JP2005056614A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】均一な膜厚を有し、かつ、平坦化された正孔輸送層や発光層を効率よく、かつ安全に形成し得る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置は、インクジェット式の記録ヘッドとして、少なくとも、正孔輸送材と溶媒とを含む正孔輸送溶液を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有している。この吐出用ヘッドから正孔輸送溶液を基板上に吐出した後、この正孔輸送溶液を、溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置は、インクジェット式の記録ヘッドとして、少なくとも、正孔輸送材と溶媒とを含む正孔輸送溶液を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有している。この吐出用ヘッドから正孔輸送溶液を基板上に吐出した後、この正孔輸送溶液を、溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置及びその製造方法に関し、特にインクジェット法を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する製造装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に、発光性の有機分子を含む薄膜（以下、発光層）が挟み込まれた構造を有している。このような構造を有する有機ＥＬ素子の陽極及び陰極に電荷が印加されると、陽極から注入された正孔（ホール）と、陰極から注入された電子とが、上記発光層中で再結合する。この正孔と電子との再結合の際に生じるエネルギーは、上記発光層中の有機分子を励起する。そして、励起された有機分子のエネルギー状態が、励起状態から基底状態へと変化する際に、上記有機分子が発光する。
【０００３】
このように、有機ＥＬ素子は、電荷の印加によって有機分子の発光を得ることができるので、有機ＥＬ素子を発光素子として用いた有機ＥＬディスプレイは、薄型軽量化が可能、高速応答、高視野角、高コントラスト等の優れた特性を備えた次世代型のフラットパネルディスプレイの有力候補として、注目を集めている。
【０００４】
上記有機ＥＬ素子は、一般に、該有機ＥＬ素子の発光層中に含まれる有機分子の種類によって、製造方法が異なっている。例えば、有機分子として高分子化合物を用いる場合には、上記発光層は、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法等の湿式法によって成膜される。また、有機分子として低分子化合物を用いる場合には、真空蒸着法やスパッタリング法等の成膜法によって、上記発光層が作製される。
【０００５】
上記の成膜方法のうち、高分子化合物を用いた有機ＥＬ素子の発光層の作製に用いられているインクジェット法は、有機ＥＬディスプレイの大面積化に対応が可能、材料（有機分子）の使用効率が非常に高い、マスクを用いることなくパターニングが可能等の優れた利点を有している。そのため、従来より、上記インクジェット法を用いた有機ＥＬ素子の作製に関する研究開発が盛んに行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、電極間に、導電性分子を含んでなる正孔注入輸送層や、発光性の有機分子を含んでなる発光層を有する有機ＥＬ素子を作製する場合に、インクジェット式記録ヘッドを用いて、正孔注入輸送層や発光層を形成することが開示されている。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法では、スピンコート法によって、平坦かつ均一な膜厚の発光層を形成する場合に、陽極を形成した基板上に、有機分子を適当な溶媒に溶かしてなる有機溶液を塗布する工程を、該溶媒を気化させた溶媒蒸気中で行うことが開示されている。このように、溶媒蒸気中で、スピンコート法による有機溶液の塗布を行うことにより、塗布工程時における有機溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、基板上の中心部及び周辺部での有機溶液の濃度を一定に保って、発光層を均一かつ平坦に形成している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１０６２７８号公報（公開日：２０００年４月１１日）
【０００９】
【特許文献２】
特開２００２−３１３５６６号公報（公開日：２００２年１０月２５日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、湿式法を用いて発光層を形成する場合、発光性の有機分子を適当な溶媒に溶かした有機溶液を基板等に塗布した後、該有機溶液中の溶媒を蒸発させることによって、薄膜状の発光層を形成する。
【００１１】
従って、上記特許文献１に記載のように、インクジェット方式によって、発光層を形成する場合には、まず、上記陽極上の区画された領域（以下、区画領域）毎に、インクジェット式の記録ヘッドのインク吐出ノズル孔から、上記有機溶液が吐出される。そのため、まず、区画領域のインク吐出ノズル孔に対向する位置に、上記有機溶液が吐出された後、この吐出位置を中心として、その周囲に有機溶液が広がることにより、区画領域内が有機溶液によって充填される。その後、加熱処理等の乾燥処理を行って、有機溶液中の溶媒を蒸発させることにより、発光層が形成される。
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発光層の形成方法では、区画領域の中心付近にある有機溶液の吐出位置から、区画領域の周辺部へと、有機溶液が広がっていくため、有機溶液の吐出中における区画領域内での有機溶液の厚さは、上記吐出位置と周辺部とで異なってしまう。つまり、上記吐出位置には、インク吐出ノズル孔から有機溶液が着弾する。そのため、有機溶液の着弾した吐出位置とその周辺部とでは有機溶液の厚さが異なり、図７に示すように、区画領域内の中心部の吐出位置にある有機溶液の厚さが、区画領域内の周辺部にある有機溶液の厚さに比べて薄くなる。
【００１３】
これにより、区画領域内の有機溶液中の溶媒を蒸発させて形成された発光層は、区画領域内における中心部の厚さが、区画領域内における周辺部の厚さに比べて薄くなる。その結果、形成される発光層を平坦かつ均一に得ることが困難となってしまう。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法では、スピンコート法による有機溶液の基板上への塗布を、有機溶液に含まれる溶媒の蒸気中で行っている。しかしながら、インクジェット法では、インク吐出ノズル孔から有機溶液を基板上へ吐出することによって行うため、溶媒の蒸気中で有機溶液の吐出を行っても、均一な膜厚の発光層を形成することは困難である。つまり、インクジェット法では、上記特許文献２に記載の製造方法を用いても、有機溶液が着弾した基板上の吐出位置と該吐出位置の周辺部とでは、有機溶液の厚さが異なってしまう。それゆえ、有機溶液を乾燥させて形成される発光層の膜厚も、不均一になってしまう。
【００１５】
このように、有機ＥＬ素子の発光層が不均一な膜厚を有していると、有機ＥＬ素子から得られる発光特性が不均一となり、発光むらが生じてしまう。
【００１６】
さらに、上記有機溶液の溶媒蒸気は、トルエンやキシレン等の芳香族系の溶媒の蒸気であるため、引火や爆発が危惧される。そのため、このような溶媒蒸気の使用に際して、火災や爆発の発生を回避するための十分な安全対策が必要となる。しかしながら、上記特許文献２に記載の製造方法のように、基板全体を溶媒蒸気に曝すために、基板全体を覆うカバー内を溶媒蒸気で充満させた状態で、スピンコート法による有機溶液の塗布を行う場合、溶媒蒸気の使用量が多く、十分な安全性を確保することが困難となってしまう。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、均一な膜厚を有し、かつ、平坦化された発光層を効率よく形成し得る有機ＥＬ素子を安全に製造するための製造装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記課題を解決するために、インクジェット式の記録ヘッドである吐出用ヘッドから機能性材料と溶媒とを含む混合物を基板上に吐出する混合物吐出工程と、該基板上に吐出された混合物から溶媒を除去して機能性材料層を形成する溶媒除去工程とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、上記混合物吐出工程と溶媒除去工程との間に、上記混合物吐出工程にて吐出用ヘッドから吐出された混合物を、上記溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する暴露処理工程を有することを特徴としている。
【００１９】
ここで、上記機能性材料とは、有機ＥＬ素子の電極間に設けられ、有機ＥＬ素子の発光現象や、該発光現象を効率よくかつ良好に得るために設けられる機能性材料層を形成するための物質を少なくとも１種含んでなるものである。また、上記基板上に吐出するとは、基板上に直接、又は、基板上に形成された電極や、他の機能性材料層上に、間接的に吐出することをいうものとする。
【００２０】
上記の方法によれば、混合物吐出工程後に、吐出用ヘッドから基板上に吐出された混合物を、溶媒蒸気に曝す暴露処理を行っている。この暴露処理により、基板上に吐出された混合物に対して、混合物に含まれる溶媒の蒸気が供給される。これにより、基板上の混合物から、溶媒が蒸発することを防止することができるので、混合物の流動性の低下を防止することができる。
【００２１】
従って、上記吐出用ヘッドから吐出された直後の混合物が、基板上で不均一な厚さを有していても、上記暴露処理によって混合物の流動性が低下することがないので、基板上に混合物が一様に広がることになる。それゆえ、暴露処理工程後に、溶媒除去工程を行うことによって、機能性材料層を、平坦かつ均一な層厚で得ることができる。
【００２２】
このように、上記の製造方法によって機能性材料層を形成すれば、均一な膜厚の機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２３】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法において、上記暴露処理工程は、インクジェット式の記録ヘッドである噴出用ヘッドから溶媒蒸気を噴出して、上記混合物を暴露することが好ましい。
【００２４】
上記の方法によれば、インクジェット式の記録ヘッドである噴出用ヘッドを用いて、基板上に吐出された混合液に、溶媒蒸気を吹き付けることができる。従って、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、直接溶媒蒸気を噴射することができるので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子を安全に製造することができる。
【００２５】
また、噴出用ヘッドとして、上記吐出用ヘッドと同様のインクジェット式の記録ヘッドを用いて、暴露処理を実行することができるので、暴露処理のための複雑な装置を必要とすることなく、簡便かつ容易に暴露処理を行うことができる。
【００２６】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法において、上記混合物吐出工程と上記暴露処理工程とは、連続して実行されることが好ましい。
【００２７】
上記の方法によれば、混合物吐出工程を行った後に、暴露処理工程が連続的に行われるので、基板上に吐出された混合物からの溶媒の蒸発を大幅に低減することができる。これにより、混合物の流動性の低下が引き起こされ難くなるので、基板上に効率よく、混合物を均一な厚さで塗布することができる。
【００２８】
さらに、上記の方法によれば、特に、上記吐出用ヘッドから、基板上の複数箇所に、混合物を順次吐出する場合に、混合物吐出工程と暴露処理工程とを並行して行うことができるので、タクトタイムを短縮することができる。これにより、有機ＥＬ素子の製造を効率よく行うことができる。
【００２９】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、インクジェット式の記録ヘッドを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、上記記録ヘッドは、少なくとも、機能性材料と溶媒とを含む混合物を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有していることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドの吐出ノズルから吐出された混合物に対して、溶媒蒸気による暴露処理を行うために、噴出ノズルから溶媒蒸気を噴出する噴出用ヘッドを備えている。これにより、吐出用ヘッドから混合物を吐出した後に、該混合物に対して、噴出用ヘッドから噴出する溶媒蒸気を吹き付けることによって、混合物から溶媒が蒸発することを防止して、基板等に吐出された混合物を、平坦かつ一様に基板上に広げることができる。従って、混合物から溶媒を除去して得られる機能性材料層を平坦かつ均一な層厚で形成することができる。
【００３１】
このように、上記構成の有機ＥＬ素子の製造装置を用いれば、平坦化され、また均一な層厚を有する機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００３２】
また、噴出用ヘッドとして、インクジェット式の記録ヘッドを用いているので、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、噴出用ヘッドを配置して、直接溶媒蒸気を噴射することができる。従って、上記噴出用ヘッドを用いることにより、目的とする領域に重点的に溶媒蒸気を噴出することができる。さらに、目的とする領域に対して溶媒蒸気を噴射しているので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子の製造を安全に行うことができる。
【００３３】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドの形状と同じ形状である構成であってもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとで、共通のヘッド及びヘッドホルダを使用することができる。これにより、上記有機ＥＬ素子の製造装置に使用するインクジェット式の記録ヘッド用の部品の種類を低減することができる。また、同一種類の部品の使用数量を増加させるので、量産性を向上することができる。これにより、有機ＥＬ素子の製造装置にかかる部品コストを低減することができる。
【００３５】
なお、上記同じ形状とは、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが完全に同一の形状であること、及び、吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドのヘッドの形状に大きな差がない実質的に同一の形状であることを含むものとする。吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが実質的に同一の形状を有していれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとにいる電極や配線等の部品を共通の部品で構成することができる。従って、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとを実質的に同一の形状とすることによっても、部品の種類を低減するとともに同一種類の部品の使用数量を増加させて量産性を向上することができるので、部品コストを削減することができる。
【００３６】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドの噴出ノズルが形成された噴出ノズル面は、上記吐出用ヘッドの吐出ノズルが形成された吐出ノズル面よりも大きい面積を有している構成であってもよい。
【００３７】
上記の構成によれば、噴出用ヘッドの噴出ノズル面が、吐出用ヘッドの吐出ノズル面よりも広い面積を有している。それゆえ、吐出用ヘッドから吐出された混合物に対して、より広範囲に、溶媒蒸気を効率よく吹き付けることができるので、混合物からの溶媒の蒸発を効率よく抑制することができる。これにより、混合物の流動性の低下をより一層防止することができるので、吐出された混合物の平坦化、及び、吐出された混合物の均一な厚さでの塗布を、効率よく行うことができる。
【００３８】
さらに、上記の構成によれば、吐出された混合物全体をまんべんなく溶媒蒸気に曝すことが可能となるので、タクトタイムを短縮することにもつながる。
【００３９】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドに一体的に設けられていることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが一体化されている。そのため、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドを支持する支柱やヘッドホルダを一体化することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置の部品点数を削減することができる。また、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの走査を制御するための制御機構も一体化することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置の構成を簡略化することができる。
【００４１】
さらに、上記支柱やヘッドホルダを一体化し、制御機構を簡略化することにより、有機ＥＬ素子の製造装置内の、上記支柱やヘッドホルダ、制御機構の配置スペースを縮小することができる。これにより、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの走査スペースを広く確保することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置における吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの操作性を向上することができる。
【００４２】
また、噴出用ヘッドが吐出用ヘッドに一体的に設けられているので、混合物を吐出した後に、溶媒蒸気による暴露処理を連続的に行うことができる。これにより、機能性材料層を形成する際のタクトタイムを短縮して、有機ＥＬ素子の製造を効率よく行うことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４４】
本実施の形態の有機ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）の製造方法は、インクジェット方式によって、有機ＥＬ素子を作製するものである。該有機ＥＬ素子の製造工程の断面図を図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）（ｂ）に示す。本実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、基板１１１上の陽極１１２上に形成された、正孔の注入や輸送を行うための正孔輸送材（機能性材料）を含む正孔輸送層（機能性材料層）１１６と、該正孔輸送層１１６上に形成された、発光材（機能性材料）を含む発光層（機能性材料層）１１７とを有する有機ＥＬ素子を例に挙げ、該有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【００４５】
図４は、有機ＥＬ素子の製造工程フローを示すフローチャートであり、以下では、該図４に基づいて、有機ＥＬ素子の製造工程について説明する。
【００４６】
本実施の形態の有機ＥＬ素子の製造にあたっては、まず、スパッタ法等により、ガラス等の基板１１１（図２（ａ））上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層を形成する。そして、図４のＳ１にて、ＩＴＯ膜が形成されてなる基板１１１を洗浄し（基板洗浄工程）、その後、該ＩＴＯ膜のパターニングを行って、所望の電極パターンを形成する（図４のＳ２、ＩＴＯパターニング工程）。ここでは、電極がマトリクス状に形成されるように、パターニングを行う。これにより、図２（ａ）に示すように、基板１１１上には、ＩＴＯからなる透明な複数の陽極１１２が、所定間隔を隔ててマトリクス状に形成される。
【００４７】
次いで、上記陽極１１２が形成されてなる基板１１１上に、ＳｉＯ２をスパッタ法によって成膜し、ＳｉＯ２膜を形成する。続いて、バッファードフッ酸をエッチング液として、フォトリソグラフィーによる該ＳｉＯ２膜のパターニングを行う。このとき、図２（ｂ）に示すように、陽極１１２間にて、隣り合う陽極１１２間にて、各陽極１１２の端部を覆うようにＳｉＯ２膜のパターニングを行うって、陽極１１２表面の一部を露出させ、格子状のＳｉＯ２層１１３を形成する（図４のＳ３、ＳｉＯ２パターニング工程）。これにより、基板１１１表面は、陽極１１２又はＳｉＯ２層１１３で覆われた状態となる。このＳｉＯ２層１１３は、陽極１１２間のリーク防止のために設けられている。
【００４８】
次に、基板１１１上の陽極１１２及びＳｉＯ２層１１３上に、２μｍ〜２．５μｍ程度の膜厚となるように、スピンコート法によって感光性樹脂を塗布する。そして、陽極１１２表面と、ＳｉＯ２層１１３表面の一部とが露出するように、格子状にパターニングを行い、図２（ｃ）に示すように、感光性樹脂が硬化してなる隔壁１１４を形成する（図４のＳ４、隔壁パターニング工程）。言い換えれば、上記パターニングは、上記ＳｉＯ２パターニング工程（Ｓ３）で形成されたＳｉＯ２層１１３の周縁部の表面が露出し、ＳｉＯ２層１１３の表面の中央付近に隔壁１１４が形成されるように行えばよい。
【００４９】
これにより、マトリクス状に形成された各陽極１１２の周囲が、ＳｉＯ２層１１３及び隔壁１１４で取り囲まれ、図２（ｃ）に示すように、各陽極１１２毎に区画された開口部１１５が形成される。詳細は後述するが、この隔壁１１４によって区画されて形成された開口部１１５に、上記した正孔輸送層１１６や発光層１１７が形成されて、画素領域が形成されることになる。言い換えれば、上記隔壁１１４は、正孔輸送層１１６や発光層１１７の層形成材料を形成するための開口部１１５を設けるために形成される。
【００５０】
続いて、陽極１１２表面、及び、隔壁１１４によって覆われずに露出しているＳｉＯ２層１１３表面の親液性を向上するために、陽極１１２表面に、１７０ｎｍ〜１７５ｎｍの紫外線を３０秒〜５分間照射する（図４のＳ５、親液化／撥液化処理工程）。ここで、上記親液性とは、後段の工程で用いる、正孔輸送層１１６や発光層１１７を形成するための層形成材料である機能性材料を、適当な溶媒に分散あるいは溶解してなる混合物である機能性材料溶液に対して、陽極１１２表面及びＳｉＯ２層１１３表面が親和性を示すことをいう。従って、上記親液化処理により、陽極１１２表面上に形成される正孔輸送層１１６が、陽極１１２表面に密着した状態にて形成することが可能になる。なお、この親液化処理は、上記紫外線照射の他、酸素プラズマ処理によって行ってもよい。
【００５１】
上記親液化処理工程に続いて、隔壁１１４表面の撥液性を高めるために、隔壁１１４表面に対して、ＣＦ４プラズマ処理を行う（図４のＳ５、親液化／撥液化処理工程）。該ＣＦ４プラズマ処理の処理条件は、ガス圧１Ｐａ〜１０Ｐａ、ＣＦ４ガス流量を１０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ、電力５Ｗ〜５０Ｗ、処理時間３０秒〜１０分間の範囲内で、適宜選択すればよい。ここで、撥液性とは、隔壁１１４表面が、後段の工程で用いる上記機能性材料溶液をはじく性質をいう。それゆえ、上記撥液化処理を行うにより、陽極１１２表面上に正孔輸送層１１６及び発光層１１７を形成する場合に、機能性材料溶液の着弾位置がずれて、その一部が隔壁１１４表面に付着した場合にも、付着した機能性材料溶液が隔壁１１４上にてはじかれて、陽極１１２又は正孔輸送層１１６上に移動する。これにより、隔壁１１４上の所望しない位置に、機能性材料溶液が付着することを防止することができる。
【００５２】
上記のように、親液化／撥液化処理が行われた基板１１１の開口部１１５に、インクジェット方式で、正孔輸送層１１６及び発光層１１７を形成する。具体的には、図４に示すＳ６の正孔輸送材吐出工程（混合物吐出工程）では、まず、適当な溶媒に、正孔輸送材を分散あるいは溶解して、正孔輸送材溶液（混合物）を調製する。
【００５３】
上記正孔輸送材としては、例えば、ポルフィリン系化合物、ポリアニリン、ポリシラン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリエチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との混合物等の導電性化合物を用いればよい。また、上記正孔輸送材を分散又は溶解する溶媒としては、上記正孔輸送材を分散又は溶解し得る溶媒であればよく、用いる正孔輸送材に応じて適宜選択すればよい。具体的には、水、メタノールやエタノール等のアルコール類、ホルムアミド等のアミド系溶媒等を用いればよい。上記溶媒は、１種を用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上記正孔輸送材溶液には、上記した正孔輸送材及び溶媒の他の物質が含まれていてもよいものとする。
【００５４】
次いで、図３（ａ）に示すように、インクジェット式の記録ヘッドである溶液吐出ヘッド（吐出用ヘッド）１０１の図示しない吐出ノズルを、基板１１１上の開口部１１５の中央に位置するように配置して、該溶液吐出ヘッド１０１から上記正孔輸送材溶液１０７を吐出する。なお、上記正孔輸送材溶液は、溶液吐出ヘッド１０１によって好適に吐出されるように、粘度及び表面張力を調整することが好ましい。具体的な粘度及び表面張力は、用いる溶液吐出ヘッド１０１によって異なるが、通常、粘度は５ｃＰ〜２０ｃＰの範囲内、表面張力は２５ｄｙｎ／ｃｍ〜４０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが好ましい。また、開口部１１５内への正孔輸送材溶液の吐出量は、画素の寸法、正孔輸送材溶液中の固形分濃度、正孔輸送層に必要とされる膜厚、使用する溶液吐出ヘッド１０１の仕様等に基づいて決定すればよい。
【００５５】
その後、図４に示すＳ７の溶媒蒸気暴露処理工程（暴露処理工程）にて、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液上に、インクジェット式の記録ヘッドである蒸気噴出ヘッド（噴出用ヘッド）を配置する。そして、この蒸気噴出ヘッドから、正孔輸送材溶液の溶媒を気化した溶媒蒸気を、開口部１１５内の正孔輸送材溶液上に噴出した状態で、所定時間、蒸気噴出ヘッドを保持する。これにより、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液が、溶媒蒸気によって暴露される。
【００５６】
上記蒸気噴出ヘッドからの溶媒蒸気の噴出量は、溶媒の液温や、蒸気噴出ヘッド、及び、蒸気噴出ヘッドに溶媒蒸気を供給する溶媒用配管の温度制御によって調節すればよい。これら各部の温度は、正孔輸送材、溶媒の揮発性、形成する正孔輸送層の層厚等に応じて、適切な温度を選択すればよい。また、暴露処理時間は、開口部１１５内にて、正孔輸送材溶液表面が平坦であり、かつ、陽極１１２表面から正孔輸送材溶液表面までの高さが一定（以下、正孔輸送材溶液の厚さが均一と記載する）となるように広がった状態となるまでの時間を設定すればよい。ここで、正孔輸送材溶液の開口部１１５全体に広がるために必要となる時間は、溶媒蒸気の噴出量に依存する。そのため、暴露処理時間は、溶媒蒸気の噴出量を制御することによって、調整することが好ましい。
【００５７】
このように、開口部１１５内の正孔輸送材溶液上に、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気を噴出させることにより、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制することができる。これにより、開口部１１５内の正孔輸送材溶液は、溶液吐出ヘッド１０１から吐出された後の、溶媒の蒸発による濃度変化（濃度上昇）を抑制することができるので、流動性が低下することはない。その結果、正孔輸送材溶液は、時間の経過とともに、開口部１１５内に、平坦かつ一様に、広がって塗布されることになる。
【００５８】
すなわち、溶液吐出ヘッド１０１ａを用いて、正孔輸送材溶液を吐出した場合、開口部１１５内の、溶液吐出ヘッド１０１から吐出された正孔輸送材溶液が着弾した位置とその周囲とでは、正孔輸送材溶液の厚さが異なってしまう。つまり、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液が着弾することによって、正孔輸送材溶液の着弾した吐出位置が窪んだ状態となる。そのため、正孔輸送材溶液の吐出終了直後の開口部１１５内では、図７に示すように、開口部１１５の中心にある正孔輸送材溶液の吐出位置の厚さが、該吐出位置の周辺部の正孔輸送材溶液の厚さよりも薄くなってしまう。
【００５９】
一般に、正孔輸送材溶液は、開口部１１５内に吐出された直後から溶媒が蒸発する。溶媒が蒸発すると、正孔輸送材溶液の流動性が低下し、開口部１１５内に、正孔輸送材溶液が均一な厚さで一様に広がることが困難となる。それゆえ、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液を乾燥すると、得られる正孔輸送層１１６（図３（ｂ））の膜厚も不均一になってしまう。
【００６０】
正孔輸送層１１６の膜厚の不均一を防止し、均一な膜厚の正孔輸送層１１６を得るためには、溶液吐出ヘッド１０１からの正孔輸送材溶液の吐出後、開口部１１５内に、均一な厚さとなるように、正孔輸送材溶液を広げる必要がある。そこで、本実施の形態では、開口部１１５内に正孔輸送材溶液が吐出された後に、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気を噴出させている。これにより、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気が吐出されている間は、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発が抑制される。その結果、溶媒蒸気が吐出されている暴露処理期間は、正孔輸送材溶液の流動性が低下することはないので、図５に示すように、開口部１１５内に均一な厚さになるように正孔輸送材溶液が広がって、塗布されることになる。
【００６１】
また、蒸気噴出ヘッドとしてインクジェット方式の記録ヘッドを用いているので、正孔輸送材溶液が吐出された開口部１１５内を重点的に溶媒蒸気で満たすことができる。このように、蒸気噴出ヘッドを用いれば、正孔輸送材溶液が吐出された開口部１１５を溶媒蒸気で充満させることができる。これにより、暴露処理に用いる溶媒蒸気の量を必要最小限にとどめることができるので、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を抑制し、有機ＥＬ素子の製造工程における安全性を向上することができる。
【００６２】
続いて、このように開口部１１５内に均一な厚さで広がった正孔輸送材溶液から、図４に示すＳ８の乾燥処理工程（溶媒除去工程）にて、溶媒を乾燥除去して、正孔輸送層１１６を得る。該乾燥処理における乾燥温度及び乾燥時間は、用いる正孔輸送材、溶媒の揮発性、形成する正孔輸送層１１６の層厚等に応じて、適宜設定すればよい。これにより、平坦で、層厚が均一な正孔輸送層１１６を得ることができる。
【００６３】
次に、図４に示すＳ９の発光材吐出工程（混合物吐出工程）にて、上記正孔輸送層１１６上に、発光層１１７を形成する。すなわち、該発光材吐出工程では、まず、適当な溶媒に、発光材を分散あるいは溶解して、発光材溶液（混合物）を調製する。上記発光材は、所望する色の発光が得られる色素材料を適宜選択すればよく、例えば、ポリビニルカルバゾール類、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体等の有機系の色素材料を用いればよい。また、上記発光材を分散又は溶解するための溶媒としては、クロロホルム等のハロゲン化溶媒、メタノールやエタノール等のアルコール類、ホルムアミド等のアミド系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、テトラヒドロフラン、水等、用いる発光材に応じて適宜選択すればよい。これらの溶媒は、１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上記発光材溶液には、上記した発光材及び溶媒の他、例えば正孔輸送材等の物質が含まれていてもよいものとする。
【００６４】
上記発光材溶液を用いて、正孔輸送層１１６を形成する手法と同様の手法で、発光層１１７を形成すればよい。すなわち、まず、正孔輸送層１１６を形成するために用いた上記溶液吐出ヘッド１０１とは別の、図示しないインクジェット式の記録ヘッドである溶液吐出ヘッド用いて、上記開口部１１５内の正孔輸送層１１６上に、上記発光材溶液を吐出する（図４のＳ９、発光材吐出工程（混合物吐出工程））。
【００６５】
その後、図４に示すＳ１０の溶媒蒸気暴露処理工程（暴露処理工程）にて、開口部１１５内の発光材溶液上に、図示しない蒸気噴出ヘッドの噴出ノズルを配置する。そして、この蒸気噴出ヘッドから、発光材溶液の溶媒を気化した溶媒蒸気を、発光材溶液上に噴出して、暴露処理を行う。この暴露処理により、前述したように、発光材溶液を開口部１１５内に平坦かつ均一な厚さで広げることができる。また、該暴露処理を、必要最小限の溶媒蒸気を用いて行うことができるので、暴露処理工程における安全性を確保することができる。
【００６６】
続いて、開口部１１５内に、発光材溶液が平坦かつ均一な厚さで広がった状態とした後、図４に示すＳ１１の乾燥処理工程（溶媒除去工程）にて、発光材溶液から溶媒を乾燥除去し、発光層１１７を形成する。これにより、図３（ｂ）に示すように、平坦で、層厚が均一な発光層１１７を得ることができる。
【００６７】
なお、上記発光材溶液の粘度及び表面張力は、用いる溶液吐出ヘッドによって異なるが、前記した正孔輸送材溶液の粘度及び表面張力と同じ程度であればよい。また、開口部１１５内への発光材溶液の吐出量は、画素の寸法、発光材溶液中の固形分濃度、発光層に必要とされる膜厚、使用する溶液吐出ヘッドの仕様等に基づいて決定すればよい。
【００６８】
さらに、発光材溶液に含まれる溶媒を噴出する蒸気噴出ヘッドからの溶媒蒸気の噴出量は、溶媒の液温や、該蒸気噴出ヘッド、及び、該蒸気噴出ヘッドに溶媒蒸気を供給する溶媒用配管の温度制御によって調節すればよい。また、溶媒の液温、蒸気噴出ヘッド、溶媒用配管の温度は、発光材、溶媒の揮発性、形成する発光層の層厚等に応じて、適切な温度を選択すればよい。
【００６９】
また、Ｓ１０における暴露処理時間は、開口部１１５内に、発光材溶液が平坦に、均一な厚さで広がった状態となるまでの時間を設定すればよい。ここで、発光材溶液の開口部１１５全体に広がるために必要となる時間は、溶媒蒸気の噴出量に依存する。そのため、暴露処理時間は、溶媒蒸気の噴出量を制御することによって、調整することが好ましい。さらに、乾燥処理における乾燥温度及び乾燥時間は、用いる発光材、溶媒の揮発性、形成する発光層の層厚等に応じて、適宜設定すればよい。
【００７０】
上記正孔輸送層１１６及び発光層１１７が形成された開口部１１５が、有機ＥＬ素子における画素領域となる。このように形成された画素領域の発光層１１７上に、図４に示す陰極蒸着工程（Ｓ１２）にて、Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌ等の金属からなる陰極１１８を抵抗加熱蒸着法によって形成する（図３（ｂ））。そして、（Ｓ１３の封止貼り合わせ工程）にて、陰極上に対向ガラス基板を貼り合わせることにより、本実施の形態の有機ＥＬ素子が得られる。
【００７１】
以上の有機ＥＬ素子の製造は、図１に示す有機ＥＬ素子の製造装置を用いて行うことができる。なお、以下では、説明の便宜上、有機ＥＬ素子の製造装置を用いて、正孔輸送層１１６を形成する工程（図４のＳ６・Ｓ７）について説明するが、発光層１１７も、同様の構成の製造装置を用いて形成することができる。
【００７２】
上記製造装置は、インクジェット方式の有機ＥＬ素子の製造装置であって、図１に示すように、溶液吐出ヘッド１０１、蒸気噴出ヘッド１０２、溶液供給容器１０３、溶媒供給容器１０４、上記溶液吐出ヘッド１０１と溶液供給容器１０３とを接続する溶液用配管１０５、上記蒸気噴出ヘッド１０２と溶媒供給容器１０４とを接続する溶媒用配管１０６を備えている。
【００７３】
上記溶液吐出ヘッド１０１は、上記正孔輸送材溶液を吐出するためのノズルが形成されたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから開口部１１５に、正孔輸送材溶液を吐出する。この溶液吐出ヘッド１０１は、上記正孔輸送材溶液を収容している溶液供給容器１０３に、溶液用配管１０５を介して接続されており、溶液吐出ヘッド１０１には、溶液供給容器１０３から正孔輸送材溶液が供給されるようになっている。
【００７４】
また、上記蒸気噴出ヘッド１０２は、上記溶液吐出ヘッド１０１と同じ形状のヘッド（ノズル及びノズル面）を有している。このように、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２に対し、同じ形状のヘッドを用いることにより、溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とで、共通のヘッド及びヘッドホルダを使用することができる。これにより、製造装置に使用する部品の種類を低減することができるとともに、同一種類の部品の使用数量を増加させるので、量産性を向上してコストを削減することができる。
【００７５】
なお、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２は、完全に同一の形状であってもよいが、ヘッドの形状に大きな差がない実質的に同一の形状であってもよい。すなわち、溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とが実質的に同一の形状を有していれば、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２に用いる電極や配線等を可能な限り共通の部品で構成することができる。従って、実質的に同一の形状を有する溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２を用いることによっても、同一種類の部品の使用数量を増加させて量産性を向上し、部品コストを削減することができる。
【００７６】
上記蒸気噴出ヘッド１０２に備えられたノズルからは、上記正孔輸送材溶液を調製する際に用いた溶媒が溶媒蒸気１０８として噴出される。この蒸気噴出ヘッド１０２は、上記溶媒を収容している溶媒供給容器１０４に、溶媒用配管１０６を介して接続されている。上記蒸気噴出ヘッド１０２、溶媒供給容器１０４、溶媒用配管１０６は、いずれも、温度制御が可能な温度制御手段であるヒータを備えている。これにより、溶媒供給容器１０４に収容されている溶媒が、加熱されることによって気化して溶媒蒸気となり、該溶媒蒸気が蒸気噴出ヘッド１０２に供給される。
【００７７】
上記構成を備えた有機ＥＬ素子の製造装置は、開口部１１５が形成された基板１１１がセットされると、該基板１１１が上記溶液吐出ヘッド１０１に対向した状態となる。そして、溶液吐出ヘッド１０１から、基板１１１の開口部１１５に、正孔輸送材溶液が吐出される。続いて、基板１１１を、図１中の矢印方向に移動させ、開口部１１５内に順に正孔輸送材溶液を吐出していく。上記基板１１１の移動は、図示しない可動式の基板ステージを用いればよい。該基板ステージを用いることにより、製造装置内の任意の場所に、基板１１１を移動させることができる。
【００７８】
また、上記基板１１１の移動に伴って、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液上に、蒸気噴出ヘッド１０２が配置され、該蒸気噴出ヘッド１０２から溶媒蒸気が噴出される。これにより、開口部１１５内の正孔輸送材溶液が、溶媒蒸気に曝されて暴露され、開口部１１５内にて正孔輸送材溶液が平坦化される。さらに、上記のように、基板ステージを用いて基板１１１を移動させることができるので、所望する開口部１１５に対して重点的に、溶媒蒸気による暴露処理を行うことができる。
【００７９】
ここで、上記溶液吐出ヘッド１０１から正孔輸送材溶液を開口部１１５に吐出した後、基板１１１を移動することによって、該開口部１１５上に、蒸気噴出ヘッド１０２を配置して、溶媒蒸気を噴出することが好ましい。これにより、開口部１１５に正孔輸送材溶液が吐出された後、連続して、溶媒蒸気による暴露処理が実行されるので、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、効率よく正孔輸送材溶液を平坦化することができる。
【００８０】
また、基板１１１上の複数の開口部１１５内に順次、正孔輸送材溶液を吐出する場合には、正孔輸送材溶液１０７の吐出と、溶媒蒸気１０８の噴出とを連続して行うことにより、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液から蒸発する溶媒の量を大幅に低減することができる。これにより、正孔輸送材溶液の流動性の低下が引き起こされ難くなるので、正孔輸送材溶液の塗布を効率よく行って、上記有機ＥＬ素子の製造装置のタクトタイムを短縮することができる。
【００８１】
なお、上記製造装置では、基板１１１を搬送して、各開口部１１５への正孔輸送材溶液や溶媒蒸気の吐出を行っているが、基板１１１を固定して、該基板１１１上を溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２が走査することにより、各開口部１１５に正孔輸送材溶液や溶媒蒸気を吐出する構成であってもよい。あるいは、基板１１１、溶液吐出ヘッド１０１、蒸気噴出ヘッド１０２のいずれもが移動可能である構成であってもよい。
【００８２】
また、上記製造装置に備えられた蒸気噴出ヘッド１０２は、溶液吐出ヘッド１０１のヘッドと同じ形状のヘッドを有しているが、溶媒蒸気の効率的な噴出に適した形状のヘッドを用いてもよい。すなわち、例えば、溶液吐出ヘッド１０１のノズル面（吐出ノズル面）の面積よりも広いノズル面（噴出ノズル面）を有する蒸気噴出ヘッド１０２を用いてもよい。これにより、蒸気噴出ヘッド１０２から溶媒蒸気が噴出される範囲を、溶液吐出ヘッド１０１から正孔輸送材溶液吐出される範囲よりも広くすることができる。なお、溶媒蒸気が噴出される範囲を広くする場合に、例蒸気噴出ヘッド１０２の噴出ノズルを、溶液吐出ヘッド１０１の吐出ノズル数より多くしてもよい。
【００８３】
これにより、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液全体に対して、まんべんなく溶媒蒸気を吹き付けることができるので、より一層、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、正孔輸送材溶液の流動性の低下を防止することができる。それゆえ、吐出された正孔輸送材溶液の平坦化や、吐出された正孔輸送材溶液の均一な厚さでの塗布を効率よく行って、平坦かつ均一な層厚の正孔輸送層を形成することができる。さらに、正孔輸送材溶液の塗布を効率よく行うことができるので、タクトタイムを短縮することができる。
【００８４】
また、上記溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とは、一体化されていてもよい。これにより、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２を支持する支柱やヘッドホルダ等の支持部材を一体化することができるので、部品点数を削減することができる。さらに、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の走査を制御するための制御機構を一体化して簡略化することができる。
【００８５】
このように、支持部材や制御機構を一体化することにより、有機ＥＬ素子の製造装置内に配置される支持部材及び制御機構の配置スペースを縮小することができる。従って、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の走査スペースを広く確保することができるので、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の操作性を向上することができる。
【００８６】
さらに、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２が一体化されているので、基板１１１上にライン状に形成された開口部１１５に、順次ライン毎に、正孔輸送材溶液を吐出する場合には、正孔輸送材溶液の溶液吐出ヘッド１０１からの吐出と、溶媒蒸気の、蒸気噴出ヘッド１０２からの噴出とを並行して行うことができる。すなわち、基板１１１上の或るライン上に形成された開口部１１５に対して吐出された正孔輸送材溶液に対して、蒸気噴出ヘッド１０２が溶媒蒸気１０８を噴出して暴露処理を実行している間に、溶液吐出ヘッド１０１は、他のライン上に形成された開口部１１５に正孔輸送材溶液を吐出することができる。従って、正孔輸送材吐出工程と暴露処理工程とを連続に、かつ並行して行うことができるのでタクトタイムの短縮化を図ることができる。
【００８７】
また、上記構成の有機ＥＬ素子の製造装置にて、発光層１１７を形成する場合には、発光材溶液用の溶液吐出ヘッド、溶液供給容器、溶液用配管；発光材溶液に用いている溶媒用の蒸気噴出ヘッド、溶媒供給容器、溶媒用配管をさらに設ければよい。これらの各部材の構成については、正孔輸送層を形成するために用いられた各部材の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８８】
さらに、本実施の形態では、正孔輸送層及び発光層の２層を備えた有機ＥＬ素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、正孔輸送層を有さず、発光層の１層を備えた有機ＥＬ素子を製造する場合には、正孔輸送層を形成するための各部材を備えていない有機ＥＬ素子の製造装置を用いてもよい。あるいは、発光層における発光現象を効率よくかつ良好に得るために設けられる正孔輸送層以外の、例えば電子輸送層や励起子（励起した発光材）やキャリア（正孔・電子）の進入を防止するブロック層等の機能性材料層を有する有機ＥＬ素子を形成する場合には、該機能性材料層を形成するための各部材をさらに設けてもよい。
【００８９】
【実施例】
〔実施例〕
本発明の実施例について、図２及び図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９０】
図２（ａ）に示すように、ガラス製の基板上１１１に、スパッタリング法によってＩＴＯ膜を形成し、該ＩＴＯ膜のパターニングを行って陽極１１２を形成した。次いで、ＩＴＯ膜を形成したガラス基板１１１上に、ＳｉＯ２をスパッタリング法によって１５０ｎｍの膜厚となるように成膜して、ＳｉＯ２膜を形成した。続いて、バッファードフッ酸をエッチング液として用い、フォトリソグラフィーによってＳｉＯ２膜をパターニングして、陽極１１２が露出するように、ＳｉＯ２層１１３を形成した（図２（ｂ））。次に、パターニングしたＳｉＯ２層１１３及び陽極１１２上に、感光性アクリル樹脂を厚さ２μｍとなるように、スピンコート法で塗布し、露光及び現像を行って、ＳｉＯ２層上に隔壁１１４を形成した（図２（ｃ））。これによって得られた隔壁１１４に囲まれた開口部１１５の面積は、約１１，０００μｍ２であった。
【００９１】
次いで、正孔輸送材として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリエチレンスルホン酸との混合物）を用い、該ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを分散又は溶解させる溶媒として水を用いて、正孔輸送材溶液であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を調製した。ここで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液は、粘度が約６ｃＰ、表面張力が３７ｄｙｎ／ｃｍとなるように調製した。
【００９２】
有機ＥＬの製造装置に備えられたノズル径が５５μｍの溶液吐出ヘッド１０１から、室温条件下、８０ｐｌ〜１００ｐｌの吐出量で、上記開口部１１５に、上記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を吐出した。続いて、開口部１１５に吐出されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液上に、溶媒吐出ヘッドから水蒸気を１８０秒間噴出させて、暴露処理を行った。その後、開口部１１５内にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液が塗布された基板１１１をホットプレート上で、２００℃にて、５分間乾燥させて、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液中の溶媒である水を乾燥除去して、正孔輸送層１１６を形成した。
【００９３】
次に、発光材としてポリフルオレン系緑色材料を用い、該ポリフルオレン系緑色材料を分散又は溶解させる溶媒として芳香族系の混合溶媒を用いて、発光材溶液であるポリフルオレン系溶液を調製した。ここで、ポリフルオレン系溶液は、粘度が約６ｃＰ、表面張力が３７ｄｙｎ／ｃｍとなるように調製した。
【００９４】
その後、上記正孔輸送層１１６上に、有機ＥＬの製造装置の、ノズル径が５５μｍの溶液吐出ヘッドから、室温条件下、８０ｐｌ〜１００ｐｌの吐出量でポリフルオレン系溶液を吐出した。続いて、開口部１１５に吐出されたポリフルオレン系溶液上に、溶媒吐出ヘッドから、ポリフルオレン系溶液の溶媒として用いた芳香族系の混合溶媒を気化した溶媒蒸気を３００秒間噴出させて、暴露処理を行った。その後、ポリフルオレン系溶液が塗布された基板１１１をホットプレート上で、２００℃にて、１時間乾燥させて、ポリフルオレン系溶液中の溶媒を乾燥除去して、発光層１１７を形成して、サンプルを得た。
【００９５】
上記サンプルの、正孔輸送層と発光層との合計の層厚を、触針計を用いて測定した結果を図６の（Ａ）の線で示す。なお、図６に示すグラフ中、横軸は、基板１１１の端部からの距離（μｍ）を表し、縦軸は、陽極１１２表面からの高さ（ｎｍ）を表している。また、図６に示すグラフ中、（Ｃ）の線は、正孔輸送層及び発光層を形成するまえの開口部１１５の形状を示している。
【００９６】
〔比較例〕
開口部１１５に吐出されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液上に、溶媒吐出ヘッドから水蒸気を噴出させる暴露処理、及び、ポリフルオレン系溶液上に、芳香族系の混合溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出させる暴露処理を行わなかった以外は、上記実施例と同様の操作を行って、比較用サンプルを得た。
【００９７】
上記比較用サンプルの、正孔輸送層と発光層との合計の層厚を、触針計を用いて測定した結果を図６の（Ｂ）の線で示す。
【００９８】
図６に示すように、溶媒蒸気による暴露処理を行った場合の開口部１１５内に形成された層の層厚（図中、（Ａ））は、該暴露処理を行わなかった場合の層厚（図中、（Ｂ））に比べて、平坦性が改善されていることがわかる。このことから、溶媒蒸気による暴露処理を行うことにより、より平坦かつ均一な層厚で、正孔輸送層及び発光層を形成することができることがわかる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、以上のように、インクジェット式の記録ヘッドである吐出用ヘッドから機能性材料と溶媒とを含む混合物を基板上に吐出する混合物吐出工程と、該基板上に吐出された混合物から溶媒を除去して機能性材料層を形成する溶媒除去工程との間に、上記混合物吐出工程にて吐出用ヘッドから吐出された混合物を、上記溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する暴露処理工程を有する方法である。
【０１００】
それゆえ、上記暴露処理工程により、基板上の混合物から、溶媒が蒸発することを防止することができるので、混合物の流動性の低下を防止することができる。従って、上記吐出用ヘッドから吐出された直後の混合物が、上記暴露処理によって基板上に一様に広がるので、暴露処理工程後に、溶媒除去工程を行って形成される機能性材料層を、平坦かつ均一な層厚で得ることができる。
【０１０１】
これにより、均一な膜厚の機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、以上のように、インクジェット式の記録ヘッドとして、少なくとも、機能性材料と溶媒とを含む混合物を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有しているものである。
【０１０３】
それゆえ、上記吐出用ヘッドと同様のインクジェット式の記録ヘッドを用いて、暴露処理を実行することができるので、上記した暴露処理工程のために、複雑な装置を必要とすることなく、簡便かつ容易に暴露処理を行うことができるという効果を奏する。
【０１０４】
また、噴出用ヘッドとして、インクジェット式の記録ヘッドを用いているので、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、直接溶媒蒸気を噴射することができので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火、有機ＥＬ素子の製造時における火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子の製造の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における有機ＥＬ素子の製造装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、図２（ａ）〜（ｃ）に示す有機ＥＬ素子の製造工程の続きを示す断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子の製造工程フローをフローチャートである。
【図５】基板上の開口部に吐出された正孔輸送溶液が平坦かつ均一に塗布された理想的な状態を示す断面図である。
【図６】実施例及び比較例にて作成した、有機ＥＬ素子のサンプル及び比較サンプルの、正孔輸送層及び発光層の層厚を示すグラフである。
【図７】基板上の開口部に吐出された正孔輸送溶液が不均一に塗布された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１ 溶液吐出ヘッド（吐出用ヘッド）
１０２ 蒸気噴出ヘッド（噴出用ヘッド）
１０３ 溶液供給容器
１０４ 溶媒供給容器
１０５ 溶液用配管
１０６ 溶媒用配管
１０７ 正孔輸送材溶液（混合物）
１０８ 溶媒蒸気
１１１ 基板
１１２ 陽極
１１３ ＳｉＯ２層
１１４ 隔壁
１１５ 開口部
１１６ 正孔輸送層（機能性材料層）
１１７ 発光層（機能性材料層）
１１８ 陰極
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置及びその製造方法に関し、特にインクジェット法を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する製造装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に、発光性の有機分子を含む薄膜（以下、発光層）が挟み込まれた構造を有している。このような構造を有する有機ＥＬ素子の陽極及び陰極に電荷が印加されると、陽極から注入された正孔（ホール）と、陰極から注入された電子とが、上記発光層中で再結合する。この正孔と電子との再結合の際に生じるエネルギーは、上記発光層中の有機分子を励起する。そして、励起された有機分子のエネルギー状態が、励起状態から基底状態へと変化する際に、上記有機分子が発光する。
【０００３】
このように、有機ＥＬ素子は、電荷の印加によって有機分子の発光を得ることができるので、有機ＥＬ素子を発光素子として用いた有機ＥＬディスプレイは、薄型軽量化が可能、高速応答、高視野角、高コントラスト等の優れた特性を備えた次世代型のフラットパネルディスプレイの有力候補として、注目を集めている。
【０００４】
上記有機ＥＬ素子は、一般に、該有機ＥＬ素子の発光層中に含まれる有機分子の種類によって、製造方法が異なっている。例えば、有機分子として高分子化合物を用いる場合には、上記発光層は、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法等の湿式法によって成膜される。また、有機分子として低分子化合物を用いる場合には、真空蒸着法やスパッタリング法等の成膜法によって、上記発光層が作製される。
【０００５】
上記の成膜方法のうち、高分子化合物を用いた有機ＥＬ素子の発光層の作製に用いられているインクジェット法は、有機ＥＬディスプレイの大面積化に対応が可能、材料（有機分子）の使用効率が非常に高い、マスクを用いることなくパターニングが可能等の優れた利点を有している。そのため、従来より、上記インクジェット法を用いた有機ＥＬ素子の作製に関する研究開発が盛んに行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、電極間に、導電性分子を含んでなる正孔注入輸送層や、発光性の有機分子を含んでなる発光層を有する有機ＥＬ素子を作製する場合に、インクジェット式記録ヘッドを用いて、正孔注入輸送層や発光層を形成することが開示されている。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法では、スピンコート法によって、平坦かつ均一な膜厚の発光層を形成する場合に、陽極を形成した基板上に、有機分子を適当な溶媒に溶かしてなる有機溶液を塗布する工程を、該溶媒を気化させた溶媒蒸気中で行うことが開示されている。このように、溶媒蒸気中で、スピンコート法による有機溶液の塗布を行うことにより、塗布工程時における有機溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、基板上の中心部及び周辺部での有機溶液の濃度を一定に保って、発光層を均一かつ平坦に形成している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１０６２７８号公報（公開日：２０００年４月１１日）
【０００９】
【特許文献２】
特開２００２−３１３５６６号公報（公開日：２００２年１０月２５日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、湿式法を用いて発光層を形成する場合、発光性の有機分子を適当な溶媒に溶かした有機溶液を基板等に塗布した後、該有機溶液中の溶媒を蒸発させることによって、薄膜状の発光層を形成する。
【００１１】
従って、上記特許文献１に記載のように、インクジェット方式によって、発光層を形成する場合には、まず、上記陽極上の区画された領域（以下、区画領域）毎に、インクジェット式の記録ヘッドのインク吐出ノズル孔から、上記有機溶液が吐出される。そのため、まず、区画領域のインク吐出ノズル孔に対向する位置に、上記有機溶液が吐出された後、この吐出位置を中心として、その周囲に有機溶液が広がることにより、区画領域内が有機溶液によって充填される。その後、加熱処理等の乾燥処理を行って、有機溶液中の溶媒を蒸発させることにより、発光層が形成される。
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発光層の形成方法では、区画領域の中心付近にある有機溶液の吐出位置から、区画領域の周辺部へと、有機溶液が広がっていくため、有機溶液の吐出中における区画領域内での有機溶液の厚さは、上記吐出位置と周辺部とで異なってしまう。つまり、上記吐出位置には、インク吐出ノズル孔から有機溶液が着弾する。そのため、有機溶液の着弾した吐出位置とその周辺部とでは有機溶液の厚さが異なり、図７に示すように、区画領域内の中心部の吐出位置にある有機溶液の厚さが、区画領域内の周辺部にある有機溶液の厚さに比べて薄くなる。
【００１３】
これにより、区画領域内の有機溶液中の溶媒を蒸発させて形成された発光層は、区画領域内における中心部の厚さが、区画領域内における周辺部の厚さに比べて薄くなる。その結果、形成される発光層を平坦かつ均一に得ることが困難となってしまう。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法では、スピンコート法による有機溶液の基板上への塗布を、有機溶液に含まれる溶媒の蒸気中で行っている。しかしながら、インクジェット法では、インク吐出ノズル孔から有機溶液を基板上へ吐出することによって行うため、溶媒の蒸気中で有機溶液の吐出を行っても、均一な膜厚の発光層を形成することは困難である。つまり、インクジェット法では、上記特許文献２に記載の製造方法を用いても、有機溶液が着弾した基板上の吐出位置と該吐出位置の周辺部とでは、有機溶液の厚さが異なってしまう。それゆえ、有機溶液を乾燥させて形成される発光層の膜厚も、不均一になってしまう。
【００１５】
このように、有機ＥＬ素子の発光層が不均一な膜厚を有していると、有機ＥＬ素子から得られる発光特性が不均一となり、発光むらが生じてしまう。
【００１６】
さらに、上記有機溶液の溶媒蒸気は、トルエンやキシレン等の芳香族系の溶媒の蒸気であるため、引火や爆発が危惧される。そのため、このような溶媒蒸気の使用に際して、火災や爆発の発生を回避するための十分な安全対策が必要となる。しかしながら、上記特許文献２に記載の製造方法のように、基板全体を溶媒蒸気に曝すために、基板全体を覆うカバー内を溶媒蒸気で充満させた状態で、スピンコート法による有機溶液の塗布を行う場合、溶媒蒸気の使用量が多く、十分な安全性を確保することが困難となってしまう。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、均一な膜厚を有し、かつ、平坦化された発光層を効率よく形成し得る有機ＥＬ素子を安全に製造するための製造装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記課題を解決するために、インクジェット式の記録ヘッドである吐出用ヘッドから機能性材料と溶媒とを含む混合物を基板上に吐出する混合物吐出工程と、該基板上に吐出された混合物から溶媒を除去して機能性材料層を形成する溶媒除去工程とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、上記混合物吐出工程と溶媒除去工程との間に、上記混合物吐出工程にて吐出用ヘッドから吐出された混合物を、上記溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する暴露処理工程を有することを特徴としている。
【００１９】
ここで、上記機能性材料とは、有機ＥＬ素子の電極間に設けられ、有機ＥＬ素子の発光現象や、該発光現象を効率よくかつ良好に得るために設けられる機能性材料層を形成するための物質を少なくとも１種含んでなるものである。また、上記基板上に吐出するとは、基板上に直接、又は、基板上に形成された電極や、他の機能性材料層上に、間接的に吐出することをいうものとする。
【００２０】
上記の方法によれば、混合物吐出工程後に、吐出用ヘッドから基板上に吐出された混合物を、溶媒蒸気に曝す暴露処理を行っている。この暴露処理により、基板上に吐出された混合物に対して、混合物に含まれる溶媒の蒸気が供給される。これにより、基板上の混合物から、溶媒が蒸発することを防止することができるので、混合物の流動性の低下を防止することができる。
【００２１】
従って、上記吐出用ヘッドから吐出された直後の混合物が、基板上で不均一な厚さを有していても、上記暴露処理によって混合物の流動性が低下することがないので、基板上に混合物が一様に広がることになる。それゆえ、暴露処理工程後に、溶媒除去工程を行うことによって、機能性材料層を、平坦かつ均一な層厚で得ることができる。
【００２２】
このように、上記の製造方法によって機能性材料層を形成すれば、均一な膜厚の機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２３】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法において、上記暴露処理工程は、インクジェット式の記録ヘッドである噴出用ヘッドから溶媒蒸気を噴出して、上記混合物を暴露することが好ましい。
【００２４】
上記の方法によれば、インクジェット式の記録ヘッドである噴出用ヘッドを用いて、基板上に吐出された混合液に、溶媒蒸気を吹き付けることができる。従って、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、直接溶媒蒸気を噴射することができるので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子を安全に製造することができる。
【００２５】
また、噴出用ヘッドとして、上記吐出用ヘッドと同様のインクジェット式の記録ヘッドを用いて、暴露処理を実行することができるので、暴露処理のための複雑な装置を必要とすることなく、簡便かつ容易に暴露処理を行うことができる。
【００２６】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法において、上記混合物吐出工程と上記暴露処理工程とは、連続して実行されることが好ましい。
【００２７】
上記の方法によれば、混合物吐出工程を行った後に、暴露処理工程が連続的に行われるので、基板上に吐出された混合物からの溶媒の蒸発を大幅に低減することができる。これにより、混合物の流動性の低下が引き起こされ難くなるので、基板上に効率よく、混合物を均一な厚さで塗布することができる。
【００２８】
さらに、上記の方法によれば、特に、上記吐出用ヘッドから、基板上の複数箇所に、混合物を順次吐出する場合に、混合物吐出工程と暴露処理工程とを並行して行うことができるので、タクトタイムを短縮することができる。これにより、有機ＥＬ素子の製造を効率よく行うことができる。
【００２９】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、インクジェット式の記録ヘッドを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、上記記録ヘッドは、少なくとも、機能性材料と溶媒とを含む混合物を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有していることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドの吐出ノズルから吐出された混合物に対して、溶媒蒸気による暴露処理を行うために、噴出ノズルから溶媒蒸気を噴出する噴出用ヘッドを備えている。これにより、吐出用ヘッドから混合物を吐出した後に、該混合物に対して、噴出用ヘッドから噴出する溶媒蒸気を吹き付けることによって、混合物から溶媒が蒸発することを防止して、基板等に吐出された混合物を、平坦かつ一様に基板上に広げることができる。従って、混合物から溶媒を除去して得られる機能性材料層を平坦かつ均一な層厚で形成することができる。
【００３１】
このように、上記構成の有機ＥＬ素子の製造装置を用いれば、平坦化され、また均一な層厚を有する機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００３２】
また、噴出用ヘッドとして、インクジェット式の記録ヘッドを用いているので、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、噴出用ヘッドを配置して、直接溶媒蒸気を噴射することができる。従って、上記噴出用ヘッドを用いることにより、目的とする領域に重点的に溶媒蒸気を噴出することができる。さらに、目的とする領域に対して溶媒蒸気を噴射しているので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子の製造を安全に行うことができる。
【００３３】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドの形状と同じ形状である構成であってもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとで、共通のヘッド及びヘッドホルダを使用することができる。これにより、上記有機ＥＬ素子の製造装置に使用するインクジェット式の記録ヘッド用の部品の種類を低減することができる。また、同一種類の部品の使用数量を増加させるので、量産性を向上することができる。これにより、有機ＥＬ素子の製造装置にかかる部品コストを低減することができる。
【００３５】
なお、上記同じ形状とは、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが完全に同一の形状であること、及び、吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドのヘッドの形状に大きな差がない実質的に同一の形状であることを含むものとする。吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが実質的に同一の形状を有していれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとにいる電極や配線等の部品を共通の部品で構成することができる。従って、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとを実質的に同一の形状とすることによっても、部品の種類を低減するとともに同一種類の部品の使用数量を増加させて量産性を向上することができるので、部品コストを削減することができる。
【００３６】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドの噴出ノズルが形成された噴出ノズル面は、上記吐出用ヘッドの吐出ノズルが形成された吐出ノズル面よりも大きい面積を有している構成であってもよい。
【００３７】
上記の構成によれば、噴出用ヘッドの噴出ノズル面が、吐出用ヘッドの吐出ノズル面よりも広い面積を有している。それゆえ、吐出用ヘッドから吐出された混合物に対して、より広範囲に、溶媒蒸気を効率よく吹き付けることができるので、混合物からの溶媒の蒸発を効率よく抑制することができる。これにより、混合物の流動性の低下をより一層防止することができるので、吐出された混合物の平坦化、及び、吐出された混合物の均一な厚さでの塗布を、効率よく行うことができる。
【００３８】
さらに、上記の構成によれば、吐出された混合物全体をまんべんなく溶媒蒸気に曝すことが可能となるので、タクトタイムを短縮することにもつながる。
【００３９】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、上記の有機ＥＬ素子の製造装置において、上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドに一体的に設けられていることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、吐出用ヘッドと噴出用ヘッドとが一体化されている。そのため、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドを支持する支柱やヘッドホルダを一体化することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置の部品点数を削減することができる。また、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの走査を制御するための制御機構も一体化することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置の構成を簡略化することができる。
【００４１】
さらに、上記支柱やヘッドホルダを一体化し、制御機構を簡略化することにより、有機ＥＬ素子の製造装置内の、上記支柱やヘッドホルダ、制御機構の配置スペースを縮小することができる。これにより、上記吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの走査スペースを広く確保することができるので、有機ＥＬ素子の製造装置における吐出用ヘッド及び噴出用ヘッドの操作性を向上することができる。
【００４２】
また、噴出用ヘッドが吐出用ヘッドに一体的に設けられているので、混合物を吐出した後に、溶媒蒸気による暴露処理を連続的に行うことができる。これにより、機能性材料層を形成する際のタクトタイムを短縮して、有機ＥＬ素子の製造を効率よく行うことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４４】
本実施の形態の有機ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）の製造方法は、インクジェット方式によって、有機ＥＬ素子を作製するものである。該有機ＥＬ素子の製造工程の断面図を図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）（ｂ）に示す。本実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、基板１１１上の陽極１１２上に形成された、正孔の注入や輸送を行うための正孔輸送材（機能性材料）を含む正孔輸送層（機能性材料層）１１６と、該正孔輸送層１１６上に形成された、発光材（機能性材料）を含む発光層（機能性材料層）１１７とを有する有機ＥＬ素子を例に挙げ、該有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【００４５】
図４は、有機ＥＬ素子の製造工程フローを示すフローチャートであり、以下では、該図４に基づいて、有機ＥＬ素子の製造工程について説明する。
【００４６】
本実施の形態の有機ＥＬ素子の製造にあたっては、まず、スパッタ法等により、ガラス等の基板１１１（図２（ａ））上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層を形成する。そして、図４のＳ１にて、ＩＴＯ膜が形成されてなる基板１１１を洗浄し（基板洗浄工程）、その後、該ＩＴＯ膜のパターニングを行って、所望の電極パターンを形成する（図４のＳ２、ＩＴＯパターニング工程）。ここでは、電極がマトリクス状に形成されるように、パターニングを行う。これにより、図２（ａ）に示すように、基板１１１上には、ＩＴＯからなる透明な複数の陽極１１２が、所定間隔を隔ててマトリクス状に形成される。
【００４７】
次いで、上記陽極１１２が形成されてなる基板１１１上に、ＳｉＯ２をスパッタ法によって成膜し、ＳｉＯ２膜を形成する。続いて、バッファードフッ酸をエッチング液として、フォトリソグラフィーによる該ＳｉＯ２膜のパターニングを行う。このとき、図２（ｂ）に示すように、陽極１１２間にて、隣り合う陽極１１２間にて、各陽極１１２の端部を覆うようにＳｉＯ２膜のパターニングを行うって、陽極１１２表面の一部を露出させ、格子状のＳｉＯ２層１１３を形成する（図４のＳ３、ＳｉＯ２パターニング工程）。これにより、基板１１１表面は、陽極１１２又はＳｉＯ２層１１３で覆われた状態となる。このＳｉＯ２層１１３は、陽極１１２間のリーク防止のために設けられている。
【００４８】
次に、基板１１１上の陽極１１２及びＳｉＯ２層１１３上に、２μｍ〜２．５μｍ程度の膜厚となるように、スピンコート法によって感光性樹脂を塗布する。そして、陽極１１２表面と、ＳｉＯ２層１１３表面の一部とが露出するように、格子状にパターニングを行い、図２（ｃ）に示すように、感光性樹脂が硬化してなる隔壁１１４を形成する（図４のＳ４、隔壁パターニング工程）。言い換えれば、上記パターニングは、上記ＳｉＯ２パターニング工程（Ｓ３）で形成されたＳｉＯ２層１１３の周縁部の表面が露出し、ＳｉＯ２層１１３の表面の中央付近に隔壁１１４が形成されるように行えばよい。
【００４９】
これにより、マトリクス状に形成された各陽極１１２の周囲が、ＳｉＯ２層１１３及び隔壁１１４で取り囲まれ、図２（ｃ）に示すように、各陽極１１２毎に区画された開口部１１５が形成される。詳細は後述するが、この隔壁１１４によって区画されて形成された開口部１１５に、上記した正孔輸送層１１６や発光層１１７が形成されて、画素領域が形成されることになる。言い換えれば、上記隔壁１１４は、正孔輸送層１１６や発光層１１７の層形成材料を形成するための開口部１１５を設けるために形成される。
【００５０】
続いて、陽極１１２表面、及び、隔壁１１４によって覆われずに露出しているＳｉＯ２層１１３表面の親液性を向上するために、陽極１１２表面に、１７０ｎｍ〜１７５ｎｍの紫外線を３０秒〜５分間照射する（図４のＳ５、親液化／撥液化処理工程）。ここで、上記親液性とは、後段の工程で用いる、正孔輸送層１１６や発光層１１７を形成するための層形成材料である機能性材料を、適当な溶媒に分散あるいは溶解してなる混合物である機能性材料溶液に対して、陽極１１２表面及びＳｉＯ２層１１３表面が親和性を示すことをいう。従って、上記親液化処理により、陽極１１２表面上に形成される正孔輸送層１１６が、陽極１１２表面に密着した状態にて形成することが可能になる。なお、この親液化処理は、上記紫外線照射の他、酸素プラズマ処理によって行ってもよい。
【００５１】
上記親液化処理工程に続いて、隔壁１１４表面の撥液性を高めるために、隔壁１１４表面に対して、ＣＦ４プラズマ処理を行う（図４のＳ５、親液化／撥液化処理工程）。該ＣＦ４プラズマ処理の処理条件は、ガス圧１Ｐａ〜１０Ｐａ、ＣＦ４ガス流量を１０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ、電力５Ｗ〜５０Ｗ、処理時間３０秒〜１０分間の範囲内で、適宜選択すればよい。ここで、撥液性とは、隔壁１１４表面が、後段の工程で用いる上記機能性材料溶液をはじく性質をいう。それゆえ、上記撥液化処理を行うにより、陽極１１２表面上に正孔輸送層１１６及び発光層１１７を形成する場合に、機能性材料溶液の着弾位置がずれて、その一部が隔壁１１４表面に付着した場合にも、付着した機能性材料溶液が隔壁１１４上にてはじかれて、陽極１１２又は正孔輸送層１１６上に移動する。これにより、隔壁１１４上の所望しない位置に、機能性材料溶液が付着することを防止することができる。
【００５２】
上記のように、親液化／撥液化処理が行われた基板１１１の開口部１１５に、インクジェット方式で、正孔輸送層１１６及び発光層１１７を形成する。具体的には、図４に示すＳ６の正孔輸送材吐出工程（混合物吐出工程）では、まず、適当な溶媒に、正孔輸送材を分散あるいは溶解して、正孔輸送材溶液（混合物）を調製する。
【００５３】
上記正孔輸送材としては、例えば、ポルフィリン系化合物、ポリアニリン、ポリシラン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリエチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との混合物等の導電性化合物を用いればよい。また、上記正孔輸送材を分散又は溶解する溶媒としては、上記正孔輸送材を分散又は溶解し得る溶媒であればよく、用いる正孔輸送材に応じて適宜選択すればよい。具体的には、水、メタノールやエタノール等のアルコール類、ホルムアミド等のアミド系溶媒等を用いればよい。上記溶媒は、１種を用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上記正孔輸送材溶液には、上記した正孔輸送材及び溶媒の他の物質が含まれていてもよいものとする。
【００５４】
次いで、図３（ａ）に示すように、インクジェット式の記録ヘッドである溶液吐出ヘッド（吐出用ヘッド）１０１の図示しない吐出ノズルを、基板１１１上の開口部１１５の中央に位置するように配置して、該溶液吐出ヘッド１０１から上記正孔輸送材溶液１０７を吐出する。なお、上記正孔輸送材溶液は、溶液吐出ヘッド１０１によって好適に吐出されるように、粘度及び表面張力を調整することが好ましい。具体的な粘度及び表面張力は、用いる溶液吐出ヘッド１０１によって異なるが、通常、粘度は５ｃＰ〜２０ｃＰの範囲内、表面張力は２５ｄｙｎ／ｃｍ〜４０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが好ましい。また、開口部１１５内への正孔輸送材溶液の吐出量は、画素の寸法、正孔輸送材溶液中の固形分濃度、正孔輸送層に必要とされる膜厚、使用する溶液吐出ヘッド１０１の仕様等に基づいて決定すればよい。
【００５５】
その後、図４に示すＳ７の溶媒蒸気暴露処理工程（暴露処理工程）にて、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液上に、インクジェット式の記録ヘッドである蒸気噴出ヘッド（噴出用ヘッド）を配置する。そして、この蒸気噴出ヘッドから、正孔輸送材溶液の溶媒を気化した溶媒蒸気を、開口部１１５内の正孔輸送材溶液上に噴出した状態で、所定時間、蒸気噴出ヘッドを保持する。これにより、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液が、溶媒蒸気によって暴露される。
【００５６】
上記蒸気噴出ヘッドからの溶媒蒸気の噴出量は、溶媒の液温や、蒸気噴出ヘッド、及び、蒸気噴出ヘッドに溶媒蒸気を供給する溶媒用配管の温度制御によって調節すればよい。これら各部の温度は、正孔輸送材、溶媒の揮発性、形成する正孔輸送層の層厚等に応じて、適切な温度を選択すればよい。また、暴露処理時間は、開口部１１５内にて、正孔輸送材溶液表面が平坦であり、かつ、陽極１１２表面から正孔輸送材溶液表面までの高さが一定（以下、正孔輸送材溶液の厚さが均一と記載する）となるように広がった状態となるまでの時間を設定すればよい。ここで、正孔輸送材溶液の開口部１１５全体に広がるために必要となる時間は、溶媒蒸気の噴出量に依存する。そのため、暴露処理時間は、溶媒蒸気の噴出量を制御することによって、調整することが好ましい。
【００５７】
このように、開口部１１５内の正孔輸送材溶液上に、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気を噴出させることにより、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制することができる。これにより、開口部１１５内の正孔輸送材溶液は、溶液吐出ヘッド１０１から吐出された後の、溶媒の蒸発による濃度変化（濃度上昇）を抑制することができるので、流動性が低下することはない。その結果、正孔輸送材溶液は、時間の経過とともに、開口部１１５内に、平坦かつ一様に、広がって塗布されることになる。
【００５８】
すなわち、溶液吐出ヘッド１０１ａを用いて、正孔輸送材溶液を吐出した場合、開口部１１５内の、溶液吐出ヘッド１０１から吐出された正孔輸送材溶液が着弾した位置とその周囲とでは、正孔輸送材溶液の厚さが異なってしまう。つまり、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液が着弾することによって、正孔輸送材溶液の着弾した吐出位置が窪んだ状態となる。そのため、正孔輸送材溶液の吐出終了直後の開口部１１５内では、図７に示すように、開口部１１５の中心にある正孔輸送材溶液の吐出位置の厚さが、該吐出位置の周辺部の正孔輸送材溶液の厚さよりも薄くなってしまう。
【００５９】
一般に、正孔輸送材溶液は、開口部１１５内に吐出された直後から溶媒が蒸発する。溶媒が蒸発すると、正孔輸送材溶液の流動性が低下し、開口部１１５内に、正孔輸送材溶液が均一な厚さで一様に広がることが困難となる。それゆえ、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液を乾燥すると、得られる正孔輸送層１１６（図３（ｂ））の膜厚も不均一になってしまう。
【００６０】
正孔輸送層１１６の膜厚の不均一を防止し、均一な膜厚の正孔輸送層１１６を得るためには、溶液吐出ヘッド１０１からの正孔輸送材溶液の吐出後、開口部１１５内に、均一な厚さとなるように、正孔輸送材溶液を広げる必要がある。そこで、本実施の形態では、開口部１１５内に正孔輸送材溶液が吐出された後に、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気を噴出させている。これにより、蒸気噴出ヘッドから溶媒蒸気が吐出されている間は、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発が抑制される。その結果、溶媒蒸気が吐出されている暴露処理期間は、正孔輸送材溶液の流動性が低下することはないので、図５に示すように、開口部１１５内に均一な厚さになるように正孔輸送材溶液が広がって、塗布されることになる。
【００６１】
また、蒸気噴出ヘッドとしてインクジェット方式の記録ヘッドを用いているので、正孔輸送材溶液が吐出された開口部１１５内を重点的に溶媒蒸気で満たすことができる。このように、蒸気噴出ヘッドを用いれば、正孔輸送材溶液が吐出された開口部１１５を溶媒蒸気で充満させることができる。これにより、暴露処理に用いる溶媒蒸気の量を必要最小限にとどめることができるので、溶媒蒸気の引火による火災や爆発の発生を抑制し、有機ＥＬ素子の製造工程における安全性を向上することができる。
【００６２】
続いて、このように開口部１１５内に均一な厚さで広がった正孔輸送材溶液から、図４に示すＳ８の乾燥処理工程（溶媒除去工程）にて、溶媒を乾燥除去して、正孔輸送層１１６を得る。該乾燥処理における乾燥温度及び乾燥時間は、用いる正孔輸送材、溶媒の揮発性、形成する正孔輸送層１１６の層厚等に応じて、適宜設定すればよい。これにより、平坦で、層厚が均一な正孔輸送層１１６を得ることができる。
【００６３】
次に、図４に示すＳ９の発光材吐出工程（混合物吐出工程）にて、上記正孔輸送層１１６上に、発光層１１７を形成する。すなわち、該発光材吐出工程では、まず、適当な溶媒に、発光材を分散あるいは溶解して、発光材溶液（混合物）を調製する。上記発光材は、所望する色の発光が得られる色素材料を適宜選択すればよく、例えば、ポリビニルカルバゾール類、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体等の有機系の色素材料を用いればよい。また、上記発光材を分散又は溶解するための溶媒としては、クロロホルム等のハロゲン化溶媒、メタノールやエタノール等のアルコール類、ホルムアミド等のアミド系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、テトラヒドロフラン、水等、用いる発光材に応じて適宜選択すればよい。これらの溶媒は、１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上記発光材溶液には、上記した発光材及び溶媒の他、例えば正孔輸送材等の物質が含まれていてもよいものとする。
【００６４】
上記発光材溶液を用いて、正孔輸送層１１６を形成する手法と同様の手法で、発光層１１７を形成すればよい。すなわち、まず、正孔輸送層１１６を形成するために用いた上記溶液吐出ヘッド１０１とは別の、図示しないインクジェット式の記録ヘッドである溶液吐出ヘッド用いて、上記開口部１１５内の正孔輸送層１１６上に、上記発光材溶液を吐出する（図４のＳ９、発光材吐出工程（混合物吐出工程））。
【００６５】
その後、図４に示すＳ１０の溶媒蒸気暴露処理工程（暴露処理工程）にて、開口部１１５内の発光材溶液上に、図示しない蒸気噴出ヘッドの噴出ノズルを配置する。そして、この蒸気噴出ヘッドから、発光材溶液の溶媒を気化した溶媒蒸気を、発光材溶液上に噴出して、暴露処理を行う。この暴露処理により、前述したように、発光材溶液を開口部１１５内に平坦かつ均一な厚さで広げることができる。また、該暴露処理を、必要最小限の溶媒蒸気を用いて行うことができるので、暴露処理工程における安全性を確保することができる。
【００６６】
続いて、開口部１１５内に、発光材溶液が平坦かつ均一な厚さで広がった状態とした後、図４に示すＳ１１の乾燥処理工程（溶媒除去工程）にて、発光材溶液から溶媒を乾燥除去し、発光層１１７を形成する。これにより、図３（ｂ）に示すように、平坦で、層厚が均一な発光層１１７を得ることができる。
【００６７】
なお、上記発光材溶液の粘度及び表面張力は、用いる溶液吐出ヘッドによって異なるが、前記した正孔輸送材溶液の粘度及び表面張力と同じ程度であればよい。また、開口部１１５内への発光材溶液の吐出量は、画素の寸法、発光材溶液中の固形分濃度、発光層に必要とされる膜厚、使用する溶液吐出ヘッドの仕様等に基づいて決定すればよい。
【００６８】
さらに、発光材溶液に含まれる溶媒を噴出する蒸気噴出ヘッドからの溶媒蒸気の噴出量は、溶媒の液温や、該蒸気噴出ヘッド、及び、該蒸気噴出ヘッドに溶媒蒸気を供給する溶媒用配管の温度制御によって調節すればよい。また、溶媒の液温、蒸気噴出ヘッド、溶媒用配管の温度は、発光材、溶媒の揮発性、形成する発光層の層厚等に応じて、適切な温度を選択すればよい。
【００６９】
また、Ｓ１０における暴露処理時間は、開口部１１５内に、発光材溶液が平坦に、均一な厚さで広がった状態となるまでの時間を設定すればよい。ここで、発光材溶液の開口部１１５全体に広がるために必要となる時間は、溶媒蒸気の噴出量に依存する。そのため、暴露処理時間は、溶媒蒸気の噴出量を制御することによって、調整することが好ましい。さらに、乾燥処理における乾燥温度及び乾燥時間は、用いる発光材、溶媒の揮発性、形成する発光層の層厚等に応じて、適宜設定すればよい。
【００７０】
上記正孔輸送層１１６及び発光層１１７が形成された開口部１１５が、有機ＥＬ素子における画素領域となる。このように形成された画素領域の発光層１１７上に、図４に示す陰極蒸着工程（Ｓ１２）にて、Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌ等の金属からなる陰極１１８を抵抗加熱蒸着法によって形成する（図３（ｂ））。そして、（Ｓ１３の封止貼り合わせ工程）にて、陰極上に対向ガラス基板を貼り合わせることにより、本実施の形態の有機ＥＬ素子が得られる。
【００７１】
以上の有機ＥＬ素子の製造は、図１に示す有機ＥＬ素子の製造装置を用いて行うことができる。なお、以下では、説明の便宜上、有機ＥＬ素子の製造装置を用いて、正孔輸送層１１６を形成する工程（図４のＳ６・Ｓ７）について説明するが、発光層１１７も、同様の構成の製造装置を用いて形成することができる。
【００７２】
上記製造装置は、インクジェット方式の有機ＥＬ素子の製造装置であって、図１に示すように、溶液吐出ヘッド１０１、蒸気噴出ヘッド１０２、溶液供給容器１０３、溶媒供給容器１０４、上記溶液吐出ヘッド１０１と溶液供給容器１０３とを接続する溶液用配管１０５、上記蒸気噴出ヘッド１０２と溶媒供給容器１０４とを接続する溶媒用配管１０６を備えている。
【００７３】
上記溶液吐出ヘッド１０１は、上記正孔輸送材溶液を吐出するためのノズルが形成されたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから開口部１１５に、正孔輸送材溶液を吐出する。この溶液吐出ヘッド１０１は、上記正孔輸送材溶液を収容している溶液供給容器１０３に、溶液用配管１０５を介して接続されており、溶液吐出ヘッド１０１には、溶液供給容器１０３から正孔輸送材溶液が供給されるようになっている。
【００７４】
また、上記蒸気噴出ヘッド１０２は、上記溶液吐出ヘッド１０１と同じ形状のヘッド（ノズル及びノズル面）を有している。このように、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２に対し、同じ形状のヘッドを用いることにより、溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とで、共通のヘッド及びヘッドホルダを使用することができる。これにより、製造装置に使用する部品の種類を低減することができるとともに、同一種類の部品の使用数量を増加させるので、量産性を向上してコストを削減することができる。
【００７５】
なお、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２は、完全に同一の形状であってもよいが、ヘッドの形状に大きな差がない実質的に同一の形状であってもよい。すなわち、溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とが実質的に同一の形状を有していれば、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２に用いる電極や配線等を可能な限り共通の部品で構成することができる。従って、実質的に同一の形状を有する溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２を用いることによっても、同一種類の部品の使用数量を増加させて量産性を向上し、部品コストを削減することができる。
【００７６】
上記蒸気噴出ヘッド１０２に備えられたノズルからは、上記正孔輸送材溶液を調製する際に用いた溶媒が溶媒蒸気１０８として噴出される。この蒸気噴出ヘッド１０２は、上記溶媒を収容している溶媒供給容器１０４に、溶媒用配管１０６を介して接続されている。上記蒸気噴出ヘッド１０２、溶媒供給容器１０４、溶媒用配管１０６は、いずれも、温度制御が可能な温度制御手段であるヒータを備えている。これにより、溶媒供給容器１０４に収容されている溶媒が、加熱されることによって気化して溶媒蒸気となり、該溶媒蒸気が蒸気噴出ヘッド１０２に供給される。
【００７７】
上記構成を備えた有機ＥＬ素子の製造装置は、開口部１１５が形成された基板１１１がセットされると、該基板１１１が上記溶液吐出ヘッド１０１に対向した状態となる。そして、溶液吐出ヘッド１０１から、基板１１１の開口部１１５に、正孔輸送材溶液が吐出される。続いて、基板１１１を、図１中の矢印方向に移動させ、開口部１１５内に順に正孔輸送材溶液を吐出していく。上記基板１１１の移動は、図示しない可動式の基板ステージを用いればよい。該基板ステージを用いることにより、製造装置内の任意の場所に、基板１１１を移動させることができる。
【００７８】
また、上記基板１１１の移動に伴って、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液上に、蒸気噴出ヘッド１０２が配置され、該蒸気噴出ヘッド１０２から溶媒蒸気が噴出される。これにより、開口部１１５内の正孔輸送材溶液が、溶媒蒸気に曝されて暴露され、開口部１１５内にて正孔輸送材溶液が平坦化される。さらに、上記のように、基板ステージを用いて基板１１１を移動させることができるので、所望する開口部１１５に対して重点的に、溶媒蒸気による暴露処理を行うことができる。
【００７９】
ここで、上記溶液吐出ヘッド１０１から正孔輸送材溶液を開口部１１５に吐出した後、基板１１１を移動することによって、該開口部１１５上に、蒸気噴出ヘッド１０２を配置して、溶媒蒸気を噴出することが好ましい。これにより、開口部１１５に正孔輸送材溶液が吐出された後、連続して、溶媒蒸気による暴露処理が実行されるので、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、効率よく正孔輸送材溶液を平坦化することができる。
【００８０】
また、基板１１１上の複数の開口部１１５内に順次、正孔輸送材溶液を吐出する場合には、正孔輸送材溶液１０７の吐出と、溶媒蒸気１０８の噴出とを連続して行うことにより、開口部１１５に吐出された正孔輸送材溶液から蒸発する溶媒の量を大幅に低減することができる。これにより、正孔輸送材溶液の流動性の低下が引き起こされ難くなるので、正孔輸送材溶液の塗布を効率よく行って、上記有機ＥＬ素子の製造装置のタクトタイムを短縮することができる。
【００８１】
なお、上記製造装置では、基板１１１を搬送して、各開口部１１５への正孔輸送材溶液や溶媒蒸気の吐出を行っているが、基板１１１を固定して、該基板１１１上を溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２が走査することにより、各開口部１１５に正孔輸送材溶液や溶媒蒸気を吐出する構成であってもよい。あるいは、基板１１１、溶液吐出ヘッド１０１、蒸気噴出ヘッド１０２のいずれもが移動可能である構成であってもよい。
【００８２】
また、上記製造装置に備えられた蒸気噴出ヘッド１０２は、溶液吐出ヘッド１０１のヘッドと同じ形状のヘッドを有しているが、溶媒蒸気の効率的な噴出に適した形状のヘッドを用いてもよい。すなわち、例えば、溶液吐出ヘッド１０１のノズル面（吐出ノズル面）の面積よりも広いノズル面（噴出ノズル面）を有する蒸気噴出ヘッド１０２を用いてもよい。これにより、蒸気噴出ヘッド１０２から溶媒蒸気が噴出される範囲を、溶液吐出ヘッド１０１から正孔輸送材溶液吐出される範囲よりも広くすることができる。なお、溶媒蒸気が噴出される範囲を広くする場合に、例蒸気噴出ヘッド１０２の噴出ノズルを、溶液吐出ヘッド１０１の吐出ノズル数より多くしてもよい。
【００８３】
これにより、開口部１１５内に吐出された正孔輸送材溶液全体に対して、まんべんなく溶媒蒸気を吹き付けることができるので、より一層、正孔輸送材溶液からの溶媒の蒸発を抑制して、正孔輸送材溶液の流動性の低下を防止することができる。それゆえ、吐出された正孔輸送材溶液の平坦化や、吐出された正孔輸送材溶液の均一な厚さでの塗布を効率よく行って、平坦かつ均一な層厚の正孔輸送層を形成することができる。さらに、正孔輸送材溶液の塗布を効率よく行うことができるので、タクトタイムを短縮することができる。
【００８４】
また、上記溶液吐出ヘッド１０１と蒸気噴出ヘッド１０２とは、一体化されていてもよい。これにより、溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２を支持する支柱やヘッドホルダ等の支持部材を一体化することができるので、部品点数を削減することができる。さらに、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の走査を制御するための制御機構を一体化して簡略化することができる。
【００８５】
このように、支持部材や制御機構を一体化することにより、有機ＥＬ素子の製造装置内に配置される支持部材及び制御機構の配置スペースを縮小することができる。従って、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の走査スペースを広く確保することができるので、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２の操作性を向上することができる。
【００８６】
さらに、上記溶液吐出ヘッド１０１及び蒸気噴出ヘッド１０２が一体化されているので、基板１１１上にライン状に形成された開口部１１５に、順次ライン毎に、正孔輸送材溶液を吐出する場合には、正孔輸送材溶液の溶液吐出ヘッド１０１からの吐出と、溶媒蒸気の、蒸気噴出ヘッド１０２からの噴出とを並行して行うことができる。すなわち、基板１１１上の或るライン上に形成された開口部１１５に対して吐出された正孔輸送材溶液に対して、蒸気噴出ヘッド１０２が溶媒蒸気１０８を噴出して暴露処理を実行している間に、溶液吐出ヘッド１０１は、他のライン上に形成された開口部１１５に正孔輸送材溶液を吐出することができる。従って、正孔輸送材吐出工程と暴露処理工程とを連続に、かつ並行して行うことができるのでタクトタイムの短縮化を図ることができる。
【００８７】
また、上記構成の有機ＥＬ素子の製造装置にて、発光層１１７を形成する場合には、発光材溶液用の溶液吐出ヘッド、溶液供給容器、溶液用配管；発光材溶液に用いている溶媒用の蒸気噴出ヘッド、溶媒供給容器、溶媒用配管をさらに設ければよい。これらの各部材の構成については、正孔輸送層を形成するために用いられた各部材の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８８】
さらに、本実施の形態では、正孔輸送層及び発光層の２層を備えた有機ＥＬ素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、正孔輸送層を有さず、発光層の１層を備えた有機ＥＬ素子を製造する場合には、正孔輸送層を形成するための各部材を備えていない有機ＥＬ素子の製造装置を用いてもよい。あるいは、発光層における発光現象を効率よくかつ良好に得るために設けられる正孔輸送層以外の、例えば電子輸送層や励起子（励起した発光材）やキャリア（正孔・電子）の進入を防止するブロック層等の機能性材料層を有する有機ＥＬ素子を形成する場合には、該機能性材料層を形成するための各部材をさらに設けてもよい。
【００８９】
【実施例】
〔実施例〕
本発明の実施例について、図２及び図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９０】
図２（ａ）に示すように、ガラス製の基板上１１１に、スパッタリング法によってＩＴＯ膜を形成し、該ＩＴＯ膜のパターニングを行って陽極１１２を形成した。次いで、ＩＴＯ膜を形成したガラス基板１１１上に、ＳｉＯ２をスパッタリング法によって１５０ｎｍの膜厚となるように成膜して、ＳｉＯ２膜を形成した。続いて、バッファードフッ酸をエッチング液として用い、フォトリソグラフィーによってＳｉＯ２膜をパターニングして、陽極１１２が露出するように、ＳｉＯ２層１１３を形成した（図２（ｂ））。次に、パターニングしたＳｉＯ２層１１３及び陽極１１２上に、感光性アクリル樹脂を厚さ２μｍとなるように、スピンコート法で塗布し、露光及び現像を行って、ＳｉＯ２層上に隔壁１１４を形成した（図２（ｃ））。これによって得られた隔壁１１４に囲まれた開口部１１５の面積は、約１１，０００μｍ２であった。
【００９１】
次いで、正孔輸送材として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリエチレンスルホン酸との混合物）を用い、該ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを分散又は溶解させる溶媒として水を用いて、正孔輸送材溶液であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を調製した。ここで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液は、粘度が約６ｃＰ、表面張力が３７ｄｙｎ／ｃｍとなるように調製した。
【００９２】
有機ＥＬの製造装置に備えられたノズル径が５５μｍの溶液吐出ヘッド１０１から、室温条件下、８０ｐｌ〜１００ｐｌの吐出量で、上記開口部１１５に、上記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を吐出した。続いて、開口部１１５に吐出されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液上に、溶媒吐出ヘッドから水蒸気を１８０秒間噴出させて、暴露処理を行った。その後、開口部１１５内にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液が塗布された基板１１１をホットプレート上で、２００℃にて、５分間乾燥させて、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液中の溶媒である水を乾燥除去して、正孔輸送層１１６を形成した。
【００９３】
次に、発光材としてポリフルオレン系緑色材料を用い、該ポリフルオレン系緑色材料を分散又は溶解させる溶媒として芳香族系の混合溶媒を用いて、発光材溶液であるポリフルオレン系溶液を調製した。ここで、ポリフルオレン系溶液は、粘度が約６ｃＰ、表面張力が３７ｄｙｎ／ｃｍとなるように調製した。
【００９４】
その後、上記正孔輸送層１１６上に、有機ＥＬの製造装置の、ノズル径が５５μｍの溶液吐出ヘッドから、室温条件下、８０ｐｌ〜１００ｐｌの吐出量でポリフルオレン系溶液を吐出した。続いて、開口部１１５に吐出されたポリフルオレン系溶液上に、溶媒吐出ヘッドから、ポリフルオレン系溶液の溶媒として用いた芳香族系の混合溶媒を気化した溶媒蒸気を３００秒間噴出させて、暴露処理を行った。その後、ポリフルオレン系溶液が塗布された基板１１１をホットプレート上で、２００℃にて、１時間乾燥させて、ポリフルオレン系溶液中の溶媒を乾燥除去して、発光層１１７を形成して、サンプルを得た。
【００９５】
上記サンプルの、正孔輸送層と発光層との合計の層厚を、触針計を用いて測定した結果を図６の（Ａ）の線で示す。なお、図６に示すグラフ中、横軸は、基板１１１の端部からの距離（μｍ）を表し、縦軸は、陽極１１２表面からの高さ（ｎｍ）を表している。また、図６に示すグラフ中、（Ｃ）の線は、正孔輸送層及び発光層を形成するまえの開口部１１５の形状を示している。
【００９６】
〔比較例〕
開口部１１５に吐出されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液上に、溶媒吐出ヘッドから水蒸気を噴出させる暴露処理、及び、ポリフルオレン系溶液上に、芳香族系の混合溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出させる暴露処理を行わなかった以外は、上記実施例と同様の操作を行って、比較用サンプルを得た。
【００９７】
上記比較用サンプルの、正孔輸送層と発光層との合計の層厚を、触針計を用いて測定した結果を図６の（Ｂ）の線で示す。
【００９８】
図６に示すように、溶媒蒸気による暴露処理を行った場合の開口部１１５内に形成された層の層厚（図中、（Ａ））は、該暴露処理を行わなかった場合の層厚（図中、（Ｂ））に比べて、平坦性が改善されていることがわかる。このことから、溶媒蒸気による暴露処理を行うことにより、より平坦かつ均一な層厚で、正孔輸送層及び発光層を形成することができることがわかる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、以上のように、インクジェット式の記録ヘッドである吐出用ヘッドから機能性材料と溶媒とを含む混合物を基板上に吐出する混合物吐出工程と、該基板上に吐出された混合物から溶媒を除去して機能性材料層を形成する溶媒除去工程との間に、上記混合物吐出工程にて吐出用ヘッドから吐出された混合物を、上記溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する暴露処理工程を有する方法である。
【０１００】
それゆえ、上記暴露処理工程により、基板上の混合物から、溶媒が蒸発することを防止することができるので、混合物の流動性の低下を防止することができる。従って、上記吐出用ヘッドから吐出された直後の混合物が、上記暴露処理によって基板上に一様に広がるので、暴露処理工程後に、溶媒除去工程を行って形成される機能性材料層を、平坦かつ均一な層厚で得ることができる。
【０１０１】
これにより、均一な膜厚の機能性材料層を形成することができるので、均一でむらのない発光を示す有機ＥＬ素子を製造することができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、以上のように、インクジェット式の記録ヘッドとして、少なくとも、機能性材料と溶媒とを含む混合物を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有しているものである。
【０１０３】
それゆえ、上記吐出用ヘッドと同様のインクジェット式の記録ヘッドを用いて、暴露処理を実行することができるので、上記した暴露処理工程のために、複雑な装置を必要とすることなく、簡便かつ容易に暴露処理を行うことができるという効果を奏する。
【０１０４】
また、噴出用ヘッドとして、インクジェット式の記録ヘッドを用いているので、暴露処理が必要とされる基板上の領域に、直接溶媒蒸気を噴射することができので、溶媒蒸気の使用量を必要最小限に抑えることができる。これにより、溶媒蒸気の引火、有機ＥＬ素子の製造時における火災や爆発の発生を防止し、有機ＥＬ素子の製造の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における有機ＥＬ素子の製造装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、図２（ａ）〜（ｃ）に示す有機ＥＬ素子の製造工程の続きを示す断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子の製造工程フローをフローチャートである。
【図５】基板上の開口部に吐出された正孔輸送溶液が平坦かつ均一に塗布された理想的な状態を示す断面図である。
【図６】実施例及び比較例にて作成した、有機ＥＬ素子のサンプル及び比較サンプルの、正孔輸送層及び発光層の層厚を示すグラフである。
【図７】基板上の開口部に吐出された正孔輸送溶液が不均一に塗布された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１ 溶液吐出ヘッド（吐出用ヘッド）
１０２ 蒸気噴出ヘッド（噴出用ヘッド）
１０３ 溶液供給容器
１０４ 溶媒供給容器
１０５ 溶液用配管
１０６ 溶媒用配管
１０７ 正孔輸送材溶液（混合物）
１０８ 溶媒蒸気
１１１ 基板
１１２ 陽極
１１３ ＳｉＯ２層
１１４ 隔壁
１１５ 開口部
１１６ 正孔輸送層（機能性材料層）
１１７ 発光層（機能性材料層）
１１８ 陰極
Claims (7)
- インクジェット式の記録ヘッドである吐出用ヘッドから機能性材料と溶媒とを含む混合物を基板上に吐出する混合物吐出工程と、該基板上に吐出された混合物から溶媒を除去して機能性材料層を形成する溶媒除去工程とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
上記混合物吐出工程と溶媒除去工程との間に、上記混合物吐出工程にて吐出用ヘッドから吐出された混合物を、上記溶媒を気化した溶媒蒸気で暴露する暴露処理工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 上記暴露処理工程は、インクジェット式の記録ヘッドである噴出用ヘッドから溶媒蒸気を噴出して、上記混合物を暴露することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 上記混合物吐出工程と上記暴露処理工程とは、連続して実行されることを特徴とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- インクジェット式の記録ヘッドを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、
上記記録ヘッドは、少なくとも、機能性材料と溶媒とを含む混合物を吐出する吐出ノズルを備えた吐出用ヘッドと、上記溶媒を気化した溶媒蒸気を噴出するための噴出ノズルを備えた噴出用ヘッドとを有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。 - 上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドの形状と同じ形状であることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
- 上記噴出用ヘッドの噴出ノズルが形成された噴出ノズル面は、上記吐出用ヘッドの吐出ノズルが形成された吐出ノズル面よりも大きい面積を有していることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
- 上記噴出用ヘッドは、上記吐出用ヘッドに一体的に設けられていることを特徴とする請求項４、５又は６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
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