有機ＥＬ素子及びその製造方法
【課題】本発明は少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層が絶縁層と画素電極が接する縁部において厚膜化するのを抑制し、発光ムラや輝度低下をなくした均一性の良い表示を行うことが可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【解決手段】基板上に、絶縁層を隔壁として形成された発光領域が、透明絶縁層と、画素電極層と、少なくとも正孔輸送層と有機発光層を順次積層してなる有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記絶縁層と画素電極表面の高低差が０．１〜１．０μｍで、且つ、前記絶縁層の高さが１．５μｍ以上であることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【解決手段】基板上に、絶縁層を隔壁として形成された発光領域が、透明絶縁層と、画素電極層と、少なくとも正孔輸送層と有機発光層を順次積層してなる有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記絶縁層と画素電極表面の高低差が０．１〜１．０μｍで、且つ、前記絶縁層の高さが１．５μｍ以上であることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷法による高精細なパターン形成がされた有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、ＰＤＡ（携帯情報端末）、モバイルパソコン、車載用ナビゲーションシステム等における表示素子として、薄型、低電力、高輝度表示等の特徴を備える有機ＥＬ素子が注目されている。この有機ＥＬ素子は、例えば陽極（透明導電膜、ＩＴＯ膜）と、有機発光体を含有する発光層と、陰極（金属電極）とを透明基板上に積層したものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子の発光層は、通常、低分子有機発光体を真空蒸着させることによって形成される。この場合、蒸着装置の観点から素子の大型化に限界がある。そこで、高分子有機発光体を溶剤に溶解し分散させてインキ化し、公知の印刷方式にて発光層を形成する試みが提案されている（例えば特許文献１参照）。この印刷法は、量産性に優れ、製造コストを低く抑えることが可能であり、具体的な印刷方式としては、オフセット印刷やグラビア印刷等が挙げられている。
【０００４】
フレキソ印刷は、ゴム又は樹脂からなるフレキシブルな凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部が彫刻されたインキ付けロールと、溶剤乾燥型のインキとを用いた印刷方式であり、従来から包装紙等の簡単な印刷物の印刷に広く使用されている。このフレキソ印刷は、特に膜厚が０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層を形成するのに適している。また、フレキソ印刷は印圧がかかる凸版部に柔軟性があり、更に、キスタッチと呼ばれるごく低印圧での印刷であることから、ガラス基板や高圧をかけることによって特性が破壊される透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適している。このため、有機ＥＬ素子の発光層の形成に特に適した印刷方法である。
【０００５】
有機ＥＬ素子の発光層を印刷する印刷機のインキ供給装置では、インキ溶剤の揮発を抑えるためにインキの供給を密閉系で行い、且つ、アニロックスロール表面でのインキの乾燥を防ぐためにアニロックスロールの下部周面をインキ壷のインキ溜りに浸漬しつつ回転させ、常にアニロックスロール表面を濡らしておく必要がある。このために、クローズドチャンバーと呼ばれる密閉構造のインキ壷にインキを供給して、その中にアニロックスロールの下部周面を浸漬しつつ回転させ、かつクローズドチャンバーから露出したアニロックスロールの上部周面において、余分なインキをドクターにて掻き取ってフレキソ版上にインキを塗布する方式が用いられている。
【０００６】
また、クローズドチャンバー内のインキ濃度を一定に保つために、定期的に新インキを供給して古いインキを回収する循環機構を設ける方式が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５３５２号公報
【特許文献２】特開２００５−５９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来フレキソ印刷によって形成されたインキ膜は、隔壁付近がメニスカ
ス形状になるため、印刷膜の平坦性が悪いといった問題があり、有機ＥＬ素子の形成においても、インキが被印刷基板へ転写直後に隔壁に引きよせられ、隔壁付近で厚膜化して有機ＥＬ素子の品質低下の要因となっている。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、印刷法で形成しても画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、基板上に画素電極と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記基板と前記画素電極の間に絶縁層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子である。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機ＥＬ素子である。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、基板上に画素電極と、前記基板と前記画素電極間に形成された絶縁層と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機発光層を形成する工程が、ウェット成膜法により形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
すなわち、前記隔壁と画素電極表面の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下にすることにより、正孔輸送層インキと有機発光層インキを順次塗布する工程において、それぞれのインキによるメニスカスを制御することが可能となり、平滑な正孔輸送層と有機発光層を形成することができ、画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子が得られる。また、前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下にすることにより、隔壁の機能を発揮することができ、電流のリークやＴＦＴの駆動トラブルの発生を防げる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷法で形成しても画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子及びその製造方法の提供を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子構成の一実施形態の断面概略図である。
【図２】本発明に係るフレキソ印刷機の全体構成を示す断面概略図である。
【図３】本実施の形態における印刷機のインキ転写時の動作を示す概略図である。
【図４】本実施の形態における有機ＥＬ素子の構造を説明する断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる有機ＥＬ用印刷機の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる有機ＥＬ用印刷機は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は本発明に係る有機ＥＬ素子構成の一実施形態の断面概略図を示す。図２は本発明
に係るフレキソ印刷機の全体構成を示す断面概略図を示す。図３は本実施の形態における印刷機のインキ転写時の動作を示す概略図を示す。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、アクティブマトリックスタイプの有機ＥＬ素子に適用した例について説明する。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。
【００２０】
この有機ＥＬ素子が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ＥＬ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が、基板と反対側から光を取り出すトップエミッション方式の場合は、基板は透光性を有する必要はない。
【００２１】
基板１としては、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できる。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。また、その場合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。
【００２２】
また、基板１の上にはパターニングされた絶縁層２が設けられる。絶縁層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、ボトムエミッション方式の場合には、透明性、絶縁性を有する必要がある。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。
【００２３】
また、絶縁層２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塗布方法を用いて塗布され、フォトリソ法によりパターニングされる。また、感光性樹脂を用いずにグラビアオフセット印刷法、反転印刷法、フレキソ印刷法等を用いて絶縁層２を形成してもよい。
さらに、絶縁層２は、その上面に後述する画素電極３が形成されるため、絶縁層２下部のＴＦＴ基板の電極と画素電極３との電気的導通を確保するためのスルーホールが形成されている。スルーホールの形状や位置は、ＴＦＴ基盤の電極と画素電極３とが電気的に導通される形状・位置であれば良く、その形成方法はフォトリソ法やレーザーにより形成する方法等の従来技術を用いることができる。
【００２４】
透明絶縁膜２の上には陽極としてパターニングされた画素電極３が設けられる。前記透明絶縁膜２の膜厚は、その上に形成される画素電極３と隔壁４との高低差を調節するための基礎となるものであり、本発明の特性に係る。本発明は前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、この高低差は概ね前記透明絶縁膜２の膜厚で調整し、さらに後述の画素電極３の膜厚で微調整される。すなわち、前記隔壁と画素電極表面の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下に制御することにより、正孔輸送層インキと有機発光層インキを順次塗布する工程において、それぞれのインキによるメニスカスを制御することが可能となり、平滑な正孔輸送層と有機発光層を形成することができ、画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子が得られる。隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ未満であるとインキが隔壁４を乗り越えて混色してしまい、１．０μｍより大きいと隔壁表面に濡れ上がってメニスカス形状になり、平坦性が低下する。
なお、図４に示すように、隔壁４と画素電極３表面の高低差とは、画素電極３の表面が属する平面Ａから、平面Ａと平行かつ隔壁４の頂点が属する平面Ｂまでの距離Ｈのことをいう。
【００２５】
前記画素電極３の材料としては、ボトムエミッション方式の場合には、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電極材料が使用できる。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。アクティブマトリクスタイプの場合にはＩＴＯはスパッタ法により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た画素毎に独立した形状の画素電極３となる。そして、この画素毎に独立した形状の画素電極３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法により隔壁４が形成される。
また、パッシブマトリクスタイプの場合にはＩＴＯはスパッタ法により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、ライン状の画素電極３となる。そして、このライン状の画素電極３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法により隔壁４が形成される。
【００２６】
本実施の形態における隔壁４は、厚みが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲にあることが望ましい。なお、隔壁が１．５μｍ未満であると、絶縁不足によって、電流のリークやＴＦＴの駆動トラブルが発生することとなる。また、隔壁が高すぎると隔壁４と画素電極表面３の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下を満たすために、絶縁層２の厚みを厚くする必要があり、透明性が低下することとなる。なお、ここでいう隔壁４の厚みとは、基板から隔壁４の頂点までの距離をいう。
【００２７】
隔壁４の厚みが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲であるので、隔壁４の厚みに応じて隔壁４と画素電極表面３の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下となるように画素電極３の厚さと絶縁層２の厚さの合計が調整され、画素電極３の厚さと絶縁層２の厚さの合計は０．５μｍ以上９．９μｍ以下の範囲となる。
【００２８】
また、隔壁４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。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。
【００２９】
また、隔壁４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塗布方法を用いて塗布され、フォトリソ法によりパターニングされる。また、感光性樹脂を用いずにグラビアオフセット印刷法、反転印刷法、フレキソ印刷法等を用いて隔壁を形成してもよい。
【００３０】
本発明に係る正孔輸送層５を形成する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（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４―エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等が挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、正孔輸送材料インキとなり、スリット法を用いて形成される。なお、形成される正孔輸送層の体積抵抗率は発光効率の点から１×１０６Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。
【００３１】
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、例えば、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、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコール、グリセリン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、乳酸エチル、エチレングリコールジエチルエーテル、１−プロパノール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、水等の単独またはこれらの混合溶媒などが挙げられる。また、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いても良い。
【００３２】
また、正孔輸送層インキの粘度としては５〜２００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。これは、本実施の形態で用いる凸版印刷法ではアニロックスから凸版上へのインキの転写が最初に行われるが、２００ｍＰａ・ｓ以上の粘度ではアニロックスから凸版上へインキが転写した後、凸版上で十分インキがレベリングせず、ムラの原因になる。また、５ｍＰａ・ｓ以下では、画素内ではじきムラが発生しやすく、ムラの原因になる。
【００３３】
また、正孔輸送層インキの固形分濃度としては０．５〜７．０％であることが好ましい。これは、本実施の形態で用いる正孔輸送インキでは、７．０％以上の濃度ではインキの安定性が悪くなり、インキ凝集や正孔輸送層のムラの原因になる。
【００３４】
さらに、正孔輸送材料として無機材料を用いることもできる。無機材料としては、Ｃｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ，ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ２，Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物を用いることができる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。無機材料は耐熱性および電気化学的安定性に優れている材料が多いため好ましい。これらは単層もしくは複数の層の積層構造、又は混合層として形成することができる。好ましい膜厚は５ｎｍ以上であり、より好ましくは１５ｎｍ程度以上である。正孔輸送層の形成法としては、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ドライ成膜法や、スピンコート法、ゾルゲル法、などのウェット成膜法など既存の成膜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ず、一般的な成膜法を用いることができる。
【００３５】
次に、以上のような正孔輸送層５の形成後、有機発光層６を形成する。有機発光層は電流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やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。
【００３６】
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。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良い。
【００３７】
前記有機発光層６の形成方法としては、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法などのウェット成膜法により有機発光インキを正孔輸送層５上に供給する方法を用いることが好ましい。
特に、凸版印刷法を用いる場合は、有機発光インキに適した樹脂凸版を使用することができ、中でも水現像タイプの感光性樹脂凸版が好適である。
【００３８】
次に、以上のような有機発光層６の形成後、陰極層７を形成する。この陰極層７の材料としては、有機発光層の発光特性に応じたものを使用でき、例えば、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などが挙げられる。また、インジウム、亜鉛、錫などの導電性酸化物を用いることもできる。陰極層の形成方法としてはマスクを用いた真空蒸着法による形成方法が挙げられる。
【００３９】
なお、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、陽極である画素電極と陰極層の間に陽極層側から正孔輸送層と有機発光層を積層した構成であるが、陽極層と陰極層の間において正孔輸送層、有機発光層以外に正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層といった層を必要に応じ選択した積層構造をとることができる。また、これらの層を形成する際にも本発明の形成方法を使用できる。
【００４０】
最後に、これらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップ６と接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子を得ることができる。また、基板が可撓性を有する場合には、封止剤と可撓性フィルムを用いて封止を行っても良い。
【００４１】
この実施の形態に示すフレキソ印刷機は、図１及び図２に示すように、定位置に回転可能に支持された回転式の版胴１０及びこの版胴１０の周面に装着された発光パターン形成用の凸版（フレキソ版）１１と、版胴１０の下方に位置して水平に設置された支持基台１２と、この支持基台１２上に案内１２ａを介して版胴１０の回転軸線１０ａと直角な水平方向に移動可能に設置された定盤１３と、この定盤１３上に載置された被印刷基板１４と、凸版１１の表面に発光層用のインキを供給するインキ供給手段１５と、このインキ供給手段１５にインキを定期的に供給するインキ補充手段１６とを備える。また、前記インキ供給手段１５は、凸版１１と被印刷基板１４との接触点１１ａ（版胴１０の直下）から版胴１０の回転方向（矢印Ｆの方向）と反対の方向へ９０°の角度範囲内に位置して版胴１０の周面と対向するように配設されている。
【００４２】
インキ供給手段１５は、凸版１１の印刷開始端１１ａから版胴１０の回転方向と反対の方向に９０°の角度範囲内に位置して版胴１０の回転軸線と平行にかつ凸版１１の版面１１ｂと接触するように配置され発光層用のインキ９を凸版１１の版面１１ｂに供給するアニロックスロール１５１と、このアニロックスロール１５１の全周面のうちの下方に位置する周面部分を浸漬状態に維持するインキ溜り１５２ａを有するとともに、アニロックスロール１５１の表面に付着した余分なインキを掻き落とすドクター１５３とを備える構成になっている。前記アニロックスロール１５１と凸版１１とが当接する位置は、インキ供給手段１５が定盤１３及び基板１４と干渉しない限り、出来るだけ版胴１０の直下、すなわち版胴１０の回転に伴い凸版１１と被印刷基板１４との接触点１１ａに近い方が、凸版１４へのインキ供給位置から接触点１１ａまでの間の距離を短くできると同時に凸版１２の版面１１ｂにインキが塗布されている時間が短くなるため有利である。
【００４３】
前記アニロックスロール１５１は版胴１０の周速と同一の周速で回転されるものであり、このアニロックスロール１５１の外周面には、図２に示すように、インキを保持するための細かいレリーフ（凹部）１５１ａが彫刻されている。アニロックスロール１５１と版胴１０との周速を同一にする理由は、アニロックスロール１５１の外周面にレリーフ１５１ａが彫刻されているため、版胴１１との周速が異なると凸版１１の版面１１ｂにダメージを与えるのを防止するためである。
【００４４】
前記ドクター１５３は、回転によりインキ溜り１５２ａから出てきたアニロックスロール１５１の表面に余分に付着したインキ９を掻き落とし、アニロックスロール１５１のレ
リーフ１５１ａ内にのみインキを残すためのものである。このドクター１５３の形状は刃状のものやロール状のものなどがあり、そのいずれでもかまわない。また、ドクター１５３は、アニロックスロール１５１の回転方向で、インキ溜り１５２ａから凸版１２との当接点までの間に位置し、特にアニロックスロール１５１の上方頂部よりもインキ溜り１５２ａ寄りに配置し、掻き取ったインキがインキ溜り１５２ａに落ちるようにする方式が最も好ましい。
【００４５】
前記インキ補充手段１６は、インキタンク１６１及びインキ補充ポンプ１６２を備え、このインキタンク１６１とインキ壷１５２との間はインキ補充ポンプ１６２を介してインキ補充用チューブ１６３により接続されている。そして、インキ補充ポンプ１６２を印刷回数に応じて定期的に駆動することによりインキ壷１５２にインキタンク１６３からインキを供給し、インキ溜り１５２ａのインキ量や粘度を一定に維持できるようになっている。また、逆にインキ溜り１５２ａのインキをインキ壷から吸い出す機構も設けて、インキ溜り１５２ａのインキを交換できる方式にしてもよい。
【００４６】
次に、本実施の形態による有機ＥＬ用フレキソ印刷機のインキ転写の動作について図１及び図２を用いて説明する。
【００４７】
被印刷基板１４へのインキ転写に際しては、図１に示すように、インキを転写される被印刷基板１４は定盤１３上に固定され、この定盤１３を版胴１０の直下に移動する。これと同時に版胴１０を定盤１３の移動速度と同じ周速で回転する。この時、版胴１０に設置された凸版１１は、版胴１０の回転に伴ってアニロックスロール１５１と当接し、アニロックスロール１５１表面のレリーフ１５１ａ内のインキが凸版１２の版面１１ｂに塗布される。その後、凸版１２の版面１１ｂに塗布されたインキは、版胴１０の直下まで回転した時点で被印刷基板１４上に転写される。これにより、インキ供給手段１５から凸版１１へのインキ９の転移と凸版１１から被印刷基板１４へのインキ９の転写を同時に行うことができる。
【００４８】
上記フレキソ印刷機の印刷において、インキ溜り１５２ａから露出したアニロックスロール１５１の表面は乾燥し易く、レリーフ１５１ａ内のインキが固まると、インキ供給量にムラが生じる。このため、アニロックスロール１５１の表面を周期的にインキ溜り１５２ａに浸漬して濡らしておくように、インキ転写時以外の待機時間もアニロックスロール１５１の回転を続けるのが望ましい。
【００４９】
そこで、インキ転写時以外で凸版１１の版面１１ｂにインキを塗布しないように、アニロックスロール１５１もしくはインキ供給手段１５全体が、版胴１０から退避する機構を設けると良い。または、凸版１１が設置されていない版胴１０の面をアニロックスロール１５１に当接されない形状に構成し、待機時間中は、この当接されない形状部分をアニロックスロール１５１に対面させる方式にするか、あるいは版胴１０を昇降できる構成にし、インキ転写時以外の待機時間中は版胴１０を上昇させて凸版１１をアニロックスロール１５１から離間し、インキ転写時は版胴１０を下降して凸版１１をアニロックスロール１５１と当接する方式などであってもよい。また、本実施の形態では、定盤１３が版胴１０の下を水平方向に移動する方式について説明したが、本発明はこれに限らず、定盤１３が固定され、版胴１０とインキ供給手段１６が水平方向に移動する方式でも同様にインキの転写ができる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００５１】
＜実施例１＞
対角５インチサイズの基板の上に、絶縁層としてアクリル系の透明レジスト材料を全面にスピンコート法で塗布し、フォトリソ法により、高さ２．０μｍのストライプ状に絶縁層を形成した。前記絶縁層を形成した基板全面に、スパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）の薄膜を形成し、フォトリソ法と酸溶液によるエッチングでＩＴＯ膜をパターニングして、前記絶縁層上に画素電極を形成した。ディスプレイ１面当たりの画素電極のラインパターンは、線幅４０μｍ、スペース２０μｍでラインが１９５０ライン形成されるパターンとした。
【００５２】
次に隔壁を以下のように形成した。
上記画素電極を形成したＴＦＴ基板全面上に、隔壁としてポリイミド系のレジスト材料をスピンコート法で塗布し、フォトリソ法により、高さ２．６μｍ、隔壁と画素電極面の高低差が０．５μｍのラインパターンを形成した。
【００５３】
次に、下記の正孔輸送層インキを用いて、スリット法にて基板全面に正孔輸送層を塗布し、その後、画素領域外の不要部を除去し、２００°Ｃ、３０分大気中で乾燥して正孔輸送層を形成した。このときの膜厚は５０ｎｍとなった。
正孔輸送層インキ：ＰＥＤＯＴ溶液（バイトロンＣＨ−８０００）
固形分濃度１．５％、粘度１５ｍＰａ・Ｓ、蒸気圧１．１ｋＰａ
【００５４】
次に、下記の有機発光層インキを用いて、７５０線／インチのアニロックスロール及び水現像タイプの感光性樹脂版による印刷法にて、乾燥後の膜厚８０ｎｍの有機発光層を形成した。
有機発光層インキ：ポリフェニレンビニレン誘導体
２質量％のトルエン溶液、粘度５０ｍＰａ・ｓ
【００５５】
次に、上記有機発光層を形成したＴＦＴ基板全面に、抵抗加熱蒸着法によりＣａ、Ａｌからなる陰極層を形成して有機ＥＬ構成体を得た。
【００５６】
上記有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
【００５７】
＜比較例１＞
絶縁層を形成せず、他は実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。なお、隔壁と画素電極表面までの高低差は２．５μｍであった。
【００５８】
＜評価＞
実施例１および比較例１で得られた有機ＥＬディスプレイパネルを用いて、それぞれの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を電源に接続することにより、点灯表示確認を行った。評価結果を下記の表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
＜比較結果＞
実施例１で得られた本発明品は、比較例１で得られた比較例品に比べて良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００６１】
１……基板、２…絶縁層、３……画素電極、４……隔壁、５……正孔輸送層、６……有機発光層、７……陰極層、８……ガラスキャップ、９……インキ、１０……版胴、１１…凸版、１１ａ……凸版と被印刷基板との接触点、１１ｂ……版面、１２……支持基台、１
３……定盤、１４……被印刷基板、１５……インキ供給手段、１５１……アニロックスロール、１５１ａ……レリーフ（凹部）、１５２……クローズドチャンバー、１５２ａ……インキ溜り、１５３……ドクター、１６……インキ補充手段、１６１……インキタンク、１６２……インキ補充ポンプ、１６３……インキ供給用チューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷法による高精細なパターン形成がされた有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、ＰＤＡ（携帯情報端末）、モバイルパソコン、車載用ナビゲーションシステム等における表示素子として、薄型、低電力、高輝度表示等の特徴を備える有機ＥＬ素子が注目されている。この有機ＥＬ素子は、例えば陽極（透明導電膜、ＩＴＯ膜）と、有機発光体を含有する発光層と、陰極（金属電極）とを透明基板上に積層したものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子の発光層は、通常、低分子有機発光体を真空蒸着させることによって形成される。この場合、蒸着装置の観点から素子の大型化に限界がある。そこで、高分子有機発光体を溶剤に溶解し分散させてインキ化し、公知の印刷方式にて発光層を形成する試みが提案されている（例えば特許文献１参照）。この印刷法は、量産性に優れ、製造コストを低く抑えることが可能であり、具体的な印刷方式としては、オフセット印刷やグラビア印刷等が挙げられている。
【０００４】
フレキソ印刷は、ゴム又は樹脂からなるフレキシブルな凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部が彫刻されたインキ付けロールと、溶剤乾燥型のインキとを用いた印刷方式であり、従来から包装紙等の簡単な印刷物の印刷に広く使用されている。このフレキソ印刷は、特に膜厚が０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層を形成するのに適している。また、フレキソ印刷は印圧がかかる凸版部に柔軟性があり、更に、キスタッチと呼ばれるごく低印圧での印刷であることから、ガラス基板や高圧をかけることによって特性が破壊される透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適している。このため、有機ＥＬ素子の発光層の形成に特に適した印刷方法である。
【０００５】
有機ＥＬ素子の発光層を印刷する印刷機のインキ供給装置では、インキ溶剤の揮発を抑えるためにインキの供給を密閉系で行い、且つ、アニロックスロール表面でのインキの乾燥を防ぐためにアニロックスロールの下部周面をインキ壷のインキ溜りに浸漬しつつ回転させ、常にアニロックスロール表面を濡らしておく必要がある。このために、クローズドチャンバーと呼ばれる密閉構造のインキ壷にインキを供給して、その中にアニロックスロールの下部周面を浸漬しつつ回転させ、かつクローズドチャンバーから露出したアニロックスロールの上部周面において、余分なインキをドクターにて掻き取ってフレキソ版上にインキを塗布する方式が用いられている。
【０００６】
また、クローズドチャンバー内のインキ濃度を一定に保つために、定期的に新インキを供給して古いインキを回収する循環機構を設ける方式が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５３５２号公報
【特許文献２】特開２００５−５９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来フレキソ印刷によって形成されたインキ膜は、隔壁付近がメニスカ
ス形状になるため、印刷膜の平坦性が悪いといった問題があり、有機ＥＬ素子の形成においても、インキが被印刷基板へ転写直後に隔壁に引きよせられ、隔壁付近で厚膜化して有機ＥＬ素子の品質低下の要因となっている。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、印刷法で形成しても画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、基板上に画素電極と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記基板と前記画素電極の間に絶縁層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子である。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機ＥＬ素子である。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、基板上に画素電極と、前記基板と前記画素電極間に形成された絶縁層と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機発光層を形成する工程が、ウェット成膜法により形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
すなわち、前記隔壁と画素電極表面の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下にすることにより、正孔輸送層インキと有機発光層インキを順次塗布する工程において、それぞれのインキによるメニスカスを制御することが可能となり、平滑な正孔輸送層と有機発光層を形成することができ、画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子が得られる。また、前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下にすることにより、隔壁の機能を発揮することができ、電流のリークやＴＦＴの駆動トラブルの発生を防げる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷法で形成しても画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子及びその製造方法の提供を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子構成の一実施形態の断面概略図である。
【図２】本発明に係るフレキソ印刷機の全体構成を示す断面概略図である。
【図３】本実施の形態における印刷機のインキ転写時の動作を示す概略図である。
【図４】本実施の形態における有機ＥＬ素子の構造を説明する断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる有機ＥＬ用印刷機の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる有機ＥＬ用印刷機は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は本発明に係る有機ＥＬ素子構成の一実施形態の断面概略図を示す。図２は本発明
に係るフレキソ印刷機の全体構成を示す断面概略図を示す。図３は本実施の形態における印刷機のインキ転写時の動作を示す概略図を示す。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、アクティブマトリックスタイプの有機ＥＬ素子に適用した例について説明する。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。
【００２０】
この有機ＥＬ素子が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ＥＬ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が、基板と反対側から光を取り出すトップエミッション方式の場合は、基板は透光性を有する必要はない。
【００２１】
基板１としては、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できる。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。また、その場合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。
【００２２】
また、基板１の上にはパターニングされた絶縁層２が設けられる。絶縁層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、ボトムエミッション方式の場合には、透明性、絶縁性を有する必要がある。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。
【００２３】
また、絶縁層２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塗布方法を用いて塗布され、フォトリソ法によりパターニングされる。また、感光性樹脂を用いずにグラビアオフセット印刷法、反転印刷法、フレキソ印刷法等を用いて絶縁層２を形成してもよい。
さらに、絶縁層２は、その上面に後述する画素電極３が形成されるため、絶縁層２下部のＴＦＴ基板の電極と画素電極３との電気的導通を確保するためのスルーホールが形成されている。スルーホールの形状や位置は、ＴＦＴ基盤の電極と画素電極３とが電気的に導通される形状・位置であれば良く、その形成方法はフォトリソ法やレーザーにより形成する方法等の従来技術を用いることができる。
【００２４】
透明絶縁膜２の上には陽極としてパターニングされた画素電極３が設けられる。前記透明絶縁膜２の膜厚は、その上に形成される画素電極３と隔壁４との高低差を調節するための基礎となるものであり、本発明の特性に係る。本発明は前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、この高低差は概ね前記透明絶縁膜２の膜厚で調整し、さらに後述の画素電極３の膜厚で微調整される。すなわち、前記隔壁と画素電極表面の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下に制御することにより、正孔輸送層インキと有機発光層インキを順次塗布する工程において、それぞれのインキによるメニスカスを制御することが可能となり、平滑な正孔輸送層と有機発光層を形成することができ、画素内が均一に発光する有機ＥＬ素子が得られる。隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ未満であるとインキが隔壁４を乗り越えて混色してしまい、１．０μｍより大きいと隔壁表面に濡れ上がってメニスカス形状になり、平坦性が低下する。
なお、図４に示すように、隔壁４と画素電極３表面の高低差とは、画素電極３の表面が属する平面Ａから、平面Ａと平行かつ隔壁４の頂点が属する平面Ｂまでの距離Ｈのことをいう。
【００２５】
前記画素電極３の材料としては、ボトムエミッション方式の場合には、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電極材料が使用できる。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。アクティブマトリクスタイプの場合にはＩＴＯはスパッタ法により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た画素毎に独立した形状の画素電極３となる。そして、この画素毎に独立した形状の画素電極３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法により隔壁４が形成される。
また、パッシブマトリクスタイプの場合にはＩＴＯはスパッタ法により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、ライン状の画素電極３となる。そして、このライン状の画素電極３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法により隔壁４が形成される。
【００２６】
本実施の形態における隔壁４は、厚みが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲にあることが望ましい。なお、隔壁が１．５μｍ未満であると、絶縁不足によって、電流のリークやＴＦＴの駆動トラブルが発生することとなる。また、隔壁が高すぎると隔壁４と画素電極表面３の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下を満たすために、絶縁層２の厚みを厚くする必要があり、透明性が低下することとなる。なお、ここでいう隔壁４の厚みとは、基板から隔壁４の頂点までの距離をいう。
【００２７】
隔壁４の厚みが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲であるので、隔壁４の厚みに応じて隔壁４と画素電極表面３の高低差を０．１μｍ以上１．０μｍ以下となるように画素電極３の厚さと絶縁層２の厚さの合計が調整され、画素電極３の厚さと絶縁層２の厚さの合計は０．５μｍ以上９．９μｍ以下の範囲となる。
【００２８】
また、隔壁４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。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。
【００２９】
また、隔壁４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塗布方法を用いて塗布され、フォトリソ法によりパターニングされる。また、感光性樹脂を用いずにグラビアオフセット印刷法、反転印刷法、フレキソ印刷法等を用いて隔壁を形成してもよい。
【００３０】
本発明に係る正孔輸送層５を形成する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（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４―エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等が挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、正孔輸送材料インキとなり、スリット法を用いて形成される。なお、形成される正孔輸送層の体積抵抗率は発光効率の点から１×１０６Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。
【００３１】
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、例えば、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、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコール、グリセリン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、乳酸エチル、エチレングリコールジエチルエーテル、１−プロパノール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、水等の単独またはこれらの混合溶媒などが挙げられる。また、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いても良い。
【００３２】
また、正孔輸送層インキの粘度としては５〜２００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。これは、本実施の形態で用いる凸版印刷法ではアニロックスから凸版上へのインキの転写が最初に行われるが、２００ｍＰａ・ｓ以上の粘度ではアニロックスから凸版上へインキが転写した後、凸版上で十分インキがレベリングせず、ムラの原因になる。また、５ｍＰａ・ｓ以下では、画素内ではじきムラが発生しやすく、ムラの原因になる。
【００３３】
また、正孔輸送層インキの固形分濃度としては０．５〜７．０％であることが好ましい。これは、本実施の形態で用いる正孔輸送インキでは、７．０％以上の濃度ではインキの安定性が悪くなり、インキ凝集や正孔輸送層のムラの原因になる。
【００３４】
さらに、正孔輸送材料として無機材料を用いることもできる。無機材料としては、Ｃｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ，ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ２，Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物を用いることができる。ただし材料はこれらに限定されるものではない。無機材料は耐熱性および電気化学的安定性に優れている材料が多いため好ましい。これらは単層もしくは複数の層の積層構造、又は混合層として形成することができる。好ましい膜厚は５ｎｍ以上であり、より好ましくは１５ｎｍ程度以上である。正孔輸送層の形成法としては、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ドライ成膜法や、スピンコート法、ゾルゲル法、などのウェット成膜法など既存の成膜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ず、一般的な成膜法を用いることができる。
【００３５】
次に、以上のような正孔輸送層５の形成後、有機発光層６を形成する。有機発光層は電流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やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。
【００３６】
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。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良い。
【００３７】
前記有機発光層６の形成方法としては、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法などのウェット成膜法により有機発光インキを正孔輸送層５上に供給する方法を用いることが好ましい。
特に、凸版印刷法を用いる場合は、有機発光インキに適した樹脂凸版を使用することができ、中でも水現像タイプの感光性樹脂凸版が好適である。
【００３８】
次に、以上のような有機発光層６の形成後、陰極層７を形成する。この陰極層７の材料としては、有機発光層の発光特性に応じたものを使用でき、例えば、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などが挙げられる。また、インジウム、亜鉛、錫などの導電性酸化物を用いることもできる。陰極層の形成方法としてはマスクを用いた真空蒸着法による形成方法が挙げられる。
【００３９】
なお、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、陽極である画素電極と陰極層の間に陽極層側から正孔輸送層と有機発光層を積層した構成であるが、陽極層と陰極層の間において正孔輸送層、有機発光層以外に正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層といった層を必要に応じ選択した積層構造をとることができる。また、これらの層を形成する際にも本発明の形成方法を使用できる。
【００４０】
最後に、これらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップ６と接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬ素子を得ることができる。また、基板が可撓性を有する場合には、封止剤と可撓性フィルムを用いて封止を行っても良い。
【００４１】
この実施の形態に示すフレキソ印刷機は、図１及び図２に示すように、定位置に回転可能に支持された回転式の版胴１０及びこの版胴１０の周面に装着された発光パターン形成用の凸版（フレキソ版）１１と、版胴１０の下方に位置して水平に設置された支持基台１２と、この支持基台１２上に案内１２ａを介して版胴１０の回転軸線１０ａと直角な水平方向に移動可能に設置された定盤１３と、この定盤１３上に載置された被印刷基板１４と、凸版１１の表面に発光層用のインキを供給するインキ供給手段１５と、このインキ供給手段１５にインキを定期的に供給するインキ補充手段１６とを備える。また、前記インキ供給手段１５は、凸版１１と被印刷基板１４との接触点１１ａ（版胴１０の直下）から版胴１０の回転方向（矢印Ｆの方向）と反対の方向へ９０°の角度範囲内に位置して版胴１０の周面と対向するように配設されている。
【００４２】
インキ供給手段１５は、凸版１１の印刷開始端１１ａから版胴１０の回転方向と反対の方向に９０°の角度範囲内に位置して版胴１０の回転軸線と平行にかつ凸版１１の版面１１ｂと接触するように配置され発光層用のインキ９を凸版１１の版面１１ｂに供給するアニロックスロール１５１と、このアニロックスロール１５１の全周面のうちの下方に位置する周面部分を浸漬状態に維持するインキ溜り１５２ａを有するとともに、アニロックスロール１５１の表面に付着した余分なインキを掻き落とすドクター１５３とを備える構成になっている。前記アニロックスロール１５１と凸版１１とが当接する位置は、インキ供給手段１５が定盤１３及び基板１４と干渉しない限り、出来るだけ版胴１０の直下、すなわち版胴１０の回転に伴い凸版１１と被印刷基板１４との接触点１１ａに近い方が、凸版１４へのインキ供給位置から接触点１１ａまでの間の距離を短くできると同時に凸版１２の版面１１ｂにインキが塗布されている時間が短くなるため有利である。
【００４３】
前記アニロックスロール１５１は版胴１０の周速と同一の周速で回転されるものであり、このアニロックスロール１５１の外周面には、図２に示すように、インキを保持するための細かいレリーフ（凹部）１５１ａが彫刻されている。アニロックスロール１５１と版胴１０との周速を同一にする理由は、アニロックスロール１５１の外周面にレリーフ１５１ａが彫刻されているため、版胴１１との周速が異なると凸版１１の版面１１ｂにダメージを与えるのを防止するためである。
【００４４】
前記ドクター１５３は、回転によりインキ溜り１５２ａから出てきたアニロックスロール１５１の表面に余分に付着したインキ９を掻き落とし、アニロックスロール１５１のレ
リーフ１５１ａ内にのみインキを残すためのものである。このドクター１５３の形状は刃状のものやロール状のものなどがあり、そのいずれでもかまわない。また、ドクター１５３は、アニロックスロール１５１の回転方向で、インキ溜り１５２ａから凸版１２との当接点までの間に位置し、特にアニロックスロール１５１の上方頂部よりもインキ溜り１５２ａ寄りに配置し、掻き取ったインキがインキ溜り１５２ａに落ちるようにする方式が最も好ましい。
【００４５】
前記インキ補充手段１６は、インキタンク１６１及びインキ補充ポンプ１６２を備え、このインキタンク１６１とインキ壷１５２との間はインキ補充ポンプ１６２を介してインキ補充用チューブ１６３により接続されている。そして、インキ補充ポンプ１６２を印刷回数に応じて定期的に駆動することによりインキ壷１５２にインキタンク１６３からインキを供給し、インキ溜り１５２ａのインキ量や粘度を一定に維持できるようになっている。また、逆にインキ溜り１５２ａのインキをインキ壷から吸い出す機構も設けて、インキ溜り１５２ａのインキを交換できる方式にしてもよい。
【００４６】
次に、本実施の形態による有機ＥＬ用フレキソ印刷機のインキ転写の動作について図１及び図２を用いて説明する。
【００４７】
被印刷基板１４へのインキ転写に際しては、図１に示すように、インキを転写される被印刷基板１４は定盤１３上に固定され、この定盤１３を版胴１０の直下に移動する。これと同時に版胴１０を定盤１３の移動速度と同じ周速で回転する。この時、版胴１０に設置された凸版１１は、版胴１０の回転に伴ってアニロックスロール１５１と当接し、アニロックスロール１５１表面のレリーフ１５１ａ内のインキが凸版１２の版面１１ｂに塗布される。その後、凸版１２の版面１１ｂに塗布されたインキは、版胴１０の直下まで回転した時点で被印刷基板１４上に転写される。これにより、インキ供給手段１５から凸版１１へのインキ９の転移と凸版１１から被印刷基板１４へのインキ９の転写を同時に行うことができる。
【００４８】
上記フレキソ印刷機の印刷において、インキ溜り１５２ａから露出したアニロックスロール１５１の表面は乾燥し易く、レリーフ１５１ａ内のインキが固まると、インキ供給量にムラが生じる。このため、アニロックスロール１５１の表面を周期的にインキ溜り１５２ａに浸漬して濡らしておくように、インキ転写時以外の待機時間もアニロックスロール１５１の回転を続けるのが望ましい。
【００４９】
そこで、インキ転写時以外で凸版１１の版面１１ｂにインキを塗布しないように、アニロックスロール１５１もしくはインキ供給手段１５全体が、版胴１０から退避する機構を設けると良い。または、凸版１１が設置されていない版胴１０の面をアニロックスロール１５１に当接されない形状に構成し、待機時間中は、この当接されない形状部分をアニロックスロール１５１に対面させる方式にするか、あるいは版胴１０を昇降できる構成にし、インキ転写時以外の待機時間中は版胴１０を上昇させて凸版１１をアニロックスロール１５１から離間し、インキ転写時は版胴１０を下降して凸版１１をアニロックスロール１５１と当接する方式などであってもよい。また、本実施の形態では、定盤１３が版胴１０の下を水平方向に移動する方式について説明したが、本発明はこれに限らず、定盤１３が固定され、版胴１０とインキ供給手段１６が水平方向に移動する方式でも同様にインキの転写ができる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００５１】
＜実施例１＞
対角５インチサイズの基板の上に、絶縁層としてアクリル系の透明レジスト材料を全面にスピンコート法で塗布し、フォトリソ法により、高さ２．０μｍのストライプ状に絶縁層を形成した。前記絶縁層を形成した基板全面に、スパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）の薄膜を形成し、フォトリソ法と酸溶液によるエッチングでＩＴＯ膜をパターニングして、前記絶縁層上に画素電極を形成した。ディスプレイ１面当たりの画素電極のラインパターンは、線幅４０μｍ、スペース２０μｍでラインが１９５０ライン形成されるパターンとした。
【００５２】
次に隔壁を以下のように形成した。
上記画素電極を形成したＴＦＴ基板全面上に、隔壁としてポリイミド系のレジスト材料をスピンコート法で塗布し、フォトリソ法により、高さ２．６μｍ、隔壁と画素電極面の高低差が０．５μｍのラインパターンを形成した。
【００５３】
次に、下記の正孔輸送層インキを用いて、スリット法にて基板全面に正孔輸送層を塗布し、その後、画素領域外の不要部を除去し、２００°Ｃ、３０分大気中で乾燥して正孔輸送層を形成した。このときの膜厚は５０ｎｍとなった。
正孔輸送層インキ：ＰＥＤＯＴ溶液（バイトロンＣＨ−８０００）
固形分濃度１．５％、粘度１５ｍＰａ・Ｓ、蒸気圧１．１ｋＰａ
【００５４】
次に、下記の有機発光層インキを用いて、７５０線／インチのアニロックスロール及び水現像タイプの感光性樹脂版による印刷法にて、乾燥後の膜厚８０ｎｍの有機発光層を形成した。
有機発光層インキ：ポリフェニレンビニレン誘導体
２質量％のトルエン溶液、粘度５０ｍＰａ・ｓ
【００５５】
次に、上記有機発光層を形成したＴＦＴ基板全面に、抵抗加熱蒸着法によりＣａ、Ａｌからなる陰極層を形成して有機ＥＬ構成体を得た。
【００５６】
上記有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
【００５７】
＜比較例１＞
絶縁層を形成せず、他は実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。なお、隔壁と画素電極表面までの高低差は２．５μｍであった。
【００５８】
＜評価＞
実施例１および比較例１で得られた有機ＥＬディスプレイパネルを用いて、それぞれの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を電源に接続することにより、点灯表示確認を行った。評価結果を下記の表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
＜比較結果＞
実施例１で得られた本発明品は、比較例１で得られた比較例品に比べて良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００６１】
１……基板、２…絶縁層、３……画素電極、４……隔壁、５……正孔輸送層、６……有機発光層、７……陰極層、８……ガラスキャップ、９……インキ、１０……版胴、１１…凸版、１１ａ……凸版と被印刷基板との接触点、１１ｂ……版面、１２……支持基台、１
３……定盤、１４……被印刷基板、１５……インキ供給手段、１５１……アニロックスロール、１５１ａ……レリーフ（凹部）、１５２……クローズドチャンバー、１５２ａ……インキ溜り、１５３……ドクター、１６……インキ補充手段、１６１……インキタンク、１６２……インキ補充ポンプ、１６３……インキ供給用チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に画素電極と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記基板と前記画素電極の間に絶縁層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
基板上に画素電極と、前記基板と前記画素電極間に形成された絶縁層と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機発光層を形成する工程が、ウェット成膜法により形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
基板上に画素電極と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子であって、前記基板と前記画素電極の間に絶縁層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記隔壁と画素電極表面の高低差が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記隔壁の高さが１．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
基板上に画素電極と、前記基板と前記画素電極間に形成された絶縁層と、前記画素電極上に発光領域を画定する隔壁と、前記発光領域に積層されかつ少なくとも正孔輸送層及び有機発光層の２層を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層を介して前記画素電極に対向する対向電極とからなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機発光層を形成する工程が、ウェット成膜法により形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ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２０１３−７７４７１（Ｐ２０１３−７７４７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７２００（Ｐ２０１１−２１７２００）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【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４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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