JP2012028180A - 表示装置の製造方法および表示装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セル内における膜厚均一性に優れた発光層を備えた表示装置を高い生産効率で製造する方法を提供する。
【解決手段】支持基板と、複数の画素領域を形成する隔壁と、発光層とを備えた表示装置を製造する方法である。それぞれの画素領域内に、発光材料、第一の溶媒、及び第二の溶媒を含有する、その粘度が５〜２５ｍＰａ・ｓのインク組成物を塗布して塗布層を形成するステップと、塗布層を大気圧条件下で一次乾燥して粘度を３５〜５５ｍＰａ・ｓに調整するステップと、粘度が調整された塗布層を減圧条件下で二次乾燥して発光層を形成するステップとを含み、第二の溶媒の沸点は、第一の溶媒の沸点よりも５〜５０℃低い。
【選択図】なし

Description

本発明は、表示装置の製造方法、及び表示装置の製造装置に関する。

近年、映像機器やパーソナルコンピュータ、携帯端末等のディスプレイとして、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）を用いたデバイスの実用化が進みつつある。最近では、有機ＥＬ素子を用いた大型の表示装置（有機ＥＬディスプレイパネル）の研究開発が行われている。

有機ＥＬディスプレイパネルに用いられる一般的な有機ＥＬ素子においては、ガラス基板上に配置された隔壁により区切られた画素領域（セル）内に発光層が形成されている。そして近年、発光層を形成するための発光材料を含むインク組成物をインクジェット法により所定の位置に塗布する技術を、有機ＥＬディスプレイパネルの生産工程に適用しようとする試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。

ディスプレイに求められる重要な要素として、輝度ムラや色ムラがないこと、及び長時間点灯できること等を挙げることができる。これらは画素領域内に形成される発光層の厚さと密接な関係があり、一のセル内における発光層の厚さのばらつきは品質低下の原因となる。

「一のセル内における発光層の厚さのばらつき」（以下、「セル内ばらつき」とも記す）とは、発光層の厚さが一のセル内で不均一であることを意味する。特に、有機ＥＬ素子のような自発光型素子の場合、発光層の厚さの薄い部分では電流密度が高くなり、過剰な電流集中が生じてショートを起こす可能性が高くなる。このため、ディスプレイの寿命に大きな影響を及ぼすことになる。また、セル内ばらつきがあると、一のセル内において局所的な輝度ムラが発生することがある。このため、一のセル内における発光層の厚さは均一であることが求められる。

なお、インクジェット印刷装置により吐出されるインク組成物の粘度が高い場合には、インク組成物を安定して吐出することが困難になる。このため、有機ＥＬディスプレイパネルの発光層を形成するためのインク組成物の粘度は、約１０ｍＰａ・ｓ程度の低粘度に調整されている。但し、低粘度のインク組成物を用いて発光層を形成するには、インク組成物の乾燥速度を調整すること等により、セル内ばらつきの発生を抑制する工夫が必要とされる。

例えば、特許文献２には、複数のセル内に滴下されたインク組成物の液滴毎の乾燥速度に差がある場合において、特定のセルについて乾燥速度調整用の液滴を更に滴下し、かかる乾燥速度の差を縮める手法が記載されている。この手法によれば、液滴の乾燥速度を調整できるため、セル内ばらつきの発生を抑制可能であるとされている。

特許第４３７４１９７号公報 特開２００６−２１２５８９号公報

しかしながら、特許文献２に記載された手法においては、乾燥速度調整用の液滴を滴下する工程（印刷工程）が存在するため、従来に比して工程数が多く、生産効率が低いという問題がある。また、この手法は、乾燥速度の速いインク組成物の液滴の乾燥速度を遅くする手法であるため、インク組成物の乾燥に要する時間が長くなるといった問題もある。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、セル内における膜厚均一性に優れた発光層を備えた表示装置を高い生産効率で製造する方法を提供することにある。

更に、本発明の課題とするところは、セル内における膜厚均一性に優れた発光層を備えた表示装置を、高い生産効率で製造することが可能な製造装置を提供することにある。

即ち、本発明によれば、以下に示す表示装置の製造方法、及び表示装置の製造装置が提供される。

［１］支持基板と、前記支持基板上に配置され、マトリクス状又はライン状に区画された複数の画素領域を形成する隔壁と、それぞれの前記画素領域内に配置された発光層と、を備えた表示装置を製造する方法であって、それぞれの前記画素領域内に、発光材料、第一の溶媒、及び第二の溶媒を含有する、その粘度が５〜２５ｍＰａ・ｓのインク組成物を塗布して塗布層を形成するステップと、形成された前記塗布層を大気圧条件下で一次乾燥して、前記塗布層の粘度を３５〜５５ｍＰａ・ｓに調整するステップと、粘度が調整された前記塗布層を減圧条件下で二次乾燥して前記発光層を形成するステップと、を含み、前記第二の溶媒の沸点は、前記第一の溶媒の沸点よりも５〜５０℃低い表示装置の製造方法。

［２］前記第一の溶媒の沸点が２００〜２５０℃であり、前記第二の溶媒の沸点が１５０〜２４５℃である前記［１］に記載の表示装置の製造方法。

［３］前記インク組成物に含有される、前記第一の溶媒と前記第二の溶媒との体積比が、９０／１０〜６０／４０である前記［１］又は［２］に記載の表示装置の製造方法。

［４］前記第一の溶媒が、シクロヘキシルベンゼン、安息香酸ブチル、及び１，４−ビス（メトキシメチル）ベンゼンからなる群より選択される少なくとも一種であり、前記第二の溶媒が、アミルベンゼン、ヘプチルベンゼン、２，３−ジヒドロ−２−メチルベンゾフラン、ヘキシルベンゼン、及びブチルフェニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の表示装置の製造方法。

［５］前記インク組成物をインクジェット法により塗布して前記塗布層を形成する前記［１］〜［４］のいずれかに記載の表示装置の製造方法。

［６］発光材料及び有機溶媒を含有するインク組成物を基板上の複数の画素領域内に塗布する塗布ヘッドを有する塗布室と、前記有機溶媒の蒸気を前記塗布室外へと排出して前記塗布室内を換気する第一の換気手段と、を備えた表示装置の製造装置。

［７］前記インク組成物が塗布された前記基板を、前記塗布室から搬出して移動させる搬送室と、前記有機溶媒の蒸気を前記搬送室外へと排出して前記搬送室内を換気する第二の換気手段と、を更に備えた前記［６］に記載の表示装置の製造装置。

［８］前記塗布ヘッドは、インクジェットヘッドである前記［６］又は［７］に記載の表示装置の製造装置。

本発明の表示装置の製造方法、及び表示装置の製造装置によれば、セル内における膜厚均一性に優れた発光層を備えた表示装置を、高い生産効率で製造することができる。

表示装置の一例を部分的に示す模式図である。 インク組成物の液滴に含まれる有機溶媒の蒸発状態を示す模式図である。 有機溶媒の蒸発速度と、形成される乾燥膜の形状との関係を説明する模式図である。 液滴の乾燥過程を説明する模式図である。 液滴の放置時間と形成された乾燥膜の膜厚との関係を示すグラフである。 液滴の放置時間と粘度との関係を示すグラフである。 混合溶媒に含まれる二種の有機溶媒の混合比と、混合溶媒の沸点との関係を示すグラフである。 参考例で形成した乾燥膜の膜厚の測定結果を示すグラフである。 本発明の表示装置の製造装置の一実施形態を示す模式図である。

１．表示装置の製造方法
図２は、インク組成物の液滴に含まれる有機溶媒の蒸発状態を示す模式図である。図２に示すように、インク組成物の液滴１０２の乾燥速度（有機溶媒の蒸発速度２０１）は、隔壁１０１と接する部分で最も速くなる。即ち、液滴１０２に含まれる有機溶媒は隔壁１０１と接する部分で速やかに気化するので、液滴１０２の中央部と周辺部との間で溶質の濃度に不均衡が発生する。このため、乾燥の進行に伴い、溶質濃度を均一化させるインク流２０２（レイリー／マランゴニ対流）が発生することとなる。乾燥初期における液滴１０２の粘度が低いほど、インク流２０２は発生し易い。また、有機溶媒の蒸発速度２０１が速いほど、インク流２０２は発生し易い。有機溶媒の蒸発速度２０１と、インク流２０２の流動速度とがバランスを取りながら乾燥が進行し、液滴１０２は膜化することになる。なお、液滴１０２を形成するインク組成物の粘度は乾燥の進行に伴って上昇し、インク流２０２を制限することになるため、形成される膜の厚さが不均一になり易い。

図３は、有機溶媒の蒸発速度と、形成される乾燥膜の形状との関係を説明する模式図である。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）の順に有機溶媒の蒸発速度が速い状態を示している。有機溶媒の蒸発速度の遅い場合（図３（Ａ））には、中央部が盛り上がった、液滴の形状に類似した形状の乾燥膜３０２が形成される。有機溶媒の蒸発速度が上昇すると、液滴の中央部の溶質が液滴の外周部に運ばれるため、中央部に凹部が形成される（図３（Ｂ））。有機溶媒の蒸発速度が更に上昇すると、中央の凹部が極端になり、外周部に突出部３０４が形成される（図３（Ｃ））。有機溶媒の蒸発速度が更に上昇すれば、膜厚が極めて薄い裾野部３０１が突出部３０４の根元に形成される（図３（Ｄ））。図２に示すように、形成される乾燥膜の形状を決定するのは乾燥中のインク流であるため、インク流を引き起こす蒸発速度と、インク組成物の粘度との関係を適切に制御することで、均一な膜厚の乾燥膜を形成することができる。

図４は、液滴の乾燥過程を説明する模式図である。図４（Ａ）は、通常の状態で液滴が乾燥する過程を示す模式図である。支持基板２１０上に配置された液滴２２０は、その表面から有機溶媒が一様に蒸発するため、相似形を維持しつつ体積が減少する。この乾燥様式は、基板に対する接触角が一定であることから、ＣＣＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎｇｌｅ）モードと称される。

図４（Ｂ）は、液滴の端部が固定された状態で液滴が乾燥する過程を示す模式図である。この場合、液滴端部２３０の近傍で有機溶媒の蒸発が進み、蒸発した有機溶媒の減少を補うために、液滴２２０の中央部から液滴端部２３０に向かって有機溶媒の流れが発生する。この乾燥様式は、液滴の径が一定であることから、ＣＣＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｒａｄｉｕｓ）モードと称される。

図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）は、ＣＣＲモードのときの溶質の分布の様子を示す模式図である。図４（Ｃ）は乾燥前の溶質の分布を示す模式図であり、図４（Ｄ）は乾燥中の溶質の分布を示す模式図である。これらの図に示されるように、ＣＣＲモードでは有機溶媒の流れに乗って溶質２４０が移動する。結果として、液滴端部２３０の近傍において溶質２４０の濃度が高まる。

図４（Ｅ）は、ＣＣＲモードのときの溶媒の蒸発速度を示す模式図である。この図に示されるように、液滴２２０の表面における有機溶媒の蒸発速度２５０は、ＣＣＡモードのように一様とはならず、液滴端部２３０に近づくにつれて急激に増加する。その結果、有機溶媒の移動速度も、液滴端部２３０に近づくにつれて急激に増加する。

図５は、液滴の放置時間と形成された乾燥膜の膜厚との関係を示すグラフである。具体的には、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）に溶質（ポリフルオレン）を溶解させて得られたインク組成物（粘度：１０ｍＰａ・ｓ）の液滴を、図２に示すような支持基板１１０上（Ｗ_１：６０μｍ、Ｗ_２：１８０μｍ、Ｈ：１μｍ）に滴下し、常温・常圧で所定時間放置後、減圧乾燥して形成された乾燥膜の膜厚を測定したものである。図５に示すように、放置時間が長いほど、より平坦な乾燥膜が形成されている。これは、有機溶媒の一部が放置時間中に蒸発してインク組成物の粘度が上昇し、液滴におけるインク流が抑制されたためであると推測される。

図６は、液滴の放置時間と粘度との関係を示すグラフである。液滴（インク組成物）の粘度は、回転型粘度計（型番「ＡＲ−Ｇ２」、ＴＡインスツルメント社製）を使用し、先端角：１°、Ｒ：４０ｍｍのコーンを用いて測定した。なお、図６には、せん断速度：５００／ｓにおける粘度がプロットされている。図６に示すように、放置時間の増加に伴ってインク組成物の粘度が指数関数的に上昇している。また、放置時間を２０分とすると、インク組成物の粘度は４０ｍＰａ・ｓまで上昇している。特許文献２においても、時間経過により乾燥膜の膜厚が均一化されることが確認されている。しかしながら、特許文献２に記載された手法においては、乾燥速度を遅くするために乾燥速度調整用の液滴を滴下しているため、生産効率が低い。以上より、本発明者らは、インク組成物の液滴を塗布した後、速やかに粘度上昇させれば、膜厚均一性に優れた乾燥膜（発光層）を生産効率よく形成可能であることを見出した。

図７は、混合溶媒に含まれる二種の有機溶媒の混合比と、混合溶媒の沸点との関係を示すグラフである。具体的には、インク組成物に一般的に用いられるＣＨＢ（Ａ溶媒、沸点：２４０℃）と、ヘプチルベンゼン（Ｂ溶媒、沸点：２３５℃）との混合溶媒を用いている。図７に示すように、高沸点のＡ溶媒と低沸点のＢ溶媒とを混合することで、得られる混合溶媒の沸点がＡ溶媒の沸点よりも低くなる。ここで、インクジェット法で用いられる低粘度の有機溶媒については、沸点と蒸発速度との間に相関関係が認められる。従って、インク組成物に一般的に用いられるＣＨＢ等の溶媒（第一の溶媒）に対して、より沸点の低い第二の溶媒を配合することにより、得られる混合溶媒の蒸発速度を第一の溶媒の蒸発速度よりも速めることが可能である。以上より、本発明者らは、沸点が適度に異なる二種以上の有機溶媒を含む混合溶媒により調製したインク組成物を用いることで乾燥速度を速め、インク組成物（液滴）の粘度を所望とする値にまで速やかに上昇させることが可能であることを見出した。

（表示装置の製造方法）
本発明の表示装置の製造方法は、それぞれの画素領域内に、発光材料、第一の溶媒、及び第二の溶媒を含有する、その粘度が５〜２５ｍＰａ・ｓのインク組成物を塗布して塗布層を形成するステップ（以下、「第一のステップ」とも記す）と、形成された塗布層を大気圧条件下で一次乾燥して、塗布層の粘度を３５〜５５ｍＰａ・ｓに調整するステップ（以下、「第二のステップ」とも記す）と、粘度が調整された塗布層を減圧条件下で二次乾燥して発光層を形成するステップ（以下、「第三のステップ」とも記す）と、を含む。以下、それぞれの工程の詳細について説明する。

（第一のステップ）
第一のステップでは、隔壁で囲まれた画素領域内に、発光材料、第一の溶媒、及び第二の溶媒を含有するインク組成物を塗布する。画素領域を規定する隔壁は、支持基板上に形成される。支持基板の種類は、所望の透明性及び機械的特性を有するものであれば特に限定されない。支持基板の具体例としては、ガラス板、プラスチック板、セラミックス板、金属板（例えば、アルミニウム板）等を挙げることができる。支持基板は、プラズマ処理、ＵＶ処理等の表面処理が施されていてもよい。隔壁により規定される画素領域の形状及び大きさは、要求する特性（例えば、ディスプレイの解像度等）に応じて自由に設定されうる。

隔壁は、画素領域をマトリクス状に配列するように配置されていてもよく、画素領域をライン状に配列するように配置されていてもよい。ライン状に配列された複数の画素領域は、同一色（Ｒ、Ｇ又はＢ）の光を発する。

支持基板面に垂直方向の隔壁の断面形状は、長方形又はテーパー形であることが好ましい。隔壁の断面形状がテーパ形である場合、順テーパー形状であることが好ましい。隔壁の形状を順テーパー形状とすることで、後述する発光層の膜厚均一性をより向上させることができる。隔壁の形状が順テーパー形状の場合、隔壁の側面（画素領域に面する面）の傾斜角は、特に限定されず、要求する特性（例えば、ディスプレイの解像度等）に応じて自由に設定されうる。隔壁の材料は、特に限定されないが、絶縁性、有機溶剤耐性、プロセス耐性（プラズマ処理、エッチング処理、ベーク処理に対する耐性）を考慮すると、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等が好ましい。また、隔壁の材料はフッ素系樹脂（アクリル系フッ素樹脂やポリイミド系フッ素樹脂）であってもよい。隔壁は、プラズマ処理、ＵＶ処理等の表面処理が施されていてもよく、それにより、隔壁表面の親液性や撥液性が調整されうる。

図１は、表示装置の一例を部分的に示す模式図である。なお、図１（Ａ）は断面図であり、図１（Ｂ）は平面図である。順テーパー形状の隔壁１２０は、支持基板１１０の上に形成されている。発光層１３０は、隔壁１２０により規定された画素領域内に形成されている。発光層１３０は、インク組成物に含まれる発光材料（溶質）により形成された膜である。有効画素領域１４０は、画素領域内の領域であり、例えば隔壁１２０の内側面の下端（隔壁１２０と支持基板１１０との境界線）から３．５μｍ内側に位置する線（図中破線で示す）により規定される領域である。この有効画素領域１４０は、例えば画像表示パネルにおいて発光する部分となる。有効画素領域１４０の形状及び大きさは、要求する特性（例えば、ディスプレイの解像度等）に応じて自由に設定されうる。

インク組成物に含まれる発光材料の種類は、要求される特性に応じて自由に選択されうる。発光材料の具体例としては、低分子系有機発光材料；ポリフェニレンビニレン、ポニアリレン、ポリアルキルチオフェン、ポリアルキルフルオレン等の高分子系有機発光材料等を挙げることができる。通常、高分子系有機発光材料は、塗布法により発光層とされるので、本発明の表示装置の製造方法で用いられる発光材料として好ましい。

インク組成物に含まれる第一の溶媒としては、その溶解度パラメータ（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ：ｓｐ値）が８〜１０の範囲内の有機溶媒が好ましい。このような有機溶媒は、前述の発光材料（特に高分子系有機発光材料）を、０．１質量％以上溶解させることができる。ここで「溶解度パラメータ」とは、ヒルデブランド（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ）により提唱され、正則溶液論により定義された値であり、二成分系溶液の溶解度の目安となる値である。溶解度パラメータは、分子間力を表す尺度として用いられており、二つの成分のｓｐ値の差が小さいほど溶解度が大きくなることが経験的に知られている。

第一の溶媒の沸点は、２００〜２５０℃であることが好ましく、２１０〜２５０℃であることが更に好ましい。第一の溶媒の沸点が低過ぎると、インク組成物の乾燥速度が速くなり過ぎてしまい、形成される発光層の膜厚均一性が低下する傾向にある。一方、第一の溶媒の沸点が高過ぎると、インク組成物の乾燥速度が遅くなり過ぎてしまい、表示装置の生産効率が低下する傾向にある。

第一の溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン、フェニルノナン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等のアルキルベンゼン；メトキシトルエン、メトキシベンゼン等のアルコキシベンゼン；ベンジルアルコール、シクロプロピルベンジルアルコール等の芳香族系アルコール；安息香酸ブチル等の芳香族系エステル；１，４−ビス（メトキシメチル）ベンゼン等の芳香族系エーテル等を挙げることができる。なかでも、シクロヘキシルベンゼン（沸点：２４０℃）、安息香酸ブチル（沸点：２５０℃）、及び１，４−ビス（メトキシメチル）ベンゼン（沸点：２３５℃）が好ましい。これらの有機溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

インク組成物に含まれる第二の溶媒の沸点は、第一の溶媒の沸点よりも５〜５０℃低く、好ましくは１０〜４０℃低い。第一の溶媒に比して上記の温度範囲だけ沸点の低い第二の溶媒を用いることで、塗布されたインク組成物の液滴の粘度を、常温・常圧条件下で一次乾燥させることで、短時間で所望とする範囲にまで上昇させることができる。

第二の溶媒の沸点が低過ぎると、インク組成物の乾燥速度が速くなり過ぎてしまう。このため、例えばインクジェット法によりインク組成物を塗布する場合、インクジェットヘッドのノズルが詰まり易く、安定した吐出が困難になる。一方、第二の溶媒の沸点が高過ぎると、一次乾燥によりインク組成物の粘度を速やかに上昇させることが困難になる。

なお、第二の溶媒の沸点は、通常１５０〜２４５℃であり、好ましくは１８０〜２００℃である。第二の溶媒の具体例としては、アミルベンゼン（沸点：２０２℃）、ヘプチルベンゼン（沸点：２３５℃）、２，３−ジヒドロ−２−メチルベンゾフラン（沸点：１９８℃）、ヘキシルベンゼン（沸点：２２６℃）、ブチルフェニルエーテル（沸点：２１０℃）等を挙げることができる。なお、これらの有機溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

インク組成物に含まれる第一の溶媒と第二の溶媒との体積比は、９０／１０〜６０／４０であることが好ましく、８０／２０〜７０／３０であることが更に好ましい。インク組成物に含まれる第一の溶媒の比率が高過ぎると、一次乾燥によりインク組成物の粘度を速やかに上昇させることが困難になる傾向にある。一方、インク組成物に含まれる第一の溶媒の比率が低過ぎると、インク組成物の乾燥速度が速くなり過ぎてしまい、形成される発光層の膜厚均一性が低下する傾向にある。

インク組成物の粘度は５〜２５ｍＰａ・ｓであり、好ましくは９〜１１ｍＰａ・ｓである。インク組成物の粘度が５ｍＰａ・ｓ未満であると、溶質の濃度が低過ぎるため塗布効率及び乾燥効率が低下する場合がある。一方、インク組成物の粘度が２５ｍＰａ・ｓ超であると、粘度が高過ぎるため、例えばインクジェット法による吐出（塗布）が困難になる。

本明細書における「粘度」とは、２０℃における粘度を意味する。インク組成物や溶媒の粘度は、レオメータ（例えば、ＴＡインスツルメンツ社の型番「ＡＲ−Ｇ２」）を使用して測定することができる。レオメータを用いてインク組成物等の粘度を測定するには、試料を載せたプレートにコーン（半径：Ｒｃｍ、角度）の頂点を接触させ、このコーンを角速度Ω（ｒａｄ・ｓ^−１）で回転させる。コーンの回転トルクがＭ（Ｎ・ｍ）であるとすると、みかけ粘度η（Ｐａ・ｓ）は下記式（１）により求められる。また、ずり応力Ｓ（Ｐａ）は下記式（２）により求められ、ずり速度Ｄ（ｓ^−１）は下記式（３）により求められる。そして、みかけ粘度ηを試料の「粘度」とする。

画素領域内にインク組成物を塗布する方法は特に限定されないが、正確かつ同時に多数の箇所にインク組成物を塗布可能であることから、インクジェット法が好ましい。なお、その他の塗布方法としてはダイコート法を挙げることができる。

（第二のステップ）
第二のステップでは、画素領域内に形成された塗布層を大気圧条件下で一次乾燥する。なお「一次乾燥」とは、インク組成物に含まれる溶媒の一部のみを蒸発させ、塗布層の粘度を上昇させる操作を意味する。この一次乾燥を行うことで、より沸点の低い第二の溶媒を主に蒸発させ、塗布層の粘度を上昇させる。

上記の一次乾燥によって、塗布層の粘度を３５〜５５ｍＰａ・ｓ、好ましくは４０〜４５ｍＰａ・ｓに調整する。塗布層の粘度が上記の数値範囲外であると、その後のステップ（第三のステップ）において減圧条件下で塗布層を乾燥した場合に、形成される発光層の厚みが均一にならない。これは、塗布層におけるインク流が制御されず、局所的に乾燥が進行するためであると推測される。

なお、塗布層を形成するインク組成物に含まれる第一の溶媒と第二の溶媒のうち、より沸点が低く、蒸発し易い第二の溶媒のみが全て蒸発したと仮定した場合のインク組成物の粘度を「塗布層の粘度」とする。

一次乾燥は、加熱条件下で実施してもよいが、室温条件下（例えば２５℃前後）で実施することが、特別な設備を要しないために好ましい。また、一次乾燥に要する時間は、通常２０〜３０分である。一次乾燥の時間が２０分未満であると、塗布層の粘度が所望とする数値にまで上昇しない場合がある。一方、一次乾燥の時間が３０分超であると、微細な不純物等が塗布層に混入する可能性が高まるとともに、生産効率が低下する傾向にある。

一次乾燥は、インク組成物塗布後の基板を、例えば（１）インク組成物を塗布する装置内（塗布室内）に放置する、（２）搬送室内を通過して塗布室から減圧乾燥室へと移動させる、（３）乾燥室内に放置する、こと等により行うことができる。なお、一次乾燥に要する時間を短縮すべく、塗布層から発生した溶媒の蒸気を外部へと排出しながら一次乾燥を実施することが好ましい。

（第三のステップ）
第三のステップでは、一次乾燥によって粘度が３５〜５５ｍＰａ・ｓに調整された塗布層を、減圧条件下で二次乾燥する。これにより、膜厚均一性に優れた発光層を形成することができる。なお「二次乾燥」とは、インク組成物に含まれる溶媒（一次乾燥により蒸発しなかった残留分）を蒸発させ、塗布層を乾燥させる操作を意味する。

二次乾燥は常温で行ってもよいが、加熱条件下で実施することが乾燥に要する時間を短縮できるために好ましい。なお、２０〜３５℃で二次乾燥することが好ましい。また、乾燥に要する時間は、通常１〜５分程度である。

２．表示装置の製造装置
本発明の表示装置の製造装置は、塗布ヘッドを有する塗布室と、塗布室内を換気する第一の換気手段と、を備える。塗布ヘッドは、インク組成物を基板上の複数の画素領域内に塗布する機能を有する部材である。インク組成物には、発光材料と有機溶媒とが含まれている。

従来の塗布室内には、基板上に塗布されたインク組成物から蒸発した有機溶媒の蒸気が充満することになる。これに対して、本発明の製造装置は、塗布室内を換気する第一の換気手段を有するため、有機溶媒の蒸気を塗布室の外部へと排出して換気することができる。このため、塗布室内における有機溶媒の蒸気濃度を下げることができる。従って、本発明の製造装置を用いれば、塗布室内において、基板上に塗布されたインク組成物からなる塗布層の乾燥を進行させることができる。

本発明の製造装置においては、表示装置を製造するに際して、前述の本発明の表示装置の製造方法で用いるインク組成物（以下、「特定インク組成物」とも記す）が好適に用いられる。前述の通り、特定インク組成物には、第一の溶媒と、その沸点が第一の有機溶媒の沸点に比して所定温度低い第二の溶媒が有機溶媒として含有されている。このため、本発明の製造装置を使用し、特定インク組成物からなる塗布層を画素領域内に形成した場合、塗布室内において第二の溶媒の蒸発速度を速めることができる。従って、塗布室内において、特定インク組成物からなる塗布層が所望とする粘度となるまでの時間を短縮することができる。

塗布ヘッドの具体例としては、インクジェットヘッド、ダイコートヘッド等を挙げることができる。なかでも、インクジェットヘッドが好ましい。第一の換気手段の具体例としては、送風（吸気）ファンと配管との組み合わせ、送風（減圧）ポンプと配管との組み合わせ等を挙げることができる。なお、配管の途中に有機溶媒の蒸気を吸着又は除去可能な部材を取り付け、有機溶媒の蒸気を除去した後の空気を塗布室に戻すように構成されていることも好ましい態様である。

本発明の製造装置は、インク組成物が塗布された基板を塗布室から搬出して移動させる搬送室と、有機溶媒の蒸気を搬送室外へと排出して搬送室内を換気する第二の換気手段と、を更に備えることが好ましい。このように、搬送室に換気手段を設置することで、有機溶媒の蒸気を搬送室の外部へと排出して換気することができる。このため、基板の搬送中においても、基板上に塗布されたインク組成物からなる塗布層の乾燥を進行させることができる。

第二の換気手段の具体例としては、前述の第一の換気手段と同様のものを挙げることができる。なお、換気手段を一つだけ配置し、この換気手段を塗布室と搬送室とで共有してもよい。

以下、本発明の表示装置の実施態様について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図９は、本発明の表示装置の製造装置の一実施形態を示す模式図である。図９に示すように、本実施形態の表示装置の製造装置１０は、塗布室１５と、搬送室２０と、減圧乾燥室２５とを備える。塗布室１５内には、基板５を載置可能なステージ７と、塗布ヘッド９とが配置されている。また、ステージ７と塗布ヘッド９は、インク組成物から発生する有機溶媒の蒸気が外部へと漏出しないようにハウジング１１内に収容されている。塗布ヘッド９はステージ７の上方に配置されており、ステージ７上に載置された基板５の所定箇所にインク組成物の液滴を塗布することができる。塗布室１５のハウジング１１には、有機溶媒の蒸気を含む塗布室１５内の空気を外部へと排出可能なファン３０が配管３５を通じて接続されている。塗布室１５から排出された空気は、それに含まれる有機溶媒の蒸気が吸着部４０等の除去手段で除去された後、塗布室１５内へと戻される。

搬送室２０はインク組成物が塗布された基板２２を塗布室１５から減圧乾燥室２５へと搬送する経路となる部分である。搬送室２０内にはコンベアー等の搬送機２４が配置されており、載置された基板２２を搬送することができる。搬送室２０には、有機溶媒の蒸気を含む内部の空気を外部へと排出可能なファン３０が配管３５を通じて接続されている。搬送室２０から排出された空気は、それに含まれる有機溶媒の蒸気が吸着部４０等の除去手段で除去された後、搬送室２０内へと戻される。なお、塗布室１５と搬送室２０は、同一のファン３０と吸着部４０を共有している。

減圧乾燥室２５は、減圧ポンプ５０と、減圧ポンプ５０に接続された減圧チャンバ５５と、減圧チャンバ５５に接続されたパージライン６０とを備える。減圧チャンバ５５内には、搬送室２０を通じて塗布室から搬送されてきた基板６５を載置可能なステージ６７が配置されている。ステージ６７に基板６５を載置した後、減圧ポンプ５０を駆動させて減圧チャンバ５５内を減圧する。これにより、基板６５上の塗布層が乾燥されて発光層が形成される。パージライン６０から窒素（Ｎ_２）ガス等を導入して減圧チャンバ５５内を大気圧に戻した後、発光層が形成された基板６５を減圧チャンバ５５から搬出する。

以下、本発明を実験例に基づいて更に具体的に説明する。

（参考例１）
ＣＨＢ（沸点：２４０℃）とアミルベンゼン（沸点：２０５℃）とを８０：２０の体積比で混合した混合溶媒に、水添スチレン・ブタジエンブロック共重合体（アルドリッチ社製、ＣＡＳ Ｎｏ．６６０７０−５８−４）を溶解させ、粘度：１０ｍＰａ・ｓのインク組成物を調製した。図２に示すような支持基板１１０上の隔壁１０１間（Ｗ_１：６０μｍ、Ｗ_２：１８０μｍ、Ｈ：１μｍ）に、インクジェット法により調製したインク組成物を塗布して塗布層１０５を形成した。形成された塗布層の粘度が４０ｍＰａ・ｓとなるまで、大気圧条件下、室温（２５℃）で放置した（３０分間）。その後、３Ｐａの減圧条件下、２５℃で２分間減圧乾燥することにより乾燥膜を形成した。

なお、塗布層を形成するインク組成物に含まれるＣＨＢ（第一の溶媒）とアミルベンゼン（第二の溶媒）のうち、アミルベンゼンのみが全て蒸発したと仮定した場合のインク組成物の粘度を「塗布層の粘度」とした。

原子間力顕微鏡（型番「ＡＳ−７Ｂ」、タカノ社製）を使用し、画素領域の長手方向中央を通る断面における乾燥膜の形状を測定し、乾燥膜の膜厚を測定した。なお、探針には型番「ＯＭＣＬ−ＡＣ１６０ＴＳ」（オリンパス株式会社）を使用した。測定結果を図８に示す。

（比較参考例１）
ＣＨＢとアミルベンゼンとの混合溶媒に代えてＣＨＢの単独溶媒を使用したこと以外は、前述の参考例１と同様にして乾燥膜を形成した。形成された乾燥膜の膜厚の測定結果を図８に示す。

（評価）
図８に示すように、参考例１では膜厚差±４ｎｍの膜厚均一性に優れた乾燥膜を形成可能であることが明らかである。これは、減圧乾燥前にインク組成物の粘度が上昇したことで、塗布層の端部におけるインク組成物の部分的な乾燥速度の差により発生するインク流が抑制されたためであると推測される。一方、比較参考例１においては、参考例１に比して膜厚均一性に劣る乾燥膜が形成されたことがわかる。

（参考例２）
ＣＨＢとアミルベンゼンとの混合溶媒に代えて、ＣＨＢとヘプチルベンゼン（沸点：２３５℃）との混合溶媒を使用したこと以外は、前述の参考例１と同様にして乾燥膜を形成した。形成された乾燥膜の膜厚を測定したところ、参考例１の場合と同等の膜厚均一性に優れた乾燥膜が形成されていることが判明した。

（参考例３）
ＣＨＢとアミルベンゼンとの混合溶媒に代えて、ＣＨＢと２，３−ジヒドロ−２−メチルベンゾフラン（沸点：１９８℃）との混合溶媒を使用したこと以外は、前述の参考例１と同様にして乾燥膜を形成した。形成された乾燥膜の膜厚を測定したところ、参考例１の場合と同等の膜厚均一性に優れた乾燥膜が形成されていることが判明した。

（比較参考例２）
ＣＨＢとアミルベンゼンとの混合溶媒に代えて、ＣＨＢと２，３−ジヒドロベンゾフラン（沸点：１８９℃）との混合溶媒を使用したこと以外は、前述の参考例１と同様にしてインク組成物を調製した。調製したインク組成物をインクジェット法により塗布しようとしたところ、インクジェット装置のメンテナンス中にノズル詰まりが生じてしまい、安定して塗布（吐出）することができなかった。これは、２，３−ジヒドロベンゾフランの沸点が低過ぎためであると推測される。

本発明の表示装置の製造方法は、大面積で均一な膜形成が要求される有機ＥＬディスプレイパネルを製造する方法として好適である。

５，２２，６５ 基板
７，６７ ステージ
９ 塗布ヘッド
１０ 表示装置の製造装置
１１ ハウジング
１５ 塗布室
２０ 搬送室
２４ 搬送機
２５ 減圧乾燥室
３０ ファン
３５ 配管
４０ 吸着部
５０ 減圧ポンプ
５５ 減圧チャンバ
６０ パージライン
１１０，２１０，３０３ 支持基板
１０１，１２０ 隔壁
１０２，２２０ 液滴
１０５ 塗布層
１３０ 発光層
１４０ 有効画素領域
２０２ インク流
２３０ 液滴端部
２４０ 溶質
２０１，２５０ 有機溶媒の蒸発速度
３０１ 裾野部
３０２ 乾燥膜
３０４ 突出部

Claims (8)

1. 支持基板と、前記支持基板上に配置され、マトリクス状又はライン状に区画された複数の画素領域を形成する隔壁と、それぞれの前記画素領域内に配置された発光層と、を備えた表示装置を製造する方法であって、
   それぞれの前記画素領域内に、発光材料、第一の溶媒、及び第二の溶媒を含有する、その粘度が５〜２５ｍＰａ・ｓのインク組成物を塗布して塗布層を形成するステップと、
   形成された前記塗布層を大気圧条件下で一次乾燥して、前記塗布層の粘度を３５〜５５ｍＰａ・ｓに調整するステップと、
   粘度が調整された前記塗布層を減圧条件下で二次乾燥して前記発光層を形成するステップと、を含み、
   前記第二の溶媒の沸点は、前記第一の溶媒の沸点よりも５〜５０℃低い表示装置の製造方法。
2. 前記第一の溶媒の沸点が２００〜２５０℃であり、前記第二の溶媒の沸点が１５０〜２４５℃である請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記インク組成物に含有される、前記第一の溶媒と前記第二の溶媒との体積比が、９０／１０〜６０／４０である請求項１又は２に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記第一の溶媒が、シクロヘキシルベンゼン、安息香酸ブチル、及び１，４−ビス（メトキシメチル）ベンゼンからなる群より選択される少なくとも一種であり、
   前記第二の溶媒が、アミルベンゼン、ヘプチルベンゼン、２，３−ジヒドロ−２−メチルベンゾフラン、ヘキシルベンゼン、及びブチルフェニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種である請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
5. 前記インク組成物をインクジェット法により塗布して前記塗布層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
6. 発光材料及び有機溶媒を含有するインク組成物を基板上の複数の画素領域内に塗布する塗布ヘッドを有する塗布室と、
   前記有機溶媒の蒸気を前記塗布室外へと排出して前記塗布室内を換気する第一の換気手段と、
   を備えた表示装置の製造装置。
7. 前記インク組成物が塗布された前記基板を、前記塗布室から搬出して移動させる搬送室と、
   前記有機溶媒の蒸気を前記搬送室外へと排出して前記搬送室内を換気する第二の換気手段と、
   を更に備えた請求項６に記載の表示装置の製造装置。
8. 前記塗布ヘッドは、インクジェットヘッドである請求項６又は７に記載の表示装置の製造装置。

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