印刷版および有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子
【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層をパターニング形成する場合において、混色等の印刷不良がなく、良好な表示特性を実現可能な印刷版および有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層を、凸版印刷法によりパターニング形成する製造方法、およびその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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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ってしまい、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。
【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５０７７号公報
【特許文献３】特開２００１−１５５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機発光材料をインキ化し、各画素に異なる色に発光する有機発光層を形成する場合、異なる色のインキが混ざり合わないようにする必要がある。一般的に、異なる色のインキが混ざり合わないようにすること、および、ショート抑制のために陽極端部を被覆することを目的として、画素の周囲には隔壁が設けられる。隔壁を設けることで、隣接画素へのインキの混入は大幅に抑制することができる。
【０００９】
同様に、凸版印刷法により有機発光層をパターニング形成する場合も、周囲を隔壁に囲まれた画素にインキを供給する。互いに平行な直線上に画素が配置されている場合には印刷版の凸部パターンには平行なラインパターンが用いられることが多く、その場合、直線上にある画素間の隔壁にもインキが供給されるため、隔壁上にインキ溜まりができてしまっていた。この状態で隣接画素に印刷をおこなうと、隔壁上に溜まっている異なる色のインキを画素内に引き込んでしまい、混色を引き起こすという問題があった。
【００１０】
混色を回避するには、印刷版の凸部パターン線幅を細くすることが効果的である。しかし、一般的に有機発光材料は溶剤に対する溶解性が悪く、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させた有機発光インキの濃度は１〜５ｗｔ％程度と低い。このような低濃度の有機発光インキを用いて周囲を隔壁に囲まれた画素に１００ｎｍ程度の有機発光層を形成するには、インキを大量に供給する必要がある。印刷版の凸部パターンの線幅を細くしてしまうと、供給できるインキ量が少なくなり、所望の膜厚を得ることができない。
【００１１】
さらに、混色を回避する別の手段として、隔壁上にインキを供給しないようにするため、印刷版の凸部パターンを隔壁の位置には形成せず画素に対応する位置にのみ形成（ドットパターン）することが考えられる。しかし、本発明者等がドットパターンでの有機発光層形成を試みたところ、混色は起きなかったものの、印刷抜けや膜厚バラツキが大きくなるなどの印刷不良が発生した。これは、印刷版にインキを供給する手段として、アニロックスロールを用いることが原因の１つに挙げられる。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びインキを保持している。そのため、印刷版の凸部パターンがアニロックスロールのセルの淵（土手）に接触する面積の大小によって、供給されるインキ量が異なってしまう。ラインパターンの場合は凸部パターンの面積が広いため、各パターンのインキ供給量のバラツキは小さく、さらに、供給されたインキが凸部パターン上で適度にレベリングするため、各画素間の有機発光層の膜厚バラツキは小さく抑えることができる。しかし、ドットパターンの場合は凸部パターンの面積が小さく、アニロックスロールの土手の影響が大きくなり、各パターンのインキ供給量のバラツキが大きくなるため、有機発光層の膜厚バラツキは大きくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明では、直線上に配置され、周囲を隔壁に囲まれた画素に、凸版印刷法により有機発光層をパターニング形成する場合において、混色等の印刷不良がなく、良好な表示特性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版、としたものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の線幅が、前記画素開口部の開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版、としたものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記非開口部に印刷する部分の線幅の最細部が前記画素開口部の開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、前記画素開口部の開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さが、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さの８０％以上１５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記印刷版を構成する基材が金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用い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の製造方法、としたものである。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用いて、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子、としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明により、隔壁上へのインキ供給量が少なくなり、隔壁上のインキ溜まりが小さくなったため、隣接画素へのインキ混入がなくなった。さらに、アニロックスロールから印刷版凸部パターンへのインキ供給量バラツキが抑制されたため、各画素の有機発光層の膜厚バラツキが小さくなり、良好な表示特性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができた。
【００２１】
請求項２および４の発明により、画素開口部に供給されるインキ量を適切に管理でき、インキが隔壁を越えて隣接画素へ流れ込むことなく、所望の膜厚を確保した有機発光層を形成することができた。
【００２２】
請求項３の発明により、直線上の画素間の隔壁上に形成されるインキ溜まりが混色を引き起こさない程度に小さくなった。さらに、印刷版の凸部パターンがアニロックスロールに接触する面積も十分に確保でき、有機発光層の膜厚バラツキを小さく抑えることができた。
【００２３】
請求項５の発明により、印刷版の伸縮が抑制され、より高精度に有機発光層をパターニング形成できるようになった。その結果、混色を引き起こす要因である印刷位置ズレが軽減し、本発明の効果を発揮するために好適であった。
【００２４】
上記請求項６の発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を適用することによって、有機発光材料インキを所望の膜厚で混色なくパターニングすることが可能となり、良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の印刷版による印刷パターンの模式図である。
【図２】本発明に用いる凸版印刷装置の概略図である。
【図３】本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の説明断面図である。
【図４】本発明によるアクティブマトリクス方式の基板の一例の説明断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１は、本発明の印刷版凸部パターンを用いて、被印刷基板上に印刷を行なった場合の印刷パターンの例を模式的に示したものである。図１においては、白抜きの長方形の部分が被印刷基板上の画素開口部で、半影部が本発明の印刷版で印刷されたパターンである。すなわち、本発明の印刷用凸版は、図１の半影部のようなパターンの凸部を有している。
【００２８】
本発明に用いる印刷版凸部パターンは、画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とで連続しており、その線幅は開口部とその周辺に印刷する部分よりも非開口部に印刷する部分の方が細くなっている。その形状は、非開口部に印刷する部分が細くなっていればよく、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、様々な形状をとることができる。
【００２９】
印刷版凸部パターンの画素開口部とその周辺に印刷する部分（太幅部分）の線幅は、画素開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることが望ましい。画素開口幅に対して凸部パターンの線幅が６０％より細い場合、画素へのインキ供給量が不足し、有機発光層が所望の膜厚より薄くなってしまう可能性が高い。また、画素開口部に対して凸部パターンの線幅が１３０％より太い場合、異なる色が配置される隣接画素間にある隔壁をインキが乗り越えて混色してしまう可能性がある。
【００３０】
印刷版凸部パターンの非開口部に印刷する部分の線幅の最細部は、画素開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることが望ましい。画素開口幅に対して凸部パターンの最細部の線幅が２０％より細い場合、凸部パターンが画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とで連続している効果が小さくなり、膜厚バラツキの増大や印刷不良が起こってしまう恐れがある。また、画素開口幅に対して凸部パターンの最細部の線幅が１２０％、または太幅部の線幅の９５％より太い場合、画素間の隔壁上に形成されるインキ溜まりが大きくなり、混色を引き起こす可能性が高くなる。
【００３１】
印刷版凸部パターンで、画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さ（図１の太幅の半影部の長さ）Ｌ１は、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さＬ２の８０％以上１５０％以下であることが望ましい。画素開口部の長さＬ２に対して凸部パターン太幅部の長さＬ１が８０％より短い場合、画素へのインキ供給量が不足し、有機発光層が所望の膜厚より薄くなってしまう可能性が高い。また、画素開口部の長さＬ２に対して凸部パターン太幅部の長さＬ１が１５０％より長い場合、画素間隔壁上のインキ溜まりを小さくする効果が得られず、混色を引き起こしてしまう可能性が高くなる。
【００３２】
本発明の印刷版に用いられる基材としては、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。
【００３３】
なお、本発明に使用する印刷版を構成する基材としては、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。
【００３４】
印刷版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。
【００３５】
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できるため、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。
【００３６】
本発明における印刷版の凸部パターンは、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、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、要求精度の凸部パターン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。
【００３７】
次に、本発明の凸版印刷法による有機発光層のパターン形成方法の一例を説明する。
【００３８】
図２に示す製造装置は、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３０６を取り付けした版胴３０５の周囲に配置されている。インキタンク３０１には、溶剤に溶解させて調液した有機発光材料インキ３０４が収容されており、インキチャンバー３１０にはインキタンク３０１より有機発光材料を含むインキ３０４が送り込まれるようになっている。アニロックスロール３０３は、インキチャンバー３１０のインキ供給部及び印刷版３０６に接して回転するようになっている。
【００３９】
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３０３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３０６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３０５の回転に合わせて印刷版３０６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３０７の所定位置にパターニングして有機機能性材料インキ３０４を転移し、有機機能層を形成する。
【００４０】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例として、図３及び図４に基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明する。
【００４１】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の構造）
図３に図２の有機エレクトロルミネッセンス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エレクトロルミネッセンス素子、アクティブマトリックス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子のどちらにも適用可能である。
【００４２】
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。
【００４３】
図３に示すように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。隔壁は画素を格子状に囲むように設けられ、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望ましい。
【００４４】
そして、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【００４５】
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、有機エレクトロルミネッセンス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。
【００４６】
本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、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、画素周囲を格子状に囲む隔壁と、有機発光層と、第二電極を具備する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【００４７】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法）
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エレクトロルミネッセンス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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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エレクトロルミネッセンス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。
【００５１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板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、有機エレクトロルミネッセンス素子との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。
【００５２】
ＴＦＴ８０２や、その上方に構成される有機エレクトロルミネッセンス素子は支持体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。
【００５３】
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。
【００５４】
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ェンオリゴマー、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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と有機エレクトロルミネッセンス素子の画素電極（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。
【００５９】
ＴＦＴ８０２とドレイン電極３１０と有機エレクトロルミネッセンス素子の画素電極（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。
【００６０】
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。
【００６１】
基板上には第一電極が設けられる。本発明では、第一電極は隔壁によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。第一電極の材料としては、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や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。第一電極を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、第一電極の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。第一電極の形成方法としては、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、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第一電極のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。
【００６２】
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。
【００６３】
第一電極を形成後、隔壁が形成される。本発明の隔壁は、画素に対応した発光領域を区画するように形成し、第一電極端部を覆うように形成するのが好ましい。隔壁は、画素周囲を囲むような格子状となっている。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
そして、本発明は有機発光層を形成する有機発光材料を溶媒に溶解、または分散させたインキを用い、基材上に凸部パターンを有する印刷版を用いて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を形成する際に適用する。
【００６９】
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−５−トリフルオロメチル−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−５−シアノ−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−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
正孔輸送層や正孔注入層としては、正孔の注入性や輸送性を有しているものであればよい。その材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系化合物、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマー、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物等が挙げられる。正孔輸送層や正孔注入輸送層の厚さは特に限定されるものではないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適宜選択される。正孔輸送層や正孔注入輸送層は上述した材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複数層構造であってもよい。
【００７４】
さらには、無機材料として、Ｃｕ2Ｏ，Ｃｒ2Ｏ3，Ｍｎ2Ｏ3，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，ＭｏＯ2，Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＳｎＯ2，ＴｈＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，ＭｎＯ2等の金属酸化物やこれら金属の炭化物、窒化物、硼化物などを用いることもできる。
【００７５】
電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などの電子注入性材料の薄膜（膜厚１０ｎｍ以下）としてもよい。あるいはまた、アルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体を用いてもよい。
【００７６】
さらには、電子輸送層としては、陰極から注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては例えば、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフリーフタロシアニンやメタルフタロシアニンあるいはこれらの末端がアルキル基やスルホン基等で置換されているもの、ジスチリルピラジン誘導体等が挙げられる。電子輸送層の厚さも特に限定されるものではないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適宜選択される。電子輸送層は上述した材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複数層構造であってもよい。
【００７７】
上述した有機エレクトロルミネッセンス素子を、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と画素周囲を格子状に囲む隔壁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を含むインキを用いる。有機発光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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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接着剤を用いてキャップと基板を貼り合わせることにより封止がおこなわれる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、封止する有機エレクトロルミネッセンス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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜実施例１＞
（被印刷基板の作製）
被印刷基板として、支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタと、その上方に形成された平坦化層と、平坦化層上にコンタクトホールによって前記薄膜トランジスタと導通が図られている画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは対角１．８インチ、画像形成領域のピクセル数は６４（ＲＧＢ）×６４である。
【００８９】
この基板上に設けられている画素電極の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁を形成した。隔壁の形成は、日本ゼオン社製ポジレジストＺＷＤ６２１６−６をスピンコータにて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィーによって、直列画素間が幅１２０μｍ、隣接画素間が幅６０μｍの隔壁を形成した。これによりサブピクセル数１９２×６４ドット（サブピクセル幅１６６μｍ、ピッチ４９８μｍ）の画素領域が区画された。
【００９０】
画素電極上に、正孔輸送層として厚さ５０ｎｍの酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスクでパターン成膜し、被印刷基板を作製した。
【００９１】
（有機発光層形成用インキの調製）
赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の３色からなる以下の有機発光インキを調製した。
赤色発光インク（Ｒ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製赤色発光材料 商品名Ｒｅｄ１１００）
緑色発光インク（Ｇ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製緑色発光材料 商品名Ｇｒｅｅｎ１３００）
青色発光インク（Ｂ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製青色発光材料 商品名Ｂｌｕｅ１１００）
【００９２】
（印刷版の作製（図１（ａ）の形状））
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、図１（ａ）の形状のネガパターン（太幅部線幅１２０μｍ、太幅部長さ４００μｍ、細幅部線幅９５μｍ、細幅部長さ９８μｍの連続するパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９３】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は９８ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色や発光ムラなどの特異な異常が無いことを確認した。
【００９４】
＜実施例２＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【００９５】
（印刷版の作製（図１（ｂ）の形状））
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、図１（ｂ）の形状のネガパターン（太幅部線幅１２０μｍ、太幅部長さ４００μｍ、最細幅部線幅９５μｍの連続するパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９６】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は１０１ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色や発光ムラなどの特異な異常が無いことを確認した。
【００９７】
＜比較例１＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【００９８】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、ライン形状のネガパターン（線幅１２０μｍのラインパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９９】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は１０７ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、青色画素に赤色インキが混入していた。
【０１００】
＜比較例２＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【０１０１】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、ライン形状のネガパターン（線幅９０μｍのラインパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【０１０２】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は６０ｎｍであり、所望の膜厚（１００ｎｍ）より薄くなってしまった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、有機発光層が薄いことによる発光効率の低下と寿命の低下が確認された。
【０１０３】
＜比較例３＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【０１０４】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、被印刷基板の画素開口部分に相当するドット形状のネガパターン（線幅１２０μｍ、長さ４００μｍのドットパターンを６４×６４個配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【０１０５】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は８７ｎｍであった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色はみられなかったものの、膜厚のバラツキが大きいことによる発光ムラが観察された。
【０１０６】
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、混色や発光ムラの少ない、高性能な有機エレクトロルミネッセンス素子が製造できることが確認できた。
【符号の説明】
【０１０７】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層を、凸版印刷法によりパターニング形成する製造方法、およびその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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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ってしまい、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。
【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５０７７号公報
【特許文献３】特開２００１−１５５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機発光材料をインキ化し、各画素に異なる色に発光する有機発光層を形成する場合、異なる色のインキが混ざり合わないようにする必要がある。一般的に、異なる色のインキが混ざり合わないようにすること、および、ショート抑制のために陽極端部を被覆することを目的として、画素の周囲には隔壁が設けられる。隔壁を設けることで、隣接画素へのインキの混入は大幅に抑制することができる。
【０００９】
同様に、凸版印刷法により有機発光層をパターニング形成する場合も、周囲を隔壁に囲まれた画素にインキを供給する。互いに平行な直線上に画素が配置されている場合には印刷版の凸部パターンには平行なラインパターンが用いられることが多く、その場合、直線上にある画素間の隔壁にもインキが供給されるため、隔壁上にインキ溜まりができてしまっていた。この状態で隣接画素に印刷をおこなうと、隔壁上に溜まっている異なる色のインキを画素内に引き込んでしまい、混色を引き起こすという問題があった。
【００１０】
混色を回避するには、印刷版の凸部パターン線幅を細くすることが効果的である。しかし、一般的に有機発光材料は溶剤に対する溶解性が悪く、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させた有機発光インキの濃度は１〜５ｗｔ％程度と低い。このような低濃度の有機発光インキを用いて周囲を隔壁に囲まれた画素に１００ｎｍ程度の有機発光層を形成するには、インキを大量に供給する必要がある。印刷版の凸部パターンの線幅を細くしてしまうと、供給できるインキ量が少なくなり、所望の膜厚を得ることができない。
【００１１】
さらに、混色を回避する別の手段として、隔壁上にインキを供給しないようにするため、印刷版の凸部パターンを隔壁の位置には形成せず画素に対応する位置にのみ形成（ドットパターン）することが考えられる。しかし、本発明者等がドットパターンでの有機発光層形成を試みたところ、混色は起きなかったものの、印刷抜けや膜厚バラツキが大きくなるなどの印刷不良が発生した。これは、印刷版にインキを供給する手段として、アニロックスロールを用いることが原因の１つに挙げられる。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びインキを保持している。そのため、印刷版の凸部パターンがアニロックスロールのセルの淵（土手）に接触する面積の大小によって、供給されるインキ量が異なってしまう。ラインパターンの場合は凸部パターンの面積が広いため、各パターンのインキ供給量のバラツキは小さく、さらに、供給されたインキが凸部パターン上で適度にレベリングするため、各画素間の有機発光層の膜厚バラツキは小さく抑えることができる。しかし、ドットパターンの場合は凸部パターンの面積が小さく、アニロックスロールの土手の影響が大きくなり、各パターンのインキ供給量のバラツキが大きくなるため、有機発光層の膜厚バラツキは大きくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明では、直線上に配置され、周囲を隔壁に囲まれた画素に、凸版印刷法により有機発光層をパターニング形成する場合において、混色等の印刷不良がなく、良好な表示特性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版、としたものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の線幅が、前記画素開口部の開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版、としたものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記非開口部に印刷する部分の線幅の最細部が前記画素開口部の開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、前記画素開口部の開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さが、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さの８０％以上１５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記印刷版を構成する基材が金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷版、としたものである。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用い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の製造方法、としたものである。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用いて、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子、としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明により、隔壁上へのインキ供給量が少なくなり、隔壁上のインキ溜まりが小さくなったため、隣接画素へのインキ混入がなくなった。さらに、アニロックスロールから印刷版凸部パターンへのインキ供給量バラツキが抑制されたため、各画素の有機発光層の膜厚バラツキが小さくなり、良好な表示特性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができた。
【００２１】
請求項２および４の発明により、画素開口部に供給されるインキ量を適切に管理でき、インキが隔壁を越えて隣接画素へ流れ込むことなく、所望の膜厚を確保した有機発光層を形成することができた。
【００２２】
請求項３の発明により、直線上の画素間の隔壁上に形成されるインキ溜まりが混色を引き起こさない程度に小さくなった。さらに、印刷版の凸部パターンがアニロックスロールに接触する面積も十分に確保でき、有機発光層の膜厚バラツキを小さく抑えることができた。
【００２３】
請求項５の発明により、印刷版の伸縮が抑制され、より高精度に有機発光層をパターニング形成できるようになった。その結果、混色を引き起こす要因である印刷位置ズレが軽減し、本発明の効果を発揮するために好適であった。
【００２４】
上記請求項６の発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を適用することによって、有機発光材料インキを所望の膜厚で混色なくパターニングすることが可能となり、良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の印刷版による印刷パターンの模式図である。
【図２】本発明に用いる凸版印刷装置の概略図である。
【図３】本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の説明断面図である。
【図４】本発明によるアクティブマトリクス方式の基板の一例の説明断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１は、本発明の印刷版凸部パターンを用いて、被印刷基板上に印刷を行なった場合の印刷パターンの例を模式的に示したものである。図１においては、白抜きの長方形の部分が被印刷基板上の画素開口部で、半影部が本発明の印刷版で印刷されたパターンである。すなわち、本発明の印刷用凸版は、図１の半影部のようなパターンの凸部を有している。
【００２８】
本発明に用いる印刷版凸部パターンは、画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とで連続しており、その線幅は開口部とその周辺に印刷する部分よりも非開口部に印刷する部分の方が細くなっている。その形状は、非開口部に印刷する部分が細くなっていればよく、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、様々な形状をとることができる。
【００２９】
印刷版凸部パターンの画素開口部とその周辺に印刷する部分（太幅部分）の線幅は、画素開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることが望ましい。画素開口幅に対して凸部パターンの線幅が６０％より細い場合、画素へのインキ供給量が不足し、有機発光層が所望の膜厚より薄くなってしまう可能性が高い。また、画素開口部に対して凸部パターンの線幅が１３０％より太い場合、異なる色が配置される隣接画素間にある隔壁をインキが乗り越えて混色してしまう可能性がある。
【００３０】
印刷版凸部パターンの非開口部に印刷する部分の線幅の最細部は、画素開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることが望ましい。画素開口幅に対して凸部パターンの最細部の線幅が２０％より細い場合、凸部パターンが画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とで連続している効果が小さくなり、膜厚バラツキの増大や印刷不良が起こってしまう恐れがある。また、画素開口幅に対して凸部パターンの最細部の線幅が１２０％、または太幅部の線幅の９５％より太い場合、画素間の隔壁上に形成されるインキ溜まりが大きくなり、混色を引き起こす可能性が高くなる。
【００３１】
印刷版凸部パターンで、画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さ（図１の太幅の半影部の長さ）Ｌ１は、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さＬ２の８０％以上１５０％以下であることが望ましい。画素開口部の長さＬ２に対して凸部パターン太幅部の長さＬ１が８０％より短い場合、画素へのインキ供給量が不足し、有機発光層が所望の膜厚より薄くなってしまう可能性が高い。また、画素開口部の長さＬ２に対して凸部パターン太幅部の長さＬ１が１５０％より長い場合、画素間隔壁上のインキ溜まりを小さくする効果が得られず、混色を引き起こしてしまう可能性が高くなる。
【００３２】
本発明の印刷版に用いられる基材としては、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。
【００３３】
なお、本発明に使用する印刷版を構成する基材としては、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。
【００３４】
印刷版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。
【００３５】
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できるため、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。
【００３６】
本発明における印刷版の凸部パターンは、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、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、要求精度の凸部パターン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。
【００３７】
次に、本発明の凸版印刷法による有機発光層のパターン形成方法の一例を説明する。
【００３８】
図２に示す製造装置は、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３０６を取り付けした版胴３０５の周囲に配置されている。インキタンク３０１には、溶剤に溶解させて調液した有機発光材料インキ３０４が収容されており、インキチャンバー３１０にはインキタンク３０１より有機発光材料を含むインキ３０４が送り込まれるようになっている。アニロックスロール３０３は、インキチャンバー３１０のインキ供給部及び印刷版３０６に接して回転するようになっている。
【００３９】
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３０３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３０６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３０５の回転に合わせて印刷版３０６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３０７の所定位置にパターニングして有機機能性材料インキ３０４を転移し、有機機能層を形成する。
【００４０】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例として、図３及び図４に基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明する。
【００４１】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の構造）
図３に図２の有機エレクトロルミネッセンス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エレクトロルミネッセンス素子、アクティブマトリックス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子のどちらにも適用可能である。
【００４２】
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。
【００４３】
図３に示すように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。隔壁は画素を格子状に囲むように設けられ、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望ましい。
【００４４】
そして、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【００４５】
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、有機エレクトロルミネッセンス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。
【００４６】
本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、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、画素周囲を格子状に囲む隔壁と、有機発光層と、第二電極を具備する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【００４７】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法）
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エレクトロルミネッセンス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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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エレクトロルミネッセンス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。
【００５１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板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、有機エレクトロルミネッセンス素子との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。
【００５２】
ＴＦＴ８０２や、その上方に構成される有機エレクトロルミネッセンス素子は支持体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。
【００５３】
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。
【００５４】
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ェンオリゴマー、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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と有機エレクトロルミネッセンス素子の画素電極（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。
【００５９】
ＴＦＴ８０２とドレイン電極３１０と有機エレクトロルミネッセンス素子の画素電極（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。
【００６０】
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。
【００６１】
基板上には第一電極が設けられる。本発明では、第一電極は隔壁によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。第一電極の材料としては、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や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。第一電極を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、第一電極の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。第一電極の形成方法としては、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、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第一電極のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。
【００６２】
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。
【００６３】
第一電極を形成後、隔壁が形成される。本発明の隔壁は、画素に対応した発光領域を区画するように形成し、第一電極端部を覆うように形成するのが好ましい。隔壁は、画素周囲を囲むような格子状となっている。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
そして、本発明は有機発光層を形成する有機発光材料を溶媒に溶解、または分散させたインキを用い、基材上に凸部パターンを有する印刷版を用いて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を形成する際に適用する。
【００６９】
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−５−トリフルオロメチル−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−５−シアノ−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−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
正孔輸送層や正孔注入層としては、正孔の注入性や輸送性を有しているものであればよい。その材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系化合物、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマー、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物等が挙げられる。正孔輸送層や正孔注入輸送層の厚さは特に限定されるものではないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適宜選択される。正孔輸送層や正孔注入輸送層は上述した材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複数層構造であってもよい。
【００７４】
さらには、無機材料として、Ｃｕ2Ｏ，Ｃｒ2Ｏ3，Ｍｎ2Ｏ3，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，ＭｏＯ2，Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＳｎＯ2，ＴｈＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，ＭｎＯ2等の金属酸化物やこれら金属の炭化物、窒化物、硼化物などを用いることもできる。
【００７５】
電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などの電子注入性材料の薄膜（膜厚１０ｎｍ以下）としてもよい。あるいはまた、アルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体を用いてもよい。
【００７６】
さらには、電子輸送層としては、陰極から注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては例えば、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフリーフタロシアニンやメタルフタロシアニンあるいはこれらの末端がアルキル基やスルホン基等で置換されているもの、ジスチリルピラジン誘導体等が挙げられる。電子輸送層の厚さも特に限定されるものではないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適宜選択される。電子輸送層は上述した材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複数層構造であってもよい。
【００７７】
上述した有機エレクトロルミネッセンス素子を、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と画素周囲を格子状に囲む隔壁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を含むインキを用いる。有機発光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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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接着剤を用いてキャップと基板を貼り合わせることにより封止がおこなわれる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、封止する有機エレクトロルミネッセンス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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜実施例１＞
（被印刷基板の作製）
被印刷基板として、支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタと、その上方に形成された平坦化層と、平坦化層上にコンタクトホールによって前記薄膜トランジスタと導通が図られている画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは対角１．８インチ、画像形成領域のピクセル数は６４（ＲＧＢ）×６４である。
【００８９】
この基板上に設けられている画素電極の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁を形成した。隔壁の形成は、日本ゼオン社製ポジレジストＺＷＤ６２１６−６をスピンコータにて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィーによって、直列画素間が幅１２０μｍ、隣接画素間が幅６０μｍの隔壁を形成した。これによりサブピクセル数１９２×６４ドット（サブピクセル幅１６６μｍ、ピッチ４９８μｍ）の画素領域が区画された。
【００９０】
画素電極上に、正孔輸送層として厚さ５０ｎｍの酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスクでパターン成膜し、被印刷基板を作製した。
【００９１】
（有機発光層形成用インキの調製）
赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の３色からなる以下の有機発光インキを調製した。
赤色発光インク（Ｒ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製赤色発光材料 商品名Ｒｅｄ１１００）
緑色発光インク（Ｇ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製緑色発光材料 商品名Ｇｒｅｅｎ１３００）
青色発光インク（Ｂ）：ポリフルオレン系誘導体のトルエン１質量％溶液（住友化学社製青色発光材料 商品名Ｂｌｕｅ１１００）
【００９２】
（印刷版の作製（図１（ａ）の形状））
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、図１（ａ）の形状のネガパターン（太幅部線幅１２０μｍ、太幅部長さ４００μｍ、細幅部線幅９５μｍ、細幅部長さ９８μｍの連続するパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９３】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は９８ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色や発光ムラなどの特異な異常が無いことを確認した。
【００９４】
＜実施例２＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【００９５】
（印刷版の作製（図１（ｂ）の形状））
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、図１（ｂ）の形状のネガパターン（太幅部線幅１２０μｍ、太幅部長さ４００μｍ、最細幅部線幅９５μｍの連続するパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９６】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は１０１ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色や発光ムラなどの特異な異常が無いことを確認した。
【００９７】
＜比較例１＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【００９８】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、ライン形状のネガパターン（線幅１２０μｍのラインパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【００９９】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は１０７ｎｍだった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、青色画素に赤色インキが混入していた。
【０１００】
＜比較例２＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【０１０１】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、ライン形状のネガパターン（線幅９０μｍのラインパターンをピッチ４９８μｍで６４本配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【０１０２】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は６０ｎｍであり、所望の膜厚（１００ｎｍ）より薄くなってしまった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、有機発光層が薄いことによる発光効率の低下と寿命の低下が確認された。
【０１０３】
＜比較例３＞
被印刷基板の作製、および有機発光インキの調液は実施例１と同様にしておこなった。
【０１０４】
（印刷版の作製）
ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂版を用い、被印刷基板の画素開口部分に相当するドット形状のネガパターン（線幅１２０μｍ、長さ４００μｍのドットパターンを６４×６４個配置）の東京プロセスサービス株式会社製クロムマスクを７０ｍｍＨｇで減圧密着させ、株式会社オーク製作所製紫外線点光源により露光した。露光の後、公知の現像、洗浄、乾燥工程を経て、凸版を形成した。
【０１０５】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造）
上記印刷版を枚葉式の印刷機のシリンダーに固定した。これと上記の有機発光インキを用いて、被印刷基板に対し印刷を各色についておこなった。印刷をおこなった後、オーブン内にて１３０℃で１時間乾燥を行った。形成されたパターン各色の平均膜厚は８７ｎｍであった。乾燥の後、印刷により形成した有機発光層上にカルシウムを１０ｎｍ成膜し、さらにその上に銀を３００ｎｍ真空蒸着し、最後にガラスキャップを用い封止をおこない本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この有機エレクトロルミネッセンス素子の発光状態を確認したところ、混色はみられなかったものの、膜厚のバラツキが大きいことによる発光ムラが観察された。
【０１０６】
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、混色や発光ムラの少ない、高性能な有機エレクトロルミネッセンス素子が製造できることが確認できた。
【符号の説明】
【０１０７】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版。
【請求項２】
前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の線幅が、前記画素開口部の開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版。
【請求項３】
前記印刷版の凸部パターンの、前記非開口部に印刷する部分の線幅の最細部が前記画素開口部の開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、前記画素開口部の開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の印刷版。
【請求項４】
前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さが、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さの８０％以上１５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷版。
【請求項５】
前記印刷版を構成する基材が金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷版。
【請求項６】
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用い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の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用いて、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において用いられる印刷版であって、
基材の片方の面に凸部パターンが形成されており、
前記凸部パターンは、前記画素開口部に印刷する部分と非開口部に印刷する部分とは同色画素の並び方向に連続しており、その線幅は前記画素開口部とその周辺に印刷する部分より、前記非開口部に印刷する部分の方が細くなっていることを特徴とする印刷版。
【請求項２】
前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の線幅が、前記画素開口部の開口幅に対して６０％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版。
【請求項３】
前記印刷版の凸部パターンの、前記非開口部に印刷する部分の線幅の最細部が前記画素開口部の開口幅の２０％以上１２０％以下であり、かつ、前記画素開口部の開口部とその周辺に印刷する凸部パターンの線幅の９５％以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の印刷版。
【請求項４】
前記印刷版の凸部パターンの、前記画素開口部とその周辺に印刷する部分の同色画素の並び方向の長さが、前記画素開口部の同色画素の並び方向の長さの８０％以上１５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷版。
【請求項５】
前記印刷版を構成する基材が金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷版。
【請求項６】
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造において、互いに平行な直線上に配置された画素の周辺を隔壁で格子状に囲んだ画素開口部に、有機発光層を形成する工程において、請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用い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の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の印刷版を用いて、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−７１０３３（Ｐ２０１１−７１０３３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２６９１（Ｐ２００９−２２２６９１）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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