JP2005310406A

JP2005310406A - 除去版、有機ｅｌ表示装置の製造方法、及び、有機ｅｌ表示装置の製造装置

Info

Publication number: JP2005310406A
Application number: JP2004122185A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kitatsume; 栄一北爪
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】除去版の凸版表面に対するインクの濡れ性、密着性、転写再現性を高め、ブランケットから除去版へのインクの転写が均一にかつ精細に、また安定して行える。
【解決手段】凸版反転オフセット法によって、有機ＥＬ表示装置を製造する際に用いられる除去版６ａであって、
この除去版６ａにおける除去面７ａが金属で形成されていることを特徴とする除去版６ａである。
【選択図】図１

Description

この発明は、有機ＥＬ表示装置（有機電界発光素子）を凸版反転オフセット法によって製造する際に使用される除去版に関する。

凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造する方法、製造する装置は、例えば特開２００３−１７２４８号公報などに開示されている。

以下、この製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、ガラス、透明プラスチックフィルムなどの透明基板１上にＩＴＯなどの透明導電膜を蒸着などによって形成し、これを所定のパターンにパターニングして陽極となる透明電極２を形成する。

ついで、図５に示すように、この透明基板１の透明電極２上の全面に、ポリ（３,４）−エチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体などのホール輸送材料からなる厚さ１０〜２００ｎｍのホール輸送層３を設ける。これには、上記ホール輸送材料を含む溶液または分散液をスピンコート法、バーコード法などの塗布方法によって塗布し、さらに加熱、焼成する方法が採用される。

一方、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系などの蛍光性色素をポリスチレン、メチルメタクリレートなどのポリマーに溶解した高分子蛍光体、あるいはポリアリレーン系、ポリアリレーンビニレン系、ポリフルオレン系などの高分子蛍光体をトルエン、キシレン、アセトン、ＭＥＫ、酢酸エチルなどの溶剤に溶解、分散した有機発光層を形成するインクを用意し、このインクを図６に示すように、シリコーンゴムなどからなるブランケット４の外周面に均一な厚さで塗布し、インク層５を形成する。

ついで、図７に示すように、このブランケット４を除去版６に転動させつつ接触させる。この除去版６の表面は、有機発光層のパターンが逆転したパターンが形成された凸部１１を有する凹凸版となっている。

このブランケット４と除去版６との接触により、ブランケット４上のインク層５のうち、その一部の不要となるインク層５ａが除去版６の凸部１１表面に付着して除去され、ブランケット４の外周面には、必要となるインクが残り、このインクから構成されるインクパターン５ｂが形成される。

ついで、この状態のブランケット４を、図８に示すように、上述のホール輸送層３が形成された透明基板１に転動させつつ接触させる。この接触により、ブランケット４上の必要となるインクパターン層５ａが透明基板１のホール輸送層３上に転写される。この転写されたパターン５ｃを加熱することで、所定のパターンの有機発光層が形成されることになる。
さらに、この有機発光層上に電子輸送層、陰極となる金属薄膜等を形成し、封止することで、有機ＥＬ素子が製造される。

有機ＥＬ表示装置の構造については、種々のタイプがあり、有機発光層が電子輸送層を兼ねたタイプ、電子注入層、ホール注入層をさらに設けたタイプなどが知られている。
本発明における凸版反転オフセット法は、これらの有機ＥＬ表示装置の構成層の内、パターニングが必要とされる構成層の形成がその対象となるものである。
特開２００３−１７２４８号公報

ところで、このような凸版反転オフセット法による有機ＥＬ表示装置の製造にあっては、これに用いられる除去版６に関して、以下のような問題点があった。

除去版６の凸部１１表面は、ガラスなどの表面がそのまま残った状態となっており、この表面へのインクの濡れ性、密着性がよくなかったり、また、ガラス表面には、使用前の洗浄の際などに付着した残渣などが残りやすく、ブランケット４からインクの均一で精細な転写が困難であり、また、ブランケット４から除去版６への転写率にばらつきが生じていた。
このため、ブランケット４上に残るインクパターン層５ａのパターン精細度が劣ると共に、パターン再現性が劣ることになり、結果的に有機発光層のパターン精細度が劣ると共に、パターン再現性が劣ることになる。

この問題を解決する方策として、インクに増粘剤などの転写促進作用を有する添加剤を添加させることが考えられる。
しかし、このような添加剤をインクに添加すると、得られる有機発光層に添加剤が残り、この添加剤が有機発光層の発光特性に悪影響を与えることにもなり、好ましい方策とは言えない。

よって、本発明における課題は、インクに添加剤を添加する方法ではなく、除去版の凸版表面に対するインクの濡れ性、密着性を高め、また、ブランケットから除去版への転写率にばらつきが生じることを防止して、ブランケットから除去版へのインクの転写が均一にかつ精細に、かつ再現性良く行えるようにすることにある。

かかる課題を解決するため、本発明は、凸版反転オフセット法によって、有機ＥＬ表示装置を製造する際に用いられる除去版であって、
この除去版における少なくとも凸部除去面が金属で形成されていることを特徴とする除去版である。

また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされているか、又は、除去版の基材が金属であっても良い。
また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材がガラス材質であっても良い。

また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材がセラミック材質であっても良い。
また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材が樹脂材質であっても良い。

また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、金属コーティング法として、乾式めっき法が用いられていても良い。
また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、金属コーティング法として、湿式めっき法が用いられていても良い。
また、本発明において、除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、銅、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム、ニッケルの内の何れかの金属が、金属コーティングに用いられていても良い。
また、本発明において、除去版の凸部の高さが、１〜１００μｍであっても良い。

また、本発明は、上記除去版を用いて、凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

また、本発明は、上記除去版を備え、凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造装置である。

本発明において、除去版における凸部除去面が金属で形成されているので、除去版の凸版表面に対するインクの濡れ性、密着性を高め、また、ブランケットから除去版への転写率にばらつきが生じることを防止して、ブランケットから除去版へのインクの転写が均一にかつ精細に、かつ再現性良く行え、結果的に有機発光層のパターン精細度、パターン再現性を高めることができる。

また、本発明において、除去版の凸部の高さが、１〜１００μｍとした場合には、除去版の凸部の高さが１μｍ以上であるので、除去版における凸部以外の部分にインクが付着してしまうことを防止でき、除去版へのインクの転写を精細に行えると共に、除去版の凸部の高さが１００μｍ以下であるので、除去版の凸部の加工を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態による除去版６につき、図面を参照して説明する。
これらの除去版６は、上述のように、有機ＥＬ表示装置を凸版反転オフセット法によって製造する際に使用されるものである。

図１は、本発明の第１の実施の形態による除去版６ａの製造工程を示している。
この実施の形態において、まず、平板状の基材９ａの上面（インクとの接触側）に対し、金属コーティングを行い、金属コーティング部１０を形成する。

ここで使用される基材９ａとしては、ガラス材質、セラミック材質、樹脂材質のうち、何れかが用いられる。
ガラス材質としては、例えば、ケイ酸ガラス、又は、ソーダ石灰ガラス等が用いられる。
セラミック材質としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭化窒素、炭化ホウ素等が用いられる。
樹脂材質としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が用いられる。

また、金属コーティングの際に用いられる金属としては、例えば、銅、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム、ニッケル等があり得る。
また、基材に対する金属コーティング法としては、乾式メッキ法、又は、湿式メッキ法が用いられる。

ここで用いられる乾式メッキ法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法の内、何れかである。ここで、真空蒸着法とは、基材を真空容器の中に入れた状態で、金属を蒸発させ、基材に対するメッキを行う方法である。また、スパッタリング法とは、加速されたイオンを金属に照射すると、金属表面の原子・分子が放出され（スパッタ蒸発）、この蒸発した物質を基材上に付着させて薄膜を形成する方法である。また、イオンプレーティング法とは、イオン化された金属蒸気とガスを基材表面に電圧で引き付けながら、膜を作る方法である。

また、ここで用いられる湿式メッキ法は、例えば、無電解めっき法等である。ここで、無電解めっき法とは、還元剤の働きにより、めっき液中の金属イオンを還元させて基材に金属皮膜を析出させる方法である。

平板状の基材９ａの上面に対し金属コーティングを行った後、コーティングされた金属をパターニングすることにより、基材９ａ上の凸部１１ａを形成し、凸部除去面７ａが金属である除去版６ａが製造される。
ここで、パターニング方法としては、例えば、フォトリソグラフィー工程が用いられる。フォトリソグラフィー工程とは、回路パターンを写真技術を用いて焼き付けることにより、コーティングされた金属をパターニングする方法である。

ここで、製造された除去版６ａにおける凸部１１ａの高さは１〜１００μｍとされる。このような高さとすることにより、除去版６ａの凸部１１ａの高さが１μｍ以上であるので、除去版６ａにおける凸部１１ａ以外の部分にインクが付着してしまうことを防止でき、除去版６ａへのインクの転写を精細に行えると共に、除去版６ａの凸部１１ａの高さが１００μｍ以下であるので、除去版６ａの凸部１１ａの加工を容易に行うことができるものである。

図２は、本発明の第２の実施の形態による除去版６ｂの製造工程を示している。
この実施の形態において、まず、基材９ｂをエッチングすることにより、除去版６ｂにおける凸部１１ｂのパターンに対応した形状の突状部１２が形成される。その後、突状部１２が形成された基板９ｂの上面に対し、金属コーティングを行うことにより、凸部１１ｂを有し、凸部除去面７ｂが金属である除去版６ｂが製造される。

ここで基材９ｂとしては、上記第１の実施の形態におけるものと同様に、ガラス材質、セラミック材質、樹脂材質のうち、何れかが用いられる。また、また、金属コーティングの際に用いられる金属としては、上記第１の実施の形態におけるものと同様に、例えば、銅、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム、ニッケル等があり得る。また、基材９ｂに対する金属コーティング法としては、上記第１の実施の形態におけるものと同様に、乾式メッキ法、又は、湿式メッキ法が用いられる。ここで、製造された除去版における凸部１１ｂの高さは、上記第１の実施の形態と同様に、１〜１００μｍとされる。

図３は、本発明の第３の実施の形態による除去版６ｃの製造工程を示している。
この実施の形態において、基材９ｃ自体が金属からなり、金属をコーティングする工程を備えていない。このため、除去版６ｃの製造工程が簡略化されている。
ここで用いられる金属としては、例えば、ステンレス鋼などの鋼、アルミニウム合金、銅、銅合金などが挙げられる。

そして、平板状の基材９ｃをエッチングすることにより、金属製の凸部１１ｃ（除去版９ｃ全体が金属製である。）を備え、凸部除去面７ｃが金属である除去版６ｃが製造される。ここで、製造された除去版における凸部１１ｃの高さは、上記第１の実施の形態と同様に、１〜１００μｍとされる。

尚、上記のような、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態におけるように製造された除去版６ａ、６ｂ、６ｃは、背景技術として述べたような、例えば特開２００３−１７２４８号公報などに開示されている、凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造する方法、凸版反転オフセット法を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する装置に適用される。
即ち、この有機ＥＬ表示装置の製造方法の概略につき、図４〜８を参照として再度説明すると、以下の通りである。透明基板１の透明電極２上の全面にホール輸送層３を設けておく。一方、ブランケット４の外周面にインク層５を形成し、ついで、このブランケット４を除去版６に転動させつつ接触させ、ブランケット４上のインク層５のうち、不要となるインク層５ｂが除去版６の凸部１１表面に付着して除去され、ブランケット４の外周面には、必要となるインクが残ってインクパターン５ａが形成される。ついで、この状態のブランケット４を、透明基板１に転動させつつ接触させることにより、ブランケット４上のインクパターン層５ａが透明基板１のホール輸送層３上に転写され、ついで、これを加熱することで、所定のパターン５ｃの有機発光層が形成される。さらに、この有機発光層上に、必要に応じ電子輸送層、陰極となる金属薄膜等を形成し、封止することで、有機ＥＬ素子が製造される。また、有機ＥＬ表示装置の製造装置１２は、この製造方法を実施するため、ブランケット４、除去版６等を備えた製造装置である。

[実施例１]
図９（ａ）におけるように、コーニング社の１７３７ガラス基板１４を５０〜８０℃に加熱し、フォトレジスト１５として光硬化型ドライフィルム（東京応化工業株式会社製、ＯＳＢＲフィルム）をラミネートした後、紫外線によりパターン露光を行った。露光条件は、３６５ｎｍで測定した時に強度２００μＷ／ｃｍ^２、照射量７０ｍＪ／ｃｍ^２である。なお、上記ドライフィルムは基板１４を加熱しながらラミネートした。続いて、現像工程で、無水炭酸ナトリウム０．２ｗｔ％水溶液により液温３０〜５０℃でスプレー現像を行った。以上の工程を経て、図９（ｂ）におけるように、ピッチ幅３１８μｍの凸部１７幅１０６μｍ、凹部１９幅２１２μｍ、深さ（凸部１７高さ）約２０μｍのストライプパターンを作製した。図９（ｃ）におけるように、この基板１４上に真空蒸着法によりＣｒを約１０μｍ成膜し、Ｃｕ膜１８を形成した後、レジスト部分１７を剥離し、図９（ｄ）におけるように、ピッチ幅３１８μｍの凸部１８幅２１２μｍ、凹部２０幅１０６μｍ、深さ（凸部高さ）１０μｍのストライプパターンで彫られた除去版６を得た。

水系の正孔（ホール）輸送材料インキとして知られるポリ（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の混合物（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）が塗布された基材（ブランケット）を洗浄後の除去版６に押し当て、塗布膜（インク層）の除去実験を行った。

実験結果としては、後で述べる表１における表面材料がクロムの場合のように、除去版６による基材上の塗布膜の転写率が良く、また、転写率のばらつきも小さく、基材から除去版６へのインクの転写を精細かつ安定して行うことができた。

[実施例２−１]
図１０（ａ）におけるように、コーニング社の１７３７ガラス基板１４全面にクロムのべた膜（クロム層）２１を真空蒸着法にて1μｍ蒸着した。その後Shipley社のＳ１８１３を１０００ｒｐｍ×１０ｓで基板全面をコーティングし８０℃で３０ｍｉｎベークを行い、レジスト膜２２とした。図１０（ｂ）におけるように、その後、ピッチ幅３１８μｍで開口部が１０６μｍのストライプパターンのＣｒフォトマスクを用い露光を行い、無機アルカリにて現像することによってパターニングを行った。図１０（ｃ）におけるように、その後クロム膜２２を硝酸第２セリウムアンモンを１６５ｇ過塩素酸（７０％）＋４２ｍｌ＋純水１０００ｍｌ硝酸２セリウムアンモニウムの水溶液を用いてエッチングを行った。図１０（ｄ）におけるように、その後１５％のフッ化水素酸にディップ法にて１μｍ／ｍｉｎで約２０μｍエッチングを行った。図１０（ｅ）におけるように、その後レジスト膜２２を剥離することによりピッチ幅３１８μｍの凸部２３幅２１２μｍ、凹部２４幅１０６μｍ、深さ（凸部２３高さ）約２０μｍのストライプパターンの表面がＣｒコーティングされた除去版６を得た。

ガラス基板１４の材質は石英ガラス製、超硬質ガラス製、普通硬質ガラス製、並ガラス製等の適宜なものを用いることができ、材質に適合した加工手段を採用して所要のエッチングを行なうことができることは言うまでもない。

水系の正孔（ホール）輸送材料インキとして知られるポリ（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の混合物（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）が塗布された基材（ブランケット）を洗浄後の除去版６に押し当て、塗布膜（インク層）の除去実験を行った。
実験結果としては、後で述べる表１における表面材料がクロムの場合のように、除去版６による基材上の塗布膜の転写率が良く、また、転写率のばらつきも小さく、基材から除去版６へのインクの転写を精細かつ安定して行うことができた。

[実施例２−２]
前記実施例２−１ではレジスト膜２２の下地としてクロム層２１を挿入しているため、ガラスエッチング後レジスト膜２２のみを剥離することによって、金属がコーティングされた除去版６が得られる。

この実施例２−２では、図１１（ａ）におけるように、ガラス基板１４直上にレジスト膜２２をコーティングしてガラス版２５を作製した後、図１１（ｂ）におけるように、フォトリソグラフィー法によるレジスト膜２２のパターニング、図１１（ｃ）におけるように、ガラス基板１４のエッチング、図１１（ｄ）におけるように、レジスト膜２２の剥離を経て、図１１（ｅ）におけるように、蒸着によって金属（クロム）をコーティングしている。ガラス基板１４を真空蒸着機にセットし、クロムを抵抗加熱法によって約1μｍ成膜し、クロム層２６を形成した。

[実施例３]
板厚６ｍｍの銅板をフォトリソグラフィー法およびウェットエッチング法によってピッチ幅３１８μｍの凸部幅２１２μｍ、凹部幅１０６μｍ、深さ５０μｍのストライプパターンで彫られた除去版を得た。これにより、凸部を含めた全体が銅製の除去版を作製した。

即ち、銅板の表面にフォトレジストを約１μｍの厚さにスピンコートし、105度の温度で、5分間プリベークした後、フォトレジストに露光し、その後現像する。このようにしてパターン化したフォトレジスト膜をマスクにして塩化第二鉄塩酸溶液で銅版をウェットエッチングする。その後、レジスト剥離液およびアセトン蒸気でフォトレジストを剥離する。水洗後、早めにスピンドライで乾燥する。以上の手順によって、銅版を作製した。

水系の正孔（ホール）輸送材料インキとして知られるポリ（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の混合物（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）が塗布された基材（ブランケット）を洗浄後の除去版に押し当て、塗布膜（インク層）の除去実験を行った。
実験結果としては、後で述べる表１における表面材料が銅の場合のように、除去版による基材上の塗布膜の転写率が良く、また、転写率のばらつきも小さく、基材から除去版へのインクの転写を精細かつ安定して行うことができた。

除去版の除去面におけるメタル材質はＳＵＳ（ステンレス鋼）、アンバー（ニッケル鋼）、その他合金等の適宜なものを用いることができ、材質に適合した加工手段を採用して所要のエッチングを行なうことができることは言うまでもない。

以下に、表面材料に応じた転写率についての実験結果である表１を記載する。
表１において、１５ｃｍ角のパターンが形成された除去版を用いており、このパターンは、ピッチ幅３１８μｍのストライプパターンであり、凸部幅２１２μｍ、凹部幅１０６μｍ、深さ約２０μｍである。また、転写テストを１０回行って、転写面積の割合の平均を求めた。

本発明の第１の実施の形態による除去版の製造工程を示す図である。本発明の第２の実施の形態による除去版の製造工程を示す図である。本発明の第３の実施の形態による除去版の製造工程を示す図である。従来技術としての有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。従来技術としての有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。従来技術としての有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。従来技術としての有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。従来技術としての有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。本発明の実施例１における除去版の製造工程を示す図である。本発明の実施例２−１における除去版の製造工程を示す図である。本発明の実施例２−２における除去版の製造工程を示す図である。

符号の説明

１‥‥透明基板、２‥‥透明電極、３‥‥ホール輸送層、４‥‥ブランケット、５‥‥インク層、６、６ａ、６ｂ、６ｃ‥‥除去版、７ａ、７ｂ、７ｃ‥‥凸部除去面、９‥‥基材、１０‥‥金属コーティング部、１１‥‥凸部、２１‥‥有機ＥＬ表示装置の製造装置

Claims

凸版反転オフセット法によって、有機ＥＬ表示装置を製造する際に用いられる除去版であって、
この除去版における少なくとも凸部除去面が金属で形成されていることを特徴とする除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている、又は、除去版の基材が金属であることを特徴とする請求項１に記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材がガラス材質であることを特徴とする請求項２に記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材がセラミック材質であることを特徴とする請求項２に記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、除去版の基材が樹脂材質であることを特徴とする請求項２に記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、金属コーティング法として、乾式めっき法が用いられていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、金属コーティング法として、湿式めっき法が用いられていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の除去版。
除去版の基材に対し金属コーティングがされている場合、銅、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム、ニッケルの内の何れかの金属が、金属コーティングに用いられていることを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載の除去版。
除去版の凸部の長さが、１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の除去版。
請求項１〜９の何れかに記載の除去版を用いて、凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
請求項１〜９の何れかに記載の除去版を備え、凸版反転オフセット法により有機ＥＬ表示装置を製造することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造装置。