(57)【要約】【課題】ノズルを用いてインクを連続的に吐出することにより基板上に塗膜を形成するノズル印刷法により有機機能層を形成する製造方法において、吐出中または吐出直後の溶剤の揮発による画素形状の変形を低減することができる、有機機能層の製造方法を提供すること。【解決手段】ノズル印刷法を用いた有機機能層の製造方法において、インクが、少なくとも有機機能層材料と、沸点が１８０℃以下の芳香族系溶剤１種類以上とを含むように調整するインク調整ステップと、１つの開口部に塗工するインク塗工量Ｌが、開口部の面積と当該開口部の長手方向に隣接する一方の隔壁の基板の表面に平行な断面積とを合わせた面積Ｓ、および隔壁の高さｈとの関係において、Ｌ≦３．５Ｓｈを満たすように、インクを塗工する塗工ステップとを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的にインクを吐出する１つあるいは複数のノズルが、基板上に形成された隔壁に区画される開口部上を相対的に移動しながら当該開口部にインクを塗工するノズル印刷法により、有機機能層を形成する製造方法であって、
前記インクが、少なくとも有機機能層材料と、沸点が１８０℃以下の芳香族系溶剤１種類以上とを含むように調整するインク調整ステップと、
１つの前記開口部に塗工するインク塗工量Ｌが、前記開口部の面積と当該開口部の長手方向に隣接する一方の前記隔壁の前記基板の表面に平行な断面積とを合わせた面積Ｓ、および前記隔壁の高さｈとの関係において、Ｌ≦３．５Ｓｈを満たすように、前記インクを塗工する塗工ステップとを備える製造方法。
【請求項２】
前記基板上に、当該基板の表面と平行な気流を発生させる気流発生ステップをさらに備え、
前記塗工ステップでは、前記気流が発生している中で、前記インクを塗工する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記気流発生ステップでは、風速０．２ｍ／ｓｅｃ以上０．８ｍ／ｓｅｃ以下である気流を発生させることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記インク調整ステップでは、前記インクの粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるように調整することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記インク調整ステップでは、前記インク中における前記有機機能層材料の重量分率が０．１％以上１０．０％以下となるように調整することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
複数の有機機能層を有する有機機能性素子の製造方法であって、前記複数の有機機能層のうち少なくとも１層を請求項１から５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造することにより、前記有機機能性素子を製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ上の基板にノズルを用いてインクを吐出して塗膜を形成する有機機能層の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノズル印刷法やインクジェット法を用いた成膜技術が注目されている。ノズル印刷法では、インク状の機能性材料又は機能性材料を溶媒に溶解・分散させたインクを単数または複数のノズルから連続的に吐出することにより、所定のパターンをステージ上の基板に形成する。ノズル印刷法では、ノズルの径により液柱の直径を制御できるため、径が小さいノズルを用いれば、微細なパターンを形成することができ、ノズルと基板との相対速度を制御すれば、塗工量を制御できる。一方、インクジェット法では、用いるヘッドの解像度に応じて、微少なインクを所望の位置に吐出することが可能である。すなわち、ノズル印刷法やインクジェット法は、所望の膜厚を備えた薄膜を容易に形成することができるという特長を有する。この特徴により、ノズル印刷法やインクジェット法は、従来から塗膜の形成に用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、ノズル印刷法やインクジェット法を、有機ＥＬ素子の製造に応用した場合には、必要な量のＥＬ材料を所定の溶媒に溶解させてインク化することにより、蒸着法やスパッタ法に比べてＥＬ材料の利用効率を向上させることができるという利点がある。
【０００４】
また、インクジェット法では、インクのノズル詰りを防止する必要があるために、インクに用いる溶媒として高沸点溶媒を用いることが多い。一方、ノズル印刷法では、インクを連続的に吐出し続けるためにインクのノズル詰りを考慮する必要がなく、沸点に関係なく溶媒をインクに用いることができる。
【０００５】
ところで、ノズル印刷法によりノズルから吐出されたインクは、基板上の画素形成領域においてインクに含まれる溶剤が揮発することにより乾燥固化して塗膜となる。しかし、ノズル印刷法では、ノズルからのインクの吐出は、ステージとノズルを相対的に移動させながら連続的に行われるため、インクの吐出中に、徐々に溶剤濃度が上がることで、一度乾燥固化した塗膜が、周囲の吐出中の塗液または塗布直後で乾燥固化中の塗液から揮発する溶剤の影響を受け、再度溶解することがある。そのため、ノズル印刷法では、形成された画素形状がいびつになる、または濃度ムラが発生するなどの課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４３４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の主たる目的は、ノズルを用いてインクを連続的に吐出することにより基板上に塗膜を形成するノズル印刷法により有機機能層を形成する製造方法において、吐出中または吐出直後の溶剤の揮発による画素形状の変形を低減することができる、有機機能層の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用した。
【０００９】
本発明に係る有機機能層の製造方法には、連続的にインクを吐出する１つあるいは複数のノズルが、基板上に形成された隔壁に区画される開口部上を相対的に移動しながら当該開口部にインクを塗工するノズル印刷法が用いられる。この製造方法においては、インクが、少なくとも有機機能層材料と、沸点が１８０℃以下の芳香族系溶剤１種類以上とを含むように調整するインク調整ステップと、１つの開口部に塗工するインク塗工量Ｌが、開口部の面積と当該開口部の長手方向に隣接する一方の隔壁の基板の表面に平行な断面積とを合わせた面積Ｓ、および隔壁の高さｈとの関係において、Ｌ≦３．５Ｓｈを満たすように、インクを塗工する塗工ステップとを備える。
【００１０】
上記構成によれば、吐出されたインクに含まれる溶剤の蒸気により、一度乾燥固化した塗膜が再度溶解するのを低減することができる。このため、画素形状がいびつになる、または濃度ムラが発生することを低減することができる。
【００１１】
また、基板上に、当該基板の表面と平行な気流を発生させる気流発生ステップをさらに備え、塗工ステップでは、気流が発生している中で、インクを塗工するものとしてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、吐出されたインクに含まれる溶剤の蒸気により、一度乾燥固化した塗膜が再度溶解するのを低減することができる。
【００１３】
気流発生ステップでは、風速０．２ｍ／ｓｅｃ以上０．８ｍ／ｓｅｃ以下である気流を発生させるものとしてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、吐出されたインクに含まれる溶剤の蒸気により、一度乾燥固化した塗膜が再度溶解するのを好適に低減することができる。
【００１５】
また、インク調整ステップでは、インクの粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下、及び／又はインク中における有機機能層材料の重量分率が０．１％以上１０．０％以下となるように調整するものとしてもよい。
【００１６】
上記態様によれば、微細なノズルからの安定的にインクを吐出でき、塗膜を目標膜厚に調整することができる。
【００１７】
なお、上記した製造方法により少なくとも１つの有機機能層を製造することにより、有機機能性素子を製造することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ノズルを用いてインクを連続的に吐出することにより基板上に塗膜を形成するノズル印刷法により有機機能層を形成する製造方法において、吐出中または吐出直後の溶剤の揮発による画素形状の変形を低減する、有機機能層の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子基板１０の一例を示す断面模式図
【図２】隔壁３が形成された透光性基板１の概略図
【図３】ノズル塗布装置３００の概略図
【図４】１８０℃以上の有機溶剤を用い気流が無い場合にノズル印刷法で塗膜４０を形成する場合の概略図
【図５】１８０℃以下の有機溶剤を用い気流が無い場合にノズル印刷法で塗膜４０を形成する場合の概略図
【図６】１８０℃以下の有機溶剤を用い気流がある場合にノズル印刷法で塗膜４０を形成する場合の概略図
【図７】ノズルヘッド３３の一例を示す断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、ノズル塗布装置を用いて有機ＥＬ素子基板を製造しているが、本発明は、製造対象を有機ＥＬ素子基板に限定するものではなく、その他の表示ディスプレイの表示画面を構成する光学部品を製造対象としても好適に利用できる。有機ＥＬ素子以外の光学部品として、カラーフィルタ、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を製造することができる。
【００２１】
まず、図１を用いて、本実施形態において製造される有機ＥＬ素子基板１０について説明する。なお、本実施形態では、有機ＥＬ素子基板１０に含まれる正孔輸送層５と有機発光層６（有機機能層の一例）が、ノズル印刷法により形成される。
【００２２】
図１に示すように、有機ＥＬ素子基板１０は、透光性基板１、画素電極２、隔壁３、正孔注入層４、正孔輸送層５、有機発光層６、陰極層７、ガラスキャップ８、接着剤９で構成される。なお、以下の説明において、正孔輸送層５、有機発光層６を総称して有機機能層と称することがある。
【００２３】
（基板の準備）
透光性基板１としては、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。また、透光性基板１として、プラスチック製のフィルムを用いると、巻取りにより高分子ＥＬ素子の製造が可能となり、安価にディスプレイパネルを提供することができる。なお、プラスチック製のフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート等を用いることができる。また、これらのフィルムには、水蒸気バリア性、酸素バリア性を示す酸化ケイ素といった金属酸化物、窒化ケイ素といった酸化窒化物やポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物からなるバリア層を必要に応じて設けることが好ましい。
【００２４】
（画素電極の作製）
透光性基板１の上には、陽極としてパターニングされた画素電極２が設けられる。画素電極２の材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫複合酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アルミニウム複合酸化物等の透明電極材料等を使用することができるが、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性があることなどからＩＴＯを用いることが好ましい。ＩＴＯは、スパッタ法により透光性基板１上に形成されて、フォトリソグラフィ法によりパターニングされライン状の画素電極２となる。
【００２５】
（隔壁の作製）
ライン状の画素電極２を形成後、隣接する画素電極２の間に、感光性材料を用いて、フォトリソグラフィ法により隔壁３を形成する。透光性基板１の上には、マトリクスまたはストライプ状の隔壁３が設けられ、この隔壁３に区画された領域（後述する開口部２４）は、ノズル塗布用のインクによる膜が形成される吐出領域となる。隔壁３を形成する感光性材料としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらであってもよいが、絶縁性を備えている必要がある。隔壁３が十分な絶縁性を有しない場合には隔壁３を通じて隣り合う画素電極２間に電流が流れてしまい表示不良が発生してしまう。感光性材料としては、具体的には、ポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系といったものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、有機ＥＬ素子の表示品位を上げる目的で、光遮光性の材料を感光性材料に含有させても良い。また、隔壁３を形成する材料に含フッ素化合物や含ケイ素化合物等の撥インク剤を適量添加することで、適度な撥インク性を持たせることができる。
【００２６】
なお、本実施形態における隔壁３は、厚みが０．５〜５．０μｍにあることが望ましい。後述するが、隔壁３を隣接する画素電極２間に設けることによって、各画素電極２上に印刷された後述する正孔輸送層インクの広がりを抑え、また透明導電膜端部からのショート発生を防ぐことが出来る。隔壁３の厚みが小さすぎるとショートの防止効果が得られないことがあり注意が必要である。
【００２７】
（正孔注入層インクの調整）
次に、正孔注入層４を形成するためのインク（正孔注入層インク）の調整について説明する。形成される正孔注入層４の体積低効率は発光効率の点から１×１０6Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。正孔注入層４を構成する材料（正孔注入材料）としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類や無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ‘−ジフェニル−Ｎ，Ｎ‘−ビス（３−メチルフェニル）−１，１‘−ビフェニル−４，４‘−ジアミン、Ｎ，Ｎ‘−ジ（１‐ナフチル）−Ｎ，Ｎ‘−ジフェニル−１，１‘−ビフェニル−４，４‘−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアニリン等の高分子正孔注入材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他の既知の正孔注入材料を用いることができる。
【００２８】
正孔注入層インクの溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、２塩化エチレン、テトラクロロエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の非プロトン性極性溶媒、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のアルコキシアルコール等の極性溶媒などを用いることができる。
【００２９】
（正孔輸送層インクの作製）
次に、正孔輸送層５を形成するためのインク（正孔輸送層インク）の調整について説明する。正孔輸送層５を構成する材料（正孔輸送材料）としては、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（以下ＰＶＫともいう。）、ポリ（パラ−フェニレンビニレン）、カルバゾールビフェニル（以下、ＣＢＰとも言う。）、Ｎ，Ｎ‘−ジフェニル−Ｎ，Ｎ‘−ビス（１−ナフチル）―１，１‘−ビフェニル−４，４‘−ジアミン（以下ＮＰＤとも言う。）、Ｎ，Ｎ‘−ジフェニル−Ｎ，Ｎ‘−ビス（３−メチルフェニル）−１，１‘−ビフェニル−４，４‘−ジアミン（以下ＴＰＤともいう。）、４，４‘−ビス（１０−フェノチアジニル）ビフェニルや、２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアゾール、ポリフルオレン誘導体、トリフェニルアミンとフルオレンの共重合体などを用いることができる。
【００３０】
正孔輸送層インクの溶媒としては、芳香族系有機溶剤を用いる。芳香族系有機溶剤は、正孔輸送材料や、有機発光材料を含む有機機能層材料の溶解性が良い。また、用いる溶剤の沸点は１８０℃以下がよく、１６０℃以下が好適である。正孔輸送層５を形成する機能性インクの溶媒としては、例えば、トルエン、１，３−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、モノクロロベンゼン、エチルベンゼン、ｐ−キシレン、２，３，４，５，６‐ペンタフルオロアニソール、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、クメン、アニソール、ｎ−プロピルベンゼン、メシチレン、１，２，４−トリメチルベンゼン、フェネトール、２−メチルアニソール、１，３−ベンゾジオキソール、４−メチルアニソール、インダン、ｐ−シメンを用いることができ、それらを１つあるいは複数選択する。
【００３１】
（有機発光層インクの作製）
次に、有機発光層６を形成するためのインク（有機発光層インク）の調整について説明する。有機発光層６は、電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層６を構成する材料（有機発光材料）としては、例えば、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ‘−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ‘―ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系等の発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料を用いることができる。
【００３２】
有機発光層インクの溶媒としては、芳香族系有機溶剤を用いる。また、用いる溶剤の沸点は１８０℃以下がよく、１６０℃以下が好適である。有機発光層６を形成するインクの溶媒としては、例えば、トルエン、１，３−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、モノクロロベンゼン、エチルベンゼン、ｐ−キシレン、２，３，４，５，６‐ペンタフルオロアニソール、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、クメン、アニソール、ｎ−プロピルベンゼン、メシチレン、１，２，４−トリメチルベンゼン、フェネトール、２−メチルアニソール、１，３−ベンゾジオキソール、４−メチルアニソール、インダン、ｐ−シメンを用いることができ、それらを１つあるいは複数選択する。
【００３３】
溶媒として１８０℃以下の芳香族系有機溶剤を用いた正孔輸送層インクと有機発光層インクの粘度は、２５℃において３０ｍＰａ・ｓ以下になるように調整するが、１５ｍＰａ・ｓ以下の方が好適であり、１０ｍＰａ・ｓ以下であればさらに好適である。その粘度範囲にすることで微細なノズルからのインクの吐出が安定する。一般的に、インクの粘度は、有機機能層を構成する材料（有機機能層材料）の分子量が１０，０００以上の高分子材料の場合は、インク中の有機機能層材料の重量分率により粘度が変わる。重量分率が小さければ粘度は低く、大きければ高くなる。分子量が１，０００以下の低分子材料では、インク中の有機機能層材料の重量分率に関係なく、ほぼ溶剤の粘度と同等になる。
【００３４】
ところで、形成される塗膜の膜厚は、インク中の有機機能層材料の質量分率と隔壁３に区画された１つの開口部（開口部２４）にノズルから吐出されるインク量により決まる。図２の上図は、隔壁３が形成された透光性基板１を図１の上から見た図であり、図２の下図は上図のＸ−Ｙ断面図である。図２に示すように、透光性基板１上には、隔壁３に区画されることにより開口部２４（図２の点線で囲まれる領域）が形成される。ここで、この開口部２４と、開口部２４の長手方向の片側の隔壁の断面領域を合わせた領域２５（図２の太線で囲まれる領域）の面積をＳとし、隔壁３の高さをｈとする。
【００３５】
種々の検討結果により、隔壁３に区画された１つの開口部２４に隔壁３から溢れずに塗工可能なインク塗工量Ｌは、Ｌ≦３．５Ｓｈを満たす必要があることがわかった。つまり、有機機能層の吐出量は３．５Ｓｈ以下で、インク中の有機機能層材料の重量分率は任意の膜厚になるように０．１％以上１０．０％以下で調整する。
【００３６】
（正孔注入層の形成）
上記により焼成した隔壁３を形成した透光性基板１に対して、作製した正孔注入層インクをスリットコーター、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いたコーティング法により塗工して、正孔注入層４を形成する。
【００３７】
（正孔輸送層の形成）
正孔注入層４を形成後、作製した正孔輸送層インクを後述のノズル塗布装置３００を用いて吐出して（ノズル印刷法により）、正孔輸送層５を形成する。
【００３８】
（有機発光層の形成）
正孔輸送層５を形成後、作製した有機発光層インクを後述のノズル塗布装置３００を用いて吐出して（ノズル印刷法により）、有機発光層６を形成する。
【００３９】
（陰極層の形成）
有機発光層６を形成後、陰極層７を画素電極２のラインパターンと直交するラインパターンで形成する。陰極層７の材料としては、有機発光層６の発光特性に応じたものを使用することができ、例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、アルミニウムなどの金属単体やこれらと金、銀などの安定な金属との合金などを用いることができる。また、インジウム、亜鉛、錫などの導電性酸化物を用いることもできる。陰極層７の形成方法としてはマスクを用いた真空蒸着法による形成方法を用いることができる。
【００４０】
（封止工程）
最後に、上記した有機ＥＬ素子基板１０の各構成要素を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップ８と接着剤９を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子基板１０を得ることが出来る。封止方式としては有機ＥＬ素子基板１０の各構成要素を、外部の酸素や水分から保護できればどのような方法をとっても良い。また、透光性基板１が可撓性を有する場合は封止剤と可撓性フィルムを用いて封止を行っても良い。
【００４１】
なお、本実施形態の有機ＥＬ素子基板１０は、陽極である画素電極２と陰極層７との間に画素電極２側から順に正孔注入層４と正孔輸送層５と有機発光層６を積層した構成であるが、画素電極２と陰極層７との間において、正孔輸送層５、有機発光層６以外に正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層といった層を必要に応じ選択して積層した積層構造をとることが出来る。また、これらの層を形成する際には、有機発光層６と同様の形成方法を使用することができる。
【００４２】
（ノズル塗布装置の構成）
以下、本実施形態において、正孔輸送層５、有機発光層６の形成に用いるノズル塗布装置３００の構成について、図３を用いて説明する。図３において、インク供給タンク３０に充填されているインク３１は、インク供給チューブ３２の内部を通してノズルヘッド３３へと供給される。ノズルヘッド３３へのインク３１の供給は、インク供給タンク３０内が加圧機３４で加圧されてインク３１がインク供給タンク３０から押し出されることにより行われる。インク供給タンク３０とノズルヘッド３３との間には、インク３１の吐出量を制御するための流量制御弁３５と、ノズルヘッド３３に供給するインク３１の流量を測定するための流量計３６とが配置される。このことにより、流量計３６からの情報（つまり、インク流量）を基に流量制御弁３５を調節することができる。こうして、インク流量を調整することができるので、安定した所望のインク流量を得ることができる。なお、１つのノズルヘッド３３に対して１つのインク供給タンク３０からインク３１が供給されるため、ノズルヘッド３３の数だけ、インク供給タンク３０が必要となる。
【００４３】
次に、ノズル塗布装置３００を用いた塗布方法（ノズル印刷法）について説明する。まず、可動ステージ３９上に、画素電極２と隔壁３とを形成した透光性基板１を配置する。次に、ノズルヘッド３３の吐出口から供給されたインク３１を吐出させるとともに、可動ステージ３９を図３に示すＸ方向または反対のＸ′方向（或いは、Ｙ方向または反対のＹ′方向）に移動させることで、可動ステージ３９上に配置された透光性基板１上に連続的に塗膜を形成する。なお、Ｘ−Ｘ′方向は、可動ステージ３９の長手方向に平行な方向であり、Ｙ−Ｙ′方向は、Ｘ−Ｘ′方向に直行する方向である。
【００４４】
例えば、ストライプ状の画素形成領域を有する透光性基板１を、そのストライプがＹ−Ｙ′方向に平行になるように可動ステージ３９上に配置し、可動ステージ３９とノズルヘッド３３とをＸ方向に相対的に移動させる。この際、可動ステージ３９とノズルヘッド３３との位置情報などにより可動ステージ３９とノズルヘッド３３との移動を同期させて、ストライプ状のＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、又はＢ（Ｂｌｕｅ）の画素形成領域（開口部２４）に連続的にインク３１を塗布し、画素となる塗膜を形成する。そして、１つのストライプ状のＲ、Ｇ、又はＢの画素形成領域に塗膜を形成した後、Ｙ方向に可動ステージ３９とノズルヘッド３３を相対的に移動させ、次の画素形成領域に塗膜を形成する。
【００４５】
透光性基板１上には風速０．２ｍ／ｓｅｃ以上０．８ｍ／ｓｅｃ以下で、透光性基板１の表面に平行な気流を発生させる。好ましくは風速０．４ｍ／ｓｅｃ以上０．６ｍ／ｓｅｃ以下がよい。なお、本実施形態では、透光性基板１の上方において、一方から透光性基板１の表面と平行になるように風を送り、他方で排気を取ることにより、透光性基板１上に気流を発生させた。なお、気流の発生させ方はこれに限定されるものではなく、透光性基板１上に透光性基板１の表面に平行な気流が発生するのであればどのような方法でもよい。
【００４６】
気流の方向は、好ましくはノズルヘッド３３の移動方向と略直交方向がよく、さらに好ましくは透光性基板１の移動方向と逆方向であるとよい。ノズルヘッド３３の移動方向と略直行方向の気流を発生させることでインク吐出中、徐々に溶剤濃度が上がることがなくなり、常にある一定以下の溶剤濃度に保つことができる。このことにより、一度乾燥固化した塗膜が、周囲の吐出中の塗液または塗布直後で乾燥固化中の塗液から揮発する溶剤の影響を受けることもなくなる。
【００４７】
塗布されたインクが揮発する時間は沸点により変わる。沸点が高いほど長く、沸点が低いほど短くなる。揮発時間により周囲への及ぼす影響が変化するので、沸点が低いほど影響が小さくなる。種々の検討結果により、インク吐出量がＬ≦３．５Ｓｈで、沸点が１８０℃以下の溶剤を用いれば、吐出中の塗液または塗布直後で乾燥固化中の塗液から揮発する溶剤の影響をうけることがなくなることがわかった。しかし、連続でインクを吐出し続けるノズル印刷法では、徐々に透光性基板１上の溶剤濃度が上がっていくために透光性基板１上に気流が必要となる。
【００４８】
インクの溶媒として１８０℃以下の有機溶剤を用い、透光性基板１上に風速０．２ｍ／ｓｅｃ以上０．８ｍ／ｓｅｃ以下の透光性基板１の表面と平行な気流を発生させることで、塗工で増加する溶剤雰囲気を抑制することができ、画素形状に影響を与えることがないものとすることができる。以下、この効果を図４から図６を用いて説明する。
【００４９】
図４は、１８０℃以上の有機溶剤を用いて気流を発生させない場合にノズル印刷法により形成される塗膜４０の概略図を示し、図５は、１８０℃以下の有機溶剤を用いて気流を発生させない場合にノズル印刷法により形成される塗膜４０の概略図を示し、図６は、１８０℃以下の有機溶剤を用いて気流を発生させた場合にノズル印刷法により形成される塗膜４０の概略図を示す。図４から図６の各下図に示すように、乾燥固化した塗膜４０は画素形状が直線もしくは曲線となっている。
【００５０】
図４に示すように、１８０℃以上の有機溶剤を用いて気流を発生させない場合には、周囲の吐出中のインク３１または塗布直後で乾燥固化中の塗液から揮発する揮発溶剤４２の影響を受け（図４の中図参照）、塗膜４０が溶解するため、画素形状がいびつになり（図４の下図参照）、濃度ムラが発生する。また、図５に示すように、１８０℃以下の有機溶剤を用いて気流を発生させない場合には、画素形状はいびつになる（図５の下図参照）ものの、１８０℃以上の有機溶剤に比べると、揮発する有機溶剤が留まる時間が短くなるので、再溶解の度合いは軽減される。このため、画素形状のいびつさは軽減される（すなわち、図４の下図に比べると図５の下図の方がいびつ度合いは軽減する）。
【００５１】
一方、図６に示すように、１８０℃以下の有機溶剤で風速０．２ｍ／ｓｅｃ以上０．８ｍ／ｓｅｃ以下の透光性基板１の表面と平行な気流４５がある場合（図６の中図参照）には、塗膜４０から揮発した揮発溶剤４２の影響を受けることがない。したがって、図６の下図に示すように、塗膜４０は画素形状が直線となり、各画素が均一な濃度ムラのない画素が形成され得る。
【００５２】
なお、本実施形態に係るノズル塗布装置３００は、特に流動性の高い非架橋性インクや分子量１，０００以下の材料からなるインクを用いた場合により効果を発揮することができる。
【００５３】
次に、図７を用いて、ノズルヘッド３３について説明する。図７は、図３に示したノズル塗布装置３００のノズルヘッド３３の断面図である。
【００５４】
インク３１は、インク供給チューブ３２からＳＵＳ等で作られた円柱や直方体状のケース７２に入る。ケース７２は、金属製であることが一般的であるが、インク耐性があればどのようなものが用いられても構わない。ケース７２の内部はマニホールドとなっており、直径５μｍ〜２０μｍ程度の微小な穴の空いたノズル７３から透光性基板１へと液柱７５が吐出される。ノズル７３は、ポリイミド等のフィルムが一般的だが、精度良く穴をあけることができればどのようなものでも構わない。
【００５５】
ノズル７３から吐出されるインク３１は、インク乾燥によるノズル詰まりや飛行曲がりを考慮すると連続して吐出し続ける方が好ましい。そのため、吐出したくない部分等をマスキングしたりダミーパターンを設けたりすることがあるが、パネルとして問題なければどのような方法をとっても構わない。なお、本実施形態では、正孔輸送層、有機発光層（有機機能層の一例）をノズル印刷法にて作製したが、すべての有機機能層をノズル印刷法を用いて作成しなくてもよい。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって制限されるものではない。
【００５７】
まず、体格３インチサイズの透光性基板１の上にスパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）薄膜を形成し、フォトリソグラフィ法と酸溶液によるエッチングでＩＴＯ膜をパターニングして、画素電極２を形成した。画素電極２のラインパターンは、線幅７０μｍ、スペース６０μｍでラインが約７．６ｍｍ角の中に約５９０形成されるパターンとした。
【００５８】
次に、隔壁３（絶縁層）を以下のように形成した。まず、画素電極２を形成した透光性基板１上にポリイミド系のレジスト材料を全面スピンコートした。スピンコートの条件を１５０ｒｐｍで５秒間回転させた後、５００ｒｐｍで２０秒間回転させ１回コーティングとし、隔壁３の高さを２．５μｍとした。全面に塗布したフォトレジスト材料に対し、フォトリソグラフィ法により画素電極２の間にストライプパターンを有する絶縁層である隔壁３を形成した。この隔壁３は、撥インク性を有している。
【００５９】
次に、正孔注入インクとして、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン）／（ポリスチレンスルフォネート）溶液であるバイトロンＰ  ＣＨ−８０００（エイチ・シー・スタルク社製）を用いて調液し、インクの固形分濃度１．５％、粘度１５ｍＰａ・ｓ、蒸気圧１．１ｋＰａのインクを用意した。正孔注入インクを用いて湿度４５％、温度２５℃の条件下において、スプレーコート法にて透光性基板１全面に塗布した。その後、画素領域外の不要部をウエスで拭き取り、２００℃、３０分大気中で乾燥を行い正孔注入層４を形成した。このときの膜厚は５０ｎｍとなった。
【００６０】
次に、１８０℃以下の有機溶剤を用いて、透光性基板１上に透光性基板１の表面と平行な気流（風速０．４５ｍ／ｓｅｃ）を発生させながら、ノズル印刷法により、正孔輸送層５及び有機発光層６を形成した。
【００６１】
具体的には、まず、正孔輸送インクとして、ポリフルオレン誘導体からなる正孔輸送材料をトルエンを用いて調液し、インクの固形分濃度４．０％、粘度８ｍＰａ・ｓのインクを用意した。この正孔輸送インクを、正孔注入層４を形成した透光性基板１上に上述のノズル印刷法により吐出した。吐出後、窒素雰囲気化で２００℃１時間焼成することにより正孔輸送層５を形成し、所望の膜厚の正孔輸送層５を得たことを確認した。
【００６２】
次に、有機発光インクとして、ポリ（パラフェニレンビニレン）誘導体からなるＲＧＢの有機発光材料をトルエンを用いて調液し、インクの固形分濃度５．０％、粘度９ｍＰａ・ｓのＲインク、固形分濃度４．０％、粘度７ｍＰａ・ｓのＧインク、固形分濃度４．５％、粘度７ｍＰａ・ｓのＢインクを用意した。この有機発光インクを、正孔輸送層５を形成した透光性基板１上に上述のノズル印刷法により吐出した。吐出後、窒素雰囲気化で１３０℃３０分焼成することによりＲＧＢの有機発光層６を形成した。その後、膜厚測定により所望の膜厚の有機発光層６を得たことを確認した。
【００６３】
その上にＣａ、Ａｌからなる陰極層７を画素電極２のラインパターンと直交するようなラインパターンで抵抗加熱蒸着法によりマスク蒸着して形成した。最後に、これらの有機ＥＬ素子基板１０の各構成要素を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップ８と接着剤９を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子基板１０を作製した。これにより得られた有機ＥＬ素子基板１０の表示部の周辺部には各画素電極２に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極側の取り出し電極があり、これらを電源に接続することにより、得られた有機ＥＬ素子基板１０の点灯表示確認を行い、発光状態のチェックを行った。
【００６４】
（比較例１）
上記とは異なり、１８０℃以上の溶剤を用い、気流を０．０５ｍ／ｓｅｃ以下としてノズル印刷法により塗膜を形成した場合には、塗布過程で溶剤濃度が増加し、再度溶解が起こるので画素形状が変形し発光ムラが発生した。
【符号の説明】
【００６５】
１    透光性基板
２    画素電極
３    隔壁
４    正孔注入層
５    正孔輸送層
６    有機発光層
７    陰極層
８    ガラスキャップ
９    接着剤
１０    有機ＥＬ素子基板
２４    開口部
２５    領域
３０    インク供給タンク
３１    インク
３２    インク供給チューブ
３３    ノズルヘッド
３４    加圧機
３５    流量制御弁
３６    流量計
３９    可動ステージ
４０    塗膜
４２    揮発溶剤
４５    気流
７２    ケース
７３    ノズル
７５    液柱
３００    ノズル塗布装置
【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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【図６】
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【図７】
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