JP4848708B2

JP4848708B2 - 有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法

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Publication number: JP4848708B2
Application number: JP2005260319A
Authority: JP
Inventors: 貴也田中; 寛文酒井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: JP2007069140A

Description

本発明は、有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法に関する。

例えば有機エレクトロルミネセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）の発光層等の膜を形成する際には、複数種類の液体を混合した溶媒に発光層を形成する機能材料を溶解させてなるインクを基板上に塗布し、このインクを乾燥して膜を形成する手法が用いられている。

インクには主に２つの機能が求められる。１つは、基板上への塗布が可能なことであり、もう１つは、平坦な膜形状が形成できることである。単一成分の溶媒では、この２つの機能を満たすことは非常に困難であるため、例えば複数種類の溶媒を混合したインクがしばしば用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、当該インクを乾燥する際には、例えば常圧から３〜１０Ｐａまで一定速度でインクの周りを減圧して溶媒を蒸発させている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−５３５６５３号公報特開２００４−１２７８９７号公報

しかしながら、液体の種類によって飽和蒸気圧が異なるため、複数種類の液体を混合した混合溶媒を一定の減圧速度で減圧すると、蒸発しやすい溶媒が拡散して液滴の形状を乱すことがある。この場合、液滴の形状が乱れた状態で膜が形成されることになるので、膜厚の制御が困難になり、平坦な膜（均一な膜厚）を形成することが困難になるという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、膜厚を容易に制御することができ、平坦な膜を容易に得ることができる有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法は、基板上のうち隔壁で囲まれた領域に正孔注入層及び発光層を形成する有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法であって、前記正孔注入層を形成する工程は、水及びジエチレングリコールを混合した混合溶媒に正孔注入材料を溶解させた第１液状組成物を前記基板の前記隔壁で囲まれた領域にインクジェット法によって配置する第１の配置工程と、前記基板上に配置された前記第１液状組成物の周囲の排気を室温下で行うことにより、当該第１液状組成物の周囲を常圧から水の飽和蒸気圧に対応する第１圧力まで、常圧から前記第１圧力に３０秒で到達するような減圧速度で、減圧する第１の減圧工程と、前記第１の減圧工程の後、前記第１圧力の近傍の圧力で１０分以上前記排気をストップさせて前記第１液状組成物の周囲の圧力を保持する第１の圧力保持工程と、前記圧力保持工程の後、前記第１液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、前記第１圧力よりも低い圧力であってジエチレングリコールの飽和蒸気圧に対応する第２圧力まで前記第１液状組成物の周囲を減圧する第２の減圧工程とを含み、前記発光層を形成する工程は、前記第２の減圧工程の後、メシチレン、イソプロピルビフェニル及びキシレンを混合させた第２混合溶媒に発光材料を溶解させた第２液状組成物を、前記基板の前記隔壁で囲まれた領域のうち前記第１液状組成物上に、インクジェット法によって配置する第２の配置工程と、前記基板上に配置された前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で行うことにより、前記第２液状組成物の周囲をキシレンの飽和蒸気圧に対応する第３圧力まで所定の減圧速度で減圧する第３の減圧工程と、前記第３の減圧工程の後、前記第３圧力の近傍の圧力で、５分間前記排気をストップさせて前記第２液状組成物の周囲の圧力を保持する第２の圧力保持工程と、前記第２の圧力保持工程の後、前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、前記第２液状組成物の周囲をメシチレンの飽和蒸気圧に対応する第４圧力まで所定の減圧速度で減圧する第４の減圧工程と、前記第４の減圧工程の後、前記第４圧力の近傍の圧力で、５分間前記排気をストップさせて前記第２液状組成物の周囲の圧力を保持する第３の圧力保持工程と、前記第３の圧力保持工程の後、前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、イソプロピルビフェニルの飽和蒸気圧に対応する第５圧力まで、所定の減圧速度で前記第２液状組成物の周囲を減圧する第５の減圧工程とを含むことを特徴とする。
上記の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法は、前記第１の配置工程に先立って、前記基板上のうち前記隔壁で囲まれた前記領域を前記第１液状組成物に対して親液性にする親液化工程を更に含むことが好ましい。
上記の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法は、前記第１の配置工程に先立って、前記隔壁の上面を前記第１液状組成物に対して撥液性にする撥液化工程を更に含むことが好ましい。
上記目的を達成するため、本発明に係る膜形成方法は、複数種類の液体を混合した溶媒に機能材料を溶解或いは分散させてなる液状組成物を基板上に配置する工程と、前記基板上に配置された液状組成物の周囲を第１の所定の圧力まで所定の減圧速度で減圧する第１の減圧工程と、前記第１の減圧工程の後、前記第１の所定の圧力の近傍の圧力で、所定の時間減圧する速度を減少させるか或いは圧力を保持する圧力保持工程と、前記圧力保持工程の後、前記第１の所定の圧力よりも低い第２の所定の圧力まで減圧する第２の減圧工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、基板上に配置された液状組成物の周囲を第１の所定の圧力まで所定の減圧速度で減圧し、第１の所定の圧力の近傍の圧力で、所定の時間減圧する速度を減少させるか或いは圧力を保持し、その後、第１の所定の圧力よりも低い第２の所定の圧力まで減圧することによって、複数種類の混合溶媒のうちまず一の種類の液体を蒸発させてから、他の種類の液体を蒸発させることができる。このように混合溶媒の異なる種類の液体を選択的に蒸発させることによって、液状組成物の形状が乱れるのを防ぐことができる。これにより、形成される膜の膜厚を容易に制御することができ、平坦な膜を容易に得ることができる。

なお、「圧力を保持」については、例えば液状組成物の周囲を排気することによって当該液状組成物の周囲を減圧する装置等を用いて減圧する場合に、排気をストップすることも含まれる。排気をストップする場合、装置の性能によっては、蒸発した溶媒が液状組成物の周囲に漂い、液状組成物の周囲の圧力が微増することがある。このような場合であっても減圧速度を保持することに変わりは無く、勿論上記の効果を得ることができる。

また、前記第１の所定の圧力は前記複数種類の液体のうちの一の種類の飽和蒸気圧に対応する圧力であることが好ましい。
本発明によれば、液状組成物の周囲の圧力を飽和蒸気圧に対応する圧力で一定に保持することよって、一の種類の液体が蒸発する状態を安定して継続させることができる。

また、前記所定の時間が、前記一の種類の液体の９０％以上が前記第１の所定の圧力で蒸発する時間よりも長い時間であることが好ましい。
本発明によれば、一の種類の液体のほぼ全部が蒸発してから、他の種類の液体を蒸発させることができるので、形成される膜の膜厚を容易に制御することができる。なお、液状組成物内に残留する一の種類の液体の量が少ないほど、後の乾燥工程への影響が少なくなる。本発明では、一の種類の液体が９０％以上蒸発するので、後の乾燥工程への影響が殆ど見られなくなるという効果もある。

また、前記液状組成物をインクジェット法によって前記基板上に配置することが好ましい。
本発明によれば、液状組成物をインクジェット法によって基板上に配置するので、液状組成物の塗布性を向上させることができる。これにより、乾燥工程において膜厚を均一にしやすい環境を形成することができる。

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法は、電荷輸送層及び発光層を有する有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法であって、上記の膜形成方法により、前記電荷輸送層及び前記発光層のうち少なくとも一方を形成することを特徴とする。
有機エレクトロルミネセンス装置に設けられる電荷輸送層及び発光層は、膜厚が均一であることが強く求められる。本発明によれば、形成される膜の膜厚を容易に制御することができ、平坦な膜を容易に得ることができる膜形成方法によって電荷輸送層や発光層を形成するので、均一な膜厚の電荷輸送層及び発光層を得ることができる。

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置は、上記の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明によれば、均一な膜厚の電荷輸送層及び発光層が形成されるので、表示ムラの無い有機エレクトロルミネセンス装置を得ることができる。

本発明に係る電子機器は、有機エレクトロルミネセンス装置を搭載したことを特徴とする。
本発明によれば、表示ムラの無い有機エレクトロルミネセンス装置を搭載したので、快適な表示を実現可能な電子機器を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（有機ＥＬ装置）
図１は、有機ＥＬ装置１の全体構成を概略的に示す斜視図である。以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。

有機ＥＬ装置１は、基板２に配線や絶縁層等が形成された基体１０と、この基体１０上に形成された有機ＥＬ素子部３と、基体１０の端部２ａに取り付けられた駆動部４と、有機ＥＬ素子部３及び基体１０を覆う封止部材５とを有しており、駆動部４から供給される電気信号に応じて有機ＥＬ素子部３が発光することで、画像や動画等を表示できるようになっている。本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin film Transistor：ＴＦＴ）が形成されたアクティブマトリクス型であり、有機ＥＬ素子部３により発生した光が基体１０を透過して取り出されるボトムエミッション型である有機ＥＬ装置１を例に挙げて説明する。

図２は、有機ＥＬ装置１の平面図である。この図では、有機ＥＬ素子部３及び封止部材５を省略している。
同図に示すように、基体１０は、画素部７（一点鎖線内の領域）と周縁部８（当該一点鎖線の外の領域）とに区画されており、画素部７内では、実表示領域Ｐ（二点鎖線内の領域）とダミー領域Ｑ（一点鎖線と二点鎖線との間の領域）とに更に区画されている。画素部７の実表示領域Ｐには、当該発光領域１４からの光が通過する画素領域Ｋがマトリクス状に設けられている。画素領域Ｋの間の領域には、図中Ｘ方向に延在する走査線１５ａと、図中Ｙ方向に延在するデータ線１７ａとが形成されている。

図３は、有機ＥＬ装置１のＡ−Ａ断面を概略的に示す図である。図４は、有機ＥＬ装置１のＢ−Ｂ断面を概略的に示す図である。
図３及び図４に示すように、基体１０の構成要素である基板２は、例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等からなる透明基板である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置１はボトムエミッション型のものであり、光を取り出すには基板２を透明にする必要がある。基板２の表面２ｂには、下地として例えばＳｉＯ２等の透明な下地保護層１１が形成されている。

画素部７の実表示領域Ｐでは、下地保護層１１上に、シリコン膜１２、第１絶縁層（ゲート絶縁層）１３、ゲート電極１５、第２絶縁層１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８、第３絶縁層１９が形成されている。また、画素部７のダミー領域Ｑでは、下地保護層１１上に、走査駆動回路２０、データ駆動回路２１等が形成されており、駆動部４に接続されるように電源線（図示せず）が形成されている。

シリコン膜１２は、チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域を有する駆動用トランジスタである。シリコン膜１２のうち、ゲート絶縁層１３を挟んでゲート電極１５と重なる領域がチャネル領域１２ａである。チャネル領域１２ａのソース側には、低濃度ソース領域１２ｂ及び高濃度ソース領域１２ｓが形成され、チャネル領域１２ａのドレイン側には、低濃度ドレイン領域１２ｃ及び高濃度ドレイン領域１２ｄが形成されている。このようにシリコン膜１２は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造になっている。

高濃度ソース領域１２ｓ及び高濃度ドレイン領域１２ｄには、ゲート絶縁層１３と第２絶縁層１６とを連通して開孔されたコンタクトホール２３、２４が形成されている。一方、高濃度ドレイン領域１２ｄ側には、ドレイン電極１８に接続されるように、第３絶縁層１９を貫通してコンタクトホール２５が形成されている。
ゲート絶縁層１３は、例えばＳｉＯ２やＳｉＮ等で形成された透明な層であり、シリコン膜１２とゲート電極１５とを絶縁している。

ゲート電極１５は、例えばアルミニウムや銅等により形成されており、走査線１５ａに接続されている。ソース電極１７は、ゲート電極１５と同様にアルミニウムや銅等により形成されており、データ線１７ａに接続されている。ソース電極１７は、コンタクトホール２３を介して高濃度ソース領域１２ｓに接続されている。また、ドレイン電極１８は、高濃度ドレイン領域１２ｄに接続されている。

第２絶縁層１６は、主にＳｉＯ２からなる透明な層であり、ゲート電極１５、ソース電極１７及びドレイン電極１８をそれぞれ絶縁している。
第３絶縁層１９は、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とし、ソース電極１７とドレイン電極１８及びコンタクトホール２５とを絶縁している。なお、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２などを用いることもできる。

また、ダミー領域Ｑに設けられる走査駆動回路２０は、シフトレジスタ等のメモリや信号レベルを変換するレベルシフタ等の回路を有しており、走査線１５ａに接続されている。
データ駆動回路２１は、このシフトレジスタ、レベルシフタの他、ビデオラインやアナログシフタ等の回路を有しており、データ線１７ａに接続されている。走査駆動回路２０及びデータ駆動回路２１は、駆動制御信号線２８ａ、２８ｂを介して駆動部４に接続されており、当該駆動部４の制御により走査線１５ａ及びデータ線１７ａに電気信号を出力するようになっている。走査駆動回路２０及びデータ駆動回路２１は、駆動電源線２９ａ、２９ｂを介して電源に接続されている。
周縁部８には、有機ＥＬ素子３に接続する接続用配線２７が形成されている。この接続用配線２７は駆動部４に接続されており、当該接続用配線２７を介して駆動部４からの電気信号を有機ＥＬ素子３に供給することができるようになっている。

一方、有機ＥＬ素子３は、陽極３１と、正孔注入層３２と、発光層３３と（以下、正孔注入層３２と発光層３３とをまとめて「機能部３０」と表記することがある。）、共通電極（陰極）３４と、画素開口膜３５と、隔壁３６とを有している。これらは上述した基体１０上に積層されている。

陽極３１は、正孔注入層３２に正孔を注入する透明な電極であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等から形成されている。当該陽極３１は、コンタクトホール２５を介してドレイン電極１８に接続されており、正孔注入層３２を圧迫するように、凸状に形成されている。正孔注入層３２は、例えば、ポリオレフィン誘導体である３、４−ポリ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（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の材料により形成されている。

発光層３３は、正孔注入層３２からの正孔と陰極３４からの電子とが結合して光を発する層であり、例えば分子量が１０００以上の高分子材料が用いることが好ましい。具体的には、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、９、１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープしたものが用いられる。

発光層３３には、赤色光を発する層（３３Ｒ）、緑色光を発する層（３３Ｇ）、青色光を発する層（３３Ｂ）の３種類がある。このような発光層３３からの光が正孔注入層３２、陽極３１及び基体１０を透過することで、基板２の実表示領域Ｐに画像や動画等が表示されるようになっている。

陰極３４は、駆動部４からの電気信号に応じて発光層３３に電子を注入する層であり、例えばカルシウム等の金属により形成されている。陰極３４は、実表示領域Ｐおよびダミー領域Ｑの総面積より広い面積を備え、それぞれの領域を覆うように形成されたもので、有機ＥＬ素子３の外側を覆った状態で基体１０上に形成されている。この陰極３４は、接続用配線２７に接続されており、当該接続用配線２７を介して駆動部４に接続されている。製造時の陰極３４の腐食防止のため、陰極３４の上層部に例えばアルミニウム等の保護層を形成してもよい。

画素開口膜３５は、例えばＳｉＯ_２等からなる絶縁膜である。この画素開口膜３５は、壁面３５ｂで囲まれた開口部３５ａにおいて陽極３１からの正孔の移動を可能にすると共に、開口部３５ａが設けられない部位での正孔の移動が起こらないようにしている。
隔壁３６は、正孔注入層３２や発光層３３をインクジェット法等の液滴吐出法で形成する際に各画素を隔てる部材である。また、隣接する正孔注入層３２及び発光層３３の間で電子の移動が起こらないようにする絶縁部材である。隔壁３６は、例えばアクリルやポリイミド等の耐熱性・耐溶性のある材料で形成されており、各正孔注入層３２及び発光層３３を遮断している。隔壁３６には、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とが形成されている。

（乾燥装置）
次に、液滴吐出法で形成される正孔注入層３２及び発光層３３の液滴を乾燥する乾燥装置について説明する。
図５は、乾燥装置４０の構成を模式的に示す図である。

同図に示すように、乾燥装置４０は、気密性を有する処理室４１と、当該処理室４１を減圧するための排気装置（例えば、ポンプなど）４２と、処理室４１の排気のコンダクションを調節するバルブ４３と、処理室４１内の圧力を測定する圧力計４４と、当該圧力計４４の測定結果に基いてバルブ４３の開度を調節するコントローラ４５とを有している。また、図示を省略するが、処理室４１内には、基体１０を保持する保持部が設けられている。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、このように構成された有機ＥＬ装置１を製造する工程を説明する。以下、基体１０及び有機ＥＬ素子３の画素部７の領域を形成する工程を中心に説明し、周縁部８を形成する工程の説明は省略する。本実施形態において正孔注入層３２及び発光層３３を形成する際には、正孔注入層３２の材料及び発光層３３の材料を溶媒に溶解させ、所定の場所に滴下するインクジェット法を行う。

まず、基板２にＴＦＴ素子や絶縁膜等を形成することにより、基体１０を形成する工程について説明する。
公知の方法により基板２に下地保護層１１を形成する。当該下地保護層１１の上に、シリコン膜１２を形成し、レーザーアニールしてポリシリコン化する。ポリシリコン化されたシリコン膜１２をゲート絶縁層１３で覆った後、ゲート電極１５を形成し、その上に再びゲート絶縁層１３を形成する。また、ソース側のコンタクトホール２３をパターニングして形成する。

次に、第２絶縁層１６を形成し、コンタクトホール２４及びこのコンタクトホール２４に接続するソース電極１７をパターニングして形成する。第２絶縁層１６上には、ソース電極１７及びドレイン電極１８をパターニングして形成する。当該ソース電極１７及びドレイン電極１８上には第３絶縁層１９を形成し、ドレイン側のコンタクトホール２５をパターニングして形成する。
このように、基体１０が形成される。

次に、有機ＥＬ素子３を形成する工程を説明する。
基体１０のほぼ全面を覆うように透明な導電膜を形成し、陽極３１が所定の領域に形成されるようにこの導電膜をパターニングする。同時にダミー領域Ｑのダミーパターン（図示せず）も形成する。画素領域Ｋでコンタクトホール２５と陽極３１とを接続し、陽極とドレイン電極１８とを導通させる。

次に、第３絶縁層１９上に画素開口膜３５を形成する。画素開口膜３５は、壁面３５ｂで囲まれた開口部３５ａが形成されるように、例えば陽極３１に重ねて形成する。また、画素開口膜３５上には、隔壁３６を形成する。アクリル樹脂やポリイミド等の樹脂からなる材料を溶媒に溶解したレジストをスピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布してレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ技術等によりパターニングして、開口部３５ａを所定のパターンに形成する。

次に、全面を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱してプラズマ処理を施す。大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするＯ２プラズマ処理により、隔壁３６の壁面３６ｃ、陽極３１の上面３１ａ及び画素開口膜３５の上面３５ｃ（図３参照）をそれぞれ親液性にする。また、大気雰囲気中で四フッ化メタンを反応ガスとするＣＦ_４プラズマ処理により、隔壁３６の上面３６ｅおよび壁面３６ｃを撥液性にする。その後、各部を室温まで冷却する。

次に、正孔注入層３２及び発光層３３を形成する。これらの工程は、例えばインクジェット法により、隔壁３６で囲まれた領域に液滴を吐出し、その液滴を乾燥することによって当該隔壁３６で囲まれた領域に膜を形成するものである。

まず、正孔注入層３２の形成工程を説明する。この工程で吐出される液滴は、例えば第２の液体としてジエチレングリコールを、第１の液体として水を混合した混合溶媒に上述した正孔注入材料を溶解させたインクである。図６に示すように、ノズル５１からこのインク５０を隔壁３６に吐出すると、親液化処理がなされた陽極３１上で広がって開口部３５ａ内に満たされる。その一方で、撥液化処理された隔壁３６の上面では液滴がはじかれて付着しない。なお、本工程以降では、酸化を防止するため、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うのが好ましい。

次に、インク５０の周囲を減圧して当該インク５０を乾燥する。以下、インク５０の乾燥工程を具体的に説明する。図７は、当該インク５０の周囲の圧力の変化を示すグラフである。グラフの縦軸は圧力を示しており、横軸は乾燥開始時からの経過時間を示している。なお、グラフの縦軸は対数で示している。グラフ中、破線（１）は混合溶媒を一定の減圧速度で減圧したときの圧力の変化を示しており、実線（２）は本発明における圧力の変化を示している。

実線（２）に示されるように、まず、室温（例えば２０℃程度）のまま、インク５０の周囲を徐々に排気し、インク５０の混合溶媒のうち２０℃における水の飽和蒸気圧（２３３８Ｐａ）に対応する圧力までインク５０の周囲を減圧する。ここでは、例えば常圧から３０秒で２０００Ｐａに到達するような減圧速度で減圧する。「飽和蒸気圧に対応する圧力」については、飽和蒸気圧を基準としてマージンを含んだ圧力である。具体的には、水の飽和蒸気圧２３３８Ｐａに対して、約２２００Ｐａ〜２４００Ｐａの範囲の圧力である。

インク５０の周囲の圧力が水の飽和蒸気圧に対応する圧力に到達したら、排気を停止してインク５０の周囲の圧力をほぼ一定に保持する。排気を停止すると、水が蒸発するため僅かに圧力は上昇するが、ほぼ一定の圧力を保持することができる。排気を停止する代わりに、排気のコンダクションを低くして排気速度を小さくすることにより減圧する速度を遅くして、水の飽和蒸気圧の近傍の圧力にも保つ様にしても良い。混合溶媒のうち２０℃における水の飽和蒸気圧は上述のとおり２３３８Ｐａであり、２０℃におけるジエチレングリコールの飽和蒸気圧は１．３Ｐａである。したがって、排気を停止している間は、ジエチレングリコールはほとんど蒸発せず、主として水が蒸発する。

このような水の飽和蒸気圧の近傍の圧力で一定時間排気を停止した状態を保持する。配置したインク５０の量に依存するが、混合溶媒中の水は、１０分程度保持することでその９０％以上が蒸発する。この圧力をほぼ一定に保持する時間ｔは、例えば本実施形態の場合は約１２分としている。このような工程を経ることにより、インク中には溶媒として主にジエチレングリコールが残る。水の蒸発を急速に行うと工程の再現性が低下するため、ほぼ一定に保持する圧力は水の飽和蒸気圧の近傍とすることが望ましい。

次に、例えば上記の減圧速度でインク５０の周囲を再度排気し、ジエチレングリコールが蒸発する圧力、具体的には１Ｐａ以下の圧力までインク５０の周囲を減圧する。この減圧によりジエチレングリコールが全て蒸発すると、正孔注入層３２が形成される。このとき、６０秒以下で１０Ｐａ程度まで減圧することが望ましい。この工程で比較的大きな減圧速度で減圧することにより、形成する正孔注入層３２の平坦性を高くすることができる。本実施形態の場合、３０秒で１０Ｐａまでの減圧を行い、その排気速度を維持して１Ｐａ以下までの減圧を行っている。

次に、発光層３３を形成する工程を説明する。この工程で吐出される液滴は、例えばプサイドクメン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、イソプロピルビフェニル及びキシレンのうち例えば２種類の液体を混合させた混合溶媒に上述した発光材料を溶解させたインクである。ここでは、例えばキシレンとイソプロピルビフェニルとを混合させた溶媒を例に挙げて説明する。キシレンの２０℃での飽和蒸気圧は約８００Ｐａ、イソプロピルビフェニルの蒸気圧は約０．４Ｐａである。

勿論、上記の液体のうち、他の組み合わせを混合させたものであっても良い。また、これらの液体のうち３種類以上を混合させても構わない。図８に示すように、ノズル５１から、キシレン及びイソプロピルビフェニルの混合溶媒を含んだインク６０を隔壁３６間に吐出する。

ここで、各液体の飽和蒸気圧を示す。プサイドクメンは、３８℃において飽和蒸気圧が４５０Ｐａである。メシチレンは、４９℃において飽和蒸気圧が１３３３Ｐａである。シクロヘキシルベンゼンは、６７．５℃において飽和蒸気圧が１３３Ｐａである。イソプロピルビフェニルは、２０℃において飽和蒸気圧が０．４Ｐａである。キシレンは、飽和蒸気圧が２５９Ｐａである。

インク６０の乾燥工程については、正孔注入層３２を形成際の乾燥工程と同様の方法で行う。すなわち、まずインク６０の周囲を排気して減圧し、インク６０の周囲の圧力が混合溶媒のうちキシレンの飽和蒸気圧に対応する圧力、具体的には、５００Ｐａ〜８００Ｐａに達したら排気を停止してインク６０の周囲の圧力を保持する。排気停止の間にキシレンがほぼ全部蒸発したら排気を再開し、イソプロピルビフェニルを蒸発させる。当該イソプロピルビフェニルが蒸発することにより、発光層３３が形成される。

また、上記のキシレン、イソプロピルビフェニルにメシチレン（１，２，５−トリメチルベンゼン）を加えた３種類液体の混合溶媒を用いることも可能である。メシチレンの２０℃の蒸気圧は約１８０Ｐａであるから、キシレンの飽和蒸気圧に対応する圧力で一定時間を保持した後、メシチレンの飽和蒸気圧に対応する圧力、例えば１００〜１８０Ｐａで一定時間保持する。本実施例の場合、それぞれ５分程度保持する。その後、減圧速度を上げて３０秒で１０Ｐａまでの減圧を行い、その排気速度を維持して１Ｐａ以下までの減圧を行っている。

発光層３３を形成後、例えば蒸着法等の物理的気相蒸着法によりカルシウム更にはアルミニウムを成膜して陰極３４を形成する。陰極３４が、発光層３３、隔壁３６の上面３６ｅ、隔壁３６の壁面３６ｃの一部を覆い、上述した接続用配線２７に接続されるように形成する。なお、陰極３４上に陰極保護層を形成させる場合には、イオンプレーティング法等の物理的気相蒸着法により陰極３４上に例えば窒化シリコン等を成膜する。このように、有機ＥＬ素子３が形成される。
基体１０及び有機ＥＬ素子３を形成したら、当該基体１０及び有機ＥＬ素子３のほぼ全体を封止部材５により缶封止して有機ＥＬ装置１が完成する。

ここで、図７の破線（１）に示すように、複数種類の液体を混合した混合溶媒を一定の減圧速度で減圧する場合、溶媒の蒸発量を調節することが困難になる。このため、膜厚の制御が困難になり、図９（ａ）に示すように、形成される正孔注入層３２や発光層３３（図９（ａ）では発光層３３のみを示している）が例えば隔壁３６側で反り上がった形状になり、平坦な膜（均一な膜厚）を形成することが困難になる。

特に液滴吐出法により吐出するためのインクの場合、吐出性を高めるための低粘度で蒸気圧の高い液体と、乾燥時の平坦性を高めるための高粘度で蒸気圧の低い液体の混合溶媒を用いることが多い。この様な混合溶媒を用いる場合に、上記の様な膜の不均一や偏りが発生し易い。

これに対して、本実施形態によれば、インク５０、６０の周囲の圧力が混合溶媒うち一の種類の液体の飽和蒸気圧に対応する圧力に達した後、減圧速度を減少させ、減圧速度を減少させてから所定の時間が経過した後に、減圧速度を増加させることによって、複数種類の混合溶媒のうちまず一の種類の液体を蒸発させてから、他の種類の液体を蒸発させることができる。

このように混合溶媒の異なる種類の液体を選択的に蒸発させることによって、インク５０、６０の形状が乱れるのを防ぐことができる。これにより、図９（ｂ）に示すように、形成される正孔注入層３２や発光層３３（図９（ｂ）では発光層３３のみを示している）の膜厚を容易に制御することができ、平坦な膜を容易に得ることができる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。
図１０は、携帯電話３００の全体構成を示す斜視図である。
携帯電話３００は、筺体３０１、複数の操作ボタンが設けられた操作部３０２、画像や動画、文字等を表示する表示部３０３を有する。表示部３０３には、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１が搭載されている。
このように、表示ムラの無い有機ＥＬ装置１を搭載したので、快適な表示を実現可能な電子機器を得ることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができるものである。
例えば、上記実施形態では、有機ＥＬ装置１の正孔注入層３２及び発光層３３を形成する場合について例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば液晶装置に設けられるカラーフィルタ等の膜を形成する場合にも本発明の適用は可能である。

また、上記実施形態では、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、トップエミッション型の有機ＥＬ装置であっても本発明の適用は勿論可能である。この場合、基板２を構成する材料として透明な材料を用いる必要は無く、封止部材５を構成する材料として透明な材料を用いることが必要である。

また、上記実施形態では、インクジェット法によって正孔注入層３２及び発光層３３を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えばディップ法やスピンコート法、スプレーコート法等の手法を用いる場合であっても、勿論本発明の適用は可能である。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の全体構成を示す図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面構成を示す図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面構成を示す図である。同、断面構成図である。本実施形態において、乾燥工程を行う乾燥装置の構成を示す図である。インク周囲の圧力の変化を示すグラフである。有機ＥＬ装置の製造工程を示す図である。同、工程図である。形成された発光層の断面を示す図である。本発明に係る電子機器の構成を示す図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置３２…正孔注入層３３…発光層５０、６０…液滴３００…携帯電話

Claims

基板上のうち隔壁で囲まれた領域に正孔注入層及び発光層を形成する有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法であって、
前記正孔注入層を形成する工程は、
水及びジエチレングリコールを混合した混合溶媒に正孔注入材料を溶解させた第１液状組成物を前記基板の前記隔壁で囲まれた領域にインクジェット法によって配置する第１の配置工程と、
前記基板上に配置された前記第１液状組成物の周囲の排気を室温下で行うことにより、当該第１液状組成物の周囲を常圧から水の飽和蒸気圧に対応する第１圧力まで、常圧から前記第１圧力に３０秒で到達するような減圧速度で、減圧する第１の減圧工程と、
前記第１の減圧工程の後、前記第１圧力の近傍の圧力で１０分以上前記排気をストップさせて前記第１液状組成物の周囲の圧力を保持する第１の圧力保持工程と、
前記圧力保持工程の後、前記第１液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、前記第１圧力よりも低い圧力であってジエチレングリコールの飽和蒸気圧に対応する第２圧力まで前記第１液状組成物の周囲を減圧する第２の減圧工程と
を含み、
前記発光層を形成する工程は、
前記第２の減圧工程の後、メシチレン、イソプロピルビフェニル及びキシレンを混合させた第２混合溶媒に発光材料を溶解させた第２液状組成物を、前記基板の前記隔壁で囲まれた領域のうち前記第１液状組成物上に、インクジェット法によって配置する第２の配置工程と、
前記基板上に配置された前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で行うことにより、前記第２液状組成物の周囲をキシレンの飽和蒸気圧に対応する第３圧力まで所定の減圧速度で減圧する第３の減圧工程と、
前記第３の減圧工程の後、前記第３圧力の近傍の圧力で、５分間前記排気をストップさせて前記第２液状組成物の周囲の圧力を保持する第２の圧力保持工程と、
前記第２の圧力保持工程の後、前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、前記第２液状組成物の周囲をメシチレンの飽和蒸気圧に対応する第４圧力まで所定の減圧速度で減圧する第４の減圧工程と、
前記第４の減圧工程の後、前記第４圧力の近傍の圧力で、５分間前記排気をストップさせて前記第２液状組成物の周囲の圧力を保持する第３の圧力保持工程と、
前記第３の圧力保持工程の後、前記第２液状組成物の周囲の排気を室温下で再度行うことにより、イソプロピルビフェニルの飽和蒸気圧に対応する第５圧力まで、所定の減圧速度で前記第２液状組成物の周囲を減圧する第５の減圧工程と
を含む
ことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。
前記第１の配置工程に先立って、前記基板上のうち前記隔壁で囲まれた前記領域を前記第１液状組成物に対して親液性にする親液化工程を更に含む
請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。
前記第１の配置工程に先立って、前記隔壁の上面を前記第１液状組成物に対して撥液性にする撥液化工程を更に含む
請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。