JP2006286245A

JP2006286245A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2006286245A
Application number: JP2005101309A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kitatsume; 栄一北爪
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】
本発明の目的は、凸版反転印刷法を用いて、比較的大きな面積のパターニングを確実に行うことが可能な有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することである。
【解決手段】
有機ELの製造方法において、凸版反転印刷法で、所定のパターニングされたマスクを基板上に設置し、前記マスク上から、均一な機能性膜がコーティングされたブランケットを押圧し、前記マスクの開口部を通して、基板上に前記ブランケット上の機能性膜を形成することにより解決した。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置（有機電界発光素子）の製造方法に関する。

近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力、軽量の表示素子への要望が高まる中、有機EL表示装置が注目を集めている。有機EL表示装置の実用化にあたって、有機材料から構成される発光層の微細なパターニングだけではなく、例えば、複数の発光層に対して共通な正孔輸送膜に関しても、ディスプレイの表示部以外の不要な部分に成膜しないか、あるいは成膜後除去する必要がある。
微細なパターニングに比べ比較的大面積に対するパターニング方法としては、フレキソ印刷法、凸版反転オフセット法、スクリーン印刷法、レーザーアブレーション法などがある。
フレキソ印刷法、スクリーン印刷法は、膜厚ムラが生じやすく、また、レーザーアブレーション法は、装置が非常に高価であり、且つ、アブレーション時に飛散する材料が表示部に付着するなどの悪影響がある。

一方、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は、例えば特許文献１などに開示されている。しかし、この印刷法によるパターニングは、ブランケットから除去されない部分が、除去版の凹部の底に接触しないことが必須であるため、比較的微細なパターン形成に有効である。しかし、有機ＥＬ表示装置で成膜される、例えば、正孔輸送膜のような表示部全体にそのままの大きさに成膜されるような大きなパターンでは、上記の課題があり、適用できなかった。
さらに、スピンコート法は、全面に成膜後、溶剤を用いて不要な部分をふき取り、比較的大きな面積のパターニングが可能であるが、その都度ふき取る作業があり、均一なパターニングが困難であった。
特開２００３−１７２４８号公報

本発明の目的は、凸版反転オフセット法より比較的大きな面積のパターニングを確実に行うことが可能な有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することである。

請求項１に記載の発明は、有機ELの製造方法において、所定のパターニングされたマスクを基板上に設置し、前記マスク上から、均一な機能性膜がコーティングされたブランケットを押圧し、前記マスクの開口部を通して、基板上に前記ブランケット上の機能性膜を形成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。

請求項２に記載の発明は、前記マスクの開口部の周辺がテーパー状になっていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、前記マスクが、メタルマスクであることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、前記マスクが、表示装置の封止接着部に接触しない形状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、前記マスクの厚みが1mm以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記マスクが、磁力によって密着していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

本発明は、凸版反転オフセット印刷法で、ブランケットからマスクの開口部の位置に開口部と同じ大きさの機能性膜を基板に転写することで、比較的大きなパターンの形成が可能なので、基板に形成されたパターン膜の均一性とプロセスの簡便性を実現することが可能となった。
また、基板上の成膜不要部分は、マスキングされ、後から不要部分を除去する必要がなくなった。

図１、図２に示すように、基板１０上に成膜が不要な部分をマスキングでき、機能性膜を転写したい箇所が開口部２１となっているマスク２０を、前記基板上の所定の位置にセットする。
その後ブラン胴３０に巻かれた、例えばシリコーン樹脂製のブランケット３１上に機能性材料を適当な膜厚で均一にコーティングし、機能性膜４０を形成する。

次に、マスク２０でマスキングされた基板１０上をブランケット３１が押し付けられながら移動することによって、マスク２１を介して機能性膜４０が基板１０上に転写される。具体的には、マスクの開口部分２１では、シリコーンブランケット３１がマスクの開口部２１に入り込むことによって、基板１０に開口部３１とほぼ同じパターン状機能性膜４１が転写される。
転写完了後、マスク２０と基板１０を分離して、パターニングが完了となる。

ここで、前記マスク２０は、メタルマスクであるのが好ましく、また、開口部２１の形状は、図３に示すように、テーパー上に形成されているのが好ましい。このように、開口部をテーパー状とすることで、ブランケット３１の変形に無理がなく、きれいなパターン形成が容易となる。

そして、図４に示すように、取り出し電極、封止接着部分のように、機能性膜で覆われないように、これらの部分をマスクでマスキングして機能性膜を転写する。

さらに、具体的に説明すると、透光性基板上に複数の短冊状の陽極層を相互に一定の間隔を空けて形成する。
具体的には、透光性基板の一面全面に陽極層を蒸着またはスパッタリング法により成膜してから、マスクを重ねてエッチングを行なうことで短冊状に成形する。

陽極層は透明であることが望ましく、例えばインジウムと錫の複合酸化物（以下ＩＴＯという）を用いることができる。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透光性基板上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法等によっても陽極層を形成することができる。
あるいは、アルミニウム、金、銀等の金属が半透明状に蒸着されたものを陽極層として用いることができる。更にポリアニリン等の有機半導体も用いることができる。陽極層は、必要に応じてＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
また、陽極層の厚みは０．０５μｍないし０．２μｍの範囲が好ましい。

この、透光性基板としては、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。プラスチック製のフィルムを用いれば、巻き取りにより有機ＥＬ素子の製造が可能となり、安価に素子を提供することができる。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、透明導電層を成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しても良い。

次に陽極層上に正孔輸送層を形成する。正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、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誘導体、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等の高分子材料を用いることができる。これらの正孔輸送材料は、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た塗布液を、スピンコート、バーコート、ワイヤーコート、スリットコート等のコーティング法によりブランケット上に均一に塗布できる。
更に、正孔輸送層には必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層の膜厚は１０ｎｍないし２００ｎｍの範囲がよい。

正孔輸送層のパターニングに用いるマスクに関して、所定の大きさの開口があけられたメタルマスクを用いるのが好ましい。メタルマスク材質としては、具体的に、アンバー材、SUS３０４、SUS３１６、などを用いることができる。メタルマスク作製方法としては、エッチング、レーザー加工、電鋳法などによって所定のパターンの開口が設けられる。また、開口部の周辺のテーパー加工の方法としては、メタルの開口領域を決定するために用いる表と裏用のフォトマスクの開口の大きさを変えることによって実現することができる。

このようにして得られたメタルマスクを基板上の所定の位置にセットする。その後ブラン胴に巻かれた例えばシリコーンブランケット上に成膜材料を適当な膜厚で均一にコーティングされる。その後マスキングされた基板上をブランケットが押し付けられながら移動することによってマスク上から転写される。そしてマスクの開口部分ではシリコーンブランケットがマスクの板厚分入り込むことによって、非転写基板に開口部とほぼ同じパターンで膜が転写される。
転写完了後、マスクと基板を分離して正孔輸送層のパターニングの完了となる。

次に正孔輸送層の全面に発光層を積層する。発光層は高分子蛍光体層のみの単層構造に限らず、電荷輸送層等を授けた多層構造であってもよい。高分子蛍光体層に用いる高分子蛍光体としては、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、インジウム錯体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、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系等の高分子蛍光体を用いることができる。これらの高分子蛍光体はトルエン、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し、スピンコート法、カーテンコート法、バーコート法、ワイヤーコート法、スリットコート法等のコーティング法により塗布できる。また、必要に応じて版を用いてパターニングを行っても良い、もしくは支持体自身に凹凸を設けることによりパターンを形成しても良く、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の印刷方法などと組み合わせてパターンを形成しても良い。また、高分子蛍光体層には必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。発光層の膜厚は、単層または多層構造いずれの場合にも合わせて１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは合わせて５０ｎｍないし１５０ｎｍの範囲である。

更に発光層は、陽極層ごとに、赤色の発光層、緑色の発光層、青色の発光層を形成してもよい。このように、赤、青、緑の発光層を形成することで、フルカラー表示が可能な表示装置を構成することができる。

次に、発光層上に複数の短冊状の陰極層を形成する。陰極層は陽極層の長手方向と直交する方向に沿って形成することが望ましい。陰極層としては、発光層の発光特性に合わせて、リチウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、アルミニウムなどの金属単体やこれらと金、銀などの安定な金属との合金または多層体とすることが出来る。

また、インジウム、亜鉛、錫などの導電性酸化物を用いることも出来る。これらの材料は、通常の抵抗加熱、ＥＢ過熱などの真空蒸着やスパッタ法などで設けることができ、膜厚は特に限定されないが、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。また、フッ化リチウムなどの薄膜を陰極層と発光層との間に設けてもよい。陰極層を短冊状にパターニングするには、金属膜、セラミック膜の蒸着マスクなどを用いることができる。
更に、陰極層上に絶縁性の無機物や樹脂などによる保護層を設けてもよい。

本発明のパターン形成方法の一例を示す説明図である。図１のパターン形成方法の主要部を示す説明図である。他のマスクを用いたパターン形成の一例を示す説明図である。他のパターン形成方法を示す説明図である。

符号の説明

１０・・・基板
２０・・・マスク
２１・・・開口部
３０・・・ブラン胴
３１・・・ブランケット
４０・・・機能性膜

Claims

有機ELの製造方法において、所定のパターニングされたマスクを基板上に設置し、前記マスク上から、均一な機能性膜がコーティングされたブランケットを押圧し、前記マスクの開口部を通して、基板上に前記ブランケット上の機能性膜を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記マスクの開口部の周辺がテーパー状になっていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記マスクが、メタルマスクであることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記マスクが、表示装置の封止接着部に接触しない形状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記マスクの厚みが1mm以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記マスクが、磁力によって密着していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。