(57)【要約】【課題】発光不良や発光ムラのない有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、当該基板上に形成された対向する一対の電極と、該電極間に設けられ少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、発光媒体層の１層以上が印刷法を用いて形成されており、前記印刷法が、被印刷基板を搬送する移動定盤が印刷版の面方向に進行し、印刷版と被印刷基板との接触面でインキを転移することで印刷を行う印刷方式であり、前記接触面よりも移動定盤の進行方向側に位置し、基板上の印刷された領域が搬送される空間である印刷後基板空間と、前記接触面より移動定盤の進行方向逆側に位置し、基板上の印刷前の領域が搬送される空間である印刷前基板空間の少なくともどちらか一方の雰囲気を、印刷機設置空間とは独立に雰囲気制御して、印刷を行うことを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板上に形成された対向する一対の電極と、該電極間に設けられ少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、発光媒体層の１層以上が印刷法を用いて形成されており、前記印刷法が、被印刷基板を搬送する移動定盤が印刷版の面方向に進行し、印刷版と被印刷基板との接触面でインキを転移することで印刷を行う印刷方式であり、前記接触面よりも移動定盤の進行方向側に位置し、基板上の印刷された領域が搬送される空間である印刷後基板空間と、前記接触面より移動定盤の進行方向逆側に位置し、基板上の印刷前の領域が搬送される空間である印刷前基板空間の少なくともどちらか一方の雰囲気を、印刷機設置空間とは独立に雰囲気制御して、印刷を行うことを特徴とした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】
前記印刷後基板空間が印刷機設置空間に対して陽圧であることを特徴とする請求項１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３】
前記印刷前基板空間が印刷機設置空間に対して陽圧であることを特徴とする請求項１〜２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】
前記印刷法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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】
前記印刷後基板空間の雰囲気が、不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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】
前記印刷前基板空間の雰囲気が、不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項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７】
請求項１〜６のいずれか１項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を用いて作製された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項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を用いて作製された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された対向する一対の電極と該電極間に設けられ少なくとも有機発光層を含む発光媒体層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、同製造方法により製造された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えた表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ素子）素子は、陽極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子とが注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。さらに、有機ＥＬ素子において、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、又は、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などの機能層が適宜選択して設けられている。そして、有機発光層とこれら正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層を合わせて有機発光媒体層と呼ばれている。
【０００３】
有機発光媒体層を形成する有機材料には、低分子材料と高分子材料が有り、良く使用される方法として、低分子材料では真空蒸着法等により薄膜形成する方法がある。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。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もある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そこで高分子材料や低分子材料を溶媒に溶かしてインキとし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられている。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、スリットコート法、ディップコート法等がある。しかしながら、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場合には、これらのウェットコーティング法では難しく、塗りわけ・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】
印刷によるパターン形成方法としては、凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、凸版印刷などが提案されている。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、グラビア印刷法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、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、基板を傷つけることもなく、低粘度の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（特許文献２参照）。
【０００６】
印刷法によって成膜される有機発光層の膜厚は一般的には１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度と薄い。そのため有機層を印刷法によって成膜する際に基板上に転写されるインキ量はごく微量であり、常温常圧の大気化で大部分のインキ溶媒は直ちに蒸発し、乾燥の制御が難しい。そのため膜厚を均一にするためには乾燥雰囲気は重要である。
【０００７】
もし、有機発光層膜厚が変化してしまった場合、有機ＥＬ素子の発光特性の変化が大きく、膜厚の違いから色合いや輝度の差異が生じやすく、基板面内で有機ＥＬ素子の発光ムラが生じてしまう。
【０００８】
また有機発光材料は劣化しやすく、有機発光層は大気中に存在する、水、酸素、オゾン、窒素酸化物などの因子よって劣化する恐れがある。そのため、凸版印刷法などのウェットコーティング法による成膜においてはそれら大気中劣化因子との接触を避けたり、省いたりするなどの工夫が必要な場合がある。
【０００９】
このように基板面内の膜厚変化が生じたり、雰囲気中の因子などにより劣化を生じたりするため、基板の面内全体で発光ムラをなくすことが難しいという問題がある。
【００１０】
さらに基板サイズが大きくなるほど基板の一部で発光ムラが生じ易く、製造が難しくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３１４９９９１号明細書
【特許文献２】特開２００８−２１６９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、発光不良や発光ムラを低減した歩留まりの高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、同製造方法により製造された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えた表示装置および照明装置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】
【００１３】
本発明者は、基板面内の局所的に発生する有機ＥＬ発光ムラや、連続投入中に突発的に発生する有機ＥＬ発光ムラが、大気中の劣化因子や揮発溶媒が印刷機及び周辺ユニットの動作によって生じた気流によって基板上に輸送されることにより生じており、その主要な要因の一つが印刷機に使用されている揮発溶媒雰囲気による影響であることを見出した。そこで、印刷前や印刷中及び印刷後の基板と印刷機ロールユニットの雰囲気を分離することでこれらの問題を解決することができることを見出すに至った。
【００１４】
上述した課題を解決するための第１の発明は、基板と、当該基板上に形成された対向する一対の電極と、該電極間に設けられ少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、発光媒体層の１層以上が印刷法を用いて形成されており、前記印刷法が、被印刷基板を搬送する移動定盤が印刷版の面方向に進行し、印刷版と被印刷基板との接触面でインキを転移することで印刷を行う印刷方式であり、前記接触面よりも移動定盤の進行方向側に位置し、基板上の印刷された領域が搬送される空間である印刷後基板空間と、前記接触面より移動定盤の進行方向逆側に位置し、基板上の印刷前の領域が搬送される空間である印刷前基板空間の少なくともどちらか一方の雰囲気を、印刷機設置空間とは独立に雰囲気制御して、印刷を行うことを特徴とした有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１５】
第２の発明は、前記印刷後基板空間が印刷機設置空間に対して陽圧であることを特徴とする請求項１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である。
【００１６】
第３の発明は、前記印刷前基板空間が印刷機設置空間に対して陽圧であることを特徴とする請求項１〜２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である。
【００１７】
第４の発明は、前記印刷法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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である。
【００１８】
第５の発明は、前記印刷後基板空間の雰囲気が、不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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である。
【００１９】
第６の発明は、前記印刷前基板空間の雰囲気が、不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項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である。
【００２０】
第７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項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を用いて作製された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置である。
【００２１】
第８の発明は、請求項１〜６のいずれか１項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を用いて作製された有機エレクトロニクスルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、基板面内での発光輝度の均一性が良好で、連続生産における特性ばらつきの少ない、印刷法による有機エレクトロニクスルミネッセンス素子の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の凸版印刷法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、ここでは、有機ＥＬ表示装置に適用される、図１に示すアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０をボトムエミッション型として本発明に適用した場合について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子に適用することも可能であり、また、第１電極側から光を取り出すボトムエミッション型及び第２電極側から光を取り出すトップエミッション型の双方の型で実施することが可能である。
【００２６】
図１は、本発明におけるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０の断面の模式図の一例である。図１に示す構造には基板１０１、第一電極（陽極）１０２、発光媒体層１０５、第二電極（陰極）１０６を備えている。発光媒体層１０５は１層以上の層構成を持つ有機発光層１０４を含んでおり、適時選択した機能層１０３を積層した構造となっている。機能層１０３層は正孔輸送層、正孔注入層、インターレイヤ層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層などが構成要素としては考えられ、よく利用される配置として１０３ａに正孔注入層、１０３ｂに正孔輸送層又はインターレイヤ層又は電子ブロック層、１０３ｃに電子輸送層又は正孔ブロック層、１０３ｄに電子注入層を構成する。本発明の有機ＥＬ素子では、発光媒体層として有機発光層を含み、また少なくとも１層以上が印刷法で形成されているが、これ以外の積層構造については任意である。例えば、第一電極を陰極、第二電極を陽極とした逆構造でも良く、複数の正孔輸送層あるいは正孔注入層が積層されていても良い。
【００２７】
図２は、有機ＥＬ表示装置の一例の断面図である。図１に示す本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子を基板上に配列した表示装置１００では、基板１０１に、各発光層領域（画素）毎に具備された画素電極１０２と、画素電極の画素間を区画する絶縁層１０７とを備えている。絶縁層はショートを防ぐために画素電極の端部を覆うことが好ましく、一般的にストライプ状あるいは格子状に形成される。アクティブマトリクス駆動の場合には、絶縁層下部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した構成としても良い。また後述のように印刷法で発光媒体層１０５を形成する場合には、塗液の混入を防ぐバンクの機能を有する。さらに発光媒体層として、図２の有機ＥＬ表示装置では、画素電極の上方に形成された正孔輸送層１０３ａと、この正孔輸送層上に形成されたインターレイヤ１０３ｂと、インターレイヤ上に印刷法で形成された有機発光層１０４と、有機発光層上に全面を被覆するように形成された対向電極（陰極）１０６と、画素電極、絶縁層、正孔輸送層とインターレイヤと有機発光層を含む発光媒体層、対向電極を覆うように基板１０１と接触した封止体１０８とを備えた構成としている。
【００２８】
＜基板＞
本発明で用いることのできる基板１０１としては、基板に積層される電極や有機発光媒体層を支持することができればよい。基板には、さらに、有機発光媒体層や電極の劣化を防ぐために、水分や酸素の透過率の低い材料や、透過を防ぐ処理を施してあることが好ましい。有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス駆動とする場合には基板として薄膜トランジスタを形成したＴＦＴ基板を用いることができる。
【００２９】
基板の材料としては、ステンレスや鉄などの金属、ガラス、プラスチックのフィルムまたはシートを用いることができる。０．２〜１．０ｍｍの薄いガラス基板を用いれば、水分や酸素に対するバリア性が非常に高い薄型の有機ＥＬ素子を作製することができる。第一電極側から光を取り出す、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子とする場合には、ガラスやプラスチック等の透光性を備えている基板を用いる。
【００３０】
可撓性のあるプラスチック製のフィルムを用いれば、巻き取りにより連続的に有機ＥＬ素子の製造が可能であり、安価に素子を提供することができる。基板として用いることのできるプラスチックフィルムとしては、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、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等を用いることができる。また、第一電極１０２を製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すれば、よりバリア性が向上し、寿命の長い有機ＥＬ素子とすることができる。
【００３１】
＜第一電極＞
第一電極１０２には、透明または半透明の電極を形成することのできる導電性物質を好適に使用することができる。
【００３２】
第一電極１０２が陽極である場合、例えば、インジウムと錫の複合酸化物（以下、ＩＴＯと略す）、インジウムと亜鉛の複合酸化物（以下、ＩＺＯと略す）、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が挙げられる。特に、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性が高い等からＩＴＯを好ましく用いることができ、前記基板１０１上に蒸着またはスパッタリング法などにより成膜することができる。
【００３３】
また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を基板１０１上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法等により形成することもできる。あるいは、金属としてアルミニウム、金、銀等の金属を半透明状に蒸着することもできる。あるいはポリアニリン等の有機半導体も用いることができる。
【００３４】
第一電極１０２は、必要に応じてエッチング等によりパターニングを行うことができる。また、ＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行うこともできる。
【００３５】
＜絶縁層＞
絶縁層１０７は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成することができる。画素電極１０２の端部を覆うように形成するのが好ましい。一般的にアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００は、各画素に対して画素電極１０２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、画素電極１０２の端部を覆うように形成される。絶縁層１０７の最も好ましい形状は各画素電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００３６】
絶縁層１０７の材料としては、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、無機の絶縁層形成材料として、ＳｉＯ２  、ＴｉＯ２  等の無機絶縁材料を用いることもできる。
【００３７】
絶縁層１０７の好ましい高さは０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下程度である。２０μｍより高すぎると対向電極１０６の形成及び封止を妨げ、０．１μｍより低すぎると画素電極１０２の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層１０４形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。
【００３８】
絶縁層１０７の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３９】
絶縁層１０７のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、基体（基材１０１及び画素電極１０２）上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。必要に応じてレジスト及び感光性樹脂に撥水剤を添加したり、親水性材料と疎水性材料の多層構造にしたり、プラズマやＵＶを照射したりして形成後に次の成膜材料に対する撥水性または親水性を付与することもできる。
【００４０】
＜発光媒体層＞
発光媒体層１０５は１層以上の層構成を持つ有機発光層１０４及び、適時選択した機能層１０３を積層した構造となっている。機能層１０３層は正孔輸送層、正孔注入層、インターレイヤ層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層などが構成要素としては考えられ、よく利用される配置として１０３ａに正孔注入層、１０３ｂに正孔輸送層又はインターレイヤ層又は電子ブロック層、１０３ｃに電子輸送層又は正孔ブロック層、１０３ｄに電子注入層と構成される。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る正孔注入層１０３ａ及びインターレイヤ層又は正孔輸送層又は電子ブロック層１０３ｂのとしては、正孔輸送材料として一般に用いられているものを好適に使用することができ、有機材料としては例えば、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（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などが挙げられる。
【００４２】
無機材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ、およびＦｒなどのアルカリ金属元素や、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａなどのアルカリ土類金属元素、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｙｂなどのランタノイド系元素、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＰａおよびＣｏなどの金属元素、またはこれら金属元素の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物などの化合物がある。
【００４３】
正孔注入層及び正孔輸送層として有機材料を用いる場合には溶媒に溶解または分散させ、スピンコータ等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。また、材料として無機材料を用いる場合には、上記の金属材料の単体や酸化物を真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法を用いて形成される。
【００４４】
本発明の実施の形態に係る有機発光層１０４に用いる有機発光体としては、一般に有機発光材料として用いられているものを好適に使用することができ、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、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等、一重項状態から発光可能な蛍光性低分子系材料や、希土類金属錯体系の三重項状態から発光可能な公知の燐光性低分子系材料が挙げられる。
【００４５】
前述した材料をトルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルアニソール、ジメチルアニソール、安息香酸エチル、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、アミルベンゼン、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、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて有機発光塗布液として用いれば、印刷法による成膜ができる。
【００４６】
また、有機発光層１０４の高分子系材料としては、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、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等の蛍光性色素をポリスチレン、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溶解させたものや、ＰＰＶ系やＰＡＦ系等の高分子蛍光発光体や、希土類金属錯体を含む高分子燐光発光体などの高分子発光体を用いることができる。
【００４７】
これら高分子系材料はトルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルアニソール、ジメチルアニソール、安息香酸エチル、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、アミルベンゼン、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、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて有機発光塗布液とし印刷法により成膜できる。
【００４８】
特にトルエン、キシレン、アニソール、メチルアニソール、ジメチルアニソール、安息香酸エチル、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、アミルベンゼン等の芳香族系溶媒は高分子系材料の溶解性が良く、また大気圧中での沸点が１８０℃以下であることから扱いも容易であり、有機発光層成膜後の溶媒除去の点で好ましい。
【００４９】
また有機発光媒体層の各層を形成する塗布液は必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤等を添加しても良い。
【００５０】
本発明の実施の形態に係る電子輸送層又は正孔ブロック層１０３ｃ、電子注入層１０３ｄの材料には一般に電子輸送材料として用いられているものであれば良く、トリアゾール系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、シロール系、ボロン系等の有機低分子系材料、フッ化リチウムや酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩や酸化物等の無機材料を用いる場合には真空蒸着法やスパッタによる成膜が可能である。また、これらの電子輸送性材料およびこれら電子輸送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溶解させトルエン、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、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて電子注入塗布液とし、印刷法により成膜できる。
【００５１】
発光媒体層の膜厚は、単層または積層により形成する場合においても、１０００ｎｍ以下であり、好ましくは１０〜２００ｎｍ程度である。
【００５２】
＜印刷法による発光媒体層の形成方法＞
発光媒体層１０５を形成する印刷法としては、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法などの印刷法を用いることができる。
【００５３】
特に凸版印刷法は、塗布液の粘性特性が良好な粘度範囲で、基材を傷つけることのなく印刷することができ、塗布液材料の利用効率が良いため特に好ましい。
【００５４】
発光媒体層を塗布形成する方法の一例として凸版印刷法により形成する場合には、図３に示すような、発光媒体層１０５の材料を有する塗布液を電極等が形成された被印刷基板２０１上に直接塗布する凸版印刷装置２００を用いることが出来る。なお、本発明の発光媒体層１０５の形成方法はこれに限るものではない。
【００５５】
本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置２００は、インクタンク２０２、インクチャンバ２０３、アニロックスロール２０４、凸版が設けられた版２０５がマウントされた版胴２０６を有している。インクタンク２０２には、発光媒体層１０５の材料を有する塗布液が収容されており、インクチャンバ２０３にはインクタンク２０２より塗布液が送り込むことができる。アニロックスロール２０４はインクチャンバ２０３の塗布液供給部に接して回転可能に指示されている。塗布液供給部はインキを溜まりにアニロックスロールが浸かるインキ壷、又はアニロックスロール上にインキを吐出するダイコーターを用いることが出来る。
【００５６】
アニロックスロール２０４の回転に伴い、アニロックスロール２０４の表面に供給された塗布液の塗布層２０４ａは均一な膜厚に形成される。この塗布層２０４ａはアニロックスロール２０４に近接して回転駆動される版胴２０６にマウントされた印刷版２０５の凸部に転移する。
【００５７】
移動定盤２０７には、被印刷基板２０１が印刷版２０５の凸部による印刷版接触位置にまで図示していない搬送手段によって搬送されるようになっている。そして、印刷版２０５の凸部にあるインクは被印刷基板２０１に対して印刷される。
【００５８】
続いて印刷中の被印刷基板２０１の搬送の一例についての詳細を説明する。被印刷基板２０１は印刷機設置空間２０８とは独立に雰囲気制御された印刷前基板空間２０９から印刷版２０５の塗布層２０４ａ転移位置に搬送され、印刷版２０５からインキを転移され印刷される。尚、被印刷基板２０１の印刷実施箇所は印刷前基板空間２０９から印刷機設置空間２０８へ搬送されて印刷されるが、印刷開始前に被印刷基板２０１のすべての領域が印刷前基板空間２０９から出て行く場合と、印刷箇所から順次印刷前基板空間２０９から出て行く場合とがあり、被印刷基板２０１のサイズや印刷機の大きさなどを考慮して随時選択される。
【００５９】
続いて、被印刷基板２０１は印刷版２０５から塗布層２０４ａを転移された後、凸版印刷装置２００の設置された印刷機設置空間２０８とは独立に雰囲気制御をされた印刷後基板空間２１０に搬送される。尚、被印刷基板２０１の印刷完了箇所は印刷後基板空間２１０へ搬送されるが、被印刷基板２０１のすべての領域の印刷完了後に印刷後基板空間２１０へ入る場合と、印刷された領域から順次印刷後基板空間２１０へ入る場合とがあり、被印刷基板２０１のサイズや印刷機の大きさなどを考慮して随時選択される。
【００６０】
印刷前基板空間２０９及び印刷後基板空間２１０の圧力は印刷機設置空間２０８に対して同圧又は陽圧であることが望ましく、より望ましくは陽圧であるほうが良い。
【００６１】
印刷前基板空間２０９及び印刷後基板空間２１０の雰囲気は、印刷機設置空間２０８と独立していれば良く、例えば不活性ガス雰囲気、クリーンエアー、乾燥エアーなどについても適時選択可能である。
【００６２】
印刷機設置空間２０８は不活性ガスやクリーンエアーなど特定の雰囲気に制御されていても、制御されていなくてもかまわない。また特定の範囲が囲われた閉空間であっても、囲いなどのない開空間であってもかまわない。
【００６３】
本実施例においては印刷前基板空間２０９と印刷後基板空間２１０が共に印刷機設置空間２０８とは独立に雰囲気制御した場合について述べたが。印刷前基板空間２０９のみ独立制御、印刷後基板空間２１０のみ独立に制御といった方法についても随時選択することができる。
【００６４】
印刷完了後必要に応じて乾燥工程を経ることで、被印刷基板２０１上に、好適に発光媒体層１０５を成膜することができる。
【００６５】
凸版が設けられた版２０５は、感光性樹脂凸版が好ましい。感光性樹脂凸版は、露光した樹脂版を現像する際に用いる現像液が有機溶剤である溶剤現像タイプのものと現像液が水である水現像タイプのものがあるが、溶剤現像タイプのものは水系のインクに対し耐性を示し、水現像タイプのものは有機溶剤系のインクに耐性を示す。発光媒体層１０５の材料を有する塗布液の特性に従い、溶剤現像タイプ、水現像タイプを好適に選ぶことができる。
【００６６】
＜第二電極＞
第二電極１０６を陰極とする場合には、発光媒体層１０５への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体層と接する界面に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を積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低い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を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。
【００６７】
第二電極１０６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、スパッタリング法を用いることができる。
【００６８】
＜封止体＞
有機ＥＬ素子に大気のガスが到達しないようにするために通常は、外部と遮断するために封止材と樹脂層とを有する封止体を設けることができる。あるいはキャップ状の封止材をと接着剤を用いて密閉封止した封止体の構成としても良い。
【００６９】
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、封止材の材料の一例として、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、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、１０−６  ｇ／ｍ２  ／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００７０】
樹脂層の材料の一例として、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、５μｍ〜５００μｍが望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ素子側に形成することもできる。
【００７１】
最後に、有機ＥＬ素子と封止体との貼り合わせを封止室で行う。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。
【００７２】
こうして本発明による有機ＥＬ素子を製造することができる。本発明の課題を解決し、効果を得ることができるかぎり、他の構成要素は任意に置き換えが可能である。
【００７３】
有機ＥＬ素子としては、単一の第一電極と第二電極を対向するように配置し、全面を発光させる単純な構造の他、情報表示可能なディスプレイ用途に向く駆動方式として、第一電極と第二電極を互いに直交するストライプ状に形成し、交点への電流の印加によって発光させるパッシブマトリクス型の有機ＥＬ素子とすることも、一方の電極を複数の画素に区画し、それぞれの画素にトランジスタを形成し個別に電流のオン−オフが可能としたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ素子とすることもできる。
【００７４】
また、本明細書では光の取り出し方向が基板側であるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子について主に説明したが、第二電極及び封止方法を透光性のものとし、基板とは反対側から光を取り出すトップエミッション構造とすることもできる。また、第一電極を陰極とし、第二電極を陽極とし、有機発光媒体層の積層順を逆とすることもできる。
【実施例】
【００７５】
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。
【００７６】
（実施例１）
基板として、支持体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）と、その上方に形成された画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは３２０ｍｍ×４００ｍｍでその中に対角１５インチ、画素数は１０２４×７６８のディスプレイが中央に配置されている。
【００７７】
画素用の電極としてＩＴＯを用いた。ＩＴＯはスパッタリングにより形成し、膜厚は４０ｎｍとし、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ法と酸溶液によるエッチングによってパターニングを行った。ＩＴＯ膜は画素部と接続部を有しており、接続部にてＴＦＴと接続している。
【００７８】
次に、画素間を区画する隔壁として絶縁層を形成し、開口部を形成した。絶縁層の形成は、ポジレジストを用いて、スピンコート法にて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして形成した。
【００７９】
次に、電極と絶縁層の表面上に、正孔注入材料として、厚さ１０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、真空蒸着法により積層させ、正孔注入層を形成した。蒸発源と基板との距離は３００ｍｍ、前記基板表面中心から前記蒸着源方向と前記基板表面の法線方向とのなす角度が０度となる位置に設置した。
【００８０】
次に、正孔輸送材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いて、上述した正孔注入層まで形成したアクティブマトリックス基板を被印刷基板として、凸版印刷装置にセッティングし、第２絶縁層に挟まれた第２開口部の真上にそのラインパターンに合わせて正孔輸送層を凸版印刷法で印刷した。
【００８１】
正孔輸送層の印刷の際に、被印刷基板が印刷後に搬送される印刷後基板空間を基板の進入口以外を閉じた系とした半密閉状態にして、外部から不活性ガスを流して外部よりも陽圧となるように設定して行った。
【００８２】
印刷、乾燥後の正孔輸送層の画素中央部膜厚は３０ｎｍとなった。
【００８３】
次に、有機発光材料であるポリフェニレンピニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、上述した正孔輸送層までを形成したアクティブマトリックス基板を被印刷基板として、凸版印刷装置にセッティングし、第２絶縁層に挟まれた第２開口部の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷した。
【００８４】
有機発光層の印刷の際に、被印刷基板が印刷後に搬送される印刷後基板空間を基板の進入口以外を閉じた系とした半密閉状態にして、外部から不活性ガスを流して外部よりも陽圧となるように設定して行った。また、被印刷基板が印刷前に搬送される印刷前基板空間を基板の出入り口以外を閉じた系とした半密閉状態にして、外部から不活性ガスを流して外部よりも陽圧となるように設定して行った。
【００８５】
印刷、乾燥後の有機発光層の画素中央部膜厚は３０ｎｍとなった。
【００８６】
次に、対向電極として真空蒸着法でＢａ膜を、メタルマスクを用いて膜厚４ｎｍに成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて膜厚２５０ｎｍに成膜した。そして、キャップ型封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃、１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ表示素子１０を製作した。
【００８７】
このようにして作成したアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを、各画素に一定電流となるように駆動させて輝度の面内ばらつきを２５点測定して評価した結果、表１に示すように、最大輝度と最小輝度の比で表した輝度均一率が９０．０％、２５点測定の平均輝度２００．０ｃｄ／ｍ２で標準偏差は７．５であった。また各工程で連続１０枚投入して作成した有機ＥＬパネルごとの輝度均一率ばらつきも表２に示すとおり、レンジ４％と良好であった。
【００８８】
（比較例１）
実施例１の比較例として、正孔輸送層及び有機発光層の印刷時に印刷前基板空間と印刷後基板空間の囲いを取り外し、印刷機設置空間と同一雰囲気にして印刷を行った。その他は実施例１と同一条件下でアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを作成した。この比較例１においては、表１に示すように、最大輝度と最小輝度の比で表した輝度均一率が７９．４％、２５点測定の平均輝度１９６．４ｃｄ／ｍ２で標準偏差は１３．１であった。また各工程で連続１０枚投入して作成した有機ＥＬパネルごとの輝度均一率ばらつきも表２に示すとおり、レンジ１２．２％と大きかった。
【表１】
2013073747.tif 000003
【００８９】
【表２】
2013073747.tif 000004
【符号の説明】
【００９０】
１０１…基板、１０２…第一電極（例として陽極）、１０３…機能層、１０３ａ…正孔注入層、１０３ｂ…インターレイヤ層又は正孔輸送層又は電子ブロック層、１０３ｃ…電子輸送層又は正孔ブロック層、１０３ｄ…電子注入層、１０４…有機発光層、１０５…発光媒体層、１０６…第二電極（例として陰極）、１０７…絶縁層、１０８…封止体、１０９…樹脂層、１１０…封止材、２００…凸版印刷機、２０１…被印刷基板、２０２…インキタンク、２０３…インキチャンバ、２０４…アニロックスロール、２０４ａ…塗布層、２０５…印刷版、２０６…版胴、２０７…移動定盤、２０８…印刷機設置空間、２０９…印刷前基板空間、２１０…印刷後基板空間。
【図１】
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【図２】
2013073747.tif 000006
【図３】
2013073747.tif 000007