JP2002141174A

JP2002141174A - 高分子ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2002141174A
Application number: JP2000334255A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Sekine; 徳政関根; Teruhiko Kai; 輝彦甲斐; Takahisa Shimizu; 貴央清水
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】発光パターンによらず容易にかつ素子の機械的
強度を向上させる高分子ＥＬ素子の構造を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明または半透明の２つ
の電極２，７間に高分子発光層が挟持された高分子ＥＬ
素子において、少なくとも一方の電極が熱可塑性接着性
樹脂層５上に形成する。なお、熱可塑性接着性樹脂が、
ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはポ
リプロピレンのいずれかの酸変性樹脂からなることも含
まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機薄膜のエレク
トロルミネセンス（以下単にＥＬという）現象を利用し
た有機薄膜ＥＬ素子、特に有機発光層が高分子材料から
なる高分子ＥＬ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、一般に陽極、有機発光
層、陰極とが積層されてなる。また、有機発光層は、正
孔注入層、正孔輸送層、蛍光体層、電子注入層などが積
層された多層構造とすることもできる。この陽極、陰極
間に電流を流すことにより有機蛍光体層で発光が生じ、
一方の電極を透明にすることで外部に光を取り出すこと
ができる。

【０００３】有機発光層の典型的な例としては、正孔注
入層に銅フタロシアニン、正孔輸送層にＮ，Ｎ' −ジ
（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ' −ジフェニル−１，１' −
ビフェニル−４，４' −ジアミン、蛍光体層にトリス
（８−キノリノール）アルミニウムをそれぞれ用いたも
のが挙げられる。これらの有機発光層はいずれも低分子
の化合物であり、各層は０．０１〜０．１μｍ程度の厚
みで抵抗加熱方式などの真空蒸着法などによって積層さ
れる。このため、低分子材料を用いる有機薄膜ＥＬ素子
の製造のためには、複数の蒸着釜を連結した真空蒸着装
置を必要とし、蒸着時の加熱による材料劣化のために生
じる発光特性の低下や生産性が低い、製造コストが高い
などの問題点があった。

【０００４】さらに有機発光層は低分子の蒸着物である
ため膜の強度が弱く、そのため陰極となるアルミニウ
ム、マグネシウム、銀などの金属材料も真空蒸着または
スパッタリングなどの真空製膜装置を必要とし、装置面
から生産性、コスト面で実用化の障害となっていた。ま
た、真空製膜では陰極層にピンホールなどの欠陥が発生
しやすく、このピンホールから水分や酸素などが侵入し
素子の劣化が生じるなど、素子の寿命低下の一因となっ
ていた。

【０００５】これに対し、近年、有機層として高分子を
用いた高分子ＥＬ素子が提案されてきている。有機層と
して高分子を用いるもので、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などの高分子
中に低分子の蛍光色素を溶解させたものや、ポリフェニ
レンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレ
ン誘導体（ＰＡＦ）などの高分子蛍光体が用いられる。
これら高分子発光体は、溶液に可溶とすることでスピン
コート、フレキソ印刷、グラビア印刷などの湿式法で基
材上に製膜することができる。

【０００６】しかしながら、高分子ＥＬ素子を複数の所
定のパターンで発光させるためには、透明導電層および
陰極層をパターニングする必要がある。前者については
基材上に形成された透明導電層を従来のエッチング法に
よりパターニングすることができるのに対し、後者につ
いては簡便に行う方法がなかった。すなわち、陰極をパ
ターニングする方法の一つは、陰極蒸着時に蒸着マスク
を用いる方法であるが、蒸着装置を必要とすること、蒸
着基材をマスクパターンと合わせて間歇に送る必要があ
るため生産性に劣り、基材側のパターンとの位置合わせ
が困難である、マスクのサイズを大きくするとマスク強
度が不足してマスクがたるんでしまい、パターンがぼけ
るなどの欠点を有していた。

【０００７】また、基板上にあらかじめ隔壁を設けて、
陰極蒸着時にこの隔壁の段差や蒸着影によって陰極を分
離する方法が知られているが、高分子ＥＬ素子のように
コーティングによって発光層を形成すると、前記の隔壁
が埋まってしまうなどにより、隔壁としての働きが不十
分となるなどの問題点があった。また、連続的なフィル
ム基板を用いる場合には、実質的に隔壁を形成できない
という問題があった。

【０００８】さらに、他の方法として、陽極層が形成さ
れた陽極基材と陰極層を形成した陰極層基材とを別に形
成し、この陽極層および陰極層をそれぞれエッチング法
によってパターニングし、高分子発光層を挟持するよう
に陽極基材と陰極基材とをラミネートする方法が提案さ
れている。この方法では、少なくとも発光画素部に設け
られる正孔輸送層や発光層などの有機材料層を正極ない
し負極基材の一方または両方にあらかじめ形成したのち
に、熱または圧力などによってラミネートして一体の素
子構造とするものである。しかしながら、非画素部につ
いては別の工程で熱硬化性または光硬化性の接着剤を塗
布する必要があり、微細な画素を形成する場合には実質
的に接着剤を塗布することができず、また、硬化前の接
着剤からの溶剤などの揮発成分が、画素部分の発光材料
などを劣化させるなどの問題があった。また、陰極およ
び正極のみをパターニングして高分子ＥＬ素子を構成す
る有機材料を全面に製膜してラミネート層とすると、有
機材料の層が薄いことや密着性が低いなどの点から、素
子の機械的強度が低いという欠点を有していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の通
り、ラミネートによって高分子ＥＬ素子を製造する方法
において、発光パターンによらず容易にかつ素子の機械
的強度を向上させる高分子ＥＬ素子の構造を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みてなされたものであって、請求項１は、少なくとも
一方が透明または半透明の２つの電極間に高分子発光層
が挟持された高分子ＥＬ素子において、少なくとも一方
の電極が熱可塑性接着性樹脂層上に形成されてなること
を特徴とする高分子ＥＬ素子であり、請求項２は、前記
熱可塑性接着性樹脂が、ポリエチレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体またはポリプロピレンのいずれかの酸変
性樹脂からなることを特徴とする高分子ＥＬ素子であ
る。

【００１１】本発明における高分子ＥＬ素子の２つの電
極は、それぞれ基材上に形成されており、少なくとも透
明または半透明の一方の電極は、透明または半透明の基
材上に形成されてなる。

【００１２】前記基材としては、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またはシートを用いれば、巻
き取りにより高分子ＥＬ素子の製造が可能となり、より
安価に素子を提供することができる。プラスチックフィ
ルムとしては、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、ポリカーボネートなどを用いる
ことができ、また、これらの積層体を用いることができ
る。また、導電層を製膜しない側にセラミック蒸着フィ
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
ィルムを積層したり、カラーフィルター層を印刷により
設けたりしても良い。

【００１３】透明電極としては、インジウムと錫の複合
酸化物（以下ＩＴＯという）などを用いることができ、
前記基板上に蒸着またはスパッタリング法により製膜す
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材上に塗布後、熱分解に
より酸化物を形成する塗布熱分解法などにより形成する
こともできる。また、透明導電層としてインジウムと亜
鉛との複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などを
用いることができる。あるいは、アルミニウム、金、銀
などの金属が半透明状に蒸着されたものを電極として用
いることができる。

【００１４】また、他の電極としては、前記透明または
半透明の電極を用いても良く、アルミニウム、カルシウ
ム、バリウム、金、銀などの金属または合金を用いるこ
とができる。

【００１５】上記電極を熱可塑性接着性樹脂層上に形成
するためには、前記電極材料を真空蒸着法、スパッタリ
ング法などで熱可塑性接着性樹脂層が形成された基材上
に製膜すればよい。前記基板としては、熱可塑性接着性
樹脂からなるフィルムやポリエステル、ポリプロピレ
ン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホ
ンなどのフィルムおよびガラスなどの上に熱可塑性接着
性樹脂がコーティングされたものを用いることができ
る。

【００１６】また、他の製造方法として、金属箔と熱可
塑性接着性樹脂とを熱ラミネートにより貼り合わせても
良い。この際、熱可塑性接着性樹脂層の他の面にポリエ
ステルなどのフィルムを貼り合わせても良い。

【００１７】熱可塑性接着性樹脂としては、常温で粘着
性がなく、加熱により溶融して接着性を示す材料を用い
ることができ、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリプロピレンなどの無水マレイン酸などによ
る酸変性体やエチレン−アクリル酸共重合体、エチレン
−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体、エチ
レン−グリシジルメタクリレート共重合体、アイオノマ
ー、線状飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタンなどを用
いることができるが、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、ポリプロピレンの酸変性体が耐酸−アル
カリ性、耐溶剤性、低アウトガスなどの点で良好であ
る。

【００１８】これらの熱可塑性樹脂は、溶液からのコー
ティング、押出コーティング、ドライラミネート、熱ラ
ミネートなどの方法によりポリエステルなどの上記と同
様の基材上に設けることができ、上述の通り、他方の面
に電極を形成することができる。

【００１９】基材上に形成された電極は、公知のウエッ
トエッチング法、ドライエッチング法により所定のパタ
ーンにパターニングすることができる。熱可塑性接着性
樹脂層上に形成された電極をエッチングすることによ
り、非画素部には熱可塑性接着性樹脂層が表面に露出す
る。また、電極のエッチング後にＵＶ処理、ＵＶオゾン
処理、コロナ処理、プラズマ処理などの表面処理を行う
ことができる。

【００２０】本発明に用いることのできる高分子発光層
は、高分子蛍光体の単層であっても、正孔輸送層、高分
子蛍光体層などからなる多層構造であってもよい。正孔
輸送層を設ける場合は、銅フタロシアニンやその誘導
体、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニ
ル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ' −ジフェニル−Ｎ，Ｎ'
−ビス（３−メチルフェニル）−１，１' −ビフェニル
−４，４' −ジアミン、Ｎ，Ｎ' −ジ（１−ナフチル）
−Ｎ，Ｎ' −ジフェニル−１，１' −ビフェニル−４，
４' −ジアミン等の芳香族アミン系などの低分子も用い
ることができるが、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポ
リビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキ
シチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物な
どが、湿式法による製膜が可能であり、より好ましい。

【００２１】高分子蛍光体層としては、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
ロロピロール系などの蛍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などの
高分子中に溶解させたものや、ポリアリールビニレン系
やポリフルオレン系などの高分子蛍光体を用いることが
できる。

【００２２】これらの高分子蛍光体層は、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、水などの単独または混合溶媒に高分子蛍光体材料を
溶解させ、スピンコート、スプレーコート、フレキソ、
グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコ
ーティング、印刷方法を用いて全面またはパターン状に
製膜することができる。

【００２３】本発明からなる高分子ＥＬ素子は、前記２
つの基材上に形成された電極上の一方または両方に前記
高分子発光層を前記コーティングまたは印刷法により形
成し、両者を対向させて加熱と同時に圧力をかけてラミ
ネートすることで構成することができる。前記高分子発
光層を多層構造とする場合には、ラミネート界面が多層
構造の層界面となるようにしても、同一材料が配置され
るようにしても良い。このラミネートによって、画素部
については高分子発光層の熱融着により、非画素部につ
いては熱可塑性接着性樹脂の接着性により素子がラミネ
ートされ機械的強度に優れた高分子ＥＬ素子を製造する
ことができる。ラミネートは、加熱された平プレスやロ
ールを用いて行うことができ、密着性を向上させるため
に真空下で行うことも可能である。

【００２４】以下、実施例により本発明を具体的に述べ
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２５】

【実施例】（実施例１）以下、図１を用いて説明する。
ＩＴＯ付きガラス基板（１）のＩＴＯ（２）を所定のパ
ターンにエッチングし、透明な正極電極基板とした。次
いで、高分子発光層の正孔輸送層（３）としてポリ
（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレン
スルフォネート（バイトロンＰ、バイエル社製）を厚さ
０．０５μｍとなるようスピンコートした。また、２軸
延伸ポリエステルフィルム５０μｍ（４）と熱可塑性接
着性樹脂（５）として酸変性ポリプロピレンフィルム５
０μｍ（アドマーフィルムＱＥ０６０、東セロ社製）と
をドライラミネートし、この熱可塑性接着性樹脂層上に
アルミニウム（７）を厚さ０．１μｍとなるように所定
のパターンのマスクを介して真空蒸着し、本発明からな
る熱可塑性接着性樹脂層上に負極電極を作製した。この
負極電極上に印刷法により高分子発光層の高分子蛍光体
層（８）として、下記化学式で表されるポリフェニレン
ビニレン誘導体（ＭＥＨ−ＰＰＶ）を厚さ０．１μｍで
設けた。

【００２６】

【化１】

【００２７】次いで、前記正極電極基板（９）の正孔輸
送層側と前記負極電極基板（１０）の高分子蛍光体層側
とを対向させ、真空下、１５０℃、１０分間ラミネート
し本発明からなる高分子ＥＬ素子（１１）を得た。この
素子に８Ｖの電圧を印加したところ１１０ｃｄ／ｍ²の
発光が得られた。また、この素子に衝撃を加えたが、素
子が剥離するなどはなかった。

【００２８】（実施例２）ＩＴＯ付きポリエステルフィ
ルム（１００μｍ）のＩＴＯを所定のパターンにエッチ
ングし、以下実施例１と同様に正孔輸送層を設け、正極
側部材とした。また、負極側としてポリエステルフィル
ム５０μｍとアルミニウム箔７μｍとを酸変性ポリエチ
レン樹脂（アドテックスＥＲ５２３Ｌ；日本ポリオレフ
ィン社製）３０μｍで押出ラミネートした。このアルミ
ニウム箔を所定のパターンにエッチングして本発明から
なる熱可塑性接着性樹脂層上に負極電極を作製した。以
下実施例１と同様に高分子蛍光体層を形成し、負極側部
材とした。前記、正極側、負極側部材の高分子発光層を
合わせ、熱ロール間に通してラミネートし高分子ＥＬ素
子を作製した。この素子に８Ｖの電圧を印加したとこ
ろ、８０ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。また、この素子
を屈曲させてもラミネート間で剥離することはなかっ
た。

【００２９】

【発明の効果】本発明においては、一方の電極を接着性
樹脂層上に形成することにより、容易に機械的強度の高
い高分子ＥＬ素子を構成することができる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高分子ＥＬ素子の一実施例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１・・・ガラス２・・・ＩＴＯ３・・・正孔輸送層４・・・２軸延伸ポリエステルフィルム５・・・熱可塑性接着性樹脂層６・・・接着剤層７・・・陰極層８・・・高分子蛍光体層９・・・正極電極基板１０・・・負極電極基板１１・・・高分子ＥＬ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明または半透明の２つ
の電極間に高分子発光層が挟持された高分子ＥＬ素子に
おいて、少なくとも一方の電極が熱可塑性接着性樹脂層
上に形成されてなることを特徴とする高分子ＥＬ素子。
【請求項２】前記熱可塑性接着性樹脂が、ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはポリプロピレ
ンのいずれかの酸変性樹脂からなることを特徴とする請
求項１に記載の高分子ＥＬ素子。