有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子製造用インクおよび有機ＥＬ素子の製造方法
【課題】有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子の製造方法において、印刷法を適用してムラやパターン崩れを抑え有機膜を形成するのに必要な粘度を満たしつつ、インクの濃度のみを変化させて有機ＥＬ素子の製造を可能とする手段を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子の有機発光媒体層を構成する少なくとも１層を、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む材料で形成する。これにより、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することが可能となり、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。また、非導電性高分子材料を粘度増加に用いることにより、高分子有機機能材料の添加量を少なくすることが可能となり、有機機能層の機能の低下を抑制できる。
【解決手段】有機ＥＬ素子の有機発光媒体層を構成する少なくとも１層を、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む材料で形成する。これにより、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することが可能となり、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。また、非導電性高分子材料を粘度増加に用いることにより、高分子有機機能材料の添加量を少なくすることが可能となり、有機機能層の機能の低下を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと省略する）現象を利用した有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子製造用インクおよび有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、導電性の有機発光層と、この有機発光層の厚さ方向の両側に配置された透明電極層及び対向電極層とを備えており、透光性の基板上に透明電極層、有機発光層、対向電極層の順に積層して形成することで製造される。そして、有機発光層に電圧を印加して電子及び正孔を注入して再結合させ、この結合の際に有機発光層を発光させる。ここで、有機発光層による発光効率を増大させるなどのために、陽極である透明電極層と有機発光層との間に正孔輸送層を設けたり、陰極である対向電極層と有機発光層との間に電子輸送層を設けたりすることがある。
【０００３】
一般に、これら有機発光層、正孔輸送層及び電子輸送層は、分子量が高く溶媒に溶解しやすい高分子材料によって構成された機能性材料によって形成されている。これにより、大気圧下におけるスピンコート法などのウェットコーティング法や、凸版印刷法や凸版反転オフセット印刷法（例えば、特許文献１参照）、インクジェット印刷法（例えば、特許文献２参照）、ノズルプリンティング法などの印刷法を用いて各層を形成することができ、製造設備のコストを削減や生産性の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７２４８号公報
【特許文献２】特許第３５４１６２５号公報
【特許文献３】特許第２８１９８２３号公報
【特許文献４】特開２００７−２９９８３１号公報
【特許文献５】特開２００９−１８７６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の有機ＥＬ素子の製造方法には、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の有機ＥＬ素子の製造方法では、高分子機能材料のみを溶媒に溶解させたインクで、膜厚と膜平坦性を自由に制御できないという問題がある。これは、膜厚を薄くするためにインクの濃度を一定以下まで薄くした場合、同時に粘度が下がり、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たさなくなることに起因している。これにより、印刷法を用いて製造を行う場合、インクが一定以上の粘度を保つため濃度も一定以上である必要があり、形成できる有機機能層の膜厚の幅が狭まり寿命や色度など特性の面で不利である。
【０００６】
また、溶媒を変更して粘度増加を試みた場合、乾燥速度や材料の溶解度なども変化し印刷性、量産性、特性に悪影響を与える場合がある。
【０００７】
添加物を加えて粘度を調整する場合、高分子機能材料の良溶媒に溶解する材料を選択し、添加量も高分子機能材料の機能を阻害しない範囲に留める必要がある。
【０００８】
特許文献３〜５には、高分子機能材料と非導電性高分子を組み合わせる技術が開示されているが、いずれも分子量および粘度についての記載がなく、これらの技術を実施しても今回の課題を解決することができない。
【０００９】
本発明は、前述の課題を鑑みてなされたもので、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たしつつ、インクの濃度のみを変化させ有機ＥＬ素子の製造を可能とする手段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】
【００１０】
本発明は、第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、第１および第２電極層間に電圧を印加することで有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子に関するものであり、機能性層のうち少なくとも１層が、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記の有機ＥＬ素子を製造するために用いる有機ＥＬ素子製造用インクに関する。当該有機ＥＬ素子製造用インクは、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料を有機溶媒に溶解させてなる。
【００１２】
また、本発明は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法に関する。当該勇気ＥＬ素子製造方法では、機能性層のうち少なくとも１層を、上記の有機ＥＬ素子製造用インクを塗布することにより形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子の製造方法によれば、有機発光媒体層を、高分子有機機能材料と非導電性高分子材料で構成するため、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することができ、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。
【００１４】
また、高分子有機機能材料よりも分子量の大きい非導電性高分子材料を粘度増加に用いることで、非導電性高分子材料の添加量を少なくすることができ、有機機能層の機能を阻害しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子を示す断面図
【図２】本発明の第１の実施形態における凸版印刷装置を示す該略図
【図３】本発明の第２の実施形態における凸版反転オフセット印刷装置を示す該略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す断面図であり、図２は、本実施形態に係る凸版印刷装置を示す概略図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、いわゆるパッシブマトリックス構造を有する有機ＥＬ素子であって、基板２と、基板２の一方の面上に複数形成された電極層（第１電極層）３と、各電極層３の間に形成された隔壁４と、電極層３上に積層された有機発光媒体層５と、有機発光媒体層５上に積層されて電極層３と対向配置された対向電極層（第２電極層）６とを備えている。
【００１７】
基板２は、電極層３や有機発光媒体層５、対向電極層６を支持する基板であって、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートによって構成されている。プラスチック製のフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートを用いることができ、光の取出しを基板２側から行う場合には透明な材料を用いる。なお、有機ＥＬ素子内への水分の侵入を避けるために、基板２の電極層３が形成されない他方の面に、無機膜、フッ素樹脂層やセラミックを蒸着したフィルム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などの他のガスバリア性フィルムを積層してもよい。
更に、有機ＥＬ素子を画素ごとに駆動するアクティブマトリクス方式とする場合には、基板２として画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板とすることが好ましい。
【００１８】
電極層３は、アクティブマトリクス方式の場合、基板２上に格子状になるよう互いに一定の間隔をあけて複数形成されており、各電極層の厚さが０．０５μｍ〜０．２μｍとなっている。パッシブマトリクス方式の場合には、電極層３は基板２上に短冊状になるよう互いに一定の間隔をあけて複数列形成される。また、基板２側から光取出しを行う場合、電極層３はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）のように可視光領域において透光性を有する導電性材料によって形成されている。この電極層３は、基板２の一面上に蒸着またはスパッタリング法によって成膜した後、所定の開口形状を有するマスクを用いたエッチングによりパターニングすることによって形成されている。なお、電極層３として、ＩＴＯの他に、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：酸化インジウム亜鉛）や亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物、酸化スズ（ＳｎＯ２）や、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）などを用いることができる。また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を基板２上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法などによって形成してもよい。
【００１９】
隔壁４は、各電極層３上に形成された有機発光媒体層５が互いに混合することを防止するために各電極層３の間であって基板２上に形成されており、その高さが例えば２μｍとなっている。また、隔壁４は、電極層３の周縁部を覆うように形成されている。そして、この隔壁４は、ポジ型またはネガ型の感光性樹脂によって構成されており、基板２上にスピンコーターやバーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーターなどの塗布方法を用いて感光性樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、感光性樹脂を所定の形状にパターニングすることによって形成されている。ここで、隔壁４として適用可能な感光性樹脂としては、ポリイミド系やアクリル樹脂系、ノボラック樹脂系などが挙げられる。
【００２０】
有機発光媒体層５は、機能性層を少なくとも２層積層した構成となっており、電極層３の上面に形成された正孔輸送層７と、正孔輸送層７の上面に形成された有機発光層８とを有する。正孔輸送層７は、層厚が例えば０．０５μｍとなっており、陽極である電極層３から注入された正孔を陰極である対向電極層６の方向へ進め、正孔を通しながらも電子が電極層３の方向へ進行することを防止する機能を有している。そして、正孔輸送層７は、正孔輸送層７の機能性材料である正孔輸送材料の溶解液または分散液をスピンコートやバーコート、ワイヤーコート、スリットコート、凸版印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、反転オフセット印刷法、ノズルプリンティング法などのウェットプロセスを用いて電極層３上に付着させることによって形成されている。なお、膜厚は、０．００５μｍ〜０．２μｍの範囲であればよく、０．０１μｍ〜０．１μｍであることがより好ましい。
【００２１】
ここで、正孔輸送層７として適用可能な正孔輸送材料としては、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誘導体、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））、ＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）との混合物などの高分子材料が挙げられる。また、正孔輸送材料を溶解または分散させる溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などのうち、いずれかまたはこれらの混合液が挙げられる。なお、前記した正孔輸送材料の溶解液または分散液には、必要に応じて界面活性剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤などを添加してもよい。また、複数の正孔輸送層を積層させても良い。
【００２２】
有機発光層８は、電極層３の表面からの層厚が例えば０．０５μｍとなっており、電圧を印加することによって赤色、緑色または青色の各色に発光する有機発光層８の機能性材料であって、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機発光材料の溶解液または分散液を正孔輸送層７上に付着させることによって形成されている。また、有機発光層８は、凸版印刷法やオフセット印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ノズルプリンティング法を用いて正孔輸送層７上に溶解液または分散液であるインクを付着させ、その後乾燥させることで形成されている。なお、膜厚は、０．０１μｍ〜０．３μｍの範囲であればよく、０．０３μｍ〜０．１μｍであることがより好ましい。
【００２３】
ここで、有機発光層８に用いられる高分子有機発光材料として、ＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）系やＰＡＦ（ポリアルキルフルオレン）系等の高分子蛍光発光体や、希土類金属錯体を含む高分子燐光発光体などが挙げられる。そして、この高分子有機発光材料を溶剤に溶解させて、インクを調製している。なお、インク中の低分子有機発光材料の濃度は、例えば３．０重量％となっている。なお、濃度は、０．１重量％〜１０重量％の範囲であればよく、１．０重量％〜５．０重量％であることがより好ましい。このように、濃度を０．１重量％〜１０重量％以下とすることで印刷時の膜厚が大きくなりすぎず、印刷によるパターン精度を維持することができる。
【００２４】
また、有機機能層に混合する非導電性高分子材料として、たとえばポリスチレンが挙げられる。そして、溶媒に前記と同様に０．１重量％〜１０重量％の範囲で高分子有機発光材料を溶解した溶解液にこの高分子材料を溶解し、インクを形成している。なお、溶解液中の高分子材料の濃度は、例えば０．５重量％となっている。なお、濃度は、前記と同様に、０．０５重量％〜３．０重量％の範囲であればよく、０．３重量％〜２．０重量％であることがより好ましい。また、そのほかに用いることのできる高分子材料として、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、またはそれらの誘導体などが挙げられる。
【００２５】
ここで、前記非導電性高分子材料の分子量は１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下であればよく、１，５００，０００以上１０，０００，０００以下がより好ましい。また、２，０００，０００以上５，０００，０００以下がさらに好ましい。１，０００，０００以下では粘度増加の効果が十分に得られないため、版に転写した際にインクが形状を維持できず、２０，０００，０００より大きいと粘度が大きすぎてインクの流動性がなくなり、印刷した際にレベリングしなくなる。よっていずれも均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００２６】
また、前記非導電性高分子材料の質量平均分子量と繰り返し単位の分子量から計算される重合度は高分子有機発光材料のそれよりも大きいことが好ましい。重合度の小さいデンドリマーのような構造を持つ高分子を持つ場合には粘度増加の効果が十分に得られないため、均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００２７】
高分子有機機能材料を含むインクに用いられる溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール、テトラリン、ＣＨＢ（シクロヘキシルベンゼン）、メチルナフタレンなどのうち、いずれかまたはこれらの混合液が挙げられる。
【００２８】
溶媒の沸点は１１０度以上４００度以下であればよい。１１０度未満であると乾燥が速く印刷版上で乾いてしまい塗布ができなくなり、４００度を超えると乾燥が遅く生産性が悪化する。
【００２９】
高分子有機機能材料および非導電性高分子を含むインクの粘度は、５ｃＰ以上１００ｃＰ以下であればよく、２０ｃＰ以上８０ｃＰ以下であることが好ましい。５ｃＰ未満では粘度増加の効果がほとんど得られないため版に転写した際にインクが形状を維持できず、所望の膜厚・形状の発光層を形成できない。１００ｃＰより大きいと粘度が大きすぎてインクの流動性がなくなり、印刷した際にレベリング（印刷後の膜厚の均一化）しなくなる。よっていずれも均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００３０】
対向電極層６は、アクティブマトリクス方式の場合には有機発光層８及び隔壁４の全面を覆うように形成される。また、パッシブマトリクス方式の場合には有機発光層８上に格子状に一定の間隔をあけて形成され、電極層３の長手方向と平面視で直交する方向に延びるように形成される。いずれの方式の場合でも、対向電極層６の厚さは０．０１μｍ〜０．５μｍとなっている。対向電極層６の材料としては、発光層の発光特性に合わせて、リチウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、アルミニウムなどの金属単体やこれらと金、銀などの安定な金属との合金または多層体が用いられる。また、光取出しを封止基板側から行う場合には、インジウム、亜鉛、スズなどの導電性酸化物を用いることもできる。これらの材料は、通常の抵抗加熱、ＥＢ加熱などの真空蒸着やスパッタリング法などによって形成されている。
【００３１】
ここで、必要に応じて有機発光層と対向電極の間に、対向電極から有機発光層へ電子を輸送する電子輸送層を設けても良い。電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。形成には対向電極層と同様の方法を用いることができ、対向電極と同一のマスク形状で真空蒸着等を用いて形成される。
【００３２】
さらに、有機ＥＬ素子は大気中の水分や酸素によって、有機発光層や対向電極層が容易に劣化してしまうため、大気から遮断するための封止体を設ける必要がある。封止方法としては既知の封止法を用いることができ、たとえば、封止基板としてキャップ状のガラスの周辺部に接着層でシールして封止したり、対向電極上にアルミナや窒化ケイ素などのバリア膜を形成した後、板状の封止基板と接着剤とを貼り合せて封止してもよい。封止プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したバリアフィルムで被覆しても良い。封止基板としては、基板２に用いる材料と同様のものを用いることができるが、光取り出し方向が封止基板側である場合には透明な材料を用いる。
【００３３】
次に、以上のような構成の有機ＥＬ素子１のうちの一構成例について、その製造方法を説明する。
【００３４】
まず、ＴＦＴが画素ごとに形成された基板２上に電極層３を形成する。これは、基板２上の全面にスパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、さらにフォトリソグラフィ技術による露光、現像を行って、電極層３として残存させる要部をフォトレジストで被覆すると共に、不要部を酸溶液でエッチングしてＩＴＯ膜を除去する。このようにして、互いに所定の間隔をあけて配置された格子状の電極層３が形成される。
【００３５】
次に、各電極層３の間に隔壁４を形成する。これは、基板２あるいは電極層３上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術による露光、現像を行って、各電極層３の間にフォトレジストを残存させる。その後、ベーキングを行うことでフォトレジストを硬化させる。そして、正孔輸送層７を形成する。これは、正孔輸送材料の分散液を基板２上あるいは電極層３上にスピンコート法によって塗布する。
【００３６】
その後、図２に示す凸版印刷装置１０を用いて有機発光材料の溶解液であるインクを印刷することで有機発光層８を形成する。この凸版印刷装置１０は、インクが収容されるインクタンク１１と、インクが供給されるインクチャンバ１２と、アニロックスロール１３と、表面に凸版１４が設けられた版胴１５とを備えている。
【００３７】
そして、赤色に発光する有機発光インクが収容されたインクタンク１１からインクチャンバ１２にインクを供給し、アニロックスロール１３の表面にインクを塗布する。次に、凸版１４にアニロックスロール１３の表面に塗布されたインクを転移し、このインクを正孔輸送層７上に転写する。転写されたインクは隔壁４で区切られた領域内で平均化する。そして、転写されたインクを乾燥する。その後、赤色の場合と同様に、緑色、青色に発光する有機発光インクをこの順番で印刷する。
【００３８】
続いて、対向電極層６を形成する。これは、有機発光層及び隔壁の全面を覆うような開口が形成されたマスクを有機発光層８上に配置し、抵抗加熱蒸着法によって蒸着して有機発光層上及び隔壁上の全面に形成する。このようにして、有機発光層８上にその長手方向が電極層３の長手方向と平面視で直交する方向で格子状に一定の間隔をあけて形成する。最後に、これら電極層３、有機発光媒体層５及び対向電極層６を空気中の酸素や水分から保護するためにガラスキャップで被覆、封止する。以上のようにして、有機ＥＬ素子１を製造する。
【００３９】
以上のように構成された有機ＥＬ素子１及び有機ＥＬ素子１の製造方法によれば、有機発光層８を高分子有機機能材料と非導電性高分子で形成することで、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たしつつ、インクの濃度のみを変化させることが可能となる。これにより、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することができ、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。
【００４０】
ここで、正孔輸送層７は有機発光層８と同様に図２に示す凸版印刷装置を用いて形成してもよい。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態では凸版反転オフセット印刷法によって有機発光層８を形成している点である。
【００４２】
すなわち、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法は、正孔輸送層７を形成した後、図３（ａ）および（ｂ）に示すような凸版反転オフセット印刷装置２０を用いて有機発光層８を印刷する。この凸版反転オフセット印刷装置２０は、有機発光インクが収容されるインクタンク１１と、表面にシリコーンゴム層を有するブランケット２１を備える回転胴２２と、インクをブランケット２１に塗布するキャップコータ２３と、凸型２４とを備えている。
【００４３】
そして、キャップコータ２３でインクをブランケット２１に塗布し（図３（ａ））、凸型２４をブランケット２１に接触させて正孔輸送層７に転写しない不要部を凸型２４に転写し、除去する（図３（ｂ））。この除去は、ブランケット２１の表面に設けられたシリコーンゴムが有する剥離作用により生じるものである。また、凸型２４の凸部は、形成すべき有機発光層８のパターンとは逆のパターンが加工されている。ここで、膜厚を薄くするために有機発光材料の濃度が低いインクを用いた場合でも、粘度の高い非導電性高分子を含有しているので、ブランケット上でムラなくインクが維持される。その後、ブランケット２１に残存しているインクを正孔輸送層７に転写する（図３（ｃ））。転写されたインクは、隔壁４で区切られた領域内で平均化される。そして、緑色、青色に発光する有機発光インクをそれぞれこの順番で転写し、転写されたインクを乾燥させる。
【００４４】
以上のように構成された有機ＥＬ素子及びその製造方法においても、前記した第１の実施形態と同様の作用、効果を有する。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明にかかる有機ＥＬ素子１を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
実施例及び比較例として、有機発光層８を前述の凸版印刷法により形成した有機ＥＬ素子を製造した。
まず、非導電性高分子材料であるポリスチレンと有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体（重量平均分子量：２４００００）を表１の実施例１〜７及び比較例１〜３に示す重量濃度となるようテトラリンに溶解し、有機発光インクを作製した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
次に、透光性基板２として厚さが０．７ｍｍ、一辺が１００ｍｍ四方のガラスを用い、幅８０μｍ、厚さ０．１５μｍの短冊状の透明電極層３を１２０μｍ間隔で形成した。ここで、透明電極層３の表面粗さＲａは、２００μｍ２からなる任意の面内において２０ｎｍとなった。
【００４９】
次に、隔壁４を、フォトリソグラフィ技術による現像後に、約２００℃、６０分間のベーキングを行うことによって形成した。ここで、隔壁４は透光性基板２と接触する下端の幅が３０μｍ、上端の幅が１５μｍ、高さが１μｍであり、断面ほぼ台形状となっている。
【００５０】
次に、正孔輸送層７のうち第一正孔輸送層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをスピンコートにより形成した。乾燥後の膜厚は６０ｎｍとなった。
【００５１】
次に、正孔輸送層７のう第二正孔輸送層としてポリビニルカルバゾール誘導体を濃度３．０％になるようにキシレンに溶解させたインクを用いこの基板を印刷機にセッティングし、凸版印刷法で印刷した。乾燥後の膜厚は２０ｎｍとなった。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび感光性樹脂版を使用した。
【００５２】
次に、実施例１〜７及び比較例１〜３で作製した有機発光インクを用い、有機発光層８を凸版印刷法で印刷した。乾燥後の膜厚は表２に示す通りとなった。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよびピクセルのピッチに対応する感光性樹脂版を使用した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
このようにして製造された有機ＥＬ素子１の透明電極層３及び対向電極層６に電圧を印加し、そのときの電流効率、発光の色度及び発光面を目視で観測した結果を表３にまとめた。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３の結果から、１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下である非導電性高分子を用いた実施例１〜７のインクは均一な発光が得られた。
一方、比較例１のインクで作製した素子は発光画素間に輝度の差が現れ、均一な発光を得ることができなかった。これは、比較例１のインクは粘度が小さいために均一な膜厚の有機発光層を形成することが出来なかったためである。
次に、比較例２のインクで作製した素子は均一に発光したものの、実施例１〜７の素子と比較して効率および色純度が悪化した。これは、比較例２のインクでは非導電性高分子材料の分子量が小さく、増粘の効果が得るために必要な非導電性高分子材料の量が多く、有機発光層の導電性や有機発光材料が低下して電圧が増大したためである。
次に、比較例３のインクは印刷したところ版をはがす際にインクが糸を引き画素間をつなぐようにはみ出してしまい、素子を作製することができなかった。これは、非導電性高分子材料の分子量が大きすぎるため、インクの粘度が増大しすぎたことによる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 電極層
４ 隔壁
５ 有機発光媒体層
６ 対向電極層
７ 正孔輸送層
８ 有機発光層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと省略する）現象を利用した有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子製造用インクおよび有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、導電性の有機発光層と、この有機発光層の厚さ方向の両側に配置された透明電極層及び対向電極層とを備えており、透光性の基板上に透明電極層、有機発光層、対向電極層の順に積層して形成することで製造される。そして、有機発光層に電圧を印加して電子及び正孔を注入して再結合させ、この結合の際に有機発光層を発光させる。ここで、有機発光層による発光効率を増大させるなどのために、陽極である透明電極層と有機発光層との間に正孔輸送層を設けたり、陰極である対向電極層と有機発光層との間に電子輸送層を設けたりすることがある。
【０００３】
一般に、これら有機発光層、正孔輸送層及び電子輸送層は、分子量が高く溶媒に溶解しやすい高分子材料によって構成された機能性材料によって形成されている。これにより、大気圧下におけるスピンコート法などのウェットコーティング法や、凸版印刷法や凸版反転オフセット印刷法（例えば、特許文献１参照）、インクジェット印刷法（例えば、特許文献２参照）、ノズルプリンティング法などの印刷法を用いて各層を形成することができ、製造設備のコストを削減や生産性の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７２４８号公報
【特許文献２】特許第３５４１６２５号公報
【特許文献３】特許第２８１９８２３号公報
【特許文献４】特開２００７−２９９８３１号公報
【特許文献５】特開２００９−１８７６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の有機ＥＬ素子の製造方法には、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の有機ＥＬ素子の製造方法では、高分子機能材料のみを溶媒に溶解させたインクで、膜厚と膜平坦性を自由に制御できないという問題がある。これは、膜厚を薄くするためにインクの濃度を一定以下まで薄くした場合、同時に粘度が下がり、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たさなくなることに起因している。これにより、印刷法を用いて製造を行う場合、インクが一定以上の粘度を保つため濃度も一定以上である必要があり、形成できる有機機能層の膜厚の幅が狭まり寿命や色度など特性の面で不利である。
【０００６】
また、溶媒を変更して粘度増加を試みた場合、乾燥速度や材料の溶解度なども変化し印刷性、量産性、特性に悪影響を与える場合がある。
【０００７】
添加物を加えて粘度を調整する場合、高分子機能材料の良溶媒に溶解する材料を選択し、添加量も高分子機能材料の機能を阻害しない範囲に留める必要がある。
【０００８】
特許文献３〜５には、高分子機能材料と非導電性高分子を組み合わせる技術が開示されているが、いずれも分子量および粘度についての記載がなく、これらの技術を実施しても今回の課題を解決することができない。
【０００９】
本発明は、前述の課題を鑑みてなされたもので、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たしつつ、インクの濃度のみを変化させ有機ＥＬ素子の製造を可能とする手段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】
【００１０】
本発明は、第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、第１および第２電極層間に電圧を印加することで有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子に関するものであり、機能性層のうち少なくとも１層が、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記の有機ＥＬ素子を製造するために用いる有機ＥＬ素子製造用インクに関する。当該有機ＥＬ素子製造用インクは、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料を有機溶媒に溶解させてなる。
【００１２】
また、本発明は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法に関する。当該勇気ＥＬ素子製造方法では、機能性層のうち少なくとも１層を、上記の有機ＥＬ素子製造用インクを塗布することにより形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子の製造方法によれば、有機発光媒体層を、高分子有機機能材料と非導電性高分子材料で構成するため、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することができ、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。
【００１４】
また、高分子有機機能材料よりも分子量の大きい非導電性高分子材料を粘度増加に用いることで、非導電性高分子材料の添加量を少なくすることができ、有機機能層の機能を阻害しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子を示す断面図
【図２】本発明の第１の実施形態における凸版印刷装置を示す該略図
【図３】本発明の第２の実施形態における凸版反転オフセット印刷装置を示す該略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す断面図であり、図２は、本実施形態に係る凸版印刷装置を示す概略図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、いわゆるパッシブマトリックス構造を有する有機ＥＬ素子であって、基板２と、基板２の一方の面上に複数形成された電極層（第１電極層）３と、各電極層３の間に形成された隔壁４と、電極層３上に積層された有機発光媒体層５と、有機発光媒体層５上に積層されて電極層３と対向配置された対向電極層（第２電極層）６とを備えている。
【００１７】
基板２は、電極層３や有機発光媒体層５、対向電極層６を支持する基板であって、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートによって構成されている。プラスチック製のフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートを用いることができ、光の取出しを基板２側から行う場合には透明な材料を用いる。なお、有機ＥＬ素子内への水分の侵入を避けるために、基板２の電極層３が形成されない他方の面に、無機膜、フッ素樹脂層やセラミックを蒸着したフィルム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などの他のガスバリア性フィルムを積層してもよい。
更に、有機ＥＬ素子を画素ごとに駆動するアクティブマトリクス方式とする場合には、基板２として画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板とすることが好ましい。
【００１８】
電極層３は、アクティブマトリクス方式の場合、基板２上に格子状になるよう互いに一定の間隔をあけて複数形成されており、各電極層の厚さが０．０５μｍ〜０．２μｍとなっている。パッシブマトリクス方式の場合には、電極層３は基板２上に短冊状になるよう互いに一定の間隔をあけて複数列形成される。また、基板２側から光取出しを行う場合、電極層３はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）のように可視光領域において透光性を有する導電性材料によって形成されている。この電極層３は、基板２の一面上に蒸着またはスパッタリング法によって成膜した後、所定の開口形状を有するマスクを用いたエッチングによりパターニングすることによって形成されている。なお、電極層３として、ＩＴＯの他に、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：酸化インジウム亜鉛）や亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物、酸化スズ（ＳｎＯ２）や、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）などを用いることができる。また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を基板２上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法などによって形成してもよい。
【００１９】
隔壁４は、各電極層３上に形成された有機発光媒体層５が互いに混合することを防止するために各電極層３の間であって基板２上に形成されており、その高さが例えば２μｍとなっている。また、隔壁４は、電極層３の周縁部を覆うように形成されている。そして、この隔壁４は、ポジ型またはネガ型の感光性樹脂によって構成されており、基板２上にスピンコーターやバーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーターなどの塗布方法を用いて感光性樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、感光性樹脂を所定の形状にパターニングすることによって形成されている。ここで、隔壁４として適用可能な感光性樹脂としては、ポリイミド系やアクリル樹脂系、ノボラック樹脂系などが挙げられる。
【００２０】
有機発光媒体層５は、機能性層を少なくとも２層積層した構成となっており、電極層３の上面に形成された正孔輸送層７と、正孔輸送層７の上面に形成された有機発光層８とを有する。正孔輸送層７は、層厚が例えば０．０５μｍとなっており、陽極である電極層３から注入された正孔を陰極である対向電極層６の方向へ進め、正孔を通しながらも電子が電極層３の方向へ進行することを防止する機能を有している。そして、正孔輸送層７は、正孔輸送層７の機能性材料である正孔輸送材料の溶解液または分散液をスピンコートやバーコート、ワイヤーコート、スリットコート、凸版印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、反転オフセット印刷法、ノズルプリンティング法などのウェットプロセスを用いて電極層３上に付着させることによって形成されている。なお、膜厚は、０．００５μｍ〜０．２μｍの範囲であればよく、０．０１μｍ〜０．１μｍであることがより好ましい。
【００２１】
ここで、正孔輸送層７として適用可能な正孔輸送材料としては、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誘導体、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））、ＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）との混合物などの高分子材料が挙げられる。また、正孔輸送材料を溶解または分散させる溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などのうち、いずれかまたはこれらの混合液が挙げられる。なお、前記した正孔輸送材料の溶解液または分散液には、必要に応じて界面活性剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤などを添加してもよい。また、複数の正孔輸送層を積層させても良い。
【００２２】
有機発光層８は、電極層３の表面からの層厚が例えば０．０５μｍとなっており、電圧を印加することによって赤色、緑色または青色の各色に発光する有機発光層８の機能性材料であって、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機発光材料の溶解液または分散液を正孔輸送層７上に付着させることによって形成されている。また、有機発光層８は、凸版印刷法やオフセット印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ノズルプリンティング法を用いて正孔輸送層７上に溶解液または分散液であるインクを付着させ、その後乾燥させることで形成されている。なお、膜厚は、０．０１μｍ〜０．３μｍの範囲であればよく、０．０３μｍ〜０．１μｍであることがより好ましい。
【００２３】
ここで、有機発光層８に用いられる高分子有機発光材料として、ＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）系やＰＡＦ（ポリアルキルフルオレン）系等の高分子蛍光発光体や、希土類金属錯体を含む高分子燐光発光体などが挙げられる。そして、この高分子有機発光材料を溶剤に溶解させて、インクを調製している。なお、インク中の低分子有機発光材料の濃度は、例えば３．０重量％となっている。なお、濃度は、０．１重量％〜１０重量％の範囲であればよく、１．０重量％〜５．０重量％であることがより好ましい。このように、濃度を０．１重量％〜１０重量％以下とすることで印刷時の膜厚が大きくなりすぎず、印刷によるパターン精度を維持することができる。
【００２４】
また、有機機能層に混合する非導電性高分子材料として、たとえばポリスチレンが挙げられる。そして、溶媒に前記と同様に０．１重量％〜１０重量％の範囲で高分子有機発光材料を溶解した溶解液にこの高分子材料を溶解し、インクを形成している。なお、溶解液中の高分子材料の濃度は、例えば０．５重量％となっている。なお、濃度は、前記と同様に、０．０５重量％〜３．０重量％の範囲であればよく、０．３重量％〜２．０重量％であることがより好ましい。また、そのほかに用いることのできる高分子材料として、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、またはそれらの誘導体などが挙げられる。
【００２５】
ここで、前記非導電性高分子材料の分子量は１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下であればよく、１，５００，０００以上１０，０００，０００以下がより好ましい。また、２，０００，０００以上５，０００，０００以下がさらに好ましい。１，０００，０００以下では粘度増加の効果が十分に得られないため、版に転写した際にインクが形状を維持できず、２０，０００，０００より大きいと粘度が大きすぎてインクの流動性がなくなり、印刷した際にレベリングしなくなる。よっていずれも均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００２６】
また、前記非導電性高分子材料の質量平均分子量と繰り返し単位の分子量から計算される重合度は高分子有機発光材料のそれよりも大きいことが好ましい。重合度の小さいデンドリマーのような構造を持つ高分子を持つ場合には粘度増加の効果が十分に得られないため、均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００２７】
高分子有機機能材料を含むインクに用いられる溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール、テトラリン、ＣＨＢ（シクロヘキシルベンゼン）、メチルナフタレンなどのうち、いずれかまたはこれらの混合液が挙げられる。
【００２８】
溶媒の沸点は１１０度以上４００度以下であればよい。１１０度未満であると乾燥が速く印刷版上で乾いてしまい塗布ができなくなり、４００度を超えると乾燥が遅く生産性が悪化する。
【００２９】
高分子有機機能材料および非導電性高分子を含むインクの粘度は、５ｃＰ以上１００ｃＰ以下であればよく、２０ｃＰ以上８０ｃＰ以下であることが好ましい。５ｃＰ未満では粘度増加の効果がほとんど得られないため版に転写した際にインクが形状を維持できず、所望の膜厚・形状の発光層を形成できない。１００ｃＰより大きいと粘度が大きすぎてインクの流動性がなくなり、印刷した際にレベリング（印刷後の膜厚の均一化）しなくなる。よっていずれも均一な膜を得ることができなくなってしまう。
【００３０】
対向電極層６は、アクティブマトリクス方式の場合には有機発光層８及び隔壁４の全面を覆うように形成される。また、パッシブマトリクス方式の場合には有機発光層８上に格子状に一定の間隔をあけて形成され、電極層３の長手方向と平面視で直交する方向に延びるように形成される。いずれの方式の場合でも、対向電極層６の厚さは０．０１μｍ〜０．５μｍとなっている。対向電極層６の材料としては、発光層の発光特性に合わせて、リチウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、アルミニウムなどの金属単体やこれらと金、銀などの安定な金属との合金または多層体が用いられる。また、光取出しを封止基板側から行う場合には、インジウム、亜鉛、スズなどの導電性酸化物を用いることもできる。これらの材料は、通常の抵抗加熱、ＥＢ加熱などの真空蒸着やスパッタリング法などによって形成されている。
【００３１】
ここで、必要に応じて有機発光層と対向電極の間に、対向電極から有機発光層へ電子を輸送する電子輸送層を設けても良い。電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。形成には対向電極層と同様の方法を用いることができ、対向電極と同一のマスク形状で真空蒸着等を用いて形成される。
【００３２】
さらに、有機ＥＬ素子は大気中の水分や酸素によって、有機発光層や対向電極層が容易に劣化してしまうため、大気から遮断するための封止体を設ける必要がある。封止方法としては既知の封止法を用いることができ、たとえば、封止基板としてキャップ状のガラスの周辺部に接着層でシールして封止したり、対向電極上にアルミナや窒化ケイ素などのバリア膜を形成した後、板状の封止基板と接着剤とを貼り合せて封止してもよい。封止プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したバリアフィルムで被覆しても良い。封止基板としては、基板２に用いる材料と同様のものを用いることができるが、光取り出し方向が封止基板側である場合には透明な材料を用いる。
【００３３】
次に、以上のような構成の有機ＥＬ素子１のうちの一構成例について、その製造方法を説明する。
【００３４】
まず、ＴＦＴが画素ごとに形成された基板２上に電極層３を形成する。これは、基板２上の全面にスパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、さらにフォトリソグラフィ技術による露光、現像を行って、電極層３として残存させる要部をフォトレジストで被覆すると共に、不要部を酸溶液でエッチングしてＩＴＯ膜を除去する。このようにして、互いに所定の間隔をあけて配置された格子状の電極層３が形成される。
【００３５】
次に、各電極層３の間に隔壁４を形成する。これは、基板２あるいは電極層３上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術による露光、現像を行って、各電極層３の間にフォトレジストを残存させる。その後、ベーキングを行うことでフォトレジストを硬化させる。そして、正孔輸送層７を形成する。これは、正孔輸送材料の分散液を基板２上あるいは電極層３上にスピンコート法によって塗布する。
【００３６】
その後、図２に示す凸版印刷装置１０を用いて有機発光材料の溶解液であるインクを印刷することで有機発光層８を形成する。この凸版印刷装置１０は、インクが収容されるインクタンク１１と、インクが供給されるインクチャンバ１２と、アニロックスロール１３と、表面に凸版１４が設けられた版胴１５とを備えている。
【００３７】
そして、赤色に発光する有機発光インクが収容されたインクタンク１１からインクチャンバ１２にインクを供給し、アニロックスロール１３の表面にインクを塗布する。次に、凸版１４にアニロックスロール１３の表面に塗布されたインクを転移し、このインクを正孔輸送層７上に転写する。転写されたインクは隔壁４で区切られた領域内で平均化する。そして、転写されたインクを乾燥する。その後、赤色の場合と同様に、緑色、青色に発光する有機発光インクをこの順番で印刷する。
【００３８】
続いて、対向電極層６を形成する。これは、有機発光層及び隔壁の全面を覆うような開口が形成されたマスクを有機発光層８上に配置し、抵抗加熱蒸着法によって蒸着して有機発光層上及び隔壁上の全面に形成する。このようにして、有機発光層８上にその長手方向が電極層３の長手方向と平面視で直交する方向で格子状に一定の間隔をあけて形成する。最後に、これら電極層３、有機発光媒体層５及び対向電極層６を空気中の酸素や水分から保護するためにガラスキャップで被覆、封止する。以上のようにして、有機ＥＬ素子１を製造する。
【００３９】
以上のように構成された有機ＥＬ素子１及び有機ＥＬ素子１の製造方法によれば、有機発光層８を高分子有機機能材料と非導電性高分子で形成することで、印刷法を適用してムラやパターン崩れがなく有機膜を形成するのに必要な粘度を満たしつつ、インクの濃度のみを変化させることが可能となる。これにより、高分子有機機能材料の濃度によらず粘度を調整することができ、製造工程において最適な粘度で素子を製造することができる。
【００４０】
ここで、正孔輸送層７は有機発光層８と同様に図２に示す凸版印刷装置を用いて形成してもよい。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態では凸版反転オフセット印刷法によって有機発光層８を形成している点である。
【００４２】
すなわち、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法は、正孔輸送層７を形成した後、図３（ａ）および（ｂ）に示すような凸版反転オフセット印刷装置２０を用いて有機発光層８を印刷する。この凸版反転オフセット印刷装置２０は、有機発光インクが収容されるインクタンク１１と、表面にシリコーンゴム層を有するブランケット２１を備える回転胴２２と、インクをブランケット２１に塗布するキャップコータ２３と、凸型２４とを備えている。
【００４３】
そして、キャップコータ２３でインクをブランケット２１に塗布し（図３（ａ））、凸型２４をブランケット２１に接触させて正孔輸送層７に転写しない不要部を凸型２４に転写し、除去する（図３（ｂ））。この除去は、ブランケット２１の表面に設けられたシリコーンゴムが有する剥離作用により生じるものである。また、凸型２４の凸部は、形成すべき有機発光層８のパターンとは逆のパターンが加工されている。ここで、膜厚を薄くするために有機発光材料の濃度が低いインクを用いた場合でも、粘度の高い非導電性高分子を含有しているので、ブランケット上でムラなくインクが維持される。その後、ブランケット２１に残存しているインクを正孔輸送層７に転写する（図３（ｃ））。転写されたインクは、隔壁４で区切られた領域内で平均化される。そして、緑色、青色に発光する有機発光インクをそれぞれこの順番で転写し、転写されたインクを乾燥させる。
【００４４】
以上のように構成された有機ＥＬ素子及びその製造方法においても、前記した第１の実施形態と同様の作用、効果を有する。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明にかかる有機ＥＬ素子１を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
実施例及び比較例として、有機発光層８を前述の凸版印刷法により形成した有機ＥＬ素子を製造した。
まず、非導電性高分子材料であるポリスチレンと有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体（重量平均分子量：２４００００）を表１の実施例１〜７及び比較例１〜３に示す重量濃度となるようテトラリンに溶解し、有機発光インクを作製した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
次に、透光性基板２として厚さが０．７ｍｍ、一辺が１００ｍｍ四方のガラスを用い、幅８０μｍ、厚さ０．１５μｍの短冊状の透明電極層３を１２０μｍ間隔で形成した。ここで、透明電極層３の表面粗さＲａは、２００μｍ２からなる任意の面内において２０ｎｍとなった。
【００４９】
次に、隔壁４を、フォトリソグラフィ技術による現像後に、約２００℃、６０分間のベーキングを行うことによって形成した。ここで、隔壁４は透光性基板２と接触する下端の幅が３０μｍ、上端の幅が１５μｍ、高さが１μｍであり、断面ほぼ台形状となっている。
【００５０】
次に、正孔輸送層７のうち第一正孔輸送層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをスピンコートにより形成した。乾燥後の膜厚は６０ｎｍとなった。
【００５１】
次に、正孔輸送層７のう第二正孔輸送層としてポリビニルカルバゾール誘導体を濃度３．０％になるようにキシレンに溶解させたインクを用いこの基板を印刷機にセッティングし、凸版印刷法で印刷した。乾燥後の膜厚は２０ｎｍとなった。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび感光性樹脂版を使用した。
【００５２】
次に、実施例１〜７及び比較例１〜３で作製した有機発光インクを用い、有機発光層８を凸版印刷法で印刷した。乾燥後の膜厚は表２に示す通りとなった。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよびピクセルのピッチに対応する感光性樹脂版を使用した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
このようにして製造された有機ＥＬ素子１の透明電極層３及び対向電極層６に電圧を印加し、そのときの電流効率、発光の色度及び発光面を目視で観測した結果を表３にまとめた。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３の結果から、１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下である非導電性高分子を用いた実施例１〜７のインクは均一な発光が得られた。
一方、比較例１のインクで作製した素子は発光画素間に輝度の差が現れ、均一な発光を得ることができなかった。これは、比較例１のインクは粘度が小さいために均一な膜厚の有機発光層を形成することが出来なかったためである。
次に、比較例２のインクで作製した素子は均一に発光したものの、実施例１〜７の素子と比較して効率および色純度が悪化した。これは、比較例２のインクでは非導電性高分子材料の分子量が小さく、増粘の効果が得るために必要な非導電性高分子材料の量が多く、有機発光層の導電性や有機発光材料が低下して電圧が増大したためである。
次に、比較例３のインクは印刷したところ版をはがす際にインクが糸を引き画素間をつなぐようにはみ出してしまい、素子を作製することができなかった。これは、非導電性高分子材料の分子量が大きすぎるため、インクの粘度が増大しすぎたことによる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 電極層
４ 隔壁
５ 有機発光媒体層
６ 対向電極層
７ 正孔輸送層
８ 有機発光層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、前記第１及び第２電極層間に電圧を印加することで前記有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子において、前記機能性層のうち少なくとも１層が、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、前記高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料によって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記高分子有機機能材料がキャリア輸送性材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記高分子有機機能材料が発光材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記非導電性高分子材料の重量平均分子量が１，０００，０００より大きく２０，０００，０００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有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記非導電性高分子材料の重合度が前記高分子有機発光材料のそれよりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記非導電性高分子材料が熱硬化性を持つことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、前記高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料を有機溶媒に溶解したことを特徴とするインク。
【請求項８】
前記高分子有機機能材料がキャリア輸送性材料であることを特徴とする請求項７に記載のインク。
【請求項９】
前記高分子有機機能材料が発光材料であることを特徴とする請求項７に記載のインク。
【請求項１０】
前記非導電性高分子材料の重量平均分子量が１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のインク。
【請求項１１】
前記非導電性高分子材料の重合度が前記高分子有機発光材料のそれよりも大きいことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のインク。
【請求項１２】
前記非導電性高分子材料が熱硬化性を持つことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のインク。
【請求項１３】
第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、前記第１及び第２電極層間に電圧を印加することで前記有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子において、前記機能性層のうち少なくとも１層が、請求項７〜１２のいずれかに記載のインクを塗布することにより形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記インクが凸版印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記インクがオフセット印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、前記第１及び第２電極層間に電圧を印加することで前記有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子において、前記機能性層のうち少なくとも１層が、少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、前記高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料によって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記高分子有機機能材料がキャリア輸送性材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記高分子有機機能材料が発光材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記非導電性高分子材料の重量平均分子量が１，０００，０００より大きく２０，０００，０００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有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記非導電性高分子材料の重合度が前記高分子有機発光材料のそれよりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記非導電性高分子材料が熱硬化性を持つことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
少なくとも１種類の繰り返し構造を持つ高分子有機機能材料と、前記高分子有機機能材料よりも大きな重量平均分子量を持つ非導電性高分子材料とを含む２種類以上の高分子材料を有機溶媒に溶解したことを特徴とするインク。
【請求項８】
前記高分子有機機能材料がキャリア輸送性材料であることを特徴とする請求項７に記載のインク。
【請求項９】
前記高分子有機機能材料が発光材料であることを特徴とする請求項７に記載のインク。
【請求項１０】
前記非導電性高分子材料の重量平均分子量が１，０００，０００より大きく２０，０００，０００以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のインク。
【請求項１１】
前記非導電性高分子材料の重合度が前記高分子有機発光材料のそれよりも大きいことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のインク。
【請求項１２】
前記非導電性高分子材料が熱硬化性を持つことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のインク。
【請求項１３】
第１電極層上に、少なくとも１層の機能性層を有する有機発光媒体層を介して第２電極層が設けられ、前記第１及び第２電極層間に電圧を印加することで前記有機発光媒体層が発光する有機ＥＬ素子において、前記機能性層のうち少なくとも１層が、請求項７〜１２のいずれかに記載のインクを塗布することにより形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記インクが凸版印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記インクがオフセット印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−８４８８８（Ｐ２０１３−８４８８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７６８８５（Ｐ２０１２−７６８８５）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【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２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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