JP2004327067A - 有機電界発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、シリコンブランケット１の表面に発光領域層の構成材料を含む塗布液３よりなる塗布膜３ｂを形成し、次いでその塗布膜３ｂにガラス凸版３１を押圧し、その押圧部分の塗布膜３ｃをシリコンブランケット１からガラス凸版３１に転写して非画素部とし、次にシリコンブランケット１の表面に残った塗布膜３ｄである画素部を発光領域層の被形成面に転写することによって発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成し、画素部の膜厚の制御は、ガラス凸版３１に転写された非画素部の膜厚ｔ１を計測し、その結果を塗布膜３ｂの形成条件に反映させることにより行う。
【選択図】 図３
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、シリコンブランケット１の表面に発光領域層の構成材料を含む塗布液３よりなる塗布膜３ｂを形成し、次いでその塗布膜３ｂにガラス凸版３１を押圧し、その押圧部分の塗布膜３ｃをシリコンブランケット１からガラス凸版３１に転写して非画素部とし、次にシリコンブランケット１の表面に残った塗布膜３ｄである画素部を発光領域層の被形成面に転写することによって発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成し、画素部の膜厚の制御は、ガラス凸版３１に転写された非画素部の膜厚ｔ１を計測し、その結果を塗布膜３ｂの形成条件に反映させることにより行う。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法に関する。詳しくは、シリコンブランケットの表面に発光領域層の構成材料を含む塗布液よりなる塗布膜を形成し、次いで塗布膜に凸版を押圧し、その押圧部分をシリコンブランケットから凸版に転写し、シリコンブランケットの表面に残った塗布膜である画素部を発光領域層の被形成面に転写することによって発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成する有機電界発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、軽量・薄型のフラットパネルディスプレイとして、有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）を用いたディスプレイが注目されている。有機ＥＬ素子は、発光材料として有機化合物を用いた有機電界発光素子からなり、応答速度が高く視野角依存性がないフラットパネルディスプレイが実現できるものである。有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ材料には、低分子有機ＥＬ材料と近年開発された高分子有機ＥＬ材料とがある。
【０００３】
このうち、高分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造方法としては、例えば透明基板上に、赤、緑、青の各透明画素電極を形成し、赤と緑の透明画素電極上のみに、赤色と緑色それぞれの発光領域層をインクジェット方式により成膜し、その上に透明基板全面にわたって青色の発光領域層を形成し、さらにその上に対向電極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５３９６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インクジェット方式による発光領域層の成膜は、微小な液滴をダイレクトコーティングするものであり、成膜中に発光領域層の膜厚を直接計測することは困難である。したがって、有機ＥＬ素子を製造した後に光干渉膜厚計などによって発光領域層の膜厚を計測し、基準値から外れた有機ＥＬ素子を不良品としている。これでは、発光領域層の成膜時に膜厚が基準値から外れているにもかかわらず、後工程に送って有機ＥＬ素子を製造してしまい、有機ＥＬ素子の良品率が低くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、低分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造は、真空蒸着による成膜であるため成膜中に発光領域層の層厚を直接計測することは困難であり、上述の高分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造方法と同様の問題があった。
そこで、この発明の目的は、良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明は、第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
シリコンブランケットの表面に前記発光領域層の構成材料を含む塗布液よりなる塗布膜を形成し、次いで該塗布膜に凸版を押圧し、該押圧部分の前記塗布膜を前記シリコンブランケットから前記凸版に転写して非画素部とし、次いで前記シリコンブランケットの表面に残った前記塗布膜である画素部を前記発光領域層の被形成面に転写することによって前記発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成し、
前記画素部の膜厚の制御は、前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚を計測し、その結果を前記塗布膜の形成条件に反映させることにより行われることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、発光領域層の製造時において画素部を被形成面に転写（凸版反転オフセット）する前に非画素部の塗布膜を利用してその膜厚を計測しその結果を塗布膜の形成条件に反映させるので、製造時において画素部の膜厚が基準値から外れたものまで後工程に送ることがない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記塗布液は、２枚の平板を平行に離間・対向して形成し、かつ前記シリコンブランケットの回転軸に対して平行に備えられたスリットを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記スリットの前記２枚の平板の間隙を調整することにより行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、２枚の平板の間隙を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記塗布液は、グラビアパターンの形成されたグラビアロールを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記グラビアロールの回転速度を調整することにより行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、グラビアロールの回転速度を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚の計測は、前記凸版の前記非画素部の転写面に基準面を形成し、該基準面上の前記非画素部の膜厚を光干渉膜厚計で計測することにより行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、基準面を形成することで、実測することのできない非画素部の膜厚の測定がより正確に行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法が対象とする有機電界発光素子は、基板上に第１の電極、発光領域層、第２の電極が、この順に積層されたものである。発光領域層としては、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが挙げられる。この発明における有機電界発光素子は、発光領域層がホール輸送層、発光層からなる２層型の有機電界発光素子、発光領域層がホール輸送層、発光層、電子輸送層からなる３層型の有機電界発光素子、発光領域層がホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる５層型の有機電界発光素子などを含む。
また、本発明の製造方法が対象とする有機電界発光素子は、後述する第２の電極側から光を取り出す上面発光型の有機電界発光素子、第１の電極側から光を取り出す下面発光型の有機電界発光素子のいずれにも適用することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態
図１はこの発明の有機電界発光素子の製造方法によって製造される有機電界発光素子の一例を示す概略断面図である。この有機電界発光素子１０は、透明ガラス基板１１上に、第１の電極としてのＩＴＯ透明画素電極（陽極）１２、ホール輸送層１３、電子輸送層を兼ねた電子輸送性発光層１４をこの順に形成する。さらに、電子輸送性発光層１４の上には電子の注入性を高めるためのカルシウム（Ｃａ）層とアルミニウム（Ａｌ）層とからなる第２の電極としての陰極１５を設け、ＩＴＯ透明画素電極１２、陰極１５に直流電源１６を接続してなる。
【００１７】
つぎに、上記有機電界発光素子１０の製造工程の一例について、図２、図３をもとに具体的に説明する。
（１）第１の工程
透明ガラス基板１１上にＩＴＯ透明画素電極１２を、真空蒸着およびパターニングで形成する〔図２（ａ）〕。
（２）第２の工程
ＩＴＯ透明画素電極１２上に、ホール輸送層の構成材料を含む液（例えば、ＰＥＤＯＴの水溶液）をマイクロシリンジで滴下し〔図２（ｂ）〕、透明ガラス基板１１を高速回転させる（スピンコート）ことにより、ＩＴＯ電極１２をこの液で被覆する。なお、ＰＥＤＯＴについては後記する。
（３）第３の工程
上記ホール輸送層の構成材料を含む液を焼成してホール輸送層１３を形成する〔図２（ｃ）〕。
【００１８】
次いで、以下の第４の工程〜第６の工程（凸版反転オフセット印刷工程）により、ホール輸送層１３上に電子輸送性発光層１４を形成し、第７の工程および第８の工程により、有機電界発光素子１０を完成させる。
（４）第４の工程（コーティング）
図３に示すように、コーティング工程では、シリコン樹脂膜１ａを表面に備えたローラ状のシリコンブランケット１を回転軸の周りに回転自在に設け、その下方にスリット２の上部を近接して設けるとともに、スリット２の下部は、容器Ｃに貯えた塗布液３に浸して設けている。
スリット２はステンレス製またはガラス製の２枚の平板２ａ，２ｂを互いに平行に離間・対向して形成する。
【００１９】
電子輸送性発光層１４の構成材料を含む塗布液３は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと略す。）の有機溶媒溶液からなる。
この塗布液３を容器Ｃからシリコンブランケット１の回転軸に対して平行に備えられたスリット２を介してシリコンブランケット１の表面にその下方から供給・塗布して、塗布膜３ｂを形成する。
【００２０】
（５）第５の工程（パターニング）
予めパターニングされたガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させて、ガラス凸版３１の凸部表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部となる。
【００２１】
ここで、図４に示すように転写面となるガラス凸版３１の凸部表面の一部には、Ｃｒなどの高反射材３４で形成された光学基準面を備える。
そして、画素部を形成する際に、ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方より光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚検査３６を行う。すなわち、非画素部に相当するガラス凸版３１上の塗布膜厚ｔ１を測定することで、パターニングされた画素部の膜厚を制御するものである。
【００２２】
この膜厚ｔ１が基準値内にあるときは次工程のオフセットを行う。一方、膜厚ｔ１が基準値から外れているときは、次工程を中止して塗工パラメータ制御３７に移行する。すなわち、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１を洗浄した後、スリット２の２枚の平板２ａ，２ｂの間隙ｄを調整して、塗工パラメータ制御３７し、再び第４の工程に戻り、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布する。上記工程を膜厚ｔ１が基準値内となるまで繰り返す。この工程においては、非画素部の膜厚ｔ１を計測することにより、画素部の膜厚を制御している。
【００２３】
（６）第６の工程（オフセット）
上記の膜厚検査３６でＯＫとなった画素部を表面に形成したシリコンブランケット１を、ホール輸送層１３形成後の透明ガラス基板１１上で接触転動させることにより、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄを、ホール輸送層１３上に転写する。その後、この塗布膜パターン３ｄを焼成・乾燥する。
【００２４】
以上の工程により、電子輸送性発光層１４が形成される。この電子輸送性発光層１４は、単色パターンとしては勿論、上記凸版反転オフセット印刷法を順次行うことによって、フルカラー用のパターン（赤色用、緑色用または青色用）として形成することもできる。
【００２５】
（７）第７の工程
真空蒸着およびパターニングにより、電子輸送性発光層１４上にＣａ層と、この上に主電極としてのＡｌ層をそれぞれ所定層厚で形成し、このＡｌ層上に保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（いずれも図略）を所定層厚で形成し、陰極１５とする。
【００２６】
（８）第８の工程
上記Ａｕ−Ｇｅ層上に対向基板（図略）を被せ、さらに側部をエポキシ樹脂等によって封止することで、有機電界発光素子１０が完成する。
【００２７】
なおここでは、光学基準面上の非画素部の膜厚ｔ１を光干渉膜厚計３８で計測したが、この発明はこれに限定されるものではなく、光学基準面を形成しなくてもよい。また、非画素部の膜厚ｔ１をどのような方法で計測してもよい。
【００２８】
第２の実施の形態
この実施の形態は、上述の第１の実施の形態における第３の工程までは同じであるので説明を省略する。
【００２９】
図３において、第４の工程（コーティング）では、図５に示すように表面にシリコン樹脂膜１ａが形成されたローラ状のシリコンブランケット１を回転軸の周りに回転自在に設け、その下方に周面にグラビアパターンが形成されたグラビアロール４の上部を近接して設けるとともに、グラビアロール４の下部は、容器Ｃに貯えた塗布液３に浸して設ける。
この塗布液３を容器Ｃからグラビアロール４を介してシリコンブランケット１の表面にその下方から供給・塗布して、塗布膜３ｂを形成する。
【００３０】
第５の工程（パターニング）では、予めパターニングされたガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させて、ガラス凸版３１の凸部表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部となる。
【００３１】
ここで転写面となるガラス凸版３１の凸部表面の一部には、Ｃｒなどの高反射材３４で形成された光学基準面を備える。
そして、画素部を形成する際に、ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方より光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚検査３６を行う。すなわち、非画素部に相当するガラス凸版３１上の塗布膜厚ｔ１を測定することで、パターニングされた画素部の膜厚を制御するものである。
【００３２】
この膜厚ｔ１が基準値内にあるときは次工程のオフセットを行う。一方、膜厚ｔ１が基準値から外れているときは、次工程を中止して塗工パラメータ制御３７に移行する。すなわち、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１を洗浄した後、グラビアロール２の回転速度を調整して塗工パラメータ制御３７し、再び第４の工程に戻り、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布する。上記工程を膜厚ｔ１が基準値内となるまで繰り返す。この工程においては、非画素部の膜厚ｔ１を計測することにより、画素部の膜厚を制御している。
【００３３】
なお、オフセット以降の工程は、前述の第１の実施の形態と同様にして、有機電界発光素子１０を製造する。
【００３４】
上記第１、第２の実施の形態に係る製造方法は、図６に示すような上面発光型の有機電界発光素子２０を製造するのにも好適である。この有機電界発光素子２０は、基板２１上に下層から第１の電極２２、有機層（発光領域層）２３、第２の電極２４の順に積層し、この第２電極２４上に透明誘電体からなる不図示のパッシベーション膜を積層し、さらにこのパッシベーション膜をエポキシ樹脂とガラスにより封止する（図略）ことで、完全固体封止構造の有機電界発光素子となっている。
【００３５】
基板２１は例えば透明ガラス基板や半導体基板等で構成され、またフレキシブルなものであっても良い。第１の電極２２は反射層を兼ねた陰極として用いられるもので、例えばクロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）等の光反射材料で構成されている。また、この第１の電極２２は、膜厚が１００ｎｍ〜３００ｎｍに設定されていることが望ましい。
【００３６】
有機層２３は、ホール輸送層２３ａをスピンコートし、例えば１２０℃で１時間減圧乾燥した後に、電子輸送層を兼ねた電子輸送性発光層２３ｂを形成する。この電子輸送性発光層２３ｂの形成は前述の凸版反転オフセット印刷により行うが、前述の２つの実施の形態に記載したように、凸版に転写された非画素部の膜厚を計測し、その結果を塗布膜の形成条件に反映させて塗布膜厚を制御し、電子輸送性発光層２３ｂを形成する。そしてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのオフセット工程後に、例えば１２０℃で１時間減圧乾燥する。ホール輸送層２３ａは、上記したＰＥＤＯＴで構成される。また、電子輸送性発光層２３ｂ用の塗布液としては、例えば前述の塗布液３を用いる。
【００３７】
ホール輸送層２３ａおよび電子輸送性発光層２３ｂは、膜厚１５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定することが望ましい。ただし、有機層２３および、これを構成する各層の膜厚は、その光学的膜厚による。例えば、ＰＥＤＯＴ２０ｎｍに対して、Ｒｅｄ７５ｎｍ、Ｇｒｅｅｎ６５ｎｍ、Ｂｌｕｅ４５ｎｍで構成される。
【００３８】
また、有機電界発光素子２０では、第２の電極２４は蒸着によるＣａ層２４ａと、共蒸着によるＭｇ−Ａｇ層２４ｂと、ＩＴＯ層２４ｃとからなる。すなわちこの第２の電極２４は、Ｃａ蒸着層／Ｍｇ−Ａｇ共蒸着層／ＩＴＯ層という層構成になっている。Ｃａ層２４ａとＭｇ−Ａｇ層２４ｂを合わせた層厚は５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内に設定され、Ｃａ層２４ａは３〜３０ｎｍの層厚に設定される。
【００３９】
さらに、ＩＴＯ層２４ｃの層厚は、３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内に設定することが好ましい。なお、ＩＴＯ層２４ｃに代えて、インジウムと亜鉛酸化物との混合物など、一般的に透明電極として用いられている材料からなる層を形成することもできる。
【００４０】
また、第２の電極２４上には透明誘電体からなるパッシベーション膜（図略）が積層されているが、この透明誘電体としては第２の電極２４と同程度の屈折率を有するもの、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いることができ、膜厚は例えば５００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内に設定される。
【００４１】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を示す。
実施例１
＜有機電界発光素子の作製＞
以下に、図７に示される下面発光型の高分子有機電界発光素子１０を作製する例を図２、図３を用いて具体的に説明する。
【００４２】
まず、一辺の長さが３０ｍｍの正方形透明ガラス基板１１上に第１の電極としてのＩＴＯ透明画素電極１２を膜厚２５０ｎｍでパターン形成した〔図２（ａ）〕。
【００４３】
その上からホール輸送層１３形成用のＰＥＤＯＴ水溶液を、スピンコートで層厚６０ｎｍに成膜して上記ＩＴＯ透明画素電極１２を被覆した〔図２（ｂ）〕。この塗布膜を窒素ガス雰囲気下で１２０℃×１時間の条件で焼成してホール輸送層１３を形成した〔図２（ｃ）〕。ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン〕は、構造式が下記［化１］で示されるホール輸送性の有機高分子化合物である。
【００４４】
【化１】
【００４５】
つぎに凸版反転オフセット印刷により電子輸送性発光層１４を形成する（図３）。この場合、スリット２の間隔（図３における平板２ａ，２ｂ間の対向間隙）ｄを３５０μｍに設定した。そしてシリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃに制御しながら、シリコンブランケット１の表面に塗布液３である以下の電子輸送性ポリマー有機溶剤溶液１〜３を適宜選択して塗布し塗布膜３ｂを形成する。
【００４６】
（Ａ）有機溶剤溶液１
・構造式が下記［化２］で表されるＭＥＨ−ＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２４．０重量部
・シクロヘキサノン １５．０重量部
・テトラリン ６０．０重量部
（Ｂ）有機溶剤溶液２
・構造式が下記［化３］で表されるＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２９．０重量部
・シクロヘキサノン ２０．０重量部
・テトラリン ５０．０重量部
（Ｃ）有機溶剤溶液３
・構造式が下記［化４］で表されるＣＮ−ＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２４．０重量部
・シクロヘキサノン ２０．０重量部
・テトラリン ５５．０重量部
【００４７】
【化２】
【００４８】
【化３】
【００４９】
【化４】
【００５０】
なお、ＭＥＨ−ＰＰＶは発光色がオレンジ色で蛍光波長が５００ｎｍ、ＰＰＶは発光色が緑色で蛍光波長が５２５ｎｍ、ＣＮ−ＰＰＶは発光色が青色で蛍光波長が４３０ｎｍである。
【００５１】
次いでガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させる。ガラス凸版３１の凸部の表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃはシリコンブランケット１の表面から転写して除去され、このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部（電子輸送性発光層１４）となる。
【００５２】
ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方よりＣｒなどの高反射材３４の表面に形成された光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８５ｎｍであった。
【００５３】
この電子輸送性発光層１４の基準膜厚は８０ｎｍであるので、次工程のオフセットをせずに、画素部の形成されているシリコンブランケット１の表面と非画素部の形成されているガラス凸版３１を洗浄して画素部と非画素部を除去する。また、スリット２の間隙ｄを３００μｍに調整してシリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃのまま、再び、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布して塗布膜３ｂを形成する。
【００５４】
再び、ガラス凸版３１の凸部をシリコンブランケット１の表面に押圧し、押圧部分の塗布膜３ｂをシリコンブランケット１からガラス凸版３１の転写面に転写した非画素部に上方から光を照射して、非画素部の膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８０ｎｍとなり、基準膜厚となった。
【００５５】
そこで、オフセット工程に進み、ホール輸送層１３上に上述の電子輸送性ポリマーの有機溶剤溶液１，２または３で形成した画素部を転写した後、この画素部を窒素雰囲気下で７０℃×２時間の条件で焼成して電子輸送性発光層１４を形成した。
【００５６】
つぎに、電子輸送性発光層１４上に、真空蒸着によりＣａ層１５ａを３０ｎｍ厚、Ａｌ層（主電極）１５ｂを２００ｎｍ厚に順次成膜した後、パターニングした。さらに、このＡｌ層１５ｂ上に、保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（不図示）を形成して第２の電極としての陰極１５を形成し、有機電界発光素子１０を完成する。なお、図７中、符号１７はポリイミドからなる絶縁膜（５００ｎｍ〜２μｍ）である。
【００５７】
＜有機電界発光素子の発光特性評価＞
このようにして作製された有機電界発光素子について、発光効率および発光強度を測定した結果を下記表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
実施例２
この実施例は、図７に示される下面発光型の高分子有機電界発光素子１０を作製する例を図２、図３、図５を用いて具体的に説明するものであり、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布するコーティング工程より前の工程は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
まず、シリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃ、グラビアロール４の表面速度を２．８ｍｍ／ｓｅｃに制御しながら、シリコンブランケット１の表面にグラビアロール４を介して塗布液３を供給・塗布して塗布膜３ｂを形成する。なお、塗布膜３ｂは、実施例１に示す電子輸送性ポリマー有機溶剤溶液と同一のものであるので説明を省略する。
【００６１】
次いでガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させる。ガラス凸版３１の凸部の表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部（電子輸送性発光層１４）となる。
【００６２】
そして膜厚検査３６において、実施例１と同様にガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方よりＣｒなどの高反射材３４の表面に形成された光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８５ｎｍであった。
【００６３】
この電子輸送性発光層１４の基準膜厚は８０ｎｍであるので、次工程のオフセットを中止して、画素部の形成されているシリコンブランケット１の表面と非画素部の形成されているガラス凸版３１を洗浄して画素部と非画素部を除去するとともに、塗工パラメータ制御３７に移行して、グラビアロール４の回転速度を２．５ｍｍ／ｓｅｃに調整する。そして再びコーティング工程において、シリコンブランケット１の表面に塗布液を塗布して塗布膜３ｂを形成する。なお、シリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃのままである。
【００６４】
そしてパターニング工程において、ガラス凸版３１をシリコンブランケット１の表面に押圧して、押圧部分の塗布膜３ｂから非画素部を転写して除去する。次に、膜厚検査３６においてガラス凸版３１の光学基準面に光干渉膜厚計３８から光を照射して非画素部の膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８０ｎｍとなり、基準膜厚となった。
【００６５】
そこで、オフセット工程に進み、シリコンブランケット１をホール輸送層１３の形成後のガラス基板１１上で接触転動させることにより、画素部である塗布膜パターン３ｄをホール輸送層１３上に転写する。この塗布膜パターン３ｄを窒素雰囲気下で７０℃×２時間の条件で焼成して電子輸送性発光層１４を形成した。
【００６６】
つぎに、電子輸送性発光層１４上に、真空蒸着によりＣａ層１５ａを３０ｎｍ厚、Ａｌ層（主電極）１５ｂを２００ｎｍ厚に順次成膜した後、パターニングした。さらに、このＡｌ層１５ｂ上に、保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（不図示）を形成して第２の電極としての陰極１５を形成し、有機電界発光素子１０を完成する。なお、図７中、符号１７はポリイミドからなる絶縁膜（５００ｎｍ〜２μｍ）である。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、発光領域層の製造時において画素部を被形成面に転写（凸版反転オフセット）する前に非画素部の塗布膜を利用してその膜厚を計測しその結果を塗布膜の形成条件に反映させるので、製造時において画素部の膜厚が基準値から外れたものまで後工程に送って不良品の有機電界発光素子を製造してしまうことがなく、良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、２枚の平板の間隙を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われるので、簡単な方法で良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、グラビアロールの回転速度を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われるので、簡単な方法で良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００７０】
請求項４記載の発明によれば、基準面を形成することで、実測することのできない非画素部の膜厚の計測をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態（または第２の実施の形態）に係る製造方法で得られる有機電界発光素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す有機電界発光素子の製造工程に係るもので、基板上に第１の電極と、その上にホール輸送層とを積層形成する工程を示す断面図である。
【図３】この発明の有機電界発光素子の製造方法においてホール輸送層の上に電子輸送性発光層を形成する方法を説明するための図である。
【図４】この発明の有機電界発光素子の製造方法における電子輸送性発光層（発光領域層）の膜厚の計測方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るもので、有機電界発光素子の製造方法に使用する、グラビアロールを備えた湿式塗布装置の正面断面図である。
【図６】本発明の製造方法で得られる別の有機電界発光素子（上面発光型）の例を示す概略断面図である。
【図７】図１に示す有機電界発光素子（下面発光型）の具体例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ シリコンブランケット
１ａ シリコン樹脂膜
２ スリット
２ａ，２ｂ 平板
３ 塗布液
３ｂ 塗布膜
３ｃ 塗布膜（非画素部）
３ｄ 塗布膜パターン（画素部）
４ グラビアロール
１０ 有機電界発光素子（下面発光型）
１１ 透明ガラス基板
１２ ＩＴＯ透明画素電極（第１の電極）
１３，２３ａ ホール輸送層
１４，２３ｂ 電子輸送性発光層
１５ 陰極（第２の電極）
１６ 直流電源
１７ 絶縁膜
２０ 有機電界発光素子（上面発光型）
２１ 基板
２２ 第１の電極
２３ 有機層
２４ 第２の電極
２４ａ，４５ａ Ｃａ層
２４ｂ Ｍｇ−Ａｇ層
２４ｃ ＩＴＯ
３１ ガラス凸版（凸版）
３４ 高反射材料
３６ 膜厚検査
３７ 塗工パラメータ制御
３８ 光干渉膜厚計
Ｃ 容器
ｔ１ 膜厚
【発明の属する技術分野】
この発明は、第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法に関する。詳しくは、シリコンブランケットの表面に発光領域層の構成材料を含む塗布液よりなる塗布膜を形成し、次いで塗布膜に凸版を押圧し、その押圧部分をシリコンブランケットから凸版に転写し、シリコンブランケットの表面に残った塗布膜である画素部を発光領域層の被形成面に転写することによって発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成する有機電界発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、軽量・薄型のフラットパネルディスプレイとして、有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）を用いたディスプレイが注目されている。有機ＥＬ素子は、発光材料として有機化合物を用いた有機電界発光素子からなり、応答速度が高く視野角依存性がないフラットパネルディスプレイが実現できるものである。有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ材料には、低分子有機ＥＬ材料と近年開発された高分子有機ＥＬ材料とがある。
【０００３】
このうち、高分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造方法としては、例えば透明基板上に、赤、緑、青の各透明画素電極を形成し、赤と緑の透明画素電極上のみに、赤色と緑色それぞれの発光領域層をインクジェット方式により成膜し、その上に透明基板全面にわたって青色の発光領域層を形成し、さらにその上に対向電極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５３９６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インクジェット方式による発光領域層の成膜は、微小な液滴をダイレクトコーティングするものであり、成膜中に発光領域層の膜厚を直接計測することは困難である。したがって、有機ＥＬ素子を製造した後に光干渉膜厚計などによって発光領域層の膜厚を計測し、基準値から外れた有機ＥＬ素子を不良品としている。これでは、発光領域層の成膜時に膜厚が基準値から外れているにもかかわらず、後工程に送って有機ＥＬ素子を製造してしまい、有機ＥＬ素子の良品率が低くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、低分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造は、真空蒸着による成膜であるため成膜中に発光領域層の層厚を直接計測することは困難であり、上述の高分子有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ素子の製造方法と同様の問題があった。
そこで、この発明の目的は、良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明は、第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
シリコンブランケットの表面に前記発光領域層の構成材料を含む塗布液よりなる塗布膜を形成し、次いで該塗布膜に凸版を押圧し、該押圧部分の前記塗布膜を前記シリコンブランケットから前記凸版に転写して非画素部とし、次いで前記シリコンブランケットの表面に残った前記塗布膜である画素部を前記発光領域層の被形成面に転写することによって前記発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成し、
前記画素部の膜厚の制御は、前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚を計測し、その結果を前記塗布膜の形成条件に反映させることにより行われることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、発光領域層の製造時において画素部を被形成面に転写（凸版反転オフセット）する前に非画素部の塗布膜を利用してその膜厚を計測しその結果を塗布膜の形成条件に反映させるので、製造時において画素部の膜厚が基準値から外れたものまで後工程に送ることがない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記塗布液は、２枚の平板を平行に離間・対向して形成し、かつ前記シリコンブランケットの回転軸に対して平行に備えられたスリットを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記スリットの前記２枚の平板の間隙を調整することにより行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、２枚の平板の間隙を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記塗布液は、グラビアパターンの形成されたグラビアロールを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記グラビアロールの回転速度を調整することにより行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、グラビアロールの回転速度を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚の計測は、前記凸版の前記非画素部の転写面に基準面を形成し、該基準面上の前記非画素部の膜厚を光干渉膜厚計で計測することにより行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、基準面を形成することで、実測することのできない非画素部の膜厚の測定がより正確に行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法が対象とする有機電界発光素子は、基板上に第１の電極、発光領域層、第２の電極が、この順に積層されたものである。発光領域層としては、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが挙げられる。この発明における有機電界発光素子は、発光領域層がホール輸送層、発光層からなる２層型の有機電界発光素子、発光領域層がホール輸送層、発光層、電子輸送層からなる３層型の有機電界発光素子、発光領域層がホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる５層型の有機電界発光素子などを含む。
また、本発明の製造方法が対象とする有機電界発光素子は、後述する第２の電極側から光を取り出す上面発光型の有機電界発光素子、第１の電極側から光を取り出す下面発光型の有機電界発光素子のいずれにも適用することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態
図１はこの発明の有機電界発光素子の製造方法によって製造される有機電界発光素子の一例を示す概略断面図である。この有機電界発光素子１０は、透明ガラス基板１１上に、第１の電極としてのＩＴＯ透明画素電極（陽極）１２、ホール輸送層１３、電子輸送層を兼ねた電子輸送性発光層１４をこの順に形成する。さらに、電子輸送性発光層１４の上には電子の注入性を高めるためのカルシウム（Ｃａ）層とアルミニウム（Ａｌ）層とからなる第２の電極としての陰極１５を設け、ＩＴＯ透明画素電極１２、陰極１５に直流電源１６を接続してなる。
【００１７】
つぎに、上記有機電界発光素子１０の製造工程の一例について、図２、図３をもとに具体的に説明する。
（１）第１の工程
透明ガラス基板１１上にＩＴＯ透明画素電極１２を、真空蒸着およびパターニングで形成する〔図２（ａ）〕。
（２）第２の工程
ＩＴＯ透明画素電極１２上に、ホール輸送層の構成材料を含む液（例えば、ＰＥＤＯＴの水溶液）をマイクロシリンジで滴下し〔図２（ｂ）〕、透明ガラス基板１１を高速回転させる（スピンコート）ことにより、ＩＴＯ電極１２をこの液で被覆する。なお、ＰＥＤＯＴについては後記する。
（３）第３の工程
上記ホール輸送層の構成材料を含む液を焼成してホール輸送層１３を形成する〔図２（ｃ）〕。
【００１８】
次いで、以下の第４の工程〜第６の工程（凸版反転オフセット印刷工程）により、ホール輸送層１３上に電子輸送性発光層１４を形成し、第７の工程および第８の工程により、有機電界発光素子１０を完成させる。
（４）第４の工程（コーティング）
図３に示すように、コーティング工程では、シリコン樹脂膜１ａを表面に備えたローラ状のシリコンブランケット１を回転軸の周りに回転自在に設け、その下方にスリット２の上部を近接して設けるとともに、スリット２の下部は、容器Ｃに貯えた塗布液３に浸して設けている。
スリット２はステンレス製またはガラス製の２枚の平板２ａ，２ｂを互いに平行に離間・対向して形成する。
【００１９】
電子輸送性発光層１４の構成材料を含む塗布液３は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと略す。）の有機溶媒溶液からなる。
この塗布液３を容器Ｃからシリコンブランケット１の回転軸に対して平行に備えられたスリット２を介してシリコンブランケット１の表面にその下方から供給・塗布して、塗布膜３ｂを形成する。
【００２０】
（５）第５の工程（パターニング）
予めパターニングされたガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させて、ガラス凸版３１の凸部表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部となる。
【００２１】
ここで、図４に示すように転写面となるガラス凸版３１の凸部表面の一部には、Ｃｒなどの高反射材３４で形成された光学基準面を備える。
そして、画素部を形成する際に、ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方より光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚検査３６を行う。すなわち、非画素部に相当するガラス凸版３１上の塗布膜厚ｔ１を測定することで、パターニングされた画素部の膜厚を制御するものである。
【００２２】
この膜厚ｔ１が基準値内にあるときは次工程のオフセットを行う。一方、膜厚ｔ１が基準値から外れているときは、次工程を中止して塗工パラメータ制御３７に移行する。すなわち、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１を洗浄した後、スリット２の２枚の平板２ａ，２ｂの間隙ｄを調整して、塗工パラメータ制御３７し、再び第４の工程に戻り、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布する。上記工程を膜厚ｔ１が基準値内となるまで繰り返す。この工程においては、非画素部の膜厚ｔ１を計測することにより、画素部の膜厚を制御している。
【００２３】
（６）第６の工程（オフセット）
上記の膜厚検査３６でＯＫとなった画素部を表面に形成したシリコンブランケット１を、ホール輸送層１３形成後の透明ガラス基板１１上で接触転動させることにより、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄを、ホール輸送層１３上に転写する。その後、この塗布膜パターン３ｄを焼成・乾燥する。
【００２４】
以上の工程により、電子輸送性発光層１４が形成される。この電子輸送性発光層１４は、単色パターンとしては勿論、上記凸版反転オフセット印刷法を順次行うことによって、フルカラー用のパターン（赤色用、緑色用または青色用）として形成することもできる。
【００２５】
（７）第７の工程
真空蒸着およびパターニングにより、電子輸送性発光層１４上にＣａ層と、この上に主電極としてのＡｌ層をそれぞれ所定層厚で形成し、このＡｌ層上に保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（いずれも図略）を所定層厚で形成し、陰極１５とする。
【００２６】
（８）第８の工程
上記Ａｕ−Ｇｅ層上に対向基板（図略）を被せ、さらに側部をエポキシ樹脂等によって封止することで、有機電界発光素子１０が完成する。
【００２７】
なおここでは、光学基準面上の非画素部の膜厚ｔ１を光干渉膜厚計３８で計測したが、この発明はこれに限定されるものではなく、光学基準面を形成しなくてもよい。また、非画素部の膜厚ｔ１をどのような方法で計測してもよい。
【００２８】
第２の実施の形態
この実施の形態は、上述の第１の実施の形態における第３の工程までは同じであるので説明を省略する。
【００２９】
図３において、第４の工程（コーティング）では、図５に示すように表面にシリコン樹脂膜１ａが形成されたローラ状のシリコンブランケット１を回転軸の周りに回転自在に設け、その下方に周面にグラビアパターンが形成されたグラビアロール４の上部を近接して設けるとともに、グラビアロール４の下部は、容器Ｃに貯えた塗布液３に浸して設ける。
この塗布液３を容器Ｃからグラビアロール４を介してシリコンブランケット１の表面にその下方から供給・塗布して、塗布膜３ｂを形成する。
【００３０】
第５の工程（パターニング）では、予めパターニングされたガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させて、ガラス凸版３１の凸部表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部となる。
【００３１】
ここで転写面となるガラス凸版３１の凸部表面の一部には、Ｃｒなどの高反射材３４で形成された光学基準面を備える。
そして、画素部を形成する際に、ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方より光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚検査３６を行う。すなわち、非画素部に相当するガラス凸版３１上の塗布膜厚ｔ１を測定することで、パターニングされた画素部の膜厚を制御するものである。
【００３２】
この膜厚ｔ１が基準値内にあるときは次工程のオフセットを行う。一方、膜厚ｔ１が基準値から外れているときは、次工程を中止して塗工パラメータ制御３７に移行する。すなわち、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１を洗浄した後、グラビアロール２の回転速度を調整して塗工パラメータ制御３７し、再び第４の工程に戻り、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布する。上記工程を膜厚ｔ１が基準値内となるまで繰り返す。この工程においては、非画素部の膜厚ｔ１を計測することにより、画素部の膜厚を制御している。
【００３３】
なお、オフセット以降の工程は、前述の第１の実施の形態と同様にして、有機電界発光素子１０を製造する。
【００３４】
上記第１、第２の実施の形態に係る製造方法は、図６に示すような上面発光型の有機電界発光素子２０を製造するのにも好適である。この有機電界発光素子２０は、基板２１上に下層から第１の電極２２、有機層（発光領域層）２３、第２の電極２４の順に積層し、この第２電極２４上に透明誘電体からなる不図示のパッシベーション膜を積層し、さらにこのパッシベーション膜をエポキシ樹脂とガラスにより封止する（図略）ことで、完全固体封止構造の有機電界発光素子となっている。
【００３５】
基板２１は例えば透明ガラス基板や半導体基板等で構成され、またフレキシブルなものであっても良い。第１の電極２２は反射層を兼ねた陰極として用いられるもので、例えばクロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）等の光反射材料で構成されている。また、この第１の電極２２は、膜厚が１００ｎｍ〜３００ｎｍに設定されていることが望ましい。
【００３６】
有機層２３は、ホール輸送層２３ａをスピンコートし、例えば１２０℃で１時間減圧乾燥した後に、電子輸送層を兼ねた電子輸送性発光層２３ｂを形成する。この電子輸送性発光層２３ｂの形成は前述の凸版反転オフセット印刷により行うが、前述の２つの実施の形態に記載したように、凸版に転写された非画素部の膜厚を計測し、その結果を塗布膜の形成条件に反映させて塗布膜厚を制御し、電子輸送性発光層２３ｂを形成する。そしてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのオフセット工程後に、例えば１２０℃で１時間減圧乾燥する。ホール輸送層２３ａは、上記したＰＥＤＯＴで構成される。また、電子輸送性発光層２３ｂ用の塗布液としては、例えば前述の塗布液３を用いる。
【００３７】
ホール輸送層２３ａおよび電子輸送性発光層２３ｂは、膜厚１５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定することが望ましい。ただし、有機層２３および、これを構成する各層の膜厚は、その光学的膜厚による。例えば、ＰＥＤＯＴ２０ｎｍに対して、Ｒｅｄ７５ｎｍ、Ｇｒｅｅｎ６５ｎｍ、Ｂｌｕｅ４５ｎｍで構成される。
【００３８】
また、有機電界発光素子２０では、第２の電極２４は蒸着によるＣａ層２４ａと、共蒸着によるＭｇ−Ａｇ層２４ｂと、ＩＴＯ層２４ｃとからなる。すなわちこの第２の電極２４は、Ｃａ蒸着層／Ｍｇ−Ａｇ共蒸着層／ＩＴＯ層という層構成になっている。Ｃａ層２４ａとＭｇ−Ａｇ層２４ｂを合わせた層厚は５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内に設定され、Ｃａ層２４ａは３〜３０ｎｍの層厚に設定される。
【００３９】
さらに、ＩＴＯ層２４ｃの層厚は、３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内に設定することが好ましい。なお、ＩＴＯ層２４ｃに代えて、インジウムと亜鉛酸化物との混合物など、一般的に透明電極として用いられている材料からなる層を形成することもできる。
【００４０】
また、第２の電極２４上には透明誘電体からなるパッシベーション膜（図略）が積層されているが、この透明誘電体としては第２の電極２４と同程度の屈折率を有するもの、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いることができ、膜厚は例えば５００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内に設定される。
【００４１】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を示す。
実施例１
＜有機電界発光素子の作製＞
以下に、図７に示される下面発光型の高分子有機電界発光素子１０を作製する例を図２、図３を用いて具体的に説明する。
【００４２】
まず、一辺の長さが３０ｍｍの正方形透明ガラス基板１１上に第１の電極としてのＩＴＯ透明画素電極１２を膜厚２５０ｎｍでパターン形成した〔図２（ａ）〕。
【００４３】
その上からホール輸送層１３形成用のＰＥＤＯＴ水溶液を、スピンコートで層厚６０ｎｍに成膜して上記ＩＴＯ透明画素電極１２を被覆した〔図２（ｂ）〕。この塗布膜を窒素ガス雰囲気下で１２０℃×１時間の条件で焼成してホール輸送層１３を形成した〔図２（ｃ）〕。ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン〕は、構造式が下記［化１］で示されるホール輸送性の有機高分子化合物である。
【００４４】
【化１】
つぎに凸版反転オフセット印刷により電子輸送性発光層１４を形成する（図３）。この場合、スリット２の間隔（図３における平板２ａ，２ｂ間の対向間隙）ｄを３５０μｍに設定した。そしてシリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃに制御しながら、シリコンブランケット１の表面に塗布液３である以下の電子輸送性ポリマー有機溶剤溶液１〜３を適宜選択して塗布し塗布膜３ｂを形成する。
【００４６】
（Ａ）有機溶剤溶液１
・構造式が下記［化２］で表されるＭＥＨ−ＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２４．０重量部
・シクロヘキサノン １５．０重量部
・テトラリン ６０．０重量部
（Ｂ）有機溶剤溶液２
・構造式が下記［化３］で表されるＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２９．０重量部
・シクロヘキサノン ２０．０重量部
・テトラリン ５０．０重量部
（Ｃ）有機溶剤溶液３
・構造式が下記［化４］で表されるＣＮ−ＰＰＶ １．５重量部
・キシレン ２４．０重量部
・シクロヘキサノン ２０．０重量部
・テトラリン ５５．０重量部
【００４７】
【化２】
【化３】
【化４】
なお、ＭＥＨ−ＰＰＶは発光色がオレンジ色で蛍光波長が５００ｎｍ、ＰＰＶは発光色が緑色で蛍光波長が５２５ｎｍ、ＣＮ−ＰＰＶは発光色が青色で蛍光波長が４３０ｎｍである。
【００５１】
次いでガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させる。ガラス凸版３１の凸部の表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃはシリコンブランケット１の表面から転写して除去され、このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部（電子輸送性発光層１４）となる。
【００５２】
ガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方よりＣｒなどの高反射材３４の表面に形成された光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８５ｎｍであった。
【００５３】
この電子輸送性発光層１４の基準膜厚は８０ｎｍであるので、次工程のオフセットをせずに、画素部の形成されているシリコンブランケット１の表面と非画素部の形成されているガラス凸版３１を洗浄して画素部と非画素部を除去する。また、スリット２の間隙ｄを３００μｍに調整してシリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃのまま、再び、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布して塗布膜３ｂを形成する。
【００５４】
再び、ガラス凸版３１の凸部をシリコンブランケット１の表面に押圧し、押圧部分の塗布膜３ｂをシリコンブランケット１からガラス凸版３１の転写面に転写した非画素部に上方から光を照射して、非画素部の膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８０ｎｍとなり、基準膜厚となった。
【００５５】
そこで、オフセット工程に進み、ホール輸送層１３上に上述の電子輸送性ポリマーの有機溶剤溶液１，２または３で形成した画素部を転写した後、この画素部を窒素雰囲気下で７０℃×２時間の条件で焼成して電子輸送性発光層１４を形成した。
【００５６】
つぎに、電子輸送性発光層１４上に、真空蒸着によりＣａ層１５ａを３０ｎｍ厚、Ａｌ層（主電極）１５ｂを２００ｎｍ厚に順次成膜した後、パターニングした。さらに、このＡｌ層１５ｂ上に、保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（不図示）を形成して第２の電極としての陰極１５を形成し、有機電界発光素子１０を完成する。なお、図７中、符号１７はポリイミドからなる絶縁膜（５００ｎｍ〜２μｍ）である。
【００５７】
＜有機電界発光素子の発光特性評価＞
このようにして作製された有機電界発光素子について、発光効率および発光強度を測定した結果を下記表１に示す。
【００５８】
【表１】
実施例２
この実施例は、図７に示される下面発光型の高分子有機電界発光素子１０を作製する例を図２、図３、図５を用いて具体的に説明するものであり、シリコンブランケット１の表面に塗布液３を塗布するコーティング工程より前の工程は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
まず、シリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃ、グラビアロール４の表面速度を２．８ｍｍ／ｓｅｃに制御しながら、シリコンブランケット１の表面にグラビアロール４を介して塗布液３を供給・塗布して塗布膜３ｂを形成する。なお、塗布膜３ｂは、実施例１に示す電子輸送性ポリマー有機溶剤溶液と同一のものであるので説明を省略する。
【００６１】
次いでガラス凸版３１を塗布膜３ｂの形成されたシリコンブランケット１の表面に押圧し、ガラス凸版３１とシリコンブランケット１とを相互に転動させる。ガラス凸版３１の凸部の表面（押圧部分）に接する塗布膜３ｃをシリコンブランケット１の表面から転写して除去する。このガラス凸版３１に転写された塗布膜３ｃは非画素部となり、シリコンブランケット１の表面に残った塗布膜パターン３ｄは画素部（電子輸送性発光層１４）となる。
【００６２】
そして膜厚検査３６において、実施例１と同様にガラス凸版３１に転写された非画素部である塗布膜３ｃの上方よりＣｒなどの高反射材３４の表面に形成された光学基準面に向けて光を照射して、光干渉膜厚計３８によって塗布膜３ｃの膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８５ｎｍであった。
【００６３】
この電子輸送性発光層１４の基準膜厚は８０ｎｍであるので、次工程のオフセットを中止して、画素部の形成されているシリコンブランケット１の表面と非画素部の形成されているガラス凸版３１を洗浄して画素部と非画素部を除去するとともに、塗工パラメータ制御３７に移行して、グラビアロール４の回転速度を２．５ｍｍ／ｓｅｃに調整する。そして再びコーティング工程において、シリコンブランケット１の表面に塗布液を塗布して塗布膜３ｂを形成する。なお、シリコンブランケット１の表面速度を３．０ｍｍ／ｓｅｃのままである。
【００６４】
そしてパターニング工程において、ガラス凸版３１をシリコンブランケット１の表面に押圧して、押圧部分の塗布膜３ｂから非画素部を転写して除去する。次に、膜厚検査３６においてガラス凸版３１の光学基準面に光干渉膜厚計３８から光を照射して非画素部の膜厚ｔ１を計測したところ、ｔ１＝８０ｎｍとなり、基準膜厚となった。
【００６５】
そこで、オフセット工程に進み、シリコンブランケット１をホール輸送層１３の形成後のガラス基板１１上で接触転動させることにより、画素部である塗布膜パターン３ｄをホール輸送層１３上に転写する。この塗布膜パターン３ｄを窒素雰囲気下で７０℃×２時間の条件で焼成して電子輸送性発光層１４を形成した。
【００６６】
つぎに、電子輸送性発光層１４上に、真空蒸着によりＣａ層１５ａを３０ｎｍ厚、Ａｌ層（主電極）１５ｂを２００ｎｍ厚に順次成膜した後、パターニングした。さらに、このＡｌ層１５ｂ上に、保護およびボンディング性向上のためのＡｕ−Ｇｅ層（不図示）を形成して第２の電極としての陰極１５を形成し、有機電界発光素子１０を完成する。なお、図７中、符号１７はポリイミドからなる絶縁膜（５００ｎｍ〜２μｍ）である。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、発光領域層の製造時において画素部を被形成面に転写（凸版反転オフセット）する前に非画素部の塗布膜を利用してその膜厚を計測しその結果を塗布膜の形成条件に反映させるので、製造時において画素部の膜厚が基準値から外れたものまで後工程に送って不良品の有機電界発光素子を製造してしまうことがなく、良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、２枚の平板の間隙を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われるので、簡単な方法で良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、グラビアロールの回転速度を調整することによって、画素部の膜厚の制御が容易に、かつ精度よく行われるので、簡単な方法で良品率の高い有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
【００７０】
請求項４記載の発明によれば、基準面を形成することで、実測することのできない非画素部の膜厚の計測をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態（または第２の実施の形態）に係る製造方法で得られる有機電界発光素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す有機電界発光素子の製造工程に係るもので、基板上に第１の電極と、その上にホール輸送層とを積層形成する工程を示す断面図である。
【図３】この発明の有機電界発光素子の製造方法においてホール輸送層の上に電子輸送性発光層を形成する方法を説明するための図である。
【図４】この発明の有機電界発光素子の製造方法における電子輸送性発光層（発光領域層）の膜厚の計測方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るもので、有機電界発光素子の製造方法に使用する、グラビアロールを備えた湿式塗布装置の正面断面図である。
【図６】本発明の製造方法で得られる別の有機電界発光素子（上面発光型）の例を示す概略断面図である。
【図７】図１に示す有機電界発光素子（下面発光型）の具体例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ シリコンブランケット
１ａ シリコン樹脂膜
２ スリット
２ａ，２ｂ 平板
３ 塗布液
３ｂ 塗布膜
３ｃ 塗布膜（非画素部）
３ｄ 塗布膜パターン（画素部）
４ グラビアロール
１０ 有機電界発光素子（下面発光型）
１１ 透明ガラス基板
１２ ＩＴＯ透明画素電極（第１の電極）
１３，２３ａ ホール輸送層
１４，２３ｂ 電子輸送性発光層
１５ 陰極（第２の電極）
１６ 直流電源
１７ 絶縁膜
２０ 有機電界発光素子（上面発光型）
２１ 基板
２２ 第１の電極
２３ 有機層
２４ 第２の電極
２４ａ，４５ａ Ｃａ層
２４ｂ Ｍｇ−Ａｇ層
２４ｃ ＩＴＯ
３１ ガラス凸版（凸版）
３４ 高反射材料
３６ 膜厚検査
３７ 塗工パラメータ制御
３８ 光干渉膜厚計
Ｃ 容器
ｔ１ 膜厚
Claims (4)
- 第１の電極と第２の電極との間に、画素ごとにパターニングされた発光領域層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
シリコンブランケットの表面に前記発光領域層の構成材料を含む塗布液よりなる塗布膜を形成し、次いで該塗布膜に凸版を押圧し、該押圧部分の前記塗布膜を前記シリコンブランケットから前記凸版に転写して非画素部とし、次いで前記シリコンブランケットの表面に残った前記塗布膜である画素部を前記発光領域層の被形成面に転写することによって前記発光領域層のうち少なくとも１層を所定の膜厚で形成し、
前記画素部の膜厚の制御は、前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚を計測し、その結果を前記塗布膜の形成条件に反映させることにより行われることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 前記塗布液は、２枚の平板を平行に離間・対向して形成し、かつ前記シリコンブランケットの回転軸に対して平行に備えられたスリットを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記スリットの前記２枚の平板の間隙を調整することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記塗布液は、グラビアパターンの形成されたグラビアロールを介して前記シリコンブランケットの表面にその下方から供給・塗布され、
前記画素部の膜厚の制御は、前記グラビアロールの回転速度を調整することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記凸版に転写された前記非画素部の膜厚の計測は、前記凸版の前記非画素部の転写面に基準面を形成し、該基準面上の前記非画素部の膜厚を光干渉膜厚計で計測することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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| JP2003115781A JP2004327067A (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | 有機電界発光素子の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095410A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toppan Printing Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
| JP2012192371A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Hirano Giken Kogyo Kk | 塗工装置 |
| KR101308750B1 (ko) * | 2006-12-26 | 2013-09-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광소자의 제조방법 |
| US8872200B2 (en) | 2011-03-16 | 2014-10-28 | Sony Corporation | Display device and electronic apparatus |
| US9048207B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-06-02 | Sony Corporation | Bubble discharging structure, reverse printing block, display device, printing method, and method of manufacturing display device |
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-
2003
- 2003-04-21 JP JP2003115781A patent/JP2004327067A/ja active Pending
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