機能膜の製造方法
【課題】画素領域に薄膜トランジスタが配置されていても、画素領域に形成される機能膜の膜厚を均一にすることが可能な機能膜の製造方法を提供すること。
【解決手段】薄膜トランジスタを有し、前記トランジスタの上部にバンクによって画素領域が形成される基板に対して、機能膜材料を含有するインクを塗布する方法において、前記基板の上方からインクを塗布する際、前記画素領域のうち前記前記トランジスタが形成される領域以外に前記インクが着弾するように塗布することで解決できるものである。
【解決手段】薄膜トランジスタを有し、前記トランジスタの上部にバンクによって画素領域が形成される基板に対して、機能膜材料を含有するインクを塗布する方法において、前記基板の上方からインクを塗布する際、前記画素領域のうち前記前記トランジスタが形成される領域以外に前記インクが着弾するように塗布することで解決できるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能膜の製造方法に関し、特に有機電界発光ディスプレイ（以下、「有機ＥＬディスプレイ」と略称）の製造方法に関するものであり、より具体的には、有機発光層等をインクジェット装置により形成する機能膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイは、有機発光層の形成方法によって、以下の２つに大別されうる。一つは、有機発光層を蒸着により形成する方法であり、有機発光層が低分子有機材料からなる場合に用いられる。他の一つは、有機発光層を溶媒塗布法により形成する方法であり、有機発光層が低分子有機材料の場合はもちろん、高分子有機材料からなる場合にも用いられることが多い。
【０００３】
溶媒塗布法により有機発光層を形成する代表的な手段の一つに、インクジェット装置を用いて、有機発光材料を含むインクの液滴をディスプレイ基板の画素領域に吐出して、有機発光層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。このとき吐出されるインクの液滴には、有機発光材料と溶媒が含まれる。
【０００４】
インクジェット装置は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを有し、インクジェットヘッドのノズルと基板との位置関係を制御しながら、ノズルからインクを吐出させるものである（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、基板に着滴した液滴が等方向に広がって所定の線幅を有する画素を形成することが開示されている。
【０００５】
また、表示装置に適用する場合、インクを塗布する画素領域の下部には、一般的に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などの素子が配置されている。
【０００６】
図１１は、スイッチング素子２１４上に配置された画素にインクジェットで発光層を形成する方法を示す（特許文献３参照）。
【０００７】
図１１において、１００はエレクトロルミネッセンス表示装置、１００Ａは基体、１１４は液滴吐出ヘッド、２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは区画、２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂは液状の発光材料、２１１ＦＲ，２１１ＦＧ，２１１ＦＢは発光層、２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂは正孔輸送層、２１３は層間絶縁膜、２１４はスイッチング素子、２１４Ｓはソース電極、２１４Ｇはゲート電極、２１４Ｄはドレイン電極、２１４Ｖはスルーホール、２１５はバンク、２１６は対向電極、２１７は不活性ガス、２１８は封止基板である。
【０００８】
以下、従来のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明する。
【０００９】
図１１（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｒを区画２１０Ｒに吐出する。区画２１０Ｒのすべてに発光材料２１１Ｒの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＲを得る。次に、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｇを区画２１０Ｇに吐出する。区画２１０Ｇの全てに発光材料２１１Ｇの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＲを得る。
【００１０】
更に、図１１（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｂを区画２１０Ｂに吐出する。区画２１０Ｂの全てに発光材料２１１Ｂの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＢを得る。そして、図１１（ｄ）に示すように、発光層２１１ＦＲ，２１１ＦＧ，２１１ＦＢ、及び、バンク２１５を覆うように対向電極２１６を設ける。対向電極２１６は陰極として機能する。その後、封止基板２１８と基体１００Ａとを、互いの周辺部で接着することで、エレクトロルミネッセンス表示装置１００が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３６２８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６６６９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１８９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の通り、従来の技術では、バンクの下部にスイッチング素子２１４が存在する場合の塗布のみが開示される。しかしながら、表示装置の画素内の下方には、スイッチング素子２１４などの駆動回路が配置され、駆動回路によって画素内に凹部が生じている場合があるが、上記の何れの先行技術文献には、画素内の膜厚を均一にする具体的な塗布方法が一切開示されていない。事実、本発明者らは、スイッチング素子が画素を規制するバンクの下部に配置される形態ではなく、画素領域の下方に配置される有機ＥＬディスプレイでは、発光材料を塗布する下地基板に凹凸が発生する場面に直面している。
【００１３】
例えば、発光材料を塗布して形成される機能膜などの膜厚の最も厚い部分と、最も薄い部分を比較すると、ゲート電極部分（図示せず）が最も薄く、配線された最も厚い部分（図示せず）に対して、約９００ｎｍ程度の差があった。そのため、発光材料を塗布した時に、膜厚の不均一が発生し易いと言える。
【００１４】
実際に発光材料を塗布して発光層を発光させた場合、輝度差、すなわち、表示ムラが発生することが多い。この表示ムラには、様々な要因が考えられるが、発光層の膜厚差が原因であることがほとんどである。また、画素領域の塗布面の凹凸を緩和するために、平坦化膜を形成する形態もあるが、この場合でも依然として表示ムラに影響を与える程度の凹凸が残存するのは実状である。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決すべく、画素領域内に凹部が生じやすい形態の有機ＥＬディスプレイにおいても、画素領域内で膜厚の偏りが低く、かつ、表示ムラの少ない有機ＥＬディスプレイを実現することが可能な、機能膜の製造方法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】
【００１６】
本発明に係る第１の観点の機能膜製造方法は、『基板に対してインクジェット装置により機能膜材料を含有するインクを塗布して機能膜を形成する機能膜製造方法であって、前記基板は、互いに平行な２以上のライン状バンクにより挟まれて規定される列領域を有し、前記列領域は、薄膜トランジスタ上に配置された画素領域を有し、前記インクジェット装置は、所定のピッチで列状に配列されたノズルを持つインクジェットヘッドを有し、前記インクジェットヘッドを走査方向に移動して、前記ライン状バンクで規定された列領域に前記インクを前記ノズルから吐出して前記基板に塗布するときに、前記画素内の着弾位置が前記画素内に存在する凹凸部に対して、凹部以外の部分に着弾するように塗布すること』を特徴とする製造方法である。このように構成された第１の観点の機能膜製造方法によれば、画素内で塗布膜厚分布の偏りがなく、表示ムラのない表示装置が確実に実現できる。
【００１７】
このとき、本発明に係る第２の観点の機能膜製造方法においては、前記ライン状バンク内で規定された前記列領域に塗布するときに、長手方向に対して直線状に着弾するように塗布してもよい。
【００１８】
また、本発明に係る第３の観点の機能膜製造方法においては、前記機能膜は、有機電界発光ディスプレイにおける有機発光層であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の機能膜の製造方法によれば、画素領域内の凹部以外の部分に発光材料などのインクを着弾させ、例え画素領域内に凹部があったとしても、インクの偏りを抑制し、画素領域内で膜厚の偏りがなく、表示ムラの少ない有機ＥＬディスプレイを実現できる機能膜の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるインクを塗布すべき基板の平面図
【図２】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法における基板の拡大断面図であり、（ａ）が図１に示した基板のＡ−Ａ線による断面図、（ｂ）が図１に示した基板のＢ−Ｂ線による断面図
【図３】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置のインクジェットヘッドと基板の位置関係を示す図
【図４】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置におけるノズルの配置を示す図
【図５】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法においてそれぞれの画素領域４にドライビングトランジスタ１１が配置されたインクを塗布すべき基板の平面図
【図６】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置の各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図であり、Ｘ−Ｘの着弾位置でドライビングトランジスタ１１上にインクを着弾させる場合とＹ−Ｙの着弾位置で画素領域４内を直線状に塗布しながら、ドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する場合を示す図
【図７】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置で塗布した画素領域４内のＸ−Ｘの着弾位置でインク塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚分布とＹ−Ｙの着弾位置でインク塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚分布を示す図
【図８】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において、インクジェット装置を用いて形成された有機発光層を有する有機ＥＬディスプレイの概略層構成を示す断面図
【図９】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるプロセスを示す図
【図１０】本発明に係る実施の形態２の有機電界発光ディスプレイの製造方法における、ドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する方法を示す図
【図１１】従来の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるスイッチング素子が配置された画素領域に塗布した場合を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る好適な実施の形態の機能膜の製造方法について説明する。
【００２２】
なお、以下の説明においては、有機発光膜（機能層の一部）を有する有機ＥＬディスプレイの製造方法を例示するものであり、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法における、有機発光材料を含むインクを塗布すべき基板１を上方から見た平面図である。
【００２４】
図２は図１に示した基板１の拡大断面図であり、図２の（ａ）は、図１に示した基板１のＡ−Ａ線による断面図であり、図２の（ｂ）は、図１に示した基板１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、基板１はベース基板２上に画素領域４を規定するためのバンク３が形成されている。バンク３が形成されているベース基板２には、図示省略するが反射陽極、正孔注入層等の有機ＥＬディスプレイとして必要な要素が形成されている。バンク３の断面形状は、図２に示すように順テーパ型であってもよく、裾が狭くなった逆テーパ型であってもよい。実施の形態１におけるバンク３の材料としては、絶縁性を有する材料であれば任意に用いることが可能であり、耐熱性、溶媒に対する耐性を持つ絶縁性樹脂（例えばポリイミド樹脂等）であることが好ましい。バンク３の形成方法としては、フォトリソグラフィ技術等が用いられており、パターニングにより形成される。例えば、バンク材料を塗布した後、ベーク処理→マスク露光処理→現像処理等により所望の形状がベース基板２上に形成される。
【００２６】
図２の（ｂ）に示すように、基板１においてはベース基板２上に画素規制層１０が形成されており、その画素規制層１０上にバンク３が形成される。画素規制層１０は無機材料で形成されており、例えばＳｉＯＮが用いられる。画素規制層１０はライン状のバンク３と直交する方向にライン状に延設形成されており、複数のライン状のバンク３と複数のライン状の画素規制層１０とにより、基板１の上から見たとき格子状となるよう形成されている。
【００２７】
バンク３により規制され区画される領域にはインク９が吐出され塗布される。塗布されたインク９と接触する表面は、酸素系ガスプラズマやフッ素系ガスプラズマ等によりフッ素化処理することにより、撥水性を有するように処理されている。このようにバンク３に対して撥水処理が行われているため、後述するようにインク９が画素領域４に塗布されたときバンク３間で盛り上がってもバンク３により確実に保持され、バンク３間に確実に収納される。
【００２８】
図１に示すように、ベース基板２上に形成されたバンク３は、直線的に延設（図１の左右方向に延設）された複数のライン状バンク３Ａを有しており、これらのライン状バンク３Ａは、互いに平行に形成されている。各ライン状バンク３Ａにより挟まれた列領域が、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）用のそれぞれの複数の画素領域４を含むよう構成されている。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各列領域において、各画素領域４を区画するように前述の画素規制層１０が形成されている。
【００２９】
画素規制層１０は、ベース基板２からの高さがバンク３より低く形成されている。実施の形態１における基板１においては、バンク３のベース基板２からの高さが、例えば約１μｍである。画素規制層１０の層厚は、例えば約１００ｎｍである。したがって、バンク３により囲まれた列領域内に吐出された液状のインク９は、画素領域４を越えて列領域内を自由に移動できる構成である。即ち、各列領域内に吐出されるインク９の量は画素規制層１０の層厚を超える量であるため、インク吐出時において、同じ列領域では互いの画素領域４を液状のインクが行き来できる状態である。
【００３０】
なお、実施の形態１における複数の隣り合うライン状バンク３Ａ間の幅は、６０μｍで形成されている。上記のように形成されたＲ，Ｇ，Ｂ用のバンク３が基板１において繰り返して形成されている。
【００３１】
図３は、実施の形態１のインクジェット装置におけるＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと、図１に示した基板１との位置関係を示す図である。
【００３２】
各インクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂには、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのインクを塗布するための複数のノズル６（図４参照）が設けられており、後述する走査動作において、バンク３により囲まれた列領域内がインク９の着滴位置（いわゆる、着弾地点）となるよう配置されている。Ｒ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂはそれぞれ同じ構成であるため、以下の説明においてはインクジェットヘッド５として説明する。図３において、符号Ｘで示す矢印がインクジェットヘッド５の走査方向である。
【００３３】
なお、実施の形態１においては、インクジェットヘッド５をＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとして説明したが、１つのインクジェットヘッドにＲ，Ｇ，Ｂ用のノズルを設けた構成でも対応可能である。
【００３４】
図４は、インクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）における複数のノズル６を有する基板対向面を示す図である。
【００３５】
図４に示すように、インクジェットヘッド５において、複数のノズル６が基板１に対向する面に形成されている。インクジェットヘッド５においては、基板１への走査方向（図４における矢印Ｘ方向）に対して、複数のノズル６がライン状に配置された列が斜めに配置されており、複数のノズル６を有する列が複数列で互いに平行に配置されている。インクジェットヘッド５において、複数のノズル６がライン状に配置された列が、走査方向に対して斜めに配置しているのは、バンク３により囲まれた列領域内にインク９を塗布するとき、ノズル６から吐出されたインク９が着滴位置で互いに連結するように、ノズル６間のピッチを短く、例えば、約２０μｍとするためである。このように、複数のノズル６の列を走査方向に対して斜めに配置することにより、ノズルピッチの間隔を所望の距離に短く設定することが可能となる。
【００３６】
図５は、図１と同様な図面であり、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）用のそれぞれの画素領域４にドライビングトランジスタ１１が配置されていることを示した図である。同図において、ドライビングトランジスタ１１は、ソース電極１２、ゲート電極１３、ドレイン電極１４からなる。画素領域４内で、膜厚の最も高い部分と最も低い部分を比較すると、ゲート電極１３が最も低く、配線された最も高い部分（図示せず）に対して９００ｎｍ程度低い。
【００３７】
図６は、各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図である。Ｘ−Ｘは画素領域４内を直線状に塗布しながらドライビングトランジスタ１１上にインクを着弾させる場合で、Ｙ−Ｙが画素領域４内を直線状に塗布しながらドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する場合を示す。
【００３８】
図７は、画素領域４内のＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚と、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚を示す。図７におけるＡ１は、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域以外の乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ｂ１はＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域以外の乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ａ２は、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域での乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ｂ２はＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域での乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示すものである。
【００３９】
以下、実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの製造方法に係る具体的な塗布方法について説明する。
【００４０】
ガラス基板１に対して当該インクジェットヘッド５の各ノズル６からインク９を塗布して形成される。
【００４１】
インクジェットヘッド５によるガラス基板１に対する塗布方法は、インクジェットヘッド５をガラス基板１に対して走査しつつ、ノズル６からインクを吐出する。このときの走査方向は、図３に示したように、基板１におけるライン状バンク３Ａに直交する方向と同じ方向である。Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各列領域にノズル６から所定のインク９が吐出されるように想定されて、インクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）がガラス基板１に対して塗布動作を行う。上記のようにノズル６からインク９がバンク３により規定された複数の列領域を有する基板１に対して吐出されるが、ノズル６からインク９が吐出される吐出周波数が、実施の形態１では１０ｋＨｚに設定して行っている。
【００４２】
なお、実施の形態１において、吐出ノズルから塗布されるインクの液適量は同じであり、その液滴量は液滴数として換算することが可能である。なお、実施の形態１においては、各ノズル６から吐出するインクの液適量は、５ｐｌ（ピコリットル）である。
【００４３】
図７は、塗布着弾位置を図６のＸ−Ｘとした場合とＹ−Ｙにした場合の、塗布乾燥後の膜厚を示す。着弾位置Ｘ−Ｘは、トランジスタ１１上を含め直線上に塗布した場合で、着弾位置Ｙ−Ｙは、トランジスタ１１以外の領域で直線上に塗布した場合である。
【００４４】
図７における符号１６は、Ｙ−Ｙの着弾位置での塗布膜厚分布を示し、符号１７は、Ｘ−Ｘの着弾位置での塗布膜厚分布を示す。また、符号１８はインクを塗布する下地の膜厚を示す。符号１９はトランジスタの領域を表し、凹面になっている。なお、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２については上述の通りであり、それぞれ乾燥後の膜厚を示す。Ｘ−Ｘの場合が、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍに対して、Ｙ−Ｙの最大膜厚と最小膜厚の差が２０ｎｍと小さくなっている。
【００４５】
以上のように、本発明に係る実施の形態１のインクジェット装置においては、ドライビングトランジスタ１１上以外の領域に直線状にインク９を着弾させることにより、インクの偏りを抑制し、画素領域内の膜厚を均一にすることを可能とする。その結果、有機ＥＬディスプレイにおいて電界集中を生じる部分を低減でき、有機ＥＬディスプレイを長寿命化でき、高品質のディスプレイを有する電子機器を提供することができる。
【００４６】
実施の形態１のインクジェット装置において、走査方向のドット密度が４８００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）であるため、走査方向に最小塗布ピッチ５．２９１６６７μｍでの塗布が可能である。インクジェット装置による基板１に対する塗布処理は、一回の走査動作において行うことができる構成である。Ｒ，Ｇ，Ｂのインク９の塗布順序は、特に限定されないが、実施の形態１においてはＲ，Ｇ，Ｂの順番で塗布した。なお、塗布後に形成されるＲ，Ｇ，Ｂの有機発光層の厚みは、約５０〜１００ｎｍ（例えば７０ｎｍ）であることが好ましい。
【００４７】
実施の形態１のインクジェット装置において、インク９に含まれる有機発光材料は高分子系発光材料であることが好ましく、高分子系発光材料の例としては、ポリフェニレンビニレン（Ｐｏｌｙ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ（ＰＰＶ））及びその誘導体、ポリアセチレン（Ｐｏｌｙ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリフェニレン（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリパラフェニレンエチレン（Ｐｏｌｙ ｐａｒａ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｅｔｈｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐｏｌｙ ３−ｈｅｘｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ （Ｐ３ＨＴ））及びその誘導体、ポリフルオレン（Ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｅｎｅ （ＰＦ））及びその誘導体等が含まれる。なお、インクの粘度は、約１０ｍＰａ・ｓを採用した。
【００４８】
前述の通り、実施の形態１では図７の示すような、塗布処理後において、真空乾燥して有機発光膜を形成してその膜厚を測定している。乾燥条件は、塗布後３０秒放置した後、乾燥炉に入れ、５分間で１Ｐａまで真空に引いた後、温度を４０℃、真空度を１Ｐａに保持した状態で２０分間乾燥させた。着弾位置Ｘ−Ｘは、トランジスタ上を含め直線上に塗布した場合で、着弾位置Ｙ−Ｙは、トランジスタ以外の領域で直線上に塗布した場合である。Ｘ−Ｘの場合が、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍに対して、Ｙ−Ｙの最大膜厚と最小膜厚の差が２０ｎｍと小さくなり、平均膜厚７５ｎｍに対して、膜厚の均一性は４６．７％から２６．６％に向上した。
【００４９】
これは、下地の膜厚の影響によると考えられる。すなわち、インク９が着弾してから、すぐに乾燥が始まるために、凹面では、インク９が凸面状の膜厚分布となり非着弾部に比べて膜の高さが高くなる。それに対して、凹面を避けて平坦面に塗布した場合は、インク９が凹面に流れるが、完全に平坦になるのではなく、凹面のままとなり、着弾部が凹面上の膜の高さより高くなると考えられる。
【００５０】
なお、上記の膜厚の均一性を示すばらつきは、「（最大膜厚値−最小膜厚値）／平均膜厚値×１００［％］」を用いて算出したものである。
【００５１】
図８は、実施の形態１のインクジェット装置を用いて形成された有機発光層等を有する有機ＥＬディスプレイの一例を示すものであり、有機ＥＬディスプレイにおける層構成の概略を示す断面図である。
【００５２】
図８に示す各層の相対的な膜厚及び形状は、実際の膜厚及び形状を示すものではなく、説明上わかりやすく記載したものである。図８に示す有機ＥＬディスプレイは、ベース基板にある平坦化膜２２上に反射陽極２３、正孔注入層２４が形成されており、その正孔注入層２４上に前述の画素規制層１０及びバンク３が形成されている。前述のようにバンク３により区画される列領域にインターレイヤー層（ＩＬ層）２５及び有機発光層２６が形成されている。
【００５３】
反射陽極２３は図１に示した画素領域４に対応して分離して作成されており、ディスプレイの発光部となる。なお、画素規制層１０を成膜後に、正孔注入層２４を全面成膜し、その後にバンク３を形成してもよい。画素規制層１０は、通常のフォトリソグラフィ技術により形成される。即ち、画素規制層１０は、「レジスト塗布処理」→「マスク露光処理」→「現像処理」→「ドライエッチング処理」→「レジスト除去処理」の形成工程により形成される。
【００５４】
なお、実施の形態１のインクジェット装置は、有機発光層２６の形成における塗布処理において用いると共に、インターレイヤー層（ＩＬ層）２５の形成における塗布処理においても同様の構成のインクジェット装置が用いられる。
【００５５】
図８に示すように、有機ＥＬディスプレイにおいては、有機発光層２６及びバンク３を覆うように電子輸送層２７、陰極２８、封止層２９、及び、樹脂層３０が形成されている。そして、樹脂層３０の上部にはガラス基板３１及び偏光板３２等が設けられて有機ＥＬディスプレイが構成されている。
【００５６】
上記のように構成された有機ＥＬディスプレイは、図９のプロセスフローチャートに示すように製造されている。即ち、「平坦化膜形成」→「反射陽極形成」→「正孔注入層形成」→「バンク形成」→「ＩＬ層形成」→「有機発光層形成」→「電子輸送層形成」→「陰極形成」→「封止層形成」→「樹脂層形成」の順に製造される。この製造プロセスにおいて、ＩＬ層及び有機発光層が実施の形態１において説明したインクジェット装置を用いて所定の材料が塗布されて生成される。
【００５７】
以上のように、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、インクジェット装置は、有機発光層等の生成プロセスにおいて用いられ、画素内にドライビングトランジスタが配置され、凹部があったとしても、画素内の凹部以外の部分にインクを着弾させることでインクの偏りを抑制し、画素内の膜厚が均一な所定の機能膜を形成することができる。
【００５８】
また、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、機能膜である有機発光層等の膜厚の均一性を確保することができるため、輝度ムラのない高品質の有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法について添付の図面を参照しつつ説明する。
【００６０】
実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前述の実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法と異なる点は、ドライビングトランジスタ１１上以外の領域に塗布する場合に、直線状にインク９を着弾させるのではなく、ドライビングトランジスタ１１以外の領域に塗布することにある。したがって、実施の形態２の説明においては、実施の形態１において説明したものと同じ構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を援用して実施の形態２においては省略する。
【００６１】
図１０は、実施の形態２における各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図です。画素領域４内にドライビングトランジスタ１１上を避けて、一直線状ではなく、不連続な直線状３３に塗布する場合を示す。
【００６２】
実施の形態２における有機ＥＬディスプレイ及びインクジェット装置の構成は、前述の実施の形態１と同じである。したがって、以下の実施の形態２においては、前述の実施の形態１の説明に用いた図１、図３、図４及び図５を参照して説明する。また、基板１とインクジェット装置におけるインクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）のノズル６との位置関係及び走査方向は、前述の実施の形態１と同様である。
【００６３】
実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、図１０に示すように、ドライビングトランジスタ１１以外の領域にインク９を塗布することにより、実施の形態１と同様、塗布乾燥後の膜厚が、ドライビングトランジスタ１１上を含め直線上に塗布した場合に比べ、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍから１８ｎｍととなり、平均膜厚７５ｎｍに対して、膜厚均一性が４６．７％から２４％に向上した。
【００６４】
なお、上記の膜厚の均一性を示すばらつきは、「（最大膜厚値−最小膜厚値）／平均膜厚値×１００［％］」を用いて算出したものである。
【００６５】
以上のように、実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、インクジェット装置は、有機発光層等の生成プロセスにおいて用いられ、画素内にドライビングトランジスタ１１が配置され、凹部があったとしても、画素内の凹部以外の部分にインクを着弾させることでインクの偏りを抑制し、画素内の膜厚が均一な所定の機能膜を形成することができる。
【００６６】
また、実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、機能膜である有機発光層等の膜厚の均一性を確保することができるため、輝度ムラのない高品質の有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【００６７】
上記において、本発明に係る好適な実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は上記の実施の形態１及び実施の形態２の構成や製造工程を示す内容に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく様々な変更が可能である。
【００６８】
例えば、実施の形態１及び実施の形態２においては、ライン状のバンク３の形態を示したが、画素領域４が独立した領域のピクセル状であっても、ドライビングトランジスタ１１を避けて塗布することにより、塗布膜厚の均一化を図ることが可能であり、前述の実施の形態の内容と同様の効果を奏する。
【００６９】
実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルから吐出するインクの通常の吐出周波数を１０ｋＨｚとして説明したが、特にこの周波数に限定されるものではなく、製造される有機ＥＬディスプレイの仕様等に応じて適宜設定される。また、実施の形態１及び実施の形態２においては、走査方向のドット密度を４８００ｄｐｉとしたが、特に限定されるものではなく、製造される有機ＥＬディスプレイの仕様等に応じて適宜設定される。
【００７０】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、基板１に対する塗布処理は、一回の走査動作において行うことができる構成であるが、インクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの長手方向の寸法が基板１より小さく、複数回に分けて基板１を塗布しても同様の効果を奏する。
【００７１】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、インクジェットヘッドにおいて複数のノズルがライン状に配置された列を走査方向に対して斜めに配置して、走査方向に直交する方向のノズル間のピッチを約２０μｍ（例えば、２１．１６６６６μｍ）として設計した。これは、ノズルから吐出されたインクが着滴位置において互いに連結するようにするためである。したがって、走査方向に直交する方向のノズル間のピッチは、１０μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましいが、特に限定する必要はない。
【００７２】
また、実施の形態１及び実施の形態２において、ノズルから吐出されるインクの一滴当たりの量は、５ｐｌとしたが、１ｐｌ〜１５ｐｌの範囲内であることが好ましく、特に限定されるものではない。また、実施の形態１及び実施の形態２においては、インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓのものを用いたが、本発明においてはインクの粘度をこの数値に限定するものではなく、約５〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内が好ましく、特に限定されるものではい。
【００７３】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、ドライビングトランジスタ１１としたが、たとえば、スイッチングトランジスタなど他のトランジスタが配置されている場合も同様の方法により塗布膜厚の均一化を図ることが可能であり、前述の実施の形態の内容と同様の効果を奏する。
【００７４】
更に、実施の形態１及び実施の形態２においては、ドライビングトランジスタ１１領域以外の領域を直線状に連続あるいは不連続に塗布する場合を示したが、直線状ではなくても、ドライビングトランジスタ１１を避けて塗布するように分散して塗布しても、同様の効果があり、所望の高品質の有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、インクジェット装置において均一な塗布膜を基板上に形成することができ、そのため、輝度ムラをなくすために、高電圧をかけることがないため、例えば長寿命で高画質の有機ＥＬディスプレイを提供することができるため、特に有機ＥＬディスプレイの分野等において汎用性が高く、有用である。
【符号の説明】
【００７６】
３ バンク
４ 画素領域
１０ 画素規制層
１１ ドライビングトランジスタ
１２ ソース電極
１３ ゲート電極
１４ ドレイン電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能膜の製造方法に関し、特に有機電界発光ディスプレイ（以下、「有機ＥＬディスプレイ」と略称）の製造方法に関するものであり、より具体的には、有機発光層等をインクジェット装置により形成する機能膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイは、有機発光層の形成方法によって、以下の２つに大別されうる。一つは、有機発光層を蒸着により形成する方法であり、有機発光層が低分子有機材料からなる場合に用いられる。他の一つは、有機発光層を溶媒塗布法により形成する方法であり、有機発光層が低分子有機材料の場合はもちろん、高分子有機材料からなる場合にも用いられることが多い。
【０００３】
溶媒塗布法により有機発光層を形成する代表的な手段の一つに、インクジェット装置を用いて、有機発光材料を含むインクの液滴をディスプレイ基板の画素領域に吐出して、有機発光層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。このとき吐出されるインクの液滴には、有機発光材料と溶媒が含まれる。
【０００４】
インクジェット装置は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを有し、インクジェットヘッドのノズルと基板との位置関係を制御しながら、ノズルからインクを吐出させるものである（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、基板に着滴した液滴が等方向に広がって所定の線幅を有する画素を形成することが開示されている。
【０００５】
また、表示装置に適用する場合、インクを塗布する画素領域の下部には、一般的に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などの素子が配置されている。
【０００６】
図１１は、スイッチング素子２１４上に配置された画素にインクジェットで発光層を形成する方法を示す（特許文献３参照）。
【０００７】
図１１において、１００はエレクトロルミネッセンス表示装置、１００Ａは基体、１１４は液滴吐出ヘッド、２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは区画、２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂは液状の発光材料、２１１ＦＲ，２１１ＦＧ，２１１ＦＢは発光層、２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂは正孔輸送層、２１３は層間絶縁膜、２１４はスイッチング素子、２１４Ｓはソース電極、２１４Ｇはゲート電極、２１４Ｄはドレイン電極、２１４Ｖはスルーホール、２１５はバンク、２１６は対向電極、２１７は不活性ガス、２１８は封止基板である。
【０００８】
以下、従来のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明する。
【０００９】
図１１（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｒを区画２１０Ｒに吐出する。区画２１０Ｒのすべてに発光材料２１１Ｒの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＲを得る。次に、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｇを区画２１０Ｇに吐出する。区画２１０Ｇの全てに発光材料２１１Ｇの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＲを得る。
【００１０】
更に、図１１（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド１１４から発光材料２１１Ｂを区画２１０Ｂに吐出する。区画２１０Ｂの全てに発光材料２１１Ｂの層を形成した後に乾燥させ、発光層２１１ＦＢを得る。そして、図１１（ｄ）に示すように、発光層２１１ＦＲ，２１１ＦＧ，２１１ＦＢ、及び、バンク２１５を覆うように対向電極２１６を設ける。対向電極２１６は陰極として機能する。その後、封止基板２１８と基体１００Ａとを、互いの周辺部で接着することで、エレクトロルミネッセンス表示装置１００が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３６２８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６６６９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１８９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の通り、従来の技術では、バンクの下部にスイッチング素子２１４が存在する場合の塗布のみが開示される。しかしながら、表示装置の画素内の下方には、スイッチング素子２１４などの駆動回路が配置され、駆動回路によって画素内に凹部が生じている場合があるが、上記の何れの先行技術文献には、画素内の膜厚を均一にする具体的な塗布方法が一切開示されていない。事実、本発明者らは、スイッチング素子が画素を規制するバンクの下部に配置される形態ではなく、画素領域の下方に配置される有機ＥＬディスプレイでは、発光材料を塗布する下地基板に凹凸が発生する場面に直面している。
【００１３】
例えば、発光材料を塗布して形成される機能膜などの膜厚の最も厚い部分と、最も薄い部分を比較すると、ゲート電極部分（図示せず）が最も薄く、配線された最も厚い部分（図示せず）に対して、約９００ｎｍ程度の差があった。そのため、発光材料を塗布した時に、膜厚の不均一が発生し易いと言える。
【００１４】
実際に発光材料を塗布して発光層を発光させた場合、輝度差、すなわち、表示ムラが発生することが多い。この表示ムラには、様々な要因が考えられるが、発光層の膜厚差が原因であることがほとんどである。また、画素領域の塗布面の凹凸を緩和するために、平坦化膜を形成する形態もあるが、この場合でも依然として表示ムラに影響を与える程度の凹凸が残存するのは実状である。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決すべく、画素領域内に凹部が生じやすい形態の有機ＥＬディスプレイにおいても、画素領域内で膜厚の偏りが低く、かつ、表示ムラの少ない有機ＥＬディスプレイを実現することが可能な、機能膜の製造方法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】
【００１６】
本発明に係る第１の観点の機能膜製造方法は、『基板に対してインクジェット装置により機能膜材料を含有するインクを塗布して機能膜を形成する機能膜製造方法であって、前記基板は、互いに平行な２以上のライン状バンクにより挟まれて規定される列領域を有し、前記列領域は、薄膜トランジスタ上に配置された画素領域を有し、前記インクジェット装置は、所定のピッチで列状に配列されたノズルを持つインクジェットヘッドを有し、前記インクジェットヘッドを走査方向に移動して、前記ライン状バンクで規定された列領域に前記インクを前記ノズルから吐出して前記基板に塗布するときに、前記画素内の着弾位置が前記画素内に存在する凹凸部に対して、凹部以外の部分に着弾するように塗布すること』を特徴とする製造方法である。このように構成された第１の観点の機能膜製造方法によれば、画素内で塗布膜厚分布の偏りがなく、表示ムラのない表示装置が確実に実現できる。
【００１７】
このとき、本発明に係る第２の観点の機能膜製造方法においては、前記ライン状バンク内で規定された前記列領域に塗布するときに、長手方向に対して直線状に着弾するように塗布してもよい。
【００１８】
また、本発明に係る第３の観点の機能膜製造方法においては、前記機能膜は、有機電界発光ディスプレイにおける有機発光層であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の機能膜の製造方法によれば、画素領域内の凹部以外の部分に発光材料などのインクを着弾させ、例え画素領域内に凹部があったとしても、インクの偏りを抑制し、画素領域内で膜厚の偏りがなく、表示ムラの少ない有機ＥＬディスプレイを実現できる機能膜の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるインクを塗布すべき基板の平面図
【図２】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法における基板の拡大断面図であり、（ａ）が図１に示した基板のＡ−Ａ線による断面図、（ｂ）が図１に示した基板のＢ−Ｂ線による断面図
【図３】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置のインクジェットヘッドと基板の位置関係を示す図
【図４】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置におけるノズルの配置を示す図
【図５】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法においてそれぞれの画素領域４にドライビングトランジスタ１１が配置されたインクを塗布すべき基板の平面図
【図６】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置の各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図であり、Ｘ−Ｘの着弾位置でドライビングトランジスタ１１上にインクを着弾させる場合とＹ−Ｙの着弾位置で画素領域４内を直線状に塗布しながら、ドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する場合を示す図
【図７】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において用いられるインクジェット装置で塗布した画素領域４内のＸ−Ｘの着弾位置でインク塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚分布とＹ−Ｙの着弾位置でインク塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚分布を示す図
【図８】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法において、インクジェット装置を用いて形成された有機発光層を有する有機ＥＬディスプレイの概略層構成を示す断面図
【図９】実施の形態１の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるプロセスを示す図
【図１０】本発明に係る実施の形態２の有機電界発光ディスプレイの製造方法における、ドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する方法を示す図
【図１１】従来の有機電界発光ディスプレイの製造方法におけるスイッチング素子が配置された画素領域に塗布した場合を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る好適な実施の形態の機能膜の製造方法について説明する。
【００２２】
なお、以下の説明においては、有機発光膜（機能層の一部）を有する有機ＥＬディスプレイの製造方法を例示するものであり、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法における、有機発光材料を含むインクを塗布すべき基板１を上方から見た平面図である。
【００２４】
図２は図１に示した基板１の拡大断面図であり、図２の（ａ）は、図１に示した基板１のＡ−Ａ線による断面図であり、図２の（ｂ）は、図１に示した基板１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、基板１はベース基板２上に画素領域４を規定するためのバンク３が形成されている。バンク３が形成されているベース基板２には、図示省略するが反射陽極、正孔注入層等の有機ＥＬディスプレイとして必要な要素が形成されている。バンク３の断面形状は、図２に示すように順テーパ型であってもよく、裾が狭くなった逆テーパ型であってもよい。実施の形態１におけるバンク３の材料としては、絶縁性を有する材料であれば任意に用いることが可能であり、耐熱性、溶媒に対する耐性を持つ絶縁性樹脂（例えばポリイミド樹脂等）であることが好ましい。バンク３の形成方法としては、フォトリソグラフィ技術等が用いられており、パターニングにより形成される。例えば、バンク材料を塗布した後、ベーク処理→マスク露光処理→現像処理等により所望の形状がベース基板２上に形成される。
【００２６】
図２の（ｂ）に示すように、基板１においてはベース基板２上に画素規制層１０が形成されており、その画素規制層１０上にバンク３が形成される。画素規制層１０は無機材料で形成されており、例えばＳｉＯＮが用いられる。画素規制層１０はライン状のバンク３と直交する方向にライン状に延設形成されており、複数のライン状のバンク３と複数のライン状の画素規制層１０とにより、基板１の上から見たとき格子状となるよう形成されている。
【００２７】
バンク３により規制され区画される領域にはインク９が吐出され塗布される。塗布されたインク９と接触する表面は、酸素系ガスプラズマやフッ素系ガスプラズマ等によりフッ素化処理することにより、撥水性を有するように処理されている。このようにバンク３に対して撥水処理が行われているため、後述するようにインク９が画素領域４に塗布されたときバンク３間で盛り上がってもバンク３により確実に保持され、バンク３間に確実に収納される。
【００２８】
図１に示すように、ベース基板２上に形成されたバンク３は、直線的に延設（図１の左右方向に延設）された複数のライン状バンク３Ａを有しており、これらのライン状バンク３Ａは、互いに平行に形成されている。各ライン状バンク３Ａにより挟まれた列領域が、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）用のそれぞれの複数の画素領域４を含むよう構成されている。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各列領域において、各画素領域４を区画するように前述の画素規制層１０が形成されている。
【００２９】
画素規制層１０は、ベース基板２からの高さがバンク３より低く形成されている。実施の形態１における基板１においては、バンク３のベース基板２からの高さが、例えば約１μｍである。画素規制層１０の層厚は、例えば約１００ｎｍである。したがって、バンク３により囲まれた列領域内に吐出された液状のインク９は、画素領域４を越えて列領域内を自由に移動できる構成である。即ち、各列領域内に吐出されるインク９の量は画素規制層１０の層厚を超える量であるため、インク吐出時において、同じ列領域では互いの画素領域４を液状のインクが行き来できる状態である。
【００３０】
なお、実施の形態１における複数の隣り合うライン状バンク３Ａ間の幅は、６０μｍで形成されている。上記のように形成されたＲ，Ｇ，Ｂ用のバンク３が基板１において繰り返して形成されている。
【００３１】
図３は、実施の形態１のインクジェット装置におけるＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと、図１に示した基板１との位置関係を示す図である。
【００３２】
各インクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂには、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのインクを塗布するための複数のノズル６（図４参照）が設けられており、後述する走査動作において、バンク３により囲まれた列領域内がインク９の着滴位置（いわゆる、着弾地点）となるよう配置されている。Ｒ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂはそれぞれ同じ構成であるため、以下の説明においてはインクジェットヘッド５として説明する。図３において、符号Ｘで示す矢印がインクジェットヘッド５の走査方向である。
【００３３】
なお、実施の形態１においては、インクジェットヘッド５をＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのインクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとして説明したが、１つのインクジェットヘッドにＲ，Ｇ，Ｂ用のノズルを設けた構成でも対応可能である。
【００３４】
図４は、インクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）における複数のノズル６を有する基板対向面を示す図である。
【００３５】
図４に示すように、インクジェットヘッド５において、複数のノズル６が基板１に対向する面に形成されている。インクジェットヘッド５においては、基板１への走査方向（図４における矢印Ｘ方向）に対して、複数のノズル６がライン状に配置された列が斜めに配置されており、複数のノズル６を有する列が複数列で互いに平行に配置されている。インクジェットヘッド５において、複数のノズル６がライン状に配置された列が、走査方向に対して斜めに配置しているのは、バンク３により囲まれた列領域内にインク９を塗布するとき、ノズル６から吐出されたインク９が着滴位置で互いに連結するように、ノズル６間のピッチを短く、例えば、約２０μｍとするためである。このように、複数のノズル６の列を走査方向に対して斜めに配置することにより、ノズルピッチの間隔を所望の距離に短く設定することが可能となる。
【００３６】
図５は、図１と同様な図面であり、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）用のそれぞれの画素領域４にドライビングトランジスタ１１が配置されていることを示した図である。同図において、ドライビングトランジスタ１１は、ソース電極１２、ゲート電極１３、ドレイン電極１４からなる。画素領域４内で、膜厚の最も高い部分と最も低い部分を比較すると、ゲート電極１３が最も低く、配線された最も高い部分（図示せず）に対して９００ｎｍ程度低い。
【００３７】
図６は、各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図である。Ｘ−Ｘは画素領域４内を直線状に塗布しながらドライビングトランジスタ１１上にインクを着弾させる場合で、Ｙ−Ｙが画素領域４内を直線状に塗布しながらドライビングトランジスタ１１上を避けて塗布する場合を示す。
【００３８】
図７は、画素領域４内のＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚と、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合の塗布乾燥後の膜厚を示す。図７におけるＡ１は、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域以外の乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ｂ１はＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域以外の乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ａ２は、Ｙ−Ｙの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域での乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示し、Ｂ２はＸ−Ｘの着弾位置でインクを塗布した場合のドライビングトランジスタ１１領域での乾燥膜の下地からの距離（膜厚）を示すものである。
【００３９】
以下、実施の形態１における有機ＥＬディスプレイの製造方法に係る具体的な塗布方法について説明する。
【００４０】
ガラス基板１に対して当該インクジェットヘッド５の各ノズル６からインク９を塗布して形成される。
【００４１】
インクジェットヘッド５によるガラス基板１に対する塗布方法は、インクジェットヘッド５をガラス基板１に対して走査しつつ、ノズル６からインクを吐出する。このときの走査方向は、図３に示したように、基板１におけるライン状バンク３Ａに直交する方向と同じ方向である。Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各列領域にノズル６から所定のインク９が吐出されるように想定されて、インクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）がガラス基板１に対して塗布動作を行う。上記のようにノズル６からインク９がバンク３により規定された複数の列領域を有する基板１に対して吐出されるが、ノズル６からインク９が吐出される吐出周波数が、実施の形態１では１０ｋＨｚに設定して行っている。
【００４２】
なお、実施の形態１において、吐出ノズルから塗布されるインクの液適量は同じであり、その液滴量は液滴数として換算することが可能である。なお、実施の形態１においては、各ノズル６から吐出するインクの液適量は、５ｐｌ（ピコリットル）である。
【００４３】
図７は、塗布着弾位置を図６のＸ−Ｘとした場合とＹ−Ｙにした場合の、塗布乾燥後の膜厚を示す。着弾位置Ｘ−Ｘは、トランジスタ１１上を含め直線上に塗布した場合で、着弾位置Ｙ−Ｙは、トランジスタ１１以外の領域で直線上に塗布した場合である。
【００４４】
図７における符号１６は、Ｙ−Ｙの着弾位置での塗布膜厚分布を示し、符号１７は、Ｘ−Ｘの着弾位置での塗布膜厚分布を示す。また、符号１８はインクを塗布する下地の膜厚を示す。符号１９はトランジスタの領域を表し、凹面になっている。なお、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２については上述の通りであり、それぞれ乾燥後の膜厚を示す。Ｘ−Ｘの場合が、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍに対して、Ｙ−Ｙの最大膜厚と最小膜厚の差が２０ｎｍと小さくなっている。
【００４５】
以上のように、本発明に係る実施の形態１のインクジェット装置においては、ドライビングトランジスタ１１上以外の領域に直線状にインク９を着弾させることにより、インクの偏りを抑制し、画素領域内の膜厚を均一にすることを可能とする。その結果、有機ＥＬディスプレイにおいて電界集中を生じる部分を低減でき、有機ＥＬディスプレイを長寿命化でき、高品質のディスプレイを有する電子機器を提供することができる。
【００４６】
実施の形態１のインクジェット装置において、走査方向のドット密度が４８００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）であるため、走査方向に最小塗布ピッチ５．２９１６６７μｍでの塗布が可能である。インクジェット装置による基板１に対する塗布処理は、一回の走査動作において行うことができる構成である。Ｒ，Ｇ，Ｂのインク９の塗布順序は、特に限定されないが、実施の形態１においてはＲ，Ｇ，Ｂの順番で塗布した。なお、塗布後に形成されるＲ，Ｇ，Ｂの有機発光層の厚みは、約５０〜１００ｎｍ（例えば７０ｎｍ）であることが好ましい。
【００４７】
実施の形態１のインクジェット装置において、インク９に含まれる有機発光材料は高分子系発光材料であることが好ましく、高分子系発光材料の例としては、ポリフェニレンビニレン（Ｐｏｌｙ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ（ＰＰＶ））及びその誘導体、ポリアセチレン（Ｐｏｌｙ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリフェニレン（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリパラフェニレンエチレン（Ｐｏｌｙ ｐａｒａ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｅｔｈｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐｏｌｙ ３−ｈｅｘｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ （Ｐ３ＨＴ））及びその誘導体、ポリフルオレン（Ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｅｎｅ （ＰＦ））及びその誘導体等が含まれる。なお、インクの粘度は、約１０ｍＰａ・ｓを採用した。
【００４８】
前述の通り、実施の形態１では図７の示すような、塗布処理後において、真空乾燥して有機発光膜を形成してその膜厚を測定している。乾燥条件は、塗布後３０秒放置した後、乾燥炉に入れ、５分間で１Ｐａまで真空に引いた後、温度を４０℃、真空度を１Ｐａに保持した状態で２０分間乾燥させた。着弾位置Ｘ−Ｘは、トランジスタ上を含め直線上に塗布した場合で、着弾位置Ｙ−Ｙは、トランジスタ以外の領域で直線上に塗布した場合である。Ｘ−Ｘの場合が、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍに対して、Ｙ−Ｙの最大膜厚と最小膜厚の差が２０ｎｍと小さくなり、平均膜厚７５ｎｍに対して、膜厚の均一性は４６．７％から２６．６％に向上した。
【００４９】
これは、下地の膜厚の影響によると考えられる。すなわち、インク９が着弾してから、すぐに乾燥が始まるために、凹面では、インク９が凸面状の膜厚分布となり非着弾部に比べて膜の高さが高くなる。それに対して、凹面を避けて平坦面に塗布した場合は、インク９が凹面に流れるが、完全に平坦になるのではなく、凹面のままとなり、着弾部が凹面上の膜の高さより高くなると考えられる。
【００５０】
なお、上記の膜厚の均一性を示すばらつきは、「（最大膜厚値−最小膜厚値）／平均膜厚値×１００［％］」を用いて算出したものである。
【００５１】
図８は、実施の形態１のインクジェット装置を用いて形成された有機発光層等を有する有機ＥＬディスプレイの一例を示すものであり、有機ＥＬディスプレイにおける層構成の概略を示す断面図である。
【００５２】
図８に示す各層の相対的な膜厚及び形状は、実際の膜厚及び形状を示すものではなく、説明上わかりやすく記載したものである。図８に示す有機ＥＬディスプレイは、ベース基板にある平坦化膜２２上に反射陽極２３、正孔注入層２４が形成されており、その正孔注入層２４上に前述の画素規制層１０及びバンク３が形成されている。前述のようにバンク３により区画される列領域にインターレイヤー層（ＩＬ層）２５及び有機発光層２６が形成されている。
【００５３】
反射陽極２３は図１に示した画素領域４に対応して分離して作成されており、ディスプレイの発光部となる。なお、画素規制層１０を成膜後に、正孔注入層２４を全面成膜し、その後にバンク３を形成してもよい。画素規制層１０は、通常のフォトリソグラフィ技術により形成される。即ち、画素規制層１０は、「レジスト塗布処理」→「マスク露光処理」→「現像処理」→「ドライエッチング処理」→「レジスト除去処理」の形成工程により形成される。
【００５４】
なお、実施の形態１のインクジェット装置は、有機発光層２６の形成における塗布処理において用いると共に、インターレイヤー層（ＩＬ層）２５の形成における塗布処理においても同様の構成のインクジェット装置が用いられる。
【００５５】
図８に示すように、有機ＥＬディスプレイにおいては、有機発光層２６及びバンク３を覆うように電子輸送層２７、陰極２８、封止層２９、及び、樹脂層３０が形成されている。そして、樹脂層３０の上部にはガラス基板３１及び偏光板３２等が設けられて有機ＥＬディスプレイが構成されている。
【００５６】
上記のように構成された有機ＥＬディスプレイは、図９のプロセスフローチャートに示すように製造されている。即ち、「平坦化膜形成」→「反射陽極形成」→「正孔注入層形成」→「バンク形成」→「ＩＬ層形成」→「有機発光層形成」→「電子輸送層形成」→「陰極形成」→「封止層形成」→「樹脂層形成」の順に製造される。この製造プロセスにおいて、ＩＬ層及び有機発光層が実施の形態１において説明したインクジェット装置を用いて所定の材料が塗布されて生成される。
【００５７】
以上のように、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、インクジェット装置は、有機発光層等の生成プロセスにおいて用いられ、画素内にドライビングトランジスタが配置され、凹部があったとしても、画素内の凹部以外の部分にインクを着弾させることでインクの偏りを抑制し、画素内の膜厚が均一な所定の機能膜を形成することができる。
【００５８】
また、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、機能膜である有機発光層等の膜厚の均一性を確保することができるため、輝度ムラのない高品質の有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法について添付の図面を参照しつつ説明する。
【００６０】
実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前述の実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法と異なる点は、ドライビングトランジスタ１１上以外の領域に塗布する場合に、直線状にインク９を着弾させるのではなく、ドライビングトランジスタ１１以外の領域に塗布することにある。したがって、実施の形態２の説明においては、実施の形態１において説明したものと同じ構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を援用して実施の形態２においては省略する。
【００６１】
図１０は、実施の形態２における各画素領域４に対して、インク９の着弾位置を示した図です。画素領域４内にドライビングトランジスタ１１上を避けて、一直線状ではなく、不連続な直線状３３に塗布する場合を示す。
【００６２】
実施の形態２における有機ＥＬディスプレイ及びインクジェット装置の構成は、前述の実施の形態１と同じである。したがって、以下の実施の形態２においては、前述の実施の形態１の説明に用いた図１、図３、図４及び図５を参照して説明する。また、基板１とインクジェット装置におけるインクジェットヘッド５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）のノズル６との位置関係及び走査方向は、前述の実施の形態１と同様である。
【００６３】
実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、図１０に示すように、ドライビングトランジスタ１１以外の領域にインク９を塗布することにより、実施の形態１と同様、塗布乾燥後の膜厚が、ドライビングトランジスタ１１上を含め直線上に塗布した場合に比べ、最大膜厚と最小膜厚の差が３５ｎｍから１８ｎｍととなり、平均膜厚７５ｎｍに対して、膜厚均一性が４６．７％から２４％に向上した。
【００６４】
なお、上記の膜厚の均一性を示すばらつきは、「（最大膜厚値−最小膜厚値）／平均膜厚値×１００［％］」を用いて算出したものである。
【００６５】
以上のように、実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、インクジェット装置は、有機発光層等の生成プロセスにおいて用いられ、画素内にドライビングトランジスタ１１が配置され、凹部があったとしても、画素内の凹部以外の部分にインクを着弾させることでインクの偏りを抑制し、画素内の膜厚が均一な所定の機能膜を形成することができる。
【００６６】
また、実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、機能膜である有機発光層等の膜厚の均一性を確保することができるため、輝度ムラのない高品質の有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【００６７】
上記において、本発明に係る好適な実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は上記の実施の形態１及び実施の形態２の構成や製造工程を示す内容に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく様々な変更が可能である。
【００６８】
例えば、実施の形態１及び実施の形態２においては、ライン状のバンク３の形態を示したが、画素領域４が独立した領域のピクセル状であっても、ドライビングトランジスタ１１を避けて塗布することにより、塗布膜厚の均一化を図ることが可能であり、前述の実施の形態の内容と同様の効果を奏する。
【００６９】
実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルから吐出するインクの通常の吐出周波数を１０ｋＨｚとして説明したが、特にこの周波数に限定されるものではなく、製造される有機ＥＬディスプレイの仕様等に応じて適宜設定される。また、実施の形態１及び実施の形態２においては、走査方向のドット密度を４８００ｄｐｉとしたが、特に限定されるものではなく、製造される有機ＥＬディスプレイの仕様等に応じて適宜設定される。
【００７０】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、基板１に対する塗布処理は、一回の走査動作において行うことができる構成であるが、インクジェットヘッド５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの長手方向の寸法が基板１より小さく、複数回に分けて基板１を塗布しても同様の効果を奏する。
【００７１】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、インクジェットヘッドにおいて複数のノズルがライン状に配置された列を走査方向に対して斜めに配置して、走査方向に直交する方向のノズル間のピッチを約２０μｍ（例えば、２１．１６６６６μｍ）として設計した。これは、ノズルから吐出されたインクが着滴位置において互いに連結するようにするためである。したがって、走査方向に直交する方向のノズル間のピッチは、１０μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましいが、特に限定する必要はない。
【００７２】
また、実施の形態１及び実施の形態２において、ノズルから吐出されるインクの一滴当たりの量は、５ｐｌとしたが、１ｐｌ〜１５ｐｌの範囲内であることが好ましく、特に限定されるものではない。また、実施の形態１及び実施の形態２においては、インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓのものを用いたが、本発明においてはインクの粘度をこの数値に限定するものではなく、約５〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内が好ましく、特に限定されるものではい。
【００７３】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、ドライビングトランジスタ１１としたが、たとえば、スイッチングトランジスタなど他のトランジスタが配置されている場合も同様の方法により塗布膜厚の均一化を図ることが可能であり、前述の実施の形態の内容と同様の効果を奏する。
【００７４】
更に、実施の形態１及び実施の形態２においては、ドライビングトランジスタ１１領域以外の領域を直線状に連続あるいは不連続に塗布する場合を示したが、直線状ではなくても、ドライビングトランジスタ１１を避けて塗布するように分散して塗布しても、同様の効果があり、所望の高品質の有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、インクジェット装置において均一な塗布膜を基板上に形成することができ、そのため、輝度ムラをなくすために、高電圧をかけることがないため、例えば長寿命で高画質の有機ＥＬディスプレイを提供することができるため、特に有機ＥＬディスプレイの分野等において汎用性が高く、有用である。
【符号の説明】
【００７６】
３ バンク
４ 画素領域
１０ 画素規制層
１１ ドライビングトランジスタ
１２ ソース電極
１３ ゲート電極
１４ ドレイン電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを有し、前記トランジスタの上部にバンクによって画素領域が形成される基板に対して、機能膜材料を含有するインクを塗布する方法において、
前記基板の上方からインクを塗布する際、前記画素領域のうち前記前記トランジスタが形成される領域以外に前記インクが着弾するように塗布すること、
を特徴とする機能膜の製造方法。
【請求項２】
前記インクは所定のピッチで列状に配列されたノズルを有するインクジェットヘッドによって塗布され、
前記インクジェットヘッドを走査方向に移動しながら、前記インクを塗布する、請求項１記載の機能膜の製造方法。
【請求項３】
前記バンクは特定の一方向に延出して構成され、前記画素領域に前記インクを塗布する際、前記バンクの長手方向に対して平行に着弾するように塗布する、請求項１又は２に記載の機能膜の製造方法。
【請求項４】
前記機能膜材料は、有機電界発光ディスプレイにおける有機発光層の材料である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の機能膜の製造方法。
【請求項１】
薄膜トランジスタを有し、前記トランジスタの上部にバンクによって画素領域が形成される基板に対して、機能膜材料を含有するインクを塗布する方法において、
前記基板の上方からインクを塗布する際、前記画素領域のうち前記前記トランジスタが形成される領域以外に前記インクが着弾するように塗布すること、
を特徴とする機能膜の製造方法。
【請求項２】
前記インクは所定のピッチで列状に配列されたノズルを有するインクジェットヘッドによって塗布され、
前記インクジェットヘッドを走査方向に移動しながら、前記インクを塗布する、請求項１記載の機能膜の製造方法。
【請求項３】
前記バンクは特定の一方向に延出して構成され、前記画素領域に前記インクを塗布する際、前記バンクの長手方向に対して平行に着弾するように塗布する、請求項１又は２に記載の機能膜の製造方法。
【請求項４】
前記機能膜材料は、有機電界発光ディスプレイにおける有機発光層の材料である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の機能膜の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１９０７８（Ｐ２０１１−１１９０７８Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４０９３（Ｐ２００９−２７４０９３）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【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２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【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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