JP2003142261A

JP2003142261A - 有機ｅｌ表示素子の製造方法および有機ｅｌ表示素子

Info

Publication number: JP2003142261A
Application number: JP2001338060A
Authority: JP
Inventors: Akira Ebisawa; 晃海老沢
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】平坦で均一であり、かつパターニングエラー
が補正された有機層の形成が可能であり、リーク、輝度
ムラ等の発生が防止された有機ＥＬ素子の製造方法を提
供する。【解決手段】陽極と陰極とを有し、これらの電極の間
に挟まれた少なくとも１層の有機層を有し、かつこの有
機層がパターニングされている有機ＥＬ表示素子の製造
方法であって、パターニングされている有機層を形成し
た後、前記有機層が可溶な溶媒を、前記有機層にスプレ
ーコーティングにより塗布し、前記有機層を再溶解させ
て、前記有機層の平坦化およびパターニングエラーの補
正を行う有機ＥＬ表示素子の製造方法。

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ＥＬ表示素子
の製造方法および有機ＥＬ表示素子に関し、更に詳細に
は、パターニングされている有機層を形成する際に生ず
る有機層の不均一さ、およびパターニングエラーの補正
が可能な有機ＥＬ表示素子の製造方法と、これらの補正
により得られた平坦でかつパターニングエラーが抑えら
れた有機層を有する有機ＥＬ表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空蒸着法を用いた積層型有機ＥＬ素子
（Appl.Phys.Lett.51,P913(1987)）は、近年、実用化レ
ベルの素子が次々に作成され、現在実用化されつつあ
る。一方で、塗布法による有機ＥＬ素子（Nature 347,5
39(1990)）の開発も盛んとなり、蒸着法による素子と遜
色のない特性を有するようになった。

【０００３】ところで、有機ＥＬ素子を用いてカラー化
デバイスを用いる場合には、異なる発光色を持つ素子を
同一基板内に配置しなければならない。有機ＥＬ素子
は、有機材料を用いたデバイスであり殆どの有機溶剤に
よって侵食を受けてしまう。また、水分に対して非常に
敏感であり、水分により容易に破壊が進行してしまう。
このため、通常のフォトリソグラフィーのようなプロセ
スを通すことができず、有機層のパターニングが困難で
あった。

【０００４】しかしながら、真空蒸着法による積層型有
機ＥＬディスプレイでは、メタルマスクを介した蒸着に
より繊細なパターン状に各素子を配置することが可能と
なり、マスク蒸着により精度よく、蒸着部分、非蒸着部
分の塗り分けを行うことができ、すでに、フルカラーデ
ィスプレイとして発表されている。

【０００５】一方で、塗布法を用いた有機ＥＬ素子のカ
ラー化に関しては、決定的な方法がないのが現状であ
り、デバイスにする際に真空蒸着系に対して不利であっ
た。この問題を解決するために、種々の方法が提案され
ており、その１つとして、インクジェット法を用いるこ
とがあり、インクジェット法によるフルカラーディスプ
レイが提案されているが（特開平１０−１２３７７号公
報）、実用化のための課題が多い。このようなものとし
ては、まず、塗布量のむらによるドットサイズのバラツ
キの問題がある。また、塗布された溶液が表面張力の影
響により凹状の形状になるというドット形状の不均一さ
の問題がある。これにより発光時には中央が明るく、外
周に近づくほど暗くなるという輝度ムラ（発光ムラ）が
発生する。また、飛行曲がりによるインクの着弾精度の
問題があり、目的である電極からずれた位置に有機層が
成膜されることで、電極同士が直接接触してしまい、リ
ークによりドット欠陥が生じやすい欠点がある。

【０００６】このような着弾精度の問題から生じるリー
ク電流を防ぐ試みとしては、発光に寄与しない不要な電
流を抑制する薄膜層をスピンコート等により、有機層と
陽極、あるいは陰極との間に設ける方法が提案されてい
るが（特開２０００−１００５７２号公報）、この薄膜
層は絶縁性を有し、電流をながしずらい性質をもつた
め、駆動電圧の著しい上昇などの不具合が生じてしま
う。同様に、インクの着弾位置周辺に疎水化された樹脂
から成るバンクを設け、インクの着弾点を制御する方法
も提案されている（特開２０００−３５３５９４号公
報）。この手法を用いることにより、ある程度の着弾位
置の制御は可能になったが、リーク、発光ムラを完全に
抑えるには至らず、更なる改善が必要である。

【０００７】一方で、グラビア印刷等の印刷法による有
機層のパターニングも提案されているが、有機ＥＬ材料
の塗布溶液自体の粘性が低い問題、チキソ性の問題から
印刷時に所望の形状を保てないという大きな問題があ
る。また、有機ＥＬ素子の特性が極端に低下してしまう
ことから添加剤等を加えにくい等の問題もあり、このよ
うな印刷法により高繊細にパターニングされた有機ＥＬ
素子の報告はほとんどないのが現状である。また、理論
的には、印刷時に基板を加熱しておき、塗布液をすばや
く蒸発させることにより所望の形状を保った有機層を得
ることは可能であるが、ムラが激しく均一な有機層を得
ることは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パタ
ーニングされた有機層を、好ましくは塗布法、とりわけ
インクジェット法により形成する際、有機層を平坦にし
て均一な層とし、かつパターニングエラーを補正し、こ
れにより、リーク、輝度ムラ（発光ムラ）等の発生を防
止することができ、実用に耐えうるパターニングが可能
となる有機ＥＬ表示素子を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明によって達成される。（１）陽極と陰極とを有し、これらの電極の間に挟ま
れた少なくとも１層の有機層を有し、かつこの有機層が
パターニングされている有機ＥＬ表示素子の製造方法で
あって、パターニングされている有機層を形成した後、
前記有機層が可溶な溶媒を前記有機層にスプレーコーテ
ィングにより塗布し、前記有機層を再溶解させて、前記
有機層の平坦化およびパターニングエラーの補正を行う
有機ＥＬ表示素子の製造方法。（２）パターニングされている有機層が高分子化合物
を含有し、塗布法によりパターニングされている有機層
を形成する上記（１）の有機ＥＬ表示素子の製造方法。（３）インクジェット法によりパターニングされてい
る有機層を形成する上記（２）の有機ＥＬ表示素子の製
造方法。（４）陽極と陰極とを有し、さらに、これらの電極の
間に挟まれた少なくとも１層の有機層を有し、かつこの
有機層がパターニングされている有機ＥＬ表示素子であ
って、前記有機層が、パターニングされて形成された
後、可溶な溶液がスプレーコーティングにより塗布され
て再溶解させられて得られたものであり、前記有機層
が、平坦でかつパターニングエラーが補正されている有
機ＥＬ素子。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ表示素子は、陽極と陰極とを有し、こ
れらの電極の間に挟まれた少なくとも１層の有機層を有
するものであり、有機層はパターニングされている。

【００１１】このような有機ＥＬ表示素子を製造するに
際し、本発明では、パターニングされている有機層を形
成した後、この有機層に、これが可溶な溶媒（可溶性溶
媒）をスプレーコーティングにより塗布する。このた
め、一旦形成された、パターニングされている有機層
は、上記溶液により再溶解させられてレベリングされ
る。そして、その後、溶媒を蒸発させるなどして除去す
れば、有機層の平坦化が図られ、均一な有機層が得られ
る。さらに、目的の位置に有機層が形成されないことに
より、電極同士が接触して、素子を構成したとき、リー
クが生じてしまうが、再溶解することが可能になるの
で、有機層を広げ、下層となる電極を完全に覆うように
することができる。このため、リークを生じさせるよう
なパターニングエラーの補正が可能になる。

【００１２】上記のパターニングされている有機層は、
塗布法により形成されたものであることが好ましく、有
機層が塗布設層された後にパターニングを施すことも考
えられるが、本発明の効果を有効に得る上では、塗布設
層とともにパターニングが施されることが好ましく、具
体的にはインクジェット法、グラビア印刷等の印刷法な
どが挙げられ、特に、インクジェット法によることが好
ましい。

【００１３】インクジェット法による場合、塗布された
溶液が表面張力の影響により凹状の形状になり、その形
状が乾燥後においても維持され、この形状の不均一さに
起因して、素子を構成したとき、発光時において、中央
が明るく、外周に近づくほど暗くなるという輝度ムラ
（発光ムラ）が発生するが、本発明では、上記可溶性溶
媒を有機層にスプレーコーティングにより塗布すること
により、有機層を平坦化することが可能になり、均一化
が図られるので、これが防止できる。また、インクの着
弾位置のずれから、有機層が電極からずれた位置に成膜
されることで、電極同士が直接接触してしまい、リーク
によりドット欠陥が生じるが、本発明では、再溶解によ
り、下層となる電極を覆うように、パターニング位置の
補正ができるので、リーク発生を防止できる。このよう
に、本発明において重要なのは、電極同士の接触を防止
するために必要な大きさの有機層を得ることである。ま
た、個々のパターニングされている有機層に着目したと
き、個々において、厚さが均一であり、互いの厚さおよ
び大きさも均一であることが輝度ムラを防止する上で好
ましい。

【００１４】本発明で再溶解処理に用いられる可溶性溶
媒は、再溶解処理の対象となる有機層が可溶であれば、
特に制限されないが、再溶解処理後、溶媒を蒸発などに
より取り除く必要があることから、沸点は１００〜１５
０℃程度が好ましい。また、あまりに低沸点であると、
再溶解処理の目的が達成されなくなってしまうが、低沸
点溶媒（沸点３０〜１００℃程度）を高沸点溶媒（沸点
１５０〜２００℃程度）と混合して使用することができ
る。このような混合溶媒とする場合は、低沸点溶媒と高
沸点溶媒とを、体積比で、１０：９０〜９０：１０とし
て用いることができる。

【００１５】具体的な溶媒としては、有機層の構成材料
によって選択することができるが、一般的には、上記の
好ましい範囲の沸点を持つものとして、トルエン、キシ
レン等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以
上を併用してもよい。また、使用が一般的な可溶性の低
沸点溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、テ
トラヒドロフラン（ＴＨＦ）等が挙げられ、これと併用
が好ましい高沸点溶媒としては、キノリン、デカリン等
が挙げられる。これらは、各溶媒を１種のみ用いた混合
溶媒としても、少なくとも一方を２種以上用いた組合せ
の混合溶媒としてもよい。

【００１６】可溶性溶媒に対する有機層の溶解度（２５
℃）は０．１〜２%（質量百分率）程度であることが好
ましい。有機層の各構成材料においても溶解度に差があ
るが、上記の溶解度は、有機層全体を基準としたもので
ある。

【００１７】可溶性溶媒は、比較的溶解度が大きい易溶
性溶媒を用いて少量塗布とすることもできるし、溶解度
の小さい微溶性溶媒を用いて、比較的多量に塗布するこ
ともできる。このように、有機層の溶解度によって、塗
布量を制御することができる。可溶性溶媒の塗布量は、
通常、有機層１mm² 当たり０．１nl〜１μl（直径１０
０nm程度のドット１個当たり１pl〜１０nl ）程度の範
囲から選択することができる。

【００１８】本発明では、可溶性溶媒はスプレーコーテ
ィングにより塗布するが、このような塗布法を用いれ
ば、成膜済の有機層を失うことなく、有機層または有機
層の一部を再溶解でき、均一な有機層の形成が容易にな
る。塗布圧は、０．１〜１MPaの範囲で調整できるが、
これに限定するものではない。スプレー塗布装置は、市
販のものを用いることができる。例えば、ノードソン
(株)のスワールスプレー塗布装置、マイクロスプレー塗
布装置、等を用いることができる。

【００１９】本発明において、再溶解処理の対象とな
る、パターニングされている有機層の形成は、インクジ
ェット法により行うことが好ましい。インクジェット法
については、例えば、特開２０００−３５３５９４号公
報、関俊一，宮下悟，応用物理，第７０巻，第１号（２
００１）などに記載されている。

【００２０】本発明の製造工程の好ましい例としては、
まず、電極パターンを形成した基板上に、画素領域を分
離する絶縁層バンクを設け、インクジェット法により、
所定大きさ（通常１００μm径）で所定厚さ（５０〜２
００nm程度）の有機層を形成する。この場合、有機層
は、パターニングされた電極を覆う大きさとし、厚さは
再溶解処理を考慮して、最終的に目的とする厚さよりも
１．５〜２倍程度厚くすることが好ましい。

【００２１】絶縁層バンクは、ポリイミド等の絶縁性樹
脂などで形成されるが、絶縁性無機材料などを用いても
よく、ＳｉＯ₂ 層上にポリイミド層を形成した絶縁多層
バンクとしてもよい。バンクの高さは１〜２μm程度で
あり、テーパーを設けてもよい。また、バンクに対する
インクの着弾を防止するため、例えばポリイミド層表面
のみをフッ素化などにより撥インク性にすることも、パ
ターニングの精度を上げ、所定位置に有機層を形成する
観点から好ましい。

【００２２】このように形成された有機層に再溶解処理
を施すと、平坦化されることにより、再溶解処理前に比
べ、やや大きめで、厚さが低減した有機層が得られる。
このようにすれば、例えば、直径１００μm程度、厚さ
２００nm程度のものから、最終的に、直径１４０〜１５
０μm 程度、厚さ９０〜１００nm程度の有機層が得られ
る。次いで、上記電極と対をなす電極パターンを有機層
状に形成し、素子を得る。

【００２３】本発明において、有機層を形成するための
有機材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられてい
るような発光材料、電荷輸送材料（電子輸送性材料とホ
ール輸送性材料の総称である。）などを用いることがで
きる。

【００２４】例えば、高分子発光材料を用いた発光層
や、高分子発光材料と電荷輸送材料との混合発光層、あ
るいはこのような発光層と陰極（電子注入電極）との間
に電子注入輸送性材料を含有する電子注入輸送層を有し
ていたり、発光層と陽極（ホール注入電極）との間にホ
ール注入輸送性材料を含有するホール注入輸送層を有し
ていてもよい。また、これら電子注入輸送層、ホール注
入輸送層に代えて、無機材料による高抵抗の電子注入輸
送層や、ホール注入輸送層を有していてもよい。

【００２５】本発明において、有機層は、ウェット型の
素子としての機能を確保する上で、高分子化合物を含有
することが好ましい。このような高分子化合物の分子量
は、重合体の場合、重量平均分子量Ｍｗで表して、５０
００以上、通常、５０００〜３００万程度である。

【００２６】具体的には、主に、発光材料、ホール輸送
性材料として用いられるものであるが、ポリエチレンジ
オキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（PEDO
T/PSS)、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、金属フタ
ロシアニン化合物、ポリアニリン／ポリスチレンサルフ
ォネート（Ｐａｎｉ／ＰＳＳ）、下記式（Ｐ−１）のポ
リパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ誘導体）、お
よび下記式（Ｐ−２）のポリアリールフルオレン誘導体
のいずれか、またはこれらの混合物を挙げることができ
る。

【００２７】

【化１】

【００２８】（Ｒは２−エチルヘキシルオキシ基であ
り、Ｒ’はメトキシ基であり、ｎは重合度を表し、Ｍｗ
は５００００である。）

【００２９】

【化２】

【００３０】（Ｒ₁およびＲ₁’は各々アルキル基であ
り、Ａｒは置換基を有していてもよい芳香環基または複
素環基であり、ｎは重合度を表し、Ｍｗは５０００〜３
００万である。）

【００３１】また、発光層は１層であっても２層以上あ
ってもよく、発光層と電荷輸送層で複数層を形成してい
てもよい。さらに、発光層は、高分子発光材料以外に、
下記の発光材料、電荷輸送性材料を含有していてもよ
い。また、前記高分子発光材料および／または電荷輸送
材料を高分子化合物に分散させてもよい。

【００３２】本発明の高分子発光材料と共に使用できる
既知の発光材料としては特に限定されないが、例えば、
ナフタレン誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペ
リレンおよびその誘導体、ポリメチン系、キサンテン
系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロ
キシキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミ
ン、テトラフェニルシクロペンタジエンおよびその誘導
体、テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などを
用いることができる。具体的には、例えば、特開昭５７
−５１７８１号、同５９−１９４３９３号公報に記載さ
れているもの等、公知のものが使用可能である。

【００３３】本発明に使用することのできる電荷輸送性
材料としては、種々の電子輸送性材料、ホール輸送性材
料を用いることができ、特に限定されるものではない。

【００３４】ホール輸送性材料としては、ピラゾリン誘
導体、アリールアミン誘導体、スチルペン誘導体、トリ
フェニルジアミン誘導体等を挙げることができる。

【００３５】電子輸送性材料としては、オキサジアゾー
ル誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベ
ンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその
誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシア
ノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレン
およびその誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよび
その誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキ
ノリンおよびその誘導体等の金属錯体等を挙げることが
できる。

【００３６】具体的には、特開昭６３−７０２５７号公
報、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３
５９号公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０９
９８８号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５２
１８４号公報に記載されているものなどを挙げることが
できる。

【００３７】特にホール輸送性材料としては４，４−ビ
ス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミ
ノ）ビフェニル、電子輸送性材料としては２−（４−ビ
フェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキ
ノン、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムが好ま
しい。

【００３８】これらのうち、電子輸送性の化合物とホー
ル輸送性の化合物のいずれか一方、または両方を同時に
使用するとよい。これらは単独で用いてもよいし、混合
して用いてもよい。

【００３９】電荷輸送材料の使用量は、使用する化合物
の種類などにより異なるので、十分な成膜性と発光特性
を阻害しない範囲で最適な添加量を決めればよい。通
常、発光材料に対して１〜４０％（質量百分率）であ
り、より好ましくは２〜３０％（質量百分率）である。

【００４０】また、有機層として上記の発光層以外に電
子注入輸送層、ホール注入輸送層などを有していてもよ
い。有機材料からなる電子注入輸送層、ホール注入輸送
層に用いられる電子輸送性材料、ホール輸送性材料は上
記の材料のなかから、発光層や電極等との関係で好適な
ものを用いればよい。

【００４１】上記高分子発光材料を用いた場合の発光層
の厚さとしては０．５nm〜１０μm、好ましくは１nm〜
１μm である。電流密度を上げて発光効率を上げるため
には、１０〜５００nmの範囲が好ましい。なお、塗布法
により薄膜化した場合には、溶媒を除去するため、減圧
下あるいは不活性雰囲気下、３０〜２００℃、好ましく
は６０〜１００℃の温度で加熱乾燥することが望まし
い。

【００４２】また、電荷注入輸送層を発光層の下層に形
成する場合、発光層の形成に加熱重合工程を要するとき
は、ある程度の耐熱性が必要となる。この場合、好まし
くはガラス転移温度が１００℃以上、より好ましくは１
５０℃以上、特に２００℃以上の化合物が好ましい。ガ
ラス転移温度の上限に特に制限はないが、３００℃程度
である。

【００４３】有機のホール注入輸送層の厚さおよび電子
注入輸送層の厚さは、特に制限されるものではなく、形
成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm程度、特
に１０〜３００nmとすることが好ましい。ホールの注入
層と輸送層とを設ける場合は、注入層は１nm以上、輸送
層は１nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、
輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００nm程度、
輸送層で５００nm程度である。

【００４４】本発明の有機層形成に用いられる溶媒とし
ては、有機材料が溶解し、塗布に際して障害が生じない
ものであれば特に限定されるものではない。具体的に
は、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エーテル系
等一般に用いられているものを使用することができる。
なかでも、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタ
ン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが好
ましい。高分子材料の構造や分子量にもよるが、通常は
これらの溶媒に０．１％（質量百分率）以上溶解させる
ことができる。

【００４５】陰極（電子注入電極）は、無機電子注入層
等の電子注入層とを組み合わせて用いる場合は、低仕事
関数で電子注入性を有している必要がないため、その材
料として、特に限定される必要はなく、通常の金属を用
いることができる。なかでも、導電率や扱い易さの点
で、Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｐｔ，ＰｄおよびＮｉ、特にＡｌ，Ａｇから選択される
１種または２種等の金属元素が好ましい。これら陰極の
厚さは、電子を高抵抗の無機電子注入輸送層に与えるこ
とのできる一定以上の厚さとすれば良く、５０nm以上、
好ましくは１００nm以上とすればよい。また、その上限
値には特に制限はないが、通常、厚さは５０〜５００nm
程度とすればよい。

【００４６】また、陰極（電子注入電極）として必要に
応じて下記のものを用いてもよい。例えば、Ｋ、Ｃｓ、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓ
ｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上
させるためにそれらを含む２成分、３成分の合金系、例
えばＡｇ・Ｍｇ合金（Ａｇ量０．１〜５０％（原子
比））、Ａｌ・Ｌｉ合金（Ｌｉ量０．０１〜１４％（原
子比））、Ｉｎ・Ｍｇ合金（Ｍｇ：５０〜８０％（原子
比））、Ａｌ・Ｃａ合金（Ｃａ量０．０１〜２０％（原
子比））等が挙げられる。陰極（電子注入電極）の厚さ
は、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすれば良
く、０．１nm以上、好ましくは０．５nm以上、特に１nm
以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はな
いが、通常、厚さは１〜５００nm程度とすればよい。陰
極（電子注入電極）の上には、さらに補助電極（保護電
極）を設けてもよい。

【００４７】補助電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらには１００nm以上、特に１００〜５００nmの範
囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が得
られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなってし
まい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、補
助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくなる
ため、ダークスポットの成長速度が速くなってしまう等
といった弊害が生じてくる。補助電極は、組み合わせる
電子注入電極の材料により最適な材料を選択して用いれ
ばよい。例えば、電子注入効率を確保することを重視す
るのであればＡｌ等の低抵抗の金属を用いればよく、封
止性を重視する場合には、ＴｉＮ等の金属化合物を用い
てもよい。

【００４８】陰極（電子注入電極）と補助電極とを併せ
た全体の厚さとしては、特に制限はないが、通常５０〜
５００nm程度とすればよい。

【００４９】陽極（ホール注入電極）の材料は、無機ホ
ール注入輸送層、または有機のホール注入輸送層へホー
ルを効率よく注入することのできるものが好ましく、仕
事関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ましい。具体的に
は、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸
化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ
₂Ｏ₃ ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）および酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これら
の酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよ
い。Ｉｎ₂Ｏ₃に対するＳｎＯ₂の混合比は、１〜２０
％（質量百分率）、さらには５〜１２％（質量百分率）
が好ましい。また、ＩＺＯでのＩｎ₂Ｏ₃に対するＺｎ
Ｏの混合比は、通常、１２〜３２％（質量百分率）程度
である。

【００５０】陽極（ホール注入電極）は、仕事関数を調
整するため、酸化シリコン（ＳｉＯ ₂）を含有していて
もよい。酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の含有量は、ＩＴＯ
に対するＳｉＯ₂のモル比で０．５〜１０％程度が好
ましい。ＳｉＯ₂を含有することにより、ＩＴＯの仕事
関数が増大する。

【００５１】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nm、特に各発光光に対する光透過率
が５０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上で
あることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光
層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝
度を得難くなってくる。その場合の電極の厚さは、５０
〜５００nm、特に５０〜３００nmの範囲が好ましい。ま
た、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと透過率
の低下や剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、
十分な効果が得られず、製造時の膜強度等の点でも問題
がある。このような電極は陽極であることが多い。

【００５２】さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐ
ために、素子上を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ₂等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ま
しくは１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
０．１ppm 程度である。

【００５３】本発明において、有機ＥＬ構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板（例えばガラス、石英な
ど）、結晶基板（例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、
ＺｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなど）が挙げられ、また、これ
らの結晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ
層を形成した基板も用いることができる。また、金属基
板としては、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなど
を用いることができ、好ましくはガラス基板が用いられ
る。基板は、光取り出し側となる場合、上記電極と同様
な光透過性を有することが好ましい。

【００５４】さらに、本発明の素子を、平面上に多数並
べてもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光
色を変えて、カラーのディスプレーにすることができ
る。

【００５５】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００５６】本発明の有機ＥＬ表示素子は、通常、直流
駆動型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、
交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜
３０V 程度とされる。

【００５７】本発明の有機ＥＬ表示素子は、例えば、基
板／第１の電極（陽極）／有機層（発光層）／第２の電
極（陰電極）とが順次積層された構成としてもよいし、
この逆の積層構成としてもよい。積層構成は、例えば、
ディスプレーの仕様や作製プロセス等により、適宜最適
なものに決定すればよい。

【００５８】本発明の有機ＥＬ表示素子は、ディスプレ
イとしての応用の他、例えばメモリ読み出し／書き込み
等に利用される光ピックアップ、光通信の伝送路中にお
ける中継装置、フォトカプラ等、種々の光応用デバイス
に用いることができる。

【００５９】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。比較例を併記する。

【００６０】実施例１基板として、ガラス基板（コーニング社製７０５９、
１．１mm厚）を用い、図１（ａ）に示すように、基板１
のＩＴＯ２上にポリイミドよりなり、テーパーを有する
バンク３（高さ２μm ）を設けた。この基板には、イン
クの着弾点として直径８０μm のＩＴＯ（１５０nm厚）
が直線状に露出している。基板は、アルカリ洗剤を用い
て超音波洗浄した後、蒸留水によるすすぎを２回、エタ
ーノール洗浄、アセトン洗浄を同様に超音波を用いて行
った。この基板のＩＴＯ上に、インクジェット法により
塗布を試み、リークの割合、発光ムラの観察を行った。

【００６１】塗布用のインクは、ポリビニルカルバゾー
ル（以下ＰＶＫ）、電子輸送材料である２−（４−ビフ
ェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１−
３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕＰＢＤ）、ドーピン
グ材料であるＩｒ（ｐｐｙ）₃錯体（ｐｐｙはフェニル
ピリジンを表す。）を７０：３０：１の割合（質量比）
で混合し、トルエンに１%（質量百分率）の濃度で溶解
したものを用いた。この濃度のインクをインクジェット
プリンタにより塗布し、厚さ２００nmの有機層を形成し
た。この場合の有機層４の塗布状態は、例えば図１
（ｂ）のようになる。所望の層厚は１００nm程度である
が、ここではスプレーコーティングにより溶解、レベリ
ングを行う（層厚は薄くなる）ことを考慮して、あえて
通常よりも厚い層厚となるように塗布を行った。このよ
うな条件でインクジェットプリンタによる塗布を行っ
た。塗布後の有機層４の直径は１００μmであり、面積
的には、理論上、８０μm径のＩＴＯを覆うに十分であ
る。なお、この場合の有機層４の厚さは、個々の有機層
についての平均値を求め、さらに全体についての平均値
を求めたものである。また直径は最大径の平均値とし
た。

【００６２】次いで、スプレーコーティングによる再溶
解処理を行った。これにより、有機層４の塗布状態は図
１（ｃ）のようになる。溶媒はトルエン、塗布圧は０．
１MPa、スプレーガンの移動速度は３cm/秒、スプレーガ
ンと基板間の距離は１０cmとした。塗布量は有機層１mm
²当たり１０nlとした。自然乾燥後、有機層４の直径は
１５０μm、その厚さは１００nmとなった。また、個々
の有機層４をみた場合、バラツキが少なく均一であっ
た。直径は最大径（有機層４がバンク３と接するバンク
３同士間の最大離間距離）の平均値とし、厚さは、個々
の平均値をさらに平均して求めた値とした。

【００６３】次いで、基板を真空蒸着装置に移動し、陰
極としてＣｓ２nm厚、Ａｌを２５０nm厚にして相次いで
成膜し有機ＥＬ表示素子とした。

【００６４】この素子を１５Ｖにて発光させた。発光色
は緑色であった。塗布膜自体の周辺部には塗布ムラが観
察されるが、直径がＩＴＯよりも十分大きいため、この
ような塗布ムラによる発光ムラはほとんど観測されなか
った。また、有機層の再溶解とレベリングにより、この
条件でのリーク発生率は、１２%であった。

【００６５】実施例２実施例１のポリイミドバンクにトリフルオロメタンによ
る撥水処理を施した以外は、実施例１と同様の操作を行
った。この素子でも、発光ムラは、ほとんど観測され
ず、リーク発生率も２%にまで低下した。

【００６６】比較例１スプレーコーティングによる再溶解処理を行わず、イン
ク濃度を０．５%（質量百分率）とした以外は、実施例
１と同様の操作を行った。この濃度のインクをインクジ
ェットプリンタにより塗布し、１００nm厚の有機層を形
成した。この素子では、リーク発生率が３８%にも達
し、実施例１に比べて大きくなった。また、発光してい
る素子もＩＴＯ周辺部に発光ムラが見られた。

【００６７】比較例２実施例２と同様の撥水処理済みの基板を用いて、比較例
１と同様の操作を行った。リーク発生率は１４%までに
低下したが、スプレーコーティングを施した場合に比べ
発生率は高かった。また比較例１と同様の発光ムラが観
察された。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、平坦で均一であり、か
つパターニングエラーが補正された有機層が得られ、こ
のようにパターニングされた有機層を有する有機ＥＬ表
示素子としているので、リーク、輝度ムラ等の発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における有機層の形成工程を示す図であ
り、（ａ）は、用いられるバンクを設けた基板の概略断
面図、（ｂ）はインクジェット法により有機層を形成し
た後の概略断面図、（ｃ）はスプレーコーティングを施
した後の概略断面図である。

【符号の説明】

１基板２ＩＴＯ３バンク４有機層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/22 33/22 ＺＦターム(参考） 3K007 AB17 AB18 BA06 CB01 DB03 FA01 4D075 AA01 AA82 AC07 AE03 AE12 BB60Z DB53 DC24 EA05 EB31 EC30 5C094 AA03 AA31 AA42 AA43 BA27 DA13 EA05 FA01 FA02 FB01 FB20 5G435 AA01 AA14 AA17 BB05 HH01 HH20 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極とを有し、これらの電極の間
に挟まれた少なくとも１層の有機層を有し、かつこの有
機層がパターニングされている有機ＥＬ表示素子の製造
方法であって、パターニングされている有機層を形成した後、前記有機
層が可溶な溶媒を前記有機層にスプレーコーティングに
より塗布し、前記有機層を再溶解させて、前記有機層の
平坦化およびパターニングエラーの補正を行う有機ＥＬ
表示素子の製造方法。
【請求項２】パターニングされている有機層が高分子
化合物を含有し、塗布法によりパターニングされている
有機層を形成する請求項１の有機ＥＬ表示素子の製造方
法。
【請求項３】インクジェット法によりパターニングさ
れている有機層を形成する請求項２の有機ＥＬ表示素子
の製造方法。
【請求項４】陽極と陰極とを有し、さらに、これらの
電極の間に挟まれた少なくとも１層の有機層を有し、か
つこの有機層がパターニングされている有機ＥＬ表示素
子であって、前記有機層が、パターニングされて形成された後、可溶
な溶液がスプレーコーティングにより塗布されて再溶解
させられて得られたものであり、前記有機層が、平坦で
かつパターニングエラーが補正されている有機ＥＬ素
子。