(57)【要約】【課題】凸版印刷法により光学式表示装置が具備する機能性薄膜を形成する際において、印刷版に保持されるインキの量を制御し、機能性薄膜の膜厚を均一にし、ムラのない表示可能な光学式表示装置の製造方法の提供にある。【解決手段】機能性薄膜としての有機発光層５を凸版印刷法によって形成する光学式表示装置としての有機ＥＬ表示装置９の製造方法であって、凸版印刷版の凸部の表面エネルギーが５０〜８０ｍＮ／ｍ2、凹部の表面エネルギーが２０〜５０ｍＮ／ｍ2の範囲であり、この凸部はＵＶオゾン処理或いは低温プラズマ処理が施されている有機ＥＬ表示装置９の製造方法である。【選択図】図１
2007095513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性薄膜を凸版印刷法によって形成する光学式表示装置の製造方法であって、当該凸版印刷法に用いる印刷版の凸部の表面エネルギーが５０〜８０ｍＮ／ｍ2、凹部の表面エネルギーが２０〜５０ｍＮ／ｍ2であることを特徴とする光学式表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記印刷版の凸部はＵＶオゾン処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の光学式表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記印刷版の凸部は低温プラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の光学式表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記印刷版は水現像可能な樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学式表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記光学式表示装置は機能性薄膜が形成されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光学式表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記機能性薄膜は前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置を構成する有機発光層であることを特徴とする請求項５記載の光学式表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視認可能な画像を表示する光学式表示装置の製造方法に関するものであり、特に有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下有機ＥＬ表示装置と記す）の有機発光層の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、ふたつの対向する電極の間に有機発光材料からなる発光層が形成され、発光層に電流を流すことで発光させるものであるが、効率よく発光させるには発光層の膜厚が重要であり、１００ｎｍ程度の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
上記発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は抵抗加熱蒸着法等により薄膜形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出難いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング方法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。薄膜形成するための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、塗出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりＲＧＢ３色に塗り分けしたりするためには、これらのウェットコーティング法では難しく、塗り分け・パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。
【０００５】
さらに、各種印刷法のなかでも、ガラスを基板とする有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の光学式表示装置では、グラビア印刷法等のように金属製の印刷版等の硬い版を用いる方法は不向きであり、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法や同じく弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際ににこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（例えば、特許文献１参照）、凸版印刷による方法（例えば、特許文献２参照）などが提唱されている。
【０００６】
一方、高分子有機発光材料は、アルコールや脂肪族系の有機溶剤に対する溶解性が悪く、塗工液（以下インキと記す）化するには、トルエンやキシレン等の芳香族有機溶剤を用いて溶解させる必要があり、よって高分子有機発光材料のインキ（以下有機ＥＬインキと記す）は芳香族有機溶剤のインキとなっている。ところが、オフセット印刷に用いるゴムブランケットはトルエンやキシレン等の芳香族有機溶剤によって膨潤や変形を起こしやすいという問題がある。オフセット印刷は、画線が形成されている版にインキを付け、そのインキを弾性をもつブランケットに転移させ、さらにブランケットから印刷基材にインキを転写することで印刷する方式であるが、インキの転移を仲介するブランケットは弾性をもつことが要求され、一般にゴム製のものが使われる。使用されるゴムの種類はオレフィン系のゴムからシリコーン系のゴムまで多様であるが、いずれのゴムもトルエン、キシレン系の溶剤に対して耐性がなく、膨潤や変形が起こりやすく、よって有機ＥＬインキの印刷には不適切である。
【０００７】
いずれにおいても、有機ＥＬインキを印刷する際、インキの転移量を確保するためには、版の表面性を制御する必要がある。この原因は、有機ＥＬ材料が溶解する溶剤の種類が限られていること、溶解度が小さいことから、自ずと、溶剤、固形分量、粘度等が決まってしまうためである。また、添加剤を加えこのようなインキ側の制限を緩和し、粘度を上
げる、レベリング性を良くするなどといった方法も考えられるが、有機ＥＬ材料に異物を混入させると、その発光の効率、寿命を著しく低下させてしまうという問題点があり、添加剤を使用することは難しい。すなわち、このようにインキ側の制約がある為に、版の表面性を制御することでインキの転移量、膜厚の均一化等を制御する必要がある。また、これら溶媒や添加物の制限に関しては光学式表示装置を構成するカラーフィルタや電極に代表される導電性パターンを形成する場合においても共通する問題となる。
【０００８】
以下に、上記先行技術文献を示す。
【特許文献１】特開２００１−９３６６８公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８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、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、凸版印刷法により光学式表示装置が具備する機能性薄膜を形成する際において、印刷版に保持されるインキの量を制御し、機能性薄膜の膜厚を均一とすることによって、ムラのない表示の可能な光学式表示装置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】
【００１０】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、機能性薄膜を凸版印刷法によって形成する光学式表示装置の製造方法であって、当該凸版印刷法に用いる印刷版の凸部の表面エネルギーが５０〜８０ｍＮ／ｍ2、凹部の表面エネルギーが２０〜５０ｍＮ／ｍ2であることを特徴とする光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１１】
また、請求項２の発明では、前記印刷版の凸部はＵＶオゾン処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１２】
また、請求項２の発明では、前記印刷版の凸部は低温プラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１３】
また、請求項３の発明では、前記印刷版は水現像可能な樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１４】
また、請求項４の発明では、前記光学式表示装置は機能性薄膜が形成されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１５】
また、請求項５の発明では、前記機能性薄膜は前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置を構成する有機発光層であることを特徴とする請求項５記載の光学式表示装置の製造方法としたものである。
【００１６】
上記請求項でいう光学式表示装置とは、静止画、動画にかかわらず視認可能な画像を表示することのできる装置を指し、例えば有機ＥＬ表示装置、液晶表示装置等が挙げられる。
【００１７】
また、機能性薄膜とは、光学式表示のために必要な機能を果たす薄膜を指し、有機ＥＬ表示装置においては電極、薄膜トランジスタ、正孔輸送／注入層、有機発光層が、また液晶表示装置においては電極、薄膜トランジスタ、カラーフィルタ層を挙げることができる
。ここでは有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）の有機発光層を形成する場合について説明する。前記有機ＥＬ表示装置とは少なくとも有機発光層と、これを挟む一対の電極から構成される。
【００１８】
また、凸版印刷方式とは広義には画線部が凸形状をしている版すなわち凸版を用いるすべての印刷方式をいうが、本明細書で述べる凸版印刷方式とはゴム版または樹脂版からなる凸版を用いる印刷方式を示すこととする。また、印刷業界ではゴム凸版を用いるものをフレキソ印刷といい、樹脂凸版を用いるものを樹脂凸版印刷と区別して呼んでいるが、本明細書では両者を特に区別せず、凸版印刷方式と呼ぶこととする。凸版印刷方式で用いられるゴム版や樹脂版は、現在は感光性のゴム版や樹脂版が用いられが、版の材質も多様化し、感光性ゴム版と感光性樹脂版の区別も不明確になってきており、本明細書ではこの区別も特に設けず、両者とも感光性樹脂版と呼ぶこととする。感光性樹脂凸版とは、画線部にのみ光が透過するマスクを利用して感光性樹脂を露光し画線部を硬化させ、未硬化部分を溶剤等で洗い流すことで凸版を形成する版であるが、主に溶剤で洗い出す溶剤現像タイプと水で洗い出す水現像タイプのものがあり、それぞれ版材が親水性成分で成るか疎水性成分で成るかで異なる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
【００２０】
即ち、上記請求項１に係る発明によれば、機能性薄膜を凸版印刷法によって形成する光学式表示装置の製造方法において、機能性薄膜を形成するインキは、その機能性を損なわないために溶媒や添加物に制限が多いが、上記凸版印刷法に用いる印刷版の凸部の表面エネルギーを５０〜８０ｍＮ／ｍ2、凹部の表面エネルギーを２０〜５０ｍＮ／ｍ2の範囲とすることによって、被印刷基板へのインキの転移量を適正な範囲に保ち、印刷されたパターンの膜厚を均一に保つことができる。
【００２１】
また、上記請求項２、３に係る発明によれば、印刷版の凸部をＵＶオゾン処理により、あるいは低温プラズマにより処理することによって、印刷版の表面エネルギーを機能性薄膜を形成するためのインキが適正な量になるように調整され、保持され、被印刷基板に転移する範囲に改質することができる。
【００２２】
また、上記請求項４に係る発明によれば、印刷版は水現像可能な樹脂から光学式表示装置の製造方法とすることによって、水現像可能な樹脂はＳＰ（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）値が高い溶媒に対して耐性が高いため、ＳＰ値が高い溶媒を用いることが多い機能性薄膜を形成するためのインキを好適に印刷することができる。
【００２３】
従って本発明は、凸版印刷法により光学式表示装置が具備する機能性薄膜を形成する際において、印刷版に保持されるインキの量を制御し、機能性薄膜の膜厚を均一とすることができたため、ムラがなく、ショートのない光学式表示装置のうちの有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００２５】
本発明における有機ＥＬ素子の発光層の形成は、凸版印刷法で行う。樹脂凸版による、凸版印刷法、ゴム性のフレキソ版を用いて印刷を行うことができるが、有機ＥＬ材料は、芳香族系の有機溶剤に可溶であり、高精細なディスプレイに適用する為には、高い溶剤耐性を要求される。水現像タイプの感光性樹脂は親水成分を多く含むことで耐溶剤性が向上し、よってトルエン・キシレン等の芳香族溶剤を使用する有機ＥＬインキの印刷版として
使用可能であり、また耐溶剤性をＳＰ値で判断することもでき、親水成分の多い樹脂版はトルエン・キシレンのＳＰ値８〜９の範囲よりも離れた高い値を示し、１２以上で充分なトルエン・キシレン耐性を示す。また、溶剤耐性を直接的に、実際にトルエンに浸漬したときの膨張率で評価することもでき、２４時間浸漬後の膨張１％以下の場合、有機ＥＬインキ用版として使用可能である。水現像タイプの感光性樹脂凸版は高精細化、耐溶剤性の面で非常に好ましい。
【００２６】
また、版表面は、表面改質を行う必要がある。それは、ディスプレイが高精細になればなるほど、インキが載る印刷版の凸部のサイズが小さくなるため、インキの転移量が減少してしまうためである。また、現像を必要とする感光性樹脂版では、現像によって溶け出した成分が、凸部を覆い、版面の表面エネルギーが大きくなり、インキの着肉量が少なくなるので、それを改質する為にも表面改質処理を施す必要がある。
【００２７】
上記表面改質処理としては、本発明では紫外線を照射するＵＶオゾン処理または低温プラズマ処理としたもので、その低温プラズマ処理としてはコロナ放電処理、グロー放電処理、大気圧プラズマ処理等を用いることができる。
【００２８】
上記表面エネルギーとしては、印刷版の凸部は５０〜８０ｍＮ／ｍ2 の範囲、好ましくは６５〜７５ｍＮ／ｍ2 の範囲とすると良く、該表面エネルギーが７５ｍＮ／ｍ2 より大きいと、インキの転移量が著しく減少し、適正な膜厚を得ることができなくなる。また、６５ｍＮ／ｍ2 より小さいと凹部との表面エネルギーと近くなる為、凹部にインキを取られ、膜厚が小さくなったり、凹部の形状を反映し、パターン精度が悪くなる。
【００２９】
本発明における有機ＥＬ素子の発光層を印刷する印刷機としては、例えば、図２に示すように、有機ＥＬ用インキを貯留しているインキタンク１０とインキチャンバー１２とアニロックスロール１４と凸版１６が巻かれている版胴１８を有し、アニロックスロール１４の回転でその表面に供給されたインキ層１４ａは均一な膜厚に形成され、このインキ層１４ａのインキは版胴１８に巻かれた凸版１６の凸部に転移され、一方支持台２０には、被印刷基板２４が載置され、印刷位置まで移動し、これに前記のインキが転移されるようにした円圧式の凸版印刷機がある。
【００３０】
また、例えば図３に示すように、インキタンク１０からのインキ１３がダイヘッド１１に供給され、このダイヘッド１１よりアニロックスロール１４を介して凸版１６に転移される方式の凸版印刷機を用いることもできる。
【００３１】
次に本発明における有機ＥＬ素子の構造を例示するが、この構造に限定されるものではなく、例えば、図１の側断面図に示すように、本発明における有機ＥＬ表示装置９を作成する場合、ガラス基板（１）の上に透明な画素電極（２）としてインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）膜が成膜され、電極としてパターン状に形成されており、その上にウェットコート法により高分子の正孔輸送層（４）が形成されている。
【００３２】
その上に前述した印刷法で有機発光層（５）がパターン状に形成され、さらにその上に蒸着法により、金属薄膜からなる陰極（６）がパターン状に形成され、これらの有機ＥＬ構成体は、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップ（７）で密閉封止される。
【００３３】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【実施例１】
【００３４】
印刷条件は、その印刷機としては、印刷版へインキを供給するためのアニロックスロー
ルと、シリンダー状の版胴と、基板を載せる平台とを有し、シリンダー状の版胴が回転して平台上の基板へ印刷する方式の平台印刷機を用いて印刷を行った。また、印刷版は製版済みの各種シート状凸版をシリンダー状の版胴に巻きつける方式の印刷版を用いた。
【００３５】
また、有機発光材料インキとしては、高分子蛍光体であるポリフェニレンビニレン誘導体をテトラリンに溶かした溶液を用いた。また、有機発光層を印刷する基板としては、透明電極であるインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）膜がＥＬ素子の画素に合わせてパターンニングして形成されているガラス基板で、その上に正孔輸送層を全面にコーティングした基板を用いた。正孔輸送材料は、ポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸からなる高分子材料を用いた。
【００３６】
上記発光層の印刷パターンは、対角１．８インチサイズのパッシブマトリック型のディスプレイを作製するためのラインパターンで、線幅１６６μｍのラインが約３３ｍｍ角の中に６４本形成されるパターンとした。
【００３７】
上記発光層の印刷に用いた樹脂凸版は次のようにして製版した。ＰＥＴフィルム基材の上に水現像タイプの感光性樹脂層が積層された版材を用いて、その版材の表面に所定の画線を形成するためのフィルムマスクを当て、そのマスクの上側から露光機で紫外線を照射して、画線部分を硬化させ、次にこれを水道水でブラシ洗浄して未硬化部分を洗い出して画線部（凸部）と非画線部（凹部）を形成し、これを乾燥させて水分を除去したあと再び露光機で後露光して樹脂凸版を得た。
【００３８】
このようにして得られた樹脂凸版の表面エネルギーは、凸部が６５ｍＮ／ｍ2 で、凹部も６５ｍＮ／ｍ2 であった。
【００３９】
１８５ｎｍ及び２５４ｎｍを主波長とするＵＶ照射により、５ｐｐｍのオゾン雰囲気を作り、上記樹脂凸版をその雰囲気中に５分間晒してＵＶオゾン処理を施し、凸部の表面エネルギーを７３ｍＮ／ｍ、凹部の表面エネルギーを４７ｍＮ／ｍとした。
【００４０】
このようにしてＵＶオゾン処理した樹脂凸版を用いて、上記印刷条件により、発光層印刷用基板の上に、発光層の印刷を行った。発光層の膜厚は発光効率の最適値である８０ｎｍとなった。膜厚の均一性は８０ｎｍ±５ｎｍであった。これにより、ＩＴＯ電極層と正孔輸送層を有するガラス基板の上にパターニングされた発光層を得た。発光の輝度は均一であり、また、ショートもなかった。
【実施例２】
【００４１】
実施例１と同様に作製した樹脂凸版の表面処理として、２．５ｍ／ｍｉｎの速度で８ｍＡの強さの低温プラズマ処理の一種であるコロナ放電処理を施し、凸部の表面エネルギーを７１ｍＮ／ｍ、凹部の表面エネルギーを４９ｍＮ／ｍとした。
【００４２】
このようにしてコロナ放電処理した樹脂凸版を用いて、実施例１と同様な印刷条件１により、発光層印刷用基板の上に、発光層の印刷を行った。発光層の膜厚は発光効率の最適値である８０ｎｍとなった。膜厚の均一性は８０ｎｍ±５ｎｍであった。これにより、ＩＴＯ電極層と正孔輸送層を有するガラス基板の上にパターニングされた発光層を得た。発光の輝度は均一であり、また、ショートもなかった。
【００４３】
以下に、本発明の比較例について説明する。
【実施例３】
【００４４】
実施例１における水現像タイプの樹脂凸版を用い、ＵＶオゾン処理等の表面処理を行わ
ずに上記実施例１と同様の印刷条件により、発光層印刷用基板に発光層の印刷を行った。発光層の膜厚は３０ｎｍしか得られず、また膜厚の均一性も４０ｎｍ±２０ｎｍであったため、発光輝度にムラが生じ、またショートも多かった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の光学式表示装置の製造方法の一事例で得られる有機ＥＬ表示素子の一事例を側断面で表した説明図である。
【図２】本発明の光学式表示装置の製造方法に用いる印刷装置の一事例を側面で表した説明図である。
【図３】本発明の光学式表示装置の製造方法に用いる印刷装置の他の事例を側面で表した説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１‥‥ガラス基板
２‥‥画素電極
３‥‥絶縁性隔壁
４‥‥正孔輸送層
５‥‥有機発光層
６‥‥陰極
７‥‥封止キャップ
８‥‥接着剤
【図１】
2007095513.tif 000003
【図２】
2007095513.tif 000004
【図３】
2007095513.tif 000005