JP2003142260A - 有機ｅｌ素子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ＥＬ素子の生産性を向上させることがで
きる有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 正孔注入層と発光層を陽極および陰極で
狭持した構造の有機ＥＬ素子の製造方法であって、基板
上の所定の領域に有機正孔注入材料を含む正孔注入層を
インクジェット方式により形成する正孔注入層形成工程
と、有機発光材料を含む発光層をインクジェット方式に
より形成する発光層形成工程とを具備し、前記正孔注入
層形成工程と、前記発光層形成工程とを連続的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ、表
示光源などに用いられる電気的発光素子である有機ＥＬ
素子の製造方法及び製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年液晶ディスプレイに替わる自発発光
型ディスプレイとして発光層に有機物を用いた発光素子
の開発が加速している。有機ＥＬ（エレクトロルミネセ
ンス）素子における有機物からなる発光層の形成プロセ
スとして、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１
２）、２１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８７の９１３ペー
ジに示されているように低分子材料を蒸着法で成膜する
方法と、 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１
（１）、７ Ｊｕｌｙ １９９７の３４ページから示され
ているように高分子材料を塗布する方法が主に開発され
ている。

【０００３】カラー化の手段としては低分子系材料を用
いる場合、所定パターンのマスク越しに異なる発光色の
発光材料を所望の画素対応部分に蒸着し形成する方法が
行われている。一方、高分子系材料を用いる場合、微細
かつ容易にパターニングができ、発光層を構成する有機
薄膜材料を無駄にしないことから、インクジェット法を
用いたカラー化が注目されている。インクジェット法に
よる有機ＥＬ素子の作製については、例えば、特開平７
−２３５３７８、特開平１０−１２３７７、特開平１０
−１５３９８７、特開平１１−４０３５８、特開平１１
−５４２７０に開示されている。

【０００４】さらに有機ＥＬ素子では、発光効率、耐久
性を向上させるために、正孔注入層または正孔輸送層を
陽極と発光層の間に形成することが提示されている（Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１、２１ Ｓｅｐｔｅ
ｍｂｅｒ １９８７の９１３ページ）。従来、バッファ
層や正孔注入層としては導電性高分子、例えばポリチオ
フェン誘導体やポリアニリン誘導体（Ｎａｔｕｒｅ，３
５７，４７７、１９９２）を用い、スピンコート等の塗
布法により膜を形成する。低分子系材料の正孔注入層ま
たは正孔輸送層として、フェニルアミン誘導体を蒸着で
形成して用いることが多かった。この正孔注入層の形成
にも、正孔注入層を構成する有機薄膜を材料を無駄にせ
ず、簡便にかつ微細にパターニングして成膜できること
から、インクジェット方式の形成方法が提案されてい
る。

【０００５】また、有機ＥＬ素子は、通常基板上に多数
の画素として形成されるため、上記正孔注入層や発光層
をインクジェット方式で形成する場合には、これらの画
素毎を隔てる隔壁を形成し、この隔壁で囲まれた画素領
域内に、正孔注入層及び発光層を形成することが行われ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のインクジェット方式による製造方法においては、
隔壁を形成してから正孔注入層を形成し、さらに発光層
を形成するまでの工程が個々に独立した工程となってお
り、工程間で待ち時間があるなど生産性が悪いという問
題点があった。また、各工程間において基板が大気中に
晒されるため、品質の劣化を招くという問題点があっ
た。

【０００７】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、有機ＥＬ素子の生産性
を向上させることができ、かつ、低コスト、高品質の有
機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の有機Ｅ
Ｌ素子の製造方法は、導電性高分子層を陽極および陰極
で狭持した構造の有機ＥＬ素子の製造方法であって、導
電性高分子層を含む発光層をインクジェット方式により
形成する導電性高分子層形成工程を具備し、前記導電性
高分層形成工程が、隣接する２種以上の層をインクジェ
ット方式により形成する工程を、連続的に行うことを特
徴とする。

【０００９】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記導電性高分子層形成工程が、前記導
電性高分子層を形成する材料を含むインクをインクジェ
ット装置で塗布し、その後乾燥することにより形成する
工程であることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法
は、正孔注入層と発光層を陽極および陰極で狭持した構
造の有機ＥＬ素子の製造方法であって、基板上の所定の
領域に有機正孔注入材料を含む正孔注入層をインクジェ
ット方式により形成する正孔注入層形成工程と、有機発
光材料を含む発光層をインクジェット方式により形成す
る発光層形成工程とを具備し、前記正孔注入層形成工程
と、前記発光層形成工程とを連続的に行うことを特徴と
する。

【００１１】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記正孔注入層形成工程が、有機正孔注
入材料を含むインクをインクジェット装置で塗布し、そ
の後乾燥することにより形成する工程であることを特徴
とする。

【００１２】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記発光層形成工程が、前記有機発光材
料を含む２種以上の層をインクジェット方式により形成
する工程を、連続的に行うことを特徴とする。

【００１３】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記発光層形成工程が、前記有機発光材
料を含むインクを、インクジェット装置で塗布し、その
後乾燥することにより形成する工程であることを特徴と
する。

【００１４】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記有機ＥＬ素子が基板上に複数の画素
を有する素子であり、前記正孔注入層形成工程の前に、
基板上に前記画素毎を隔てる隔壁を形成する隔壁形成工
程をさらに具備し、該隔壁形成工程と、前記正孔注入層
形成工程とを連続的に行うことを特徴とする。この場
合、前記隔壁形成工程において、酸素ガスプラズマとフ
ロロカーボンガスプラズマの連続処理を行うことが好ま
しい。

【００１５】また、この発明に係る有機ＥＬ素子の製造
方法において、前記発光層形成工程の後に、陰極を作成
する陰極作成工程をさらに具備し、前記発光層形成工程
と、該陰極形成工程とを連続的に行うことを特徴とす
る。

【００１６】上記各発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法
によれば、各工程を一連の流れとして連続して行うた
め、高い生産性を達成することができる。また、微細な
パターニングを簡便にかつ短時間で行うことができ、多
色化が可能である。また、必要な場所に必要量の材料を
塗布すればいいので大面積の基板になっても材料を無駄
にすることは無い。

【００１７】また、上記各発明に係る有機ＥＬ素子の製
造方法において、前記各工程及び各工程間の移動の全部
又は一部を、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とす
ることができる。この場合、酸素や水分の影響を排し
て、高い発光効率を備えると共に長寿命の有機ＥＬ素子
を製造することができる。

【００１８】また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置
は、発光層を陽極および陰極で狭持した構造の有機ＥＬ
素子の製造装置であって、有機発光材料を含むインクを
インクジェット装置で塗布する発光層塗布装置と、該発
光層塗布装置で塗布されたインクを乾燥させる発光層乾
燥装置とを各々１以上具備し、前記発光層塗布装置と前
記発光層乾燥装置とが交互に、搬送手段を介して連続的
に配置されていることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置
は、正孔注入層と発光層を陽極および陰極で狭持した構
造の有機ＥＬ素子の製造装置であって、有機正孔注入材
料を含むインクをインクジェット装置で塗布する正孔注
入層塗布装置と、該正孔注入層塗布装置で塗布されたイ
ンクを乾燥させる正孔注入層乾燥装置と、有機発光材料
を含むインクをインクジェット装置で塗布する１以上の
発光層塗布装置と、該発光層塗布装置で塗布されたイン
クを乾燥させる１以上の発光層乾燥装置とを具備し、前
記正孔注入層塗布装置と、前記正孔注入層乾燥装置と、
前記１以上の発光層塗布装置と、前記１以上の発光層乾
燥装置が搬送手段を介して連続的に配置されていること
を特徴とする。

【００２０】上記各発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置
によれば、各工程を一連の流れとして連続して行うた
め、高い生産性を達成することができる。また、微細な
パターニングを簡便にかつ短時間で行うことができ、多
色化が可能である。また、必要な場所に必要量の材料を
塗布すればいいので大面積の基板になっても材料を無駄
にすることは無い。

【００２１】また、上記各発明に係る有機ＥＬ素子の製
造装置において、前記各工程及び各工程間の移動の全部
又は一部を、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とす
ることができる。この場合、酸素や水分の影響を排し
て、高い発光効率を備えると共に長寿命の有機ＥＬ素子
を製造することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
ある有機ＥＬ素子の製造装置の配置図である。図１に示
すように、本実施形態の製造装置は、ロボットアーム１
の周囲に、基板仕込取出し口２、正孔注入層形成用のイ
ンクジェット装置３と乾燥炉４、Ｒ（赤）発光層形成用
のインクジェット装置５と乾燥炉６、Ｇ（緑）発光層形
成用のインクジェット装置７と乾燥炉８、Ｂ（青）発光
層形成用のインクジェット装置９と乾燥炉１０とが、こ
の順番に円周状に配置されて構成されている。ただし、
発光層形成用のインクジェット装置５、７、９の配置
は、この順番に限定されず、適宜変更することができ
る。そして、基板仕込取出し口２に仕込まれた基板は、
ロボットアーム１によって順次各装置に搬送され、正孔
注入層と発光層を形成された後、再び基板仕込取出し口
２に戻って取り出せるようになっている。

【００２３】図２は、本発明の第２実施形態である有機
ＥＬ素子の製造装置の配置図である。図２に示すよう
に、本実施形態の製造装置は、正孔注入層形成用のイン
クジェット装置３と乾燥炉４、Ｒ（赤）発光層形成用の
インクジェット装置５と乾燥炉６、Ｇ（緑）発光層形成
用のインクジェット装置７と乾燥炉８、Ｂ（青）発光層
形成用のインクジェット装置９と乾燥炉１０と、収納棚
な１１が、この順番に直線上に配置され、その間に、ベ
ルトコンベア２３〜３０を配して構成されている。ただ
し、発光層形成用のインクジェット装置５、７、９の配
置は、この順番に限定されず、適宜変更することができ
る。そして、インクジェット装置３に仕込まれた基板
は、ベルトコンベア２３〜３０によって順次各装置に搬
送され、正孔注入層と発光層を形成された後、収納棚１
１に収納されるようになっている。なお、各装置３〜１
１とベルトコンベア２５〜２９は、窒素雰囲気中で基板
を処理、搬送できるようになっている。

【００２４】図１及び図２のインクジェット装置３、
５、７、９は、各々の層を構成するインクを塗布するイ
ンクジェット装置で構成されている。インクジェット装
置３、５、７、９において使用されるインクジェット用
ヘッドの構造を図３および図４に示す。当該インクジェ
ット用ヘッド４０は、例えばステンレス製のノズルプレ
ート４１と振動板４３とを備え、両者は仕切部材（リザ
ーバープレート）４５を介して接合されている。ノズル
プレート４１と振動板４３との間には、仕切部材４５に
よって複数のインク室４９と液溜り５１とが形成されて
いる。インク室４９および液溜り５１の内部は有機正孔
注入材料を含むインク又は有機発光材料を含むインクで
満たされており、インク室４９と液溜り５１とは供給口
５３を介して連通している。さらに、ノズルプレート４
１には、インク室４９からインクをジェット状に噴射す
るためのノズル孔５５が設けられている。一方、インク
ジェット用ヘッド４０には、液溜り５１にインクを供給
するためのインク導入孔５７が形成されている。また、
振動板４３のインク室４９に対向する面と反対側の面上
には、前記インク室４９の位置に対応させて圧電素子５
９が接合されている。

【００２５】この圧電素子５９は一対の電極６１の間に
位置し、通電すると圧電素子５９が外側に突出するよう
に撓曲する。これによってインク室４９の容積が増大す
る。したがって、インク室４９内に増大した容積分に相
当するインクが液溜り５１から供給口５３を介して流入
する。次に、圧電素子５９への通電を解除すると、該圧
電素子５９と振動板４３はともに元の形状に戻る。これ
によりインク室４９も元の容積に戻るためインク室４９
内部のインクの圧力が上昇し、ノズル孔５５から基板に
向けてインクが噴出する。

【００２６】なお、ノズル孔５５の周辺部には、インク
の飛行曲がり・孔詰まりを防止するために撥インク層５
６が設けられている。すなわち、ノズル孔５５の周辺部
は、図４に示すように例えばＮｉ−テトラフルオロエチ
レン共析メッキ層からなる撥インク層５６が設けられて
いる。

【００２７】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法におい
て、前記インクジェット用ヘッド４０から吐出させて用
いる有機正孔注入材料、あるいは有機発光材料を含むイ
ンクは、以下のような特性を有するものである。

【００２８】インクの粘度は好ましくは１〜２０ｍＰａ
・ｓであって、特に好ましくは３〜８ｍＰａ・ｓであ
る。インクの粘度が１ｍＰａ・ｓ未満である場合、吐出
量の制御が困難になるばかりでなく、固型分濃度が過少
となり十分な膜を形成できないことがある。２０ｍＰａ
・ｓを超える場合、ノズル孔からインクを円滑に吐出さ
せることができない恐れがあり、ノズル孔を大きくする
等の装置の仕様を変更する必要が生じることがある。更
に粘度が大きい場合、インク中の固型分が析出し易く、
ノズル孔の目詰まり頻度が高くなる。

【００２９】また、インクの表面張力は好ましくは２０
〜７０ｍＮ／ｍであって、特に好ましくは２５〜４５ｍ
Ｎ／ｍである。この範囲の表面張力にすることにより、
インク吐出の際の飛行曲がりを抑えることができる。表
面張力が２０ｍＮ／ｍ未満であると、インクのノズル面
上での濡れ性が増大するため、インクを吐出する際、イ
ンクがノズル孔の周囲に非対称に付着することがある。
この場合、ノズル孔に付着したインクと吐出しようとす
るインクとの相互間に引力が働くため、インクは不均一
な力により吐出されることになり目標位置に到達できな
い所謂飛行曲がりが生じ、もちろんその頻度も高くな
る。また、７０ｍＮ／ｍを超えるとノズル先端でのメニ
スカスの形状が安定しないためインクの吐出量、吐出タ
イミングの制御が困難になる。

【００３０】インクジェット用ヘッドに設けられたイン
クを吐出するノズル面を構成する材料に対する接触角は
好ましくは３０°〜１７０°であり、特に好ましくは３
５°〜６５°である。インクがこの範囲の接触角を持つ
ことによって、インクの飛行曲がりを制御することがで
き、精密なパターンニングが可能となる。この接触角が
３０°未満である場合、インクのノズル面を構成する材
料に対する濡れ性が増大するため、表面張力の場合と同
様、飛行曲がりが生じる。また。１７０°を超えると、
インクとノズル孔の相互作用が極小となり、ノズル先端
でのメニスカスの形状が安定しないためインクの吐出
量、吐出タイミングの制御が困難になる。

【００３１】ここで飛行曲がりとは、インクを前記ノズ
ルから吐出させたとき、ドットの着弾した位置が、目標
位置に対して５０μｍ以上のずれを生じることをいう。
主にノズル孔の濡れ性が不均一である場合やインクの固
型成分の付着による目詰まり等によって発生する。

【００３２】インクの固型分濃度は、インク全体に対し
て０．０１〜１０．０ｗｔ％が好ましく、０．１〜５．
０ｗｔ％が更に好ましい。固型分濃度が低すぎると必要
な膜厚を得るために吐出回数が多くなってしまい量産効
率が悪くなってしまう。また高すぎても粘度が高くなっ
てしまい吐出性に影響を与える。

【００３３】上記固型分は室温での蒸気圧が０．００５
〜５０ｍｍＨｇの少なくとも一つ以上の溶媒に溶解また
は分散していることが望ましい。渇きにくい溶媒を用い
ることによりインクがノズル孔で乾燥し、増粘、凝集、
固型分の付着が起こることを防ぐことができる。しか
し、蒸気圧が０．００５ｍｍＨｇを下回るような溶媒
は、成膜過程で溶媒の除去が困難であるため適さない。

【００３４】このような溶媒としては、γ−ブチロラク
トン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１、３−ジメ
チル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）およびその誘導
体などの非プロトン性環状極性溶媒、またはカルビトー
ルアセテート（ＣＡ）、ブチルカルビトールアセテート
（ＢＣＡ）などのグリコールエーテル系酢酸が挙げられ
る。ＣＡ，ＢＣＡ等の溶媒は成膜性をあげる点でも有効
である。

【００３５】一方、メタノール（ＭｅＯＨ）、エタノー
ル（ＥｔＯＨ）、プロピルアルコール等の低級アルコー
ルは表面張力、粘度の調製に有効であるが、揮発性が高
いため、２０ｗｔ％以下であることが望ましい。

【００３６】尚、上述の特性は、有機ＥＬ素子において
正孔輸送層を形成する場合の同層を構成する正孔輸送材
料の特性としても好適である。

【００３７】次に、図１及び図２の製造装置によってな
されるＥＬ素子の製造方法について説明する。図５〜図
１１は3色のフルカラー有機ＥＬ素子の製造工程を示し
たものである。まず、図５に示すように、透明基板１０
４上に、画素電極１０１、１０２、１０３を形成する。
透明基板１０４は、支持体であると同時に光を取り出す
面として機能する。従って、透明基板１０４の材料は、
光の透過特性や熱的安定性を考慮して選択される。例え
ばガラス、透明プラスチック等が選択されるが、耐熱性
に優れることからガラスを用いることが好ましい。画素
電極１０１、１０２、１０３の形成方法としては、例え
ばフォトリソグラフィー、真空蒸着、スパッタリング
法、パイロゾル法等が挙げられるが、フォトリソグラフ
ィーによることが好ましい。画素電極としては透明画素
電極が好ましく、透明画素電極を構成する材料として
は、酸化スズ膜、ＩＴＯ膜、酸化インジウムと酸化亜鉛
との複合酸化物膜等が挙げられる。

【００３８】次に、図６に示すように、隔壁（バンク）
１０５を感光性ポリイミドで形成し、上記の各透明画素
電極間を埋める。これによりコントラストの向上、発光
材料の混色の防止、画素と画素との間からの光洩れ防止
等を図ることができる。隔壁１０５を構成する材料とし
ては、ＥＬ材料の溶媒に対し耐久性を有するものえあれ
ば特に限定されないが、フロロカーボンガスプラズマ処
理によりテフロン（登録商標）化できることから、例え
ばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、感光性ポリイミド等の
有機材料が好ましい。二酸化ケイ素等の無機材料を下層
にした積層隔壁であってもよい。また、隔壁１０５は上
記材料にカーボンブラック等を混入してブラックレジス
トとしてもよい。この隔壁１０５の形成方法としては、
例えばフォトリソグラフィー等が挙げられる。

【００３９】正孔注入層（更に正孔輸送層）用インクを
塗布する直前に、上記基板に対して、酸素ガスとフロロ
カーボンガスプラズマの連続プラズマ処理を行う。これ
によりポリイミド表面は撥液化、ＩＴＯ表面は親液化さ
れ、インクジェット液滴を微細にパターニングするため
の基板側の濡れ性の制御ができる。プラズマを発生する
装置としては、真空中でプラズマを発生する装置と、大
気中でプラズマを発生する装置の何れを用いてもよい。

【００４０】図１の製造装置では、図６の状態までの下
準備ができた基板は、基板仕込取出し口２にセットさ
れ、ロボットアーム１によって、正孔注入層形成用のイ
ンクジェット装置３に搬送される。また、図２の製造装
置では、図６の状態までの下準備ができた基板は、直接
正孔注入層形成用のインクジェット装置３にセットされ
る。そして、いずれの製造装置においても、インクジェ
ット装置３において、正孔注入層用インクがインクジェ
ット装置のインクジェット用ヘッド４０から吐出され、
図７に示すように、各画素電極１０１、１０２、１０３
上にパターニング塗布される。

【００４１】この場合の正孔注入層用インクとしては、
たとえば、以下のような組成のインクを用いることがで
きる。まず、正孔注入材料として、ポリチオフェン誘導
体であるＰＥＤＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）
とＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）の混合物を用い
ることができる。この混合物は、バイトロンＰの商品名
でバイエル社から購入することができる。この他、正孔
注入材料（又は正孔輸送層の材料となる正孔輸送材料）
としては、ポリアニリン、ポルフィリン化合物、ピリジ
ン誘導体などが挙げられるが、バイトロンＰは、熱的に
耐久性のある高分子で、水などの極性溶媒に分散できる
点でインクジェット方式に適している。

【００４２】バイトロンＰを用いたインクは、たとえ
ば、表１に示すように調製することができる。なお、表
１に示すように、発光層との相溶を防ぐため、加熱処理
により架橋するシランカップリング剤、たとえば、γ−
グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン等を用い
ることが好ましい。なお、表１の如く調整したインクの
最終的な固型分濃度は０．１６ｗｔ％である。

【００４３】

【表１】

【００４４】正孔注入層用インクを塗布後の基板は、図
１の製造装置ではロボットアーム１によって、図２の製
造装置ではベルトコンベア２３によって、乾燥炉４に搬
送される。そして、いずれの製造装置においても、正孔
注入層用インクは、乾燥炉４において、真空中（１ｔｏ
ｒｒ）、室温、２０分という条件で溶媒を除去され、そ
の後、大気中、２００℃（ホットプレート上）、１０分
の熱処理を施されて正孔注入層１２０が形成される。こ
のようにして形成される正孔注入層１２０の膜厚は、た
とえば、約４０ｎｍである。なお、正孔注入層は、各色
に対応する各画素毎に、発光層に適した正孔注入材料
（または正孔輸送材料）を用いて形成しても良い。

【００４５】正孔注入層形成後の基板は、図１の製造装
置ではロボットアーム１によって、図２の製造装置では
ベルトコンベア２４によって、インクジェット装置５に
搬送される。そして、いずれの製造装置においても、イ
ンクジェット装置５において、赤色発光層用インクがイ
ンクジェット装置のインクジェット用ヘッド４０から吐
出され、図８に示すように、赤色に対応する画素電極１
０１上の正孔注入層１２０上にパターニング塗布され
る。

【００４６】この場合の赤色発光層用インクとしては、
たとえば、以下のような組成のインクを用いることがで
きる。まず、赤色発光材料として、ポリ（パラフェニレ
ンビニレン）（ＰＰＶ）等の緑色発光材料に低分子蛍光
色素を添加して発光波長を赤色としたものを用いること
ができる。赤色発光層に用いられる低分子蛍光色素とし
ては、レーザー色素のＤＣＭあるいはローダミンまたは
ローダミン誘導体、ペリレン等を用いることができる。
これらの蛍光色素は、低分子であるため溶媒に可溶であ
り、ＰＰＶ等と相溶性がよく、均一で安定した発光層の
形成が容易である。ローダミン誘導体蛍光色素として
は、例えばローダミンＢ，ローダミンＢベース、ローダ
ミン６Ｇ，ローダミン１０１過塩素酸塩等が挙げられこ
れらを2種以上混合したものであってもよい。ＰＰＶと
ローダミン１０１とを用いた赤色発光層用インクは、た
とえば、表２に示すように調製することができる。な
お、表２の如く調整したインクの最終的な固型分濃度は
０．３ｗｔ％である。

【００４７】

【表２】

【００４８】赤色発光層用インクを塗布後の基板は、図
１の製造装置ではロボットアーム１によって、図２の製
造装置ではベルトコンベア２５によって、乾燥炉６に搬
送される。そして、いずれの製造装置においても、赤色
発光層用インクは、乾燥炉６において、真空中（１ｔｏ
ｒｒ）、室温、２０分という条件で溶媒を除去され、そ
の後、窒素雰囲気中、１５０℃、４時間の熱処理を施さ
れて赤色発光層１０６が形成される。このようにして形
成される赤色発光層１０６の膜厚は、たとえば、約５０
ｎｍである。

【００４９】赤色発光層形成後の基板は、図１の製造装
置ではロボットアーム１によって、図２の製造装置では
ベルトコンベア２６によって、インクジェット装置７に
搬送される。そして、いずれの製造装置においても、イ
ンクジェット装置７において、緑色発光層用インクがイ
ンクジェット装置のインクジェット用ヘッド４０から吐
出され、図９に示すように、緑色に対応する画素電極１
０２上の正孔注入層１２０上にパターニング塗布され
る。

【００５０】この場合の緑色発光層用インクとしては、
たとえば、以下のような組成のインクを用いることがで
きる。まず、緑色発光材料として、ポリ（パラフェニレ
ンビニレン）（ＰＰＶ）を用いることができる。緑色発
光層用インクや、前述の赤色発光層に用いる発光材料と
しては、ＰＰＶの他には、ＰＴＶ（ポリ（２、５−チエ
ニレンビニレン））等のポリアルキルチオフェン、ＰＦ
Ｖ（ポリ（２、５−フリレンビニレン））、ポリパラフ
ェニレン、ポリアルキルフルオレン等のポリアリレンビ
ニレン、ピラゾリンダイマー、キノリジンカルボン酸、
ベンゾピリリウムパークロレート、ベンゾピラノキノリ
ジン、フェナントロリンユウロピウム錯体等が挙げら
れ、これらを1種または2種以上混合して用いることがで
きる。

【００５１】これらのなかでも高分子有機化合物からな
るものが好ましい。高分子有機化合物は成膜性に優れ、
発光層の耐久性は極めて良好である。高分子系材料は分
子設計上幅広い自由度を持ち、ＥＬ発光素子の合理的設
計が可能である。また、可視領域の禁止帯幅と比較的高
い導電性を有しており、なかでも共役系高分子はこのよ
うな傾向が顕著である。発光層材料としては、共役系高
分子そのもの、あるいは加熱等により共役化（成膜）す
る共役系高分子の前駆体が用いられる。これらのなかで
もＰＰＶまたはその誘導体が特に好ましい。

【００５２】ＰＰＶ誘導体の前駆体として、ＭＯ−ＰＰ
Ｖ（ポリ（２、５−ジメトキシ−１、４−フェニレンビ
ニレン））前駆体、ＣＮ−ＰＰＶ（ポリ（２、５−ビス
ヘキシルオキシ−１、４−フェニレン−（１−シアノビ
ニレン）））前駆体等が挙げられる。ＰＰＶまたはその
誘導体の共役化（成膜）前の前駆体は、水あるいは極性
溶媒に可溶であり、インクジェット方式によるパターン
形成に適している。さらに、ＰＰＶまたはその誘導体は
強い蛍光を持ち、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非
局在化している導電性高分子でもあるためＰＰＶの薄膜
は正孔注入輸送層としても機能し、高性能の有機ＥＬ素
子を得ることができる。ポリ（パラフェニレンビニレ
ン）前駆体（水／ＭｅＯＨ＝５／９５混合溶液）を用い
た緑色発光層用インクは、たとえば、表３に示すように
調製することができる。なお、表３の如く調整したイン
クの最終的な固型分濃度は０．３ｗｔ％である。

【００５３】緑色発光層用インクを塗布後の基板は、図
１の製造装置ではロボットアーム１によって、図２の製
造装置ではベルトコンベア２７によって、乾燥炉８に搬
送される。そして、いずれの製造装置においても、緑色
発光層用インクは、乾燥炉８において、真空中（１ｔｏ
ｒｒ）、室温、２０分という条件で溶媒を除去され、そ
の後、窒素雰囲気中、１５０℃、４時間の熱処理を施さ
れて緑色発光層１０７が形成される。このようにして形
成される緑色発光層１０７の膜厚は、たとえば、約５０
ｎｍである。

【００５４】

【表３】

【００５５】緑色発光層形成後の基板は、図１の製造装
置ではロボットアーム１によって、図２の製造装置では
ベルトコンベア２８によって、インクジェット装置９に
搬送される。そして、いずれの製造装置においても、イ
ンクジェット装置９において、青色発光層用インクがイ
ンクジェット装置のインクジェット用ヘッド４０から吐
出され、図１０に示すように、各色に対応する画素電極
１０３上の正孔注入層１２０上にパターニング塗布され
る。

【００５６】この場合の青色発光層用インクとしては、
たとえば、青色発光材料として、ポリジアルキルフルオ
レン誘導体を用いることができる。ポリジアルキルフル
オレン誘導体を用いた青色発光層用インクは、たとえ
ば、表４に示すように調製することができる。なお、表
４の如く調整したインクの最終的な固型分濃度は１．０
ｗｔ％である。

【００５７】

【表４】

【００５８】青色発光層用インクを塗布後の基板は、図
１の製造装置ではロボットアーム１によって、図２の製
造装置ではベルトコンベア２９によって、乾燥炉１０に
搬送される。そして、いずれの製造装置においても、青
色発光層用インクは、乾燥炉１０において、真空中（１
ｔｏｒｒ）、室温、２０分という条件で溶媒を除去さ
れ、その後、窒素雰囲気中で自然乾燥を行うことにより
青色発光層１０７が形成される。このようにして形成さ
れる青色発光層１０７の膜厚は、たとえば、約５０ｎｍ
である。

【００５９】以上のようにして、赤、緑、青の各発光層
を形成することができる。図１０の状態まで加工された
基板は、図１の製造装置では、ロボットアーム１によっ
て、基板仕込取出し口２に搬送される。また、図２の製
造装置では、図１０の状態まで加工された基板は、ベル
トコンベア３０によって収納棚１１に搬送される。そし
て、いずれの製造装置においても、以下の陰極形成工程
に基板を供せられるようになっている。

【００６０】陰極（対向電極）形成工程では、陰極材料
を蒸着やスパッタリング等により成膜して図１１に示す
ように、陰極１１３の層を形成する。陰極１１３として
は金属薄膜電極が好ましく、陰極を構成する金属として
は、例えばＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ等が挙げられる。ま
た、これらの他に仕事関数の小さい材料を用いることが
でき、例えばアルカリ金属や、Ｃａ等のアルカリ土類金
属およびこれらを含む合金を用いることができる。また
金属のフッ素化物も適応できる。たとえば、Ｃａを真空
加熱蒸着法で１００ｎｍ、さらにＡｌを真空蒸着法で１
２００ｎｍ積層して陰極とすることができる。

【００６１】さらに陰極１１３の上に保護膜を形成して
もよい。保護膜を形成することにより、陰極１１３およ
び各発光層１０６、１０７、１０８の劣化、損傷および
剥離等を防止しすることができる。このような保護膜の
構成材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、液状
ガラス等が挙げられる。また、保護膜の形成方法として
は、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッ
ピング法、バーコート法、ロールコート法、キャピラリ
ー法等が挙げられる。

【００６２】次に、上記実施形態で製造された有機ＥＬ
素子を備えた電子機器の具体例について説明する。図１
２（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図
１２（ａ）において、符号６００は携帯電話本体を示
し、符号６０１は有機ＥＬ素子を用いた表示部を示して
いる。図１２（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯
型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１２
（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０
１はキーボードなどの入力部、符号７０３は情報処理装
置本体、符号７０２は有機ＥＬ素子を用いた表示部を示
している。図１２（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を
示した斜視図である。図１２（ｃ）において、符号８０
０は時計本体を示し、符号８０１は有機ＥＬ素子を用い
た表示部を示している。

【００６３】なお、上記実施形態では、隔壁（バンク）
１０５を、図１、図２に示す製造装置を用いる以前に形
成したが、この隔壁形成工程と正孔注入層形成工程とも
連続させることができる。また、上記実施形態では、陰
極１１３を、図１、図２に示す製造装置から取り出した
後に形成したが、青色発光層形成工程と陰極形成工程と
も連続させることができる。また、上記実施形態では、
各装置を円形又は直線状に配置したが、具体的な配置に
特に限定はなく、たとえば、Ｕ字型に配置することもで
きる。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、有機ＥＬ素子の一連の製造工程をライン化して
連続して作業を行うようにしているので、作業能率が向
上し生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態である有機ＥＬ素子
の製造装置の配置図である。

【図２】 本発明の第２実施形態である有機ＥＬ素子
の製造装置の配置図である。

【図３】 図１及び図２の製造装置で用いられるイン
クジェット用プリンターヘッドの構造の一部を示す斜視
図である。

【図４】 図１及び図２の製造装置で用いられるイン
クジェット用プリンターヘッドのノズル部分の構造の一
例を示す断面図である。

【図５】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図６】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図７】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図８】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図９】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図１０】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を
説明するための工程図である。

【図１１】 本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を
説明するための工程図である。

【図１２】 本発明に係る製造方法によって製造され
た電子機器を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…ロボットアーム ２…基板仕込取出し口 ３、５、７、９…インクジェット装置 ４、６、８、１０…乾燥炉 １１…収納棚 ２３〜３０…ベルトコンベア

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性高分子層を陽極および陰極で狭
   持した構造の有機ＥＬ素子の製造方法であって、導電性
   高分子層を含む発光層をインクジェット方式により形成
   する導電性高分子層形成工程を具備し、 前記導電性高分層形成工程が、隣接する２種以上の層を
   インクジェット方式により形成する工程を、連続的に行
   うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記導電性高分子層形成工程が、前記
   導電性高分子層を形成する材料を含むインクをインクジ
   ェット装置で塗布し、その後乾燥することにより形成す
   る工程であることを特徴とする請求項１に記載の有機Ｅ
   Ｌ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 正孔注入層と発光層を陽極および陰極
   で狭持した構造の有機ＥＬ素子の製造方法であって、基
   板上の所定の領域に有機正孔注入材料を含む正孔注入層
   をインクジェット方式により形成する正孔注入層形成工
   程と、有機発光材料を含む発光層をインクジェット方式
   により形成する発光層形成工程とを具備し、前記正孔注
   入層形成工程と、前記発光層形成工程とを連続的に行う
   ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記正孔注入層形成工程が、有機正孔
   注入材料を含むインクをインクジェット装置で塗布し、
   その後乾燥することにより形成する工程であることを特
   徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記発光層形成工程が、前記有機発光
   材料を含む２種以上の層をインクジェット方式により形
   成する工程を、連続的に行うことを特徴とする請求項３
   又は請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記発光層形成工程が、前記有機発光
   材料を含むインクをインクジェット装置で塗布し、その
   後乾燥することにより形成する工程であることを特徴と
   する請求項３から請求項５の何れかに記載の有機ＥＬ素
   子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記有機ＥＬ素子が基板上に複数の画
   素を有する素子であり、前記正孔注入層形成工程の前
   に、基板上に前記画素毎を隔てる隔壁を形成する隔壁形
   成工程をさらに具備し、 該隔壁形成工程と、前記正孔注入層形成工程とを連続的
   に行うことを特徴とする請求項３から請求項６の何れか
   に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記隔壁形成工程において、酸素ガス
   プラズマとフロロカーボンガスプラズマの連続処理を行
   うことを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ素子の製
   造方法。
9. 【請求項９】 前記発光層形成工程の後に、陰極を作
   成する陰極作成工程をさらに具備し、 前記発光層形成工程と、該陰極形成工程とを連続的に行
   うことを特徴とする請求項３から請求項８の何れかに記
   載の有機ＥＬ素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記各工程及び各工程間の移動の一
    部又は全部を、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴と
    する請求項１から請求項９の何れかに記載の有機ＥＬ素
    子の製造方法。
11. 【請求項１１】 発光層を陽極および陰極で狭持した
    構造の有機ＥＬ素子の製造装置であって、有機発光材料
    を含むインクをインクジェット装置で塗布する発光層塗
    布装置と、該発光層塗布装置で塗布されたインクを乾燥
    させる発光層乾燥装置とを各々１以上具備し、前記発光
    層塗布装置と前記発光層乾燥装置とが交互に、搬送手段
    を介して連続的に配置されていることを特徴とする有機
    ＥＬ素子の製造装置。
12. 【請求項１２】 正孔注入層と発光層を陽極および陰
    極で狭持した構造の有機ＥＬ素子の製造装置であって、
    有機正孔注入材料を含むインクをインクジェット装置で
    塗布する正孔注入層塗布装置と、該正孔注入層塗布装置
    で塗布されたインクを乾燥させる正孔注入層乾燥装置
    と、有機発光材料を含むインクをインクジェット装置で
    塗布する１以上の発光層塗布装置と、該発光層塗布装置
    で塗布されたインクを乾燥させる１以上の発光層乾燥装
    置とを具備し、前記正孔注入層塗布装置と、前記正孔注
    入層乾燥装置と、前記１以上の発光層塗布装置と、前記
    １以上の発光層乾燥装置が搬送手段を介して連続的に配
    置されていることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装
    置。
13. 【請求項１３】 前記各工程及び各工程間の移動の一部
    又は全部を、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とす
    る請求項１１又は請求項１２に記載の有機ＥＬ素子の製
    造装置。