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JP2004139814A - Coating device and method of manufacturing organic EL device using the same - Google Patents

Coating device and method of manufacturing organic EL device using the same Download PDF

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JP2004139814A
JP2004139814A JP2002302738A JP2002302738A JP2004139814A JP 2004139814 A JP2004139814 A JP 2004139814A JP 2002302738 A JP2002302738 A JP 2002302738A JP 2002302738 A JP2002302738 A JP 2002302738A JP 2004139814 A JP2004139814 A JP 2004139814A
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substrate
coating
organic
coater
gap
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Takahisa Shimizu
清水 貴央
Takao Minato
湊 孝夫
Hideki Mori
森 秀樹
Nobuyuki Matsunaga
松永 宜之
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

【課題】バックライト等の面光源、プリンター等の光源アレイなどに好適であり、高輝度で保存耐久性に優れ、大面積化が可能であり、大型基板上に有機化合物層を複数形成可能な有機EL素子ならびに、該有機EL素子を所望の形状・大きさに低コストでしかも容易に製造可能な有機EL素子の塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布時の基板の搬送にエアベアリング方式を用いた塗布装置を用いる。なお、吐出型コータの吐出口と基板の平行精度をそのギャップの10%以下に保つ為に、レーザー変位センサによりコータヘッドと基板のギャップを測定する検出手段を備えている微調整する機構を具備することが好ましい。そして、かかる塗布装置を用いて、有機ELの材料を塗布する。
【選択図】図2
The present invention is suitable for a surface light source such as a backlight, a light source array of a printer or the like, has high luminance, has excellent storage durability, can have a large area, and can form a plurality of organic compound layers on a large substrate. Provided are an organic EL element and a coating device for an organic EL element that can be easily manufactured at a low cost and in a desired shape and size.
A coating apparatus using an air bearing system is used for transporting a substrate during coating. In order to maintain the parallel accuracy between the discharge port of the discharge type coater and the substrate at 10% or less of the gap, a fine adjustment mechanism equipped with a detecting means for measuring the gap between the coater head and the substrate by a laser displacement sensor is provided. Is preferred. Then, the organic EL material is applied using such an application device.
[Selection diagram] FIG.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布装置及びそれを用いた有機薄膜のエレクトロルミネセンス(以下単にELという)現象を利用した有機EL素子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子は、一般的には陽極、有機発光層、陰極とが積層されてなる。また、有機発光層は、正孔注入層、正孔輸送層、蛍光体層、電子注入層、電子輸送層、バッファー層などが積層された多層構造とすることもできる。この陽極、陰極間に電流を流すことにより有機発光体層で発光が生じ、一方の電極を透明にすることで外部に光を取り出すことができる。
【0003】
有機EL表示素子は、面発光の固体表示素子であり、薄膜化が可能である。これを用いたディスプレイは、自己発光型であるため高視野角で、高輝度を示すという特徴があり、かつ低電圧で駆動しうる。また、応答速度が速いという特徴を持つ。
【0004】
しかしながら、有機EL素子を構成する各層は複数の蒸着釜を連結した真空蒸着装置を必要とし、順次陽極側から陰極までを積層していかなければならず、蒸着時の加熱による材料の劣化のために生じる発光特性の低下や、蒸着の効率の悪さから生産性が低い、製造コストが高いなどの問題点があった。
【0005】
また、有機溶剤に有機EL材料を溶解もしくは分散させ、印刷法、コーティング法を用いてた湿式法により製膜する方法も多数提案されている。
【0006】
印刷法を用いた方法として、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、また、スピンコート法やダイコート法、カーテンコート法、キャップコート法などの吐出型コータを用いた方法が挙げられる。
【0007】
吐出型コータを用いた方法として、吐出型コータにて塗布後、回転処理を行う方法(特許文献1)、吐出型コータを用いる際のインキの溶剤や粘度等を規定(特許文献2)などの発明がなされている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−351780号公報
【特許文献2】
特開2001―110348号公報
【0009】
しかしながら、いずれの印刷方法コーティング方法においても、有機EL素子は発光層の膜厚が約0.1μmと非常に薄いため、装置の震動や乾燥による膜厚ムラを生じ易いという欠点があった。スピンコーティング法はその中でも、遠心力を加えた状態で、膜が作製され、ほとんど溶剤がなくなった状態まで遠心力を加え続けるため、比較的、震動や乾燥時の影響を受けず、もっとも均一な膜を形成する方法として知られているが、材料を95%以上無駄にしてしまうという欠点があるため、実用的ではない。
【0010】
それは、吐出型コータと回転処理を併用する方法でも同様であり、材料のロスが50%にものぼり、材料費のかかる有機EL素子の製造方法としては、適した方法とは言い難い。
【0011】
また、吐出型コータ用いて塗布する際のインキの規定も提案されているが、実際は、装置の震動、乾燥条件、コータヘッドの平行度(傾き)が大きく影響し、塗布液のハジキを生じたり、膜厚を均一にすることができないなどといった問題を解消することは、非常に困難であった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のとおり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、バックライト等の面光源、プリンター等の光源アレイなどに好適であり、高輝度で保存耐久性に優れ、大面積化が可能であり、大型基板上に有機化合物層を複数形成可能な有機EL素子ならびに、該有機EL素子を所望の形状・大きさに低コストでしかも容易に製造可能な有機EL素子の塗布装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたのであって、請求項1記載の発明は、溶剤に溶解もしくは分散した材料を吐出型コータにて基板上に製膜する塗布装置において、塗布時の基板の搬送がエアベアリング方式を用いることを特徴とする塗布装置である。
請求項2記載の発明は、吐出型コータの吐出口と基板の平行精度をそのギャップの10%以下に保つ為に、微調整する機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置である。
請求項3記載の発明は、前記微調整する機構が、レーザー変位センサによりコータヘッドと基板のギャップを測定する検出手段を備えていることを特徴とする請求項1または2の何れかに記載の塗布装置である。
請求項4記載の発明は、溶剤に溶解もしくは分散した有機材料を用いる有機ELの製造方法において、塗布時の基板の搬送がエアベアリング方式を用いる塗布装置を用いて前記有機材料を塗布することを特徴とする有機EL素子の製造方法である。
【0014】
請求項1に記載によれば、震動による塗布膜のムラをエアベアリング方式を用いることにより解消することができるので、有機ELの製造に最適である。また、請求項2は、塗布時のインキのハジキムラや膜厚ムラをコータヘッドと基板の平行精度を、そのギャップの10%以下に制御することにより解消した。さらに、請求項3は、コータヘッドの傾きをレーザ変位センサを用いて塗布時に常に監視し、フィードバック制御をすることによりコータヘッドと基板の平行精度を保つことができインキのハジキムラ、膜厚ムラを解消することができる。さらにまた、請求項4は、膜厚ムラに起因する発光ムラのない有機ELを製造することができる。
【0015】
本発明による塗布装置は、溶剤に溶解もしくは分散した材料を吐出型コータ(ダイコータ)で塗布する装置であるが、塗布時の基板の搬送にエアベアリング方式を用いる。ここで、エアベアリング方式とは、基板もしくは、基板支持体に固定した支持体を、装置本体と接触させないために、気体を封入若しくは流入させ搬送させる方式をいう。
【0016】
本発明による基板としては、ガラス基板やプラスッ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。プラスチック製のフィルムを用いれば、巻き取りにより高分子ELの製造が可能となり、安価に素子を提供することができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどを用いることができる。また、導電層を製膜しない側にセラミック蒸着フィルムやポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合鹸化物などの他のガスバリア性フィルムを積層したりカラーフィルター層を印刷により設けたりしても良い。
【0017】
透明導電層としては、インジウムと錫の複合酸化物(以下ITOという)を用いることができる、前記基板上に蒸着またはスパッタリング法、また、ペースト状のITOを印刷などの塗膜法を用いることにより製膜する事ができる。また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を基板上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法などにより形成する事もできる。あるいは、アルミニウム、金、銀などの金属が半透明上に蒸着されたものを用いることができる。
【0018】
透明または半透明の導電層は、必要に応じてエッチングによりパターニングを行ったり、UV処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行っても良い。また、エッチングの代わりにニトロセルロース、ポリアミド、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などを絶縁層として印刷してもよい。
【0019】
本発明に用いることのできる高分子発光層は、高分子蛍光体の単層であっても、正孔輸送層、高分子蛍光体層などからなる多層構造であってもよい。正孔輸送層を設ける場合は、銅フタロシアニンやその誘導体、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などの低分子も用いることができるが、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との混合物などが、湿式法による製膜が可能であり、より好ましい。
【0020】
高分子蛍光体層としては、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などの蛍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などの高分子中に溶解させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンエチニレン系、ポリアリールビニレン系やデンドリマー系などの蛍光体を用いることができる。
【0021】
これらの蛍光体層は、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、テトラリン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などの単独または混合溶媒に蛍光体材料を溶解させ、印刷方法を用いて製膜することができる。
【0022】
蛍光体層を2層以上の複数層とする場合には、各層を構成する材料の溶解性を鑑み、例えば、水溶性と油溶性の樹脂を選択するなどの溶解性の差を利用したり、コーティングから乾燥までの時間を短くして、実質的に下層に影響を与えないようにコーティング条件を選定しても良い。コーティングの厚みは、素子の構造によるが0.01から10μm、好ましくは0.05から0.5μmが好適である。なお、本明細書中の有機EL材料とは、上記の高分子蛍光体層、正孔輸送層、高分子蛍光体層等を形成する有機材料をいう。
【0023】
本発明における有機EL素子は、透明または半透明導電層が積層された基板上に蛍光体層をコーティングする。ダイコート、カーテンコート、キャップコート、スプレーコート、スロットコートなどの各種コーティング方法を用いることができる。
【0024】
コーティングに際しては、基板とコータヘッドの平行精度が悪いと、膜厚ムラを生じるだけでなく、ハジキムラを生じることが多い。そのため、接触式、光学式の変位計(好ましくはレーザ変位センサ)を用いて基板とコータヘッドのギャップを2点以上を検出手段により測定し、そのギャップの10%以下の傾きの誤差に留めることが望ましい。さらに、コーティング時において光学式変位計にてギャップをを測定し続け、コータヘッドを基板に対し常に平行を保つように制御することが好ましい。また、そのギャップは200μm以下が望ましい。なお、ギャップの調整は、コータヘッドまたは基板(支持体)をピエゾ素子等により微小な上下移動をさせて行なうことができる。
【0025】
また、コーティングに際しては、必要な部分のみをコーティングしても良いし、コーティング不必要な部分を剥離フィルム等で保護しておいても良い。
【0026】
また、コーティング時の基板の搬送方式は、多く用いられているボールベアリング方式では、リニア駆動であっても、有機ELのような薄膜を作製するには適さず、微震動によるムラが発生する為、エアーベアリング方式を用いることが好ましい。
【0027】
陰極材料には、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、その他、アルミニウム、イットリビウムなど、さらに、それら金属の合金をエネルギーレベルや金属の安定性を考慮し、任意に選ぶことができる。また、必要に応じて、フッ化リチウム、アルミナ、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリスチレンなどのバッファー層を設けることで発光効率を上げることもできる。
【0028】
さらに、陰極材料には、アルミニウム、銅、ニッケル、などの金属箔を用いることもできる。また同様に、必要に応じて、フッ化リチウム、アルミナ、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリスチレンなどのバッファー層を設けることで発光効率を上げることもできる。ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどの高分子を用いたバッファー層は、湿式の印刷法を用いることができる。
【0029】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0030】
図1(有機ELの構成)及び図2(塗布装置)を用いて説明する。ITO付き100x100mmガラスの基板1を、塗布装置の基板支持体6に吸引吸着させた。塗布装置のコータヘッド(ダイコータ)7に、正孔注入層2として下記化学式1で示されるようなポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸の混合物(以下PEDOT/PSSという)を導入した。
【0031】
【化1】

Figure 2004139814
【0032】
基板支持体6はエアベアリングによりコータヘッド7下を、印刷速度150mm/sで移動した。また、この際、基板とコータヘッドのギャップ120μm、コータヘッドの傾きは左右2点の高低差をレーザ変位センサ8にて測定し5μm以下に保ち、前記混合物を基板1上に0.05μmコーティングした。コーティング後の基板をそのまま乾燥装置に搬送し、常温にて自然乾燥を行った。外部への電極の取り出しのため、一部拭き取りITOを露出させ、続いて、発光層3として下記化学式2で表されるポリ[2−メトキシ−5−(2’−エチル−ヘキシロキシ)−1,4−フェニレン ビニレン(Poly{2−methoxy−5−(2‘−ethylhexyloxy)−1,4−phenylene vinylene} 以下MEH−PPVという)をシクロヘキサノンに溶解させ、0.1μmコーティングした。
【0033】
【化2】
Figure 2004139814
【0034】
コーティングは上記正孔注入層をと同条件で行った。同様に外部への電極取り出し部を拭き取り、真空蒸着機によりマグネシウム4を0.01μm、アルミニウム5を0.5μm上着し、図1に示すような本発明からなる高分子EL素子を作製した。この高分子EL素子に5Vの電圧を印加したところ100cd/m2の均一な発光を得ることができた。
【0035】
<比較例1>
実施例1において、コーティング装置としてボールベアリング方式を採用したダイコータを用い高分子EL素子を作製した。この高分子EL素子に5Vの電圧を印加したところ100cd/m2の発光を得たが、スジ状の膜厚ムラに起因する発光ムラが発生した。
【0036】
<比較例2>
実施例1において、接触式変位センサにてコータヘッドの左右高低差を15μmとし、高分子EL素子を作製したが、発光層コーティング段階で、液がはじかれ、均一なコーティングを行うことができなかった。
【0037】
【発明の効果】
本発明のような装置を用いることにより、塗布液のはじきや、膜厚ムラをなくすことができた。よって、この塗布装置を用いれば溶剤に溶解又は分散した有機EL材料を用いて有機ELの製造において発生する、塗布液のはじきや、膜厚ムラに起因する発光ムラをなくすことができた。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高分子EL素子の一実施例を示す説明図である。
【図2】本発明の塗布装置の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・ITOつきガラス基板
2・・・PEDOT/PSS
3・・・発光層
4・・・マグネシウム
5・・・アルミニウム
6・・・基板支持体
7・・・コータヘッド
8・・・レーザ変位センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus and a method for manufacturing an organic EL device using an electroluminescence (hereinafter simply referred to as EL) phenomenon of an organic thin film using the coating apparatus.
[0002]
[Prior art]
An organic EL element is generally formed by laminating an anode, an organic light emitting layer, and a cathode. The organic light emitting layer may have a multilayer structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, a phosphor layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a buffer layer, and the like are stacked. When an electric current is passed between the anode and the cathode, light emission occurs in the organic light emitting layer, and light can be extracted to the outside by making one electrode transparent.
[0003]
The organic EL display device is a surface-emitting solid-state display device, and can be made thin. Since a display using this is a self-luminous type, it has a feature that it has a high viewing angle and high luminance, and can be driven at a low voltage. Further, it has a feature that the response speed is fast.
[0004]
However, each layer constituting the organic EL element requires a vacuum evaporation apparatus in which a plurality of evaporation vessels are connected, and the layers from the anode side to the cathode must be sequentially stacked. In addition, there are problems such as a decrease in light emission characteristics, a low productivity, and a high manufacturing cost due to poor vapor deposition efficiency.
[0005]
Also, many methods have been proposed in which an organic EL material is dissolved or dispersed in an organic solvent and a film is formed by a wet method using a printing method or a coating method.
[0006]
As a method using a printing method, a discharge type coater such as a screen printing method, a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a cap coating method, etc. The method used was mentioned.
[0007]
Examples of the method using a discharge type coater include a method of performing a rotation process after coating with a discharge type coater (Patent Document 1), and specifying a solvent and viscosity of an ink when using a discharge type coater (Patent Document 2). The invention has been made.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-351780 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-110348
However, in any of the printing methods and the coating methods, the organic EL element has a drawback that the thickness of the light emitting layer is very thin, about 0.1 μm, so that the thickness of the organic EL element tends to be uneven due to vibration or drying of the apparatus. Among them, the spin coating method, in which the membrane is produced with the centrifugal force applied and the centrifugal force continues to be applied until almost no solvent is left, is relatively unaffected by vibration and drying, and the most uniform This method is known as a method for forming a film, but is not practical because it has a drawback of wasting 95% or more of a material.
[0010]
The same is true for a method in which a discharge type coater and a rotation process are used in combination. The loss of material is as high as 50%, and it is hard to say that this method is suitable as a method for manufacturing an organic EL element that requires a high material cost.
[0011]
In addition, although provisions for ink when applying using a discharge type coater have been proposed, in practice, the vibration of the apparatus, drying conditions, and the parallelism (slope) of the coater head have a large effect, and cissing of the coating liquid may occur. It has been very difficult to solve the problems that the film thickness cannot be made uniform.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, an object of the present invention is to solve the above-described various problems in the related art and achieve the following objects. That is, the present invention is suitable for a surface light source such as a backlight, a light source array of a printer or the like, and has high luminance, excellent storage durability, can have a large area, and has a plurality of organic compound layers on a large substrate. An object of the present invention is to provide an organic EL element that can be formed, and a coating apparatus for an organic EL element that can be easily manufactured at a low cost and in a desired shape and size.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and the invention according to claim 1 is a coating apparatus for forming a material dissolved or dispersed in a solvent on a substrate by a discharge type coater. The coating apparatus is characterized in that the transfer of the substrate uses an air bearing method.
The invention according to claim 2 is characterized in that a mechanism for finely adjusting the parallelism between the discharge port of the discharge type coater and the substrate is maintained at 10% or less of the gap. It is a coating device.
The invention according to claim 3 is characterized in that the mechanism for finely adjusting comprises a detecting means for measuring a gap between the coater head and the substrate by a laser displacement sensor. It is a coating device.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic EL using an organic material dissolved or dispersed in a solvent, the substrate is transported at the time of coating by applying the organic material using a coating device using an air bearing system. This is a method for manufacturing an organic EL element, which is a feature.
[0014]
According to the first aspect, the unevenness of the coating film due to the vibration can be eliminated by using the air bearing method, which is optimal for the production of the organic EL. According to the second aspect, repelling unevenness and uneven film thickness of the ink at the time of application are solved by controlling the parallel accuracy between the coater head and the substrate to 10% or less of the gap. Further, the inclination of the coater head is always monitored at the time of coating using a laser displacement sensor, and the parallel accuracy of the coater head and the substrate can be maintained by performing feedback control. Can be eliminated. Furthermore, according to the fourth aspect, it is possible to manufacture an organic EL having no light emission unevenness caused by uneven film thickness.
[0015]
The coating apparatus according to the present invention is an apparatus for coating a material dissolved or dispersed in a solvent by a discharge type coater (die coater), and uses an air bearing method for transporting a substrate during coating. Here, the air bearing system refers to a system in which a substrate or a support fixed to the substrate support is filled with gas or flows in so as to prevent the substrate or the substrate support from coming into contact with the apparatus main body.
[0016]
As the substrate according to the present invention, a glass substrate or a plastic film or sheet can be used. If a plastic film is used, the polymer EL can be manufactured by winding, and an element can be provided at low cost. As the plastic film, polyethylene terephthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyether sulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, or the like can be used. Also, on the side where the conductive layer is not formed, a ceramic vapor-deposited film or another gas barrier film such as polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer is laminated, or a color filter layer is provided by printing. May be.
[0017]
As the transparent conductive layer, a composite oxide of indium and tin (hereinafter referred to as ITO) can be used. By using a vapor deposition or sputtering method on the substrate, or by using a coating method such as printing paste-like ITO. A film can be formed. Alternatively, a precursor such as indium octylate or acetone indium can be formed on a substrate by a coating thermal decomposition method of forming an oxide by thermal decomposition after coating. Alternatively, a material in which a metal such as aluminum, gold, or silver is translucently evaporated can be used.
[0018]
The transparent or translucent conductive layer may be patterned by etching, if necessary, or activated on the surface by UV treatment, plasma treatment, or the like. Instead of etching, nitrocellulose, polyamide, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic resin, urethane resin, or the like may be printed as an insulating layer.
[0019]
The polymer light-emitting layer that can be used in the present invention may be a single layer of a polymer phosphor or a multilayer structure including a hole transport layer, a polymer phosphor layer, and the like. When a hole transport layer is provided, copper phthalocyanine or a derivative thereof, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methyl Phenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-di (1-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine and the like Can be used, but polyaniline, polythiophene, polyvinyl carbazole, a mixture of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid can be used to form a film by a wet method. Possible and more preferred.
[0020]
As the polymeric fluorescent substance layer, coumarin-based, perylene-based, pyran-based, anthrone-based, porphyrene-based, quinacridone-based, N, N'-dialkyl-substituted quinacridone-based, naphthalimide-based, N, N'-diaryl-substituted pyrrolopyrrole-based Using fluorescent dyes such as polystyrene, polymethyl methacrylate, and polyvinyl carbazole dissolved in polymers such as polyarylene, polyarylene ethynylene, polyarylvinylene, and dendrimer. Can be.
[0021]
These phosphor layers can be used alone or as a mixture of toluene, xylene, acetone, anisole, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, tetralin, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, water, etc. A phosphor material can be dissolved in a solvent and a film can be formed using a printing method.
[0022]
When the phosphor layer is composed of two or more layers, in consideration of the solubility of the material constituting each layer, for example, utilizing the difference in solubility such as selecting a water-soluble and oil-soluble resin, The coating conditions may be selected so as to shorten the time from coating to drying so that the lower layer is not substantially affected. The thickness of the coating depends on the structure of the device, but is preferably 0.01 to 10 μm, and more preferably 0.05 to 0.5 μm. It should be noted that the organic EL material in this specification refers to an organic material that forms the above-described polymer phosphor layer, hole transport layer, polymer phosphor layer, and the like.
[0023]
In the organic EL device of the present invention, a phosphor layer is coated on a substrate on which a transparent or translucent conductive layer is laminated. Various coating methods such as a die coat, curtain coat, cap coat, spray coat, and slot coat can be used.
[0024]
In coating, if the parallel accuracy between the substrate and the coater head is poor, not only unevenness of film thickness but also unevenness of cissing often occur. For this reason, the gap between the substrate and the coater head is measured at two or more points using a contact type or optical type displacement meter (preferably a laser displacement sensor) by the detecting means, and the error of the inclination is 10% or less of the gap. Is desirable. Further, it is preferable that the gap is continuously measured by the optical displacement meter at the time of coating, and the coater head is controlled so as to be always parallel to the substrate. The gap is desirably 200 μm or less. The adjustment of the gap can be performed by slightly moving the coater head or the substrate (support) up and down by a piezo element or the like.
[0025]
In coating, only necessary portions may be coated, or portions not requiring coating may be protected by a release film or the like.
[0026]
In addition, the method of transporting a substrate during coating is not suitable for producing a thin film such as an organic EL even with a linear drive in a ball bearing method that is widely used, and unevenness due to micro-vibration occurs. It is preferable to use an air bearing system.
[0027]
Cathode materials include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium, alkaline earth metals such as calcium, magnesium, and barium, as well as aluminum and yttrium, and alloys of these metals in consideration of energy levels and metal stability. And can be chosen arbitrarily. If necessary, a luminous efficiency can be increased by providing a buffer layer of lithium fluoride, alumina, polymethyl methacrylate, sodium polystyrene sulfonate, polystyrene, or the like.
[0028]
Further, a metal foil of aluminum, copper, nickel, or the like can be used as the cathode material. Similarly, if necessary, a luminous efficiency can be increased by providing a buffer layer of lithium fluoride, alumina, polymethyl methacrylate, sodium polystyrene sulfonate, polystyrene, or the like. For the buffer layer using a polymer such as polymethyl methacrylate or sodium polystyrene sulfonate, a wet printing method can be used.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0030]
This will be described with reference to FIG. 1 (the configuration of the organic EL) and FIG. 2 (coating device). The substrate 1 of 100 × 100 mm glass with ITO was suction-adsorbed to the substrate support 6 of the coating apparatus. A mixture (hereinafter referred to as PEDOT / PSS) of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid represented by the following chemical formula 1 is applied to the coater head (die coater) 7 of the coating apparatus as the hole injection layer 2. Introduced.
[0031]
Embedded image
Figure 2004139814
[0032]
The substrate support 6 was moved under the coater head 7 by an air bearing at a printing speed of 150 mm / s. At this time, the gap between the substrate and the coater head was 120 μm, and the inclination of the coater head was kept at 5 μm or less by measuring the height difference between two points on the left and right with the laser displacement sensor 8, and the mixture was coated on the substrate 1 at 0.05 μm. . The coated substrate was transported as it was to a drying device and naturally dried at room temperature. In order to take out the electrode to the outside, a part of the ITO was wiped off to expose the ITO, and then as the light emitting layer 3, poly [2-methoxy-5- (2′-ethyl-hexyloxy) -1,1 represented by the following chemical formula 2 was used. 4-phenylenevinylene (Poly {2-methyoxy-5- (2'-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinylene) (hereinafter referred to as MEH-PPV) was dissolved in cyclohexanone and coated with 0.1 μm.
[0033]
Embedded image
Figure 2004139814
[0034]
Coating was performed under the same conditions as for the hole injection layer. Similarly, the electrode take-out part to the outside was wiped off, and magnesium 4 and aluminum 5 were coated on each other by 0.01 μm and 0.5 μm using a vacuum evaporation machine, thereby producing a polymer EL device according to the present invention as shown in FIG. When a voltage of 5 V was applied to this polymer EL device, uniform light emission of 100 cd / m2 was obtained.
[0035]
<Comparative Example 1>
In Example 1, a polymer EL element was manufactured using a die coater employing a ball bearing method as a coating apparatus. When a voltage of 5 V was applied to this polymer EL device, light emission of 100 cd / m2 was obtained. However, light emission unevenness caused by stripe-like film thickness unevenness occurred.
[0036]
<Comparative Example 2>
In Example 1, a polymer EL element was manufactured using the contact type displacement sensor with the height difference between the left and right of the coater head being 15 μm, but the liquid was repelled in the light emitting layer coating stage, and uniform coating could not be performed. Was.
[0037]
【The invention's effect】
By using the apparatus as in the present invention, repelling of the coating liquid and unevenness of the film thickness could be eliminated. Therefore, by using this coating apparatus, it was possible to eliminate the repelling of the coating liquid and the uneven light emission due to the uneven film thickness, which are generated in the manufacture of the organic EL using the organic EL material dissolved or dispersed in the solvent.
[0038]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a polymer EL device of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing one embodiment of a coating apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Glass substrate with ITO 2 ... PEDOT / PSS
Reference Signs List 3 Light-emitting layer 4 Magnesium 5 Aluminum 6 Substrate support 7 Coater head 8 Laser displacement sensor

Claims (4)

溶剤に溶解もしくは分散した材料を吐出型コータにて基板上に製膜する塗布装置において、塗布時の基板の搬送がエアベアリング方式を用いることを特徴とする塗布装置。What is claimed is: 1. A coating apparatus for forming a film dissolved or dispersed in a solvent on a substrate by a discharge coater, wherein the substrate is transported at the time of coating using an air bearing method. 吐出型コータの吐出口と基板の平行精度をそのギャップの10%以下に保つ為に、微調整する機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。2. The coating apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism for finely adjusting the parallelism between the discharge port of the discharge type coater and the substrate to be 10% or less of the gap. 前記微調整する機構が、レーザー変位センサによりコータヘッドと基板のギャップを測定する検出手段を備えていることを特徴とする請求項1または2の何れかに記載の塗布装置。3. The coating apparatus according to claim 1, wherein the fine adjustment mechanism includes a detection unit configured to measure a gap between the coater head and the substrate by using a laser displacement sensor. 4. 溶剤に溶解もしくは分散した有機材料を用いる有機ELの製造方法において、塗布時の基板の搬送がエアベアリング方式を用いる塗布装置を用いて前記有機材料を塗布することを特徴とする有機EL素子の製造方法。A method of manufacturing an organic EL device using an organic material dissolved or dispersed in a solvent, wherein the substrate is transported during coating by applying the organic material using a coating device using an air bearing method. Method.
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