JP2008027646A - 有機ｅｌ素子の正孔輸送層形成用塗布装置及び有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高分子有機ＥＬ素子の正孔輸送層を均一な膜厚に低コストで形成することができる正孔輸送層形成用塗布装置を提供する。
【解決手段】電極層が形成された有効画面１０１を有する基板１００を平らな状態に保持する保持面１１１を有する回転ステージ１１と、この回転ステージ１１を駆動するスピンモータ１３とを備え、保持面１１１に基板１００を保持した状態で回転ステージ１１を回転することにより電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し熱処理等により溶媒成分を除去して正孔輸送層を形成する塗布装置であって、回転ステージ１１の保持面１１１を基板１００の平面視面積と同じ大きさの面積に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、正孔輸送材料を溶媒に溶解又は分散させたインキ組成物を基板上に塗布することにより、有機ＥＬディスプレイの正孔輸送層を形成するための塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法に関する。

近年、携帯電話機、ＰＤＡ（携帯情報端末）、モバイルパソコン、車載用ナビゲーションシステム等における表示素子として、薄型、低電力、高輝度表示等の特徴を備える有機ＥＬ素子が注目されている。この有機ＥＬ素子は、例えば陽極（透明導電膜、ＩＴＯ膜）と、有機発光体を含有する発光層と、陰極（金属電極）とを透明基板上に積層したものから構成される。

このような有機ＥＬ素子においては、正孔注入層または正孔輸送層（以下、正孔輸送層という）を陽極と発光層の間に形成することによって、有機ＥＬ素子の発光効率や寿命を向上させることができる。
そこで、発光層を形成するのに先立って陽極上に正孔輸送層を形成するために、種々の製造方法が提案されている。その一つとして、正孔輸送材料を溶媒に溶解又は分散させたインキ組成物を基板上に回転塗布装置（スピンコータ）にて均一に塗布した後、熱処理等により溶媒成分を除去して正孔輸送層を形成する方法がある（例えば特許文献１参照）。

従来の回転塗布装置について図１０を参照して説明する。
図１０において、回転塗布装置は、鉛直な回転軸１ａを有するスピンモータ１と、回転軸１ａの上端に水平に取り付けられた矩形状の回転ステージ２とを有しており、この回転ステージ２上には、有機ＥＬ素子を構成する基板３が載置され、この基板３は、回転ステージ２の上面に形成された図示省略の吸引開口を通して吸着手段により吸引することで回転ステージ２上に保持される。また、基板３は、その上面に複数の有効画面４を備えている。この有効画面４には、基板３上に画素に対応して形成された陽極（図示せず）、この陽極上に形成された発光層（図示せず）及び発光層上に積層された陰極（図示せず）が設けられている。また、有効画面４を有する基板３の上面には正孔輸送材料を含有するインキ組成物が供給され、スピンモータ１で基板３を回転することにより有効画面４の全領域にインキ組成物を均一に塗布し、しかる後、溶媒成分を除去処理することで陽極上に正孔輸送層を形成するようにしている。

このような回転塗布装置によれば、正孔輸送材料と溶媒のインキ成分比や塗布条件（回転速度、回転時間等）により容易に膜厚調整が可能で、１０〜５００ｎｍの範囲で所望の膜厚の正孔輸送層を形成することが可能である。有機ＥＬ素子において形成される正孔輸送層の膜厚としては、正孔輸送材料の種類にもよるが５０ｎｍ程度であることが好ましい。このとき、正孔輸送層の膜厚のバラツキは±５％以内であることが望ましく、それ以上のバラツキが発生すると有機ＥＬ素子の発光ムラが顕著になってしまう。すなわち、有機ＥＬ素子において正孔輸送層を形成するにあっては、５０ｎｍといった非常に薄い膜厚で膜厚の均一性が求められる。
特開２００１−３５１７８０号公報

しかしながら、この種の回転塗布装置では、基板を回転ステージ上に吸着等にて固定した後、基板上にインキを供給し、基板を高速回転させて余分なインキを飛ばしながら基板表面に塗膜を形成するのであるが、基板を設置する回転ステージの表面に微小な凹凸や歪みがあった場合には、それが基板上の塗膜の膜厚に影響を与え厚みムラの原因になる場合がある。
一方、回転塗布装置にて、前述の膜厚の正孔輸送層を形成するには、回転ステージの表面の平面度は１０μｍ以内のうねりに抑えなくてはならない。そのためには、回転テーブルに高い剛性が必要とされ、これに伴い回転駆動系をより大型化する必要があり、装置の大型化・高コスト化につながる問題がある。
また、図１０に示すように、回転ステージ２の平面視表面積が基板３の平面視表面積よりも小さい場合には、回転ステージ２の周縁に当たる基板３の箇所から回転ステージ２外へ突出する部分が自重により下方へ垂れ下がって変形し、矢印で示す変形箇所に塗布された正孔輸送層に厚みムラが発生し、さらに、基板を吸着固定するために回転ステージの上面に設けられた吸引開口に当たる部分等にも正孔輸送層に厚みムラを発生させ、有機ＥＬ素子の発光ムラを引き起こす原因となる。

本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高分子有機ＥＬ素子の正孔輸送層を均一な膜厚に低コストで形成することができる正孔輸送層形成用塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、電極層が形成された有効画面が表面に形成された基板の裏面を保持する保持面を有する回転ステージを備え、前記保持面に前記基板の裏面が保持された状態で前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する塗布装置において、前記保持面は前記基板を平面視した際の面積と同等もしくはそれ以上の大きさの面積を有することを特徴とする。

また、本発明は、電極層が形成された有効画面が表面に形成された基板の裏面を保持する保持面を有する回転ステージを備え、前記保持面に前記基板の裏面が保持された状態で前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する塗布装置において、前記保持面は、前記基板を平面視した際に、前記有効画面から外れた前記基板の箇所に対応する前記回転ステージの上面領域に形成され、前記基板を平面視した際に、前記有効画面に対応する前記回転ステージの上面領域に前記基板の裏面と接触しない凹部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、電極層が形成された有効画面をその表面に有する基板の前記電極層上に正孔輸送層を含む発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記基板の裏面を保持する保持面を備え、前記保持面は前記基板を平面視した際の面積と同等もしくはそれ以上の大きさの面積を有する回転ステージを設け、前記基板の裏面を前記保持面で保持し前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成することを特徴とする。

また、本発明は、電極層が形成された有効画面を有する基板の前記電極層上に正孔輸送層を含む発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記基板の裏面を保持する保持面を備えた回転ステージを設け、前記保持面は、前記基板を平面視した際に前記有効画面から外れた前記基板の箇所に対応する前記回転ステージの上面領域に形成され、前記基板を平面視した際に前記有効画面に対応する前記回転ステージの上面領域に前記基板の裏面と接触しない凹部が形成され、前記基板の裏面を前記保持面で保持し前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成することを特徴とする。

本発明の塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法によれば、回転ステージの保持面を基板の平面視面積と同等もしくはそれ以上の大きさの面積に構成するようにしたので、従来のような基板の周縁部分が回転ステージの周縁から突出することによる基板周縁部分のたわみを防止でき、これにより、膜厚の均一性の高い正孔輸送層を低コストで容易に形成することができるとともに、発光ムラのない高分子有機ＥＬ素子を安価に提供することができる。

また、本発明の塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法によれば、基板を裏面から保持する回転ステージの保持面を、基板を平面視した際の有効画面から外れた基板の箇所に対応する回転ステージの上面領域に形成したので、従来のような基板の周縁部分が回転ステージの周縁から突出することによる基板周縁部分のたわみを防止できるとともに、基板を平面視した際の有効画面に対応する回転ステージの上面領域に基板の裏面と接触しない凹部を形成したので、保持面に比較的大きな凹凸があっても、回転ステージの裏面と非接触状態にある有効画面が上記凹凸の影響を受けることがなく、これにより、膜厚の均一性の高い正孔輸送層を低コストで容易に形成することができ、しかも、発光ムラのない高分子有機ＥＬ素子を安価に製造することができる。

以下、本発明にかかる有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ表示素子の製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる塗布装置及びこれを用いた有機ＥＬ表示素子の製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置、すなわち回転塗布装置の概略断面図である。
図１において、回転塗布装置１０は、矩形状の平板からなる回転ステージ１１を備え、この回転ステージ１１の下面中心には回転軸１２の一端が鉛直に結合され、回転軸１２の他端は、回転ステージ１１を回転するスピンモータ１３に連結されている。
回転ステージ１１の上面は、有機ＥＬ素子を構成する矩形状の基板１００を保持する保持面１１１を構成する。この保持面１１１を平面視した際の表面積は基板１００を平面視した際の面積と同じ大きさを有している。また、保持面１１１は、回転軸１２の中心を通る回転中心軸１２ａと直角な平面をなしており、さらに、保持面１１１の表面は、正孔輸送層の膜厚のバラツキが、例えば±５％以内に収まるような、例えば１０μｍの平面度に加工されている。
また、基板１００の表面には、複数の有効画面１０１が設けられている。この有効画面１０１には、基板１００上に画素に対応して形成された陽極（図示せず）や、この陽極上に形成された正孔輸送層を含む発光層（いずれも図示せず）及び発光層上に積層された陰極（図示せず）が設けられる。

また、基板１００の有効画面１０１から外れた基板１００の裏面周縁部と対向する回転ステージ１１の上面周縁箇所には、図１に示すように、基板１００を保持面１１１に吸引保持するための吸引開口１４が回転ステージ１１の周縁に沿って複数形成されている。この複数の吸引開口１４は、回転ステージ１１に形成した吸引開口１４ごとの分岐通路１５の一端にそれぞれ連通され、この各分岐通路１５の他端は、回転軸１２の軸心に形成した吸引通路１６に連通されている。さらに、回転軸１２には、その吸引通路１６に連通するカップリング１７が気密にかつ回転可能に取り付けられており、このカップリング１７を通して図示省略のエアポンプで吸引することにより、回転ステージ１１の保持面１１１上に載置された基板１００を吸引保持できるようになっている。
なお、上記分岐通路１５及び吸引通路１６を含む吸引開口１４は、特許請求の範囲に記載した吸着手段を構成する。

このような回転塗布装置１０において、回転ステージ１１の保持面１１１上に基板１００を載置し、図示省略のエアポンプを起動すれば、吸引開口１４により基板１００を保持面１１１に吸引保持できる。この状態で、基板１００の回転中心部に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を適量滴下した後、回転ステージ１１をスピンモータ１３により所定の速度で所定の時間回転させれば、インキ組成物が均一に塗布される。その後、熱処理等により溶媒成分を除去して、有効画面１０１の電極層（陽極）上に均一な膜厚（例えば５０ｎｍ）の正孔輸送層を形成することができる。

このような本実施の形態１によれば、回転ステージ１１の保持面１１１を基板１００の平面視面積と同等の大きさの面積に構成したので、従来のように基板１００の周縁部分が回転ステージ１１の周縁から突出することがなくなり、基板周縁部分のたわみを防止できる。これにより、膜厚の均一性の高い正孔輸送層を低コストで容易に形成することができ、発光ムラのない高分子有機ＥＬ素子を安価に提供することができる。
また、本実施の形態１によれば、基板１００を回転ステージ１１の保持面１１１に吸引保持するための吸引開口１４は基板１００の有効画面１０１から外れた基板１００の周縁部と対向する回転ステージ１１の周縁箇所に設けられているため、吸引開口１４により基板１００の周縁部分が吸引されることにより、その周縁部分が変形されても、その変形による影響が有効画面１０１の領域に及ぶことがなく、その結果、正孔輸送層の塗布ムラや有機ＥＬ素子の発光ムラをなくすことができる。

（実施の形態２）
次に、図２により本発明の実施の形態２における回転塗布装置について説明する。
この図２に示す実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に説明する。
図２からも明らかなように、実施の形態１と異なる部分は回転ステージ１１の大きさにある。すなわち、回転ステージ１１の保持面１１１の平面視面積を基板１００の平面視面積より大きい面積にしたところにある。

このような実施の形態２に示す回転塗布装置によれば、回転ステージ１１の保持面１１１の平面視面積を基板１００の平面視面積より大きくしたので、基板１００の回転ステージ１１の保持面１１１上への載置操作が簡便になるという効果があるほか、上記実施の形態１と同様な作用効果が得られる。

（実施の形態３）
次に、図３及び図４により本発明の実施の形態３における回転塗布装置について説明する。
図３は本実施の形態３における回転塗布装置の概略断面図であり、図４は本実施の形態３における回転ステージの平面図である。

図３及び４において、回転塗布装置２０は、矩形状の平板からなる回転ステージ２１を備え、この回転ステージ２１の下面中心には回転軸２２の一端が鉛直に結合され、回転軸２２の他端は、回転ステージ２１を駆動するスピンモータ２３に連結されている。
回転ステージ２１を平面視した際の表面積は、回転ステージ２１上に保持される矩形状の基板１００を平面視した際の面積より大きい面積の寸法に形成され、そして、この回転ステージ２１上の周縁寄りの部分には、基板１００の周縁寄りを下面から保持する所定幅の保持面２１１が回転ステージ２１上の周縁に沿いエンドレスに形成されており、さらに、この保持面２１１は、回転軸２２の中心を通る回転中心軸２２ａと直角な平面をなしている。また、基板１００を平面視した際に、有効画面１０１に対応する回転ステージ２１の上面領域には、基板１００の裏面と接触しない凹部２８が形成されている。
また、回転ステージ２１の凹部２８と対向する基板１００の表面には、複数の有効画面１０１が設けられている。この有効画面１０１には、基板１００上に画素に対応して形成された陽極（図示せず）や、この陽極上に形成された正孔輸送層を含む発光層（いずれも図示せず）及び発光層上に積層された陰極（図示せず）が設けられる。

回転ステージ２１の保持面２１１には、図１に示すように、基板１００を保持面２１１に吸引保持するための複数の吸引開口２４が回転ステージ２１の周縁に沿って形成されている。この複数の吸引開口２４は、回転ステージ２１に形成した吸引開口２４ごとの分岐通路２５の一端にそれぞれ連通され、この各分岐通路２５の他端は、回転軸２２の軸心に形成した吸引通路２６に連通されている。さらに、回転軸２２には、その吸引通路２６に連通するカップリング２７が気密にかつ回転可能に取り付けられており、このカップリング２７を通して図示省略のエアポンプで吸引することにより、回転ステージ２１の保持面２１１上に載置された基板１００を吸引保持できるようになっている。
なお、上記分岐通路２５及び吸引通路２６を含む吸引開口２４は、特許請求の範囲に記載した吸着手段を構成する。

このような回転塗布装置２０において、回転ステージ２１の保持面２１１上に基板１００を載置し、図示省略のエアポンプを起動すれば、吸引開口２４により基板１００を保持面２１１に吸引保持できる。この状態で、基板１００の回転中心部に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を適量滴下した後、回転ステージ２１をスピンモータ２３により所定の速度で所定の時間回転させれば、インキ組成物が均一に塗布される。その後、熱処理等により溶媒成分を除去して、有効画面１０１の電極層（陽極）上に均一な膜厚（例えば５０ｎｍ）の正孔輸送層を形成することができる。

このような本実施の形態３によれば、回転ステージ２１を平面視した際の表面積を基板１００を平面視した際の面積より大きい寸法に形成し、保持面２１１を有効画面１０１から外れた基板１００の周辺寄り箇所に対応する回転ステージ２１上の周縁箇所に形成したので、従来のように基板１００の周縁部分が回転ステージ２１の周縁から突出することがなくなり、基板周縁部分のたわみを防止できるとともに、保持面２１１の内側にある有効画面１０１と対向する回転ステージ２１の上面領域に基板１００の裏面と接触しない凹部２８を形成したので、回転ステージ２１の保持面２１１に比較的大きな凹凸があっても、回転ステージの裏面と非接触状態にある有効画面が上記凹凸の影響を受けることがなく、これにより、膜厚の均一性の高い正孔輸送層を低コストで容易に形成することができ、しかも、発光ムラのない高分子有機ＥＬ素子を安価に製造することができる。

また、本実施の形態３によれば、基板１００を回転ステージ２１の保持面２１１に吸引保持するための吸引開口２４は基板１００の有効画面１０１から外れた基板１００の周縁部と対向する回転ステージ２１の周縁箇所に設けられているため、吸引開口２４により基板１００の周縁部分が吸引されることにより、その周縁部分が変形されても、その変形の影響が有効画面１０１の領域に及ぶことがなく、その結果、正孔輸送層の塗布ムラや有機ＥＬ素子の発光ムラをなくすことができる。

（実施の形態４）
次に、図５及び図６により本発明の実施の形態４における回転塗布装置について説明する。
この図５及び図６に示す実施の形態４において、実施の形態３と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態３と異なる部分を重点に説明する。
図５及び図６からも明らかなように、実施の形態３と異なる点は、凹部が各有効画面１０１ごとに分離して設けられているところにある。すなわち、図５及び図６に示すように、複数の有効画面１０１のそれぞれに対応した、有効画面１０１の平面視面積より大きい平面視面積の凹部２８Ａが別々に形成され、そして、互いに隣接する凹部２８Ａ同士を区分する隔壁２９は基板１００の保持面として機能するように構成したところにある。

このような実施の形態４に示す回転塗布装置によれば、凹部２８Ａが有効画面１０１ごとに分離して別々に設けられているため、凹部２８Ａ同士を区分する隔壁２９を基板１００の保持面として機能させることができる。これにより、凹部２８Ａと対向する基板１００の有効画面形成領域のたわみを抑えることができ、ひいては、正孔輸送層の塗布ムラや有機ＥＬ素子の発光ムラをなくすことができるほか、上記実施の形態３と同様な作用効果が得られる。

次に、本発明にかかる回転塗布装置を用いた有機ＥＬ素子の製造方法について図７を参照して説明する。
図７に示すように、基板１００の上面に陽極としての第１電極１０２を形成する。ここで、第１電極１０２の形成方法としては、使用される材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。また、第１電極１０２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。

次に、基板１００上に第１電極１０２を取り囲むように電気絶縁性の隔壁１０３を形成する。この隔壁１０３に感光性材料を用いる場合は、感光性材料容易液をスピンコート法により全面コーティングした後、フォトリソ法によりパターニングすることで隔壁１０３を形成できる。
また、隔壁１０３にＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２を用いる場合は、スパッタリング法やＣＶＤ法といった乾式成膜法で隔壁１０３を形成することができる。この場合、隔壁１０３のパターニングはマスクやフォトリゾ法により行うことができる。

次に、隔壁１０３で囲まれた第１電極１０２上に、前記実施の形態１〜４に示す回転塗布装置を用いて正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し、熱処理等により溶媒成分を除去して正孔輸送層１０４を形成する。この場合、前記回転塗布装置を用いてスピンコート法により正孔輸送材料を含有するインキ組成物を均一に全面コーティングした後、フォトリソ法によりパターニングすることで正孔輸送層１０４が形成される。
正孔輸送材料の例としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。

次に、正孔輸送層１０４上に発光層１０５を形成する。この発光層１０５に用いられる発光材料としては、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス〔８−（パラ−トシル）アミノキノリン〕亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレン、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポルフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料や、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリスピロなどの高分子材料や、これら高分子材料に前記低分子材料の分散または共重合した材料や、その他既存の発光材料を用いることができる。
発光層１０５の形成方法としては、材料に応じて、真空蒸着法や、スピンコート、スプレーコート、ノズルコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコーティング法や印刷法、インクジェット法などを用いることができる。

次に、陰極としての第２電極１０６を隔壁１０３の上面及び発光層１０５の上面に形成する。
この第２電極１０６の材料としては、Ｍｇ，Ａｌ, Ｙｂ等の金属単体を用いたり、有機発光層１０５と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇ，Ａｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。さらには、これら仕事関数が低いＬｉやＣｓなどの材料を発光層１０５中に少量ドーピングして使用することもできる。また、透光性電子注入電極層として利用する場合には、仕事関数が低いＬｉ，Ｃａを薄く設けた後に、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物を積層してもよく、また、発光層１０５に、仕事関数が低いＬｉ，Ｃａなどの金属を少量ドーピングして、ＩＴＯなどの金属酸化物を積層してもよい。
第２電極１０６の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。第２電極１０６の厚さには特に制限はないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。また、透光性電子注入電極層として利用する場合に、ＣａやＬｉなどの金属材料を用いる場合の膜厚は０．１〜１０ｎｍ程度が望ましい。

次に、第２電極１０６の上面を含む有効画面の全領域を接着層１０７を介して封止体１０８により封止する。
封止体１０８に用いられる材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０^−６ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であることが好ましい。

接着層１０７に用いられる材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）からなる電極層を所望のパターンに形成された有機ＥＬ素子形成用の基板に、本発明の有機ＥＬ素子用塗布装置を用いて、正孔輸送材料を含有するインキ組成物をスピンコーティングした。この時、回転数を８００ｒｐｍ、回転時間を２０ｓｅｃの塗布条件で塗布した後、１００℃の温度下で、３０分乾燥して溶剤分を揮発させ、正孔輸送層を形成したところ、正孔輸送層の膜厚が５０ｎｍの場合、その膜厚のバラツキは±５ｎｍであった。
その後、基板の電極層上に発光層及び陰極パターンを形成し、基板を封止してパネル化した有機ＥＬ素子を全面点灯させたところ、図８に示すようにムラのない発光画面を得ることができた。

比較例

有機ＥＬ素子形成用の基板の平面視面積よりも小さい平面視面積の矩形状の回転ステージを有する塗布装置を用いて、本発明の実施例と同様の条件にて正孔輸送層を形成したところ、正孔輸送層の膜厚が５０ｎｍの場合、その膜厚のバラツキは±３０ｎｍであった。さらに、この基板を用いて製作した有機ＥＬ素子を全面点灯させたところ、図９に示すように、回転ステージの縁に当たる部分９１に沿って円弧状の発光ムラが発生した。また、回転ステージの上面と接触する部分９２にも吸引開口や回転ステージの基板保持面の歪みによる発光ムラが生じていることが確認された。

なお、本発明における回転ステージへの基板の固定方式としては、爪状のジグ等で基板の周辺部を引っ掛けたり、挟み込んだりする方式も考えられるが、この場合、ジグの加圧により基板全体がたわむことがあるため、好ましくない。
また、本発明においては、回転ステージの上面に形成される基板用の保持面は、基板の周縁部分に対向する回転ステージの周縁部分に限らず、基板の有効画面に対応しない部分であれば、何れの箇所であってもよい。
また、有効画面が複数有する多面付け基板の場合、有効画面間の隙間部分に対応して回転ステージの上面に形成される隔壁、すなわち保持面の形状は、基板の裏面に点で接触するピン型や、線で接触する梁型などが考えられるが、より基板のたわみを抑えるためには、梁型のスペーサが望ましい。

本発明の実施の形態１における回転塗布装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態２における回転塗布装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態３における回転塗布装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態３における回転ステージの平面図である。 本発明の実施の形態４における回転塗布装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態４における回転ステージの平面図である。 本発明方法により製造された有機ＥＬ素子の説明用断面図である。 本発明の有機ＥＬ素子用塗布装置の実施例による有機ＥＬ素子の発光状態を示す説明図である。 従来の塗布装置を使用した比較例による有機ＥＬ素子の発光状態を示す説明図である。 従来における回転塗布装置の概略断面図である。

符号の説明

１００……基板、１０１……有効画面、１０２……第１電極、１０３……隔壁、１０４……正孔輸送層、１０５……発光層、１０６……第２電極、１０７……接着層、１０８……封止体、１０……回転塗布装置、１１……回転ステージ、１２……回転軸、１３……スピンモータ、１４……吸引開口、１１１……保持面、２０……回転塗布装置、２１……回転ステージ、２２……回転軸、２３……スピンモータ、２４……吸引開口、２１１……保持面、２８……保持面に相当する隔壁。

Claims (12)

1. 電極層が形成された有効画面が表面に形成された基板の裏面を保持する保持面を有する回転ステージを備え、前記保持面に前記基板の裏面が保持された状態で前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する塗布装置において、
   前記保持面は前記基板を平面視した際の面積と同等もしくはそれ以上の大きさの面積を有する、
   ことを特徴とする有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
2. 前記基板の裏面を前記保持面で吸引保持する吸着手段が設けられ、前記吸着手段の吸引開口が、前記基板を平面視した際に前記有効画面から外れた前記保持面の箇所に形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
3. 前記吸引開口が設けられる前記保持面の箇所は前記基板の周縁寄り部分と対向する領域であることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
4. 電極層が形成された有効画面が表面に形成された基板の裏面を保持する保持面を有する回転ステージを備え、前記保持面に前記基板の裏面が保持された状態で前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する塗布装置において、
   前記保持面は、前記基板を平面視した際に、前記有効画面から外れた前記基板の箇所に対応する前記回転ステージの上面領域に形成され、
   前記基板を平面視した際に、前記有効画面に対応する前記回転ステージの上面領域に前記基板の裏面と接触しない凹部が形成されている、
   ことを特徴とする有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
5. 前記基板の裏面を前記保持面で吸引保持する吸着手段が設けられ、前記吸着手段の吸引開口が前記保持面に形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
6. 前記吸引開口が設けられる前記保持面の箇所は前記基板の周縁寄り部分と対向する領域であることを特徴とする請求項４または５記載の有機ＥＬ素子の正孔輸送層形成用塗布装置。
7. 電極層が形成された有効画面をその表面に有する基板の前記電極層上に正孔輸送層を含む発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、
   前記基板の裏面を保持する保持面を備え、前記保持面は前記基板を平面視した際の面積と同等もしくはそれ以上の大きさの面積を有する回転ステージを設け、
   前記基板の裏面を前記保持面で保持し前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する、
   ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
8. 前記基板の裏面を前記保持面で吸引保持する吸着手段が設けられ、前記吸着手段の吸引開口が、前記基板を平面視した際に前記有効画面から外れた前記保持面の箇所に形成されていることを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
9. 前記吸引開口が設けられる前記保持面の箇所は前記基板の周縁寄り部分と対向する領域であることを特徴とする請求項７または８記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
10. 電極層が形成された有効画面を有する基板の前記電極層上に正孔輸送層を含む発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、
    前記基板の裏面を保持する保持面を備えた回転ステージを設け、
    前記保持面は、前記基板を平面視した際に前記有効画面から外れた前記基板の箇所に対応する前記回転ステージの上面領域に形成され、
    前記基板を平面視した際に前記有効画面に対応する前記回転ステージの上面領域に前記基板の裏面と接触しない凹部が形成され、
    前記基板の裏面を前記保持面で保持し前記回転ステージを回転させつつ前記電極層上に正孔輸送材料を含有するインキ組成物を塗布し前記インキ組成物中の溶媒成分を除去処理して前記電極層上に正孔輸送層を形成する、
    ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
11. 前記基板の裏面を前記保持面で吸引保持する吸着手段が設けられ、前記吸着手段の吸引開口が前記保持面に形成されていることを特徴とする請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
12. 前記吸引開口が設けられる前記保持面の箇所は前記基板の周縁寄り部分と対向する領域であることを特徴とする請求項１０または１１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
    

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