JP2013077428A - 有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極をパターニングすることなく、精度よく発光パターンをパターニング可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】
基板２に第１電極３を積層する第１電極積層工程Ｓ１１と、第１電極３に対して基板２と反対側に、紫外光ＵＶの照射により不溶化する絶縁層１１３を積層する絶縁層積層工程Ｓ１３と、紫外光ＵＶを遮光する遮光膜１３２により、一部の絶縁層１１５をマスキングした後に、遮光膜１３２越しに、絶縁層１１３に向けて紫外光ＵＶを照射する露光工程Ｓ１４と、一部の絶縁層１１５に向けて、紫外光ＵＶが照射されていない絶縁層１１５を溶解する溶媒１４２及び有機ＥＬ材料１４１を供給するＥＬ材料供給工程Ｓ１５と、有機ＥＬ材料１４１を覆うように、第２電極４を積層する第２電極積層工程Ｓ１６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、発光パターンのパターニング精度のよい有機ＥＬ素子の製造方法に関する。

特許文献１に、有機ＥＬ素子１１の製造方法が開示されている。以下の（１）〜（８）の工程に従って、有機ＥＬ素子１１を製造する（図９参照）。
（１）ガラス基板１０上に、ＩＴＯ１１ａからなる陽極を形成する（図９（ａ））。
（２）ＩＴＯ１１ａ上に露光用レジストをスピンコートにより塗布し、所望の電極パターンをマスク露光する。王水を用いたエッチングにより、露光されていない部分のレジスト及びＩＴＯ１１ａを取り除き、所望の電極パターンを形成する（図９（ｂ））。
（３）ＩＴＯ１１ａの表面を、洗浄する。
（４）ガラス基板１０上に、絶縁層１１ｂを形成する（図９（ｃ））。
（５）有機ＥＬ膜の成分及び溶媒から成るインク２１を調製する。
（６）絶縁層１１ｂ上において、画素を形成するべき箇所に、インクジェットヘッドを用いて、調製したインク２１を選択的に塗布する（図９（ｄ））。
（７）インク２１中の溶媒を蒸発させ、インク２１がＩＴＯ１１ａと電気的接合を持った状態で固化し、有機ＥＬ膜１１ｃが形成される。インク２１が塗布されなかった部分の絶縁層１１ｂは、溶解されずに残り、有機ＥＬ膜１１ｃを隔てる隔壁１１ｄとなる（図９（ｅ））。
（８）真空蒸着により、所定のパターンに従って、ＬｉＦ／Ａｌからなる陰極１１ｅを形成する（図９（ｆ））。
上記製造工程により、有機ＥＬ素子１１をガラス基板１０上に精度よく形成することができる。

特開２００３―０８６３６６号公報

（２）の工程において、発光側であるＩＴＯ１１ａに電極パターンが形成される。ＩＴＯ１１ａに電極パターンが形成されているために、非発光時において、観察者は、ガラス基板１０越しに、ＩＴＯ１１ａの電極パターンを、目で見て確認することができる。

（６）の工程において、インク２１が絶縁層１１ｂに塗布される。有機ＥＬ素子は、陽極、有機ＥＬ膜、及び陰極が電気的に接合され、積層された部位のみが、発光する。ゆえに、インクジェットによるインク２１の塗布精度が悪く、有機ＥＬ膜１１ｃがＩＴＯ１１ａの電極パターン上において幅方向にはみ出してしまったとしても、はみ出した有機ＥＬ膜１１ｃは発光しない。その結果、ＩＴＯ１１ａの電極パターン内に発光パターンが収まり、電極パターンと発光パターンとがほぼ同一となる。電極パターンと発光パターンとがほぼ同一となるために、非発光時において、観察者がＩＴＯ１１ａの電極パターンを見ることで、有機ＥＬ素子１１の発光パターンが観察者に知られてしまう。このため、電極パターンを設けない方が望ましい。しかしながら、電極パターンを形成しないと、発光パターンのパターニング精度が有機ＥＬ膜のパターニング精度に依存するため、発光パターンを精度よく形成できないという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電極をパターニングすることなく、精度よく発光パターンをパターニング可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板に第１電極を積層する第１電極積層工程と、前記第１電極積層工程にて積層された前記第１電極の積層方向に、前記第１電極に対して前記基板と反対側に、紫外光の照射により不溶化する絶縁層を積層する絶縁層積層工程と、紫外光を遮光する遮光膜により、前記絶縁層積層工程にて積層された前記絶縁層のうち一部の絶縁層をマスキングした後に、前記遮光膜越しに、前記絶縁層に向けて紫外光を照射する露光工程と、前記露光工程にてマスキングされた一部の絶縁層に向けて、前記紫外光が照射されていない絶縁層を溶解する溶媒及び有機ＥＬ材料を供給するＥＬ材料供給工程と、前記積層方向に、前記ＥＬ材料供給工程にて供給された前記有機ＥＬ材料を覆うように、第２電極を積層する第２電極積層工程と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、前記絶縁層積層工程において積層する前記絶縁層は、シクロオレフィンポリマーを含むことを特徴とする。

請求項３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、前記ＥＬ材料供給工程において供給する前記溶媒は、テトラリンを含むことを特徴とする。

請求項１に記載の製造方法は、露光工程にて絶縁層を露光し溶媒に不溶化させた後、ＥＬ材料供給工程にて溶媒を含む有機ＥＬ材料を絶縁層に供給している。露光工程にて絶縁層を露光し溶媒に不溶化させた場合、露光工程にて絶縁層を露光せず、ＥＬ材料を供給した場合と比較して、電極パターンを形成することなく、発光パターンを精度よく形成することができる。

請求項２に記載の製造方法においては、請求項１に記載の発明に加え、絶縁層にシクロオレフィンポリマーを用いる。シクロオレフィンポリマーは、絶縁性が高く、透光性が高いため、一層精度のよい発光パターンを形成することができる。

請求項３に記載の製造方法においては、請求項２に記載の発明に加え、溶媒にテトラリンを用いる。シクロオレフィンポリマーに紫外光を照射することで、テトラリンは、シクロオレフィンポリマーを溶かすことができなくなる。シクロオレフィンポリマー、テトラリン、及び紫外光の組み合わせにより、有機ＥＬの発光パターンのパターニングを精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子１を示す斜視図。 実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す断面図。 実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示すフローチャート。 図３のフローチャートに従う、実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の断面図。 図３のフローチャートに従う、実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の断面図。 真空紫外光を１秒間露光した後、インクジェットにより液滴が吐出された絶縁層の表面を拡大して示す説明図。 真空紫外露光時間を１５秒間露光した後、インクジェットにより液滴が吐出された絶縁層の表面を拡大して示す説明図。 真空紫外露光時間と絶縁層の液滴が吐出された箇所の高さとの関係を表す表。 従来の有機ＥＬ素子１１の製造方法を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子１について、図１〜図５を参照して説明する。

〔実施形態に係る有機ＥＬ素子１の構造〕
図１に示すように、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子１は、基板２と、素子本体１００と、配線と、を備える。

有機ＥＬ素子１の方向について説明する。有機ＥＬ素子１は、陽極３を含む。陽極３は、基板２の表面において一方向に延設している。陽極３は、基板２の表面に積層されている。「積層」とは、所定の厚みを有する層を、層の厚み方向に積み上げることである。なお、以下の説明及び図１、図２、図４、図５では、陽極３の延設方向を前後方向とする。陽極３の積層方向を上下方向とする。前後方向及び上下方向に直交する方向を、左右方向とする。なお、図１は、説明の便宜上、後述する陰極４、絶縁層１１３、接着層１２３、及びバリアフィルム１２４が左右方向において破断されている。

基板２は、例えば長方形のフィルム状の板である。具体的には、基板２は、前後方向及び左右方向に延びて設けられる。後述する陽極３、陰極４等の素子本体１００の各構成要素は、基板２上面に積層される。基板２は、絶縁性を有する。ＳｉＯｘ、ＳｉＮ等の無機薄膜が基板２の上面又は両面に積層されるため、基板２はガスバリア性を有する。基板２の厚みは、５〜２００μｍ程度が望ましい。基板２の幅は、１〜１００ｍｍ程度が望ましい。基板２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、又はポリエステル等の樹脂からなる。なお、基板２は、フィルム状でなくてもよく、例えばガラス板等の硬質性の材料から構成されていてもよい。

素子本体１００は、基板２の上面に配置される。素子本体１００は、後述する有機層１１１等の複数の層を含む。後述する陽極３と陰極４との間に電圧が印加されることで、素子本体１００の発光領域ＥＬＦが発光する。図１は、説明の便宜上、素子本体１００の前後方向、又は左右方向の幅と比較して、素子本体１００の厚みが大きく描かれている。しかしながら、実際には、素子本体１００の厚みは、素子本体１００の前後方向及び左右方向の幅と比較して、非常に小さい。具体的には、素子本体１００の厚みは、１μｍ〜１００μｍ程度であり、素子本体１００の幅は、１ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。

配線は、陽極３及び陰極４にそれぞれ接続される。配線は、後述するＥＬ発光部１１０に駆動電力を図示しない電源から投入する。配線は、例えば銅からなる。

〔有機ＥＬ素子１の内部構造〕
図１、及び図２を用いて、有機ＥＬ素子１の素子本体１００の内部構造について説明する。素子本体１００は、ＥＬ発光部１１０と、封止部１２０と、を備える。

ＥＬ発光部１１０は、基板２の上面の中央に配置される。ＥＬ発光部１１０は、ＥＬ光を発する機能を有する。図２に示すように、ＥＬ発光部１１０は、陽極３と、正孔注入層１１２と、有機層１１１と、絶縁層１１３と、陰極４と、を含む。

陽極３は、基板２の上面の中央に積層される。陽極３は、前後方向及び左右方向に延びて設けられる。陽極３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透光性のある導電性酸化物からなる。陽極３の厚みは、１５０ｎｍ程度が望ましい。

正孔注入層１１２は、陽極３の上面の全面に積層される。正孔注入層１１２は、前後方向及び左右方向に延びて設けられる。正孔注入層１１２は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の透光性のある導電性酸化物からなる。正孔注入層１１２の厚みは、５０ｎｍ程度が望ましい。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、発光領域ＥＬＦから基板２の下方に光を照射させるため、正孔注入層１１２、陽極３、及び基板２は透光性を有する。

有機層１１１は、正孔注入層１１２の上面において、所定のパターンにパターニングされて積層される。本実施形態において、所定のパターンは、ドットマトリックス形状である。有機層１１１は、有機ＥＬ材料１４１を含む層である。有機ＥＬ材料１４１は、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、ポリチオフェン誘導体などの高分子発光材料、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ペリレン、クマリン、ルブレン、ナイルレッド、ＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ジメチルアミノスチリル−４−ピラン）、ＤＣＪＴＢ（４−ジシアノメチレン−６−シーピージュロリジノスチリル−２−ターシャルブチル−４Ｈ−ピラン）、スクアリリウム、アルミニウム錯体（例えばＡｌｑ３）、又はイリジウム錯体などの低分子〜中分子系材料を含む。有機層１１１の厚みは、２０〜１００ｎｍであることが望ましい。

絶縁層１１３は、正孔注入層１１２の上面の全面において、有機層１１１の周囲に積層される。なお、図１において、説明の便宜上、絶縁層１１３は、前後方向の中ほどにおいて、左右方向に破断されている。絶縁層１１３の厚みは、２０〜１００ｎｍ程度である。絶縁層１１３は、後述する真空紫外光ＵＶの照射により、溶媒１４２に不溶化する材料からなる。絶縁層１１３は、例えばシクロオレフィンポリマーを含む。溶媒１４２は、真空紫外光ＵＶが照射されていない絶縁層１１３を溶解する。溶媒１４２は、例えばテトラリンを含む。「溶解」とは、絶縁層１１３が溶媒１４２と混合されて、均一な状態となることである。

陰極４は、有機層１１１の上面の全面に積層される。なお、図１において、説明の便宜上、陰極４は、前後方向の中ほどにおいて、左右方向に破断されている。陰極４は、前後方向及び左右方向に延びて設けられる。陰極４は、アルミニウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ＭｇＡｇ合金、Ａｌ／ＬｉＦ積層物、Ａｌ／Ｃａ積層物、Ａｌ／Ｂａ積層物、Ａｌ／ＭｇＡｇ積層物等からなる。陰極４の厚みは、１００ｎｍ程度が望ましい。

また、本実施形態においては、陽極３及び陰極４は、封止部１１０の内側のみに配置されていたが、陽極３及び陰極４は、封止部１１０の外側に延びて配置されていてもよい。この場合、陽極３及び陰極４に直接電圧を印加可能なため、配線は必要ない。

発光領域ＥＬＦは、陽極３と、有機層１１１と、陰極４とが、順に積層されて３つの層が重なり合う領域であり、発光可能な領域である。具体的には、図２に示すように、発光領域ＥＬＦは、上下方向において、陽極３と、正孔注入層１１２と、有機層１１１と、陰極４との４つの層の厚さを有する領域であって、前後方向および左右方向において、４つの層が共に重なり合う領域である。発光領域ＥＬＦは、左右方向において、図２に両方向の矢印で示す幅を有する。

図１に示すように、封止部１２０は、ＥＬ発光部１１０の周囲を覆うように配置される。封止部１２０は、接着層１２３と、バリアフィルム１２４と、を備える。

接着層１２３は、発光領域ＥＬＦの前後左右の側面全面及び上面全面を覆うように基板２に積層される。なお、図１において、説明の便宜上、接着層１２３は、前後方向の後方において、左右方向に破断されている。接着層１２３は、硬化させるための重合開始剤を含む樹脂からなる。重合開始剤は、光照射によって重合を開始する光重合開始剤、又は熱を加えることによって重合を開始する熱重合開始剤を含む。接着層１２３は、光重合開始剤を含む光硬化性接着剤、又は熱重合開始剤を含む熱硬化性接着剤からなる。本実施形態においては、接着層１２３は、熱硬化性接着剤からなる。接着層１２３は、例えばエポキシ基、フェノキシ基、又はオキセタン基を含むメラミン、フェノール、アクリル、イソシアネート樹脂である。また、接着層１２３は、フィラーを含有していてもよい。

バリアフィルム１２４は、発光領域ＥＬＦに対して基板２と反対側に配置される。本実施形態においては、バリアフィルム１２４は、接着層１２３の上面の全面に配置されている。なお、図１においては、説明の便宜上、バリアフィルム１２４は、前後方向の後方において、左右方向に破断されている。バリアフィルム１２４は、発光領域ＥＬＦを封止するために形成される。バリアフィルム１２４は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＳ、ＰＥＳ、又はＰＩ等のフィルムに、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＮｘ等の無機薄膜、及び柔軟性のあるアクリル樹脂薄膜などを層状に複数層重ね合わせたものである。無機薄膜がバリアフィルム１２４の片面又は両面に積層されるために、バリアフィルム１２４はガスバリア性を有する。バリアフィルム１２４は、前後方向及び左右方向に延びて設けられる。バリアフィルム１２４の厚みは、５０μｍ程度が望ましい。なお、本実施形態では、バリアフィルム１２４は薄膜状の可撓性を有する物質であった。しかしながら、バリアフィルム１２４の代わりに、例えばガラス板等の、所定の厚みを有し硬質材料からなる部材を用いてもよい。バリアフィルム１２４の代替物は、板状でなくてもよく、例えば球体、直方体等、ガスバリア性を有しているならば、何でも良い。

〔有機ＥＬ素子１の製造方法〕
図３を用いて、有機ＥＬ素子１の製造方法について説明する。例えば以下に示す様な方法によって、有機ＥＬ素子１を製造することができる。

有機ＥＬ素子１の製造方法においては、基板２上にＥＬ発光部１１０が形成された後（Ｓ１０）、ＥＬ発光部１１０に配線が接続され（Ｓ１７）、ＥＬ発光部１１０を覆うように封止部１２０が形成される（Ｓ１８）。

まず、図３、図４、及び図５を用いて、ＥＬ発光部形成工程Ｓ１０について説明する。

図４（ａ）に示すように、基板２に陽極３を積層する（Ｓ１１）。具体的には、基板２上に陽極３の材料を一様に真空蒸着する。本実施形態においては、例えばＩＴＯが１５０ｎｍの厚みで蒸着される。なお、陽極３は、真空環境下にて、スパッタリング法を用いて形成してもよい。

大気中にて、陽極３の表面が、中性洗剤洗浄、アセトン洗浄、イソプロピルアルコール洗浄、及びＵＶオゾン洗浄により順次洗浄される。なお、これらの洗浄の目的は、（１）陽極３の表面の汚れを除去すること、（２）陽極３の表面の酸素欠陥を減らし、正孔注入障壁を低下させること、である。ＵＶオゾン洗浄は、湿式洗浄ではとれない有機物の汚れを除去することができる。

図４（ｂ）に示すように、陽極３の上面に、正孔注入層１１２を積層する（Ｓ１２）。正孔注入層１１２は、有機層１１１から正孔を受け取る層である。正孔注入層１１２は、正孔注入材料を含む。なお、本実施形態において、正孔注入材料は後述するインク１４０が塗布されるために、インク１４０の溶媒１４２に溶けない性質を有する必要がある。正孔注入材料は、例えばＰＳＳをドープしたＰＥＤＯＴからなる。具体的には、正孔注入材料は、スピンコート法によって陽極３の上面に被膜される。その後、真空中において、正孔注入材料を２００℃で１時間ベークし、正孔注入層１１２が形成される。

図４（ｃ）に示すように、陽極３の上面に積層される正孔注入層１１２の上面に、陽極３に対して基板２と反対側に、絶縁層１１３を積層する（Ｓ１３）。絶縁層１１３は、後述する真空紫外光ＵＶの照射により、溶媒１４２に不溶化する材料からなる。絶縁層１１３は、例えばシクロオレフィンポリマーを含む。具体的には、スピンコート法、ディップ法、カーテンコート法、バーコート法、印刷法、又はインクジェット法を用いて、正孔注入層１１２の上面に、絶縁層１１３を積層する。絶縁層１１３の厚みは、陽極３と陰極４との間において絶縁性を保持できる厚みであればよい。また、絶縁層１１３は、後述する工程Ｓ１５において溶解させるので、半キュアー状態（完全に硬化していない状態）が望ましい。

図５（ａ）に示すように、マスク１３０により、絶縁層１１３から離れた上方位置においてマスキングする。さらに、マスク１３０越しに、光源から絶縁層１１３に向けて真空紫外光ＵＶを３０秒間照射する（Ｓ１４）。「マスキング」とは、紫外光ＵＶの遮光のために、絶縁層１１３に対してマスク１３０を覆うことである。光源は、例えば、浜松ホトニクス（登録商標）製のＭｇＦ_２窓付き高輝度重水素ランプ、ＯＫＩ（登録商標）製の波長１７２ｎｍのＸｅ_２エキシマランプ、又はクォークテクノロジー（登録商標）製の波長１７２ｎｍのエキシマランプ等である。真空紫外光ＵＶは、例えば波長１７２ｎｍの紫外光である。なお、照射する光は、真空紫外光ＵＶに限らず、比較的エネルギーの高い、波長が２００ｎｍ以下の光であればよい。マスク１３０は、真空紫外光ＵＶを透過する透光部１３１と、真空紫外光ＵＶを遮光する遮光部１３２と、を備える。遮光部１３２は、例えばＮｉｋｏｎ（登録商標）製の厚さ１μｍ以下の薄膜Ｓｉからなる。また、遮光部１３２は、Ｃｒから形成されていても良い。なお、「遮光」とは、紫外光が遮光部１３２に対して絶縁層１１３がある側に、入射することを防ぐことである。透光部１３１は、例えばＳｉＯ_２（石英）、ＣａＦ_２、又はＭｇＦ_２からなる。Ｓ１４により、遮光部１３２に照射された真空紫外光ＵＶは、遮光される。透光部１３１に照射された真空紫外光ＵＶは、透過し、絶縁層１１３に照射される。真空紫外光ＵＶが照射された絶縁層１１３は、溶媒１４２に不溶の性質を有する不溶部１１４となる。溶部１１５は、絶縁層１１３の不溶部１１４ではない箇所である。

マスク１３０の製造方法について説明する。支持体としての透光部１３１にスパッタリングによって遮光部１３２の原材料である遮光材料を蒸着する。さらに、遮光材料にフォトレジストを塗布し、例えばレーザ描画装置を用いてレーザを遮光材料に照射することで、パターンを描画する。その後、現像、乾燥、及びポストベークを行った後に、エッチングが行われ、不要な遮光材料が取り除かれる。エッチング後に洗浄と乾燥が行われ、遮光部１３１が形成され、マスク１３０が完成する。レーザ描画装置は、一般的に１μｍ以下のオーダーでパターンを描画可能である。ゆえに、マスク１３０によるパターニングは、従来のインクジェットの液滴によるパターニングと比較して、精度がよい。

Ｓ１４において、絶縁層１１３の上方位置にあるマスク１３０を用いて、絶縁層１１３にフォトレジストを直接接触させず、露光を行う。このため、フォトレジストが絶縁層１１３へ接触するために、絶縁層１１３が損傷することを防ぐことができる。その結果、製造工程において、有機ＥＬ素子の歩留まりが低下することを防ぐことができる。

有機ＥＬ材料１４１及び溶媒１４２を含むインク１４０を調製する。溶媒１４２は、真空紫外光ＵＶが照射されていない絶縁層１１３である溶部１１５を溶解する。溶媒１４２は、例えばテトラリンを含む。具体的には、以下の成分を、それぞれ対応する重量比で混合することにより、インク１４０を調製する。

正孔輸送性ポリマーである、カルバゾール誘導体を主鎖あるいは側鎖に有する高分子化合物（ＰＶＫ）：１６重量比
電子輸送材料（ＢＮＤ）：４重量比
有機ＥＬ材料１４１（ＴＰＢ）：１重量比
炭化水素系溶媒１４２（テトラリン）：インク１４０において、ＰＶＫ、ＢＮＤ、及びＴＰＢの合計濃度が２％ｗｔとなる重量比

インクジェットヘッド１４３から吐出されるインク１４０の液滴径を制御するために、インク１４０の粘度は、５×１０^−３〜１．５×１０^−２Ｐａ・ｓの範囲にあることが望ましい。インクジェットヘッド１４３からインク１４０を吐出させる際の飛行曲がりを抑えるために、インク１４０の表面張力は、２０〜５０ｍＮ／ｍの範囲にあることが好ましい。

図５（ｂ）に示すように、有機ＥＬ材料１４１及び溶媒１４２を含むインク１４０を、溶媒１４２に溶解する溶部１１５に向けて、供給する（Ｓ１５）。「供給」とは、絶縁層１１３の表面に、材料を付着させることであり、インクジェット法による吐出に限らない。本実施形態においては、インクジェットヘッド１４３から、絶縁層１１３において画素を形成するべき１５カ所である溶部１１５の上面に向けて、インク１４０を吐出する。Ｓ１５は、大気中、又は窒素雰囲気下にて行われる。インクジェットヘッド１４３は、圧電素子を備えた圧電方式のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１４３は、ドライバからの駆動信号に応じて、インクジェットヘッド１４３本体の複数のオリフィスから、インク１４０の液滴を吐出する。インクジェットヘッド１４３の吐出の駆動周波数は１ｋＨｚである。インク１４０の液滴１個のインク量は５０μｌである。

図５（ｃ）に示すように、インク１４０中に含まれる溶媒１４２により、絶縁層１１３の溶部１１５が溶解し、インク１４０は正孔注入層１１２に達する。インク１４０を１３０〜１８０℃で３０分間乾燥させることにより、インク１４０中の溶媒１４２を蒸発させる。インク１４０の不揮発成分である有機ＥＬ材料１４１は、正孔注入層１１２及び陽極３と電気的接合を持った状態で固化する。固化した有機ＥＬ材料１４１を有機層１１１とする。

インクを絶縁層に吐出する際に、比較的液滴精度の低い安価なインクジェットを用いると、所望するインクの液滴径より大きく滴下されてしまうことがある。本実施形態においては、Ｓ１４にて、絶縁層１１３を事前に真空紫外光ＵＶを用いてパターニングする。ゆえに、本実施形態のＳ１５において、所望するインクの液滴径より大きく滴下してしまったとしても、絶縁層１１３は不溶化されているために、絶縁層１１３は溶媒１４２に溶けず、発光領域ＥＬＦが広がることはない。１００μｍ以下のパターンが形成されたマスク１３０は、インクジェット装置を用いて液滴精度の高いインクジェットの液滴により１００μｍ以下のパターンを形成する場合と比較して、比較的安価に製造することができる。ゆえに、マスク１３０の１００μｍ以下の微細な露光精度で、液滴精度の高い比較的高価なインクジェット装置を用いることなく、発光パターンのパターニングを行うことができる。その結果、有機ＥＬ素子１の製造コストの低減を図ることができる。

図５（ｄ）に示すように、有機ＥＬ材料１４１からなる有機層１１１を覆うように、有機層１１１及び不溶部１１４の上面に陰極４を積層する（Ｓ１６）。具体的には、予め形成された陰極４を、ラミネート法によって有機層１１１の上面及び不溶部１１４の上面に貼り付ける。この貼り付けは、フィルムラミネーターを用いて、１３０℃程度の温度下において，１０^５Ｐａ程度の押圧力で行われる。なお、ラミネート法に限らず、真空蒸着法を用いて、陰極４を有機層１１１上に積層してもよい。

Ｓ１１〜Ｓ１６により、ＥＬ発光部１１０が基板２上に形成される。

図示しない配線が、陽極３及び陰極４に接続される（Ｓ１７）。

図２に示すように、ＥＬ発光部１１０の周囲を覆うように、封止部１２０が形成される（Ｓ１８）。

図２に示すように、接着層１２３は、ガスグローブボックス内にて発光領域ＥＬＦの側面及び上面を覆うように、ディスペンサーを用いて充填される。なお、接着層１２３は、バーコート法を用いてもよい。また、接着層１２３がフィルム状である場合、接着層１２３はラミネート法を用いて貼り合わせてもよい。

バリアフィルム１２４が、ガスグローブボックス内にて、接着層１２３の上面に接し、発光領域ＥＬＦの上部を覆うように、ラミネート法を用いて貼り合わせる。バリアフィルム１２４は、接着層１２３が熱により硬化される前に、接着層１２３の接着力により、貼り合わされる。

有機ＥＬ素子１は、ガスグローブボックス内にて、有機ＥＬ素子１の接着層１２３を硬化させる。具体的には、有機ＥＬ素子１に熱を加え、有機ＥＬ素子１の温度を硬化時の温度にて、所定時間保たせる。硬化時の温度が８０℃、１００℃、１２０℃の場合、所定時間は、それぞれ２時間、１時間、３０分であることが望ましい。

Ｓ１１〜Ｓ１８により、有機ＥＬ素子１が製造される。

〔有機ＥＬ素子１の使用方法〕
有機ＥＬ素子１は、陽極３と陰極４との間に、陽極３が陰極４より高電位になるように、直流電圧が印加されることで、発光する。以下、その過程を説明する。陽極３及び陰極４との間に電圧を印加すると、陽極３から正孔が有機層１１１に供給され、陰極４から電子が有機層１１１に供給される。陽極３から供給された正孔と、陰極４から供給された電子とが、有機層１１１で再結合する。電子は伝導帯を流れ、正孔は価電子帯を流れるので、正孔と電子との再結合によって、バンドギャップに相当するエネルギーを有する光子が放出される。即ち、有機層１１１が発光する。有機層１１１からの光は、陽極３及び基板２を透過して、有機ＥＬ素子１の下側に放出される。

有機ＥＬ素子１は、各種電子機器の表示部及びバックライト等に使用される。また、例えば、スイッチを陽極３及び陰極４に接続し、有機ＥＬ素子１を筐体で覆うことで、周囲の暗闇を照らすライトとして使用することができる。また、例えば、グリーティングカード又はポスターにおいて使用する際は、文字や絵が表示された表示面の裏面に有機ＥＬ素子１を設置し、表示面を飾るための装飾品として使用することができる。本発明の有機ＥＬ素子１を用いたグリーティングカードは、有機ＥＬ素子１に電極パターンが形成されていないために、非発光時に発光パターンを観察者に知られる恐れがない。

〔実験結果〕
図６、図７、及び図８を用いて、絶縁層１１３の真空紫外露光時間と溶媒１４２の打ち込み量との関係について説明する。図６、及び図７は、真空紫外光ＵＶが照射された絶縁層１１３に溶媒１４２をインクジェットから吐出し、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて、絶縁層１１３の高さと幅とを測定した結果である。図６、及び図７は、縦軸を絶縁層１１３の高さ、横軸を絶縁層１１３の幅とした説明図である。以下、実験条件を記す。真空紫外光ＵＶの波長は、１６０ｎｍである。遮光部１３２は、Ｃｒからなる。透光部１３１は、ＳｉＯ_２からなる。絶縁層１１３はシクロオレフィンポリマーからなるゼオノア（登録商標）である。溶媒１４２は、テトラリンを含む。図６、及び図７に示すように、Ｈ１は、インクジェットにより絶縁層１１３に吐出された液滴の中心の下端から液滴による波紋の上端までの高さである。Ｈ２は、絶縁層１１３の平面から液滴による波紋の上端までの高さである。Ｈ３は、絶縁層１１３の平面から液滴による波紋の上端までの高さのうち、Ｈ２とは反対側の高さである。

図７に示す真空紫外光ＵＶを１５秒照射した場合のＨ１は、図６に示す真空紫外光ＵＶを１秒照射した場合のＨ１と比較して、小さい。即ち、真空紫外光ＵＶを１５秒照射した場合は、真空紫外光ＵＶを１秒照射した場合と比較して、溶媒１４２により絶縁層１１３が溶解しにくく（不溶化）なっている。

また、図７に示すように、真空紫外光ＵＶを１５秒照射した場合のＨ１は、Ｈ２又はＨ３とほぼ同一である。さらに、図８に示すように、真空紫外露光時間が１５秒、２０秒、２５秒、３０秒の場合、Ｈ１−（Ｈ２＋Ｈ３）／２は０、−８、―１０、―６であった。即ち、真空紫外露光時間が１５秒、２０秒、２５秒、３０秒のいずれの場合においても、Ｈ１−（Ｈ２＋Ｈ３）／２は０に近い値を示している。言い換えると、真空紫外光ＵＶを１５秒以上照射した場合、インクジェットにより絶縁層１１３の平面より下側に溶媒１４２を含むインクを打ち込めなくなると考えられる。このため、真空紫外光ＵＶを１５秒以上照射した場合は、仮に絶縁層１１３の下に電極があったとしても電極と溶媒１１３とが電気的に接続されることはない。本実験結果を通じて、本実施形態の製造工程において、絶縁層１１３を不溶化させるためには、真空紫外光ＵＶは１５秒以上照射する必要があることを確認できた。

〔変形例〕
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下に、その変形の一例を述べる。

本実施形態のＳ１５においては、インクジェット法を用いて、溶媒１４２及び有機ＥＬ材料１４１を含むインク１４０を絶縁層１１３に吐出した。しかしながら、溶媒１４２と有機ＥＬ材料１４２とは、別々に塗布してもよい。具体的には、溶媒１４２を絶縁層１１３の所定のパターンに塗布した後に、現像液を絶縁層１１３に塗布し（現像工程）洗浄した後、有機ＥＬ材料１４１を絶縁層１１３に吐出してもよい。溶媒１４２及び有機ＥＬ材料１４１を含むインク１４０をインクジェット法により吐出する方法は、現像工程が必要ないため、製造工程の短縮化を行うことができる。また、Ｓ１５においては、インクジェット法に限らず、スピンコート法、ディップ法、カーテンコート法、バーコート法、又は印刷法を用いて有機ＥＬ材料を供給してもよい。

本実施形態においては、絶縁層１１３はシクロオレフィンポリマーを含むが、これに限らず、光を照射することで、溶媒に不溶化する性質を有する材料であるならば、何でもよい。また、本実施形態においては、溶媒１４２は、テトラリンを含むが、これに限らず、絶縁層を溶かし、光を照射することで、絶縁層を溶かさなくなる材料であるならば、何でも良い。

本実施形態においては、下から陽極３、有機層１１１、陰極４の順に、積層されていたが、これに限らず、下から陰極４、有機層１１１、陽極３の順に積層されていてもよい。有機層１１１の上部にスパッタ法を用いて、陽極３を積層する場合、陰極４を積層する場合と比較して、比較的大きなエネルギーを必要とするため、有機層１１１を損傷させる恐れがある。有機層１１１が損傷すると、発光特性が低下する可能性があるため、下から、陽極３、有機層１１１、陰極４の順に積層することが望ましい。

封止されたＥＬ発光部１１０内の湿度を取り除くため、有機ＥＬ素子１が、フィルム状の調湿剤を含んで構成されていても良い。調湿剤は、例えばフィルム素材に、ＣａＯ，ＢａＯ等のアルカリ金属酸化物をペースト化したもの、又は調湿性の有機物を塗布乾燥することで形成される。封止されたＥＬ発光部１１０内の湿度を効率的に取り除くため、調湿剤は例えば陰極４とバリアフィルム１２４との間に配置されることが望ましい。

本実施形態において、接着層１２３は熱硬化性接着剤からなり、接着層１２３を硬化させるために熱を加えた。しかしながら、これに限らず、接着層１２３は、国際公開第２００３／１０６５８２号に記載の光照射により硬化反応が開始する光硬化性接着剤を用いてもよい。

本実施形態においては、基板２の下側に向かって光を照射する構成であったが、これに限らず、基板２の上側に向かって光を照射する構成であってもよい。このために、少なくとも陰極４、接着層１２３、及びバリアフィルム１２４は、透光性を有する必要がある。透光性を有する材料として、例えば陰極４は金、バリアフィルム１２４はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、又はポリエステル等の樹脂が望ましい。しかしながら、基板２の上側から光を照射する場合は、基板２の下側から光を照射する場合と比較して、通過する層が多いために、いくつかの光が反射され、光のエネルギーが減損される。光のエネルギーが減損されることで、結果として基板２の上側に向かって照射される光の輝度が小さくなってしまうため、基板２の下側から光を照射することが望ましい。

また、ＥＬ光の輝度を大きくするために、陽極３と有機層１１１との間に、α−ＮＰＤ等の正孔輸送層が配置されていてもよい。同様に、ＥＬ光の輝度を大きくするために、陰極４と有機層１１１との間に、Ｃａ、ＬｉＦ等の電子注入層、又はＢＣＰ等の電子輸送層が配置されていてもよい。

また、上述した説明では、実施形態および変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。即ち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態および一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。

〔発明と実施例との対応関係〕
本実施形態における有機ＥＬ素子１は、本発明における有機ＥＬ素子の一例である。
本実施形態における基板２は、本発明における基板の一例である。
本実施形態における陽極３は、本発明における第１電極の一例である。
本実施形態における陰極４は、本発明における第２電極の一例である。
本実施形態における上下方向は、本発明における積層方向の一例である。
本実施形態における絶縁層１１３は、本発明における絶縁層の一例である。
本実施形態における真空紫外光ＵＶは、本発明における紫外光の一例である。
本実施形態におけるマスク１３０の遮光部１３１は、本発明における遮光膜の一例である。
本実施形態における溶部１１４は、本発明における「一部の絶縁層」の一例である。
本実施形態における溶媒１４２は、本発明における溶媒の一例である。
本実施形態における有機ＥＬ材料１４１、又は有機層１１１は、本発明における有機ＥＬ材料の一例である。
本実施形態におけるＳ１１は、本発明における第１電極積層工程の一例である。
本実施形態におけるＳ１３は、本発明における絶縁層積層工程の一例である。
本実施形態におけるＳ１４は、本発明における露光工程の一例である。
本実施形態におけるＳ１５は、本発明におけるＥＬ材料供給工程の一例である。
本実施形態におけるＳ１６は、本発明における第２電極積層工程の一例である。

１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
１１１ 有機層
１１３ 絶縁層
１１４ 不溶部
１１５ 溶部
１３０ マスク
１３１ 透光部
１３２ 遮光部
１４０ インク
１４１ 有機ＥＬ材料
１４２ 溶媒
ＵＶ 真空紫外光

Claims (3)

1. 基板に第１電極を積層する第１電極積層工程と、
   前記第１電極積層工程にて積層された前記第１電極の積層方向に、前記第１電極に対して前記基板と反対側に、紫外光の照射により不溶化する絶縁層を積層する絶縁層積層工程と、
   紫外光を遮光する遮光膜により、前記絶縁層積層工程にて積層された前記絶縁層のうち一部の絶縁層をマスキングした後に、前記遮光膜越しに、前記絶縁層に向けて紫外光を照射する露光工程と、
   前記露光工程にてマスキングされた一部の絶縁層に向けて、前記紫外光が照射されていない絶縁層を溶解する溶媒及び有機ＥＬ材料を供給するＥＬ材料供給工程と、
   前記積層方向に、前記ＥＬ材料供給工程にて供給された前記有機ＥＬ材料を覆うように、第２電極を積層する第２電極積層工程と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 前記絶縁層積層工程において積層する前記絶縁層は、シクロオレフィンポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 前記ＥＬ材料供給工程において供給する前記溶媒は、テトラリンを含むことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。

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