JP6933399B2 - 機能層形成用インクおよび自発光素子の製造方法 - Google Patents

機能層形成用インクおよび自発光素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機ＥＬ素子などの自発光素子における機能層をウエットプロセスで製造する場合における機能層形成用インクおよび、当該機能層形成用インクを使用した自発光素子の製造方法に関する。
近年、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：電界発光）素子の発光を利用した有機ＥＬ表示パネルの開発が盛んに行われている。有機ＥＬ素子は、基板の上方に、画素ごとの画素電極（第１電極）と、有機発光層を含む機能層と、複数の有機ＥＬ素子に共通の対向電極（第２電極）と、をこの順に備え、画素電極及び対向電極から供給された正孔及び電子が有機発光層で再結合することにより発光する。
有機ＥＬ表示パネルにおける有機発光層は、従来は真空蒸着などの乾式法（ドライプロセス）により成膜される場合が多かったが、塗布技術の進歩に伴い、近年では、印刷法（ウエットプロセス）で有機発光層を形成する技術が普及しつつある。
印刷法は、有機発光材料を有機溶媒に溶解もしくは分散させた溶液（以下、単に「インク」という。）を印刷装置のノズルにより必要箇所に塗布した後、乾燥させて有機発光層を形成するものであり、大型の有機ＥＬ表示パネルであってもその設備費が抑制できると共に材料利用率が高いなどコスト面で優れている。
特開２０１３−２１４３９７号公報 特開２００９−３００９０９号公報 特開２０１２−１０９２８６号公報
しかしながら、異なる有機発光材料のインクが混ざり合うのを避けて画素を画定するため、基板上に隔壁（バンク）が設けられており、隔壁で囲まれた塗布領域内にインクを塗布してそのまま乾燥させると、隔壁の側面に接する部分がせり上がると共に、有機発光層の中央部が凹入した形状となる傾向があり、隔壁内における有機発光層の膜厚を均一に形成することが難しかった。
そのため、上記有機発光層の画素内における発光の均一性が損なわれ、発光効率の低下や画像品質の劣化、有機ＥＬ表示パネル自体の短寿命化を惹き起こすおそれがあった。
有機発光層の膜厚の均一に形成するためには、インクの粘度を高くすることが望ましいと考えられているが、そうすると印刷装置のノズル詰まりが生じてしまう。
このことは、有機発光層のみならず、正孔注入層や正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの他の機能層を印刷法で形成する場合にも生じ得る問題である。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、印刷法により自発光素子の機能層を形成する場合に、印刷装置のノズル内のインク詰まりを抑制すると共に、膜厚ができるだけ均一な機能層を形成することが可能な機能層形成用インクおよび当該機能層形成用インクを使用した自発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る機能層形成用インクは、自発光素子における機能層を印刷法で形成する際に使用される機能層形成用インクであって、蒸気圧の異なる複数の溶媒を含む混合溶媒に、機能性材料を溶解もしくは分散してなり、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の低い溶媒の粘度が、５３ｍＰａ・ｓ以上であって、かつ、前記混合溶媒の合成粘度が、１５ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。
上記態様に係る機能層形成用インクによれば、印刷装置のノズル内のインク詰まりの発生を抑制すると共に、乾燥後の膜厚の均一化に資する。
本開示の一態様に係る混合溶媒の実施例の組成および比較例の組成を示す表である。 上記混合溶媒の各実施例について溶媒蒸発量に対する合成粘度の変化を示すグラフである。 本開示の一態様に係る実施例１、３、５の混合溶媒で作成したインクを使用して有機発光層を形成した場合の膜厚の変化を示すグラフである。 （ａ）は、溶媒（Ｉ）の含有率と、隔壁端から２．５μｍ以内の発光層の膜厚の凹凸度との関係を示し、（ｂ）は、溶媒（Ｉ）の含有率と、発光層の平坦率との関係を示すグラフである。 （ａ）は２成分系の混合溶媒の合成粘度を求める式であり、（ｂ）は３成分系の混合溶媒の合成粘度を求める式である。 図１における実施例５と比較例１との溶媒蒸発量に対する合成粘度の変化を比較して示すグラフである。 図１における実施例５と比較例１のそれぞれからなるインクを使用して有機発光層を形成した場合の膜厚の変化を比較して示すグラフである。 図１における実施例５と比較例２との溶媒蒸発量に対する合成粘度の変化を比較して示すグラフである。 図１における実施例５と比較例２のそれぞれからなるインクを使用して有機発光層を形成した場合の膜厚の変化を比較して示すグラフである。 本開示の効果を奏することができる他の溶媒例を示すリストである。 本開示の態様に係る有機ＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬパネルの画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。 図１２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。 上記有機ＥＬ素子の製造工程を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１５に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１６に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１７に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、印刷法による有機発光層の形成過程を説明するための模式断面図である。
≪本開示の一態様に至った経緯≫
有機ＥＬ表示パネルにおける各有機ＥＬ素子の発光層の成膜プロセスは、真空蒸着などの成膜よりも、印刷装置などを使用した塗布成膜の方が、製造コストの面で優れている。
ところが、上述のような印刷法で有機発光層を形成する際に、隔壁の内側面に沿ってインクがせり上がると共に中央部が凹入した膜形状になってしまい、膜厚を均一化することが難しい。
特に、最近では、表示画像の高精細化の要請が強く、一つの画素の幅がより狭くなってきている。その一方で、隔壁の側面に沿ってせり上がっている部分（以下、「せり上がり部」という。）を少なくする点での改善はそれほどなされていないので、結果として、一つの画素において、せり上がり部の占める割合が大きくなり、発光層の膜厚の均一性がさらに劣化してしまう。
本願の発明者は、印刷法により形成した発光層の膜厚の均一性を高めるべく鋭意研究し、基板上に塗布されてから乾燥に至るまでの間にインク内部で対流が生じており、この対流が膜厚の均一化に対して大きな阻害要因となっていることを確認した。
図１９は、従来の印刷法による発光層の形成過程を模式的に示す図であり、層間絶縁層や画素電極、正孔注入層などは図示を省略している。
図１９（ａ）に示すように、塗布ヘッド３０１から有機発光層形成用のインク１７０を基板１１上の開口部１４aに滴下すると、同図（ｂ）に示すように開口部１４ａから上方に盛り上がったインク溜まり１７１が形成される。
上述のようにインク１７０は、有機発光材料を揮発性の溶剤（有機溶媒）に溶解して形成されており、溶剤はインクの表面から徐々に蒸発していく。この蒸発の程度は一様ではなく、一般的にインク溜まり表面の隔壁１４に近い端の部分（インク溜まり１７１表面の外周部）Ｅの方が、中央の部分Ｃよりも蒸発の速度が速く、これによって、インク溜まり１７１内部に対流が生じることが知られている。
すなわち、有機発光材料と溶剤の比重は、全く同一ではなく、組み合わせの種類によっては、有機発光材料の比重が溶剤の比重よりも大きくなったり小さくなったりする。上記のように溶剤の蒸発速度が部位によって異なることにより、インクの比重（密度）に部分的な差異が生じ、重力の影響を受けて相対的に比重の大きなインクが下方に移動しようとする。また、インクの密度に差があると、これを均一化しようとして粒子が拡散する力も発生する。さらには、温度分布の差によって起こるレーリー対流や表面張力差によって起こるマランゴニ対流なども誘発し、これらの対流が複雑に合わさった結果、図１９（ｂ）の太線の矢印で例示的に示すようにインクの対流が生じることになる。
このような対流が生じる結果、インクは、隔壁１４の内側面に押し付けられながら当該内側面に沿って移動することになり、しかも、上述のようにインク溜まり１７１の外側（すなわち、隔壁１４の内側面に近い側）ほど溶剤の蒸発速度が速いので、図１９（ｃ）に示すように隔壁１４の内側面に付着しながら乾燥する量も多くなり（せり上がり部１７ｂ）、その分だけ中央部１７ａに大きく窪みができた状態で発光層１７が形成されると考えられる。
なお、図１９（ｂ）において破線の矢印で示したインクの対流方向はあくまでも一例であり、有機発光材料と溶剤の組み合わせの仕方やその他の条件によっては、インクの対流方向が図１９に示したものと逆になる場合もあると考えられるが、いずれにしろ塗布されたインク内で対流が発生する以上、隔壁１４の内壁面に沿って移動するインクの量が増大し、図１９（ｃ）に示すような膜厚の不均一の問題が生じることに変わりはない。
すなわち、隔壁で囲まれた塗布領域にインクを塗布すると、インクの表面から溶剤が蒸発していくが、その蒸発速度に部分的な差異があるため、インクの密度が不均一となって塗布されたインク内で対流が生じ、当該対流により隔壁側面にインクを押し付けるように力が作用する。そのまま乾燥が進むと、インクが、隔壁側面にせり上がって付着する量が多くなり、その分だけ中央部のインクの量が少なくなって凹状に窪むため、乾燥後の有機発光層の膜厚が不均一になると考えられる。
したがって、溶剤の蒸発速度の部分的な差異に基づくインクの対流を抑制することが発光層の膜厚の均一化を図るための重要な要素であると考えられる。このようなインクの対流を抑制するためには、インクの粘度を大きくすることが効果的であるが、インクの粘度を大きくすると、印刷装置のノズルが詰まりやすくなり、印刷処理に不都合が生じる。
そこで、印刷装置のノズル詰まりなどの支障を排除しつつ、平坦率の高い機能層の形成が可能なインクについて鋭意研究の結果、本開示の態様に至ったものである。
≪本開示の一態様の概要≫
本開示の一態様に係る機能層形成用インクは、自発光素子における機能層を印刷法で形成する際に使用される機能層形成用インクであって、蒸気圧の異なる複数の溶媒を含む混合溶媒に、機能性材料を溶解もしくは分散してなり、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の低い溶媒の粘度が、５３ｍＰａ・ｓ以上であって、かつ、前記混合溶媒の合成粘度が、１５ｍＰａ・ｓ以下である。
ここで。「機能層」とは、発光層または／および正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子注入輸送層などの機能層のうち少なくとも一つを含む。
係る態様により、印刷装置のノズル詰まりを生じさせることなく円滑に印刷処理を行える共に、粘度の小さな溶媒の蒸気圧が大きいため早くに蒸発し、乾燥工程の後半には粘度の大きな溶媒の割合が増加するため、合成粘度も高くなって対流が生じにくくなる。これによりせり上がり部の発生を抑制して、平坦率の高い機能層の形成が可能となる。
また、本開示の一態様である機能層形成用インクは、前記混合溶媒が８０％蒸発したときの合成粘度が、３２ｍＰａ・ｓ以上である。
係る態様により、印刷された機能層形成用インクの乾燥工程における膜形状に影響を与える段階において、当該インクの対流を抑制することができ、膜厚の均一化に資する。
また、本開示の一態様である機能層形成用インクは、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の高い溶媒が、最も低い粘度を有する。
係る態様により、印刷された機能層形成用インクの乾燥工程において、最も粘度の低い溶媒を早く蒸発させ、粘度を早期に上昇させることができる。
また、本開示の一態様である機能層形成用インクは、前記機能性材料が低分子材料からなる。
低分子材料からなる機能性材料は、高純度なものが比較的容易に精製でき、特に低分子材料からなる有機発光材料は色純度に優れる。
また、本開示の別の態様に係る自発光素子の製造方法は、基板を準備する工程と、基板上方に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上方に機能層を形成する工程と、前記機能層の上方に第２電極を形成する工程と、を含み、前記機能層を形成する工程は、機能層形成用インクを印刷する印刷工程と、前記印刷された機能層形成用インクを乾燥させる乾燥工程とを含み、前記機能層形成用インクは、蒸気圧の異なる複数の溶媒を含む混合溶媒に、機能性材料を溶解もしくは分散してなり、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の低い溶媒の粘度が、５３ｍＰａ・ｓ以上であって、かつ、前記混合溶媒の合成粘度が、１５ｍＰａ・ｓ以下である。ここで、前記機能層は、発光層および／または電荷移動容易化層を含む。
ここで、前記電荷移動容易化層は、正孔注入特性および／または正孔輸送特性、あるいは電子注入特性および／または電子輸送特性を有する層を含む。
係る態様により、機能層の平坦率が高く発光効率や耐久性に優れた自発光素子を提供することができる。
なお、本明細書における有機ＥＬ素子おいて、「上」とは、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）を指すものではなく、有機ＥＬ素子の積層構造における積層順を基に、相対的な位置関係により規定されるものである。具体的には、基板の主面に垂直な方向であって、基板から積層物側に向かう側を上方向とする。また、「基板の上方」と表現した場合は、基板に直接接する領域のみを指すのではなく、積層物を介した基板の上方の領域も含めるものとする。
また、本明細書において、特定の溶媒の混合溶媒における含有率［％］は、すべて「重量％（ｗｔ％）」を意味するものとする。
≪実施の形態≫
１．機能層形成用インクの組成
（１）溶質
機能性を有する溶質として高分子材料と低分子材料のものがある。高分子材料は、比較的増粘性が高いが、分子量分布を有し、また、精製が困難で高純度化しづらい等の欠点を有しているため、有機ＥＬ素子に用いた場合、発光色の色純度、発光効率、輝度等が低い傾向にある。
これに対して低分子材料からなる発光材料を用いた有機発光層は、上記高分子の機能性材料よりも合成ルートが短く簡易に製造でき、さらにカラムクロマトグラフィーや再結晶等の公知の技術で高純度に精製できる。このため、有機ＥＬ素子に用いたときに、発光効率に優れ、また、色純度が高く、色のバリエーションも豊富という長所があり、近年では多く採用されている。
ところで、溶質が高分子材料の場合には、溶媒の蒸発に連れてインクが大きく増粘するが、溶質が低分子材料の場合には、溶質自体の増粘作用は小さく、インクの粘度は、ほぼその溶媒の粘度に依存する傾向にある。
なお、ここで、本実施形態に係る「低分子」とは、分子量Ｍｗ（重量平均分子量）が３０００以下のものであることが望ましい。有機材料の分子量Ｍｗは、公知の低分子ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）やＬＣ（液体クロマトグラフィー）を用いて測定することができる。
（２）溶媒
上述のように溶質が高分子材料の場合には、溶媒の蒸発につれて自然にインクの粘度が高くなり、その対流が抑えられて比較的均一な膜厚の形成が可能であるので、以下では、主に溶質が低分子量の機能性材料である場合の溶媒の条件について考察する。
＜構成溶媒と合成粘度について＞
本実施の形態では、インクの溶媒として、蒸気圧と粘度の異なる複数の有機溶媒を所定の割合で混合してなる混合溶媒を使用する。
図１は、本実施の形態に係る実施例１〜５と、これらと対比するための比較例１、２の各混合溶媒における構成溶媒と、各構成溶媒の蒸気圧、粘度および、混合比を［ｗｔ％］で示す表である。
実施例１〜５の溶媒は、それぞれ溶媒（II）、溶媒（IＶ）、溶媒（Ｖ）の３種類の溶媒を混合したものであり、それらの混合の比率が異なっている。
溶媒（II）（1,5-Pentanediol）は、蒸気圧が１［Ｐａ］で粘度が１３５［ｍＰａ・ｓ］であり、溶媒（IＶ）（benzyl alcohol）は、蒸気圧が１５［Ｐａ］で粘度が６［ｍＰａ・ｓ］であり、溶媒（Ｖ）（2-Butoxyethanol）は、蒸気圧が１００［Ｐａ］で粘度が３［ｍＰａ・ｓ］である。
このように本実施の形態では、蒸気圧の一番低い溶媒（II）の粘度が一番大きく、一方、蒸気圧の一番大きな溶媒（Ｖ）の粘度が一番低くなっている。蒸気圧が低いということは、その物質の沸点が高いことを意味しており、反対に蒸気圧が高いということは、その物質の沸点が低いことを意味している。
したがって、溶媒（II）、溶媒（IＶ）、溶媒（Ｖ）を所定の割合で混合してなる実施例１〜５は、印刷装置のノズルから塗布された後の乾燥工程において、まず沸点の低い低粘度の溶媒（Ｖ）、溶媒（IＶ）の順に蒸発していき、成膜形状に大きな影響を与える乾燥工程の後半には、沸点の高い高粘度の溶媒（II）が多く残るので、混合溶媒の粘度を高くすることができる。
つまり、上記のような溶媒（II），溶媒（IＶ），溶媒（Ｖ）からなる混合溶媒は、初期の粘度を低く抑えつつ、乾燥に連れて増粘率を高めることができるものである。
一般に、２種類の溶媒１（蒸気圧ｐ1［Ｐａ］、粘度η1［ｍＰａ・ｓ］）、溶媒２（蒸気圧ｐ2［Ｐａ］、粘度η2［ｍＰａ・ｓ］）の２成分系の混合溶媒の粘度（以下、複数の溶媒を含む混合溶媒の粘度を、本明細書において「合成粘度」という。）は、図５（ａ）の表に示す計算式で求められる。
すなわち、乾燥初期（印刷機のノズルから吐出直後）の溶媒の蒸発量の割合が「０」のときにおける溶媒１と溶媒２の割合をｘ0：ｙ0とすると、そのときの合成粘度は、図５（ａ）の表の最右欄の式（１）で示される。
また、蒸発量が「α」（０＜α≦１）のときの、溶媒１、２のそれぞれの残量の割合ｘ1、ｙ1は、次の式（２）、（３）のようになる。
ｘ1＝ｘ0−（ｐ1／（ｐ1＋ｐ2））α ・・・式（２）
但し、右辺≦０のときｘ１＝０
ｙ1＝ｙ0−（ｐ2／（ｐ1＋ｐ2））α ・・・式（３）
但し、右辺≦０のときｙ1＝０
このときの合成粘度をηαとすると、ηαは、次の式（４）で示される（図４（ａ）の表の最右欄参照）。
ηα＝η1 b1×η2 b2 ・・・式（４）
但し、ｂ１＝ｘ1／（ｘ1＋ｙ1）、ｂ２＝ｙ1／（ｘ1＋ｙ1）
今、溶媒１を低蒸気圧・高粘度の溶媒、溶媒２を高蒸気圧・低粘度の溶媒とすると、
ｐ1＜ｐ2、η1＞η2となる。
よって、式（２）、（３）における右辺の第２項の大小関係は
（ｐ1／（ｐ1＋ｐ2））α＜（ｐ2／（ｐ1＋ｐ2））α
となり、溶媒１の割合ｘ1の減少率が溶媒２の割合ｙ1の減少率よりも小さい。
したがって、式（４）における、べき数ｂ１、ｂ２の減少率もｂ１の方がｂ２の方がより小さい。そのために混合溶媒の蒸発量が多くなるに連れて、粘度の低い溶媒２よりも粘度の高い溶媒１の影響力が大きくなる。
上記の関係式からも分かるように、低蒸気圧・高粘度の溶媒と高蒸気圧・低粘度の溶媒を混合した場合には、初期の段階では合成粘度が低いが、乾燥が進むに連れて、低粘度の溶媒よりも高粘度の溶媒の残存率が支配的になって、最終的に高粘度となる。
図５（ｂ）は、さらに構成溶媒として溶媒３（蒸気圧ｐ３、粘度η３）を加えた３成分系における合成粘度を示す式であり、図５（ａ）の２成分系の場合と同様にして、乾燥初期における合成粘度（式（５））および乾燥中における合成粘度（式（６））を得ることができる。また、４成分系以上の合成粘度についても同様にして求めることができる。
図１の表に戻り、本実施の形態では、溶媒（II）、溶媒（IＶ）、溶液（Ｖ）の混合比が異なる実施例１〜５の混合溶媒を作成している。
図２は、上記実施例１〜５に係る混合溶媒の溶媒蒸発量と合成粘度の増加の関係を示すグラフ（以下、「増粘グラフ」という。）であり、各溶媒（II）、溶媒（IＶ）、溶媒（Ｖ）の蒸気圧および粘度の値と実施例１〜５の混合比の値を図５（ｂ）の式（５）、式（６）に入力して得られたものである。
図２の増粘グラフに示すように、溶媒蒸発量が「０％」のときは、各実施例１〜５の混合溶媒の合成粘度は、いずれも、１５［ｍＰａ・ｓ］以下であって、印刷装置のノズル詰まりを引き起こさないというインクの粘度の条件（以下、「吐出可能条件」という。）を満たしている。
なお、サテライト（インク滴がターゲットに到達するまでに分断してしまうこと）の発生を抑制して印刷精度を維持するためには、同じく溶媒蒸発量が「０％」のときの合成粘度の下限が２ｍＰａ・ｓであることが望ましく、実施例１〜５は全てこの要件も満たしている。
そして、乾燥により溶媒蒸発量が増えるに伴って、高蒸気圧・低粘度の溶媒（IＶ）、（Ｖ）が、低蒸気圧・高粘度の溶媒（II）よりも早く蒸発していくため、各混合溶媒の粘度がそれぞれ増加していく。
粘度の上昇が急激になるタイミング（以下、「増粘タイミング」という。）は、混合溶媒ごとに異なり、３つの溶媒のうち最も低い蒸気圧（１［Ｐａ］）で最も高い粘度（１３５［Ｐａ］）の溶媒（II）の含有量が一番多い実施例１の増粘タイミングが一番早く、溶媒（II）の含有割合の少ない混合溶媒ほど、実施例２，３，４，５の順に増粘タイミングが遅くなる。
＜膜厚の評価＞
図３は、上記実施例１〜５のうち実施例１、３、５を選択して、それぞれに低分子量の有機発光材料を溶解させて、発光層形成用インクを作成し、隔壁間に当該インクを滴下して乾燥して発光層を形成したときの、その膜厚の形状を計測した結果を示すグラフである。
横軸は、隔壁の幅方向（短軸方向）の距離を単位［μｍ］で示している。本例では隔壁の幅は６０［μｍ］であり、その幅方向中央の位置を「０」とし、−３０［μｍ］と＋３０［μｍ］の位置にほぼ横軸に垂直に隔壁が存する。また、縦軸は、下層の塗布面からの発光層の表面の高さ、すなわち膜厚を単位［ｎｍ］で示している。
同グラフを見ても分かるように、各混合溶媒についてせり上がり部が小さく、膜厚がほぼ均一になっているのが分かる。
成膜形状を、さらに詳細に評価すべく、隔壁端付近の凹凸度および平坦率を計測した。
図４（ａ）は、形成された有機発光層における膜厚の凹凸度を示すグラフである。
横軸は、混合溶媒における溶媒（II）（1,5-Pentanediol）（図１参照：蒸気圧１[Ｐａ]、粘度１３５[ｍＰａ・ｓ]）の含有量の割合を百部率（［ｗｔ％］）で示している。
また、縦軸は、凹凸度（隔壁（バンク）付近の膜厚と中央部の膜厚との差分）を単位［ｎｍ］で示している。同グラフにおいて、●（丸塗り潰し）は、隔壁端から２．５μｍの位置における凹凸度の計測値をプロットしたものであり、凹凸度の値が「正」で大ければ、凹形状であることを示しており、「負」であれば、凸形状であることを示す。
各プロットは、その溶媒（II）の含有率が、右から順に２４％、２１％、１８％、１５％、１２％となっており、丁度図１の実施例１、２、３、４、５に対応している（同グラフにおける各プロットに付した（１）〜（５）の数字は実施例１〜５の番号を示す。）。
図４（ａ）からも分かるように、隔壁端から近い２．５μｍの位置において凹凸度の絶対値が一番小さいのは、実施例１であり、次いで混合溶媒２、３、４、５と続く。
すなわち、溶媒（II）の含有率が高く、増粘タイミングが早い混合溶媒ほど（図１、図２参照）、凹凸度が小さくなると言える。
図４（ｂ）は、溶媒（II）の含有率と発光層の平坦率との関係を示す図である。
ここで、平坦率とは、中心膜厚に対して±１０％の膜厚の範囲の平面視における面積を第１面積とし、全ての膜厚が中心膜厚と等しい均一な膜厚と仮定した理想的な膜形状の平面視における表面積を第２面積とした場合に、第２面積に対する第１面積の割合を％で示すものである。優れた発光効率を得るためには、平坦率は少なくとも８０％以上あることが望ましい。
図４（ｂ）において、横軸は混合溶媒における溶媒（II）の含有率を示し、縦軸は、平坦率の大きさを示している。図４（ｂ）における●（丸塗り潰し）のプロットは、上記図４（ａ）の場合と同様、右から順に実施例１、２、３、４、５に対応している。
図４（ｂ）からも明らかなように、溶媒（II）を一番多く含む実施例１の平坦率が９５％に達しており、溶媒（II）の含有量の一番少ない実施例５でも、平坦率が８０％を超えている。
一方、図２の増粘グラフに示すように溶媒（II）の含有量が少なくなるほど増粘タイミングが遅くなる。増粘タイミングが遅くなると、対流が生じる時間も長くなって、それだけせり上がり部が形成されやすくなる。
特に、溶媒蒸発量が８０％のとき、乾燥途中のインクの高さが、隔壁の高さを下回り、その後、せり上がり部の形成が促進されていく傾向にあることが本願発明者の知見により分かっている。よって、遅くても溶媒蒸発量が８０％の時点で、混合溶媒の粘度が一定の粘度まで増粘していることが望ましいといえる。
そこで、５つの実施例の中で一番増粘タイミングの遅い実施例５について着目すると、図４（ｂ）から実施例５（1,5-Pentanediolの含有率が１２％）を含むインクによる成膜の平坦率がほぼ８０％であり、図２において実施例５における溶媒蒸発量が８０％のときの粘度は、３２［ｍＰａ・ｓ］となる。
したがって、溶媒の蒸発量が、８０％のときの粘度が、３２［ｍＰａ・ｓ］以上であることが、成膜の平坦率が８０％以上となるための条件の一つとして挙げられる。いくら、低蒸気圧で高粘度の溶媒が含まれていても、その増粘タイミングが遅ければ、せり上がり部の形成を十分阻止することができないからである。
また、図４（ｂ）において、実施例４（1,5-Pentanediolの含有率が１５％）の場合には、平坦率がほぼ８５％に及び、図２において実施例４における溶媒蒸発量が８０％のときの粘度は、ほぼ５０［ｍＰａ・ｓ］となる。さらに実施例２（1,5-Pentanediolの含有率が２１％）の場合には、平坦率が９０％を超えており、図２において実施例２における溶媒蒸発量が８０％のときの粘度は、ほぼ１００［ｍＰａ・ｓ］となる。
したがって、さらなる高精細化を考慮すると、混合溶媒の溶媒蒸発量が８０％のときの粘度が５０［ｍＰａ・ｓ］以上であることがより望ましく、また、溶媒蒸発量が８０％のときの粘度が１００［ｍＰａ・ｓ］以上であることがさらに望ましいといえる。
＜比較例＞
次に、図１の表における比較例１、２について説明する。
（１）比較例１
図１の表に示すように比較例１は、上記実施例１〜５の構成溶媒のうち、一番蒸気圧の低い溶媒（II）を溶媒（III）のHexylene Glycol（蒸気圧１［Ｐａ］、粘度３８［ｍＰａ・ｓ］）に置き換えたものである。混合の割合は、溶媒（III）、溶媒（IＶ）、溶媒（Ｖ）が、それぞれ２０％、３０％、５０％となっている。
一番蒸気圧の低い溶媒（III）の粘度が３８［Ｐａ］であり、実施例１〜５に含まれていた溶媒（II）に比べて３分の１以下の粘度となっている。
この比較例１の増粘グラフは、図６の破線のようになり、増粘タイミングのポイントがなく、溶媒蒸発量がほぼ９５％になっても粘度が３０［ｍＰａ・ｓ］にも達していない。
このような比較例１の混合溶媒でインクを作成して有機発光層を形成したところ、その膜形状は図７の太字破線で示すようにせり上がり部が、点線で示す実施例５の場合よりも非常に大きくなり、平坦率も５０％程度に落ち込んだ。
（２）比較例２
次に、混合溶媒が比較例２である場合について説明する。
図１の表に示すように、この比較例２は、実施例１〜５の構成溶媒である溶媒（II）、（IＶ）、（Ｖ）に、溶媒（Ｉ）（Tetraethylene Glycol Dimemethyl Ether）を加えた４種類の溶媒からなる。新たに加えた溶媒（Ｉ）は、構成溶媒の中で一番蒸気圧の低く（０．１［Ｐａ］）、その粘度が、わずか４［ｍＰａ・ｓ］であるため、その粘度変化は、図８の増粘グラフにおける太字破線に示すように粘度が一旦増加した後に、大幅に低下する。
すなわち、比較例２では、溶媒蒸発量が６０％を過ぎた当りで、溶媒（II）の影響により増粘率が増加するが、溶媒（II）が溶媒（Ｉ）より早く蒸発するので、溶媒蒸発量が８５％を過ぎた当りから急激に、溶媒（Ｉ）の粘度が支配的になり、最終的には３０［ｍＰａ・ｓ］を下回る。
このように比較例２では、途中で増粘率が上昇するが最終段階で粘度が大幅に落ち込むため、その成膜形状も図９の太字破線に示すように、せり上がり部が大きく、かつ中央付近では上方に少し膨らむ凸形状となり平坦率も遠く８０％に及ばない。
比較例２では、実施例５とほぼ同じ構成溶媒を含みながら、蒸気圧が最低で粘度が非常に小さい溶媒（Ｉ）をほんの少し含むだけで、成膜形状が大きく影響されるのが分かる。
＜最低蒸気圧の溶媒の粘度の条件＞
以上から、平坦率が８０％以上の膜形状を得るためには、混合溶媒において、最も蒸気圧の低い溶媒の粘度（以下、「最低蒸気圧溶媒粘度」という。）が一定以上である必要があることが分かる。
例えば、２成分系の混合溶媒の場合には、図５（ａ）の粘度式に基づき、次のような過程により、構成溶媒となる２つの溶媒１、２の種類とその混合比を求めることができる。
ここで、溶媒１（蒸気圧ｐ1［Ｐａ］、粘度η1［ｍＰａ・ｓ］）、溶媒２（蒸気圧ｐ2［Ｐａ］、粘度η2［ｍＰａ・ｓ］）（ｐ1＜ｐ2、η1＞η2。初期の混合比ｘ0：ｙ0）とする。
既存の複数の溶媒の中から、溶媒１の候補を挙げて、その蒸気圧ｐ1とη1を図４（ａ）の式（１）〜式（４）により、次の条件（１）、（２）を満たす可能性のある既存の溶媒２の蒸気圧ｐ2、粘度Ｐ2を代入して、適当な混合比（ｘ0：ｙ0）が存在するか否か確認する。
（条件１）初期（混合溶媒の蒸発量が０％）の合成粘度が１５［ｍＰａ・ｓ］以下である（吐出可能条件）。
（条件２）混合溶媒の蒸発量８０％（α＝０．８）のときの粘度が、３２［ｍＰａ・ｓ］以上である（増粘タイミング条件）。
上記条件を満たす溶媒１、２からなる混合溶媒により、実際にインクを作成して有機発光層を形成し、その平坦率が８０％以上になるか否かを確認していった。
図１０は、上記のような実験を繰り返して選択された、溶媒１として使用可能な既存の溶媒のリストである。このリストで粘度が一番低いものは最下欄の１，３−プロパンジオール（1,3-propanediol）の５３［ｍＰａ・ｓ］だった。
したがって、混合溶媒を構成する溶媒のうち、一番蒸気圧が低い溶媒の蒸気圧が、少なくとも５３［ｍＰａ・ｓ］であれば、他の、蒸気圧が高く粘度の低い適当な溶媒と組み合わせることにより上記条件１、２を満たし、かつ、平坦率８０％以上の膜形成が可能である。３成分系以上の混合溶媒についても同様である。
なお、１番蒸気圧の低い溶媒の粘度が５３［ｍＰａ・ｓ］あれば、膜形状の形成に重要な乾燥の最終段階での粘度を確保できるのであり、この条件を満たせば、３成分以上の混合溶媒の場合において、例えば、２番目に蒸気圧が低い溶媒の粘度が、１番蒸気圧の低い溶媒の粘度より多少高くても構わない。最終まで残るのは蒸気圧の一番低い溶媒であり、その粘度の大きさが一番重要だからである。
したがって、混合溶媒に含まれる複数の溶媒の中で、１番蒸気圧の低い溶媒の粘度が、少なくとも５３［ｍＰａ・ｓ］あればよく、必ずしも、複数の構成溶媒の中で一番粘度が高くある必要はない。
２．有機ＥＬ素子の構成
以下、本開示の一態様に係る有機ＥＬ素子および有機ＥＬパネル、有機ＥＬ表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は、模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。
（１）有機ＥＬ表示装置１の全体構成
図１１は、有機ＥＬ表示装置１の全体構成を示すブロック図である。有機ＥＬ表示装置１は、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯端末、その他の電子機器の表示部として用いられる。
有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬパネル１０と、これに電気的に接続された駆動制御部２００とを備える。有機ＥＬパネル１０は、本実施の形態では、トップエミッション型の表示パネルであり、画像表示面に沿って複数の有機ＥＬ素子（不図示）が配列され、各有機ＥＬ素子の発光を組み合わせて画像を表示する。なお、有機ＥＬパネル１０は、一例として、アクティブマトリクス方式を採用している。
駆動制御部２００は、有機ＥＬパネル１０に接続された駆動回路２１０と、計算機などの外部装置又はＴＶチューナーなどの受信装置に接続された制御回路２２０とを有する。駆動回路２１０は、各有機ＥＬ素子に電力を供給する電源回路、各有機ＥＬ素子への供給電力を制御する電圧信号を印加する信号回路、一定の間隔ごとに電圧信号を印加する箇所を切り替える走査回路などを有する。制御回路２２０は、外部装置や受信装置から入力された画像情報を含むデータに応じて、駆動回路２１０の動作を制御する。
（２）有機ＥＬパネル１０の構成
（Ａ）平面構成
図１２は、有機ＥＬパネル１０の画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。有機ＥＬパネル１０では、一例として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）（以下、単にＲ、Ｇ、Ｂともいう。）にそれぞれ発光する副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが行列状に配列されている。副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、Ｘ方向に交互に並び、Ｘ方向に並ぶ一組の副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが、一つの画素Ｐを構成している。画素Ｐでは、階調制御された副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの発光輝度を組み合わせることにより、フルカラーを表現することが可能である。
また、Ｙ方向においては、副画素１００Ｒ、副画素１００Ｇ、副画素１００Ｂのいずれかのみが並ぶことでそれぞれ副画素列ＣＲ、副画素列ＣＧ、副画素列ＣＢが構成されている。これにより、有機ＥＬパネル１０全体として画素Ｐが、Ｘ方向及びＹ方向に沿った行列状に並び、この行列状に並ぶ画素Ｐの発色を組み合わせることにより、画像表示面に画像が表示される。
副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの色に発光する有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）（図１３参照）が配置されている。
また、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、いわゆるラインバンク方式を採用している。すなわち、副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを１列ごとに仕切る隔壁（バンク）１４がＸ方向に間隔をおいて複数配置され、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢでは、副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが、有機発光層を共有している。
ただし、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢでは、副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ同士を絶縁する画素規制層１４１がＹ方向に間隔をおいて複数配置され、各副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、独立して発光することができるようになっている。
（Ｂ）断面構成
図１３は、図１２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。有機ＥＬパネル１０において、一つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ発光する３つの副画素からなり、各副画素は、対応する色を発光する有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）で構成される。各発光色の有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）は、基本的には、ほぼ同様の構成を有するので、区別しないときは、有機ＥＬ素子２として説明する。
図１３に示すように、有機ＥＬ素子２は、基板１１、層間絶縁層１２、画素電極（陽極）１３、隔壁１４、正孔注入層１５、正孔輸送層１６、有機発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極（陰極）２０、および、封止層２１とからなる。
基板１１、層間絶縁層１２、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極２０、および、封止層２１は、画素ごとに形成されているのではなく、有機ＥＬパネル１０が備える複数の有機ＥＬ素子２に共通して形成されている。
＜基板＞
基板１１は、絶縁材料である基材１１１と、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層１１２とを含む。ＴＦＴ層１１２には、副画素ごとに駆動回路が形成されている。基材１１１は、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素などの半導体基板、プラスチック基板等を採用することができる。
プラスチック材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
フレキシブルな有機ＥＬ表示パネルを製造するためには、基板はプラスチック材料であることが望ましい。
＜層間絶縁層＞
層間絶縁層１２は、基板１１上に形成されている。層間絶縁層１２は、樹脂材料からなり、ＴＦＴ層１１２の上面の段差を平坦化するためのものである。樹脂材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。また、図１３の断面図には示されていないが、層間絶縁層１２には、副画素ごとにコンタクトホールが形成されている。
＜画素電極（第１電極）＞
画素電極１３は、光反射性の金属材料からなる金属層を含み、層間絶縁層１２上に形成されている。画素電極１３は、副画素ごとに設けられ、コンタクトホール（不図示）を通じてＴＦＴ層１１２と電気的に接続されている。本実施の形態においては、画素電極１３は、陽極として機能する。
光反射性を具備する金属材料の具体例としては、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、アルミニウム合金、Ｍｏ（モリブデン）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）などが挙げられる。画素電極１３は、金属層単独で構成してもよいが、金属層の上に、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）やＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）のような金属酸化物からなる層を積層した積層構造としてもよい。
＜隔壁・画素規制層＞
隔壁１４は、基板１１の上方に副画素ごとに配置された複数の画素電極１３を、Ｘ方向（図１２参照）において列毎に仕切るものであって、Ｘ方向に並ぶ副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの間においてＹ方向に延伸するラインバンク形状である。隔壁１４には、電気絶縁性材料が用いられる。電気絶縁性材料の具体例として、例えば、絶縁性の有機材料（例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂等）が用いられる。
隔壁１４は、有機発光層１７を塗布法で形成する場合に塗布された各色のインクが溢れて混色しないようにするための構造物として機能する。なお、樹脂材料を用いる際は、加工性の点から感光性を有することが好ましい。隔壁１４は、有機溶媒や熱に対する耐性を有することが好ましい。また、インクの流出を抑制するために、隔壁１４の表面は所定の撥液性を有することが好ましい。
画素規制層１４１は、電気絶縁性材料からなり、各副画素列においてＹ方向（図２）に隣接する画素電極１３の端部を覆い、当該Ｙ方向に隣接する画素電極１３同士を仕切っており、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢにおける有機発光層１７の段切れ抑制、画素電極１３と対向電極２０との間の電気絶縁性の向上などの役割を有する。
画素規制層１４１の膜厚は、インク状態の有機発光層１７の上面までの厚みよりは小さいが、乾燥後の有機発光層１７の上面の厚みよりは大きく設定される。これにより、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢにおける有機発光層１７は、画素規制層１４１によっては仕切られず、有機発光層１７を形成する際のインクの流動が妨げられない。そのため、各副画素列における有機発光層１７の厚みを均一に揃えることを容易にする。
＜正孔注入層＞
正孔注入層１５は、画素電極１３から発光層１７への正孔の注入を促進させる目的で、画素電極１３上に設けられている。正孔注入層１５は、例えば、Ａｇ（銀）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｉｒ（イリジウム）などの酸化物、あるいは、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの低分子量の有機化合物や、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）などの高分子材料が挙げられる。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１６は、正孔注入層１５から注入された正孔を有機発光層１７へ輸送する機能を有する。正孔輸送層１６は、例えば、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられ、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物を混合溶媒に溶解したインクを用いて印刷法などのウエットプロセスにより形成される。
＜有機発光層＞
有機発光層１７は、開口部１４ａ内に形成されており、正孔と電子の再結合により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を発光する機能を有する。なお、特に、発光色を特定して説明する必要があるときには、有機発光層１７（Ｒ）、１７（Ｇ）、１７（Ｂ）と記す。
有機発光層１７に用いられる有機発光材料としては、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属鎖体、２−ビピリジン化合物の金属鎖体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との鎖体、オキシン金属鎖体、希土類鎖体等の蛍光物質や、トリス(２-フェニルピリジン)イリジウムなどの燐光を発光する金属錯体等の燐光物質を用いることができる。
また、ポリフルオレンやその誘導体、ポリフェニレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体等の高分子化合物等、もしくは前記低分子化合物と前記高分子化合物の混合物を用いて形成されてもよい。
＜電子輸送層＞
電子輸送層１８は、対向電極２０からの電子を発光層１７へ輸送する機能を有する。電子輸送層１８は、電子輸送性が高い有機材料、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。
＜電子注入層＞
電子注入層１９は、対向電極２０から供給される電子を発光層１７側へと注入する機能を有する。電子注入層１９は、例えば、電子輸送性が高い有機材料に、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）やカルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）など、アルカリ金属やアルカリ土類金属から選択された金属がドープされて形成されている。
電子注入層１９に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。
＜対向電極（第２電極）＞
対向電極２０は、透光性の導電性材料からなり、電子注入層１９上に形成されている。対向電極２０は、陰極として機能する。
対向電極２０の材料としては、例えば、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を用いてもよい。この場合、対向電極２０は透光性を有する必要があるため、膜厚は、１０ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。
＜封止層＞
封止層２１は、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９などの有機層が外部の水分に晒されたり、空気に晒されたりして劣化するのを防止するために設けられるものである。
封止層２１は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの透光性材料を用いて形成される。
＜その他＞
なお、図１３には示されてないが、封止層２１上に透明な接着剤を介して防眩用の偏光板や上部基板を貼り合せてもよい。また、各有機ＥＬ素子２により発光される光の色度を補正するためのカラーフィルターを貼り合わせてもよい。これらにより、正孔輸送層１６、有機発光層１７、第２機能層１９などを外部の水分および空気などからさらに保護できる。
３．有機ＥＬ素子の製造方法
以下、本開示の一態様に係る機能層形成用インクを使用したトップエミッション型の有機ＥＬ素子および当該有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬパネルおよびその製造方法について、以下図１４〜図１８を用いて説明する。図１４は、有機ＥＬ素子２の製造過程を示すフローチャートであり、図１５〜図１８は、有機ＥＬ素子２の製造過程を模式的に示す断面図である。なお、図面は模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。
（１）基板準備工程
まず、図１５（ａ）に示すように、基材１１１上にＴＦＴ層１１２を形成して基板１１を準備する（図１４のステップＳ１）。ＴＦＴ層１１２は、公知のＴＦＴの製造方法により形成することができる。
（２）層間絶縁層形成工程
次に、図１５（ｂ）に示すように、基板１１上に、層間絶縁層１２を形成する（図１４のステップＳ２）。
具体的には、一定の流動性を有する樹脂材料を、例えば、ダイコート法により、基板１１の上面に沿って、ＴＦＴ層１１２による基板１１上の凹凸を埋めるように塗布する。これにより、層間絶縁層１２の上面は、基材１１１の上面に沿って平坦化した形状となる。
層間絶縁層１２における、ＴＦＴ素子の例えばソース電極上の個所にドライエッチング法を行い、コンタクトホール（不図示）を形成し、その後、コンタクトホールの内壁に沿って接続電極層を形成する。接続電極層の形成は、例えば、スパッタリング法を用いて金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法およびウエットエッチング法を用いてパターニングすればよい。
（３）画素電極形成工程
次に、図１５（ｃ）に示すように、層間絶縁層１２上に画素電極材料層１３０を形成する。画素電極材料層１３０は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。そして、図１５（ｄ）に示すように、画素電極材料層１３０をエッチングによりパターニングして、副画素ごとに区画された複数の画素電極１３を形成する（図１４のステップＳ３）。
（４）隔壁・画素規制層形成工程
次に、隔壁１４および画素規制層１４１を形成する（図１４のステップＳ４）。
本実施の形態では、画素規制層１４１と隔壁１４を別工程で形成している。
（４−１）画素規制層形成
まず、Ｙ方向（図１２）における画素電極列を副画素毎に仕切るため、Ｘ方向に伸びる画素規制層１４１を形成する。
図１６（ａ）に示すように、画素電極１３が形成された層間絶縁層１２上に、画素規制層１４１の材料となる感光性の樹脂材料を一様に塗布して、画素規制層材料層１４１０を形成する。このときの樹脂材料の塗布量は、乾燥後に狙いの画素規制層１４１の膜厚となるように予め求められている。
具体的な塗布方法として、例えばダイコート法やスリットコート法、スピンコート法などのウエットプロセスを用いることができる。塗布後には、例えば、真空乾燥及び６０℃〜１２０℃程度の低温加熱乾燥（プリベーク）などを行って不要な溶媒を除去するとともに、画素規制層材料層１４１０を層間絶縁層１２に定着させることが好ましい。
そして、フォトリソグラフィ法を用いて、画素規制層材料層１４１０をパターニングする。例えば、画素規制層材料層１４１０がポジ型の感光性を有する場合は、画素規制層１４１として残す箇所を遮光し、除去する部分が透明なフォトマスク（不図示）を介して画素規制層材料層１４１０を露光する。
次に、現像を行い、画素規制層材料層１４１０の露光領域を除去することにより、画素規制層１４１を形成することができる。具体的な現像方法としては、例えば、基板１１全体を、画素規制層材料層１４１０の露光により感光した部分を溶解させる有機溶媒やアルカリ液などの現像液に浸した後、純水などのリンス液で基板１１を洗浄すればよい。
その後、所定温度で焼成（ポストベーク）することにより、層間絶縁層１２上に、Ｘ方向に延伸する画素規制層１４１を形成することができる（図１６（ｂ））。
（４−２）隔壁形成
次に、Ｙ方向に伸びる隔壁１４を上記画素規制層１４１と同様にして形成する。
すなわち、上記画素電極１３、画素規制層１４１が形成された層間絶縁層１２上に、隔壁用の樹脂材料を、ダイコート法などを用いて塗布して、隔壁材料層１４０を形成する（図１６（ｃ））。このときの樹脂材料の塗布量は、乾燥後に狙いの隔壁１４の高さとなるように予め求められている。そして、フォトリソグラフィ法により隔壁材料層１４０にＹ方向に延在する隔壁１４をパターニングした後、所定の温度で焼成して隔壁１４を形成する（図１６（ｄ））。
なお、上記では、画素規制層１４１と隔壁１４のそれぞれの材料層をウエットプロセスで形成した後にパターニングするようにしたが、いずれか一方または双方の材料層をドライプロセスで形成して、フォトリソグラフィ法とエッチング法により、パターニングするようにしてもよい。
（５）正孔注入層・正孔輸送層形成工程
次に、正孔注入層１５および正孔輸送層１６を形成する（図１４のステップＳ５）。
まず、正孔注入層１５は、上述した正孔注入特性を有する低分子材料を、例えば実施例１の混合溶媒に溶解、もしくは分散させたインクを印刷装置の塗布ヘッド３０１のノズル３０１１から吐出して、開口部１４ａ内に塗布し、溶媒を揮発除去させ、および／または焼成することにより形成される。
正孔輸送層１６は、上記正孔注入層１５上に、上述した正孔輸送特性を有する低分子材料を例えば実施例１の混合溶媒に溶解、もしくは分散させたインクを用いて、上記正孔注入層１５と同じ印刷法により、形成される。
なお、図１６（ａ）は、正孔注入層１５形成後に正孔輸送層１６を形成している際における表示パネル１０の模式断面図を示している。
（６）有機発光層形成工程
次に、上記正孔輸送層１６の上方に、有機発光層１７を形成する（図１４のステップＳ６）。
具体的には、上記発光材料のうち低分子材料からなる発光材料を例えば、を図１７（ｂ）に示すように、各開口部１４ａに対応する発光色の有機発光層の構成材料である低分子量の有機発光材料を上記混合溶媒（例えば、図１の実施例１）で溶解したインクを、印刷装置の塗布ヘッド３０１のノズル３０１１から順次吐出して開口部１４ａ内の正孔輸送層１６上に塗布し、インク塗布後の基板１１を真空乾燥室内に搬入して真空環境下で加熱することにより、インク中の有機溶媒を蒸発させて形成する。
（７）電子輸送層形成工程
次に、図１８（ａ）に示すように、有機発光材料層１７０および隔壁層１４の上に、低分子量の電子輸送性材料を上記混合溶媒（例えば、図１の実施例１）で溶解したインクを、印刷装置の塗布ヘッド３０１のノズル３０１１から吐出して開口部１４ａ内の有機発光層１７上に塗布し、インク中の有機溶媒を蒸発させて、電子輸送層１８を形成する（図１４のステップＳ７）。
（８）電子注入層形成工程
続いて、図１８（ｂ）に示すように、電子輸送層１８上に、電子注入性の材料を真空蒸着して電子注入層１９を成膜する（図１４のステップＳ８）。
（９）対向電極形成工程
次に、機能層１９上に対向電極２０を形成する（図１４のステップＳ９）
対向電極形成工程は、まず、機能層１９上に銀、アルミニウム等を、スパッタリング法、真空蒸着法により成膜して形成する（図１８（ｃ））。
（１０）封止層形成工程
次に、図１８（ｄ）に示すように、対向電極２０上に、封止層２１を形成する（図１４のステップＳ１０）。封止層２１は、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等を、スパッタリング法、ＣＶＤ法などにより成膜することにより形成することができる。
以上により図１３に示す表示パネル１０が製造される。なお、上記の製造方法は、あくまで例示であり、趣旨に応じて適宜変更可能である。
≪変形例≫
以上、実施の形態に係る有機ＥＬ素子２等を説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示パネルの変形例を説明する。
（１）上記実施の形態では、混合溶媒に含まれる構成溶媒のうち、蒸気圧が一番大きな溶媒の粘度を一番低くなるようにしているが、必ずしもそうである必要がない。但し、印刷可能条件を満たしつつ増粘タイミングをできるだけ早くするためには、蒸気圧が一番大きな溶媒の粘度を一番低くするのが望ましい。
（２）上記実施の形態では、溶質として低分子材料のものを考えたが、初期のインク粘度が吐出可能条件を満たすのであれば、高分子材料を溶質としても構わない。高分子材料の溶質は溶媒の蒸発により自発的に増粘するので、本開示の態様に係る混合溶媒に溶解もしくは分散させることにより、より増粘タイミングの早いインクを提供でき、乾燥段階でのインクの対流を抑制して機能層の平坦率をより向上させることができると考えられる。
（３）印刷法により形成する機能層は、陽極からの正孔の移動を容易にする正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層や、陰極からの電子の移動を容易にする電子注入層、電子注入輸送層、電子注入輸送層（以下、これらを「電荷移動容易化層」と総称する。）および／または有機発光層のうち少なくとも１層が、本開示の態様に係る混合溶媒に機能性材料を溶解もしくは分散させたインクを用いて印刷法により形成されていれば、残りの機能層については、真空蒸着法などのドライプロセスにより形成するようにしても構わない。
少なくとも機能層のうち一層、とりわけ有機発光層を、本発明に係る混合溶媒を用いて形成することにより、成膜の平坦率を向上させて発光効率や耐久性に優れた有機ＥＬ素子を提供できる。
（４）上記実施の形態においては、陰極が対向電極であり、かつ、トップエミッション型の有機ＥＬ素子であるとした。しかしながら、例えば、陽極が対向電極であり、陰極が画素電極であってもよい。また、例えば、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子であってもよい。
（５）また、上記実施の形態においては、有機ＥＬ素子２は、電子輸送層１８や電子注入層１９、正孔注入層１５や正孔輸送層１６を有する構成であるとしたが、これに限られない。例えば、電子輸送層１８を有しない有機ＥＬ素子や、正孔輸送層１６を有しない有機ＥＬ素子であってもよい。また、例えば、正孔注入層１５と正孔輸送層１６とに代えて、単一層の正孔注入輸送層を有していてもよい。
（６）ノズルを介して高精細なインクの塗布が可能なものであれば、上記実施の形態における印刷装置に限らず、インクを連続的に基板上に吐出するディスペンサー方式の塗布装置を用いてもよい。
（７）上記実施の形態では、列状に隔壁を形成するラインバンク方式の有機ＥＬ表示パネルについて説明したが、格子状に隔壁を形成して各副画素ごとに周囲を隔壁で囲む、いわゆるピクセルバンク方式の有機ＥＬ表示パネルであっても構わない。
（８）上記実施の形態では、自発光素子として有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬ表示パネルについて説明したが、その他、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：Quantum dot Light Emitting Diode）を使用した量子ドット表示パネル（例えば、特開２０１０−１９９０６７号公報参照）などの表示パネルについても、発光層の構造や種類が異なるだけで、画素電極と対向電極との間に発光層やその他の機能層を介在させるという構成において有機ＥＬ表示パネルと同じであり、本発明を適用することができる。
≪補足≫
以上、本開示の一態様に係る機能層形成用インクおよび自発光素子の製造方法について、実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態および変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明は、有機ＥＬ素子などの自発光素子における機能層を印刷法で形成する場合の機能層形成用インクとして好適である。
２ 有機ＥＬ素子
１１ 基板
１２ 層間絶縁層
１３ 画素電極
１４ 隔壁
１４ａ 開口部
１５ 正孔注入層
１６ 正孔輸送層
１７ 有機発光層
１８ 電子輸送層
１９ 電子注入層
２０ 対向電極
２１ 封止層

Claims (6)

  1. 自発光素子における機能層を印刷法で形成する際に使用される機能層形成用インクであって、
    蒸気圧の異なる複数の溶媒を含む混合溶媒に、機能性材料を溶解もしくは分散してなり、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の低い溶媒の粘度が、５３ｍＰａ・ｓ以上であって、
    かつ、前記混合溶媒の初期の合成粘度が、１５ｍＰａ・ｓ以下であり、
    前記混合溶媒が８０％蒸発したときの合成粘度が、１００ｍＰａ・ｓ以上である
    ことを特徴とする機能層形成用インク。
  2. 前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の高い溶媒が、最も低い粘度を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の機能層形成用インク。
  3. 前記機能性材料が低分子材料からなる
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の機能層形成用インク。
  4. 基板を準備する工程と、
    前記基板上方に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上方に機能層を形成する工程と、
    前記機能層の上方に第２電極を形成する工程と、
    を含み、
    前記機能層を形成する工程は、
    機能層形成用インクを印刷する印刷工程と、前記印刷された機能層形成用インクを乾燥させる乾燥工程とを含み、
    前記機能層形成用インクは、蒸気圧の異なる複数の溶媒を含む混合溶媒に、機能性材料を溶解もしくは分散してなり、前記複数の溶媒のうち最も蒸気圧の低い溶媒の粘度が、５３ｍＰａ・ｓ以上であって、かつ、前記混合溶媒の初期の合成粘度が、１５ｍＰａ・ｓ以下であり、前記混合溶媒が８０％蒸発したときの合成粘度が、１００ｍＰａ・ｓ以上である
    ことを特徴とする自発光素子の製造方法。
  5. 前記機能層は、発光層および／または電荷移動容易化層を含む
    ことを特徴とする請求項４に記載の自発光素子の製造方法。
  6. 前記電荷移動容易化層は、正孔注入特性および／または正孔輸送特性、あるいは電子注入特性および／または電子輸送特性を有する層を含む
    ことを特徴とする請求項５に記載の自発光素子の製造方法。
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