专利名称：显示装置的制造装置及显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置的制造装置及显示装置的制造方法，尤其，涉及一种用于制造具备排列了多个显示像素的显示板的显示装置的制造装置，及使用该制造装置在上述显示板上排列的各显示像素的形成区域形成发光功能层的制造方法，上述显示像素具有通过涂敷由发光功能材料构成的液状材料来形成发光功能层的发光元件。
背景技术：
近年来，作为继多用作个人计算机或视频设备、便携式信息设备等的监视器、显示器的液晶显示装置(LCD)之后的下一代的显示装置，积极地进行面向实现具有将有机电致发光元件(以下简称有机EL元件)或发光二极管(LED)等的自发光元件进行了二维排列的发光元件型显示板的显示器(显示装置)的正式的实用化、普及的研究开发。
尤其，在应用有源矩阵驱动方式的发光元件型显示器中，与液晶显示装置相比，显示响应速度快，不存在视角依赖性，并且，可以实现高亮度·高对比度化、显示图像质量的高精细化等，同时，无需和液晶显示装置一样的背光源，因此，具有可进一步轻薄化这一极具优势的特点。
这里，作为应用于发光元件型显示器的自发光元件的一个例子，就公知的有机EL元件的基本结构进行简单说明。
图15是表示有机EL元件的基本结构的剖面示意图。
如图15所示，有机EL元件大致具有如下结构在玻璃基板等绝缘性基板111的一面侧(图中上方侧)依次层叠了阳极电极112、由有机化合物等(有机材料)构成的有机EL层(发光功能层)113、及阴极电极114的结构。有机EL层113例如将由空穴输送材料(空穴注入层形成材料)构成的空穴输送层(空穴注入层)113a和由电子输送性发光材料构成的电子输送性发光层(发光层)113b进行层叠而构成。
在具有这种元件结构的有机EL元件中，如图15所示，从直流电压源115向阳极电极112施加正电压、向阴极电极114施加负电压，由此，基于注入空穴输送层113a中的空穴和注入电子输送性发光层113b中的电子在有机EL层113内复合时产生的能量来发射光(激发光)L。这时，根据阳极电极112和阴极电极114之间流动的电流量来控制光L的发光强度。
这里，将阳极电极112及阴极电极114的任意一方用具有透光性的电极材料形成，另一方用具有遮光性和反射特性的电极材料形成，由此，如图15所示，可以实现具有隔着绝缘性基板111发射光L的底发射型的发光结构的有机EL元件、和具有不隔着绝缘性基板111而在上面的阴极电极114侧发射光L的顶发射型的发光结构的有机EL元件。
但是，作为构成上述有机EL元件的有机EL层113(空穴输送层113a及电子输送性发光层113b)的空穴输送材料和电子输送性发光材料，已知低分子类和高分子类的各种有机材料。
这里，低分子类的有机材料的情况下，通常，有机EL层中的发光效率比较高，但是，在制造工艺中必须使用蒸镀法，因此，仅在像素形成区域的阳极电极上选择性地形成该低分子类的有机膜时，必须使用用于防止低分子材料蒸镀到上述阳极电极以外的区域的掩模，而该掩模的表面也会附着低分子材料，因此，会有制造时的材料损失大、并且难以进行高精细的构图的问题。
另一方面，在应用高分子类的有机材料的情况下，虽然有机EL层中的发光效率与应用上述低分子类的有机材料的情况相比降低，但是，可以应用喷墨法(液滴吐出法)等作为湿式成膜法，因此，具有可以仅在像素形成区域(阳极电极上)选择性地涂敷上述有机材料的溶液而有效且良好地形成有机EL层(空穴输送层及电子输送性发光层)的薄膜这一制造工艺上的优点。
在具有由这种高分子类有机材料构成的有机EL层的有机EL元件的制造工艺中，大致在玻璃基板等绝缘性基板(平面基板)上的、每个形成各显示像素的区域(像素形成区域)形成阳极电极(阳极)之后，在和相邻接的显示像素的边界区域形成由绝缘性树脂材料等构成的隔壁(バンク)，在由该隔壁围绕的区域中，依次实施使用喷墨装置在该区域涂敷将由高分子类有机材料构成的空穴输送材料分散或溶解在溶媒中而成的液状材料之后，进行加热干燥处理，由此形成图11所示的空穴输送层113a的工序；以及涂敷将由高分子类有机材料构成的电子输送性发光材料分散或溶解在溶媒中而成的液状材料之后，进行加热干燥处理，由此形成图11所示的电子输送性发光层113b的工序；从而形成有机EL层113。
即，在应用喷墨法等湿式成膜法的制造方法中，通过在绝缘性基板上突出并连续形成的隔壁，具有固定各像素形成区域、并且防止在涂敷由高分子类有机材料构成的液状材料时在相邻接的像素形成区域混入不同颜色的发光材料而在显示像素间产生发光色的混合(混色)等现象的功能。
关于具有这种隔壁的有机EL元件(显示板)的结构、和为形成有机EL层(空穴输送层和电子输送性发光层)而应用喷墨法的制造方法，例如，在日本特开2001-76881号公报中进行了详细说明。而且，在具有由高分子类有机材料构成的有机EL层的有机EL元件的制造工艺中，除了应用上述喷墨法的情况以外，也提出了应用活版印刷或丝网印刷、胶版印刷、凹版印刷等各种印刷技术的方法。
但是，应用上述的喷墨法等湿式成膜法的有机EL层(空穴输送层和电子输送性发光层)的制造方法中，由于在各显示像素(像素形成区域)间的边界区域突出设置的隔壁表面的特性(疏水性)、由有机材料构成液状材料(涂敷液)的溶媒成分引起的表面张力或凝聚力、以及涂敷液状材料之后的干燥方法等，导致如图16所示，在阳极电极112和隔壁121的周缘部容易凝聚液状材料，并沿着隔壁121的侧面向上推涂敷液LQD的液面端部，涂敷得较厚，对此，阳极电极112的中心部分附近的液状材料涂敷得较薄，因此，具有有机EL层的厚度不均匀的问题。此外，图16是用于说明现有技术中的有机EL元件的制造工艺的问题点的示意图。
这样，在像素形成区域内形成的有机EL层的厚度在周边区域(周缘部)和中心区域(中心部附近)不同，由此，发光工作时所供给的发光驱动电流在厚度较薄的中心区域集中流动，因此，仅在该中心区域附近发射上述光L，发光区域占有显示板(或者像素形成区域)的比例(所谓开口率)降低，显示图像质量变差，并且，在上述中心区域流动的发光驱动电流过大，因此，会有有机EL层(有机EL元件)显著变差，显示板的可信度和寿命降低的问题。
发明内容
因此，鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种可以在显示像素的像素形成区域的大致整个区域中形成厚度均匀的发光功能层(有机EL层)的显示装置的制造装置以及使用该制造装置的显示装置的制造方法。
根据本发明的第1方面，一种具有排列了多个显示像素的显示板的显示装置的制造装置，具有印刷头，该印刷头具备溶液吐出部，设有向上述显示像素的形成区域吐出并涂敷材料溶液的喷嘴；以及溶液加热部，配置在上述溶液吐出部附近，用于将涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液加热干燥。
根据本发明的第2方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，相对于向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向，上述溶液加热部配置在上述溶液吐出部的后方侧。
根据本发明的第3方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，相对于向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向，上述溶液加热部在上述溶液吐出部的前方侧和后方侧配置有一对。
根据本发明的第4方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，在向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向的垂直方向上，上述印刷头配置有上述溶液吐出部及上述溶液加热部。
根据本发明的第5方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，在上述印刷头中，上述溶液吐出部和上述溶液加热部被一体形成。
根据本发明的第6方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，上述溶液吐出部在与向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向垂直的方向上，设有多个上述喷嘴。
根据本发明的第7方面，在上述第1方面的显示装置的制造装置中，上述溶液加热部具有向涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液照射红外光来加热干燥该材料溶液的光源。
根据本发明的第8方面，一种具有排列了多个显示像素的显示板的显示装置的制造方法，包括以下工序。向上述多个显示像素的形成区域吐出并涂敷材料溶液的工序；及与涂敷上述材料溶液的工序同时加热干燥已涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液的工序。
根据本发明的第9方面，在上述第8方面的显示装置的制造方法中，加热干燥上述材料溶液的工序在将上述材料溶液涂敷在上述显示像素的各形成区域之后进行。
根据本发明的第10方面，在上述第8方面的显示装置的制造方法中，在加热干燥上述材料溶液的工序中，向涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液照射红外光来加热干燥该材料溶液。
发明效果本发明的显示装置的制造装置以及使用该制造装置的显示装置的制造方法中，可以实现在具有发光元件的各显示像素的像素形成区域(像素电极上)的大致整个区域形成厚度均匀的发光功能层(电荷输送层、有机EL层)的显示板。
图1是表示本发明的显示装置的制造装置的第1实施方式的结构示意图；图2是表示应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的一个例子的结构示意图；图3是用于说明使用应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的水性墨水或有机溶剂类墨水的涂敷工作及干燥工作的示意图；图4是表示通过本实施方式的显示装置制造方法制造的显示板的像素排列的一个例子的主要部分示意图；图5是表示应用本实施方式的制造装置的显示装置(显示板)的制造方法的一个例子的工序剖视图；图6是用于说明本实施方式的制造装置中的相对于平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图；图7是表示应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的其它例子的结构示意图；图8是用于说明具有本结构例的印刷头的制造装置中的相对于平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图；图9是表示应用于第2实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的一个例子的结构示意图；图10是用于说明相对于具有本结构例的印刷头的制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的一个例子的示意图；图11是用于说明相对于具有本结构例的印刷头的制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的其它例子的示意图；图12是用于说明使用应用于本实施方式的显示装置的制造装置的喷嘴印刷机用印刷头的水性墨水或有机溶剂类墨水的涂敷工作及干燥工作的示意图；图13是表示应用本实施方式的喷嘴印刷机用制造装置的显示装置(显示板)的制造方法的一个例子的工序剖视图；
图14是用于说明相对于喷嘴印刷机用制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图；图15是表示有机EL的基本结构的剖面示意图；图16是用于说明现有技术中的有机EL元件的制造工艺的问题点的示意图。
具体实施例方式
下面，对本发明的显示装置的制造装置及显示装置的制造方法示出实施方式并进行详细说明。
第1实施方式(显示装置的制造装置)首先，对本发明的显示装置的制造装置进行说明。
图1是表示本发明的显示装置的制造装置的第1实施方式的结构示意图。
本实施方式的显示装置的制造装置(显示板的制造装置)大致具有墨水吐出机构部，用于吐出例如将作为导电性聚合物的聚二氧乙基噻吩PEDOT和作为掺杂剂的聚苯乙烯磺酸PSS(以下简称“PEDOT/PSS”)作为空穴输送材料溶解或分散在水、乙醇、乙二醇等水性溶媒中而成的强酸性水性墨水(空穴输送材料含有液)，及例如将芴类聚合物或亚苯基亚乙烯基类聚合物作为电子输送性发光材料溶解或分散在四氢化萘、四甲基苯、三甲基苯、二甲苯、甲苯等芳香族类有机溶剂或水中而成的水性墨水或有机溶剂类墨水(发光材料含有液)；以及，基板可动机构部，装载在涂敷上述水性墨水或有机溶剂类墨水的平面基板(绝缘性基板)上，且相对于设置在上述墨水吐出机构部的印刷头(详细后述)，沿二维坐标方向相对移动。
(墨水吐出机构部)如图1所示，墨水吐出机构部至少具备印刷头11，用于吐出上述水性墨水或有机溶剂类墨水，并且，射出用于加热干燥所涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水的红外光；泵部12，向该印刷头11供给上述水性墨水或有机溶剂类墨水；泵控制部13，控制该泵部12向印刷头11的水性墨水或有机溶剂类墨水的供给量和供给定时等供给状态；储墨盒14，储存水性墨水或有机溶剂类墨水；以及光源控制部15，控制来自印刷头11的红外光的出射定时等出射状态。图1A是从上方俯视印刷头11及基板台21的结构图，基板台21通过X-Y两轴机械手22在X-Y平面(Xm方向及Ym方向)的任意位置自由移动。图1B是从侧方俯视印刷头11及基板台21的控制系统结构图，印刷头11在Zm方向(上下方向)的任意位置自由升降。
(印刷头)图2是表示应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的一个例子的结构示意图。这里，图2A是印刷头的俯视图，图2B是印刷头的正视图，图2C是印刷头的侧视图，图2D是印刷头的仰视图(喷嘴面图)。
如图1所示，印刷头11位于基板台21的基板装载面侧的上方，并相对于该基板台21的移动方向(X-Y的2轴方向，图1A中，以箭头Xm、Ym来标记)，固定设置在规定位置。另外，例如如图2所示，印刷头11具备墨水吐出部(溶液吐出部)INJ，将水性墨水或有机溶剂类墨水吐出并涂敷到平面基板PSB；以及作为热源的一对红外光源部(溶液加热部)IRSA、IRSB，夹着该墨水吐出部INJ相邻设置，向在平面基板PSB上涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水照射800nm～25μm波段的红外光(或红外线)来进行干燥处理。尤其，本实施方式中，上述墨水吐出部INJ和一对红外光源部IRSA、IRSB一体形成。
具体来说，墨水吐出部INJ具备储墨部ISV，具有中空的筐体结构，储藏水性墨水或有机溶剂类墨水；注入口IKI，设置在该储墨部ISV的上面(图2A)侧，用于将从后述的泵部12供给水性墨水或有机溶剂类墨水注入储墨部ISV；多个(本结构例中为3个)吐出口(喷嘴)NZL，在储墨部ISV的下面(图2D)侧呈直线状设置在墨水吐出部INJ的延伸方向(图中上下方向，相对于后述的扫描移动方向为垂直的方向)上，用于吐出注入到储墨部ISV中的水性墨水或有机溶剂类墨水；以及控制布线CBL，与吐出控制部16连接，该吐出控制部16输出控制信号使墨水吐出部INJ吐出与输入到图像处理部24的图像信息数据对应的量的墨水。
这里，设于墨水吐出部INJ的注入口IKI使用后述的泵部12的送出口和管(或管道)连接，并根据由吐出控制部16运算的从墨水吐出部INJ吐出的量，通过泵控制部13适当驱动泵部12来从储墨盒14注入水性墨水或有机溶剂类墨水，因此，成为始终填充在储墨部ISV中的状态。墨水吐出部INJ(印刷头11)是Piezo元件等压电元件或者发热电阻元件，并根据从控制布线CBL输入的控制信号从上述多个吐出口NZL同时向基板台21吐出规定量的水性墨水或有机溶剂类墨水。通过如后所述使基板台21相对于印刷头11在X-Y两轴方向(二维坐标方向)上相对移动，将吐出的水性墨水或有机溶剂类墨水涂敷在平面基板PSB上的规定区域(像素形成区域)。
红外光源部IRSA、IRSB分别具有向基板台21方向射出红外光(具体来说，红外激光或红外线等)的红外光源，例如，在红外光源部IRSA、IRSB的上面(图2A)侧连接着用于驱动上述各红外光源的控制布线CBL，并在红外光源部的下面(图2C)侧，在向装载在基板台21上的平面基板PSB连续涂敷水性墨水或有机溶剂类墨水时的、设于上述墨水吐出部INJ的各吐出口NZL的扫描移动方向线(图中由左右方向的点划线表示)上，配置有分别用于射出红外光的多个(本结构例中在与扫描移动方向垂直的方向上各3个)出射部APL。这里，从各出射部APL射出的红外光可以是将从设置在各红外光源部IRSA、IRSB内的单一光源射出的红外光进行分光而从各出射部APL射出，也可以是与各红外光源部IRSA、IRSB的各出射部APL对应具有各自的光源。这些红外光均通过微透镜等光学系统会聚成期望的光束直径而射出。
此外，各红外光源部IRSA、IRSB，根据从光源控制部15输出的控制信号，向由上述墨水吐出部INJ涂敷在平面基板PSB上的水性墨水或有机溶剂类墨水局部地照射红外光，因此，该水性墨水或有机溶剂类墨水的溶媒通过红外光的热辐射被加热、蒸发，从而使空穴输送材料或电子输送性发光材料迅速固定在平面基板PSB上。这里，基于上述控制信号的红外线的照射定时被设定为例如与上述墨水吐出部INJ中的水性墨水或有机溶剂类墨水的吐出定时大致同步。
由此，在使印刷头11对平面基板PSB进行扫描并涂敷水性墨水或有机溶剂类墨水的工序中，可以同时并行执行由墨水吐出部INJ吐出并涂敷水性墨水或有机溶剂类墨水的工作(涂敷工作)，以及通过红外光源部IRSA或IRSB对已涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水照射红外光并干燥的工作(干燥工作)。在后述制造方法中进行详细说明。
此外，就图2所示的印刷头11中说明了如下结构将在墨水吐出部INJ中设置的单一的储墨部ISV中储藏的水性墨水或有机溶剂类墨水，从多个吐出口NZL同时吐出，并涂敷在平面基板PSB上的像素形成区域。
这种情况下，通过将如图2D所示地设于墨水吐出部INJ的多个吐出口NZL相互的配置间隔P1设定为与二维排列在平面基板PSB上的相邻的像素形成区域相互的配置间隔(例如图4所示的显示板30中的相邻的色像素间的间隔)P2对应(P1＝P2)，从而可以在平面基板PSB上很好地涂敷包含空穴输送材料的空穴输送材料含有液、或者包含用于形成由与单色显示板对应的单一发光色构成的发光层的电子输送性发光材料的发光材料含有液。
另外，使上述吐出口NZL相互的配置间隔P1设定为与二维排列在平面基板PSB上的相邻的显示像素的同色的色像素相互的配置间隔(例如图4所示的显示板30中的相邻的同一发光色的色像素间的间隔)P3对应(P1＝P3＝3×P2)，并且，通过在每一色像素PXr、PXg、PXb反复涂敷三次包含电子输送性发光材料的发光材料含有液的操作，可以很好地构图色像素，该电子输送性发光材料用于形成由与彩色显示板对应的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光色中的任意一种发光色构成的发光层。
但是，可应用于本发明的显示装置的制造装置的印刷头11(墨水吐出部INJ)并不仅限于上述例子，例如，也可以是墨水吐出部INJ具备与红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色对应的单个的储墨部、向各储墨部单独注入RGB各色的有机溶剂类墨水的注入口、以及用于将注入储墨部中的RGB各色的有机溶剂类墨水单独吐出的吐出口。
这种情况下，通过将设于图2D所示的墨水吐出部的多个吐出口相互的配置间隔P1设定为与二维排列在平面基板PSB上的相邻的红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色像素间相互的配置间隔(例如图4所示的显示板30中的相邻的色像素间的间隔)P2对应(P1＝P2)，从而可以在各色像素的形成区域同步涂敷分别包含电子输送性发光材料的各发光材料含有液，该电子输送性发光材料用于形成由与彩色显示板对应的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的发光色构成的发光层。
而且，如图1B所示，印刷头11也可以安装在可以相对于基板台21的移动方向(X-Y方向，参照图1A)向垂直方向移动(以箭头Zm表示)的臂部件等(省略图示)上，以便于可以调整墨水吐出部INJ的吐出口NZL和平面基板PSB(或基板台21)之间的间隙(相对于平面基板PSB的垂直方向上的隔开距离)。
(泵部)泵部12根据从泵控制部13输出的驱动信号，汲取储藏在储墨盒14中的水性墨水或有机溶剂类墨水并向上述印刷头11(墨水吐出部INJ)送出，储墨部ISV处于充满水性墨水或有机溶剂类墨水的状态。
(吐出控制部)吐出控制部16根据图像处理部24分析图像信息数据的分析结果，将控制印刷头11吐出的吐出量的控制信号输出到控制布线CBL，并将吐出量数据输出到泵控制部13。
(基板可动机构部)
如图1所示，基板可动机构部例如具有装载、固定平面基板PSB的基板台21；使该基板台21在与X、Y方向正交的两轴方向上移动的X-Y两轴机械手22；用于检测并调整平面基板PSB相对于基板台21(或相对于基板台21固定在规定的基准位置上的上述印刷头11)的装载位置(对准标记的调整状态)的对准(位置对准)用摄像机23；分析由该对准用摄像机23摄像的图像的图像处理部24；以及机械手控制部25，根据该分析结果控制X-Y两轴机械手22的移动量，以便基板台21相对于印刷头11设置为规定的位置关系。
这里，虽然图中省略，但是，基板台21具有用于将装载的平面基板PSB固定在规定位置的真空吸附机构或机械支撑机构。另外，X-Y两轴机械手22，通过在X轴方向及Y轴方向上独立移动，可以使安装在该X-Y两轴机械手22上的基板台21(即，装载、固定的平面基板PSB)在二维坐标方向上移动，并相对于印刷头11设定为规定的位置关系。
并且，为了进行印刷头11相对于平面基板PSB的初始吐出位置的对准(位置对准)，基板台21的结构是，除了上述X-Y两轴方向以外，也可以相对旋转方向(θ方向)进行微调移动。另外，用于检测出预先形成在平面基板PSB上的对准用标记的对准用摄像机23也和上述印刷头11一样，相对于基板台21的移动方向被固定在规定的位置。
图3是用于说明使用应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的示意图。
在如上所述的显示装置的制造装置中，在第1定时，印刷头11的墨水吐出部INJ将水性墨水或有机溶剂类墨水滴落在平面基板PSB上的像素形成区域，滴落的水性墨水或有机溶剂类墨水立即扩散到上述像素形成区域。接着，在第2定时，由邻接墨水吐出部INJ设置的红外光源部IRSA或IRSB向扩散在上述像素形成区域的水性墨水或有机溶剂类墨水照射红外光进行加热，将该水性墨水或有机溶剂类墨水的溶媒蒸发、干燥而将空穴输送材料或电子输送材料等电荷输送材料固定在平面基板PSB上。
即，如图3A、3B所示，使印刷头11相对平面基板PSB从图中右方朝着左方(图中以空白箭头表示)扫描移动并进行水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的情况下，首先，在上述第1定时，如图3A所示，在将墨水吐出部INJ的吐出口NZL设定为位于所期望的像素形成区域上(具体来说，在有机EL元件的像素电极正上方)的状态下吐出水性墨水或有机溶剂类墨水而滴落到平面基板PSB的表面。
接着，在第2定时，如图3B所示，使印刷头11相对于平面基板PSB(基板台21)仅相对移动与墨水吐出部INJ的吐出口NZL的中心和与该墨水吐出部INJ相邻并一体设置的红外光源部IRSA的红外光的出射部APL的中心的间隔Ppr相当的尺寸，从与墨水吐出部INJ的右侧相邻设置的红外光源部IRSA向在上述第1定时滴落的水性墨水或有机溶剂类墨水INK照射红外光Rir来加热、蒸发该水性墨水或有机溶剂类墨水INK的溶媒，使溶解在水性墨水或有机溶剂类墨水INK中的空穴输送材料或电子输送材料固定在像素形成区域，从而形成由有机薄膜FMT构成的空穴输送层或电子输送性发光层。
另一方面，如图3C所示，使印刷头11相对于平面基板PSB从图中左方朝着右方(图中以空白箭头表示)扫描移动并进行水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的情况下，在上述第2定时从与墨水吐出部INJ的左侧相邻设置的红外光源部IRSB向上述第1定时涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水INK照射红外光Rir来加热、蒸发该水性墨水或有机溶剂类墨水INK的溶媒，使空穴输送材料或电子输送材料固定在像素形成区域。
这样，本实施方式中，在使印刷头相对于平面基板(显示像素的像素电极)向图中右方或图中左方的任意方向相对地扫描移动并涂敷干燥水性墨水或有机溶剂类墨水的情况下，可以通过从光源控制部输出的控制信号进行控制，从成为该扫描移动方向的后方的红外光源部照射红外光。
而且，在图3中，虽然为了示意性地示出红外光源部IRSA或IRSB向水性墨水或有机溶剂类墨水照射红外光来进行加热的处理，图示了滴落到平面基板(像素电极)上的水性墨水或有机溶剂类墨水方便地因表面张力而形成圆顶状，并且，向该水性墨水或有机溶剂类墨水的大致中心部位照射会聚的红外光的光束，但是，水性墨水或有机溶剂类墨水在像素形成区域内进行某种程度的扩散而被涂敷。这里，红外光也可以照射该被涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水扩展的整个区域，还可以至少照射像素形成区域内的成为发光区域的区域。
(显示装置的制造方法)接着，就应用上述制造装置的显示装置(显示板)的制造方法进行说明。
首先，就应用本实施方式的制造装置制造的显示板进行说明。
图4是表示通过本实施方式的显示装置制造方法制造的显示板的像素排列的一个例子的主要部分示意图。这里，图4A是显示板的俯视图，图4B是图4A中的显示板的A-A剖视图。而且，在图4A所示的俯视图中，为了便于说明，仅表示了从视野侧看显示板的情况下的、设于各显示像素(色像素)的像素电极的配置和划定像素形成区域的隔壁(バンク)的布设结构的关系，另外，为了使像素电极及隔壁的配置清楚，标以阴影线来方便地表示。
如图4A所示，通过本实施方式的制造装置制造的显示板30(显示装置)，在由玻璃基板等绝缘性基板构成的平面基板PSB的一面侧，沿图中横向依次反复排列有多个(3的倍数)由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色构成的色像素PXr、PXg、PXb，并且，在图中纵向排列有多个同色的色像素PXr、PXg、PXb。这里，以相邻的三种颜色的色像素PXr、PXg、PXb为一组形成了一个显示像素PIX。
另外，显示板30，如图4A、4B所示，从平面基板PSB的一面侧突出，并通过设置成具有栏状或格栅状的平面图案的隔壁(バンク)31，划定包括二维排列在平面基板PSB的一面侧的多个显示像素PIX(色像素PXr、PXg、PXb)中沿着图4A的图中纵向排列的同色的多个色像素PXr或PXg、PXb的形成区域的区域。另外，该区域所包含的各色像素PXr或PXg、PXb的形成区域中分别形成有像素电极32。
图5是表示应用了本实施方式的制造装置的显示装置(显示板)的制造方法的一个例子的工序剖视图。这里，就制造图4所示的具有以红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的色像素PXr、PXg、PXb为一组的显示像素PIX的彩色显示板的情况进行说明，关于向各色像素涂敷水性墨水或有机溶剂类墨水的工序，请适当参考上述印刷头的说明(图3)。另外，图6是用于说明本实施方式的制造装置中的相对于平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图。
本实施方式的显示装置的制造方法，首先，如图5A所示，在由玻璃基板等绝缘性基板构成的平面基板PSB的一面侧(图中上侧)设定的各像素形成区域Apx的每一个上形成像素电极(例如阳极电极)32之后，如图5B所示，在与相邻的像素形成区域Apx的边界区域形成由绝缘性树脂材料等构成的隔壁(バンク)31。隔壁31优选在其表面施以呈现疏水性的处理。
这里，像素电极32的横向周缘部和隔壁31重合，在被隔壁31围绕的像素形成区域Apx，露出了上述像素电极32的中心部。而且，本实施方式中，为了图示方便，示出了在各像素形成区域Apx仅形成了像素电极32的结构，但是，也可以在像素电极32的下层则设置有连接在该各像素电极32上、对供给后述的有机EL层33(有机EL元件)的发光驱动电流进行控制的驱动控制元件(例如薄膜晶体管)。
接着，如图5C所示，应用上述结构的显示装置的制造装置(参照图1～图3)，使有机溶液(材料溶液，水性墨水)HMC形成由上述泵部12及泵控制部13设定的规定量的液滴状而从印刷头11H(具有与上述印刷头11相同的结构)的墨水吐出部(相当于上述墨水吐出部INJ)滴落，并涂敷在各像素形成区域Apx的像素电极32上，上述有机溶液HMC是将空穴输送材料(例如，上述PEDOT/PSS)加入水性溶剂(例如水99～80wt％，乙醇1～20wt％)中而成的。
然后，如图5D所示，使平面基板PSB(基板台21)相对移动，以便印刷头11H(印刷头11)的红外光源部(相当于上述红外光源部IRSA或IRSB，图中为了方便标为IRS)位于涂敷了上述有机溶液HMC的像素电极32的正上方，并通过从该红外光源部IRS照射红外光Rir来加热蒸发有机溶液HMC，使空穴输送材料形成薄膜固定在像素电极32上，从而形成有机EL层33的空穴输送层33a。
隔壁31，以图16的隔壁121进行说明，通过表面张力使水性墨水或有机溶剂类墨水INK沿着隔壁31凝聚，因此，会有在色像素PXr、PXg、PXb的各周缘部堆积得较厚，而在色像素PXr、PXg、PXb的各中心部堆积得较薄的倾向，但是，可以在有机溶液HMC过度地扩散并局限在色像素PXr、PXg、PXb的各周缘部之前，由来自红外光源部IRS的热辐射迅速干燥并迅速固定。因此，可以使色像素PXr、PXg、PXb上的空穴输送层33a的厚度比较均匀。
在具有上述印刷头的制造装置中，在将包含空穴输送材料的有机溶液(水性墨水)涂敷在各显示像素(色像素)的像素电极上的工序中，如图3A所示，首先，在第1定时控制X-Y机械手22使基板台21移动，以便于墨水吐出部INJ的各吐出口NZL位于涂敷有机溶液HMC(水性墨水INK)的第i个(i为正整数)各像素电极32的正上方，分别从设于墨水吐出部INJ的多个各吐出口NZL使规定量的有机溶液HMC(水性墨水INK)形成液滴状同时滴落，涂敷在多个像素电极32上。
接着，如图3B所示，在第2定时，使基板台21移动，以便于墨水吐出部INJ的各吐出口NZL位于第i+1个各像素电极32的正上方。由此，相对于印刷头11H的扫描移动方向(图5中为垂直纸面方向)设于后方侧的红外光源部IRS(图3B中相当于红外光源部IRSA)的出射部APL位于上述第i个各像素电极32正上方。在该状态下，从第i个像素电极32的正上方的红外光源部IRS的各出射部APL同时向在第1定时涂敷的有机溶液HMC照射红外光Rir，由此，该有机溶液HMC的溶媒被加热、蒸发(干燥)，将空穴输送材料在各像素电极32上作为薄膜固定，形成空穴输送层33a。
而且，在该第2定时，墨水吐出部INJ的各吐出口NZL位于第i+1个各像素电极32的正上方，因此，在执行向上述第i个各像素电极32涂敷的有机溶液HMC照射红外光Rir并干燥的工作的同时，与上述第1定时一样，执行将有机溶液HMC(水性墨水INK)滴落到第i+1个各像素电极32上并涂敷的工作。
另外，上述第2定时中的、向有机溶液HMC的红外光Rir的照射，例如，可以至少仅对在第1定时涂敷的有机溶液HMC的涂敷区域内进行照射，也可以向包含该涂敷区域的区域(例如被隔壁31围成的区域)连续照射红外光Rir。
此外，在使印刷头11H相对平面基板PSB扫描移动并执行对这样的各像素形成区域Apx(像素电极32)涂敷、干燥包含空穴输送材料的有机溶液(水性墨水)的工序，由此，如图4所示，可以在二维排列在平面基板PSB上的各显示像素PIX(色像素PXr、PXg、PXb)的像素形成区域Apx形成空穴输送层33a。
这里，相对于平面基板PSB(基板台21)的印刷头11H的扫描移动方法是例如，如图6A、6B所示，使印刷头11H移动而具有“往返路径”，该“往返路径”使印刷头11H反复进行从平面基板PSB的一端(图中上端侧)到另一端(图中下端侧)进行扫描的往路工作、以及从平面基板PSB的另一端(图中下端侧)到一端(图中上端侧)进行扫描的返路工作，以包括平面基板PSB的整个区域，同时，执行上述有机溶液(水性墨水)HMC的涂敷、干燥工序，由此，可以在平面基板PSB上的所有的像素形成区域Apx形成空穴输送层33a。
在上述往路工作中，如图3A、图6B所示，从成为扫描移动方向(图6B中以空白箭头表示)的后方侧的红外光源部IRSA向从墨水吐出部INJ吐出并被涂敷在像素电极32上的有机溶液HMC照射红外光来执行干燥处理，另一方面，在返路工作中，如图3C、图6B所示，从成为扫描移动方向(图6B中以空白箭头表示)的后方侧的红外光源部IRSB照射红外光来执行干燥处理。
而且，也可以在形成上述空穴输送层33a的工序(在各像素形成区域Apx的像素电极32上涂敷有机溶液HMC的工序)之前，例如，通过在氧气氛围中向上述平面基板PSB表面照射紫外线，产生活性氧原子团，从而使像素电极32表面亲液化，并且，在隔壁31表面也产生原子团而亲液化，然后，例如在氟化物气氛围中向平面基板PSB照射紫外线，从而仅使隔壁31表面结合氟而疏液化，并形成保持像素电极32表面的亲液性的亲疏水图案。
由此，在包含上述空穴输送材料的有机溶液HMC和后述的包括电子输送性发光材料的有机溶液EMC的涂敷工序中，即使在假设该有机溶液HMC、EMC的液滴滴在隔壁31上的情况下，由于隔壁31表面具有疏水性而被排斥，从而仅涂敷在具有亲水性的各像素形成区域Apx内。
另外，在图5、图6中，为了图示方便，示出了从印刷头11H向相邻的三个像素形成区域Apx同时吐出有机溶液HMC并涂敷在各像素电极32上的情况，但是，本发明的制造装置及显示装置的制造方法并不仅限于此，可以通过对在如图2所示的印刷头11的墨水吐出部INJ上设置的吐出口NZL及在各红外光源部IRSA、IRSB上设置的出射部APL的数量进行适当地设置，在更多的像素形成区域Apx同时涂敷包含空穴输送材料的有机溶液HMC而同时形成空穴输送层33a。
接着，如图5E所示，应用具有上述结构的显示装置的制造装置，使将有机高分子类的电子输送性发光材料(例如上述聚亚苯基亚乙烯基类聚合物)加入溶剂中而成的有机溶液EMC形成由上述泵部12及泵控制部13设定的规定量的液滴状同时从印刷头11E(与印刷头11H结构不同，具有与上述印刷头11同等的结构)的墨水吐出部(相当于上述墨水吐出部INJ)滴落，并同时涂敷在上述工序中形成在各像素形成区域Apx的各像素电极32上的空穴输送层33a上。
而且，图5E中示出了向具有显示像素PIX的各色的色像素PXr、PXg、PXb中同色的多个色像素的各形成区域(例如，红(R)色的色像素PXr的形成区域)滴落包含与该发光色对应的电子输送性发光材料的有机溶液EMC而涂敷在空穴输送层33a上的情况，但是，如上所述，作为印刷头11E的墨水吐出部INJ，在使用了具有例如对应红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的单独的储墨部和对应各色的吐出口的部件情况下，可以在相邻排列的红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色像素的形成区域(像素形成区域Apx)同时涂敷包含与红(R)、绿(G)、蓝(B)各发光色对应的电子输送性发光材料的有机溶液。
然后，如图5F所示，使平面基板PSB(基板台21)相对移动，以便印刷头11E(印刷头11)的红外光源部(相当于上述红外光源部IRSA或IRSB，图中为了方便标为IRS)位于涂敷了上述有机溶液EMC的像素电极32(空穴输送层33a)的正上方，并通过从该红外光源部IRS照射红外光Rir来加热蒸发有机溶液EMC，使电子输送性发光材料形成薄膜固定在空穴输送层33a上，从而形成有机EL层33的电子输送性发光层33b。
而且，在图5E、5F所示的将包含电子输送性发光材料的有机溶液(有机溶剂类墨水)EMC涂敷在各显示像素(色像素)的空穴输送层上并干燥从而形成电子输送性发光层的工序中，也可以和上述空穴输送层的形成工序相同地应用下述方法在第1定时，分别从设于墨水吐出部INJ的多个吐出口NZL使规定量的有机溶液EMC形成液滴状同时滴落，涂敷在多个像素形成区域Apx的空穴输送层33a上，接着，在第2定时，分别从相对于印刷头11H的扫描移动方向位于后方侧并与墨水吐出部INJ相邻设置的红外光源部IRS的多个各出射部APL射出红外光Rir，同时对在第1定时涂敷的各有机溶液EMC进行照射，由此，使该有机溶液EMC的溶媒被加热、蒸发(干燥)，从而在空穴输送层33a上作为薄膜形成电子输送性发光层33b。
此外，对这样的各像素形成区域Apx进行的包含电子输送性发光材料的有机溶液(有机溶剂类墨水)的涂敷、干燥工艺，是与例如图6A、B所示的情况同样，使印刷头11E相对于平面基板PSB具有往返路径地、扫描移动的同时执行的，由此，如图4所示，可以在二维排列在平面基板PSB上的各显示像素PIX(色像素PXr、PXg、PXb)的像素形成区域Apx形成电子输送性发光层33b。
接着，如图5G所示，隔着至少由上述空穴输送层33a及电子输送性发光层33b构成的有机EL层在各像素形成区域Apx共同地一体形成与各像素电极32相对置的对置电极(例如阴极电极)34之后，如图5H所示，在包含对置电极34的平面基板PSB上形成保护绝缘膜或密封树脂层35，进一步接合密封基板36，从而完成二维排列了由有机EL元件构成的显示像素PIX的显示板30。
这里，列举具体例子来表示上述有机EL层(空穴输送层33a及电子输送性发光层33b)的形成工序中的红外光源的结构及红外光的照射条件。这里，具体说明了形成空穴输送层33a的工序，但是，关于电子输送性发光层33b，也可以根据同样的技术构思适当设定结构及照射条件。
首先，红外光源部IRSA、IRSB所具有的红外光源可以很好地应用下述光源，即，虽然也依赖于上述印刷头的扫描移动速度，但是具有可以将涂敷在平面基板PSB(像素电极32)上的有机溶液(水性墨水)加热到例如50℃左右的波长和功率。这时的红外光的照射距离(平面基板PSB和印刷头11的隔开距离)依赖于光点尺寸(红外光的光束直径)。
具体来说，使1cc水上升1℃所需的能量为约4J，因此，当使由隔壁31划定的像素区域Apx例如为纵向(扫描移动方向)尺寸为375μm、横向(扫描移动方向的垂直方向)尺寸为55μm，隔壁31允许的有机溶液HMC(溶媒∶水)的涂敷高度为200nm时，可涂敷在该区域的容量(即像素形成区域Apx的容积)计算为375μm×55μm×200nm＝4E-15m3＝4ncc，因此，使该容量的有机溶液(水性墨水)上升1℃所需的能量为16nJ。因此，例如，为了使涂敷时为10℃的有机溶液上升到50℃(即上升40℃)，需要640nJ的能量。
假定印刷头11(红外光源部IRSA、IRSB)以例如3m/sec在像素形成区域Apx扫描移动时，用于通过该区域的纵向(扫描移动方向)尺寸375μm的所需时间计算为125μsec，因此，照射能够使有机溶液吸收640nJ÷125μsec＝5mW的能量的红外光即可。这里，考虑到作为有机溶液(水性墨水)的溶媒的水的光吸收特性(吸收效率)，应用以下各功率的光源即可，即，红外光的波长为1.5μm的情况下为50～100mW，另外，该波长为4.5μm的情况下为10mW，该波长为6μm的情况下为5mW。这样，红外光源部IRSA、IRSB的功率可以根据溶媒和溶质的特性和量以及加热时间等来适当设定。
而且，上述显示装置(显示板)的制造方法中，在形成具有有机EL层的空穴输送层33a及电子输送性发光层33b两者的工序(图5C～图5F)中，对应用具有上述结构的显示装置的制造装置的情况进行了说明，但是，在仅形成空穴输送层33a或电子输送性发光层33b的任意一方的工序中也可以应用上述制造装置。
这样，根据本实施方式，各显示像素(各色像素)的有机EL层(例如空穴输送层及电子输送性发光层)的形成工序中，在将包含空穴输送材料的有机溶液或包含电子输送性发光材料的有机溶液涂敷在各像素形成区域上之后，通过选择性地对该有机溶液照射红外光来有效地进行加热、干燥，从而可以将空穴输送材料或电子输送性发光材料作为薄膜固定。
即，在涂敷包含空穴输送材料的有机溶液或包含电子输送性发光材料的有机溶液之后迅速进行干燥，因此，可以抑制由现有技术所示的间隔表面的特性(疏水性)、上述有机溶液的溶媒成分所引起的表面张力或凝聚力、以及有机溶液的干燥方法等导致的空穴输送材料或电子输送性发光材料的凝聚，并且可以抑制隔壁侧面的有机溶液的液面端部的上推。由此，在像素形成区域的大致整个区域，可以形成厚度均匀的空穴输送层或电子输送性发光层。另外，在显示板的整个区域，通过应用上述的有机EL层的形成工序，可以形成二维排列了具有厚度均匀的有机EL层(空穴输送层及电子输送性发光层)的多个显示像素的显示板。
由此，在各像素形成区域的大致整个区域，通过均匀流动发光驱动电流，可以由大范围的有机EL层发射光，并且，可以在显示板上排列的多个显示像素间抑制发光亮度的不均匀，因此，可以改善显示板的开口率并提高显示图像质量，并且，可以抑制在像素形成区域的特定区域流动过大的发光驱动电流的现象，因此，可以抑制有机EL层(有机EL元件)的变差并实现显示板的可靠度的提高及寿命的改善。
此外，在以往那样加热整个平面基板PSB的情况下，不具有加热装置的印刷头11例如如图6A所示地进行扫描时，在平面基板PSB中，最开始成膜有机EL层33的显示像素PIX和最后成膜有机EL层33的显示像素PIX中加热时间不同，可能会使显示像素PIX的特性不同，但是，在上述实施方式中，显示像素PIX的加热时间均等，因此可以均匀加热。
而且，上述实施方式中，作为印刷头的结构例，说明了夹着墨水吐出部设置一对红外光源部，并根据来自光源控制部的控制信号来控制各红外光源的驱动状态的情况，但是，本发明并不仅限于此，例如，也可以在印刷头的外部单独设置红外光源，并将来自该光源的红外光通过光纤等供给(引导)印刷头，并且，也可以通过设于印刷头的反射镜等光学部件将该红外光照射到平面基板侧。
图7是表示应用于本实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的其它例子的结构示意图。这里，图7A是印刷头的俯视图(上面图)，图7B是印刷头的正视图，图7C是印刷头的侧视图，图7D是印刷头的仰视图(喷嘴面图)。另外，对于与图2所示的印刷头相同的结构标以相同符号进行说明。另外，图8是用于说明具有本结构例的印刷头的制造装置中的相对于平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图。
在图2所示的印刷头中，示出了夹着墨水吐出部INJ邻接设置了一对红外光源部IRSA、IRSB的结构，但是，在本结构例中，如图7、图8所示，相对于印刷头11的扫描移动方向在后方侧，邻接墨水吐出部INJ设置有唯一的红外光源部IRS。
此外，在应用具备具有这种结构的印刷头11的制造装置的制造方法中，作为印刷头11相对于平面基板PSB(基板台21)的扫描移动方法，例如，如图8A、8B所示，在使印刷头11相对于平面基板PSB移动而具有“往返路径”的情况下，设定为在返路工作中使印刷头11旋转180°，从而，相对于印刷头11的扫描移动方向(图8B中以空白箭头标记)，墨水吐出部INJ时常位于前方侧，并且红外光源部IRS位于后方侧，由此可以应用与上述实施方式相同的制造方法(空穴输送层及电子输送性发光层的形成工序)，用简单结构的印刷头形成厚度均匀的有机EL层。
第2实施方式图9是表示应用于第2实施方式的显示装置的制造装置的印刷头的一个例子的结构示意图。这里，关于显示装置的制造装置的整个结构，与上述第1实施方式(参照图1)相同，因此省略具体说明。这里，关于和图2、图7所示的印刷头相同的结构，标以相同符号进行说明。另外，图10是用于说明相对于具有本结构例的印刷头的制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的一个例子的示意图，图11是用于说明相对于具有本结构例的印刷头的制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的其它例子的示意图。
上述第1实施方式所示的印刷头(参照图2、图7)中，示出了在印刷头11的扫描移动方向线(图中由点划线表示)上，墨水吐出部INJ的各吐出口NZL和红外光源部IRS(IRSA、IRSB)的各出射部APL对应排列的结构，而在本实施方式中，如图9、图10所示，在墨水吐出部INJ和红外光源部IRS相邻地一体形成的印刷头11中，在相对于该印刷头11的扫描移动方向(图9中以点划线标记，图10中以空白箭头表示)垂直的方向上排列有墨水吐出部INJ的吐出口NZL和红外光源部IRS的出射部APL。
此外，在应用具备具有这种结构的印刷头11的制造装置的制造方法中，作为印刷头11相对于平面基板PSB(基板台21)的扫描移动方法，例如，如图10A～10C所示，在反复进行使印刷头11从平面基板PSB的一端(图中上端侧)到另一端(图中下端侧)扫描移动的“单向扫描”的情况下，如图10B、图10C所示，对于在上次的单向扫描(第i次扫描)中印刷头11的墨水吐出部INJ涂敷在平面基板PSB上的有机溶液，在下次的单向扫描(第i+1次扫描)中由印刷头11的红外光源部IRS照射红外光以使其干燥，使包含在该有机溶液的空穴输送材料或电子输送性发光材料固定在平面基板PSB上。
另外，作为具有该结构的印刷头11的扫描移动方法的其它例子，例如，如图11A～11C所示，可以使印刷头相对于平面基板PSB移动而具有“往返路径”，在该情况下，如图11B、11C所示，对于在往路工作(上次的扫描)中由印刷头11的墨水吐出部INJ涂敷在平面基板PSB上的有机溶液，在返路工作(下次的扫描)中由印刷头11的红外光源部IRS照射红外光以使其干燥，使包含在该有机溶液中的空穴输送材料或电子输送性发光材料固定在平面基板PSB上。
即，在本实施方式的印刷头11中，将设于墨水吐出部INJ的吐出口NZL和设于红外光源部IRS的出射部APL的配置间隔P4设定为与二维排列在平面基板PSB上的相邻的像素形成区域相互的配置间隔(例如图10B、图11B所示的平面基板PSB中的相邻的显示像素间的间隔，与图4所示的色像素的配置间隔相同)P2对应(P4＝P2)。
由此，在使印刷头11相对于平面基板PSB进行扫描并涂敷有机溶液的工序中，可以同时一并执行墨水吐出部INJ吐出并涂敷有机溶液的工作(涂敷工作)、以及由红外光源部IRS对已涂敷的有机溶液照射红外光并干燥的工作(干燥工作)，因此，与上述第1实施方式相同地，可以形成厚度均匀的有机EL层。
而且，上述各实施方式中，作为印刷头，示出了一体设置墨水吐出部和红外光源部的结构，但是，本发明并不仅限于此，也可以将墨水吐出部和红外光源部隔开设置，这种情况下，可以将该墨水吐出部的吐出口和红外光源部的出射部的配置间隔，设定为与平面基板(显示板)上相互邻接排列的显示像素(色像素)间的配置间隔相同，或者是其整数倍。
另外，在上述各实施方式中，示出了对于涂敷在平面基板上的有机溶液，在涂敷之后照射红外光来加热、干燥的方法，但是本发明并不仅限于此，也可以例如应用上述第1实施方式所示的印刷头，在有机溶液的涂敷之前(或事先)从配置在墨水吐出部的扫描移动方向的前方的红外光源部向像素形成区域照射红外光来加热(预热)该区域的状态下涂敷有机溶液，并且，也可以在涂敷该有机溶液后，再从配置在墨水吐出部的扫描移动方向的后方的红外光源部向有机溶液照射红外光。由此，由于可以迅速加热涂敷在像素形成区域的有机溶液来进行干燥处理，因此，与上述各实施方式相同，也可以形成厚度均匀的有机EL层。
并且，在上述各实施方式中，示出了对涂敷在平面基板上的有机溶液照射红外光而仅加热干燥有机溶液的方法，但是，本发明并不仅限于此，例如，也可以与设于印刷头的墨水吐出部上的各吐出口对应，在红外光源部分别设置多个红外光(例如第1及第2红外光)的出射部，对涂敷在平面基板上的有机溶液向(像素形成区域的)大致中心区域照射第1红外光来加热到特定温度(例如第1温度)，与此同时，对划定涂敷了上述有机溶液的像素形成区域的隔壁照射第2红外光，来加热到比上述第1温度高的第2温度。由此，在涂敷了有机溶液的像素形成区域形成温度差，与像素形成区域的中心区域相比，隔壁附近区域温度成为高温，因此，可以迅速进行溶媒的蒸发、干燥，从而与上述各实施方式相同，可以形成厚度均匀的有机EL层。
另外，在上述各实施方式中，有机EL层33为空穴输送层33a和电子输送性发光层33b，但是并不仅限于此，也可以仅为空穴输送兼电子输送性发光层，还可以是空穴输送性发光层及电子输送层，另外，其中间还可以适当隔着电荷输送层。
另外，在上述各实施方式中，作为加热、干燥涂敷在平面基板上的有机溶液的方法，示出了照射红外光的结构，但是，本发明并不仅限于此，如果可以在与上述照射红外光的情况相同的状态下进行加热、干燥处理，即，如果可以局部加热干燥涂敷在平面基板上的有机溶液，那么也可以在印刷头上设置例如加热到规定温度的热风之类的其它热源(加热器等)。
并且，本发明不仅可应用于如上所述使有机溶液表成液滴状吐出的喷墨装置，也可应用于例如使有机溶液连续滴落的喷嘴印刷装置等。这时，用于形成有机EL层的有机溶液(水性墨水或有机溶剂类墨水)从墨水吐出部呈液流状连续吐出并涂敷于平面基板的多个像素形成区域，因此，由红外光源部对该涂敷的有机溶液连续照射红外光(或从热源供给热量)来进行加热、干燥，由此，可以将空穴输送材料或电子输送性发光材料在平面基板的多个像素形成区域Apx上及它们之间作为连续的薄膜固定。
图12A～12C是用于说明使用应用于本实施方式的显示装置的制造装置的喷嘴印刷头的水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的示意图。
在该显示装置的制造装置中，印刷头11的墨水吐出部INJ在扫描移动方向上移动，并向平面基板PSB上的像素形成区域连续滴落水性墨水或有机溶剂类墨水，滴落的水性墨水或有机溶剂类墨水立即扩散到上述像素形成区域。接着，由邻接墨水吐出部INJ设置的红外光源部IRSA或IRSB中相对于扫描移动方向位于后方的一个向扫描移动方向移动，并连续照射红外光，因此，红外光在透过扩散在上述像素形成区域的水性墨水或有机溶剂类墨水时进行加热，将该水性墨水或有机溶剂类墨水的溶媒蒸发、干燥而将空穴输送材料或电子输送材料等电荷输送材料固定在平面基板PSB上。
即，如图12A、12B所示，使印刷头11相对平面基板PSB从图中右方朝左方(图中以空白箭头表示)扫描移动并进行水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的情况下，首先，在上述第1定时，如图12A所示，在将墨水吐出部INJ的吐出口NZL设定为位于所期望的像素形成区域上(具体来说，在有机EL元件的像素电极的正上方)的状态下吐出水性墨水或有机溶剂类墨水INK并连续滴落到平面基板PSB的表面。
接着，在第2定时，如图12B所示，使印刷头11相对于平面基板PSB(基板台21)仅相对移动与墨水吐出部INJ的吐出口NZL的中心和与该墨水吐出部INJ相邻并一体设置的红外光源部IRSA的红外光的出射部APL的中心的间隔Ppr相当的尺寸，从与墨水吐出部INJ的右侧相邻设置的红外光源部IRSA向在上述第1定时滴落的水性墨水或有机溶剂类墨水INK照射红外光Rir来加热、蒸发该水性墨水或有机溶剂类墨水INK的溶媒，以便溶解在水性墨水或有机溶剂类墨水INK中的空穴输送材料或电子输送材料固定在像素形成区域，从而形成由有机薄膜FMT构成的空穴输送层或电子输送性发光层。
另一方面，如图12C所示，使印刷头11相对平面基板PSB从图中左方朝右方(图中以空白箭头表示)扫描移动并进行水性墨水或有机溶剂类墨水的滴落工作及干燥工作的情况下，在上述第2定时从与墨水吐出部INJ的左侧相邻设置的红外光源部IRSB向在上述第1定时涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水INK照射红外光Rir来加热、蒸发该水性墨水或有机溶剂类墨水INK的溶媒，以便空穴输送材料或电子输送材料固定在像素形成区域。
图13A～13C是表示应用了使用喷嘴印刷头的制造装置的显示装置(显示板)的制造方法的一个例子的工序剖视图。这里，就制造图4所示的具有以红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的色像素PXr、PXg、PXb为一组的显示像素PIX的彩色显示板的情况进行说明，关于向各色像素涂敷水性墨水或有机溶剂类墨水的工序，请适当参考上述印刷头的说明(图12A～12C)。另外，图14A、14B是用于说明相对于本实施方式的制造装置中的平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图。
如图13A所示，应用上述结构的显示装置的制造装置，使有机溶液(材料溶液，水性墨水)HMC形成由上述泵部12及泵控制部13设定的规定量的液滴状而从喷嘴印刷头11H(具有与上述喷嘴印刷头11相同结构)的墨水吐出部(相当于上述墨水吐出部INJ)滴落，并涂敷在各像素形成区域Apx的像素电极32上，上述有机溶液HMC是通过将空穴输送材料(例如，上述PEDOT/PSS)加入水性溶剂(例如水99～80wt％，乙醇1～20wt％)中而成的，有机溶液HMC在纵向排列的像素电极32之间不间断地连续滴落。
然后，如图13B所示，使平面基板PSB(基板台21)相对移动，以便喷嘴印刷头11H(印刷头11)的红外光源部(相当于上述红外光源部IRSA或IRSB，图中为了方便标为“IRS”)位于涂敷了上述有机溶液HMC的像素电极32的正上方，通过从该红外光源部IRS照射红外光Rir来加热蒸发有机溶液HMC，使空穴输送材料作为薄膜固定在像素电极32上，从而形成有机EL层33的空穴输送层33a。红外光Rir在纵向排列的像素电极32之间不间断地连续进行照射。
接着，如图13C所示，应用具有上述结构的显示装置的制造装置，从喷嘴印刷头11E(与喷嘴印刷头11H结构不同，而与上述喷嘴印刷头11具有同等结构)的墨水吐出部(相当于上述墨水吐出部INJ)使将有机高分子类的电子输送性发光材料(例如上述聚亚苯基亚乙烯类聚合物)加入溶剂中而成的有机溶液EMC形成由上述泵部12及泵控制部13设定的规定量的液滴状而同时滴落，并同时涂敷在上述工序中在各像素形成区域Apx的各像素电极32上形成的空穴输送层33a上。
这里，示出了向具有显示像素PIX的各色的色像素PXr、PXg、PXb中成为同色的多个色像素的各形成区域(例如，红(R)色的色像素PXr的形成区域)滴落包含与该发光色对应的电子输送性发光材料的有机溶液EMC而涂敷在空穴输送层33a上的情况，但是，如上所述，作为印刷头11E的墨水吐出部INJ，在应用了具有例如与红(R)、绿(G)、蓝(B)各色对应的单独的储墨部和对应各色的吐出口的部件的情况下，可以在相邻排列的红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色像素的形成区域(像素形成区域Apx)同时涂敷包含与红(R)、绿(G)、蓝(B)各发光色对应的电子输送性发光材料的有机溶液。
图14A、14B是用于说明本实施方式的制造装置中的相对于平面基板(基板台)的印刷头的扫描移动路径的示意图。使印刷头11H移动而具有“往返路径”，该“往返路径”使印刷头11H反复进行从平面基板PSB的一端(图中上端侧)到另一端(图中下端侧)进行扫描的往路工作、以及从平面基板PSB的另一端(图中下端侧)到一端(图中上端侧)进行扫描的返路工作，以包括平面基板PSB的整个区域，并执行上述有机溶液(水性墨水)HMC的涂敷、干燥工序，由此，可以在平面基板PSB上的所有的像素形成区域Apx形成空穴输送层33a。
在上述往路工作中，如图14B所示，从成为扫描移动方向(图14B中以空白箭头表示)的后方侧的红外光源部IRSA向从墨水吐出部INJ吐出并被涂敷在像素电极32上的有机溶液HMC照射红外光来执行干燥处理，另一方面，在返路工作中，如图14B所示，从成为扫描移动方向(图14中以空白箭头表示)的后方侧的红外光源部IRSB照射红外光来执行干燥处理。
另外，使用上述喷嘴印刷机的制造装置及其工作方法并不仅限于此，也可以应用于图7～图11。
另外，从红外光源部照射的红外光，也可以照射该涂敷的水性墨水或有机溶剂类墨水扩展的整个区域，还可以照射至少成为像素区域内的发光区域的区域。
另外，在上述各实施方式中由红外光瞬间加热干燥，但是根据成膜条件也可以不瞬间完全干燥。
权利要求
1.一种显示装置的制造装置，该显示装置具有排列了多个显示像素的显示板，其特征在于该制造装置具有印刷头，该印刷头具备溶液吐出部，设有向上述显示像素的形成区域吐出并涂敷材料溶液的喷嘴；以及溶液加热部，配置在上述溶液吐出部的附近，使涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液加热干燥。
2.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述溶液加热部相对于向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向，配置在上述溶液吐出部的后方侧。
3.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述溶液加热部相对于向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向，在上述溶液吐出部的前方侧和后方侧配置有一对。
4.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述印刷头，在向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向的垂直方向上，配置有上述溶液吐出部及上述溶液加热部。
5.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述印刷头一体形成有上述溶液吐出部和上述溶液加热部。
6.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述溶液吐出部，在与向上述显示板涂敷上述材料溶液时的上述印刷头的扫描移动方向垂直的方向上设有多个上述喷嘴。
7.如权利要求1所述的显示装置的制造装置，其特征在于上述溶液加热部具有向涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液照射红外光来加热干燥该材料溶液的光源。
8.一种显示装置的制造方法，该显示装置具有排列了多个显示像素的显示板，其特征在于，包括以下工序向上述多个显示像素的形成区域吐出并涂敷材料溶液的工序；及与涂敷上述材料溶液的工序同时进行的、加热干燥已涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液的工序。
9.如权利要求8所述的显示装置的制造方法，其特征在于在将上述材料溶液涂敷在上述显示像素的各形成区域之后执行加热干燥上述材料溶液的工序。
10.如权利要求8所述的显示装置的制造方法，其特征在于在加热干燥上述材料溶液的工序中，向涂敷在上述显示像素的形成区域的上述材料溶液照射红外光来加热干燥该材料溶液。
全文摘要
本发明提供一种可以在显示像素的像素形成区域的大致整个区域形成厚度均匀的发光功能层(有机EL层)的显示装置的制造装置以及使用该制造装置的显示装置的制造方法。在第1定时，印刷头(11)的墨水吐出部(INJ)将水性墨水或有机溶剂类墨水涂敷在平面基板(PSB)上的像素形成区域；在第2定时，由邻接墨水吐出部(INJ)设置的红外光源部(IRSA或IRSB)向涂敷在上述像素形成区域中的水性墨水或有机溶剂类墨水照射红外光进行加热，使该水性墨水或有机溶剂类墨水的溶媒蒸发、干燥而将空穴输送材料或电子输送材料固定在平面基板(PSB)上。
文档编号B41J3/407GK1986224SQ2006101701
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月22日 优先权日2005年12月22日
发明者森本和纪, 白崎友之 申请人:卡西欧计算机株式会社