JP2010277700A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】所期の性状の有機層を実用的なキャピラリーコート法を用いて形成することができる有機EL素子の製造方法を提供する。
【解決手段】塗布液を吐出するノズル13を有するキャピラリーコートシステム11を用いて、1層以上の有機層のうちの所定の有機層を形成する有機材料を含む塗布液17を、当該有機層が形成される被形成面に塗布し、これを固化することにより有機層を形成する工程を含み、被形成面に塗布液17を塗布する前工程及び/又は後工程であって、ノズル13上端から吐出される塗布液17が被形成面から離液した状態において、ノズル13上端に近接させて乾燥防止部材21を配置し、塗布液17を乾燥防止部材21に接液させた状態を保持することにより、ノズル13上端からの塗布液17の乾燥を防止することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ということがある。)の製造方法に関する。
有機EL素子は、発光素子の1種であり、有機物を発光材料に用いた有機発光層と、該有機発光層を介在させて対向して配置される一対の電極(陽極および陰極)とを含んで構成される。有機EL素子に電圧を印加すると、陽極側から正孔が注入されるとともに、陰極側から電子が注入され、これら正孔と電子とが有機発光層において結合することによって発光する。
有機EL素子は、素子特性の向上を目的として、有機発光層とは異なる有機層をさらに備えることがある。これら有機層(有機発光層を含む)を、膜厚が均一で大面積の薄膜を比較的簡易に形成することが可能な塗布法を用いて形成することが検討されている。
塗布法を用いて有機層を形成する方法では、まず有機層を形成する材料(溶質)が溶解した塗布液を被塗布体に塗布し、これを固化することにより有機層を形成している。
塗布液を塗布する方法としては、例えばキャピラリーコート法が考えられる。キャピラリーコート法では、まず塗布液を吐出するノズルの吐出口が上方を向くようにノズルを配置するとともに、被塗布体をノズルの上方に配置する。そしてノズルを上昇させることにより被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を被塗布体に接液させる。このように塗布液が被塗布体に接液した状態で、被塗布体を水平方向の一方に移動することにより塗布液が塗布される。
塗布液を塗布する際には、ノズル内の塗布液が消費されるので、消費された塗布液を補給するために、ノズルの吐出口には新たな塗布液が順次供給される。このようにノズル内の塗布液は順次入れ替わることになるので、ノズル内において塗布液の乾燥が進行することはない。
しかしながら実際の工程では塗布液を継続的に塗布するわけではなく、ノズルを被塗布体から離間し、被塗布体から塗布液を離液させた待機状態が断続的に生じることがある。待機状態ではノズル上端に滞留する塗布液が大気に曝されるので、この部分から塗布液が時間経過とともに乾燥し、ノズル上端に滞留する塗布液の溶質濃度は時間経過とともに高くなる。待機状態が長くなると、ゲル状または固体状の浮遊物が、乾燥の進行のために塗布液の表面部に形成され、またこの浮遊物がノズルに付着することになる。浮遊物が形成された状態で塗布液を塗布すると、浮遊物が異物として被塗布体に付着したり、付着した異物を起点として塗布膜に筋が形成されたりすることがある。また浮遊物が被塗布体に付着しなくとも、ノズルに付着した浮遊物によって塗布液の供給が阻害されるために、塗布むらが生じることがあり、平坦で均一な膜厚の塗布膜を形成することが困難となる。特に有機EL素子は発光層等の膜厚が極めて薄いため、たとえ微小な凹凸であったとしても、これが層の性状に大きな影響を与えることがあり、また層厚によって発光強度にばらつきが生じるために、発光ムラが生じることになり、層表面の凹凸が発光特性に顕在化し易いという問題がある。
この問題を解決するために、塗布液を塗布する直前に、例えばワイパーやウエスなどでノズルの上端を拭き取ることにより浮遊物を除去する工程を設けることが考えられる。しかしながら、拭き取り作業に起因して塗布液に異物が混入するおそれがあり、また人の手が介在する場合には、拭き取り後の塗布液の状態が拭き取り作業毎に微妙に異なるため、形成される薄膜の性状にばらつきが生じるおそれがある。
そこで、塗布液を塗布していない待機状態において、塗布液を収容する容器(インクパン)にノズル自体を浸漬し、ノズル内の塗布液の乾燥を防止する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2007−276399号公報
しかしながら、ノズルを塗布液に浸漬する従来の方法では、インクパン内に収容される乾燥防止用の塗布液が余分に必要となるため、浪費される塗布液が多くなるという問題があり、またインクパン内の塗布液の性状を、実際に塗布する塗布液と同様にする必要があるため、制御が複雑になるという問題があり、従来の方法は必ずしも実用的とはいえない。また従来の方法では印刷版などに塗布液を予め塗布し、これを被塗布体に転写することによって発光層などを形成しているが、この方法では平坦な膜厚の発光層などを形成することが困難である。
従って本発明の目的は、所期の性状の有機層を実用的なキャピラリーコート法を用いて形成することができる有機EL素子の製造方法を提供することである。
本発明は、有機発光層を含む1層以上の有機層と、
該1層以上の有機層を介在させて、対抗して配置される一対の電極とを形成する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、
塗布液を吐出するノズルを有するキャピラリーコートシステムを用いて、前記1層以上の有機層のうちの所定の有機層を形成する有機材料を含む塗布液を、当該有機層が形成される被形成面に塗布し、これを固化することにより有機層を形成する工程を含み、
前記被形成面に塗布液を塗布する前工程及び/又は後工程であって、ノズル上端から吐出される塗布液が前記被形成面から離液した状態において、前記ノズル上端に近接させて乾燥防止部材を配置し、前記塗布液を乾燥防止部材に接液させた状態を保持することにより、前記ノズル上端からの塗布液の乾燥を防止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に関する。
また本発明は、前記塗布液を乾燥防止部材に接液させた状態を保持したまま、前記ノズルに対して前記乾燥防止部材を間欠的に相対移動させることを特徴とする前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
また本発明は、前記塗布液は、総重量に対して、沸点が170℃未満の低沸点溶媒を40重量%以上含むことを特徴とする前記有機エレクトロルミネッセンス素子製造方法に関する。
また本発明は、前記塗布液は、総重量に対して、沸点が170℃未満の低沸点溶媒を80重量%以上含むことを特徴とする前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
本発明によれば、所期の性状の有機層を実用的なキャピラリーコート法を用いて形成することができる。
キャピラリーコートシステム11を模式的に示す図である。 ノズル13を上方から見た模式図である。 塗布液の塗り始め位置(接液位置)から塗布方向Xに50mm離間した位置における発光層の幅方向Yの表面の形状を示す(実施例1)。 塗布液の塗り始め位置(接液位置)から塗布方向Xに50mm離間した位置における発光層の幅方向Yの表面の形状を示す(比較例1)。 塗布液の塗り始め位置(接液位置)から塗布方向Xに50mm離間した位置における発光層の幅方向Yの表面の形状を示しており、発光層の幅方向Yの一端部(幅6mm)を拡大して示す(実施例2〜4)。
以下に本発明の実施の一形態の塗布方法について、図面を参照しつつ説明する。
本発明の有機EL素子の製造方法は、有機発光層を含む1層以上の有機層と、該1層以上の有機層を介在させて、対抗して配置される一対の電極とを備える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、前記1層以上の有機層のうちの所定の有機層を形成する有機材料を含む塗布液を、キャピラリーコートシステムを用いて、当該有機層が形成される被形成面に塗布し、これを固化することにより有機層を形成する工程を含み、前記被形成面に塗布液を塗布する前工程及び/又は後工程であって、前記塗布液を吐出するキャピラリーコートシステムのノズル上端から吐出される塗布液が前記被形成面から離液した状態において、前記ノズル上端に近接させて乾燥防止部材を配置し、前記塗布液を乾燥防止部材に接液させた状態を保持することにより、前記ノズル上端からの塗布液の乾燥を防止することを特徴とする有機EL素子の製造方法である。
本実施の形態の有機EL素子は、一対の電極と、該電極間に設けられる1層以上の有機層を備え、これらを基板上に積層することにより形成される。有機EL素子は、1層以上の有機層として少なくとも有機発光層(以下、「有機発光層」を単に「発光層」という場合がある。)を備える。
図1はキャピラリーコートシステム11を模式的に示す図である。以下では実施の一例として「陽極/発光層/陰極」から成る有機EL素子の製造方法について説明する(記号「/」は、記号「/」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)。例えば陽極、発光層および陰極が基板上にこの順で積層される素子構造の有機EL素子では、陽極が形成された基板(以下、「陽極が形成された基板」を被塗布体ということがある。)に発光層が形成される。本実施形態では前述した所定の有機層が発光層に相当し、被形成面が陽極表面に相当する。
キャピラリーコートシステム11は、主に定盤12、ノズル13、タンク14、および乾燥防止部材21を含んで構成される。定盤12は、下方の主面に設けられる被塗布体19を保持する。被塗布体19の保持方法としては真空吸着を挙げることができる。定盤12は、図示しない電動機および油圧機などの変位駆動手段によって水平方向に往復移動する。以下、定盤12の移動する方向を塗布方向Xという場合がある。また本明細書において「上方」、「下方」は、それぞれ「鉛直方向の上方」、「鉛直方向の下方」を意味する。
図2はノズル13を上方から見た模式図である。ノズル13は、略板状であり、塗布液が吐出するスリット状の吐出口(以下、スリット状吐出口という場合がある。)23を備える。ノズル13は、スリット状吐出口23の短手方向が塗布方向Xに一致するように配置される。換言すると、塗布方向Xと上下方向Zとの双方に垂直な幅方向Yと、スリット状吐出口23の長手方向とが一致するようにノズル13は配置される。
スリット状吐出口23の短手方向の幅は、塗布液の性状および塗布膜の厚みなどに基づいて適宜設定され、通常0.01mm〜1mm程度である。またスリット状吐出口23の長手方向(幅方向Y)の幅は、塗布膜の幅方向Yの幅に基づいて設定され、通常、10mm〜300mmである。
ノズル13のスリット状吐出口23の下方には、塗布液を貯留するマニホールドが形成されており、スリット状吐出口23からマニホールドに連通する薄板状の空洞15がノズル13には形成されている。
ノズル13は、鉛直方向Zに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Zに変位駆動される。
タンク14は塗布液17を収容する。タンク14に収容される塗布液17は被塗布体19に塗布される塗布液17であり、本実施の形態では発光層となる有機材料を含む液体である。具体的には後述する発光材料が溶媒に溶解した溶液である。ノズル13のマニホールドとタンク14とは塗布液供給管16を介して連通している。すなわちタンク14に収容される塗布液17は、塗布液供給管16を通してマニホールドに供給され、さらにはスリット状吐出口23を通って被塗布体19に塗布される。タンク14は、鉛直方向Zに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Zに変位駆動される。タンク14は、塗布液17の液面を検出する液面センサー18をさらに備える。この液面センサー18によって、塗布液17の液面の鉛直方向Zの高さが検出される。液面センサー18は、例えば光学式センサーや超音波振動式センサーによって実現される。
塗布液供給管16を介してタンク14からスリット状吐出口23に供給される塗布液17は、タンク14内の液面の高さに応じて生じる圧力(静圧)と、毛管現象による力とによってスリット状吐出口23から押出される。塗布液に加わる静圧の大きさは、タンク14内の液面位置とノズル13内の液面位置との相対差によって決まる。この相対差は、タンク14の上下方向の位置を調整することにより調整することができるので、スリット状吐出口23から押出される塗布液の量は、タンク14の上下方向の位置を調整することにより制御することができる。
本実施の形態のキャピラリーコートシステム11は、乾燥防止部材21をさらに備える。乾燥防止部材21は、定盤12の塗布方向Xの一端(本実施の形態では右端)に備え付けられる。乾燥防止部材21は例えば平板状である。乾燥防止部材21はガラス板、およびステンレス鋼(SUS板)などによって実現される。乾燥防止部材21はその主面が塗布方向Xに垂直であり、底面の長手方向が幅方向Y(スリット状吐出口23の長手方向)に一致するように配置される。この乾燥防止部材21は電動機および油圧機などの変位駆動手段によって塗布方向Xに変位駆動される。
キャピラリーコートシステム11は、マイクロコンピュータなどによって実現される制御部をさらに備える。制御部は、前述した変位駆動手段などを制御する。制御部が変位駆動手段を制御することで、ノズル13およびタンク14の鉛直方向Zの位置、および定盤12の塗布方向Xの変位が制御される。塗布液17を塗布すると、塗布液17が消費されるためにタンク14内の塗布液17の液面が経時的に下降するが、液面センサー18の検出結果に基づいて制御部が変位駆動手段を制御し、タンク14の鉛直方向Zの位置を調整することで、スリット状吐出口23から押出される塗布液17の高さを制御することができる。
以上説明したキャピラリーコートシステム11が塗布液を塗布する動作について説明する。
キャピラリーコートシステム11は、塗布工程と非塗布工程とを繰返すことにより、塗布液をパターン塗布することができる。
(塗布工程)
塗布工程では、ノズル上方に配置される被塗布体19に塗布液が接液した状態で、被塗布体19とノズル13とを相対移動させることにより、塗布液を被塗布体19に塗布する。具体的には、まずタンク14に収容される塗布液の液面がノズル13の上端よりも高くなるようにタンク14を上昇させることにより、スリット状吐出口23から塗布液が吐出した状態にするとともに、被塗布体19に近接するようにノズル13を上昇させて、塗布液を被塗布体19に接液する。
次に塗布液を被塗布体19に接液させた状態で、塗布方向Xの一方(図1では右方)に被塗布体19を移動し、所定の距離だけ移動すると被塗布体19を停止する。これによって塗布膜が形成される。なお本実施の形態ではノズル13および被塗布体19のうちの被塗布体19を移動させるが、ノズル13を塗布方向Xの他方(図1では左方)に移動させてもよく、またノズル13と被塗布体19との両方を移動させてもよい。
本実施の形態では塗布工程において発光層用の塗布液を塗布するので、塗布液は、後述する発光材料を溶質として含む。発光材料としては、高分子発光材料でも低分子発光材料でもよく、高分子発光材料と低分子発光材料とを含んでいてもよい。なお溶解性の観点からは高分子発光材料が好ましい。
塗布液は、溶媒を1種類だけでなく、2種類以上含んでいてもよい。溶媒としては溶質(本実施の形態では発光材料)を溶解するものであればよい。このような溶媒としては、クロロホルム(沸点61℃)、塩化メチレン(沸点40℃)、1,1−ジクロロエタン(沸点57℃)、1,2−ジクロロエタン(沸点83℃)、1,1,1−トリクロロエタン(沸点74℃)、1,1,2−トリクロロエタン(沸点113℃)等の脂肪族塩素系溶媒、クロロベンゼン(沸点132℃)、o−ジクロロベンゼン(沸点180℃)、m−ジクロロベンゼン(沸点173℃)、p−ジクロロベンゼン(沸点174℃)等の芳香族塩素系溶媒、テトラヒドロフラン(沸点66℃)、1,4−ジオキサン(沸点101℃)等の脂肪族エーテル系溶媒、アニソール(沸点154℃)、エトキシベンゼン(沸点170℃)等の芳香族エーテル系溶媒、トルエン(沸点111℃)、o−キシレン(沸点144℃)、m−キシレン(沸点139℃)、p−キシレン(沸点138℃)、エチルベンゼン(沸点136℃)、p−ジエチルベンゼン(沸点184℃)、メシチレン(沸点211℃)、n−プロピルベンゼン(沸点159℃)、イソプロピルベンゼン(沸点152℃)、n−ブチルベンゼン(沸点183℃)、イソブチルベンゼン(沸点173℃)、s−ブチルベンゼン(沸点173℃)、テトラリン(沸点208℃)、シクロヘキシルベンゼン(沸点235℃:737mmHgで測定)等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン(沸点81℃)、メチルシクロヘキサン(沸点101℃)、n−ペンタン(沸点36℃)、n−ヘキサン(沸点69℃)、n−へプタン(沸点98℃)、n−オクタン(沸点126℃)、n−ノナン(沸点151℃)、n−デカン(沸点174℃)、デカリン(cis体は沸点196℃、trans体は沸点187℃)、ビシクロヘキシル(沸点217〜233℃)等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン(沸点56℃)、メチルエチルケトン(沸点80℃)、メチルイソブチルケトン(沸点117℃)、シクロヘキサノン(沸点156℃)、2−ヘプタノン(沸点150℃)、3−ヘプタノン(沸点147℃:765mmHgで測定)、4−ヘプタノン(沸点144℃)、2−オクタノン(沸点174℃)、2−ノナノン(沸点195℃)、2−デカノン(沸点209℃)等の脂肪族ケトン系溶媒、アセトフェノン(沸点202℃)等の芳香族ケトン系溶媒、酢酸エチル(沸点77℃)、酢酸ブチル(沸点120〜125℃)等の脂肪族エステル系溶媒、安息香酸メチル(沸点200℃)、安息香酸ブチル(沸点213℃)、酢酸フェニル(沸点196℃)等の芳香族エステル系溶媒、エチレングリコール(沸点198℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(沸点171℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点135℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点125℃)、1,2−ジメトキシエタン(沸点85℃)、プロピレングリコール(沸点188℃)、1,2−ジエトキシメタン(沸点124℃)、トリエチレングリコールジエチルエーテル(沸点222℃)、2,5−ヘキサンジオール(沸点218℃)等の脂肪族多価アルコール系溶媒及び脂肪族多価アルコールの誘導体からなる溶媒、メタノール(沸点65℃)、エタノール(沸点78℃)、プロパノール(沸点97℃)、イソプロパノール(沸点82℃)、シクロヘキサノール(沸点161℃)等の脂肪族アルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド(沸点37℃)等の脂肪族スルホキシド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン(沸点202℃)、N,N−ジメチルホルムアミド(沸点153℃)等の脂肪族アミド系溶媒が例示される。
これらの中でもトルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、アニソール、メシチレン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼンおよびテトラリンが好ましい。
塗布液としては、沸点が170℃未満の低沸点溶媒を含むことが好ましい。以下本明細書において沸点が170℃未満の溶媒を低沸点溶媒という。塗布液における低沸点溶媒の割合は40重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることがさらに好ましい。
塗布液における溶質の割合は、通常は10重量%以下であり、2重量%以下であることが好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。
キャピラリーコート法を用いることによって、平坦で均一な膜厚の塗布膜を形成することは可能であるが、しかしながらキャピラリーコート法を用いたとしても塗布膜の幅方向Yの端部の膜厚は、所期の膜厚から若干外れる(実施例2〜4参照)。発光強度は膜厚によって変動するので、塗布膜の幅方向Yの端部は発光強度が中央部とは異なる。そこで、可能な限り均一な発光を実現するためにも、所期の膜厚から若干外れて成膜される部位の領域を可能な限り抑制することが求められている。実施例に示すように、所期の膜厚から膜厚が変動する端部(変動部)の幅方向Yの幅は溶媒の種類によって異なり、塗布液における低沸点溶媒の割合が高いほど、膜厚が変動する端部の幅方向Yの幅が抑制される。このため、低沸点溶媒を含む塗布液を用いることにより、膜厚が変動する部位の形成を抑制することができ、ひいては均一発光する面積を拡大することができる。
(非塗布工程)
塗布工程が終わると、塗布液が被塗布体から離液した状態となるように、ノズルを配置する。例えばノズル13を下降して、塗布液が被塗布体19から離液した状態にし、その間に被塗布体19を定盤12から取り外し、次に塗布液を塗布する被塗布体19を取り付ける。この非塗布工程は、前記被形成面に塗布液を塗布する前工程及び/又は後工程に相当する。非塗布工程では、ノズル13上端に近接させて乾燥防止部材21を配置し、塗布液を乾燥防止部材21に接液させた状態を保持することにより、塗布液の乾燥を防止する。塗布液を乾燥防止部材21に接液させた状態は、塗布工程の直前まで保持することが好ましい。
前述したように乾燥防止部材21は定盤12の塗布方向Xの一端(図1では右端)に取り付けられているため、塗布工程が終わると、ノズル13を下降した状態で、定盤12とともに乾燥防止部材21を塗布方向Xの他方(図1では左側)に移動し、乾燥防止部材21をノズル13の上方に配置する。さらにノズル13の上端が乾燥防止部材21に近接する位置までノズル13を上昇し、ノズル13から吐出する塗布液を乾燥防止部材21に接液する。
非塗布工程では、ノズル13に対して乾燥防止部材21を間欠的に相対移動することが好ましい。本実施の形態においてノズル13に対して乾燥防止部材21を間欠的に相対移動する場合には、乾燥防止部材21が静止する時間が所定の時間経つと、乾燥防止部材21を所定の距離だけ移動させる。このように乾燥防止部材21を間欠的に相対移動することにより、乾燥防止部材21に塗布液が間欠的に塗布される。これによりノズル13の上端部に滞留している塗布液が間欠的に入れ替わることになる。
塗布液が乾燥防止部材21に接液していたとしても、この状態が長時間継続すると、ノズル13の上端部に滞留する塗布液が変質することも考えられるが、乾燥防止部材21を間欠的に相対移動させることによりノズル13の上端部に滞留している塗布液が間欠的に入れ替わるため、ノズル13上端部の塗布液の状態を、タンク14内の塗布液の状態と同様に保つことができる。このような観点からは、間欠的に乾燥防止部材21を相対移動させる場合、乾燥防止部材21を静止させる時間は、0.1秒〜5秒が好ましい。
ノズル13に対して乾燥防止部材21を継続的に相対移動する場合、ノズル13の上端部に滞留している塗布液が継続的に入れ替わるので、このような観点からは乾燥防止部材21を継続的に相対移動することは好ましいが、塗布液が余分に浪費されるため、塗布液の使用量を抑制するという観点からは、ノズル13に対して乾燥防止部材21を間欠的に相対移動することが好ましい。
なお非塗布工程において、ノズル13に対して乾燥防止部材21を静止させる場合には、乾燥防止部材21に塗布液を接液するたびに、接液位置を変えることが好ましい。このように非塗布工程ごとに、乾燥防止部材21に塗布液を接液する位置を変えるので、塗布液によって乾燥防止部材21が汚れたとしても、この汚れた部位に塗布液を再度接液することを防ぐことができ、乾燥防止部材21を洗浄する頻度、または乾燥防止部材21を取り替える頻度を抑制することができる。
前述したように塗布液の総重量に対する低沸点溶媒の割合は高いほど好ましいが、この場合、塗布液が乾燥しやすくなり、前述したような問題が発生しやすくなるところ、本実施形態では非塗布工程において塗布液の乾燥を防止するため、以上のように塗布工程と非塗布工程とを繰返すことにより、ノズル13の塗布液の乾燥を防止しつつ、意図した性状の塗布膜を容易に形成することができる。
塗布液を被塗布体19に塗布し、さらに塗布膜を固化することにより発光層を得ることができる。塗布膜の固化は、例えば塗布膜を加熱したり、静置したり、減圧乾燥したりして、溶媒を除去することにより行われる。塗布膜の固化は、窒素雰囲気または真空雰囲気において行うことが好ましい。
発光層を形成した後、さらに陰極を発光層上に形成する。これにより有機EL素子を形成することができる。
以上の本実施の形態では、乾燥防止部材21は定盤12に取り付けられ、定盤12とともに移動する態様について説明したが、乾燥防止部材が定盤に取り付けられずに、定盤とは独立して移動するようにしてもよい。例えば被塗布体に対して乾燥防止部材を平行移動するようにしてもよい。塗布工程では乾燥防止部材を待避させておき、非塗布工程では、ノズル13を下降させた状態において、被塗布体に対して乾燥防止部材を平行移動してノズル13の上方に被塗布体を配置し、ノズル13を上昇させて塗布液を接液してもよい。このように乾燥防止部材を被塗布体に対して平行移動する場合、定盤を動かす必要がないため、作業性が向上する。
なお被塗布体に対して乾燥防止部材を平行移動する形態では、乾燥防止部材の移動方向の位置合わせ、及びノズルの上下方向の位置合わせが必要となる。乾燥防止部材はノズルの上方に配置すればよいので、移動方向に対する位置精度は低くてもよい。そのため乾燥防止部材の移動を制御する機構は容易に実現することができる。また通常のキャピラリーコートシステムは、ノズルの鉛直方向の位置制御を高精度に行うことができるように設計されているため、これをそのまま利用することにより、実用に供されている装置に、乾燥防止部材を移動する機構を追加するだけで、ノズルの乾燥を防止する機構を容易に実現することができる。
また前述の実施の形態では乾燥防止部材の形状を平板状としたが、乾燥防止部材の形状は、これに限られずに、例えば円筒状、円柱状、多角柱状でもよい。
以上の説明では、「陽極/発光層/陰極」の構成を有する有機EL素子について説明したが、有機EL素子は、この構成に限られない。以下に、有機EL素子の層構造、各層の構成、および各層の製法について説明する。
有機EL素子は、一対の電極(陽極および陰極)と、該電極間に配置される1または複数の有機層とを含んで構成され、1または複数の有機層として、少なくとも1層の発光層を備える。陽極と陰極との間には、発光層に限らずに、発光層とは異なる有機層が設けられてもよく、さらに無機層が設けられる場合もある。以下において陽極と陰極との間に設けられる層について説明するが、これらのうちで有機物を含む層は有機層に相当する。塗布法を用いて有機層を形成することができる場合には、発光層を形成する際に説明した塗布法を用いて、1層以上の有機層のうちの1層以上の有機層を形成すればよく、1層以上の有機層の全てを、発光層を形成する際に説明した塗布法を用いて形成することが好ましい。なお前述の実施形態では発光層を前述のキャピラリーコート法で形成したが、有機層が複数層ある場合、キャピラリーコート法とは異なる方法で発光層を形成し、他の有機層をキャピラリーコート法によって形成してもよい。なお有機層を構成する有機物としては、低分子化合物でも高分子化合物でもよいが、溶媒への溶解性の観点からは、高分子化合物が好ましく、ポリスチレン換算の数平均分子量が、10〜10である高分子化合物が好ましい。
陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に近い層を電子注入層といい、発光層に近い層を電子輸送層という。
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び/又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
陽極と発光層との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、陽極に近い層を正孔注入層といい、発光層に近い層を正孔輸送層という。
正孔注入層は、陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び/又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。
本実施の形態の有機EL素子のとりうる素子構成の一例を以下に示す。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
c)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
d)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極
e)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
g)陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
h)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
i)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
j)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
k)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
l)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
m)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
n)陽極/発光層/電子注入層/陰極
o)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
p)陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
本実施の形態の有機EL素子は、2層以上の発光層を有していてもよく、2層の発光層を有する有機EL素子としては、上記a)〜p)の層構成のうちのいずれか1つにおいて、陽極と陰極とに挟持された積層体を「構造単位A」とすると、以下のo)に示す層構成を挙げることができる。
o)陽極/(構造単位A)/電荷発生層/(構造単位A)/陰極
なお2つある(構造単位A)の層構成は互いに同じでも、異なっていてもよい。
また、3層以上の発光層を有する有機EL素子としては、「(構造単位A)/電荷発生層」を「構造単位B」とすると、以下のp)に示す層構成を挙げることができる。
p)陽極/(構造単位B)x/(構造単位A)/陰極
なお記号「x」は、2以上の整数を表し、(構造単位B)xは、構造単位Bがx段積層された積層体を表す。また複数ある(構造単位B)の層構成は同じでも、異なっていてもよい。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide:略称ITO)、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
積層する層の順序、層数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜設定することができる。また本実施の形態の有機EL素子は、ボトムエミッション型の有機EL素子でも、トップエミッション型の有機EL素子でもよい。
次に有機EL素子を構成する各層の材料および形成方法について、より具体的に説明する。
<基板>
有機EL素子が搭載される基板は、有機EL素子を製造する工程において変化しないものが好適に用いられ、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、およびシリコン基板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。
<陽極>
発光層からの光を陽極を通して取出す構成の有機EL素子の場合、陽極には光透過性を示す電極が用いられる。光透過性を示す電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:略称IZO)、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもITO、IZO、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数3.0eV以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができ、例えば10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
<正孔注入層>
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、発光層を形成する工程の説明において塗布液の溶媒として例示した溶媒および水を挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を用いる方法を挙げることができ、前述した発光層を形成する方法と同様の方法によって正孔注入層を形成することが好ましい。具体的には前述の発光層を形成する方法では発光材料を塗布液の溶質として用いたが、この発光材料に替えて正孔注入材料を塗布液の溶質として用いて、前述した発光層を形成する方法と同様の方法によって正孔注入層を形成することが好ましい。
正孔注入層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなるので好ましくない。従って正孔注入層の膜厚は、例えば1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
<正孔輸送層>
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体などを挙げることができる。
これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を用いる方法を挙げることができ、前述した発光層を形成する方法と同様の方法によって正孔輸送層を形成することが好ましい。
正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚は、例えば1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
<発光層>
発光層は、発光材料を含んで構成され、その発光材料として、通常、主として蛍光及び/又はりん光を発光する有機物、または該有機物とこれを補助するドーパントとを含んで構成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお発光材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。発光層は、低分子化合物および高分子化合物の両方を含んでいてもよく、また低分子化合物および高分子化合物の一方を含んでいてもよい。なお発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が10〜10である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する発光材料としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。
(色素系材料)
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。
(金属錯体系材料)
金属錯体系材料としては、例えばTb、Eu、Dyなどの希土類金属、またはAl、Zn、Be、Irなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
(高分子系材料)
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
(ドーパント材料)
ドーパント材料としては、例えばペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約2nm〜200nmである。
<発光層の成膜方法>
発光層の成膜方法としては、前述した方法以外にも、発光材料を含む溶液からの成膜法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、正孔注入層の項で挙げた塗布法を挙げることができる。
<電子輸送層>
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、溶液からの成膜法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔注入層を成膜する方法と同様の成膜法を挙げることができる。
電子輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って該電子輸送層の膜厚としては、例えば1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
<電子注入層>
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの1種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。電子注入層は、2層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばLiF/Caなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、1nm〜1μm程度が好ましい。
<陰極>
陰極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す有機EL素子では、発光層からの光を陰極で陽極側に反射するために、陰極の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属およびIII−B族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの2種以上の合金、前記金属のうちの1種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの1種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。また、陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
以上説明した有機EL素子は、曲面状や平面状の照明装置、スキャナの光源およびバックライトとして用いられる面状光源、および表示装置に好適に用いることができる。
有機EL素子を備える表示装置としては、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置などを挙げることができる。ドットマトリックス表示装置には、アクティブマトリックス表示装置およびパッシブマトリックス表示装置などがある。有機EL素子は、アクティブマトリックス表示装置、パッシブマトリックス表示装置において、各画素を構成する発光素子として用いられる。また有機EL素子は、セグメント表示装置において、各セグメントを構成する発光素子またはバックライトとして用いられ、液晶表示装置において、バックライトとして用いられる。
(実施例1)
陽極としてITO薄膜がガラス基板上に予め形成された基板を用意した。次にポリ(3,4)エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(スタルク社製:BAYTRON AI4083)の懸濁液をITO薄膜上にスピンコートにより塗布し、これを200℃で20分間焼成することにより膜厚が60nmの正孔輸送層をITO薄膜上に形成した。
次にアニソール(沸点154℃)とシクロヘキシルベンゼン(沸点235℃)との混合溶媒(混合重量比5:5)に発光材料(サメイション製、商品名「Lumation GP1300」)を溶解して塗布液を調製した。塗布液における発光材料の割合は0.8重量%とした。
次にキャピラリーコートシステム(ヒラノテクシード社製、商品名「CAP CoaterIII」)を用いて、調製した塗布液を正孔輸送層上に塗布した。スリット状吐出口の塗布方向Xの幅(短手方向の幅)が約300μm、スリット状吐出口の幅方向Yの幅(長手方向の幅)が約70mmのノズルを用い、ノズルと被塗布体とを約300μmあけて塗布液を塗布した。なお乾燥防止部材を使用し、塗布液を塗布する直前まで乾燥防止部材に塗布液を接液させた状況を模擬するために、塗布液を塗布する直前にノズル上端をワイパーで拭き取った。塗布速度は0.75(m/min)とした。塗布液を塗布した後に150℃で15分間焼成することにより発光層を形成した。
(比較例1)
実施例1において正孔輸送層上に塗布液を塗布した後に、被塗布体から塗布液を離間させた状態でノズルを約60分間放置し、この間に、実施例1と同様にして、ITO薄膜が形成された基板上に正孔輸送層を形成した被塗布体を定盤に新たに設置して、実施例1と同じ条件で、約60分間放置したノズルを用いて、新たに設置した被塗布体に塗布液を塗布し、塗布液を塗布した後に150℃で15分間焼成することにより発光層を形成した。
(評価)
実施例1および比較例1で形成した発光層の表面の形状を、触針式膜厚計(TENCOR社製P-16+)を用いて測定した。図3に実施例1の測定結果、図4に比較例1の測定結果を示す。図3,4では、塗布液の塗り始め位置(接液位置)から塗布方向Xに50mm離間した位置における発光層の幅方向Yの表面の形状を示している。
ノズル上端の塗布液の乾燥が進まないうちに、塗布液を塗布した実施例1では、平坦な発光層を形成することができた。これに対してノズル上端の塗布液の乾燥が進んだ後に塗布液を塗布した比較例1では、平坦な発光層を形成することができず、塗布方向に沿ってスジが発生し、表面に凹凸のある発光層が形成された。
(実施例2)
発光材料を含む塗布液を塗布する際の塗布速度を0.5m/minとしたこと以外は実施例1と同様にして、ITO薄膜が形成された基板上に正孔輸送層、発光層を順次形成した。
(実施例3)
発光層用の塗布液の成分のみを実施例2と異ならせた他は、実施例2と同様にしてITO薄膜が形成された基板上に正孔輸送層、発光層を順次形成した。重量比が8:2となるようにキシレン(沸点140℃)とCHB(シクロヘキシルベンゼン、沸点235℃)とを混合して混合溶媒を調製し、この混合溶媒に発光材料(サメイション製、商品名「Lumation GP1300」)を溶解して塗布液を調製した。塗布液における発光材料の割合は1.3重量%とした。
(実施例4)
発光層用の塗布液の成分のみを実施例2と異ならせた他は、実施例2と同様にして被塗布体に塗布した。キシレン(沸点140℃)に発光材料(サメイション製、商品名「Lumation GP1300」)を溶解して塗布液を調製した。塗布液における発光材料の割合は1.3重量%とした。
(評価)
実施例2〜4で形成した発光層の表面の形状を、触針式膜厚計(TENCOR社製P-16+)を用いて測定した。
図5は、塗布液の塗り始め位置(接液位置)から塗布方向Xに50mm離間した位置における発光層の幅方向Yの表面の形状を示しており、発光層の幅方向Yの一端部(幅方向Yの一端から幅約6mm)を拡大して示している。図5において横軸は、幅方向Yの一端(サイドエッジ)からの距離を表し、縦軸は膜厚を表す。図5では、溶媒にキシレンのみを用いた場合(実施例4)と、キシレンとCHBとの混合溶媒(キシレン:CHB=8:2)を用いた場合(実施例3)と、アニソールとCHBとの混合溶媒(アニソール:CHB=5:5)を用いた場合(実施例2)とについて、塗り始め部位における発光層の塗布方向Xの表面の形状を示している。
図5に示すように、沸点が170℃未満の溶媒のみの塗布液を用いた実施例4では、他の2つの実施例2,3に比べて、所期の膜厚から外れる部位の幅が狭いことを確認した。また沸点が170℃未満の溶媒が約80重量%の塗布液を用いた実施例3では、沸点が170℃未満の溶媒が約50重量%の塗布液を用いた実施例2と比べると、所期の膜厚から外れる部位の幅が狭いことを確認した。
11 キャピラリーコートシステム
12 定盤
13 ノズル
14 タンク
15 空洞
16 供給管
17 塗布液
18 液面センサー
19 被塗布体
21 乾燥防止部材
23 吐出口

Claims (4)

  1. 有機発光層を含む1層以上の有機層と、
    該1層以上の有機層を介在させて、対抗して配置される一対の電極とを形成する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、
    塗布液を吐出するノズルを有するキャピラリーコートシステムを用いて、前記1層以上の有機層のうちの所定の有機層を形成する有機材料を含む塗布液を、当該有機層が形成される被形成面に塗布し、これを固化することにより有機層を形成する工程を含み、
    前記被形成面に塗布液を塗布する前工程及び/又は後工程であって、ノズル上端から吐出される塗布液が前記被形成面から離液した状態において、前記ノズル上端に近接させて乾燥防止部材を配置し、前記塗布液を乾燥防止部材に接液させた状態を保持することにより、前記ノズル上端からの塗布液の乾燥を防止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。
  2. 前記塗布液を乾燥防止部材に接液させた状態を保持したまま、前記ノズルに対して前記乾燥防止部材を間欠的に相対移動させることを特徴とする請求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。
  3. 前記塗布液は、総重量に対して、沸点が170℃未満の低沸点溶媒を40重量%以上含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子製造方法。
  4. 前記塗布液は、総重量に対して、沸点が170℃未満の低沸点溶媒を80重量%以上含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
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