有源矩阵型有机 E L显示体、其制造方法及其制造装置、液晶阵列及其制造方法、以及滤色片衬底、其制造方法及其制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的有源矩阵型有机ＥＬ显示体的制造方法，利用喷墨方式将包含有机ＥＬ层材料的液体作为液滴（１２）从喷嘴的喷出孔喷出，形成有机ＥＬ层。使用所述喷出孔（１ｂ）直径小于所述液滴（１２）直径的静电吸附型喷墨装置（１５），从该喷墨装置的喷嘴喷出１滴的量为１ｐ１以下的液滴，形成有机ＥＬ层。滴落后的液滴很快干燥的结构，能抑制滴落后的液滴的移动，并且正确而且廉价地形成有机ＥＬ层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有作为发光层的有机EL层的有源矩阵型有机EL显示体的制造方法及其装置和有源矩阵型有机EL显示体、液晶彩色电视机、个人电脑等中使用的液晶阵列的制造方法，即设置于一对衬底之间的，利用喷墨法形成垫块的液晶阵列的制造方法和液晶阵列、利用喷墨方式的例如彩色液晶显示装置等的滤色片衬底的制造方法及其装置和滤色片衬底。近年以来，伴随着高度信息化的发展，在对薄型、低功耗、份量轻的显示元件的要求提高的过程中，低电压驱动且具有高亮度的有机EL显示器引人注目。特别是通过近年来的研究开发，使用有机(高分子)材料的有机EL元件的发光效率显著提高，有机EL显示器的实用化已经开始。若用电极夹住包含荧光性有机分子的固体薄膜并施加电荷，则由阳极注入空穴，由阴极注入电子，通过外加电场使这些载流子在薄膜中移动并再结合。该再结合时释放出的能量消耗在荧光分子的单态激发状态(分子激子)的形成过程中，利用随着该单态激子向基态的衰减而释放的荧光的元件即为有机EL元件。再者，在彩色显示器中，有时RGB(红绿蓝)一组地将多个发光部汇总称为1像素，但是在本说明书中将各个发光部分别称为1像素。这里，对已有的有源矩阵型的有机EL显示体(有机EL显示器)进行说明。图36是示出已有的有机EL元件的1像素的结构的纵剖面图。如该图中所示，有机EL元件至少具有衬底301、设置在衬底301上的第1电极302、有机EL层303、以及第2电极304。最好是在有机EL层303和第2电极304的侧缘部中设置隔板305。另外，从对比度度的观点出发，最好是在衬底301中的第1电极302一侧的相反侧的面上设置偏振片307。此外，从可靠性的观点出发，最好是在第2电极304上设置密封膜或者密封衬底306。这里，有机EL层303可以是有机发光层的单层结构或者电荷输送层(电子输送层或者空穴输送层)与有机发光层的多层结构。向来，作为有机EL显示器的制造中的有机EL层的形成方法，已知有光刻法。使用该光刻法的情况下，利用光刻法和蚀刻方法在玻璃衬底上形成由金属氧化物等组成的黑色矩阵(以下称为“BM”)，然后利用旋转器在上述玻璃衬底的整个面上涂布使规定颜色的颜料分散的感光性树脂并使其干燥，之后，将该感光性树脂加以曝光、显影，得到规定颜色的颜色像素图案。该工序对R、G、B(红、蓝、绿)3个颜色反复进行3次，形成有机EL图案。然而，上述方法中有以下缺点，即先形成的有机EL层在后形成的有机EL层的光刻法工序中容易损坏。另外，对不想要的场所也必须涂布有机EL材料，从而造成这部分的材料费增大。还有，光刻法工序其生产设备价格昂贵，同时，在改变设计时无法灵活应对，因而在生产成本上不理想。对此，在日本国公开专利公报「特开平10-12377号公报」(公开日1998年1月16日)报道了利用喷墨法使发光层图案化的手法。其中公开了有机EL层的制造方法，该方法仅仅在玻璃衬底上的规定位置上印刷RGB的墨液，形成颜色像素图案。喷墨法可以同时形成RGB的三原色的层，从而可以避免反复进行光刻法工序所导致的有机EL元件的损坏，并且可以缩短生产时间。另外，由于仅仅在颜色像素位置印刷墨液，因此与光刻法相比，颜料的使用量少，可以大幅度降低材料费。此外，由于没有费工夫的曝光、显影工序，无需显影装置，可以降低制造成本。此外，可以在常温、常压下操作，从而可期待产生提高生产效率的效果和生产设备的简化。然而，利用已有的喷墨法中的有机EL层的制作方法中存在以下所述的问题。即在已有的喷墨法中，没有充分研究使喷嘴喷出的液滴干燥的情况，液滴滴落在衬底上之后并不立即干燥。因此，为了得到所要层厚的有机EL层，在衬底上干燥前的液滴量增多了。其结果是，干燥需要很长时间，液滴在干燥之前在衬底上移动，从而导致有机EL层的形成精度降低。为了解决这个问题，首先考虑到以下方法，即在衬底上表面形成亲液区域和疏液区域，约束液滴滴落后的位置。下面根据图37(a)～37(c)对这样形成亲液区域及疏液区域的情况下的有机EL层的形成方法进行说明。首先，对衬底311的整个表面实施亲液处理。其后，利用光刻法工序，将1像素尺寸形成为例如120μm×100μm，将例如10μm的疏液区域313形成为相邻的像素间的线宽。这样，如图37(a)所示，可以将亲液区域312和疏液体区域313加以区分。接着，对亲液区域312喷出墨液的液滴314。使滴到衬底311上的液滴314不扩张到疏液区域313地保持在亲液区域312。其后，通过使液滴314中的溶剂干燥，形成有机EL层。然而，该方法存在以下问题。在例如所要的有机EL层的厚度为0.05μm的情况下，墨液体积浓度为0.1％时，1滴液滴的尺寸为105μm。液滴314滴落在衬底311一侧时，因该冲击扩张为液滴直径的1.5倍。因此，如37(b)所示，滴落的液滴314的一部分越过形成像素区域的外框的疏液区域313到达相邻的像素亲液区域312。这样，在滴落的液滴314干燥之前，作为液滴314的一部分的墨液，在移动到其他亲液区域312时，如37(c)所示该墨液发生分离，不返回到原来的像素(原来的亲液区域312)内，因此，为了避免发生这样的问题，考虑使1滴液滴的直径减小。例如对于(像素宽度100μm)+(两侧外框10μm×2)＝120μm，按照使滴落瞬间之后的液滴314(墨液)的扩张不超出亲液区域312的要求确定液滴直径，则喷嘴喷出的液滴314直径为120÷1.5＝80μm。这时，由1滴液滴314形成的有机EL层的厚度为0.02μm，是所要厚度的一半以下。因此，必须将2滴以上的液滴314喷在相同的像素内。然而，第2滴以后的液滴滴落在其前一滴形成的有机EL层上，在该处未进行过亲液处理，液滴不扩张为所要的形状，从而产生颜色不均。另外，若在前一滴干燥之前使后一滴滴落，则墨液扩张到邻近的像素的亲液区域312，因此后一滴液滴的喷出必须等待到前一滴液滴314干燥之后，其生产效率差。此外，为了形成亲液区域和疏液区域，必须实施光刻法工序，从而无法有效发挥生产设备简化的喷墨装置的优点。还有，为了解决该问题，还考虑到以下方法，即在像素的周围形成隔板，阻隔墨液的扩展。下面根据图38和图39对基于该手法的有机EL层的形成方法进行说明。为了使像素的对比度清晰，在有机EL显示器的衬底311上形成黑色矩阵(以下称为”BM”)。因此，建议将该BM作为隔板，阻隔包含有机EL材料的液滴314的扩张(图38(a))。然而，在使用上述隔板315的方法的情况下，如图38(b)所示，干燥后形成的有机EL层316的厚度将产生不均。在这种情况下，有机EL层316在中央部变薄，在沿着隔板315的部分变厚。这样的厚度不均将对有机EL的发色特性产生重大影响，所以必须避免。因此，建议采用对隔板315实施疏液处理以避免墨液附着在隔板315上的方法。然而，即使采用该方法也无法消除中央部的凹陷。此外，使用隔板315的方法还存在以下问题。使有机EL层形成所要的厚度时，必须将体积为(1像素的面积×厚度)的有机材料EL溶解在液滴314中。作为一例，有机EL显示器中的每1像素的衬底311的尺寸是，其显示区域为120μm×100μm，厚度为0.05μm。在用1滴的液滴形成该显示区域的情况下，假设有机EL材料的体积浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵型有机ＥＬ显示体的制造方法，利用喷墨方式将包含有机ＥＬ层材料的液体作为液滴从喷嘴的喷出孔喷出，形成有机ＥＬ层，其特征在于，使用所述喷出孔直径小于所述液滴直径的静电吸附型喷墨装置，从该喷墨装置的喷嘴喷出１滴的量为１ｐ１以下 的液滴。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田平理雄，西泰男，村田和広，横山浩，
申请(专利权)人：夏普株式会社，柯尼卡美能达控股株式会社，独立行政法人产业技术总合研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]