(57)【要約】【課題】均一性の高い表示装置を製造するために、表示装置を製造している際のインクに生じる量子ドット材料の分散状態の変化、光散乱材の分散状態の変化、粘性変化、等について、変化が許容レベルを超える前に予め検知する方法が求められていた。【解決手段】吐出ヘッドを用いて色変換材を含んだインクを基体上の所定位置に付与するインク付与工程と、前記所定位置に付与された前記インクに対して、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射する光照射工程と、前記光照射工程により前記所定波長の光を照射された前記インクから放射される色変換された光の強度と、前記インクに照射された後の赤外光のスペクトルを計測する計測工程と、前記計測工程の計測結果に基づき、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに含まれる前記色変換材の分散状態を調整する分散調整工程と、を有することを特徴とする表示装置の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ヘッドを用いて色変換材を含んだインクを基体上の所定位置に付与するインク付与工程と、
前記所定位置に付与された前記インクに対して、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射する光照射工程と、
前記光照射工程により前記所定波長の光を照射された前記インクから放射される色変換された光の強度と、前記インクに照射された後の赤外光のスペクトルを計測する計測工程と、
前記計測工程の計測結果に基づき、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに含まれる前記色変換材の分散状態を調整する分散調整工程と、を有する、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記分散調整工程は、前記計測工程で計測された色変換された光の強度が所定範囲を超えた場合には、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに対し前記色変換材の分散状態を調整する工程である、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記分散調整工程は、前記計測工程で計測された赤外光のスペクトルから前記所定位置に付与された前記インクの光学膜厚を算出し、少なくとも前記光学膜厚が所定範囲を超えた場合には、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに対し前記色変換材の分散状態を調整する工程である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記分散調整工程は、前記計測工程で計測された赤外光のスペクトルから前記所定位置に付与された前記インクの屈折率を算出し、少なくとも前記屈折率が所定範囲を超えた場合には、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに対し前記色変換材の分散状態を調整する工程である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記インク付与工程における前記所定位置は、前記基体に画素を形成する位置とは異なる位置である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記インク付与工程における前記所定位置は、前記基体に画素を形成する位置である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記光照射工程は、前記基体を挟んで前記吐出ヘッドと反対側に配置されている光源から前記所定波長の光を照射する工程である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記光照射工程は、前記所定位置を照射可能な位置に光源を移動させて前記所定波長の光を照射する工程である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記計測工程の計測結果に基づき、前記吐出ヘッドの吐出特性を回復させる回復処理工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記色変換材は量子ドット材料であり、前記所定波長の光は、前記量子ドット材料の価電子帯の電子を伝導帯に励起させる光を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法における各工程の制御を、コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録した、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
色変換材を含んだインクを基体に向けて吐出可能な吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドから前記基体に付与された前記インクに対して、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射させる光源と、
前記所定波長の光を照射された前記インクから放射される色変換された光の強度と、前記インクに照射された後の前記赤外光のスペクトルを計測する計測部と、
前記吐出ヘッドに供給する前記インクに含まれる前記色変換材の分散状態を調整する分散調整部と、
前記計測部の計測結果に基づき前記分散調整部の動作を制御する制御部と、
を有する、
ことを特徴とする表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記計測部で計測された色変換された光の強度が所定範囲を超えた場合には、前記分散調整部を駆動させる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記計測部で計測された赤外光のスペクトルから前記基体に付与された前記インクの光学膜厚を算出し、前記光学膜厚が所定範囲を超えた場合には、前記分散調整部を駆動させる、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記計測部で計測された赤外光のスペクトルから前記基体に付与された前記インクの屈折率を算出し、前記屈折率が所定範囲を超えた場合には、前記分散調整部を駆動させる、
ことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１７】
前記光源は、前記基体において画素を形成する位置とは異なる位置に付与された前記インクに、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射する、
ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１８】
前記光源は、前記基体において画素を形成する位置に付与された前記インクに、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射する、
ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項１９】
前記光源は、前記基体を挟んで前記吐出ヘッドと反対側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項２０】
前記光源は、前記基体の上を移動可能に支持されている、
ことを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項２１】
前記計測部は、前記基体の上を移動可能に支持されている、
ことを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【請求項２２】
前記色変換材は量子ドット材料であり、前記光源が照射する前記所定波長の光は、前記量子ドット材料の価電子帯の電子を伝導帯に励起させる光を含む、
ことを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか１項に記載の表示装置製造用のインクジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換材料を含有する色変換部を備えた表示装置の製造方法と、それに用いるインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の機能素子を製造する際に、インクジェット装置を用いて機能素子の材料を付与してパターンを形成することが試みられている。インクジェット装置を用いたパターニングは、オンデマンドパターニングが可能であるため材料の使用効率が高いこと、非真空プロセスであり製造装置が比較的小型になること、などのメリットを有している。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子をはじめとする機能素子の分野では、大面積の基体に非常に多数の機能素子を形成することが多いが、インクジェット装置を用いた材料の付与が不均一になると、各機能素子の特性がばらついてしまう。例えば、有機ＥＬ素子を多数配列した表示装置の場合、発光特性のばらつきが大きいと、駆動条件を素子毎に補正するための回路を付加する必要が生じたり、規格外となった表示パネルを廃棄せざるを得ない場合が生じたりする。そこで、インクジェット装置を用いて機能素子を製造する際には、材料を付与する際のばらつきの制御が重要になる。
【０００４】
一方、最近では、量子ドット材料を含んだ色変換部を備えた表示装置が注目されている。数ｎｍ程度のサイズの超微粒子に光が入射すると、電子が伝導体から価電子帯に転移しながら、超微粒子の材料とサイズにより決まる特定波長の光を放出する現象を利用して、入射光の色を変換して出射させるものである。
【０００５】
例えば、特許文献１には、表示装置の製造過程において、インクジェット法を用いて量子ドット材料を含んだ色変換部を作成することが記載されている。
また、特許文献２には、プラズマディスプレイに蛍光体ペーストを塗布する前に塗布ノズルを検査する方法として、回転するローラに蛍光体ペーストを吐出して紫外線を照射して蛍光体ペーストの発光量を計測する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１９−２８４３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、インクジェット装置を用いて大面積の基体上に多数の機能素子を形成する場合には、インクを塗布する塗布領域とインクジェットヘッドとを相対的に走査して機能素子の材料を塗布してゆく。図１は、これを説明するための模式的な斜視図であり、１００は基体、１０１は基体１００の表面のうち機能素子を形成する面である基体表面、１０２は機能素子である。模式図であるため、７×５個の機能素子１０２が示されているにすぎないが、実際には非常に多数の機能素子が形成され得る。
【０００８】
基体表面１０１がＸＹ平面と平行だとすると、不図示のインクジェットヘッドを、基体表面１０１からＺ方向に所定の距離だけ離間させて、まず主走査方向であるＸ方向に沿って軌道１０３上を移動させて、Ａ列の機能素子１０２の材料を吐出する。そして、機能素子１０２を形成する領域すなわち塗布領域よりも外側まで移動すると、インクジェットヘッドを副走査方向であるＹ方向に軌道１０４に沿って所定距離移動させた後、移動方向をＸ軸マイナス向きに変更する。そして、軌道１０５に沿って移動させながらＢ列の機能素子１０２の材料を吐出する。そして、塗布領域よりも外側まで移動すると、インクジェットヘッドの移動方向を再び副走査方向であるＹ方向に変更して軌道１０６に沿って所定距離移動させる。ここでは、説明を簡単化するため、インクジェットヘッドがノズルを１個だけ備える例を説明したが、複数のノズルを備える場合には、一回の主走査で複数列分の機能素子の材料を吐出することもできる。
【０００９】
かかる移動を繰返してインクジェットヘッドを主走査方向に往復移動させて走査し、（Ａ−１）→（Ａ−２）→（Ａ−３）→・・・（Ａ−７）→（Ｂ−７）→（Ｂ−６）→・・・（Ｂ−１）という順に、各位置での吐出を行っていく。
【００１０】
量子ドット材料を含んだ色変換部をインクジェット法により形成する際には、数ｎｍ程度のサイズの量子ドット材料や、光散乱材としてＴｉＯ２粒子等を分散させたインクを用いる。量子ドット材料等が分散されたインクの成分が常に一定で、しかもインクジェット装置の吐出特性が常に一定であれば、高い均一性で各画素の色変換部を形成することが可能である。
【００１１】
しかし、非常に多数の画素を含む表示装置を連続して量産する場合に、インクの状態を常に一定に維持しながら上述した走査方法等でインクジェット装置を駆動し続けるのは現実的には困難であった。
例えば、量子ドット材料や光散乱材の超微粒子を分散させたインクにおいては、重力による微粒子の沈降、あるいは吐出駆動による液室内のインク撹拌により、インク内における超微粒子の分散状態は絶えず変化する。また、インクの粘性変化等により、液滴の大きさ（液量）も変化し得る。
【００１２】
特許文献１では、かかる課題に対処する方法については検討されていない。また、特許文献２に記載されたプラズマディスプレイを製造する前に予め回転するローラに蛍光体ペーストを吐出して塗布ノズルの状態を検査する方法を参照しても、表示装置を製造中に生じるインクの状態変化に迅速に対処することはできない。
【００１３】
そこで、均一性の高い表示装置を製造するために、表示装置を製造している過程でインクに生じる量子ドット材料の分散状態の変化、光散乱材の分散状態の変化、粘性変化、等が許容レベルを超える前に予め検知できる方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、吐出ヘッドを用いて色変換材を含んだインクを基体上の所定位置に付与するインク付与工程と、前記所定位置に付与された前記インクに対して、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射する光照射工程と、前記光照射工程により前記所定波長の光を照射された前記インクから放射される色変換された光の強度と、前記インクに照射された後の赤外光のスペクトルを計測する計測工程と、前記計測工程の計測結果に基づき、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに含まれる前記色変換材の分散状態を調整する分散調整工程と、を有する、ことを特徴とする表示装置の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、色変換材を含んだインクを基体に向けて吐出可能な吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドから前記基体に付与された前記インクに対して、前記色変換材を励起する所定波長の光と、赤外光と、を照射させる光源と、前記所定波長の光を照射された前記インクから放射される色変換された光の強度と、前記インクに照射された後の前記赤外光のスペクトルを計測する計測部と、前記吐出ヘッドに供給する前記インクに含まれる前記色変換材の分散状態を調整する分散調整部と、前記計測部の計測結果に基づき前記分散調整部の動作を制御する制御部と、を有する、ことを特徴とする表示装置製造用のインクジェット装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表示装置を製造している過程でインクに生じる量子ドット材料の濃度変化、光散乱材の濃度変化、粘性変化、等について、変動量がまだ微小な段階で速やかに検知することができる。変化が許容レベルを超える前に予め検知できるため、インクの特性を再調整することが可能となり、表示装置の各画素の色変換部を高い均一性で形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】インクジェットヘッドの走査方法を示す模式図。
【図２】実施形態１にかかるインクジェット描画装置の構成を示す模式図。
【図３】赤外光源の分光スペクトル。
【図４】量子ドット材料を含む色変換部を備えた表示装置の模式的な断面図。
【図５】（ａ）実施形態１にかかる色変換部の形成プロセスにおいて、評価エリアへの吐出を説明するための模式図。（ｂ）評価エリアに塗布したインクの特性を計測するプロセスを説明するための模式図。
【図６】実施形態１にかかる描画プロセスを説明するためのフローチャート。
【図７】実施形態２にかかるインクジェット描画装置の構成を示す模式図。
【図８】（ａ）インクジェットヘッドの駆動電圧波形の一例。（ｂ）駆動電圧とインク滴の大きさ（吐出量）の関係を示すグラフ。
【図９】（ａ）実施例１の光学測定結果。（ｂ）比較例１の光学測定結果。
【図１０】（ａ）実施例２の光学測定結果。（ｂ）比較例２の光学測定結果。
【図１１】実施形態１のインクジェットヘッドの走査方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照して、本発明の実施形態にかかる表示装置の製造方法、および表示装置製造用のインクジェット装置について説明する。尚、以下の実施形態及び実施例の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の機能を有する部材については同一の参照番号を付して示すものとする。
【００１９】
［実施形態１］
［製造装置］
図２は、実施形態１の製造装置であるインクジェット描画装置１の構成を示す模式図である。尚、同図においては、装置の内部を示すために、外装カバー等の部材を除外して示している。
インクジェット描画装置１は、表示パネルの基板となる基体１００を固定するための描画ステージ２を備える。基体１００は、製造しようとする対象製品により、ガラス基板あるいはプラスチック基板等から適宜に選択されたものが用いられる。基体１００は、典型的には板状の部材であるが、基体として機能し得るものであれば形態が限られるわけではなく、たとえば変形可能なフィルムであってもよい。基体１００上には、インクを塗布して多数の表示画素を配列形成するための画素エリア２１と、インクの状態を評価するためにインクを試験的に吐出する評価エリア２２が設けられている。
【００２０】
インクジェット描画装置１は、量子ドット材料を含むインク滴を基体１００の所定位置に向けて吐出可能なインクジェットヘッド４、インクジェットヘッド４を走査する走査部３を備える。また、インクジェット描画装置１は、量子ドット材料を含むインクを貯留するインクタンク２３と、貯留されたインク中で超微粒子が偏在するのを解消して均一に分散させるための分散調整部である分散装置２４を備える。インクタンク２３からインクジェットヘッド４にインク供給系２５を介してインクが供給される。また、インクジェットヘッド４の吐出ノズルに対してクリーニング処理等を行って吐出特性を回復させる回復ユニット１１を備えている。
【００２１】
走査部３は、インクジェットヘッド４を、例えば図１１に示した走査手順により走査可能であり、インクジェットヘッド４からは量子ドット材料を含むインク滴が基体１００の画素エリア２１あるいは評価エリア２２に向かって吐出される。尚、図２は、画素エリア２１に向けてインク滴４０１を吐出した状態を模式的に示している。
【００２２】
さらに、インクジェット描画装置１は、評価エリア２２に付与されたインクに対して所定波長を含む光を照射可能な光源５を備える。ここで、所定波長とは、インクに含まれる量子ドット材料を励起可能な波長（例えば青色光）と、付与されたインクの光学膜厚や屈折率を計測するための波長（例えば赤外光）を指す。
【００２３】
量子ドット材料を励起可能な波長としては、λ＝４５０ｎｍかその周辺領域の波長が好適であり、例えば青色ＬＥＤを光源として用いる。また、インクの厚さや屈折率を計測するための赤外光用の光源には、例えばコイル状のフィラメントを加熱した黒体輻射タイプの光源を用いることができる。例えばＣａｌ−Ｓｅｎｓｏｒｓ社製の赤外連続光源を用い、フィラメント温度は１０００Ｋに制御する。図３に、赤外光源のスペクトルの一例を示すが、可視光よりも短波長光側（７５０ｎｍ以下）の光をカットするフィルターを利用し、赤外光のみ照射する構成にしている。このように、光源５には、青色光源と赤外光源を組み合わせた光源が用いられ得る。
【００２４】
また、インクジェット描画装置１は、光源５から照射された青色光がインクにおいて波長変換されて放出された光と、光源５から照射されてインクを透過した赤外光を計測するための光計測部６を備えている。波長変換されて放出される光は、表示装置の仕様に合わせて選択された色変換材（量子ドット材料）により色が異なるが、光計測部６は、例えば赤（λ＝６１０ｎｍ）や緑（λ＝５３０ｎｍ）の光を計測する。尚、光計測部６の校正の便宜のために、校正時には光源５の光をインクを介さずに光計測部６に導くことができるように装置を構成しておくのが好ましい。
【００２５】
インクジェット描画装置１は、装置の動作を制御するためのコンピュータとして制御部５０を備え、制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えている。ＲＯＭには、インクジェット描画装置１の動作プログラムが記憶されている。
本実施形態における色変換部の製造方法にかかる各種処理を実行するためのプログラムは、他の動作プログラムと同様にＲＯＭに記憶させておいてもよいが、ネットワークを介して外部からＲＡＭにロードしてもよい。あるいは、プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体を介して、ＲＡＭにロードしてもよい。
Ｉ／Ｏポートは、外部機器やネットワークと接続され、たとえば表示装置の色変換部の製造に必要なデータの入出力を、外部のコンピュータとの間で行うことができる。また、Ｉ／Ｏポートは、不図示のモニターや入力装置と接続され、インクジェット描画装置１の動作状態情報を操作者に表示したり、操作者からの命令を受け付けたりすることができる。
【００２６】
制御部５０は、描画ステージ２、走査部３、分散装置２４、回復ユニット１１、インクジェットヘッド４、光源５、光計測部６、等と信号線により接続されており、これらを制御して色変換部の製造にかかる処理等を実行する。制御部５０は、吐出制御部８、光源制御部９、計測信号処理部７を機能ブロックとして備え、インク滴の吐出、塗布されたインクへの光照射、放射光や赤外光の計測、等の各処理を、同期をとりながら実行する。尚、図示の便宜上、図２では、制御部５０が備える構成要素や機能ブロックのうち一部だけを模式的に示している。
【００２７】
［表示装置］
図４を参照して、量子ドット材料を含む色変換部を備えた表示装置の一例を説明する。ただし、本実施形態のインクジェット装置あるいは製造方法により製造される表示装置はこの例に限られるものではなく、量子ドット材料等の色変換材を含有する色変換部を備える表示装置であればよい。
図４は、量子ドット材料を含む色変換部を備えた自発光型表示装置の画素エリアの模式的な断面図であり、図には左側から赤色画素、緑色画素、青色画素の３画素が示されている。ただし、図４の画素配列は例示に過ぎず、これと異なる配列であってもよい。
【００２８】
基体１００の上には、各画素を区画するための隔壁としてバンク１４が設けられている。図示のように各画素は複数の機能層が積層されて成るが、バンク１４は、各画素を形成する際に機能層の材料が隣接画素に混入するのを防止する壁の役割を果たしている。特に、インクジェット装置により量子ドット材料を含むインク滴を付与する際に、着弾したインク滴をターゲット画素内に安定的に位置させるガイドの役割を果たす。バンク１４は、画素の配列に応じて各種の格子状パターンやストライプ状パターンにすることができる。
【００２９】
図４左側の赤色画素は、青色発光のトップエミッション型有機ＥＬ素子の上に、青色光を赤色光に色変換する量子ドット材料を含む色変換部１２１を備えている。
基体１００には、当該赤色画素の発光輝度を制御するための駆動トランジスタであるトランジスタ１１Ｒと、これと電気的に接続された下部電極１２Ｒが設けられている。下部電極１２Ｒの上には、青色発光する有機ＥＬ素子の発光層１０が設けられ、さらにその上には上部透明電極１３が配置されている。
【００３０】
下部電極１２Ｒは、有機ＥＬ素子の片極で、例えば銀や銅のナノ粒子が分散された液をバンクで囲まれた領域に塗布し、その後高温に焼成することで形成されている。下部電極１２Ｒは、典型的には電子注入層として機能するとともに、発光層１０で発する青色光のうち基体１００側に向かう光を反射して光取り出し効率を向上させるためのミラーとして機能する。
【００３１】
発光層１０は、青色の発光能を有する材料であれば何でも良く、発光色が青色の蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物材料を含み得る。また発光層１０には、ゲスト材料、ホスト材料などの複数の材料が含まれていてもよい。発光材料としては、高分子材料、中分子材料または低分子材料などが挙げられ、塗布型として用いられ得る発光材料であれば特に限定されない。例えば、ポリフルオレン、ポリフルオレンの共重合体、ポリフェニレンビニレンなどの高分子材料、オリゴフルオレンなどの中分子材料が挙げられる。また、フルオレン系、ピレン系、フルオランテン系、アントラセン系などの縮合多環化合物、イリジウムを含む金属錯体などの低分子材料も挙げられる。
【００３２】
発光層１０は、単一の層で構成してもよいが、正孔注入層／正孔輸送層／発光層の３層構造や、正孔注入層／発光層／電子輸送層の３層構造や、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の４層構造で構成してもよい。
正孔注入層は、発光層に正孔を注入するための層で、正孔注入性を有する材料であれば何でも良く、塗布型の有機ＥＬ素子に広く用いられるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが利用できるが、特にこれに限定されるものではない。
【００３３】
上部透明電極１３は、有機ＥＬ素子の片極で、たとえば金属酸化物等の光透過性を備えた導電材料が用いられる。典型的には、上部透明電極１３は、は正孔を供給するとともに光取り出し窓として機能する。上部透明電極１３は、図示外の領域で、駆動回路と接続されている。上部透明電極１３は、例えばスパッタのような真空成膜か、あるいは塗布により形成することができる。
【００３４】
上部透明電極１３の上には、上部透明電極１３を介して入射する青色光を赤色光に色変換するための量子ドット材料を含む色変換部１２１が設けられている。
色変換部１２１に含まれる量子ドット材料は、青色光を照射されて吸収すると、電子が伝導帯から価電子帯に転移しながら赤色光を放出することができる。量子ドット材料は、コア−シェル構造を有していてもよく、コアは半導体ナノ結晶物質であり得る。コアの例としては、ケイ素（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物ナノ結晶などが挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。例えば、量子ドット材料は、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）のいずれかからなるコアと、硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる外部シェルとを含むことができる。赤色光を放出する量子ドット材料には、例えば粒径が５．５ｎｍ以上、６．５ｎｍ以下の超微粒子を用いることができるが、これに限定されない。
【００３５】
また、色変換部１２１には、上部透明電極１３を介して入射する青色光を効率的に量子ドットに照射して吸収させるため、光散乱材を含有することができる。光散乱材は、光を散乱反射することができる物質であれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物粒子または有機粒子などを用い得る。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛または酸化スズなどを例示することができ、有機材料としては、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂などを例示することができる。例えば、粒径が１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下の酸化チタン（ＴｉＯ２）の微粒子を好適に用いることができる。
【００３６】
色変換部１２１の上には、水分や衝撃等の外部要因から画素を保護するために、透明な封止部１５が設けられる。ガラス等の透湿性の低い材料を、ＵＶ硬化性樹脂やガラスフリット等の接着剤で接着して封止部として用いることができる。また、ＳｉＮやＳｉＯ等の透湿性の低い無機膜や、樹脂膜と透湿性の低い無機膜との積層膜等で画素を覆う構成の封止部を用いることもできる。この表示素子はトップエミッション構造なので、ガラスやＳｉＮ等の光透過率の高い材料が封止部１５に好適に用いられる。
【００３７】
尚、封止部１５の上または下には、不図示の赤色透過フィルターを付設してもよい。上部透明電極１３を介して色変換部１２１に入射した青色光の一部が、色変換部１２１では吸収しきれずに透過して漏れる場合に、これをカットして赤色画素の色純度を高めることができる。
【００３８】
次に、図４中央の緑色画素は、青色発光のトップエミッション型有機ＥＬ素子の上に、青色光を緑色光に色変換するための量子ドット材料を含む色変換部１２２を備えている。
基体１００には、当該緑色画素の発光輝度を制御するための駆動トランジスタであるトランジスタ１１Ｇと、これと電気的に接続された下部電極１２Ｇが設けられている。下部電極１２Ｇの上には、青色発光する有機ＥＬ素子の発光層１０が設けられ、さらにその上には上部透明電極１３が配置されている。青色発光のトップエミッション型有機ＥＬ素子の部分については、先に説明した赤色画素と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
緑色画素の上部透明電極１３の上には、上部透明電極１３を介して入射する青色光を緑色光に色変換する量子ドット材料を含む色変換部１２２が設けられている。
色変換部１２２に含まれる量子ドット材料は、青色光を照射されて吸収すると、電子が伝導帯から価電子帯に転移しながら緑色光を放出することができる。量子ドット材料は、コア−シェル構造を有していてもよく、コアは半導体ナノ結晶物質であり得る。コアの例としては、ケイ素（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物ナノ結晶などが挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。例えば、量子ドット材料は、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）のいずれかからなるコアと、硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる外部シェルとを含むことができる。緑色光を放出する量子ドット材料には、例えば粒径が２．５ｎｍ以上、３．５ｎｍ以下の超微粒子を用いることができるが、これに限定されない。
【００４０】
また、色変換部１２２には、上部透明電極１３を介して入射する青色光を効率的に量子ドットに照射するため、光散乱材を含有させることができる。光散乱材は、光を散乱反射することができる物質であれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物粒子または有機粒子などであり得る。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛または酸化スズなどを例示することができ、有機材料としては、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂などを例示することができる。
【００４１】
色変換部１２２の上には、水分や衝撃等の外部要因から画素を保護するために、透明な封止部１５が設けられる。ガラス等の透湿性の低い材料を、ＵＶ硬化性樹脂やガラスフリット等の接着剤で接着して封止部として用いることができる。また、ＳｉＮやＳｉＯ等の透湿性の低い無機膜や、樹脂膜と透湿性の低い無機膜との積層膜等で画素を覆う構成の封止部を用いることもできる。この表示素子はトップエミッション構造なので、ガラスやＳｉＮ等の光透過率の高い材料が封止部１５に好適に用いられる。
【００４２】
尚、封止部１５の上または下には、不図示の緑色透過フィルターを付設してもよい。上部透明電極１３を介して色変換部１２２に入射した青色光の一部が、色変換部１２２では吸収しきれずに透過して漏れる場合に、これをカットして緑色画素の色純度を高めることができる。
【００４３】
次に、図４右側の青色画素は、青色発光のトップエミッション型有機ＥＬ素子の上には、量子ドット材料を含む色変換部は設けられておらず、赤色画素や緑色画素よりも厚い封止部１５が設けられている。
基体１００には、当該青色画素の発光輝度を制御するための駆動トランジスタであるトランジスタ１１Ｂと、これと電気的に接続された下部電極１２Ｂが設けられている。下部電極１２Ｂの上には、青色発光する有機ＥＬ素子の発光層１０が設けられ、さらにその上には上部透明電極１３が配置されている。上部透明電極１３の上には、水分や衝撃等の外部要因から画素を保護するために、透明な封止部１５が厚く設けられる。ガラス等の透湿性の低い材料を、ＵＶ硬化性樹脂やガラスフリット等の接着剤で接着して封止部として用いることができる。また、ＳｉＮやＳｉＯ等の透湿性の低い無機膜や、樹脂膜と透湿性の低い無機膜との積層膜等で画素を覆う構成の封止部を用いることもできる。この表示素子はトップエミッション構造なので、ガラスやＳｉＮ等の光透過率の高い材料が封止部１５に好適に用いられる。
【００４４】
［製造方法］
図５（ａ）、図５（ｂ）、図６等を参照しながら、実施形態１にかかるインクジェット描画装置１を用いて表示装置の色変換部を形成する方法について説明する。
描画を開始する前に、インクジェット描画装置１の描画ステージ２に基体１００を固定する。基体１００の画素エリアには、トランジスタ、下部電極１２、発光層１０、上部透明電極１３、各画素を隔てるバンク１４が予め形成されている。図５（ａ）には、画素エリアに含まれる多数の画素のうち３画素のみを模式的に示しているが、基体１００上の画素エリアよりも外の領域には、インクの状態を評価するためにインクを試験的に吐出する領域として、評価エリア２２が配置されている。評価エリア２２には、評価エリアバンク３５が設けられている。評価エリアバンク３５は、着弾したインク滴を評価エリア２２内に安定的に位置させるガイドの役割を果たす。例えば図１１に示すように、評価エリア２２は、画素が配列された画素エリア２１の外側において、インクジェットヘッドの走査線上に配置されるとよい。１列の画素を形成する際に、インクの状態の評価を複数回実行できるようにするため、同一走査線上に複数の評価エリアを配置してもよい。評価エリアバンク３５の一態様としては、画素エリアにおいて各画素を隔てているバンク１４と同一形状とすることが挙げられる。画素に付与されたインクと同一の状態を評価エリアにおいて再現する趣旨である。しかし、評価エリアバンク３５の形状は、必ずしも画素のバンク１４と同一にしなければならないわけではなく、後述する照明や計測の精度を向上するために画素のバンクとは異なる形状を採用してもよい。
以上のように予め準備された基体１００をインクジェット描画装置１の描画ステージ２にセットしたら、描画プロセスが開始される。
【００４５】
図６は、インクジェット描画装置１を用いて表示装置の色変換部を描画するプロセスを説明するためのフローチャートである。
描画プロセスが開始されると、まずステップＳ１において、制御部５０は走査部３およびインクジェットヘッド４を制御して、赤色画素あるいは緑色画素に、各々の色に合わせた量子ドット材を含むインク滴をインクジェットヘッド４から吐出して着弾させる。説明の便宜上、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す３個の画素Ｐは同色の画素とし、同じ量子ドット材を含むインクを同じ吐出ヘッドから付与するものとするが、現実の画素の配列は、同色の画素が隣接して配置されるとは限らない。
【００４６】
例えば、図１１に示す走査手順によりインクジェットヘッド４を基体１００に対して相対的に移動させて走査し、バンク１４で囲まれた凹部内へインク滴を打ちこんでいく。打ち込まれたインクは、自重によりバンク１４の形状にならって整形され、図５（ａ）に示すように、未硬化状態の色変換部４０３として画素内に配置される。一画素の色変換部を形成するのにインク滴を一個付与する方法でもよいが、色変換機能を十分に発揮するように色変換部の厚さを大きく設定した場合には、複数のインク滴を重ねて付与する方法がよい。
【００４７】
インクは、波長変換を行うためのコアシェル型量子ドット（色変換材料としての超微粒子）、ＴｉＯ２などの光散乱粒子の他、必要に応じて分散剤を含み、主剤にはアクリルなどのＵＶ硬化型の樹脂が用いられる。インクジェットヘッド４から安定的に吐出するために、インクの粘度は５〜１０ｍＰａ・ｓｅｃに調整されており、液滴の大きさ（吐出量）や飛翔速度と駆動信号の関係（吐出特性）については、あらかじめ計測されている。
【００４８】
使用する量子ドットは、目的とする色（色変換された出力光の波長）に応じて自由に選択することができる。主たる材料としては、ＣｄやＩｎ系の半導体で、ＣｄＳやＣｄＳｅ、Ｉｎ−Ｐなどの球体が用いられ得る。色変換による発光波長は、量子ドットのサイズを選択することによってコントロールすることが可能であり、粒子の安定性とインクジェットによる吐出を考慮すると、１．０ｎｍ〜１０ｎｍ程度の粒径であることが望ましい。
【００４９】
株式会社リガクによるＣｄＳｅ粒子の発光スペクトル計測では、粒径４ｎｍのときの発光波長は約５６０ｎｍ、３ｎｍのときの発光波長は約５００ｎｍであった。材料と粒径は、製造しようとする表示装置の仕様に応じて適切なものを選択すればよい。例えば、赤色画素の色変換部を構成する量子ドットには、発光スペクトルの強度ピークが６００ｎｍ〜６５０ｎｍの粒子が選択され、緑色画素の色変換部を構成する量子ドットには、発光スペクトルの強度ピークが５００ｎｍ〜５５０ｎｍの粒子が選択される。例えば富士色素株式会社の製造による量子ドット材料として、ＩｎＰ／ＺｎＳを含む赤色発光の材料、ＺｎＳを含む緑色発光の材料、カーボン系の青色発光の材料が知られている。
光散乱材としては、屈折率の高い材料であるＴｉＯ２やＺｎＯが考えられ、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の粒径のものを用いる。
【００５０】
これらの粒子を分散させるインクの主剤たる光硬化型樹脂には、可視光の透過率が高く、インクジェットによる吐出が可能であるアクリル樹脂を用いるのが望ましい。硬化波長は２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲にあることが実用上望ましい。
【００５１】
ステップＳ１では、予め決められた所定数の画素に対して連続して描画する。長期にわたって連続して吐出を行うと、液室内のインクが撹拌されてインク内における超微粒子の分散状態が変化したり、インクの粘性変化が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、ステップＳ１で連続して描画する画素の数を所定数に制限し、ステップＳ１が完了したらステップＳ２に進む。ここで、所定数を大きくしすぎると、ステップＳ１で描画している間にインクの状態が変化し、画素の特性が大きくばらついてしまう可能性がある。一方、所定数を小さくすれば、インクの特性変化は小さくなる方向であるが、後述する評価プロセスを行う頻度が高くなり、表示装置の生産効率がかえって抑制されることになる。そこで、連続して画素に描画している際のインクに生じる量子ドット材料の分散状態の変化、光散乱材の分散状態の変化、粘性変化、等を予め計測しておき、変化が許容レベルを超えない範囲で大きな画素数を所定数として定めておけばよい。所定数は、例えば１本の走査ラインに含まれる同色の画素の数にすることができる。
【００５２】
次に、ステップＳ２において、基体１００において色変換部を形成するために描画すべき全画素への描画が終了しているかを判定する。全画素への描画が終了している場合（ＹＥＳ）には、描画プロセスを終了する。一方、全画素への描画が終了していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ３に進む。
【００５３】
ステップＳ３においては、制御部５０は走査部３およびインクジェットヘッド４を制御して、評価エリアにインク滴を付与する処理を行う。すなわち、図５（ａ）に示すように、評価エリアバンク３５に囲まれた評価エリア２２に、量子ドット材を含むインク滴４０１をインクジェットヘッド４から吐出して着弾させる。
【００５４】
次に、ステップＳ４においては、制御部５０は光源５、光計測部６、走査部３、等を制御して、評価エリアに付与されたインクの特性を計測する。すなわち、まず走査部３を制御して、評価エリア２２を観測可能な位置に光計測部６を移動させる。次に、制御部５０は、量子ドット材料を励起可能な波長（例えば青色光）の光と、付与されたインクの光学膜厚や屈折率を計測するための波長（例えば赤外光）の光を、評価エリアに付与されたインクに向けて光源５から照射させる。図５（ｂ）では、光源５が照射するこれらの光を、照明光ＩＬとして図示している。尚、図示の便宜上示してはいないが、描画ステージ２には、照明光ＩＬを透過させる窓を形成しておくか、あるいは基体１００の下面と光源５が直接対向するように光源５を装着しておく。
尚、付与されたインクの光学膜厚や屈折率を計測するための赤外光源を基体１００の下側ではなく上側に配置し、インクに赤外光を照射して反射させ、表面反射光と基体界面反射光が干渉した光を光計測部６により計測する系としてもよい。
【００５５】
制御部５０は、照明光ＩＬの照射と同期して、評価エリアに付与されたインクから入射する観測光ＣＣを、光計測部６に計測させる。ここで、観測光ＣＣには、励起された量子ドット材料が放射する色変換された可視光と、付与されたインクの厚さや屈折率に応じて干渉した赤外光が含まれている。
光計測部６は、内蔵する分光光度計で波長ごとの光強度、スペクトルを計測する。制御部５０の計測信号処理部７は、光計測部６による計測データを処理し、色変換された発光の強度及び赤外光スペクトルを規格化する。
【００５６】
次に、ステップＳ５においては、制御部５０は、付与したインクの発光色に応じた波長の光の強度が、所定範囲内（判定規格値の範囲内）であるかを判定する。例えば赤色発光の色変換部用のインクを評価エリアに付与した場合であれば、赤色光の発光強度が所定の判定規格値の範囲内であるかを判定する。ここで、所定の判定規格値とは、仮にステップＳ１を再度実行して所定数の画素を描画するとした場合に、その実行中にインクに含まれる量子ドット材料の分散状態が許容範囲を超えるまで変化する可能性が無いかを判定するための規格値である。
【００５７】
ステップＳ５で用いる規格値は、例えば以下のようにして決めることができる。まず、所定数の画素を描画する毎にインクを評価エリアに付与し、画素および評価エリアにて色変換された光の発光強度を繰り返し調べておく。描画を繰り返すうちに、重力による微粒子の沈降、あるいは吐出駆動による液室内のインク撹拌等により、インク内における超微粒子の分散状態が変化してゆく。何回目かの描画で所定数の画素の中に発光強度が画素としての規格を満足しないものが発生したら、その前回の描画において評価エリアにて計測された発光強度を規格値として採用する。安全性を高めるには、評価エリアにて前回計測された発光強度ではなく、例えば前々回のように、より遡った計測値を採用してもよい。また、インクの状態変化の進行が環境によりばらつく可能性もあるので、例えば温度や湿度などの環境条件を変化させて実験を行い、環境条件毎に判定規格値を決定しておいてもよい。また、評価エリアは前回あるいはそれ以前の副走査で付与した箇所でもよい。インクに溶媒が含まれている場合に、溶媒が揮発した状態で計測した方が環境影響を低減することが可能である。
【００５８】
ステップＳ５において、評価エリアに付与されたインクの発光強度が所定の判定規格値の範囲内にある場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６においては、制御部５０は、評価エリアに付与されたインクを経由した赤外光スペクトルの計測結果に基づき、光学膜厚ｎｄを、望ましくは屈折率ｎとともに算出する。光学膜厚ｎｄには、インクの粘度や微粒子の分散状態が反映され、塗布材料の量と膜質の両方によって変動する。屈折率ｎは、膜内の量子ドット及び光散乱材の量に依存している。
そして、算出した光学膜厚ｎｄが所定の判定規格値の範囲内であるかを判定する。望ましくは、屈折率ｎについても、所定の判定規格値の範囲内であるかを判定する。ここで、所定の判定規格値とは、仮にステップＳ１を再度実行して所定数の画素を描画するとした場合に、その実行中にインクに含まれる量子ドット材料や光散乱材の分散状態等が許容範囲を超えるまで変化する可能性が無いかを判定するための規格値である。
【００５９】
ステップＳ６で用いる規格値は、例えば以下のようにして決めることができる。まず、所定数の画素を描画する毎にインクを評価エリアに付与し、画素にて色変換された光の発光強度と評価エリアにて計測される赤外スペクトルを繰り返し計測する。そして、赤外スペクトルに基づき、光学膜厚ｎｄと屈折率ｎを調べておく。描画を繰り返すうちに、重力による微粒子の沈降、あるいは吐出駆動による液室内のインク撹拌等により、インク内における超微粒子の分散状態やインクの粘度が変化してゆく。何回目かの描画で所定数の画素の中に発光強度が画素としての規格を満足しないものが発生したら、その前回の描画において評価エリアにて計測された光学膜厚ｎｄと屈折率ｎを規格値として採用する。安全性を高めるには、評価エリアにて前回計測された計測値ではなく、例えば前々回のように、より遡った計測値を採用してもよい。また、インクの状態変化の進行が環境によりばらつく可能性もあるので、例えば温度や湿度などの環境条件を変化させて実験を行い、環境条件毎に規格値を決定しておいてもよい。また、評価エリアは前回あるいはそれ以前の副走査で付与した箇所でもよい。インクに溶媒が含まれている場合に、溶媒が揮発した状態で計測した方が環境影響を低減することが可能である。
【００６０】
ステップＳ６において、評価エリアにて計測された光学膜厚ｎｄと屈折率ｎが所定の判定規格値の範囲内の場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）には、ステップＳ１に戻り、描画を継続する。さらに所定数の画素を描画し続けても、インクの変化が許容範囲内に収まると判断できるからである。
一方、ステップＳ５において評価エリアに付与されたインクの発光強度が所定の判定規格値の範囲外の場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、ステップＳ７に進む。
また、ステップＳ６において算出した光学膜厚ｎｄあるいは屈折率ｎが所定の判定規格値の範囲外の場合（ステップＳ６：ＮＯ）にも、ステップＳ７に進む。
これらの場合には、さらに所定数の画素を描画し続けると、インクの変化が進んで許容範囲を超えると判定できるからである。
【００６１】
ステップＳ７において、制御部５０は、分散装置２４を駆動させて、インクタンク２３に貯留されているインク内の量子ドット材料や光散乱材の偏在を解消させ、分散状態を均一化させる。分散装置２４は、例えば超音波振動子から超音波振動をインクタンク内のインクに印加して超微粒子の分散性を改善させるが、これとは異なる攪拌機構を用いてもよい。
【００６２】
ステップＳ７が終了すると、ステップＳ８に進み、制御部５０は回復ユニット１１、インクジェットヘッド４、走査部３、等を制御して回復処理を行う。回復処理とは、回復ユニット１１を駆動して吐出ノズルのインクを吸引除去する等のクリーニング処理や、予備吐出処理を行い吐出特性を安定化させる吐出安定化処理などの一連の処理をいう。
【００６３】
ステップＳ８の終了後、ステップＳ３に戻り評価エリアに描画し、ステップＳ４以降を再度行う。ステップＳ７およびステップＳ８によりインクタンク内のインクの分散状態とインクジェットヘッドの状態が回復したことが確認されるまで、このループを繰り返す。インクタンク内のインクの分散状態とインクジェットヘッドの状態が回復したことが確認されると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、続きの描画を行う。尚、ステップＳ７とステップＳ８の各処理の信頼性が十分に高い場合には、ステップＳ８が終了した後、ステップＳ３に戻さずにステップＳ１に戻って描画を再開してもよい。
こうして、基体１００の全ての色変換部にインクを付与した後、インクを硬化する硬化処理や、封止部を形成する処理を行い、表示パネルを製造することができる。
【００６４】
本実施形態では、所定数の画素に描画する毎に評価エリアにインクを付与し、インクに光を照射してインクの状態を調べることにより、さらに所定数の画素を描画し続けた場合にインクの状態変化が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。そして、許容範囲内に収まらないと判定した場合には、次の描画を開始する前に、インク内の量子ドット材料や光散乱材の偏在を解消させ、分散状態を均一化させる処理を行う。
【００６５】
本実施形態によれば、表示装置を製造している際のインクに生じる量子ドット材料の濃度変化、光散乱材の濃度変化、粘性変化、等について、変動量がまだ微小な段階で速やかに検知することができる。変化が許容レベルを超える前に予め検知できるため、インクの特性を事前に再調整することが可能となり、表示装置の各画素の色変換部を高い均一性で形成することが可能である。
【００６６】
［実施形態２］
実施形態１のインクジェット描画装置１は、所定数の画素に描画する毎に評価エリアにインクを付与し、評価エリアに付与されたインクに光を照射してインクの状態を調べた。
これに対して、実施形態２は、評価エリアではなく画素に付与されたインクに光を照射してインクの状態を調べる点が異なる。以下の説明では、実施形態１と共通する部分については記載を省略する。
図７は、実施形態２の製造装置であるインクジェット描画装置７１の構成を示す模式図である。尚、同図においては、装置の内部を示すために、外装カバー等の部材を除外して示している。
【００６７】
本実施形態では、インク液が着弾した後の画素に向けて、光源５から色変換材を励起するための短波長の光（例えば青色光）が照射され、波長変換されて出射された光を光計測部６によって計測する。また、画素に付与されたインクの厚さや屈折率を計測するための長波長の光（例えば赤外光）が光源５からインクに照射され、表面反射と基体界面反射が干渉した光を光計測部６によって計測する。
【００６８】
図７に示す装置では、光源５と光計測部６の光軸を傾斜させて走査部３に装着し、インクジェットヘッド４の走査と連動して付与されたインクへの光の照射と計測を行う。ただし、光源５と光計測部６の配置はこの例に限る必要はなく、画素に着弾したインク４０２に光を照射し、インクからの光を計測することができる位置関係であればよい。例えば、光源５と光計測部６はインクジェットヘッド４と連動させなくともよく、インクジェットヘッド４の走査部３とは独立した別の移動機構を設けてもよい。
【００６９】
本実施形態においては、画素に光を照射し、波長変換された発光の強度や赤外光のスペクトルを計測するので、基体１００に評価エリアを設ける必要がなく、表示装置の基体を小型化することができる。また、画素に付与したインクを計測してインクの状態を判定できるため、評価エリアに描画するまで計測を待つ必要がない。また、所定数の画素に描画する毎でなくても、各画素にインクを付与する毎にインクの状態を計測することも可能である。同一走査中に複数の画素のインクを計測し、その平均値を評価することにより、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴の揺らぎ成分を除去することが可能となり、測定精度を向上することができる。
【００７０】
本実施形態においては、図６に示した実施形態１の描画プロセスのうち、ステップＳ３の評価エリア描画工程は必要ない。また、ステップＳ１における画素の所定数は、最小で１画素とすることができる。
本実施形態では、画素に付与したインクに光を照射してインクの状態を調べることにより、さらに画素を描画し続けた場合にインクの状態変化が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。そして、許容範囲内に収まらないと判定した場合には、次の描画を開始する前に、インク内の量子ドット材料や光散乱材の偏在を解消させ、分散状態を均一化させる処理を行う。
【００７１】
本実施形態によれば、表示装置を製造している際のインクに生じる量子ドット材料の濃度変化、光散乱材の濃度変化、粘性変化、等について、変動量がまだ微小な段階で速やかに検知することができる。変化が許容レベルを超える前に予め検知できるため、インクの特性を事前に再調整することが可能となり、表示装置の各画素の色変換部を高い均一性で形成することが可能である。
【実施例】
【００７２】
［実施例１］
実施形態１の具体的な実施例を説明する。図２、図５（ａ）、図５（ｂ）は、本実施例にかかるインクジェット装置の模式図である。図示の便宜上、図５（ａ）、図５（ｂ）には３つの画素Ｐが示されているが、実際には、基体全面に多数の画素が存在している。
色変換部を形成するためのインクには、ＩｎＰ／ＺｎＳの粒子をアクリル樹脂に分散させたものを用いた。インクジェットヘッド４から安定的に吐出させるために、インク粘度を１０ｍＰａ・ｓｅｃに調整した。
【００７３】
インクジェットヘッドの駆動波形は、図８（ａ）に示す波形を用い、図８（ｂ）に示す駆動特性に準じてインク液滴の大きさ（吐出量）を調整した。尚、液滴の大きさ（吐出量）を変更すると液滴の飛翔速度が変わる場合があるが、着弾位置がずれないように、制御部５０は走査部３とインクジェットヘッド４に制御信号を送り、吐出タイミングを調整するのが望ましい。
本実施例では、各画素においてバンクに囲まれた色変換部の容積が約６５ｐｌであるので、駆動電圧を２６Ｖとし、１回の走査で約１２ｐｌのインク滴を吐出した。各画素に対してインク滴を吐出する回数、すなわち図１１の同一列を繰り返し走査する回数は５回とした。
図６に示すフローで描画処理を行うが、１回の走査により一列の画素に描画する毎に、図５（ａ）に示すように評価エリア２２へのインク付与を行い、図５（ｂ）に示すようにインクの特性評価を行った。
【００７４】
図９（ａ）に、描画処理を完了するまでの特性評価結果を示す。図中の横軸は走査回数で、縦軸は色変換された可視発光強度、ｎｄ、ｎを規格化した評価値である。図中の２本の一点鎖線は、表示装置の性能を担保するために許容される範囲（±４％）の上限と下限を示している。
本実施例では、図６のステップＳ５やステップＳ６において、評価エリアに付与されたインクの良否を判定する判定規格値は、±３％とした。インクの特性が、表示装置の性能上許容される範囲（±４％）を越える前に、インクの分散調整処理を行うべきタイミングを判定できるようにするためである。図１１に示す例では、図中矢印で示す約２０００回の走査を行った段階で、屈折率ｎが＋３％に達したため、画素への吐出を一旦終了し、インク分散調整処理を行った。その後、回復処理を行い、再度評価エリアに描画してインク状態の良否判定を行ったところ±１％以下であることを確認したため、画素への描画を再開し全画素への描画を終了した。描画終了後、インクを硬化する処理や、封止部を形成する処理を行い、表示パネルを製造した後に輝度むらを測定したが、表示装置に求められる規格を満足した良品パネルが得られた。
【００７５】
［比較例１］
比較例１として、評価エリア２２へのインク付与を行いインクの特性評価を行うが、判定規格値である±３％になってもインクの分散調整処理を行わないで描画を継続した場合ついて説明する。
図９（ｂ）に、比較例１における描画処理を完了するまでの特性評価結果を示す。グラフの表示形式は、図９（ａ）と同様である。
【００７６】
判定規格値である±３％に到達してもインク分散調整処理等を行わずに描画を継続した結果、１パネルを描画する間に、許容範囲である±４％の上限と下限を超過した状態のインクで多数の走査ラインが描画されてしまったことがわかる。描画終了後、インクを硬化する処理や、封止部を形成する処理を行い、表示パネルを製造した後に輝度むらを測定したが、表示装置に求められる規格を満足しないばらつきの大きなパネルになってしまっていた。
【００７７】
［実施例２］
実施形態２の具体的な実施例を説明する。図７は、本実施例にかかるインクジェット装置の模式図である。青色光源と赤外光源を内蔵する光源５と光計測部６とを、画素内に付与されたインクを測定できる位置に配置した。光源５、光計測部６、インクジェットヘッド４は、相対的位置関係が変化しないように走査部３に装着されている。
本実施例では、画素に液滴を付与するための１走査中に、複数の画素に付与されたインクを評価することが可能である。同一走査中に複数の画素を計測し、その平均値を評価することで、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴の揺らぎ成分を除去することが可能となり、測定精度を向上することができる。
実施例１と同様に、１画素当り５ドットを描画することで、１画素に付与するインクの量が適量になる設定とした。
【００７８】
図１０（ａ）に、実施例２における描画処理を完了するまでの特性評価結果を示す。グラフの表示形式は、図９（ａ）と同様である。
走査回数が約１０００回の時点で、色変換された可視光の発光輝度の変動が３％となったため、インク分散調整処理及びその後の回復処理の一連の動作を行った。その後、描画及び計測を再開したが、その後は判定規格値に達するような変動は無く、描画を終了した。描画終了後、インクを硬化する処理や、封止部を形成する処理を行い、表示パネルを製造した後に輝度むらを測定したが、表示装置に求められる規格を満足した良品パネルが得られた。
【００７９】
［比較例２］
比較例２として、画素に描画しながらインクの特性評価を行うが、判定規格値である±３％になってもインクの分散調整処理を行わないで描画を継続した場合ついて説明する。
図１０（ｂ）に、実施例２における描画処理を完了するまでの特性評価結果を示す。グラフの表示形式は、図９（ａ）と同様である。
走査回数が１６００回程度を超えると、評価項目間で変化の仕方が変わっているのが分かる。その後、安定性が悪くなり、判定規格値である±３％を超えてしまっている。判定規格値に到達してもインク分散調整処理等を行わずに描画を継続した結果、１パネルを描画する間に、許容範囲である±４％の上限と下限を超過した状態のインクで多数の走査ラインが描画されてしまったことがわかる。描画終了後、インクを硬化する処理や、封止部を形成する処理を行い、表示パネルを製造した後に輝度むらを測定したが、表示装置に求められる規格を満足しないばらつきの大きなパネルになってしまっていた。
【００８０】
［他の実施形態］
本発明の実施形態は、上述した実施形態および実施例に限られるものではなく、適宜変更したり、組み合わせたりすることが可能で、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、図６を参照して説明した処理フローでは、可視光発光強度の判定（ステップＳ５）と赤外光による光学膜厚判定（ステップＳ６）については、ステップＳ５を先に実行しているが、逆にステップＳ６を先に実行してもよい。また、インク分散調整処理（ステップＳ７）と回復処理（ステップＳ８）については、順番を逆にするか、あるいは同時に並行して行うことも、場合によっては可能である。
【００８１】
また、実施形態１においては、図６に示したように描画プロセス開始後に所定数の画素を描画してから評価エリアに描画してインクの特性を評価したが、さらに、画素への最初の描画を開始する前に評価エリアに描画してインクの特性を評価してもよい。すなわち、描画プロセス開始後に直ちにステップＳ３を実行するような処理フローでもよい。
【００８２】
また、実施形態１においては、図５（ｂ）に示したように、基体１００を挟んで下側に光源を、反対側の上側に光計測部を配置したが、配置はこれに限られず、光源と光計測部の両方を基体１００の上側に配置してもよい。また、光源および／または光計測部は、評価エリアの位置付近に固定されていてもよいが、基体上を移動可能に支持されていてもよい。
【００８３】
また、実施形態２においては、図７に示したように、光源と光計測部の両方を基体１００の上側に配置して走査したが、配置はこれに限られない。例えば、色変換材を励起するための光源は基体１００の下側に固定あるいは走査可能に配置してもよい。場合によっては、計測時に、各画素にあらかじめ形成されたトップエミッション型有機ＥＬ素子を駆動して色変換材を励起するための光源として用いてもよい。
【００８４】
また、インクの状態を調べるのに色変換された光の発光強度、光学膜厚、屈折率を計測したが、場合によってはこれらのうちの一部のみを計測してもよいし、またこれら以外の物理パラメータの計測を併用してもよい。
また、色変換材としては種々の量子ドット材料の他、蛍光体の微粒子等を用いても差し支えない。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・インクジェット描画装置／２・・・描画ステージ／３・・・走査部／４・・・インクジェットヘッド／５・・・光源／６・・・光計測部／１０・・・発光層／１１・・・回復ユニット／１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ・・・トランジスタ／１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ・・・下部電極／１３・・・上部透明電極／１４・・・バンク／１５・・・封止部／２３・・・インクタンク／２４・・・分散装置／５０・・・制御部／７１・・・インクジェット描画装置／１００・・・基体／１２１、１２２・・・色変換部／４０１・・・インク滴／４０３・・・未硬化状態の色変換部／Ｐ・・・画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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