JP4544397B2 - Display element manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、表示用の有機化合物を含む表示素子の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a display element containing an organic compound for display.
近年、ディスプレイ等の表示装置の分野において、有機発光材料を含む有機EL層を1対の電極で挟んだ構成を有し、前記有機EL層に電子及びホール(正孔)を注入して有機EL層内で再結合させることにより発光する、有機EL素子が注目されている。ここで、有機EL層は、RGB3色を発光させる為の発光材料や、この発光材料に電子及びホールを輸送する電荷輸送材料、3色の発光材料を互いに電気的に絶縁する隔壁(バンク)等、複数種の有機材料で構成されている。 In recent years, in the field of display devices such as displays, an organic EL layer containing an organic light-emitting material is sandwiched between a pair of electrodes, and an organic EL is formed by injecting electrons and holes into the organic EL layer. An organic EL element that emits light by recombination within a layer has attracted attention. Here, the organic EL layer is a light emitting material for emitting RGB three colors, a charge transport material for transporting electrons and holes to the light emitting material, a partition (bank) for electrically insulating the three color light emitting materials from each other, and the like. It is composed of multiple types of organic materials.
ここで、フルカラーディスプレイに使用される有機EL素子においては、前記の有機EL層を構成する複数種の有機材料のうちの発光材料に関しては、RGBの3種類の色素に対応する発光材料を溶解させた3種類の溶液を、3原色を発光させる所定の位置に夫々適切に塗り分ける必要があるため、発光層の形成には、インクジェット法(例えば、特許文献1参照)や印刷法等、部分塗り分け性に適した方法が一般的に用いられている。一方、隔壁を形成する場合には、絶縁材料を陽極上にできるだけ均一な厚さになるように塗布する必要があるため、真空蒸着法やスピンコート法等、均一な厚さで平滑的に塗布するのに適した方法により形成するのが望ましい。 Here, in an organic EL element used for a full-color display, a luminescent material corresponding to three types of RGB dyes is dissolved for a luminescent material among a plurality of types of organic materials constituting the organic EL layer. Since the three types of solutions need to be appropriately applied at predetermined positions where the three primary colors emit light, the light emitting layer is formed by partial coating such as an inkjet method (for example, see Patent Document 1) or a printing method. A method suitable for separability is generally used. On the other hand, when forming the barrier ribs, it is necessary to apply the insulating material on the anode so that the thickness is as uniform as possible. It is desirable to form by a method suitable for this.
ところで、本願出願人は、絶縁材料を陽極上に平滑的に塗布した後に、この絶縁層の上に、絶縁層を溶解する溶媒と発光材料とを有するインクを塗布し、インクが塗布された部分の絶縁層を溶媒で溶かして隔壁を形成する、有機ELディスプレイの製造方法を提案している(例えば、特許文献2参照)。この製造方法によれば、平滑的な絶縁層の上にインクを塗布するだけで隔壁を形成することができるため、隔壁の形成の為の、露光やエッチング等の独立した工程が不要となる。
しかし、有機EL層を構成する複数種の有機材料を夫々異なる方法で電極上に塗布する場合には、夫々の塗布工程の間で次の工程の準備等のために、ある程度の時間が経過してしまうことが多い。すると、その間に、先に塗布された有機材料の表面が酸化されて、その上に塗布された有機材料との間の界面に酸化物等が形成されてしまうなど、有機EL素子に素子欠陥が生じて素子寿命が低下する虞がある。 However, when a plurality of types of organic materials constituting the organic EL layer are applied onto the electrodes by different methods, a certain amount of time elapses between preparation steps for preparation of the next step. It often happens. Then, in the meantime, the surface of the organic material previously applied is oxidized, and an oxide or the like is formed at the interface with the organic material applied thereon. It may occur and the device life may be reduced.
特に、本願出願人が提案している前記特許文献2の方法により隔壁を形成する場合には、真空蒸着法あるいはスピンコート法等により絶縁層を形成した後にインクジェット法等によりインクを塗布するときに、絶縁層が形成されてからインクを塗布するまでに所定以上の時間が経過すると、絶縁層表面が乾燥してしまうが、その経過した時間によって絶縁層の乾燥度合が異なる。この乾燥度合を制御するのは実際には困難であるため、インク中の溶媒により絶縁層を溶解させて形成したときの隔壁の形状がばらついてしまう虞がある。
本発明の目的は、機能又は性質の異なる表示用の有機化合物の層を形成する為の2種類の溶液を夫々の溶液に適した方法で連続的に電極上に塗布すること、有機化合物層内での素子欠陥の生成を極力防止すること、等である。
In particular, when the partition walls are formed by the method of Patent Document 2 proposed by the applicant of the present application, when an ink is applied by an inkjet method or the like after an insulating layer is formed by a vacuum deposition method or a spin coating method. When a predetermined time or more elapses after the insulating layer is formed until the ink is applied, the surface of the insulating layer is dried. The degree of drying of the insulating layer varies depending on the elapsed time. Since it is actually difficult to control the degree of drying, there is a possibility that the shape of the partition wall varies when it is formed by dissolving the insulating layer with the solvent in the ink.
It is an object of the present invention to apply two types of solutions for forming a display organic compound layer having different functions or properties on an electrode successively by a method suitable for each solution, In other words, it is possible to prevent the generation of device defects in the layer as much as possible.
請求項1の表示素子の製造装置は、1対の電極とこれら1対の電極の間に挟まれた表示用の有機化合物層とを有する表示素子を製造する為の製造装置において、スプレイヘッドとインクジェットヘッドが離隔して装備された装置本体を備え、前記装置本体の下方に配置された一方の電極と装置本体とをスプレイヘッドとインクジェットヘッドの離隔方向へ相対移動可能に構成し、前記スプレイヘッドにより、一方の電極上に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第1の溶液を塗布し、前記相対移動を介して、その第1溶液を塗布した直後に、前記インクジェットヘッドにより、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第2の溶液を塗布するように構成されたことを特徴とするものである。 The display device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the display device has a pair of electrodes and a display organic compound layer sandwiched between the pair of electrodes. An apparatus main body equipped with an ink jet head spaced apart is provided, and one electrode arranged below the apparatus main body and the apparatus main body are configured to be relatively movable in the separation direction of the spray head and the ink jet head, and the spray head By applying a first solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent on one electrode, and immediately after applying the first solution through the relative movement, the inkjet head Thus, the second solution containing one or more kinds of organic compounds dissolved in a solvent is applied.
この表示素子の製造装置では、以下のようにして1対の電極の間に表示用の有機化合物層が形成される。即ち、スプレイヘッドにより、一方の電極の上に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第1の溶液を塗布する。このスプレイヘッド(スプレイ法)においては、溶液をスプレイヘッドから電極に向けて広範囲に噴射するため、成膜性に優れており、スプレイヘッド(スプレイ法)は、電極表面の全面にわたって溶液を均一な厚さで平滑的に塗布する場合に非常に有用な方法である。従って、このスプレイヘッドにより第1の溶液を電極に塗布することで、均一な厚さの有機化合物層を容易に形成することができる。 In this display element manufacturing apparatus, an organic compound layer for display is formed between a pair of electrodes as follows. That is, a first solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent is applied onto one electrode by a spray head. In this spray head (spray method), since the solution is sprayed over a wide range from the spray head toward the electrode, the film forming property is excellent. The spray head (spray method) uniformly distributes the solution over the entire surface of the electrode. This is a very useful method when applying smoothly in thickness. Therefore, an organic compound layer having a uniform thickness can be easily formed by applying the first solution to the electrodes using this spray head.
さらに、インクジェットヘッド(インクジェット法)により、相対移動を介して、その第1溶液を塗布した直後に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第2の溶液を塗布する。このインクジェットヘッド(インクジェット法)は、所定の場所に溶液を塗布する際の、いわゆる塗り分け性に優れた方法であり、例えば、RGBの3原色を発光させる3種類の発光材料を夫々溶媒に溶解させた3種類の溶液を塗り分ける際などに、非常に有用な方法である。このように、用途や性質の異なる2つの溶液を最適な方法で電極の上に塗布することができる。 Further, a second solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent is applied immediately after the first solution is applied by relative movement through an inkjet head (inkjet method). This ink-jet head (ink-jet method) is a method with excellent so-called coatability when a solution is applied to a predetermined place. For example, three kinds of light-emitting materials that emit three primary colors of RGB are dissolved in a solvent. This is a very useful method when, for example, the three kinds of solutions are applied separately. In this way, two solutions having different uses and properties can be applied onto the electrode by an optimum method.
ところで、第1の溶液と第2の溶液とを夫々塗布する間に所定以上の時間が経過して、一方の溶液が乾燥した状態でその上に他方の溶液が塗布されてしまうと、第1の溶液と第2の溶液とが十分に混じり合わず、夫々の溶液中の有機化合物が偏析してしまう虞がある。そこで、第1の溶液と第2の溶液とを連続的に塗布して、先に塗布した溶液が完全に乾いてしまう前に、その上に次の溶液を塗布する。尚、第1の溶液を先に塗布する場合、または、第2の溶液を先に塗布する場合の何れにも適用できる。 By the way, if a predetermined time or more elapses between the application of the first solution and the second solution, and the other solution is applied on the first solution in a dry state, the first solution is applied. There is a possibility that the solution and the second solution are not sufficiently mixed and the organic compound in each solution is segregated. Therefore, the first solution and the second solution are continuously applied, and before the previously applied solution is completely dried, the next solution is applied thereon. In addition, it is applicable to either the case where the first solution is applied first or the case where the second solution is applied first.
また、スプレイヘッドにより第1の溶液を塗布した直後に、その上からインクジェットヘッドにより第2の溶液を塗布する。従って、スプレイヘッドにより第1の溶液を電極表面に均一的に塗布した直後に、インクジェットヘッドにより第2の溶液を塗布することで、第1の溶液と第2の溶液とを混じり合わせて、何れか一方が偏析してしまうのを防止することが可能になる。 Further, immediately after the first solution is applied by the spray head, the second solution is applied by an ink jet head from above. Therefore, immediately after the first solution is uniformly applied to the electrode surface by the spray head, the second solution is applied by the ink jet head, so that the first solution and the second solution are mixed together. It is possible to prevent either of them from segregating.
請求項2の表示素子の製造装置は、請求項1の発明において、前記スプレイヘッドにより塗布された前記第1の溶液が完全に乾燥する前に、前記第2の溶液を塗布することを特徴とするものである。従って、スプレイヘッドにより電極上に塗布されてまだ完全に乾燥していない第1の溶液の上に、インクジェットヘッドにより第2の溶液が塗布されるため、第1の溶液と第2の溶液とを混じり合わせて、何れか一方が偏析してしまうのを防止することが可能になる。 The display element manufacturing apparatus according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the second solution is applied before the first solution applied by the spray head is completely dried. To do. Therefore, since the second solution is applied by the inkjet head onto the first solution that has been applied on the electrode by the spray head and has not yet been completely dried, the first solution and the second solution are separated from each other. It is possible to prevent any one from segregating when mixed.
請求項1の発明によれば、スプレイヘッドにより、一方の電極上に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第1の溶液を塗布し、相対移動を介して、その第1溶液を塗布した直後に、インクジェットヘッドにより、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第2の溶液を塗布するので、機能又は性質の異なる2つの溶液を夫々の溶液に適した方法で電極上に塗布することができる。 According to the first aspect of the present invention, the first solution containing one or more kinds of organic compounds dissolved in the solvent is applied on one electrode by the spray head, and the first solution is obtained through relative movement. Immediately after applying the solution, the second solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent is applied by an ink jet head, so that two solutions having different functions or properties are suitable for each solution. Can be applied on the electrode.
さらに、第1の溶液と第2の溶液とを連続的に塗布するため、先に塗布した溶液が完全に乾いてしまう前に次の溶液を塗布することができ、有機化合物の層内に酸化物等の素子欠陥が形成されるのを防止できる。さらに、電極上で各溶液中の有機化合物が混ざり合った状態にすることができるため、各溶液の有機化合物が偏析してしまうのを防止できる。 Furthermore, since the first solution and the second solution are continuously applied, the next solution can be applied before the previously applied solution is completely dried, and the organic compound layer is oxidized. It is possible to prevent the formation of element defects such as objects. Furthermore, since the organic compound in each solution can be mixed on the electrode, the organic compound in each solution can be prevented from segregating.
また、スプレイヘッドにより第1の溶液を塗布した直後に、その上からインクジェットヘッドにより第2の溶液を塗布するので、第1の溶液と第2の溶液を混じり合わせることができ、偏析を防止することもできる。 Further, immediately after the first solution is applied by the spray head, the second solution is applied by the inkjet head from above, so that the first solution and the second solution can be mixed and segregation is prevented. You can also.
請求項2の発明によれば、スプレイヘッドにより塗布された第1の溶液が完全に乾燥する前に、第2の溶液を塗布するので、スプレイヘッドにより電極上に塗布されてまだ完全に乾燥していない第1の溶液の上に、インクジェットヘッドにより第2の溶液が塗布されるため、第1の溶液と第2の溶液を混じり合わせることができ、偏析を防止することも可能になる。 According to the invention of claim 2, since the second solution is applied before the first solution applied by the spray head is completely dried, it is applied onto the electrode by the spray head and is still completely dried. Since the second solution is applied onto the first solution that is not formed by the inkjet head, the first solution and the second solution can be mixed together, and segregation can be prevented.
機能又は性質の異なる表示用の有機化合物の層を形成する為の2種類の溶液を夫々の溶液に適した方法で連続的に電極上に塗布すること、有機化合物層内での素子欠陥の生成を極力防止すること、といった本発明の目的を達成するために、1対の電極とこれら1対の電極の間に挟まれた表示用の有機化合物層とを有する表示素子を製造する為の製造装置において、スプレイヘッドとインクジェットヘッドが離隔して装備された装置本体を備え、前記装置本体の下方に配置された一方の電極と装置本体とをスプレイヘッドとインクジェットヘッドの離隔方向へ相対移動可能に構成し、前記スプレイヘッドにより、一方の電極上に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第1の溶液を塗布し、前記相対移動を介して、その第1溶液を塗布した直後に、前記インクジェットヘッドにより、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第2の溶液を塗布するように構成することで実現した。 Two kinds of solutions for forming organic compound layers for display having different functions or properties are applied on the electrodes successively by a method suitable for each solution, and device defects are generated in the organic compound layer. In order to achieve the object of the present invention, such as to prevent as much as possible, manufacture for manufacturing a display element having a pair of electrodes and an organic compound layer for display sandwiched between the pair of electrodes The apparatus includes an apparatus main body in which the spray head and the inkjet head are separated from each other, and one electrode arranged under the apparatus main body and the apparatus main body can be relatively moved in the separation direction of the spray head and the inkjet head. The first solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent is applied onto one electrode by the spray head, and the first solution is applied via the relative movement. Immediately after the fabric, by the inkjet head it was achieved by configured to apply the second solution comprising one or more organic compound dissolved in a solvent.
本発明の実施例について説明する。本実施例は、有機ELディスプレイに使用される有機EL素子の製造に本発明を適用した一例である。
まず、有機ELディスプレイ1の全体構成を図1を用いて説明する。有機ELディスプレイ1は、ガラス基板2と、そのガラス基板2上に碁盤の目状に配置された複数の有機EL素子3(表示素子)、電流駆動TFT4、水平駆動回路5、垂直駆動回路6及び封止層7を備えている。それぞれの有機EL素子3は、表示用の有機EL層10と、その有機EL層10を上下から挟む陽極(ITO(インジウム−錫酸化物)11)及び陰極12とを備えている。
Examples of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to the manufacture of an organic EL element used for an organic EL display.
First, the overall configuration of the organic EL display 1 will be described with reference to FIG. The organic EL display 1 includes a glass substrate 2, a plurality of organic EL elements 3 (display elements) arranged in a grid pattern on the glass substrate 2, a current driving TFT 4, a horizontal driving circuit 5, a vertical driving circuit 6, and A sealing layer 7 is provided. Each organic EL element 3 includes an organic EL layer 10 for display, and an anode (ITO (indium-tin oxide) 11) and a cathode 12 that sandwich the organic EL layer 10 from above and below.
各有機EL素子3において、陽極であるITO11と陰極12との間に直流電圧をかけると有機EL層10内の発光材料が励起されて発光し、ガラス基板2を透過して、図1における下方に光を照射する。一方、陽極(ITO11)と陰極12との間の電圧がOFFの時には消光する。 In each organic EL element 3, when a DC voltage is applied between ITO 11 serving as the anode and the cathode 12, the light emitting material in the organic EL layer 10 is excited and emits light, passes through the glass substrate 2, and passes downward in FIG. Irradiate light. On the other hand, when the voltage between the anode (ITO11) and the cathode 12 is OFF, the light is extinguished.
電流駆動TFT4は、個々の有機EL素子3ごとに1個ずつ設けられており、対応する有機EL素子3への電流供給を制御するスイッチとして作用する。水平駆動回路5及び上記垂直駆動回路6は、各有機EL素子3に対応する電流駆動TFT4を、オン又はオフとすることにより、各有機EL素子3の独立発光及び消灯制御を行う。これら電流駆動TFT4、水平駆動回路5及び上記垂直駆動回路6は公知の技術であるのでその説明は省略する。
封止層7は、有機EL素子3、電流駆動TFT4、水平駆動回路5、垂直駆動回路6等を上方から覆い、これらを保護するものである。
One current driving TFT 4 is provided for each organic EL element 3, and acts as a switch for controlling current supply to the corresponding organic EL element 3. The horizontal drive circuit 5 and the vertical drive circuit 6 perform independent light emission and extinction control of each organic EL element 3 by turning on or off the current drive TFT 4 corresponding to each organic EL element 3. Since these current drive TFT 4, horizontal drive circuit 5 and vertical drive circuit 6 are known techniques, their description is omitted.
The sealing layer 7 covers the organic EL element 3, the current drive TFT 4, the horizontal drive circuit 5, the vertical drive circuit 6 and the like from above and protects them.
次に、本発明の表示素子の製造装置を用いた、有機EL素子3の製造方法について説明する。
まず、図2-1に示すように、ガラス基板2上にITO11を150nmの厚みで蒸着し、陽極を形成する。
そして、図2-2に示すように、ITO11の表面に、露光用のレジストをスピンコート法などの方法で塗布してから、所望の電極パターンをマスク露光する。その後、濃硝酸と濃硫酸の混合液である王水を用いたエッチングにより、露光されていない部分のレジスト及びITO11を除去し、所望の電極パターンを形成する。さらに、電極パターンが形成されたITO11の表面を、中性洗剤洗浄、アセトン洗浄、IPA(イソプロピルアルコール)洗浄及びUVオゾン洗浄により、順次洗浄する。
Next, a method for manufacturing the organic EL element 3 using the display element manufacturing apparatus of the present invention will be described.
First, as shown in FIG. 2A, ITO 11 is deposited on the glass substrate 2 to a thickness of 150 nm to form an anode.
Then, as shown in FIG. 2-2, an exposure resist is applied to the surface of the ITO 11 by a method such as spin coating, and then a desired electrode pattern is mask-exposed. Thereafter, the resist and ITO 11 in portions not exposed are removed by etching using aqua regia, which is a mixed solution of concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid, to form a desired electrode pattern. Further, the surface of the ITO 11 on which the electrode pattern is formed is sequentially cleaned by neutral detergent cleaning, acetone cleaning, IPA (isopropyl alcohol) cleaning, and UV ozone cleaning.
次に、隔壁形成用の絶縁層10a及び発光材料を含む発光層10bとを備えた有機EL層10を形成する工程について説明する。この工程では、絶縁層10aを構成する有機化合物を溶媒に溶解させた第1溶液15をスプレイ法によりITO11上に塗布し、その直後に、発光層10bを構成する有機化合物を溶媒に溶解させた第2溶液16をインクジェット法により絶縁層10aの上に塗布する。 Next, the process of forming the organic EL layer 10 provided with the insulating layer 10a for forming a partition wall and the light emitting layer 10b containing a light emitting material will be described. In this step, the first solution 15 in which the organic compound constituting the insulating layer 10a is dissolved in a solvent is applied on the ITO 11 by the spray method, and immediately thereafter, the organic compound constituting the light emitting layer 10b is dissolved in the solvent. The 2nd solution 16 is apply | coated on the insulating layer 10a by the inkjet method.
まず、絶縁層形成用の第1溶液15は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)及びポリカーボネートを炭化水素系溶媒に溶解させて作製する。一方、発光層形成用の第2溶液16は、ホール輸送性ポリマーであるPVK(ポリ(N−ビニルカルバゾール))、電子輸送材料としてのBND(2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール)、発光材料としてのTPD(N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン)を炭化水素系溶媒(テトラリン)に溶解させて作製する。 First, the first solution 15 for forming an insulating layer is prepared by dissolving PMMA (polymethyl methacrylate) and polycarbonate in a hydrocarbon solvent. On the other hand, the second solution 16 for forming the light emitting layer includes a hole transporting polymer PVK (poly (N-vinylcarbazole)), an electron transporting material BND (2,5-bis (1-naphthyl) -1, 3,4-oxadiazole) and TPD (N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine) as a light emitting material are dissolved in a hydrocarbon solvent (tetralin). .
次に、第1溶液15をスプレイ法でITO11上に塗布してから、続けて第2溶液16をインクジェット法で塗布するが、その際に使用する溶液塗布装置20(表示素子の製造装置)を図3に示す。
この溶液塗布装置20は、装置本体21と、この装置本体21に前後に並べて離隔して設けられたスプレイヘッド22及びインクジェットヘッド23とを有し、装置本体21をガラス基板2に対して相対的に前後(離隔方向)に移動させてスプレイヘッド22から第1溶液15を噴出させると同時に、インクジェットヘッド23から第2溶液16を滴下させる。
Next, the first solution 15 is applied on the ITO 11 by the spray method, and then the second solution 16 is applied by the ink jet method. The solution application device 20 (display element manufacturing device) used at that time is used. As shown in FIG.
The solution coating apparatus 20 includes an apparatus main body 21, and a spray head 22 and an ink jet head 23 that are provided on the apparatus main body 21 so as to be separated from each other in the front-rear direction. The first solution 15 is ejected from the spray head 22 by moving it forward and backward (separate direction), and at the same time, the second solution 16 is dripped from the inkjet head 23.
スプレイヘッド22から第1溶液15を噴出させる場合には、スプレイヘッド22に窒素、アルゴン等の不活性ガスを供給し、ITO11に対して第1溶液15を不活性ガスととともに霧状に噴射して、図2-3に示すように、ITO11上に絶縁層10aを形成する。スプレイヘッド22から噴射される液滴の粒子径は非常に小さく(例えば、数μm〜数十μm)であるため、絶縁層10aを均一の厚さに形成することが容易である。尚、スプレイヘッド22からITO11までの距離は1.0〜5.0cm程度である。 When the first solution 15 is ejected from the spray head 22, an inert gas such as nitrogen or argon is supplied to the spray head 22, and the first solution 15 is sprayed onto the ITO 11 together with the inert gas in the form of a mist. Then, as shown in FIG. 2-3, the insulating layer 10a is formed on the ITO 11. Since the particle diameter of the droplets ejected from the spray head 22 is very small (for example, several μm to several tens μm), it is easy to form the insulating layer 10a with a uniform thickness. The distance from the spray head 22 to the ITO 11 is about 1.0 to 5.0 cm.
このスプレイヘッド22による第1溶液15の噴射直後に、インクジェットヘッド23から第2溶液16を滴下する。インクジェットヘッド23は、図4に示すように、圧電素子23aを備えた圧電素子方式のインクジェットヘッドであり、ドライバ23cからの信号に応じて、インクジェットヘッド23に形成されたオリフィス23bから、第2溶液16の液滴を吐出する。尚、インクジェット法による塗布においてはインクの着弾位置精度を向上させるため、インクジェットヘッド23からITO11までの距離は、スプレイ法に比べて短く、0.1〜1.0mm程度としている。また、このように、スプレイ法とインクジェット法でヘッドからITO11までの距離が異なり、第1溶液をスプレイ法で塗布しながら、すぐに第2溶液をインクジェット法で塗布しても、塗布中に夫々の溶液がほとんど干渉することがない。即ち、第1溶液15と第2溶液16とをほぼ同時に塗布することが可能となる。 The second solution 16 is dropped from the inkjet head 23 immediately after the spraying of the first solution 15 by the spray head 22. As shown in FIG. 4, the ink jet head 23 is a piezoelectric element type ink jet head provided with a piezoelectric element 23a. From the orifice 23b formed in the ink jet head 23 in response to a signal from the driver 23c, the second solution 16 droplets are ejected. In the application by the ink jet method, in order to improve the ink landing position accuracy, the distance from the ink jet head 23 to the ITO 11 is shorter than the spray method and is about 0.1 to 1.0 mm. Further, as described above, the distance from the head to the ITO 11 is different between the spray method and the ink jet method, and even if the second solution is immediately applied by the ink jet method while applying the first solution by the spray method, each of them is applied during the application. The solution of almost no interference. That is, the first solution 15 and the second solution 16 can be applied almost simultaneously.
そして、図2-4、図2-5に示すように、第2溶液16中の溶媒により絶縁層10aの一部が溶解し、第2溶液16がITO11に接触した状態となって発光層10bが形成されると同時に、溶解されなかった絶縁層10aの部分が有機EL層10を絶縁する隔壁10cとなる。ここで、第1溶液15の塗布直後に第2溶液16が滴下されるため、第2溶液16が絶縁層10a上に塗布されるときには、絶縁層10aはまだ完全に乾燥していない状態である。従って、第2溶液16の溶媒に絶縁層10aが容易に溶解して、所望の形状の隔壁10cを形成でき、隔壁10cにより発光層10bを確実に絶縁することができる。 Then, as shown in FIGS. 2-4 and 2-5, a part of the insulating layer 10a is dissolved by the solvent in the second solution 16, and the second solution 16 comes into contact with the ITO 11 and becomes the light emitting layer 10b. At the same time, the portion of the insulating layer 10 a that has not been dissolved becomes the partition wall 10 c that insulates the organic EL layer 10 . Here, since the second solution 16 is dropped immediately after the application of the first solution 15, when the second solution 16 is applied on the insulating layer 10a, the insulating layer 10a is not yet completely dried. . Therefore, the insulating layer 10a can be easily dissolved in the solvent of the second solution 16 to form the partition 10c having a desired shape, and the light emitting layer 10b can be reliably insulated by the partition 10c.
最後に、有機EL層10の上に、図2-6に示すように、真空蒸着により、電子注入層としてのLiF(フッ化リチウム)と、Alの層からなる陰極12を形成する。ここで、LiF層とAl層の厚みは夫々10Å、1000Åとし、連続的に積層させる。 Finally, as shown in FIG. 2-6, a cathode 12 made of LiF (lithium fluoride) as an electron injection layer and an Al layer is formed on the organic EL layer 10 by vacuum deposition. Here, the thicknesses of the LiF layer and the Al layer are 10 mm and 1000 mm, respectively, and are laminated continuously.
以上説明した本発明の表示素子の製造装置を用いた、有機EL素子の製造方法によれば、次のような効果が得られる。
発光材料を含む第1溶液15をスプレイ法により塗布するとともに、隔壁10cを形成する為の有機化合物を含む第2溶液16をインクジェット法により塗布するので、2種類の溶液を夫々の溶液の性質に適した方法で陽極(ITO11)上に塗布することができる。
According to the organic EL element manufacturing method using the display element manufacturing apparatus of the present invention described above, the following effects can be obtained.
Since the first solution 15 containing the light emitting material is applied by the spray method and the second solution 16 containing the organic compound for forming the partition wall 10c is applied by the ink jet method, the two types of solutions are made into the properties of the respective solutions. It can be applied on the anode (ITO11) by any suitable method.
さらに、スプレイ法により第1溶液15を塗布した直後であって、絶縁層10aが完全に乾いてしまう前に、その上から第2溶液16をインクジェット法により塗布するので、第2溶液16の溶媒に絶縁層10aが容易に溶解して、所望の形状の隔壁10cを容易に形成でき、発光層10bを隔壁10cにより確実に絶縁することができる。また、有機EL層10内に酸化物等の素子欠陥が形成されるのを防止できる。 Further, immediately after the first solution 15 is applied by the spraying method and before the insulating layer 10a is completely dried, the second solution 16 is applied from the top by the ink jet method. Thus, the insulating layer 10a is easily dissolved, and the partition 10c having a desired shape can be easily formed, and the light emitting layer 10b can be reliably insulated by the partition 10c. Moreover, element defects such as oxides can be prevented from being formed in the organic EL layer 10.
次に、前記実施例に種々の変更を加えた変更例について説明する。
1]発光層10bに含まれる有機化合物は、前記実施例のものに限られるものではない。まず、発光材料としては、例えば、ペリレン、クンマリン、ルブレン、ナイルレッド、DCM(4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−ジメチルアミノスチリル−4−ピラン)、DCJTB(4−ジシアノメチレン−6−シーピージュロリジノスチリル−2−ターシャルブチル−4H−ピラン)、スクアリリウム、アルミニウム錯体等がある
Next, modified examples in which various modifications are made to the above embodiment will be described.
1] The organic compound contained in the light emitting layer 10b is not limited to that of the above-described embodiment. First, as the light emitting material, for example, perylene, kunmarin, rubrene, Nile red, DCM (4-dicyanomethylene-2-methyl-6-dimethylaminostyryl-4-pyran), DCJTB (4-dicyanomethylene-6-C) Jurolidinostyryl-2-tert-butyl-4H-pyran), squarylium, aluminum complexes, etc.
また、ホール輸送材料としては、オキサジアゾール、オキサゾール、トリフェニルメタン、ヒドラゾリン系、アリールアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系等のホール輸送材料があり、具体的には、TPD、α−NPD(N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’ジフェニルベンジジン)、TAPC(1,1−ビス(ジ4トリルアミノフェニル)−シクロヘキサン)、PPD(N,N’−ジ(9−フェナントリル)−N,N’−ジフェニルベンジジン)、TRP、NPB(α−NPDの2量体)等がある Examples of the hole transport material include oxadiazole, oxazole, triphenylmethane, hydrazoline, arylamine, hydrazone, stilbene, and the like. Specifically, TPD, α-NPD (N , N′-di (1-naphthyl) -N, N′diphenylbenzidine), TAPC (1,1-bis (di4tolylaminophenyl) -cyclohexane), PPD (N, N′-di (9-phenanthryl) -N, N'-diphenylbenzidine), TRP, NPB (α-NPD dimer), etc.
さらに、電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、アルミニウム錯体等の電子輸送材料があり、具体的には、tBu−PBD(2−(4−ビフェニル)−5−(パラ−ターシャル−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)、TAZ(3−(4’−ターシャル−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4''−ビフェニル)−1,2,4−トリアゾール)、AlQ3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III))、BND(2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール)、Bphen(バソフェナントロリン)、P−EtTAZ(3−(4’−ターシャル−ブチルフェニル)−4−(パラエチルフェニル)−5−(4''−ビフェニル)−1,2,4トリアゾール)等がある。 Further, examples of the electron transport material include electron transport materials such as an oxadiazole derivative, a triazole derivative, and an aluminum complex. Specifically, tBu-PBD (2- (4-biphenyl) -5- (para- Tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole), TAZ (3- (4′-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- (4 ″ -biphenyl) -1,2,4 -Triazole), AlQ3 (tris (8-quinolinolato) aluminum (III)), BND (2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole), Bphen (vasophenanthroline), P- EtTAZ (3- (4′-tert-butylphenyl) -4- (paraethylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,2,4 triazole) etc. There is.
2]隔壁10cを形成する為の絶縁層10aを構成する材料は、前記実施例のものに限られるものではない。例えば、PVK、ポリスチレン、ナイロン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリイミド、フッ素樹脂等がある。 2] The material constituting the insulating layer 10a for forming the partition wall 10c is not limited to that of the above embodiment. For example, there are PVK, polystyrene, nylon, polyacetal, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyarylate, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyamideimide, polyimide, fluorine resin, and the like.
3]ITO11の上に、発光層10b内の発光材料にホールを注入する為のホール注入層を形成してから、前述のように第1溶液15と第2溶液16を連続的に塗布するようにしてもよい。この場合、図2-2に示すように、ITO11を所定の電極パターンにパターニングした後、スピンコート法、インクジェット法、あるいは、スプレイ法等の種々の方法により、ITO11の上に塗布乾燥させる。その後、前述したように、有機EL層10をスプレイ法及びインクジェット法により形成する。 3] A hole injection layer for injecting holes into the light emitting material in the light emitting layer 10b is formed on the ITO 11, and then the first solution 15 and the second solution 16 are continuously applied as described above. It may be. In this case, as shown in FIG. 2-2, after the ITO 11 is patterned into a predetermined electrode pattern, it is applied and dried on the ITO 11 by various methods such as a spin coating method, an ink jet method, or a spray method. Thereafter, as described above, the organic EL layer 10 is formed by a spray method and an inkjet method.
尚、ホール注入層は水溶性の層であるため、図2-3に示すように、絶縁層10aを形成した後に、インクジェット法により第2溶液16を滴下したときに、油溶性の絶縁層10aは第2溶液16の溶媒に溶解するが、水溶性のホール注入層は溶解しない。ホール注入層を形成する材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェンポリスチレンサルフォネート(PEDOT/PSS)、銅フタロシアニン、トリフェニールアミン誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Since the hole injection layer is a water-soluble layer, as shown in FIG. 2-3, when the second solution 16 is dropped by the ink jet method after forming the insulating layer 10a, the oil-soluble insulating layer 10a. Dissolves in the solvent of the second solution 16, but does not dissolve the water-soluble hole injection layer. Examples of the material for forming the hole injection layer include, but are not limited to, polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS), copper phthalocyanine, and triphenylamine derivatives.
4]ITO11上に隔壁10cを形成した後に、前述のホール注入層を形成する有機化合物を含む第1溶液15をスプレイ法によりITO11上に塗布してホール注入層を形成し、その直後に、発光層10bを形成する発光材料を含む第2溶液16をインクジェット法により塗布してもよい。この場合には、ホール注入層と発光層10bとの間に酸化物等の素子欠陥が形成されるのを防止することができる。また、水溶性のホール注入層が乾燥している状態で、その上に油性の第2溶液16を塗布すると、ホール注入層の上で第2溶液16がはじいてしまい、有機EL層10を所定の位置に形成することができなくなってしまうが、第1溶液15を塗布してすぐに第2溶液16を塗布することで、ホール注入層が完全に乾く前に第2溶液16を塗布することになるため、ホール注入層の上に塗布された第2溶液がはじかない。 4] After the partition wall 10c is formed on the ITO 11, the first solution 15 containing the organic compound for forming the hole injection layer is applied on the ITO 11 by the spray method to form the hole injection layer. The second solution 16 containing a light emitting material for forming the layer 10b may be applied by an inkjet method. In this case, it is possible to prevent element defects such as oxides from being formed between the hole injection layer and the light emitting layer 10b. Further, when the oily second solution 16 is applied on the water-soluble hole injection layer in a dry state, the second solution 16 repels on the hole injection layer, and the organic EL layer 10 is formed in a predetermined manner. However, the second solution 16 is applied before the hole injection layer is completely dried by applying the second solution 16 immediately after the first solution 15 is applied. Therefore, the second solution applied on the hole injection layer does not repel.
5]陰極12の電子注入層を形成する材料としては、前記実施例のLiFの他、酸化リチウム、フッ化セシウム等の他の材料を使用してもよい。 5] As a material for forming the electron injection layer of the cathode 12, other materials such as lithium oxide and cesium fluoride may be used in addition to the LiF of the above embodiment.
次に、本発明の別の実施例について説明する。
前記実施例は、発光材料と、電荷輸送材料(ホール輸送材料及び電子輸送材料)とを共通の溶媒に溶解させることができる場合についての一例であるが、これら発光材料と電荷輸送材料を共通の溶媒に溶解させることができない場合には、前記実施例(図2-4のインクジェット法による第2溶液16の塗布)のように、1回の工程で陽極ITO11上に同時に塗布することは困難である。そこで、発光材料と電荷輸送材料を異なる溶媒に溶解させて2種類の溶液を作製して夫々の溶液を陽極ITO11上に塗布することになる。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
The above embodiment is an example of the case where the light emitting material and the charge transport material (hole transport material and electron transport material) can be dissolved in a common solvent. If the solvent cannot be dissolved in the solvent, it is difficult to apply simultaneously on the anode ITO 11 in one step as in the above-described embodiment (application of the second solution 16 by the ink jet method of FIG. 2-4). is there. Therefore, the light emitting material and the charge transport material are dissolved in different solvents to prepare two types of solutions, and the respective solutions are applied onto the anode ITO 11.
しかしながら、発光材料と電荷輸送材料を異なる溶液に溶解させて、夫々別々の工程に分けて塗布すると、先に塗布した一方の溶液が完全に乾燥してしまってから他方の溶液を塗布することになってしまい、有機EL層10内に酸化物等の素子欠陥が形成されてしまう。さらには、2つの溶液中の有機化合物が混じり合わない状態で塗布されてしまい、例えば、発光材料が偏析してしまうと、電荷輸送材料による発光材料への電荷の輸送が十分に行われなくなるなど、夫々の有機材料が本来の機能を果たすことができなくなる虞がある。 However, if the light-emitting material and the charge transport material are dissolved in different solutions and applied separately in separate steps, the first solution applied must be completely dried before the other solution is applied. As a result, an element defect such as an oxide is formed in the organic EL layer 10. Furthermore, the organic compounds in the two solutions are applied in a state where they are not mixed together. For example, if the luminescent material is segregated, the charge transport material cannot sufficiently transport charges to the luminescent material. Each organic material may not be able to perform its original function.
そこで、この別実施例においては、電荷輸送材料を含むホスト材を溶媒に溶解させて作製した成膜性に優れる第1溶液30をスプレイ法でITO11に塗布した直後、この塗布された第1溶液30が完全に乾いてしまう前に、発光性に優れた発光材料を含むゲスト材を第1溶液30の溶媒とは別の溶媒に溶解させて作製した、塗り分け性が要求される第2溶液31をインクジェット法で塗布する。 Therefore, in this other embodiment, immediately after the first solution 30 having excellent film formability prepared by dissolving the host material containing the charge transport material in the solvent is applied to the ITO 11 by the spray method, the applied first solution is applied. A second solution that requires good paintability, prepared by dissolving a guest material containing a light-emitting material having excellent light-emitting properties in a solvent different from the solvent of the first solution 30 before 30 is completely dried. 31 is applied by an inkjet method.
別実施例における有機EL素子3Aの製造装置について、図5を参照して説明する。
まず、図5-1,図5-2に示すように、前記実施例と同様にして、ガラス基板2上のITO11の表面に露光用のレジストをスピンコート法などの方法で塗布してから、所望の電極パターンを形成する。さらに、電極パターンが形成されたITO11の表面を同様に洗浄する。
An apparatus for manufacturing the organic EL element 3A in another embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, an exposure resist is applied to the surface of the ITO 11 on the glass substrate 2 by a method such as a spin coat method, as in the above embodiment. A desired electrode pattern is formed. Further, the surface of the ITO 11 on which the electrode pattern is formed is similarly cleaned.
次に、図5-3に示すように、PMMA及びポリカーボネートを炭化水素系溶媒に溶解させて作製した溶液を、スピンコート法や、前述のスプレイ法、あるいは、インクジェット法等、既存の方法によりITO11上に塗布して絶縁層を形成してから、パターニングされた陽極に対応する位置の絶縁層を光露光により除去し、隔壁10cを形成する。尚、隔壁10cの上面には、次に塗布される第1、第2溶液30,31をはじくための被膜処理を施し、一方、隔壁10cの側壁部には、第1、第2溶液30,31の溶媒に対する濡れ性を向上させるための被膜処理を施しておく。 Next, as shown in FIG. 5-3, a solution prepared by dissolving PMMA and polycarbonate in a hydrocarbon-based solvent is made into an ITO 11 by an existing method such as a spin coating method, the above-described spray method, or an inkjet method. After coating on the insulating layer, the insulating layer at the position corresponding to the patterned anode is removed by light exposure to form the partition 10c. The upper surface of the partition wall 10c is subjected to a coating process for repelling the first and second solutions 30 and 31 to be applied next, while the side walls of the partition wall 10c are provided with the first and second solutions 30, A coating treatment for improving the wettability of 31 with respect to the solvent is performed.
この状態で、図5-4に示すように、前記実施例の溶液塗布装置(表示素子の製造装置)を用いて、電荷輸送材料を含む有機化合物(ホスト材)を溶媒に溶解させた第1溶液30をスプレイ法でITO11に塗布した直後に、図5-5に示すように、発光材料を含む有機化合物(ゲスト材)を別の溶媒に溶解させた第2溶液31をインクジェット法で塗布し、図5-6に示すように、発光層10bを形成する。尚、ホスト材として用いられる有機化合物としては、PVK、ALQ3、TPD、α−NPD等があり、ゲスト材として用いられる有機化合物としては、ペリレン、クンマリン、ルブレン、ナイルレッド等があるが、これらの材料に限定されるものではない。 In this state, as shown in FIG. 5-4, the organic compound (host material) containing the charge transport material was dissolved in the solvent using the solution coating apparatus (display element manufacturing apparatus) of the above example. Immediately after the solution 30 is applied to the ITO 11 by the spray method, as shown in FIG. 5-5, the second solution 31 in which the organic compound (guest material) containing the light emitting material is dissolved in another solvent is applied by the ink jet method. As shown in FIGS. 5-6, the light emitting layer 10b is formed. In addition, as an organic compound used as a host material, there are PVK, ALQ3, TPD, α-NPD and the like, and as an organic compound used as a guest material, there are perylene, kummarin, rubrene, Nile red, etc. The material is not limited.
このように、電荷輸送材料を含む第1溶液30をスプレイ法でITO11に均一な厚さで平滑的に塗布した後、塗布された第1溶液30が完全に乾燥してしまう前に、発光材料を含む第2溶液31をインクジェット法により第1溶液30の上に塗布するので、陽極ITO11上で電荷輸送材料と発光材料とが混ざり合った状態にすることができるため、発光材料が電荷輸送材料の中に偏析するのを防止して、電荷輸送材料により発光材料に電荷が確実に輸送されるように構成できる。
そして、最後に、図5-7に示すように、有機EL層10の上に、真空蒸着によりLiFとAlの層からなる陰極12を形成して、有機EL素子3Aの製造を完了する。
In this way, after the first solution 30 containing the charge transport material is smoothly applied to the ITO 11 with a uniform thickness by the spray method, before the applied first solution 30 is completely dried, the light emitting material is used. Since the second solution 31 containing the solution is applied onto the first solution 30 by the ink jet method, the charge transport material and the light emitting material can be mixed on the anode ITO 11, so that the light emitting material is the charge transport material. It is possible to prevent segregation in the light source and to ensure that the charge is transported to the light emitting material by the charge transport material.
And finally, as shown in FIGS. 5-7, the cathode 12 which consists of a layer of LiF and Al is formed on the organic EL layer 10 by vacuum deposition, and manufacture of the organic EL element 3A is completed.
尚、この別実施例では、第1溶液30と第2溶液31とがITO11上で混ざり合う必要があるため、第1溶液30がスプレイヘッド22から塗布されてから、第2溶液31がインクジェットヘッド23から塗布されるまでの間隔を非常に短くする(ほとんど同時に塗布する)ことが望ましい。ここで、前記実施例の中でも説明したように、スプレイヘッド22からITO11までの距離と、インクジェットヘッド23からITO11までの距離はかなり異なるため、第1溶液30と第2溶液31とをほとんど同時に塗布しても、夫々の溶液が干渉して飛び散ったりすることはほとんどない。 In this alternative embodiment, since the first solution 30 and the second solution 31 need to be mixed on the ITO 11, the second solution 31 is applied to the inkjet head after the first solution 30 is applied from the spray head 22. It is desirable to make the interval from 23 to application very short (apply almost simultaneously). Here, since the distance from the spray head 22 to the ITO 11 and the distance from the inkjet head 23 to the ITO 11 are considerably different as described in the above embodiment, the first solution 30 and the second solution 31 are applied almost simultaneously. Even so, each solution hardly scatters due to interference.
尚、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更例をも包含するものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and those skilled in the art can implement the invention by adding various modifications to the embodiments without departing from the spirit of the present invention. The present invention includes those modifications.
3,3A 有機EL素子
11 ITO
10b 発光層
10c 隔壁
12 陰極
15 第1溶液
16 第2溶液
30 第1溶液
31 第2溶液
3,3A Organic EL element 11 ITO
10b Light emitting layer 10c Partition 12 Cathode 15 First solution 16 Second solution 30 First solution 31 Second solution
Claims (2)
スプレイヘッドとインクジェットヘッドが離隔して装備された装置本体を備え、
前記装置本体の下方に配置された一方の電極と装置本体とをスプレイヘッドとインクジェットヘッドの離隔方向へ相対移動可能に構成し、
前記スプレイヘッドにより、一方の電極上に、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第1の溶液を塗布し、前記相対移動を介して、その第1溶液を塗布した直後に、前記インクジェットヘッドにより、溶媒に溶解させた1又は複数種の有機化合物を含む第2の溶液を塗布するように構成されたことを特徴とする表示素子の製造装置。 In a manufacturing apparatus for manufacturing a display element having a pair of electrodes and an organic compound layer for display sandwiched between the pair of electrodes,
A device body equipped with a spray head and an ink jet head separated from each other,
One electrode arranged below the device main body and the device main body are configured to be relatively movable in the separation direction of the spray head and the inkjet head,
Immediately after applying the first solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent on one electrode by the spray head, and applying the first solution via the relative movement, An apparatus for manufacturing a display element, wherein the inkjet head is configured to apply a second solution containing one or more organic compounds dissolved in a solvent.
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