JP2011216251A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャピラリーコート法によって膜厚のむらを抑制した有機ＥＬ層を形成することが可能な発光装置の製造方法を提供することにある。
【解決手段】有機ＥＬ層となる塗布液を貯留するタンクと連通され、このタンクから供給される前記塗布液を吐出するノズルを、該ノズルの上方に配置される支持基板を含む被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を前記被塗布体に接液し、被塗布体に塗布液が接液した状態で、被塗布体とノズルとを相対移動させて前記塗布液を塗布成膜し、前記有機ＥＬ層を形成する工程を含み、塗布液を接液した後であって、被塗布体とノズルとを相対移動する前に、塗布液が接液した状態を維持したまま、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置よりもタンクを下降させ、その後、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置までタンクを上昇する、発光装置の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は発光装置の製造方法に関する。

有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子は、第１電極、有機ＥＬ層および第２電極を含んで構成される。有機ＥＬ素子は、素子を構成する各構成要素を順次積層することによって作製される。

有機ＥＬ素子の一部を構成する有機ＥＬ層は塗布法によって形成することができる。たとえば有機ＥＬ層となる材料を含む塗布液を所定の塗布法によって塗布成膜し、さらにこれを固化することによって有機ＥＬ層を形成することができる。

塗布液を塗布する方法には種々の方法がある。そのうちの１つに、毛細管現象を利用したキャピラリーコート法がある。キャピラリーコート法では、塗布液を上方へ吐出するノズルを被塗布体の下方に配置し、このノズルから吐出される塗布液を被塗布体に接液させ、さらに塗布液が被塗布体に接液した状態を維持しつつ、ノズルまたは被塗布体を移動することによって、被塗布体に塗布液を塗布している（たとえば特許文献１参照）。

特開２００４−１６４８７３号公報

有機ＥＬ素子の発光強度は有機ＥＬ層の膜厚にも依存するため、有機ＥＬ層を形成する際にその膜厚にむらが生じると、この膜厚のむらに起因して輝度ムラが生じる。そのため、膜厚が均一になるように有機ＥＬ層を形成することが求められている。しかしながらキャピラリーコート法では均一な膜厚の塗布膜を得ることが難しく、とくに被塗布体に塗布液を接液する位置付近の膜厚が、他の部位に比べて厚膜化する傾向がある。

したがって本発明の目的はキャピラリーコート法によって膜厚のむらを抑制した有機ＥＬ層を形成することが可能な発光装置の製造方法を提供することにある。

本発明は、支持基板と、該支持基板上に設けられる有機ＥＬ素子とを備える発光装置であり、前記有機ＥＬ素子が第１電極、有機ＥＬ層および第２電極をこの順で支持基板上に積層することによって構成される発光装置の製造方法であって、
有機ＥＬ層となる塗布液を貯留するタンクと連通され、このタンクから供給される前記塗布液を吐出するノズルを、該ノズルの上方に配置される支持基板を含む被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を前記被塗布体に接液し、被塗布体に塗布液が接液した状態で、被塗布体とノズルとを相対移動させて前記塗布液を塗布成膜し、前記有機ＥＬ層を形成する工程を含み、
塗布液を接液した後であって、被塗布体とノズルとを相対移動する前に、塗布液が接液した状態を維持したまま、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置よりもタンクを下降させ、その後、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置までタンクを上昇する、発光装置の製造方法に関する。

また本発明は、塗布液を離液する際には、タンクを下降した後にノズルを下降し、塗布液を離液する発光装置の製造方法に関する。

また本発明は、前記塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を含む、発光装置の製造方法に関する。

また本発明は、前記塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を総重量に対して３０重量％〜５０重量％含む、発光装置の製造方法に関する。

本発明によれば、キャピラリーコート法によって膜厚のむらを抑制した有機ＥＬ層を形成することができる。

キャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。 ノズル１３の側面図である。 図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見たノズル１３の断面図である。 図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見たノズル１３の断面図である。 キャップコーターシステム１１の動作を表すタイムチャートである。 塗布膜の膜厚を示すグラフである。 塗布膜の膜厚を示すグラフである。 塗布膜の膜厚を示すグラフである。 塗布膜の膜厚を示すグラフである。 塗布膜の膜厚を示すグラフである。

本発明の発光装置の製造方法は、支持基板と、該支持基板上に設けられる有機ＥＬ素子とを備える発光装置であり、前記有機ＥＬ素子が第１電極、有機ＥＬ層および第２電極をこの順で支持基板上に積層することによって構成される発光装置の製造方法であって、有機ＥＬ層となる塗布液を貯留するタンクと連通され、このタンクから供給される前記塗布液を吐出するノズルを、該ノズルの上方に配置される支持基板を含む被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を前記被塗布体に接液し、被塗布体に塗布液が接液した状態で、被塗布体とノズルとを相対移動させて前記塗布液を塗布成膜し、前記有機ＥＬ層を形成する工程を含み、塗布液を接液した後であって、被塗布体とノズルとを相対移動する前に、塗布液が接液した状態を維持したまま、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置よりもタンクを下降させ、その後、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置までタンクを上昇する。本明細書において「塗布液が被塗布体に接液した状態」とは、塗布液が被塗布体に付着した状態を意味する。

本実施形態の有機ＥＬ素子は、第１電極、有機ＥＬ層および第２電極がこの順で支持基板上に積層されて構成される。

第１電極および第２電極は、陽極と陰極とからなる一対の電極を構成する。すなわち第１および第２電極のうちの一方が陽極として設けられ、他方が陰極として設けられる。また第１および第２電極のうちの第１電極が支持基板寄りに配置され、第２電極が、第１の電極よりも支持基板から離間して配置される。

有機ＥＬ素子は１層以上の有機ＥＬ層を備える。なお有機ＥＬ層は第１電極と第２電極とに挟持される全ての層を意味する。有機ＥＬ素子は有機ＥＬ層として少なくとも１層以上の発光層を備える。また電極間には発光層に限らず、必要に応じて所定の層が設けられる。たとえば陽極と発光層との間には有機ＥＬ層として、正孔注入層、正孔輸送層、および電子ブロック層などが設けられ、発光層と陰極との間には有機ＥＬ層として、正孔ブロック層、電子輸送層、および電子注入層などが設けられる。

本実施形態の有機ＥＬ素子は第１電極と発光層との間に、有機ＥＬ層として正孔注入層を備える。以下では実施の一形態として、陽極として機能する第１電極と、正孔注入層と、発光層と、陰極として機能する第２電極とが、支持基板上にこの順番で積層されて構成される有機ＥＬ素子について説明する。

まず支持基板を用意する。支持基板はたとえばガラス板、樹脂フィルムおよびこれらの積層体によって構成される。なお有機ＥＬ素子から出射する光が支持基板を通って外界に出射するいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を支持基板上に設ける場合、支持基板は光透過性を示す材料によって構成される。

つぎに支持基板上に第１電極を所定のパターンで形成する。たとえば第１電極を矩形状に形成する。第１電極の構成およびその形成方法については後述する。

つぎに第１電極上に正孔注入層を形成する。正孔注入層の形成方法はとくに制限はないが、たとえば後述する発光層と同様に、塗布法によって形成することができる。

つぎに有機ＥＬ層として発光層を形成する。本実施形態ではいわゆるキャピラリーコート法によって発光層を形成する。すなわち有機ＥＬ層（本実施形態では発光層）となる塗布液を貯留するタンクと連通され、このタンクから供給される前記塗布液を吐出するノズルを、該ノズルの上方に配置される支持基板を含む被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を前記被塗布体に接液し、被塗布体に塗布液が接液した状態で、被塗布体とノズルとを相対移動させて前記塗布液を塗布成膜し、前記有機ＥＬ層を形成する。キャピラリーコート法では、毛管力と静圧とを利用して塗布液をノズルから上方に吐出する。なお本工程における被塗布体は、第１電極および正孔注入層がその上に形成された支持基板に相当する。たとえばキャピラリーコート法によって５ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚の有機ＥＬ層を形成することができる。

図１は、発光層を形成するために用いられるキャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。以下、本明細書において「上方」および「下方」は、それぞれ「鉛直方向の上方」および「鉛直方向の下方」を意味する。また以下では、塗布液を塗布する際の配置を前提にして、キャップコーターシステム１１の構成を説明する。

キャップコーターシステム１１は、主に定盤１２、ノズル１３、およびタンク１４を含んで構成される。定盤１２は下方の主面に載置される被塗布体１９を保持する。定盤１２はたとえば真空吸着によって被塗布体１９を保持する。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運動する。以下、定盤１２の移動する方向を塗布方向Ｘということがある。

ノズル１３は塗布液を吐出するスリット状吐出口２３を備える。図２はノズル１３の側面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見たノズル１３の断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見たノズル１３の断面図である。

図２〜図４に示すようにノズル１３は、略板状であり、主にシム２１と、該シム２１を挟持する一対の挟持体２２とを有する。シム２１は、挟持体２２に対してスペーサーとして機能する。一対の挟持体２２は、挟持するシム２１の厚みによりその間隔が規定される。さらにスリット状吐出口２３の短手方向（本実施形態では塗布方向Ｘに相当する。）の幅は、一対の挟持体２２の間隔によって規定される。したがってスリット状吐出口２３の短手方向の幅はシム２１の厚みによって規定される。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応じて適宜設定され、通常０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。この幅はシム２１の厚みを変更することによって調整することができる。

一対の挟持体２２にはそれぞれ半円を底面とする柱状の凹部が幅方向Ｙに延在して形成されている。なお幅方向Ｙは、塗布方向Ｘに垂直な方向であって、かつ鉛直方向Ｚに垂直な方向を意味する。一対の挟持体２２を貼り合わると、上述の半円を底面とする柱状の凹部によって円柱状の空洞が構成される。この円柱状の空洞は、幅方向Ｙに延伸し、その軸心が貼り合わせ面に一致する。シム２１を介在させて一対の挟持体２２を貼り合わせた際には、この２つの凹部によって構成される空洞がマニホールド２４として機能する。

ノズル１３はスリット状吐出口２３の長手方向が幅方向Ｙに一致するように配置される。スリット状吐出口２３は、ノズル１３の上端からマニホールド２４に亘って形成されており、マニホールド２４に連通している。マニホールド２４には塗布液が充填されるので、スリット状吐出口２３には、マニホールド２４から塗布液が供給される。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の幅に設定され、例えば１０ｍｍ〜３００ｍｍである。

前述したようにスリット状吐出口２３の短手方向の幅はシム２１の厚みによって規定されるが、本実施形態では、短手方向（塗布方向Ｘ）の幅だけでなく、スリット状吐出口２３の長手方向（幅方向Ｙ）の幅もシム２１によって規定される。本実施形態におけるシム２１は、図４に示すように、マニホールド２４の直下において幅方向Ｙに延伸する板体２１ａと、この板体２１ａの幅方向Ｙの両端部から上方に延在する非通液部２１ｂとからなる。非通液部２１ｂに挟まれた領域がスリット状吐出口２３に相当する。

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を貯留する。タンク１４には、被塗布体１９に塗布される塗布液１７が貯留される。本実施形態では発光層となる有機材料を含む液体がタンク１４に貯留される。ノズル１３のマニホールド２４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に貯留される塗布液１７は、塗布液供給管１６を通してマニホールド２４に供給され、さらにはスリット状吐出口２３を介して被塗布体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、たと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、スリット状吐出口２３で生じる毛管現象による力とに応じて、スリット状吐出口２３から押出される。したがってタンク１４内の液面位置と、ノズル１３内の液面位置との相対差を制御することで、スリット状吐出口２３から押出される塗布液の量を制御することができる。なおタンク１４内の液面位置はタンク１４の上下の位置を調整することにより制御することができるため、ノズル１３およびタンク１４の上下の位置をそれぞれ調整することによって、スリット状吐出口２３から押出される塗布液の量を制御することができる。

キャップコーターシステム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、この制御部が、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が消費されるので、タンク１４内の塗布液１７の液面は経時的に低下するが、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。

つぎに、塗布液を塗布する際のキャップコーターシステム１１の動作について図５を参照して説明する。図５はキャップコーターシステム１１の動作を表すタイムチャートである。図５の横軸は時間経過を表す。

塗布を開始する際には、被塗布体を保持する定盤１２は、塗布開始位置よりも左方の待機位置に配置されており、タンク１４は液面基準位置に配置されており、ノズル１３は下降位置に配置されている。そしてノズルからは塗布液が吐出されていない状態である。

＜ｔ１〜ｔ４＞塗布液を被塗布体に接液させる。

定盤１２は、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけて待機位置から塗布開始位置まで右方に移動する。その後定盤１２は塗布が開始される時刻ｔ８まで塗布開始位置で停止している。

タンク１４は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて液面基準位置から接液位置まで移動する。このようにタンク１４が接液位置まで移動することによって、塗布液がスリット状吐出口２３から吐出した状態になる。なおタンクの接液位置は、後述する塗布位置よりも１ｍｍ〜５０ｍｍ上方に位置する。

またノズル１３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて下降位置から待機位置まで上昇する。その後ノズル１３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて待機位置から接液位置まで上昇する。なおノズル１３はスリット状吐出口２３から塗布液を吐出した状態のまま被塗布体に接近するので、時刻ｔ４直前に、塗布液が被塗布体１９に接液する。ノズル１３の接液位置でのノズル１３上端と被塗布体１９との間隔は、たとえば３μｍ〜３０μｍである。

＜ｔ４〜ｔ８＞被塗布体に接液している塗布液の量を調整する。

塗布液が被塗布体１９に接液した後、タンク１４は時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて接液位置から液面補正位置まで下降する。なおタンク１４の下降は塗布液が接液した状態を維持したまま行われる。液面補正位置は、後述する塗布位置よりも１ｍｍ〜２０ｍｍ下方に位置する。このようにタンク１４は、塗布位置よりも一旦下降した後、時刻ｔ７から時刻ｔ８にかけて液面補正位置から塗布位置まで上昇する。

このように本実施形態では、塗布液を接液した後であって、被塗布体とノズルとを相対移動する前に、塗布液が接液した状態を維持したまま、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置よりもタンクを下降させ、その後、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置までタンクを上昇する。

塗布位置よりも下方にタンク１４を一旦下げることによって、ノズル１３上端と被塗布体１９との間にある塗布液の一部をスリット状吐出口２３内に戻すことができる。すなわち被塗布体に接液している塗布液の量を調整することができる。このように被塗布体に接液する塗布液の量を調整することによって、塗布開始時の塗布膜の膜厚を調整することができる。これによって塗布開始時の塗布膜の厚膜化を抑制することができる。

ノズル１３は、時刻ｔ７から時刻ｔ８にかけて接液位置から塗布位置に下降する。時刻ｔ８でのノズル１３上端と被塗布体１９との間隔は３０μｍ〜３００μｍ程度である。

（ｔ８〜ｔ９）塗布液を塗布する。

時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけて被塗布体に塗布液を塗布する。定盤１２は、時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけて塗布開始位置から塗布終了位置まで右方に移動する。塗布液が被塗布体に接液した状態を維持したまま定盤が移動するため、塗布液が被塗布体に塗布される。定盤１２の移動速度はたとえば０．１ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎである。

本実施形態では時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけてノズル１３およびタンク１４の位置は不変である。なお時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけてタンクを所定の速度で上昇させてもよい。時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけて被塗布体に塗布液を塗布するため、インキが消費され、タンク１４内の塗布液の液面の高さが低下することもあるが、たとえば時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけてタンク１４を所定の速度で上昇させることによってタンク１４内の塗布液の液面の高さを一定に保つことができる。

＜ｔ９〜ｔ１２＞塗布液を離液させる。

タンク１４は時刻ｔ９から時刻ｔ１０にかけて離液位置まで下降する。時刻ｔ９から時刻ｔ１０にかけてタンク１４が下降する距離は、１ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。なお本実施形態では塗布液が被塗布体に接液した状態を維持したままタンク１４が離液位置まで下降する。このようにタンク１４が下降することによって、ノズル１３上端と被塗布体１９との間にある塗布液の一部をスリット状吐出口２３内に戻すことができる。その後、ノズル１３は時刻ｔ１０から時刻ｔ１１にかけて離液位置まで下降する。このようにノズル１３が下降することによって塗布液が被塗布体から離液する。

以上のように塗布液を離液する際には、タンクを下降した後にノズルを下降する。ノズル１３上端と被塗布体１９との間にある塗布液の一部をスリット状吐出口２３内に戻した後にノズルを下降し、塗布液を離液することによって、塗布終了位置での塗布膜の厚膜化を抑制することができる。

塗布液を離液した後、ｔ１２からｔ１３にかけて、定盤１２が待機位置に移動し、タンク１４が液面基準位置に移動し、ノズル１３が下降位置に移動することによって、塗布液の塗布を終了する。

なお本実施形態ではｔ１２からｔ１３にかけて、定盤１２が待機位置に移動するとしたが、ｔ１２からｔ１３にかけて定盤１２をさらに右方に移動し、これを新たな待機位置として、新たにｔ１からｔ１３の動作を繰り返してもよく、この動作の繰り返しを複数回行ってもよい。

以上説明したようにｔ１からｔ１３の動作を行うことによって、塗布液を塗布することができる。

上述したように時刻ｔ５〜時刻ｔ８において、塗布位置よりも下方にタンク１４を一旦下げることによって、塗布液の量を調整した後に、塗布液を塗布するため、塗布開始時の塗布膜の膜厚を調整し、平坦な膜厚の塗布膜を形成することができる。

また時刻ｔ９〜時刻ｔ１１において、塗布液を離液する際には、タンクを下降した後にノズルを下降することによって、塗布液の一部をスリット状吐出口２３内に戻した後にノズルを下降し、塗布液を離液することになり、塗布終了位置での塗布膜の厚膜化を抑制することができる。これによって塗布終了時の塗布膜の膜厚を調整し、平坦な膜厚の塗布膜を形成することができる。

塗布液は、有機ＥＬ層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）と溶媒とを含む。塗布液の溶媒としては所定の沸点を示す溶媒を１種単独で用いても、複数種類の溶媒を併用してもよい。本発明の塗布液を構成する溶媒としては、形成する層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）を溶解させるものが望ましく、このような溶媒としては以下のものが例示される。すなわち塗布液を構成する溶媒としては、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。

塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を含むことが好ましい。沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒としては、上述の溶媒を使用できるが、これらの中でもｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、およびこれらの混合溶媒、またはアニソールが好ましい。

前記塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を総重量に対して３０重量％〜５０重量％含むことが好ましい。このような塗布液を使用することで、より均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。

つぎに、塗布された塗布膜を固化することにより発光層を形成する。塗布膜は、溶媒を除去することによって固化することができる。溶媒の除去は、自然乾燥、加熱乾燥によって行うことができる。また重合性化合物を含む塗布液を使用した場合、塗布膜に熱を加えたり光を照射したりすることによって、塗布膜を固化してもよい。

つぎに、この発光層上に第２電極を形成することにより、有機ＥＬ素子を形成することができる。

＜有機ＥＬ素子の構成＞
前述したように有機ＥＬ素子は種々の層構成をとりうるが、以下では有機ＥＬ素子の層構造、各層の構成、および各層の形成方法についてさらに詳しく説明する。

前述したように有機ＥＬ素子は、陽極および陰極からなる一対の電極（第１および第２の電極）と、該電極間に設けられる１または複数の有機ＥＬ層とを含んで構成され、１または複数の有機ＥＬ層として少なくとも１層の発光層を有する。なお有機ＥＬ素子は、無機物と有機物とを含む層、および無機層などを含んでいてもよい。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く、また低分子化合物と高分子化合物との混合物でもよい。有機層は、高分子化合物を含むことが好ましく、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０^３〜１０^８である高分子化合物を含むことが好ましい。

陰極と発光層との間に設けられる有機ＥＬ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。陽極と発光層との間に設けられる有機ＥＬ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。

本実施の形態の有機ＥＬ素子のとりうる層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
（ここで、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。）

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い。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、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子の構成として、下記ｑ）に示す層構成を挙げることができる。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。
ｑ）陽極／（構造単位Ａ）／電荷発生層／（構造単位Ａ）／陰極
また「（構造単位Ａ）／電荷発生層」を「構造単位Ｂ」とすると、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子の構成として、下記ｒ）に示す層構成を挙げることができる。
ｒ）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、たと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。

有機ＥＬ素子は、陽極および陰極から構成される一対の電極のうちの陽極を陰極よりも支持基板寄りに配置して、支持基板に設けてもよく、また陰極を陽極よりも支持基板寄りに配置して、支持基板に設けてもよい。たとえば上記ａ）〜ｒ）において、右側から順に各層を支持基板上に積層して有機ＥＬ素子を構成してもよく、また左側から順に各層を支持基板上に積層して有機ＥＬ素子を構成してもよい。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。

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。

＜陽極＞
発光層から放たれる光が陽極を通って素子外に出射する構成の有機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、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、電気伝導度および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。

陽極の膜厚は、求められる特性や成膜工程の簡易さなどを考慮して適宜設定され、たとえば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。

＜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構成の有機ＥＬ素子では、発光層から放たれる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に対する反射率の高い材料が好ましい。陰極には、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表の１３族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、たとえばリチウム、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。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、およびＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物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を挙げることができる。なお陰極は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお電子注入層が陰極として用いられることもある。

陰極の膜厚は、求められる特性や成膜工程の簡易さなどを考慮して適宜設定され、たとえば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。

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。

＜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、フェニルアミン系化合物、スターバースト型アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、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。

正孔注入層の膜厚は、求められる特性および成膜工程の簡易さなどを考慮して適宜設定され、たとえば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。

正孔輸送層の膜厚は、求められる特性および成膜工程の簡易さなどを考慮して設定され、たとえば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、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から形成される。ドーパントは、たと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。なお発光層を構成する有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、塗布法によって発光層を形成する場合には、発光層は高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量はたとえば１０^３〜１０^８程度である。発光層を構成する発光材料としては、たと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、たとえば、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、たとえばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ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、たと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、アルミニウムキノリノール錯体、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。

発光層の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜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、公知のものを使用でき、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。

電子輸送層の膜厚は、求められる特性や成膜工程の簡易さなどを考慮して適宜設定され、たとえば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種類以上を含む合金、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、炭酸塩、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。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム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、たとえばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。

電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。

有機ＥＬ層のうちで塗布法によって形成することが可能な有機ＥＬ層が複数ある場合には、全ての有機ＥＬ層を塗布法を用いて形成することが好ましいが、たとえば塗布法によって形成することが可能な複数の有機ＥＬ層のうちの少なくとも１層を塗布法を用いて形成し、他の有機ＥＬ層を塗布法とは異なる方法によって形成してもよい。また複数の有機ＥＬ層を塗布法で形成する場合であっても、その塗布法の具体的方法が異なる塗布法によって複数の有機ＥＬ層を形成してもよい。

また塗布法とは異なる方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ラミネート法などによって有機ＥＬ層を形成してもよい。

図１に示すキャップコーターシステム１１と同様のキャップコーターシステム（株）ヒラノテクシード社製、製品名：ＣＡＰ Ｃｏａｔｅｒ ＩＩＩを使用し、図５に示すタイムチャートと同様にキャップコーターシステムを動作させて、ガラス基板上に塗布液を塗布した。

ノズルのスリット状吐出口の長手方向の幅は２００ｍｍ、短手方向の幅は３００μｍであった。ガラス基板の寸法は２００ｍｍ×２００mm×０．７ｍｍであった。

発光材料にはサメイション社製のLumation GP1300（Green1300）を用いた。溶媒には、アニソールとシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）との混合溶媒、またはアニソールのみを使用した。各実施例および比較例において使用した塗布液における発光材料の重量濃度、および溶媒の混合比を表１に示す。

各実施例でのタンク位置は、塗布位置を基準にすると、接液位置は塗布位置よりも１１ｍｍ上方に位置し、液面補正位置は塗布位置よりも９ｍｍ下方に位置し、離液位置は塗布位置よりも１１ｍｍ下方に位置する。

各実施例でのノズル位置は、接液位置では、ガラス基板とノズル上端との距離が１０μｍであり、塗布位置では、ガラス基板とノズル上端との距離が２２０μｍである。

塗布スピードは０．５ｍ／ｍｉｎとし、塗布距離は７０ｍｍとした。

（比較例１）
塗布開始時にタンク位置を接液位置から塗布位置よりも下方に下降させることなく、タンク位置を接液位置から塗布位置に下降し、そのまま塗布液を塗布した。塗布液を離液する際には定盤が停止すると、タンクとノズルとを同時に下降させた。本比較例でのタンク位置は、塗布位置を基準にすると、接液位置は塗布位置よりも１１ｍｍ上方に位置し、離液位置は塗布位置よりも１７ｍｍ下方に位置する。接液および塗布位置でのガラス基板とノズル上端との距離は実施例１〜４と同様にした。

塗布スピードは０．５ｍ／ｍｉｎとし、塗布距離は１９０ｍｍとした。

実施例１〜４および比較例１において塗布した塗布膜の膜厚を触針式膜厚計 TENCOR社製、製品名：P-16＋を用いて測定した。図６〜図１０は塗布膜の膜厚を表す。横軸は塗布方向Ｘの距離を表す。

図６〜９に示すように、塗布を開始する前にタンク位置を制御することによって、接液位置付近での塗布膜の厚膜部分がガラス基板の塗布開始から塗布方向に３０ｍｍ程度で収まることを確認した。さらに沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を総重量に対して３０重量％〜５０重量％含む塗布液を用いると、接液位置付近での塗布膜の厚膜部分をさらに短くすることができ、ガラス基板の塗布開始から塗布方向に１０ｍｍ程度で収まることを確認した。また離液する際にタンクを下降した後にノズルを下降することによって、離液位置付近での塗布膜の厚膜部分を抑制することができる。

一方、図１０に示すように、塗布開始時にタンク位置を接液位置から塗布位置よりも下方に下降させることなく、タンク位置を接液位置から塗布位置に下降し、そのまま塗布液を塗布し、塗布終了時には定盤が停止するとともにタンクとノズルとを同時に下降させることによって、接液位置付近での塗布膜の厚膜部分が塗布開始位置から塗布方向の長さ５０ｍｍ程度発生することが確認された。また離液位置付近での塗布膜の厚膜部分は塗布方向の長さ１０ｍｍ程度発生することが確認された。

１１ キャップコーターシステム
１２ 定盤
１３ ノズル
１４ タンク
１６ 塗布液供給管
１７ 塗布液
１８ センサー
１９ 被塗布体
２１ シム
２２ 挟持体
２３ スリット状吐出口
２４ マニホールド

Claims (4)

1. 支持基板と、該支持基板上に設けられる有機ＥＬ素子とを備える発光装置であり、前記有機ＥＬ素子が第１電極、有機ＥＬ層および第２電極をこの順で支持基板上に積層することによって構成される発光装置の製造方法であって、
   有機ＥＬ層となる塗布液を貯留するタンクと連通され、このタンクから供給される前記塗布液を吐出するノズルを、該ノズルの上方に配置される支持基板を含む被塗布体に近接させ、ノズルから吐出される塗布液を前記被塗布体に接液し、被塗布体に塗布液が接液した状態で、被塗布体とノズルとを相対移動させて前記塗布液を塗布成膜し、前記有機ＥＬ層を形成する工程を含み、
   塗布液を接液した後であって、被塗布体とノズルとを相対移動する前に、塗布液が接液した状態を維持したまま、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置よりもタンクを下降させ、その後、被塗布体とノズルとの相対移動を開始する時のタンクの位置までタンクを上昇する、発光装置の製造方法。
2. 塗布液を離液する際には、タンクを下降した後にノズルを下降し、塗布液を離液する、請求項１記載の発光装置の製造方法。
3. 前記塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を含む、請求項１または２記載の発光装置の製造方法。
4. 前記塗布液は、沸点が１７０℃未満の低沸点溶媒を総重量に対して３０重量％〜５０重量％含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

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