JP2008186766A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも基板１上に第一電極２および画素隔壁３を備え、該画素隔壁３間に正孔輸送層４、有機発光層５を備え、その上部に第二電極６を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、隔壁３に対する濡れ上がりを改善し均一な発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることを課題とする。
【解決手段】基板１上に形成した画素隔壁３間に、正孔輸送材料を含む塗工液を塗布し正孔輸送層４を形成した後、正孔輸送材料の溶媒となる液を正孔輸送層４表面上に配置し、レベリングを促し、その後乾燥する工程を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイやその他所定のパターン等の発光表示などに用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とする）は、基板上に少なくとも陽極と有機発光層と陰極を含み、電極間に電界を印加することにより有機発光層に電子と正孔を注入し発光させる素子である。有機ＥＬ素子は自発光型素子であることから、液晶ディスプレイのようにバックライトを用いなくても表示が可能である。また、構造が単純であるため薄く、軽量な素子を作製することができ、現在活発に研究が行われている。また、有機ＥＬ素子は陽極、陰極間に有機発光層だけでなく、発光補助層を備えている場合もある。発光補助層としては、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等がある。

有機ＥＬ素子の有機発光層に用いられる有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は蒸着法等の真空成膜法（ドライコーティング法）により薄膜形成される。しかし、フルカラーの有機ＥＬ素子を製造する場合、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）といった３色の異なる発光を有する有機発光層を画素毎にパターン形成する必要がある。このとき、真空成膜法により有機発光層のパターニングをおこなう場合には微細パターンを有するマスクを用いるが、マスクを用いてパターニングをおこなう方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題があった。また、真空成膜法の中でも蒸着法を用いた場合には、蒸着源が通常ボートのピンホールや坩堝のような点形状であるため、大型化した基板に対し膜厚が均一になるように薄膜層を形成するのが困難であるという問題もあった。

これに対し、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶媒に溶解若しくは分散させインキ（塗工液）とし、これを塗布法や印刷法といったウェットコーティング法にて薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。ウェットコーティング法を用いることによって均一に薄膜を形成することが可能になるため、大型基板を用いた際に有利になることから盛んに研究開発が行われている。また、ウェットコーティング法を用いた場合、真空装置を用いる必要がないため、蒸着法やスパッタリング法といったドライコーティング法と比較してコストの面からも有利である。

高分子系有機発光材料を用いた有機ＥＬ素子の構造は主に正孔輸送層／有機発光層／陰極となっており、陽極、陰極といった電極を除いてすべてウェットコーティング法により作成することが可能である。薄膜形成するためのウェットコーティング法としては、スリットコート法、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、吐出コート法、ロールコート法等の塗布法や、凸版印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法といった印刷法がある。特に、印刷法は有機発光層を、画素ごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の異なる発光色を有する有機発光層に塗りわけをおこないパターニングする場合においては、塗り分け、パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。

また、発光補助層である正孔輸送層をウェットコート法により形成する場合、パターニングせずに、有機ＥＬ素子の画像形成に関わる部分全体に全面塗布いわゆるベタ塗りする方法が一般的であり、スピンコート法やダイコート法といったコーティング法を用いて形成されてきた。これは、正孔輸送層の膜厚は一般に１００ｎｍ以下の薄膜であり、層の横
方向へ流れる電流よりも厚み方向へ流れる電流のほうが圧倒的に流れやすく、よって電極がパターニングされていれば、電流が画素の外へリークすることは非常に少ないことによる。

しかしながら、上記の塗布方法では塗布膜は画素を隔てる隔壁上を乾きながら最終的に画素部において膜となるため、画素の断面形状が凹型になりやすい。凹型になると膜厚によっては発光し無い部分が出てくるため最終的には開口率を低下させることにつながる。開口率が低下すると有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命が短くなるため改善されることが望まれている。

上記のようにウェットコーティングを利用して作成される有機エレクトロルミネッセンス素子においては、画素内の形状が非常に重視される。画素内の形状を平坦に近づける方法として、特許文献１によれば、隔壁壁面から電極側に向けて傾斜した形状を持つように隔壁を形成することによって画素内形状を改善している。しかし本手法では高精細なディスプレイ作成を考えた際に傾斜部分作製するのが非常に困難になり実現可能性が低い。その他にもプロセス的な改善案として、特許文献２によれば、乾燥時のインキの流動による膜厚分布をなくす為に、インキを凍結した後に減圧し水分を蒸発させる手法を取っているが、基板冷却の再に徐冷する必要が有りその際に徐々に乾燥が進行しその効果が出る可能性は低い。その他にも特許文献３のように、隔壁を２段としその上段を撥液性、下段を親液性として画素内形状の改善を試みている例もある。この手法では塗りわけを必要としない層、例えば正孔輸送層などを塗布する再に隔壁上部が撥液性となっている為に形成することが困難になる。また、２段隔壁になっていることからフォトリソグラフィー工程を２度経ねばならず効率も悪い。

以下に公知の文献を記す。
特開２００４−１９８４８６号公報 特開２００４−５５２７９号公報 特開２００４−３１９１１９号公報

本発明では、以上のような正孔輸送層に代表される発光補助層および有機発光層を塗工液を用いてウェットコート法で基板上に形成した場合の、隔壁に対する濡れ上がりを改善し均一な発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、少なくとも基板上に第一電極および画素隔壁を備え、該画素隔壁間に正孔輸送層、有機発光層を備え、その上部に第二電極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、基板上に形成した画素隔壁間に、正孔輸送材料を含む塗工液を塗布し正孔輸送層を形成した後、正孔輸送材料の溶媒となる液を正孔輸送層表面上に配置し、レベリングを促し、その後乾燥する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としたものである。

上記課題を解決するための請求項２の発明は、溶媒となる液が、水と水溶性溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としたものである。

上記課題を解決するための請求項３の発明は、溶媒となる液の配置法がウェットコーティング法であって、スリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、インクジェット法、凸版印刷表、凹版印刷法、平版印刷法のいずれかであることを特徴とする請求項１
または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としたものである。

上記課題を解決するための請求項４の発明は、溶媒となる液の表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としたものである。

上記課題を解決するための請求項５の発明は、溶媒となる液の配置時の高さが、画素隔壁高さの２倍より小さい値であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としたものである。

本発明では、隔壁で区切られた画素内に、塗工液を塗布し正孔輸送層を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、前記正孔輸送層形成工程で乾燥した正孔輸送層上に再度、その溶媒となる液を配置してレベリングを促すことによって、画素内形状が良好である有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。

本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１に本発明に係るの有機ＥＬ素子の一例の断面模式図を示した。図１の有機ＥＬ素子においては、基板１上に、陽極２、正孔輸送層４、有機発光層５、陰極６を備える。陽極２、陰極６間には有機発光層５が設けられ、陽極２と有機発光層５の間に正孔輸送層４が設けられる。また、陽極２パターン間には、隔壁３が設けられる。基板１上に、陽極２、隔壁３、正孔輸送層４、有機発光層５、陰極６が設けられた有機ＥＬ構成体は、電極や有機発光層を外部の環境から保護するための封止体７が設けられる。封止体７は、封止キャップ７ａ、接着剤７ｂ、乾燥剤７ｃを備える。

また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、陽極と陰極の間には有機発光層の他に発光補助層を備える。発光補助層としては、図１に示した正孔注入層の他に、電子注入層、電子輸送層等を挙げることができる。これらの発光補助層は適宜選択されるが、複数選択してもよい。正孔注入層は陽極と有機発光層の間に設けられる。電子注入層、電子輸送層は有機発光層、陰極間に設けられる。また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、陽極、陰極、有機発光層、正孔輸送層は単層構造ではなく、多層構造としてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子のどちらにも適用可能である。パッシブマトリックス方式とはストライプ状の陽極及び陰極を直交させるように対向させ、その交点を発光させる方式であるのに対し、アクティブマトリックス方式は画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した、いわゆるＴＦＴ基板を用いることにより、画素毎に独立して発光する方式である。アクティブマトリックス方式有機ＥＬ素子の場合、陽極、陰極の一方の電極はＴＦＴ基板上に画素毎に設けられ、もう一方の電極は画素全体に設けられる。

また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、発光した光を基板側から取り出すボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子、発光した光を基板と反対側から取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ素子のどちらでもかまわない。ボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合には、基板及び陽極が光透過性を有する必要があり、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子とするためには、陰極及び封止体が光透過性を有する必要がある。

また、本発明の有機ＥＬ素子においては、図１とは逆に、基板上に、陰極、有機発光層、正孔輸送層、陽極の順に設けてもよい。

次に、図１に示した本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明にかかる基板１としては、絶縁性を有する基板であればいかなる基板も使用することができる。この基板側から光を出射するボトムエミッション素子の場合には、基板として透明なものを使用する必要がある。

例えば、このような基板としては、ガラス基板や石英基板が使用できる。また、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートであっても良い。これら、プラスチックフィルムやシートに、金属酸化物薄膜、金属弗化物薄膜、金属窒化物薄膜、金属酸窒化膜薄膜、あるいは高分子樹脂膜を積層したものを基板として利用してもよい。

前記金属酸化物薄膜としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等が例示できる。前記金属弗化物薄膜としては、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等が例示できる。金属窒化物薄膜としては、窒化珪素、窒化アルミニウム等が例示できる。また、前記高分子樹脂膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等が例示できる。また、トップエミッション素子の場合には、不透明な基板を使用することもできる。例えば、シリコンウエハ、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、金属シート金属板等である。また、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属薄膜を積層させたものを用いることも可能である。

また、これらの基板は、あらかじめ加熱処理を行うことにより、基板内部や表面に吸着した水分を極力低減することがより好ましい。また、基板上に積層される材料に応じて、密着性を向上させるために、超音波洗浄処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶオゾン処理などの表面処理を施してから使用することが好ましい。

また、前記基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、駆動用基板としても良い。ＴＦＴの材料としては、ポリチオフェンやポリアニリン、銅フタロシアニンやペリレン誘導体等の有機ＴＦＴでもよく、また、アモルファスシリコンやポリシリコンＴＦＴでもよい。また、前記基板のどちらかの面にカラーフィルタ層や光散乱層、光偏光層等を設けて基板としてよい。

次に、この基板１上に、陽極２を形成する。陽極形成材料として、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物が利用できる。被膜形成方法としてはドライコーティング方式が利用できる。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等である。そして、真空製膜された金属酸化物被膜にフォトレジストを塗布して露光・現像し、ウェットエッチング又はドライエッチングして、パターン状に加工することができる。パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はストライプ状に形成される。アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はドット状にパターン形成される。

陽極２を形成後、隣接する陽極パターンの間に感光性材料を用いて、フォトリソグラフィー法により隔壁３が形成される。さらに詳しくは、感光性樹脂組成物を基板に塗布する工程と、パターン露光、現像、焼成して隔壁パターンを形成する工程と、を少なくとも有する。

隔壁３を形成する感光性材料としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらであってもよく、市販のもので構わないが、絶縁性を有する必要がある。隔壁が十分な絶縁性を有さない場合には隔壁を通じて隣り合う画素電極に電流が流れてしまい表示不良が発生してしまう。感光性材料としては、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系といったものが挙げられるがこれに限定するものではない。また、有機ＥＬディスプレイパネルの表示品位を上げる目的で、光遮光性の材料を感光性材料に含有させても良い。

隔壁３を形成する感光性樹脂はスピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の公知の塗布方法を用いて塗布される。次に、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程では、従来公知の露光、現像方法により隔壁部のパターンを形成できる。また焼成に関してはオーブン、ホットプレート等での従来公知の方法により焼成を行うことができる。

隔壁３は、厚みが０．５μｍから５．０μｍの範囲にあることが望ましい。隔壁３を隣接する画素電極間に設けることによって、電極パターン上に塗布された正孔輸送の塗工液はレベリングとともに隔壁上の膜厚は薄くなることから隣接画素間のリーク等が発生しにくくなるし、また陽極端部からのショート発生を防ぐことが出来る。また、異なる発光色を有する有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光の塗工液を用いて画素ごとに塗り分けをおこなう場合、隣接する画素との混色を防止することが出来る。隔壁が低すぎると隣接画素間で正孔輸送層経由でのリーク電流の発生やショートの防止、混色の効果が得られないことがあり注意が必要である。

前記前処理の後、正孔輸送層４を形成する。正孔輸送層４の形成材料としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。

これらの、正孔輸送層材料を溶解または分散する溶媒としては、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独またはこれらの混合溶剤などが挙げられる。

前記の塗工液の表面張力は５０ｍＮ／ｍ以下に調整することが望ましい。表面張力が５０ｍＮ／ｍよりも大きくなると塗膜を塗布した直後からその表面張力により液のよりが発生してしまうためである。また溶媒が水を中心とする場合には、表面張力を下げるためには水に対して１０−３０ｖｏｌ％程度のアルコール類を入れることがのぞましい。水に対するアルコールの濃度が３０ｖｏｌ％を超えると水との蒸発速度差からムラが発生しやすくなり、さらに分散体の凝集などの問題が起こる。また、１０ｖｏｌ％以下であると表面張力を下げるのに不十分である。以上のような溶媒を用いたインキの濃度は通常０．０１％−１０％程度、好ましくは０．１％−３％固形分を含むように調整される。

以上のような溶媒にて塗工液化された材料をウェットコート法によって基板に塗布する。ウェットコート法としては、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、吐出コート法、ロールコート法などの塗布法や、凸版印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法などの印刷法が挙げられる。

上記手法にて塗布した膜は、速やかに乾燥を行うことが望ましい。乾燥はオーブンやホ
ットプレートなどの既知の加熱方法のいずれを用いてもよい。正孔輸送層の焼成温度は正孔輸送層がＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの場合、１３０℃〜２３０℃で１０分〜６０分間加熱することが好ましい。ここで焼成温度が１３０℃未満では正孔輸送層の焼成条件としては低く、正孔輸送層からの水分の蒸発不足などの問題が懸念される。水分が隔壁中に残ると発光材料が水分により汚染劣化されてしまうためである。また２３０℃以上では温度が高すぎるために正孔輸送層が熱劣化してしまう危険がある。また時間が１０分以下では短いために焼成不足となるし、６０分以上では生産性が劣るため好ましくない。また、乾燥する際に減圧下で乾燥してもよいし、窒素下で乾燥してもよい。

前記正孔輸送層塗布の後、本発明の画素内形状改善法を施す。本発明の画素内形状改善法とは、すなわち、乾燥し膜となった前記正孔輸送層４上にその溶媒となりうる液を配置することによって乾燥膜を再度溶解し、レベリングを促すことによって画素内の形状を改善することである。

正孔輸送層４上に配置する液について述べる。この画素内形状改善用として正孔輸送層４上に配置される液としては、上記正孔輸送層材料を溶解もしくは分散することが可能であれば特に限定されるものではないが、該正孔輸送層材料は一般的に水に分散することが多いので、用いる液としては水もしくは水と水溶性溶媒混合溶液であることが望ましい。水単体よりも、水溶性溶媒との混合溶液にすることによって液の粘度、表面張力などを自由に制御することができるようになる。用いることができる水溶性溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、ジエチレングリコール、メトキシプロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−ピロリドン、酢酸メチル、酢酸エチルなどを用いることができる。水と上記水溶性溶媒との混合比としては体積％で５−３０％の範囲であることが望ましい。水溶性溶媒の量が５％よりも少ないと、液の特性（表面張力、粘度）を変化することができなくなる。また、３０％よりも多いと、正孔輸送層を再溶解した際にうまく分散せずに凝集してしまう恐れがある。

その他に上記の混合溶媒に界面活性剤を添加してもよい。用いることができる界面活性剤としては非イオン系界面活性剤である。非イオン系界面活性剤を用いることによって液の表面張力を小さくすることが出来、また、非イオン系であるので膜に与える影響が少ない。非イオン系界面活性剤として用いることができるものはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ジメチコンコポリオール、ショ糖脂肪酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット（テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール）、ポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）、メチルポリシロキサン共重合体、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン脂肪酸エステル、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸エチレングリコール、モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸ソルビタン、モノステアリン酸プロビレングリコール、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビット、ラウリン酸ジエタノールアミドなどを用いることができる。なかでも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いるのが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む界面活性剤は少ない添加量で、表面張力を大きく変化することができ望ましい。

次に液を正孔輸送層４上に配置する手法について説明する。液を配置する方法の一つとしてはウェットコーティング法がある。用いるウェットコーティング法としては、塗布時に基板に熱、振動を与えない手法であることが望ましく、前記条件を満たすウェットコーティング法としては、スリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法のいずれかを用いることが好ましい。この中でも特にスリットコート法、凸版印刷法を用いることがより好ましい。スリットコート法を用いることにより、液を均一に塗布することが出来また、膜厚制御も容易になる。また、塗布可能である液の特性範囲も幅広く、液選択の自由度が広い。また、凸版印刷法を用いることにより、狙った部分に直接液を配置することが出来、塗布する液の量の制御も容易であり、流動によるムラが最小限に抑えられるため、よりよい効果を得ることができるため好ましい。

また、使用する液の表面張力としては３５ｍＮ／ｍ以下であることが望ましい。液の表面張力が３５ｍＮ／ｍよりも大きいと液のよりが発生しやすく、また、基板上ではじきやすくなる。液の表面張力は小さいほど望ましいが実際には２０ｍＮ／ｍ程度で問題なく効果を得られる。

ここで、前記の液配置工程において、配置する液の高さが形成された画素隔壁３の高さの２倍よりも低く無ければならない。隔壁高さの２倍よりも液面が高くなると再溶解した正孔輸送層が基板上で流動しムラの原因となる。

上記のようにレべリングを促す正孔輸送層画素内形状改善工程後、有機発光層５を形成する。有機発光層５は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層５を形成する有機発光材料は、例えば、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’―ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系等の発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系、ポリフェニレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。

これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光の塗工液となる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶剤が有機発光材料の溶解性の面から好適である。又、有機発光の塗工液には、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されても良い。

有機発光層５の形成方法としては、本発明のスリットコート法の他にインクジェット法や凸版印刷法、凹版オフセット印刷法、凸版反転オフセット印刷法等によりパターン形成することが可能である。

次に、陰極６を形成する。陰極層６の材料としては、有機発光層５への電子注入効率の高い物質を用いる。具体的には、Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。または、電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。陰極層６を透光性電極
層として利用する場合には、仕事関数が低いＬｉ、Ｃａを薄く設けた後に、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物を積層してもよく、前記有機発光層５に、仕事関数が低いＬｉ，Ｃａなどの金属を少量ドーピングして、ＩＴＯなどの金属酸化物を積層してもよい。

陰極６の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。陰極の厚さに特に制限はないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。陰極の膜厚が１０ｎｍ未満であると膜のピンホールが十分に埋められずショートの原因となる。また１０００ｎｍより大きいと製膜時間が長くなり生産性が悪くなる。なお、陰極のパターニングについては、成膜時にマスクを用いることによりパターン形成をおこなうことができる。

最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、封止体７を用いて有機ＥＬ構成体を封止する。封止体７としては、凹部を有する封止キャップ７ａを用い、封止キャップ７ａと基板１を接着剤７ｂを介して貼りあわせる方法を用いることができる。また、封止キャップ７ａと基板１で密封させた空間には乾燥剤７ｃを備えることが出来る。

封止キャップ７ａとしては、金属キャップ、ガラスキャップを用いることができる。接着剤７ｂとしては、エステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート等のアクリレート、ウレタンポリエステル等の樹脂を用いたラジカル系接着剤や、エポキシ、ビニルエーテル等の樹脂を用いたカチオン系接着剤、チオール・エン付加型樹脂系接着剤等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂を用いることが出来る。また、紫外線硬化型エポキシ系接着剤も利用できる。乾燥剤７ｃとしては、酸化バリウムや酸化カルシウムを用いることができる。

また、この他にも有機ＥＬ構成体にバリア層を形成し、バリア層を封止体とすることも可能である。このとき、バリア層としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等を用いることができ、これらは、ＣＶＤ法等の真空成膜法により有機ＥＬ構成体全面を覆うように形成される。また、バリア層が形成された有機ＥＬ素子は接着層を介して封止基板と貼りあわせ、これらを封止体とすることも可能である。

本発明の実施例について述べる。対角３インチのガラス基板の上にスパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）薄膜を形成し、フォトリソ法と酸溶液によるエッチングでＩＴＯ膜をパターニングして、画素電極を形成した。画素電極のラインパターンは、線幅４０μｍ、スペース２３μｍでラインが約６０ｍｍ幅に９６０ライン形成される１３３ｐｐｉのパターンとした。

次に隔壁を以下のように形成した。画素電極を形成したガラス基板上にポジ型感光性ポリイミドを全面スピンコートした。スピンコートの条件を１５０ｒｐｍで５秒間回転させた後５００ｒｐｍで２０秒間回転させ１回コーティングとし、隔壁の高さを２．０μｍとした。全面に塗布した感光性材料に対し、フォトリソグラフィー法により露光、現像を行い画素電極の間にラインパターンを有する隔壁を形成した。この後隔壁を２３０℃３０分でオーブンにて焼成をおこなった。

次に、正孔輸送インキとしてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水分散液であるバイトロンＣＨ−８０００を６０％、超純水を２０％、１−プロパノールを２０％混合し、インキとした。上記のインキを用いてスリットコート法にて基板上に正孔輸送層を形成し、膜厚を６０ｎｍとした。尚、正孔輸送インキ塗布前の基板に前処理としてオーク製作所製 ＵＶ／Ｏ₃洗浄装置にて３分間紫外線照射を行った。

次に、本発明の正孔輸送層の画素内形状改善法として、スリットコート法を用いて水／ＩＰＡ混合溶媒を塗布した。水／ＩＰＡは４／１の割合で混合した。混合した用液の粘度は７ｃＰ、表面張力は２７．４ｍＮ／ｍである。塗布条件を正孔輸送層インキでの塗布条件から見積もり、混合溶媒の高さが２．５μｍになるように調整した。塗布した後に速やかに５０℃の真空オーブンに投入し１０Ｐａまで減圧し１０分間乾燥した。その後２００℃に加熱したオーブンに投入し２０分間焼成した。

次に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、隔壁に挟まれた画素電極の真上にそのラインパターンにあわせて有機発光層をインクジェット法によりパターン形成を行った。このとき乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。

その上にＣａ、Ａｌからなる陰極層を画素電極のストライプパターンと直交するようなストライプパターンで抵抗加熱蒸着法によりマスク蒸着して形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップとエポキシ系の接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子を作製した。

得られた有機ＥＬ素子の表示部の周辺部には各画素電極に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極側の取り出し電極があり、これらを電源に接続することにより、有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

実施例１において、正孔輸送層の画素内形状改善法として、凸版印刷法を用いて塗布を行った。凸版は旭化成製ＡＷＰ版を用いた。塗布するインキとして、水／エチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶媒を用いた。混合比は４：１とした。前記混合溶媒の粘度を測定したところ１７．８ｃＰであり、表面張力は２８．９ｍＮ／ｍであった。本混合溶媒を凸版印刷法を用いて画素内に直接塗布した。塗布する際の膜厚は１μｍになるように塗布条件を調整した。その他は、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

（比較例１）
実施例１において、本発明の画素内形状改善工程を行わずに、正孔輸送塗布工程を行った。その他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

（比較例２）
実施例１において、本発明の画素内形状改善工程として、スリットコート法を用いて純水を塗布した。水は粘度１ｃＰ、表面張力７２．８ｍＮ／ｍであった。その他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

（比較例３）
実施例１において、本発明の画素内形状改善工程として、スリットコート法を用いてＩＰＡを塗布した。ＩＰＡは粘度２．４ｃＰ、表面張力２１．４ｍＮ／ｍであった。その他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

（比較例４）
実施例１において、本発明の画素内形状改善工程として、スリットコート法を用いて水とＩＰＡの混合溶媒を塗布する再にその膜厚が５μｍになるように調整した。その他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

（比較例５）
実施例１において、本発明の画素内形状改善工程として、スリットコート法を用いる代わりにスピンコート法を用いて水とＩＰＡの混合溶媒を塗布した。その他は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、これらを電源に接続することにより有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

実施例１、２、及び比較例１、２、３，４，５において得られた正孔輸送層が形成された基板及び有機ＥＬディスプレイパネルについて、以下の評価をおこなった。

（１）発光状態確認
得られた有機ＥＬディスプレイに対し、電流を流すことにより有機ＥＬディスプレイを発光させ、目視により発光状態の確認をおこなった。

（２）濡れあがり評価
正孔輸送層塗布後の基板の表面を触針段差計で測定し、図２のように中心部の膜厚から１０ｎｍ厚くなるまでの範囲をａとし、隔壁部分の開口幅をｂとした時のａ／ｂを平坦率とし、評価した。

以下に評価結果を示す。

なお、（表１）において、５を非常によい、４をよい、３を普通、２を悪い、１を非常に悪いとした。

実施例１においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、やや見えるがほとんど問題ないレベルであることが確認された。また、平坦率を計測したところ、６８％となり、良好な値を示した。

実施例２においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、ムラが無い均一な発光を得ることができた。また、平坦率を計測したところ、７６％となり、非常に良好な値を示した。

比較例１においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、ムラが無い均一な発光を得ることができた。また、平坦率を計測したところ、４９％となり、非常に悪い結果となった。

比較例２においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、液のよりが原因とおもわれるムラが発生し表示に若干影響をおよぼすことが確認された。また、平坦率を計測したところ、６０％となり、処理無しの場合よりは良好であった。

比較例３においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、ムラが無い均一な発光を得ることができた。ただし、画素内に注目して見るとざらつきのようなものが見られた。また、平坦率を計測したところ、６３％となり、処理無しの場合よりは良好であった。

比較例４においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、駅の流動によると思われるムラが見られ、表示に影響を及ぼしていた。また、平坦率を計測したところ、７０％となり、良好であった。

比較例５においては、ディスプレイ作成後全面点灯しムラを目視で観察したところ、中心から放射状にムラが発生し表示に影響を及ぼしていた。また、平坦率を計測したところ、６５％となり、処理無しの場合よりは良好であった。

本発明の有機ＥＬの製造方法に係る有機ＥＬ素子の一例の断面模式図である。 本発明の実施例に係る正孔輸送層塗布後の平坦率を測定する方法を示した説明図である。

符号の説明

１：基板
２：陽極
３：隔壁
４：正孔輸送層
４ｘ：未乾燥の正孔輸送インキ
５：有機発光層
６：陰極
７：封止体
７ａ：封止キャップ
７ｂ：接着剤
７ｃ：乾燥剤

Claims (5)

1. 少なくとも基板上に第一電極および画素隔壁を備え、該画素隔壁間に正孔輸送層、有機発光層を備え、その上部に第二電極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   基板上に形成した画素隔壁間に、正孔輸送材料を含む塗工液を塗布し正孔輸送層を形成した後、正孔輸送材料の溶媒となる液を正孔輸送層表面上に配置し、レベリングを促し、その後乾燥する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2. 溶媒となる液が、水と水溶性溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3. 溶媒となる液の配置法がウェットコーティング法であって、スリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、インクジェット法、凸版印刷表、凹版印刷法、平版印刷法のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4. 溶媒となる液の表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 溶媒となる液の配置時の高さが、画素隔壁高さの２倍より小さい値であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。