JP2001237069A

JP2001237069A - Ｅｌ素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001237069A
Application number: JP2000045566A
Authority: JP
Inventors: Daigo Aoki; 木大吾青; Kenya Miyoshi; 好建也三
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-31
Also published as: CN100551186C; CN1770938A

Abstract

(57)【要約】【課題】パターン発光できるＥＬ素子の簡便な製造方
法とＥＬ素子の提供。【解決手段】対向する電極と、前記対向する電極の間
にＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、
前記一方の電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、
前記光触媒含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違
いによるパターンを形成する工程と、前記光触媒含有層
の露光部上に、電荷注入層、電荷輸送層および発光層の
少なくとも一層を形成する工程と、他方の電極を形成す
る工程を含むＥＬ素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）素子、特にディスプレイ装置に使用さ
れる有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子は自発光の面状表示素子として
の使用が注目されている。その中でも、有機物質を発光
材料として用いた有機薄膜ＥＬディスプレイは、印加電
圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど発
光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能で、特定の
パターンを発光表示させる広告その他低価格の簡易表示
用のディスプレイへの応用が期待されている。

【０００３】しかしながら、ＥＬ素子を用いたディスプ
レイを実際に製造するにあたっては、電極や有機ＥＬ層
のパターニングが必要であって、典型的にはフォトリソ
工程や複雑なパターン成膜装置によるパターニング工程
を要し、工程の複雑化やコストの上昇を招く。また有機
ＥＬ材料をマスク蒸着によりパターニングする方法で
は、高価格の真空装置が必要となり、歩留まりや、コス
トが問題となる。一方、インクジェット法による塗布に
よりパターン形成する方法は、工程は比較的簡便ではあ
るが、歩留まりや膜厚均一性の点で問題がある。また、
広告用ＥＬ素子等多様な形状や大面積化が要求される場
合には、生産性が著しく低下する問題がある。

【０００４】このように、ＥＬ素子、特に有機ＥＬディ
スプレイの製造においては、電極、有機ＥＬ層および絶
縁層等のパターニングを行うために、工程数が非常に多
くなり、歩留まり、生産性、コストの面で大きな課題を
抱えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パタ
ーン発光することのできるＥＬ素子の簡便な製造方法で
あって、低価格のディスプレイを提供できる製造方法を
提供することと、そのような方法により製造しうるＥＬ
素子を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光触媒含
有層にパターン露光することで濡れ性の違いによるパタ
ーンを形成し、そのパターンを利用してＥＬ層を形成す
ることにより前記課題を解決できることを見出し本発明
を完成させた。

【０００７】したがって、本発明のＥＬ素子の製造方法
は、対向する電極と、前記対向する電極の間にＥＬ層を
有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、前記一方の
電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、前記光触媒
含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違いによるパ
ターンを形成する工程と、前記光触媒含有層の露光部上
に、電荷注入層、電荷輸送層および発光層の少なくとも
一層を形成する工程と、他方の電極を形成する工程とを
含むことを特徴とする。

【０００８】また、別の態様の本発明のＥＬ素子の製造
方法は、対向する電極と、前記対向する電極の間にＥＬ
層を有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、前記一
方の電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、前記光
触媒含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違いによ
るパターンを形成する工程と、前記光触媒含有層の露光
部上に、絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を設けた
光触媒含有層上にＥＬ層を形成する工程と、他方の電極
を形成する工程とを含む方法である。

【０００９】さらに本発明のＥＬ素子は、対向する電極
と、前記対向する電極の間にＥＬ層を有してなる、ＥＬ
素子であって、前記二つの電極間に光触媒含有層を少な
くとも一層有し、かつ、いずれの電極のパターン形状と
も異なるパターンの発光表示を行い得ることを特徴とす
るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。

【００１１】ＥＬ素子本発明のＥＬ素子の第１の特徴は、対向する電極のいず
れのパターン形状とも異なるパターンの発光表示を行い
得るものであることである。したがって、電極のパター
ニングは必要ではなく、製造が簡便化できる。

【００１２】本発明のＥＬ素子の第２の特徴は、対向す
る電極の間に光触媒含有層を少なくとも一層有すること
である。この層は製造を簡素化するために設ける層であ
り、絶縁性の材料からなることもあるが、意外にもＥＬ
素子の発光性能を害しない。

【００１３】パターン発光手段本発明のＥＬ素子のパターン発光は、第１に光触媒含有
層上にＥＬ層をパターニングして、パターン化されたＥ
Ｌ層を発光させる方式であることができる。このＥＬ層
は、その下位概念として、電荷注入層（正孔および電子
注入層）、電荷輸送層（正孔および電子輸送層）ならび
に発光層を含むものであるが、パターニングを行うのは
これらの電荷注入層、電荷輸送層または発光層の少なく
とも１層であればよい。例えば、陽極上に光触媒含有層
を有し、前記光触媒含有層上に、パターン状の正孔注入
層を有し、前記正孔注入層上に前記パターンにかかわら
ず全面に発光層を有するＥＬ素子であることができる。
また、一部の発光層をパターニングするとともに、この
パターニングされた発光層と異なる色の発光層を全面形
成することにより、全面発光しながら、その中にパター
ン発光を組み合わせることができる。

【００１４】本発明のＥＬ素子のパターン発光は、第２
に光触媒含有層上に絶縁層をパターニングして、絶縁さ
れなかった部分のＥＬ層を発光させる方式であることも
できる。

【００１５】光触媒含有層（光触媒含有層）本発明のＥＬ素子に設けられる光触媒
含有層は、対向する電極の間に設けられるのであれば、
電極に隣接する位置あるいは電極との間になんらかの層
が介在して電極に隣接しない位置であってもよい。例え
ば電荷輸送層と発光層の間などＥＬ層内部であっても設
けることができる。典型的には、光触媒含有層は、一方
の電極上に後述の通常の塗膜形成方法により設けること
ができる。

【００１６】本発明においては、絶縁性の比較的高い光
触媒含有物質であっても光触媒含有層の厚みを適切にす
ることにより予想外にもＥＬ素子の発光ができる。この
場合の好ましい厚みは５〜１０００ｎｍ、好ましくは１
０〜１００ｎｍである。本発明において光触媒含有層と
は、広く光照射によって濡れ性が今後変化し得る層およ
び既に変化した層を意味する。また、光触媒とは、この
ような変化を引き起こすものであれば、どのような物質
であってもよい。光触媒含有層はパターン状に露光する
ことにより、濡れ性の変化によるパターンを形成するこ
とができる。

【００１７】（濡れ性変化の原理）本発明においては、
光の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学
変化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受
けた部分に濡れ性の違いによるパターンを形成する。光
触媒による作用機構は、必ずしも明確なものではない
が、光の照射によって光触媒に生成したキャリアが、バ
インダーなどの化学構造を直接変化させ、あるいは酸
素、水の存在下で生じた活性酸素種によってバインダー
などの化学構造を変化させることにより、表面の濡れ性
が変化すると考えられる。

【００１８】（光触媒材料）本発明に用いられる光触媒
材料としては、例えば光半導体として知られている酸化
チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず
（ＳｎＯ_２）・チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉ
Ｏ_３）・酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス
（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のような金属酸
化物を挙げることができるが、特に酸化チタンが好まし
い。酸化チタンは、バンドギャップエネルギーが高く、
化学的に安定であり、毒性もなく、入手も容易である点
で有利である。

【００１９】光触媒としての酸化チタンにおいては、ア
ナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができる
が、アナターゼ型酸化チタンが好ましい。具体的には例
えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産
業（株）、ＳＴＳ−０２、平均結晶子径７ｎｍ）、硝酸
解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学、ＴＡ−
１５、平均結晶子径１２ｎｍ）を挙げることができる。

【００２０】光触媒含有層中の光触媒の量は、５重量％
〜６０重量％であることが好ましく、２０重量％〜４０
重量％であることがより好ましい。

【００２１】（バインダー成分）本発明の光触媒含有層
に用いることのできるバインダーは、好ましくは主骨格
が前記光触媒の光励起により分解されないような高い結
合エネルギーを有するものであり、例えば、（１）ゾル
ゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加
水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリ
シロキサン、あるいは（２）撥水性や撥油性に優れた反
応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を
挙げることができる。

【００２２】前記（１）の場合、一般式Ｙ_ｎＳｉＸ
_４−ｎ（ｎ＝１〜３）で表される珪素化合物の１種また
は２種以上の加水分解縮合物、共加水分解化合物が主体
であることができる。前記一般式では、Ｙは例えばアル
キル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基また
はエポキシ基であることができ、Ｘは例えばハロゲン、
メトキシル基、エトキシル基、またはアセチル基である
ことができる。

【００２３】具体的には、メチルトリクロルシラン、メ
チルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロ
ルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソ
プロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ
−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロム
シラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキ
シシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−
ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシ
ラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシル
トリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシ
シラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デ
シルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、
ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキ
シシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−
デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリ
クロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ
−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシル
トリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポ
キシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラ
ン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェ
ニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テ
トラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエト
キシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロ
ムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジ
ブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニ
ルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、
フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメト
キシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリク
ロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメト
キシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイ
ソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシ
ラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ
−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシ
ラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロ
ピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイ
ソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブ
トキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−
メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラ
ン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；
γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
ｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；お
よび、それらの部分加水分解物；およびそれらの混合物
を挙げることができる。

【００２４】また、バインダーとして、特に好ましくは
フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いる
ことができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシラ
ンのの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分
解縮合物が挙げられ、また、一般にフッ素系シランカッ
プリング剤として知られているものを使用してもよい。

【００２５】ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_２Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ
_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキ
サンをバインダーとして用いることにより、光触媒含有
層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上す
る。

【００２６】前記（２）の反応性シリコーンとしては、
下記一般式で表される骨格を持つ化合物を挙げることが
できる。

【００２７】−（Ｓｉ（Ｒ^１）（Ｒ^２）Ｏ）_ｎ− ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれ炭素
数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニ
ル、アリールあるいはシアノアルキル基であることがで
きる。好ましくは全体の４０モル％以下がビニル、フェ
ニル、ハロゲン化フェニルであることができる。また、
Ｒ^１および／またはＲ^２がメチル基であるものが表面エ
ネルギーが最も小さくなるので好ましく、好ましくはメ
チル基が６０モル％以上であり、鎖末端または側鎖に
は、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基などの反応
性基を有する。

【００２８】また、前記のオルガノポリシロキサンとと
もにジメチルポリシロキサンのような架橋反応を起こさ
ない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合
してもよい。

【００２９】（光触媒含有層に用いるその他の成分）本
発明に用いられる光触媒含有層には、未露光部の濡れ性
を低下させるため界面活性剤を含有させることができ
る。この界面活性剤は光触媒により分解除去されるもの
であれば限定されないが、具体的には、好ましくは例え
ば日本サーファクタント工業製：ＮＩＫＫＯＬＢＬ、
ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系の界面活
性剤、デュポン社製：ＺＯＮＹＬＦＳＮ、ＦＳＯ、旭
硝子製：サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ
製：メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス製：フタ
ージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユ
ニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム製：フロラ
ードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコ
ーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができる。ま
た、カチオン系、アニオン系、両性界面活性剤を用いる
こともできる。

【００３０】また、本発明に好適に用いられる光触媒含
有層には、他の成分、例えば、ポリビニルアルコール、
不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジ
アリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマ
ー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メ
ラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ
アミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチ
レン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリ
ブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリロニ
トリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリ
イソプレン等のオリゴマー、ポリマーを含むことができ
る。

【００３１】さらに、本発明に用いられる光触媒含有層
には、光触媒の光活性を増感させる成分である増感色素
を含んでいてもよい。このような増感色素の添加によ
り、低い露光量で濡れ性を変化させるあるいは異なる波
長の露光で濡れ性を変化させることができる。また、光
触媒含有層には、ＥＬ材料を添加することもでき、例え
ば、電荷注入材料、電荷輸送材料または発光材料を混合
することによりＥＬ素子の発光特性を向上させることが
できる。

【００３２】（光触媒含有層の形成方法）光触媒含有層
の形成方法は特に限定されないが、例えば光触媒を含ん
だ塗布液を、スプレーコート、ディップコート、ロール
コート、ビードコートなどの方法により基材に塗布して
形成することができる。

【００３３】光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、塗
布液に使用することができる溶剤としては、特に限定さ
れないが、例えばエタノール、イソプロパノール等のア
ルコール系の有機溶剤を挙げることができる。

【００３４】（光触媒を作用させる照射光線）光触媒を
作用させるための照射光線は、光触媒を励起することが
できれば限定されない。このようなものとしては紫外
線、可視光線、赤外線の他、これらの光線よりもさらに
短波長または長波長の電磁波、放射線であることができ
る。

【００３５】例えば光触媒として、アナターゼ型チタニ
アを用いる場合は、励起波長が３８０ｎｍ以下にあるの
で、光触媒の励起は紫外線により行うことができる。こ
のような紫外線を発するものとしては水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザ
ー、その他の紫外線光源を使用することができる。

【００３６】ＥＬ層本発明のＥＬ素子に設けられるＥＬ層は、エレクトロル
ミネッセンスを起こすものであれば限定されない。ま
た、ＥＬ層は対向する電極の間に設けられる。

【００３７】本発明のＥＬ層はさらに、その構成要素と
して、必須の層として発光層、任意の層として、発光層
に正孔を輸送する正孔輸送層および電子を輸送する電子
輸送層（これらはまとめて、電荷輸送層とよぶことがあ
る）、ならびに、発光層または正孔輸送層に正孔を注入
する正孔注入層および発光層または電子輸送層に電子を
注入する電子注入層（これらはまとめて、電荷注入層と
よぶことがある）を設けることができる。

【００３８】これらＥＬ層を構成する材料としては例え
ば以下のものが挙げられる。

【００３９】（発光層）＜色素系＞シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニル
ブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリ
ルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロ
ール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、
ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘
導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダ
イマー、ビラゾリンダイマー＜金属錯体系＞アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリ
ノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、
ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポル
フィリン亜鉛錯体、ユーロビウム錯体、等、中心金属に
Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土
類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾ
ール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾー
ル、キノリン構造等を有する金属錯体。

【００４０】＜高分子系＞ポリパラフェニレンビニレン
誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘
導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリ
ビニルカルバゾール等、ポリフルオレン誘導体（ドーピング材料）ペリレン誘導体、クマリン誘導体、
ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘
導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセ
ン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキ
サゾン（正孔注入層（陽極バッファー材料））フェニルアミン
系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸
化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化
アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリ
アニリン、ポリチオフェン誘導体（電子注入層（陰極バッファー材料））アルミリチウ
ム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウ
ム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸
化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム対向する電極電極は特に限定されないが、好ましくは、電極は陽極と
陰極からなり、陽極と陰極のどちらか一方が、透明また
は、半透明であり、陽極としては、正孔が注入し易いよ
うに仕事関数の大きい導電性材料が好ましく、逆に陰極
としては、電子が注入し易いように仕事関数の小さい導
電性材料が好ましい。また、複数の材料を混合させても
よい。いずれの電極も、抵抗はできるだけ小さいものが
好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物
あるいは無機化合物を用いてもよい。電極の形状は特に
限定されず、典型的には全面に形成されているが、なん
らかのパターンで形成されていてもよい。

【００４１】具体的には好ましい陽極材料は、ＩＴＯ、
酸化インジウム、金、ポリアニリン、陰極材料として
は、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合
金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、金属カルシウ
ムが挙げられる。

【００４２】絶縁層本発明のＥＬ素子の一態様において設けられる絶縁層
は、電極からＥＬ層への電荷の供給を止めて絶縁層が設
けられた部分を発光させないために設けられる。

【００４３】本発明においては、絶縁層としてＵＶ硬化
樹脂を用いると、製造工程上有利であり好ましい。例え
ば、光触媒含有層にパターン露光を行って、露光により
濡れ性が高まった部分のみに絶縁層形成材料を塗布し、
全面に紫外線を照射することにより、絶縁層が硬化する
と同時に、絶縁層が形成されていない光触媒含有層が露
出している部分の濡れ性が高まる。これによって、さら
に光触媒含有層上にＥＬ層を形成できる。この場合、Ｅ
Ｌ層は光触媒含有層の絶縁層のない部分にのみ形成（す
なわちパターン露光する部分のみＥＬ層を形成する）、
全面形成（すなわち、光触媒含有層の絶縁層のない部分
と絶縁層上の双方に形成する）のいずれであってもよ
く、要求される製品や、製造コストその他から適宜選択
できる。

【００４４】ＥＬ素子の製造手順本発明のＥＬ素子の製造方法は、光触媒含有層上に光照
射によって濡れ性の異なるパターンを形成して、その濡
れ性の違いを利用して濡れ性の高い部分にＥＬ層または
絶縁層を形成することによりパターニングすることに特
徴がある。

【００４５】具体的な態様としては、対向する電極と、
前記対向する電極の間にＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子
の製造方法であって、前記一方の電極上に、光触媒含有
層を形成する工程と、前記光触媒含有層をパターン状に
露光して、濡れ性の違いによるパターンを形成する工程
と、前記光触媒含有層の露光部上に、電荷注入層、電荷
輸送層および発光層の少なくとも一層を形成する工程
と、他方の電極を形成する工程、によりＥＬ素子を製造
する方法がある。別の態様としては、光触媒含有層上の
濡れ性の違いによるパターンを形成後、光触媒含有層の
露光部上に、絶縁層を形成する工程と絶縁層を設けた光
触媒含有層上にＥＬ層を形成する工程と、他方の電極を
形成する工程を含む方法が挙げられる。さらに別の態様
としては、光触媒含有層上の濡れ性の違いによるパター
ンを形成後、光触媒含有層の露光部上に、ＵＶ硬化樹脂
からなる絶縁層を形成する工程と、絶縁層を設けた光触
媒含有層を全面露光した後に、電荷注入層、電荷輸送層
および発光層の少なくとも一層を形成する工程と、他方
の電極を形成する工程を含む方法が挙げられる。

【００４６】上記の方法において、パターニングされた
光触媒含有層上に、ＥＬ層または絶縁性樹脂層を形成す
る方法としては、例えばＥＬ層または絶縁性樹脂層の材
料を、塗布、インクジェット、または蒸着により光触媒
含有層に付着させることが挙げられる。この場合、典型
的には付着させた時点でパターニングされるが、所望に
より、全面塗布後の固形化後または固形化前に物理的ま
たは化学的エネルギーを加えることにより濡れ性の低い
部分を除去してパターンが形成される方法であってもよ
い。このような除去方法としては、例えば接着テープに
よる剥離やエッチングなどが挙げられる。

【００４７】なお、本発明のＥＬ素子は、典型的には上
記の方法で製造されるが、上記と異なる方法で製造され
てもよく、さらに上記方法と異なる方法でなければ製造
できない構造を有するものであってもよい。例えば電極
と光触媒含有層との間に別の層が積層されていてもよ
い。

【００４８】ＥＬ素子の具体例以下、図を用いてＥＬ素子の具体例を説明する。

【００４９】図１は、本発明のＥＬ素子の一例の構造を
示す断面図であり、基材１上に順次第１電極２、光触媒
含有層３および第２電極５が設けられ、第２電極５と光
触媒含有層３の間にはパターン発光させる部分にのみ、
発光層４が設けられている。このようなＥＬ素子におい
ては、光触媒含有層３の厚み及び材料などの条件を適切
に選択することにより、予想外にも第１電極２と第２電
極５との間の導通を防ぎながらも光触媒含有層を通じて
電荷を発光層に注入させて発光させることができる。

【００５０】図２は、本発明のＥＬ素子の別の一例の構
造を示す断面図であり、基材１上に順次第１電極２、光
触媒含有層３、発光層４および第２電極５が設けられ、
発光層４と光触媒含有層３の間にはパターン発光させる
部分にのみ、電荷注入層６が設けられている。このよう
なＥＬ素子においては、典型的には電荷注入層が形成さ
れている部分が発光、形成されていない部分が発光しな
いＥＬ素子となるが、電荷注入層が形成されている部分
が発光、形成されていない部分が微弱発光するＥＬ素子
とすることもできる。

【００５１】また、図２のパターニングされた電荷注入
層の代わりに、別の発光層を形成すれば、この発光層と
全面に形成された発光層とで２色の発光表示をすること
も可能である。

【００５２】図３は、本発明のＥＬ素子のさらに別の一
例の構造を示す断面図であり、基材１上に順次第１電極
２、光触媒含有層３および第２電極５が設けられ、第２
電極５と光触媒含有層３の間にはパターン発光させる部
分にのみ、発光層４が、発光させない部分には絶縁層７
が設けられている。

【００５３】用途本発明のＥＬ素子の用途としては、様々なものが挙げら
れ、例えば、表札、掲示板、案内表示用サイン、非常・
警告用サイン、道路標識、時計やメーター表示用固定文
字、値札、メニュー、ちらし広告、ハガキ、挨拶状（グ
リーティングカード）、プリペイドカード、ペーパーラ
イクディスプレイ、電子書籍、照明、遊戯施設やイベン
ト会場での玩具、ロゴマークの表示、広告用看板やカレ
ンダー、ディスプレイ、バッチ地図または地図記号な
ど、特定パターンを表示するもの、あるいはパターン
（マーク）形状そのものに意味があるものを表示するの
に有効である。

【００５４】

【実施例】実施例１（光触媒含有層用塗布液の調製）まず、下記組成の光触
媒含有層用の塗布液を調製した。

【００５５】光触媒含有層組成物（石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１） …２重量部オルガノアルコキシラン（東芝シリコーン（株）製ＴＳＬ８１１３） …０．４重量部フルオロアルコキシラン（トーケムプロダクツ（株）製ＭＦ−１６０Ｅ） …０．３重量部イソプロピルアルコール …３重量部（光触媒含有層の成膜）上記の光触媒含有層塗液を洗浄
したガラス基板上にスピンコーターで塗布し、１５０
℃、１０分間の乾燥処理後、加水分解、重縮合反応を進
行させた。光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定
された、透明な厚み２０ｎｍの光触媒含有層が形成され
た。

【００５６】（光触媒含有層における濡れ性の相違によ
るパターン形成）上記の光触媒含有層にマスクを介して
水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ^２の照
度で５０秒間パターン照射を行ない、照射部位と非照射
部位との水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科
学（株）製ＣＡ−Ｚ）を用いて測定した。測定はマイク
ロシリンジから水滴を滴下して３０秒後に行った。その
結果、非照射部位における水の接触角は１４２°である
のに対し、照射部位における水の接触角は１０°以下で
あり、照射部位と非照射部位との濡れ性の相違によるパ
ターン形成が可能なことが確認された。

【００５７】（発光層用塗布液の調製）有機ＥＬ素子の
発光層形成用に、下記の組成の塗液を調製した。

【００５８】ポリビニルカルバゾール …７０重量部クマリン６ …１重量部オキサジアゾール化合物 …３０重量部1,1,2トリクロロエタン …６６３重量部（有機ＥＬ素子の作製）ＩＴＯ基板を洗浄した後、上記
の光触媒含有層を２０ｎｍの膜厚で全面に成膜した。続
いて、５ｍｍ角の穴のあいたマスクを介して、水銀灯
（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で５
０秒間、照射を行なった。

【００５９】さらに、有機ＥＬ層用の塗液をスピンコー
ターにより、パターン照射した光触媒含有層上に全面塗
布すると、５ｍｍ角の照射部位のみに有機ＥＬ層が塗布
された。これを８０℃で乾燥することにより、膜厚１０
０ｎｍの発光層が照射部位のみに形成された。

【００６０】この上に上部電極として、ＡｌＬｉ合金を
５００ｎｍの膜厚で全面に蒸着してＥＬ素子を製造し、
発光させたところ、パターン発光が得られた。

【００６１】実施例２実施例１と同様に、ＩＴＯ基板を洗浄した後、上記の光
触媒含有層を２０ｎｍの膜厚で全面に成膜した。続い
て、５ｍｍ角の穴のあいたマスクを介して、水銀灯（波
長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で５０秒
間、照射した後、正孔注入層用塗布液として、市販の導
電性塗布液（ＰＥＤＯＴ：Ｂａｙｅｒ社製）をスピン塗
布したことろ、５ｍｍ角の光照射部のみ、塗布液が塗布
された。これをオーブンで８０℃、３０分加熱すること
により、５ｍｍ角のパターンで、５０ｎｍの膜厚の正孔
注入層が形成された。この上に実施例１の発光層を全面
に塗布し、これを８０℃で乾燥することにより、膜厚１
００ｎｍの発光層が全面に形成された。

【００６２】この上に上部電極として、ＡｌＬｉ合金を
５００ｎｍの膜厚で全面に蒸着してＥＬ素子を製造し、
発光させたところ、パターン発光が得られた。

【００６３】実施例３ＩＴＯ基板を洗浄した後、上記の光触媒含有層を２０ｎ
ｍの膜厚で全面に成膜した。続いて、５ｍｍ角の部分を
マスクし、他の部分を水銀灯（波長３６５ｎｍ）により
７０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で５０秒間、照射した後、市販
のＵＶ硬化樹脂（日本化薬（株）製商品名ＰＥＧ４０
０ＤＡ）に対して開始剤（チバスペシャリティケミカル
ズ（株）製商品名ダロキュア１１７３）を５重量％添
加したＵＶ硬化樹脂液をスピンナーで塗布し、５ｍｍ角
の部分以外にＵＶ硬化樹脂を塗布した。この後、全面
に、水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ^２
の照度で５０秒間、照射し、ＵＶ硬化樹脂を硬化すると
ともに、５ｍｍ角の部分の濡れ性を向上させた。この上
に、実施例１〜２の発光層を全面に塗布し、８０℃で乾
燥させた後、上部電極として、ＡｌＬｉ合金を５００ｎ
ｍの膜厚を全面に蒸着してＥＬ素子を製造し、発光させ
たところ、パターン発光が得られた。

【００６４】てＥＬ素子を製造し、発光させたところ、
パターン発光が得られた。

【００６５】

【発明の効果】本発明によって、パターン発光を行うこ
とのできるＥＬ素子の簡便な製造方法と、その方法によ
って製造できるＥＬ素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＬ素子の一例の構造を示す断面図で
ある。

【図２】本発明のＥＬ素子の別の一例の構造を示す断面
図である。

【図３】本発明のＥＬ素子のさらに別の一例の構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１基材２第１電極３光触媒含有層４発光層５第２電極６電荷注入層７絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する電極と、前記対向する電極の間に
ＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、前記一方の電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、前記光触媒含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違
いによるパターンを形成する工程と、前記光触媒含有層の露光部上に、電荷注入層、電荷輸送
層および発光層の少なくとも一層を形成する工程と、他方の電極を形成する工程、とを含むＥＬ素子の製造方
法。
【請求項２】対向する電極と、前記対向する電極の間に
ＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、前記一方の電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、前記光触媒含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違
いによるパターンを形成する工程と、前記光触媒含有層の露光部上に、絶縁層を形成する工程
と、前記絶縁層を設けた光触媒含有層上にＥＬ層を形成する
工程と、他方の電極を形成する工程、とを含むＥＬ素子の製造方
法。
【請求項３】対向する電極と、前記対向する電極の間に
ＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子の製造方法であって、前記一方の電極上に、光触媒含有層を形成する工程と、前記光触媒含有層をパターン状に露光して、濡れ性の違
いによるパターンを形成する工程と、前記光触媒含有層の露光部上に、ＵＶ硬化樹脂からなる
絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を設けた光触媒含有層を全面露光した後に、
電荷注入層、電荷輸送層および発光層の少なくとも一層
を形成する工程と、他方の電極を形成する工程、とを含むＥＬ素子の製造方
法。
【請求項４】対向する電極と、前記対向する電極の間に
ＥＬ層を有してなる、ＥＬ素子であって、前記二つの電極間に光触媒含有層を少なくとも一層有
し、かつ、いずれの電極のパターン形状とも異なるパターンの発光
表示を行い得ることを特徴とする、ＥＬ素子。
【請求項５】前記光触媒含有層上に、少なくとも一層の
パターン状の電荷注入層、電荷輸送層または発光層を有
し、このパターン形状に対応する発光パターンを表示し
得る、請求項４に記載のＥＬ素子。
【請求項６】陽極上に光触媒含有層を有し、前記光触媒
含有層上に、パターン状の正孔注入層を有し、前記正孔
注入層上に発光層を有するＥＬ素子であって、前記正孔
注入層のパターンに対応する発光パターンを表示し得
る、請求項５に記載のＥＬ素子。
【請求項７】前記光触媒含有層上に、少なくとも一層の
絶縁パターンを有し、この絶縁層パターンの存在しない
部分に対応する発光パターンを表示し得る、請求項４に
記載のＥＬ素子。
【請求項８】前記絶縁層がＵＶ硬化樹脂からなる、請求
項７に記載のＥＬ素子。
【請求項９】前記光触媒含有層が、酸化チタンを含有す
るものである、請求項４に記載のＥＬ素子。