(57)【要約】【課題】凸版印刷を用いる有機ＥＬ素子の製造方法において、欠損のなく、均一な層厚の有機発光層を有する有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】凸版印刷に用いる凸版のうち、外縁部をダミー領域、その内部を画像形成領域とする。そこで、凸版のうち、印刷の際印圧のムラの生じやすいダミー領域を電極上の有機発光体層の形成に用いず、印圧の均一な内部の画像形成領域のみを用いて、電極上に有機発光層が印刷されるようにする。【選択図】図３
2006278206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上の電極が設けられた領域に、凸版印刷法で有機発光材料を印刷し、有機発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、
凸版印刷に用いる凸版が、
画像形成領域と、
画像形成領域の外縁部に位置するダミー領域を備え、前記凸版と前記基材が接触する際に、
前記凸版の前記画像形成領域は、前記基材上の電極が設けられた領域を含み、
前記凸版の前記ダミー領域は、前記基材上の電極の設けられた領域を含まないことを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
凸版が、複数本の平行線で構成されたラインパターンを含み、
前記凸版のうち、少なくとも、前記平行線のうち両端の線が占める領域をダミー領域とし、
前記凸版のうち、ダミー領域の内側領域を画像形成領域とすることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
画像形成領域の外縁とダミー領域の外縁の最小の間隔が、１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
基材上の電極が設けられた領域に、凸版印刷法で有機発光材料を印刷し、有機発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造に用いる凸版において、
前記凸版が、
画像形成領域と、
画像形成領域の外縁部に位置するダミー領域を備え、前記凸版と前記基材が接触する際に、
前記凸版の前記画像形成領域は、前記基材上の電極が設けられた領域を含み、
前記凸版の前記ダミー領域は、前記基材上の電極の設けられた領域を含まないことを特徴とする凸版。
【請求項５】
前記凸版に樹脂凸版を用いることを特徴とする請求項４に記載の凸版。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で製造したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の凸版を用いて、凸版印刷法で有機発効材料を印刷す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】
本発明は、凸版印刷法により有機発光層を形成した有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの情報表示用あるいはテレビジョン画面表示用などとして、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイの研究開発が進められている。従来から主流とされてきたディスプレイとして広く用いられているのは、輝度と色再現性に優れたブラウン管（ＣＲＴ）であるが、このブラウン管は重量が大きく奥行き寸法も大きいので、今日では薄型のフラットパネルディスプレイとして、液晶パネルディスプレイあるいはプラズマパネルディスプレイが商品化され、一部の商品では置き換えが進みつつある状況になっている。しかし、液晶パネルディスプレイは視野角が狭く、高速画素信号に対して応答性が充分ではないという問題があり、プラズマパネルディスプレイは消費電力が大きく、現在以上の大型化には技術的解決課題が多いという問題がある。
【０００３】
これらに対して最近注目されているものが、有機発光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とする。）であり、有機化合物を発光材料として用いることで自発光であっても応答速度が高速であり、更に視野角依存性が無い低消費電力のフラットパネルディスプレイを実現できるものとして期待されている。
図５はこの種の有機ＥＬ素子の一構造例を示すもので、この例の有機ＥＬ素子１００は透明のガラス基板１０１の上にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）からなる透明の画素電極（陽極）１０２と、ホール輸送層１０３と発光層１０４と電子輸送層１０５と金属の陰極１０６を例えば真空蒸着法などで順次成膜してなる構成とされてなる。
【０００４】
この構成の有機ＥＬ素子１００においては、陽極の画素電極１０２と陰極１０６との間に直流電源１０７から直流電圧を印加すると、画素電極１０２から注入されたキャリアとしてのホール（正孔）がホール輸送層１０３を経て各々移動し、発光層１０４において、それら電子−正孔対の再結合が生じ、そこから所定波長の発光１０８が生じ、これを透明のガラス基板１０１の外側から観察することができる。
また、上述の有機ＥＬ素子１００の具体的層構造の他の例として図６に示すように、ホール輸送層１０３の材料にポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと略す。）を用い、電子輸送層と発光層を兼用した層としてポリ（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）（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと略す）の電子輸送性発光層１１０を用い、この上層には電子の注入性を高めるカルシウム（Ｃａ）層１１１及びアルミニウムの電極層からなる陰極１０６を設けた構造も知られている。
【０００５】
次に図７に、図５または図６に示す基本構造の有機ＥＬ素子を平面ディスプレイ装置に適用した一構成例を示す。
図示の如く、電子輸送層１１５とホール輸送層１１６とからなる有機積層構造が陰極１１７と陽極１１８の間に所定パターンに配置されている。陰極１１７及び陽極１１８は、互いに交差するストライプ状に設けられ、それぞれ、輝度信号回路１２０及びシフトレジスタ内蔵の制御回路１２１により選択されて信号電圧が印加される。これにより、選択された陰極１１７及び陽極１１８が交差する位置（画素）に存在するＥＬ素子部分が個々に発光するように構成されている。
【０００６】
上記の有機ＥＬ素子の発光層の作成方法として、有機発光材料を印刷で形成する方法が種々研究されており、その一つに凸版印刷法が挙げられる。特許文献１〜３では、凸版印刷法を用いた有機ＥＬディスプレイの作製について記載されている。
【０００７】
凸版印刷法では、アニロックスロール等を介して有機発光体をフレキソ版等の凸版に転写し、この有機発光体を、フレキソ版から電極が形成された基材上に印刷して、有機発光層を形成する方法が知られている。しかし、凸版印刷法によると、凸版のうち、印圧の均一な中央部と、中央部と比べ印圧の高い端部の間で印圧のムラが発生するため、外縁部に印刷されたパターンでは欠損・不良を発生したり、版の中央部と端部で印刷されたパターンの高さのムラがでる問題あった。また、凸版にフレキソ版を用いると、版現像時に外縁部がダメージを受けやすい問題もあった。このため、凸版印刷により印刷された有機発光層は、パターンの線が欠けたり、層の厚さのムラが発生した。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７７４６７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２２３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、有機ＥＬ素子の製造方法において、欠損のなく、均一な層厚の有機発光層を有する有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ところで、本発明者の検討によれば、従来、有機ＥＬ素子の電極上に有機発光体を形成するために必要だった凸版よりも、大きな凸版を用意し、該凸版のうち、中央部のみを、電極上に有機発光体を印刷するために用いたところ、欠損がなく、均一な膜厚の有機発光層を有する有機ＥＬ素子を得られること見出した。
【００１１】
本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、請求項１に記載の発明は、基材上の電極が設けられた領域に、凸版印刷法で有機発光材料を印刷し、有機発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、
凸版印刷に用いる凸版が、画像形成領域と、画像形成領域の外縁部に位置するダミー領域を備え、前記凸版と前記基材が接触する際に、前記凸版の前記画像形成領域は、前記基材上の電極が設けられた領域を含み、前記凸版の前記ダミー領域は、前記基材上の電極の設けられた領域を含まないことを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、凸版が、複数本の平行線で構成されたラインパターンを含み、
前記凸版のうち、少なくとも、前記平行線のうち両端の線が占める領域をダミー領域とし、
前記凸版のうち、ダミー領域の内側領域を画像形成領域とすることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、画像形成領域の外縁とダミー領域の外縁の最小の間隔が、１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、基材上の電極が設けられた領域に、凸版印刷法で有機発光材料を印刷し、有機発光層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造に用いる凸版において、
前記凸版が、画像形成領域と、画像形成領域の外縁部に位置するダミー領域を備え、前記凸版と前記基材が接触する際に、前記凸版の前記画像形成領域は、前記基材上の電極が設けられた領域を含み、前記凸版の前記ダミー領域は、前記基材上の電極の設けられた領域を含まないことを特徴とする凸版である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記凸版に樹脂凸版を用いることを特徴とする請求項４に記載の凸版である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で製造したことを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項４又は５に記載の凸版を用いて、凸版印刷法で有機発効材料を印刷することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、凸版の中央部と端部の間に生じる印圧のムラに起因する、有機発光体層のパターン不良、層厚のムラの問題を解決することができた。そして、このため、安定で良好な発光特性を有する有機ＥＬ素子を製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態における有機ＥＬ素子作製用凸版の１例を示す概略図である。
図１（ａ）が該凸版を上から見た図であり、図１（ｂ）は該凸版の断面図である。
【００２０】
本実施形態の有機ＥＬ素子作製用の凸版１は、少なくとも表面が凸型になっていればよく、材質は金属版、樹脂版といった凸版印刷に通常用いる版材料を用いることができる。また凸版の凸部１１の先端にインキを保持させるための凹部や凸部といった形状を作製することもできる。さらに、凸版の凹部に撥インキ性を持たせても良い。また、凸版１が少なくとも画像形成領域１０１において、有機ＥＬ素子の電極２２と同じ凸パターンを有していることは言うまでもない。凸版１のダミー領域１０２は、電極上に有機発光体層を形成するために用いないので、任意の凸パターンを形成することができる。
【００２１】
また、凸版１にフレキソ版を用いた場合、前記の通り、現像により端部がダメージを受けやすいという問題があった。しかし、本発明によれば、現像によりダメージを受けやすい領域が、電極上に有機発光体を印刷するために使われず、現像によりダメージを受けない領域が、電極上に有機発光体を印刷するために使われる。このため、凸版にフレキソ版を用いた場合においても、欠損が無く、均一な膜厚の有機発光層を形成することができる。
【００２２】
図２は有機ＥＬ素子基材の概略図である。図２（ａ）は、該有機ＥＬ素子基材を上から見た図であり、図２（ｂ）は該有機ＥＬ素子基材２の断面図である。有機ＥＬ素子基材２は、基材２１上に電極２２がパターン形成されている。有機ＥＬ素子の電極２２のパターンは、平行線を複数本設けたラインパターン、ラインパターンを垂直に交差させたマトリクスパターンなど公知のパターンを適用することが出来る。図２〜図４では上記ラインパターンの例を示している。
【００２３】
図３は、有機発光体が転写される際の凸版１と有機ＥＬ素子基材２の、位置関係を示す概略図である。図３（ａ）は、凸版１を示し、図３（ｂ）は有機ＥＬ素子基材２を示す。
図３（ａ）に示すとおり、凸版１は画像形成領域１０１（斜線部で示された領域）と、その外縁部に位置するダミー領域１０２（斜線部の外側の領域）を備える。前述したように、フレキソ版を用いた場合、版の外縁部は中央部と比べダメージを受けやすく、その結果、印刷した有機ＥＬ素子も基材の外縁部においてパターン不良を発生する。しかし、本発明に係る製造方法によると、図３（ｂ）で示すように、画像形成領域１０１は、有機ＥＬ素子基材２の電極２２が占める領域を全て含むため、有機ＥＬ素子の電極２２に転写される有機発光体は、凸版１のうち画像形成領域１０１により転写される。すなわち、凸版１のうち、外縁部のダミー領域１０２に受理された有機発光体は電極２２上に転写されないので、電極２２上に形成される有機発光層のパターンは欠損が無く、また膜厚が一定のものとなる。
【００２４】
次に、本発明の有機ＥＬ素子作製用の凸版１を用いた有機ＥＬ素子の製造方法の一例について詳細に述べる。図５に該凸版を用いた有機ＥＬ素子製造装置の一例を示す。インキ補充装置４１から凸版へのインキング装置４２へ有機発光材料を含むインキ４３の補充を行い、インキング装置４２に補充された有機発光材料を含むインキ４３はドクター装置４４により除去することができる。インキ補充装置には、滴下型の補充装置の他に、ファウンテンロールやスリットコータ、ダイコータ、キャップコータなどのコータやそれらを組み合わせたものなどを用いることもできる。ドクター装置４４にはドクターロールの他にドクターブレードを用いることもできる。
【００２５】
ドクター装置４４により余剰なインキが除去された後、少なくとも表面が有機ＥＬ素子作製用凸版４７となっているシリンダー４５へのインキングを行う。有機ＥＬ素子作製用凸版４７へのインキングは、少なくとも該版の画像形成部分に行われれば良い。有機ＥＬ素子作製用凸版４７へインキングされたインキは、被転写体４６へ印刷される。被転写体４６に用いることができる基材としては、ガラスの他に水蒸気などに対するバリア性を持ったフィルムなどの透光性基材を用いることができる。被転写体４６へ印刷された有機発光材料を含むインキ４３は乾燥することにより、有機ＥＬ素子の有機発光層を形成する。
【００２６】
図４に、本発明の製造方法により有機発光体を形成した有機ＥＬ素子の一例の概略図を示す。図４（ａ）は上視図であり、図４（ｂ）はその断面図である。電極２２上には、凸版の画像形成領域１０１により印刷された有機発光体層が形成されている。また、凸版のダミー領域１０２により、有機ＥＬ素子基材２に有機発光体が印刷された場合、基材上にはダミー領域２０２により印刷された有機発光体層のパターン２０２が形成される。
【００２７】
本発明は高精細なパターン印刷を行うのに好適であり、特に電子材料の印刷を行うのに適している。一例として、図６にこの製造方法によって得られる有機ＥＬ素子の一発光単位３０を示す。この有機ＥＬ素子の一発光単位３０は、透光性基板３１と透明導電層３２とホール注入層３３と有機発光層３４と陰極層３５とを具備するものである。この有機ＥＬ素子において、透光性基板３１を基材２、透明導電層３２を電極２２、有機発光層３４を画像形成領域により転写された有機発光体２０１として、本発明の製造方法を適用することができる。
【００２８】
この有機ＥＬ素子の一単位３０において、透光性基板３１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。プラスチック製のフィルムを用いれば、巻き取りにより有機発光素子の製造が可能となり、安価に素子を提供できる。そのプラスチックとしては、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、透明導電層３２を成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−酢酸ビニル共重合体鹸化物等の他のガスバリア性フィルムを積層してもよい。
【００２９】
透明導電層３２をなす材料としては、インジウムと錫の複合酸化物（以下ＩＴＯという）が挙げられる。また、アルミニウム、金、銀等の金属が半透明状に蒸着されたものや、ポリアニリン等の有機半導体などが挙げられる。
正孔注入層３３をなす材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポ
リビニルカルバゾール誘導体、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等の導電性高分子材料が挙げられる。
【００３０】
有機発光層３４は有機発光体を含有する層であり、電圧の印加により発光する層である。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、ポルフィリン系、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有機溶剤に可溶な有機発光材料や該有機発光材料をポリスチレン、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などの高分子有機発光材料が挙げられる。
【００３１】
陰極層３５をなす材料としては、有機発光媒体層の発光特性に応じたものを使用でき、
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が挙げられる。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。
【００３２】
上述した有機発光素子を、本発明を用いて製造するには、被転写体２６として透光性基板３１上に透明導電層３２、ホール注入層３３を積層したものを用い、インキ２２として有機発光材料を含むインキを用いる。
【００３３】
有機発光材料を含むインキは上述のように凸版の凸部へ供給され、上述の被転写基板２６へ印刷される。発光材料を溶解または分散させるような、インキに用いられる溶剤としては、例えば、トルエン、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、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、水などの単独またはこれらの混合溶媒などが挙げられる。特に芳香族系溶剤およびハロゲン系溶剤は有機発光材料を溶かすのに優れている。
また、有機発光材料を含むインキには、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、乾燥剤などが添加されても良い。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の具体的態様を実施例、比較例を用いて詳細に説明する。
＜実施例１＞
上記の実施形態における有機ＥＬ素子製造装置としてフレキソ校正機に、凸部幅が１２０μｍ、凹部幅が３８０μｍのラインパターンを有し、３２ｍｍ×３５ｍｍの画像形成領域とダミー領域を含む、３５ｍｍ×３７ｍｍの樹脂凸版を用いた。
有機発光体として、有機発光材料を含むポリアリーレンビニレン１．０重量％のトルエン溶液を用いた。さらにガラス基板上にＩＴＯ、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を積層させた被転写基板とした。この被転写基板に、上記の凸版を用いた印刷を行ったのち、陰極としてカルシウムを１０ｎｍ、銀を３００ｎｍ蒸着し、ガラス封止をおこなった。この有機ＥＬ素子の発光特性を見たところ、発光面全面で均一な発光が見られた。
【００３５】
＜実施例２＞
上記の実施形態における有機ＥＬ素子製造装置として実施例１と同様のフレキソ校正機に、凸部が１２０μｍ、凹部が３８０μｍのラインパターンを７０本有し、そのうち、両端の３本ずつのパターンが占める領域をダミー領域とし、ダミーパターンの内側の６４本のパターンが占める領域を画像形成領域とした。
有機発光体として、有機発光材料を含むポリアリーレンビニレン１．０重量％のトルエン溶液を用いて、ガラス上にＩＴＯ、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を積層させた被転写基板へ、上記の凸版を用いた印刷を行ったのち、陰極としてカルシウムを１０ｎｍ、銀を３００ｎｍ蒸着し、ガラス封止をおこなった。この有機ＥＬ素子の発光特性を見たところ、発光面全面で均一な発光が見られた。
【００３６】
＜比較例＞
上記の実施形態における有機ＥＬ素子製造装置として、実施例１と同様のフレキソ校正機に、凸部が１２０μｍ、凹部が３８０μｍのラインパターンを有し、３２ｍｍ×３５ｍｍの画像形成領域のみを有する凸版を用いた。有機発光体として、有機発光材料を含むポリアリーレンビニレン１．０重量％のトルエン溶液を用いて、ガラス上にＩＴＯ、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を積層させた被転写基板への印刷を行ったのち、陰極としてカルシウムを１０ｎｍ、銀を３００ｎｍ蒸着し、ガラス封止をおこなった。この有機ＥＬ素子の発光特性を見たところ、発光面の端部において、不均一な発光ムラが見られた。印刷時の圧力ムラを富士フイルム製プレスケールにより測定した。その結果を図７に示す。圧力の高い部分ほど色が濃く表示されている。図７で示されるように画像形成領域の端部において、印圧のムラが見られた。不均一な発光は、この印圧ムラにより有機発光層の膜厚に不均一性が生じたためと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の製造方法に用いる凸版の概略図である。
【図２】本発明の製造方法に用いる有機ＥＬ素子の概略図である。
【図３】本発明の製造方法に用いる凸版と有機ＥＬ素子の概略図である。
【図４】本発明の製造方法で作製した有機ＥＬ素子の一例の概略図である。
【図５】本発明の製造方法に用いる製造装置の一例の概略図である。
【図６】有機ＥＬ素子の一例の概略図である。
【図７】比較例において用いた凸版の印刷時の圧力分布を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      凸版
１１    凸部
２      有機ＥＬ素子基材
２１    基材
１０１  画像形成領域
１０２  ダミー領域
２０１  画像形成領域により転写された有機発光体
２０２  ダミー領域により転写された有機発光体
４１    インキ補充装置
４２    インキング装置
４３    インキ
４４    ドクター装置
４５    シリンダー
４６    被転写体
４７    有機ＥＬ素子作製用凸版
３０    有機ＥＬ素子の一単位
３１    透光性基板
３２    透明導電層
３３    正孔注入層
３４    有機発光層
３５    陰極層
【図１】
2006278206.tif 000003
【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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