WO2011049224A1

WO2011049224A1 - 有機ｅｌ装置用基板およびそれを用いた有機ｅｌ装置の製造方法

Info

Publication number: WO2011049224A1
Application number: PCT/JP2010/068780
Authority: WO
Inventors: 正敏降幡; 聡雨宮
Original assignee: 住友化学株式会社
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2011-04-28
Also published as: TW201141307A; JP2011090909A

Abstract

本発明は、有機ＥＬ装置用基板を提供する。該有機ＥＬ装置用基板は、複数の画素電極列が互いに平行に形成された支持基板と、前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域と隣の前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域とを区画する隔壁とを備え、前記隔壁と前記画素電極列とは交互にストライプ状に配置され、前記画素電極の間に、前記隔壁同士の間隔を狭くする突出部が、前記隔壁の壁面にその底部から上部に至るまで形成されている。

Description

有機ＥＬ装置用基板およびそれを用いた有機ＥＬ装置の製造方法

　本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下、「有機ＥＬ」と称す。）装置の製造に使用され、支持基板上に、有機ＥＬ層を形成するためのインク塗布領域を区画する隔壁が形成された有機ＥＬ装置用基板およびそれを用いた有機ＥＬ装置の製造方法に関する。

　有機ＥＬ装置は、携帯電話用などとして既に実用化されている。有機ＥＬ装置は、陽極および陰極と、これら電極に挟まれた発光層を含む１層以上の有機ＥＬ層とを有する積層体からなる有機ＥＬ素子を含む。発光層は電圧が印加されて電流が流れると発光する有機化合物で形成される。有機ＥＬ素子は様々な特性を有する。有機ＥＬ素子は薄膜を積層して形成できる。有機ＥＬ素子を用いることにより、表示装置などの装置を極めて薄型に製造できる。
　有機ＥＬ素子は、通常、支持基板上に画素を区画する隔壁が形成された有機ＥＬ装置用基板に、電極と発光層を含む１層以上の有機ＥＬ層とが所定の順序で積層されて製造される。有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子が多数配列されたものである。
　既に実用化されている有機ＥＬ装置においては、各有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層はマスクを用いた真空蒸着法を用いて形成されている。しかし、マスクのたわみによる層のパターニング精度の問題や大型真空装置の必要性による成膜コストの問題などから、真空蒸着法を用いることによる大画面の有機ＥＬ装置の製造は困難と言われている。
　一方で、有機ＥＬ層形成手法として、塗布法の検討もなされている。塗布法は、有機ＥＬ層を構成する成分を含むインク、すなわち有機ＥＬ材料を含むインクを基体に塗布し、これを乾燥等により硬化させて層を形成する方法である。塗布法としては、例えば、インクジェット法（液滴塗布法）、ノズルプリンティング法（液柱塗布法）が挙げられる（特許文献１参照）。インクジェット法によれば、有機ＥＬ材料の塗布量を精密に制御でき、また数ミクロン単位での精密な位置制御が可能であり、インクジェット法は、有機ＥＬ装置の大画面化の技術として、開発されている。ノズルプリンティング法は、吐出ノズルからインクを液柱として連続的に吐出させて、基体にインクを塗布する方法であり、ノズルプリンティング法は、上述のインクジェット法と同様の利点に加えて、ノズル孔の閉塞が起こり難いという利点を持つ。
　インクジェット法やノズルプリンティング法などの湿式プロセスを用いた有機ＥＬ層の形成では、基板に多数の有機ＥＬ素子を形成するための塗布パターンに対応した隔壁を設け、インク塗布領域を制御する方法が一般的に採用されている。
　隔壁形状としては、それぞれの画素を格子状に配置するボックス形状の隔壁や、特許文献１で開示されているような塗布方向に平行なストライプ形状の隔壁が知られている。
　ボックス形状の隔壁では画素毎にインクが塗布されるため、塗布量がばらつけば、有機ＥＬ層の厚みのばらつきが画素毎に発生する。ストライプ形状の隔壁では、塗布領域にインクがノズルから連続的に吐出されるため、同じ塗布領域内の画素における層の厚みのばらつきを抑えることができる。

特開２００２−７５６４０号公報

　ストライプ形状の隔壁を用いる場合においては、塗布領域に連続的にインクが塗布されることでインクが平準化して、層の厚みが均一になると考えられたが、実際は、インク塗布層表面の乾燥が進むにつれて、表面におけるインクのまとまろうとする力が強くなり、インクの乾燥方向に向かって、インク塗布層の厚みが徐々に厚くなる傾向にある。よって、ストライプ内の画素においても、乾燥後の有機ＥＬ層の厚みが均一にはなり難く、層の厚みのばらつきを惹起するおそれがある。
　有機ＥＬ層の厚みのばらつきは、各有機ＥＬ素子間の輝度差、すなわち各画素間の輝度差を引き起こす。表示装置としての品質上重要な要素としては、画素間の輝度差が小さいことが挙げられる。従って、この層の厚みのばらつきを抑えることが重要である。
　本発明は、各画素間の輝度差が小さい高い品質の表示装置を与える有機ＥＬ装置用基板および有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。
　本発明の有機ＥＬ装置用基板は、複数の画素電極列が互いに平行に形成された支持基板と、前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域と隣の前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域とを区画する隔壁とを備え、前記隔壁と前記画素電極列とは交互にストライプ状に配置され、前記画素電極の間に、前記隔壁同士の間隔を狭くする突出部が、前記隔壁の壁面にその底部から上部に至るまで形成されている。前記のインクの塗布領域は、発光層を含む１層以上の有機ＥＬ層を形成するためのインクが塗布される領域である。
　塗布領域に塗布されたインクは、塗布領域を区画する隔壁同士の間を流動する。隔壁の突出部が壁面のその上部から底部に至るまで形成されているので、所定間隔から狭くなった隔壁の間を、インクが流量の制限を受けながら流動する。この流量の制限により、インクの乾燥に伴うインクのまとまろうとする力が抑制される。これにより、層の厚みのばらつきを抑止することができる。従って、本発明の有機ＥＬ装置用基板によれば、突出部の形成により、平準化のための流動性を確保しながら、液移動の自由度を抑えることができるので、液面の均一性を図ることができる。結果的に、乾燥後の層の厚みの均一性を図ることができる。
　前記突出部は、前記隔壁同士の間隔で突出部が形成されていない部分の間隔に対して最も狭い部分の間隔の割合が１０％~５０％となるように形成されることが好ましい。前記割合が前記範囲であると、インクの流動性をバランスよく抑制できるため、より均一性の高い層を形成することができる。
　画素電極列におけるそれぞれの画素電極を区画する画素規制層が配置されていることが望ましい。これにより、インク塗布の際に生じ得る画素電極間の空隙発生を抑制するとともに、インクの流動性を抑制する。結果的に、塗布領域内におけるインクの塗布層の厚みむらを少なくすることができる。
　前記突出部が、互いに隣接する前記隔壁の壁面から互いに対向するように形成されていると、インクが隔壁間の塗布領域の中央部を直線的に流動することができる。これにより、液移動の自由度を抑えつつ、十分な流動性を確保することができる。結果的に、乾燥後の層の厚みの均一性をより高めることができる。
　突出部が、互いに隣接する前記隔壁の壁面から互いに対向するように形成されている場合に、画素規制層が、突出部の底部同士を接続するように配置されているのが望ましい。インクの流れは、隔壁の底部付近を流れる低層側のインクの流れと、隔壁の上部付近を流れる高層側のインクの流れとに大別される。隔壁の突出部が、壁面上部に至るまで形成されているので、高層側では、インクの液移動の自由度を抑えつつも、流動性が確保される。一方で、隔壁の突出部および画素規制層の存在により、低層側では、インクの流動がより抑制される。インクの塗布は、画素電極の表面、あるいは既に形成された有機ＥＬ層の表面と、塗布するインクとの界面近傍、すなわち低層側においては液移動を極力抑えつつ、高層側においては液保持量の平準化が行えることが、液面の均一性を図るうえで望ましい。従って、画素電極上に積層される各種の有機ＥＬ層を更に安定した状態で形成することができる。
　前記突出部は、前記支持基板の垂直方向からみて略円弧状に形成されていると、塗布されたインクは、間隔が狭い空間から広い側の空間にスムーズに誘導され、乾燥に伴うインクのまとまろうとする力の抑制がより有効にはたらく。結果的に、乾燥後の層の厚みの均一性をより高めることができる。
　前記隔壁は有機材料から形成されていることが好ましく、前記画素規制層は無機材料から形成されていることが好ましい。これらにより、有機ＥＬ装置用基板を容易に製造できる。
　本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、本発明の有機ＥＬ装置用基板におけるインクの塗布領域に、有機ＥＬ材料を含有するインクを塗布した後、前記インクを乾燥させて有機ＥＬ層を形成する工程を含む。本発明の有機ＥＬ装置は、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法により製造された有機ＥＬ装置である。
　本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、塗布領域に塗布されたインクの流動性を確保しつつ、インクの流動性の自由度を抑制することができるので、インクを平準化させることができる。従って、塗布領域内の有機ＥＬ層の厚みのばらつきが抑えられた有機ＥＬ装置を製造することができる。本発明の有機ＥＬ装置では、塗布領域内の有機ＥＬ層の厚みのばらつきが抑えられる。

　図１は、本発明の実施の形態の有機ＥＬ装置用基板を示す平面図である。
　図２は、図１に示す有機ＥＬ装置用基板の一部拡大図である。
　図３は、図２に示す有機ＥＬ装置用基板のＡ−Ａ線断面図である。
　図４は、本発明の実施形態に係る突出部および画素規制層の一例を説明する。
　図５は、本発明の実施形態の塗布工程の一例であるノズルプリンティングにおけるノズルとパネル（基板）の移動を示す。
　図６は、塗布工程の一例であるノズルプリンティングにおけるノズルの軌道を示す。
　図７は、本発明の実施形態の塗布工程の一例であるインクジェットにおけるノズルとパネル（基板）の移動を示す。
　図８は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置用基板のインク塗布状態を示す：（Ａ）はインク塗布直後（乾燥前）の断面図、（Ｂ）はインク乾燥後の断面図である。
　図９は、複数色インクの塗布工程におけるノズルの軌道を示す。

　１　有機ＥＬ装置用基板
　２　支持基板
　３　画素電極列
　３１　画素電極
　４　画素規制層
　４１　開口
　４２　凹部
　４３　内周壁面
　５　隔壁
　５１　第１隔壁
　５２　第２隔壁
　５３　突出部
　７１，７２　インク
　Ｓ１　塗布領域
　２０，２１　ノズル
　２２　３連ノズル
　Ｎ_Ｒ，Ｎ_Ｇ，Ｎ_Ｂ　ノズル
　Ｄｄ　有機ＥＬ装置用基板の搬送方向
　Ｉｐ　ノズルの軌道
　Ｎｍ　ノズルの移動方向
　Ｆ１　低層のインクの流れ
　Ｆ２　高層のインクの流れ

（有機ＥＬ装置用基板）
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置用基板について、図面に基づいて説明する。図面における各部材の縮尺は実際の縮尺とは異なる場合がある。本明細書において、「有機ＥＬ層」は、有機ＥＬ材料から形成された層を意味する。「有機ＥＬ材料」は、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層等の有機ＥＬ層を形成する材料を意味する。「有機ＥＬ素子」とは、画素電極および画素電極と対をなす電極と、これら電極の間に挟まれた発光層を含む１層以上の有機ＥＬ層との積層体を意味する。「有機ＥＬ装置」とは、有機ＥＬ素子が２次元に配置された平板状の表示装置を意味する。
　有機ＥＬ装置においては電極のリード線等の部材も存在する。電気配線、電気回路等については、発光素子、表示装置などの技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様が実施可能であり、これらは本発明の説明と直接的には関係ないため、これらの詳細な説明は省略している。
　図１から図３に示すように、本発明の実施の形態における有機ＥＬ装置用基板１は、支持基板２と、支持基板２に形成された互いに平行な複数の画素電極列３と、画素電極列３を構成する画素電極３１を区画する画素規制層４と、発光層を含む有機ＥＬ層を形成するためのインクの塗布領域Ｓ１をストライプ状に区画する第１隔壁５１とを備えている。
　画素とは、画素規制層４で規定された発光領域を意味する。塗布領域Ｓ１とは、隔壁５によって囲まれ、インクが塗布される直線状の領域を意味する。
　支持基板２の構成材料は、電極や有機ＥＬ層を形成する際に化学的に安定であればよい。支持基板２の例としては、ガラス基板、プラスチック基板、高分子フィルム、シリコン基板、金属板、これらを積層したものなどが挙げられる。
　画素電極列３は、画素電極３１が直線状に規則的に並べられた電極列である。画素電極３１のそれぞれは、画素規制層４によって区画されている。画素規制層４は、画素電極列３において、画素電極３１間を区切ればよい。本実施の形態では、画素規制層４は、画素電極３１を囲むように配置されて、画素電極３１を区画している。画素電極３１上には、発光層を含む１層以上の有機ＥＬ層が形成される。有機ＥＬ層のうちの少なくとも１層は発光層であり、他の有機ＥＬ層としては、後述の正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。有機ＥＬ層は、有機ＥＬ材料およびインク溶媒を含む溶液、懸濁液またはコロイド分散液であるインクを使用して形成される。本明細書においては、「溶媒」の用語は、特に断らない限り、有機ＥＬ材料を溶解させる液体および有機ＥＬ材料を分散させる液体の双方を含む概念として用いる。
　画素規制層４は、発光領域を規定すると共に、画素電極３１同士間の絶縁性を確保する目的で配置されている。画素規制層４は、画素電極３１に対応して設けられた略矩形状の開口４１を有する。この開口４１は画素電極３１の電極面を露出させて画素電極３１を区画し、これにより画素電極３１は一定間隔に配列される。画素規制層４における開口４１は、画素電極３１を底面とし、画素規制層４の厚みを壁面とする凹部４２を形成する。画素規制層４を配置することにより、インク塗布の際の画素電極３１間の空隙発生を抑制することもできる。
　画素規制層４の材質は絶縁体であることが望ましい。該材質の例としてＳｉＯ_２などの無機酸化物、ＳｉＮなどの無機窒化物のような無機材料や、ポリイミド、ノボラック樹脂などの耐熱性樹脂材料のような有機材料などが挙げられ、無機材料が好ましい。
　隔壁５は、それぞれの画素電極列３に塗布されるインクが、各列間の塗布領域Ｓ１で混ざり合うことを回避するために配置される。隔壁５の高さは、塗布されたインクを保持するために十分な高さとなるように設計される。
　隔壁５は、電気絶縁性の材料で構成されればよい。該材料としては、例えば、ポリイミド、ノボラック樹脂等の絶縁性樹脂材料のような有機材料が挙げられ、これらは好ましく用いられる。塗布されたインクの塗布領域内への保持性能を高めるため、隔壁の表面に、インクを弾く撥液性を付与してもよい。隔壁の表面に撥液性を付与する方法としては、例えば、隔壁５を構成する成分に撥液性を有する成分を混合する方法や、隔壁５の表面に撥液性の被膜を設ける方法が挙げられる。
　隔壁５は、画素電極３１から構成された画素電極列３に沿って、画素電極列３を一列ずつ区切るように交互に配置されることによりストライプ状に形成された第１隔壁５１と、第１隔壁５１と直交する方向に配置され第１隔壁５１の両端部と接続することにより第１隔壁５１と共に画素電極列３を囲む第２隔壁５２とから構成されている。隔壁５は、画素規制層４上に形成されていてもよいし、基板２の上に形成されていてもよい。
　第１隔壁５１は、後述するノズルプリンティングの場合には、インクを連続塗布する方向（ノズルスキャン方向）に対して平行とすればよい。インクジェットの場合には、第１隔壁５１は、インクを連続塗布する方向（ノズルスキャン方向）に対して平行でもよいし、垂直でもよい。隣接する第１隔壁５１同士の間の距離は、画素のサイズにもよるが、例えば、１０μｍ~１０ｍｍ程度であり、本実施の形態では、隣接する第１隔壁５１同士の間の距離が１５０μｍに設定されている。
　第１隔壁５１には、第１隔壁５１同士の間隔を狭くするために、一対の突出部５３がそれぞれの画素電極３１の間に設けられている。
　ここで、「突出部」は、対向する第１隔壁５１のいずれか一方の壁面または両方の壁面にその底部から上部に至るまで形成されている。これにより、第１隔壁５１同士の間の距離が狭くなっている。突出部５３は、第１隔壁５１と一体化していることが望ましい。
　本実施の形態では、突出部５３は、両方の第１隔壁５１の壁面から互いに対向するように形成されており、さらに突出部５３の底部同士を接続するように画素規制層４が配置されている。
　以下、突出部５３および画素規制層４の一例について、図４（Ａ）を参照しながら説明する。
　突出部５３は、隔壁５として第１隔壁５１および第２隔壁（図示せず）を形成する際に同時に形成されることで、一体化する。突出部５３は、画素電極３１の間の画素規制層４上に形成されていてもよいし、支持基板２の上に形成されていてもよい。
　上述のように突出部５３は、第１隔壁５１の壁面５１ａにその底部から上部に至るまで形成されており、第１隔壁５１の間を流動するインクの自由度、特に第１隔壁５１の間の高層を流動するインクの自由度を抑制する。
　突出部５３は、壁面５１ａにその底部から上部に至るまで、支持基板２の垂直方向（以下、基板垂直方向と称することがある。）からみて略円弧状に形成されている。図４（Ｂ）に示されるように、突出部５３は、山の裾野のなだらかな傾斜面のような略円弧状に形成されていてもよい。
　本実施の形態では、突出部５３は、基板垂直方向からみて略円弧状になるように形成されている。これにより、塗布されたインクは、間隔が狭い空間から広い側の空間にスムーズに誘導されるので、乾燥に伴うインクのまとまろうとする力の抑制がより有効にはたらく。結果的に、乾燥後の層の厚みの均一性をより高めることができる。突出部５３の基板垂直方向からみた形状は、略円弧状に限定されず、形成が容易である点から四角形（即ち、突出部５３が四角柱状）であってもよい。
　本実施の形態では、対向する一対の第１隔壁５１の双方に突出部５３が形成されているが、いずれか一方の第１隔壁５１に突出部５３が形成されていても、高層のインクの流動抑制が可能である。
　ここで、対向する突出部５３と突出部５３との最短距離の割合が、元の間隔、すなわち突出部が形成されていない部分の間隔に対して１０％~５０％となるように突出部が形成されることが好ましい。前記割合がこのような範囲であると、インクの流動性をバランスよく抑制できる。これにより、より均一性の高い層を形成することができる。本実施の形態では、対向する第１隔壁５１の間の間隔が１５０μｍに設定され、対向する突出部５３と突出部５３との最短距離が６０μｍに設定されているので、前記割合は４０％である。
　画素規制層４は、突出部５３の底部同士を接続するように配置されていることが望ましい。この場合、画素規制層４は、第１隔壁５１の間の低層を流れるインクの流動を抑制する層として機能する。ここに、画素規制層４を設けることにより、インク塗布の際の画素電極間の空隙発生を抑制することもできる。
（有機ＥＬ装置の製造方法）
　次に本実施の形態に係る有機ＥＬ装置用基板１を用いた有機ＥＬ装置の製造方法を、図面を参照して説明する。
　図５および図６は、塗布方法の一例であるノズルプリンティング法によるインク塗布工程の様子を示す。図６において、支持基板２、画素電極例３、画素規制層４以外の部材は省略している。支持基板２上に、画素電極列３と、画素規制層４と、隔壁５とが設けられた有機ＥＬ装置用基板１が、図５に示すように、Ｄｄ方向へと搬送される。ノズルプリンティング装置（本体不図示）のノズル２０から、有機ＥＬ層の各層を形成するためのインクが吐出される。ノズル２０は、有機ＥＬ装置用基板１の搬送方向Ｄｄに対し、直交する方向Ｎｍに反復移動する。
　ノズルプリンティング法において、インクは、非断続的に液柱として連続して吐出される。ノズルプリンティング装置は、微小なノズルから液柱状のインクを連続的に吐出することができる。
　図７は、塗布方法の一例であるインクジェット法によるインク塗布工程の様子を示す。図６と同様に、有機ＥＬ装置用基板１においては、支持基板２上に、画素電極列３と、画素規制層４と、隔壁５とが設けられており、これらの図示は省略している。図７に示すように、有機ＥＬ装置用基板１は、Ｄｄ方向へと搬送される。インクジェット装置（本体不図示）の複数のノズル２１から、有機ＥＬ層の各層を形成するためのインクが吐出される。図６において、インクジェットによる塗布方向は、画素電極列３の方向に対して垂直方向であるが、塗布方向は、画素電極列３の方向に対して平行方向であってもよい。
　インクジェット法において、インクは、断続的に液滴として連続して吐出される。インクジェット装置は、微小なノズルからインク液滴を連続的に吐出することができる。
　使用されるインクは、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層等の有機ＥＬ層を形成する材料（有機ＥＬ材料）およびインク溶媒を含む溶液、懸濁液またはコロイド溶液である。上述したが、本明細書においては、「溶媒」の用語は、特に断らない限り、有機ＥＬ材料を溶解させる液体および有機ＥＬ材料を分散させる液体の双方を含む概念として用いる。
　インク溶媒は、有機ＥＬ材料の溶解性や基板との親和性等の条件によって適宜選択される。インク溶媒は、揮発性、有機ＥＬ材料の溶解性または分散性などに関するインク溶媒としての好ましい諸要件を満たすことが好適である。インク溶媒として、好ましくは、水、アルコール溶媒、グリコール溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、含塩素溶媒および芳香族炭化水素溶媒からなる群より選ばれる１種またはこれらの２種以上の混合物である。アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが挙げられる。グリコール溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、メトキシベンゼン等が挙げられる。エステル溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。含塩素溶媒としては、クロロホルム、クロロベンゼン、塩化メチレン等が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等が挙げられる。
　次に、インクの塗布の一例として、ノズルプリンティング法による塗布について詳細に説明する。本発明において塗布はこれに限られず、インクジェット法による塗布であってもよい。ノズルプリンティングにおいては、図５に示すように、ノズル２０の下に有機ＥＬ装置用基板１が搬送され、ノズルがＮｍ方向に反復移動することにより、相対的にノズル２０は図６に示す蛇行する軌道Ｉｐを描くように、有機ＥＬ装置用基板１上を移動する。ノズル２０の軌道Ｉｐは、画素電極列３を長手方向に一列移動した後、次の列へと移動し、新たな画素電極列３を長手方向に移動する。有機ＥＬ装置用基板１が、ノズル２０の下方を通過する際にノズル２０からインクが吐出され、次々に塗布領域Ｓ１にインクが塗布される。
　ノズルプリンティングにおいて、インクは、ノズル２０から非断続的に液柱の状態で連続して吐出されるため、軌道Ｉｐが示すように、インクは塗布領域Ｓ１に連続して塗布され、塗布領域Ｓ１内に広がる。従って、インクは、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、画素電極列３の長手方向に並ぶ複数の画素電極３および画素規制層４の上に非断続的な線状に塗布される。インクの塗布が完了後、乾燥工程において有機ＥＬ装置用基板１は所定の雰囲気下に置かれ、インクから溶媒が蒸発し硬化して乾燥したインク７２の層が形成される。
　以下、図８を参照して、塗布領域Ｓ１内でのインクの流れについて説明する。
　塗布領域Ｓ１に塗布されたインクは、塗布領域Ｓ１を区画する第１隔壁５１同士の間を流れる。このインクの流れを、第１隔壁５１の底部付近を流れる低層のインクの流れＦ１と、第１隔壁５１の上部付近を流れる高層のインクＦ２に大別する。低層のインクの流れＦ１は、画素電極３１を底面とした画素規制層４の凹部４２の内周壁面４３により流動が抑制される。本実施の形態では、画素規制層４が突出部５３を接続するように設けられているので、画素規制層４が、低層のインクの流れＦ１を抑制する障壁として作用する。従って、画素電極３１の表面、あるいは画素電極３１上に既に形成された有機ＥＬ層の表面と、塗布されたインクとの界面について、インクの液移動を極力抑えることができるので、安定した状態で画素電極３１上に各種の有機ＥＬ層を形成することができる。
　隔壁５は十分な高さを有するため、塗布されたインクは隔壁５を越えて隣接する塗布領域Ｓ１に混入し難い。上述のように隔壁５にはインクを弾く撥液処理が施されていてもよい。
　ここで、第１隔壁５１の突出部５３が、第１隔壁５１の壁面５１ａの上部から底部に至るまで形成されているので、高層のインクの流れＦ２は、対向する壁面５１ａの間の所定間隔から突出部５３が向き合うことで狭くなった間を流量の制限を受ける。この流量の制限により、インクの乾燥に伴うインクのまとまろうとする力が抑制される。これにより、塗布領域Ｓ１内で、層の厚みのばらつきを抑止することができる。従って、有機ＥＬ装置用基板１は、突出部５３により、平準化のための流動性を確保しながら、液移動の自由度を抑えることができる。
　さらに、突出部５３は、支持基板２の垂直方向からみて略円弧状に形成されているので、塗布されたインクは、間隔が狭い空間から広い側の空間へスムーズに誘導される。これにより、乾燥に伴うインクのまとまろうとする力の抑制がより有効にはたらく。結果的に乾燥後の層の厚みの均一性をより高めることができる。
　インクの塗布工程に続く、インクの乾燥工程では、塗布されたインクから溶媒が蒸発して除去され、塗布領域Ｓ１に有機ＥＬ材料が固定され有機ＥＬ層が得られる。インクの乾燥温度は使用した溶媒などに応じて適宜選択すればよい。乾燥後、インクを焼成する工程を設けてもよい。
　以上、本発明の有機ＥＬ装置用基板を用いて、単色の有機ＥＬ素子が配列した有機ＥＬ装置を製造する方法を例示した。本発明の有機ＥＬ用装置用基板は、複数色の有機ＥＬ素子が周期的に配列した有機ＥＬ装置の製造にも適用可能である。
　複数色のインクの塗布工程を、図９を参照しつつ説明する。図９中、上述の単色インクの塗布工程で既に説明した事項については、同じ符号を付け、その説明を省略する。
　図９に示すように、インクの供給には、３つのノズル（３連ノズル）２２が備えられた装置が用いられる。３連ノズル２２の各ノズルはそれぞれ、赤色発光材料を含むインクを吐出するノズルＮ_Ｒ、緑色発光材料を含むインクを吐出するノズルＮ_Ｇ、色発光材料を含むインクを吐出するノズルＮ_Ｂである。３連ノズル２２は、当初位置（Ｐ_１）に待機する。所定の位置あわせ完了後、３つのノズルからそれぞれのインクを連続して吐出しながら、移動方向Ｎｍ１に移動する。３連ノズル２２が位置（Ｐ_２）に到達すると、パネル１を搬送方向Ｄｄに移動し、３連ノズル２２が位置（Ｐ_３）に達した時点でパネルの移動を停止する。３連ノズル２２は、移動方向Ｎｍ_３に移動し、位置（Ｐ_４）に達した時点で停止する。このような稼働を繰り返し、順次パネル上の区画領域内の画素電極にインクが塗布される。この塗布は、ノズルプリンティング法でも、インクジェット法でも実施可能である。複数色の有機ＥＬ素子が周期的に配列した画素配列（例えば、有機ＥＬカラーディスプレイの画素配列など）の場合には、複数色の発光領域をまとめて画素と呼び、その中の単色の発光領域について副画素と呼ぶ場合もあるが、この場合、副画素についても同様に、本発明を適用することができる。
（有機ＥＬ素子の構造）
　次に、本発明の製造方法により製造し得る、有機ＥＬ装置に実装される有機ＥＬ素子の構造について、より具体的に説明する。
　有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の電極と、当該電極間に挟まれた発光層を含む有機ＥＬ層とで形成される積層体である。有機ＥＬ素子は、下記に説明するように、発光層以外にも、様々な種類の有機ＥＬ層を設けてよい。層の積層順序等は様々な変形例をとり得る。
　本発明において、有機ＥＬ素子は、下記の有機ＥＬ素子に限定されない。本発明の有機ＥＬ装置の製造方法においては、有機ＥＬ層のうちの少なくとも一層は、インクを使用して、上記実施形態などに示されるように、所定の塗布と乾燥とを含む工程によって形成された層である。他の層は、他の方法により形成されてもよい。
　一般に、有機ＥＬ素子を構成する各有機ＥＬ層は極めて薄いものであり、層形成には各種の成膜方法を採用し得る。以下の説明においては、層形成のことを成膜という場合がある。
　有機ＥＬ素子は、陽極、発光層及び陰極を必須として有するのに加えて、陽極と発光層との間、及び／又は発光層と陰極との間に他の層を有することができる。
　有機ＥＬ素子の陽極としては、陽極を通して発光する素子を製造することができる観点で、光を透過可能な透明電極が好ましい。かかる透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物または金属の薄膜が挙げられる。陽極の材料としては光透過率が高い材料が好適であり、有機ＥＬ層に対応して適宜選択して用いればよい。陽極の材料として具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）からなる群より選ばれる金属酸化物や、金、白金、銀、銅、アルミニウムおよびこれらの金属を少なくとも１種類以上含む合金からなる群より選ばれる金属等が挙げられる。
　陰極の材料としては、仕事関数が小さく発光層への電子注入を容易に行うことができる材料、電気伝導度が高い材料、可視光反射率が高い材料が好適であり、有機ＥＬ層に対応して適宜選択して用いればよい。陰極の材料として具体的にはアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ＩＩＩ−Ｂ族金属およびこれらの金属を少なくとも１種類以上含む合金からなる群より選ばれる金属が挙げられる。
　発光層は、有機化合物を含む。通常、発光層には、蛍光またはりん光を発光する有機化合物（低分子化合物および高分子化合物）が含まれる。発光層は、さらにドーパント材料などを含んでもよい。発光層を形成する材料としては、例えば、以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、およびドーパント材料などが挙げられる。
　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、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
　金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、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、ユーロピウム錯体などの中心金属としてＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅなどの金属またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子としてオキサジアゾール、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有する金属錯体などが挙げられる。
　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、上記色素系材料または金属錯体系材料を高分子化した材料などが挙げられる。
　発光層は、発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパント材料を含有することができる。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。発光層の厚さは、通常約２ｎｍ~２０００ｎｍである。
　有機ＥＬ素子において、発光層は通常１層設けられ、２層以上設けることもできる。２層以上の発光層は、互いに隣接して積層することもできるし、発光層の間に発光層以外の層を設けることもできる。
　次に有機ＥＬ素子における陽極、発光層及び陰極以外の層について説明する。
　陽極と発光層の間に設けることのできる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。正孔注入層及び正孔輸送層の両方が設けられる場合、陽極に近い層が正孔注入層であり、発光層に近い層が正孔輸送層である。正孔注入層、若しくは正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
　正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。正孔注入層を構成する正孔注入層材料としては、特に制限はなく、公知の材料を適宜用いることができる。正孔注入層材料としては、例えばフェニルアミン系材料、スターバースト型アミン系材料、フタロシアニン系材料、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
　正孔輸送層を構成する正孔輸送層材料としては、特に制限はなく、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、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、ポリアリールアミ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（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などが挙げられる。
　陰極と発光層の間に設けることのできる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。電子注入層及び電子輸送層の両方が設けられる場合、陰極に近い層が電子注入層であり、発光層に近い層が電子輸送層である。電子注入層、若しくは電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
　電子注入層を構成する電子注入層材料は、発光層の種類に応じて適宜選択することができる。電子注入層材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を１種類以上含む合金、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を１種類以上含む金属酸化物、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を１種類以上含むハロゲン化物、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を１種類以上含む炭酸化物、これらの混合物などが挙げられる。
　電子輸送層を構成する電子輸送層材料は、特に制限はなく公知のものが使用できる。電子輸送層材料としては、例えば、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、又は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等が挙げられる。
　有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層のさらに具体的な層構成としては、下記の層構成が挙げられる：
ａ）陽極／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
ｂ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｏ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｐ）陽極／発光層／陰極
（ここで、／は各層が隣接して積層されていることを示す。）
　本発明により製造し得る有機ＥＬ装置は、上記の有機ＥＬ素子で構成された画素が複数実装された装置である。電気配線、駆動手段（薄膜トランジスタなど）等の設置については、有機ＥＬ装置の製造における公知の様々な態様を採用し得る。
　本発明により製造し得る有機ＥＬ装置は、面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。
　有機ＥＬ装置を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得る方法としては、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法が挙げられる。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス素子を得るためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置するパッシブマトリックス用基板、あるいは薄膜トランジスタを配置した画素単位で制御を行うアクティブマトリックス用基板を用いればよい。発光色の異なる発光材料を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法を用いることにより、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどとして用いることができる。
　前記面状の発光装置は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。

　本発明によると、突出部の存在により、平準化のためのインクの流動性を確保しながら、液移動の自由度を抑えることができるので、液面の均一性を図ることができ、乾燥後の層の厚みの均一性を図ることができる。本発明においては、有機ＥＬ層を形成するインクの塗布に際し、塗布領域内での液面の均一性が向上し、層の厚みのばらつきが抑えられ、画素間の輝度差が小さくなる。これにより、本発明は、高い品質の有機ＥＬ装置を与える有機ＥＬ装置用基板を提供することができる。
　本発明の有機ＥＬ装置用基板は、ノズルプリンティング法、インクジェット法などのインク塗布によって有機ＥＬ装置を作製するのに好適である。該基板を使用することにより、有機ＥＬ層の厚みのばらつきが抑えられ、画素間の輝度差が小さい高品質の有機ＥＬ装置を得ることができるため、本発明は工業的に極めて有用である。

Claims

　複数の画素電極列が互いに平行に形成された支持基板と、
　前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域と隣の前記画素電極列上に塗布されるインクの塗布領域とを区画する隔壁とを備え、
　前記隔壁と前記画素電極列とは交互にストライプ状に配置され、
　前記画素電極の間に、前記隔壁同士の間隔を狭くする突出部が、前記隔壁の壁面にその底部から上部に至るまで形成されている有機ＥＬ装置用基板。
　前記突出部は、前記隔壁同士の間隔で突出部が形成されていない部分の間隔に対する最も狭い部分の間隔の割合が１０％~５０％となるように形成されている請求項１記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記画素電極列を構成するそれぞれの画素電極を区画する画素規制層が配置されている請求項１または２記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記突出部は、互いに隣接する隔壁の壁面から互いに対向するように形成されている請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記突出部は、互いに隣接する隔壁の壁面から互いに対向するように形成されており、前記画素規制層が、突出部の底部同士を接続するように配置されている請求項３記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記突出部は、前記支持基板の垂直方向からみて略円弧状に形成されている請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記隔壁は有機材料から形成され、
　前記画素規制層は無機材料から形成されている請求項３または５記載の有機ＥＬ装置用基板。
　前記請求項１から７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置用基板におけるインクの塗布領域に、有機ＥＬ材料を含有するインクを塗布した後、前記インクを乾燥させて有機ＥＬ層を形成する工程を含む有機ＥＬ装置の製造方法。
　前記請求項８に記載の方法により製造された有機ＥＬ装置。