、全て同一サイズａとした。図８に示した例では、画素ＰＸの形状は正方形で示したが、画素の形状に関しては特にこの例に限定するものではないが、正多角形もしくは円形とすることで中心対称性を確保することが望ましい。
【００３６】
また、各画素ＰＸの中心（重心位置）Ｃは、破線と実線との交点で示す通りであり、各画素ＰＸは、Ｘ方向に沿ってピッチＰ１で配置されている。この画素ピッチＰ１は、各画素間で異なり、また、破線の交点で示す等ピッチの塗布ピッチＰ２とは異なっている。図８に示した例では、各画素列Ａについて、塗布ピッチＰ２に対し画素の中心Ｃの位置をｄ、２ｄ、３ｄ…、というように複数条件でずらしている。このとき、ずれ量ｄは、画素ピッチＰ１に対して小さい値とするが、その大きさは調整する精度によって変更する。ずらす間隔については、ｄ、２ｄ、３ｄ…、というような間隔にすることに特に限定するものではない。また、図８では、Ｘ方向に対して液滴の着弾位置を調整するためのものであるが、Ｙ方向に対しても同様に画素中心位置をずらした調整用基板を用意すれば調整可能である。なお、この実施の形態においては、Ｙ方向の着弾位置のずれは、図５に示したようなヘッド１３２をＸ−Ｙ平面内において回転させる角度θによって調整している。
【００３７】
このような調整用基板ＳＵＢの各画素列Ａの画素ＰＸに向けて塗布装置の各ノズル１３５からそれぞれ液滴を塗布する。すなわち、調整用基板ＳＵＢにおけるｎ番目の画素列Ａｎにｎ番目のノズル１３５ｎを対応させ、また、（ｎ＋１）番目の画素列Ａ（ｎ＋１）に（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）を対応させ、ヘッド１３２のＸ方向に沿った移動に伴って、各ノズル１３５から対応する画素列の画素ＰＸに順次液滴を塗布する。
【００３８】
その後、調整用基板ＳＵＢの各画素ＰＸに塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズル１３５から吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する。すなわち、各画素列を比較したとき、液滴の広がり状態が均一であれば、液滴を塗布したノズル間での着弾位置のばらつきがないと判断できるが、例えば、図９に示したように、液滴の広がり不良が発生し始めるずらし位置がノズル毎に異なってくることがある。
【００３９】
すなわち、ｎ番目のノズル１３５ｎについては、画素列Ａｎにおいて画素ピッチが＋Ｘ方向にｄだけずれた画素でその右側に広がり不良が発生し始めるとともに、画素ピッチが−Ｘ方向に２ｄだけずれた画素でその左側に広がり不良が発生し始めており、液滴の広がり状態が不均一であることが分かる（すなわち、液滴の着弾位置が−Ｘ方向にずれていることが分かる）。
【００４０】
また、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、画素列Ａ（ｎ＋１）において画素ピッチが−Ｘ方向にｄだけずれた画素でその左側に広がり不良が発生し始めており、液滴の広がり状態が不均一であることが分かる（すなわち、液滴の着弾位置が−Ｘ方向にずれていることが分かる）。しかも、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、ｎ番目のノズル１３５ｎよりも大きく−Ｘ方向に着弾位置がずれていることが分かる。
【００４１】
そこで、このような不良の原因として、ノズル間での液滴の画素への着弾位置のバラツキを考え、ノズル毎に液滴の吐出タイミングを調整する場合について述べる。図９に示すような結果の場合に、仮にずらし量が０の画素を中心に調整することを要求される塗布精度を実現するためには、ｎ番目のノズル１３５ｎの着弾位置を＋Ｘ方向にずらし、また、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）の着弾位置をｎ番目のノズル１３５ｎの調整幅より大きく＋Ｘ方向にずらす。このような液滴の着弾位置の調整は、図５に示したような吐出機構１３６において、例えば、ノズル１３５ｎ及びノズル１３５（ｎ＋１）に対応して配置された圧電素子に印加する電圧の印加タイミングを設定値より遅らせるなどの制御により液滴の吐出タイミングを変更することで可能である。
【００４２】
これにより、ｎ番目のノズル１３５ｎ及び（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）から対応する画素ＰＸに向けて吐出された液滴は、画素ＰＸの中心位置付近に着弾し、ノズル間での着弾位置のズレを補正することができる。このため、液滴の広がり不良に起因した第１電極と第２電極とのショートや、表示ムラなどの表示不良の発生を防止することが可能となる。
【００４３】
《調整機構》
次に、上述した塗布装置に適用可能な調整機構について説明する。
【００４４】
すなわち、図１０に示すように、調整機構１４０は、上述したような第１調整方法及び第２調整方法で説明した調整用基板ＳＵＢの各画素列の画素に向けて各ノズルからそれぞれ液滴を塗布させた後、液滴を塗布済みの調整用基板ＳＵＢを照明する光源１４１、調整用基板ＳＵＢに塗布された液滴の反射像を撮像する撮像部１４２、撮像部１４２を介して撮像した画像を解析する画像解析部１４３などを備えて構成されている。
【００４５】
光源１４１は、蛍光を示す液滴材料の吸収波長領域に主波長を有するものを選択することが望ましい。調整機構１４０において、蛍光強度を測定することによって液滴の塗布精度を調整することにより、調整用基板ＳＵＢの表面凹凸による反射率のバラツキの影響を受けにくくなり、調整精度を向上することが可能である。
【００４６】
画像解析部１４３は、撮像部１４２を介して撮像した画像を取り込んで、反射強度プロファイルを計測し、３次元的な液滴の分布を測定することが可能であり、液滴の吐出量のみならず、各液滴の重心あるいは円中心、楕円中心といった項目を同時に測定することが可能であり、液滴の着弾位置についても同時測定が可能である。
【００４７】
また、画像解析部１４３は、このような解析結果に基づき、ノズル毎の液滴の吐出量、吐出タイミングの補正値を算出し、吐出機構１３６を制御する。これにより、塗布装置において、ノズル間での吐出量のばらつきや、着弾位置のばらつきを改善可能な液滴の吐出調整システムの構築することができる。
【００４８】
（製造方法）
次に、上述したような構成の表示装置の製造方法について説明する。なお、ここでは、光活性層６４は高分子系材料を用いてインクジェットによる選択塗布法により形成されるものとする。
【００４９】
すなわち、金属膜及び絶縁膜の成膜、パターニングなどの処理を繰り返し、縦４８０画素、横６４０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）画素の合計９２万画素からなる表示エリア１０２を有した配線基板１２０を用意する。そして、図１１Ａに示すように、配線基板１２０上の表示エリア１０２において画素毎に第１電極６０を形成する。この第１電極６０の形成方法については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、第１電極のパターンを有するマスクを介したマスクスパッタ法で形成しても良い。
【００５０】
続いて、図１１Ｂに示すように、表示エリア１０２において第１電極６０を露出する隔壁７０を形成する。すなわち、感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジストを成膜した後に一般的なフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングした後に、２２０℃で３０分間の焼成処理を行う。これにより、表示エリア１０２において互いに隣接する異なる色の画素列の間を分離する隔壁７０が形成される。
【００５１】
続いて、図１１Ｃに示すように、各画素列の画素毎に第１電極６０上に対応する色に発光する発光層を含む光活性層６４を形成する。すなわち、まず、塗布装置１３０において、上述した第１調整方法及び第２調整方法を適用して液滴の塗布精度の調整を行う。そして、隔壁７０を備えた配線基板１２０を塗布装置１３０のステージ１３１上に載置する。このとき、配線基板１２０において画素列の延びる方向を塗布装置１３０におけるＸ方向に対応させるとともに、画素列の延びる方向と直交する方向を塗布装置１３０におけるＹ方向に対応させるように配線基板１２０を位置決めする。
【００５２】
その後、複数のノズル１３５を備えたヘッド１３２を配線基板１２０に対向配置し、対応する色に発光する発光層の他にホールバッファ層などを形成するための高分子系材料の液滴を対応する画素毎に塗布する。この液滴の塗布工程は、ヘッド１３２を表示エリア１０２に対して相対的にＸ方向にスキャンしながら行う。
【００５３】
これにより、赤色画素からなる赤色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｒが形成される。同様の塗布方法により緑色画素からなる緑色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｇが形成される。同様の塗布方法により青色画素からなる青色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｂが形成される。
【００５４】
続いて、図１１Ｄに示すように、表示エリア１０２において各色画素の光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を覆うように第２電極６６を形成する。この第２電極６６は、先に形成された光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が水分の影響によりダメージを受けないようにドライプロセスで形成されることが望ましく、例えば、蒸着法によって形成される。
【００５５】
一方で、アレイ基板１００上の表示エリア１０２を封止するために、封止体の外周に沿って紫外線硬化型のシール材を塗布し、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において、アレイ基板１００と封止体とを貼り合わせる。これにより、有機ＥＬ素子４０は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。その後、紫外線を照射して、シール材を硬化させる。
【００５６】
上述した製造方法によれば、塗布精度の調整を行った塗布装置により、各ノズルから対応する画素列の各画素に液滴を塗布したことにより、画素毎に液滴量を平均化することが可能となり、また、液滴の画素内での広がり不良を防止することができた。このため、光活性層を挟持する第１電極と第２電極とのショートは発生せず、また、塗布ムラの起因した筋状の表示ムラも確認されなかった。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板の表示エリアをＹ方向で切断したときの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、光活性層を形成する際に適用可能な塗布装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図３に示した塗布装置に適用可能なヘッドの構造を概略的に示す図である。
【図５】図５は、図３に示した塗布装置において液滴の塗布精度を調整する調整方法を説明するための図である。
【図６】図６は、第１調整方法において適用可能な調整用基板の構成を概略的に示す図である。
【図７】図７は、図３に示した塗布装置に適用可能な第１調整方法を説明するための図である。
【図８】図８は、第２調整方法において適用可能な調整用基板の構成を概略的に示す図である。
【図９】図９は、図３に示した塗布装置に適用可能な第２調整方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図３に示した塗布装置に適用可能な調整機構の構成を概略的に示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、第１電極を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、隔壁を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、光活性層を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、第２電極を形成する工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…光活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０２…表示エリア、１２０…配線基板、ＰＸ…画素、１３０…塗布装置、１３２…ヘッド、１３５…ノズル、１３６…吐出機構、１４０…調整機構、１４１…光源、１４２…撮像部、１４３…画像解析部、ＳＵＢ…調整用基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗布装置及び塗布装置の調整方法に係り、特に、自発光性素子を構成する一対の電極間に保持された光活性層を形成するための液滴を塗布するインクジェット方式などの選択塗布方式を採用した塗布装置、及び、この塗布装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００３】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む光活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。光活性層は、例えば、高分子系材料を用いてインクジェット法などの選択塗布方式により形成される。
【０００４】
このような選択塗布方式を採用した場合、光活性層を形成するための液滴を吐出するノズル間での液滴の塗布精度のばらつきに起因して、表示ムラなどの表示品位の劣化を生ずるおそれがある。このため、ノズル間での液滴の吐出量のバラツキや液滴の着弾位置の調整を可能とすることが要求されている。例えば、基板に着弾するまでの液滴の飛翔状態を高速度カメラにより撮影し、液滴の飛翔状態における速度や密度などに基づいて液滴量を算出し吐出量を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０２８６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡易な手法によりノズル間での液滴の吐出量のばらつき及び吐出した液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整することが可能な塗布装置の調整方法及びこのような調整機構を備えた塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様による塗布装置の調整方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の第２の態様による塗布装置の調整方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明の第３の態様による塗布装置は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明の第４の態様による塗布装置は、
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、簡易な手法によりノズル間での液滴の吐出量のばらつき及び吐出した液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整することが可能な塗布装置の調整方法及びこのような調整機構を備えた塗布装置を提供することができる。これにより、表示品位の良好な表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１２】
有機ＥＬ表示装置１は、図１に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００を備えている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１３】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する列方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。
【００１４】
さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。
【００１５】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えている。画素回路は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを有している。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１６】
表示素子は、自発光素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１７】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば、図２に示すように、画素毎ＰＸに独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層６４と、によって構成されている。
【００１８】
画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０を構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００１９】
図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。
【００２０】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜（例えば平坦化層）上に配置され、陽極として機能する。
【００２１】
光活性層６４は、少なくとも発光層を含んでいる。この光活性層６４は、発光層以外の層として、例えば、各色共通に形成される正孔輸送層を備え、各色画素に形成される発光層と積層した２層構造で構成されても良いし、正孔注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含んでも良いし、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。光活性層６２においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。すなわち、赤色画素ＰＸＲの有機ＥＬ素子４０Ｒは、主に赤色に発光する光活性層６４Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧの有機ＥＬ素子４０Ｇは、主に緑色に発光する光活性層６４Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢの有機ＥＬ素子４０Ｂは、主に青色に発光する光活性層６４Ｂを備えている。
【００２２】
第２電極６６は、光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、電子注入機能を有する金属材料によって形成され、陰極として機能している。
【００２３】
次に、光活性層６４を形成するための液滴を塗布するための塗布装置について説明する。ここでは、インクジェット方式により液滴を選択的に塗布する塗布装置について説明する。例えば、図３に示すように、塗布装置１３０は、ワークＷとしての基板（すなわち第１電極６０を形成済みの配線基板１２０）が載置されるステージ１３１を備えている。このステージ１３１の上方には、ヘッド１３２が配置されている。ステージ１３１の下方には、Ｘ方向に延在するレール１３３及びＹ方向に延在するレール１３４が互いに略直交するように配置されている。ステージ１３１は、図示しない駆動機構によって、レール１３３上をＸ方向に沿って移動可能である。また、レール１３３は、ステージ１３１とともに、図示しない駆動機構によって、レール１３４上をＹ方向に沿って移動可能である。このような構成により、ステージ１３１に載置されたワークＷが、ヘッド１３２に対して、互いに略直交するＸ方向及びＹ方向の双方に相対移動可能である。
【００２４】
図４に示すように、ヘッド１３２は、光活性層６４を形成するための液滴を塗布する複数、例えば２５６個のノズル１３５を有している。図４に示した例では、これらのノズル１３５は、一列に並んで配置されているが、複数列に並んで配置されても良い。このような構成のヘッド１３２は、吐出機構１３６による制御に基づいて各ノズル１３５から液滴を吐出させる。この吐出機構１３６は、例えば各ノズル１３５に対応して配置された圧電素子などを備えて構成されており、この圧電素子に印加する電圧を制御することにより液滴の塗布精度を制御している。例えば、電圧レベルやパルス電圧のパルス幅などに基づき液滴の吐出量を制御することが可能であり、また、電圧の印加タイミング（すなわち液滴が各画素に着弾する着弾位置）により液滴の吐出タイミングを制御することが可能である。
【００２５】
次に、上述した塗布装置において、各ノズルから吐出される液滴の塗布精度の調整方法について説明する。
【００２６】
図５に示すように、ここで説明する調整方法は、専用の調整用基板ＳＵＢを用いて行われる。この調整用基板ＳＵＢは、例えば、通常の第１電極６０を形成済みの配線基板１２０と同様に形成されており、マトリクス状に配置された画素ＰＸを備えている。但し、調整用基板ＳＵＢにおける画素ＰＸは、通常のものとは異なる条件で形成されている（詳細については後述する各調整方法を参照）。また、ヘッド１３２は、一列に並んで配置された複数のノズル１３５を備えており、調整用基板ＳＵＢに対してＸ方向に移動可能である。
【００２７】
《第１調整方法》
第１調整方法においては、ノズル間での液滴の吐出量のばらつきを調整する。まず、図６に示すように、画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素ＰＸを等ピッチで一方向すなわちＸ方向に配列した画素列Ａを複数列備えた調整用基板ＳＵＢを用意する。ここで示した例では、各画素ＰＸは、四角形状であり、画素サイズとは、各画素ＰＸの開口面積に相当する。各画素列Ａについて、図中の最も左側に配置された画素ＰＸの画素サイズをａとしたとき、その右側に並んだ画素ＰＸは、変調率ｋの画素サイズ（１＋ｋ）×ａ、（１＋２ｋ）×ａ、（１＋３ｋ）×ａ…を有している。例えば、各画素ＰＸの変調率ｋは０．１〜５％の範囲で増減させる。この増減範囲は必要とする調整精度によって変更する。
【００２８】
また、各画素ＰＸの中心（重心位置）Ｃは、破線の交点で示す通りであり、各画素ＰＸは、Ｘ方向に沿って等ピッチＰ１で配置されている。この画素ピッチＰ１は、塗布ピッチＰ２に等しい。各画素ＰＸの重心位置を格子状に配列するのは、液滴の着弾位置による広がりへの影響を考慮したためである。また、図６に示した例では、画素ＰＸの形状は正方形で示したが、画素の形状に関しては特にこの例に限定するものではないが、正多角形もしくは円形とすることで中心対称性を確保することが望ましい。
【００２９】
このような調整用基板ＳＵＢの各画素列Ａの画素ＰＸに向けて塗布装置の各ノズル１３５からそれぞれ液滴を塗布する。すなわち、調整用基板ＳＵＢにおけるｎ番目の画素列Ａｎにｎ番目のノズル１３５ｎを対応させ、また、（ｎ＋１）番目の画素列Ａ（ｎ＋１）に（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）を対応させ、ヘッド１３２のＸ方向に沿った移動に伴って、各ノズル１３５から対応する画素列の画素ＰＸに順次液滴を塗布する。
【００３０】
その後、調整用基板ＳＵＢの各画素ＰＸに塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズル１３５から吐出される液滴の吐出量を調整する。すなわち、各画素列を比較したとき、液滴の広がり状態が均一であれば、液滴を塗布したノズル間での吐出量のばらつきがないと判断できるが、例えば、図７に示したように、液滴の広がり不良が発生し始める画素サイズがノズル毎に異なってくることがある。
【００３１】
すなわち、ｎ番目のノズル１３５ｎについては、画素列Ａｎにおいて（１＋４ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸにおいて広がり不良が発生し始め、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、画素列Ａ（ｎ＋１）において（１＋２ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸにおいて広がり不良が発生し始めている。
【００３２】
そこで、このような不良の原因として、ノズル間での液滴の吐出量のバラツキを考え、ノズル毎に液滴の吐出量を調整する場合について述べる。図７に示すような結果の場合に、仮に（１＋３ｋ）×ａの画素サイズの画素ＰＸまで均一に広がることを要求される塗布精度を実現するためには、少なくとも、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）の吐出量を増大させる。このような液滴の吐出量の調整は、図５に示したような吐出機構１３６において、例えば、ノズル１３５（ｎ＋１）に対応して配置された圧電素子に印加する電圧レベルを設定値より高く変更する、パルス電圧のパルス幅を設定値より大きく設定するなどの制御により可能である。
【００３３】
これにより、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）から吐出された液滴は、画素ＰＸ内に均一に広がり、第１電極が露出するような広がり不良の発生が抑制される。このため、この液滴によって形成された光活性層上に第２電極を形成した際に、液滴の広がり不良に起因した第１電極と第２電極とのショートを防止することが可能となる。
【００３４】
また、ｎ番目のノズル１３５ｎについても、吐出量を減少させることが望ましい。すなわち、目標の画素サイズ（１＋３ｋ）×ａの画素ＰＸ内に液滴が均一に広がったとしても、画素ＰＸ内の液滴の量がノズル毎に異なると、第１電極と第２電極との間に保持される光活性層の膜厚の差となり、表示ムラなどの表示不良を招くおそれがあるため、望ましくない。このため、ｎ番目のノズル１３５ｎについて、液滴の吐出量を減少させることにより、画素ＰＸ内は、適量の液滴で満たされることになり、各画素での光活性層の膜厚を均一化することができ、表示品位を改善することが可能となる。
【００３５】
《第２調整方法》
第２調整方法においては、ノズル間での液滴の画素への着弾位置のばらつきを調整する。まず、図８に示すように、画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素ＰＸを一方向すなわちＸ方向に配列した画素列Ａを複数列備えた調整用基板ＳＵＢを用意する。ここで示した例では、各画素ＰＸは、四角形状であり、画素サイズは、全て同一サイズａとした。図８に示した例では、画素ＰＸの形状は正方形で示したが、画素の形状に関しては特にこの例に限定するものではないが、正多角形もしくは円形とすることで中心対称性を確保することが望ましい。
【００３６】
また、各画素ＰＸの中心（重心位置）Ｃは、破線と実線との交点で示す通りであり、各画素ＰＸは、Ｘ方向に沿ってピッチＰ１で配置されている。この画素ピッチＰ１は、各画素間で異なり、また、破線の交点で示す等ピッチの塗布ピッチＰ２とは異なっている。図８に示した例では、各画素列Ａについて、塗布ピッチＰ２に対し画素の中心Ｃの位置をｄ、２ｄ、３ｄ…、というように複数条件でずらしている。このとき、ずれ量ｄは、画素ピッチＰ１に対して小さい値とするが、その大きさは調整する精度によって変更する。ずらす間隔については、ｄ、２ｄ、３ｄ…、というような間隔にすることに特に限定するものではない。また、図８では、Ｘ方向に対して液滴の着弾位置を調整するためのものであるが、Ｙ方向に対しても同様に画素中心位置をずらした調整用基板を用意すれば調整可能である。なお、この実施の形態においては、Ｙ方向の着弾位置のずれは、図５に示したようなヘッド１３２をＸ−Ｙ平面内において回転させる角度θによって調整している。
【００３７】
このような調整用基板ＳＵＢの各画素列Ａの画素ＰＸに向けて塗布装置の各ノズル１３５からそれぞれ液滴を塗布する。すなわち、調整用基板ＳＵＢにおけるｎ番目の画素列Ａｎにｎ番目のノズル１３５ｎを対応させ、また、（ｎ＋１）番目の画素列Ａ（ｎ＋１）に（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）を対応させ、ヘッド１３２のＸ方向に沿った移動に伴って、各ノズル１３５から対応する画素列の画素ＰＸに順次液滴を塗布する。
【００３８】
その後、調整用基板ＳＵＢの各画素ＰＸに塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズル１３５から吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する。すなわち、各画素列を比較したとき、液滴の広がり状態が均一であれば、液滴を塗布したノズル間での着弾位置のばらつきがないと判断できるが、例えば、図９に示したように、液滴の広がり不良が発生し始めるずらし位置がノズル毎に異なってくることがある。
【００３９】
すなわち、ｎ番目のノズル１３５ｎについては、画素列Ａｎにおいて画素ピッチが＋Ｘ方向にｄだけずれた画素でその右側に広がり不良が発生し始めるとともに、画素ピッチが−Ｘ方向に２ｄだけずれた画素でその左側に広がり不良が発生し始めており、液滴の広がり状態が不均一であることが分かる（すなわち、液滴の着弾位置が−Ｘ方向にずれていることが分かる）。
【００４０】
また、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、画素列Ａ（ｎ＋１）において画素ピッチが−Ｘ方向にｄだけずれた画素でその左側に広がり不良が発生し始めており、液滴の広がり状態が不均一であることが分かる（すなわち、液滴の着弾位置が−Ｘ方向にずれていることが分かる）。しかも、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）については、ｎ番目のノズル１３５ｎよりも大きく−Ｘ方向に着弾位置がずれていることが分かる。
【００４１】
そこで、このような不良の原因として、ノズル間での液滴の画素への着弾位置のバラツキを考え、ノズル毎に液滴の吐出タイミングを調整する場合について述べる。図９に示すような結果の場合に、仮にずらし量が０の画素を中心に調整することを要求される塗布精度を実現するためには、ｎ番目のノズル１３５ｎの着弾位置を＋Ｘ方向にずらし、また、（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）の着弾位置をｎ番目のノズル１３５ｎの調整幅より大きく＋Ｘ方向にずらす。このような液滴の着弾位置の調整は、図５に示したような吐出機構１３６において、例えば、ノズル１３５ｎ及びノズル１３５（ｎ＋１）に対応して配置された圧電素子に印加する電圧の印加タイミングを設定値より遅らせるなどの制御により液滴の吐出タイミングを変更することで可能である。
【００４２】
これにより、ｎ番目のノズル１３５ｎ及び（ｎ＋１）番目のノズル１３５（ｎ＋１）から対応する画素ＰＸに向けて吐出された液滴は、画素ＰＸの中心位置付近に着弾し、ノズル間での着弾位置のズレを補正することができる。このため、液滴の広がり不良に起因した第１電極と第２電極とのショートや、表示ムラなどの表示不良の発生を防止することが可能となる。
【００４３】
《調整機構》
次に、上述した塗布装置に適用可能な調整機構について説明する。
【００４４】
すなわち、図１０に示すように、調整機構１４０は、上述したような第１調整方法及び第２調整方法で説明した調整用基板ＳＵＢの各画素列の画素に向けて各ノズルからそれぞれ液滴を塗布させた後、液滴を塗布済みの調整用基板ＳＵＢを照明する光源１４１、調整用基板ＳＵＢに塗布された液滴の反射像を撮像する撮像部１４２、撮像部１４２を介して撮像した画像を解析する画像解析部１４３などを備えて構成されている。
【００４５】
光源１４１は、蛍光を示す液滴材料の吸収波長領域に主波長を有するものを選択することが望ましい。調整機構１４０において、蛍光強度を測定することによって液滴の塗布精度を調整することにより、調整用基板ＳＵＢの表面凹凸による反射率のバラツキの影響を受けにくくなり、調整精度を向上することが可能である。
【００４６】
画像解析部１４３は、撮像部１４２を介して撮像した画像を取り込んで、反射強度プロファイルを計測し、３次元的な液滴の分布を測定することが可能であり、液滴の吐出量のみならず、各液滴の重心あるいは円中心、楕円中心といった項目を同時に測定することが可能であり、液滴の着弾位置についても同時測定が可能である。
【００４７】
また、画像解析部１４３は、このような解析結果に基づき、ノズル毎の液滴の吐出量、吐出タイミングの補正値を算出し、吐出機構１３６を制御する。これにより、塗布装置において、ノズル間での吐出量のばらつきや、着弾位置のばらつきを改善可能な液滴の吐出調整システムの構築することができる。
【００４８】
（製造方法）
次に、上述したような構成の表示装置の製造方法について説明する。なお、ここでは、光活性層６４は高分子系材料を用いてインクジェットによる選択塗布法により形成されるものとする。
【００４９】
すなわち、金属膜及び絶縁膜の成膜、パターニングなどの処理を繰り返し、縦４８０画素、横６４０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）画素の合計９２万画素からなる表示エリア１０２を有した配線基板１２０を用意する。そして、図１１Ａに示すように、配線基板１２０上の表示エリア１０２において画素毎に第１電極６０を形成する。この第１電極６０の形成方法については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、第１電極のパターンを有するマスクを介したマスクスパッタ法で形成しても良い。
【００５０】
続いて、図１１Ｂに示すように、表示エリア１０２において第１電極６０を露出する隔壁７０を形成する。すなわち、感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジストを成膜した後に一般的なフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングした後に、２２０℃で３０分間の焼成処理を行う。これにより、表示エリア１０２において互いに隣接する異なる色の画素列の間を分離する隔壁７０が形成される。
【００５１】
続いて、図１１Ｃに示すように、各画素列の画素毎に第１電極６０上に対応する色に発光する発光層を含む光活性層６４を形成する。すなわち、まず、塗布装置１３０において、上述した第１調整方法及び第２調整方法を適用して液滴の塗布精度の調整を行う。そして、隔壁７０を備えた配線基板１２０を塗布装置１３０のステージ１３１上に載置する。このとき、配線基板１２０において画素列の延びる方向を塗布装置１３０におけるＸ方向に対応させるとともに、画素列の延びる方向と直交する方向を塗布装置１３０におけるＹ方向に対応させるように配線基板１２０を位置決めする。
【００５２】
その後、複数のノズル１３５を備えたヘッド１３２を配線基板１２０に対向配置し、対応する色に発光する発光層の他にホールバッファ層などを形成するための高分子系材料の液滴を対応する画素毎に塗布する。この液滴の塗布工程は、ヘッド１３２を表示エリア１０２に対して相対的にＸ方向にスキャンしながら行う。
【００５３】
これにより、赤色画素からなる赤色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｒが形成される。同様の塗布方法により緑色画素からなる緑色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｇが形成される。同様の塗布方法により青色画素からなる青色画素列のそれぞれの第１電極６０上に光活性層６４Ｂが形成される。
【００５４】
続いて、図１１Ｄに示すように、表示エリア１０２において各色画素の光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を覆うように第２電極６６を形成する。この第２電極６６は、先に形成された光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が水分の影響によりダメージを受けないようにドライプロセスで形成されることが望ましく、例えば、蒸着法によって形成される。
【００５５】
一方で、アレイ基板１００上の表示エリア１０２を封止するために、封止体の外周に沿って紫外線硬化型のシール材を塗布し、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において、アレイ基板１００と封止体とを貼り合わせる。これにより、有機ＥＬ素子４０は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。その後、紫外線を照射して、シール材を硬化させる。
【００５６】
上述した製造方法によれば、塗布精度の調整を行った塗布装置により、各ノズルから対応する画素列の各画素に液滴を塗布したことにより、画素毎に液滴量を平均化することが可能となり、また、液滴の画素内での広がり不良を防止することができた。このため、光活性層を挟持する第１電極と第２電極とのショートは発生せず、また、塗布ムラの起因した筋状の表示ムラも確認されなかった。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板の表示エリアをＹ方向で切断したときの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、光活性層を形成する際に適用可能な塗布装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図３に示した塗布装置に適用可能なヘッドの構造を概略的に示す図である。
【図５】図５は、図３に示した塗布装置において液滴の塗布精度を調整する調整方法を説明するための図である。
【図６】図６は、第１調整方法において適用可能な調整用基板の構成を概略的に示す図である。
【図７】図７は、図３に示した塗布装置に適用可能な第１調整方法を説明するための図である。
【図８】図８は、第２調整方法において適用可能な調整用基板の構成を概略的に示す図である。
【図９】図９は、図３に示した塗布装置に適用可能な第２調整方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図３に示した塗布装置に適用可能な調整機構の構成を概略的に示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、第１電極を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、隔壁を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、光活性層を形成する工程を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、有機ＥＬ素子を形成するための製造工程を説明するための図であり、第２電極を形成する工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…光活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０２…表示エリア、１２０…配線基板、ＰＸ…画素、１３０…塗布装置、１３２…ヘッド、１３５…ノズル、１３６…吐出機構、１４０…調整機構、１４１…光源、１４２…撮像部、１４３…画像解析部、ＳＵＢ…調整用基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする塗布装置の調整方法。
【請求項２】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする塗布装置の調整方法。
【請求項３】
前記調整工程は、液滴を塗布した調整用基板を撮像する工程と、撮像した画像に基づいて画素の一部が液滴から露出する液滴の広がり不良を生じ始める画素サイズを検出する工程と、所望する画素サイズの画素が液滴で満たされるように各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構に印加する電圧を制御する工程と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置の調整方法。
【請求項４】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項１】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素サイズが複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする塗布装置の調整方法。
【請求項２】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルを備えた塗布装置において、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を用意する工程と、
塗布装置の各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布する工程と、
調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする塗布装置の調整方法。
【請求項３】
前記調整工程は、液滴を塗布した調整用基板を撮像する工程と、撮像した画像に基づいて画素の一部が液滴から露出する液滴の広がり不良を生じ始める画素サイズを検出する工程と、所望する画素サイズの画素が液滴で満たされるように各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構に印加する電圧を制御する工程と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置の調整方法。
【請求項４】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素面積が複数レベルで異なる複数の画素を等ピッチで一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の吐出量を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
一対の電極間に保持される光活性層を形成するための液滴を塗布する複数のノズルと、
各ノズルから液滴を吐出させるための吐出機構と、
画素ピッチが複数レベルで異なる等サイズの複数の画素を一方向に配列した画素列を複数列備えた調整用基板を備え、各ノズルから調整用基板の各画素列の画素に向けてそれぞれ液滴を塗布させ、調整用基板の各画素に塗布された液滴の広がり状態に基づいて前記吐出機構を制御して各ノズルから吐出される液滴の各画素への着弾位置を調整する調整機構と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【公開番号】特開２００７−１１１６７９（Ｐ２００７−１１１６７９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０８５５８（Ｐ２００５−３０８５５８）
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５年独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「高効率有機デバイスの開発事業」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５年独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「高効率有機デバイスの開発事業」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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