JP2003217842A - エレクトロルミネッセント素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ラインの混色が容易に防止でき、
高精細なパターニングが可能であるＥＬ素子の製造方法
を提供することを主目的とするものである。 【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、
ＥＬ素子を構成する少なくとも一層の有機ＥＬ層をディ
スペンサーを用いてパターニングするＥＬ素子の製造方
法であって、前記ディスペンサーのノズルから有機ＥＬ
層を形成する塗工液を連続的に押し出し、基板またはデ
ィスペンサーの少なくとも一方を動かすことにより、ラ
イン状のパターンを形成することを特徴とするＥＬ素子
の製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスペンサーを
用いてパターン状に形成された有機エレクトロルミネッ
セント層を有するエレクトロルミネッセント（以下、Ｅ
Ｌと略称する場合がある。）素子の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子は、対向する電極から注入され
た正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギー
で発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の
発光を行うものであり、自発光の面状表示素子として注
目されている。その中でも、有機物質を発光材料として
用いた有機薄膜ＥＬディスプレイは、印加電圧が１０Ｖ
弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高
く、単純な素子構造で発光が可能で、特定のパターンを
発光表示させる広告その他低価格の簡易表示ディスプレ
イへの応用が期待されている。

【０００３】このようなＥＬ素子を用いたディスプレイ
の製造にあっては、電極層や有機ＥＬ層のパターニング
が通常なされている。このパターニングを行う手段とし
て、低分子材料を用いた場合は、発光材料をシャドウマ
スクを介して蒸着する方法がある。また、高分子材料を
塗布する方法として、インクジェット法やフォトリソグ
ラフィー法等がある。

【０００４】インクジェットを用いたパターニング法
は、高精細なパターニングが可能である。しかしなが
ら、ノズルからインクドロップを吐出させて塗布するた
め、ノズルエッジ部の微小なインクの付着や、静電気、
およびインクに含有される気泡等の影響により、わずか
な確率で起こる飛行曲がりによるラインパターンの混色
を防止することが困難であった。このような問題点を解
決するために、基板上に高い隔壁を設置したり、撥液処
理を施す等の基板の前処理や、インクの粘度や表面張力
の厳密な調整等の手段が試みられた。しかしながら、こ
のような手段によっても完全に問題点を払拭することは
困難である。尚、ここでいう飛行曲がりとは、塗工液を
ノズルの吐出口から吐出させた際、塗工液が着弾した位
置が目標位置に対して、５０μｍ以上ずれていることを
いう。

【０００５】一方、フォトリソグラフィー法を用いて有
機ＥＬ層を形成する場合は、処理液を用いて現像、洗浄
することによりパターニングを行うため、このパターニ
ング工程の際に生じる廃液の問題や、処理液と有機ＥＬ
層以外の層との相溶性等の問題を考慮する必要があっ
た。さらに製造工程に手間を要することから、コスト的
にも不利であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、ラインの混色が容易に防
止でき、高精細なパターニングが可能であるＥＬ素子の
製造方法を提供することを主目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１に記載するように、ＥＬ素子を
構成する少なくとも一層の有機ＥＬ層をディスペンサー
を用いてパターニングするＥＬ素子の製造方法であっ
て、上記ディスペンサーのノズルから有機ＥＬ層を形成
する塗工液を連続的に押し出し、基板またはディスペン
サーの少なくとも一方を動かすことにより、ライン状の
パターンを形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方
法を提供する。

【０００８】本発明は、ディスペンサーを用いて有機Ｅ
Ｌ層を形成し、かつ断続的に塗工液を押し出すのではな
く連続的に押し出し、基板またはディスペンサーの少な
くとも一方を移動させることによりライン状のパターン
を形成することに特徴がある。このように、塗工液を連
続的に押し出すため、塗工液が液滴状となることがな
く、液滴の飛行曲がりによるラインの混色を防止するこ
とができ、かつラインの細線化が可能であるという利点
を有する。

【０００９】上記請求項１に記載した発明においては、
請求項２に記載するように、上記有機ＥＬ層は発光層で
あることが好ましい。ＥＬ素子において発光層は必須の
層であり、この発光層をディスペンサーを用いて形成す
ることにより、発光の際に必要な高精細なパターンを得
ることができるからである。

【００１０】上記請求項１または請求項２に記載された
発明においては、請求項３に記載するように、上記有機
ＥＬ層の線幅は２０μｍ〜５００μｍであることが好ま
しい。昨今の小型軽量薄膜化のディスプレイには、微細
なパターンが要求される。上記範囲内の線幅を有するＥ
Ｌ素子であれば、このような要求を十分に満たし、かつ
ディスペンサーによりラインを形成することにより、微
細なパターンであっても混色といった不具合を解消する
ことができるからである。

【００１１】上記請求項１から請求項３までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項４に記載
するように、上記ディスペンサーのノズル吐出口におけ
る進行方向に対し、直角方向の幅は、上記有機ＥＬ層の
ライン状パターンの線幅に対して、０．１倍〜１０倍で
あることが好ましい。上記範囲以下とすると、吐出口か
ら押し出される塗工液のメニスカスが所望の線幅に対し
狭すぎるため、十分な濡れ広がりが得られず所望の線幅
を有するラインを形成するには不都合となる場合があ
る。また、上記範囲以上とすると、メニスカスが十分に
絞りきれずやはり所望の線幅を形成することが困難であ
るからである。

【００１２】上記請求項１から請求項４までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項５に記載
するように、上記ディスペンサーのノズル側壁は、上記
有機ＥＬ層を形成する塗工液に対して接触角が２０°以
上であることが好ましい。ディスペンサーの吐出口から
塗工液を押し出す際、ノズル側壁にまで塗工液が這い上
がることがある。このような這い上がりは、塗工液の塗
工幅を不均一にし、微細なラインパターンの形成には不
都合である。そこでノズル側壁に上述したような範囲の
撥液性を持たせることにより、このような這い上がりを
防止することができるからである。

【００１３】上記請求項１から請求項５までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項６に記載
するように、上記ディスペンサーのノズル吐出口横断面
の形状は円形若しくは楕円形であることが好ましい。角
のない円や楕円は吐出口内に均一に圧力がかかるため、
メニスカスが安定し、微細なパターンが形成しやすくな
るからである。

【００１４】上記請求項１から請求項６までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項７に記載
するように、上記ノズルと上記基板との相対速度は０．
１ｃｍ／sec〜１００ｃｍ／secであることが好ましい。
上記範囲よりも高速で移動させながら塗布すると、塗工
液を連続的に塗布することが難しくなり、また、上記範
囲よりも低速で移動させると、工程に要する時間が長く
なり製造効率上不利となるからである。

【００１５】上記請求項１から請求項７までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項８に記載
するように、上記基板と上記ディスペンサーのノズル先
端部との距離が１０μｍ〜１０ｍｍであることが好まし
い。ディスペンサーのノズル先端部を基板に接近させす
ぎると、基板表面のわずかな凹凸等によりノズル先端部
が接触する可能性があり、基板を傷つける原因となる。
また、吐出口から押し出された塗工液がノズル側壁にま
で回り込む場合があるため、塗布幅が安定しない。一
方、上記範囲以上にディスペンサーのノズル先端部と基
板表面とを離すと、塗工液のメニスカスが形成されにく
く、本発明の特徴が活かされなくなるおそれがあるから
である。

【００１６】上記請求項１から請求項８までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項９に記載
するように、上記ディスペンサーは気体を介さずに、圧
力の負荷調整を行うことが好ましい。気体を介して圧力
の負荷調整を行うと、温度による変動を考慮する必要が
あるため、調整が困難となり、微細なパターンの形成に
不都合となるからである。

【００１７】上記請求項１から請求項９までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項１０に記
載するように、上記有機ＥＬ層を形成する塗工液の粘度
は１cps〜１００００cpsであることが好ましい。上記範
囲以下の粘度を有する塗工液とすると、重力により自然
と吐出口から塗工液が押し出されてしまう可能性があ
る。一方、上記範囲以上の粘度とすると吐出口から塗工
液を押し出すことが困難となる場合がある。したがっ
て、上記範囲内の粘度を有する塗工液であれば安定な塗
工液の押し出しが可能となるからである。

【００１８】上記請求項１から請求項１０までのいずれ
かの請求項に記載された発明においては、請求項１１に
記載するように、上記塗工液の固形分濃度が０．１ｗｔ
％〜２０ｗｔ％であることが好ましい。上記範囲内の塗
工液の組成物であれば、ディスペンサーにより塗布する
際に塗布性を損なわずに所望の線幅および膜厚とするこ
とができるからである。

【００１９】上記請求項１から請求項１１までのいずれ
かの請求項に記載された発明においては、請求項１２に
記載するように、上記発光層をディスペンサーを用いて
３回パターニングすることによりフルカラーのＥＬ素子
とすることが好ましい。フルカラー化は様々なディスプ
レイに要求されることであり、本発明においてもディス
ペンサーを用いて３回パターニングすることによりフル
カラーのＥＬ素子とすることが可能であるからである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＥＬ素子の製造方
法について説明する。本発明は、ＥＬ素子を構成する少
なくとも一層の有機ＥＬ層をディスペンサーを用いてパ
ターニングするＥＬ素子の製造方法であって、上記ディ
スペンサーのノズルから有機ＥＬ層を形成する塗工液を
連続的に押し出し、基板またはディスペンサーの少なく
とも一方を動かすことにより、ライン状のパターンを形
成することを特徴とするものである。

【００２１】本発明において有機ＥＬ層とは、発光層と
電荷輸送層（バッファー層、正孔輸送層、正孔注入層、
電子輸送層、電子注入層等）を挙げることができ、これ
らの有機ＥＬ層は、パターン状に形成する場合がある。
本発明においては、高精細なパターニングが可能である
ことより、これらの有機ＥＬ層をディスペンサーを用い
て形成することが可能である。その中でも特に、高精細
で微細なパターニングを必要とする発光層を形成するこ
とに適している。

【００２２】図１は、ディスペンサーを用いて有機ＥＬ
層をパターニングしている例を示す概略斜視図である。
図１は、絶縁層３等の複数の機能層が形成されている基
板２上に、ディスペンサー１から一定量の有機ＥＬ層形
成用塗工液を連続的に押し出し、かつ基板またはディス
ペンサーの少なくとも一方を動かしながら塗布すること
により、細線化が可能なライン状のパターンを形成する
様相を図示している。

【００２３】このような工程を経て形成される有機ＥＬ
層の線幅は、２０μｍ〜５００μｍ、好ましくは、５０
μｍ〜５００μｍ、中でも５０μｍ〜４００μｍの範囲
内とすることが好ましい。

【００２４】昨今の小型で精細な画像を有するディスプ
レイを実現するためには、有機ＥＬ層の細線化が要求さ
れる。このような要求にも上記範囲内であれば十分に対
応可能である。特に、上述したように本発明において
は、有機ＥＬ層の中でも発光層を本発明による製造方法
により形成することが好ましく、発光層の場合において
も、上記範囲内の線幅を有する発光層であれば、微細か
つ高精細なパターンにより、優れた発色性を得ることが
できる。

【００２５】ところで、本発明において、有機ＥＬ層の
線幅を上記範囲内で精度良く形成するためには、主に３
つの要因が考えられる。３つの要因とは、第１要因とし
て有機ＥＬ層の線幅に対するノズル吐出口における進行
方向に対する直角方向の幅の倍率、第２要因としてノズ
ル先端部と基板との距離、および第３要因として有機Ｅ
Ｌ層を形成する塗工液の粘度を挙げることができる。こ
れら３つの要因が相互に作用することにより、所望の線
幅を有する有機ＥＬ層を形成する。

【００２６】以下に、これら３つの要因について説明す
る。

【００２７】まず、第１要因について説明する。第１要
因は、有機ＥＬ層の線幅に対して、ノズル吐出口におけ
る進行方向に直角方向の幅の倍率である。第１要因につ
いて数値を規定すると、ディスペンサーのノズル吐出口
における進行方向に対し、直角方向の幅は、有機ＥＬ層
のライン状パターンの線幅に対して０．１倍〜１０倍、
中でも０．２倍〜１０倍、特にその中でも、０．２倍〜
５倍であることが好ましい。

【００２８】これは、吐出口は有機ＥＬ層を形成する有
機ＥＬ層形成用塗工液が、ディスペンサーから押し出さ
れ最終的に通過するところであり、メニスカスの幅の規
定に大きく関わるためである。したがって、第１要因の
倍率を、上記範囲よりも大きくすると、メニスカスを絞
り込むことが難しく、得られる有機ＥＬ層の線幅の細線
化を困難とする。逆に上記範囲よりも小さくすると、吐
出口から押し出された塗工液のメニスカスも線幅に対し
て狭くなりすぎるため、塗工液の十分な濡れ広がりが困
難となる可能性が高い。以上の理由および、後述する２
つの要因との兼ね合いから、上述した倍率を上記範囲内
とすることにより、上述したように有機ＥＬ層の細線化
を可能とすることができる。

【００２９】次に、第２の要因であるノズル先端部と基
板との距離について説明する。ノズル先端部と基板との
距離は、１０μｍ〜１０ｍｍ、中でも、５０μｍ〜５０
００μｍ、その中でも特に、５０μｍ〜５００μｍであ
ることが好ましい。

【００３０】上記範囲を下回る場合、ノズル側壁への塗
工液の這い上がりが生じることがある。このような這い
上がりは、吐出口から押し出された塗工液が濡れ広がら
ぬ間に、続けて押し出された塗工液が行き場を失いノズ
ルの側壁側へと上がっていくことにより生ずる。このよ
うに塗工液がノズル側壁へと這い上がると、メニスカス
が不安定となり有機ＥＬ層の細線化を困難とする。さら
にもう一つの理由として、他の機能層や基板表面を損傷
させることが考えられる。すなわち、有機ＥＬ層が形成
される基板上は複数の機能層が形成されていることが多
く、それら機能層が形成されている領域や基板表面は、
多少の膜厚ムラや凹凸が観測されることがある。このよ
うな微小な起伏を有する基板に、上記範囲よりも接近
し、塗布を行うと、ノズルの先端部が微小な起伏に接触
し、これにより基板上に形成された機能層や基板表面を
傷つけることがありうるからである。一方、上記範囲以
上にノズルの先端部が基板から離れていると、塗布最中
にノズルから押し出されているメニスカスが途切れ、安
定なラインを形成しにくくなるからである。

【００３１】最後に、第３の要因である有機ＥＬ層を形
成する有機ＥＬ層形成用塗工液の粘度について説明す
る。有機ＥＬ層の粘度は、１cps〜１００００cps、中で
も２cps〜５０００cps、その中でも特に２cps〜１００
０cpsであることが好ましい。

【００３２】上記範囲内の粘度を有する有機ＥＬ層形成
用塗工液であれば、ディスペンサーを用いて、移動させ
ながら塗工液を塗布する本発明の製造方法において、メ
ニスカスが途切れることなく安定な塗布性を保つことが
できるため、有機ＥＬ層の細線化を容易に可能とするか
らである。

【００３３】本発明においては、これら３つの要因を相
互に規定することにより、上述の線幅を有する有機ＥＬ
層を形成することを可能とする。

【００３４】次に、本発明におけるＥＬ素子の製造方法
におけるノズルおよび塗布条件等について詳細に説明す
る。

【００３５】（ディスペンサー）本発明において有機Ｅ
Ｌ層を形成するために用いるディスペンサーは、開閉バ
ルブや、圧力制御手段等が組み合わされ、塗布条件等を
調節することによりライン状のパターンの細線化を可能
とするものであれば特に限定はされない。

【００３６】このようなディスペンサーのノズル部分の
一例を示したものが図２および図３である。図２は、デ
ィスペンサー１から塗工液が押し出され吐出するノズル
吐出口４と、ノズルの側壁を構成するノズル側壁５とを
示す。また、図３は、ノズル部分の概略縦断面図を示し
たものであり、実際に塗工液がノズルを流動し吐出口か
ら押し出される吐出口横断面４'と、ノズル側壁５とを
示す。本明細書の中で用いているこれらの文言は図示し
た部分を指している。

【００３７】上記吐出口横断面の形状は、押し出された
塗工液のメニスカスを安定させるような形状であれば特
に限定はされない。しかしながら、吐出口全体に均一に
圧力が分散する角のない形状が好ましい。具体的には、
円形や楕円形等が挙げられる。角を有する形状では、吐
出口周囲において負荷が不均一にかかるため全体的に滑
らかに塗工液が吐出されない。そのため、均一なライン
を有する有機ＥＬ層を形成するには不都合となる場合が
あるからである。

【００３８】さらに、ディスペンサーを用いて有機ＥＬ
層を形成する際、有機ＥＬ層の線幅を不均一にする原因
に、ノズル側壁への塗工液の這い上がりが考えられる。
これは、上述するノズル先端部から基板までの距離が規
定する範囲よりも短いことが原因となり発生する場合も
あるが、適度な距離であっても負荷圧力および塗工液の
粘度等を原因として塗工液がノズル側壁に這い上がって
しまう現象が起こりうる。このような這い上がりは、メ
ニスカスを不安定な状態とし、線幅の誤差を生む原因と
なる。このような這い上がりを防止するため、ノズル側
壁に撥液性を持たせることが好ましい。撥液性を持たせ
る手段としては、例えば、撥液性を有する層をノズル側
壁に形成する方法や、ノズルを形成する材料自体を撥液
性を有する材料とする方法等がある。

【００３９】本発明においては、このようなノズル側壁
における撥液性として、有機ＥＬ層形成用塗工液のノズ
ル側壁に対する接触角が２０°以上、中でも２５°以
上、その中でも特に３０°以上とすることが好ましい。

【００４０】上記範囲内の撥液性をノズル側壁が保持し
ていれば、上述の這い上がりは容易に防止することがで
き、良好な吐出性が得られるからである。

【００４１】さらに、ノズル先端の素材としては、塗工
液の圧力によりノズルが変形せず、塗工液の溶媒に対し
て膨潤しないものであれば特に限定はされないが、本発
明において、特に好ましい材料は、金属またはセラミッ
クなどの無機材料を挙げることができる。

【００４２】金属やセラミックのような無機材料であれ
ば、線幅の誤差の原因となるノズルの変形や膨潤といっ
た不都合を回避することができ、正確なパターニングが
できるからである。

【００４３】さらに、ディスペンサーにおける塗工液を
押し出す際の圧力の負荷手段について説明する。本発明
において圧力の負荷手段としては、気体を介さない方法
であることが好ましい。これは、気体は特に温度変化に
よる体積の変化率が大きいため、このような体積の変化
を考慮に入れて圧力を調整するのは困難であるからであ
る。具体的には、固体のシリンジで直接塗工液を押し出
す方法等が挙げられる。上記手段であれば、実施温度範
囲内において温度の変化を考慮せずに圧力の負荷調整が
行えるため、上述した流量に容易に調整することが可能
であり、精度良くパターニングをすることができるから
である。

【００４４】（塗布条件）次に、本発明における製造方
法により有機ＥＬ層を形成する際の塗布条件について説
明する。

【００４５】本発明における塗布条件としては、上述し
た有機ＥＬ層の線幅を規定する要因の一つであるノズル
先端部と基板との距離の他に、膜厚を決定するための条
件を定める必要がある。このような膜厚決定要因として
は、ノズル吐出口から押し出される有機ＥＬ層形成用塗
工液の流量、塗布する際のノズルと基板との相対速度お
よび有機ＥＬ層の線幅等が挙げられる。これらの要因が
相互に関わることにより有機ＥＬ層の膜厚が決定する。

【００４６】まず、第１の膜厚決定要因として、ノズル
吐出口から押し出される塗工液の流量について説明す
る。上述したように塗工液の流量は、他の膜厚決定要因
と併せて考慮することにより有機ＥＬ層の膜厚を決定す
るものであることから、流量のみを一概に規定すること
は難しい。しかしながら、良好な有機ＥＬ層を容易に形
成でき、所望の膜厚とするのに必要な流量として、１×
１０^−５〜１×１０^−１ｍｌ／分、中でも１×１０^−４
〜１×１０^−２ｍｌ／分とすることが好ましい。他の要
因との兼ね合いにより多少変動する場合もあるが、おお
よそ上述の範囲とすることで所望の膜厚を有する有機Ｅ
Ｌ層とすることができるからである。

【００４７】第２の膜厚決定要因として、基板およびデ
ィスペンサーの相対速度が挙げられる。これは、相対速
度を変化させることにより一地点で押し出された塗工液
の量を変化させることが可能となり、これにより膜厚を
適正なものとすることができるからである。本発明にお
いては、相対速度に関しても、他の膜厚決定要因と相互
に関係しながらその数値が規定されるため、相対速度の
みを単独で規定することは難しいが、塗布性等を考慮す
ると、０．１ｃｍ／sec〜１００ｃｍ／sec、中でも１０
ｃｍ／sec〜８０ｃｍ／sec、特にその中でも２０ｃｍ／
sec〜５０ｃｍ／secの範囲内とすることが好ましい。上
記範囲よりも低速とする場合、流量や、有機ＥＬ層の線
幅等を対応させることにより所望の膜厚とすることも可
能ではあるが、工程に要する時間が長くなりコスト面で
不利である。一方、上記範囲よりも相対速度を高速とす
ると、流量や線幅等を考慮しても、メニスカスが十分に
安定した状態での塗布性を維持することが困難であり、
また、空気抵抗による影響も無視できなくなるため好ま
しくない。

【００４８】なお、本発明において、相対速度を制御す
る方法としては、基板およびディスペンサーのいずれか
一方のみを動かし制御する方法や、両方を各々逆方向に
動かし制御する方法等など特に限定されるものでない。

【００４９】上述したような塗布条件、すなわちノズル
吐出口から押し出される有機ＥＬ層形成用塗工液の流量
および塗布する際のノズルと基板との相対速度と、上述
した有機ＥＬ層の線幅とを決定することにより、有機Ｅ
Ｌ層の膜厚を所定の好ましい膜厚とすることができる。

【００５０】本発明におけるこのような有機ＥＬ層の好
ましい膜厚としては、０．０５μｍ〜０．５μｍ、中で
も０．０５μｍ〜０．２μｍの範囲内とすることができ
る。上記範囲内であれば、十分に有機ＥＬ層としての機
能を担えるからである。さらに上述するように、本発明
においては、有機ＥＬ層の中でも特に発光層を本発明に
よる製造方法において形成することが好ましく、この
際、上記範囲内の膜厚を有する発光層であれば、高精細
な発色が得られるＥＬ素子とすることが可能だからであ
る。

【００５１】本発明において、ディスペンサーを用いて
有機ＥＬ層を形成するに際して、さらに好ましい塗布方
法としては、ディスペンサーから塗工液を塗布する際、
流量および相対速度を安定させてから所定の位置に塗布
する方法を挙げることができる。これは、塗布前におい
ては、流量および相対速度を調節する準備段階が必要で
あり、塗布後においても瞬間的に正確に塗布することを
終了することは難しく、メニスカスが不安定となるおそ
れがあるからである。そこで、メニスカスが十分に安定
した状態での塗布を可能とする方法として、塗布し始め
る位置をパターンが形成される位置からある程度離れた
位置とし、かつ、塗布後においても所望のラインの最終
地点を超えて塗布し続けることが好ましい。このような
塗布前および塗布後における、メニスカスを安定させる
のに十分な距離としては、５ｍｍ〜１０００ｍｍ、中で
も５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内の距離とすることが好まし
い。上記範囲の距離だけ、余分にラインを形成すること
により、有機ＥＬ層のパターンとして必要な部分の線幅
等の状態を良好に保つことができるからである。

【００５２】（有機ＥＬ層形成用塗工液）本発明におけ
る有機ＥＬ層としては、発光層と電荷輸送層（バッファ
ー層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入
層等）を挙げることができ、これらの有機ＥＬ層は、パ
ターン状に形成する場合がある。本発明においては、高
精細なパターニングが可能であることより、これらの有
機ＥＬ層をディスペンサーを用いて形成することが可能
である。その中でも特に、高精細で微細なパターニング
を必要とする発光層を形成することに適している。した
がって、有機ＥＬ層を形成する塗工液としては、発光層
形成用塗工液が好ましいものであるといえる。

【００５３】また、本発明における、有機ＥＬ層形成用
塗工液の固形分の濃度は、０．１ｗｔ％〜２０ｗｔ％、
中でも０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％、その中でも特に０．
５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内であることが好ましい。

【００５４】上述の範囲以下の濃度とすると、必然的に
粘度が低くなることから、圧力をかけていない状態でも
重力により吐出口から自然と液滴が垂れてしまう不都合
が発生しやすくなる。一方、上記範囲以上の濃度とする
と、吐出口から塗工液を押し出すことが困難となり、押
し出された後も過剰な負荷圧力によりメニスカスが広が
り、所望の線幅とすることが困難となるからである。

【００５５】以下、本発明における有機ＥＬ層形成用塗
工液として具体的に、発光層形成用塗工液およびバッフ
ァー層形成用塗工液の組成について説明する。

【００５６】（１）発光層形成用塗工液の組成 本発明に用いられる発光層形成用塗工液は、通常、発光
材料、溶媒、およびドーピング剤等の添加剤により構成
されるものである。なお、フルカラー化等を行なう場合
は、複数色の発光層が形成されるものであるので、複数
種類の発光層形成用塗工液が通常用いられる。

【００５７】以下、これら発光層形成用塗工液を構成す
る各材料について説明する。

【００５８】発光材料 本発明に用いられる発光材料としては、色素系材料、金
属錯体系材料、および高分子系材料を挙げることができ
る。

【００５９】（ｉ）色素系材料 色素系材料としては、シクロペンダミン誘導体、テトラ
フェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導
体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導
体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン
誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジ
ン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴ
チオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサ
ジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げるこ
とができる。

【００６０】（ｉｉ）金属錯体系材料 金属錯体系材料としては、アルミキノリノール錯体、ベ
ンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール
亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛
錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中
心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄ
ｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、
チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイ
ミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げ
ることができる。

【００６１】（ｉｉｉ）高分子系材料 高分子系の材料としては、ポリパラフェニレンビニレン
誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘
導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポ
リフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、
上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等
を挙げることができる。

【００６２】本発明においては、発光層を形成する発光
材料を塗工液としたものをディスペンサーを用いて発光
層を形成するものであることから、上記発光材料のなか
でも塗工液としてのみ用いることが可能であり、かつ良
好な発光材料である高分子系材料が特に好ましいといえ
る。

【００６３】溶媒 上述した発光材料を溶解もしくは分散させ、発光層形成
用塗工液とする溶媒としては、上述した発光材料を溶解
もしくは分散し、かつ所定の粘度および固形分濃度とす
ることができる溶媒であれば特に限定されるものではな
い。

【００６４】具体的には、クロロホルム、塩化メチレ
ン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、
キシレン等を挙げることができる。

【００６５】添加剤 本発明に用いられる発光層形成用塗工液には、上述した
ような発光材料および溶媒に加えて種々の添加剤を添加
することが可能である。例えば、発光層中の発光効率の
向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピング材料
が添加される場合がある。このドーピング材料としては
例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘
導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポル
フィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、
ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を
挙げることができる。

【００６６】また吐出性を向上させる目的で、界面活性
剤等を添加する場合もある。

【００６７】（２）バッファー層形成用塗工液の組成 本発明でいうバッファー層とは、発光層に電荷の注入が
容易に行われるように、陽極と発光層との間または陰極
と発光層との間に設けられ、有機物、特に有機導電対な
どを含む層である。例えば、発光層への正孔注入効率を
高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電
性高分子とすることができる。

【００６８】このようなバッファー層は、その導電性が
高い場合、素子のダイオード特性を保ち、クロストーク
を防ぐためにパターニングされていることが望ましいこ
とから、電荷輸送層の中では特に、バッファー層を本発
明におけるディスペンサーを用いて形成することが好ま
しい。バッファー層を形成する塗工液をバッファー層形
成用塗工液とする。

【００６９】本発明に用いられるバッファー層を形成す
る材料としては、具体的にはポリアルキルチオフェン誘
導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン等の正
孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリ
フルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有
機化合物膜等を挙げることができ、これらを、水、メタ
ノール、エタノールをはじめとするアルコール類、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルス
ルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒に溶
解もしくは分散させたものをバッファー層形成用塗工液
とすることができる。

【００７０】（ＥＬ素子）本発明のＥＬ素子の製造方法
は、上述した有機ＥＬ層形成用塗工液をディスペンサー
を用いて基板上にパターン状に塗布し、有機ＥＬ層を形
成することによりＥＬ素子を製造するものである。以
下、まず、この基板について説明し、次いで、ＥＬ素子
が有する有機ＥＬ層以外のその他の機能層として電極層
および絶縁層について説明する。

【００７１】（１）基板 本発明のＥＬ素子の製造方法に用いられる基板として
は、透明性が高いものであれば特に限定されるものでは
なく、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等の有機材料を
用いることができる。

【００７２】なお、基板が可撓性を有するフィルムであ
ってもよいし、これに限定されるものでないことはいう
までもなく、上述したガラス等の可撓性を有さない材料
であっても基板として用いることができる。

【００７３】しかしながら、用途が広範にわたる等の理
由により、本発明においては、基板が可撓性を有する透
明樹脂であることが好ましい。このような透明樹脂とし
ては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定される
ものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比
較的高い高分子材料が好ましい。

【００７４】具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、
ポリフッ化ビニル（ＰＦＶ）、ポリアクリレート（Ｐ
Ａ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエステル
ナフタレン（ＰＥＮ）、非晶質ポリオレフィン、または
フッ素系樹脂等が挙げられる。

【００７５】高分子基板はガスバリア性を有している方
が好ましく、基板自体がガスバリア性を有してもよく、
また基板上にガスバリア層を設けてもよい。

【００７６】（２）電極層 本発明で得られるＥＬ素子は、基板上に形成される第1
電極層、および上述した発光層等の有機ＥＬ層上に形成
される第２電極層を有するものである。通常、電極層も
パターン状に形成されるため、本発明においては、電極
層もディスペンサーを用いて形成することが可能であ
る。

【００７７】このような電極層は、陽極および陰極から
なり、陽極および陰極のどちらか一方が、透明または、
半透明であり、陽極としては、正孔が注入し易いように
仕事関数の大きい導電性材料が好ましい。また、複数の
材料を混合させてもよい。いずれの電極層も、抵抗はで
きるだけ小さいものが好ましく、一般には、金属材料が
用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよ
い。

【００７８】好ましい陽極材料としては、例えば、ＩＴ
Ｏ、酸化インジウム、金が挙げられる。好ましい陰極材
料としては、例えばマグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、
アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ
他）、金属カルシウムおよび仕事関数の小さい金属が挙
げられる。

【００７９】（３）絶縁層 本発明により得られるＥＬ素子には、基板上に形成され
ている第一電極層のパターニングしたエッジ部分および
素子の非発光部分を覆い、発光に不要な部分での短絡を
防ぐために、絶縁層を発光部分が開口となるように予め
設けておいてもよい。このようにすることにより、素子
の短絡等による欠陥を低減し、長寿命で安定発光する素
子が得られる。

【００８０】このような絶縁層は、通常知られている通
り、例えば、ＵＶ硬化性の樹脂材料等を用いてパターン
形成することができる。また、絶縁層表面を撥液性とす
ることにより、絶縁層を超えて他の領域に発光層形成用
塗工液が侵入することを防止できる。このような絶縁層
の撥液性処理に関しては、上述のノズル側壁における撥
液性処理と同様であるのでここでの説明は省略する。

【００８１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００８２】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
る。

【００８３】［実施例１］ （１）発光材料を含む塗工液の調整 下記の組成の塗工液を調整した。

【００８４】 ポリビニルカルバゾール・・・・・・・・・・７重量部 発光色素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）・・・・・・・・０．１重量部 オキサジアゾール化合物・・・・・・・・・・３重量部 トルエン・・・・・・・・・・・・・・・９９０重量部 上記溶液の粘度を測定したとろ、粘度は８ｃｐｓであっ
た。

【００８５】（２）基板の作成 ガラス上の透明電極（ＩＴＯ）を形成し、感光性材料を
用いて透明電極上に幅２０μｍ、ライン間１００μｍの
ストライプ状の絶縁層を形成した。その後、正孔注入材
料溶液をスピンコート法またはディスペンサー法を用い
て絶縁層間に塗布し乾燥させ正孔注入層を形成した。

【００８６】（３）パターンの形成 上記基板のライン状に形成された絶縁層と絶縁層との間
に、基板からの距離２００μｍの距離にノズル先端部を
設置した。上記の溶液を内径１００μｍの円形のノズル
より２×１０^−３ｃｍ^３／ｍｉｎの流量でシリンダー式
で押し出し、基板を３０ｃｍ／ｓｅｃのスピードで移動
させながら塗布した。

【００８７】塗布パターンが作製された基板を１００℃
のオーブンで３０ｍｉｎ乾燥させ、発光材料の膜厚およ
び線幅を測定したところ、膜厚が０．１μｍ、線幅が１
００μｍであった。発光材料上に電子注入層およびカソ
ード電極を蒸着法にて形成し、ＩＴＯおよびカソード間
に電圧を印加したところ発光が確認された。

【００８８】［比較例１］形成されるラインの所望の線
幅を１００μｍとした場合、円形吐出口で内径５０μｍ
のノズルを用い、ラインの線幅に対して吐出口の内径を
０．５倍とした以外は、実施例１と同様にして行った。

【００８９】［比較例２］形成されるラインの所望の線
幅を１００μｍとした場合、円形吐出口で内径１０００
μｍのノズルを用い、ラインの線幅に対して吐出口の内
径を１０倍とした以外は、実施例１と同様にして行っ
た。

【００９０】［比較例３］形成されるラインの所望の線
幅を１００μｍとした場合、円形吐出口で内径１０００
０μｍのノズルを用い、ラインの線幅に対して吐出口の
内径を１００倍とした以外は、実施例１と同様にして行
った。

【００９１】（評価）比較例１、２および３では、実施
例１に対し、円形吐出口の内径を変化させ、所望の線幅
を得ることが可能かどうかを比較検討したものである。
以下、表１にそれぞれの結果を示す。

【００９２】

【表１】

【００９３】表１から、比較例１のように吐出口の内径
を５０μｍとし、ラインの所望の線幅に対して０．５倍
とした場合は、所望の線幅よりも多少狭い線幅で形成さ
れたが、ラインの形状自体は安定した均一なものが形成
されるため、１００μｍ以下の線幅を有するラインを形
成する場合には使用することが可能である。また、比較
例２のように吐出口の内径を１０００μｍとし、ライン
の所望の線幅に対して１０倍とした場合は、所望の線幅
よりも少し広いラインが形成されたが、比較例１と同様
にラインの形状自体は安定した均一なものが形成される
ため、１００μｍ以上の線幅を有するラインを形成する
場合においては、使用することが可能である。一方、比
較例３に示すように、ラインの所望の線幅に対し、吐出
口の内径を１００倍とした場合は、吐出された塗工液の
メニスカスを絞り込むことが困難であり、その結果、得
られたラインの線幅は、必要以上に広がり、かつ不均一
な形状となるため好ましくない。

【００９４】［比較例４］ノズル先端部から基板までの
距離を５μｍにした以外は、実施例１と同様にして行っ
た。

【００９５】［比較例５］ノズル先端部から基板までの
距離を１５０００μｍにした以外は、実施例１と同様に
して行った。

【００９６】（評価）比較例４および５は、ノズル先端
部から基板までの距離を変えた場合における、ラインの
形状を比較検討したものである。以下、表２に各々の結
果を示す。

【００９７】

【表２】

【００９８】表２の結果から、比較例４に示されたよう
にノズル先端部を基板に近づけすぎると、ノズル先端部
が基板と接触してしまう不具合が発生し、逆に比較例５
に示すように、遠ざけた状態から吐出すると、ノズル先
端部から基板間において一定のメニスカスが形成され
ず、均一なラインを形成することが困難であった。

【００９９】［比較例６］固形分濃度を０．０５ｗｔ％
とし、粘度を３ｃｐｓとした以外は、実施例１と同様に
して行った。

【０１００】［比較例７］固形分濃度を２５ｗｔ％と
し、粘度を１５０００ｃｐｓとした以外は、実施例１と
同様にして行った。

【０１０１】（評価）比較例６および７は、実施例１に
対して、固形分濃度を所望の濃度よりも薄くした場合
と、濃くした場合について比較検討したものである。そ
の結果を以下表３に示す。

【０１０２】

【表３】

【０１０３】表３に示すとおり、比較例６のように固形
分濃度を薄くした場合では、形成されたラインの膜厚が
所望の膜厚よりも薄くなるため、より一層薄層化を実現
する場合においては使用することが可能である。また、
逆に、比較例７に示すように、固形分濃度を濃くした場
合においては、吐出口から塗工液を吐出させることがで
きず、このような状態ではラインを形成することは不可
能であった。

【０１０４】［比較例８］相対速度を２００ｃｍ／ｓｅ
ｃにした以外は、実施例１と同様に行った。

【０１０５】（評価）比較例８においては、相対速度を
速くした場合における影響を比較検討したものである。
その結果を以下、表４に示す。

【０１０６】

【表４】

【０１０７】表４に示すように、相対速度を規定した範
囲よりも速くすると、他の条件を実施例１と同様に設定
した場合においても、ノズル先端部から基板間において
安定なメニスカスが形成されず、所望のラインを得るこ
とが困難であることが示唆される。

【０１０８】［比較例９］吐出口横断面の形状を角を有
する形状とした以外は、実施例１と同様にして行った。

【０１０９】［比較例１０］ディスペンサーの圧力の負
荷手段をエアー式を用いた以外は、実施例１と同様にに
して行った。

【０１１０】［比較例１１］発光層形成用塗工液のノズ
ル側壁に対する接触角を１０°にした以外は、実施例１
と同様にして行った。

【０１１１】（評価）比較例９、１０および１１の結果
を以下、表５に示す。

【０１１２】

【表５】

【０１１３】表５から、比較例９、１０および１１にい
ずれの場合も、形成されたラインは、１００〜３００μ
ｍの間で線幅の安定しない不均一な線幅を有するものと
なった。

【０１１４】これは、比較例９においては、ノズル断面
形状が角を有するものを用いたことにより、吐出口全体
に均一に圧力が分散されないため、吐出された塗工液の
メニスカスが安定しないからであり、また、比較例１０
においては、ディスペンサーの圧力負荷手段を気体を介
するエアー式を用いたことより、圧力変化および温度変
化により気体の体積が変動するため、負荷圧力が終始一
定しないことが原因と示唆される。さらに、比較例１１
においては、発光層形成用塗工液のノズル側壁に対する
接触角を１０°としたことにより、ノズル側壁自体の撥
液性が充分でないことから、塗工液がノズル側壁に這い
上がり、メニスカスが不安定になったことが原因である
と示唆される。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によれば、ディスペンサーを用い
て、連続的に有機ＥＬ層を形成する塗工液を押し出し、
基板またはディスペンサーの少なくとも一方を移動させ
ることによりライン状のパターンを形成することによ
り、塗工液が液滴状となることがなく、液滴の飛行曲が
りによるラインの混色を防止することができ、かつライ
ンの細線化が可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるディスペンサーを用いた有機Ｅ
Ｌ層の製造方法を示す概略斜視図である。

【図２】ディスペンサーの概略正面図である。

【図３】ディスペンサーのノズル部分の概略縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ … ディスペンサー ２ … 基板 ３ … 絶縁層 ４ … 吐出口 ４' … 吐出口横断面 ５ … ノズル側壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/12 Ｈ０５Ｂ 33/12 Ｂ 33/14 33/14 Ｂ Ｆターム(参考） 3K007 AB17 AB18 CC04 DB03 FA01 4D075 AC06 AC09 AC93 AC94 AC96 CB09 DA06 DB31 DB36 DB39 DB43 DB44 DB48 DC24 EA05 EC11 4F041 AA02 AA05 AB01 BA01 BA12 4F042 AA02 AA10 BA03 BA04 BA08 BA15 BA17 CB03 CB10

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレクトロルミネッセント素子を構成す
   る少なくとも一層の有機エレクトロルミネッセント層を
   ディスペンサーを用いてパターニングするエレクトロル
   ミネッセント素子の製造方法であって、前記ディスペン
   サーのノズルから有機エレクトロルミネッセント層を形
   成する塗工液を連続的に押し出し、基板またはディスペ
   ンサーの少なくとも一方を動かすことにより、ライン状
   のパターンを形成することを特徴とするエレクトロルミ
   ネッセント素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記有機エレクトロルミネッセント層は
   発光層であることを特徴とする請求項１に記載のエレク
   トロルミネッセント素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記有機エレクトロルミネッセント層の
   線幅は２０μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッセン
   ト素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ディスペンサーのノズル吐出口にお
   ける進行方向に対し、直角方向の幅は、前記有機エレク
   トロルミネッセント層のライン状パターンの線幅に対し
   て、０．１倍〜１０倍であることを特徴とする請求項１
   から請求項３までのいずれかの請求項に記載のエレクト
   ロルミネッセント素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記ディスペンサーのノズル側壁は、前
   記有機エレクトロルミネッセント層を形成する塗工液に
   対して接触角が２０°以上であることを特徴とする請求
   項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のエレ
   クトロルミネッセント素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記ディスペンサーのノズル吐出口横断
   面の形状は円形若しくは楕円形であることを特徴とする
   請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の
   有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記ノズルと前記基板との相対速度は
   ０．１ｃｍ／sec〜１００ｃｍ／secであることを特徴と
   する請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記
   載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記基板と前記ディスペンサーのノズル
   先端部との距離が１０μｍ〜１０ｍｍであることを特徴
   とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に
   記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記ディスペンサーは気体を介さずに、
   圧力の負荷調整を行うことを特徴とする請求項１から請
   求項８までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミ
   ネッセント素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記有機エレクトロルミネッセント層
    を形成する塗工液の粘度は１cps〜１００００cpsである
    ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか
    の請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 前記塗工液の固形分濃度が０．１ｗｔ
    ％〜２０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から請
    求項１０までのいずれかの請求項に記載のエレクトロル
    ミネッセント素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記発光層をディスペンサーを用いて
    ３回パターニングすることによりフルカラーのエレクト
    ロルミネッセント素子とすることを特徴とする請求項１
    から請求項１１までのいずれかの請求項に記載のエレク
    トロルミネッセント素子の製造方法。