(57)【要約】【課題】  本発明では、基板と、第一電極と、隔壁と、少なくとも有機発光層を有する有機ＥＬ層と、第二電極とをこの順に具備する有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ層の少なくとも１層を、有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを用いて形成する場合であって、用いられるインキの表面張力が高い場合であっても、第一電極層上方全面に有機ＥＬ素子を形成し、発光させた際に発光ムラやショートの無い有機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】  有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用い凸版印刷法により有機ＥＬインキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、有機ＥＬ層のうち少なくとも１層を形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上にパターニングされた第一電極と、該パターニングされた第一電極間に第一電極端部を覆うように隔壁と、第一電極上に少なくとも有機発光層を有する有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層を挟んで第一電極と対向するように設けられた第二電極とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用い、凸版印刷法により有機ＥＬインキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、有機ＥＬ層のうち少なくとも１層を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記有機ＥＬ層が少なくとも有機発光層と正孔輸送層を具備し、正孔輸送層形成材料を溶媒に溶解または分散させた正孔輸送インキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用い、凸版印刷法により正孔輸送インキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、正孔輸送層を形成したことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記凸版の凸部パターンの幅と隔壁で仕切られた第一電極の幅の差が２０μｍ以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記凸版の凸部パターンの表面と谷部との深さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記凸版の凸部パターンの構成材料が樹脂材料からなり、その硬度が１８〜７５（ショアＤ）、４５〜９０（ショアＡ）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬインキの粘度が５〜８０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイパネル等に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法に関し、特に有機ＥＬ層のうち少なくとも一層を、インキを用い凸版印刷法によって形成する有機エレクトロルミネッセンス素子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素子（以下、有機ＥＬ素子とする）は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層が形成され、電極間に電流を流すことで有機発光層を発光させるものであるが、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、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パネル化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
有機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有り、一般に低分子材料は真空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にくいという問題がある。また、真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では有機発光材料として高分子材料を用いたり、低分子発光材料と高分子材料を混合したりして、有機発光材料を溶剤に分散、または溶解させてインキにし、これをウェットコーティング法で基板上に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、ディッピング法、バーコート法、スリットコート（ダイコート）法、印刷法等が挙げられる。有機ＥＬ素子をディスプレイ化するためには、高精細なパターニングとＲＧＢ３色の塗り分けが必要であるため、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】
印刷法としては、凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、凸版印刷など様々な印刷法が挙げられる。しかしながら、被印刷基板としてガラス基板等を用いる有機ＥＬ素子やディスプレイでは、基板のキズやゆがみが好ましくないことから、凹版印刷の代表である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る。また、有機発光層形成材料を溶媒に溶解若しくは分散させたインキは一般に粘度が低いため、平版印刷の代表であるオフセット印刷やスクリーン印刷には適さない。これに対し、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は、ガラス基板を傷つけることもなく、低粘度の有機発光インキにも適している。実際に、凸版印刷法による有機発光層の形成が提唱されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１５５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層以外にも、発光補助層として、例えば正孔輸送層が形成される。
【０００７】
正孔輸送層はパターニングせずに、有機ＥＬディスプレイパネルの画像形成に関わる部分全体に、正孔輸送層形成材料からなる正孔輸送インキを全面塗布いわゆるベタ塗りする方法が一般的であり、塗布方法としてはスピンコート法やダイコート法といったコーティング法を用いて形成されてきた。これは、正孔輸送層の膜厚は一般に１００ｎｍ以下の薄膜であり、層の横方向へ流れる電流よりも厚み方向へ流れる電流のほうが圧倒的に流れやすく、よって電極がパターニングされていれば、電流の画素の外へのリークは非常に少ないといわれていたためである。
【０００８】
しかしながら、本発明者等は、透明基板上に陽極である第一電極をストライプ状にパターン形成し、第一電極間に隔壁をパターン形成し、正孔輸送層を有機ＥＬ素子の有効面内に全面塗布し、有機発光層をパターン形成し、陰極を第二電極としてストライプ状にパターン形成したパッシブマトリックスタイプの有機ＥＬ素子において、正孔輸送層を全面に形成したことによってパターン化された電極間に流れる電流がリークし、発光効率が低下していることを確認した。したがって、正孔輸送層についても、有機ＥＬ素子の有効面内全面に形成するのではなく、パターニングし、隔壁によって仕切られた第一電極上に正孔輸送層をパターン形成する必要があった。
【０００９】
ここで、正孔輸送層形成材料を溶解または分散させた正孔輸送インキを用い、凸版印刷法により正孔輸送インキを第一電極上方に配置し正孔輸送層を形成する場合、正孔輸送インキには溶媒としては水系の溶媒が用いられる。このとき、水系の溶媒は表面張力の高いため、凸版印刷において凸版の凸部からインキが第一電極に配置された際に、インキが濡れ広がらずに隔壁近傍において正孔輸送層が形成されないという欠陥が発生するという問題があった。そして、このように第一電極上に正孔輸送層が形成されないと有機ＥＬ素子を発光させたときの発光むらやショートの原因となってしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明では有機ＥＬ層の少なくとも１層を、有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを用いて形成する場合において、用いられるインキの表面張力が高い場合であっても、第一電極層上方全面に有機ＥＬ素子を形成し、発光させた際に発光ムラやショートの無い有機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】
【００１１】
上記課題を解決するために請求項１にかかる発明は、基板と、該基板上にパターニングされた第一電極と、該パターニングされた第一電極間に第一電極端部を覆うように隔壁と、第一電極上に少なくとも有機発光層を有する有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層を挟んで第一電極と対向するように設けられた第二電極とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用い、凸版印刷法により有機ＥＬインキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、有機ＥＬ層のうち少なくとも１層を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１２】
また、請求項２にかかる発明は、前記有機ＥＬ層が少なくとも有機発光層と正孔輸送層を具備し、正孔輸送層形成材料を溶媒に溶解または分散させた正孔輸送インキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用い、凸版印刷法により正孔輸送インキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、正孔輸送層を形成したことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明は、前記凸版の凸部パターンの幅と隔壁で仕切られた第一電極の幅の差が２０μｍ以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明は、前記凸版の凸部パターンの表面と谷部との深さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１５】
また、請求項５にかかる発明は、前記凸版の凸部パターンの構成材料が樹脂材料からなり、その硬度が１８〜７５（ショアＤ）、４５〜９０（ショアＡ）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１６】
また、請求項６にかかる発明は、前記有機ＥＬインキの粘度が５〜８０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有機ＥＬ層の少なくとも１層を、有機ＥＬ層形成材料を溶媒に溶解または分散させた有機ＥＬインキを使用し、凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用いた凸版印刷法により有機ＥＬインキを隔壁によって囲まれた第一電極上方に印刷し、有機ＥＬ層を形成することにより、凸版の凸部パターン上にあるインキが隔壁によって囲まれた第一電極上方の全面に転移し、隔壁近傍において印刷抜けの無い有機ＥＬ層を形成することができ、発光させた際に発光ムラやショートの無いことが可能な有機ＥＬ素子を得ることができた。
【００１８】
本発明は、特に正孔輸送層形成材料を溶媒に溶解または分散させた正孔輸送インキを使用し、凸版印刷法により正孔輸送層を形成する際に好適に用いることができる。正孔輸送インキは水系のインキであり、水系のインキは濡れ広がりにくい。本発明では、凸版の凸部パターン上にあるインキは隔壁によって囲まれた第一電極全面に転移させることができるため、インキが濡れ広がらなくても隔壁で仕切られた第一電極全面に正孔輸送層を形成することができ、発光させた際に発光ムラやショートの無いことが可能な有機ＥＬ素子を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の好適な実施の形態を、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子を作成する場合を事例に説明する。図１に本発明の有機ＥＬ素子の説明断面図を示した。有機ＥＬ素子の駆動方法としては、パッシブマトリックス方式とアクティブマトリックス方式があるが、本発明の有機ＥＬ素子はパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子のどちらにも適用可能である。
【００２０】
パッシブマトリックス方式とはストライプ状の電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毎にトランジスタを形成した、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板を用いることにより、画素毎に独立して発光する方式である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の有機ＥＬ素子は、基板１の上に、陽極としてストライプ状に第一電極２を有している。隔壁３は第一電極間に設けられ、第一電極端部のバリ等よるショートを防ぐことを目的として第一電極端部を覆うことがましい。
【００２２】
そして、本発明の有機ＥＬ素子は、第一電極２上であって、隔壁３で区画された領域に有機発光層及び発光補助層からなる有機ＥＬ層を有している。電極間に挟まれる有機ＥＬ層は、有機発光層単独から構成されたものであってもよいし、有機発光層と発光補助層との積層構造から構成されたものでもよい。発光補助層としては正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層が挙げられる。本発明では、図１において発光補助層である正孔輸送層４と有機発光層（５１、５２、５３）との積層構造からなる構成を示している。第一電極２上に正孔輸送層４が設けられ、正孔輸送層４上に赤色（Ｒ）有機発光層５１、緑色（Ｇ）有機発光層５２、青色（Ｂ）有機発光層５３がそれぞれ設けられている。なお、有機ＥＬ層の膜厚は、有機発光層単独で形成する場合、有機発光層と発光補助層との積層構造とする場合のどちらにおいても１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００２３】
次に、有機ＥＬ層上に陽極である第一電極２と対向するように陰極として第二電極６が配置される。パッシブマトリックス方式の場合、ストライプ状を有する第一電極と直交する形で第二電極はストライプ状に設けられる。アクティブマトリックス方式の場合、第二電極は、有機ＥＬ素子全面に形成される。更に、環境中の水分、酸素の第一電極、有機発光層、発光補助層、第二電極への侵入を防ぐために有効画素全面に対してガラスキャップ７による封止体が設けられ、接着剤８を介して基板１と貼りあわされる。
【００２４】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも基板と、当該基板に支持されたパターン状の第一電極と、有機発光層と、第二電極を具備する。本発明の有機ＥＬ素子は、図１とは逆に、第一電極を陰極、第二電極を陽極とする構造であっても良い。また、ガラスキャップ７の封止体の代わりに有機発光媒体層や電極を外部の酸素や水分の浸入から保護するためにパッシベーション層や外部応力から保護する保護層、あるいはその両方の機能備えた封止基材を備えてもよい。
【００２５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【００２６】
本発明にかかる基板１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。この基板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、基板として透明なものを使用する必要がある。なお、基板と反対側から光を取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ素子の場合は、基板は不透明であっても構わない。
【００２７】
例えば、基板としては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、有機発光媒体層への水分の侵入を防ぐことを目的として、金属酸化物薄膜、金属弗化物薄膜、金属窒化物薄膜、金属酸窒化膜薄膜、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してもよい。
【００２８】
また、これらの基板は、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。
【００２９】
また、これらに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子用の基板とすることが可能である。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）としては、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、ゲート絶縁膜及びゲート電極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く、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
【００３０】
活性層は、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、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ-フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法、ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）、減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。
【００３１】
ゲート絶縁膜としては、通常、ゲート絶縁膜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。ゲート電極としては、通常、ゲート電極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、銅等の金属、チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属、ポリシリコン、高融点金属のシリサイド、ポリサイド等が挙げられる。また、薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。本発明の有機ＥＬ素子は薄膜トランジスタが有機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と有機ＥＬ素子の第一電極が電気的に接続されている。薄膜トランジスタとドレイン電極と有機ＥＬ素子の第一電極２との接続は、平坦化膜を貫通するコンタクトホール内に形成された接続配線を介して行われる。
【００３２】
基板１上には第一電極２が設けられる。第一電極を陽極とした場合、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）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、亜鉛アルミニウム複合酸化物等の金属複合酸化物や金、白金、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。第一電極の形成方法は、材料に応じて、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の乾式成膜法を用いることができる。
【００３３】
なお、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第一電極となる。
【００３４】
第一電極を形成後、第一電極縁部を覆うようにして隔壁が形成される。隔壁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、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。また、隔壁形成材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等を用いることもできる。
【００３５】
隔壁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。スピンコート法の場合、隔壁の高さは、スピンコートするときの回転数等の条件でコントロールできるが、１回のコーティングでは限界の高さがあり、それ以上高くするときは複数回スピンコートを繰り返す手法を用いる。
【００３６】
感光性材料を用いてフォトリソ法により隔壁を形成する場合、その形状は露光条件や現像条件により制御可能である。例えば、ネガ型の感光性樹脂を塗布し、露光・現像した後、ポストベークして、隔壁を得るときに、隔壁端部の形状を順テーパー形状としたい場合には、この現像条件である現像液の種類、濃度、温度、あるいは現像時間を制御すればよい。現像条件を穏やかなものとすれば、隔壁端部は順テーパー形状となり、現像条件を過酷にすれば、隔壁端部は逆テーパー形状となる。
【００３７】
また、隔壁形成材料が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。
【００３８】
次に、有機発光層及び発光補助層からなる有機ＥＬ層を形成する。電極間に挟まれる有機ＥＬ層としては、有機発光層単独から構成されたものでもよいし、有機発光層と正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層といった発光を補助するための発光補助層との積層構造としてもよい。なお、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層は必要に応じて適宜選択される。本発明では、図１に示したとおり第一電極（陽極）、第二電極（陰極）間に正孔輸送層と有機発光層を設けた場合の有機ＥＬ素子の製造方法について示す。
【００３９】
第一電極（陽極）上には、正孔輸送層が設けられる。正孔輸送層を形成する正孔輸送材料としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、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低分子正孔注入輸送材料や、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ことができる。
【００４０】
次に、本発明において、正孔輸送インキにより凸版印刷法を用いた正孔輸送層の形成方法について示す。正孔輸送材料を溶解または分散させる溶媒としては、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、水等の単独またはこれらの混合溶剤などが挙げられる。特に、正孔輸送材料をインキ化する場合には水またはアルコール類が好適に用いることができる。
【００４１】
正孔輸送層の形成に用いる凸版印刷装置は、平板に印刷する方式の凸版印刷装置であれば使用可能であるが、以下に示すような印刷装置が望ましい。図２に本発明の凸版印刷装置の概略図を示した。本装置は、インクタンク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を取り付けした版胴１８を有している。インクタンク１０には、正孔輸送インキが収容されており、インキチャンバー１２にはインクタンク１０より正孔輸送インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール１４は、インキチャンバー１２のインキ供給部及び版胴１８に接して回転するようになっている。
【００４２】
アニロックスロール１４の回転にともない、インキチャンバー１２から供給された正孔輸送インキ１４ａはアニロックスロール１４表面に均一に保持されたあと、版胴に取り付けされた凸版１６の凸部に均一な膜厚で転移する。さらに、第一電極２及び隔壁３が形成された被印刷基板２４は摺動可能な基板固定台上に固定され、版のパターンと基板のパターンの位置調整機構により、位置調整しながら印刷開始位置まで移動して、版胴の回転に合わせて凸版１６の凸部パターンが基板に接しながらさらに移動し、ステージ２０上にある被印刷基板２４の所定位置にパターニングしてインキを転移する。
【００４３】
本発明では、凸版印刷法によって正孔輸送層を形成する際に用いる凸版の凸部パターンの幅が隔壁で仕切られた第一電極の幅よりも大きい凸部パターンを有する凸版を用いることを特徴とする。図３に本発明の正孔輸送層形成中の有機ＥＬ素子の説明断面図を示した。図４に示したとおり、凸版の凸部パターンの幅Ｌ２を隔壁で仕切られた第一電極の幅Ｌ１よりも大きくすることにより、正孔輸送インキ１４ａは第一電極と第一電極の周辺部の隔壁上にまで転移される。したがって、正孔輸送インキの溶媒が表面張力の高い溶媒であって、インキは第一電極全面に形成され、印刷抜けの無い正孔輸送層となる。
【００４４】
図４（ａ）に本発明の製造方法による正孔輸送層形成後の有機ＥＬ素子の説明断面図、図４（ｂ）に従来の製造方法による正孔輸送層形成後の有機ＥＬ素子の説明断面図を示した。図４（ｂ）の従来の製造方法とは、凸部パターンの幅Ｌ２が隔壁で仕切られた第一電極の幅Ｌ１よりも小さい凸版を用い凸版印刷法により正孔輸送層を形成した場合、若しくは、正孔輸送インキを用いてインクジェット印刷により正孔輸送層が形成された場合のことである。図４（ｂ）において隔壁で仕切られた第一電極の中央に正孔輸送インキが転移したものの、該正孔輸送インキが隔壁近傍まで濡れひろがらずに、矢印で示した隔壁近傍の第一電極上にて印刷抜けが発生している。これに対し、図４（ａ）では隔壁上にまで正孔輸送層が形成され、印刷抜けは発生しない。
【００４５】
本発明では、前記凸版の凸部パターンの幅Ｌ２と隔壁で仕切られた第一電極の幅Ｌ１の差が２０μｍ以内であることが好ましい。幅の差（Ｌ２−Ｌ１）が２０μｍを超える場合には、隔壁をまたいで正孔輸送層が連なって形成される場合があり、このときはリーク電流が発生してしまう。
【００４６】
本発明の凸版印刷法に用いられる凸版としては、凸部パターンが樹脂からなる樹脂凸版を好適に用いることができる。樹脂凸版は基材に樹脂層を形成した版材の樹脂層を、フォトリソ法、レーザーアブレーション法、切削加工を用いて凸部パターンとすることにより形成される。
【００４７】
本発明の樹脂凸版に用いられる基材としては、基材としては、印刷に対する機械的強度を有すれば良く、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、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、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールなどの公知の合成樹脂、鉄や銅、アルミニウムといった公知の金属、またはそれらの積層体を用いることができる。なお、本発明に使用する樹脂凸版を構成する基材としては、樹脂部分の寸法変化を抑えるのに十分な剛性をもっていることと、基材自身も寸法変化しにくいことが要求される。また、有機発光インキに含まれる有機溶剤への耐性が高いものが望ましい。したがって、基材として用いられる材料としては金属が好適に使用される。また、金属からなる基材の中でも、加工性、経済性からスチール基材やアルミ基材が好適である。
【００４８】
本発明における樹脂凸版における凸部パターンを形成する樹脂としては、正孔輸送インキに対する耐溶剤性があれば良く、ニトリルゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどのゴムの他に、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、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、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂やそれらの共重合体、セルロース誘導体などや、フッ素系エラストマーやポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ六フッ化ビニリデンやそれらの共重合体といったフッ素系樹脂から一種類以上を選択することができる。
【００４９】
本発明の凸版印刷法に用いられる凸版は凸部パターンの表面と谷部との深さが５０μｍ以上であることが好ましい。深さが５０μｍに満たない場合、  凸部パターン間にある谷部（凹部）に正孔輸送インキが流れてしまい、適切なインキ量を第一電極上に転写することが困難になってしまう。
【００５０】
また、樹脂凸版の凸部パターンの硬度は４５〜９０度（ショアＡ）、１８〜７５度（ショアＤ）であることが好ましい。硬度が４５度未満（ショアＡ）であると印圧に対するマージンが狭く画線がよれたりつぶれたりしてしまい、均一なパターン形成をすることが非常に難しくなってしまうためである。また７５度（ショアＤ）より大きい場合では、パターン形成に適切な印圧が高くなりすぎ、基板や隔壁に負荷がかかりすぎ、ワレやひずみ、キズを生じてしまう危険があるからである。
【００５１】
また、本発明に用いられる正孔輸送層インキの粘度としては５〜８０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。これは本発明で用いる凸版印刷法ではアニロックスから凸版上へのインキの転写が最初に行われるが、８０ｍＰａ・ｓ以上の粘度ではアニロックスから凸版上へインキが転写した後、凸版上で十分インキがレベリングせず、従って印刷パターンにアニロックス起因のモアレが発生することがあるためである。
【００５２】
次に、正孔輸送層上に有機発光層を形成する。
【００５３】
有機発光層は電流を流すことにより発光する層である。有機発光層の形成する有機発光材料としては、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチルー５−トリフルオロメチルー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチルー５−シアノー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラートシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリー２，５−ジヘプチルオキシーパラーフェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００５４】
また、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポリフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料を、高分子中に分散させたものが使用できる。高分子としてはポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等が使用できる。
【００５５】
また、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ３＋）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリスピロなどの高分子発光材料であってもよい。ＰＰＶ前駆体、ＰＰＰ前駆体などの高分子前駆体が挙げられる。また、その他既存の発光材料を用いることもできる。
【００５６】
有機発光層はＲＧＢ三色にパターン形成され、特に、凸版印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法等の印刷法を用いることができるが、本発明の凸版印刷法により有機発光層を形成することが好ましい。
【００５７】
このとき、有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、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、２−メチル−（ｔ−ブチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、１，３，５−トリエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１，３，５−トリ−イソプロピルベンゼン等を単独又は混合して用いることができる。
【００５８】
次に、第二電極を形成する。第二電極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。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を積層して用いる。または電子注入効率と安定性を両立させるため、低仕事関数な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が用いられる。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。また、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合は、陰極は透明性を有する必要があり、例えば、これら金属とＩＴＯ等の透明導電層の組み合わせによる透明化が可能となる。
【００５９】
第二電極の形成方法は、材料に応じて、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の乾式成膜法を用いることができる。また、第二電極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。第二電極の厚さは１０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましい。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。
【００６０】
有機ＥＬ素子としては電極間に有機発光層を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料や発光補助層形成材料、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。
【００６１】
封止体は、例えば第一電極、有機発光層、発光補助層、第二電極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、金属キャップを用いて、第一電極、有機発光媒体層、第二電極上空に凹部があたるようにして、その周辺部についてキャップと基板を接着剤を介してさせることにより封止がおこなわれる。
【００６２】
また、封止体は、例えば第一電極、有機発光層、発光補助層、第二電極が形成された基板に対して、封止材上に樹脂層を設け、該樹脂層により封止材と基板を貼りあわせることによりおこなうことも可能である。
【００６３】
このとき封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００６４】
樹脂層としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ素子の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。
【００６５】
第一電極、有機発光層、発光補助層、第二電極が形成された基板と封止体の貼り合わせは封止室でおこなわれる。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。なお、ここでは封止材上に樹脂層を形成したが、基板上に樹脂層を形成して封止材と貼りあわせることも可能である。
【００６６】
封止体を用いて封止を行う前やその代わりに、例えばパッシベーション膜として、ＣＶＤ法を用いて、窒化珪素膜を１５０ｎｍ成膜するなど、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。
【実施例１】
【００６７】
次に、本発明の実施例について説明する。
ここでは、以下のような実施例１、２と比較例１について試作と測定を行った。
【００６８】
まず、３００ｍｍ角のガラス基板の上に、スパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム−錫酸物）薄膜を形成し、フォトリソ法と酸溶液によるエッチングでＩＴＯ膜をパターニングして、対角５インチサイズのディスプレイが２面取れるように第一電極（陽極）を形成した。ディスプレイ１面当たりの第一電極のラインパターンは、線幅４０μｍ、スペース２０μｍでラインが１９５０ライン形成されるパターンとした。
【００６９】
次に絶縁層を以下のように形成した。まず、画素電極を形成したガラス基板上にアクリル系のフォトレジスト材料を全面スピンコートした。スピンコートの条件を１５０ｒｐｍで５秒間回転させた後、５００ｒｐｍで２０秒間回転させ１回コーティングとし、基板上に形成したフォトレジスト材料の高さを１．５μｍとした。全面に塗布したフォトレジスト材料に対し、フォトリソ法により画素電極の間にラインパターンを有する隔壁を形成した。隔壁によって仕切られた第一電極の幅は３６μｍであった。
【００７０】
次に、正孔輸送インキとしてＰＥＤＯＴ溶液であるバイトロンＡＩ４０８３：８０重量部、イソプロピルアルコール：２０重量部を混合、調液し、粘度１５ｍＰａ・ｓのインキを用意した。凸版としては、凸部パターンのラインの線幅を４５μｍとし、凸版の凸部と凹部の差は１００μｍとなるように製版を行った。版材の硬度は７７（ショアＡ）のものを使用した。上記のインキ及び版を用いて凸版印刷法にて隔壁に正孔輸送層を形成した。印刷には１８０線／インチのアニロックスロールを使用し、印刷後、２００℃、３０分大気中で乾燥を行い正孔輸送層を形成した。このときの形成された正孔輸送層の膜厚は５０ｎｍとなった。
【００７１】
赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の３色からなる以下の有機発光インキを調製した。
赤色発光インク（Ｒ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製赤色発光材料  商品名Ｒｅｄ１１００）
緑色発光インク（Ｇ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製緑色発光材料  商品名Ｇｒｅｅｎ１３００）
青色発光インク（Ｂ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製青色発光材料  商品名Ｂｌｕｅ１１００）
これらのインキをを用い、隔壁に挟まれた第一電極の上方にそのラインパターンにあわせて有機発光層を凸版印刷法で印刷をおこない、ＲＧＢ３色発光色からなるストライプパターンを有する有機発光層を形成した。このとき、全てのインキについて、１５０線／インチのアニロックスロール及び水現像タイプの感光性樹脂凸版を使用した。この結果、印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。
【００７２】
その上に、第二電極としてＣａ、Ａｌからなる陰極を第一電極のラインパターンと直交するようなラインパターンで抵抗加熱蒸着法によりマスク蒸着して形成した。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、ガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ディスプレイパネルを作製した。
【００７３】
これにより得られた有機ＥＬディスプレイパネルの表示部の周辺部には各第一電極に接続されている陽極側の取り出し電極と、第二電極側に接続されている陰極側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、得られた有機ＥＬ素子パネルの点灯表示確認を行い、発光状態のチェックを行った。
【実施例２】
【００７４】
実施例２として正孔輸送層印刷用の凸版の凸部パターンのラインの線幅を５２μｍとし、それ以外は実施例１と同様とし、有機ＥＬディスプレイパネルの作成をおこなった。
【実施例３】
【００７５】
実施例３として、正孔輸送層印刷用の凸版の凸部パターンのラインの線幅を６０μｍとし、それ以外は実施例１と同様とし、有機ＥＬディスプレイパネルの作成をおこなった。
【００７６】
（比較例）
比較例として、正孔輸送層印刷用の凸版の凸部パターンのラインの線幅を２０μｍとし、それ以外は実施例１と同様とし、有機ＥＬディスプレイパネルの作成をおこなった。
【００７７】
発光状態のチェックの結果、（比較例）では正孔輸送層の印刷抜けによる発光ムラが確認されたのに対し、（実施例１〜３）では、ムラの無い発光状態を示し、良好な発光状態を示す有機ＥＬディスプレイパネルであることが確認された。また、（実施例３）では、（実施例１、２）と比較して、ディスプレイの一部においてリーク電流による発光効率の低下が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態による有機ＥＬ素子の構造を示す説明断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における凸版印刷装置の概要を示す概略図である。
【図３】本発明の正孔輸送層形成中の有機ＥＬ素子の説明断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の正孔輸送層形成後の有機ＥＬ素子の説明断面図である。（ｂ）は従来の製造方法による正孔輸送層形成後の有機ＥＬ素子の説明断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…基板
２…第一電極
３…隔壁
４…正孔輸送層
５１…赤色（Ｒ）有機発光層
５２…緑色（Ｇ）有機発光層
５３…青色（Ｂ）有機発光層
６…第二電極
７…ガラスキャップ
８…接着剤
１０…インクタンク
１２…インキチャンバー
１４…アニロックスロール
１４ａ…正孔輸送インキ
１６…凸版
１８…版胴
２０…平台
２４…被印刷基板
Ｌ１…隔壁で仕切られた第一電極の幅
Ｌ２…凸版の凸部パターンの幅
【図１】
2007250298.tif 000003
【図２】
2007250298.tif 000004
【図３】
2007250298.tif 000005
【図４】
2007250298.tif 000006