JP4742977B2 - 有機ｅｌディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光層が高分子材料からなる有機ＥＬディスプレイの製造方法に関し、特に有機発光層を印刷法によって形成する有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法に関する。
有機ＥＬ素子は、２つの対向する電極の間に有機発光材料からなる発光層が形成され、発光層に電流を流すことで発光させるものであるが、効率よく発光させるには発光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化するには高精細にパターニングする必要がある。
発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は抵抗加熱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ればするほどパターニング精度が出難いという問題がある。
そこで、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶剤に分散または溶解させて塗工液にし、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。
薄膜形成するためのウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりＲ、Ｇ、Ｂ３色に塗り分けしたりするためには、これらのウェットコーティング法では難しく、塗り分け・パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。
さらに、各種印刷法のなかでも、ガラスを基板とする有機ＥＬ素子やディスプレイでは、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り、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷法や同じく弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際にこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（特許文献１参照）、凸版印刷による方法（特許文献２参照）などが提唱されている。
発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は抵抗加熱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ればするほどパターニング精度が出難いという問題がある。
そこで、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶剤に分散または溶解させて塗工液にし、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。
薄膜形成するためのウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりＲ、Ｇ、Ｂ３色に塗り分けしたりするためには、これらのウェットコーティング法では難しく、塗り分け・パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。
さらに、各種印刷法のなかでも、ガラスを基板とする有機ＥＬ素子やディスプレイでは、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り、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷法や同じく弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際にこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（特許文献１参照）、凸版印刷による方法（特許文献２参照）などが提唱されている。
一方、高分子有機発光材料は、水、アルコール系の溶剤に対する溶解性が悪く、塗工液（以下インキと記す）化するには、有機溶剤を用いて溶解、分散させる必要があり、中でも、トルエンやキシレンその他の有機溶剤が好適である。したがって、有機発光材料のインキ（以下有機ＥＬインキと記す）は有機溶剤のインキとなっている。
ところが、オフセット印刷に用いるゴムブランケットはトルエンやキシレン有機溶剤によって膨潤や変形を起こしやすいという問題がある。ブランケットに使用されるゴムの種類はオレフィン系のゴムからシリコーン系のゴムまで多様であるが、何れのゴムもトルエン、キシレンその他の溶剤に対して耐性がなく、膨潤や変形が起こりやすく、よって有機ＥＬインキの印刷には不適切である。
また、弾性を有する凸版を使用する凸版印刷方式にも、ゴム製の版を用いるフレキソ印刷方式と樹脂性の版を用いる樹脂凸版方式があるが、このうち水現像タイプの樹脂凸版を用いる方式であれば、トルエン、キシレン、その他の有機溶剤に対する耐性も高く、有機ＥＬインキの印刷に使用可能である。
以上に述べた理由から、ガラス基板のような硬い基材の上に、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤からなる有機ＥＬインキを印刷する方式としては、水現像タイプの樹脂凸版を用いる凸版印刷方式が最適である。
ところが、オフセット印刷に用いるゴムブランケットはトルエンやキシレン有機溶剤によって膨潤や変形を起こしやすいという問題がある。ブランケットに使用されるゴムの種類はオレフィン系のゴムからシリコーン系のゴムまで多様であるが、何れのゴムもトルエン、キシレンその他の溶剤に対して耐性がなく、膨潤や変形が起こりやすく、よって有機ＥＬインキの印刷には不適切である。
また、弾性を有する凸版を使用する凸版印刷方式にも、ゴム製の版を用いるフレキソ印刷方式と樹脂性の版を用いる樹脂凸版方式があるが、このうち水現像タイプの樹脂凸版を用いる方式であれば、トルエン、キシレン、その他の有機溶剤に対する耐性も高く、有機ＥＬインキの印刷に使用可能である。
以上に述べた理由から、ガラス基板のような硬い基材の上に、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤からなる有機ＥＬインキを印刷する方式としては、水現像タイプの樹脂凸版を用いる凸版印刷方式が最適である。
アクティブマトリックスタイプのフルカラーディスプレイの画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂの配置には、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等があるが、パソコン等のディスプレイのように文字、数字の表示が主体のディスプレイでは直線的な表示でも違和感無く表示できることから、ストライプ配列でも特に問題はない。
しかし、テレビなどのようにあらゆるタイプの画像をしかも動画を主体に表示するディスプレイでは、デルタ配列もしくはモザイク配列の方が滑らかな画像を表示できる。したがって、有機ＥＬディスプレイにおいても、テレビ等の動画表示用のディスプレイに用いる場合は、デルタ配列もしくはモザイク配列にＲ、Ｇ、Ｂを配置することが好ましい。
一方、印刷法で位置精度良くＲ、Ｇ、Ｂを塗りわけして有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する場合には、パッシブマトリックスタイプでは当然ストライプ上の画素に対してストライプ状に発光層を印刷すれば良く、アクティブマトリックスでもＲ、Ｇ、Ｂ配列が直線状に並んだストライプ配列では、同様にストライプ状に発光層を印刷すれば良かった。
ところが、デルタ配列やモザイク配列では、同一色の画素がストライプ状に配置されていないため、発光層をストライプ状に印刷することはできず、画素毎に発光層を印刷するいわゆるドット印刷の方式をとる必要がある。
一般的に、凸版印刷法などでストライプ状に発光層を印刷する場合は、ストライプのライン方向と印刷方向を同じにすることで、印刷方向の位置合わせが楽になるという利点がある。しかし、ドット印刷方式では、印刷方向でも精度良く位置合わせする必要があり、印刷精度を高めることが困難であった。
特開２００１−９３６６８公報
特開２００１−１５５８５８公報
しかし、テレビなどのようにあらゆるタイプの画像をしかも動画を主体に表示するディスプレイでは、デルタ配列もしくはモザイク配列の方が滑らかな画像を表示できる。したがって、有機ＥＬディスプレイにおいても、テレビ等の動画表示用のディスプレイに用いる場合は、デルタ配列もしくはモザイク配列にＲ、Ｇ、Ｂを配置することが好ましい。
一方、印刷法で位置精度良くＲ、Ｇ、Ｂを塗りわけして有機ＥＬディスプレイの発光層を形成する場合には、パッシブマトリックスタイプでは当然ストライプ上の画素に対してストライプ状に発光層を印刷すれば良く、アクティブマトリックスでもＲ、Ｇ、Ｂ配列が直線状に並んだストライプ配列では、同様にストライプ状に発光層を印刷すれば良かった。
ところが、デルタ配列やモザイク配列では、同一色の画素がストライプ状に配置されていないため、発光層をストライプ状に印刷することはできず、画素毎に発光層を印刷するいわゆるドット印刷の方式をとる必要がある。
一般的に、凸版印刷法などでストライプ状に発光層を印刷する場合は、ストライプのライン方向と印刷方向を同じにすることで、印刷方向の位置合わせが楽になるという利点がある。しかし、ドット印刷方式では、印刷方向でも精度良く位置合わせする必要があり、印刷精度を高めることが困難であった。
前述したように、高分子タイプの有機発光インキを用いて印刷法で発光層を形成することは、基板の大型化を実現できる可能性があり、我々は鋭意研究した結果、水現像タイプの感光性樹脂凸版を用いることで印刷法による発光層の形成が可能となることを見出した。
一方、これも前述したようにテレビ等のように動画であらゆる画像を表示するディスプレイのＲ、Ｇ、Ｂ配列は、デルタ配列やモザイク配列のＲＧＢ配置が好ましい。印刷法でこのような配列のＲ、Ｇ、Ｂの発光層を形成するには、各画素毎に印刷するドット形式での印刷方式を採る必要がある。
ところが、これも前述したようにドット形式で印刷する場合には、印刷方向においても印刷方向に垂直な方向と同様に精度の高い位置合わせを行う必要がある。しかし、印刷方向の位置合わせには、版と被印刷基板の単純な位置合わせを行うアライメント作業の他に、円筒状の印刷シリンダードラムに巻き付けて取り付けされた凸版の曲率を考慮したり、印圧により押しつぶされた弾性版と基板の周速のズレを考慮に入れたりする必要があり、位置合わせ作業が非常に困難である。
また、ドットでの凸版印刷方式では、印刷位置が少しでもずれて凸版のドットの一部が隔壁に架かった場合、画素内へ転移されるべきインキの量が減ることで画素内発光層の膜厚が薄くなることになり、例えレベリングにより画素内にインキが行渡って欠陥にならないとしても、問題となる。
本発明は、従来の技術における、前記の様な問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、印刷方向の位置調整が容易なように工夫したドット形式の印刷方式を提供することであり、より詳しくは、デルタ配列やモザイク配列のＲＧＢ配置の有機ＥＬディスプレイにおいても、凸版印刷方式による発光層の形成を可能とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を提供することである。
一方、これも前述したようにテレビ等のように動画であらゆる画像を表示するディスプレイのＲ、Ｇ、Ｂ配列は、デルタ配列やモザイク配列のＲＧＢ配置が好ましい。印刷法でこのような配列のＲ、Ｇ、Ｂの発光層を形成するには、各画素毎に印刷するドット形式での印刷方式を採る必要がある。
ところが、これも前述したようにドット形式で印刷する場合には、印刷方向においても印刷方向に垂直な方向と同様に精度の高い位置合わせを行う必要がある。しかし、印刷方向の位置合わせには、版と被印刷基板の単純な位置合わせを行うアライメント作業の他に、円筒状の印刷シリンダードラムに巻き付けて取り付けされた凸版の曲率を考慮したり、印圧により押しつぶされた弾性版と基板の周速のズレを考慮に入れたりする必要があり、位置合わせ作業が非常に困難である。
また、ドットでの凸版印刷方式では、印刷位置が少しでもずれて凸版のドットの一部が隔壁に架かった場合、画素内へ転移されるべきインキの量が減ることで画素内発光層の膜厚が薄くなることになり、例えレベリングにより画素内にインキが行渡って欠陥にならないとしても、問題となる。
本発明は、従来の技術における、前記の様な問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、印刷方向の位置調整が容易なように工夫したドット形式の印刷方式を提供することであり、より詳しくは、デルタ配列やモザイク配列のＲＧＢ配置の有機ＥＬディスプレイにおいても、凸版印刷方式による発光層の形成を可能とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明者等は、凸版のドットと画素の多少の位置ずれがあっても、画素内の発光層形成に影響のないドット形式での凸版印刷法として、次のような手段が有効であることを見出した。
本発明の請求項１に係る発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素からなる複数の画素が基板上に規則正しく配列され、前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素が基板上に形成される際のＲ、Ｇ、Ｂ配列がデルタ配列またはモザイク配列であり、前記基板上で前記画素毎に該画素の周囲に形成された隔壁によって前記各画素が仕切られたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させてなるインキを、凸版を用いてＲ、Ｇ、Ｂの一色分の前記画素上に転移することで発光層を形成する工程を含み、前記凸版は前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素のうちの何れか一色の画素に対応したドット状の複数の凸部を有し、前記凸部の先端面の面積は、前記画素の開口部の底面の面積の７０％以上９０％以下で形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項２に係る発明は、前記インキの前記凸版に対する接触角が１０度以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項３に係る発明は、前記凸版が、水現像タイプの感光性樹脂凸版で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項４に係る発明は、前記凸版は板状の基材を有し、前記複数の凸部は前記基材の厚さ方向の一方の面に形成され、前記凸部は合成樹脂材料により互いに切り離されて形成されていることを特徴とする請求項１，２または３項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項５に係る発明は、前記基材は前記凸部を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項６に係る発明は、前記基材を形成する材料が金属材料であることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項７に係る発明は、前記基板は前記画素毎に薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項１に係る発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素からなる複数の画素が基板上に規則正しく配列され、前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素が基板上に形成される際のＲ、Ｇ、Ｂ配列がデルタ配列またはモザイク配列であり、前記基板上で前記画素毎に該画素の周囲に形成された隔壁によって前記各画素が仕切られたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させてなるインキを、凸版を用いてＲ、Ｇ、Ｂの一色分の前記画素上に転移することで発光層を形成する工程を含み、前記凸版は前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素のうちの何れか一色の画素に対応したドット状の複数の凸部を有し、前記凸部の先端面の面積は、前記画素の開口部の底面の面積の７０％以上９０％以下で形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項２に係る発明は、前記インキの前記凸版に対する接触角が１０度以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項３に係る発明は、前記凸版が、水現像タイプの感光性樹脂凸版で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項４に係る発明は、前記凸版は板状の基材を有し、前記複数の凸部は前記基材の厚さ方向の一方の面に形成され、前記凸部は合成樹脂材料により互いに切り離されて形成されていることを特徴とする請求項１，２または３項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項５に係る発明は、前記基材は前記凸部を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項６に係る発明は、前記基材を形成する材料が金属材料であることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項７に係る発明は、前記基板は前記画素毎に薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
上記目的を達成するために、本発明者等は、凸版のドットと画素の多少の位置ずれがあっても、画素内の発光層形成に影響のないドット形式での凸版印刷法として、次のような手段が有効であることを見出した。
本発明の請求項１に係る発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素からなる複数の画素が基板上に規則正しく配列され、前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素が基板上に形成される際のＲ、Ｇ、Ｂ配列がデルタ配列またはモザイク配列であり、前記基板上で前記画素毎に該画素の周囲に形成された隔壁によって前記各画素が仕切られたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させてなるインキを、凸版を用いてＲ、Ｇ、Ｂの一色分の前記画素上に転移することで発光層を形成する工程を含み、前記凸版は前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素のうちの何れか一色の画素に対応したドット状の複数の凸部を有し、前記凸部の先端面の面積は、前記画素の開口部の底面の面積の７０％以上９０％以下で形成され、かつ、前記凸部の先端面の印刷方向の長さが前記画素の開口部の印刷方向の長さより短いことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項２に係る発明は、前記インキの前記凸版に対する接触角が１０度以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項３に係る発明は、前記凸版が、水現像タイプの感光性樹脂凸版で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項４に係る発明は、前記凸版は板状の基材を有し、前記複数の凸部は前記基材の厚さ方向の一方の面に形成され、前記凸部は合成樹脂材料により互いに切り離されて形成されていることを特徴とする請求項１，２または３項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項５に係る発明は、前記基材は前記凸部を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項６に係る発明は、前記基材を形成する材料が金属材料であることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項７に係る発明は、前記基板は前記画素毎に薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項１に係る発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素からなる複数の画素が基板上に規則正しく配列され、前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素が基板上に形成される際のＲ、Ｇ、Ｂ配列がデルタ配列またはモザイク配列であり、前記基板上で前記画素毎に該画素の周囲に形成された隔壁によって前記各画素が仕切られたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、有機発光材料を溶剤に溶解または分散させてなるインキを、凸版を用いてＲ、Ｇ、Ｂの一色分の前記画素上に転移することで発光層を形成する工程を含み、前記凸版は前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素のうちの何れか一色の画素に対応したドット状の複数の凸部を有し、前記凸部の先端面の面積は、前記画素の開口部の底面の面積の７０％以上９０％以下で形成され、かつ、前記凸部の先端面の印刷方向の長さが前記画素の開口部の印刷方向の長さより短いことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項２に係る発明は、前記インキの前記凸版に対する接触角が１０度以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項３に係る発明は、前記凸版が、水現像タイプの感光性樹脂凸版で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項４に係る発明は、前記凸版は板状の基材を有し、前記複数の凸部は前記基材の厚さ方向の一方の面に形成され、前記凸部は合成樹脂材料により互いに切り離されて形成されていることを特徴とする請求項１，２または３項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項５に係る発明は、前記基材は前記凸部を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項６に係る発明は、前記基材を形成する材料が金属材料であることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
本発明の請求項７に係る発明は、前記基板は前記画素毎に薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの配置がデルタ配列となる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成する場合を例にとって説明する。
まず、有機ＥＬディスプレイパネルの構造について説明する。
図１に有機ＥＬディスプレイパネルの説明断面図を示す。
本発明はアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイパネルに適用可能である。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。
まず、有機ＥＬディスプレイパネルの構造について説明する。
図１に有機ＥＬディスプレイパネルの説明断面図を示す。
本発明はアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイパネルに適用可能である。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。
図１に示すように、有機ＥＬディスプレイパネルは、ＴＦＴ基板１の上に、陽極として第一電極２を有している。隔壁７は第一電極２間に設けられ、第一電極２の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２の端部を覆うことが好ましい。
そして、有機ＥＬディスプレイパネルは、第一電極２上であって、隔壁７で区画された領域（発光領域Ｌ、画素部）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１では発光補助層である正孔輸送層３と有機発光層（４１、４２、４３）との積層構造からなる構成を示している。第一電極２上に正孔輸送層３が設けられ、正孔輸送層３上に赤色（Ｒ）有機発光層４１、緑色（Ｇ）有機発光層４２、青色（Ｂ）有機発光層４３がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、これら３つの有機発光層４１、４２、４３によって特許請求の範囲の発光層が構成されている。
次に、有機発光媒体層上に陽極である第一電極２と対向するように陰極（陰極層）として第二電極５が配置される。第二電極５は、有機ＥＬディスプレイパネル全面に形成される。更に、環境中の水分、酸素の第一電極２、有機発光層４１、４２、４３、発光補助層、第二電極５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８等による封止体が設けられ、接着剤９を介してＴＦＴ基板１と貼りあわされる。
次にＴＦＴ基板１について説明する。
図２は、ＴＦＴ基板１の説明断面図である。
ＴＦＴ基板１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２０上に、平坦化層１１７が形成してあるとともに、平坦化層１１７上に有機ＥＬディスプレイパネルの下部電極（第一電極２）が設けられており、かつ、ＴＦＴ１２０と下部電極とが平坦化層１１７に設けたコンタクトホール１１８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、ＴＦＴ１２０と、有機発光媒体層（正孔輸送層３、有機発光層４１、４２、４３）との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。
図２は、ＴＦＴ基板１の説明断面図である。
ＴＦＴ基板１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２０上に、平坦化層１１７が形成してあるとともに、平坦化層１１７上に有機ＥＬディスプレイパネルの下部電極（第一電極２）が設けられており、かつ、ＴＦＴ１２０と下部電極とが平坦化層１１７に設けたコンタクトホール１１８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、ＴＦＴ１２０と、有機発光媒体層（正孔輸送層３、有機発光層４１、４２、４３）との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。
ＴＦＴ１２０や、その上方に構成される部分は支持体１１１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い。
支持体１１１の材料としては、例えば、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利用してもよい。
支持体１１１の材料としては、例えば、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利用してもよい。
また、支持体１１１は、あらかじめ加熱処理を行うことにより、支持体１１１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、支持体１１１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。
支持体１１１上に設けるＴＦＴ１２０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。
活性層１１２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エンオリゴマー、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を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極１１４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。
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を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極１１４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。
ゲート絶縁膜１１３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。
ゲート電極１１４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。
ＴＦＴ１２０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。
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、有機ＥＬディスプレイパネル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１１６と有機ＥＬディスプレイパネルの画素電極（第一電極２）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。
ＴＦＴ１２０とドレイン電極１１６と有機ＥＬディスプレイパネルの画素電極（第一電極２）との接続は、平坦化膜１１７を貫通するコンタクトホール１１８内に形成された接続配線を介して行われる。
平坦化膜１１７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ＴＦＴ１２０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１１８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。
次に、ＴＦＴ基板１上に有機層、陰極、封止層を形成する工程について説明する。
ＴＦＴ基板１は、各画素Ｐ（図５参照）がポリイミドなどの絶縁材料からなる隔壁７によって仕切られており、よって画素電極（第一電極２）上で独立したマトリックス状の開口部を有することになる。
このＴＦＴ基板１を用いて、まず正孔輸送層を形成する。
正孔輸送層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）等とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）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て正孔輸送材料インキとし、スピンコート法で全面塗布して薄膜形成できる。
ＴＦＴ基板１は、各画素Ｐ（図５参照）がポリイミドなどの絶縁材料からなる隔壁７によって仕切られており、よって画素電極（第一電極２）上で独立したマトリックス状の開口部を有することになる。
このＴＦＴ基板１を用いて、まず正孔輸送層を形成する。
正孔輸送層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）等とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）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て正孔輸送材料インキとし、スピンコート法で全面塗布して薄膜形成できる。
正孔輸送層形成後に、有機発光層を形成する。
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、キナクドリン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクドリン系、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オレフィン系の高分子材料が挙げられる。
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または分散させて有機発光インキとすることができる。有機発光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、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媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。
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、キナクドリン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクドリン系、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オレフィン系の高分子材料が挙げられる。
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または分散させて有機発光インキとすることができる。有機発光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、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媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。
有機発光層の形成方法は、水現像タイプの樹脂凸版（凸版）を用いて凸版印刷法で行うことができる。
本発明における樹脂版を構成する水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは、親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適正の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。
本発明における樹脂版を構成する水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは、親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適正の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。
図３は画素の配列説明図であり、（ａ）はストライプ配列、（ｂ）はモザイク配列、（ｃ）はデルタ配列を示し、図中Ｒ、Ｇ、Ｂは各色に対応する画素を示す。
図４はデルタ配列における画素配列と版の凸部（ドット）の位置関係の説明図である。
図５は凸版とＴＦＴ基板の断面説明図である。
図３、図４、図５に示すように、本発明における凸版（樹脂凸版）５０は、Ｒ、Ｇ、Ｂがデルタ配列で配置される画素Ｐに合わせて、その一色分の配置に対応したドット状の凸部２０２が形成されている。
すなわち、樹脂凸版１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素Ｐのうちの何れか一色の画素Ｐに対応したドット状の複数の凸部２０２を有し、凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が画素Ｐの開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１の７０％以上９０％以下で形成されている。
凸部２０２の先端面の面積Ｓ２は、画素開口部（開口部）Ｐ１の面積Ｓ１に対して小さければ小さいほど、位置ズレに対応できるという点では望ましいが、小さすぎる場合にはインキの転移量が不足し、画素全体に広がるだけのインキ量を供給できなかったり、所定の膜厚を得られなかったり等の問題がある。また、所定のインキ転移量を確保するためには、凸版１６のインキに対する濡れ性も重要となり、種々実験した結果、版表面のインキに対する接触角が１０度以下が望ましいこともわかった。
図４はデルタ配列における画素配列と版の凸部（ドット）の位置関係の説明図である。
図５は凸版とＴＦＴ基板の断面説明図である。
図３、図４、図５に示すように、本発明における凸版（樹脂凸版）５０は、Ｒ、Ｇ、Ｂがデルタ配列で配置される画素Ｐに合わせて、その一色分の配置に対応したドット状の凸部２０２が形成されている。
すなわち、樹脂凸版１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素Ｐのうちの何れか一色の画素Ｐに対応したドット状の複数の凸部２０２を有し、凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が画素Ｐの開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１の７０％以上９０％以下で形成されている。
凸部２０２の先端面の面積Ｓ２は、画素開口部（開口部）Ｐ１の面積Ｓ１に対して小さければ小さいほど、位置ズレに対応できるという点では望ましいが、小さすぎる場合にはインキの転移量が不足し、画素全体に広がるだけのインキ量を供給できなかったり、所定の膜厚を得られなかったり等の問題がある。また、所定のインキ転移量を確保するためには、凸版１６のインキに対する濡れ性も重要となり、種々実験した結果、版表面のインキに対する接触角が１０度以下が望ましいこともわかった。
凸版１６についてさらに詳細に説明する。
図６に本発明の樹脂凸版１６の説明断面図を示す。
本発明において凸版印刷法による有機発光層の形成に用いられる樹脂凸版１６は、板状の基材２００を有し、複数の凸部２０２は、基材２００の厚さ方向の一方の面に形成され、凸部２０２は、合成樹脂により隣接する凸部２０２に対して独立して形成されており、言い換えると、凸部２０２は、隣接する凸部２０２に連続していない。したがって、隣接する凸部２０２が連続しており、樹脂層として一体化している従来の版と比較して、凸部２０２を形成する樹脂の変形による位置精度のずれを大幅に抑制することができ、高精細パターニングが可能となる。
ここで、凸部２０２が独立して形成されているとは、凸部２０２が互いに切り離されて形成されているということであり、より詳細には、基材２００上において凸部２０２の基端から先端までが互いに接続されておらず互いに切り離されているということである。
図６に本発明の樹脂凸版１６の説明断面図を示す。
本発明において凸版印刷法による有機発光層の形成に用いられる樹脂凸版１６は、板状の基材２００を有し、複数の凸部２０２は、基材２００の厚さ方向の一方の面に形成され、凸部２０２は、合成樹脂により隣接する凸部２０２に対して独立して形成されており、言い換えると、凸部２０２は、隣接する凸部２０２に連続していない。したがって、隣接する凸部２０２が連続しており、樹脂層として一体化している従来の版と比較して、凸部２０２を形成する樹脂の変形による位置精度のずれを大幅に抑制することができ、高精細パターニングが可能となる。
ここで、凸部２０２が独立して形成されているとは、凸部２０２が互いに切り離されて形成されているということであり、より詳細には、基材２００上において凸部２０２の基端から先端までが互いに接続されておらず互いに切り離されているということである。
樹脂凸版１６に用いられる基材２００は凸部２０２を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されている。
基材２００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。なお、本発明に使用する樹脂凸版を構成する基材２００としては、樹脂部分の寸法変化を抑えるのに十分な剛性をもっていることと、基材２００自身も寸法変化しにくいことが要求される。また、有機発光インキに含まれる有機溶剤への耐性が高いものが望ましい。したがって、基材２００として用いられる材料としては金属材料が好適に使用される。
また、金属からなる基材の中でも、加工性、経済性からスチール基材やアルミ基材が好適である。
基材２００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。なお、本発明に使用する樹脂凸版を構成する基材２００としては、樹脂部分の寸法変化を抑えるのに十分な剛性をもっていることと、基材２００自身も寸法変化しにくいことが要求される。また、有機発光インキに含まれる有機溶剤への耐性が高いものが望ましい。したがって、基材２００として用いられる材料としては金属材料が好適に使用される。
また、金属からなる基材の中でも、加工性、経済性からスチール基材やアルミ基材が好適である。
さらに、樹脂版が寸法変化を起こす要因として、温度変化による寸法変化が考えられるが、これについても基材２００自身が温度による寸法変化起こしにくいものであれば、版としての寸法変化も抑えることが可能であり、よって使用する基材２００としては熱膨張係数の小さいものが望ましい。
基材２００に用いられる材料の熱膨張係数は、好ましくは２．０×１０−５／Ｋ以下であり、更に好ましくは、３．０×１０−６／Ｋ以下である。鉄等の金属は、熱膨張係数１．０×１０−４／Ｋ以上のポリエステルフィルムに比べると十分に低い熱膨張係数を示し、この点からも本発明の樹脂版の基材２００として適する。
ちなみに鉄の熱膨張係数は１．２×１０−５／Ｋである。さらに、鉄とニッケル系の合金は鉄よりも低い熱膨張率を示し、中でも鉄６４％、ニッケル３６％の比率の合金は、鉄や一般的な金属の１０分の１以下の熱膨張率を示し、最も好適な合金である。
基材２００に用いられる材料の熱膨張係数は、好ましくは２．０×１０−５／Ｋ以下であり、更に好ましくは、３．０×１０−６／Ｋ以下である。鉄等の金属は、熱膨張係数１．０×１０−４／Ｋ以上のポリエステルフィルムに比べると十分に低い熱膨張係数を示し、この点からも本発明の樹脂版の基材２００として適する。
ちなみに鉄の熱膨張係数は１．２×１０−５／Ｋである。さらに、鉄とニッケル系の合金は鉄よりも低い熱膨張率を示し、中でも鉄６４％、ニッケル３６％の比率の合金は、鉄や一般的な金属の１０分の１以下の熱膨張率を示し、最も好適な合金である。
本発明における樹脂凸版における凸部２０２を形成する樹脂としては、有機発光インキに対する耐溶剤性があれば良く、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。
中でも、有機発光インキに用いられる溶剤に対する耐性が良いという点で、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体といった水溶性の樹脂材料を好適に用いることができる。
有機発光インキに用いられる溶媒としては芳香族系の有機溶剤が好適に使用される。芳香族系の有機溶剤を代表するトルエンの溶解度パラメータ（以下、ＳＰ値）は８．９であり、キシレンのＳＰ値は８．８である。対して、水溶性の樹脂材料であるポリアミド（ナイロン）のＳＰ値は１３．６、ポリビニルアルコールのＳＰ値は１２．６、セルロースのＳＰ値は１５．７であり、トルエン、キシレンのＳＰ値と十分に離れていることから、これらの水溶性樹脂はトルエン、キシレンといった芳香族系の有機溶剤に対して十分な耐性を持っていることが分かる。
また加工が容易であることから樹脂材料としては感光性樹脂を用いることが望ましい。例えば、ポリマーと不飽和結合を含むモノマーと光重合開始材を構成要素とする感光性樹脂が挙げられる。このとき、ポリマーとしては、先ほど示した理由と同じく、水溶性であることが好ましく、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、アクリル樹脂を用いることができる。また、不飽和結合を含むモノマーとしては例えばビニル結合を有するメタクリレート類を用いることができ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物を用いることができる。
また、凸部２０２の厚みｈとしては、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下のであることが好ましい。厚みが０．０１ｍｍ未満の場合、樹脂層厚を均一に形成することが困難となり、有機発光層の膜厚均一性が得にくくなる。また、厚みが１ｍｍ以上の場合、樹脂層の変形が高精細パターニングに及ぼす影響が大きくなってしまう。さらに、独立パターン部の強度が十分でなくなるため、外部から強い力が加わると樹脂層部分の破壊が生じることがある。
次に、樹脂として感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー法により樹脂による凸部形成をする場合について樹脂凸版の製造方法を説明する。
図７に樹脂凸版の製造方法の説明断面図を示す。
まず、図７（ａ）に示したように、基材２００上に感光性樹脂が一面に形成された版材を用意する。
次に、図７（ｂ）に示したように、遮光部と透光部を有しており、且つ、透光部によってパターンが形成されたフォトマスク２０６を感光性樹脂上に配置する。フォトマスクは、透光性を有するガラス１０４上に例えばクロム薄膜からなる遮光部２０５がパターニングされた構造をしており、クロム薄膜が形成されている箇所が遮光部、クロム薄膜が形成されていない箇所が透光部となる。
図７に樹脂凸版の製造方法の説明断面図を示す。
まず、図７（ａ）に示したように、基材２００上に感光性樹脂が一面に形成された版材を用意する。
次に、図７（ｂ）に示したように、遮光部と透光部を有しており、且つ、透光部によってパターンが形成されたフォトマスク２０６を感光性樹脂上に配置する。フォトマスクは、透光性を有するガラス１０４上に例えばクロム薄膜からなる遮光部２０５がパターニングされた構造をしており、クロム薄膜が形成されている箇所が遮光部、クロム薄膜が形成されていない箇所が透光部となる。
次に、図７（ｃ）に示したように、該フォトマスクを介して、紫外光に代表される活性エネルギー線２０７を照射し、露光する。このとき、フォトマスクの透光部を通過して活性エネルギー線が照射された部分が硬化される。
次にフォトマスクを樹脂凸版から外し、現像をおこなう。現像により露光によって光が照射されなかった未硬化部分を除去し、図７（ｄ）に示したような、本発明の樹脂凸版となる。このとき、未硬化部分が水により溶解、除去可能な水現像タイプの樹脂凸版を用いた場合には、現像液として水が用いられる。また、現像後に、樹脂層を更に硬化させることを目的としてベークや後露光をおこなっても良い。
また、本発明の樹脂凸版における、凸部２０２の形成方法としてフォトリソグラフィー法以外に、レーザーアブレーション法や切削加工により凸部２０２を形成することも可能である。
有機発光層の形成に用いる印刷機は、平板に印刷する方式の凸版印刷機であれば使用可能であるが、以下に示すような印刷機が望ましい。
図８に凸版印刷機の概略図を示す。
凸版印刷機は、インクタンク１０とインキチャンバー１２とアニロックスロール１４と樹脂凸版１６を取り付けした版胴１８を有している。インクタンク１０には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバー１２にはインクタンク１０より有機発光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１４は、インキチャンバー１２のインキ供給部及び版胴１８に接して回転するようになっている。
図８に凸版印刷機の概略図を示す。
凸版印刷機は、インクタンク１０とインキチャンバー１２とアニロックスロール１４と樹脂凸版１６を取り付けした版胴１８を有している。インクタンク１０には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバー１２にはインクタンク１０より有機発光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１４は、インキチャンバー１２のインキ供給部及び版胴１８に接して回転するようになっている。
アニロックスロール１４の回転にともない、インキチャンバー１２から供給された有機発光インキ１４ａはアニロクスロール１４表面に均一に保持されたあと、版胴１８に取り付けされた樹脂凸版１６の凸部２０２に均一な膜厚で転移する。
さらに、被印刷基板２４（ＴＦＴ基板１）は摺動可能な基板固定台上に固定され樹脂凸版１６版の凸部２０２のパターンと被印刷基板２４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して、版胴１８の回転に合わせて樹脂凸版１６の凸部２０２が被印刷基板２４に接しながらさらに移動し、ステージ２０上にある被印刷基板２４の所定位置にパターニングして有機発光インキ１４ａを転移する。
さらに、被印刷基板２４（ＴＦＴ基板１）は摺動可能な基板固定台上に固定され樹脂凸版１６版の凸部２０２のパターンと被印刷基板２４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して、版胴１８の回転に合わせて樹脂凸版１６の凸部２０２が被印刷基板２４に接しながらさらに移動し、ステージ２０上にある被印刷基板２４の所定位置にパターニングして有機発光インキ１４ａを転移する。
図１に示すように、有機発光層（赤色（Ｒ）有機発光層４１、緑色（Ｇ）有機発光層４２、青色（Ｂ）有機発光層４３）の形成後、陰極層（第二電極５）を形成する。
陰極層（第二電極５）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、アルミニウム等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（第二電極５）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。
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８と接着剤９を用いて密封封止し、有機ＥＬディスプレイパネルを得ることができる。
陰極層（第二電極５）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、アルミニウム等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（第二電極５）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。
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８と接着剤９を用いて密封封止し、有機ＥＬディスプレイパネルを得ることができる。
（実施例１）
次に、本発明の実施例を説明する。
本実施例においては、既に画素電極（第一電極２）、取り出し電極、ＴＦＴ回路を保護するためのＳｉＮｘ膜からなる絶縁層およびポリイミドからなる絶縁層を備え、当該ポリイミドからなる絶縁層は画素Ｐを仕切るように形成されており、よって各画素の隔壁７としても機能するようなＴＦＴ基板１を用いて、その上に正孔輸送層３、発光層、陰極（第二電極５）を順次形成して、アクティブマトリックス方式デルタ配列の有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
このとき、隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であった。
次に、本発明の実施例を説明する。
本実施例においては、既に画素電極（第一電極２）、取り出し電極、ＴＦＴ回路を保護するためのＳｉＮｘ膜からなる絶縁層およびポリイミドからなる絶縁層を備え、当該ポリイミドからなる絶縁層は画素Ｐを仕切るように形成されており、よって各画素の隔壁７としても機能するようなＴＦＴ基板１を用いて、その上に正孔輸送層３、発光層、陰極（第二電極５）を順次形成して、アクティブマトリックス方式デルタ配列の有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
このとき、隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であった。
正孔輸送層３は、ＴＦＴ基板１上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水分散液をスピンコート法で塗布して膜厚５０ｎｍの薄膜を得ることで形成した。
発光層は有機発光材料であるポリフルオレン系のＲ材料、Ｇ材料、Ｂ材料をそれぞれ濃度１％になるようにトルエンに溶解させたＲ、Ｇ、Ｂ３色の有機発光インキを用い、ドット状の凸版で、各画素にデルタ配列でＲ、Ｇ、Ｂを塗り分けて、凸版印刷法で印刷した。
このとき、発光層の印刷には水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。この版表面に対する発光材料インキの接触角は１０度以下であった。
その上にＣａ、Ａｌからなる陰極層（第二電極５）を抵抗加熱蒸着法により真空蒸着して形成した。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８と接着剤９を用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイ用素子パネルを作成した。
得られたパネルの表示部の周縁部には、各画素電極に接続されている陽極側および陰極側それぞれの取り出し電極があり、これらをドライバーを介して駆動装置に接続することで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。
実施例１においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１１０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版のドット（凸部２０２）の先端面の面積Ｓ２の比率が８７％になるようにした凸版を用いた。
隔壁で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ１０μｍ以内は許容できる範囲となる。
また印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ７６ｎｍで、画素内での膜厚も均一であった。
発光層は有機発光材料であるポリフルオレン系のＲ材料、Ｇ材料、Ｂ材料をそれぞれ濃度１％になるようにトルエンに溶解させたＲ、Ｇ、Ｂ３色の有機発光インキを用い、ドット状の凸版で、各画素にデルタ配列でＲ、Ｇ、Ｂを塗り分けて、凸版印刷法で印刷した。
このとき、発光層の印刷には水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。この版表面に対する発光材料インキの接触角は１０度以下であった。
その上にＣａ、Ａｌからなる陰極層（第二電極５）を抵抗加熱蒸着法により真空蒸着して形成した。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８と接着剤９を用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイ用素子パネルを作成した。
得られたパネルの表示部の周縁部には、各画素電極に接続されている陽極側および陰極側それぞれの取り出し電極があり、これらをドライバーを介して駆動装置に接続することで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。
実施例１においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１１０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版のドット（凸部２０２）の先端面の面積Ｓ２の比率が８７％になるようにした凸版を用いた。
隔壁で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ１０μｍ以内は許容できる範囲となる。
また印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ７６ｎｍで、画素内での膜厚も均一であった。
（実施例２）
実施例２においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦９０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版のドット（凸部２０２）の先端面の面積Ｓ２の比率が７１％になるようにした凸版を用いた。隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面のサイズは、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ３０μｍ以内は許容できる範囲となる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ６８ｎｍで、画素内での膜厚も均一であった。
実施例２においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦９０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版のドット（凸部２０２）の先端面の面積Ｓ２の比率が７１％になるようにした凸版を用いた。隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面のサイズは、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ３０μｍ以内は許容できる範囲となる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ６８ｎｍで、画素内での膜厚も均一であった。
（比較例１）
比較例１においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１２０μｍ、横４０μｍとし、すなわち、隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面のサイズと全く同じドットのサイズとした。
従って、この場合、印刷方向の位置ズレがすこしでもあった場合、版の凸部２０２が隔壁７に乗り上げる部分が生じてしまうため、位置ズレの許容はほとんどないことになる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ７８ｎｍであったが、画素内での膜厚は不均一であった。
比較例１においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１２０μｍ、横４０μｍとし、すなわち、隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面のサイズと全く同じドットのサイズとした。
従って、この場合、印刷方向の位置ズレがすこしでもあった場合、版の凸部２０２が隔壁７に乗り上げる部分が生じてしまうため、位置ズレの許容はほとんどないことになる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ７８ｎｍであったが、画素内での膜厚は不均一であった。
（比較例２）
比較例２においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦７０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２の比率が５５％になるようにした凸版を用いた。
隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ５０μｍ以内は許容できる範囲となる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ５０ｎｍであり、画素内での膜厚も不均一であった。
比較例２においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦７０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２の比率が５５％になるようにした凸版を用いた。
隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１の底面は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ５０μｍ以内は許容できる範囲となる。
その他は、実施例１と全く同様にして有機ＥＬディスプレイパネルを作成した。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ５０ｎｍであり、画素内での膜厚も不均一であった。
（比較例３）
比較例３においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１１０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２の比率が８７％になるようにした凸版を用いた。
隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ１０μｍ以内は許容できる範囲となる。
さらに、凸版として用いる版を、フッ素系成分を含む版材にして発光層印刷を行った。
このとき、版材表面の発光材料インキに対する接触角は３０度であった。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ４０ｎｍで、画素内での膜厚も不均一であった。
比較例３においては、版の凸部２０２の先端面のサイズを縦１１０μｍ、横３８μｍとし、すなわち画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対する版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２の比率が８７％になるようにした凸版を用いた。
隔壁７で仕切られた画素開口部Ｐ１は、縦１２０μｍ、横４０μｍの長方形状であるから、この場合、印刷方向の位置ズレ１０μｍ以内は許容できる範囲となる。
さらに、凸版として用いる版を、フッ素系成分を含む版材にして発光層印刷を行った。
このとき、版材表面の発光材料インキに対する接触角は３０度であった。
印刷後、発光材料インキを乾燥させ、膜厚を測定したところ４０ｎｍで、画素内での膜厚も不均一であった。
表１では、実施例１、２及び比較例１〜３のように作成した有機ＥＬパネルの画素内の膜厚分布および印刷位置精度を評価した結果を示す。
これからわかる通り、実施例１、２では画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対して版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が小さいため、印刷位置精度にゆとりがあり、位置精度の出しにくい印刷流れ方向での精度も良好であった。
また、位置ズレがないため画素内の膜厚分布も良好であり、膜厚も発光層の最適膜厚範囲である６０〜８０ｎｍの範囲内に入っていた。
それに対して、比較例１では画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１と版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が同じであるため、位置精度にゆとりがなく、印刷したパネルでも印刷方向の位置ズレがみられた。また、位置ズレの影響で画素内の膜厚分布も不均一であった。
比較例２では、画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対して版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２は十分小さいため、位置精度では問題ないが、小さすぎるためインキ転移量も少なく、それに由来して画素内膜厚分布も悪化していた。膜厚も５０ｎｍと最適範囲から外れていた。
比較例３では、版の発光材料インキに対する接触角が４０度と高く、従ってインキ転移量が少なくなるため、膜厚が小さくなり、画素内の膜厚分布も不良であった。
このことから、画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１より小さい面積の先端面を有する凸部２０２の版で印刷する場合には、ある程度インキとの接触角が大きく、インキ転移量を十分に得られる版を使用する必要があることがわかる。
これからわかる通り、実施例１、２では画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対して版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が小さいため、印刷位置精度にゆとりがあり、位置精度の出しにくい印刷流れ方向での精度も良好であった。
また、位置ズレがないため画素内の膜厚分布も良好であり、膜厚も発光層の最適膜厚範囲である６０〜８０ｎｍの範囲内に入っていた。
それに対して、比較例１では画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１と版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２が同じであるため、位置精度にゆとりがなく、印刷したパネルでも印刷方向の位置ズレがみられた。また、位置ズレの影響で画素内の膜厚分布も不均一であった。
比較例２では、画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１に対して版の凸部２０２の先端面の面積Ｓ２は十分小さいため、位置精度では問題ないが、小さすぎるためインキ転移量も少なく、それに由来して画素内膜厚分布も悪化していた。膜厚も５０ｎｍと最適範囲から外れていた。
比較例３では、版の発光材料インキに対する接触角が４０度と高く、従ってインキ転移量が少なくなるため、膜厚が小さくなり、画素内の膜厚分布も不良であった。
このことから、画素開口部Ｐ１の底面の面積Ｓ１より小さい面積の先端面を有する凸部２０２の版で印刷する場合には、ある程度インキとの接触角が大きく、インキ転移量を十分に得られる版を使用する必要があることがわかる。
１…ＴＦＴ基板、７…隔壁、１４ａ…有機発光インキ、２０２…凸部、Ｐ…画素、Ｐ１…画素の開口部。４１…赤色有機発光層、４２…緑色有機発光層、４３…青色有機発光層、５０…凸版。
Claims (7)
- Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素からなる複数の画素が基板上に規則正しく配列され、
前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素が基板上に形成される際のＲ、Ｇ、Ｂ配列がデルタ配列またはモザイク配列であり、
前記基板上で前記画素毎に該画素の周囲に形成された隔壁によって前記各画素が仕切られたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
有機発光材料を溶剤に溶解または分散させてなるインキを、凸版を用いてＲ、Ｇ、Ｂの一色分の前記画素上に転移することで発光層を形成する工程を含み、
前記凸版は前記Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応した画素のうちの何れか一色の画素に対応したドット状の複数の凸部を有し、
前記凸部の先端面の面積は、前記画素の開口部の底面の面積の７０％以上９０％以下で形成され、かつ、前記凸部の先端面の印刷方向の長さが前記画素の開口部の印刷方向の長さより短い、
ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。 - 前記インキの前記凸版に対する接触角が１０度以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
- 前記凸版が、水現像タイプの感光性樹脂凸版で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
- 前記凸版は板状の基材を有し、前記複数の凸部は前記基材の厚さ方向の一方の面に形成され、
前記凸部は合成樹脂材料により互いに切り離されて形成されている、
ことを特徴とする請求項１，２または３項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。 - 前記基材は前記凸部を形成する合成樹脂材料とは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
- 前記基材を形成する材料が金属材料であることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
- 前記基板は前記画素毎に薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
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