JP2009078501A - Pattern forming method by letterpress printing, and method for producing organic functional element - Google Patents
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Abstract
Description
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）は、陽極と陰極との間に有機発光層が挟持された構造をもつ発光素子で、電圧の印加により陽極から正孔、陰極から電子が注入され、この正孔と電子の対が有機発光層表面あるいは内部で再結合することによって発生したエネルギーを光として取り出す素子である。有機発光層は一層から多層のものがあるが、効率よく発光させるためには、それぞれの層の膜厚が非常に重要であり、有機発光層全体では１μｍ以下の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイ化するためには、有機発光層を均一な膜厚で高精細にパターニングする必要がある。 An organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) is a light emitting element having a structure in which an organic light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode. Holes are injected from the anode and electrons are injected from the cathode by applying a voltage. This is an element that takes out the energy generated by recombination of the hole-electron pair on or inside the organic light emitting layer as light. Although the organic light emitting layer includes one to a plurality of layers, the thickness of each layer is very important in order to emit light efficiently, and the entire organic light emitting layer needs to be a thin film of 1 μm or less. Furthermore, in order to make this a display, it is necessary to pattern the organic light emitting layer with a uniform film thickness with high definition.
有機ＥＬ素子の発光層に用いられる有機材料は、低分子の材料と高分子の材料とに分類されている。発光層の形成方法は材料によって異なり、低分子材料は主に蒸着法で成膜させる方法が用いられ、高分子材料は溶剤に溶解あるいは分散させて基板上に塗布する方法が行われている。 Organic materials used for the light emitting layer of the organic EL element are classified into low-molecular materials and high-molecular materials. The method for forming the light emitting layer varies depending on the material. For low molecular weight materials, a method of forming a film mainly by vapor deposition is used, and for high molecular weight materials, a method of dissolving or dispersing in a solvent and applying on a substrate is performed.
有機ＥＬ素子をフルカラー化するために発光層をパターニングする手段としては、低分子系材料を用いる場合は、所望の画素形状に応じたパターンが形成されたマスクを用いて、異なる発光色の発光材料を所望の画素に対応した部分に蒸着し形成する方法が行われている。この方法は所望の形状に薄膜を均一に形成するには優れた方法であるが、蒸着される基板が大型になると、マスク精度の点からパターンの形成が困難になるという問題点がある。 When using a low molecular weight material as a means for patterning the light emitting layer in order to make the organic EL element full color, a light emitting material having a different light emitting color using a mask in which a pattern corresponding to a desired pixel shape is formed. A method of depositing and forming a film on a portion corresponding to a desired pixel is performed. This method is an excellent method for uniformly forming a thin film in a desired shape, but there is a problem that it becomes difficult to form a pattern in terms of mask accuracy when the substrate to be deposited becomes large.
一方、高分子系材料を用いる場合は、溶媒に溶解または分散させることにより有機高分子発光材料をインキ化し、主にインクジェット法によるパターン形成と、印刷によるパターン形成方法が提案されている。例えば、特開平１０−１２３７７号公報（特許文献１）に開示されているインクジェット法は、インクジェットノズルから溶剤に溶かした発光材料を基板上に噴出させ、基板上で乾燥させることで所望のパターンを得る方法である。しかしながら、ノズルから噴出されたインク液滴は球状をしている為、基板上に着弾する際にインクが円形状に広がり、形成したパターンの形状が直線性に欠けたり、着弾精度が悪くパターンの直線性が得られないという問題点がある。これに対し、例えば、特開２００２−３０５０７７号公報（特許文献２）では、予め基板上にフォトリソグラフィーなどを用いて、撥インク性のある材料でバンクを形成し、そこにインク液滴を着弾させることで、バンク形状に応じてインクがはじき、直線性のパターンが得られるという方法が開示されている。しかし、はじいたインクが画素内に戻るときに画素内部でインクが盛り上がり、画素内の有機発光層の膜厚にばらつきができてしまうという問題が残る。 On the other hand, when a polymer material is used, an organic polymer light emitting material is converted into an ink by dissolving or dispersing in a solvent, and pattern formation mainly by an ink jet method and pattern formation by printing are proposed. For example, in the ink jet method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-12377 (Patent Document 1), a light emitting material dissolved in a solvent is ejected from an ink jet nozzle onto a substrate and dried on the substrate to form a desired pattern. How to get. However, since the ink droplets ejected from the nozzle are spherical, the ink spreads in a circular shape when landing on the substrate, the shape of the formed pattern lacks linearity, or the landing accuracy is poor. There is a problem that linearity cannot be obtained. On the other hand, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-305077 (Patent Document 2), a bank is formed in advance on a substrate with a material having ink repellency using photolithography or the like, and ink droplets are landed on the bank. Thus, a method is disclosed in which the ink repels according to the bank shape and a linear pattern is obtained. However, when the repelled ink returns to the inside of the pixel, the ink swells inside the pixel, and there remains a problem that the film thickness of the organic light emitting layer in the pixel varies.
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、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ＥＬ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３）。 As a pattern forming method by printing, intaglio printing, planographic printing, screen printing, letterpress printing, and the like have been proposed. However, in organic EL elements and displays that use a glass substrate or the like as a substrate to be printed, scratches or distortions of the substrate are not preferable, so that a metal printing plate or the like is hard as in a gravure printing method that is representative of intaglio printing. The method using a plate is not suitable. In addition, an ink in which an organic light emitting layer forming material is dissolved or dispersed in a solvent generally has a low viscosity, and is not suitable for offset printing or screen printing, which is representative of lithographic printing. On the other hand, the relief printing method using a photosensitive resin plate mainly composed of rubber or other resin does not damage the glass substrate and is suitable for low-viscosity organic EL inks. Actually, formation of an organic light emitting layer by a relief printing method has been proposed (Patent Document 3).
凸版印刷により有機機能層のパターンを形成する場合、アニロックスロールに有機機能性材料を含むインキを保持し、これを凸版上に転写し、この凸版上のインキパターンを基板上に転写し、有機機能層のパターンを形成する方法が一般的である。 When forming an organic functional layer pattern by letterpress printing, hold an ink containing an organic functional material on an anilox roll, transfer it onto the letterpress, transfer the ink pattern on the letterpress to the substrate, and A method of forming a pattern of layers is common.
上記のアニロックスロールとしては、金属ロールの表面に幾何学的な凹型セルを彫刻により作製し、ハードクロムめっきを施したものや、金属ロール表面にセラミック層をコーティングした後、レーザーでセラミック層に凹型セルを彫刻したものなどが用いられる。セル形状には、ダイヤモンド（ひし形）、ハニカム（六角形）、ヘリカル（斜線形）等があり、アニロックスロール表面には一定の角度で均等に凹型セルが並んでいる。アニロックスロールが保持するインキ量は、セルの形状や深度、表面パターンのピッチ（以下、線数）によって調節することができる。 As the above anilox roll, a geometrical concave cell is produced by engraving on the surface of the metal roll and hard chrome plating is applied, or the ceramic layer is coated on the surface of the metal roll, and then the laser is concaved on the ceramic layer. A sculpted cell is used. Cell shapes include diamond (diamond), honeycomb (hexagon), helical (diagonal), etc., and concave cells are evenly arranged at a certain angle on the anilox roll surface. The amount of ink retained by the anilox roll can be adjusted by the shape and depth of the cell and the pitch of the surface pattern (hereinafter, the number of lines).
アニロックスロールを用いた凸版印刷法では、凸版頂部がセルに入りこむとドットゲインやカラミなどの原因となる。特に、網点のハイライト部は、実質的には凸版の線数の数倍の細かさになっている。そのため、一般に、アニロックスロールの線数は凸版の線数の３倍以上、好ましくは５倍以上のものを用いることにより、高品質な印刷をおこなうことができる。アニロックスロールの線数が高くなるほどセル容積は小さくなるが、インキ粘度を高くしたり、インキ固形分比を大きくしたりすることにより、必要なインキ量を凸版上に供給することが可能である。 In the relief printing method using an anilox roll, if the relief top part enters the cell, it causes dot gain, color loss, and the like. In particular, the highlighted portion of the halftone dot is substantially finer than the number of lines of the relief plate. Therefore, in general, high-quality printing can be performed by using anilox rolls having three or more, more preferably five or more lines of relief printing. As the number of anilox rolls increases, the cell volume decreases. However, by increasing the ink viscosity or increasing the ink solid content ratio, it is possible to supply the necessary amount of ink on the relief printing plate.
しかしながら、アニロックスロールを用いた凸版印刷法により有機機能層を形成する場合、次のような課題が明らかとなっている。 However, when the organic functional layer is formed by a relief printing method using an anilox roll, the following problems have been clarified.
１つ目は、膜厚の問題である。有機機能性素子中の有機機能層の膜厚には最適値が存在し、これは例えば有機ＥＬ素子中の有機発光層では１００ｎｍ前後である。しかし、増粘剤等の添加物を添加してしまうと、素子としての機能低下を招く恐れがあるために、インキを高粘度に調整することができず、有機機能性材料インキは通常の印刷用インキと比較してかなり低粘度である。また、有機機能性材料は溶解性が低いため、インキ固形分比を大きくすることも難しい。そのため、高線数アニロックスロールから凸版に転写されるインキの転移量が少なく、凸版から基板上に転写されるインキの膜厚は、最適な値よりも薄いものとなってしまう場合があった。そこで、インキ転移量を増加させるためにセル容積の大きい低線数のアニロックスロールを用いると、凸版頂部がセルに入りこみ、ドットゲインやカラミ等の印刷欠陥が発生してしまう。このような問題は、特に高精細なパターンの場合に顕著に生じた。 The first is a film thickness problem. There is an optimum value for the film thickness of the organic functional layer in the organic functional element, which is, for example, about 100 nm in the organic light emitting layer in the organic EL element. However, if an additive such as a thickener is added, the function of the device may be reduced, so the ink cannot be adjusted to a high viscosity, and the organic functional material ink is used for normal printing. The viscosity is considerably lower than the ink for use. In addition, since the organic functional material has low solubility, it is difficult to increase the ink solid content ratio. Therefore, the transfer amount of the ink transferred from the high linear number anilox roll to the relief plate is small, and the film thickness of the ink transferred from the relief plate onto the substrate may be thinner than the optimum value. Therefore, when an anilox roll having a large cell volume and a low number of lines is used to increase the amount of ink transfer, the top of the relief plate enters the cell, and printing defects such as dot gain and color are generated. Such a problem occurred remarkably particularly in the case of a high-definition pattern.
２つ目は、膜厚バラツキの問題である。例えば有機ＥＬ素子において、有機発光材料を溶解または分散させた有機ＥＬインキを基板上の第一電極上に樹脂凸版による凸版印刷法により印刷し、薄膜を形成する場合においては、有機発光層の膜厚均一性が特に要求される。例えば、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイにおいて、ムラなく均一な輝度で発光させるためには、面内の有機発光層の膜厚バラツキを±５％以下にする必要がある。しかし、アニロックスロールを用いた凸版印刷法では、アニロックスロールの表面パターンの影響を受け、面内で均一な膜厚を得ることが難しい。 The second is a problem of film thickness variation. For example, in an organic EL element, when an organic EL ink in which an organic light emitting material is dissolved or dispersed is printed on a first electrode on a substrate by a relief printing method using a resin relief plate, a thin film is formed. Thickness uniformity is particularly required. For example, in a passive matrix type organic EL display, in order to emit light with uniform brightness without unevenness, the in-plane organic light emitting layer needs to have a thickness variation of ± 5% or less. However, in the relief printing method using an anilox roll, it is difficult to obtain a uniform film thickness in the plane due to the influence of the surface pattern of the anilox roll.
さらに、規則的に配置されている有機ＥＬ素子を形成するための高精細な凸版のパターンとアニロックスロールとの干渉により、モアレが発生し、印刷ムラとなってしまうという問題もある。モアレ解消のために、アニロックスロールのセル角度を調節する方法等があるが、高精細かつ規則的なパターンにおいては角度の調節だけでは不十分であり、完全な解消は難しい。 Furthermore, there is a problem that moire occurs due to interference between a high-definition relief pattern for forming regularly arranged organic EL elements and an anilox roll, resulting in uneven printing. In order to eliminate moire, there is a method of adjusting the cell angle of an anilox roll. However, in a high-definition and regular pattern, it is not sufficient to adjust the angle, and complete elimination is difficult.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機機能性材料インキのような低粘度のインキ用いて印刷を行った場合でも、印刷ムラを生じることなく、適切な膜厚をもった薄膜パターンを印刷形成できる方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to produce an appropriate film without causing printing unevenness even when printing is performed using a low-viscosity ink such as an organic functional material ink. An object of the present invention is to provide a method capable of printing a thin film pattern having a thickness.
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、凸版を用いてパターンを形成するパターン形成方法において、ストライプ形状の凸版に、表面パターンのピッチａが該凸版の線幅ｗに対してａ＞ｗとなるアニロックスロールを用いてインキを供給し、被印刷体にパターンを転写することを特徴とするパターン形成方法とした。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention provides a pattern forming method for forming a pattern using a relief plate, wherein the surface pattern pitch a is applied to the stripe-form relief plate with a line width w of the relief plate. In contrast, an ink is supplied using an anilox roll in which a> w, and the pattern is transferred to a printing medium.
本発明の請求項２に係る発明は、前記アニロックスロールのセルの土手幅が、印刷版凸部の線幅の１／２以下であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法とした。 The invention according to claim 2 of the present invention is the pattern forming method according to claim 1, wherein the bank width of the cell of the anilox roll is ½ or less of the line width of the printing plate convex portion. .
本発明の請求項３に係る発明は、前記アニロックスロールのセルの開口率が５０％以上９５％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法とした。 The invention according to claim 3 of the present invention is the pattern forming method according to claim 1 or 2, wherein an opening ratio of the cells of the anilox roll is 50% or more and 95% or less.
本発明の請求項４に係る発明は、前記印刷版凸部の線幅が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法とした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the pattern forming method according to the first aspect, wherein a line width of the printing plate convex portion is 100 μm or less.
本発明の請求項５に係る発明は、前記アニロックスロールのセルの土手幅が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項４記載のパターン形成方法とした。 The invention according to claim 5 of the present invention is the pattern forming method according to claim 4, wherein the bank width of the cell of the anilox roll is 30 μm or less.
本発明の請求項６に係る発明は、前記凸版印刷に使用するインキの粘度が５〜２００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至５記載のパターン形成方法とした。 The invention according to claim 6 of the present invention is the pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein the viscosity of the ink used for the relief printing is 5 to 200 mPa · s.
本発明の請求項７に係る発明は、基板上の一層あるいは複数の有機機能層からなる有機機能性素子の製造方法において、少なくとも前記有機機能層のうち一層の製造工程に、有機機能性材料インキを請求項１乃至６記載のパターン形成方法を用いてパターン形成する工程を含むことを特徴とする有機機能性素子の製造方法とした。 The invention according to claim 7 of the present invention provides a method for producing an organic functional element comprising a single layer or a plurality of organic functional layers on a substrate, wherein at least one of the organic functional layers is subjected to an organic functional material ink. A method for producing an organic functional element, comprising a step of forming a pattern using the pattern forming method according to claim 1.
本発明の通り、凸版のパターンをストライプ形状のパターンとすることにより、低線数のアニロックスロールを用いても、凸版頂部がアニロックスロールセル内に入り込むことがなくなり、ドットゲインやカラミなどの印刷不良が発生しにくくなった。そのため、低粘度インキを印刷パターン形成する場合にも、低線数アニロックスロールを用いることによって、所望の膜厚が得られるようになった。さらに、アニロックスロール表面パターンのピッチが凸版の線幅よりも大きいことで、どのようなアニロックスロールのパターンの開始位置からインキが供給される場合でも、凸版の線幅方向では一箇所以下のアニロックスロールのセルの境界（土手）としか遭遇しないため、液量供給の差が少なく膜厚バラツキが抑えられる、また一セル以上の表面パターン領域からインキが供給されるため、インキ液量確保と膜厚バラツキ低減が両立できた。 According to the present invention, by making the relief pattern into a stripe pattern, the top of the relief plate does not enter the anilox roll cell even if a low number of anilox roll is used, resulting in poor printing such as dot gain and color Is less likely to occur. Therefore, even when a low-viscosity ink is formed into a print pattern, a desired film thickness can be obtained by using a low linear number anilox roll. Furthermore, since the pitch of the anilox roll surface pattern is larger than the line width of the relief printing plate, no matter where the ink is supplied from the start position of the anilox roll pattern, the anilox roll of one or less places in the line width direction of the relief printing plate. Because it only encounters the boundary (bank) of the cell, there is little difference in the amount of liquid supply, and variations in film thickness can be suppressed. Ink is supplied from the surface pattern area of more than one cell, ensuring ink volume and film thickness. It was possible to reduce variation.
上記本願発明の効果は、特に印刷版凸部の線幅が１００μｍ以下のような高精細な印刷パターンの場合に大きかった。またさらに、アニロックスロールのセルの土手幅を３０μｍ以下とすることにより、セル容量が相対的に大きくなり、また印刷時に土手に当たる部分とそうでない部分とでの凸版への液量供給の差も少なくなるため、膜厚バラツキをより抑制することができた。 The effect of the invention of the present application is particularly great in the case of a high-definition printing pattern in which the line width of the printing plate protrusion is 100 μm or less. Furthermore, by setting the bank width of the anilox roll cell to 30 μm or less, the cell capacity becomes relatively large, and the difference in the amount of liquid supplied to the relief printing plate between the portion hitting the bank and the portion not hitting is small. Therefore, the film thickness variation could be further suppressed.
またはアニロックスロールのセルの土手幅を印刷版凸部の線幅の１／２以下にすることにより、アニロックスロール表面パターンの影響が小さくなり、面内の膜厚均一性が向上した。また、インキ転移量が増加した。これらと同様の効果が、アニロックスロールのセルの開口率を５０％以上にすることによっても得られた。 Alternatively, the effect of the anilox roll surface pattern is reduced by reducing the bank width of the anilox roll cell to ½ or less of the line width of the printing plate projection, and the in-plane film thickness uniformity is improved. In addition, the amount of ink transfer increased. The same effects as those described above were also obtained by setting the anilox roll cell opening ratio to 50% or more.
また、インキ粘度を５〜２００ｍＰａ・ｓにすることにより、凸版上でのインキのレベリング性が向上し、面内の膜厚均一性が向上した。さらに、モアレが発生しにくくなった。 Further, by setting the ink viscosity to 5 to 200 mPa · s, the leveling property of the ink on the relief plate was improved, and the in-plane film thickness uniformity was improved. Furthermore, moire is less likely to occur.
本発明の凸版印刷によるパターン形成方法を適用することによって、有機機能性材料インキを、所望の膜厚で高精細にパターニングすることが可能となり、良好な有機機能性素子を製造することができるようになった。 By applying the pattern forming method by letterpress printing of the present invention, it becomes possible to pattern organic functional material ink with a desired film thickness with high definition and to produce a good organic functional element. Became.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限るものではなく、図示したものは概略図であり、一部分のみを抜き出して示した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not restricted to this, What was illustrated is schematic and only one part was extracted and shown.
本発明に用いる印刷用凸版の表面パターンは、網点ではなく、細線で形成されたパターン（ストライプ形状パターン）である。図１（ａ）のような網点パターンの場合、網点の大きさに対してアニロックスロールのセルが大きすぎると、セル中に印刷版凸部が入り込み、ドットゲインやカラミ等印刷欠陥の原因となる。これに対し、図１（ｂ）のようなストライプ形状のパターンの場合、アニロックスロールのセルに対して印刷版凸部が十分な長さを持っているため、セル中に印刷版凸部が入り込むことはない。そのため、低線数のアニロックスロールを印刷に使用することが可能である。 The surface pattern of the printing relief plate used in the present invention is not a halftone dot but a pattern (stripe shape pattern) formed by fine lines. In the case of a halftone dot pattern as shown in FIG. 1A, if the anilox roll cell is too large relative to the halftone dot size, the printing plate convex portion enters the cell and causes printing defects such as dot gain and color. It becomes. On the other hand, in the case of the stripe-shaped pattern as shown in FIG. 1B, the printing plate convex portion enters the cell because the printing plate convex portion has a sufficient length with respect to the anilox roll cell. There is nothing. Therefore, it is possible to use an anilox roll having a low number of lines for printing.
図２（ａ）では、ハニカムパターン及びダイヤモンドパターンのアニロックスロールのセル形状を示しており、矢印ａで示した幅が、各表面パターンのピッチを表し、矢印ｂで示した幅がアニロックスロールの土手幅を表している。本発明で使用するアニロックスロールには、クロム製やセラミックス製のものを用いることができる。また、セル形状（彫刻パターン）も特に限定されるものではなく、ダイヤモンド（ひし形）、ハニカム（六角形）、ヘリカル（斜線形）等のパターンを用いることができる。セルの角度は、印刷版細線パターンと異なる角度であることが好ましい（図２（ｃ）参照）。 FIG. 2A shows the cell shape of the anilox rolls of the honeycomb pattern and the diamond pattern, the width indicated by the arrow a represents the pitch of each surface pattern, and the width indicated by the arrow b is the bank of the anilox roll. Represents the width. The anilox roll used in the present invention may be made of chromium or ceramics. Further, the cell shape (engraving pattern) is not particularly limited, and patterns such as diamond (diamond), honeycomb (hexagon), and helical (obliquely linear) can be used. The cell angle is preferably different from the printing plate fine line pattern (see FIG. 2C).
本発明では、アニロックスロールの表面パターンのピッチａが、前記ストライプ形状の凸版の線幅ｗよりも大きい、つまりａ＞ｗであることを特徴とする。アニロックスロール表面パターンのピッチが凸版の線幅よりも大きいことで、各セルから凸版に転写されるインキ量を高めることができるため、結果として所望の膜厚のあるパターンを形成することができる。さらに、どのようなアニロックスロールのパターンの開始位置あるいはセル角度でインキが供給される場合でも、凸版の線幅方向では一箇所領域分以下のアニロックスロールのセルの境界（土手）としか遭遇しないため、また一セル領域以上の表面パターン領域から版にインキが供給されるため、液量供給の差が少なく、膜厚バラツキが抑えられる。従って、本発明ではインキ量と膜厚バラツキの問題を同時に解決することができる。 In the present invention, the pitch a of the surface pattern of the anilox roll is larger than the line width w of the stripe-shaped relief plate, that is, a> w. When the pitch of the anilox roll surface pattern is larger than the line width of the relief plate, the amount of ink transferred from each cell to the relief plate can be increased. As a result, a pattern having a desired film thickness can be formed. Furthermore, no matter what anilox roll pattern start position or cell angle is supplied with ink, the line width direction of the relief plate encounters only the anilox roll cell boundary (bank) below one area. In addition, since ink is supplied to the plate from the surface pattern area of one cell area or more, the difference in liquid supply is small, and the film thickness variation is suppressed. Therefore, the present invention can solve the problems of ink amount and film thickness variation at the same time.
上記セル容量及び膜厚バラツキの点から、セルの開口率は、５０％以上９５％以下であることが好ましい。セル開口率が５０％より低い場合、印刷物の膜厚バラツキが大きくなってしまう。これは、上述のように一箇所以下の土手としか遭遇しない場合であって、セルの開口率が小さいと、土手の影響が大きくなり、土手が存在する箇所としない箇所でインキの供給量に差が生じるためである。また、セル開口率が９５％より高い場合、インキが印刷版凹部に入り込みやすくなり、印刷欠陥が増加した。 From the viewpoint of the cell capacity and film thickness variation, the cell aperture ratio is preferably 50% or more and 95% or less. When the cell aperture ratio is lower than 50%, the film thickness variation of the printed material becomes large. This is a case where only one bank or less is encountered as described above, and if the opening ratio of the cell is small, the influence of the bank increases, and the amount of ink supplied in the area where the bank does not exist is reduced. This is because a difference occurs. In addition, when the cell opening ratio was higher than 95%, the ink was liable to enter the printing plate recess, resulting in an increase in printing defects.
同様の理由で、印刷版凸部の線幅の１／２以下であることが好ましい。印刷版凸部の線幅の１／２以下である場合には、アニロックスロールから印刷版へとインキが転移した後、印刷版の細線パターン上でインキがレベリングして均一に保持され、膜厚バラツキの小さい良好な印刷物を得ることができる。しかし、セルの土手幅が３０μｍより広く、かつ、印刷版凸部の線幅の１／２より広い場合、印刷版の細線パターン上でのインキのレベリングが十分でなくなり、膜厚バラツキが大きくなってしまう。また、インキ転移量が少なくなり、膜厚が薄くなってしまう。 For the same reason, it is preferable that it is ½ or less of the line width of the printing plate protrusion. If the line width of the convex part of the printing plate is ½ or less, after the ink is transferred from the anilox roll to the printing plate, the ink is leveled on the fine line pattern of the printing plate and held uniformly. A good printed matter with small variations can be obtained. However, when the cell bank width is larger than 30 μm and larger than ½ of the line width of the printing plate protrusion, ink leveling on the fine line pattern of the printing plate becomes insufficient and the film thickness variation increases. End up. In addition, the amount of ink transfer is reduced and the film thickness is reduced.
本発明は、特に凸版の線幅が１００μｍ以下の高精細版において効果的である。これは背景技術で述べたように、従来の印刷方法を用いた場合、アニロックスルールの線数は版の線幅の３〜５倍以上のものを用いるために、セル容量が小さくなり、転写できるインキ量が少なくなってしまうが、本発明ではこのような問題を解消できるためである。１００μｍ以下の凸版では、インキ供給体であるアニロックスロールの線数としては、換算すると、１０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ以上２５０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ以下（４ｌｉｎｅ／ｃｍ以上１００ｌｉｎｅ／ｃｍ以下）のものを使用することが好ましい。１０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈより低線数の場合、ドクターとの兼ね合いやその他の要因によってアニロックスロールセル内のインキ量を再現良く均一に保つことが難しく膜厚のバラツキが大きくなり、また印刷欠陥も増加してしまうことが発明者らの調査により明らかとなっているためである。一方、線数が２５０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ以上、つまりアニロックスロール表面パターンのピッチが約１００μｍ以下になると、前述の理由でインキ転移量が不足して所望の膜厚を得るのが困難となった。そこで、インキ転移量を増やすためにインキを高粘度化させると、その影響によりモアレが発生しやすくなった。 The present invention is particularly effective for a high-definition plate having a line width of 100 μm or less. As described in the background art, when the conventional printing method is used, the number of lines of the anilox rule is 3 to 5 times the line width of the plate, so that the cell capacity is reduced and transfer is possible. This is because the ink amount is reduced, but the present invention can solve such a problem. In a relief printing of 100 μm or less, it is preferable to use an anilox roll as an ink supply having a line number of 10 line / inch or more and 250 line / inch or less (4 line / cm or more and 100 line / cm or less). When the number of lines is lower than 10 line / inch, it is difficult to keep the ink amount in the anilox roll cell reproducible and uniform due to the balance with the doctor and other factors, resulting in increased film thickness variation and increased printing defects. This is because the investigation by the inventors has made it clear. On the other hand, when the number of lines is 250 line / inch or more, that is, when the pitch of the anilox roll surface pattern is about 100 μm or less, the amount of ink transfer is insufficient for the reasons described above, making it difficult to obtain a desired film thickness. Therefore, when the viscosity of the ink is increased in order to increase the amount of ink transfer, moire tends to occur due to the effect.
さらに、１００μｍ以下の高精細版においては、アニロックスロールの土手幅ｂが３０μｍ以下であることが好ましい。アニロックスロールのセルの土手幅を３０μｍ以下とすることにより、セル容量が相対的に大きくなり、また印刷時に土手に当たる部分とそうでない部分とでの凸版への液量供給の差も少なくなるため、膜厚バラツキをより抑制することができた。 Furthermore, in the high definition version of 100 μm or less, the bank width b of the anilox roll is preferably 30 μm or less. By setting the bank width of the anilox roll cell to 30 μm or less, the cell capacity becomes relatively large, and the difference in the amount of liquid supply to the relief printing plate between the portion hitting the bank and the portion not hitting at the time of printing is reduced. The film thickness variation could be further suppressed.
使用するインキは、粘度が５〜２００ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。インキ粘度が５ｍＰａ・ｓより小さい場合、印刷版上に保持できるインキの量が少なくなり、膜厚が薄くなってしまう。また、インキが印刷版凹部に流れ込みやすくなり、印刷欠陥が多くなる。インキ粘度が２００ｍＰａ・ｓより大きい場合、印刷版上でのレベリングが十分でなくなるため、モアレ等が発生しやすくなる。 The ink to be used preferably has a viscosity in the range of 5 to 200 mPa · s. When the ink viscosity is less than 5 mPa · s, the amount of ink that can be held on the printing plate is reduced, and the film thickness is reduced. In addition, the ink tends to flow into the printing plate recess, resulting in increased printing defects. When the ink viscosity is greater than 200 mPa · s, leveling on the printing plate is not sufficient, and moire or the like is likely to occur.
次に、本発明のパターン形成方法の一例として、有機機能性素子中の有機機能層を形成する場合の凸版印刷法について説明する。 Next, as an example of the pattern forming method of the present invention, a relief printing method for forming an organic functional layer in an organic functional element will be described.
図３に示す本製造装置は、アニロックスロール３０３、インキチャンバー３１０、インキタンク３０１を有し、印刷版を取り付けした版胴の周囲に配置されている。インキタンクには、溶剤に溶解させて調液した有機機能性材料インキ３０４が収容されており、インキチャンバーにはインキタンクより有機機能性材料を含む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は、インキチャンバーのインキ供給部及び印刷版に接して回転するようになっている。 The manufacturing apparatus shown in FIG. 3 includes an anilox roll 303, an ink chamber 310, and an ink tank 301, and is arranged around a plate cylinder on which a printing plate is attached. The ink tank contains organic functional material ink 304 prepared by dissolving in a solvent, and ink containing the organic functional material is fed into the ink chamber from the ink tank. The anilox roll rotates in contact with the ink supply part of the ink chamber and the printing plate.
アニロックスロール３０３の回転にともない、インキチャンバー３１０から供給された有機機能性材料インキ３０４はアニロックスロール表面に均一に保持されたあと、版胴３０５に取り付けされた印刷版の凸部に転移する。被印刷基板３０７は摺動可能な基板固定台（ステージ）３０８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する。版胴の回転に合わせて印刷版の凸部が基板に接しながらさらに移動し、ステージ上にある被印刷基板の所定位置にパターニングして有機機能性材料インキを転移し、有機機能層を形成する。 As the anilox roll 303 rotates, the organic functional material ink 304 supplied from the ink chamber 310 is uniformly held on the surface of the anilox roll, and then transferred to the convex portion of the printing plate attached to the plate cylinder 305. The substrate to be printed 307 is fixed on a slidable substrate fixing stage (stage) 308, and is moved to the printing start position while adjusting the position by the position adjustment mechanism of the plate pattern and the substrate pattern. The convex part of the printing plate moves further in contact with the substrate as the plate cylinder rotates, and the organic functional material ink is transferred by patterning to a predetermined position on the substrate to be printed on the stage to form the organic functional layer. .
本発明の有機機能性素子の製造方法で用いられる印刷版のパターンはストライプパターンであり、ストライプパターンの方向は印刷方向に対し縦でも横でも斜めでもよい。また、印刷版のレリーフ形状は順テーパー形状でも逆テーパー形状でも良い。 The pattern of the printing plate used in the method for producing an organic functional element of the present invention is a stripe pattern, and the direction of the stripe pattern may be vertical, horizontal or diagonal with respect to the printing direction. The relief shape of the printing plate may be a forward taper shape or a reverse taper shape.
印刷版における凸部パターンを形成する樹脂としては、インキに対する耐溶剤性があればよく、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。 The resin for forming the convex pattern in the printing plate may be any solvent resistant to ink, such as nitrile rubber, silicone rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, acrylonitrile rubber, ethylene propylene rubber. In addition to rubber such as urethane rubber, synthesis of polyethylene, polystyrene, polybutadiene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyvinyl alcohol, etc. Resins, their copolymers, cellulose derivatives, etc., fluoroelastomers, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, poly (vinylidene fluoride) and their copolymers It is possible to select one or more of a fluorine resin such.
本発明の有機機能性素子の製造方法の一例として、図３及び図４に基づいて有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。 As an example of the method for producing an organic functional element of the present invention, a method for producing an organic EL element will be described with reference to FIGS.
（有機ＥＬ素子の構造）
図４に図３の有機ＥＬ素子製造用凸版印刷装置により製造されたパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の断面図を示した。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。
(Structure of organic EL element)
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a passive matrix organic EL element manufactured by the relief printing apparatus for manufacturing the organic EL element shown in FIG. There are a passive matrix type and an active matrix type as a driving method of the organic EL element, but the organic EL element of the present invention can be applied to either a passive matrix type organic EL element or an active matrix type organic EL element. .
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。 The passive matrix method is a method in which stripe-shaped electrodes are opposed to each other so as to be orthogonal to each other, and light is emitted at the intersection, whereas the active matrix method uses a so-called thin film transistor (TFT) substrate in which a transistor is formed for each pixel. Thus, the light is emitted independently for each pixel.
図４に示すように、本発明の有機ＥＬ素子は、基板７０１の上に、陽極としてストライプ状に第一電極７０２を有している。隔壁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。 As shown in FIG. 4, the organic EL element of the present invention has a first electrode 702 in a stripe shape as an anode on a substrate 701. The partition wall is provided between the first electrodes, and preferably covers the first electrode end portion for the purpose of preventing a short circuit due to burrs or the like at the first electrode end portion.
そして、本発明の有機ＥＬ素子は、第一電極７０２上であって、隔壁７０３で区画された領域に有機発光層及び発光補助層を有している。電極間に挟まれる層は、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。図３では発光補助層である正孔輸送層７０５と有機発光層（７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂ）との積層構造からなる構成を示している。第一電極７０２上に正孔輸送層７０５が設けられ、正孔輸送層上に赤色（Ｒ）有機発光層７０４Ｒ、緑色（Ｇ）有機発光層７０４Ｇ、青色（Ｂ）有機発光層７０４Ｂがそれぞれ設けられている。 The organic EL element of the present invention has an organic light emitting layer and a light emission auxiliary layer on the first electrode 702 and in a region partitioned by the partition 703. The layer sandwiched between the electrodes may be composed of an organic light emitting layer alone, or may be composed of a laminated structure of an organic light emitting layer and a light emission auxiliary layer. Examples of the light emission auxiliary layer include a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. FIG. 3 shows a configuration having a stacked structure of a hole transport layer 705 that is a light emission auxiliary layer and organic light emitting layers (704R, 704G, and 704B). A hole transport layer 705 is provided on the first electrode 702, and a red (R) organic light emitting layer 704R, a green (G) organic light emitting layer 704G, and a blue (B) organic light emitting layer 704B are provided on the hole transport layer. It has been.
次に、有機発光媒体層上に陽極である第一電極７０２と対向するように陰極として第二電極７０６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。さらに、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７０７等による封止体が設けられ、接着剤７０８を介して基板と貼りあわされる。 Next, a second electrode 706 is disposed as a cathode on the organic light emitting medium layer so as to face the first electrode 702 as an anode. In the case of the passive matrix method, the second electrode is provided in a stripe shape so as to be orthogonal to the first electrode having a stripe shape. In the case of the active matrix method, the second electrode is formed on the entire surface of the organic EL element. Further, in order to prevent moisture and oxygen in the environment from entering the first electrode, the organic light emitting layer, the light emitting auxiliary layer, and the second electrode, a sealing body with a glass cap 707 or the like is provided on the entire effective pixel, and an adhesive is provided. Affixed to the substrate via 708.
本発明による有機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３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、ガラスキャップ等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。 The organic EL device according to the present invention includes at least a substrate, a patterned first electrode supported by the substrate, an organic light emitting layer, and a second electrode. In contrast to FIG. 3, the organic EL element of the present invention may have a structure in which the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode. In addition, in order to protect the organic light emitting medium layer and the electrode from the ingress of external oxygen and moisture in place of a sealing body such as a glass cap, a sealing layer having a function of a passivation layer and a protective layer for protecting from external stress, or both, is provided. You may provide a stop base material.
（有機ＥＬ素子の製造方法）
本発明にかかる基板としては、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。
(Manufacturing method of organic EL element)
As the substrate according to the present invention, any substrate can be used as long as it has an insulating property. In the case of a bottom emission type organic EL element that extracts light from the substrate side, it is necessary to use a transparent substrate.
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。 For example, a glass substrate or a quartz substrate can be used as the substrate. Further, it may be a plastic film or sheet such as polypropylene, polyethersulfone, polycarbonate, cycloolefin polymer, polyarylate, polyamide, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate. Metal oxide thin film, metal fluoride thin film, metal nitride thin film, metal oxynitride thin film, or polymer resin film for the purpose of preventing moisture from entering the organic light emitting medium layer in these plastic films and sheets You may utilize what laminated | stacked these as a board | substrate.
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。 In addition, it is more preferable to reduce the moisture adsorbed on the inside or the surface of the substrate as much as possible by performing a heat treatment on these substrates in advance. Further, in order to improve the adhesion depending on the material to be laminated on the substrate, it is preferable to use after performing surface treatment such as ultrasonic cleaning treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, UV ozone treatment.
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。本発明のアクティブマトリクス方式の基板の一例の説明断面図を図４に示す。 Further, a thin film transistor (TFT) can be formed on these to form a substrate for an active matrix organic EL element. FIG. 4 shows an explanatory cross-sectional view of an example of the active matrix substrate of the present invention.
本発明の有機ＥＬ素子用基板８０１には、ＴＦＴ８０２上に、平坦化層８０３が形成してあるとともに、平坦化層８０３上に有機ＥＬ素子の下部電極（第一電極）８０４が設けられており、かつ、ＴＦＴと下部電極とが平坦化層に設けたコンタクトホール８０５を介して電気接続してあることが好ましい。このように構成することにより、ＴＦＴと、有機ＥＬ素子との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。 In the organic EL element substrate 801 of the present invention, a planarization layer 803 is formed on the TFT 802, and a lower electrode (first electrode) 804 of the organic EL element is provided on the planarization layer 803. In addition, it is preferable that the TFT and the lower electrode are electrically connected via a contact hole 805 provided in the planarization layer. By comprising in this way, the outstanding electrical insulation can be obtained between TFT and an organic EL element.
ＴＦＴ８０２や、その上方に構成される有機ＥＬ素子は支持体８０６で支持される。支持体としては機械的強度や、寸法安定性に優れていることが好ましく、具体的には先に基板として述べた材料を用いることができる。 The TFT 802 and the organic EL element formed above the TFT 802 are supported by a support 806. The support is preferably excellent in mechanical strength and dimensional stability. Specifically, the materials described above as the substrate can be used.
支持体上に設けるＴＦＴ８０２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。 As the TFT 802 provided over the support, a known thin film transistor can be used. Specifically, a thin film transistor mainly including an active layer in which a source / drain region and a channel region are formed, a gate insulating film, and a gate electrode can be given. The structure of the thin film transistor is not particularly limited, and examples thereof include a staggered type, an inverted staggered type, a top gate type, and a coplanar type.
活性層８０７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８０８を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極８０９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。 The active layer 807 is not particularly limited, and examples thereof include inorganic semiconductor materials such as amorphous silicon, polycrystalline silicon, microcrystalline silicon, cadmium selenide, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene), and the like. The organic semiconductor material can be used. These active layers are formed by, for example, depositing amorphous silicon by plasma CVD, ion doping, forming amorphous silicon by LPCVD using SiH4 gas, and crystallizing amorphous silicon by solid phase growth to form polysilicon. Then, an amorphous silicon is formed by an ion implantation method using an ion implantation method, an LPCVD method using Si2H6 gas, or a PECVD method using SiH4 gas, and then annealed by a laser such as an excimer laser, to form amorphous silicon. After polysilicon is obtained by crystallization, polysilicon is deposited by ion doping (low temperature process), low pressure CVD or LPCVD, and thermally oxidized at 1000 ° C. or higher to form a gate insulating film 08 is formed, a gate electrode 809 of the n + polysilicon is formed thereon, then, a method of ion doping (high temperature process), and the like by an ion implantation method.
ゲート絶縁膜８０８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。 As the gate insulating film 808, a film normally used as a gate insulating film can be used. For example, SiO2 formed by PECVD, LPCVD, etc., SiO2 obtained by thermally oxidizing a polysilicon film, or the like Can be used.
ゲート電極８０９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。 As the gate electrode 809, those normally used as the gate electrode can be used. For example, metals such as aluminum and copper, refractory metals such as titanium, tantalum, and tungsten, polysilicon, silicides of refractory metals And polycide.
ＴＦＴ８０２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。 The TFT 802 may have a single gate structure, a double gate structure, or a multi-gate structure having three or more gate electrodes. Moreover, you may have a LDD structure and an offset structure. Further, two or more thin film transistors may be arranged in one pixel.
本発明の表示装置は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）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８１０と有機ＥＬ素子の画素電極（第一電極）８０４が電気的に接続されている。さらにトップエミッション構造をとるための画素電極は一般に光を反射する金属が用いられる必要がある。 The display device of the present invention needs to be connected so that the thin film transistor (TFT) functions as a switching element of the organic EL element, and the drain electrode 810 of the transistor and the pixel electrode (first electrode) 804 of the organic EL element are electrically connected. Connected. Further, it is generally necessary to use a metal that reflects light as a pixel electrode for taking a top emission structure.
ＴＦＴ８０２とドレイン電極３１０と有機ＥＬ素子の画素電極（第一電極）８０４との接続は、平坦化膜８０３を貫通するコンタクトホール８０５内に形成された接続配線を介して行われる。 The TFT 802, the drain electrode 310, and the pixel electrode (first electrode) 804 of the organic EL element are connected through a connection wiring formed in a contact hole 805 that penetrates the planarization film 803.
平坦化膜８０３の材料についてはＳｉＯ２、スピンオンガラス、ＳｉＮ（Ｓｉ３Ｎ４）、ＴａＯ（Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト材料、ブラックマトリックス材料等の有機材料等を用いることができる。これらの材料に合わせてスピンコーティング、ＣＶＤ、蒸着法等を選択できる。必要に応じて、平坦化層として感光性樹脂を用いフォトリソグラフィーの手法により、あるいは一旦全面に平坦化層を形成後、下層のＴＦＴ８０２に対応した位置にドライエッチング、ウェットエッチング等でコンタクトホール８０５を形成する。コンタクトホールはその後導電性材料で埋めて平坦化層上層に形成される画素電極との導通を図る。平坦化層の厚みは下層のＴＦＴ、コンデンサ、配線等を覆うことができればよく、厚みは数μｍ、例えば３μｍ程度あればよい。 Regarding the material of the planarizing film 803, inorganic materials such as SiO 2 , spin-on glass, SiN (Si 3 N 4 ), TaO (Ta 2 O 5), organic materials such as polyimide resin, acrylic resin, photoresist material, and black matrix material Etc. can be used. Spin coating, CVD, vapor deposition, etc. can be selected according to these materials. If necessary, a contact hole 805 is formed by dry etching, wet etching, or the like at a position corresponding to the lower TFT 802 by using a photosensitive resin as a planarizing layer by a photolithography technique or once forming a planarizing layer on the entire surface. Form. The contact hole is then filled with a conductive material to establish conduction with the pixel electrode formed in the upper layer of the planarization layer. The thickness of the planarizing layer is not limited as long as it can cover the lower TFT, capacitor, wiring, etc., and the thickness may be several μm, for example, about 3 μm.
基板上には第一電極が設けられる。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。 A first electrode is provided on the substrate. When the first electrode is used as an anode, the material is a metal composite such as ITO (indium tin composite oxide), IZO (indium zinc composite oxide), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, zinc aluminum composite oxide. A single layer or a stacked layer of metal materials such as oxide, gold, platinum, and chromium can be used. As a method for forming the first electrode, a dry film forming method such as a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, or a sputtering method can be used.
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。 In addition, ITO is preferably used because of its low resistance, solvent resistance, and high transparency when the bottom mission method is adopted. ITO is formed on a glass substrate by a sputtering method, and is patterned by a photolithography method to form a first electrode.
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。 After forming the first electrode, a partition is formed so as to cover the edge of the first electrode. The partition wall needs to have insulating properties, and a photosensitive material or the like can be used. The photosensitive material may be a positive type or a negative type, a photo-curing resin of a photo radical polymerization system, a photo cationic polymerization system, or a copolymer containing an acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol. , Novolac resin, polyimide resin, cyanoethyl pullulan, and the like can be used. Further, as a partition wall forming material, it is also possible to use SiO 2, TiO 2 or the like.
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。 When the partition wall forming material is a photosensitive material, the entire surface of the forming material solution is coated by a slit coating method or a spin coating method, and then patterning is performed by a photolithography method such as exposure and development. In the case of the spin coating method, the height of the partition wall can be controlled by conditions such as the number of rotations when spin coating, but there is a limit height in one coating, and if it is higher than that, multiple spin coatings are performed. Use an iterative approach.
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。 When the barrier rib is formed by a photolithography method using a photosensitive material, its shape can be controlled by exposure conditions and development conditions. For example, when a negative photosensitive resin is applied, exposed and developed, and then post-baked to obtain a partition wall, if the shape of the partition wall end portion is to have a forward tapered shape, development under this development condition The type, concentration, temperature, or development time of the liquid may be controlled. If the development conditions are mild, the partition wall ends have a forward taper shape, and if the development conditions are severe, the partition wall ends have a reverse taper shape.
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。 Further, when the partition wall forming material is SiO 2 or TiO 2 , it can be formed by a dry film forming method such as a sputtering method or a CVD method. In this case, patterning of the partition walls can be performed by a mask or a photolithography method.
次に、有機発光層及び発光補助層を形成する。電極間に挟まれる層としては、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。 Next, an organic light emitting layer and a light emission auxiliary layer are formed. The layer sandwiched between the electrodes may be composed of an organic light emitting layer alone, or assists light emission such as an organic light emitting layer and a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. It is good also as a laminated structure with a light emission auxiliary layer. The hole transport layer, hole injection layer, electron transport layer, and electron injection layer are appropriately selected as necessary.
そして、本発明は有機発光層を形成する有機発光材料若しくは正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層といった発光補助層を形成する発光補助材料を溶媒に溶解、または分散させたインキを用い、基材上に樹脂からなる凸部パターンを有する樹脂凸版を印刷版とした凸版印刷法により前記第一電極の上方に印刷して有気発光層若しくは発光補助層の少なくとも１層を形成する際に適用することができる。以降、本発明において、有機発光材料を溶媒に溶解、または分散させた有機発光インキを用いた場合について示す。 In the present invention, an organic light emitting material for forming an organic light emitting layer or a light emitting auxiliary material for forming a light emitting auxiliary layer such as a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is dissolved or dispersed in a solvent. At least one layer of an aerobic light emitting layer or a light emitting auxiliary layer printed on the first electrode by a relief printing method using a resin relief plate having a convex pattern made of resin on a base material as a printing plate. It can be applied when forming. Hereinafter, in the present invention, a case where an organic light emitting ink in which an organic light emitting material is dissolved or dispersed in a solvent is used will be described.
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。 The organic light emitting layer is a layer that emits light when an electric current is passed. Organic light-emitting materials formed by the organic light-emitting layer include 9,10-diarylanthracene derivatives, pyrene, coronene, perylene, rubrene, 1,1,4,4-tetraphenylbutadiene, tris (8-quinolato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolato) aluminum complex, bis (8-quinolato) zinc complex, tris (4-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolato) aluminum complex, tris (4-methyl-5-cyano-) 8-quinolato) aluminum complex, bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) [4- (4-cyanophenyl) phenolate] aluminum complex, bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) [4- (4-Cyanophenyl) phenolate] aluminum complex, Lis (8-quinolinolato) scandium complex, bis [8- (paratosyl) aminoquinoline] zinc complex and cadmium complex, 1,2,3,4-tetraphenylcyclopentadiene, poly-2,5-diheptyloxy-paraphenylene vinylene, etc. The low molecular weight light emitting material can be used.
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。 Also, coumarin phosphors, perylene phosphors, pyran phosphors, anthrone phosphors, polyphyrin phosphors, quinacridone phosphors, N, N′-dialkyl-substituted quinacridone phosphors, naphthalimide phosphors, A material obtained by dispersing a low molecular weight light emitting material such as an N, N′-diaryl-substituted pyrrolopyrrole fluorescent material or a phosphorescent light emitting material such as an Ir complex in a polymer can be used. As the polymer, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl carbazole and the like can be used.
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。 Also, poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), poly [2,5-bis- [2- (N, N, N-triethylammonium) ethoxy] -1,4-phenyl- Alto-1,4-phenylylene] dibromide (PPP-NEt3 +), poly [2- (2′-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV), poly [5- Methoxy- (2-propanoxysulfonide) -1,4-phenylenevinylene] (MPS-PPV), poly [2,5-bis- (hexyloxy) -1,4-phenylene- (1-cyanovinylene)] Polymer light-emitting materials such as (CN-PPV), poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF), and polyspiro may be used. Examples thereof include polymer precursors such as a PPV precursor and a PPP precursor. Other existing light emitting materials can also be used.
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。 Examples of the hole transport material forming the hole transport layer include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and tetra (t-butyl) copper phthalocyanine, and metal-free phthalocyanines, quinacridone compounds, 1,1-bis (4-di-p -Tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-di (1- Naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine and other aromatic amine-based low molecular hole injection transport materials, polyaniline, polythiophene, polyvinylcarbazole, poly (3,4 -Polymer hole transport materials such as a mixture of ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid, polythiophene oligomer materials, etc. It can be selected from among a hole transport material.
また、電子輸送層を形成する正孔輸送材料としては、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。 Moreover, as a hole transport material which forms an electron carrying layer, 2- (4-bifinylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis ( 1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, oxadiazole derivatives, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinolato) beryllium complexes, triazole compounds, and the like can be used.
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。また、有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。 Solvents that dissolve or disperse the organic light emitting material include toluene, xylene, acetone, hexane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, 2-methyl- (t-butyl) Benzene, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, pentylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,3,5-tri-isopropylbenzene and the like can be used alone or in combination. . Moreover, surfactant, antioxidant, a viscosity modifier, a ultraviolet absorber, etc. may be added to organic luminescent ink as needed.
正孔輸送材料、電子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である。 Examples of the solvent for dissolving or dispersing the hole transport material and the electron transport material include, for example, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, water and the like Alternatively, a mixed solvent thereof can be used. In particular, water or alcohols are suitable when forming a hole transport material into an ink.
上述した有機ＥＬ素子を、本発明における図２で示したような装置を用いて製造するには、基板上に少なくとも第一電極が設けられている被印刷基板を用い、インキとして有機発光材料または発光補助材料を含むインキを用いる。有機発光材料または発光補助材料を含むインキは上述のように印刷版の凸部に供給され、上述の被印刷基板へ印刷される。 In order to manufacture the organic EL element described above using the apparatus as shown in FIG. 2 in the present invention, a substrate to be printed on which at least a first electrode is provided on a substrate is used, and an organic light emitting material or ink is used as ink. An ink containing a light emitting auxiliary material is used. The ink containing the organic light emitting material or the light emitting auxiliary material is supplied to the convex portion of the printing plate as described above, and is printed on the above-described substrate to be printed.
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。 Next, a second electrode is formed. When the second electrode is a cathode, a material having high electron injection efficiency is used as the material. Specifically, a single metal such as Mg, AL, or Yb is used, or a compound such as Li, oxidized Li, or LiF is sandwiched by about 1 nm at the interface in contact with the light emitting medium, and Al or Cu having high stability and conductivity is laminated. And use. Or, in order to achieve both electron injection efficiency and stability, one or more metals such as Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, etc., which have low work function, and stable Ag, Al An alloy system with a metal element such as Cu is used. Specifically, alloys such as MgAg, AlLi, and CuLi can be used. Further, in the case of a top emission type organic EL device, the cathode needs to have transparency, and for example, transparency can be achieved by a combination of these metals and a transparent conductive layer such as ITO.
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。 As a method for forming the second electrode, a dry film formation method such as a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, or a sputtering method can be used. Moreover, when it is necessary to make a 2nd electrode into a pattern, it can pattern by a mask etc. The thickness of the second electrode is preferably 10 nm to 1000 nm. In the present invention, the first electrode can be a cathode and the second electrode can be an anode.
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。 As an organic EL element, it is possible to emit light by sandwiching an organic light emitting layer between electrodes and passing an electric current. However, part of the organic light emitting material, the light emitting auxiliary material, and the electrode forming material is caused by moisture or oxygen in the atmosphere. Since it easily deteriorates, a sealing body is usually provided for shielding from the outside.
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貼り合わせることにより封止がおこなわれる。 For example, the sealing body includes a first electrode, an organic light emitting layer, a light emitting auxiliary layer, and a substrate on which the second electrode is formed. Then, sealing is performed by attaching a cap and a substrate to each other at the peripheral portion through an adhesive so that the concave portion hits the second electrode.
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。 In addition, the sealing body is provided with a resin layer on a sealing material with respect to the substrate on which, for example, the first electrode, the organic light emitting layer, the light emission auxiliary layer, and the second electrode are formed. It is also possible to carry out by bonding the substrates.
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。 At this time, the sealing material needs to be a base material having low moisture and oxygen permeability. Examples of the material include ceramics such as alumina, silicon nitride, and boron nitride, glass such as alkali-free glass and alkali glass, metal foil such as quartz, aluminum, and stainless steel, and moisture-resistant film. Examples of moisture-resistant films include films formed by CVD of SiOx on both sides of plastic substrates, films with low permeability and water-absorbing films, or polymer films coated with a water-absorbing agent. The water vapor transmission rate is preferably 10 −6 g / m 2 / day or less.
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。 Examples of the resin layer include a photo-curing adhesive resin made of an epoxy resin, an acrylic resin, a silicone resin, a thermosetting adhesive resin, a two-component curable adhesive resin, and an ethylene ethyl acrylate (EEA) polymer. Examples thereof include acrylic resins, vinyl resins such as ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic resins such as polyamide and synthetic rubber, and thermoplastic adhesive resins such as acid-modified products of polyethylene and polypropylene. Examples of methods for forming a resin layer on a sealing material include solvent solution method, extrusion lamination method, melting / hot melt method, calendar method, nozzle coating method, screen printing method, vacuum laminating method, hot roll laminating method, etc. Can be mentioned. A material having a hygroscopic property or an oxygen absorbing property may be contained as necessary. Although the thickness of the resin layer formed on a sealing material is arbitrarily determined by the magnitude | size and shape of the organic EL element to seal, about 5-500 micrometers is desirable.
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。 The substrate on which the first electrode, the organic light emitting layer, the light emission auxiliary layer, and the second electrode are formed and the sealing body are bonded together in a sealing chamber. When the sealing body has a two-layer structure of a sealing material and a resin layer, and a thermoplastic resin is used for the resin layer, it is preferable to perform only pressure bonding with a heated roll. When a thermosetting adhesive resin is used, it is preferable to perform heat curing at a curing temperature after pressure bonding with a heated roll. In the case where a photocurable adhesive resin is used, curing can be performed by further irradiating light after pressure bonding with a roll. Note that although the resin layer is formed over the sealing material here, the resin layer can be formed over the substrate and bonded to the sealing material.
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。 Before or instead of sealing with a sealing body, for example, as a passivation film, it is also possible to form a sealing body with an inorganic thin film, such as a silicon nitride film having a thickness of 150 nm using a CVD method. It is also possible to combine these.
以下、本発明の実施例及び比較例について具体的に説明する。 Examples of the present invention and comparative examples will be specifically described below.
［被転写基板の作製］
３００ｍｍ角のガラス基板上に、スパッタ法を用いてＩＴＯ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た。陽極である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。その上に、スピンコーターを用いて正孔輸送層としてポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を１００ｎｍ膜厚で成膜した。さらにこの成膜されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜を減圧下１００℃で１時間乾燥することで、被転写基板を作製した。
[Preparation of transfer substrate]
An ITO film was formed on a 300 mm square glass substrate by sputtering, and the ITO film was patterned by photolithography and etching with an acid solution. The line pattern of the first electrode as the anode was a pattern in which 1950 lines were formed with a line width of 40 μm and a space of 20 μm. On top of that, poly (3,4) ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) was formed to a thickness of 100 nm as a hole transport layer using a spin coater. Further, the PEDOT / PSS thin film thus formed was dried at 100 ° C. under reduced pressure for 1 hour to produce a transfer substrate.
［有機発光インキの調製］
高分子蛍光体をキシレンに溶解させ、有機発光インキを調製した。ここで、高分子蛍光体とは、ポリ（パラフェニレンビニレン）誘導体からなる有機発光材料を指す。
[Preparation of organic luminescent ink]
The polymeric fluorescent substance was dissolved in xylene to prepare an organic light emitting ink. Here, the polymeric fluorescent substance refers to an organic light-emitting material made of a poly (paraphenylene vinylene) derivative.
［有機発光インキの印刷］
（実施例１）
印刷版は、細線の線幅が４０μｍのパターンを用いた。アニロックスロールは、鉄を中心とし最表層がセラミックスとなるように加工されたものを用い、セル角度６０度、ハニカムパターン、線数１５０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ（表面パターンピッチ１６９μｍ）、セルの土手幅１８μｍのものを使用した。印刷版を凸版印刷装置に装着し、１．７重量％濃度の有機発光インキ（インキ粘度３３ｍＰａ・ｓ）の印刷を被印刷基板に対しておこない、ストライプ状に有機発光層を形成された基板を１３０℃で１時間乾燥した。印刷形成された有機発光層の膜厚は９８ｎｍ±２ｎｍと十分な厚みが得られ、膜厚バラツキも小さかった。基板上にカルシウムとアルミニウムからなる陰極（第二電極）を画素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積層形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体をガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子パネルを作製した。電圧を印加し発光状態の確認を行ったところ、輝度バラツキは±３％以内となり良好な発光が得られた。
[Printing of organic light-emitting ink]
Example 1
The printing plate used was a pattern having a fine line width of 40 μm. The anilox roll is made of iron and processed so that the outermost layer is ceramic, with a cell angle of 60 degrees, honeycomb pattern, 150 lines / inch (surface pattern pitch 169 μm), and cell bank width of 18 μm It was used. A printing plate is mounted on a letterpress printing apparatus, and a 1.7 wt% organic light emitting ink (ink viscosity: 33 mPa · s) is printed on a substrate to be printed, and a substrate on which organic light emitting layers are formed in stripes is formed. It dried at 130 degreeC for 1 hour. The printed organic light emitting layer had a sufficient thickness of 98 nm ± 2 nm, and the variation in film thickness was small. A cathode (second electrode) made of calcium and aluminum was laminated on the substrate in a line pattern orthogonal to the pixel electrode line pattern. Finally, these organic EL components were hermetically sealed using a glass cap and an adhesive to produce an organic EL element panel. When a voltage was applied to check the light emission state, the luminance variation was within ± 3%, and good light emission was obtained.
（実施例２）
印刷版は、細線の線幅が４０μｍのパターンを用いた。アニロックスロールは、鉄を中心とし最表層がセラミックスとなるように加工されたものを用い、セル角度６０度、ハニカムパターン、線数８０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ（表面パターンピッチ３１８μｍ）、セルの土手幅３５μｍのものを使用した。印刷版を凸版印刷装置に装着し、１．７重量％濃度の有機発光インキ（インキ粘度３３ｍＰａ・ｓ）の印刷を被印刷基板に対しておこない、ストライプ状に有機発光層を形成された基板を１３０℃で１時間乾燥した。印刷形成された有機発光層の膜厚は１０８ｎｍ±６ｎｍであり、狭い土手幅のアニロックスロールを用いた実施例１と比較すると、若干膜厚バラツキが大きくなった。基板上にカルシウムとアルミニウムからなる陰極（第二電極）を画素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積層形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体をガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子パネルを作製した。電圧を印加し発光状態の確認を行ったところ、輝度バラツキは±５％以内となり良好な発光が得られた。
(Example 2)
The printing plate used was a pattern having a fine line width of 40 μm. The anilox roll is made of iron and processed so that the outermost layer is ceramic, with a cell angle of 60 degrees, honeycomb pattern, 80 lines / inch (surface pattern pitch 318 μm), and cell bank width of 35 μm It was used. A printing plate is mounted on a letterpress printing apparatus, and a 1.7 wt% organic light emitting ink (ink viscosity: 33 mPa · s) is printed on a substrate to be printed, and a substrate on which organic light emitting layers are formed in stripes is formed. It dried at 130 degreeC for 1 hour. The film thickness of the organic light emitting layer formed by printing was 108 nm ± 6 nm, and the film thickness variation was slightly larger as compared with Example 1 using an anilox roll having a narrow bank width. A cathode (second electrode) made of calcium and aluminum was laminated on the substrate in a line pattern orthogonal to the pixel electrode line pattern. Finally, these organic EL components were hermetically sealed using a glass cap and an adhesive to produce an organic EL element panel. When voltage was applied to check the light emission state, the luminance variation was within ± 5%, and good light emission was obtained.
（比較例１）
印刷版は、細線の線幅が４０μｍのパターンを用いた。アニロックスロールは、鉄を中心とし最表層がセラミックスとなるように加工されたものを用い、セル角度６０度、ハニカムパターン、線数１０００ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ（表面パターンピッチ２５μｍ）、セルの土手幅８μｍのものを使用した。印刷版を凸版印刷装置に装着し、１．７重量％濃度の有機発光インキ（インキ粘度３３ｍＰａ・ｓ）の印刷を被印刷基板に対しておこない、ストライプ状に有機発光層を形成された基板を１３０℃で１時間乾燥した。印刷形成された有機発光層の膜厚は３５ｎｍ±６ｎｍと薄くなってしまった。基板上にカルシウムとアルミニウムからなる陰極（第二電極）を画素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積層形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体をガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子パネルを作製した。電圧を印加し発光状態の確認を行ったところ、輝度バラツキは±１５％以上となり、モアレ状の発光ムラも観察された。
(Comparative Example 1)
The printing plate used was a pattern having a fine line width of 40 μm. The anilox roll is made of iron and processed so that the outermost layer is ceramic, with a cell angle of 60 degrees, honeycomb pattern, 1000 lines / inch (surface pattern pitch 25 μm), and cell bank width of 8 μm. It was used. A printing plate is mounted on a letterpress printing apparatus, and a 1.7 wt% organic light emitting ink (ink viscosity: 33 mPa · s) is printed on a substrate to be printed, and a substrate on which organic light emitting layers are formed in stripes is formed. It dried at 130 degreeC for 1 hour. The film thickness of the organic light emitting layer formed by printing has become as thin as 35 nm ± 6 nm. A cathode (second electrode) made of calcium and aluminum was laminated on the substrate in a line pattern orthogonal to the pixel electrode line pattern. Finally, these organic EL components were hermetically sealed using a glass cap and an adhesive to produce an organic EL element panel. When a voltage was applied to check the light emission state, the luminance variation was ± 15% or more, and moire-like light emission unevenness was also observed.
（比較例２）
印刷版は、４０μｍ×８０μｍのドットパターンを用いた。アニロックスロールは、鉄を中心とし最表層がセラミックスとなるように加工されたものを用い、セル角度６０度、ハニカムパターン、線数１５０ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ（表面パターンピッチ１６９μｍ）、セルの土手幅１８μｍのものを使用した。
印刷版を凸版印刷装置に装着し、１．７重量％濃度の有機発光インキ（インキ粘度３３ｍＰａ・ｓ）の印刷を被印刷基板に対しておこない、ストライプ状に有機発光層を形成された基板を１３０℃で１時間乾燥した。印刷形成された有機発光層の膜厚は７３ｎｍ±１３ｎｍであった。基板上にカルシウムとアルミニウムからなる陰極（第二電極）を画素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積層形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体をガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子パネルを作製した。電圧を印加し発光状態の確認を行ったところ、輝度バラツキは±２０％以上となり、モアレ状の発光ムラや印刷の欠陥に起因するムラも観察された。
(Comparative Example 2)
The printing plate used a 40 μm × 80 μm dot pattern. The anilox roll is made of iron and processed so that the outermost layer is ceramic, with a cell angle of 60 degrees, honeycomb pattern, 150 lines / inch (surface pattern pitch 169 μm), and cell bank width of 18 μm It was used.
A printing plate is mounted on a letterpress printing apparatus, and a 1.7 wt% organic light emitting ink (ink viscosity: 33 mPa · s) is printed on a substrate to be printed, and a substrate on which organic light emitting layers are formed in stripes is formed. It dried at 130 degreeC for 1 hour. The thickness of the organic light emitting layer formed by printing was 73 nm ± 13 nm. A cathode (second electrode) made of calcium and aluminum was laminated on the substrate in a line pattern orthogonal to the pixel electrode line pattern. Finally, these organic EL components were hermetically sealed using a glass cap and an adhesive to produce an organic EL element panel. When a voltage was applied to check the light emission state, the luminance variation was ± 20% or more, and moire-like light emission unevenness and unevenness due to printing defects were also observed.
上記の実施例及び比較例により、本発明によって、発光層膜厚が十分確保でき、輝度バラツキ・発光ムラの少ない、高性能な有機ＥＬ素子が製造できることが確認できた。 From the above Examples and Comparative Examples, it was confirmed that the present invention can produce a high-performance organic EL device that can secure a sufficient thickness of the light-emitting layer and has less luminance variation and light-emission unevenness.
３０１・・・インキタンク
３０２・・・ドクター
３０３・・・アニロックスロール
３０４・・・インキ
３０５・・・版胴
３０６・・・印刷用凸版
３０７・・・被印刷基板
３０８・・・ステージ
３０９・・・印刷パターン
３１０・・・インキチャンバー
７０１・・・基板
７０２・・・第一電極
７０３・・・隔壁
７０４Ｒ・・・赤色（Ｒ）有機発光層
７０４Ｇ・・・緑色（Ｇ）有機発光層
７０４Ｂ・・・青色（Ｂ）有機発光層
７０５・・・正孔輸送層
７０６・・・第二電極
７０７・・・ガラスキャップ
７０８・・・接着剤
８０１・・・有機ＥＬ素子用基板
８０２・・・ＴＦＴ
８０３・・・平坦化層
８０４・・・下部電極
８０５・・・コンタクトホール
８０６・・・支持体
８０７・・・活性層
８０８・・・ゲート絶縁膜
８０９・・・ゲート電極
８１０・・・ドレイン電極
８１１・・・層間絶縁膜
８１２・・・データ線
８１３・・・隔壁
301 ... Ink tank 302 ... Doctor 303 ... Anilox roll 304 ... Ink 305 ... Plate cylinder 306 ... Printing relief plate 307 ... Printed substrate 308 ... Stage 309 ... -Print pattern 310 ... Ink chamber 701 ... Substrate 702 ... First electrode 703 ... Partition 704R ... Red (R) organic light emitting layer 704G ... Green (G) organic light emitting layer 704B ··· Blue (B) organic light emitting layer 705 ··· hole transport layer 706 ··· second electrode 707 · · · glass cap 708 · · · adhesive 801 · · substrate for organic EL element 802 · · · TFT
803: planarization layer 804: lower electrode 805 ... contact hole 806 ... support 807 ... active layer 808 ... gate insulating film 809 ... gate electrode 810 ... drain electrode 811 ... Interlayer insulating film 812 ... Data line 813 ... Partition
Claims (7)
ストライプ形状の凸版に、表面パターンのピッチａが該凸版の線幅ｗに対してａ＞ｗとなるアニロックスロールを用いてインキを供給し、被印刷体にパターンを転写することを特徴とするパターン形成方法。 In a pattern forming method for forming a pattern using a relief printing plate,
A pattern characterized in that ink is supplied to a stripe-shaped relief plate using an anilox roll having a surface pattern pitch a of a> w with respect to the line width w of the relief plate, and the pattern is transferred to a printing medium Forming method.
少なくとも前記有機機能層のうち一層の製造工程に、有機機能性材料インキを請求項１乃至６記載のパターン形成方法を用いてパターン形成する工程を含むことを特徴とする有機機能性素子の製造方法。 In the method for producing an organic functional element comprising one or more organic functional layers on a substrate,
7. A method for producing an organic functional element, comprising: forming a pattern of organic functional material ink using the pattern forming method according to claim 1 in at least one of the organic functional layers. .
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