(57)【要約】【課題】濃度ムラの無い有機機能性素子を少ないインキ量で安定的に作製する。【解決手段】版胴に装着された凸版の凸部に接触して凸版インキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールの余剰インキを掻き落とすドクタリングユニットを具備する凸版印刷装置であって、前記アニロックスロールにインキを供給するコーター部と、前記ドクタリングユニットが掻き落とした余剰インキを流入させる開口を有するインキ回収部を具備したインキングユニットを備え、前記インキ回収部に溜まったインキを前記コーター部に送液し前記コーター部の先端から前記インキを押し出して前記アニロックスロールにインキを塗布するポンプを備えた凸版印刷装置を用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
版胴に装着された凸版の凸部に接触して凸版インキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールの余剰インキを掻き落とすドクタリングユニットを具備する凸版印刷装置であって、
前記アニロックスロールにインキを供給するコーター部と、前記ドクタリングユニットが掻き落とした余剰インキを流入させる開口を有するインキ回収部を具備したインキングユニットを備え、
前記インキ回収部に溜まったインキを前記コーター部に送液し前記コーター部先端から前記インキを押し出して前記アニロックスロールにインキを塗布するポンプを備えたことを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の凸版印刷装置であって、前記インキングユニットの前記コーター部がスリット状の開口を有し、前記インキ回収部の開口が前記コーター部のスリット状の開口よりも広い幅のスリット状の開口であることを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の凸版印刷装置であって、前記インキ回収部の開口の前記コーター部側の端に前記アニロックスロール側に突出した突出端部を設け、前記ドクタリングユニットによって掻き落とされたインキを前記突出端部によって前記インキ回収部の底に導くことを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の凸版印刷装置であって、前記コーター部をリップコーターで構成したことを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の凸版印刷装置であって、前記コーター部をダイコーターで構成したことを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の凸版印刷装置によって製造されたことを特徴とする有機機能性素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機機能性材料を印刷法によって膜形成した有機機能性素子とその有機機能性材料の印刷に用いる凸版印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部材の薄層軽量化やフレキシブル化を目指した、有機機能性材料を用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機太陽電池、有機薄膜トランジスタなどの有機機能性素子の開発が盛んに行われている。これらの有機機能性素子は、一般に数ｎｍから数μｍ程度の膜厚を有する有機機能層を被印刷基板上にパターン形成する。
【０００３】
有機機能性素子の一例として有機ＥＬ素子について詳しく述べる。有機ＥＬ素子は二つの対向する電極間に有機ＥＬ材料を有する有機発光層が形成された構造をもつ発光素子であり、電圧の印加により発光するものである。
【０００４】
有機ＥＬ層の形成方法は材料によって異なるが、大きくはドライコーティング法とウェットコーティング法に分類することが出来る。従来は、真空蒸着法等を代表としたドライコーティング法によって成膜を行うことが一般的であったが、大面積化やコスト低減の観点からウェットコーティング法による成膜方法の研究が盛んになっている。
【０００５】
ウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等が比較的簡易な方法ではあるが、機能性素子に求められることが多いパターニング性や材料の塗り分けを行うことは困難である。そのため、装置やプロセスが若干複雑になるがインキジェット法や印刷法等を用いた方法が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献２】特開２００１−９３６６８号公報
【特許文献３】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】
【０００７】
特許文献１に開示されているようなインキジェット法によるパターン形成方法では、インキジェットノズルから溶剤に溶かした有機発光材料を被印刷基板上に噴出させ、被印刷基板上で乾燥させることでパターンを形成する。しかしながら、ノズルから噴出されたインキ液滴は球状をしている為、被印刷基板上に着弾する際にインキが円形状に広がり、形成されたパターンの形状が直線性に欠けたり、あるいは着弾精度が悪くなってパターンの直線性が得られなかったりするという問題点がある。
【０００８】
そのため、印刷法が適していると考えられる。印刷法によるパターン形成方法には様々な種類があるが、基材としてガラスを用いることが多い有機ＥＬ素子については、ゴム製の印刷用ブランケットを用いたオフセット印刷法や、ゴムやその他の樹脂を主成分とした感光性樹脂版を用いる凸版印刷法等が適正な印刷法と考えられる。実際に、従来より、オフセット印刷によるパターン印刷方法（特許文献２）、凸版印刷によるパターン印刷方法（特許文献３）などが提唱されている。中でも、特に凸版印刷による方法はパターン形成精度や膜厚均一性などに優れ、印刷による有機ＥＬ素子の製造方法として最も適している。
【０００９】
有機ＥＬ材料に限らず、有機機能性材料については研究・開発段階のものが多く、良い特性が得られる有機機能性材料は高価であり、製造素子の生産コスト全体に対して材料コストが多くを占めている。そのため、ウェットコーティング法の利点の一つである低コスト性を活かすためには、インキ使用量を少なくできるプロセスの構築が必要である課題がある。
【００１０】
図７に、従来の凸版印刷法を用いた有機ＥＬ素子の製造に用いられる印刷装置の一例の概略図を示す。凸版８が版胴７に固定され、凸版８はドクター４を備えたアニロックスロール６と接している。そして、被印刷基板２が、移動可能な移動定盤１に固定されていて、被印刷基板２が凸版８の凸部と接して版胴７の回転と同期しながら移動し、凸版８から被印刷基板２の所定位置にパターニングしてインキ５を転写し、有機機能層を形成する。以下に、凸版印刷法による有機ＥＬ膜を形成する工程の一例と課題とを説明する。
【００１１】
先ず、有機ＥＬ材料を溶剤に溶解あるいは分散させたインキ５を、インキ溜め部分（以下インキチャンバーと記す）から成るインキングユニット３内に充填する。そして、アニロックスロール６の一部をインキチャンバーで構成したインキングユニット３に満たされたインキ５に浸漬することで、インキ５を微細な孔を有するアニロックスロール６に浸漬させる（アニロックスロールセル内にインキ５を充填させる）ことでアニロックスロール６の表面にインキ５を塗布する。
【００１２】
次に、アニロックスロール６に供給されたインキ５のうち余剰なインキ５をドクタリングユニットのドクター４で掻き取ることによって、アニロックスロール６の単位面積あたりのインキ５の塗布量を均一にする。そして、有機ＥＬ素子の画素の形状に対応して設けられている画像形成部を有する凸版８の画像形成部にアニロックスロール６上のインキ５を転移させ、最後にこの印刷版の画像形成部上のインキ薄膜を被印刷基板２上に転移させることで転写パターン（有機ＥＬ膜）を形成する。
【００１３】
凸版印刷法による印刷では、アニロックスロール６中のインキ５のうち、極めて一部のみが消費され、大部分はアニロックスロールセル中に残留する。アニロックスロールセル中に残留したインキ５は、大気に触れるために、溶媒が一部蒸発し濃縮される。そのため、連続印刷においては、セルの細かさや回転速度の動作条件にもよるが、セル中へのインキ５の供給やインキ５の循環が十分に行われない場合は、アニロックスロールセル中の残留インキ５とアニロックスロールセルに新しく塗工されたインキ５との濃度ムラを生じる。そして、その濃度ムラが、転写の履歴として印刷物に現れてしまう現象（ゴースト）が発生しやすい。
【００１４】
動作条件によらずにゴーストを防ぐためには、アニロックスロール６の円周を凸版８の転写パターン長より長くし、一回の転写がアニロックスロール６一周以内で対応できるようにすることが好ましい。しかしながら、そのためにアニロックスロール６の径を大きくすると、それが大きくなるほど、インキングユニット３のインキチャンバーのサイズが大きくなり、インキ５の使用量が増加して、結局は印刷コストを上昇させてしまう問題があった。
【００１５】
また、そのようにアニロックスロール６の径を大きくした場合でも、インキチャンバー内でのインキ５の循環が上手く行われない場合には、インキチャンバー内でインキ５の濃度ムラが発生する問題があった。
【００１６】
有機ＥＬ素子のような有機機能性素子は薄膜である場合が多く、濃度ムラによる膜厚への影響が大きい。特に、インキ５の粘度が高い場合などは、インキ５の循環性が悪くなる
ため、濃度ムラを生じる影響がより強く出易い問題があった。
【００１７】
このように、従来のインキング方式、すなわち、インキチャンバーから成るインキングユニット３にアニロックスロール６を浸漬させるインキング方式については、インキ５の使用量が多い問題があり、インキ５の循環性にが悪いために濃度ムラを生じる問題があった。
【００１８】
本発明の課題は、上述の従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は有機機能性素子を印刷法を用いて製造し、濃度ムラの無い有機機能性素子を少ないインキ量で安定的に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述の課題を解決するために検討を行った結果、次の手段が有効であることを見出した。
【００２０】
本発明は、版胴に装着された凸版の凸部に接触して凸版インキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールの余剰インキを掻き落とすドクタリングユニットを具備する凸版印刷装置であって、
前記アニロックスロールにインキを供給するコーター部と、前記ドクタリングユニットが掻き落とした余剰インキを流入させる開口を有するインキ回収部を具備したインキングユニットを備え、
前記インキ回収部に溜まったインキを前記コーター部に送液し前記コーター部の先端から前記インキを押し出して前記アニロックスロールにインキを塗布するポンプを備えたことを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２１】
本発明は、こうして、ドクタリングユニットが掻き落とした余剰インキをインキ回収部で回収してポンプでインキをコーター部の先端から押し出してアニロックスロールに塗布する凸版印刷装置を用いることで、濃度ムラの無い有機機能性素子を少ないインキ量で安定的に作製することができる効果がある。
【００２２】
また、本発明は、上記の凸版印刷装置であって、前記インキングユニットの前記コーター部がスリット状の開口を有し、前記インキ回収部の開口が前記コーター部のスリット状の開口よりも広い幅のスリット状の開口であることを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２３】
また、本発明は、上記の凸版印刷装置であって、前記インキ回収部の開口の前記コーター部側の端に前記アニロックスロール側に突出した突出端部を設け、前記ドクタリングユニットによって掻き落とされたインキを前記突出端部によって前記インキ回収部の底に導くことを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２４】
また、本発明は、上記の凸版印刷装置であって、前記コーター部をリップコーターで構成したことを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２５】
また、本発明は、上記の凸版印刷装置であって、前記コーター部をダイコーターで構成したことを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２６】
また、本発明は、上記の凸版印刷装置によって製造されたことを特徴とする有機機能性素子である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、インキングユニットに一般的なインキ溜め部分（インキチャンバー）
を用いた印刷装置に比べて、インキ５の使用量を削減した状態で、膜厚ムラの無い有機ＥＬ素子を印刷法によって製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による凸版印刷装置で用いられるインキングユニットの一実施例を示す概略図である。（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。
【図２】本発明の実施例のインキングユニットを用いたインキング工程を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例のインキングユニットを用いたインキング工程を示す概略図である。
【図４】本発明によるインキングユニットを用いた凸版印刷装置の一実施例を示す概略図である。
【図５】本発明で製造される有機ＥＬ素子の一実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子の製造に用いるアクティブマトリックス方式の基板の一実施例の断面図である。
【図７】従来の凸版印刷装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、有機ＥＬ素子の作製方法を一例として、図面に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限るものではなく、凸版印刷法を用いて成形しているものであれば、有機太陽電池、有機薄膜トランジスタなどを代表とする有機機能性素子の全てに展開が可能である。
【００３０】
本発明は、図５のような、有機材料からなる有機発光層（１５、１６、１７）と発光補助層からなる有機ＥＬ層のうち少なくとも１層を、有機ＥＬ材料を溶媒に溶解、または分散させたインキ５を用い、基材上に樹脂からなる凸部パターンを有する樹脂凸版８を印刷版とした凸版印刷法により形成する際に適用することができる。発光補助層としては、正孔輸送層１４、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を積層させて用いる。この発光補助層の各要素は、必要に応じて適宜選択される。また、それぞれ用いられる材料は、特性に応じて選択ができる。図５では発光補助層である正孔輸送層１４と、有機発光層（１５、１６、１７）との積層構造からなる構成を示している。
【００３１】
本発明の実施形態の凸版印刷装置を図４に示し、そのインキングユニット３の構成を図１に示す。図１（ａ）は、インキングユニット３の側面の断面図、図１（ｂ）は、インキングユニット３の上面図である。本発明のインキングユニット３は、インキ５の供給とインキ５の回収、インキ５の循環の機能を有する。本発明は、このインキングユニット３を用いることで従来のインキチャンバーを用いた凸版印刷装置の問題を改善した。
【００３２】
以下で、本発明において、有機ＥＬ材料を溶媒に溶解、または分散させた有機ＥＬ材料のインキ５を用いて本発明の凸版印刷装置を用いて有機ＥＬ素子を製造する方法を説明する。
【００３３】
まず、アニロックスロール６にインキングユニット３のコーター部３１からインキ５を供給し、アニロックスロールセル内にインキ５を充填する。アニロックスロール６に供給されたインキ５のうち余剰なインキ５は、ドクタリングユニットのドクター４により除去し、アニロックスロール６には、アニロックスロール６に形成されたセル構造により均一にインキ５を保持させる。余剰なインキ５の除去が適切に行われるのであれば、ドクター４にはドクターブレード、ドクターロール等どのようなものを選択してもよい。
【００３４】
そして、有機ＥＬ素子の画素の形状に対応して設けられている画像形成部を有する凸版
８の画像形成部にアニロックスロール６上のインキ５を転移させ、最後にこの印刷版の画像形成部上のインキ薄膜を被印刷基板２上に転移させることで転写パターン（有機ＥＬ膜）を形成する。
【００３５】
（インキングユニット）
本発明の主要な特徴は凸版印刷装置のインキングユニット３とドクタリングユニットにある。インキングユニット３内には、コーター部３１とインキ回収部３２が配置されている。コーター部３１の構造としては、図１に示すように平らな板を向かい合わせて上側にスリット状の開口を有する形状に形成する。そして、コーター部３１の開口から押し上げたインキ５をアニロックスロール６の下面に塗工する。
【００３６】
（変形例１）
変形例１として、コーター部３１の開口を複数の開口穴で形成し、その複数の開口穴から、アニロックスロール６へ十分な量のインキ５を塗工可能に形成することもできる。アニロックスロール６へ十分な量のインキ５を塗工可能であればどのような形状の開口を設けても良い。
【００３７】
（変形例２）
変形例２として、コーター部３１を複数個設置しても良い。すなわち、供給したいインキ５の量によって使用するコーター部３１の個数を変えるようにすることが可能である。
【００３８】
（インキ回収部）
コーター部３１とドクタリングユニットのドクター４との間にインキ回収部３２を、ドクター４と連携してインキ５を回収する位置に配置する。インキ回収部３２の構造としては、図１に示すように、平らな板を向かい合わせて、コーター部３１の開口よりも広い幅のスリット状の開口を有する形状に形成する。
【００３９】
特に、図２（ｄ）のように、アニロックスロール６の面をドクター４の位置から逆行して垂れてきたインキ５を，インキ回収部３２内に導くべく、インキ回収部３２のコーター部３１側の開口の端に、アニロックスロール６側に突出した突出端部３３を設ける。突出端部３３には鋭角の先端を持たせることが望ましい。すなわち、突出端部３３は、インキ回収部３２の開口の端のコーター部３１側の端に、アニロックスロール６との間の間隔を狭くして形成する。そして突出端部３３の先端を鋭角に形成する。
【００４０】
一方、ドクター４側の開口端とアニロックスロール６の間の間隔は広くする。これにより、インキ回収部３２は、その先端が鋭角の突出端部３３で、ドクター４の位置から逆行して垂れてきたインキ５を掻き取ってインキ回収部３２の開口から孔内に導く。
【００４１】
インキ回収部３２のコーター部３１側の開口端に設ける突出端部３３は、単に、アニロックスロール６側に突出してアニロックスロール６とのギャップを狭くして、開口の孔内の垂直壁面と接続する先端が直角の突出端部３３を用いることもできる。その垂直壁面と接続した突出端部３３とアニロックスロール６の間の間隔を狭くすることで、アニロックスロール６の面を逆行して垂れてきたインキ５を突出端部３３の垂直壁面で掻き取ってインキ回収部３２の孔の壁面に沿って降下させるようにしてインキ回収部３２内に誘導する。
【００４２】
（変形例３）
変形例３として、インキ回収部３２に吸引ポンプを設置して、アニロックスロール６とのギャップを狭くした垂直壁面あるいは鋭角の先端を有する突出端部３３の部分に吸引ポンプによる負圧を加えて、アニロックスロール６の面を逆行して垂れてきたインキ５をイ
ンキ回収部３２の開口の突出端部３３から強制的にインキ回収部３２の開口の孔内に吸引してインキ回収部３２内に誘導することも可能である。
【００４３】
コーター部３１とインキ回収部３２は、ポンプ３４でつなぎ、ポンプ３４の吸引側をインキ回収部３２に接続し、ポンプ３４の吐出側をコーター部３１に接続する。こうして、インキ回収部３２から吸引したインキ５をコーター部３１先端から押し出し、アニロックスロール６に接触させてインキングする。
【００４４】
本発明の塗工原理を、リップコーターやダイコーターと比べると、本発明では、コーター部３１に隣接させてインキ回収部３２を設け、コーター部３１と離れた位置に配置したドクター４がインキ５を掻き落とし、インキ５の自重を利用してインキ５をインキ回収部３２に導く点がリップコーター等と異なる。
【００４５】
本発明のインキングユニット３は、コーター部３１と離れた位置のドクター４によりインキ５を掻き落とし、インキ５の塗工均一性を確保するので、コーター部３１での塗工均一性への要求は、通常のリップコーターやダイコーターに比べて要求を緩くでき、リップコーター等と比べてコーター部３１の設計が容易になる効果がある。また、本発明は、コーター部３１から供給されるインキ５の余剰な部分をドクター４により押し戻してインキ回収部３２まで導き、そのインキ回収部３２のインキ５をポンプ３４によってからコーター部３１まで循環させて使用するので、コーター部３１におけるインキ５の濃度を均一にできる効果がある。
【００４６】
（変形例４）
変形例４として、本発明のインキングユニット３のコーター部３１に、簡易なリップコーターやダイコーターを用いることもできる。
【００４７】
次に、本発明のインキングユニット３を用いたインキング工程について図２と図３を用いて説明する。まず、図２（ａ）のように、インキングユニット３中のインキ回収部３２のインキ５をポンプ３４によって吸引し、コーター部３１へ吐出する。
【００４８】
次に、図２（ｂ）のように、インキ５を、コーター部３１隙間の容積よりも過剰に吐出することで、インキ５でコーター部３１の隙間を充填し、コーター部３１先端からインキ５を押し出し、アニロックスロール６に塗布する。
【００４９】
次に、図３（ｃ）のように、アニロックスロール６に塗布されたインキ５のうち余剰なインキ５をドクター４で掻き落とす。
【００５０】
次に、図３（ｄ）のように、掻き落とされた余剰なインキ５を、アニロックスロール６に沿って下に垂れさせ、垂れたインキ５をインキ回収部３２内に流れ込ませる。
【００５１】
そして、インキ回収部３２内に流れ込んだインキ５をポンプ３４によって回収して、コーター部３１へ吐出する。これらの動作を繰り返すことで、インキ５の供給と回収と循環を行う。
【００５２】
（凸版印刷装置）
図４に本発明による凸版印刷装置の一例の装置全体の概略図を示す。凸版８が版胴７に固定され、凸版８はドクター４を備えたアニロックスロール６と接している。そして、被印刷基板２が、移動可能な移動定盤１に固定されていて、被印刷基板２が凸版８の凸部と接して版胴７の回転と同期しながら移動し、凸版８から被印刷基板２の所定位置にパターニングしてインキ５を転写し、有機機能層を形成する。
【００５３】
なお、図４のような、被印刷基板２の１枚毎にインキ５のパターンを形成する枚葉式の凸版印刷装置の他に、ロール・トゥー・ロール方式で、ロールから繰り出してロールに巻き取る帯状の被印刷基板２にインキ５のパターンを形成する凸版印刷装置を用いることもできる。すなわち、ロールに巻くことができる帯状の被印刷基板２に対しては、ロール・トゥー・ロール方式の凸版印刷装置を用いて、ロールに巻いた帯状の被印刷基板２に凸版８のパターンを印刷できる。
【００５４】
凸版８に用いられる版材において、凸パターンが形成される版基材としては、印刷に対する機械的強度を有すれば良く、合成樹脂、金属、またはそれらの積層体を用いることができ、中でも寸法安定性を保持するものが望ましい。
【００５５】
凸版８の凸パターンを形成する樹脂の一成分となるポリマーは、合成樹脂やそれらの共重合体、セルロースなどの天然高分子などから一種類以上を選択することができるが、有機発光材料などといった塗工液を塗布する場合、有機溶剤に対する耐溶剤性の観点から、フッ素系樹脂が望ましい。
【００５６】
また、少なくとも、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリウレタン、酢酸セルロースコハク酸エステル、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、カチオン型ピペラジン含有ポリアミドやこれらの誘導体といった水溶性溶剤に可溶なものを一種類以上含有することによっても耐溶剤性を付与することが可能となるため、これらの内から一つ以上を選択し用いることも望ましい。
【００５７】
凸版８の樹脂層による凸パターンは、フォトリソグラフィー法、印刷法等の種々のパターン成型法を用いることができるが、パターンの高精細さの観点から、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法が望ましい。
【００５８】
感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法を凸部の形成方法として適用する場合、基材層、感光性樹脂層が順次積層されている板状感光性樹脂積層体から凸版８の凸パターンを形成することが最も望ましい。感光性樹脂層の成型方法は、公知の方法を用いることができる。
【００５９】
板状感光性樹脂積層体の成型方法を示す。基材上に反射防止層等を形成する場合には、ウェットコーティング法もしくはドライコーティング法により成膜し、積層体とする。次に積層体または基材に感光性樹脂層を公知の方法で成膜し、板状感光性樹脂積層体とする。
【００６０】
形成された板状感光性樹脂積層体に対してフォトリソグラフィー法を用い、公知の露光、現像の工程を経て、目的とする凸パターンを形成する。
【００６１】
（有機機能性素子の製造方法）
次に、被印刷基板２の隔壁基板に有機ＥＬ素子を印刷によって形成する製造工程を説明する。図５に本発明の有機ＥＬ素子、図６に、本発明の有機ＥＬ素子に用いるアクティブマトリックス方式の隔壁基板の一実施例の断面図を示す。なお、本発明による製造工程はこれに限るものではない
【００６２】
支持体２１上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０を形成して成るアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子用の隔壁基板を被印刷基板２として、その上に発光補助層の正孔輸送層１４を形成し、その上に有機ＥＬ素子用の有機発光層（１５、１６、１７）を印刷により形成する。
【００６３】
（支持体）
支持体２１が、ＴＦＴ３０とその上層を支持する。支持体２１としては機械的強度や、寸法安定性に優れていることが好ましい。支持体２１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。この支持体２１側から光を取り出すボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合には、支持体２１として透明なものを使用する必要がある。
【００６４】
例えば、ガラス基板や石英基板を支持体２１として使用できる。また、フレキシブル性を求める場合などにはプラスチックフィルムやシートを用いても良い。これらに水分等の侵入を防ぐことを目的として、金属酸化物薄膜や高分子樹脂膜等を積層してもよい。
【００６５】
隔壁基板としては、ＴＦＴ３０上に平坦化層２７が形成してあるとともに、平坦化層２７上に有機ＥＬ素子の画素電極１３が設けられており、かつ、ＴＦＴ３０と画素電極１３とが平坦化層２７に設けたコンタクトホール２８を介して電気接続して隔壁基板を形成することが好ましい。このような構成にすることにより、ＴＦＴ３０と、有機ＥＬ素子との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。
【００６６】
平坦化層２７の材料についてはＳｉＯ２、スピンオンガラス、ＳｉＮ（Ｓｉ３Ｎ４）、ＴａＯ（Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト材料、ブラックマトリックス材料等の有機材料等を用いることができる。形成方法については、材料に合わせて選択する。
【００６７】
（ＴＦＴ）
支持体２１上に設けるＴＦＴ３０は、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層２２、ゲート絶縁膜２３及びゲート電極２６から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではない。
【００６８】
ＴＦＴ３０の活性層２２は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン等の無機半導体材料やチオフェンオリゴマー等の有機半導体材料により形成することができる。
【００６９】
ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２３としては、通常、ゲート絶縁膜２３として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることができる。
【００７０】
ゲート絶縁膜２３上には、ゲート電極２６と走査線２９が形成されている。ゲート電極２６としては、通常、ゲート電極２６として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ポリシリコン、シリサイド、ポリサイド等が挙げられる。
【００７１】
有機ＥＬ素子では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０が有機ＥＬ素子のスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのドレイン電極２４と有機ＥＬ素子の画素電極１３が電気的に接続されている。
【００７２】
ＴＦＴ３０とドレイン電極２４と有機ＥＬ素子の画素電極１３との接続は、トランジスタ絶縁膜２５上に形成された平坦化層２７を貫通するコンタクトホール２８内に形成された接続配線を介して行われる。
【００７３】
（画素電極）
この隔壁基板上には画素電極１３が設けられる。画素電極１３を陽極とした場合、その材料としては、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）等の金属複合酸化物や金、クロムなどの金属材料を単層または積層したものをいずれも使用できる。画素電極１３の形成方法は、材料に応じて選択される。
【００７４】
低抵抗であること、溶剤耐性があること、また、ボトムミッション方式としたときには透明性が高いことなどからＩＴＯが好ましく使用できる。ＩＴＯはスパッタ法によりガラス基板上に形成され、フォトリソ法によりパターニングされて画素電極１３となる。
【００７５】
（隔壁の形成）
画素電極１３を形成後、画素電極１３の縁部を覆うようにして隔壁１２を形成する。隔壁１２は絶縁性を有する必要があり、感光性材料等を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることができる。また、隔壁１２の形成材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等を用いることもできる。
【００７６】
隔壁１２の形成材料が感光性材料の場合、形成材料溶液をスリットコート法やスピンコート法により全面コーティングしたあと、露光、現像といったフォトリソ法によりパターニングがおこなわれる。感光性材料を用いてフォトリソ法により隔壁１２を形成する場合、その形状は露光、現像条件により制御可能である。
【００７７】
また、隔壁１２の形成材料がＳｉＯ２、ＴｉＯ２の場合、スパッタリング法、ＣＶＤ法といった乾式成膜法で形成可能である。この場合、隔壁１２のパターニングはマスクやフォトリソ法により行うことができる。
【００７８】
（有機機能性素子の印刷形成）
次に、この隔壁基板上に、本発明の凸版印刷装置を用いて、発光補助層と有機発光層（１５、１６、１７）からなる有機ＥＬ層を印刷して形成する。電極間に挟まれる有機ＥＬ層は、有機発光層単独で構成しても良いが、有機発光層（１５、１６、１７）に、正孔輸送層１４、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層といった発光補助層を加えた積層構造にしてもよい。発光補助層の各要素は、必要に応じて適宜選択する。また、それぞれの要素に用いる材料は、特性に応じて適宜選択する。図５には、発光補助層の正孔輸送層１４と有機発光層（１５、１６、１７）とを積層した構成の有機ＥＬ層を示す。
【００７９】
有機ＥＬ材料とそれを溶解または分散する溶媒は、それぞれインキ化が可能な組み合わせであればどれを用いてもよく、特性に応じて単独又は混合して用いる。また、溶媒には必要に応じて界面活性剤、粘度調整剤等を添加してもよい。
【００８０】
次に、第二電極１８を形成する。第二電極１８を陰極とした場合、その材料としては電子注入効率の高い物質を用いる。形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることができる。また、第二電極１８をパターンとする必要がある場合には、マスク等によりパターニングすることができる。なお、本発明では第一の電極を陰極、第二の電極を陽極とすることも可能である。
【００８１】
（封止体）
有機ＥＬ素子としては電極間に有機発光層１５、１６、１７を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機ＥＬ材料や電極形成材料の一部は大気中の水分や酸
素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体を設ける。
【００８２】
封止体は、例えば画素電極１３、有機発光層１５、１６、１７、発光補助層、第二電極１８が形成された基板に対して、凹部を有するガラスキャップ２０、金属キャップを用いて、画素電極１３、有機ＥＬ層、第二電極１８の上部をガラスキャップ２０の凹部で覆う。ガラスキャップ２０の周辺部を接着剤１９で被印刷基板２に接着させて封止する。パッシベーション膜として、ＣＶＤ法等を用いて、窒化珪素膜等を成膜することで、無機薄膜による封止体とすることも可能であり、またこれらを組み合わせることも可能である。
【００８３】
上記の工程を行うことによって、本発明の凸版印刷装置を用いて有機ＥＬ素子を作製することができる。以下に、実施例及び比較例を示すが、本発明はこれに限られるものではなく、それらを改良・変形した実施例も本発明に含まれる。
【実施例】
【００８４】
＜実施例１＞
（感光性樹脂凸版８の作製）
厚さ２５０μｍのニッケル材を凸版８の版基材として、この基材の上に黒色顔料を混錬したアクリルバインダー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。
【００８５】
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、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。
【００８６】
合成石英基材のクロムマスクを樹脂凸版８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たものを用いて樹脂凸版８を露光し、ストライプパターンの凸版８を作製した。作製した凸部幅は２５μｍ、凸部ピッチは１５０μｍである。
【００８７】
（被印刷基板の作製）
被印刷基板２として、以下の構成のアクティブマトリクス基板の隔壁基板を用いた。そのアクティブマトリクス基板は、支持体２１上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０と、その上層に形成された平坦化層２７と、平坦化層２７内のコンタクトホール２８によって前記薄膜トランジスタと導通されている画素電極１３とを備えた、画素サイズの１辺は、１５０μｍ角であり、ＲＧＢのサブピクセルのサイズは５０×１５０μｍであるアクティブマトリクス基板である。
【００８８】
このアクティブマトリクス基板の上に設けられている画素電極１３の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１２を形成した。この隔壁１２の形成は、日本ゼオン社製ポジレジストＺＷＤ６２１６−６をスピンコータにてアクティブマトリクス基板の全面に乾燥厚みが２μｍであるように塗布した後、フォトリソグラフィーによって各隣接するサブピクセルの短辺方向に線幅２５μｍ、長辺方向に線幅７５μｍの隔壁１２を形成した。
【００８９】
画素電極１３の上にスピンコート法により発光補助層の正孔輸送層１４として、ポリ−（３，４）−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）１．５ｗｔ％水溶液が１００ｎｍの膜厚で成膜した。さらに、この成膜されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜は、減圧下１００℃で１時間乾燥することで、被印刷基板２を作製した
。
【００９０】
（有機発光層形成用のインキの作製）
有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度３％になるようにアニソールに溶解させた有機発光インキ５を用意した。用意したインキ５は、粘度１００ｍＰａ・ｓである。
【００９１】
（印刷工程）
図４に示す枚葉式の凸版印刷装置を用い、凸版８を凸版印刷装置の版胴７に固定した。次に、上記の有機発光インキ５をインキングユニット３に満たした。インキングユニット３のコーター部３１にインキ５を供給し、インキ５をコーター部３１から押出してアニロックスロール６に塗布し、そのアニロックスロール６からインキ５を凸版８の凸部に転写した。この際、インキングユニット中のコーター部３１先端とアニロックスロール６との間隔は０．２ｍｍ程度になるようにセッティングした。
【００９２】
凸版印刷装置のアニロックスロール６に、φ８０ｍｍ×２５０ｍｍのクロムメッキロールを用いた。被印刷基板２上に形成するパターンは、１辺６５μｍの正方形セルが、７２．５μｍピッチで形成されるスクエアパターンを形成した。これらのパターンはロール水平線より６０°傾いて形成した。
【００９３】
インキ５が転写された凸版８を被印刷基板２に押し当てて転動された被印刷基板２の上にインキ５のストライプパターンの有機発光層（１５、１６、１７）を印刷した。印刷は連続して行い、計２０個の有機ＥＬ素子を作製した。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。
【００９４】
乾燥の後、印刷により形成した有機発光層（１５、１６、１７）の上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップ２０を用い封止をおこない有機ＥＬ素子を作製した。
【００９５】
＜比較例１＞
比較例１として、図７に示す従来の凸版印刷装置で、インキ溜め部分（インキチャンバー）でインキングユニット３を構成した凸版印刷装置を使用し、それ以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【００９６】
＜評価＞
実施例１と比較例２について、使用したインキ５の量を表１に示す。また、作製した素子のパネル発光ムラ観察結果を表２に示す。膜厚ばらつき測定の結果を表３に示す。投入後、４ｈ経過後の粘度測定と粘度ばらつき測定の結果を表４に示す。膜厚ばらつき測定は、１枚目及び２０枚目それぞれのパネル面内中２０点測定値の標準偏差である。粘度測定はインキングユニット３内のインキ５を無作為に２０回抜き取り測定を行った値の平均値、粘度ばらつき測定はその２０点測定値の標準偏差である。
【００９７】
【表１】
2015160411.tif 000003
【００９８】
【表２】
2015160411.tif 000004
【００９９】
【表３】
2015160411.tif 000005
【０１００】
【表４】
2015160411.tif 000006
【０１０１】
＜比較結果＞
表１によると、本発明のインキングユニットを使用することで使用するインキ５の量を削減できることがわかる。
【０１０２】
表２及び表３によると、使用するインキ５の量を削減しても、発光ムラが無く、膜厚ムラが同等の素子を作製できることがわかる。
【０１０３】
表４によると、本発明のインキングユニットを使用すると、インキ５の使用量が少ないためにインキ５の粘度上昇の影響を強く受けることになるが、本発明によると、インキ５の粘度バラツキを低減させることができることがわかる。また、インキ５の粘度上昇については、インキ５の流路とポンプ３４のユニット内に粘度調整手段を設置することで改善することが可能である。
【０１０４】
なお、本発明が製造する有機機能性素子は、駆動方式がアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に限られない。本発明は、その他の有機ＥＬ素子や、有機太陽電池、有機薄膜トランジスタなどの、印刷法によって有機機能性膜を形成する有機機能性素子に適用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・移動定盤
２・・・被印刷基板
３・・・インキングユニット
４・・・ドクター
５・・・インキ
６・・・アニロックスロール
７・・・版胴
８・・・凸版
１２・・・隔壁
１３・・・画素電極（第一電極）
１４・・・正孔輸送層
１５・・・（赤色の）有機発光層
１６・・・（緑色の）有機発光層
１７・・・（青色の）有機発光層
１８・・・第二電極
１９・・・接着剤
２０・・・ガラスキャップ
２１・・・支持体
２２・・・活性層
２３・・・ゲート絶縁膜
２４・・・ドレイン電極
２５・・・トランジスタ絶縁膜
２６・・・ゲート電極
２７・・・平坦化層
２８・・・コンタクトホール
２９・・・走査線
３０・・・ＴＦＴ
３１・・・コーター部
３２・・・インキ回収部
３３・・・突出端部
３４・・・ポンプ
【図１】
2015160411.tif 000007
【図２】
2015160411.tif 000008
【図３】
2015160411.tif 000009
【図４】
2015160411.tif 000010
【図５】
2015160411.tif 000011
【図６】
2015160411.tif 000012
【図７】
2015160411.tif 000013