JP4477726B2 - 有機ｌｅｄ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＬＥＤ素子の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、インクジェット方式による有機ＬＥＤ素子中の有機ＬＥＤ層の製造に際して、インクジェットのヘッドでの目詰まりを防止し、連続して安定的に有機ＬＥＤ層を作製することができる有機ＬＥＤ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、有機材料を用いた有機ＬＥＤ素子中の有機ＬＥＤ層（例えば、有機発光層）の製造には、スピンコート法が用いられていた。しかし、この方法では、有機ＬＥＤ層のパターニングによるカラー化は非常に困難とされてきた。
しかし、近年、このひとつの解決法として、有機ＬＥＤ層を、インクジェット方式によりパターン化して製造する方法が提案された（特開平１０−１２３７７号公報、Appl． Phys． Lett． ７２，９５１９，１９９８）。
しかし、インクジェット方式を用いて有機ＬＥＤ層を製造する場合、有機ＬＥＤ層形成用塗液が、インクジェットのヘッドでの目詰まりを起こし易く、連続して安定的に有機ＬＥＤ層を作製することが困難であるという問題が生じていた。
【０００３】
本発明者らは、このような事情を鑑み、鋭意検討を行った結果、ヘッドでの目詰まりの原因が、従来の有機ＬＥＤ層の製造においては問題とされなかった有機材料の分子量と密接に関係があることを意外にも見出し、本発明に至った。
かくして本発明によれば、(i)Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、
(ii)純水、エチレングリコール及びメタノールからなる混合物と、
(iii)トルエン及びｏ−ジクロロベンゼンからなる混合物と、
から選択される成分を少なくとも含む溶媒と重量平均分子量が２００００〜１０００００の有機材料とを含有し、２０℃において２〜６ｍＰａ・ｓの粘度を有する有機ＬＥＤ層形成用塗液を用い、インクジェット方式により有機ＬＥＤ素子中の１層又は複数層からなる有機ＬＥＤ層の少なくとも１層を形成することを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法が提供される。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
有機ＬＥＤ素子は、少なくとも第１電極、有機ＬＥＤ層と第２電極から構成される。ここで、有機ＬＥＤ素子は、図１に示すように、基板上に形成されていてもよい。なお、図１中、１は基板、２は第１電極、３は有機ＬＥＤ層、４は第２電極を意味している。
【０００５】
本発明の塗液は、図１の有機ＬＥＤ素子の構成の内、有機ＬＥＤ層３の形成に使用される。
有機ＬＥＤ層は、少なくとも１層の有機発光層を有している。具体的には、有機発光層の単層構造、又は電荷輸送層と有機発光層の多層構造が挙げられる。更に、電荷輸送層及び有機発光層はそれぞれ多層構造であってもよい。
本発明の塗液は、上記有機ＬＥＤ層を構成する層の少なくとも１層をインクジェット方法により形成するために使用される。
本発明の有機ＬＥＤ層形成用塗液は、有機発光層形成用塗液と電荷輸送層形成用塗液に分けることができる。
ここで、有機発光層形成用塗液としては、有機材料としての、有機ＬＥＤ層形成用の公知の高分子発光材料、有機ＬＥＤ層形成用の公知の高分子発光材料の前駆体、又は有機ＬＥＤ層形成用の公知の低分子発光材料と公知の高分子材料とを、溶媒に溶解又は分散させた塗液を用いることができる。
【０００６】
高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤO-PPP）、ポリ[２，５-ビス[２-（N，N，N-トリエチルアンモニウム）エトキシ]-１，４-フェニレン-アルト-１，４-フェニレン]ジブロマイド（PPP-NEt3 +）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（MEH-PPV）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（MPS-PPV）、ポリ［２，５−ビス（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（CN-PPV）、ポリ［２-（２'-エチルヘキシルオキシ）-５-メトキシ-１，４-フェニレンビニレン-(１-シアノビニレン)］（MEH-CN-PPV）、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）（ＰＦ）、ポリ（ベンゾチアジアゾールフルオレン）（PBF）、ポリ（ナフチルフルオレン）（PNF）、ポリ（ビチオフェニレンフルオレン）（PTF）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。高分子発光材料の前駆体としては、例えば、ポリ（ｐ−フェニレン）前駆体（Pre-PPP）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体Pre-PPV、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（Pre-PNV）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００７】
低分子発光材料としては、例えば、テトラフェニルブタジエン（TPB）、クマリン、ナイルレッド、オキサジアゾール誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
高分子材料としては、例えば、ポリカーボネート（PC）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリビニルカルバゾール（PVCz）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００８】
また、塗液に、必要に応じてpH調整用、粘度調整用、浸透促進用、レベリング剤等の添加剤、有機ＬＥＤ用、有機光導電体用の公知のホール輸送材料、電子輸送材料等の電荷輸送材料、アクセプター、ドナー等のドーパント等を添加してもよい。ホール輸送材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（TPD）、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（NPD）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。電子輸送材料としては、例えば、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニレン−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（TAZ）、トリス（８−ヒドロキシナト）アルミニウム（Alq3）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００９】
電荷輸送層形成用塗液としては、有機材料としての、有機ＬＥＤ層形成用及び／又は有機光導電体形成用の公知の高分子電荷輸送材料、その前駆体、あるいは有機ＬＥＤ層形成用及び／又は有機光導電体形成用の公知の低分子電荷輸送材料等の有機材料と公知の高分子材料とを、溶媒に溶解又は分散させた塗液を用いることができる。
高分子電荷輸送材料としては、例えば、ポリアニリン（PANI）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（PEDT）、ポリスチレンサルフォネート（PSS）、PVCz、Poly-TPD、ポリ（オキサジアゾール）誘導体（Poly-OXZ）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【００１０】
高分子電荷輸送材料の前駆体としては、例えば、Pre-PPV、Pre-PNV等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
低分子電荷輸送材料としては、例えば、TPD、NPD、オキサジアゾール誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
高分子材料としては、例えば、PC、PMMA、PVCz等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
また、塗液には、必要に応じてpH調整用、粘度調整用、浸透促進用、レベリング剤等の添加剤、アクセプター、ドナー等のドーパント等を添加してもよい。
【００１１】
上記有機材料（高分子発光材料及びその前駆体、低分子発光材料、高分子電荷輸送材料及びその前駆体、低分子電荷輸送材料、高分子材料）の重量平均分子量は、６０００００未満であり、有機ＬＥＤ層として、必要な２００ｎｍ以下の膜厚とインクジェットヘッドに適した粘度を得るためには、１０００００〜２００００であることがより好ましい。このように特定の重量平均分子量を有機材料が有することにより、ヘッド内で有機材料が詰まることや、ヘッド内での乾燥による溶質（高分子材料、添加剤等）が析出すること等によるヘッドでの目詰まりを防止することができる。これにより連続して有機ＬＥＤ素子を製造できる。
【００１２】
また、有機発光層及び電荷輸送層の形成用塗液を構成する溶媒としては、従来の溶媒を用いることができるが、前記溶媒中に少なくとも２０℃における蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の溶媒が１種類以上含有されることが好ましい。そのような溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン等の多価アルコール及びその誘導体、ホルムアミド、N-メチル-２-ピロリドン等のアミド化合物、ノナン、デカン、トリクロロプロパン等の脂肪族炭化水素及びその誘導体、ｏ−ジクロロベンゼン、キシレン等のベンゼン誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。なお、これらの溶媒は、他の溶媒と混合して用いることが可能であり、他の溶媒とは、水、メタノール、トルエン等が挙げられる。
【００１３】
また、上記の塗液中の有機材料と溶媒の混合比率は、塗液の粘度が、２０℃において１０ｍＰａ・ｓ以下になるように調整することが好ましい。より好ましい粘度は、２〜６ｍＰａ・ｓである。
更に、塗液の表面張力が、被塗布面に対して４０dyn/cm以上になるように、塗液中の有機材料と溶媒の種類及びそれらの割合を調整することが好ましい。より好ましい表面張力は、４０〜７０dyn/cmである。
【００１４】
次に、本発明の有機ＬＥＤ素子の形成方法を説明する。なお、有機ＬＥＤ層中、少なくとも１層を本発明の方法で形成しさえすれば、他の層は本発明の方法により作製してもよいし、他の従来の有機薄膜形成方法（例えば、真空蒸着法のようなドライプロセスや、ディップコート、スピンコート法等のウエットプロセス）により作製してもよい。
次に、本発明による有機ＬＥＤ層（例えば、有機発光層、電荷輸送層）層の形成法について説明する。図7に示すように有機発光層は、インクジェット方式により有機発光層形成用塗液を所定の位置に吐出することで、第１電極上又は電荷輸送層上に形成することができる。また、電荷輸送層は、インクジェット方式により電荷輸送層形成用塗液を所定の位置に吐出することで、第１電極上、電荷輸送層上又は有機発光層上に形成することができる。
【００１５】
更に、各画素の有機発光層の重なり、混合の防止、膜厚分布の均一化を考慮すると、例えば図１のように、各画素間に隔壁５を形成したほうが好ましい。隔壁としては、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。また、隔壁の材料は、本発明の有機ＬＥＤ用塗液に不溶性もしくは難溶性であることが好ましい。また、より好ましくは、ディスプレイとしての表示品位を上げる目的で、ブラックマトリックス用の材料を用いることが好ましい。
また、１画素を形成する際には、隔壁で区画された一画素内に、１液のみを吐出してもよいし、図8に示すように多液を同一の場所、もしくは、図9に示すように異なる場所に吐出してもよい。また、塗液を吐出するノズルは、各発光色で異なるノズルを用いることが好ましいが、同一の塗液に対して、一つのノズルでもよいが、製造速度を考えると複数のノズルを用いることが好ましい。また、塗液の吐出方式としては、作製する有機ＬＥＤ素子の発光色の配置に応じて、コンティニアスタイプでも、オンデマンドタイプでもよい。また、塗液中に含まれる有機材料の熱による変質が起こることを防ぐためピエゾ方式が好ましい。
【００１６】
塗液を塗布後、溶媒を完全に除去するために、加熱乾燥することが好ましい。また、この加熱乾燥は、空気中でもよいが、有機材料の劣化を防ぐ観点から、不活性ガス中で行うことが好ましい。また、大気圧下で行ってもよいが、有機材料の劣化を防ぐ観点から、減圧下で行うことが好ましい。
上記有機ＬＥＤ層以外の有機ＬＥＤ素子の構成としては、例えば次のような変形例が挙げられる。
【００１７】
まず、コントラストを向上させるの観点から、基板１の外側には、偏光板７が設けられていることが好ましい。また、信頼性を向上させる観点からは、有機ＬＥＤ素子の第２電極４上には、封止膜又は封止基板６を設けることが好ましい。
前記有機ＬＥＤ層を挟持する第１電極と第２電極としては、上記有機ＬＥＤ素子において、基板、及び、第１電極が透明電極である場合は、有機ＬＥＤ層からの発光は、基板側から放出されるので、発光効率を高めるため、第２電極が反射電極であること、又は第２電極上に反射膜を有することが好ましい。逆に、第２電極を透明電極として、有機ＬＥＤ層からの発光を第２電極側から放出させることもできる。この場合には、第１電極が反射電極であること、又は基板が反射基板であること、又は第１電極と基板との間に反射膜を有することが好ましい。
【００１８】
ここで、基板としては、石英基板、ガラス基板、プラスチック基板が使用可能であるが本発明はこれらに限定されるものではない。
透明電極の材料としては、CuI、ITO、SnO2、ZnO等の透明電極を使用できる。反射電極の材料としては、アルミニウム、カルシウム等の金属、マクネシウム‐銀、リチウム‐アルミニウム等の合金、マグネシウム／銀等の金属同士の積層膜、フッ化リチウム/アルミニウム等の絶縁体と金属との積層膜等を使用することができる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
次に、上記有機ＬＥＤ素子は複数個集積することにより、有機ＬＥＤディスプレイを構成する。ここで、有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置について説明する。有機ＬＥＤディスプレイは、図２に示すように、ディスプレイの各部分が異なる発光色を持つエリアから構成されていてもよい。また、図3（ａ）に示すように、有機ＬＥＤ層が、マトリックス状に配置された構造をもつ場合、そのマトリックス状に配置された有機ＬＥＤ層は、好ましくは、各々が赤色（Ｒ）発光画素１、緑色（Ｇ）発光画素２、青色（ｂ）発光画素３から構成されていてもよい。更に、このストライプ配列の代わりに、図３（ｂ）、（ｃ）に示すような配列でもよい。また、図３（ｄ）に示されるように赤色（Ｒ）発光画素、緑色（Ｇ）発光画素、青色（ｂ）発光画素の割合は、必ずしも、１：１：１の比でなくともよい。また、各画素の発光面積は同一でも異なっていてもよい。なお、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）の配列は、モザイク配列、デルタ配列及びスクウェア配列と称される。
【００２０】
次に、各画素に対応した第１電極間と第２電極間の接続方法について説明する。有機ＬＥＤディスプレイは、図４に示すように、少なくとも第１電極又は第２電極をそれぞれの画素に独立の電極にしてもよい。また、図５に示すように、前記有機ＬＥＤ層に対応した第１電極と第２電極を共通の基板上で互いに直交するストライプ状の電極になるように構成されてもよい。更に、図６に示すように、第１電極又は第２電極を薄膜トランジスタ(TFT)を介して共通の電極（ソースバスライン、ゲートバスライン）に接続するように構成してもよい。
ここで、１画素に対応するＴＦＴは、１つでもよいし、複数個でもよい（例えば、特開平８−２３４６８３号公報参照）。また、第１電極もしくは第２電極がＭＩＭダイオードを、介して共通の電極に接続していてもよい。（例えば、特開平１０−２６８７９８号公報参照）
【００２１】
【実施例】
＜有機ＬＥＤ層形成用塗液の作製＞
〔有機発光層形成用塗液の作製〕
（実施例１）
重量平均分子量２００００の下記構造式（１）で示されるポリ（ｐ‐フェニレンビニレン）の前駆体（以下、Pre-PPVと略す。）０．０１ｇをメタノール中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００２２】
【化１】
【００２３】
（実施例２）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量６００００のPre-PPV０．０１ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２４】
（実施例３）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量１０００００のPre-PPV０．０１ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２５】
（実施例４）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量４０００００のPre-PPV０．０１ｇを用い、メタノール中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２６】
（比較例５）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量６０００００のPre-PPV０．０１ｇを用い、メタノール中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２７】
（実施例５）
Pre-PPV０．１gをメタノール中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例３と同様にして塗液を作製した。
【００２８】
（実施例６）
Pre-PPV０．００１gをメタノール中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例３と同様にして塗液を作製した。
【００２９】
（実施例７）
メタノールの替わりに、純水を溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３０】
（実施例８）
メタノールの替わりに、エチレングリコールを溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３１】
（実施例９）
メタノールの替わりに、純水、エチレングリコール、メタノール、の重量比８５：１０：５の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３２】
（実施例１０）
重量平均分子量２００００の下記構造式（２）で示されるポリ[２，５-ビス[２-（N，N，N-トリエチルアンモニウム）エトキシ]-１，４-フェニレン-アルト-１，４-フェニレン]ジブロマイド（以下、PPP-NEt3 +と略す。）０．０１ｇを純水中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００３３】
【化２】
【００３４】
（実施例１１）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量６００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１０と同様にして塗液を作製した。
【００３５】
（実施例１２）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量１０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００３６】
（実施例１３）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量４０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用い、純水中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１２と同様にして塗液を作製した。
【００３７】
（比較例２）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量６０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用い、純水中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１３と同様にして塗液を作製した。
【００３８】
（実施例１４）
PPP-NEt3 +０．１gを純水中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００３９】
（実施例１５）
PPP-NEt3 +０．００１gを純水中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００４０】
（実施例１６）
純水の替わりに、エチレングリコールを溶媒として用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００４１】
（実施例１７）
純水の替わりに、N-メチル-２-ピロリドンを溶媒として用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
（実施例１８）
【００４２】
純水の替わりに、純水、エテレングリコール、メタノールの重量比７０：２０：１０の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例１０と同様にして塗液を作製した。
【００４３】
（実施例１９）
重量平均分子量２００００の下記構造式（３）で示されるポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ１，４−フェニレンビニレン−（１−シアノビニレン）］（以下、ＭＥＨ−ＣＨ−ＰＰＶと略す。）０．０１ｇをトルエン中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００４４】
【化３】
【００４５】
（実施例２０）
重量平均分子量２００００のNEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量６００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４６】
（実施例２１）
重量平均分子量２００００のNEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量１０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４７】
（実施例２２）
重量平均分子量２００００のMEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量４０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用い、トルエン中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４８】
（比較例３）
重量平均分子量２００００のMEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量６０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用い、トルエン中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４９】
（実施例２３）
MEH-CN-PPV０．１gをトルエン中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５０】
（実施例２４）
MEH-CN-PPV０．００１gをトルエン中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５２】
（実施例２５）
トルエンの替わりに、トリクロロプロパンを溶媒として用いたこと以外は、実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５３】
（実施例２６）
トルエンの替わりに、トルエンとo-ジクロロベンゼンの重量比６０：４０の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例２１と同様にして塗液を作製した。
【００５４】
〔電荷輸送層形成用塗液の作製〕
（実施例２７）
重量平均分子量６００００の下記構造式（４）で示される３，４-ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、PEDTと略す。）０．０１ｇを純水、エチレングリコール、メタノールの重量比７０：２０：１０の混合溶媒中に０．１重量％になるように溶かして電荷輸送層形成用塗液を作製した。
【００５５】
【化４】
【００５６】
尚、各材料は、公知の方法により合成を行なった。また、各材料の重量平均分子量の調整は、反応条件（特に、モノマーを高分子化する時に用いる、重合開始剤の量を調整すること）を変えることと、合成した高分子材料を、GPC又は透析用チューブを用いて特定の分子量をもつものに分けることで行なった。
【００５７】
＜評価１：連続吐出評価＞
以上の実施例及び比較例により得られた有機ＬＥＤ用塗液をインクジェットプリンティング装置のインクタンクに充填し、有機ＬＥＤ層形成用塗液をヘッドノズルから連続的に吐出させ、吐出不良の度合いを測定した。
評価基準は、
Ａ：１００時間以上吐出不良が生じなかったもの
Ｂ：１００時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｃ：１０時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｄ：１時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｅ：最初から吐出不良が生じたもの
＋：吐出不良が生じたものを１０回クリーニング後、再度有機ＬＥＤ層形成用塗液を充填し、ヘッドノズルから塗液を吐出させ、塗液が吐出したもの
−：吐出不良が生じたものを１０回クリーニング後、再度有機ＬＥＤ層形成用塗液を充填し、ヘッドノズルから塗液を吐出させ、塗液が吐出しなかったもの
とした。
【００５８】
＜評価２：クリーニング評価＞
上記評価１で吐出不良を起こしたものに関して、クリーニングを行って、再度吐出を行ない吐出不良の度合いを測定した。ここで、クリーニングとは、有機ＬＥＤ層形成用塗液作製に用いた溶媒のみをヘッドの充填して吐出させることでヘッド内の不要物を除去することである。
評価基準は、
○：クリーニングにより有機ＬＥＤ層形成用塗液が吐出したもの
×：クリーニングを行なっても有機ＬＥＤ層形成用塗液が吐出しなかったものとした。
【００５９】
【表１】
【００６０】
上記表１において、実施例１〜８、１０〜１６及び１９〜２６は参考例である。
＜有機ＬＥＤディスプレイの作製＞
（実施例２９）
１３０nmの膜厚を持つITO付きガラス基板のＩＴＯを、フォトリソグラフィ法により幅２２０μｍ、ピッチ２００μｍのITO透明ストライプ電極（第１電極：陽極）を作製した。次に、ガラス基板を、イソプロピルアルコール、アセトン、純水を用いて超音波洗浄を各１０分行い、次いでUVオゾン処理とO2プラズマ処理を各１０分行なった。次に、下記構造式（５）で示される（トリフェニルアミン‐カーボネート）コポリマー（以下、Poly-TPDと略す。）とトリス（４-ブロモフェニル）アミニウム-ヘキサクロロ-アンチモネートを８５：１５の重量比でジクロロエタンに溶かした液を用いてスピンコーターにより１００nmの層を形成した。
【００６１】
【化５】
【００６２】
次に、インクジェットプリンティング装置により、赤、緑、青色に発光する発光材料を前記ITO上にストライプ状にパターニング塗布し、厚さ１００nmの有機発光層を形成する。ここで、各有機発光層形成用塗液としては、赤色有機発光層用としては、前記実施例２６のMEH-CN-PPV、緑色有機発光層用としては、前記実施例９のPre-PPV、青色発光用として、前記実施例１８のPPP-NEt3 +を使用した。ただし、有機発光層形成に際しては、Pre-PPVの膜を最初に形成後、Ar雰囲気下で１５０℃で６時間、加熱処理を行うことで、PPVに変換した後、赤色有機発光層と青色有機発光層を形成した。
【００６３】
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍ、幅３００μｍ、ピッチ３２０μｍのAl電極（第２電極：陰極）をシャドウマスクを用いた蒸着法により形成した。
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイは、陽極と陰極間、陽極及び陰極間でのショートは観測されなかった。また、作製した有機ＬＥＤディスプレイに４０Vのパルス電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６４】
（実施例２９）
１３０nmの膜厚を持つITO付きガラス基板を、フォトリソグラフィ法により幅２２０μｍピッチ２００μｍのITO透明ストライプ電極（第１電極：陽極）を作製する。
上記と同じ方法で洗浄する。
次に、ポジ型レジストを用いてITOと平行の方向には２２０μｍピッチ、４０μｍ幅、５μｍ膜厚で、ITOと直行する方向には３２０μｍピッチで、４０μｍ幅、５μｍ膜厚の隔壁をフォトレジスト法により作製した。
次に、赤色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、正孔輸送層として、実施例９のPre-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。この上に、赤色有機発光層として、実施例２６のMEH-CN-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
【００６５】
次に、緑色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、正孔輸送層として、実施例２７のPEDTを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。この上に、緑色有機発光層として、実施例９のPre-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
次に、青色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、青色有機発光層として、実施例１８のPPP-NEt3 +を含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍ、幅３００μｍ、ピッチ３２０μｍのAl電極（第２電極：陰極）をシャドウマスクを用いた蒸着法により形成した。
【００６６】
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイは、陽極と陰極、陽極間及び陰極間でのショートは観測されなかった。また、作製した有機ＬＥＤディスプレイに４０Vのパルス電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６７】
（実施例３０）
ガラス基板上に、薄膜トランジスタを形成してから、ITOからなる層を積層した。
次に、ITOからなる層をパターン化して第１電極（陽極）を形成し、陽極間に実施例２９と同様にして隔壁を作製した。
次に、実施例２９と同様にして有機ＬＥＤ素子を形成した。
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍのAl電極（第２電極：陰極）を蒸着法により形成した。
【００６８】
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイに５V直流電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６９】
【発明の効果】
少なくとも溶媒と有機材料を含有する塗液であって、前記有機材料の重量平均分子量が６０００００未満であり、好ましくは前記塗液の２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、またより好ましくは溶媒中に少なくとも２０℃における蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の溶剤が含有させることで、前記有機ＬＥＤ用塗液をインクジェットプリンターのヘッドに充填して吐出を行なった時でも、ヘッドでの目詰まりを防止でき、連続して有機ＬＥＤ素子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有機ＬＥＤ素子の概略断面図である。
【図２】本発明による有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置の概略部分平面図である。
【図３】本発明による有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置の概略部分平面図である。
【図４】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図５】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図６】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図７】本発明による有機ＬＥＤ層の形成工程の概略図である。
【図８】本発明によるインクの吐出方法の概略図である。
【図９】本発明によるインクの吐出方法の概略図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 第１電極
３ 有機ＬＥＤ層
４ 第２電極
５ 隔壁
６ 封止膜又は封止基板
７ 偏光板
８ 赤色発光画素
９ 緑色発光画素
１０ 青色発光画素
１１ 薄膜トランジスタ(TFT)
１２ ソースバスライン
１３ ゲートバスライン
１４ インクジェットプリンターヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＬＥＤ素子の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、インクジェット方式による有機ＬＥＤ素子中の有機ＬＥＤ層の製造に際して、インクジェットのヘッドでの目詰まりを防止し、連続して安定的に有機ＬＥＤ層を作製することができる有機ＬＥＤ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、有機材料を用いた有機ＬＥＤ素子中の有機ＬＥＤ層（例えば、有機発光層）の製造には、スピンコート法が用いられていた。しかし、この方法では、有機ＬＥＤ層のパターニングによるカラー化は非常に困難とされてきた。
しかし、近年、このひとつの解決法として、有機ＬＥＤ層を、インクジェット方式によりパターン化して製造する方法が提案された（特開平１０−１２３７７号公報、Appl． Phys． Lett． ７２，９５１９，１９９８）。
しかし、インクジェット方式を用いて有機ＬＥＤ層を製造する場合、有機ＬＥＤ層形成用塗液が、インクジェットのヘッドでの目詰まりを起こし易く、連続して安定的に有機ＬＥＤ層を作製することが困難であるという問題が生じていた。
【０００３】
本発明者らは、このような事情を鑑み、鋭意検討を行った結果、ヘッドでの目詰まりの原因が、従来の有機ＬＥＤ層の製造においては問題とされなかった有機材料の分子量と密接に関係があることを意外にも見出し、本発明に至った。
かくして本発明によれば、(i)Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、
(ii)純水、エチレングリコール及びメタノールからなる混合物と、
(iii)トルエン及びｏ−ジクロロベンゼンからなる混合物と、
から選択される成分を少なくとも含む溶媒と重量平均分子量が２００００〜１０００００の有機材料とを含有し、２０℃において２〜６ｍＰａ・ｓの粘度を有する有機ＬＥＤ層形成用塗液を用い、インクジェット方式により有機ＬＥＤ素子中の１層又は複数層からなる有機ＬＥＤ層の少なくとも１層を形成することを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法が提供される。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
有機ＬＥＤ素子は、少なくとも第１電極、有機ＬＥＤ層と第２電極から構成される。ここで、有機ＬＥＤ素子は、図１に示すように、基板上に形成されていてもよい。なお、図１中、１は基板、２は第１電極、３は有機ＬＥＤ層、４は第２電極を意味している。
【０００５】
本発明の塗液は、図１の有機ＬＥＤ素子の構成の内、有機ＬＥＤ層３の形成に使用される。
有機ＬＥＤ層は、少なくとも１層の有機発光層を有している。具体的には、有機発光層の単層構造、又は電荷輸送層と有機発光層の多層構造が挙げられる。更に、電荷輸送層及び有機発光層はそれぞれ多層構造であってもよい。
本発明の塗液は、上記有機ＬＥＤ層を構成する層の少なくとも１層をインクジェット方法により形成するために使用される。
本発明の有機ＬＥＤ層形成用塗液は、有機発光層形成用塗液と電荷輸送層形成用塗液に分けることができる。
ここで、有機発光層形成用塗液としては、有機材料としての、有機ＬＥＤ層形成用の公知の高分子発光材料、有機ＬＥＤ層形成用の公知の高分子発光材料の前駆体、又は有機ＬＥＤ層形成用の公知の低分子発光材料と公知の高分子材料とを、溶媒に溶解又は分散させた塗液を用いることができる。
【０００６】
高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤO-PPP）、ポリ[２，５-ビス[２-（N，N，N-トリエチルアンモニウム）エトキシ]-１，４-フェニレン-アルト-１，４-フェニレン]ジブロマイド（PPP-NEt3 +）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（MEH-PPV）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（MPS-PPV）、ポリ［２，５−ビス（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（CN-PPV）、ポリ［２-（２'-エチルヘキシルオキシ）-５-メトキシ-１，４-フェニレンビニレン-(１-シアノビニレン)］（MEH-CN-PPV）、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）（ＰＦ）、ポリ（ベンゾチアジアゾールフルオレン）（PBF）、ポリ（ナフチルフルオレン）（PNF）、ポリ（ビチオフェニレンフルオレン）（PTF）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。高分子発光材料の前駆体としては、例えば、ポリ（ｐ−フェニレン）前駆体（Pre-PPP）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体Pre-PPV、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（Pre-PNV）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００７】
低分子発光材料としては、例えば、テトラフェニルブタジエン（TPB）、クマリン、ナイルレッド、オキサジアゾール誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
高分子材料としては、例えば、ポリカーボネート（PC）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリビニルカルバゾール（PVCz）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００８】
また、塗液に、必要に応じてpH調整用、粘度調整用、浸透促進用、レベリング剤等の添加剤、有機ＬＥＤ用、有機光導電体用の公知のホール輸送材料、電子輸送材料等の電荷輸送材料、アクセプター、ドナー等のドーパント等を添加してもよい。ホール輸送材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（TPD）、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（NPD）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。電子輸送材料としては、例えば、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニレン−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（TAZ）、トリス（８−ヒドロキシナト）アルミニウム（Alq3）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【０００９】
電荷輸送層形成用塗液としては、有機材料としての、有機ＬＥＤ層形成用及び／又は有機光導電体形成用の公知の高分子電荷輸送材料、その前駆体、あるいは有機ＬＥＤ層形成用及び／又は有機光導電体形成用の公知の低分子電荷輸送材料等の有機材料と公知の高分子材料とを、溶媒に溶解又は分散させた塗液を用いることができる。
高分子電荷輸送材料としては、例えば、ポリアニリン（PANI）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（PEDT）、ポリスチレンサルフォネート（PSS）、PVCz、Poly-TPD、ポリ（オキサジアゾール）誘導体（Poly-OXZ）等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【００１０】
高分子電荷輸送材料の前駆体としては、例えば、Pre-PPV、Pre-PNV等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
低分子電荷輸送材料としては、例えば、TPD、NPD、オキサジアゾール誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
高分子材料としては、例えば、PC、PMMA、PVCz等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
また、塗液には、必要に応じてpH調整用、粘度調整用、浸透促進用、レベリング剤等の添加剤、アクセプター、ドナー等のドーパント等を添加してもよい。
【００１１】
上記有機材料（高分子発光材料及びその前駆体、低分子発光材料、高分子電荷輸送材料及びその前駆体、低分子電荷輸送材料、高分子材料）の重量平均分子量は、６０００００未満であり、有機ＬＥＤ層として、必要な２００ｎｍ以下の膜厚とインクジェットヘッドに適した粘度を得るためには、１０００００〜２００００であることがより好ましい。このように特定の重量平均分子量を有機材料が有することにより、ヘッド内で有機材料が詰まることや、ヘッド内での乾燥による溶質（高分子材料、添加剤等）が析出すること等によるヘッドでの目詰まりを防止することができる。これにより連続して有機ＬＥＤ素子を製造できる。
【００１２】
また、有機発光層及び電荷輸送層の形成用塗液を構成する溶媒としては、従来の溶媒を用いることができるが、前記溶媒中に少なくとも２０℃における蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の溶媒が１種類以上含有されることが好ましい。そのような溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン等の多価アルコール及びその誘導体、ホルムアミド、N-メチル-２-ピロリドン等のアミド化合物、ノナン、デカン、トリクロロプロパン等の脂肪族炭化水素及びその誘導体、ｏ−ジクロロベンゼン、キシレン等のベンゼン誘導体等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。なお、これらの溶媒は、他の溶媒と混合して用いることが可能であり、他の溶媒とは、水、メタノール、トルエン等が挙げられる。
【００１３】
また、上記の塗液中の有機材料と溶媒の混合比率は、塗液の粘度が、２０℃において１０ｍＰａ・ｓ以下になるように調整することが好ましい。より好ましい粘度は、２〜６ｍＰａ・ｓである。
更に、塗液の表面張力が、被塗布面に対して４０dyn/cm以上になるように、塗液中の有機材料と溶媒の種類及びそれらの割合を調整することが好ましい。より好ましい表面張力は、４０〜７０dyn/cmである。
【００１４】
次に、本発明の有機ＬＥＤ素子の形成方法を説明する。なお、有機ＬＥＤ層中、少なくとも１層を本発明の方法で形成しさえすれば、他の層は本発明の方法により作製してもよいし、他の従来の有機薄膜形成方法（例えば、真空蒸着法のようなドライプロセスや、ディップコート、スピンコート法等のウエットプロセス）により作製してもよい。
次に、本発明による有機ＬＥＤ層（例えば、有機発光層、電荷輸送層）層の形成法について説明する。図7に示すように有機発光層は、インクジェット方式により有機発光層形成用塗液を所定の位置に吐出することで、第１電極上又は電荷輸送層上に形成することができる。また、電荷輸送層は、インクジェット方式により電荷輸送層形成用塗液を所定の位置に吐出することで、第１電極上、電荷輸送層上又は有機発光層上に形成することができる。
【００１５】
更に、各画素の有機発光層の重なり、混合の防止、膜厚分布の均一化を考慮すると、例えば図１のように、各画素間に隔壁５を形成したほうが好ましい。隔壁としては、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。また、隔壁の材料は、本発明の有機ＬＥＤ用塗液に不溶性もしくは難溶性であることが好ましい。また、より好ましくは、ディスプレイとしての表示品位を上げる目的で、ブラックマトリックス用の材料を用いることが好ましい。
また、１画素を形成する際には、隔壁で区画された一画素内に、１液のみを吐出してもよいし、図8に示すように多液を同一の場所、もしくは、図9に示すように異なる場所に吐出してもよい。また、塗液を吐出するノズルは、各発光色で異なるノズルを用いることが好ましいが、同一の塗液に対して、一つのノズルでもよいが、製造速度を考えると複数のノズルを用いることが好ましい。また、塗液の吐出方式としては、作製する有機ＬＥＤ素子の発光色の配置に応じて、コンティニアスタイプでも、オンデマンドタイプでもよい。また、塗液中に含まれる有機材料の熱による変質が起こることを防ぐためピエゾ方式が好ましい。
【００１６】
塗液を塗布後、溶媒を完全に除去するために、加熱乾燥することが好ましい。また、この加熱乾燥は、空気中でもよいが、有機材料の劣化を防ぐ観点から、不活性ガス中で行うことが好ましい。また、大気圧下で行ってもよいが、有機材料の劣化を防ぐ観点から、減圧下で行うことが好ましい。
上記有機ＬＥＤ層以外の有機ＬＥＤ素子の構成としては、例えば次のような変形例が挙げられる。
【００１７】
まず、コントラストを向上させるの観点から、基板１の外側には、偏光板７が設けられていることが好ましい。また、信頼性を向上させる観点からは、有機ＬＥＤ素子の第２電極４上には、封止膜又は封止基板６を設けることが好ましい。
前記有機ＬＥＤ層を挟持する第１電極と第２電極としては、上記有機ＬＥＤ素子において、基板、及び、第１電極が透明電極である場合は、有機ＬＥＤ層からの発光は、基板側から放出されるので、発光効率を高めるため、第２電極が反射電極であること、又は第２電極上に反射膜を有することが好ましい。逆に、第２電極を透明電極として、有機ＬＥＤ層からの発光を第２電極側から放出させることもできる。この場合には、第１電極が反射電極であること、又は基板が反射基板であること、又は第１電極と基板との間に反射膜を有することが好ましい。
【００１８】
ここで、基板としては、石英基板、ガラス基板、プラスチック基板が使用可能であるが本発明はこれらに限定されるものではない。
透明電極の材料としては、CuI、ITO、SnO2、ZnO等の透明電極を使用できる。反射電極の材料としては、アルミニウム、カルシウム等の金属、マクネシウム‐銀、リチウム‐アルミニウム等の合金、マグネシウム／銀等の金属同士の積層膜、フッ化リチウム/アルミニウム等の絶縁体と金属との積層膜等を使用することができる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
次に、上記有機ＬＥＤ素子は複数個集積することにより、有機ＬＥＤディスプレイを構成する。ここで、有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置について説明する。有機ＬＥＤディスプレイは、図２に示すように、ディスプレイの各部分が異なる発光色を持つエリアから構成されていてもよい。また、図3（ａ）に示すように、有機ＬＥＤ層が、マトリックス状に配置された構造をもつ場合、そのマトリックス状に配置された有機ＬＥＤ層は、好ましくは、各々が赤色（Ｒ）発光画素１、緑色（Ｇ）発光画素２、青色（ｂ）発光画素３から構成されていてもよい。更に、このストライプ配列の代わりに、図３（ｂ）、（ｃ）に示すような配列でもよい。また、図３（ｄ）に示されるように赤色（Ｒ）発光画素、緑色（Ｇ）発光画素、青色（ｂ）発光画素の割合は、必ずしも、１：１：１の比でなくともよい。また、各画素の発光面積は同一でも異なっていてもよい。なお、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）の配列は、モザイク配列、デルタ配列及びスクウェア配列と称される。
【００２０】
次に、各画素に対応した第１電極間と第２電極間の接続方法について説明する。有機ＬＥＤディスプレイは、図４に示すように、少なくとも第１電極又は第２電極をそれぞれの画素に独立の電極にしてもよい。また、図５に示すように、前記有機ＬＥＤ層に対応した第１電極と第２電極を共通の基板上で互いに直交するストライプ状の電極になるように構成されてもよい。更に、図６に示すように、第１電極又は第２電極を薄膜トランジスタ(TFT)を介して共通の電極（ソースバスライン、ゲートバスライン）に接続するように構成してもよい。
ここで、１画素に対応するＴＦＴは、１つでもよいし、複数個でもよい（例えば、特開平８−２３４６８３号公報参照）。また、第１電極もしくは第２電極がＭＩＭダイオードを、介して共通の電極に接続していてもよい。（例えば、特開平１０−２６８７９８号公報参照）
【００２１】
【実施例】
＜有機ＬＥＤ層形成用塗液の作製＞
〔有機発光層形成用塗液の作製〕
（実施例１）
重量平均分子量２００００の下記構造式（１）で示されるポリ（ｐ‐フェニレンビニレン）の前駆体（以下、Pre-PPVと略す。）０．０１ｇをメタノール中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００２２】
【化１】
（実施例２）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量６００００のPre-PPV０．０１ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２４】
（実施例３）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量１０００００のPre-PPV０．０１ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２５】
（実施例４）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量４０００００のPre-PPV０．０１ｇを用い、メタノール中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２６】
（比較例５）
重量平均分子量２００００のPre-PPVの替わりに、重量平均分子量６０００００のPre-PPV０．０１ｇを用い、メタノール中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１と同様にして塗液を作製した。
【００２７】
（実施例５）
Pre-PPV０．１gをメタノール中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例３と同様にして塗液を作製した。
【００２８】
（実施例６）
Pre-PPV０．００１gをメタノール中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例３と同様にして塗液を作製した。
【００２９】
（実施例７）
メタノールの替わりに、純水を溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３０】
（実施例８）
メタノールの替わりに、エチレングリコールを溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３１】
（実施例９）
メタノールの替わりに、純水、エチレングリコール、メタノール、の重量比８５：１０：５の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例２と同様にして塗液を作製した。
【００３２】
（実施例１０）
重量平均分子量２００００の下記構造式（２）で示されるポリ[２，５-ビス[２-（N，N，N-トリエチルアンモニウム）エトキシ]-１，４-フェニレン-アルト-１，４-フェニレン]ジブロマイド（以下、PPP-NEt3 +と略す。）０．０１ｇを純水中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００３３】
【化２】
（実施例１１）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量６００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１０と同様にして塗液を作製した。
【００３５】
（実施例１２）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量１０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００３６】
（実施例１３）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量４０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用い、純水中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１２と同様にして塗液を作製した。
【００３７】
（比較例２）
重量平均分子量２００００のPPP-NEt3 +の替わりに、重量平均分子量６０００００のPPP-NEt3 +を０．０１ｇ用い、純水中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１３と同様にして塗液を作製した。
【００３８】
（実施例１４）
PPP-NEt3 +０．１gを純水中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００３９】
（実施例１５）
PPP-NEt3 +０．００１gを純水中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００４０】
（実施例１６）
純水の替わりに、エチレングリコールを溶媒として用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
【００４１】
（実施例１７）
純水の替わりに、N-メチル-２-ピロリドンを溶媒として用いたこと以外は、実施例１１と同様にして塗液を作製した。
（実施例１８）
【００４２】
純水の替わりに、純水、エテレングリコール、メタノールの重量比７０：２０：１０の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例１０と同様にして塗液を作製した。
【００４３】
（実施例１９）
重量平均分子量２００００の下記構造式（３）で示されるポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ１，４−フェニレンビニレン−（１−シアノビニレン）］（以下、ＭＥＨ−ＣＨ−ＰＰＶと略す。）０．０１ｇをトルエン中に０．１重量％になるように溶かして有機発光層形成用塗液を作製した。
【００４４】
【化３】
（実施例２０）
重量平均分子量２００００のNEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量６００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４６】
（実施例２１）
重量平均分子量２００００のNEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量１０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用いたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４７】
（実施例２２）
重量平均分子量２００００のMEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量４０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用い、トルエン中に０．０２５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４８】
（比較例３）
重量平均分子量２００００のMEH-CN-PPVの替わりに、重量平均分子量６０００００のNEH-CN-PPVを０．０１ｇ用い、トルエン中に０．０１５重量％になるように溶かしたこと以外は、実施例１９と同様にして塗液を作製した。
【００４９】
（実施例２３）
MEH-CN-PPV０．１gをトルエン中に１．０重量％になるように溶かしたこと以外は実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５０】
（実施例２４）
MEH-CN-PPV０．００１gをトルエン中に０．０１重量％になるように溶かしたこと以外は実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５２】
（実施例２５）
トルエンの替わりに、トリクロロプロパンを溶媒として用いたこと以外は、実施例２０と同様にして塗液を作製した。
【００５３】
（実施例２６）
トルエンの替わりに、トルエンとo-ジクロロベンゼンの重量比６０：４０の混合溶媒を溶媒として用いたこと以外は、実施例２１と同様にして塗液を作製した。
【００５４】
〔電荷輸送層形成用塗液の作製〕
（実施例２７）
重量平均分子量６００００の下記構造式（４）で示される３，４-ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、PEDTと略す。）０．０１ｇを純水、エチレングリコール、メタノールの重量比７０：２０：１０の混合溶媒中に０．１重量％になるように溶かして電荷輸送層形成用塗液を作製した。
【００５５】
【化４】
尚、各材料は、公知の方法により合成を行なった。また、各材料の重量平均分子量の調整は、反応条件（特に、モノマーを高分子化する時に用いる、重合開始剤の量を調整すること）を変えることと、合成した高分子材料を、GPC又は透析用チューブを用いて特定の分子量をもつものに分けることで行なった。
【００５７】
＜評価１：連続吐出評価＞
以上の実施例及び比較例により得られた有機ＬＥＤ用塗液をインクジェットプリンティング装置のインクタンクに充填し、有機ＬＥＤ層形成用塗液をヘッドノズルから連続的に吐出させ、吐出不良の度合いを測定した。
評価基準は、
Ａ：１００時間以上吐出不良が生じなかったもの
Ｂ：１００時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｃ：１０時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｄ：１時間未満で吐出不良が生じたもの
Ｅ：最初から吐出不良が生じたもの
＋：吐出不良が生じたものを１０回クリーニング後、再度有機ＬＥＤ層形成用塗液を充填し、ヘッドノズルから塗液を吐出させ、塗液が吐出したもの
−：吐出不良が生じたものを１０回クリーニング後、再度有機ＬＥＤ層形成用塗液を充填し、ヘッドノズルから塗液を吐出させ、塗液が吐出しなかったもの
とした。
【００５８】
＜評価２：クリーニング評価＞
上記評価１で吐出不良を起こしたものに関して、クリーニングを行って、再度吐出を行ない吐出不良の度合いを測定した。ここで、クリーニングとは、有機ＬＥＤ層形成用塗液作製に用いた溶媒のみをヘッドの充填して吐出させることでヘッド内の不要物を除去することである。
評価基準は、
○：クリーニングにより有機ＬＥＤ層形成用塗液が吐出したもの
×：クリーニングを行なっても有機ＬＥＤ層形成用塗液が吐出しなかったものとした。
【００５９】
【表１】
上記表１において、実施例１〜８、１０〜１６及び１９〜２６は参考例である。
＜有機ＬＥＤディスプレイの作製＞
（実施例２９）
１３０nmの膜厚を持つITO付きガラス基板のＩＴＯを、フォトリソグラフィ法により幅２２０μｍ、ピッチ２００μｍのITO透明ストライプ電極（第１電極：陽極）を作製した。次に、ガラス基板を、イソプロピルアルコール、アセトン、純水を用いて超音波洗浄を各１０分行い、次いでUVオゾン処理とO2プラズマ処理を各１０分行なった。次に、下記構造式（５）で示される（トリフェニルアミン‐カーボネート）コポリマー（以下、Poly-TPDと略す。）とトリス（４-ブロモフェニル）アミニウム-ヘキサクロロ-アンチモネートを８５：１５の重量比でジクロロエタンに溶かした液を用いてスピンコーターにより１００nmの層を形成した。
【００６１】
【化５】
次に、インクジェットプリンティング装置により、赤、緑、青色に発光する発光材料を前記ITO上にストライプ状にパターニング塗布し、厚さ１００nmの有機発光層を形成する。ここで、各有機発光層形成用塗液としては、赤色有機発光層用としては、前記実施例２６のMEH-CN-PPV、緑色有機発光層用としては、前記実施例９のPre-PPV、青色発光用として、前記実施例１８のPPP-NEt3 +を使用した。ただし、有機発光層形成に際しては、Pre-PPVの膜を最初に形成後、Ar雰囲気下で１５０℃で６時間、加熱処理を行うことで、PPVに変換した後、赤色有機発光層と青色有機発光層を形成した。
【００６３】
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍ、幅３００μｍ、ピッチ３２０μｍのAl電極（第２電極：陰極）をシャドウマスクを用いた蒸着法により形成した。
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイは、陽極と陰極間、陽極及び陰極間でのショートは観測されなかった。また、作製した有機ＬＥＤディスプレイに４０Vのパルス電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６４】
（実施例２９）
１３０nmの膜厚を持つITO付きガラス基板を、フォトリソグラフィ法により幅２２０μｍピッチ２００μｍのITO透明ストライプ電極（第１電極：陽極）を作製する。
上記と同じ方法で洗浄する。
次に、ポジ型レジストを用いてITOと平行の方向には２２０μｍピッチ、４０μｍ幅、５μｍ膜厚で、ITOと直行する方向には３２０μｍピッチで、４０μｍ幅、５μｍ膜厚の隔壁をフォトレジスト法により作製した。
次に、赤色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、正孔輸送層として、実施例９のPre-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。この上に、赤色有機発光層として、実施例２６のMEH-CN-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
【００６５】
次に、緑色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、正孔輸送層として、実施例２７のPEDTを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。この上に、緑色有機発光層として、実施例９のPre-PPVを含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
次に、青色発光画素として、インクジェットプリンティング装置により、青色有機発光層として、実施例１８のPPP-NEt3 +を含む塗液を用いて１００nmの厚さで形成した。
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍ、幅３００μｍ、ピッチ３２０μｍのAl電極（第２電極：陰極）をシャドウマスクを用いた蒸着法により形成した。
【００６６】
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイは、陽極と陰極、陽極間及び陰極間でのショートは観測されなかった。また、作製した有機ＬＥＤディスプレイに４０Vのパルス電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６７】
（実施例３０）
ガラス基板上に、薄膜トランジスタを形成してから、ITOからなる層を積層した。
次に、ITOからなる層をパターン化して第１電極（陽極）を形成し、陽極間に実施例２９と同様にして隔壁を作製した。
次に、実施例２９と同様にして有機ＬＥＤ素子を形成した。
次に、LiFを蒸着法により０．９nm形成し、厚さ０．２μｍのAl電極（第２電極：陰極）を蒸着法により形成した。
【００６８】
最後にエポキシ樹脂を用いて封止して複数の有機ＬＥＤ素子からなる有機ＬＥＤディスプレイを完成させた。
以上のようにして作製した有機ＬＥＤディスプレイに５V直流電圧を印加することで赤、緑、青の発光が観測された。
【００６９】
【発明の効果】
少なくとも溶媒と有機材料を含有する塗液であって、前記有機材料の重量平均分子量が６０００００未満であり、好ましくは前記塗液の２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、またより好ましくは溶媒中に少なくとも２０℃における蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の溶剤が含有させることで、前記有機ＬＥＤ用塗液をインクジェットプリンターのヘッドに充填して吐出を行なった時でも、ヘッドでの目詰まりを防止でき、連続して有機ＬＥＤ素子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有機ＬＥＤ素子の概略断面図である。
【図２】本発明による有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置の概略部分平面図である。
【図３】本発明による有機ＬＥＤディスプレイの有機発光層の配置の概略部分平面図である。
【図４】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図５】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図６】本発明の有機ＬＥＤディスプレイの概略部分平面透視図である。
【図７】本発明による有機ＬＥＤ層の形成工程の概略図である。
【図８】本発明によるインクの吐出方法の概略図である。
【図９】本発明によるインクの吐出方法の概略図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 第１電極
３ 有機ＬＥＤ層
４ 第２電極
５ 隔壁
６ 封止膜又は封止基板
７ 偏光板
８ 赤色発光画素
９ 緑色発光画素
１０ 青色発光画素
１１ 薄膜トランジスタ(TFT)
１２ ソースバスライン
１３ ゲートバスライン
１４ インクジェットプリンターヘッド
Claims (3)
- (i)Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、
(ii)純水、エチレングリコール及びメタノールからなる混合物と、
(iii)トルエン及びｏ−ジクロロベンゼンからなる混合物と、
から選択される成分を少なくとも含む溶媒と重量平均分子量が２００００〜１０００００の有機材料とを含有し、２０℃において２〜６ｍＰａ・ｓの粘度を有する有機ＬＥＤ層形成用塗液を用い、インクジェット方式により有機ＬＥＤ素子中の１層又は複数層からなる有機ＬＥＤ層の少なくとも１層を形成することを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法。 - (i)Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、
(ii)純水、エチレングリコール及びメタノールからなる混合物と、
(iii)トルエン及びｏ−ジクロロベンゼンからなる混合物と、
から選択される溶媒と重量平均分子量が２００００〜１０００００の有機材料とを含有し、２０℃において２〜６ｍＰａ・ｓの粘度を有する有機ＬＥＤ層形成用塗液を用い、インクジェット方式により有機ＬＥＤ素子中の１層又は複数層からなる有機ＬＥＤ層の少なくとも１層を形成することを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法。 - インクジェット方式により形成される有機ＬＥＤ層が、有機発光層、電荷輸送層又はそれら両層である請求項１又は２に記載の製造方法。
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