(57)【要約】【課題】高品質かつ異物が少ない高分子ＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】高分子ＥＬ素子の製造方法であって、基材上に形成された、少なくとも一方が透明または半透明の２つの電極間に高分子発光材料を含む有機発光層を挟持した高分子ＥＬ素子において、前記有機発光層をロールコート法による塗工または印刷によって形成し、前記塗工または印刷にインキドクターを用い、該インキドクターはゴムロール及びエアーナイフであることを特徴とする高分子ＥＬ素子の製造方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子ＥＬ素子の製造方法であって、
基材上に形成された、少なくとも一方が透明または半透明の２つの電極間に高分子発光材料を含む有機発光層を挟持した高分子ＥＬ素子において、前記有機発光層をロールコート法による塗工または印刷によって形成することを特徴とする高分子ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記塗工または印刷にインキドクターを用い、該インキドクターはゴムロール及びエアーナイフであることを特徴とする請求項１に記載の高分子ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記塗工または印刷に用いられる版は樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の高分子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、高品質な高分子ＥＬ素子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は高分子ＥＬ素子の一例を断面で示す図である。高分子ＥＬ素子はガラス基板１と、少なくとも一方が透明または半透明の電極層２及び４と、両電極間に挟持された有機発光層３と、から構成されている。
【０００３】
近年、微細薄膜パターン形成において、量産性に優れ、製造コストを低く抑えることが可能である公知の印刷方式を利用する試みが検討されている。特にディスプレイ分野では、画面の大型化、コストの低減化に対応するため、印刷方式によって機能性薄膜をパターン形成する検討が進められている。
【０００４】
具体的な印刷法式としてはオフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、凸版印刷法などが検討されている。
【０００５】
これらの各種印刷法の中で特に樹脂凸版印刷法は、樹脂からなる凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部（セルと呼ばれる）が彫刻されたインキロールと、溶剤乾燥型のインキとを用いた印刷方式であり、従来から包装紙などの印刷物に広く使用されている。この樹脂凸版印刷法は、膜厚０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層の形成に特に適している。また、樹脂凸版印刷法はキスタッチと称されるごく低印圧での印刷が可能であることから、ガラス基板や高い圧力をかけることによって特性が破壊され易い透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適しており、ディスプレイ等の電子部品のパターン形成に特に適した印刷方法である。
【０００６】
次に、一般的に用いられる凸版印刷装置について図２を参照して説明する。この凸版印刷装置は、凸版２０４の版面にインキを供給するためのセルを有するアニロックスロール２０１と、アニロックスロールにインキを供給するインキチャンバー２０８と版下クッション２０３を介してパターン形成用の凸版２０４が装着される回転式の版胴２０５と、被印刷基板２０７が載置される基板定盤２０６と、インキを掻き落とすドクタリングを行うドクターブレード２０２を有して構成されている。
【０００７】
次に、図２の印刷機を用いた際の印刷の流れについて説明する。まず基板定盤２０６上に被印刷基板が載置された後、版胴２０５の直下まで移動する。基板定盤２０６が移動したならば、版胴２０５が基板定盤２０６の動作と同期回転し、版胴２０５と等速で動作するアニロックスロール２０１より、凸版２０４へインキが供給される。凸版２０４へインキが供給された後、速やかに凸版状のインキは被印刷基板２０７へ転写され印刷動作が終了する。
【０００８】
ここで、ドクターブレード２０２はアニロックスロール２０１上に塗布されたインキのうち余剰インキを掻き落とすことによってアニロックスロールセル内に均一にインキを押し込むために、一般的に２０ｋＰａ程度の圧力でアニロックスロールへ押し当てられる。そのため、アニロックスロール、ドクターブレードの両者が磨耗し、その削れ分がインキの中へ混入する問題があった。
【０００９】
アニロックスロールやドクターブレードは一般的に、金属酸化物、若しくは樹脂からなる為、これらが異物としてインキ内に混入することとなる。
【００１０】
従来樹脂凸版印刷法において一般印刷物ならば、大きな問題とならないが、有機半導体薄膜や、有機ＥＬ薄膜などを代表とする機能性薄膜の微細パターニングなどを目的としたエレクトロニクス部材向け印刷では、削れた異物が原因で製品不良となったり、異物が金属の場合、導電することによりショートを起こすなどの不具合が発生してする。
【００１１】
以上のように、アニロックスロール上のインキを掻き落とす手段としては、主として、ドクターブレードが用いられているが、特許文献１に示すように、ゴムなどをロール上に加工したドクターロール手法も使用されている。ドクターロール手法を用いることによって、ドクターブレード手法で発生したような異物の発生は低く抑えられることが出来るが、ドクターブレードと比較した場合に液掻き性が劣り、アニロックスロールのセルに十分にインキを押込むことが出来ず、微細薄膜を高品質にパターニングすることが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−０８３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のように、従来の樹脂凸版印刷法は優れた特性を持つ印刷法で有るが、高品質な印刷物を得るための、ドクタリング性と、印刷物に影響を与える異物の発生を低減するといった、要求特性を満たすものではなかった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は係る問題を解決し、高品質かつ異物が少ない高分子ＥＬ素子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】
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、高分子ＥＬ素子の製造方法であって、
基材上に形成された、少なくとも一方が透明または半透明の２つの電極間に高分子発光材料を含む有機発光層を挟持した高分子ＥＬ素子において、前記有機発光層をロールコート法による塗工または印刷によって形成することを特徴とする高分子ＥＬ素子の製造方法である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記塗工または印刷にインキドクターを用い、該インキドクターはゴムロール及びエアーナイフであることを特徴とする請求項１に記載の高分子ＥＬ素子の製造方法である。
【００１７】
請求項３に係る発明は、前記塗工または印刷に用いられる版は樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の高分子ＥＬ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法によれば、均一なムラの無い膜厚の印刷パターンを容易に形成でき、かつ薄膜の機能を損なう異物の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】高分子ＥＬ素子の一例を断面で示す図。
【図２】一般的に用いられるドクターロールを有する凸版印刷装置の概略を説明するための図。
【図３】樹脂凸版印刷機におけるインキ供給部を説明するための図。
【図４】図３のインキ供給部にエアーナイフを設けたことを示す図。
【図５】インキ供給部を詳細に示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態を、図３に示す樹脂凸版印刷機におけるインキ供給部１１０を中心に説明する。図３に示す本発明の高分子ＥＬ素子の製造方法に適用される樹脂凸版印刷機は、パターン形成用の凸版１０４が装着されるシリンダー式の版銅１０５と、凸版１０４に接してインキを供給する円筒形のアニロックスロール１０１、アニロックスロールへインキ供給する為のインキチャンバー１０８、アニロックスロール１０１上の余剰インキを掻き落とす円筒形のドクターロール１０２とを備えたインキ供給部１１０と、基板を載置する基板定盤１０６から構成された印刷装置である。
【００２２】
また、図４に示すように、アニロックスロール１０１上の余剰インキがドクターロール１０２によって掻き落とされる部分に向けてエアーが噴射されるように、エアーナイフ１０９を設けることが望ましい。図５は図４のインキ供給部１１０を詳細に示した図である。ここで、エアーナイフ１０９は、アニロックスロール１０１の両端部に向けてエアーを噴射するように設置され、さらに、ドクターロール１０２によって余剰インキが掻き落とされた後の側からエアーが噴射されるように設置される。このように設置することで、ドクターロール１０２の端部を伝って余剰インキが掻き落とされた後のアニロックスロール１０１へ余剰インキが回り込むことを防ぐことが出来る。
【００２３】
インキを供給する為の手段としては、インキチャンバーの他に、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滴下型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。
【００２４】
本発明に係る樹脂凸版印刷用に用いることが出来るアニロックスロール１０１としては、ＳＵＳ材などで作成された芯ロール上に、酸化クロムをプラズマ溶射して形成した酸化クロム皮膜を、レーザー彫刻によってパターニングしたセラミックスロール、又は、芯ロール上に銅メッキを施した後樹脂を塗布し、レーザーパターニングした後に腐食処理をし、得られたパターン上にクロムメッキを施したクロムロールのいずれも用いることが出来る。
【００２５】
また、アニロックルロール上に形成されるパターンとしては、ヘリカルパターン、ＦＭ（フリクェンシーモザイク）パターン、ハニカムパターン、ダイヤパターン、ＡＲＴパターン（ドットパターン）などいずれのパターンも用いることが出来る。
【００２６】
これらのパターンはモアレを防止する為に適宜角度を設けて形成されることが望ましい。これらのパターンが形成された後、アニロックスロール１０１の表面は、ドクターロール１０２側に傷をつけるのを防止する為に研磨されることが望ましい。具体的にはアニロックスロールのパターン土手部において４μｍ以上の突起がなくなるよう研磨されることが望ましい。
【００２７】
アニロックスロール１０１を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモータでダイレクトドライブを行うことが望ましい。また、必要なトルクを得るために減速機構を使用する場合には、バックラッシュレスの機構を用いることが望ましい。
【００２８】
次に、使用することが出来るドクターロール１０２としてはＳＵＳ材などで作成された芯ロールに、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、ウレタンゴムなどを巻きつけて作成してもよいし、これらのゴムローラ上に、ＰＦＡ熱収縮チューブを巻きつけたものなどを用いることが出来る。これらゴム材は、インキとして使用する溶剤に対する耐性から選定される。
【００２９】
これらゴムロールの表面は算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下、最大高さＲｚが１μｍ以下であることが望ましい。これらの条件を満たすことによって低発塵かつ、平滑なドクタリング面を得ることが出来る。
【００３０】
次に、使用することが出来るドクターロール１０２の硬度としてはＪＩＳ−Ａ硬度で３０度〜７０度の範囲でいずれも使用することが出来る。
【００３１】
ドクターロール１０２を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモータを使用し、ダイレクトドライブを行うことが望ましく、アニロックスロールの回転と同期回転可能な形で制御することが出来るシステムを持つことが望ましい。
【００３２】
次に、使用することが出来るエアーナイフ１０９は噴射したエアーは、拡散することなく、穴から圧力を一定に保ち、直進するように設計されている。また、エアー噴射角度を変化できるように、エアーナイフはどのような角度にも調整することも可能な設計となっている。
【００３３】
次にこの印刷機を用いた際の動作について説明する。基板定盤上１０６に、ガラス基板１０７を載置した後、印刷開始指示によって印刷動作が開始される。この間、アニロックスロール１０１上にはインキが供給されドクタリングが継続的に実施され平滑にドクタリングされた表面が常に保持されている。次に基板定盤が版胴直下に移動した後、アニロックスロール１０１より版上へインキが転写され、その後版胴回転と同期して移動する基板定盤上１０６上に置かれたガラス基板１０７へ印刷が行われる。
【００３４】
アニロックスロール１０１から版上へインキを転写する際の速度は、ドクタリング速度と等速でもよいが、ドクタリング速度が低速の場合は転写に時間がかかる為、転写速度を速くしても良い。ただし、転写速度を速くする場合には、本発明のドクタリング条件にて得られたドクタリング表面が版に転写されるように調整される必要がある。以上の動作を実施することによって良質な印刷物を得ることが出来る。
【００３５】
（実施例１）
本発明の実施例について述べる。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００３６】
本実施例では高分子型有機発光材料を、ガラス上へ印刷した例を示す。
【００３７】
印刷機としては、図４に示す印刷機を用いる。
【００３８】
本実施例で用いるアニロックスロールとして、クロムロールを用いた。ロールに形成されるパターンは１辺６５μｍの正方形のセルが、７２．５μｍピッチで形成されるダイヤパターンであり、これらのパターンはロール水平線より６０°傾いて形成されている。
【００３９】
次に、用いるドクターロールとしては、ＳＵＳ芯上に硬度ＪＩＳ−Ａ５０度のウレタン
ゴムを巻き付け、目標直径に対して０．５ｍｍ以内になるように円柱状に加工した。加工したウレタンゴムロール上にＰＦＡ熱収縮チューブを巻きつけた後、研磨を実施しＲａが０．０５μｍ、Ｒｚが１μｍとした。
【００４０】
上記のアニロックスロールに対して、ドクターロールを５０μｍ押込む形で設置した。設置されたアニロックスロール及び、ドクターロールはそれぞれサーボモータで駆動される。
【００４１】
次に用いる版材について説明する。
【００４２】
厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ３０４製の板の表面に反射抑制層として黒色油性染料を厚さ１．５μｍになるようにダイコート法により塗工した。この積層体の表面にポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂を総厚が０．１ｍｍとなるように塗工し、版のベースとした。
【００４３】
その後、この版材に対し、ストライプ上のパターンを有するネガパターン（有効領域開口１０６μｍ×５０ｍｍ、非開口スペース３９２μｍ×５０ｍｍ、総有効線数６４本を一纏まりとして横に１ｃｍ間隔、縦に２ｃｍ間隔で６×２の配置とした）のクロムマスクを用いて５０μｍのプロキシミティギャップを開けて、アライナーにて露光した。露光の後、温水を掛け流しながら現像を行い、凸部高さ９０μｍ、凸部ライン幅１０４μｍ、スペース３９２μｍの凸版を形成した。作成した凸版を印刷機の版胴に０．５ｍｍ厚の印刷用クッションテープを用いて版を貼り付けた。
【００４４】
次に発光インキについて説明する。
【００４５】
高分子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２％になるようにアニソールに溶解させた有機発光インキを用意した。用意したインキの、粘度を測定したところ６０ｍＰａ．ｓであり、表面張力は３４ｍＮ／ｍであった。その後、インキを印刷機のインキチャンバーへ投入した。
【００４６】
以上の装置、版、発光材料インキを用いて３００ｍｍ角の大きさで、ｔ＝０．７ｍｍのソーダガラス上に印刷を行った。印刷はタクト６０ｓｅｃ（秒）で行い、ドクタリング速度は５ｍｍ／ｓｅｃ、印刷速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４７】
（比較例１）
比較例１においては、実施例１におけるドクタリング速度を１００ｍｍ／ｓｅｃとし、その他は、実施例１と同様に印刷を実施した。
【００４８】
（比較例２）
比較例２においては、実施例１におけるドクターロールを用いずにドクターブレードとし、ドクタリング速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとした。その他は、実施例１と同様に印刷を実施した。
【００４９】
実施例１及び比較例１、２において得られた有機発光層が形成された基板について以下の評価をおこなった。評価項目は、印刷物をＰＬ発光させた状態でのＰＬ発光強度面内ばらつき評価と、目視によるムラの評価と、１パネル中での異物評価を実施した。
【００５０】
評価を行った結果を、表１に示した。
【００５１】
【表１】
2012204137.tif 000003
【００５２】
実施例１においては、面内発光強度バラツキは８％と小さく、また特異的なムラも観測されなかった。さらに、異物数は１３個と非常に少ない数値を示した。
【００５３】
比較例１においては異物数に関しては比較的良好であったものの、全体に斜め筋ムラが確認され、発光強度ばらつきも非常に大きなものとなった。
【００５４】
比較例２においてはムラ、発光強度ばらつきに関しては実施例１同等であったが、異物数が多くなる結果となった。
【００５５】
以上の結果から、実施例１が比較例１、２に比べ良い評価となった。印刷はロールコート法による塗工または印刷によって、しかもインキドクターはゴムロール及びエアーナイフであり、版は樹脂製のものを用いることによって良好な印刷を行えることが出来た。
【００５６】
以上のように本発明による高分子ＥＬ素子の製造方法によれば、面内バラツキが少なくムラの無い均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成することが出来、高品質な高分子ＥＬ素子を製造することが出来る。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・ガラス基板
２・・・電極層
３・・・有機発光層
４・・・電極層
１０１・・・アニロックスロール
１０２・・・ドクターロール
１０３・・・版下クッション
１０４・・・凸版
１０５・・・版胴
１０６・・・基板定盤
１０７・・・被印刷基板
１０８・・・インキチャンバー
１０９・・・エアーナイフ
１１０・・・インキ供給部
２０１・・・アニロックスロール
２０２・・・ドクターブレード
２０３・・・版下クッション
２０４・・・凸版
２０５・・・版胴
２０６・・・基板定盤
２０７・・・被印刷基板
２０８・・・インキチャンバー
２０９・・・インキ供給部
２１０・・・インキ供給部
【図１】
2012204137.tif 000004
【図２】
2012204137.tif 000005
【図３】
2012204137.tif 000006
【図４】
2012204137.tif 000007
【図５】
2012204137.tif 000008