(57)【要約】【課題】隔壁にて囲まれた発光画素部に、湿式成膜法により、有機発光層及び発光補助層を、発光画素部内に、平坦性が高く膜厚差がなく、均一で、精度高い有機発光媒体層を形成し、発光ムラのない有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板上にパターン状に形成された第１電極と、第１電極と対向するように設けられた、パターン化された第２電極との間に、隔壁により囲まれ、２次元状に配列された発光画素部が設けられ有機ＥＬ素子であって、前記発光画素部が、有機発光層と発光補助層から構成されており、この発光画素部が、有機発光材料及び発光補助材料を溶媒に溶解、または分散させ、湿式成膜法により形成されたものであり、前記隔壁の膜厚を膜厚Ａ、前記有機発光媒体層の膜厚を膜厚Ｂとし、５≦膜厚Ａ／膜厚Ｂ≦１００を満たすこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパターン状に形成された第１電極と、第１電極と対向するように設けられた、第２電極との間に、隔壁により囲まれ、２次元状に配列された発光画素部が設けられた有機ＥＬ素子であって、
前記発光画素部が、有機発光層と発光補助層からなる有機発光媒体層により構成されており、
この有機発光層と発光補助層が、有機発光材料及び発光補助材料を溶媒に溶解、または分散させ、湿式成膜法により形成されたものであり、
前記隔壁の膜厚を膜厚Ａ、前記有機発光媒体層の膜厚を膜厚Ｂとし、５≦膜厚Ａ／膜厚Ｂ≦１００を満たすことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記隔壁の膜厚が０．５μｍ≦膜厚Ａ≦４．０μｍで、前記有機発光媒体層の膜厚が膜厚Ｂ≦０．２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記隔壁が、有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して、水平方向及び垂直方向に形成されており、
前記有機発光媒体層の膜厚を膜厚Ｂとし、前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して平行方向に設けられた隔壁の膜厚を膜厚Ｃとし、５≦膜厚Ｃ／膜厚Ｂ≦１００を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して平行方向に設けられた隔壁の膜厚が０．５μｍ≦膜厚Ｃ≦４．０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法が凸版印刷方式であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の有機発光媒体層を、有機発光材料及び発光補助材料を溶媒に溶解又は分散させ、形成する湿式成膜法が、凸版印刷方式であることを特徴する有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報表示端末などのディスプレイへの用途が期待される有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子と略称）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下有機ＥＬディスプレイと略称）は、基板上に少なくとも陽極と有機発光層と陰極とを含み、電極間に電界をかけることにより前記有機発光層に電子と正孔を注入し発光させる有機ＥＬ素子からなる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は自発光型素子であることから、液晶ディスプレイのようにバックライトを用いなくても表示が可能である。また素子構造が単純であるため、薄くて軽量な素子を作製することができ、現在活発に研究が行われている。一般的な有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に有機発光層だけでなく、発光補助層を備えている場合もある。発光補助層としては、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等がある。
【０００４】
有機ＥＬ素子の有機発光層に用いられる有機発光材料には、低分子材料と高分子材料とがあり、一般に低分子材料は蒸着法等の真空成膜法（ドライコーティング法）により薄膜形成される。しかし、フルカラーの有機ＥＬディスプレイを製造する場合、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）といった３色の異なる発光を有する有機ＥＬ素子からなる場合には、有機発光層を画素ごとにパターン形成する必要がある。真空成膜法により有機発光層のパターニングを行う場合には、微細パターンを有する蒸着マスクを用いる。蒸着マスクを用いてパターニングを行う方法では、基板の大型化に伴いパターニング精度を得難いという問題がある。また、ドライコーティング法であるため、基板表面上の異物や突起を十分に被覆できず、ショートが発生しやすいなどの問題もある。また、有機発光層以外の発光補助層についても同様の問題が生じる。
【０００５】
そこで、有機発光材料を溶媒に溶解もしくは分散させてインキ（塗工液）を作り、これを塗布法や印刷法といったウェットコーティング法にて膜形成する方法が試みられている。ウェットコーティング法を用いることによって、均一かつ高速に薄膜形成が可能となり、特に大型基板を用いる製造プロセスにおいて、大量生産品のコストダウンが可能となるため盛んに研究開発が行われている。
【０００６】
塗布型有機発光材料を用いた有機ＥＬ素子の構造は、陽極／発光補助層／有機発光層／陰極の順に積層する構造とすることが一般的であり、陽極、陰極といった電極を除いて、すべてウェットコーティング法により作製することが可能である。薄膜を形成するためのウェットコーティング法としては、スリットコート法、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、吐出コート法、ロールコート法などの塗布法や、凸版印刷法、インクジェット法、凹版印刷法といった印刷法などがある。
【０００７】
特に、有機発光層を、画素ごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の異なる発光色を有するように塗り分けるには、印刷法による選択的膜形成が有力な製造方法である。
【０００８】
各種印刷法の中でも、グラビア印刷法のように硬質の印刷版を用いる方法はガラスを基板とする有機ＥＬ素子には不向きである。また、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷では、ゴムブランケットが有機発光材料の溶剤である芳香族系溶媒によって膨潤しやすいため、高精度に安定して印刷することが難しい。一方、樹脂版を用いる凸版印刷法はオフセット印刷に見られる版の膨潤がなく、また、樹脂が弾性を有するため、
ガラス基板への印刷も可能である。そのため、凸版印刷法は有機ＥＬ素子製造方法として最も適している。
【０００９】
凸版印刷法によって作製される有機ＥＬ素子においては、特許文献１に示すように、隣接する画素を分割する画素隔壁が設けられる。通常、画素隔壁は感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法によりパターン形成される。画素隔壁を設けることによって、画素領域の正確な区分けと隣接画素間における混色の防止、リーク電流の防止、ＴＦＴ回路や電極線等の凹凸を軽減するなどの効果があり、また、基板回路上に設けられた薄膜トランジスタなどの駆動素子に対する保護効果も期待できる。
【００１０】
画素隔壁の膜厚は凸版印刷法によって成膜される有機発光層の膜厚や画素内形状に寄与する。有機発光層の成膜形状が悪化すると画素内で膜厚差が生じ、発光輝度ムラにつながる問題がある。
【００１１】
有機ＥＬ素子を効率よく発光させるには有機発光層の膜厚が重要であり、０．１μｍ程度の薄膜形成が必要である。そのため、凸版印刷法により有機発光層を所望の膜厚に成膜し、かつ、成膜形状を平坦化するための隔壁膜厚設計が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１‐１５５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記問題を解決するための課題は、隔壁にて囲まれた発光画素部に、湿式成膜法により、有機発光層と発光補助層を、発光画素内に、平坦性が高く膜厚差がなく、均一で、精度高い有機発光層を形成し、発光ムラのない有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基板上にパターン状に形成された第１電極と、第１電極と対向するように設けられた、第２電極との間に、隔壁により囲まれ、２次元状に配列された発光画素部が設けられた有機ＥＬ素子であって、
前記発光画素部が、有機発光層と発光補助層からなる有機発光媒体層により構成されており、
この有機発光層と発光補助層が、有機発光材料及び発光補助材料を溶媒に溶解、または分散させ、湿式成膜法により形成されたものであり、
前記隔壁の膜厚を膜厚Ａ、前記有機発光媒体層の膜厚を膜厚Ｂとし、５≦膜厚Ａ／膜厚Ｂ≦１００を満たすことを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記隔壁の膜厚が０．５μｍ≦膜厚Ａ≦４．０μｍで、前記有機発光媒体層の膜厚が膜厚Ｂ≦０．２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記隔壁が、有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して、水平方向及び垂直方向に形成されており、
前記有機発光媒体層の膜厚を膜厚Ｂとし、前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して平行方向に設けられた隔壁の膜厚を膜厚Ｃとし、５≦膜厚Ｃ／膜厚Ｂ≦１００を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法の成膜方向に対して平行方向に設けられた隔壁の膜厚が０．５μｍ≦膜厚Ｃ≦４．０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、前記有機発光媒体層を形成する湿式成膜法が凸版印刷方式であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の有機発光媒体層を、有機発光材料及び発光補助材料を溶媒に溶解又は分散させ、形成する湿式成膜法が、凸版印刷方式であることを特徴する有機ＥＬ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、有機発光層と発光補助層を、湿式成膜法を用いて基板上に形成する場合に、パターン化された第１電極上に形成される発光画素部の隔壁膜厚と有機発光層と発光補助層の膜厚の適正化、または、成膜方向に対して平行方向に配置される画素隔壁膜厚と有機発光層膜厚と発光補助層膜厚の適正化により、各発光画素内における有機発光媒体層形状の平坦性が向上する。そのため、画素内での発光輝度均一性が向上し、発光ムラのない有機ＥＬ素子の製造が可能となる。
【００２１】
また、画素隔壁の膜厚によって、所望の有機発光媒体層膜厚における成膜形状を制御できることから、特に凸版印刷法においては成膜に必要となる部材を所望の有機発光媒体層膜厚ごとに用意する必要がないため、コストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の概略構造を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子画素隔壁に有機発光層を成膜した際の形状を示す平面図の一例である。
【図３】本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子画素隔壁形成後の模式図の一例である。
【図４】本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子画素隔壁形成後の模式図の一例である。
【図５】本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子画素隔壁形成後の模式図の一例である。
【図６】本発明の画素隔壁内に有機発光層及び発光補助層を成膜するための凸版印刷機の概念図である。
【図７】本発明の比較例における画素隔壁内に有機発光層を成膜した際の形状を示す平面図の一例である。
【図８】本発明の比較例における画素隔壁内に有機発光層を成膜した際の形状を示す平面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明はこれに限るものではない。
【００２４】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の概略構造の一例を説明するための断面模式図である。基板１０１上に、陽極となる第一電極１０２、正孔輸送層１０４、有機発光層１０５、陰極となる第二電極１０６を備える。このように陽極１０２と陰極１０６との間に有機発光層１０５が設けられ、陽極１０２と有機発光層１０５との間に正孔輸送を行う発光補助層１０４が設けられる構造は有機ＥＬ素子発光部の代表的な構造である。また、陽極１０２
のパターン間には、画素隔壁１０３が設けられ、発光画素を仕切るとともに画素間の電気的絶縁を図る。基板１０１上に、陽極１０２、隔壁１０３、正孔輸送を行う発光補助層１０４、有機発光層１０５、陰極１０６が設けられた有機ＥＬ構成体は、さらに電極や有機発光層１０５を外部の環境から保護するための封止体１０７により覆われる。封止体１０７は、封止キャップ１０７ａ、接着剤１０７ｂ、乾燥剤１０７ｃを備える。
【００２５】
また、本発明の有機ＥＬ素子においては、陽極と陰極の間には有機発光層０５の他に発光補助層１０４を備える。発光補助層１０４としては、図１に示した前述の正孔輸送層の他に、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、等を挙げることができる。これらの発光補助層１０４は適宜選択され、複数選択してもよい。正孔注入層は陽極と有機発光層との間に設けられる。発光補助層１０４である電子注入層、電子輸送層は有機発光層１０５と陰極との間に設けられる。また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、陽極、陰極、有機発光層１０５、発光補助層１０４である正孔輸送層は単層構造ではなく、多層構造としてもよい。
【００２６】
また、本発明の有機ＥＬ素子においては、有機ＥＬディスプレイとしての画像駆動方式が、パッシブマトリックス方式、アクティブマトリックス方式のどちらにも適用可能である。パッシブマトリックス方式とはストライプ状の陽極及び陰極を直交させるように対向させ、その交点を発光させる方式であるのに対し、アクティブマトリックス方式は画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した、いわゆるＴＦＴ基板を用いることにより、画素ごとに独立して発光する方式である。アクティブマトリックス方式有機ＥＬディスプレイの場合、有機ＥＬ素子の陽極、陰極の一方の電極はＴＦＴ基板上に画素ごとに設けられ、もう一方の電極は画素全体に設けられる。
【００２７】
また、本発明の有機ＥＬ素子においては、表示のための光の取り出し方から２種類に大別され、発光した光を基板側から取り出すボトムエミッション方式と、発光した光を基板と反対側から取り出すトップエミッション方式とのいずれも可能である。ボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合には、基板１０１及び第一電極（陽極）１０２が光透過性を有する必要があり、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子とするためには、陰極及び封止体が光透過性を有する必要がある。
【００２８】
また、本発明の有機ＥＬ素子においては、図１とは逆に、基板上に、陰極となる第一電極、有機発光層１０５、正孔輸送層、陽極となる第二電極１０６の順に設けてもよい。有機発光層１０５と正孔輸送層等の発光補助層１０４とを総称して有機発光層と呼べば、いずれの場合も、基板上に、第一電極１０２、有機発光層、第二電極１０６の順に断面構成され、平面上の画素の区分けを別途作製する画素隔壁により行うものである。
【００２９】
次に、図１に示した本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
本発明にかかる基板１０１としては、絶縁性を有する基板であればいかなる基板も使用することができる。ただし、この基板側から光を出射するボトムエミッション方式の場合には、基板として透明なものを使用する必要がある。
【００３１】
例えば、上述の透明な基板１０１として、ガラス基板や石英基板が使用できる。また、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートであっても良い。これら、プラスチックフィルムやシートに、金属酸化物薄膜、金属弗化物薄膜、金属窒化物薄膜、金属酸窒化物薄膜、あるいは高分子樹脂膜を積層したものを基板として利用するこ
とにより、水分やガスの透過を小さくして、素子の特性を安定化することができる。
【００３２】
前記金属酸化物薄膜としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等が例示できる。前記金属弗化物薄膜としては、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等が例示できる。前記金属窒化物薄膜としては、窒化珪素、窒化アルミニウム等が例示できる。また、前記高分子樹脂膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂等が例示できる。
【００３３】
また、トップエミッション方式の場合には、不透明な基板を使用するコートもできる。例えば、シリコンウエハ、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、金属シート金属板等である。また、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属薄膜を積層させたものを用いることも可能である。
【００３４】
なお、上記各種の基板は、あらかじめ加熱処理を行うことにより、基板内部や表面に吸着した水分を極力低減することがより好ましい。また、基板上に積層される材料に応じて、密着性を向上させるために、超音波洗浄処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶオゾン処理などの表面処理を施してから使用することが好ましい。
【００３５】
また、前記基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、駆動用基板としても良い。ＴＦＴの材料としては、ポリチオフェンやポリアニリン、銅フタロシアニンやペリレン誘導体等の有機ＴＦＴでもよく、また、アモルファスシリコンやポリシリコンＴＦＴでもよい。また、前記基板のどちらかの面にカラ‐フィルタ層や光散乱層、光偏光層等を設けて基板としてよい。
【００３６】
次に、この基板１０１上に、陽極となる第一電極１０２を形成する。陽極形成材料として、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物が利用できる。被膜形成方法としてはドライコーティング方式が利用できる。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等である。そして、真空製膜された金属酸化物被膜にフォトレジストを塗布して露光・現像し、ウェットエッチング又はドライエッチングして、パターン状に加工することができる。パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はストライプ状に形成される。アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はドット状にパターン形成される。
【００３７】
陽極を形成後、隣接する陽極パターンとの間に感光性材料を用いて、フォトリソグラフィ‐法により画素隔壁１０３が形成される。さらに詳しくは、感光性樹脂組成物を基板に塗布する工程と、パターン露光、現像、焼成して画素隔壁パターンを形成する工程と、を少なくとも有する。
【００３８】
画素隔壁１０３を形成する感光性樹脂材料としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらも可能であり、市販の材料を使用できるが、絶縁性を有する必要がある。画素隔壁が十分な絶縁性を有さない場合には画素隔壁を通じて隣り合う画素電極に電流が流れてしまい表示不良が発生する。感光性樹脂材料として、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に限定するものではない。この中でも感光性ポリイミドは耐熱性、耐溶剤性、低アウトガスなどの特性から最も好適である。また、有機ＥＬディスプレイパネルの表示品位向上、および薄膜トランジスタの誤作動防止のため、光遮光性の材料を感光性材料に含有させても良い。
【００３９】
画素隔壁１０３を形成する感光性樹脂はスピンコーター、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の公知の塗布方法を用いて塗布される。次に、パ
ターン露光と現像により、画素隔壁パターンを形成する。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子の画素隔壁膜厚は、前記画素隔壁膜厚を膜厚Ａ（図２）とした場合、後工程で湿式成膜法により形成する有機発光層膜厚を膜厚Ｂ（図２）とした場合、５≦膜厚Ａ／膜厚Ｂ≦１００を満たすように形成される。このとき、各画素を仕切る二方向の隔壁のうち成膜方向に対して平行な画素隔壁膜厚と、成膜方向に対して垂直な方向の画素隔壁膜厚とのいずれもが前記条件を満たすことが望ましいが、成膜方向に対して平行な画素隔壁膜厚が前記条件を満たすことでも本発明の効果を得ることができる。成膜方向に対して平行方向、垂直方向の画素隔壁幅に差をつけること、ハーフトーンマスクを使用すること、などの手法によって画素隔壁の膜厚に差を持たせることができる。
【００４１】
図３、４、５は、本発明の有機ＥＬ素子の画素隔壁の概略構造の一部を説明するための斜視模式図であり、基板１１０上に形成される画素隔壁のみを模式的に示す。画素隔壁は、発光画素部１１３の４辺に沿って、ブロック矢印で示す成膜方向に平行な画素隔壁１１１と成膜方向に垂直な画素隔壁１１２とから成る。本発明の有機ＥＬ素子の画素隔壁膜厚は、下部電極等の凹凸をカバーするという隔壁としての機能を確実に果たすために、厚みが０．５μｍ以上であることが望ましい。また、本発明の有機ＥＬ素子の画素隔壁膜厚は、湿式成膜法により形成する有機発光層を均一に成膜するために、４．０μｍ以下であることが望ましいがこれに限定されるものではない。
【００４２】
上述のように画素隔壁を形成した後に、発光補助層１０４を形成する。正孔輸送層の形成材料としては、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の高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶコートができる。
【００４３】
これらの、正孔輸送層材料を溶解または分散する溶媒としては、キシレン、アセトン、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−ル、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独またはこれらの混合溶剤などが挙げられる。
【００４４】
前記インキの表面張力は３５ｍＮ／ｍ以下に調整することが望ましい。表面張力が３５ｍＮ／ｍよりも大きくなると塗膜を塗布した直後からその表面張力により液のヨリが発生して均一な平坦面を損ねるためである。また溶媒が水を中心とする場合には、表面張力を下げるために水に対して１０〜３０ｖｏｌ％程度のアルコ‐ル類を入れるコートが望ましい。水に対するアルコールの濃度が３０ｖｏｌ％を超えると水との蒸発速度差からムラが発生しやすくなり、さらに分散体の凝集などの問題が起こる。また、１０ｖｏｌ％以下であると表面張力を下げるのに不十分である。以上のような溶媒を用いたインキの濃度は、通常０．０１％〜１０％程度、好ましくは０．１％〜３％固形分を含むように調整される。
【００４５】
以上のような溶媒にてインキ化された材料をウェットコート法によって基板に塗布する。ウェットコート法としては、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、吐出コート法、ロールコート法などの塗布法や、凸版印刷法、インクジェット法、凹版印刷法などの印刷法が挙げられる。
【００４６】
上記手法にて塗布した膜は、速やかに乾燥を行うことが望ましい。乾燥はオ‐ブンやホットプレ‐トといった既知の加熱方法のいずれを用いてもよい。正孔輸送層の焼成温度は正孔輸送層がＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリチオフェン／ポリスチレンスルホン酸）の場合、１３０℃〜２３０℃で加熱することが好ましい。焼成温度が１３０℃未満では焼成条件としては低温であり、前記発光補助層１０４である正孔輸送層からの水分の蒸発不足などの問題が懸念され、水分が画素隔壁中に残ると発光材料が水分により汚染劣化されてしまう。また、２３０℃以上では焼成条件として高温であり、前記正孔輸送層が熱劣化してしまう危険がある。焼成時間は、水分の蒸発不足、発光効率への影響、生産性などを考慮して決定することが望ましい。また、乾燥する際に減圧下で乾燥してもよいし、窒素下で乾燥してもよい。
【００４７】
上記の加熱による発光補助層１０４である正孔輸送層の画素内形状を改善する工程の後、有機発光層１０５を形成する。有機発光層１０５は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層を形成する有機発光材料として、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、ポリフェニレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。
【００４８】
これらの有機発光材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ、有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解又は分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶剤が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されても良い。
【００４９】
本発明においては、有機発光層１０５は凸版印刷法を用いて形成されることが望ましい。以下に、凸版印刷法について詳細に説明する。有機発光層１０５の一部又は全ての形成に用いることのできる凸版印刷法の版としては、水現像タイプの樹脂凸版を用いることが好ましい。このような樹脂版を構成する水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは、親水性ポリマ−としてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては、例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適性の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。印刷版の凸部（画線部）は数十μｍの高さであり、しかも弾性を有し、被印刷基板の画素隔壁はせいぜい数μｍであるから、画素隔壁を十分に乗り越えて印刷を行うことができる。
【００５０】
有機発光媒体層の一部又は全ての形成に用いる印刷機は、被印刷基板６０７として平板を用いる方式の凸版印刷機であれば使用可能であるが、以下に示すような印刷機が望ましい。図６は、本発明の有機ＥＬ素子を作製するための凸版印刷機の概念図である。本製造装置は、インキチャンバー６０８とアニロックスロール６０１と、クッションテープ６０３を介して樹脂凸版６０４を取り付けした版胴６０５を有している。インキチャンバー６０８には、有機発光層形成用インキが収容されている。アニロックスロール６０１は、インキチャンバー６０８のインキ供給部及び版胴６０５に接して回転するようになっている。
【００５１】
アニロックスロール６０１の回転に伴い、インキチャンバー６０８から供給された有機発光層形成用インキはドクターブレード６０２によってアニロックスロール６０１表面に均一に保持された後、版胴に取り付けた樹脂凸版６０４の凸部に均一な膜厚で転移する。さらに、被印刷基板６０７は摺動可能な基板固定台（ステージ）６０６上に固定され、版
のパターンと被印刷基板のパターンの位置調整機構（図示せず）により、位置調整しながら印刷開始位置まで移動して、版胴６０５の回転に合わせて樹脂凸版６０４の凸部が基板１０１に接しながらさらに移動し、基板１０１の所定位置にインキを転移し、有機発光層１０５をパターニングする。
【００５２】
次に、乾燥後、第二電極（陰極）１０６を形成する。陰極層の材料としては、有機発光層１０５への電子注入効率の高い物質を用いる。具体的には、Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。又は、電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。第二電極（陰極）１０６を透光性電極層として利用する場合には、仕事関数が低いＬｉ、Ｃａを薄く設けた後に、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物を積層してもよく、前記有機発光層１０５に、仕事関数が低いＬｉ，Ｃａなどの金属を少量ドーピングして、ＩＴＯなどの金属酸化物を積層してもよい。
【００５３】
第二電極（陰極）１０６の形成方法は、上述の材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビ‐ム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いるコートができる。第二電極（陰極）１０６の厚さに特に制限はないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。第二電極（陰極）１０６の膜厚が１０ｎｍ未満であると膜のピンホールが十分に埋められずショートの原因となる。また１０００ｎｍより大きいと製膜時間が長くなり生産性が悪くなる。なお、第二電極（陰極）１０６は、成膜時に所望のパターンで作製されたマスクを用いることでパターンニングできるが、アクティブマトリックス方式の場合にはパターニングしなくても良い。
【００５４】
最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、封止体１０７を用いて封止する。封止体１０７としては、凹部を有する封止キャップ１０７ａを用い、封止キャップ１０７ａと基板１０１を接着剤１０７ｂを介して貼りあわせる方法を用いるコートができる。また、封止キャップ１０７ａと基板１０１で密封した空間には乾燥剤１０７ｃを備えることができる。
【００５５】
封止キャップ１０７ａとしては、金属キャップ、ガラスキャップを用いることができる。接着剤１０７ｂとしては、エステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート等のアクリレート、ウレタンポリエステル等の樹脂を用いたラジカル系接着剤や、エポキシ、ビニルエーテル等の樹脂を用いたカチオン系接着剤、チオール・エン付加型樹脂系接着剤等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂を用いるコートができる。また、紫外線硬化型エポキシ系接着剤も利用できる。乾燥剤１０７ｃとしては、酸化バリウムや酸化カルシウムを用いることができる。
【００５６】
また、この他にも有機ＥＬ構成体にバリア層を形成し、バリア層を封止体１０７とすることも可能である。このとき、バリア層としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等を用いるコートができ、これらは、ＣＶＤ法等の真空成膜法により有機ＥＬ構成体全面を覆うように形成される。また、バリア層が形成された有機ＥＬ素子は接着層１０７ｂを介して封止基板と貼りあわせ、これらを封止体１０７とすることも可能である。
【００５７】
以下に、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００５８】
＜被印刷基板６０７の作製工程＞
まず、図１に示すように、基板１０１である無アルカリガラス上に、回路層としてシリコン、ＩＴＯ等の水に不溶の金属及び金属酸化物、金属窒化物よりなるＴＦＴ回路が形成された基板１０１を準備した。回路用配線はＡｌで形成し、膜厚は４００ｎｍとした。
【００５９】
次に、ＴＦＴ回路が形成された基板上に、感光性樹脂を用いて画素隔壁を形成した。本実施例では、有機発光層１０５の膜厚を１２０ｎｍに成膜するため、前記膜厚Ａ／膜厚Ｂ＝２０となるように画素隔壁膜厚を２．４μｍとすることとした。
【００６０】
まず、基板１０１を低圧水銀灯によって処理し、純水、ブラシ洗浄、超音波洗浄などのウェットプロセスによる洗浄を行った後に、ポジ型感光性ポリイミドを全面スピンコートした。スピンコートの条件は、３００ｒｐｍで５秒間回転させた後、８００ｒｐｍで２０秒間回転とし、スピンコート後の感光性材料の高さを３．３μｍとした。スピンコート後１２０℃で５分間プレベークを行った。プレベーク後の基板に対し、フォトマスクを介してｉ線ステッパーを用いて２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光後、現像処理を行った。こうして形成された画素隔壁部の膜厚は２．５μｍとなった。
【００６１】
次に、発光補助層１０４である正孔輸送層を形成するための正孔輸送インキとしてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水分散液であるバイトロンＣＨ‐８０００を６０％、超純水を２０％、１‐プロパノールを２０％混合し、インキとした。上記インキを用いてスリットコート法にて基板上に発光補助層１０４である正孔輸送層を形成し、膜厚を５０ｎｍとした。なお、正孔輸送インキ塗布前の基板に前処理として、ＵＶ／Ｏ３洗浄装置にて３分間紫外線照射を行った。これにより被印刷基板６０７を作製した。
【００６２】
＜有機発光層形成用インキの作製工程＞
赤色、緑色、青色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３色からなる以下の高分子有機発光インキを、キシレンに溶解し調整した。赤色発光インキ（Ｒ）は、ポリフルオレン系誘導体のキシレン１ｗｔ％溶液（住友化学社製赤色発光材料、商品名Ｒｅｄ１１００）である。緑色発光インキ（Ｇ）は、ポリフルオレン系誘導体のキシレン１ｗｔ％溶液（住友化学社製緑色発光材料、商品名Ｇｒｅｅｎ１３００）である。青色発光インキ（Ｂ）は、ポリフルオレン系誘導体のキシレン１ｗｔ％溶液（住友化学社製青色発光材料、商品名Ｂｌｕｅ１１００）である。
【００６３】
＜樹脂凸版６０４の作製工程＞
厚さ２５０μｍの４２ニッケル材を感光性樹脂による凸版６０４の基材として、前記基材の上に黒色顔料を混錬したアクリルバインダ‐樹脂溶液を乾燥膜厚が１０μｍになるように塗布して乾燥し、反射防止層を形成した。
【００６４】
水溶性ポリアミドを主成分とし、ラジカル重合性モノマーとしてとしてジペンタエリスリトールヘキサキスアクリレート、光重合開始剤として２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を混錬した感光性樹脂組成物が、前記基材の表面に版材の総厚が３１０μｍとなるように溶融塗工したものを感光性樹脂層とし、ポリビニルアルコール溶液を乾燥膜厚１μｍになるように塗布したポリエチレンテレフタレートフィルム（フィルム厚み１２５μｍ：帝人デュポンフィルム社製）をラミネートした。これにより、感光性樹脂凸版６０４を作製した。
【００６５】
合成石英基材のクロムマスクを樹脂凸版６０４のパターンの原版とし、このマスクをプロキシミティ露光装置にセットして感光性樹脂凸版を露光することで、所望のパターンが
形成された樹脂凸版６０４を作製した。
【００６６】
＜有機発光層形成用インキの印刷工程＞
樹脂凸版６０４を枚葉式印刷装置の版胴６０５にクッションテープ６０３を介して固定した。次に、前記高分子有機発光インキをインキチャンバー６０８に供給し、アニロックスロール６０１を回転させることで全面にインキングした。アニロックスロール６０１は６００ライン／インチ、容積１１ｃｃのアニロックスロールを使用した。その後、アニロックスロール６０１上の余剰インキをドクターブレード６０２でかき取り、樹脂凸版６０４の凸パターン部にインキングした。
【００６７】
前述のようにインキングされた樹脂凸版６０４上の有機発光層１０５用インキを、被印刷基板６０７に、図６に示す凸版印刷装置にて基板上の画素長辺方向に画素内を埋めるように１ラインずつ、計３ライン形成した。成膜後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った結果、各ラインの有機発光層１０５の膜厚は平均で１２０ｎｍとなった。
【００６８】
印刷膜上にＣａ、Ａｌからなる陰極材料を、画素部のみに蒸着されるようにマスク蒸着し、膜厚５００ｎｍの第二電極（陰極）１０６を形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップとエポキシ系の接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子を作製した。
【００６９】
得られた有機ＥＬ素子の表示部の周辺部には各画素電極に接続されている第一電極（陽極１０２の取り出し電極と、第二電極（陰極）１０６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、有機ＥＬディスプレイパネルを得た。
【実施例２】
【００７０】
図４に示すように成膜方向に対して平行な方向の画素隔壁１１１の膜厚を変更して、実施例１同様の手順で有機ＥＬディスプレイパネルを得た。成膜方向に対して平行な画素隔壁１１１と垂直な画素隔壁１１２の幅を変更したフォトマスクを介して露光、現像、ベーク処理をすることで、成膜方向に対して平行な画素隔壁１１１の膜厚が２．０μｍ、垂直な画素隔壁１１２の膜厚が２．４μｍとなるように成膜し発光状態を観察した。
【００７１】
実施例１、実施例２のようにして得られた有機ＥＬディスプレイパネルについて点灯表示確認を行ったところ、図２に示すように発光画素内の形状が良好であることが確認された。そのため発光輝度ムラが抑制されパネル全面においてムラのない表示品位が得られた。
【００７２】
＜比較例１＞
比較例１においては、実施例１同様の手順で有機ＥＬディスプレイパネルを得たが、画素隔壁膜厚が３．２μｍ、有機発光層１０５の膜厚は平均で３０ｎｍとなるように成膜し発光状態を観察した。
【００７３】
このようにして得られた有機ＥＬディスプレイパネルについて点灯表示観察を行ったところ、図７に示すように発光画素内での有機発光層１０５の膜形状悪化に伴い発光輝度ムラが観察され、パネル表示品位が悪化することを確認した。
【００７４】
＜比較例２＞
比較例２においては、実施例１同様の手順で有機ＥＬディスプレイパネルを得たが、画素隔壁膜厚が０．５μｍとなるように成膜し、発光状態を観察した。
【００７５】
このようにして得られた有機ＥＬディスプレイパネルについて点灯表示観察を行ったと
ころ、図８に示すように発光画素内での有機発光媒体層膜形状悪化に伴い発光輝度ムラが観察され、パネル表示品位が悪化することを確認した。
【００７６】
以上の評価結果をまとめ、表１に示す。
【００７７】
【表１】
2014060104.tif 000003
【符号の説明】
【００７８】
１０１・・・基板
１０２・・・第一電極（陽極）
１０３・・・隔壁（成膜方向に平行な画素隔壁）
１０４・・・発光補助層
１０５・・・有機発光層
１０６・・・第二電極（陰極）
１０７・・・封止体
１０７ａ・・・封止キャップ
１０７ｂ・・・接着剤
１０７ｃ・・・乾燥剤
１１０・・・基板
１１１・・・成膜方向に平行な画素隔壁
１１２・・・成膜方向に垂直な画素隔壁
１１３・・・発光画素部
６０１・・・アニロックスロール
６０２・・・ドクターブレード
６０３・・・クッションテープ
６０４・・・樹脂凸版
６０５・・・版胴
６０６・・・基板固定台
６０７・・・被印刷基板
６０８・・・インキチャンバー
【図１】
2014060104.tif 000004
【図２】
2014060104.tif 000005
【図３】
2014060104.tif 000006
【図４】
2014060104.tif 000007
【図５】
2014060104.tif 000008
【図６】
2014060104.tif 000009
【図７】
2014060104.tif 000010
【図８】
2014060104.tif 000011