(57)【要約】【課題】画素内における発光輝度の差を抑えることの可能な有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子は、基板１３上に間隔をおいて並べられた撥液性を有する複数の縦隔壁１４と、基板１３上に間隔をおいて並べられ、縦隔壁１４の高さＨｘよりも低く、縦隔壁１４間に縦隔壁１４の延出方向と交差する方向に沿って形成された複数の横隔壁１５と、縦隔壁１４で区切られる領域に形成されて発光層を含む機能層Ｍと、を備える。機能層Ｍは、横隔壁１５上と横隔壁１５上以外とに形成され、且つ、相互に隣り合う縦隔壁１４間の中間で盛り上がる形状をなし、横隔壁１５の並ぶ方向での膜厚差が縦隔壁１４の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に間隔をおいて並べられた撥液性を有する複数の縦隔壁と、
前記基板上に間隔をおいて並べられ、前記縦隔壁の高さよりも低く、前記縦隔壁間に前記縦隔壁の延出方向と交差する方向に沿って形成された複数の横隔壁と、
前記縦隔壁で区切られる領域に形成されて発光層を含む機能層と、を備え、
前記機能層は、
前記横隔壁上と前記横隔壁上以外とに形成され、且つ、
相互に隣り合う前記縦隔壁間の中間で盛り上がる形状をなし、
前記横隔壁の並ぶ方向での膜厚差が前記縦隔壁の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記機能層の表面は、前記横隔壁の並ぶ方向に沿って延びる半円筒面形状である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子において、
前記機能層の膜厚のうち、前記縦隔壁と前記横隔壁とで区画される領域にて最も薄い膜厚が最小膜厚として設定される場合に、
前記最小膜厚は、前記横隔壁の高さよりも大きい
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子において、
前記横隔壁は、親液性の材料で形成される
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子において、
前記基板上の前記縦隔壁の両端には、前記縦隔壁と同じ高さで、前記縦隔壁の延出方向と直交する方向において前記縦隔壁に接触して設けられる枠隔壁を備える
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、機能層が隔壁によって区切られる有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子における発光層等の機能層を液体から形成する装置としてインクジェット装置が知られている。インクジェット装置は、インクを微小な液滴として吐出するノズルを備えて、機能層の形成材料が含まれる液滴を機能層が形成される部位に吐出する。しかしながら、インクジェット装置では、微小な液滴が間欠的に吐出されるため、微細な液膜を形成することが可能であるとはいえども、インクの乾燥によるノズルの目詰まりが不可避な問題となっている。そこで、液柱状のインクを切れ目なく吐出するノズルを備えて、該ノズルを備えたノズルヘッドと基板とを相対的に往復動させながらインクを塗布することにより、基板上に塗布膜を形成する塗布膜形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７５６４０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５３１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、画素の領域に塗布されたインクからなる塗布膜は、通常、画素の中央に窪みを有する凹形状や画素の縁に窪みを有する凸形状等の不均一な膜厚分布を有する（特許文献２参照）。例えば、上記のインクジェット装置では、テトラリン（２０７℃）等の高沸点溶剤がインクの溶媒として使用されるため、溶媒の乾燥が遅く、画素内に塗布されたインクが隔壁を濡れ上がり、塗布膜は凹形状となる。結果として、凹形状の発光層を持つ有機ＥＬ素子では、画素の中央が特に発光することとなる。また、上記の塗布膜形成装置では、キシレン（１４４℃）やトルエン（１１０℃）等の低沸点溶剤がインクの溶媒として使用されるため、溶媒の乾燥が速く、画素内に塗布されたインクが画素の中央に集まり、塗布膜は凸形状となる。結果として、凸形状の発光層を持つ有機ＥＬ素子は、画素の周縁が特に発光することとなる。それゆえに、上述の有機ＥＬ素子では、画素内における発光輝度の差を抑さえることが求められている。
【０００５】
本開示の技術は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画素内における発光輝度の差を抑えることの可能な有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
本開示における有機ＥＬ素子の一態様は、基板上に間隔をおいて並べられた撥液性を有する複数の縦隔壁と、前記基板上に間隔をおいて並べられ、前記縦隔壁の高さよりも低く、前記縦隔壁間に前記縦隔壁の延出方向と交差する方向に沿って形成された複数の横隔壁と、前記縦隔壁で区切られる領域に形成されて発光層を含む機能層と、を備え、前記機能層は、前記横隔壁上と前記横隔壁上以外とに形成され、且つ、相互に隣り合う前記縦隔壁間の中間で盛り上がる形状をなし、前記横隔壁の並ぶ方向での膜厚差が前記縦隔壁の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい。
【０００７】
同構成によれば、有機ＥＬ素子を構成する機能層は、横隔壁上と横隔壁上以外との双方に形成され、且つ、横隔壁の並ぶ方向での膜厚差は、縦隔壁の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい。それゆえに、縦隔壁と横隔壁とで区画される領域で、機能層の周囲の全体が窪む場合に比べて、機能層の厚みの変化が縦隔壁の延出方向で小さくなる結果、発光輝度の変化を抑制することができる。
【０００８】
本開示における有機ＥＬ素子の他の態様では、前記機能層の表面は、前記横隔壁の並ぶ方向に沿って延びる半円筒面形状である。
同構成であれば、縦隔壁と横隔壁とで区画される領域で、横隔壁が並ぶ方向の略全幅にわたり、機能層の膜厚が均一になる。それゆえに、機能層の厚みの変化が縦隔壁の延出方向でさらに小さくなるから、発光輝度の変化を、より抑制することができる。
【０００９】
本開示における有機ＥＬ素子の他の態様では、前記機能層の膜厚のうち、前記縦隔壁と前記横隔壁とで区画される領域にて最も薄い膜厚が最小膜厚として設定される場合に、前記最小膜厚は、前記横隔壁の高さよりも大きい。
【００１０】
同構成であれば、横隔壁の高さが最小膜厚よりも小さいため、縦隔壁の延出方向の全体にわたって、機能層の表面の高さを均一にすることが容易になる。
本開示における有機ＥＬ素子の他の態様では、前記横隔壁は、親液性の材料で形成される。
【００１１】
同構成によれば、横隔壁が親液性の材料によって形成されているので、横隔壁に吐出されたインクは、横隔壁上から流れ出さずとどまる。よって、機能層がインクから形成される場合であれば、縦隔壁の延出方向においての機能層の膜厚が変化し難くなるので、縦隔壁の延出方向において発光輝度の変化をさらに抑制できる。
【００１２】
本開示における有機ＥＬ素子の他の態様では、前記基板上の前記縦隔壁の両端には、前記縦隔壁と同じ高さで、前記縦隔壁の延出方向と直交する方向において前記縦隔壁に接触して設けられる枠隔壁を備える。
【００１３】
同構成によれば、縦隔壁同士の両端部においてインクが枠隔壁によって留められ、機能層がインクから形成される場合であれば、インクが流れ出ることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の技術によれば、有機ＥＬ素子において、画素内における発光輝度の差を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示における有機ＥＬ素子の一実施形態にて有機ＥＬ素子の形成に用いられる塗布膜形成装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】本開示における有機ＥＬ素子の一実施形態の平面構造を示す平面図。
【図３】同有機ＥＬ素子の断面構造を示す図であって、図２の３−３断面図。
【図４】同有機ＥＬ素子の断面構造を示す図であって、図２の４−４断面図。
【図５】同有機ＥＬ素子の発光状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示における有機ＥＬ素子を具体化した一実施形態を図１〜図５を参照して説明する。本実施形態における有機ＥＬ素子にて、発光層を含む機能層は、塗布膜形成装置によって形成される。まず、機能層を形成するための塗布膜形成装置１０について説明する。
【００１７】
図１に示されるように、塗布膜形成装置１０は、液柱状のインクを切れ目なく吐出することで機能層となる塗布膜を形成する。インクには、機能層を形成するための機能性材料、例えば、発光層を形成するための有機発光材料が、低沸点の溶媒に溶解又は分散されている。
【００１８】
塗布膜形成装置１０は、主走査方向に延びる２つのステージガイド１１ａ，１１ｂが主走査方向と直交する方向である副走査方向に併設されている。これらステージガイド１１ａ，１１ｂには、基板１３の載置されるステージ１２が、ステージガイド１１ａ，１１ｂに沿って主走査方向に往復動可能に搭載されている。ステージ１２は、図示しないステージモータの駆動力によってステージガイド１１ａ，１１ｂに沿って主走査方向に往動及び復動する。
【００１９】
塗布膜形成装置１０は、副走査方向に延びる副走査ガイド１８が設けられている。副走査ガイド１８には、副走査ガイド１８に沿って移動するノズルヘッド１７が取り付けられている。ノズルヘッド１７は、図示しない副走査モータの駆動力によって副走査ガイド１８に沿って副走査方向に往動及び復動する。ノズルヘッド１７に設けられたノズルからは、液柱状のインクが下方に向かって吐出される。
【００２０】
各色のノズルには、加圧タンク２０から互いに異なる色のインクが供給される。加圧タンク２０では、タンク内に窒素等のガスが送り込まれることにより、タンク内のインクが供給口から圧送される。加圧タンク２０の供給口には、脱気タンク２１が接続されている。脱気タンク２１では、インクがタンクに一旦溜められて、タンク底部からインクが流出される。これにより、タンク内に溜められたインク中の気体が液面上に排出されて、インクの脱気が行われる。その結果、ノズルに供給されるインクに気泡が含まれることが抑えられるため、ノズルから吐出されるインクの性状の安定性を高めることができる。
【００２１】
脱気タンク２１には、流路を流れるインクの流量を計測する流量計２２が接続されている。流量計２２には、流路を流れるインクの流量を制御する流量制御弁２３が接続されている。流量計２２にノズルヘッド１７が接続されている。すなわち、加圧タンク２０からノズルヘッド１７へ供給されるインクの流量は、流量制御弁２３の開閉によって制御されるとともに流量計２２にて計測される。流量制御弁２３の開度は、流量計２２の計測値に応じて、該流量計２２の計測値が所定の値となるように制御される。
【００２２】
基板１３は、例えば、ガラス基板等の透光性の基板であって、複数のパネルが切り出されるマザー基板である。基板１３の上面には、パネルとなる領域である複数のパネル領域Ａｐを有している。基板１３上において、副走査方向に並ぶ３つのパネル領域Ａｐからなる１列分のパネル領域Ａｐが主走査方向に２つ並べられて、合計６つのパネル領域Ａｐが配置されている。
【００２３】
図２に示されるように、パネル領域Ａｐの各々には、画素列Ｐとして、主走査方向に延びる赤色用画素列Ｐｒと、主走査方向に延びる緑色用画素列Ｐｇと、主走査方向に延びる青色用画素列Ｐｂとが、この順に繰り返して副走査方向に形成されている。赤色用画素列Ｐｒとは、複数の赤色用画素Ｘｒが主走査方向に並べられる領域である。緑色用画素列Ｐｇとは、緑色用画素Ｘｇが主走査方向に並べられる領域である。青色用画素列Ｐｂとは、青色用画素Ｘｂが主走査方向に並べられる領域である。
【００２４】
各画素列Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂは、副走査方向に間隔をおいて主走査方向に延びて並べられた２つの縦隔壁１４にそれぞれ挟まれた領域である。縦隔壁１４は、上述のインクを撥液する撥液性の材料によって形成されている。各画素列Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの両端には、縦隔壁１４の延出方向と直交する方向に延びる枠隔壁１６が設けられている。各画素列Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂは、これら縦隔壁１４と枠隔壁１６とによって囲まれている。
【００２５】
画素列Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂを構成する複数の画素Ｘｒ，Ｘｇ，Ｘｂの各々は、前述の縦隔壁１４と、副走査方向に間隔をおいて該縦隔壁１４間に該縦隔壁１４の延出方向と直交する方向に延びて並べられた横隔壁１５とによって囲まれている。各画素列Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの両端の画素Ｘｒ，Ｘｇ，Ｘｂは、縦隔壁１４と枠隔壁１６とに囲まれた領域である。画素Ｘｒ，Ｘｇ，Ｘｂを区切る複数の横隔壁１５の各々は、上記縦隔壁１４とは異なり、上述のインクを親液する親液性の材料によって形成されている。
【００２６】
次に、各画素Ｘｒ，Ｘｇ，Ｘｂに形成される機能層の形状について説明する。
図３に示されるように、縦隔壁１４における基板１３からの高さＨｘは、枠隔壁１６における基板１３からの高さＨｚとほぼ同じ高さである。これに対して、横隔壁１５の基板１３からの高さＨｙは、縦隔壁１４の基板１３からの高さＨｘよりも低く、例えば、高さＨｘの１／３である。
【００２７】
横隔壁１５上に形成された機能層Ｍでは、半円形状をなす断面が、横隔壁１５における上記延出方向の略全幅にわたり形成されている。横隔壁１５上に形成された機能層Ｍの膜厚は、上記延出方向と直交する方向の中央で最も厚く、縦隔壁１４の各側面１４ａに近くなるに従って徐々に薄くなる。横隔壁１５上に形成された機能層Ｍの表面にて、基板１３からの高さは、上記延出方向と直交する方向の中央で高さＨｍであり、各側面１４ａと接する部位で高さＨｙよりも若干高いである。なお、機能層Ｍの基板１３からの高さＨｍは、横隔壁１５の基板１３からの高さＨｙよりも高く、縦隔壁１４の基板１３からの高さＨｘと枠隔壁１６の基板１３からの高さＨｚよりも低い。
【００２８】
図４に示されるように、画素列Ｐにおいて横隔壁１５上以外の部分である画素Ｘには、これもまた略半円形状をなす断面が、画素Ｘにおける上記延出方向の略全幅にわたり形成されている。画素Ｘに形成された機能層の膜厚は、上記延出方向と直交する方向の中央で最も厚く、これもまた縦隔壁１４の各側面１４ａに近くなるに従って徐々に薄くなる。また、画素Ｘに形成された機能層Ｍの表面にて、基板１３からの高さは、横隔壁１５上に形成された機能層Ｍと同じく、上記延出方向と直交する方向の中央で高さＨｍであり、各側面１４ａと接する部位の高さ（最小膜厚）は、横隔壁１５の高さＨｙよりも若干大きい。
【００２９】
すなわち、機能層Ｍは、相互に隣り合う縦隔壁１４間の中間で盛り上がる形状をなし、単一の画素Ｘでは、横隔壁１５の並ぶ方向での膜厚差が縦隔壁１４の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい。そして、単一の画素列に形成される機能層Ｍの表面は、上記延出方向に延びる半円筒面形状をなす。
【００３０】
次に、上記の塗布膜形成装置１０の動作を説明する。
塗布膜形成装置１０は、ステージ１２を塗布開始位置まで往動させると、ノズルヘッド１７を副走査方向に移動させて、ノズルヘッド１７を初期位置に移動させる。塗布膜形成装置１０は、ノズルヘッド１７が初期位置に配置されると、パネル領域Ａｐへのインクの塗布が開始される。そして、塗布膜形成装置１０は、ステージ１２が塗布開始位置から塗布完了位置に向けて主走査方向へ所定量動かされる主走査と、ノズルヘッド１７が副走査方向へ動かされる副走査とを交互に繰り返して、パネル領域Ａｐへのインクの塗布を行う。
【００３１】
ノズルから吐出されたインクは、横隔壁１５上を含めて、縦隔壁１４と横隔壁１５とに囲まれた画素Ｘに塗布される。この際に、縦隔壁１４に触れたインクは、縦隔壁１４が撥液性材料によって形成されているので、縦隔壁１４の側面を濡れ上がらない。これに対して、横隔壁１５上に吐出されたインクは、横隔壁１５が親液性材料によって形成されているので、横隔壁１５上から流れ出さず、横隔壁１５上にとどまる。よって、縦隔壁１４の延出方向から見た断面では、画素列Ｐに塗布されたインクは、インク自身の表面張力に従って、延出方向と直交する方向の中央で最も高くなる凸形状をなす。これに対して、縦隔壁１４の延出方向では、画素列Ｐに塗布されたインクは、インクのレベリング作用によって平坦になる。結果として、画素列Ｐに塗布されたインクの表面は、上記延出方向に延びる半円筒面状となる。すなわち、画素Ｘにおける機能層Ｍは、上記延出方向と直交する方向にて半円筒面に従う膜厚差を形成する一方、上記延出方向の膜厚を略一定値に保つ。
【００３２】
塗布膜形成装置１０は、パネル領域Ａｐへのインクの塗布が終了すると、ステージ１２を塗布完了位置まで移動する。そして、塗布膜形成装置１０は、塗布完了位置にて基板１３を回収する。
【００３３】
よって、図５に示されるように、上記のように形成された機能層Ｍを有する有機ＥＬ素子は、縦隔壁１４と横隔壁１５とに囲まれた画素Ｘ内全体において厚みの変化が少ないので、発光輝度の変化を抑制することができる。そして、画素Ｘ内の縦隔壁１４の延出方向においては、発光輝度の変化がない。よって、所望の発光輝度を画素Ｘの略全面において得ることができる。
【００３４】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）縦隔壁１４で区画された画素列の領域には、横隔壁１５上を含めて、機能層Ｍを形成するためのインクが塗布される。この際に、縦隔壁１４が撥液性材料によって形成されているので、縦隔壁１４に触れたインクは縦隔壁１４の側面を濡れ上がらず、縦隔壁１４同士の間の中央が最も高くなる凸形状となる。一方で、横隔壁１５の高さが縦隔壁１４の高さより低く形成されているので、横隔壁１５上にも機能層Ｍが形成される。よって、画素Ｘ列に塗布されたインクは、乾燥すると半円柱状（蒲鉾状）の機能層Ｍとなる。
【００３５】
こうした機能層Ｍであれば、縦隔壁１４と横隔壁１５とに囲まれた画素Ｘ内の略全体において厚みの変化が少ないので、発光輝度の変化を抑制することができる。
（２）横隔壁１５が親液性の材料によって形成されているので、横隔壁１５に吐出されたインクは、横隔壁１５上から流れ出さずとどまる。よって、機能層Ｍの縦隔壁１４の延出方向においての膜厚が変化しないので、縦隔壁１４の延出方向において発光輝度の変化を抑制できる。
【００３６】
（３）縦隔壁１４同士の両端部においてインクが枠隔壁１６によって留められ、インクが流れ出ることを防止できる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
【００３７】
・上記構成では、縦隔壁１４の両端部に別途枠隔壁１６を設けたが、枠隔壁１６に代えて、縦隔壁１４同士の間に横隔壁１５を採用してもよい。
・上記実施形態では、横隔壁１５を親液性の材料で形成したが、撥液性の材料等で形成してもよい。
【００３８】
・機能層Ｍの膜厚のうち、縦隔壁１４と横隔壁１５とで区画される領域にて最も薄い膜厚が最小膜厚として設定される場合に、最小膜厚は、横隔壁の高さＨｙ以下であってもよい。
【００３９】
・機能層Ｍの表面は、例えば、横隔壁１５上にて平坦であってもよく、要するに、横隔壁１５の並ぶ方向での膜厚差が縦隔壁１４の並ぶ方向での膜厚差よりも小さい構造であればよい。
【００４０】
・上記実施形態では、副走査方向に３つのパネル領域を並べたパネル列を主走査方向に２つ並べたが、副走査方向に並ぶパネル領域の数量と、主走査方向に並ぶパネル列の数量は任意に変更可能である。
【００４１】
・上記構成において、脱気タンク２１は、流量計２２とノズルヘッド１７との間に設けてもよい。また、ノズルヘッド１７から吐出されるインクに含まれる気泡がインクの性状に影響を与えない程度であれば、脱気タンク２１を設けなくてもよい。
【００４２】
・上記構成において、ステージ１２を固定し、ノズルヘッド１７による主走査と副走査とによってインクの塗布が行われるようにしてもよい。
・上記実施形態では、主走査方向と副走査方向を直交させたが、主走査方向と副走査方向のなす角を０°以外であれば任意に設定してもよい。
【００４３】
・主走査工程では、基板１３に対しノズルヘッド１７が主走査方向に動いてもよく、あるいは、双方向である主走査方向の一方に基板１３が動き、他方にノズルヘッド１７が動いてもよい。要するに、主走査工程は、基板１３とノズル列とを相対的に主走査方向に動かす工程であればよい。
【００４４】
・上記実施形態では、有機ＥＬ素子の発光層のみが機能層であってもよく、あるいは、機能層には、発光層の他に正孔輸送層や色変換層等が含まれてもよく、要するに、機能層は、発光層を含むことで機能を発現する層であればよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０…塗布膜形成装置、１１ａ，１１ｂ…ステージガイド、１２…ステージ、１３…基板、１４…縦隔壁、１５…横隔壁、１６…枠隔壁、１７…ノズルヘッド、１８…副走査ガイド、２０…加圧タンク、２１…脱気タンク、２２…流量計、２３…流量制御弁、Ａｐ…パネル領域、Ｈｍ…塗布膜の高さ、Ｈｘ…縦隔壁の高さ、Ｈｙ…横隔壁の高さ、Ｈｚ…枠隔壁の高さ、Ｍ…機能層、Ｐｒ…赤色画素列、Ｐｇ…緑色画素列、Ｐｂ…青色画素列、Ｘｒ…赤色画素、Ｘｇ…緑色画素、Ｘｂ…青色画素。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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