有機ＥＬ素子の製造方法
【課題】有機層となる塗布液を意図する幅でパターン塗布し、簡易な工程で有機ＥＬ素子を製造することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【解決手段】１または複数の有機層を形成する工程では、有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返す。
【解決手段】１または複数の有機層を形成する工程では、有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返す。
【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、照明装置および面状光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は発光素子の一種であり、一対の電極と、この電極間に配置される１層以上の有機層とを備え、前記１層以上の有機層として、光を放つ１層以上の発光層が設けられる。なお「ＥＬ」は「エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）」の略称である。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、電極や有機層などの各層を所定の順序で積層することによって形成される。有機層の形成方法としては、工程が簡易な塗布法を用いることが検討されている。塗布法を用いた有機層の形成方法では、まず有機層がその上に形成される被形成面に、有機層となる材料を含む塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化する。これにより有機層が形成される。
【０００４】
塗布液の塗布は、例えば塗布液を吐出するスリット状吐出口を備えるノズルを用いて行うことができる。具体的にはノズルから吐出される塗布液を被形成面に接液させた状態で、ノズルまたは被塗布体を走査することによって、帯状の塗布膜を形成することができる。ノズルに形成されるスリット状吐出口が１つだけの場合、被形成面には帯状のひと筋の塗布膜が形成されるが、例えば複数のスリット状吐出口が形成されたノズルを用いることによって、複数本の帯状の塗布膜を形成することもできる。例えば１つのスリット状吐出口を複数のスリット状吐出口に仕切るために、１つのスリット状吐出口に１または複数の仕切りが設けられたノズルを用いることによって、複数本の帯状の塗布膜を形成することができる（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数のスリット状吐出口を備えるノズルを用いることによって、確かにストライプ状の塗布膜を形成することは可能ではあるが、１または複数の仕切りが設けられた従来のノズルを用いた場合、塗布成膜された塗布膜の幅がスリット状吐出口の長手方向の幅よりも幅広になる傾向がある。そのため意図した幅の塗布膜を形成することが難しく、場合によっては不要な部位に塗布された塗布膜を除去する工程がさらに必要になるという問題がある。
【０００７】
また有機ＥＬ素子は、素子の大型化にともなって面内の輝度分布が顕著になるため、その大きさが制限される。そのため各有機ＥＬ素子は、スリット状吐出口の長手方向だけでなく、その短手方向（塗布方向）にも所定の間隔を開けて形成される。従来のノズルを用いてストライプ状の塗布膜を形成する場合、塗布方向に隣り合う有機ＥＬ素子間の不要な部位にまで塗布液が塗布されるので、不要な部位に塗布された塗布膜を除去する工程が必要となり、工程数が増加するという問題がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、有機層となる塗布液を意図する幅でパターン塗布し、簡易な工程で有機ＥＬ素子を製造することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有し、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有し、
前記１または複数の有機層を形成する工程では、
有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、
有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、
前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は、前記ノズルは、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置される一対のノズル本体と、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定するシムとを備え、
前記切り欠き部において前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されている、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は、前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されている、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は前記製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置に関する。
また本発明は前記製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機層となる塗布液を意図する幅でパターン塗布し、簡易な工程で有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発光層を形成するために用いられるキャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。
【図２】ノズル１３の側面図である。
【図３】ノズル１３の上面図である。
【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】シム２１の側面図である。
【図７】有機ＥＬ素子となる被塗布体の平面図である。
【図８】実施例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。
【図９】比較例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有する有機ＥＬ素子を作製する方法である。有機ＥＬ素子は、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有する。
【００１３】
有機ＥＬ素子は通常、ガラスや樹脂製の支持基板１上に形成され、当該有機ＥＬ素子を構成する電極や有機層を所定の順序で支持基板１上に積層することによって形成される。本実施形態では支持基板１上においてマトリクス状に複数の有機ＥＬ素子を形成する（図７参照）。すなわち支持基板１上において、配列方向Ｙに所定の間隔を開けるとともに、この配列方向Ｙに垂直な塗布方向Ｘに所定の間隔を開けて複数の有機ＥＬ素子をそれぞれ形成する。
【００１４】
有機ＥＬ素子の層構成には後述するように様々な態様があるが、本実施形態ではその一例として、一対の電極のうちの一方の電極に相当する陽極、正孔注入層、発光層、一対の電極のうちの他方の電極に相当する陰極が支持基板１側からこの順で積層される有機ＥＬ素子について説明する。
【００１５】
本実施形態ではまず支持基板１上に、後述する所定の方法によって複数の陽極をマトリクス状に形成する。すなわち支持基板１上において、配列方向Ｙに所定の間隔を開けるとともに、塗布方向Ｘに所定の間隔を開けて複数の陽極を形成する。各陽極は平板状であって、平面視で例えば略矩形状に形成される。
【００１６】
次に本実施形態では各陽極上に正孔注入層を形成する。正孔注入層は平面視で例えばその外縁が各陽極の外縁に略一致するように形成される。塗布法を用いて正孔注入層を形成する場合には、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた方法により正孔注入層を陽極上のみにパターン形成することが好ましい。
【００１７】
次に１または複数の有機層の１つとして設けられる発光層を正孔注入層上に形成する。この発光層を形成する工程が、１または複数の有機層を形成する工程に相当する。そこで、発光層を形成する工程の説明を通して、１または複数の有機層を形成する工程について説明する。本実施形態では陽極および正孔注入層が支持基板１上に形成された基板が、有機ＥＬ素子となる被塗布体に相当し、正孔注入層の表面が、有機層の形成される被形成面２（図７ではハッチングを施した領域）に相当する。なお本実施形態では１または複数の有機層を形成する工程によって発光層を形成しているが、有機層が複数ある場合、発光層に限らず、複数ある有機層のうちの一層を、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた塗布法によりパターン形成すればよいが、複数ある有機層のうちの全ての有機層を、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた塗布法によりパターン形成することが好ましい。
【００１８】
発光層を形成する工程では、有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する。なお本明細書において「塗布液が被塗布体に接液した状態」とは塗布液が被塗布体に付着した状態を意味する。
【００１９】
ノズルから塗布液を上方に吐出する方法としては、毛管力及び／又は静圧を利用する方法やポンプの動力を利用する方法などがある。以下の説明ではその一例として毛管力と静圧とを利用して塗布液を上方に吐出し、塗布液を塗布するキャップコート法について説明する。
【００２０】
図１は発光層を形成するために用いられるキャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。以下、本明細書において「上方」は「鉛直方向の上方」を意味し、「下方」は「鉛直方向の下方」を意味する。また以下のキャップコーターシステム１１の説明では、ノズル１３などの構成およびその構造については、塗布液を塗布する際の配置を前提にして説明する。
【００２１】
キャップコーターシステム１１は主に定盤１２、ノズル１３、およびタンク１４を含んで構成される。
【００２２】
被塗布体１９は定盤１２の下面に保持される。被塗布体１９は、有機層（本実施形態では発光層）の形成される被形成面（本実施形態では正孔注入層の表面）を下方に向けて定盤１２に保持される。定盤１２は例えば真空吸着によって被塗布体１９を保持する。定盤１２は、図示しない電動機および油圧機などの変位駆動手段によって水平方向に往復運動する。この定盤１２の移動する方向が塗布方向Ｘに相当し、また鉛直方向Ｚおよび塗布方向Ｘのそれぞれに垂直な方向が配列方向Ｙに相当する。
【００２３】
ノズル１３は、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部２５とを備え、被塗布体１９の下方に配置される。本実施形態では４つのスリット状吐出口が配列方向Ｙに所定の間隔を開けて配置される。図２はノズル１３の側面図であり、図３はノズル１３の上面図であり、図４は図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であり、図５は図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。図６はシム２１の側面図である。
【００２４】
ノズルは一体成形されたものでもよいが、図２および図３に示すようにノズル１３は、一対のノズル本体２２と、このノズル本体２２に挟持されるシム２１とを備えることが好ましい。一対のノズル本体２２は、前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置され。シム２１は、前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定する。
【００２５】
一対のノズル本体２２は、挟持するシム２１の厚みによってその間隔が規定される。すなわちシム２１はスペーサーとして機能する。スリット状吐出口２３の短手方向（本実施の形態では塗布方向Ｘに相当する。）の幅は、一対のノズル本体２２の間隔によって規定されるので、この一対のノズル本体２２の間隔を規定するシム２１の厚みによって規定される。スリット状吐出口２３の短手方向の幅は、塗布液の性状および塗布膜の厚みなどに応じて適宜設定され、シム２１の厚みを変更することで調整することができる。本実施形態では毛管現象を利用するので、スリット状吐出口２３の短手方向の幅は、通常０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、５０μｍ〜５００μｍが好ましく、さらに好ましくは５０μｍ〜２００μｍである。
【００２６】
一対のノズル本体２２には、配列方向Ｙに延伸する、底面が半円の柱状の空洞がそれぞれ形成されており、両者が貼り合わされた状態では、配列方向Ｙに延伸する円柱状の空洞が形成されている。シム２１を介在させて一対のノズル本体２２を貼り合わせた際には、ノズル本体２２にそれぞれ形成された半円柱状の空洞がマニホールド２４として機能する。
【００２７】
複数のスリット状吐出口２３は、その長手方向を配列方向Ｙ（塗布方向Ｘおよび鉛直方向Ｚに垂直な方向）に一致させるとともに、それぞれが配列方向Ｙに所定の間隔を開けて配置される。また各スリット状吐出口２３は、それぞれが鉛直方向Ｚにノズル１３の上端からマニホールド２４にわたって形成されており、マニホールド２４に連通している。このマニホールド２４に塗布液が充填されるので、各スリット状吐出口２３にはマニホールド２４から毛管力によって塗布液が供給される。スリット状吐出口２３の長手方向（配列方向Ｙ）の幅は、塗布膜の配列方向Ｙの幅に設定され、例えば１０ｍｍ〜３００ｍｍである。
【００２８】
前述したようにスリット状吐出口２３の短手方向の幅はシム２１の厚みによって規定されるが、本実施形態ではスリット状吐出口２３の短手方向（塗布方向Ｘ）の幅だけでなく、長手方向（配列方向Ｙ）の幅もシム２１によって規定される。本実施形態のシム２１は、スリット状吐出口を除く領域に設けられており、配列方向Ｙに延伸する板体２１ａと、配列方向Ｙにスリット状吐出口２３の幅を互いに開けて、板体２１ａから上方に延伸する複数本の板状の非通液部２１ｂとを有する（図６参照）。板体２１ａはマニホールド２４の下方において配列方向Ｙに延伸して配置され、非通液部２１ｂはスリット状吐出口２３が設けられる領域（通液領域）を除く領域に設けられる。本実施の形態では板体２１ａと非通液部２１ｂとは一体に形成される。以下「スリット状吐出口２３が設けられる領域」を通液領域ということがある。非通液部２１ｂが設けられる領域は、マニホールド２４からの塗布液の上方への移動が非通液部２１ｂによって妨げられるので、塗布液が吐出されない。他方、複数本の非通液部２１ｂに挟まれた領域（通液領域）にはマニホールド２４に連通する空隙（スリット状吐出口２３）が形成されるので、マニホールド２４に充填された塗布液がスリット状吐出口２３を通って上方に吐出する。これによって配列方向Ｙに所定の間隔を開けて設けられた各スリット状吐出口２３から選択的に塗布液が吐出される。
【００２９】
非通液部２１ｂを有するシム２１を用いることにより、通常はスリット状吐出口２３の短手方向の幅を規定するために用いられるシム２１を、スリット状吐出口２３の長手方向の幅をも規定する部材としても利用することができるので、スリット状吐出口２３の長手方向の幅を規定する部材を別途設ける必要がなくなり、装置構成が簡易になる。なおスリット状吐出口２３の長手方向の幅を規定するためには、スリット状吐出口２３以外から塗布液が吐出しないように所定の部材を配置すればよく、他の実施の形態として、このような部材にシム以外のものを用いてもよい。またシム２１を交換することで、スリット状吐出口２３の短手方向の幅を容易に調整することができるので、シム２１を用いてノズル１３を構成することが好ましいが、シム２１を用いずに非通液部を一体成形したノズルを用いてもよい。
【００３０】
ノズル１３はスリット状吐出口２３の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部２５を有する。
【００３１】
従来の技術において説明した仕切りが設けられたノズルは、仕切りがスリット状吐出口の先端と面一に形成されている。このノズルを用いて塗布膜を形成した場合、スリット状吐出口から吐出し、被形成面に接液した塗布液が、仕切りの先端面を伝わって、スリット状吐出口の長手方向に広がるために、塗布膜の幅がスリット状吐出口の長手方向の幅よりも幅広になる傾向がある。これに対して本実施形態ではノズルに切り欠き部が設けられているため、スリット状吐出口から吐出し、被形成面に接液した塗布液が、切り欠き部の凹む方向に広がることはあったとしても、スリット状吐出口の長手方向に広がることを防ぐことができる。このようなノズルを用いることによって、塗布膜の幅が広がることを抑制することができ、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３２】
本実施形態のようにシムが設けられる場合、切り欠き部において、前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されていることが好ましい。すなわち切り欠き部において、前記シムの外縁が、一対のノズル本体の外縁に沿って形成されていることが好ましい。例えば図２に示す本実施形態では、塗布方向Ｘの一方から見て、切り欠き部において、スリット状吐出口の両端から下方に傾斜するシムの外縁と一対のノズル本体の外縁とが、重なるようにしてノズルが構成される。仮に切り欠き部において、一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とが略面一に配置されておらず、一対のノズル本体および前記シムのいずれか一方が凹んでいる場合、凹んだ一方の外縁を伝って塗布液が広がるため、塗布膜の幅が意図した幅よりも幅広になるおそれがあるが、本実施形態のように前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とを略面一に配置することによって、切り欠き部に塗布液が伝わって流れることを防ぐことができ、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３３】
さらに、前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されていることが好ましい。このように傾斜するように切り欠き部が設けられることによって、鉛直方向に凹む切り欠き部を設ける場合よりも、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３４】
ノズル１３は、鉛直方向Ｚに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Ｚに変位駆動される。
【００３５】
被塗布体１９に塗布される塗布液１７はタンク１４に収容される。この塗布液１７は、本実施形態では発光層となる有機材料を含む液体であり、具体的には、後述する発光材料が溶媒に溶解した溶液である。ノズル１３のマニホールド２４とタンク１４とは塗布液供給管１６を介して連通している。タンク１４に収容される塗布液１７は、塗布液供給管１６を通してマニホールド２４に供給され、さらにはスリット状吐出口２３を介して被塗布体１９に塗布される。タンク１４は、鉛直方向Ｚに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Ｚに変位駆動される。タンク１４は、塗布液１７の液面を検出する液面センサー１８をさらに備える。塗布液１７の液面の位置は液面センサー１８によって検出される。液面センサー１８は例えば光学式センサーや超音波振動式センサーによって実現される。
【００３６】
塗布液供給管１６を介してタンク１４からスリット状吐出口２３に供給される塗布液１７は、タンク１４内の液面の高さに応じて生じる圧力（静圧）と、スリット状吐出口２３で生じる毛管現象による力とに応じて、スリット状吐出口２３から押出される。そして、スリット状吐出口２３から押出される塗布液１７の吐出量は、タンク１４内の液面位置とノズル１３内の液面位置との相対差を制御するためにタンク１４の上下方向の位置を制御することにより調整することができる。マニホールド２４は全てのスリット状吐出口２３と連通しているので、タンク１４内の液面を制御することにより、全てのスリット状吐出口２３における塗布液の液面を同時に制御することができる。
【００３７】
キャップコーターシステム１１は、マイクロコンピュータなどによって実現される制御部をさらに備える。この制御部が、前述した変位駆動手段などを制御する。制御部が変位駆動手段を制御することで、ノズル１３およびタンク１４の鉛直方向Ｚの位置、および定盤１２の塗布方向Ｘの変位が制御される。塗布液１７を塗布すると、塗布液１７が消費されてタンク１４内の塗布液１７の液面が経時的に低下するが、液面センサー１８の検出結果に基づいて制御部が変位駆動手段を制御し、タンク１４の鉛直方向Ｚの位置を調整することで、スリット状吐出口２３から押出される塗布液１７の高さを制御することができる。
【００３８】
以上説明したキャップコーターシステム１１を用いて塗布液を塗布する際の動作について説明する。なお図２に示す４つのスリット状吐出口２３を備えるノズル１３を用いることにより、図７に示すようなマトリクス状（５行×４列）に配置される矩形状の領域に塗布液をパターン塗布することができる。
【００３９】
キャップコーターシステム１１は、以下の塗布工程と非塗布工程とを繰り返すことによって塗布液をパターン塗布する。
【００４０】
（塗布工程）
塗布工程では、ノズル１３から吐出される塗布液が前記被塗布体１９に接液した状態を維持したまま、前記ノズル１３と前記被塗布体１９とを所定の塗布方向に相対移動する。
【００４１】
まずタンク１４内の塗布液の液面がノズル１３上端よりも高くなるようにタンク１４を上昇させ、スリット状吐出口２３から塗布液が吐出した状態にするとともに、スリット状吐出口２３から吐出する塗布液が被塗布体１９に接液するようにノズル１３を上昇させる。
【００４２】
塗布液を被塗布体１９に接液させた後、塗布液が被塗布体１９に接液した状態を維持したまま、ノズル１３と被塗布体１９との間に所期の間隔を設けるためにノズル１３を下降させるとともに、タンク１４内の塗布液の液面がノズル１３の上端よりも低くなるようにタンク１４を下降させる。この状態における被塗布体１９とノズル１３との間隔は、塗布液の性状および塗布膜の厚みなどに応じて適宜設定される。本実施形態では毛管現象を利用するので、被塗布体１９とノズル１３との間隔は例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に設定され、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が好ましい。
【００４３】
次に被塗布体１９を塗布方向Ｘの一方（図１では右方）に移動させる。被塗布体１９を所定の距離だけ移動させると、被塗布体１９の移動を停止する。これによって４本の帯状の塗布膜が形成される。被塗布体１９とノズル１３との間隔、およびノズルの移動速度などを調整することによって、例えば塗布膜厚が５μｍ〜５００μｍ程度の塗布膜を形成することができる。なお本実施の形態では塗布液を塗布する際に被塗布体１９を移動させるが、ノズル１３を塗布方向Ｘの他方（図１では左方）に移動させてもよく、またノズル１３と被塗布体１９の両方を移動させてもよい。
【００４４】
（非塗布工程）
非塗布工程では、塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する。
【００４５】
まずノズル１３とタンク１４とをともに下降させ、塗布液を前記被塗布体から離液させた状態にする。なお塗布液が被塗布体１９に接液した状態では、塗布液がスリット状吐出口２３から吐出していたが、塗布液が被塗布体１９から離液した状態では、タンク１４内の塗布液の液面をノズル１３の上端よりも低くすることにより、塗布液はスリット状吐出口２３内に退避する。
【００４６】
次に塗布液を被塗布体１９から離液させた状態を維持したまま、被塗布体１９を塗布方向Ｘの一方（図１では右方）に所定の距離だけ移動させる。この際、塗布液は被塗布体１９から離液しているので、被塗布体１９には塗布液が塗布されない。
【００４７】
以上の塗布工程と非塗布工程とを繰返し行うことにより、塗布方向Ｘと、配列方向Ｙとの両方に対して塗布液をパターン塗布することができ、結果として塗布液の二次元的なパターン塗布を行うことができる。これによって、不要な部位に塗布液を塗布することを防ぐことができ、不要な個所に塗布される塗布液を除去する工程を省略することができる。また上述した切り欠き部を有するノズルを用いることにより、意図した塗布幅で塗布液を塗布することができる。
【００４８】
塗布液は、形成する層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）と溶媒とを含む。塗布液の溶媒としては所定の沸点を示す溶媒を１種単独で用いてもよく、また複数種類の溶媒を併用してもよい。溶媒としては、形成する層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）を溶解するものが好ましく、この溶媒としては以下のものが挙げられる。クロロホルム（沸点６１℃）、塩化メチレン（沸点４０℃）、１，１−ジクロロエタン（沸点５７℃）、１，２−ジクロロエタン（沸点８３℃）、１，１，１−トリクロロエタン（沸点７４℃）、１，１，２−トリクロロエタン（沸点１１３℃）等の脂肪族塩素系溶媒、クロロベンゼン（沸点１３２℃）、ｏ−ジクロロベンゼン（沸点１８０℃）、ｍ−ジクロロベンゼン（沸点１７３℃）、ｐ−ジクロロベンゼン（沸点１７４℃）等の芳香族塩素系溶媒、テトラヒドロフラン（沸点６６℃）、１，４−ジオキサン（沸点１０１℃）等の脂肪族エーテル系溶媒、アニソール（沸点１５４℃）、エトキシベンゼン（沸点１７０℃）等の芳香族エーテル系溶媒、トルエン（沸点１１１℃）、ｏ−キシレン（沸点１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点１３９℃）、ｐ−キシレン（沸点１３８℃）、エチルベンゼン（沸点１３６℃）、ｐ−ジエチルベンゼン（沸点１８４℃）、メシチレン（沸点２１１℃）、ｎ−プロピルベンゼン（沸点１５９℃）、イソプロピルベンゼン（沸点１５２℃）、ｎ−ブチルベンゼン（沸点１８３℃）、イソブチルベンゼン（沸点１７３℃）、ｓ−ブチルベンゼン（沸点１７３℃）、テトラリン（沸点２０８℃）、シクロヘキシルベンゼン（沸点２３５℃：７３７ｍｍＨｇで測定）等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン（沸点８１℃）、メチルシクロヘキサン（沸点１０１℃）、ｎ−ペンタン（沸点３６℃）、ｎ−ヘキサン（沸点６９℃）、ｎ−へプタン（沸点９８℃）、ｎ−オクタン（沸点１２６℃）、ｎ−ノナン（沸点１５１℃）、ｎ−デカン（沸点１７４℃）、デカリン（ｃｉｓ体は沸点１９６℃、ｔｒａｎｓ体は沸点１８７℃）、ビシクロヘキシル（沸点２１７〜２３３℃）等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン（沸点５６℃）、メチルエチルケトン（沸点８０℃）、メチルイソブチルケトン（沸点１１７℃）、シクロヘキサノン（沸点１５６℃）、２−ヘプタノン（沸点１５０℃）、３−ヘプタノン（沸点１４７℃：７６５ｍｍＨｇで測定）、４−ヘプタノン（沸点１４４℃）、２−オクタノン（沸点１７４℃）、２−ノナノン（沸点１９５℃）、２−デカノン（沸点２０９℃）等の脂肪族ケトン系溶媒、アセトフェノン（沸点２０２℃）等の芳香族ケトン系溶媒、酢酸エチル（沸点７７℃）、酢酸ブチル（沸点１２０〜１２５℃）等の脂肪族エステル系溶媒、安息香酸メチル（沸点２００℃）、安息香酸ブチル（沸点２１３℃）、酢酸フェニル（沸点１９６℃）等の芳香族エステル系溶媒、エチレングリコール（沸点１９８℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（沸点１７１℃）、エチレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３５℃）、エチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２５℃）、１，２−ジメトキシエタン（沸点８５℃）、プロピレングリコール（沸点１８８℃）、１，２−ジエトキシメタン（沸点１２４℃）、トリエチレングリコールジエチルエーテル（沸点２２２℃）、２，５−ヘキサンジオール（沸点２１８℃）等の脂肪族多価アルコール系溶媒及び脂肪族多価アルコールの誘導体からなる溶媒、メタノール（沸点６５℃）、エタノール（沸点７８℃）、プロパノール（沸点９７℃）、イソプロパノール（沸点８２℃）、シクロヘキサノール（沸点１６１℃）等の脂肪族アルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド（沸点３７℃）等の脂肪族スルホキシド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（沸点２０２℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（沸点１５３℃）等の脂肪族アミド系溶媒が例示される。
【００４９】
これらの中でもトルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、アニソール、メシチレン、ｎ−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼンおよびテトラリンが好ましい。また塗布液としては、沸点が１７０℃未満の溶媒を塗布液に対して５０重量％以上含むことが好ましい。
【００５０】
塗布液において、形成する層となる材料の濃度は、塗布液の粘度や溶解性などによって適宜設定され、通常は１０重量％以下であり、０．００１重量％〜５重量％以下が好ましく、０．０１重量％〜２重量％以下がさらに好ましい。
【００５１】
上記のようにして塗布成膜した塗布膜を固化することにより、発光層をパターン形成することができる。塗布膜の固化は溶媒を除去することにより行うことができる。例えば加熱乾燥や真空乾燥によって溶媒を除去することができる。また光や熱などのエネルギーを加えることにより重合する材料を含む塗布液を用いて塗布膜を形成する場合には、塗布成膜後、光や熱などを加えることによって塗布膜を固化することもできる。
【００５２】
次に、この発光層上に陰極を形成することにより有機ＥＬ素子を形成することができる。
【００５３】
以上では陽極、正孔注入層、発光層、陰極が支持基板１側からこの順で積層された構成の有機ＥＬ素子について説明したが、有機ＥＬ素子はこの構成には限られない。以下に、有機ＥＬ素子の層構造、各層の構成、および各層の形成方法の一例について説明する。
【００５４】
有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極および陰極）と、該電極間に配置される１または複数の有機層とを含んで構成され、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる。陽極と陰極との間には、発光層に限らずに、発光層とは異なる有機層が設けられてもよく、さらには無機層が設けられる場合もある。以下において陽極と陰極との間に設けられる層について説明するが、これらのうちで有機物を含む層は有機層に相当する。複数種類ある有機層のうちで塗布法を用いて形成することが可能な有機層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いる塗布法によってパターン形成することが好ましい。なお有機層を構成する有機物としては、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、また低分子化合物と高分子化合物との混合物でもよいが、高分子化合物の方が溶媒への溶解性が一般的に良好なので、高分子化合物が好ましく、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０３〜１０８である高分子化合物が好ましい。
【００５５】
陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に近い層を電子注入層といい、発光層に近い層を電子輸送層という。
【００５６】
陽極と発光層との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、陽極に近い層を正孔注入層といい、発光層に近い層を正孔輸送層という。
【００５７】
有機ＥＬ素子の素子構成の一例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｍ）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
ｎ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｏ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｐ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
さらに有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、また２層以上の発光層を有し、電荷を発生する電荷発生層を発光層間に介在させたいわゆるマルチフォトン型の素子を構成してもよい。
【００５８】
有機ＥＬ素子は、封止のための封止膜または封止板などの封止部材でさらに覆われていてもよい。有機ＥＬ素子を基板に設ける場合は通常、一対の電極のうちで陽極が基板寄りに配置されるが、陰極を基板寄りに配置するようにしてもよい。
【００５９】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【００６０】
積層する層の順序、層数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜設定することができる。
【００６１】
次に、有機ＥＬ素子を構成する各層の材料および形成方法について、より具体的に説明する。
【００６２】
＜基板＞
基板には例えばガラス、プラスチック、およびシリコン基板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。また有機ＥＬ素子をその上に形成するための基板として、予め電気回路が形成されたものを用いてもよい。
【００６３】
＜陽極＞
陽極を通して発光層からの光を取出す構成の有機ＥＬ素子の場合、この陽極には透明又は半透明の電極が用いられる。透明電極または半透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
【００６４】
陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
【００６５】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６６】
＜正孔注入層＞
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【００６７】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば発光層を形成する際に用いられる溶媒として例示したものや、水などを用いることができる。
【００６８】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができ、正孔注入層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００６９】
正孔注入層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００７０】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００７１】
これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００７２】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００７３】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば発光層を形成する際に用いられる溶媒として例示したものを用いることができる。
【００７４】
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができ、正孔輸送層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００７５】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００７６】
正孔輸送層の膜厚としては、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００７７】
＜発光層＞
発光層は通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、またはこの有機物とこれを補助するドーパントとから形成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０３〜１０８である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する発光材料としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。
【００７８】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、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化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、ピロール誘導体、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、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。
【００７９】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、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、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、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、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
【００８０】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。
【００８１】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８２】
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８３】
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８４】
（ドーパント材料）
ドーパント材料としては、例えばペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８５】
発光層の成膜方法としては、前述した方法の他に、所定の塗布法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。
【００８６】
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、前述した所定のノズルを用いた塗布法が好ましいが、他の方法として、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、スプレーコート法およびノズルコート法などのコート法、並びにグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８７】
＜電子輸送層＞
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００８８】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、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−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００８９】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子の電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。なお溶液または溶融状態からの成膜する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができ、電子輸送層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００９０】
電子輸送層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００９１】
＜電子注入層＞
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【００９２】
＜陰極＞
陰極の材料としては、仕事関数の小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す有機ＥＬ素子では、発光層からの光を陰極で陽極側に反射するために、陰極の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表１３族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。また、陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、およびＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などを挙げることができる。なお、陰極は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００９３】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００９４】
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。
【００９５】
＜絶縁層＞
絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料などを挙げることができる。膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた有機ＥＬ素子としては、陰極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたものを挙げることができる。
【００９６】
以上では、所定のノズルを用い、毛管力と静圧とを利用した塗布方法について、キャップコーターシステム１１の説明を通して説明したが、本発明はこれに限らずに、毛管力を利用する方法、静圧を利用する方法、およびポンプを利用する方法にも適用可能である。例えば毛管力を利用せずに静圧のみで塗布液を塗布する場合には、前述のスリット状吐出口の短手方向の幅を広くすればよい。またポンプの動力を利用することによって、塗布液の吐出量を制御することができる。またポンプの動力とともに毛管力を利用する方法を用いて塗布液を塗布してもよい。また前述した非塗布工程では、ノズルを下降することによって、被塗布体から塗布液を離液させたが、ノズルを下降することなく、ポンプの動力を用いたり、タンクを下降させたりすることによって、スリット状吐出口内に塗布液を退避させ、被塗布体から塗布液を離液させることができる。このようにして被塗布体から塗布液を離液させた状態を維持したまま、ノズルと被塗布体とを塗布方向に相対移動させてもよい。この場合でも、被塗布体から塗布液が離液しているので、塗布液は被塗布体に塗布されない。
【００９７】
以上説明した有機ＥＬ素子は、曲面状や平面状の照明装置、またはスキャナの光源や表示装置のバックライトなどとして用いられる面状光源に好適に用いることができる。
【実施例】
【００９８】
まず基板として洗浄済み素ガラスを用意した。塗工装置としてキャピラリーコートシステム（ヒラノテクシード社製、商品名「CAP CoaterIII」）を用いて塗布液を基板上へ塗布した。塗布液の溶媒にはアニソールとシクロヘキシルベンゼンとの混合溶液（重量比１：１）を用いた。この混合溶媒に高分子発光材料を濃度が１重量％となるように溶解し、塗布液を用意した。塗工には、塗布液を上方に吐出するスリット吐出口が配列方向Ｙに２つ設けられたノズルを用いた。各スリット状吐出口の両端には下方へ凹む切欠きが形成されている。シムは、スリット状吐出口とマニホールドを連通させる領域以外の非通液部に一体化されて配置され、切欠きにおけるノズル本体の外縁とシムの外縁とを略面一になるように配置させた。各スリット状吐出口の塗布方向Ｘ（短手方向）の幅は３００μｍであり、スリット状吐出口の配列方向Ｙ（長手方向）の幅は７０ｍｍである。２つのスリット吐出口は、配列方向Ｙに２０ｍｍの間隔を開けて設けられている。
塗布工程と非塗布工程を２回繰り返し、塗布液を塗布した。塗布工程では塗布速度を０．５ｍ／ｍｉｎとし、ノズルの上端部と基板との距離を２５０μｍ開けて塗布液を塗布した。このように塗布液を塗布することにより、図８に示すように、パターン塗布を行うことができた。
【００９９】
（比較例）
塗工に用いるノズルのみを代えて実施例と同様に塗布液をパターン塗布した。比較例では、各スリット状吐出口の両端に切り欠きが形成されていないノズルを用いた。すなわちスリット状吐出口の両端には、スリット状吐出口の上端と面一の面が形成されている。
【０１００】
図８は、実施例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図であり、図９は、比較例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。図８では、塗布液が塗布された部位にハッチングを施している。また図９では、塗布液が塗布された部位であって、かつ塗布を意図した部位にハッチングを施し、さらに塗布液が塗布された部位であって、塗布を意図していない部位に平行な破線を施している。
切欠きが形成されたノズルで塗布液を塗布した基板には、スリット状吐出口の配列方向Ｙの幅（７０ｍｍ）に対応した幅のパターンで塗布膜を形成することができた。しかしながら、切欠きがなく、スリット状吐出口の配列方向Ｙの幅がシムだけで規定されたノズルで塗布液を塗布した場合、配列方向Ｙ（ノズル長手方向）に塗布液が広がってしまい、非通液部としていた部分にも塗布液が薄く塗布され、目的とするパターンを得ることができなかった。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 支持基板
２ 有機層の形成される被形成面
１１ キャップコーターシステム
１２ 定盤
１３ ノズル
１４ タンク
１６ 塗布液供給管
１７ 塗布液
１８ 液面センサー
１９ 被塗布体
２１ シム
２１ａ 板体
２１ｂ 非通液部
２２ ノズル本体
２３ スリット状吐出口
２４ マニホールド
２５ 切り欠き部
Ｘ 塗布方向
Ｙ 配列方向
Ｚ 鉛直方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ素子の製造方法、照明装置および面状光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は発光素子の一種であり、一対の電極と、この電極間に配置される１層以上の有機層とを備え、前記１層以上の有機層として、光を放つ１層以上の発光層が設けられる。なお「ＥＬ」は「エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）」の略称である。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、電極や有機層などの各層を所定の順序で積層することによって形成される。有機層の形成方法としては、工程が簡易な塗布法を用いることが検討されている。塗布法を用いた有機層の形成方法では、まず有機層がその上に形成される被形成面に、有機層となる材料を含む塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化する。これにより有機層が形成される。
【０００４】
塗布液の塗布は、例えば塗布液を吐出するスリット状吐出口を備えるノズルを用いて行うことができる。具体的にはノズルから吐出される塗布液を被形成面に接液させた状態で、ノズルまたは被塗布体を走査することによって、帯状の塗布膜を形成することができる。ノズルに形成されるスリット状吐出口が１つだけの場合、被形成面には帯状のひと筋の塗布膜が形成されるが、例えば複数のスリット状吐出口が形成されたノズルを用いることによって、複数本の帯状の塗布膜を形成することもできる。例えば１つのスリット状吐出口を複数のスリット状吐出口に仕切るために、１つのスリット状吐出口に１または複数の仕切りが設けられたノズルを用いることによって、複数本の帯状の塗布膜を形成することができる（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数のスリット状吐出口を備えるノズルを用いることによって、確かにストライプ状の塗布膜を形成することは可能ではあるが、１または複数の仕切りが設けられた従来のノズルを用いた場合、塗布成膜された塗布膜の幅がスリット状吐出口の長手方向の幅よりも幅広になる傾向がある。そのため意図した幅の塗布膜を形成することが難しく、場合によっては不要な部位に塗布された塗布膜を除去する工程がさらに必要になるという問題がある。
【０００７】
また有機ＥＬ素子は、素子の大型化にともなって面内の輝度分布が顕著になるため、その大きさが制限される。そのため各有機ＥＬ素子は、スリット状吐出口の長手方向だけでなく、その短手方向（塗布方向）にも所定の間隔を開けて形成される。従来のノズルを用いてストライプ状の塗布膜を形成する場合、塗布方向に隣り合う有機ＥＬ素子間の不要な部位にまで塗布液が塗布されるので、不要な部位に塗布された塗布膜を除去する工程が必要となり、工程数が増加するという問題がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、有機層となる塗布液を意図する幅でパターン塗布し、簡易な工程で有機ＥＬ素子を製造することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有し、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有し、
前記１または複数の有機層を形成する工程では、
有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、
有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、
前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は、前記ノズルは、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置される一対のノズル本体と、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定するシムとを備え、
前記切り欠き部において前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されている、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は、前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されている、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
また本発明は前記製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置に関する。
また本発明は前記製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機層となる塗布液を意図する幅でパターン塗布し、簡易な工程で有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発光層を形成するために用いられるキャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。
【図２】ノズル１３の側面図である。
【図３】ノズル１３の上面図である。
【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】シム２１の側面図である。
【図７】有機ＥＬ素子となる被塗布体の平面図である。
【図８】実施例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。
【図９】比較例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有する有機ＥＬ素子を作製する方法である。有機ＥＬ素子は、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有する。
【００１３】
有機ＥＬ素子は通常、ガラスや樹脂製の支持基板１上に形成され、当該有機ＥＬ素子を構成する電極や有機層を所定の順序で支持基板１上に積層することによって形成される。本実施形態では支持基板１上においてマトリクス状に複数の有機ＥＬ素子を形成する（図７参照）。すなわち支持基板１上において、配列方向Ｙに所定の間隔を開けるとともに、この配列方向Ｙに垂直な塗布方向Ｘに所定の間隔を開けて複数の有機ＥＬ素子をそれぞれ形成する。
【００１４】
有機ＥＬ素子の層構成には後述するように様々な態様があるが、本実施形態ではその一例として、一対の電極のうちの一方の電極に相当する陽極、正孔注入層、発光層、一対の電極のうちの他方の電極に相当する陰極が支持基板１側からこの順で積層される有機ＥＬ素子について説明する。
【００１５】
本実施形態ではまず支持基板１上に、後述する所定の方法によって複数の陽極をマトリクス状に形成する。すなわち支持基板１上において、配列方向Ｙに所定の間隔を開けるとともに、塗布方向Ｘに所定の間隔を開けて複数の陽極を形成する。各陽極は平板状であって、平面視で例えば略矩形状に形成される。
【００１６】
次に本実施形態では各陽極上に正孔注入層を形成する。正孔注入層は平面視で例えばその外縁が各陽極の外縁に略一致するように形成される。塗布法を用いて正孔注入層を形成する場合には、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた方法により正孔注入層を陽極上のみにパターン形成することが好ましい。
【００１７】
次に１または複数の有機層の１つとして設けられる発光層を正孔注入層上に形成する。この発光層を形成する工程が、１または複数の有機層を形成する工程に相当する。そこで、発光層を形成する工程の説明を通して、１または複数の有機層を形成する工程について説明する。本実施形態では陽極および正孔注入層が支持基板１上に形成された基板が、有機ＥＬ素子となる被塗布体に相当し、正孔注入層の表面が、有機層の形成される被形成面２（図７ではハッチングを施した領域）に相当する。なお本実施形態では１または複数の有機層を形成する工程によって発光層を形成しているが、有機層が複数ある場合、発光層に限らず、複数ある有機層のうちの一層を、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた塗布法によりパターン形成すればよいが、複数ある有機層のうちの全ての有機層を、後述する発光層を形成する方法と同様に、所定のノズルを用いた塗布法によりパターン形成することが好ましい。
【００１８】
発光層を形成する工程では、有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する。なお本明細書において「塗布液が被塗布体に接液した状態」とは塗布液が被塗布体に付着した状態を意味する。
【００１９】
ノズルから塗布液を上方に吐出する方法としては、毛管力及び／又は静圧を利用する方法やポンプの動力を利用する方法などがある。以下の説明ではその一例として毛管力と静圧とを利用して塗布液を上方に吐出し、塗布液を塗布するキャップコート法について説明する。
【００２０】
図１は発光層を形成するために用いられるキャップコーターシステム１１を模式的に示す図である。以下、本明細書において「上方」は「鉛直方向の上方」を意味し、「下方」は「鉛直方向の下方」を意味する。また以下のキャップコーターシステム１１の説明では、ノズル１３などの構成およびその構造については、塗布液を塗布する際の配置を前提にして説明する。
【００２１】
キャップコーターシステム１１は主に定盤１２、ノズル１３、およびタンク１４を含んで構成される。
【００２２】
被塗布体１９は定盤１２の下面に保持される。被塗布体１９は、有機層（本実施形態では発光層）の形成される被形成面（本実施形態では正孔注入層の表面）を下方に向けて定盤１２に保持される。定盤１２は例えば真空吸着によって被塗布体１９を保持する。定盤１２は、図示しない電動機および油圧機などの変位駆動手段によって水平方向に往復運動する。この定盤１２の移動する方向が塗布方向Ｘに相当し、また鉛直方向Ｚおよび塗布方向Ｘのそれぞれに垂直な方向が配列方向Ｙに相当する。
【００２３】
ノズル１３は、有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部２５とを備え、被塗布体１９の下方に配置される。本実施形態では４つのスリット状吐出口が配列方向Ｙに所定の間隔を開けて配置される。図２はノズル１３の側面図であり、図３はノズル１３の上面図であり、図４は図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であり、図５は図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。図６はシム２１の側面図である。
【００２４】
ノズルは一体成形されたものでもよいが、図２および図３に示すようにノズル１３は、一対のノズル本体２２と、このノズル本体２２に挟持されるシム２１とを備えることが好ましい。一対のノズル本体２２は、前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置され。シム２１は、前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定する。
【００２５】
一対のノズル本体２２は、挟持するシム２１の厚みによってその間隔が規定される。すなわちシム２１はスペーサーとして機能する。スリット状吐出口２３の短手方向（本実施の形態では塗布方向Ｘに相当する。）の幅は、一対のノズル本体２２の間隔によって規定されるので、この一対のノズル本体２２の間隔を規定するシム２１の厚みによって規定される。スリット状吐出口２３の短手方向の幅は、塗布液の性状および塗布膜の厚みなどに応じて適宜設定され、シム２１の厚みを変更することで調整することができる。本実施形態では毛管現象を利用するので、スリット状吐出口２３の短手方向の幅は、通常０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、５０μｍ〜５００μｍが好ましく、さらに好ましくは５０μｍ〜２００μｍである。
【００２６】
一対のノズル本体２２には、配列方向Ｙに延伸する、底面が半円の柱状の空洞がそれぞれ形成されており、両者が貼り合わされた状態では、配列方向Ｙに延伸する円柱状の空洞が形成されている。シム２１を介在させて一対のノズル本体２２を貼り合わせた際には、ノズル本体２２にそれぞれ形成された半円柱状の空洞がマニホールド２４として機能する。
【００２７】
複数のスリット状吐出口２３は、その長手方向を配列方向Ｙ（塗布方向Ｘおよび鉛直方向Ｚに垂直な方向）に一致させるとともに、それぞれが配列方向Ｙに所定の間隔を開けて配置される。また各スリット状吐出口２３は、それぞれが鉛直方向Ｚにノズル１３の上端からマニホールド２４にわたって形成されており、マニホールド２４に連通している。このマニホールド２４に塗布液が充填されるので、各スリット状吐出口２３にはマニホールド２４から毛管力によって塗布液が供給される。スリット状吐出口２３の長手方向（配列方向Ｙ）の幅は、塗布膜の配列方向Ｙの幅に設定され、例えば１０ｍｍ〜３００ｍｍである。
【００２８】
前述したようにスリット状吐出口２３の短手方向の幅はシム２１の厚みによって規定されるが、本実施形態ではスリット状吐出口２３の短手方向（塗布方向Ｘ）の幅だけでなく、長手方向（配列方向Ｙ）の幅もシム２１によって規定される。本実施形態のシム２１は、スリット状吐出口を除く領域に設けられており、配列方向Ｙに延伸する板体２１ａと、配列方向Ｙにスリット状吐出口２３の幅を互いに開けて、板体２１ａから上方に延伸する複数本の板状の非通液部２１ｂとを有する（図６参照）。板体２１ａはマニホールド２４の下方において配列方向Ｙに延伸して配置され、非通液部２１ｂはスリット状吐出口２３が設けられる領域（通液領域）を除く領域に設けられる。本実施の形態では板体２１ａと非通液部２１ｂとは一体に形成される。以下「スリット状吐出口２３が設けられる領域」を通液領域ということがある。非通液部２１ｂが設けられる領域は、マニホールド２４からの塗布液の上方への移動が非通液部２１ｂによって妨げられるので、塗布液が吐出されない。他方、複数本の非通液部２１ｂに挟まれた領域（通液領域）にはマニホールド２４に連通する空隙（スリット状吐出口２３）が形成されるので、マニホールド２４に充填された塗布液がスリット状吐出口２３を通って上方に吐出する。これによって配列方向Ｙに所定の間隔を開けて設けられた各スリット状吐出口２３から選択的に塗布液が吐出される。
【００２９】
非通液部２１ｂを有するシム２１を用いることにより、通常はスリット状吐出口２３の短手方向の幅を規定するために用いられるシム２１を、スリット状吐出口２３の長手方向の幅をも規定する部材としても利用することができるので、スリット状吐出口２３の長手方向の幅を規定する部材を別途設ける必要がなくなり、装置構成が簡易になる。なおスリット状吐出口２３の長手方向の幅を規定するためには、スリット状吐出口２３以外から塗布液が吐出しないように所定の部材を配置すればよく、他の実施の形態として、このような部材にシム以外のものを用いてもよい。またシム２１を交換することで、スリット状吐出口２３の短手方向の幅を容易に調整することができるので、シム２１を用いてノズル１３を構成することが好ましいが、シム２１を用いずに非通液部を一体成形したノズルを用いてもよい。
【００３０】
ノズル１３はスリット状吐出口２３の両端部に形成される下方に凹む切り欠き部２５を有する。
【００３１】
従来の技術において説明した仕切りが設けられたノズルは、仕切りがスリット状吐出口の先端と面一に形成されている。このノズルを用いて塗布膜を形成した場合、スリット状吐出口から吐出し、被形成面に接液した塗布液が、仕切りの先端面を伝わって、スリット状吐出口の長手方向に広がるために、塗布膜の幅がスリット状吐出口の長手方向の幅よりも幅広になる傾向がある。これに対して本実施形態ではノズルに切り欠き部が設けられているため、スリット状吐出口から吐出し、被形成面に接液した塗布液が、切り欠き部の凹む方向に広がることはあったとしても、スリット状吐出口の長手方向に広がることを防ぐことができる。このようなノズルを用いることによって、塗布膜の幅が広がることを抑制することができ、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３２】
本実施形態のようにシムが設けられる場合、切り欠き部において、前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されていることが好ましい。すなわち切り欠き部において、前記シムの外縁が、一対のノズル本体の外縁に沿って形成されていることが好ましい。例えば図２に示す本実施形態では、塗布方向Ｘの一方から見て、切り欠き部において、スリット状吐出口の両端から下方に傾斜するシムの外縁と一対のノズル本体の外縁とが、重なるようにしてノズルが構成される。仮に切り欠き部において、一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とが略面一に配置されておらず、一対のノズル本体および前記シムのいずれか一方が凹んでいる場合、凹んだ一方の外縁を伝って塗布液が広がるため、塗布膜の幅が意図した幅よりも幅広になるおそれがあるが、本実施形態のように前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とを略面一に配置することによって、切り欠き部に塗布液が伝わって流れることを防ぐことができ、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３３】
さらに、前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されていることが好ましい。このように傾斜するように切り欠き部が設けられることによって、鉛直方向に凹む切り欠き部を設ける場合よりも、意図した幅の塗布膜を形成することができる。
【００３４】
ノズル１３は、鉛直方向Ｚに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Ｚに変位駆動される。
【００３５】
被塗布体１９に塗布される塗布液１７はタンク１４に収容される。この塗布液１７は、本実施形態では発光層となる有機材料を含む液体であり、具体的には、後述する発光材料が溶媒に溶解した溶液である。ノズル１３のマニホールド２４とタンク１４とは塗布液供給管１６を介して連通している。タンク１４に収容される塗布液１７は、塗布液供給管１６を通してマニホールド２４に供給され、さらにはスリット状吐出口２３を介して被塗布体１９に塗布される。タンク１４は、鉛直方向Ｚに変位可能に支持され、電動機および油圧機などの変位駆動手段によって鉛直方向Ｚに変位駆動される。タンク１４は、塗布液１７の液面を検出する液面センサー１８をさらに備える。塗布液１７の液面の位置は液面センサー１８によって検出される。液面センサー１８は例えば光学式センサーや超音波振動式センサーによって実現される。
【００３６】
塗布液供給管１６を介してタンク１４からスリット状吐出口２３に供給される塗布液１７は、タンク１４内の液面の高さに応じて生じる圧力（静圧）と、スリット状吐出口２３で生じる毛管現象による力とに応じて、スリット状吐出口２３から押出される。そして、スリット状吐出口２３から押出される塗布液１７の吐出量は、タンク１４内の液面位置とノズル１３内の液面位置との相対差を制御するためにタンク１４の上下方向の位置を制御することにより調整することができる。マニホールド２４は全てのスリット状吐出口２３と連通しているので、タンク１４内の液面を制御することにより、全てのスリット状吐出口２３における塗布液の液面を同時に制御することができる。
【００３７】
キャップコーターシステム１１は、マイクロコンピュータなどによって実現される制御部をさらに備える。この制御部が、前述した変位駆動手段などを制御する。制御部が変位駆動手段を制御することで、ノズル１３およびタンク１４の鉛直方向Ｚの位置、および定盤１２の塗布方向Ｘの変位が制御される。塗布液１７を塗布すると、塗布液１７が消費されてタンク１４内の塗布液１７の液面が経時的に低下するが、液面センサー１８の検出結果に基づいて制御部が変位駆動手段を制御し、タンク１４の鉛直方向Ｚの位置を調整することで、スリット状吐出口２３から押出される塗布液１７の高さを制御することができる。
【００３８】
以上説明したキャップコーターシステム１１を用いて塗布液を塗布する際の動作について説明する。なお図２に示す４つのスリット状吐出口２３を備えるノズル１３を用いることにより、図７に示すようなマトリクス状（５行×４列）に配置される矩形状の領域に塗布液をパターン塗布することができる。
【００３９】
キャップコーターシステム１１は、以下の塗布工程と非塗布工程とを繰り返すことによって塗布液をパターン塗布する。
【００４０】
（塗布工程）
塗布工程では、ノズル１３から吐出される塗布液が前記被塗布体１９に接液した状態を維持したまま、前記ノズル１３と前記被塗布体１９とを所定の塗布方向に相対移動する。
【００４１】
まずタンク１４内の塗布液の液面がノズル１３上端よりも高くなるようにタンク１４を上昇させ、スリット状吐出口２３から塗布液が吐出した状態にするとともに、スリット状吐出口２３から吐出する塗布液が被塗布体１９に接液するようにノズル１３を上昇させる。
【００４２】
塗布液を被塗布体１９に接液させた後、塗布液が被塗布体１９に接液した状態を維持したまま、ノズル１３と被塗布体１９との間に所期の間隔を設けるためにノズル１３を下降させるとともに、タンク１４内の塗布液の液面がノズル１３の上端よりも低くなるようにタンク１４を下降させる。この状態における被塗布体１９とノズル１３との間隔は、塗布液の性状および塗布膜の厚みなどに応じて適宜設定される。本実施形態では毛管現象を利用するので、被塗布体１９とノズル１３との間隔は例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に設定され、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が好ましい。
【００４３】
次に被塗布体１９を塗布方向Ｘの一方（図１では右方）に移動させる。被塗布体１９を所定の距離だけ移動させると、被塗布体１９の移動を停止する。これによって４本の帯状の塗布膜が形成される。被塗布体１９とノズル１３との間隔、およびノズルの移動速度などを調整することによって、例えば塗布膜厚が５μｍ〜５００μｍ程度の塗布膜を形成することができる。なお本実施の形態では塗布液を塗布する際に被塗布体１９を移動させるが、ノズル１３を塗布方向Ｘの他方（図１では左方）に移動させてもよく、またノズル１３と被塗布体１９の両方を移動させてもよい。
【００４４】
（非塗布工程）
非塗布工程では、塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する。
【００４５】
まずノズル１３とタンク１４とをともに下降させ、塗布液を前記被塗布体から離液させた状態にする。なお塗布液が被塗布体１９に接液した状態では、塗布液がスリット状吐出口２３から吐出していたが、塗布液が被塗布体１９から離液した状態では、タンク１４内の塗布液の液面をノズル１３の上端よりも低くすることにより、塗布液はスリット状吐出口２３内に退避する。
【００４６】
次に塗布液を被塗布体１９から離液させた状態を維持したまま、被塗布体１９を塗布方向Ｘの一方（図１では右方）に所定の距離だけ移動させる。この際、塗布液は被塗布体１９から離液しているので、被塗布体１９には塗布液が塗布されない。
【００４７】
以上の塗布工程と非塗布工程とを繰返し行うことにより、塗布方向Ｘと、配列方向Ｙとの両方に対して塗布液をパターン塗布することができ、結果として塗布液の二次元的なパターン塗布を行うことができる。これによって、不要な部位に塗布液を塗布することを防ぐことができ、不要な個所に塗布される塗布液を除去する工程を省略することができる。また上述した切り欠き部を有するノズルを用いることにより、意図した塗布幅で塗布液を塗布することができる。
【００４８】
塗布液は、形成する層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）と溶媒とを含む。塗布液の溶媒としては所定の沸点を示す溶媒を１種単独で用いてもよく、また複数種類の溶媒を併用してもよい。溶媒としては、形成する層となる材料（本実施形態では発光層となる有機材料）を溶解するものが好ましく、この溶媒としては以下のものが挙げられる。クロロホルム（沸点６１℃）、塩化メチレン（沸点４０℃）、１，１−ジクロロエタン（沸点５７℃）、１，２−ジクロロエタン（沸点８３℃）、１，１，１−トリクロロエタン（沸点７４℃）、１，１，２−トリクロロエタン（沸点１１３℃）等の脂肪族塩素系溶媒、クロロベンゼン（沸点１３２℃）、ｏ−ジクロロベンゼン（沸点１８０℃）、ｍ−ジクロロベンゼン（沸点１７３℃）、ｐ−ジクロロベンゼン（沸点１７４℃）等の芳香族塩素系溶媒、テトラヒドロフラン（沸点６６℃）、１，４−ジオキサン（沸点１０１℃）等の脂肪族エーテル系溶媒、アニソール（沸点１５４℃）、エトキシベンゼン（沸点１７０℃）等の芳香族エーテル系溶媒、トルエン（沸点１１１℃）、ｏ−キシレン（沸点１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点１３９℃）、ｐ−キシレン（沸点１３８℃）、エチルベンゼン（沸点１３６℃）、ｐ−ジエチルベンゼン（沸点１８４℃）、メシチレン（沸点２１１℃）、ｎ−プロピルベンゼン（沸点１５９℃）、イソプロピルベンゼン（沸点１５２℃）、ｎ−ブチルベンゼン（沸点１８３℃）、イソブチルベンゼン（沸点１７３℃）、ｓ−ブチルベンゼン（沸点１７３℃）、テトラリン（沸点２０８℃）、シクロヘキシルベンゼン（沸点２３５℃：７３７ｍｍＨｇで測定）等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン（沸点８１℃）、メチルシクロヘキサン（沸点１０１℃）、ｎ−ペンタン（沸点３６℃）、ｎ−ヘキサン（沸点６９℃）、ｎ−へプタン（沸点９８℃）、ｎ−オクタン（沸点１２６℃）、ｎ−ノナン（沸点１５１℃）、ｎ−デカン（沸点１７４℃）、デカリン（ｃｉｓ体は沸点１９６℃、ｔｒａｎｓ体は沸点１８７℃）、ビシクロヘキシル（沸点２１７〜２３３℃）等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン（沸点５６℃）、メチルエチルケトン（沸点８０℃）、メチルイソブチルケトン（沸点１１７℃）、シクロヘキサノン（沸点１５６℃）、２−ヘプタノン（沸点１５０℃）、３−ヘプタノン（沸点１４７℃：７６５ｍｍＨｇで測定）、４−ヘプタノン（沸点１４４℃）、２−オクタノン（沸点１７４℃）、２−ノナノン（沸点１９５℃）、２−デカノン（沸点２０９℃）等の脂肪族ケトン系溶媒、アセトフェノン（沸点２０２℃）等の芳香族ケトン系溶媒、酢酸エチル（沸点７７℃）、酢酸ブチル（沸点１２０〜１２５℃）等の脂肪族エステル系溶媒、安息香酸メチル（沸点２００℃）、安息香酸ブチル（沸点２１３℃）、酢酸フェニル（沸点１９６℃）等の芳香族エステル系溶媒、エチレングリコール（沸点１９８℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（沸点１７１℃）、エチレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３５℃）、エチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２５℃）、１，２−ジメトキシエタン（沸点８５℃）、プロピレングリコール（沸点１８８℃）、１，２−ジエトキシメタン（沸点１２４℃）、トリエチレングリコールジエチルエーテル（沸点２２２℃）、２，５−ヘキサンジオール（沸点２１８℃）等の脂肪族多価アルコール系溶媒及び脂肪族多価アルコールの誘導体からなる溶媒、メタノール（沸点６５℃）、エタノール（沸点７８℃）、プロパノール（沸点９７℃）、イソプロパノール（沸点８２℃）、シクロヘキサノール（沸点１６１℃）等の脂肪族アルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド（沸点３７℃）等の脂肪族スルホキシド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（沸点２０２℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（沸点１５３℃）等の脂肪族アミド系溶媒が例示される。
【００４９】
これらの中でもトルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、アニソール、メシチレン、ｎ−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼンおよびテトラリンが好ましい。また塗布液としては、沸点が１７０℃未満の溶媒を塗布液に対して５０重量％以上含むことが好ましい。
【００５０】
塗布液において、形成する層となる材料の濃度は、塗布液の粘度や溶解性などによって適宜設定され、通常は１０重量％以下であり、０．００１重量％〜５重量％以下が好ましく、０．０１重量％〜２重量％以下がさらに好ましい。
【００５１】
上記のようにして塗布成膜した塗布膜を固化することにより、発光層をパターン形成することができる。塗布膜の固化は溶媒を除去することにより行うことができる。例えば加熱乾燥や真空乾燥によって溶媒を除去することができる。また光や熱などのエネルギーを加えることにより重合する材料を含む塗布液を用いて塗布膜を形成する場合には、塗布成膜後、光や熱などを加えることによって塗布膜を固化することもできる。
【００５２】
次に、この発光層上に陰極を形成することにより有機ＥＬ素子を形成することができる。
【００５３】
以上では陽極、正孔注入層、発光層、陰極が支持基板１側からこの順で積層された構成の有機ＥＬ素子について説明したが、有機ＥＬ素子はこの構成には限られない。以下に、有機ＥＬ素子の層構造、各層の構成、および各層の形成方法の一例について説明する。
【００５４】
有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極および陰極）と、該電極間に配置される１または複数の有機層とを含んで構成され、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる。陽極と陰極との間には、発光層に限らずに、発光層とは異なる有機層が設けられてもよく、さらには無機層が設けられる場合もある。以下において陽極と陰極との間に設けられる層について説明するが、これらのうちで有機物を含む層は有機層に相当する。複数種類ある有機層のうちで塗布法を用いて形成することが可能な有機層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いる塗布法によってパターン形成することが好ましい。なお有機層を構成する有機物としては、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、また低分子化合物と高分子化合物との混合物でもよいが、高分子化合物の方が溶媒への溶解性が一般的に良好なので、高分子化合物が好ましく、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０３〜１０８である高分子化合物が好ましい。
【００５５】
陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に近い層を電子注入層といい、発光層に近い層を電子輸送層という。
【００５６】
陽極と発光層との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、陽極に近い層を正孔注入層といい、発光層に近い層を正孔輸送層という。
【００５７】
有機ＥＬ素子の素子構成の一例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｍ）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
ｎ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｏ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｐ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
さらに有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、また２層以上の発光層を有し、電荷を発生する電荷発生層を発光層間に介在させたいわゆるマルチフォトン型の素子を構成してもよい。
【００５８】
有機ＥＬ素子は、封止のための封止膜または封止板などの封止部材でさらに覆われていてもよい。有機ＥＬ素子を基板に設ける場合は通常、一対の電極のうちで陽極が基板寄りに配置されるが、陰極を基板寄りに配置するようにしてもよい。
【００５９】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【００６０】
積層する層の順序、層数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜設定することができる。
【００６１】
次に、有機ＥＬ素子を構成する各層の材料および形成方法について、より具体的に説明する。
【００６２】
＜基板＞
基板には例えばガラス、プラスチック、およびシリコン基板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。また有機ＥＬ素子をその上に形成するための基板として、予め電気回路が形成されたものを用いてもよい。
【００６３】
＜陽極＞
陽極を通して発光層からの光を取出す構成の有機ＥＬ素子の場合、この陽極には透明又は半透明の電極が用いられる。透明電極または半透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
【００６４】
陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
【００６５】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６６】
＜正孔注入層＞
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【００６７】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば発光層を形成する際に用いられる溶媒として例示したものや、水などを用いることができる。
【００６８】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができ、正孔注入層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００６９】
正孔注入層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００７０】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００７１】
これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００７２】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００７３】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば発光層を形成する際に用いられる溶媒として例示したものを用いることができる。
【００７４】
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができ、正孔輸送層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００７５】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００７６】
正孔輸送層の膜厚としては、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００７７】
＜発光層＞
発光層は通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、またはこの有機物とこれを補助するドーパントとから形成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０３〜１０８である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する発光材料としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。
【００７８】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、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化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、ピロール誘導体、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、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。
【００７９】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、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、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、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、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
【００８０】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。
【００８１】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８２】
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８３】
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００８４】
（ドーパント材料）
ドーパント材料としては、例えばペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８５】
発光層の成膜方法としては、前述した方法の他に、所定の塗布法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。
【００８６】
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、前述した所定のノズルを用いた塗布法が好ましいが、他の方法として、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、スプレーコート法およびノズルコート法などのコート法、並びにグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８７】
＜電子輸送層＞
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００８８】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、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−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００８９】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子の電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。なお溶液または溶融状態からの成膜する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができ、電子輸送層は、発光層を形成する方法として上述した所定のノズルを用いた塗布法によって形成することが好ましい。
【００９０】
電子輸送層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００９１】
＜電子注入層＞
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【００９２】
＜陰極＞
陰極の材料としては、仕事関数の小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す有機ＥＬ素子では、発光層からの光を陰極で陽極側に反射するために、陰極の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表１３族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。また、陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、およびＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などを挙げることができる。なお、陰極は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００９３】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００９４】
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。
【００９５】
＜絶縁層＞
絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料などを挙げることができる。膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた有機ＥＬ素子としては、陰極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたものを挙げることができる。
【００９６】
以上では、所定のノズルを用い、毛管力と静圧とを利用した塗布方法について、キャップコーターシステム１１の説明を通して説明したが、本発明はこれに限らずに、毛管力を利用する方法、静圧を利用する方法、およびポンプを利用する方法にも適用可能である。例えば毛管力を利用せずに静圧のみで塗布液を塗布する場合には、前述のスリット状吐出口の短手方向の幅を広くすればよい。またポンプの動力を利用することによって、塗布液の吐出量を制御することができる。またポンプの動力とともに毛管力を利用する方法を用いて塗布液を塗布してもよい。また前述した非塗布工程では、ノズルを下降することによって、被塗布体から塗布液を離液させたが、ノズルを下降することなく、ポンプの動力を用いたり、タンクを下降させたりすることによって、スリット状吐出口内に塗布液を退避させ、被塗布体から塗布液を離液させることができる。このようにして被塗布体から塗布液を離液させた状態を維持したまま、ノズルと被塗布体とを塗布方向に相対移動させてもよい。この場合でも、被塗布体から塗布液が離液しているので、塗布液は被塗布体に塗布されない。
【００９７】
以上説明した有機ＥＬ素子は、曲面状や平面状の照明装置、またはスキャナの光源や表示装置のバックライトなどとして用いられる面状光源に好適に用いることができる。
【実施例】
【００９８】
まず基板として洗浄済み素ガラスを用意した。塗工装置としてキャピラリーコートシステム（ヒラノテクシード社製、商品名「CAP CoaterIII」）を用いて塗布液を基板上へ塗布した。塗布液の溶媒にはアニソールとシクロヘキシルベンゼンとの混合溶液（重量比１：１）を用いた。この混合溶媒に高分子発光材料を濃度が１重量％となるように溶解し、塗布液を用意した。塗工には、塗布液を上方に吐出するスリット吐出口が配列方向Ｙに２つ設けられたノズルを用いた。各スリット状吐出口の両端には下方へ凹む切欠きが形成されている。シムは、スリット状吐出口とマニホールドを連通させる領域以外の非通液部に一体化されて配置され、切欠きにおけるノズル本体の外縁とシムの外縁とを略面一になるように配置させた。各スリット状吐出口の塗布方向Ｘ（短手方向）の幅は３００μｍであり、スリット状吐出口の配列方向Ｙ（長手方向）の幅は７０ｍｍである。２つのスリット吐出口は、配列方向Ｙに２０ｍｍの間隔を開けて設けられている。
塗布工程と非塗布工程を２回繰り返し、塗布液を塗布した。塗布工程では塗布速度を０．５ｍ／ｍｉｎとし、ノズルの上端部と基板との距離を２５０μｍ開けて塗布液を塗布した。このように塗布液を塗布することにより、図８に示すように、パターン塗布を行うことができた。
【００９９】
（比較例）
塗工に用いるノズルのみを代えて実施例と同様に塗布液をパターン塗布した。比較例では、各スリット状吐出口の両端に切り欠きが形成されていないノズルを用いた。すなわちスリット状吐出口の両端には、スリット状吐出口の上端と面一の面が形成されている。
【０１００】
図８は、実施例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図であり、図９は、比較例において塗布液が塗布された基板の状況を示す図である。図８では、塗布液が塗布された部位にハッチングを施している。また図９では、塗布液が塗布された部位であって、かつ塗布を意図した部位にハッチングを施し、さらに塗布液が塗布された部位であって、塗布を意図していない部位に平行な破線を施している。
切欠きが形成されたノズルで塗布液を塗布した基板には、スリット状吐出口の配列方向Ｙの幅（７０ｍｍ）に対応した幅のパターンで塗布膜を形成することができた。しかしながら、切欠きがなく、スリット状吐出口の配列方向Ｙの幅がシムだけで規定されたノズルで塗布液を塗布した場合、配列方向Ｙ（ノズル長手方向）に塗布液が広がってしまい、非通液部としていた部分にも塗布液が薄く塗布され、目的とするパターンを得ることができなかった。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 支持基板
２ 有機層の形成される被形成面
１１ キャップコーターシステム
１２ 定盤
１３ ノズル
１４ タンク
１６ 塗布液供給管
１７ 塗布液
１８ 液面センサー
１９ 被塗布体
２１ シム
２１ａ 板体
２１ｂ 非通液部
２２ ノズル本体
２３ スリット状吐出口
２４ マニホールド
２５ 切り欠き部
Ｘ 塗布方向
Ｙ 配列方向
Ｚ 鉛直方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有し、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有し、
前記１または複数の有機層を形成する工程では、
有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、
有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、
前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する、有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記ノズルは、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置される一対のノズル本体と、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定するシムとを備え、
前記切り欠き部において前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されている、請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されている、請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項５】
請求項３記載の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源。
【請求項１】
一対の電極と、該電極間に配置される１層以上の有機層とを有し、前記１層以上の有機層として１層以上の発光層が設けられる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
一対の電極のうちの一方の電極を形成する工程と、１または複数の有機層を形成する工程と、一対の電極のうちの他方の電極を形成する工程とを有し、
前記１または複数の有機層を形成する工程では、
有機ＥＬ素子となる被塗布体を、前記有機層の形成される被形成面を下方に向けて配置し、
有機層となる材料を含む塗布液を上方に吐出する複数のスリット状吐出口と、このスリット状吐出口の各両端部に形成される下方に凹む切り欠き部とを有するノズルを、前記被塗布体の下方に配置し、
前記ノズルから吐出される塗布液が前記被塗布体に接液した状態を維持したまま、前記ノズルと前記被塗布体とを所定の塗布方向に相対移動する塗布工程と、前記塗布液を前記被塗布体から離液させた状態を維持したまま、前記ノズルと被塗布体とを前記塗布方向に相対移動する非塗布工程とを交互に繰り返すことにより、前記被形成面に塗布液を塗布成膜し、さらにこれを固化することによって前記有機層を形成する、有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記ノズルは、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅を開けて相対して配置される一対のノズル本体と、
前記スリット状吐出口の短手方向の幅の厚みを有し、前記ノズル本体に挟持されてスリット状吐出口を除く領域に設けられ、スリット状吐出口の長手方向の幅を規定するシムとを備え、
前記切り欠き部において前記一対のノズル本体の外縁と前記シムの外縁とは、略面一に配置されている、請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記切り欠き部は、上端から下端に向けて前記スリット状吐出口から離間するように傾斜して形成されている、請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項５】
請求項３記載の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９６４３５（Ｐ２０１１−９６４３５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７４９１（Ｐ２００９−２４７４９１）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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