JP2020030914A - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造歩留まりが向上可能な電子デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る電子デバイス１０の製造方法は、第１電極層形成工程とデバイス機能部形成工程と第２電極層形成工程とを備え、第１電極層、デバイス機能部が有する一つ又は複数の機能層及び第２電極層のうちの少なくとも一つの層２２は、少なくとも一つの層の材料を含むインクを、インクジェット印刷装置２４から基板を含む下地基板２６上に塗布することによって形成され、インクジェット印刷装置は、インク供給部３０と、インクジェットヘッド２８と、インクの流路３８と、駆動部４０と、流路上において駆動部とインクジェットヘッドとの間に配置されているダイヤフラム型の圧力調整機構４２と、を有し、インクは、表面張力が１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであること、及び、比重が１．５以上であることの少なくとも一方を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、電子デバイスの製造方法に関する。

電子デバイスは、基板上に設けられた第１電極層と、第１電極層上に設けられており一つ又は複数の機能層を含むデバイス機能部と、デバイス機能部上に設けられた第２電極層と、を備える。この電子デバイスを製造する際に、第１電極層、一つ又は複数の機能層及び第２電極層のうちの少なくとも一つの層は、例えば特許文献１に記載されているように、インクジェット印刷法を用いて形成され得る。

特開２０１３−１４１７６５号公報

インクジェット印刷法を利用して電子デバイスが有する層を形成する場合には、インク供給部からインクジェットヘッドにインクを送り、インクジェットヘッドからインクを吐出する。インク供給部とインクジェットヘッドとの間には、インク供給部からインクジェットヘッドにインクを流すためのポンプといった駆動部が配設される。しかしながら、インクを流すために上記駆動部でインクを加圧するとインクの圧力の脈動が生じ、インクジェットヘッドから吐出するインクのメニスカスの形状が不安定になる。そのため、インクの流路において、上記駆動部とインクジェットヘッドとの間にインクの脈動を抑制する機能を有する圧力調整機構を配設することが考えられる。特許文献１における上流側インクタンクが上記圧力調整機構に相当し、特許文献１では、空気溜まりを利用した圧力調整機構、すなわち、エアーダンパーが採用されている。

しかしながら、上記のように圧力調整機構を採用していても、経時によりインクのメニスカスの形状が不安定になり、その結果、所望の状態の層を形成できない場合があった。電子デバイスを構成する層の状態は電子デバイスの性能に影響を及ぼすことから、上記のように不安定なメニスカスの形状で吐出し、所望状態の層を形成できないと、製造された電子デバイスは所望の性能を有さない不良品と判断されるので、電子デバイスの製造歩留まりが低下する。

そこで、本発明の一側面は、製造歩留まりの向上が可能な電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電子デバイスの製造方法は、基板に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、上記第１電極層上に、一つ又は複数の機能層を含むデバイス機能部を形成するデバイス機能部形成工程と、上記デバイス機能部上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を備え、上記第１電極層、上記一つ又は複数の機能層及び上記第２電極層のうち少なくとも一つの層は、上記少なくとも一つの層の材料を含むインクを、インクジェット印刷装置から上記基板を含む下地基板上に塗布することによって形成され、上記インクジェット印刷装置は、インク供給部と、上記インクを上記下地基板に向けて吐出するインク吐出口を有するインクジェットヘッドと、上記インク供給部と上記インクジェットヘッドとを接続している上記インクの流路と、上記流路上において上記インク供給部と上記インクジェットヘッドとの間に配置されておりインクを上記流路に流すための駆動部と、上記流路上において上記駆動部と上記インクジェットヘッドとの間に配置されているダイヤフラム型の圧力調整機構と、を有し、上記インクは、表面張力が１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであること、及び、比重が１．５上であることの少なくとも一方を満たす。

上記電子デバイスの製造方法は、表面張力が１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであること、及び、比重が１．５以上であることの少なくとも一方を満たすインクを用いたインクジェット印刷法で層（以下、説明の便宜のため、「所定層」と称す）を形成する工程を含む。上記所定層を形成する工程で使用するインクジェット印刷装置は、インクの流路上において駆動部とインクジェットヘッドとの間にダイヤフラム型の圧力調整機構が配置されている。この場合、駆動部によって生じたインクの圧力の脈動が圧力調整機構で抑制されるので、インクジェットヘッドから吐出するインクのメニスカスの形状を維持し易い。その結果、所定層を所望の状態で形成できるので、所望の性能を有する電子デバイスが効率的に製造される。よって、上記電子デバイスの製造方法では、製造歩留まりが向上する。

上記インクを、上記インク供給部と上記インクジェットヘッドとの間を循環させてもよい。

上記インクを１週間以上連続して上記インク供給部と上記インクジェットヘッドとの間を循環させてもよい。この場合、上記電子デバイスの製造方法が一層有効である。

上記インクジェットヘッドから上記インクを定期的にパージさせてもよい。これにより、インクのメニスカスの形状を維持し易いととともに、インクジェットヘッドが有するインク吐出口の詰まりを防止し易い。

上記インクは、沸点が２００℃以上の溶媒と、上記溶媒に対する溶解度が１％以下の物質とを含んでもよい。

上記少なくとも一つの層は、上記デバイス機能部が有する層であってもよい。

上記デバイス機能部は、有機発光層を含んでもよい。この場合、電子デバイスとして有機エレクトロルミネッセンスデバイスが製造され得る。

本発明の一側面によれば、製造歩留まりの向上が可能な電子デバイスの製造方法を提供できる。

図１は、一実施形態に係る電子デバイスの製造方法を利用して製造される有機ＥＬデバイス（電子デバイス）の概略構成を示す模式図である。 図２は、一実施形態に係る電子デバイスの製造方法で使用されるインクジェット印刷装置の一例を説明するための模式図である。 図３は、図２に示したインクジェット印刷装置を利用して層を形成する工程を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、一実施形態に係る電子デバイスの製造方法を用いて製造される有機エレクトロルミネッセンスデバイス（以下、「有機ＥＬデバイス」とも称す）の概略構成を示す模式図である。有機ＥＬデバイス１０は、基板１２と、陽極層（第１電極層）１４と、デバイス機能部１６と、陰極層（第２電極層）１８とを有する。陽極層１４、デバイス機能部１６及び陰極層１８は、陽極層１４、デバイス機能部１６及び陰極層１８の順に基板１２上に積層されている。有機ＥＬデバイス１０は、トップエミッション型の有機ＥＬデバイスでもよいし、ボトムエミッション型の有機ＥＬデバイスでもよい。以下では、断らない限り、有機ＥＬデバイス１０は、ボトムエミッション型の有機ＥＬデバイスである。

［基板］
基板１２は、有機ＥＬデバイス１０が出射する光（波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光を含む）に対して透光性を有する。基板１２の厚さの例は、３０μｍ〜１１００μｍである。

基板１２は、例えばガラス基板及びシリコン基板などのリジッド基板であってもよいし、又は、プラスチック基板及び高分子フィルムなどの可撓性基板であってもよい。可撓性基板とは、基板に所定の力を加えても基板が剪断したり破断したりすることがなく、基板を撓めることが可能な性質を有する基板である。

基板１２がリジッド基板である場合、基板１２の厚さの例は、５０μｍ〜１１００μｍである。基板１２が可撓性基板である場合、基板１２の厚さの例は、３０μｍ〜７００μｍである。

基板１２上には、水分バリア機能を有するバリア層が形成されていてもよい。バリア層は、水分をバリアする機能に加えて、ガス（例えば酸素）をバリアする機能を有してもよい。

［陽極層］
陽極層１４は基板１２上に設けられている。陽極層１４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の例は、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物及び金属等を含む薄膜である。光透過性を示す電極は、光透過率の高い薄膜が好ましい。陽極層１４は、導電体（例えば金属）からなるネットワーク構造を有してもよい。陽極層１４の厚さは、光の透過性、電気伝導度等を考慮して決定され得る。陽極層１４の厚さは、通常、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。

陽極層１４の材料としては、例えば酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、銅等が挙げられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、又は酸化スズが好ましい。陽極層１４は、例えば、例示した材料からなる薄膜として形成され得る。陽極層１４の材料には、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機物を用いてもよい。この場合、陽極層１４は、透明導電膜として形成され得る。

［デバイス機能部］
デバイス機能部１６は、陽極層１４及び陰極層１８に印加された電圧に応じて、電荷の移動及び電荷の再結合などの有機ＥＬデバイス１０の発光に寄与する機能部である。デバイス機能部１６は機能層である発光層を有する。デバイス機能部１６は発光層以外の機能層を有してもよい。すなわち、デバイス機能部１６は、一つ又は複数の機能層を有する。

発光層は、光(可視光を含む)を発する機能を有する有機発光層である。発光層は、通常、主として蛍光及びりん光の少なくとも一方を発光する有機物、又はこの有機物とこれを補助するドーパント材料とから構成される。ドーパント材料は、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。上記有機物は、低分子化合物でもよいし、高分子化合物でもよい。発光層の厚さの例は２ｎｍ〜２００ｎｍである。

主として蛍光及びりん光の少なくとも一方を発光する発光性材料である有機物としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料及び高分子系材料が挙げられる。

（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が挙げられる。

（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、又は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が挙げられ、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が挙げられる。

（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が挙げられる。

（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が挙げられる。

デバイス機能部１６は、発光層の他、少なくとも一つの機能層を有してもよい。すなわち、デバイス機能部１６は多層構造を有してもよい。例えば、陽極層１４と発光層の間には、正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくとも一つが設けられてもよい。発光層と陰極層１８との間には、電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも一つが設けられてもよい。

正孔注入層は、陽極層１４から発光層への正孔注入効率を向上させる機能を有する機能層である。正孔注入層は、無機層でもよいし、有機層でもよい。正孔注入層を構成する正孔注入材料は、低分子化合物でもよいし、高分子化合物でもよい。

低分子化合物としては、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、及び酸化アルミニウムなどの金属酸化物、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン化合物、カーボンなどが挙げられる。

高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体；芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子などが挙げられる。

正孔注入層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なる。正孔注入層の厚さは、求められる特性及び成膜の簡易さなどを勘案して適宜決定されればよい。正孔注入層の厚さは、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。

正孔輸送層は、正孔注入層（正孔注入層が存在しない形態では陽極層１４）から発光層への正孔注入効率を向上させる機能を有する機能層である。

正孔輸送層は正孔輸送材料を含む有機層である。正孔輸送材料は正孔輸送機能を有する有機化合物であれば限定されない。正孔輸送機能を有する有機化合物としては、例えば、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残基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、ポリピロール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、ポリフルオレン誘導体、芳香族アミン残基を有する高分子化合物、及びポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体が挙げられる。

正孔輸送材料の例として、特開昭６３−７０２５７号公報、特開昭６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、特開平２−１３５３６１号公報、特開平２−２０９９８８号公報、特開平３−３７９９２号公報、特開平３−１５２１８４号公報に記載されている正孔輸送材料等も挙げられる。

正孔輸送層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なる。正孔輸送層の厚さは、求められる特性及び成膜の簡易さなどを勘案して適宜決定されればよい。正孔輸送層の厚さは、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。

電子輸送層は、電子注入層（電子注入層が存在しない形態では陰極層１８）から発光層への電子注入効率を向上させる機能を有する機能層である。

電子輸送層は電子輸送材料を含む有機層である。電子輸送材料には、公知の材料が用いられ得る。電子輸送材料の例は、芳香族炭化水素化合物にアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩がドープされた材料である。電子輸送材料の具体例としては、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、テトラシアノアント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、または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が挙げられる。

電子輸送層の厚さは、求められる特性及び成膜の簡易さなどを勘案して適宜決定され得る。電子輸送層の厚さは、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。

電子注入層は、陰極層１８から発光層への電子注入効率を向上させる機能を有する機能層である。

電子注入層は無機層でもよいし、有機層でもよい。電子注入層を構成する材料は、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択される。電子注入層を構成する材料の例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属及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、又はこれらの物質の混合物などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、及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。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が挙げられる。

この他に従来知られた電子輸送性の有機材料と、アルカリ金属の有機金属錯体を混合した層を電子注入層として利用できる。

デバイス機能部１６の層構成の例を以下に示す。下記層構成の例では、陽極層１４及び陰極層１８と各種機能層の配置関係を示すために、陽極層及び陰極層も括弧書きで記載している。
（ａ）（陽極層）／正孔注入層／発光層／（陰極層）
（ｂ）（陽極層）／正孔注入層／発光層／電子注入層／（陰極層）
（ｃ）（陽極層）／正孔注入層（又は正孔輸送層）／発光層／電子輸送層／電子注入層／（陰極層）
（ｄ）（陽極層）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／（陰極層）
（ｅ）（陽極層）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／（陰極層）
（ｆ）（陽極層）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／（陰極層）
（ｇ）（陽極層）／発光層／電子輸送層（又は電子注入層）／（陰極層）
（ｉ）（陽極層）／発光層／電子輸送層／電子注入層／（陰極層）
記号「／」は、記号「／」の両側の層同士が接合していることを意味している。

デバイス機能部１６が有する発光層の数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。上記構成例（ａ）〜（ｉ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極層１４と陰極層１８との間に配置された積層体を［構造単位Ｉ］と称すると、２層の発光層を有するデバイス機能部１６の構成として、以下の（ｊ）に示す層構成が挙げられる。２つの構造単位Ｉの層構成は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
（ｊ）（陽極層）／［構造単位Ｉ］／電荷発生層／［構造単位Ｉ］／（陰極層）

電荷発生層は、電界を印加することにより、正孔と電子と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、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどを含む薄膜が挙げられる。

「［構造単位Ｉ］／電荷発生層」を［構造単位ＩＩ］と称すると、３層以上の発光層を有する有機ＥＬデバイスの構成として、以下の（ｋ）に示す層構成が挙げられる。
（ｋ）（陽極層）／［構造単位ＩＩ］ｘ／［構造単位Ｉ］／（陰極層）
記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、「［構造単位ＩＩ］ｘ」は、［構造単位ＩＩ］がｘ段積層された積層体を表す。複数の構造単位ＩＩの層構成は同じでも、異なっていてもよい。

電荷発生層を設けずに、複数の発光層を直接的に積層させてデバイス機能部１６を構成してもよい。

［陰極層］
陰極層１８は、デバイス機能部１６上に設けられている。陰極層１８の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、電気伝導度、耐久性等を考慮して設定される。陰極層１８の厚さは、通常、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。

デバイス機能部１６からの光（具体的には、発光層からの光）が陰極層１８で反射して陽極層１４側に進むように、陰極層１８の材料は、デバイス機能部１６が有する発光層からの光（特に可視光）に対して反射率の高い材料が好ましい。陰極層１８の材料としては、例えばアルミニウム、銀等が挙げられる。陰極層１８として、導電性金属酸化物及び導電性有機物等からなる透明導電性電極を用いてもよい。

有機ＥＬデバイス１０は、デバイス機能部１６の水分などによる劣化を防止するための封止部材を備えてもよい。封止部材は、少なくともデバイス機能部１６を封止するように陰極層１８上に設けられ得る。有機ＥＬデバイス１０が封止部材を備える形態では、例えば、陽極層１４及び陰極層１８の一部は、外部接続のために封止部材から引き出され得る。

次に、有機ＥＬデバイス１０の製造方法の一例を説明する。有機ＥＬデバイス１０を製造する場合、基板１２上に陽極層（第１電極層）１４を形成する（第１電極層形成工程）。その後、陽極層１４上に、デバイス機能部１６を形成する（デバイス機能部形成工程）。続いて、デバイス機能部１６上に陰極層（第２電極層）１８を形成する（第２電極層形成工程）。このような工程を経ることで、有機ＥＬデバイス１０が製造される。

有機ＥＬデバイス１０が上記封止部材を有する形態では、上記第２電極層形成工程の後に、封止部材でデバイス機能部１６を封止する封止工程を実施すればよい。

有機ＥＬデバイス１０の製造に例えば長尺の基板１２を用いる場合には、例えば長尺の基板１２上に複数のデバイス形成領域を仮想的に設定し、デバイス形成領域毎に陽極層１４、デバイス機能部１６及び陰極層１８を形成する。これにより、デバイス形成領域毎に有機ＥＬデバイス１０が形成されることから、デバイス形成領域毎に長尺の基板１２を個片化することによって、複数の有機ＥＬデバイス１０が製造され得る。

上記長尺の基板１２が可撓性を有する形態では、第１電極層形成工程、デバイス機能部形成工程及び第２電極層形成工程の少なくとも一つの工程は、例えばロールツーロール方式で実施されてもよい。デバイス機能部１６が複数の機能層を有する形態では、複数の機能層をそれぞれ形成する工程の少なくとも一つの工程は、ロールツーロール方式で実施されてもよい。

次に、有機ＥＬデバイス１０の製造方法を更に説明する。

有機ＥＬデバイス１０の製造方法では、陽極層１４、デバイス機能部１６が有する一つ又は複数の機能層及び陰極層１８のうちの少なくとも一つの層（以下、説明の便宜のため、「所定層」と称す）を、インクジェット印刷装置を用いたインクジェット印刷法により形成する。以下、上記所定層を形成する工程の一例を、図２及び図３を利用して具体的に説明する。

図２は、所定層を形成するためのインクジェット印刷装置の概略構成を説明するための模式図である。図３は、所定層の形成工程を説明するための図面である。説明の便宜のため、所定層を所定層２２と称し、所定層２２となる塗布膜を塗布膜２０と称し、所定層２２が形成される下地基板を下地基板２６と称す。下地基板２６は基板１２を含む。基板１２と所定層２２との間に少なくとも一つの層が配置される形態では、下地基板２６は、基板１２とともに、基板１２と所定層２２との間に配置される少なくとも一つの層を含む。所定層２２の一例は、デバイス機能部１６が有する少なくとも一つの層（例えば電子輸送層）である。

インクジェット印刷装置２４は、図２に示したように、インクジェットヘッド２８と、インク供給部３０と、制御部３２、流路３８と、ポンプ４０と、圧力調整機構４２とを備える。制御部３２は、インクジェット印刷装置２４を制御する。

インクジェットヘッド２８は一方向に延びている。インクジェットヘッド２８には、上記一方向（下地基板２６の幅方向）に離散的に配置された複数のインク吐出口３４が形成されており、各インク吐出口３４に対応して圧電素子３６（例えばピエゾ素子）が設けられている。インク吐出口３４の直径は例えば５μｍφ〜２００μｍφである。圧電素子３６を振動させることで、インク吐出口３４からインクが吐出される。複数のインク吐出口３４それぞれからのインクの吐出量（吐出量が０の場合を含む）は制御部３２で制御される。

図３に示したように、インクジェットヘッド２８は、下地基板２６のうち所定層２２が形成される側の面に対向配置され、インクジェットヘッド２８の延在方向が下地基板２６の幅方向（長手方向に直交する方向）に実質的に一致するように、配置される。

上記のように配置されたインクジェットヘッド２８が有する複数のインク吐出口３４それぞれからのインクの吐出量（吐出量が０の場合を含む）を制御部３２で制御することによって、下地基板２６における所定層２２の形成領域上に所定パターンでインクを塗布できる。

インク供給部３０は、インクジェットヘッド２８に供給するインクが貯留されたインク貯留部又はインク源であり、インク供給部３０の例はタンクである。インク供給部３０とインクジェットヘッド２８とは、それらの間でインクを循環させるための流路３８で接続されている。すなわち、インクジェット印刷装置２４は循環型インクジェット印刷装置である。流路３８の例は配管である。流路３８にはポンプ４０と圧力調整機構４２とが配設されている。

ポンプ４０は、流路３８においてインク供給部３０とインクジェットヘッド２８との間に配設されている。ポンプ４０は、インク供給部３０からインクジェットヘッド２８に向けてインクを送り出し、インク供給部３０とインクジェットヘッド２８との間でインクを循環させる駆動部である。ポンプ４０は、制御部３２で制御され得る。

圧力調整機構４２は、流路３８においてポンプ４０とインクジェットヘッド２８との間に配設されている。圧力調整機構４２は、ポンプ４０によって生じたインクの圧力の脈動を抑制する脈動抑制機能を有する。上記脈動抑制機能を実現するために、圧力調整機構４２はダイヤフラムを有する。すなわち、圧力調整機構４２は、ダイヤフラム型の圧力調整機構である。ダイヤフラム型の圧力調整機構４２の例はパルスダンパーである。

ダイヤフラム型の圧力調整機構４２では、例えば、圧力調整機構４２内におけるインクの流路の下面が上記ダイヤフラムで構成されており、ダイヤフラムが減衰器に接続されていればよい。このような構成では、圧力調整機構４２内に流れこんだインクの圧力の脈動がダイヤフラムを介して減衰器で減衰され得る。インクの圧力の脈動がダイヤフラムを介して減衰器で減衰されれば、ダイヤフラムと減衰器との間にＯリングといったシール部材が配置されていてもよい。

流路３８内のインクの流れ方向において、インクジェットヘッド２８の前後には、図２に例示したように、圧力検出器４４ａ及び圧力検出器４４ｂが配設されてもよい。圧力検出器４４ａはインクジェットヘッド２８へ流入するインクの圧力を検出し、圧力検出器４４ｂはインクジェットヘッド２８から流出するインクの圧力を検出する。圧力検出器４４ａ及び圧力検出器４４ｂの検出結果は、制御部３２に入力され、制御部３２は、圧力検出器４４ａ及び圧力検出器４４ｂの検出結果に基づいて、インクジェットヘッド２８内のインクの圧力が所定の圧力範囲内であるようにポンプ４０を制御してもよい。これにより、インク吐出口３４におけるインクのメニスカスの形状が調整され得る。

インクジェット印刷装置２４は、複数のインクジェットヘッド２８を備えてもよい。この場合、複数のインクジェットヘッド２８は、例えば下地基板２６の長手方向に沿って配置される。複数のインクジェットヘッド２８を備えるインクジェット印刷装置２４が循環型である形態では、複数のインクジェットヘッド２８とインク供給部３０との間でインクが循環すればよい。インクジェット印刷装置２４が複数のインクジェットヘッド２８を備える場合、流路３８は、圧力調整機構４２の下流で分岐し、分岐した各流路が複数のインクジェットヘッド２８に接続され得る。複数のインクジェットヘッド２８に接続された各流路は、複数のインクジェットヘッド２８の下流で再度合流した後に、インク供給部３０に接続され得る。インクジェット印刷装置２４が複数のインクジェットヘッド２８を備え且つ圧力検出器４４ａ，４４ｂを備える場合には、例えば、複数のインクジェットヘッド２８の前後であって、流路３８のうち複数のインクジェットヘッド２８に対して共通の部分に圧力検出器４４ａ，４４ｂは配設され得る。

図３に示したように、所定層２２を形成する工程では、下地基板２６をその長手方向に搬送しながら、インクジェット印刷装置２４から所定層２２の材料を含むインクを、下地基板２６（又は基板１２）における所定層の形成領域上に塗布し、塗布膜２０を形成する。

所定層２２の材料を含むインクは、次の条件１及び条件２のうち少なくとも一方を満たすインクである。
条件１：インクの表面張力が１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍである。
条件２：インクの比重が１．５以上である。
インクの比重は、通常、２．５以下であり得る。

所定層２２用のインクの例は、沸点が２００℃以上の溶媒と、その溶媒に対する溶解度が１％以下の物質（例えば所定層用の材料）とを含むインクである。このようなインクであれば、上記条件１及び条件２のうち少なくとも一方を満たしやすい。

所定層２２を形成する工程では、塗布膜２０を形成した後、塗布膜２０を、乾燥装置４６内で乾燥させる。これにより、所定層２２が得られる。乾燥装置４６は、例えば赤外線を利用した乾燥装置でもよいし、他の方法（熱風、ホットプレートなど）を利用したものでもよい。乾燥装置４６は、異なる乾燥方法を組み合わせてもよい。

インクジェット印刷法を用いて所定層２２を形成する際には、少なくともインクが下地基板２６に塗布されてから乾燥装置４６に塗布膜２０が搬入されるまでは、下地基板２６は水平搬送されることが好ましい。この水平搬送のため、例えば下地基板２６をエア浮上させて水平を維持するエア浮上装置が用いられてもよい。

デバイス機能部１６が有する一つ又は複数の機能層及び陽極層１４のうち上記所定層２２以外の層は、例えばドライ成膜法、メッキ法、インクジェット印刷法以外の塗布法などにより形成され得る。ドライ成膜法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などが挙げられる。インクジェット印刷法以外の塗布法としては、例えば、スリットコート法、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、ワイヤーバーコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法及びノズル印刷法等が挙げられる。

陰極層１８が上記所定層２２以外の層である場合、陰極層１８は、例えば、スリットコーター法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スプレーコーター法等の塗布法、真空蒸着法、スパッタリング法、金属薄膜を熱圧着するラミネート法等によって形成され得る。

有機ＥＬデバイス１０の製造方法では、所定層２２を形成しない場合にインクジェット印刷装置２４を待機させている間（以下、「待機工程」と称す場合もある）もポンプ４０を制御して、インクを循環させてもよい。待機工程の概念は、有機ＥＬデバイスの製造方法を用いて例えば所定層２２以外の層を形成する場合、製造条件を調整する場合等によってインクジェット印刷装置２４を待機させる場合等を含む。

待機工程の概念は、有機ＥＬデバイスの製造方法を実施して有機ＥＬデバイス１０を一度製造した後、次に有機ＥＬデバイスの製造方法を実施して有機ＥＬデバイス１０を製造するまでインクジェット印刷装置２４を待機させる場合を含んでもよい。この場合、第１電極層形成工程、デバイス機能部形成工程及び第２電極層形成工程を含む有機ＥＬデバイス１０の製造工程を実施して有機ＥＬデバイス１０を一旦製造する工程を第１のデバイス製造工程と称し、次に有機ＥＬデバイス１０を製造する工程を第２のデバイス製造工程と称すると、有機ＥＬデバイスの製造方法は、例えば、第１のデバイス製造工程と待機工程と第２のデバイス製造工程とを備える。

インクジェット印刷装置２４におけるインクの循環は１週間以上連続して行ってもよい。例えば待機工程の期間が１週間以上である場合、待機工程中にインクの循環を継続してもよい。有機ＥＬデバイス１０の製造方法では、定期的にインクをパージ（すなわち、吐出）してもよい。上記待機工程においても、定期的にインクをパージしてもよい。

以上説明した有機ＥＬデバイス１０の製造方法では、流路３８においてポンプ４０とインクジェットヘッド２８との間に配置されたダイヤフラム型の圧力調整機構４２でポンプ４０によって生じたインクの圧力の脈動を抑制している。ダイヤフラム型の圧力調整機構４２は、インクの圧力の脈動を抑制するために空気溜まりの代わりにダイヤフラムを用いている。ダイヤフラム型の圧力調整機構４２によってインクの圧力の脈動を抑制することで、インクジェットヘッド２８におけるインクの圧力が安定することから、インクのメニスカスの形状が安定するとともに、インク吐出口３４からのインクの液ダレを防止可能である。

圧力調整機構には、ダイヤフラム型の圧力調整機構の他に、脈動抑制のために空気溜まりを用いた圧力調整機構がある。空気溜まりを用いた圧力調整機構の例はエアーダンパーとして知られている。例えばバッファタンクも空気溜まりを用いた圧力調整機構に含まれる。空気溜まりを用いた圧力調整機構では、空気溜まりを構成する空気が経時的に抜けることで、脈動抑制機能が低下する場合があり得る。経時的な空気の抜けによって脈動抑制機能が低下すると、インクのメニスカスの形状が不安定になり、液ダレが生じたり、インク吐出口近傍のインクジェットヘッド底面（下地基板と対向する面）にインクが広がり乾燥してインク吐出口の目詰まりを生じたりする。

これに対して、本実施形態の圧力調整機構４２のように、ダイヤフラム型の圧力調整機構４２を用いる場合には、空気抜けによる脈動抑制機能の低下が生じないことから、長期にわたってインクの圧力を安定に保てる。よって、インクのメニスカスの形状が安定する。更に、インク吐出口３４からのインクの液ダレを防止可能である。

次に、ダイヤフラム型の圧力調整機構４２を用いることで、インクの圧力を安定化できる点を検証した検証実験とそれに対する比較実験とを説明する。説明の便宜のため、検証実験及び比較実験において図２に示した構成要素に対応する構成要素には、図２に付した符号と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

［検証実験]
検証実験では、図２に示した循環型のインクジェット印刷装置２４を使用した。検証実験で使用したインクジェット印刷装置２４は、図２に示したように、流路３８においてポンプ４０とインクジェットヘッド２８との間に圧力調整機構４２を配置した。圧力調整機構４２には、ダイヤフラムを用いてインクの圧力の脈動を抑制するパルスダンパーを使用した。インクの流れ方向におけるインクジェットヘッド２８の前後に圧力検出器４４ａ及び圧力検出器４４ｂを配設し、インクジェットヘッド２８へ流入するインクの圧力及びインクジェットヘッド２８から流出するインクの圧力を検出した。

インクは、電子輸送層用のインクとし、インクの表面張力は２０ｍＮ／ｍであり、比重は、１．７であった。

検証実験では、圧力検出器４４ａ及び圧力検出器４４ｂで検出されたインクの圧力と、所定の計算式とに基づいて算出したインクの圧力を吐出口圧力とした。

検証実験は、実験開始時にインクジェット印刷装置２４の下方に吐出されたインクを写し取るための吸水シートを搬送させインクを一定時間吐出し、インクを吐出している間の上記吐出口圧力の変動状態を取得するとともに、インク吐出口３４からの液ダレの有無及びインクの吐出状態を確認した。液ダレの有無は上記吸水シートにおけるインクの目標着弾位置とは別の場所でのインクの着弾の有無で確認するとともに、インクの吐出状態は、目標着弾位置にインクが着弾しているか否かで確認した。

上記一定時間のインク吐出の後、インク吐出を停止する一方、インクの循環を継続しながらインクジェット印刷を１日待機させた後、上記実験開始時と同様の条件でインク吐出を行った。

上記インク吐出と、インクジェット印刷装置の一日待機とを、実験開始日から３０日間繰り返した。１日毎のインク吐出では、実験開始時のインク吐出の場合と同様に、インクを吐出している間の上記吐出口圧力の変動状態を取得するとともに、インク吐出口３４からの液ダレの有無及びインクの吐出状態を確認した。

実験開始日から３０日後までに行った１日毎のインク吐出において、吐出圧力のばらつきは全て±１５０Ｐａであった。更に、液ダレは確認されないとともに、インクの吐出状態も良好であった。吐出状態が良好とは、インク吐出口３４の目詰まりが生じていないこと、すなわち、全ての目標着弾位置にインクが着弾していることを意味する。

［比較実験］
次に、上記検証実験に対する比較実験を説明する。比較実験は、圧力調整機構４２として、検証実験で使用したダイヤフラムを備えた圧力調整機構４２（パルスダンパー）の代わりに、インクの圧力の脈動抑制のために空気溜まりを利用したバッファタンクを使用した。この点以外は、検証実験と同じ条件で比較実験を行った。そのため、吐出口圧力の計算方法、液ダレの有無の確認方法及びインクの吐出状態の確認方法も検証実験と同じである。

比較実験では、実験開始時においては、吐出口圧力のばらつきは±５０Ｐａであり、液ダレは生じず且つインクの吐出状態も良好であった。実験開始から４日後において吐出圧力のばらつきが±４００Ｐａとなり、液ダレが生じるとともに、インクの吐出状態も悪化した（すなわち、吐出不良部が生じていた）。

以上説明した検証実験の結果と比較実験の結果とから、圧力調整機構４２としてダイヤフラム型の圧力調整機構を採用することによって、長期にわたって吐出圧力を安定に保つことができることが理解され得る。更に、比較実験では、吐出圧力のばらつきが大きくなるとともに、液ダレが生じ且つインクの吐出状態が悪化した。これに対して、検証実験では、吐出圧力のばらつきが実質的に変化していないとともに、液ダレが生じず且つインクの吐出状態が良好であった。これより、液ダレなどはインクの圧力のばらつきの増大によって生じていることが理解されるとともに、圧力調整機構４２としてダイヤフラムを用いてインクの圧力の脈動を抑制する圧力調整機構を用いた有機ＥＬデバイスの製造では、液ダレを防止でき且つ良好な吐出状態でインクを吐出できることが検証された。

上記のように、液ダレが生じず且つ良好な吐出状態でインクを吐出することで、所定層２２を所望の状態（設計した際の状態）で形成可能である。所定層２２の状態は有機ＥＬデバイス１０の性能に影響を及ぼすので、所定層２２を所望の状態（設計した際の状態）で形成できることで、所望の性能を有する（換言すれば、良品の）有機ＥＬデバイス１０を製造可能である。その結果、有機ＥＬデバイス１０の製造歩留まりも向上する。

上記所定層２２を形成するためのインクは、上記条件１及び条件２のうちの少なくとも一方を満たす。このようなインクはインクのメニスカスの形状を維持しにくいインクである。表面張力が条件１に記載の範囲であると、インクは広がりやすいので、液ダレが生じ易く、インク吐出口３４からその周縁部に広がり乾燥・析出してインク吐出口３４を詰まらせ易い。比重が条件２に記載の範囲であると、メニスカスの形状を維持するための負圧のハンチングが大きくなり易くインクがインク吐出口３４周辺で乾燥・析出してインク吐出口３４を詰まらせやすい。すなわち、上記条件１及び条件２のうちの少なくとも一方を満たすインクは、液ダレが生じ易い又はインク吐出口３４を詰まらせ易いインクでもある。そのため、上記条件１及び条件２のうちの少なくとも一方を満たすインクを使用して所定層２２を形成する場合に、上記ダイヤフラム型の圧力調整機構４２を使用した有機ＥＬデバイスの製造方法は有効である。

インクの循環を１週間以上継続する場合には、バッファタンクの空気部が少なくなることで脈動抑制の効果が減少し、結果、インクのメニスカスの形状が不安定になり、インク吐出口３４の目詰まりが生じたりし易い。特に、インクジェット印刷装置２４を１週間以上待機させる場合に上記不具合が生じやすい。そのため、インクの循環を１週間以上継続する場合において、ダイヤフラム型の圧力調整機構４２によってインクの圧力の脈動を抑制する本実施形態の有機ＥＬデバイスの製造方法は有効である。

インクジェット印刷装置２４を待機させる場合も含めて有機ＥＬデバイスの製造方法において、定期的にインクジェットヘッド２８からインクをパージする場合、インク吐出口３４においてインクが蒸発することによるインク濃度の変動を抑制できる。そのため、インクのメニスカスの形状を一層維持しやすいとともに、インク吐出口３４の目詰まりを防止できる。その結果、有機ＥＬデバイス１０の製造歩留まりが一層向上する。

以上、本発明の種々の実施形態を説明した。しかしながら、本発明は、例示した種々の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、インクジェット印刷装置が流路にインクを流すための駆動部は、インクを流路において流すことができれば、ポンプに限定されない。更に、インクジェット印刷装置は循環型のインクジェット印刷装置でなくてもよい。

第１電極層が陽極層であり、第２電極層が陰極層である形態を説明したが、第１電極層が陰極層であり、第２電極層が陽極層でもよい。

本発明は、有機ＥＬデバイス以外の有機電子デバイス、例えば、有機太陽電池、有機フォトディテクタ、有機トランジスタなどを製造する場合にも適用可能である。更に、本発明は、デバイス機能部が有する全ての機能層が無機材料によって構成されている電子デバイスの製造にも適用可能である。

１０…有機ＥＬデバイス（電子デバイス）、１２…基板、１４…陽極層（第１電極層）、１６…デバイス機能部、１８…陰極層（第２電極層）、２４…インクジェット印刷装置、２８…インクジェットヘッド、３０…インク供給部、３８…流路、４０…ポンプ（駆動部）、４２…圧力調整機構。

Claims (7)

1. 基板に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、
   前記第１電極層上に、一つ又は複数の機能層を含むデバイス機能部を形成するデバイス機能部形成工程と、
   前記デバイス機能部上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、
   を備え、
   前記第１電極層、前記一つ又は複数の機能層及び前記第２電極層のうち少なくとも一つの層は、前記少なくとも一つの層の材料を含むインクを、インクジェット印刷装置から前記基板を含む下地基板上に塗布することによって形成され、
   前記インクジェット印刷装置は、
   インク供給部と、
   前記インクを前記下地基板に向けて吐出するインク吐出口を有するインクジェットヘッドと、
   前記インク供給部と前記インクジェットヘッドとを接続している前記インクの流路と、
   前記流路上において前記インク供給部と前記インクジェットヘッドとの間に配置されておりインクを前記流路に流すための駆動部と、
   前記流路上において前記駆動部と前記インクジェットヘッドとの間に配置されているダイヤフラム型の圧力調整機構と、
   を有し、
   前記インクは、表面張力が１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであること、及び、比重が１．５以上であることのうち少なくとも一方を満たす、
   電子デバイスの製造方法。
2. 前記インクを、前記インク供給部と前記インクジェットヘッドとの間で循環させる、
   請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
3. 前記インクを１週間以上連続して前記インク供給部と前記インクジェットヘッドとの間で循環させる、
   請求項２に記載の電子デバイスの製造方法。
4. 前記インクジェットヘッドから前記インクを定期的にパージさせる、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
5. 前記インクは、沸点が２００℃以上の溶媒と、前記溶媒に対する溶解度が１％以下の物質とを含む、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
6. 前記少なくとも一つの層は、前記デバイス機能部が有する層である、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
7. 前記デバイス機能部は、有機発光層を含む、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法。

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