(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられる一対の電極間に介在するＥＬ層を成膜するＥＬ素子製造装置において、
前記ＥＬ層を構成する材料を含む溶液からなる複数の液滴をノズルを介して射出する射出手段と、
前記ノズルを備えたヘッド部を前記基板の所定領域上の第１方向に移動するように駆動する第１の駆動手段と、
前記第１方向と異なる第２方向或いは、前記第１方向及び前記第２方向と異なる第３方向に、前記基板を移動させる基板移動手段と、を具備し、
前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第２方向に移動して、前記射出手段が前記液滴を射出する第１射出工程と、前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第３方向に移動して、前記射出手段が前記液滴を射出する第２射出工程と、を繰り返して、複数の液滴を互いに部分的に重ねるとともに当該部分的に重なる他の液滴が乾燥しきる前に前記所定領域に付着されるように液滴を射出することを特徴とするＥＬ素子製造装置。
【請求項２】
前記第１方向はｘ軸方向であり、前記第２方向はｙ軸方向であり、前記第２方向と前記第３方向は互いに逆向きであることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子製造装置。
【請求項３】
前記ヘッド部に連結され、前記第１の駆動手段により駆動される該ヘッド部の移動方向に対して、９０°を越える角度の方向に前記ノズルを移動する第２の駆動手段を更に具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＬ素子製造装置。
【請求項４】
基板に設けられた一対の電極間に介在するＥＬ層を成膜するＥＬ素子製造方法において、
第１の駆動手段によってヘッド部を第１方向に移動し、基板移動手段によって前記基板を前記第１方向と異なる第２方向に移動して、ＥＬ層の材料を含む液滴を射出手段が射出する第１射出工程と、前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第１方向及び前記第２方向と異なる第３方向に移動して、前記液滴を前記射出手段が射出する第２射出工程と、を繰り返して、複数の液滴を互いに部分的に重ねるとともに当該部分的に重なる他の液滴が乾燥しきる前に所定領域に付着されるように液滴を射出することを特徴とするＥＬ素子製造方法。
【請求項５】
前記ＥＬ層のうちの正孔輸送層が形成された後、該正孔輸送層の表面を洗浄する工程を含み、前記洗浄工程により前記正孔輸送層の表面を洗浄する工程を含み、前記洗浄工程により前記正孔輸送層の表面を洗浄することによって当該表面の濡れ性を改善した後、前記ＥＬ層のうちの発光層を構成する材料を含有した液滴を塗布することを特徴とする請求項４記載のＥＬ素子製造方法。
【請求項６】
前記洗浄工程はプラズマ洗浄又はオゾン洗浄のうち少なくとも一方によって行われることを特徴とする請求項５記載のＥＬ素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式を用いたＥＬ素子製造装置、及びＥＬ素子製造方法、特に有機ＥＬ素子における製造装置、製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機（或いは、無機）ＥＬ（Electroluminescence）等の発光素子がマトリクス状に配列され、当該配列された各発光素子を発光させることによって画像表示を行う発光素子型ディスプレイが実現されている。特に、高輝度、高コントラスト、高精細、低電力等の優位性を有するアクティブマトリックス駆動方式の発光素子型ディスプレイが近年開発されている。
【０００３】
ここで、ＥＬ発光素子を図７に示す発光素子１０に基づいて説明する。
図７に示すように、発光素子１０は、基板１１と、アノード電極１２と、ＥＬ発光層１３と、カソード電極１４とを順次積層して構成されるＥＬ発光素子である。
【０００４】
基板１１は、透光性及び絶縁性を有する石英ガラス等によって成る。アノード電極１２は、基板１１の表面上に形成されている。アノード電極１２は、透光性及び導電性を有し、ＥＬ発光層１３へ正孔を効率良く注入可能な透明電極材料によって成る。例えば、このような透明電極材料としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分としたものがある。
【０００５】
ＥＬ発光層１３は、アノード電極１２の表面上に形成されている。このＥＬ発光層１３は、正孔及び電子を注入する機能、正孔及び電子を輸送する機能、そして、正孔と電子との結合により励起子を生成して発光する機能を有する。また、ＥＬ発光層１３は、電気的に中立な有機化合物であることが好ましく、これにより、正孔と電子とがＥＬ発光層１３内でバランス良く注入及び輸送される。
【０００６】
ＥＬ発光層１３は、上記３つの機能を具備するものであれば、種々の積層構造が可能である。アノード電極１２側から順に、正孔を輸送して発光層に注入する正孔輸送層、電子を輸送して発光層に注入する電子輸送層、及び、正孔と電子との結合により励起子を生成して発光する発光層とによって成る三層構造であっても良いし、アノード電極１２側から順に、正孔輸送層、発光層（この発光層は、電子輸送層の機能を有する）とによって成る二層構造であっても良いし、発光層（この発光層は、正孔輸送層及び電子輸送層の両機能を有する）のみによって成る一層構造であっても良いし、その他の積層構造であっても良い。
【０００７】
すなわち、ＥＬ発光層１３は、上記二層構造の場合、発光層には電子輸送性の物質が適宜混合されているため、正孔と電子との結合により励起子を生成して発光する機能に加えて電子輸送層の機能を更に具備し、上記一層構造の場合、発光層には電子輸送性の物質及び正孔輸送性の物質が適宜混合されているため、正孔と電子との結合により励起子を生成して発光する機能に加えて電子輸送層及び正孔輸送層の機能を更に具備する。また、正孔輸送性物質のみを適宜混合した発光層も利用可能である。
【０００８】
更にＥＬ発光層１３の表面上にはカソード電極１４が形成されている。カソード電極１４は、ＥＬ発光層１３に対し効果的に電子の注入が行えるように仕事関数値の低い金属、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム若しくはバリウム又はこれらの合金等によって構成されている。また、カソード電極１４は、上記各金属が積層して構成されていても良い。例えば、ＥＬ発光層１３側から順に高純度バリウム層、高純度アルミニウム層が積層して構成されたカソード電極１４でも良い。
【０００９】
上記した積層構造によって成る発光素子１０は、アノード電極１２とカソード電極１４との間に電源電圧ＶDCが印加されると、アノード電極１２からＥＬ発光層１３に正孔が注入され、カソード電極１４からＥＬ発光層１３に電子が注入される。そして、ＥＬ発光層１３において、これら注入された正孔と電子とが結合することにより励起子が生成され、この励起子が更に光子となって発光する。
【００１０】
最近、インクジェット・プリンタの技術を用いたインクジェット方式によってＥＬ発光層１３等を形成する方法が開発されている。このインクジェット方式を用いれば、ＥＬ発光層１３を形成する上記発光物質、正孔輸送性物質、或いは電子輸送性物質が基板１１の表面上に少量かつ適量均一に順次射出されてＥＬ発光層１３が形成される。以下、記載簡略化の為、上記発光物質、正孔輸送物質、及び電子輸送性物質をＥＬ発光層形成物質と総称する。
【００１１】
このインクジェット方式では、例えば図８に示すように、インクジェットヘッド（図示略）の下端部に３つのノズル１２１ａ〜１２１ｃを等間隔かつ並列に備えた噴射口１２１が用いられる。
【００１２】
まず、３つのノズル１２１ａ〜１２１ｃのうち、ノズル１２１ａの位置が当該ｙ座標に重なるように基板が移動される。次いでノズル１２１ａの位置が当該ｘ座標に重なるように噴射口１２１が移動される。上記移動後（すなわち、ノズル１２１ａが射出目標Ａ１まで移動された後）、ＥＬ発光層形成物質がノズル１２１ａ〜１２１ｃから所定量だけ基板上に形成されたアノード電極に向けて射出される。
【００１３】
その後、ノズル１２１ａの位置が射出目標Ａ１よりΔｘだけｘ軸方向に移動された後、ＥＬ発光層形成物質がノズル１２１ａ〜１２１ｃから所定量だけ射出される。基板がΔｘずつｘ軸方向に移動され、ＥＬ発光層形成物質の射出処理が所定回数だけ繰り返された後に（図面簡略化の為、図８には、この処理が７回繰り返された様子が図示されている；ステップＳ１００）、ノズル１２１ａの位置が当該ｙ座標に重なるようにΔｙだけ移動されると共に、ノズル１２１ａの位置が当該ｘ座標に重なるようにΔｘだけ移動される。
【００１４】
次いで、基板がΔｘずつｘ軸方向に移動され、ＥＬ発光層形成物質の射出処理が所定回数だけ繰り返される（ステップＳ１１０）。これにより、例えばＥＬ発光層形成物質が正孔輸送物質の場合、ＥＬ発光層１３のうち正孔輸送層が形成され、ＥＬ発光層形成物質が発光層の場合、ＥＬ発光層１３のうち発光層が形成され、ＥＬ発光層形成物質が電子輸送物質の場合、ＥＬ発光層１３のうち電子輸送層が形成される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の発光素子製造装置においては、以下のような問題点がある。
例えば、ノズル１２１ａ〜１２１ｃから射出されて基板上に塗布されたＥＬ発光層形成物質の表面の密度は、溶媒成分等の蒸発により、塗布前の密度と異なる（この違いは、ＥＬ発光層形成物質の種類や粘土、或いは蒸発速度による）。この為、塗布されたＥＬ発光層形成物質の表面によってドメイン（界面）が形成される。ここで、上記表面における密度は、周囲の雰囲気中に露出している時間が長ければ長い程、塗布前の密度との差が大きくなる。例えば、図８に示すように、ノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ１に重ねてからｘ軸方向にＥＬ発光層形成物質を射出していき、その後、ノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ２に重ねてｘ軸方向にＥＬ発光層形成物質を射出していく場合、射出目標Ａ１からｘ軸方向に伸びるＥＬ発光層形成物質の表面は、射出目標Ａ２から射出を開始するまでの間に密度の変化が生じ、射出目標Ａ１から塗布されたＥＬ発光層形成物質の表面によってｘ軸方向に伸びるドメインが形成される。このドメイン（Ａ１ドメインと称する）が形成された後に、射出目標Ａ２からｘ軸方向にＥＬ発光層形成物質を塗布していくと、Ａ２からｘ軸方向に伸びるＡ２ドメインが上記Ａ１ドメインと一部重なって形成される。このようにして形成されたＥＬ発光層１３には、複数のドメインがｘ軸方向に一部重なって形成される為、当該ドメイン間の境界部周辺等に厚み斑や欠陥が生じる場合がある。このような厚み斑や欠陥を有するＥＬ発光層１３によって成る発光素子は、厚み斑や欠陥に起因するリーク電流や発光輝度のばらつきが生じ易く、発光効率の低下を招くという問題がある。また、ＥＬ発光層１３の表面積が大きい程、その製造過程で塗布されたＥＬ発光層形成物質の表面が周囲の雰囲気中に露出する時間が長くなるので、ドメインが更に形成され易くなる。
【００１６】
更に、従来のノズルの移動分解能（移動可能な最小距離）は２０μｍ程度であり、従って、この移動分解能より高精細な発光素子の実現が困難である。
【００１７】
更に、ノズル１２１ａ〜１２１ｃは、ｙ軸方向にΔｙだけ移動する度に（例えば、射出目標Ａ１から射出目標Ａ２に移動する際に）、ｘ軸方向を１往復しなければならず、この為、処理時間が多くかかるという問題がある。
【００１８】
更に、ＥＬ発光層１３を形成する際、上記インクジェット方式によって正孔輸送層を形成後に、同方法によって当該正孔輸送層の表面上に発光層を形成する場合、正孔輸送層表面の濡れ性の低下によって、発光層に厚み斑が生じ、発光量にも斑が生じるという問題がある。この正孔輸送層表面の濡れ性は、当該正孔輸送層を形成する物質の種類や粘土、或いは蒸発速度によって異なる。
【００１９】
本発明の課題は、発光層の厚み斑や欠陥等が低減化された発光効率の高い高精細なＥＬ素子を短時間で製造可能なＥＬ素子製造装置、及びＥＬ素子製造方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係るＥＬ素子製造装置は、
基板に設けられる一対の電極間に介在するＥＬ層を成膜するＥＬ素子製造装置において、
前記ＥＬ層を構成する材料を含む溶液からなる複数の液滴をノズルを介して射出する射出手段と、
前記ノズルを備えたヘッド部を前記所定領域上の第１方向に移動するように駆動する第１の駆動手段と、
前記第１方向と異なる第２方向或いは、前記第１方向及び前記第２方向と異なる第３方向に、前記基板を移動させる基板移動手段と、を具備し、
前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第２方向に移動して、前記射出手段が前記液滴を射出する第１射出工程と、前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第３方向に移動して、前記射出手段が前記液滴を射出する第２射出工程と、を繰り返して、複数の液滴を互いに部分的に重ねるとともに当該部分的に重なる他の液滴が乾燥しきる前に前記所定領域に付着されるように液滴を射出することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかるＥＬ素子製造方法は、
基板に設けられた一対の電極間に介在するＥＬ層を成膜するＥＬ素子製造方法において、
第１の駆動手段によってヘッド部を第１方向に移動し、基板移動手段によって前記基板を前記第１方向と異なる第２方向に移動して、ＥＬ層の材料を含む液滴を射出手段が射出する第１射出工程と、前記第１の駆動手段によって前記ヘッド部を前記第１方向に移動し、前記基板移動手段によって前記基板を前記第１方向及び前記第２方向と異なる第３方向に移動して、前記液滴を前記射出手段が射出する第２射出工程と、を繰り返して、複数の液滴を互いに部分的に重ねるとともに当該部分的に重なる他の液滴が乾燥しきる前に所定領域に付着されるように液滴を射出することを特徴とする。
【００２２】
このように、部分的に重なる複数の液滴同士の間で最後射出された液滴が、部分的に重なる他の液滴が乾燥しきる前に、所定の領域に付着するように、液滴を射出するので、ＥＬ層に複数のドメインが形成されにくくなる。この為、複数のドメイン同士が重なることによって、これらドメイン間の境界部周辺等に生じる厚み斑や欠陥等が低減化されるので、リーク電流が抑制されて発光効率の高い発光素子が形成可能となる。
【００２３】
したがって、広い領域に液滴を連続して塗布する場合でも、ドメインの形成が抑制されてＥＬ素子の厚み斑や欠陥等が低減化されるので、高い発光効率を有する発光素子の形成が可能となる。更に、この場合、スピンコート法を用いる必要がなく、その為、ＥＬ層を構成する材料の利用率を更に向上させることが可能となる。
【００２４】
また、従来のようにノズルを直線的に走査してなる直線状の液滴のラインの場合、ノズルの構造上、複数のライン同士が離間することがあり、この離間部分にさらに液滴でラインを形成するために一旦ノズルの位置を戻す必要があった。これに対し、本発明では、ノズルが所定の領域上をジグザグ状に走査するようにすることで容易に液滴付着領域を二次元的に拡充できるので、所定の領域におけるノズルの走査の往復運動の回数を低減又は０にすることが可能となり、処理時間の短縮化が図られる。
【００２５】
また、前記射出手段により前記ノズルを介して前記液滴が射出されている間に、前記第１の駆動手段により前記ヘッド部が移動される方向と異なる方向に前記基板を移動する基板駆動手段を更に具備するのが好ましい。
【００２６】
このようにすることで、ノズル及び基板が同時に移動可能となるので、更に容易に二次元的に液滴を付着させることが可能になる。
【００２７】
そして、前記ヘッド部に連結され、前記第１の駆動手段により駆動される該ヘッド部の移動方向に対して、９０゜を越える角度の方向に前記ノズルを移動する第２の駆動手段を更に具備するのが好ましい。
【００２８】
従来のインクジェットＥＬ素子製造装置では、ノズルが移動しながら液滴を射出するため、慣性の法則によって液滴はノズル（ヘッド部）の進行方向に勢いがついてしまい、ノズルから射出した時点での液滴の位置と実際に液滴が付着した位置には大きな開きが生じて、所望の位置に液滴を付着させるのが困難である。これに対し、本発明では、第２の駆動手段により、ノズルの移動速度をヘッド部の移動速度より相対的に小さく（或いはゼロに）することができる（すなわち、ヘッド部の進行方向につく勢いが低減化される）。従って、ノズルから所定の領域への液滴の射出方向が更に垂直（鉛直）方向に近づくので、容易に所望の位置への付着の制御を行うことができ、射出精度の向上が図られる。
【００２９】
特に、周囲を壁に仕切られた領域に液滴を射出して壁に仕切られた領域のみにＥＬ層を成膜する場合、従来のＥＬ素子製造装置では、液滴の射出方向が斜めになる（すなわち、垂直（鉛直）方向からずれてしまう）ので、壁の高さが高いと、ノズルの位置（ノズルからの射出位置）も高くなって、仕切られた領域のみでなく壁にまで液滴が付着してしまい、所望の成膜が困難である。これに対し、本発明では、液滴の射出方向がより垂直（鉛直）方向に近づくので、仕切り壁の高さが高くなり、そのれに伴いノズルの位置（ノズルからの射出位置）が高くなっても、壁への液滴の付着を抑制することができ、顕著な効果を得ることができる。
【００３０】
また、前記ＥＬ層のうちの正孔輸送層が形成された後、該正孔輸送層の表面を洗浄する工程を含み、前記洗浄工程により前記正孔輸送層の表面を洗浄することによって当該表面の濡れ性を改善した後、前記ＥＬ層のうちの発光層を構成する材料を含有した液滴を塗布することが好ましく、前記洗浄工程をプラズマ洗浄又はオゾン洗浄によって行うのがより好ましい。
【００３１】
このような工程を負荷することにより正孔輸送層表面の濡れ性が改善された後に発光層を形成するので、発光層の厚み斑が低減される。この為、発光量の斑が低減された良質なＥＬ発光素子が形成可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した好適な一例を図１〜図６を参照して詳細に説明する。ただし、発明の範囲はこれら図示例に限定されるものではない。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１、図２を参照して本第１の実施の形態の発光素子製造装置２００について詳細に説明する。
【００３４】
発光素子製造装置２００（ＥＬ素子製造装置）は、図１に示すように、ｘ軸ステージ１１０（第１の駆動手段）、ヘッド１２０（射出手段）、ｘ軸ガイド１３０、ｙ軸ステージ１５０（基板駆動手段）、及びコントローラ２６０等により構成される。ｘ軸ステージ１１０は、コントローラ２６０から送信される制御信号に応じてｘ軸ガイド１３０が案内する方向（ｘ軸方向であり、ｙ軸ステージ１５０の表面と平行な方向）に移動可能となっている。また、ｙ軸ステージ１５０は、コントローラ２６０から送信される制御信号に応じてｙ軸方向に移動可能となっている。
ここで、インクジェットヘッド１２０の下端部に３つのノズル１２１ａ〜１２１ｃを等間隔かつ並列に備えた噴射口１２１が設けられている（図２参照）。
【００３５】
ヘッド１２０には、例えば、正孔輸送性物質、発光性物質、又は、電子輸送性物質等の有機ＥＬ発光層形成物質を溶媒に溶解させた溶液が充填されており、コントローラ２６０の指示に応じて各ノズル１２１ａ〜１２１ｃから所定量ずつ射出される。本第１の実施の形態においては、説明簡略化の為、正孔輸送性物質を含む溶液がヘッド１２０に充填されているとして説明する。すなわち、この場合、ノズル１２１ａ〜１２１ｃからは、正孔輸送性物質を含む溶液が射出される。なお、ヘッド１２０に充填されているＥＬ発光層形成物質は、正孔輸送性物質に限らず、発光性物質又は電子輸送性物質であっても良い。
【００３６】
コントローラ２６０、第１の駆動手段、基板移動手段、は、ｘ軸ステージ１１０（ヘッド１２０）のｘ軸方向の移動、及び、ｙ軸ステージ１５０のｙ軸方向の移動を制御する。
先ず、コントローラ２６０は、ノズル１２１ａを射出目標Ａ１のｘ、ｙ座標に重ねる旨の制御信号をｘ軸ステージ１１０、ｙ軸ステージ１５０に送信してノズル１２１ａの位置を当該ｘ、ｙ座標の射出目標Ａ１に重ねた後、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各々からＥＬ発光層形成物質を含む液滴を等量ずつ射出させる。
【００３７】
次いでコントローラ２６０は、ノズル１２１ａのｘ座標をΔｘだけ移動させ、ｙ座標をΔｙだけ移動させる旨の制御信号を、ｘ軸ステージ１１０、ｙ軸ステージ１５０に送信してノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ２の位置に重ねた後、射出目標Ａ１での液滴が乾燥しきる前（溶媒が蒸発しきる前）に、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各々からＥＬ発光層形成物質を含む液滴を等量ずつ射出する（ステップＳ１１）。このとき、射出目標Ａ２での液滴は、射出目標Ａ１での液滴と部分的に重なっている。
【００３８】
その後、コントローラ２６０は、ノズル１２１ａのｘ座標をΔｘだけ移動させ、ｙ座標を―Δｙだけ移動させる（すなわち、ｙ座標を射出目標Ａ１のｙ座標と同じ値になるように移動させる）旨の制御信号を、ｘ軸ステージ１１０、ｙ軸ステージ１５０に送信してノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ３の位置に重ねた後、射出目標Ａ１、Ａ２での液滴が乾燥しきる前に、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各々からＥＬ発光層形成物質を含む溶液を等量ずつ射出する（ステップＳ１２）。このとき、射出目標Ａ３での液滴は、射出目標Ａ１、Ａ２での液滴と部分的に重なっている。
【００３９】
その後、コントローラ２６０は、ノズル１２１ａのｘ座標をΔｘだけ移動させ、ｙ座標をΔｙだけ移動させる（すなわち、ｙ座標を射出目標Ａ２のｙ座標と同じ値になるように移動させる）旨の制御信号を、ｘ軸ステージ１１０、ｙ軸ステージ１５０に送信してノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ４の位置に重ねた後、射出目標Ａ２、Ａ３での液滴が乾燥しきる前に、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各々からＥＬ発光層形成物質を含む溶液を等量ずつ射出する（ステップＳ１３）。このとき、射出目標Ａ４での液滴は、射出目標Ａ２、Ａ３での液滴と部分的に重なっている。
【００４０】
その後、コントローラ２６０は、ノズル１２１ａのｘ座標をΔｘだけ移動させ、ｙ座標を―Δｙだけ移動させる（すなわち、ｙ座標を射出目標Ａ１、Ａ３のｙ座標と同じ値になるように移動させる）旨の制御信号を、ｘ軸ステージ１１０、ｙ軸ステージ１５０に送信してノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ５の位置に重ねた後、射出目標Ａ３、Ａ４での液滴が乾燥しきる前に、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各々からＥＬ発光層形成物質を含む溶液を等量ずつ射出する（ステップＳ１４）。このとき、射出目標Ａ５での液滴は、射出目標Ａ３、Ａ４での液滴と部分的に重なっている。
【００４１】
以降、コントローラ２６０は、上記ステップＳ１３、Ｓ１４の各処理を所定回数だけ順次繰り返すことによりＥＬ発光層１３の正孔輸送層を形成する。
【００４２】
なお、ＥＬ発光層形成物質は正孔輸送性物質に限るものではない。すなわち、図２に示す各ステップにより、ＥＬ発光層形成物質が発光性物質の場合にはＥＬ発光層１３の発光層が形成され、ＥＬ発光層形成物質が電子輸送性物質の場合にはＥＬ発光層１３の電子輸送層が形成される。
【００４３】
以上説明した本第１の実施の形態の発光素子製造装置２００によれば、コントローラ２６０は、ノズル１２１ａのｘ座標をΔｘだけ移動させる毎に、ｙ座標を、＋Δｙ、−Δｙ、＋Δｙ、−Δｙ、・・・と交互に移動させる、すなわち、１２１ａの位置座標を、（Δｘ、Δｙ）、（Δｘ、−Δｙ）、（Δｘ、Δｙ）、・・・のように噴射口１２１をジグザグに移動させてＥＬ発光層形成物質を含む溶液を移動毎に射出していく。
【００４４】
従って、噴射口１２１が上記したようなジグザグ運動を行いながらＥＬ発光層形成物質が塗布されるので、ノズル１２１ａ〜１２１ｃの各ピッチ間に対しても連続してＥＬ発光層形成物質が塗布可能となり、また液滴が互いに部分的に重なるとともに部分的に重なりあう液滴が乾燥する前に次の液滴を射出するので、ＥＬ発光層１３（例えば、正孔輸送層等）に互いに層分離したドメインが形成されにくくなる。この為、ドメイン同士が重なることによって生じるＥＬ発光層１３の厚み斑や欠陥等が低減化されるので、リーク電流が抑制されて発光効率の高い発光素子が形成可能となる。
【００４５】
また、広い領域に塗布する場合でも、ＥＬ発光層１３（例えば、正孔輸送層等）においてドメインの形成が抑制され、ＥＬ発光層１３の厚み斑や欠陥等が低減化されるので、高い発光効率を有する発光素子の形成が可能となる。更に、この場合、スピンコート法を用いる必要がなく、その為、使用される発光材料の利用率を更に向上させることが可能となる。
【００４６】
また、ｘ軸ステージ１１０（すなわち、ヘッド１２０のノズル１２１ａ〜１２１ｃ）のｘ軸方向の移動は一度で済むため、処理時間の短縮化が図られる。
【００４７】
なお、本発明は、上記第１の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上記発光素子製造装置２００は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【００４８】
例えば、図３に示すように、ノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ１の位置から（Δｘ、Δｙ）を２回、その後（Δｘ、−２Δｙ）を１回と順次移動させてＥＬ発光層形成物質を含む溶液を移動毎に射出し（ステップＳ２１〜Ｓ２３）、以降、この一連の処理を繰り返すようにしても良い。このときも、互いに部分的に重なり合う液滴同士は最後に重なり合う液滴が射出されるまで乾燥しきらないように発光素子製造装置２００は適宜動作するように設定されている。
【００４９】
更に一般化して、ｎを自然数（ｎ＝１、２、・・・）とすると、ノズル１２１ａの位置を射出目標Ａ１の位置から（Δｘ、Δｙ）をｎ回、その後（Δｘ、−ｎΔｙ）を１回と順次移動させてＥＬ発光層形成物質を含む溶液を移動毎に射出し、以降、この一連の処理を繰り返すようにしても良い。
【００５０】
また、上記ノズル１２１ａ〜１２１ｃのｘ軸方向の移動量Δｘ、及びｙ軸方向の移動量Δｙは、共に一定である必要はなく、移動毎に異なる値に設定するようにしても良い。
【００５１】
また、ｙ軸方向の移動は、ｙ軸ステージ１５０によって行われるとしたが、これに限らず、ｘ軸ガイド１３０（より正確には、ｘ軸ガイド１３０が形成された梁部材）自体、或いはヘッド１２０のみがｙ軸方向に移動可能に構成されていても良い。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して本第２の実施の形態の発光素子製造装置３００について説明する。
【００５３】
発光素子製造装置３００（ＥＬ素子製造装置）は、図１に示す発光素子製造装置２００のコントローラ２６０に替わってコントローラ３６０を備えると共に、１次元微動ステージ１１０ａ（第２の駆動手段）を更に備え、他の構成要素は、発光素子製造装置２００と同一である。従って、図面及び説明簡略化の為、発光素子製造装置２００と同一の構成要素については同一符号を付して図示及び説明を省略する。
【００５４】
図４に示すように、発光素子製造装置３００では、ヘッド１２０と１次元微動ステージ１１０ａとが接続され、この１次元微動ステージ１１０ａとｘ軸ステージ１１０とが接続されている。ここで、１次元微動ステージ１１０ａは、ピエゾステージであり、ｘ軸方向に微動可能となっている。
【００５５】
コントローラ３６０は、ｘ軸ステージ１１０のｘ軸方向の移動、及び、ｙ軸ステージ１５０のｙ軸方向の移動を制御すると共に、１次元微動ステージ１１０ａのｘ軸方向の微動を制御する。
【００５６】
コントローラ３６０は、ノズル１２１ａ〜１２１ｃからＥＬ発光層形成物質を含む溶液を射出するタイミングで、１次元微動ステージ１１０ａをｘ軸ステージ１１０と逆向きに移動させる。従ってこの場合、射出が行われる時点でノズル１２１ａ〜１２１ｃの移動速度をｘ軸ステージ１１０の移動速度よりも小さくすることができる。
【００５７】
つまり、ｘ軸ステージ１１０がｘ軸方向の移動中にノズル１２１ａ〜１２１ｃから溶液を射出するため、慣性の法則によって液滴はｘ軸ステージ１１０の進行方向に勢いがついてしまい、ノズル１２１ａ〜１２１ｃから射出した時点での液滴のｘ軸方向の位置と実際に液滴が付着したｘ軸軸方向の位置には大きな開きが生じて、目標位置に付着させるのが困難である。これに対し、本第２の実施の形態の発光素子製造装置３００では、ｘ軸ステージ１１０の進行中に１次元微動ステージ１１０ａが逆向きに進行するので、目標位置への付着を制御する（すなわち、精度良く目標位置に液滴を付着させる）ことが容易になるとともに、連続する液滴のｘ軸における距離Δｘをより微小にすることができる。従って、より微小な液滴を射出しても、この射出した液滴同士が十分に部分的に重なるように、噴射口１２１を微小移動できる。
【００５８】
特に、周囲を壁に仕切られた領域（例えばカソード電極１２上）に液滴を射出して壁に仕切られた領域のみにＥＬ発光層１３を成膜する場合に、従来のＥＬ発光素子製造装置では、液滴の射出方向が斜めになる（すなわち、垂直（鉛直）方向からずれる）ので、壁の高さが高いと仕切られた領域のみでなく壁にまで液滴が付着してしまい、所望の成膜が困難である。これに対し、本第２の実施の形態の発光素子製造装置３００では、液滴の射出方向がより垂直（鉛直）方向に近づくので、仕切り壁の高さが高くなっても壁への液滴の付着を抑制することができ、顕著な効果を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記第２の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上記発光素子製造装置３００は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【００６０】
例えば、図５に示すように、１次元微動ステージ１１０ａの替わりに、鉛直面内（ｘｙ面（基板１１表面）に垂直な面内）で回転可能な回転ステージ１１０ｂ（第２の駆動手段）をヘッド１２０と接続し、この回転ステージ１１１０ｂの回転運動によって射出時におけるノズル１２１ａ〜１２１ｃの移動速度を小さく（或いは、ゼロに）するようにしても良い。この場合、コントローラ２６０は、ＥＬ発光層形成物質を含む溶液を射出するタイミングで回転ステージ１１０ｂを所定角速度で回転させてノズル１２１ａ〜１２１ｃの移動速度をｘ軸ステージ１１０の移動速度よりも小さく（或いは、ゼロに）できるので、高精度な射出が可能となり、高精細な発光素子の製造が可能となる。
【００６１】
また、射出が周期的に行われる場合、回転ステージ１１０ｂもこの周期に応じて単振動させ、射出するタイミングでノズル１２１ａ〜１２１ｃの移動速度をｘ軸ステージ１１０の移動速度よりも小さく（或いは、ゼロに）することができるので、高精度な射出が可能になると共に、回転ステージ１１０ｂに対する制御が簡略化可能となり、制御系の単純化が図られる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
次に、図６を参照して本第３の実施の形態の発光素子製造装置４００について説明する。
【００６３】
発光素子製造装置４００（ＥＬ素子製造装置）は、図１に示す発光素子製造装置２００のコントローラ２６０に替わってコントローラ４６０を備えると共に、２次元微動ステージ１１０ｃ（第２の駆動手段）を更に備え、他の構成要素は、発光素子製造装置２００と同一である。従って、図面及び説明簡略化の為、発光素子製造装置２００と同一の構成要素については同一符号を付して図示及び説明を省略する。また、ステージ１１０は、ｘｙ平面内を移動可能とする。
【００６４】
２次元微動ステージ１１０ｃは、２つの１次元微動ステージ１１０ａ（何れもピエゾステージ）によって構成され、それぞれｘ軸方向、ｙ軸方向に微動可能となっている。すなわち、２次元微動ステージ１１０ｃは、これら２つの１次元微動ステージ１１０ａによって２次元ｘｙ平面内で微動可能である。
【００６５】
第１の実施の形態でのｘ軸ステージ１１０及びｙ軸ステージ１５０によるｘ軸方向、ｙ軸方向の移動分解能を、それぞれΔｘ１、Δｙ１とすると、２次元微動ステージ１１０ｃに接続されたヘッド１２０のノズル１２１ａ〜１２１ｃは、例えば、現在、液滴付着位置が座標（ｘ0、ｙ0）とし、次の液滴付着位置が座標（ｘ、ｙ）とすると、ｘ、ｙはそれぞれｘ軸方向に略ｘ0＜ｘ＜ｘ0＋Δｘ１の範囲を移動可能であり、ｙ軸方向に略ｙ0＜ｙ＜ｙ0＋Δｙ１の範囲を移動可能になる。
【００６６】
従って、２次元微動ステージ１１０ｃを微動させることによって、ｘ軸ステージ１１０及びｙ軸ステージ１５０の移動分解能より小さな領域、すなわち、Δｘ１とΔｙ１とによって形成される微小領域に対してもノズル１２１ａ〜１２１ｃを自在に移動可能となるので、更に高精度な射出が可能となり、高精細な発光素子の製造が可能となる。
【００６７】
なお、本発明は、上記第３の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上記発光素子製造装置４００は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【００６８】
例えば、ｙ軸ステージ１５０がｘｙ平面内を移動可能とし、ヘッド１２０に接続された２次元微動ステージ１１０ｃをｙ軸ステージ１５０側に設けても良い。この場合、ｙ軸ステージ１５０が２次元微動ステージ１１０ｃによって微動可能となる。
【００６９】
また、２次元微動ステージ１１０ｃを構成する二つの１次元微動ステージ１１０ａのうち、一方をｘ軸ステージ１１０側に設け、他方をｙ軸ステージ１５０側に設けても良い。この場合、ｘ軸ステージ１１０側に設けた１次元微動ステージ１１０ａはｘ軸方向に微動可能でありｙ軸ステージ１５０側に設けた１次元微動ステージ１１０ａはｙ軸方向に微動可能である。
【００７０】
更に、以上記載した本第１〜第３の実施の形態において、正孔輸送層を形成後に当該正孔輸送層の表面上に発光層を更に形成してＥＬ発光層１３を形成する場合、正孔輸送層の表面の濡れ性を改善した後に発光層を形成するのが好ましく、正孔輸送層の表面に対してプラズマ洗浄又はオゾン洗浄による表面処理によって濡れ性を改善した後に発光層を形成するのがより好ましい。
【００７１】
上記表面処理によって正孔輸送層表面の濡れ性が改善された後に発光層を形成するので、発光層の厚み斑が低減される。この為、発光量の斑が低減された良質な発光素子が形成可能となる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＥＬ層に複数のドメインが形成されにくくなる為、複数のドメイン同士が重なることによって、これらドメイン間の境界部周辺等に生じる厚み斑や欠陥等が低減化されるので、リーク電流が抑制されて発光効率の高い発光素子が形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の発光素子製造装置の概略構成図である。
【図２】本発明を適用した第１の実施の形態の発光素子製造装置によってＥＬ発光層形成物質を含む溶液が射出された様子を模式的に示す図である。
【図３】本発明を適用した第１の実施の形態の発光素子製造装置によってＥＬ発光層形成物質を含む溶液が射出された様子を模式的に示す図である。
【図４】本発明を適用した第２の実施の形態の発光素子製造装置の概略構成図である。
【図５】本発明を適用した第２の実施の形態の発光素子製造装置が回転ステージを備えた際の要部構成図である。
【図６】本発明を適用した第３の実施の形態の発光素子製造装置の概略構成図である。
【図７】ＥＬ発光素子の概略断面図である。
【図８】従来の発光素子製造装置によってＥＬ発光層形成物質を含む溶液が射出された様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０  発光素子
１１  基板
１２  アノード電極
１３  ＥＬ発光層
１４  カソード電極
２００、３００、４００  発光素子製造装置
１１０  ｘ軸ステージ
１１０ａ  １次元微動ステージ
１１０ｂ  回転ステージ
１１０ｃ  ２次元微動ステージ
１２０  ヘッド
１２１  噴射口
１２１ａ〜１２１ｃ  ノズル
１３０  ｘ軸ガイド
１５０  ｙ軸ステージ
２６０、３６０、４６０  コントローラ
【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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【図８】
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