JP2011110707A - 印刷用凸版及びその印刷用凸版を用いた電子デバイスの製造方法並びに有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光輝度ムラのない有機ＥＬ素子を製造できる印刷用凸版およびこの凸版を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法を提供すること。
【解決手段】印刷用凸版１２は凸部パターン領域２０１を有している。凸部パターン領域２０１は、接触面に塗布されたインキが被転写基板に転写され始める転写開始領域と、前記転写が終了される転写終了領域とを有している。スペーサ用凸部２０５は、基材２００上で転写終了領域の近傍に設けられている。スペーサ用凸部２０５は、凸部パターン領域２０１を構成する凸部より該凸部の突出方向に対して高さが高く形成されている。スペーサ用凸部２０５は、被転写基板に接触して凸部パターン領域２０１の端部の印圧を下げ凸部パターン領域２０１の端部による被転写基板上へのインクの膜厚化を抑制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子デバイスを凸版印刷法によって作製するために用いられる印刷用凸版、該印刷用凸版を用いた電子デバイスの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

一般的に、有機ＥＬ素子は、二つの対向する電極基板の間に、有機発光材料からなる有機発光層を形成し、有機発光層に電流を流すことにより発光させるものであるが、効率良く発光させるには、有機発光層の膜厚のコントロールが重要であり、例えば膜厚１００ｎｍ程度に極めて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には、高精細にパターニングする必要がある。

基板等に形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は、基板に抵抗加熱蒸着法（真空蒸着法）等により薄膜形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほど、パターニング精度が出難いという問題がある。

一方、高分子系発光材料を用いてフルカラー化するために有機発光層をパターニングする手段としては、主にインキジェット法によるパターン形成方法と、印刷版を用いたパターン形成方法が提案されている。

インキジェット法によるパターン形成方法は、インキジェットノズルから溶剤に溶かした発光層形成用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（特許文献１）。しかしながら、ノズルから噴出されたインキ液滴は球状をしている為、基板上に着弾する際にインキが円形状に広がり、形成されたパターンの形状が直線性に欠けたり、あるいは着弾精度が悪くなって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、例えば予め基板上にフォトリソグラフィなどにより撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そこにインキ液滴を着弾させることで、バンクの部分でインキをはじかせ、直線性のパターンを得られるようにした方法が開示されている（特許文献２）。しかし、バンクの部分ではじかれたインキが画素内に戻るときに画素内部で盛り上がり、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ある。

そこで、低分子系有機発光材料にかえて、高分子系有機発光材料を溶剤に溶解あるいは分散させてインキ化し、このインキを用い、凸版印刷法、反転印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法によりパターニングする方法が提案されている。特に凸版印刷による方法はパターン形成精度、膜厚均一性などに優れ、印刷による有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として適している。

さらに、有機ＥＬ素子やディスプレイでは、基板としてガラス基板を用いることが多いため、各種印刷法の中でも、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。そのために、弾性を有するゴム製の印刷版を用いた印刷法や、ゴム製の印刷用ブランケットを用いたオフセット印刷法や、弾性を有する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等が適性な印刷法として採用することができる。実際に、これらの印刷法の試みとして、オフセット印刷によるパターン印刷方法、凸版印刷によるパターン印刷方法などが提唱されている（特許文献３、４）。

以下に公知の文献を記す。
特開平１０−１２３７７号公報 特開２００２−３０５０７７号公報 特開２００１−９３６６８公報 特開２００１−１５５８５８公報

しかしながら印刷法による有機層の形成において、版から基板への転写時インキが新たに着液する方向へ向かって押し出されるため、被印刷領域の印刷開始側より終了側のほうが膜厚が厚くなる。そのため、この膜厚バラツキに依存する有機ＥＬ素子の発光輝度ムラが生じるといった問題がある。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは有機層の成膜において均一な膜形成を行ない、発光輝度ムラのない有機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために本発明の要旨は、複数の凸部を有し、各凸部の突出方向の先端が、有機電子材料を主成分として含むインキが塗布される接触面として形成され、前記接触面に塗布された前記インキを凸版印刷法によって被転写基板に転写することで前記被転写基板上に被転写部を形成する印刷用凸版であって、前記接触面の凸部以外に、該凸部より凸部の突出方向に対して高さの高い凸部を備えたことを特徴とする印刷用凸版とした。
すなわち請求項１にかかる発明としては、複数の凸部が形成された凸部パターン領域を有し、各凸部の突出方向の先端が、有機電子材料を主成分として含むインキが塗布される接触面として形成され、前記接触面に塗布された前記インキを凸版印刷法によって被転写基板に転写することで前記被転写基板上に被転写部を形成する印刷用凸版であって、前記凸部パターン領域の外側で該凸部パターン領域の端部の近傍に、前記凸部より該凸部の突出方向に対して高さが高く、前記被転写基板に接触して前記凸部パターン領域の端部の印圧を下げ該凸部パターン領域の端部による前記被転写基板上へのインクの膜厚化を抑制するスペーサ用凸部を備えたことを特徴とする印刷用凸版とした。
請求項２にかかる発明としては、前記凸部パターン領域は、基材上に設けられ、前記凸部パターン領域は、前記接触面に塗布された前記インキが前記被転写基板に転写され始める転写開始領域と、前記転写が終了される転写終了領域とを有し、前記スペーサ用凸部は、前記基材上で前記転写終了領域の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載の印刷用凸版とした。
請求項３にかかる発明としては、請求項１または請求項２記載の印刷用凸版を用い、該凸版にインキを供給する工程と、塗工液を被転写体に転写する工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法とした。
請求項４にかかる発明としては、前記電子デバイスが有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項３記載の電子デバイスの製造方法とした。
請求項５にかかる発明としては、請求項４記載の電子デバイスの製造方法により作製されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
請求項６にかかる発明としては、請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイとした。

本発明において、版のパターンの印刷終了部近傍に版の凸部より高さ方向に長いスペーサ用凸部を設けることで、従来印刷法では厚膜傾向にある印刷終了部の印圧を低下、厚膜化を軽減し、有機層の画素パターン部における面内ばらつきを低減させ、発光輝度ムラのない有機ＥＬ素子の製造が可能となった。

図１は本発明の有機ＥＬ素子の断面模式図である。 図２は本発明における印刷工程を説明する説明図である。 図３（ａ）、（ｂ）は本発明の印刷用凸版の一例の説明断面図である。 図４（ａ）、（ｂ），（ｃ）、（ｄ）は印刷用凸版の板状感光性樹脂積層体の成形方法を示した説明断面図である。 図５（ａ）、断面図（ｂ）は本発明の印刷用凸版の説明図である。

以下、この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い。

図３に本発明の前提となる印刷用凸版の一例の説明断面図を示した。図３（ａ）、図３（ｂ）ともに基材２００上に反射防止層２０２、樹脂層により形成される複数の凸部からなる凸部パターン領域２０１が形成されている。図３（ａ）では、凸部パターン領域２０１は、複数の凸部が連続して基材２００上に形成されることで構成されている。図３（ｂ）では、凸部パターン領域２０１は、複数の凸部がそれぞれ切り離されて独立して基材２００上に形成されることで構成されている。本発明では、図３（ａ）、図３（ｂ）どちらの印刷用凸版を用いても構わない。なお、必要に応じて凸部パターン領域２０１と基材２００との間に紫外線反射防止効果、耐水性、耐油性、撥水性、接着性などを付与するための層を加えても良い。

本発明の印刷用凸版に用いられる版材において、凸部パターン領域２０１が形成される基材２００としては、印刷に対する機械的強度を有すれば良く、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公知の合成樹脂、鉄や銅、アルミニウムといった公知の金属、またはそれらの積層体を用いることができる。

なお、本発明に使用する印刷用凸版を構成する基材２００としては、高い寸法安定性を保持するものが望ましい。従って、基材２００として用いられる材料としては金属が好適に使用される。基材２００として用いられる金属としては鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、チタン、クロム、金、銀やそれらの合金、積層体などが挙げられるが、特に、加工性、経済性から鉄を主成分とするスチール基材やアルミ基材を好適に用いることができる。

凸部パターン領域２０１の凸部を形成する樹脂の一成分となるポリマーは、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、ポリウレタン、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、セルロースなどの天然高分子などから一種類以上を選択することができるが、有機発光材料などといった塗工液を塗布する場合、有機溶剤に対する耐溶剤性の観点から、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が望ましい。

また、少なくとも、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリウレタン、酢酸セルロースコハク酸エステル、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、カチオン型ピペラジン含有ポリアミドやこれらの誘導体といった水溶性溶剤に可溶なものを一種類以上含有することによっても耐溶剤性を付与することが可能となるため、これらの内から一つ以上を選択し用いることも望ましい。

反射防止層２０２としては、測定装置の一般的な観察光である波長領域が４００ｎｍから８００ｎｍ付近の白色光に対する反射抑制効果があれば良く、光拡散による方法と光吸収による方法のどちらを用いても良いが、光拡散を用いた場合、エッジ検出の際、拡散光の影響によりコントラストが低くなり測定精度が落ち易くなる。この理由から反射抑制層としては光の吸収層を用いることが最も望ましい。

本発明における樹脂層による凸部パターン領域２０１の凸部は、ポジ型感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法、ネガ型感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法、射出成型、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法、レーザーアブレーション法等の種々のパターン成型法を用いることができるが、パターンの高精細さの観点から、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法が望ましく、また、要求精度の凸版を形成可能なネガ型感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法が最も望ましい。

感光光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法を凸部パターン領域２０１の形成法として適用する場合、基材２００、反射防止層２０２、感光性樹脂層が順次積層されている板状感光性樹脂積層体から凸版の凸部パターン領域２０１を形成することが最も望ましい。感光性樹脂層の成型方法は、射出成型法、突出成型法、ラミネート法、バーコート法、スリットコート法、カンマコート法などの公知の方法を用いることができる。

図４に本発明における板状感光性樹脂積層体の成型方法を示した。まず基材２００にバーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、フレキソ印刷、グラビア印刷などのウェットコーティング法もしくはスパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などのドライコーティング法により反射防止層２０２を成膜し、積層体２０３とする（図４（ａ）、（ｂ））。次に積層体２０３に感光性樹脂層２０１´を射出成型法、突出成型法、ラミネート法、バーコート法、スリットコート法、カンマコート法などの公知の方法で成膜し積層体２０４とする（図４（ｃ））。この積層体２０４に対し、公知の露光、現像の工程を経て、目的とする凸部パターン領域２０１を得、パターン形成用凸版を形成する（図４（ｄ））。

次に、本発明によって作製される印刷用凸版について述べる。

凸版印刷法では版から基板への転写時インキが新たに着液する方向へ向かって押し出されるため、被印刷領域の印刷開始側より終了側のほうが膜厚が厚くなる。そのため、この膜厚バラツキに依存する有機ＥＬ素子の発光輝度ムラが生じるといった問題がある。

そこで本発明では、版のパターンの印刷終了部近傍に版の凸部より高さ方向に長いスペーサ用凸部を設けることで、従来印刷法では厚膜傾向にある印刷終了部の印圧を小さくし、厚膜化を軽減させることができる。これより、有機発光層の膜厚の均一性が向上し、発光輝度ムラのない有機ＥＬ素子を作製することができる。

本発明の印刷用凸版として、図５に示すような凸状のストライプ１４からなる凸部パターン領域２０１の印刷終了部近傍にスペーサ用凸部２０５を設けた凸版１２を作製した。
すなわち、スペーサ用凸部２０５は、凸部パターン領域２０１の外側で凸部パターン領域２０１の端部の近傍に、凸部パターン領域２０１を構成する凸部より該凸部の突出方向に対して高さが高く形成されており、被転写基板に接触して凸部パターン領域２０１の端部の印圧を下げ凸部パターン領域２０１の端部による被転写基板上へのインクの膜厚化を抑制する。
より詳細には、凸部パターン領域２０１は、基材２００上に設けられており、凸部パターン領域２０１は、接触面に塗布されたインキが被転写基板に転写され始める転写開始領域と、前記転写が終了される転写終了領域とを有している。
そして、スペーサ用凸部２０５は、基材２００上で転写終了領域の近傍に設けられている。より詳細には、スペーサ用凸部２０５は、転写開始領域から転写終了領域に向かう方向に対して直交する方向の両側に設けられている。
なお、本発明によるスペーサ用凸部２０５の、印刷パターン（凸部パターン領域２０１）に対する位置関係や形状についてはこれだけに限るものではない。

図１に本発明の有機ＥＬ素子の断面模式図を示した。図１の有機ＥＬ素子においては基板１上に、陽極２、正孔輸送層４、インターレイヤ５、有機発光層６、陰極７を備える。陽極２、陰極７間には有機発光層６が設けられ、陽極２と有機発光層６の間に正孔輸送層４とインターレイヤ５が設けられる。また、陽極２パターン間には、隔壁３が設けられる。基板１上に、陽極２、隔壁３、正孔輸送層４、インターレイヤ５、有機発光層６、陰極７が設けられた有機ＥＬ構成体は、電極７や有機発光層６を外部の環境から保護するための封止体８が設けられる。封止体８は、封止キャップ８ａ、接着剤８ｂ、乾燥剤８ｃを備える。

また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、陽極２と陰極７の間には有機発光層６の他に発光補助層を備える。発光補助層としては、図１に示した正孔輸送層やインターレイヤの他に、電子注入層、電子輸送層等を挙げることができる。これらの発光補助層は適宜選択されるが、複数選択してもよい。正孔輸送層４、インターレイヤ５は陽極２と有機発光層６の間に設けられる。電子注入層、電子輸送層は有機発光層６、陰極７間に設けられる。また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、陽極２、陰極７、有機発光層６、正孔輸送層４、インターレイヤ５は単層構造ではなく、多層構造としてもよい。

正孔輸送層４と有機発光層６の間にバッファー層として形成されるインターレイヤ５は、正孔の輸送性を高める効果と、陰極２側から移動してきた電子をブロックする効果が期待される層であり、実際にインターレイヤ５を設けることで、有機ＥＬ素子の効率や寿命が向上することが確認されている。

なお本発明の有機ＥＬ素子にあっては、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。パッシブマトリックス方式とはストライプ状の陽極及び陰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薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した、いわゆる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。アクティブマトリックス方式有機ＥＬ素子の場合、陽極、陰極の一方の電極はＴＦＴ基板上に画素毎に設けられ、もう一方の電極は画素全体に設けられる。

また、本発明の有機ＥＬ素子にあっては、発光した光を基板側から取り出すボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子、発光した光を基板と反対側から取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ素子のどちらでもかまわない。ボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合には、基板及び陽極が光透過性を有する必要があり、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子とするためには、陰極及び封止体が光透過性を有する必要がある。

次に、図１に示した有機ＥＬ素子を本発明の凸版１２を用いて製造する方法について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明にかかる基板１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出射するボトムエミッション素子の場合には、基板として透明なものを使用する必要がある。

例えば、このような基板１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、金属酸化物薄膜、金属フッ化物薄膜、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。

前記金属酸化物薄膜としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等が例示できる。前記金属フッ化物薄膜としては、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム等が例示できる。金属窒化物薄膜としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が例示できる。また、前記高分子樹脂膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等が例示できる。また、トップエミッション素子の場合には、不透明な基板を使用することもできる。

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。

また、前記基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、駆動用基板としても良い。ＴＦＴの材料としては、ポリチオフェンやポリアニリン、銅フタロシアニンやペリレン誘導体等の材料を用いてもよく、また、アモルファスシリコンやポリシリコンを用いてもよい。また、前記基板のどちらかの面にカラーフィルタ層や光散乱層、光偏光層等を基板に設けてもよい。

次に、この基板１上に、陽極２を形成する。陽極形成材料として、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）、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物が利用できる。被膜形成方法としてはドライコーティング方式が利用できる。例えば、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である。そして、真空製膜された金属酸化物被膜にフォトレジストを塗布して露光・現像し、ウェットエッチング又はドライエッチングして、パターン状に加工することができる。パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はストライプ状に形成される。アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の場合には、陽極はドット状にパターン形成される。

陽極２を形成後、隣接する陽極パターンの間に感光性材料を用いて、フォトリソグラフィ法により隔壁３が形成される。さらに詳しくは、感光性樹脂組成物を基板に塗布する工程と、パターン露光、現像、焼成して隔壁パターンを形成する工程を少なくとも有する。

隔壁３を形成する感光性材料としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらであってもよく、市販のもので構わないが、絶縁性を有する必要がある。隔壁が十分な絶縁性を有さない場合には隔壁を通じて隣り合う画素電極に電流が流れてしまい表示不良が発生してしまう。また、ＴＦＴの誤作動により適正な表示ができないことがある。感光性材料としては、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系といったものが挙げられるがこれに限定するものではない。また、有機ＥＬディスプレイパネルの表示品位を上げる目的で、光遮光性の材料を感光性材料に含有させても良い。

隔壁３を形成する感光性樹脂はスピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の公知の塗布方法を用いて塗布される。次に、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程では、従来公知の露光、現像方法により隔壁部のパターンを形成できる。また焼成に関してはオーブン、ホットプレート等での従来公知の方法により焼成を行うことができる。

隔壁３は、厚みが０．５μｍから５．０μｍの範囲にあることが望ましい。隔壁３を隣接する画素電極間に設けることによって、電極パターン上に塗布された正孔輸送インキはレベリングとともに隔壁上の膜厚は薄くなることから隣接画素間のリーク等が発生しにくく、また陽極端部からのショート発生を防ぐことが出来る。また、異なる発光色を有する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て画素ごとに塗り分けをおこなう場合、隣接する画素との混色を防止することが出来る。隔壁が低すぎると隣接画素間で正孔輸送層経由でのリーク電流の発生やショートの防止、有機発光インキの混色防止の効果が得られないことがあり注意が必要である。正孔輸送層を無機材料としても良い。

隔壁３形成後、正孔輸送層４を形成する。正孔輸送層４の形成材料としては、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、その他既存の酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ニッケルなどの金属酸化物等の中から選ぶことができる。

正孔輸送層４形成後、有機発光層６を形成する。有機発光層６は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層６を形成する有機発光材料は、例えば、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、イリジウム錯体系等の発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分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系、ポリフェニレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。

また、有機ＥＬ素子における有機発光層６と正孔輸送層４の間に、加熱により正孔輸送層４との密着性を増す材料であるインターレイヤ５を挟んでも良い。このインターレイヤ５により、有機発光層６の発光効率が増し、駆動寿命も長く成ることが知られている。この様な材料としては、ポリ（２，７−（９，９−ジ−オクチルフルオロレン））−ａｌｔ−（１，４−フェニレン−（（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン））（ＴＦＢ）等が挙げられる。

有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。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、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶剤が有機発光材料の溶解性の面から好適である。又、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良い。

インターレイヤ５および有機発光層６の形成方法とする印刷方法としては、特にパターン形成精度、膜厚均一性などに優れる凸版印刷法が好ましい。インターレイヤ５の形成方法としては画素部分でのパターニングを必要としないため、スピンコート法やバーコート法等の一般的コーティング法を用いることもできるが、該コーティング法は材料の使用効率が低いことや膜厚が不均一であるため、有機ＥＬ素子の製造方法としては適さない。また、取出し配線部分や駆動用ドライバーに接続させる部分を被覆しないようにするためには、凸版印刷法が好適であり、この凸版印刷法に本発明の凸版１２が用いられる。

有機発光層の形成に用いる印刷装置は、平板に印刷する方式の凸版印刷機であれば使用可能であるが、以下に示すような印刷装置が望ましい。図２に本発明でのインターレイヤ５および有機発光層６の形成に用いる印刷装置の模式図を示した。凸版印刷装置は、インクタンクとインキチャンバーとアニロックスロール１３と、本発明の樹脂凸版１２を取り付けした版胴１１を有している。樹脂凸版１２における凸部パターン領域２０１の形成方法としては、フォトリソグラフィ法や、レーザーアブレーション法、切削加工により凸部を形成することが可能である。インクタンクには、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバーにはインクタンクより有機発光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１３は、インキチャンバーのインキ供給部及び版胴１１に接して回転するようになっている。

アニロックスロール１３の回転にともない、インキチャンバーから供給された有機発光インキはアニロックスロール１３表面に均一に保持されたあと、版胴１１に取り付けされた樹脂凸版１２の凸部パターン領域２０１の凸部に均一な膜厚で転移する。さらに、被印刷基板１０（ＴＦＴ基板）は摺動可能な基板固定台上に固定され樹脂凸版１２の凸部パターン領域２０１と被印刷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して、版胴１１の回転に合わせて樹脂凸版１２の凸部パターン領域２０１が被印刷基板１０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１０の所定位置（画素のライン）にパターニングして有機発光インキを転移する。その際、版胴１１の転動方向と凸部パターン領域２０１のストライプ方向、また、画素の長辺方向は、平行であっても直交であっても構わない。

次に、陰極７を形成する。陰極層７の材料としては、有機発光層６への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を積層して用いてもよい。または、電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。陰極７を透光性電極層として利用する場合には、仕事関数が低いＬｉ、Ｃａを薄く設けた後に、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物を積層してもよく、前記有機発光層６に、仕事関数が低いＬｉ，Ｃａなどの金属を少量ドーピングして、ＩＴＯなどの金属酸化物を積層してもよい。

陰極７の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。陰極７の厚さに特に制限はないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。陰極の膜厚が１０ｎｍ未満であると膜のピンホールが十分に埋められずショートの原因となる。また１０００ｎｍより大きいと成膜時間が長くなり生産性が悪くなる。なお、陰極のパターニングについては、成膜時にマスクを用いることによりパターン形成をおこなうことができる。

最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、封止体８を用いて有機ＥＬ構成体を封止する。封止体８としては、凹部を有する封止キャップ８ａを用い、封止キャップ８ａと基板１を接着剤８ｂを介して貼りあわせる方法を用いることができる。また、封止キャップ８ａと基板１で密封させた空間には乾燥剤８ｃを備えることが出来る。

封止キャップ８ａとしては、金属キャップ、ガラスキャップを用いることができる。接着剤８ｂとしては、エステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート等のアクリレート、ウレタンポリエステル等の樹脂を用いたラジカル系接着剤や、エポキシ、ビニルエーテル等の樹脂を用いたカチオン系接着剤、チオール・エン付加型樹脂系接着剤等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂を用いることが出来る。また、紫外線硬化型エポキシ系接着剤も利用できる。乾燥剤８ｃとしては、酸化バリウムや酸化カルシウムを用いることができる。

また、この他にも有機ＥＬ構成体にバリア層を形成し、バリア層を封止体とすることも可能である。このとき、バリア層としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等を用いることができ、これらは、ＣＶＤ法等の真空成膜法により有機ＥＬ構成体全面を覆うように形成される。また、バリア層が形成された有機ＥＬ素子は接着層を介して封止基板と貼りあわせ、これらを封止体とすることも可能である。

＜実施例１＞
次に、本発明の実施例を説明する。本実施例においては、既に画素電極（陽極２）、取り出し電極、ＴＦＴ回路を保護するためのＳｉＮｘ膜からなる絶縁層およびポリイミドからなる絶縁層を備え、当該ポリイミドからなる絶縁層は画素を仕切るように形成されており、よって各画素の隔壁３としても機能するようなＴＦＴ基板１を用いて、その上に正孔輸送層４、有機発光層６、陰極７を順次形成して、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。

本発明の印刷用凸版１２の凸部パターン領域２０１は、５０μｍの厚みのストライプパターンを有しており、ストライプパターン形成後その凸部領域においてその印刷終了部近傍に対し６０μｍの厚みのネガ型感光性樹脂層をバーコート法によって成型し、そのネガ型感光性樹脂層にフォトリソグラフィー法を用いることによってスペーサ用凸部２０５を作製した。したがって、スペーサ用凸部２０は、凸部パターン領域２０１を構成する凸部よりも１０μｍ高い。

正孔輸送層４は、ＴＦＴ基板１上に酸化モリブデンをスパッタリング法で成膜して膜厚４０ｎｍの薄膜を得ることで形成した。インターレイヤ５は画素部９のラインに均一に印刷した。発光層６は有機発光材料であるポリフルオレン系の緑色発光材料を濃度２％になるように印刷溶剤Ａに溶解させた有機発光インキを用い、凸版印刷法で画素に印刷をした。

このとき、インターレイヤ５と発光層６の印刷には水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。この版表面に対する発光材料インキの接触角は１０度以下であった。本発明の凸版１２を巻きつけた版胴１１をストライプ状の画像形成部のストライプ方向に転動させて画素長辺と平行に印刷した。

その上にＢａ、Ａｌからなる陰極７を抵抗加熱蒸着法により真空蒸着して形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、封止キャップ８ａと接着剤８ｂを用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイ用素子パネルを作製した。

得られたパネルの表示部の周縁部には、各画素電極に接続されている陽極側および陰極側それぞれの取り出し電極があり、これらのドライバーを介して駆動装置に接続することでパネルの点灯表示確認を行い、発光状態のチェックを行った。画素内の膜厚均一性も良く、パネル点灯もムラなく発光した。

＜比較例１＞
比較例１では、スペーサ用凸部２０５を導入しない通常の印刷用凸版を用いてインターレイヤ５および有機発光層６を印刷した。それ以外は実施例１と同様の工程で有機ＥＬディスプレイ用素子パネルを作製した。

比較例１のパネルでは、有機発光材料の印刷の際に画素間の面内膜厚ばらつきが生じ、パネル点灯もムラが発生した。

＜比較結果＞
表１に実施例１と比較例１のパネル点灯結果を示す。

以上から、本発明の効果として版のパターンの印刷終了部近傍に版の凸部より高さ方向に長いスペーサを設けることで、従来印刷法では厚膜傾向にある印刷終了部の印圧を低下、厚膜化を軽減し、有機層の画素パターン部における面内ばらつきを低減させ、発光輝度ムラのない有機ＥＬ素子の製造が可能となった。

１：基板
２：陽極
３：隔壁
４：正孔輸送層
５：インターレイヤ層
６：有機発光層
７：陰極
８：封止体
８ａ：封止キャップ
８ｂ：接着剤
８ｃ：乾燥剤
９：画素部
１０：隔壁が形成された基板（被印刷基板）
１１：版胴
１２：樹脂凸版
１３：アニロックスロール
１４：版のストライプ
２００：基材
２０１：凸部パターン
２０１Ａ：凸部
２０１Ｂ：接続部
２０１'：光性樹脂組成物
２０２：反射防止層
２０３：積層体
２０４：積層体
２０５：スペーサ用凸部

Claims (6)

1. 複数の凸部が形成された凸部パターン領域を有し、各凸部の突出方向の先端が、有機電子材料を主成分として含むインキが塗布される接触面として形成され、前記接触面に塗布された前記インキを凸版印刷法によって被転写基板に転写することで前記被転写基板上に被転写部を形成する印刷用凸版であって、
   前記凸部パターン領域の外側で該凸部パターン領域の端部の近傍に、前記凸部より該凸部の突出方向に対して高さが高く、前記被転写基板に接触して前記凸部パターン領域の端部の印圧を下げ該凸部パターン領域の端部による前記被転写基板上へのインクの膜厚化を抑制するスペーサ用凸部を備えた、
   ことを特徴とする印刷用凸版。
2. 前記凸部パターン領域は、基材上に設けられ、
   前記凸部パターン領域は、前記接触面に塗布された前記インキが前記被転写基板に転写され始める転写開始領域と、前記転写が終了される転写終了領域とを有し、
   前記スペーサ用凸部は、前記基材上で前記転写終了領域の近傍に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の印刷用凸版。
3. 請求項１または請求項２記載の印刷用凸版を用い、該凸版にインキを供給する工程と、塗工液を被転写体に転写する工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
4. 前記電子デバイスが有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項３記載の電子デバイスの製造方法。
5. 請求項４記載の電子デバイスの製造方法により作製されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。

Images