KR20040011362A - 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 유기 ｅｌ 장치의 제조장치, 전자 기기, 및 이온성 불순물의 제거 방법 - Google Patents

유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 유기 ｅｌ 장치의 제조장치, 전자 기기, 및 이온성 불순물의 제거 방법 Download PDF

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Abstract

이 유기 EL 장치의 제조 방법은 한쌍의 전극간에 적어도 발광층을 가져서 되는 기능층을 구비하고, 기판에 대해서 액적 토출 헤드(20)로부터, 기능층의 형성 재료를 용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시켜서 되는 액체 재료를 토출함으로써, 기능층을 형성하는 공정을 포함한다. 이 기능층을 형성하는 공정은 액체 재료를 용기(81)에 수용하고, 용기(81)로부터 액체 재료를 액적 토출 헤드(20)에 공급하기 전에, 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고, 클러스터가 제거된 액체 재료를 액적 토출 헤드(20)로부터 토출한다.

Description

유기 ＥＬ 장치의 제조 방법 및 유기 ＥＬ 장치의 제조 장치, 전자 기기, 및 이온성 불순물의 제거 방법{MANUFACTURING METHOD OF ORGANIC ELECTROLUMINESCENT APPARATUS, MANUFACTURING APPARATUS OF ORGANIC ELECTROLUMINESCENT APPARATUS, ELECTRONIC APPARATUS, AND REMOVING METHOD OF IONIC IMPURITIES}
본 발명은 유기 EL 장치의 제조 방법 및 유기 EL 장치의 제조 장치, 전자 기기, 및 이온성 불순물의 제거 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 집적회로 등의 미세한 배선 패턴을 갖는 디바이스 제조 방법이나, 기판상에 투명 전극이나 발광층 등의 기능층을 형성하는 전기 광학 장치의 제조 방법 등에서, 잉크젯 방식 등의 액적 토출법을 사용하여 배선 또는 성막하는 방법이 주목되고 있다. 이러한 액적 토출법에 의한 방법으로서, 예를 들어, 특개평11-274671호 공보에, 잉크젯 방식을 사용한 전기 회로의 제조 방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 개시되어 있는 기술은 패턴 형성면에 패턴 형성용 재료를 포함한 유동체를 잉크젯 헤드로부터 토출함으로써 전기 회로를 형성하는 것으로, 소량 다종 생산에 대응 가능한 점 등에서 매우 유효하다.
그런데, 통상, 잉크젯 헤드로부터 토출되는 액체 재료는 기판상에 패터닝되는 배선 또는 성막되는 박막 등, 각종 기능층의 형성 재료와, 유기 용매 혹은 분산매를 혼합시켜 형성되지만, 예를 들어 토출전의 액체 재료의 보존 기간이 장기간에 이르면, 용매나 분산매에 기인하여 액체 재료의 형태에 변화가 일어나는 경우가 있다. 구체적으로는, 액체 재료중에 클러스터나 이온성 불순물이 생기는 경우가 있다. 그리고, 이렇게 형태가 변화하여, 클러스터나 이온성 불순물이 생긴 액체 재료로 형성된 유기 EL 장치 등의 디바이스는 초기 특성이나 수명 특성이 저하하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 고려하여 행하여진 것으로, 예를 들어 잉크젯법 등의 액적 토출법을 사용하여 유기 EL 장치를 제조하는 경우에, 그 초기 특성이나 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법 및 유기 EL 장치의 제조 장치, 전자 기기, 또한, 이온성 불순물의 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 l는 본 발명의 제조 장치의 일실시 형태를 나타내는 개략 사시도.
도 2는 잉크젯 헤드의 분해 사시도.
도 3은 잉크젯 헤드의 주요부의 사시도 일부 단면도.
도 4는 탱크 근방의 확대 사시도.
도 5는 여과 장치 근방의 확대 사시도.
도 6은 유기 EL 장치를 나타내는 개략 단면도.
도 7은 유기 EL 장치가 탑재된 전자 기기를 나타내는 도면.
도 8은 유기 EL 장치가 탑재된 전자 기기를 나타내는 도면.
도 9는 유기 EL 장치가 탑재된 전자 기기를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제조 방법의 효과를 확인하기 위한 측정 결과를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제조 방법의 효과를 확인하기 위한 측정 결과를 나타내는도면.
도 12는 여과 장치에서의 클러스터의 제거를 설명하는 개념도.
도 13은 이온성 불순물 제거 장치를 사용한 예를 나타내는 도면.
부호의 설명
20 … 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드),
8l … 탱크(용기),
82 … 여과 장치,
82a … 이온성 불순물 제거 장치,
83 … 교반 장치,
301 … 유기 EL 장치,
305 … 발광층,
306 … 정공 주입층,
IJ … 잉크젯 장치(액적 토출 장치, 제조 장치)
본 발명의 제1 태양은 한쌍의 전극간에 적어도 발광층을 가져서 되는 기능층을 구비한 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 기판에 대해서 액적 토출 헤드로부터, 상기 기능층의 형성 재료를 용매에 용해시키던가 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출함으로써, 상기 기능층을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 기능층을 형성하는 공정은 상기 액체 재료를 용기에 수용하고, 상기 용기로부터 상기 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드에 공급하기 전에, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고, 상기 클러스터가 제거된 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드로부터 토출한다.
본 태양의 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 액체 재료를 액적 토출 헤드에 공급하기 전에, 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고, 클러스터가 제거된 액체 재료를 액적 토출 헤드로부터 토출하므로, 액체 재료 중에 클러스터가 포함됨으로써 기인하는 유기 EL 장치의 초기 특성이나 수명 특성의 저하를 방지할 수 있게 되고, 또한, 입경이 큰 클러스터에 기인하는 노즐 막힘 등의 불편의 발생을 방지하면서 안정된 토출 동작을 실현할 수 있다.
또한, 상기의 클러스터란, 액체 재료 중에서의 화학 변화나 물질 이동, 또는 형상 변화 등에 의해 생성되는 고형물 전반을 의미한다.
상기 클러스터는 상기 액체 재료를 여과하여 제거하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액체 재료에 포함되는 클러스터가 효율 좋게 제거된다.
또한, 상기 기능층은 정공 주입층을 포함하며, 상기 기판에 대해서 액적 토출 헤드로부터, 상기 정공 주입층의 형성 재료를 용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출함으로써, 상기 정공 주입층을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 정공 주입층을 형성하는 공정은 상기 액체 재료를 용기에 수용하고, 상기 용기로부터 상기 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드에 공급하기 전에, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고, 상기 클러스터가 제거된 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드로부터 토출하여도 좋다. 이것에 의해, 예를 들어 정공 주입층의 형성 재료를 용해 혹은 분산시켜 되는 액체 재료로서 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설폰산(PEDOT/PSS)의 분산액을 사용한 경우에도, 이것에 기인하여 생긴 클러스터를 제거함으로써, 얻어지는 유기 EL 장치의 초기 특성이나 수명 특성의 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 클러스터를 제거하기 전에, 상기 용기내에서 상기 액체 재료를 교반하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액체 재료는 사전에 용기내에서 교반되므로, 그 후, 효율 좋게 액체 재료에 포함되는 클러스터를 제거할 수 있게 된다.
또한, 상기 클러스터는 상기 기판상에 형성되는 기능층의 형성 재료가 토출전의 상기 액체 재료중에서 응집하여 생성된 고형물이라도 좋다. 이것에 의해, 액체 재료중의 기능층 형성 재료에 클러스터가 포함됨으로써 기인하는, 유기 EL 장치의 초기 특성이나 수명 특성의 저하를 더 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 제2 태양은 한쌍의 전극간에 적어도 발광층을 가져서 되는 기능층을 구비한 유기 EL 장치의 제조 장치로서, 기판에 대해서 상기 기능층의 형성 재료를 용매에 용해시켜 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출하는 액적 토출 헤드와, 상기 액체 재료를 수용하고, 상기 액적 토출 헤드에 접속 가능하게 설치된용기와, 상기 용기와 상기 액적 토출 헤드 사이에 설치되고, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터의 제거 장치를 구비한다.
본 태양의 유기 EL 장치의 제조 장치에 의하면, 액체 재료는 액적 토출 헤드에 접속된 용기에 수용되며, 또한, 용기와 액적 토출 헤드 사이에 설치된 클러스터 제거 장치에서, 액체 재료에 포함되는 클러스터가 제거되므로, 액체 재료중에 클러스터가 포함됨으로써 기인하는, 디바이스의 초기 특성이나 수명 특성의 저하를 방지할 수 있게 되고, 또한, 입경이 큰 클러스터에 기인하는 노즐 막힘 등의 불편의 발생을 방지하면서 안정된 토출 동작을 실현할 수 있다.
상기 제거 장치는 여과 장치인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 액체 재료에 포함되는 클러스터를, 효율 좋게, 또한 저비용으로 제거할 수 있게 된다.
또한, 상기 용기와 상기 액적 토출 헤드 사이에, 이온성 불순물 제거 장치가 설치되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 클러스터 뿐만 아니라 이온성 불순물도 제거할 수 있게 된다.
상기 제거 장치의 적어도 일부는 이온 교환체로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이온성 불순물에 대해서도, 이온 교환체에 의한 이온 교환에 의해서 제거할 수 있게 된다.
또한, 상기 용기에는 교반 장치, 또는 초음파 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액체 재료를 용기로부터 제거 장치로 이동시키기 전에, 용기내에서 액체 재료가 교반되며, 액체 재료중에서 클러스터가 균일하게 분산되므로, 제거 장치에서, 효율 좋게 클러스터를 분산시킬 수 있게 된다.
본 발명의 제3 태양은 전자 기기로서, 상기의 제조 방법에 의해서 얻어진 유기 EL 장치, 상기의 제조 장치에 의해서 제조된 유기 EL 장치를 구비한다.
이 전자 기기에 의하면, 초기 특성이나 수명 특성의 저하가 방지된 유기 EL 장치를 구비하고 있으므로, 이 전자 기기 자체도 초기 특성이나 수명 특성이 양호하게 된다.
본 발명의 제 4의 태양은 이온성 불순물의 제거 방법으로서, 액적 토출 헤드로부터 액체 재료를 토출하기에 앞서, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 이온성 불순물을, 이온 교환 재료로 이온 교환함으로써 제거한다.
이 이온성 불순물의 제거 방법에 의하면, 액체 재료에 포함되어 있는 이온성 불순물을 이온 교환함으로써 제거하므로, 액체 재료중에 이온성 불순물이 포함됨에 기인하는 부적당함을 방지할 수 있게 된다.
바람직한 실시형태
이하, 본 발명에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 장치의 일실시 형태를 나타내는 도면으로서, 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)를 갖는 잉크젯 장치(액적 토출 장치)를 나타내는 개략 사시도이다. 또한, 이 잉크젯 장치가 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 장치로 된다.
도 1에서, 잉크젯 장치(IJ)는 베이스(12)와, 베이스(12)상에 설치되며, 기판(P)을 지지하는 스테이지(ST)와, 베이스(12)와 스테이지(ST) 사이에 개재하며, 스테이지(ST)를 이동 가능하게 지지하는 제1 이동 장치(14)와, 스테이지(ST)에 지지되어 있는 기판(P)에 대해서 소정의 재료를 포함하는 잉크(액체 재료)를 토출 가능한 잉크젯 헤드(20)와, 잉크젯 헤드(20)를 이동 가능하게 지지하는 제2 이동 장치(16)와, 잉크젯 헤드(20)의 잉크의 토출 동작을 제어하는 제어 장치(CONT)를 구비하고 있다. 또한, 잉크젯 장치(IJ)는 베이스(12)상에 설치되어 있는 중량 측정 장치로서의 전자 천칭(도시하지 않음)과, 캡핑 유닛(22)과, 클리닝 유닛(24)을 갖고 있다. 또한, 제1 이동 장치(14) 및 제2 이동 장치(16)를 포함하는 잉크젯 장치(IJ)의 동작은 제어장치(CONT)에 의해서 제어된다.
제1 이동 장치(14)는 베이스(12) 위에 설치되어 있고, Y축 방향을 따라 위치 결정되어 있다. 제2 이동 장치(16)는 지주(16A)를 사용하여 베이스(12)에 대해서 입설되어 있고, 베이스(12)의 후부(12A)에 부착되어 있다. 제2 이동 장치(16)의 X축 방향은 제1 이동 장치(14)의 Y축 방향과 직교하는 방향이다. 여기서, Y축 방향은 베이스(12)의 전부(12B)와 후부(12A) 방향을 따르는 방향이다. 이것에 대해서 X축 방향은 베이스(12)의 좌우 방향을 따르는 방향이고, 각각 수평이다. 또한, Z축 방향은 X축 방향 및 Y축 방향과 수직인 방향이다.
제1 이동 장치(14)는 예를 들어 리니어 모터에 의해서 구성되며, 가이드 레일(40)과, 이 가이드 레일(40)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 슬라이더(42)를 구비하고 있다. 이 리니어 모터 형식의 제1 이동 장치(14)의 슬라이더(42)는 가이드 레일(40)을 따라 Y축 방향으로 이동하여 위치 결정 가능하다.
또한, 슬라이더(42)는 Z축 회전(θZ)용의 모터(44)를 구비하고 있다. 이 모터(44)는 예를 들어 다이렉트 드라이브 모터이고, 모터(44)의 로터는 스테이지(ST)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 모터(44)에 통전함으로써 로터와 스테이지(ST)는 θZ방향을 따라 회전하여 스테이지(ST)를 인덱스(회전 산출)할 수 있다. 즉, 제1 이동 장치(14)는 스테이지(ST)를 Y축 방향 및 θZ방향으로 이동 가능하다.
스테이지(ST)는 기판(P)을 유지하고, 소정의 위치에 위치 결정하는 것이다. 또한, 스테이지(ST)는 흡착 유지 장치(50)을 갖고 있고, 흡착 유지 장치(50)가 작동함으로써, 스테이지(ST)의 구멍(46A)을 통하여 기판(P)을 스테이지(ST) 위에 흡착하여 유지한다.
제2 이동 장치(16)는 리니어 모터에 의해서 구성되며, 지주(16A)에 고정된 칼럼(16B)와, 이 칼럼(16B)에 지지되어 있는 가이드 레일(62A)과, 가이드 레일(62A)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있는 슬라이더(60)를 구비하고 있다. 슬라이더(60)는 가이드 레일(62A)을 따라 X축 방향으로 이동하여 위치 결정 가능하고, 잉크젯 헤드(20)는 슬라이더(60)에 부착되어 있다.
잉크젯 헤드(20)는 요동 위치 결정 장치로서의 모터(62, 64, 66, 68)을 갖고 있다. 모터(62)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Z축을 따라 상하로 움직여 위치 결정 가능하다. 이 Z축은 X축과 Y축에 대해 각각 직교하는 방향(상하 방향)이다. 모터(64)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Y축 회전의 β방향을 따라 요동하여 위치 결정 가능하다. 모터(66)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 X축 회전의 γ방향으로 요동하여 위치 결정 가능하다. 모터(68)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Z축 회전의 α방향으로 요동하여 위치 결정 가능하다. 즉, 제2 이동 장치(16)는 잉크젯 헤드(20)를 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지함과 함께, 이 잉크젯헤드(20)를 θX 방향(X축 회전), θY 방향(Y축 회전), θZ 방향(Z축 회전)으로 이동 가능하게 지지한다.
이와 같이, 도 1의 잉크젯 헤드(20)는 슬라이더(60)에서, Z축 방향으로 직선 이동하여 위치 결정 가능하고, α, β, γ를 따라 요동하여 위치 결정 가능하여, 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)은 스테이지(ST)측의 기판(P)에 대해서 정확하게 위치 혹은 자세를 콘트롤 할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)에는 잉크를 토출하는 복수의 노즐이 설치되어 있다.
도 2는 잉크젯 헤드(20)를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(20)는 노즐(211)이 설치된 노즐 플레이트(210) 및 진동판(230)이 설치된 압력실 기판(220)을, 케이스(250)에 끼워 넣어 구성되어 있다. 이 잉크젯 헤드(20)의 주요부 구조는 도 3의 사시도 일부 단면도에 나타내는 바와 같이, 압력실 기판(220)을 노즐 플레이트(210)와 진동판(230) 사이에 넣은 구조를 구비한다. 노즐 플레이트(210)는, 압력실 기판(220)과 접합되었을 때에 캐비티(압력실)(221)에 대응하게 되는 위치에 노즐(211)이 형성되어 있다. 압력실 기판(220)에는 실리콘 단결정 기판 등을 에칭 함으로써, 각각이 압력실로서 기능 가능하게 캐비티(221)가 복수 설치되어 있다. 캐비티(221) 간은 측벽(격벽(222))으로 분리되어 있다. 각 캐비티(221)는 공급구(224)를 통하여 공통의 유로인 리저버(223)에 연결되어 있다. 진동판(230)은 예를 들어 열산화막 등에 의해 구성된다. 진동판(230)에는 잉크 탱크구(231)가 설치되어 있고, 후술하는 탱크(81)로부터 유로인 파이프(80)를 통하여 임의의 잉크를 공급 가능하게 구성되어 있다. 진동판(230)상의 캐비티(221)에 상당하는 위치에는 압전체 소자(240)가 형성되어 있다. 압전체 소자(240)는 PZT 소자 등의 압전성 세라믹스의 결정을 상부 전극 및 하부 전극(도시하지 않음)에 끼운 구조를 구비한다. 압전체 소자(240)는 제어장치(CONT)로부터 공급되는 토출 신호에 대응하여 체적 변화가 일어날 수 있도록 구성되어 있다.
잉크젯 헤드(20)로부터 잉크를 토출하기 위해서는, 우선, 제어 장치(CONT)가 잉크를 토출시키기 위한 토출 신호를 잉크젯 헤드(20)에 공급한다. 잉크는 잉크젯 헤드(20)의 캐비티(221)에 유입되어 있고, 토출 신호가 공급된 잉크젯 헤드(20)에서는, 그 압전체 소자(240)가 그 상부 전극과 하부 전극의 사이에 가해진 전압에 의해 체적 변화가 일어난다. 이 체적 변화는 진동판(230)을 변형시켜, 캐비티(221)의 체적을 변화시킨다. 이 결과, 그 캐비티(221)의 노즐구멍(211)으로부터 잉크의 액적이 토출된다. 잉크가 토출된 캐비티(221)에는 토출에 의해서 줄어든 잉크가 새로 탱크로부터 공급된다.
또한, 상기의 잉크젯 헤드는 압전체 소자에 체적 변화를 일으켜서 잉크를 토출시키는 구성이지만, 발열체에 의해 잉크에 열을 가하여 그 팽창에 의해서 액적을 토출시키는 헤드 구성이라도 좋다.
전자 천칭(도시하지 않음)은 잉크젯 헤드(20)의 노즐로부터 토출된 잉크 방울의 한 방울의 중량을 측정하여 관리하기 때문에, 예를 들어, 잉크젯 헤드(20)의 노즐로부터, 5000 방울의 잉크 방울을 받는다. 전자 천칭은 이 5000 방울의 잉크 방울의 중량을 5000의 숫자와 노즐수로 나눔으로써, 1노즐당 잉크 한방울의 중량을정확하게 측정할 수 있다. 이 잉크 방울의 측정량에 의하여, 잉크젯 헤드(20)으로부터 토출하는 잉크 방울의 양을 최적으로 콘트롤 할 수 있다.
클리닝 유닛(24)은 잉크젯 헤드(20)의 노즐 등의 클리닝을 디바이스 제조 공정중이나 대기(待機)시에 정기적으로 혹은 수시로 행할 수 있다. 캡핑 유닛(22)은 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)이 건조하지 않도록 하기 위해서, 디바이스를 제조하지 않는 대기시에 이 잉크 토출면(20P)에 캡을 씌우는 것이다.
잉크젯 헤드(20)가 제2 이동 장치(16)에 의해 X축 방향으로 이동함으로써, 잉크젯 헤드(20)를 전자 천칭, 클리닝 유닛(24) 혹은 캡핑 유닛(22)의 상부에 선택적으로 위치 결정시킬 수 있다. 즉, 디바이스 제조 작업의 도중이라도, 잉크젯 헤드(20)를, 예를 들어 전자 천칭측으로 이동하면, 잉크 방울의 중량을 측정할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(20)를 클리닝 유닛(24)상으로 이동하면, 잉크젯 헤드(20)의 클리닝을 행할 수 있다. 잉크젯 헤드(20)를 캡핑 유닛(22) 위로 이동하면, 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)에 캡을 부착하여 건조를 방지한다.
즉, 이들 전자 천칭, 클리닝 유닛(24), 및 캡핑 유닛(22)은 베이스(12)상의 후단측에서, 잉크 제트 헤드(20)의 이동 경로 바로 밑에, 스테이지(ST)와 이간하여 배치되어 있다. 스테이지(ST)에 대한 기판(P)의 반입 작업 및 반출 작업은 베이스(12)의 전단측에서 행하여지기 때문에, 이들 전자 천칭, 클리닝 유닛(24) 혹은 캡핑 유닛(22)에 의해 작업에 지장을 초래하는 일은 없다.
본 실시 형태에 사용되는 잉크는 특히 유기 EL 장치에서 기판상에 설치되는 기능층, 즉 정공 주입층이나 발광층의 형성 재료와, 유기 용매 혹은 분산매를 혼합하여 되는 액상체의 재료, 즉 액체 재료이다. 유기 용매 혹은 분산매로는 예를 들어 발광층 형성 재료용의 유기 용매의 경우, 고비점의 재료가 적합하게 사용된다. 이러한 유기 용매는 액체 재료가 잉크젯 헤드(20)로부터 토출된 후, 기판에 도포된 액체 재료의 젖어 퍼짐을 양호하게 하고, 곧바로 증발하는 것을 억제하는 등의 기능을 갖는다. 또한, 형성 재료와 유기 용매 혹은 분산매를 혼합하여 제조된 잉크는 통상, 보관 용기에 충전된 후, 진공 팩 등의 보존 처리가 실시되며, 그 상태로 사용시까지 보관된다.
그러나, 잉크의 보존 기간이 장기간에 이르면, 잉크의 구성 재료인 형성 재료와 유기 용매 혹은 분산매가 서로 영향을 주어, 일부의 형성 재료에 변화가 생긴다. 즉, 형성 재료의 성분인 물질이 액체 재료중에서 응집하여, 형성 재료의 구성물질과 비교하여 형상이 큰 고형물(클러스터)이 생성된다.
따라서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(20)에는, 파이프(유로)(80)를 통하여 잉크를 수용하는 탱크(81)이 접속되어 있고, 또한, 연장하여 설치하는 파이프(80)의 중간부에는 잉크내에 포함되는 클러스터를 제거하는 여과 장치(제거 장치)(82)가 설치되어 있다. 탱크(81)의 상부는 개구하고 있고, 파이프(80)의 일단은 이 개구를 통하여 탱크(81)내의 잉크에 접속되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 탱크(81)에는 잉크의 교반 장치(83)가 구비되어 있다. 교반 장치(83)는 예를 들어, 탱크(81)의 스테이지로 되는 스터러(84)와, 탱크(81)의 잉크중에 배치되는 교반자(85)로 구성되어 있다. 스터러(84)는 회전수를 자유롭게 변경 가능한 모터(도시하지 않음)를 구비하여 되며, 탱크(81)의 중심축에대해 회전 방향으로 자장을 걸어, 탱크(81)내의 교반자(85)를 자력에 의해 회전시켜, 잉크를 교반시키는 것이다.
여과 장치(82)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 교반된 잉크가 수용되는 여과 용기(90)와, 그 여과 용기(90)내에 설치되는 필터(91)로 구성되어 있다. 필터(91)는 잉크내에 포함되는 클러스터만을 제거하는 기능을 갖는 것이고, 여과 사이즈는 0.5㎛이하로 하는 것이 바람직하고, 0.2㎛이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
다음에, 상술한 잉크젯 장치(IJ)를 사용하여, 스테이지(ST)에 지지되어 있는 기판(P)에 대해서 잉크젯 헤드(20)로부터 잉크를 토출함으로써, 기판(P)상에 패턴을 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 여기서 토출하는 잉크는 후술하는 유기 EL 장치에서의 기능층, 즉 발광층 혹은 정공 주입층, 또는 전자 주입층의 형성 재료를, 용매에 용해시키거나 또는 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료이다.
우선, 탱크(81)에는 기능층의 형성 재료와 유기 용매(혹은 분산매)를 혼합하여 제조된 잉크(액체 재료)가 수용된다. 탱크(81)를 스터러(84)상에 올려놓고, 스터러(84)를 구동시킴으로써, 탱크(81)의 잉크중에 배치된 교반자(85)가 회전하여 잉크가 교반되어, 잉크에 포함되는 원액과 유기 용매는 탱크(81)내에서 균일하게 분산된다.
그 다음에, 교반된 잉크는 파이프(80)를 통과하여, 여과 장치(82)에 구비된 여과 용기(90)에 수용된다. 교반후의 잉크를, 여과 용기(90)내의 필터(91)를 통과시킴으로써, 잉크내에 클러스터가 생성되어 있는 경우, 클러스터는 필터(91)를 통과할 수 없어 포획되어, 잉크가 공급된 여과 용기(90)내의 제1 영역에 머물며, 응집이 생기지 않은 원료와 유기 용매만이 필터(91)를 통과하여, 잉크젯 헤드(20)로 통하는 여과 용기(90)내의 제2 영역으로 이동한다.
제어 장치(CONT)는 잉크젯 헤드(20)를 구동하여, 탈기된 잉크를 스테이지(ST)에 지지되어 있는 기판(P)에 대해서 토출한다.
이상 설명한 바와 같이, 잉크를 수용하는 탱크(81)와 잉크젯 헤드(20) 사이에, 여과 장치(82)를 설치함으로써, 일정 기간 보관되어 클러스터가 포함되는 잉크를 사용하여도, 여과 장치(82)내에서 잉크중으로부터 클러스터만이 제거된다. 또한, 탱크(81)에 교반 장치(83)를 설치함으로써, 잉크중에 포함되는 원료나 유기 용매를 효율 좋게 균일하게 분산시키므로, 여과 장치(82)에서는 클러스터를 효율 좋게 포획할 수 있다.
이것에 의해, 액체 재료에 클러스터가 포함됨으로써 기인하는, 유기 EL 장치의 초기 특성이나 수명 특성의 저하를 방지할 수 있고, 또한, 입경이 큰 클러스터에 기인하는 노즐 막힘 등의 불편의 발생을 방지하면서 안정된 토출 동작을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 클러스터를 제거하는 장치로서 필터를 구비한 여과 장치로 했지만, 잉크중의 클러스터를 효율 좋게 제거할 수 있는 것이면, 필터 방식의 여과 장치에 한정하는 것이 아니다.
또한, 탱크내의 잉크의 교반 장치로서, 스터러와 교반자를 사용했지만, 교반 장치도 이것에 한정하는 것이 아니고, 예를 들어, 초음파 장치에 의해 잉크에 저진동을 주어, 잉크중의 구성 재료를 균일하게 분산시켜도 좋다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 장치, 즉 잉크젯 장치(액적 토출 제조 장치)(IJ)로 되는 제조 장치는 특히 유기 엘렉트로루미네선스 장치(유기 EL 장치)에서의 기능층의 형성에 적합하게 사용되는 것이다.
도 6은 유기 EL 장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6에서, 유기 EL 장치(301)는 기판(302)과, 기판(302)의 한쪽의 면측에 설치되고 1쌍의 음극(전극)(307) 및 양극(전극)(308)과, 이들 전극(307, 308) 사이에 삽입된 기능층(309)과, 기판(302)과 기능층(309) 사이에 설치된 밀봉층(304)을 구비하여 구성된 것이다. 기능층(309)은 본 예에서는 유기 엘렉트로루미네선스 재료로 되는 발광층(305)과, 정공 주입층(306)으로 되어 있다.
여기서, 도 6에 나타내는 유기 EL 장치(301)는 발광층(305)으로부터의 발광광을 기판(302)을 구성하는 재료측으로부터 장치 외부로 취출하는 형태이고, 기판(302)은 광을 투과 가능한 투명 혹은 반투명 재료에 적어도 광을 투과 가능한 투명 혹은 반투명인 양극(308)을 형성한 것이다. 본 실시 형태에서는 생략하였지만, 기판(302)에 배선, 혹은 박막 트랜지스터를 형성한 것이라도 좋다. 광을 투과 가능한 투명 혹은 반투명 재료의 예로는 투명한 유리, 석영, 사파이어, 혹은 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르케톤 등의 투명한 합성 수지 등을 들 수 있다. 특히, 기판(302)의 형성 재료로는 염가의 소다 유리가 적합하게 사용된다.
양극(308)은 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide:ITO) 등으로 되는 투명 전극으로 광을 투과 가능한 것이다.
한편, 기판을 구성하는 재료와 반대측으로부터 발광광을 취출하는 형태의 경우에는 기판을 구성하는 재료는 불투명이라도 좋고, 그 경우, 알루미나 등의 세라믹, 스텐레스 등의 금속 시트에 표면 산화 등의 절연 처리를 실시한 것, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 사용할 수 있다. 이 경우, 양극(308)은 광을 투과 가능하지 않아도 좋다.
또한, 정공 주입층(306)은 특히, 발광층(305)의 발광 효율, 수명 등의 소자 특성을 향상시키는 기능을 갖는다. 정공 주입층(306)을 형성하기 위한 재료(형성 재료)의 예로는 폴리티오펜 유도체, 폴리피롤 유도체 등, 또는 이들의 도핑체 등이 채용된다. 특히, 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설폰산(PEDOT/PSS)의 분산액, 즉, 분산매로서의 폴리스티렌설폰산에 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜을 분산시키고, 이것을 물에 더 분산시킨 분산액이 적합하게 사용된다.
또한, 정공 주입층 대신에 정공 수송층을 형성하여도 좋고, 또한 정공 주입층과 정공 수송층을 모두 형성하여도 좋다. 그 경우, 정공 수송층을 형성하기 위한 재료는 정공을 수송할 수 있으면 주지의 정공 수송 재료라도 좋고, 예를 들어, 그러한 재료로서, 아민계, 하이드라존계, 스틸벤계, 스터버스트계 등으로 분류되는 유기 재료가 여러가지 알려져 있다. 정공 주입층과 정공 수송층을 모두 형성하는 경우에는 예를 들어, 정공 수송층의 형성에 앞서, 정공 주입층을 양극측에 형성하고, 그 위에 정공 수송층을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 정공 수송층을 정공 주입층과 함께 형성함으로써, 구동 전압의 상승을 제어할 수 있는 동시에, 구동 수명(반감기)을 길게 할 수 있게 된다.
발광층(305)의 형성 재료로는 저분자의 유기 발광 색소나 고분자 발광체, 즉, 각종의 형광 물질이나 인광 물질 등의 발광 물질, Alq3(알루미늄 킬레이트 착체) 등의 유기 엘렉트로루미네선스 재료가 사용 가능하다. 발광 물질로 되는 공액계 고분자 중에서는 아릴렌비닐렌 또는 폴리플루오렌 구조를 포함하는 것 등이 특히 바람직하다. 저분자 발광체로는, 예를 들어 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페릴렌 유도체, 폴리메틴계, 크산텐계, 쿠마린계, 시아닌계 등의 색소류, 8-하이드로퀴놀린 및 그 유도체의 금속 착체, 방향족 아민, 테트라페닐시클로펜타디엔 유도체 등, 또는 특개소57-51781, 동59-194393호 공보 등에 기재되어 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 음극(7)은 알루미늄(Al)이나 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag)등으로 되는 금속 전극이다.
또한, 음극(307)과 발광층(305) 사이에, 전자 수송층이나 전자 주입층을 설치할 수 있다. 전자 수송층의 형성 재료로는 특별히 한정되지 않으며, 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 그 유도체, 벤조퀴논 및 그 유도체, 나프토퀴논 및 그 유도체, 안트라퀴논 및 그 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 그 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디사아노에틸렌 및 그 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-하이드록시퀴놀린 및 그 유도체의 금속 착체 등이 예시된다.
밀봉층(304)은 기판(302)측의 외부로부터 전극(307, 308)을 포함하는 기능층(309)에 대해서 대기가 침입하는 것을 차단하는 것으로, 막두께나 재료를 적당히 선택함으로써 광을 투과 가능하게 되어 있다. 밀봉층(304)을 구성하는 재료로는 예를 들어 세라믹이나 질화규소, 산화질화규소, 산화규소 등의 투명한 재료가사용되며, 그 중에서 산화질화규소가 투명성, 가스 배리어성의 관점에서 바람직하다. 또한, 밀봉층(304)의 두께는 발광층(305)으로부터 사출되는 광의 파장보다 작게 설정되는 것이 바람직하다(예를 들어 O.1㎛).
도시하지 않았지만, 이 유기 EL 장치(301)는 액티브매트릭스형이고, 실제로는 복수의 데이터선과 복수의 주사선이 격자상으로 배치되며, 이들 데이터선이나 주사선으로 구획된 매트릭스상에 배치된 화소마다, 스위칭 트랜지스터나 드라이빙 트랜지스터 등의 구동용 TFT를 통하여 상기의 기능층(309)이 접속되어 있다. 또한, 데이터선이나 주사선을 통하여 구동 신호가 공급되면 전극간에 전류가 흘러, 기능층(309)의 발광층(305)이 발광하여 기판(302)의 외면측으로 광이 사출되어, 그 화소가 점등한다.
또한, 유기 EL 장치(301) 중, 기능층(309)을 사이에 두고 밀봉층(304)과 반대측의 표면에도, 전극(307, 308)을 포함하는 기능층(309)에 대해서 대기가 침입하는 것을 차단하는 밀봉부재(310)가 형성되어 있다.
이상 설명한 유기 EL 장치(301)의 기능층(309), 즉 발광층(305), 정공 주입층(306) 등의 형성 재료를, 유기 용매 혹은 분산매로 잉크화(액체 재료화)하고, 이 잉크(액체 재료)를 탱크(81)에 수용하여 교반하고, 그 후 여과 처리를 행함으로써, 상술한 바와 같이 노즐 막힘 등의 불편의 발생을 방지하면서, 초기 특성이나 수명 특성이 향상된 유기 EL 장치(301)를 제조할 수 있다.
상기 유기 EL 장치를 구비한 전자 기기의 예에 대해서 설명한다.
도 7은 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 7에서, 부호 1000은 휴대 전화 본체를 나타내며, 부호 1001은 상기의 유기 EL 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 8은 손목시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 8에서, 부호 1100은 시계 본체를 나타내며, 부호 1101은 상기의 유기 EL 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 9는 워드프로세서, 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 9에서, 부호 1200은 정보 처리 장치, 부호 1202는 키보드 등의 입력부, 부호 1204는 정보 처리 장치 본체, 부호 1206은 상기의 유기 EL 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 7~도 9에 나타낸 전자 기기는 상기 실시 형태의 유기 EL 장치를 표시부로서 구비하고 있으므로, 이들 전자 기기 자체도, 특히 그 표시부의 초기 특성이나 수명 특성이 양호한 것으로 된다.
다음에, 잉크(액체 재료)에 여과 처리를 실시한 경우의 효과를 확인하기 위한 실험 및 결과에 대해서 설명한다.
우선, 유기 EL 장치의 정공 주입층을 형성하기 위하여, ITO 기판상에, 기능층(정공 주입층)의 형성 재료를 PEDOT/PSS로 한 잉크(액체 재료)를 성막하고, 이 막상에 알루미늄층을 더 형성했다. 조성비가 다른 잉크를 2종류 사용하여, 잉크의 보존 기간에 대한 소자의 초기 저항치와, 구동 수명을 확인했다.
잉크에 포함되는 유기 용매는 NMP(N-메틸-2-피롤리디논)과, DMI(1,3-디메틸-2-이미다졸리디논)의 2종류를 채용하였다. 또한, PEDOT/PSS에서의 PEDOT와 PSS의혼합비는 1:20으로 설정했다. 잉크의 조성비는 제1 잉크(이하, PEDOT1으로 표기함)를 PEDOT/PSS:NMP:DMI=22.4:27.6:50으로 하고, 제2 잉크(이하, PEDOT2로 표기함)를 PEDOT/PSS:NMP:DMI=14:22:50로 설정했다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 잉크를 생성한 후의 보존 기간이 장기간으로 됨에 따라서, PEDOT1,2는 모두 소자의 초기 저항치가 상승함을 알았다. 또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 잉크의 보존 기간이 장기간으로 됨에 따라서, PEDOT1,2는 모두 소자의 수명이 저하함을 알았다. 이것은 일부의 PEDOT/PSS로부터, PSS와 수분이 유기 용매의 NMP와 DMI 중에 용해하여, 성분이 용해한 PEDOT/PSS가 응집한 클러스터가 발생한 것에 기인하여, 원료 전체의 성분 구성이 변화한 것을 의미한다.
다음에, 상기의 PEDOT1,2에 대해서 여과 처리를 행함으로써, 잉크중에 생성된 클러스터를 제거했다. 여과 장치에 구비한 필터의 여과 사이즈는 0.2㎛이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 여과 용기(90)내의 교반후의 잉크가 유입하는 영역(100)에서, 생성된 클러스터는 필터(91)에서 포획된다. 또한, PSS와 수분을 용해하지 않는, 정상적인 PEDOT/PSS는 필터(91)을 통과하여, 잉크젯 헤드(20)에 접속되는 영역(101)으로 이동할 수 있다.
이것에 의해, 보존 기간이 25일째의 PEDOT1 및 PEDOT2를 사용하여 형성된 막의 초기 저항치는 PEDOT2와 PEDOTl를 비교하면 초기 저항치가 약 23분의 1로 되었다. 특히, 구동 수명은 잉크의 교반과 여과 처리를 실시함으로써, 약 5배로 향상했다.
다음에, 본 발명의 이온성 불순물의 제거 방법에 대해서 설명한다.
이 방법은 특히 상기의 잉크젯 장치(IJ)의 잉크젯 헤드(20)로부터 액체 재료, 예를 들어 상술한 바와 같은 유기 EL 장치(301)에서의 기능층(309)의 형성 재료를 포함하는 액체 재료를 토출하기에 앞서 행하여지는 방법이다.
즉, 이 방법에서는 상기 액체 재료에 포함되어 있는 이온성 불순물을, 이온 교환 재료로 이온 교환함으로써 제거하도록 한 방법이다.
이온성 불순물로는 양이온이나 음이온이 있고, 처리 대상으로 되는 액체 재료에 따라 이온 교환 재료가 적당히 선택되어 사용된다. 또한, 양이온으로는 각종의 금속 이온을 들 수 있고, 구체적으로는 주기율표 Ia족, IIa 족, VIa 족, VIIa 족, 및 IIb 족에 속하는 금속의 이온을 들 수 있다. 또한, 음이온으로는 황산 이온(SO4 2-), 포름산 이온(HCO2 -), 옥살산 이온(C2O4 2-), 초산 이온(CH3COO-) 등의 무기 이온 및 유기 이온을 들 수 있다.
이온 교환 재료로는 이온 교환 수지나 무기 이온 교환 재료가 사용되며, 또 기계적인 여과 기능도 갖는 이온 교환 재료도 적합하게 사용된다.
이온 교환 수지로서, 특히 양이온 제거용의 것, 즉 양이온 교환 수지의 예로는, 강산성 이온 교환 수지, 약산성 이온 교환 수지, 중금속을 선택적으로 제거할 수 있는 킬레이트 수지 등이 있고, 이들은 예를 들어 스티렌계, 메타크릴계, 아크릴계 등의 각종 폴리머의 주쇄에, -SO3M, -COOM, -N=(CH2COO)2M 등의 각종의 관능기가 도입되어 된 것이다. 또한, 관능기에 대해서는, 양이온 교환 수지의 종류 등에따라 적당히 선택된다.
한편, 음이온 제거용의 것, 즉 음이온 교환 수지의 예로는 최강염기성 음이온 교환 수지, 강염기성 음이온 교환 수지, 중염기성 음이온 교환 수지, 약염기성 음이온 교환 수지 등이 있고, 이들은 예를 들어 스티렌계, 아크릴계 등의 각종 폴리머의 주쇄에, 제4급 암모늄 염기, 제3급 아민 등의 각종의 관능기가 도입되어 된 것이다. 또한, 관능기는 음이온 교환 수지의 종류 등에 따라 적당히 선택된다.
이들 이온 교환 수지는 섬유상, 혹은 이 섬유로 되는 직포, 부직포, 또 입상의 것이나 각종의 형상으로 성형되어 되는 성형체로 사용되며, 섬유상의 것이나 직포, 부직포로 되는 필터상의 것, 또는 입상의 것 등은 예를 들어 도 1에 나타낸 잉크젯 장치(IJ)에서, 특히 도 5에 나타낸 여과 장치(82)에 필터(91) 대신에 충전되어 사용된다. 이와 같이 필터(91) 대신에 이온 교환 수지를 충전함으로써, 이 여과 장치(82)는 이온성 불순물 제거 장치로서 기능하게 된다.
즉, 예를 들어 유기 EL 장치의 기능층 형성 재료, 예를 들어 정공 주입층의 형성 재료나 발광층 형성 재료를 유기 용매에 용해하고, 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 이 이온성 불순물 제거 장치(여과 장치(82))에 통과시킴으로써, 이 액체 재료중의 이온성 불순물, 예를 들어 발광층 형성 재료나 정공 주입층 형성 재료에 유래하는 금속 이온이나, 정공 주입층의 형성 재료인(PEDOT/PSS) 중의 폴리스티렌설폰산에서 유래하는 황산 이온(SO4 2-)을 이온 교환하여 제거할 수 있다.
또한, 무기 이온 교환 재료는 금속 산화물 등 금속염으로 되는 것으로, 양이온을 흡착하여 이온 교환하는 타입과 음이온을 흡착하여 이온 교환하는 타입과, 양이온, 음이온을 모두 흡착하여 이온 교환하는 타입이 있다.
양이온을 이온 교환하는 타입의 무기 이온 교환 재료로는 오산화 안티몬(Sb2O5)의 수화물(예를 들어, 토아코우세이㈜제의 IXE[등록상표]-300)이나 인산 티탄(예를 들어, 토아코우세이㈜제의 IXE[등록상표]-400), 인산 지르코늄(예를 들어, 토아코우세이㈜제의 lXE[등록상표]-100) 등이 있다. 특히, 오산화 안티몬의 수화물은 Na 이온에 대한 흡착 선택성이 높으므로, 상기 정공 주입층의 형성 재료(PEDOT/PSS)를 함유한 액체 재료에 대한 무기 이온 교환 재료로서 적합하다. 왜냐하면, 정공 주입층 형성 재료에는 이온성 불순물로서 Na 이온이 많이 함유되어 있기 때문이다.
또한, 음이온을 이온 교환하는 타입의 무기 이온 교환 재료로는 함수산화 비스머스(예를 들어, 토아코우세이(주)제의 IXE[등록상표]-500)나 수산화 인산납(예를 들어, 토아코우세이(주)제의 IXE[등록상표]-1000) 등이 있다. 특히 함수산화 비스머스는 황산 이온(SO4 2-)에 대한 흡착 선택성이 높으므로, 상기 정공 주입층의 형성 재료(PEDOT/PSS)를 함유한 액체 재료에 대한 무기 이온 교환 재료로서, 상기 오산화 안티몬의 수화물과 함께 적합하게 사용된다. 즉, 상기 정공 주입층 형성 재료는 분산매로서 폴리스티렌 설폰산을 사용하고 있으므로, 특히 Na 이온이 상기 오산화 안티몬의 수화물로 이온 교환되면, 이것에 의해서 황산 이온이 유리하기 때문이다.
또한, 양이온, 음이온을 모두 흡착하여 이온 교환하는 타입으로는 산화 지르코늄이나 함수산화 지르코늄, 함수산화 티탄, 또 안티몬, 비스머스계의 것(예를 들어, 토아코우세이(주)제의 IXE[등록상표]-600이나 IXE[등록상표]-633) 등이 있다. 이러한 타입의 것을 사용하면, 상술한 본래의 정공 주입/수송층 형성 재료중에 포함되는 Na 이온을 이온 교환하는 동시에, 유리한 황산 이온을 이온 교환함도 기대할 수 있다.
이들 무기 이온 교환 재료는 입상 또는 분말상의 것이고, 앞의 이온 교환 수지의 경우와 마찬가지로, 도 1에 나타낸 잉크젯 장치(IJ)에서, 특히 도 5에 나타낸 여과 장치(82)에 필터(91) 대신에 충전되어 사용된다. 이와 같이 필터(91) 대신에 무기 이온 교환 재료를 충전함으로써, 이 여과 장치(82)는 앞의 이온 교환 수지의 경우와 마찬가지로 이온성 불순물 제거 장치로서 기능하게 된다.
또한, 이들 이온 교환 수지나 무기 이온 교환 수지는 이온 교환능을 갖고, 따라서 이온성 불순물을 선택적으로 제거하도록 되어 있지만, 고형물, 예를 들어 상기의 클러스터를 기계적으로 여과하는 기능은 갖고 있지 않다. 그래서, 특히 이 이온성 불순물의 제거 방법을 디바이스의 제조 방법, 예를 들어 유기 EL 장치의 제조 방법에 적용하기 위하여, 상기의 도 1에 나타낸 잉크젯 장치(IJ)에 사용하는 경우, 상술한 바와 같이 필터(91) 대신에 이온 교환 재료(이온 교환 수지나 무기 이온 교환 재료)를 충전한 여과 장치(82)를 사용하는 동시에, 필터(91)를 충전한 여과 장치(82)도 사용함으로써, 클러스터와 이온성 불순물 양쪽 모두를 제거하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 도 13에 나타내는 바와 같이 탱크(81)에 필터(91)를 충전한 여과 장치(82)를 파이프(80)로 접속하고, 또한 이 여과 장치(82)에, 필터(91) 대신에 이온 교환 재료(이온 교환 수지나 무기 이온 교환 재료)를 충전한 이온성 불순물 제거 장치(82a)를 파이프(80)로 접속함으로써, 클러스터와 이온성 불순물 양쪽 모두를 제거할 수 있다. 즉, 탱크(81)에 저장한 액체 재료(기능층 형성 재료를 함유하여 되는 액체 재료)에 대해서, 그 중에 포함되는 클러스터 등의 고형물을 여과 장치(82)에서 기계적으로 여과하고, 또한 이온성 불순물 제거 장치(82a)로 이온성 불순물도 더 제거함으로써, 충분히 정제된 액체 재료를 형성할 수 있다. 따라서, 이 액체 재료를 잉크젯 헤드(20)로부터 토출함으로써, 양호한 기능층을 형성할 수 있고, 이것에 의해 클러스터나 이온성 불순물이라는 불순물에 기인하여 기능층의 기능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 필터(91)를 충전한 여과 장치(82)에서, 필터(91)의 상측 또는 그 하측에 이온 교환 재료(이온 교환 수지나 무기 이온 교환 재료)를 설치함으로써, 한개의 여과 장치(82)에 이온성 불순물의 제거 기능도 부가할 수 있다. 따라서, 이것을 사용하여도 양호한 기능층을 형성할 수 있고, 이것에 의해 클러스터나 이온성 불순물이라는 불순물에 기인하여 기능층의 기능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이온 교환 재료로는, 상기의 이온 교환 수지나 무기 이온 교환 재료 대신에, 기계적인 여과 기능을 갖는 이온 교환 재료를 사용할 수도 있다. 이 여과 기능을 갖는 이온 교환 재료로는 예를 들어 폴리에틸렌 다공질막에 양이온 교환기 혹은 음이온 교환기를 화학적으로 부착한 필터가 사용되며, 구체적으로는 니폰볼㈜제의 이온크린[상품명] 등이 적합하게 사용된다. 이것은 폴리에틸렌막의 미세한 구멍 내부에 이온 교환기를 부착한 것으로, 대류(對流) 지원 효과에 의해, 액체 재료중으로부터 이온성 불순물로 되는 금속 이온을 신속히 제거하는 것이다.
또한, 셀룰로오스 섬유, 산으로 세정한 규조토 및 레진으로 되는 것이나, 이들에 강이온 교환 수지를 함유시켜 되는 것을 사용할 수 있다. 그 경우, 구체적으로는 니폰폴㈜제의 이온크린[상품명] 등이 적합하게 사용된다.
이들 이온 교환 재료, 즉 기계적인 여과 기능을 갖는 이온 교환 재료는, 이것을 도 1에 나타낸 잉크젯 장치(IJ)에서, 특히 도 5로 나타낸 여과 장치(82)에 필터(91) 대신에 충전하여 사용할 수 있다. 이와 같이 필터(91) 대신에 여과 기능을 갖는 이온 교환 재료를 충전함으로써, 이 여과 장치(82)는 단지 이온성 불순물 제거 장치로서 기능할 뿐만 아니라, 클러스터 등의 고형물을 기계적으로 여과하는 기능을 갖는 것으로 된다.
따라서, 이 여과 장치(82)(필터(91) 대신에 기계적인 여과 기능을 갖는 이온 교환 재료를 충전한 것)에 액체 재료, 예를 들어 상기의 유기 EL 장치의 기능층 형성 재료를 함유한 액체 재료를 통과시킴으로써, 이 액체 재료중의 이온성 불순물은 물론, 클러스터 등의 고형물도 동시에 제거할 수 있다. 따라서, 이 액체 재료를 잉크젯 헤드(20)로부터 토출함으로써, 양호한 기능층을 형성할 수 있고, 이것에 의해 클러스터나 이온성 불순물 등의 불순물에 기인하여 기능층의 기능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명의 이온성 불순물의 제거 방법을 특히유기 EL 장치에서의 기능층(발광층, 정공 수송층)의 형성에 적용하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 액정 장치나 반도체 장치 등 각종의 디바이스에서의 각종 기능층의 형성 재료나, 각종의 약품 등, 액적 토출 헤드로부터 토출되는 모든 액체 재료에 대한 정제에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 초기 특성이나 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법 및 유기 EL 장치의 제조 장치, 전자 기기, 또한, 이온성 불순물의 제거 방법을 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 한쌍의 전극간에 적어도 발광층을 가져서 되는 기능층을 구비한 유기 EL 장치의 제조 방법으로서,
    기판에 대해서 액적 토출 헤드로부터, 상기 기능층의 형성 재료를 용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출함으로써, 상기 기능층을 형성하는 공정을 포함하며,
    상기 기능층을 형성하는 공정은 상기 액체 재료를 용기에 수용하고,
    상기 용기로부터 상기 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드에 공급하기 전에, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고,
    상기 클러스터가 제거된 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드로부터 토출하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터는 상기 액체 재료가 여과됨으로써 제거되는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기능층은 정공 주입층을 포함하며,
    상기 기판에 대해서 액적 토출 헤드로부터, 상기 정공 주입층의 형성 재료를용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출함으로써, 상기 정공 주입층을 형성하는 공정을 포함하며,
    상기 정공 주입층을 형성하는 공정은 상기 액체 재료를 용기에 수용하고,
    상기 용기로부터 상기 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드에 공급하기 전에, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터를 제거하고,
    상기 클러스터가 제거된 액체 재료를 상기 액적 토출 헤드로부터 토출하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터를 제거하기 전에, 상기 용기내에서 상기 액체 재료를 교반하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터는, 상기 기판상에 형성되는 기능층의 형성 재료가 토출전의 상기 액체 재료중에서 응집하여 생성된 고형물인 유기 EL 장치의 제조 방법.
  6. 한쌍의 전극간에 적어도 발광층을 가져서 되는 기능층을 구비한 유기 EL 장치의 제조 장치로서,
    기판에 대해서 상기 기능층의 형성 재료를 용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시켜 되는 액체 재료를 토출하는 액적 토출 헤드와,
    상기 액체 재료를 수용하고, 상기 액적 토출 헤드에 접속 가능하게 설치된 용기와, 상기 용기와 상기 액적 토출 헤드 사이에 설치되며, 상기 액체 재료에 포함되어 있는 클러스터의 제거 장치를 구비하는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제거 장치는 여과 장치인 유기 EL 장치의 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 용기와 상기 액적 토출 헤드 사이에, 이온성 불순물 제거 장치가 설치되어 있는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제거 장치의 적어도 일부는 이온 교환체로 형성되어 있는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 용기에는 교반 장치가 설치되어 있는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 용기에는 초음파 장치가 설치되어 있는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  12. 전자 기기로서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항 기재의 제조 방법에 의해서 얻어진 유기 EL 장치, 또는 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항 기재의 제조 장치에 의해서 제조된 유기 EL 장치를 구비한 전자 기기.
  13. 이온성 불순물의 제거 방법으로서,
    액적 토출 헤드로부터 액체 재료를 토출하기에 앞서,
    상기 액체 재료에 포함되어 있는 이온성 불순물을, 이온 교환 재료로 이온 교환함으로써 제거하는 이온성 불순물의 제거 방법.
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