有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
【課題】隔壁で区切られた画素内に凸版印刷によりインキを転写して発光媒体層を形成する方法において、インキのはじきがなく均一な膜形成を行うことで、画素間の色度や特性のバラツキのない有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に封止材を形成する工程と、からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、を含む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。
【解決手段】基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に封止材を形成する工程と、からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、を含む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。
【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（以下、有機ＥＬ素子）の製造方法に関し、さらに詳しくは凸版印刷方式により有機発光媒体層が形成される有機ＥＬ素子において、均一な発光をえうる有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイスは、二つの対向する電極の間に正孔輸送材料からなる正孔輸送層及び有機発光材料からなる有機発光層が形成される。ここではこれらの層を合わせて有機発光媒体層と呼ぶことにするが、有機発光デバイスはこれらの有機発光媒体層に電流を流すことで発光させるものである。効率よく発光させるには有機発光媒体層の膜厚が重要であり、１００ｎｍ程度の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイパネル化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
有機発光媒体層を形成する正孔輸送材料及び有機発光材料には、低分子材料と高分子材料が有り、一般に低分子材料は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るほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また、真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する二層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分けている。
【０００５】
上記のウェットコーティング法として、インクジェット法や凸版印刷法があり、特に凸版印刷法はインクジェット法よりもスループットが良いという特徴がある。しかし、有機発光媒体層を形成する際に、隔壁によるインキのはじきによるムラが発生してしまうために画素間で色度や特性がバラついてしまう問題があり、この問題を解決するために、特開２００８−６６２９４に記載されている隔壁にＵＶ照射や、プラズマ処理することで親水性を高めて膜厚ムラを低減する方法があった。しかし、この方法によっても隔壁によるはじきが依然あり、はじきによる膜厚ムラが依然として問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６６２９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、上記問題を解決するためになされたものであり、その課題をするところは、隔壁で区切られた画素内に凸版印刷によりインキを転写して発光媒体層を形成する方法において、インキのはじきがなく均一な膜形成を行うことで、画素間の色度や特性のバラツキのない有機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明として、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に封止材を形成する工程と、からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、を含む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。
【０００９】
また、請求項２に係る発明として、前記有機発光媒体層を形成する工程は、前記第一電極上に正孔輸送層を形成する工程と、前記隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上の正孔輸送層上にインターレイヤー層を形成する工程と、前記インターレイヤー層上に有機発光層を凸版印刷法により形成する工程と、からなることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１０】
また、請求項３に係る発明として、前記隔壁上膜を形成する工程は、インターレイヤーインキをスピンコーターにより前記隔壁上に塗布する工程と、前記インターレイヤーインキをフォトリソグラフィー法によりパターニングする工程と、からなることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１１】
また、請求項４に係る発明として、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程は、インターレイヤーインキを凸版印刷法により形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光媒体層の一層を隔壁上にパターニングすることで、隔壁に発光媒体層と同じ親和性を持たせることができ、凸版印刷法によりインキ転写して発光媒体層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、インキのはじきがなく、色度やムラの無い有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００１３】
また本発明によれば、仕切り部材である隔壁上に、発光媒体層の架橋性のある１層をパターン形成することで、発光媒体層を印刷形成する際に生じる隔壁によるはじきを無くすことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の凸版印刷法で作製した有機ＥＬ素子の概略図
【図２】従来の凸版印刷法で作製した有機ＥＬ素子の概略図
【図３】凸版印刷装置の概略図
【図４】本発明の凸版印刷法で作成した有機ＥＬ素子の上面から見た図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の実施形態を、アクティブマトリックスタイプの有機ＥＬディスプレイパネルを作製する場合を例に説明をする。ただし、本発明はこれらに限定したものではなく、他の実施形態としては、パッシブマトリックスタイプやセグメントタイプが挙げられる。
【００１６】
本発明かかる有機ＥＬディスプレイパネル断面の模式図を図１に、上面から見た図を図４に示す。
【００１７】
有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ素子は基板１０１上に形成される。基板１０１としては、有機ＥＬ装置の駆動方法をアクティブマトリクス方式とした場合、ガラスや石英、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたものを基板１０１として用いる。なお、薄膜トランジスタは特に図示しない。有機ＥＬ装置が形成された基板の下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイパネルとする場合には、基板１０１の材料としては透明なガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることがこのましい。また、プラスチック製のフィルムを用いれば、巻取りにより高分子ＥＬ素子の製造が可能となり、安価にディスプレイパネルを提供できる。そのプラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート等を用いることができる。また、これらのフィルムは水蒸気バリア性、酸素バリア性を示す酸化ケイ素といった金属酸化物、窒化ケイ素といった酸化窒化物やポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物からなるバリア層が必要に応じて設けられる。有機ＥＬ装置が形成された基板の上方から光を取り出す、いわゆるトップエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイパネルとする場合もボトムエミッションタイプと同じ基板材料を用いることができるが、基板１０１は透明でなくても良い。
【００１８】
基板１０１の上には陽極としてパターニングされた画素電極１０２が設けられる。画素電極１０２の材料はボトムエミッションタイプの場合には、ＩＴＯ（インジウム錫複合酸化物）、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、酸化アルミニウム複合酸化物等の透明な電極材料を用いることが望ましい。なお、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性があることなどからＩＴＯが好ましい。ＩＴＯはスパッタ法により基板上に形成されフォトリソグラフィー法により画素状にパターニングされ画素電極２となる。また、ＩＴＯはイオンプレーティング法や蒸着法により形成することもできる。トップエミッションタイプの場合には画素電極に反射性が必要なため、ＡｇやＡｌのような金属材料の上にＩＴＯ膜を積層すればよい。
【００１９】
画素電極１０２を形成後、隣接する画素電極の間に感光性材料を用いて、フォトリソグラフィー法により隔壁１０３が形成される。
【００２０】
隔壁１０３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１０３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。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素子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。
【００２１】
隔壁１０３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。隔壁のパターンとしては、基板１０１上に隣接する画素同士を絶縁して区画するような格子状で、画素の外周の端部を覆うように形成することが望ましい。
【００２２】
隔壁１０３形成後、正孔輸送層をパターン形成する。正孔輸送層１０４のパターニング方法としては、材料特性や成膜法により異なるが、第一電極及び隔壁２０３を被覆するように形成するベタ成膜が容易であるため望ましい。
【００２３】
正孔輸送層１０４の材料としては、無機材料を用いることができ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ、およびＦｒなどのアルカリ金属元素や、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａなどのアルカリ土類金属元素、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどのランタノイド系元素、Ｔｈなどのアクチノイド系元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ａｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、およびＢｉなどの金属元素、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅなどの半金属元素、更にはこれらの合金や、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、硫化物、ハロゲン化物などの無機化合物を用いても良い。
【００２４】
このうち特に酸化モリブデンは、成膜が容易であり、正孔注入電極からの正孔注入機能が高く、正孔を安定に輸送する機能に優れており、安定性の点など正孔輸送材料や電子注入材料の一部として有用な材料であることが知られている。
【００２５】
正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、例えばＣｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ２，Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２等の金属酸化物を真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法を用いて第１の電極上及び隔壁上の全面に形成することができる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
正孔輸送材料として有機材料を用いる場合、例えばポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等とポリスチレンスルホン酸やポリビニルスルホン酸等のドーパントを混合したものを溶媒に溶解または分散させて正孔輸送材料インキとし、スピンコート法や各種印刷法を用いて第１の電極及び隔壁上の全面に塗布して形成できる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
正孔輸送層１０４を形成後、隔壁上膜１０５を形成する。隔壁上膜１０５は架橋性のあるインターレイヤーインキを用いて形成され、有機発光媒体層を印刷法で形成する前に、スピンコーターなどで正孔輸送層や隔壁上を含む基板１０１上に均一に塗布形成し、フォトグラフィー法により隔壁１０３上にパターン形成する。
隔壁上に隔壁上膜１０５を形成することで、隔壁１０３上に形成される膜同士の親和性が高まり、発光媒体層を凸版印刷法で印刷する際に隔壁１０３上でのハジキが抑制され、膜厚にムラのない均一な発酵媒体層が得られる。また、隔壁上膜１０５をスピンコーターで形成することで、膜厚が均一な隔壁上膜１０５を形成することができ、隔壁上膜１０５の表面に由来する発光媒体層の膜厚ムラをなくすことができる。
【００２８】
隔壁上膜１０５形成後、基板１０１上の隔壁上膜１０５が形成されていない部分に対してインターレイヤー層１０６を凸版印刷法により形成する。インターレイヤー層１０６は隔壁上膜１０５と同様に架橋性のあるインターレイヤーインキを用いて形成され、有機発光媒体層を印刷法で形成する前に、凸版印刷法により正孔輸送層が形成されている画素上にパターン形成した後、加熱乾燥することによりインターレイヤー層１０６が形成される。このインターレイヤー層１０６が形成されたことにより、基板１０１上の全面が隔壁上膜１０５およびインターレイヤー層１０６によって覆われる。
【００２９】
図３に、インターレイヤーインキを、画素電極１０２、隔壁１０３が形成された被印刷基盤上に凸版印刷法によりパターン形成する際の概略図を示した。本製造装置は、本製造装置はインクタンク３０１と、インキチャンバー３０２と、アニロックスロール３０３と、凸版が設けられた版３０５がマウントされた版胴３０６を有している。インクタンク３０１には溶剤で希釈されたインターレイヤーインキが収容されており、インキチャンバー３０２にはインクタンク３０１よりインターレイヤー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３０３はインキチャンバー３０２のインキ供給部に対して回転可能に支持されている。
【００３０】
アニロックスロール３０３の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された正孔輸送インキのインキ層３０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層はアニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた版３０５の凸部に転移する。ステージ３０８には、画素電極１０２および隔壁が形成された被印刷基板３０７が版３０５の凸部による印刷位置にまで、（図示していない）搬送手段によって搬送されるようになっている。そして、版３０５の凸部にあるインキは被印刷基板３０７に対して印刷され、乾燥工程を経て被印刷基板３０７上にインターレイヤー層１０６が形成される。
【００３１】
隔壁上膜１０５或いは、インターレイヤー１０６の材料としては、ポリビニカルバゾール若しくは、その誘導体、側鎖若しくは、主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられ、正孔輸送性、正孔注入性及び電子ブロック性のいずれかの機能を有することが望ましい。また、隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６に用いられるポリマー分子中には、これらの上に形成される有機発光層を形成する有機発光インキに溶解することを防ぐために、露光及び加熱によってポリマー同士を架橋可能にする基を含むものを用いることが好ましい。重合可能な基としては、二重結合を有する基、環状エーテル基等が挙げられる。二重結合を有する基としては、ビニル基、１，３−ブテジエニル基、アクリレート基、メタクリレート基等が挙げられる。環状エーテル基としては、エポキシ基、オキセタン基等が挙げられる。これらの基を介して隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６に用いられるポリマー分子同士が架橋することで、隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６が有機発光インキに溶解することを防ぐことができる。
【００３２】
隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６の膜厚としては、２０ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。また、隔壁上膜１０５の実施形態の例として、インターレイヤー層を挙げたが、架橋性があれば有機発光媒体層のいずれか一層でも良く、たとえば有機発光層などであってもよい。
【００３３】
これらの有機材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤーインキとなる。有機インターレイヤー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、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。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媒が有機インターレイヤー材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤー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。
【００３４】
インターレイヤー層１０６形成後、上記と同様の凸版印刷法を用い、インターレイヤー層１０６上に有機発光層を形成する。有機発光層１０７は、電気を通すことにより発光する層であり、有機発光層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、ポリフルオレン系やポリフェニレンビニレン系の高分子材料が挙げられる。
【００３５】
これらの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。
【００３６】
第２電極１０９は、有機発光媒体層上に成膜される。第２電極１０９を陰極とする場合には、有機発光媒体層への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いることができる。具体的にはＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体や、有機発光媒体層と接する界面に電子注入層として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を積層して用いることができる。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、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ることができる。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。また、ボトムエミッション方式の場合には、ＡｇやＡｌなどの金属材料を反射層として積層することができる。
【００３７】
第２の電極１５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が本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３８】
次に、封止体について説明する。有機ＥＬ素子の構造をトップエミッションタイプとした場合には、発光媒体層から基板と反対側の封止体を通して放射される表示光を取り出すため、可視光波長領域に対して光透過性が必要となり、ガラスや透明なプラスチック基板などの透明な材料が望ましい。また、ボトムエミッションタイプとした場合には基板側から表示光を取り出すため、金属板や不透明なプラスチック基板などの光透過性を持たない材料を用いてもよい。なお、封止体は特に図示しない。
【００３９】
封止体に用いる基材としては、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、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。
【００４０】
樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコ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表示装置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。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置側に形成することもできる。
【００４１】
最後に、有機ＥＬ表示装置と封止体との貼り合わせを封止室で行う。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。
【００４２】
封止材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、ＥＢ蒸着法やＣＶＤ法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜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。
パッシベーション膜の膜厚は、１００〜５００ｎｍを用いることができ、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが１５０〜３００ｎｍが好適に用いる事ができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性の考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適に用いる事が可能である。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこれに限られるものではない。
【００４４】
＜実施例１＞
基板は、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２００ｍｍ×２００ｍｍで、その中に対角５インチ、画素数は３２０×２４０のディスプレイが中央に配置される。
【００４５】
この基板上に設けられている第一電極の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１０３を形成した。隔壁１０３形成は、日本ゼオン社製、ポジレジスト、商品名「ＺＷＤ６２１６−６」を用いて、スピンコーター法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法を用いて幅４０μｍにパターニングして隔壁１０３を形成した。これによりサブピクセル数９６０×２４０ドット、０．１２ｍｍ×０．３６ｍｍピッチ画素領域が区画された。
【００４６】
第一電極１０２上に正孔輸送層として、厚み２０ｎｍの酸化モリブデンをスパッタ法により成膜した。
【００４７】
次に、架橋性のインターレイヤー材料であるポリビニカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにキシレンインキに溶解させたインキを用い、スピンコーター法により、厚み１０〜２０ｎｍで形成した後、フォトリソグラフィー法を用いて、隔壁１０３上のみに隔壁上膜１０５を形成する。
【００４８】
次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのパターンに合わせてインターレイヤー層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤーの膜厚は３０ｎｍとなるようにした。
作製した有機膜の膜厚を接触式膜厚計で測定し膜厚分布の評価を行った。
【００４９】
次に、インターレイヤー層上に有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。
【００５０】
次に、第２電極として、真空蒸着法でＢａ膜を、メタルマスクを用いて厚み４ｎｍ成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて５ｎｍ成膜した。そして、パッシベーション膜（図示せず）としてＳｉＯｘを、ＥＢ蒸着法により２００ｎｍ積層した。その後、封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。得られた有機ＥＬディスプレイパネルの表示部の周辺部には各画素電極に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極側の取り出し電極があり、これらを電源に接続することにより、得られた有機ＥＬディスプレイ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。
【００５１】
＜比較例１＞
次に比較例について説明する。
実施例１で形成した隔壁上膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
【００５２】
実施例１と比較例１とのインターレイヤー層の膜厚分布を比較した結果を表１、有機ＥＬディスプレイの表示状態を比較した結果を表２に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
比較例１では、インターレイヤー層の膜厚が３０ｎｍ狙いであるのに対して、バラツキ３σが１０ｎｍと大きく、有機ＥＬディスプレイとしては膜厚のバラツキによる色ムラや、インターレイヤーが薄すぎて、ショートを起こし滅点となっている画素が観察された。一方、実施例１は、バラツキが３ｎｍと良好で、色ムラやショートによる滅点は観察されず良好であった。
【符号の説明】
【００５６】
１０１・・・基板
１０２・・・画素電極（第一電極）
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・隔壁上膜
１０６・・・インターレイヤー層
１０７・・・有機発光層
１０８・・・発光媒体層
１０９・・・第二電極
３０１・・・インキタンク
３０２・・・インキチャンバ
３０３・・・アニロックスロール
３０４・・・インキ層
３０５・・・版
３０６・・・版胴
３０７・・・被印刷基板
３０８・・・ステージ
４０１・・・画素
【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（以下、有機ＥＬ素子）の製造方法に関し、さらに詳しくは凸版印刷方式により有機発光媒体層が形成される有機ＥＬ素子において、均一な発光をえうる有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイスは、二つの対向する電極の間に正孔輸送材料からなる正孔輸送層及び有機発光材料からなる有機発光層が形成される。ここではこれらの層を合わせて有機発光媒体層と呼ぶことにするが、有機発光デバイスはこれらの有機発光媒体層に電流を流すことで発光させるものである。効率よく発光させるには有機発光媒体層の膜厚が重要であり、１００ｎｍ程度の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイパネル化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
有機発光媒体層を形成する正孔輸送材料及び有機発光材料には、低分子材料と高分子材料が有り、一般に低分子材料は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るほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また、真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する二層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分けている。
【０００５】
上記のウェットコーティング法として、インクジェット法や凸版印刷法があり、特に凸版印刷法はインクジェット法よりもスループットが良いという特徴がある。しかし、有機発光媒体層を形成する際に、隔壁によるインキのはじきによるムラが発生してしまうために画素間で色度や特性がバラついてしまう問題があり、この問題を解決するために、特開２００８−６６２９４に記載されている隔壁にＵＶ照射や、プラズマ処理することで親水性を高めて膜厚ムラを低減する方法があった。しかし、この方法によっても隔壁によるはじきが依然あり、はじきによる膜厚ムラが依然として問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６６２９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、上記問題を解決するためになされたものであり、その課題をするところは、隔壁で区切られた画素内に凸版印刷によりインキを転写して発光媒体層を形成する方法において、インキのはじきがなく均一な膜形成を行うことで、画素間の色度や特性のバラツキのない有機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明として、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に封止材を形成する工程と、からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、を含む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。
【０００９】
また、請求項２に係る発明として、前記有機発光媒体層を形成する工程は、前記第一電極上に正孔輸送層を形成する工程と、前記隔壁上膜を形成する工程と、前記第一電極上の正孔輸送層上にインターレイヤー層を形成する工程と、前記インターレイヤー層上に有機発光層を凸版印刷法により形成する工程と、からなることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１０】
また、請求項３に係る発明として、前記隔壁上膜を形成する工程は、インターレイヤーインキをスピンコーターにより前記隔壁上に塗布する工程と、前記インターレイヤーインキをフォトリソグラフィー法によりパターニングする工程と、からなることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【００１１】
また、請求項４に係る発明として、前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程は、インターレイヤーインキを凸版印刷法により形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光媒体層の一層を隔壁上にパターニングすることで、隔壁に発光媒体層と同じ親和性を持たせることができ、凸版印刷法によりインキ転写して発光媒体層を形成する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、インキのはじきがなく、色度やムラの無い有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００１３】
また本発明によれば、仕切り部材である隔壁上に、発光媒体層の架橋性のある１層をパターン形成することで、発光媒体層を印刷形成する際に生じる隔壁によるはじきを無くすことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の凸版印刷法で作製した有機ＥＬ素子の概略図
【図２】従来の凸版印刷法で作製した有機ＥＬ素子の概略図
【図３】凸版印刷装置の概略図
【図４】本発明の凸版印刷法で作成した有機ＥＬ素子の上面から見た図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の実施形態を、アクティブマトリックスタイプの有機ＥＬディスプレイパネルを作製する場合を例に説明をする。ただし、本発明はこれらに限定したものではなく、他の実施形態としては、パッシブマトリックスタイプやセグメントタイプが挙げられる。
【００１６】
本発明かかる有機ＥＬディスプレイパネル断面の模式図を図１に、上面から見た図を図４に示す。
【００１７】
有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ素子は基板１０１上に形成される。基板１０１としては、有機ＥＬ装置の駆動方法をアクティブマトリクス方式とした場合、ガラスや石英、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたものを基板１０１として用いる。なお、薄膜トランジスタは特に図示しない。有機ＥＬ装置が形成された基板の下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイパネルとする場合には、基板１０１の材料としては透明なガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることがこのましい。また、プラスチック製のフィルムを用いれば、巻取りにより高分子ＥＬ素子の製造が可能となり、安価にディスプレイパネルを提供できる。そのプラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート等を用いることができる。また、これらのフィルムは水蒸気バリア性、酸素バリア性を示す酸化ケイ素といった金属酸化物、窒化ケイ素といった酸化窒化物やポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物からなるバリア層が必要に応じて設けられる。有機ＥＬ装置が形成された基板の上方から光を取り出す、いわゆるトップエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイパネルとする場合もボトムエミッションタイプと同じ基板材料を用いることができるが、基板１０１は透明でなくても良い。
【００１８】
基板１０１の上には陽極としてパターニングされた画素電極１０２が設けられる。画素電極１０２の材料はボトムエミッションタイプの場合には、ＩＴＯ（インジウム錫複合酸化物）、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、酸化アルミニウム複合酸化物等の透明な電極材料を用いることが望ましい。なお、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性があることなどからＩＴＯが好ましい。ＩＴＯはスパッタ法により基板上に形成されフォトリソグラフィー法により画素状にパターニングされ画素電極２となる。また、ＩＴＯはイオンプレーティング法や蒸着法により形成することもできる。トップエミッションタイプの場合には画素電極に反射性が必要なため、ＡｇやＡｌのような金属材料の上にＩＴＯ膜を積層すればよい。
【００１９】
画素電極１０２を形成後、隣接する画素電極の間に感光性材料を用いて、フォトリソグラフィー法により隔壁１０３が形成される。
【００２０】
隔壁１０３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１０３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。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素子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。
【００２１】
隔壁１０３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。隔壁のパターンとしては、基板１０１上に隣接する画素同士を絶縁して区画するような格子状で、画素の外周の端部を覆うように形成することが望ましい。
【００２２】
隔壁１０３形成後、正孔輸送層をパターン形成する。正孔輸送層１０４のパターニング方法としては、材料特性や成膜法により異なるが、第一電極及び隔壁２０３を被覆するように形成するベタ成膜が容易であるため望ましい。
【００２３】
正孔輸送層１０４の材料としては、無機材料を用いることができ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ、およびＦｒなどのアルカリ金属元素や、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａなどのアルカリ土類金属元素、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどのランタノイド系元素、Ｔｈなどのアクチノイド系元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ａｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、およびＢｉなどの金属元素、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅなどの半金属元素、更にはこれらの合金や、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、硫化物、ハロゲン化物などの無機化合物を用いても良い。
【００２４】
このうち特に酸化モリブデンは、成膜が容易であり、正孔注入電極からの正孔注入機能が高く、正孔を安定に輸送する機能に優れており、安定性の点など正孔輸送材料や電子注入材料の一部として有用な材料であることが知られている。
【００２５】
正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、例えばＣｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ２，Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２等の金属酸化物を真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法を用いて第１の電極上及び隔壁上の全面に形成することができる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
正孔輸送材料として有機材料を用いる場合、例えばポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等とポリスチレンスルホン酸やポリビニルスルホン酸等のドーパントを混合したものを溶媒に溶解または分散させて正孔輸送材料インキとし、スピンコート法や各種印刷法を用いて第１の電極及び隔壁上の全面に塗布して形成できる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
正孔輸送層１０４を形成後、隔壁上膜１０５を形成する。隔壁上膜１０５は架橋性のあるインターレイヤーインキを用いて形成され、有機発光媒体層を印刷法で形成する前に、スピンコーターなどで正孔輸送層や隔壁上を含む基板１０１上に均一に塗布形成し、フォトグラフィー法により隔壁１０３上にパターン形成する。
隔壁上に隔壁上膜１０５を形成することで、隔壁１０３上に形成される膜同士の親和性が高まり、発光媒体層を凸版印刷法で印刷する際に隔壁１０３上でのハジキが抑制され、膜厚にムラのない均一な発酵媒体層が得られる。また、隔壁上膜１０５をスピンコーターで形成することで、膜厚が均一な隔壁上膜１０５を形成することができ、隔壁上膜１０５の表面に由来する発光媒体層の膜厚ムラをなくすことができる。
【００２８】
隔壁上膜１０５形成後、基板１０１上の隔壁上膜１０５が形成されていない部分に対してインターレイヤー層１０６を凸版印刷法により形成する。インターレイヤー層１０６は隔壁上膜１０５と同様に架橋性のあるインターレイヤーインキを用いて形成され、有機発光媒体層を印刷法で形成する前に、凸版印刷法により正孔輸送層が形成されている画素上にパターン形成した後、加熱乾燥することによりインターレイヤー層１０６が形成される。このインターレイヤー層１０６が形成されたことにより、基板１０１上の全面が隔壁上膜１０５およびインターレイヤー層１０６によって覆われる。
【００２９】
図３に、インターレイヤーインキを、画素電極１０２、隔壁１０３が形成された被印刷基盤上に凸版印刷法によりパターン形成する際の概略図を示した。本製造装置は、本製造装置はインクタンク３０１と、インキチャンバー３０２と、アニロックスロール３０３と、凸版が設けられた版３０５がマウントされた版胴３０６を有している。インクタンク３０１には溶剤で希釈されたインターレイヤーインキが収容されており、インキチャンバー３０２にはインクタンク３０１よりインターレイヤー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３０３はインキチャンバー３０２のインキ供給部に対して回転可能に支持されている。
【００３０】
アニロックスロール３０３の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された正孔輸送インキのインキ層３０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層はアニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた版３０５の凸部に転移する。ステージ３０８には、画素電極１０２および隔壁が形成された被印刷基板３０７が版３０５の凸部による印刷位置にまで、（図示していない）搬送手段によって搬送されるようになっている。そして、版３０５の凸部にあるインキは被印刷基板３０７に対して印刷され、乾燥工程を経て被印刷基板３０７上にインターレイヤー層１０６が形成される。
【００３１】
隔壁上膜１０５或いは、インターレイヤー１０６の材料としては、ポリビニカルバゾール若しくは、その誘導体、側鎖若しくは、主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられ、正孔輸送性、正孔注入性及び電子ブロック性のいずれかの機能を有することが望ましい。また、隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６に用いられるポリマー分子中には、これらの上に形成される有機発光層を形成する有機発光インキに溶解することを防ぐために、露光及び加熱によってポリマー同士を架橋可能にする基を含むものを用いることが好ましい。重合可能な基としては、二重結合を有する基、環状エーテル基等が挙げられる。二重結合を有する基としては、ビニル基、１，３−ブテジエニル基、アクリレート基、メタクリレート基等が挙げられる。環状エーテル基としては、エポキシ基、オキセタン基等が挙げられる。これらの基を介して隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６に用いられるポリマー分子同士が架橋することで、隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６が有機発光インキに溶解することを防ぐことができる。
【００３２】
隔壁上膜１０５及びインターレイヤー層１０６の膜厚としては、２０ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。また、隔壁上膜１０５の実施形態の例として、インターレイヤー層を挙げたが、架橋性があれば有機発光媒体層のいずれか一層でも良く、たとえば有機発光層などであってもよい。
【００３３】
これらの有機材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤーインキとなる。有機インターレイヤー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、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。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媒が有機インターレイヤー材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤー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。
【００３４】
インターレイヤー層１０６形成後、上記と同様の凸版印刷法を用い、インターレイヤー層１０６上に有機発光層を形成する。有機発光層１０７は、電気を通すことにより発光する層であり、有機発光層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、ポリフルオレン系やポリフェニレンビニレン系の高分子材料が挙げられる。
【００３５】
これらの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。
【００３６】
第２電極１０９は、有機発光媒体層上に成膜される。第２電極１０９を陰極とする場合には、有機発光媒体層への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いることができる。具体的にはＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体や、有機発光媒体層と接する界面に電子注入層として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を積層して用いることができる。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、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ることができる。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。また、ボトムエミッション方式の場合には、ＡｇやＡｌなどの金属材料を反射層として積層することができる。
【００３７】
第２の電極１５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が本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３８】
次に、封止体について説明する。有機ＥＬ素子の構造をトップエミッションタイプとした場合には、発光媒体層から基板と反対側の封止体を通して放射される表示光を取り出すため、可視光波長領域に対して光透過性が必要となり、ガラスや透明なプラスチック基板などの透明な材料が望ましい。また、ボトムエミッションタイプとした場合には基板側から表示光を取り出すため、金属板や不透明なプラスチック基板などの光透過性を持たない材料を用いてもよい。なお、封止体は特に図示しない。
【００３９】
封止体に用いる基材としては、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、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。
【００４０】
樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコ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表示装置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。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置側に形成することもできる。
【００４１】
最後に、有機ＥＬ表示装置と封止体との貼り合わせを封止室で行う。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。
【００４２】
封止材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、ＥＢ蒸着法やＣＶＤ法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜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。
パッシベーション膜の膜厚は、１００〜５００ｎｍを用いることができ、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが１５０〜３００ｎｍが好適に用いる事ができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性の考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適に用いる事が可能である。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこれに限られるものではない。
【００４４】
＜実施例１＞
基板は、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２００ｍｍ×２００ｍｍで、その中に対角５インチ、画素数は３２０×２４０のディスプレイが中央に配置される。
【００４５】
この基板上に設けられている第一電極の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１０３を形成した。隔壁１０３形成は、日本ゼオン社製、ポジレジスト、商品名「ＺＷＤ６２１６−６」を用いて、スピンコーター法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法を用いて幅４０μｍにパターニングして隔壁１０３を形成した。これによりサブピクセル数９６０×２４０ドット、０．１２ｍｍ×０．３６ｍｍピッチ画素領域が区画された。
【００４６】
第一電極１０２上に正孔輸送層として、厚み２０ｎｍの酸化モリブデンをスパッタ法により成膜した。
【００４７】
次に、架橋性のインターレイヤー材料であるポリビニカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにキシレンインキに溶解させたインキを用い、スピンコーター法により、厚み１０〜２０ｎｍで形成した後、フォトリソグラフィー法を用いて、隔壁１０３上のみに隔壁上膜１０５を形成する。
【００４８】
次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのパターンに合わせてインターレイヤー層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤーの膜厚は３０ｎｍとなるようにした。
作製した有機膜の膜厚を接触式膜厚計で測定し膜厚分布の評価を行った。
【００４９】
次に、インターレイヤー層上に有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。
【００５０】
次に、第２電極として、真空蒸着法でＢａ膜を、メタルマスクを用いて厚み４ｎｍ成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて５ｎｍ成膜した。そして、パッシベーション膜（図示せず）としてＳｉＯｘを、ＥＢ蒸着法により２００ｎｍ積層した。その後、封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。得られた有機ＥＬディスプレイパネルの表示部の周辺部には各画素電極に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極側の取り出し電極があり、これらを電源に接続することにより、得られた有機ＥＬディスプレイ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。
【００５１】
＜比較例１＞
次に比較例について説明する。
実施例１で形成した隔壁上膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
【００５２】
実施例１と比較例１とのインターレイヤー層の膜厚分布を比較した結果を表１、有機ＥＬディスプレイの表示状態を比較した結果を表２に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
比較例１では、インターレイヤー層の膜厚が３０ｎｍ狙いであるのに対して、バラツキ３σが１０ｎｍと大きく、有機ＥＬディスプレイとしては膜厚のバラツキによる色ムラや、インターレイヤーが薄すぎて、ショートを起こし滅点となっている画素が観察された。一方、実施例１は、バラツキが３ｎｍと良好で、色ムラやショートによる滅点は観察されず良好であった。
【符号の説明】
【００５６】
１０１・・・基板
１０２・・・画素電極（第一電極）
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・隔壁上膜
１０６・・・インターレイヤー層
１０７・・・有機発光層
１０８・・・発光媒体層
１０９・・・第二電極
３０１・・・インキタンク
３０２・・・インキチャンバ
３０３・・・アニロックスロール
３０４・・・インキ層
３０５・・・版
３０６・・・版胴
３０７・・・被印刷基板
３０８・・・ステージ
４０１・・・画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第一電極を形成する工程と、
前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、
前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、
前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、
前記第二電極上に封止材を形成する工程と、
からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、
前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、
前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、
を含む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２】
前記有機発光媒体層を形成する工程は、
前記第一電極上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記隔壁上膜を形成する工程と、
前記第一電極上の正孔輸送層上にインターレイヤー層を形成する工程と、
前記インターレイヤー層上に有機発光層を凸版印刷法により形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁上膜を形成する工程は、
インターレイヤーインキをスピンコーターにより前記隔壁上に塗布する工程と、
前記インターレイヤーインキをフォトリソグラフィー法によりパターニングする工程と、
からなることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程は、インターレイヤーインキを凸版印刷法により形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１】
基板上に第一電極を形成する工程と、
前記第一電極の端部周囲に格子状の隔壁を形成する工程と、
前記第一電極上に有機発光媒体層を形成する工程と、
前記有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向するように第二電極を形成する工程と、
前記第二電極上に封止材を形成する工程と、
からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層を形成する工程は少なくとも、
前記隔壁上に隔壁上膜を形成する工程と、
前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程と、
を含む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２】
前記有機発光媒体層を形成する工程は、
前記第一電極上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記隔壁上膜を形成する工程と、
前記第一電極上の正孔輸送層上にインターレイヤー層を形成する工程と、
前記インターレイヤー層上に有機発光層を凸版印刷法により形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁上膜を形成する工程は、
インターレイヤーインキをスピンコーターにより前記隔壁上に塗布する工程と、
前記インターレイヤーインキをフォトリソグラフィー法によりパターニングする工程と、
からなることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記第一電極上にインターレイヤー層を形成する工程は、インターレイヤーインキを凸版印刷法により形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２５３６６２（Ｐ２０１１−２５３６６２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５６６７（Ｐ２０１０−１２５６６７）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【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１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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