KR20070069066A

KR20070069066A - 표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20070069066A
Application number: KR1020060134533A
Authority: KR
Inventors: 가즈노리 모리모토
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-07-02
Also published as: KR100856624B1; CN1992157A; JP2007179798A; TW200735703A; TWI374685B; US20070148333A1; JP4251331B2; CN1992157B

Abstract

담체수송층을 갖는 발광소자를 갖는 표시화소를 구비한 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 표시화소의 형성영역에 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하고, 건조시켜 해당 담체수송성 재료를 박막형상으로 정착시키는 재료정착공정과, 상기 화소형성영역에, 상기 정착시킨 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재를 도포해서 해당 담체수송성 재료로 이루어지는 상기 담체수송층을 형성하는 담체수송층 형성공정을 갖는다.

담체수송층, 발광소자, 액재, 잉크노즐, 화소전극

Description

표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법{MANUFACTURING EQUIPMENT OF DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE}

도 1의 (a)는 본 발명에 관한 표시장치에 적용되는 표시패널의 화소배열상태의 일예를 나타내는 주요부 개략 평면도, 도 1의 (b)는 도 1에 나타내는 A-A선 단면도,

도 2의 (a) 및 (b)는 본 실시형태에 관한 표시장치의 제조장치에 적용되는 프린터헤드의 일예를 나타내는 개략 구성도,

도 3의 (a)∼(e)는 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 제조방법의 일예를 나타내는 공정 단면도(그의 1),

도 4의 (f)∼(i)는 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 제조방법의 일예를 나타내는 공정 단면도(그의 2),

도 5의 (a)∼(d)는 본 실시형태에 관한 유기 EL층(정공수송층)의 형성공정에 있어서의 막표면의 상태를 나타내는 개념도,

도 6의 (a)는 본 실시형태에 관한 유기 EL층(정공수송층)의 형성공정에 있어서의 효과를 실증하기 위한 정공수송층의 표면상태(표면높이)를 나타내는 그래프, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 나타내는 Rpr를 특히 확대해서 나타내는 그래프,

도 7은 유기 EL소자의 기본 구조를 나타내는 개략 단면도,

도 8은 종래 기술에 있어서의 유기 EL소자의 제조 프로세스의 문제점을 설명하기 위한 개략도.

본 발명은 표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 발광기능재료로 이루어지는 액상재료를 도포하는 것에 의해 발광기능층(유기 EL층)이 형성된 발광소자를 갖는 표시화소를 복수 배열한 표시패널을 구비한 표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

근래, 퍼스널컴퓨터나 영상기기, 휴대정보기기 등의 모니터, 디스플레이로서 다용(多用)되고 있는 액정표시장치(LCD)에 계속되는 차세대의 표시디바이스로서, 유기 일렉트로 루미네센스 소자(이하, 「유기 EL소자」로 약기함)나 발광다이오드(LED) 등과 같은 자(自)발광소자를 2차원 배열한 발광소자형의 표시패널을 구비한 디스플레이(표시장치)의 본격적인 실용화, 보급을 향한 연구개발이 활발히 실행되고 있다.

특히, 액티브 매트릭스 구동방식을 적용한 발광소자형 디스플레이에 있어서는 액정표시장치에 비해, 표시응답속도가 빠르고, 시야각 의존성도 없으며, 또 고휘도·고콘트라스트화, 표시화질의 고정밀화 등이 가능하다. 더 나아가서는 액정표시장치와 같이 백라이트를 필요로 하지 않으므로, 가일층의 박형 경량화가 가능하다는 극히 우위의 특징을 갖고 있다.

여기서, 발광소자형 디스플레이에 적용되는 자발광소자의 일예로서, 주지의 유기 EL소자의 기본 구조에 대해서 간단히 설명한다.

도 7은 유기 EL소자의 기본 구조를 나타내는 개략 단면도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 유기 EL소자는 대략 유리기판 등의 절연성기판(111)의 일면측(도면 상측)에 애노드(양극)전극(112), 유기화합물 등(유기재료)으로 이루어지는 유기 EL층(발광기능층)(113) 및, 캐소드(음극)전극(114)을 순차 적층한 구성을 갖고 있다. 유기 EL층(113)은 예를 들면, 정공수송재료(정공주입층 형성재료)로 이루어지는 정공수송층(정공주입층)(113a)과, 전자수송성 발광재료로 이루어지는 전자수송성 발광층(발광층)(113b)을 적층해서 구성되어 있다.

이러한 소자구조를 갖는 유기 EL소자에 있어서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 직류전압원(115)으로부터 애노드전극(112)에 정전압, 캐소드전극(114)에 부전압을 인가하는 것에 의해, 정공수송층(113a)에 주입된 홀과 전자수송성 발광층(113b)에 주입된 전자가 유기 EL층(113)내에서 재결합할 때에 생기는 에너지에 의거해서 광(여기광)(hν)이 방사된다. 이 때, 광(hν)의 발광강도는 애노드전극(112)과 캐소드전극(114)간에 흐르는 전류량에 따라서 제어된다.

여기서, 애노드전극(112) 및 캐소드전극(114)의 어느 한쪽을 광투과성을 갖는 전극재료를 이용해서 형성하고, 다른쪽을 차광성 및 반사특성을 갖는 전극재료를 이용해서 형성하는 것에 의해, 도 7에 나타낸 바와 같이, 절연성기판(111)을 통해서 광(hν)을 방사하는 보텀에미션형의 발광구조를 갖는 유기 EL소자나, 절연성기판(111)을 통하지 않고 상면의 캐소드전극(114)을 통해서 광(hν)을 방사하는 톱 에미션형의 발광구조를 갖는 유기 EL소자를 실현할 수 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 유기 EL소자의 유기 EL층(113)(정공수송층(113a) 및 전자수송성 발광층(113b))을 구성하는 정공수송재료나 전자수송성 발광재료로서는 저분자계나 고분자계의 각종 유기재료가 알려져 있다.

여기서, 저분자계의 유기재료의 경우, 일반적으로 유기 EL층에 있어서의 발광효율은 비교적 높지만, 제조 프로세스에 있어서 증착법을 적용할 필요가 있기 때문에, 화소형성영역의 애노드전극상에만 해당 저분자계의 유기막을 선택적으로 박막 형성할 때에, 상기 애노드전극 이외의 영역으로의 저분자재료의 증착을 방지하기 위한 마스크를 이용할 필요가 있으며, 해당 마스크의 표면에도 저분자재료가 부착되게 되기 때문에, 제조시의 재료 로스(손실)가 크고, 또한 제조 프로세스가 비효율적이라고 하는 문제를 갖고 있다.

한편, 고분자계의 유기재료를 적용한 경우에는 유기 EL층에 있어서의 발광효율은 상기 저분자계의 유기재료를 적용한 경우에 비해 낮아지지만, 습식성막법으로서 잉크젯법(액적(液滴)토출법)이나 노즐프린트법(액류(液流)토출법) 등을 적용할 수 있으므로, 화소형성영역(애노드전극상) 또는 해당 영역을 포함하는 특정의 영역에만 선택적으로 상기 유기재료의 용액을 도포해서, 효율적이고 또한 양호하게 유기 EL층(정공수송층 및 전자수송성 발광층)의 박막을 형성할 수 있다는 제조 프로세스상의 이점을 갖고 있다.

이러한 고분자계의 유기재료로 이루어지는 유기 EL층을 구비한 유기 EL소자 의 제조 프로세스에 있어서는 대략 유리기판 등의 절연성기판(패널기판)상의 각 표시화소가 형성되는 영역(화소형성영역)마다 애노드전극(양극)을 형성한 후, 인접하는 표시화소와의 경계영역에 절연성의 수지재료 등으로 이루어지는 격벽(뱅크)을 형성해서, 해당 격벽으로 둘러싸인 영역에, 잉크젯장치나 노즐프린팅장치를 이용해서 해당 영역에 고분자계의 유기재료로 이루어지는 정공수송재료를 용매에 분산 또는 용해시킨 액상재료를 도포한 후, 가열건조처리를 실행하는 것에 의해, 도 7에 나타낸 정공수송층(113a)을 형성하는 공정과, 고분자계의 유기재료로 이루어지는 전자수송성 발광재료를 용매에 분산 또는 용해시킨 액상재료를 도포한 후, 가열건조처리를 실행하는 것에 의해, 도 7에 나타낸 전자수송성 발광층(113b)을 형성하는 공정을 순차 실시함으로써, 유기 EL층(113)이 형성된다.

즉, 잉크젯법이나 노즐프린트법 등의 습식성막법을 적용한 제조방법에 있어서는 절연성기판상으로 돌출해서 연속적으로 형성된 격벽에 의해, 각 화소형성영역을 획정하는 동시에, 고분자계 유기재료로 이루어지는 액상재료를 도포할 때에, 인접하는 화소형성영역에 다른 색의 발광재료가 혼입해서 표시화소간에서 발광색의 혼합(혼색) 등이 생기는 현상을 방지할 수 있다.

이러한 격벽을 구비한 유기 EL소자(표시패널)의 구성이나, 유기 EL층(정공수송층 및 전자수송성 발광층)을 형성하기 위해 잉크젯법이나 노즐프린트법을 적용한 제조방법에 대해서는 예를 들면, 일본국 특허공개공보 제2001-76881호에 상세하게 설명되어 있다. 또한, 고분자계의 유기재료로 이루어지는 유기 EL층을 구비한 유기 EL소자의 제조 프로세스에 대해서는 상술한 잉크젯법이나 노즐프린트법을 적용하는 경우 이외에, 활판(活版)인쇄나 스크린인쇄, 오프셋인쇄, 그라비아인쇄 등의 각종 인쇄기술을 적용한 방법도 제안되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 잉크젯법이나 노즐프린트법 등의 습식성막법을 적용한 유기 EL층(정공수송층 및 전자수송성 발광층)의 제조방법에 있어서는 각 표시화소(화소형성영역)간의 경계영역에 돌출해서 설치된 격벽 표면의 특성(발수성)이나, 유기재료로 이루어지는 액상재료(도포액)의 용매성분에 기인하는 표면장력이나 응집력, 액상재료를 도포한 후의 건조방법 등에 기인해서, 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 애노드전극(112)과 격벽(121)의 주연부(둘레가장자리)에 액상재료가 응집되기 쉬워, 격벽(121)의 측면을 따라서 도포액(LQD)의 액면단부가 밑에서부터 밀리듯 높아져(press up) 두껍게 도포되는 반해, 애노드전극(112)의 중앙부 근방상의 액상재료는 얇게 도포되게 되기 때문에, 화소형성영역내에 형성되는 유기 EL층의 막두께가 불균일하게 된다고 하는 문제를 갖고 있었다. 또한, 도 8은 종래기술에 있어서의 유기 EL소자의 제조 프로세스의 문제점을 설명하기 위한 개략도이다.

이와 같이, 화소형성영역내에 형성되는 유기 EL층의 막두께가 불균일하게 되는 것에 의해, 발광동작시에 있어서의 발광개시전압이나, 유기 EL층으로부터 방사되는 광(hν)의 파장(즉, 화상표시시의 색도)이 설계값으로부터 어긋나 원하는 표시화질이 얻어지지 않게 되는 동시에, 유기 EL층의 막두께가 얇은 영역에 과대한 발광구동전류가 흐르게 되기 때문에, 표시패널(화소형성영역)에 차지하는 발광영역의 비율(소위, 개구율)의 저하나 유기 EL층(유기 EL소자)의 열화가 현저하게 되어 표시패널의 신뢰성이나 수명이 저하한다고 하는 문제를 갖고 있었다.

그래서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안해서, 표시화소의 화소형성영역의 대략 전역에 막두께가 비교적 균일한 발광기능층(유기 EL층)이 형성된 표시패널을 구비한 표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제 1 발명은 담체(擔體; carrier)수송층을 갖는 발광소자를 갖는 표시화소를 구비한 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 표시화소의 형성영역에 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하고, 건조시켜 해당 담체수송성 재료를 박막형상으로 정착시키는 재료정착공정과, 상기 화소형성영역에, 상기 정착시킨 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재를 도포하여 해당 담체수송성 재료로 이루어지는 상기 담체수송층을 형성하는 담체수송층 형성공정을 갖는다.

제 2 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 담체수송층 형성공정에 있어서 상기 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재는 상기 재료정착공정에 있어서 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액내의 용매와 동일한 재료의 용매를 포함한다.

제 3 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 표시화소의 형성영역은 격벽에 의해 칸막이되어 있다.

제 4 발명은 제 3 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 격벽으로 둘러싸인 영역에, 동일 발광색의 상기 발광소자로 이루어지는 복수의 상기 표 시화소의 상기 화소형성영역이 포함되어 있다.

제 5 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 재료정착공정에 있어서의 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하는 처리와, 상기 담체수송층 형성공정에 있어서의 상기 담체수송성 재료를 재용해시키는 용액을 도포하는 처리는 복수의 상기 화소형성영역에 대해 노즐 프린트법을 이용해서 상기 용액을 연속적으로 도포한다.

제 6 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 담체수송성 재료는 고분자계의 유기재료로 이루어지고, 상기 발광소자는 유기 일렉트로 루미네센스 소자이다.

제 7 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 담체수송성 재료는 폴리에틸렌디옥시티오펜을 포함한다.

제 8 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 담체수송성 재료는 공액 이중결합 폴리머를 포함한다.

제 9 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액은 물, 에탄올, 에틸렌글리콜의 적어도 어느 하나를 포함한다.

제 10 발명은 제 1 발명에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 재용해 또는 재분산시키는 액재는 물, 에탄올, 에틸렌글리콜의 적어도 어느 하나를 포함한다.

제 11 발명은 담체수송층을 갖는 발광소자를 갖는 표시화소를 구비한 표시장 치의 제조방법에 있어서, 격벽으로 칸막이된 상기 표시화소의 형성영역에, 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하고, 건조시켜 해당 담체수송성 재료를 박막형상으로 정착시키는 재료정착공정과, 상기 화소형성영역에, 상기 정착시킨 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재로서 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액에 포함되는 용매와 동일한 재료를 도포하여 해당 담체수송성 재료로 이루어지는 상기 담체수송층을 형성하는 담체수송층 형성공정을 포함한다.

제 12 발명은 표시장치의 제조장치에 있어서, 표시화소의 형성영역에 담체수송성 재료를 포함하는 용액이 도포되어 박막형상으로 정착된 해당 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재를, 정착된 해당 담체수송성 재료에 도포한다.

이하, 본 발명에 관한 표시장치의 제조장치 및 그 제조방법에 대해 실시형태를 나타내어 상세하게 설명한다. 여기서, 이하에 나타내는 실시형태에 있어서는 표시화소를 구성하는 발광소자로서, 상술한 고분자계의 유기재료로 이루어지는 유기 EL층을 구비한 유기 EL소자를 적용한 경우에 대해서 설명한다.

우선, 본 발명에 관한 표시장치에 적용되는 표시패널 및 표시화소에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 표시장치에 적용되는 표시패널의 화소배열상태의 일예를 나타내는 주요부 개략 평면도이다. 여기서, 도 1의 (a)는 표시패널의 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 표시패널의 A-A선 단면도이다. 또한, 도 1의 (a)에 나타내는 평면도에 있어서는 설명의 형편상, 표시패널을 시야측에서 본 경우의 각 표시화소(색화소)에 설치되는 화소전극과, 각 표시화소의 형성영역을 획정하는 격벽(뱅크)만을 나타내고, 또 화소전극 및 격벽의 배치를 명료하게 하기 위해, 편의상 빗금을 쳐서 나타내었다.

본 발명에 관한 표시장치(표시패널)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 유리기판 등의 절연성기판으로 이루어지는 패널기판(PSB)의 일면측에, 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색으로 이루어지는 색화소(PXr, PXg, PXb)가 도면 횡방향으로 순차 반복해서 복수(3의 배수) 배열되는 동시에, 도면 종방향으로 동일색의 색화소(PXr, PXg, PXb)가 복수 배열되어 있다. 여기서는 인접하는 3색의 색화소(PXr, PXg, PXb)를 1조로 해서 하나의 표시화소(PIX)가 구성되어 있다.

또, 표시패널(10)은 도 1의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 패널기판(PSB)의 일면측으로부터 돌출되고 책형상 또는 격자형상의 평면 패턴을 갖고 연속적으로 배치설치된 격벽(뱅크)(11)에 의해, 패널기판(PSB)의 일면측에 2차원 배열된 복수의 표시화소(PIX)(색화소(PXr, PXg, PXb)) 중, 도 1의 (a)의 도면 종방향으로 배열된 동일색의 복수의 색화소(PXr, 또는, PXg, PXb)의 형성영역을 포함하는 영역(후술하는 화소형성영역(Apx)에 상당)이 획정된다. 또, 해당 영역에 포함되는 각 색화소(PXr, 또는 PXg, PXb)의 형성영역에는 각각 화소전극(12)이 형성되어 있다.

또, 각 표시화소(PIX)(색화소(PXr, PXg, PXb))는 종래 기술에 나타낸 유기 EL소자의 기본 구조(도 7 참조)와 마찬가지로, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 패널기판(PSB)의 일면측에 돌출해서 배치설치된 격벽(11)에 의해 획정된 각 화소형성영역에, 화소전극(예를 들면 애노드전극)(12), 유기 EL층(정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b)； 발광기능층) 및 대향전극(예를 들면 캐소드전극)(14)을 순차 적층한 소자구조를 갖고 있다. 여기서, 대향전극(14)은 패널기판(PSB)에 2차원 배열되는 각 표시화소(PIX)(색화소(PXr, PXg, PXb))에 대해 공통의 단일의 전극층으로서 설치되어 있다. 또한, 이들 소자 구조를 갖는 표시화소(PIX)(색화소(PXr, PXg, PXb))가 배열된 패널기판(PSB)에는 예를 들면 보호절연막이나 밀봉수지층(15)을 통해서 밀봉기판(16)이 접합되어 있다.

＜표시장치의 제조장치＞

본 실시형태에 관한 표시장치의 제조장치에 대해서, 이하에 나타낸다.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 실시형태에 관한 표시장치의 제조장치에 적용되는 프린터헤드의 일예를 나타내는 개략 구성도이다. 여기서, 표시장치의 제조장치는 수계(水系) 잉크(정공수송재료 함유액)나, 수계 잉크 혹은 유기용제계 잉크(발광재료 함유액)를 토출하는 잉크토출 기구부와, 상기 수계 잉크나 유기용제계 잉크가 도포되는 패널기판(절연성기판)이 탑재되고, 상기 잉크토출 기구부에 설치된 프린터헤드(상세는 후술함)에 대해 2차원 좌표방향으로 상대적으로 이동하는 기판가동기구부를 갖고 있다. 정공수송재료 함유액은 정공수송재료로서, 예를 들면 도전성 폴리머인 폴리에틸렌디옥시티오펜 PEDOT과, 도펀트인 폴리스티렌술폰산 PSS(이하, 「PEDOT/PSS」로 약기함)를 물, 에탄올, 에틸렌글리콜 등의 수계 용매에 용해 또는 분산시킨 강산성의 수계 잉크이다. 발광재료 함유액은 전자수송성 발광재료로서, 예를 들면 플루오렌계 폴리머 혹은 페닐렌비닐렌계 폴리머를 테트라인(tetraphosphor), 테트라메틸벤젠, 메시티렌, 크실렌, 톨루엔 등의 방향족계의 유기용매나 물에 용해한 또는 분산한 수계 잉크 혹은 유기용제계 잉크이다.

[잉크토출 기구부]

잉크토출 기구부는 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 적어도 상기 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크를 토출하는 동시에, 도포된 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크를 가열해서 건조시키기 위한 적외광을 출사하는 프린터헤드(24)와, 해당 프린터헤드(24)에 대해 상기 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크를 공급하는 펌프부(26)와, 해당 펌프부(26)에 있어서의 프린터헤드(24)로의 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크의 공급량이나 공급타이밍 등의 공급상태를 제어하는 펌프제어부(27)와, 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크나 용제를 저장하는 잉크탱크(28)를 구비하고 있다. 도 2의 (a)는 프린터헤드(24) 및 기판스테이지(21)를 상측으로부터 부감한 구조도이며, 기판스테이지(21)는 X-Y 2축 로봇(22)에 의해서 X-Y평면(Xm방향 및 Ym방향)의 임의의 위치로 이동 자유롭다. 도 2의 (b)는 프린터헤드(24) 및 기판스테이지(21)를 측방에서부터 부감한 제어계 구성도이며, 프린터헤드(24)는 Zm방향(상하방향)의 임의의 위치로 승강 자유롭다.

[프린터헤드]

프린터헤드(24)는 예를 들면 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기판스테이지(21)의 기판탑재면측의 상측으로서, 해당 기판스테이지(21)의 이동방향(X-Y의 2축방향； 도 2의 (a)중, 화살표 Xm, Ym으로 표기)에 대해 소정의 위치에 고정되어 설치되어 있다. 또, 프린터헤드(24)는 예를 들면 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크를 패널기판(PSB)에 토출해서 도포하는 잉크노즐(IHA)을 구비하고 있다.

프린터헤드(24)는 잉크노즐(IHA) 뿐만 아니라, 잉크노즐(IHB, IEA, IEB)을 각각 구비하고 있다.

잉크노즐(IHA)은 구체적으로는 중공의 하우징구조를 가지며, 용제(HSL)에 분산 또는 용해된 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크인 유기용액(HMC)을 저장하는 잉크저장부와, 해당 잉크저장부의 상면측에 설치되고 후술하는 펌프부(26)로부터 공급되는 유기용액(HMC)을 잉크저장부에 주입하기 위한 주입구와, 잉크저장부의 하면측에 잉크노즐(IHA)의 연신(延伸)방향으로 설치되고 잉크저장부에 주입된 유기용액(HMC)을 토출하기 위한 복수의 토출구와, 화상처리부(31)에 입력되는 화상정보데이터에 의거한 양의 잉크를 잉크노즐(IHA)이 토출하도록 제어신호를 출력하는 토출제어부(30)에 접속되는 제어배선을 구비하고 있다.

잉크노즐(IHB)은 잉크노즐(IHA)과 마찬가지의 구조이지만, 유기용액(HMC) 대신에 유기용액(HMC)에 이용한 용제(HSL)와 동종의 용제(HSL)를 저장하는 잉크저장부와 용제(HSL)를 토출하기 위한 복수의 토출구를 구비하고, 잉크탱크(28)로부터 펌프(26)를 통해서 공급되는 용제(HSL)를 잉크저장부에 저장하고 있다.

잉크노즐(IEA)은 잉크노즐(IHA)과 마찬가지의 구조이지만, 유기용액(HMC) 대신에 후술하는 유기용액(EMC)을 저장하는 잉크저장부와 유기용액(EMC)을 토출하기 위한 복수의 토출구를 구비하고, 잉크탱크(28)로부터 펌프(26)를 통해서 공급되는 유기용액(EMC)을 잉크저장부에 저장하고 있다. 프린터헤드(24)(잉크노즐(IEA))는 단색의 유기용액(EMC)만을 저장한 잉크저장부라도 좋고, 혹은 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색에 대응한 개별의 유기용액(EMC)을 각각 저장한 복수의 잉크저장부와, 각 잉크저장부에 RGB 각 색의 유기용액(EMC)을 개별적으로 주입하기 위한 복수의 주입 구와, 각 잉크저장부에 주입된 RGB 각 색의 유기용액(EMC)을 개별적으로 토출하기 위한 복수의 토출구를 구비하는 것이어도 좋다.

잉크노즐(IEB)은 잉크노즐(IHA)과 마찬가지의 구조이지만, 유기용액(HMC) 대신에 유기용액(EMC)에 이용한 용제(ESL)와 동종의 용제(ESL)를 저장하는 잉크저장부와 용제(ESL)를 토출하기 위한 복수의 토출구를 구비하고, 잉크탱크(28)로부터 펌프(26)를 통해서 공급되는 용제(ESL)를 잉크저장부에 저장하고 있다.

여기서는 대표로서 잉크노즐(IHA)에 대해서 설명한다. 잉크노즐(IHA)에 설치된 주입구는 후술하는 펌프부(26)의 송출구와 튜브(또는 배관)를 이용해서 접속되어 있으며, 토출제어부(30)가 연산한 잉크노즐(IHA)로부터 토출된 양에 의거해서, 펌프제어부(27)가 적절히 펌프부(26)를 구동하는 것에 의해 잉크탱크(28)로부터 유기용액(HMC)을 주입하고 있으므로, 잉크저장부(ISV)에 항상 충전되어 있는 상태로 되어 있다. 잉크노즐(IHA)(프린터헤드(24))은 피에조소자 등의 압전소자 혹은 발열저항소자이며, 제어배선으로부터 입력된 제어신호에 따라서 상기 복수의 토출구로부터 동시에 소정량의 유기용액(HMC)이 기판스테이지(21)를 향해서 토출된다. 토출된 유기용액(HMC)은 후술하는 바와 같이, 기판스테이지(21)가 프린터헤드(24)에 대해 X-Y 2축방향(2차원 좌표방향)으로 상대적으로 이동하는 것에 의해, 패널기판(PSB)상의 소정의 영역(화소형성영역)에 도포된다. 또한, 상술한 기구는 잉크노즐(IHA) 뿐만 아니라, 잉크노즐(IHB, IEA, IEB)에 있어서도 저장되어 있는 재료를 제외하고 마찬가지이다.

또한, 프린터헤드(24)는 잉크노즐(IHA)의 토출구와 패널기판(PSB)(또는 기판 스테이지(21))의 사이의 클리어런스(패널기판(PSB)에 대한 수직방향의 이간거리)를 조정할 수 있도록, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기판스테이지(21)의 이동방향(X-Y방향； 도 2의 (a) 참조)에 대해 수직인 방향으로의 이동(화살표 Zm으로 표기)이 가능한 암부재 등(도시생략)에 부착되어 있는 것이어도 좋다.

[펌프부]

펌프부(26)는 펌프제어부(27)로부터 출력되는 구동신호에 의거해서, 잉크탱크(28)에 저장된 유기용액(HMC)을 받아들여 상기 프린터헤드(24)(잉크노즐(IHA))로 송출하고, 잉크저장부(ISV)는 수계 잉크 또는 유기용제계 잉크로 채워진 상태로 되어 있다.

[토출제어부]

토출제어부(30)는 화상처리부(31)가 화상정보데이터를 해석한 해석결과에 의거해서, 프린터헤드(24)가 토출하는 토출량을 제어하는 제어신호를 제어배선으로 출력하는 동시에, 토출량 데이터를 펌프제어부(27)로 출력한다.

[기판가동 기구부]

기판가동 기구부는 도 2의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 패널기판(PSB)이 탑재, 고정되는 기판스테이지(21)와, 해당 기판스테이지(21)를 X, Y방향의 직교하는 2축방향으로 이동시키는 X-Y 2축 로봇(22)과, 기판스테이지(21)(또는 기판스테이지(21)에 대해 소정의 기준위치에 고정된 상기 프린터헤드(24))에 대한 패널기판(PSB)의 탑재위치(얼라이먼트 마크의 정합상태)를 검출해서 조정하기 위한 얼라이먼트(위치맞춤)용 카메라(23)와, 해당 얼라이먼트용 카메 라(23)에 의해 촬상된 화상을 해석하는 화상처리부(31)와, 해당 해석결과에 의거해서 기판스테이지(21)가 프린터헤드(24)에 대해 소정의 위치관계로 설정되도록, X-Y 2축 로봇(22)의 이동량(이동위치)을 제어하는 로봇제어부(25)를 구비하고 있다.

여기서, 기판스테이지(21)는 도시를 생략하였지만, 탑재된 패널기판(PSB)을 소정의 위치에 고정시키기 위한 진공흡착기구나 기계적인 지지기구를 구비하고 있다. 또, X-Y 2축 로봇(22)은 X축방향 및 Y축방향으로 독립해서 이동하는 것에 의해, 해당 X-Y 2축 로봇(22)에 부착된 기판스테이지(21)(즉, 탑재, 고정된 패널기판(PSB))를 2차원 좌표 방향으로 이동시켜, 프린터헤드(24)에 대해 소정의 위치관계로 설정한다.

또한, 기판스테이지(21)는 패널기판(PSB)에 대한 프린터헤드(24)의 초기 토출위치의 얼라이먼트(위치맞춤)를 위해, 상기 X-Y 2축 방향에 부가하여, 회전방향에 대해서도 미세조정 이동이 가능한 구조로 되어 있다. 또, 미리 패널기판(PSB)상에 형성한 얼라이먼트용 마크를 검출하기 위한 얼라이먼트용 카메라(23)도 상술한 프린터헤드(24)와 마찬가지로, 기판스테이지(21)의 이동방향에 대해 소정의 위치에 고정되어 있어도 좋다.

＜표시장치의 제조방법＞

도 3의 (a)∼(e) 및 도 4의 (f)∼(i)는 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 제조방법의 일예를 나타내는 공정 단면도이다. 여기서는 도 1의 (a) 및 (b)에 나타낸 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색의 색화소(PXr, PXg, PXb)를 1조로 하는 표시화소(PIX)를 구비한 컬러표시패널을 노즐프린트법을 이용해서 제조하는 경우에 대 해 설명한다. 또, 도 5의 (a)∼(d)는 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 유기 EL층의 형성 공정을 설명하기 위한 주요부 개략 단면도이다.

본 실시형태에 관한 표시장치의 제조방법은 우선, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 유리기판 등의 절연성기판으로 이루어지는 패널기판(PSB)의 일면측(도면 상측)에 매트릭스형상으로 배치된 각 화소형성영역(Apx)마다 광투과성을 갖는 금속층과 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In₂O₃), 산화주석(SnO₂), 산화아연(ZnO) 또는 카드뮴-주석산화물(CTO) 등의 투명전극층으로 이루어지는 화소전극(예를 들면 애노드전극)(12)을 형성한 후, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인접하는 화소형성영역(Apx)과의 경계영역(화소전극(12)간의 영역)에, 예를 들면 실리콘질화막 등의 절연성재료로 이루어지는 층간절연막(11a)을 형성하고, 또한 해당 층간절연막(11a)상에 예를 들면 폴리이미드(PI) 등의 절연성의 수지재료로 이루어지는 격벽(뱅크)(11b)을 형성한다(영역획정공정). 이와 같이, 층간절연막(11a)은 각 화소전극(12)의 중앙부가 노출되는 동시에, 화소전극(12)의 주연부, 즉 화소전극(12)의 사방을 덮도록 형성된다. 또한, 층간절연막(11a)은 각 화소전극(12)의 중앙부가 노출되어 있으면, 화소전극(12) 중의 대향하는 2변의 주연부만을 덮도록 형성되어도 좋다.

여기서, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)으로 둘러싸인 화소형성영역(Apx)에는 상기 화소전극(12)이 노출되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 화소형성영역(Apx)으로 되는 패널기판(PSB)상에 화소전극(12)만이 형성된 구성을 나타내지만, 해당 화소전극(12)의 각각에 접속되고, 후술하는 유기 EL층(13)(정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b))에 공급하는 발광구동전류를 제어하는 구동제어소자(예를 들면 박막 트랜지스터)가 화소전극(12)에 접속되어 있는 것이어도 좋다.

다음에, 패널기판(PSB)의 표면을 순수한 물(純水)이나 알코올로 세정한 후, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 주지의 노즐프린팅장치를 적용해서 각 화소형성영역(Apx)에 대응하여 위치맞춤된 각 잉크노즐(IHA)로부터 유기화합물을 포함하는 정공수송재료(담체수송성 재료； 예를 들면, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)/폴리스티렌술폰산(PSS))을 용제(예를 들면 물, 에탄올, 에틸렌글리콜 등, 바람직하게는 물 100∼80wt%, 에탄올 0∼20wt%)에 부가해서 이루어지는 유기용액(HMC)을 액류형상으로 해서 토출시키고, 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12)상에 연속적으로 도포한다. 그 후, 패널기판(PSB)을 소정의 온도로 가열해서, 상기 유기용액(HMC)의 용매(상기 용제)를 증발시켜, 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12)상에 정공수송재료막(13a′)을 박막형상으로 정착시킨다(재료정착공정). 정공수송재료막(13a′)은 미시적으로는 도 8과 마찬가지로 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)을 따른 주연부가 중앙부에 대해 두껍게 퇴적되어 있다. 또한, 유기용액은 정공수송재료가 용매에 완전히 용해한 것에 한정되지 않으며 다소 분산되어 있는 것이어도 좋다. 즉, 여기서 말하는 용매는 용질인 담체수송성 재료를 적어도 일부를 용해 또는 분산하는 것으로서, 용질을 완전히 용해하지 않는 것도 포함한다.

다음에, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 상술한 유기용액(HMC)의 도포공정과 마찬가지로, 각 화소형성영역(Apx)에 대응해서 위치맞춤된 노즐프린팅장치의 각 잉크노즐(IHB)로부터 상기 유기용액(HMC)에 이용한 용매(예를 들면 물, 에탄올, 에틸렌글리콜 등, 바람직하게는 물 100∼80wt%, 에탄올 0∼20wt%)(HSL)를 액류형상으로 해서 토출시키고, 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12) 표면에 정착시킨 정공수송재료막(13a′)상에 연속적으로 도포한다. 이 때, 용제(HSL)는 일단 정착한 정공수송재료막(13a′)의 적어도 일부를 재차 용해한다. 그 후, 패널기판(PSB)을 소정의 온도로 가열해서, 상기 용매(HSL)를 증발시켜 정공수송재료를 건조시키고, 도 3의 (e)에 나타내는 바와 같이, 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12)상에 정공수송층(담체수송층)(13a)을 형성한다(담체수송층 형성 공정). 이 때, 정공수송층(13a)은 정공수송재료막(13a′)에 비해 표면이 평활하게 되어 있다.

또한, 상술한 정공수송층(13a)을 형성하는 공정에 있어서, 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12)상에 유기용액(HMC)을 도포하는 공정(도 3의 (c))에 앞서, 순수한 물이나 알코올에 의한 세정처리 후, 예를 들면 화소형성영역(Apx)내(화소전극(12) 표면)에 정공수송재료의 적어도 일부(예를 들면 PEDOT)를 얇게 도포해서 친액화하도록 하는 것이어도 좋다.

또, 각 화소형성영역(Apx)에 유기용액(HMC)을 도포하는 공정(도 3의 (c))에 앞서, 예를 들면 산소가스분위기에서 상기 패널기판(PSB) 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해 활성산소 래디칼을 발생시켜서 화소전극(12) 표면을 친액화하고, 그 후, 패널기판(PSB)에 대해, 예를 들면 불화탄소(CF₄) 등의 불화물가스분위기에서 자외선을 조사하는 것에 의해, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b) 표면에만 불소를 결합 시켜 선택적으로 발액화(撥液化)하는(CF₄ 플라스마 세정 처리) 동시에, 화소전극(12) 표면의 친액성을 유지한 친소수(親疎水) 패턴을 형성해도 좋다.

이것에 의하면, 상술한 정공수송재료를 포함하는 유기용액(HMC) 및 후술하는 전자수송성 발광재료를 포함하는 유기용액(EMC)의 도포 공정에 있어서, 가령 해당 유기용액(HMC, EMC)의 액적이 층간절연막(11a)이나 격벽(11b)상에 부착된 경우에도, 해당 표면이 발액성을 갖고 있는 것에 의해 튕겨지므로, 친액성을 갖는 각 화소형성영역(Apx)내(화소전극(12)상)에 중점적으로 도포되게 된다.

다음에, 도 4의 (f)에 나타내는 바와 같이, 노즐프린팅장치를 적용해서 패널기판(PSB)상에 인접해서 배열되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색화소(PXr, PXg, PXb)의 형성영역(화소형성영역(Apx))에 대응해서 위치맞춤된 각 잉크노즐(IEA)로부터, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 발광색에 대응한 유기 고분자계의 전자수송성 발광재료(담체수송성 재료； 예를 들면, 상술한 폴리페닐렌비닐렌, 폴리플루오렌계 등의 공액이중결합 폴리머)를 수용성 또는 친유성의 용제(예를 들면 물, 에탄올, 에틸렌글리콜이나 톨루엔, 크실렌 등의 적어도 어느 하나를 포함)에 부가해서 이루어지는 유기용액(EMC)을 액류형상으로 해서 동시에 토출시키고, 상술한 공정에 있어서 각 화소형성영역(Apx)의 화소전극(12)상에 형성된 정공수송층(13a)상에 연속적으로 도포한다. 그 후, 패널기판(PSB)을 소정의 온도로 가열해서, 상기 유기용액(EMC)의 용매(상기 유기용제)를 증발시켜, 각 화소형성영역(Apx)의 정공수송층(13a)상에 전자수송성 발광재료막(13b′)을 박막형상으로 정착시킨다(재료정착공 정).

다음에, 도 4의 (g)에 나타내는 바와 같이, 상술한 유기용액(EMC)의 도포공정과 마찬가지로, 각 화소형성영역(Apx)에 대응해서 위치맞춤된 노즐프린팅장치의 각 잉크노즐(IEB)로부터 상기 유기용액(EMC)의 용매(예를 들면 물, 에탄올, 에틸렌글리콜이나 톨루엔, 크실렌 등)(ESL)을 액류형상으로 해서 토출시키고, 각 화소형성영역(Apx)의 정공수송층(13a) 표면에 정착시킨 전자수송성 발광재료막(13b′)상에 연속적으로 도포한다. 이 때, 용제(ESL)는 일단 정착한 전자수송성 발광재료막(13b′)의 적어도 일부를 재차 용해한다. 그 후, 패널기판(PSB)을 소정의 온도로 가열해서, 상기 용매(ESL)를 증발시켜 전자수송성 발광재료를 건조시키고, 도 4의 (h)에 나타내는 바와 같이, 각 화소형성영역(Apx)의 정공수송층(13a)상에 전자수송성 발광층(담체수송층)(13b)을 형성한다(담체수송층 형성 공정). 이 때, 전자수송성 발광재료막(13b)은 전자수송성 발광재료막(13b′)에 비해 표면이 평활하게 되어 있다.

또한, 도 4의 (f)에 나타낸 유기용액(EMC)의 도포공정에 있어서는 패널기판(PSB)상에 인접해서 배열되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색화소(PXr, PXg, PXb)의 형성영역(화소형성영역(Apx))에 대해, 개별의 잉크노즐(IEA)로부터 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 발광색에 대응한 전자수송성 발광재료를 포함하는 유기용액(EMC)를 동시에 도포하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 표시화소(PIX)를 구성하는 각 색의 색화소(PXr, PXg, PXb) 중, 동일색으로 되는 복수의 색화소의 각 형성영역(예를 들면, 적(R)색의 색화소(PXr)의 형성영역)에 대해, 해당 발광색에 대응한 전자수송성 발광재료를 포함하는 유기용액(EMC)을 동시에 도포하는 것이어도 좋다.

또, 정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b)을 형성하는 어느 공정에 있어서도 유기용액(HMC, EMC)의 도포, 건조 후, 해당 용액의 용매(HSL, ESL)를 도포하는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b) 중 어느 한쪽의 형성공정에 있어서만 상기 제조방법을 적용하는 것이어도 좋다. 특히, 정공수송층(13a)에만 유기용액(HMC)의 도포, 건조 후, 해당 용액의 용매(HSL)를 도포하는 것만으로도 좋다.

다음에, 도 4의 (i)에 나타내는 바와 같이, 적어도 상술한 정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b)으로 이루어지는 유기 EL층을 통해서 각 화소전극(12)에 대향해서 설치되고, ITO 등의 투명전극재료로 이루어지는 대향전극(예를 들면 캐소드전극)(14)을 각 화소형성영역(Apx)에 공통해서 일체적으로 형성한 후, 대향전극(14)을 포함하는 패널기판(PSB)상에 보호절연막이나 밀봉수지층(15)을 형성하고, 또한 밀봉기판(16)을 접합하는 것에 의해, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같은 유기 EL소자로 이루어지는 표시화소(PIX)가 2차원 배열된 표시패널(10)이 완성된다.

이와 같이, 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 제조방법에 있어서는 각 표시화소(각 색화소)를 구성하는 유기 EL층(정공수송층 또는 전자수송성 발광층)의 형성공정에 있어서, 정공수송층 또는 전자수송성 발광층을 구성하는 재료를 포함하는 유기용액을 각 표시화소(색화소)의 형성영역에 도포하고, 해당 유기용액을 건조시켜 정공수송재료 또는 전자수송성 발광재료를 정착시키는 공정과, 그 후, 각 표시화소의 형성영역에 상기 유기용액의 용매를 도포해서, 일단 정착한 정공수송재료 또는 전자수송성 발광재료를 재용해(또는, 재분산)시킨 후, 재차 건조시켜 정공수송층 또는 전자수송성 발광층을 형성하는 공정이 실행된다.

여기서, 본 실시형태에 관한 표시장치(표시패널)의 제조방법에 있어서의 효과에 대해, 실험데이터를 나타내어 구체적으로 검증한다. 또한, 여기서는 정공수송층을 형성하는 경우에 대해서만 설명하겠지만, 전자수송성 발광층을 형성하는 경우에도 동등한 효과가 얻어지는 것은 물론이다.

도 5의 (a)∼(d)는 본 실시형태에 관한 관련되는 유기 EL층(정공수송층)의 형성공정에 있어서의 막표면의 상태를 나타내는 개념도이고, 도 6의 (a) 및 (b)는 본 실시형태에 관한 유기 EL층(정공수송층)의 형성공정에 있어서의 효과를 실증하기 위한 실험데이터의 일예이다. 여기서, 도 6의 (a) 및 (b)는 적어도 표면이 ITO 등의 투명전극재료로 이루어지는 화소전극, 절연재료로 이루어지는 층간절연막 및 격벽이 형성된 패널기판의 표면에 상술한 정공수송재료를 포함하는 유기용액을 도포한 후, 건조처리를 실시해서 정공수송재료를 정착시키는 제조방법(편의상 「종래방법」이라 함)과, 유기용액을 도포하고, 건조처리를 실시한 후, 또한 용매(물)를 도포하고, 건조처리를 실시해서 정공수송재료를 정착시키는 제조방법(본 실시형태에 관한 방법)에 의해 형성된 각 정공수송층의 표면상태(표면높이)를 계측한 실험데이터로서, 도 6의 (a)는 층간절연막 및 격벽에 의해 획정된 화소형성영역의 전역(층간절연막 및 격벽을 포함)에 있어서의 표면상태를 나타내는 것이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 화소형성영역(화소전극상)의 표면상태의 일부(도면중, Rpr로 표기한 원내 부분)를 확대한 것이다.

또, 도 6은 정공수송재료로서 상술한 PEDOT/PSS를 용매로서 물을 적용하고 있다. 또, 도 1의 (a)에 있어서의 A-A선 방향을 폭방향(표시화소(PIX)의 짧은쪽방향)으로 규정하면, 패널기판(PSB)상의 구성으로서, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)에 의해 획정되는 화소형성영역(Apx)에 형성된 ITO로 이루어지는 화소전극(12)의 노출부(개구부)를 폭 W1을 55㎛, 길이 L1을 375㎛로 설정하고, 실리콘질화막으로 이루어지는 층간절연막(11a)을 폭 W2를 115㎛, 종방향의 간격 L2를 135㎛, 높이 H2를 200㎚로 설정하고, 폴리이미드로 이루어지는 격벽(11b)을 폭 W3을 75㎛, 높이 H3을 4㎛로 설정한 경우의 실험데이터이다.

도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)에 의해 둘러싸인 영역(화소형성영역(Apx))에 정공수송재료(PEDOT/PSS)를 포함하는 유기용액(HMC)을 잉크노즐로부터 액류형상으로 해서 토출하고, 화소전극(12)상에 도포하면, 상술한 종래기술에 나타낸 경우(도 8 참조)와 마찬가지로, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)에 대한 유기용액(HMC)의 젖음성(wettability)이 양호하기 때문에, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)의 측면을 따라서 유기용액(HMC)의 액면 단부가 밑에서부터 밀리듯 높아지는 현상이 생긴다.

이 상태에서 패널기판(PSB)을 가열해서 유기용액(HMC)의 용매를 증발시키고, 정공수송재료를 화소전극(12)상에 정착시키면, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 화소전극(12)과 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)의 경계 근방에 정공수송재료가 응집해서 막두께가 두꺼워지고, 한편, 화소전극(12) 중앙부 부근에서는 정공수송재료가 산일해서(散逸;흩어져 없어짐) 막두께가 얇아지기 때문에, 화소전극(12)상에 박막형상으로 정착된 정공수송재료(편의상 「재료막(13x)」로 함)의 막두께는 현저히 불균일하게 된다.

그래서, 본 실시형태에 있어서는 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 상기 유기용액(HMC)을 구성하는 용매(물)(HSL)를 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)에 의해 획정된 화소형성영역(Apx)으로부터 넘쳐 나오지 않을 정도로 잉크노즐로부터 액류형상으로 해서 적정량 토출하고, 화소전극(12) 표면에 정착된 재료막(13x)상에 도포하는 것에 의해, 해당 재료막(정공수송재료)(13x)의 적어도 표층부가 용매(HSL)에 재용해 또는 재분산한다. 재용해 또는 재분산했을 때의 정공수송재료의 농도는 유기용액(HMC)의 농도보다 옅어지며, 젖음성이 유기용액(HMC)시와 다르다.

이것에 의해, 화소형성영역(Apx)내(화소전극(12)상)의 대략 전역에서 액면이 대략 균일하게 되도록 정공수송재료가 확산하여, 상술한 바와 같은 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)의 발액성이나 유기용액의 표면장력, 응집력 등에 기인하는 액면 단부의 밑에서부터 밀리듯 높아지는 현상이 완화된다. 이 상태에서 패널기판(PSB)을 가열하여 유기용액의 용매를 증발시키고, 정공수송재료를 화소전극(12)상에 재정착시키면, 도 5의 (d)에 나타내는 바와 같이, 화소전극(12)상에 막두께가 대략 균일한 정공수송층(13a)이 형성된다.

이러한 일련의 유기 EL층(정공수송층(13a))의 형성공정에 의하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유기용액(HMC)의 도포 후, 건조처리를 실시해서 정공수송재료를 정착시켜 정공수송층(13a)을 형성하는 종래방법에 비해, 용매에 의한 정공수송재료 의 재용해를 실행하는 본 실시형태에 관한 방법 쪽이 해당 정공수송층(13a)의 막두께의 균일성이 향상되는 것이 판명되었다.

도 6의 (a) 및 (b)에 있어서, 굵은 실선은 정공수송재료를 포함하는 유기용액이 도포되는 기판측의 표면상태(표면높이)를 나타내고, 가느다란 실선은 본 실시형태에 관한 방법(유기용액의 도포, 건조 후, 용매를 재도포, 건조처리)에 의해 형성된 정공수송층의 표면상태를 나타내며, 또 가느다란 점선은 종래방법(유기용액의 도포 후, 건조처리)에 의해 형성된 정공수송층의 표면 상태를 나타낸다.

즉, 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 종래방법(가느다란 점선)에 있어서는 층간절연막(11a) 및 격벽(11b) 측면에 있어서의 유기용액(HMC)의 액면 단부의 밑에서부터 밀리듯 높아지는 현상이 보이고, 화소형성영역(Apx)내에 형성된 정공수송층(13a)의 가장 얇은 부분을 기준으로 한 경우의 막두께의 변동이 5% 이내인 영역의 비율은 72%이었던 것에 반해, 용매를 재도포시키는 본 실시형태에 관한 방법(가느다란 실선)에 있어서는 상기 비율이 85%까지 개선되는 동시에, 화소형성영역(Apx)의 전역에 있어서 막두께가 얇게 형성되는 것이 판명되었다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 층간절연막(11a) 및 격벽(11b)에 의해 획정된 화소형성영역내(화소전극상)에 막두께가 얇고 또한 대략 균일한 유기 EL층(정공수송층(13a))을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 발광 동작시에 있어서의 발광개시전압이나 유기 EL층으로부터 방사되는 광(hν)의 파장(색도)의 설계값으로부터의 어긋남을 억제해서, 원하는 표시화질을 얻을 수 있는 동시에, 표시패널의 개구율의 저하나 유기 EL소자의 열화를 억제해서, 신뢰성이나 수명이 우수한 표시패널을 실 현할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에 나타낸 유기 EL층의 형성공정에 있어서는 정공수송재료 또는 전자수송성 발광재료를 포함하는 유기용액을 화소형성영역에 도포, 건조한 후, 해당 유기용액을 구성하는 용매를 재도포하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 최초에 도포한 유기용액보다 농도가 1/10이하의 낮은 유기용액이나, 해당 유기용액의 가(可)용액 등과 같이, 화소형성영역(화소전극상)에 정착한 정공수송재료 또는 전자수송성 발광재료를 재용해 또는 재분산하는 효과를 갖는 액체를 재도포하는 것이어도 좋다.

또, 상술한 실시형태에 있어서는 정공수송재료 또는 전자수송성 발광재료를 포함하는 유기용액을 패널기판상의 화소형성영역에 도포하는 방법으로서 노즐프린트법을 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 잉크젯법이나 또 다른 도포방법(인쇄기술)을 적용하는 것이어도 좋은 것은 물론이다.

또, 상기 실시형태에서는 유기 EL층(13)이 정공수송층(13a) 및 전자수송성 발광층(13b)을 갖고 있었지만, 이것에 한정되지 않으며 정공수송 겸 전자수송성 발광층만이어도 좋다. 또, 정공수송성 발광층 및 전자수송층이라도 좋으며, 또 적절히 담체수송층이 사이에 개재되어도 좋고, 그 밖의 담체수송층의 조합이어도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는 화소전극(12)을 애노드로 했지만, 이것에 한정하지 않으며 캐소드로 해도 좋다. 이 때, 유기 EL층(13)은 화소전극(12)에 접하는 담체수송층이 전자수송성의 층이면 좋다.

본 발명에 관한 표시장치의 제조장치 및 표시장치의 제조방법에 있어서는 발광소자를 갖는 각 표시화소의 화소형성영역에 걸쳐 막두께가 개선된 발광기능층(전하수송층)이 형성된 표시패널을 실현할 수 있다.

Claims

담체수송층을 갖는 발광소자를 갖는 표시화소를 구비한 표시장치의 제조방법으로서,

상기 표시화소의 형성영역에 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하고, 건조시켜 해당 담체수송성 재료를 박막형상으로 정착시키는 재료정착공정과,

상기 화소형성영역에, 상기 정착시킨 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재를 도포하여 해당 담체수송성 재료로 이루어지는 상기 담체수송층을 형성하는 담체수송층 형성공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 담체수송층 형성공정에 있어서 상기 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재는 상기 재료정착공정에 있어서 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액내의 용매와 동일한 재료의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 표시화소의 형성영역은 격벽에 의해 칸막이되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 격벽으로 둘러싸인 영역에, 동일 발광색의 상기 발광소자로 이루어지는 복수의 상기 표시화소의 상기 화소형성영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 재료정착공정에 있어서의 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하는 처리와, 상기 담체수송층 형성공정에 있어서의 상기 담체수송성 재료를 재용해시키는 용액을 도포하는 처리는 각각 복수의 상기 화소형성영역에 대해 노즐 프린트법을 이용해서 상기 용액을 연속적으로 도포하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 담체수송성 재료는 고분자계의 유기재료로 이루어지고, 상기 발광소자는 유기 일렉트로 루미네센스 소자인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 담체수송성 재료는 폴리에틸렌디옥시티오펜을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 담체수송성 재료는 공액 이중결합 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액은 물, 에탄올, 에틸렌글리콜의 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

재용해 또는 재분산시키는 액재는 물, 에탄올, 에틸렌글리콜의 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
담체수송층을 갖는 발광소자를 갖는 표시화소를 구비한 표시장치의 제조방법으로서, 　

격벽으로 칸막이된 상기 표시화소의 형성영역에, 담체수송성 재료를 포함하는 용액을 도포하고, 건조시켜 해당 담체수송성 재료를 박막형상으로 정착시키는 재료정착공정과,

상기 화소형성영역에, 상기 정착시킨 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재로서 상기 담체수송성 재료를 포함하는 용액에 포함되는 용매와 동일한 재료를 도포하여 해당 담체수송성 재료로 이루어지는 상기 담체수송층을 형성하는 담체수송층 형성공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
표시화소의 형성영역에 담체수송성 재료를 포함하는 용액이 도포되어 박막형상으로 정착된 해당 담체수송성 재료를 재용해 또는 재분산시키는 액재를, 정착된 해당 담체수송성 재료에 도포하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조장치.