JP2007109602A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、及びそれを備えた有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】容易且つ安価に製造可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】アクティブマトリクス基板２０上に第１のインクを吐出する第１の吐出工程Ｓ１と、第１のインクの上に第１のインクとは異なる組成の発光材料を含む第２のインクを吐出して第１のインクと混合させる第２の吐出工程Ｓ２と、第１のインクと第２のインクとを含むインク層を乾燥させることにより発光層４０を形成する乾燥工程Ｓ３とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、及びそれを備えた有機ＥＬディスプレイに関する。

従来、液晶素子、フォトルミネッセンス素子（例えば、特許文献１）、エレクトロルミネッセンス素子（例えば、特許文献２）といった種々の平面型素子が提案されている。近年、その中でも特に、相互に発光色が異なる複数種類の発光層を有する、多色表示可能な有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とすることがある。）が盛んに研究されている。
特開平１１−７４０８３号公報 特開平１１−３１５８１号公報

有機ＥＬ素子は、高分子有機材料を用いた高分子有機ＥＬ素子と、低分子有機材料を用いた低分子有機ＥＬ素子とに大別される。高分子有機ＥＬ素子では、一般的に、発光層は例えばインクジェット法等の湿式法により形成される。

インクジェット法に用いられるインクジェット装置は、インクを吐出するためのインクジェットノズルと、インクを貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンクからインクジェットノズルにインクを供給する供給ラインとを備えている。貯蔵タンク、インクジェットノズル、及び供給ラインは、材料のコンタミやメンテナンス性を踏まえ、各色毎に専用のものを設ける必要があるため、多種の発光層を有する高分子有機ＥＬ素子を形成する場合は、発光層の種類の数に応じた多セットの貯蔵タンク、インクジェットノズル、及び供給ラインを備えた大型のインクジェット装置が必要となり、製造コストが上昇するという問題がある。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容易且つ安価に製造可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。

本発明に係る製造方法は、第１の電極を有する基板と、第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた発光層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するための方法である。本発明に係る製造方法は、基板上に発光材料を含む第１のインクを吐出する第１の吐出工程と、第１のインクの上に第１のインクとは異なる組成の発光材料を含む第２のインクを吐出して第１のインクと混合させる第２の吐出工程と、第１のインクと第２のインクとを含むインク層を乾燥させることにより発光層を形成する乾燥工程とを備えている。

尚、本明細書において、「異なる組成の発光材料を含む」とは、異なる種類の発光材料を１種以上含むこと、又は同種の発光材料を異なる組成比で含むことをいう。「同種の発光材料を異なる組成比で含むこと」とは、例えば、第１のインクが異なる組成比でＲ（赤）の発光材料とＧ（緑）の発光材料とを含むことである。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、第２の吐出工程の後に、第２のインクの上に第１のインク及び第２のインクの双方と異なる組成の発光材料を含む第３のインクを吐出して第１のインク及び第２のインクと混合させる第３の吐出工程をさらに備えていていもよい。この場合、発光層は、第１のインクと、第２のインクと、第３のインクとを含むインク層を乾燥させて形成される。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法では、第２のインクが第１のインクに含まれない発光材料を含んでいてもよい。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法では、インク層を加熱減圧雰囲気中で乾燥させてもよい。

本発明に係る第１の有機エレクトロルミネッセンス素子は、本発明に係る製造方法により製造されてなる。

本発明に係る第２の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の電極と、第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた、複数種類の発光材料を含む発光層とを備えている。発光層は、第１の電極側の表層に位置する、発光材料を含む第１の領域と、第１の領域よりも第２の電極寄りに位置する、第１の領域と異なる組成の発光材料を含む第２の領域とを有する。

本発明に係る第２の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層は２の領域が発光するように構成されているものであってもよい。

本発明に係る第２の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２の領域が第１の領域に含まれない発光材料を含んでいてもよい。

本発明に係る有機ＥＬディスプレイは本発明に係る第１又は第２の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えている。

本発明によれば、複数種類の発光層を発光層の種類よりも少ない種類のインクで形成することができる。このため、比較的小型の装置により形成することができるので、容易且つ安価に有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
本実施形態１では、２種類のインクを用いて３種類の発光層を有する有機ＥＬ素子２を形成する場合を例に挙げて説明する。

図１は本実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、「有機ＥＬディスプレイ」とすることがある。）１の構成を表す図である。

図２は有機ＥＬディスプレイ１に含まれる有機ＥＬ素子２の構成を表す断面図である。

まず、図１及び図２を参照しながら本実施形態１に係る有機ＥＬディスプレイ１の構成について説明する。

有機ＥＬディスプレイ１は、有機ＥＬ素子２、有機ＥＬ素子２を駆動するための各種回路とを備えている。有機ＥＬ素子２はアクティブマトリクス基板２０と、バンク（隔壁）３０と、発光層４０と、上部共通電極５０とを有する。アクティブマトリクス基板２０は、相互に並行に延びる複数の走査線２１と、複数のデータ線２２と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等により構成されるスイッチング素子（図示せず）と、所定配列で（典型的には、マトリクス配列で）配列された複数の画素電極２３と、各画素電極２３の上に設けられたバッファ層２４とを備えている。複数のデータ線２２は走査線２１の延びる方向に角度を成して（典型的には、直交して）相互に並行に延びている。スイッチング素子（図示せず）は走査線２１とデータ線２２との交差部近傍のそれぞれに設けられており、走査線２１及びデータ線２２との双方に電気的に接続されている。画素電極２３はこのスイッチング素子（図示せず）に電気的に接続されている。

アクティブマトリクス基板２０上には、所定配列で配列された複数の画素電極（第１電極）２３をそれぞれに区画するように格子状のバンク３０が設けられている。バンク３０によりそれぞれに区画された各画素電極２３の上には、例えばホール輸送層やホール注入層といったバッファ層（電荷輸送層）２４が設けられている。

バッファ層２４の上には発光層４０が設けられている。発光層４０は、交互に所定配列で（典型的には、マトリクス配列で）配列された、相互に発光色が異なる３種類の発光層、第１の発光層４０ａ、第２の発光層４０ｂ、及び第３の発光層４０ｃを含む。すなわち、本実施形態１に係る有機ＥＬ素子２は３種類の発光層を有する多色表示が可能な有機ＥＬ素子である。

詳細には、第１の発光層４０ａは、発光材料として、第１の発光材料のみを含有する。第２の発光層４０ｂは、発光材料として、第２の発光材料のみを含有する。そして、第３の発光層４０ｃは、発光材料として、第１の発光材料と第２の発光材料との両方を含有する。

尚、本実施形態１において、第１の発光層４０ａの下に位置するバッファ層２４を第１のバッファ層２４ａとし、第２の発光層４０ｂの下に位置するバッファ層２４を第２のバッファ層２４ｂとし、第３の発光層４０ｃの下に位置するバッファ層２４を第３のバッファ層２４ｃとする。

バンク３０と発光層４０の全表面を覆うように上部共通電極（第２電極）５０が設けられている。尚、本実施形態１においては、画素電極２３が陽極としての機能を有し、上部共通電極５０が陰極としての機能を有する。すなわち、画素電極２３は発光層４０にホール（ホール）を注入する機能を有し、上部共通電極５０は発光層４０に電子を注入する機能を有する。

また、有機ＥＬディスプレイ１は駆動制御回路７０を有する。駆動制御回路７０には走査側駆動回路６１及びデータ側駆動回路６６が電気的に接続されている。走査側駆動回路６１は、駆動制御回路７０に電気的に接続された走査側制御回路６３と、走査側制御回路６３に電気的に接続されると共に、アクティブマトリクス基板２０に設けられた複数の走査線２１が電気的に接続された走査側ドライバ６２とを備えている。走査側ドライバ６２には、書き込み駆動電圧生成回路６４と書き込み電源回路６５とにより構成されている変調駆動電源回路７２が電気的に接続されている。

一方、データ側駆動回路６６は、駆動制御回路７０に電気的に接続されたデータ側制御回路６８と、データ側制御回路６８に電気的に接続されると共に、アクティブマトリクス基板２０に設けられた複数のデータ線２２が電気的に接続されたデータ側ドライバ６７とを備えている。また、データ側ドライバ６７には、変調電圧選択回路６９と変調電源回路７１とにより構成される書き込み駆動電源回路７３が電気的に接続されている。

駆動制御回路７０は、外部より入力される入力信号に応じ、有機ＥＬディスプレイ１の各部の動作タイミングを制御する。変調駆動電源回路７２は、外部より入力される駆動回路用電圧を変調基準電圧に変換するとともに、ランプ波を生成する。データ側駆動回路６６は、変調駆動電源回路７２で発生させた変調基準電圧を、同じく変調駆動電源回路７２で発生させたランプ波ならびに駆動制御回路７０から入力される制御信号と表示データ信号とに応じて、所望の電位でデータ線２２に印加する。書き込み駆動電源回路７３は、外部より入力される駆動回路用電圧を正負両極性のパルス状の書き込み電圧に変換する。走査側駆動回路６１は、書き込み駆動電源回路７３で発生される書き込み電圧を、駆動制御回路７０からの制御信号に応じて走査線２１に印加する。

次に、有機ＥＬ素子２の製造工程について詳細に説明する。尚、ここで説明する有機ＥＬ素子２の製造工程は単なる一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、アクティブマトリクス基板２０を用意する。アクティブマトリクス基板２０の上に、スピンコート法等によりポリイミド等からなる樹脂膜を形成する。形成された樹脂膜をフォトリソグラフィー等のパターニング方法を用いて所望の形状にパターニングすることによりバンク３０を形成する。次に、バンク３０によりそれぞれに区画された画素電極２３の上にバッファ層２４を形成する。バッファ層２４が高分子有機材料を含むものである場合はインクジェット法等の湿式法により形成することができる。また、低分子有機材料を含むものである場合は蒸着法等の乾式法により形成することができる。

尚、バッファ層２４を複数層設けてもよい。例えば、バッファ層２４としてホール輸送層のみを設けてもよいし、ホール注入層とホール輸送層とを両方設けてもよい。

バッファ層２４の上に、後に詳述する工程により、インクジェット法等の湿式法を用いて発光層４０を形成する。最後に、形成された複数の発光層４０とバンク３０との全表面を覆うように上部共通電極５０を形成することにより有機ＥＬ素子２を完成させる。上部共通電極５０は例えば蒸着法やスパッタ法等により形成することができる。

尚、上部共通電極５０から発光層４０への電子注入効率を向上する観点から、電子輸送層や電子注入層といったバッファ層を上部共通電極と発光層との間にさらに設けてもよい。

また、素子外の酸素や水分による劣化を抑制する観点から、上部共通電極５０の上に封止基板や封止キャップをさらに設けてもよい。

次に、本実施形態１における発光層４０の形成工程について、図３を参照しながら詳細に説明する。

図３は本実施形態１における発光層４０の形成工程を表すフローチャートである。

まず、第１の発光材料を含む第１のインクを第１のバッファ層２４ａと第３のバッファ層２４ｃとの上に吐出する（ステップ１）。

第３のバッファ層２４ｃの上に吐出された第１のインクが乾燥する前に、第２の発光材料を含む、第１のインクとは異なる組成の発光材料を含む第２のインクを第２のバッファ層２４ｂと第３のバッファ層２４ｃとの上に吐出する（ステップ２）。先のステップ１において第１のインクが吐出されている第３のバッファ層２４ｃ上では、ステップ１において吐出された第１のインクとステップ２において吐出された第２のインクとが混合される。詳細には、ステップ１において吐出された第１のインクの第３のバッファ層２４ｃ側の表層部分は、第３のバッファ層２４ｃに物理的に吸着されるため、この表層部分に位置する第１のインクは第２のインクと混合されない。表層部分以外の第１のインクがステップ２において吐出された第２のインクとほぼ均一に混合される。第１のインクの第３のバッファ層２４ｃ側の表層部分が、後述する表層領域４３ｃとなり、第１のインクと第２のインクとが混合された部分が混合領域４４ｃとなる。

そして、加熱減圧雰囲気中で、第１のインクと第２のインクとを含むインク層を乾燥させることにより発光層４０を形成する（ステップ３）。加熱減圧雰囲気中で乾燥させることによって、加熱することのみにより乾燥させた場合や、減圧することにより乾燥させた場合と比較して発光層４０ごとの発光色ムラを低減させることができる。

上記工程により形成された第１の発光層４０ａからは第１の発光材料の発光が出射され、第２の発光層４０ｂからは第２の発光材料の発光が出射される。第３の発光層４０ｃからは第１の発光材料の発光と第２の発光材料の発光とが混合された、第１の発光材料の発光及び第２の発光材料の発光とは色度（色調）が異なる光が出射される。

このように、本実施形態１における形成方法によれば、相互に発光色が異なる３種類の発光層４０を２種類のインクにより形成することができる。すなわち、２セットのインク貯蔵タンク、インクジェットノズル、及び供給ラインを有する比較的小型のインクジェット装置により形成することができる。従って、容易且つ安価に有機ＥＬ素子２を製造することができる。

ところで、比較的小型のインクジェット装置を用いて発光層４０を形成する別の方法として以下に示す方法も考えられる。すなわち、第１のインクを第１のバッファ層２４ａと第３のバッファ層２４ｃとの上に吐出し、乾燥させる。そして、第２のインクを第２のバッファ層２４ｂと第３のバッファ層２４ｃとの上に吐出し、第２のインクを乾燥させることにより発光層を形成する方法（本明細書では「重ね塗り法」と称呼する。）も考えられる。

図４は重ね塗り法により形成された第３の発光層４０ｃを表す断面図である。

図４に示すように重ね塗り法により第３の発光層４０ｃを形成した場合、第３の発光層４０ｃは、第１の発光材料を含む第１層４１と、第２の発光材料を含む第２層４２との積層となる。所定の条件で画素電極２３と上部共通電極５０とに電圧を印加した場合、第１層４１と第２層４２との両方から発光が得られ、第３の発光層４０ｃからは第１の発光材料の発光と第２の発光材料の発光とが混合された光が出射される。

しかしながら、この重ね塗り法により第３の発光層４０ｃを形成した場合、発光輝度を変化させるために第３の発光層４０ｃに印加される電圧を変化させると、第３の発光層４０ｃから得られる発光の色度が変化するという問題も発生する。すなわち、発光輝度によって得られる色度が異なるという問題も発生する。

以下、図４〜図６を参照しながら発光輝度によって得られる色度が異なる理由について詳述する。

一般的に、発光層４０に所定の電圧が印加された場合、発光層４０の全体が発光する訳ではなく、画素電極２３から注入されるホールと上部共通電極５０から注入される電子とが結合する所定の領域のみが発光する。その発光する領域は画素電極２３と上部共通電極５０とから印加される電圧の大きさによって変化する。従って、発光輝度が変化すると、発光する領域も変化することとなる。

重ね塗り法により形成した場合は、発光する領域が変化すると、発光する領域と第１層４１とが抵触する領域の体積と、発光する領域と第２層４２とが抵触する領域との比が変化する。言い換えれば、発光する領域に含まれる第１の発光材料と第２の発光材料との比が変化する。このため、第３の発光層４０ｃから得られる発光の色度（色調）が変化してしまう。

例えば、図５に示すように、発光領域Ｅが第１層４１と第２層４２との境界を中心として位置する場合と、図６に示すように、発光領域Ｅが第２層４２寄り（画素電極２３寄り）に位置する場合とでは得られる発光色の色度が異なる結果となる。

それに対して、本実施形態１における形成方法で第３の発光層４０ｃを形成した場合は、画素電極２３と上部共通電極５０とにより印加される電圧（すなわち、発光輝度）が変化しても、第３の発光層４０ｃから得られる発光の色度（色調）が変化しないという利点がある。

図７は本実施形態１における第３の発光層４０ｃを表す断面図である。

図７に示すように、本実施形態１における形成方法により形成された場合には、第３の発光層４０ｃは画素電極（第１の電極）２３側の表層には、発光材料として実質的に第１の発光材料のみを含む表層領域４３ｃが形成される。且つ、第１の発光材料と第２の発光材料とが均一に混在する混合領域４４ｃが表層領域４３ｃよりも上部共通電極（第２の電極）５０寄りに形成される。

第１の発光材料と第２の発光材料とが均一に混在する混合領域４４ｃは、図７に示すように、表層領域４３ｃを除く、第３の発光層４０ｃのほぼ全域に亘る。従って、例えば、印加される電圧を変化させて発光輝度を変化させた場合であっても、常に主として均一な混合領域４４ｃが発光することとなり、得られる発光の色度はほぼ変化しない。

上述のように、重ね塗り法により形成した場合では、図５に示す場合と図６に示す場合とでは発光輝度によって得られる発光の色度が変化したが、本実施形態１の方法により形成された有機ＥＬ素子２では、例えば、第３の発光層４０ｃの中央部分に発光領域Ｅがある場合に得られる発光の色度と、発光領域Ｅが画素電極２３にある場合に得られる発光の色度はほぼ同じである。

従って、図３に示す本実施形態１の形成方法により発光層４０を形成することにより、発光輝度の変化に起因する発光の色度変化が抑制された有機ＥＬ素子２を実現することができる。

尚、重ね塗り法では、第１のインクと第２のインクの吐出順序が異なると得られる発光色が異なるが、本実施形態１における形成方法では、第１のインクと第２のインクの吐出順序に関わらず、同様の色度の発光が得られる。

また、重ね塗り法では、第１のインクの吐出量を第２のインクの吐出量に対して大過剰とした場合は、第１の発光材料の発光のみが得られ、所望の色度の光が得られない。しかし、本実施形態１の形成方法では、第１のインクの吐出量が第２のインクの吐出量に対して大過剰であっても、第１の発光材料の発光と第２の発光材料の発光とが混合された所望の色度の光が得られる。

本実施形態１では、第１の発光層４０ａは第１のインクのみにより形成され、第２の発光層４０ｂは第２のインクのみにより形成されるが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１の発光層４０ａと第２の発光層４０ｂとをそれぞれ第１のインクと第２のインクとにより形成してもよい。この場合、第１の発光層４０ａ、第２の発光層４０ｂ、及び第３の発光層４０ｃでそれぞれ第１のインクと第２のインクとの混合比を変化させることによって、それぞれの発光色を異ならしめることができる。

（実施形態２）
本実施形態２では、３種類のインクを用いて５種類の発光層を有する有機ＥＬ素子２を形成する場合を例に挙げて説明する。

本実施形態２に係る有機ＥＬ素子２は発光層４０の構成を除いては実施形態１に係る有機ＥＬ素子２と同様の形態を有する。ここでは、本実施形態２における発光層４０の構成及びその形成工程について詳細に説明する。

図８は本実施形態２に係る有機ＥＬ素子２の構成を表す断面図である。

本実施形態２では、発光層４０は、交互に所定配列で（典型的には、マトリクス配列で）配列された、相互に発光色が異なる第１の発光層４０ａ、第２の発光層４０ｂ、第３の発光層４０ｃ、第４の発光層４０ｄ、及び第５の発光層４０ｅの合計５種類の発光層を含む。

詳細には、第１の発光層４０ａは、発光材料として、第１の発光材料のみを含む。第２の発光層４０ｂは、発光材料として、第２の発光材料のみを含む。第３の発光層４０ｃは、発光材料として、第３の発光材料のみを含む。第４の発光層４０ｄは、発光材料として、第１の発光材料と、第２の発光材料とを含む。第５の発光層４０ｅは、発光材料として、第１の発光材料、第２の発光材料、及び第３の発光材料を含む。

尚、本実施形態２において、第１の発光層４０ａの下に位置するバッファ層２４を第１のバッファ層２４ａとし、第２の発光層４０ｂの下に位置するバッファ層２４を第２のバッファ層２４ｂとし、第３の発光層４０ｃの下に位置するバッファ層２４を第３のバッファ層２４ｃとし、第４の発光層４０ｄの下に位置するバッファ層２４を第４のバッファ層２４ｄとし、第５の発光層４０ｅの下に位置するバッファ層２４を第５のバッファ層２４ｅとする。

次に、本実施形態２における発光層４０の形成工程について、図９を参照しながら詳細に説明する。

図９は本実施形態２における発光層４０の形成工程を表すフローチャートである。

まず、第１の発光材料を含む第１のインクを第１のバッファ層２４ａ、第４のバッファ層２４ｄ、及び第５のバッファ層２４ｅの上に吐出する（ステップ１１）。

第４のバッファ層２４ｄ及び第５のバッファ層２４ｅの上に吐出された第１のインクが乾燥する前に、第２の発光材料を含む、第１のインクとは異なる組成の発光材料を含む第２のインクを第２のバッファ層２４ｂと第５のバッファ層２４ｅとの上に吐出する（ステップ１２）。先のステップ１において第１のインクが吐出されている第４のバッファ層２４ｄ及び第５のバッファ層２４ｅの上では、ステップ１において吐出された第１のインクとステップ２において吐出された第２のインクとが混合される。詳細には、ステップ１において吐出された第１のインクのバッファ層２４側の表層部分は、第３のバッファ層２４ｃに物理的に吸着されるため、この表層部分に位置する第１のインクは第２のインクと混合されない。表層部分以外の第１のインクがステップ２において吐出された第２のインクとほぼ均一に混合される。

次に、ステップ１及びステップ２において吐出したインクが乾燥する前に、第３の発光材料を含む、第１のインク及び第２のインクと異なる組成の発光材料を含む第３のインクを第３のバッファ層２４ｃ及び第５のバッファ層２４ｅの上に吐出する（ステップ１３）。第５のバッファ層２４ｅでは、ステップ１２において混合された第１のインクと第２のインクとにさらに第３のインクが混合される。このため、第５のバッファ層２４ｅの上には、バッファ層２４側の表層部分を除いては第１のインクと第２のインクと第３のインクとが均一に混合されたインク層が形成される。

そして、加熱減圧雰囲気中で、インク層を乾燥させることにより発光層４０を得る（ステップ１４）。

上記工程により形成された第１の発光層４０ａからは第１の発光材料の発光が出射され、第２の発光層４０ｂからは第２の発光材料の発光が出射され、第３の発光層４０ｃからは第３の発光材料の発光が出射される。第４の発光層４０ｄからは第１の発光材料の発光と第２の発光材料の発光とが混合された、第１の発光材料の発光、第２の発光材料、及び第３の発光材料の発光とは色度が異なる光が出射される。そして第５の発光層４０ｅからは第１の発光材料の発光と第２の発光材料の発光と第３の発光材料の発光とが混合された上記第１〜第４の発光層から出射される光とは色度の異なる光が出射される。

このように、本実施形態２における形成方法によれば、相互に発光色が異なる５種類の発光層４０を３種類のインクにより形成することができる。すなわち、３セットのインク貯蔵タンク、インクジェットノズル、及び供給ラインを有する比較的小型のインクジェット装置により形成することができる。従って、容易且つ安価に有機ＥＬ素子２を製造することができる。

図１０は本実施形態２における第４の発光層４０ｄ及び第５の発光層４０ｅを表す断面図である。

図１０に示すように、第４の発光層４０ｄの画素電極２３側の表層には、発光材料として実質的に第１の発光材料のみを含む表層領域４３ｄが形成される。且つ、第１の発光材料と第２の発光材料とが均一に混在する混合領域４４ｄが表層領域４３ｄよりも上部共通電極５０側、第４の発光層４０ｄのほぼ全域に亘って形成される。このため、印加される電圧を変化させて発光輝度を変化させた場合であっても、常に主として均一な混合領域４４ｄが発光することとなり、得られる発光の色度はほとんど変化しない。

同様に、第５の発光層４０ｅの画素電極２３側の表層には、発光材料として実質的に第１の発光材料のみを含む表層領域４３ｅが形成される。且つ、第１の発光材料と第２の発光材料と第３の発光材料とが均一に混在する混合領域４４ｅが表層領域４３ｅよりも上部共通電極５０側、第４の発光層４０ｅのほぼ全域に亘って形成される。このため、印加される電圧を変化させて発光輝度を変化させた場合であっても、常に主として均一な混合領域４４ｄが発光することとなり、得られる発光の色度はほとんど変化しない。

以上、実施形態１、２において本発明の一例を説明したが、本発明はこれら形態に限定されるものではない。本発明を適用することによって、例えば２種類又は３種類といった数種類のインクの各インク塗布量をコントロールすることによって原理的に無限の種類の発光層を形成することが可能になる。

また、実施形態１、２ではアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子２を例に挙げて説明したが、有機ＥＬ素子２はパッシブマトリクス方式、セグメント方式であってもよい。

（実施例１）
各発光層４０の発光材料の組成が同様である点（すなわち、第１の発光層４０ａ、第２の発光層４０ｂ、及び第３の発光層４０ｃが同じ組成の発光材料を含む点）を除いては、図２に示す有機ＥＬ素子２と同様の形態の有機ＥＬ素子を実施例１として作製した。発光材料の組成が以下、具体的な作成工程について説明する。

まず、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）製の画素電極２３がマトリクス状（９６×６４）に配列されたアクティブマトリクス基板２０を用意した。その後、フォトリソグラフィー法を用いてポリイミド樹脂膜を形成し、パターニングすることによりバンク３０を得た。次に、アクティブマトリクス基板２０の表面にＵＶオゾン処理を２分間施すと共に、ＣＦ₄プラズマ処理（１０Ｗ）を２分間施した。処理後速やかにインクジェット装置にアクティブマトリクス基板２０をセットし、画素電極２３上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを含有させたインクを吐出した。大気中、２００℃で１時間乾燥させることにより、インク中の溶媒を揮発させ、バッファ層２４を形成した。

次に複数設けられたすべてのバッファ層２４の上に、発光の色度が（０．１６、０．２６）の青色発光材料を含む青色インクを吐出し、続いて、発光の色度が（０．６７、０．３３）の赤色発光材料を含む赤色インクを吐出した。その後、減圧乾燥（７０℃、２０分間）を行い、さらに乾燥窒素中にて１５０℃で１時間乾燥させることにより発光層４０を形成した。この実施例１においては、青色インクの量を９５ｖｏｌ％とし、赤色インクの量を５ｖｏｌ％とした。得られた発光層４０の層厚は８０ｎｍであった。

次に、バリウム（Ｂａ）／アルミニウム（Ａｌ）膜を成膜し、上部共通電極５０を形成した。最後に封止基板により封止することにより本実施例１に係る有機ＥＬ素子を完成させた。

このデバイスに直流電流を印加し、本実施例１に係る有機ＥＬ素子の各発光層４０の色度をトプコン社製ＢＭ−７を用いて測定した。その結果、発光輝度を１００ｃｄ／ｍ²とした場合も、２５０ｃｄ／ｍ²とした場合も、同様にすべての発光層４０の色度はほぼ同様で、（０．４３、０．４３）であった。

（実施例２）
実施例２として、吐出する青色インクの量を９９ｖｏｌ％とし、赤色インクの量を１ｖｏｌ％とした点を除いては、上記実施例１と同様の工程で、実施例１に係る有機ＥＬ素子と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を作製した。また、実施例１と同様の方法により、各発光層４０の色度を測定した。その結果、発光輝度を１００ｃｄ／ｍ²とした場合も、２５０ｃｄ／ｍ²とした場合も、同様にすべての発光層４０の色度はほぼ同様で、（０．２７、０．３５）であった。

（実施例３）
実施例３として、１ｖｏｌ％の赤色インクを先に吐出し、続いて９９ｖｏｌ％の青色インクを吐出した点を除いては、実施例２と同様の工程で、実施例１及び２に係る有機ＥＬ素子と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を作製した。また、実施例１と同様の方法により、各発光層４０の色度を測定した。その結果、発光輝度を１００ｃｄ／ｍ²とした場合も、２５０ｃｄ／ｍ²とした場合も、同様にすべての発光層４０の色度はほぼ同様で、（０．２７、０．３５）であった。

この結果から、実施例１〜３に係る発光層４０の形成方法によれば、先に吐出した青色インクに含まれる青色発光材料の発光と、後に吐出した赤色インクに含まれる赤色発光材料の発光とが混合された発光が得られることがわかった。特に実施例２及び３では、赤色インクに対して大過剰の青色インクを吐出させた。しかし、この場合であっても青色発光材料の発光と赤色発光材料の発光とが混合された光が、発光輝度が１００ｃｄ／ｍ²、２５０ｃｄ／ｍ²の両方の場合において得られた。また、実施例２と実施例３とで、青色インクと赤色インクとの吐出順序を逆にしたが、実施例２と実施例３との双方において同様の色度の発光が得られた。このことより、一方のインクが他方のインクに対して大過剰である場合でも、インクの吐出順番は限定されないことがわかった。また、発光層４０の発光領域となりうる領域において、青色インクと赤色インクとが均一に混合されていることがわかった。

また、実施例１〜３に係る形成方法によれば、各発光層４０間の色度ばらつきを小さくすることができることがわかった。

また、実施例１〜３に係る形成方法で発光層４０を形成した場合、発光輝度（印加電圧）を変化させても、得られる発光の色度はほとんど変化しないことがわかった。

（比較例１）
比較例１として、発光層の形成工程を除いては、実施例１と同様の工程で、実施例１に係る有機ＥＬ素子と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を作製した。

比較例１では、まず５０ｖｏｌ％の赤色インクをバッファ層の上に吐出し、その後、吐出した赤色インクを加熱減圧雰囲気中で乾燥させた。そして、乾燥した赤色インクの上に５０ｖｏｌ％の青色インクを吐出し、同様に、加熱減圧雰囲気中で乾燥させた。すなわち、比較例１では、重ね塗り法を用いて、赤色インクにより形成された赤色の発光膜と青色インクにより形成された青色の発光膜との積層膜により発光層を形成した。

比較例１に係る有機ＥＬ素子作製後、実施例１と同様の方法により、発光層４０の色度を測定した。その結果、比較例１では、発光層毎に得られる発光の色度が大きくばらついていた。具体的には、得られた色度は（０．５７〜０．６３、０．３４〜０．４１）であった。このように、実施例１〜３の方法では各発光層４０の色度にばらつきが見られなかったのに対して、重ね塗り法を用いて発光層を形成した場合は、発光層毎に色度がばらつくことがわかった。

（比較例２）
比較例２として、９５ｖｏｌ％の青色インクと５ｖｏｌ％の赤色インクとを用いた点を除いては、比較例１と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を比較例１と同様の形態で作成し、各発光層の色度を測定した。得られた色度は各発光層４０のすべてにおいて（０．１６〜０．４３、０．２６〜０．４３）であった。比較例２においても、比較例１と同様に各発光層の色度が大きくばらつく結果となった。

（実施例４）
実施例４として、吐出する青色インクの量を８５ｖｏｌ％とし、赤色インクの量を１５ｖｏｌ％とした点を除いては、上記実施例１と同様の工程で、実施例１に係る有機ＥＬ素子と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を作製した。また、実施例１と同様の方法により、各発光層４０の色度を測定した。その結果を図１１及び図１２に示す。

尚、図１１は実施例４に係る有機ＥＬ素子の発光輝度と色度（ｘ）との相関を表すグラフである。図１２は実施例４に係る有機ＥＬ素子及び比較例３に係る有機ＥＬ素子の発光輝度と色度（ｙ）との相関を表すグラフである。

（比較例３）
比較例３として、実施例４と同様に吐出する赤色インクの量を１５ｖｏｌ％、青色インクの量を８５ｖｏｌ％をこの順に塗布した点を除いては、比較例１と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を比較例１と同様の形態で作成し、各発光層の色度を測定した。図１１及び図１２に本比較例３の色度の測定結果を併記する。

尚、図１１及び図１２に表された色度データは、各発光輝度のおける各発光層の色度を平均して得られる値である。

図１１及び図１２に示すように、比較例３に係る有機ＥＬ素子では発光輝度（印加電圧）が変化すると得られる発光の色度が大きく変化した。それに対して、実施例４に係る有機ＥＬ素子では発光輝度（印加電圧）を変化させても得られる発光の色度がほとんど変化しないことがわかった。この結果より、実施例４に係る形成方法を用いることにより、発光輝度（印加電圧）の変化に起因する発光色度の変化が小さい有機ＥＬ素子を作製することができることがわかった。

（実施例５）
実施例５として、まず９０ｖｏｌ％の青色インクを吐出し、青色インクが乾燥する前に、青色インクの上に１ｖｏｌ％の赤色インクを吐出し、さらに先に吐出したインクが乾燥する前に９ｖｏｌ％の緑色インクを吐出し、得られたインク層を乾燥させることにより発光層４０を形成した点を除いては、実施形態１と同様の工程により、実施形態１に係る有機ＥＬ素子と同様の形態を有する有機ＥＬ素子を作製し、実施例１と同様の方法により各発光層４０の色度を測定した。尚、緑色インクは色度（０．３０，０．５８）の緑色発光材料を含むものである。

その結果、発光輝度を１００ｃｄ／ｍ²とした場合も、２５０ｃｄ／ｍ²とした場合も７、同様にすべての発光層４０の色度はほぼ同様で、（０．３７、０．５０）であった。この結果から、３種類のインクを順次滴下した場合も、２種類のインクを順次滴下した実施例１〜４と同様に、各発光層４０から得られる発光の色度ばらつきが少なく、また発光輝度によって得られる発光の色度はほとんどばらつかなかった。

以上、実施例１〜５の結果より、実施例に示した有機ＥＬ素子の製造方法によれば、用いるインクの種類よりも多くの種類の発光層が得られるだけでなく、発光輝度（印加電圧）の変化による発光の色度変化が少ない有機ＥＬ素子を製造することができることがわかった。

以上説明したように、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法によれば、容易且つ安価に多色表示可能な有機ＥＬ素子を製造することができるため、携帯電話、ＰＤＡ、テレビ、電子ブック、モニター、電子ポスター、時計、電子棚札、非常案内等の製造に有用である。

実施形態１に係る有機ＥＬディスプレイ１の構成を表す図である。 有機ＥＬディスプレイ１に含まれる有機ＥＬ素子２の構成を表す断面図である。 実施形態１における発光層４０の形成工程を表すフローチャートである。 重ね塗り法により形成された第３の発光層４０ｃを表す断面図である。 重ね塗り法により形成された第３の発光層４０ｃにおいて、発光領域Ｅが第１層４１と第２層４２との境界を中心として位置する場合を表す断面図である。 重ね塗り法により形成された第３の発光層４０ｃにおいて、発光領域Ｅが第２層４２寄りに位置する場合を表す断面図である。 実施形態１における第３の発光層４０ｃを表す断面図である。 実施形態２に係る有機ＥＬ素子２の構成を表す断面図である。 実施形態２における発光層４０の形成工程を表すフローチャートである。 実施形態２における第４の発光層４０ｄ及び第５の発光層４０ｅを表す断面図である。 実施例４に係る有機ＥＬ素子及び比較例３に係る有機ＥＬ素子の発光輝度と色度（ｘ）との相関を表すグラフである。 実施例４に係る有機ＥＬ素子及び比較例３に係る有機ＥＬ素子の発光輝度と色度（ｙ）との相関を表すグラフである。

符号の説明

１ 有機ＥＬディスプレイ
２ 有機ＥＬ素子
２０ アクティブマトリクス基板
２１ 走査線
２２ データ線
２３ 画素電極
２４ バッファ層
３０ バンク
４０ 発光層
４３ 表層領域
４４ 混合領域
５０ 上部共通電極
６１ 走査側駆動回路
６２ 走査側ドライバ
６３ 走査側制御回路
６４ 書き込み駆動電圧生成回路
６５ 書き込み電源回路
６６ データ側駆動回路
６７ データ側ドライバ
６８ データ側制御回路
６９ 変調電圧選択回路
７０ 駆動制御回路
７１ 変調電源回路
７２ 変調駆動電源回路
７３ 書き込み駆動電源回路

Claims (9)

1. 第１の電極を有する基板と、該第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極との間に設けられた発光層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   上記基板上に発光材料を含む第１のインクを吐出する第１の吐出工程と、
   上記第１のインクの上に該第１のインクと異なる組成の発光材料を含む第２のインクを吐出して該第１のインクと混合させる第２の吐出工程と、
   上記第１のインクと上記第２のインクとを含むインク層を乾燥させることにより上記発光層を形成する乾燥工程と、
   を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2. 請求項１に記載された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、
   上記第２の吐出工程の後に、上記第２のインクの上に上記第１のインク及び該第２のインクの双方と異なる組成の発光材料を含む第３のインクを吐出して上記第１のインク及び上記第２のインクと混合させる第３の吐出工程をさらに備え、
   上記乾燥工程は、上記第１のインクと、上記第２のインクと、上記第３のインクとを含むインク層を乾燥させることにより上記発光層を形成するものである有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3. 請求項１に記載された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、
   上記第２のインクは上記第１のインクに含まれない発光材料を含むインクである有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4. 請求項１に記載された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、
   上記乾燥工程は上記インク層の乾燥を加熱減圧雰囲気中で行うものである有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を用いて製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 第１の電極と、
   上記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
   上記第１の電極と上記第２の電極との間に設けられた、複数種類の発光材料を含む発光層と、
   を備え、
   上記発光層は、上記第１の電極側の表層に位置する、発光材料を含む第１の領域と、該第１の領域よりも上記第２の電極寄りに位置する、該第１の領域と異なる組成の発光材料を含む第２の領域とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 請求項６に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   上記発光層は上記第２の領域が発光するように構成されている有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 請求項６に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   上記第２の領域は上記第１の領域に含まれない発光材料を含む領域である有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 請求項５又は６に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。

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