JP2001237067A

JP2001237067A - 有機発光素子の製造方法

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Publication number: JP2001237067A
Application number: JP2000044437A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Ohata; 公孝大畑; Yoshimasa Fujita; 悦昌藤田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP3891753B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い信頼性と高い表示品位を備えた有機発光
素子の製造方法を提供する。【解決手段】有機発光素子は、隔壁で囲まれた有機層
を陰陽両電極間に挟持する有機発光素子を製造するに際
し、電極上に形成された隔壁の内側に有機層形成用塗液
を注入し、次いで注入された前記塗液を揺動する工程を
含むことを特徴とする製造方法で製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光素子の製
造方法に関し、特にウエットプロセスを含む有機発光素
子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機発光素子は、電気信号に対する高速
応答性を有し、自発光であるため視認性が高く、また有
機材料を主たる原料としているために分子設計が幅広く
行えるとともに多色化が容易であるという利点を有す
る。また、完全固体素子であるため、耐衝撃性に優れる
とともに取り扱いが容易であるなどの優れた特性を有
し、面光源やディスプレイあるいはプリンターの光源へ
の応用が進められている。

【０００３】有機発光素子は、第一電極と第二電極に有
機層が挟持された基本構成を有し、有機層の形成は、乾
式法または湿式法が用いられる。中でも湿式法による有
機層の形成は、素子の作製が容易なため注目されてい
る。このような湿式法による素子の作製は、基板上に第
一電極が形成され、次いで、隔壁が第一電極上に形成さ
れた後、隔壁の内部に塗液が注入され、注入された塗液
が固化して有機層が形成される。さらに、有機層の上に
第二電極が形成される。有機層を形成する有機材料は、
一般に湿気や熱に対する耐久性が低いため、有機層を封
止する構造とすることにより、有機発光素子の動作の信
頼性の向上を図っている。

【０００４】特開平１０−１２３７７号公報あるいは、
「ＳＩＤ99 DIGEST 」( ｐｐ376 〜379 ）には、ウエッ
トプロセスにより製造される有機発光素子を用いてフル
カラーディスプレイを製造する際に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光層をインクジェット
法を用いて形成する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット法など
を用いたウエットプロセスで有機発光素子を製造する際
の問題点は、例えば、図１１に示すように、隔壁４の隅
部まで有機層３が行き渡らなかったり、有機層３中に気
泡１００が混入したりすること、さらに、図１２の
（ａ）に示すように、有機層３表面の周縁部分に凹部が
形成されたり、図１２の（ｂ）に示すように、中央部分
が盛り上がったりして平坦な有機層３が形成されないこ
とである。このような有機層の不均一性は、画素間のク
ロストークを招き、非発光部や発光のムラを生じる。し
たがって有機発光素子としての信頼性やディスプレイと
しての表示品位を低下させる。

【０００６】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、高い信頼性と高い表示品位を備えた有機
発光素子を製造する方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、隔壁
で囲まれた有機層を陰陽両電極間に挟持する有機発光素
子を製造するに際し、電極上に形成された隔壁の内側に
有機層形成用塗液を注入し、次いで注入された前記塗液
を揺動する工程を含むことを特徴とする有機発光素子の
製造方法が提供される。

【０００８】すなわち、有機発光素子を製造する際、電
極上に形成された隔壁の内側に有機層形成用塗液（以
下、「塗液」と称する）を注入（塗布）する工程を含む
場合に、注入された塗液を揺動する工程を加えることに
より、注入された塗液中に生じた気泡を除去し、画素の
隅々にまで塗液を行き渡らせ、形成される有機層を平坦
化することができる。よって、画素間のクロストークを
防止し、非発光部や発光ムラの発生を抑えることができ
るので、動作時の高い信頼性と高い表示品位を備えた有
機発光素子を製造することができる。

【０００９】この発明における塗液とは、隔壁の内側に
注入（塗布）された後、乾燥・固化して有機層を形成す
る有機材料液を意味する。この発明における「塗液を揺
動する」工程とは、電極上に形成された隔壁の内側に注
入された塗液のみを直接的に揺動する工程、あるいは電
極上に形成された隔壁の内側に注入された塗液を基板、
電極および隔壁ごと揺動し、それによって前記の有機層
形成用塗液を間接的に揺動する工程を意味する。塗液を
揺動する強さは、この発明の効果を保証する程度であれ
ば特に限定されるものではなく、また注入された塗液を
全体にわたって隈なく揺動させることは必ずしも必要で
はない。ただし、注入された塗液が乾燥しきる前に揺動
する必要がある。

【００１０】塗液を揺動する方法としては、往復振と
う、旋回振とう、傾斜揺動が挙げられる。この発明にお
いて、往復振とうは往復動による揺動を、旋回振とうは
回転と上下動による揺動を、傾斜揺動は隔壁の内側に注
入された塗液の一端側を上下動させる揺動、あるいは両
端側を交互に上下動させる揺動をそれぞれ意味する。ま
た、塗液を揺動する揺動発生源としてミキサーまたは超
音波発振器を用いることもできる。

【００１１】塗液の揺動は、注入された塗液を移動させ
ながら、例えば、隔壁の内側に注入された塗液を基板ご
と、次の加工工程へ移動させる工程の中で行うこともで
きる。塗液が、２０℃での蒸気圧が５０ｍｍＨｇを超
えない溶媒を含んでおれば、塗液の乾燥を抑え、塗液の
注入手段における塗液の目詰まりを防止できる。塗液は
インクジェット法またはノズル噴射法もしくは凸版印刷
法により隔壁の内側に注入することができる。インクジ
ェット法は、ピエゾ振動子などを用いて液滴を口部から
吐出させる方法であって、吐出液量の精密な制御が可能
である点で好ましい。ノズル噴射法は、微細な口径を有
するノズルあるいはニードルから塗液を吐出させる方法
であって、吐出機構が簡略化できる点で好ましい。凸版
印刷法では、大面積への注入が容易でかつ素早く行うこ
とができる点で好ましい。

【００１２】一度に注入される塗液の体積が、塗液が注
入される隔壁の内側部分の体積よりも小さくなるよう設
定することにより、注入された塗液が揺動などにより隣
接する隔壁の内側部分（画素部分）に混入するのを防止
できる。有機層形成用塗液が注入される隔壁の隅部が、
角を取られてなるよう構成することにより、塗液の揺動
が隔壁の隅部にも容易に伝播され、各画素部分において
塗液が偏りなく揺動される。

【００１３】この発明による有機発光素子の製造方法を
用いて製造される有機発光ディスプレイ装置としては、
様々な表示装置における文字あるいは画像表示装置、パ
イロットランプなどの表示灯が挙げられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１から図５を参照して、
この発明の有機発光素子の製造方法の実施の形態を説明
するが、この実施の形態によってこの発明が限定される
ものではない。図１は、この発明の有機発光素子の基本
的な構造を示す。

【００１５】図１において、有機発光素子１０は、基板
１、第一電極２（例えば、陽極）、有機層３、第二電極
５（例えば、陰極）および封止用の基板６が、この順に
積層されてなり、有機層３が隔壁４によって区画形成さ
れ、少なくとも１つの画素（ピクセル）を形成する。

【００１６】基板１としては、石英基板、ガラス基板、
あるいはエポキシ系もしくはアクリル系の樹脂等の高分
子材料からなるプラスチック基板等が使用されるが、従
来の有機発光素子に使用されているものであれば、特に
限定されるものではない。基板１および６は、有機発光
素子１０を支持および／または封止し、少なくとも第一
電極２あるいは第二電極５のいずれかの片側に配設され
る。基板１および６により、外気中の水分や酸素が有機
層３に侵入するのを防ぐだけでなく、電圧印加時に発生
するジュール熱を拡散することにより有機層３が劣化す
るのを抑えることができる。なお、基板１および６に、
例えば、偏光板、ブラックマトリックスなどを組み合わ
せることによりコントラストを向上させることができ
る。

【００１７】第一電極２は、第二電極５とともに陰陽両
極を形成する電極対の一方であり、透明性導電性材料で
あることが好ましい。基板１および第一電極２が透明で
ある場合は、有機層３からの発光が基板１側から出射さ
れるので、発光効率を高めるためには、第二電極５が反
射電極であること、あるいは第二電極５の有機層３と隣
接しない側に反射膜を有することが好ましい。逆に、第
二電極５を透明材料で構成して、有機層３からの発光を
第二電極５側から出射させることもできる。この場合に
は、第一電極２が反射電極であること、基板１が反射基
板であること、あるいは第一電極２と基板１との間に反
射膜を有することが好ましい。

【００１８】透明電極としては、ＣｕＩ、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ₂、ＺｎＯ、ＣｕＡｌＯ₂等が例示され、あるいは導
電性有機薄膜、例えば、ポリアニリン薄膜、ポリチオフ
ェン薄膜からなるものが好ましい。また、反射電極とし
ては、アルミニウム、カルシウム等の金属、マグネシウ
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が使用される。

【００１９】有機層３は、少なくとも有機材料を含み、
有機材料は低分子のみ、高分子のみ、あるいは高分子と
低分子からなる公知の有機発光素子用材料を用いること
ができる。有機層３を形成するための好ましい材料のう
ち、低分子材料としては、トリフェニルアミン化合物や
クマリン誘導体、ブタジエン誘導体、キナクリドン誘導
体、スチリルアリーレン誘導体、ペリレン誘導体、オキ
サゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール
誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、金属錯体類などが
挙げられる。また、高分子材料としては、ポリビニルカ
ルバゾール（ＰＶＫ）や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、ポリトリフェニルアミン
化合物、ポリフルオレン誘導体などが挙げられるが、こ
れらに限定されない。

【００２０】塗液は、有機層形成用材料が溶解あるいは
分散されてなる。塗液が揺動する工程の開始前に乾燥し
たり、ノズル、ニードル、インクジェットヘッドなどの
塗布装置の目詰まりを防止するために、低蒸気圧の溶
媒、具体的には２０℃における蒸気圧が５０ｍｍＨｇ以
下、より好ましくは１０ｍｍＨｇ以下の低蒸気圧の溶媒
が用いられる。また、塗液には、ｐＨ調整剤や粘度調整
剤などの添加剤が添加されていてもよい。

【００２１】前記の溶媒としては、従来の溶媒を用いる
ことができるが、これらの溶媒中には、低蒸気圧の溶
剤、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、
ホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘ
キサン、１−プロパノール、オクタン、ノナン、デカン
等が含まれることが好ましい。また、トルエン、ジメチ
ルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、キシレン、ニトロベンゼ
ン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、あるいは
水が前記溶媒として挙げられる。

【００２２】有機層３は、必要に応じて、単層あるいは
積層とすることができ、そのうちの少なくとも１層をウ
エットプロセスにて成膜する場合、有機層３は隔壁４内
に注入された塗液が固化して形成される。有機層３の構
成としては、例えば、第一電極／キャリア輸送性発光層
／第二電極、または第一電極／ホール輸送層／電子輸送
性発光層／第二電極、あるいは第一電極／ホール輸送層
／発光層／電子輸送層／第二電極などの構造が挙げられ
る。

【００２３】隔壁４は、両電極２、５間のリークやクロ
ストークの防止、画素間の有機材料の混合の防止を図る
とともに、塗液揺動時の有機材料の混合を防ぐブロック
膜としてあるいはフォトマスク蒸着時の基台として機能
し、その大きさ、形状は特に限定されるものではない。
隔壁４は、その一部が電極の一部と接していてもよい
し、隔壁４が電極の一部を完全に囲う形状であってもよ
い。また、隔壁４は、その機能に応じて材料の種類やそ
の数あるいは形状を変えることが好ましく、単層あるい
は多層からなる構成とすることができる。

【００２４】これらの隔壁４は、有機、無機いずれの材
料も使用することができるが、後記の塗液に対して溶
解、変形あるいは変質し難い性質を有する材料からなる
ものが好ましい。これは、隔壁４の溶解、変形、変質等
により、有機層３にダメージを与えたり、画素のサイズ
が変化して、例えば収縮あるいは膨張して、ディスプレ
イとしての表示品位及び信頼性が低下するのを防止する
ためである。

【００２５】隔壁４を形成するための好ましい材料とし
ては、例えば、ＳｉＯ₂やＳｉＮｘ、Ａｌ₂０₃、イミ
ド系高分子材料、ポジ型またはネガ型レジスト材料など
が挙げられる。また、単純マトリックス型ディスプレイ
を作製するにあたり、隔壁４を形成後、第二電極５を蒸
着法で形成する場合、隔壁４をオーバーハング状、すな
わち、逆テーパー型やＴ字型とすることにより、電極形
成と同時に電極のパターニングができる。

【００２６】隔壁４は、塗液が隔壁４の内側の形状に従
って固化し、有機層３を形成するので、画素は隔壁４の
形状によって決定される。図２の（ａ）〜（ｅ）は、各
画素を形成する隔壁４の隅部４１の形状の一例を示す
（４１ａ〜４１ｅ）水平断面図である。隅部４１の形状
としては、４１ａのように単に直角に形成されたもの、
４１ｂのように中心に向かって凹状をなす曲線で「角取
り」されたもの、あるいは４１ｃのように中心に向かっ
て凸状をなす曲線で「角取り」されたものであってもよ
い。さらに、４１ｄおよび４１ｅのように、直線で「角
取り」されたものであってもよい。また、四隅の各隅部
４１の「角取り」をそれぞれ異なる大きさにしてもよい
し、あるいはそれぞれ異なる形状にしてもよい。

【００２７】上記のように「角取り」された隔壁４で
は、注入された塗液が隔壁４の隅部に隙間なく行き渡る
とともに、塗液の揺動工程を経て形成される有機層３に
おけるムラの発生を防ぐ点から好ましい形態である。隔
壁４を作製する場合、所望の形状の隅部４１を有する隔
壁４のフォトマスクを準備し、レジスト膜を形成した
後、このフォトマスクを用いてエッチングを行い、所望
の形状の隅部４１を有する隔壁４を形成することができ
る。

【００２８】この発明の有機発光素子１０は、基板１上
に第一電極２が形成され、次いで、隔壁４が第一電極２
上に形成された後、隔壁４の内部に塗液が注入され、注
入された塗液が固化して有機層３が形成される。さら
に、有機層３の上に第二電極５および基板１が形成され
る。

【００２９】図３、図４および図５に基づいて、この発
明の有機発光素子の製造方法の具体例を説明する。な
お、図３、図４および図５の各（ａ）図は塗液の注入工
程を、各（ｂ）図は塗液の揺動工程を、各（ｃ）図は製
造された有機発光素子１０を、それぞれ示す。まず、基
板１上に公知の方法で第一電極２を形成しパターニング
を行う。第一電極２のパターニングによって決定される
各画素のサイズは同一基板内においても同じである必要
はなく、必要に応じて大きさ、形状を変えてもよい。

【００３０】次に、隔壁４を公知の方法、例えば真空蒸
着法、スパッタ法、フォトリソグラフィー法で形成す
る。さらに、隔壁４のパターニングをシャドーマスク
法、フォトリソグラフィー法、印刷法など公知の方法を
用いて形成する。

【００３１】次に、隔壁４の内側に有機層３を成膜する
が、有機層３を成膜する前に、有機層３と第一電極２と
の密着性の向上を図り基板１を洗浄するために、ＵＶ洗
浄、ＵＶ−オゾン洗浄や酸素プラズマ処理など公知の基
板前処理を行うことが好ましい。これらの基板前処理工
程は、有機層３を形成する直前、具体的には有機層形成
用塗液の注入開始前５時間以内、より好ましくは２時間
以内に行われる。基板前処理工程における、ＵＶの波
長、処理時間あるいは使用されるガスの流量等は特に限
定されない。

【００３２】続いて、形成された隔壁４の内側に有機層
３を形成する。有機層３の成膜は、有機層３中の少なく
とも１層をウエットプロセスにて製造するが、公知の蒸
着法やスパッタ法などの乾式による成膜とを組み合わせ
て行っていてもよい。前記のウエットプロセスは、例え
ば、スピンコート法や印刷法、ノズルまたはニードルに
よる塗布、インクジェット法などが挙げられ、公知の塗
液注入装置７を用いて塗液３ａが塗布される（図３、図
４および図５の各（ａ）図を参照）。有機層３の作製時
における気圧および温度は特に限定されず、加温下、あ
るいは加圧もしくは減圧下であってもよい。複数層から
なる有機層３をウエットプロセスにて成膜する場合に
は、一層目を塗布、揺動、乾燥した後に２層目を形成し
てもよい。

【００３３】塗液３ａの塗布の際、一画素部分に一度に
注入される塗液３ａの体積は、塗液３ａが注入される隔
壁の内側部分の体積よりも小さい。すなわち、隔壁４に
より囲まれた画素部分に塗液３ａを一度だけ塗布するな
らば、一回に注入される塗液３ａの量を隔壁４により囲
まれた画素部分の体積よりも小さくし、複数回に分けて
塗布するならば、注入した塗液３ａの総量が隔壁４によ
り囲まれた画素部分の体積よりも小さくなるようにす
る。これにより、塗液３ａの注入時または塗液３ａの揺
動時に塗液３ａが隣接する画素部分に混入するのを防止
できる。

【００３４】塗液３ａの画素部分への塗布は、塗液３ａ
の所定量を一度に塗布してもよいし、複数回に分けて塗
布してもよいが、画素のサイズが大きいときは、複数回
に分けて塗布することが好ましい。また、有機発光ディ
スプレイの製造に関しては、塗液３ａを注入するノズル
は、各発光色で異なるノズルを用いることが好ましい。
また、同一の発光色の塗液３ａを注入する場合には１つ
のノズルでもよいが、製造効率を上げるためには複数の
ノズルを用いることが好ましい。塗液３ａの吐出方式
は、製造する有機発光ディスプレイの発光色の配置によ
り決定されるが、コンティニアスタイプでもよいし、オ
ンデマンドタイプでもよい。また、熱による有機発光材
料の変質あるいは電荷輸送材料の溶解もしくは分散した
液の変質を防止する点から、ピエゾ方式による塗液３ａ
の吐出が好ましい。この発明では、塗液３ａの注入後
に、注入された塗液の揺動を行うため、ノズル、ニード
ル、インクジェットヘッド等の塗液注入口部の大きさあ
るいは形状を大小さまざまな大きさの画素に対応して変
えなくても、１つあるいは少数の塗液注入口部を用い
て、隅々まで均一な有機層３を形成することができる。

【００３５】次いで、図３、図４および図５の各（ｂ）
図に示すように、塗液３ａが隔壁４の内部に注入された
基板１を揺動する（以下、「基板１の揺動」と称す
る）。基板１の揺動により、塗液３ａ中に生じた気泡が
除去され、有機層３が平坦化されるとともに画素の隅々
まで塗液３ａが行き渡るので、有機層３のムラやリーク
を防ぐことができる。

【００３６】図３の（ｂ）図は、旋回による基板１の揺
動を示す。揺動装置８としては、公知のミニウェーブが
挙げられる。この揺動装置８は、回転数が２０００ｒｐ
ｍ以下、傾斜角θが６０°以下であるのが好ましい。図
４の（ｂ）図は、水平および上下方向における往復動に
よる基板１の揺動を示す。揺動装置８としては、公知の
振盪機が挙げられる。揺動装置８は、振盪数が１００回
／分以下であるのが好ましい。図５の（ｂ）図は、旋回
と移動による基板１の揺動を示す。この実施の形態で
は、まず揺動装置８として公知のミニウェーブを用いて
基板１を旋回させた後〔（ｂ1 ）図〕、公知の基板搬送
手段２１に載せて、例えば乾燥槽（図示せず）へと移動
され〔（ｂ2 ）図〕、この移動の際の基板搬送手段によ
る揺動が塗液３ａに付加される。これらの揺動方法は、
それぞれ単独でまたは組み合わせて行ってもよい。

【００３７】この発明では、図示しないミキサーあるい
は超音波発信器を用いて、塗液３ａのみを直接揺動する
こともできる。これらの塗液３ａのみを直接揺動する装
置は、その機構が簡略化される点で好ましい形態であ
る。

【００３８】これらの揺動装置による揺動工程は、塗液
３ａの塗布直後、すなわち、最初に塗布した塗液３ａが
乾燥または固化するまでに行うことが好ましい。塗液３
ａの塗布および揺動は、数画素、色毎あるいは同一有機
材料毎にまとめて行ってもよい。また、揺動時に塗液３
ａが隣接する画素間で混ざり合うのを避けるために、旋
回振とうでは振盪数を１００回／分以下、回転数を２０
００ｒｐｍ以下、傾斜角（θ）を６０°以下とするのが
好ましい。

【００３９】揺動時間は、特に限定されないが、塗液３
ａが乾燥する前に揺動作業を終了することが好ましく、
有機発光素子の作製時間を短縮するために１時間以内と
するのが好ましい。揺動工程は、酸素、水分の影響を減
らすため、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、
特に乾燥窒素下で行うことがより好ましい。また、揺動
工程は、減圧下、大気圧下、加圧下のいずれで行っても
よい。揺動時における雰囲気温度は特に限定されない。

【００４０】続いて、第二電極５を形成する。第二電極
５の形成は、真空蒸着法やスパッタ法、スクリーン印刷
法、塗布法など公知の方法にて行われる。次いで、基板
６で第二電極５の上部の封止を行う。基板６は、図３の
（ｃ）図に示すように、基板１と同様の平板状であって
もよいし、図４の（ｃ）図に示すように、第一電極２、
有機層３、隔壁４を囲むように逆凹状であってもよい。
基板６の形成により、有機発光素子１０が製造される。
なお、上記製造工程では、第一電極２側から有機発光素
子１０の製造を行ったが、第二電極５側から有機発光素
子１０の製造を行ってもよい。

【００４１】次に、図６の平面図を参照しながら有機発
光素子を複数配置して有機発光ディスプレイを形成する
ための有機層３の配置について説明する。有機層３に
は、赤色（Ｒ）発光画素１１、緑色（Ｇ）発光画素１２
及び青色（Ｂ）発光画素１３の３種類があり、本発明の
有機発光ディスプレイとしての有機ＬＥＤディスプレイ
２０は、これら３種類の有機層３を所定の配置パターン
で、あるいはランダムパターンで、マトリックス状に配
置して構成される。

【００４２】図６（ａ）は、上記した各色の発光画素が
隔壁４の短辺で隣接したストライプ状に配列されてなる
〔ストライプ配列〕。図６（ｂ）は、上記した各色の発
光画素が隔壁４の角で隣接してモザイク状に配列されて
なる〔モザイク配列〕。図６（ｃ）は、有機層３（隔壁
４）が蛇行し、かつ上記した各色の発光画素が千鳥状に
配列されてなる〔デルタ配列〕。さらに、有機ＬＥＤデ
ィスプレイ２０としては、図６（ｄ）に示すように上記
した各色の発光画素が規則的に配列されたもの〔スクウ
ェア配列〕あるいは、図６（ｅ）に示すように上記した
各色の発光画素が長いストライプ状に配列されてなる
〔長いストライプ配列〕も例示される。これらの発光画
素の配列において、赤色（Ｒ）発光画素１１、緑色
（Ｇ）発光画素１２及び青色（Ｂ）発光画素１３の配列
数は、必ずしも、１：１：１の比でなくともよい。ま
た、各画素の面積は、同一であってもよいし、各画素で
異なっていてもよい。また、３種類（３色）でなく、１
種類（１色）であってもよい。

【００４３】上記の画素の形状は、隔壁作製時に隔壁を
所望の形に形成することで形成可能であり、この隔壁の
形成方法は、特に限定されないが、例えば、フォトリソ
グラフィー法により隔壁を形成する際に、露光条件、フ
ォトマスクの形状、ベーク温度、ベーク時間等の条件を
適切に制御して作製することが可能であり、また、所望
の隔壁の形状の溝が堀られた型を基板に密着させ、形成
された空間に隔壁形成用の液状の原料を染み込ませ、充
填した後に固定化させることで作製することも可能であ
る。

【００４４】次に、図７及び図８の平面図を参照しなが
ら各画素に対応した第１電極２どうしと第２電極５どう
しの接続方法について説明する。本発明の有機ＬＥＤデ
ィスプレイ２０は、図７に示すように、有機層３を挟持
する第１電極２と第２電極５が共通の基板１上で互いに
直交する斜行ストライプ状の電極構成としてもよい。ま
た、図８に示すように、第１電極２あるいは第２電極５
が、所定のソースバスライン１５及びゲートバスライン
１４で接続される薄膜トランジスタ１６（ＴＦＴ）を介
して第２電極５あるいは第１電極２に接続していてもよ
い。

【００４５】

【実施例】以下、実施の形態の具体例を示すが、これら
の実施例により本発明が限定されるものではない。実施例１まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅１２０μｍ）を
第一電極２とし、その上に、隔壁４を公知のフォトリソ
グラフィー法にて形成した。このとき、隔壁４は、ＯＭ
Ｒ−８３（東京応化製）にて作製した。隔壁４は前記の
ＩＴＯ電極を囲む形状とし、画素のサイズは１００μｍ
×３００μｍ、隔壁４の高さは１μｍとした。続いて、
基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行った後、
ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）前駆体を塗液３
ａとして市販のインクジェットプリンターを用いてすべ
ての画素部分に塗布した。このときに用いた塗液３ａの
溶媒は、水：メタノール＝９５：５であり、２０℃にお
ける蒸気圧は３０ｍｍＨｇであった。また、一画素部分
に塗布した塗液３ａは、２０ｐＬ（ピコリットル）であ
った。

【００４６】次いで、ミニウェーブを用いて基板１を揺
動した。基板１の揺動の条件は、旋回振とうを３０ｒｐ
ｍ、傾斜角１５°、揺動時間１０分であった。続い
て、基板１を窒素気流下で１５０℃、８時間の加熱乾燥
を行うことにより、有機層３としてのＰＰＶ膜（膜厚１
５００Å）を形成した。次に、第二電極５としてＡｌを
真空蒸着法を用いて膜厚２０００Åで成膜し、有機発光
素子１０を製造した。この有機発光素子１０では、ＰＰ
Ｖからの発光が１００ｃｄ／ｍ²であった。また、発光
ムラは見られず、均一な発光がすべての画素について観
察された。なお、基板１を揺動して形成された有機発光
素子１０では、図９に示すように、隔壁４の隅部４１ま
で有機層３が充塞されており、また、その有機層３の表
面は図１０に示すように、平坦なものであった。

【００４７】実施例２前記の実施例１では、基板１の揺動を塗液３ａの塗布直
後だけ行い、塗液３ａの加熱乾燥時には揺動を停止させ
たが、実施例２では、塗液３ａの乾燥中においても揺動
を続けた。これ以外の工程は、実施例１と同様とした。
基板１の揺動の条件は実施例１と同様であり、したがっ
て揺動時間は８時間であった。形成された有機発光素子
１０では、ＰＰＶからの発光が１００ｃｄ／ｍ²であっ
た。また、発光ムラは見られず、均一な発光がすべての
画素について観察され、実施例１と比べ何ら遜色は見ら
れなかった。

【００４８】〔比較例１〕基板１の揺動工程を一切行わ
ずに、それ以外はすべて実施例１と同様の条件で有機発
光素子を形成した。この有機発光素子では、ＰＰＶから
の発光が７０ｃｄ／ｍ²であった。また、画素全体が発
光していない素子もあり、均一性に欠けていた。

【００４９】実施例３まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅１２０μｍ）を
第一電極２とし、その上に、隔壁４を公知のフォトリソ
グラフィー法にて形成した。このとき隔壁４は、ＩＴＯ
を囲む形状とし、その高さは１μｍとした。画素のサイ
ズは、平面形状が１００μｍ×３００μｍと１００μｍ
×１００μｍのものとを同一面内に交互に作製した。次
いで、基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行っ
た後、市販のインクジェットプリンターを用いて、ホー
ル輸送性発光層としてポリビニルカルバゾール（ＰＶ
Ｋ）にクマリン６（５ｗｔ％）を分散したトルエン溶液
を塗液３ａとして、前記の２つのサイズのすべての画素
部分に塗布した。一画素部分に塗布した塗液３ａは、各
画素の体積よりも小さく、その量は８〜２０ｐＬ（ピコ
リットル）であった。

【００５０】次いで、基板１を振とう機を用いて揺動し
た。基板１の揺動は、振とう数１０回／分、振幅６０ｍ
ｍ、揺動時間１０分で行った。次いで、基板１を窒素気
流下で８０℃で２時間加熱乾燥することにより、有機層
３としてのＰＶＫ膜（膜厚１０００Å）を形成した。次
に、真空蒸着法を用いて第二電極５を蒸着した。第二電
極５は、Ｍｇ：Ａｇの共蒸着膜を２０００Å、保護膜と
してＡｇを１０００Åの各膜厚で形成した。製造された
有機発光素子１０では、クマリン６に由来する発光が８
００ｃｄ／ｍ²得られた。また、発光する画素のサイズ
を変えていてもすべての画素が均一に発光し、発光ムラ
は観察されなかった。

【００５１】実施例４まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅１２０μｍ）を
第一電極２とし、その上に、隔壁４を公知のフォトリソ
グラフィー法にて形成した。このとき隔壁４は、ＩＴＯ
を囲む形状とし、その高さは１μｍとした。画素のサイ
ズは、平面形状が１００μｍ×３００μｍと１００μｍ
×１００μｍのものとを同一面内に交互に作製した。次
いで、基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行っ
た後、市販のインクジェットプリンターを用いて、緑色
発光層としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）にクマ
リン６（５ｗｔ％）を分散したトルエン溶液を塗液３ａ
として、前記の１００μｍ×３００μｍのサイズのすべ
ての画素部分に塗布した。一画素部分に塗布した塗液３
ａは、各画素の体積よりも小さく、その量は２０ｐＬ
（ピコリットル）であった。

【００５２】次いで、ミニウェーブを用いて基板１を揺
動した。基板１の揺動の条件は、旋回振とうを３０ｒｐ
ｍ、傾斜角１５°、揺動時間１０分であった。次いで、
基板１を８０℃で２時間乾燥した後、市販のインクジェ
ットプリンターを用いて、赤色発光層としてＰＶＫにＤ
ＣＭ（５ｗｔ％）を分散したトルエン溶液を塗液３ａと
して、前記の１００μｍ×１００μｍのサイズのすべて
の画素部分に塗布した。また、一画素部分に塗布した塗
液３ａは、各画素の体積よりも小さく、その量は８ｐＬ
（ピコリットル）であった。

【００５３】次に、真空蒸着法を用いて第二電極５を蒸
着した。第二電極５は、Ｍｇ：Ａｇの共蒸着膜を２００
０Å、保護膜としてＡｇを１０００Åの各膜厚で形成し
た。製造された有機発光素子１０では、クマリン６に由
来する発光が８００ｃｄ／ｍ²、ＤＣＭに由来する発光
が３００ｃｄ／ｍ²それぞれ得られた。それぞれの画素
は、均一に発光が行われており、発光ムラは観察されな
かった。また、発光色の混合も観察されなかった。

【００５４】実施例５実施例５では、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を塗
液３ａとして用いた。これ以外の条件および工程は、実
施例４と同様とした。有機層３の膜厚は、１０００Åで
あった。作製された有機発光素子１０では、２つのサ
イズの各画素から、クマリン６に由来する発光が８００
ｃｄ／ｍ²得られた。また、基板１内および画素内にお
いて発光ムラは観察されず、実施例４と比較して何ら遜
色のないものであった。

【００５５】〔比較例２〕基板１の揺動を一切行わず
に、それ以外はすべて実施例４と同様の条件で有機発光
素子を形成した。この有機発光素子では、クマリン６に
由来する発光が得られたものの、画素により発光ムラが
観察され均一なものとはならなかった。特に、隔壁４の
幅が３００μｍの画素において発光ムラが顕著であっ
た。この基板１の各画素を顕微鏡で観察すると、画素の
隅において発光が行われていないことが確認された。

【００５６】〔比較例３〕ジクロロメタンを塗液３ａと
して用い、それ以外はすべて実施例４と同様の条件で有
機発光素子を形成した。ジクロロメタンの２０℃におけ
る蒸気圧は３５６ｍｍＨｇであった。また、有機層３の
膜厚は１０００Åであった。この有機発光素子では、ク
マリン６に由来する発光が得られたものの、画素により
発光ムラが観察され均一なものとはならなかった。特
に、隔壁４の幅が３００μｍの画素において発光ムラが
顕著であり、特に先に塗布した画素（緑色発光層）にお
いて顕著であった。

【００５７】実施例６まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅１２０μｍ）を
第一電極２とし、その上に、隔壁４を公知のフォトリソ
グラフィー法にて形成した。このとき隔壁４はＩＴＯを
囲む形状とし、その高さは１μｍとした。画素のサイズ
は、平面形状が１００μｍ×３００μｍのものを作製し
た。次いで、基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄を１５分
間行った後、ホール注入層として銅フタロシアニン（Ｃ
ｕＰｃ）を真空蒸着法にて１００Å成膜した後、市販の
インクジェットプリンターを用いて、ホール輸送性発光
層としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）にクマリン
６（５ｗｔ％）を分散したトルエン溶液を塗液３ａとし
て、前記のすべての画素部分に塗布した。一画素部分に
塗布した塗液３ａは、２０ｐＬ（ピコリットル）であっ
た。

【００５８】次いで、ミニウェーブを用いて基板１を揺
動した。基板１の揺動は、旋回振とう３０ｒｐｍ、傾斜
角１５°、揺動時間１５分で行った。次いで、基板１を
窒素気流下、８０℃で２時間加熱乾燥して、有機層３と
してのＰＶＫ膜（膜厚１０００Å）を形成した。次に、
真空蒸着法を用いて第二電極５を蒸着した。第二電極５
は、Ｍｇ：Ａｇの共蒸着膜を２０００Å、保護膜として
Ａｇを１０００Åの各膜厚で形成した。製造された有機
発光素子１０では、クマリン６に由来する発光が９００
ｃｄ／ｍ²得られた。また、発光ムラは観察されず、基
板１全体から均一な発光が得られた。

【００５９】実施例７まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅１２０μｍ）を
第一電極２とし、その上に、隔壁４を公知のフォトリソ
グラフィー法にて形成した。このとき隔壁４は、ＩＴＯ
を囲む形状とし、その高さは１μｍとした。画素のサイ
ズは、平面形状が１００μｍ×３００μｍのものを作製
した。

【００６０】次いで、基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄
を１５分間行った後、市販のインクジェットプリンター
を用いて、ホール注入層として４，４’，４''−トリス
｛Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ｝
トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）を３００Åの膜厚
で成膜し、次いで、ミニウェーブを用いて基板１を揺動
した。基板１の揺動は、旋回振とう３０ｒｐｍ、傾斜角
１５°、揺動時間１０分で行った。

【００６１】次いで、基板１を真空蒸着機にセットし、
真空蒸着法を用いて、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’
−ビス−（α−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）
−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を４００Åの膜厚
で蒸着し、続いて、トリス（８−ヒドロキシキノリン）
アルミニウム（Ａｌｑ）を６００Åの膜厚で蒸着した
後、続いてＬｉＦを５Åの膜厚で蒸着した。また、一画
素部分に塗布した塗液３ａは、８ｐＬ（ピコリットル）
であった。

【００６２】次に、真空蒸着法を用いて第二電極５を蒸
着した。第二電極５は、アルミニウムの蒸着膜を２００
０Åの膜厚で形成した。製造された有機発光素子１０で
は、Ａｌｑに由来する発光が１２０００ｃｄ／ｍ²得ら
れた。また、発光ムラは観察されず、基板全体から均一
な発光が得られた。

【００６３】実施例８まず、１．１ｍｍの膜厚を有するガラス基板１上に、フ
ォトリソグラフィー法にてストライプ形状にパターニン
グを行ったＩＴＯ（膜厚１６００Å、幅２．１ｍｍ）を
第一電極２とし、その上に隔壁４を公知のフォトリソグ
ラフィー法にて形成した。このとき隔壁４はＩＴＯを囲
む形状とし、その高さは１μｍとした。画素のサイズ
は、平面形状が２ｍｍ×２ｍｍのものを作製した。

【００６４】次いで、基板１に対してＵＶ−オゾン洗浄
を１５分間行った後、市販のディスペンサーを用いて、
ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）前駆体（メタノ
ール水混合溶媒）を塗液３ａとしてすべての画素部分に
塗布した。また、一画素部分に塗布した塗液３ａは２０
０ｐＬ（ピコリットル）であった。次いで、振とう機を
用いて基板１を揺動した。基板１の揺動は、振とう数１
０回／分、振幅６０ｍｍ、揺動時間１５分で行った。

【００６５】続いて、基板１を窒素気流下、１５０℃で
８時間加熱乾燥して、有機層３としてのＰＰＶ膜（膜厚
１２００Å）を形成した。次に、第二電極５としてＡｌ
を真空蒸着法を用いて膜厚２０００Åで成膜し、有機発
光素子１０を製造した。この有機発光素子１０では、１
００ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。また、発光ムラは見
られず、均一な発光がすべての画素について観察され
た。

【００６６】実施例９実施例９では、塗液３ａを揺動する発信源として市販の
超音波ホモジナイザーを用いた。これ以外の条件および
工程は、実施例８と同様とした。製造された有機発光素
子１０では、１００ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。また
発光ムラは見られず、均一な発光がすべての画素におい
て観察され、実施例８と比べ何ら遜色のないものであっ
た。

【００６７】実施例１０実施例１０では、一画素部分に塗布した塗液３ａの量
を、１００ｐＬ（ピコリットル）としてすべての画素部
分に塗布した。これ以外の条件および工程は、実施例１
と同様とした。製造された有機発光素子１０では、塗液
３ａの塗布時および揺動時に有機材料の混合が生じてし
まった。そのため、画素により発光特性（発光量）に差
が生じてしまった。

【００６８】実施例１１ガラス基板１（１．４ｍｍ）上に第一電極２としてＩＴ
Ｏをスパッタ法で成膜（２０００Å）した後、フォトリ
ソグラフィー法を用いてストライプ状にパターニング
（１２０μｍ）を行なった。続いて、隔壁４として感光
性ポリイミド（膜厚１μｍ）でフォトリソグラフィー法
を用いて１００μｍ×３００μｍの画素を作製した。続
いて、インクジェット法によりホール輸送層としてＰＰ
Ｖ前駆体を塗布した後、ミニウエーブにて、加熱乾燥を
しながら揺動した。揺動及び加熱乾燥条件は、旋回振盪
３０ｒｐｍ、傾斜角２０°、温度１５０℃、揺動及び加
熱乾燥時間８時間であった。これにより、５０ｎｍのＰ
ＰＶ層が得られた。このときの塗液は、水：メタノール
＝９５：５であった。また、塗布した塗液量は、２０ｐ
Ｌ（ピコリットル）であった。

【００６９】続いて、凸版印刷法により緑色発光層とし
てポリフルオレンを塗布し、加熱乾燥及び揺動を行なっ
た。揺動及び加熱乾燥条件は、旋回振とう３０ｒｐｍ、
傾斜角２０°、温度８０℃、揺動及び加熱乾燥時間３時
間であった。これにより、５０ｎｍの緑色発光層が得ら
れた。このときの塗液は、キシレンであった。同様に赤
色発光層としてローダミン１０１を分散させたポリフル
オレンを凸版印刷法により画素に塗布し、緑色発光層と
同様に揺動、加熱乾燥を行なった。このときの塗液はキ
シレンであった。これにより５０ｎｍの赤色発光層が得
られた。

【００７０】最後に、電子輸送性青色発光層としてポリ
ジオクチルフルオレンをスピンコート法により青色発光
電子輸送層を４５ｎｍ成膜した。次に、基板を真空蒸着
機にセットし、第二電極５としてカルシウム（１００ｎ
ｍ）、保護膜として銀（１００ｎｍ）をシャドーマスク
法により成膜した。最後に封止用フィルムを真空圧着す
ることにより封止を行なった。この基板に駆動用電源及
び信号を入力したところ、動画表示が可能なフルカラー
ディスプレイが完成した。

【００７１】

【発明の効果】この発明では、有機発光素子を製造する
際、電極上に形成された隔壁の内側に塗液を注入する工
程を含む場合に、注入された有機層形成用塗液を揺動す
る工程を加えることにより、注入された塗液中に生じた
気泡を除去し、画素の隅々まで塗液を行き渡らせ、形成
される有機層を平坦化することができる。よって、画素
間のクロストークを防止し、非発光部や発光ムラの発生
を抑えることができるので、動作時の高い信頼性と高い
表示品位を備えた有機発光素子を製造することができ
る。また、隔壁の内側に塗液を注入する際に、ノズル
（ニードル）またはインクジェットヘッド等の塗液注入
口部の大きさあるいは形状を変えることなく大小さまざ
まな大きさの画素に対応することができ、各画素部分の
隅々まで均一な有機層を形成することができる。そのた
め、画素サイズや画素形状の異なる基板においても画素
全体、基板全体から均一な発光を得ることができ、表示
品位の優れたディスプレイを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による有機発光素子の縦断面図。

【図２】図１の隔壁隅部の形状を説明する水平断面図。

【図３】本発明による有機発光素子の製造方法の一つの
実施形態を示す概略図。

【図４】本発明による有機発光素子の製造方法の他の実
施形態を示す概略図。

【図５】本発明による有機発光素子の製造方法の他の実
施形態を示す概略図。

【図６】本発明による有機発光ディスプレイの発光層の
配置例を示す概略部分平面図。

【図７】本発明による有機発光ディスプレイの電極の構
成例を示す概略部分平面図。

【図８】図７に対応する、本発明による有機発光ディス
プレイの電極の他の構成例を示す概略部分平面図。

【図９】本発明の製造方法により形成された有機発光素
子の有機層の水平断面図。

【図１０】本発明の製造方法により形成された有機発光
素子の有機層の縦断面図。

【図１１】従来の製造方法により形成された有機発光素
子の有機層の水平断面図。

【図１２】従来の製造方法により形成された有機発光素
子の有機層の縦断面図。

【符号の説明】

１基板２第１電極３有機層３ａ塗液４隔壁５第２電極６封止用基板７塗液注入装置８揺動装置９乾燥槽１０有機発光素子１１赤色発光画素１２緑色発光画素１３青色発光画素１４ゲートバスライン１５ソースバスライン１６薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０有機ＬＥＤディスプレイ（有機発光ディスプレ
イ）２１基板搬送装置４１隅部１００気泡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁で囲まれた有機層を陰陽両電極間に
挟持する有機発光素子を製造するに際し、電極上に形成
された隔壁の内側に有機層形成用塗液を注入し、次いで
注入された前記塗液を揺動する工程を含むことを特徴と
する有機発光素子の製造方法。
【請求項２】注入された有機層形成用塗液を少なくと
もその一部が乾燥するまでの間に揺動する請求項１に記
載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３】有機層形成用塗液を往復振とう、旋回振
とう、傾斜揺動のうちのいずれかの方法を用いて揺動す
る請求項１または２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項４】有機層形成用塗液を揺動する揺動発生源
としてミキサーまたは超音波発振器を用いる請求項１ま
たは２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項５】注入された有機層形成用塗液を移動させ
ながら揺動する請求項１から４のいずれか１つに記載の
有機発光素子の製造方法。
【請求項６】有機層形成用塗液が、２０℃での蒸気圧
が５０ｍｍＨｇを超えない溶媒を含む請求項１から５の
いずれか１つに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項７】有機層形成用塗液をインクジェット法ま
たはノズル噴射法もしくは凸版印刷法を用いて隔壁の内
側に注入する工程を含む請求項１から６のいずれか１つ
に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項８】一度に注入される有機層形成用塗液の体
積が、有機層形成用塗液が注入される隔壁の内側部分の
体積よりも小さいことを特徴とする請求項１から７のい
ずれか１つに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項９】有機層形成用塗液が注入される隔壁の隅
部が、角を取られてなる請求項１から８のいずれか１つ
に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１０】請求項１から９のいずれか１つに記載
の有機発光素子の製造方法を用いて製造される有機発光
ディスプレイ装置。