有機ＥＬ装置の機能層の製造装置および製造方法
【課題】基板上に、有機ＥＬ素子の機能層をはじめとして、塗付膜をウェット法で形成する際に、基板上全体に配される塗膜形状のバラツキを抑えて、塗膜形状を均一化する。
【解決手段】乾燥装置２０は、減圧容器２１の内部に設けられた支持台２２上に、インクが充填された基板１が支持台２２に載置される。基板１の上方には、整流部材５０が配置されている。整流部材５０には、溶剤蒸気を流通させるスリット５３が複数並設されている。整流部材５０の下面には、各スリット５３の入口を覆うように、板上の網目部材４０が配設されている。網目部材４０には、各スリット５３に対して貫通孔４１が複数個づつ開設されている。
【解決手段】乾燥装置２０は、減圧容器２１の内部に設けられた支持台２２上に、インクが充填された基板１が支持台２２に載置される。基板１の上方には、整流部材５０が配置されている。整流部材５０には、溶剤蒸気を流通させるスリット５３が複数並設されている。整流部材５０の下面には、各スリット５３の入口を覆うように、板上の網目部材４０が配設されている。網目部材４０には、各スリット５３に対して貫通孔４１が複数個づつ開設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と記載する。）の機能層をはじめとして、素子用の薄膜を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、研究・開発が進んでいる有機ＥＬ素子は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子であって、陽極と陰極との間に発光層が介挿された構造を有している。
有機ＥＬディスプレイにおいて、一般に発光層は、素子ごとに絶縁材料からなるバンクで仕切られていて、このバンクによって発光層の配置位置と形状が規定されている。また、陽極と発光層との間には、例えば、必要に応じてホール注入層、ホール輸送層またはホール注入兼輸送層が介挿され、陰極と発光層との間には、必要に応じて電子注入層、電子輸送層または電子注入兼輸送層が介挿される（以下、ホール注入層、ホール輸送層、ホール注入兼輸送層、電子注入層、電子輸送層、および電子注入兼輸送層を総称して「電荷注入輸送層」と記載する。また、発光層と電荷注入輸送層は、各々発光、電荷の注入と輸送といった固有の機能を果たすので、これらの層を総称して「機能層」という。）。
【０００３】
フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイにおいては、このような有機ＥＬ素子が、ＲＧＢ各色のサブピクセルに相当し、隣り合うＲＧＢのサブピクセルを合わせて一画素が形成され、この画素がマトリックス状に配列されて画像表示領域が形成されている。
有機ＥＬディスプレイを作製する際には、基板上にＥＬ素子の機能層を形成する工程がある。この機能層形成工程において、低分子材料を真空プロセスで成膜する方式も用いられているが、機能層を形成するための材料を溶剤に溶解させたインク（塗布液）を、インクジェット法などでバンク間に充填して、充填されたインクを乾燥するウェット方式が多く用いられている。このウェット方式によれば、大型のパネルにおいても比較的容易に機能層を形成することができる。
【０００４】
ところで、有機ＥＬディスプレイでは、素子毎に均一な発光特性を得ることが要求されるが、有機ＥＬ素子の発光特性は機能層の膜厚に敏感であるため、機能層をウェット方式で形成する際には、各素子形成予定領域に一定量のインクを充填すること、並びに各素子領域内で機能層の膜厚バラツキをなくして、機能層を平坦に形成することが要求される。
そこで、基板上に複数のＥＬ素子の機能層を形成する際に、各素子形成予定領域に対してインクが均等量充填されるように、比較的沸点の高い溶剤が用いられる。そして、充填されたインクを乾燥する時には、その沸点の高い溶剤を蒸発させるために、インクを充填した基板を乾燥器内で減圧乾燥している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１８２５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように基板上にインクを充填し減圧乾燥する方法で機能層を形成すると、基板中央部と基板端部とではインク乾燥時の雰囲気が異なるので不具合が生じる。すなわち、一般に、基板端部に充填されたインクの液溜まりでは、基板端寄りの方が基板中央寄りと比べて溶剤が蒸発しやすいので、充填されたインクの液溜まりの中でインク液が基板端側に流動し、偏った状態で乾燥が進む。それによって、形成される機能層は基板端側の方が塗膜の膜厚が大きくなりやすい。その結果、基板中央部に形成される素子の機能層と基板端部に形成される素子の機能層とは形状が互いに異なる傾向がある。
【０００７】
このように、基板中央部の素子と基板端部の素子とで機能層の形状が異なると、各機能層の特性も互いに異なるため、有機ＥＬディスプレイにおいては画質の低下につながる。
このような課題に対して、特許文献１には、乾燥室内において、基板上に、上方に流れる溶剤蒸気を整流するために、複数のスリットを有する整流部材を設ける技術が開示されている。この装置を用いて乾燥すれば、基板全体的には、基板の中央部と基板端部とで蒸気の形成される機能層の膜形状がある程度均一化できると期待できる。
【０００８】
しかし、実際には、各スリットに蒸気が流入するときに蒸気の流れに乱れが生じやすく、このスリット入口における蒸気流の乱れによって、各スリットに対応する領域内で、各インク溜まりから溶剤が蒸発する仕方にバラツキが生じて、素子ごとに形成される機能層の形状にバラツキが生じることになる。
本発明は、上記課題に鑑み、基板上に、有機ＥＬ素子の機能層をはじめとして、塗付膜をウェット法で形成する際に、基板上全体に配される塗膜形状のバラツキを抑えて、塗膜形状を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様である、内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置においては、減圧容器内に、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、当該各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設し、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設することとした。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様にかかる製造装置を用いて、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を減圧容器の中で蒸発させると、基板上面の各領域から蒸発する溶剤蒸気は、整流部材に並設されている各スリットを流通するので、基板全体において溶剤の蒸発速度が均一化され、機能層の膜形状が均一化される。
さらに、網目部材が各スリットの入口を覆うように配設され、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設しているので、塗付液から蒸発する蒸気は網目部材の各貫通孔を通って各スリットの入口に導入される。従って、各スリットの入口において溶剤蒸気の流れが乱れることがなく蒸気流れが整えられるので、各スリット領域内においても、塗膜形状を平坦に且つ均一に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかる有機ＥＬディスプレイの一部断面を模式的に示す断面図である。
【図２】上記有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する工程図である。
【図３】有機ＥＬディスプレイを製造する際に乾燥工程で用いる乾燥装置の概略構成を示す図である。
【図４】上記乾燥装置における減圧容器の内部構成を示す斜視図である。
【図５】減圧容器内の圧力プロファイルの一例である。
【図６】基板上に網目部材、整流部材を設けることなく、基板１上に形成された複数のバンク５の間の各空間内に充填されたインクを乾燥するときの様子を示す図である。
【図７】基板中央領域、基板左端領域、基板右端領域の各素子において形成される発光層のピクセル内での膜厚分布を示す図である。
【図８】網目部材が存在する場合と存在しない場合とで、整流部材の各スリット入口における蒸気の流れを示す図である。
【図９】網目部材としてマスク板を用いて乾燥する実施例を示す図である。
【図１０】網目部材として各貫通孔がテーパー状に形成されたメタルマスク板を用いる実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様である、内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置においては、減圧容器内に、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、当該各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設し、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設することとした。
【００１３】
本態様により、基板上面の各領域に充填された塗付液から蒸発する溶剤蒸気は、整流部材に並設されている各スリットを流通するので、基板全体において溶剤の蒸発速度が均一化される。さらに、各スリットの入口において溶剤蒸気の流れが乱れることもないので、各スリット領域内でも溶剤の蒸発速度が均一化される。従って、基板上の各領域に形成される塗膜形状にバラツキが生じることなく、塗膜形状が均一化される。
【００１４】
よって、上記態様の製造装置を用いることによって、発光特性の優れた有機ＥＬ素子、あるいは有機ＥＬ発光装置を製造することができる。
上記態様において、次のようにすることが好ましい。
上記網目部材において、整流部材の各スリットの入口に対して、貫通孔が複数個づつ臨むように形成する。
【００１５】
また、上記網目部材において、複数の貫通孔を、各スリットの入口に臨む領域内でマトリックス状に配列する。
網目部材は、基板上における塗付液が充填された全体領域よりも外方に拡がるように設定する。
整流部材において、複数の各スリットを鉛直方向に貫通させ、減圧容器の上部に、各スリットから排出される溶剤蒸気を排気する排気口を設ける。
【００１６】
上記網目部材として、メタルマスクを用いる。
ここで、メタルマスクの開口部において、基板保持部材と対向する側の開口面積よりも、基板保持部材と対向する反対側の開口面積を小さくする。
本発明の一態様にかかる、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させて塗付膜を形成する塗付膜形成方法においては、減圧容器内に、塗布液が上面に充填された基板を配置し、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設するとともに、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、各スリットの入口を覆うように配設した状態で、減圧容器内を減圧することによって、塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることとした。
【００１７】
[実施の形態]
本実施の形態では、有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する工程において本発明を適用する。
まず、製造しようとする有機ＥＬディスプレイの概略構成を述べ、次にその製造方法について説明する。
【００１８】
＜有機ＥＬディスプレイの概略構成＞
図１は、有機ＥＬディスプレイの一部断面を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、有機ＥＬディスプレイ１００は、ＲＧＢ各色のサブピクセルを構成する発光層を具備するトップエミッション型の有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃがマトリックス状に配列されてなる有機ＥＬディスプレイである。有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＲＧＢ各色のサブピクセルに相当し、３つの隣接する有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃによって１画素が形成されている。
【００１９】
ＴＦＴ基板１（以下、「基板１」と記載する）上には、陽極２がマトリックス状に形成されており、陽極２上に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層３及び、ホール注入層４がその順で積層されている。なお、ＩＴＯ層３が陽極２上にのみ積層されているのに対し、ホール注入層４は陽極２上だけでなく基板１の上面全体に亘って形成されている。
陽極２の周辺上部にはホール注入層４を介してバンク５が形成されており、バンク５で挟まれた領域内に発光層６が積層されている。さらに、発光層６の上には、電子注入層７、陰極８、及び封止層９が、各バンク５で規定された領域を超えて、隣接する有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃのものと連続するように形成されている。
【００２０】
基板１は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベース材料として形成される。
陽極２は、Ａｇ（銀）の他、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）等で形成されていても良い。
【００２１】
ＩＴＯ層３は、陽極２及びホール注入層４の間に介在し、各層間の接合性を良好にする機能を有する。
ホール注入層４は、金属酸化物、金属窒化物又、金属窒化物などホール注入機能を果たす材料、例えば、ＷＯｘ（酸化タングステン）又はＭｏｘＷｙＯｚ（モリブデン−タングステン酸化物）で形成される。このホール注入層４は、バンク５の底面に沿って側方に延出している。
【００２２】
バンク５は、樹脂等の絶縁性を有する有機材料、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等で形成される。バンク５は、有機溶剤耐性を有することが好ましく、また、エッチング処理、ベーク処理等がされることがあるので、それらの処理に対して変形、変質などしにくい材料で形成することが好ましい。
発光層６は、ＲＧＢ各色の有機発光材料（蛍光物質）からなる層である。この有機発光材料として、例えば、特開平５−１６３４８８号公報に記載された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、希土類鎖体等が挙げられる。
【００２３】
電子注入層７は、陰極８から注入された電子を発光層６へ輸送する機能を有し、例えば、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、あるいはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
トップエミッション型なので、陰極８は、光透過性の材料、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等で形成されている。
【００２４】
封止層９は、発光層６等が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する役割を有し、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等の材料で形成されている。
なお、図１では、基板１を横方向に切断したＸ-Ｚ断面形状を示しているが、バンク５は、基板１の上面に沿って縦方向（図１で紙面表裏方向、図２でＹ方向）に伸長している。そして、複数本のバンク５が、基板１の上面全体に亘って配列されている。
【００２５】
＜有機ＥＬディスプレイの製造方法＞
図２は、上記有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する工程図である。
図２（ａ）に示すように、基板１上に、陽極２、ＩＴＯ層３、ホール注入層４を順に形成し、ホール注入層４上にバンク５を形成する。それに伴ってバンク５どうしの間に発光層形成予定領域である凹部空間５ａが形成される。
【００２６】
陽極２は、例えばスパッタリングによりＡｇ薄膜を形成し、当該Ａｇ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でマトリックス状にパターニングすることによって形成する。なお、Ａｇ薄膜は真空蒸着等で形成しても良い。
ＩＴＯ層３は、例えばスパッタリングによりＩＴＯ薄膜を形成し、当該ＩＴＯ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成する。
【００２７】
ホール注入層４は、ＷＯｘ又はＭｏｘＷｙＯｚを含む組成物を用いて、真空蒸着、スパッタリングなどの技術で形成する。
バンク５は、ホール注入層４上にバンク材料を塗布する等によってバンク材料層を形成し、形成したバンク材料層の一部を除去することによって形成する。バンク材料層の除去は、バンク材料層上にレジストパターンを形成し、その後、エッチングすることにより行うことができる。バンク材料層の表面に、必要に応じてフッ素系材料を用いたプラズマ処理等によって撥液処理を施してもよい。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、バンク５同士間の発光層形成領域となる凹部空間５ａに、ＲＧＢ各色のいずれかの有機発光材料を含む塗付液としてのインク６ａを充填する。そして、充填したインク６ａを減圧下で乾燥させることによって、図２（ｃ）に示すように発光層６を形成する。
この発光層６の形成工程については後で詳しく説明する。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、電子注入層７、陰極８、封止層９を順次形成する。
電子注入層７は、例えば真空蒸着によってバリウムを薄膜成形する。
陰極８は、例えばスパッタリング法によってＩＴＯを薄膜成形する。
〈発光層６の形成〉
上記発光層６の形成方法について詳細に説明する。
【００３０】
インク準備工程：
ＲＧＢ各色ごとに、発光層６を構成する有機発光材料を溶質とし、比較的沸点が高い溶剤（沸点１７０〜３００℃）を含む溶剤に溶解してインクを製造する。
溶剤としては、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ、沸点２３８℃）の他に、例えば、ジエチルベンゼン（沸点１８３℃）、デカハイドロナフタレン（沸点１９０℃）、メチルベンゾエート（沸点１９９℃）、アセトフェノン（沸点２０２℃）、フェニルベンゼン（沸点２０２℃）、ベンジルアルコール（沸点２０５℃）、テトラハイドロナフタレン（沸点２０７℃）、イソフォロン（沸点２１３℃）、ｎ−ドデカン（沸点２１６℃）、ジシクロヘキシル（沸点２２７℃）、ｐ−キシレングリコールジメチルエーテル（沸点２３５°）が挙げられる。
【００３１】
これら溶剤は、単独で用いてもよいし、複数の溶剤を混合したもの、あるいは上記の高沸点溶剤と、沸点１７０℃未満の低沸点溶剤とを混合して用いてもよい。
インク充填工程：
基板１上の全体に亘って、複数本のバンク５どうしの間に形成された各凹部空間５ａ内に、液滴吐出法（インクジェット法）で、ＲＧＢ各色のインクを充填する。
【００３２】
インクを充填する方法として、この他に、ディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、凹版印刷、凸版印刷等を用いてもよい。
乾燥工程：
各色のインクが充填された基板１を乾燥装置２０内に収納し、減圧雰囲気下でインク中の溶剤を蒸発させることによって乾燥させる。
【００３３】
（乾燥装置２０の構成と乾燥方法）
図３は、有機ＥＬディスプレイ１００を製造する際に乾燥工程で用いる乾燥装置２０の概略構成を示す図である。
この乾燥装置２０は、減圧容器２１を備え、減圧容器２１の内部には、インクが充填された基板１を水平に載置する支持台２２が設けられ、当該支持台２２の上方には、インクから蒸発する溶媒蒸気を整流する網目部材４０と整流部材５０が設けられている。
【００３４】
図４は、乾燥装置２０における減圧容器２１の内部構成を示す斜視図である。
整流部材５０には、溶剤蒸気を流通させるスリット５３が複数並設され、各スリット５３の入口（下端開口）が基板１の上面と間隙をおいて対向するように配設されている。
網目部材４０は、上記スリット５３よりも幅の狭い貫通孔４１が複数開設された板状部材であって、整流部材５０の下面を覆うように、すなわち各スリット５３の入口を覆うように配設されている。それによって、網目部材４０は、基板１と若干の距離をおいて基板１を覆うように水平に配されている。
【００３５】
減圧容器２１内の上部には、整流部材５０の上端面から間隙を開けて、水平仕切板２４及び排気口２３が設けられている。
この排気口２３に、排気管３０を介して減圧ポンプ３１が連結され、減圧ポンプ３１を駆動することによって減圧容器２１内から排気されて減圧できるようになっている。
この減圧容器２１から排気する時に、網目部材４０直下に存在する気体は、網目部材４０の各貫通孔４１を通過して整流部材５０各スリット５３に流れ込み、各スリット５３を上方に流通して、排気口２３から排出される。
【００３６】
減圧容器２１は、その側面に基板１を出し入れする扉（不図示）を備え、気密に密閉できるようになっている。
減圧ポンプ３１は、減圧容器２１を１０Ｐａ以下まで減圧できる能力を持ったもので、例えば、メカニカルブースタとロータリポンプを用いる。また、減圧容器２１内の圧力に応じて使用する真空ポンプを切り変えるようにしてもよい。例えば、大気圧から素引きするときには、ロータリポンプを用いて排気し、真空度が高くなったら、メカニカルブースタを併用するようにしてもよい。
【００３７】
減圧容器２１には、当該減圧容器２１内の圧力を測定する圧力計６１が取り付けられている。また、排気管３０には、排気コンダクタンスを調整する調整バルブ３２が取り付けられている。圧力計６１で測定する測定値は、コントローラ６０に入力され、コントローラ６０は、この測定値に基いて、調整バルブ３２の制御、及び減圧ポンプ３１の駆動制御を行う。
【００３８】
網目部材４０、整流部材５０についての詳細：
図３，４に示すように、整流部材５０は、減圧容器２１内に固定され、網目部材４０は、整流部材５０の下面全体を覆うように取り付けられている。網目部材４０及び整流部材５０の下面は、支持台２２上に載置される基板１の上面におけるインク充填領域全体よりも外方に拡がっている。
【００３９】
その結果、網目部材４０は、支持台２２上に載置された基板１におけるインクが充填された上面と間隙をおいて基板１と平行に、且つインク充填領域全体を覆うように配置され、この網目部材４０の直上に、溶剤蒸気を上方に流通させるスリット５３が複数並設されてなる整流部材５０が連結配置されている。
網目部材４０は、図３，４に示すように、整流部材５０の入口側に配された薄板状部材であって、整流部材５０の各スリット５３の入口に対して、貫通孔４１が複数個づつ開設されている。
【００４０】
網目部材４０は、ワイヤメッシュを用いてもよいし、薄板に貫通孔を開設したマスク板を用いてもよい。
整流部材５０は、縦方向（Ｙ方向）及び鉛直上下方向（Ｚ方向）に広がる複数の垂直仕切板５１と、横方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に広がる複数の垂直仕切板５２とが、マトリクス状に組み合わされて構成されている。
【００４１】
複数の垂直仕切板５１は、横方向（Ｘ方向）に等間隔で配列され、複数の垂直仕切板５２は、縦方向（Ｙ方向）に等間隔で配列されており、このように配列された垂直仕切板５１と垂直仕切板５２によって、基板１の上方空間は、横方向及び縦方向に仕切られている。
なお、垂直仕切板５２を省略して、複数の垂直仕切板５１をストライプ状に設けて、基板１上の空間を横方向にだけ仕切ってもよい。
【００４２】
また整流部材５０において、各スリット５３を流通する蒸気の流量を均一化する上で、上記のように複数の垂直仕切板５１を横方向（Ｘ方向）に等間隔で配列することが好ましいが、複数の垂直仕切板５１の間隔は、減圧容器２１の形状や排気口２３の位置によって、適宜変更してもよい。
このような乾燥装置２０を用いて、次のようにインクの減圧乾燥を行う。
【００４３】
減圧容器２１内（初期温度２５℃）の支持台２２上に、インクを充填した基板１を設置して、減圧容器２１を密閉する。
その後、減圧容器２１を減圧ポンプ３１で減圧する。
図５は、減圧容器２１内の圧力プロファイル（圧力の時間的変化）の一例である。
この例では、大気圧状態から１０Ｐａ程度になるまで減圧容器２１の減圧を約５分かけて行う。その後、６分間程度、調整バルブ３２を調整して減圧容器２１内の圧力を１０Ｐａに維持する。
【００４４】
このように減圧容器２１内を減圧することによってインク６ａ中に含まれる溶媒が蒸発して、発光層６が形成される。
その後、調整バルブ３２を閉じ、減圧容器２１に大気を導入して大気圧状態に戻し、減圧容器２１から基板を取り出す。
〈網目部材４０及び整流部材５０による整流効果〉
上記のように減圧容器２１内で減圧乾燥を行うときに、基板１の上方に網目部材４０と整流部材５０とが存在する状態で減圧乾燥しているので、基板１上の各領域から蒸発する溶媒蒸気は、網目部材４０の各貫通孔４１を通過して直上の各スリット５３内に流れ込む。従って、垂直仕切板５１と垂直仕切板５２とで仕切られた各スリット５３に均一的に導入される。そして、各スリット５３内の導入された蒸気は、垂直仕切板５１と垂直仕切板５２に沿って滑らかに上方向に流れて、排気口２３から排気される。
【００４５】
従って、減圧乾燥中において、基板上の各領域に充填されたインクから蒸発する溶剤の流れが均一に整えられるので、形成される発光層６は均一性が良好なものとなる。
以下、図６，７，８を参照しながら、この効果を詳細に説明する。
比較例１として、乾燥室内に、網目部材４０も整流部材５０も設けることなく乾燥する場合に、基板１上に形成される発光層の形状にバラツキが生じるメカニズムを説明する。なお、基板１上における発光層形状のバラツキは、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）のいずれにも生じ得るが、ここでは、主に、バンク５に対して直交する横方向（Ｘ方向）について説明する。
【００４６】
図６は、基板１上に網目部材、整流部材を設けることなく、基板１上に形成された複数のバンク５の間の各空間内に充填されたインクを乾燥するときの様子を示す図であって、基板１を横方向に切断した断面で示している。
図６（ａ）において、破線で表す曲線の高さは、基板上の横方向各位置においてインクから蒸発する溶剤蒸気の濃度を示している。
【００４７】
また図６（ｂ）には、発光層６を形成するときに、基板１の中央領域と、基板１の右端領域及び左端領域とで、インクから溶剤が蒸発するときにサブピクセル内で蒸発速度がどのように異なるかを、矢印Ａ１〜Ａ３，矢印Ｂ１〜Ｂ３、矢印Ｃ１〜Ｃ３で示している。
図７は、基板中央領域、基板左端領域、基板右端領域の各サブピクセルにおいて形成される発光層６のサブピクセル内での膜厚分布（バンク５と直交する横方向に対する膜厚分布）を示す図であって、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定したものである。
【００４８】
図６（ａ）に示されるように、基板１の端部上の領域Ｂ、Ｃでは、基板１中央部上の領域Ａと比べて溶剤蒸気濃度が低くなっており、特に基板右端及び基板左端近くでは溶剤蒸気濃度の低下が顕著である。
このように基板１の端部で溶剤蒸気濃度の低下が生じる理由は、基板１の中央領域では、その両横に溶剤蒸気の発生源があるためインクから蒸発する溶剤蒸気は上方向だけに拡散するのに対して、基板１の右端領域Ｂでは、その右方に溶剤蒸気の発生源がなく、溶剤蒸気圧の低い空間が広がっているので、インクから蒸発する溶剤蒸気が、上方向だけでなく右方向にも拡散され、基板１の左端領域Ｃでも同様にインクから蒸発する溶剤蒸気が、上方向だけでなく左方向にも拡散され、拡散力が大きいためである。
【００４９】
ここで、基板１上の蒸気濃度が低い領域ほど、インク表面付近での蒸気濃度勾配が大きくなり、溶剤の蒸発速度も大きくなるので、図６（ｂ）中、基板右端領域の図に示されるように、基板１の右端領域においては、ピクセル左端部からの蒸発速度Ｂ１と比べて、ピクセル中央部からの蒸発速度Ｂ２の方が大きく、ピクセル右端部からの蒸発速度Ｂ３がさらに大きくなる。
【００５０】
このように充填されたインク液の液溜まりの中で、蒸発速度に差が生じると、蒸発速度の小さいピクセル左端部から蒸発速度の大きいピクセル右端部へとインク液が流れ込み、流れ込んだインク液に含まれる溶剤だけが蒸発していくので、ピクセル右端部において発光層材料の堆積量が多くなり、その分膜厚が大きくなる。従って、基板１の基板右端領域のサブピクセルにおいて形成される発光層の膜厚は、図７の基板右端領域のグラフに示されるようにピクセル左端部よりもピクセル右端部の方が大きくなる。
【００５１】
基板左端領域においても、同様に、ピクセル右端部からの蒸発速度Ｃ３と比べて、ピクセル中央部からの蒸発速度Ｃ２の方が大きく、ピクセル左端部からの蒸発速度Ｃ１がさらに大きい。従って、インク液中において、ピクセル部からピクセル左端部に液が流れ込み、基板１の左端領域において形成される発光層の膜厚は、ピクセル右端部よりもピクセル左端部の方が大きくなる。
【００５２】
一方、図６（ｂ）中、基板中央領域の図に示すように、基板中央領域においては、ピクセル内で左右の蒸気圧の差が少ないので、ピクセル左端部とピクセル右端部からの蒸発速度Ａ１、Ａ３はほぼ同等である。ただし、ピクセル端部においては、隣接するバンク５の上にも溶剤蒸気が拡散できるので、ピクセル中央部と比べてピクセル端部では、蒸気濃度が若干小さくなり、ピクセル中央部からの蒸発速度Ａ２と比べて、ピクセル端部からの蒸発速度Ａ１、Ａ３は若干大きくなる。
【００５３】
従って基板中央領域では、充填されたインク液の液溜まりの中で、ピクセル中央部から素子端部へとインク液が流れ込み、図７の基板中央領域のグラフに示されるようにピクセル中央部の膜厚と比べてピクセル端部の膜厚が若干大きくなる。
これに対して、本実施の形態では、基板１の上方に網目部材４０と整流部材５０とが存在する状態で減圧乾燥しているので、上述したように、各スリット５３に均一的に導入され、各スリット５３内の導入された蒸気は、垂直仕切板５１及び垂直仕切板５２に沿って滑らかに上方向に流れて、排気口２３から排気される。
【００５４】
従って、減圧乾燥中において、基板１上の各領域における溶剤蒸気濃度は均一的になり、それに伴って、基板右端領域及び基板左端領域のピクセル内での蒸発速度差も小さく抑えられるので、インク液の流れ（対流）も小さく抑えられる。よって、形成される発光層６のピクセル内における左右の膜厚差も小さく抑えられる。
また、整流部材５０の各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在しているので、以下に説明するように、さらに均一的な形状の発光層６を形成することができる。
【００５５】
図８は、網目部材４０が存在する場合と存在しない場合とで、各スリット５３の下端入口における蒸気の流れを示す図である。
図８（ａ）は、図３中の○で囲んだＣの部分を拡大した図であって、網目部材４０が存在しない場合を示している。
図８（ｂ）は、整流部材５０の各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在しない場合を示している。この場合、図中矢印ａ2で示すように溶媒蒸気が各スリット５３の下端入口に流入するときに、蒸気の流れが乱れやすい。そして、各スリット５３の下端入口で蒸気の流れが乱れると、それに応じて、基板１上に形成される各発光層６の形状が乱れて、均一性が損なわれ得る。
【００５６】
これに対して、本実施の形態では、図８（ａ）に示すように各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在し、基板１上の溶媒蒸気は複数の貫通孔４１を通過して整流されながら各スリット５３に導入されるので、各スリット５３の入口付近で乱れが生ずることがない。従って、基板１上に形成される発光層６の形状に乱れが生じることなく、基板１上に形成される各発光層６は均一的な形成となる。
【００５７】
以上のように、整流部材５０による基板１の全体領域に対する整流効果に加えて、網目部材４０による各スリット５３の入口内での整流効果も得られるので、基板１の全体領域において、各素子領域に充填されたインクから溶媒が均一的に蒸発し、それによって、均一的な形状の発光層６が形成される。
網目部材４０、整流部材５０の仕様：
整流部材５０において、垂直仕切板５１のピッチＷ（各スリット５３の横幅に相当）は、狭いほど整流効果が得られるので５０ｍｍ以下とすることが好ましい。一方、ピッチＷをあまり狭くすると、垂直仕切板５１の厚みを確保することができず、また、溶媒蒸気がスリット５３を流通するときの圧力損失が大きくなるので、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００５８】
各スリット５３の上下方向の長さＬは、短すぎると整流効果が十分得られず、スリット５３の上端側（出口側）で生じる気流の乱れが基板１に伝わりやすいので、１０ｃｍ以上とすることが好ましい。また、長さＬが長すぎると溶剤蒸気がスリット５３を流通するときの圧力損失が大きくなるので、５００ｃｍ以下とすることが好ましい。
スリット５３の長さＬとして特に好ましい範囲は２０ｃｍ〜１００ｃｍである。
【００５９】
網目部材４０に開設する複数の貫通孔４１は、各スリット５３の入口に臨み、この入口に流れ込む溶剤蒸気を整流する働きをなす。
従って、複数の貫通孔４１は、整流部材５０の各スリット５３の入口全体にわたって均等に分散配置することが好ましい。
例えば、図４における網目部材４０の拡大図に示されるように、スリット５３の入口開口領域全体にわたって、複数の貫通孔４１が横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）にマトリックス状に配列することが好ましい。
【００６０】
各貫通孔４１の開口形状は、円形状、楕円形状、矩形状などが望ましいが、これらに限定されない。
また、下記実施例で示すように、網目部材４０の各貫通孔４１を、基板１上のインク充填領域と対応するように形成してもよい。
貫通孔４１の開口幅（孔径）は、画素サイズ（画素１辺の長さ）以上に設定する。画素サイズは通常１０μｍ以上なので、貫通孔４１の幅（孔径）も１０μｍ以上に設定する。一方、整流効果を得るために、貫通孔４１の幅（孔径）は１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００６１】
基板１と網目部材４０との間隙Ｇは、狭すぎると基板１が網目部材４０に吸着される可能性があるので０．１ｍｍ以上とする。一方、間隙Ｇが広すぎると、網目部材４０及び整流部材５０による整流効果が基板１の表面に及びにくくなるので、間隙Ｇを５０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
（網目部材４０としてマスク板を用いて乾燥する実施例）
塗布液：
有機ＥＬ素子の発光層形成用インクであって、溶媒は安息香酸ブチル、溶質はポリフルオレンポリマー（品名：Poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl)、アルドリッチ製）であり、濃度は１．０ｗｔ％である。
【００６２】
基板：
平らなガラス上に、感光材料をスピン塗布して、フォトリソグラフィー技術でパターンニングすることによって、基板上にバンクを形成する。ここでは図９に示すように、基板１上に幅２５μのバンク５を間隙６５μｍで形成する。
塗布工程：
基板上のバンク間（ピクセル領域）に、インクジェット装置を用いて、インクを充填する。
【００６３】
乾燥工程：
乾燥工程で使用する乾燥装置２０は、網目部材４０として、金属薄板に貫通孔４１を開口したメタルマスク板を用いる。そして、上記図５に示した圧力プロファイルに基づいて減圧容器２１内を減圧する。
メタルマスク板は、厚み０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍのステンレス板に対して、エッチングを施すことによって貫通孔４１を開設することによって製造することができる。
【００６４】
図９に示す例ではメタルマスク板の厚さは１００μｍであって、貫通孔４１が、基板１上におけるインク６ａの充填領域（素子形成予定領域）と同一のパターン（貫通孔４１と素子領域とが１対１で対応するパターン）で形成されている。このようなメタルマスクは、バンク５を形成する際に用いる露光用マスクと同じ設計仕様のマスクを用いてエッチングすることによって製造することができる。
【００６５】
そして、網目部材４０における各貫通孔４１の直下に、各ピクセル領域（インク６ａが充填された領域）が位置するように、基板１を支持台２２の上に配置する。
網目部材４０の各貫通孔４１と各ピクセル領域とを位置合わせするには、例えば、支持台２２の上面及び基板１に、それぞれ位置合わせ用のアラインメントマークを形成しておいて、両方のアラインメントマークを合わせすれば、容易に位置合わせを実施できる。
【００６６】
この状態で減圧乾燥を行うことによって、基板１上の各素子領域に充填されたインク６ａから蒸発する溶剤蒸気は、その真上に位置する各貫通孔４１に吸い込まれるので、各ピクセル領域に充填されたインク６ａを同等の条件下で減圧乾燥することができる。
（テーパー状の貫通孔を有するマスク板を用いて乾燥する実施例）
図１０に示す実施例では、上記図９と同様に、網目部材４０としてメタルマスク板を用いるが、各貫通孔４１の幅（孔径）が基板１に近い側で大きくなるように、各貫通孔４１がテーパー状に形成されている。これによって、発光層６の膜厚を平坦に形成する効果が高まることが期待できる。
【００６７】
すなわち、バンク間に充填されたインク６ａは、その表面張力によって、ピクセル中央領域で厚く盛り上がり、ピクセル端部領域では薄くなっている。
ここで、貫通孔４１をテーパー状に形成すれば、貫通孔４１の入口側（下側）の開口面積を大きくすることによって、インク６ａが充填された領域を覆うようにすることも容易である。そして、それによって、ピクセル中央部から蒸発する溶剤蒸気とピクセル端部から蒸発する溶剤蒸気とを均一的に貫通孔４１に取り込むことができる。
【００６８】
その結果、各素子領域に充填されたインク６ａにおいて、ピクセル中央領域からの溶媒の蒸発速度と、ピクセル端部領域からの溶媒の蒸発速度とを均一化して、発光層６の膜厚を平坦に形成する効果を高めることが期待できる。
貫通孔４１をテーパー状に形成する利点についてさらに述べると、図９に示すように、貫通孔４１の形状がストレート（円柱状）の場合、その孔径Ｒ1を、バンク５間のインク６ａの幅（６５μｍ）と同等程度に設定すると、網目部材４０における貫通孔４１間の肉厚ｔ1もバンク幅（２５μｍ）程度に狭くなってしまうが、図１０のように貫通孔４１の形状がテーパー状であると、入口側で貫通孔４１の孔径Ｒ1をバンク５間のインク６ａの幅（６５μｍ）と同等程度に大きくしても、網目部材４０における貫通孔４１間の出口側の肉厚ｔ2が入口側の肉厚ｔ1より大きい（肉厚ｔ2＞肉厚ｔ1）ので、網目部材４０の強度を確保しやすく、貫通孔４１を形成するときの加工も容易である。
【００６９】
このように貫通孔４１の形状をテーパー状に形成するには、一般的なテーパーエッチング技術を用いればよく、金属薄板の原板に対して、ウェットエッチングで貫通孔４１を開設するときの条件をコントロールすることによって所望のテーパ角で形成することができる。
また、貫通孔４１をテーパー状に形成する場合、網目部材４０の主面（水平面）に対する貫通孔４１の内壁面の角度は６５〜８５°の範囲内に設定することが好ましい。
【００７０】
（変形例）
（１）上記実施の形態では、基板上に複数のＥＬ素子を形成する際に、バンクどうしの間に発光層を形成する場合について示したが、電荷注入輸送層など、発光層以外の機能層をバンクどうしの間にウェットで形成する場合も、同様に実施することができ、同様の効果を奏する。
【００７１】
（２）上記実施の形態では、トップエミッション型有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する例を説明したが、ボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する場合にも適用可能である。また、有機ＥＬ素子の発光層以外に、有機ＥＬ素子の電荷輸送層、カラーフィルタなどの機能層を形成する際にも適用できる。
（３）さらに、実施の形態で説明した有機ＥＬ素子以外に、プラスマディスプレイパネルのリブなどを形成したり、フラットパネルディスプレイのオーバーコート膜、フォトリソ加工を行うためのレジスト膜、液晶パネル用配向膜などを形成する際にも、本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、インクを塗布乾燥することで機能性膜を形成する技術分野において有効な技術であり、有機ＥＬディスプレイをはじめ有機ＥＬ光源など、有機ＥＬパネルを製造するのに適用することができ、基板面内での発光特性が均一的な有機ＥＬパネルを製造することができる。
有機ＥＬディスプレイにおいては画像表示面内における発光特性が均一化されるので画質の向上にも寄与する。
【符号の説明】
【００７３】
１ 基板
５ バンク
５ａ 凹部空間
６ 発光層
６ａ インク
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 有機ＥＬ素子
２０ 乾燥装置
２１ 減圧容器
２２ 支持台
２３ 排気口
２４ 水平仕切板
３０ 排気管
３１ 減圧ポンプ
３２ 調整バルブ
４０ 網目部材
４１ 貫通孔
５０ 整流部材
５１ 垂直仕切板
５２ 垂直仕切板
５３ スリット
６０ コントローラ
６１ 圧力計
１００ 有機ＥＬディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と記載する。）の機能層をはじめとして、素子用の薄膜を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、研究・開発が進んでいる有機ＥＬ素子は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子であって、陽極と陰極との間に発光層が介挿された構造を有している。
有機ＥＬディスプレイにおいて、一般に発光層は、素子ごとに絶縁材料からなるバンクで仕切られていて、このバンクによって発光層の配置位置と形状が規定されている。また、陽極と発光層との間には、例えば、必要に応じてホール注入層、ホール輸送層またはホール注入兼輸送層が介挿され、陰極と発光層との間には、必要に応じて電子注入層、電子輸送層または電子注入兼輸送層が介挿される（以下、ホール注入層、ホール輸送層、ホール注入兼輸送層、電子注入層、電子輸送層、および電子注入兼輸送層を総称して「電荷注入輸送層」と記載する。また、発光層と電荷注入輸送層は、各々発光、電荷の注入と輸送といった固有の機能を果たすので、これらの層を総称して「機能層」という。）。
【０００３】
フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイにおいては、このような有機ＥＬ素子が、ＲＧＢ各色のサブピクセルに相当し、隣り合うＲＧＢのサブピクセルを合わせて一画素が形成され、この画素がマトリックス状に配列されて画像表示領域が形成されている。
有機ＥＬディスプレイを作製する際には、基板上にＥＬ素子の機能層を形成する工程がある。この機能層形成工程において、低分子材料を真空プロセスで成膜する方式も用いられているが、機能層を形成するための材料を溶剤に溶解させたインク（塗布液）を、インクジェット法などでバンク間に充填して、充填されたインクを乾燥するウェット方式が多く用いられている。このウェット方式によれば、大型のパネルにおいても比較的容易に機能層を形成することができる。
【０００４】
ところで、有機ＥＬディスプレイでは、素子毎に均一な発光特性を得ることが要求されるが、有機ＥＬ素子の発光特性は機能層の膜厚に敏感であるため、機能層をウェット方式で形成する際には、各素子形成予定領域に一定量のインクを充填すること、並びに各素子領域内で機能層の膜厚バラツキをなくして、機能層を平坦に形成することが要求される。
そこで、基板上に複数のＥＬ素子の機能層を形成する際に、各素子形成予定領域に対してインクが均等量充填されるように、比較的沸点の高い溶剤が用いられる。そして、充填されたインクを乾燥する時には、その沸点の高い溶剤を蒸発させるために、インクを充填した基板を乾燥器内で減圧乾燥している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１８２５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように基板上にインクを充填し減圧乾燥する方法で機能層を形成すると、基板中央部と基板端部とではインク乾燥時の雰囲気が異なるので不具合が生じる。すなわち、一般に、基板端部に充填されたインクの液溜まりでは、基板端寄りの方が基板中央寄りと比べて溶剤が蒸発しやすいので、充填されたインクの液溜まりの中でインク液が基板端側に流動し、偏った状態で乾燥が進む。それによって、形成される機能層は基板端側の方が塗膜の膜厚が大きくなりやすい。その結果、基板中央部に形成される素子の機能層と基板端部に形成される素子の機能層とは形状が互いに異なる傾向がある。
【０００７】
このように、基板中央部の素子と基板端部の素子とで機能層の形状が異なると、各機能層の特性も互いに異なるため、有機ＥＬディスプレイにおいては画質の低下につながる。
このような課題に対して、特許文献１には、乾燥室内において、基板上に、上方に流れる溶剤蒸気を整流するために、複数のスリットを有する整流部材を設ける技術が開示されている。この装置を用いて乾燥すれば、基板全体的には、基板の中央部と基板端部とで蒸気の形成される機能層の膜形状がある程度均一化できると期待できる。
【０００８】
しかし、実際には、各スリットに蒸気が流入するときに蒸気の流れに乱れが生じやすく、このスリット入口における蒸気流の乱れによって、各スリットに対応する領域内で、各インク溜まりから溶剤が蒸発する仕方にバラツキが生じて、素子ごとに形成される機能層の形状にバラツキが生じることになる。
本発明は、上記課題に鑑み、基板上に、有機ＥＬ素子の機能層をはじめとして、塗付膜をウェット法で形成する際に、基板上全体に配される塗膜形状のバラツキを抑えて、塗膜形状を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様である、内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置においては、減圧容器内に、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、当該各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設し、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設することとした。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様にかかる製造装置を用いて、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を減圧容器の中で蒸発させると、基板上面の各領域から蒸発する溶剤蒸気は、整流部材に並設されている各スリットを流通するので、基板全体において溶剤の蒸発速度が均一化され、機能層の膜形状が均一化される。
さらに、網目部材が各スリットの入口を覆うように配設され、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設しているので、塗付液から蒸発する蒸気は網目部材の各貫通孔を通って各スリットの入口に導入される。従って、各スリットの入口において溶剤蒸気の流れが乱れることがなく蒸気流れが整えられるので、各スリット領域内においても、塗膜形状を平坦に且つ均一に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかる有機ＥＬディスプレイの一部断面を模式的に示す断面図である。
【図２】上記有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する工程図である。
【図３】有機ＥＬディスプレイを製造する際に乾燥工程で用いる乾燥装置の概略構成を示す図である。
【図４】上記乾燥装置における減圧容器の内部構成を示す斜視図である。
【図５】減圧容器内の圧力プロファイルの一例である。
【図６】基板上に網目部材、整流部材を設けることなく、基板１上に形成された複数のバンク５の間の各空間内に充填されたインクを乾燥するときの様子を示す図である。
【図７】基板中央領域、基板左端領域、基板右端領域の各素子において形成される発光層のピクセル内での膜厚分布を示す図である。
【図８】網目部材が存在する場合と存在しない場合とで、整流部材の各スリット入口における蒸気の流れを示す図である。
【図９】網目部材としてマスク板を用いて乾燥する実施例を示す図である。
【図１０】網目部材として各貫通孔がテーパー状に形成されたメタルマスク板を用いる実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様である、内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置においては、減圧容器内に、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、当該各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設し、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、整流部材の各スリットの入口を覆うように配設することとした。
【００１３】
本態様により、基板上面の各領域に充填された塗付液から蒸発する溶剤蒸気は、整流部材に並設されている各スリットを流通するので、基板全体において溶剤の蒸発速度が均一化される。さらに、各スリットの入口において溶剤蒸気の流れが乱れることもないので、各スリット領域内でも溶剤の蒸発速度が均一化される。従って、基板上の各領域に形成される塗膜形状にバラツキが生じることなく、塗膜形状が均一化される。
【００１４】
よって、上記態様の製造装置を用いることによって、発光特性の優れた有機ＥＬ素子、あるいは有機ＥＬ発光装置を製造することができる。
上記態様において、次のようにすることが好ましい。
上記網目部材において、整流部材の各スリットの入口に対して、貫通孔が複数個づつ臨むように形成する。
【００１５】
また、上記網目部材において、複数の貫通孔を、各スリットの入口に臨む領域内でマトリックス状に配列する。
網目部材は、基板上における塗付液が充填された全体領域よりも外方に拡がるように設定する。
整流部材において、複数の各スリットを鉛直方向に貫通させ、減圧容器の上部に、各スリットから排出される溶剤蒸気を排気する排気口を設ける。
【００１６】
上記網目部材として、メタルマスクを用いる。
ここで、メタルマスクの開口部において、基板保持部材と対向する側の開口面積よりも、基板保持部材と対向する反対側の開口面積を小さくする。
本発明の一態様にかかる、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させて塗付膜を形成する塗付膜形成方法においては、減圧容器内に、塗布液が上面に充填された基板を配置し、溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設するとともに、上記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、各スリットの入口を覆うように配設した状態で、減圧容器内を減圧することによって、塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることとした。
【００１７】
[実施の形態]
本実施の形態では、有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する工程において本発明を適用する。
まず、製造しようとする有機ＥＬディスプレイの概略構成を述べ、次にその製造方法について説明する。
【００１８】
＜有機ＥＬディスプレイの概略構成＞
図１は、有機ＥＬディスプレイの一部断面を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、有機ＥＬディスプレイ１００は、ＲＧＢ各色のサブピクセルを構成する発光層を具備するトップエミッション型の有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃがマトリックス状に配列されてなる有機ＥＬディスプレイである。有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＲＧＢ各色のサブピクセルに相当し、３つの隣接する有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃによって１画素が形成されている。
【００１９】
ＴＦＴ基板１（以下、「基板１」と記載する）上には、陽極２がマトリックス状に形成されており、陽極２上に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層３及び、ホール注入層４がその順で積層されている。なお、ＩＴＯ層３が陽極２上にのみ積層されているのに対し、ホール注入層４は陽極２上だけでなく基板１の上面全体に亘って形成されている。
陽極２の周辺上部にはホール注入層４を介してバンク５が形成されており、バンク５で挟まれた領域内に発光層６が積層されている。さらに、発光層６の上には、電子注入層７、陰極８、及び封止層９が、各バンク５で規定された領域を超えて、隣接する有機ＥＬ素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃのものと連続するように形成されている。
【００２０】
基板１は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベース材料として形成される。
陽極２は、Ａｇ（銀）の他、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）等で形成されていても良い。
【００２１】
ＩＴＯ層３は、陽極２及びホール注入層４の間に介在し、各層間の接合性を良好にする機能を有する。
ホール注入層４は、金属酸化物、金属窒化物又、金属窒化物などホール注入機能を果たす材料、例えば、ＷＯｘ（酸化タングステン）又はＭｏｘＷｙＯｚ（モリブデン−タングステン酸化物）で形成される。このホール注入層４は、バンク５の底面に沿って側方に延出している。
【００２２】
バンク５は、樹脂等の絶縁性を有する有機材料、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等で形成される。バンク５は、有機溶剤耐性を有することが好ましく、また、エッチング処理、ベーク処理等がされることがあるので、それらの処理に対して変形、変質などしにくい材料で形成することが好ましい。
発光層６は、ＲＧＢ各色の有機発光材料（蛍光物質）からなる層である。この有機発光材料として、例えば、特開平５−１６３４８８号公報に記載された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、希土類鎖体等が挙げられる。
【００２３】
電子注入層７は、陰極８から注入された電子を発光層６へ輸送する機能を有し、例えば、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、あるいはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
トップエミッション型なので、陰極８は、光透過性の材料、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等で形成されている。
【００２４】
封止層９は、発光層６等が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する役割を有し、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等の材料で形成されている。
なお、図１では、基板１を横方向に切断したＸ-Ｚ断面形状を示しているが、バンク５は、基板１の上面に沿って縦方向（図１で紙面表裏方向、図２でＹ方向）に伸長している。そして、複数本のバンク５が、基板１の上面全体に亘って配列されている。
【００２５】
＜有機ＥＬディスプレイの製造方法＞
図２は、上記有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する工程図である。
図２（ａ）に示すように、基板１上に、陽極２、ＩＴＯ層３、ホール注入層４を順に形成し、ホール注入層４上にバンク５を形成する。それに伴ってバンク５どうしの間に発光層形成予定領域である凹部空間５ａが形成される。
【００２６】
陽極２は、例えばスパッタリングによりＡｇ薄膜を形成し、当該Ａｇ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でマトリックス状にパターニングすることによって形成する。なお、Ａｇ薄膜は真空蒸着等で形成しても良い。
ＩＴＯ層３は、例えばスパッタリングによりＩＴＯ薄膜を形成し、当該ＩＴＯ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成する。
【００２７】
ホール注入層４は、ＷＯｘ又はＭｏｘＷｙＯｚを含む組成物を用いて、真空蒸着、スパッタリングなどの技術で形成する。
バンク５は、ホール注入層４上にバンク材料を塗布する等によってバンク材料層を形成し、形成したバンク材料層の一部を除去することによって形成する。バンク材料層の除去は、バンク材料層上にレジストパターンを形成し、その後、エッチングすることにより行うことができる。バンク材料層の表面に、必要に応じてフッ素系材料を用いたプラズマ処理等によって撥液処理を施してもよい。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、バンク５同士間の発光層形成領域となる凹部空間５ａに、ＲＧＢ各色のいずれかの有機発光材料を含む塗付液としてのインク６ａを充填する。そして、充填したインク６ａを減圧下で乾燥させることによって、図２（ｃ）に示すように発光層６を形成する。
この発光層６の形成工程については後で詳しく説明する。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、電子注入層７、陰極８、封止層９を順次形成する。
電子注入層７は、例えば真空蒸着によってバリウムを薄膜成形する。
陰極８は、例えばスパッタリング法によってＩＴＯを薄膜成形する。
〈発光層６の形成〉
上記発光層６の形成方法について詳細に説明する。
【００３０】
インク準備工程：
ＲＧＢ各色ごとに、発光層６を構成する有機発光材料を溶質とし、比較的沸点が高い溶剤（沸点１７０〜３００℃）を含む溶剤に溶解してインクを製造する。
溶剤としては、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ、沸点２３８℃）の他に、例えば、ジエチルベンゼン（沸点１８３℃）、デカハイドロナフタレン（沸点１９０℃）、メチルベンゾエート（沸点１９９℃）、アセトフェノン（沸点２０２℃）、フェニルベンゼン（沸点２０２℃）、ベンジルアルコール（沸点２０５℃）、テトラハイドロナフタレン（沸点２０７℃）、イソフォロン（沸点２１３℃）、ｎ−ドデカン（沸点２１６℃）、ジシクロヘキシル（沸点２２７℃）、ｐ−キシレングリコールジメチルエーテル（沸点２３５°）が挙げられる。
【００３１】
これら溶剤は、単独で用いてもよいし、複数の溶剤を混合したもの、あるいは上記の高沸点溶剤と、沸点１７０℃未満の低沸点溶剤とを混合して用いてもよい。
インク充填工程：
基板１上の全体に亘って、複数本のバンク５どうしの間に形成された各凹部空間５ａ内に、液滴吐出法（インクジェット法）で、ＲＧＢ各色のインクを充填する。
【００３２】
インクを充填する方法として、この他に、ディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、凹版印刷、凸版印刷等を用いてもよい。
乾燥工程：
各色のインクが充填された基板１を乾燥装置２０内に収納し、減圧雰囲気下でインク中の溶剤を蒸発させることによって乾燥させる。
【００３３】
（乾燥装置２０の構成と乾燥方法）
図３は、有機ＥＬディスプレイ１００を製造する際に乾燥工程で用いる乾燥装置２０の概略構成を示す図である。
この乾燥装置２０は、減圧容器２１を備え、減圧容器２１の内部には、インクが充填された基板１を水平に載置する支持台２２が設けられ、当該支持台２２の上方には、インクから蒸発する溶媒蒸気を整流する網目部材４０と整流部材５０が設けられている。
【００３４】
図４は、乾燥装置２０における減圧容器２１の内部構成を示す斜視図である。
整流部材５０には、溶剤蒸気を流通させるスリット５３が複数並設され、各スリット５３の入口（下端開口）が基板１の上面と間隙をおいて対向するように配設されている。
網目部材４０は、上記スリット５３よりも幅の狭い貫通孔４１が複数開設された板状部材であって、整流部材５０の下面を覆うように、すなわち各スリット５３の入口を覆うように配設されている。それによって、網目部材４０は、基板１と若干の距離をおいて基板１を覆うように水平に配されている。
【００３５】
減圧容器２１内の上部には、整流部材５０の上端面から間隙を開けて、水平仕切板２４及び排気口２３が設けられている。
この排気口２３に、排気管３０を介して減圧ポンプ３１が連結され、減圧ポンプ３１を駆動することによって減圧容器２１内から排気されて減圧できるようになっている。
この減圧容器２１から排気する時に、網目部材４０直下に存在する気体は、網目部材４０の各貫通孔４１を通過して整流部材５０各スリット５３に流れ込み、各スリット５３を上方に流通して、排気口２３から排出される。
【００３６】
減圧容器２１は、その側面に基板１を出し入れする扉（不図示）を備え、気密に密閉できるようになっている。
減圧ポンプ３１は、減圧容器２１を１０Ｐａ以下まで減圧できる能力を持ったもので、例えば、メカニカルブースタとロータリポンプを用いる。また、減圧容器２１内の圧力に応じて使用する真空ポンプを切り変えるようにしてもよい。例えば、大気圧から素引きするときには、ロータリポンプを用いて排気し、真空度が高くなったら、メカニカルブースタを併用するようにしてもよい。
【００３７】
減圧容器２１には、当該減圧容器２１内の圧力を測定する圧力計６１が取り付けられている。また、排気管３０には、排気コンダクタンスを調整する調整バルブ３２が取り付けられている。圧力計６１で測定する測定値は、コントローラ６０に入力され、コントローラ６０は、この測定値に基いて、調整バルブ３２の制御、及び減圧ポンプ３１の駆動制御を行う。
【００３８】
網目部材４０、整流部材５０についての詳細：
図３，４に示すように、整流部材５０は、減圧容器２１内に固定され、網目部材４０は、整流部材５０の下面全体を覆うように取り付けられている。網目部材４０及び整流部材５０の下面は、支持台２２上に載置される基板１の上面におけるインク充填領域全体よりも外方に拡がっている。
【００３９】
その結果、網目部材４０は、支持台２２上に載置された基板１におけるインクが充填された上面と間隙をおいて基板１と平行に、且つインク充填領域全体を覆うように配置され、この網目部材４０の直上に、溶剤蒸気を上方に流通させるスリット５３が複数並設されてなる整流部材５０が連結配置されている。
網目部材４０は、図３，４に示すように、整流部材５０の入口側に配された薄板状部材であって、整流部材５０の各スリット５３の入口に対して、貫通孔４１が複数個づつ開設されている。
【００４０】
網目部材４０は、ワイヤメッシュを用いてもよいし、薄板に貫通孔を開設したマスク板を用いてもよい。
整流部材５０は、縦方向（Ｙ方向）及び鉛直上下方向（Ｚ方向）に広がる複数の垂直仕切板５１と、横方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に広がる複数の垂直仕切板５２とが、マトリクス状に組み合わされて構成されている。
【００４１】
複数の垂直仕切板５１は、横方向（Ｘ方向）に等間隔で配列され、複数の垂直仕切板５２は、縦方向（Ｙ方向）に等間隔で配列されており、このように配列された垂直仕切板５１と垂直仕切板５２によって、基板１の上方空間は、横方向及び縦方向に仕切られている。
なお、垂直仕切板５２を省略して、複数の垂直仕切板５１をストライプ状に設けて、基板１上の空間を横方向にだけ仕切ってもよい。
【００４２】
また整流部材５０において、各スリット５３を流通する蒸気の流量を均一化する上で、上記のように複数の垂直仕切板５１を横方向（Ｘ方向）に等間隔で配列することが好ましいが、複数の垂直仕切板５１の間隔は、減圧容器２１の形状や排気口２３の位置によって、適宜変更してもよい。
このような乾燥装置２０を用いて、次のようにインクの減圧乾燥を行う。
【００４３】
減圧容器２１内（初期温度２５℃）の支持台２２上に、インクを充填した基板１を設置して、減圧容器２１を密閉する。
その後、減圧容器２１を減圧ポンプ３１で減圧する。
図５は、減圧容器２１内の圧力プロファイル（圧力の時間的変化）の一例である。
この例では、大気圧状態から１０Ｐａ程度になるまで減圧容器２１の減圧を約５分かけて行う。その後、６分間程度、調整バルブ３２を調整して減圧容器２１内の圧力を１０Ｐａに維持する。
【００４４】
このように減圧容器２１内を減圧することによってインク６ａ中に含まれる溶媒が蒸発して、発光層６が形成される。
その後、調整バルブ３２を閉じ、減圧容器２１に大気を導入して大気圧状態に戻し、減圧容器２１から基板を取り出す。
〈網目部材４０及び整流部材５０による整流効果〉
上記のように減圧容器２１内で減圧乾燥を行うときに、基板１の上方に網目部材４０と整流部材５０とが存在する状態で減圧乾燥しているので、基板１上の各領域から蒸発する溶媒蒸気は、網目部材４０の各貫通孔４１を通過して直上の各スリット５３内に流れ込む。従って、垂直仕切板５１と垂直仕切板５２とで仕切られた各スリット５３に均一的に導入される。そして、各スリット５３内の導入された蒸気は、垂直仕切板５１と垂直仕切板５２に沿って滑らかに上方向に流れて、排気口２３から排気される。
【００４５】
従って、減圧乾燥中において、基板上の各領域に充填されたインクから蒸発する溶剤の流れが均一に整えられるので、形成される発光層６は均一性が良好なものとなる。
以下、図６，７，８を参照しながら、この効果を詳細に説明する。
比較例１として、乾燥室内に、網目部材４０も整流部材５０も設けることなく乾燥する場合に、基板１上に形成される発光層の形状にバラツキが生じるメカニズムを説明する。なお、基板１上における発光層形状のバラツキは、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）のいずれにも生じ得るが、ここでは、主に、バンク５に対して直交する横方向（Ｘ方向）について説明する。
【００４６】
図６は、基板１上に網目部材、整流部材を設けることなく、基板１上に形成された複数のバンク５の間の各空間内に充填されたインクを乾燥するときの様子を示す図であって、基板１を横方向に切断した断面で示している。
図６（ａ）において、破線で表す曲線の高さは、基板上の横方向各位置においてインクから蒸発する溶剤蒸気の濃度を示している。
【００４７】
また図６（ｂ）には、発光層６を形成するときに、基板１の中央領域と、基板１の右端領域及び左端領域とで、インクから溶剤が蒸発するときにサブピクセル内で蒸発速度がどのように異なるかを、矢印Ａ１〜Ａ３，矢印Ｂ１〜Ｂ３、矢印Ｃ１〜Ｃ３で示している。
図７は、基板中央領域、基板左端領域、基板右端領域の各サブピクセルにおいて形成される発光層６のサブピクセル内での膜厚分布（バンク５と直交する横方向に対する膜厚分布）を示す図であって、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定したものである。
【００４８】
図６（ａ）に示されるように、基板１の端部上の領域Ｂ、Ｃでは、基板１中央部上の領域Ａと比べて溶剤蒸気濃度が低くなっており、特に基板右端及び基板左端近くでは溶剤蒸気濃度の低下が顕著である。
このように基板１の端部で溶剤蒸気濃度の低下が生じる理由は、基板１の中央領域では、その両横に溶剤蒸気の発生源があるためインクから蒸発する溶剤蒸気は上方向だけに拡散するのに対して、基板１の右端領域Ｂでは、その右方に溶剤蒸気の発生源がなく、溶剤蒸気圧の低い空間が広がっているので、インクから蒸発する溶剤蒸気が、上方向だけでなく右方向にも拡散され、基板１の左端領域Ｃでも同様にインクから蒸発する溶剤蒸気が、上方向だけでなく左方向にも拡散され、拡散力が大きいためである。
【００４９】
ここで、基板１上の蒸気濃度が低い領域ほど、インク表面付近での蒸気濃度勾配が大きくなり、溶剤の蒸発速度も大きくなるので、図６（ｂ）中、基板右端領域の図に示されるように、基板１の右端領域においては、ピクセル左端部からの蒸発速度Ｂ１と比べて、ピクセル中央部からの蒸発速度Ｂ２の方が大きく、ピクセル右端部からの蒸発速度Ｂ３がさらに大きくなる。
【００５０】
このように充填されたインク液の液溜まりの中で、蒸発速度に差が生じると、蒸発速度の小さいピクセル左端部から蒸発速度の大きいピクセル右端部へとインク液が流れ込み、流れ込んだインク液に含まれる溶剤だけが蒸発していくので、ピクセル右端部において発光層材料の堆積量が多くなり、その分膜厚が大きくなる。従って、基板１の基板右端領域のサブピクセルにおいて形成される発光層の膜厚は、図７の基板右端領域のグラフに示されるようにピクセル左端部よりもピクセル右端部の方が大きくなる。
【００５１】
基板左端領域においても、同様に、ピクセル右端部からの蒸発速度Ｃ３と比べて、ピクセル中央部からの蒸発速度Ｃ２の方が大きく、ピクセル左端部からの蒸発速度Ｃ１がさらに大きい。従って、インク液中において、ピクセル部からピクセル左端部に液が流れ込み、基板１の左端領域において形成される発光層の膜厚は、ピクセル右端部よりもピクセル左端部の方が大きくなる。
【００５２】
一方、図６（ｂ）中、基板中央領域の図に示すように、基板中央領域においては、ピクセル内で左右の蒸気圧の差が少ないので、ピクセル左端部とピクセル右端部からの蒸発速度Ａ１、Ａ３はほぼ同等である。ただし、ピクセル端部においては、隣接するバンク５の上にも溶剤蒸気が拡散できるので、ピクセル中央部と比べてピクセル端部では、蒸気濃度が若干小さくなり、ピクセル中央部からの蒸発速度Ａ２と比べて、ピクセル端部からの蒸発速度Ａ１、Ａ３は若干大きくなる。
【００５３】
従って基板中央領域では、充填されたインク液の液溜まりの中で、ピクセル中央部から素子端部へとインク液が流れ込み、図７の基板中央領域のグラフに示されるようにピクセル中央部の膜厚と比べてピクセル端部の膜厚が若干大きくなる。
これに対して、本実施の形態では、基板１の上方に網目部材４０と整流部材５０とが存在する状態で減圧乾燥しているので、上述したように、各スリット５３に均一的に導入され、各スリット５３内の導入された蒸気は、垂直仕切板５１及び垂直仕切板５２に沿って滑らかに上方向に流れて、排気口２３から排気される。
【００５４】
従って、減圧乾燥中において、基板１上の各領域における溶剤蒸気濃度は均一的になり、それに伴って、基板右端領域及び基板左端領域のピクセル内での蒸発速度差も小さく抑えられるので、インク液の流れ（対流）も小さく抑えられる。よって、形成される発光層６のピクセル内における左右の膜厚差も小さく抑えられる。
また、整流部材５０の各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在しているので、以下に説明するように、さらに均一的な形状の発光層６を形成することができる。
【００５５】
図８は、網目部材４０が存在する場合と存在しない場合とで、各スリット５３の下端入口における蒸気の流れを示す図である。
図８（ａ）は、図３中の○で囲んだＣの部分を拡大した図であって、網目部材４０が存在しない場合を示している。
図８（ｂ）は、整流部材５０の各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在しない場合を示している。この場合、図中矢印ａ2で示すように溶媒蒸気が各スリット５３の下端入口に流入するときに、蒸気の流れが乱れやすい。そして、各スリット５３の下端入口で蒸気の流れが乱れると、それに応じて、基板１上に形成される各発光層６の形状が乱れて、均一性が損なわれ得る。
【００５６】
これに対して、本実施の形態では、図８（ａ）に示すように各スリット５３の下端入口に網目部材４０が存在し、基板１上の溶媒蒸気は複数の貫通孔４１を通過して整流されながら各スリット５３に導入されるので、各スリット５３の入口付近で乱れが生ずることがない。従って、基板１上に形成される発光層６の形状に乱れが生じることなく、基板１上に形成される各発光層６は均一的な形成となる。
【００５７】
以上のように、整流部材５０による基板１の全体領域に対する整流効果に加えて、網目部材４０による各スリット５３の入口内での整流効果も得られるので、基板１の全体領域において、各素子領域に充填されたインクから溶媒が均一的に蒸発し、それによって、均一的な形状の発光層６が形成される。
網目部材４０、整流部材５０の仕様：
整流部材５０において、垂直仕切板５１のピッチＷ（各スリット５３の横幅に相当）は、狭いほど整流効果が得られるので５０ｍｍ以下とすることが好ましい。一方、ピッチＷをあまり狭くすると、垂直仕切板５１の厚みを確保することができず、また、溶媒蒸気がスリット５３を流通するときの圧力損失が大きくなるので、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００５８】
各スリット５３の上下方向の長さＬは、短すぎると整流効果が十分得られず、スリット５３の上端側（出口側）で生じる気流の乱れが基板１に伝わりやすいので、１０ｃｍ以上とすることが好ましい。また、長さＬが長すぎると溶剤蒸気がスリット５３を流通するときの圧力損失が大きくなるので、５００ｃｍ以下とすることが好ましい。
スリット５３の長さＬとして特に好ましい範囲は２０ｃｍ〜１００ｃｍである。
【００５９】
網目部材４０に開設する複数の貫通孔４１は、各スリット５３の入口に臨み、この入口に流れ込む溶剤蒸気を整流する働きをなす。
従って、複数の貫通孔４１は、整流部材５０の各スリット５３の入口全体にわたって均等に分散配置することが好ましい。
例えば、図４における網目部材４０の拡大図に示されるように、スリット５３の入口開口領域全体にわたって、複数の貫通孔４１が横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）にマトリックス状に配列することが好ましい。
【００６０】
各貫通孔４１の開口形状は、円形状、楕円形状、矩形状などが望ましいが、これらに限定されない。
また、下記実施例で示すように、網目部材４０の各貫通孔４１を、基板１上のインク充填領域と対応するように形成してもよい。
貫通孔４１の開口幅（孔径）は、画素サイズ（画素１辺の長さ）以上に設定する。画素サイズは通常１０μｍ以上なので、貫通孔４１の幅（孔径）も１０μｍ以上に設定する。一方、整流効果を得るために、貫通孔４１の幅（孔径）は１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００６１】
基板１と網目部材４０との間隙Ｇは、狭すぎると基板１が網目部材４０に吸着される可能性があるので０．１ｍｍ以上とする。一方、間隙Ｇが広すぎると、網目部材４０及び整流部材５０による整流効果が基板１の表面に及びにくくなるので、間隙Ｇを５０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
（網目部材４０としてマスク板を用いて乾燥する実施例）
塗布液：
有機ＥＬ素子の発光層形成用インクであって、溶媒は安息香酸ブチル、溶質はポリフルオレンポリマー（品名：Poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl)、アルドリッチ製）であり、濃度は１．０ｗｔ％である。
【００６２】
基板：
平らなガラス上に、感光材料をスピン塗布して、フォトリソグラフィー技術でパターンニングすることによって、基板上にバンクを形成する。ここでは図９に示すように、基板１上に幅２５μのバンク５を間隙６５μｍで形成する。
塗布工程：
基板上のバンク間（ピクセル領域）に、インクジェット装置を用いて、インクを充填する。
【００６３】
乾燥工程：
乾燥工程で使用する乾燥装置２０は、網目部材４０として、金属薄板に貫通孔４１を開口したメタルマスク板を用いる。そして、上記図５に示した圧力プロファイルに基づいて減圧容器２１内を減圧する。
メタルマスク板は、厚み０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍのステンレス板に対して、エッチングを施すことによって貫通孔４１を開設することによって製造することができる。
【００６４】
図９に示す例ではメタルマスク板の厚さは１００μｍであって、貫通孔４１が、基板１上におけるインク６ａの充填領域（素子形成予定領域）と同一のパターン（貫通孔４１と素子領域とが１対１で対応するパターン）で形成されている。このようなメタルマスクは、バンク５を形成する際に用いる露光用マスクと同じ設計仕様のマスクを用いてエッチングすることによって製造することができる。
【００６５】
そして、網目部材４０における各貫通孔４１の直下に、各ピクセル領域（インク６ａが充填された領域）が位置するように、基板１を支持台２２の上に配置する。
網目部材４０の各貫通孔４１と各ピクセル領域とを位置合わせするには、例えば、支持台２２の上面及び基板１に、それぞれ位置合わせ用のアラインメントマークを形成しておいて、両方のアラインメントマークを合わせすれば、容易に位置合わせを実施できる。
【００６６】
この状態で減圧乾燥を行うことによって、基板１上の各素子領域に充填されたインク６ａから蒸発する溶剤蒸気は、その真上に位置する各貫通孔４１に吸い込まれるので、各ピクセル領域に充填されたインク６ａを同等の条件下で減圧乾燥することができる。
（テーパー状の貫通孔を有するマスク板を用いて乾燥する実施例）
図１０に示す実施例では、上記図９と同様に、網目部材４０としてメタルマスク板を用いるが、各貫通孔４１の幅（孔径）が基板１に近い側で大きくなるように、各貫通孔４１がテーパー状に形成されている。これによって、発光層６の膜厚を平坦に形成する効果が高まることが期待できる。
【００６７】
すなわち、バンク間に充填されたインク６ａは、その表面張力によって、ピクセル中央領域で厚く盛り上がり、ピクセル端部領域では薄くなっている。
ここで、貫通孔４１をテーパー状に形成すれば、貫通孔４１の入口側（下側）の開口面積を大きくすることによって、インク６ａが充填された領域を覆うようにすることも容易である。そして、それによって、ピクセル中央部から蒸発する溶剤蒸気とピクセル端部から蒸発する溶剤蒸気とを均一的に貫通孔４１に取り込むことができる。
【００６８】
その結果、各素子領域に充填されたインク６ａにおいて、ピクセル中央領域からの溶媒の蒸発速度と、ピクセル端部領域からの溶媒の蒸発速度とを均一化して、発光層６の膜厚を平坦に形成する効果を高めることが期待できる。
貫通孔４１をテーパー状に形成する利点についてさらに述べると、図９に示すように、貫通孔４１の形状がストレート（円柱状）の場合、その孔径Ｒ1を、バンク５間のインク６ａの幅（６５μｍ）と同等程度に設定すると、網目部材４０における貫通孔４１間の肉厚ｔ1もバンク幅（２５μｍ）程度に狭くなってしまうが、図１０のように貫通孔４１の形状がテーパー状であると、入口側で貫通孔４１の孔径Ｒ1をバンク５間のインク６ａの幅（６５μｍ）と同等程度に大きくしても、網目部材４０における貫通孔４１間の出口側の肉厚ｔ2が入口側の肉厚ｔ1より大きい（肉厚ｔ2＞肉厚ｔ1）ので、網目部材４０の強度を確保しやすく、貫通孔４１を形成するときの加工も容易である。
【００６９】
このように貫通孔４１の形状をテーパー状に形成するには、一般的なテーパーエッチング技術を用いればよく、金属薄板の原板に対して、ウェットエッチングで貫通孔４１を開設するときの条件をコントロールすることによって所望のテーパ角で形成することができる。
また、貫通孔４１をテーパー状に形成する場合、網目部材４０の主面（水平面）に対する貫通孔４１の内壁面の角度は６５〜８５°の範囲内に設定することが好ましい。
【００７０】
（変形例）
（１）上記実施の形態では、基板上に複数のＥＬ素子を形成する際に、バンクどうしの間に発光層を形成する場合について示したが、電荷注入輸送層など、発光層以外の機能層をバンクどうしの間にウェットで形成する場合も、同様に実施することができ、同様の効果を奏する。
【００７１】
（２）上記実施の形態では、トップエミッション型有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する例を説明したが、ボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する場合にも適用可能である。また、有機ＥＬ素子の発光層以外に、有機ＥＬ素子の電荷輸送層、カラーフィルタなどの機能層を形成する際にも適用できる。
（３）さらに、実施の形態で説明した有機ＥＬ素子以外に、プラスマディスプレイパネルのリブなどを形成したり、フラットパネルディスプレイのオーバーコート膜、フォトリソ加工を行うためのレジスト膜、液晶パネル用配向膜などを形成する際にも、本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、インクを塗布乾燥することで機能性膜を形成する技術分野において有効な技術であり、有機ＥＬディスプレイをはじめ有機ＥＬ光源など、有機ＥＬパネルを製造するのに適用することができ、基板面内での発光特性が均一的な有機ＥＬパネルを製造することができる。
有機ＥＬディスプレイにおいては画像表示面内における発光特性が均一化されるので画質の向上にも寄与する。
【符号の説明】
【００７３】
１ 基板
５ バンク
５ａ 凹部空間
６ 発光層
６ａ インク
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 有機ＥＬ素子
２０ 乾燥装置
２１ 減圧容器
２２ 支持台
２３ 排気口
２４ 水平仕切板
３０ 排気管
３１ 減圧ポンプ
３２ 調整バルブ
４０ 網目部材
４１ 貫通孔
５０ 整流部材
５１ 垂直仕切板
５２ 垂直仕切板
５３ スリット
６０ コントローラ
６１ 圧力計
１００ 有機ＥＬディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、前記減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置であって、
前記減圧容器内には、
溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材が、当該各スリットの入口が前記基板の上面と間隙をおいて対向するように配設され、
前記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材が、前記整流部材の各スリットの入口を覆うように配設されていることを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記網目部材において、前記整流部材の各スリットの入口に対して、前記貫通孔が複数個づつ臨むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記網目部材において、
前記複数の貫通孔は、各スリットの入口に臨む領域内でマトリックス状に配列されていることを特徴とする請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
前記網目部材は、
前記基板上における塗付液が充填された全体領域よりも外方に拡がっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の製造装置。
【請求項５】
前記整流部材において、前記複数の各スリットは鉛直方向に貫通し、
前記減圧容器の上部に、前記各スリットから排出される溶剤蒸気を排気する排気口が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の製造装置。
【請求項６】
前記網目部材は、メタル板に貫通孔が開設されてなるメタルマスクであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか載の製造装置。
【請求項７】
前記メタルマスクに開設された各貫通孔は、
前記基板と対向する側の開口面積よりも、反対側の開口面積が小さいことを特徴とする請求項６記載の製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の製造装置を用いて、有機ＥＬ素子の機能層を形成する工程を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか記載の製造装置を用いて、有機ＥＬ素子の機能層を形成する工程を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１０】
基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させて塗付膜を形成する塗付膜形成方法であって、
減圧容器内に、
塗布液が上面に充填された基板を配置し、
溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設するとともに、
前記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、前記各スリットの入口を覆うように配設した状態で、
前記減圧容器内を減圧することによって、前記塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることを特徴とする塗付膜形成方法。
【請求項１】
内部を減圧可能な減圧容器と、当該減圧容器から排気する減圧ポンプとを備え、前記減圧容器内で、基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることにより有機ＥＬ素子の機能層を形成する製造装置であって、
前記減圧容器内には、
溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材が、当該各スリットの入口が前記基板の上面と間隙をおいて対向するように配設され、
前記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材が、前記整流部材の各スリットの入口を覆うように配設されていることを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記網目部材において、前記整流部材の各スリットの入口に対して、前記貫通孔が複数個づつ臨むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記網目部材において、
前記複数の貫通孔は、各スリットの入口に臨む領域内でマトリックス状に配列されていることを特徴とする請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
前記網目部材は、
前記基板上における塗付液が充填された全体領域よりも外方に拡がっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の製造装置。
【請求項５】
前記整流部材において、前記複数の各スリットは鉛直方向に貫通し、
前記減圧容器の上部に、前記各スリットから排出される溶剤蒸気を排気する排気口が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の製造装置。
【請求項６】
前記網目部材は、メタル板に貫通孔が開設されてなるメタルマスクであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか載の製造装置。
【請求項７】
前記メタルマスクに開設された各貫通孔は、
前記基板と対向する側の開口面積よりも、反対側の開口面積が小さいことを特徴とする請求項６記載の製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の製造装置を用いて、有機ＥＬ素子の機能層を形成する工程を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか記載の製造装置を用いて、有機ＥＬ素子の機能層を形成する工程を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１０】
基板の上面に充填された塗布液に含まれる溶剤を蒸発させて塗付膜を形成する塗付膜形成方法であって、
減圧容器内に、
塗布液が上面に充填された基板を配置し、
溶剤蒸気を流通させるスリットが複数並設された整流部材を、各スリットの入口が基板の上面と間隙をおいて対向するように配設するとともに、
前記スリットよりも幅の狭い貫通孔が複数開設されてなる網目部材を、前記各スリットの入口を覆うように配設した状態で、
前記減圧容器内を減圧することによって、前記塗布液に含まれる溶剤を蒸発させることを特徴とする塗付膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−７１０１３（Ｐ２０１１−７１０１３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２３４５（Ｐ２００９−２２２３４５）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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