機能膜の製造方法および機能膜製造装置
【課題】基材の全面にわたって均質な機能膜を製造することができる機能膜の製造方法を提供する。
【解決手段】機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液（有機発光材料インク１４）を溶液吐出ノズル６から連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、溶液吐出ノズル６に対して相対的に移動する基材１に塗布する際に、溶液吐出ノズル６の近傍に配置された静圧ノズル７から、弾性体層４に支持された基材１へ気体１３を噴出して、その噴出された気体１３による加圧力で基材１を変形させ、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させる。
【解決手段】機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液（有機発光材料インク１４）を溶液吐出ノズル６から連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、溶液吐出ノズル６に対して相対的に移動する基材１に塗布する際に、溶液吐出ノズル６の近傍に配置された静圧ノズル７から、弾性体層４に支持された基材１へ気体１３を噴出して、その噴出された気体１３による加圧力で基材１を変形させ、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの有機発光層などの機能膜を塗布技術を用いて製造する機能膜の製造方法および機能膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、低消費電力、軽量のディスプレイの要望が高まる中、ディスプレイの機能膜を低コストの塗布方式によって製造する技術が注目を集めている。例えば、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する際に、インクジェット法や凸版印刷法によって有機発光材料インクを基材に印刷する技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、インクジェット法は、ノズル表面の僅かな濡れ具合のムラが液滴の飛翔方向を狂わせて狙った部分にインクを着弾しそこねたり、僅かな時間の吐出休止中に不吐出ノズルが発生するなどの問題を有し、凸版印刷法は、版の伸縮によってディスプレイの周辺部で印刷の位置精度が確保できないなどの問題を有していた。
【０００４】
そこで、不吐出ノズルの発生しにくいディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを、高精度に位置決めできるステージ上に搭載し、高い位置精度でノズル先端を基材へ近接させて、有機発光材料インクを基材に塗布する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、ディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する従来の機能膜製造装置について、図面を交えて説明する。図１１は従来の機能膜製造装置の一部を示す図、図１２は図１１に示す正面方向Ｊから見た断面図、図１３は図１１に示す側面方向Ｆから見た断面図である。
【０００６】
図１１ないし図１３において、１０１は基材、１０２は基材１０１上に設けられた隔壁、１０３は基材１０１が載置される基材載置テーブル、１０４は溶液吐出ヘッド、１０５は溶液吐出ヘッド１０４の溶液吐出ノズル、１０６は溶液吐出ヘッド１０４のマニホールド、１０７は溶液吐出ヘッド１０４の溶液押し出し用配管、１０８は溶液押し出し用配管１０７へ供給される溶液押し出し用気体、１０９は有機発光材料インクである。また、図１２および図１３に示すＧは基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間を示す。
【０００７】
図１１ないし図１３には、隔壁１０２によって基材１０１上にストライプ状に形成された溝部に、溶液吐出ノズル１０５から連続的に吐出される有機発光材料インク１０９を塗布する様子を示している。
【０００８】
溶液吐出ヘッド１０４は、溶液吐出ノズル１０５と、溶液吐出ノズル１０５の上部に連結するマニホールド１０６と、マニホールド１０６の上部に連結する溶液押し出し用配管１０７とを備え、溶液押し出し用配管１０７は、溶液押し出し用気体１０８を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続している。
【０００９】
また、この溶液吐出ヘッド１０４は、不図示の駆動手段により、基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間に一定の隙間Ｇをあけた状態で、基材１０１上の溝部に沿って、基材１０１の全面にわたって移動する。
【００１０】
続いて、上記のように構成された従来の機能膜製造装置による有機発光材料インクの塗布動作について説明する。隔壁１０２が設けられた基材１０１が基材載置テーブル１０３に載置されると、基材１０１上の溝部の溝方向の延長線上であって、基材１０１上の隔壁１０２が設けられていない外側の領域に溶液吐出ノズル１０５を位置決めする。次に、溝方向に沿った溶液吐出ヘッド１０４の移動を開始し、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達するまで、溶液吐出ヘッド１０４を加速させる。そして、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達した時点で溶液吐出ヘッド１０４の加速を停止し、以降、溝部の終端まで溶液吐出ヘッド１０４を一定速度で移動させる。その一方、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達した時点で溶液押し出し用気体１０８の供給を開始し、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部を移動している間、溶液吐出ノズル１０５から有機発光材料インク１０９を連続的に吐出させて、有機発光材料インク１０９を溝部へ塗布する。そして、溶液吐出ノズル１０５が溝部の終端に到達した時点で溶液押し出し用気体１０８の供給を停止して、有機発光材料インク１０９の塗布を停止する。以降、他の溝部に対しても同様の塗布動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１８９１９２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上説明したように、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する機能膜製造装置として、ディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する装置が従来より提案されている。しかしながら、このようにディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを塗布する方法には、基材の偏肉により、基材に溶液吐出ノズルが充分に近接しない部分が生じると、その部分で有機発光材料インクの塗布状態が途切れてしまい、溝部に有機発光材料インクが１本の線状に塗布されず、均一な有機発光層を製造できないという問題があった。
【００１３】
図１４は従来の機能膜製造装置において有機発光材料インクの塗布状態が途切れる様子を示す図、図１５は図１４に示す側面方向Ｆから見た断面図である。なお、図１４および図１５において、図１１ないし図１３に示す部材に対応する部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１４】
有機発光材料インクのような粘度が数１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下のインクの場合、インク自体が千切れやすいため、図１５に示すように基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間Ｇが広がると、有機発光材料インク１０９がより一層千切れやすくなる。そのため、基材１０１の偏肉により、場所によって基材１０１の厚みが異なると、基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間Ｇが広がったときに、溶液吐出ノズル１０５から吐出された有機発光材料インク１０９が引きちぎれ、図１４に示すように有機発光材料インク１０９が１本の線状に塗布されずに、断続的に塗布される。
【００１５】
以上説明した有機発光材料インクの塗布状態が断続的に途切れる問題は、複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する場合に顕著となる。即ち、１本の溶液吐出ノズルを用いて基材の全面に有機発光材料インクを塗布する場合には、溶液吐出ノズルと基材との間の間隙を逐次微少量に調整することにより、有機発光材料インクを１本の線状に塗布することができるが、複数の溶液吐出ノズルから同時に有機発光材料インクを吐出する場合には、各溶液吐出ノズルと基材と間の間隙をそれぞれ個別に調整することができず、任意の１本の溶液吐出ノズルと基材との間の間隙を調整しても、他の溶液吐出ノズルから吐出される有機発光材料インクが途切れる可能性がある。
【００１６】
図１６は複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する従来の機能膜製造装置の一部を示す図、図１７は図１６に示す正面方向Ｊから見た断面図である。また、図１８は複数の溶液吐出ノズルが設けられた従来の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図である。なお、図１６および図１７において、図１１ないし図１３に示す部材に対応する部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１７】
図１６ないし図１８において、１１０は溶液吐出ヘッド、１１１は溶液吐出ヘッド１１０の溶液吐出ノズル、１１２は溶液吐出ヘッド１１０のノズルプレート、１１３は溶液吐出ヘッド１１０のマニホールド、１１４は溶液吐出ヘッド１１０の溶液押し出し用配管、１１５は溶液押し出し用配管１１４へ供給される溶液押し出し用気体である。
【００１８】
図１６および図１７には、偏肉がある基材１０１上にストライプ状に形成された溝部のうちの一部に、複数の溶液吐出ノズル１１１から同時に連続的に吐出される有機発光材料インク１０９を塗布する様子を示している。
【００１９】
溶液吐出ヘッド１１０は、複数の溶液吐出ノズル１１１が１列に形成されたノズルプレート１１２と、ノズルプレート１１２の上部に連結するマニホールド１１３と、マニホールド１１３の上部に連結する溶液押し出し用配管１１４とを備え、溶液押し出し用配管１１４は、溶液押し出し用気体１１５を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続している。このように構成された溶液吐出ヘッド１１０は、溶液押し出し用配管１１４への溶液押し出し用気体１１５の供給により、ノズルプレート１１２に形成された複数の溶液吐出ノズル１１１から有機発光材料インク１０９を同時に連続的に吐出する。
【００２０】
また、この溶液吐出ヘッド１１０は、不図示の駆動手段により、基材１０１と各溶液吐出ノズル１１１との間に一定の隙間があくように高さ方向に位置決めされた状態で、基材１０１上の溝部に沿って移動する。
【００２１】
以上説明したような複数の溶液吐出ノズル１１１が設けられた溶液吐出ヘッド１１０を用いて、基材１０１上の複数の溝部の一部に同時に有機発光材料インク１０９を塗布することで、塗布タクトを短くすることができる。しかし、図１６および図１７に示すように、基材１０１に偏肉があると、基材１０１の最も薄い部分で溶液吐出ノズル１１１が基材１０１に十分に近接せず、断続的な塗布状態が発生してしまう。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができる機能膜の製造方法および機能膜製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の請求項１記載の機能膜の製造方法は、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、前記溶液吐出ノズルに対して相対的に移動する基材に塗布し、前記機能膜溶液の塗布後に、前記機能膜溶液の前記溶媒を蒸発させて機能膜を製造する機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルから、弾性体層に支持された前記基材へ気体を噴出して、その噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に塗布することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項２記載の機能膜の製造方法は、請求項１記載の機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材の相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように配置された前記静圧ノズルから前記気体を噴出しながら前記機能膜溶液を前記基材に塗布する際に、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項３記載の機能膜の製造方法は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記基材は場所によって厚みが異なることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項４記載の機能膜の製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材との間の隙間が１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項５記載の機能膜の製造方法は、請求項４記載の機能膜の製造方法であって、前記機能膜溶液として粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の機能膜溶液を用いることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項６記載の機能膜の製造方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記基材上に複数の塗布領域が一定間隔で形成されており、前記塗布領域に前記機能膜溶液を塗布することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項７記載の機能膜の製造方法は、請求項６記載の機能膜の製造方法であって、複数の前記溶液吐出ノズルから前記機能膜溶液を吐出して、複数の前記塗布領域の一部に同時に前記機能膜溶液を塗布する際に、複数の前記溶液吐出ノズルの近傍に配置された複数の前記静圧ノズルから前記気体を噴出することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項８記載の機能膜製造装置は、基材上に、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を塗布して機能膜を製造する機能膜製造装置であって、前記基材を弾性変形可能に支持する弾性体層と、前記基材上方に間隙をあけて配置された前記機能膜溶液を吐出する溶液吐出ノズルと、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルとを備え、前記弾性体層に支持された前記基材と前記溶液吐出ノズルとを相対的に移動させるとともに、前記基材へ前記静圧ノズルから気体を噴出しその噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に連続的に塗布することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項９記載の機能膜製造装置は、請求項８記載の機能膜製造装置であって、前記弾性体層は基材載置ステージ上に設けられていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の請求項１０記載の機能膜製造装置は、請求項８記載の機能膜製造装置であって、シート状の前記基材を搬送する１組のロールと、前記弾性体層が表面に設けられた基材押圧ロールとを備え、前記基材押圧ロールは、前記１組のロールにより搬送される前記基材を挟んで前記溶液吐出ノズルに対向して配置されることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の請求項１１記載の機能膜製造装置は、請求項８ないし１０のいずれかに記載の機能膜製造装置であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材との相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように複数の前記静圧ノズルが配置されており、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出させることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の請求項１２記載の機能膜製造装置は、請求項８ないし１１のいずれかに記載の機能膜製造装置であって、複数の前記溶液吐出ノズルおよび、複数の前記溶液吐出ノズル近傍に配置された複数の前記静圧ノズルを備え、複数の前記溶液吐出ノズルは、前記基材上に一定間隔で形成されている複数の塗布領域の一部に前記機能膜溶液が同時に塗布されるように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の好ましい形態によれば、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、静圧ノズルから噴出する気体による加圧力で基材を変形させ、基材の凹凸を減少させることができ、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の要部を示す図
【図２】図１に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図３】図１に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図４】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドの他例の一部を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの一実施例の構造を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程の一実施例を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドの一部を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態２における機能膜製造装置の要部を側面方向から見た断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における機能膜製造装置の要部を示す図
【図１１】従来の機能膜製造装置の一部を示す図
【図１２】図１１に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図１３】図１１に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図１４】従来の機能膜製造装置において有機発光材料インクの塗布状態が途切れる様子を示す図
【図１５】図１４に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図１６】従来の複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを備える機能膜製造装置の一部を示す図
【図１７】図１６に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図１８】従来の複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の各実施の形態における機能膜の製造方法および機能膜製造装置について、図面を参照しながら説明する。但し、先行して説明した部材に対応する部材については同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００３８】
以下の各実施の形態では、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合について説明する。有機発光層を製造する場合、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液として、有機発光材料を溶媒に溶かした有機発光材料インクを用いる。
【００３９】
なお、以下の各実施の形態では、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合を例に説明するが、本発明はアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合にも実施することができる。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の要部を示す図、図２は図１に示す正面方向Ｊから見た断面図、図３は図１に示す側面方向Ｆから見た断面図、図４は本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図である。
【００４１】
図１ないし図４において、１は偏肉のある基材、２は隔壁、３は基材載置テーブル、４は弾性体層、５は溶液吐出ヘッド、６は溶液吐出ヘッド５の溶液吐出ノズル、７は溶液吐出ヘッド５の静圧ノズル、８は溶液吐出ヘッド５のノズルプレート、９は溶液吐出ヘッド５のマニホールド、１０は溶液吐出ヘッド５の溶液押し出し用配管、１１は溶液吐出ヘッド５の静圧ノズル用配管、１２は溶液押し出し用配管１０へ供給される溶液押し出し用気体、１３は静圧ノズル用配管１１へ供給される静圧ノズル用気体、１４は有機発光材料インクである。
【００４２】
基材１には偏肉があり、場所によって厚みが異なる。基材１上には隔壁２が設けられており、その隔壁２によって区切られた基材１上の領域が塗布領域である。ここでは、基材１上に、塗布領域として、溝部が一定間隔でストライプ状に形成されている場合について説明する。基材載置テーブル３上には弾性体層４が設けられており、その弾性体層４が基材１を弾性変形可能に支持する。
【００４３】
溶液吐出ヘッド５は、複数の溶液吐出ノズル６および複数の静圧ノズル７が形成されたノズルプレート８を備える。複数の溶液吐出ノズル６は、有機発光材料インク１４を基材１に塗布する際に、基材１上の複数の溝部の一部に有機発光材料インク１４が同時に塗布されるように１列に配置する。複数の静圧ノズル７は複数の溶液吐出ノズル６の近傍に配置されている。具体的には、複数の静圧ノズル７は、基材１と溶液吐出ヘッド５の相対移動方向に沿って溶液吐出ノズル６の列を挟むように２列に配置する。
【００４４】
また、溶液吐出ヘッド５は、ノズルプレート８の上部に連結するマニホールド９を備える。連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部には有機発光材料インク１４を貯留する貯留槽が形成される。その貯留槽は溶液吐出ノズル６に連通している。
【００４５】
また、溶液吐出ヘッド５は、マニホールド９の上部に連結する溶液押し出し用配管１０および静圧ノズル用配管１１を備える。溶液押し出し用配管１０は、連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部に形成されている貯留槽に連通している。静圧ノズル用配管１１は、マニホールド９の内部で分岐して各静圧ノズル７に連通している。
【００４６】
溶液押し出し用配管１０は、溶液押し出し用気体１２を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続しており、その溶液押し出し用気体供給手段による溶液押し出し用気体１２の供給により、連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部に形成されている貯留槽に貯留されている有機発光材料インク１４が、ノズルプレート８に形成されている複数の溶液吐出ノズル６から同時に連続的に吐出される。
【００４７】
静圧ノズル用配管１１は、静圧ノズル用気体１３を供給する不図示の静圧ノズル用気体供給手段に接続しており、その静圧ノズル用気体供給手段による静圧ノズル用気体１３の供給により、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３が噴出する。
【００４８】
なお、上記した溶液押し出し用気体供給手段および静圧ノズル用気体供給手段としては、例えば電気信号によって設定圧力を調整できる電空レギュレータを用いたものを用いてもよいし、電気信号によってバルブの開度を調節する方式のものを用いても構わない。
【００４９】
また、この機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５を移動させる不図示の駆動手段を備える。この駆動手段により、溶液吐出ヘッド５と基材１を相対的に移動させることができる。ここでは、その駆動手段により、溶液吐出ヘッド５が、各溶液吐出ノズル６と基材１との間に所定の隙間があくように高さ方向に位置決めされた状態で、基材１上の溝部に沿って移動する。
【００５０】
また、図示しないが、この機能膜製造装置は乾燥装置を備える。この不図示の乾燥装置は、基材１上の溝部に有機発光材料インク１４が塗布された後に、有機発光材料インク１４の溶媒を蒸発させる。
【００５１】
以上説明したように構成された機能膜製造装置は、１列に並ぶ複数の溶液吐出ノズル６から有機発光材料インク１４を同時に連続的に吐出するとともに、溶液吐出ノズル６に対して基材１を相対的に移動させて、基材１上に隔壁２によってストライプ状に形成された溝部のうちの一部に有機発光材料インク１４を塗布し、その後有機発光材料インク１４の溶媒を蒸発させて有機発光層を製造する。また有機発光材料インク１４を塗布する際に、弾性体層４に支持された基材１へ静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出して、その噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させる。
【００５２】
続いて、この機能膜製造装置の動作について、基材１の左端から赤色の有機発光層、緑色の有機発光層、青色の有機発光層が順次繰り返して配置されるように３原色の有機発光層を製造する場合を例に説明する。
【００５３】
まず、隔壁２が設けられた基材１を弾性体層４上に吸着固定する。次に、基材１上に形成されている複数の溝部の一部の先頭の上方へ各溶液吐出ノズル６を位置決めする。具体的には、赤色の有機発光層を設ける各溝部の先頭の上方へ各溶液吐出ノズル６を位置決めする。
【００５４】
次に、静圧ノズル用気体１３の供給を開始し、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出させながら、溶液吐出ヘッド５を不図示の駆動手段により下降させ、静圧ノズル７から噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させて、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させる。
【００５５】
次に、溶液押し出し用気体１２の供給を開始し、赤色の有機発光材料インク１４を溶液吐出ノズル６から吐出させて、赤色の有機発光材料インク１４の先端を溝部の先端に付着させる。
【００５６】
次に、静圧ノズル用気体１３および溶液押し出し用気体１２の供給を続けながら、不図示の駆動手段により溶液吐出ヘッド５を溝部の終端方法へ向けて加速させ、その後一定速度で移動させて、溝部へ赤色の有機発光材料インク１４を塗布する。溶液吐出ヘッド５の加速領域においては、その速度に応じて溶液押し出し用気体１２の設定圧力を変化させることで、加速領域においても塗布量が一定量になるように調節するのが好適である。
【００５７】
溶液吐出ノズル６が溝部の終端に到達すると、溶液押し出し用気体１２の供給を停止するとともに溶液吐出ヘッド５の移動を停止させる。次に、溶液吐出ヘッド５を上昇させて基材１から遠ざけてから、静圧ノズル用気体１３の供給を停止して塗布動作を終了する。その後、赤色の有機発光材料インク１４を乾燥させて赤色の有機発光層を製造する。なお、溶液吐出ヘッド５の移動を停止させる際には、溶液吐出ノズル６が溝部の終端に到達するより前に溶液吐出ヘッド５を減速させるのが好適である。
【００５８】
以降、緑色の有機発光層を設ける各溝部および青色の有機発光層を設ける各溝部に対しても、上記した赤色の有機発光層を製造する動作と同様の動作を繰り返すことで、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造することができる。なお、塗布する有機発光材料インクの色を変更するときには、例えば、変更する色の有機発光材料インクが貯留されている溶液吐出ヘッドに切り替える等すればよい。
【００５９】
このように、有機発光材料インク１４を基材１に塗布する際に、複数の溶液吐出ノズル６の近傍に配置された複数の静圧ノズル７から、弾性体層４に支持された基材１へ静圧ノズル用気体１３を噴出することで、その噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させて、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させることができる。
【００６０】
すなわち、静圧ノズル７と基材１との間の間隙が広くなると、静圧ノズル用気体１３による加圧力が弱まり、その間隙が狭くなるにつれて急激に加圧力が増加する。そのため、弾性体層４に支持された偏肉のある基材１に対して複数の静圧ノズル７を備えた溶液吐出ヘッド５を近づけると、基材１の凹部に比べて凸部がより強く加圧されてより大きく押し込まれ、基材１上面の凹凸を減少させることができる。
【００６１】
したがって、凹凸の抑制された基材１へ有機発光材料インク１４を塗布することができ、基材１の全面において、溶液吐出ノズル６と基材１との間の間隙をインクが途切れない間隔に保つことができ、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を製造することができるようになる。
【００６２】
なお、ここでは、溶液吐出ヘッド５として、気体によってインクを押し出すタイプのものを用いたが、ピストン等で直接インクを押し出すタイプのものを用いても構わない。また、ここでは、有機発光材料インク１４を塗布する際に溶液吐出ヘッド５を移動させたが、基材１側を移動させても構わない。また、図４には、平面に穴を開けた形状の溶液吐出ノズル６を示したが、その形状に限定されるものではなく、例えば図５に示すように、溶液吐出ノズル６は突出したノズルであっても構わない。
【００６３】
続いて、この実施の形態１における機能膜の製造方法および機能膜製造装置の一実施例について、図面を交えて説明する。図６は本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの一実施例の構造を示す図であり、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図７は本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程の一実施例を示す図である。
【００６４】
図６および図７において、１５は第１電極、１６は基材１上の溝部に設けられた赤色有機発光層、１７は基材１上の溝部に設けられた緑色有機発光層、１８は基材１上の溝部に設けられた青色有機発光層、１９は第２電極、２０は有機ＥＬディスプレイの表示用画像領域である。
【００６５】
図６に示すように、第１電極１５は基材１上にストライプ状に形成されている。隔壁２は、第１電極１５の一部が溝部に重なるように形成されている。赤色有機発光層１６、緑色有機発光層１７、青色有機発光層１８は、基材１上に隔壁２によって区切られたストライプ状の溝部に順次繰り返して配置されている。具体的には、上述したように基材１の左端から赤色有機発光層１６、緑色有機発光層１７、青色有機発光層１８が順次繰り返して配置されている。第２電極１９は有機発光層１６、１７、１８上に形成されている。
【００６６】
ここでは、基材１として、偏肉が４０μｍ、平均の板厚が０．７ｍｍのガラス板を用いた。第１電極１５は、例えばＩＴＯを用いてフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成してもよい。有機発光層１６、１７、１８の厚さは６０ｎｍ程度とした。隔壁２は、例えば感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成してもよい。隔壁２の材料には、パターニング後に有機発光材料インクに対して撥液性を発現し、有機発光材料インクの接触角が５０ｄｅｇ以上となるようにフッ素を含有させた感光性樹脂材料を用いるのが好適である。第２電極１９の材料にはＡｌを用いた。第２電極１９は、例えばマスク越しの真空蒸着法によってパターニングしてもよい。
【００６７】
以上説明した構成の有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程について、図７を用いて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、隔壁２が形成された基材１を用意する。ここでは、隔壁２の幅を４０μｍ、高さを１μｍ、隔壁２によってストライプ状の区切られる溝部の幅を６０μｍ、溝部のピッチを１００μｍとした。
【００６８】
次に、基材１上の複数の溝部の一部へ同時に赤色の有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｂ）に示すように、赤色有機発光層１６を製造する。次に、赤色有機発光層１６を設けた各溝部の隣の溝部へ同時に緑色の有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｃ）に示すように、緑色有機発光層１７を製造する。最後に、緑色有機発光層１７を設けた各溝部の隣の溝部へ同時に青色有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｄ）に示すように、青色有機発光層１８を製造する。
【００６９】
ここでは、各色の有機発光材料インクを基材１へ塗布するノズルプレート８として、溶液吐出ノズル６の穴の直径が３０μｍ、溶液吐出ノズル６のピッチが３００μｍ、溶液吐出ノズル６の穴数が１３００穴、静圧ノズル７の列間のピッチＮｐ１が４０ｍｍ、静圧ノズル７の列方向のピッチＮｐ２が１５ｍｍ、静圧ノズル７の穴数が片側２７個、合計５４個、静圧パッドの溝幅Ｎｗが２ｍｍ、静圧パッドの深さが０．５ｍｍのものを用いた。図８に、静圧ノズル７の列間のピッチＮｐ１、静圧ノズル７の列方向のピッチＮｐ２、静圧パッドの溝幅Ｎｗを示す。また、有機発光材料インクとして粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃのものを用いた。
【００７０】
上記のノズルプレートおよび有機発光材料インクを使用して、静圧ノズル７からの静圧ノズル用気体１３の噴出しを止めた状態で有機発光材料インクを塗布した場合、基材１と溶液吐出ノズル６との間の間隙が最も狭くなる部分の間隙を１０μｍに設定したところ、基材１と溶液吐出ノズル６との間の間隙が４０μｍ以上になる部分で有機発光材料インクの塗布状態が途切れて、断続塗布状態が出現した。一方、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出させた状態で有機発光材料インクを塗布した場合、基材１の全面において有機発光材料インクを溝部からはみ出すこと無く連続的に塗布することができた。
【００７１】
なお、図６（ｂ）には、有機発光層１６、１７、１８を第１電極１５上に設けた有機ＥＬディスプレイを示したが、図６（ｃ）に示すように、第１電極１５上に正孔輸送層２１、および中間層２２をスピンコート法などで積層し、その上に隔壁２を形成した後、有機発光層１６、１７、１８を製造してもよい。
【００７２】
また、上記の実施例では、有機発光材料インクとして粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃのものを用いたが、本発明は、粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の有機発光材料インクに対して好適に実施できる。また、粘度が５００ｍＰａ・ｓｅｃの有機発光材料インクを用いる場合、基材１の全面において溶液吐出ノズル６と基材１との間の隙間が１００μｍ以下となるように静圧ノズル用気体１３を噴出させるのが好適である。
【００７３】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２における機能膜製造装置の要部を側面方向から見た断面図である。図９において、７ａ、７ｂは静圧ノズル、１１ａ、１１ｂは静圧ノズル用配管、１３ａ、１３ｂは静圧ノズル用気体である。
【００７４】
この実施の形態２における機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５の構成が前述した実施の形態１と異なる。すなわち、前述した実施の形態１の溶液吐出ヘッド５は、１本の静圧ノズル用配管１１がマニホールド９の内部で分岐して複数の静圧ノズル７に連通していた。これに対して、この実施の形態２における溶液吐出ヘッド５は、図９に示すように、２本の静圧ノズル用配管１１ａ、１１ｂがマニホールド９の上部に連結しており、一方の静圧ノズル用配管１１ａがマニホールド９の内部で分岐して、溶液吐出ヘッド５と基材１の相対的な移動方向の上流側の各静圧ノズル７ａに連通し、他方の静圧ノズル用配管１１ｂがマニホールド９の内部で分岐して、溶液吐出ヘッド５と基材１の相対的な移動方向の下流側の各静圧ノズル７ｂに連通している。このように、この実施の形態２では、ノズルプレート８に設けた２列の静圧ノズル７ａ、７ｂに接続する配管系をそれぞれ別の配管系とした。
【００７５】
続いて、この機能膜製造装置の動作について説明する。この機能膜製造装置の動作は、有機発光材料インクを塗布する際に、上流側の静圧ノズル７ａへ供給する静圧ノズル用気体１３ａの供給量を、下流側の静圧ノズル７ｂへ供給する静圧ノズル用気体１３ｂの供給量よりも多く設定して、上流側の静圧ノズル７ａから、下流側の静圧ノズル７ｂから噴出される静圧ノズル用気体１３ｂによる加圧力よりも大きい加圧力で基材１が加圧されるように静圧ノズル用気体１３ａを噴出させる点で、前述した実施の形態１と異なる。
【００７６】
このように上流側の加圧力を下流側よりも大きくすることにより、溶液吐出ノズル６と基材１との間に形成された溶液のビードが上流側へ押し戻されてビードが引きちぎれ難くなり、有機発光材料インク１４の塗布状態が断裂し難くなる。
【００７７】
この実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、基材１の全面において、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を製造することができるようになる。例えば、前述した実施の形態１において説明した、図６に示す有機ＥＬディスプレイの有機発光層を、図８に示すノズルプレート８を用いて、図７に示す製造工程で製造する実施例において、上流側と下流側で１０ｋＰａの圧力差を設定し、その他については同一の条件とした場合、偏肉が５０μｍの基材に対しても、塗布状態が断裂することなく有機発光材料インクを塗布することができた。
【００７８】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における機能膜製造装置の要部を示す図である。図１０において、２３ａ、２３ｂは搬送ロール、２４は基材押圧ロールである。
【００７９】
この機能膜製造装置は、長尺シート状の基材１に有機発光層を製造する構成となっている。具体的には、長尺シート状の基材１には、その長手方向に平行なストライプ状の溝部を形成する隔壁２が、その長手方向に沿って複数設けられており、１組の搬送ロール２３ａ、２３ｂによって搬送される長尺シート状の基材１に有機発光材料インク１４を塗布する構成となっている。つまり、この機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５と基材１を相対的に移動させる駆動手段として１組の搬送ロール２３ａ、２３ｂを備える。基材１には、例えばポリエチレンナフタレートのシートを用いるが、無論、基材１の材質はポリエチレンナフタレートに限定されるものではなく、例えば透明ポリイミドフィルムであっても構わない。
【００８０】
さらに、この機能膜製造装置は、基材１を弾性変形可能に支持する弾性体層４が表面に設けられた基材押圧ロール２４を備える。基材押圧ロール２４は、搬送ロール２３ａ、２３ｂにより搬送される基材１を挟んで溶液吐出ヘッド５に対向して配置されている。
【００８１】
続いて、この機能膜製造装置の動作について、基材１の左端から赤色の有機発光層、緑色の有機発光層、青色の有機発光層が順次繰り返して配置されるように３原色の有機発光層を製造する場合を例に説明する。
【００８２】
まず、赤色の有機発光層を設ける各溝部の上方を各溶液吐出ノズル６が通過するように溶液吐出ヘッド５を位置決めして、一対の搬送ロール２３ａ、２３ｂによる長尺シートの基材１の搬送を開始する。有機発光材料インク１４を基材１上に塗布する際には、長尺シートの基材１は、基材押圧ロール２４と溶液吐出ヘッド５との間を一定速度で連続搬送される。その間、基材１は下面から基材押圧ロール２４によって押圧され、上面からは静圧ノズル７から噴出される静圧ノズル用気体１３によって加圧されて、基材１上面の偏肉による凹凸が減少される。
【００８３】
このような状態で、各溶液吐出ノズル６の下方に基材１上に形成されている溝部の先頭が差し掛かると、溶液押し出し用気体１２の供給を開始し、有機発光材料インク１４を溶液吐出ノズル６から吐出させて、赤色の有機発光材料インク１４の先端を溝部の先端に付着させる。その後、赤色の有機発光材料インク１４を連続的に溶液吐出ノズル６から吐出させ、各溶液吐出ノズル６の下方に溝部の終端が到達した時点で溶液押し出し用気体１２の供給を停止し、溶液吐出ノズル６からの赤色の有機発光材料インク１４の吐出を停止させる。
【００８４】
以上の動作を繰り返して、長尺シート状の基材１に設けられた各隔壁３によって形成されている溝部に赤色の有機発光材料インク１４を塗布し、その後、赤色の有機発光材料インク１４を乾燥させて赤色の有機発光層を製造する。
【００８５】
以降、緑色の有機発光層を設ける各溝部および青色の有機発光層を設ける各溝部に対しても、上記した赤色の有機発光層を製造する動作と同様の動作を繰り返すことで、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造することができる。なお、塗布する有機発光材料インクの色を変更するときには、例えば、変更する色の有機発光材料インクが貯留されている溶液吐出ヘッドに切り替える等すればよい。
【００８６】
この実施の形態３によれば、前述した実施の形態１と同様に、基材１の全面において、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を形成することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の機能膜の製造方法および機能膜製造装置は、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができ、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイやアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１、１０１ 基材
２、１０２ 隔壁
３、１０３ 基材載置テーブル
４ 弾性体層
５、１０４、１１０ 溶液吐出ヘッド
６、１０５、１１１ 溶液吐出ノズル
７、７ａ、７ｂ 静圧ノズル
８、１１２ ノズルプレート
９、１０６、１１３ マニホールド
１０、１０７、１１４ 溶液押し出し用配管
１１、１１ａ、１１ｂ 静圧ノズル用配管
１２、１０８、１１５ 溶液押し出し用気体
１３、１３ａ、１３ｂ 静圧ノズル用気体
１４、１０９ 有機発光材料インク
１５ 第１電極
１６ 赤色（Ｒ）有機発光層
１７ 緑色（Ｇ）有機発光層
１８ 青色（Ｂ）有機発光層
１９ 第２電極
２０ 表示用画素領域
２１ 正孔輸送層
２２ 中間層
２３ａ、２３ｂ 搬送ロール
２４ 基材押圧ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの有機発光層などの機能膜を塗布技術を用いて製造する機能膜の製造方法および機能膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、低消費電力、軽量のディスプレイの要望が高まる中、ディスプレイの機能膜を低コストの塗布方式によって製造する技術が注目を集めている。例えば、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する際に、インクジェット法や凸版印刷法によって有機発光材料インクを基材に印刷する技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、インクジェット法は、ノズル表面の僅かな濡れ具合のムラが液滴の飛翔方向を狂わせて狙った部分にインクを着弾しそこねたり、僅かな時間の吐出休止中に不吐出ノズルが発生するなどの問題を有し、凸版印刷法は、版の伸縮によってディスプレイの周辺部で印刷の位置精度が確保できないなどの問題を有していた。
【０００４】
そこで、不吐出ノズルの発生しにくいディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを、高精度に位置決めできるステージ上に搭載し、高い位置精度でノズル先端を基材へ近接させて、有機発光材料インクを基材に塗布する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、ディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する従来の機能膜製造装置について、図面を交えて説明する。図１１は従来の機能膜製造装置の一部を示す図、図１２は図１１に示す正面方向Ｊから見た断面図、図１３は図１１に示す側面方向Ｆから見た断面図である。
【０００６】
図１１ないし図１３において、１０１は基材、１０２は基材１０１上に設けられた隔壁、１０３は基材１０１が載置される基材載置テーブル、１０４は溶液吐出ヘッド、１０５は溶液吐出ヘッド１０４の溶液吐出ノズル、１０６は溶液吐出ヘッド１０４のマニホールド、１０７は溶液吐出ヘッド１０４の溶液押し出し用配管、１０８は溶液押し出し用配管１０７へ供給される溶液押し出し用気体、１０９は有機発光材料インクである。また、図１２および図１３に示すＧは基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間を示す。
【０００７】
図１１ないし図１３には、隔壁１０２によって基材１０１上にストライプ状に形成された溝部に、溶液吐出ノズル１０５から連続的に吐出される有機発光材料インク１０９を塗布する様子を示している。
【０００８】
溶液吐出ヘッド１０４は、溶液吐出ノズル１０５と、溶液吐出ノズル１０５の上部に連結するマニホールド１０６と、マニホールド１０６の上部に連結する溶液押し出し用配管１０７とを備え、溶液押し出し用配管１０７は、溶液押し出し用気体１０８を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続している。
【０００９】
また、この溶液吐出ヘッド１０４は、不図示の駆動手段により、基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間に一定の隙間Ｇをあけた状態で、基材１０１上の溝部に沿って、基材１０１の全面にわたって移動する。
【００１０】
続いて、上記のように構成された従来の機能膜製造装置による有機発光材料インクの塗布動作について説明する。隔壁１０２が設けられた基材１０１が基材載置テーブル１０３に載置されると、基材１０１上の溝部の溝方向の延長線上であって、基材１０１上の隔壁１０２が設けられていない外側の領域に溶液吐出ノズル１０５を位置決めする。次に、溝方向に沿った溶液吐出ヘッド１０４の移動を開始し、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達するまで、溶液吐出ヘッド１０４を加速させる。そして、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達した時点で溶液吐出ヘッド１０４の加速を停止し、以降、溝部の終端まで溶液吐出ヘッド１０４を一定速度で移動させる。その一方、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部に到達した時点で溶液押し出し用気体１０８の供給を開始し、溶液吐出ノズル１０５が溝部の上部を移動している間、溶液吐出ノズル１０５から有機発光材料インク１０９を連続的に吐出させて、有機発光材料インク１０９を溝部へ塗布する。そして、溶液吐出ノズル１０５が溝部の終端に到達した時点で溶液押し出し用気体１０８の供給を停止して、有機発光材料インク１０９の塗布を停止する。以降、他の溝部に対しても同様の塗布動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１８９１９２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上説明したように、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する機能膜製造装置として、ディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する装置が従来より提案されている。しかしながら、このようにディスペンサータイプの溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを塗布する方法には、基材の偏肉により、基材に溶液吐出ノズルが充分に近接しない部分が生じると、その部分で有機発光材料インクの塗布状態が途切れてしまい、溝部に有機発光材料インクが１本の線状に塗布されず、均一な有機発光層を製造できないという問題があった。
【００１３】
図１４は従来の機能膜製造装置において有機発光材料インクの塗布状態が途切れる様子を示す図、図１５は図１４に示す側面方向Ｆから見た断面図である。なお、図１４および図１５において、図１１ないし図１３に示す部材に対応する部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１４】
有機発光材料インクのような粘度が数１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下のインクの場合、インク自体が千切れやすいため、図１５に示すように基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間Ｇが広がると、有機発光材料インク１０９がより一層千切れやすくなる。そのため、基材１０１の偏肉により、場所によって基材１０１の厚みが異なると、基材１０１と溶液吐出ノズル１０５との間の隙間Ｇが広がったときに、溶液吐出ノズル１０５から吐出された有機発光材料インク１０９が引きちぎれ、図１４に示すように有機発光材料インク１０９が１本の線状に塗布されずに、断続的に塗布される。
【００１５】
以上説明した有機発光材料インクの塗布状態が断続的に途切れる問題は、複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する場合に顕著となる。即ち、１本の溶液吐出ノズルを用いて基材の全面に有機発光材料インクを塗布する場合には、溶液吐出ノズルと基材との間の間隙を逐次微少量に調整することにより、有機発光材料インクを１本の線状に塗布することができるが、複数の溶液吐出ノズルから同時に有機発光材料インクを吐出する場合には、各溶液吐出ノズルと基材と間の間隙をそれぞれ個別に調整することができず、任意の１本の溶液吐出ノズルと基材との間の間隙を調整しても、他の溶液吐出ノズルから吐出される有機発光材料インクが途切れる可能性がある。
【００１６】
図１６は複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを用いて有機発光材料インクを基材に塗布する従来の機能膜製造装置の一部を示す図、図１７は図１６に示す正面方向Ｊから見た断面図である。また、図１８は複数の溶液吐出ノズルが設けられた従来の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図である。なお、図１６および図１７において、図１１ないし図１３に示す部材に対応する部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１７】
図１６ないし図１８において、１１０は溶液吐出ヘッド、１１１は溶液吐出ヘッド１１０の溶液吐出ノズル、１１２は溶液吐出ヘッド１１０のノズルプレート、１１３は溶液吐出ヘッド１１０のマニホールド、１１４は溶液吐出ヘッド１１０の溶液押し出し用配管、１１５は溶液押し出し用配管１１４へ供給される溶液押し出し用気体である。
【００１８】
図１６および図１７には、偏肉がある基材１０１上にストライプ状に形成された溝部のうちの一部に、複数の溶液吐出ノズル１１１から同時に連続的に吐出される有機発光材料インク１０９を塗布する様子を示している。
【００１９】
溶液吐出ヘッド１１０は、複数の溶液吐出ノズル１１１が１列に形成されたノズルプレート１１２と、ノズルプレート１１２の上部に連結するマニホールド１１３と、マニホールド１１３の上部に連結する溶液押し出し用配管１１４とを備え、溶液押し出し用配管１１４は、溶液押し出し用気体１１５を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続している。このように構成された溶液吐出ヘッド１１０は、溶液押し出し用配管１１４への溶液押し出し用気体１１５の供給により、ノズルプレート１１２に形成された複数の溶液吐出ノズル１１１から有機発光材料インク１０９を同時に連続的に吐出する。
【００２０】
また、この溶液吐出ヘッド１１０は、不図示の駆動手段により、基材１０１と各溶液吐出ノズル１１１との間に一定の隙間があくように高さ方向に位置決めされた状態で、基材１０１上の溝部に沿って移動する。
【００２１】
以上説明したような複数の溶液吐出ノズル１１１が設けられた溶液吐出ヘッド１１０を用いて、基材１０１上の複数の溝部の一部に同時に有機発光材料インク１０９を塗布することで、塗布タクトを短くすることができる。しかし、図１６および図１７に示すように、基材１０１に偏肉があると、基材１０１の最も薄い部分で溶液吐出ノズル１１１が基材１０１に十分に近接せず、断続的な塗布状態が発生してしまう。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができる機能膜の製造方法および機能膜製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の請求項１記載の機能膜の製造方法は、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、前記溶液吐出ノズルに対して相対的に移動する基材に塗布し、前記機能膜溶液の塗布後に、前記機能膜溶液の前記溶媒を蒸発させて機能膜を製造する機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルから、弾性体層に支持された前記基材へ気体を噴出して、その噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に塗布することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項２記載の機能膜の製造方法は、請求項１記載の機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材の相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように配置された前記静圧ノズルから前記気体を噴出しながら前記機能膜溶液を前記基材に塗布する際に、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項３記載の機能膜の製造方法は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記基材は場所によって厚みが異なることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項４記載の機能膜の製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材との間の隙間が１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項５記載の機能膜の製造方法は、請求項４記載の機能膜の製造方法であって、前記機能膜溶液として粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の機能膜溶液を用いることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項６記載の機能膜の製造方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載の機能膜の製造方法であって、前記基材上に複数の塗布領域が一定間隔で形成されており、前記塗布領域に前記機能膜溶液を塗布することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項７記載の機能膜の製造方法は、請求項６記載の機能膜の製造方法であって、複数の前記溶液吐出ノズルから前記機能膜溶液を吐出して、複数の前記塗布領域の一部に同時に前記機能膜溶液を塗布する際に、複数の前記溶液吐出ノズルの近傍に配置された複数の前記静圧ノズルから前記気体を噴出することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項８記載の機能膜製造装置は、基材上に、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を塗布して機能膜を製造する機能膜製造装置であって、前記基材を弾性変形可能に支持する弾性体層と、前記基材上方に間隙をあけて配置された前記機能膜溶液を吐出する溶液吐出ノズルと、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルとを備え、前記弾性体層に支持された前記基材と前記溶液吐出ノズルとを相対的に移動させるとともに、前記基材へ前記静圧ノズルから気体を噴出しその噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に連続的に塗布することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項９記載の機能膜製造装置は、請求項８記載の機能膜製造装置であって、前記弾性体層は基材載置ステージ上に設けられていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の請求項１０記載の機能膜製造装置は、請求項８記載の機能膜製造装置であって、シート状の前記基材を搬送する１組のロールと、前記弾性体層が表面に設けられた基材押圧ロールとを備え、前記基材押圧ロールは、前記１組のロールにより搬送される前記基材を挟んで前記溶液吐出ノズルに対向して配置されることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の請求項１１記載の機能膜製造装置は、請求項８ないし１０のいずれかに記載の機能膜製造装置であって、前記溶液吐出ノズルと前記基材との相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように複数の前記静圧ノズルが配置されており、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出させることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の請求項１２記載の機能膜製造装置は、請求項８ないし１１のいずれかに記載の機能膜製造装置であって、複数の前記溶液吐出ノズルおよび、複数の前記溶液吐出ノズル近傍に配置された複数の前記静圧ノズルを備え、複数の前記溶液吐出ノズルは、前記基材上に一定間隔で形成されている複数の塗布領域の一部に前記機能膜溶液が同時に塗布されるように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の好ましい形態によれば、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、静圧ノズルから噴出する気体による加圧力で基材を変形させ、基材の凹凸を減少させることができ、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の要部を示す図
【図２】図１に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図３】図１に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図４】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドの他例の一部を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの一実施例の構造を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程の一実施例を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドの一部を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態２における機能膜製造装置の要部を側面方向から見た断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における機能膜製造装置の要部を示す図
【図１１】従来の機能膜製造装置の一部を示す図
【図１２】図１１に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図１３】図１１に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図１４】従来の機能膜製造装置において有機発光材料インクの塗布状態が途切れる様子を示す図
【図１５】図１４に示す側面方向Ｆから見た断面図
【図１６】従来の複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを備える機能膜製造装置の一部を示す図
【図１７】図１６に示す正面方向Ｊから見た断面図
【図１８】従来の複数の溶液吐出ノズルが設けられた溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の各実施の形態における機能膜の製造方法および機能膜製造装置について、図面を参照しながら説明する。但し、先行して説明した部材に対応する部材については同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００３８】
以下の各実施の形態では、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合について説明する。有機発光層を製造する場合、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液として、有機発光材料を溶媒に溶かした有機発光材料インクを用いる。
【００３９】
なお、以下の各実施の形態では、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合を例に説明するが、本発明はアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造する場合にも実施することができる。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の要部を示す図、図２は図１に示す正面方向Ｊから見た断面図、図３は図１に示す側面方向Ｆから見た断面図、図４は本発明の実施の形態１における機能膜製造装置の溶液吐出ヘッドを裏側から見た斜視図である。
【００４１】
図１ないし図４において、１は偏肉のある基材、２は隔壁、３は基材載置テーブル、４は弾性体層、５は溶液吐出ヘッド、６は溶液吐出ヘッド５の溶液吐出ノズル、７は溶液吐出ヘッド５の静圧ノズル、８は溶液吐出ヘッド５のノズルプレート、９は溶液吐出ヘッド５のマニホールド、１０は溶液吐出ヘッド５の溶液押し出し用配管、１１は溶液吐出ヘッド５の静圧ノズル用配管、１２は溶液押し出し用配管１０へ供給される溶液押し出し用気体、１３は静圧ノズル用配管１１へ供給される静圧ノズル用気体、１４は有機発光材料インクである。
【００４２】
基材１には偏肉があり、場所によって厚みが異なる。基材１上には隔壁２が設けられており、その隔壁２によって区切られた基材１上の領域が塗布領域である。ここでは、基材１上に、塗布領域として、溝部が一定間隔でストライプ状に形成されている場合について説明する。基材載置テーブル３上には弾性体層４が設けられており、その弾性体層４が基材１を弾性変形可能に支持する。
【００４３】
溶液吐出ヘッド５は、複数の溶液吐出ノズル６および複数の静圧ノズル７が形成されたノズルプレート８を備える。複数の溶液吐出ノズル６は、有機発光材料インク１４を基材１に塗布する際に、基材１上の複数の溝部の一部に有機発光材料インク１４が同時に塗布されるように１列に配置する。複数の静圧ノズル７は複数の溶液吐出ノズル６の近傍に配置されている。具体的には、複数の静圧ノズル７は、基材１と溶液吐出ヘッド５の相対移動方向に沿って溶液吐出ノズル６の列を挟むように２列に配置する。
【００４４】
また、溶液吐出ヘッド５は、ノズルプレート８の上部に連結するマニホールド９を備える。連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部には有機発光材料インク１４を貯留する貯留槽が形成される。その貯留槽は溶液吐出ノズル６に連通している。
【００４５】
また、溶液吐出ヘッド５は、マニホールド９の上部に連結する溶液押し出し用配管１０および静圧ノズル用配管１１を備える。溶液押し出し用配管１０は、連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部に形成されている貯留槽に連通している。静圧ノズル用配管１１は、マニホールド９の内部で分岐して各静圧ノズル７に連通している。
【００４６】
溶液押し出し用配管１０は、溶液押し出し用気体１２を供給する不図示の溶液押し出し用気体供給手段に接続しており、その溶液押し出し用気体供給手段による溶液押し出し用気体１２の供給により、連結されたノズルプレート８とマニホールド９の内部に形成されている貯留槽に貯留されている有機発光材料インク１４が、ノズルプレート８に形成されている複数の溶液吐出ノズル６から同時に連続的に吐出される。
【００４７】
静圧ノズル用配管１１は、静圧ノズル用気体１３を供給する不図示の静圧ノズル用気体供給手段に接続しており、その静圧ノズル用気体供給手段による静圧ノズル用気体１３の供給により、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３が噴出する。
【００４８】
なお、上記した溶液押し出し用気体供給手段および静圧ノズル用気体供給手段としては、例えば電気信号によって設定圧力を調整できる電空レギュレータを用いたものを用いてもよいし、電気信号によってバルブの開度を調節する方式のものを用いても構わない。
【００４９】
また、この機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５を移動させる不図示の駆動手段を備える。この駆動手段により、溶液吐出ヘッド５と基材１を相対的に移動させることができる。ここでは、その駆動手段により、溶液吐出ヘッド５が、各溶液吐出ノズル６と基材１との間に所定の隙間があくように高さ方向に位置決めされた状態で、基材１上の溝部に沿って移動する。
【００５０】
また、図示しないが、この機能膜製造装置は乾燥装置を備える。この不図示の乾燥装置は、基材１上の溝部に有機発光材料インク１４が塗布された後に、有機発光材料インク１４の溶媒を蒸発させる。
【００５１】
以上説明したように構成された機能膜製造装置は、１列に並ぶ複数の溶液吐出ノズル６から有機発光材料インク１４を同時に連続的に吐出するとともに、溶液吐出ノズル６に対して基材１を相対的に移動させて、基材１上に隔壁２によってストライプ状に形成された溝部のうちの一部に有機発光材料インク１４を塗布し、その後有機発光材料インク１４の溶媒を蒸発させて有機発光層を製造する。また有機発光材料インク１４を塗布する際に、弾性体層４に支持された基材１へ静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出して、その噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させる。
【００５２】
続いて、この機能膜製造装置の動作について、基材１の左端から赤色の有機発光層、緑色の有機発光層、青色の有機発光層が順次繰り返して配置されるように３原色の有機発光層を製造する場合を例に説明する。
【００５３】
まず、隔壁２が設けられた基材１を弾性体層４上に吸着固定する。次に、基材１上に形成されている複数の溝部の一部の先頭の上方へ各溶液吐出ノズル６を位置決めする。具体的には、赤色の有機発光層を設ける各溝部の先頭の上方へ各溶液吐出ノズル６を位置決めする。
【００５４】
次に、静圧ノズル用気体１３の供給を開始し、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出させながら、溶液吐出ヘッド５を不図示の駆動手段により下降させ、静圧ノズル７から噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させて、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させる。
【００５５】
次に、溶液押し出し用気体１２の供給を開始し、赤色の有機発光材料インク１４を溶液吐出ノズル６から吐出させて、赤色の有機発光材料インク１４の先端を溝部の先端に付着させる。
【００５６】
次に、静圧ノズル用気体１３および溶液押し出し用気体１２の供給を続けながら、不図示の駆動手段により溶液吐出ヘッド５を溝部の終端方法へ向けて加速させ、その後一定速度で移動させて、溝部へ赤色の有機発光材料インク１４を塗布する。溶液吐出ヘッド５の加速領域においては、その速度に応じて溶液押し出し用気体１２の設定圧力を変化させることで、加速領域においても塗布量が一定量になるように調節するのが好適である。
【００５７】
溶液吐出ノズル６が溝部の終端に到達すると、溶液押し出し用気体１２の供給を停止するとともに溶液吐出ヘッド５の移動を停止させる。次に、溶液吐出ヘッド５を上昇させて基材１から遠ざけてから、静圧ノズル用気体１３の供給を停止して塗布動作を終了する。その後、赤色の有機発光材料インク１４を乾燥させて赤色の有機発光層を製造する。なお、溶液吐出ヘッド５の移動を停止させる際には、溶液吐出ノズル６が溝部の終端に到達するより前に溶液吐出ヘッド５を減速させるのが好適である。
【００５８】
以降、緑色の有機発光層を設ける各溝部および青色の有機発光層を設ける各溝部に対しても、上記した赤色の有機発光層を製造する動作と同様の動作を繰り返すことで、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造することができる。なお、塗布する有機発光材料インクの色を変更するときには、例えば、変更する色の有機発光材料インクが貯留されている溶液吐出ヘッドに切り替える等すればよい。
【００５９】
このように、有機発光材料インク１４を基材１に塗布する際に、複数の溶液吐出ノズル６の近傍に配置された複数の静圧ノズル７から、弾性体層４に支持された基材１へ静圧ノズル用気体１３を噴出することで、その噴出された静圧ノズル用気体１３による加圧力で基材１を変形させて、基材１上面の偏肉よる凹凸を減少させることができる。
【００６０】
すなわち、静圧ノズル７と基材１との間の間隙が広くなると、静圧ノズル用気体１３による加圧力が弱まり、その間隙が狭くなるにつれて急激に加圧力が増加する。そのため、弾性体層４に支持された偏肉のある基材１に対して複数の静圧ノズル７を備えた溶液吐出ヘッド５を近づけると、基材１の凹部に比べて凸部がより強く加圧されてより大きく押し込まれ、基材１上面の凹凸を減少させることができる。
【００６１】
したがって、凹凸の抑制された基材１へ有機発光材料インク１４を塗布することができ、基材１の全面において、溶液吐出ノズル６と基材１との間の間隙をインクが途切れない間隔に保つことができ、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を製造することができるようになる。
【００６２】
なお、ここでは、溶液吐出ヘッド５として、気体によってインクを押し出すタイプのものを用いたが、ピストン等で直接インクを押し出すタイプのものを用いても構わない。また、ここでは、有機発光材料インク１４を塗布する際に溶液吐出ヘッド５を移動させたが、基材１側を移動させても構わない。また、図４には、平面に穴を開けた形状の溶液吐出ノズル６を示したが、その形状に限定されるものではなく、例えば図５に示すように、溶液吐出ノズル６は突出したノズルであっても構わない。
【００６３】
続いて、この実施の形態１における機能膜の製造方法および機能膜製造装置の一実施例について、図面を交えて説明する。図６は本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの一実施例の構造を示す図であり、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図７は本発明の実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程の一実施例を示す図である。
【００６４】
図６および図７において、１５は第１電極、１６は基材１上の溝部に設けられた赤色有機発光層、１７は基材１上の溝部に設けられた緑色有機発光層、１８は基材１上の溝部に設けられた青色有機発光層、１９は第２電極、２０は有機ＥＬディスプレイの表示用画像領域である。
【００６５】
図６に示すように、第１電極１５は基材１上にストライプ状に形成されている。隔壁２は、第１電極１５の一部が溝部に重なるように形成されている。赤色有機発光層１６、緑色有機発光層１７、青色有機発光層１８は、基材１上に隔壁２によって区切られたストライプ状の溝部に順次繰り返して配置されている。具体的には、上述したように基材１の左端から赤色有機発光層１６、緑色有機発光層１７、青色有機発光層１８が順次繰り返して配置されている。第２電極１９は有機発光層１６、１７、１８上に形成されている。
【００６６】
ここでは、基材１として、偏肉が４０μｍ、平均の板厚が０．７ｍｍのガラス板を用いた。第１電極１５は、例えばＩＴＯを用いてフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成してもよい。有機発光層１６、１７、１８の厚さは６０ｎｍ程度とした。隔壁２は、例えば感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成してもよい。隔壁２の材料には、パターニング後に有機発光材料インクに対して撥液性を発現し、有機発光材料インクの接触角が５０ｄｅｇ以上となるようにフッ素を含有させた感光性樹脂材料を用いるのが好適である。第２電極１９の材料にはＡｌを用いた。第２電極１９は、例えばマスク越しの真空蒸着法によってパターニングしてもよい。
【００６７】
以上説明した構成の有機ＥＬディスプレイの有機発光層の製造工程について、図７を用いて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、隔壁２が形成された基材１を用意する。ここでは、隔壁２の幅を４０μｍ、高さを１μｍ、隔壁２によってストライプ状の区切られる溝部の幅を６０μｍ、溝部のピッチを１００μｍとした。
【００６８】
次に、基材１上の複数の溝部の一部へ同時に赤色の有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｂ）に示すように、赤色有機発光層１６を製造する。次に、赤色有機発光層１６を設けた各溝部の隣の溝部へ同時に緑色の有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｃ）に示すように、緑色有機発光層１７を製造する。最後に、緑色有機発光層１７を設けた各溝部の隣の溝部へ同時に青色有機発光材料インクを連続的に塗布し、その後乾燥させて、図７（ｄ）に示すように、青色有機発光層１８を製造する。
【００６９】
ここでは、各色の有機発光材料インクを基材１へ塗布するノズルプレート８として、溶液吐出ノズル６の穴の直径が３０μｍ、溶液吐出ノズル６のピッチが３００μｍ、溶液吐出ノズル６の穴数が１３００穴、静圧ノズル７の列間のピッチＮｐ１が４０ｍｍ、静圧ノズル７の列方向のピッチＮｐ２が１５ｍｍ、静圧ノズル７の穴数が片側２７個、合計５４個、静圧パッドの溝幅Ｎｗが２ｍｍ、静圧パッドの深さが０．５ｍｍのものを用いた。図８に、静圧ノズル７の列間のピッチＮｐ１、静圧ノズル７の列方向のピッチＮｐ２、静圧パッドの溝幅Ｎｗを示す。また、有機発光材料インクとして粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃのものを用いた。
【００７０】
上記のノズルプレートおよび有機発光材料インクを使用して、静圧ノズル７からの静圧ノズル用気体１３の噴出しを止めた状態で有機発光材料インクを塗布した場合、基材１と溶液吐出ノズル６との間の間隙が最も狭くなる部分の間隙を１０μｍに設定したところ、基材１と溶液吐出ノズル６との間の間隙が４０μｍ以上になる部分で有機発光材料インクの塗布状態が途切れて、断続塗布状態が出現した。一方、静圧ノズル７から静圧ノズル用気体１３を噴出させた状態で有機発光材料インクを塗布した場合、基材１の全面において有機発光材料インクを溝部からはみ出すこと無く連続的に塗布することができた。
【００７１】
なお、図６（ｂ）には、有機発光層１６、１７、１８を第１電極１５上に設けた有機ＥＬディスプレイを示したが、図６（ｃ）に示すように、第１電極１５上に正孔輸送層２１、および中間層２２をスピンコート法などで積層し、その上に隔壁２を形成した後、有機発光層１６、１７、１８を製造してもよい。
【００７２】
また、上記の実施例では、有機発光材料インクとして粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃのものを用いたが、本発明は、粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の有機発光材料インクに対して好適に実施できる。また、粘度が５００ｍＰａ・ｓｅｃの有機発光材料インクを用いる場合、基材１の全面において溶液吐出ノズル６と基材１との間の隙間が１００μｍ以下となるように静圧ノズル用気体１３を噴出させるのが好適である。
【００７３】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２における機能膜製造装置の要部を側面方向から見た断面図である。図９において、７ａ、７ｂは静圧ノズル、１１ａ、１１ｂは静圧ノズル用配管、１３ａ、１３ｂは静圧ノズル用気体である。
【００７４】
この実施の形態２における機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５の構成が前述した実施の形態１と異なる。すなわち、前述した実施の形態１の溶液吐出ヘッド５は、１本の静圧ノズル用配管１１がマニホールド９の内部で分岐して複数の静圧ノズル７に連通していた。これに対して、この実施の形態２における溶液吐出ヘッド５は、図９に示すように、２本の静圧ノズル用配管１１ａ、１１ｂがマニホールド９の上部に連結しており、一方の静圧ノズル用配管１１ａがマニホールド９の内部で分岐して、溶液吐出ヘッド５と基材１の相対的な移動方向の上流側の各静圧ノズル７ａに連通し、他方の静圧ノズル用配管１１ｂがマニホールド９の内部で分岐して、溶液吐出ヘッド５と基材１の相対的な移動方向の下流側の各静圧ノズル７ｂに連通している。このように、この実施の形態２では、ノズルプレート８に設けた２列の静圧ノズル７ａ、７ｂに接続する配管系をそれぞれ別の配管系とした。
【００７５】
続いて、この機能膜製造装置の動作について説明する。この機能膜製造装置の動作は、有機発光材料インクを塗布する際に、上流側の静圧ノズル７ａへ供給する静圧ノズル用気体１３ａの供給量を、下流側の静圧ノズル７ｂへ供給する静圧ノズル用気体１３ｂの供給量よりも多く設定して、上流側の静圧ノズル７ａから、下流側の静圧ノズル７ｂから噴出される静圧ノズル用気体１３ｂによる加圧力よりも大きい加圧力で基材１が加圧されるように静圧ノズル用気体１３ａを噴出させる点で、前述した実施の形態１と異なる。
【００７６】
このように上流側の加圧力を下流側よりも大きくすることにより、溶液吐出ノズル６と基材１との間に形成された溶液のビードが上流側へ押し戻されてビードが引きちぎれ難くなり、有機発光材料インク１４の塗布状態が断裂し難くなる。
【００７７】
この実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、基材１の全面において、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を製造することができるようになる。例えば、前述した実施の形態１において説明した、図６に示す有機ＥＬディスプレイの有機発光層を、図８に示すノズルプレート８を用いて、図７に示す製造工程で製造する実施例において、上流側と下流側で１０ｋＰａの圧力差を設定し、その他については同一の条件とした場合、偏肉が５０μｍの基材に対しても、塗布状態が断裂することなく有機発光材料インクを塗布することができた。
【００７８】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における機能膜製造装置の要部を示す図である。図１０において、２３ａ、２３ｂは搬送ロール、２４は基材押圧ロールである。
【００７９】
この機能膜製造装置は、長尺シート状の基材１に有機発光層を製造する構成となっている。具体的には、長尺シート状の基材１には、その長手方向に平行なストライプ状の溝部を形成する隔壁２が、その長手方向に沿って複数設けられており、１組の搬送ロール２３ａ、２３ｂによって搬送される長尺シート状の基材１に有機発光材料インク１４を塗布する構成となっている。つまり、この機能膜製造装置は、溶液吐出ヘッド５と基材１を相対的に移動させる駆動手段として１組の搬送ロール２３ａ、２３ｂを備える。基材１には、例えばポリエチレンナフタレートのシートを用いるが、無論、基材１の材質はポリエチレンナフタレートに限定されるものではなく、例えば透明ポリイミドフィルムであっても構わない。
【００８０】
さらに、この機能膜製造装置は、基材１を弾性変形可能に支持する弾性体層４が表面に設けられた基材押圧ロール２４を備える。基材押圧ロール２４は、搬送ロール２３ａ、２３ｂにより搬送される基材１を挟んで溶液吐出ヘッド５に対向して配置されている。
【００８１】
続いて、この機能膜製造装置の動作について、基材１の左端から赤色の有機発光層、緑色の有機発光層、青色の有機発光層が順次繰り返して配置されるように３原色の有機発光層を製造する場合を例に説明する。
【００８２】
まず、赤色の有機発光層を設ける各溝部の上方を各溶液吐出ノズル６が通過するように溶液吐出ヘッド５を位置決めして、一対の搬送ロール２３ａ、２３ｂによる長尺シートの基材１の搬送を開始する。有機発光材料インク１４を基材１上に塗布する際には、長尺シートの基材１は、基材押圧ロール２４と溶液吐出ヘッド５との間を一定速度で連続搬送される。その間、基材１は下面から基材押圧ロール２４によって押圧され、上面からは静圧ノズル７から噴出される静圧ノズル用気体１３によって加圧されて、基材１上面の偏肉による凹凸が減少される。
【００８３】
このような状態で、各溶液吐出ノズル６の下方に基材１上に形成されている溝部の先頭が差し掛かると、溶液押し出し用気体１２の供給を開始し、有機発光材料インク１４を溶液吐出ノズル６から吐出させて、赤色の有機発光材料インク１４の先端を溝部の先端に付着させる。その後、赤色の有機発光材料インク１４を連続的に溶液吐出ノズル６から吐出させ、各溶液吐出ノズル６の下方に溝部の終端が到達した時点で溶液押し出し用気体１２の供給を停止し、溶液吐出ノズル６からの赤色の有機発光材料インク１４の吐出を停止させる。
【００８４】
以上の動作を繰り返して、長尺シート状の基材１に設けられた各隔壁３によって形成されている溝部に赤色の有機発光材料インク１４を塗布し、その後、赤色の有機発光材料インク１４を乾燥させて赤色の有機発光層を製造する。
【００８５】
以降、緑色の有機発光層を設ける各溝部および青色の有機発光層を設ける各溝部に対しても、上記した赤色の有機発光層を製造する動作と同様の動作を繰り返すことで、有機ＥＬディスプレイの有機発光層を製造することができる。なお、塗布する有機発光材料インクの色を変更するときには、例えば、変更する色の有機発光材料インクが貯留されている溶液吐出ヘッドに切り替える等すればよい。
【００８６】
この実施の形態３によれば、前述した実施の形態１と同様に、基材１の全面において、有機発光材料インク１４を途中で途切れることなく１本の線状に塗布でき、均一な有機発光層を形成することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の機能膜の製造方法および機能膜製造装置は、偏肉がある基材に対して、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その基材に機能膜溶液を塗布する場合においても、基材全面にわたって均質な機能膜を製造することができ、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイやアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１、１０１ 基材
２、１０２ 隔壁
３、１０３ 基材載置テーブル
４ 弾性体層
５、１０４、１１０ 溶液吐出ヘッド
６、１０５、１１１ 溶液吐出ノズル
７、７ａ、７ｂ 静圧ノズル
８、１１２ ノズルプレート
９、１０６、１１３ マニホールド
１０、１０７、１１４ 溶液押し出し用配管
１１、１１ａ、１１ｂ 静圧ノズル用配管
１２、１０８、１１５ 溶液押し出し用気体
１３、１３ａ、１３ｂ 静圧ノズル用気体
１４、１０９ 有機発光材料インク
１５ 第１電極
１６ 赤色（Ｒ）有機発光層
１７ 緑色（Ｇ）有機発光層
１８ 青色（Ｂ）有機発光層
１９ 第２電極
２０ 表示用画素領域
２１ 正孔輸送層
２２ 中間層
２３ａ、２３ｂ 搬送ロール
２４ 基材押圧ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、前記溶液吐出ノズルに対して相対的に移動する基材に塗布し、前記機能膜溶液の塗布後に、前記機能膜溶液の前記溶媒を蒸発させて機能膜を製造する機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルから、弾性体層に支持された前記基材へ気体を噴出して、その噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に塗布することを特徴とする機能膜の製造方法。
【請求項２】
前記溶液吐出ノズルと前記基材の相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように配置された前記静圧ノズルから前記気体を噴出しながら前記機能膜溶液を前記基材に塗布する際に、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出することを特徴とする請求項１記載の機能膜の製造方法。
【請求項３】
前記基材は場所によって厚みが異なることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項４】
前記溶液吐出ノズルと前記基材との間の隙間が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項５】
前記機能膜溶液として粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の機能膜溶液を用いることを特徴とする請求項４記載の機能膜の製造方法。
【請求項６】
前記基材上に複数の塗布領域が一定間隔で形成されており、前記塗布領域に前記機能膜溶液を塗布することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項７】
複数の前記溶液吐出ノズルから前記機能膜溶液を吐出して、複数の前記塗布領域の一部に同時に前記機能膜溶液を塗布する際に、複数の前記溶液吐出ノズルの近傍に配置された複数の前記静圧ノズルから前記気体を噴出することを特徴とする請求項６記載の機能膜の製造方法。
【請求項８】
基材上に、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を塗布して機能膜を製造する機能膜製造装置であって、前記基材を弾性変形可能に支持する弾性体層と、前記基材上方に間隙をあけて配置された前記機能膜溶液を吐出する溶液吐出ノズルと、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルとを備え、前記弾性体層に支持された前記基材と前記溶液吐出ノズルとを相対的に移動させるとともに、前記基材へ前記静圧ノズルから気体を噴出しその噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に連続的に塗布することを特徴とする機能膜製造装置。
【請求項９】
前記弾性体層は基材載置ステージ上に設けられていることを特徴とする請求項８記載の機能膜製造装置。
【請求項１０】
シート状の前記基材を搬送する１組のロールと、前記弾性体層が表面に設けられた基材押圧ロールとを備え、前記基材押圧ロールは、前記１組のロールにより搬送される前記基材を挟んで前記溶液吐出ノズルに対向して配置されることを特徴とする請求項８記載の機能膜製造装置。
【請求項１１】
前記溶液吐出ノズルと前記基材との相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように複数の前記静圧ノズルが配置されており、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出させることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の機能膜製造装置。
【請求項１２】
複数の前記溶液吐出ノズルおよび、複数の前記溶液吐出ノズル近傍に配置された複数の前記静圧ノズルを備え、複数の前記溶液吐出ノズルは、前記基材上に一定間隔で形成されている複数の塗布領域の一部に前記機能膜溶液が同時に塗布されるように配置されていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の機能膜製造装置。
【請求項１】
機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を溶液吐出ノズルから連続的に吐出して、その吐出された前記機能膜溶液を、前記溶液吐出ノズルに対して相対的に移動する基材に塗布し、前記機能膜溶液の塗布後に、前記機能膜溶液の前記溶媒を蒸発させて機能膜を製造する機能膜の製造方法であって、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルから、弾性体層に支持された前記基材へ気体を噴出して、その噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に塗布することを特徴とする機能膜の製造方法。
【請求項２】
前記溶液吐出ノズルと前記基材の相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように配置された前記静圧ノズルから前記気体を噴出しながら前記機能膜溶液を前記基材に塗布する際に、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出することを特徴とする請求項１記載の機能膜の製造方法。
【請求項３】
前記基材は場所によって厚みが異なることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項４】
前記溶液吐出ノズルと前記基材との間の隙間が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項５】
前記機能膜溶液として粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃから５００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲の機能膜溶液を用いることを特徴とする請求項４記載の機能膜の製造方法。
【請求項６】
前記基材上に複数の塗布領域が一定間隔で形成されており、前記塗布領域に前記機能膜溶液を塗布することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の機能膜の製造方法。
【請求項７】
複数の前記溶液吐出ノズルから前記機能膜溶液を吐出して、複数の前記塗布領域の一部に同時に前記機能膜溶液を塗布する際に、複数の前記溶液吐出ノズルの近傍に配置された複数の前記静圧ノズルから前記気体を噴出することを特徴とする請求項６記載の機能膜の製造方法。
【請求項８】
基材上に、機能膜の成分を溶媒に溶かした機能膜溶液を塗布して機能膜を製造する機能膜製造装置であって、前記基材を弾性変形可能に支持する弾性体層と、前記基材上方に間隙をあけて配置された前記機能膜溶液を吐出する溶液吐出ノズルと、前記溶液吐出ノズル近傍に配置された静圧ノズルとを備え、前記弾性体層に支持された前記基材と前記溶液吐出ノズルとを相対的に移動させるとともに、前記基材へ前記静圧ノズルから気体を噴出しその噴出された前記気体による加圧力で前記基材を変形させながら、前記機能膜溶液を前記基材に連続的に塗布することを特徴とする機能膜製造装置。
【請求項９】
前記弾性体層は基材載置ステージ上に設けられていることを特徴とする請求項８記載の機能膜製造装置。
【請求項１０】
シート状の前記基材を搬送する１組のロールと、前記弾性体層が表面に設けられた基材押圧ロールとを備え、前記基材押圧ロールは、前記１組のロールにより搬送される前記基材を挟んで前記溶液吐出ノズルに対向して配置されることを特徴とする請求項８記載の機能膜製造装置。
【請求項１１】
前記溶液吐出ノズルと前記基材との相対的な移動方向に沿って前記溶液吐出ノズルを挟むように複数の前記静圧ノズルが配置されており、前記相対的な移動方向の上流側の前記静圧ノズルから、前記相対的な移動方向の下流側の前記静圧ノズルから噴出される前記気体による加圧力よりも大きい加圧力で前記基材が加圧されるように前記気体を噴出させることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の機能膜製造装置。
【請求項１２】
複数の前記溶液吐出ノズルおよび、複数の前記溶液吐出ノズル近傍に配置された複数の前記静圧ノズルを備え、複数の前記溶液吐出ノズルは、前記基材上に一定間隔で形成されている複数の塗布領域の一部に前記機能膜溶液が同時に塗布されるように配置されていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の機能膜製造装置。
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２５９９９８（Ｐ２０１０−２５９９９８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２４０８（Ｐ２００９−１１２４０８）
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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