有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置
【課題】機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズル１が基板２と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風する。
【解決手段】有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズル１が基板２と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置に関し、特に機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機分子自体が発光するため、有機ＥＬ素子を利用した画像表示装置は構造が単純、コントラストが高いなどの特徴を持つことで近年注目されている。そのため、テレビやモバイル機器のディスプレイ、照明などの様々な用途に向けて、有機ＥＬ素子に関する研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の構成物質である有機ＥＬ材料をパターニングする方法としては、発光材料をシャドーマスクを介して真空蒸着する方法、有機溶剤に溶解させた発光材料をインクジェット、ノズル塗布、ディスペンサー、グラビア印刷、スクリーン印刷、凸版印刷などで所定部位に塗布する方法、紫外線照射により不要部分を破壊する方法等がある。中でも、吐出塗布方法（ノズル塗布、インクジェットなど）は、材料の利用効率が高く、製造コストの点で有利であるため、実用化に向けて種々の検討がなされている。特に、最近では、ノズル塗布法はインクジェットと比べ、装置機構が簡便であること、適用できるインク物性の幅が広いこと、などから盛んに検討がなされている。
【０００４】
ノズル塗布法は、機能性材料を有する機能液を、定流量ポンプを用いて一定の速度でノズルに送液し、ノズルから液を連続的に吐出させたまま、ノズルを往復運動させ、基板をピッチ送りし、機能性材料のパターンを形成する方法である。
【０００５】
ノズル塗布法において、前記機能液は、ノズルから吐出された瞬間は、液柱状態となっているが、ノズルの吐出孔からある程度（条件によるが１ｍｍ程度）の距離以降では、フリーの状態となり、表面張力によって安定な液滴状態となる。基板に対しては、液柱状態となっている距離で塗布を行うが、基板が無い領域、すなわちノズルの往復運動の端部やノズル加速・減速領域では、機能液が塗着する基板が無いため、吐出された機能液は液滴となる。この液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点がある。
【０００６】
上記問題点に対して、基板が無い領域に、スリット溝（特許文献１）や傾斜部分（特許文献２）、塗着部材（特許文献３）を設け、液滴を受ける技術があるが、これでも欠陥を防ぐには不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３１１９２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８９９６０号公報
【特許文献３】特開２００８−２８４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１０】
このような構成によれば、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００１１】
また本発明は、フィルターを通した気体を、送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１２】
このような構成によれば、送風する気体中に含まれる塵や埃が基板に付着することを解消することができ、有機ＥＬ素子の欠陥を解消することができる。
【００１３】
また本発明は、前記気体は、前記機能性材料に対して不活性であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１４】
このような構成によれば、機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。さらに、構造の不安定性などによって気体を送風することが好ましくない機能性材料溶液を使用する場合にも、送風することができるようになる。
【００１５】
また本発明は、基板外のノズルの移動範囲の下方に、液滴吸収部材を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１６】
このような構成によれば、吸着部材が機能液を吸着することで機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板への飛散を抑えることができる。その結果、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００１７】
また本発明は、送風した気体を吸気する部分を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１８】
このような構成によれば、送風した気体を吸気する部分が機能液を吸収することで機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板への飛散を抑えることができる。その結果、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。また、吸気する部分を任意の位置に設置することで任意の気流を作り出すことができる。その結果、基板に当たる送風量の調整や送風量などを微調整することができるようになる。
【００１９】
また本発明は、基板上に前記機能液を吐出する装置であって、基板と基板外の上方を往復移動しながら前記機能液を吐出するノズルと、基板を支えるステージと、前記ノズルの上方から下方へ基板と基板外に向けて機能液の基板への飛散を防ぐための気体を送風する送風ユニットと、時間当たり一定量の前記機能液を前記ノズルへ輸送する定流量ポンプと、を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置を提供するものである。
【００２０】
このような構成によれば、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法で有機ＥＬ素子を製造することができるようになるので、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置では、ノズルの上方から気体を送風することで、機能液の基板への飛散による欠陥を解消できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の半導体素子の製造方法の一例を示す工程図である
【図１】本発明のノズル塗布法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の送風の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の吸収部材を有する有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の装置に吸気ユニットを有する有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第一実施態様〕
以下、本発明に係る図について説明する。図１は、本発明のノズル塗布法の一例を示す模式図である。基板固定ステージ７を備えたＹθステージ８からなる土台上に基板２を設置する。ノズル１から基板２へ機能液を吐出して、基板２に機能液を塗着させて、機能性材料のパターンを形成する。ノズル１は図示のように、基板２内と基板２外を移動する。また、ノズル１は、基板２外では加速し、基板２内では等速で移動する。図２は、本発明の送風の一例を示す概念図である。図示のように、送風ユニット４を使用して、ノズル１の上方から下方へ向けて、基板２と基板２外において気体を送風する。
【００２４】
第一実施態様に係る製造方法は、図１で示しているように、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズル１が基板２と基板２外の上方を往復移動し、前記往復移動に同期させて基板２をピッチ送りして、前記ノズル１から機能性材料溶液を基板２上に吐出して機能性材料のパターンを形成しているところへ、図２で示すような送風ユニット４を使用して、ノズル１の上方から下方へ向けて、基板２と基板２外において気体を送風するというものである。
【００２５】
第一実施態様に係る製造方法によれば、液受け台に向かって吐出され浮遊している液滴、及び液受け台に溜まった液滴が、高速で往復運動するノズル１の風に舞い上げられ、基板２に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００２６】
（基板）
基板２は、ガラス、樹脂フィルム、金属箔など特に限定されるものではないが、必要に応じて配線、スイッチング素子（ＴＦＴ）ならびに陽極、絶縁膜ならびに撥液性隔壁が形成されている。また、基板２の大きさは、特に限定されない。基板２を支えるステージは、主に基板固定ステージ７を備えたＹθステージ８が好ましい。基板固定ステージ７は、バキュームや固定具等によって基板２を固定する機能を有している。基板の平坦性を高くするため、多孔質定盤を通してポンプで吸引しながら吸着するのが好適である。Ｙθステージ８は、基板２に機能性材料のパターンを塗布する場合のパターン位置のアライメントを的確に行う機能を有している。Ｙ方向の移動に関しては塗布の際のピッチ送りを正確に行う必要があり、動作分解能の精密度が要求される。具体的には、移動分解能が１μｍ以下である事が好ましい。θ方向の回転に関しては、できるだけ細かく角度調整できる事が望ましく、少なくとも０．１度以下の回転分解能を有していることが好適である。また、基板固定ステージの大きさは、大きすぎると、ステージを汚す原因になり、また、小さすぎると基板がたわむ原因になるため、基板２と同等が好適である。また、ピッチ送りやステージの移動もしくは回転は、内部もしくは外部に設けられたモーターによって制御されている。
【００２７】
（撥液性隔壁）
撥液性隔壁材料は、ノズル塗布によって塗布された機能液を、所定の位置に的確に配置させるために補助的に用いるものであり、フォトレジストのパターンを形成後にフッ素系ガスによってプラズマ処理することで作製されたもの、あるいはフッ素系物質などの撥液成分を含有したフォトレジスト、または撥液性の材料を全面に形成し、光触媒リソグラフィーを用いてパターニングしたもの、などが好適である。
【００２８】
（ノズル）
ノズル１は、定流量ポンプ５から機能液を押し出すことによって、塗布中は常に一定量の機能液を吐出する機構を有している。定流量ポンプ５は特に限定はなく常に一定量の機能液を脈動なくノズル１に送ることができればどのようなものでもよい。シリンジポンプあるいは圧送ポンプなどが好ましい。
【００２９】
（有機ＥＬ素子）
有機ＥＬ素子は、有機発光材料を一対の電極で挟んだ構造体で構成されており、一方の電極からは電子が注入され、他方の電極からは正孔が注入される。前記構造体の構成は、特に限定されるものではなく任意の構成をとることができるが、たとえば、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・陰極の順に積層された構成を挙げることができる。各層は単層でも２層以上でもよいし、複数の材料の混合層でもよい。
【００３０】
機能液とは、電子移動及び発光に関係する材料である機能性材料を含有する溶液のことである。機能液に用いられる機能性材料には、正孔注入層材料、正孔輸送層材料、発光層材料、電子輸送層材料、電子注入層材料などが挙げられる。また、機能液に用いられる溶媒は、水、または種々の有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、下記の種々の機能性材料を好適に溶かすものであれば特に限定されるものではないが、塗布後の乾燥の制御や、機能性材料の変質・分解の影響を考慮して選定する。具体的には、アルキル化芳香族類、ハロゲン化芳香族類、芳香族エーテル類、芳香族エステル類、脂肪族エステル類、脂肪族ケトン類を初めとした溶媒、またはこれらの混合溶媒などが好適である。
【００３１】
機能液に用いられる正孔注入層材料は、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、アリールアミン誘導体、金属酸化物、金属ナノ粒子、金属錯体などが好適である。
【００３２】
機能液に用いられる正孔輸送層材料は、アリールアミン誘導体などが好適である。
【００３３】
機能液に用いられる発光層材料は、大別して色素系発光材料、金属錯体系発光材料、および高分子系発光材料の三つが挙げられる。例えば、色素系発光材料としては、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、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−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、シロール誘導体、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等が好適である。また、金属錯体系発光材料としては、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、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、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、あるいは、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ等またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子に、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、キノリン構造等を有する金属錯体等が好適である。また、高分子系発光材料としては、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等、あるいは、上記の色素系発光材料や金属錯体系発光材料を高分子化したもの等が好適である。
【００３４】
機能液に用いられる電子輸送層材料は、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、バソキュプロイン、バソフェナントロリン等のフェナントロリン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）等のキノリノール錯体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、などが好適である。
【００３５】
機能液に用いられる電子注入層材料は、ＬｉＦやＮａＦなどのアルカリ金属塩、ＣａＦ2などのアルカリ土類金属塩、８−キノリノラトリチウム錯体（Ｌｉｑ）などのキノリノール錯体などが好適である。
【００３６】
上記各機能液は、構成成分を一つまたは二つ以上を組み合わせて含有している。また、それぞれの層を全て機能液による塗布によって形成せずとも、少なくとも１層以上を塗布によって形成し、残りの層は真空蒸着法などによって形成しても良い。
【００３７】
陽極は、金、白金などの金属やＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2などの透明／半透明導電性物質を材料として使用することが好適である。前記材料を蒸着やスパッタ法を用いて、透明性をよくするために薄膜形状に形成する。また、上記材料のナノ粒子状材料を溶媒に分散させ、塗布によって形成しても良い。
【００３８】
陰極は、ナトリウム、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、銀、Ａｌ2Ｏ3などの金属や酸化物およびこれらの混合物を材料として使用することが好適である。前記材料を蒸着やスパッタ法を用いて形成する。また、上記材料のナノ粒子状材料を溶媒に分散させ、塗布によって形成しても良い。
【００３９】
有機ＥＬ素子は、水や酸素による劣化が進行し易いため、外気と遮断するため封止する必要がある。封止の方法は、不活性ガス中で、ザグリを設けたガラスの凹部に脱酸素脱水剤などを添付して、外枠と有機ＥＬ素子基板とを接着剤を用いて張り合わせ、不活性のガスで閉じ込める方法や、真空中で酸素や水のバリヤ性を有する封止層を形成する方法がある。貼り合わせの際の接着剤には、ＵＶ硬化型、熱硬化型のエポキシ樹脂またはアクリル樹脂などが好適である。バリヤ性を有する封止層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3などがあり、スパッタ法やＣＶＤなどによって緻密な膜を成膜する。また、封止層を形成する前に、スパッタやＣＶＤによる有機ＥＬ素子のダメージを防止するため、保護膜として絶縁性の有機材料を真空蒸着などによって形成しておくのが好適である。
【００４０】
（送風）
送風ユニット４を用いて、基板２と基板２外に向けてノズル１の上方からノズル１の下方へのダウンフローが生じるように送風する。送風によって生じる気体の流れや風圧によって、機能液が抑えこまれるので機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００４１】
送風で使用する気体は、機能性材料が酸素や水によって分解もしくは変質してしまう場合があるので、窒素ガスや希ガスなどの機能性材料に対して不活性なガスが好適であるが、コストや機能性材料との相性によっては空気や任意の気体でもよい。前記機能性材料に対して不活性とは、機能性材料の成分に化学変化や物理変化の影響を与えないことを意味する。
【００４２】
ノズル１の上方からノズル１の下方へ向けて送風する方向は、どのような方向でもよいが、通常では機能液の飛散を押さえ込むために基板２に対して垂直方向であることが好ましいが、送風量を調節したい場合などには基板２に対して斜め方向でもよい。
【００４３】
送風する範囲は、基板２と基板２外が好ましいが、より好ましくは、欠陥の原因の多くは基板２外の領域で浮遊している液滴であることや、送風によって劣化してしまう性質を有する機能液があることや、送風によって塗布した機能液が部分的に乾燥してしまうことや、送風ユニットなどの設備費や電気代などの維持費などのコストを低減させることができることのため、基板２外だけがよい。
【００４４】
送風で使用する気体は、基板２に異物が付着して欠陥となるのを防ぐためＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）フィルターやＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルターで埃や塵を除いた気体が好適である。また、機能性材料には水分に対して弱いものもあるので、機能性材料によっては乾燥させた気体が好ましい。また、機能液の乾燥の進行程度を均一に保つため、常に一定の温度で温度管理されていれば特に限定されるものではないが、室温付近の２０〜３０度程度が好ましく、より好ましくは２１〜２５度の範囲内が好ましい。
【００４５】
〔第二実施態様〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図３は、吸収部材を有する有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法の一例を示す模式図である。図２での液受け台の代わりに、吸着部材６を設置する。
【００４６】
第二実施態様に係る製造方法は、吸着部材６によって、基板２外に溜まる液滴を吸収すること以外は第一実施態様と同様である。
【００４７】
第二実施態様に係る製造方法によれば、吸着部材６を基板２の傍に設置することで、吸着部材６が機能液を吸着するため、機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００４８】
（吸着部材）
吸着部材６は、ウエスやクリーンワイパーなどの不織布あるいは織布、スポンジやセラミックスなどの多孔質材料およびこれらをフィルム状にしたもの、無塵紙やインクジェット紙などの紙、メンブレンフィルターなどの濾紙が好適であり、一つまたは二つ以上を組み合わせて使用する。
【００４９】
吸着部材６の大きさは、機能液の液滴化を防ぐことができれば任意の大きさでよい。
【００５０】
吸着部材６の設置場所は、機能液の液滴化を防ぐためにノズル１の移動範囲の下方だけが通常であるが、より好ましくはノズル１の移動範囲の下方より広く取ることがよい。また、吸着部材の吸着性能の低下を考慮し、適宜移動・回収させる機構を設けることが好ましい。
【００５１】
送風ユニット４によってノズル１の上方からノズル１の下方へ向けてダウンフローのように送風するだけで機能液の基板２への飛散を十分に抑えることができる場合は、吸着部材６を設置しなくてもよい。
【００５２】
〔第三実施態様〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図４は、吸気ユニットを有する有機ＥＬ素子の製造装置を説明する図である。図２での液受け台の代わりに、吸気ユニットを設置する。
【００５３】
第三実施態様に係る製造方法は、吸着ユニットによって、基板２外に溜まる液滴を吸収すること以外は第一実施態様と同様である。
【００５４】
第三実施態様に係る製造方法によれば、吸気ユニット１２は、機能液を吸い込むことで、機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００５５】
また、吸気ユニット１２を設置することで、送風ユニットによって送風された気体を吸い込むので、気体の流れを制御することができるようになる。
【００５６】
（吸気ユニット）
吸気ユニット１２は、吸気口１０と配管１１とポンプ／ファン９という構成からなる。吸気ユニット１２の材質は、金属、プラスチック、セラミックなどで機能液に対して不活性な材質からなることが好ましい。
【００５７】
吸気ユニット１２の形状は、機能液を吸い込みやすい図４のような形状が好ましいが、送風装置や基板固定ステージ７などの他の装置の形状などを考慮して、様々な形状を取ることができる。例えば、真横から見た形が、三角形、長方形、半円形などが挙げられる。
【００５８】
吸気ユニットの設置場所は、機能液の液滴化を防ぐためにノズル１の移動範囲の下方が好ましいが、より好ましくはノズル１の移動範囲の下方より広く取ることがよい。また、設置場所に制約がある場合などは、ノズル１の移動範囲の横に設置してもよい。
【００５９】
送風ユニット４によってノズル１の上方からノズル１の下方へ向けてダウンフローのように送風するだけで機能液の基板２への飛散を十分に抑えることができる場合は、吸気ユニットを設置しなくてもよい。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
（基板準備工程）
第1電極としてＩＴＯがパターン形成された基板上に、絶縁層として東レ株式会社製フォトレジストＤＬ１６０２をフォトリソグラフィーによってパターニングし、画素を画定した。さらにフルオロアルキルシランを添加した同フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによってノズル塗布領域の撥液性のストライプパターンを形成した。基板を洗浄液で洗浄し、純水でリンスした後、乾燥させた。
【００６１】
（正孔注入層形成工程）
ノズル動作領域上方に設置したＨＥＰＡフィルターファンを動作させ、下方へ向けて、基板外の領域に送風を開始した。モリブデンヘキサカルボニルを安息香酸エチルに溶解させた機能液をポンプ９から送液し、ノズルから吐出を開始した。Ｙθステージに基板を載せ、真空吸着によって固定した。
２個のアライメントカメラの下をノズルが通過し、塗布軌跡がアライメントカメラで確認できるようにカメラをそれぞれ位置調整した。ノズルを高速でＸ軸方向に移動させ、塗布軌跡を基板に描いた。
【００６２】
モニタのラインジェネレータのラインが、塗布軌跡の中心と重なるように、それぞれのカメラの位置を微動させた。次に、Ｙθステージを動かし、ノズル塗布領域のストライプパターンとカメラモニタのラインが平行となり、かつ、モニタのラインがストライプの隔壁間の中心に来るように位置調整した。
【００６３】
ノズル及び基板を動作させ、正孔注入層の塗布を行い、液滴の舞い上がりや飛散による欠陥なく、材料を塗布することができた。塗布した基板を減圧乾燥器に移動し、ポンプ９で排気することによって溶媒を乾燥した。次に２００度のホットプレート上に基板を載せ、１時間ベイクを行った。
【００６４】
（正孔輸送層形成工程）
機能液をポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］と、２−メチル−９，１０ビス(ナフタレン−２−イル)アントラセンとを安息香酸エチルに溶解した機能液に変えたこと以外は、全く同じ手法で、正孔注入層上に正孔輸送層を塗布した。
【００６５】
同様に塗布した基板を減圧乾燥器に移し、減圧にする事によって溶媒を乾燥した。次に、窒素置換され、酸素および水分濃度が１．０ｐｐｍ以下に保たれたグローブボックス中に基板を移動し、その中で、２００度のホットプレート上で1時間ベイクした。基板をグローブボックス外に出した。
【００６６】
（発光層形成工程）
機能液を、１−ｔｅｒｔ−ブチル―ペリレンを発光性ドーパントとして含有し、２−メチル−９，１０ビス(ナフタレン−２−イル)アントラセンをホストとして含有した安息香酸エチル溶液に変えたこと以外は、全く同じ手法で、正孔輸送層上に発光層を塗布した。同様に塗布した基板を減圧乾燥器に移し、減圧にする事によって溶媒を乾燥した。次に、窒素置換され、酸素および水分濃度が１．０ｐｐｍ以下に保たれたグローブボックス中に基板を移動し、その中で、１１０度のホットプレート上で３０分間ベイクした。
【００６７】
（蒸着・封止工程）
次に、グローブボックスから、蒸着機へ基板を移動させ、電子輸送層としてＡｌｑ3、電子注入層としてフッ化リチウムを表示領域全面に、第２電極としてＡｌをマスク蒸着によって蒸着した。基板をＧＢに移動し、ザグリを形成したガラスのザグリ部分に脱水脱酸素剤（ダイニック製水分ゲッターシート）を貼付し、枠にＵＶ硬化性エポキシ樹脂の接着剤（協立化学産業製ワールドロック）を塗布し、基板と貼り合わせた。表示領域にＵＶ光が照射されないようにマスクを行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化させて表示領域部を封止した。電気回路に接続して、舞い上がりによる欠陥がなく、品質の高い有機ＥＬパネルを得た。
【００６８】
＜実施例２＞
ノズルの往復運動領域下方で、基板が置かれていない領域の、ノズルから１ｍｍ程度離れた下方に、液滴吸収部材としてＭｉｃｒｏＳｅａｌ(株式会社バークシャー製品)を設置した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬパネルの作製を行ったところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００６９】
＜実施例３＞
実施例２の液滴吸収部材をウレタンスポンジに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７０】
＜実施例４＞
実施例２の液滴吸収部材をメンブレンフィルターに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７１】
＜実施例５＞
実施例２の液滴吸収部材を多孔質シリカプレートに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７２】
＜実施例６＞
実施例２の液滴吸収部材を、吸気ユニットに変えたこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７３】
＜比較例＞
実施例１の正孔注入層形成工程、正孔輸送層形成工程、発光層形成工程において、ＨＥＰＡフィルターファンを動作させなかった事意外は、全く同様にして、有機ＥＬパネルを作製した。その結果、機能液の液滴の舞い上がりによって、欠陥部位が数多く発生した。
【符号の説明】
【００７４】
１… ノズル
２… 基板
３… ノズルユニット
４… 送風ユニット
５… 定流量ポンプ
６… 吸着部材
７… 基板固定ステージ
８… Ｙθステージ
９… ポンプ／ファン
１０… 吸気口
１１… 配管
１２… 吸気ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置に関し、特に機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機分子自体が発光するため、有機ＥＬ素子を利用した画像表示装置は構造が単純、コントラストが高いなどの特徴を持つことで近年注目されている。そのため、テレビやモバイル機器のディスプレイ、照明などの様々な用途に向けて、有機ＥＬ素子に関する研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の構成物質である有機ＥＬ材料をパターニングする方法としては、発光材料をシャドーマスクを介して真空蒸着する方法、有機溶剤に溶解させた発光材料をインクジェット、ノズル塗布、ディスペンサー、グラビア印刷、スクリーン印刷、凸版印刷などで所定部位に塗布する方法、紫外線照射により不要部分を破壊する方法等がある。中でも、吐出塗布方法（ノズル塗布、インクジェットなど）は、材料の利用効率が高く、製造コストの点で有利であるため、実用化に向けて種々の検討がなされている。特に、最近では、ノズル塗布法はインクジェットと比べ、装置機構が簡便であること、適用できるインク物性の幅が広いこと、などから盛んに検討がなされている。
【０００４】
ノズル塗布法は、機能性材料を有する機能液を、定流量ポンプを用いて一定の速度でノズルに送液し、ノズルから液を連続的に吐出させたまま、ノズルを往復運動させ、基板をピッチ送りし、機能性材料のパターンを形成する方法である。
【０００５】
ノズル塗布法において、前記機能液は、ノズルから吐出された瞬間は、液柱状態となっているが、ノズルの吐出孔からある程度（条件によるが１ｍｍ程度）の距離以降では、フリーの状態となり、表面張力によって安定な液滴状態となる。基板に対しては、液柱状態となっている距離で塗布を行うが、基板が無い領域、すなわちノズルの往復運動の端部やノズル加速・減速領域では、機能液が塗着する基板が無いため、吐出された機能液は液滴となる。この液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点がある。
【０００６】
上記問題点に対して、基板が無い領域に、スリット溝（特許文献１）や傾斜部分（特許文献２）、塗着部材（特許文献３）を設け、液滴を受ける技術があるが、これでも欠陥を防ぐには不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３１１９２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８９９６０号公報
【特許文献３】特開２００８−２８４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１０】
このような構成によれば、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００１１】
また本発明は、フィルターを通した気体を、送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１２】
このような構成によれば、送風する気体中に含まれる塵や埃が基板に付着することを解消することができ、有機ＥＬ素子の欠陥を解消することができる。
【００１３】
また本発明は、前記気体は、前記機能性材料に対して不活性であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１４】
このような構成によれば、機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。さらに、構造の不安定性などによって気体を送風することが好ましくない機能性材料溶液を使用する場合にも、送風することができるようになる。
【００１５】
また本発明は、基板外のノズルの移動範囲の下方に、液滴吸収部材を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１６】
このような構成によれば、吸着部材が機能液を吸着することで機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板への飛散を抑えることができる。その結果、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００１７】
また本発明は、送風した気体を吸気する部分を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００１８】
このような構成によれば、送風した気体を吸気する部分が機能液を吸収することで機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板への飛散を抑えることができる。その結果、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、基板に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。また、吸気する部分を任意の位置に設置することで任意の気流を作り出すことができる。その結果、基板に当たる送風量の調整や送風量などを微調整することができるようになる。
【００１９】
また本発明は、基板上に前記機能液を吐出する装置であって、基板と基板外の上方を往復移動しながら前記機能液を吐出するノズルと、基板を支えるステージと、前記ノズルの上方から下方へ基板と基板外に向けて機能液の基板への飛散を防ぐための気体を送風する送風ユニットと、時間当たり一定量の前記機能液を前記ノズルへ輸送する定流量ポンプと、を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置を提供するものである。
【００２０】
このような構成によれば、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法で有機ＥＬ素子を製造することができるようになるので、前記機能性材料溶液の液滴が、高速で往復運動するノズルの風に舞い上げられ、機能液の基板への飛散によって生じる欠陥を解消できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置では、ノズルの上方から気体を送風することで、機能液の基板への飛散による欠陥を解消できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の半導体素子の製造方法の一例を示す工程図である
【図１】本発明のノズル塗布法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の送風の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の吸収部材を有する有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の装置に吸気ユニットを有する有機ＥＬ素子の製造方法と製造装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第一実施態様〕
以下、本発明に係る図について説明する。図１は、本発明のノズル塗布法の一例を示す模式図である。基板固定ステージ７を備えたＹθステージ８からなる土台上に基板２を設置する。ノズル１から基板２へ機能液を吐出して、基板２に機能液を塗着させて、機能性材料のパターンを形成する。ノズル１は図示のように、基板２内と基板２外を移動する。また、ノズル１は、基板２外では加速し、基板２内では等速で移動する。図２は、本発明の送風の一例を示す概念図である。図示のように、送風ユニット４を使用して、ノズル１の上方から下方へ向けて、基板２と基板２外において気体を送風する。
【００２４】
第一実施態様に係る製造方法は、図１で示しているように、有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズル１が基板２と基板２外の上方を往復移動し、前記往復移動に同期させて基板２をピッチ送りして、前記ノズル１から機能性材料溶液を基板２上に吐出して機能性材料のパターンを形成しているところへ、図２で示すような送風ユニット４を使用して、ノズル１の上方から下方へ向けて、基板２と基板２外において気体を送風するというものである。
【００２５】
第一実施態様に係る製造方法によれば、液受け台に向かって吐出され浮遊している液滴、及び液受け台に溜まった液滴が、高速で往復運動するノズル１の風に舞い上げられ、基板２に塗着してしまい、欠陥を引き起こすという問題点を解消することができる。
【００２６】
（基板）
基板２は、ガラス、樹脂フィルム、金属箔など特に限定されるものではないが、必要に応じて配線、スイッチング素子（ＴＦＴ）ならびに陽極、絶縁膜ならびに撥液性隔壁が形成されている。また、基板２の大きさは、特に限定されない。基板２を支えるステージは、主に基板固定ステージ７を備えたＹθステージ８が好ましい。基板固定ステージ７は、バキュームや固定具等によって基板２を固定する機能を有している。基板の平坦性を高くするため、多孔質定盤を通してポンプで吸引しながら吸着するのが好適である。Ｙθステージ８は、基板２に機能性材料のパターンを塗布する場合のパターン位置のアライメントを的確に行う機能を有している。Ｙ方向の移動に関しては塗布の際のピッチ送りを正確に行う必要があり、動作分解能の精密度が要求される。具体的には、移動分解能が１μｍ以下である事が好ましい。θ方向の回転に関しては、できるだけ細かく角度調整できる事が望ましく、少なくとも０．１度以下の回転分解能を有していることが好適である。また、基板固定ステージの大きさは、大きすぎると、ステージを汚す原因になり、また、小さすぎると基板がたわむ原因になるため、基板２と同等が好適である。また、ピッチ送りやステージの移動もしくは回転は、内部もしくは外部に設けられたモーターによって制御されている。
【００２７】
（撥液性隔壁）
撥液性隔壁材料は、ノズル塗布によって塗布された機能液を、所定の位置に的確に配置させるために補助的に用いるものであり、フォトレジストのパターンを形成後にフッ素系ガスによってプラズマ処理することで作製されたもの、あるいはフッ素系物質などの撥液成分を含有したフォトレジスト、または撥液性の材料を全面に形成し、光触媒リソグラフィーを用いてパターニングしたもの、などが好適である。
【００２８】
（ノズル）
ノズル１は、定流量ポンプ５から機能液を押し出すことによって、塗布中は常に一定量の機能液を吐出する機構を有している。定流量ポンプ５は特に限定はなく常に一定量の機能液を脈動なくノズル１に送ることができればどのようなものでもよい。シリンジポンプあるいは圧送ポンプなどが好ましい。
【００２９】
（有機ＥＬ素子）
有機ＥＬ素子は、有機発光材料を一対の電極で挟んだ構造体で構成されており、一方の電極からは電子が注入され、他方の電極からは正孔が注入される。前記構造体の構成は、特に限定されるものではなく任意の構成をとることができるが、たとえば、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・陰極の順に積層された構成を挙げることができる。各層は単層でも２層以上でもよいし、複数の材料の混合層でもよい。
【００３０】
機能液とは、電子移動及び発光に関係する材料である機能性材料を含有する溶液のことである。機能液に用いられる機能性材料には、正孔注入層材料、正孔輸送層材料、発光層材料、電子輸送層材料、電子注入層材料などが挙げられる。また、機能液に用いられる溶媒は、水、または種々の有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、下記の種々の機能性材料を好適に溶かすものであれば特に限定されるものではないが、塗布後の乾燥の制御や、機能性材料の変質・分解の影響を考慮して選定する。具体的には、アルキル化芳香族類、ハロゲン化芳香族類、芳香族エーテル類、芳香族エステル類、脂肪族エステル類、脂肪族ケトン類を初めとした溶媒、またはこれらの混合溶媒などが好適である。
【００３１】
機能液に用いられる正孔注入層材料は、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、アリールアミン誘導体、金属酸化物、金属ナノ粒子、金属錯体などが好適である。
【００３２】
機能液に用いられる正孔輸送層材料は、アリールアミン誘導体などが好適である。
【００３３】
機能液に用いられる発光層材料は、大別して色素系発光材料、金属錯体系発光材料、および高分子系発光材料の三つが挙げられる。例えば、色素系発光材料としては、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、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−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、シロール誘導体、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等が好適である。また、金属錯体系発光材料としては、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、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、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、あるいは、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ等またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子に、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、キノリン構造等を有する金属錯体等が好適である。また、高分子系発光材料としては、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等、あるいは、上記の色素系発光材料や金属錯体系発光材料を高分子化したもの等が好適である。
【００３４】
機能液に用いられる電子輸送層材料は、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、バソキュプロイン、バソフェナントロリン等のフェナントロリン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）等のキノリノール錯体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、などが好適である。
【００３５】
機能液に用いられる電子注入層材料は、ＬｉＦやＮａＦなどのアルカリ金属塩、ＣａＦ2などのアルカリ土類金属塩、８−キノリノラトリチウム錯体（Ｌｉｑ）などのキノリノール錯体などが好適である。
【００３６】
上記各機能液は、構成成分を一つまたは二つ以上を組み合わせて含有している。また、それぞれの層を全て機能液による塗布によって形成せずとも、少なくとも１層以上を塗布によって形成し、残りの層は真空蒸着法などによって形成しても良い。
【００３７】
陽極は、金、白金などの金属やＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2などの透明／半透明導電性物質を材料として使用することが好適である。前記材料を蒸着やスパッタ法を用いて、透明性をよくするために薄膜形状に形成する。また、上記材料のナノ粒子状材料を溶媒に分散させ、塗布によって形成しても良い。
【００３８】
陰極は、ナトリウム、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、銀、Ａｌ2Ｏ3などの金属や酸化物およびこれらの混合物を材料として使用することが好適である。前記材料を蒸着やスパッタ法を用いて形成する。また、上記材料のナノ粒子状材料を溶媒に分散させ、塗布によって形成しても良い。
【００３９】
有機ＥＬ素子は、水や酸素による劣化が進行し易いため、外気と遮断するため封止する必要がある。封止の方法は、不活性ガス中で、ザグリを設けたガラスの凹部に脱酸素脱水剤などを添付して、外枠と有機ＥＬ素子基板とを接着剤を用いて張り合わせ、不活性のガスで閉じ込める方法や、真空中で酸素や水のバリヤ性を有する封止層を形成する方法がある。貼り合わせの際の接着剤には、ＵＶ硬化型、熱硬化型のエポキシ樹脂またはアクリル樹脂などが好適である。バリヤ性を有する封止層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3などがあり、スパッタ法やＣＶＤなどによって緻密な膜を成膜する。また、封止層を形成する前に、スパッタやＣＶＤによる有機ＥＬ素子のダメージを防止するため、保護膜として絶縁性の有機材料を真空蒸着などによって形成しておくのが好適である。
【００４０】
（送風）
送風ユニット４を用いて、基板２と基板２外に向けてノズル１の上方からノズル１の下方へのダウンフローが生じるように送風する。送風によって生じる気体の流れや風圧によって、機能液が抑えこまれるので機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００４１】
送風で使用する気体は、機能性材料が酸素や水によって分解もしくは変質してしまう場合があるので、窒素ガスや希ガスなどの機能性材料に対して不活性なガスが好適であるが、コストや機能性材料との相性によっては空気や任意の気体でもよい。前記機能性材料に対して不活性とは、機能性材料の成分に化学変化や物理変化の影響を与えないことを意味する。
【００４２】
ノズル１の上方からノズル１の下方へ向けて送風する方向は、どのような方向でもよいが、通常では機能液の飛散を押さえ込むために基板２に対して垂直方向であることが好ましいが、送風量を調節したい場合などには基板２に対して斜め方向でもよい。
【００４３】
送風する範囲は、基板２と基板２外が好ましいが、より好ましくは、欠陥の原因の多くは基板２外の領域で浮遊している液滴であることや、送風によって劣化してしまう性質を有する機能液があることや、送風によって塗布した機能液が部分的に乾燥してしまうことや、送風ユニットなどの設備費や電気代などの維持費などのコストを低減させることができることのため、基板２外だけがよい。
【００４４】
送風で使用する気体は、基板２に異物が付着して欠陥となるのを防ぐためＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）フィルターやＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルターで埃や塵を除いた気体が好適である。また、機能性材料には水分に対して弱いものもあるので、機能性材料によっては乾燥させた気体が好ましい。また、機能液の乾燥の進行程度を均一に保つため、常に一定の温度で温度管理されていれば特に限定されるものではないが、室温付近の２０〜３０度程度が好ましく、より好ましくは２１〜２５度の範囲内が好ましい。
【００４５】
〔第二実施態様〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図３は、吸収部材を有する有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法の一例を示す模式図である。図２での液受け台の代わりに、吸着部材６を設置する。
【００４６】
第二実施態様に係る製造方法は、吸着部材６によって、基板２外に溜まる液滴を吸収すること以外は第一実施態様と同様である。
【００４７】
第二実施態様に係る製造方法によれば、吸着部材６を基板２の傍に設置することで、吸着部材６が機能液を吸着するため、機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００４８】
（吸着部材）
吸着部材６は、ウエスやクリーンワイパーなどの不織布あるいは織布、スポンジやセラミックスなどの多孔質材料およびこれらをフィルム状にしたもの、無塵紙やインクジェット紙などの紙、メンブレンフィルターなどの濾紙が好適であり、一つまたは二つ以上を組み合わせて使用する。
【００４９】
吸着部材６の大きさは、機能液の液滴化を防ぐことができれば任意の大きさでよい。
【００５０】
吸着部材６の設置場所は、機能液の液滴化を防ぐためにノズル１の移動範囲の下方だけが通常であるが、より好ましくはノズル１の移動範囲の下方より広く取ることがよい。また、吸着部材の吸着性能の低下を考慮し、適宜移動・回収させる機構を設けることが好ましい。
【００５１】
送風ユニット４によってノズル１の上方からノズル１の下方へ向けてダウンフローのように送風するだけで機能液の基板２への飛散を十分に抑えることができる場合は、吸着部材６を設置しなくてもよい。
【００５２】
〔第三実施態様〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図４は、吸気ユニットを有する有機ＥＬ素子の製造装置を説明する図である。図２での液受け台の代わりに、吸気ユニットを設置する。
【００５３】
第三実施態様に係る製造方法は、吸着ユニットによって、基板２外に溜まる液滴を吸収すること以外は第一実施態様と同様である。
【００５４】
第三実施態様に係る製造方法によれば、吸気ユニット１２は、機能液を吸い込むことで、機能液の液滴化を防ぎ、機能液の基板２への飛散を抑えることができる。機能液の飛散を抑えることで、機能液の基板２への付着による基板２の欠陥を防止できる。
【００５５】
また、吸気ユニット１２を設置することで、送風ユニットによって送風された気体を吸い込むので、気体の流れを制御することができるようになる。
【００５６】
（吸気ユニット）
吸気ユニット１２は、吸気口１０と配管１１とポンプ／ファン９という構成からなる。吸気ユニット１２の材質は、金属、プラスチック、セラミックなどで機能液に対して不活性な材質からなることが好ましい。
【００５７】
吸気ユニット１２の形状は、機能液を吸い込みやすい図４のような形状が好ましいが、送風装置や基板固定ステージ７などの他の装置の形状などを考慮して、様々な形状を取ることができる。例えば、真横から見た形が、三角形、長方形、半円形などが挙げられる。
【００５８】
吸気ユニットの設置場所は、機能液の液滴化を防ぐためにノズル１の移動範囲の下方が好ましいが、より好ましくはノズル１の移動範囲の下方より広く取ることがよい。また、設置場所に制約がある場合などは、ノズル１の移動範囲の横に設置してもよい。
【００５９】
送風ユニット４によってノズル１の上方からノズル１の下方へ向けてダウンフローのように送風するだけで機能液の基板２への飛散を十分に抑えることができる場合は、吸気ユニットを設置しなくてもよい。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
（基板準備工程）
第1電極としてＩＴＯがパターン形成された基板上に、絶縁層として東レ株式会社製フォトレジストＤＬ１６０２をフォトリソグラフィーによってパターニングし、画素を画定した。さらにフルオロアルキルシランを添加した同フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによってノズル塗布領域の撥液性のストライプパターンを形成した。基板を洗浄液で洗浄し、純水でリンスした後、乾燥させた。
【００６１】
（正孔注入層形成工程）
ノズル動作領域上方に設置したＨＥＰＡフィルターファンを動作させ、下方へ向けて、基板外の領域に送風を開始した。モリブデンヘキサカルボニルを安息香酸エチルに溶解させた機能液をポンプ９から送液し、ノズルから吐出を開始した。Ｙθステージに基板を載せ、真空吸着によって固定した。
２個のアライメントカメラの下をノズルが通過し、塗布軌跡がアライメントカメラで確認できるようにカメラをそれぞれ位置調整した。ノズルを高速でＸ軸方向に移動させ、塗布軌跡を基板に描いた。
【００６２】
モニタのラインジェネレータのラインが、塗布軌跡の中心と重なるように、それぞれのカメラの位置を微動させた。次に、Ｙθステージを動かし、ノズル塗布領域のストライプパターンとカメラモニタのラインが平行となり、かつ、モニタのラインがストライプの隔壁間の中心に来るように位置調整した。
【００６３】
ノズル及び基板を動作させ、正孔注入層の塗布を行い、液滴の舞い上がりや飛散による欠陥なく、材料を塗布することができた。塗布した基板を減圧乾燥器に移動し、ポンプ９で排気することによって溶媒を乾燥した。次に２００度のホットプレート上に基板を載せ、１時間ベイクを行った。
【００６４】
（正孔輸送層形成工程）
機能液をポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，４’−（Ｎ−（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］と、２−メチル−９，１０ビス(ナフタレン−２−イル)アントラセンとを安息香酸エチルに溶解した機能液に変えたこと以外は、全く同じ手法で、正孔注入層上に正孔輸送層を塗布した。
【００６５】
同様に塗布した基板を減圧乾燥器に移し、減圧にする事によって溶媒を乾燥した。次に、窒素置換され、酸素および水分濃度が１．０ｐｐｍ以下に保たれたグローブボックス中に基板を移動し、その中で、２００度のホットプレート上で1時間ベイクした。基板をグローブボックス外に出した。
【００６６】
（発光層形成工程）
機能液を、１−ｔｅｒｔ−ブチル―ペリレンを発光性ドーパントとして含有し、２−メチル−９，１０ビス(ナフタレン−２−イル)アントラセンをホストとして含有した安息香酸エチル溶液に変えたこと以外は、全く同じ手法で、正孔輸送層上に発光層を塗布した。同様に塗布した基板を減圧乾燥器に移し、減圧にする事によって溶媒を乾燥した。次に、窒素置換され、酸素および水分濃度が１．０ｐｐｍ以下に保たれたグローブボックス中に基板を移動し、その中で、１１０度のホットプレート上で３０分間ベイクした。
【００６７】
（蒸着・封止工程）
次に、グローブボックスから、蒸着機へ基板を移動させ、電子輸送層としてＡｌｑ3、電子注入層としてフッ化リチウムを表示領域全面に、第２電極としてＡｌをマスク蒸着によって蒸着した。基板をＧＢに移動し、ザグリを形成したガラスのザグリ部分に脱水脱酸素剤（ダイニック製水分ゲッターシート）を貼付し、枠にＵＶ硬化性エポキシ樹脂の接着剤（協立化学産業製ワールドロック）を塗布し、基板と貼り合わせた。表示領域にＵＶ光が照射されないようにマスクを行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化させて表示領域部を封止した。電気回路に接続して、舞い上がりによる欠陥がなく、品質の高い有機ＥＬパネルを得た。
【００６８】
＜実施例２＞
ノズルの往復運動領域下方で、基板が置かれていない領域の、ノズルから１ｍｍ程度離れた下方に、液滴吸収部材としてＭｉｃｒｏＳｅａｌ(株式会社バークシャー製品)を設置した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬパネルの作製を行ったところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００６９】
＜実施例３＞
実施例２の液滴吸収部材をウレタンスポンジに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７０】
＜実施例４＞
実施例２の液滴吸収部材をメンブレンフィルターに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７１】
＜実施例５＞
実施例２の液滴吸収部材を多孔質シリカプレートに変えた以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７２】
＜実施例６＞
実施例２の液滴吸収部材を、吸気ユニットに変えたこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作製したところ、溶液の舞い上がりによる欠陥なく、品質が高い発光パネルを作製することができた。
【００７３】
＜比較例＞
実施例１の正孔注入層形成工程、正孔輸送層形成工程、発光層形成工程において、ＨＥＰＡフィルターファンを動作させなかった事意外は、全く同様にして、有機ＥＬパネルを作製した。その結果、機能液の液滴の舞い上がりによって、欠陥部位が数多く発生した。
【符号の説明】
【００７４】
１… ノズル
２… 基板
３… ノズルユニット
４… 送風ユニット
５… 定流量ポンプ
６… 吸着部材
７… 基板固定ステージ
８… Ｙθステージ
９… ポンプ／ファン
１０… 吸気口
１１… 配管
１２… 吸気ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、
前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、
前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、
からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、
前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、フィルターを通した気体を、送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１と２において、前記気体は、前記機能性材料に対して不活性であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３において、基板外のノズルの移動範囲の下方に、液滴吸収部材を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４において、送風した気体を吸気する部分を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
基板上に前記機能液を吐出する装置であって、
基板と基板外の上方を往復移動しながら前記機能液を吐出するノズルと、
基板を支えるステージと、
前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において、機能液の基板への飛散を防ぐための気体を送風する送風ユニットと、
時間当たり一定量の前記機能液を前記ノズルへ輸送する定流量ポンプと、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１】
有機ＥＬ素子用の機能性材料を有する機能液を吐出するノズルが基板と基板外の上方を往復移動する工程と、
前記往復移動に同期させて基板をピッチ送りする工程と、
前記ノズルから機能性材料溶液を基板上に吐出して機能性材料のパターンを形成する工程と、
からなる有機ＥＬ素子のノズル塗布法による製造方法において、
前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において気体を送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、フィルターを通した気体を、送風することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１と２において、前記気体は、前記機能性材料に対して不活性であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３において、基板外のノズルの移動範囲の下方に、液滴吸収部材を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４において、送風した気体を吸気する部分を設けることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
基板上に前記機能液を吐出する装置であって、
基板と基板外の上方を往復移動しながら前記機能液を吐出するノズルと、
基板を支えるステージと、
前記ノズルの上方から下方へ向けて、基板と基板外において、機能液の基板への飛散を防ぐための気体を送風する送風ユニットと、
時間当たり一定量の前記機能液を前記ノズルへ輸送する定流量ポンプと、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５０７７（Ｐ２０１２−１５０７７Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３４１８（Ｐ２０１０−１５３４１８）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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