(57)【要約】【課題】  画素内の黒シミの発生を防止し、点灯ムラのない、表示品位の向上した有機ＥＬ素子を製造する方法と、この製造方法により製造した有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルを提供。【解決手段】  カラーフィルター層と陽極を形成したガラス基板を水洗洗浄し、次いで、該基板温度を１００℃以下に保ったまま、加熱乾燥とドライ洗浄を行う工程を経ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルター層と陽極を形成したガラス基板を水洗洗浄し、
次いで、該基板温度を１００℃以下に保ったまま、加熱乾燥とドライ洗浄を行う工程を経ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記加熱乾燥は、熱風循環または赤外線照射によるものであり、前記ドライ洗浄は、紫外線照射、大気圧プラズマ照射、真空プラズマ照射、またはエキシマ紫外線照射のいずれかによるものである請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記加熱乾燥とドライ洗浄を行う工程の後、ポリマーバッファー層を形成する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により製造した有機ＥＬ素子を、対向基板で封止してなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の製造方法とその製造方法により製造した有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機発光性化合物を含む有機ＥＬ層を陽極と陰極との間に挟んだ積層体構造からなる。この陽極と陰極との間に電圧を印加すると、陽極からは正孔が、陰極からは電子が、それぞれ有機ＥＬ層に注入されて再結合し、その際に生ずるエネルギーにより有機ＥＬ層に含まれる有機発光性化合物の分子が励起される。このようにして励起された分子が基底状態に戻る際のエネルギーが光として放出されて発光現象を生じる。有機ＥＬ素子はこの発光現象を利用した自発光素子である。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、従来は、以下のような製造工程を経て製造されている。まず、ガラス基板上にＲＧＢ画素とオーバープロテクトコート層とからなるカラーフィルター層を形成し、その上に陽極を形成する。次いで、ＲＧＢ画素間の真上に相当する位置の陽極上に、絶縁層と隔壁を形成する。その後、陽極上にパターンニングしたレジストが残ったままであると点灯ムラを生じるため、ここでレジストを水洗洗浄する。この水洗洗浄は、中性洗剤等を基板の上に滴下した後、洗浄ブラシにより掻き取り、機能水洗浄、超音波洗浄を行った後、高圧純水洗浄、純水リンスを行い、６０℃のエアナイフで液切りする。この後、洗浄した基板を、１００℃を超える高温でベークして加熱乾燥し、大気プラズマ照射等のドライ洗浄を行う。このドライ洗浄時の基板の温度は１００℃を超える高温となる。次いで、絶縁層間の陽極上に、スプレー塗布等によりポリマーバッファー層を形成し、このポリマーバッファー層の上に、発光層を含む有機ＥＬ層を形成した後、有機ＥＬ層と隔壁の上に陰極を形成して、有機ＥＬ素子としている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−７７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記製造方法では、水洗洗浄後の加熱乾燥工程及びドライ洗浄工程において、基板の温度を１００℃を越える高温まで加熱していたため、基板の陽極上に残っていた水分が乾燥した後、さらに過剰加熱によりカラーフィルター層中から汚れを含んだ水分が陽極上に滲み出してきて、この滲み出した水分が乾燥する際に、汚れを残したまま水分だけ蒸発し、その結果１〜２ｎｍ程度の汚染物が陽極表面に残るという問題があった。この汚染物は、目視では観察できないほどの薄い膜であり、有機ＥＬパネルに加工して点灯して初めて観察されるものであった。そして、汚染物が残った有機ＥＬ素子では、画素内が黒ずみ（以下、「黒シミ」ともいう。）、点灯ムラが見られ、表示品位が著しく低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、画素内の黒シミの発生を防止し、点灯ムラのない、表示品位の向上した有機ＥＬ素子を製造する方法と、この製造方法により製造した有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、カラーフィルター層と陽極を形成したガラス基板を水洗洗浄し、次いで、該基板温度を１００℃以下に保ったまま、加熱乾燥とドライ洗浄を行う工程を経ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、前記加熱乾燥は、熱風循環または赤外線照射によるものであり、前記ドライ洗浄は、紫外線照射、大気圧プラズマ照射、真空プラズマ照射、またはエキシマ紫外線照射のいずれかによるものである請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【０００８】
請求項３にかかる発明は、前記加熱乾燥とドライ洗浄を行う工程の後、ポリマーバッファー層を形成する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【０００９】
請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により製造した有機ＥＬ素子を、対向基板で封止してなることを特徴とする有機ＥＬパネルである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画素内の黒シミの発生がなく、点灯ムラのない、表示品位の向上した有機ＥＬ素子と有機ＥＬパネルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明に係る有機ＥＬパネルの実施形態の一例を示す概略断面図である。
【００１２】
本実施形態に係る有機ＥＬパネル１は、有機ＥＬ素子１０を、内側に捕水剤１２を設けた対向基板１３でＵＶシール樹脂１１により封止してなるものである。
【００１３】
この有機ＥＬ素子１０は、フルカラー型であり、ガラス基板２と、その上に形成したＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３及びオーバープロテクトコート層３０とからなるカラーフィルター層３と、このカラーフィルター層３上に形成した陽極４と、この陽極４上に、カラーフィルター層３のＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３に対応して形成したポリマーバッファー層５，５・・・とＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３間に対応して形成した絶縁層６，６・・・と、このポリマーバッファー層５，５・・・上に形成した有機ＥＬ層７，７・・・と、絶縁層６，６・・・上に形成した隔壁８，８・・・と、これらの上に形成した陰極９，９・・・とから概略構成されている。
【００１４】
ガラス基板２の下部側は、いわゆる視認側に当たる。ガラス基板２の上側には、赤、緑、青色を表示するための有機染料が、ＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３として設けられており、その上には、これらＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３の隙間を埋めてこれらを保護するための透明なアクリル樹脂等からなるオーバープロテクトコート層３０が設けられている。このＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３とオーバープロテクトコート層３０とを合わせてカラーフィルター層３と呼ぶ。
【００１５】
このカラーフィルター層３の上に、ＩＴＯ等の透明な陽極４が形成されている。なお、モノカラー型の有機ＥＬ素子の場合は、カラーフィルター層３を設けることなく、ガラス基板２上に直接陽極４が設けられている。
【００１６】
また、この陽極４の上にはポリマーバッファー層５，５・・・と絶縁層６，６・・・が設けられている。このポリマーバッファー層５，５・・・は、陽極４の下のカラーフィルター層３のＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３の真上に相当する位置に対応するように設けられており、絶縁層６，６・・・は、ＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３間の上に相当する位置に対応するように設けられている。
【００１７】
このポリマーバッファー層５，５・・・は絶縁体からなり、その上に設けた有機ＥＬ層７，７・・・と一体となって機能するもので、耐短絡特性の向上と駆動電圧の低下を目的としている。このポリマーバッファー層５には、例えば、シクロヘキサノールと１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンと２−メチル−１−プロパノールを所定の割合で混合した溶媒に、１質量％のワニス（アミン系高分子）とドーパントを混合した溶液を用いることができる。陽極４上にポリマーバッファー層５を設けることにより、耐短絡特性を向上させ、駆動電圧を低下させることができ、またカラーフィルター層３から表面への水分の滲み出しを防止することができる。
【００１８】
ポリマーバッファー層５，５・・・上には、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層をこの順に設けてなる積層体構造の有機ＥＬ層７，７・・・が設けられている。この有機ＥＬ層７は、自発光源となるものである。
【００１９】
また、絶縁層６，６・・・は、陽極４と陰極９間のショートが発生しないように設けるもので、ポリイミド樹脂等からなる。この絶縁層６，６・・・の上には、隣接する陰極９，９・・・の配線を区分するため、アクリル樹脂等からなる逆台形型の隔壁８，８・・・が設けられている。
【００２０】
さらに、この有機ＥＬ層７，７・・・と隔壁８，８・・・の上には、アルミニウム等の金属材料からなる陰極９，９・・・が設けられていてる。
【００２１】
この有機ＥＬ素子１０を覆うように、ステンレス、アルミニウムまたはその合金などの金属類のほか、ガラス、アクリル系樹脂などの１種類または、２種類以上からなる対向基板１３が設けられていて、ガラス基板２と対向基板１３とは、ＵＶシール樹脂１１によって封止されている。
【００２２】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法について、以下に説明する。まず、ガラス基板２上にＲＧＢ画素３０１、３０２、３０３を所定の位置に塗布し、その上にオーバープロテクトコート層３０を塗布する。次いで、ＩＴＯをスパッタや蒸着により成膜し、エッチングによりパターニングして陽極４を形成する。
【００２３】
次いで、感光性のポリイミド溶液をスピンコーティングにより塗布し、フォトリソグラフィーでパターニングして、ＲＧＢ画素間の真上に相当する位置の陽極４上に、絶縁層６を形成する。この絶縁層６の上に隔壁８を成膜、パターニングにより形成する。
【００２４】
ここで、陽極４上に残ったレジストを除去するため、水洗洗浄を行う。この水洗洗浄は、まず中性洗剤等を基板の上に滴下した後、洗浄ブラシにより、残存するレジストや汚れを掻き取る。次いで、不活性ガスを水に溶解させた機能水で洗浄し、基板表面に残った極性基を取り除く。その後、超音波洗浄し、高圧純水洗浄、純水リンスを行い、基板表面の極性基を純水で置換して汚れを落とす。その後、６０℃のエアナイフで液切りをする。
【００２５】
次いで、この基板温度を１００℃以下、好ましくは４０℃以下に保ったまま、加熱乾燥する。この加熱乾燥は、熱風循環または赤外線照射によるものが好ましい。また、加熱乾燥する時間は、５分以下であるのが好ましく、１分以下であるのがより好ましい。この加熱乾燥を行うことにより、基板上の陽極の間隙に残っている水分を除去することができる。
【００２６】
この加熱乾燥の後、基板温度を１００℃以下、好ましくは８０℃以下に保ったまま、ドライ洗浄を行う。このドライ洗浄は、紫外線照射、大気圧プラズマ照射、真空プラズマ照射、またはエキシマ紫外線照射のいずれかによるものが好ましい。また、紫外線照射による場合には２５４ｎｍの紫外光を用いるのが好ましい。この紫外光の照射量は、基板温度が１００℃を超える温度まで上昇させない範囲のエネルギー量である必要があり、そのなかでも、１０００ｍＪ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、７００ｍＪ／ｃｍ２以下であるのがより好ましい。このドライ洗浄を行うことにより、基板上に残存する水分を除去するだけでなく、基板表面の改質を行うこともできる。
【００２７】
加熱乾燥とドライ洗浄の工程時の基板温度を１００℃以下に保つことにより、画素内の黒シミの発生を防止することができ、点灯ムラのない、表示品位の向上した有機ＥＬ素子を作製することができる。また、この基板温度を１００℃以下に保って行う加熱乾燥とドライ洗浄の工程が、有機ＥＬ素子の量産性・生産性に影響を与えることはなく、むしろ、省エネルギー化となる。
【００２８】
次いで、ＲＧＢ画素の真上に相当する位置の陽極４上に、ポリマーバッファー層５の材料をスプレー塗布し、１８０℃で５分仮乾燥した後、２３０℃で１５分本焼成してポリマーバッファー層５を形成する。このポリマーバッファー層５の上に、スプレー塗布、蒸着等により有機ＥＬ層７を形成し、その後、アルミニウム等の金属材料を、有機ＥＬ層７と隔壁８の上に蒸着して陰極９を形成し、有機ＥＬ素子１０とする。その際、隔壁８が逆台形をしているため、金属材料は逆台形の裏側まで回り込んで蒸着できないため、陰極９は隔壁８上と有機ＥＬ層７上とで分断して形成される。
【００２９】
この有機ＥＬ素子１０に、捕水剤１２とＵＶシール樹脂１１を塗布した対向基板１３を重ね合わせて、ＵＶシール樹脂１１を露光重合し、封止して有機ＥＬパネル１を製造する。
【００３０】
本発明の製造方法によれば、加熱乾燥とドライ洗浄の工程時の基板温度を１００℃以下に保つことにより、画素内の黒シミの発生がなく、点灯ムラのない、表示品位の向上した有機ＥＬ素子と有機ＥＬパネルが得られる。
【００３１】
この画素内の黒シミの発生の原因としては、以下のように考えられる。陽極の下に設けられたカラーフィルター層は水分を含みやすいため、水洗洗浄により、基板の陽極上に水分が残っているだけでなく、カラーフィルター層にも若干の水分が残っている。加熱乾燥とドライ洗浄を基板温度が１００℃を超える高温で行うと、基板の陽極上に残っている水分が乾燥した後、さらに過剰加熱によりカラーフィルター層中から汚れを含んだ水分が陽極上に滲み出してくると考えられる。この滲み出した水分が乾燥する際に、汚れを残したまま水分だけ蒸発し、その結果１〜２ｎｍ程度の汚染物が陽極表面に残ると考えられる。この汚染物は、目視では観察できないほどの薄い膜であり、有機ＥＬパネルに加工して点灯して初めて、画素内に黒シミによる点灯ムラとして観察されるものである。
しかしながら、加熱乾燥とドライ洗浄を基板温度を１００℃以下に保って行うと、基板の陽極上に残っている水分のみが乾燥され、カラーフィルター層からの水分の陽極上への滲み出しは起らないと考えられる。
【００３２】
本発明の加熱乾燥とドライ洗浄の方法によれば、画素内の黒シミの発生を防止することはできるが、カラーフィルター層に若干の水分が残っていると考えられる。この残存する水分の悪影響が危惧されるが、実際には製造した有機ＥＬ素子、有機ＥＬパネルにおいては、表示寿命の短縮や陽極と陰極間のショートといった悪影響は一切見られず、性能は優れたものであった。これは、陽極の上に形成したポリマーバッファー層及び絶縁層が耐水性を有するため、表面に滲みだしてきた水分を再度カラーフィルター層に押し戻し、陽極には影響を及ぼさないためと考えられる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。
【００３４】
［実施例１］
カラーフィルター層と陽極と絶縁層と隔壁を設けたガラス基板を、水洗洗浄した。この水洗洗浄は、洗浄ブラシによる洗浄、機能水による洗浄、超音波洗浄、高圧純水洗浄、純水によるリンス、６０℃のエアナイフで液切りをするものであった。
【００３５】
次いで、基板温度を４０℃で１分間赤外線照射で加熱乾燥した。その後、２５４ｎｍの紫外線照度３０ｍＷ／ｃｍ２を２３秒照射した。この時の紫外線照射量は７００ｍＪ／ｃｍ２であった。また、この時の基板温度は８０℃であった。
【００３６】
この上にポリマーバッファー材料をスプレー塗布し、１８０℃で５分間仮乾燥後、２３０℃で１５分間本焼成してポリマーバッファー層を成膜した。このポリマーバッファー層の上に有機ＥＬ層を蒸着し、さらに陰極であるアルミニウムを蒸着した。このようにして得られた有機ＥＬ素子に、捕水剤とＵＶシール樹脂が塗布された対向基板を重ね合わせ、ＵＶシール樹脂の露光重合後、これらを所定の位置で切断し、有機ＥＬパネルとした。この有機ＥＬパネルを全面点灯させると、画素内には黒シミによる点灯ムラはなく、良好な表示品位であった。これらを表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
［比較例１］
赤外線照射の温度を１２０℃で１分間とし、紫外線照射量を１３００ｍＪ／ｃｍ２とし、紫外線照射時の基板温度を１２０℃とした以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子と有機ＥＬパネルを作製した。この有機ＥＬパネルを全面点灯させると、画素内には黒シミによる点灯ムラが視認され、表示品位は著しく低下したものであった。これらの結果を表１に示す。
【００３９】
［比較例２］
赤外線照射の温度を１２０℃で１分間とした以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子と有機ＥＬパネルを作製した。この有機ＥＬパネルを全面点灯させると、画素内には黒シミによる点灯ムラが視認され、表示品位は著しく低下したものであった。これらの結果を表１に示す。
【００４０】
［比較例３］
紫外線照射量を１３００ｍＪ／ｃｍ２とし、紫外線照射時の基板温度を１２０℃とした以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子と有機ＥＬパネルを作製した。この有機ＥＬパネルを全面点灯させると、画素内には黒シミによる点灯ムラが視認され、表示品位は著しく低下したものであった。これらの結果を表１に示す。
【００４１】
以上の結果から、本発明の製造方法で製造した有機ＥＬパネルは、画素内に黒シミの発生がなく、点灯ムラのない、表示品位の向上したものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る有機ＥＬパネルの実施形態の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  有機ＥＬパネル
２  ガラス基板
３  カラーフィルター層
４  陽極
５  ポリマーバッファー層
１０  有機ＥＬ素子
１３  対向基板
【図１】
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