CN1568106B - 溶液喷出装置及溶液喷出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的溶液喷出装置及溶液喷出方法,能有效率地仅在目标位置上精度良好地附着溶液。本发明的溶液喷出装置,具备:喷嘴,将溶液变成液滴,喷出到基板的一个面上;基板加热器,加热上述基板;以及冷却构件,对上述喷嘴内的上述溶液进行冷却。

Description

溶液喷出装置及溶液喷出方法
技术领域
本发明涉及向基板上喷出液滴的溶液喷出装置及溶液喷出方法。
背景技术
有机电致发光(EL:Electroluminescent)元件制作成叠层了阳极电极、由有机材料构成且因电流流过而发光的有机EL层、阴极电极的结构,在阳极电极和阴极电极之间施加超过阈值的正向偏压时,有机EL层发光。正在制造一种有机EL显示屏,通过将这样的有机EL元件作为像素呈矩阵状排列在基板上,使各有机EL元件以预定的对比亮度发光,进行图像显示。
在由多个像素构成的有源矩阵型有机EL显示屏中,虽然可以将阳极电极或阴极电极中的一个电极作为与全部像素连接的共用电极,但至少每个像素都需要构图形成(形成图形)另一个电极及有机EL层。对每个像素都构图形成电极的方法可以应用于已有的半导体元件制造技术。也就是说,通过适当进行采用PVD法或CVD法等的电极材料膜的成膜工序、采用光刻法等的掩模工序、采用刻蚀法等的电极材料膜的形状加工工序,可以对每个像素构图形成电极。
有关有机EL层的成膜方法,可以根据材料等条件大致分为干式蒸镀(蒸发淀积)法和湿式涂敷(coating)法。使用干式蒸镀法时,由于在形成有机EL层的区域设置了开口部的硬掩模介于由有机EL层材料构成的蒸镀源和基板之间,所以,加热气化后的有机EL层材料被覆在基板上的相应区域上。另一方面,使用湿式涂敷法时,像日本公开专利公告2000-106278号记载的那样,通过应用喷墨技术,可以对每个像素进行构图。也就是说,可以使成为有机EL层的高分子类有机EL材料作为溶质在溶剂中溶解而变成EL溶液的液滴,通过用喷嘴将该液滴喷出,对每个像素构图形成有机EL层。在应用喷墨技术的湿式涂敷法中,几乎同时进行成膜工序和每个像素的构图工序,所以不需要使用光抗蚀剂掩模刻蚀有机EL层来进行构图。
为了提供进行高分辨率图像显示的有机EL显示屏,必须使用微细图形来形成有机EL层。在喷墨方式中,EL溶液的液滴的粒径非常小,所以能够用微细图形形成有机EL层,但由于液滴从降落到固化之间渗入扩张,故有时与相邻像素的有机EL层的液滴混合。因此,使用将各像素从周围隔开的格子状的间隔壁,由间隔壁阻挡降落在由间隔壁围绕的区域中的液滴,所以可以防止相邻像素的液滴混合。特别在邻接的像素中发光色相互不同时,对应于发光色,不同的有机EL层材料几乎不混合,所以可以期待提高发光色的颜色纯度。
可是,高分子类有机EL材料相对溶剂的溶解度总体较低。如果使用溶解度低的溶剂,则为了充分溶解,溶液的量增多,故从EL溶液的液滴降落开始到溶剂蒸发花费时间,所以生产性差。再有,为了使有机EL层成为适合发光的膜厚,必须分多次反复进行将低浓度的EL溶液的液滴从喷墨喷嘴喷出、以及液滴降落在基板上后的蒸发,成为生产性差的主要原因。如果为了减少液滴喷出工序的次数而增多一次喷出的液滴的量,则液滴易于从间隔壁溢出,相邻像素的液滴混合,图像品质变差。如果提高间隔壁的高度以使液滴不溢出,则间隔壁的成膜花费时间,而且在有机EL层上成膜形成的电极有可能因间隔壁的阶梯差而断裂。
因此,虽然有时使用二甲苯等有机溶剂作为易于溶解高分子类有机EL材料的溶剂,但这样的有机溶剂,其挥发性高,所以通过喷墨喷嘴蒸发,高分子类有机EL材料析出,在喷墨喷嘴中发生堵塞。
因此,本发明的优点是有效率地仅在目标位置上精度良好地附着溶液。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的溶液喷出装置如图2所示,具有将溶液变成液滴喷出的喷嘴(例如喷嘴55)和对上述喷嘴内的溶液进行加热的加热器(例如加热器59)。
在本发明中,喷嘴内的溶液由加热器进行加热,所以从喷嘴的喷出口喷出的液滴中所含液体部分易于蒸发。特别是,液滴由喷出口被喷出后到降落在预期的区域内的飞翔中,液滴的溶剂等液体成分慢慢蒸发,在液滴的体积小的状态和溶质浓度高的状态下,液滴降落。因此,从液滴降落到溶剂完全蒸发的时间短。
另外,液滴在飞翔中受热而变小,所以降落的液滴不会超出预期的位置,相邻的预期区域上各自附着其他的液滴时,相邻的区域内的溶液也不混合。因此,即使是溶解度低的溶剂,一次喷出也能喷出体积更大的液滴。因而,可以减少为了在预期的区域内使溶质达到适当的膜厚而所需要的喷出次数。
另外,由于溶液被加热,故溶剂的溶解度提高,所以可以防止溶质在喷出口或喷嘴内析出。因此,可以抑制喷嘴的堵塞,而且由于滴液的浓度均匀而可以使采用液滴的覆膜的厚度均等。
上述加热器以低于上述喷嘴内的溶液的沸点的方式对上述喷嘴内的溶液进行加热时,可以在喷嘴内抑制溶液内产生气泡,所以,可以抑制喷嘴内的溶液的压力因气泡发生变化而使溶液从喷出口泄漏。再有,像压电式溶液喷出装置那样,在通过压电元件的机械的移位引起的喷嘴内的压力上升而喷出溶液的溶液喷出装置中,喷嘴内部的气泡对应于压电元件的机械的移位而体积发生变化,且妨害压力上升,故喷嘴的内部压力不变高,不会发生溶液喷出的堵塞,但加热器加热溶液以抑制气泡的产生,所以喷出所期望的量的溶液。
另外,这样的溶液喷出装置中,也可以具备相对移动构件(例如头部54、工作台51、驱动装置52),用于使喷嘴和基板中的一个相对另一个相对地移动。
再有,通过具备对上述喷嘴内的溶液的温度进行测量的测量构件、及基于由上述测量构件测量的温度来控制上述加热器以使上述喷嘴内的溶液的温度变为一定的温度控制构件(例如温度控制器61),能进行温度管理,所以能精度好地进行温度管理、良好地喷出液滴。
另外,本发明中,其他溶液喷出装置如图3所示,具备:喷嘴(例如喷嘴55),将溶液变成液滴喷出;贮存器(例如有机材料溶液贮存器56),贮存上述溶液且提供给上述喷嘴;以及加热器(例如加热器58),对上述贮存器内的溶液进行加热。
在本发明中,罐内的溶液由加热器进行加热,向喷嘴提供该被加热的溶液,从该喷嘴喷出的液滴被喷出。由于溶液被加热,所以液滴中所含溶剂易于蒸发。特别是,液滴由喷出口喷出后开始到降落在预期的区域内的飞翔中,液滴的溶剂慢慢蒸发,在液滴的体积小的状态和溶质浓度高的状态下,液滴降落在预期的区域内。因此,从液滴降落到溶剂基本完全蒸发的时间短。
另外,液滴在飞翔中受热而变小,所以降落的液滴不会超出预期的区域,相邻的预期区域内的溶液也不混合。因此,即使是溶解度低的溶剂,一次喷出也能喷出体积更大的液滴。因而,可以减少为了在预期的区域内使溶质达到适当的膜厚而所需要的喷出次数。
另外,溶液被加热,故溶剂的溶解度提高,所以可以防止溶质在喷出口或喷嘴内析出。因此,可以抑制喷嘴堵塞,而且由于滴液的浓度均匀而可以使采用液滴的覆膜厚度均等。
上述加热器优选以低于上述罐内的溶液的沸点的方式加热上述罐内的溶液。
另外,通过具备对上述罐内的溶液的温度进行测量的测量构件、及基于由上述测量构件测量的温度来控制上述加热器以使上述罐内的溶液的温度一定的温度控制构件,可以精度好地进行温度管理。
另外,本发明的溶液喷出装置如图5所示,具备:放置台(例如工作台51),放置基板;喷嘴(例如喷嘴55),将溶液变成液滴喷出到上述基板的一个面上;以及加热器(基板加热器63),加热上述放置台。
在本发明中,基板被加热,故从喷嘴和喷嘴的喷出口到预期的区域的环境的温度上升并被加热,所以通过喷嘴内的溶液被预先加热的效果和喷出的液滴在飞翔中被加热的效果,液滴中所含的液体在降落在预期的区域之前容易蒸发。
另外,由于降落在基板上的液滴的溶剂立刻蒸发,所以降落的液滴不会超出预期的区域,相邻的预期的区域内的溶液也不会混合。因此,即使是溶解度低的溶剂,一次喷出也能喷出体积更大的液滴。因而,可以减少为了在预期的区域内使溶质达到适当的膜厚而所需要的喷出次数。
另外,在这样的溶液喷出装置中,也可以设置相对移动构件,以使放置台和喷嘴中的一个相对另一个相对地移动。
本发明的溶液喷出装置如图7所示,具备:放置台(例如工作台51),放置基板;喷嘴(例如喷嘴55),将溶液变成液滴喷出到上述基板的一个面上;以及散热器(例如辐射型加热器64),向上述喷嘴和上述基板之间的空间散热。
在本发明中,由于热被散热到喷嘴和基板之间的空间,故从喷嘴和喷嘴的喷出口到预期的区域的环境的温度上升并被加热,所以通过喷嘴内的溶液被预先加热的效果和喷出的液滴在飞翔中被加热的效果,液滴中所含的溶剂在降落在预期的区域之前易于蒸发。特别是,液滴由喷出口被喷出后到降落在预期的区域内的飞翔中,液滴的溶剂慢慢蒸发,在液滴的体积小的状态和溶质浓度高的状态下,液滴降落在预期的区域内。因此,从液滴降落到溶剂基本完全蒸发的时间短。
另外,由于液滴在飞翔中受热而变小,所以降落的液滴不会超出预期的区域,相邻的预期的区域内的溶液也不会混合。因此,即使是溶解度低的溶剂,一次喷出也能喷出体积更大的液滴。因而,可以减少为了在预期的区域内使溶质达到适当的膜厚而所需要的喷出次数。
本发明的溶液喷出装置如图9所示,具备:喷嘴(例如喷嘴55),将溶液变成液滴喷出到基板的一个面上;基板加热器(例如基板加热器63),加热上述基板;以及冷却构件(例如冷却介质套管69),对上述喷嘴内的上述溶液进行冷却。
根据本发明,由于喷嘴被冷却,所以即使使用含有沸点低的溶剂或蒸气压高的溶剂的溶液,也可以抑制滞留在喷嘴内的溶液中的气化成分的发生而喷出适量的溶液。另外,由于加热基板,所以液滴到达基板的预期的区域为止之间快速加热,溶液中的溶剂被干燥,所以液滴的量减少且溶液的粘度变高。因此,液滴不会流出预期的区域以外或飞散,可以进一步缩短到蒸发为止的时间。
本发明的溶液喷出装置如图9所示,具备:喷嘴(例如喷嘴55),将溶液变成液滴喷出到基板的一个面上;以及循环构件(例如冷却介质循环器170),使控制在预定温度的介质在上述喷嘴周边循环,以便将上述喷嘴内的上述溶液控制在预定温度。
根据本发明,通过使介质循环,可以迅速且容易地将喷嘴内溶液的温度控制在预定温度。
附图说明
图1是表示有机EL显示屏的平面图和剖面图。
图2是表示上述有机EL显示屏的有机EL层成膜时使用的本发明的实施例1的溶液喷出装置的概要侧面图。
图3是表示本发明的实施例2的溶液喷出装置的概要侧面图。
图4是表示本发明的实施例3的溶液喷出装置的概要侧面图。
图5是表示本发明的实施例4的溶液喷出装置的概要侧面图。
图6是表示本发明的实施例5的溶液喷出装置的概要侧面图。
图7是表示本发明的实施例6的溶液喷出装置的概要侧面图。
图8是表示本发明的实施例7的溶液喷出装置的概要侧面图。
图9是表示本发明的实施例8的溶液喷出装置的概要侧面图。
图10是表示液滴喷出动作的经过时间与喷嘴温度的关系的曲线图。
图11是表示本发明的实施例9的溶液喷出装置的概要侧面图。
图12是表示本发明的实施例10的溶液喷出装置的概要侧面图。
具体实施方式
(实施例1)
以下,使用附图说明本发明的具体方式。
图1A是有机EL显示屏1的平面图,图1B是表示由图1A的线(IB)-(IB)切断的剖面图。
有机EL显示屏1具备形成多个像素的透明基板2,每个像素都设置有机EL元件。透明基板2可以使用被称作石英玻璃和硼硅玻璃等的玻璃基板。
多个透明电极3、3、…排列成矩阵状形成在透明基板2的一个面上。透明电极3的功函数较高,是有机EL元件的阳极电极。透明电极3由具有导电性和透光性的材料形成,例如由从铟锡氧化物(ITO:Indium-Tin-Oxide)、铟锌氧化物(Indium-Zinc-Oxide)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)之中至少一种中选择的材料形成。
在透明基板2的一个面上,间隔壁6形成为沿着行方向的多个壁与沿着列方向的多个壁在交叉部连结的矩阵形状,平面观察时,间隔壁6围绕各透明电极3,每个围绕区域对像素进行间隔。间隔壁6由被称作聚酰亚胺树脂的感光性树脂、氧化硅、氮化硅中的至少一种中选择出的绝缘性材料形成。
在被间隔壁6围绕的各区域内,有机EL层4形成在透明电极3上,有机EL层4是有机EL元件的广义发光层,包含表示电子注入性、电子输送性、空穴注入性和正孔输送性的。有机EL层4含有高分子类的有机化合物(噻吩类高分子、聚芴类高分子)等能湿式成膜的发光材料(荧光体)。有机EL层4可以是从透明电极3开始顺序形成加预定电压时输送空穴的空穴输送层、电子和空穴注入后发光的狭义的发光层、以及加预定电压时输送电子的电子输送层的三层结构,也可以是从透明电极3开始顺序形成空穴输送层、狭义的发光层的二层结构,也可以是狭义的发光层构成的一层结构,也可以是在这些层结构中在层间插入电子或空穴的注入层的叠层结构,也可以是其他的层结构。有机EL层4具有将空穴和电子输送到再结合区域的功能、以及由在再结合区域中的空穴和电子的再结合生成激励子而发光的功能。在此,有机EL层4每个像素都被隔开,具有发红光的有机EL层4R、发绿光的有机EL层4G、发蓝光的有机EL层4B的任意一个,如图1A所示,从左开始顺序地反复排列设置了有机EL层4R的多个像素的列、设置了有机EL层4G的多个像素的列、设置了有机EL层4B的多个像素的列。另外,这些有机EL层4采用液滴喷出方式通过后述的溶液喷出装置50形成。
虽然在图1A中省略了图示,但如图1B所示,在有机EL层4上形成对置电极7。对置电极7在与有机EL层4接触的面侧,具有作为包含例如由铟、镁、钙、锂、钯或包含他们至少一种的金属或合金的功函数比较低的材料形成的低功函数层、及在其上侧布置的铝、铬等构成的高功函数层的阴极电极的功能。对置电极7也可以是与所有像素连接的1个电极,也可以是与每个像素被电绝缘的多个电极。
在各个像素中,若加电压使透明电极3的电位高于对置电极7的电位,则从透明电极3向有机EL层4注入空穴,而且从对置电极7向有机EL层4注入电子,由此,有机EL层4发光。
另外,如果上述有机EL显示屏1是由有源矩阵方式进行驱动的,则按照每个像素设置像素电路,为了在选择期间选择预定的像素而连接至沿着行方向的未图示的多根扫描线之一,而且为了使所选择的像素的有机EL层4流过预定的电流而连接至沿着列方向的未图示的多根数据线之一。像素电路含有多个薄膜晶体管和电容器等,在选择期间后的发光期间中,通过透明电极3向在选择期间被选择的像素的有机EL层4流过预定的电流。
接着,说明用液滴喷出方式成膜形成有机EL层4的溶液喷出装置50。
图2是示出溶液喷出装置50的概要侧面图。
溶液喷出装置50是通过将EL溶液71制成液滴喷出到透明基板2上来成膜形成有机EL层4的装置,向被间隔壁6围绕的各区域上喷出的液滴,一粒为2~100pl左右。EL溶液71的溶质是构成有机EL层4的有机材料(含有发光性物质、空穴输送性物质、电子输送性物质至少之一的能湿式成膜的材料)。EL溶剂71的溶剂是可以对有机EL层4的有机材料进行溶解的材料,沸点比室温高,例如四甲基苯,本发明中挥发性越高的效果越大。另外,成膜形成有机EL层4时,使用预先形成了透明电极3、3、…和间隔壁6的透明基板2。另外,在图2中,透明基板2上的间隔壁6和透明电极3的图示被省略。
溶液喷出装置50具备:工作台51,具有平坦且水平的上表面,而且在副扫描方向(纸面的内侧方向)上自由移动;驱动装置52,使工作台51朝副扫描方向移动;引导部53,朝大致垂直于副扫描方向的主扫描方向(纸面的左右方向)延伸;头部54,被引导部53引导而沿着引导部53向主扫描方向移动的移动体;多个喷嘴55,向基板2喷出EL溶液71的液滴;有机材料溶液贮存器56,是EL溶液71的供给源;EL溶液供给管57,用于从有机材料溶液贮存器56向喷嘴55供给EL溶液71;第1加热器58,具有通过电信号将配置在有机材料溶液贮存器56周围的有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71加热到30℃以上的发热电阻体;第2加热器59,具有通过电信号将配置在喷嘴55周围的喷嘴55内的EL溶液71加热到30℃以上的发热电阻体;以及控制器60,控制溶液喷出装置50全体。
工作台51成平板状,在工作台51的上面放置形成了透明电极3和间隔壁6的透明基板2。
在有机材料溶液贮存器56内贮存EL溶液71,在有机材料溶液贮存器56上设置第1加热器58。优选第1加热器58将贮存在有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71加热至比室温高的温度,而且加热至将贮存在有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71不沸腾的程度。由于EL溶液71被密封在有机材料溶液贮存器56内,所以,通过有机材料溶液贮存器56来防止有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71的浓度因EL溶液71的溶剂的挥发而变化,而且可以通过有机材料溶液贮存器56防止从外部来的灰尘混入罐内56的EL溶液71。
驱动装置52配合头部54的动作与工作台51一起将透明基板2搬送至副扫描方向,具体来说,是用于间歇地搬送透明基板2的装置。另外,驱动装置52被控制器60控制。
头部54配合间歇的透明基板2的搬送,在工作台51上沿着引导部53朝主扫描方向往复移动,具体而言,在透明基板2停止时至少朝主扫描方向往复移动一次。头部54被控制器60控制。
在头部54的下部设置了喷嘴55,该喷嘴55经由EL溶液供给管57与有机材料溶液贮存器56连通。EL溶液71从有机材料溶液贮存器56通过EL溶液供给管57提供给喷嘴55内,喷嘴55内填充着EL溶液71。在喷嘴55的下端设置着一个或多个喷出口55a,在喷嘴55上设置着喷出构件。该喷嘴55通过喷出构件的动作而将EL溶液71的滴液从喷出口55a朝透明基板2喷出。从喷出口55a到透明基板2的距离,为了透明基板2上的液滴的降落位置的精度,则较短为好,或者为了液滴降落在透明基板2上时控制朝喷嘴55弹回,则长到一定程度为好,鉴于两者,优选为1.0mm~1.5mm左右。EL溶液71的液滴从喷出口55a喷出到达到透明基板2的时间优选为1~100m秒。
作为设置在喷嘴55上的喷出构件,例如有压电式、静电式、热喷射式等。压电式的喷出构件是如下构件:使压电元件的体积变化,喷嘴55内的压力提高,从喷出口55a喷出EL溶液71的液滴。另外,静电式喷出构件是如下构件:向与喷嘴55内的EL溶液71连接的电容器加电压,使电容器的电极的引力或斥力变化,喷嘴55内的溶液的压力提高,从喷出口55a喷出EL溶液71的液滴。热喷射式喷出构件是如下构件:通过发热体使与发热体接触的喷嘴55内的El溶液71瞬间膜沸腾,在EL溶液71内发生气泡,喷嘴55内的压力提高,从喷出口55a喷出EL溶液71的液滴。
通过以上的工作台51、驱动装置52和头部54,使透明基板2和喷嘴55的一个相对另一个沿着与工作台51的上面平行的面相对移动。
在喷嘴55上设置第2加热器59。第2加热器59用于补充EL溶液71通过EL溶液供给管57等时被夺去的热量,将喷嘴55内的EL溶液71加热到30℃以上的温度,而且加热到喷嘴55内的EL溶液71不沸腾的程度。第2加热器59与热喷射式的发热体不同之处在于,为了热喷射式的发热体仅在EL溶液71喷出时瞬间加热EL溶液71而瞬间膜沸腾,第2加热器59将喷嘴55内的EL溶液71整体加热至不沸腾的程度,驱动时的温度处于恒定状态。
在此,EL溶液71内的构成有机EL层4的有机材料按照发光颜色而不同的情况,且对这些多个有机材料的有机EL层4从各自对应的喷嘴55统一成膜形成对应的像素的情况,设定成含有各有机材料的EL溶液71分别设置在不同的有机材料溶液贮存器56,设置分别连结在有机材料溶液贮存器56上的多个喷嘴55。例如,形成发红光的有机EL层4R的EL溶液71,通过红色第1加热器58加热到不沸腾的程度的状态下,设置在红色有机材料溶液贮存器56内,设定成经由红色EL溶液供给管57到达由红色第2加热器59加热的红色喷嘴55;形成发绿光的有机EL层4G的EL溶液71,通过绿色第1加热器58加热到不沸腾的程度的状态下,设置在绿色有机材料溶液贮存器56内,设定成经由绿色EL溶液供给管57到达由绿色第2加热器59加热的绿色喷嘴55;形成发蓝光的有机EL层4B的EL溶液71,通过蓝色第1加热器58加热到不沸腾的程度的状态下,设置在蓝色有机材料溶液贮存器56内,设定成经由蓝色EL溶液供给管57到达由蓝色第2加热器59加热的蓝色喷嘴55。
这时,若相应于各自的有机材料的性质,加热至不沸腾且在溶剂中充分溶解的程度,则红色第1加热器58、绿色第1加热器58、蓝色第1加热器58也可以设定成互不相同的加热温度;若相应于各自的有机材料的性质,加热至不沸腾且在溶剂中充分溶解的程度,则红色第2加热器59、绿色第2加热器59、蓝色第2加热器59也可以设定成互不相同的加热温度。
在箱体70内配置以上的工作台51和喷嘴55。因此,在箱体70的内部空间,进行使透明基板2朝副扫描方向移动、使EL溶液71的液滴从喷嘴55喷出、使EL溶液71的液滴降落在透明基板2上。
控制器60对驱动装置52进行控制,头部54和喷嘴55对控制器60进行控制,在预定的定时使它们动作或停止。
对有机EL显示屏1的制造方法进行说明。
通过适当进行采用PVD或CVD法等进行的成膜工序、采用光刻法等进行的掩模工序、采用刻蚀法等进行的薄膜形状加工工序,在透明基板2上成矩阵状地构图形成多个透明电极3。
接着,通过旋转涂敷法或浸润法等,在形成了透明电极3的透明基板2上的一个面上形成聚酰亚胺等的感光性树脂的抗蚀剂膜,使抗蚀剂膜曝光后用显影液除去一部分,由此加工形成抗蚀剂膜以围绕各透明电极3。残留的抗蚀剂膜形成间隔壁6。另外,也可以通过适当进行采用PVD法或CVD法等进行的成膜工序、采用光刻法等进行的掩模工序、采用刻蚀法等进行的薄膜形状加工工序,形成氧化硅或氮化硅的间隔壁6。
然后,在工作台51上放置形成了透明电极3和间隔壁6的透明基板2。接着,使用溶液喷出装置50,向被间隔壁6围绕的各区域喷出EL溶液71的滴液,由此在被间隔壁6围绕的各区域上成膜形成有机EL层4。
具体而言,溶液喷出装置50的各部被控制器60控制,如下进行动作。
也就是说,驱动装置52与工作台51一起在副扫描方向间歇地搬送透明基板2。在此,透明基板2停止的过程中,头部54在主扫描方向至少往复一次。
头部54朝主扫描方向移动的过程中,喷嘴55通过由间隔壁6围绕的各像素的透明电极3的正上方。喷嘴55通过透明电极3上的过程中,喷嘴55向各像素的透明电极3分一滴或多滴喷出EL溶液71的液滴。另外,也可以从移动头部54以使喷嘴55达到透明电极3的预定位置上开始暂时停止,喷嘴55朝透明电极3分一滴或多滴地喷出EL溶液71的液滴,通过反复进行上述动作,顺次在透明电极3上成膜形成有机EL层4。
降落在透明电极3上的液滴在透明电极3上扩展而形成膜,然后通过固化,形成有机EL层4。
头部54如上所述在主扫描方向至少往复一次之后,驱动装置52与工作台51一起在副扫描方向按照预定距离搬送透明基板2。然后,若透明基板2再次停止,则头部54往复移动,采用喷嘴55再次进行EL溶液71的喷出。然后,溶液喷出装置50反复进行上述动作,由此在被间隔壁6围绕的全部区域内成膜形成有机EL层4。
在此,溶液喷出装置50动作的期间,用第1加热器58加热到有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71不沸腾的程度,用第2加热器59加热到喷嘴55内的EL溶液71不沸腾的程度。因此,在EL溶液71的液滴从由喷出口55a被喷出开始到降落在透明电极3上的飞翔中,液滴的溶剂蒸发,液滴的体积慢慢变小。因此,由于液滴降落时体积变小,降落的液滴的弹回减少,所以液滴不超出被间隔壁6围绕的区域。
另外,由于EL溶液71在喷嘴55内被加热,故溶剂的溶解度提高,能提高有机材料的浓度,所以由一次喷出液滴形成的有机EL层4的厚度能变厚。因而,能减少用于形成预定厚度的有机EL层4的液滴的喷出次数,所以能缩短有机EL显示屏1整体的制造时间。
再有,从被加热的EL溶液71的液滴被喷出开始到液滴降落之前的飞翔阶段,液滴的溶剂通过全部被加热的热迅速蒸发,所以从降落到蒸发结束的期间所需要的时间变短,能缩短有机EL显示屏1整体的制造时间。
另外,溶剂的溶解度因EL溶液71被加热而提高,所以在喷出口55a中,有机材料不易析出,可以防止喷出口55a闭塞。  另外,第1加热器58和第2加热器59将EL溶液71加热至EL溶液71不沸腾的程度,故喷嘴55内和有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71的压力不急剧变化,所以,液滴不从喷嘴55的喷嘴口55a降落在间隔壁6的正上方等预期位置以外的位置。
如以上所述,在各围绕区域成膜形成有机EL层4,有机EL层4例如是空穴输送层、狭义的发光层、电子输送层等这样的叠层结构时,每个层分别准备溶液喷出装置50,与如上说明过的情况一样,通过顺次成膜形成各层来形成有机EL层4。
如果使用溶液喷出装置50的有机EL层4的成膜完成,则通过进行采用PVD法或CVD法等的成膜工序,在形成了有机EL层4的透明基板2上的一个面上成膜形成对置电极7。
在以上的实施例中,加热的液滴被喷出,液滴不超出,所以相邻的两个像素的EL溶液71不在间隔壁6上混合。因此,可以增大能一次喷出的液滴的体积,可以减少用于形成预定的厚度的有机EL层4所需要的喷出次数。
(实施例2)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图3所示的溶液喷出装置150。溶液喷出装置150与溶液喷出装置50的构成要素一样的要素附带同样的符号,并省略其详细说明。
溶液喷出装置150在图2所示的溶液喷出装置50的构成的基础上,还具备温度控制器61。温度控制器61用于进行第1加热器58和第2加热器59的加热控制。也就是说,在有机材料溶液贮存器56内设置了测量EL溶液71温度的温度测量器(温度计)78,所测量的温度从温度测量器78反馈到温度控制器61,温度控制器61根据所测量的温度来控制第1加热器58,以使有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71保持一定。同样,在喷嘴55内设置对EL溶液71的温度进行测量的温度测量器78,所测量的温度从温度测量器78反馈到温度控制器61,温度控制器61根据所测量的温度来控制第2加热器59以使喷嘴55内的EL溶液71的温度保持一定。通过由温度控制器61控制第1加热器58和第2加热器59,加热到一定温度保持EL溶液71不沸腾的程度的状态。
在溶液喷出装置150中,喷嘴55内和有机材料溶液贮存器56内的EL溶液71的温度控制在一定温度,再有,由于EL溶液71不沸腾,故EL溶液71的压力稳定,再有,所喷出的液滴无论何时溶解度和温度都相同。因此,所喷出的液滴总是一样的浓度且为均匀的量,蒸发所需要的时间也相同,故所成膜的有机EL层40的膜厚均等。
(实施例3)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图4所示的溶液喷出装置250。溶液喷出装置250与溶液喷出装置50的构成要素一样的要素附带同样的符号,并省略其详细说明。
溶液喷出装置250在图2所示的溶液喷出装置50的构成的基础上,还具备隔热构件62。该隔热构件62介于头部54和喷嘴55之间,被头部54和喷嘴55夹持。隔热构件62可以防止由第1加热器58和第2加热器59加热的喷嘴55的热向头部54传导。假定头部54被加热,则头部54膨胀,所以不能精度好地定位头部54,有时液滴的降落位置偏移。但是,在该溶液喷出装置250中,由于通过隔热构件62抑制头部54受热,所以突然喷出的液滴不在间隔壁6上产生降落偏移。
在溶液喷出装置中250,将头部54设置成不仅在主扫描方向移动,而且也可以在副扫描方向自由移动。此时,工作台51也可以不在副扫描方向上移动。
(实施例4)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图5所示的溶液喷出装置350。溶液喷出装置350与溶液喷出装置50的构成要素一样的要素附带同样的符号,并省略其详细说明。
溶液喷出装置350具备具有通过电信号进行加热的发热电阻体的基板加热器63,来代替图1所示的溶液喷出装置50的第1加热器58、第2加热器59,其他构成要素与溶液喷出装置50一样。基板加热器63被埋入工作台51内,用于从工作台51加热透明基板2。透明基板2通过基板加热器63被加热,喷嘴55被传热并被加热,所以在喷嘴55内已经被加温的液滴刚喷出后,溶液变得易于气化,再有,由于透明基板2上的环境也被基板加热器63加热,所以从喷出口55a喷出的液滴在降落在透明基板2上之前被加热,所以溶剂变得更容易气化。为此,液滴内的有机材料的量不减少,可以减小液滴的直径,所以,可以防止液滴从降落的像素内超过间隔壁6而弹回邻接的像素。另外,由于透明基板2也通过基板加热器63被加热,所以EL溶液71的液滴降落后可以马上蒸发溶剂,能缩短干燥时间,提高生产性。
(实施例5)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图6所示的溶液喷出装置450。溶液喷出装置450与溶液喷出装置50的构成要素一样的要素附带同样的符号,并省略其详细说明。
溶液喷出装置450在图5所示的溶液喷出装置350的构成的基础上,还具备隔热构件67。该隔热构件67介于工作台51和驱动装置52之间,可以防止被基板加热器63加热的工作台51的热向驱动装置52传导。假定驱动装置52过热,则驱动装置52热膨胀,所以控制器60根据预先编程的移动量使工作台51在副扫描方向上移动,使头部54在主扫描方向上移动时,有时发生位置偏移而使液滴的降落位置偏移。但是,在该溶液喷出装置450中,由于通过隔热构件67抑制驱动装置52被加热,所以不向隔热构件67的下方导热,驱动装置52不发生热膨胀,而且,由于透明基板2由玻璃制成,故热的吸收性低且不易热膨胀,所以液滴不发明降落偏移。另外,这样构成的情况下,不仅使工作台51只在副扫描方向上移动,而且也可以在主扫描方向上自由移动。此时,头部54也可以不在主扫描方向上移动。
(实施例6)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图7所示的溶液喷出装置550。
溶液喷出装置550具备通过电信号进行加热的辐射型加热器64,来取代图1所示的溶液喷出装置50的第1加热器58、第2加热器59。发射性加热器64设置在箱体70内工作台51的上方,布置在不妨碍头部54和喷嘴55移动的位置上。辐射型加热器64朝喷嘴55和透明基板2之间的空间成辐射状散热,加热由喷出口55a喷出的液滴。在该溶液喷出装置550中,液滴也在飞翔中被加热,所以液滴的溶剂蒸发。因此,降落的液滴不超出被间隔壁6围绕的区域,相邻的两个像素的EL溶液71在间隔壁6上不混合。为了维持液滴的精度高的位置降落,优选像发射型加热器64那样的红外线加热器等的通过无风来传送热的构件。
(实施例7)
作为成膜形成有机EL层4的装置,也可以使用图8所示的溶液喷出装置650。
溶液喷出装置650具备具有通过电信号进行加热的发热电阻体的发热器65和风扇66。发热器65和风扇66设置在箱体70内工作台51上,布置在不妨碍头部54和喷嘴55移动的位置上。发热器65发热,风扇66将发热器65的热气送入工作台51和喷嘴55之间。通过风扇66将发热器65的热向喷嘴55和透明基板2之间的空间散热,由此,加热从喷出口55a喷出的液滴。在该溶液喷出装置650中,液滴也在飞翔中被加热,所以液滴的溶剂蒸发。因此,降落的液滴不超出被间隔壁6围绕的区域,相邻的两个像素的EL溶液71在间隔壁6上不混合。
(实施例8)
对本发明涉及的实施例8的溶液喷出装置750进行说明。图9是示出本发明实施例的溶液喷出装置750的概要侧面图。
溶液喷出装置750具备:工作台51,具有平坦且水平的上表面,而且在副扫描方向上自由移动;驱动装置52,使工作台51在副扫描方向上移动;引导部53,在大致垂直于副扫描方向的主扫描方向上延伸;头部54,是被引导部53引导并沿着引导部53在主扫描方向上移动的移动体;多个喷嘴55,将有机EL溶液71变成液滴并喷出;有机材料溶液贮存器56,是有机EL溶液71的供给源;EL溶液供给管57,用于从有机材料溶液贮存器56供给有机EL溶液71;基板加热器63,加热工作台51上的透明基板2;冷却介质套管69,设置成直接或间接地接触喷嘴55,提供被冷却的冷却介质77,利用冷却介质77的温度来冷却喷嘴55;冷却介质循环器170,对冷却介质77进行冷却且使冷却介质77循环;冷却介质供给管81,使由冷却介质循环器170供给的冷却介质77流入冷却介质套管69;冷却介质排出管82,使由冷却介质套管69排出的冷却介质77流入冷却介质循环器170;以及控制器60,对溶液喷出装置750整体进行控制。冷却介质77能在冷却介质供给管81、冷却介质排出管82内移动,若可以用作能容易冷却的流体,则可以是含有乙醇、二甘醇、氯化钾等冷却剂的溶液或纯水这样的液体,也可以是被冷却的气体,或者,也可以是含有包括被冷却后结晶的固体粒的液晶相的物质。
通过工作台51、驱动装置52和头部54,使透明基板2和喷嘴55沿着与工作台51的上表面平行的面相对移动。另外,在图9中只示出了一个喷嘴55和一个有机材料溶液贮存器56,但实际上有多个有机材料溶剂贮存器56,在头部54上设置多个喷嘴55。具体而言,溶解了发出红、绿或蓝色任意一种颜色的光的有机材料的有机EL溶液71分别填充在有机材料溶液贮存器56中。从与各有机材料溶液贮存器56连通的喷嘴55,喷出溶解了发出红、绿或蓝色任意一种颜色的光的有机材料的有机EL溶液71。
冷却介质循环器170具备贮存冷却介质77的贮存器、冷却贮存器内的冷却介质77的冷却器、送出贮存器的冷却介质77的泵和将冷却介质77从贮存器中取出的排出构件。冷却介质循环器170通过泵将在贮存器中被冷却的冷却介质77通过冷却介质供给管81供给冷却介质套管69。冷却介质套管69将所提供的冷却介质77的冷气传导至喷嘴55,由此夺去喷嘴55的热进行冷却。冷却介质套管69如图9所示,可以是设置在喷嘴55的表面的一部分上的结构,但为了提高冷却效率,也可以是围绕喷嘴55设置的结构。
通过冷却介质套管69对喷嘴55的热进行吸收的冷却介质77,通过冷却介质排出管82向冷却介质循环器170排出。冷却介质循环器170在内部设置冷却器并对冷却介质进行冷却,但也可以通过在冷却介质供给管81和冷却介质排出管82的至少一个中设置对冷却介质进行电冷却的冷却器,对冷却介质77进行冷却。另外,冷却介质循环器170在内部不具备对从冷却介质排出管82获得的冷却介质进行冷却的构件的情况,也可以将由从冷却介质套管69取入的喷嘴55的热加热的冷却介质77排出到溶液喷出装置750之外。这种情况,根据排出冷却介质77的量,从外部获得的被冷却的冷却介质77,送出至冷却介质供给管81。这样构成的情况下,可以不等待对被加热的冷却介质77进行冷却的时间,就对喷嘴55进行冷却。
另外,通过控制器60使溶液喷出装置750内的温度下降至低于喷嘴55内的有机EL溶液71的温度,冷却介质供给管81和冷却介质排出管82的温度降低,在冷却介质供给管81和冷却介质排出管82接触的同时,对移动的管内的冷却介质77进行冷却。
如图1所示,在透明基板2和透明电极3上由间隔壁6形成的像素上,从喷出口55a喷出溶解了有机EL材料的有机EL溶液71的液滴来构图形成的情况下,特别是当有机EL溶液71的溶剂的挥发性低或沸点高时,不能迅速地干燥耗尽,所以,溶液以液滴降落在透明电极3上的状态超出间隔壁6而向邻接像素流出。
在此,溶液供给装置750的结构为,通过基板加热器63对工作台51及工作台51上放置的透明基板2等进行加热。也就是说,其结构为,对透明基板2及其上方的环境进行加热,所以液滴一从喷嘴55的喷出口55a喷出就立刻被加热,该液滴的溶剂到达像素之前被蒸发或促进该蒸发。另外,降落后被加温的液滴也促进溶剂的蒸发并快速干燥。
但是,使用含有低沸点的溶剂或蒸气压高(挥发性高)的溶剂的有机EL溶液71,当使工作台51的温度上升时,从工作台51产生辐射热,喷嘴55及其内部温度也由于该辐射热而上升,保持不变,喷嘴55内的有机EL溶液71的一部分气化。另外,在喷嘴55使用压电式喷出构件的情况下,通过压电元件使隔膜压缩膨胀而喷出有机EL溶液71。改隔膜膨胀时,内部压力变小,导致有机EL溶液71进一步容易气化的状态。
如果被气化的溶剂是微小的,则气化后的溶剂的气体再次溶入溶剂液中,不会造成妨害。但是,使用低沸点的溶剂或蒸气压高的溶剂,而且溶剂液滴喷射时的环境温度高(喷嘴55内的温度高)的情况,被气化的溶剂量增大,气化后的溶剂的气体难以再次溶入溶剂中。例如,已经确认形成有机EL层4的空穴输送层时,有机EL溶液71使用PEDOT(聚二氧乙基噻吩)溶液的情况下,该PEDOT溶液虽然使用蒸气压高的水作为主溶剂,但当喷嘴55的温度超过40℃时,产生气体。喷嘴55被设定成内部被溶液充满并喷出该溶液一定量(一定的体积量),所以,当该气化了的溶剂的气体滞留在喷嘴55内与溶液混合存在时,不能喷出正确的量的有机EL溶液71,根据情况有时不能喷出溶液。另外,虽然有时该溶剂的气体与液体的溶液一样从喷出口55a喷出,但单位体积的有机EL溶液71的量与液态比较极为微量,不能满足地成膜。因此,在透明电极3上没有滴足够量的液滴,有机EL层4的膜厚变薄,透明电极3和对置电极7电短路,成为有机EL显示屏1的良品率降低的主要原因。
在此,本实施例的溶液供给装置750通过设置在喷嘴55上的冷却介质套管69,对喷嘴55内部的有机EL溶液71进行冷却,对有机EL溶液71的气化进行控制,能够从喷嘴55进行正确的量的有机EL溶液71的液滴的连续喷射。
接着,对有机EL显示屏1的制造方法进行说明。
首先,与实施例1一样,将形成了透明电极3和间隔壁6的透明基板2放置在工作台51上。这时,通过基板加热器63经由工作台51来加热透明基板2,通过冷却介质循环器170由冷却介质套管69供给冷却介质77,喷嘴55被冷却。接着,使用溶液喷出装置750,在由间隔壁6围绕的各围绕区域上从喷嘴55的喷出口55a喷出有机EL溶液71的液滴,由此在该围绕区域成膜形成有机EL层4。
具体而言,溶液喷出装置750的各部被控制器60控制进行如下动作。
也就是说,驱动装置52与工作台51一起在副扫描方向上间歇地搬送透明基板2。在此,透明基板2停止的过程中,头部54至少在主扫描方向上往返一次。
头部54在主扫描方向移动的过程中,喷嘴55通过由间隔壁6围绕的各像素的透明电极3的正上方。喷嘴55通过透明电极3上的过程中,喷嘴55朝各像素的透明电极3分成一滴或多滴地喷出EL溶液71。
此时,由于喷嘴55通过冷却介质套管69被冷却,所以,可以抑制喷嘴55内部的有机EL溶液71中,因空洞现象而被气化的溶剂的滞留的发生,可以从喷嘴55的喷出口55a连续喷射一定量的液滴。因此,在降落的液滴与邻接像素之间,有机EL层4的膜厚变得不均匀。
另外,由于透明基板2被加热,液滴的降落通道上也被加热,所以,从喷出口55a喷出的液滴到达透明基板2的透明电极3上之前被加热。为此,在液滴附着在透明电极3上之前,溶剂蒸发,液滴的量比喷出时少。因此,可以抑制有机EL溶液71向其他像素飞散或超出间隔壁6而溢出,所以,可以使发出相互不同颜色的邻接的像素的有机EL溶液71混合的比例极低。
如以上所述,在头部54至少在主扫描方向上往复一次之后,驱动装置52与工作台51一起在副扫描方向上搬送透明基板2预定距离。另外,若透明基板2再次停止,则再次进行头部54的往复移动、采用喷嘴55的有机EL溶液71的喷出。然后,通过溶液喷出装置750反复进行上述动作,间隔壁6的围绕区域全部成膜形成有机EL层4。
而且,也可以使头部54移动以使喷嘴55到达透明电极3的预定位置后暂时停止,喷嘴55朝透明电极3分成一滴或多滴地喷出EL溶液71的液滴,通过反复进行上述动作,顺次在透明电极3上成膜形成有机EL层4。
采用溶液喷出装置750的有机EL层4的成膜结束后,通过进行采用PVD法或CVD法等的成膜工序,在形成了有机EL层4的透明基板2上的一个面上成膜形成对置电极7。
如上所述的溶液供给装置750,作为液滴从喷嘴55喷出的有机EL溶液71通过基板加热器63被加热,有机EL溶液71可以在所期望的像素上成膜,而且位于上方的喷嘴55因来自基板加热器63的热而过热,冷却介质套管69可以抑制喷嘴55内的有机EL溶液71气化,所以可以从喷嘴55喷出所预期的量的液滴,所以有机EL层4R、有机EL层4G、有机EL层4B可以维持所期望范围的厚度,能以稳定的亮度进行发光色纯度高的表现。
在此,参照图10,对溶液喷出装置的有机EL溶液71的喷出动作开始的经过时间与喷嘴55的温度之间的关系进行说明。图10是表示从液滴喷出动作开始的经过时间与喷嘴55的温度之间的关系的曲线图。在该测定中,有机EL溶液71使用PEDOT溶液。
图10的曲线图中的“*”表示如下的情况:使用从作为比较例的图9的溶液喷出装置750中将冷却介质套管69、冷却介质循环器170、冷却介质循环器71和冷却介质排出管82除去的溶液喷出装置,控制加热器使工作台51的温度成为70℃,喷嘴55未被冷却。这种情况下,从PEDOT溶液的液滴喷出开始的经过时间为300秒,则喷嘴55的温度增大40℃,上升到48.3℃,由于喷嘴55内的PEDOT溶液通过供给管路而过热,所以PEDOT溶液的溶剂气化而滞留在内部,不管泵机械移位动作,PEDOT溶液的液滴的喷出也停止。因此,连续的喷出停止。
另一方面,图10的曲线中的实线表示如下情况:在溶液喷出装置750中,进行加热使工作台51的温度变成70℃,使冷却介质循环器71动作来冷却喷嘴55。这种情况下,即使从PEDOT溶液的液滴的喷出开始的经过时间达到600秒,喷嘴55的温度也不超过40℃,PEDOT溶液的液滴可以连续且继续喷出。
另外,图10的曲线中的虚线表示如下情况:在溶液喷出装置750中,进行控制使工作台51的温度变成80℃,使冷却介质循环器71动作来冷却喷嘴55。这种情况下,即使从PEDOT溶液的液滴的喷出开始的经过时间达到600秒,喷嘴55的温度也不上升40℃,PEDOT溶液的液滴可以连续且继续喷出。
因此,根据本实施例,通过基板加热器63加热放置在工作台51上的透明基板2,而且通过冷却介质套管69冷却喷嘴55,同时在透明基板2的间隔壁6的围绕区域上喷出有机EL溶液71的液滴。为此,即使使用含有沸点低的溶剂或蒸气压高的溶剂的有机EL溶液71,也能够通过喷嘴55的冷却抑制滞留在喷嘴55内的有机EL溶液71中的气化成分的发生,所以,喷嘴55内充满有机EL溶液71,可以喷出适量的有机EL溶液71。另外,加热透明基板2,故在液滴到达被加热的透明基板2之前的期间迅速加热,使有机EL溶液71中的溶剂干燥,所以,液滴的量减少且有机EL溶液71的粘度增加。因此,液滴不会流出预期的围绕区域之外,不会飞散,而且可以缩短到蒸发的时间。
(实施例9)
接着,参照图11说明本发明涉及的实施例9。图11是表示本实施例的溶液喷出装置850的概要侧面图。
在上述实施例8中,当没有限制地过渡冷却喷嘴55时,内部的有机EL溶液71的温度过渡下降,粘度变高,从喷出口55a喷出的EL溶液71的液滴的量有可能减少。在本实施例中,通过设置对冷却介质循环器内的冷却功能进行调节的温度调节构件来解决上述问题。在本实施例的溶液喷出装置850中,与实施例8的溶液喷出装置750相同的部分附带相同符号,并省略其说明。喷出溶液装置850具备:工作台51;驱动装置52;引导部53;头部54;喷嘴55;有机材料溶液贮存器56;EL溶液供给管57;基板加热器63;设置在喷嘴55上,供给冷却介质77的冷却介质套管69;作为冷却介质77供给源的冷却介质循环器170;冷却介质供给管81;冷却介质排出管82;检测喷嘴55温度的温度检测部75;通过由温度检测部75检测的喷嘴55的温度信息对冷却介质循环器170内的冷却功能进行调节的温度调节器76;以及对溶液喷出装置850整体进行控制的控制器60。
冷却介质循环器170具备:循环式恒温槽等贮存冷却介质77的贮存器;送出泵;加热并冷却该贮存器内的冷却介质77的温度变化构件。通过该泵,该贮存器内的冷却介质77通过冷却介质供给管81送出至冷却介质套管69。由供给冷却介质套管69的冷却介质77夺去喷嘴55的热,吸收了热的冷却介质77通过冷却介质排出管82排出至冷却介质循环器170。冷却介质循环器170使该被排出的冷却介质77流入内部的贮存器。控制器60根据来自温度检测部75的温度信息,对冷却介质循环器170指示流向冷却介质供给管81的冷却介质77的流量为预定量。
温度调节器76根据由温度检测部75检测到的喷嘴55的温度信息,控制冷却介质循环器170的温度变化构件,来调节内部的贮存器内的冷却介质77的温度。该温度流量调节以喷嘴55的温度变为一定的方式进行控制。控制器60根据来自温度检测部75的温度信息,对温度调节器76指示冷却介质循环器170内的冷却介质77设定为预定的温度。
接着,使用溶液喷出装置850的有机EL显示屏1的制造方法,与使用实施例8的溶液喷出装置750的有机EL显示屏1的制造方法基本相同,喷嘴55的冷却顺序不同。因此,为避免重复说明,只对该冷却顺序进行说明。
从溶液喷出装置850的喷嘴55喷出有机EL溶液71的液滴,而且,根据来自温度检测部75的信息由控制器60进行冷却控制。具体而言,冷却介质77由冷却介质循环器170供给冷却介质套管69,喷嘴55由该冷却介质77冷却。另外,工作台51由基板加热器63加热,由该辐射热加热喷嘴55及其下方的环境。温度调整器76对冷却介质循环器170内的贮存器内的冷却介质77的温度进行控制,以使由温度检测部75检测的喷嘴55的温度适当且一定。也就是说,对供给冷却介质套管69的冷却介质77进行温度控制,以确保对喷嘴55的加热和冷却,进一步确保由冷却介质循环器170控制的冷却介质77的流量的平衡,确保喷嘴55的温度适当且一定。另外,在冷却介质循环器170中,也根据反馈回控制器60的温度调节器76的控制信息,从控制器60输出控制流量的控制信号。冷却介质77的适当温度是喷嘴55内的有机EL溶液71中不发生气化的溶剂的滞留,使有机EL溶液71的粘度为适当值的温度。另外,也可以使喷嘴55的适当的温度保持在预定的范围内。
以上,根据本实施例,通过温度控制器76控制温度,使向冷却介质套管69提供的冷却介质77的温度变成使有机EL溶液71的粘度适当且保持一定的温度。为此,即使使用含有沸点低的溶剂或蒸气压高的溶剂的有机EL溶液71,也能实现有机EL溶液71的液滴的连续喷出,而且使有机EL溶液71的粘度适当且保持一定,使喷嘴55喷出的液滴的容量一定,可以制造有机EL层的膜厚一定的高品质的有机EL显示屏。
(实施例10)
参照图12,说明本发明涉及的实施例10。图12是示出了本实施例的溶液喷出装置950的概要侧面图。
在实施例9中,虽然通过冷却介质循环器170冷却喷嘴55内的有机EL溶液71,但在溶液喷出装置950中,设置温度控制介质循环器171来代替冷却介质循环器170。为了控制喷嘴55内的有机EL溶液77的温度因喷嘴55的外部气体的温度等外因而上升或降低,温度控制介质循环器171具备如下功能:经由温度控制介质供给管83使设定成预定温度的温度控制介质79提供给设置成与喷嘴55相接的温度控制介质套管69,再通过喷嘴55使变温后的温度控制介质套管80内的温度控制介质79经由温度控制介质排出管84排出,使排出的温度控制介质79通过温度调节器76再次回到预定温度流入温度控制介质供给管83进行循环。温度调节器76进行加热或冷却,使通过温度控制介质循环器171循环的温度控制介质79变成预定温度。温度控制介质79优选像联苯醚那样的单位体积的热容量大、导热性良好、化学上对由温度调节器76调整的温度为惰性的介质。
由于温度调节器76不仅可以冷却温度控制介质79,而且可以对其进行加热,所以,溶液喷出装置950可以解除因过渡冷却引起的从喷嘴55喷出的有机EL溶液71变成低温,使溶剂不能充分挥发。再有,在溶液喷出装置950中,通过保温器86可以将有机材料溶液贮存器56内的有机EL溶液71与外部气体温度无关地保持在预定温度。这样一来,由于喷嘴55的表面积、容积小,故无论导热效果小且内在的有机EL溶液71的量少,或者连续喷出有机EL溶液71而需要大的热容量,通过温度控制介质79的导热不能充分控制在预定温度内的情况下,预先对有机EL溶液71进行某种程度的保温,由此可以容易地使溶液在喷嘴55内冷却,易于在喷嘴55外蒸发。
另外,本发明不受上述各实施例的限定,也可以在不超出本发明宗旨的范围内进行各种改良或设计的改变。
例如,虽然本发明将上述溶液喷出装置50、150、250、350、450、550、650、750、850用于制造有机EL显示屏1,但也可以用于制造制造滤色器和通过吸收短波长的光而发生长波长的光的变色介质(Color Changing Media)。滤色器和将短波长的光转换成长波长的光的变色介质的情况也与有机EL显示屏1的情况一样,间隔壁在透明基板上形成网眼状,由间隔壁围绕的围绕区域上分别形成了着色层,也可以通过溶液喷出装置50、150、250、350、450、550、650、750、850成膜形成这些着色层。但是,虽然形成着色层的材料与形成有机EL层4的材料不同,但也可以是溶于有机溶解等中的材料。
另外,在上述各实施例中,虽然头部54能在主扫描方向移动,但也可以能够在主扫描方向和副扫描方向上移动,即,能沿着与工作台51的上表面平行的面移动。这种情况下,工作台51也可以被固定。同样,工作台51也可以通过驱动装置52在主扫描方向和副扫描方向上移动。这种情况下,头部54也可以被固定。也就是说,也可以能够沿着与工作台51的上表面平行的面,相对于工作台51和头部54之中的一个和另一个相对移动。
另外,也可以在EL溶液供给管57上,设置对从有机材料溶液贮存器56提供给喷嘴55的EL溶液71进行加热的加热器。此时,在有机材料溶液贮存器56上,既可以设置加热器58,也可以不设置加热器58,既可以设置加热器59,也可以不设置加热器59。
另外,在图5至图8所示的溶液喷出装置350、450、550、560上,通过布置加热器58和加热器59的至少一个,能够提高溶剂的挥发效果。
在实施例8至实施例10中,作为保持进行温度控制的介质的结构,在喷嘴55上直接或间接地密合冷却介质套管69(或温度控制介质套管80),但并不限于此。例如,也可以是在喷嘴55内放置冷却介质套管(或温度控制介质套管)。另外,也可以在用于将喷嘴55安装在头部54上的支撑物等上,设置冷却介质套管(或温度控制介质套管)。
另外,作为进行温度控制的构件,不限于这些套管,也可以是通过通电在两种金属上做出温度差来散热的压电元件和散热风扇或冷却风扇等,也可以是将这些与套管中的多个进行组合的结构。
另外,在上述实施例8和实施例9中,是通过冷却介质套管69仅冷却喷嘴55的结构,但本发明不限于此。例如,也可以在喷嘴55上新增设置加热器,能对喷嘴55采用冷却介质套管69进行的冷却和采用该加热器的进行的加热的任意一个或两个的结构。根据这样的结构,可以缩短从溶液喷出装置850的启动开始到通过喷嘴55的加热使喷嘴55的温度到达适当温度的时间。因此,可以缩短有机EL显示屏1的整体制造时间。
另外,在上述各实施例中,喷嘴55的喷出构件说明了压电式的构件,但本发明不限于此。例如,也可以使用静电式喷出构件。静电吸引式喷出构件使喷嘴55和有机EL溶液71带电,将微小压力加在喷嘴55内的有机EL溶液71上,在喷嘴55上形成有机EL溶液71的凸凹透镜,在该状态下在工作台51上加与喷嘴55正负相反的电位,对凸凹透镜状态的有机EL溶液71加静电引力,从喷嘴55引出有机EL溶液71。这样一来,从喷出口55a喷出有机EL溶液71的液滴。
另外,也可以使用热喷射式的喷出构件。热喷出式的喷出构件可以通过发热体使喷嘴55内的有机EL溶液71瞬间膜沸腾,使有机EL溶液71内发生气泡而使喷嘴55内的压力改变。这样一来,使有机EL溶液71的液滴从喷出口55a喷出。在上述各实施例中,为了抑制滞留在喷嘴55内的溶剂的气体的发生,进行喷嘴55的冷却,构成为容许热喷出式的喷出构件的发热体的加热的瞬间的溶剂气体。也就是说,使用热喷射式的喷出构件的情况,构成为进行喷嘴55的冷却,以使溶剂气体不在液滴喷射目的地以外发生。
根据本发明,从喷出口喷出的液滴易于蒸发,降落的液滴不超出围绕区域,相邻的围绕区域内的溶液不混合。为此,即使溶解度低的溶剂,也可以一次喷出体积更大的液滴。因此,可以缩短在围绕区域内使溶质形成适当膜厚所需要的成膜时间。

Claims (4)

1.一种用于形成有机电致发光层即有机EL层的溶液喷出装置,其特征在于,具备:
喷嘴,用于将EL溶液变成液滴,喷出到基板的一个面上,上述EL溶液是将高分子类有机EL材料作为溶质在溶剂中溶解而成的;
基板加热器,用于加热上述基板而使上述EL溶液中的上述溶剂气化,并使上述高分子类有机EL材料淀积在上述基板上;以及
冷却构件,用于对上述喷嘴内的上述溶液进行冷却。
2.一种将用于形成有机电致发光层即有机EL层的溶液喷出到基板上预定位置的溶液喷出方法,具备以下工序:
对喷出上述溶液的喷嘴进行冷却的工序;
从上述喷嘴向上述基板喷出上述溶液的喷出工序;以及
对向上述基板喷出的上述溶液进行加热的加热工序;
其中,上述溶液是将高分子类有机EL材料作为溶质在溶剂中溶解而成的EL溶液;
上述加热工序使上述EL溶液中的上述溶剂气化,并使上述高分子类有机EL材料淀积在上述基板上。
3.如权利要求2所述的溶液喷出方法,其中,在上述喷嘴内,上述溶液的温度低于上述溶液的沸点。
4.如权利要求2所述的溶液喷出方法,其中,从上述喷嘴喷出后的上述溶液的温度比在上述喷嘴内时高。
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