JP5261910B2 - 凸版、印刷機、有機電子デバイスの製造方法、及び凸版の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機電子デバイスを製造するための凸版印刷技術に関する。

一般に、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、有機薄膜トランジスタアレイ、及び有機印刷回路などの有機電子デバイスは、パターニングされた有機物層，すなわち、有機パターン層，を含んでいる。例えば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの多くにおいて、発光層は有機パターン層である。

この発光層に用いられる有機材料は、例えば、低分子材料と高分子材料とに分類することができる。

低分子材料を使用する場合、通常、マスクを用いた真空蒸着を行うことにより、有機パターン層としての発光層を得る。この方法は、発光層を均一な厚さに形成できる点で優れている。しかしながら、低分子材料を蒸着すべき基板が大きい場合、大きな寸法のマスクを使用することとなる。パターン精度に優れ且つ寸法の大きなマスクを製造することは難しい。そのため、この場合、基板上の所定の位置に発光層を形成できないことがある。

高分子材料を使用する場合、例えば、特許文献１に記載されているように、インクジェット法により有機パターン層としての発光層を形成することができる。インクジェット法を利用する場合、特許文献２に記載されているように、発光層を形成すべき各領域の周囲に撥インク性のバンクを形成することにより、高い位置精度で発光層を形成することができる。しかしながら、撥インク性のバンクを使用すると、各発光層の厚さが不均一になり易い。例えば、発光層の中央部が周縁部と比較してより厚くなることがある。

特許文献３乃至５には、平版印刷により有機パターン層としての発光層を形成することが記載されている。この方法によれば、各発光層を均一な厚さに形成することができる。しかしながら、平版印刷により高い位置精度で発光層を形成するには、平版と被印刷体とを正確に位置合わせするだけでなく、平版上に高い位置精度でインキパターンを形成しなければならない。

凸版印刷法によると、各発光層を均一な厚さに形成することができる。加えて、凸版印刷法によると、印刷版とインキパターンとの位置合わせの問題はないので、比較的容易に各発光層を高い位置精度で形成できると考えられる。しかしながら、本発明者らは、本発明を為すに際し、凸版印刷法を用いた場合であっても、必ずしも各発光層を高い位置精度で形成できる訳ではないことを見出している。
特開平１０−１２３７７号公報 特開２００２−３０５０７７号公報 特開２００５−３１０４０５号公報 特開２００５−３１０４０６号公報 特開２００６−１９１５６号公報

本発明の目的は、有機電子デバイスの有機パターン層を凸版印刷により高い位置精度で形成可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版であって、基材と、前記基材上に形成されると共に前記有機パターン層に対応した形状を有する金属パターン層と、前記金属パターン層の上面を被覆すると共に前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層とを具備したことを特徴とする凸版が提供される。

本発明の第２側面によると、有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版であって、導電面を含んだ基材と、前記導電面上に形成されると共に前記有機パターン層に対応した形状を有する金属パターン層と、前記金属パターン層の上面を被覆すると共に前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層とを具備し、前記金属パターン層の開口部の最小幅は３０μｍ以下であることを特徴とする凸版が提供される。

本発明の第３側面によると、有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する印刷機であって、第１又は第２側面に係る凸版と、前記凸版の前記金属パターン層側の面に前記有機パターン層の形成に使用するインキを供給してインキパターンを形成するインキ供給機と、前記凸版から前記有機エレクトロルミネッセンス素子が含むべき被印刷体上へと前記インキパターンを転写する転写機構とを具備したことを特徴とする印刷機が提供される。

本発明の第４側面によると、第１又は第２側面に係る凸版の前記金属パターン層側の面に前記有機パターン層の形成に使用するインキを供給してインキパターンを形成する工程と、前記凸版から前記有機エレクトロルミネッセンス素子が含むべき被印刷体上へと前記インキパターンを転写して前記有機パターンを形成する工程とを含んだことを特徴とする有機電子デバイスの製造方法が提供される。

本発明の第５側面によると、有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版を製造する方法であって、基材上に前記有機パターン層の開口部に対応した形状を有する反転パターン層を形成する工程と、前記基材をメッキ処理に供して、前記基材上であって前記反転パターン層の開口に対応した位置に、前記反転パターン層と比較してより薄い金属パターン層を形成する工程と、前記金属パターン層を形成した後に前記基材から前記反転パターン層を除去する工程と、前記金属パターン層上に、前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層を形成する工程とを含んだことを特徴とする方法が提供される。

本発明によると、有機電子デバイスの有機パターン層を凸版印刷により高い位置精度で形成することが可能となる。

本発明の第１側面に係る凸版を使用した場合、有機電子デバイスの有機パターン層を凸版印刷により高い位置精度で形成することができるのに加え、有機パターン層に欠落部が生じるのを抑制することができる。すなわち、高い形状精度及び位置精度で有機パターン層を形成することができる。また、この凸版は、金属パターン層の上面を表面層で被覆しているので、酸による金属パターン層などの劣化を生じ難い。

本発明の第２側面に係る凸版を使用した場合、有機電子デバイスの有機パターン層を凸版印刷により高い形状精度及び位置精度で形成することができる。この凸版は、有機パターン層に特に高い形状精度及び位置精度が要求される用途に適している。

本発明の第３側面に係る印刷機によると、有機電子デバイスの有機パターン層を凸版印刷により高い位置精度で形成することができる。この印刷機で第１側面に係る凸版を使用した場合には、高い形状精度で有機パターン層を形成することができ、また、凸版の劣化に伴う部品交換の頻度が少なくなる。また、第２側面に係る凸版を使用した印刷機は、特に高い形状精度及び位置精度が要求される用途に適している。

本発明の第４側面に係る有機電子デバイスの製造方法によると、その有機パターン層を高い位置精度で形成することができる。したがって、性能に優れた有機電子デバイスを、高い歩留まりで製造することができる。

本発明の第５側面に係る凸版を製造する方法によると、有機パターン層を高い位置精度で形成可能とする凸版を製造することができる。加えて、この方法によると、断面形状が矩形又はそれに近い金属パターン層を形成することができる。すなわち、形状精度及び寸法精度に優れた金属パターン層を形成することができる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る印刷機を概略的に示す図である。
この印刷機は、ステージ１１を含んでいる。ステージ１１には、被印刷体である基板２１が着脱可能に取り付けられている。被印刷体は、基板２１でなくてもよい。

ステージ１１の近傍には、版胴１２が設置されている。版胴１２とステージ１１とは、基板２１を間に挟んで向き合っている。版胴１２には、印刷用凸版１３が巻き付けられている。この凸版１３については、後で詳述する。

版胴１２には、これをその軸の周りで回転させる回転機構（図示せず）が取り付けられている。また、版胴１２及びモータなどを搭載した印刷ユニット及び／又はステージ１１には、これを基板２１の主面に対して平行に及び版胴１２の軸に対して垂直に移動させる直動機構（図示せず）が取り付けられている。回転機構及び直動機構は、ステージ１１に支持された基板２１上で、凸版１３を巻き付けた版胴１２が転動するのを可能としている。また、ステージ１１と版胴１２と回転機構と直動機構とは、凸版１３から基板２１上へとインキパターンを転写する転写機構を構成している。図１には、一例として、版胴１２を時計回りに回転させ、ステージ１１を版胴１２に対して左側に相対移動させる構成を描いている。

版胴１２の近傍には、アニロックスロール１４がさらに設置されている。アニロックスロール１４と版胴１２とは、凸版１３を間に挟んで向き合っている。アニロックスロール１４は、例えば、クロムなどの金属製又はセラミックス製である。

アニロックスロール１４には、これをその軸の周りで回転させる回転機構（図示せず）が取り付けられている。この回転機構は、アニロックスロール１４を、版胴１２に巻き付けた凸版１３上で転動可能としている。図１に示す例では、アニロックスロール１４は、反時計回りに回転する。

アニロックスロール１４上には、インキ３１の膜が形成されている。アニロックスロール１４は、凸版１３上で転動することにより、凸版１３の凸部上面にインキ３１を供給する。

アニロックスロール１４の近傍には、そのロール面にインキ３１を補充するインキ補充装置１５が設置されている。インキ補充装置１５は、アニロックスロール１４のロール面に、必要量又はそれ以上のインキ３１を補充する。インキ補充装置１５としては、例えば、滴下型のインキ補充装置、ファウンテンロール、スリットコータ、ダイコータ、キャップコータなどのコータ、又はそれらの組み合わせを使用することができる。

アニロックスロール１４の近傍には、ドクター１６がさらに設置されている。ドクター１６は、アニロックスロール１４のロール面から過剰なインキ３１を除去する。これにより、アニロックスロール１４が凸版１３の凸部に適正量のインキ３１を供給するのを可能としている。ドクター１６としては、例えば、ドクターブレード及びドクターロールを使用することができる。

アニロックスロール１４とインキ補充装置１５とドクター１６とは、凸版１３上にインキパターンを形成するインキ供給機を構成している。版胴１２などを搭載した印刷ユニットを基板２１の主面に対して平行に及び版胴１２の軸に対して垂直に移動させる構成を採用した場合、通常、この印刷ユニットには先のインク供給機をさらに搭載させる。

図１に示す例では、凸版１３にインキ３１を供給するインキ供給体としてシリンダ状のアニロックスロール１４を使用しているが、その代わりに、平板状のアニロックス板を使用してもよい。平板状のアニロックス板は、例えば、ステージ１１上に基板２１と並べて配置する。そして、インキ補充装置１５によりアニロックス板の全面にインキ３１を補充した後、版胴１２をアニロックス板上で転動させ、次いで、基板２１上で転動させる。これにより、基板２１上にインキ３１からなるインキパターンを形成することができる。

この印刷機は、他の装置をさらに含んでいてもよい。例えば、この印刷機は、インキパターンを転写した基板２１を減圧処理する減圧処理装置や、基板２１に転写したインキパターンを乾燥させるオーブンなどの乾燥装置をさらに含んでいてもよい。

なお、図１には、基板２１を１枚毎に処理する枚葉式の印刷機を示しているが、被印刷体がウェブ状で巻き取り可能である場合には、印刷機にロール・トゥ・ロール方式などの他の構成を採用してもよい。ロール・トゥ・ロール方式を採用すると、被印刷体上にインキパターンを連続して形成することができ、それゆえ、有機電子デバイスの製造コストを低くすることが可能となる。

次に、図１の印刷機で使用する凸版１３について説明する。
図２は、図１の印刷機で使用可能な凸版の一例を概略的に示す断面図である。
この凸版１３は、基材１３１を含んでいる。この基材１３１は、典型的には、導電面を有している。例えば、基材１３１は、金属又は合金などの導電体からなる。或いは、基材１３１は、非導電性の支持体と、この支持体を被覆した導電層とを含んでいる。非導電性の支持体としては、例えば、樹脂フィルムを使用することができる。導電層の形成方法に特に制限は無く、例えば、無電解めっきなどの湿式成膜法、又は、スパッタリング、真空蒸着、化学気相堆積（ＣＶＤ）、及びイオンプレーティングなどの真空成膜法を利用することができる。ここでは、一例として、基材１３１は金属又は合金からなるとする。

基材１３１の導電面上には、金属パターン層１３２が形成されている。金属パターン層１３２は、後述する有機電子デバイスが含む有機パターン層に対応した形状を有している。金属パターン層１３２は、例えば、鍍金法により形成することができる。

図３乃至図５は、図２に示す凸版の製造方法の一例を概略的に示す断面図である。
この方法では、まず、図３に示すように、基材１３１の導電面を感光性のレジスト層１３４で被覆する。レジスト層１３４は、例えば、基材１３１の導電面に液状レジストを塗布することにより形成することができる。或いは、基材１３１の導電面にドライフィルムレジストを貼り付けてもよい。但し、レジスト層１３４をパターニングすることにより得られる反転パターン層は、形成すべき金属パターン層１３２と比較してより厚いことが必要である。したがって、この観点では、ドライフィルムレジストを使用することが有利である。

次に、レジスト層１３４をパターン露光する。例えば、ネガ型のレジストを使用した場合には、レジスト層１３４のうち、形成すべき金属パターン層１３２に対応した部分を露光する。次いで、レジスト層１３４を現像処理に供し、図４に示す反転パターン層１３４’を得る。

反転パターン層１３４’の断面形状は、略矩形状であることが理想的であるが、順テーパ状又は逆テーパ状であっても構わない。但し、反転パターン層１３４’の断面形状が極端な順テーパ形状であると、その後に形成する金属パターン層１３２の断面形状は極端な逆テーパ状になる。そのような凸版１３を用いた場合には、有機パターン層を設計通りの形状に形成できなくなるか、又は、有機パターン層を凸版１３から有機電子デバイスが含むべき被印刷体上へと転写する際に金属パターン層１３２の変形を生じ易くなる可能性がある。

次に、基材１３１を鍍金処理に供する。これにより、図５に示す金属パターン層１３２を形成する。この鍍金処理は、金属パターン層１３２の厚さが反転パターン層１３４’の厚さと等しくなる前に終了する。金属パターン層１３２の厚さが反転パターン層１３４’の厚さ以上となると、金属パターン層１３２が反転パターン層１３４’の上面を被覆する可能性がある。

金属パターン層１３２の材料は、鍍金処理による成膜が可能な金属又は合金であれば特に制限はない。例えば、金属パターン層１３２の材料として、ニッケル、クロム、銅、及びそれらの合金などを使用することができる。これらの中でも、クロム、ニッケル、及びそれらの合金等は、耐酸性に優れている。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔輸送層を形成する場合のように、強酸性のインキを使用する場合には、これら耐酸性に優れた金属を使用してもよい。

ニッケルを含んだ金属パターン層１３２を電気鍍金により形成する場合、鍍金浴としては、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及び硼酸を主成分として含有したワット浴、又は、スルファミン酸ニッケル、ホウ酸、及び塩化ニッケルを主成分として含有したスルファミン酸浴を使用することができる。鍍金浴は、添加剤を含有していてもよい。例えば、鍍金浴に、金属パターン層１３２の表面を平滑にする光沢剤を添加してもよい。

その後、基材１３１から反転パターン層１３４’を除去する。以上のようにして、図２に示す凸版１３を得る。

なお、レジスト層１３４及び反転パターン層１３４’を形成する代わりに、基材１３１上に金属層を連続膜として形成し、これをパターニングすることにより、図２に示す凸版１３と類似の構造を有する凸版を得ることができる。但し、この方法では、連続膜としての金属層に対し、パターニングしたレジスト膜をマスクとして用いたエッチングを行う必要がある。厚い金属層をエッチングでパターニングした場合、断面形状が矩形又はそれに近い金属パターン層を得ること及び高い寸法精度を達成することは極めて難しい。

これに対し、図３乃至図５を参照しながら説明した方法では、金属層のエッチングは不要である。そのため、この方法によると、形状精度及び寸法精度に優れた金属パターン層１３２を容易に得ることができる。

金属パターン層１３２の開口部の最小幅Ｗは、例えば、５μｍ乃至４０μｍの範囲内とし、典型的には１０μｍ乃至３０μｍの範囲内とする。最小幅Ｗが大きい場合、図３乃至図５を参照しながら説明した方法以外の方法でも、比較的高い形状精度及び寸法精度を達成できることがある。最小幅Ｗが小さい場合、図３乃至図５を参照しながら説明した方法であっても、高い形状精度及び寸法精度を達成することは難しい。

金属パターン層１３２の厚さＨは、例えば、５μｍ乃至１００μｍの範囲内とし、典型的には２０μｍ乃至７０μｍの範囲内とする。厚さＨが小さい場合、高い形状精度で有機パターン層を形成することが難しくなる。厚さＨが大きい場合、凸版１３の製造自体が難しくなる。

図２に示す凸版１３は、有機パターン層を形成するために使用するインキの付着性が不十分であることがある。この場合、例えば、以下に説明する構成を採用してもよい。

図６は、図２に示す凸版の一変形例を概略的に示す断面図である。図７は、図２に示す凸版の他の変形例を概略的に示す断面図である。

図６及び図７に示す凸版１３は、表面層１３３をさらに含んでいること以外は、図２に示す凸版１３と同様である。図６に示す凸版１３では、表面層１３３は、基材１３１と金属パターン層１３２とが形成している凹凸表面の全体を被覆している。図７に示す凸版１３では、表面層１３３は、金属パターン層１３２の上面のみを被覆している。

図６に示す凸版１３は、例えば、図２に示す凸版に樹脂を含有した塗工液を塗布することにより得ることができる。

図７に示す凸版１３は、例えば、以下の方法で得ることができる。まず、図５に示す構造を準備する。次いで、金属パターン層１３２及び反転パターン層１３４’上に樹脂層を形成する。その後、リフトオフを利用して、樹脂層のうち反転パターン層１３４’上に位置した部分を、反転パターン層１３４’と共に基材１３１から除去する。これにより、図７に示す凸版１３を得る。

図７に示す凸版１３は、他の方法で得ることもできる。まず、図５に示す構造を準備する。次いで、電着により、金属パターン層１３２上に樹脂層を形成する。この電着には、電気泳動し得る電着樹脂を使用する。その後、この樹脂層を除去することなく、反転パターン層１３４’を基材１３１から除去する。これにより、図７に示す凸版１３を得る。

表面層１３３は、金属パターン層１３２と比較して、有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い。表面層１３３は、例えば樹脂からなる。

凸版１３に図６又は図７に示す構造を採用すると、凸版１３へのインキの付着性が向上する。それゆえ、有機パターン層に欠落部が生じるのを抑制することができる。

また、有機パターン層の形成に使用するインキの中には、強酸性のものがある。表面層１３３は、金属パターン層１３２などの酸による劣化を抑制する。

表面層１３３としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ７２１５−１９８６「プラスチックのデュロメータ硬さ試験」に規定されているタイプＤデュロメータを用いて測定したデュロメータ硬さ（ＨＤＤ）が４０乃至７０の範囲内にあるものを使用する。このデュロメータ硬さが小さいと、形状精度に優れた有機パターン層を形成することが難しくなる。また、このデュロメータ硬さが大きいと、有機パターン層に欠落部が生じるのを抑制する効果が小さくなる。

凸版１３には、撥インキ層を設けてもよい。すなわち、基材１３１のうち金属パターン層１３２の開口に対応した部分を、金属パターン層１３２及び基材１３１と比較して有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより低い撥インキ層で被覆してもよい。この構造を採用すると、有機パターン層の形状精度が向上する。

撥インキ層の材料としては、例えば、弗素樹脂を使用することができる。また、撥インキ層は、例えば、以下の方法で形成することができる。まず、凸版１３の凸部上面を、例えばレジスト層で被覆する。次いで、凸版１３の凹凸表面上に弗素樹脂層を形成する。その後、凸版１３からレジスト層を除去する。これにより、弗素樹脂からなる撥インキ層を得る。

次に、図１の印刷機を製造に利用可能な有機電子デバイスについて説明する。
図８は、図１の印刷機を製造に利用可能な有機電子デバイスの一例を概略的に示す断面図である。図８には、有機電子デバイスの例として、パッシブマトリクス駆動方式の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを描いている。

この有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、基板２１を含んでいる。有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが下面発光型である場合、基板２１としては、例えばガラス基板などの透明基板を使用する。有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが上面発光型である場合、基板２１は光透過性である必要はない。

基板２１の一方の主面上では、複数の画素がマトリクス状に配列している。各画素は、サブ画素として、発光色が赤色の有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒと、発光色が緑色の有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｇと、発光色が青色の有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｂとを含んでいる。有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂの各々は、第１電極２２１と、第２電極２２２と、発光層２２３と、正孔輸送層２２４とを含んでいる。

第１電極２２１は、基板２１と第２電極２２２との間に介在している。この例では、第１電極２２１及び第２電極２２２は、それぞれ、陽極及び陰極である。第１電極２２１は、例えば、画素の列に対応したストライプ状パターンを形成している。この場合、第２電極２２２には、画素の行に対応したストライプ状パターンを形成させる。

発光層２２３は、第１電極２２１と第２電極２２２との間に介在している。有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂは、発光層２２３の材料が互いに異なっている。発光層２２３は、有機パターン層である。有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂの発光層２２３は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂの列に対応してストライプ状のパターンを形成している。

正孔輸送層２２４は、第１電極２２１と発光層２２３との間に介在している。正孔輸送層２２４は、有機パターン層である。正孔輸送層２２４は、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂの列に対応してストライプ状のパターンを形成している。正孔輸送層２２４は、省略することができる。

有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂは、第１電極２２１と第２電極２２２との間に、発光層２２３及び正孔輸送層２２４以外の層をさらに含むことができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂは、発光層２２３と第２電極２２２との間に電子輸送層を含んでいてもよい。

第１基板２１と第２電極２２２との間には、隔壁２３が発光層２２３及び正孔輸送層２２４と隣接して設置されている。隔壁２３は、例えば樹脂などの絶縁体からなる。隔壁２３は、第１電極２２１と第２電極２２２との短絡を防止する役割を果たす。

この有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、例えばガラスからなる封止体２４をさらに含んでいる。封止体２４は、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂを間に挟んで基板２１と向き合っている。封止体２４の周縁部は、接着剤層２５を介して基板２１に接着されている。すなわち、封止体２４と基板２１と接着剤層２５とは、中空体を形成している。この中空体の内部空間は、真空とするか又は不活性ガスで満たす。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂの水分や酸素等による劣化を防止する。

この中空体の内部空間は、樹脂等で満たしてもよい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂを缶封止する代わりに、薄膜封止してもよい。例えば、第２電極２２２をパッシベーション層で被覆してもよい。このパッシベーション層は、有機エレクトロルミネッセンス素子２２Ｒ、２２Ｇ及び２２Ｂを外部応力から保護する保護層で被覆してもよい。

この有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、例えば、以下の方法により製造する。
まず、基板２１の一方の主面上に、第１電極２２１を形成する。第１電極２２１は、例えば、マスクを用いたスパッタリングにより形成することができる。或いは、第１電極２２１は、連続膜としての導電膜を形成し、フォトリソグラフィを利用してこれをパターニングすることにより形成することができる。

次に、基板２１の先の主面上に、隔壁２３を形成する。隔壁２３は、例えば、基板２１上に感光性樹脂層を形成し、これをパターン露光、現像、乾燥、及び焼成することにより得られる。

次に、第１電極２２１上に、正孔輸送層２２４及び発光層２２３を順次形成する。第１電極２２１と第２電極２２２との間に介在させる有機物層の少なくとも１つは、図１に示す印刷機を用いて形成する。例えば、正孔輸送層２２４及び発光層２２３の双方を、図１に示す印刷機を用いて形成する。或いは、正孔輸送層２２４及び発光層２２３の一方を、図１に示す印刷機を用いて形成する。なお、第１電極２２１と第２電極２２２との間に複数の有機物層させ且つそれら有機物層の一部のみを図１に示す印刷機を用いて形成する場合、他の有機物層は、例えば、インクジェット法により形成してもよい。

図１に示す印刷機を用いてストライプ状の有機物層を形成する場合、凸版１３としては、ストライプ状の凸部を有しているものを使用する。この場合、ストライプを形成している帯の長手方向は、版胴１２の回転方向に対して垂直としてもよく、版胴１２の回転方向に対して平行としてもよい。ここでは、一例として、前者の配置を採用することとする。

次いで、発光層２２３及び隔壁２３上に、第２電極２２２を形成する。第２電極２２２は、例えば、マスクを用いた真空蒸着法により形成することができる。

その後、真空中又は不活性ガス中で、接着剤層２５を介して、基板２１と封止体２４とを貼り合せる。これにより、図８に示す有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを得る。

ところで、樹脂のみからなる凸版の多くは、高い寸法及び形状精度で製造することができる。しかしながら、そのような凸版は、寸法の温度及び／又は湿度依存性が大きい。そのため、樹脂のみからなる凸版を使用した場合、有機パターン層を高い位置精度で形成することは難しい。

これについて、対角寸法が２インチのＱＶＧＡ（quarter video graphic array）型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを例に説明する。この有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、携帯電話に搭載する代表的な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである。このディスプレイにおける画素の密度は約２００ｐｐｉ（pixel per inch）であり、サブピクセルの幅は約４０μｍである。

このような寸法のパターンを有する樹脂製の凸版を高い寸法精度で製造することは十分に可能である。しかしながら、上記の通り、樹脂製の凸版は、寸法の温度及び／又は湿度依存性が大きいため、これを用いて有機パターン層を高い位置精度で形成することは難しい。特に、樹脂製の凸版を用いて正孔輸送層を形成する場合、樹脂製の凸版を用いて発光層を形成する場合と比較して、高い位置精度を実現することは困難である。

例えば、サブピクセルの寸法が４０μｍであり且つ開口率が５０％であるとする。すなわち、サブピクセルの発光部及び非発光部の各々の寸法は２０μｍであるとする。発光層は発光色毎に形成するため、この場合、発光層を形成するために使用する凸版では、凸部の幅を２０μｍとし、凹部の幅を１００μｍとすればよい。これに対し、正孔輸送層を形成するために使用する凸版では、凸部及び凹部の幅の各々を２０μｍとしなければならない。そのため、樹脂製の凸版を用いて正孔輸送層を形成する場合には、樹脂製の凸版を用いて発光層を形成する場合と比較して、寸法の温度及び／又は湿度が有機パターン層の位置精度に与える影響が遥かに大きい。

これに対し、上述した凸版１３は、導電面とその上に形成された金属パターン層１３２を含んでいる。一般に、金属層は、樹脂層と比較して、寸法の温度及び／又は湿度依存性がより小さい。したがって、上述した凸版１３を使用すると、有機パターン層を高い位置精度で形成することができる。

以上、図１等を参照しながら説明した有機パターン層の形成方法をパッシブマトリクス駆動方式の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造に利用したが、この技術は、他の駆動方式を採用した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造にも利用することができる。例えば、この技術は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造に利用してもよい。

また、先の技術は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ以外の有機電子デバイスの製造にも利用可能である。例えば、先の技術は、有機薄膜トランジスタアレイ、有機印刷回路、撮像素子及び液晶ディスプレイなどのカラーフィルタを含んだデバイス、マイクロレンズを含んだデバイス、又はバイオチップの製造に利用してもよい。

以下に、本発明の実施例を記載する。
（凸版Ａの製造）
ニッケル含有率が３６％の鉄とニッケルとの合金からなり且つ厚さが０．２ｍｍの金属シートを準備した。この金属シートの表面をバフ研磨し、次いで、ラミネータを用いて、金属シートにドライフィルムレジストをラミネートした。このドライフィルムレジストとしては、日立化成社製のＨＭ−４０５６を使用した。また、このラミネートは、ロール温度を１１０℃、ロール圧力を０．４ＭＰａ、ラミネート速度を５０ｃｍ／分として行った。

次に、ストライプ状に遮光部が形成されたフォトマスクを介して、ドライフィルムレジストを露光した。この露光には、マスクアライナであるオーク製作所社製のＥＸＭ−１４１３を用い、露光量は８０ｍＪ／ｃｍ²とした。

その後、ドライフィルムレジストを現像処理に供した。具体的には、ドライフィルムレジストを金属シートと共に、３０℃に維持した１質量％の炭酸ナトリウム水溶液に浸漬した。次いで、これを炭酸ナトリウム水溶液から取り出し、ドライフィルムレジストに先の炭酸ナトリウム水溶液を５分間噴霧した。このようにして、金属シート上に、２０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた樹脂層を反転パターン層として形成した。

次に、反転パターン層を形成した金属シートを、１０質量％の硫酸水溶液に１分間浸漬した。これにより、金属シートの表面を清浄化した。

次いで、この金属シートを４５℃に維持したメルテックス社製のワット浴に浸漬し、これに電極を接続した。そして、電流密度を１．２Ａ／ｄｍ²として２時間の鍍金処理を行った。

続いて、金属シートから反転パターン層を除去した。これにより、金属パターン層として、２０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた厚さが２０μｍの金属層を得た。

その後、金属パターン層及び金属シートに電着塗装を施した。この電着塗装には、アニオン型のアクリル系電着樹脂分散液を用いた。これにより、厚さが２μｍの表面層を形成した。
以上のようにして、金属からなる凸パターンを含んだ凸版を完成した。以下、この凸版を、「凸版Ａ」と呼ぶ。

（凸版Ｂの製造）
ニッケル含有率が３６％の鉄とニッケルとの合金からなり且つ厚さが０．２ｍｍの金属基材と、その一方の主面を被覆した厚さが０．３ｍｍのポリアミド系感光性樹脂層とからなる版材を準備した。なお、この感光性樹脂は、樹脂製凸版の材料として一般に使用されているものである。

次に、ストライプ状に遮光部が形成されたフォトマスクを介して、感光性樹脂層を露光した。この露光には、マスクアライナであるオーク製作所社製のＥＸＭ−１４１３を用いた。その後、感光性樹脂層を現像処理に供した。ここでは、現像液として水を使用した。このようにして、金属基材上に、２０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた樹脂層を形成した。
以上のようにして、樹脂からなる凸パターンを含んだ凸版を完成した。以下、この凸版を、「凸版Ｂ」と呼ぶ。

（ディスプレイＡの製造）
厚さが０．７ｍｍのガラス基板の一方の主面上に導電パターン層を形成してなる透明基板を準備した。ここでは、導電パターン層として、２０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた厚さが１１０ｎｍのインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという）層を有しているものを使用した。

次に、この透明基板を、中性洗剤溶液中で５分間超音波洗浄した。次いで、純水でリンスし、続いて、純水で１０分間超音波洗浄した。その後、イソプロパノールを用いて、透明基板から水分を除去した。

次に、透明基板のＩＴＯ層側の主面上に、ノボラック系ポジ型レジスト層を形成した。次いで、フォトリソグラフィを利用してレジスト層をパターニングすることにより、ストライプ状の隔壁を得た。なお、この隔壁は、ガラス基板の上記主面のうちＩＴＯ層で被覆されていない部分とＩＴＯ層の縁とを被覆するように形成した。以上のようにして、被印刷基板を得た。

次いで、正孔輸送層インキして、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フォン酸とを１．５質量％の濃度で含有した水溶液（スタルク社製ＣＨ８０００）を準備した。この正孔輸送層インキと凸版Ａとを用い、図１を参照しながら説明した印刷機により、被印刷基板のＩＴＯ層上に厚さが５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

その後、発光層インキとして、ポリフェニレンビニレン誘導体のトルエン溶液を準備した。この溶液を被印刷基板上にスピンコートし、塗膜を真空中で乾燥させた。これにより、正孔輸送層上に、厚さが８０ｎｍの緑色発光層を得た。

次に、真空蒸着法により、発光層及び隔壁上に、厚さが５ｎｍのカルシウム層と厚さが１１０ｎｍのアルミニウム層とを順次形成した。ここでは、カルシウムの蒸着レートは０．１ｎｍ／ｓｅｃとし、アルミニウムの蒸着レートは５ｎｍ／ｓｅｃとした。また、この真空蒸着にはストライプ状に開口したメタルマスクを使用し、これにより、カルシウム層とアルミニウム層との積層体を、６０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた導電層とした。なお、この真空蒸着は、この導電層が形成しているストライプと、先のＩＴＯ層が形成しているストライプとが直交するように行った。

次に、接着剤シートを貼りつけたガラス基板を準備した。次いで、露点が−８０℃である純窒素雰囲気中で、この基板と接着剤シートを貼りつけたガラス基板との周縁部同士を、紫外線硬化型接着剤層を介して貼り合わせた。この貼り合わせは、接着剤シートがそれら基板間に介在するように行った。さらに、接着剤層に紫外線を照射して、これを硬化させた。以上のようにして、表示パネルを得た。

その後、表示パネルに、ロウドライバ及びカラムドライバに接続した。これにより、パッシブマトリックス駆動方式のモノカラー有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを完成した。以下、このディスプレイを、「ディスプレイＡ」と呼ぶ。

（ディスプレイＢの製造）
凸版Ａの代わりに凸版Ｂを使用したこと以外は、ディスプレイＡについて説明したのと同様の方法により、パッシブマトリックス駆動方式のモノカラー有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを製造した。以下、このディスプレイを、「ディスプレイＢ」と呼ぶ。

（性能評価）
ディスプレイＡで全画素を点灯させたときに表示される画像と、ディスプレイＢで全画素を点灯させたときに表示される画像とを肉眼で比較した。その結果、これら画像に相違を確認することはできなかった。

次に、ディスプレイＡ及びＢの各々で、１画素ずつ点灯させた。その結果、ディスプレイＡでは、選択した画素のみが発光した。これに対し、ディスプレイＢでは、選択した画素だけでなく、その両隣の画素も僅かに発光することがあった。すなわち、ディスプレイＢでは、クロストークを生じた。

この相違を確認するために、以下の試験を行った。
まず、ディスプレイＡについて説明したのと同様の方法により、ＩＴＯ層付きガラス基板上に隔壁を形成して、２枚の被印刷基板を得た。

次いで、水溶性蛍光インキを添加したこと以外はディスプレイＡの製造に使用したのと同様の組成を有する正孔輸送層インキを準備した。

その後、一方の被印刷基板には、この正孔輸送層インキを使用したこと以外はディスプレイＡについて説明したのと同様の方法により正孔輸送層を形成した。以下、これにより得られた構造体をサンプルＡと呼ぶ。

また、他方の被印刷基板には、先の正孔輸送層インキを使用したこと以外はディスプレイＢについて説明したのと同様の方法により正孔輸送層を形成した。以下、これにより得られた構造体をサンプルＢと呼ぶ。

次に、サンプルＡ及びＢの各々を、ブラックライトを照射しながら顕微鏡で観察した。その結果、サンプルＡでは、帯状の正孔輸送層は、設計通りに互いから分離していた。これに対し、サンプルＢでは、帯状の正孔輸送層同士が部分的に繋がっていた。すなわち、サンプルＢでは、正孔輸送層を設計通りの形状に形成することができなかった。

次いで、凸版Ｂを顕微鏡で観察した。その結果、帯状凸部間の複数箇所で現像残りを確認することができた。凸版Ｂにおける現像残りの位置と、サンプルＢにおいて正孔輸送層同士が繋がっていた位置と、ディスプレイＢにおいてクロストークを生じた位置とを比較したところ、それらは対応していることが分かった。この結果から、ディスプレイＢで生じたクロストークは、凸版Ｂにおける現像残りに起因していると考えられる。

次に、２０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた樹脂層の代わりに、４０μｍのラインアンドスペースにパターニングされた樹脂層を形成したこと以外は、凸版Ｂについて説明したのと同様の方法により凸版を製造した。この凸版を顕微鏡で観察したところ、帯状凸部間に現像残りを確認することはできなかった。このことから、凸版に形成するパターンを精細化すると、現像残り及びこれに起因したクロストークが生じ易くなると考えられる。

本発明の一態様に係る印刷機を概略的に示す図。 図１の印刷機で使用可能な凸版の一例を概略的に示す断面図。 図２に示す凸版の製造方法の一例を概略的に示す断面図。 図２に示す凸版の製造方法の一例を概略的に示す断面図。 図２に示す凸版の製造方法の一例を概略的に示す断面図。 図２に示す凸版の一変形例を概略的に示す断面図。 図２に示す凸版の他の変形例を概略的に示す断面図。 図１の印刷機を製造に利用可能な有機電子デバイスの一例を概略的に示す断面図。

符号の説明

１１…ステージ、１２…版胴、１３…凸版、１４…アニロックスロール、１５…インキ補充装置、１６…ドクター、２１…基板、２２Ｂ…有機エレクトロルミネッセンス素子、２２Ｇ…有機エレクトロルミネッセンス素子、２２Ｒ…有機エレクトロルミネッセンス素子、２３…隔壁、２４…封止体、２５…接着剤層、３１…インキ、１３１…基材、１３２…金属パターン層、１３３…表面層、１３４…レジスト層、１３４’…反転パターン層、２２１…電極、２２２…電極、２２３…発光層、２２４…正孔輸送層。

Claims (12)

1. 有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版であって、導電面を含んだ基材と、前記導電面上に形成されると共に前記有機パターン層に対応した形状を有する金属パターン層と、前記金属パターン層の上面を被覆すると共に前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層とを具備したことを特徴とする凸版。
2. 前記表面層は樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の凸版。
3. 前記金属パターン層の開口部の最小幅は３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の凸版。
4. 有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版であって、導電面を含んだ基材と、前記導電面上に形成されると共に前記有機パターン層に対応した形状を有する金属パターン層と、前記金属パターン層の上面を被覆すると共に前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層とを具備し、前記金属パターン層の開口部の最小幅は３０μｍ以下であることを特徴とする凸版。
5. 前記基材は導電体からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の凸版。
6. 前記基材は金属からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の凸版。
7. 前記基材は、非導電性の支持体と、前記支持体を被覆した導電層とを含み、前記金属パターン層は前記導電層上に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の凸版。
8. 前記基材のうち前記金属パターン層の開口に対応した部分は、前記金属パターン層及び前記基材と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより低い撥インキ層で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の凸版。
9. 有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する印刷機であって、
   請求項１乃至８の何れか１項に記載の凸版と、
   前記凸版の前記金属パターン層側の面に前記有機パターン層の形成に使用するインキを供給してインキパターンを形成するインキ供給機と、
   前記凸版から前記有機エレクトロルミネッセンス素子が含むべき被印刷体上へと前記インキパターンを転写する転写機構とを具備したことを特徴とする印刷機。
10. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の凸版の前記金属パターン層側の面に前記有機パターン層の形成に使用するインキを供給してインキパターンを形成する工程と、
    前記凸版から前記有機エレクトロルミネッセンス素子が含むべき被印刷体上へと前記インキパターンを転写して前記有機パターンを形成する工程とを含んだことを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
11. 有機エレクトロルミネッセンス素子が含む有機物層の少なくとも１つを有機パターン層として凸版印刷によって形成するために使用する凸版を製造する方法であって、
    基材上に前記有機パターン層の開口部に対応した形状を有する反転パターン層を形成する工程と、
    前記基材をメッキ処理に供して、前記基材上であって前記反転パターン層の開口に対応した位置に、前記反転パターン層と比較してより薄い金属パターン層を形成する工程と、
    前記金属パターン層を形成した後に前記基材から前記反転パターン層を除去する工程と、
    前記金属パターン層上に、前記金属パターン層と比較して前記有機パターン層の形成に使用するインキの付着性がより高い表面層を形成する工程とを含んだことを特徴とする方法。
12. 前記表面層を電着によって形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。

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